【導(dǎo)讀】在我國(guó)主要的工業(yè)污水排放中，高濃度有機(jī)廢水占據(jù)了很大比例[1]。含量高，可生化性好的特點(diǎn)，其COD含量一般在在20xx～20xx0mg/l之間。處理的某淀粉廠廢水水質(zhì)為：COD：6800-8000mg/L，BOD5：2700-3500mg/L，SS：。1800-3000mg/L，PH:4—6；出水要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996一級(jí)現(xiàn)。有標(biāo)準(zhǔn)要求，即COD<200BOD5<80SS<250pH6～9;達(dá)到去除率。兩級(jí)處理，工廠排出污水達(dá)到國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)厭氧段選取了UASB工藝，好。求等優(yōu)點(diǎn)，UASB工藝在除去廢水中污染物的同時(shí)，厭氧菌分解有機(jī)物的同時(shí)產(chǎn)生沼氣，可以解決工廠的一部分能源需求，環(huán)保經(jīng)濟(jì)性俱佳。行自動(dòng)化程度高，節(jié)省人力，處理能力穩(wěn)定，適合于流量較小的工業(yè)廢水處理。

　　

【正文】 =12m, AI=1/2 (DEb2) tg45176。 =1/2 (126)=3， h 4=CH+AI=+3=， h 5=， 由上述尺寸可計(jì)算出上集氣罩上底直徑： CF2 h 5 tg45176。 = =， BC=CD/ sin45176。 =176。 =， DI=1/2 (DEb2)=1/2 (126)=3 m， AD=DI/ cos45176。 =， BD=DH/ cos45176。 =176。 =， AB=ADBD==. （ 3）脫氣條件校核 如果水是靜止得，則沼氣將以 Up=～ ，可以進(jìn)入氣室中。但由于在三相分離器中，水是變相流動(dòng)，因此沼氣氣泡不僅獲得了水的加速，而且運(yùn)動(dòng)發(fā)生了方向改變 [7]。氣泡進(jìn)入氣室，必須保證滿足以下公式要求： Up/v＞ L2/L1 式中 Up—— 氣泡垂直上升速度； v—— 氣泡實(shí)際縫隙流速； L2—— 回流縫垂直長(zhǎng)度； L1—— 小 斜板與大斜板重疊長(zhǎng)度； 根據(jù)三分離器設(shè)計(jì)結(jié)果，得： 3600??????? ???vU P 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 ? ? ? ? ??????? ????? tgtgLL 可見(jiàn) Up/v＞＞ L2/L1，滿足脫氣條件要求。 出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算 每個(gè) UASB 反應(yīng)器沿周邊設(shè)一條環(huán)行出水渠，渠內(nèi)側(cè)設(shè)溢流堰，出水渠保持水平，出水由一個(gè)出水口排出。 （ 1）出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算 環(huán)行出水渠在運(yùn)行穩(wěn)定，溢流堰出水均勻時(shí)，可假設(shè)為兩側(cè)支渠計(jì)算。 單個(gè)反應(yīng)器流量 13L/s，側(cè)支渠流量為 L/s。 根據(jù)均勻流計(jì)算公式 iKq? RWCK? 611RnC? 式中 q—— 渠中水流量， m3/s； i—— 水力坡度，定為 i=； K—— 流量模段， m3/s； C—— 謝才系數(shù)； W—— 過(guò)水?dāng)嗝婷娣e， m2； R—— 水力半徑， m； n—— 粗糙度系數(shù)，鋼取 n =。 計(jì)算得 3 ???? ?iqK （ m3/s） 假定渠寬 b=,則有 W= X=2h+ R=W/X=(2h+) 式中 h—— 渠中水深， m； X—— 渠濕周， m。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 代入 21611 RRnWK ???? 即 321 RnWK ??? 則有 32 ?????? ???? hhh 解方程得： h=(m) 可見(jiàn)渠寬 b=(m)，水深 h=(m) 則渠中水流流速約為 )/( 3 smWqv ????? ?＞ 符合明渠均勻流要求。 （ 2）溢流堰設(shè)計(jì)計(jì)算 每個(gè) UASB 反應(yīng)器處理水量 13 L/s，溢流負(fù)荷為 1～ 2 L/(ms)。 