【導(dǎo)讀】威脅到人類的生存。啤酒廢水是工業(yè)廢水的一種，廢水中有機(jī)物濃度高，直。接排入水體中，將導(dǎo)致水體發(fā)黑，發(fā)臭，使水質(zhì)惡化。人們已經(jīng)意識(shí)到環(huán)境。保護(hù)的重要性，對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放已成為人們的共識(shí)。酒廠日排水量為2750m3/d，采用UASB-SBR聯(lián)合工藝處理該廠的啤酒廢水。出水COD≤100mg/L，BOD≤20mg/L，SS≤70mg/L，色度≤50（倍），PH：6～9。

　　

【正文】 Nv= COD/（ ） 進(jìn)水 COD 濃度 1680mg/L， BOD 濃度 875mg/L， SS=500mg/L COD 去除率 85%， BOD 去除率 75%， SS 去除率 70% 厭氧消化溫度為 30~35℃ 沉淀器縫隙處 vo≤ m./h 水上升流速 u=~./h； 空塔沼氣上升速度 ug/(m/h)＜ 沼氣釋放速度 ug1=~（ ） 產(chǎn)氣率 r＝ 取反應(yīng)器高度 H=5m，則表面積 A1 ： A1=V1/H =從經(jīng)濟(jì)方面考慮，池體應(yīng)該設(shè)計(jì)成矩形，兩池之間有公共壁。一方面可以減少建設(shè)費(fèi)用；另一方面又可以實(shí)現(xiàn)布水的均勻。所以取矩形長(zhǎng) L=11m，寬 B=。 污泥產(chǎn)率 X＝ (kg ) 第 26 頁(yè) （共 57 頁(yè)） 反應(yīng)器池體設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)說明： UASB 反應(yīng)器是處理高濃度有機(jī)廢水的構(gòu)筑物，在厭氧反應(yīng)過 程中 會(huì)產(chǎn)生沼氣，同時(shí)生成 H2S 等腐蝕性氣體。所以反應(yīng)器應(yīng)選用涂有防腐涂層的 鋼 筋混凝土材料建造。其它部件也要注意防腐。 反應(yīng)器容積： V = Q S0 / Nv = 2750*1680/（ *1000） = m3 擬建兩個(gè)反應(yīng)池，則單池容積 V1為： V1= V / 2 = 水力停留時(shí)間 HRT： HRT= V /Q =≈ 校核 上升流速 u=Q/A=2750/（ 2*） =＜ m/h 反應(yīng)器長(zhǎng)寬比 L/B =11/=： 1＜ 2： 1 空塔沼氣上升速度 ug ＝ Q*△ C*r/A ＝ 2750*1680**（ 1000*24*） = ＜ 布水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明：為了保證 UASB 反應(yīng)器運(yùn)行負(fù)荷的均勻，并減少污泥床出現(xiàn)溝流斷路等不利因素，設(shè)計(jì)良好的 配水系統(tǒng)是很必要的。其需要滿足以下原則： ● 保證與應(yīng)該分配到該點(diǎn)的流量相同，以確保各單位面積的進(jìn)水量基本相同，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生； ● 很容易觀察到進(jìn)水的堵塞； 第 27 頁(yè) （共 57 頁(yè)） ● 當(dāng)堵塞被發(fā)現(xiàn)后，很容易被清除。 ● 盡可能滿足水力攪拌需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥訊速混合，防止局部酸化。 調(diào)節(jié)池出水經(jīng)污水提升泵后，直接向 2 臺(tái) UASB 反應(yīng)器供水，各臺(tái) UASB 反應(yīng)器進(jìn)水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)，以均衡流量。采用一管一孔布水，布水形式如圖 2 所示： 1 圖 4 在 UASB 反應(yīng)器兩側(cè)設(shè) 置兩個(gè)配水箱（重力配水），每個(gè)配水箱接 9 根配水管，均勻分布在反應(yīng)器的底部。