【文章內(nèi)容簡介】 dg——氣泡直徑，m。且 μ=γρ1式中 γ——液體的動力粘滯系數(shù)，m2/s設(shè) 水溫T=25℃，氣泡直徑 dg=2104m，廢水密度 ρl=103 kg/m3，氣體密度 ρg= kg/m3，凈水動力粘度 γ=107 m2/s取 β=則凈水動力粘度為： μ′=γρl=107103=104 kg /(ms)因處理對象為廢水，μ比凈水的μ′大，則廢水動力粘度為： μ=μ′=103 kg /(ms)氣泡在靜止水中的上升速度為：103 m/s單池處理水量為： q=103 m3/s設(shè)計 回流縫數(shù)量 n=1， 寬度 r=， 下斜板傾角 α=54176。，即β=36176?；亓骺p長度 L=() 2π=下斜板臨界長度：=取小斜板長度L小=′=，其水平L小水平=，垂直L小垂直=。圖中D1=，D2=，D3=，α1=176。，α2=176。大集氣罩的收氣面積占總面積的比例為 符合要求沉淀區(qū)面積 （m2），符合要求?；亓骺p的過水流速為：（m/h） 符合要求UASB設(shè)計結(jié)果：D=H=其中超高H1=三相分離器高度H2=反應區(qū)高H3=反應器底污泥區(qū)高H4=集氣罩頂直徑D1=大斜板長L大=傾角α2=176。小斜板長L小=傾角α1=176。（3）脫氣條件校核如果水是靜止得，則沼氣將以Up=～，可以進入氣室中。但由于在三相分離器中，水是變相流動，因此沼氣氣泡不僅獲得了水的加速，而且運動發(fā)生了方向改變。氣泡進入氣室，必須保證滿足以下公式要求：Up/v＞L2/L1式中 Up——氣泡垂直上升速度；v——氣泡實際縫隙流速；L2——回流縫垂直長度；L1——小斜板與大斜板重疊長度；根據(jù)三分離器設(shè)計結(jié)果，得：可見Up/v＞＞L2/L1，滿足脫氣條件要求。 布水系統(tǒng)的設(shè)計計算(1)設(shè)計說明為了保證四個UASB反應器運行負荷的均勻，并減少污泥床內(nèi)出現(xiàn)溝流短路等不利因素，設(shè)計良好的配水系統(tǒng)是很必要的，特別是在常溫條件下運行或處理低濃度廢水時，因有機物濃度低，產(chǎn)氣量少，氣體攪拌作用較差，此時對配水系統(tǒng)的設(shè)計要求高一些。二次泵房出水，直接向四臺UASB反應器供水，布水形式為兩兩分中。各臺UASB反應器進水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥和流量計，以均衡流量。在UASB反應器內(nèi)部采用適應圓池要求的環(huán)行布水器。反應器布水點數(shù)量設(shè)置與處理流量、進水濃度、容積負荷等因素有關(guān)，本次設(shè)計擬每2～4m2設(shè)置一個布水點。（2）設(shè)計計算布水器設(shè)置16個布水點，每點負荷面積為（m2）布水器環(huán)管一根，支管4根，環(huán)管上（即外圈）設(shè)12個布水點，支管上設(shè)4個布水點，布水點共16個。按均勻布置原則，環(huán)管（外圈）。UASB反應器布水器中心管流量為 ，則中心管管徑為，取d0=103mm。， m/s，則管徑計算為=，取=45 mm。環(huán)管均分流量為 m3/s， m/s， mm，取環(huán)管管徑=65 mm。布水孔16個， m/s，取孔徑=25 mm。布水器水頭損失計算。盡管布水器為環(huán)狀，但當運行穩(wěn)定、不堵塞，且配水均勻條件下，可按枝狀管網(wǎng)計算其水頭損失。如圖15所示。 圖中= m3/s = m3/s = m3/s =相應管段的管徑、流量、流速及水頭損失如下DN45 =，=，=300mm； DN45 =，=，=200mm； DN65 =，=，=； DN65 =，=，=； DN65 =，=，=； mm，加上局部損失，總水頭損失約為770 mm。（3）布水器配水壓力計算 布水器配水壓力H4按下列公式計算。