辐流式沉淀池设计方案报告书Word文档格式.docx
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关键参考文件………………………………………………………………….…….…8
结束语…………………………………………………………………….………8
第一章总论
沉淀池是给水排水工程中常见处理构筑物,是污水处理工序中必不可
少组成部分。
到现在为止,最常见有竖流式、平流式、和辐流式。
伴随
科学技术不停进步,多种类型沉淀池也全部有了较大改善和革新,其目标
在于提升处理能力和出水水质,同时降低基础建设投资和处理成本。
在辐流
式沉淀池中,中心进水、周围出水,周围进水、周围出水和周围进水中心出水新型沉淀池出现不过十余年历史,但生产实践中以显示出它优越性。
现在,中国大部分地域污水处理厂全部采取辐流式沉淀池(中心进水、周围出水)。
1.1设计任务书
在进行污水处理工程时,应充足考虑辐流式沉淀池优点及缺点,最大程度上设计出高效率、投资少实际可行方案。
在这次辐流式沉淀池设计中,我们将依据沉淀池性能及结构设计沉淀池参数说明及参数选择、沉淀池结构计算、沉淀池配套设备选择等内容,最好整理出一套完美辐流式沉淀池方案。
1.2沉淀池概述
沉淀池是分离悬浮物一个关键处理构筑物。
用于水及污水处理、生物处理后处理和最终处理。
沉淀池按其功效分为进水区、沉淀区、污泥区、出水区及缓冲层等五个部分。
进水区和出水区是使水流均匀流过沉淀池。
沉淀区是可降解颗粒和污水分离工作区。
污泥区是污泥贮存、浓缩和排出区域。
缓冲区是分离沉淀区和污泥区水层,确保已降解颗粒不因水流搅动而再行浮起。
常见沉淀池类型有平流式沉淀池、辐流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板沉淀池四种。
1.3辐流式沉淀池
辐流式沉淀池分一般辐流式沉淀池和向心辐流式沉淀池。
1.3.1一般辐流式沉淀池
一般辐流式沉淀池结构:
一般辐流式沉淀池呈圆形或正方形,直径通常为6~60m,最大可达100m,中心深度为2.5~5.0m,周围深度1.5~3.0m。
污水从辐流式沉淀池中心进入,因为直径比深度大得多,水流呈辐射状向周围流动,沉淀后污水由四面集水槽排出。
因为是辐射状流动,水流过水断面逐步增大,而流速逐步减小。
辐流式沉淀池大多数采取机械刮泥(尤其直径大于20m时,几乎全用机械刮泥),将全池沉淀污泥搜集到中心泥斗,再借静压力或排泥泵排出。
刮泥机通常为架结构,绕池中心转动,可中心驱动或周围驱动,池底坡度通常为0.05。
1.3.2向心辐流式沉淀池
向心辐流式沉淀池结构特点:
向心辐流式沉淀池是圆形,周围为流入区,而流出区既可设在池中心,也能够设在池周围。
因为结构上改善,在一定程度上能够克服一般辐流式沉淀池缺点。
向心辐流式沉淀池有5个功效区,即配水槽、导流絮凝区、沉淀区、出水区和污泥区。
配水槽设于周围,槽底均匀开设布水孔及短管。
导流絮凝区:
作为二次沉淀池时,因为设有布水孔及短管,使水流在区内形成回流,促进絮凝作用,从而可提升去除率;
且该区容积较大,向下流速较小,对池底部沉泥无冲击现象。
底部水流向心流动可将沉泥推入池中心排泥管。
出水槽位置可设在R处,R/2处、R/3处或R/4处。
依据实测资料,不一样位置出水槽容积利用系数见下表。
出水槽位置
容积利用系数/%
R处
R/2处
93.6
79.7
R/3处
R/4处
87.5
85.7
出水槽不一样位置容积利用系数
1.3.3辐流式沉淀池优缺点及使用条件
类型
优点
缺点
使用条件
辐流式
1、大中型污水处理厂(>
50000m3/d,比较经济适用
2、机械排泥设备已定型化,排泥较方便
1、设备复杂,要求具体较高运行管理水平
2、施工质量要求高
1、适适用于地下水位较高地域
2、适适用于大、中型水厂和污水处理厂
1、4二次沉淀池
沉淀池是活性污泥系统关键组成部分,它用以澄清混合液并回收、浓缩活性污泥,其效果好坏,直接影响出水水质和回流污泥浓度。
