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水污染控制工程課程設(shè)計(jì)-啤酒廢水設(shè)計(jì)計(jì)算書-資料下載頁(yè)

2024-11-10 10:02本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)就是采用厭氧-好氧結(jié)合的方法,即。CASS反應(yīng)池處理單元。它集結(jié)了UASB和CASS兩種工藝的優(yōu)點(diǎn),技術(shù)上先進(jìn)可。通過(guò)二者結(jié)合來(lái)處理啤酒廢水,使得本次設(shè)計(jì)的方案具有可行性,

  

【正文】 過(guò)進(jìn)水縫進(jìn)入沉降區(qū),另有 =3000m3/d 的廢水通過(guò)回流縫進(jìn)入沉降區(qū),則 10 . 3 9 0 0 1 . 6 0 3 / 2 . 0 /2 4 6 2 0 . 1 9 5 1 0 2 4m Qu m h m hn l B? ? ? ?? ? ? ? 符合要求。 2 0 .6 0 0 .3 4 62 s in 2 s in 6 0 obM C m?? ? ?? 設(shè) BC=,則 MB=BCMC== 2 c os 30 2 c os 30 BC m? ? ? ? ? 0 . 8 6 6 0 . 4 6 12 c o s 2 0 2 c o s 2 0ooABB D A D m? ? ? ? si n 30 si n 20 si n 30 si n 20 D BC BD m? ? ? ? ? 則 5 c os 0. 40 8 0. 22 5 0. 34 6 c os 60 0. 46h CD M N M C m?? ? ? ? ? ? ? 脫氣條件校核 : 設(shè)能分離氣泡的最小直徑 cm? ,常溫( 20℃)下清水運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)221 .0 1 1 0 /cm s? ??? ,廢水密度 31 /g cm? ? ,氣體密度 331 .2 1 0 /g g cm? ??? ,氣泡碰撞系數(shù) ?? ,則清水動(dòng)力黏度 22139。 1 .0 1 1 0 1 .0 3 1 .0 4 1 0 / ( )g c m s? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? 因處理對(duì)象為廢水,其動(dòng)力黏度 ? 一般大于 39。? ,可取 22 .0 1 0 / ( )g c m s? ?? ? ?, 由斯托克斯公式, 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 29 21()18 ggn gdu ? ? ???? 則氣泡上升速度(可分離的最小氣泡)為: 3220 . 9 5 9 8 1 ( 1 . 0 3 1 . 2 1 0 ) 0 . 0 1 0 . 2 6 6 / 9 . 5 8 /1 8 2 . 0 1 0nu c m s m h??? ? ? ?? ? ??? 驗(yàn)證 8 03nmuu ?? 25 54MNMB ?? 可見(jiàn) nmu MNu MB? 合理。所以,該三相分離器可脫除 cm? 的沼氣泡 ,分離效果良好。 5. 分隔板的設(shè)計(jì) 如圖所示, 2 3 2110 . 6 , ( ) ( 3 0 . 6 ) 1 . 222b m b b b m? ? ? ? ? ? 經(jīng)上述計(jì)算氣體因受浮力作用,氣泡上升速度在進(jìn)水縫中 /nu m h? ,沿進(jìn)水縫斜向上的速度分量為 sin 9. 58 sin 46 .4 7 6. 94 6 /nu m h? ? ? ?,則進(jìn)水縫中的水流速度應(yīng)該滿足 /u m h? , 否則水流把氣泡帶進(jìn)沉降區(qū)。 假設(shè)水流速度 ? 剛好等于 ,前面計(jì)算中已設(shè)有 2400*=1680m3/h廢水通過(guò)回流縫進(jìn)入沉降區(qū),則三相分離器的進(jìn)水縫縱截面總面積為: 39。 mvQS ??? 共有 10組( 20 條)進(jìn)水縫,每條進(jìn)水縫縱截面面積 39。39。39。 mnSS ??? 進(jìn)水縫寬度 22 39。39。 mBSl ??? 