周進(jìn)周出輻流式二沉池工藝的設(shè)計(jì)說明書

..周進(jìn)周出輻流式二沉池的工藝設(shè)計(jì)4.1配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是周邊進(jìn)水周邊出水輻流式二沉池的關(guān)鍵所在。周進(jìn)式輻流式二沉池的只有沿圓周各點(diǎn)的進(jìn)出水量一至,布水均勻,才能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。而常用的配水系統(tǒng)為配水槽和布水孔。4.1.1配水槽的設(shè)計(jì)目前的配水槽大多采用環(huán)狀和同心圓狀如圖,也有牛角配水槽如圖。布水孔的形狀分為圓形和方形。布水孔間距有等距,也有不等距。圖3.3環(huán)狀配水槽圖3.4牛角配水槽由于配水槽是混凝土施工,寬度曲線的施工精度不容易保證,牛角配水槽不易實(shí)現(xiàn),因此本次設(shè)計(jì)選用環(huán)形平底配水槽,布水孔孔徑和孔距不變的配水系統(tǒng)?？讖綖?00mm,孔距為1040mm,并在槽底設(shè)短管,且短管長度為50~100mm。配水槽寬600mm。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析,配水槽底厚一般為內(nèi)壁厚度的2倍,分別為0.3m和0.15m。配水槽和集水槽總寬為<從沉淀池池壁內(nèi)邊計(jì)算><為配水槽內(nèi)壁和集水槽堰壁厚度>。4.1.2進(jìn)水區(qū)擋水裙板的設(shè)計(jì)擋水裙板延伸至水面下1.5m處,以保證良好的澄清絮凝效果。與池壁的距離與配水槽的寬度相等。4.2出水裝置的設(shè)計(jì)出水裝置由集水槽和擋板組成。4.2.1二沉池集水槽的設(shè)計(jì)二沉池集水槽是污水沉淀過程中泥水、固液分離的最后一道環(huán)節(jié)和工序,在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,常見有3種布置形式:內(nèi)置雙側(cè)堰式、內(nèi)置單側(cè)堰式、外置單側(cè)堰式,見圖3.5。內(nèi)置單側(cè)堰式、外置單側(cè)堰式均為單側(cè)堰進(jìn)水,設(shè)計(jì)堰上負(fù)荷基本一致,從構(gòu)造和水力條件來看,兩者沒有明顯的優(yōu)劣之分。內(nèi)置雙側(cè)堰式的集水槽因堰上負(fù)荷小、出水水質(zhì)好而應(yīng)用較多。但在最近幾年的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)雙側(cè)堰進(jìn)水集水槽主要存在2個(gè)現(xiàn)象[27]：<1>集水槽兩側(cè)水質(zhì)檢測時(shí),內(nèi)側(cè)水質(zhì)優(yōu)于外側(cè)。<2>因集水槽內(nèi)平衡孔開孔過大使三角堰均勻集水作用降低。內(nèi)置雙側(cè)堰式內(nèi)置單側(cè)堰式外置單側(cè)堰式圖3.5二沉池集水槽布置形式在實(shí)際運(yùn)行中,可常觀察到一種現(xiàn)象:靠近池壁的出水溢流堰一側(cè),挾帶較多的活性污泥絮體雜質(zhì),而內(nèi)側(cè)出水溢流堰的絮體雜質(zhì)相對較少。內(nèi)側(cè)溢流堰的出水優(yōu)于外側(cè)溢流堰,因此本設(shè)計(jì)采用內(nèi)置單側(cè)堰進(jìn)水。集水槽設(shè)自由溢流堰,溢流堰嚴(yán)格水平,即可保證水流均勻,又可控制沉淀池水位。為此溢流堰常采用鋸齒形堰,這種出水堰易于加工及安裝出水比平堰均勻,池內(nèi)水位一般控制在鋸齒高度的1/2處為宜。4.2.2擋板的設(shè)計(jì)在出口處設(shè)置擋板,擋板高出水面0.1~0.15m,擋板淹沒深度是沉淀池深度而定,不小于0.25m,一般為0.3~0.4m,擋板位置,距出口為0.25~0.5m。