【導(dǎo)讀】水、減少污染、污水處理、開發(fā)新技術(shù)等是必行措施。城市污水是水污染。此次畢業(yè)設(shè)計是對長春市北郊污水廠深度處理工藝進行設(shè)計計算。斜板沉淀池，經(jīng)過處理后使污水達(dá)到國家的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。主要構(gòu)筑物尺寸設(shè)計與計算、主要設(shè)備選型、污水高程計算等方面。本設(shè)計的完成將有利于長春市污水的達(dá)標(biāo)排放，從而緩解長。春市的用水危機，減少對環(huán)境的危害。

　　

【正文】 ? （ 311） 式中 A2—出水口橫截面積（ m2）； v2—出水速度，設(shè)計中取 。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 22 m0 1 0 ?? 則設(shè)計中混合池采用邊長 。另放空管采用 D2196 的鋼管 [12]。 絮凝池的選擇與設(shè)計計算 絮凝池的選擇 絮凝過程就是使具有絮凝性能的微絮粒相互碰撞，從而形成較大的，絮凝體，以 適應(yīng)沉淀分離的要求。 常見的絮 凝池有隔板絮凝池 ， 折板絮凝池 ， 機械絮凝池 ， 網(wǎng)格絮凝池。隔板絮凝池雖構(gòu)造簡單，施工管理方便，但出水流量不易分配均勻。折板絮凝池雖絮凝時間短，效果好，但其絮凝不充分 , 形成礬花顆粒較小、細(xì)碎、比重小，沉淀性能差，只適用于水量變化不大水廠。機械絮凝池雖絮凝效果較好、水頭損失較小、絮凝時間短，但機械設(shè)備維護量大、管理比較復(fù)雜、機械設(shè)備投資高、運行費用大。網(wǎng)格絮凝池構(gòu)造簡單、絮凝時間短且效果較好，本設(shè)計將采用網(wǎng)格絮凝池 [8,9,10,11]。 網(wǎng)格絮凝池設(shè)計計算 網(wǎng)格絮凝池分為 2 座 ，每 座 分 2 組，每組絮凝池設(shè) 計水量： s/ 31 ??????? （ 1） 絮凝池有效容積 TQV 1? （ 312） 式中 Q1—單個絮凝池處理水量（ m3/s） V—絮凝池有效容積（ m3） T—絮凝時間，一般采用 10~15min，設(shè)計中取 T=15min。 327 3. 6m60150. 30 4V ???? （ 2） 絮凝池面積 HVA? （ 313） 式中 A—絮凝池面積（ m2）； V—絮凝池有效容積（ m3）； H—有效水深（ m），設(shè)計中取 H=。 73A ?? 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 （ 3） 單格面積 11vQf? （ 314） 式中 f—單格面積（ m2）； Q1—每個絮 凝池處理水量（ m3/s）； v1—豎井流速（ m/s），前段和中段 ~，末段 ~。 設(shè)計中取 v1=。 ?? 設(shè)每格為正方形，邊長為 ，每個實際面積為 ，由此得分格數(shù)為： ??? （個） 每行分 5 格，每組布置 5 行。單個絮凝池尺寸 LB=。 （ 4） 實際絮凝時間 160QHba24t ??? （ 315） 式中 t—實際絮凝時間（ min）； a—每格長邊長度（ m）； b—每格短邊長度（ m）； H—平均有效水深（ m），設(shè)計中取 。 m ?? ???? 絮凝池的平均有效水深為 ，超高為 ， 排泥槽 深度為 ，得池的總高為： 5 . 2 5 m0 . 6 50 . 34 . 3H ???? （ 5） 絮凝池排泥系統(tǒng)設(shè)計 采用穿孔管進行重力排泥，每天排泥一次。穿孔管管徑為 219mm，管上開孔孔徑為 50mm，孔眼向下與垂線成 45176。交叉排列，孔間距為 孔眼數(shù)為 29 個 。絮凝 池底部為排泥槽，共設(shè) 5 條。排泥 槽 的頂寬 ，底寬，斜面傾角 45176。另，池外排泥管采用為 D3126 和 D4808 的鋼管 [12]。 （ 6） 過水孔洞和網(wǎng)格設(shè)置 過水孔洞流速從前向后逐漸遞減，每行取一個流速，分別為 ， ， ， ， 則從前往后各行的孔洞尺寸分別為：， ， ， ， 。 前四行每個均安裝網(wǎng)格，第一行每格安裝 4 層，網(wǎng)格尺寸 50mm50mm，哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 第二行和第三行每格均安裝 3 層，網(wǎng)格尺寸為 80mm80mm，第四行每格安裝 2 層，網(wǎng)格尺寸為 100mm100mm。 （ 7） 水頭損失計算 ① 網(wǎng)格水頭損失計算 g2vh2111 ?? （ 316） 式中 h1—每層網(wǎng)格水頭損失（ m）； ξ1—網(wǎng)格阻力系數(shù)，一般前段采用 ，中段采用 ； v1—各段過網(wǎng)流速（ m/s），一般前段采用 ~，中段采用~。設(shè)計中前段取 ，中段取 。 第一行每層網(wǎng)格水頭損失： m0 0 21 ??? 第一行內(nèi)通過網(wǎng)格總水頭損失： 0 ????? ’ 同理得第二行，第三行，第四行過網(wǎng)總水頭損失 分別為： ， 。 通過網(wǎng)格總水頭損失： m1 7 2 3 3 1 ?????? ② 孔洞水頭損失： g2vh2222 ?? （ 317） 式中 h2—孔洞水頭損失（ m）； ξ2—孔洞阻力系數(shù)，一般上孔洞取 ，下孔洞采取 ； v2—空洞流速（ m/s）。 第一行各格孔洞總水頭損失： m0 4 222 ?????????? ’ 同理第二、三、四、五行各格孔洞總水頭損失分別為： ， ， 。通過各孔洞的總水頭損失為： m1 1 0 1 2 2 4 2 ??????? 通過絮凝池的總水頭損失： m2 8 1 7 21 ??????? ’’ 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 則網(wǎng)格絮凝池從進水到出水總的水頭損失為 ，設(shè)計中取 。 （ 8） 進水管設(shè)計 進水口橫截面面積 31vQA? （ 318） 式中 v3—進水速度，設(shè)計中取 ?? 則設(shè)計中絮凝池采用尺寸為 。 （ 9） 超越渠道設(shè)計 設(shè)計中取渠道寬 ，深 ，壁厚 ，底厚 。 沉淀池的選擇與設(shè)計計算 沉淀池的選擇 水處理中的沉淀工藝是指在重力作用下懸浮固體從水中分離的過程，它能去除 80％ ~99％以上的懸 浮固體，是主要的凈水構(gòu)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。平流沉淀池構(gòu)造簡單，操作管理方便，但占地面積大，機械排泥設(shè)備維護較復(fù)雜、土建費用高、沉淀效率低。斜板（管）沉淀池占地面積小、沉淀效率高，適用于各類水廠預(yù)沉，本設(shè)計采用斜板沉淀池 [8,9,10,11]。 沉淀池的設(shè)計計算 斜板沉淀池分為 2 座，每座分 2 組，每組設(shè)計流量為 Q1=。 （ 1） 沉淀池清水區(qū)面積 qQA 1? （ 319） 式中 A—斜板沉淀池的表面積（ m2） q—表面負(fù)荷 （ m3/（ m2h ）） ，一般采用 ~（ m2h ）。 設(shè)計中取 q=（ m2h ） = 210 02 3 ?? （ 2） 沉淀池的長度與寬度 因為沉淀池與絮凝池合建，故沉淀池的寬度 B=，則沉淀池長度 ??? 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 為了布水均勻，進水區(qū)布置在沉淀池長度方向一側(cè)。在 扣除無效長度約為 ，則進出口面積 ? ?11 k ?? （ 320） 式中 A1—凈出口面積（ m2）； k1—斜板結(jié)構(gòu)系數(shù)，設(shè)計中取 k1=。 ? ? 21 1 ??? （ 3） 沉淀池總高度 54321 hhhhhH ????? （ 321） 式中 H—沉淀池總高度（ m）； h1—保護高度（ m），一般采用 ~。 h2—清水區(qū)高度（ m），一般采用 ~ h3—斜板區(qū)高度（ m），斜板長度為 ，安裝傾角 60176。，則 h3=sin60176。=。 h4—配水區(qū)高度（ m），一般不小于 ~； h5—排泥槽高度（ m）。 設(shè)計中取 h1=， h2=， h4=， h5=。 ?????? （ 4） 沉淀池進水設(shè)計 沉淀池進水采用穿孔花墻，空口面積 vQA 12? （ 322） 式中 A2—空口總面積（ m2）； v—孔口流速（ m/s），一般取值小于 ~。 設(shè)計中取 v=22 ?? 每個孔口采用 D318 的鋼管，單孔面積為 ，則孔口數(shù)為 （個） ?? 進水孔分 3 行，每行 18 個，平行孔口間距為 ，上下孔口間距為，進水孔位置應(yīng)在斜板以下，沉淀區(qū)以上位置。 （ 5） 沉淀池出水設(shè)計 沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速 v1=，則穿孔總面積為 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 2113 0 ??? 設(shè)每個孔口的直徑為 3cm，則孔口個數(shù)為 FAN 3? （ 323） 式中 N—孔口個數(shù)； F—每個孔口的面積（ m2）， 22 ??? ? 。 （個）7220 0 0 7 0 ?? 設(shè)每個集水槽的寬度為 ，間距為 ，共設(shè) 6 條集水槽，每條集水槽一側(cè)開孔數(shù)為 62 個，孔口間距為 22cm。 6 條集水槽匯水至出水總渠，出水總渠寬度為 ，深度為 ，出水 總渠采用 D7208 的鋼管排水 [12]。 （ 6） 出水水頭損失 出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽內(nèi)損失。 ① 孔口損失 g2vh211 ??? （ 324） 式中 ∑h1—孔口水頭損失（ m）； ξ—進口阻力系數(shù)，設(shè)計中取 ξ=2。 21 ????? ② 槽內(nèi)水頭損失 集水槽內(nèi)水深取為 ，槽內(nèi)水流水速度為 ，槽內(nèi)水力坡度按 計，水頭損失為： ilh2?? （ 325） 式中 ∑h2—集水槽內(nèi)水頭損失（ m）； i—水力坡度； l—集水槽長度（ m）。 設(shè)計中 i=， l= m1 3 2 ???? 出水總水頭損失 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 m1 7 3 3 21 ???????? （ 7） 沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計 采用穿孔管進行重力排泥， 每天排泥一次。穿孔管管徑為 219mm，管上開孔孔徑為 50mm，孔眼向下與垂線成 45176。交叉排列，孔間距為 眼數(shù)為 29 個，每根排泥管上沉淀池底部為排泥槽，共設(shè) 7 條。排泥槽頂寬，底寬 ，斜面與水平夾角約為 45176。，排泥槽高為 。另，池外排泥管采用為 D3126 和 D4808 的鋼管 [12]。 （ 8） 核算 ① 向上水流速度 v2 斜板間的水流速度為： ?sinA Qv 12 ? （ 326） 式中 v2—斜板間水流速度（ m/s）； θ—斜板安裝傾角，一般采用 50176。~60176。設(shè)計中取 θ=60176。 c m / / 2 ??? ② 雷諾數(shù) Re vRvRe 2? （ 327） 式中 R—水力半徑（ cm）， ???? ，斜板間距d=30mm。 v—水的運動黏度（ cm2/s），設(shè)計中當(dāng)水溫 t=20℃ 時，水的運動黏度v=。 ??? ＜ 500，滿足設(shè)計要求。 ③ 弗勞德數(shù) Fr RgvF22r ? （ 328） 式中 v2—向上水流速度（ m/s）； R—水力半徑（ cm）， R==。 42r 0 7 0 0 3 ???? Fr 介于 ~ 之間，滿足設(shè)計要求。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 ④ 斜板間的沉淀時間 21vlT? （ 328） 式中 l1—斜板長度，設(shè)計中取 l1=。 m ??? ，滿足設(shè)計要求。 過渡段設(shè)計 為了布水均勻，設(shè)計中過渡段分兩格，每格分兩段，每格過渡段長L=，每段水流平面流速 v=~，每段過渡段平面面積 vQA? （ 329） 式中 A—每段過渡段平面面積（ m2）； v—平面流速，設(shè)計中取 v= ?? 每段過渡段寬度： ??? ，設(shè)計中取 ，則過渡段總寬為 B=2b=。過渡段中間斷墻的頂端在水面下 ，底部排泥槽頂寬 ，底寬 ，斜面與水平夾角 45176。，排泥槽高為 。采用穿孔管進行重力排泥，每天 排泥一次。穿孔管管徑為 219mm，管上開孔孔徑為 50mm，孔眼向下與垂線成 45176。交叉排列，孔間距為 29 個，每根排泥管上沉淀池底部為排泥槽，共設(shè) 2 條 [12]。 本章小結(jié) 污水的三級處理包括：混合 —絮凝 —沉淀，混凝沉淀是為了進一步去除水中 TP， TN， BOD， COD 等污染物，降低它們在水中的含量，使得污水能夠達(dá)標(biāo)排放或者回用。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 第四章 平面布置與高程布置 平面布置 布置原則 （ 1） 處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地并便于管理。 （ 2） 處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能地按流程順序布置 ，以避免管線迂回，同時應(yīng)充分利用地形，以減少土方量。 （ 3） 經(jīng)常有人工作的建筑物如辦公，化驗等用房應(yīng)布置在夏季