【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 污泥斗的容積 V2= 13 h2（ a12+a1a2+a22） =13 (8 2+8+ 2) = V2 W 符合設(shè)計(jì)要求，采用 機(jī)械泵吸泥 （五）進(jìn)水布置 進(jìn)水起端兩側(cè)設(shè)進(jìn)水堰，堰長(zhǎng)為池長(zhǎng) 2/3 UASB 反應(yīng)池的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 UASB 反應(yīng)器的作用 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(shí)間較短，因此所需池容大大縮小。 設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價(jià)相對(duì)較低，便于管理，且不存在堵塞問(wèn)題。 二． UASB 反應(yīng)器的工作原理 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，由污泥反應(yīng)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(yīng)區(qū)內(nèi)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(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)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(guò)程中，不斷合并，逐漸形成較大的水處理工程課程設(shè)計(jì) 13 氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí)，折向反射板的四周，然后穿過(guò)水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過(guò)反射進(jìn)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(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)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(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(shí)間較短，因此所需池容大大縮小。設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價(jià)相對(duì)較低，便于管理，且不存在堵塞問(wèn)題 三、設(shè)計(jì)參數(shù) （一）參數(shù)選取 容積負(fù)荷（ Nv）： (m3 d)； 污泥產(chǎn)率： ； 產(chǎn)氣率： （二）設(shè)計(jì)水質(zhì) （如下表所示） UASB 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 2325 1023 200 去除率（ %） 75 80 50 出水水質(zhì) (mg/l) 582 205 100 （三）設(shè)計(jì)水量 Q=10000 m3/d=217 m3/h= m3/s 四、設(shè)計(jì)計(jì)算 水處理工程課程設(shè)計(jì) 14 ＋－預(yù)埋套管排水管進(jìn)水管預(yù)埋管檢修孔 （一）反應(yīng)器容積計(jì)算 UASB 有效容積： V 有效 ＝vNSQ 0? 式中： Q 設(shè)計(jì)流量， m3/s S0 進(jìn)水 COD 含量 ,mg/l Nv 容積負(fù)荷 ,kgCOD/(m3 d) V 有效 ＝ 232510000? ＝ 5167 將 UASB 設(shè)計(jì)成圓形池子，布水均勻，處理效果好 取水力負(fù)荷 q＝ [m3/(m2 h)] 水處理工程課程設(shè)計(jì) 15 則 反應(yīng)器表面積 A= Qq= 217/=272m2 反應(yīng)器高度 h=VA＝ 5167/272=19m 采用 4 座相同的 UASB 反應(yīng)器 則 A1=4A＝ 271/4=68m2 D= 6844 1 ????A = 故取 D=10m 則實(shí)際橫截面積為 2A =14 π D2=14 102 = 實(shí)際表面水力負(fù)荷為 q1=Q/A ＝ 217/4/ = q1在 — ，符合設(shè)計(jì)要求。 （二）配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為圓形布水器，每個(gè) UASB 反應(yīng)器設(shè) 36 個(gè)布水點(diǎn) (1)參數(shù) 每個(gè)池子流量： Ｑ＝ 217/4=(2)設(shè)計(jì)計(jì)算 布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見(jiàn)下圖： 水處理工程課程設(shè)計(jì) 16 圓環(huán)直徑計(jì)算：每個(gè)孔口服務(wù)面積為 : a= 36/41 2D? ＝ a在 1～ 3m2之間，符合 設(shè)計(jì) 要求 可設(shè) 3個(gè)圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè) 6個(gè)孔口，中間設(shè) 12個(gè)，最外圍設(shè) 18個(gè)孔口 1)內(nèi)圈 6 個(gè)孔口設(shè)計(jì) 服務(wù)面積： 1S ＝ 6= 2 折合為服務(wù)圓的直徑為： d= 1 ???S= 用此直徑作一個(gè)虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設(shè)一實(shí)圓環(huán)，其上布 6個(gè)孔口，則圓的直徑計(jì)算如下： 121214 Sd ?? 則 d1＝?12S ＝ ? = 水處理工程課程設(shè)計(jì) 17 2)中圈 12 個(gè)孔口設(shè)計(jì) 服務(wù)面積： S2=12 = 折合成服務(wù)圓直徑為： ? ?? 214 SS ? = ? ? ? = 中間圓環(huán)直徑計(jì)算 如下： 14 π ()＝ 12 S2 則 d2= 3） 外圈 18個(gè)孔口設(shè)計(jì) 服務(wù)面積： S3=18 = 折合成服務(wù)圈直徑為： ? )(4 321 SSS ?? = 外圓環(huán)的直徑 d3計(jì)算如下： 14 π ()=12 S3 則 d3＝ (三） 三相分離器設(shè)計(jì) 三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見(jiàn)下圖 : 圖 UASB 三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖 水處理工程課程設(shè)計(jì) 18 (1)設(shè)計(jì)說(shuō)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(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。 (2)沉淀區(qū)的設(shè)計(jì) 三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)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(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求： 1）沉淀區(qū)水力表 面負(fù)荷 2）沉淀器斜壁角度設(shè)為 50176。 ,使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。 3）進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速≦ 2m/h 4）總沉淀水深應(yīng)大于 5）水力停留時(shí)間介于 ～ 2h 如果以上條件均能滿足，則可達(dá)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(fù)荷為： q=Q/4A= ? = 符合設(shè)計(jì)要求。 (3)回流縫設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 19 式計(jì)算： V1=Q1/S1 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=(217/4)/( ) =V12m/s,符合設(shè)計(jì)要求 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速 (V2)可用下式計(jì)算： V2 =Q1/S2， 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； 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(shè)計(jì)要求 確定上下三角形集氣罩相對(duì)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(jì)算出上集氣罩上底直徑為 ： 水處理工程課程設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 1. UASB 反應(yīng)器中污泥總量計(jì)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(yīng)器中污泥總量： dk g s sVGG ss /77505155167 ???? 。 2. 產(chǎn)泥量計(jì)算 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量?。? ① UASB 反應(yīng)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(yīng)器產(chǎn)泥量， kgVSS/d ； r ———— 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量， kgVSS/kgCOD； Co———— 進(jìn)水 COD 濃度 kg/m3； E———— 去除率，本設(shè)計(jì)中取 75%。 ② 據(jù) VSS/SS = ，△ X=水處理工程課程設(shè)計(jì) 21 單池產(chǎn)泥 △ X1 = △ X/4 = 1526/4= kgSS/d ③污泥含水率為 98%，當(dāng)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(shè)計(jì) 在 UASB 三相分離器底部 設(shè)置一個(gè)排泥口，每天排泥一次。