本科生毕业设计（论文）

集水井的横断面积为：L×B=3×2.5(m2)

则集水井的尺寸为：L×B×h

所以该池的规格尺寸为3m×2m×2.5m，数量为1座。在集水井中安装QUZ—291式浮球液位计1台，即可自动控制提升水泵的启动和停止，高水位时自动启泵，低水位时自动停泵，超高水位时双泵启动，同时连续跟踪显示水池液位。

到细格栅进水图3.2集水井计算示意图

3.3提升泵房

? 设计说明

提升泵房是用来提升污水水位的，一次污水泵从集水井中吸水压至调节池，污水泵设置于地面上，不能自灌，设置引水筒，采用砖混结构。 ? 设计计算

提升流量：Q = 416.67m3/h

扬 程：考虑安全水头，取安全水头为2m，则扬程H=8.5。

选用250TLW-530ⅡB型污水泵，污水泵的作用是将集水井中的废水提升至气浮池中，设2台泵（1用1备），泵的出口安装电磁流量计进行水量计量。提升泵参数：Q=643m3/h，H=10.4m，电动机功率为37kW，转速为735r/min，效率为74%，此泵重量2380kg。

泵体、电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定的检修空间。所以提升泵房设计尺寸：7m×8m。 3.4细格栅

?设计说明：细格栅是一种可连续清除流体中较小颗粒杂物的固液分离设备，在各种工业行业生产工艺中是不可或缺的专用设备，是目前国内普遍采用的固液筛分设备。

?设计参数：

设置2组细格栅，故每组设计流量为Q=0.5，Qmax=0.105m3/s；格条间隙d=10mm；过栅流速v=0.6m/s；安装倾角?=60°。

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?设计计算

①确定栅前的水深h

11在最优有水力断面的情况下公式Qmax=B1hv= B1B1v= B12v

222Q2?0.105B1===0.59m

v0.6则栅前水深：

1h= B1=0.295m 2②格栅的间隙数（n）：Q=Qmax=0.21m3/s,v=0.6m/s,α取60°，b取0.01，N=2

0.21sin60Qsin? = = 55.21 取n = 56

Nbhv2?0.01?0.295?0.6③栅槽有效宽度(B)

B =S(n–1)+bn= 0.01×(56-1) + 0.01?56 = 1.11m

n =④进水渠道渐宽部分长度l1

0.21Q 进水渠道内的流速=max==0.60m/s>0.4m/s，进水渠道宽取

2B1h2?0.59?0.295B1=0.59 m，渐宽部分展开角?=20°

B?B11.11?0.59l1 ==?0.71m

2tan?2tan20?故栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2

l2 = L1/2 = 0.355 m ⑤通过格栅的水头损失h1：

同粗格栅的断面为锐边矩形断面：取k=3，?=2.42，?=0.6m/s，g=9.8m/s2

40.014(0.6)2s3?23)??sin60?=0.0.115m h1=k?()sin?=3?2.42?(0.012?9.8b2g⑥格栅后槽总高度H:超高采用h2=0.3

格栅前槽高 H1=h+h1+h2=0.295+0.3+0.115=0.71m 格栅后槽高 H=H1+h1=0.71+0.1=0.81m

⑦格栅总长度(L)

H1 L=l1+l2+0.5+1.0+= 0.71+0.0.355+0.5+1.0+0.71/tan60°=2.97m 0tg60⑧每日格栅渣量（b为格栅间隙）

格栅间隙b取10mm，所以去渣量W1=0.05m3/103m3

Q?W1?864000.21?0.05?86400W=max==0.504m3/d>0.20 m3/d

1000?1.81000?KZ所以采用机械清除。

综上，设两组细格栅，每组n=56；一用一备。

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3.5曝气沉砂池

?设计说明

污水经过细格栅后水中还会有无机颗粒，无机颗粒会磨损管道和设备，且会降低活性污泥活性，而且会慢慢囤积在反应池底部，这样就减少了反应池的有效容积，甚至在脱水时扎破滤带，损坏脱水设置。沉砂池的目的就是去除污水中的这些泥沙、煤渣或是一些其他相对密度较高的固体无机颗粒，以此来保证后续的构筑物正常运行。

曝气沉砂池的作用是通过在曝气沉砂池内一侧鼓入空气,会使水流产生垂直于水平轴的竖向流,其与在沉砂池内的水平流叠加产生螺旋流，这种螺旋流一方面使有机物和砂子得到分离,另一方面将沉入池底的砂子冲入集砂槽内，使污水在池内呈螺旋状前进，砂子等无机颗粒物质在曝气沉砂池内受到不同水流的影响,各个颗粒运动情况也不相同。由于水流高速螺旋前进,水面处小颗粒无机物受水流的影响比大颗粒无机物大,所以大颗粒物质比小颗粒物质更慢的到达沉砂池边。在沉砂池边由于水平流速变小,所以无机颗粒水平运动的距离比较短,较小的颗粒会较慢地沉入池底，较大的颗粒就会更快地沉入池底。在池横断面的中部,因为具有较高的水平流速,且旋流速度较小,所以无机颗粒沿水平方向运动的距离比沿横断面方向运动的距离大。无机颗粒在重力的作用下沉到沉砂池底,无机颗粒沿着沉淀路线,水平流速慢慢变小,旋流速度慢慢变大。在这一区域较小的无机颗粒受旋流水流的影响较大,所以较小的无机颗粒在横断面方向运动比较大无机颗粒运动距离大[10]。

