平流式沉淀池

-PAGE5-总论本次课程设计主要任务是对某城市50000m3/d污水处理厂三级处理工艺及部分构筑物进行设计。本设计所处理的原水，属于市政污水经过二级生物处理后的出水（中水），水的浊度、CODcr、SS等，均符合国家污水排放标准。但是作为景观用水和部分工业补充用水，其浊度和卫生指标偏高，需要进行进一步的深度处理，本次课程设计的目的就是以活性污泥法处理后的出水作为原水，采用混凝设计任务和内容一、设计任务1、本次课程设计为初步工艺设计及部分构筑物设计计算，设计要求如下：(1)工艺设计：给出污水混凝—沉淀处理工艺流程图，并说明理由；给出设计高程图，要求为一次提升，自然流动。(2)给出所要求单个构筑物结构设计，并设计计算，给出设计图。包括平面图、A－A、B－B、高程图以及工艺流程图。2、处理工艺流程来自于二级生物处理的污水，经格栅截留大颗粒有机物和漂浮物后，通过剂量槽后，经过泵提升后进入三级污水处理厂，经三级污水处理后符合要求的出水进入城市工业用水管道。第二节基本资料一、污水处理水量与水质进入水处理厂的城市中水的水量与水质为：设计流量：日处理废水5中水水质：PH值～7.0水温4.5～25℃CODCr≤50mg/LBOD5≤20mg/LSS≤250mg/LTN≤5mg/LTP≤0.05mg/L二、处理要求中水经深度处理后应符合以下要求：PH值～7.0CODcr≤20mg/LBOD5≤15mg/LSS≤10mg/LTN≤5mg/LTP≤0.05mg/L三、气象及水文资料：风向：冬季主导风向为西北风，夏季主导风向为东南风。风速：平均风速<2m/s,最大风速20m/s。气温：年平均温度为6最冷月平均为－13.5℃最热月平均为22℃水文：年平均降水量：417.5mm年平均蒸发量：1824.2mm地下水初见水位：6～8m地形地貌：厂区地势由西向东呈下降趋势。第三章平流式沉淀池的计算第一节概述用于沉淀的构筑物称为沉淀池，沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板斜管沉淀池。本次课程设计采用的平流式沉淀池。图3.1.1图3.1.1平流式沉淀池平流式沉淀池具有以下优点：可就地取材，造价低。操作管理方便，施工较简单。适应性强，潜力大，处理效果稳定。带有机械排泥设备时，排泥效果好。平流式沉淀池是使用最早的一种沉淀设备，由于它结构简单、运行可靠，对水质适应性强，故目前仍在采用。通过对平流式沉淀池的研究，可以帮助理解各种沉淀设备的原理、水力学条件及工艺参数。平流式沉淀池一般是一个矩形结构的池子，常称为矩形沉淀池。整个池子可分为进水区、沉淀区、出水区和排泥区。1、进水区通过混凝处理后的水先进入沉淀池的进水区，进水区内设有配水渠和穿孔墙，配水渠墙上配水孔的作用是使进水均匀分布在整个池子的宽度上，穿孔墙的作用是让水均匀分布在整个池子的断面上。2、沉淀区沉淀区是沉淀池的核心，其作用是完成固体颗粒与水的分离。3、出水区出水区的作用是均匀收集经沉淀区沉降后的出水，使其进入出水渠后流出池外。为保证在整个沉淀池宽度上均匀集水和不让水流将已沉到池底的悬浮固体带出池外，必须合理设计出水渠的进水结构。4、污泥区和排泥措施污泥区的作用是收集从沉淀区沉下来的悬浮固体颗粒，在此我们采用的是静水压力排泥。静水压力法是利用池内的静水位，将污泥排出池外。第二节平流式沉淀池的计算已知条件：水厂的设计水量Q=50000m/d；水厂自用水按5%考虑，平均流速4.5㎜/s；沉淀时间设计参数及计算过程：(1)设计流量：Q=50000×（1+5％）=52500/d=2187.5/h(2)池体尺寸：①池子总面积A，设表面负荷q=2.0/（㎡*h）㎡②沉淀部分有效水深，沉淀时间取t=1.5h=qt=2×1.5=3.0m③沉淀部分有效容积=A=1093.8×3.0=3281.4④池长，水平流速取4.5㎜/s(<5㎜/s)==4.5×1.5×3.6=24.3m⑤池子总宽度45m⑥池子个数n，设每个池子宽4.5m=10（个）⑦校核长宽比和长深比长宽比：=5.4>4.0(符合要求)长深比：=8.1（符合要求范围8～12）(3)污泥部分(采用静水压力排泥)①污泥部分所需容积注：T—两次清泥时间间隔（1d）P—96％,K=1.2,=1.0t/262.5每个池子污泥部分所需容积为：26.25②污泥斗容积：污泥斗上口采用4500㎜×4500㎜污泥斗下口宽采用500㎜×500㎜污泥斗斜壁面与水面夹角为上口面积4.5×4.5=20.25㎡，下口面积0.5×0.5=0.25㎡排泥管直径：污泥斗高度：tg=3.46m污泥斗容积：③泥斗以上梯形部分容积（设池底坡度为0.01）:梯形部分高度：污泥斗以上梯形部分容积：④污泥都和梯形部分污泥容积>26.25(4)池子总高度缓冲层高（0.3～0.5），超高（取7.4m）(5)进水穿孔墙：墙长4.5m,墙高3.5m，超高0.5m①孔洞处流速（0.2～0.3）单池穿孔墙空洞总面积②孔洞的个数N，采用圆形孔径为0.125m,则孔面积为（）（个）③孔眼实际流速④孔眼布置a.