环保设备设计与应用(精华版)

11.某城市污水处理厂最大设计流量smQ/2.03max，悬浮物浓度LmgSS/200，根据静置沉淀结果，若要求悬浮物去除率为65%，其相应的沉淀时间为ht10，最小沉速hmu/8.10，试设计一平流式沉淀池。解：(1)各设计参数的确定为了使设计参数留有余地，对表面负荷及沉淀时间分别考虑1.5及1.75系数设计表面负荷：)/(2.15.18.15.15.12300hmmuqq设设计沉淀时间：htt75.1175.175.10设(2)沉淀区各部分尺寸的确定○1沉淀区的总表面积：2max6002.136002.03600mqQA设○2沉淀池的有效水深：mAtQh1.260075.136002.0max2设○3沉淀池的池长：采用四座沉淀池，每个池的表面积21150mA，池宽根据刮泥机的规格，取mb6，则池长L为mbAL2561501○4沉淀池的长宽比：416.46:25(符合要求)(3)污泥区尺寸的确定○1每日产生的污泥量：3021max88.74)97100(10001000100)35.0200200(2436002.0)100(100)(24mrCCQW○2每个池中的污泥量：3172.184/88.74mW○3污泥斗的容积：)(31212141ffffhV○4式中的污泥斗高度4h取m8.2，则3136)16.03616.036(8.231mV72.1800.36，一个贮泥斗能够容纳二日内的沉泥量。(4)每个沉淀池的结构尺寸○1沉淀池的总高度：4321hhhhH式中的沉淀保护高度1h取m3.0，沉淀池的缓冲层高度3h由于采用机械刮泥设备，其上缘高出括板m3.0，整个高度取m6.0。带入各值：mH8.58.26.01.23.0○2沉淀池的总长度：进口处挡板距进口m5.0，出口处挡板与出口距离为m3.0，沉淀池总长度为2mL8.25253.05.02.一城市小区，设计人口100000N人，污水厂最大设计流量smQ/2.03max，无污水沉淀试验数据，试设计竖流式初次沉淀池。解：由于没有污水试验资料，故按规范规定的数据进行设计计算。主要设计参数为：污水上升流速smmv/7.0，沉淀时间ht5.1。(1)沉淀池各部分尺寸的确定○1沉淀区的高度：mvth8.378.336005.1107.0360032○2沉淀区的有效断面面积：2max27.2850007.02.0mvQf○3中心管有效过水断面面积：20max10.21.02.0mvQf因设有反射板，流速smv/1.00○4沉淀池总面积：22212887.2877.2850.2mmffA决定采用4座沉淀池，每座沉淀池的表面积为217242884mAA○5中心管的管径：mfd8.0798.014.3424441○6沉淀池的直径：mAD1057.914.372441验算：363.28.310/2hD符合要求(2)喇叭口及反射板尺寸的确定：中心管直径为：m8.0喇叭口直径为：md08.18.035.11反射板直径为：md4.108.13.12中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高为：mdvqh5.049.008.114.303.04/2.011max31v取sm/03.0。(3)污泥量、污泥斗的计算污泥量的计算与平流式相同，故略。贮泥斗的倾角按45º考虑，则贮泥斗的高度mh8.45。保护高度及缓冲层均取m3.0，则沉淀池总高度为mhhhhhH7.98.43.05.08.33.0543213(4)沉淀池出流部分的设计计算○1出流堰：出流堰采用水平薄壁堰，出流槽设于池外，堰沿池内壁设置，故堰长为：mDL4.311014.3每池各由20块钢堰板拼接，每块堰板长为mL57.120/4.311单位堰长流量q为：)/(59.1)/(00159.04.31/05.0/3smLsmmLQq接近于)/(5.1smL，符合要求。因为水平堰2/3086.1hq所以mqh009.010986.100159.086.1033232即堰上水头mm9，取cm1。○2出流槽：出流槽中设一出水总管(图见课本194P页5-15)，故出流槽分为二半，均匀接纳经堰口流来的澄清水。槽为平底，槽中水流为非均匀流。设池壁厚为m2.0，槽宽b为m5.0，则槽的起端水深(A点)为mbgQhk22.013.073.15.08.9)05.05.1(73.1)5.1(73.1322322取槽起端处(A点)水深为m22.0，为使澄清水经堰后有自由跌落，取槽深为m4.0，外墙另加保护高度m4.0，出流槽尺寸见课本194P页5-16。3.某纺织印染厂采用混凝气浮法处理有机染色废水。废水量dmQ/18003，混凝后水中悬浮固体浓度LmgSS/700，水温40℃，采用处理后部分回流加压溶气气浮流程。经气浮试验取得如下设计参数：气固比02.0/SAa；溶气压力PaP5102.3)(表压；水温40℃时大气压下空气在水中的饱和溶解度LmgCa/5.18；溶气罐内停留时间min301T；气浮池内接触时间min52t；浮选分离时间min30；浮选池上升流速smmvs/5.1。试设计加压溶气气溶设备。解：(1)确定溶气水量RQ溶气效率f取6.0，dmPfCQSSAQaaaR/896)12.46.0(5.18/180070002.0)1(//3取回流水量dmQR/9003，即QQR5.0(2)气浮池设计4○1接触区容积：338.960245)9001800(60245)(mQQVRc○2分离区容积：325.56602430)9001800(602430)(mQQVRs○3气浮池有效水深：mtVHs7.230600015.0○4分离区面积sA和长度2L：283.20/mHVAss取池宽mB4，则分离区长度mL2.54/83.202○5接触区面积cA和长度1L：mBALmHVAccc88.04/5.3/6.37.2/38.9/12○6浮选池进水管：200gD，smv/9947.0○7浮选池出水管：150gD的穿孔管，小孔流速取smv/11○8小孔面积S：21031.013600242700360024/)(mvQQSR取小孔直径mmD151，则孔数为178)015.0(14.3031.044221DSn孔口向下，与水平呈45º夹角，分二排交错排列。