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- Copyright & 2017 www.xue63.com All Rights Reserved导读：沉淀池，沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物，沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、沉淀池
沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。
沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响，同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率；沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，是沉淀颗粒与废水分离的区域；污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。
沉淀池的原理
沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。
理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关，即与沉淀池的表面积有关，而与沉淀池的深度无关，池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。而在实际连续运行的沉淀池中，由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于卜-升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关，即与池体的深度有关。
理论上讲，池体越浅，颗粒越容易到达池底，这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起，因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区，使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后，再次沉淀下去。
用沉淀池的类型
按水流方向划分，沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式三种，还有根据“浅层理论”发展出来的斜板(管)沉淀池。各自的优缺点和适用范围见表3―3。
什么是沉淀池的水力负荷
沉淀池的水力负荷也就是沉淀池的表面水力负荷，即沉淀池单位时间内单位面积所承受的水量，单位是m3／(m2?h)。根据表面水力负荷可以设计和确定沉淀池澄清区的面积和有效水深。
沉淀池的水面上升流速和其水力负荷在数值上是相同的，但两者的单位和意义不同，上升流速的单位是m /h。比如说在竖流式沉淀池中，只有沉降速度大于沉淀池水面上升流速的杂质颗粒才能在沉淀池中沉淀去除，而沉降速度等于或小于沉淀池水面上升流速的杂质颗粒会随水流溢流出去；而在平流式沉淀池中，部分沉降速度小于沉淀池水面上升流速的杂质颗粒也会被沉淀去除。
沉淀池的固体通量
沉淀池的固体通量也叫固体表面负荷，即沉淀池单位时间内单位面积所承受的固体质量，单位是kg／(m2?h)。
固体通量是初次沉淀池和二次沉淀池的关键运行控制指标，污泥浓缩池也利用固体通量作为控制运行的重要参数。
设置沉淀池的一般要求有哪些
(1)沉淀池的个数或分格数一般不少于2个，为使每个池子的人流量均等，要在人流口处设置调节阀，以便调整流量。池子的超高不能小于0.3m，缓冲层为0.3m～0.5m。
(2)一般沉淀池的停留时间不能小于1h，有效水深多为2～4m(辐流式沉淀池指周边水深)，当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比也为定值。
(3)沉淀池采用机械方式排泥时，可以间歇排泥或连续排泥。不用机械排泥时，应每日排泥，初沉池的静水头不应小于1．5m，二沉池的静水头，生物膜法后不应小于1．2m，活性污泥法后不应小于0．9m。
(4)采用多斗排泥时，每个泥斗均应没单独的排泥管和阀门，排泥管的直径不能小于200mm。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，采用方斗时不能小于60°，采用圆斗时不能小于55
