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沉砂池课程设计

ANHUIUNIVEKSITY（）1SCIENCE&TECHNOLOGY

沉砂池设计说明书

院系：

地球与环境学院专业班级：

环境工程10-1班

学号：

2010300

学生姓名：

指导教师：

葛老师

2013年12月7日

学生姓名：

学号：

2010300专业班级：

环境工程10-1班

课程设计题目：

沉砂池设计

指导教师评语:

成绩：

指导教师：

沉砂池

1设计任务

污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。

最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道，其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走，初步处理水中大颗粒悬浮固体。

2沉砂池选取

沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。

由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。

砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使

细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。

平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。

本设计采用平流式沉砂池。

3设计原则

1）城市污水处理厂沉砂池的分格数应不小于2,并按并联工作运行设计。

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55。

排砂管直

径不应小于200mm

4）沉砂池的超高不宜小于°3m

5）除砂一般采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。

当采用重力排砂时，沉砂

池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

6）沉砂池前应设格栅。

沉砂池下游设堰板，以便保持沉砂池内需要的水位。

4设计参数

32

1）沉砂池表面负荷200m（mh），水力停留时间40s；

2）进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍，并不小于4.5米，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%的情况下为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；

4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270度，以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂的目的。

两种渠道均设在沉砂池的上部

以防止扰动砂子。

5）出水渠道宽度为进水渠道的两倍。

出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。

5尺寸计算

设计流量：

Q=25000md，系数1.4，最大设计流量为

Qa=25000Xl.4=35000H7d=289.35L/s

设计流速：

v=0.18m/s

水力停留时间：

t=45s

式中：

v—最大设计流量时的水平流速，m/s；

t—最大设计流量时的停留时间，s

池体设计计算

（1）沉砂池长度:

L=vt=0.18X45=8.1m

（2）水流断面面积：

A=Q/v=289.35/0.18=1.6m2

（3）沉砂池总宽度：

每组宽取B=2m>0.6m采用2个分格

（4）有效水深：

h2=A/B=1.6/2=0.8m（介于0.25〜1m之间）

（5）贮泥区所需容积：

设计T=2d,即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

QmaxTX35000X2X303

Vjmax660.525m

4勺04X10

（每组沉砂池设两个沉砂斗，两组共有4个沉砂斗）

其中城市污水沉砂量：

x=30m（105m.

（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：

设计斗底宽Q=0.50m,斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=1.0m，贝翫砂斗上口宽：

2hd21.0

a—■a10.50=1.65m

tan60*tan60°

沉砂斗容积：

hd2丄丄21.02丄丄2

Vd（aaa1a1）（1.651.650.500.50）

33

=1.27m3

（7）沉砂池高度：

采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度：

L—2a10—20.65

L23.35m

22

则沉泥区高度为

ha=hd+0.06L2=1.0+0.06X3.35=1.20m

池总高度H:

设超高h1=0.3m,

H=h+h2+h3=0.3+0.8+1.20=2.3m

（8）进水渐宽部分长度：

1.0m

2tan202tan20

（9）出水渐窄部分长度：

B—B,2—1.27

L_3=L1=1.0m

（10）校核最小流量时的流速:

Qmin

min

n1Amin

最小流量一般米用即为0.5Qmax，贝U

'■min

n1Amin

=0.50.3=0.5m/s0.15m/s，符合要求.1

0.6

2

（11）进水渠道

格栅的出水通过DN1200m的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为：

二亠二d=0.385m/s

B1H11.50.5

式中：

B1——进水渠道宽度（m，本设计取1.5m；

H1――进水渠道水深（m，本设计取0.5m。

（12）出水管道

出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定,堰上水头为：

22

30.289云

H二（f二（f".佗口

mb、2g20.41.5、29.8

式中：

m流量系数，一般米用0.4-0.5;本设计取0.4；

（13）排砂管道

本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm

5设计总结

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了各方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