?设计参数

①设计水量：

Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s，停留时间t取2min，污水在曝气沉砂池内的平均流速v1为0.03m/s，有效水深h2为2.5m，曝气所需空气量为0.1~0.2m3空气/m3污水，d取0.2m3空气/m3污水，贮砂时间T为2d，X=30m3/106m3污水,设沉砂槽的槽底宽b2为0.5m，沉砂槽的槽壁与水平面的夹角为60°，沉砂槽的高度h3为1.5m，曝气沉砂池的池底坡度为0.1~0.5 ，此设计取0.5，坡向沉砂槽。

②设计水质：

表3.1预计处理效果

项目

进水水质（mg/L） 去除率（％） 出水水质（mg/L） COD 8000~10000

85 1200~1500 BOD 5000~7000

85 750~1050 SS 3000 40 1800 ?设计计算

①曝气沉砂池有效容积计算

V?60Qt=60×0.21×2=25.2m3 ②水流断面面积

A=Qmax/v1=0.21/0.03=7m2 第13页 共39页

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③曝气沉砂池总宽度

B=A/h2=7/2.5=2.8m

深度比：

B2.8==1.12，在1~1.5范围之内，故符合要求。 h22.5所以池长

L=V/A=25.2/7=3.6m

④曝气沉砂池内每小时所需空气量

Q=3600d?Q=3600×0.2×0.21=151.2m3/h

公式中d为每立方米污水曝气量，取0.2m3

⑤曝气沉砂池的沉砂斗所需要容积

Q?V?T?864000.21?30?2?864003V===0.60m 661.8?10KZ?10⑥曝气沉砂池沉砂斗几何尺寸的计算

沉砂斗的上口宽度为

2h32?1.5?0.5=?0.5=2.23m b1=

tan60tan60沉砂斗的容积为

h1.52.232?2.23?0.5?0.52?=3.17m3 V1=3?b12?b1b2?b22?=?33故V1=3.17m3>2.4m3，符合设计要求。

⑦曝气沉砂池池子总高

设超高h1为0.3m，故池子的总高度

H=h1+h2 =0.3+2.5=2.8

⑧曝气沉砂池进水口的水头损失计算

污水通过DN1000的管道的灌渠送入沉砂池的进水渠道内，然后送入沉砂池内。取管道的宽B1=0.8m，高H1=0.6m，所以进入渠道内的水流速度为

0.21=0.44m/s v1=

0.8?0.6污水经过进水渠道然后分别进入曝气沉砂池内，进水口的尺寸为800mm×800mm,流速的校对

Q0.21v=max==0.33 m/s

A0.8?0.8进水口的水头损失h,ζ取1.06

0.332v2h=?=1.06?=0.00589m

2?9.82g⑨出水堰的计算

曝气沉砂池的出水采用沉砂池薄壁末端出水堰跌落出水，出水堰能够保证曝气沉砂池内水位标高的恒定，故堰上水头损失为

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?QH2=??mb2g?2??0.21?=?=0.24m ???0.4?0.52?9.8???2323出水堰后面的自由跌落高度为0.08m，出水污水流入出水槽，出水槽的挎包度B2为1.0m，出水槽的水深为h2为0.6m，水流的速度为1.25m/s。采用的出水管道在出水槽的中部与称呼水草连接，出水槽用钢筋混凝土管道。

⑩曝气沉砂池排沙装置

在本设计中采用吸砂排砂，池中吸砂设置设置在沉砂斗斗内，装备借助空气的提升将沉积在池底的沉砂排除池外，吸砂泵管的管径为DN100。 ?曝气沉砂池的曝气计算

①空气干管的计算 空气干管中的空气流速一般为10~15m/s，空气流速v可取10m/s，故

4?6004qd===0.15m 3.14?10?3600?v②支管的设计

在空气干管上设置10根配气管，故每根配气管的供气量为：

q/10=600/10=60m3/h

曝气沉砂池的总平面面积为L×B=12×1.12=13.44m2，取14 m2。 3.6气浮池 ?设计说明

由于淀粉废水的固体悬浮物的含量很高,并且含有大量的蛋白，所以需设一气浮池。在空气与水流的连续搅动下，使污水与混凝剂充分混合，絮凝体不规则运动相互碰撞粘附形成大颗粒物体，在气泡的上浮和进水压力差的作用下，使气泡和絮体的结合体上浮到水面上[3-6]。提取污水中的蛋白质使用气浮分离技术[11]。用来分离提取蛋白质，提高经济效益，而且同时也减轻了后续处理构筑物的压力。此气浮池采用部分回流的平流式气浮池，而且采用压力溶气法。 ?参数选取

设计水量：Q=10000m3/d=416.67m3/h

接触室上升流速v2取20mm/s，反应时间T取15min，溶气罐过流密度取150m3/(h·m2)，气浮分离速度取2.5mm/s， 溶气罐压力取2.5kgf/cm2，气浮池分离室停留时间为15min

水质情况：

表3.2预计处理效果

项目 进水水质（mg/L） 去除率（％） 出水水质（mg/L）

COD 1200~1500

40 480~900

BOD 750~1050

40 450~630

SS 1800 80 360

?设计计算

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