第3章--污水深度处理设计计算

第3章污水深度处理设计计算

污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水（废水）的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。

絮凝过程就是使具有絮凝性能的微絮粒相互碰撞，从而形成较大的，絮凝体，以适应沉淀分离的要求。

常见的絮凝池有隔板絮凝池，折板絮凝池，机械絮凝池，网格絮凝池。隔板絮凝池虽构造简单，施工管理方便，但出水流量不易分配均匀。折板絮凝池虽絮凝时间短，效果好，但其絮凝不充分, 形成矾花颗粒较小、细碎、比重小，沉淀性能差，只适用于水量变化不大水厂。机械絮凝池虽絮凝效果较好、水头损失较小、絮凝时间短，但机械设备维护量大、管理比较复杂、机械设备投资高、运行费用大。网格絮凝池构造简单、絮凝时间短且效果较好，本设计将采用网格絮凝池[8,9,10,11]。

3.1.1网格絮凝池设计计算

网格絮凝池分为1座，每座分1组，每组絮凝池设计水量：

（1）絮凝池有效容积

（3-12）

—单个絮凝池处理水量（m3/s）

式中 Q

1

V—絮凝池有效容积（m3）

T—絮凝时间，一般采用10~15min，设计中取T=15min。

（2）絮凝池面积

（3-13）

式中 A—絮凝池面积（m2）；

V—絮凝池有效容积（m3）；

H—有效水深（m），设计中取H=4m。

（3）单格面积

（3-14）

式中 f—单格面积（m2）；

—每个絮凝池处理水量（m3/s）；

Q

1

v

—竖井流速（m/s），前段和中段0.12~0.14m/s，末段0.1~0.14m/s。

1

=0.12m/s。

设计中取v

1

设每格为正方形，边长为1.7m，每个实际面积为2.89m2，由此得分格数为：

每行分5格，每组布置5行。单个絮凝池尺寸L×B=17.8m×8.8m。

（4）实际絮凝时间

（3-15）

式中 t—实际絮凝时间（min）；

a—每格长边长度（m）；

b—每格短边长度（m）；

H—平均有效水深（m），设计中取4.3m。

絮凝池的平均有效水深为4.0m，超高为0.3m，排泥槽深度为0.65m，得池的总高为：

（5

过水孔洞流速从前向后逐渐递减，每行取一个流速，分别为0.30m/s，

0.25m/s，0.20m/s，0.15m/s，0.10m/s，则从前往后各行的孔洞尺寸分别为：0.63×1.60，0.76×1.60，0.95×1.60，1.27×1.60，1.90×1.60。

前四行每个均安装网格，第一行每格安装4层，网格尺寸50mm×50mm，第二行和第三行每格均安装3层，网格尺寸为80mm×80mm，第四行每格安装2层，网格尺寸为100mm×100mm。

（6）水头损失计算

①网格水头损失计算

（3-16）—每层网格水头损失（m）；

式中 h

1

—网格阻力系数，一般前段采用1.0，中段采用0.9；

ξ

1

v

—各段过网流速（m/s），一般前段采用0.25~0.30m/s，中段采用

1

0.22~0.25m/s。设计中前段取0.27m/s，中段取0.23m/s。

同理得第二行，第三行，第四行过网总水头损失分别为：0.036m，0.036m，0.024m。

②孔洞水头损失：

（3-17）

—孔洞水头损失（m）；

式中 h

2

ξ

—孔洞阻力系数，一般上孔洞取0.8，下孔洞采取3.0；

2

—空洞流速（m/s）。

v

2

第一行各格孔洞总水头损失：

同理第二、三、四、五行各格孔洞总水头损失分别为：0.027m，0.023m，0.010m，0.004m。通过各孔洞的总水头损失为：

通过絮凝池的总水头损失：

则网格絮凝池从进水到出水总的水头损失为0.288m，设计中取0.30m。

（7）进水管设计

进水口横截面面积

（3-18）—进水速度，设计中取0.8m/s

式中 v

3

则设计中絮凝池采用尺寸为0.62m×0.62m的正方形进水。

（8）超越渠道设计

设计中取渠道宽0.8m，深1.8m，壁厚0.20m，底厚0.20m。

3.2沉淀池的选择与设计计算

3.2.1沉淀池的选择

水处理中的沉淀工艺是指在重力作用下悬浮固体从水中分离的过程，它能去除80％~99％以上的悬浮固体，是主要的净水构筑物之一。沉淀池的常用形式有：平流沉淀池、斜板（管）沉淀池等。平流沉淀池构造简单，操作管理方便，但占地面积大，机械排泥设备维护较复杂、土建费用高、沉淀效率低。斜板（管）沉淀池占地面积小、沉淀效率高，本设计采用斜板沉淀池。

3.3.2沉淀池的设计计算

斜板沉淀池分为1座，每座分1组，每组设计流量为Q

1

=0.308m3/s。

（1）沉淀池清水区面积

（3-19）

式中 A—斜板沉淀池的表面积（m2）

q—表面负荷（m3/（m2·h）），一般采用9.0~11.0m3/（m2·h）。

设计中取q=9.0m3/（m2·h）=0.0025m/s

（2）沉淀池的长度与宽度

因为沉淀池与絮凝池合建，故沉淀池的宽度B=8.8m，则沉淀池长度

为了布水均匀，进水区布置在沉淀池长度方向一侧。在8.8m的宽度中扣除无效长度约为0.5m，则进出口面积

（3-20）

式中 A

1

—净出口面积（m2）；

k

1—斜板结构系数，设计中取k

1

=1.03。

（3）沉淀池总高度

（3-21）

式中 H—沉淀池总高度（m）；

h

1

—保护高度（m），一般采用0.3~0.5m。

h

2

—清水区高度（m），一般采用1.0~1.5m