竖流式沉淀池
设计概述
因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池．
设计参数
①池的直径或池的边长不大于8m ，通常为4～7m 。
②池径与有效水深之比不大于3。
③中心管管内流速不大于30mm/ｓ。
④中心管下端应设于喇叭口和反射板，反射板距地面不小于，喇叭口直径及高度为中心管直径的 倍，反射板直径为喇叭口直径的 倍，反射板表面与水平面的倾角为17°。
⑤中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在～ 范围内时，缝隙中污水流速，初次沉淀池中不大于30mm/s ，二沉池不大于20mm/s 。
⑥池径小于7m 时，溢流沿周边流出，池径大于7m 时，应增设幅流式集水支渠。 ⑦排泥管下端距池底不大于，上端超出水面不小于。
⑧浮渣挡板距集水槽～，淹没深度～。
设计计算
⑴ 中心管面积
设中心管流速＝ｍ/ｓ，采用池数ｎ＝2，则每池最大设计流量为
s m n Q q /029.02
058.03max max ===
则中心管面积 20max 96.003
.0029.0m v q f ===
⑵ 沉淀部分有效面积 设表面负荷ｑ1＝)/(2
3h m m ，则上升流速
s m h m u v /0007.0/52.20===
2max 43.410007
.0029.0m v q A ===
⑶ 沉淀池直径 ()()m m f A D 835.714
.396.043.4144<=+?=+=
π ⑷ 沉淀池有效水深
设沉淀时间T ＝ｈ，则 m vT h 78.336005.10007.036002=??=?=
⑸ 较核池径水深比
39.178
.335.72<==h D ∴符合要求
(6)校核集水槽每米出水堰的过水负荷
S L S L D q q
/9.2/26.1100035.7029.0max 0<=??==ππ ∴符合要求
⑹ 中心管直径 m f
d 11.114
.396.0440=?==π ⑺ 中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离
m d v q h 31.05
.114.302.0029.011max 3=??=??=π 式中： h3 ——中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离，ｍ
v1 ——污水由中心管喇叭口与反射板之间缝隙流处的流速，ｍ/ｓ
d1 —— 喇叭口直径; d1＝＝×＝ｍ
⑻ 污泥斗及污泥斗高度
取α＝60°，截头直径1
d =ｍ，则
m tg tg d D h 02.6602
4.03
5.72015=?-=-=α ⑼ 沉淀池总高度
m h h h h h H 41.1002.6031.078.33.054321=++++=++++=
式中： H ——沉淀池总高度，m ；
h1 ——池子超高，ｍ；取为；
h2 ——沉淀池有效水深，ｍ；
h3 ——中心喇叭口至反射板的垂直距离，ｍ；
h4——缓冲层高，因泥面很低，取为0；
h5——污泥斗高度，ｍ；
⑽ 沉淀池出水部分设计
污水流量Q ＝3
m ｓ，集水槽内的流量集q ＝Q/2 则 集q ＝2＝3m s
采用周边集水槽，单侧出水，每池设一个出口，集水槽的宽度为
()()m q k B 26.0029.05.19.09.04
.04.00＝＝集??= 式中： K ——安全系数，取值
集水槽的起点水深为
m B h 195.026.075.075.00=?=＝起
集水槽的终点水深为
m B h 325.026.025.125.10=?=＝终
槽深均布为ｍ。
采用直角三角形薄壁堰，堰上水头（三角口底部至上游面的高度）取为ｈ＝ｍ，每个三角堰的流量：
s m h q /0002.003.04.14.132
5251=?==
三角堰个数： 个集
1450002
.0029.01===q q n
三角堰尺寸：
()()m 45.2126.0235.714.320=?-?=-?B D L π＝
m h H 06.02==
m h B 12.04==
m Bn L 4.171==
L L <1 0>∴b
m n L L b 027.0145
4.174
5.211=-=-=
