水污染毕业设计论文

绪论 (2)
1沉砂池 (2)
1.1沉砂池的作用 (2)
1.2沉砂池的设计原则 (2)
1.3沉砂池不同类型及优缺点 (3)
2曝气沉砂池 (3)
2.1曝气沉砂池的作用 (3)
2.2曝气沉砂池的工作原理 (3)
2.3曝气沉砂池的特点 (4)
2.4砂的清理 (4)
2.5曝气沉砂池的工艺流程 (4)
2.6除砂机的运行维护 (4)
3曝气沉砂池的设计 (5)
3.1曝气沉砂池的设计参数 (5)
3.2曝气沉砂池的设计计算 (5)
3.3曝气沉砂池的实际计算 (6)
3.4设计结果 (7)
4结束语 (7)
参考文献 (9)
绪论
作为生活污水处理厂预处理设施的沉砂池对保证后续处理构筑物的稳定运行起着重要作用，常选用的沉砂池有平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池4种。

本文通过简介城市生活污水处理中常用的曝气沉砂池工艺以及与其的相关理论基础知识，旨在全面了解曝气沉砂池的构造，工作流程，及其优点与不足。

通过学习并根据已知条件，初步设计简单的曝气沉砂池框架，通过数据采集计算，确定其具体参数，完成设计。

从而全面、准确、深刻的了解曝气沉砂池。

1沉砂池
由于排水检查井井盖密封不严，部分雨水进去污水管，一般情况下污水中含有相当数量的沙砾等杂质，沉淀池作为预处理设施，通常设置在细格栅后以除尽水中的砂粒，保证后续处理构筑物及设备的正常运行，减少在渠道、管道和处理构筑物产生大量沉积，避免重力排泥困难，防止对生物处理系统、污泥处理构筑物运行的干扰。

1.1沉砂池的作用
沉砂池的作用是从污水中分离比重较大的无机颗粒，例如砂、炉灰渣、煤屑等。

沉砂池一般设在泵站、沉淀池之前，这样能保护水泵和管道免受磨损；还能使沉淀池中的污泥具有良好的流动性，能防止排放与输送管道被堵塞；由此还提高了污泥的有机组分含率，提高了其作为肥料的价值。

1.2沉砂池的设计原则
(1)城市污水厂一般均应设置沉砂池，工业污水是否要设置沉砂池，应根据水质情况而定。

城市污水厂的沉砂池的只数或分格数应不少于2，并按并联运行原则考虑。

(2)设计流量应按分期建设考虑：
①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；
②当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；
③在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

(3)沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65吨/立方米，粒径为0.2mm以上的颗粒为主。

(4)城市污水的沉砂量可按每10立方米污水沉砂量为30立方米计算，其含水率为60%，容量为1500kg/立方米。

(5)贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°,排砂管直径应不小于0.3m。

(6)沉砂池的超高不宜小于0.3m[1]。

(7)除砂一般宜采用机械方法。

当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

1.3沉砂池不同类型及优缺点
(1)平流沉淀池：平流沉砂池是最常用的形式，具有结构简单、工作稳定、排砂方便、截留无机颗粒效果较好等优点。

其缺点是对有机物包覆的砂粒，截留效果不佳，沉砂中约夹杂15%的有机物，易于腐化发臭。

(2)竖流沉砂池：竖流沉砂池污水从中心管进入后自下而上流动，无机颗粒借助重力沉于池底。

处理效果一般较差。

(3)曝气沉砂池：曝气沉砂池实在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进。

优点是可以通过调节曝气量从而控制污水的旋流速度，沉砂效果稳定。

同时对污水起预曝气作用[2]。

(4)涡流沉砂池：涡流沉砂池利用水利涡流达到除砂的目的，具有基建、运用费用低和除砂效果好的特点，应用广泛。

2曝气沉砂池
2.1曝气沉砂池的作用
从污水中分离密度较大的砂粒（密度为2.65kg/m3）等无机颗粒的构筑物叫沉砂池。

普通沉砂池因池内水流分布不均，流速多变，致使无机颗粒的选择性截留效率不高，尘尘砂容易厌氧分解而腐败变臭。

曝气沉砂池集曝气与尘砂于一体，不但可使尘砂中的有机物降低至5%以下，而且还有预曝气，脱臭，隔油等功能。

2.2曝气沉砂池的工作原理
曝气沉砂池是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约60~90cm处设置曝气装置，在池底设置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保证砂粒滑人砂槽。

为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。

污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动(流速一般取0.1m/s，不得超过0.3m/s)，同时，由于在池的一侧有曝气作用，因而在池的
横断面上产生旋转运动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。

旋转速度在过水断面的中心处最小，而在池的周边则为最大。

空气的供给量应保证在池中污水的旋流速度达到0.25~0.4m/s之间，一般取0.4m/s。

由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦、并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉于池底的砂粒较为纯净。

有机物含量只有5％左右的砂粒，长期搁置也不至于腐化[3]。

2.3曝气沉砂池的特点
(1)沉砂中含有机物的量低于5%；
(2)由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、解泡作用以及加速污水中油类的分离作用[3]。

2.4砂的清理
(1)抓斗清砂
(2)吸沙泵清砂
(3)角阀排砂
2.5曝气沉砂池的工艺流程
2.6除砂机的运行维护
(1)及时排砂操作人员应认真摸索总结本厂废水砂量的变化规律，及时排砂。