实践出真

知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

6参考文献

[1]高俊发，王社平，污水处理厂工艺设计手册.[M].化学工业出版社，2003

[2]高廷耀顾国维等主编.水污染控制工程.高等教育出版社,2007

[3]罗固源.，水污染控制工程.[M]，高等教育出版社，2006

沉淀池

1设计任务

沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。

沉淀池在废水处理中广

为使用。

它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。

2沉淀池选取

⑴平流式

由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。

平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用砖石圬工结构，沉淀池或用砖石衬砌的土池。

平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。

若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。

⑵竖流式

池体平面为圆形或方形。

废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。

悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。

溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。

这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。

⑶辐流式

池体平面多为圆形，也有方形的。

直径较大而深度较小，直径为20〜100米,池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。

废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。

悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。

⑷新型

近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。

主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。

但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。

正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。

沉淀池有各种不同的用途。

如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量，减轻生物处理负荷在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。

此外，还有

在二级处理后设置的化学沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提高难以生物降解的有机物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。

综合考虑，本次设计采取辐流式沉淀池。

3设计参数及设计原则

1）池子直径一般不小于16m。

2）池子直径（或正方形边长）与水深之比一般采用6-12。

3）池底坡度一般采用0.05-0.10。

4）一般均采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施，刮泥机转速一般取Uh，外刮泥板线速度不超过3m/min，—般取「5m/min<

5）池径小于20m时，一般米用中心传动的刮泥机，池径大于20m时，一般米用周边传动刮泥机。

6）当池径（或正方形边长）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥。

7）进水口周围应设整流板，整流板周围开口面积应为池断面积10%~20%。

8）出口堰前应设浮渣挡板，浮渣用刮板收集并排出池外。

4辐流式沉淀池计算

设计流量：

Q=25000md，系数1.4，最大设计流量为

Qa=25000Xl.4=35000m7d=289.35L/s

1.沉淀部分水面面积

表面负荷一般米用1.5-3.0m/（m2h），本设计取q=2.0m3/（m2h），沉淀池座

数n=2

4270

2

=18.54m

（D取19m）

1080

2

2=1080m3

5.污泥部分所需的容积

进水悬浮物浓度C0为0.474kg/m3,出水悬浮物浓度G以进水的50%f，初沉池污泥含水率p0=97%污泥容重取r=1000kg/m3，取贮泥时间T=4h,污泥部分所需的容积：

V=

Q（G-C1）TX100=1080汇（0.474—0.474/2）況4><1003斗

丫（100-p0）1000（100-97）

则每个沉淀池污泥所需的容积为17.064m3

6.污泥斗容积

设污泥斗上部半径re1.5m，污泥斗下部半径r2=0.8m,倾角取a=60°,则污泥斗高度：

h5=（r2-r1）tga=（1.5-0.8）xtg60°=1.21m

污泥斗容积：

7.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积

池底坡度采用0.05-0.10，本设计径向坡度i=0.05，则圆锥体的高度为:

h4=（R-r1）i=（13-2）x0.05=0.55m

圆锥体部分污泥容积：

V2=-nh（F^+Rr1+r12）=3.140.55（13213222）=114.56m3

33

污泥总体积：

V=V1+V2=8.87+114.56=123.43m3>16.2m3，满足要求。

8.

汁h2+h3+h4+h=0.3+4+0.5+0.55+1.21=6.56m

沉淀池总高度设沉淀池超高h1=0.3m,缓冲层高h3=0.5m,沉淀池总高度：

H=h

9.沉淀池池边高度

H=h计h2+h3=0.3+4+0.5=4.8m

10.径深比

D/h2=19/4=4.75（符合要求）

11.进水集配水井

辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。

配水井中心管径：

D2=

4Q「4°.289=0.725m

二v2，二0.7

式中：

V2—配水井内中心管上升流速（m/s）,—般采用V2_0.6m/s;取0.7m/s配水井直径：

4Qmax240.72影

——maxD；—1.132=1.95m

■v3■-■:

0.3

式中：

V3—配水井内污水流速（m/s）,—般采用V3=0.2-0.4m/s;取0.3m/s.

