1、四川理工学院毕业设计 丁丁文香1前 言毕业设计是学生在校期间学习成果的检验，是完成工程技术人员基本训练的一个重要环节。通过毕业设计进一步培养学生独立分析问题和解决问题的能力。为此，通过毕业设计达到以下目标：（1）总结和巩固在校期间所学知识，使之进一步加深和系统化。（2）将所学理论运用于解决实际工程问题，从而提高本人独立工作能力，培养刻苦钻研、积极进取及创造精神。（3）通过毕业设计树立正确的工程设计思想及经济观点，认真贯彻执行国家多项建设方针政策。领会和正确使用有关行业技术规定和技术规范。煤炭作为我国的第一能源，在能源消费构成中约占 70%。因此在国民经济的发展中占有重要位置。不可否认，煤燃烧产
2、物中的 SO2和烟尘是造成大气污染的重要污染源。因此洁净煤技术应运而生，使煤作为一种能源得到最大限度的利用，而将释放的污染控制在最低水平，达到煤的高效，清洁利用的目的。洗煤则是洁净煤技术的一种，洗煤过程所产生的废水则需要进行处理。因此，本人毕业设计选题为“某工厂洗煤废水处理工程设计” 。希望通过毕业设计加深对洗煤废水处理技术的理解运用，锻炼自己的工程设计能力，为毕业后的实际工作打下基础。1 总论1.1 废水来源、水质及水量1.1.1 废水来源：煤在利用前的清洁生产即洗煤过程所产生的废水。1.1.2 废水水质： 本工程设计进水水质：SS 20000mg/l COD 1000mg/l BOD 40
3、0mg/l 油 6.08.5mg/l 另外含有少量难分解的高分子化合物.1.1.3 废水水量及排放规律：四川理工学院毕业设计 丁丁文香2应处理废水量为 500m3/d，废水排放均匀.1.2 设计原则工程设计应遵循技术先进、安全可靠、质量第一、经济合理的原则。此外，还应遵循以下原则：（1）环境保护设计必须遵循国家有关环境保护法律、法规，合理开发和充分利用各种自然资源。严格控制环境污染，保护和改善生态环境。 （2）建设项目需要配套建设的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。1.3 设计依据及执行标准1.3.1 法律法规依据：（1） 中华人民共和国环境保护法1989 年 12
4、 月 6 日；（2） 防治水污染技术政策1986 年 11 月 26 日；（3） 中华人民共和国水污染防治法1996 年 5 月 15 日；（4） 中华人民共和国污染防治法实施细则1989 年 7 月 12 日.1.3.2 技术标准及技术规范依据：（1） 城市污水处理工程项目建设标准2001 年；（2） 污水综合排放标准GB8978-1996.1.3.3 执行排放标准：按污水综合排放标准GB8978-1996 的一级标准限值如下表 1-4-1表 1-3-1 单位：mg/L项目 SS COD BOD5 油标准限值 70 60 20 51.3.4 设计的基本资料：四川理工学院毕业设计 丁丁文香3根
5、据该厂提供的资料，该污水处理工程的场地为一块平地。其地质能抗 7.0 级的地震，年地面水温平均为 20，风向夏季以偏北风为主。2 废水处理方案选择及论证由于煤中杂子的原因，其洗煤废水中的悬浮物浓度比较高。故在处理时，其悬浮物是处理的主要对象之一，同时在煤脱流的过程中将会产生一些难分解的高分子化合物。21 废水处理方案的选择1 根据废水的水质：四川理工学院毕业设计 丁丁文香41 BOD/COD=400/1000=0.4 故其可用生物法来处理。2 悬浮物浓度很高，其处理的方法有很多种。其主要分为两种：物理法、化学放。3 难分解的高分子化合物，其主要也有两种：气伏法、厌氧水解法。目前，国内外在处理这
6、方面的废水主要采用的方法是：生物法、絮凝沉降法、混凝-SBR 法、氧化法、汽提法、碱吸收法等。目前国内多采用浮选、真空过滤等物理方法。而国外多采用氧化、生物曝气等生化方法。物理方法和一般的化学方法处理的费用都比较高。而且处理的效果不是很理想。生化方法后期运行管理费用一般不高且一般不必添加化学药品和添加剂，处理过程在常温常压下进行，无论对工艺的要求还是对设备的要求都比物化处理低。随着生物技术的发展，其微生物技术越来越成熟。所以洗煤废水的处理是向生化处理方向发展。2 处理的方法：其处理的工艺是物理化学法相结合（预处理初沉池生化处理二沉池） ，其方法列有以下两种：（1） 旋流沉砂池初沉池水解池好氧池
