【正文】 ，設計溢流負荷 f = L/（ m s），則堰上水面總長為： 28 2 5 .0 71 .1 1 7iqLmf?? 。 三角堰數(shù)量：32 5 .0 7 5045 0 1 0ln b ?? ? ?? 個，每條 溢流堰三角堰數(shù)量： 504/12=42 個。 一條溢流堰上共有 42 個 100㎜的堰口， 42個 140㎜的間隙。 ②堰上水頭校核 每個堰出流率： 3 552 8 1 0 5 .5 6 1 0 /504iqq m sn ? ???? ? ? ? 按 900三角堰計算公式， ? 堰上水頭： 55 . 5 6 1 0 0 . 0 1 7 21 . 4 3 1 . 4 3qhm??????? ? ??????? ?? ③出水渠設計計算 反應器沿長邊設一條矩形出水渠， 6條出水槽的出水流至此出水渠。設出水渠寬 ，坡度 ，出水渠渠口附近水流速度為 。 渠口附近水深 0 .0 2 8 0 .1 1 60 .8 0 .3iq muxa ??? 以出水槽槽口為基準計算，出水渠渠深： +=，離出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為 ，出水渠長為 +=，出水渠尺寸為 ，向渠口坡度 。 ④ UASB排水管設計計算 選用 DN250鋼管排水，充滿度為 ，管內(nèi)水流速度為 324 2 8 1 0 0 .9 5 /0 .6 0 .2 5v m s?????? (6)沼氣收集系統(tǒng)設計計算 北京理工大學 23 1. 沼氣產(chǎn)量計算 沼氣主要產(chǎn)生厭 氧階段，設計產(chǎn)氣率取 3 /m kgCOD 。 ①總產(chǎn)氣量 30. 4 50 00 1. 4 0. 8 22 40 /oG rQ C E m h? ? ? ? ? ? 每個 UASB 反應器的產(chǎn)氣量 32240 1 1 2 0 /22i GG m h? ? ? ②集氣管 每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個池子共有 13根集氣管。 每根集氣管內(nèi)最大氣流量 331120 1 . 0 1 0 /2 4 3 6 0 0 1 3 ms?? ? ??? 據(jù)資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑 d=100mm,取 100㎜ . ③沼氣主管 每池 13根集氣管先通到一根單池主管 ，然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管，單池沼氣主管管道坡度為 %. 單池沼氣主管內(nèi)最大氣流量 31120 0 .0 1 3 /2 4 3 6 0 0iq m s??? 取 D=150㎜，充滿度為 ，則流速為 0 .0 1 3 4 0 .9 2 /0 .8 0 .1 5v m s?????? ④ 兩池沼氣最大氣流量為 32240 0 .0 2 6 /2 4 3 6 0 0q m s??? 取 DN=250㎜，充滿度為 ；流速為 20 .0 2 6 4 0 .8 8 /0 .2 5 0 .6v m s? ????? 2. 水封灌設計 水封灌主要是用來控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界 面高度的，因為當液面太高或波動時，浮渣或浮沫可能會引起出氣管的堵塞或使氣體部分進入沉降室，同時兼有有排泥和排除冷凝水作用。 ① 水封高度 10H H H?? 式中： H0———— 反應器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內(nèi)的壓頭 為保證安全取貯氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大 H1 取 2m H2O，貯氣罐內(nèi)壓強 H0為 400㎜ H2O。 ②水封灌 水封高度取 m，水封灌面積一般為進氣管面積的 4倍，則 北京理工大學 24 2 2 2114 0 . 2 5 4 0 . 1 9 644S d m??? ? ? ? ? ? 水封灌直徑取 。 3. 氣水分離器 氣水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用φ 500 ㎜ H1800 ㎜鋼制氣水分離器一個，氣水分離器中預裝鋼絲填料，在氣水分離器前設置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設流量計及壓力表。 4. 