【正文】 小于最大一臺(tái)水泵5min的出水量，故而集水池的容積為：Vmin=Q單泵t =900560247。格柵的斷面形狀采用馬蹄形，表53對(duì)柵條尺寸規(guī)定為：直徑10mm,長(zhǎng)為50mm,形狀系數(shù)β=，~。因此，進(jìn)水渠的寬度B1=*4+3*=。因此，進(jìn)水渠的流速為：（*）m/s=在排水手冊(cè)中，對(duì)于混凝土磨面明渠的最大設(shè)計(jì)流速為4m/s，因此v1=。柵前水深h＝，格柵傾角α＝60176。式中，n——格柵間隙數(shù)；e——柵條凈間隙，mm； h——柵前水深，m；Q1——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； v3——過柵流速，m/s； ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； 格柵柵槽寬度由于設(shè)計(jì)中選擇的柵條斷面形狀為馬蹄形，其格條寬度取S=10mm，因此，柵槽寬度為：B=S（n1）+en=*（1261）+*126=式中，B——柵槽寬度，m；S——格條寬度，m；根據(jù)《排水工程（下）》P55表31，格柵柵槽寬度B可查得為B=3800mm，故而取B=3800mm，代入柵槽寬度驗(yàn)算式，得到：n=（B+S）/(S+e)=（+）/（+）=127，故而取格柵條數(shù)為127條。因?yàn)閮蓚€(gè)格柵并行排布，因此漸寬后的明渠的寬度為B2=2B+=2*+=，l1==（）/（2tgα1）=。 柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 根據(jù)l1與l2的關(guān)系式，可以求出柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長(zhǎng)度為：l2= l1/2= 過柵水頭損失的計(jì)算，馬蹄形斷面的格柵的形狀系數(shù)β=，因此，阻力系數(shù)ξ=β（S/e）4/3=*（）4/3=。 柵槽總高度、總長(zhǎng)度的計(jì)算H=h+h1+h2式中，H——柵槽總高度，m；h——柵前水深，m；h2——柵前渠道超高，m。柵前槽高：H1=h+h2=+=柵槽總長(zhǎng)度：L=l1+l2+++H1/tgα=++++ 每日柵渣量計(jì)算式中，W——每日柵渣量，m3/d；W1——柵渣量（m3/103m3污水），粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值，中格柵用中值，本次采用中格柵，故取W1=；K總——生活污水流量總變化系數(shù)。 格柵立面圖與平面圖圖3 格柵立面圖圖4 格柵平面圖 平流沉砂池的設(shè)計(jì)沉砂池的功能是去除比重較大的無機(jī)顆粒（如泥沙、煤渣等）。本次設(shè)計(jì)采用平流沉砂池，平流沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉沙斗組成。 平流沉砂池水流部分的長(zhǎng)度沉砂池兩閘板之間的長(zhǎng)度為水流部分長(zhǎng)度，計(jì)算公式為：L=v*t式中，L——水流部分長(zhǎng)度，m； V——最大流速，m/s； t——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，s；本次設(shè)計(jì)中，最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間t取45s，因此，沉砂池部分水流長(zhǎng)度L=v*t=*45=。根據(jù)之前的數(shù)據(jù)可求得：水流斷面的面積A= Qmax/v=。根據(jù)水流斷面的面積A=9m2，可得：池總寬度B=A/h2=9/=9m。 沉沙斗的容積沉砂斗的容積的計(jì)算公式為：式中，V——沉砂斗的容積，m3； X1——城市污水沉沙量，一般采用3m3/105m3； t——清除沉砂的時(shí)間間隔，d，一般采用2d； K總——流量總變化系數(shù)，根據(jù)流量取K總=。本次設(shè)計(jì)中，沉沙池分4格，每格沉沙池設(shè)2個(gè)沉沙斗，則每個(gè)沉沙斗的容積為V1=（4*2）=。 滑沙區(qū)長(zhǎng)度、高度沉砂室采用重力排沙，坡向砂斗，則沉沙斗高度為：h3= h‘3+*l2式中，l2——滑沙區(qū)的水平方向長(zhǎng)度；l2=（）/2=（*）/2=所以，滑沙區(qū)高度h4=*l2=*=。