4.8混凝气浮池 4.8.1设计说明 在经过前面构筑物的生化处理的出水中投加混凝剂，经混凝反应后进入混凝气浮池分离，进一步降低有机物悬浮物的浓度，保证有良好的出水。混凝气浮法分为加药反应和气浮两个部分，加药反应通过添加合适的混凝剂和絮凝剂以形成较大的絮体，再通入气浮分离设备后与大量密集的细气泡相互粘附，形成比重小于水的絮体，依靠浮力上浮到水面，从而完成固液分离。 整个混凝气浮的工艺流程为将配制好的混凝剂通过定量投加的方式加入到原水中，并通过一定方式实现水和药剂的快速均匀混合，然后进入气浮池进行固液分离，混凝气浮由混凝与气浮两个工艺组成。 （1）混凝工艺 向污水中投入某种化学药剂（常称之为混凝剂），使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质[19]。 混凝剂的投加分为干投法和湿投法，本设计采用湿投法，相对于干投法，湿投法更容易与水充分混合，投量易于调节，且运行方便。 （2）气浮工艺 气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡——颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面。由于部分回流水加压气浮在工程实践中应用较多，并且节省能源、操作稳定、资源利用较充分，所以本次设计采用部分回流水加压气浮流程。 4.8.2设计参数 混凝气浮池进出水水质见表4-8-1： 表4-8-1 混凝气浮池进出水质表 SS 水质指标COD BOD 5 进水水质（mg/L）247 58.1 312.1 出水水质(mg/L) 123.5 29 68.7 去除率（%）50 50 78 ①设计流量Q= 125m3/h = 0.035m3/s ②反应池停留时间T = 15min ③反应池水深与直径之比H:D = 10:9 ④接触室上升流速Vc = 10mm/s
竖流式沉淀池 设计概述 因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池． 设计参数 ①池的直径或池的边长不大于8m ，通常为4～7m 。 ②池径与有效水深之比不大于3。 ③中心管管内流速不大于30mm/ｓ。 ④中心管下端应设于喇叭口和反射板，反射板距地面不小于，喇叭口直径及高度为中心管直径的 倍，反射板直径为喇叭口直径的 倍，反射板表面与水平面的倾角为17°。 ⑤中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在～ 范围内时，缝隙中污水流速，初次沉淀池中不大于30mm/s ，二沉池不大于20mm/s 。 ⑥池径小于7m 时，溢流沿周边流出，池径大于7m 时，应增设幅流式集水支渠。 ⑦排泥管下端距池底不大于，上端超出水面不小于。 ⑧浮渣挡板距集水槽～，淹没深度～。 设计计算 ⑴ 中心管面积 设中心管流速＝ｍ/ｓ，采用池数ｎ＝2，则每池最大设计流量为 s m n Q q /029.02 058.03max max === 则中心管面积 20max 96.003 .0029.0m v q f === ⑵ 沉淀部分有效面积 设表面负荷ｑ1＝)/(2 3h m m ，则上升流速 s m h m u v /0007.0/52.20===
2max 43.410007 .0029.0m v q A === ⑶ 沉淀池直径 ()()m m f A D 835.714 .396.043.4144<=+?=+= π ⑷ 沉淀池有效水深 设沉淀时间T ＝ｈ，则 m vT h 78.336005.10007.036002=??=?= ⑸ 较核池径水深比 39.178 .335.72<==h D ∴符合要求 (6)校核集水槽每米出水堰的过水负荷 S L S L D q q /9.2/26.1100035.7029.0max 0<=??==ππ ∴符合要求 ⑹ 中心管直径 m f d 11.114 .396.0440=?==π ⑺ 中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离 m d v q h 31.05 .114.302.0029.011max 3=??=??=π 式中： h3 ——中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离，ｍ v1 ——污水由中心管喇叭口与反射板之间缝隙流处的流速，ｍ/ｓ d1 —— 喇叭口直径; d1＝＝×＝ｍ ⑻ 污泥斗及污泥斗高度 取α＝60°，截头直径1 d =ｍ，则 m tg tg d D h 02.6602 4.03 5.72015=?-=-=α
竖流沉淀池设计计算书 设 计:****** 1、 设计概述 为了使出水水质达到景观用水标准,减轻后续工艺的负担,在一般生物法处理工艺前面会设置一个初沉池,它可以去除部分的悬浮物,对SS 的去除率能达到50%,另外初沉池对COD,BOD 的去除率也能达到10%,较大的减轻了后续工艺的负担。 本设计采用竖流式沉淀池作为初沉池,为了降低施工的难度,该竖流沉淀池采用多个污泥斗,这可以降低沉淀池的高度。设计规模为100m3/h,为两池并联设计。 2、 竖流沉淀池构筑物工艺计算 根据《建筑中水设计规范》中的规定,初次沉淀池的设置应根据原水水质与处理工艺等因素确定。当原水为优质杂排水或杂排水时,设置调节池后可不再设置初次沉淀池。若设计水质生活污水,则需要在前期处理中采取设置初次沉淀池,减小后续工艺的负担。 在此设计中由于水量较小,且竖流沉淀池的广泛应用,在生产实践当中有较多的实际经验,故采取竖流沉淀池作为初次沉淀池。《建筑中水设计规范》上规 定:竖流式竖流式沉淀池的设计表面水力负荷宜采用h m m ?-23/2.18.0,中心管 流速不大于s mm /30,中心管下部应设喇叭口与反射板,板底面距泥面不小于m 3.0,排泥斗坡度应大于450。
