【正文】 (CF+EQ).CE/2=(+) = , 符合要求確定上下集氣罩相對(duì)位置及尺寸 BC=CE/cos50176。= HG=(CF－b2)/2= EG=EH+HG= AE=EG/sin40176。= BE=CEtan50176。= AB=AE－BE= DI=CDsin50176。=ABsin50176。== =AD+DI=BC+DI= =氣液分離設(shè)計(jì)由圖5可知，欲達(dá)到氣液分離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離（AB的水平投影）越大，氣體分離效果越好，去除氣泡的直徑越小，對(duì)沉淀區(qū)固液分離效果的影響越小，所以，重疊量的大小是決定氣液分離效果好壞的關(guān)鍵。由反應(yīng)區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過(guò)渡到上三角形集氣罩回流縫再進(jìn)入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比較復(fù)雜。當(dāng)混合液上升到A點(diǎn)后將沿著AB方向斜面流動(dòng)，并設(shè)流速為va，同時(shí)假定A點(diǎn)的氣泡以速度Vb垂直上升，所以氣泡的運(yùn)動(dòng)軌跡將沿著va和vb合成速度的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度合成的平行四邊形法則，則有： (公式321)要使氣泡分離后進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條件是： 在消化溫度為25℃，沼氣密度=；水的密度=；水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)v=104m2/s；取氣泡直徑d=根據(jù)斯托克斯（Stokes）公式可得氣體上升速度為 (公式322)式中：—?dú)馀萆仙俣龋╟m/s） g—重力加速度（cm/s2） β—碰撞系數(shù)， μ—廢水的動(dòng)力粘度系數(shù)，g/() μ=vβ水流速度,校核： ， 故設(shè)計(jì)滿足要求。圖5 三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖 UASB反應(yīng)器排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)每日產(chǎn)泥量為=2100330010－3=㎏MLSS/d則 每個(gè)UASB每日產(chǎn)泥量為W=㎏MLSS/d可用200mm的排泥管，每天排泥一次。 UASB反應(yīng)器產(chǎn)氣量計(jì)算每日產(chǎn)氣量 G=2100330010－3 =儲(chǔ)氣柜容積一般按照日產(chǎn)氣量的25%～40%設(shè)計(jì)，大型的消化系統(tǒng)取高值，小型的取低值，本設(shè)計(jì)取38%。儲(chǔ)氣柜的壓力一般為2～3KPa，不宜太大。 UASB反應(yīng)器加熱系統(tǒng)設(shè)進(jìn)水溫度為15176。C，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)溫度為25176。C。那么所需要的熱量：QH= dF. γF.( tr－t) . qv /ηQH－加熱廢水需要的熱量，KJ/h；dF－廢水的相對(duì)密度，按1計(jì)算；γF－廢水的比熱容，kJ/()；qv－廢水的流量，m3/htr－反應(yīng)器內(nèi)的溫度，176。Ct－廢水加熱前的溫度，176。Cη－熱效率，所以 QH=(25－15) m3，其主要成分是甲烷， KJ/L每小時(shí)的甲烷總熱量為：（）= KJ/h，因此足夠加熱廢水所需要的熱量。 UASB反應(yīng)器加堿系統(tǒng)在厭氧生物處理中，~，由于厭氧過(guò)程的復(fù)雜性，很難準(zhǔn)確測(cè)定和控制反應(yīng)器內(nèi)真實(shí)的pH值，這就要和靠堿度來(lái)維持和緩沖，一般堿度要2000~5000mg/L時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致其pH值下降，所以，反應(yīng)器內(nèi)堿度須保持在1000mg/L以上，因?yàn)闉楸ＷC厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，必須向反應(yīng)器中直接加入致堿或致酸物質(zhì)。間接調(diào)節(jié)pH值。主要致堿藥品有：NaCO、NaHCO、NaOH以及Ga(OH)。在UASB反應(yīng)器中安裝pH指示儀，并在加堿管路上設(shè)有計(jì)量裝置，將計(jì)量裝置和pH指示儀用信號(hào)線連接起來(lái)，根據(jù)UASB反應(yīng)器中pH值的大小來(lái)調(diào)整加堿量，當(dāng)UASB反應(yīng)器中pH值過(guò)低時(shí)，打開加堿管路上的開關(guān)，往UASB反應(yīng)器中加堿，使pH值下降；反之，當(dāng)UASB反應(yīng)器中pH值過(guò)高時(shí)，關(guān)閉加堿管路上的開關(guān)，停止加堿，使pH值上升。 