【文章內(nèi)容簡介】 污泥密度為1000kg/m3濕泥量為：式中：S———懸浮固體干重，kg/d P———含水率，99%Q=1309/[1000(199%)]=130m3/d 水解酸化池的設(shè)計計算 設(shè)計說明水解酸化池的設(shè)計主要是確定其有效容積。~，但對于難降解的紡織印染廢水時間較長。反應(yīng)池的高度一般為4~6m。~h，有機負(fù)荷~()。在水解酸化池內(nèi)裝入填料，以為厭氧微生物提供附著場所。 設(shè)計參數(shù)停留時間t=4h，有效水深h=。 設(shè)計水解酸化池對各污染物去除率見表34：表34 水解酸化池去除率污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）3200476出水濃度（mg/L）2560714去除率（%）202020 設(shè)計計算池體尺寸 按停留時間計算池體容積為：V=Qt=4=則有效表面積為：A=V/h=247。=，取20 m2。取池長為5m，則池寬B=A/L=20247。5=4m校核水力負(fù)荷：q=Q/A=247。(54)= m3/m2h，(合格)，水解酸化池的實際尺寸為545m，兩座。水解池上升流速校核反應(yīng)器高度上升流速=（符合設(shè)計要求）排泥系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計流量Q=550m179。/d，進水COD濃度為3200mg/L，COD去除率為20%，產(chǎn)泥系數(shù)為R=，則每日產(chǎn)生的懸浮固體：PSS=3200550103=設(shè)含水量為97%，則每日產(chǎn)泥量為：W = m3/d，取排泥管管徑為d=200mm。 UASB的設(shè)計計算 設(shè)計說明UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應(yīng)與沉淀于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，效率高的厭氧反應(yīng)器。它的污泥床內(nèi)生物量多，容積負(fù)荷率高，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。設(shè)備簡單，運行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。 設(shè)計參數(shù) 污泥參數(shù)設(shè)計溫度T=25℃容積負(fù)荷Nv=10kgCOD/() 污泥為顆粒狀 設(shè)計水量Q=550m179。/d=179。/h=179。/s 設(shè)計水質(zhì) 設(shè)計UASB對各污染物去除率見表35：表35 UASB去除率污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）2560714出水濃度（mg/L）896去除率（%）657060 設(shè)計計算 反應(yīng)器容積計算：UASB有效容積：式中：Q———設(shè)計流量，m179。/d S0———進水COD含量，g/L Nv———容積負(fù)荷，kgCOD/()則，則實際體積為176m179。反應(yīng)器的尺寸由于反應(yīng)器容積小，可采用單個池子處理滲濾液，故將UASB設(shè)計成矩形池子。UASB反應(yīng)器的經(jīng)濟有效高度一般是4~6m，取反應(yīng)器的有效高度為H=6m。則單塔的橫截面積為A=V/H=176/6=有關(guān)資料顯示，當(dāng)長寬比在2：1左右時，基建投資最省。取長L = 8m ，寬B = 4m ， m，則反應(yīng)器實際尺寸為8m4m6 m則實際的截面積A1= L B = 84=32m2實際的水力負(fù)荷q1=式中：q———反應(yīng)器面積水利負(fù)荷，m3/(m2h)； Q———污水的每天流量，m3/h； A1———反應(yīng)器的橫截面積，m2。反應(yīng)器的水力停留時間 t=式中：t———污水的停留時間，h； V———反應(yīng)器的容積，m3； Q———污水的每天流量，m3/h。反應(yīng)器的升流速度 u = Q/A=550/（24）=式中：u———空塔水流速，m/h； Q———污水的每天流量，m3/d； A———反應(yīng)器的總截面積，m2。厭氧反應(yīng)器的升流速度u =~，符合設(shè)計要求。配水系統(tǒng)設(shè)計 （1）設(shè)計原則a、 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(fù)荷不均； b、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； c、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）設(shè)計參數(shù)　每個池子流量：Q＝550m3/d= m3/h （3）設(shè)計計算 采用UASB處理主要為溶解性廢水時進水管口負(fù)荷見表36：表36 采用UASB處理主要為溶解性廢水時進水管口負(fù)荷污泥典型每個進水口負(fù)荷（m2）負(fù)荷（kgCOD/（m3d）)顆粒污泥1224＞2＞4 凝絮狀污泥＞40kgDS/m3＜121223＞2中等濃度絮狀污泥40120kg/m312＜1225＞2 由上表可知，對于顆粒污泥來說，容積負(fù)荷大于4 kgCOD/（m3d）時，每個進水口的負(fù)荷必須要大于2m2。則布水器上面布水孔的個數(shù)n滿足：， 即n＜，取n=15故每個進水口負(fù)荷 a==2，符合設(shè)計要求。布水孔孔徑：共設(shè)置布水孔15個，則孔徑為: 配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進水1根總管，管徑取100mm，反應(yīng)器設(shè)置5根DN60mm支管， m， m，孔徑向下， m，采用連續(xù)進水。 三相分離器設(shè)計三相分離器設(shè)計計算草圖見下圖：60176。60176。圖32 三相分離器設(shè)計計算草圖（1）設(shè)計說明UASB的重要構(gòu)造是指反應(yīng)器內(nèi)三相分離器的構(gòu)造，三相分離器的設(shè)計直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對污泥床的正常運行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用。（2）沉淀區(qū)的設(shè)計三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計同二次沉淀池的設(shè)計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對固液分離不利。故設(shè)計時應(yīng)滿足以下要求：a、沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷。b、沉淀器斜壁角度55176。