7、二沉池；（2） 旋流沉砂池混凝气浮池厌氧-好氧池二沉池。22 方案的选择与论证根据废水的进水水质，其悬浮物中含有一些较大的颗粒物，故先用沉砂池对其进行处理。选用旋流沉砂池的优点在于其占地小，沉淀的效果好。由于废水中的悬浮物浓度太高，若采用一般的物理沉淀法难以达到后续处理的预处理要求。而采用添加混凝剂则可沉积很大部分的悬浮物。其原理是（1）压缩双电层作用；（2）吸附架桥作用；（3）网捕作用。如添加 pAM、PAC 或者两者一起，其可混凝沉淀悬浮物 92%-96%。若采用混凝气浮池作初沉池时，其在沉淀悬浮物的同时可去除降解一些难分解的高分子化合物。但是其弊端是增加了日常运行的电费和浮渣的收集与处理
8、。故采用一般的斜板沉淀池，其在满足沉淀要求的同时占地面积小。反应池若采用化学法来处理，其处理的效果是非常好。但是其处理的费用较高，而且对其工艺操作要求和构筑物的防腐等要求很高。而生物法则避免了这些不足，故采用生物法来处理。其原理是利用微生物代谢过程中的氧化-还原反应来分解水中的污染物。其优点还有：基建投资省、处理条件适宜、勿需高温高压等；不产生二次污染、不加药剂、去除效果好（98%） 、过程稳定、简单。经过反应池后，污泥需要沉淀下四川理工学院毕业设计 丁丁文香5来，故添加一个二沉池。经过上述对工艺的论证得出本工程废水处理工艺流程：沉砂池-集水井-初沉池-生物反应池-二沉池。3 工艺流程设计及说
9、明31 废水处理工艺流程设计经过上述对工艺流程方案对比与分析，本工程废水处理工艺流程简图如下图 3-1-1：进水出水图 3-1-13.2 工艺说明某厂洗煤工段废水经厂内排污管道收集后，首先进入地下的废水集水沟。流入钟式旋流沉砂池通过机械的作用而去除较大颗粒物，后进入集水井。用提升泵把污水提升到初沉池，其间加药用管道反应器来混合以使其混合均匀。在预处理阶段将完成去除废水中较大颗粒物和大量的悬浮物。经过预处理后的废水再进入到水解池中进行水解，将其中的难分解和高分子化合物分解为小分子化合物，为后续的生物处理工段作好预处理。然后进入到生物好氧池进行生物活性污泥法处理，可去除大量的悬浮物和 BOD、CO
10、D。最后进到二沉池，清水流入出水井，沉下来的污泥进入集泥池后脱水,其脱流出的废水回流到前面的集水井。脱水后的污泥运置填埋场进行填埋。4 构筑物的工艺设计与计算4.1 旋流沉砂池的结构及设计参数值本工程的水量小，所以可用一个钟式旋流沉砂池。其结构为混凝土结构，设计参数及药箱 管道反应器 初沉池旋流沉砂池 集水井 水解池 好氧池污泥脱水 集泥池 二沉池 出水井四川理工学院毕业设计 丁丁文香6取值为：Q=500m3/d=20.833 m3/h Qmax=1.5Q=750 m3/d=31.25 m3/h Q-设计流量（m 3/d） ，Q max-最大设计流量（m 3/d）.1.流沉砂池 ：设计参数及取
11、值为：Q=500m 3/d=20.833 m3/h Qmax=1.5Q=750 m3/d=31.25 m3/h Q-设计流量 （m 3/d） ，Q max-最大设计流量（m 3/d）.其采用钟式旋流沉砂池，结构如右图所示：图 4-1表 4-1型号 处理流量m3/h直径/mm电动机功率/kwB/mC/mD/mZXS1.8 50 1830 0.55 1.0 0.305 0.610E/mF/mG/mH/mJ/mK/mL/m0.30 1.40 0.30 0.30 0.20 0.80 1.104.2 集水井的结构及设计四川理工学院毕业设计 丁丁文香7其结构为砖混结构（方型） ，最小容积不小于最大一台污水
12、泵 5min 的出水量。设计参数及取值为：V=HRT*q (4-2-1)式中参数意义及取值如下：HRT-集水时间，HRT=5min; q-最大一台污水泵的出水量,q=40 m 3/h.V-集水井的有效容积,m 3.代入公式计算结果如下：V=5*40/60=3.3(m3/h)集水井的工艺尺寸:V=a3 (4-2-2)H=a+h1 (4-2-3)式中参数意义及取值如下:a-集水井的边长,m. H-集水井的总高,m.h1-集水井的超高,m. h 1=0.5 m. 代入公式计算结果如下：a=1.5 m. H=1.5+0.5=2.0(m)4.3 加药箱结构及设计加药箱为钢筋混凝土，设置两个药池（一用一配
