《斜板沉淀池设计》word文档

环保设备课程作业

环境与测绘学院

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q=3.0mm/s

②斜板有效系数η取0.8，η=0.6~0.8

③斜板水平倾角θ=60°

④斜板斜长 L=1.2m

⑤斜板净板距 P=0.05m P一般取50~150mm

⑥颗粒沉降速度μ=0.4mm/s=0.0004m/s

2.沉淀池面积

A=Q

q

=

20000

24×60×60×0.003

≈77m2

式中 Q——进水流量，m3/d q——容积负荷，mm/s 3.斜板面积

A f=Q

ημ=20000

24×3600×0.8×0.0004

=723m2

需要斜板实际总面积为A f′=A f

cosθ=723

0.5

=1447m2

4.斜板高度

h=l×sinθ=1.2×sin60°=1.0m

5.沉淀池长宽

设斜板间隔数为N=130个

则斜板部分长度为l1=130×0.05÷sin60°=7.5m

斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l2=0.1m，斜板底部右边距池边距离l3=0.8m，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m

池宽B=A

L =77

8.4

=9.2m

校核：B′=A f′

(N+1)×l

=9.2m，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=1d

()()()()

612324100200002002010100

90100110096Q C C T

V m n

γρ--???-??=

=

=-?-

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 。

5 2.10.4tan tan 6722222b a h m θ????

=-=-?= ? ?????

污泥斗总容积: 3150.4 2.1249.29222

a b V h n L m ++=

???=???=>V=90m 3

，符合要求。 7.沉淀池总高度

123450.3 1.0 1.0 1.0 2.0 5.3H h h h h h m =++++=++++=

式中 h 1——保护高度（m ），一般采用0.3-0.5m ，本设计取0.3m ； h 2——清水区高度（m ），一般采用0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 3——斜管区高度（m ）；

h 4——配水区高度（m ），一般取0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 5——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：

A =

Q v =0.23

0.18

=1.3m 2 式中 v ——孔口速度（m/s ），一般取值不大于0.15-0.20m/s 。本设计取0.18m/s 。 每个孔口的尺寸定为15cm ×8cm ，则孔口数N =A

15×8= 1.3

0.012=108 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：

A =

Q v1=0.23

0.6

=0.38m 2 设每个孔口的直径为4cm ，则孔口的个数：

30.383030.001256

A N F =

== 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：30.23

0.014/28

q m s ==?，考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为：

31.2 1.20.0140.017/q q m s '==?=

槽宽：b =0.90.4

q '

=0.9×0.0170.4=0.9×0.20=0.18 m 。

起点槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.18=0.14m ，终点槽中水深H2=1.25b=1.25×0.18=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: 20.050.070.150.250.050.070.150.52H H m =+++=+++=

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 =0.90.4

Q

=0.40.90.230.50?=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=1.07m

9. 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 ω=0.72。取孔径d=25mm ，孔口面积f =0.00049m 2，取孔距s =0.4m ，孔眼个数为：

8

11190.4

l m s =-=-=

孔眼总面积为：

190.000490.0093w

=?=∑m 2

穿孔管断面积为： w=

w

w k ∑=

0.00930.72

=0.0129 m 2

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。

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=25℃

容积负荷N V=8.5kgCOD/(m3.d) 污泥为颗粒状

污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD

产气率0.5m3/kgCOD

(2) 设计水量Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.0116m3/s=11.6L/s。

(3) 水质指标

进水COD 10000mg/L，去除率为80~85%，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/N V

V—反应器的有效容积(m3)

S0—进水有机物浓度(kgCOD/L)

V=1000×10×0.85/8.5=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。

取水力负荷q1=0.3m3/（m2·h）

反应器表面积 A=Q/q1=41.67/0.5=138.9m2

反应器高度 H=V/A=1250/138.9=8.99m 取H=9m

采用2座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为：

A1=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=0.33 m3/（m2?h）

q1＜1.0 m3/（m2?h），符合设计要求。

3. UASB进水配水系统设计

(1) 设计原则

① 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；

② 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； ③ 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 Q1=41.67/2=20.64m 3

/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 3

/(m 2

.h)时，每个进水口的负荷须大于2m 2

，则布水孔个数n 必须满足 пD 2

/4/n>2 即n<пD 2/8=3.14×81/8=32 取n=30个 则每个进水口负荷 a=пD 2

/4/n=3.14×9 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 ① 内圈5个孔口设计

服务面积： S 1=5×2.12=10.6m 2

折合为服务圆的直径为：

m S 67.314

.36

.10441

=?=

π

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5个孔口 则圆环的直径计算如下： 3.14 d 12

/4=S 1/2 m S d 6.214

.36

.10221

1=?=

=

π

② 中圈10个孔口设计

服务面积： S 2=10×2.12=21.2m 2

折合为服务圆的直径为：

m S S 36.614

.3)

2.216.10(4)

(421=+?=

+π

则中间圆环的直径计算如下：