設(shè)計(jì)人口為人的生活污水處理廠輻流式沉淀池設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2015～2016學(xué)年第 二 學(xué)期 學(xué) 院： 化工與環(huán)境學(xué)院 專 業(yè)： 環(huán)境工程 學(xué) 生 姓 名：宋思奇學(xué) 號(hào)：1304014145 課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)人口為400000人的生活污水處理廠 輻流式沉淀池設(shè)計(jì) 起 迄 日 期：4月 29 日～ 6 月 10 日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師：侯彬 系 主 任：張建忠 下達(dá)任務(wù)書日期:2016 年 4 月 29 日 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 1．設(shè)計(jì)目的： 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，

2、進(jìn)一步強(qiáng)化水污染控制工程課程的相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，初步掌握污水處理中常見構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟。學(xué)會(huì)用CAD軟件繪制構(gòu)筑物的基本設(shè)計(jì)圖紙。 2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）： 原始數(shù)據(jù)與基本參數(shù)： 最大設(shè)計(jì)流量：4000m3/h；設(shè)計(jì)人口：400000人。 其它參數(shù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)自定。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求： ①計(jì)算輻流沉淀池的各部分尺寸； ②輻流沉淀池構(gòu)筑物的圖紙?jiān)敿?xì)設(shè)計(jì)。 3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕： （1）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份； （2）說(shuō)明書內(nèi)容包括： ①輻流沉淀池在水處理中的作用說(shuō)

3、明； ②根據(jù)給出參數(shù)對(duì)輻流沉淀池各部分尺寸的詳細(xì)計(jì)算過(guò)程； ③設(shè)計(jì)圖紙（CAD繪圖）規(guī)范，圖紙包括整體圖和局部圖的設(shè)計(jì)，計(jì)算尺寸要在圖中相應(yīng)的位置標(biāo)明； ④單位要正確，參考文獻(xiàn)必須在說(shuō)明書中相應(yīng)的位置標(biāo)注，語(yǔ)言流暢、規(guī)范。 （3）工作量：二周 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 4．主要參考文獻(xiàn)： [1]侯彬、胡雙啟主編．水污染控制技術(shù)與工程．北京：兵器工業(yè)出版社，2005。 [2]高廷耀主編．水污染控制工程．(下冊(cè)) ．北京：高等教育出版社，1989 [3]王寶貞主編．水污染控制工程．北京：高等教育出版社．1990 [4]孫彗修等主編．排水工程（上）．北京：中

4、國(guó)建筑工業(yè)出版社．2000 [5]張希衡主編．廢水治理工程．北京：冶金工業(yè)出版社，1984 [6]張自杰等主編．排水工程（下）．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社．2000 [7]尹士君、李亞峰編著．水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2004 5．設(shè)計(jì)成果形式及要求： 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（含構(gòu)筑物設(shè)計(jì)詳圖），設(shè)計(jì)說(shuō)明書格式按中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。 6．工作計(jì)劃及進(jìn)度： 2016年 4 月29 日 ：領(lǐng)取課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，查閱相關(guān)資料。 4 月 29 日 ~ 6 月 24 日：設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制相關(guān)圖紙。 6月

5、 25 日：打印裝訂設(shè)計(jì)說(shuō)明書，答辯。 系主任審查意見： 簽字： 年 月 日 設(shè)計(jì)人口為400000人的生活污水處理廠 輻流式沉淀池設(shè)計(jì) 摘要 輻流式沉淀池是應(yīng)用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構(gòu)筑物。沉淀池在廢水處理中廣為使用。它的型式很多，輻流式沉淀池是其中的一種。池體平面圓形為多，也有方形的。直徑（或邊長(zhǎng)）6-60m,最大可達(dá)100m，池周水深1.5-3.0m,池底坡度不宜小于0.05.廢水自池中心進(jìn)水管進(jìn)入池，沿半徑方向向池周緩緩流動(dòng)。懸浮物在流

6、動(dòng)中沉降，并沿池底坡度進(jìn)入污泥斗，澄清水從池周溢流出水渠。本文就輻流式沉淀池的技術(shù)原理和基本構(gòu)造，設(shè)計(jì)一個(gè)人口為40000人的生活污水處理廠輻流式沉淀池。 關(guān)鍵詞：輻流式沉淀池，設(shè)計(jì)，生活污水 目錄 1.實(shí)踐設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介1 1.1普通輻流式沉淀池的構(gòu)造1 1.2 輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)參數(shù)1 2．環(huán)保設(shè)備草圖及說(shuō)明4 3．設(shè)備主體設(shè)計(jì)、計(jì)算及選型5 3.1設(shè)計(jì)前提5 3.2設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程5 3.3刮泥機(jī)選型及實(shí)物圖7 3.4輻流式初沉池實(shí)物圖9 4．設(shè)計(jì)結(jié)果概要或設(shè)計(jì)一覽表10 5．對(duì)本實(shí)踐設(shè)計(jì)的評(píng)述10 6.參考文獻(xiàn)11 1.實(shí)踐設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 沉淀池作為

