【正文】 進(jìn)水 COD=1700mg/L，去除率為 80% ；3. 容積負(fù)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(jì)計(jì)算1. UASB 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 反應(yīng)器容積計(jì)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(jì)流量，7500 m 3/dS0 — 進(jìn)水有機(jī)物濃量, kgCOD/m 3Nv — 容積負(fù)荷, kgCOD/(m 3d)則 ??2. UASB 反應(yīng)器的形狀和尺寸 工程設(shè)計(jì)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(xué)城市學(xué)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(jì)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(jì)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(shí)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(jī)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(fù)荷率(Vr) ?)]/([???mSr總，符合設(shè)計(jì)要求。331 575nVR??3. 三相分離器構(gòu)造設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)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(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2022 屆畢業(yè)論文29 沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)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(fù)荷率決定。本工程設(shè)計(jì)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(fù)荷率 。 )]/([???hSQi 回流縫設(shè)計(jì) 如圖 35 是三相分離器的結(jié)構(gòu)示意圖：河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)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(jì)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(jì)算： V2 = Q1/S2，式中：河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)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(jì)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(jì) 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(xué)城市學(xué)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(yùn)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(jì)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(jì)計(jì)算 配水管配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進(jìn)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(jìn)水。 布水孔孔徑河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)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(yàn)證常溫下，容積負(fù)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(jì)計(jì)算 UASB 反應(yīng)器中污泥總量計(jì)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(jì)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(jìn)水 COD 濃度 ；E— 去除率，本設(shè)計(jì)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(dāng)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(xué)城市學(xué)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(jì)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(jì)計(jì)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(jì) 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(jì)① 出水槽溢流堰共有 12 條（62） ，每條長 14 m，設(shè)計(jì) 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(fù)荷為 12 L/（ms） ，設(shè)計(jì)溢流負(fù)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(xué)城市學(xué)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(jì)算公式， 堰上水頭： ????????????????③出水渠設(shè)計(jì)計(jì)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(zhǔn)計(jì)算，出水渠渠深：+=，離出水渠渠口最遠(yuǎn)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(jì)計(jì)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(jì)計(jì)算 沼氣產(chǎn)量計(jì)算 沼氣主要產(chǎn)生厭氧階段，設(shè)計(jì)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(xué)城市學(xué)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(jì)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?yàn)楫?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(qiáng) H0為 400㎜H 2O。②水封灌 水封高度取 m，水封灌面積一般為進(jìn)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(xué)城市學(xué)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(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(jì)及壓力表。4. 沼氣柜容積確定由上述計(jì)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(jì)選用 300 鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式儲氣柜，尺寸為 φ7000㎜H6000㎜。 CAST 反應(yīng)池 設(shè)計(jì)說明CAST 工藝是 SBR 工藝的發(fā)展，由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成。預(yù)反應(yīng)區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此提高了對難降解有機(jī)物的去除效果，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：，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(yùn)行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹。，性質(zhì)穩(wěn)定，便于進(jìn)一步處理與處置。 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量 Q = 7500 m3/d = m3/h =；進(jìn)水 COD=280mg/L ，去除率為 85% ；BOD 污泥負(fù)荷（Ns）為：㎏MLSS；混合液污泥濃度為：X=4000mg/L ；充水比為： = ；?進(jìn)水 BOD= 160 mg/L，去除率為 90%。河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2