【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 47。(2010) = 滿足上升流速在 ~，符合要求。 沉淀器表面流速 Vs ≤ 氣體上升流速 Vg = 1m/h 沉淀器縫隙處流速 Vo ≤ 12m/h UASB反應(yīng)器詳細(xì)設(shè)計(jì) （ 1）三相分離器設(shè)計(jì) 沉淀區(qū)設(shè)計(jì) 三相分離器沉淀區(qū)的表面負(fù)荷率為： 15000247。(244 2010) = ??3/(??2 ??) 1??3/(??2 ??) 滿足要求。 回流縫設(shè)計(jì) 設(shè)上三角形集氣罩斜面水平夾角為 60176。，下三角形集氣罩取 55176。，下三角形高 h3 = ，上三角形頂部水深 h2 = ， 則下三角集氣罩底的寬度： b1 = h3/tg55176。 = 設(shè)單元三相分離器寬 b 為 2m，每池共 10 個(gè)單元， 則下集氣罩之間的寬 b2 = b－ 2b1 = 回流縫總面積 a1 = b2 l n = 10 10 = 81m2 下三角形集氣罩之間縫 b2 中的水流（不考慮氣的影響）上升流速： 13 v1 = Qa1= 15000244 81 = 2m/h 滿足要求。 設(shè)上三角形集氣罩回流縫的寬度 b3 = ， 則回流縫面積 a2 = b3 l 2n = 80m2 則上三角形集氣罩回流縫的水流上升速度 v2 = Qa2= 1500024 480 = 2m/h 兩控制斷面，均滿足 ，具有較好的固液分離要求。 確定上三角形集氣罩位置： 上三角集氣罩下端 C 至下三角形斜面和垂直距離為： CE = b3sin55176。 = = ， BC = b3tan55176。 = 。 AB 水平投影一般為 10~20cm，這里取 20cm， ???? = ??????55 = ??， 可以確定上三角形集氣罩的形高： h4 = (ABcos55176。+ b22 )tan60176。 = 已知上三角形集氣罩頂?shù)乃顬?1. 0m，則上下三角形集氣罩在反應(yīng)器內(nèi)的位置均已經(jīng)確定。 （ 2）進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用穿孔管布水器，每個(gè)反應(yīng)器沿長(zhǎng)度方向設(shè) 9 根 DN100 的穿孔布水管，每?jī)筛g中心距為 2m，兩邊配水管距距墻 (20? 29)247。 2 = 配水管中流速為： v = 15000247。4247。 (2436009π[(10010?3)2 247。 4] = ??/s 每根布水管上設(shè)置 8 個(gè)噴嘴，每池共設(shè)噴嘴 89 = 72個(gè)。配水孔徑采用φ15mm，孔距 1m，兩端孔中心距墻 (10? 17)/2 = ?？卓诔虺氐祝c鉛垂線成 45 度方向開孔。穿孔管中心距反應(yīng)池底 。 每個(gè)噴嘴服務(wù)面積為： 2010 247。72 = ??2 2??2，符合容積負(fù)荷對(duì)應(yīng)的進(jìn)水口負(fù)荷設(shè)計(jì)要求。 每個(gè)反應(yīng)器共有 72 個(gè)出水孔，若采用連續(xù)進(jìn)水，每個(gè)孔的流速為： v = 15000 4244360072π (1510?3)2 = （ 3）出水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用三角堰出水渠，設(shè)渠寬 ，渠內(nèi) 水深 ，每個(gè)反應(yīng)器沿長(zhǎng)度方向設(shè) 10 條出水渠，設(shè)在每個(gè)上三角形集氣罩正上方。 渠內(nèi)流速： v = 15000/(244360010 ) = 三角堰設(shè)計(jì)： 設(shè)堰上水頭 H=，每個(gè)三角堰流量 q： q = = 三角堰個(gè)數(shù) n： 14 n = Q/q = 15000/(424360010)≈ 32 雙邊排水，取每邊各 16 個(gè)，三角堰中心距： l = L/16 = 10/16 = 三角堰出水匯入集水槽，出水槽寬 ，坡度 ，經(jīng)出水槽進(jìn)入集水井（ 2m2m3m），集水井底部設(shè)出水管 DN500。 （ 4）排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 把配水管兼作排泥管用，可以均勻排除污泥床區(qū)的污泥，并在反應(yīng)器中部以及池底設(shè) DN200 排泥管各一根，底部排泥管兼做放空管。 剩余污泥量的確定與每天去除的有機(jī)物量有關(guān)，當(dāng)沒有相關(guān)的動(dòng)力學(xué)常數(shù)時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。一般情況下，可按每去除 1kgCOD 產(chǎn)生 kgVSS計(jì)算。