設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷取 f = L/(ms)，則堰上水面總長(zhǎng)為 mfqL 13113 ??? 設(shè)計(jì) 90176。三角堰，堰高 H=40mm，堰口寬 B=80mm，堰上水頭 h=20mm，則堰口水面寬 b=40mm。 三角堰數(shù)量 3 ???? ?bLn(個(gè) )設(shè)計(jì)取 n=100(個(gè) ) 出水渠總長(zhǎng)為 ()=(m) 設(shè)計(jì)堰板長(zhǎng) (80+130) 10=210(mm)，共 10 塊，每塊堰 10 個(gè) 80mm 堰口， 10 個(gè)間隙。 堰上水頭校核： 每個(gè)堰出流率為 )/( 353 smq ?? ???? 按 90176。三角堰計(jì)算公式 hq? 則堰上水頭為 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 )() ()( mqh ???? ? UASB 排水管設(shè)計(jì)計(jì)算 單個(gè) UASB 反應(yīng)器排水量 13 L/s，選用 DN125 鋼管排水， v 約為 m/s,充滿度為，設(shè)計(jì)坡度 。 四臺(tái) UASB 反應(yīng)器排水量 52 L/s，選用 DN200 鋼管排水， v 約為 m/s,充滿 度 (設(shè)計(jì)值 )為 ，設(shè)計(jì)坡度 。 UASB 反應(yīng)器溢流出水渠由短立管排入 DN125 排水支管，再匯入設(shè)于 UASB 走道下的 DN200 排水總管。 排泥管的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）產(chǎn)泥量的計(jì)算 r= 干泥 /(kgCODd) 設(shè)計(jì)流量 Q=190m3/h 進(jìn)水 COD 濃度 S0=6000mg/L CODCr 去除率 E=90% 則 UASB 反應(yīng)器總產(chǎn)泥量為 0 5 456 0 0 369 [ / ]X rQ Sr R Q S E k g d? ? ? ? ? ? ? ? hkg /)( ? 每池產(chǎn)泥 dkgXX i /)( 2 34/ ???? 設(shè)污泥含水量為 98%，因含水率 P＞ 95%，取ρ =1000kg/m3，則污泥產(chǎn)量為 )/(%)981( 11000 3 dmQ S ???? 每池排泥量 )/(?? （ 2）排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 因處理站設(shè)置調(diào)節(jié)沉淀池，故進(jìn)入 UASB 中砂的量較少， UASB 產(chǎn)生的外排污泥主要是有機(jī)污泥，故 UASB 只設(shè)一根排泥管，排空時(shí)由污泥泵從排泥管強(qiáng)排。 UASB 每天排泥一次，各池污泥同時(shí)排入集泥池，再由污泥泵抽入污泥濃縮池中。各池排泥管選鋼管， DN150，四池合用排泥管選用鋼管 DN200， 該管按每天一次排泥時(shí)間 計(jì)， q 為 L/s，設(shè)計(jì)充滿度 ， v 為 m/s。 沼氣管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）產(chǎn)氣量計(jì)算 設(shè)計(jì)流量 Q=190m3/h 進(jìn)水 CODCr =6000mg/L COD 去除率 E=90% 產(chǎn)氣率 E= m3氣 /kgCOD 則總產(chǎn)量為 )/( 30 hmEe Q Se Q S rG ??????? 每個(gè) USAB 反應(yīng)器產(chǎn)氣量 )/(?? （ 2）沼氣集氣系統(tǒng)布置 由于有機(jī)負(fù)荷較高，產(chǎn)氣量大，每?jī)膳_(tái)反應(yīng)器設(shè)置一個(gè)水封罐，水封罐 出來(lái)的沼氣分別進(jìn)入氣水分離器，氣水分離器設(shè)置一套兩級(jí)，共兩個(gè)，從分離器出來(lái)去沼氣貯柜。 集氣室沼氣出氣管最小直徑為 DN100，且盡量設(shè)置不短于 300mm 的立管出氣，若采用橫管出氣，其長(zhǎng)度不宜小于 150mm。每個(gè)集氣室設(shè)置獨(dú)立出氣管至水封罐。 （ 3）沼氣管道計(jì)算 ①產(chǎn)氣量計(jì)算 每池產(chǎn)氣量為 m3/h， 則大集氣罩的出氣量為 )m 3 /h(%431 ??? ii GG 小集氣罩的出氣量為 )m 3 /h(%572 ??? ii GG 該沼氣容重為 r=，換算為計(jì)算容重 r′ = kg/m3 的出氣量分別為 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 )/( 311 hmrrGG ii ??????? )/( 322 hmGG ii ???? ②沼氣管道壓力損失計(jì)算 沼氣出氣管的流速分別為 )/()3 6 0 (42211 smdGv i ???????? )/()3 6 0 (4222 smGv i ?????? ?? v1及 v2小于 5m/s，符合規(guī)范對(duì)流速的要求。 沼氣收集管道壓力一般較低，約為 200～ 300mmH2O，沼氣管道壓力損失均很小。因此，對(duì)于沼氣貯柜之前的低壓沼氣管道，可以認(rèn)為管路壓力損失為 0。 （ 4）水封罐的設(shè)計(jì)計(jì)算 水封罐一般設(shè)于消化反應(yīng)器和沼氣 柜或壓縮機(jī)房之間，起到調(diào)整和穩(wěn)定壓力，兼作隔絕和排除冷凝水之用 [8]。 UASB 反應(yīng)中大集氣罩中出氣氣體壓力為 p1=(1mH2O=9800Pa)，小集氣罩中出氣氣體壓力為 p2=(1mH2O=9800Pa)，則兩者氣壓差為 )( 212 OmHPPP ???? 故水封罐中該兩收氣管的水封深度差為 。 沼氣柜壓力 p≤ 400 mmH2O,取為 mH2O，則在忽略沼氣管路壓力損失時(shí)（這種計(jì)算所得結(jié)果最為安全），水封罐所需最大水封為 )( 220 OmHppH ????? 取水封罐總高度 H= 水封罐直徑 1800mm，設(shè)進(jìn)氣管 DN100 鋼四根，出氣管 DN150 鋼一根，進(jìn)水管 DN52鋼一根，放空管 DN50 鋼一根，并設(shè)液面計(jì)。 （ 5）氣水分離器 氣水分離器起到對(duì)沼氣干燥作用，選用Ф 500mmH1800mm，鋼制氣水分離器兩個(gè)，串聯(lián)使用。氣水分離器中預(yù)裝鋼絲填料，在各級(jí)氣水分離器前設(shè)置過(guò)濾器以凈化沼氣，西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 在分離器出氣管上裝設(shè)流量計(jì)、壓力表及溫度計(jì)。 （ 6）沼氣柜容積確定 由上述計(jì)算可知該處理站日產(chǎn)沼氣 ,則沼氣柜容積應(yīng)為平均時(shí)產(chǎn)氣量的 3h體積 來(lái)確定， 即 )(24 3m???????? 設(shè)計(jì)選用 1500 m3鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式貯氣柜（ C1416A）。 UASB 的其他設(shè)計(jì) （ 1）取樣管設(shè)計(jì) 為掌握 UASB 運(yùn)行情況，在每個(gè) UASB 上設(shè)置取樣管。在距反應(yīng)器底 ～ 位置，污泥床內(nèi)分別設(shè)置取樣 4 根，各管相距 左右，取樣管選用 DN50 鋼管，取樣口設(shè)于距地坪 ，配球閥取樣。 （ 2） UASB 的排空 由 UASB 池底排泥臨時(shí)接上排泥泵強(qiáng)制排空。 （ 3）檢修 ①人孔 為便于檢修，各 UASB 反應(yīng)器在距 地坪 800mm 人孔一個(gè)。 ②通風(fēng) 為防止部分容重過(guò)大的沼氣在 UASB 反應(yīng)器內(nèi)聚集，影響檢修和發(fā)生危險(xiǎn)，檢修時(shí)可向 UASB 反應(yīng)器中通入壓縮空氣，因此在 UASB 反應(yīng)器一側(cè)預(yù)埋壓縮空氣管（由鼓風(fēng)機(jī)房引來(lái)）。 ③采光 為保證檢修的采光，除采用臨時(shí)燈光處，還可移走 UASB 反應(yīng)器的活動(dòng)頂蓋，或不設(shè) UASB 頂蓋。 （ 4）給排水 在 UASB 反應(yīng)器布置區(qū)設(shè)置一根 DN32 供水管供補(bǔ)水、沖洗及排空中使用。 （ 5）通行 在距 UASB 反應(yīng)器頂面之下 、鋼板行走平臺(tái)，并連接上臺(tái)鋼梯。