图1 竖流沉淀池俯视图 设计计算: (1)中心管面积f(m 2) 取中心管流速为v=0、025m/s,沉淀池分两池并联、共壁合建,单池处理流量为:100/2=50m 3/h,以下设计以单池处理流量50m 3/h 来考虑, 则有单池中心管面积: 26.060 60025.050m V Q f =??== (2)中心管直径 0d (m 2) 由中心管面积可以得到: m m d 874.014 .36.040=?=,取d 0=900mm; (3)中心管下端(喇叭口)到反射板之间的缝隙高度h 3(m) 喇叭口的管径取中心管直径的1、35倍,则有 mm mm d d 121590035.135.101=?=?=,设喇叭口与反射板之间的缝隙 水流速度 v 1=0、02mm/s,则有 m m d v Q h 2.0215 .102.014.336005086400113=???=?=π;
竖流式沉淀池的设计 一、前言 竖流式沉淀池又称立式沉淀池，是池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升（对于生活污水一般为0、5-0、7mm/s，沉淀时间采用1-1、5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出。竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于20000m3/d的污水处理厂。 理论依据：竖流式沉淀池中，水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗粒进行拦截和过滤。因而竖流式沉淀池的效率比平流式沉淀池要高。 二、设计内容：某小区的生活污水量为7000 m3/d，变化系数为1、65 ，CODCr450 mg/l，BOD5220 mg/l，SS370 mg/l，采用二级处理，处理后污水排入三类水体。通过上述参数设计该污水处理厂的生物处理工艺的初次沉淀池。
三、竖流式沉淀池的工作原理在竖流式沉淀池中，污水是从下向上以流速v作竖向流动，废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：①当颗粒沉速u>v时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；②当u=v时，则颗粒处于随遇状态，不下沉亦不上升；③当u SQF150竖流式气浮装置技术说明 一、主要技术参数 ·池体直径：φ6.5m ·处理量：150m3/h ·出渣的含固率≥3% ·气浮类型：部分加压水回流溶气气浮 ·溶气水回流比：25~30% ·溶气水压力：0.25~0.3Mpa ·单台设备净重：~13T ·单台气运行总荷重：~110T ·刮渣斗数量：1个 ·刮渣机功率：0.75kw ·溶气水泵功率：15kw ·空压机功率：2.2kw ·电机防护等级：IP55 ·绝缘等级：F级 ·工作制：24小时/天连续运行 二、主要结构和工作原理 1、竖流式气浮装置主要由气浮池体、溶气系统（含溶气水泵、流量计、空压机、溶气罐、填料、溶气释放器、管道阀门）、刮渣机组成。 ⑴池体直径6500mm，总高约5700mm，占地面积小。整套气浮装置采用钢制结构，分内外两个同心的筒体。为保证设备加工质量和 产品外观，制作筒体时，采用卷板机分块卷制后在专用平台上焊接拼装。池底部设有排泥管道与排空管道，中心处有进水管、溶气水管、环形穿孔集水管。 ⑵进水管底部设有散流布水装置，可将原水或加药絮凝后的废水在内筒底部均匀扩散，继而与溶气释放器释放的溶气水进行充分反应。释放器采用新型不锈钢制溶气释放器，耐腐蚀，不易堵塞，释气效率高达99%，释出气泡直径为20~30微米。为防止由于水质变化或停机检修后释放器堵塞，设置了释放器空气反洗装置，无需拆卸就能实现释放器的清洗工作。 ⑶环形的穿孔集水管安装在分离区（外筒）底部，通过数根均布的清水管将分离后的清水引至出水堰槽。出水堰底板与气浮装置总出水管相连，出水口设有水位调节装置，可根据浮渣层厚度和出水水质调节气浮池水位，便于刮渣机有效工作。 ⑷刮渣机安装在气浮池顶部，电机驱动减速机带动主轴旋转，刮渣机刮板通过联接螺栓与主轴法兰联接，刮渣板旋转时将浮至水面的浮渣或浮油刮至渣槽。渣槽具有一定的坡度，通过重力将浮渣排出气浮装置。 ⑷溶气罐本体由上封头、下封头、卷制罐体、支架、进气管口、进水管口等组成，在我公司的压力容器车间内加工。溶气罐加工完毕后进行水压试验。罐体上安装有液面计和压力表，可观察罐内的水位和压力；罐顶安装有安全阀，压力达到预设值时可自动泄压，保证了溶气罐的安全。