(5)当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端伸入斗内，顶端敞口伸出水面，以便于疏通，在水面以下1．5～2．0m处，由排泥管接出水平排泥管，污泥借静水压力由此管排出池外。
(6)使用穿孔排泥管排泥时，排泥管长度应在15m以内，排泥管管径150～200mm，孔径15～25mm，孔眼内流速4～5m／s，孔眼总面积与管截面积的比值为0．6～0．8，孔眼向下成45°～60°交错排列。为防止排泥管堵塞，应设压力水冲洗管，根据堵塞情况及时疏通。
(7)进水管有压力时，应设置配水井，进水管由配水井池壁接人，且应将进水管的进口弯头朝向井底。沉淀池进、出水区均应设置整流设施，同时具备刮渣设施。
(8)沉淀池的出水整流措施通常为溢流式集水槽，出水堰可用三角堰、孔眼等形式，普遍采用的是直角锯齿形三角堰，堰口齿深通常为50mm，齿距为200mm左右，正常水面应当位于齿高的1／2处。堰口设置可调式堰板上下移动机构，在必要时可以调整。
(9)沉淀池最大出水负荷，初沉池不宜大于2．9L／(s?m)，二沉池不宜大于1．7 L／(s?m)。在出水堰前必须设置收集与排除浮渣的措施，如果使用机械排泥，排渣和排泥可以综合考虑。
平流式沉淀池的基本要求有哪些
平流式沉淀池表面形状一般为长方形，水流在进水区经过消能和整流进入沉淀区后，缓慢水平流动，水中可沉悬浮物逐渐沉向池底，沉淀区出水溢过堰口，通过出水槽排出池外。平流式沉 淀池基本要求如下：
(1)平流式沉淀池的长度多为30～50m，池宽多为5～10m，沉淀区有效水深一般不超过3m，多为2．5～3．0m。为保证水流在池内的均匀分布，一般长宽比不小于4：1，长深比为8～12。
(2)采用机械刮泥时，在沉淀池的进水端设有污泥斗，池底的纵向污泥斗坡度不能小于0．01，一般为0．01～0．02。刮泥机的行进速度不能大于1．2m／min，一般为0．6～0．9m／min。
(3)平流式沉淀池作为初沉池时，表面负荷为1～3m3／(m?h)，最大水平流速为7mm／s；作为二沉池时，最大水平流速为5mm／s。
(4)人口要有整流措施，常用的人流方式有溢流堰一穿孔整流墙(板)式、底孑L人流一挡板组合式、淹没孔人流一挡板组合式和淹没孔人流一穿孔整流墙(板)组合式等四种。使用穿孔整流墙(板)式时，整流墙上的开孔总面积为过水断面的6％～20％，孔口处流速为0．15～0．2m／s，孔口应当做成渐扩形状。
(5)在进出口处均应设置挡板，高出水面0．1～0．15m。进口处挡板淹没深度不应小于0．25m，一般为0．5～1.0m；出口处挡板淹没深度一般为0．3～0．4m。进口处挡板距进水口0．5～1．0m，出口处挡板距出水堰板0．25～0．5m。
(6)平流式沉淀池容积较小时，可使用穿孔管排泥。穿孔管大多布置在集泥斗内，也可布置在水平池底上。沉淀池采用多斗排泥时，泥斗平面呈方形或近于方形的矩形，排数一般不能超过两排。大型平流式沉淀池一般都设置刮泥机，将池底污泥从出水端刮向进水端的污泥斗，同时将浮渣刮向出水端的集渣槽。
(7)平流式沉淀池非机械排泥时缓冲层高度为0．5m，使用机械排泥时缓冲层上缘宜高出刮泥板0．3m。
例：某城市污水处理厂的最大设计流量Q=0.2m3/s，设计人数N=10万人，沉淀时间t=1.5h。采用链带式机刮泥，求平流式沉淀池各部分尺寸。 1.池子的总表面积
设表面负荷q'=2m3/m2.h
A=Q*3600/q=360m2 2.沉淀部分有效水深 h2=q't=2*1.5=3.0m 3.沉淀部分有效容积 V=Qt* 4.池长
设水平流速u=3.7mm/s
L=3.7*1.5*m 5.池子总宽度
B=A/L=360/20=18m 6.池子个数，设每格池宽b=4.5m，n=B/b=18/4.5=4个 7.校核长宽比，长深比
长宽比:L/B=20/4.5=4.4>4
(符合要求 )
长深比：L/h2=20/2.4=8.3
（符合要求） 8.污泥部分所需的总容积 设T=2d，污泥量为25g/人.d，污泥含水率为95% 则S=25*100/{（100-95）*L/人.d V=SNT/*/ 9.每格污泥池所需要的容积为 V’=100/4=25m 3
H=0.3+2.4+0.5+3.62=6.82m
竖流式沉淀池
竖流式沉淀池池体为圆形或方形，污水从中心管的进口进人池中，通过反射板的拦阻向四周分布于整个水平断面上，缓慢向上流动。沉降速度大于水流上升速度的悬浮颗粒下沉到污泥斗中，上清液则由池顶四周的出水堰口溢流到池外。竖流式沉淀池基本要求如下：
(1)为保证池内水流的自下而上垂直流动、防止水流呈辐流状态，圆池的直径或方池的边长与沉淀区有效水深的比值一般不大于3，池子的直径一般为4．0～7．0m，最大不超过10m。圆池直径或正方形池边长D≤7m时，沉淀出水沿周边流出；D≥7m时，应增加辐射式集水支渠。
