废水处理的工艺设计 62页

预处理构筑物的设计格栅调节池1废水处理工程设计（四）n格栅格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物质及杂质2废水处理工程设计（四）n3废水处理工程设计（四）nRAG自动机械格栅4废水处理工程设计（四）n5废水处理工程设计（四）n6废水处理工程设计（四）n格栅外形图7废水处理工程设计（四）nHF型回转式固液分离机安装示8废水处理工程设计（四）n格栅的种类根据栅条间距：粗、细；按污水的类型选定，城市污水：16~25mm。（1）栅条间距为16~25mm时，栅渣量0.10~0.05m3/103m3污水；（2）栅条间距40mm左右时，栅渣量0.03~0.01m3/103m3污水栅渣的含水率约80%，密度约960kg/m3按照清渣方法：人工、机械；人工格栅：栅渣量较少时，安装角度45~60o机械格栅：倾角：60~70o，有时90o9废水处理工程设计（四）n栅条间距(mm)截流污物量升/人.年格栅后可安装的水泵型号≤20≤40≤70≤904~62.70.80.5PWA4PWA6PWA8PWA表格栅的栅条间距与截留污物数量210废水处理工程设计（四）n类型适用范围优点缺点链条式机械格栅深度不大的中小型格栅，主要清除长纤维、袋状物构造简单，制造方便；占地面积小杂物进入链条和链轮之间时，容易卡住；套筒棍子链造价高，耐腐蚀差移动伸缩臂机械格栅中等深度的宽大格栅，现有类型耙斗适用于污水除污不清污时，设备全部在水面上，维检方便，可不停水检修；钢丝绳在水面上运行，使用寿命长需三套电动机、减速器，构造复杂；移动时，耙齿与栅条间隙的对位较困难四周回转式机械格栅深度较浅的中小型格栅构造简单，制造方便，运行可靠，容易检修占地面积较大钢丝绳牵引式机械格栅固定式为中小型隔扇，深度范围较大，移动式为宽大格栅适用范围广；无水下固定部件，检修维护方便钢丝绳干湿交替，易腐蚀，宜用不锈钢丝绳；有水下固定部件，检修时需停水表我国常用的机械格栅及其使用范围11废水处理工程设计（四）n格栅的设计与计算12废水处理工程设计（四）n13废水处理工程设计（四）n1.格栅的间隙数量nqVmax——最大设计流量，m3/s;d——栅条间距，m;h——栅前水深，m;v——污水流经格栅的速度，m/s栅条的数目为n-114废水处理工程设计（四）n2.格栅的建筑宽度bb=s(n-1)+d.n(m)b——格栅的建筑宽度，m;s——栅条宽度，m3.栅后槽的总高度h总h总=h+h1+h2h—栅前水深，m;h2--格栅的水头损失；h1--格栅前渠道超高，一般取0.3m15废水处理工程设计（四）n4.格栅的总建筑长度LL=L1+L2+1.0+0.5+H1/tga(m)；L1=(b-b1)/2tga1L1—进水渠道渐宽部位的长度，m;b1--进水渠道宽度，m；a1--进水渠道渐宽部位的展开角度，一般a1-=20o；L2--格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般L2=0.5L1；H1--格栅前的渠道深度，m.5.每日栅渣量W：W=qvmax.W1*86400/kz*1000W1–栅渣量，m3/103m3污水；Kz—生活污水流量总变化系数。16废水处理工程设计（四）n注意：格栅安装倾角取45o~75o，一般取60o；废水通过栅条间隙的流速一般不应小于0.6~1.0m/s；（防止堵塞）；格栅前的水流的速度一般为0.4~0.9m/s；设计栅前渠道扩大段，为了防止栅前管道渠内水面出现阻流回水现象17废水处理工程设计（四）n例题：已知最大废水量Qmax=200l/s，格栅栅条断面采用矩形，格栅前水深h=0.4m，通过格栅流速v=1.0m/s，栅条间距d=20mm，格栅放置与水平成60度角，栅条宽度s=10mm，栅槽前后进出水渠道宽b1=0.5m，展开角a1=20，试设计格栅与栅槽。解：1.格栅的间隙数量nn=0.2*(sin60o)1/2/(0.02*0.4*1)=22（个）2.格栅的建筑宽度bb=s(n-1)+d.n=0.01*（22-1）+0.02*22=0.65（m）18废水处理工程设计（四）n3.进水渠道渐宽部位的长度L1=(b-b1)/2tga1=(0.65-0.5)/2tg20=0.21(m)4.格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度L2=0.5L1=0.5*0.21=0.105(m)5.