作业2答案.doc

1、In an existing horizontal-flow rectangular sedimentation tank, the operating overflow rate is 24m3/m2·d. Now we have three kinds of particles with the setting velocities of 0.1 mm/s, 1mm/s, and 2mm/s respectively, pleased calculate the theoretical removal percentage of each particle？
解：
所以0.1mm/s的去除率为：
速度为1mm/s的颗粒，，所以=100%
速度为2mm/s的颗粒，，所以=100%

2、已知密度为2000 kg/m3的球状颗粒在20℃的水中沉降，雷诺数，求服从斯托克斯公式的情况下，可沉颗粒的最小直径及沉降速度。
解：已知20℃水的物性参数如下：密度为996.2 kg/m3，粘度为1.005×10-3Pa·s。
由斯托克斯公式，可得颗粒的沉降速度为

将上式带入，得
=2
m=1.55×10-4m
所以，可沉颗粒的最小粒径为155μm，相应的沉降速度为
m/s=1.3×10-2m/s

3、设置沉砂池的主要目的？沉砂池有哪些类型？曝气沉砂池的功能及其优点？
目的：设置沉砂池主要是为了从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
类型：按水流方向：平流，竖流、曝气沉砂池
曝气沉砂池的功能以及优点：曝气沉砂池是一狭长形渠道，沿渠壁一侧上设曝气装置，集曝气和除砂于一身；废水进入沉砂池后，在水平和回旋的双重推力作用下，池内水可以做旋流运动，无机颗粒之间相互碰撞接触机会增大，把表面附着的有机物磨去，此外，旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心随水带走，这样，不但可使沉砂中的有机物降低，还有预曝气、脱臭、除油等功能。

4、简述平流式沉砂池的组成？已知某城市污水厂最大设计流量0.2m3/s, 最小设计流量0.1m3/s, 总变化系数Kz=1.5，？并根据以下参数设计平流式沉砂池各部分尺寸（画出计算草图）？
设计参数：
1. 水平流速v:最大0.3m/s,最小0.15m/s
2. 最大流量时停留时间：30～60s
3. 有效水深：u0*t , <1.2m，一般0.25～1m,
4. 每格宽度>0.6m
5. 池底坡度0.01~0.02
6. 计算过程：
Ø L=vt (m)
Ø A=Qmax/v( m2)
Ø B=A/h2 h2: 设计有效水深,(m)
Ø V=QmaxXT86400/Kz*106 (X:城市污水沉砂量，30m3/106m3污水，T排砂时间间隔，Kz：生活污水总变化系数)
Ø 池总高：H＝h1+h2+h3 （m, h3沉砂室高度m）
Ø 验算最小流速：vmin:=Qmin/(n ωmin ) (ωmin: 最小流量下水流断面面积,m2)
解：由入流渠、闸板、沉砂区、沉砂斗组成.
（1） 沉砂池水流部分的长度：
L=vt＝0.25*30=7.5m
式中：L——水流部分长度；
v——最大设计流量时的流速m/s；
t——最大设计流量时的停留时间
（2）过流断面面积：
A=Qmax/v＝0.2/0.25=0.8 m2
式中：A——水流断面积，m3；
Qmax——最大设计流量，m3/s 。

（2） 池总宽：
设2格，每格宽0.6m, 总宽B＝2*0.6=1.2m
（3） 有效水深：
B=A/h2 h2:设计有效水深,(m)
h2=A/B=0.67 取0.7m
（4） 砂斗容积：
V=QmaxXT86400/Kz*106 ＝0.2×30×2×86400/（1.5×106）=0.69m3
式中：V——沉砂室所需容积，m3；
X——城市污水沉砂量，采用30m3/106m3污水；
T——清除沉砂的时间间隔，取T=2d ；
Kz——生活污水总变化系数，Kz=1.2。
（5）每个沉砂斗容积：
每格2只斗，每只斗容积＝0.69/4=0.17m3
（6）沉砂斗各部分尺寸计算：
设斗底宽a1=0.5m, 倾斜角55度, 斗高h3’=0.35m
沉砂斗上口宽：
a=2h3’/tg55 +a1=2*0.35/tg55+0.5=1.0m
沉砂斗容积：
V＝1/3*h3’*(a2+aa1+a12)= 1/3*0.35’*(12+1*0.5+0.52)=0.2m3>0.17m3
（7）沉砂室高度h3：
假设采用重力排砂，池底坡度0.06坡向斗
h3”=0.06*(7.5-2*1-0.2)/2=2.65*0.06=0.159m
h3=h3”+h3’=0.159+0.35=0.51m
（8）池总高：
H＝h1+h2+h3=0.3+0.67+0.51=1.48 m,
(9)验算最小流速：
最小流量时单池工作 Vmin:=Qmin/(n ωmin)＝0.1/(1*0.6*0.7)=0.24m/s>0.15m/s