對(duì)于一個(gè)新建的UASB反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)過(guò)程主要是用未馴化的絮狀污泥（如污水處理廠的消化污泥）對(duì)其進(jìn)行接種，并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的啟動(dòng)調(diào)試運(yùn)行，使反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷并實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除效果，通常這一過(guò)程會(huì)伴隨著污泥顆?；膶?shí)現(xiàn)，因此也稱為污泥的顆粒化。由于厭氧生物，特別是甲烷菌增殖很慢，厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。但是，一旦啟動(dòng)完成，在停止運(yùn)行后的再次啟動(dòng)可以迅速完成。當(dāng)沒(méi)有現(xiàn)成的厭氧污泥或顆粒污泥時(shí)，采用最多的是城市污水處理廠的消化污泥。除了消化污泥之外，可用作接種的物料很多，例如牛糞和各類糞肥、下水道污泥等。一些污水溝的污泥和沉淀物或微生物的河泥也可以被用于接種，甚至好氧活性污泥也可以作為接種污泥，并同樣能培養(yǎng)出顆粒污泥。污泥的接種濃度以6~8kgVSS/m3（按反應(yīng)器總有效容積計(jì)算）為宜，至少不低于5 kgVSS/m3，接種污泥的填充量應(yīng)不超過(guò)反應(yīng)器容積的60%。從負(fù)荷角度考慮UASB的初次啟動(dòng)和顆?；^(guò)程，可分為三個(gè)階段：階段1：即啟動(dòng)的初始階段，這一階段是低負(fù)荷的階段(＜2Kg COD/(m3d))。階段2：即當(dāng)反應(yīng)器負(fù)荷上升至2～5Kg COD/(m3d)的啟動(dòng)階段。在這階段污泥的洗出量增大，其中大多為細(xì)小的絮狀污泥。實(shí)際上，這一階段在反應(yīng)器里對(duì)較重的污泥顆粒和分散的、絮狀的污泥進(jìn)行選擇。使這一階段的末期留下的污泥中開始產(chǎn)生顆粒狀污泥或保留沉淀性能良好的污泥。 Kg COD/(m3d)左右是反應(yīng)器中以顆粒污泥或絮狀污泥為主的一個(gè)重要的分界。階段3： Kg COD/(m3d)。在此時(shí)，絮狀污泥變得迅速減少，而顆粒污泥加速形成直到反應(yīng)器內(nèi)不再有絮狀污泥存在。 Kg COD/(m3d)，由于顆粒污泥的不斷形成，反應(yīng)器的大部分被顆粒污泥充滿時(shí)其最大負(fù)荷可以超過(guò)20 Kg COD/(m3d)。 Kg COD/(m3d)，系統(tǒng)中雖然可能形成顆粒污泥，但是，反應(yīng)器的污泥性質(zhì)是由占主導(dǎo)地位的絮狀污泥所確定。 BAF反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算曝氣生物濾池對(duì)生物濾池進(jìn)行了全面的革新：采用人工強(qiáng)制曝氣，代替了自然透風(fēng)；采用粒徑小、比表面積大的濾料，明顯進(jìn)步了生物濃度；采用生物處理與過(guò)濾處理聯(lián)合方式，省去了二次沉淀池；采用反沖洗的方式，免除了堵塞的可能，同時(shí)進(jìn)步了生物膜的活性；采用生物膜加生物絮體聯(lián)合處理的方式，同時(shí)發(fā)揮了生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。污水量Q= 3300 m/dBAF的回流比設(shè)為1:1古處理水量為 Q= 6600 m3/d設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)BOD 有機(jī)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算, 并用COD有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷進(jìn)行校核。BOD 有機(jī)負(fù)荷一般在3~6 kg/(md)； COD 有機(jī)負(fù)荷一般在6~10 kg/(md)； 空塔水力負(fù)荷一般在3~5m3/(mh)。 水質(zhì)表 kg/(md) 名稱COD BOD 進(jìn)水水質(zhì)500 300 出水水質(zhì)150 100 去除率%79 67取BOD容積負(fù)荷率Nw= kgBOD/(m3濾料d)濾料體積 (公式323) =式中： W—濾料的總有效體積，m3； Q—進(jìn)入濾池的日平均污水量，m/d； ΔS—進(jìn)出濾池的BOD的差值，mg/L； Nw—BOD容積負(fù)荷率，kgBOD/(m3d)取濾料層高度H=4m 則曝氣生物濾池總面積 = 式中： A—曝氣生物濾池的總面積，m2； H—濾料層高度，m。～，根據(jù)工程實(shí)際情況確定。濾池共分4格，方形面積最節(jié)省，每個(gè)面積 =46 m2每個(gè)尺寸 * m當(dāng)濾池總截面為 185m2時(shí)水力負(fù)荷復(fù)核 (公式324) = m3/(m2h) ＜ m3/(m2h) 滿足要求。