(整理)斜板沉淀池设计
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斜管沉淀池设计 本设计采用穿孔排泥管排泥(每八小时一次),升流式异向流斜管池,斜管材料采用聚氯乙烯塑料,设计流量不大,故采用一个沉淀池。
一、 设计参数1、表面负荷 h m m q ./523=2、斜管(蜂窝状正六边形) 内切圆直径d=25mm3、配水区高度 4h =1000mm4、清水区高度 2h =1000mm5、超高 1h =300mm6、斜管区面积利用系数 α=0.917、斜管长度 1000mm8、安装倾斜角 60°9、斜管区沉降高度 3h =m 870.0231=⨯ 10、污泥斗高度 5h =800mm二、设计计算1、设计流量s m s l K N Q /2.0/2006.1360024600001803600241803==⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= 2、清水面积315891.05136002.0m q n Q A =⨯⨯⨯=⨯⨯=α 3、池子采用正方形 边长m A a 5.12==4、池内停留时间()min 44.22605870.16023=⨯=⨯+=q h h t 5、污泥斗计算城市每八小时污泥量:3161000248600008.01000m SNT V w =⨯⨯⨯== 每天平均污泥量: 348m故采用五个泥斗,污泥斗梯形横截面上底长mm r 25001=,下底长为mm r 9002=污泥斗体积: ()52215⨯⨯+=a r r h V ()38555.1229.05.28.0m =⨯⨯+⨯=>348m ,满足要求。
6、池的深度m h h h h h H 97..38.01870.013.054321=++++=++++=7、进水为使配水均匀采用穿孔配水墙配水采用方孔,边长200mm ,采用3行孔,每行15个孔。
行孔心距400mm ,列孔心距879mm 核算流速:s m s m v /15.0/11.0452.02.02<=⨯=,满足要求。
8、集水系统a 、集水槽沿池子长方向,布置八条穿孔集水槽,槽底平坡,集水槽长为12.5m 没,中心距为d=1560812500=mm ,槽宽为 250mm ,槽高400mm ,集水槽双向开孔,孔径d=25mm ,每侧孔数83个,孔距150mm 。
斜管/ 斜板沉淀器(一)基本概述斜板(管)沉淀池是根据浅池沉淀理论设计出的一种高效组合式沉淀池;也统称为浅池沉淀池。
在沉降区域设置许多密集的斜管或斜板,使水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀,水沿斜板或斜管上升流动,分离出的泥渣在重力作用下沿着斜板(管)向下滑至池底,再集中排出。
这种池子可以提高沉淀效率50~60%,在同一面积上可提高处理能力3~5倍。
可根据原废水的试验数据来设计不同流量的斜管沉淀器,使用时一般都要投加凝聚剂。
斜管沉淀净水法是在泥渣悬浮层上方按装倾角60度的斜管组建,便原水中的悬浮物,固体物或经投加混凝剂后形成的絮体矾花,在斜管底侧表面积积聚成薄泥层,依靠重力作用滑回泥渣悬浮层,继而沉入集泥斗。
由排泥管排入污泥池另行处理或综合利用。
上清液逐渐上升至集水管排出,可直接排放或回用。
(二)设备特点1、结构简单、无易损件、经久耐用、减少维修。
2、运行稳定、容易操作。
3、动力少、节约能源。
4、占地省、投资少、上马快、效率高。
5停留时间短,沉淀效果高,处理效率高,曝气强度低,节约占地,不需污泥回流。
(三)使用范围1、电镀废水中含多种金属离子的混合废水、铬、铜、铁、锌、镍等去除率均在90%以上,一般电镀废水经处理后均可达到排放标准。
2、煤矿、选矿废水可使浊度在500-1500毫克/升降至5毫克/升。
3、印染、漂染等废水色度去除率70-90%,COD去除50-70%。
4、制革、食品等行业废水大量有机质的去除,COD 去除率50-80%,杂质固体去除率90%以上。
5、化工废水的COD去除率60-70%,色度去除60-90%,悬浮物达排放标准。
(四)结构简介1.斜管、斜板材料:玻璃钢(FRP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)2.斜管断面一般为正六边形,斜板断面可为平行板,亦可为正弦波形板。
3.斜管(板)顶部以上清水区高度为1.0—1.5m,底部以下配水区高度不小于1.0—1.5m。
沉淀池沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物,是废水处理中应用最广泛的处理单元之一,可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。
在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质,在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物,在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥,在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩,在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。
沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。