○9浮渣槽宽度3L：取m8.0，浮渣槽深度h：取m1，槽底坡降5.0i，坡向排泥管，排泥管采用200gD两根。(3)溶气罐设计；(4)加压泵选型；(5)空压机选型(详见课本207P页)4.某小型纺织厂，用生物转盘法处理废水，废水量dmQ/1003，BOD5浓度LmgLa/200，根据小试实测，生物转盘水量负荷)/(20.010.023dmmNW，有机负荷)/(022.02dmkgBODNF，要求BOD5去除效率达80%，试对生物转盘进行设计。解：(1)计算转盘总面积以水量负荷求转盘总面积，然后用有机负荷进行校核：210001.0100mNQFW总校核：要求每天去除BOD的量为dkgLLQea/202.0100)(为了安全，令0eL。dkgNFF/2222.01000总5设计的每天BOD去除量要求每天BOD的去除量，因此满足要求。(2)盘片几何尺寸与材料○1设盘片直径mD6.2，则每片盘片面积f：2226.1026.2424mDf○2盘片材料选用聚氯乙烯硬板，盘片厚度mma2，盘片间净距b取mm20。○3轴中心到氧化槽液面距离r，应根据结构要求保证转盘轴在液面以上，一般按1.006.0/Dr选取，本设计取06.0/Dr，则mDr156.06.206.006.0○4盘片数m：3.946.10/1000/fFm总片取100m片，采用一轴二级，每级50片，二级共100片。(3)氧化槽的有效长度L：mmKbbamL26162.120)202(100)((4)氧化槽容积V：LDV2)2)(335.0294.0(—取mm20，则32108.6616.2)02.026.2(335.0mV氧化槽有效容积V：3264.5)002.0100)(02.026.2(335.0mLV(5)废水在氧化槽内停留时间hQVt35.124/10064.5(6)转盘的转速0n：min/06.210064.59.06.237.69.037.60rQVDn外圆线速度min/87.166.206.20mDnv简答题1.什么是环保产业、环保工业、环保设备？其内涵有何关联？环保产业：指以防治污染。改善生态环境，保护自然资源为目的所进行的技术开发、产品生产、商品流通、资源利用、信息服务、工程承包等各项事业的总称。环保工业：是指从事环境保护工业产品的科研、设计、研制、生产和销售的完整体系。环保设备：用于防治环境污染、改善环境质量而由工业生产部门或建筑安装部门制造和建造出来的机械产品、构筑物及其系统。关联：环保设备从属于环保工业体系，是环保工业体系的主要组成部分之一；环保工业则作为环保产业重要内容及组成部分之一。2.环保设备如何分类？(一)按设备的功能分类：水污染控制设备、大气污染控制及除尘设备、固体废弃物处理设备、噪声控制设备、环境监测及分析设备、采暖通风设备、热交换设备。(二)按设备的构成分类：单体设备、成套设备、生产线。(三)按设备的性质分类：机械设备、仪器设备、构筑物。3.格栅的相关知识：(1)格栅：是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在进水渠道上，或泵站集水池的进口处，用以拦截污水中大块的呈悬浮或漂浮状态的污物；(2)根据格栅上所截留的污物的清除方法，有人工清除和机械清除两类；6(3)格栅除污机传动系统有电力传动、液压传动及水力传动三种；类型适用范围优点缺点链条式格栅除污机深度不大的中小型格栅，主要清除生活污水中纤维带状物等杂物(1)构造简单(2)占地面积小(1)杂物进入链条或链轮之间，容易卡住(2)套筒滚子链造价高，耐腐蚀性差移动式伸缩臂格栅除污机中等深度的宽大格栅；现有类型耙斗，适用于污水排污(1)不清污时设备全部在水面上，维护检修时方便；(2)可不停水检修；(3)钢丝绳在水面运行寿命长(1)需3套电动机、减速器、构造较复杂(2)移动式齿耙与格栅之间间隙的对位较困难(4)污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除格栅栅条间隙以25-40mm为宜；机械清除的以10-25mm；最大间隙为40mm。(5)大型污水处理厂应设置粗细两道格栅；如泵前的格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅；(6)工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，正面过道宽度按清栅方式确定：人工清栅时，不应小于1.2m；机械清栅时不应小于1.5m；(7)对于人工清除污物的格栅，运行管理人员的主要任务是：及时清除截留在格栅上的污物，防止栅条间隙堵塞；对于机械格栅，则是保证机械除污机的正确运转；(8)机械格栅通常采用间隙式的清除装置，其运行方式可用定时装置控制操作，亦可根据格栅前后渠道的水位差的随动装置控制操作，有时也采用上述两种方法相结合的运行方式。4.沉淀池相关知识：(1)沉淀池的结构按功能可分流入区、流出区、沉淀区、污泥区和缓冲层五部分。流入区和流出区的任务是使水流均匀地流过沉淀区；沉淀区即工作区，是可沉颗粒与水分离的区域；污泥区时污泥贮放、浓缩和排出的区域；而缓冲层