13、叠加，即每 12 个小时配一次药） 。而用与配置混凝剂的自来水量为 12 m3/d，则药箱的有效容积为 6 m3/个。即可根据容积来选择药池的工艺尺寸，其结构如右图所示：四川理工学院毕业设计 丁丁文香8图 4-244 初沉池设计及计算初沉池采用斜板沉淀池，为钢筋混凝土结构。设计表面负荷 q=4m3/m2.h，其污泥是利用重力作用排放到集泥池。斜板与水平面呈 ，长度取 1.0m.。斜板净距为 100m，清水60区水深取 1.0m，底部高取 1.0m，缓冲层高取 0.3m。其工艺结构如图 4-3 所示： （4-4-1） nqQA91.0max式中参数意义及取值如下：A1-池水面面积，m 2. Qm
14、ax-最大设计流量，m 3/hn-池数，n=1 个. 0.91-斜板区面积利用系数.q-设计表面负荷, m 3/m2.h.代入公式计算结果如下：= 8.59 (m2) (4-4-2) 2/14AD式中参数意义：D-圆形池径，m.代入公式计算结果如下： =3.31(m). 图 4-32/14.3598Dh=h1+ h2+ h3 (4-4-3) 式中参数意义及取值如下：h-池子的有效水深，m. h 1-清水区水深，m.h2-斜板高度.，m. h 3-底部高度，m. 9.051四川理工学院毕业设计 丁丁文香9代入公式计算结果如下：h=1+0.866+1=2.866（m）（4-4-4）qht21式中参
15、数意义：t-池内水力停留时间，h.代入公式计算结果如下：t= (h)=28.2(min)47.061Sin沉淀时间较核：初沉池30min. 故符合。水利条件复核：（4-4-5）RgvFr2式中参数意义及取值如下：Fr-水流稳定性系数，范围 10-4-10-3 . v-水平流速，m/s.R-水力半径，m. R=过水断面积/湿周g-重力加速度，m/s 2 取 9.8 m/s2 代入公式计算结果如下：（符合）（4-4-6）tgrDh25式中参数意义及取值如下：h5-污泥斗高度，m. r-污泥斗下端半径，取 r=0.2m.-污泥斗倒角，取 60.代入公式计算结果如下：410.8931.604rF四川理
16、工学院毕业设计 丁丁文香10(m)52.602.31.5tgh(4-4-7) 5rDV式中参数意义：V-污泥斗容积，m 3. 代入公式计算结果如下：(m).2.8.021.2.35.14 V(4-4-8)nKTCQz0max1式中参数意义及取值如下：V1-污泥部分所需的容积 m3. Qmax-最大设计流量，m 3/hC1 、C 2 -为进出水悬浮物浓度,t/m 3 .斜板沉淀池的悬浮物去除率为 95%, C1 =2000mg/l=0.02 t/m3 .故 C2 为 C1的 5%. T-污泥室储泥周期，T=1/24d.Kz-水量总变化系数. K z =1.5 -污泥容重, =1t/m 3.-污泥
17、含水率, =95%.代入公式计算结果如下：由上式计算结果可知 VV1，即符合。 (4-4-9)7654321 hhhH式中参数意义及取值如下：H-沉淀池的总高度,m. h 4-缓冲层高度, h 4 =0.3m.h6-超高, h 6 =0.5m. h7-支柱高, h 7=2.5m.代入公式计算结果如下：H=1+0.866+1+0.3+2.52+0.3+2.5=8.686 (m) 1.501.20%504247.929V四川理工学院毕业设计 丁丁文香114.5 水解池设计及计算水解池的形状为矩形，其结构为为钢筋混凝土结构。如下图所示：图 4-4（4-5-1）qQAmax式中参数意义及取值如下：A-
