【導(dǎo)讀】中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書。大型養(yǎng)豬場沼氣工程設(shè)計

　　

【正文】 第 22 頁 共 38 頁 延 AB 方向的水流速度： 0 .2 1 /ar ABv u m hBC? ? ? （ 436） 當(dāng)氣泡的直徑小于等于 ，則氣泡周圍水流呈層流狀態(tài)， 1?eR ，這時的氣泡上升速度以斯托克斯公式計算為準(zhǔn)，氣泡上升速度 bv ： 21 )(18 dgv gb ???? ?? （ 437） 取氣泡直徑 ?d ，廢水密度 ?1? Lg/ ，甲烷密度 ?g? Lg/ ，重力加速度 ?g 2/sm ，動力粘滯系數(shù) ?? sPa? ，碰撞系數(shù) ?? ，把上面的單位統(tǒng)一化成 sgcm 、 的形式，可計算出 hmvb /? 。 由上面可知， ?ab vv / AB ? ，符合設(shè)計要求。 再根據(jù)幾何關(guān)系，上三角集氣罩的高度 4 ? ，則上三角集氣罩底部到下三角集氣罩底部距離： 6 sin 0. 80h B C A B m?? ? ? （ 438） 整個三相分離器高度 = ,整個 UASB 反應(yīng)器高度： 1H h m? ? ? （ 439） 出水系統(tǒng) (1) 設(shè)計原則 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 86 所示。出水渠寬度常采用 20cm，水深及渠高由計算確定。 畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 共 38 頁 圖 46 出水系統(tǒng)布置形式 圖 46 出水渠的特點是出水渠與集氣罩成一整體。有助于裝配化和整體安裝，簡化施工過程。一般出水渠前設(shè)擋板，可防止漂浮物隨出水帶走，可提高出水水質(zhì)。當(dāng)所處理廢水中含懸浮固體較高，設(shè)置擋板是很必要的。如果沉淀區(qū)水面的漂浮物很少，有時也可不設(shè)擋板。 （ 2）設(shè)計計算 每個 UASB 反應(yīng)器（共 4 個）沿中心線設(shè)一條出水堰，匯聚至周邊出 水渠，渠內(nèi)側(cè)設(shè)溢流堰，出水渠保持水平，出水由一個出水口排出。 單個反應(yīng)器出水堰流量 m3/h= m3/s。 ① 出水渠 ： 根據(jù)均勻流計算公式： iKq? （ 440） RWCK? （ 441） 611RnC? （ 442） 式中： q— 渠中水流量， m3/s； i— 水力坡度，定為 i=； 畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 38 頁 K— 流量模段， m3/s； C— 謝才系數(shù)； W— 過水?dāng)嗝婷娣e， m2； R— 水力半徑， m； n— 粗糙度系數(shù)，鋼取 n =。 則： 35 . 0 1 0 0 . 0 0 5 0 . 0 7K q i ?? ? ? ?m3/s 假定渠寬 b=,則： W= X=2h+ R=W/X=(2h+) （ 443） 式中： h— 渠中水 深， m； X— 渠濕周， m。 231nK W R? ? ? （ 444） 則： 231 0 . 2 00 . 0 7 0 . 2 00 . 0 1 2 0 . 2 0 2hh h??? ? ? ????? 解方程得： h=，取為 。 可見渠寬 b=，水深 h=，渠深設(shè)計為 ，渠長 10m。 則渠中水流流速約為 10 6 / 0 45qv m sW ??? ? ??＞ 符合明渠均勻流要 求。 ② 出水堰 ： 每個 UASB 反應(yīng)器處理水量 m3/s，溢流負(fù)荷為 1～ 2 L/(m s)。 設(shè)計溢流負(fù)荷取 f = L/(m s)，則堰上水面總長為： ? ? ? （ 445） 堰上水面總長取 25m，堰口寬 B=80mm，每個堰口間隔 120mm，堰上水頭 畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 共 38 頁 h1=20mm，則三角堰數(shù)量為： 350 2502 0 0 1 0Ln b ?? ? ??個 （ 446） 每個堰出流率為： 3 10 10 ( / )250q m s? ??? ? ? 按 90176。三角堰計算公式： hq? （ 447） 堰上水頭為： 0 .4 5 0 .40 . 9 6( / 1 . 4 3 ) ( 1 0 ) 4 m1 . 4 3h q m?? ? ? ?＜ 20mm，設(shè)計合理。 出水堰寬： 39。 QB ?? （ 448） 式中： B — 出水堰寬， m； 39。Q — 設(shè)計流量， m3/s； 為確保集水槽設(shè)計流量在安全范圍內(nèi)，安全流量39。0 1. 2 ~ 1. 5?（ ） ( ) ( )Bm? ? ? ?，因此水槽寬取 200mm。 出水堰的臨界水深： 3 220gBQhk ? （ 449） 式中： B — 出水堰寬， m； 0Q — 安全設(shè)計流量， m3/s； 則： 2 20 3322(1 .5 0 .0 0 2 4 ) 0 .0 59 .8 0 .1kQh gB ?? ? ??m。 出水堰的起端水深： khh ? （ 450） 式中： h0—— 起端水深 m； 則： 0 1. 73 1. 73 0. 05 0. 