【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ＋ ＋ ＋ ??60tan ＝ m （ ） 每日柵渣量 在 e＝ 20 mm 時(shí)，設(shè)柵渣量為每 1000m3 污水產(chǎn) m3 渣 [23， 24] W＝1000864001max ??zKWQ＝ 10 86 40 ? ?? ＝ m3/d （ ） 采用人工格柵。格柵計(jì)算示意圖如下圖 ： 圖 格柵計(jì)算示意圖 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明 根據(jù)生產(chǎn)廢水排放規(guī)律，后續(xù)處理構(gòu)筑物對(duì)水質(zhì)水量穩(wěn)定性的要求，調(diào)節(jié)池停留時(shí)間取 h。調(diào)節(jié)池采用半地下式，便于利用一次提升的水頭，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定的保溫作用，由于調(diào)節(jié)池內(nèi)不安裝工藝設(shè)備或管道，考慮土建結(jié)構(gòu)可靠性高時(shí)，故障少，只設(shè)一個(gè)調(diào)節(jié)池。 設(shè)計(jì)計(jì)算 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)周期 T＝ h 調(diào)節(jié) 池有效容積 V＝ TQd＝ 208＝ 1664 m3 調(diào)節(jié)池有效水深 h＝ 4 m 調(diào)節(jié)池規(guī)格 2 m8 m16 m4 m， V 有 ＝ 1024 m3 調(diào)節(jié)池設(shè)污泥斗四個(gè)，每斗上口面積 8 m8 m，下口面積 1 m1 m，泥斗高 m。 每個(gè)泥斗面積 Vi=h/3(S1+S2+ 21SS )=(82+12+ 22 18 ? )=85 m2 （ ） 泥斗容積共 V=4Vi=340 m3 調(diào)節(jié)池每日沉淀污泥重為 W＝ 30040％ 5000＝ t （ ） 濕污泥體積約為 V’=(設(shè)污泥密度為 1 t/m3) 泥斗可存約三天污泥。 調(diào)節(jié)池最高水位設(shè)置為＋ m，超高為 m，頂標(biāo)高為 m。最低水位－ m，池底標(biāo)高－ m。調(diào)節(jié)池出 水端設(shè)吸水段。 調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)圖 。 圖 調(diào)節(jié)池工藝計(jì)算圖 污水泵設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)說(shuō)明 污水泵從集水井中吸水壓至調(diào)節(jié)池，污水泵設(shè)置于地面上，不能自灌，設(shè)置引水筒。 污水泵總提升能力按 Qmax 考慮，即 Qmax＝ m3/h，選五臺(tái)泵，則每臺(tái)流量為 m3/h。 選 污水泵五臺(tái) [25]，另備用一臺(tái)，單泵提升能力 90 m3/h，揚(yáng)程 19 m，轉(zhuǎn)速 1450 ，電動(dòng)機(jī)功率 kw，占地尺寸 1100 mm500 mm。 污水泵房 污水泵單臺(tái)占地 L1297 mmB596 mm，高 H530 mm。 污水泵房地下一層，深 m，平面面積（ ） m2，設(shè)積水坑 300 mm500 mm500 mm 一個(gè)，地面排水由污水泵吸水管預(yù)留管排出。 污水泵房地上一層，高 m，平面面積為（ ） m2，設(shè)手動(dòng)葫蘆及單軌小車(chē)。 污水泵設(shè)就地控制柜一組，設(shè)流量計(jì)于控制柜，并遠(yuǎn)程傳至中控室。 UASB 的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明 UASB反應(yīng)器是由荷蘭赫寧根農(nóng)業(yè)大學(xué)的 20世紀(jì) 70年代研制的。80 年代以后，我國(guó)開(kāi)始研制 UASB 在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用， 90 年代該工藝在處理工程中被廣泛采用 [20]。 