φ50 鲍尔环填料安装在溶气罐内部，可增大气液接触面积，提高溶气效果。 2、工作原理 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。 课程设计 水污染控制工程课程设计任务书 一、设计题目：污水处理厂沉淀池设计 二、设计内容： 某小区的生活污水量为7000 m3/d，变化系数为，COD Cr 450 mg/l，BOD5 220 mg/l，SS 370 mg/l，采用二级处理，处理后污水排入三类水体。通过上述参数设计该污水处理厂的初次沉淀池。未提供的参数按照设计规范自行选取。 根据上述参数完成污水处理厂沉淀池的设计计算书及相关图纸绘制。 三、设计要求： 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。 五．参考文献 水污染控制工程（下），高廷耀，高等教育出版社 排水工程（下），张自杰，中国建筑工业出版社 给水排水设计手册（第五分册），第二版，中国建筑工业出版社 目录 前言 (4) 一、设计内容 (5) 二、设计要点及有关参数 (5) 1、辐流式沉淀池的设计要点 (5) 2、有关参数计算 (6) (1)沉淀池的表面积、直径等基本参数计算 (6) (2)中心进水管的计算 (7) (3)出水堰的计算 (7) (4)配水花墙的计算 (7) (5)穿孔挡板的计算 (8) (6)出水管管径的计算 (8) (7)集水槽的计算 (8) 3、部分建筑物材料及其尺寸 (9) 4、与同组的比较 (9) 三、设计图纸 (10) 前言： 沉淀即利用水中悬浮颗粒的沉降性能，在重力场的作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀池是废水处理工程中分离悬浮物的一种主要处理构筑物，在大、中型污水处理厂应用普遍。 初沉池有四个作用：去除 50～60％的 SS；使污水 BOD5降低 25～ 气浮池 设计说明 气浮工艺主要处理对象为疏水性悬浮物（ss ）及脱稳胶粒。选用加压溶气气浮系统，对密度小的纤维类、油类、微生物、表面活性剂的分离尤具优势。 加压容器气浮系统：依靠水泵将处理后的水加压，与加压空气一道被压入密闭的压力溶气罐，空气借助压力以及气、水接触产生的湍动溶解于水中，多余的未溶解空气则由防空阀排放。将溶气水通向溶气释放器，溶气释放器骤然消能减压致使微小气泡稳定释放至水中，供气浮之用。 配备的其它设备：泵两台（一台备用）、空压机、压力溶气罐及相应管道 设计计算 1.1主要工艺指标 （1）气浮池所需空气量Q g h kg fP C Q s g /049.01000 17.425.0)195.38.0(7.18164.11000)1(=??-???=-=γ 式中： Q g --气浮池池所需空气量，kg/h γ--空气容重，g/L （20℃时为1.164g/L ） C s --一定温度下，一个大气压时的空气溶解度，mL/L ·atm(20℃时为18.7 mL/L ·atm) f --加压溶气系统的溶气效率，取0.8 P --溶气压力，atm （2）溶气水量Q r h m K fP Q Q T g r /30009.0024 .095.38.0736049.0736=???== 式中，K T --溶解度系数，20℃时为0.024 1.2气浮池本体 气浮池用挡板或穿孔墙分为接触室和分离室。 1.2.1接触室 （1）接触室表面积A c m v Q Q A c r c 21.015 36001000)251.117.4(3600=??+=+= 式中：v c --水流平均速度，取15mm/s （2）接触室长度L m B A L c c 5.02.01.0=== 式中：B c --接触室宽度，m (3)接触室堰上水深H 2 m B H c 2.02== (4)接触室气水接触时间t c s v H H t c c 107151000)2.08.1(21=?-=-= 式中：H 1--气浮池分离室水深，取1.8m 1.2.2分离室 （1）分离室表面积A s m v Q Q A s r S 211 36001000)251.117.4(3600=??+=+= 式中：v s --分离室水流向下平均速度，取1mm/s (2)分离室长度L S m B A L S S s 43.17 .01=== 满足长宽比2:1～3:1 式中：B s --分离室宽度，m (3)气浮池水深h 2 m t v h S 8.110360205.12=-???== 竖流式沉淀池设计计算 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。 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。 平流式气浮池设计计算书 一、设计说明 气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理。