【文章內容簡介】 氣浮池的有效容積:： （328）則可求出： 氣浮池個數(shù)取4座，以并聯(lián)方式運行。取池有效長度L和池寬B的比L:B=，則可求出：L=；B=接觸室長度一般與池寬B相同，則，其寬度氣浮池的總高H： （329）式中：h1 —為標高， 上浮液渣排除設備氣浮池中水面有大量的上浮液、浮渣，若得不到及時的清除，刮渣時對渣層的擾動過于劇烈，因此需要將上浮液、浮渣及時排除，本設計中采用鏈條牽引式刮渣機，采用逆水流方向刮渣，刮渣板運行速度取60mm/s。氣浮池示意圖如圖34所示圖34 平流式示意圖第四章 污水二級處理設計計算污水經(jīng)過一級處理后會處理掉部分BODCOD和懸浮物（SS）等，處理程度按表41取值。表41 污染物經(jīng)處理程度處理級別處理效率一級SSBOD540%～50%20%～30% 設計中取處理效果為：SS=，BOD5=。則進入曝氣池中污水的BOD5濃度： 進入曝氣池中污水的SS濃度： UASB設計 設計說明UASB即上流式厭氧污泥床，集生物反應與沉淀于一體，是一種結構緊湊，效率高的厭氧反應器。它的污泥床內生物量多，容積負荷率高，廢水在反應器內的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。設備簡單，運行方便，勿需設沉淀池等裝置，不需充填填料，也不需在反應區(qū)內設機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題[14]。 設計參數(shù)參數(shù)選取設計參數(shù)選取如下：（1）容積負荷（Nv）(m3d)；（2）；（3）設計水質設計水質如下表42所示：表42 UASB反應器進出水水質指標水質指標CODBODSS進水水質(mg/l)37602320444去除率（%）7590出水水質(mg/l)940500設計水量Q＝50000m3/d=2080m3/h= m3/s 設計計算反應器容積計算 （41）式中：—UASB有效容積 Q — 設計流量，m3/s S0 — 進水COD含量,mg/L Nv—容積負荷,kgCOD/(m3d)=500003760/=18800m3將UASB設計成圓形池子，布水均勻，處理效果好，取水力負荷q＝[m3/(m2h)]，則： A== 2080/=2189m2采用4座相同的UASB反應器則　 A1=A/4＝2189/4= m2 取D=則實際橫截面積為A2=πD2==實際表面水力負荷為 =2080/(4)=故符合設計要求。 配水系統(tǒng)設計本系統(tǒng)設計為圓形布水器，每個UASB反應器設126個布水點[11]相關參數(shù)每個池子流量： Q＝2080/4 = 520 m3/h設計計算布水系統(tǒng)設計計算草圖見下圖41所示：圖41 ＵASB布水系統(tǒng)設計計算圖圓環(huán)直徑計算：每個孔口服務面積為:在2～5m2之間，符合設計要求。可設6個圓環(huán)，最里面的第一圈設6個孔口，第二圈設12個孔口，第三圈18個，第四圈24個，第五圈30個，第六圈36個。（1）第一圈6個孔口設計服務面積：S1＝6=，折合為服務圓的直徑為： 用服務圓的直徑作一個虛圓，在該圓內等分服務圓虛圓面積處設一實圓環(huán)，其上布6個孔口，則圓的直徑計算如下： （42）則： （2）第二圈12個孔口設計服務面積：S2=12=，折合成服務圓直徑為：第二圈實圓直徑計算如下：π(102d22)＝S2d2=依次算得第三圈服務圓面積S3= ，服務圓直徑D3=，實圓直徑d3=；第四圈服務圓面積為S4=，服務圓直徑D4=，實圓直徑d4=；第五圈服務圓面積為S5=，服務圓直徑D5=，實圓直徑d5=；第六圈服務圓面積為S6=,服務圓直徑D6=，實圓直徑d6=； 三相分離器設計三相分離器設計計算草圖見下圖42所示：圖42 三相分離器設計計算圖設計說明[12]三相分離器的主要功能是要有氣、液、固三相分離的功能，其設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。