【文章內容簡介】 污泥斗的容積 V2= 13 h2（ a12+a1a2+a22） =13 (8 2+8+ 2) = V2 W 符合設計要求，采用 機械泵吸泥 （五）進水布置 進水起端兩側設進水堰，堰長為池長 2/3 UASB 反應池的設計計算 一、 UASB 反應器的作用 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，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，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。 二． UASB 反應器的工作原理 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，由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣 。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的水處理工程課程設計 13 氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內，使反應區(qū)內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 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，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，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 三、設計參數(shù) （一）參數(shù)選取 容積負荷（ Nv）： (m3 d)； 污泥產(chǎn)率： ； 產(chǎn)氣率： （二）設計水質 （如下表所示） UASB 反應器進出水水質指標 水質指標 COD BOD SS 進水水質 (mg/l) 2325 1023 200 去除率（ %） 75 80 50 出水水質 (mg/l) 582 205 100 （三）設計水量 Q=10000 m3/d=217 m3/h= m3/s 四、設計計算 水處理工程課程設計 14 ＋－預埋套管排水管進水管預埋管檢修孔 （一）反應器容積計算 UASB 有效容積： V 有效 ＝vNSQ 0? 式中： Q 設計流量， m3/s S0 進水 COD 含量 ,mg/l Nv 容積負荷 ,kgCOD/(m3 d) V 有效 ＝ 232510000? ＝ 5167 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/(m2 h)] 水處理工程課程設計 15 則 反應器表面積 A= Qq= 217/=272m2 反應器高度 h=VA＝ 5167/272=19m 采用 4 座相同的 UASB 反應器 則 A1=4A＝ 271/4=68m2 D= 6844 1 ????A = 故取 D=10m 則實際橫截面積為 2A =14 π D2=14 102 = 實際表面水力負荷為 q1=Q/A ＝ 217/4/ = q1在 — ，符合設計要求。 （二）配水系統(tǒng)設計計算 本系統(tǒng)設計為圓形布水器，每個 UASB 反應器設 36 個布水點 (1)參數(shù) 每個池子流量： Ｑ＝ 217/4=(2)設計計算 布水系統(tǒng)設計計算草圖見下圖： 水處理工程課程設計 16 圓環(huán)直徑計算：每個孔口服務面積為 : a= 36/41 2D? ＝ a在 1～ 3m2之間，符合 設計 要求 可設 3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設 6個孔口，中間設 12個，最外圍設 18個孔口 1)內圈 6 個孔口設計 服務面積： 1S ＝ 6= 2 折合為服務圓的直徑為： d= 1 ???S= 用此直徑作一個虛圓，在該圓內等分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： 121214 Sd ?? 則 d1＝?12S ＝ ? = 水處理工程課程設計 17 2)中圈 12 個孔口設計 服務面積： S2=12 = 折合成服務圓直徑為： ? ?? 214 SS ? = ? ? ? = 中間圓環(huán)直徑計算 如下： 14 π ()＝ 12 S2 則 d2= 3） 外圈 18個孔口設計 服務面積： S3=18 = 折合成服務圈直徑為： ? )(4 321 SSS ?? = 外圓環(huán)的直徑 d3計算如下： 14 π ()=12 S3 則 d3＝ (三） 三相分離器設計 三相分離器設計計算草圖見下圖 : 圖 UASB 三相分離器設計計算草圖 水處理工程課程設計 18 (1)設計說明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。 三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。 (2)沉淀區(qū)的設計 三相分離器的沉淀區(qū)的設計同二次沉淀池的設計相同，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)生一定的生化反應產(chǎn)生少量氣體，這對固液分離不利，故設計時應滿足以下要求： 1）沉淀區(qū)水力表 面負荷 2）沉淀器斜壁角度設為 50176。 ,使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)內。 3）進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速≦ 2m/h 4）總沉淀水深應大于 5）水力停留時間介于 ～ 2h 如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果 沉淀器（集氣罩）斜壁傾角θ＝ 50176。 沉淀區(qū)面積為： A=1/4π D2=1/4 102= 表面水力負荷為： q=Q/4A= ? = 符合設計要求。 (3)回流縫設計 h2的取值范圍為 — , h1一般取 取 h1=,h2=,h3 = b1=h3/tgθ 式中： b1下三角集氣罩底水平寬度， m。 θ 下三角集氣罩斜面的水平夾角； h3下三角集氣罩的垂直高度， m。 b1= = b2=102 = 下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速 V1 可用下 水處理工程課程設計 19 式計算： V1=Q1/S1 式中： Q1反應器中廢水流量， m3/h； S1下三角形集氣罩回流逢面積， m2； V1=(217/4)/( ) =V12m/s,符合設計要求 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速 (V2)可用下式計算： V2 =Q1/S2， 式中： Q1反應器中廢水流量， m3/h； 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= 則 DH=CDsin50 176。 = DE=2DH+CF =2 + = 2S =π (CF+DE)CD/2 = 則 2V = Q1/4S2 = 217? =V22m/s 故符合設計要求 確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知： CH=CDsin40176。 = ? ＝ AI=DItg50176。 =12 ()tg50 176。 =12 ()tg50 176。 = 故 h4=CH+AI=+= h5 = 由上述尺寸可計算出上集氣罩上底直徑為 ： 水處理工程課程設計 20 CF2h5 tg40176。 =tg40 176。 = BC=CD/sin40176。 =176。 = DI=12(DEb2)=12()= AD=DI/cos50176。 =176。 = BD=DH/cos50176。 =176。 = AB=ADBD== (4)氣液分離設計 d=(氣泡 )， T=20℃ ρ 1=, ρ g=10 3g/cm3 V=, ρ = μ = Vρ 1= = s 一般廢水的μ 凈水的μ ,故取μ = s 由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： Vb = ? ? 2118 drrmgr g?? = ? ?????? ? == Va=V2=則： baVV = = （四） 排泥系統(tǒng)設計 1. UASB 反應器中污泥總量計算 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15gVSS/L,則四座 UASB 反應器中污泥總量： dk g s sVGG ss /77505155167 ???? 。 2. 產(chǎn)泥量計算 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量?。? ① UASB 反應器總產(chǎn)泥量 dk g V S SEr Q CX / 2 2 2 0 0 0 ??????? 式中： △ X———— UASB 反應器產(chǎn)泥量， kgVSS/d ； r ———— 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量， kgVSS/kgCOD； Co———— 進水 COD 濃度 kg/m3； E———— 去除率，本設計中取 75%。 ② 據(jù) VSS/SS = ，△ X=水處理工程課程設計 21 單池產(chǎn)泥 △ X1 = △ X/4 = 1526/4= kgSS/d ③污泥含水率為 98%，當含水率＞ 95%，取 31000 /s kg m? ? ，則 污泥產(chǎn)量 ? ? ? ? hmPXW ss /%9811000 15261 3??????? ? 單池排泥量 hmWsi / 3?? ④污泥齡 ? ?dXGc 6775 05 ????? 3. 排泥系統(tǒng)設計 在 UASB 三相分離器底部 設置一個排泥口，每天排泥一次。