(2)水流在竖流式沉淀池内的上升流速为0．5～1．0mm／s，沉淀时间为l～1．5h。中心管内的流速一一般应大于100mm／s，其下出口处设有喇叭口和反射板。反射板板底距泥面至少0．3m，喇叭口直径及高度均为中心管直径的1．35倍，反射板直径为喇叭口直径的1．3倍，反射板表面与水平面的倾角为17。
(3)喇叭口下沿距反射板表面的缝隙高度为0．25～0．50m，作为初沉池时缝隙中的水流速度应不大于30mm／s，作为二沉池时缝隙中的水流速度应不大于20mm／s。
(4)锥形贮泥斗的倾角为45。～60。，排泥管直径不能小于200mm，排泥管口与池底的距离小于0．2m，敞口的排泥管上端超出水面不能小于0．4m。浮渣挡板淹没深度0．3～0．4m，高出水面0．1～0．25m，距集水槽0．25～0．50m。
例：某城市人口N=6W人，Qmax=0.13m3/s，设计竖流式沉淀池。
1.中心管的面积和直径： 3
中心管流速0.03m/s，设池子数为4，则 qmax=Qmax/4=0.0325m/s
f1=qmax/v0=0.=1.08m
d0?4f1π?4?1.083.14?1.17m 2.沉淀池有效断面积 32设表面负荷q=2.52m/(m.h) 则上升流速v=q=2.52m/h f2=qmax/v=0..52=46.43m3.沉淀池直径
每座沉淀池总面积A=f1+f2=46.43+1.08=47.7m
D?4f1π?4?47.713.14?7.8m22 <10m 4.沉淀池有效水深h2
设沉淀时间t=1.5h
则h2=vt=2.52?1.5=3.78m
5.校核径深比 D/h2=7.8/3.78=2.06<3，符合要求 6.校核集水槽每米出水堰的过水负荷q0
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水处理厂工艺流程设计―平流式沉淀池
第一章 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―沉淀工艺进一步处理，达到景观和 部分工业用水的要求。 本次课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养学生运用所学专业知识，进 一步培养其独立分析问题和解决问题的能力，培养学生综合运用所学知识的能力，在设 计、计算、绘图方面得到锻炼。 三级处理又称高级处理、深度处理。其目的是进一步去除二级处理未能脱除的污染 物质，包括残留的微细颗粒物、溶解性有机物、无机盐类（如氮、磷、重金属等） 、色 素、细菌、病毒等。三级处理根据出水的不同回用要求而采用不同的方法，如混凝沉淀 法、砂滤法、生物除磷脱氮法、活性炭吸附、离子交换和电渗析、反渗透等。三级处理 后出水水质进一步提高可除去大部分氮和磷。三级处理出水具有更高的回用价值，如回 用作电厂锅炉补给水的原水、循环冷却水等，且不受限制的农业回用和安全排入水体进 入给水管网等。三级处理投资和运行费用明显较高，即使在发达国家应用也不是很多， 是一种对处理水质要求高和成本高的处理工艺。第一节 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-1-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。 二、设计内容 1、工艺设计：给出污水三级处理的流程图，并说明理由。 2、高程设计：绘制出污水三级处理厂高程图，要求为一次提升，自然流动。 3、按计算比例绘制平流式沉淀池的工艺构造图。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 50000m3 中水水质：PH 值 ～7.0 水温 4.5～25℃ CODCr ≤ 50 mg/L BOD5 ≤ 20 mg/L SS ≤ 250 mg/LTN ≤ 5 mg/L TP ≤ 0.05 mg/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 ≤20 mg/L BOD5 ≤15 mg/L SS ≤ 10 mg/L TN ≤ 5 mg/L TP ≤ 0.05 mg/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。-2-气温： 年平均温度为 6℃ 最冷月平均为－13.5 ℃ (1 月) 最热月平均为 22 ℃（7 月） 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。