【文章內容簡介】 ，坡向排泥管采用Dg=100mm。 上流式厭氧污泥床反應器(UASB)的設計 設計說明UASB反應器主要由反應區(qū)、三相分離器與氣室三部分組成。通過厭氧反應的三個階段，污水內的有機物將被分解，同時產生沼氣，氣體在上升過程中不斷的合并，形成較大的氣泡，起到循環(huán)和攪拌的作用，更有利于反應器中顆粒污泥的形成及其穩(wěn)定性。UASB的進出水水質見下表：表33 UASB反應器進出水水質BOD5COD氨氮SS進水5408807090去除率808550出水1081327045UASB反應器的有效容積,其中包括沉淀區(qū)和反應區(qū)。設計Nv=10kgCOD/(m3d),反應器的高度一般都為4～6m。（污水生物處理應用技術及工程實例）UASB的池形有方形、圓形和矩形，圓形反應器雖具有結構穩(wěn)定的特點，但建造圓形反應器與矩形、方形反應器相比較為復雜，因此本設計選用矩形池。設計流量為：Q=500m3/d=。（規(guī)范） 設計計算（1）UASB反應器所需要的容積及主要尺寸。UASB反應器的有效容積為：式中，Q——設計流量，m3/d；C0——進水的有機物濃度，kgCOD/m3；Nv——容積負荷，本次設計取為10kgCOD/(m3d)。選擇反應器的有效高度為h=4m，則橫截面積為：矩形長寬比小于2:1時效果更為良好，運行費用也越低。（課本）因此反應池長應設為5米，池寬設為5米。反應池的高度為：（）。UASB反應池的容積為：UASB反應池的有效容積為：（2）水力停留時間（HRT）和水力負荷率（Vr）為：對于顆粒污泥，～（m2h）（規(guī)范）之間均符合要求。（3）三相分離器的設計圖33 三相分離器計算草圖①沉淀區(qū)的設計UASB反應器中重要組成部分之一是三相分離器。它有3個主要部分是氣封、沉淀區(qū)以及回流縫，相對應的三個功能區(qū)是氣液分離、固液分離以及污泥回流。沉淀區(qū)的表面負荷為：（選自桌面規(guī)范）符合要求②回流縫的設計在本設計中，與短邊平行，每池沿長邊設2個集氣罩，構成了2個分離單元，因此反應池設2個三相分離器。三相分離器長度B=6m，每個單元寬度為：設上下三角形集氣罩的斜面水平角度應在45176?！?60176。之間，取 α=55o。（規(guī)范）取h3=。則，其中，b1——下三角形的集氣罩底寬度，m；b——單元三相分離器的寬度，m；b2——相鄰兩個下三角形集氣罩間的水平距離，m；h3——下三角形的集氣罩垂直高度，m。，為了保證使回流縫以及沉淀區(qū)的水流穩(wěn)定。（污水生物處理技術應用技術及工程實例）下層集氣罩之間縫隙水流的速度為：上層集氣罩之間縫隙水流的速度為：將上三角形集氣罩下端和下三角斜面之間的水平回流縫寬度取b3=因為滿足v1v22m/h,所以符合要求。③ 氣液分離的設計設AB=，沿AB方向的水流速度為：本式中，B——三相分離器的長度，m；N——每個池中三相分離器的數量。氣泡上升的速度為：本式中，ρ1——液體的密度，g/cm3；β——碰撞系數，；d——氣泡的直徑，cm；ρg——沼氣的密度，g/cm3；μ——廢水的動力粘滯系數，g/(cms)；ν——液體的運動粘滯系數，cm2/s。 設氣泡的直徑d=；35℃下，ρ1=，ρg=103g/cm3，β=，ν=，μ==(cms)，因為廢水動力粘滯系數值比凈水的大，(cms)。， 因此能脫去d≥。④ 高度設計三相分離區(qū)總高為:h=h2+h3+h4h5。集氣罩以上的覆蓋水深為。（4）配水系統(tǒng)的設計 設計中每個布水點服務面積為2～5m2， UASB反應器設置10個布水點， m2。設計中配水系統(tǒng)采用多管多孔配水的方式，在UASB反應器內設置一根直徑為100mm的干管，設置8根直徑50mm的穿孔管，并將支管分別布置在總水管的兩側，每側布置4根支管，同側每兩根支管之間距離約2m，配水孔徑Φ=15mm，其孔距為1m，孔口向下。（規(guī)范）驗證：空塔水流速度為：空塔氣流速度為：因此，符合要求。（4）出水系統(tǒng)設計計算①水槽設計設出水槽槽口的水流速度為u=，槽寬a=。②溢流堰設計出水槽溢流堰共設6條（32），每條長為10m；將三角堰設計為90o，堰高為50mm，堰口寬為100mm，堰口水面寬b’=50mm。，通常出水堰口的溢流負荷＜(m s)，規(guī)范。因此本設計的溢流負荷f=(ms)，則堰上水面總長度為：三角堰的數量為：所以每條溢流堰三角堰數量：120/6=20個一條溢流堰上共有20個100mm的堰口，20個650mm的間隙。堰上的水頭校核為：按90o三角堰計算公式 ：q=則堰上水頭為：③出水渠設計計算沿反應器長邊設一條矩形出水渠，3條出水槽出水流至出水渠。設出水渠的寬為a=，出水渠口水流速度為u=。④UASB排水管設計計算，選擇采用D=150mm的鋼管排水，充滿度（設計值）。