【正文】 氣體流量相等，即： Qs=300 m3/d2500=105 m3/d=31250m3/h 根據(jù)所需處理氣體量選擇蘇州利盛化 工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 SY1800 型吸收塔，其技術(shù)參數(shù)如表 36。 表 36 SY1800 吸收塔技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 處理量 /m3/h 塔體 ? H/mm 凈化率 /% 配套水泵 數(shù)量 /臺(tái) SY1800 12020 18005000 90 50FP22 4(3 用 1 備 ) 25 靜態(tài)混合器的設(shè)計(jì) 靜態(tài)混合器的設(shè)計(jì)計(jì)算 靜態(tài)混合器主要用來調(diào)節(jié)吹脫塔出水的 pH 值，藥劑從加藥房溶解藥劑后泵入靜態(tài)混合器與吹脫塔出水混合均質(zhì)后 流到 UASB。 圖 33 靜態(tài)混合器示意圖 水頭損失計(jì)算公式：4 d Qnh ? 式中： h—— 水頭損失 (m)，一般為 ～ ，取 h=； Q——水處理量 (m3/s)； d——靜態(tài)混合器直徑 (m)； n——混合單元 (個(gè) ),取 n=2。 則， mdd 0 3 1 8 42 ????? 根據(jù)靜態(tài)混合器管徑，本設(shè)計(jì)選擇廣州市綠燁環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 GHQ50型 靜態(tài)混合器 。其技術(shù)參數(shù)見表 37： 表 37 GHQ50 型 靜態(tài)混合器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 直經(jīng)(DN/mm） 管外徑/mm 法蘭盤外徑 /mm 長度/mm 重量/kg 加藥口DNmm 流速m/s 流量m3/h 26 GHQ50 60 165 390 390 4 25 1 調(diào)節(jié) pH 酸用量的計(jì)算 設(shè)吹脫塔出水 pH=11， 由 pH=lg[H+]，得 [H+]=1011mol/L? [OH]=1014/1011=103mol/L pH=7 的時(shí)候 ， [OH]= [H+]=107mol/L [OH]之差為 103mol/L107mol/L約等于 104mol/L 即需要加入 104mol/L[H+]與之中和反應(yīng) 300m3/d=3105L/d 3105 L/d104 mol/L =30mol/d 因?yàn)?1mol 硫酸可以提供 2mol 的 [H+]， 所以需要純硫酸 30mol/d247。2=15 mol/d， 則需要 98%濃硫酸 (物質(zhì)的量濃度 為 ):15 mol/d247。 UASB 反應(yīng)器設(shè)計(jì) UASB 反應(yīng)器設(shè)計(jì)說明 UASB 的池型分為圓柱形、長方形兩種，直徑或邊長為 5～ 30m。單池常用前者；多池組合可用后者，以便節(jié)約占地面積，節(jié)省池壁材料，便于布水。 廢水從底部入流，自下而上升流?；竟δ芊謪^(qū)為：進(jìn)配水區(qū)、反應(yīng)區(qū)（由生物顆粒污泥床及絮狀污泥層組成）、三相分離器（由沉淀區(qū)、氣室、沉淀污泥斗組成）、出水區(qū)組成。進(jìn)配水區(qū)的主要功能是 廢水在進(jìn)水?dāng)嗝娌妓鶆颍苊猱a(chǎn)生涌流及死水區(qū)，并在升流過程中，起混合作用。反應(yīng)區(qū)由生物顆粒污泥床組成，是截留、吸附、降解有機(jī)物的關(guān)鍵部位。三相分離器的主要功能是氣液分離、固液分離及污泥回流。三相分離器中氣室的主要功能是收集并排出沼氣，為了確保釋放出的沼氣不會(huì)隨水流一起進(jìn)入沉淀區(qū)，故在反應(yīng)區(qū)與三相分離器交界處，設(shè)有 Δ 擋板，阻止沼氣隨水流一起進(jìn)入沉淀區(qū)、氣室內(nèi)的沼氣用沼氣管引出。沉淀區(qū)的功能是使澄清水與污泥有效分離，沉淀污泥回落至反應(yīng)區(qū)。上清液溢流槽與出水管主要功能是收集和排出澄清液 [11]。滲濾液中 COD、 BOD NH3N、 SS 去除率及出水中含量如表 38 27 所示。 表 38 UASB 反應(yīng)器出水水質(zhì)表 UASB 反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 反應(yīng)區(qū)的容積 V[11] VSQCV 0? 式中： V——UASB 反應(yīng)區(qū)的容積， m3； Q——廢水設(shè)計(jì)流量， m3/d； SV——可溶性有機(jī)物的容積負(fù)荷， kgCOD/(m3d),與消化反應(yīng)溫度、廢水性質(zhì)、布水均勻程度、顆粒污泥濃度有關(guān)，取 Sv=(m3d)； C0——原廢水的總 COD 濃度， mg/L，即包括溶解性 COD 與懸浮 COD。 