【正文】 氣室中氣、液兩相界面高度的，因為當(dāng)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(jìn)入沉降室，同時兼有隔絕和排除冷凝水作用，每一反應(yīng)器配一水封罐。 水封高度取H= 式中反應(yīng)器至儲氣罐的壓頭損失和儲氣罐的壓頭為保證安全取儲氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大取2m,儲氣罐內(nèi)的壓強(qiáng)為400mm，則H==,直徑為1500mm,進(jìn)水管、出氣管各一根，D=200mm.進(jìn)水管、放空管各一根，D=50mm,并設(shè)液面計。（1） 氣水分離器氣水分離器起到對沼氣高燥的作用，選用鋼制氣水分離器4個，氣水分離器中預(yù)裝鋼絲填料，在氣水分離器前設(shè)置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設(shè)流量計及壓力表。 沼氣柜容積確定由上述計算知該處理中日產(chǎn)沼氣31416=1309，則沼氣柜容積應(yīng)為3h產(chǎn)氣量的體積來確定，即，選用3座沼氣柜，則每座沼氣柜容積為： 3927/3=1309。設(shè)計選用800鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式貯氣柜，尺寸為： UASB的其他設(shè)計考慮（1） 取樣管設(shè)計 在池壁高度上設(shè)置若干個取樣管，用以采取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣，以隨時掌握污泥在高度方向上的濃度分布情況，~ 位置，沿池壁高度上設(shè)置4根。取樣管選用DN100mm的鋼管，配球閥取樣。（2） 檢修 1） 人孔 為便于檢修， 2） 風(fēng) 為防治部分容重過大的沼氣在UASB反應(yīng)器內(nèi)聚集，影響檢修和發(fā)生危險，檢修時可向UASB反應(yīng)器中通入壓縮空氣，因此在UASB一側(cè)預(yù)埋壓縮空氣管（由鼓風(fēng)機(jī)房引來）3） 采光 為保證檢修時采光，除采用臨時燈光外，不設(shè)UASB預(yù)蓋。（3） 防腐措施 厭氧反應(yīng)器腐蝕比較嚴(yán)重的地方是反應(yīng)器的上部，此處無論是鋼材或是水泥都會被損壞，因此，UASB反應(yīng)器應(yīng)重點進(jìn)行頂部的防腐處理。在水平面以下，溶解的會發(fā)生腐蝕，水泥中的會因為碳酸的存在而溶解。沉降斜面也會腐蝕，為了延長反應(yīng)器的使用壽命，反應(yīng)器的防腐措施是必不可少的。本次設(shè)計中，反應(yīng)器上部2m以上池壁用玻璃鋼防腐，三相分離器所有裸露的碳鋼部位用玻璃鋼防腐。 水解酸化池（一級）~, 水解酸化池主要對廢水中殘留的難降解有機(jī)物進(jìn)行酸化水解，通過酸化菌降解廢水中的有機(jī)污染物，同時將高分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，進(jìn)而提高廢水的可生化性，為后續(xù)生物處理提高處理效率創(chuàng)造條件。 酸化池的體積 據(jù)相關(guān)資料，酸化池的停留時間一般為6~12小時，此設(shè)計采用7h，根據(jù)其水量算出酸化池的有效容積為 V = Q T = =(m3) 設(shè)有效水深h=, 所以S=，取為963 m2池子分為兩大格，每個尺寸為池長L=25m ,寬B=20m，所以實際體積S=L，根據(jù)以往的經(jīng)驗，采用水力條件，這樣的出水水質(zhì)效果更好，同時又會節(jié)省能源，將酸化池共分10個格，9個板，,，水流為跳躍式流動，其草圖如圖6： 進(jìn)水系統(tǒng)的設(shè)計在酸化池的上面設(shè)一個集水槽，由兩根進(jìn)水鋼管直接進(jìn)入該集水槽，之后重力流入該酸化池。 出水系統(tǒng)的設(shè)計 出水采用兩根出水管直接出水，分別為DN300mm。 排泥系統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)泥量的計算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取r=。流量16500m3/d，進(jìn)入酸化池的COD的濃度840mg/L，去除率為E=20%。所以產(chǎn)泥量為 = = 圖6水解酸化池（一級）結(jié)構(gòu)示意圖1) 根據(jù)VSS/SS=所以產(chǎn)泥量為 污泥含水率為98%，但含水率大于95%時，取，則污泥產(chǎn)量為Ws =2） 排泥系統(tǒng)的設(shè)計在酸化池的池底設(shè)置排泥支管，共設(shè)置了12根管徑為DN150mm的排泥支管，12根排泥支管最后匯到管徑DN200mm的排泥總管，排泥總管最后將泥排入到貯泥池。 