某輻流式二沉池工藝設(shè)計(jì)(下)

4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(zhǎng)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(guò)程中泥水、固液別離的最后一道環(huán)節(jié)和工序,在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,常見(jiàn)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(jiàn)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)荷根本一致,從構(gòu)造和水力條件來(lái)看,兩者沒(méi)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(cè)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(kāi)孔過(guò)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(duì)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(méi)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)原那么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)外表負(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(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者[29~31]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究指出:選擇適宜的沉淀池幾何結(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以下因素影響，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(chǎng)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(wàn)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〕那么最大設(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)〕單池外表積〔5.5〕池直徑，取D=25m〔5.6〕那么，實(shí)際單池外表積〔5.7〕實(shí)際外表負(fù)荷〔5.8〕式中：——外表負(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，泥斗傾斜角度那么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，那么——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)符合條件那么進(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出水局部設(shè)計(jì)采用周邊出水槽水槽寬〔5.28〕式中：——平安系數(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(guò)流堰寬之間的關(guān)系〔5.29〕那么水流過(guò)堰寬度單堰過(guò)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(zhǎng)〔5.34〕設(shè)計(jì)堰寬=0.2m出水堰總線長(zhǎng)〔5.35〕由于出水堰總線長(zhǎng)小于出水總周長(zhǎng)，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〔5.39〕5.4排泥局部的設(shè)計(jì)采用靜水壓力排泥，排泥速度不宜過(guò)大或過(guò)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(yǔ)(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)置原那么，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(méi)有涉及到刮泥機(jī)的尺寸和構(gòu)造，因?yàn)槎脸亟ǔ珊螅梢勒粘伢w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(guò)大或過(guò)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]．武漢建材學(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].陜西氣象,1997〔2〕：46[7]李圭白，張杰．水質(zhì)工程學(xué)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)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開(kāi)展趨勢(shì)[J].銅業(yè)工程，2004，(l)：54~56[10]張自杰．排水工程(第四版)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999：61~70[11]許保玖.給水處理理論[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000：213~220[12]高廷耀，顧國(guó)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].廣東科技，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?chē)?guó)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?chē)?guó)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(guó)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]．廣東科技，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(wèn)題分析[J].國(guó)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.Inletstructuredesign