沼氣柜容積確定 由上述計算可知該處理站日產(chǎn)沼氣 2240 3m ， 則沼氣柜容積應為 3h 產(chǎn)氣量的體積確定，即 3224 0 / 24 3 280V qt m? ? ? ?。 設計選用 300 鋼板水槽內(nèi)導軌濕 式儲氣柜，尺寸為 φ 7000㎜ H6000 ㎜。 設計說明 CASS工藝是 SBR 工藝的發(fā)展，其前身是 ICEAS，由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成。預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此提高了對難降解有機物的去除效果，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，有以下優(yōu)點： ? 建設費用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流設備。 ? 運行費用低，節(jié)能效果顯著。 ? 有機物去除率高，出水水質(zhì)好，具有良好的脫氮除磷功能。 ? 管理簡單，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹。 ? 污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。 設計 參數(shù) 設計流量 Q = 5000m3/d = m3/h =； 進水 COD=280mg/L ，去除率為 85% ； BOD污泥負荷（ Ns）為： ㎏ MLSS； 混合液污泥濃度為： X=4000mg/L ； 充水比為： ； 進水 BOD= 160 mg/L，去除率為 90%。 設計計算 (1)運行周期及時間的確定 1. 曝氣時間 北京理工大學 25 024 2 4 0 .3 2 1 6 0 3 .5 1 40 .1 3 5 0 0asSt h hNX? ??? ? ? ?? 式中： ? ———— 充水比 0S ———— 進水 BOD值， mg/l； sN ———— BOD 污泥負荷， kgBOD/㎏ MLSS； X———— 混合液污泥濃度， mg/L。 2. 沉淀時間 。s Ht u???? 4 1. 26 4 1. 10 10 3500 /u X m s??? ? ? ? ? ? ? 設曝氣池水深 H = 5m，緩沖層高度 ? = m，沉淀時間為： 0 .3 2 5 0 .5 1 .3 3 1 .51 .5 7s Ht h hu??? ? ?? ? ? ? 3. 運行周期 T 設排水時間 td=,運行周期為 4 6a s dt t t t h? ? ? ? ? ? ? 每日周期數(shù)： N= 24/6=4 (2)反應池的容積及構造 1. 反應池容積 單池容積為 35000 1 9 5 3 . 1 2 50 . 3 2 2 4i QVmnN ?? ? ??? 反應池總容積為 32 2 19 53 .12 5 39 06 .25iV V m? ? ? ? 式中： N———— 周期數(shù)； iV ———— 單池容積； V ———— 總容積； n ———— 池數(shù)，本設計中采用 2個 CASS 池； ? ———— 充水比。 北京理工大學 26 2. CASS反應池的構造尺寸 CASS反應池為滿足運行靈活和設備安裝需要，設計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)。如圖 34 所示為 CASS池構造。 圖 34 CASS 池結構示意圖 據(jù)資料， B： H=1～ 2， L： B=4～ 6，取 B=10m,L=40 m。所以 iV =40 10 5=2022 m3 單池面積 22022 4005ii VSmH? ? ? CASS 池沿長度方向設一道隔墻，將池體分為預反應區(qū)和主反應區(qū)兩部分，靠近進水端為CASS池容積的 10%左右的預反應區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另一部分為主反應區(qū)。 根據(jù)資料，預反應區(qū)長 L1=（ ～ ） L，取 L1=8 m。 3. 連通口尺寸 隔墻底部設連通孔，連通兩區(qū)水流，設連通孔的個數(shù) 39。n 為 3個。 連通孔孔口面積 A1為： 1 1 139。 124 QA B L Hn n U U??? ? ? ? ???? ? ??? 1 QH nNA? 式中： Q ———— 每天處理水量， dm/3 ； n ———— CASS 池子個數(shù) ； U ———— 設計流水速度，本設計中 U = 50 m/h ； N —— —— 一日內(nèi)運行周期數(shù) ； A ———— CASS 池子的面積， 2m ； 1A ———— 連通孔孔口面積，㎡ ； 北京理工大學 27 1L ———— 預反應區(qū)池長， m ； 1H ———— 池內(nèi)設計最高水位至潷水機排放最低水位之間的高度， m ； B———— 反應池寬， m 。 