CASS反應(yīng)池的計算 CASS反應(yīng)池的介紹CASS法是利用不同微生物在不同負(fù)荷的條件下，增值速度差異與廢水生物脫氮除磷機(jī)理，將生物選擇器與傳統(tǒng)的SBR反應(yīng)器結(jié)合的產(chǎn)物。CASS反應(yīng)池的運(yùn)行工序可分為進(jìn)水－曝氣期、沉淀期、潷水期與閑置期，在進(jìn)水－曝氣期完成生物降解過程，在沉淀期與潷水期完成固液分離的過程。 主要參數(shù)的選擇本工程用容積負(fù)荷計算法。容積負(fù)荷計算法不考慮CASS池內(nèi)的基質(zhì)濃度、活性污泥濃度與溶解氧含量在時間上的變化，只計算出有機(jī)物濃度差值，同時忽略同一周期內(nèi)閑置、沉淀、排水階段的生物降解作用，采用與傳統(tǒng)活性污泥法基本相同的計算公式。已知：1)污水進(jìn)水量16500m3/d 。水溫為 20℃左右。COD＝672mg/L。 BOD5＝320 mg /L。COD＝＝48mg/L 2） 污泥負(fù)荷 Ls=3）反應(yīng)池池數(shù)N=6座4）反應(yīng)池水深H＝5m5）排出比=6）活性污泥界面以上最小水深＝7）MLSS濃度CA＝4000mg/L運(yùn)行周期以及時間曝氣時間（TA）TA ==沉降時間（TS）TS 所以 TS 排水閑置時間取TD=2h,與沉淀時間合計2+=（h）一周期所需時間為TC TA +TS+TD=+=(h)周期數(shù)n取3，每周期為8h，其中曝氣為4h，沉淀為2h，排水閑置為2h。 反應(yīng)池容積計算：根據(jù)運(yùn)行時間的安排和自動控制特點，CASS反應(yīng)池設(shè)置6個（1） CASS反應(yīng)池容積單池容積為 Vi==2292m3反應(yīng)池總?cè)莘e為 V=6Vi=62292=13750 m3式中 Vi — 單池容積 m — 排出比的倒數(shù) n — 周期數(shù) N — 池數(shù)（2） CASS反應(yīng)池的構(gòu)造尺寸 CASS反應(yīng)池為滿足運(yùn)行靈活及設(shè)備的安裝需要，設(shè)計為長方形，一端為進(jìn)水區(qū)，另一端為出水區(qū)。CASS池單池有效水深為H=5m，保護(hù)水深=。單池體積 Vi =LBH，據(jù)資料可知，取Bi=10m，L=46m,所以Vi=4610 5=2300(m3)單池面積Si=CASS池沿長度方向設(shè)一隔墻，將池體分為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分，靠近進(jìn)水端為CASS池容積的10%左右的預(yù)反應(yīng)區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另部分為主反應(yīng)區(qū)。 據(jù)資料，與反應(yīng)區(qū)長L1=（~）L ，取L1=CASS反應(yīng)池（外形）（壁厚200mm） 反應(yīng)池液位控制 排水結(jié)束時最低水位h1=；超高為；保護(hù)水深。污泥層高度hs=h1驗證池容。兩池一次進(jìn)水4h,，所以每周期的進(jìn)水量 Qw=CASS反應(yīng)池一周期內(nèi)能容納的水 Vb=3（h2h1）Si=3所以CASS反應(yīng)池的建造符合水量要求。保護(hù)水深的設(shè)置是為了避免排水時對沉淀及排泥的影響，進(jìn)水開始與結(jié)束由水位控制。曝氣開始由水位和時間控制，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀開始與結(jié)束由時間控制，排水開始由時間控制，排水結(jié)束由水位控制。 排水口高度和排出裝置（1）排水口高度 為保證每次換水Qh=，~。（2）排出裝置每池排出負(fù)荷Qd=每池設(shè)潷水器（規(guī)格DN200）一套，出水口兩個。選用懸臂式程控智能潷水器，型號BSQ12，排水堰長2m，最大排水量700，潷水深度為2m。 產(chǎn)泥量及排泥量系統(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殖污泥，還有很少部分由進(jìn)水懸浮物沉淀而成。CASS生物代謝產(chǎn)泥量為 = =（ =4523假定剩余污泥含水率為98%，則排泥量 Qs=則每池的產(chǎn)泥量為 Qis=(2) 排泥系統(tǒng)，在每池池底設(shè)一個排泥管DN150mm一根，匯入到排泥總管DN200mm,最后排入貯泥池。 需氧量及曝氣系統(tǒng)的設(shè)計計算（1） 去除COD的所需的O2 的量 CASS的反應(yīng)池的需氧量為 O2=a’QSr+b’VXv = =+ =(kg/d)式中 a’——活性污泥微生物對有機(jī)污染物氧化分解過程的需氧率； b’——活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率； V——曝氣池容積； Sr——被降解的有機(jī)污染物量； Xv——單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體，取2500kg/m3。 