正式;工業(yè)污水處理廠平面型格柵設計

1、精品好資料學習推薦中北大學課 程 設 計 說 明 書學生姓名：敖晶晶學 號： 1004014212學 院：化工與環(huán)境學院專 業(yè)： 環(huán)境工程 題 目：工業(yè)污水處理廠平面性格柵設計指導教師： 晉日亞職稱:教授2013年 5月 26 日14 / 21中北大學課程設計任務書2012/2013 學年第 二 學期學 院： 化工與環(huán)境學院 專 業(yè)： 環(huán)境工程 學 生 姓 名：敖晶晶學 號： 1004014212課程設計題目：工業(yè)污水處理廠平面性格柵設計起 迄 日 期： 5 月 20 日 6 月 17 日 課程設計地點：中北大學指 導 教 師：晉日亞系 主 任：王海芳下達任務書日期: 2013 年 5 月 2

2、6課 程 設 計 任 務 書1設計目的：通過課程設計，進一步強化水污染控制工程課程的相關知識的學習，初步掌握污水處理中常見構筑物的設計方法、設計步驟。學會用CAD軟件繪制構筑物的基本設計圖紙。2設計內容和要求（包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等）：原始數據與基本參數：最大設計流量：2.5m3/s；日設計流量：95000 m3/d。其它參數查閱相關文獻自定。設計內容和要求：計算平面型格柵的各部分尺寸；平面型格柵構筑物的圖紙詳細設計。3設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：（1）課程設計說明書一份；（2）說明書內容包括：平面型格柵在水處理中的作用說明；根

3、據給出參數對平面型格柵各部分尺寸的詳細計算過程；設計圖紙（CAD繪圖）規(guī)范，圖紙包括整體圖和局部圖的設計，計算尺寸要在圖中相應的位置標明；單位要正確，參考文獻必須在說明書中相應的位置標注，語言流暢、規(guī)范。（3）工作量：4周課 程 設 計 任 務 書4主要參考文獻：1晉日亞、胡雙啟主編水污染控制技術與工程北京：兵器工業(yè)出版社，2005。2高廷耀主編水污染控制工程(下冊) 北京：高等教育出版社，19893王寶貞主編水污染控制工程北京：高等教育出版社19904孫彗修等主編排水工程（上）北京：中國建筑工業(yè)出版社20005張希衡主編廢水治理工程北京：冶金工業(yè)出版社，19846張自杰等主編排水工程（下）北

4、京：中國建筑工業(yè)出版社20007尹士君、李亞峰編著水處理構筑物設計與計算北京：化學工業(yè)出版社20045設計成果形式及要求：設計說明書一份（含構筑物設計詳圖），設計說明書格式按中北大學課程設計的相關要求。6工作計劃及進度：2013年 5月26日6月1日 ：領取課程設計任務書，明確課程設計的內容，查閱相關資料。6月 1 日 6月23日：設計計算、繪制相關圖紙。6月 24日6月26日：打印裝訂設計說明書，答辯。系主任審查意見：簽字：年月日工業(yè)污水處理廠平面型格柵設計摘要：工業(yè)污水未經處理直接排放,其中可能含有一些大粒度的懸浮物。為了清除污水和雨水泵站以及污水處理廠進水中含有的較大懸浮物，保護后續(xù)處理

5、設施的正常運行，以及降低其他處理設施的負荷，需要在污水處理廠的一級處理中設定一個篩濾設備格柵。格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網、格柵柜和清渣耙三部分組成，安裝在污水處理廠的端部。格柵主要作用是將污水中的大塊污染物攔截出來，否則這些大塊污染物將堵塞后續(xù)單元的機泵或工藝管線。關鍵字：平面格柵；機械除渣；工業(yè)污水目錄1 前言12 污水處理構筑物設計格柵設計32.1 待處理污水的各項指標及出水指標要求32.2 處理工藝流程32.3格柵的基本資料32.3.1 格柵的分類32.3.2 格柵的工藝參數42.4格柵設計要點52.5 格柵設備的選用52.5.1回轉式格柵清污機的結構特點62.5.2 XHG-I型

