斜板沉淀池设计

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 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 ② 斜板有效系数n 取 0.8 , n =0.6~0.8 ③ 斜板水平倾角 0 =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 =0.4mm/s=0.0004m/s q=3.0mm/s
2.沉淀池面积 20000
24 X 60 X 60 X 0.003
沁 77m 2 式中Q ――进水流量, q ——容积负荷, 3.斜板面积 m3/d mm/s
20000
24 X360QXQ.8
XQ.QQQ4 =723吊 需要斜板实际总面积为A f =盏=囂=1447m 2 4.斜板高度 h = l X sin 0 =1.2 X sin 60° = 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 I 1 = 130 X 0.05 -sin 60° = 7.5m 斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离 I 2=0.1m , 离 13=0.8m ，则池长 L=7.5+0.1+0.8=8.4m A 77
池宽 B= = = 9.2m
L 8.4 斜板底部右边距池边距
校核:
Af
(N+ 1) Xl =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
20000 200 20 10 6 100
90m 3
1 100 96
污泥斗计算
污泥斗总容积：V i - - h 5 n L 上一 2 4 9.2 92m 3
>V=90rn,符合要求。

2 2
7. 沉淀池总高度
H h h 2 h 3 h 4 h 5
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 ; 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
配水区咼度（ 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 1.3
石刁=而2= 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
设每个孔口的直径为 4cm,则孔口的个数:
设计4个污泥斗，污泥斗倾斜角度为
,污泥斗下底面长 a=0.4m ,上底面长 -=2.1m 。

n
怡
a - 2.1
2 0.4
2
tan 67 2m
V
Q
C 1
C
2
24 100 T
100
n
式中v
孔口速度（m/s ），
Q 0.23 A= V= 0^ =
1.3m 2
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 15cmX 8cm,则孔口数N 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
= V1
0.23
乔=
0.38m 2
A3 0.38
N 3303
F 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，
2 8
考虑池子的超载系数为20%故槽中流量为：
3
q 1.2q 1.2 0.014 0.017m /s
槽宽：b =0.9 q 0.4=0.9 X 0.017 0.4=0.9 X 0.20=0.18 m 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 0.07 0.15 0.25 0.05 0.07 0.15 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=1.07m
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
=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:
0.4
孔眼总面积为: 2
w0 19 0.00049 0.0093m
穿孔管断面积为: w=
W
0.0093
=0.0129 m k w0.72
19
4 0 0129
穿孔管直径为：D= =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。

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第 号编
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1000
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2000
区泥污
区水
布 区
500
530 J
9200
4700-d400L570#
1． 设计参数
(1) 污泥参数 设计温度T=25C 容积负荷 N V =8.5kgCOD/(m 3.d) 污泥为颗粒状 污泥产率 0.1kgMLSS/kgCOD
产气率 0.5m 3/kgCOD
3 3 3
(2) 设计水量 Q=1000m 3/d=41.67m 3/h=0.0116m 3/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=QS 0/N V
V —反应器的有效容积(m3) S o —进水有机物浓度(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 1250m 3 (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 q 1=0.3m / ( m 2 • h )
2
反应器表面积 A=Q/q 1=41.67/0.5=138.9m 2 反应器高度 H=V/A=1250/138.9=8.99m
2
A 1=A/2=138.9/2=69.45m 2
取 D=9m
则实际横截面积 A 2=3.14D 2/4=63.6 m 2 实际表面水力负荷 q 1=Q/2A 2=41.67/127.2=0.33 q 1< 1.0 m 3/ ( m?h ),符合设计要求。

3. UASB 进水配水系统设计
作业 2：
UASB 反应器的设计计算
取 H=9m 采用2座相同的UASB 反应器，则每个单池面积
A 1 为：
32
m
3
/ ( m 2?h )
⑴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 3
Q 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/(m 2.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/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
①内圈5个孔口设计
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： 3.14 d 12/4=S 1/2
d 1
戶
1
代晋
2.6m
②中圈10个孔口设计
服务面积： 2
S 2=10X 2.12=21.2m
折合为服务圆的直径为:
4(
S
1
S 2
)
6.36m
服务面积: S 1=5X 2.12=10.6m
4 10.6 '■ 3.14
3.67m
3.14 (6.36 2-d 22)/4=S 22
则 d 2=5.2m ③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
2 2
则中间圆环的直径计算如下： 3.14 (9 — d 3 )/4=S 3/2
则 d 3=7.8m
布水点距反应器池底 120mm 孔口径15cm
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 450〜60o 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 ；
V i
41.67/2
2
5.0 /4
1.06m /h
图1 UASB 布水系统示意图。