4.3輻流式二沉池的一般設(shè)計(jì)原則輻流式沉淀池一般為圓形,水流沿沉淀池半徑方向流動(dòng)。池直徑在6~60m之間[28]。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下:<1>池直徑與有效水深之比6~12；<2>坡向泥斗的底坡0.05；<3>池徑16m；<4>表面負(fù)荷2.5m3/<m2·h>；<5>沉淀時(shí)間1~1.5h；<6>池徑<20m,一般采用中心傳動(dòng)的刮泥板。池徑>20m,一般采用周邊傳的刮泥機(jī)；<7>刮泥機(jī)轉(zhuǎn)速為1~3r/h,刮泥機(jī)外緣線速度3m/min；<8>非機(jī)械刮泥時(shí),緩沖層高0.5m。機(jī)械刮泥時(shí),緩沖層高上緣宜高出刮泥板0.3m；<9>排泥管的直徑不應(yīng)小于200mm；<10>當(dāng)采用靜水壓力排泥時(shí),初次沉淀池的靜水頭不應(yīng)小于1.5m；二次沉淀池的靜水頭,生物膜法處理后不應(yīng)小于1.2m,活性污泥法處理池后不應(yīng)小于0.9m；<11>沉淀池應(yīng)設(shè)置浮渣的撇除、輸送和處置設(shè)施。國內(nèi)外許多專家學(xué)者[29~31]通過實(shí)驗(yàn)研究指出:選擇合適的沉淀池幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)可以提高沉淀池的處理效率。二次沉淀池的效率受下列因素影響,包括懸浮物固體濃度<污泥顆粒大小、污泥的密度、進(jìn)水速度>,流場和構(gòu)筑物的幾何尺寸與擋板的特征。

5工藝設(shè)計(jì)計(jì)算5.1主體尺寸計(jì)算該輻流式二沉池設(shè)計(jì)規(guī)模與處理35萬人生活污水處理廠匹配。查表5.1得：綜合生活污水定額為95~155L/〔cap·d,取127L/〔cap·d表5.1居民生活污水定額和綜合生活污水定額[單位：L/〔cap·d]城市規(guī)模分區(qū)居民生活污水定額〔平均日綜合生活污水定額〔平均日特大城市大城市中、小城市特大城市大城市中、小城市1120~180100~16085~145180~290160~265145~240295~13575~12060~100125~205110~18095~155395~12575~11060~95120~195100~17085~145注：cap表示"人"的計(jì)量單位居民區(qū)生活污水平均日流量〔5.1居民區(qū)生活污水量變化系數(shù)〔5.2則最大設(shè)計(jì)流量〔5.3本設(shè)計(jì)采用4座池單池最大設(shè)計(jì)流量〔5.4式中：——最大設(shè)計(jì)流量n——池?cái)?shù)〔不少于兩個(gè)單池表面積〔5.5池直徑,取D=25m〔5.6則,實(shí)際單池表面積〔5.7實(shí)際表面負(fù)荷〔5.8式中：——表面負(fù)荷,校核堰口負(fù)荷：〔5.9校核固體負(fù)荷：〔5.10固體負(fù)荷在120~150,符合條件式中：——混合液懸浮物濃度〔MLSS,kg/m3,取3kg/m3設(shè)沉淀時(shí)間t=1h澄清區(qū)：〔5.11設(shè)污泥停留時(shí)間=1.5h污泥區(qū)高度：〔5.12式中：——底流濃度,kg/m3〔5.13有效水深：〔5.14徑深比〔5.15池直徑與有效水深之比6~12,符合條件設(shè)超高,緩沖層設(shè)泥斗上口直徑,下口直徑,泥斗傾斜角度則泥斗高池中心與池邊落差：〔5.16式中：——坡向泥斗的底坡0.05池邊水深〔5.17沉淀池總高〔5.18圖5.1池體主要尺寸示意圖5.2配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)配水槽采用環(huán)形平底槽,等距離設(shè)布水孔設(shè)計(jì)流量<5.19>設(shè)配水槽寬,水深配水槽流速<5.20>配水孔平均流速<5.21>式中：——配水孔平均流速,,一般取0.3~0.8,符合條件t——導(dǎo)流絮凝區(qū)平均停留時(shí)間,s,池周有效水深為2~4m時(shí),t取360~720s——污水的運(yùn)動(dòng)黏度,與水溫有關(guān),設(shè)水溫為,則——導(dǎo)流絮凝區(qū)的平均速度梯度,一般可取10~30每池配水槽內(nèi)的孔數(shù),取74個(gè)<5.22>式中：——孔徑,m,一般取0.05~0.1m,取0.8m孔距<5.23>絮凝區(qū)環(huán)形面積<5.24>導(dǎo)流絮凝區(qū)的平均流度<5.25>核算值<5.26>值在10~30之間,符合條件式中：——配水孔水流收縮斷面的流速,m/s,,為收縮系數(shù),因設(shè)短管,取進(jìn)水管的設(shè)計(jì)進(jìn)水流速<5.27>符合條件則進(jìn)水管直徑取500mm式中：——進(jìn)水管直徑,m進(jìn)水區(qū)擋板裙板伸至水下1.5m處,以保證良好的澄清絮凝效果。5.3出水部分設(shè)計(jì)采用周邊出水槽水槽寬〔5.28式中：——安全系數(shù),一般取1.2~1.5出水堰的設(shè)計(jì)采用出水三角堰,設(shè)計(jì)堰上水頭=0.05m,三角堰的角度三角堰上水頭〔水深和過流堰寬之間的關(guān)系〔5.29則水流過堰寬度單堰過堰流量〔5.30每池應(yīng)該布置的出水堰總數(shù),取214個(gè)〔5.31環(huán)形集水槽寬0.5m,沿集水槽壁內(nèi)側(cè)〔單側(cè)布置出水堰。配水槽內(nèi)壁和集水槽堰壁厚度分別為0.15m,配水槽和集水槽總寬<從沉淀池池壁內(nèi)邊算>〔5.32集水槽內(nèi)直徑〔5.33出水總周長〔5.34設(shè)計(jì)堰寬=0.2m出水堰總線長〔5.35由于出水堰總線長小于出水總周長,因此,需間隔布置出水堰,兩個(gè)出水堰堰頂距離〔5.35圖5.2三角堰水力計(jì)算圖集水槽起端水深〔5.36為了保證三角堰自由出流,集水槽起端水深〔水深為處水面距三角堰堰口高度為0.1m。三角堰高〔5.37集水槽高度〔5.38出水管設(shè)計(jì)池周邊設(shè)置1條,管徑取周邊槽管內(nèi)流速〔5.395.4排泥部分的設(shè)計(jì)采用靜水壓力排泥,排泥速度不宜過大或過小,以防止沖刷管道或造成淤積,排泥管直徑不小于200mm。排泥管的設(shè)計(jì)直徑為300mm。

6結(jié)束語<1>本次設(shè)計(jì)采用了4個(gè)直徑為25m的周進(jìn)周出輻流式二沉池,4個(gè)池子并用符合污水處理廠的設(shè)置原則,即便其中個(gè)別出現(xiàn)故障,工作進(jìn)度也不會(huì)停滯。<2>本次設(shè)計(jì)采用了環(huán)形平底配水槽,等距離設(shè)布水孔。<3>本次設(shè)計(jì)采用了單環(huán)形集水槽出水,池周邊設(shè)一個(gè),池周邊集水槽為內(nèi)單側(cè)進(jìn)水。<4>出水管設(shè)置了1條,均沿池徑分布。池周邊集水槽的出水管口設(shè)在池壁上,管道水平延伸。<5>本次設(shè)計(jì)中沒有涉及到刮泥機(jī)的尺寸和構(gòu)造,因?yàn)槎脸亟ǔ珊?可依照池體結(jié)構(gòu)現(xiàn)行制造適應(yīng)匹配的刮泥機(jī)。<6>由于排泥速度不宜過大或過小,以防止沖刷管道或造成淤積,排泥管直徑不小于200mm,故設(shè)計(jì)中采用300mm的管道進(jìn)行排泥。參考文獻(xiàn)[1]W.H.Boyle.ImprovedSecondaryClarifierPeripheralvsCenterEffluent[J],Water&SewageWorks,1976<10>:90~94[2]金儒霖,劉金星．二沉池動(dòng)力學(xué)研究分析法[J]．