廢水處理系統(tǒng)初沉池設(shè)計

1、水污染控制工程課程設(shè)計題 目廢水處理系統(tǒng)初沉池設(shè)計班 級學(xué) 號學(xué)生姓名指導(dǎo)老師完成日期 、八前言我國是一個水資源匱乏的國家，總量不足，時空分布不均。近二十年來，隨著我國經(jīng) 濟連續(xù)高速增長， 水污染問題日趨嚴(yán)重。 解決水資源短缺和水污染的一個重要途徑在于水處 理。在城市污水廠進水中， 固體物質(zhì)在城市污水中由可沉固體、 漂浮固體和一部分膠態(tài)的不可沉固體組成，其存在形態(tài)為溶解態(tài)、膠體態(tài)和懸浮態(tài)。而懸浮態(tài)約占60% ，膠態(tài)固體物質(zhì)接近 40%，極少一部分是漂浮固體物質(zhì)。在城市污水廠的一級處理中， 初沉池設(shè)置在格柵、 沉砂池之后， 主要去除懸浮固體中的 可沉固體物質(zhì)，去除效果可達90%以上；在可沉物質(zhì)沉

2、淀過程中，懸浮固體中不可沉漂浮物質(zhì)的一小部分（約 10%）會粘附在絮體上一起沉淀下去。另外，漂浮物質(zhì)的大部分也將 在初沉池內(nèi)漂浮在污水表面作為浮渣去除， 沉下去的物質(zhì)作為污泥被排出。 而且， 由于初沉 池的停留時間一般為 1.5-2.0h ，所以初沉池還有均和水質(zhì)、水解（酸化）作用。因此，初沉 池是污水生物處理工藝中一個重要組成部分 1 。目錄 TOC o 1-5 h z 、八、-丄前 言 1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 目錄 2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第 1 章 緒 論 3 H

3、YPERLINK l bookmark12 o Current Document 城市生活污水概況及其處理工藝 3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容 3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第 2 章 污水處理廠設(shè)計 4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 生活污水處理工藝的選擇 4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算 4 HYPERLINK l bookmar

4、k22 o Current Document 沉淀池設(shè)計說明 4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 生活污水設(shè)計流量的確定 5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 平流式沉淀池的設(shè)計計算 5 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 豎流式沉淀池的設(shè)計計算 7 HYPERLINK l bookmark115 o Current Document 輻流式沉淀池的設(shè)計計算 9 HYPERLINK l bookmark129 o Current Document

5、 2.3 工藝流程圖（附圖） 10 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document 2.4 主要構(gòu)筑物圖（附圖） 10 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 第 3 章 污水處理廠平面布置圖 11 HYPERLINK l bookmark135 o Current Document 布置原則 11 HYPERLINK l bookmark137 o Current Document 平面布置圖（附圖） 11小 結(jié) 12 HYPERLINK l bookmark141 o Current Document 參考

6、文獻 12第 1章 緒 論城市生活污水概況及其處理工藝城市居民日常生活中產(chǎn)生的污水包括居民家庭、賓館飯店、機關(guān)單位、 學(xué)校、 商場等設(shè) 施由于居民日?；顒优欧诺奈鬯?，如洗菜、做飯、淋浴、沖廁等。這類污水的水質(zhì)特點是往 往含有較高的有機物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等以及氮、磷等無機物，此外，還含有病原微 生物和較多的懸浮物。 生活污水的主要污染物是有機物和氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)， 不同生活污水的 水質(zhì)指標(biāo)及主要污染物相差不是很大。水質(zhì)指標(biāo)主要包括為溫度、色度、渾濁度、嗅和味、 溶解性固體和懸浮性固體、生化需氧量（BOD、化學(xué)需氧量（COD、總需氧量（TOD、氮和磷含量、有毒有害有機污染物、細菌總數(shù)、總大腸菌

7、群數(shù)等。污水處理技術(shù)根據(jù)其原理方法和作用對象可分為生物法、化學(xué)法、 物理法等。 我國的城市規(guī)模不斷擴大， 生活污水產(chǎn)生集中， 通常采用集中式對城市污水進行處理。 我國城市生活污水處理系統(tǒng)包括一級、二級處理。 一級處理作為前處理通常采用網(wǎng)格截留、沉淀、離心等物理方法除去碎石沙礫、懸浮物等。 二級處理采用生物處理的方法除去污水中的膠體膠質(zhì)以及可溶性有機污染物， 經(jīng)過二級處理后的污水理論上達到了標(biāo)準(zhǔn)， 可排入自然水體。 隨著時 代的發(fā)展，城市污水處理經(jīng)過了從單一工藝到組合工藝的改革歷程，具體有生物接觸膜法、 活性污泥法、厭氧生物濾池法、曝氣生物濾池法等 3 。設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容廢水處理系統(tǒng)初沉池設(shè)計（平

