【文章內容簡介】 mv / 23 ???? ? 管距阻力計算 沿程阻力 h1=，局部阻力 h2=216mm，布氣阻力 h3（ mm） gvh 23 ?? 式中： ———為布氣孔局部阻力系數(shù) ?———空氣密度， ? =179。 v———孔眼流速， m/s g———重力加速度， m/s2 mmgvh 223 ?????? ? 總需水頭 H=H0+h1+h2+h3 式中： H0———穿孔管安裝水深，取 H0= H=H0+h1+h2+h3=+++= 根據(jù)條件選取鼓風機型號： 3L400600 G=90～ 290m3/min N=45～ 380KW 氣浮池的設計計算 設計說明 由于廢水的固體懸浮物含量很高 ,且含有大量的蛋白，所以設一氣浮池 ,分離提取蛋白質 ,提高經濟效益，同時減輕后續(xù)處理構筑物的壓力。該氣浮池采用部分回流的平流式氣浮池，并采用壓力溶氣法。 設計參數(shù) 設計總量： Q 總 =550m179。/d=179。/h=179。/s 加壓壓力為 300~500kPa，取 p=4；溶氣罐停留時間 3~5min，取 t=4min；氣浮池停留時間 30~60min，表面負荷 2~10m3/(m2h)，有效水深 ~；長寬比為 2~4，包括反應池、接觸室、分離室三個部分：反應池停留時間 5~15min，取 10min；接觸室上升平均上升流速 10~20mm/s，取 15mm/s，停留時間 1~2min，取 2min；分湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 18 離室的水流下向流速度為 1~3mm/s，取 2mm/s，停留時間 10~20min，取 20min；；刮沫機移動 速度 ； 20℃ 時空氣在水中的溶解度 Sa=，采用部分回流氣浮系統(tǒng)，回流比 R 為 40%。 設計氣浮池對各污染物去除率見表 33： 表 33 氣浮池去除率 污染物 CODCr BOD5 SS 進水濃度（ mg/L） 8000 2380 出水濃度（ mg/L） 3200 476 去除率（ %） 60 60 80 設計計算 氣浮所需理論空氣量 V=SaRQ(p/) =40%(4)=， 取 溶氣罐計算 有效容積 V=RQt/60=4/60= 取溶氣罐有效水 深 h=2m，則直徑為： D=hV?4= ???? 氣浮池計算 設計流量為： Q(1+R)=(1+)=32 m3/h； 接觸室面積： Ac=Q(1+R)/uc=32/(3600)= 分離室面積： As=Q(1+R)/us=32/(3600)= 有效水深： H= us ts=2060=，取 取超高為 ：則池深為 3m 氣浮池總停留時間為 t=10+2+20=32min 總體積為： V=Q(1+R)t=3232/60= 湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 19 表面積為： A=V/h=247。=， 取 取池寬為 B=，則池長為 L=A/B=247。=4m 校核長寬比與表面負荷 L/B=4247。=(合格 ) q=Q(1+R)/A=32247。=(m2h)(合格 ) 則反應池、接觸室、分離室的長度分別為 、 、 污泥量計算 氣浮的懸浮固體干重 S 為： aQSS? 式中： S———懸浮固體干重， g/d Q———氣浮處理的廢水量， m3/d Sa———廢水中的懸浮固體濃度， g/m3 則 dkgQSS a /1 3 0 92 3 8 05 5 0 ???? 污泥密度 為 1000kg/m3濕泥量為： )1(1000 PSQ ?? 式中： S———懸浮固體干重， kg/d P———含水率， 99% Q=1309/[1000(199%)]=130m3/d 水解酸化池的設計計算 設計說明 水解酸化池的設計主要是確定其有效容積。其水力停留時間一般控制在~，但對于難降解的紡織印染廢水時間較長。反應池的高度一般為 4~6m。水力負荷為 ~h ，有機負荷 為 ~()。在水解酸化池內裝入填料，以為厭氧微生物提供附著場所。 設計參數(shù) 停留時間 t=4h，有效水深 h=。 湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 20 設計水解酸化池對各污染物去除率見表 34： 表 34 水解酸化池去除率 污染物 CODCr BOD5 SS 進水濃度（ mg/L） 3200 476 出水濃度（ mg/L） 2560 714 去除率（ %） 20 20 20 設計計算 池體尺寸 按停留時間計算池體容積為： V=Qt=4= 則有效表面積為： A=V/h=247。=，取 20 m2。 取池長為 5m，則池寬 B=A/L=20247。5=4m 校核水力負荷： q=Q/A=247。(54)= m3/m2h ， (合格 ) 超高取 ，水解酸化池的實際尺寸為 545m，兩座。 水解池上升流速校核 反應器高度 mH 5? 上升流速 H R THH R T AVAQ ???? = ? h/m （符合設計要求） 排泥系統(tǒng)設計 設計流量 Q=550m179。/d，進水 COD 濃度為 3200mg/L， COD 去除率為 20%，產泥系數(shù)為 R= 干泥 /kgCOD，則 每日產生的懸浮固體： PSS=3200550103=設含水量為 97%，則每日產泥量為： W = 550)97100( ??? ?m3/d 湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 21 即水解酸化池日產泥量 ，取排泥管管徑為 d=200mm。 UASB 的設計計算 設計說明 UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應與沉淀于一體，是一種結構緊湊，效率高的厭氧反應器。它的污泥床內生物量多，容積負荷率高，廢水在反應器內的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。設備簡單，運行方便，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需在反應區(qū)內設機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。 設計參數(shù) 污泥參數(shù) 設計溫度 T=25℃ 容積負荷 Nv=10kgCOD/() 污泥為顆粒狀 污泥產率 產氣率 設計水量 Q=550m179。/d=179。/h=179。