【文章內(nèi)容簡介】 比為5（一般為4~8）， V=AH=D2,HD=；H=IC反應器總?cè)莘e負荷率Nv=Q*C0/V=1250*2500/180=（），IC反應器底面積A=*= m2 ，第二反應室高度H2=80/=，H1==。IC反應器的循環(huán)量 第二反應室內(nèi)液體升流速度 4m/h,(一般為2~10m)， 總停留時間T=V/Q=180/1250=，第一反應室內(nèi)液體升流速度一般為10~20m/h，主要由厭氧反應產(chǎn)生的氣體推動的液流循環(huán)所帶動。2) 沼氣產(chǎn)量計算 m3/kgCOD；每日的沼氣產(chǎn)量為：V=*Q*(C0Ce) /1000= 2000m3/d Q：廢水量，m3/d C0、Ce：進出水COD濃度 每立方米沼氣上升時攜帶1～2m3左右的廢水上升至反應器的頂部，頂部氣水分離后，廢水從中心管回流至反應器底部，與進水充分混合。由于產(chǎn)氣量為2000m/d，則回流廢水量為2000m3/d～4000m3/d，~，～，～（IC反應器第一反應室的上升流速為10～20m/h），可見IC反應器設(shè)計符合運行要求。最后，**。3) 選型a) 確定參數(shù)根據(jù)本工程情況，確定參數(shù)如下：反應器設(shè)計采用的參數(shù)：參數(shù)取值COD/（mg/L）進水2500，出水500反應溫度/℃35筒體高度h/m18空塔水流速度u/（m/h）空塔沼氣上升速度ug/（m/h）停留時間沼氣產(chǎn)率/（m3/KgCOD）MIC反應器基本構(gòu)造如圖1所示，它相似由2層UASB反應器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應器由下而上共分為5個區(qū)：混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。混合區(qū)：反應器底部進水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動使該反應區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著回流管返回到最下端的混合區(qū)，與反應器底部的污泥和進水充分混合，實現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。第2厭氧區(qū)：經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過三相分離器進入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機物已在第1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導入氣液分離區(qū)，對第2厭氧區(qū)的擾動很小，這為污泥的停留提供了有利條件。沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。從MIC反應器工作原理中可見，反應器通過2層三相分離器來實現(xiàn)SRTHRT，獲得高污泥濃度；通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。b) 三相分離器的設(shè)計設(shè)單元的三相分離器的寬度為B=，安裝角度取50176。，則沉淀區(qū)斜板的長度度h2=176。= b=*=**2=，回流縫中水流上升速度為v=1250/=18m/h根據(jù)運行經(jīng)驗，（b1b)/2一般控制在1020cm，所以取b1=c) 水封水封是對集氣室高度的控制，以保證反應器中產(chǎn)生的沼氣能順利排出水封高度的計算：水封高度=集氣室液面高度水封后面的阻力H=h1+h3H2=2+=4) 進水系統(tǒng)本系統(tǒng)采用每25m3設(shè)置一個布水點，擬設(shè)8個布水點設(shè)布水管內(nèi)的流速為：u1＝，u2＝，u3＝，u4＝1m/s，則管徑為：d1＝（Q1/）=(2500/24/2/3600/)＝192，取200mm；d2＝（Q2/）＝（2500/24/2/2/3600/）＝162，取200mm；d3＝（Q3/）＝（2500/24/2/4/3600/）＝，取100mm；d4＝（Q4/）＝（2500/24/2/8/3600/）＝，取50mm；注：采用穿孔管配水， 5) 出水系統(tǒng)出水堰采用鋸齒堰，出水流經(jīng)出水堰到出水槽中，出水槽寬度B==（2500/3600/24/2）=（）；則集水槽的深度為：h＝；6) 污泥產(chǎn)量計算；VSS/SS＝；每日的污泥產(chǎn)量為：2500（）＝ VSS/d=250 （250）/＝（） kg SS/dIC反應器中第一反應室膨脹床污泥濃度較高，可達50100gSS/L甚至更高，第二反應室污泥濃度較低，一般為1530gSS/L。