則管內的水流速度為：（5）排泥系統(tǒng)的設計計算 UASB反應器中污泥床的污泥主要由沉降性良好的厭氧污泥組成，平局濃度約15VSS/L，則UASB反應器中污泥的總量為：②產泥量計算流量為Q=500m3/d；進水水質的COD濃度為c0=2000mg/L=2kg/m3；COD去除率為E=85％；厭氧生物處理的污泥產量為r=，則UASB反應器的總產泥量為：根據VSS/SS=，則③ 污泥含水率為98%，取ρ0=1000kg/ m3,則④ 污泥齡⑤ 排泥系統(tǒng)設計，以便于均勻的排除污泥區(qū)的污泥。排泥管選擇采用直徑為DN150的鋼管，每天排泥一次，總管選用直徑為DN200的鋼管。必要時布水管可兼做排泥管使用。（6）沼氣系統(tǒng)的設計計算① 沼氣的產量～。則沼氣的產量為：② 集氣管UASB反應器中沼氣用一根集氣管收集，則共有2根集氣管。每根集氣管內最大氣流量為：集氣室內沼氣出氣管的直徑最小為d=100mm，取100mm。③沼氣主管設計則取D=150mm的管道。④水封罐的設計水封罐主要是用來控制三相分離器中集氣室的氣液兩相分離界面高度的，因為在液面太高或者波動時，浮渣或浮沫有可能會導致出氣管堵塞或者使部分氣體進入沉降室，同時還兼有隔絕以及排出冷凝水的作用。水封的高度為： H=H1H0本式中，H0——反應器到貯氣罐壓頭損失和貯氣罐壓頭，m。為保證安全取貯氣罐內的壓頭，則集氣罩出氣氣壓最大時，H1取2mH2O，貯氣罐內的壓強H0取400mmH2O。取水封罐高度為2500mm，直徑為1500mm，進氣管和出氣管各一根，D=200mm；進氣管和放空管各一根，D=50mm，并設液面計。⑥ 氣水分離器設計氣水分離器對沼氣起干燥作用，選用Φ50mm1800mm的鋼制氣水分離器。此氣水分離器中含鋼絲填料，并配有流量計壓力表。⑦ 氣柜Vg=，氣柜容積定為3h的產氣量，即Vg’=。選擇氣柜的尺寸為3000。 A2/O脫氮除磷工藝 設計說明A2/O脫氮除磷工藝系統(tǒng)包括反硝化區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)以及好氧區(qū)。流程相對簡單，以原污水為碳源，所以不需外加碳源和曝氣池，建設和運行費用低；曝氣池在后，使反硝化殘留物得到進一步去除，提高了處理水的水質。本設計采用傳統(tǒng)A2/O工藝。A2/O脫氮除磷工藝流程圖見圖5。圖34 A2/O脫氮除磷工藝流程圖 設計主要參數A2/O工藝的主要設計參數見表5。表34 A2/O生物脫氮除磷工藝的主要設計參數項目數值BOD5污泥負荷Ns［kgBOD/（kgMLSSd）］～（）TN負荷［kgTN/（kgMLSSd）］＜（好氧段）TP負荷［kgTP/（kgMLSSd）］＜（厭氧段）污泥濃度MLSS（mg/L）3000～4000污泥齡θc（d）15～20水力停留時間t（h）厭氧段1～2h，～2h，好氧段一般為6h各段停留時間例A∶A∶O（1∶1∶3）～（1∶1∶4）污泥回流比R（%）50～100混合液回流比R內（%）100～300溶解氧濃度DO(mg/L）厭氧池＜，缺氧池≤，好氧池=2COD/TN＞8（厭氧池）TP/BOD＜（厭氧池）（1）BOD的污泥負荷為：Ns=(kgMLSSd) （2）回流污泥的濃度為：XR=7000mg/L （3）污泥的回流比為：R=90% （4）混合液的懸浮固體濃度（污泥濃度）為： （5）取MLVSS/MLSS= （6）揮發(fā)性活性污泥的濃度為：Xv==3315=2487mg/L （7）氨氮的去除率為： （8）內回流倍數為： （9）反應池計算 ① 總有效容積 式中 S0——進水BOD5濃度，（mg/L） ②反應池總水力停留時間 ③各段水力停留時間與容積按照厭氧∶缺氧∶好氧=1∶1∶3，因此有厭氧池的水力停留時間為:缺氧池的水力停留時間為:好氧池的水力停留時間為：④反應池有效深度H=，則反應池的總高度為H=＋=⑤反應池的有效面積⑥反應池的廊道設置廊道設置為厭氧池為1廊道，缺氧池為1廊道，好氧池為3廊道，總計5條廊道。，則每條廊道的長度為：⑦尺寸的校核查閱《污水生物處理新技術》可得，長寬比在5～10范圍內，寬高比在1～2范圍內，計算結果均在其范圍之內，因此均符合要求。（10）反應池的進、出水系統(tǒng)計算①進水管反應池進水管的設計流量為：其管道流速采用v=，則管道的過水斷面為：進水管的管徑選擇DN=150mm,則校核管徑流速為： ②回流污泥渠道反應池的回流污泥渠道的設計流量式中，R——污泥回流比，%；50～100，90%； Q——設計流量，m179。/s。取渠道的流速v’=，則渠道的斷面積為：A=QR/v’=㎡取渠道的斷面：bh=。校核流速為：v’=（）=。，＋=。③進水井進水孔的過流量為：孔口的流速v =,孔口的過水斷面積為：A=Q2/v =㎡孔口尺寸：,則進水孔數為：④出水堰出水井，按矩形堰流量為：式中， b——堰寬