水污染辐流式沉淀池课程设计.docx
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水污染辐流式沉淀池课程设计
课程设计任务书
2015～2016学年第二学期
学院：
化工与环境学院
专业：
环境工程
学生姓名：
宋思奇学号：
1304014145
课程设计题目：
设计人口为400000人的生活污水处理厂
辐流式沉淀池设计
起迄日期：
4月29日～6月10日
课程设计地点：
中北大学信息商务学院
指导教师：
侯彬
系主任：
张建忠
下达任务书日期:
2016年4月29日
课程设计任务书
1．设计目的：
通过课程设计，进一步强化水污染控制工程课程的相关知识的学习，初步掌握污水处理中常见构筑物的设计方法、设计步骤。
学会用CAD软件绘制构筑物的基本设计图纸。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
原始数据与基本参数：
最大设计流量：
4000m3/h；设计人口：
400000人。
其它参数查阅相关文献自定。
设计内容和要求：
①计算辐流沉淀池的各部分尺寸；
②辐流沉淀池构筑物的图纸详细设计。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕：
（1）课程设计说明书一份；
（2）说明书内容包括：
①辐流沉淀池在水处理中的作用说明；
②根据给出参数对辐流沉淀池各部分尺寸的详细计算过程；
③设计图纸（CAD绘图）规范，图纸包括整体图和局部图的设计，计算尺寸要在图中相应的位置标明；
④单位要正确，参考文献必须在说明书中相应的位置标注，语言流畅、规范。
（3）工作量：
二周
课程设计任务书
4．主要参考文献：
[1]侯彬、胡双启主编．水污染控制技术与工程．北京：
兵器工业出版社，2005。
[2]高廷耀主编．水污染控制工程．（下册）．北京：
高等教育出版社，1989
[3]王宝贞主编．水污染控制工程．北京：
高等教育出版社．1990
[4]孙彗修等主编．排水工程（上）．北京：
中国建筑工业出版社．2000
[5]张希衡主编．废水治理工程．北京：
冶金工业出版社，1984
[6]张自杰等主编．排水工程（下）．北京：
中国建筑工业出版社．2000
[7]尹士君、李亚峰编著．水处理构筑物设计与计算．北京：
化学工业出版社．2004
5．设计成果形式及要求：
设计说明书一份（含构筑物设计详图），设计说明书格式按中北大学信息商务学院课程设计的相关要求。
6．工作计划及进度：
2016年4月29日：
领取课程设计任务书，明确课程设计的内容，查阅相关资料。
4月29日~6月24日：
设计计算、绘制相关图纸。
6月25日：
打印装订设计说明书，答辩。
系主任审查意见：
签字：
年月日
设计人口为400000人的生活污水处理厂
辐流式沉淀池设计
摘要
辐流式沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。
沉淀池在废水处理中广为使用。
它的型式很多，辐流式沉淀池是其中的一种。
池体平面圆形为多，也有方形的。
直径（或边长）6-60m,最大可达100m，池周水深1.5-3.0m,池底坡度不宜小于0.05.废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。
悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。
本文就辐流式沉淀池的技术原理和基本构造，设计一个人口为40000人的生活污水处理厂辐流式沉淀池。
关键词：
辐流式沉淀池，设计，生活污水
目录
1.实践设计方案简介1
1.1普通辐流式沉淀池的构造1
1.2辐流式沉淀池的设计参数1
2．环保设备草图及说明4
3．设备主体设计、计算及选型5
3.1设计前提5
3.2设计计算过程5
3.3刮泥机选型及实物图7
3.4辐流式初沉池实物图9