應(yīng)滿足 2l 與 1l 相當(dāng)級(jí)數(shù),且 2l ?,F(xiàn)設(shè)計(jì) 2l =,則進(jìn)水縫中水流速度 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 30 hmhmSQv /)20**9*2*24/(1680/ ???? 滿足設(shè)計(jì)要求。 mlh 0 4 o s/ o s/ 02 ???? ? mhhbh 4 a n* a n 0334 ???????? ? 設(shè)進(jìn)水縫下板上端比進(jìn)水縫上板下端高出 ,則進(jìn)水縫下板長(zhǎng)度為: mh i n i 04 ????? 進(jìn)水縫上板長(zhǎng)度 3 1 1 .3 7 5si n si n 4 6 .4 7h m? ?? 6. 三相分離器與 UASB 高度設(shè)計(jì) 三相分離區(qū)總高度 mhhhhh ????????? 。 UASB 反應(yīng)器總高 H= ,超高 1h 取 。 查資料得, Q 一定,相同的 COD 降解速率下, 反應(yīng)器的有效高度與污泥床的高度之比為( 3~ 4): 1較為合適。較高的污泥床高度可能引起污泥濃度過(guò)大,廢水布水不均勻,形成污泥脫水現(xiàn)象。反應(yīng)器的有效高度在任何情況下選用~ 6m,懸浮層高度 3~ 4 是適宜的。 在本次設(shè)計(jì)中,分離出流區(qū)高 ,反應(yīng)區(qū)高度 ,其中污泥床高 ,懸浮層區(qū)高 [3]。 排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于厭氧消化過(guò)程中微生物的不斷生長(zhǎng)或進(jìn)水不可降解懸浮固體的積累,必須在污泥床區(qū)定期排出剩余污泥,所以 UASB 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)包括剩余污泥的排除設(shè)施。 1. UASB 反 應(yīng)器中污泥總量的計(jì)算 高效工作的 UASB 反應(yīng)器內(nèi),反應(yīng)區(qū)的污泥高程呈兩種分布狀態(tài),下部約1/3~ 1/2 的高度范圍內(nèi),密集堆積著絮狀污泥和顆粒污泥。污泥粒子雖呈一定的懸浮狀態(tài),但相互之間距離很近,幾乎呈搭接之勢(shì)。這個(gè)區(qū)域內(nèi)的污泥固體濃度高達(dá) 40~ 80gVSS/L 或 60~ 120gSS/L,通常稱為污泥床層。污泥床層以上約占水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 31 反應(yīng)區(qū)總高度的 1/3~ 1/2 的區(qū)域范圍內(nèi),懸浮著顆粒較小的絮狀污泥和游離污泥,絮體之間保持較大的距離。污泥固體的濃度較小,平均約為 5~ 25VSS/L 或5~ 30gSS/L,這個(gè)高度范圍 通常稱為污泥懸浮層。 本設(shè)計(jì)中,單個(gè)反應(yīng)器最高液面為 7m,其中沉淀區(qū)高為 ,污泥濃度為 1 /gSS L? ? ;懸浮區(qū)高 ,污泥濃度為 2 /gSS L? ? ;污泥床高 ,污泥濃度為 3 /gSS L? ? 。則單個(gè)反應(yīng)器內(nèi)污泥總量 )(1 1 7 0 0)15***(720)( 332211 k g S ShhhSM ???????? ??? 2. BOD 污泥負(fù)荷 污泥負(fù)荷表示反應(yīng)器內(nèi)單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)承受的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量。 ? ?)./( 2400)( 55 dk gSSk gB O DM QSMF B O D ????? 3. 產(chǎn)泥量計(jì)算 剩余污泥量的確定與每天去除的有機(jī)物量有關(guān),當(dāng)沒(méi)有相關(guān)的動(dòng)力學(xué)常數(shù)時(shí),可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。一般情況下,可按每天去除 1kgCOD 產(chǎn)生 ~ 計(jì)算。本設(shè)計(jì)取 X=,則產(chǎn)泥量為: )/(**2400* dk g V S SX Q SX r ???? 