12.进水管及配水花墙

沉淀池分为四组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。

进水管道采用钢管，管径DN=600m，进水管道顶部设穿孔花墙处的

管径为800mm

沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速：

Q0.18…/

v40.17m/s

Bhn0.30.66

式中：

B—孔洞的宽度（m）；

h-孔洞的高度（m）;

n•—孔洞个数（个）。

V4—穿孔花墙过孔流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s;

13.集水槽堰负荷校核

设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：

qo=2^^5=1040°.°°12[m3/（m•s）]

2n冗D3600>c2x2x3.14x29

=1.2[L/（m•S）]<2.9[L/（m•S）]符合要求

14•出水渠道

出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出

水槽宽0.5m,深0.6m，有效水深0.5m，水平速度0.8m/s，出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN600mm

14.排泥管

沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN200排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.0m,连续将污泥排出池外贮泥池内。

5设计总结

这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会

了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

6参考文献

[1]高俊发，王社平，污水处理厂工艺设计手册.[M].化学工业出版社，2003

[2]高廷耀顾国维等主编.水污染控制工程.高等教育出版社,2007

[3]罗固源.，水污染控制工程.[M]，高等教育出版社，2006

SBR处理法

1水处理工艺比较

1.A/0系统

用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BODCOD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。

一般情况7,去除串COM达70%以上，BOD可达90,6以上SS可达85%以上，但氮的去除串只有2096左离嚼的去除串就更他因A,二级处理出水中除含有少量合碳有机物尔还合有氮（氨氮和有机氮）和碘（溶解性露和有规蘑）。

这掸的出水排到封闭水域的湖泊、河流及内

海，仍会增匆水体中的营养成久从而引起水体中浮游生物和藻类的大量繁S,造

成水体的富营养化对饮用水源、水产业、工业用水带来很大的危害。

在水泥缺乏的地区，欲将基级出水作为第二水6,用于工业冷却水的补充九必须冉经脱氮、除碘等三级处理，还要增加较多的基逮物乃运行答硼酸。

优点：

（1）流程简单，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用低；

（2）反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用；

（3）A/0工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提咼出水水质；

（4）缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有机负荷。

同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。

缺点：

（1）构筑物较多；

（2）污泥产生量较多。

2.传统A7o法

传统a2/o工艺即厌氧一缺氧一好氧法，其三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱N功能的缺氧一好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。

该工艺在系统上是最简单的同步脱N除P工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它同类工艺（如Bardenpho工艺）。

在经过厌氧、缺氧、好氧运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般小于100，处理后的泥

水分离效果好。

该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌，以防止污泥沉积，由于生物处理

池与二次沉淀池分开建设，占地面积也较大，该工艺在大型污水处理厂中采用较多，本次设计不予推荐。

3.传统的SBR工艺

传统的SBR工艺是完全间隙式运行，即周期进水、周期排水及周期曝气。

传统SBRX艺脱N除P大致可分为五个阶段：

阶段A为进水搅拌，在该阶段聚磷菌进行厌氧放磷；阶段B为曝气阶段，在该阶段除完成BOD分解外，还进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷；阶段C为停止曝气、混合搅拌阶段，在该阶段内进行反硝化脱氮；阶段D为沉淀排泥阶段，在该阶段内既进行泥水分离，又排放剩余污泥；阶段E为排水阶段。

在阶段E后，有的根据水质要求还设有闲置阶段。

以下是SBR的优缺点：

优点：

（1）其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分，而是用时间控制的；

（2）不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物少；

（3）占地面积少。

缺点：

（1）容积及设备利用率较低（一般低于50%;

（2）操作、管理、维护较复杂；

（3）自动化程度高，对工人素质要求较高；

（4）国内工程实例少；

（5）脱氮、除磷功能一般。

4污水生化处理

污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。

日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。

生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物（CO）、液体产物（水）以及富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。

由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。

由

于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。

污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。

污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。

如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。

综上所述，能够满足脱氮除磷的污水处理工艺很多，其基本原理都是相同的，每一种工艺均各有特点，分别适用于各种不同场合，应该具体问题具体分析后加以采用。

根据以上特点，采用SBF法。

2SBR工艺概况

SBR工艺是SequencingBatchReactor的英文缩写，它是序批式活性污泥工艺简称，SBRX艺在（充排式）反应器的基础上开发出来的，该工艺适合当前水处理的发展趋势，属于简易、高效、低耗的污水处理工艺，与传统的活性污泥工艺相比具有很大的优势，同时具有脱氮除磷的功能。