6、回轉式格柵清污機參數62.6 格柵設計計算62.6.1 已知條件62.6.2 設計計算73 結論10參考文獻121 前言從一級處理構筑物池型選擇上,國內外幾乎采用相同池型，其差距突出表現在與之配套的機械設備上。盡管國產一級處理機械設備從無到有引進、消化吸收國外先進技術，有少數產品已接近國際先進水平，但是國產設備普遍地存在材質差，加工精度低，能耗高，產品品種少，設備不配套，可靠性差，以及自動化水平低的問題。在制造工藝水平和規(guī)模化生產等方面與國外相比，其差距更大。因此，加速發(fā)展污水處理廠一級處理機械設備制造工業(yè)，趕超世界先進水平，這對我國控制水體污染，減少投資，降低能耗,提高污水處理廠自動化水平1

7、。在污水處理工藝中 ，要使排放的污水達到國家規(guī)定的排放標準，除了二級處理之外，以及處理的作用也是必不可少的。一級處理的主要方法是物理法，一級處理的常用方法有：篩濾法，沉淀法，上浮法，預曝氣法。篩濾法是用來分離污水中呈懸浮狀態(tài)污染物。常用設備是格柵和篩網。格柵主要用于截留污水中大于柵條間隙的漂浮物，一般布置在污水處理廠或泵站的進水口，以防止管道、機械設備及其他裝置的堵塞。格柵的清渣，可采用人工或機械方法。有的是用磨碎機將柵渣磨碎后，再投入格柵下游，以解決柵渣的處置問題。城市污水處理就是利用各種設施設備和工藝技術，將污水中所含的污染物質從水中分離去除,使有害的物質轉化為無害的物質,有用的物質,水得

8、到凈化，資源得到充分利用。城市污水處理廠工藝目前仍在廣泛應用的有一級處理、二級處理和深度處理,但無論哪種處理工藝,都是必須經過污水預處理。預處理過程就去除污染物而言,可能不起關鍵作用，但預處理對于保證整個污水處理廠的正常運轉則是至關重要的。曾有數據統(tǒng)計，60以上的污水處理廠由于預處理過程存在問題而嚴重影響了后續(xù)處理過程的運轉，在這些污水處理廠中，30以上的運轉問題又直接與預處理過程有關。因此，預處理過程的設備選型和維修應該引起足夠的重視。預處理過程由格柵、沉砂池和沉淀池等組成。其中格柵的處理是一個非常重要的步驟。格柵是安裝在泵站集水井進口處或污水處理廠前端的一組平行柵條或網，主要去除污水中較大

9、的懸浮物，漂浮物，纖維物質和固體顆粒物質，減輕后續(xù)處理設施的負荷，防止阻塞排泥管道，以保證水泵及后續(xù)污水處理設施的正常運行。 該設施在污水處理工藝中起做預處理或前處理的重要作用，其建設的完善程度將直接影響污水處理運行效率。因此，格柵及配套設施的設計，安裝應引起足夠重視。格柵除污機是通過格柵將固體與液體分離的一種除污機械。按中華人民建設部標準的解釋是：用機械的方法，將格柵截留的柵渣清撈出水面的設備。格柵除污機的目的在于提供一種運行平穩(wěn)，動力消耗低，清除效果好的格柵除污機。在城市給排水泵站或污水處理系統(tǒng)中，為了清除進水中的漂浮物，確保處理系統(tǒng)中其它機械設備的正常運行和水處理后續(xù)工序的正常進行，往往

10、需要在進水口處設置用于攔截，清渣的機械格柵。目前的污水處理廠在對污水進行處理時，一般首先需要對污水中的懸浮雜質及水體中的固體進行清除，才好做進一步的處理。目前市場上清除固體雜質最常用的是格柵設備，但是現有的格柵設備結構比較復雜，雜質清除時帶水較多，導致雜質常常會隨水流下，從格柵中流出，影響格柵設備的清除效果。格柵除污機是一種可以邊連續(xù)自動攔截并清除流體中各種雜物的水處理專用設備，廣泛的應用于城市污水處理、自來水行業(yè)、電廠進水口，同時也可以作為紡織、食品加工、造紙、皮革等行業(yè)生產工藝中必不可少的專用設備，是目前我國最先進的固液分離設備我國污水處理廠一般設置兩道格柵。一道設在提升泵房前面,另一道設

