周进周出辐流式二沉池工艺标准设计使用说明.docx
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周进周出辐流式二沉池工艺标准设计使用说明
周进周出辐流式二沉池的工艺设计
4.1配水系统的设计
配水系统的设计是周边进水周边出水辐流式二沉池的关键所在。
周进式辐流式二沉池的只有沿圆周各点的进出水量一至,布水均匀,才能发挥其优点。
而常用的配水系统为配水槽和布水孔。
4.1.1配水槽的设计
目前的配水槽大多采用环状和同心圆状如图,也有牛角配水槽如图。
布水
孔的形状分为圆形和方形。
布水孔间距有等距,也有不等距。
图3.3环状配水槽图3.4牛角配水槽
由于配水槽是混凝土施工,宽度曲线的施工精度不容易保证,牛角配水槽不易实现,因此本次设计选用环形平底配水槽,布水孔孔径和孔距不变的配水系统。
孔径为800mm,孔距为1040mm,并在槽底设短管,且短管长度为50~100mm。
配水槽宽600mm。
根据结构设计分析,配水槽底厚一般为内壁厚度的2倍,分别为0.3m和
0.15m。
配水槽和集水槽总宽为(从沉淀池池壁内边计算)Bb2(为配水槽内壁和集水槽堰壁厚度)。
4.1.2进水区挡水裙板的设计
挡水裙板延伸至水面下1.5m处,以保证良好的澄清絮凝效果。
与池壁的距
离与配水槽的宽度相等。
4.2出水装置的设计
出水装置由集水槽和挡板组成。
4.2.1二沉池集水槽的设计
二沉池集水槽是污水沉淀过程中泥水、固液分离的最后一道环节和工序,在实际的工程设计中,常见有3种布置形式:
内置双侧堰式、内置单侧堰式、外置单侧堰式,见图3.5。
内置单侧堰式、外置单侧堰式均为单侧堰进水,设计堰上负荷基本一致,从构造和水力条件来看,两者没有明显的优劣之分。
内置双侧堰式的集水槽因堰上负荷小、出水水质好而应用较多。
但在最近几年的工程设计与应用中发现双侧堰进水集水槽主要存在2个现象[27]:
(1)集水槽两侧水质检测时,内侧水质优于外侧。
(2)
因集水槽内平衡孔开孔过大使三角堰均匀集水作用降低。
图3.5二沉池集水槽布置形式
在实际运行中,可常观察到一种现象:
靠近池壁的出水溢流堰一侧,挟带较
多的活性污泥絮体杂质,而内侧出水溢流堰的絮体杂质相对较少。
内侧溢流堰的出水优于外侧溢流堰,因此本设计采用内置单侧堰进水
集水槽设自由溢流堰,溢流堰严格水平,即可保证水流均匀,又可控制沉淀池水位。
为此溢流堰常采用锯齿形堰,这种出水堰易于加工及安装出水比平堰均匀,池内水位一般控制在锯齿高度的1/2处为宜。
4.2.2挡板的设计
在出口处设置挡板,挡板高出水面0.1~0.15m,挡板淹没深度是沉淀池深度而定,不小于0.25m,一般为0.3~0.4m,挡板位置,距出口为0.25~0.5m。
4.3辐流式二沉池的一般设计原则
辐流式沉淀池一般为圆形,水流沿沉淀池半径方向流动。
池直径在6~60m之间[28]。
具体设计参数如下:
(1)池直径与有效水深之比6~12;
(2)坡向泥斗的底坡0.05;
(3)池径16m;
(4)表面负荷2.5m3/(m2h);
(5)沉淀时间1~1.5h;
(6)池径<20m,一般采用中心传动的刮泥板。
池径>20m,一般采用周边传的刮泥机;
(7)刮泥机转速为1~3r/h,刮泥机外缘线速度3m/min;
(8)非机械刮泥时,缓冲层高0.5m。
机械刮泥时,缓冲层高上缘宜高出刮泥板0.3m;
(9)排泥管的直径不应小于200mm;
(10)当采用静水压力排泥时,初次沉淀池的静水头不应小于1.5m;二次沉淀池的静水头,生物膜法处理后不应小于1.2m,活性污泥法处理池后不应小于
0.9m;
(11)沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。
国内外许多专家学者[29~31]通过实验研究指出:
选择合适的沉淀池几何结构参数可以提高沉淀池的处理效率。
二次沉淀池的效率受下列因素影响,包括悬浮物固体浓度(污泥颗粒大小、污泥的密度、进水速度),流场和构筑物的几何尺寸与挡板的特征。
5工艺设计计算
