竖流式沉淀池的设计

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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

四、竖流式沉淀池的设计准则

1、竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。池的直径或池的边长一般不大于8m,通常为4~7m,也有超过10m的。为了降低池的总高度,污泥区可采用多只污泥斗的方式。

2、竖流式沉淀池的深、宽(径)比一般不大于3,通常取2。污水在中心管内的流速对悬浮颗粒的去除有一定的影响。当中心管底部不设反射板时,其流速不应大于30mm/s,如设置反射板,流速可取100mm/s)/s。在反射板的阻挡下,水流由垂直向下变成向反射板四周分布。水从中心管嗽叭口与反射板间流出的速度一般不大于20mm/s,水流自反射板四周流出后均匀地分布于整个池

中,并以上升流速v缓慢地由下而上流动,可沉颗粒向下沉至污泥区,经过澄清后的上清液从设置在池壁顶端的堰口溢出,通过出水槽流出池外。

3、沉淀池的几何尺寸:沉淀池超高不少于0、3m;缓冲层高采用0、3—0、5m;贮泥斗斜壁的倾角,方斗不宜小于60,圆斗不宜小于55;排泥管直径不小于200mm。

4、沉淀池最大出水负荷,初沉池不宜大于2.9L/(sm)

5、出水堰不仅可控制沉淀池内的水面高度,而且对沉淀池内水流的均匀分布有直接影响。沉淀池应沿整个出流堰的单位长度溢流量相等,对于初沉池一般为250m3/md,据齿形三角堰应用最普遍,水面宜位于齿高的1/2处。为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降,在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调节装置,使出口堰口尽可能水平。堰前应设置挡板,以阻拦漂浮物,或设置浮渣收集和排除装置。挡板应当高出水面0、1~0、15m,浸没在水面下0、3~0、4m,距出水口处0、25~0、5m。

6、当池直径或正方形边长<7m时,澄清水沿周边流出。个别当直径≥7m时,应设辐射式集水支渠;

7、中心管下口的喇叭口和反射板要求:反射板板底距泥面≥0、3mm;反射板直径及高度为中心管直径的1、35倍;反射板直径为喇叭口直径的1、3倍;反射板表面对水平面的倾角为17;中心管下端至反射板表面之间的缝隙高为0、25-0、5m,缝隙

中心污水流速,在初次沉淀池中≤30mm/s,在二次沉淀池中

≤20mm/s;如下图所示

8、排泥管下端距池底≤0、2m,管上端超出水面≥0、4m;

9、浮渣挡板距集水槽0、25-0、5m,高出水面0、1-0、

15m,淹没深度0、3-0、4m。

五、各建筑物参数计算(1)中心管面积:设,采用4个竖流式沉淀池,每池最大设计流量:

(2)中心管直径:

取(3)中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度:设间隙流出速度,。

(在0、25~0、5m范围之内,符合要求)取。(4)沉淀池部分有效断面积:设表面负荷,则污水在沉淀池中流速。

(5)沉淀池直径:

(不符合要求)采用。(6)沉淀部分有效水深:设取则(不符合要求)(7)校核集水槽出水堰负荷:集水槽每米出水堰负荷为(符合要求)(8)沉淀部分所需总容积:设两次排泥时间间隔每人每日产泥量,人数。

(9)圆截锥部分容积:设圆截锥体下底直径为0、4m,则污泥斗高度为:

(10)沉淀池总高:设超高及缓冲层为0、3m,则(11)出水堰总数:设堰上水头为5cm,三角堰角度为。由堰上水头(水深)与过堰宽度B之间的关系设计堰宽为10cm,流量系数,则单

堰过眼流量为出水堰总数(12)集水槽宽度:集水以圆管计算,

管内流速取为1m/s管径,采用内径200mm,加厚度6、2mm外径为206、2mm。(13)集水槽高度(高位差):设计集水槽起始高

度,则集水槽宽度(出水流速)集水槽高度:雷诺数出水阻力系

数即集水槽高位差为0、4m、。(14)进水管直径:取管内流速

为1m/s ,采用内径350mm管,加厚度10mm,外径为360mm。(15)排泥管直径:取管内流速为1m/s,设排空污泥时间为1h , 采用内径200mm,管加厚度6、2mm,外径为206、2mm(16)泵的选择:当池体内的构筑物出现故障不能正常工作时,需打开超越

管的阀门,同时打开污泥管的阀门,将池内所有污泥全部排出,

另外会将污泥管上部的水排出,剩下的污泥若要求在2h内全部排出。

取由于沉淀池总高为

12、38m所以应选扬程为7~15mHLB型泵,该泵的流量为0、

2~3、0m/s。(17)人行扶梯:由于池体比较深为

12、38m,为了检修方便,另需在池体内设置人行扶梯,将其

固定在池壁上。(18)各建筑物材料选用及尺寸:沉淀池墙体、

集水槽:钢筋混凝土,厚度300mm中心管:钢管(可采用卷筒的

方法按照所需尺寸制作),厚度100mm三角堰:钢板浮渣挡板:

非金属材料人行过桥:金属材料(带栏杆)反射板:钢板,用钢

筋焊接固定悬挂在中心管上人行扶梯:钢性材料六、设计讨论根

据水量7000m3 /d进行初沉池的设计,设计过程中有以下发现: