【文章內容簡介】 術基礎上，結合我公司的實際工程經驗 ，開發(fā)出了城市污水深度除磷技術 —SPR除磷工藝。該工藝以厭氧生物除磷機理為主要技術依托，采用 SPR除磷工藝，通過強化厭氧釋磷，并輔以物化沉淀去除釋放磷的方法，達到整個生化處理系統(tǒng)的除磷要求。 工藝流程： 圖 12 SPR除磷工藝流程 應用范圍 ：大、中、小型城市污水處理廠新建 、 大、中、小型城市污水處理廠改造 城市污水處理廠磷的回 收利用 。 3) Ａ／Ｏ生物濾池處理工藝簡介： 由于我國小城鎮(zhèn)居住點分散，污水源分布點多量少，城鎮(zhèn)級污水廠的規(guī)模多低于 10000噸 /日。目前國內大中型城市污水處理廠經常采用的處理技術有傳統(tǒng)活性污泥法、 A2/O、SBR、氧化溝等，如果以這些技術建設小城鎮(zhèn)污水處理廠會造成由于居高不下的運行費用，徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 5 無法正常運行。必須針對小城鎮(zhèn)的特點采用投資省，運行費用低，技術穩(wěn)定可靠，操作與管理相對簡單的工藝。 工藝流程： 圖 13 Ａ／Ｏ生物濾池處理工藝流程 應用范圍： 20xx～ 10000噸 /日以下的小城鎮(zhèn)污水處理廠 4) 改良 A2/O工藝： 改良 A2/O工藝綜合了 A2/O工藝和改良 UCT的優(yōu)點，有著良好的生物脫氮除磷效果，脫氮能力高于 A2/O工藝。改良 A2/O工藝處理流程簡圖如下： 圖 14 改良 A2/O工藝流程 5) 改良型氧化溝工藝 改良型氧化溝在工藝上，是根據(jù)廢水水質的不同組合成不同比例的厭氧－好氧－缺氧（厭氧）－好氧－缺氧－好氧的生物處理工藝。這種流程不但有良好的脫氮除磷效果，而且在厭氧和缺氧條件下能把大分子量的有機物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有機物。 改良型氧化溝工藝處理流程簡圖如下： 圖 15 改良型氧化溝工藝流程簡圖 6) CASS 工藝 CASS(Cyclic Activated S1udge System) 工藝是普通 SBR 工藝的一種改進型工藝。 CASS 反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對難降解有機物的去除效果提高。 CASS 進水是連續(xù)的，因此進水管道上 無電動控制閥 ，單徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 6 個池子可獨立運行 。 CASS 工藝可以根據(jù)脫氮除磷效果的要求，將預反應區(qū)分成厭氧、缺氧兩段。在工藝運行過程中，可根據(jù)實際污泥性狀和除磷要求選擇回流裝置的開啟。 刮泥機 刮泥機主要應用于 廣泛用于城市污水處理廠及各種工業(yè)廢水處理工程中，功能是將輻射式沉淀池中沉淀后的污泥刮集和排除 ，在污水處理設備中起到至關重要的作用，是保證污水處理廠各種沉淀構建物正常運轉的關鍵設備。 本設計所研究的刮泥機就是應用與沉淀池中用于刮除池低污泥的專用設備。 按池型分為圓型和矩形兩大類。 圓型池按傳動方式主要分為中心傳動和周邊傳動兩類。 矩形池有桁架式、鏈條傳動和鋼絲繩傳動的不同。 總之，國產的刮泥機隨著處理工藝的發(fā) 展，產生了多種結構、多種排泥方式的一系列品種，基本能滿足工藝的需要。 表 1— 2 常用排泥機械的適用范圍、特性及優(yōu)缺點 序號 機種名稱 池形 池徑或池寬（ m） 適用范圍 池底斜度 刮泥速度(m/min) 優(yōu)缺點 1 行車式泵吸，虹吸吸泥機 矩形 830 （ 1）給水平流沉淀池 2）排水二次沉淀池（ 3）斜管沉淀池 4）懸浮物含量應低于 5000mg/L（ 5）固體重度不大與 粒 平底 優(yōu)點（ 1）邊行進邊吸泥，效果較好（ 2）根據(jù)污泥量多少，調節(jié)排泥次數(shù)（ 3）往返工作，排泥效率高。缺點（ 1）除采用液下 泵外，吸泥前必須先引水，操作比較麻煩。（ 2）池內不一致 3）吸出污泥的含水率高 2 行車式提板刮泥機 矩形 4— 30 （ 1）給水平流沉淀池（ 2）排水初次沉淀池 1/1001/500 0． 6 優(yōu)點（ 1）排泥次數(shù)可由污泥量確定（ 2）傳動部件可脫離水面，檢修方便（ 3）回程時，收起刮板，不擾動沉泥缺點：電器原件如設在戶外，易損壞 3 鏈板式刮泥機 矩形 ? 沉砂池 排水初次沉淀池 二次沉淀池 1/100 3 0． 6 0． 3 優(yōu)點（ 1）排泥效率高，在循環(huán)的牽引鏈上 ，每隔 2m左右裝有一塊刮板，使刮泥保持連續(xù)（ 2）刮泥批擗渣保持兩用，機構簡單。缺點：（ 1）池寬受到刮板的限制，通常不大于 6m（ 2）鏈條易磨損，對材質的要求高 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 7 續(xù)表 12 5 6 7 懸掛式中心傳動刮泥機 垂架式中心傳動刮，吸泥機 周邊傳動吸刮泥機 圓形 612 1460 14100 給水幅流沉淀池 排水初次沉淀池 排水二次沉淀池刮泥 1/121/10 /121/10 1/121/1 平底1/20 1/4— 1/6 最外緣刮板端 1— 3 優(yōu)點：（ 1）結構簡單 （ 2）連續(xù) 運轉管理方便 缺點：刮泥速度受刮板外緣的速度控制 8 機械澄清攪拌池刮泥機 圓形 3— 6 7— 15 機械澄清攪拌池 1/12 拋物線 最外緣刮板端 1． 8— 3 優(yōu)點：排泥徹底 缺點： （ 1）水下傳動部件的維修較困難（ 2）銷齒磨損，不易察覺 以下是幾種常用刮泥機的圖片： a) 垂架式中心傳動刮泥機 b) 鏈板式刮泥機 c) 周邊傳動式刮泥機 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 8 d)行車式虹吸吸泥機 e) 行車式提板刮泥機 h) 懸掛式中心傳動刮泥機 圖 16幾種常用的刮泥機 類型、工作原理及國內外發(fā)展狀況 本課題研發(fā)的 周邊傳動刮泥機主要用于污水處理行業(yè)沉淀池去除泥污。他主要有中心旋轉座、工作橋、刮臂刮板、導流筒、攔渣排渣裝置等組成，工作時，污 水從中心支墩處經導流筒擴散后均勻流向池周，混合液中粗大的顆粒經沉淀 后在池底形成污泥層， 比重較經的浮于液面，工作橋在周邊驅動機構的帶動下沿中心支座作緩慢旋轉，較支式刮臂依據(jù)重力帶動刮板將污泥逐層由池周刮向中心集泥坑，通過池內水壓將污泥排出池外，浮渣刮板沿導流筒將浮于液面的浮渣撇向池周的排渣斗內，通過自動沖洗機構將浮渣排出池徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 9 外。該機不僅使 用于城市污水處理廠的大直徑圓形除沉池，調節(jié)池，污泥濃縮池等設備的污泥排除，而且也適用與城市自來水廠的加速澄清池，用以刮除經澄清而沉淀于池低的泥沙。 主要特點： 1)結構簡單、重量輕：由于采用半橋式，只有一套驅動裝置，而且主梁兼作輸泥槽，與目前國內大量使用的全橋式吸泥機比，重量顯著下降； 2)節(jié)約運行費用、維護管理方便：由于采用虹吸管將泥槽的污泥經不旋轉的中心泥罐排至中心排泥管，沒有動密封，杜絕了上清夜短流，既避免了回流泵能耗的浪費，又保證了回流污泥的濃度，為生化工藝正常運行創(chuàng)造條與鋼絲繩拽引式刮泥機 ，鏈條傳動刮泥機想比，具有消耗功率小，工效高，傳動平穩(wěn)，操作方便造價低等優(yōu)點。 主要特點件。同時，也根除了由于動密封而帶來的維護工作； 3)可選新型的傳動裝置，驅動裝置中關鍵部件 — 減速器采用先進的軸裝式，無須對中，不用聯(lián)軸器，結構緊湊、效率高、重量輕； 4)可配置過扭保護機構，當扭矩達到設定值時自動報警停機，安全可靠。 5)與鋼絲繩拽引式刮泥機，鏈條傳動刮泥機想比，具有消耗功率小，工效高，傳動平穩(wěn)，操作方便造價低等優(yōu)點 。 初次沉淀池是一級污水處理廠的主題處理構筑物，或作為二級污水處 理廠的預處理構筑物設在生物處理構筑物的前面。處理的對象是 SS和部分 BOD5，可改善生物處理構筑物的運行條件并降低其 BOD5負荷。初沉池包括平流沉淀池，輻流沉淀池和豎流沉淀池。 初沉池的主要能耗設備是排泥裝置，比如鏈帶式刮泥機，刮泥撇渣機，吸泥泵等，但由于排泥周期的影響，初沉池的能耗是比較低的。 本畢業(yè)設計是學生在教師的指導下，獨立從事機械設計工作的初步嘗試，其基本目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識、基本技能研究和處理問題的能力。是學生對四年所學知識和技能進行系統(tǒng) 化、綜合化運用、總結和深化的過程。通過考察、立題、收集素材、設計方案、工藝制作等過程，檢查學生的思維能力、動手能力。并通過畢業(yè)答辯、畢業(yè)設計來考核教學水平，對深化教學改革，提高教學質量具有重要的意義。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 10 2 總體設計結構 總體構成 周邊傳動刮泥機按旋轉桁架結構可分為半跨式和全跨式兩種。 全跨式周邊傳動刮泥機如圖 21所示，具有橫跨池徑的工作橋，橋架的兩端各有一套驅動機構，旋轉桁架為對稱的雙臂式桁架，并具有對稱的刮板布置。 半跨式周邊傳動刮泥機常見的有旋轉桁架式或可動臂式 ，如圖 22和圖 2－ 3 所示，主要由中心旋轉支座、旋轉桁架 (或可動臂 )、刮板、撇渣機構、集電裝置、驅動機構及軌道等部件組成，結構比較簡單。半跨式橋架的一端與中心立柱上的旋轉支座相接，另一端安裝驅動機構和滾輪．通過傳動使?jié)L輪在池周走道平臺上作圓周運動，同時池內刮板將污泥刮向池中心的集泥槽內。桁架的驅動力，主要是以驅動滾輪與鋼軌之間，或是實心橡膠輪與混凝土面之間的摩擦系數(shù)乘以驅動輪輪壓所產生的摩擦力確定。驅動阻力大于摩擦力時，滾輪產生打滑現(xiàn)象，這與行車式吸泥機所介紹的情況一樣。因此，必須注意驅動力和摩接力的關系， 設計時需進行防滑驗算。如摩擦力不足時，應采取增加壓重或采用帶齒輪的滾輪在帶齒條的軌道上滾動等措施，以滿足驅動力。 圖 21 全路式周邊傳動刮泥機總體結構 1－刮板； 2－可動臂； 3－橋架； 4－旋轉支撐； 5－撇渣裝置 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 11 圖 22 半跨式周邊傳動刮泥機 (旋轉桁架式 )總體結構 圖 23 半跨式周邊傳動刮泥機 (可動臂式 )總體結構 1－刮臂； 2－可動臂； 3－橋架； 4－旋轉支架； 5－撇渣裝置 本課題研究設計的就是半垮式周邊傳動刮泥機，機械部分主要有中心旋轉支座、旋轉桁架 (或可動臂 )、水平桁架、板梁、刮板、軌道、穩(wěn)流筒、輪子和軌道，走道等。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 12 中心旋轉支座 中心旋轉支座是周邊傳 動刮泥機的重要部件之一，由固定支承座、轉動套、推力滾動軸承和集電環(huán)等四個部件組成，如圖 24所示。中心旋轉支座安裝在兼作進水管的中心柱管平臺上，柱管大多采用鋼筋混凝土結構。軸承主要承受軸向荷載，徑向荷載較小。但如周邊驅動滾輪的走向，偏離正常軌跡或鋼軌圓心與中心軸承不同心，在中心軸承上將產生嚴重的徑向力。因此，必須保證車輪的安裝精度。中心支座與旋轉桁架以鉸接的形式連接，刮泥時產生的扭矩作用于中心支座時即轉化為中心旋轉軸承的圓周摩擦力，因而受力條件較好，這與以中心傳遞扭矩的中心傳動刮泥機有很大的不同。 圖 24 中心旋轉支座 1－擋圈； 2－旋臂； 3－螺釘； 4－壓蓋； 5－檢修孔蓋； 6－集電器； 7－銷軸； 8－防塵罩； 9－推力軸承； 10－蓋； 11－支座 圖 25 為周邊傳動刮泥機的中心旋轉支座的另一種形式，也是本設計采用的形式，橋架與中心旋轉支座的連接，仍采用銷軸鉸接，以保持橋架運行過程中良好的受力狀態(tài) 。同時為了改善旋轉桁架的受力條件，也有將旋轉桁架與刮板的剛性連接改為鉸接的形式．如圖 25所示。當污泥阻力對鉸點產生的力矩大于刮板自重對鉸點的力矩時，刮板會自行繞鉸點轉動，從而避免將力傳遞至旋轉桁架。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 13 圖 25 中心旋轉支座 桁架 桁架（ TRUSS）由桿件通過焊接、插銷、鉚接或螺栓連接而成的鋼 結構，稱為“桁架”。由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構。在荷載作用下，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度，故適用于較大跨度的承重結構和高聳結構，如屋架、橋梁、輸電線路塔、衛(wèi)星發(fā)射塔、水工閘門、起重機架等。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預應力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。桁架按外形分有三角形桁架、梯形桁架、多邊形桁架、平行弦桁架，及空腹桁架。在選擇桁架形式時，應綜合考慮桁架的用途、材料、支承方式和 施工條件，在滿足使用要求的前提下，力求制造和安裝所用的材料和勞動量為最小。 焊接桁架應以桿件形心線為軸線，螺栓（或鉚釘）連接的桁架可采用靠近桿件 形心線的螺栓（或鉚釘）準線為軸線，在節(jié)點處各軸線應交于一點（鋼管結構除外）。 當桁架弦桿的截面變化時，如軸線變動不超過較大弦桿截面高度的 5%，可不考慮 其影響。 分析桁架桿件