污水深度处理设计计算

1、第3章污水深度处理设计计算污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后,为了到达一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程.针对污水废水的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺.常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质,SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类.絮凝过程就是使具有絮凝性能的微絮粒相互碰撞,从而形成较大的,絮凝体,以适应沉淀别离的要求.常见的絮凝池有隔板絮凝池,折板絮凝池,机械絮凝池,网格絮凝池.隔板絮凝池虽构造简单,施工治理方便,但出水流量不易分配均匀.折板絮凝池虽絮凝时间短,效果好,但其絮凝不充分,形成矶花颗粒较小、细碎、比

2、重小,沉淀性能差,只适用于水量变化不大水厂.机械絮凝池虽絮凝效果较好、水头损失较小、絮凝时间短,但机械设备维护量大、治理比拟复杂、机械设备投资高、运行费用大.网格絮凝池构造简单、絮凝时间短且效果较好,本设计将采用网格絮凝池8,9,1°,叫3.1,1网格絮凝池设计计算网格絮凝池分为1座,每座分1组,每组絮凝池设计水量：Qi=0.308m3/s1絮凝池有效容积V=Q1T3-12式中Q1单个絮凝池处理水量m3/sV一絮凝池有效容积m3T一絮凝时间,一般采用1015min,设计中取T=15min.3V=0.3081560=277,2m2絮凝池面积Av3-13H式中A一絮凝池面积m2;3V一絮

3、凝池有效容积m3;H一有效水深m,设计中取H=4m.A277.22A=69,3m43单格面积Qif=Q13-14V1式中f一单格面积m2；Q1每个絮凝池处理水量m3/s;V1一竖井流速m/s,前段和中段0.120.14m/s,末段0.10.14m/s.设计中取vi=0.12m/s.f0.3082f=2.57m0.12设每格为正方形,边长为1.7m,每个实际面积为2.89m2,由此得分格数为:69.3n二2.89=24.1之25(个)每行分5格,每组布置5行.单个絮凝池尺寸LXB=17.8mx8.8m.4实际絮凝时间(3-15)24a,b,H60Q1式中t实际絮凝时间min；a每格长边长度m；b

4、每格短边长度m；H一平均有效水深m,设计中取4.3m.241.71.74t=15.01min0.30860絮凝池的平均有效水深为4.0m,超高为0.3m,排泥槽深度为0.65m,得池的总高为：H=40.30.65-4.95m5过水孔洞和网格设置过水孔洞流速从前向后逐渐递减,每行取一个流速,分别为0.30m/s,0.25m/s,0.20m/s,0.15m/s,0.10m/s,那么从前往后各行的孔洞尺寸分别为：0.631.60,0.761.60,0.951.60,1.271.60,1.901.60.前四行每个均安装网格,第一行每格安装4层,网格尺寸50mm50mm,第二行和第三行每格均安装3层,网

5、格尺寸为80mm80mm,第四行每格安装2层,网格尺寸为100m佛100mm.6水头损失计算网格水头损失计算h12V12g(3-16)式中h1每层网格水头损失m；&一网格阻力系数,一般前段采用1.0,中段采用0.9;V1各段过网流速m/s,一般前段采用0.250.30m/s,中段采用0.220.25m/&设计中前段取0.27m/s,中段取0.23m/s.0272第一行每层网格水头损失：h1=1.0=0.004m29.81第一行内通过网格总水头损失：、h=450.004=0.08m同理得第二行,第三行,第四行过网总水头损失分别为：0.036m,0.036m,0.024m.通过网格

6、总水头损失：'、h1=0.080.0360.0360.024=0.176m孔洞水头损失:2h2t2(3-17)2g式中h2一孔洞水头损失(m);为一孔洞阻力系数,一般上孔洞取0.8,下孔洞采取3.0;V2一空洞流速(m/s)o第一行各格孔洞总水头损失：22Zh2=3父3M.+2父0.8父一.=0.049m29.8129.81同理第二、三、四、五行各格孔洞总水头损失分别为：0.027m,0.023m,0.010m,0.004m.通过各孔洞的总水头损失为：、h2=0.0490.0270.0220.0100.004=0.112m通过絮凝池的总水头损失：一,一,h二,h1八h2=0.1760.

