【文章內(nèi)容簡介】 于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設(shè)攪拌設(shè)備；（4）污泥濃度和有機負荷高，停留時間短。（1）容積負荷：Nv=；（2）污泥產(chǎn)率：；（3）產(chǎn)氣率：；（4）設(shè)計水量：Q=4000m3/d=。水質(zhì)指標，進出水水質(zhì)指標見下表34表34 水質(zhì)指標項目CODcrBODSS進水20001000700出水300250420去除率85%75%40% 設(shè)計計算設(shè)計計算[]如下：（1）UASB反應(yīng)器容積及主要構(gòu)造尺寸確定反應(yīng)器總有效容積 V= （）式中：V反應(yīng)器總有效容積，m3；Q——設(shè)計流量，m3/d；Nv——容積負荷,kgCOD/(m3d)；S0、Se——進出水COD的濃度,kgCOD/m3；計算得：V=采用矩形池，設(shè)兩座，采用公共壁。節(jié)省造價。反應(yīng)器有效高度為5m，則橫截面積 單池從布水均勻性和經(jīng)濟性考慮，矩形池長寬比在2：1左右較為合適。設(shè)池長L=18m,則寬，取10m。單池面積：，設(shè)計反應(yīng)池總高H=。單池有效容積總有效容積 ，負荷郵寄負荷要求。（2）水力停留時間（HRT）及水力負荷率(Vr) （） （）對于顆粒污泥，水力負荷Vr=~(m2/h),符合要求。（3）進水配水系統(tǒng)的設(shè)計1）設(shè)計原則：① 進水必須要反應(yīng)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； ② 應(yīng)滿足污泥床水力攪拌需要，要同時考慮水力攪拌和產(chǎn)生的沼氣攪拌； ③ 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）布水系統(tǒng)設(shè)置：進水方式的選擇應(yīng)根據(jù)進水濃度及進水流量來定，本設(shè)計采用連續(xù)均勻的進水方式，一管多點的布水方式。當容積負荷大于4kgCODcr/m3d時，每個進水口負責(zé)的布水面積應(yīng)大于2m2 [21]。本設(shè)計池中共設(shè)置72個布水點，則每點的負荷面積為：進水總管管徑取300mm，每個反應(yīng)池設(shè)一根管徑為100mm的配水管。配水系統(tǒng)采用多孔配水方式，支管位于配水管兩側(cè)，設(shè)置12根d=50mm的配水支管，同側(cè)每兩根水管的中心距3000mm,每根水管有6個配水孔，配水孔孔徑取15mm,孔距700mm,孔口向下。布水孔徑計算：流速 （）配水孔612=72個，,則孔徑為，取15mm。配水管設(shè)置在距離池底500mm處。驗證：中溫度35℃，?？账魉俣龋账饬魉俣?，故設(shè)計符合要求。（3）三項分離器設(shè)計1）設(shè)計原則沉淀區(qū)水力表面負荷；沉淀器斜壁角度在45176。~60176。之間，使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)；進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速≤ 2 m/h； m；～2 h；~；~。2）沉淀區(qū)設(shè)計沉淀區(qū)面積等于反應(yīng)器面積，則沉淀各部分區(qū)尺寸等于反應(yīng)器的尺寸，即其長度L=12m，寬度B=6m。3）回流縫設(shè)計取單個三相分離器的寬為b=3m，長l=10m，故每池采用n=6個三相分離器。取上下三角形集氣罩的斜面的水平夾角為α=55。則下三角形集氣室底部寬為： （）式中：b1——三角集氣室底水平寬度，m——上下三角集氣室斜面的水平夾角h3——下三角集氣室的垂直高度，m,。計算得： （）則相鄰兩個下三角形集氣室之間的水平距離：b2 =b–2b1 =2=則下三角形回流縫的面積為：S1 = = =下三角集氣室之間的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式： V1 = （）式中: Q1——反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S1——下三角形集氣室回流逢面積，m2。V1==、設(shè)上三角形集氣室回流縫的寬度CE =，則上三角形回流縫面積為：S2 =CEl2n=1026=54m2上下三角形集氣室之間回流逢中流速(V2)可用下式計算： V2 = （）式中：Q1——反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S2——上三角形集氣室回流逢面積，m2。V2 ==則V1 V2 ，符合設(shè)計要求。4)確定上下集氣罩相對位置BC=CE/Sin35176。=176。