式中 Q—— 設(shè)計(jì)單池處理量, m3/d ; Sr—— 去除的 COD 濃度, kgCOD/m3 。 根據(jù)資料,小試條件下,啤酒廢水 VSS/SS=,但不同的試驗(yàn)規(guī)模下VSS/SS 是不同的,因?yàn)橐?guī)模越大,被處理的廢水含無(wú)機(jī)雜質(zhì)越多,因此取VSS/SS=。則 )/(39。 dk g S SX ??? 污泥含水率 P 為 98%,因含水率 95% , 取 31000 /s kg m? ? ,則污泥產(chǎn)量為 dmPXQ ss /21%)981(100 0 420)1( 39。 3?????? ? 4. 污泥齡的計(jì)算 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 32 污泥齡 dXMc ?????? 5. 排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通常情況下,排出剩余污泥的位置在反應(yīng)器的 1/2 高度處,但大都推薦把排泥設(shè)備安裝在靠近反應(yīng)器底部,也有在三相分離器下 處設(shè)計(jì)排泥管,以排除污泥床上面部分的剩余絮狀污泥,而不會(huì)把顆粒污泥帶走。對(duì) UASB 反應(yīng)器排泥系統(tǒng),必須同時(shí)考慮在上、中、下不同位置設(shè)排泥設(shè)備,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行中的具體情況考慮實(shí)際的排泥要求,來(lái)確定排泥位置。由于反應(yīng)器的占地面積較大,所以必須進(jìn)行均勻多點(diǎn)排泥,建議每 10m2 設(shè)一個(gè)排泥點(diǎn)。專設(shè)排泥管管徑不應(yīng)小于 200mm,以防堵塞。 本次設(shè)計(jì)三 相分離器下 處設(shè)置 10 個(gè)排泥口,排空時(shí)由污泥泵從排泥管強(qiáng)排,進(jìn)水管也可兼作排泥管。 UASB 反應(yīng)器每 1 個(gè)月排泥一次,污泥排入集泥池,再由污泥泵送入污泥濃縮池。排泥管選 DN400 的鋼筋混凝土管,排泥總管選用 DN800 的鋼筋混凝土管。 出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 溢流堰設(shè)計(jì)計(jì)算 為了保持出水均勻,沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水渠,一般每個(gè)單元三相分離器沉淀區(qū)設(shè)一條出水渠,而出水渠每隔一定距離設(shè)三角出水堰。本次設(shè)計(jì)溢流出水槽的分布見(jiàn)下圖 圖 27溢流出水槽的分布 池中設(shè)有 12 個(gè)單元三相分離器,出水槽共有 12條,槽寬 bc=。單池中水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 33 反應(yīng)器流量 smq /)60*60*24/(2400 3?? 。 設(shè)出水槽槽口附近水流速度 vc=,則 槽口附近水深 mbvqhcccf *12/ ??? 取槽口附近水槽深 hcf為 ,出水槽坡度為 。 出水槽溢流堰共有 12條,每條長(zhǎng) 10m。 設(shè)計(jì) 90186。三角堰,堰高 50mm,堰口寬 100mm,則堰口水面寬 b' =50mm。 UASB處理水量為 116L/s,溢流負(fù)荷為 1~ 2L/( m s),設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷為 f= L/( m s),則堰上水面總長(zhǎng) 116 1 0 0 .2 5 91 .1 5 7qLmf? ? ? 三角堰數(shù)量 31 0 0 . 2 5 9 2020b 39。 5 0 1 0Ln ?? ? ??三 角 堰 個(gè) 則每條溢流堰三角堰數(shù)量為 2020 16712 ? 個(gè) ,共 167 個(gè) 100mm 的堰口, 167 個(gè) 100mm的間隙。 堰上水頭校核 : 每個(gè)堰出流率為 3 53q 1 1 6 1 0 5 . 8 1 0 /n 2 0 0 0q m s? ??? ? ? ?