8、流、輻流、豎流式）某生活污水懸浮物濃度為 300mg/L,最小沉降速度u=0.25mm/s，污水流量為25000mf/d , 用活性污泥法進行處理，分別設(shè)計平流式、輻流式、豎流式沉淀池。用Auto CAD 畫出廢水處理工藝流程圖、平面布置圖、三種沉淀池設(shè)計圖。第 2 章 污水處理廠設(shè)計2.1 生活污水處理工藝的選擇傳統(tǒng)活性污泥法工藝是一種廣泛應(yīng)用而行之有效的傳統(tǒng)污水生物處理法， 也是一項極具 發(fā)展前景的污水處理技術(shù)， 這體現(xiàn)在它對水質(zhì)水量的廣泛適應(yīng)性， 靈活多樣的運行方式， 良 好的可控制性。 活性污泥法工藝能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機物， 以及能 被活性污泥吸附的懸浮固體和其他

9、一些物質(zhì)， 無機鹽類也能被部分去除， 類似的工業(yè)廢水也 可用活性污泥法處理。傳統(tǒng)活性污泥法最突出的特點是去除有機物效率特別高， BOD 可去除 90%-95% ，對以 生活污水為主的城市污水， 處理出水 BOD 和 SS 都可達到 30mg/L 以下甚至更低， 各個國家 對城市污水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)多以傳統(tǒng)活性污泥法所能達到的水質(zhì)作為依據(jù)5 。本設(shè)計采用傳統(tǒng)活性污泥法處理污水， 見附圖工藝流程圖。 活性污泥法處理流程包括曝 氣池、沉淀池、 污泥回流及剩余污泥排除系統(tǒng)等基本組成部分。原污水經(jīng)格柵、曝氣沉砂池 預(yù)處理后， 污水中粗大的懸浮物或漂浮物被除去， 再進入初沉池， 由初沉池出來的污水 90%

10、左右的懸浮物已除去。 污水和回流的污泥一起進入曝氣池形成混合液。 曝氣池是一個生物反 應(yīng)器，通過曝氣設(shè)備鼓風(fēng)曝氣充入空氣， 空氣中的氧氣溶入污水使活性污泥混合液產(chǎn)生好氧 代謝反應(yīng)。這樣，污水中的有機物、氧氣與微生物能充分進行傳質(zhì)和反應(yīng)。隨后，混合液進 入二沉池， 混合液中的懸浮固體在二沉池進行固液分離， 流出二沉池的就是凈化水。 二沉池 中的污泥大部分回流至曝氣池， 從而使曝氣池內(nèi)保持一定的懸浮固體濃度， 也就是保持一定 的微生物濃度。 部分污泥作為剩余污泥排除， 進入污泥濃縮池，使污泥初步減容， 縮小后續(xù) 處理設(shè)備的容量。 剩余污泥中含有大量的微生物， 再進入消化池使有機物分解， 防止其腐化

11、 散發(fā)難聞的氣味，接著污泥進入脫水機房，進一步減容，最后將泥餅外運處置4 。污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算2.2.1 沉淀池設(shè)計說明沉淀池主要去除懸浮于污水中的可以沉淀的固體懸浮物，按在污水處理流程中的位置， 主要分為初次沉淀池、 二次沉淀池和污泥濃縮池。 而沉淀池按池內(nèi)水流方向不同分為平流式、 輻流式、豎流式三種。本次是設(shè)計初沉池。沉淀池由五個部分組成：進水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)及緩沖區(qū)。進水區(qū)和出水區(qū) 的功能是使水流的進入與流出保持均勻平穩(wěn)， 以提高沉淀效率； 沉淀區(qū)是沉淀池進行懸浮固 體分離的場所； 緩沖區(qū)介于沉淀區(qū)和貯泥區(qū)之間， 緩沖區(qū)的作用是避免已沉污泥被水流攪起 帶走以及緩解沖擊負荷

12、；貯泥區(qū)是存放沉淀污泥的地方，它起到貯存、濃縮與排放的作用。V1 Qmaxgt 1531.25 2 3062.5 m3(2-4)222生活污水設(shè)計流量的確定已知平均流量 Q=25000m 3/d=1041.67m 3/h=0.3m 3/s表格2-1生活污水量總變化系數(shù)6污水平均日流量（L/s）5154070100200500=1000總變化系數(shù)（Kz）2.32.01.81.71.61.51.41.3注：1.當(dāng)污水平均日流量為中間數(shù)值時，總變化系數(shù)用內(nèi)插法求得。2.當(dāng)居民區(qū)有實際生活污水量變化資料時，可按實際數(shù)據(jù)采用。由表2-1以及內(nèi)插法可求得：1.41.5 Kz(2-1)500 2002892