濾池總高度 (公式325)式中： H0—曝氣生物濾池總高度，m； H—濾料層高度，m； h1—配水室高度，m； h2—承托層高度，m； h3—清水區(qū)高度，m； h4—超高， m。 可設(shè)：配水池 h1= m 承托層 h2= m 清水區(qū) h3= 1 m 超高 h4= m 實(shí)際停留時(shí)間 (公式326) 式中： e—濾料層空隙率，對(duì)于圓形陶粒，一般e=. 本工程采用下進(jìn)上出曝氣生物濾池，其均勻配水裝置的工作原理是：總渠進(jìn)水管的一端連接前級(jí)處理單元來(lái)水，另一端連接配水渠；配水渠中有多個(gè)配水三角堰，每一個(gè)配水三角堰正對(duì)著一個(gè)單體濾池的單池進(jìn)水斗；單池進(jìn)水斗的底部安裝有單池進(jìn)水管，單池進(jìn)水管的上端與單池進(jìn)水斗相連，下端伸入到濾池底部與布水管相連(向上流式濾池)，或者下端伸入到濾池上部(向下流式濾池)；在每個(gè)單池進(jìn)水斗中安裝有液位控制器，液位控制器的安裝高度在單池進(jìn)水斗的上部，水平位置在單池進(jìn)水斗的一側(cè)。如圖1. 總渠進(jìn)水管、 、 、 、 、 本曝氣生物濾池配水系統(tǒng)采用小阻力配水形式。因該池采用氣 水聯(lián)合反沖洗，所以采用長(zhǎng)柄濾頭， 且每格濾池布置36 個(gè)/m2, 每個(gè)間距為150 mm。在曝氣生物濾池設(shè)計(jì)中，布?xì)庀到y(tǒng)包括在濾池正常工作時(shí)的曝氣系統(tǒng)和濾池反沖洗時(shí)的布?xì)庀到y(tǒng)。曝氣系統(tǒng)曝氣生物濾池的曝氣系統(tǒng)早期采用的主要是穿孔管曝氣，但由于穿孔管曝氣氧的利用率低，同時(shí)在濾池中較容易堵塞，所以隨著該工藝的發(fā)展，國(guó)外有多種生物濾池專用空氣擴(kuò)散器問(wèn)世并得到應(yīng)用。本工程設(shè)計(jì)中采用了生物濾池專用單孔膜曝氣器，該曝氣器是針對(duì)曝氣生物濾池的特點(diǎn)專門研制的，具有空氣擴(kuò)散效果好，氧的利用率高，在濾料中不易堵塞的特點(diǎn)。曝氣生物濾池的供氧量為去除污水中BOD 的需氧量。去除污水中單位重量的BOD的需氧量為： = (公式327)式中： OR—單位質(zhì)量的BOD所需的氧量，無(wú)量綱（kg/kg）； ΔBOD—濾池單位時(shí)間內(nèi)去除的BOD量，kg； BOD—濾池單位時(shí)間進(jìn)入的BOD量，kg；X0—濾池單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入懸浮物的量，kg。該池每天去除BOD需氧量為： (公式328) =當(dāng)濾池氧的利用率EA=30%時(shí), 從濾池中逸出氣體中含氧量的百分率為： (公式329) =% 式中： —濾池氧的利用率，% 當(dāng)濾池水面壓力P=101300Pa, 曝氣器安裝在濾池水面下H= m深度時(shí), 曝氣器處的絕對(duì)壓力為: (公式330) =148830 Pa式中： P—濾池水面壓力，Pa； H—曝氣裝置安裝在濾池液面下的深度，m。當(dāng)水溫為25 ℃時(shí)，清水中的飽和溶解氧濃度Cs(25)= 則濾池內(nèi)混合液溶解氧飽和濃度的平均值Csm(25)為： (公式331) = mg/L式中：Q1—當(dāng)濾池氧的利用率為時(shí)，從濾池中逸出氣體中含氧的 百分率，%； Pb—當(dāng)濾池水面壓力P時(shí)，曝氣裝置安裝在濾池液面下H深度 時(shí)的絕對(duì)壓力，Pa。當(dāng)水溫T= 25 ℃時(shí)，曝氣生物濾池實(shí)際需氧量Rs 為： (公式332) = kg/d 式中： α—氧的水質(zhì)轉(zhuǎn)移系數(shù)，； β—飽和溶解氧修正系數(shù)，； ρ—修正系數(shù)，對(duì)于生活污水ρ值為1； T—最不利水溫，℃； Csm（T）—水溫為T℃時(shí)曝氣裝置在水下深度處至池液面的平均溶解氧 值，mg/L； Cs（T）—在水溫T℃時(shí)清水中的飽和溶解氧濃度，mg/L. C1—濾池出水中剩余溶解氧濃度，mg/L.假設(shè)濾池出水溶解氧濃度為3mg/L。曝氣生物濾池總供氣量為： (公式333) = =～ m3/( 個(gè)h)取曝氣器供氣量為G0= m3/( 個(gè)h) , 則曝氣生物濾池需曝氣器數(shù)量 =3075 個(gè)曝氣器的布置間距可設(shè)為125mm 反沖洗布?xì)庀到y(tǒng)曝氣生物濾池的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，反沖洗過(guò)程通過(guò)EPT1型長(zhǎng)柄濾頭完成，反沖洗系布?xì)庀到y(tǒng)可參照《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》給水快濾池的設(shè)計(jì)?？諝鈹U(kuò)散裝置的選定和設(shè)計(jì) 空氣管道的計(jì)算和設(shè)計(jì) 指從鼓風(fēng)機(jī)的出口到空氣擴(kuò)散裝置的空氣管道，一般采用焊接鋼管； 且空氣管道系統(tǒng)一般為支狀，以保證安全供氣； 空氣干管一般敷設(shè)在地面上，以免產(chǎn)水回水現(xiàn)象； 空氣干管、支管內(nèi)的空氣流速為105m/s，通向空氣擴(kuò)散裝置的豎管、小支管為45