取每個(gè)布水點(diǎn)的有效服務(wù)面積為 3m2，出口處水流速度 u=，配水管內(nèi)徑： 18QD u? 1 .2 7 4 * 0 .0 3 2 3 * 1 8? =30mm 所以，選用 DN32mm的鋼管， 第 28 頁(yè) （共 57 頁(yè)） 布水器配水壓力計(jì)算： 配水壓力 H = h1 + h2 + h3 h1－布水器最大淹沒水深， m； h2－ UASB 反應(yīng)器管道水頭損失， m； h3－ UASB 預(yù)留水頭， h2按最不利情況計(jì)算即按管道 1 計(jì)算，管道 1 長(zhǎng) L=20m，查表得 1000i=375， h2 =20*375/1000 = h1=7m 所以 H = h1 + h2 + h3 = +7+ = 配水箱的有效高度是 ，超過反應(yīng)器水面高度 三相分離器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明： 三相分離器功能是將氣體、固體和液體三相進(jìn)行分離的設(shè)備，其分 離 效果 的好壞將直接影響到反應(yīng)器的處理效果。因此，好的三相分離器應(yīng)該具 有 以下特點(diǎn)： ● 混合液進(jìn)入沉淀區(qū)之前，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)影響沉淀； ● 沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷應(yīng)在 ()以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽底縫隙的流速不大于 ； ● 沉降斜板傾角應(yīng)在 45~60ο 范圍內(nèi)，沉泥不會(huì)在斜板積累，盡快回落入反應(yīng)區(qū)； ● 出水堰前設(shè)置擋板，以 防止上浮污泥流失； ● 分離器相對(duì)于出水液面的位置可確定反應(yīng)區(qū)（下部）和沉淀區(qū)（上部）的比例，在多數(shù) UASB 反應(yīng)器中內(nèi)部沉淀區(qū)是總體積的 15％～ 20％。 第 29 頁(yè) （共 57 頁(yè)） 設(shè)計(jì)計(jì)算： 設(shè)計(jì)草圖如下： 沼氣 300 2020 2800 2020 出水 2500 2100 50○ 5000 500 進(jìn) 圖 5 取沉淀區(qū)水力負(fù)荷 q 為 （ ） 理論沉淀區(qū)面積為： Q/q = 2750/（ 2*24*） = 設(shè)計(jì)回流縫數(shù)目 n=3，寬 b= 如圖 5 所示： 第 30 頁(yè) （共 57 頁(yè)） 實(shí)際沉淀區(qū)面積：（ 2 *2+） *=＞ m3 回流縫隙處流速 v0=2750/（ 24*3**2*） = m/h＜ m/h，設(shè)計(jì)合理氣體收集條件校核 如果水是靜止的，則沼氣將以 Up=~，可以進(jìn)入氣室中。但由于在三相分離器中，水是變相流動(dòng)，因此沼氣氣泡不僅獲得了水的加速，而且運(yùn)動(dòng)發(fā)生了方向改變。氣泡進(jìn)入氣室，必須滿足以下公式要求： Up/vL2/L1 式中 Up－氣泡垂直上升速度， m/s； v－氣泡實(shí)際縫隙流速， m/s； L2－回流縫垂直長(zhǎng)度， m； L1－小斜板與大斜板重疊長(zhǎng)度， m。 且其中 Up 由斯托克斯公式計(jì)算： Up=Bg(ρ 1－ρ 2)dg2/18μ 式中 Up－氣泡垂直上升速度， cm/s； B－氣泡碰撞系數(shù)； g－重力加速度， 980cm/s2； ρ 1－液體密度， g/cm3； ρ 2－氣體密度， g/cm3； μ－液體動(dòng)力粘度， g/(cm s)； dg－氣泡直徑， cm。 且 μ＝γ ρ 1 式中 γ－液體的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)， cm2/s。 