斜板沉淀池设计方案

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 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 斜板有效系数n取0.8 , n =0.60.8 斜板水平倾角 0 =60° 斜板斜长L=1.2m 斜板净板距 P=0.05m P 一般取50150mm 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

2、距离离 13=0.8m，则池长 L=7.5+0.1+0.8=8.4m1 2=0.1m，斜板底部右边距池边距池宽B=-校核:，符合故沉淀池长为8.4m，宽为9.2m，从宽边进水。6. 污泥体积计算排泥周期T=1dQfC1 _C2 £4>c100 XT 20000 汇 f200 _20 ydo'xlOO3V90m3Y(100 _ 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。<b a)f2.1 0.4) 亠h5tantan 67 =2m2 2 ' 2 2污泥斗总容积：也

3、=? b h5 n L二04 212 4 9.2 =92m3>V=90m,符合要求。2 27. 沉淀池总高度H =h h2h3h4 h5 =0.3 1.0 1.0 1.0 2.0 = 5.3m式中 h 1保护高度(m),般采用 0.3-0.5m ,本设计取0.3m;h2清水区高度(m),一般采用 ，本设计取1.0m;h3斜管区咼度(m)；h4配水区咼度(m),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 。本设计取0.18m/s。每个孔口的尺寸定为 1

4、5cmx 8cm,则孔口数 个。进水孔位置应在斜管以下、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:N - A30.38303F 0.001256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：L'=9.2/8=1.1m。每条集水槽长L=8 m 每条集水量为：q =竺 =0.014m3 / 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

5、：b =0.9 q 0.4 =0.9 X 0.017°.4=0.9 X 0.2 0=0.18m起点槽 中水深 H1=0.75b=0.75 X 0.18=0.14m ,终点槽中水深 H2=1.25b=1.25 X 0.18=0.23m为了便于施工，槽中水深统一按H2=0.25m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

6、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 =0.9 Q0.4=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

7、=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 m穿孔管直径为：D= 4 °.°129=0.128mVJT取直径为150mm孔眼向下，与中垂线成 45角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。期日 征第 号编 莊共 池淀沉板斜 ®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国中师老导指号 学级 班名 姓5008400?1504545°区水布 区板斜 区水清00040021

8、850作业2:UASB反应器的设计计算1.设计参数(1) 污泥参数设计温度T=25C容积负荷N=8.5kgCOD/(m3.d)污泥为颗粒状 污泥产率 O.lkgMLSS/kgCOD产气率 0.5m3/kgCOD333(2) 设计水量 Q=1000mYd=41.67m /h=0.0116m /s=11.6L/s。(3) 水质指标进水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=QS 0/NvV反应器的有效容积(m3)S)进水有

9、机物浓度(kgCOD/L)V=1000X 10X 0.85/8.5=1000m 3取有效容积系数为 0.8，则实际体积为1250R1(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 / ( m h)2反应器表面积A=Q/q 1=41.67/0.5=138.9m取 H=9m反应器高度H=V/A=1250/138.9=8.99m采用2座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为:2A=A/2=138.9/2=69.45m取 D=9m32m / ( m?h)则实际横截面积A 2=3.14D2/4=63.6 m 2实际表面水力负荷q 1=Q/2

10、A2=41.67/127.2=0.33q1< 1.0 m 3/ ( m?h),符合设计要求。3. UASB进水配水系统设计设计原则 进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均； 应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌； 易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。(2) 设计参数每个池子的流量3Q仁41.67/2=20.64m /h(3) 设计计算查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m,则布水孔个数 n必须满足 n L

11、/4/n>2 即n<n b/8=3.14 X 81/8=32 取n=30个则每个进水口负荷a= n D/4/n=3.14 X 9 2/4/30=2.12m 2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1 内圈5个孔口设计服务面积:S1=5X 2.12=10.6m折合为服务圆的直径为:代4 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 d 12/4=S 1/25个孔口d1J 册 2.6m 中圈10个孔口设计服务面积：S2=10X 2.12=21.2m折合为服务圆的直径为：

12、二 6.36m4(S1$)=4 (10.621.2)彳兀3.14则中间圆环的直径计算如下:3.14 (6.36 2-d22)/4=S 22则 d 2=5.2m 外圈15个孔口设计服务面积：S3=15 X 2.12=31.8m折合为服务圆的直径为V141.67/22二 5.0 /4-1.06m /h2 2则中间圆环的直径计算如下：3.14 (9 d3 )/4=S 3/2则 d 3=7.8m布水点距反应器池底 120mm孔口径15cm-、图1 UASB布水系统示意图4. 三相分离器的设计(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

13、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；沉淀区斜面高度约为 0.51.0m；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；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

14、罩)斜壁倾角0 =50 °2 2沉淀区面积：A=3.14 D /4=63.6m3232符合要求表面水力负荷 q=Q/A=41.67/(2 x 63.6)=0.33m /(m.h)<1.0m/(m .h)回流缝设计h 2的取值范围为 0.51.0m, h 1 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/tan 0b1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下三角集气罩的垂直高度，mb1=2.4/tan50 ° =2.0m b2=b 2b仁9 2x 2.0=5.0mF三角集气罩之间的污泥回流缝中

15、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(V 1<2m/s，符合要求。上下三角形集气罩之间回流缝流速V2=Q1/S252 上三角形集气罩回流缝面积(C上三角形集气罩回流缝的宽度,v1，可用下式计算m2)v2的计算：m2)CE>0.2m 取 CE=1.0mCF-上三角形集气罩底宽，取CF=6.0mEH=CE sin50 ° =1.0 sin50 ° =0.766mEQ=CF+2EH=6.0+2< 0.766=7.53mS2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14 (

16、6.0+7.53) X 1.0/2=21.24m2v2=41.67/2/21.24=0.98m/hv2<v1<2.0m/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 

17、6; =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

18、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 =997.0449kg/m3 ;水的运动粘滞系数 v=0.0089 X 10-4m2/s ;取气泡直径 d=0.01cm根据斯托克斯（Stokes ）公式可得气体上升速度vb为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）=v 32320.95 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= 13.15BCAB1.556= 1.990.78旳 BCVa AB故设计满足要求。图5三相分离器设计计算草图5. 出水系统计算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 =10000 X 0.85 X 0.1 X 1000X 10_3=850kgMLSS/d则每个U