7、城市污水處理廠的常規(guī)水處理構(gòu)筑物，在水處理廠中發(fā)揮重要的作用。而作為水處理中最基本方法的沉淀法，在水處理的不同階段都發(fā)揮著重要的作用。因此對(duì)沉淀池及其排泥機(jī)構(gòu)的研究日益受到給排水工作者的重視。本次對(duì)輻流式沉淀池的各部分的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 在進(jìn)行污水處理工程時(shí)，應(yīng)充分考慮輻流式沉淀池的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，最大程度上設(shè)計(jì)出高效率、投資少的實(shí)際可行方案。在這次輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)中，我們將根據(jù)沉淀池的性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉淀池參數(shù)說(shuō)明及參數(shù)選取、沉淀池結(jié)構(gòu)計(jì)算、沉淀池配套設(shè)備選取等內(nèi)容，最好的整理出一套完美的輻流式沉淀池方案。 設(shè)計(jì)前提：某城市污水處理廠最大流量為Qmax4000m3 /h，設(shè)計(jì)人口N=

8、4萬(wàn)人。采用機(jī)械刮泥。 1.1普通輻流式沉淀池的構(gòu)造 普通輻流式沉淀池呈圓形或正方形，直徑一般為6~60m，最大可達(dá)100m，中心深度為2.5~5.0m，周邊深度1.5~3.0m。污水從輻流式沉淀池的中心進(jìn)入，由于直徑比深度大得多，水流呈輻射狀向周圍流動(dòng)，沉淀后的污水由四周的集水槽排出。由于是輻射狀流動(dòng)，水流過(guò)水?dāng)嗝嬷饾u增大，而流速逐漸減小。 輻流式沉淀池大多數(shù)采用機(jī)械刮泥（尤其直徑大于20m時(shí)，幾乎全用機(jī)械刮泥）,將全池沉淀污泥收集到中心泥斗，再借靜壓力或排泥泵排出。刮泥機(jī)一般為架結(jié)構(gòu)，繞池中心轉(zhuǎn)動(dòng)，可中心驅(qū)動(dòng)或周邊驅(qū)動(dòng)，池底坡度一般為0.05。 1.2 輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)參數(shù) (

9、1)池子直徑（或正方形一邊）與有效水深的比值，一般采用 6～12。 (2) 池徑不宜小于 16m。 (3) 池底坡度一般采用 0.05～0.10。 (4) 一般均采用機(jī)械刮泥，也可附有空氣提升或靜水頭排泥設(shè)施。如圖2-1 帶有中央驅(qū)動(dòng)裝置的吸泥型輻流式沉淀池 (5) 當(dāng)池徑（或正方形一邊）較?。ㄐ∮?20m）時(shí)，也可采用多斗排泥。 (6) 進(jìn)、出水的布置方式可分為：中心進(jìn)水周邊出水；周邊進(jìn)水中心出水；周邊進(jìn)水周邊出水。 (7) 池徑小于 20m，一般采用中心傳動(dòng)的刮泥機(jī)，見圖2-2，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在池子走道板上；池徑大于 20m 時(shí)，一般采用周邊傳動(dòng)的刮泥機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在桁

10、架的外緣。 圖2-2 中央驅(qū)動(dòng)式輻流式沉淀池 (8) 刮泥機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度一般為 1～3r/h，外周刮泥板的線速不超過(guò) 3m/min，一般采用 1.5m/min。 (9) 在進(jìn)水口的周圍應(yīng)設(shè)置整流板，整流板的開口面積為過(guò)水?dāng)嗝娣e的 6％～20％。 (10) 浮渣用浮渣刮板收集，刮渣板裝在刮泥機(jī)桁架的一側(cè)，在出水堰前應(yīng)設(shè)置浮渣擋板。 2．環(huán)保設(shè)備草圖及說(shuō)明 3．設(shè)備主體設(shè)計(jì)、計(jì)算及選型 3.1設(shè)計(jì)前提 某城市污水處理廠最大流量為Qmax4000m3 /h，設(shè)計(jì)人口N=4萬(wàn)人。采用機(jī)械刮泥。 3.2設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 （1）沉淀池的表面積A、直徑D等基本參數(shù)計(jì)算

11、 A=Qmax/nq=4000/(1*2*24）=83.33m3 D=（4A/3.14）^（1/2)=16.29m 取D為17m n——池?cái)?shù)，取1個(gè) q——表面負(fù)荷， m3/（m2*h），取2m3/（m2*h） （2）有效水深h2計(jì)算 h2=q*t=2*1=2m t——沉淀時(shí)間，h，取1h （3） 沉淀池總高度H ①.每天污泥量V，m2 V=SNT/1000n=0.5*40000*4/1000*24 =3m3 S——每人每日污泥量，L/(人*d），一