本工程所處理啤酒生產(chǎn)廢水，屬高濃度有機(jī)廢水，生物降解性好， USAB 反應(yīng)器作 為處理工藝的主體， 停留時(shí)間為 h， 擬按下列參數(shù)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)流量 5000 m3/d，即 208 m3/h 進(jìn)水濃度 CODCr 2020 mg/L,CODCr 去除率 E＝ ％； 容積負(fù)荷 Nv＝ 8 kgCOD/( )(按常溫 23℃ )； [27， 28] 產(chǎn)氣率 r＝ m3/kgCOD 污泥產(chǎn)率 X＝ kg/kgCOD UASB 反應(yīng)器工藝構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算 UASB 總?cè)莘e計(jì)算 UASB 總?cè)莘e V＝ NvQSr （ ） 式（ ）中 Q——設(shè)計(jì)處理流量， m3/d； Sr——去除的有機(jī)污雜物濃度， kg/m3； Nv——容積負(fù)荷， kgCOD/( )。 則 V＝ 8 % ?? ＝ 820（ m3） 選用 6 個(gè)池子，每個(gè)池子的體積為 Vi＝ V/6＝ 820/6＝ 137（ m3） 假定 UASB 體積有效系數(shù) 90％，則每池的需容積為 Vi＝ 152 m3 若選用直徑 φ5000 mm 的反應(yīng)器 6 個(gè)，則容器水力負(fù)荷約為 m3/( ),基本符合要求 [25]。 工藝構(gòu)造設(shè)計(jì) UASB 的重要構(gòu)造是指反應(yīng)器內(nèi)三相分離器的構(gòu)造，三相分離 器的設(shè)計(jì)直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重 要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)驗(yàn)，三相分離器應(yīng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求 [28]。 ① 混合液進(jìn)入沉淀區(qū)之前，必須將其中的氣泡予以脫出，以防氣泡進(jìn)入沉淀影響沉淀。 ② 沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷應(yīng)在 m3/()以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過(guò)沉淀槽底縫隙的流速不大于 m/h。 ③ 沉降斜板傾角不應(yīng)小于 50176。，使污泥不在斜板積聚，盡快回落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。 ④ 出水堰前設(shè)置擋板，以防止上浮污泥流失；某些情況下，應(yīng)設(shè)置浮雜清除裝置。 三相分離器設(shè)計(jì)須確定三相分離區(qū)數(shù)量，大小斜板尺寸、傾角和相互間關(guān)系。 小斜板（反射錐）臨界長(zhǎng)度 計(jì)算。 [21， 24] 反射錐臨界長(zhǎng)度計(jì)算公式為 AO’＝?sin1〔 （ q/LNUp）＋ r〕 （ ） 式（ ）中 q——通過(guò)縫隙的流量， m3/h； L——回流縫隙長(zhǎng)度， m； N——縫隙條數(shù)； Up——?dú)馀莸纳仙俣龋?m/s； r——上斜板到器壁的距離， m； β——下斜板與器壁的 夾角。 且其中 Up 由斯托克斯公式計(jì)算： Up＝?18Bg（ ρ1－ ρ2） dg2 （ ） 式（ ）中 Up——?dú)馀葑杂缮仙俣龋?cm/s； B——?dú)馀菖鲎蚕禂?shù)； g——重力加速度， 980cm/s2； ρ1——液體密度， g/cm3； ρg——?dú)?體密度， g/cm3； μ——液體動(dòng)力粘度， g/()； dg——?dú)怏w直徑， cm。 且 μ＝ γ. ρ1 （ ） 式（ ）中 γ——液體的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)， cm2/s； 設(shè)水溫為 25℃ ，氣泡直徑 dg 為 cm，廢水 ρ1 為 g/cm3，氣體 ρg 為 10－ 3 g/cm3,β 取 ，凈水 γ＝ cm2/s，則凈水動(dòng)力粘度為 μ’＝ γ. ρ1＝ ＝ （ g/） 因處理對(duì)象為廢水， μ 比凈水的 μ 大，其值取為凈水的 倍，則廢水動(dòng)力粘度為 μ＝ μ’＝ g/（ ） ,氣泡在靜止水中上升速度為 Up＝ ? ? （ － 10－ 3） =(cm/s)＝ 10－ 2（ m/s） 單池處理水量為 q＝620836001＝ 10－ 2（ m3/s） 設(shè)計(jì)回流縫隙數(shù)量 n＝ 1，寬度 r＝ m，下傾板傾角 α＝ 54176。,即 β＝ 36176。