【導讀】威脅到人類的生存。啤酒廢水是工業(yè)廢水的一種，廢水中有機物濃度高，直。接排入水體中，將導致水體發(fā)黑，發(fā)臭，使水質惡化。人們已經意識到環(huán)境。保護的重要性，對工業(yè)污水進行處理后達標排放已成為人們的共識。酒廠日排水量為2750m3/d，采用UASB-SBR聯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=~（ ） 產氣率 r＝ 取反應器高度 H=5m，則表面積 A1 ： A1=V1/H =從經濟方面考慮，池體應該設計成矩形，兩池之間有公共壁。一方面可以減少建設費用；另一方面又可以實現布水的均勻。所以取矩形長 L=11m，寬 B=。 污泥產率 X＝ (kg ) 第 26 頁 （共 57 頁） 反應器池體設計與計算 設計說明： UASB 反應器是處理高濃度有機廢水的構筑物，在厭氧反應過 程中 會產生沼氣，同時生成 H2S 等腐蝕性氣體。所以反應器應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。 反應器容積： V = Q S0 / Nv = 2750*1680/（ *1000） = m3 擬建兩個反應池，則單池容積 V1為： V1= V / 2 = 水力停留時間 HRT： HRT= V /Q =≈ 校核 上升流速 u=Q/A=2750/（ 2*） =＜ m/h 反應器長寬比 L/B =11/=： 1＜ 2： 1 空塔沼氣上升速度 ug ＝ Q*△ C*r/A ＝ 2750*1680**（ 1000*24*） = ＜ 布水系統設計 設計說明：為了保證 UASB 反應器運行負荷的均勻，并減少污泥床出現溝流斷路等不利因素，設計良好的 配水系統是很必要的。其需要滿足以下原則： ● 保證與應該分配到該點的流量相同，以確保各單位面積的進水量基本相同，以防止短路等現象發(fā)生； ● 很容易觀察到進水的堵塞； 第 27 頁 （共 57 頁） ● 當堵塞被發(fā)現后，很容易被清除。 ● 盡可能滿足水力攪拌需要，保證進水有機物與污泥訊速混合，防止局部酸化。 調節(jié)池出水經污水提升泵后，直接向 2 臺 UASB 反應器供水，各臺 UASB 反應器進水管上設置調節(jié)閥和流量計，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 反應器兩側設 置兩個配水箱（重力配水），每個配水箱接 9 根配水管，均勻分布在反應器的底部。取每個布水點的有效服務面積為 3m2，出口處水流速度 u=，配水管內徑： 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 （共 57 頁） 布水器配水壓力計算： 配水壓力 H = h1 + h2 + h3 h1－布水器最大淹沒水深， m； h2－ UASB 反應器管道水頭損失， m； h3－ UASB 預留水頭， h2按最不利情況計算即按管道 1 計算，管道 1 長 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 ，超過反應器水面高度 三相分離器設計 設計說明： 三相分離器功能是將氣體、固體和液體三相進行分離的設備，其分 離 效果 的好壞將直接影響到反應器的處理效果。因此，好的三相分離器應該具 有 以下特點： ● 混合液進入沉淀區(qū)之前，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進入沉淀區(qū)影響沉淀； ● 沉淀區(qū)的表面水力負荷應在 ()以下，進入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽底縫隙的流速不大于 ； ● 沉降斜板傾角應在 45~60ο 范圍內，沉泥不會在斜板積累，盡快回落入反應區(qū)； ● 出水堰前設置擋板，以 防止上浮污泥流失； ● 分離器相對于出水液面的位置可確定反應區(qū)（下部）和沉淀區(qū)（上部）的比例，在多數 UASB 反應器中內部沉淀區(qū)是總體積的 15％～ 20％。 