机械絮凝池设计

前言

制浆造纸是我国国民经济的重要产业之一，然而其对于环境造成的污染也日益突出，尤其是对于我国水环境的严重污染，已经成为工业污染防治的重点、热点以及难点。

制浆造纸废水主要有蒸煮废液、中段废水和造纸白水三个部分。制浆与洗、选、漂过程中所排放的废水的总和、包括洗涤水和漂白水系统称为中段废水。中段废水由于造纸的生产工艺、产品的品种不同而使得其污染负荷由很大的差异。一般来说中段废水颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的8%～9%，中段水浓度高于生活污水，BOD和COD的比值在0.20到0.35之间，可生化性较差，有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等，以可溶性COD为主。目前，我国多采用混凝沉淀法和活性污泥法的联合处理工艺。

本次设计主要针对于造纸中段废水的混凝反应和沉淀工艺部分，以达到除去可悬浮固体颗粒的目的。

1.设计任务及原始资料

1.1设计任务

15000m3/天的造纸中段废水混凝反应、沉淀池的设计

1.2 原始资料

一造纸厂中段废水设计流量15000m3/天，SS=800mg/L，去除效率90%，沉淀时间2小时，最小沉速1.8m/h，采取混凝反应沉淀法处理SS，试设计混凝反应、沉淀池设备。

2.处理方案的确定

2.1国内处理方案概况

目前国内对中段废水处理较为成熟的方法有：物理化学法、生物化学法以及物化和生化相结合。

2.1.1物理化学法

吸附法吸附法也是废水处理中常见的方法，瑞典的Skogholl硫酸盐浆厂采用一套酚醛型弱阴离子树脂对六段漂白的c段和E，段废水进行离子交换吸附处理，E段废水处理后色度降低90％，COD，降低80％，BODs降低50％，C段废水经处理后主要含无机氯化物及易生化分解的醇及碳水化物。

气浮法气浮法是使空气在一定压力的作用下溶解于水中，再经过减压释放形成极微小的气泡，使其与处理的中段废水混合，微小气泡黏附于废水中的纤维或细小填料上，而后一起上浮于水面并被去除，达到净化的目的。

混凝法混凝法是废水处理中常用的方法。近几年国内有几十家纸厂采用混凝法处理中段废水，运行结果表明，要达到良好的处理效果，处理过程中必须稳定水质、水量和药剂的质量及投加量，稳定各项操作条件及工艺参数。实践证明，进水水质CODc，越高处理难度越大，效果越差，药品投入量越高。采用单一的混凝法技术要保证出水的COD在400mg／L以下，仅化学药剂的费用就占总费用的50%左右。废水中某些溶解性的污染物，可通过化学氧化还原过程将其转化为容易从水中分离的形态，然后再用常规的处理工艺(如混凝沉淀、吸附等)将其从水中除去，或者将其转化为无害的物质以达到去除COD、BOD的目的。

化学氧化法化学氧化法是利用投加于废水中的化学氧化剂，例如过氧化氢、臭氧、高锰酸钾、和次氯酸钾等，在一定条件下使废水污染物降解或使其化学结

构发生变化，从而去除或降低其对环境污染的过程。一直以来，化学氧化法因为简单、易操作、工艺容易实现而被广泛应用。

2.1.2生物法

活性污泥法活性污泥法是悬浮生长型生物处理法的代表，是以活性污泥(以好氧菌为主体的微生物群体形成的絮状绒粒，含水率99．2％～99．8％，正常生长的颜色为茶褐色)为主体，利用活性污泥中悬浮生长型好氧微生物氧化分解废水中的有机物质的废水生物处理技术。活性污泥法一般BOD负荷可达3～5kgBOD／(m3•d)，其BOD去除率为60％～70％。

