课程设计2-沉砂池与初沉池.pdf

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1、3.43.4 平流沉砂池平流沉砂池3.4.13.4.1 沉砂池沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥沙，煤渣等，它们相对密度约为 2.65） 。沉砂池一般设在泵站前以便减小无机颗粒对水泵，管道的磨损。也可设在沉淀池前以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。3.4.23.4.2 沉砂池的类型及特点沉砂池的类型及特点1.平流沉砂池它具有截流无机颗粒效果好，工作稳定，构造简单，排沙方便等优点；但沙中夹有有机物，是沉砂的后续处理增加了难度；占地大，配水不均匀；容易出现短流和偏流2.曝气沉砂池曝气沉砂池克服了平流沉砂池的缺点； 但增加了曝气装置运行费用较高；工作稳定，通过调节气量可控制

2、污水的旋流速度；应设有泡装置。3.竖流沉砂池占地小，排泥方便；运行管理易行；但池深大，施工困难，造价高，耐冲击负荷和温度的适应性差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。由于本设计采用 A/O 工艺，曝气沉砂池对生物池有影响，故不可取；竖流沉砂池，一般不会用于市政污水处理厂。基于 3 种沉砂池的比较，本工程选用平流沉砂池。3.4.33.4.3 平流沉砂池的设计平流沉砂池的设计1.设计参数1）按最大设计流量设计2）设计流量时的水平流速：最大流速为 0.3m/s，最小流速 0.15m/s3）最大设计流量时，污水在池内停留时间不少于 30s 一般为 3060s4）设计有效水深不应大于 1.2m 一

3、般采用 0.251.0m 每格池宽不应小于0.6m5）沉砂量的确定，城市污水按每 10 万立方米污水砂量为 3 立方米，沉砂含水率60%，容重 1.5t/立方米，贮砂斗容积按 2 天的沉砂量计，斗壁倾角 5560 度6）沉砂池超高不宜小于 0.3m.2.设计计算沉砂池设计计算草图见图 3.3。图 3.4 沉砂池设计计算草图1）沉砂池水流部分的长度沉砂池两闸板之间的长度为流水部分长度：L vt 0.2550 12.5m式中，L水流部分长度，mV最大流速，m/sT最大流速时的停留时间，s2）水流断面积A Qmax1.655 6.62m2V0.25式中，Qmax最大设计流量，m3/sA水流断面积 ，

4、m23）池总宽度设 n=2，每格宽 b=3.5mB=nb=23.5=7.0mA6.62h2 0.95m 1m1.65 m37）沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为 0.06，坡向排砂口12.5 21.96 0.2h3 h3/ 0.06L2 0.9 0.061.15m2式中：h3/斗高，mL2 由计算得出L28）沉砂池总高度L2a 0.22H h1 h2 h3 0.30.951.15 2.4mh1超高，0.3m9）验算最小流量在最小流量时，用一格工作，按平均日流量的一半核算vminQmin1.655 0.24m/s 0.15m/s符合流速要求nWmin20.953.53.出水堰的计算1）出水堰宽

5、 B=7.0m2）堰上水头qH1mB 2g3）跌水高度H2=10cm231.655 0.32729.823 0.3mM流量系数，取 0.324）堰槽宽度尺寸：7.0m0.6m5）出水管采用 DN=1300mm，则 v=1.2 m/s4.进水口及贮砂池1）进水口尺寸 12001200，采用两个进水口，流速校核:V Qmax1.655 0.57m/sA1.21.22进水口水头损失v20.572h 1.06 0.018m2g29.82）进水口采用方行闸板；SFZ 型明杆或镶钢铸铁方闸门 SFZ-12003）沉砂斗采用：H46Z-2.5 旋启式底阀，直径 200 mm排渣管 DN=200mm贮砂池尺寸

