【正文】 CASS 池生物代謝產泥量為： rss rrrr QSNbaNQSbSQaVXbSQaX ）（ ????????????? 北京理工大學 28 式中： a ———— 微生物代謝增系數， kgVSS/kgCOD b ———— 微生物自身氧化率， 1/d 根 據 啤酒 污水 性質 ，參 考類 似經 驗 數據 ，設 計 a= ， b= ， 則有 ：0 . 0 50 . 8 3 5 0 0 0 0 . 2 3 8 4 4 6 . 7 9 /0 . 1 1X k g d? ? ? ? ? ?（ ） （ ） 假定排泥含水率為 98%，則排泥量為： ? ? 333 4 4 6 . 7 9 4 4 . 6 8 / )1 0 1 1 0 1 9 9 %S XQ m dP?? ? ?? ? ? （（ ） 每池池底坡向排泥坡度 i = ，池出水端池底設（ ） m3排泥坑一個，每池排泥坑中接出泥管 DN200 一根。 1H = m 21 5 0 0 0 11 0 8 1 . 6 2 . 5 12 4 2 3 5 0 5 0Am??? ? ? ? ? ???? ? ??? 孔口沿隔墻均勻布置，孔口寬度不宜高于 ，故取 ，則寬為 。 連通孔孔口面積 A1為： 1 1 139。 3. 連通口尺寸 隔墻底部設連通孔，連通兩區(qū)水流，設連通孔的個數 39。所以 iV =40 10 5=2020 m3 單池面積 22020 4005ii VSmH? ? ? CASS 池沿長度方向設一道隔墻，將池體分為預反應區(qū)和主反應區(qū)兩部分，靠近進水端為CASS 池容積的 10%左右的預反應區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另一部分為主反應區(qū)。如圖 34所示為 CASS 池構造。s Ht u???? 4 1. 26 4 1. 10 10 3500 /u X m s??? ? ? ? ? ? ? 設曝氣池水深 H = 5m，緩沖層高度 ? = m，沉淀時間為 ： 0 . 3 2 5 0 . 5 1 . 3 3 1 . 51 . 5 7s Ht h hu??? ? ?? ? ? ? 3. 運行周期 T 設排水時間 td=,運行周期為 4 6a s dt t t t h? ? ? ? ? ? ? 每日周期數： N= 24/6=4 (2)反應池的容積及構造 1. 反應池容積 單池容積為 35000 1 9 5 3 . 1 2 50 . 3 2 2 4i QVmnN ?? ? ??? 反應池總容積為 32 2 19 53 .12 5 39 06 .25iV V m? ? ? ? 式中： N———— 周期數； iV ———— 單池容積； V ———— 總容積； n ———— 池數，本設計中采用 2個 CASS 池； ? ———— 充水比。 設計計算 (1)運行周期及時間的確定 1. 曝氣時間 北京理工大學 25 024 2 4 0 .3 2 1 6 0 3 .5 1 40 .1 3 5 0 0asSt h hNX? ??? ? ? ?? 式中： ? ———— 充水比 0S ———— 進水 BOD 值， mg/l； sN ———— BOD 污泥負荷， kgBOD/㎏ MLSS； X———— 混合液污泥濃度， mg/L。 ? 污泥產量低，性質穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。 ? 有機物去除率高，出水水質好，具有良好的脫氮除磷功能。預反應區(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： ? 建設費用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流設備。 設計選用 300 鋼板水槽內導軌濕式儲氣柜，尺寸為 φ 7000 ㎜ H6000 ㎜。 3. 氣水分離器 氣水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用φ 500 ㎜ H1800 ㎜鋼制氣水分離器一個，氣水分離器中預裝鋼絲填料，在氣水分離器前設置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設流量計及壓力表。 ① 水封高度 10H H H?? 式中： H0———— 反應器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內的壓頭 為保證安全取貯氣罐內壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大 H1 取 2m H2O，貯氣罐內壓強 H0為 400 ㎜ H2O。 每根集氣管內最大氣流量 331120 1 . 0 1 0 /2 4 3 6 0 0 1 3 ms?? ? ??? 據資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑 d=100mm,取 100 ㎜ . ③沼氣主管 每池 13根集氣管先通到一根單池主管，然后再匯入兩池沼氣主管。 ④ UASB 排水管設計計算 選用 DN250 鋼管排水，充滿度為 ，管內水流速度為 324 2 8 1 0 0 .9 5 /0 .6 0 .2 5v m s?????? (6)沼氣收集系統(tǒng)設計計算 北京理工大學 23 1. 沼氣產量計算 沼氣主要產生厭氧階段，設計產氣率取 3 /m kgCOD 。設出水渠寬 ，坡度 ，出水渠渠口附近水流速度為 。 一條溢流堰上共有 42 個 100㎜的堰口， 42 個 140 ㎜的間隙。 s），則堰上水面總長為： 28 2 5 .0 71 .1 1 7iqLmf?? 。 每個 UASB 反應器處理水量 28L/s,查知溢流負荷為 12 L/（ m ① 單個反應器流量 32 0 8 . 3 3 0 . 0 2 9 /3 6 0 0 3 6 0 0ii Qq m s? ? ? ② 設出水槽口附近水流速度為 m/s，則 槽口附近水深 /6 0 .0 2 9 / 6 0 .0 8 10 .3 0 .2iq mua ??? 取槽口附近水深為 m，出水槽坡度為 ；出水槽尺寸 10 m m m；北京理工大學 22 出水槽數量為 6座。出水是否均勻對處理效果有很大的影響。每天排泥一次。 北京理工大學 21 2. 