11、在沉砂池前面。小型污水處理廠一般采用人工撈渣的人工格柵。大中型污水處理廠常采用機械格柵,柵距為1625mm,最大不超過40mm。格柵分垂直安裝和傾斜安裝兩種。我國常用的機械格柵有:鏈條式格柵；移動式伸縮臂格柵；鋼絲繩牽引式格柵；旋轉式固液分離機；弧形格柵。在城市污水處理廠里，污水提升泵房前應設置中格柵，在沉砂池前設置柵條間距細格柵。大型污水處理廠格柵間一般為單獨設置，以便于運行管理；中小型污水處理廠一般采取與泵房、沉砂池合建，以節(jié)省工程造價。大型污水處理廠通常設置人工除渣的輔助性旁通格柵槽。機械格柵一旦出現故障，旁通格柵能自動分流全部污水。目前，我國大型污水處理廠，常采取與格柵同步運行的皮帶運

12、輸機輸送柵渣，柵渣送至城市垃圾場填埋1。國外格柵的形式與我國大致相同，但有其特性。其特性主要體現在下列方面:(1)格柵的材質。格柵多為不銹鋼和工程塑料制造，防腐性能好，加工精度高，經久耐用。(2)柵渣處理:進行少量填埋。大多采取壓榨、打包、焚燒方式,或柵渣先經粉碎、研磨，然后返回至污水處理廠進行處理，或者與污泥一起處置。(3)自動控制方式:格柵按工作時間自控運行;柵渣輸送、處理與格柵聯動,延時停機;格柵能在一定范圍內反向運行;具有高水位報警及格柵前后水位差控制運行裝置;各設備均有工況指示及事故報警,重要參數遠傳至中央控制室。(4)臭氣防治。格柵間常采取密封式室內安裝,防止臭氣外逸,減少空氣污染

13、,改善污水處理廠操作環(huán)境。為了提高一級處理的效果，在篩濾設備上我國應做好格柵設備的標準化系列化工作。改變材質使用上的傳統(tǒng)作法,通過使用不銹鋼等優(yōu)良材料，改善防腐性能。提高設備制造精度，增加設備運行的可靠程度。針對我國城市排水系統(tǒng)多為合流制，污水中含渣量大且成分復雜的特點，在引進消化國外先進技術的同時，開發(fā)適合我國水質特點的格柵。重點放在與格柵配套的柵渣處理設備(柵渣輸送機、壓榨機、打包機、研磨機等)上2。2 污水處理構筑物設計格柵設計2.1 待處理污水的各項指標及出水指標要求待處理污水：處理水量 9.5104m3/d；CODCr 450 mg/LBOD5 200 mg/LSS 250 mg/L

14、處理后污水：污水經二級處理后應符合以下具體要求：CODcr70mg/L BOD520 mg/LSS30 mg/L2.2 處理工藝流程污水格柵污水泵房沉砂池初沉池曝氣池二沉池消毒池出水本次課程設計中將設計平面型的中格柵。2.3格柵的基本資料2.3.1 格柵的分類（1）按格柵條間距的大小分類：細格柵、中格柵和粗格柵3類，其柵條間距分別為410mm，1525mm和大于40mm。（2）按清渣方式不同分類：人工除渣格柵和機械除渣格柵兩種。人工清渣主要是粗格柵。（3）按柵耙的位置不同分類：前清渣式格柵和后清渣式格柵。前清渣式格柵要順水流清渣，后清渣式格柵要逆水流清渣。（4）按形狀不同分類：平面格柵和曲面格

15、柵。平面格柵在實際工程中使用較多。（5）按構造特點不同分類：抓扒格柵、循環(huán)式格柵、弧形格柵、回轉式格柵、轉鼓式格柵和階梯式格柵 目前使用較多的粗格柵型式有回轉式、高鏈式和三索式，細格柵有回轉式、弧形和階梯式。上述3種粗格柵在國內污水處理廠中都有使用，以回轉式粗格柵居多。階梯式細格柵是近年來從國外引進的格柵類型，國內已有生產。在國內污水處理廠中，上述3種細格柵中回轉式和階梯式使用較多，尤其是階梯式細格柵以柵條間距小，使用效果。表2.1各種機械格柵特點比較3類型優(yōu)點缺點適用范圍鏈條式構造簡 單，制造方便，容易操作占地面積小套筒滾子價格高，耐腐蝕性差雜物在鏈條與鏈輪之間時容易卡住適宜清楚長纖維，帶狀