通过格栅水头损失计算h2=ξv2sina*k/2g=β(s/d)4/3v2sina*k/2g=2.42(0.01/0.02)4/3*1.02*sin60*3/2*9.8=0.127(m)6.栅后槽的总高度h总h总=h+h1+h2=0.4+0.3+0.127=0.827（m）(取超高0.3m)19废水处理工程设计（四）n7.格栅的总建筑长度LL=L1+L2+1.0+0.5+H1/tga=0.21+0.105+1+0.5+(0.4+0.3)/tg60=2.22(m)8.每日栅渣量WW=qvmax.W1*86400/kz*1000=0.2*0.07*86400/1.45*1000=0.834(m3/d)>0.2(m3/d)，宜选用机械格栅，两台，一用一备20废水处理工程设计（四）n作业：已知最大废水量Qmax=500l/s，格栅栅条断面采用矩形，格栅前水深h=0.5m，通过格栅流速v=0.9m/s，栅条间距d=25mm，格栅放置与水平成60度角，栅条宽度s=10mm，栅槽前后进出水渠道宽b1=0.5m，展开角a1=20，试设计格栅与栅槽。21废水处理工程设计（四）n调节池的设计22废水处理工程设计（四）n一、调节池的构造形状：圆形、方形地上的、地下的砖石结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构组成：进水口、配水槽、隔板、水池、泥斗、出水口等类型：均量池、均质池23废水处理工程设计（四）n1.均量池线内调节：进水一般采用重力流，出水用泵提升线外调节：调节池设在旁路，当废水量过高时，多余的废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，再从调节池回流至集水井，并送去后续处理集水井泵房调节池24废水处理工程设计（四）n2.均质池（1）利用外加动力（如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环）：效果好、运行费用高。（2）利用差流方式，使不同时间和不同浓度的废水进行自身水力混合：设备结构较复杂。25废水处理工程设计（四）n二、调节池容积的设计调节池容积计算主要考虑是什么？？1.废水浓度、水量变化规律2.要求调节的程度26废水处理工程设计（四）n图解法测定水质水量、流量变化曲线、水质变化曲线，日流量累计曲线；作出调节池进水累计曲线；连接0、24小时时的累计曲线作直线，即为调节池均匀出水的累计曲线；确定调节池进、出水线的最大正偏差和最大负偏差；调节池最小容积=最大负偏差+最大正偏差调节池中任何时候存水量=最大负偏差减去此时调节池中进、出水之间的偏差；某一瞬间调节池存水量=027废水处理工程设计（四）n5003013047流量时间（h）累计量时间24h0最大负偏差最大正偏差进水累计曲线28废水处理工程设计（四）n其它计算有效容积方法累积流量（m3）qi–––在t时段内废水的平均流量，m3/s；ti–––时段，h。29废水处理工程设计（四）n估算法按设计的停留时间t乘以平均流量。流量或浓度变化大的，t一般取8小时，变化小一般取2~4小时。停留时间是一个经验数据，要注意积累。多路废水汇流的，t一般取8小时。30废水处理工程设计（四）n调节池的搅拌布水结构为穿孔管，简单易行，搅拌效果一般，动力消耗大。泵循环搅拌31废水处理工程设计（四）n空气搅拌布气结构为穿孔管，流量为2~3m3/[h·m(管长)]或5~6m3/[m2(池面积)]。搅拌效果好，兼有预曝气的作用，运行费用高。机械搅拌搅拌效果好，运行费用高，易受腐蚀。设计参数是因结构而异，可向设备商索取，也可参考《化工工艺设计手册》。迷宫式32废水处理工程设计（四）n33废水处理工程设计（四）n设置事故池调节池功能设置1.迷宫式挡墙的设置，池面利用；2.与反应池的复合34废水处理工程设计（四）n沉砂池的设计平流式沉砂池曝气沉砂池竖流式沉砂池涡流式沉砂池35废水处理工程设计（四）n一、沉砂池的设计应遵循的设计原则1.沉砂池的分格数应不小于2，并联运行；2.当污水自流进入沉砂池时，应按最大流量设计；当污水为提升进入时，应按工作水泵的最大组合流量设计；在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算；3.贮砂斗的容积按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55o。排砂管直径不应小于200mm.4.沉砂池的超高不宜小于0.3m;5.除砂一般采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。