斜板沉淀池设计.docx
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斜板沉淀池设计.docx
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斜板沉淀池设计
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环保设备课程作业
作业L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
故负荷较高,取q=3.0mm/s
①由于斜板沉淀池在絮凝池之后,经过加药处理,
②斜板有效系数4取0.8,q=0.6'0.8
③斜板水平倾角0=60°
④斜板斜长L=l.2m
5斜板净板距P=0.05mP一般取50150mm
6颗粒沉降速度u=0.4mm/s=0.0004m/s
2.沉淀池面积
A_Q_20000
q24X60X60X0.003
式中Q一一进水流量,m3/d
Q容积负荷,mm/s
3.斜板面积
Af===723m2
rnu24X3600X0.8X0.0004
需要斜板实际总面积为Af=悬.=,=1447m2
4.斜板高度
h=1Xsin0=1.2Xsin60=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lx=130X0.05+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1尸0.1m,斜板底部右边距池边距
离L=0.8m,则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m
池宽=^=9.2m
校核:
B'=岛玄=9.,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=ld
污泥斗计算
设计4个污泥斗,污泥斗倾斜角度为67°,污泥斗下底而长a=0.4m,上底而长b=2.1m。
污泥斗总容积:
V1=xh5xnxL=—^2-x2x4x9.2=92/«3>V=90m5,符合要求。
7.沉淀池总高度
式中鼠——保护高度(m),一般采用0.3-0.5m,本设计取0.3m;
h:
——清水区高度(m),一般采用0.5-1.0m,本设计取1.0m:
h3——斜管区高度(m):
h,——配水区高度(m),一般取0.5-1.0m,本设计取1.0m;
h5——排泥槽高度(m)o
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,孔口总而积:
a-Q-
A————
V
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.
每个孔口的尺寸定为15cmX8cm,则孔口数N=六=—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vl=0.6m/s,则穿孔总面积:
a-Q-
A—
V1
设每个孔口的直径为4cm,则孔口的个数:
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
073
中心距为:
L'二9.2/8=L1m。
每条集水槽长L=8m,每条集水量为:
g=—二=0.014〃,/s,
2x8
考虑池子的超载系数为20乐故槽中流量为:
槽宽:
b=0.9^°-4=0.9X0.01704=0.9X0.20=0.18m.
起点槽中水深Hl=0.75b=0.75X0.18=0.14m,终点槽中水深H2=l.25b=l.25X
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0.1而。
则集水槽总高度:
集水槽双侧开孔,孔径为D\=25nmi,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=0.9Qg=0.9x0.23g=0.50m,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ka=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:
孔眼总而积为:
Z吸)=19x0.00049=0.0093m2
穿孔管断面积为:
=0.0129m:
%0.72
(4x00129
穿孔管直径为:
D=1.-=0.128m
取直径为1501nln,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、=8.5kgC0D/(ms.d)污泥为颗粒状
污泥产率0.IkgMLSS/kgCOD
产气率0.5m7kgC0D
(2)设计水量Q=1000m7d=4L67m7h=0.0116m7s=ll.6L/so
(3)水质指标
进水CODlOOOOmg/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VV=QSo/Nv
V—反应器的有效容积(m3)
S。
一进水有机物浓度(kgCOD/L)
V=1000X10X0.85/8.5=1000m,
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q尸0.3端/(端・h)
反应器表面积A=Q/qi=41.67/0.5=138.9m:
反应器高度H二V/A=1250/138.9=8.99m取H=9m
采用2座相同的UASB反应器,则每个单池而积A:
为:
At=A/2=138.9/2=69.45ms
取D=9m
则实际横截面积”二3.14^/4=63.6m=
实际表面水力负荷q:
二Q/2昆二41.67/127.2=0.33m7(m:
-h)
qi 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。 ⑵设计参数 每个池子的流量 Ql=41.67/2=20.64m7h (3)设计计算 查有关数据,对颗粒污泥来说,容积负荷大于4』/(mlh)时,每个进水口的负荷须大于2m,,则布水孔个数n必须满足nD74/n>2即n /8=3.14X81/8=32取"30个 则每个进水口负荷a二iiD74/n=3.14X974/30=2.12m; 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 服务而积: Sf5X2.12=10.6m: 折合为服务圆的直径为: 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: 3.14d*746/2 ②中圈10个孔口设计 服务而积: Skiox2.12=21.2m二 折合为服务圆的直径为: 则中间圆环的直径计算如下: 4.14(6.36: -d/)/4=S=/2 则&二5.2m ③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 则中间圆环的直径计算如下: 3.14(93-d33)/4=S3/2 则ds-7.8m 布水点距反应器池底120mm: 孔口径15cm 图1UASB布水系统示意图 5.三相分离器的设计 (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.Om/h: 三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5~1.0m; 沉淀区四壁倾斜角度应在45。 〜60。 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0.5〜1.0m: 进入沉淀区前,沉淀槽底缝隙的流速W2in/h: 总沉淀水深应>1.5m: 水力停留时间介于1.5〜2h: 分离气体的挡板与分离器壁重会在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 ①沉淀区的设计 沉淀器(集气罩)斜壁倾角。 二50° 沉淀区面积: A=3.14D74=63.6m: 表面水力负荷q=Q/A=41.67/(2X63.6)=0.33//(m;h)<1.0m7(m=.h)符合要求 ②回流缝设计 昆的取值范围为0.5~L0m,h,一般取0.5m 取hs=0.5m,h2=0.7m,h3=2.4m 依据图8中几何关系,则bl=h3/tanG bl一下三角集气罩底水平宽度, 0一下三角集气罩斜面的水平夹角 h3一下三角集气罩的垂直高度,m bl=2.4/tan50°=2.0mb2;b-2b1=9—2X2.0=5.0m 下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速vl,可用下式计算: Q1-反应器中废水流量(m3/s) S1一下三角形集气罩回流缝面积(m2) Vi<2m/s,符合要求。 上下三角形集气罩之间回流缝流速v2的计算: V2=Q1/S2 S2一上三角形集气罩回流缝而积(m2) CE一上三角形集气罩回流缝的宽度,CE>0.2m取CE=L0m CF一上三角形集气罩底宽,取CF=6.0m EH二CEsin50°=1.0sin500=0.766m EQ=CF+2EH=6.0+2X0.766=7.53m S2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14(6.0+7.53)X1.0/2=21.24m2 v2=41.67/2/21.24=0.98m/h v2 确定上下集气罩相对位置及尺寸 BC=CE/cos50=1.0/cos500=1.556m HG=(CF-b2)/2=0.5m EG=EH+HG=1.266m AE=EG/sin400=1.266/sin40°=1.97m BE二CEtan500=1.19m AB=AE—BE=O.78m DI=CDsin50G=ABsin500=0.78sin500=0.597m h4=AD+DI=BC+DI=2.15m h5=l.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,重登的水平距离(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
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