沉淀區(qū)的設計三相分離器的沉淀區(qū)的設計主要是對沉淀區(qū)的面積和水深進行計算，沉淀區(qū)的面積由廢水量和表面負荷率來決定。設計時應滿足以下要求：①沉淀器斜壁角度設為45176。，使污泥不致積聚，便于盡快落入反應區(qū)內；②沉淀區(qū)水力表面負荷；③在進入沉淀區(qū)之前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h；④；⑤～2h之間；（1）回流縫設計計算取h1= ，h3為4m。如圖42所示，則有：b1 = h3 / tgθ式中：b1—下三角集氣罩底水平寬度，m； h3—下三角集氣罩的垂直高度，m；θ—下三角集氣罩斜面的水平夾角。b1=b2=4=下三角集氣罩之間污泥回流逢中的混合液上升流速可按下式計算：=Q1/S1式中：Q1—反應器中得污水流量，m3/h； S1—下三角形集氣罩回流逢面積，m2。= 520/()=2m/h,符合設計要求。上下三角形集氣罩之間回流逢中的流速可按下式計算： =Q1/S2 （43）式中：—上下三角形集氣罩之間回流逢中流速；S2—上三角形集氣罩回流逢之間面積，m2。取回流逢寬CD=,上集氣罩下底寬CF=20m，則： DH=CDsin45176。= m DE=2DH+CF=2 +20==π(CF+DE)CD/2=則： = Q1/S2 =2080/(4) = 2m/h符合設計要求。（2）上下三角形集氣罩相對位置及尺寸設計計算CH=CDsin40176。=sin45176。＝ AI=Ditg45176。=(DEb2)tg45176。 = ()tg45176。= 故 h4= CH + AI=+= m h5=由上述尺寸可計算出上集氣罩上底直徑為：BC=CD/sin45176。=176。=DI=(DEb2)=()=AD= DI/cos45176。=176。=BD= DH/cos50176。=176。=AB= ADBD== 氣液分離設計在消化溫度為25℃時，沼氣密度=；水的密度=； =；取氣泡直徑d=。由由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： （44）式中：—氣泡上升速度(cm/s)； β—碰撞系數(shù)，；g—重力加速度(cm/s2)； h μ—廢水的動力粘度系數(shù)，g/() μ=vβ 校核： 式中：—水流速度，==。 故設計滿足要求。 出水系統(tǒng)設計采用鋸齒形出水槽。 排泥系統(tǒng)設計產(chǎn)泥量為：376050000103=14100 kgMLSS/d每日產(chǎn)泥量14100 kgMLSS/d，則每個USAB日產(chǎn)泥量3525 kgMLSS/d。 理論上每日的污泥量 W=Q(C0C1)/1000() （45）式中：Q—設計污水流量，m3/d；C0 —進水懸浮物濃度，mg/L； C1—出水懸浮物濃度，mg/L； P0—污泥含水率，%。W=50000()/(10001000())=1998m3/d 產(chǎn)氣量計算每日產(chǎn)氣量：376050000103=70500m3/d DE型氧化溝工藝計算氧化溝是活性污泥法的改良和發(fā)展，曝氣池呈現(xiàn)封閉渠道形，污水和活性污泥的混合液在曝氣池中循環(huán)流動，呈缺氧好氧的交替變化狀態(tài)，使溝渠中相繼進行硝化和反硝化的過程，本質是活性污泥法的一種變形，又稱循環(huán)曝氣池。其常見的類型有：帕式、同心圓式、循環(huán)折流式、T型氧化溝、DE型氧化溝。