六個池子池每周期需氧量為OaT=一周期曝氣4h,所以單位時間曝氣量為： Oah=（2） 需要的空氣量的計算Oa=式中 —盤式橡膠膜微孔曝氣器氧利用率，%~%，這里取26%（3） 曝氣器以及空氣管的計算設(shè)計采用微孔曝氣器，￠220鋪設(shè)于CASS池池底。曝氣器主要技術(shù)指標(biāo)為：空氣流量2~3m3/h ，~ m3/個，%~%，~,阻力損失為2300～2970pa.曝氣器的數(shù)量為 空氣管道的布置：每池中心設(shè)一根干管，共6根干管。在每根干管上設(shè)6對配氣豎管，共72條配氣豎管。每根豎管的供氣量為：單個CASS池平面面積為：4610=460 m2，每個池子需擴(kuò)散器總數(shù)為：為安全考慮，每池采用780個擴(kuò)散器，共需4680個。每個豎管上安裝的空氣擴(kuò)散器數(shù)目為：每個擴(kuò)散器的配氣量為：選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長的管路作為計算管路。在空氣流量變化處設(shè)計算節(jié)點，統(tǒng)一編號后列表進(jìn)行空氣管道計算。計算草圖如下圖7和8，曝氣管路的空氣計算結(jié)果見附錄一。由附錄一可知空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：∑（h1＋h2）＝，則總壓力損失為：+=為安全計。圖7 空氣計算管路圖 圖8 空氣計算管路圖（4） 空壓機(jī)的選定，因此，空壓機(jī)所需壓力為： m3/h根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用RF—295—300A型羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺。 。正常條件下，一臺工作，一臺備用。 水解酸化池（二級） 據(jù)相關(guān)資料，酸化池的停留時間一般為6~12小時此設(shè)計采用12h，根據(jù)其水量算出酸化池的有效容積為 V = Q T = =4125(m3) 設(shè)有效水深h=, 所以S=取長L=40m ,寬B==L，根據(jù)以往的經(jīng)驗，采用水力條件，這樣的出水水質(zhì)效果更好，同時又會節(jié)省能源，將酸化池將酸化池共分9個格，10個板，,，水流為跳躍式流動，采用的填料為半軟性填。其草圖如下：圖9水解算化池（二級）結(jié)構(gòu)示意圖 進(jìn)水系統(tǒng)的設(shè)計 在酸化池的上面設(shè)一個集水槽，有一根進(jìn)水鋼管直接進(jìn)入該集水槽，之后重力流入該酸化池。 出水系統(tǒng)的設(shè)計出水采用4根出水管直接出水，分別為DN250mm。 排泥系統(tǒng)的設(shè)計1） 產(chǎn)泥量的計算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取r=。流量16500m3/d，去除率為E=20%。所以產(chǎn)泥量為 = =根據(jù)VSS/SS=所以產(chǎn)泥量為 污泥含水率為98%，但含水率大于95%時，取，則污泥產(chǎn)量為Ws =2) 排泥系統(tǒng)的設(shè)計在酸化池的池底設(shè)置排泥支管，共設(shè)置了12根管徑為DN150mm的排泥支管，12根排泥支管最后匯到管徑DN200mm的排泥總管，排泥總管最后將泥排入到貯泥池。 曝氣生物濾池（DN曝氣生物濾池）的計算 設(shè)計說明曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，即在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長的載體，并根據(jù)本污水流向不同分為上向流或者下向流，污水由上向下或由下向上流過濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與污水逆向或同向接觸，使污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜通過生化反應(yīng)得到穩(wěn)定，填料同時起到物理過濾作用。曝氣生物濾池工藝有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時間短、所需基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低，同時該工藝出水水質(zhì)高等優(yōu)點。 設(shè)計參數(shù)：進(jìn)水：COD=：COD=（去除率75%）進(jìn)水：BOD= mg/L 出水：BOD=（去除率85%）進(jìn)水： SS= mg/L 出水： SS=60mg/L （去除率80%）進(jìn)水：TN=：TN=（去除率80%） 曝氣生物濾池尺寸：（1） 濾料體積V 式中 ： W — 所需濾料的體積 m3 Q — 進(jìn)入濾池的日平均污水量 m3/d — 進(jìn)出濾池NH3N濃度差 q’NH3N— 濾池的硝化容積負(fù)荷，~(),~()， kgNH3N/()（2） 曝氣生物濾池面積：取濾料層的高度H=4m,則曝氣生物濾池總面積為 247。4= 濾池共分4個，每格面積為： 考慮到方形池最節(jié)省，所以每個濾池定位尺寸為（3） 濾池總高度：取配水室的高度h1=，承托層高度h2=.，清水區(qū)h3=，超高h(yuǎn)4=,則濾池的總高度為：H = H+ h1 +h2 + h3 +h4 = +++++= 污水流過濾料層的實際停留時間： t==（h）式中： e — 濾料層的空隙率 供氣系統(tǒng)（1） 微生物需氧量在DN曝氣生物濾池中，生物膜的需氧量包括降解剩余有機(jī)物的需氧量和硝化氨氮的需氧量兩部分。在該機(jī)生物濾池中，需要降解的有機(jī)物量已很少，否則硝化作用就不會順利進(jìn)行，所以需氧量大部分用于進(jìn)行硝化作用。去除BOD需氧量：= =去除NH3N的需氧量： = =則總需氧量：O=+==（2） 實際需要的供氧量水中溶解氧的飽和度為 Cs（20℃）= mg/L，Cs( 30℃)= mg/L 1）空氣擴(kuò)散器出口處的絕對壓力Pb,即Pb= = =2）空氣離開曝氣池面時，氧的百分比，即 Qt=式中：EA —空氣擴(kuò)散器的氧的轉(zhuǎn)移效率，取27%將數(shù)值代到上式得 Qt==%3）曝氣生物濾池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件），即 Csb（T） =（mg/L）Qt—當(dāng)濾池氧的利用率為EA時，從池體中逸出氣體中含氧量的百分率，%4）換算為在20℃條件下，脫氮清水的充氧量為 R0= = =5）供氣量的計算Gs= = =6）供氣系統(tǒng)的設(shè)計曝氣生物濾池的曝氣類型為鼓風(fēng)曝氣，鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置和一系列連通的管道組成。所以供氣系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)包括空氣擴(kuò)散裝置的選定并對其進(jìn)行布置、空氣管道的不置與計算、鼓風(fēng)機(jī)型號與臺數(shù)的確定三部分。（3）空氣管道的計算與設(shè)計1）空氣擴(kuò)散裝置的選定與設(shè)計本設(shè)計采用微孔曝氣器，￠215鋪設(shè)于曝氣生物濾池池底。曝氣器主要技術(shù)指標(biāo)為：空氣流量2~3m3/h ，~ m3/個，%~%，~, 阻力損失為2300～2970pa。 所需曝氣器的數(shù)量為 n = =1352平均放在四個池子中。則平均一個池子里的曝氣器的數(shù)量為338個。 m3/h則計算出每個曝氣器的服務(wù)面積為計算草圖如下圖9，曝氣管的空氣計算結(jié)果見附錄二，由附錄二可知空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：∑（h1＋h2）＝，則總壓力損失為：+=為安全計。2）空壓機(jī)的選定，因此，空壓機(jī)所需壓力為：(－+1）= kpa空壓機(jī)供氣量有上述的計算可知為3380m3/h根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用 RF—240—250A型空壓機(jī)兩臺。該型空壓機(jī)風(fēng)壓 90 。正常條件下，一臺工作，一臺備用。 20 鼓風(fēng)機(jī)房 19 181 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 圖10空氣管段計算草圖 配水系統(tǒng)的設(shè)計曝氣生物濾池的配水系統(tǒng)一般采用小阻力配水系統(tǒng)，并根據(jù)反沖洗形式以采用濾頭、格柵式、平板多空式較多。本設(shè)計采用濾頭配水系統(tǒng)的方式，采用長柄濾頭，型號為EPT1型，濾水帽、濾水管為一體成型，每個濾頭共有濾縫20條，每平方米布置36個濾頭，開孔比=%，流量系數(shù)，每個濾池每平方米布置36濾頭，每個間距160mm 反沖洗系統(tǒng)的設(shè)計曝氣生物濾池與一般濾池的反沖洗方式大致相同，現(xiàn)階段用于濾池反沖洗的工藝主要有單一水反沖洗河氣水聯(lián)合反沖洗兩種，這兩種沖洗方式在曝氣生物濾池上均有應(yīng)用。據(jù)文獻(xiàn)報道，水、氣的速度梯度越大，顆粒碰撞的機(jī)會就越多，所以本設(shè)計采用氣水聯(lián)合反沖洗。（1） 反沖洗氣量：Q氣=Sq1 =70=3780(m3/h)式中S — 需要沖洗的濾池面積，m2（一般略大于曝氣生物濾池的面積） q1— 沖洗空氣強(qiáng)度（L/），一般為10~20L/,此設(shè)計取15L/（2） 反沖洗用水Q水 Q水= Sq2 =70 =2016(m3/h)=(m3