课程设计2-沉砂池与初沉池.doc

3.4 平流沉砂池
3.4.1 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。
3.4.2 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。
3.4.3 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/s
3）最大设计流量时，污水在池内停留时间不少于30s一般为30—60s
4）设计有效水深不应大于1.2m一般采用0.25—1.0m每格池宽不应小于0.6m
5）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55—60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：

式中，L——水流部分长度，m
V——最大流速，m/s
T——最大流速时的停留时间，s
2）水流断面积

式中，——最大设计流量，
A——水流断面积 ，
3）池总宽度
设n=2，每格宽b=3.5m
B=nb=23.5=7.0m
<1.2m/s(合格)
式中，——设计有效水深
4）沉砂斗容积
设排砂间隔时间为2日，城市污水沉砂量=，T=2日，

式中，——城市污水含沙量，
——流量总变化系数，1.3
5）沉砂室所需容积
设每分格有2个沉砂斗
V=
6）沉砂斗各部分尺寸
设斗底宽=0.7m，斗壁水平倾角55，斗高=0.9m
沉砂斗上口宽

沉砂斗容积：

=1.71m>1.65 m
7）沉砂室高度
采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向排砂口

式中：——斗高，m
L2—— 由计算得出
8）沉砂池总高度

——超高，0.3m
9）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
符合流速要求
3.出水堰的计算
1）出水堰宽B=7.0m
2）堰上水头

M—流量系数，取0.32
3）跌水高度 H2=10cm
4）堰槽宽度尺寸：7.0m×0.6m
5）出水管采用 DN=1300mm，则v=1.2 m/s
4.进水口及贮砂池
1）进水口尺寸1200×1200，采用两个进水口，流速校核:

进水口水头损失

2）进水口采用方行闸板；SFZ型明杆或镶钢铸铁方闸门SFZ-1200
3）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：2.0×2.0×2.0m
3.5 初次沉淀池
初次沉淀池采用辐流式沉淀池
3.5.1 设计数据
1）池子的直径与有效水深的比值，一般采用6～12
2）池径不小于16m
3）池底坡度一般采用0.05
4）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，一般采用中心传动刮泥机，其驱动装置设在池子中心走道板上，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1～3转/h，外周刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用1.5m/min
9）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10～20
10）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。
3.5.2 设计计算
i=0.05
r2

r1
600
h1
h2
h3
h5

h4

图3.5 初沉池计算草图
1）沉淀部分水面面积：
F=
式中，—最大设计流量，m3/h
n —池数，取2个
—表面负荷，m3/m2.h，取2m3/m2.h
F==1489.6m2
2）池直径：
D===44.0，取D=45m
3) 沉淀部分有效水深：
设沉淀时间t=2小时，有效水深
h2==2×2=4m
4）沉淀部分有效容积
V===827.5m3
5）污泥部分所需的容积
设S=0.7,由于机械刮泥,所以贮泥时间T=4h,污泥部分所需的容积:
V===48.13 m3
式中，S—每人每天污泥量，一般采用0.36～0.83
N—设计人口数（cap）
T—贮泥时间,h
6）污泥斗容积：
设污泥斗上部半径r=2m,污泥斗下部半径r=1m,倾角=60,污泥斗的高度:
h=( r- r)tg60=1.732m
污泥斗容积:
V1=（r12+r1r2+ r22）
式中，h5—污泥斗的高度
r1—污泥斗上部直径，取2m
r2—污泥斗下部直径，取1m
则
V1=×（22+21+12）=12.7m3
7）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=1.025m
V2=×（R2+Rr1+r12）
=×（22.52+22.5×2+22）
=595.7m3
共可贮有污泥体积为：V1+ V2=12.7+595.7=608.4m3＞48.13 m3
8）沉淀池总高度：
H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5
式中， h1—超高，一般取0.5m
h3—缓冲层高度，取0.5m
H =0.5+4.0+0.5+1.025+1.732
=7.8m
9）径深比校核：D/h2=45/4=11.25 (6～12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：
[]
=2.7[L/(m*s)]<2.9 [L/(m*s)] (符合要求)
3.5.3 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）
车轮行驶速度
（m/min）
推荐池深
H(mm)
质量（吨）
45
1.5*2
2.2
2500～5000
30
3.5.4 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90º等腰直角三角形双出水堰，且内外堰之间距离为0.3～0.5m，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==0.53m/s 介于0.4～0.6m/s之间，符合要求
4）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有效的配水设施
a、设计参数：V1=0.8～1.0m/s V2=0.6×V1 V3=V1
V4=0.2 m/s< V3 V5=V1 V6=0.6 m/s
b、进水管路计算
① 取进水管径D1=1100mm，知Q=0.827m3/s
V1===0.87m/s
② 上升竖管流速V2==0.87 m/s
D2===1.4m，取1400mm
③ 竖管喇叭口流速V3=V1=0.21m/s
D===2.23m, 取2300mm
④ 竖管喇叭口长度,取角度α=30
h==0.26m
⑤ 喇叭口上部水深
已知V=0.2m/s,由πDhV=Qmax
h===0.57m
⑥ 配水井尺寸D5
V5=V1==0.11m/s
Q=π×（D52- D32）×V5
D5===3.40m
⑦ 配水管直径
作为沉淀池进水管直径采用D=1000mm
V===1.05m/s
⑧ 沉淀池出水渠断面
沉淀池出水渠,水深1m,渠宽1.4m
V==0.59m/s
⑨ 集水井尺寸
集水井内部隔墙厚取300mmn V6=0.6 m/s h=1m

3.5.6 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：800×800

图3.6 初沉池集配水井草图