中心进水辐流式二沉池.docx

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中心进水辐流式二沉池

目录

第一章绪论

■当前水污染状----------------------------------------------------------------------2

■水体污染的影响-------------------------------------------------------------------3

■水资源保护策施-------------------------------------------------------------------4

■设计意义和目的-----------------------------------------------------------------6

■几种沉淀池比较及设计内容-------------------------------------------------8

第二章设计参数选择

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第三章工艺计算

■主要尺寸计算-------------------------------------------------------------------10

■进水系统计算-----------------------------------------------------------------12

■出水部分计算-----------------------------------------------------------------13

■出水溢流堰设计--------------------------------------------------------------14

■排泥部分设计------------------------------------------------------------------15

■出水管设计---------------------------------------------------------------------15

第四章设计工艺分析及讨论

■去除率分析-------------------------------------------------------------------16

■贮泥区的容积及存在问题-----------------------------------------------16

■集水槽三角堰的设置位置对水质的影响分析------------------------------------------------------16

■本次设计中心进水辐流式二次沉淀池的优缺点

---------------------------------------------------------------------17

第一章绪论

当前水污染状况

中国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量不足2,200立方米，只有世界平均水平的三成，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。

尽管如此，中国的江河湖泊却是工厂倾倒有毒废水的下水道，造成水污染事件不断在中国发生。

2006年，中国废水排放总量达到536.8亿吨，其中工业废水排放量240.2亿吨，占排放总量的44.7%。

废水排放居于前四位的行业依次为造纸、化工、电力和纺织。

这四个行业排放的废水占重点统计企业废水排放量的53.9%。

水污染物排放总量高居不下，导致水污染相当严重。

2006年国家环境监测网实际监测的745个地表水监测断面中有28%的断面为最劣等水质。

2005年，全国一半的城市市区地下水污染严重，一些地区甚至出现了“有河皆干、有水皆污”的现象。

部分流域水资源的开发利用程度过高，也加剧了水污染问题的恶化趋势。

据《2006年中国水资源公报》淮河的开发利用率为54%，黄河为60.9%，海河高达74.9%。

过度开发导致这些河流枯水期基本没有生态流量，大大降低了流域水体的自净能力。

更为严重的是水污染事故频繁发生。

2005年全国共发生环境污染事故1406起，其中水污染事故693起，占全部环境污染事故的49.2%。

2006年，又有842起环境污染事故发生，造成的直接经济损失共计1.3亿元。

这些数字只是我们为水污染付出代价中的冰山一角。

根据国家环保总局和国家统计局联合发布的《中国绿色国民经济核算研究报告》，2006年全国因包括水污染在内的环境污染造成的经济损失为5200多亿元，约占当年国内生产总值的4％。

水污染不仅造成了数额巨大的经济损失，更是直接危害到了百姓的饮水安全。

中国环境监测总站在2006年对113个环保重点城市月均监测取水总量为15.9亿吨，其中不达标水量4.4亿吨，占总量的27.7%。

农村的状况就更为严重，我国首次农村饮用水与环境卫生现状调查结果显示，44.36％的农村饮用水未达到基本卫生安全。

全国仍有三亿多农村人口饮水不达标，其中因水污染造成九千多万人饮用水不安全。

水体污染的影响

水体污染对人体的健康主要有以下几方面的影响:

①易引起人体急性和慢性中毒，如甲基汞中毒，镐中毒、砷中毒、铬中毒、氰化物中毒及农药中毒等。

②若长期饮用含有某些化学物质的水，可诱发癌症。

③可引起细菌性肠道传染病，如伤寒、痢疾、肠炎等。

水体污染还影响鱼类和其它水生生物。

例如海洋受石油污染后，油类粘附在鱼鳃上，可使鱼窒息;粘附在藻上、浮游生物身上即可使它们死亡。

人们如果食用了被污染的鱼类和海生物，将严重危害人体健康。

水体污染的防治主要有:

控制废水物污染浓度及排放总量;工业废水和生活污水经适当处理循环后使用;改革工艺，减少污染发展;处理好工业废渣和生活垃圾，避免因降水和径流的冲刷、溶解而污染水体;有计划地治理已经被污染的水体，如清理河床和防止雨水污染等;改善能源利用结构，清洁能源，如风能、太阳能、水电站，以及不受地理气候条件限制的核能。

减少大气污染，保护自然环境。

水资源保护策施

1．加强水体污染控制与治理

（l）水环境政府主管部门要调动有关水环境调查研究部门的力量，发挥各学科技术特长，分工合作，统一技术标准和要求，开展全国重点水污染的综合调查，为政府部门的环境保护提供科学技术支持。