排砂间隙过长会堵塞排砂管、砂泵、堵卡刮砂机械；但排砂间隙太短会使砂浆量增大，含水率提高．增加后续处置的难度。

沉砂池上的浮渣也应定期清除。

(2)当砂浆中有机物含量较大时，应采取工艺措施控制，如增加曝气量，提高流速等，以减少有机污泥的沉积。

(3)当出砂量减少时，应检查是否因进水流量或水质含砂量发生变化。

当流量增大时，平流式沉砂池可采取调整溢流堰高度改变有效水深，增加停留时间。

曝气沉砂池应增大曝气量。

(4)注意除砂机的电气设备、传动件、主体结构等的日常检修保养[4]。

3曝气沉砂池的设计
3.1曝气沉砂池的设计参数
(1)废水在曝气沉砂池过水断面周边的最大旋转速度为0.25~0.40m/s ，在池内的水平前进速度为0.08~0.12m/s ，如考虑曝气的作用，可将曝气尘砂池过水断面增大3~4倍。

(2)最大设计流量时，废水在池内的停留时间为1~3min ，一般为4~6min ，如作为预曝气，则可延长池长，使停留时间为10~30min 。

(3)有效水深为2~3m ，宽深比取1.0~1.5，长宽比取5，若池长比池宽大的多时，应考虑设置横向挡板，池的形状应尽可能不产生偏流或死角。

(4)曝气装置安装在池的一侧，距池底约0.6~0.9m ，空气管上设有调节阀门，曝气穿孔管孔径为2.5~6.0mm ，曝气量为0.2m 3/m 3废水。

(5)曝气沉砂池的进水口应与水在沉砂池内的旋转方向一致，出水口常用淹没式，出水方向与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。

3.2曝气沉砂池的设计计算
(1)池总有效容积(m 3)：max 60v tq V =
式中：q vmax —最大设计流量，m 3/s
t —最大设计流量时的停留时间，min 。

(2)水流断面面积(m 2)：1
max v q A v = 式中：v 1—最大设计流量时的水平流速，m/s ；
(3)池总宽度(m)：2
h A B = 式中：h 2—设计有效水深，m 。

(4)池长度(m)：A
V L = (5)每小时所需要的空气量：max 3600v Dq q =( m 3/h)
式中：D —每立方米废水所需要的空气量，m 3。

(6)沉砂斗所需容积(m 3)：Z
v K TX q V 6max 11086400= 式中：T —清除尘沙的间隔时间，2d
X —城市废水的沉沙量，一般取30m 3/106m 3沉砂废水
K Z —生活废水流量总变化系数
3.3曝气沉砂池的实际计算
城市污水处理最大流量为q max =1.5m 3/s ，日设计流量Q=80000m 3/d ，水平流速为0.06~0.12m/s ,旋流速度0.25~0.40m/s ,最大流量停留时间为1~3min ，有效水深2~3m ，宽深比取1.0~1.5，长宽比取5，曝气量为0.2m 3/m 3 废水，池底坡度为0.1~0.5，城市废水的沉砂量30m 3尘砂/106m 3废水，排砂的间隔时间T=2d,求曝气沉砂池的各部分尺寸。

（1） 沉砂池的总有效容积，舍最大流量时的停留时间为t=2.5min ，则 max 60v tq V =33225.515.260m m =⨯⨯=
（2）水流断面面积，设最大流速时的水平流速为v 1=0.1m/s ,则 1
max v q A v =2215.10.51m m == 每格水流断面面积：设n=2格，则2215.72152m m A A ===
（3）沉砂池的长m m A V L 1515
225=== （4）沉砂池的总宽度，有效水深h 2=2.5m ,则
2h A B =m m 65
.215==
设n=2格，则每个池子的宽度为
m m n B b 32
6=== 长宽比为5，宽深比为1.2符合条件 （5）每小时所需的空气量
max 3600v Dq q =331080
5.12.03600m m =⨯⨯= （6）池总深度：设池底坡高0.6m ，超高0.5 m ，沉砂斗高0.5m ，斗宽1.0m ， 则 m h 1.45.2
6.05.05.0=+++=
坡度3.026
.0==i ，符合设计原则ｉ=0.1～0.5之间
（7）曝气沉砂池实际过水断面
27.86.021
335.2m S =⨯++⨯=﹥7.5m 2
（8）沉砂斗容量：315.75.00.115m V =⨯⨯=
（9）生活废水总变化系数
0.1082.72
1000243600
Z K Q =⨯=1.3
（10）每格沉砂斗实际沉沙量：
Z v K TX q V 6max 21086400=3
3698.5103.13025.186400m m =⨯⨯⨯⨯=
每个分格有两个沉砂斗，共有4个沉砂斗 则332
35.1498
.54m m V V === ﹤7.5m 3
3.4设计结果
设计流量 1.5m 3/s
停留时间 2.5min
尺寸L×B×H 15m×6m×4.1m
曝气量 1080m 3/h
4结束语
刚开始写课程设计的时候感觉毫无头绪，不知道该怎么做，后来经过大家的讨论，我才渐渐的明白要怎么去做，其实做课程设计就跟编写一本简单的书一样，你得条理分明，构思清晰，一步一步往下做。

做课程设计主要应该去查阅课外的一些资料，因为你书本上学的东西只是关于一门课程入门的东西，虽然在课程设计中遇到了很多的困难以及问题，但是经过自己的努力都被一一克服，在收集资料，设计安排，设计图的绘制过程过，我学到了很多的东西，相信再下一次的课程设计时，我一定会很容易的完成。

此外，很感谢老师这个学期的教导，我不仅学到了书本上的东西，书本外的东西也学到了不少。

参考文献
[1]王永江．浅析几种型式沉砂池的适用性[A]．中国给水排水．/p-58265779.html．
[2]柏景方.污水处理技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006：50~53
[3]晋日亚，胡双.启水污染控制技术与工程[M].北京：兵器工业出版，2005：42~43
[4]/p-75248665.html。