三 角 堰’ 按 90 三角堰計(jì)算公式 39。 ? ,則 堰上水頭為 5q 39。 5 .8 1 0h 0 .0 1 7 5 m1 .4 3 1 .4 3 ??? ? ?0 . 4 0 . 4( ) ( ) 2. 出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算 UASB 反應(yīng)器沿長(zhǎng)邊設(shè)一條矩形出水堰, 6 條出水槽的出流流至此出水渠,水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 34 出水渠保持平衡,出水由 一個(gè)出水口排出。 出水渠寬 bQ=,坡度 。設(shè)出水渠渠口附近水流速度 vQ=,則渠口附近水深 0 . 1 1 6 0 . 4 8 30 . 3 0 . 8cfqhmb?? ? ?? 考慮渠深應(yīng)以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì)算,所以出水渠渠深 q 5 83 33 mh ? ? ? 出水渠的出水直接自流進(jìn)入 CASS 反應(yīng)池。 3. 出水管設(shè)計(jì)計(jì)算 UASB 反應(yīng)器排水量為 ,選用 DN300 鋼管排水,設(shè)計(jì)排水時(shí)的 充滿度為 ,坡度為 ,則排水速度約為 。 33m a x 7000 7 . 3 6 5 1 0 m / s2 4 3 6 0 0 1 1Gg n ?? ? ? ???沼 氣 管 UASB 的其他設(shè)計(jì) 1. 取樣管設(shè)計(jì) 在池壁高度方向上設(shè)置若干個(gè)取樣管,用以采取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣,以隨時(shí)掌握污泥在高度方向的濃度分布情況。在距反應(yīng)器底 ~ 位置,沿池壁高度上設(shè)置取樣管 4 根,沿反應(yīng)器高度方向各管相距 ,水平方向各管相距 。取樣管選用 DN100 鋼管,取樣管設(shè)于距地面 處,配球閥取樣。 2. 檢修 ( 1)人孔 為便于檢修,在 UASB 反應(yīng)器距地坪 處設(shè) ? 600mm 人孔一個(gè)。 ( 2)通風(fēng) 為防治部分容重過(guò)大的沼氣在 UASB 反應(yīng)器內(nèi)聚集,影響檢修和發(fā)生危險(xiǎn),檢修時(shí)可向 UASB 反應(yīng)器中通入壓縮空氣,影響在 UASB 一側(cè)預(yù)埋壓縮空氣管(由鼓風(fēng)機(jī)房引來(lái))。 ( 3)采光 為保證檢修時(shí)采光,除采用臨時(shí)燈光外,不設(shè) UASB 頂蓋。 水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 35 3. 防腐措施 厭氧反應(yīng)區(qū)腐 蝕比較嚴(yán)重的地方是反應(yīng)器上部,因此無(wú)論是鋼材或水泥都會(huì)被損壞,因此, UASB 反應(yīng)器應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行頂部的防腐處理。在水平面以下,溶解的 CO2會(huì)發(fā)生腐蝕,水泥中的 CaO會(huì)因?yàn)樘妓岬拇嬖诙芙?。沉降斜面也?huì)腐蝕,為了延長(zhǎng)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(jì)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。 4. 給排水 在 UASB 反應(yīng)器布置區(qū)設(shè)置一根 DN32 供水管補(bǔ)水、沖洗及排空時(shí)使用。 5. 通行 在反應(yīng)器頂面上設(shè)置鋼架、鋼 板行走平臺(tái),并連接上臺(tái)樓梯。 6. 安全要求 ( 1) UASB 反應(yīng)器的所有電器設(shè)施,包括泵、閥、燈燈一律采用防爆措施。 ( 2)禁止明火火種進(jìn)入該布置區(qū)域,動(dòng)火操作應(yīng)遠(yuǎn)離該區(qū)沼氣柜。保持該區(qū)域良好的通風(fēng)。 水污染控制工程課程設(shè)
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