產泥量計算 厭氧生物處理污泥產量?。? ① UASB 反應器總產泥量 7 500 0 392 /oX rQ C E k gV SS d? ? ? ? ? ? ? 式中： △ X———— UASB 反應器產泥量， kgVSS/d ； r ———— 厭氧生物處理污泥產量， kgVSS/kgCOD； Co———— 進水 COD 濃度 kg/m3； E———— 去除率，本設計中取 80%。 空塔氣流速度 5 0 0 0 / 2 4 1 . 4 0 . 8 0 . 4 0 . 2 9 /320og Q C ru m hS ? ? ? ?? ? ? ＜ m/h 符合要求。 d)；產氣率為： ；需滿足空塔水流速度 uk≤ m/h,空塔沼氣上升流速 ug≤ m/h。每個反應器設置 10 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，每孔服務面積為 = ㎡，孔徑向下，穿孔管距離反應池底 m，每個反應器有 66 個出水孔，采用連續(xù)進水。 52 3 4 51 .3 5 0 .4 0 .7 0 .2 25 5 0 .2 2 5 5 0 .1 80 .5 1 .1 1 .1 5 0 .1 8 2 .5 7D F A F A D mh D F S in S in mh h h h h m? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? UASB 總高 H = ，沉淀區(qū) 高 ，污泥區(qū)高 ，懸浮區(qū)高 ，超高 。由斯托克斯工式可得氣體上升速度為： ? ?320 . 9 5 9 8 1 1 . 0 3 1 . 2 5 1 0 0 . 0 1 0 . 2 6 6 ( / ) 9 . 5 8 ( / )1 8 0 . 0 2b c m s m hV ??? ? ? ? ? ? ?? 北京理工大學 20 ?? ； aVV ?? ； baV BCV AB? ；可脫去 d≧ 的氣泡。一般污水的μ 凈水的μ ,故取μ = s； V———— 液體的運動粘滯系數， cm2/s 取 d = (氣泡 )，常溫下，ρ 1 = , ρ g = 10 3g/cm3 ， V = , ρ = ，μ = Vρ 1 = = 假定氣泡上升流速和水流流速不變 沿 AB 方向水流速度： 1 0 4 . 2 2 . 3 4 /2 0 . 3 7 1 0 2 6ia Q mhC E B NV ? ? ?? ? ? ? ? ? 式中： B———— 三相分離器長度 N———— 每池三相分離器數量 氣泡上升速度： Vb = 21()18 gg dr rrm180。 55tg176。 cos55176。 = Sin55176。 北京理工大學 19 確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知： BC = b3/sin35176。 l n = 10 6= m2 下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速 (V1)可用下式計算： V1 = Q1/S1 式中： Q1———— 反應器中污水流量， m3/h； S1 ———— 下三角形集氣罩回流逢面積， m2； V1 = m/s,符合設計要求。 b1 = = m 則相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離： b2 = b 2 b1 = – 2 = m 則下三角形回流縫面積為： S1 = b2 ，取 h3 = ； b1 = h3/tgθ 式中： b1———— 下三角集氣罩底水平寬度， m。 沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應器的水平面積，即 160 m2 。 本工程設計中，與短邊平行，沿長邊每池布置 6個集氣罩，構成 6個分離單元，則每池設置 6 個三相分離器。三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。 31 6 0 5 8 0 0ii hmVS? ? ? ?有 效 單個反應 器 實際尺寸 16m 10 m m 反應器數量 2 座 總池面積 21 6 0 2 3 2 0i nmSS? ? ? ? ?‘總 反應器總容積 396 0 2 19 20iV V n m? ? ? ? 總有效反應容積 33V 80 0 2 16 00 15 56iV n m m? ? ? ? ?有 效 有 效 ， 符合有機符合要求北京理工大學 17 UASB 體積有效系數 1600 1 0 0 % 8 3 .3 %1920 ?? 在 70%90%之間，符合要求 ④ 水力停留時間（ HRT）及水力負荷率 (Vr) ? ?321600 Q 208 .33 / S 160HRTrV hQV m m ht ? ? ???? ? ? ? ???有 效總 符合設計要求。 39。 d) V 有效 = 5000 ? = 1556 m3 2. UASB 反應器的形狀和尺寸 工程設計反應器 2 座，橫截面為矩形 ①反應器有效高度為 5m，則 221556 3 1 1 .253 1 1 .2 1 5 5 .622iVSmhS? ? ?? ? ?有 效橫 截 面 積 單 池 面 積 ②單池從布水均勻性和經濟性考慮，矩形池長寬比在 2： 1以下較為合適 設池長 L=16m，則寬 1 5 5 .6 9 .7 215iSBmL? ? ? ， 取 10m 。 設計計算 (1)UASB 反應器結構尺寸計算 (包括沉淀區(qū)和反應區(qū) ) UASB 有效容積為： V 有效 = 0vQSN180。 UASB 反應池有以下優(yōu)點： ? 沉降性能良好，不設沉淀池，無需污泥回流 ? 不填載體，構造簡單節(jié)省造價 ? 由于消化產氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設攪拌設備 ? 污泥濃度和有機負荷高，停留時間短 設計參數 設計流量 Q = 5000m3/d = m3/h =； 進水 COD=1400mg/L 去除率為 80% ； 容積負荷（ Nv）為： (m3 總出水管 Q=60L/s，選用管徑 DN250，查表的 v=,1000i=,設管總長為 50m，局部損失占沿程的 30%，則總損失為： ? ?9 .9 1 5 0 1 0 .3 0 .6 41000 m? ? ? ? 管線水頭損失假 設為