序批式活性污泥工艺的核心是反应池，集多种功能于一体，工艺简洁，自动化程度很高，管理简单。

所谓序批式指一是运行空间按序列间歇运行，二是每个

反应器运行操作分阶段按顺序进行，典型的SBRX艺包括五个阶段，进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段、闲置阶段。

在实际的操作中常常将部分阶段合并或者去掉，如闲置阶段。

3设计参数

①

污水进水量25000m3/d,系数1.4，

②

进水BOD=230mg/L，

③

水温12〜30C，

④

处理水质BOD=20mg/L

⑤

BOD—污泥负荷：

NS=0.15kgBOD5/（kgMLSS.d）;

⑥

反应池数：

n=4;

⑦

反应池水深：

H=5.5m;

⑧

主预反应区容积比：

9：

1

⑨

排出比：

1/m=1/3;

⑩

活性污泥界面以上最小水深：

&=0.5m;

4设计计算

根据实际工程经验设计反应池运行周期各工序时间:

进水一一曝气一一沉淀一一排水排泥一一闲置

2h4-5h1h1h0.5h-1h

反应池容积计算：

a.污泥量计算：

MLSS

=MLVSS/0.75=QSr/0.75Ns=25000（230-20”（1000>0.75X）.15）=46666.5kg设沉淀后的污泥SVI=150ml/g，污泥的体积则为1.2XSVIXMLSS=8400rii

b.SBR也反应池容积计算：

SBR也反应池容积V=Vsi+Vf+Vb

式中Vsi代谢反应污泥的容积

Vf反应池换水容积

Vb保护容积

Vf为换水容积Vf=25000/24X2=2083.5n{

Vs=8400m单池的污泥容积为：

Vsi=8400/4=2100m

则V=Vsi+Vf+Vb=8367+Vb

c.反应器的尺寸构造如下：

设计反应池为长方形方便运行，一端进水一端出水，SBR池单池的平面面积为

60X30m，水深5.5m，池深6.0m。

单池的容积为V=60X30X5.5=9900m3，推算出保护容积为Vb=1533r1。

总的容积为4X9900=39600m

d.反应器的运行水位计算如下：

排水结束时水位：

h1=3.0m

基准水位h2=3.5m

高峰水位ha=5.5m

警报，溢流水位：

h4=5.5+0.5=6.0m

污泥界面：

h5=h1-0.5=3-0.5=2.50m

4.需氧量计算：

R=a'•Q-Sr+b'•V•XV

表3-2生活污水的a'b'的取值a':

0.42—0.53，b0.18—0.11。

此设计

中a'=0.55;b'=0.15

R=0.55X50000X0.21+0.15X50000X0.21/0.15=16275kg/d

QaX=QX1.4=22785kg/d

曝气时间以4.5h计，则每小时的需氧量为：

22785/24X4.5=4367kgO2/h

每座反应池的需氧量：

=4367/4=1092kg/h

5.鼓风曝气量及设备选型：

设计算水温30C，混合液DO浓度为2mg/L。

池水深6m曝气头距池底0.8m,则淹没水深为4.7m。

根据需氧量、污水温度以及大气压的换算，供氧能力为EA=10%

a.计算曝气池内平均溶解氧饱和度，即

Csb=Cs（——一5+42）

2.02610

Pb=1.013X105+9.8X103X4.8=1.48X105Pa

21X（1_E）21汉（1_01）

Ot=AX100%=X100%=19.3%

79+21^（1—Ea）79+21^（1—0.1）

确定20C和30C（计算水温）的氧的饱和度：

CS（20）=9.17mg/L;CS（30）=7.63mg/L

OL5

CSb（30）=CS（$5+42）=7.63X（1.48105+空）=9.09mg/L

2.026x102.026x1042

OL519.3

CSb（20）=CS（旦5+42）=9.17X（1.48105+42）=10.95mg/L

2.026汉1052.026X0

b•计算鼓风曝气池20C时脱氧清水的需氧量：

R0=RCb（20）=463.6汉9.17

口（0汇PCsb（T）—C）x1.024（T'0）0.85x（0.95x1x9.09—2）x1.02430_2