16、的污染物適宜較淺的大、中、小型格柵移動伸縮臂式鋼絲繩在水上，運行壽命長不清渣時設備在水面上，維護檢修方便移動時耙齒與柵條間隙的對位比較困難需三套電動機及減速器。構造復雜適用于中等深度的寬大格柵鋼絲繩牽引式無水下固定部件，維護檢修方便鋼絲繩干、濕交替工作易腐蝕，應采用不銹鋼絲繩固定式適用中、小型格柵，移動式適用于寬大型格柵2.3.2 格柵的工藝參數影響格柵作用有柵距、過柵流速和水頭損失三個工藝參數。(1)柵距柵距即在相鄰兩根柵條間的距離。柵距大于40mm的為粗格柵，柵距在2040mm之間的為中格柵，柵距小于20mm的為細格柵。 一般情況下，粗格柵攔截的柵渣并不太多，只有一些非常大的污染物，但它能

17、有效地保護中格柵的正常運行。中格柵對柵渣的攔截發(fā)揮主要作用，絕大部分柵渣將在中格柵被攔截下來，細格柵將進一步攔截剩余的柵渣。(2)過柵流速污水在柵前渠道內的流速一般控制在0.40.8m/s，經過格柵的流速一般控制在0.61.0m/s。過柵流速不能太大，否則將把本該攔截下來的軟性柵渣沖走。同時，過柵流速也不能太小。如果過柵流速低于0.6m/s，柵前渠道內的流速將有可能低于0.4m/s，污水中粒徑較大的砂粒將有可能在柵前渠道內沉積。(3)水頭損失污水過柵水頭損失與過柵流速有關，一般在0.20.5m之間。如果過柵水頭損失即格柵前后水位差增大。此時，有可能是過柵水量增加，更有可能是格柵局部被堵死。如過

18、柵水頭損失減小，說明國展流速降低，此時要注意砂在柵前渠道內的沉積。2.4格柵設計要點 （1）格柵的柵條間隙，應根據水泵允許通過污物的能力來確定。 （2）污水處理系統(tǒng)設計中，設兩道格柵，一般在泵房前設一道中格柵，在泵房后設一道細格柵，同時格柵柵條間隙應符合下列要求：人工清除的為2540mm，機械清除的為1625mm，最大間隙40mm。 （3）如水泵前格柵間隙不大于25mm，污水處理系統(tǒng)前可不再設置格柵。 （4）柵渣量與地區(qū)的特點、格柵的間隙大小、污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關。在無當地運行資料時，可采用：柵條間隙1625mm，0.10.05m3/103m3/d（柵渣/污水）柵條間隙305

19、0mm，0.030.01 m3/103m3/d（柵渣/污水）柵渣的含水率為80%，密度約為960kg/ m3。 （5）在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵（每日柵渣量大于0.2m3），一般應采用機械清渣。 （6）機械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應設人工清除格柵備用。 （7）過渣流速一般采用0.61.0m/s。 （8）格柵前渠道內的水流速度一般采用0.40.9m/s。 （9）格柵傾角一般采用4570。人工清除格柵傾角小時，較省力，但占地面積大。 （10）過格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。 （11）格柵間必須設置工作臺，臺面應高出柵前最高設計水位0.5m。工作臺上應有安全和沖洗設施。 （