1H = m 21 5 0 0 0 11 0 8 1 . 6 2 . 5 12 4 2 3 5 0 5 0Am??? ? ? ? ? ???? ? ??? 孔口沿隔墻均勻布置，孔口寬度不宜高于 ，故取 ，則寬為 。 (3)污泥 COD負荷計算 由預計 COD 去除率得其 COD 去除量為： 280 85% 238 /mg L?? 則每日去除的 COD 值為： 5000 2381000? = 1190 kg/d sN = UQSnXV 式中 ： Q ———— 每天處理水量 ， dm/3 SU ———— 進水 COD 濃度與出水濃度之差 ， mg/L n ———— CASS 池子個數(shù) X———— 設計污泥濃度 ， mg/L V———— 主反應區(qū)池體積 ， 3m sN = 5000 2382 3500 1600??? = /( . )kgC OD kgML SS d (4)產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng) 1. CASS池產(chǎn)泥量 CASS池的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形成。 CASS池生物代謝產(chǎn)泥量為： rss rrrr QSNbaNQSbSQaVXbSQaX ）（ ????????????? 北京理工大學 28 式中： a ———— 微生物代謝增系數(shù)， kgVSS/kgCOD b ———— 微生物自身氧化率， 1/d 根據(jù)啤酒污水性質(zhì)，參考類似經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設計 a= ， b= ，則有：0 . 0 50 . 8 3 5 0 0 0 0 . 2 3 8 4 4 6 . 7 9 /0 . 1 1X k g d? ? ? ? ? ?（ ） （ ） 假定排泥含水率為 98%，則排泥量為： ? ? 333 4 4 6 .7 9 4 4 .6 8 / )1 0 1 1 0 1 9 9 %S XQ m dP?? ? ?? ? ? （（ ） 每池池底坡向排泥坡度 i = ，池出水端池底設（ ） m3 排泥坑一個，每池排泥坑中接出泥管 DN200 一根。 (5)需氧量及曝氣系統(tǒng)設計計算 根據(jù)實際運行經(jīng)驗，微生物氧化 1kgCOD 的參數(shù) 1a 取 ，微生物自身耗氧參數(shù) 1b 取，則一個池子需氧量為： 112 ()O a Q So Se b X V? ? ? = 5000/2 23810 3 + 350010 3 1953 = kg/d 則每小時耗氧量為： 1 6 0 0 .4 6 6 .6 8 /24 kg h? 2. 供氣量計算 溫度為 20 度和 30 度的水中溶解氧飽和度分別為： LmgCs /)20( ? ， LmgCs /)30( ? 微孔曝氣器出口處的絕對壓力為： 13 10 10bPH? ? ? ? = 10 10 ? ? ? ? = 10 Pa? 式中： H ———— 最大水深 ， m 北京理工大學 29 空氣離開主反應區(qū)池時的氧百分比為： 0 02 1 (1 ) 1007 9 2 1 (1 )AAEQt E????? ? ?? ? 0 02 1 1 0 .1 5 1 8 .4 37 9 2 1 1 0 .1 5????? 式中： AE ———— 空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移率，取 15%值 暴氣池中混合液平均溶解氧飽和度按最不利溫度為： ( 3 0 ) 5()2 .0 6 6 1 0 4 2P b Q tC sb C s??? 551 .4 7 4 1 0 1 8 .4 37 .6 3 ( )2 .0 6 6 1 0 4 2?? ? ?? /mg L? 溫度為 20℃時，暴氣池中混合液平均溶解氧飽和度為： ( 2 0 ) 5()2 .0 6 6 1 0 4 2P b Q tC sb C s??? 551 .4 7 4 1 0 1 8 .4 39 .1 7 ( )2 .0 6 6 1 0 4 2?? ? ?? /mg L? 溫度為 20℃時，脫氧清水的充氧量為： ( 2 0 ) ( 2 0 )()( ) 1 .0 2 4 TTR C sRo a C sb C???? ?? ? ? ? ?3 0 2 06 6 .6 8 1 0 .5 60 .8