18、池表面积,m 2. Qmax-最大设计流量, m 3/h q-表面负荷,q=1.0m 3/m2.h.代入公式计算结果如下：(m)5.14/.50Ah1=qt (4-5-2)式中参数意义及取值如下：h1-有效水深,m. t-水力停留时间,t=4h.代入公式计算结果如下：(m)41(4-5-3)2aA式中参数意义如下：a-池边长,m.代入公式计算结果如下：四川理工学院毕业设计 丁丁文香12(m)6.5Aa(4-5-4)1hV式中参数意义如下：V-有效容积,m 3.代入公式计算结果如下：( m3)1254.V(4-5-5)hH1式中参数意义及取值如下：H-池子总高度,m. h-超高,h=0.5m.代
19、入公式计算结果如下：(m)5.40H4.6 好氧池设计及计算其采用普通活性污泥法，矩形的钢筋混凝土结构。如下图所示：图 4-54.6.1 BOD5 去除率（4-6-1） %10aeSE式中参数意义及取值如下： E-BOD5去除率,%.四川理工学院毕业设计 丁丁文香13Sa-进入曝气池的 BOD5浓度,mg/l.在进入曝气池前，污水经过初沉池其能去除 30%的BOD5。 mg/l.280%3140Se-出水, BOD 5浓度,S e=20mg/l.代入公式计算结果如下：931028E4.6.2 确定混合液污泥浓度拟定 Ns取 0.3，N s -污泥负荷率。校核：（4-6-2）fSKes2式中参数
20、意义及取值如下：K2-减数增长期,取 K2=0.0168. ,取 f=0.8.MLSVf- BOD 5去除率.代入公式计算结果如下：(kg BOD5/kg.MLSS.d)29.0%938016.sN计算结果确定，N s值取 0.3 是适宜的。（4-6-3）SVIRrX61式中参数意义及取值如下：X-池中混合液污泥浓度,mg/l. R-污泥回流比,R=50%.r-污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度因数有关的系数，r=1.2。SVI-活性污泥体积指数,SVI=120.代入公式计算结果如下：(mg/l)=3300(mg/l)31205.6X四川理工学院毕业设计 丁丁文香144.6.3 曝气池容积
21、计算(4-6-4)XNQSVsa代入公式计算结果如下：( m3)=142(m3)4.130.285较核：水力停留时间 T，h.（4-6-5）QVT代入公式计算结果如下：(h)82.64/501(4-6-6)hH1式中参数意义及取值如下：H-池子的总高度，m. h-池子的有效水深，h=3mh1-池子的超高，h 1 =0.5m.代入公式计算结果如下：H=3+0.5=3.5(m)（4-6-7）HLBV1式中参数意义及取值如下：V1-池子的实际容积，m 3。 L-池子的长，m.B-池子的宽，m.代入公式计算结果如下：=166.012（m 3）08.3415.1V4.6.4 干泥量（4-6-8）vrvb
22、VXaQS式中参数意义及取值如下：四川理工学院毕业设计 丁丁文香15-系统每日排除剩余污泥量，kg/d. a-污泥增值系数，a=0.6.vXb-污泥自身氧化率，b=0.06。 S r-去除 BOD 浓度，kg/ m 3 .Xv-挥发性悬浮物固体浓度 MLVSS,且满足 Xv=fX. Kg/ m3.代入公式计算结果如下：()kg/d.5801426.028506. 3 v4.6.5 湿泥量(4-6-9)rvsfXQ式中参数意义及取值如下：Qs-湿泥量，m 3 /d.Xr-回流污泥浓度，mg/l. rSVIXr610代入公式计算结果如下：(m3 /d)4.6.6 泥龄（4-6-10）vvcXfV式
23、中参数意义如下：-泥龄，d.s代入公式计算结果如下：(d)75.65.142038.3c4.6.7 曝气池需氧量（4-6-11）vrVXbQSaR110式中参数意义及取值如下：R0-曝气需氧量，kg/d.635.6.9410.82sQ四川理工学院毕业设计 丁丁文香16-氧化每千克 BOD 需氧千克数, =0.5 kgO2/kgBOD.1a1a-污泥自身氧化需氧量， =0.1 kgO2/kgMLVSS.bb代入公式计算结果如下：(kg/d)=4.27(kg/h) 48.10238.014.02850. 330 R(4-6-12)vroVXbSQa1mx1x代入公式计算结果如下：(kg/d)=5.
