1、中国矿业大学环境与测绘学院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 q=3.0mm/s 斜板有效系数 取 0.8，=0.60.8 斜板水平倾角 =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= 200002460600.003772式中 Q进水流量，m3/dq容积负荷，mm/s3.斜板面积= = 200002436000.80.0004=7232需要斜板实际总面积为 =cos=723
2、0.5=144724.斜板高度=sin=1.2sin60=1.05.沉淀池长宽设斜板间隔数为 N=130 个则斜板部分长度为 1=1300.05sin60=7.5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=778.4=9.2校核： ，符合= (+1)=9.2中国矿业大学环境与测绘学院故沉淀池长为 8.4m，宽为 9.2m，从宽边进水。6.污泥体积计算排泥周期 T=1d0 612 3420201909QCTV mn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
3、a=0.4m，上底面长b=2.1m。 52.104tantan6722bh m污泥斗总容积: V=90m3，符合要求。315.9.VL7.沉淀池总高度 123450.31.02.53Hhhm式中 h 1保护高度（m） ，一般采用 0.3-0.5m，本设计取 0.3m；h2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） ；h4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） 。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=Qv=0.230.18=1.32式中 v孔口速度（m/s） ，一
4、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 15cm8cm，则孔口数 个。进水孔位置应=158=1.30.012=108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=Qv1=0.230.6=0.382中国矿业大学环境与测绘学院设每个孔口的直径为 4cm，则孔口的个数：30.831256ANF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
5、集水量为：，考虑池子的超载系数为 20%，故槽中流量为：30.2.14/8qms 31.2.014.7/qs槽宽： =0.9 =0.90.017 =0.90.20=0.18 m。b.0.4起点槽中水深 H1=0.75b=0.750.18=0.14m，终点槽中水深H2=1.25b=1.250.18=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:20.5.70.15.20.5.70.15.2H m集水槽双侧开孔，孔径为 DN=25mm，每侧孔数为 50 个，孔间距为
6、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 =0.9 = m，起端水深 0.52m，考虑到集水b0.4Q0.49235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：=0.05+0.5+0.52=1.07m H9. 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 =0.72。取孔径 d=25mm，孔口面积
7、=0.00049m，取孔距 =0.4m，孔眼个数为： k fs8190.4lms孔眼总面积为： m2 .03w穿孔管断面积为： w= = =0.0129 m2 0wk.97中国矿业大学环境与测绘学院穿孔管直径为：D= =0.128m 40.129取直径为 150mm，孔眼向下，与中垂线成 角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。5中国矿业大学环境与测绘学院10101020清水区 斜板区 布水区 污泥区920840中国矿业大学环境与测绘学院姓 名范秋香处理矿井水量20吨/天斜板沉淀池班级环境工程08-3班学 号共1张编号第1张指导老师李燕日期201/024604545?1505704070530 8
8、50402105067 07254中国矿业大学环境与测绘学院作业 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 NV=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 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
9、法确立其容积 V V=QS0/NVV反应器的有效容积(m3)S0进水有机物浓度(kgCOD/L)V=1000100.85/8.5=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/（m 2h）反应器表面积 A=Q/q 1=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 A 2=3.14
10、D2/4=63.6 m2 实际表面水力负荷 q 1=Q/2A2=41.67/127.2=0.33 m3/（m 2h）q11.0 m 3/（m 2h） ，符合设计要求。3. UASB 进水配水系统设计中国矿业大学环境与测绘学院(1) 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 Q1=41.67/2=20.64m3/h(3) 设计计算查有关数
11、据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于 4m3/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m2，则布水孔个数 n 必须满足 D 2/4/n2 即 n0.2m 取 CE=1.0mCF上三角形集气罩底宽，取 CF=6.0m中国矿业大学环境与测绘学院EH=CE sin50=1.0 sin50=0.766mEQ=CF+2EH=6.0+20.766=7.53mS2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14 (6.0+7.53)1.0/2=21.24m2v2=41.67/2/21.24=0.98m/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=1.5
12、56mHG=(CFb2)/2=0.5mEG=EH+HG=1.266mAE=EG/sin40=1.266/sin40=1.97mBE=CE tan50=1.19mAB=AEBE=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：BCDvab要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：Avab在消化温度为 25，沼气密度 =1.12g/L；水的密度 =997.0449kg/m3；g1水的运动粘滞系数 v=0.008910-4m2/s；取气泡直径 d=0.01cm