09khh? ? ? ?m；取 0 90h mm? ； 畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 38 頁 設(shè)出水槽自由跌落高度： mmmh ?? 。 則出水堰總深度 1 2 0 h h h? ? ? ? ? ? ?m 取水在管中的 流速為 2 /ms? ? ， ??239。1 4Qd ? （ 451） 式中： 1d — 出水管直徑， mm； 2? — 過堰流速， m/s； 則： 39。1 24 4 0 .0 0 5 0 .0 8 40 .9Qd ? ? ??? ? ?m，取 DN80 管 排泥系統(tǒng) 根據(jù)厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取 r=。流量 Q=25m179。/h，進(jìn)水COD 濃度為 7000mg/L， COD 去除率為 83％。 UASB 反應(yīng)器總產(chǎn)泥量： 0Δ X r Q C E 0 .1 2 4 2 0 7 0 .8 3 2 9 2 .8 k g V SS / d? ? ? ? ? ? （ 452） 根據(jù) VSS/SS 為 ，泥含水率為 98％，則污泥產(chǎn)量： 3366Ws 18 .3 m / d10 00 ( 1 8)???? （ 453） 產(chǎn)氣系統(tǒng) 根據(jù)產(chǎn)氣率： r= m179。/kgCOD 則產(chǎn)氣量： Gi=Q?S0?Er =25 7 = m 179。/h （ 454） 根據(jù)三相分離器的特點 ,每個集氣罩分別引一根出氣管 ,管徑為 DN100。 配水池 由于 SBR 反應(yīng)池由兩個反應(yīng)池間歇運作，并且需要與一部分來自水解酸化池的原水混合，因此設(shè)置配水池使后續(xù)的 SBR 處理正常運行。根據(jù)本次設(shè)計污水量，設(shè)置水力停留時間 HRT= h，有效容積 =100m3，規(guī)格 10m ，鋼砼結(jié)構(gòu)，半地下式，計算過程如下： 畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 共 38 頁 (1) 有效容積 V： V Qt? （ 455） 式中： t — 停留時間， h ，取 =4ht 。 則： 3m a x 2 5 4 1 0 0 ( m )V Q t? ? ? ? (2) 池子面積 F： hVF? （ 456） 式中： h— 有效水深，單位 m 。 則： )(2051 0 0 2mhVF ??? (3) 池子 總高 H： 1H h h?? （ 457） 式中： h1— 池子超高， m，取 h1= 。 則： 1 ( m )H h h? ? ? ? ? 好氧反應(yīng)器 SBR 設(shè)計參數(shù) (1) 設(shè)計溫度 T=20℃ (2) 日最大設(shè)計水量 Qmax== ? 600m3/d=。 (3) 進(jìn)水生化需氧量 BOD5濃度 Cs=400mg/L (4) 在低負(fù)荷運行時，每流入 1KgSS 約為 污泥量。 設(shè)定條件 (1) 反應(yīng)池數(shù) 2 池 (2) 反應(yīng)池水深 H=5m (3) 活性污泥界面上的最小水深 (4) 排出比 m= 41 (5) MLSS 濃度 CA=4000mg/l (6) BODSS 負(fù)荷 L= SS d 水質(zhì)指 標(biāo) 畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 共 38 頁 表 47 水質(zhì)指標(biāo)表 [22] 水 質(zhì) 指 標(biāo) COD（ mg/L） BOD（ mg /L） 進(jìn) 水 水 質(zhì) 1200 400 設(shè)計去除率 % % 設(shè)計出水水質(zhì) 100 20 設(shè)計計算 曝氣時間 hL m CCT ASA ??? （ 458） 沉淀時間 初期沉降速度： Vmax= 104 CA－ （ 459） 則： Vmax= 104 4000－ =必要的沉淀時間為： m ax)1(V mHTS???? （ 460） 式中 : m— 排出比 畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 共 38 頁 ε — 活性污泥界面上的最小水深（ m） Vmax— 活性污泥界面的初期沉降速度（ m/h） 則： TS= 排出時間 排出時間 2h 與沉淀時間合計為 。 周期時間 T≥ TA＋ TS＋ TD=＋ = （ 461） 則周期次數(shù)為： 24 個== 取 n=2，每一周期為 12h。 進(jìn)水時間 T F =T/N =12/2=6h （ 462） 式中 :V— 各反應(yīng)池的容量（ m3） 1/m— 排出比 n— 周期數(shù)（周期 /d） N— 每 1 系列的反應(yīng)池數(shù)量 q— 每 1 系列的污水進(jìn)水量（設(shè)計最大日污水量）（ m3/d）則： V=900m3 反應(yīng)池容積 各反應(yīng)池的容量為： qNnmV 39。? （ 463） 式中 :V— 各反應(yīng)池的容量（ m3） 1/m— 排出比 n— 周期數(shù)（周期 /d） N— 每 1 系列的反應(yīng)池數(shù)量 q— 每 1 系列的污水進(jìn)水量（設(shè)計最大日污水量）（ m3/d） 則： V=900m3