24、625( 0.135308.142.0280503max Rkg/h)1供氧量的计算：（4-6-13）max0KRa式中参数意义及取值如下：K-安全系数，K=1.4.代入公式计算结果如下：(kg/h)875.62.41aR采用膜片微孔曝气器扩散器，氧转移利用率为 0.18，服务面积为 m2。敷设于距池底 0.25m 处。如图 4-6 所示：计算温度定为 30C。查表得水中溶解氧 图 4-6饱和度：C s(20)=9.17mg/l. Cs(30)=7.63mg/l（1） 空气扩散器出口的压力计算：（4-6-14）ghPb0式中参数意义及取值如下：-曝气头扩散器出口的绝对压力，P a.b-常压下的
25、空气压力， （P a）0 5013.四川理工学院毕业设计 丁丁文香17-水的密度，=10 3kg/m3 g-重力加速度，g=9.8(m/s 2)h-管淹没水深，m.代入公式计算结果如下：= ( Pa)25.038.9103.5bP5108.（2） 空气离开曝气池面时，氧的百分比计算：（4-6-15）%179At EO式中参数意义如下：Ot-氧的百分比. E A-氧转移利用率. E A=0.18.代入公式计算结果如下：%9.17018.279t（3） 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）：（4-6-16） 4206.5tbsTsb OPC最不利温度条件按 30。 C 考虑，代入各
26、值，得：（mg/l） 08.9.17.813.7530 sb（4） 换算为在 20。 C 条件下脱氧清水的充氧量：（4-6-17）2020max 4.1TtTsbsaRR式中参数意义及取值如下：-曝气设备在污水与清水中氧总转移系数之比值， =0.8.-污水与清水中饱和溶解氧浓度之比值， =0.9. -不同地区气压修正系数， =1.Ct-曝气池正常运行中应维持的溶解氧浓度值，C t=2mg/l.把各值代入公式计算结果如下：（kg/h）507.13024.8.19.08753max R四川理工学院毕业设计 丁丁文香182.供气量的计算：（4-6-18）AasERG30.mx把各值代入公式计算结果如
27、下：（m 3/h）=4.169(m 3/min)1.258.71s4.7 二沉池设计及计算1二沉池采用竖流式钢筋混凝土结构的沉淀池。如图 4-7 所示：中心管面积： （4-7-1）式中参数意义及取值如下：qmax-最大设计流量，m 3/s.把各值代入公式计算结果如下：(m2)89.003.62451f2中心管径：（4-7-2）把各值代入公式计算结果如下： 图 4-7（m）607.14.32890d3中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：（4-7-3） hvq1max式中参数意义及取值如下：v1-污水有中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度，v 1 =0.02mm/s.h-喇叭高度，m。h=1.3