生物膜法生物膜法是固着生长型生物处理法的代表，是在废水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体(即填料，微生物在充氧的条件下，在填料表面积聚附着形成生物膜)，吸收分解流过填料的废水中的有机物，使废水得到净化，同时生物膜也因微生物得到增殖而加厚，在生物膜增厚到一定程度后，其表面为好氧状态，内部呈缺氧甚至厌氧状态使生物膜脱落，脱落后的生物膜又不断增厚，周而复始，使废水净化。从处理工艺方面的特征而言，该法对流入水水质、水量的变动具有较强的适应性，这已为多数运行的实际工程所证实，在低温条件下，生物膜法仍能保持较为良好的净化功能，而对于低浓度有机废水，该法也能够取得较好的处理效果，并具有动力费用低、污泥量少、运行管理简单等优点。

2.1.3改进型生物法

Carrousel氧化沟荷兰DHV公司的卡鲁塞尔生物氧化沟是在常规活性污泥法的基础上改进成的新型工艺，采用了完全混合与推流型相结合的延时曝气活性污泥法，其独特的池型与相应的曝气设备布局使之形成了缺氧一厌氧一好氧工艺流程。我国山东银河纸业集团有限公司采用此法处理碱法草浆中段废水，处理后的水质达到了国家二级排放标准。

厌氧污泥床法(UASB) 使废水经密封容器底部，通过厌氧微生物组成的污泥层，将废水中的有机物分解为甲烷和二氧化碳。该法处理未漂白硫酸盐法废水，BOD去除率为86％，COD去除率为39％，去除每克COD可产生沼气60mL。经UASB法处理后废水的污染负荷大大降低，且对于进水CODCr，负荷的抗冲击能力强，进水污染负荷增加到300％，出水CODCr，去除率仍保持65％。

2.1.4物化一生化相结合法

处理中段废水物化一生化相结合法是以生物处理为主，以物理法中的沉淀和化学法中的混凝为辅的处理方法。首先废水经斜网回收纤维后进入集水池，经泵提升至一沉池，除去沙土等密度较大的污染物，一沉池出水进入曝气池，曝气池出水在二沉池进行泥水分离后，沉淀的活性污泥一部分作为接种污泥回流到曝气系统，剩余污泥排入浓缩池，上清液则流人反应沉淀池，经加絮凝剂调节COD浓度，上清液达标排放，沉淀污泥排人浓缩池。

2.2确定方案

单纯的物化法一次性投资成本少但投药量大，运行费用高，污泥量大且BOD5去除率低。生化法虽然运行费用低污泥少，但由于中段水负荷重、流量大、处理时间长、所需要的建筑物占地大投资大且处理的水色深。物化＋生化法能够吸收两者之优点，通过合理地配置，能够保持稳定的经济运行。生化处理单元采用序批式活性污泥法（SBR），只需要使用一个反应池就能够完成全部反应、沉淀工序，省去了连续工艺中的二沉池和污泥回流设施，使得处理构筑无大大简化。从而节省占地，降低基建投资。

2.3工艺流程

废水通过格栅截除水中的废纸屑、塑料纸及大颗粒杂物进入集水调节池，调节水量、均匀水质，调节池底部设穿孔管曝气，防止悬浮物沉积。调节池出水用泵提升，经过斜网分离可回用的纤维后进入反应池，与混凝剂进行混合反应，反应完毕后废水进入沉淀池，进行泥水分离。上清液进入配水池进行N、P投配，而后进入SBR池，通过微生物的新陈代谢作用，废水中主要有机物得到去除沉降分离后清水外排。斜板沉淀池和SBR池中污泥进入污泥浓缩池，浓缩污泥经压滤机脱水后外运，压滤液回流到调节池。

2.4混凝工艺说明

化学混凝所处理的对象，主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。大颗的悬浮物由于受重力的作用而下沉，可以用沉淀等方法除去。但是，微小粒径的悬浮物和胶体，能在水中长期保持分散悬浮状态，即使静置数十小时以上，也不会自然沉降。这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有“稳定性”。化学混凝的机理至今仍未完全清楚。因为它涉及的因素很多，如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH值、碱度，以及混凝剂的性质和混凝条件等。但归结起来，可以认为主要是三方面的作用：