則， 33 mmV ??? 用兩座反應(yīng)器，每座容積 331 0 82 1 6 mmV ?? 由于 C0濃度較高，取反應(yīng)區(qū)高度為 6m。 （ 2） 反應(yīng)區(qū)面積 221 08 mmHVA ??? 項(xiàng)目 COD BOD5 NH3N SS pH 進(jìn)水水質(zhì) /(mg/L) 6500 1600 95 80 11 去除率 /% 80 85 5 80 出水水質(zhì) /(mg/L) 1300 240 16 7 28 每座池子直徑： mAD ???? ?，取 5m 則實(shí)際橫截面積為： 2222 mDA ???? ?? （ 3） 反應(yīng)區(qū)反應(yīng)時(shí)間 hddQVt 0 0 1 6 ???? （ 4） 面積水力負(fù)荷 實(shí)際表面水力負(fù)荷為 : 30021 ?????? AQq ， 故符合設(shè)計(jì)要求。 裝液量按 70％ —90％計(jì)算，故設(shè)計(jì) UASB 總高度 H=， 其中 沉淀區(qū)高 ，污泥床高 ， 懸浮區(qū)高 ,超高 。 采用半地下式安裝，由于桂林地區(qū)淺表水位較低，所以施工時(shí)需做好防滲措施。 （ 5）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) 16 個(gè)布水點(diǎn) ① 參數(shù) 每個(gè)池子流量： Q＝ ② 設(shè)計(jì)計(jì)算 布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見圖 34。 29 圖 34 布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算草圖 每個(gè)孔口服務(wù)面積為 : 222 ??? ?， 在 1～ 3m2之間，符合設(shè)計(jì) 要求； 設(shè) 2 個(gè)圓環(huán)，里面的圓環(huán)設(shè) 6 個(gè)孔口，外圍設(shè) 10 個(gè)孔口 1)內(nèi)圈 6 個(gè)孔口服務(wù)面積： 1S ＝ 6= 則每個(gè)孔服務(wù)的直徑為： mS 1 ????? 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，則圓環(huán)的直徑計(jì)算如下： 121 214 Sd ?? ，則 mSd 11 ???? ?? 內(nèi)圈布水圓環(huán)管直徑設(shè)計(jì)為 。 2)外圈 10 個(gè)孔口的設(shè)計(jì) 服務(wù)面積： S2=10= 折合成服務(wù)圈直徑為： mSSd )(4)(4 211 ?????? ?? 外圓環(huán)的直徑 d2計(jì)算如下： 14 π()=12 S2 ? d2＝ 設(shè)計(jì)為 ；布水管與 UASB 進(jìn)水管均采用 DN50 管道。 (6)三相分離器 30 圖 35 三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖 三相分離區(qū)既污泥沉淀區(qū)，在此區(qū)三相分離，三相分離器能收集從分離區(qū)下笑話區(qū)產(chǎn)生的沼氣，使得在分離器上的懸浮污泥沉淀下來，并使處理后的水從上流出[12]。 ① 沉淀區(qū)設(shè)計(jì) 三相分離器沉淀區(qū)的面積即是反應(yīng)器的水平面積，則沉淀區(qū)的表面負(fù)荷率為：)/(???? )/( 23 hmm ?? ，滿足要求。 三相分離器由上 下兩組三角形集氣罩組成，為了保證良好的沉淀效果，取 取h1=,h2=,h3=。 ② 回流縫設(shè)計(jì) 取上下三角形集氣罩斜面的水平斜角 ??50? ， 則， mtgtghb ??? ?? 三相分離器的寬度 b=5m，則下三角形集氣罩之間的回流縫寬度 2b 為： mbbb 12 ?????? 31 下三角形集氣罩之間回流縫的流速 V1為： 11 SQV? 式中： Q1——下 反應(yīng)器中廢水流量， m3/h； S1——下三角形集氣罩之間回流縫的面積。 則： hmhmSQV /2/??????，符合設(shè)計(jì)要求。 取上三角形集氣罩回流縫的寬 CD=,上集氣罩下底寬 CF= 則： mCDDH in ????? mCFDHDE ?????? 回流縫的總面積 2S 為： 22 )(2/)( mCDDECFS ??????? ?? 上三角形集氣罩與下三角形集氣罩斜面之間回流縫的流速 2V 為： hmVhmSQV /2/ 300 122 ???????,符合設(shè)計(jì)要求。 確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖 35 可知： in ????? CDCH mbDEDIAI a n)(2150t a n)(2150t a n2 ?????????? 