因为沉淀和浓缩效果不好,出水中就会增加活性污泥悬浮物,从而增加出水BOD质量浓度,回流污泥浓度也会降低,从而降低曝气池中混合液浓度,影响净化效果。
二次沉淀池功效要求:
1、澄清(固液分离)。
2、污泥浓缩(使回流污泥含水率降低,回流污泥体积降低)。
第一章沉淀池结构计算
2.1设计参数
1)辐流式沉淀池设计流量取最大设计流量,首次沉淀池表面负荷取2~3.6m3/(m2*h),二次沉淀池表面负荷取0.8~2m3/(m2*h),沉淀效率40%~60%。
2)池直径通常大于10m,有效水深大于3m。
3)进水处设闸门调整流量,进水中心流速大于0.4m/s,进水采取中心管淹没式潜孔进水,过孔流速0.1~0.4m/s,潜孔外侧设穿孔挡板式稳流罩,确保水流平稳。
4)出水处设挡渣板,挡渣板高出池水面0.15~0.2m,排渣管直径大于0.2m,出水周围采取锯齿三角堰,汇入集水渠,渠内水流速为0.2~0.4m/s。
5)排泥管设于池底,管径大于200mm,管内流速大于0.4m/s,动力排泥。
2.2计算公式
辐流式沉淀池计算公式以下表:
名称
公式
符号说明
1.沉淀部分水面面积
A=
Qmax-最大流量设计(m³
/h)
n-池数(个)
q’-表面负荷[m3/(m2*h)]
2.池子直径
D=
(m)
3.沉淀部分有效水深
H2=q’t
t-沉淀时间(h)
4.沉淀部分有效容积
V’=
*t(m3)或V’=Ah(m3)
5.污泥斗容积
V1=
(r1+r1r2+r22)(m3)
h5-污泥斗高度(m)
r1-污泥斗上部半径(m)
r2-污泥斗下部半径(m)
6.污泥斗以上圆锥部分污泥容积
V2=
(R2+Rr1+r12)(m3)
h4-圆锥体高度(m)
R-池子半径(m)
7.污泥部分进水竖井体积
V3==
(h4+h5)
D-进水竖井外径
8.沉淀池总高度
H=h1+h2+h3+h4+h5(m3)
h1-超高(m3);
h3-缓冲层高(m3)
2.3实例计算
生化曝气池出水流量为2700吨/小时,水量改变系数为1.3;
请设计一个辐流式二次沉淀池,完成泥水分离任务。
二次沉淀池水力表面负荷为1.0-1.5m3/m2.h,出水堰负荷为小于1.7L/s.m;
沉淀池个数为2个,沉淀时间为3小时;
污泥回流比为50%。
解:
1、沉淀池尺寸
(1)池表面积A=
=2700/1.2=2250m2
(2)单池面积A单=A/n=1125m2
(3)池直径D=
=37.86m[设计取D=38m,尤其是池径大于20m时,几乎全部用机械刮泥]
(4)沉淀部分有效水深h2=q′×
7=3.6m
(5)沉淀部分有效容积
V=3.14D*h2/4=3.14*3.82*3.6/4=4080.7m3
(6)沉淀池底坡落差取池底坡度,则i工程通常取0.05
h4=i×
(D/2-2)=0.05*(38/2-2)=0.85m
(7)沉淀池周围(有效)水深Ho=h2+h3+h5=3.6+0.5+0.5=4.6m>
4m
(D/Ho=8.3,径深比要求D/h0=6-12符合要求,式中h3为缓冲层高度,取0.5m,h5为刮泥板高度,通常取0.5m)
H=Ho+h1+h4=5.75m式中h1为沉淀池超高0.3
(8)污泥斗高度为为h6=(r1-r2)tanα=1.73m(取值1.75)
污泥斗容积
V1=πh6(r1+r1r2+r22)/3=π×
1.73×
﹙4+2+1﹚/3=12.7m3
池底可贮存污泥体积为
V2=
(R²
+Rr1+r12)=π×
0.8×
﹙19²
+38+4﹚/3=358.5356m3
中心竖井体积V3=πD2h6/4=3.14×
1.52×
(1.75+0.85)/4=4.6
沉淀池可贮存污泥体积V=V1+V2-V3=366.6m3
2、进水计算
(1)进水管计算
单池设计污水流量Q单=Q/2=2700/2=0.375m3/s
进水管设计流量Q进=Q单×
(1+R)=1350×
1.5=0.5625m3/s
管径D1取800mm,计算v1=1.12m/s,