进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池,避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响,同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率;沉淀区也称澄清区,即沉淀池的工作区,是沉淀颗粒与废水分离的区域;污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域;缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域,保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。
沉淀池的原理沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。
理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关,即与沉淀池的表面积有关,而与沉淀池的深度无关,池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。
而在实际连续运行的沉淀池中,由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速,因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走,沉淀速度等于卜-升流速的颗粒会悬浮在池中,只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。
而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关,即与池体的深度有关。
理论上讲,池体越浅,颗粒越容易到达池底,这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。
为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起,因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区,使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后,再次沉淀下去。
高效斜板沉淀池(2010-03-29 13:20:51)标签:环保沉淀池教育高效斜板沉淀池1 原理1.1 浅池沉淀理论如图所示,在池长为L,池深为H,池中水平流速为v,颗粒沉速为u0的沉淀池中,在理想状态下,L/H=v/ u0。
沉淀池原理图如果处理得水流量为V,沉淀池底面积为A,沉淀时间为t,则V=H·A/t,t=L/v=H/ u0,即得V=A u0可见,沉淀池的处理能力,只与沉淀池的底面积A和沉降速度u0有关,而与沉淀池的深度无关。
如果用水平隔板,将H分为3等层,每层深H/3,如图(a)所示,在u0与v不变的条件下,则只需L/3,就可将沉速u0的颗粒去除,也即总容积可减小到1/3。
如果池长L不变,见图(b),由于池深为H/3,则水平流速可增加到3v,仍能将沉速为u0的颗粒沉淀掉,也即处理能力可提高3倍。
把沉淀池分成n层就可把处理能力提高n倍。
这就是浅池沉淀理论。
为了解决沉淀池的排泥问题,浅池理论在实际应用时,把水平隔板改为倾角为α的斜板,α采用50°~ 60°。
所以斜板的有效面积的总和,乘以cosα,即得水平沉淀面积:nA=∑A1cosα1由式V=A u0,如保持沉淀效率及u0不变,沉淀区面积A增大n倍,理论上通过的水量也可增大n倍。
高效斜板沉淀池就是借助于装许多斜板来增大沉降面积A,形成许多浅层沉淀池,因此斜板沉淀池的处理能力可以显著地提高。
1.2 工作原理废水由进水管进入池体,向下流通过位于池体中间的进水室,由导流板反射,再通过里面的进水布水口进入斜板。
随着溶液向上流动,其所含的固体颗粒就沉淀在平行的斜板组件上,然后滑入池体底部的污泥斗,在污泥斗中,污泥浓缩后通过污泥出口排出。
而其澄清液离开斜板通过顶部的出水通路孔流出,然后通过可调出水堰流汇集,由出水管流出。
在斜板顶部设计通路孔的目的是使澄清液在通过集水渠时形成一个压力差,保证各斜板间流态分布均匀,从而使整个面积都被利用。
三种沉淀池设计计算设计参数沉淀池是废水处理系统中的一种关键设备,用于分离悬浮颗粒物和悬浮物质附着的生物膜,使废水中的悬浮物质沉淀到底部并进行进一步处理。
设计沉淀池时需要考虑多个参数,包括池体尺寸、池体形状、进出水流量、沉淀物质比例等。
本文将介绍三种常见的沉淀池设计计算和参数。
1.水力停留时间法(HRT)水力停留时间法是一种基于水体在沉淀池内的滞留时间来确定沉淀池尺寸的方法。
在该方法中,需要确定沉淀池的水力停留时间(HRT)以及进出水流量。
水力停留时间是指水体在沉淀池内停留的平均时间,通常以小时为单位计算。
根据不同的废水处理要求,选取合适的水力停留时间,常见的数值范围为1-4小时。
沉淀池的尺寸可以通过以下公式计算:V=Q×HRT其中,V表示沉淀池的体积,Q表示进水流量,HRT表示水力停留时间。
2.有效沉淀区面积法(ASA)有效沉淀区面积法是通过确定沉淀池的有效沉淀区面积来设计沉淀池尺寸的方法。
沉淀池内的有效沉淀区指的是沉淀物质大致排列的区域,通常位于池底。
为了保持沉淀物质的沉降效果,有效沉淀区面积应足够大。
沉淀池的有效沉淀区面积可以通过以下公式计算:A=Q×f×C其中,A表示有效沉淀区面积,Q表示进水流量,f表示收窄因数,C表示沉淀物质的浓度。
