课程设计平流式沉淀池设计 精品文档格式.docx

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1．设计计算书主要内容：

（1）设计依据：

设计任务和基础资料。

（2）各主要构筑物的设计参数、计算公式、计算过程与结果，主要设备的设计选型计算、规格等。

（3）设计完成后，针对所设计内容与同组同学比较各类沉淀池的特点。

2．绘制图纸：

绘制能够清楚表达沉淀池结构的图纸，至少包括主视图、俯视图、剖面图。

3．设计时间：

贵州大学2011～2012年度第二学期

四．设计计算说明书和图纸均鼓励采用计算机制作。

目录

前言0

水污染工程课程设计1

一、设计题目1

二、设计内容1

三、设计要点及有关参数1

1、沉淀池的一般设计准则1

2、平流式沉淀池设计要点4

四、平流式沉淀池的公式及设计计算4

五、结论10

六．参考文献11

七、附图11

附件平流式沉淀池的设计图11

前言

生活污水是人们在日常生活中产生的各种污水的混合液。

生活污水中的有机成分所占比重大，它包括糖类、各种氨基酸和非挥发性及挥发性有机酸、醇、醛、酮和洗涤剂等可溶性物质。

在悬浮物中，以蛋白质、碳水化合物和脂肪为主，生活污水中还含有多种微生物，生活污水排放于水体，使水质恶化，水体污染严重时通过有机物的生物氧化降解，可导致水体的溶解氧耗尽，并腐败变黑发臭，其中含氮、磷、硫较高。

此外，生活污水还能传播病菌、病毒和寄生虫卵，直接影响人们的身体健康。

另外，居民小区污水还有排放量小、水质水量变化大、处理难度小、可生化性好、含有相当浓度的N和P、排放上具有间歇性和不稳定性等特点。

为了减轻水环境的污染，我们必须对污水处理后排放；

为了缓解水供应的压力，我们必须回用一部分水。

近年来随着生活水平的提高，城市生活废水和工业废水的排放量也逐年递增。

解决城市水污染的根本出路在于建设有效地城市污水处理厂。

我国在水处理厂的建设方面成绩卓越。

沉淀法是水处理中最基本的方法，即在污水处理的工艺流程中沉淀池就显得尤为重要了，沉淀池也在其中发挥着极其重要的作用。

因此，关于沉淀池及其排泥机构的相关设计和研究正日渐受到污水处理及排水相关工作者的重视。

污水处理厂中设置沉淀池的目的在于去除悬浮于污水中的可以沉淀的悬浮固体,按在污水处理流程中的位置分为初次沉淀池和二次沉淀池。

对小区生活污水处理达标后，可以用来作为小区绿化用水，景观喷泉用水，洗车，喷洒道路等。

通过本次设计帮助我们对各式沉淀池建立直观的了解，并在今后工作学习中更加清楚在何种情况下选择那种沉淀池更为经济有效，为今后的工作和学习奠定了扎实的基础。

水污染工程课程设计

一、设计题目

流式沉淀池设计

二、设计内容

某城市生活污水量为5000m3/d，即57.9L/s，变化系数为1.74，COD为510mg/L，BOD为260mg/L，进水悬浮物浓度为370mg/L，出水悬浮物浓度不超过20mg/L，通过实验测得沉淀所对应的污泥含水率为96%。

三、设计要点及有关参数

1、沉淀池的一般设计准则

（1）设计流量应按分期建设考虑：

①当污水直接自流入沉淀池时，应按每期入流管道最大设计流量计算；

②当污水由泵提升后进入沉淀池时，应按水泵的最大组合出水量计算；

③当沉淀池为合流制排水系统服务时，应按降水时的设计流量计算，沉淀时间应不小于30min。

（2）沉淀池的个数或分格数应不少于2个，并按并联工作考虑

（3）沉淀池的经验设计参数

若无污水沉淀性能的实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据可参照表1选用。

表1城市污水处理厂沉淀池设计参数

沉

淀

池

在处理工艺中的作用

沉淀时间/h

表面负荷m3·

（m2·

h）-1

每人每日污泥量/g·

（人·

d）-1

污泥含水率/%

固体负荷/kg·

初次沉淀池

单独沉淀处理

1.5~2.0

1.5~2.5

16~36

95~97

-

生物处理前

1.5~3.0

14~26

二次沉淀池

活性污泥法后

1.5~4.0

0.6~1.5

12~32

99.2~99.6

≤150

生物膜法后

1.0~2.0

10~26

96~98

（4）沉淀池的构造尺寸

沉淀池的超高至少采用0.3m；

缓冲层高度，非机械排泥时一般采用0.3～0.5m，机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜刮泥板0.3m；