4．设计结果概要或设计一览表10
5．对本实践设计的评述10
6.参考文献11
1.实践设计方案简介
沉淀池作为城市污水处理厂的常规水处理构筑物，在水处理厂中发挥重要的作用。
而作为水处理中最基本方法的沉淀法，在水处理的不同阶段都发挥着重要的作用。
因此对沉淀池及其排泥机构的研究日益受到给排水工作者的重视。
本次对辐流式沉淀池的各部分的结构和尺寸进行了设计。
在进行污水处理工程时，应充分考虑辐流式沉淀池的优点及缺点，最大程度上设计出高效率、投资少的实际可行方案。
在这次辐流式沉淀池的设计中，我们将根据沉淀池的性能及结构设计沉淀池参数说明及参数选取、沉淀池结构计算、沉淀池配套设备选取等内容，最好的整理出一套完美的辐流式沉淀池方案。
设计前提：
某城市污水处理厂最大流量为Qmax4000m³/h，设计人口N=4万人。
采用机械刮泥。
1.1普通辐流式沉淀池的构造
普通辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径一般为6~60m，最大可达100m，中心深度为2.5~5.0m，周边深度1.5~3.0m。
污水从辐流式沉淀池的中心进入，由于直径比深度大得多，水流呈辐射状向周围流动，沉淀后的污水由四周的集水槽排出。
由于是辐射状流动，水流过水断面逐渐增大，而流速逐渐减小。
辐流式沉淀池大多数采用机械刮泥（尤其直径大于20m时，几乎全用机械刮泥）,将全池沉淀污泥收集到中心泥斗，再借静压力或排泥泵排出。
刮泥机一般为架结构，绕池中心转动，可中心驱动或周边驱动，池底坡度一般为0.05。
1.2辐流式沉淀池的设计参数
（1）池子直径（或正方形一边）与有效水深的比值，一般采用6～12。
（2）池径不宜小于16m。
（3）池底坡度一般采用0.05～0.10。
（4）一般均采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施。
如图2-1带有中央驱动装置的吸泥型辐流式沉淀池
（5）当池径（或正方形一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥。
（6）进、出水的布置方式可分为：
中心进水周边出水；周边进水中心出水；周边进水周边出水。
（7）池径小于20m，一般采用中心传动的刮泥机，见图2-2，其驱动装置设在池子走道板上；池径大于20m时，一般采用周边传动的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘。
图2-2中央驱动式辐流式沉淀池
（8）刮泥机的旋转速度一般为1～3r/h，外周刮泥板的线速不超过3m/min，一般采用1.5m/min。
（9）在进水口的周围应设置整流板，整流板的开口面积为过水断面积的6％～20％。
（10）浮渣用浮渣刮板收集，刮渣板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板。
2．环保设备草图及说明
3．设备主体设计、计算及选型
3.1设计前提
某城市污水处理厂最大流量为Qmax4000m³/h，设计人口N=4万人。
采用机械刮泥。
3.2设计计算过程
（1）沉淀池的表面积A、直径D等基本参数计算
A=Qmax/nq=4000/（1*2*24）=83.33m³
D=（4A/3.14）^（1/2）=16.29m取D为17m
n——池数，取1个
q——表面负荷，m³/（m²*h），取2m³/（m²*h）
（2）有效水深h2计算
h2=q*t=2*1=2m
t——沉淀时间，h，取1h
（3）沉淀池总高度H
①.每天污泥量V，m²
V=SNT/1000n=0.5*40000*4/1000*24
=3m³
S——每人每日污泥量，L/（人*d），一般取0.3-0.8，取S=0.5L/（人*d）
N——设计人口数，N=40000
T——两次清除污泥间隔时间，d，采用机械刮泥，取T=4h
②.污泥斗容积V1，m3