3.斜板混凝沉淀池设计斜板混凝沉淀池是一种常见的用于混凝沉淀的沉淀池设计。
在这种沉淀池中,废水通过斜板槽向下流动,在槽内与混凝剂发生反应并形成絮凝物,最后沉淀到池底。
斜板混凝沉淀池的设计涉及到斜板槽的长度、宽度、角度等参数。
一般来说,斜板槽的长度应足够长,以确保废水在槽内有足够的时间与混凝剂反应。
斜板槽的角度应根据混凝剂类型以及废水特性进行调整,一般在45-60度之间。
总结起来,设计沉淀池时需要考虑水力停留时间法、有效沉淀区面积法以及斜板混凝沉淀池设计等多个参数。
根据不同的废水特性和处理要求,选择合适的设计方法和参数,可以有效提高沉淀池的处理效果和性能。
斜管、斜板数据
异向流、同向流斜管斜板的某些数据参见下表
异向流斜管斜板絮凝体的下滑速度
絮凝体在异向流斜管斜板内的下滑速度可参考下表。
絮凝体下滑速度
注:水湿为5℃。
异向流斜管沉淀池设计要点
要求原水浊度长期低于1000度;
斜管沉淀区液面负荷可采用9.0~11.0m3/(h·m2);
管径为25~35mm,管长为1m;
水平倾角采用60°;
斜管上部清水区保护高度不宜小于1.5m。
同向流斜板沉淀池设计要点
同向流斜板沉淀池适用于浑浊度长期低于200度的原水;
斜板沉淀区游人面负荷,应根据原水情况及相似条件水厂的运行经验或试验资料确定,一般可采用30~40 m3/(h·m2);
斜板间距为35mm;
斜板长度为2.0~2.5m,排泥区斜板长度不小于0.5m;
沉淀区斜板倾角为40°,排泥区斜板倾角为60°。
池理论分析斜板沉淀池的设计原理分析前言近几年来城市给水事业蓬勃发展,由浅池理论原理发展形成的斜管沉淀池也获得较为广泛的应用,要提高供水水质,关键是要降低水的浑浊度,近年由于水源水质严重恶化,传统的沉淀处理很难达到理想的出水水质,因此各种强化沉淀的斜管沉淀池等相继出现。
本文介绍了各种斜板沉淀池,用浅池理论分析了斜板(管)沉淀池的设计原理。
得出双向流斜板沉淀池弥补了很多传统沉淀池缺点,在给水处理中的应用将越来越广泛。
1 浅池理论原理设斜管沉淀池池长为L,池中水平流速为V,颗粒沉速为u0,在理想状态下,L/H=V/ u。
可见L与V值不变时,池身越浅,可被去除的悬浮物颗粒越小。
若用水平隔板,将H分成3层,每层层深为H/3,在u。
与v不变的条件下,只需L/3,就可以将u。
的颗粒去除。
也即总容积可减少到原来的1/3。
如果池长不变,由于池深为H/3,则水平流速可正加的3V,仍能将沉速为u。
的颗粒除去,也即处理能力提高倍。
同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。
这就是20世纪初,哈真(Hazen)提出的浅池理论。
而在沉淀池有效容积一定的条件下,增加沉淀面积,可使颗粒去除率提高。
根据这一理论,过去曾经把普通平流式沉淀池改建成多层多格的池子,使沉淀面积增加。
但由于排泥问题没有得到解决,因此无法推广。
为解决排泥问题,斜板沉淀池发展起来,浅池理论才得到实际应用。
2 斜板沉淀池的设计原理按照水流方向与颗粒沉淀方向之间的相对关系,斜板沉淀池可分为:(1)同向流斜板沉淀池,水流方向与颗粒沉淀方向相同;同向流斜板沉淀池与絮体沉降方向相垂直,水流流动方向和絮体下滑方向一致,这样一旦水流过大就会影响絮体下沉。
因此,同向流斜板沉淀池的表面负荷可以设计的很大。
但由于存在板间积泥、集配水不匀均、不能很好的解决泥水分离问题、清水不能有效收集、清水集水管常常被堵塞等问题,同向流斜板沉淀池在实际工程中采用较少。
(2)侧向流斜板沉淀池侧向流斜板沉淀池进、出水方向一致,水流顺直,水头损失小。
斜管沉淀池简易设计方案1.工程规模:依据贵单位提供相关资料,设计水处理量为8-10m3/h;已考虑到水量调整与余量需求。
2.进/出水水质:设计进水水质依据贵单位提供相关资料,参照贵单位要求及其他行业的相关资料;出水质达到饮用水标准。
进水水质为深井地下水,水中含有较高的锰、铁元素及其混浊度。
根据以上资料,现采用以下工艺。
3.工艺流程:原水(地下水)→机械混凝池→沉淀池→出水↓污泥排放4.工艺说明:原水为地下水,地下水含有锰、铁离子。
由水泵抽水进入曝汽池,水进入后打开风机进行曝汽,汽水经过充分混和,将水中的锰,铁离子进行氧化、分解,使之达到容易沉淀,然后进入PAC机械混凝反应池,计量投加PAC作为混凝剂,以利于污泥的凝结沉淀,并改善污泥的脱水性能。
斜板沉淀池设置机械混凝反应区、主流区、过渡区、斜管区。
混凝反应区的主要作用是通过PAC的作用将水中细小的难以沉降的物质捕集,使之成为交易沉降的矾花。
主流区位于斜管沉淀池底部流动的流动区域,它的主要作用是传输待分离的混合液进入斜管区,沉淀后的污泥又从此进入斜板沉淀池污泥斗。
过度区的作用是消能和调整流态,防止污泥上翻,保证固液分离效果,斜管区是泥水分离的实际区域,即工作区,在这里,污泥絮花体形成并在重力作用下沉降到斜管上,澄清后的污水进入清水区。
清水区能够分隔沉淀工作区与出水堰,使斜管工作区的沉降过程不受出水水流影响;锯齿形溢流堰比普通的水平堰更易加工更易保证出水均匀。
斜管沉淀池的污泥通过水的自身压力,定时排出池外。
5.主体设备尺寸:曝汽池:数量:1台规格:1200*2000*1500结构:A3钢制作(煤沥青防腐)机械混凝池:数量:1台规格:800*2000*1500结构:A3钢制作(煤沥青防腐)斜管沉淀池:数量:1台规格:2500*2000*2800结构:A3钢制作(煤沥青防腐)6.其它设备:一,风机:型号:HC-25S风量:0.29m3/min风压:0.4kgf/cm2功率:0.55kw二,搅拌减速机数量:1台型号:BLD10-43-0.75轴径:DN257.附件:一,报价单二,平面图村务公开民主管理示范单位创建活动总结[村务公开民主管理示范单位创建活动总结]村务公开民主管理示范单位创建活动总结镇属于半山区镇,总人口2.5万,镇域面积69平方公里,所辖13个行政村,村务公开民主管理示范单位创建活动总结。