第 29 頁 （共 57 頁） 設計計算： 設計草圖如下： 沼氣 300 2020 2800 2020 出水 2500 2100 50○ 5000 500 進 圖 5 取沉淀區(qū)水力負荷 q 為 （ ） 理論沉淀區(qū)面積為： Q/q = 2750/（ 2*24*） = 設計回流縫數目 n=3，寬 b= 如圖 5 所示： 第 30 頁 （共 57 頁） 實際沉淀區(qū)面積：（ 2 *2+） *=＞ m3 回流縫隙處流速 v0=2750/（ 24*3**2*） = m/h＜ m/h，設計合理氣體收集條件校核 如果水是靜止的，則沼氣將以 Up=~，可以進入氣室中。但由于在三相分離器中，水是變相流動，因此沼氣氣泡不僅獲得了水的加速，而且運動發(fā)生了方向改變。氣泡進入氣室，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－氣泡實際縫隙流速， m/s； L2－回流縫垂直長度， m； L1－小斜板與大斜板重疊長度， m。 且其中 Up 由斯托克斯公式計算： 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； 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－液體動力粘度， g/(cm s)； dg－氣泡直徑， cm。 且 μ＝γ ρ 1 式中 γ－液體的運動粘滯系數， cm2/s。 設水溫為 30℃，氣泡直徑 dg 為 ，清水ρ 1為 ，氣體ρ g 為 103g/cm3， B 取 ，清水γ＝ ，則清水動力粘度為 μ ’＝γρ 1＝ ＝ (cm s) 因處理對象為廢水，μ比清水的μ ’大，其值取為清水的 倍，則廢水動力粘度為 μ＝μ ’ ＝ (cm s) 第 31 頁 （共 57 頁） 氣泡在清水中的上升速度為 Up＝ 980 (－ 103) (18 ) ＝ 102m/s 進一步根據三相分離器設計結果，得： Up/v＝ 102/()= L2/L1＝ tg50ο /( tg50ο )= 可見 Up/vL2/L1，滿足脫氣條件要求，合理。 出水渠及溢流堰設計 設計說明：單個 UASB 反應器沿池寬設計 3 條 出水渠。外邊兩條出水渠內側設溢流堰，中間一條出水渠兩側都設溢流堰。出水渠保持水平，三條出水渠出水匯合后由一個出水口排出。（如圖 6） 圖 6 出水渠設計計算 水渠計算公式： 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 （共 57 頁） i－水力坡度，定為 i= R－水力半徑， m n－粗糙度系數，取 n= 單個 UASB 反應器處理水量 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/** =設計流速 ＜ ，合格 溢流堰設計計算 每條水渠的流量為 Q1=16/3= L/s 溢流堰堰上負荷 q1≤ （ ），設計時取 q1=（ ） 過堰水深 h=60mm，堰口邊坡 1： ，堰高 D=110mm b=110*=275mm 根據公式： Q1=得 B= Q1/ h3/2=*=195mm 則堰上水面總長 L=Q/q1=一條渠的矩形堰個數 N=L/=16 第 33 頁 （共 57 頁） 即總共需要 16*4=64 個 b D h B 圖 7 排水管選擇 選用 DN200 鋼管排水，充滿度為 ，流速 排泥管設計計算 設計參數： 厭氧反應器產泥系數γ =（ ） 設計流量 Q=2750m3/d 進水 COD 濃度 Cr=1680mg/L COD 去除率 E=85% 污泥含水率 99% 31000kg/m? ?泥 產泥量計算 W= γ Q E Cr = *2750*1680* = kg/d 污泥體積 V = W / [?泥 （ 199%） ] = [1000*（ 199%） ] =單池產泥量 W1 = W/2=單池污泥體積 V1=V/2=第 34 頁 （共 57 頁） 排泥系統設計 泥管設在 UASB 反應器底部，用污泥泵抽出，經管道 輸送到污泥濃縮池。 選用管徑 150mm 的管子一根，設計充滿度為 ，污泥在管道中流速u=， 排泥時間 h=V1/ [（ u） ]=[*（ ***π*） ]=36min 由于產泥量較小，每三天排泥一次，每次 2h，兩個反應池輪流排泥。 沼氣系統設計計算 設計參數 產氣率 e= /kgCOD 設計流量 Q=2750m3/d 進水 COD 濃度 Cr=1680mg/L COD 去除率 E=85% 氣體總產量 G = Q Cr E e