即为生化处理之前的预处理，经过气浮处理，可将含油量降到30mg/L以下，再经过生化处理，出水含有可达到10mg/L以下。 设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水经配水井进入气浮接触区，通过导流板实现降速，稳定水流。然后废水与来自溶气开释器释出的溶气水相混合，此时水中的絮粒和微气泡相互碰撞粘附，形成带气絮粒而上浮，并在分离区进行固液分离，浮至水面的泥渣由刮渣机刮至排渣槽排出。净水则由穿孔集水管汇集至集水槽后出流。部分净水经过回流水泵加压后进溶气罐，在罐内与来自空压机的压缩空气相互接触溶解，饱和溶气水从罐底通过管道输向开释器。 本设计采用加压溶气气浮法在国内外应用最为广泛。与其他方法相比，它具有以下优点：在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数目多，能够确保气浮效果；溶进的气体经骤然减压开释，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大、而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；工艺过程及设备比较简单，便于治理、维护；特别是部分回流式，处理效果明显、稳定，并能较大地节约能耗。 二、设计任务 完成一个城市污水处理中常用的典型构筑物的工艺设计，较完整地绘制该构筑物的工艺施工图纸。 构筑物——平流式气浮池（共壁合建） 设计流量——Qs=100m3/h 三、设计计算 1．污水水质情况 C = 700㎎/L 悬浮固体浓度o f= 90％空气饱和率Aa/S= 气固比 竖流式沉淀池设计 一、前言 竖流式沉淀池又称立式沉淀池，是池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池（管中流速应小于30mm/s），管下设 伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上 升（对于生活污水一般为0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用1-1.5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出。竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于20000m3/d的污水处理厂。 理论依据：竖流式沉淀池中，水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗 粒进行拦截和过滤。因而竖流式沉淀池的效率比平流式沉淀池要高。 二、设计容： 某小区的生活污水量为7000 m3/d，变化系数为1.65 ，COD Cr 450 mg/l， BOD5 220 mg/l，SS 370 mg/l，采用二级处理，处理后污水排入三类水体。通过上述参数设计该污水处理厂的生物处理工艺的初次沉淀池。 三、竖流式沉淀池的工作原理 在竖流式沉淀池中，污水是从下向上以流速v作竖向流动，废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：①当颗粒沉速u>v时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除； ②当u=v时，则颗粒处于随遇状态，不下沉亦不上升；③当u 目录 第一章设计任务书 (2) 1.1 设计题目 (2) 1.2 设计资料 (2) 1.3 设计内容 (2) 1.4设计成果 (2) 第二章设计说明与计算书 (3) 2.1 设计原理及方案选择 (3) 2.1.1设计原理 (3) 2.1.2方案选择 (5) 2.2设计工艺计算 (6) 2.2.1供气量与空压机选型 (6) 2.2.2溶气罐 (7) 2.2.3气浮池 (8) 2.2.4附属设备 (10) 第三章参考文献 (11) 设计心得体会第四章 (12) 2 第五章1............................................................................................................ 附图 气浮池的设计计算 第一章设计任务书 1.1 设计题目 加压溶气气浮设备的设计（平流式） 1.2 设计资料 某工厂污水工程拟用气浮设备代替二沉池，经气浮实验取得以下参数：溶气水采用净化后处理水进行部分回流，回流比0.2，气浮池内接触时间为5min，溶气罐内停留时间为3min，分离时间为15min，溶气罐压力为0.4Mpa，气固比0.02， 3/d。℃。设计水量850m 温度301.3 设计内容 （1）确定设计方案； （2）气浮设备的设计计算； （3）系统设备选型，包括水泵、溶气释放器、溶气压力罐、空压机及刮渣机等；（4）计算书编写，计算机绘图。 