沉淀池沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物,是废水处理中应用最广泛的处理单元之一,可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。
在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质,在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物,在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥,在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩,在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。
沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。
进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池,避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响,同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率;沉淀区也称澄清区,即沉淀池的工作区,是沉淀颗粒与废水分离的区域;污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域;缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域,保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。
沉淀池的原理沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。
理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关,即与沉淀池的表面积有关,而与沉淀池的深度无关,池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。
而在实际连续运行的沉淀池中,由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速,因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走,沉淀速度等于卜-升流速的颗粒会悬浮在池中,只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。
而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关,即与池体的深度有关。
理论上讲,池体越浅,颗粒越容易到达池底,这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。
为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起,因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区,使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后,再次沉淀下去。
摘要:斜管(斜板)沉淀池是目前较为常见的一种净水构筑物。
本文从设计的角度出发,主要针对异向流斜管(斜板)沉淀池在实际运行中存在的一些问题进行理论分析,并探讨提出在斜管(斜板)沉淀池设计中应注意其进配水均匀性和合理性及部分设计参数。
关键词:斜管(斜板)沉淀池设计进配水均匀合理斜管(斜板)沉淀池按管(板)内水流方向可以分为横向流、上向流、下向流、前向流及后向流等五种,其中横向流、前向流、后向流的布置应用很少。
由于上向流的水流方向与沉泥的滑行方向相反,因而又称异向流;下向流的水流与沉泥方向一致,故又称同向流。
在工程实践中,异向流斜管(斜板)沉淀池应用最多。
进入斜管沉淀池的水流多为水平向,而斜管沉淀区内的水流是向上的,科学合理的进水和配水布置设计是使斜管沉淀区的负荷达到均匀的关键。
因此,本文著重于对该型式沉淀池在进配水设计中应注意的几个问题进行探讨。
一、进水布置 1、沿斜管沉淀池池宽方向均匀配水在工程实践中为提高配水的均匀性,有些斜管沉淀池的进水采用了下向流斜管配水的形式,也有采用在絮凝池末端设置穿孔墙而在进入斜管沉淀池时再经缝隙穿孔墙的布置,对进入斜管沉淀池的水流进行均匀倒流。
在重庆的某水厂扩建中,受场地限制,絮凝池与沉淀池之间的过渡区设计为单侧进水,投运后,因过渡区内水流流速较大,无法实现过渡区内沿途均匀配水的意图,导致过渡区末端斜管沉淀池负荷过大,出现“翻矾花”现象。
后在过渡区沿水流方向加设了稳流板,极大的改善向沉淀池配水区布水的均匀性,解决了末端水质恶化的问题。
2、控制孔眼流速进水的孔眼流速控制具有相当重要的意义。
