二沉池

一、课程设计的内容（1）污水处理厂的工艺流程比选，并对工艺构筑物选型做说明；（2）主要处理设施二沉池的工艺计算；（3）确定污水处理厂平面和高程布置；（4）绘制主要构筑物图纸。

二、课程设计应完成的工作（1）确定合理的污水处理厂的工艺流程，并对所选择工艺构筑物选型做适当说明；（2）确定主要处理构筑物二沉池的尺寸，完成设计计算说明书；（3）绘制主要处理构筑物二沉池的设计图纸。

目录1 总论 (2)1.1设计任务和内容 (2)1.2 基本资料 (2)1.2.1 处理污水量及水质 (2)1.2.2处理要求 (2)1.2.3 气象及水文资料 (2)1.2.4 厂区地形 (2)2 污水处理工艺流程确定 (3)2.1污水厂选址 (3)2.2确定污水处理方案的原则 (3)2.3污水处理方案的确定 (4)3 处理构筑物的设计 (5)3.1二沉池 (5)3.1.1 辐流式沉淀池基本原理 (5)3.1.2 辐流式沉淀池设计要求 (5)3.1.3 辐流式沉淀池设计参数 (6)3.2辐流式沉淀池的计算 (7)3.2.1 尺寸的设计计算 (7)3.1.5 容积的设计计算 (8)3.1.6 进水口设计计算 (9)3.1.7 出水口设计计算 (10)4 污水厂高程布置 (11)4.1 高程布置的设计计算 (13)4.1.1 高程计算的基本原则 (13)4.1.2 高程计算的基本内容.............................................. .. (13)4.2 高程布置的注意事项 (15)结论 (16)参考文献 (17)1 总论1.1 设计任务和内容设计任务：（1）确定合理的污水处理厂的工艺流程，并对所选择工艺构筑物选型做适当说明；（2）确定主要处理构筑物二沉池的尺寸，完成设计计算说明书；（3）绘制主要处理构筑物二沉池的设计图纸。

设计内容：（1）污水处理厂的工艺流程比选，并对工艺构筑物选型做说明；（2）主要处理设施二沉池的工艺计算；（3）确定污水处理厂平面和高程布置；（4）绘制主要构筑物图纸。

1.2 基本资料1.2.1处理污水量及水质表1 处理污水及水质1.2.2 处理要求污水经二级处理后应符合以下具体要求：COD Cr≦70mg/L BOD5≦20 mg/L SS≦30 mg/L1.2.3 气象及水文资料风向：多年主导风向为北北东风；气温：最冷月平均为5℃；最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-1℃，最大冻土深度为0.05m；水文：降水量多年平均为每年728 mm；蒸发量多年平均为每年1210 mm；地下水水位，地面下5-6m。

1.2.4 厂区地形污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64.5m。

平均地面坡度为0.3%-0.5%地势为西北高，东南低。

厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。

2污水处理工艺流程确定2.1 污水厂选址未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。

所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。

而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。

最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。

在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。

厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。

选择厂址应遵循如下原则：1.为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。

2.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。

3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。

4.要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。

5.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。

6.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。

7.厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。

2.2确定污水处理方案的原则污水处理的目的主要有两个：其一是保护水资源不受污染，因此处理后出水要达到水质标准；其二是污水会用，处理后出水用于农田灌溉、城市中水和工业生产等，为此处理水要满足相应的用水要求，《水处理工程师手册》对工艺流程的选择给出了以下的原则和要求，所以污水处理工艺的选择也要按照下面的原则和要求进行。

1.城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；2．污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；3.为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；4.污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；5.提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料6.查阅相关的资料确定其方案。

最佳的处理方案要体现以下优点：1.保证处理效果，运行稳定；2.基建投资省，耗能低，运行费用低；3.占地面积小，泥量少，管理方便。

2.3污水处理方案的确定根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。

我们选择了传统活性污泥法作为此次设计的主要处理工艺，工艺流程图如下：图1 处理工艺流程图特点：1. 由曝气池，沉淀池，污泥回流和剩余污泥排除系统组成，程序简单，设备要求不高；2. 污水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附，并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解，使污水得到净化；3. 处理效果好；4. 废水处理程度灵活，可高可低。