13、00解得：Kz=1.47所以，Q max =Q Kz=25000 1.47=36750 m3/d=1531.25m 3/h=0.4m 3/s2.2.3平流式沉淀池的設(shè)計計算7（1）沉淀區(qū)尺寸計算a.沉淀池的總面積U0=0.25mm/s即 q=0.9m3/(m2.h)b.Q max空倍1701 m20.9(2-2)沉淀區(qū)有效水深（取沉淀時間t=2h）h2qt0.9 2 1.8 m(2-3)c.沉淀區(qū)有效容積d.沉淀池長度（取污水水平流速v=6.5mm/s）e.沉淀池總寬度f.g.L 3.6vt沉淀池個數(shù)（取每池寬度b=6m）校核（2）污泥區(qū)尺寸計算L長寬比：b3.6 6.5 2 46.8 m17

14、0146.836 mB 3646.87.84符合設(shè)初沉池可以去除 ss50%污泥含水率為95%，兩次排泥的時間間隔t=2d.a.產(chǎn)生的污泥量Q max c0-c1100 t 36750300-150 100r 100-P1000 1000100-95-=220.5W1 = Wn220.56=36.75 m3b.污泥斗的容積污泥區(qū)高度：hu = 6 0.5 tan 60 =4.76 m2V = h4 fi+fz + fT 二1 4.7636+0.25+ .36 0.25 =62.3 m333（3）每個沉淀池的結(jié)構(gòu)尺寸a.沉淀池的總高度（采用機械刮泥設(shè)備）H =h1+h2+h3+h4=0.3+1.

15、8+0.6+4.76=7.5m(2-5)(2-6)(2-7)(2-8)(2-9)(2-10)(2-11)(2-12)(2-13)b.沉淀池的總長度流入口至擋板距離取 0.5m，流出口至擋板的距離取0.3m.L=0.5+0.3+46.8=47.6 m(2-14)本次設(shè)計的平流式沉淀池沉淀去的表面積為1071m，沉淀池有效水深為 1.8m，沉淀部分有效容積為3062.5m3，池長為47.6m,沉淀區(qū)總寬度為 36m,沉淀池個數(shù)為6個，污泥區(qū) 容積為62.3m3,沉淀池的總高度為 7.5m。為使入流污水均勻、穩(wěn)定地進入沉淀池，進水區(qū)設(shè)有消能和整流措施。 堰前設(shè)置擋渣板,以阻擋懸浮物，并同時設(shè)計浮渣收

16、集和排除裝置。平流式沉淀池結(jié)構(gòu)簡單，沉淀效果好，工適用于地作性能穩(wěn)定，對沖擊負荷和溫度變化適應(yīng)能力較強，使用廣泛，但占地面積較大。下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；適用于大、中、小型污水處理廠2.2.4豎流式沉淀池的設(shè)計計算7a.采用10個沉淀池，每池最大設(shè)計流量為1qmax=H0 0.4=0.04m3/s(2-15)b.中心管內(nèi)流速 v0取0.03m/s，則中心管面積為A1 = max = 0.04=1.33 m0.03(2-16)中心管直徑為喇叭口直徑為Vo433=1.3m(2-17)d1=1.35d0=1.35 1.3=1.8 m(2-18)反射板直徑為c.d.d2=1.3d1=1.3 1.8

17、=2.34 m(2-19)沉淀池有效水深，取水力負荷q=4.0m3/(m2h),t=1.0h.h2 =qt=4.0 1.0=4 m(2-20)中心管離喇叭口至反射板之間的間隙高度( v1取0.02m/s)血004=0.35 mv1 d10.021.8(2-21)沉淀池總面積及沉淀池直徑每個沉淀池沉淀區(qū)面積皿二 0 =70.02 m2(2-22)v 0.00025每個沉淀池總面積A=A A21.33+70.02=71.35 m2(2-23)每個沉淀池直徑為DA = ,4 715=9.53 m(2-24)取D=9.6 m污泥斗高度及污泥斗容積取截頭圓錐下部直徑為0.6m，污泥斗傾角為45 ,則9.