-3-第二章 混凝―沉淀工艺流程设计第一节 工艺流程设计及说明厂的设计水量为 5 万立方米每天， 厂自用水为 5%。 原水为经过二级生物处理的污水， 首先进入泵房进行提升， 提升扬程为 7.4 米， 然后经过细格栅进一步去除大颗粒有机物， 在整个过程中形成自然水流。在提升后进入混合反应池，通过配水井的闸门控制各絮凝 池的水量。水流在混合反应池内形成大的矾花后进入平流式沉淀池，沉淀池出水通过配 水井后进入快滤池，过滤后进入消毒接触室进行消毒，最后进入用水管网。其中沉淀池 及快滤池产生的污泥进入污泥浓缩池，然后经消化脱水形成泥饼，运出厂外。 该厂的工艺流程图如下：加 药 间消 毒 间原 水集 水 井泵细 格 栅计 量 槽混 合 池反 应 池平沉 流淀 式池快 滤 池回消接 毒触 室用房剩回流污泥余 污 泥 污浓 泥缩 池 污消 泥化 池 脱 水 机图 2.1.1 工艺流程图主要设备： 1、集水井：汇集原水以利于后续工艺流程的进行。 3、水泵：泵房进口处设闸门一座，手电两用操作。采用螺旋提升泵，将水位一次 提升为 7.4 米，使后面流程中形成自然水流。 4、计量槽：计量进入后续流程的水量，以利于调整后续流程的加药量。-4-5、混合反应池：进水在此与药剂反应生成大的矾花。 6、平流式沉淀池：通过已知数据进行计算（具体计算见第三章） ，通过静水压力排 泥。 6、快滤池：通过计算可知（见第四章主要设备说明）采用 5 个单层滤料的滤池， 滤料为石英砂。用于去除残存的胶体及部分溶解性杂质。 7、消毒接触室：用于出水消毒。 8、污泥浓缩池：污泥浓缩处理主要作用是降低污泥中的含水率，减少污泥体积。 9、污泥消化池：采用污泥厌氧消化的方法对污泥进行处理，厌氧消化池一般由集 气罩、池盖、池体与下锥体等四部分组成，并附有搅拌和加温设备。 10、脱水间 ：沉淀池及快滤池的污泥通过排泥管进入浓缩池，再进入消化池，最 后由污泥泵打入污泥脱水间，由脱水间中的离心脱水机将污泥中的部分含水脱去，泥饼 运往厂外。第二节流程图及高程图一、该厂的流程图（见附图） 二、该厂的高程图（见附图） 污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的 标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高。确定各部位的水面标高，从而使 污水能够在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理流程的正常运行。本次课程设计 只确定构筑物的水头损失，而不计管渠的水头损失。 1、布置原则： a.一级泵房提升水位应一次提升到足够高度，以使后面流程为自然流动。水泵安装 高度不宜过低，以减少调节池流出水的水头的损失。 b.流程各个设备之间的水头损失高度差不宜过大，以减少不必要的水头损失。 c.泵的提升高度为各设备水头损失、管路损失和各过程损失的安全余量之和。 2、高程图的特点 简要的反应了整个水厂的各建筑物的高低比例， 可以让人一目了然的了解水的流动 过程及能头的损失的来源， 高程图与平面图结合， 就可全面反映整个水厂的大小及比例， 工程施工上容易进行。要想一次提升自然流动，则计算时是用总水头减去经过下一个池 的损失水头，所得差值为下一能头，依次计算到最后即可。-5-高程图部分介绍如下： 1、泵房： 水泵将原水水位一次提升到 7.4m，形成自然水流，以供后面流程中的水头损失。 2、混合反应池： 混合反应池由混合池和反应池组成，反应时间为 25min，池内水位为+5.24m。 3、平流沉淀池： 沉淀池采用的是五个平流式沉淀池，有效水深为 3.0m，底部坡度 0.01，污泥斗高 度 3.46m，具体计算见第三章。 4、快滤池： 快滤池流速 10m/h，停留时间 40min。具体计算见第三章。 5、污泥脱水间： 污泥脱水间高 3.96m，通过离心脱水机对污泥进行脱水处理。-6-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。坡 度 0.01图 3.1.1 平流式沉淀池平流式沉淀池具有以下优点： 1、可就地取材，造价低。 2、操作管理方便，施工较简单。 3、适应性强，潜力大，处理效果稳定。 4、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-7-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 3 /d；水厂自用水按 5%考虑，平均流速 4.5 L/s；沉淀时间 1.5h，其余数据可根据情况自行而定。 