這里假設(shè)第一反應室污泥濃度為100gSS/L，第二反應室為20 gSS/L，則IC反應室的污泥總量為：G=100V1+20V2=100*100+20*80=11600(KGSS)因此，污泥齡為11600/=設(shè)污泥容量為1000kg/m3，則其體積為： （）＝7）加熱與保溫廢水加熱所需的熱量 Qh=f*Cf(trta)q/=1**（3515）* Qh：加熱廢水至操作溫度時的熱量，KJ/hf：廢水相對密度，按1計Cf：廢水比熱容，KJ/(kg.℃)tr：反應器內(nèi)的溫度ta：反應器周圍的環(huán)境溫度：熱效率，可取=q：廢水的流量，m3/h反應器保溫所需的熱量 Q=A*K(trta)/ Q：反應器保溫所需的熱量，KJ/h A：反應器外表面積，m2 K：總傳熱系數(shù)，W/（） ta：反應器周圍的環(huán)境溫度 tr：反應器內(nèi)的溫度K值可按下式計算：1/K=1/1+d1/1+ d2/2+1/2 1：反應器內(nèi)壁對流傳熱系數(shù)，W/() 2：反應器內(nèi)壁對流傳熱系數(shù)，W/() d d2：反應器壁和保溫層的厚度，m2：反應器壁和保溫材料的熱導率，W/()=，1≈20004000 W/()，2≈20 W/()本工程中，反應器壁為鋼結(jié)構(gòu)，保溫材料采用軟木，反應器壁厚200mm，保溫層厚150mm，則 1/K=1/3000+++1/20=，K=反應器的外表面積：A==*5*18=反應器內(nèi)的溫度取35℃，周圍溫度取15℃，則保溫所需的熱量 Q=**(3515)/=1995KJ/h 氧化溝 氧化溝示意圖（1）氧化溝設(shè)計參數(shù)混合液懸浮固體濃度(MLSS)X 30 3000mg/LBOD5 22 225mg/LCODcr 50 500 mg/L混合液揮發(fā)固體濃度(MLVSS)Xv 28 2400 mg/L反應速率常數(shù)K0. 1 (mgd)1微生物自身衰減系數(shù)Kd0. d1污泥產(chǎn)率系數(shù)Y0. kgVSS/kg BOD5（2）計算硝化細菌的生長速率n和在設(shè)計條件下硝化所需的最小泥齡平均停留時間n=*e^((1515))*[5/(5+10^(*))]*[2/(2+2)]*[()] =最小泥齡平均停留時間=1/n=選擇安全系數(shù)來確定氧化溝設(shè)計污泥停留時間=，由于考慮對污泥進行穩(wěn)定的部分，實際設(shè)計泥齡為30d，對應的生長速為n= d1（3）計算有機物去除及硝化所需的氧化溝體積V=*2500*（22518）*30/(3000*(1+*30))=1335 m3（4）r，DN=*^(1520)*()= mgNO3/()（5）根據(jù)反硝化速率和MLVSS濃度確定反硝化所需的體積產(chǎn)生生物污泥中約含有12％的氮，每日產(chǎn)生的生物污泥量△ xvss=Q(S0Se)(Y/(1+Kd))=2500*(22518)*((1+*30))*103=由此生物合成所需的氮量為：12％*= kg/d折合成每單位體積進水用于生物合成所需的氮量為：*1000/2500=反硝化氨氮的量：△NO3N=40585=22 mg/l所需去除氮量為：22*2500/1000=55kg/dV，=△SNO3/X r，DN=55/（*）=746m3式中：V，：反硝化所需的體積△ SNO3：去除的硝酸鹽氮量，（kg/d）所以，氧化溝的體積V總=1335+746=2081m3,取2100m3（6）確定氧化溝的尺寸 HRT=20h取水深H=，單溝寬為6m。氧化溝面積：A=V/H=2100/=525m2彎道部分的面積：A1=π（6+）2= m2直線部分的面積：A2=AA1== m2直線段部分的長度：L=A2/（26）=(26)= m，取34m。