氧化溝的特點有不設初沉、耐沖擊負荷、污泥量少、出水水質好等，廣泛應用于大規(guī)模水處理污水。其在流態(tài)上介于推流式和完全混合式之間，局部流態(tài)為推流式，整體為完全混合狀態(tài)，從而同時兼具這兩種混合方式的特點。本設計中選用DE型氧化溝工藝。取DE型氧化溝數(shù)目為2組。 設計參數(shù)氧化溝的處理能力決定于污水溫度和溝內活性生物固體的濃度。實際工藝常依據(jù)進水中污泥齡、污染物負荷、污泥負荷F/M和污水的溫度等進行設計計算。設計污泥齡、F/M和水溫三者之間有的函數(shù)關系如表43所示：表43 污泥齡、F/M和水溫三者之間有的函數(shù)關系溫度（℃）5101520污泥齡（d）201284F/MDE型氧化溝設計為：，相應的污泥齡為12~30d，而活性污泥濃度通常為。延時曝氣氧化溝的主要設計參數(shù)，應根據(jù)試驗資料確定，若無試驗資料時可按下表44的經(jīng)驗值取值[13]。 表44 延時曝氣氧化溝的主要設計參數(shù)項目單位參數(shù)值活性污泥濃度mg/L 容積負荷NvkgBOD5/（m3d）污泥負荷LskgBOD5/kgMLSSd污泥齡d污泥產(chǎn)率YkgVSS/kgBOD5需氧量kgO2/BOD5水力停留時間污泥回流比處理效率η 混合液在渠內流速v=~。氧化溝的有效水深與曝氣、混合和推流設備的性能有關，～。 根據(jù)氧化溝渠寬度，在彎道處可設置一道或多道導流墻；～。 DE型氧化溝計算內源呼吸系數(shù)[9]式中：—內源呼吸系數(shù)，； —溫度為時，內源呼吸系數(shù)，~； —溫度系數(shù)，~。本設計取=，=當時 出水計算設計中取BOD5的去除率為97%，氨氮的去除率為，SS的去除率85%，則：BOD5的排出濃度為： 去除的的濃度為： ；氨氮的排出濃度為 去除的氨氮的濃度為： 污泥齡計算 （46）~，X取5500mg/L。，取22天好氧區(qū)有效容積缺氧區(qū)有效容積 反消化區(qū)脫氮量： 缺氧區(qū)有效容積： （47）式中：Vdn—反消化速率，本設計取。氧化溝總有效容積 （48）式中：—具有活性作用的污泥所占總污泥量的比例。氧化溝平面尺寸設計中取氧化溝的有效水深為h=4m，圓直徑為30m。氧化溝的面積為： 則有 從而得 L=。 設計參數(shù)的較核水力停留時間較核，符合要求。BOD— 污泥負荷率～，符合要求。 剩余污泥量計算濕污泥量：設污泥含水率為 需氧量計算設生物污泥中大約有13%的氮用于細胞合成，則每天用于合成的總氮量為：，即總氮中有6951000/50000=。按最不利情況，設出水中NO3N量和NH3N量均為4mg/L [2]。需要氧化的NH3N量為：需要還原的NO3N量為：需氧量計算：設計中取 k=，則平均需氧量為： （49） 最大需氧量為： 最大需氧量與平均需氧量之比為： 。 供氣量供氣量計算采用微孔空氣擴散器，淹沒水深為H= 4－ = ，計算溫度為T=30℃。設氧轉移效率EA=18% [2]?？諝鈹U散器出口處的絕對壓力計算：空氣離開好氧反應池池面時，氧的百分比按下式計算：好氧反應池中平均溶解氧飽和度（按最不利的溫度考慮）按下式計算： （410）式中：—標準大氣壓下，30℃時清水中的飽和溶解氧濃度，mg/L，查得。換算為在條件下，脫氧清水的充氧量計算如下： （411）式中：—標準大氣壓下，20℃時清水中的飽和溶解氧濃度，mg/L，查得 ； —標準大氣壓下，溫度為T℃時清水中的飽和溶解氧濃度，mg/L； C—曝氣池內溶解氧濃度，mg/L； a—污水傳氧速率與清水傳速率之比，～； —污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧濃度值比，取 ～； —壓力修正系數(shù)。設計中取a=，=，C=2，=則：最大標準需氧量：