～60176。,可使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。c、進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速≤2m/h。d、。e、～2h。f、～。g、分離氣體的擋板與分離器壁重疊在20mm以下。如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果設(shè)沉淀器（集氣罩）斜壁傾角θ＝55176。則沉淀區(qū)面積為：A= LB=32m2故表面水力負(fù)荷為：q= ，符合設(shè)計要求。 （3）回流縫設(shè)計a、下三角形集氣罩的寬度 由圖可知，設(shè)單元三相分離器的寬度b = 4 m， 上、下三角形集氣罩斜面水平夾角都為60176。，三角形以上的保護水深為h2=——，取h2=。設(shè)下三角形集氣罩的垂直高h(yuǎn)3=1m, 設(shè)每個UASB池的回流縫的數(shù)目為4，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知：式中：b1———下三角形集氣罩的寬度，m； ɑ———下三角形集氣罩斜面水平夾角，一般為55176。~60176。； h3———下三角形集氣罩的垂直高度。b、相鄰2個下三角形集氣罩之間的水平距離： b2=b2b1==式中：b2———相鄰2個下三角形集氣罩之間的水平距離，m； b———單元三相分離器的直徑，m。c、下三角形集氣罩之間污泥回流混合液的升流速v1v1=式中： Q1———反應(yīng)器中廢水流量，m3/h； S1———下三角形集氣罩回流逢面積，m2；v1= 2m/h,符合設(shè)計要求d、上三角形集氣罩之間回流逢中流速(v2) v2= 式中：Q1———反應(yīng)器中廢水流量，m3/h； S2 ———上三角形集氣罩回流逢之間面積，m2；設(shè)上三角形集氣罩回流縫的寬度b3 = ,則上三角形回流縫面積為：S2 = b3L2n = 4 2 4 = 則 = 對于顆粒污泥，v1 v2。確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知：BC = b3/sin30176。= ＝ 設(shè)AB = ，則上三角形高為： h4 = (ABcos60176。+ b2/2)tan60176。 = ( + ) = m （4）氣液分離設(shè)計由圖可知，欲達(dá)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。本文來自沼氣網(wǎng)zhaoqi8.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(dāng)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va，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：設(shè)消化溫度為T=25℃，沼氣密度ρg=103g/cm3；水的密度ρ1 =997kg/m3=，取氣泡直徑d=。根據(jù)斯托克斯（Stokes） 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)，取β= ；； ———液體的密度，g/cm3； ———沼氣的密度，g/cm3； d———氣泡的直徑，cm； μ———廢水的動力粘度系數(shù)，g/(cm ? s)。 而μ= ，式中—液體的運動粘度系數(shù)，cm2/s。取= cm2/s，則μ==(cm ? s)，一般廢水的μ凈水的μ,故取μ=(cm ? s)。則==水流速度va=v2=校核：, ，故設(shè)計滿足要求 出水系統(tǒng)的設(shè)計出水系統(tǒng)的設(shè)計在UASB反應(yīng)器設(shè)計中也占有重要地位。因為出水是否均勻也將影響沉淀效果和出水水質(zhì)。為了保持出水均勻、沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水渠(槽)。一般每個單元三相分離器沉淀區(qū)設(shè)一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設(shè)三角出水堰。常用的布置形式有兩種，如圖所示。本設(shè)計采用選擇（a）所示的出水系統(tǒng)，出水渠寬度常采用20cm, 槽高20cm。 圖33 出水渠的布置形式 排泥系統(tǒng)設(shè)計，；則每日產(chǎn)泥量為：ΔX1=2560550103=，污泥含水率P=99%，污泥密度1000kg/m3，則濕泥量為：可用D＝200mm的排泥管，每天排泥一次。產(chǎn)氣量，；則每日產(chǎn)氣量：G=2560550103=，儲氣柜容積一般按照日產(chǎn)氣量的25%～40%設(shè)計，大型的消化系統(tǒng)取高值，小型的取低值，本設(shè)計取38%。儲氣柜的壓力一般為2～3KPa，不宜太大。 一級生物接觸氧化池的設(shè)計計算 設(shè)計說明生物接觸氧化池工藝設(shè)計的主要內(nèi)容是計算填料的有效容積和池體的尺寸，計算空氣量和空氣管道系統(tǒng)等。目前一般是在用有機負(fù)荷計算填料容積的基礎(chǔ)上，按照構(gòu)造要求確定池子的具體尺寸、池數(shù)以及池的分級。對于工業(yè)廢水，最好通過實驗確定有機負(fù)荷，也可審慎地采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)。生物接觸氧化池的容積一般按BOD5(=1000~1800gBOD5/d)的容積負(fù)荷并且相互核對以確定填料容積。生物接觸氧化法的供氣量，要同時滿足微生物降解污染物的需氧量和氧化池的混合攪拌強度。滿足微生物需氧所需的空氣量，為保持氧化池內(nèi)一定的攪拌強度，滿足營養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧和生物膜之間的充分接觸，以及老化生物膜的沖刷脫落，氣水比宜大于10，一般取10~20。進水BOD5濃度過高時，應(yīng)考慮設(shè)出水回流系統(tǒng)； m；每單元接觸氧化池面積不宜大于25m2，以保證布水、布?xì)饩鶆颉?設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷=1000 gBOD5/d；氣水比D0=15:1；填料層高度h0=3m；設(shè)計一級生物接觸氧化池對各污染物去除率見表37：表37 一級生物接觸氧化池去除率污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）896出水濃度（mg/L）75去除率（%）706540 設(shè)計計算尺寸設(shè)計 接觸氧化池的有效容積 V，即填料體積為：式中：Q———設(shè)計水量，m179。/h La———BOD5進水濃度，mg/L Lt———BOD5出水濃度，mg/L Nv———容積負(fù)荷接觸氧化池總面積AA=V/ h0=247。3=，取30m2 濾池格數(shù)（取2格）f