1.4设计成果 （1）设备工艺设计计算说明书；要求参数选择合理，条理清楚，计算准确，并附设计计算示意图；提交电子版和A4打印稿一份。 （2）气浮系统图和气浮设备结构详图（包括平面图、剖面图）；要求表达准确规范；提交电子版和A3打印稿一份。 竖流沉淀池设计计算书 设 计：****** 1. 设计概述 为了使出水水质达到景观用水标准，减轻后续工艺的负担，在一般生物法处理工艺前面会设置一个初沉池，它可以去除部分的悬浮物，对SS 的去除率能达到50%，另外初沉池对COD ，BOD 的去除率也能达到10%，较大的减轻了后续工艺的负担。 本设计采用竖流式沉淀池作为初沉池，为了降低施工的难度，该竖流沉淀池采用多个污泥斗，这可以降低沉淀池的高度。设计规模为100m3/h ，为两池并联设计。 2. 竖流沉淀池构筑物工艺计算 根据《建筑中水设计规范》中的规定，初次沉淀池的设置应根据原水水质和处理工艺等因素确定。当原水为优质杂排水或杂排水时，设置调节池后可不再设置初次沉淀池。若设计水质生活污水，则需要在前期处理中采取设置初次沉淀池，减小后续工艺的负担。 在此设计中由于水量较小，且竖流沉淀池的广泛应用，在生产实践当中有较多的实际经验，故采取竖流沉淀池作为初次沉淀池。《建筑中水设计规范》上 规定：竖流式竖流式沉淀池的设计表面水力负荷宜采用h m m ?-2 3/2.18.0，中 心管流速不大于s mm /30，中心管下部应设喇叭口和反射板，板底面距泥面不小于m 3.0，排泥斗坡度应大于450 。 图1 竖流沉淀池俯视图 设计计算： （1）中心管面积f(m 2) 取中心管流速为v=0.025m/s ，沉淀池分两池并联、共壁合建，单池处理流量为：100/2=50m 3/h ，以下设计以单池处理流量50m 3/h 来考虑， 则有单池中心管面积： 26.060 60025.050m V Q f =??== （2）中心管直径 0d （m 2） 由中心管面积可以得到： m m d 874.014 .36 .040=?= ，取d 0=900mm ； （3）中心管下端（喇叭口）到反射板之间的缝隙高度h 3（m ） 喇叭口的管径取中心管直径的1.35倍，则有 mm mm d d 121590035.135.101=?=?=，设喇叭口和反射板之间的缝隙 水流速度 v 1=0.02mm/s ，则有 苏州科技学院 环境科学与工程学院课程设计说明书 课程名称：水处理构筑物课程设计 学生姓名：郁仁飞学号：0820103202 系别：环境科学与工程学院 专业班级：环工0812 指导老师：袁怡 2011年12月 一、设计说明 气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理。即为生化处理之前的预处理，经过气浮处理，可将含油量降到30mg/L 以下，再经过生化处理，出水含有可达到10mg/L以下。 设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水从池下部进入气浮接触区，保证气泡与废水有一定的接触时间，废水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底集水管排出。浮在水面在的浮油用刮油设备刮入集油槽后排出。其优点是池身浅、造价低、构造简单、管理方便。 二、设计任务 完成一个废水处理中常用的典型构筑物的工艺设计，较完整地绘制该构筑物的工艺施工图纸。 构筑物——平流式气浮池（共壁合建） 设计流量——Q S=330m3/h 三、设计参数 1、加压水泵 加压水泵作用是提供一定压力的水量，本设计中采用离心泵 2、空气供给设备 压力溶气气浮的供气方式可分为泵前插管进气、水泵—射流器供气、水泵—空压机供气三种，本设计中采用水泵—空压机供气 3、气浮池设计参数控制范围及要点： （1）回流比5%~10% （2）接触区水流上升流速10~20mm/s （3）接触区水流停留时间>60s （4）接触室内的溶气释放器，需根据确定的回流水量、溶气压力及各种型号释放器的作用范围确定合适的型号与数量，并力求布置均匀。 （5）分离室流速 1.5~2.5mm/s （6）气浮池有效水深 2.0~2.5m （7）隔板下端的水流上升速度32mm/s （8）气浮池单宽<10m （9）池长<15m （10）气浮池排渣一般采用刮渣机定期排除。 （11）气浮池集水应力求均匀，一般采用穿孔集水管，集水管内的最大流速宜控制在0.5m/s左右。 基本设计数据的确定： 1）回流比取10% 2）接触室停留时间T2=2min 3）气浮分离速度采用1.5mm/s 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*3600=1080m3 4.