【正文】 進水 COD=1700mg/L，去除率為 80% ；3. 容積負荷（Nv）為： kgCOD/(m 3d)；4. 污泥產(chǎn)率為：；5. 產(chǎn)氣率為： 3/kgCOD 。 UASB 反應(yīng)器的設(shè)計計算1. UASB 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸計算 反應(yīng)器容積計算 (包括沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū))UASB 有效容積為： vRNSQV039。?式中：VR —— 反應(yīng)器有效容積，m 3Q’— 設(shè)計流量，7500 m 3/dS0 — 進水有機物濃量, kgCOD/m 3Nv — 容積負荷, kgCOD/(m 3d)則 ??2. UASB 反應(yīng)器的形狀和尺寸 工程設(shè)計反應(yīng)器 2 座，橫截面為矩形. 反應(yīng)器有效高度為 5m，則：河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文28 橫 截 面 積 25102mhVSR? 單 池 面 積 2 單池從布水均勻性和經(jīng)濟性考慮，矩形池長寬比在 2：1 以下較為合適設(shè)池長 L=18m，則寬 ，取 15 m 。LSBi ?單池截面積： 。70i ?? 設(shè)計反應(yīng)池總高 H=，其中超高 m （一般應(yīng)用時反應(yīng)池裝液量為 70%90%） 單池總?cè)莘e 21 160)5.(270HSVi ????單池有效反應(yīng)容積 3hiR單個反應(yīng)器實際尺寸 18 m15 m m反應(yīng)器數(shù)量 2 座總池面積 254072mSni???總反應(yīng)器總?cè)莘e 136V總有效反應(yīng)容積 ， 符合有機符合要求1350R?UASB 體積有效系數(shù) ， 在 70%90%之間，符合要求%.832407?? 水力停留時間（T）及水力負荷率(Vr) ?)]/([???mSr總，符合設(shè)計要求。331 575nVR??3. 三相分離器構(gòu)造設(shè)計 設(shè)計說明三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設(shè)計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計。河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文29 沉淀區(qū)的設(shè)計三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計同二次沉淀池的設(shè)計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定。本工程設(shè)計中，與短邊平行，沿長邊每池布置 6 個集氣罩，構(gòu)成 6 個分離單元，則每池設(shè)置 6 個三相分離器。三相分離器長度 B=14m ，每個單元寬度 b=L/6=18/6= 。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的水平面積，即 270 m2 。沉淀區(qū)的表面負荷率 。 )]/([???hSQi 回流縫設(shè)計 如圖 35 是三相分離器的結(jié)構(gòu)示意圖：河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文30h4b21b321h3DCBAEV圖 35 三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角 α= 55176。，取 h3 = b1 = h3/tgθ式中：b1— 下三角集氣罩底水平寬度，m； α— 下三角集氣罩斜面的水平夾角，55176。； h3— 下三角集氣罩的垂直高度，m。 b1 = ??則相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離：b2 = b 2 b1 = – 2 =則下三角形回流縫面積為： S1 = b2l0n =106= 下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速(V 1)可用下式計算： V1= Q1/S1式中： Q1 — 反應(yīng)器中廢水流量，m 3/h； S1 — 下三角形集氣罩回流逢面積，m 2； V1= =＜,符合要求。設(shè)上三角形集氣罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫的寬度 b3 =CD= ，三角形回流縫面積為： S2 = b3l02n = 10 2 6 = 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V 2)可用下式計算： V2 = Q1/S2，式中：河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文31Q2— 反應(yīng)器中廢水流量，m 3/h；S2 — 上三角形集氣罩回流逢之間面積，m 2； V1 = = ，符合要求。.685/2V1 V2 m/s,符合設(shè)計要求。確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知： BC = b3/tg35176。= 4. 氣液分離設(shè)計 CE = CDSin55176。= Sin55176。= CB = ?? 設(shè) AB= ，則 h4 = (ABcos55176。+ b2/2) 5tg176。 = ( + /2) = m校核氣液分離。 假定氣泡上升流速和水流流速不變沿 AB 方向水流速度： hmNBCEQVia /?????式中：B— 三相分離器長度，14m；N— 每池三相分離器數(shù)量，6 個。氣泡上升速度： Vb = ??2)(18dgVglb??21()8gdrrm180。式中： d— 氣泡直徑， cm；ρ 1— 液體密度，g/cm 3；ρ g— 沼氣密度，g/cm 3；河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文32ρ—碰撞系數(shù)，取 ；μ— 廢水的動力粘滯系數(shù)，s；V— 液體的運動粘滯系數(shù)，cm 2/s取 d = (氣泡)，常溫下，ρ 1 = , ρ g = 103g/cm3 ， V = , ρ = ，μ= Vρ 1 = = s 。一般廢水的 μ凈水的 μ,故取 μ= s 。由斯托克斯工式可得氣體上升速度為： ??..6(/)(/)b cmshV?????? ； ； ；可脫去 d≧ 的氣泡。?abVbaVBCA?5. 三相分離器與 UASB 高度設(shè)計三相分離區(qū)總高度 h= h 2 + h3 + h4–h5 h2為集氣罩以上的覆蓋水深，取 。 02m.. ??????AD ???SinESin 95.. ??hhUASB 總高 H = ，沉淀區(qū)高 ，污泥區(qū)高 ，懸浮區(qū)高 ，超高。6. 布水系統(tǒng)設(shè)計計算 配水管配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進水管總管徑取 200㎜，流速約為 m/s。每個反應(yīng)器設(shè)置 12 根 DN150㎜支管，每根管之間的中心距離為 m，配水孔徑采用 16㎜，孔距 m，每孔服務(wù)面積為 =㎡，孔徑向下，穿孔管距離反應(yīng)池底 m，每個反應(yīng)器有 120 個出水孔，采用連續(xù)進水。 