污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60°

，圆斗不宜小于55°

；

坡向泥斗的底板坡度，平流式沉淀池不易小于0.01，辐流式沉淀池不易小于0.05；

一般沉淀时间不小于1.0h，有效水深多采用2～4m，对辐流式指池边水深。

沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系见表2。

表2有效水深H、沉淀时间t和q的相互关系

表面水力负荷q/[m3/（m2·

h）]

沉淀时间t/h

H=2.0

H=2.5m

H=3.0m

H=3.5m

H=4.0m

3.0

1.0

1.17

1.33

2.5

1.2

1.4

1.6

2.0

1.25

1.5

1.75

1.67

2.33

2.67

3.5

4.0

（5）沉淀池出水部分

沉淀池出水一般采用堰流，出水堰应保持水平。

初沉池的最大负荷应不大于2.9L/（s·

m）；

二沉池的最大负荷应不大于1.7L/（s·

m）。

有时也可采用多槽出水布置，以提高出水水质。

（6）贮泥斗的容积

初沉池的贮泥时间按不大于2d计算，采用机械排泥的污泥斗可按4h计算；

活性污泥法处理后二沉池的贮泥时间按不大于2h计算，并应有连续排泥措施；

生物膜法处理后二沉池的贮泥时间按不大于4h计算。

（7）排泥部分

沉淀池的污泥一般采用静水压力排泥，初沉池的静水头不应小于1.5m（H2O）；

二沉池的静水头，生物膜法后不应小于1.2m（H2O），曝气池后不应小于0.9m（H2O）；

排泥管直径不应小于200mm。

（8）综合生活污水总变化系数如表3所示：

表3综合生活污水总变化系数

平均日流量（L/s）

5

15

40

70

100

200

500

≥1000

总变化系数

2.3

1.8

1.7

1.3

2、平流式沉淀池设计要点

（1）长宽比要大于4，大型沉淀池可考虑设置导流墙，采用机械排泥时，宽度需根据排泥设备确定。

（2）池子的长深比一般采用8—12。

（3）池底纵坡一般采用0.01—0.01，机械刮泥时不小于0.005。

（4）一般按表面负荷计算，按水平流速校核，最大水平流速，一般不大于5mm/s。

（5）进出口处挡板位置，高出池内水面0.1—0.15m，进出挡板淹没深度一般为0.5—1.0m；

出口挡板深度一般为0.3—0.4m；

挡板距进水口0.5—1.0m；

距出水口0.25—0.5m。

（6）非机械刮泥时，缓冲层的高度为0.5，机械刮泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。

（7）刮泥机行进深度不大于1.2m/min，一般为0.6—0.9m/min。

（8）入口的整流措施，可采用溢流式入流装置，并设置有整流穿孔墙；

底孔式入流装置，底部设有挡流板；

淹没孔与挡流板措施课的组合；

淹没孔与整流墙的组合。

有孔整流墙的开孔总面积为过水断面的6%-20%。

（9）进水区采用穿孔花墙配水时，穿孔墙距进水墙池壁的距离应≥1～2m，同时在沉淀面以上0.3～0.5m处至池底部分的墙不设孔眼；

采用穿孔墙配水或溢流堰集水，溢流率可采用250m3/（m·

d）；

表面水力负荷2m3·

h）-1。

（10）出口的整流措施可采笏的不均匀用溢流式集水箱。

锯齿形三角堰应用最普遍，水面宜位于尺高的1/2处。

为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降，在堰口需设置使堰板能上下移动的调整装置。

（11）平流沉淀池的出水堰应保证单位长度溢流量相等。

出水堰前应设收集和排出浮渣的设备，当采用机械排泥时可一并结合考虑。

四、平流式沉淀池的公式及设计计算

（1）沉淀区的表面积A：

A=Qmax/q

其中：

A—沉淀区表面积，m2；

Qmax—最大设计流量，m3/h；

q—表面水力负荷，m3·

h）-1,取为2.0。

因水流量为5000m3/d，则沉淀区的表面积A为:

A=Qmax/q=5000/（24*2.0）=104.17m2

（2）沉淀区有效水深h2：

h2=q·

t

h2—沉淀区有效水深，m；

t—沉淀时间。

初沉池一般去0.5～2.0h，取为1.5h。

则沉淀区有效水深h2为：

h2=q·

t=2.0*1.5=3m

（3）沉淀区有效容积V：

V=A·

h2或V=Qmax·

V—沉淀区有效容积，m3。

则沉淀区有效容积V为：

V=Qmax·

t=（5000*1.5）/24=312.5m3

（4）沉淀池长度L：

L—沉淀池长度，m；

v—最大设计流量时的水平流速，mm/s，取为4.5mm/s

则沉淀池长度L为：

=4.5*1.5*3.6=24.3m

（5）沉淀区的总宽度B：

B=A/L

其中：

B—沉淀区的总宽度，m。

则沉淀区的总宽度B为：

B=A/L=104.17/24.3=4.29m

取沉淀池的宽度为4.5m，因设计沉淀池的数量n为1，则b=4.5m

（6）校核

池长与池宽校核：

L/b=24.3/4.5=5.4>

4.0,符合要求，

长度与有效水深校核：

L/h2=24.3/3=8.1>

8，符合要求。

（7）污泥区的容积VW：

VW=（S·

N·

T）/1000

Vw—污泥区的容积，m3；

S—每人每日产生的污泥量，L/（人·

N—设计人口数，人，取为30万；

T—两次排泥的时间间隔,d,取为3h。

设T=3h的污泥量为20g/（人·

d）,污泥含水率为96%，则

S=20/[（1-0.96）*1000]=0.5L/（人·

d）

则VW=（S·

T）/1000=（0.5*300000*3/24）/1000=18.75m3

（8）沉淀池的总高度H:

H=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h4´

+h4"

H—沉淀池总高度，m；

h1—沉淀池超高,m，一般取0.3m；

h2—沉淀区的有效水深，m，h2=3m；

h3—缓冲层高度，m，有机械挂泥设备时，取为0.3m

h4—污泥区高度，m，h4=h4´

h4´

—贮泥斗高度，m；

h4"

—梯形部分的高度，m；

取贮泥斗底部的宽度b´

为0.5m,贮泥斗斜壁面与水面夹角为为60°

则

h4´

=（b-b´

）tan60°

/2=（4.5-0.5）tan60°

/2=3.46m,取为3.5m。

取坡向泥斗的底板坡度i为0.01，则

（24.3+0.3-4.5）*0.01=0.201m,取为0.3m。

则沉淀池的总高度H为:

H=h1+h2+h3+h4´

=0.3+3.0+0.3+3.5+0.3=7.4m

贮泥斗容积V1：

S1，S2—贮泥斗的上下口面积，m2；

—贮泥斗高度，m，为3.5m；

V1—贮泥斗容积，m3

上口面积为：

S1=4.5*4.5=20.25m2

下口面积为：

S2=0.5*0.5=0.25m2

则贮泥斗容积为：

=3.5*（20.25+0.25+

）/3=26.54m3

（10）贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2：

V2—贮泥斗以上梯形部分容积，m3；

—梯形部分的高度，m，为0.3m；

L1，L2—梯形上、下底边长，m,

L1=L+0.3+0.5=24.3+0.3+0.5=25.1m,L2=b=4.5

则梯形部分容积为

=（25.1+4.5）*0.3*4.5/2=19.98m3

（11）贮泥斗和梯形部分污泥容积

=26.54+19.98=46.52m3>

18.75m3，符合要求。

（12）进水穿孔墙设计

①单个孔眼面积A1

采用砖砌进水穿孔墙，孔眼形式采用矩形的半砖空洞，其尺寸为0.125*0.063。

A1=0.125*0.063=0.0079m2

②孔眼总面积A0

孔眼流速采用v1=0.25m/s（一般宽口处为0.2～0.3m/s；

狭口处为0.3～0.5m/s）

A0=Q/v1=5000/（24*3600*0.25）=0.2315m2

孔眼总数n0

n0=A0/A1=0.2315/0.0079=29.3

取30个,则孔眼实际流速为

v1´

=Q/（n0*A1）=（5000/24*3600）/（30*0.0079）=0.24m/s

孔眼布置

a孔眼布置成6排即可，每排孔眼数为30/6=5个。

b水平方向孔眼净距离取500mm（两砖长），则每排5个孔眼时，其所占宽度为：

5*63+5*500=315+2500=2815mm

剩余宽度为：

B-2815=4500-2815=1685mm，其均分布在各孔缝中。

c垂直方向孔眼净距离取378mm（6块砖厚），最上一排孔眼的淹没水深取深取150mm，则孔眼分布高度为

250+6*125+6*378=3168≈3000mm=h2

取进水穿孔墙距进水墙池壁的距离为3m。

（13）出水三角堰（90o）

①堰上水头：

即三角堰口底部至上游水面的高度,取为H1=0.1m（H2O）

②每个三角堰的流量q

q=1.343H12.47=1.3430.12.47=0.00455m3/s

三角堰的个数n

n=Q/q=5000/（24*3600*0.00455）=12.7,

取13个。

三角堰中距L1

L1=B/n=4.5/13=0.346m

（14）入流处挡板距进口0.5m，出水处挡板距出口0.3m

（15）刮泥机选型

根据《环境保护设备选用手册——水处理设备》中第三章《刮（吸）砂、刮泥（油、渣）机及配套设施》,选择BGH型行车式刮泥机。

BGH型行车式刮泥机适用于污水处理厂的矩形平流沉淀池，将沉降在池底部的污泥刮集到集泥槽排出，并将池中污水表面的浮渣撇向集渣槽，以便进一步处理。

其特点有：

①刮泥机行走及刮泥板升降可自动化控制。

供电方式有滑导线和悬挂电缆两种，用户可任意选择。

②本机提升装置采用电动推杆式，结构简单，使用灵活方便，外形美观，效率高。

行走轮采用特殊聚氨酯材料制作，耐压，耐磨，使用寿命长。

BGH型行车式刮泥机由行车体，刮泥板，撇渣板，刮板升降装置，驱动装置和电控箱等组成。

初沉池利用虹吸原理排泥，不需要动力，节省运行费用。

五、结论

我们组通过给定流量及相关参数进行计算，分别设计了平流式，竖流式，辐流式沉淀池后，结合计算及图分析，其结果如下：

根据选择的流量进行设计得到的平流式沉淀池总体上较符合要求，它不像辐流式及竖流式那样，辐流式沉淀池径深比太小，而竖流式沉淀池子直径较大。

与辐流式沉淀池设计相比，平流式沉淀池加工容易，施工制造简单。

但池子长度和有效水深之比较小。

而对于竖流式沉淀池，池子直径较大，对水量冲击负荷和水温度变化适应能力不强径深比相对适中，但水流速度要求大否则不够要求，总体沉淀池体积较大，混凝土用量高，在施工建造上造成一定难度，致使工程造价抬高不经济合理。

优点在于它占地面积较小结构上与辐流式、平流式相比较为简单，且排泥方便，管理起来简单，适用于小型污水处理厂。

对于辐流式沉淀池，径深比太小，不满足要求，能处理的水量不大，结构相对于平流式和竖流式更复杂，如排泥设备，由于已经定型系列化，所以加工比较繁琐，又因为是圆形的池子，且圆圈个数比较多，比方形的（如：

平流式沉淀池）更难加工，体积也比较大，混凝土的用量较大，埋深比较深，施工质量要求高，操作管理技术要求较高，因此所需造价比较高，它适用于地下水位较高，对大中型污水处理厂较为经济。

六．参考文献

[1]高廷耀，顾国伟.水污染控制工程（下），第三版.高等教育出版社

[2]北京市政工程设计研究总院.给水排水设计手册（第五册），第二版.中国建筑工业出版社

[3]上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册（第三册），第二版.中国建筑工业出版社

[4]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册.化学工业出版社

[5]张自杰.《环境工程手册：

水污染防治卷》，高等教育出版社，1996。

七、附图

附件平流式沉淀池的设计图