5、 qvmax=200L/s, qvmin=100L/s, 设计人口10万人，设排泥间隔天数为2天，人均干泥量25g/cap.d(污泥含水率设为95％), 取表面负荷 q=2m3/(m2 *h), 取停留时间t=2h, 试设计平流式沉淀池

(1).沉淀区表面积A：

(2).沉淀区的有效水深：时间取2h

沉淀区有效体积：

(3). 沉淀池长度：v取值≤5mm/s，t取值为2h
，
(4). 沉淀区总宽度：
B＝A/L=360/30=12m
(5). 单池宽度: 取池个数n=2只，单池宽度b=12/2=6m
(6). 校核尺寸比例
a. 长宽比：L/b=30/6=5 不小于4， (4~5) 为宜
b. 长深比：L/ h2=30/4=7.5
(7).污泥部分所需总容积V
设排泥间隔天数为2天，人均干泥量25g/cap.d ，污泥含水率95％，
换算为湿污泥体积

(8).每池污泥量 V/2=50m3
(9).污泥斗尺寸及其容积V1
泥斗倾角 60度， 泥斗斗底尺寸0.5×0.5m, 上口为6.0×6.0m
泥斗高度：h4’=(6.0-0.5) /2×tg60= 4.75 取5m

V1=1/3×h4’(A1+A2 +(A1×A2)0.5)=0.33×5×(6.0×6.0+0.5×0.5+)=64.76m3

(10). 污泥斗以上及其池底部分体积V’’
V2=(L1+L2)/2×h4’’×b=(30+6.0)/2×0.24×6.0=25.92 m3
L1=30m
L2=6.0m
h4’’=(L1-L2)×0.02=(30-6.0) ×0.01=0.24m
(11).实际存泥体积
V = V1+V2=64.76m3+25.92 =90.68 m3>50m3 满足要求
(12).沉淀池总高度：
超高h1：沉淀池高度一般为0.3m；h2：缓冲层高度，无机械刮泥设备时为0.5m。

又因为h4：贮泥斗高度，取0.35m；h4”：梯形部分的高度 0.24m

H=4.8m+5.24m=10.04m

6、说明辐流式沉淀池的构造及特点？试述平流式、竖流式、辐流式沉淀池的应用场合。
普通辐流式沉淀池的构造：普通辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径一般为6~60m，最大可达100m，中心深度为2.5~5.0m，周边深度1.5~3.0m。污水从辐流式沉淀池的中心进入，由于直径比深度大得多，水流呈辐射状向周围流动，沉淀后的污水由四周的集水槽排出。由于是辐射状流动，水流过水断面逐渐增大，而流速逐渐减小。辐流式沉淀池大多数采用机械刮泥（尤其直径大于20m时，几乎全用机械刮泥）,将全池沉淀污泥收集到中心泥斗，再借静压力或排泥泵排出。刮泥机一般为架结构，绕池中心转动，可中心驱动或周边驱动，池底坡度一般为0.05
向心辐流式沉淀池的结构特点：向心辐流式沉淀池是圆形，周边为流入区，而流出区既可设在池中心，也可以设在池周边。由于结构上的改进，在一定程度上可以克服普通辐流式沉淀池的缺点。向心辐流式沉淀池有5个功能区，即配水槽、导流絮凝区、沉淀区、出水区和污泥区。配水槽设于周边，槽底均匀开设布水孔及短管。导流絮凝区：作为二次沉淀池时，由于设有布水孔及短管，使水流在区内形成回流，促进絮凝作用，从而可提高去除率；且该区的容积较大，向下的流速较小，对池底部沉泥无冲击现象。底部水流的向心流动可将沉泥推入池中心的排泥管。

应用场合：
1、 平流式：适用于地下水位高及地质较差地区；适用于大、中、小型污水处理厂。
2、 竖流式：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。
3、 辐流式：适用于地下水位较高地区；适用于大、中型污水处理厂。

很多同学第二题算的答案和真确答案差10倍，估计有些同学都没算。第4第大家多多少少有些小错误。问题最大的是第5题，大部分同学都没对长宽比、泥斗体积进行校对，有些尺寸太不合理，甚至有些同学只做了一半。