=取AB=，上三角形集氣罩的位置即可確定，其高為： h2 =（ABcos55176。+b2/2）tan55176。=（176。+）tan55176。=取集氣罩頂部水深h1=，則沉淀區(qū)水深為h1+h2=+=,滿足要求。上三角形集氣罩底部到下三角形集氣罩底部的距離為：H4=AD+DI=BC+DI=BC+ABcos55176。=+176。=故三相分離器的高度為：H=h1+h2+h4式中：H——三相分離器高度，m；h1，h2，h4，同上。H=++=5）氣液分離設(shè)計： 由圖34可知，欲達到氣液分離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離（AB的水平投影）越大，氣體分離效果越好，去除氣泡的直徑越小，對沉淀區(qū)固液分離效果的影響越小，所以，重疊量的大小是決定氣液分離效果好壞的關(guān)鍵。 由反應(yīng)區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過渡到上三角形集氣罩回流縫再進入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比較復(fù)雜。當混合液上升到A點后將沿著AB方向斜面流動，并設(shè)流速為vb，同時假定A點的氣泡以速度vb垂直上升，所以氣泡的運動軌跡將沿著va和vb合成速度的方向運動，根據(jù)速度合成的平行四邊形法則，則有： （）要使氣泡分離后進入沉淀區(qū)的必要條件是：；沼氣池在消化溫度為25℃，沼氣密度=；水的密度=；水的運動粘滯系數(shù)v=10^4m2/s；取氣泡直徑d=，根據(jù)斯托克斯（Stokes）公式可得氣體上升速度vb為： （）式中：vb——氣泡上升速度（cm/s）；g——重力加速度（cm/s2）；β——碰撞系數(shù)， ；hμ——廢水的動力粘度系數(shù)，g/()，μ=vβ。 ，d同上。水流速度 ,va=v2=校核： 6)計算示意圖 三相分離器計算示意圖見圖34.圖34 三相分離器示意圖（4）排泥系統(tǒng)計算1）UASB反應(yīng)器中污泥總量計算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃度為15g VSS/L,兩座UASB反應(yīng)器中污泥總量：2）產(chǎn)泥量計算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取r= MLSS/kg COD。UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥量:式中：△X——UASB 反應(yīng)器產(chǎn)泥量，kg VSS/d；r——厭氧生物處理污泥產(chǎn)量，kg VSS/kg COD；Co——進水COD濃度kg/m3；E——去除率，本設(shè)計中取80%。據(jù)VSS/SS = ，△X=392/=490 kg SS/d 單池產(chǎn)△Xi=△X/2 = 490/2 = 245 kg SS/d 污泥含水率為98%，當含水率＞95%，取，則污泥產(chǎn)量 （）單池排泥量4）污泥齡5）排泥系統(tǒng)設(shè)計在UASB三相分離器底部距池底200mm處，設(shè)置排泥管，每天排泥一次，污泥從排泥管強排入污泥濃縮池中。排泥支管選擇D=150mm，排泥總管D=200mm。（6）出水系統(tǒng)的設(shè)計計算1）出水槽設(shè)計對于單個UASB反應(yīng)器，有六個單元三相分離器，出水槽共有6條。單個反應(yīng)器流量，則槽口附近水深，出水槽尺寸為，出水槽共6條。2）溢流堰設(shè)計出水槽溢流堰共有62=12條，每條長10m，設(shè)計三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，堰口水面寬50mm。每個UASB反應(yīng)器處理水量26L/s，查知溢流堰負荷，溢流堰負荷為12L/s，設(shè)計溢流堰負荷f=（m/s），堰上水面總長為：三角堰數(shù)量：，每條溢流堰三角堰的數(shù)量：270/6=45個一條溢流堰上共有45個100mm的堰口，則間隙距離為：mm，堰上水頭校核：每個堰出流率按三角堰計算公式：則堰上水頭為 （）3）出水渠設(shè)計反應(yīng)器沿長邊設(shè)一條矩形出水渠，6條出水槽的出水流至此出水渠，兩座UASB采用一條出水渠進行共壁出水。渠口附近水深=。故出水渠尺寸為：。（7）沼氣收集系統(tǒng)的設(shè)計計算1）產(chǎn)氣量計算產(chǎn)氣率r=①總產(chǎn)氣量 （)則單個反應(yīng)器的產(chǎn)氣量：②集氣管每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單池共有6根集氣管。每根集氣管內(nèi)最大氣流量根據(jù)流量查取集氣室沼氣出氣管直徑d=80mm。