/s 設計水質 設計 UASB 對各污染物去除率見表 35： 表 35 UASB去除率 污染物 CODCr BOD5 SS 進水濃度（ mg/L） 2560 714 出水濃度（ mg/L） 896 去除率（ %） 65 70 60 湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 22 設計計算 反應器容積計算： UASB 有效容積：v0NQS?有效V 式中： Q———設計流量， m179。/d S0———進水 COD 含量， g/L Nv———容積負荷， kgCOD/() 則 33 102560550 mV ???? ?有效 取有效容積系數(shù)為 ，則實際體積為 176m179。 反應器的尺寸 由于反應器容積小，可采用單個池子處理滲濾液，故將 UASB 設計成 矩形池子。 UASB 反應器的經濟有效高度一般是 4~6m，取反應器的有效高度為 H=6m。 則單塔的橫截面積為 A=V/H=176/6= 有關資料顯示，當長寬比在 2： 1 左右時，基建投資最省。取長 L = 8m ，寬 B = 4m ，超高 m，則反應器實際尺寸為 8m4m6 m 則實際的截面積 A1= L B = 84=32m2 實際的水力負荷 q1= )/()/(32 23231 hmmhmmAQ ????? 式中： q———反應器面積水利負荷， m3/(m2h )； Q———污水的每天流量， m3/h； A1———反應器的橫截面積， m2。 反應器的水力停留時間 t= hQV ?? 式中： t———污水的停留時間， h； V———反應器的容積， m3； Q———污水的每天流量， m3/h。 反應器的升流速度 u = Q/A=550/（ 24） =湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 23 式中： u———空塔水流速， m/h； Q———污水的每天流量， m3/d； A———反應器的總截面積， m2。 厭氧反應器的升流速度 u =~，符合設計要求 。 配水 系統(tǒng)設計 （ 1）設計原則 a、 進水必須要反應器底部均勻分布，確保各單位面積進水量基本相等，防止短路和表面負荷不均； b、應滿足污泥床水力攪拌需要，要同時考慮水力攪拌和產生的沼氣攪拌； c、易于觀察進水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞易于清除。 （ 2）設計參數(shù) 每個池子流量： Q＝ 550m3/d= m3/h （ 3）設計計算 采用 UASB 處理主要為溶解性廢水時進水管口負荷見表 36： 表 36 采用 UASB處理主要為溶解性廢水時進水管口負荷 污泥典型 每個 進水口負荷（ m2） 負荷（ kgCOD/（ m3d ） ) 顆粒污泥 12 24 ＞ 2 ＞ 4 凝絮狀污泥 ＞ 40kgDS/m3 ＜ 12 12 23 ＞ 2 中等濃度絮狀污泥 40120kg/m3 12 ＜ 12 25 ＞ 2 由上表可知，對于顆粒污泥來說，容積負荷大于 4 kgCOD/（ m3d ）時，每個進水口的負荷必須要大于 2m2。 則布水器上面布水孔的個數(shù) n 滿足： 2BL1 ??n ， 即 n＜ 162 ?LB ，取 n=15 湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 24 故每個進水口負荷 a=nLB= 1532? ＞2 2m ，符合 設計 要求。 布水孔孔徑： 共設置布水孔 15 個， 出水流速 u 選為 ，則孔徑為 : muNQd i 4 ???? ??? ? 配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進水 1 根總管，管徑取 100mm，反應器設置 5 根DN60mm 支管，每根支管距總管中心距離為 m，孔距 m，孔徑向下，穿孔管距離反應池底 m，采用連續(xù)進水。 三相分離器設計 三相分離器設計計算草圖見下圖： 圖 32 三相分離器設計計算草圖 （ 1） 設計說明 UASB 的重要構造是指反應器內三相分離器的構造，三相分離器的設計直接影響氣、液 、固三相在反應器內的分離效果和反應器的處理效果。對污泥床的正常運行和獲得良好的出水水質起十分重要的作用。 （ 2） 沉淀區(qū)的設計 三相分離器的沉淀區(qū)的設計同二次沉淀池的設計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應產生少量氣體，這對固液分離不利。 60176。 60176。 湖北理工學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 25 故設計時應滿足以下要求： a、沉淀區(qū)水力表面負荷 。 b、沉淀器斜壁角度 55176?！?60176。,可使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)內。 c、進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速 ≤2m/h。 d、總沉淀水深應大于等于 。 e、水力停留時間介于 ～ 2h。 f、三相分離器集氣罩頂以下的覆蓋水深可采用 ～ 。 g、分離氣體的擋板與分離器壁重疊在 20mm 以下。 如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果 設沉淀器（集氣罩）斜壁傾角 θ＝ 55176。 則沉淀區(qū)面積為： A= LB=32m2 故表面水力負荷為： q= hmhmAQ /???，符合設計要求。 （ 3） 回流縫設計 a、下三角形集氣罩的寬度 由圖可知，設單元三相分離器的寬 度 b = 4 m， 上、下三角形集氣罩斜面水平夾角都為 60176。，保護高度 h1取 ，三角形以上的保護水深為 h2=——，取h2=。設下三角形集氣罩的垂直高 h3=1m, 設每個 UASB 池的回流縫的數(shù)目 為 4，根據(jù)圖中幾何關系可知： a 31 ???? ?hb 式中： b1———下三角形集氣罩的寬度， m； ɑ———下三角形集氣罩斜面水平夾角，一般為 55176。~60176。； h3———下三角形集氣罩的垂直高度。 b、相鄰 2 個下三角 形集氣罩之間的水平距離： b2=b2b1=22? = 式中： b2———相鄰 2 個下三角形集氣罩之間的水平距離 ， m； b———單元三相分離器的直徑，