斜板沉淀池设计

1、环保设备课程作业作业 1:斜板沉淀池设计计算采用异向流斜板沉淀池1. 设计所采用的数据1由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取2斜板有效系数n取 0.8 ,n=0.60.83斜板水平倾角0=604斜板斜长 L=1.2m5斜板净板距 P=0.05m P 一般取 50150mm6颗粒沉降速度 =0.4mm/s=0.0004m/s2.沉淀池面积q=3.0mm/s式中 Q进水流量，m3/dq -容积负荷， mm/s3. 斜板面积n需要斜板实际总面积为-4. 斜板高度5.沉淀池长宽设斜板间隔数为 N=130 个则斜板部分长度为斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离离 13=0.

2、8m，则池长 L=7.5+0.1+0.8=8.4mI2=0.1m, 斜板底部右边距池边距池宽 B=-校核:，符合3故沉淀池长为 8.4m，宽为 9.2m，从宽边进水。6.污泥体积计算排泥周期 T=1dQ CC224 100 T 20000 200 -20 10 100Y(100 p。p -1(100 96 )污泥斗计算设计 4 个污泥斗，污泥斗倾斜角度为 67 ，污泥斗下底面长 a=0.4m,上底面长 b=2.1m。V=90m,符合要求。2 27.沉淀池总高度H =h h2h3h4h5=0.3 1.0 1.0 1.0 2.0 = 5.3m式中 h1保护高度（m),般采用 0.3-0.5m ,

3、本设计取 0.3m;h2清水区高度 (,一般采用 0.5-1.0m，本设计取 1.0m;h3斜管区咼度 （；h4配水区咼度 (,一般取 0.5-1.0m ,本设计取 1.0m;h5排泥槽高度 (m)。8.进出水系统8.1.沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积:式中 v-孔口速度（m/s）, 般取值不大于 0.15-0.20m/s。本设计取 0.18m/s。沉泥区以上部位。8.2.沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积:设每个孔口的直径为 4cm,则孔口的个数:= 90m3每个孔口的尺寸定为 15cmx 8cm,则孔口数-个。进水孔位置

4、应在斜管以下、24式中 F 每个孔口的面积(m2)设沿池长方向布置 8 条穿孔集水槽，右边为 1 条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：0 23L-9.2/8-1.1m。每条集水槽长 L=8 m 每条集水量为：q0.014m3/s ,2x8考虑池子的超载系数为 20%故槽中流量为:3q =1.2q =1.2 0.014 =0.017m / s槽宽：b=0.9 q0.4=0.9X0.01704=0.9X0.2 0=0.18m起点槽 中水深 H1=0.75b=0.75X0.18=0.14m ,终点槽中水深 H2=1.25b=1.25X0.18=0.23m为了便于施工，槽中水深统一按H2=0

5、.25m 计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.05m，跌落高度取 0.07m，槽的超高取 0.15m。则集水槽总高度：H =H20.05 0.070.15 =0.25 0.05 0.070.15 = 0.52m集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm 每侧孔数为 50 个，孔间距为 15cm。8 条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按 0.23m3/s ,假定集水渠起端的水流截面为正 方形，则出水渠宽度为b=0.9Q0.4=0.9 0.230.4=0.50 m,起端水深 0.52m，考虑到集水槽水 流进入集水渠时应自由跌落高度取0.05m,即集水槽应高于集水渠起端水面0.05 ,同时考虑到

6、集水槽顶相平，则集水渠总高度为：H=0.05+0.5+0.52=1.07m9.沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置于污泥斗底端，沿与水流垂直方向共设4根，双侧排泥至集泥渠。孔眼采用等距布置，穿孔管长8m 首末端集泥比为 0.5，查得 k ,=0.72。取孔径 d=25mm 孔口面积f=0.00049m2,取孔距s=0.4m，孔眼个数为：l8m 11=19s0.4孔眼总面积为：w0=19 0.00049 = 0.0093穿孔管断面积为:W0Zw=kw0.00930.72=0.0129 m0.380.001256=303F5穿孔管直径为：D=取直径为 150mm 孔眼向下,4

7、0.0129=0.128m与中垂线成45；角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。6期日征第号编莊共池淀沉板斜x/ KMH2量水井矿理处燕李4S408OAW &0O程工境环香秋范院学绘测与境环学大业矿师老导指号学级班名姓5008400?1504545区水布区板斜区水清0004002185071 设计参数(1)污泥参数 设计温度 T=25C容积负荷 NV=8.5kgCOD/(m3.d)污泥为颗粒状 污泥产率 0.1kgMLSS/kgCOD产气率 0.5m3/kgCOD3 3 3(2)设计水量 Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.0116m3/s=11.6L/s 。(3)水质指标 进

8、水 COD 10000mg/L 去除率为 8085% 取去除率为 85% 则出水 COD 为1500mg/L。2. UASB 反应器容积及主要工艺尺寸的确定(1) UASB 反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积 V V=QS0/NVV反应器的有效容积(m3)So进水有机物浓度(kgCOD/L)V=1000X10X0.85/8.5=1000m3取有效容积系数为 0.8 则实际体积为 1250m3(2)主要构造尺寸的确定UASB 反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。32取水力负荷 q1=0.3m / ( m2 h)2反应器表面积 A=Q/q1=41.67/0.5=138.9m2反应

9、器高度 H=V/A=1250/138.9=8.99m2A1=A/2=138.9/2=69.45m2取 D=9m则实际横截面积 A2=3.14D2/4=63.6 m2实际表面水力负荷 q1=Q/2A2=41.67/127.2=0.33q12 即 nnb/8=3.14X81/8=32 取 n=30 个则每个进水口负荷a=nD/4/n=3.14X92/4/30=2.12m2可设 3 个圆环，最里面的圆环设5 个孔口，中间设 10 个，最外围设 15 个，其草图见图 11内圈 5 个孔口设计2中圈 10 个孔口设计折合为服务圆的直径为:服务面积:S1=5X2.12=10.6m折合为服务圆的直径为:代4

10、 10d3.67mV n 3.14用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布则圆环的直径计算如下：3.14 d12/4=S1/25 个孔口J 册 2.6m服务面积:S2=10X2.12=21.2md19则中间圆环的直径计算如下:4(S S2)4 (10.6 21.2)3.14二 6.36m103.14 (6.362-d22)/4=S22则 d2=5.2m3外圈 15 个孔口设计服务面积：S3=15X2.12=31.8m折合为服务圆的直径为2 2则中间圆环的直径计算如下：3.14 (9 d3)/4=S3/2则 d3=7.8m布水点距反应器池底 120mm 孔口径 15cm4.三

11、相分离器的设计(1)设计说明 UASB 的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：沉淀区的表面水力负荷 1.0m/h ;三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.51.0m ;沉淀区四壁倾斜角度应在45060o 之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；Vi41.67/22二5.0 /4-1.06m /h11沉淀区斜面高度约为 0.51.0m；12进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速W2m/h;总沉淀水深应1.5m；

12、水力停留时间介于 1.52h;分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm 以上;以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。(2)设计计算本设计采用无导流板的三相分离器沉淀区的设计沉淀器(集气罩)斜壁倾角0=50 2 2沉淀区面积：A=3.14 D /4=63.6m3232表面水力负荷 q=Q/A=41.67/(2x63.6)=0.33m /(m.h)1.0m/(m .h)回流缝设计h2的取值范围为 0.51.0m, h1一般取 0.5m取 h1=0.5m, h2=0.7m, h3=2.4m依据图 8 中几何关系，则 b1=h3/tan0b1下三角集气罩底水平宽度，0下三角集气罩斜面的水平夹角h3下

13、三角集气罩的垂直高度，mb1=2.4/tan50=2.0m b2=b2b仁92x2.0=5.0m符合要求13CF-上三角形集气罩底宽，取CF=6.0mF 三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速V141.67/2二5.02/4-1.06m/hQ1-反应器中废水流量(m3/s)51 下三角形集气罩回流缝面积(V10.2m 取 CE=1.0m14EH=CE sin50 =1.0 sin50 =0.766mEQ=CF+2EH=6.0+2 0.766=7.53mS2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14 (6.0+7.53) X 1.0/2=21.24m2v2=41.67/2/21.24=0

14、.98m/hv2v12.0m/h ,符合要求确定上下集气罩相对位置及尺寸BC=CE/cos50 =1.0/cos50 =1.556mHG=(CF b2)/2=0.5mEG=EH+HG=1.266mAE=EG/si n40 =1.266/si n40 =1.97mBE=CE tan50 =1.19mAB=AE BE=0.78mDI=CD sin50 =AB sin50 =0.78 sin50 =0.597mh4=AD+DI=BC+DI=2.15mh5=1.0m(3)气液分离设计由图 5 可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离(AB 的水平投影)越大，气体

15、分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A 点后将沿着 AB 方向斜面流动，并设流速为va，同时假定 A 点的气泡以速度 Vb 垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着va 和 vb 合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：VbADBCva一AB一AB要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：vbAD ( BCvaABiAB丿在消化温度为 25C,沼气密度：、g=1.12g/L ;水的密度J =997.

16、0449kg/m3 ;15水的运动粘滞系数 v=0.0089X10-4m2/s ;取气泡直径 d=0.01cm16根据斯托克斯（Stokes ）公式可得气体上升速度vb 为图 5 三相分离器设计计算草图5.出水系统计算Vbg -gd218vb气泡上升速度（cm/s）g重力加速度（cm/s2）3碰撞系数，取 0.95卩一废水的动力粘度系数，g/（cm.s）=v32320.95 9.8 10997.0449 -1.12100.0118 0.0089 0.95二0.616cm/s二21.96m h水流速度va=v2= 1.67m h校核:生_ 21.96Va一 1.67= 13.15BCAB1.55

17、6= 1.990.78旳 BCVaAB故设计满足要求。17采用矩形槽圆周出水，槽宽0.2m，槽深 0.3m。6. 排泥系统设计每日产泥量为X=10000X0.85 X 0.1 X 1000X10_3=850kgMLSS/d则每个 UASB 每日产泥量为W=850/2=425kgMLSS/d可用 200mm 勺排泥管，每天排泥一次。7. 产气量计算每日产气量 G=10000X0.85X0.5X1000X10=4250m3/d=177.1m3/h储气柜容积一般按照日产气量的25%- 40%设计，大型的消化系统取高值，小型的取低值，本设计取 38%储气柜的压力一般为23KPa,不宜太大。8. 加热系统设进水温度为 15 C,反应器的设计温度为25 G 那么所需要的热量：Q= dFXYFX( tr一 t)Xqv/nQ加热废水需要的热量，KJ/h ;dF_废水的相对密度，按1 计算；丫F废水的比热容，kJ/(kg.K);qv废水