28、5d 0 .把各值代入公式计算结果如下：04fmax0qf四川理工学院毕业设计 丁丁文香19（m）17.06.3514.02/3 h4沉淀部分有效面积：（4-7-4）vqFmax式中参数意义及取值如下：v-污水在沉淀池中流速，m/h. 在数值上等于水力表面负荷（q） 。q=1.5m 3/ m2.h 即 v=1.5 m/h.把各值代入公式计算结果如下：( m2)83.05.124/0F5沉淀池直径：（4-7-5）把各值代入公式计算结果如下：（m）6沉淀池有效水深：（4-7-6）vth2式中参数意义及取值如下：t-沉淀时间， t=2h把各值代入公式计算结果如下：(m)325.12h7沉淀部分所需总
29、容积：（4-7-7） 4fD420.83.95.1871max1208641qCTVKP四川理工学院毕业设计 丁丁文香20式中参数意义及取值如下：qmax-最大设计流量，m 3/s.C1、C 2-进出水悬浮物浓度，t/m 3. C1 =3300mg/l. C2 =70mg/l.T-两次排泥间隔时间，T=1/24d. -污泥容重， =1 t/m3.K2-污水流量总变化系数， K2 =1.5. P0 -污泥含水率，P 0 =99%. 把各值代入公式计算结果如下：( m3) 8圆锥部分容积：1 锥高： （4-7-8）tgrDh25式中参数意义及取值如下：h5-圆锥的锥高，m. r-锥体下端的半径，r
30、=0.5m.-圆锥的倒角， =55C.把各值代入公式计算结果如下：(m)9.25.02187.5tgh2 圆锥的体积：89.25.02187.5.39.2143251 rDV（m 3） （4-7-9） 48 集泥池设计及计算集泥池是用于收集初沉池和从回流污泥管排入的污泥，其为混凝土结构。1收集的污泥量：（4-7-2）21VQa7.69105. 10864273624/5.106V四川理工学院毕业设计 丁丁文香21式中参数意义及取值如下：-污泥池收集的污泥量，m 3/d. -从初沉池排入的污泥量，m 3/d.aQ1V-从回流污泥管排入的污泥量，m 3/d.2V把各值代入公式计算结果如下：（m 3
31、/d）=200（m 3/d）02.1974.69.7a集泥池经过一定时间后，混合液上层渐清。这时可不比输送到脱水机，而直接排回到集水井。清夜排出管设置如图 4-8 所示：图 4-8第一个排出阀距池面 0.5m；第二个排出阀距池面 0.5m；第三个排出阀距池面 0.5m；第四个排出阀距池面 0.5m。 若脱水机每天开机 T=10 个小时，则集水井的容积为：（4-7-3） TQVa24把各值代入公式计算结果如下：( m3)7.160242集泥池的尺寸池子的长为 6m,宽为 4.5m，高为 4.4（4.5）m。所有的主要构（建）筑物列入下表 4-2 中：表 4-2 主要构（建）筑物一览表序号 名称
32、参数 尺寸（m） 结构四川理工学院毕业设计 丁丁文香221 旋流沉砂池 Q=31.25 m3/h DN=1.83 H=2.8 钢混2 集水井 HRT =7min DN=2 H=2 砖混3 砂水分离亭 15 m2 LBH=533 钢构架4提升泵和加药间20 m2 LBH=544 钢混5 斜流沉淀池 q=4 m3 / m2 .h DN=3.31 H=5.986 钢混6 水解池q=1 m3 / m2 .hHRT=4hLBH=5.65.64.5 钢混7 好氧池Ns=0.3kgBOD5/MLSS.dR=0.5 SVI=120LBH=15.43.083.5 钢混8 竖流沉淀池q=1.5 m3 / m2 .