6、：2.02.02.0m3.53.5 初次沉淀池初次沉淀池初次沉淀池采用辐流式沉淀池3.5.13.5.1 设计数据设计数据1）池子的直径与有效水深的比值，一般采用 6122）池径不小于 16m3）池底坡度一般采用 0.054）一般采用机械排泥,也可附有气力提升或静水头排泥设施5）当池径20m 时，也可采用多斗排泥6）进出水管的布置采用中间进水周边出水7）池径20m 时,一般采用周边传动刮泥机，其传动装置设在桁架外缘8） 刮泥机的旋转速度一般为 13 转/h， 外周刮泥板的线速度不超过 3m/min，一般采用 1.5m/min9）在进水口的周围应设置整流板，整流板的开口面积为池断面积的102010

7、）浮渣用浮渣刮板收集，刮板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板。3.5.23.5.2 设计计算设计计算r2i=0.05060r1初沉池计算草图图 3.5h1h2h3h4h51）沉淀部分水面面积： F=Qmaxnq式中，Qmax最大设计流量，m3/hn 池数，取 2 个q表面负荷，m3/m2.h，取 2m3/m2.hF=2）池直径： D=5958.3=1489.6m2224F=41489.6=44.0，取 D=45m3.143) 沉淀部分有效水深：设沉淀时间 t=2 小时，有效水深 h2=qt=22=4m4）沉淀部分有效容积827.52.0 V=Qmaxt=827.5m3n25）污泥部

8、分所需的容积设S=0.7L/(cap*d),由于机械刮泥,所以贮泥时间T=4h,污泥部分所需的容积:S N T0.782.51044 V=48.13 m31000n1000224式中，S每人每天污泥量，一般采用 0.360.83L/(cap*d)N设计人口数（cap）T贮泥时间,h6）污泥斗容积：设污泥斗上部半径 r1=2m,污泥斗下部半径 r2=1m,倾角=600,污泥斗的高度:h5=( r1- r2)tg600=1.732m污泥斗容积:V1=h53（r12+r1r2+ r22）式中，h5污泥斗的高度r1污泥斗上部直径，取 2mr2污泥斗下部直径，取 1m则V1=3.141.73（22+21

9、+12）=12.7m337）污泥斗以上圆锥部分污泥容积： （设池底径向坡度为 0.05）则圆锥体的高度：h4=（R-r1）0.05=（22.5-2）0.05=1.025mV2=h43（R2+Rr1+r12）3.141.025（22.52+22.52+22）3=595.7m3共可贮有污泥体积为：V1+ V2=12.7+595.7=608.4m348.13 m38）沉淀池总高度： H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5式中， h1超高，一般取 0.5mh3缓冲层高度，取 0.5mH =0.5+4.0+0.5+1.025+1.732 =7.8m9）径深比校核：D/h2=45/4=11.25 (61

10、2 之间符合要求)10）集水槽堰负荷校核设集水槽堰双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：q0Qmax1.655/2 0.0027 m3/(ms)2D23.1445 =2.7L/(m*s)2.9 L/(m*s) (符合要求)3.5.33.5.3 刮泥设备的选择刮泥设备的选择采用系列周边传动吸泥机,技术参数如下表 3-6。表 3-6系列周边传动吸泥机主要参数池径 （m） 电动机功率（KW）451.5*2车轮行驶速度（m/min）2.2推荐池深H(mm)25005000质量（吨）303.5.43.5.4 拦浮渣设施及出水堰计算拦浮渣设施及出水堰计算1）拦浮渣设施：浮渣用刮泥板收集， 刮泥板装在刮泥机桁

11、架的一侧，在出水堰前设置浮渣挡板，以降低后续构筑物的负荷。2）出水堰的计算本设计中出水堰采用环形双出水堰，溢流堰形式采用 90等腰直角三角形双出水堰，且内外堰之间距离为 0.30.5m，取 0.5m，沉淀池直径 45m，取外堰直径 44m，内堰直径 43m。 3）出水槽的计算出水槽宽设计为 1m，槽内水深 1.2m则流速 V=0.637=0.53m/s介于 0.40.6m/s 之间，符合要求11.24）配水设施：在污水厂中， 处理构筑物因建成两座或两座以上并联运行，如配水不均一部分构筑物超负荷，处理效果就会很低，另一部分构筑物达不到设计负荷，就不能充分发挥其功能，为实现均匀配水应在构筑物前设置