压缩双电层作用水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态，主要是由于胶粒的∫电位。如能消除或降低胶粒的∫电位，就有可能使微粒碰撞聚结，失去稳定性。在水中投加电解质——混凝剂可达此目的。例如天然水中带负电荷的粘土胶粒，在投入铁盐或铝盐等混凝剂后，混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层。因为胶核表面的总电位不变，增加扩散层及吸附层中的正离子浓度，就使扩散层减薄，∫电位降低。当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时，∫电位为零，称为等电状态。在等电状态下，胶粒间静电斥力消失，胶粒最易发生聚结。实际上，∫电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的∫电位称为临界电位。胶粒因电位降低或消除以致失去稳定性的过程，称为胶粒脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。

吸附架桥作用三价铝盐或铁盐以及其他高分子棍凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大．当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，称为絮凝。 网捕作用三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。

通常把通过双电层作用而使胶体颗粒相互凝结过程的凝聚和通过高分子聚合物的吸附架桥作用而使胶体颗粒相互粘结过程的絮凝，总称为混凝。因此向废水中投加药剂，进行水和药剂的混合，从而使水中的胶体物质产生凝聚和絮凝这一综合过程成为混凝过程。混凝过程使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使废水得到净化。

3.主要设备及构筑物

主要设计的是混凝反应池与沉淀池。混凝工艺包括混合和絮凝反应两个阶段。混凝设备包括混凝剂的配制和投加设备、混合设备和絮凝设备。

3.1混合阶段

3.1.1混凝剂的选择

由于高分子絮凝剂具有良好的絮凝效果、脱色能力和操作简单等优点，一般优先

考虑使用高分子絮凝剂。高分子絮凝剂可分为合成无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂三类。

无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂的品种在我国已经逐步形成系列。阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铁(PFP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)等。阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS)。无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFc)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合硅酸铝铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。因为纸浆带负电荷，一般选择阳离子型的高分子絮凝剂，同时起中和电荷和絮凝架桥的双重作用，沉淀效果好。目前常用聚合氯化铝(PAC)作絮凝剂以除去纸浆中的悬浮物和胶体粒子。其优点是可以同时除浊和除色，而且用量仅为硫酸铝的1／4～1／2，水温降低时絮凝作用变化不大。其缺点是容易生成细小矾花，较难进行固液分离，纸浆回收效率较低。据研究报道，铝盐絮凝剂有一定的毒性，水中铝含量高于0．5mg／L即可使鲑鱼死亡，对植物和微生物也有毒副作用，对人易引起老年性痴呆病等

有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比，有机高分子具有用量少、絮凝速度快、受共存盐和pH值及温度影响小、生成污泥量少且易于处理等优点，因而具有广阔的应用前景。在合成的有机高分子絮凝剂中，聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多。它有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。高相对分子质量(106以上)的聚丙烯酰胺(PAM)属阴离子型絮凝剂，絮凝作用强而无毒，对悬浮于水中的细小粒子产生非离子吸附，使粒子之间产生交联。利用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机高分子絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)配合处理废纸再生废水，cOD去除率达75％以上，透光率达92％～99％。

天然高分子絮凝剂天然高分子絮凝剂可分为碳水化合物、黄原酸酯类、壳聚糖类和甲壳素类等。淀粉一丙烯酰胺共聚物为母体而制备的阳离子絮凝剂，成本价格低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，用量也低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚丙烯酰胺(PAM)，而且提高了生物降解性。用其进行污水处理和污泥脱水，效能明显优于国产的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和非离子型聚丙烯酰胺(PAM)。

本设计最佳絮凝剂的选择应依据实验所获得的效果来决定，实验的基本絮凝剂有无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机高分子絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。通过絮凝剂组合的比例以及浓度的改变，来确定本设计中废水的絮凝剂、其使用的量、搅拌时间以及pH。

3.1.2混凝剂的配制以及投加设备

配制设备一体化加药设备与投加量自动控制综合集中了溶配、加药功能。一般主要由供水系统、干粉投加系统、溶解熟化系统、控制系统、液体投加系统及二次稀释投加系统构成，结构紧凑，安装维护简便。适用于中小型水厂、污水处理设施投加混凝剂、漂白粉及其他药剂溶液。典型设备有DT系列、RYZ型、SAM型、LMI型、JY一12型、GTF型、PolyRex聚合物投加装置等。

