【水處理工程師必看】高效沉淀池池設(shè)計(jì)計(jì)算書

高效沉淀池（高密度）的特點(diǎn)和優(yōu)勢

       高密池可用于原水凈化也可用于污水混凝沉淀去除SS，或者用于中水回用，膜濃水等工藝的軟化澄清。

高效沉淀池（高密度）工作原理

       原水投加混凝劑，在混合池內(nèi)，通過攪拌器的攪拌作用，保證一定的速度梯度，使混凝劑與原水快速混合。

      高效沉淀池分為絮凝與沉淀兩個(gè)部分，在絮凝池，投加絮凝劑，池內(nèi)的渦輪攪拌機(jī)可實(shí)現(xiàn)多倍循環(huán)率的攪拌，對水中懸浮固體進(jìn)行剪切，重新形成大的易于沉降的絮凝體。

       沉淀池由隔板分為預(yù)沉區(qū)及斜管沉淀區(qū)，在預(yù)沉區(qū)中，易于沉淀的絮體快速沉降，未來得及沉淀以及不易沉淀的微小絮體被斜管捕獲，最終高質(zhì)量的出水通過池頂集水槽收集排出。

高效沉淀池（高密度）與傳統(tǒng)高效沉淀池的比較

與傳統(tǒng)高效沉淀池比較，高效沉淀池技術(shù)優(yōu)勢如下：

1、表面負(fù)荷高：利用污泥循環(huán)及斜管沉淀，大大高于傳統(tǒng)高效沉淀池。

2、污泥濃度高：高效沉淀池產(chǎn)生的污泥含固率高，不需再設(shè)置污泥濃縮池。

3、出水水質(zhì)好：高效沉淀池因其獨(dú)特的工藝設(shè)計(jì)，由于形成的絮體較大，所以更能攔截膠體物質(zhì)，從而可以有效降低水中的污染物，出水更有保障。

高效沉淀池工藝的關(guān)鍵之處—污泥循環(huán)和排泥

污泥循環(huán)：部分污泥從沉淀池回流至絮凝池中心反應(yīng)筒內(nèi)，通過精確控制污泥循環(huán)率來維持反應(yīng)筒內(nèi)均勻絮凝所需的較高污泥濃度，污泥循環(huán)率通常為5-10%。

排泥：刮泥機(jī)的兩個(gè)刮臂，帶有鋼犁和垂直支柱，在刮泥機(jī)持續(xù)刮除污泥的同時(shí)，也能起到濃縮污泥，提高含固率的作用。

高效沉淀池（高密度）的四大特點(diǎn)：

1、處理效率高、占地面積小、經(jīng)濟(jì)效益顯著；

2、處理水質(zhì)優(yōu)、社會效益好；

3、抗沖擊能力強(qiáng)、適用水質(zhì)廣泛；

4、設(shè)備少、運(yùn)行維護(hù)方便。

高效沉淀池池設(shè)計(jì)計(jì)算書

一、設(shè)計(jì)水量

        Q=500t/h=0.14m3/s

二、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

1、澄清區(qū)

水的有效水深：本項(xiàng)目的有效水深按6.7米設(shè)計(jì)。

斜管上升流速：12～25m/h，取20 m/h。  

——斜管面積A1=500/20=25m2；

沉淀段入口流速取60 m/h。        

——沉淀入口段面積A2=500/60=8.3m2；

中間總集水槽寬度：B=0.9（1.5Q）0.4=0.9×（1.5×0.14）0.4=0.48m

   取B=0.6m。

從已知條件中可以列出方程：

        X?X1=8.3                          ——①

（X-2）?（X-X1-0.4）=25              ——②

可以推出：A=X3-2.4X2-33.3X+16.3=0

   當(dāng)X=7.0時(shí)  A=8.6＞0

所以取X=7.0。即澄清池的尺寸：7.0m×7.0m×6.7m=328m3

原水在澄清池中的停留時(shí)間：t=328/0.14=2342s=39min；

X1=8.3/X=1.2  , 取X1=1.2m,墻厚0.2m

斜管區(qū)面積：7.0m×5.6m=39.2m2

水在斜管區(qū)的上升流速：0.14/39.2=0.0035m/s=12.6m/h

從而計(jì)算出沉淀入口段的尺寸：7m×1.2m。

       沉淀入口段的過堰流速取0.05m/s，則水層高度：0.14÷0.05÷7=0.4m。另外考慮到此處設(shè)置堰的目的是使推流段經(jīng)混凝的原水均勻的進(jìn)入到沉淀段，流速應(yīng)該比較低，應(yīng)該以不破壞絮體為目的。如果按照堰上水深的公式去計(jì)算：h=（Q/1.86b）2/3=（0.14/1.86×7）2/3=0.046m。則流速為0.23m/s。這么大的流速經(jīng)混凝的原水從推流段進(jìn)入到沉淀段，則絮體可能被破壞。