原水投加絮凝剂后经完善的混合反应工艺,在过渡区中已形成具有良好沉淀性能的絮粒,因此,穿孔墙的孔眼流速必须控制在不致造成絮粒破碎的流速或速度梯度之下。
另一方面,斜管沉淀池底部配水区内水平流速较小,若孔眼流速较大,水流进入配水区后,流速突变,流速水头转换为位能,必将使斜管沉淀池前端负荷增加,从而影响沉淀效能。
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/s②斜板有效系数η取0.8,η=0.6~0.8③斜板水平倾角θ=60°④斜板斜长 L=1.2m⑤斜板净板距 P=0.05m P一般取50~150mm⑥颗粒沉降速度μ=0.4mm/s=0.0004m/s2.沉淀池面积A=Qq=2000024×60×60×0.003≈77m2式中 Q——进水流量,m3/d q——容积负荷,mm/s 3.斜板面积A f=Qημ=2000024×3600×0.8×0.0004=723m2需要斜板实际总面积为A f′=A fcosθ=7230.5=1447m24.斜板高度h=l×sinθ=1.2×sin60°=1.0m5.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=AL =778.4=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()()()()61232410020000200201010090100110096Q C C TV m nγρ--⨯⨯⨯-⨯⨯===-⨯-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 2.1249.29222a 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 =0.230.18=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 =A15×8= 1.30.012=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=0.230.6=0.38m 2 设每个孔口的直径为4cm ,则孔口的个数: 30.383030.001256A 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:30.230.014/28q 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 =0.90.4q '=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 =0.90.4Q=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=1.07m9. 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 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:811190.4l m s =-=-=孔眼总面积为:190.000490.0093w =⨯=∑m 2穿孔管断面积为: w=wwk ∑=0.00930.72=0.0129 m 2穿孔管直径为:=0.128m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 VV—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 6.214.36.102211=⨯==π② 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:3.14 (6.362-d 22)/4=S 2/2 则 d 2=5.2m ③ 外圈15个孔口设计服务面积: S3=15×2.12=31.8m 2折合为服务圆的直径为 1241.67/21.06m /5.0/4V h π==⨯ 则中间圆环的直径计算如下:3.14 (92-d 32)/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0.5~1.0m ;沉淀区四壁倾斜角度应在45º~60º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≤2m/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①沉淀区的设计沉淀器(集气罩)斜壁倾角 θ=50° 沉淀区面积: A=3.14 D 2/4=63.6m 2表面水力负荷q=Q/A=41.67/(2×63.6)=0.33m 3/(m 2.h)<1.0 m 3/(m 2.h) 符合要求 ② 回流缝设计h 2的取值范围为0.5~1.0m, h 1一般取0.5m 取h 1=0.5m ,h2=0.7m ,h3=2.4m 依据图8中几何关系,则 b1=h3/tan θ b1—下三角集气罩底水平宽度, θ—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 -2b1=9-2×2.0=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v1,可用下式计算:1241.67/21.06m /5.0/4V h π==⨯Q1—反应器中废水流量(m3/s ) S1—下三角形集气罩回流缝面积(m2) V 1<2m/s ,符合要求。