布水孔孔徑河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文33共設(shè)置布水孔 120 個，出水流速 u 選為 ，則孔徑為 munQd ???? 驗證常溫下，容積負荷（Nv）為：(m 3d)；產(chǎn)氣率為： 3/kgCOD ；需滿足空塔水流速度 uk≤ m/h,空塔沼氣上升流速 ug≤ m/h?？账魉俣? ＜ m/h , 符合要求。hmSQ/?空塔氣流速度 ＜ m/h hmrCug / ???符合要求。7. 排泥系統(tǒng)設(shè)計計算 UASB 反應(yīng)器中污泥總量計算一般 UASB 污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃度為 15gVSS/L,則兩座 UASB 反應(yīng)器中污泥總量： 。dkgVsVGs /38250125??? 產(chǎn)泥量計算 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取：。① UASB 反應(yīng)器總產(chǎn)泥量 dkgSErQCX /. ????式中：△X— UASB 反應(yīng)器產(chǎn)泥量，kgVSS/d ；r — 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量， kgVSS/kgCOD；Co— 進水 COD 濃度 ；E— 去除率，本設(shè)計中取 80%。② 據(jù) VSS/SS = ，△X=714/= kgSS/d單池產(chǎn)泥 △X i = △X/2 = ③污泥含水率為 98%，當含水率＞95%，取 ，則310/skgm??污泥產(chǎn)量 h/%)98(1074)P(XW3s????河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文34單池排泥量 h/?④污泥齡 )(?? 排泥系統(tǒng)設(shè)計在 UASB 三相分離器下 和底部 400㎜高處，各設(shè)置一個排泥口，共兩個排泥口。每天排泥一次。8. 出水系統(tǒng)設(shè)計計算出水系統(tǒng)的作用是把沉淀區(qū)液面的澄清水均勻的收集并排出。出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊憽?出水槽設(shè)計 對于每個反應(yīng)池，有 6 個單元三相分離器，出水槽共有 6 條，槽寬 。① 單個反應(yīng)器流量 ；smQqii /??② 設(shè)出水槽口附近水流速度為 m/s，則 槽口附近水深 ??取槽口附近水深為 m，出水槽坡度為 ；出水槽尺寸 14 m m m；出水槽數(shù)量為 6 座。 溢流堰設(shè)計① 出水槽溢流堰共有 12 條（62） ，每條長 14 m，設(shè)計 900三角堰，堰高50㎜，堰口水面寬 b=50㎜。每個 UASB 反應(yīng)器處理水量 43L/s,查知溢流負荷為 12 L/（ms） ，設(shè)計溢流負荷 f = L/（ms） ，則堰上水面總長為： 。fqi ?三角堰數(shù)量： 個，每條溢流堰三角堰數(shù)量：770/12=????bln個。河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文35一條溢流堰上共有 65 個 100㎜的堰口，65 個 140㎜的間隙。②堰上水頭校核每個堰出流率： ；smnqi /?????按 900三角堰計算公式， 堰上水頭： ????????????????③出水渠設(shè)計計算 反應(yīng)器沿長邊設(shè)一條矩形出水渠，6 條出水槽的出水流至此出水渠。設(shè)出水渠寬 ，坡度 ，出水渠渠口附近水流速度為 。渠口附近水深 muxaqi ??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 米，出水渠長為 +=，出水渠尺寸為 ，向渠口坡度 。④ UASB 排水管設(shè)計計算選用 DN250 鋼管排水，充滿度為 ，管內(nèi)水流速度為 smv/?????9. 沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計計算 沼氣產(chǎn)量計算 沼氣主要產(chǎn)生厭氧階段，設(shè)計產(chǎn)氣率取 。3/mkgCOD①總產(chǎn)氣量 ???ErQCG 每個 UASB 反應(yīng)器的產(chǎn)氣量 hmGi /23②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 22 根集氣河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文36管。每根集氣管內(nèi)最大氣流量 sm/?????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 22 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 smqi /??取 D=150㎜，充滿度為 ，則流速為 smv/????④ 兩池沼氣最大氣流量為 ?取 DN=250㎜，充滿度為 ；流速為 smv/??? 水封灌設(shè)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??式中： H0—反應(yīng)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㎜H 2O。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 水封灌直徑取 。?????3. 氣水分離器河北工業(yè)大學城市學院 2022 屆畢業(yè)論文37氣水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用 φ500㎜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(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。4. 沼氣柜容積確定由上述計算可知該處理站日產(chǎn)沼氣 4080 ，則沼氣柜容積應(yīng)為 3h 產(chǎn)氣量的體3m積確定，即 。351024/08qtV???設(shè)計選用 300 鋼板水槽內(nèi)導軌濕式儲氣柜，尺寸為 φ7000㎜H6000㎜。 CAST 反應(yīng)池 設(shè)計說明CAST 工藝是 SBR 工藝的發(fā)展，由預反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成。預反應(yīng)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：，省去了初沉池、二沉池及污泥回流設(shè)備。，節(jié)能效果顯著。，出水水質(zhì)好，具有良好的脫氮除磷功能。，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹。，性質(zhì)穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量 Q = 7500 m3/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%。河北工業(yè)大學城市學院 2