設(shè)水溫為 30℃，氣泡直徑 dg 為 ，清水ρ 1為 ，氣體ρ g 為 103g/cm3， B 取 ，清水γ＝ ，則清水動(dòng)力粘度為 μ ’＝γρ 1＝ ＝ (cm s) 因處理對(duì)象為廢水，μ比清水的μ ’大，其值取為清水的 倍，則廢水動(dòng)力粘度為 μ＝μ ’ ＝ (cm s) 第 31 頁(yè) （共 57 頁(yè)） 氣泡在清水中的上升速度為 Up＝ 980 (－ 103) (18 ) ＝ 102m/s 進(jìn)一步根據(jù)三相分離器設(shè)計(jì)結(jié)果，得： Up/v＝ 102/()= L2/L1＝ tg50ο /( tg50ο )= 可見 Up/vL2/L1，滿足脫氣條件要求，合理。 出水渠及溢流堰設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明：?jiǎn)蝹€(gè) UASB 反應(yīng)器沿池寬設(shè)計(jì) 3 條 出水渠。外邊兩條出水渠內(nèi)側(cè)設(shè)溢流堰，中間一條出水渠兩側(cè)都設(shè)溢流堰。出水渠保持水平，三條出水渠出水匯合后由一個(gè)出水口排出。（如圖 6） 圖 6 出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算 水渠計(jì)算公式： Q=A v； v=1/n *R2/3 * i1/2； R=bh/（ 2h+b） q－渠中水流量， m3/s 第 32 頁(yè) （共 57 頁(yè)） i－水力坡度，定為 i= R－水力半徑， m n－粗糙度系數(shù)，取 n= 單個(gè) UASB 反應(yīng)器處理水量 16L/s，每條水渠的流量為 Q1=16/3= L/s 取渠高 h=250mm，水渠流速 v=，充滿度 A=bh=Q/ b=*103/較核流速 v， R=bh/（ 2h+b） =*（ 2*+） = v=1/n *R2/3 * i1/2 =1/** =設(shè)計(jì)流速 ＜ ，合格 溢流堰設(shè)計(jì)計(jì)算 每條水渠的流量為 Q1=16/3= L/s 溢流堰堰上負(fù)荷 q1≤ （ ），設(shè)計(jì)時(shí)取 q1=（ ） 過堰水深 h=60mm，堰口邊坡 1： ，堰高 D=110mm b=110*=275mm 根據(jù)公式： Q1=得 B= Q1/ h3/2=*=195mm 則堰上水面總長(zhǎng) L=Q/q1=一條渠的矩形堰個(gè)數(shù) N=L/=16 第 33 頁(yè) （共 57 頁(yè)） 即總共需要 16*4=64 個(gè) b D h B 圖 7 排水管選擇 選用 DN200 鋼管排水，充滿度為 ，流速 排泥管設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)： 厭氧反應(yīng)器產(chǎn)泥系數(shù)γ =（ ） 設(shè)計(jì)流量 Q=2750m3/d 進(jìn)水 COD 濃度 Cr=1680mg/L COD 去除率 E=85% 污泥含水率 99% 31000kg/m? ?泥 產(chǎn)泥量計(jì)算 W= γ Q E Cr = *2750*1680* = kg/d 污泥體積 V = W / [?泥 （ 199%） ] = [1000*（ 199%） ] =單池產(chǎn)泥量 W1 = W/2=單池污泥體積 V1=V/2=第 34 頁(yè) （共 57 頁(yè)） 排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 泥管設(shè)在 UASB 反應(yīng)器底部，用污泥泵抽出，經(jīng)管道 輸送到污泥濃縮池。 選用管徑 150mm 的管子一根，設(shè)計(jì)充滿度為 ，污泥在管道中流速u=， 排泥時(shí)間 h=V1/ [（ u） ]=[*（ ***π*） ]=36min 由于產(chǎn)泥量較小，每三天排泥一次，每次 2h，兩個(gè)反應(yīng)池輪流排泥。 沼氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù) 產(chǎn)氣率 e= /kgCOD 設(shè)計(jì)流量 Q=2750m3/d 進(jìn)水 COD 濃度 Cr=1680mg/L COD 去除率 E=85% 氣體總產(chǎn)量 G = Q Cr E e