水污染課程設(shè)計(jì)30萬噸城市污水處理格柵和沉砂設(shè)計(jì)

1、沈 陽 化 工 大 學(xué) 水污染控制工程 課程設(shè)計(jì)題 目：30萬噸城市污水處理格柵和沉砂設(shè)計(jì)院 系：環(huán)境與生物工程學(xué)院專 業(yè)：環(huán)境工程班 級：環(huán)境0802學(xué)生姓名：馮會瓔指導(dǎo)教師：范文玉2011年 8月 25日30萬噸城市污水處理格柵和沉砂設(shè)計(jì)目錄一、污水處理構(gòu)筑物21.1格柵21.2污水提升泵31.3沉砂池31.3.1平流式沉砂池4二、工藝流程設(shè)計(jì)計(jì)算42.1設(shè)計(jì)流量42.2粗格柵間52.2.1設(shè)計(jì)說明52.2.2格柵計(jì)算52.3污水提升泵房72.3.1 選泵72.3.2 泵房內(nèi)管路計(jì)算82.3.3 泵房尺寸92.3.4 泵房排水設(shè)備92.3.5 泵房高度92.4細(xì)格柵間92.4.1設(shè)計(jì)說明1

2、02.4.2格柵計(jì)算102.5沉砂池122.5.1平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算12參 考 文 獻(xiàn)1430萬噸城市污水處理格柵和沉砂設(shè)計(jì)一、污水處理構(gòu)筑物1.1格柵一種截留廢水中粗大污物的預(yù)處理設(shè)施。 是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經(jīng)的渠道上，或泵站集水池的進(jìn)口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取決于縫隙寬度和水的性質(zhì)。 格柵柵條間的空隙寬度可根據(jù)清除污物的方式和水泵的要求來設(shè)定，人工清除格柵間隙一般為1625mm。沉砂池或沉淀池前的格柵一般采用1530mm，最大為40mm。常用的機(jī)械清渣設(shè)備有三種，即鏈條式、移動式及鋼絲繩牽引式

3、格柵清污機(jī)。 格柵是一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成,傾斜安裝在進(jìn)水的渠道,或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處,以攔截污水中較大的懸浮物及雜質(zhì),以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常工作. 按格柵柵條間距的大小不同,格柵分為粗格柵、中格柵和細(xì)格柵3類。按格柵的清渣方法，有人工格柵和機(jī)械格柵兩種。格柵設(shè)備一般用于污水處理的進(jìn)水渠道上或提升泵站集水池的進(jìn)口處，主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負(fù)荷，并起到保護(hù)水泵、管道、儀表等作用。當(dāng)攔截的柵渣量大于0.2m3/d時，一般采用機(jī)械清渣方式；柵渣量小于0.2m3/d時，可采用人工清渣方式，也可采用機(jī)械清渣方式。格柵設(shè)計(jì)的主要參

4、數(shù)是確定柵條間隙寬度與處理規(guī)模、污水濃度的性質(zhì)及后續(xù)處理設(shè)備選擇有關(guān)，一般以不堵塞水泵和污水處理廠的處理設(shè)備，保證整個污水處理系統(tǒng)能正常運(yùn)行為原則。柵條間隙根據(jù)水泵要求設(shè)計(jì)一般采用1640mm。見圖1。圖1 格柵1.2污水提升泵污水提升泵用潛污泵。潛污泵設(shè)計(jì)自動耦合裝置并帶液位控制，且采用無堵塞撕裂雜物泵。潛污泵采用無堵塞潛水泵。該泵配有粉碎、撕裂、切斷機(jī)構(gòu)，且機(jī)泵同軸結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，安裝維護(hù)方便，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，適應(yīng)性強(qiáng)，該潛水泵因配有自動耦合裝置，具有安裝快捷，檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。1.3沉砂池沉砂池的作用一般是出去密度較大的無機(jī)顆粒。一般設(shè)在初沉池前，或泵站、倒虹管前。常用的沉砂池有平流式沉砂