本次设计采用一体化加药设备，该加药装置的药剂容器由高密度材料制成，有较强的耐腐蚀性；可装配各种计量泵以及电动搅拌器，并有标准化支撑托架。 投药设备

若泵房距离处理厂较近则采用泵前投加的方式，反之则采用高位溶液重力投加的方式。重力投加方式如图3。

3.1.3混合与搅拌设备

投入的药剂在水中发生水解反应并产生异电荷胶体，与水中胶体和悬浮物接触，形成细小的矾花，这一过程即是混合，混合设备是完成凝聚过程的重要的设备。根据不同废水水质特性，应当满足以下需要：

混合设施应使药剂投加后水流产生剧烈紊动，保证药剂能够迅速均匀扩散到整个水体中。

混合时间不应当过长，混合时间一般为10～60s。

混合设施与后续处理构筑物的距离越近越好，尽可能采用直接连接方式；混合设施与后续处理构筑物连接管道的流速可采用0.8～1.0m/s。

3.1.3.1混合与搅拌设备的选择

混合的动力来源有水力和机械搅拌，因此混合设备也分为两类，采用机械搅拌的有机械混合搅拌槽和水泵混合槽等；利用水力混合的又管道式、穿孔板式、涡流混合槽等。

水泵混合当泵站与絮凝反应设备距离较近时，将药剂加于水泵的吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮的高速转动达到快速剧烈混合的目的，不需另建混合设备。其优点是混凝效果好、设备简单、节省投资、动力消耗少；缺点是管道安装复杂，需在水泵内侧、吸人管和排出管内衬以耐酸、耐腐材料，同时应防止大量的气体进入水泵。当泵房远离处理构筑物时不宜采用，因已形成的絮体在管道出口一经破碎难于重新聚结，不利于以后的絮凝。

隔板混合隔板混合可分为分流隔板式混合、多孔隔板式混合、平流式隔板混合、回转式隔板混合等。在流量稳定的情况下，隔板混合的效果比较好；但流量变化较大时，混合效果不稳定，故目前使用较少。

机械混合机械混合主要采用各种混合搅拌机，按照搅拌器的形式可分为平桨式、螺旋推进式、涡轮式、框架式等；按照搅拌器的安装形式分为移动式和固定式两种。混合槽可采用圆形钢制结构或方形钢筋混凝土水池，搅拌器转动圆周速度1．5m／s以上，搅拌速度可调；停留时间约10～15s。机械混合适用于一级泵站离水厂较远的场合，混凝效果好且不受水量变化的影响；但要有一套机电设备，多耗电能，并增加了维修和管理的工作量。

由于该造纸厂的流量较大，且变化的幅度也也较大，选用机械混合式。

3.1.3.2 机械混合器的选型与计算

采用方形混合池，混合时间采用30s，根据以上设计计算公式可得出： 混合池有效容积为：V=(15000×30)/(24×3600)=5.2m^3

采用混合池直径为1.5m，则混合池水深为H=5.2/〖1.5〗^2 =2.3m 超高为0.5m,混合池总高为2.8m

混合池壁设置4块固定挡板，采用两叶的平桨板搅拌器，每一块挡板的宽度为0.15m，其上、下缘离静止液面和池底都为0.4m，挡板长为2.0m,由于H：D >1.3，

因此搅拌器设置两层。

搅拌器直径D0=0.67D=1.0 m,搅拌器距离池底高度为0.5m

搅拌器叶数为2，搅拌器宽度为0.2m

搅拌器外缘速度采用3m/s,搅拌机转速：n_0=(60×3)/π=57.2r/min

搅拌器的轴功率为：N_2=(2×0.2×〖0.5〗^4×2×0.5×1000×6^3)/(408×

9.81)=1.35kW

需要的轴功率为：N_1=(5.2×〖477〗^2×1.14×〖10〗^(-3))/1000=1.35kW 传动机械效率取0.85，电动机功率为1.59kW

3.2 絮凝反应阶段

混合完成后，水中已经产生细小絮体，但是尚未达到自然沉降的粒度。絮凝反应设备的任务就是增加颗粒接触碰撞的机会，使得细小絮凝体逐渐形成大的絮凝体而便于沉淀。

为了达到较为满意的絮凝效果，絮凝过程要求：一是颗粒具有充分的絮凝能力；二是具备保证颗粒获得适当的碰撞接触又不致破碎的水力条件；三是具备足够的絮凝反应时间；四是颗粒浓度增加，接触效果增加，即接触碰撞机会增多。