池长设水平流速u=3.7mm/s L=3.7*1.5*3600/1000=20m 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 平流式气浮池的计算书 已知： Q=150m3/d 待处理废水量 SS=700mg/L 悬浮固体浓 度 700 A a/S=0.02气固比 P= 4.2atm溶气压力0.2-0.4MPa C a=18.5mg/L 空气在水中饱和溶解度 T1=3min 溶气罐内停留时间 T2=15min 气浮池内接触时间 T s=25min 分离室内停 留时间10~20min v s=0.09m/min 浮选池上升 流速 0.09~0.18m ／min （1）确定溶气水量Q R Q R=A a/S*S a*Q/C a(f*P- 1)= 75m3/d20%～40%溶气效率 f= 0.6 取回流水量Q R=75m3/d (2)气浮池设计 ①接触区容积Vc Vc=(Q+Q R)*T2/(24*60)= 2.34m3(150+75)*15/(24*60)②分离区容积Vs Vs=(Q+Q R)*T s/(24*60)= 4.68m3(150+75)*30/(24*60)③气浮池有效水深H H=v s*T s=0.09*25 2.25m ④分离区面积A s和长度L2 A s=Vs/H= 2.08m2 取池宽 1.5m B= 则分离区长度L2=As/B= 1.3667m ⑤接触区面积A c和长度L1 A c=Vc/H= 1.0578m2 L1=A c/B=0.705m ⑥浮选池进水管：DN200 ⑦浮选池出水管：DN150 ⑧集水管小孔面积S 取小孔流速v1=0.5m/s S=(Q+Q R)/24/3600v1=0.0052m2(150+/24/3600/0.5取小孔直径D1=0.015m 则孔数 4*S/3.14*D12=29.44个 n= 孔数取整数，孔口向下，与水平成45°角，分二排交错 排列 ⑨浮渣槽宽度L3： 取L3=0.8m 浮渣槽深度h′取1m，槽底坡度i=0.5，坡向排泥管，排泥管采用Dg=200. (3)溶气罐设计 ①溶气罐容积V1 V1=Q R*T1/(24*60)=0.156m3 溶气罐直径D=0.45m，溶气部分高度1m(进水管中心 竖流式溶气气浮沉淀机的工作原理虽与其它气浮装置原理基本相同，但在结构上有重大改革，它具有以下优点：设备集成化：一般气浮系统均有分开的气浮池、投药设备、溶气罐、溶气水泵、空压机、污水泵组成，这样安装时间长，管理不便，占地面积大。竖流式溶气气浮沉淀机把这些分开的设备有机地组合于一体，一般调节PH值的污水，只要接上进出水等管口，立即可投入使用，且不需要做基础。二、适用范围1．电镀废水的重金属离子，如锌、铜、铅等总含量在50PPM以下，去除率均可在70%以上。2．印染废水的色度去除率达90%左右，COD去除率60-70%左右，BOD去除率50%左右。3．食品屠宰和制革废水的COD 去除率70%左右，悬浮固体去除率90%左右。4．炼油废水的油脂，可降至10毫克/升以下，废水能达到澄清程度。5．对化工废水和颜料油漆等，COD去除率74%，色度去除率93%左右。6．造纸白水的纤维回收率可达到95%左右，COD去除率86.7%左右，清水完全回用。7．大池沐浴水浊度可稳定在10度以下，水中的细菌有较大幅度下降。8．生活饮用水及工业的浊度可净化到5度以下，同时对色度耗氧量降低有良好的效果三、工作原理气浮装置的工作原理是在一定条件下，将大量空气溶于水中，形成溶气水，作为工作介质，通过释放器骤然减压，快速释放，产生大量微细气泡粘附于经过混凝反应后废水中的“矾花”上，使絮体上浮，从而迅速地除去水中的污染物质，达到净水的目的。四、工艺说明竖流式溶气气浮沉淀机分四个部分：(1)加药聚凝部分；(2)回流水溶气释放部分；(3)气浮部分；(4)电器控制部分；(一)加药聚凝部分：污水由污水泵从污水池抽向涡流反应器。一般采用在污水泵前加药。这样可使药液和污水通过污水泵的叶轮旋转而得到充分的混合。药液由加药装置供给。加过药的污水进入涡流反应器中，污水得到充分的聚凝。(如用户需要可改为其它聚凝形式)(二)回流水溶气释放部分：气浮效果的好坏，主要取决于回流水溶气及释放的效果。本气浮采用高效节能的溶气和释放设备。使空压机的压缩空气与处理后通过水泵加压的回流水在溶气罐中充分混合溶解，形成溶气水。溶气罐的工作压力一般为2-3.5kg/cm2。(三)竖流式气浮，气浮部分通过加药混凝的污水进入气浮池中由溶气罐中的溶气水在进出水管口下部由溶气释放器突然减压，使溶解于水中的空气由突然减压而释放出大量的微气泡。微气泡在上升过程中遇到污水中已经凝聚的悬浮物，微气泡附着在悬浮物上，使之很快上浮，这样污水中处理掉的悬浮物全部浮于上面。然后通过气浮上部的刮沫机把它们刮去排到污泥池中，而池底部通过处理的清水排出。(四)电器控制部分。本设备附设电器控制柜，调试安装后可达到无人操作状态。电控柜控制气水泵、刮沫机、空压机的运行。 