处理单元构筑物设计计算

处理单元构筑物设计计算

一、调节池

设计流量为5 m3 /h

停留时间为HRT=8 h进行设计

有效容积V有效=Q MAX ×HRT=40m3

平面尺寸L×B=5. 0 m ×4. 0 m

取有效水深为2.0 m,总深度为3. 5 m,高出地面0. 3m。

图1调节池示意图

泵1为废水提升泵(氟塑液下泵, 2台, 1用1备) ,设计流量为5 m3 /h,扬程为120 kPa,电机功率为1. 1 kW。

二、电解槽

设计流量为5 m3 /h，电解时间T = 60min

有效容积V有效=QT/60=5×60/60=5 m3

图2电解槽示意图

平面尺寸为3. 2m ×1. 6 m,有效水深为1. 1 m,总深度为1. 6 m。

取水板比η= 2

阳极板面积：F=1000×V×η=1000×5×2=100m2

取电流密度：i=30. 0 A /m2

电流：I＝i×F=30×100=3000(A)

阴、阳极板均为宽×高= 1. 5 m ×1. 1 m

厚为5 mm的钢板,相邻极板间距为20 mm

板数n=3.2/0.02=160（块）

极板水下高度为1. 0 m;同极极板为并联接线,电流密度为20. 0～40. 0 A /m2 ,稳压电源输出电流为2 400 ～4 800 A,输出电压为5～10 V,输出功率为12～48kW。

取输出电压为5伏

电耗：N=3000×5/1000×5=3(KW.H)/m3

电解槽底部设DN25的穿孔PVC管,布气量为2. 5 m3/h,气水比为0. 5∶1。

电解槽采用14 mm厚的PVC板制作,外壁沿横向、竖向每隔400 mm加PVC肋。

三、中和沉淀器

图3 中和沉淀器示意图

设计流量为5 m3 /h,分为中和区、沉淀区。

中和区反应时间为120 min,沉淀区水力停留时间为150min,表面负荷为1 m3 / (m2 ·h)。

中和区平面尺寸为500 mm ×500 mm,有效水深为0. 7 m,总深度为1. 0 m,内设一搅拌桨,搅拌转速为100 r /min,电机功率为0. 5 kW。

沉淀区平面尺寸为3. 0 m ×2. 0m,有效水深为2. 1 m,底部泥斗深为1. 2 m,总深度为3. 8 m。沉淀区内安装60 mm的PVC斜管(长为1. 0 m,安装倾角为60°) 。

四、UASB反应器

根据国内生产运行的经验，在常温条件下,UASB反应器的进水容积负荷选用6.0kg·COD/(cm3·d),COD,BOD的去除率分别为80%和85%，污泥产生率0.10kg·SS/kg·COD,沼气产生率0.41m3/kg·COD.

(1)反应区设计计算

UASB反应器的有效容积负荷6.0kg·COD/(cm3·d)（配水系统上缘至三相分离器之间的空间）为

V=24QS0/N0=115×2000/(6.0×1000)=38(m3)

利用一座UASB反应器，则每座反应器有效容积为38m3，有效水深为4m,则每座反应器面积A=10m2.每座反应器平面尺寸

L×K=2m×5m

校核水力停留时间t.

t=V/Q=38/5=8h(Q=115/24=5m3/h)

(2)三相分离器设计计算

三相分离沉淀区的表面积同反应区的水平面积，即沉淀区的表面负荷率为

q=Q/A=115/(5×1×24)=0.94[m3/(m2·h)]<1.0[m3/(m2·h)] 设上、下三角形集气罩斜面水平倾角分别为55°和60°下三角形集气罩进水缝隙上升，速度Va取1.25m/h,则缝隙面积A1为

A1=Q/Va=115/(1×24×1.25)=4(m2)

取3条缝隙（即上集气罩有3个），则每条缝隙宽k2为

k2=A1/(L×3)=4/(2×3)=0.67(m)

取干舷高度h1=0.5m,h2=0.5m则

h3=k1×tg60°=0.5×1.73=0.86(m)

沉淀室进水缝隙废水速度V2取1.50m/h,则进水缝隙总面积A2为

A2=Q/ V2=115/(1×24×1.50)=3(m2)

每条缝隙宽cd

cd= A2/(L×10)=3/(2×6)=0.25(m)>2.0m

bd=cd/sin30°=0.25/0.5=0.5(m)

取ab=0.4m,上三角形集气罩的位置即可以确定，其高度h4为

h4=（ab×cos60°+k2/2）tg55°=(0.4×0.5+0.67/2)×1.428=0.76(m)

(>0.6m,符合要求)

h5=ab×sin60°=0.4×0.866=0.35(m)

已知上三角形集气罩顶的水深为0.5m,则下三角形集气罩反应器内的位置已确定。

根据上述计算结果绘制三相分离器剖面图见图5

图5 三相分离器剖面图（单位为mm）

(3)布水器设计计算

采用穿孔管配水，每座反应器设5根，长1m的穿孔管，穿孔管中心间距为1m,配水管直径为15mm，孔距为1m,每孔的服务面积为1×1=1m2,孔口向下，配水管中心距池底为0.25m,每座反映器共有10个出水孔。

(4)出水系统的设计计算

采用三角堰出水槽，槽宽0.2m,槽高0.2m,每个三角形集气罩顶上设一条出水槽，每个反应器共设3条出水槽，基本可以保证出水均匀。

(5)排泥系统的设计

把配水管同时兼作排泥管用，可达到排泥均匀的要求。同时在反应器的一侧底部及池高1/2处另设排泥管，用作辅助排泥。

(6)沼气产量计算

每日的沼气产量Q a=115×1×0.80×0.41=38(m3沼气/d)