(2)进水竖井
水井直径采取D2=1.5m,流速在0.1~0.2m/s之间,出水口尺寸0.45×
1.5m²
,
共6个沿井壁均匀分布
出水口流速v2=0.563/(0.45×
1.5×
6)=0.139(≯0.3--0.4m/s)
(3)稳流筒计算
筒中流速要求V3=0.03—0.02m/s取0.03m/s
稳流筒过流面积f=Q进/v3=18.75m²
稳流筒直径D3=
=
=5.1m
3、出水部分设计
(1)单池设计流量Q单=Q设/2=2700/2=1350m3/h=0.375m3/s
(2)环形集水槽内流量qˊ=Q单/2=0.188㎡/s
(3)环形集水槽设计
1)采取周围集水槽,单侧集水,每池只有一个总出水孔,集水槽宽度为
b=0.9×
﹙k·
q集﹚0.4=0.9·
﹙1.2×
0.188﹚0.4=0.496m(取b=0.5m)k为割舍系数采取1.5~1.2
集水槽起点深度h起=0.75b=0.375m
集水槽终点水深h终=1.25b=0.625m
设计取环形槽内水深为0.6m,集水槽总高度为0.9m。
单位以mm计
(1)出水溢水堰设计如上图
1)堰上水头即三角口底部至上游水面高度H1=0.05m
2)每个三角堰流量q1=1.345H12.47=1.34×
0.052.47=0.0008213(m³
/s)
3)三角堰个数n1n1=Q单/q1=456.59(个)设计取457个
4)三角堰中心距(单侧出水)L1=L/n1=π﹙D-2b﹚/n1=0.254m
三角堰具体图所表示
4、排泥部分设计
(1)单池污泥量总污泥量为回流污泥量加上剩下污泥量
回流污泥量QR=Q设×
R=2700×
0.5=1350m³
/h
剩下污泥量QS=ΔX/f·
Xr=[Y(S0-Se)Q-KdVXv]
式中Y为污泥产系数,通常生活污水为0.5-0.65;
城市污水为0.4-0.5,取0.5,
Kd为污泥本身氧化率,通常生活污水为0.05-0.1,城市污水为0.07左右,取0.06
Xv=f·
x=0.75x3300=2475mg/L取2500mg/L=2.5Kg/m3
Xr=r·
106/SVI=1.2x106/120=10000mg/L=10Kg/m3
Qs=ΔX/f·
Xr=[Y(S0-Se)Q-KdVXv]/f·
Xr
=(0.5x0.18x2700x24-0.06x13091x2.5)/1.3x0.75x/10
=400m3/d
Q泥总=QR+QS=1350+17=1367m3/L
Q单=Q泥总/2=684m³
2.4沉淀池配套设备选择
2.4.1刮泥机(配套电机)(以下图)
2.4.3浮渣机采取中心动力型
2.4.2步道采取钢架结构
第三章沉淀池关键结构尺及结果表
3.1沉淀池关键结构尺寸
池直径
总高
进水管直径
进水竖井直径
稳流筒直径
集水槽宽度
38m
7.5m
0.8m
1.5m
5.1m
0.5m
3.2计算结果表
尺寸
池表面积
2250m²
污泥斗容积
12.7m3
污泥可储存量
366.6m3
沉淀池部分有效水深
3.6m
单池水流量
0.37m3/s
沉淀池部分有效容积
4080m3
污泥斗高度
1.75
三角堰个数
457个
沉淀池总高度
5.75
三角堰中心距
0.254m.
关键参考文件
1.《环境保护设备-原理、设计、应用》
2.《污水处理新工艺和设计计算实例》
3.《污水处理构筑物设计和计算》
4.《环境工程原理》教材
5.《新型城市污水处理构筑物图集》
结束语
不管是直流式,辐流式还是竖流式,沉淀池研究和开发,全部是伴随中国城市建设发展水资源日益紧缺匮乏、国家经济体制改革深入和大家对环境要求提升而提出来沉淀水中悬浮颗粒物具体方案。
和此同时,部分新兴水处理工艺也对传统水处理方法和管理体制提出了挑战,怎样提升水质质量,一直受到众学者关注、研究,形成多种新兴水处理工艺。
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- 辐流式 沉淀 设计方案 报告书