③沼氣主管2池12根集氣管先通到一根單池主管，然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管，%。單池沼氣主管內(nèi)最大氣流量：取d=300mm，則2）水封灌設(shè)計 水封灌主要是用來控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時，浮渣或浮沫可能會引起出氣管的堵塞或使氣體部分進入沉降室，同時兼有有排泥和排除冷凝水作用。①水封高度 ()式中：——反應(yīng)器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內(nèi)的壓頭。為保證安全取貯氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大H1取2mH2O，貯氣罐內(nèi)強為400mmH2O。②水封灌，水封灌面積一般為進氣管面積的4倍，則。氣水分離器氣水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用φ600mmH1800mm鋼制氣水分離器一個，氣水分離器中預(yù)裝鋼絲填料，在氣水分離器前設(shè)置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設(shè)流量計及壓力表。沼氣柜容積確定由上述計算可知該處理站日產(chǎn)沼氣3060m3，則沼氣柜容積應(yīng)為3h產(chǎn)氣量的體積確定，即設(shè)計選用鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式儲氣柜，尺寸為φ8000mmH8000mm。 CASS工藝CASS是周期性循環(huán)活性污泥法的簡稱，是間歇式活性污泥法的一種變革，并保留了其它間歇式活性污泥法的優(yōu)點，是近年來國際公認的生活污水及工業(yè)污水處理的先進工藝。CASS工藝的核心為CASS池，其基本結(jié)構(gòu)是：在SBR的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法中的二沉池和污泥回流系統(tǒng)，同時可連續(xù)進水，間斷排水。已知：污水進水量4500 m3/d,進水COD 300mg/L；進水BOD5 250mg/L。水溫10~20℃；出水COD 80mg/L；出水BOD5 20mg/L。 參數(shù)選擇（1）污泥負荷Ls=(kgMLSSd)；（3）反應(yīng)池池數(shù)N=4座；（3）反應(yīng)池水深H=5m；（4）排出比；（5）活性污泥界面以上最小水深；（6）MLSS濃度CA=3500mg/L。 曝氣時間（TA）: TA= ()沉降時間TS： TS=；而 ()故TS=排水閑置時間，取TD=2h,。一周期所需時間：周期數(shù)取n=3，每周期為8h，進水時間，CASS運行一周期需8h,其中進水4h，曝氣3h,排水閑置2h,運行方式如下表35：表35 CASS運行方式反應(yīng)池1h2h3h4h5h6h7h8h池進水進水/曝氣進水/曝氣進水/曝氣曝氣沉淀沉淀/撇水撇水/閑置池沉淀/撇水撇水/閑置進水進水/曝氣進水/曝氣進水/曝氣曝氣沉淀池曝氣沉淀沉淀/撇水撇水進水進水/曝氣進水/曝氣進水/曝氣池進水/曝氣進水/曝氣曝氣沉淀沉淀/撇水撇水/閑置進水進水/曝氣根據(jù)運行周期時間安排和自動控制特點，CASS反應(yīng)池設(shè)置4個，2個1組交替運行一天。（1）CASS反應(yīng)池容積單池容積為 ()反應(yīng)池總?cè)莘e式中：——排出比的倒數(shù)；——周期數(shù)；N——池數(shù)。（2）CASS反應(yīng)池的構(gòu)造尺寸CASS池為滿足運行靈活及設(shè)備安裝的需要，設(shè)計為長方形，一端為進水區(qū)，一端為出水區(qū)。有效水深取H=5m，由于B/H=1~2，L/B=4~6,故?。築==4=6m，L=35m單池容積S=CASS池沿長度方向設(shè)一道隔墻，將池體分為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分，靠近進水端為CASS池為預(yù)反應(yīng)區(qū)，另一端為主反應(yīng)區(qū)。據(jù)資料，預(yù)反應(yīng)區(qū)L1=()L,取L1==7m。故CASS反應(yīng)池尺寸為（3）CASS池液位控制排水結(jié)束時最低水位： ()；；保護水深 = 污泥層高度：保護水深的設(shè)置是為了避免排水時對沉淀及拍你的影響。進水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始時由水位和時間控制，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀結(jié)束與