（2）提高全国城镇生活污水处理率和处理技术。

全国有相当数量的市、县城市还没有生活污水处理厂，污水危害很大;有的虽然建了集中污水处理设施，但技术落后，排放的污水不达标，危害仍然十分严重。

（3）加强乡镇工业污水专项治理。

太湖污染事件提示我们:

其污染原因来自乡镇的工业污染、生活污染和养殖污染三个方面，其产生的蓝藻事件几乎颠覆了苏锡常全面小康成果的形象。

（4）制定农药、化肥施用环境技术标准，针对不同地区环境条件，全面有效防止土壤和地下水资源污染。

我国平原地区的地下水丰富，有许多城镇和广大乡村常以地下水为饮用水源，保护地下水源，防止污染是十分重要和紧迫的任务。

2．加强节约用水管理

节水，是保护水资源的有效措施，推广节水措施，更是保护水资源的关键环节。

一方面，节约清水可以减少污水的排放量，另一方面节水本身就是保护有限的水资源。

在节水措施上，因地制宜，分类指导，大力发展节水农业、节水工业。

节水农业要在普及渠道防渗、管道输水、小畦灌溉、园林化耕作的基础上，探索节水新途径井灌区水利用系数的提高，主要是继续增加地下输水管道的铺设面积，引进并推广喷灌、滴灌等先进的节水灌溉措施;渠灌区在水泥浆砌石的基础上，可用水泥砂浆抹底及两个内侧面，并加强管理，以提高灌溉水利用系数。

上业竹水的关键是降低耗水定额，首先，建设污水处理设施，提高水的重复利用率;其次，在工业用水单位安装智能卡水表，对企业用水进行摇控，按照用水定额批准水量，定额以内按规定收取水资源费，超出部分加价收费，用经济手段制约浪费;此外，重点抓好用水大户的节水和新上项目的审批。

增加生态环境用水量污染物总量控制方案及其他工程措施的实施，都以一定的设计流量为前提，没有一定的清洁水稀释，就不可能实现水质控制目标，达不到保护水资源的目的。

为此，可将污水处理厂处理后的中水部分用于改善水环境;在水量允许的情况下，争取一定量的环境用水;在重点河段拦蓄雨洪资源。

3．加强水的监侧管理

水质监测是监督各项污染源、防治水污染的重要措施，也是水资源管理和保护的基础。

只有全面落实水质监测规划，不定期对各类污染源进行监测，加强人河排污口管理，才一能达到水资源保护的目的。

水质监测是监督各项污染源、防治水污染的主要措施，也是水资源管理和保护的基础。

因此，全面落实水质监测规划，不定期对各类污染源进行抽测，加强人河排污口的管理，才能实现水功能区划目标，达到保护水资源的目的。

在电力、冶金、制药、造纸、啤酒、化肥等重点行业推广环境管理体系标准。

坚决取缔关停“十五小”和小火电、小水电、小玻璃、小炼油、小钢铁等“新六小”，促进乡镇企业结构调整，引导乡镇企业向集约化、规模化经营，实现污染集中控制。

在新建和扩建审批上，应充分考虑水资源的保护要求，严禁新增污染源。

4．加大宣传力度

农村饮水关系到厂’大农民的身体健康和生命安全.关系到群众脱贫、农村稳定、农业发展，是当前农村最紧迫、最实际的问题，也是解决‘三农’，问题过程中不容忽视的一环因此，一定要加大宣传力度，通过广播、电视等新闻媒体和科技文化下乡活动，将解决农村饮水安全项目的重要性和必要性让农民知道，并真正了解相关政策:

通过认真贯彻《水法》和《水资源保护规划》等法律法规，促进节约用水，并在一定程度上使地表水污染状况得到改善，地下水的超采受到一定程度的遏制，减缓地下水位的下降速度。

课程设计目的

1．水污染控制工程课程建设的注意思想，是培养面向21世纪、具有良好人文素质和扎实宽广专业基础的应用型环境工程专业人才，针刘一日前所需的合理知识结构和能力结构框架，使学生在较短的时间内，了解和掌握水污染控制的基础知识、基本技能、学科发展趋势，使学生通过课程及实验的学习，在今后的学习与工作中,产生新思路，开拓新的研究领域。

2．水污染控制上程是实践性很强的一门课程，课堂或实验室教学所传授的知识具有很大的局限性，使学生的认识只停留在理论和实验室阶段，所以必须加强上程实践教学，让“理论与实际，课堂与课外”双结合，进一步深化理解和加强认识，培养上科学生解决实际问题的能力。

上程实践教学是培养创新能力不可缺少的教学手段，其内容应包括校内实践和校外实践。

校内实践卞要是加强课程设计，要求学生在教师的指份下，结合各种上业废水和生活污水污染物性质、成分、浓度以及水量变化的不同和排放标准的不同，综合分析应控制污染物的顺序和所采用的适宜上程技术，进行上艺流程选择，参数的设置，设备选择，让学生独立提出上艺方案，进行上艺计算，并清楚地表达设计思想。