本工程取 X=，則產(chǎn)泥量為：每日污泥產(chǎn)量為： 15000202070% 取 VSS/SS=,則污泥總產(chǎn)量為 1680/= 2240kgSS/d 此外，在池壁全高上設(shè)置若干個(gè)取樣管，可以取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣，以隨時(shí)掌握污泥在高度方向的濃度分布情況。并可計(jì)算反應(yīng)器的存泥總量，以確定是否需要排泥。 排泥管排泥經(jīng)過廊道底部的排泥槽進(jìn)入集泥井。 （ 5）沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 沼氣由 φ100mm的集氣管收集，先后通過水封罐和氣水分離器，由輸氣管輸送到儲(chǔ)氣罐。 1．沼氣貯柜的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)沼氣產(chǎn)率為 ,則每日沼氣產(chǎn)量為： 150003 70% = 12600??3/?? 儲(chǔ)氣罐容積計(jì)算如下： 貯存沼氣量按平均日產(chǎn)氣量的 40%，即 5040??3計(jì)算。采用高壓干式球形氣罐，設(shè)工作壓力為 ，則所需球形氣罐容積為 1200m3，取球形氣罐的直徑為 13m。 2．水封罐的設(shè)計(jì)計(jì)算 水封罐的作用是控制三相分離器的集氣室中氣液兩相的界面高度，保證集氣室出氣管在反應(yīng)器運(yùn)行過程中不被淹沒，運(yùn)行穩(wěn)定并將沼氣即時(shí)排除反應(yīng)器，以防止浮渣堵塞等問題發(fā)生。經(jīng)驗(yàn)表明，水封罐中的冷凝水將有積累，因此在水封罐中有一個(gè)排除冷凝水的出口，以保持罐中的水位。 水封高度 取 ，水封罐面積一般為進(jìn)氣管面積的 4 倍，則水封罐面積 S = πd2 247。4 4 = 水封罐直徑取 。本場(chǎng)共設(shè)四個(gè)水封罐，并配套設(shè)置兩個(gè)氣水分離器。 生物選擇器 設(shè)計(jì)參數(shù) 采用一個(gè)厭氧生物選擇器，水力停留時(shí)間取 。 15 設(shè)計(jì)計(jì)算 尺寸設(shè)計(jì) 氧化溝污泥回流比為 %，則生物選擇器總體積為： V總 = Q總 (1+R)t = 15000(1+ ) = 采用一個(gè)生物選擇器，設(shè)計(jì)尺寸為： 12m8m6m = 576m3 進(jìn)出水布置 （ 1）進(jìn)水布置 生物選擇器的進(jìn)水流量為： Q = 15000m3/d = 污水管道非金屬管最大設(shè)計(jì)流速為 5m/s，最小設(shè)計(jì)流速 。取設(shè)計(jì)流速為 1m/s，則管徑 D 為： D = √4Qπv = √4 1 = 470mm 取管徑 D=450mm。 核算流速： v = 4QπD2 = 4 = 進(jìn)水管取覆土深度為 ，進(jìn)水口在池高 1m處。 （ 2）出水布置 生物選擇器有兩條出水管，分別通入兩個(gè)氧化溝內(nèi)。則每條出水管的流量為： Q′ = Q(1+R)2 = (1+%)2 = 污 水管道非金屬管最大設(shè)計(jì)流速 5m/s，最小設(shè)計(jì)流速 。取設(shè)計(jì)流速為 1m/s，則管徑 D’為： D′= √4Q′πv = √4 π 1 = 424mm 取出水管管徑 D’=400mm。 核算流速： v = 4Q′πD′2 = 4 = 取出水口在池高 2m處。 回流污泥布置 生物選擇器的回流污泥流量為： Q’’ = QR = % = 污水管道非金屬管最大設(shè)計(jì)流速 5m/s，最小設(shè)計(jì)流速 。取設(shè)計(jì)流速為 1m/s，則管徑 D’’為： 16 D′′ = √4Q′′πv = √4 1 = 373mm 取管徑 400mm。 核算流速： v = 4Q′′πD′′2 = 4 = 進(jìn)水口在池高 1m處。 水下攪拌器布置 設(shè)折合單位池容輸入功率為 4W/m3，則該生物選擇器需要輸入的功率為：，用三臺(tái) ITTD 公司的 Op8110 型混合攪拌機(jī)，功率為 。 氧化溝 設(shè)計(jì)參數(shù) 氧化溝采用單溝式卡魯塞爾氧化溝。本方案平行設(shè)計(jì)二組氧化溝，每組流量Q = Q總2 = 7500m3/d。以下均按每組氧化溝進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 懸浮物去除率取 80%（出水 SS 濃度為 48mg/L）； BOD5 去除率取 94%（出水 BOD5 濃度為 9mg/L）。 五日生化需氧量污泥負(fù)荷 Ls=()（ ~）； 污泥濃度（ MLVSS） X=4000mg/L（ 2020~4000）； 污泥產(chǎn)率 Y=（ ~）； 20℃ 時(shí)的衰減系數(shù) Kd20=（ ~）； 需氧量 （ ~）。 設(shè)計(jì)計(jì)算 氧化溝尺寸設(shè)計(jì) （ 1）好氧區(qū)容積計(jì)算 氧化溝進(jìn)水 BOD 濃度 B0=150mg/L，設(shè)計(jì)去除率取 94%，則氧化溝出水 BOD濃度為 Be=9mg/L； 采用污泥負(fù)荷法確定每組氧化溝體積為： V1 = Q(B0 ?Be)LsX= 7500(150? 