存在问题：1. 池内流态呈推流式，首端有机污染物负荷高，耗氧速率高；2. 污水和回流污泥进入曝气池后，不能立即与整个曝气池混合液充分混合，易受冲击负荷影响，适应水质、水量变化的能力差；3. 混合液的需氧量在长度方向是逐渐下降的，而充氧设备通常沿池长是均匀布置的，这样会出现前半段供氧不足，后半段供氧超过需要的现象。

3 二沉池设计3.1 二沉池二沉池是进行泥水分离和污泥部分压缩的处理单元。

主要作用是将二沉池来水中的活性污泥与水进行分离并将分离出的污泥大部分泵送回曝气池，小部分泵送去污泥脱水工段。

本设计中二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式二沉池。

3.1.1 辐流式沉淀池的基本原理1. 辐流式沉淀池是一种大型沉淀池，一般为圆形，池径可达100m。

按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型。

其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广泛。

2. 中心进水辐流式沉淀池进水部分在池中心，污水从池底进入中心管，中心管周围为入流区，中心管周围均匀地开有配水孔，中心管外有整流套筒，使污水在池内分布均匀，在池的周边设出水集水渠，渠的两边有三角堰板，为保证出水堰的负荷，一般采用双边进水，集水渠外还有挡板，防止浮泥流入集水渠，池内有浮渣收集斗。

因中心导流筒流速大，活性污泥在中心导流筒内难于絮凝，并且这股水流与池内水相比，相对密度较大，向下流动时动能也较高，易冲击池底沉泥。

中心进水、周边排水的形式，使污水平稳均匀地流向沉淀池四周，最后溢入出水槽。

3. 辐流式沉淀池一般采用机械排泥，刮泥板在沉淀池内均匀缓慢地旋转，污泥可用真空或压力排泥设备排出。

机械排泥的自动化程度越来越高，排泥可以定时、定量，保证沉淀池内的含量。

3.1.2 辐流式沉淀池设计要求1. 二沉池的进水部分要仔细考虑，应使水均匀并造成有利于絮凝的条件，使污泥絮体结大。

2. 二沉池中污泥絮体较轻，容易被水挟走，因此要限制出流堰处的流速，可在池面设置更多的出水堰槽，使单位堰长的出水量符合规范要求，一般二沉池出水堰最大负荷不宜大于1.7L/(s·m)。

3. 污泥斗的容积要考虑污泥浓缩的要求。

浓缩时间一般不超过2 h。

采用污泥斗排泥时，污泥斗斜壁与水平面夹角，方斗宜大于60°，圆斗宜大于55°。

排泥管直径宜大于200mm。

4. 二沉池应设置浮渣的收集、撇除、输送和处置装置。

5. 沉淀池的直径一般不小于16m，当直径小于20m时，可采用多斗排泥；当直径大于20m时，应采用机械排泥。

6. 沉淀池有效水深大于3m，池子直径与有效水深比值宜为6 ~ 12。

7. 池子超高至少应采用0.3m。

8. 用机械刮泥机时，生活污水沉淀池的缓冲层上缘高出刮板0.3m，工业废水沉淀池的缓冲层高度可参照选用，或根据产泥情况适当改变其高度。

当池径小于20m 时，一般采用中心传动的刮泥机；池径大于20m时，一般采用周边传动的刮泥机。

9. 非机械排泥时宜保持深为0.5m的缓冲层，机械排泥时缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。

3.1.3 辐流式沉淀池设计参数1. 表面负荷q应小于初沉池，本设计取1.5m3/m2.h。

2. 沉淀时间t=1.5~4.0h,本设计取t=2 h。

3. 池底坡度i一般采用0.05。

4. 最大设计流量Q max=13×104m3/d。

5. 计算中心进水管，应考虑回流污泥，且回流比R取大值，本设计中R=0.8。

6. 中心进水管水流速度可选0.2~0.5m/s，本设计取v1=0.4m/s。

7. 配水井水流流速可选0.5~0.8m/s，本设计取v2=0.6m/s。

8. 集水井水流流速可选0.2~0.4m/s，本设计取v3=0.3m/s。

9. 贮泥所需容积按工具书相关公式计算。

10. 说明进出水配水设施。

图2 中心进水周边出水辐流式二沉池图3 辐流式沉淀池计算草图3.2辐流式沉淀池的计算3.2.1 尺寸的设计计算① 二沉池单池的流量设计选用6座辐流式沉淀池，n=6；Q=13×104m 3/d=5.42×103 m 3/h 。