36废水处理工程设计（四）n二、平流式沉砂池37废水处理工程设计（四）n1.平流式沉砂池的设计参数（1）污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；（2）最大流量时，污水在池内的停留时间不小于30s,一般为30~60s；（3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m,池宽不小于0.6m；（4）池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求设计。38废水处理工程设计（四）n2.平流式沉砂池的设计计算(1)长度L:L=vt式中：v—最大设计流量时的速度，m/st—最大设计流量时的停留时间，s(2)水流断面面积A:A=qvmax/v式中：qvmax—最大设计流量，m3/s(3)池总宽度b:b=A/h2式中:h2—设计有效水深，m39废水处理工程设计（四）n(4)贮砂斗所需容积V：V=qvmax*X*T*86400/kz*106式中：X—城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3(污水）T—排砂时间的间隔，d;kz—生活污水流量的总变化系数。(5)贮砂斗各部分尺寸设贮砂斗底宽b1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为60o，则贮砂斗的上口宽b1：b1=2h3`/tg60o+b1贮砂斗的容积V1:式中：h3`—贮砂斗高度，m;S1,S2—分别为贮砂斗上口和下口面积，m2.40废水处理工程设计（四）n(6)贮砂室的高度h3设采用重力排砂，池底坡度i=6%,坡向砂斗，则h3=h3`+0.06l2=h3`+0.06(L-2b2-b`)/2(7)池子总高度h:h=h1+h2+h3式中：h1—超高，m;h3—贮砂斗高度，m.(8)校核最小水流速度vmin:vmin=qvmin/n1Amin式中：qvmin—设计最小流量，m3/sn1—最小流量时工作的沉砂池数Amin—最小流量时沉砂池中水流断面面积，m2.41废水处理工程设计（四）n42废水处理工程设计（四）n例题：最大流量qvmax=0.3m3/s,最小流量qvmin=0.15m3/s,污水流量总变化系数kz=1.45,试设计平流式沉砂池。1.池长：取水平流速v=0.3m/s,停留时间t=30sL=vt=0.3*30=9.0m2.过水断面面积AA=qvmax/v=0.3/0.3=1m23.池总宽度b（不包括分隔墙厚度）:取n=2，b`=0.6m，则b=b`*n=0.6*2=1.2m4.有效水深h2：h2=A/b=1.0/1.2=0.83m43废水处理工程设计（四）n5.贮砂斗所需容积V：间隔时间T=2d,X=30m3/106m3(污水）V=qvmax*X*T*86400/kz*106=0.3*30*2*86400/1.45*106=1.07m36.每个沉砂斗的容积V0:一个分隔两个沉砂斗V0=V/2*2=1.07/4=0.27m37.沉砂斗尺寸设斗底宽度b1=0.5m,倾角60o，上口宽b2=0.6m,则斗高h3`=(0.6-0.5)tg60o/2=0.087mV0=0.087*(0.62+0.6*0.5+0.52)/3=0.026m3<0.27,不合格(?)15-3044废水处理工程设计（四）n8.贮砂室的高度h3:重力排砂，池底坡度i=6%,坡向砂斗，则h3=h3`+0.06l2=h3`+0.06(L-2b2-b`)/2=0.6+0.06(9-2*1.2-0.2)/2=0.62m9.池子总高度h:h=h1+h2+h3=0.3+0.83+0.62=1.25m10.校核最小水流速度vmin:vmin=qvmin/n1Amin=0.15/0.6*0.83=0.3m/s最大设计流量时的停留时间t:t=LA/qvmax=1*9/0.3=30s45废水处理工程设计（四）n11.进水渠至沉砂池渐宽部分的l1:Φ=20o,进水渠宽B1=0.65m,隔墙宽0.2ml1=(B`-B1)/2tgΦ=(2*0.6+0.2-0.65)/2tg20o=1.02m作业：最大流量qvmax=0.2m3/s,最小流量qvmin=0.1m3/s,污水流量总变化系数kz=1.5,试设计平流式沉砂池。46废水处理工程设计（四）n三.曝气沉砂池47废水处理工程设计（四）n沉砂池中水流流速达0.25~0.30m/s，而水平流速可降低到0.01~0.1m/s，而不致使有机物下沉；能去除粒径小于0.6mm的细砂，且沉砂中有机物含量很小（低于5%)具有预曝气、脱臭、消泡、防止污水厌氧分解以及加速油类分离的作用。