一、 1最大流量计算 Q=12.50m3/h q=0.00347m3/s 2中心管计算 v0=0.03m/s f=q/v00.12m2 d0=(4f/3.14) ^(1/2)0.38m 3喇叭口和反射板间隙计算 v1=0.02m/s h'=d1=1.35d00.52m h3=q/v1*3.14d10.11m 反射板d2=1.3d10.67m 4沉淀部分有效断面面积 q'= 1.20m3/(m2/h)表面负荷 v=q1/36000.00033m/s kz= 1.65 F=q/kz*v 6.31m 5沉淀池直径 D=√4(F+f)/3.14 2.86m 6校核 1）有效水深 t= 2.00h停留时间 h2=vt*3600 2.40m 3h2=7.20m 符合要求 池子直径与水深之比不大于３ 1.19不大于３ 2）水堰负荷计算 q*1000/3.14/D=0.39L/（s.m) 符合要求 7出水堰计算 堰上水头H'0.05m 出水堰个数ｎ26.53928个 8集水槽计算 集水槽管内流速ｕ0.100m/s 管径（宽度）d30.210m 雷诺数Re=1000d3*u21031.436 出水阻力系数0.026 水头损失（高度）0.00123m 9出水管流速0.80000m/s 出水管管径0.07436m 9进水管流速 1.80m/s 进水管管径d40.050m 10沉淀部分总容积 T= 2.00d S=0.50L/(人·d) 人口N=166.67人 V=SNT/10000.17m3 污泥排完时间ｔ0.10h 排泥管直径0.14m 11圆截锥计算 r=0.20m R=D/2 1.43 tana55 1.43角度值需要改h5=(R-r)tana 1.76m V1=3.14*h5(R^2+r^2+R*r)/3 4.36m3 符合要求 12沉淀池总高度 超高h1=0.30m 缓冲层h4=0.30m H= 4.86m 13沉淀池总尺寸 直径Ｄ 2.86m 总高Ｈ 4.86m 竖流式沉淀池课程设计 第 1 页 目录 1．沉淀池在水处理中的作用 (2) 2.竖流式 (2) 2.1竖流式沉淀池的构造 (2) 2.2 竖流式沉淀池的工作原理 (2) 2.3竖流式沉淀池的特点 (3) 3. 设计参数 (3) 4．设计计算 (3) 4．1 中心管计算 (3) 4.2 沉淀池有效断面积 (4) 4.3沉淀池直径 (4) 4.4沉淀池有效水深2h (4) 4.5 校核池径水深比 (4) 4.6校核集水槽每米出水堰的过水负荷 q (4) 4.7污泥体积V (4) 4.8每池污泥体积 (4) 4.9泥斗计算 (4) 4.10沉淀池总高度H (5) 参考文献 (6) 结束语 (7) 附图 (8) 竖流式沉淀池课程设计 第 2 页 1．沉淀池在水处理中的作用 沉淀法可以去除水中的砂粒、化学沉淀物。混凝处理所形成的絮体和生物 处理后的污泥，也可以用于沉淀污泥的浓缩。 沉淀过程简单易行，分离效果又比较好，是水处理的重要过程，应用非常 广泛，几乎是水处理系统中不可缺少的一种单元过程。 沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池。初沉池的作 用是去除污水中的悬浮物质，同时可去除部分BOD 5，以改善生物处理构筑物的 运行条件并降低其BOD 负荷。二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去 除活性污泥或腐殖污泥，它是生物处理系统的重要主成部分。 2.竖流式 2.1竖流式沉淀池的构造 竖流式沉淀池多用于小流量废水中絮凝性悬浮固体的分离，池面多呈圆形 或正多边形，为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般采用4~7m 、不大于 10m ，池直径与有效水深之比一般不大于3。 图1-1为竖流式沉淀池，图中1为进水管，污水从中心管2自上而下，经 反射板3折向上流，泥水分离后的出水通过池四周的锯齿溢流堰溢入流出槽6,7 为出水管。如果池径大于7m ，为了使池内水分布均匀，可增设辐射方向的流出 槽。流出槽前设有挡板5，隔除浮渣。污泥斗得倾角用55。~60。。污泥依靠净水 压力h 将污泥从排泥管4排出，排泥管径不小于200mm 。作为初沉池用时h 不 应小于1.5m ；作为二沉池用时，生物滤池后不应小于1.2m ，曝气池后不应小于 0.9m 。 图1-2是竖流式沉淀池的中心管1，喇叭口2及反射板3的尺寸关系图。中 心管内的流速v 。不宜大于30.0mm ∕s ，喇叭口及反射板起消能和使水流方向折 向上流的作用。污水从喇叭口与反射板间的间隙流出的流速v 1不应大于40mm ∕ s 。① 2.2 竖流式沉淀池的工作原理 竖流式沉淀池内，水流水平分速度为0，在静水中沉速为u s 与水上升流速 v 的矢量和（u s -v ），颗粒被分离的条件为u s 〉v ，而u s 《v 的颗粒始终不能沉底，SQF150竖流式气浮装置技术说明书
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