12、有效的配水设施a、设计参数：V1=0.81.0m/s V2=0.6V1 V3=1V141V4=0.2 m/s V3 V5=V1 V6=0.6 m/s8b、进水管路计算 取进水管径 D1=1100mm，知 Q=0.827m3/sV1=4QD12=40.827=0.87m/s21.1 上升竖管流速 V2=0.6V1=0.87 m/sD2=40.8274Q=1.4m，取 1400mm0.6V21V1=0.21m/s4 竖管喇叭口流速 V3=D3=40.8274Q=2.23m, 取 2300mm0.21V3 竖管喇叭口长度,取角度 =300h= 喇叭口上部水深已知 V4=0.2m/s,由 D3hV4=

13、Qmaxh= 配水井尺寸 D52.31.4tg300=0.26m2Qmax0.827=0.57mD3V43.142.30.20.871V5=V1=0.11m/s881Q=（D52- D32）V54D5= 配水管直径40.8274Q21.42=3.40m D2=0.11V5作为沉淀池进水管直径采用 D=1000mm11Qmax1.6552=1.05m/sV=2=11D23.141244 沉淀池出水渠断面沉淀池出水渠,水深 1m,渠宽 1.4mV= 集水井尺寸集水井内部隔墙厚取 300mmn V6=0.6 m/s h=1mQmax1(D6 D5 20.2)hV620.827=0.59m/s11.4

14、D62Qmax D5 20.2 9.31mhV63.5.63.5.6 排泥井排泥井一沉池为排泥井，井非连续排泥，在沉淀池外设的几何尺寸：800800去向生物池去向生物池去向沉淀池去向沉淀池图 3.6 初沉池集配水井草图第十三章：干燥通过本章的学习， 应熟练掌握表示湿空气性质的参数， 正确应用空气的 HI图确定空气的状态点及其性质参数； 熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题；了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算；了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。二、本章思考题1、工业上常用的去湿方法有哪几种？态参数？11、当湿空气的总压变化时，湿空气 H I 图上的各线将如何变

15、化? 在 t、H相同的条件下，提高压力对干燥操作是否有利? 为什么?12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器？13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料，被除去的水分是结合水还是非结合水？为什么？14、干燥过程分哪几种阶段？它们有什么特征？15、什么叫临界含水量和平衡含水量？16、干燥时间包括几个部分？怎样计算？17、干燥哪一类物料用部分废气循环？废气的作用是什么？18、影响干燥操作的主要因素是什么？调节、控制时应注意哪些问题？三、例题例题 13-1： 已知湿空气的总压为 101.3kN/m2 ,相对湿度为 50%， 干球温度为 20o C。试用 I-H 图求解：(a)水蒸汽分压 p

16、；(b)湿度；(c)热焓；(d)露点 td；(e)湿球温度 tw ；(f)如将含 500kg/h 干空气的湿空气预热至 117oC，求所需热量。解：由已知条件：101.3kN/m2，050%，t0=20o C 在 I-H 图上定出湿空气的状态点点。(a)水蒸汽分压 p过预热器气所获得的热量为每小时含 500kg 干空气的湿空气通过预热所获得的热量为例题 13-2：在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为 1000kg，经干燥后物料的含水量由 40%减至 5%（均为湿基） ，以热空气为干燥介质，初始湿度 H1为 0.009kg 水kg-1绝干气， 离开干燥器时湿度 H2为 0.039kg

17、 水kg-1绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：（1） 水分蒸发是 qm,W（kg 水h-1） ；（2） 空气消耗 qm,L（kg 绝干气h-1） ；原湿空气消耗量 qm,L（kg 原空气h-1） ；（3）干燥产品量 qm,G2（kgh-1） 。解：qmG1=1000kg/h,w1=40,w2=5%H1=0.009,H2=0.039qmGC=qmG1(1-w1)=1000(1-0.4)=600kg/hx1=0.4/0.6=0.67,x2=5/95=0.053qmw=qmGC(x1-x2)=600(0.67-0.053)=368.6kg/hqmL(H2-H1)=qmwqmLqmw368.612286.7H2H10.0390.009qmL=qmL(1+H1)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/hqmGC=qmG2(1-w2)qmG2qmGC600 631.6kg/h1 w210.05