18、6-0.6。h5=tan 45 =4.5 m(2-25)污泥斗容積為V1= h5 R2 + Rr + r2 = 便 4.82+4.8 0.3+0.32 =116 m3(2-26)33污泥池的總高度取 h1=0.3m,h4=0.3m.H =h!+h2+h3+h4+h5=0.3+4+0.35+0.3+4.5=9.45 m(2-27)校核d = 9=2.43(符合要求)(2-28)h24qmax 0.04 1000max=1.3 L/s 2.9 L/s 符合要求 (2-29)D 9.6本次設(shè)計的豎流式沉淀池的中心管截面積為1.33m2，直徑為1.3m，中心管與喇叭口到反射板之間的間隙高度為 0.35

19、m，沉淀區(qū)面積為70.02m2，池徑為9.6m，總的沉淀池面積為 71.35m2，沉淀池有效水深為 4m，泥斗傾角為45，貯泥斗的容積為 116m3，沉淀池總高度為 9.45m。豎流式沉淀池的排泥方便，管理簡單，并且占地面積極小，但它的池子深度大，施工困 難，對沖擊負荷和溫度變化適應(yīng)能力較差，造價較高，且池子的面積不能太大。適用于處理 水量不大的小型污水處理廠 4。2.2.5輻流式沉淀池的設(shè)計計算7(1)取池數(shù) n=6, q=0.9m3/(m2h)取 D=20 m(2)沉淀池有效水深取沉淀時間t=2h徑深比為(3)沉淀池總高度污泥斗高度為坡底落差為污泥斗容積為沉淀池直徑為15316 0.922

20、83.5 m2(2-30)4 283.519.9 m(2-31)h2 =q t=0.9 2=1.8 m=111，在 612之間，符合要求h2h5=(r1-r2) tan =(2-1) tan60 =1.73 mh4=(R-r) 0.05=(10-2) 0.05=0.4 m(2-32)(2-33)(2-34)h522173 c2 c 丿，2 r 3M=- A +叩2+2 =2 +2 1+1 =12.7 m(2-35)3池底可貯存污泥的體積為V2= h4 R2 Rrl + r12 =04 102+10 2+22 =51.9 m3(2-36)33沉淀池共可貯存污泥的體積為V=V1 V2 =12.7+

21、51.9=64.6 m3(2-37)沉淀池總高度Hh1+h2+h3 + h4+h5=0.3+1.8+0.5+0.4+l.73=4.73 m(2-38)本次設(shè)計的輻流式沉淀池每座沉淀池的表面積為283.5m2，池徑為20m，沉淀池有效水深為1.8m，污泥斗容積為12.7m3，污泥斗高度1.73m，底坡落差為0.4m，池底可貯存的污 泥體積為51.9m3，總共貯存污泥體積為 64.6m3，沉淀池總高度為 4.73m。輻流式沉淀池中心進水部分在池中心，因中心導(dǎo)流筒流速大，活性污泥在中心導(dǎo)流筒 內(nèi)難于絮凝，并且這股水流與池內(nèi)水相比，相對密度較大，向下流動時動能也較高，易沖擊 池底污泥。進水槽斷面較大，

22、而槽底的孔口較小，補水時的水頭損失集中在孔口上，故布水比較均勻，但配水渠內(nèi)浮渣難于排除，容易結(jié)殼。該沉淀池的直徑較大而深度較小，采用機械排泥，運行較好，并且排泥設(shè)備有定性的產(chǎn)品。但，水流流速不穩(wěn)定，易于出現(xiàn)異重流現(xiàn) 象，且機械排泥設(shè)備復(fù)雜， 對池體施工質(zhì)量要求高。 適用于處理水量不大的小型污水處理工 廠。2.3工藝流程圖（附圖）2.4主要構(gòu)筑物圖（附圖）第 3 章 污水處理廠平面布置圖3.1 布置原則污水處理廠的平面布置包括處理構(gòu)筑物、 辦公樓、 化驗室及其他輔助建筑物以及各種管 道渠道、道路、綠化帶的布置。在進行污水處理處理廠廠區(qū)平面規(guī)劃、布置時，應(yīng)考慮的一 般原則闡述如下。處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體構(gòu)筑物，在做平面布置時，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功 能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置，對此，應(yīng) 考慮：1、貫通、連接各處理構(gòu)筑物之間的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；2、土方量作到基本平衡，并避免劣質(zhì)土壤地段；3、在處理構(gòu)筑物之間，應(yīng)保持一定的間距，以保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取值510m某些有特殊要求的構(gòu)筑物，如污泥消化池、消化氣貯罐等，其間 距應(yīng)按有關(guān)規(guī)定確定；4、各處理構(gòu)筑物