Q i =61042.5n ⨯Q = 902.78 m 2 式中：Q ——最大设计流量，m 3/h ；Q i ——二沉池单池的流量，m 3/h ；n ——沉淀池个数，个。

② 二沉池单池面积A i =q i Q =.5178.902= 601.85 m 2式中：A i ——二沉池单池面积，m 2；n ——沉淀池个数，个；q ——表面水力负荷，q=1.5m 3/m 2.h 。

③ 二沉池单池直径D==⨯=4.1385.60144πiA 27.69 m （本设计中取28m ） 式中：D ——二沉池单池直径，m ；④ 沉淀部分有效水深h 2=qt=1.5×2=3 m式中：h 2——沉淀部分有效水深，m ；t ——沉淀时间，取2 h ；⑤校核径深比328h 2=D =9.33 （介于6~12之间，故符合要求） ⑥ 沉淀池的坡底落差取池底坡度i=0.05，污泥斗上半径r 1=2 m ，污泥斗下半径r 2=1 m h 4=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯222805.02i 1r D =0.6 m 式中：h 4——沉淀池坡底落差，m ；⑦ 污泥斗高度h 6=()()︒=60tan 1-2tan r -r 21α=1.73m式中：h 6——污泥斗高度，m ；α——污泥斗倾角，这里取︒=60α；⑧ 沉淀池总高度H=h 1+h 2+h 3+h 4+h 6=（0.3+3+0.3+0.6+1.73）m=5.93 m式中：H ——沉淀池总高度，m ；h 1——超高高度，一般取0.3m ；h 3——缓冲层高度，机械排泥时取0.3m ；⑨ 沉淀池周边高度H '=h 1+h 2+h 3=（0.3+3+0.3）m=3.6 m式中：H '——沉淀池周边高度，m ；3.2.2 容积的设计计算① 沉淀部分有效容积V=22h 4D π=34282⨯⨯π=1846.32 m 3式中：V ——沉淀部分有效容积，m 3；② 污泥部分所需的总容积C 1=1.8855.601014.978084=⨯⨯=QX M mg/L= 12-1081.85⨯t/m 3 ()()()=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-⨯⨯=''2481.00.21.20100101030-1.885101410010010-612-4621n K T C C Q V Z ργ67.82 m 3式中：V''——污泥部分所需的总容积，m 3；C 1——进水悬浮物浓度，t/m 3；M ——进入二沉池的可溶性悬浮固体量，kg/d ，由曝气池计算得知； X ——可溶性悬浮固体量与总悬浮固体量的比值，一般取0.65； C2——出水悬浮物浓度，t/m 3，一般取30mg/L ；T ——两次清除污泥时间间隔，d ，机械排泥时取0.05-0.2d ，这里取0.2d ； K z ——生活污水流量总变化系数，一般取1.2；γ——污泥浓度，t/m 3，其值约为1；ρ——污泥含水率，这里取99%；③ 污泥斗容积()()12143.7131r r r r h 3122212161+⨯+⨯⨯=++='ππV =12.70m 3式中：'1V ——污泥斗容积，m 3；④ 污泥斗以上圆截锥部分容积 ()()222112422214146.031h 31+⨯+⨯⨯=++='ππr Rr R V = 143.184 m 3 式中：V 2'——污泥斗以上圆截锥部分容积，m 3； R ——二沉池单池半径，m ；⑥ 污泥区总容积'+'='21V V V =12.70+148.184=155.884 m 3 > V '' (故符合要求) 式中：V '——污泥区总容积，m 3；⑦选择ZGB-40型双桥驱动刮泥机3.2.3 进水口设计计算① 配水井中心管径二沉池的进水采用配水井，分别往6座沉淀池均匀进水。