废水处理的工艺设计

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1、1预处理构筑物的设计格栅调节池 2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 3 4RAG自动机械格栅5678HF型回转式固液分离机安装示9格栅的种类n根据栅条间距：粗、细；按污水的类型选定，城市污水：1625mm。（1）栅条间距为1625mm时，栅渣量3/103m3污水；（2）栅条间距40mm左右时，栅渣量3/103m3污水 栅渣的含水率约80%，密度约960kg/m3n按照清渣方法：人工、机械；人工格栅：栅渣量较少时，安装角度4560o 机械格栅：倾角：6070o，有时90o10栅条间距(mm)截流污

2、物量 升/人.年格栅后可安装的水泵型号2040709046 2.70.80.5 PWA4PWA6PWA8PWA表 格栅的栅条间距与截留污物数量22111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

3、，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12格栅的设计与计算1314qVmax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-1 15b=s(n-1)+d.n (m)b格栅的建筑宽度，m;s栅条宽度，m总h总=h+h1+h2 h 栅前水深，m;h2-格栅的水头损失；h1-格栅前渠道超高，一般取16L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tga(m)；

4、L1=(b-b1)/2tga1 L1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=0.5 L1；H1-格栅前的渠道深度，m.：W=qvmax.W1*86 400/kz*1000 W1 栅渣量，m3/103m3污水；Kz生活污水流量总变化系数。17注意：n格栅安装倾角取45o75o，一般取60o；n废水通过栅条间隙的流速一般不应小于；（防止堵塞）；n格栅前的水流的速度一般为；n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18例题：已知最大废水量Qmax=200l/s

5、，格栅栅条断面采用矩形，格栅前水深，通过格栅流速，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，展开角a1=20，试设计格栅与栅槽。解：1.2.b=s(n-1)+d.n=0.01*（22-1）（m）193.进水渠道渐宽部位的长度L1=(b-b1)/2tga1=(0.65-0.5)/2tg20=0.21(m)L2=0.5 L1=0.5*0.21=0.105(m)h2=v2sina*k/2g=(s/d)4/3 v2sina*k/2g=2.42(0.01/0.02)4/32=0.127(m)总h总=h+h1+h2（m）(取超高0.3m)207.L=L

6、1+L2+1.0+0.5+H1/tga =0.21+0.105+1+0.5+(0.4+0.3)/tg60=2.22(m)W=qvmax.W1*86 400/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21作业：n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，通过格栅流速，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，展开角a1=20，试设计格栅与栅槽。22调节池的设计23一、调节池的构造n形状：圆形、方形n地上的、地下的n

7、砖石结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构n组成：进水口、配水槽、隔板、水池、泥斗、出水口等n类型：均量池、均质池24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25（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。26二、调节池容积的设计n调节池容积计算主要考虑是什么？n1.废水浓度、水量变化规律27图解法n测定水质水量、流量变化曲线、水质变化曲线，日流量

8、累计曲线；n作出调节池进水累计曲线；n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；n确定调节池进、出水线的最大正偏差和最大负偏差；n调节池最小容积=最大负偏差+最大正偏差n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；n某一瞬间调节池存水量=0285003013047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29n其它计算有效容积方法q累积流量 （m3）qi 在t时段内废水的平均流量，m3/s；ti 时段，h。TiiiTtqW030q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

9、4小时。停留时间是一个经验数据，要注意积累。(1)多路废水汇流的，t一般取8小时。31调节池的搅拌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。n泵循环搅拌32n空气搅拌布气结构为穿孔管，流量为23m3/hm(管长)或56 m3/m2(池面积)。搅拌效果好，兼有预曝气的作用，运行费用高。n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。n迷宫式3334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；35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36一、沉砂池的设计应遵循的设计原则n1.沉砂池的

10、分格数应不小于2，并联运行；n2.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；n3.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.n4.沉砂池的超高不宜小于0.3m;n5.除砂一般采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。37二、平流式沉砂池38n（1）污水在池内的最大流速为，最小流速为；n（2）最大流量时，污水在池内的停留时间不小于30s,一般为3060s；n（3）有效水深应不大于，一般采用0.251.0m,池宽不小于；n（4）池底坡度一般为，当设置除砂设备

11、时，可根据除砂设备的要求设计。39(1)长度L:L=vt 式中：v最大设计流量时的速度，m/s t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，m40(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/tg 60o+b1 贮砂斗的

12、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.s).(31212131SSSShV41(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=h32=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/s n1 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，m2.4243例题：最大流量qvmax3/s,最小流量qvmin3/s,污水流量总变化系数

13、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=30s A=qvmax23.池总宽度b（不包括分隔墙厚度）:取n=2，则2：h2445.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*10630:一个分隔两个沉砂斗 V03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)tg60oV02226m30.27,不合格(?)15-30458.贮砂室的高度h3:重力排砂，池底坡度i=6%,坡向砂斗，则 h3=h32

14、=h3+0.06(L-2b2-b)/29.池子总高度h:h=h1+h2+h3min:vmin=qvmin/n1Amin最大设计流量时的停留时间t:t=LA/qvmax=1*9/0.3=30s461:=20o,进水渠宽 B1=0.65m,隔墙宽 l1=(B-B1)/2tg =(2*0.6+0.2-0.65)/2tg20o作业：最大流量qvmax3/s,最小流量qvmin3/s,污水流量总变化系数kz=1.5,试设计平流式沉砂池。4748l沉砂池中水流流速达，而水平流速可降低到，而不致使有机物下沉；l能去除粒径小于的细砂，且沉砂中有机物含量很小（低于5%)l具有预曝气、脱臭、消泡、防止污水厌氧分解

15、以及加速油类分离的作用。49n是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约处设置曝气装置，一般用穿孔曝气管；n在池底设置沉砂斗，池底坡度，n通常在曝气管的一侧设挡板，使曝气起到池内回流的作用；n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。50水平流速一般取，旋转流速应保持污水在池内的停留时间为46min，最大流量时为13min，如作为预曝气，停留时间为1030min;池的有效水深为23m,宽深比为，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，距池底，并应设调节阀，以便根据水量水质调节曝气量；51

16、(5)每立方米污水供气量为3;(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。52(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/h2 h2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.(0.10.2)53四、竖流式沉砂池54n污水在池内的最大

17、流速为，最小流速为；n最大流量时，污水在池内的停留时间不小于20s，一般为3060s；n进水中心管最大流速为55（1）中心管直径d1max4vQdQmax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D2121max)(4vvvvQDv2池内水流上升流速，m/s56（3）水流部分高度h2 h2=v2t t 最大流量时的停留时间，s（4）沉砂部分所需容积VKzXTQV6max1086400X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57（5）沉砂部分高度h4 h4=(R-r)tagaR池子半径，m;r圆截锥部分下

18、底半径，m;a截锥部分倾角，度(o)（6）圆截锥部分实际容积V1)(32241rRrRhV58（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.59五、涡流式沉砂池n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；n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。6061（1）沉砂池表面水力负荷约200m3/(m2.h),水力停留时间约为2030s；（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，在最小流量时大于，但最大流量时不大于；62（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。