，計(jì)算出回流縫長(zhǎng)度 L＝（ － － ） 2π＝ （ m） 計(jì)算回流縫后，進(jìn)一步計(jì)算下斜板臨界長(zhǎng)度 AO’＝?36sin1〔（ 10－ 2/110－ 2）＋ 〕 ＝ （ m） （ ） 取小斜板長(zhǎng)度 L 小 ＝ m， AO’＝ m，其水平 L 小水平 ＝ m，垂直 L 小垂直 ＝ m，三相分離器設(shè)計(jì)如下圖 所示。 圖 三相分離器工藝計(jì)算圖 圖中 D1＝ m， D2＝ m， D3＝ m， α1＝ 176。， α2＝ 176。 大集氣罩的收氣面積占總面積的比例為 A3/A＝ ? ?? ??225 )( ＝ 52％ 符合要求 沉淀區(qū)面積 S＝41π（ 5－ ） 2－41π＝ （ m2） （ ） 回流縫的過(guò)水流速為： v＝ 6/208?＝ （ m/h） 符合要求。 UASB 設(shè)計(jì)結(jié)果： D＝ m， H＝ m，其中超高 H1＝ m，三相分離器高度H2＝ m，反應(yīng)區(qū)高 H3＝ m，反應(yīng)器底污泥區(qū)高 H4＝ m。集氣罩頂直徑 D1＝ m，大斜板長(zhǎng) L 大 ＝ m，傾角 α2＝ 176。，小斜板長(zhǎng) L 小 ＝ ,傾角 α1＝ 176。 脫氣條件校核 如果水是靜止的，則沼氣將以 Up＝ ～ cm/s 的流速上升，可以進(jìn)入氣室中。但由于在三相分離器中，水是變相流動(dòng)，因此沼氣氣泡不僅獲得了水的加速，而且運(yùn)動(dòng)發(fā)生了方向改變。氣泡進(jìn)入氣室，必須保證滿(mǎn)足以下公式要求 Up/vL2/L1 （ ） 式（ ）中 Up——?dú)馀荽怪鄙仙俣龋? v——?dú)馀輰?shí)際縫隙流速； L2——回流縫垂直長(zhǎng)度； L1——小斜板與大斜板重疊長(zhǎng)度。 根據(jù)三相分離器設(shè)計(jì)結(jié)果，得 Up/v＝)(??＝ L2/L1=(176。)/〔 ()21 176?！?＝ 可見(jiàn) Up/vL2/L1,滿(mǎn)足脫氣條件要求。 產(chǎn)泥量 的計(jì)算 產(chǎn)泥系數(shù) r＝ kg 干泥 /（ ） 設(shè)計(jì)流量 Q＝ 208 m3/h 進(jìn)水 COD 濃度 S0＝ 1500 mg/L CODCr 去除率 E＝ ％ 則 UASB 反應(yīng)器總產(chǎn)泥量為 △ X＝ rQSr＝ rQS0E＝ 50006 ＝ kg（干） /d＝ kg（干） /h （ ） 每池產(chǎn)泥 △ Xi＝ △ X/6＝ kg（干） /d 設(shè)污泥含水量為 98％，因含水率 P95％，取 ρ＝ 1000 kg/m，則污泥產(chǎn)量為 Qs＝%)981( ??＝ （ m3/d） （ ） 每池排泥量 Qsi＝ ＝ （ m3/d） 沼氣管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 產(chǎn)氣量計(jì)算 設(shè)計(jì)流量 Q＝ 208 m3/h 進(jìn)水 CODCr S0＝ 1500 mg/L COD 去除率 E＝ m3 氣 /kgCOD 則總產(chǎn)量為 G＝ eQSr＝ eQS0E＝ 208＝ （ m3/h） （ ） 每個(gè) UASB 反應(yīng)器產(chǎn)氣量 Gi＝ G/6＝ m3/h 沼氣集氣系統(tǒng)布置 由于有機(jī)負(fù)荷較高，產(chǎn)氣量大，每三臺(tái)反應(yīng)器設(shè)置一個(gè)水封罐，水封罐出來(lái)的沼氣分別進(jìn)入氣水分離器，氣水分離器設(shè)置一套兩級(jí)，共兩個(gè)，從分離器出來(lái)去沼氣貯柜。 集氣室沼氣出氣管最小直徑為 DN100，且盡量設(shè)置不短于 300 mm 的立管出氣，若采用橫管出氣，其長(zhǎng)度不宜大于 150 mm。每個(gè)集氣室設(shè)置獨(dú)立出氣管至水封罐。 水封罐的設(shè)計(jì)計(jì)算 見(jiàn)圖 圖 水封罐計(jì)算圖 水封罐一般設(shè)于消化反應(yīng)器和沼氣柜或壓縮機(jī)房之間，起到調(diào)整和穩(wěn)定壓力，兼作隔絕和排除冷凝水之用。 UASB 反應(yīng)中大集氣罩中出氣氣體壓力為 p1＝ mH2O（ 1 mH2O＝ 9800Pa） ,小集氣罩中出氣體壓力為 p2＝ mH2O，則兩者氣壓差為 △ p＝ p2p1＝ （ mH2O） （ ） 故水封罐中該兩收氣管的水封深度差為 mH2O。沼氣柜壓力 p≤400 mmH2O,取為 mH2O，則在忽略沼氣管路壓力損失（ 這種計(jì)算所得結(jié)果最為安全），水封罐所需最大水封為 H0＝ p2－ p＝ － ＝ (mH2O) （ ） 取水封罐總高度為 H＝ m。 水封罐直徑 1800 mm，設(shè)進(jìn)氣管 DN100 鋼管四根，出氣管 DN150 鋼一根，進(jìn)水管 DN52 鋼