5、池、曝氣沉砂池、豎流式沉砂池、渦流式沉砂池和多爾沉砂池等。平流式沉砂池構(gòu)造簡單，處理效果較好，工作穩(wěn)定，但沉砂中夾雜一些有機(jī)物，易于腐化散發(fā)臭味，難以處置，并且對有機(jī)物包裹的砂粒去除效果不好。曝氣沉砂池在曝氣的作用下顆粒之間產(chǎn)生摩擦，將包裹在顆粒表面的有機(jī)物除掉，產(chǎn)生潔凈的沉砂。渦流式沉砂池依靠電動機(jī)械轉(zhuǎn)盤和斜坡式葉片，利用離心力將砂粒甩向池壁除去，并將有機(jī)物脫除。后三種沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的缺點(diǎn)，但構(gòu)造比平流式沉砂池復(fù)雜的多。豎流式沉砂池通常用于去除較粗（粒徑在0.6mm以上）的砂粒，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。1.3.1平流式沉砂池平流式沉砂池平面呈長方形，橫斷面多為矩形，一般是一渠兩池

6、。沉渣的排除方式有機(jī)械排砂和重力排砂。圖2為多斗式平流式沉砂池工藝圖。見圖2。圖2 平流式沉砂池二、工藝流程設(shè)計(jì)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)流量平均流量：表1：生活污水量總變化系數(shù)k總51540701002005001000總變化系數(shù)k總2.32.01.81.71.61.51.41.3總變化系數(shù)：所以設(shè)計(jì)流量為：2.2粗格柵間2.2.1設(shè)計(jì)說明粗格柵間主要功能是去除污水中粗大的漂浮物，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)參數(shù)： 格柵間隙b=80mm,柵前水深h=1.0m,過柵流速v=1.3m/s,安裝傾角為60度。2.2.2格柵計(jì)算（1）柵條間隙數(shù)n為 （2-1） 式中：最大設(shè)計(jì)流量，4.514m3/s； 格柵

7、傾角，； 柵條間隙，m； 柵前水深，m； 過柵流速，m/s； 條（2）格柵有效寬度b設(shè)計(jì)用長為20mm的矩形柵條，即s=0.02mmb=s(n-1)+bn= + =3.98m（2-2）（3）進(jìn)水渠道漸寬部分長度設(shè)進(jìn)水渠道寬=0.65m,漸寬部分展角為 （2-3）（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（2-4）（5）通過格柵的水頭損失采用格柵條斷面為矩形的格柵，取k=3,得 （2-5） 式中：設(shè)計(jì)水頭損失，m； 計(jì)算水頭損失，m； 重力加速度，m/s2，9.81m/s2； 系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大系數(shù)，一般為k=3； 阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)。（2-6）=（6）柵后槽總高度區(qū)

8、柵前渠道超高，柵前槽高+=1.3m,而h=h+=1.0+0.086+0.3=1.386(m)（2-7）（7）柵槽總長度 () （2-8）式中：進(jìn)水渠道漸寬部分的長度，m；柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度，m；進(jìn)水渠寬，m；進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度；柵前渠道深，m。l=+1.0+0.5+=4.57+2.29+1.0+0.5+=9.11(m)（8）每日柵渣量取柵渣/污水， （2-9） 式中： 柵渣量標(biāo)準(zhǔn)，m3/103m3污水， 生活污水流量總變化系數(shù)，1.3。攔截污染物量大于0.2，須機(jī)械格柵。選用粗格柵為1用1備2.3污水提升泵房泵房形式：采用半地下式泵房。2.3.1 選泵 設(shè)計(jì)流量=125

9、00m3/h 揚(yáng)程確定揚(yáng)程示意圖見圖3。圖3 揚(yáng)程示意圖 粗略的估算，泵房水面與泵相距2m，液面距池面2.5m3m，地面與沉砂池水面5.05.5m左右，泵站損失3.0m左右，自由水頭取1m，揚(yáng)程值為h=2.0+2.5+5.0+3.0+1.0=13.5m 選泵根據(jù)=12500m3/h和h=13.5m，?，F(xiàn)選用5臺20mn30b型臥式污水泵，備用1臺，性能如下：見表2。表2 機(jī)械性能表流量揚(yáng)程轉(zhuǎn)速功率出水口徑/進(jìn)水2540 m/h11.0m585r/min135.05kw4.2/4.22.3.2 泵房內(nèi)管路計(jì)算公式： (2-10)(1)吸水口直徑d1=1500mm 則 v1=1.28m/s(2)進(jìn)