设计参数及计算过程： (1) 设计流量：Q=50000×（1+5％）=52500 m 3 /d=2187.5 m 3 /h (2) 池体尺寸： ①池子总面积 A，设表面负荷 q=2.0 m 3 /（O*h）A ? Q q ? 2187 . 5 2 ? 1093 . 8O②沉淀部分有效水深 h 2 ，沉淀时间取 t=1.5hh 2 =qt=2×1.5=3.0m③沉淀部分有效容积 VV&#39;&#39;=A h 2 =.0=3281.4 m 3④池长 L 1 ，水平流速取 4.5 L/s(&5 L/s)L 1 = vt 3 . 6=4.5×1.5×3.6=24.3m-8-⑤池子总宽度 B?A L?1093 . 8 24 . 3?45m⑥池子个数 n，设每个池子宽 4.5mn ? B L ? 45 4 .5=10（个）⑦校核长宽比和长深比 长宽比： 长深比：L b ? 24 . 3 4 .5=5.4&4.0(符合要求) =8.1（符合要求范围 8～12）L h2?24 . 3 3(3) 污泥部分(采用静水压力排泥) ①污泥部分所需容积V ? Q ( C 1 ? C 2 ) ? 86400 T ? 100 K 2 ? (100 ? P0 )注：T―两次清泥时间间隔（1d） P 0 ―96％,K 2 =1.2, ? =1.0t/ m 3V ? 2187 . 5 ? ( 250 ? 10 ) ? 10?6? 86400 ? 1001 . 2 ? 1 . 0 ? (100 ? 96 ) ? 3600?262.5 m 3每个池子污泥部分所需容积为：V&#39;&#39;?262 . 5 10?26.25②污泥斗容积：污泥斗上口采用 4500 L×4500 L 污泥斗下口宽采用 500 L×500 L 污泥斗斜壁面与水面夹角为 60 ? 上口面积f1 ?4.5×4.5=20.25 O，下口面积0 . 7 BLH t0 .5 0f2 ?0.5×0.5=0.25 O0 .5排泥管直径： d ? 污泥斗高度： h 4 污泥斗容积：V1 ? 1 3 h4 ( f1 ? f 2 ?&#39;&#39; &#39;&#39;?0 . 7 ? 45 ? 24 . 3 ? 3 . 0 1 . 5 ? 3600? 0 . 25 m?4 .5 ? 0 .2 2?tg 60 ? =3.46mf1 f 2 ) ?1 3? 3 . 46 ? ( 20 . 25 ? 0 . 25 ?20 . 25 ? 0 . 25 ) ? 26 . 24 m3③ 泥斗以上梯形部分容积（设池底坡度为 0.01）:-9-梯形部分高度： h 4&#39;? ( 24 . 3 ? 4 . 5 .) ? 2 ? 0 . 01 ? 0 . 099 ml1 ? l 2 2 24 . 3 ? 4 . 5 2污泥斗以上梯形部分容积： V 2?h4 b ?&#39;? 0 . 099 ? 4 . 5 ? 6 . 4 m3④ 污泥都和梯形部分污泥容积V 1 ? V 2 ? 26 . 24 ? 6 . 4 ? 32 . 64 m3&26.25 m 3(4) 池子总高度 缓冲层高 h 3? 0 .3 m（0.3～0.5） ，超高 h1&#39; &#39;&#39;? 0 .5 mH ? h 1 ? h 2 ? h 3 ? ( h 4 ? h 4 ) ? 0 . 5 ? 3 ? 0 . 3 ? ( 0 . 099 ? 3 . 46 ) ? 7 . 359 m（取 7.4m）(5) 进水穿孔墙：墙长 4.5m,墙高 3.5m，超高 0.5m ① 孔洞处流速 V 0? 0 . 20 m / s （0.2～0.3）单池穿孔墙空洞总面积 ?? ? Q 3600 v 0 ? 2187 . 5 10 ? 3600 ? 0 . 2 ? 0 . 30 m2②孔洞的个数 N，采用圆形孔径为 0.125m,则孔面积为（ ?41? 0 . 1252）N ?? 1 4?20 . 30 1 4 ? 3 . 14 ? 0 . 1252? 24（个）? 0 . 125③孔眼实际流速V&#39;?Q 10 NA 1? 10 ? 2 . 4 ?2187 . 5 1 4? 0 . 21 m / s2? ? 0 . 125? 3600④孔眼布置 a.孔眼布置 4 排，每排孔眼数为 24? 4 ? 6 （个） ，水平方向孔眼净距取 ? 6 ? 375 ? 3000 mm375 L（即1.5 块砖长） ，则每排 6 个孔眼时其所占宽度为 6 ? 125 b.剩余宽度 B? 3000 ? 1500 mmc.垂直方向孔眼净距取 252 L （即 4 块砖厚） 最上一排的淹没水深取 120 L ， （120～ 150） ，则孔眼的分布高度为： 120? 4 ? 125 ? 4 ? 252 ? 