沉砂池寬度為B2=*4+*2+=，根據(jù)之前格柵的計(jì)算可知，平流沉砂池入水口寬與格柵出水口寬相等，則：入水口漸擴(kuò)的長(zhǎng)度l1=()/(2*tg20)=。因此，沉砂池的總高度為：H=h1+h2+h’3+*l2=+++*=。最小流量為Qmin=Qmax/4=，最小流量時(shí)沉砂池中的水流斷面面積ωmin=h2*b=1*=。 平流沉砂池立面圖、平面圖與側(cè)面圖圖5 平流沉沙池立面圖圖6 平流沉砂池平面圖圖7 平流沉砂池側(cè)面圖 砂水分離器的選型根據(jù)先前的計(jì)算，在本次設(shè)計(jì)中，沉砂池有四格八個(gè)沉沙斗，每四個(gè)沉沙斗配備一個(gè)砂水分離器，假設(shè)砂水分離器工作時(shí)間為15分鐘，按照此速率進(jìn)行砂水分離器的選型。表6 LSSF260型砂水分離器相關(guān)參數(shù)型號(hào)處理量L/s功率KwLL1LSSF26051243503840L2L3WW1W230001000165313201200HH1H2B1B22100167016001260326A1A2A3進(jìn)水口直徑溢流口直徑2700100130φ100φ150LSSF260型砂水分離器的外形圖圖8 LSSF260砂水分離器外形圖 曝氣氧化池的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用的是A2/O工藝，即預(yù)缺氧、厭氧、缺氧、好氧四個(gè)階段，好氧段采用的曝氣方式為階段曝氣。代入數(shù)據(jù)，BOD5=*bXaCe=***10=≈處理水中溶解性BOD5值（Se）為：=所以，去除率為:η=()/=≈曝氣氧化池運(yùn)行方式在本設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮曝氣池的運(yùn)行方式的靈活性和多樣化，即：以傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生—曝氣系統(tǒng)運(yùn)行。則= 曝氣池的容積計(jì)算曝氣池按照BOD—污泥負(fù)荷法計(jì)算，計(jì)算式為：Ns=K2Sef/η對(duì)于城市污水，取K2=；Se= mg/L；η=；f=，代入各值：Ns=K2Sef/η=**≈ kgBOD5/（kgMLSS*d）根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，通過查圖9得到相應(yīng)的SVI值為確定混合液污泥濃度（X）圖9 SVI與BOD、MLSS及污泥回流比之間的關(guān)系根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，通過查圖9中BOD污泥負(fù)荷與SVI值之間的關(guān)系圖得到相應(yīng)的SVI值為125。因?yàn)镾VI=125，MLSS=3000mg/L，查圖9中SVI、MLSS、污泥回流比的關(guān)系，可以得出回流比R=。d]。池長(zhǎng)：L=F/B=設(shè)置五廊道式曝氣池，廊道長(zhǎng)為：L1=L/5=池長(zhǎng)寬比為：L1/B=＞6，符合池長(zhǎng)與池寬之比為510的規(guī)定。槽內(nèi)流道流速取1m/s，則進(jìn)水槽橫截面積為A=，則槽深h=。所以在池體1/2處設(shè)放空管，管徑尺寸本設(shè)計(jì)不作計(jì)算。平均時(shí)需氧量的計(jì)算：根據(jù)公式，平均時(shí)需氧量計(jì)算為：式中—混合液平均需氧量，； —活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物的氧化分解過程的需氧率，即活性污泥每代謝1kgBOD所需要的氧量，以kg計(jì)，；—污水日平均流量，m3/d；—經(jīng)活性污泥微生物代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量，以BOD計(jì)；—活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化率過程的需氧率，即每kg活性污泥自身氧化所需要的氧量，以kg計(jì)；—曝氣池容積，m3；—單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）量，kg/m3。