课程设计使学生进一步熟悉和了解水污染控制上艺，检验了课堂学习的效果和应用能力，培养了上程整体性的思维意识和实践意识。

3．课程设计教学过程是对本科生强化工程意识和创新意识、进行工程基本训练和提高科研实践能力培养的重要阶段，是把所学知识进行综合运用的具体实践，是对本科生进行综合素质教育，培养严肃认真的科学态度、优秀的思维品质和严谨工作作风的重要途径。

通过《水污染控制工程》课程设计设计教学，培养本科生勇于实践、勇于创新的精神，确定正确的设计思想和掌握现代设计研究方法，具备综合应用多学科理论、知识的能力和分析解决实际问题的能力。

4．随着社会的发展和进步，水污染控制技术也在不断的发展和变化，新的上艺和方法层出不穷，水环境领域不断扩展，这就需要在课程建设上，不断调整，以适应时代的发展，还要借鉴国外环境上程专业水污染控制上程课程的先进思想，注重和单元操作和模型理论，以及现代生物技术和计算技术的最新成果，使该课程更好地反映环境上程这一新兴学科的演变、发展和在现代社会生活的作用。

学生学完本课程后专业技术理论基础扎实，知识而宽，实践能力强，毕业后能很快适应专业上作，成为污水处理行业的骨干力量，适应了新时代高素质创新人才的需要。

几种沉淀池简单介绍

沉淀池常按水流方向来区分为平流式、竖流式及辐流式等三种。

1、平流式沉淀池

池型呈长方形，废水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池忘我额的另一端流出。

在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。

具有对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；施工简单，造价低等优点。

2、竖流式沉淀池

池型多为圆形，亦有呈方形或多角形的，废水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池墙四周，故水的流向基本由上向下。

污泥贮积在底部的污泥斗。

具有排泥方便，管理简单；占地面积较小等优点。

3、辐流式沉淀池

辐流式沉淀池亦称辐射式沉淀池。

池型多呈圆形，小型池子有时亦采用正方形或多角形。

池的进、出口布置基本上与竖流池相同，进口在中央，出口在周围。

但池径与池深之比，辐流池比竖流池大许多倍。

水流在池中呈水平方向向四周辐（射）流，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。

泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥（或吸泥）机械排除。

具有采用机械排泥，运行较好，管理亦较简单；排泥设备已有定型产品等优点。

4、斜流式沉淀池

斜流式沉淀池是根据浅池理论在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管而构造。

它由斜板沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。

二次沉淀池的构造和初沉池一样，可以采用平流式、竖流式和辐流式沉淀池。

普遍存在四个区：

清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。

本设计是设计的是中心进水辐流式二沉池。

第二章设计参数选择

此次设计，污水流量Q=2850m3/h;kz=1.2

取表面水力负荷q,=1.4m3/（m2.h）

沉淀池个数n=2；沉淀时间T=2.5h

沉淀池缓冲层高度h3=0.3m

回流比R=0.5;安全系数k=1.3

活性污泥SVI=100mg/L

泥斗底部直径2m；斗上口直径4m

泥斗壁倾斜角度55°

本次设计的对象是中心辐流式二沉池。

该池是一种大型沉淀池，池径可达100m。

沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除，刮泥机有刮泥板和支架组成，刮泥板固定在支架底部，支架绕池中心缓慢转动，将沉淀于池底的污泥推入池中心的泥斗中，污泥在泥斗中可利用静水压力排出，也可用污泥泵抽走。

对辐流式二沉池而言，目前常用的刮泥机械有中心转动式和周边转动式，池径大于20m时要用周边转动式。

为了刮泥机的排泥要求，辐流式二沉池池底坡度平缓，常取i=0.05。

当池径较小时，也可用多泥斗排泥。

第三章中心进水辐流式二沉池的设计

设计流量Q总=3050m3/h。

设计两组二沉池，n=2。

一个二沉池的流量Q=Q总/2=1525m3/h=0.4236m3/s

主要尺寸计算：

1.沉淀池表面积

A——沉淀部分有效面积（m2）；

Q——二沉池设计流量（m3/h）；

q‘——表面负荷[m3/（m2h）],一般采用0.5~1.5m3/（m2h）

设计中取q‘=1.4m3/（m2h）

2．二沉池直径

设计中取整D=38m

3.有效水深

h2——二沉池的有效水深（m）;

t——沉淀时间（h）,一般采用1.5~3.0h。

设计中取t=2.5h

4.径深比

符合要求（6~12）

5．沉淀池底坡落差

i——池底坡度，取0.05

6．泥斗高度

泥斗的角度取55°

7．污泥部分所需体积

V——污泥部分所需体积（m3）；

Q0——污水平均流量（m3/s）；

R——污泥回流比（%），取R=0.5；

X——曝气池中污泥浓度（mg/L）；

Xr——二沉池排泥浓度（mg/L）;