式中 ——布水器配水時最大淹沒水深，m；——UASB反應器水頭損失，m；——布水器布水所需自由水頭，m；其中 ===則 = 出水渠設(shè)計計算每個UASB反應器沿周邊設(shè)一條環(huán)行出水渠，渠內(nèi)側(cè)設(shè)溢流堰，出水渠保持水平，出水由一個出水口排出。（1）出水渠設(shè)計計算環(huán)行出水渠在運行穩(wěn)定，溢流堰出水均勻時，可假設(shè)為兩側(cè)支渠計算。， L/s。根據(jù)均勻流計算公式 式中 q——渠中水流量，m3/s；i——水力坡度，定為i=；K——流量模段，m3/s；C——謝才系數(shù)；W——過水斷面面積，m2；R——水力半徑，m；n——粗糙度系數(shù)，鋼取n =。計算得 （m3/s）假定渠寬b=,則有W=X=2h+R=W/X=(2h+)式中 h——渠中水深，m；X——渠濕周，m。代入 即 則有 解方程得：h=(m)可見渠寬b=(m)，水深h=(m)則渠中水流流速約為＞符合明渠均勻流要求。（2）溢流堰設(shè)計計算 L/s，溢流負荷為1～2 L/(ms)。設(shè)計溢流負荷取= L/(ms)，則堰上水面總長為設(shè)計90176。三角堰，堰高H=40mm，堰口寬B=80mm，堰上水頭h=20mm，則堰口水面寬b=40mm。三角堰數(shù)量(個)設(shè)計取n=160(個)()=(m)設(shè)計堰板長(80+130)10=210(mm)，共10塊，每塊堰10個80mm堰口，10個間隙。堰上水頭校核：每個堰出流率為按90176。三角堰計算公式則堰上水頭為 UASB排水管設(shè)計計算 L/s，選用DN125鋼管排水， m/s,。 L/s，選用DN200鋼管排水， m/s,充滿度(設(shè)計值)。UASB反應器溢流出水渠由短立管排入DN125排水支管，再匯入設(shè)于UASB走道下的DN200排水總管。 排泥管的設(shè)計計算（1）產(chǎn)泥量的計算r=(kgCODd)設(shè)計流量 Q=進水COD濃度 S0=9500mg/LCODCr去除率 E=%則UASB反應器總產(chǎn)泥量為每池產(chǎn)泥設(shè)污泥含水量為98%，因含水率P＞95%，取ρ=1000kg/m3，則污泥產(chǎn)量為每池排泥量（2）排泥系統(tǒng)設(shè)計因處理站設(shè)置調(diào)節(jié)沉淀池，故進入UASB中砂的量較少，UASB產(chǎn)生的外排污泥主要是有機污泥，故UASB只設(shè)底部排泥管，排空時由污泥泵從排泥管強排。UASB每天排泥一次，各池污泥同時排入集泥井，再由污泥泵抽入污泥濃縮池中。各池排泥管選鋼管，DN150，四池合用排泥管選用鋼管DN200， L/s， m/s。 沼氣管路系統(tǒng)設(shè)計計算（1）產(chǎn)氣量計算設(shè)計流量 Q=進水 CODCr =9500mg/LCOD去除率 E=88%產(chǎn)氣率 E= m3氣/kgCOD則總產(chǎn)量為每個USAB反應器產(chǎn)氣量（2）沼氣集氣系統(tǒng)布置由于有機負荷較高，產(chǎn)氣量大，每兩臺反應器設(shè)置一個水封罐，水封罐出來的沼氣分別進入氣水分離器，氣水分離器設(shè)置一套兩級，共兩個，從分離器出來去沼氣貯柜。集氣室沼氣出氣管最小直徑為DN100，且盡量設(shè)置不短于300mm的立管出氣，若采用橫管出氣，其長度不宜小于150mm。每個集氣室設(shè)置獨立出氣管至水封罐。（3）沼氣管道計算①產(chǎn)氣量計算 m3/h，則大集氣罩的出氣量為 小集氣罩的出氣量為該沼氣容重為r=，換算為計算容重r′= kg/m3的出氣量分別為②沼氣管道壓力損失計算沼氣出氣管的流速分別為v1及v2遠小于5m/s，符合規(guī)范對流速的要求。沼氣收集管道壓力一般較低，約為200～300mmH2O，其管道內(nèi)氣體壓力損失可按下式計算。