則， mAICHh ????? ， h5= 由上述尺寸可計(jì)算出上集氣罩上底直徑為： a a n2 5 ??????? hCF mCDBC in in ????? mbDEDI )(21)(212 ?????? mDIAD os os ????? mDHBD os os ????? mBDADAB ??? 32 ③ 氣液分離效果設(shè)計(jì) 設(shè)沼氣氣泡尺寸 cmd ? ， 20176。時(shí)，凈水的粘滯系數(shù) scm / 2?? ，取廢水密度 31 / cmg?? ，沼氣的密度 33 / cmg???? ，碰撞系數(shù) ?? 。 則，廢水的粘滯系數(shù) scm /1 0 0 21 ???? ??? ，由于廢水的 ? 一般大于凈水，所以取廢水的 scm / 2?? 。 氣泡的上升速度為： hmscmdgV b /)( )(18 2321 ??????? ???? ????? Va=V2=根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果有： ??ABBC ， ??abVV ，滿足 ABBCVVab ? 的要求。該三相分離器可脫除直徑大于或等于 。所確定的三相分離器構(gòu)造尺寸可以達(dá)到良好的氣液固三相分離效果。 (7)沼氣產(chǎn)量計(jì)算 UASB 中 COD 去除率為 80%，出水 COD 為： LmgC e / ??? 消化溫度 2T 時(shí)甲烷的體積：1122 VTTV ? 式中： 1V ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷體積， LV ? ； 1T——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對溫度， 0+273=273176。K； 2T ——實(shí)際消化溫度 t 時(shí)的絕對溫度，（ t+273） 176。K, KT ???? 308273352 。 33 則， LV 2 ??? 產(chǎn)甲烷體積 : 302 10])([4 ????? eeCH QCCCQVV 式中： Q——入流廢水（或污泥）量及排除廢水量， dm/3 ； eCC,0 ——入流廢水（或污泥），排除廢水（或污泥）的 COD 濃度， g/m3；含不降解 COD。 則， dmV CH /])13006500(510[ 334 ????????? ? 沼氣中含 4CH 體積平均以 %計(jì)，則沼氣體積為： dm / 2 3 95 4 7 5 3? 用 DN100 的 PVC 導(dǎo)氣管將氣體輸送至沼氣處置間，采用火炬燃燒方式處理。 (8)火炬系統(tǒng) 設(shè)計(jì)一沼氣處置間，用于處理 UASB 產(chǎn)生氣體，系統(tǒng)主要設(shè)備 如下： 阻火柜： 2 套 脫硫器： 1 套 儲(chǔ)氣罐： 采用最大體積 550m3， 2 套 氣水分離器 :1 套。 儲(chǔ)氣罐 說明： 罐體由外、內(nèi)膜、底膜及附屬設(shè)備組成，具有抗紫外線及各種生物的能力，高度防火。內(nèi)膜與底膜之間形成一個(gè)容量可變的氣密空間用作儲(chǔ)存沼氣，外膜構(gòu)成儲(chǔ)存柜的球狀外型。利用外膜進(jìn)氣鼓風(fēng)機(jī)恒壓，當(dāng)內(nèi)膜沼氣減少時(shí)，外膜通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣，保持內(nèi)膜沼氣的設(shè)計(jì)壓力，當(dāng)沼氣量增加時(shí)，內(nèi)膜正常伸張，通過安全閥將外膜多余空氣排出，使沼氣壓力始終恒定在一個(gè)需要的設(shè)計(jì)壓力。 本工程的沼氣存儲(chǔ)體積為 550m3，儲(chǔ)氣壓力 5kPa。 ① 設(shè)計(jì)資 料 生物氣體類型：厭氧消化 34 成分：甲烷 46%~65%，其余為 CO2等； 溫度： 55℃ ； 流量： 310m3/h，火炬系統(tǒng)每天運(yùn)行 4h； 燃燒溫度： 760℃ ~982℃ ； 燃燒率： 98%~99%。 ② 火炬系統(tǒng)操作描述 火炬接收到操作信息后，火炬就會(huì)點(diǎn)燃，在生物氣體還沒有傳送到達(dá)火炬時(shí)，火炬的點(diǎn)燃是通過前期導(dǎo)入天然氣或煤氣。通過控制火炬底部的控制閥來控制火炬的溫度，當(dāng)閥門開啟后，冷空氣進(jìn)入，從而達(dá)到降溫的效果。由于生物氣體中甲烷含量不穩(wěn)定，為避免對裝置造成損害 ，需要控制溫度?；鹁嫦到y(tǒng)的控制是通過設(shè)置在火炬里面的溫度計(jì)以及火焰探測器來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)火炬的溫度高于 1100℃ 或低于 760℃時(shí)火炬就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)若火焰探測器沒有探測到火焰，也會(huì)自