平流式沉淀池

-PAGE5-總論本次課程設計主要任務是對某城市50000m3/d污水處理廠三級處理工藝及部分構筑物進行設計。本設計所處理的原水，屬于市政污水經(jīng)過二級生物處理后的出水（中水），水的濁度、CODcr、SS等，均符合國家污水排放標準。但是作為景觀用水和部分工業(yè)補充用水，其濁度和衛(wèi)生指標偏高，需要進行進一步的深度處理，本次課程設計的目的就是以活性污泥法處理后的出水作為原水，采用混凝設計任務和內(nèi)容一、設計任務1、本次課程設計為初步工藝設計及部分構筑物設計計算，設計要求如下：(1)工藝設計：給出污水混凝—沉淀處理工藝流程圖，并說明理由；給出設計高程圖，要求為一次提升，自然流動。(2)給出所要求單個構筑物結(jié)構設計，并設計計算，給出設計圖。包括平面圖、A－A、B－B、高程圖以及工藝流程圖。2、處理工藝流程來自于二級生物處理的污水，經(jīng)格柵截留大顆粒有機物和漂浮物后，通過劑量槽后，經(jīng)過泵提升后進入三級污水處理廠，經(jīng)三級污水處理后符合要求的出水進入城市工業(yè)用水管道。第二節(jié)基本資料一、污水處理水量與水質(zhì)進入水處理廠的城市中水的水量與水質(zhì)為：設計流量：日處理廢水5中水水質(zhì)：PH值～7.0水溫4.5～25℃CODCr≤50mg/LBOD5≤20mg/LSS≤250mg/LTN≤5mg/LTP≤0.05mg/L二、處理要求中水經(jīng)深度處理后應符合以下要求：PH值～7.0CODcr≤20mg/LBOD5≤15mg/LSS≤10mg/LTN≤5mg/LTP≤0.05mg/L三、氣象及水文資料：風向：冬季主導風向為西北風，夏季主導風向為東南風。風速：平均風速<2m/s,最大風速20m/s。氣溫：年平均溫度為6最冷月平均為－13.5℃最熱月平均為22℃水文：年平均降水量：417.5mm年平均蒸發(fā)量：1824.2mm地下水初見水位：6～8m地形地貌：廠區(qū)地勢由西向東呈下降趨勢。第三章平流式沉淀池的計算第一節(jié)概述用于沉淀的構筑物稱為沉淀池，沉淀池按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式沉淀池，輻流式沉淀池、豎流式沉淀池和斜板斜管沉淀池。本次課程設計采用的平流式沉淀池。圖3.1.1圖3.1.1平流式沉淀池平流式沉淀池具有以下優(yōu)點：可就地取材，造價低。操作管理方便，施工較簡單。適應性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定。帶有機械排泥設備時，排泥效果好。平流式沉淀池是使用最早的一種沉淀設備，由于它結(jié)構簡單、運行可靠，對水質(zhì)適應性強，故目前仍在采用。通過對平流式沉淀池的研究，可以幫助理解各種沉淀設備的原理、水力學條件及工藝參數(shù)。平流式沉淀池一般是一個矩形結(jié)構的池子，常稱為矩形沉淀池。整個池子可分為進水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)和排泥區(qū)。1、進水區(qū)通過混凝處理后的水先進入沉淀池的進水區(qū)，進水區(qū)內(nèi)設有配水渠和穿孔墻，配水渠墻上配水孔的作用是使進水均勻分布在整個池子的寬度上，穿孔墻的作用是讓水均勻分布在整個池子的斷面上。2、沉淀區(qū)沉淀區(qū)是沉淀池的核心，其作用是完成固體顆粒與水的分離。3、出水區(qū)出水區(qū)的作用是均勻收集經(jīng)沉淀區(qū)沉降后的出水，使其進入出水渠后流出池外。