33、hHRT=2hDN=5.187 H=8.686 钢混9污泥回流泵和风机房12m2 LBH=433 钢混10 集污池 总排泥量（m 3/d） LBH=64.54.4(4.5) 砖混11 污泥脱水间 32.5 m2 LBH=6.554 钢混12 工作室 32 LBH=844 钢混13 清水池 27m3 LBH=333 砖混四川理工学院毕业设计 丁丁文香235 水力计算及泵的选型5.1 砂水分离器的选择每天约有 10 m3/d 的砂粒物，故可根据此量来选择一个砂水分离器如表 5-1 所示：表 5-1型号 处理流量L/s电动机功率/kwL/mm 机体最大宽度 L/mmH/mm H1/mmH2/mmL1
34、/mmL2/mmLSSF-260 12 0.25 3840 1170 1500 1550 2100 3000 10005.2 初沉池前所选的管道混合反应器设计最大设计流量 Qmax=1.5Q=750 m3/d=31.25 m3/h，而管道内的流体平均流速为0.91.2 m/s。管道直径： (5-2-1)max2Dv式中参数意义及取值如下：-管道内的流体平均流速， =1.2 m/s， =0.9 m/s。vmaxminv代入公式计算结果如下：（m）=111(mm)maxaxin31.25/602.149QDv（m）=96(mm)inax.如图 5-1 所示：图 5-1四川理工学院毕业设计 丁丁文香
35、24表 5-2型号 公称直径/mm 管外径/mm 法兰外径/mm 长度/mm 重量/kgJT 100 110 220 570 8.55.3 污水提升泵的选择污水提升的管路输送系统示意图如下图所示：图 5-2以截面 1、 -1 基准水平面，以截面 1、 -1 和 22、 之间里柏努利方程：（5-3-1）1212 fe hPugZWPugZ其中 Z1 =-0.5m Z2 =05m. P1 =0 P2 =0.1MP a g=9.8N/kg =103 kg/m3 u1 =0 (m/s).4.306054max2 DQ（上式中 D-为管道反应器的直径。 ）假设提升泵的排水管径为 100mm，则污水在管道
36、中的流速： （m/s）1.4.3105422maxdu在 C 下， 995.7kg/m3 P a .s35107.855.7.8Re四川理工学院毕业设计 丁丁文香25（注释：污水管道和污泥管道是用铸铁管，其绝对粗糙度为 0.3）查出： =0.027（5-3-2） 221udklhf（注释： -单位重量流体在系统中流动，因克服流动阻力而损失的能量。 ）f式中参数意义及取值如下：-从集水井到初沉池的管道长度， =50m.l lk-工程设计原则，k=1.5.把 , k， 值代入（5-3-2）式计算结果如下：l(J/kg)21.50.0.271.5fh把各值代入（5-3-1）式计算结果如下：2 263
37、.01.5980.982.5eW（J/kg）13e（m） (注释：H e -输送设备对流体所提供的有效压头)26198Hg提升泵的选择： （m 3/d）=31.25(m 3/h)750.5axQHe =12.61(m)表 5-3功率(kw)型号 流量Q/(m3/h)扬程 H/(m)转速 n/(r/min)轴功率 电机功率效率/(%)允许吸上真空高度H1(m)叶轮直径D/(mm)泵重kg80PWF 42 14 1440 3.52 Y1325-45.545.5 5.5 230 115四川理工学院毕业设计 丁丁文香26校核：提升泵的出口直径是 80 mm，则污水在管道中的流速为（m/s）73.14.
38、3086025142 、 dQumax查得：557.、Re 026.、把各值代（5-3-2）式计算结果如下： 04.123.08.126. 、fh把各值代入（5-3-1）式计算结果如下： 8.9510.95985.0 32、PH（P a） P2 =0.1MP a （符17504.8.0142 、P合）以截面 2、 -2 和截面 3、 -3 列柏努利方程：（5-3-3）32322 fhPugZPugZ其中 Z2=0.5m P2 =0.1MP a g=9.8N/kg =103 kg/m3 P3 =0 P au3 =0 (m/s)1.14.3060542max DQ排出管径为 80 mm，则污水在管
39、道中的流速： max2324501.7.834Qud、（m/s）查得， =0.0268 352350.817.10eduR、 、 而 取 20m，按工程设计原则，K 取 1.2。23l、（J/kg）2 23730.68.flhd、 、把各值代入（5-3-3）式计算结果如下：26331.9.8059.12.00Z(m) 而实际 =8.686（m）9.5m，故符合。3Z、5.4 鼓风机的选型四川理工学院毕业设计 丁丁文香27采用直径 215mm 的曝气扩散器时，服务面 A=0.5m2/个，则所需空气扩散器的总数为：（个） 取安装 96 个。3.0815.49.6而每个曝气头的服务半径： （m）0.