5.1主体尺寸计算
该辐流式二沉池设计规模与处理35万人生活污水处理厂匹配。
查表5.1得:
综合生活污水定额为95~155L/(capd),取127L(cap•)
表5.1
居民生活污水定额和综合生活污水定额
[单位:
L/(capd)]
'、、城市规模
居民生活污水定额(平均日)
综合生活污水定额(平均日)
分区
特大城市
大城市
中、小城市
特大城市
大城市
中、小城市
1
120~180
100~16
85~145
180~29
160~2
145~240
0
0
65
2
95~135
75~120
60~100
125~20
110~1
95~155
5
80
3
95~125
75~110
60~95
120~19
100~1
85~145
5
70
注:
cap表示“人”的计量单位
居民区生活污水平均日流量
(5.1)
居民区生活污水量变化系数
则最大设计流量
qNKz127351041.3633
Qmaxz700(L/s)o.7(m3/s)2520(m3/h)
8640086400
(5.3)
本设计采用4座池
单池最大设计流量
QQmax
n
252033
630(m3/h)0.175(m3/s)4
(5.4)
式中:
Qmax
-―最大设计流量
n
-池数(不少于两个)
单池表面积
Q6302
A
350(m)
q1.8
(5.5)
池直径
D戶21.1(m),取D=25m
(5.6)
贝实际单池表面积
'23|4222
AD2252(m2)491(m2)
44
(5.7)
实际表面负荷
630
491
1.28(m3/m2h)
(5.8)
式中:
校核堰口负荷:
(5.9)
校核固体负荷:
(5.10)
式中:
Nw――混合液悬浮物浓度(MLSS),kg/m3,取3kg/m3
设沉淀时间t=1h
澄清区:
Qt'
h2rqt1.2811.28m
A
(5.11)
设污泥停留时间t'=1.5h
污泥区高度:
(10.5)63031.5
0.5(39)491
式中:
(5.13)
有效水深:
(5.14)
径深比
(5.15)
池直径与有效水深之比6~12,符合条件
设超高h10.3,缓冲层h30.5
设泥斗上口直径d14m,下口直径d22m,泥斗倾斜角度55
则泥斗高hs1.43m
池中心与池边落差:
Dd1254
h4i(丄)0.05()0.525(m)
(5.16)
式中:
i――坡向泥斗的底坡0.05
池边水深
hh2h32.720.53.22m
沉淀池总高
(5.18)
J•i=0.05
IJF
图5.1池体主要尺寸示意图
5.2配水系统设计
配水槽采用环形平底槽,等距离设布水孔
设计流量
'3
QQRQ6300.5630945m/h
(5.19)
设配水槽宽B0.6m,水深H10.5m
配水槽流速
0.9m/s
Q'945
v
3600BH136000.60.5
(5.20)
配水孔平均流速
Vn2tGm26001.06106200.71m/s
(5.21)
式中:
vn――配水孔平均流速,m/s,—般取0.3~0.8m/s,符合条件
t――导流絮凝区平均停留时间,s,池周有效水深为
2~4m
时,t取
360~720s
污水的运动黏度,与水温有关,设水温为
20,则
1.06
62,
10m/s
Gm
导流絮凝区的平均速度梯度,一般可取
10~30
每池配水槽内的孔数
945
3143600vnD136000.71-
44
2
0.082
73.5
74个
(5.22)
式中:
D1――孔径,
m,一般取0.05~0.1m,
取0.8m
孔距
(DB)
n
3.14(250.6)
74
1.04(m)
(5.23)
絮凝区环形面积
D2(D2B)2
44
3.142523.14
4
(2520.6)2
4
2
45.9696(m)
(5.24)
导流絮凝区的平均流度
Q
3600f
945
360045.9696
3
(5.25)
核算Gm值
Gm
0.712(5.7103)
26001.0610
19.9(s1)
(5.26)
Gm值在10~30s1之间,符合条件