為保證在整個沉淀池寬度上均勻集水和不讓水流將已沉到池底的懸浮固體帶出池外，必須合理設計出水渠的進水結(jié)構。4、污泥區(qū)和排泥措施污泥區(qū)的作用是收集從沉淀區(qū)沉下來的懸浮固體顆粒，在此我們采用的是靜水壓力排泥。靜水壓力法是利用池內(nèi)的靜水位，將污泥排出池外。第二節(jié)平流式沉淀池的計算已知條件：水廠的設計水量Q=50000m/d；水廠自用水按5%考慮，平均流速4.5㎜/s；沉淀時間設計參數(shù)及計算過程：(1)設計流量：Q=50000×（1+5％）=52500/d=2187.5/h(2)池體尺寸：①池子總面積A，設表面負荷q=2.0/（㎡*h）㎡②沉淀部分有效水深，沉淀時間取t=1.5h=qt=2×1.5=3.0m③沉淀部分有效容積=A=1093.8×3.0=3281.4④池長，水平流速取4.5㎜/s(<5㎜/s)==4.5×1.5×3.6=24.3m⑤池子總寬度45m⑥池子個數(shù)n，設每個池子寬4.5m=10（個）⑦校核長寬比和長深比長寬比：=5.4>4.0(符合要求)長深比：=8.1（符合要求范圍8～12）(3)污泥部分(采用靜水壓力排泥)①污泥部分所需容積注：T—兩次清泥時間間隔（1d）P—96％,K=1.2,=1.0t/262.5每個池子污泥部分所需容積為：26.25②污泥斗容積：污泥斗上口采用4500㎜×4500㎜污泥斗下口寬采用500㎜×500㎜污泥斗斜壁面與水面夾角為上口面積4.5×4.5=20.25㎡，下口面積0.5×0.5=0.25㎡排泥管直徑：污泥斗高度：tg=3.46m污泥斗容積：③泥斗以上梯形部分容積（設池底坡度為0.01）:梯形部分高度：污泥斗以上梯形部分容積：④污泥都和梯形部分污泥容積>26.25(4)池子總高度緩沖層高（0.3～0.5），超高（取7.4m）(5)進水穿孔墻：墻長4.5m,墻高3.5m，超高0.5m①孔洞處流速（0.2～0.3）單池穿孔墻空洞總面積②孔洞的個數(shù)N，采用圓形孔徑為0.125m,則孔面積為（）（個）③孔眼實際流速④孔眼布置a.孔眼布置4排，每排孔眼數(shù)為（個），水平方向孔眼凈距取375㎜（即1.5塊磚長），則每排6個孔眼時其所占寬度為b.剩余寬度c.垂直方向孔眼凈距取252㎜（即4塊磚厚），最上一排的淹沒水深取120㎜（120～150），則孔眼的分布高度為：(6)出水渠：采用薄壁堰出水，堰應保證水平出水渠截面寬度采用1.0，則渠內(nèi)水深：為了保證堰頂自由落水，出水堰的高度采取0.2，則出水渠水深為0.5。(7)出水三角堰：使用鋸齒形三角堰堰上水頭取每個三角堰的流量：單池三角堰的個數(shù)：（個），取14個堰口下端與出水槽之距為:50㎜～70㎜三角堰中距：(8)沉淀池水力條件復核水力半徑：佛羅德數(shù)：雷諾數(shù)：第四章主要設備說明來自于二級生物處理的污水，經(jīng)格柵間截留大顆粒有機物和漂浮物后，進入池，經(jīng)過一次污水提升泵進入三級污水處理廠，經(jīng)污水處理廠處理后符合要求的出水進入城市工業(yè)用水管道。三級處理的具體工藝流程由進出水水質(zhì)資料進行設計。1、泵房泵房進口處設閘門一座，手電兩用操作。設置兩臺泵，一備矣用。一次性提升水位到7.4米2、格柵格柵是一種對后續(xù)處理構筑物或水泵機組具有保護作用的粗濾設備。按柵條凈間距，可分為粗格柵、中格柵、細格柵三種。