（7）氧化溝需氧量的計算，O2=*(22518)/(1e^(*5))*+**(4015)***22 =709kg/d標準狀態(tài)下需氧量SOR SOR= O2CS(20)/[α(βρCS(T)－C)(T20)] 式中：CS(20)——20℃時氧的飽和度，；T—— 取25℃；CS(T)——25℃時氧的飽和度， mg/l；C——溶解氧濃度，取2 mg/l；α——修正系數(shù)，；ρ——所在地區(qū)實際氣壓/(105)=；β——修正系數(shù)。 SOR =709[(－2) (2520)]= kg/d=（8）混合要求的最小功率P=*（^）*（3000^）*2100=（9）回流污泥的計算取SVI=100，則Xr=10^6/100=10000mg/l由物料平衡：Q*SS+XrQr=（Q+Qr）*X，Qr=1500m/d回流比R=60％（10）剩余污泥量的計算氧化溝設(shè)計出水水質(zhì)為BOD5=18 mg/L，剩余污泥產(chǎn)量為：W=YQ(S0Se) /(1+Kdθc)=2500（22518）(1+30)= 污泥體積：%V污泥＝ /1000/()＝（10）出水堰及出水豎井：為了能夠調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)碟的淹沒深度，氧化溝出水設(shè)置出水豎井，豎井內(nèi)安裝電動可調(diào)堰。按薄壁堰來計算：a) 出水堰：Q= b b—堰寬，m；H—堰上水頭高，；b=Q/( )=2500/（360024）/()=，；校核堰上水頭H：H=(Q/) 2/3= (2500/3600/24/())2/3= m；b) 出水豎井：考慮可調(diào)堰安裝要求。出水豎井長：L=2+b=+=(m)出水豎井寬：B=（滿足安裝需要）；則出水豎井的平面尺寸為：BL =；平流沉淀池示意圖選取設(shè)計參數(shù)：水平流速v=，則：1) 池長LL==3600＝ m 實際取30m2) 池面積A：(m2*h)，則：A=Q/q=250/=250 m2 (取250 m2)3) 池寬B：B=A/L=250/30= m 池子分格數(shù)n設(shè)池子每格寬度b＝，則n＝B/b＝＝2格4) 池深h2：池的有效水深采用h2=。5) 校核：長寬比=L/b=30/=4，符合要求。6) 長深比=L/h2=30/3=108，符合要求。 7) 污泥部分的容積V：氧化溝每天排出的剩余污泥體積V′＝21m3。沉淀池設(shè)一個污泥斗，每斗容積V=h4′′(f1+f2+(f1f2) )/3式中：f1—污泥斗上口面積，m2；f2—污泥斗下口面積，m2；h5—污泥斗高，m。f1===f2==污泥斗為方斗，α=55176。，則：h5=（）/2tg55176。＝V=h4′′(f1+f2+(f1f2))/3=(++())/3= m3V總=2V=2＝ m3V′=21 m3泥斗以上梯形部分容積V2V2=（l1+l2）/2h4b=(30+)/2=179。h4=() =8) 沉淀池總高度Hh1為超高h2 為有效高度h5為泥斗部分高度 H=h1+h2+h5=+3+=9) 進出水系統(tǒng)計算a) 進水花墻采用磚砌式進水花墻，孔眼形式為半磚孔洞，單孔面積A1==178。，取v1=，孔眼總面積A0=Q/v1=2500/24/3600/=178?？籽蹟?shù)目n= A0/ A1=， 取18個則孔眼實際流速為v’=Q/(n A1)＝(2500/24/3600)/(18)=每格孔眼布置為3排，每排3個b) 出水堰堰長LL=Q/q=10002500/24/3600/= (取20米)Q為設(shè)計流量，q為堰的負荷出水堰的形式與尺寸 采用90176。三角堰出水，每米堰板設(shè)5個堰口單個堰口流量=q/5=＝堰上水頭h1==c) 集水槽集水槽寬B 為了確保安全，，則：B==（2500/3600/24）=（）；集水槽深度污泥濃縮池采用間歇式排泥，設(shè)兩座，由閘閥控制，輪流排泥，濃縮后固體濃度為3030kg/m3（即污泥含水率P=97%）（1）污泥流量：Q， m3/d，因此估計污泥濃縮池中的污泥量為；Q泥=+= m3/d（2）池子體積V設(shè)停留時間最大為12小時；V= Q泥T=12/24= m3 1) 表面積F取濃縮池的有效深度為h1=3m，F(xiàn)=，2) 直徑D設(shè)濃縮池的表面為圓形，D＝= = m （取4m）3) 泥斗的確定：由于泥量較小，可以不設(shè)刮泥機而直接用污泥泵將污泥打到污泥壓濾機房進行處理，排泥時間最大為八小時，濃縮后的含水率為97%， V2=*設(shè)泥斗的上口尺寸為：D1=；泥斗的下口為：D2=；泥斗與水平面的夾角為50度；則：h4=（）/2tg50176。=，；4) 總高