式中:
V1——配水孔水流收缩断面的流速,m/s,V1Vn,为收缩系数,因设
短管,取1
进水管的设计
进水流速
3^^1.33(m/S)
4
Q'
v3600—D;
4
(5.27)
符合条件
则进水管直径取500mm
式中:
D2――进水管直径,m
进水区挡板裙板
伸至水下1.5m处,以保证良好的澄清絮凝效果
5.3出水部分设计
采用周边出水槽
水槽宽
0404
b0.9(K安Q).0.9(1.30.175).0.5(m)
(5.28)
式中:
a――安全系数,一般取i.2~i.5
出水堰的设计
采用出水三角堰,设计堰上水头H=0.05m,三角堰的角度90
(5.29)
单堰过堰流量
(5.30)
每池应该布置的出水堰总数
(5.31)
环形集水槽宽0.5m,沿集水槽壁内侧(单侧)布置出水堰。
配水槽内壁和
集水槽堰壁厚度分别为0.15m,
配水槽和集水槽总宽(从沉淀池池壁内边算)
B'Bb20.60.520.151.4m
集水槽内直径
D内D2B'2521.422.2(m)
(5.33)
出水总周长
LD内3.1422.269.708(m)
(5.34)
设计堰宽B=0.2m
出水堰总线长
L0.2N0.221442.8(m)
(5.35)
两个出水堰
由于出水堰总线长小于出水总周长,因此,需间隔布置出水堰,堰顶距离
69.70842.8
214
0.13(m)
(5.35)
图5.2三角堰水力计算图
集水槽起端水深
h01.25b1.250.50.625(m)
(5.36)
为了保证三角堰自由出流,
集水槽起端水深(水深为ho处)水面距三角堰堰
口高度h为0.1m。
三角堰咼
0|tan450.1(m)
(5.37)
集水槽高度
H2
h0h
0.6250.10.10.825(m)
(5.38)
出水管设计
池周边设置1条,管径取
D4
400mm
周边槽管内流速
V5
4Q
D42
以兰1.39m/s
3.140.42
(5.39)
5.4排泥部分的设计
采用静水压力排泥,
排泥速度不宜过大或过小,以防止冲刷管道或造成淤积,
排泥管直径不小于200mm。
排泥管的设计直径为300mm
6结束语
(1)本次设计采用了4个直径为25m的周进周出辐流式二沉池,4个池子并用符合污水处理厂的设置原则,即便其中个别出现故障,工作进度也不会停滞。
(2)本次设计采用了环形平底配水槽,等距离设布水孔。
(3)本次设计采用了单环形集水槽出水,池周边设一个,池周边集水槽为内单侧进水。
(4)出水管设置了1条,均沿池径分布。
池周边集水槽的出水管口设在池壁上,管道水平延伸。
(5)本次设计中没有涉及到刮泥机的尺寸和构造,因为二沉池建成后,可依照池体结构现行制造适应匹配的刮泥机。
(6)由于排泥速度不宜过大或过小,以防止冲刷管道或造成淤积,排泥管直径不小于200mm,故设计中采用300mm的管道进行排泥
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致谢
大学四年的时光在不知不觉间已慢慢地从指缝中溜走,在我们都还来不及回味其中美好的时候,她只留给了我们那稍纵即逝的背影。
仿佛这最后的毕业设计是我们最后的战役一样,我们满怀着激情,等待着最后的号角声起。
本文是在杨老师的悉心指导下完成的。
杨老师那严谨认真的治学态度、求实负责的工作作风都使我受益匪浅,终身难忘。
从杨老师身上,我深深感受到了丰富的学养、求实的态度、勤奋的精神,这都成为了我不断前行的动力。
在此,谨向杨晓汾老师表示衷心的感谢!
感谢大学这四年来对我的悉心培养,让我在知识的海洋中能尽情徜徉,在单调的学习生活中不断注入新的元素,让我的大学生活变得丰富多彩。
感谢所有曾经帮助过我的同仁们和老师们,是你们,让我变得不再孤军奋战,是你们,让我变得更加坚强。
感谢你们!
最后由衷的感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师!
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