因此，考慮一些因素，取1.05m的水層高度。

推流段的停留時(shí)間3～5min，取4 min。

   V=500×3/60=25 m3  

   則寬度：25÷2.65÷7=1.34m，取1.5m。

2、污泥回流及排放系統(tǒng)

     污泥循環(huán)系數(shù)按循環(huán)水量8%計(jì)算。

     500×0.8=40m3/h，泵的揚(yáng)程取20mH2O。采用單螺桿泵。

     系統(tǒng)設(shè)置4臺。2臺用于污泥的循環(huán)，2臺用于污泥的排放。

     螺桿泵采用變頻控制。

     污泥循環(huán)管：DN150，流速：0.6m/s。

污泥循環(huán)的目的：1、增加反應(yīng)池內(nèi)的污泥的濃度；2、確保污泥保持其完整性；3、無論原水濃度和流量如何，保持沉淀池內(nèi)相對穩(wěn)定的固體負(fù)荷。

污泥排放的目的：避免污泥發(fā)酵，并使泥床標(biāo)高保持恒定。

污泥床的高度由污泥探測器自動控制。

3、絮凝池

   本項(xiàng)目的有效水深按6.7米設(shè)計(jì)。

   停留時(shí)間10～15min，取15 min。

   則有效容積：V=500×15/60=125 m3

   平面有效面積：A=125/6.7=18.6m2。

   取絮凝池為正方形，則計(jì)算得A=4.2m,取整后a=4.5m。

   絮凝池的有效容積：

   4.5m×4.5m×6.7m（設(shè)計(jì)水深）=135.6m3。

   原水在絮凝池中的停留時(shí)間為16min

4、反應(yīng)室及導(dǎo)流板

    Q=500t/h=0.14m3/s

①——管道流速取1.0m/s，管徑為DN500（流速0.70 m/s）；

②——管道流速取0.8m/s，管徑為DN500（流速0.70 m/s）；

③——回流量：設(shè)計(jì)水量=8%，絮凝筒內(nèi)的水量為10.8倍的設(shè)計(jì)水量（1.5m3/s）。筒內(nèi)流速取1.0 m/s，則Di=1.38m，取內(nèi)徑：φ1400mm，筒內(nèi)流速：0.97m/s。

④——流速取0.5m/s，1.5÷0.5÷（3.14×1.4）=0.68m，取0.7 m；v=0.49m/s。

⑤——流速取0.4m/s左右。則D×L=（0.14×10）/（0.4）=2.75m2

錐形筒下部內(nèi)徑：φ2800mm；流速：0.39m/s。

筒外流速：（0.14×10.8）/（4.5×4.5-3.14×1.42/4=18.7）=0.08 m/s

筒內(nèi)流速/筒外流速=1.0/0.08=12.5

筒內(nèi)：配有軸流葉輪，使流量在反應(yīng)池內(nèi)快速絮凝和循環(huán)；

筒外：推流使絮凝以較慢的速度進(jìn)行，并分散能量以確保絮凝物增大致密。

原水在混凝段的各個(gè)流速：

反應(yīng)室內(nèi)：內(nèi)徑：D=φ1400mm，流速：v=0.97 m/s；

室內(nèi)至室外：流速：v=0.49m/s；

室外流速：v=0.08m/s；

室外至室內(nèi)：流速：v=0.39m/s；

5、提升絮凝攪拌機(jī)

葉輪直徑：φ1400mm；

外緣線速度：1.5m/s；

攪拌水量為設(shè)計(jì)水量的10.8倍（1.51m3/s）；

軸長——按照目前設(shè)計(jì)的要求，有5.2m。

螺旋槳外沿線速度為1.5m/s，則轉(zhuǎn)速n=60*1.5/3.14*1.4=20 r/min；

6、刮泥機(jī)

采用中心傳動刮泥機(jī)。刮臂直徑：φ7000mm；外緣線速度：1.8m/min；

7、高密度澄清池水力模型