3.2.1絮凝池的选择

絮凝池根据其搅拌方式可以分为机械搅拌反应池和水力搅拌反应池两大类。机械搅拌由池内装置的各种机械设备来完成；而水力搅拌反应池则是由水流的絮动作用进行搅拌。

由于本次设计水量较小，且水量变化较大，同时没有进行絮凝实验，因此选择机械絮凝池，可以适应各种水质水量的需求。国内常使用的是桨板式机械絮凝池，以垂直轴为主。

3.2.2 设计参数和要点

絮凝时间为15—20min。机械絮凝池的深度一般为3～4m。

絮凝池一般不少于2组。池内一般设3—4档搅拌机，每档可用隔墙或穿孔墙分隔，以免短流。

搅拌机桨板中心处线速度从第一档的0.5m／s逐渐减小到末档的0.2m／s。 每台搅拌器上桨板总面积宜为絮凝池水流截面积的10％-20％，不宜超过25％，以免池水随桨板同步旋转，减弱絮凝效果。

桨板长度不大于叶轮直径75％，桨板宽度与长度之比b／L=1／10-1／15，桨板宽度一般采用0．1-0．3m。

垂直轴式搅拌器的上桨板顶端应设于反应池水面下0．3m处，下桨板底端设于距池底0．3～0．5m处，桨板外缘与池侧壁间距不大于0．25m。

所有搅拌轴及叶轮等机械设备应采取防腐措施。轴承与轴架宜设于池外，以免进入泥沙，致使轴承严重磨损和轴杆折断。

3.2.3絮凝池的设计与计算

反应池容积V

V=Qt/60 =(15000×20)/(60×24)=208.3m^3 Q——设计处理水量，m3/h； t——反应时间,通常20～30min。

反应池串联格数及尺寸

反应池采用两排，3格串联，设置6台搅拌机。每格有效尺寸为：

B=3.0m, L=3.0m, H=4.0m

V=6B•L•H=3×3.0×3.0×4.0 =216m3

反应池超高取0.3m。池子总高度为4.3m。

叶轮直径及桨板尺寸

叶轮外缘距池子内壁距离取0.25m，叶轮直径为：

D=3.0-0.25×2=2.5m

桨板叶片宽度采用0.15m，桨板长度采用1.5m

每根轴上桨板数8块，内外侧各4块。

旋转桨板面积与絮凝池过水断面面积之比为：

(8×0.15×1.8)/(4.0×3.0)=15.0%

池子周围设置4块固定挡板。固定挡板的宽为0.15m，高为1.8m，四块挡板的面积与絮凝池过水断面面积之比为：

(4×0.15×1.8)/(4.0×3.0)=9.0%

桨板总面积占过水断面面积之比不大于25 ，符合要求。

叶轮中心点旋转半径为：

R=(1250-550)/2+550=900mm

每台搅拌机桨板中心点旋转线速度取：

第一格：v1=0.5m/s 第二格：v2=0.35m/s 第三格：v3=0.5m/s

每台搅拌机每分钟的转速为：

第一格：n_1=(60v_1)/2πR=(60×0.5)/(2π×0.9)=5.31r/min

第二格：n_2=(60v_2)/2πR=(60×0.35)/(2π×0.9)=3.92r/min

第三格：n_3=(60v_3)/2πR=(60×0.2)/(2π×0.9)=2.13r/min

隔墙过水孔面积。隔墙过水孔面积按照下一档桨板外缘线速度计算，则搅拌机外缘线速度分别为：

第二格：v_2^'=1.25w_2=1.25×0.389=0.486m/s

第三格：v_3^'=1.25w_3=1.25×0.222=0.278m/s

每条生产线设计流量为Q=15000m3/d=0.174m3/s

第一、第二格絮凝池间隔墙过水孔面积为0.174/0.486=0.358m2

第二、第三格絮凝池间隔墙过水孔面积为0.174/0.278=0.626m2

搅拌机功率计算。设桨板相对水流的线速度为桨板旋转线速度的0.75倍，则相对于水流的叶轮转速为：

ω_1^'=(0.75v_1)/r_0 =(0.75×0.5)/0.9=0.416rad/s

ω_2^'=(0.75v_2)/r_0 =(0.75×0.35)/0.9=0.291rad/s

ω_3^'=(0.75v_3)/r_0 =(0.75×0.2)/0.9=0.166rad/s

取阻力系数CD=1.1，第一格絮凝池搅拌机所耗功率为：

P_1=∑_1^4▒〖(C_D ρ)/8 Lω_1^'3 (r_(i+b)^4-r_i^4 ) 〗=135.34W