V1=（3.14*h5）*（r12+r1*r2+r22）/3
h5——污泥斗高度，m；
r1——污泥斗上部半径，m，取r1=1.8m
r2——污泥斗下部半径，m，取r2=0.8m
其中h5=（r1-r2）tanα=（1.8-0.8）*tan60=1.73m
V1=9.6m3
③.污泥斗以上圆锥体部分容积V2，m2
V2=3.14*h4*（R2+R*r1+r12）/3
h4——坡底落差，m
R——池子半径，m
h4=（R-r1）*0.05=0.335m
因此，池底可贮存污泥的体积为
V2=31.85m2
共可贮存污泥的体积为：
V1+V2=9.6+31.85=41.45m3>5m3
可见池内有足够的容积。
④.沉淀池总高度H，m
H=h1+h2+h3+h4+h5
h1——超高或保护高，一般取0.3m
h2——有效水深，计算为2m
h3——缓冲层高度，m，取h3=0.5m
h4——污泥斗以上部分高度，计算为0.335m
h5——污泥斗高度，1.73m
H=4.865m
（4）径深比校核
D/h2=17/2=8.5，在6-12范围内，满足。
（5）处理水质
①.管内水流平均流速Vn
Vn=（2tµ）^0.5*Gm
t——导流絮凝区平均停留时间，s，取360s
µ——污水的动力粘度，取1.25*10-3
Gm——导流絮凝区平均速度梯度，取10s-1
Vn=0.3m/s
②.沉淀池能捕集的最小尘粒直径dmin
Vn=（ps-pL）*gdmin2/（18*µ）
ps——悬浮颗粒的密度，取1350kg/m3
PL——液体的密度，取1000kg/m3
则dmin=0.044mm
3.3刮泥机选型及实物图
本次设计选用CG-A型中心传动刮泥机，该机型多用于污水处理工程中，辐流式沉淀池的排泥和除渣，本机采用中心传动，固定平台，中心支墩垂架式，中心进水，排泥，周边出水。
选用CG-18A型中心传动刮泥机。
CG-A型中心传动刮泥机结构图：
CG-A型刮泥机实物图：
3.4辐流式初沉池实物图
4．设计结果概要或设计一览表
辐流式初沉池设计参数
沉淀部分水面面积:
208.33m2
池子直径：
17m
保护高h1：
0.3m
有效水深h2：
2m
缓冲层高度h3：
0.5m
污泥斗以上部分高度h4：
0.335m
污泥斗高度h5：
1.73m
池子总高度H：
4.865m
坡向泥斗坡度：
0.05
进出水方式：
中心进水，排泥，周边出水
沉淀池所能捕获的颗粒最小粒径：
0.044mm
采用CG-A型中心传动刮泥机。
5．对本实践设计的评述
无论是直流式，辐流式还是竖流式，沉淀池的研究与开发，都是随着我国城市建设的发展水资源的日益紧缺匮乏、国家经济体制改革的深入和人们对环境要求的提高而提出来沉淀水中悬浮颗粒物具体方案。
与此同时，一些新兴的水处理工艺也对传统水处理方式和管理体制提出了挑战，如何提高水质质量，一直受到众学者的关注、研究，形成各种新兴水处理工艺。
本次环保设备制作是在老师和同学的指导下合作完成的，经过小组成员和老师的努力，我们设计出一套完整的辐流式初沉池的模型，我们掌握了辐流式沉淀池的结构，工作原理，性能及其优缺点等，对辐流式沉淀池的功能有了详细的了解，这次设计制作，为我们以后毕业设计打下了良好的基础，也为以后的工作做了良好的铺垫。
6.参考文献
[1]侯彬、胡双启主编．水污染控制技术与工程．北京：
兵器工业出版社，2005。
[2]高廷耀主编．水污染控制工程．（下册）．北京：
高等教育出版社，1989
[3]王宝贞主编．水污染控制工程．北京：
高等教育出版社．1990
[4]孙彗修等主编．排水工程（上）．北京：
中国建筑工业出版社．2000
[5]张希衡主编．废水治理工程．北京：
冶金工业出版社，1984
[6]张自杰等主编．排水工程（下）．北京：
中国建筑工业出版社．2000
[7]尹士君、李亚峰编著．水处理构筑物设计与计算．北京：
化学工业出版社．2004
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