式中 L——管道長度，m；G—— kg/m3時的流量，m3/h；r——氣體容重，kg/m3；K——摩擦系數(shù)；D——管徑，cm。計算公式中K2d5查《給水排水設(shè)計冊》得K2d5=35000。對大集氣罩出氣管，DN100，G‘1= m3/h，L=15m，v= m/s，則計算出hi=，局部損失為hj=22%hi= mmH2O，總壓力損失為對小集氣罩出氣管，DN100，G’2= m3/h，L=10m，v=，則計算出hi= mmH2O，局部損失為hj=34%hi=，總壓力損失為可見沼氣管道壓力損失均很小。因此，對于沼氣貯柜之前的低壓沼氣管道，可以認為管路壓力損失為0，這種水封罐的水封取與集氣槽里面的壓力減去沼氣柜的壓力的值即可，這樣計算偏于安全。（4）水封罐的設(shè)計計算水封罐一般設(shè)于消化反應器和沼氣柜或壓縮機房之間，起到調(diào)整和穩(wěn)定壓力，兼作隔絕和排除冷凝水之用。UASB反應中大集氣罩中出氣氣體壓力為p1=(1mH2O=9800Pa)，小集氣罩中出氣氣體壓力為p2=(1mH2O=9800Pa)，則兩者氣壓差為。沼氣柜壓力p≤400 mmH2O, mH2O，則在忽略沼氣管路壓力損失時（這種計算所得結(jié)果最為安全），水封罐所需最大水封為取水封罐總高度H=水封罐直徑1800mm，設(shè)進氣管DN100鋼四根，出氣管DN150鋼一根，進水管DN52鋼一根，放空管DN50鋼一根，并設(shè)液面計。（5）氣水分離器氣水分離器起到對沼氣干燥作用，選用Ф500mmH1800mm，鋼制氣水分離器兩個，串聯(lián)使用。氣水分離器中預裝鋼絲填料，在各級氣水分離器前設(shè)置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設(shè)流量計、壓力表及溫度計。（6）沼氣柜容積確定=5459m3,則沼氣柜容積應為平均時產(chǎn)氣量的3h體積來確定，即 設(shè)計選用700 m3鋼板水槽內(nèi)導軌濕式貯氣柜（C1416A）。 UASB的其他設(shè)計（1）取樣管設(shè)計為掌握UASB運行情況，在每個UASB上設(shè)置取樣管?！勰啻矁?nèi)分別設(shè)置取樣4根，取樣管選用DN50鋼管，配球閥取樣。（2）UASB的排空 由UASB池底排泥臨時接上排泥泵強制排空。（3）檢修①人孔為便于檢修。②通風為防止部分容重過大的沼氣在UASB反應器內(nèi)聚集，影響檢修和發(fā)生危險，檢修時可向UASB反應器中通入壓縮空氣，因此在UASB反應器一側(cè)預埋壓縮空氣管（由鼓風機房引來）。③采光為保證檢修的采光，除采用臨時燈光處，還可移走UASB反應器的活動頂蓋，或不設(shè)UASB頂蓋。（4）給排水在UASB反應器布置區(qū)設(shè)置一根DN32供水管供補水、沖洗及排空中使用。（5）通行、鋼板行走平臺，并連接上臺鋼梯。（6）安全要求①UASB反應器的所有電器設(shè)施，包括泵、閥、燈等一律采用防爆設(shè)備；②禁止明火火種進入該布置區(qū)域，動火操作應遠離該區(qū)及沼氣柜；③保持該區(qū)域良好通風。 二次污水提升泵設(shè)計計算 設(shè)計說明該泵設(shè)置于調(diào)節(jié)池之后，緊貼調(diào)節(jié)池出水段，直接于調(diào)節(jié)池中吸水。泵房采用半地下式形式。污水泵提升流量按平均時流量設(shè)計，污水泵自灌運行，自動啟動，并于總出水管上設(shè)置流量計。 污水泵設(shè)計計算（1）水泵揚程計算 設(shè)污水泵揚程為H6，則 H6=H1+H2+H3+H4式中 H1——污水泵吸水管水頭損失，m；H2——污水泵出水管水頭損失，m；H3——調(diào)節(jié)池最低水位與布水器水位之差，m；H4——布水器所需壓力，m。① H1的計算 取吸水管DN100，查水力計算表得：v=，q=，i= (m)汲水管局部阻力系數(shù)：進口ξ1=，閘