9) 4000 = 好氧區(qū)內(nèi)水力停留時(shí)間為： t1 = V1Q = = = 。 則求解污泥齡： 1θc =QYobs(B0 ?Be)V1X(1+Kdθc) =7500 (150?9)4000(1+ ?20 θc) θc = 17 （ 2）缺 氧區(qū)容積計(jì)算 缺氧區(qū)水力停留時(shí)間 t2 取 2h（ ~），則缺氧區(qū)容積為： V2 = t2Q= 224 7500= 625m3。 （ 3）厭氧區(qū)容積計(jì)算 厭氧區(qū)水力停留時(shí)間 t3 取 （ 1~2），則厭氧區(qū)容積為： V3 = t3Q= 7500 = 。 （ 4）氧化溝總體積計(jì)算 V = V1+ V2 + V3 = 2950m3 采用 Mammutrotoren 轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣，轉(zhuǎn)刷有效長(zhǎng)度為 ，溝寬b=。氧化溝設(shè)計(jì)水深取 h=，超高 。則氧化溝面積 A1=。 設(shè)氧化溝為兩端 為半圓形，中間部分為矩形，忽略中心隔墻的體積，通過以下方程求解直線長(zhǎng)度 l0： 212 πb2 +2bl0 = A1 2 12π + 2 l0 = 得 l0 = 則氧化溝總長(zhǎng)為 l = l0 + 2b = +2 = 。 則氧化溝實(shí)際尺寸： l0 = ； l = ； b = ； A1 = ； V = 2950m3 污泥計(jì)算 （ 1）污泥回流比確定 設(shè)回流污泥濃度 Xr=10000mg/L，生物選擇器進(jìn)水 SS 濃度 X0=240mg/L，出水活性污泥濃度 X=4000mg/L。由 QX0 +QrXr = (Q+ Qr)X 7500240+Qr 10000= (7500+ Qr)4000 Qr = 4700m3/d 則污泥回流比為 R = QrQ1= 47007500 = %。 （ 2）剩余污泥產(chǎn)量計(jì)算 ?X = VXθc= 2950 = 當(dāng)污泥濃度為 10000mg/L時(shí)（即含水率為 99%），則污泥體積為 。 曝氣計(jì)算 碳化總需氧量： O2(C)= (B0 ? Be)= 7500(150? 9)= 為滿足脫氮要求，取總需氧量為碳化總需氧量的 倍，則總需氧量為： O2 = O2(C) = 18 20℃ 下飽和溶解氧濃度為 ；該地平均水溫為 攝氏度，該溫度下飽和溶解氧濃度為 （采用內(nèi)插法求得），混合液 DO 濃度為 ，KLa 修正系數(shù) α=，飽和溶解氧修正系數(shù) β = ，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓。則標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移速度為： R0 = RCs(20)α?20(βρCs(T) ? Cl)= ?20 (1 ?) = 采用轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)，采用 Mammutrotoren轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣，轉(zhuǎn)刷有效長(zhǎng)度為 。其充氧能力為 (mh)，則單個(gè)轉(zhuǎn)刷的充氧能力為 = kgO2/h，需轉(zhuǎn)刷數(shù)為 ≈2個(gè)。 進(jìn)出水設(shè)計(jì) 氧化溝由生物選擇器供水，進(jìn)水管為 400mm非金屬管，出水管為 400mm 非金屬管。 氧化溝出水采用活動(dòng)堰板結(jié)構(gòu)，以便于控制氧化溝內(nèi)水的深度。尺寸為 1m m m??，上端與氧化溝池頂相平。 其他構(gòu)筑物 （ 1）導(dǎo)流墻與擋流板 為保持氧化溝內(nèi)具有污泥不沉積的流速，減少能量損失，設(shè)置導(dǎo)流墻與擋流板。 在彎道處設(shè)置兩道導(dǎo)流墻，使外側(cè)渠道寬為溝寬的 1/2，內(nèi)側(cè)兩渠道寬為溝寬的 1/4。導(dǎo)流墻在下游方向延伸一個(gè)溝寬的長(zhǎng)度，宜高出設(shè)計(jì)水位 ，墻厚250mm。 在曝氣轉(zhuǎn)刷的上游和下游宜擋流板，擋流板設(shè)在水面下。上游擋流板高 ，垂直安裝于曝氣轉(zhuǎn)刷上游 4m 處。下游擋流板設(shè)置于曝氣轉(zhuǎn)刷下游 處，與水平成 60176。角傾斜放置，頂部在水面下 150mm，擋板下部水深 。 （ 2）水下推進(jìn)器 設(shè)單位池容輸入功率為 ，每池需要總輸入功率為： P=2950=5310W=。 選取 ITTD 公司的 Op8121 型水下推進(jìn)器，每個(gè)功率為 ，每池 4 個(gè)，共 6kW。 集 配水井 配水井的作用是將來自兩座氧化溝的廢水均勻分配到 2 座二沉池中。按進(jìn)水量 Q=，水力停留時(shí)間 HRT=4min計(jì)算。 水體積： V水 = Qt = 4601000 = ??3，取 V水 = 70??3.