1628 mm(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 m ，则渠内 水深：h ? 1 . 73 3 Q gb2? 1 . 73 32187 . 5 9 . 81 ? 1 . 0 ? 3600 ? 102? 0 . 32 m- 10 -为了保证堰顶自由落水，出水堰的高度采取 0.2 m ，则出水渠水深为 0.5 m 。 (7) 出水三角堰：使用 90 ? 锯齿形三角堰 堰上水头取 H 1? 0 . 1m? 1 . 343 H 12 . 47每个三角堰的流量： q 1 单池三角堰的个数： n 1? 1 . 343 ? 0 . 12 . 47? 0 . 00455 m / s3?Q q1?2187 . 5 10 ? 3600 ? 0 . 00455? 13 . 4（个） ，取 14 个堰口下端与出水槽之距为:50 L～70 L 三角堰中距： L 0? b n1 ? 4 .5 14 ? 0 . 32 m(8) 沉淀池水力条件复核 水力半径： R? W ? BH 2H ? B ? 4 .5 ? 3 .0 2 ? 3 .0 ? 4 .5 ? 1 . 286 m ? 128 . 6 cm?v2佛罗德数： F r??0 . 452Rg vR ? 水128 . 6 ? 981? 1 . 6 ? 10?6雷诺数： R e???0 . 45 ? 1 . 286 ? 1 . 0 0 . 0101? 57 . 30第三节 平流式沉淀池结构图根据以上计算绘制折返式平流沉淀池及其剖面图（见附图）- 11 -第三章 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 1.0 m/s， 栅条间隙宽度 b=0.01m 格栅倾角 ? =60， Q max =2187.5 m .3 /s n=Q max sin ? bhv=0 . 61 ?sin 60 ?0 . 01 ? 0 . 8 ? 1 . 0=70.9≈ 71 个(2) 栅槽宽度 B 设栅条宽度 S=0.01m B=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 B 1 =1.2m角度 ? 1 =20°（进水渠道内的流速为 0.8 m／ s）l1 ? B ? B1 2 tg ? 1 ? 1 . 41 ? 1 . 2 2 ? tg 20 ? ? 0 . 29 m(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（ l 2 ）l2 ? 1 2 l1 ? 0 . 29 2? 2 . 42? 0 . 15 m(5)通过格栅的水头损失（ h1 ）设栅条断面锐边矩形断面 k=3 ?h1 ? ? ( s d4)3v2sin ? ? k ? 2 . 42 ? (0 . 01 0 . 014)312 2 ? 9 .8? sin 60 ? ? 3 ? 0 . 32 m2g- 12 -(6) 栅后槽的高度（H）设栅前渠道超高 h 2 H=h+h 1 + h 2 =0.8+0.32+0.3=1.42m (7) 栅槽总长度 L ,L ? l1 ? l 2 ? 0 . 5 ? 1 . 0 ?? 0 .3 mH 1 ? h ? h2H1 tg ? 0 .8 ? 0 .3 tg 60 ?? 0 . 29 ? 0 . 15 ? 0 . 5 ? 0 . 1 ?? 2 . 58 m(8)每日栅渣量（W） 格栅间隙为 10 L，栅渣量 w 1 按 1000 m 3 污水产渣 0.1 m 3 （机 械清扎） 栅渣量W ? 86400 Q max W 1 1000 K2?86400 ? 0 . 61 ? 0 . 1 1000 ? 1 . 2? 4 . 39m .3 /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。 (1) 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 22℃。水的 pH 值在处理前后保持不变。 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℃时效果不好， 需配合助凝 剂使用。 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- 13 -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 总溶积： W? QT 60 ?池数 n=52187 . 5 ? 25 60 ? 911 . 46 m3每池净平面面积： F 池宽与沉淀池等宽 B 池子长度l ???W nH1?911 . 