12、般取0.3-0.8，取S=0.5L/（人*d） N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，N=40000 T——兩次清除污泥間隔時(shí)間，d，采用機(jī)械刮泥，取T=4h ②.污泥斗容積V1，m3 V1=（3.14*h5）*（r12+r1*r2+r22）/3 h5——污泥斗高度，m； r1——污泥斗上部半徑，m，取r1=1.8m r2——污泥斗下部半徑，m，取r2=0.8m 其中h5=（r1-r2）tanα =（1.8-0.8）*tan60=1.73m V1=9.6m3 ③.污泥斗以上圓錐體部分容積V2，m2

13、 V2=3.14*h4*（R2+R*r1+r12）/3 h4——坡底落差，m R——池子半徑，m h4=（R-r1）*0.05=0.335m 因此，池底可貯存污泥的體積為 V2=31.85m2 共可貯存污泥的體積為：V1+V2=9.6+31.85=41.45m3>5m3 可見池內(nèi)有足夠的容積。 ④.沉淀池總高度H，m H=h1+h2+h3+h4+h5 h1——超高或保護(hù)高，一般取0.3m h2——有效水深，計(jì)算為2m h3——緩沖層高度，m，取h3=0.

14、5m h4——污泥斗以上部分高度，計(jì)算為0.335m h5——污泥斗高度，1.73m H=4.865m （4）徑深比校核 D/ h2 =17/2=8.5，在6-12范圍內(nèi)，滿足。 （5） 處理水質(zhì) ①.管內(nèi)水流平均流速Vn Vn=（2tμ）^0.5*Gm t——導(dǎo)流絮凝區(qū)平均停留時(shí)間，s，取360s μ——污水的動(dòng)力粘度，取1.25*10-3 Gm——導(dǎo)流絮凝區(qū)平均速度梯度，取10s-1 Vn=0.3m/s ②.沉淀池能捕集的最小塵粒直徑dmin Vn=（ps-pL）*gdmin2/（18*μ）

15、 ps——懸浮顆粒的密度，取1350kg/m3 PL——液體的密度，取1000kg/m3 則dmin=0.044mm 3.3刮泥機(jī)選型及實(shí)物圖 本次設(shè)計(jì)選用CG-A型中心傳動(dòng)刮泥機(jī)，該機(jī)型多用于污水處理工程中，輻流式沉淀池的排泥和除渣，本機(jī)采用中心傳動(dòng)，固定平臺(tái)，中心支墩垂架式，中心進(jìn)水，排泥，周邊出水。 選用CG-18A型中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。 CG-A型中心傳動(dòng)刮泥機(jī)結(jié)構(gòu)圖： CG-A型刮泥機(jī)實(shí)物圖： 3.4輻流式初沉池實(shí)物圖 4．設(shè)計(jì)結(jié)果概要或設(shè)計(jì)一覽表 輻流式初沉池設(shè)計(jì)參數(shù) 沉淀部分水面面積:208.33m2 池子直徑：17m

16、 保護(hù)高h(yuǎn)1：0.3m 有效水深h2：2m 緩沖層高度h3：0.5m 污泥斗以上部分高度h4：0.335m 污泥斗高度h5：1.73m 池子總高度H：4.865m 坡向泥斗坡度：0.05 進(jìn)出水方式：中心進(jìn)水，排泥，周邊出水 沉淀池所能捕獲的顆粒最小粒徑：0.044mm 采用CG-A型中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。 5．對(duì)本實(shí)踐設(shè)計(jì)的評(píng)述 無(wú)論是直流式，輻流式還是豎流式，沉淀池的研究與開發(fā)，都是隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展水資源的日益緊缺匱乏、國(guó)家經(jīng)濟(jì)體制改革的深入和人們對(duì)環(huán)境要求的提高而提出來(lái)沉淀水中懸浮顆粒物具體方案。與此同時(shí)，

17、一些新興的水處理工藝也對(duì)傳統(tǒng)水處理方式和管理體制提出了挑戰(zhàn)，如何提高水質(zhì)質(zhì)量，一直受到眾學(xué)者的關(guān)注、研究，形成各種新興水處理工藝。 本次環(huán)保設(shè)備制作是在老師和同學(xué)的指導(dǎo)下合作完成的，經(jīng)過(guò)小組成員和老師的努力，我們?cè)O(shè)計(jì)出一套完整的輻流式初沉池的模型，我們掌握了輻流式沉淀池的結(jié)構(gòu)，工作原理，性能及其優(yōu)缺點(diǎn)等，對(duì)輻流式沉淀池的功能有了詳細(xì)的了解，這次設(shè)計(jì)制作，為我們以后畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，也為以后的工作做了良好的鋪墊。 6. 參考文獻(xiàn) [1]侯彬、胡雙啟主編．水污染控制技術(shù)與工程．北京：兵器工業(yè)出版社，2005。 [2]高廷耀主編．水污染控制工程．(下冊(cè)) ．北京：高等教育出版社，1989 [3]王寶貞主編．水污染控制工程．北京：高等教育出版社．1990 [4]孫彗修等主編．排水工程（上）．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社．2000 [5]張希衡主編．廢水治理工程．北京：冶金工業(yè)出版社，1984 [6]張自杰等主編．排水工程（下）．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社．2000 [7]尹士君、李亞峰編著．水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2004