d，則混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度：Xv= fX=3600 =2700mg/L。最大時(shí)需氧量計(jì)算：根據(jù)原始數(shù)據(jù)，K=式中—混合液最大需氧量，；—污水最大時(shí)流量，m3/d。每日去除的BOD5值：=*（）/1000=去除每Kg BOD5的需氧量：最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比： 供氣量的計(jì)算本次設(shè)計(jì)采用微孔曝氣器，選用GQ260型號(hào)的曝氣頭，生產(chǎn)廠家為佛山市格強(qiáng)設(shè)備材料有限公司。表7 GQ260型微孔曝氣器頭相關(guān)參數(shù)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）適用工作空氣量（m3/個(gè)* h）服務(wù)面積（m2/個(gè)）氧利用率（）（%）260215—3——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)kla（20℃）（min1）充氧能力（kgO2/m3*h）充氧動(dòng)力效率(kgO2/kwh)曝氣器阻力損失（mmH2O）———180—280曝氣器的安裝布?xì)夤艿腊赐ǔ５牡沫h(huán)形布置，曝氣器按供氣量和池形布置密度，每組進(jìn)氣管應(yīng)設(shè)置閥門，便于調(diào)節(jié)空氣量空氣管設(shè)計(jì)流速：干管為1015m/s，支管為5m/s。曝氣器和布?xì)夤艿赖倪B接采用G3/4螺紋連接，底座為內(nèi)螺紋（固定于布?xì)夤艿郎希貧馄鳛閮?nèi)螺紋，安裝時(shí)先把條街區(qū)按所需尺寸用膨脹螺栓固定在池底，然后用抱箍把布?xì)夤艿拦潭ㄔ谡{(diào)節(jié)器上，為防止其他作業(yè)如電焊火花和土建時(shí)，混凝土等重物損壞曝氣裝置，必須等土建工程結(jié)束后在防水前把曝氣器裝上，為防止管道和連接部分漏氣，應(yīng)放水超過曝氣器10cm左右深度試漏，然后通氣如發(fā)現(xiàn)有管道連接部分漏氣應(yīng)及時(shí)排除，然后正式投運(yùn)。代入各值，得：Pb=*105+*103*=*105pa空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比： 式中Qt—?dú)馀蓦x開池面時(shí)，氧的百分比；EA—曝氣頭的氧轉(zhuǎn)移效率，%（）。最不利溫度條件，按水溫30oC考慮，代入各值，得=*=換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下的充氧量在20oC條件下，脫氧清水的充氧量按下式計(jì)算：式中 R0－在標(biāo)準(zhǔn)條件下，轉(zhuǎn)移到曝氣池的總氧量，kg/h；R－曝氣池的需氧量，kg/h；C－混合液溶解氧濃度， mg/L，；α－污水中KLa值與清水中KLa值之比，～，；β－混合液的飽和溶解氧值與清水的飽和溶解氧之比，～，；T－最不利溫度條件，按水溫30oC考慮。代入各值，則平均時(shí)的供氣量為：同理，最大時(shí)的供氣量為：去除每kgBOD5的供氣量的計(jì)算：每m3污水的供氣量的計(jì)算：本系統(tǒng)空氣總用量除了鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值60%，這樣提升污泥回流所需空氣量為：總需空氣量為：+= 空氣管系統(tǒng)的計(jì)算根據(jù)曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)廊道隔墻上設(shè)置一根干管，共11根干管。全曝氣池共設(shè)110條配氣豎管。在空氣流量變化處設(shè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)一編號(hào)后進(jìn)行空氣管道計(jì)算。表8 空氣管段的沿程損失h1計(jì)算管段管段長(zhǎng)度（m）空氣流量空氣流速（m/s）管徑D（mm）沿程損失（m3/h）（m3/min）Kpa1230600244060041560015182001823