孔眼布置4排，每排孔眼数为（个），水平方向孔眼净距取375㎜（即1.5块砖长），则每排6个孔眼时其所占宽度为b.剩余宽度c.垂直方向孔眼净距取252㎜（即4块砖厚），最上一排的淹没水深取120㎜（120～150），则孔眼的分布高度为：(6)出水渠：采用薄壁堰出水，堰应保证水平出水渠截面宽度采用1.0，则渠内水深：为了保证堰顶自由落水，出水堰的高度采取0.2，则出水渠水深为0.5。(7)出水三角堰：使用锯齿形三角堰堰上水头取每个三角堰的流量：单池三角堰的个数：（个），取14个堰口下端与出水槽之距为:50㎜～70㎜三角堰中距：(8)沉淀池水力条件复核水力半径：佛罗德数：雷诺数：第四章主要设备说明来自于二级生物处理的污水，经格栅间截留大颗粒有机物和漂浮物后，进入池，经过一次污水提升泵进入三级污水处理厂，经污水处理厂处理后符合要求的出水进入城市工业用水管道。三级处理的具体工艺流程由进出水水质资料进行设计。1、泵房泵房进口处设闸门一座，手电两用操作。设置两台泵，一备矣用。一次性提升水位到7.4米2、格栅格栅是一种对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用的粗滤设备。按栅条净间距，可分为粗格栅、中格栅、细格栅三种。设计采用细格栅，具体计算如下：(1)栅条间隙数n，设栅前水深h=0.8m，过栅流速1.0m/s，栅条间隙宽度b=0.01m格栅倾角=60，=2187.5m/sn===70.9≈71个(2)栅槽宽度B设栅条宽度S=0.01mB=s(n-1)+bn=0.01×(71-1)+0.01×71=1.41m(3)进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽=1.2m角度=20°（进水渠道内的流速为0.8m／s）(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（）(5)通过格栅的水头损失（）设栅条断面锐边矩形断面k=3(6)栅后槽的高度（H）设栅前渠道超高H=h+h+=0.8+0.32+0.3=1.42m(7)栅槽总长度L,(8)每日栅渣量（W）格栅间隙为10㎜，栅渣量按1000污水产渣0.1（机械清扎）栅渣量m/d3、混合反应池混合反应池由混合池和反应池两部分，药剂和水在这里进行充分的混合，形成大的矾花，水质得到大的改善。混凝剂的选用根据所要求的出水水质和掌握的气象水文信息选用混凝剂。本地年平均气温为6℃，其中1月份最冷为-13.5℃，而7月份最热为综上所述，采用硫酸铝做混凝剂，以活化硅胶做助凝剂。硫酸铝属于铝盐混凝剂，在pH=4～8之间的不同范围可以起到不同的作用。当pH=4～7时，主要去除水中的有机物；当pH=5.7～7.8时，主要去除水中的悬浮物；当pH=6.4～7.8时，可处理浊度高、色度低的污水。本次课程设计的原水pH值为7,刚好处在处理悬浮物要求的范围内。但铝盐混凝剂在温度低于10℃各种通过硅酸钠溶液制备的聚合硅胶中间产物成为活化硅胶，也称为活化硅或聚硅胶。活化硅胶为阴离子型无机高分子物质，在溶液中带负电荷，是最早使用的助凝剂。可采用硅胶聚合法处理污水，用硫酸中和经稀释的硅酸钠溶液，熟化反应一段时间后，加在硫酸铝处理的原水中，可以显著提高水的混凝效果。(2)反应池药剂和水混合后进入反应池，反应池的主要作用是促进颗粒的碰撞，形成矾花，随着矾花颗粒的逐渐增大，它所受的水力剪切作用力也逐渐增大。为避免矾花破碎，反应器内的水流速度和速度梯度G值应逐渐减小。工业上常用的反应池有水力反应池（如涡流式、隔板式、旋流式）和机械搅拌反应池。反应池的具体计算如下：设计使用5个反应池反应时间：T=25min池数n=5总溶积：每池净平面面积：，已知：池宽与沉淀池等宽池子长度4、沉淀池、见第三章—平流式沉淀池的计算。5、快滤池快滤池是污水深度处理中最普遍应用的一种技术。快滤池一般建成矩形的钢筋混凝土池子。个数比较少时，可以采用单行排列，一般情况下以采用双排对称布置。快滤池本身包括集水渠、洗砂排水槽、滤料层、承托层(也称垫层)及配水系统五个部分。快滤池的管廊内主要是浑水进水，清水出水、初滤水、冲洗来水、冲洗排水(或称废水渠)等五种管道以及与其相应的控制闸门。在快滤池的运行过程中，主要是过滤——冲洗两个过程的重复循环。设计采用5个快滤池，停留时间为40min，流速为10m/h，滤池工作时间为24h。具体计算如下：设计用n=5个滤池（普通快滤池）滤速：～12m/h取10m/h/d冲洗时间，停留时间40min，滤池工作时间取24h滤池实际工作时间滤池总面积：每个滤池面积，所以长宽比取1.5：1（1.25：1～1.5：1）设滤池宽为b，，可得：，滤池总高：滤料层高度无烟煤层450㎜砂层300㎜滤层厚度为0.7～0.8m承托层高度滤料上水浆超高滤板高度6、清水池该清水池的停留时间为1小时，同时进行消毒有效水深为4.0米，该池的表面积为109.4平方米，长宽分别为9m和12m,水流速为4m/h，计算方法与调节池相同。8、集泥井及污泥脱水间污泥脱水泵房采用高干度离心脱水机，脱水后污泥含水量为65%。污泥脱水机房一座，分两层。下层布