SVI——污泥容积指数，一般采用70～150。

设计采用100

r——系数，一般采用1.2

Kz——安全系数，（1～1.5）。

设计取1.2

椎体部分污泥体积：

泥斗部分污泥体积

污泥层高度

刮泥板的厚度h4=1.4m

8．沉淀池的周边水深

进水系统计算

1．进水管的计算

单池设计污水流量

Q=1525m3/h=0.4236m3/s

进水管设计流量

Q进=Q（1+R）=0.4236×（1+0.5）=0.6354m3/s

设定管径D1=800mm,

，符合条件

2．进水竖井

进水井直径D2=1.5m，

出水口尺寸：

0.45×1.5m2,共有六个沿井壁均匀分布

符合条件

3．稳流筒

设定

横截面积：

直径：

出水部分设计

单池设计污水流量

Q=1525m3/h=0.4236m3/s

集水槽流量

1．周边集水槽

水槽宽：

K——安全系数，1.5~1.2,。

取k=1.2

起点水深：

终点水深：

槽深均取1.0m（超高为0.3m）

2.双侧集水槽

槽宽：

b=1.0m，v=0.6m/s

有效水深：

槽深：

0.6m（超高0.2m）

设定双侧集水槽的位置，内边直径d1=20m

出水溢流堰的设计

采用出水三角堰（90°）

1．堰上水头（即三角口底部至上游睡眠的高度）

2．每个三角堰的流量

3．三角堰的个数

，设计取258个

4．三角堰中心距

单侧集水：

双侧集水：

内侧个数：

个

外侧个数：

个

排泥部分设计

污泥总流量：

单个集泥槽流量：

集泥槽宽：

起点泥深：

（取0.4m）

终点泥深：

（取0.6m）

集泥槽均深0.8m（超高0.3m）

排泥管为600mm

出水管设计

出水管直径400mm,每个集水有两个出水管。

速度;

第四章设计工艺分析及讨论

去除率分析

对二沉池运行效果的分析。

最主要就是对悬浮物的去除无论是平流式、竖流式还是辐流式二沉池，都存在着去除率不高的问题，通常在1.5—2.0h的沉淀时间里，悬浮颗粒的去除率只有50%—60%，另一方面这些二沉池的占地面积较大，体积比较庞大。

本次设计中，设计了两个沉淀池，以减小因池面积过大对沉淀效果的的影响。

贮泥区的容积及存在问题

入流流量的增大必将导致固体负荷的增大。

一旦固体负荷增大超过了允许的通量，很快就会出现污泥在沉淀池上层的积累，浓缩效果恶化，，回流污泥浓度迅速下降。

贮存区的作用就是在发生最大最大污水量的情况下贮存曝气池内多流出的活性污泥，以免因曝气池内MLSS的大幅度降低导致处理效果下降。

贮存区的容积应该能够把曝气池额外排出的体积浓度为50m3/L的污泥贮存1.5h。

集水槽的布置形式

二沉池集水槽是污泥沉淀过程中泥水、固液分离的最后一道环节和工序，在实际的工程设计中，常见有3种布置形式：

内置双侧堰式、内置单侧堰式、外置单侧堰式。

内置单侧堰式、外置单侧堰式均为单侧堰进水，设计堰上负荷基本一致，从构造和水利条件来看，两者没有明显的优劣之分。

而内置双侧堰式集水槽堰上负荷小、出水水质好，因而应用较多。

本次采用内置单侧堰式和内置双侧堰式。

两种形式结合，使得出水水质更好。

集水槽三角堰的设置位置对水质的影响分析

出水堰槽的设置方式及位置在现行设计水力负荷和停留时间下的影响出水水质的一个主要因素，在工程应用中，为确保沉淀效果和出水水质，设计除依据规范尽可能减小堰上负荷外，还必须避免堰的设置位置不当对出水带来的影响，应避免采用外置单侧堰方式出水。

本次设计中心进水辐流式二次沉淀池的优缺点

优点：

①采用机械排泥，运行效果好，便于维护管理。

②集水槽采用内置单侧堰式和内置双侧堰式结合，使得水槽堰上负荷小，出水水质好。

③排泥设备有定型产品。

缺点:

1进水部分在池中心，中心导流筒流速大，活性污泥在中心导流筒内难于絮凝，且这股水流与池内水相比，相对密度较大，向下流动时动能较高，易冲击池底沉泥。

2易于出现异重流现象。

3机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高。

本设计工艺适用于地下水位较高地区和大、中型污水处理厂。