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 （ 6）安全要求 ① UASB 反應(yīng)器的所有電器設(shè)施，包括泵、閥、燈等一律采用防爆設(shè)備； ②禁止明火火種進(jìn)入該布置區(qū)域，動(dòng)火操作應(yīng)遠(yuǎn)離該區(qū)及沼氣柜； ③保持該區(qū)域良好通風(fēng)。 UASB 計(jì)算結(jié)果 ：池直徑 14m 反應(yīng)器高 6m 構(gòu)筑物高 第五章 平流沉淀池的設(shè)計(jì)說(shuō)明與計(jì)算 25 第五章 平流式沉淀池的設(shè)計(jì)說(shuō)明與計(jì)算 沉淀池設(shè)計(jì)說(shuō)明 UASB 反應(yīng)器后一般不設(shè)沉淀池，但由于厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)較難 [9]，為了收集 UASB反應(yīng)器流出的厭氧污泥，使調(diào)試期縮短，故設(shè)此池，可以用之向 UASB 回流污泥，并且對(duì) SS 進(jìn)一步處理。本設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池，廢水從池的一段 進(jìn)入，從另一端流出，水流在池內(nèi)做水平運(yùn)動(dòng)，池平面形狀呈長(zhǎng)方形，可以是單個(gè)或多個(gè)串聯(lián)。 平流式沉淀池有進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)和污泥區(qū)（積泥區(qū)和排泥區(qū)）四部分組成。進(jìn)水區(qū)的作用是使水流均勻分布在整個(gè)斷面上，盡可能減少擾動(dòng)。沉淀區(qū)中，要降低沉淀池中水流的 Re 數(shù)和提高水流的 Fr 數(shù)，鼻血設(shè)法減少水力半徑，采用導(dǎo)流墻，對(duì)平流式沉淀池進(jìn)行縱向分格等，均可減小水力半徑，改善水流條件。沉淀后出水應(yīng)盡量在出水區(qū)均勻流出。及時(shí)排出沉于池底的污泥是使沉淀池工作正常，保證出水水質(zhì)的一項(xiàng)重要措施。污泥區(qū)和清水去之間應(yīng)該有一個(gè)緩沖區(qū)， 其深度可取 ，以減輕水流對(duì)存泥的攪動(dòng)。也為存泥留有余地。設(shè)一座，備用一座。 設(shè)計(jì)參數(shù) 取表面負(fù)荷 q′ =2m3/(m2 h) HRT： 3h SRT： 2h 表 沉淀池設(shè)計(jì)水質(zhì) 序號(hào) 項(xiàng)目 COD BOD SS 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 1 進(jìn)水 mg/L 600 378 900 2 出水 mg/L 480 360 3 去除率 20% 10% 60% 設(shè)計(jì)流量 Q =190m3/h 沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算 沉淀池主要尺寸 Qd=1500 m3/d=17 L/s 0 .1 2 .7 2 .7 1 .9 717Kz Q? ? ? 2. 最大設(shè)計(jì)流量 Qmax=190 h/m3 池子總表面積： 設(shè)表面負(fù)荷 ）（ hm/ 23 ??q ，沉淀時(shí)間： t=，則沉淀池的總面積： 2m a x 190 9 5 ( )q2QAm? ? ?，取 100 ㎡ 沉淀部分有效水深： 2 2 3 ( )h q t m? ? ? ? ? 沉淀部分有效容積： 3m a x 19 0 1. 5 28 5 ( )V Q t m? ? ? ? ? 沉淀池長(zhǎng)度： 取水平流速 5/v mm s? ，沉淀池的總長(zhǎng)度： 5 27 ( )L v t m? ? ? ? ? ? 沉淀池的總寬度： 100 3 .7 ( )27ABmL? ? ?，取 4m 沉淀池 的總寬度： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 設(shè)每個(gè)池寬度為 4bm? ，沉淀池的個(gè)數(shù)： 4 1( )4Bn b? ? ? 個(gè) 校核： 長(zhǎng)寬比： 27 4b4L ? ? ? 長(zhǎng)深比： 227 983Lh ? ? ? 經(jīng)校核，設(shè)計(jì)符合要求。 進(jìn)水口處設(shè)置擋流板，距池邊 ，出水口也設(shè)置擋流板，距出水口 。