48废水处理工程设计（四）n1.曝气沉砂池的构造与工作原理是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约0.6~0.9m处设置曝气装置，一般用穿孔曝气管；在池底设置沉砂斗，池底坡度0.1~0.5，通常在曝气管的一侧设挡板，使曝气起到池内回流的作用；污水在曝气沉砂池中存在两种运动形式：水平流动、横断面上的旋转运动。49废水处理工程设计（四）n2.曝气沉砂池的设计参数水平流速一般取0.08~0.12m/s，旋转流速应保持0.25~0.3m/s污水在池内的停留时间为4~6min，最大流量时为1~3min，如作为预曝气，停留时间为10~30min;池的有效水深为2~3m,宽深比为1~1.5，长宽比可达5，当池长比池宽大的多时，应设横向挡板；空气扩散装置设在尺子的一侧，曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm，距池底0.6~0.9m，并应设调节阀，以便根据水量水质调节曝气量；50废水处理工程设计（四）n(5)每立方米污水供气量为0.1~0.2m3;(6)池子的出口和进口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋转方向一致，出水方向应与进水方向垂直，最好设置挡板；(7)池内应设消泡装置。51废水处理工程设计（四）n3.曝气沉砂池的设计计算(1)池子总有效容积V：V=60qvmax.t式中：qvmax—最大设计流量，m3/s;t—最大设计流量时的停留时间，min(2)水流断面积A:A=qvmax/v式中：v—最大设计流量时的水平流速，m/s(3)池子总宽度B:B=A/h2h2—设计有效水深，m(4)池长L:L=V/A(5)每小时所需空气量q:q=3600dqvmax式中：d—每立方米污水所需空气量,m3.(0.1~0.2)52废水处理工程设计（四）n四、竖流式沉砂池53废水处理工程设计（四）n1.竖流式沉砂池的设计参数污水在池内的最大流速为0.1m/s，最小流速为0.02m/s；最大流量时，污水在池内的停留时间不小于20s，一般为30~60s；进水中心管最大流速为0.3m/s.54废水处理工程设计（四）n1.竖流式沉砂池的设计计算（1）中心管直径dQmax—最大设计流量，m3/s;V1—污水在中心管内流速m/s（2）池子直径Dv2—池内水流上升流速，m/s55废水处理工程设计（四）n（3）水流部分高度h2h2=v2tt–最大流量时的停留时间，s（4）沉砂部分所需容积VX—污水的沉砂量，对城市污水一般采用15-30m3/106m3,T—排砂时间间隔，d;Kz—生活污水流量总变化系数56废水处理工程设计（四）n（5）沉砂部分高度h4h4=(R-r)tagaR—池子半径，m;r—圆截锥部分下底半径，m;a—截锥部分倾角，度(o)（6）圆截锥部分实际容积V157废水处理工程设计（四）n（7）池子总高度HH=h1+h2+h3+h4h1——超高，m;h3——缓冲层高度，一般取0.25m.58废水处理工程设计（四）n五、涡流式沉砂池涡流沉砂利用水力涡流使泥砂和污水分开，从而达到除砂的目的；污水从切线方向进入圆形沉砂池，进水渠道末端设一跌水槛，使可能沉积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池。59废水处理工程设计（四）n60废水处理工程设计（四）n1.涡流式沉砂池的设计参数（1）沉砂池表面水力负荷约200m3/(m2.h),水力停留时间约为20~30s；（2）进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并且不小于4.5m,以创造平稳的进水条件；（3）进水渠道流速，在最大流量的40%~80%情况下为0.6~0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s，但最大流量时不大于1.2m/s；61废水处理工程设计（四）n（4）渠道应设在沉砂池上部以防扰动砂子，出水渠道与进水渠道的夹角大于270度，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到有效除砂的目的；（5）出水渠道宽度为进水渠道的2倍，出水渠道的直线长度要相当于出水渠的宽度；（6）沉砂池前应设格栅，下游应设堰板，以保持沉砂池内所需的水位。62废水处理工程设计（四）