7、112=0.288m那么网格絮凝池从进水到出水总的水头损失为0.288m,设计中取0.30m.(7)进水管设计Q1进水口横截面面积(3-18)V3式中V3一进水速度,设计中取0.8m/s0.3080.82=0.385m那么设计中絮凝池采用尺寸为0.62mX0.62m的正方形进水.(8)超越渠道设计设计中取渠道宽0.8m,深1.8m,壁厚0.20m,底厚0.20m3.2沉淀池的选择与设计计算3.2.1 沉淀池的选择水处理中的沉淀工艺是指在重力作用下悬浮固体从水中别离的过程,它能去除80%99%以上的悬浮固体,是主要的净水构筑物之一.沉淀池的常用形式有：平流沉淀池、斜板(管)沉淀池等.平流沉淀池构

8、造简单,操作治理方便,但占地面积大,机械排泥设备维护较复杂、土建费用高、沉淀效率低.斜板(管)沉淀池占地面积小、沉淀效率高,本设计采用斜板沉淀池.Q1=0.308m3/so3.3.2沉淀池的设计计算斜板沉淀池分为1座,每座分1组,每组设计流量为(1)沉淀池清水区面积Q1A=q式中A一斜板沉淀池白外表积m2q一外表负荷m3/m2h,一般采用9.0-11.0m3/(3-19)设计中取q=9.0m3/(m2h)=0.0025m/s0.308_2=123.2m0.00252沉淀池的长度与宽度由于沉淀池与絮凝池合建,故沉淀池的宽度B=8.8m,那么沉淀池长度A123.2=14.0m8.8为了布水均匀,进

9、水区布置在沉淀池长度方向一侧.在无效长度约为0.5m,那么进出口面积B-0.5L8.8m的宽度中扣除(3-20)式中A1一净出口面积m2;k1一斜板结构系数,设计中取k1=1.03oA8.8-0.5142A1=112.8m1.03H=h1h2h3h4h5(3-21)3沉淀池总高度式中H沉淀池总高度m;h1一保护高度m,一般采用0.30.5m.h2清水区高度m,一般采用1.01.5mh3斜板区高度m,斜板长度为1.0m,安装倾角60°,那么h3=sin60=0.87m.h4配水区高度m,一般不小于1.01.5m；h5一排泥槽高度m0设计中取h1=0.3m,h2=1.20m,h4=1.6

10、5m,h5=0.83m.H=0.301.200.871.650.83=4.85m4沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙,空口面积(3-22)A2=Qv；一般取值小于0.080.10m/so式中A2空口总面积m2v一孔口流速m/s,设计中取v=0.08m/s八0.3082A23.85m0.08每个孔口采用D318X9.0的钢管,单孔面积为0.071m2,那么孔口数为3.08n=0.071=44(个)进水孔分3行,每行18个,平行孔口间距为0.48m,上下孔口间距为0.5m,进水孔位置应在斜板以下,沉淀区以上位置.5沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽,出水孔口流速vi=0.6m/s,那么穿孔

11、总面积为A30.3082=0.51m0.6设每个孔口的直径为3cm,那么孔口个数为A3N=寸3-23式中N一孔口个数；21"：22F每个孔口的面积m,F=父0.03=0.000707m.4N=0.51=722个0.000707设每个集水槽的宽度为0.3m,间距为1.5m,共设6条集水槽,每条集水槽一侧开孔数为62个,孔口间距为22cm.6条集水槽汇水至出水总渠,出水总渠宽度为0.8m,深度为1.0m,出水总渠采用D720X8的钢管排水12.6出水水头损失出水的水头损失包括孔口损失和集水槽内损失.孔口损失(3-24)2v1_h1=2g式中三日一孔口水头损失m；己-a口阻力系数,设计中取

12、浮2.%h=20.6=0.037m29.81槽内水头损失集水槽内水深取为0.4m,槽内水流水速度为0.40m/s,槽内水力坡度按0.01计,水头损失为：(3-25)'、h2=il式中a2一集水槽内水头损失m；i一水力坡度；l一集水槽长度m0设计中i=0.01,l=13.8m"h2=0.0114.0=0.14m出水总水头损失“h="3h2=0.0370.14=0.177m7沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥,每天排泥一次.穿孔管管径为219mm,管上开孔孔径为50mm,孔眼向下与垂线成450交叉排列,孔间距为0.3m孔眼数为29个,每根排泥管上沉淀池底部为排泥槽

13、,共设7条.排泥槽顶宽1.96m,底宽0.3m,斜面与水平夹角约为45°,排泥槽高为0.83m.另,池外排泥管采用为D312X6和D480X8的钢管.8核算向上水流速度V2斜板间的水流速度为：V2A1sin?(3-26)式中V2斜板间水流速度m/s;8-斜板安装倾角,一般采用5060°.设计中取8=60°0.308v2=0.0032m/s=0.32cm/s97.69雷诺数ReRe=-RVz3-27v式中R水力半径cm,R=d=30=7.5mm=0.75cm,斜板间距d=30mm.44v水的运动黏度cm2/s,设计中当水温t=20C时,水的运动黏度2.v=0.01cm/s0Re=0.75父0.3