10、水口直徑=900mm 則 =3.55m/s(3)出水口直徑 =1000mm 則 =2.88m/s(4)壓水管口直徑d2=1100mm 則 v2=2.38m/s2.3.3 泵房尺寸 每臺泵相距2m，每個泵長約為2m，兩邊相距4m。 泵房的長度為：。 每個泵寬約為1m，泵靠兩邊的約為3m，中間過道為6m。泵房的寬度為：32+1+6=13m。所以泵房尺寸為：3013m。2.3.4 泵房排水設(shè)備泵房靠墻處設(shè)一條集水溝，底部地面的坡度為i=0.01，坡向集水溝選用一臺16mn19d型立式污水泵（上海水泵廠生產(chǎn)），用以排泵房內(nèi)積水，性能見表3。 表3 排水泵的性能流量揚(yáng)程轉(zhuǎn)速功率效率1415m3/h13.

11、4m735r/min75kw83%2.3.5 泵房高度 泵房采用半地下式建筑，地下部分的高度為7.5m，考慮地上部分要房起重機(jī)，所以地上部分為5.5m。2.4細(xì)格柵間2.4.1設(shè)計(jì)說明細(xì)格柵間主要功能是去除污水中粗大的漂浮物，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)參數(shù)： 格柵間隙b=15mm,柵前水深h=1.0m,過柵流速v=0.9m/s,安裝傾角為60度。2.4.2格柵計(jì)算（1）柵條間隙數(shù)n為 （2-11） 式中：最大設(shè)計(jì)流量，4.514m3/s； 格柵傾角，； 柵條間隙，m； 柵前水深，m； 過柵流速，m/s； 條（2）格柵有效寬度b設(shè)計(jì)用長為10mm的矩形柵條，即s=0.01mmb=b(n-1

12、)+sn= + =7.24m（2-12）（3）進(jìn)水渠道漸寬部分長度設(shè)進(jìn)水渠道寬=1.0m,漸寬部分展角為 （2-13）（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（2-14）（5）通過格柵的水頭損失采用格柵條斷面為矩形的格柵，取k=3,得 （2-15） 式中：設(shè)計(jì)水頭損失，m； 計(jì)算水頭損失，m； 重力加速度，m/s2，9.81m/s2； 系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大系數(shù)，一般為k=3； 阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)。=（6）柵后槽總高度區(qū)柵前渠道超高，柵前槽高+=1.3m,而h=h+=1.0+0.15+0.3=1.45(m) （2-16）（7）柵槽總長度 （2-17）式中：進(jìn)水渠道漸寬

13、部分的長度，m；柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度，m；進(jìn)水渠寬，m；進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度，一般為20；柵前渠道深，m。l=+1.0+0.5+=8.7+4.35+1.0+0.5+=15.35(m)（8）每日柵渣量取柵渣/污水， （2-18） 式中： 柵渣量標(biāo)準(zhǔn)，m3/103m3污水， 生活污水流量總變化系數(shù)，1.3細(xì)格柵選用兩用一備2.5沉砂池2.5.1平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算已知參數(shù) 停留時間t取30s。（1）池子長度設(shè)，t=60sl=vt=0.360=18m（2-19）（2）水流段面積（2-20）（3）池總寬度設(shè)有效水深為（m2）（2-21）設(shè)n=4格，每格寬b=5(m)（4）沉砂斗所需容積設(shè)t=2d ，x=30/（污水）（2-22）每個沉砂斗的容積設(shè)每個分格有2個沉砂斗（5）沉砂斗各部分尺寸設(shè)斗底寬斗壁與水平面得傾角為沉砂斗上口寬：+ h3=3.90m（2-23）沉砂斗容積： （2-24） ，符合要求。（6）沉砂室高度采用重力排沙，設(shè)此地坡度為0.06，坡向砂斗。 （2-25）（7）池總高度設(shè)超高(8)最小流