20、12）格柵間工作臺兩側過道寬度不應小于0.7m。工作臺正面過道寬度：人工清除 不應小于1.2m機械清除 不應小于1.5m （13）機械格柵的動力裝置一般宜設在室內，或采取其他保護設備的措施。 （14）設置格柵裝置的構筑物，必須考慮設有良好的通風設施。 （15）格柵間內應安設吊運設備，以進行格柵及其他設備的檢修和柵渣的日常清除4。2.5 格柵設備的選用根據每日柵渣量大于0.2m3/d，選用機械除渣格柵。根據處理泵前懸浮物，采用中格柵。根據日設計水流量以及過柵流速，柵條間距，柵前水深等計算參數，確定選用XHG-I型回轉式格柵清污機5。2.5.1回轉式格柵清污機的結構特點回轉式格柵除污機由架體、牽引

21、鏈、傳動系統(tǒng)、齒耙組合，水下導輪組合、水下副柵、柵條，該設備由傳動裝置、鏈輪，齒耙等部件組成，齒耙材質為ABS工程塑料、尼龍或不銹鋼制成，機架材質一般由碳鋼或不銹鋼制成。主要結構特點: 1除污動作連續(xù)，分離效率高； 2 結構緊湊，電氣控制簡單，自動化程度高； 3耐腐蝕性好，能耗低，無噪音。4. 在設備工作時，自身具有很強的自凈能力，不會發(fā)生堵塞現象，所以日常維修工作量很少。2.5.2 XHG-I型回轉式格柵清污機參數機寬B（mm）2150溝寬B2（mm）1800格柵的有效寬度B1(mm) 1640溝深H1(mm) 2750柵前水深h（mm）1000流量Q（m/h）9500過柵流速V柵（m/s）

22、1耙齒運行速度（m/mim）5.0 柵隙（mm）10安裝角度60 出渣高度（mm）7502.6 格柵設計計算2.6.1 已知條件日設計流量為q=9.5104m3/d；城市污水處理最大流量為Qmax=2.5m/s；求格柵各部分尺寸2.6.2 設計計算圖2.1格柵計算示意圖（1）柵槽寬度B柵條的間隙數（n)式中，Qmax最大設計流量，m3/s，取2.5m3/s； 格柵傾角，（），取=60；b 柵條間隙，m，取b=0.03m；n柵條間隙數，個；h柵前水深，m，取h=1m；v過柵流速，m/s，取1m/s。格柵設兩組，一用一備。則（個）；柵條數n-1=78-1=77（條）柵槽寬度（B）柵槽寬度一般比格柵

23、寬0.20.3m；設柵條寬度s=10mm=0.01m,選用矩形斷面柵條。B=s(n-1)+bn+0.2 則：B=s(n-1)+bn+0.2=0.01(78-1)+780.02+0.2=2.57m（2）通過格柵的水頭損失h2設進水渠寬B1=1.9m，其漸寬部分展開角度=20進水渠道內的流速為0.7m/s；柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2通過格柵的水頭損失h2；式中，h2 設計水頭損失，m；h0 計算水頭損失，m；g 重力加速度，m/s2，取g=9.8m/s2；k 系數，格柵受污泥堵塞時的水頭損失增大倍數，一般采用3； 阻力系數，與柵條斷面形狀有關。可按手冊提供的計算公式和相關系數計算。設柵

24、條斷面為銳邊矩形斷面；則：（3）柵槽總高度H，m；設柵前渠道超高h1=0.3m則：=（4）柵槽總長度L，m式中為柵前渠道深，；則：（5）每日柵渣量W；式中，W 每日柵渣量，m3 /dW1 柵渣量，m3/(103m3污水) 在格柵間隙為30mm的情況下，設柵渣量為每1000m3污水產0.02m3。則每日柵渣量： =1.9m3/d0.2m3/d故采用機械清渣6.3 結論本次課程設計中我主要的工作是進行格柵方面的設計，包括對格柵的選取，對格柵寬度、格柵的水頭損失、柵后槽總高度、柵槽總長度和每日柵渣量的計算。計算過程中的問題還是比較多，做得也不是很細致。有些公式因為數據不足沒有能夠使用上，還有一些經驗參數的選取也沒有實際的經驗作為指導。相信以后參加工作之后，積累了經驗，能更好地掌握。最后是制圖方面。這也從一方面檢驗了我們工程制圖的能力，包括三視圖的畫法，空間想象能力和平面布置能力，這對我而言都是一個考驗。這也是我認為本設計中最需要時間的一項工作，這一點是真正將理論運