第二格絮凝池搅拌机所耗功率为：

P_2=P_1/(ω_1^'3 )×ω_2^'3=135.34/〖0.416〗^3 ×〖0.291〗^3=46.23W 第三格絮凝池搅拌机所耗功率为：

P_3=P_2/(ω_1^'3 )×ω_3^'3=135.34/〖0.291〗^3 ×〖0.166〗^3=8.54W 三台搅拌机合用一台电动机时，电动机所耗的功率总和为：

∑▒P=135.34+46.23+8.54=190.11W

电动机总机械效率取 1=0.75，传动效率取 2=0.70，电动机功率为： P=190.11/(1000×0.75×0.7)=0.362kW

絮凝池速度梯度G值核算（按水温15℃计， =1.14×10-3Pa s）

第一格：G_1=√(P_1/μV)=√((135.34×3)/(1.14×〖10〗^(-3)×216))=40.51s^(-1)

第二格：G_2=√(P_2/μV)=√((46.23×3)/(1.14×〖10〗^(-3)×216))=23.68s^(-1) 第三格：G_3=√(P_3/μV)=√((8.54×3)/(1.14×〖10〗^(-3)×216))=10.18s^(-1) 平均速度梯度：G=√((∑▒P)/μV)=√(190.11/(1.14×〖10〗^(-3)×216))=27.72s^(-1) Gt=27.72×20×60=33266，在104～105范围内。

经过验算，速度梯度与平均速度梯度均较适合。

3.3 沉淀阶段

沉淀是分离悬浮固体的一种常用处理构筑物，利用水中悬浮颗粒可沉淀性能，在重力场作用下下沉，以达到固液分离的一种过程。按池内水流方向的不同，沉淀池分为平流式、辐流式、竖流式、斜板式。3.3.1沉淀池的选择

本次设计已经规定了沉淀时间2小时，最小沉速1.8m/h，去除效率达百分之九十，并且流量不大，平流式沉淀池适用于小、中型污水处理厂，因此据题目要求选用平流式沉淀池。

但通过查阅资料，可得出造纸废水实际处理的工程应用常使用辐流式沉淀池。本来想使用周进周出式，但是资料过少，难以计算，因此最终选用中心进水周边出水式辐流沉淀池。

辐流式沉淀池池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20～100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。

3.3.2设计参数和要点

水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6～12，水池直径不宣大于50m。

宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r／h，刮泥板的外缘线速度不宣大于3m／min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。 缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。

坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。

3.3.3沉淀池的设计与计算

沉淀池的表面积A1和池径D。

取表面负荷q0=1.5 m3/(m2∙h)

A_1=Q/q_0 =15000/(1×1.5×24)=416.7m^3

沉淀池直径为

D=√(4A1/π)=√((4×416.7)/π)=24.0m

沉淀池有效水深h2，取沉淀时间t＝2h，

h_2=q_0 t=2×1.5=3.0m

径深比为D/h2=24/3介于6-12之间，符合要求。

设经处理后，设原SS为800mg/L,污泥含水率为97.5％，处理效率设为60％，平均每天的污泥量为：

W=(Q(c_0-c_2)×100)/(γ(100-P))=(15000×800×0.9×100)/(1000×(100-97)×1000)=360m^3/d

污泥在斗内贮存时间取t=6h。因此贮泥斗中的泥量为90m3。

沉淀池部分有效容积:

V=(πD^2)/4∙h_2=(3.14×〖24〗^2)/4×4=1963m^3

坡底落差h4:

取池底坡度i=0.08

污泥斗高度h5：

污泥斗容积

池底可贮存污泥体积

沉淀池总可贮存污泥体积为

符合要求

沉淀池总高度

沉淀池周边处的高度为

3.3.4沉淀池进出水系统的计算

沉淀池设计流量：、

进水管设计流量：0.174×(1+R)=0.174×2=0.348m3/s

管径D1=600mm，v1=1.23m/s，

进水竖井

进水井径采用1.5m，出水口尺寸0.45×0.6m2，共6个沿井壁均匀分布,出水口流速为：

紊流筒筒中流速:

紊流筒过流面积:

紊流筒直径:

环形集水槽内流量：

环形集水槽设计：

采用双侧集水环形集水槽计算。

槽宽：

其中k为安全系数取1.5，槽宽取整得0.8m，槽中流速v=0.5m/s。

槽内终点水深：

槽内起点水深：

所以设计取环形槽内水深为0.6m，

集水槽总高度为0.6+0.4（超高）=1.0m，采用90°三角堰。

出水溢流堰的设计，采用出水三角堰（90°）

堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）

H1=0.04m（H2O）

每个三角堰的流量q1

三角堰个数n1

三角堰中心距

4.总结

通过这次的课程设计我得到了不少收获。在设计刚开始时，我做了很多的准备工作，借了很多的资料，但都是很简略，没有详细的介绍，这让我觉得这次的设计非常的难。但是当真正开始的时候才发现所有的问题都能够解决。仅仅收集资料我就花了两天，最后又把所收集的资料进行了汇总，很多资料内容都是一样的有用的不多，再加上老师给的原始资料太少，使得进度很慢。

前几天都浪费了，到后几天没办法只能硬着头皮做，不懂的就问老师、同学，或者去网上查资料，一开始对于混凝反应池一头雾水，查了很久才发现，混凝反应池也可以叫做混凝池，这终于使我豁然开朗了。接着就是设备的选型遇到了很多的麻烦和困难，类型很多但都没有图，老师给的资料模糊对选型限制的很少，最后就都选了既经济有实用的普通类型。所有的工作都准备的差不多就开始写设计说明书了，经过反复的修改和完善终于把这个课程设计给完成了。

我很要感谢我的同学们，是他们经常跟我交流，使我得到很多的启发和动力，才有信心完成它！谢谢你们！通过这个的课程设计让我认识到自己的专业知识学的很不扎实，今后要努力才行！也让我认识到成功一定有方法！这次的经验和收获一定会给下次的课程设计做一个很好的铺垫！

5.致谢

本设计是在曾经老师的悉心指导下完成的。曾老师提供得很多宝贵意见让设计得以顺利完成，谨向曾老师致以最诚挚的感谢！

在此期间，我们组的很多队友都给了我莫大的帮助，特别是我的室友们，我谨向所有为本设计的完成给予关心、帮助和支持的各位老师﹑同学表示衷心感谢！

6.参考文献

[1] 高廷耀，顾国维，周琪. 水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2] 尹士君，李亚峰. 水处理构筑物设计与计算[M].北京：化学工业出版社.2007.

[3] 张玉先，邓慧萍，张硕. 现代给水处理构筑物与工艺系统设计计算

[M].北京：化学工业出版社.2010.

[4] 范瑾初，金兆丰.水质工程[M].北京：中国建筑工业出版社.2009.

[5] 陈家庆. 环保设备原理与设计[M].北京：中国石化出版社.2008.

[6] 万金泉，马邕文. 造纸工业废水处理技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社.2008.

[7] 成官文. 水污染控制工程[M].北京：化学工业出版社.2009.

[8] 周迟骏. 环境工程设备设计手册[M].北京：化学工业出版社.2009.