設計采用細格柵，具體計算如下：(1)柵條間隙數(shù)n，設柵前水深h=0.8m，過柵流速1.0m/s，柵條間隙寬度b=0.01m格柵傾角=60，=2187.5m/sn===70.9≈71個(2)柵槽寬度B設柵條寬度S=0.01mB=s(n-1)+bn=0.01×(71-1)+0.01×71=1.41m(3)進水渠道漸寬部分的長度設進水渠寬=1.2m角度=20°（進水渠道內(nèi)的流速為0.8m／s）(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（）(5)通過格柵的水頭損失（）設柵條斷面銳邊矩形斷面k=3(6)柵后槽的高度（H）設柵前渠道超高H=h+h+=0.8+0.32+0.3=1.42m(7)柵槽總長度L,(8)每日柵渣量（W）格柵間隙為10㎜，柵渣量按1000污水產(chǎn)渣0.1（機械清扎）柵渣量m/d3、混合反應池混合反應池由混合池和反應池兩部分，藥劑和水在這里進行充分的混合，形成大的礬花，水質(zhì)得到大的改善。混凝劑的選用根據(jù)所要求的出水水質(zhì)和掌握的氣象水文信息選用混凝劑。本地年平均氣溫為6℃，其中1月份最冷為-13.5℃，而7月份最熱為綜上所述，采用硫酸鋁做混凝劑，以活化硅膠做助凝劑。硫酸鋁屬于鋁鹽混凝劑，在pH=4～8之間的不同范圍可以起到不同的作用。當pH=4～7時，主要去除水中的有機物；當pH=5.7～7.8時，主要去除水中的懸浮物；當pH=6.4～7.8時，可處理濁度高、色度低的污水。本次課程設計的原水pH值為7,剛好處在處理懸浮物要求的范圍內(nèi)。但鋁鹽混凝劑在溫度低于10℃各種通過硅酸鈉溶液制備的聚合硅膠中間產(chǎn)物成為活化硅膠，也稱為活化硅或聚硅膠?；罨枘z為陰離子型無機高分子物質(zhì)，在溶液中帶負電荷，是最早使用的助凝劑?？刹捎霉枘z聚合法處理污水，用硫酸中和經(jīng)稀釋的硅酸鈉溶液，熟化反應一段時間后，加在硫酸鋁處理的原水中，可以顯著提高水的混凝效果。(2)反應池藥劑和水混合后進入反應池，反應池的主要作用是促進顆粒的碰撞，形成礬花，隨著礬花顆粒的逐漸增大，它所受的水力剪切作用力也逐漸增大。為避免礬花破碎，反應器內(nèi)的水流速度和速度梯度G值應逐漸減小。工業(yè)上常用的反應池有水力反應池（如渦流式、隔板式、旋流式）和機械攪拌反應池。反應池的具體計算如下：設計使用5個反應池反應時間：T=25min池數(shù)n=5總?cè)芊e：每池凈平面面積：，已知：池寬與沉淀池等寬池子長度4、沉淀池、見第三章—平流式沉淀池的計算。5、快濾池快濾池是污水深度處理中最普遍應用的一種技術?？鞛V池一般建成矩形的鋼筋混凝土池子。個數(shù)比較少時，可以采用單行排列，一般情況下以采用雙排對稱布置?？鞛V池本身包括集水渠、洗砂排水槽、濾料層、承托層(也稱墊層)及配水系統(tǒng)五個部分。快濾池的管廊內(nèi)主要是渾水進水，清水出水、初濾水、沖洗來水、沖洗排水(或稱廢水渠)等五種管道以及與其相應的控制閘門。在快濾池的運行過程中，主要是過濾——沖洗兩個過程的重復循環(huán)。設計采用5個快濾池，停留時間為40min，流速為10m/h，濾池工作時間為24h。具體計算如下：設計用n=5個濾池（普通快濾池）濾速：～12m/h取10m/h/d沖洗時間，停留時間40min，濾池工作時間取24h濾池實際工作時間濾池總面積：每個濾池面積，所以長寬比取1.5：1（1.25：1～1.5：1）設濾池寬為b，，可得：，濾池總高：濾料層高度無煙煤層450㎜砂層300㎜濾層厚度為0.7～0.8m承托層高度濾料上水漿超高濾板高度6、清水池該清水池的停留時間為1小時，同時進行消毒有效水深為4.0米，該池的表面積為109.4平方米，長寬分別為9m和12m,水流速為4m/h，計算方法與調(diào)節(jié)池相同。8、集泥井及污泥脫水間污泥脫水泵房采用高干度離心脫水機，脫水后污泥含水量為65%。污泥脫水機房一座，分兩層。下層布