46 2?5? 91 . 15 m2，已知： H 1? 2m? 45 mF B?91 . 15 45? 2 . 03 m4、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 滤速： V? 5（普通快滤池） 取 10m/h3～12m/hQ ? 50000 ? 1 . 05 ? 52500 m/d冲洗时间 t 1? 6 min，停留时间 40min，滤池工作时间 t ? 取 24h? T ? ? t ? ? t 1 ? 24 ? ? 52500 10 ? 23 . 62 40 60 ? 22滤池实际工作时间 T 滤池总面积： F? Q VT?6 60 ? 2? 23 . 62 h? 222 . 27 m- 14 -每个滤池面积f ? 30 m2f ?F N?222 . 27 5? 44 . 45 m2，所以长宽比取 1.5：1（1.25：1～1.5：1）? 44 . 45设滤池宽为 b， 1 . 5 l ? b，可得： l? 8 . 16 m，b? 5 . 44 m滤池总高：滤料层高度无烟煤层 450 LH2砂层 300 L 滤料上水浆滤层厚度为H30.7～0.8m? 0 .7 m H承托层高度? 0 .3 m? HH 1 ? 0 . 45 mH? 1 .7超高4滤板高度35? 0 . 12 mH ? H1 ? H2? H4? H 5 ? 0 . 45 ? 0 . 7 ? 1 . 7 ? 0 . 3 ? 0 . 12 ? 3 . 27 m6、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。下层布置进泥管及加药装置，上层机房内主要设备是高干度离心式脱水 机，共设三台（两用一备） 。污泥贮存采用专用贮罐两套，每个贮存罐内底部设有污泥 推筛装置及出泥螺旋。罐中污泥卸入下接的槽车。运输至污泥填埋场填埋。离心脱水机 可连续自动化运行，设备效率高，占地小，管理方便，机房环境清洁，是近几年推广应 用较快的污泥脱水机。主要缺点是噪声大，离心机高速旋转，旋转叶片等部件要求耐磨 性强，以延长使用寿命。离心机制造材质和加工精度要求严格，以保障长期自动连续稳 定运行。设备投资较大。- 15 -第五章 附属设备说明此水厂的建设从水厂规模进行预算和考虑，需要员工约 80 人，其中包括设计与 施工人员，机械操作人员，服务人员（如巡警、清洁工、司机、餐厅人员等） ，管理人 员和设备维修人员。 一、门卫： 接待外来人员，外来人员不得随意进入水厂工作区，来客必须登记，对水厂有一定 的保护作用。另外，也起到连接外部环境信息与水厂内部信息的沟通作用，同时也维护 水厂设备，防止被人偷窃，保护水厂职工安全，使水厂正常、稳定和安全的运行。 二 、办公楼 办公楼为水厂人员办公的场所，同时还为员工在上班时的各方面工作、娱乐等项 目提供场所。 三 、食堂和宿舍 解决员工生活问题，为员工提供吃饭与住宿场所，是水厂的必须建筑。 四、停车场 工及来访客人提供停车场地。 五、维修间 存放各种修理工具以及检修设备。 六、仓库 仓库存储絮凝剂，絮凝剂选用局和氯化铝。且距离絮凝池不宜过远，便于运送。 七、污泥处理车间 由于污泥的量非常少所以污泥的处理时间间隔也相应增长，选用每 10 天运一次， 污泥量非常少所以还可以省去污泥浓缩池，直接由收集污泥井代替。污泥处理车间布 置在水厂一角，与生活区远离，有专门的通道供车辆进出，运输不经过水厂其他区， 以免污染环境。 八、配水井 均匀分配水量，作用是将水流分为需要的几股，通过控制阀门来调节水流 。 九、草坪 绿化环境，美化水厂。 十、总机控室- 16 -对各个设备进行监控，保证水厂正常运行。 十一、消毒间 对清水池出水进行消毒，消毒药品选用氯气。- 17 -参考资料：[1] 《水污染工程讲义》刘志安主编内部教材 2005.8 崔玉川等编 化学工业出版社[2] 《给水厂处理设施设计计算》 2003.7[3] 《环境工程设计手册》 魏先勋主编 [4] 《三废处理工程技术手册》 化学工业出版社 ] 《污水处理厂设计与运行》 曾科等编湖南科学技术出版社 2002.6北京环境技术与设备研究中心等编化学工业出版社 2001.5 化学工业出版社 2002.3 化学工业出版社 2003.5[6] 《城市污水处理技术及工程实例》 李海等编 [7] 《污水处理厂工艺设计手册》 高俊发等编 [8] 《水处理絮凝学》 常青主编化学工业出版社 2002 .12 罗固源主编 化学工业出版社 2002.12[9] 《水污染物化控制原理与技术》- 18 -
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