40、5431Ar若每一横排安装四个曝气头，即 （注释：.2.()l池子的宽度在服务之内） ，则安装的排数：96/4=24（排） 。第一排距进水端 0.25m，最后一排距出水端 0.2 m，则每一横排之间的间距： 。15.40.65()2L（注释：符合曝气头的服务之内）横排曝气头的布置如 图 5-3图 5-3 所示：若两端的曝气头离池壁各 0.34m，则中间相邻的曝气头相距：每 13.08420.8()em个空气扩散器的配气量为： （m 3/h）=0.0434（m 3/min）250.13.69q、空气管道布置如图 5-4 所示：选择一条从鼓风机开始的最远最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计
41、算节点，统一编号后列表进行空气管道计算。空气干管和支管以及配气竖管的管径，据通过的空气量和相应的流速 图 5-4查表加以确定，计算结果列入表中第 6 项。空气管路的局部阻力损失，根据配件的类型折算成当量长度损失 l0，并计算出管道的计算长度 l+l0（m） ，计算结果列入表中的第8、9 项。空气管道的沿程阻力损失，根据空气管的管径、空气量、计算温度和曝气池水深，查表求得结果列入表中的第 10 项。第 9 项与第 10 项相乘，得压力损失 h1+ h2，结果列入表中第 11 项。标态下去估算：=1.205（kg/ m 3） PaeduR空 气 51.80以 12-11 段号计算为例：u=0.9(
42、m/s)四川理工学院毕业设计 丁丁文香28查表得， =0.03350.32.91078eR每米管长的压强降：（P a/m）22.90.53fPuld同理计算 11-1 段号，其结果列入下表中。表 5-4 空气管路计算表空气流量 压力损失h1+ h2管段编号管段长度L/mm3/h m3/min空气流速 vm/s管径D/mm配件 管段当量长度l0/m管段计算长度l+l0/m9.8Pa/m9./ Pa1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112-11 0.8 2.606 0.0434 0.90 32 湾头一个2 2.8 0.5 1.411-10 0.8 5.212 0.0468 1.80 32
43、 三通一个0.85 1.65 0.98 1.6210-9 0.8 7.818 0.1303 2.70 32 三通一个0.85 1.65 6.31 10.419-8 0.34 10.424 0.1737 3.60 32 三通和异形管各一个0.85+0.61.75 10.74 18.808-7 0.65 10.424 0.1737 1.48 50 湾头 3 3.65 1.16 4.23四川理工学院毕业设计 丁丁文香29一个7-6 0.65 20.824 0.3475 2.95 50 三通一个1 1.65 4.09 6.56-5 0.325 31.272 0.5212 4.43 50 三通和异形管各
44、一个1.0+1.0 2.325 8.75 0.345-4 3.75 62.544 1.0424 3.46 80 三通、湾头各一个5+2.5 11.25 2.98 33.534-3 3.75 62.544 1.0424 3.46 80 湾头一个2.5 6.25 2.9 18.133-2 1.875 125.088 2.036 6.92 80 三通和异形管各一个、阀门1.5+0.5+36.875 11.18 76.862-1 10.0 250.13 4.072 8.85 100 三通一个6.5 16.5 18.4 303.6总计： 495.67将空气管路计算表中 11 项各值累加，得空气管路系统的
45、总压力损失：（P a）=4.86（kP a）.12()495.67845.6h四川理工学院毕业设计 丁丁文香30膜片空气扩散器的压力损失： （P a）=2.744（kP a） ，则总压力损失30.2819.274为 4.86+2.744=7.604（kP a） 。为了安全考虑，设计取值 9.8 kPa。空气扩散器安装在距曝气池池底 0.25 m 处，因此空压机所需压力为：（P a）=36.75（kP a）3(0.25)19.803675P风机的选择：表 5-5型号 Qs / m3. min-1 所需轴功率 La/kw 转速/r.min -1Tsc-80 1.9-5.92 3.12-6.08 720-14505.5 污泥回流泵的选择污泥回流的管路输送系统示意图如下图所示：以截面 1、 -1 基准水平面，以截面1、 -1 和 22、 之间里柏努利方程：221e fuPuPzgWZgh（5-5-1）