XX建材學(xué)院學(xué)報(bào),1982<3>:313~320[3]張有威,羅振海．關(guān)于周邊進(jìn)水沉淀池的研究[J]．周邊進(jìn)水沉淀池鑒定會(huì)文件,1982〔11：6~13[4]章北平．向心流二次沉池的理論與試驗(yàn)研究[J]．異重流混合型射流曝氣系統(tǒng)研究之五,1984<2>：201~217[5]劉清江．周邊進(jìn)水周邊出水二沉池配水研究[D].天津.天津大學(xué),2003[6]楊文敏．水體污染與人體健康[J].XX氣象,1997〔2：46[7]李圭白,張杰．水質(zhì)工程學(xué)[M]．北京：出版社,2005：91~95[8]余英影．新型重力沉淀技術(shù)淺述[A].北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院建院四十五周年論文集[C]．2000[9]王華生,劉祖文．沉淀池的研究工藝及其發(fā)展趨勢[J].銅業(yè)工程,2004,<l>：54~56[10]張自杰．排水工程<第四版>[M]．北京：出版社,1999：61~70[11]許保玖.給水處理理論[M].北京：出版社,2000：213~220[12]高廷耀,顧國維.水污染控制工程<第二版>[M],北京：高等教育出版社,1999:19~40[13]晉日亞,胡雙啟．水污染控制技術(shù)與工程[M]．北京：兵器工業(yè)出版社,2005:29～36[14]TomBajcar,LeonGosar,Numericalsimulationofsecondarysedimentationtankforurbanwastewater[J]ChemicalEngineeringandProcessing,2010<49>:425~433[15]王寶貞.水污染控制工程第一版[M].北京：高等教育出版社,1990:24~38[16]張大群.污水處理機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003:47~55[17]黃海宇,雷恒毅.談城鎮(zhèn)污水處理廠輻流式二沉池形式[J].XX科技,2009,208<3>：1~4[18]鄭銘.環(huán)保設(shè)備[M].北京,化學(xué)工業(yè)出版社,2006：34~38[19]周國成.關(guān)于污水處理中二沉池的探討[J].給水排水,1993<7>：17~21[20]嚴(yán)宜懷.周邊進(jìn)出水沉淀池配水槽理論分析及設(shè)計(jì)計(jì)算[J],給水排水,1993<7>：9～13[21]熊國立.周邊進(jìn)水沉淀池配水槽的水力設(shè)計(jì)[J]．給水排水,1993<7>：9~13[22]葉鼎.周進(jìn)周出二沉池設(shè)計(jì)之探討[J]．工業(yè)用水與廢水,2002<6>：5l～53[23]龍騰銳,張智．周邊進(jìn)出水沉淀池配水渠的計(jì)算[J]．中國給水排水,1994<3>：34~35[24]才振剛.周進(jìn)周出二沉池設(shè)計(jì)之探討[J]．XX科技,2009：11~17[25]羅維,項(xiàng)立新．周邊周出輻流式二沉池在污水處理工程中的應(yīng)用[J]．工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2005<10>：39~41[26]王秀朵．關(guān)于輻流式二沉池設(shè)計(jì)的探討[J].天津市政工程,1992<3>:35-38[27]張衛(wèi)東,程赟林．輻流式二沉池集水槽設(shè)計(jì)存在的問題分析[J].國外建材科技,2005,26<2>：61~63[28]崔玉川,劉振江,張紹怡等.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004:390~392[29]KrebsP,VischerD,GujerW.Inletstructuredesignforf