【正文】 則表面積A=Q/V=, 取120 m2.有效高度h1=440/120=(m)擬建4個(gè)相同的池子（便于管理與維護(hù)），單池面積f=120/4=30(m2)設(shè)L：B≈1：1（長寬比一般取1：1—4：1），計(jì)算得L=6m，B=5m合理性驗(yàn)證：空塔水流速度u=Q/F=(654)=(m/h)(m/h)，合理。反應(yīng)器尺寸為：4*65水力停留時(shí)間（HRT）和水力負(fù)荷率（Vr） HRT=（440/2200）24=（取5h）Vr=Q/A=2200/（24120）= m3/（m2h）對于顆粒污泥，水力負(fù)荷Vr= m3/（m2h），符合要求。進(jìn)水分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1）布水點(diǎn)的設(shè)置 ，所以每個(gè)點(diǎn)的布水負(fù)荷面積大于2m2；本設(shè)計(jì)池中共設(shè)置48個(gè)布水點(diǎn)，則每個(gè)點(diǎn)的負(fù)荷面積為： Si=S/n=120/48= m2（符合要求）（2） 配水系統(tǒng)形式 本設(shè)計(jì)采用U形穿孔管配水，一管多孔式為配水均勻，，孔徑一般為1020mm，常采用15mm，孔口向下或與垂線呈45176。方向，每個(gè)出水孔的服務(wù)面積一般為24 m2。配水管中心距池底一般為2025cm，配水管的直徑最好不小于100mm。為了是穿孔管各孔出水均勻，要求出口流速不小于2m/s。本設(shè)計(jì)中進(jìn)水總管管徑取150mm。單個(gè)反應(yīng)器中設(shè)4根直徑為75mm的支管，每根管上有3個(gè)配水孔，=2 m2，孔口向下。 共設(shè)48個(gè)布水孔，則孔徑為： d=［4Q/3600nπu ］1/2= 本裝置采用連續(xù)進(jìn)料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于UASB反應(yīng)器底部反射散布作用，有利于布水均勻。為了增強(qiáng)污泥和廢水之間的接觸，減少底部進(jìn)水管的堵塞，設(shè)計(jì)中布水管離UASB反應(yīng)器底部200mm。（3）上升水流速度和氣流速度本次設(shè)計(jì)中常溫下容積負(fù)荷Nv=，沼氣產(chǎn)率r= m3/ kgCOD，采用厭氧消化污泥接種，空塔水流速度uk≤；空塔沼氣上升速度ug≤。 空塔水流速度uk=Q/S=（符合要求） 空塔氣流速度 ug=Q△Coηr/S=（2）/120=（符合要求）式中 ηCOD的去除率，去80%。r沼氣產(chǎn)率，m3/ kgCOD （4）布水器配水壓力計(jì)算 H4=h1+h2+h3 ，其中布水器配水壓力其中布水器配水壓力最大淹沒水深h1=；UASB反應(yīng)器水頭損失h2= mH2O；布水器布水所需自由水頭h3= mH2O，則H4= mH2O。 四格反應(yīng)器呈田字形布置，設(shè)進(jìn)水管2根，由2個(gè)潛污三相分離器的設(shè)計(jì)：三相分離器有氣液分離、固液分離和污泥回流等3個(gè)功能，其組成分為氣封、沉淀區(qū)和回流縫3個(gè)部分。 （1） 沉淀區(qū)的設(shè)計(jì) 與短邊平行，沿長邊布置3個(gè)集氣罩，構(gòu)成2個(gè)分離單元，則一共設(shè)置8個(gè)三相分離器。三相分離器單元結(jié)構(gòu)示意圖如下：三相分離器的長度為B=6m，每個(gè)單元寬度為6/2=，其中沉淀區(qū)長B1=5m，寬度b=2m，集氣罩頂寬度a=，沉淀室底部進(jìn)水口寬度b1=1m。 沉淀區(qū)面積S1=nB1b=4252=80 m2 沉淀區(qū)表面負(fù)荷q=Q/S1=75/80= m3/m2h（符合要求）。 沉淀室進(jìn)水口面積S2=nBb1=4251=40m2 沉淀室進(jìn)水口水流上升速度v2=Q/S2=75/40= m3/m2h m3/m2h （符合要求）（2） 沉淀區(qū)斜壁角度與深度設(shè)計(jì)三相分離器沉淀區(qū)斜壁傾斜角度應(yīng)在45176。60176。之間；；集氣罩頂以上的覆蓋水深h2=；沉淀區(qū)斜面的高度h3=。 則傾角α=arctan〔h3/（bb1）〕=55176。（符合要求）。（3） 氣液分離設(shè)計(jì) 如圖所示：設(shè)傾角β=60176。，Υ=70176。，b2=，分隔板下端距反射錐的垂直距離MN=，則縫隙寬度l1=MNsinβ=sin60176。=。廢水流量為2200m3/d，=1540 m3/d的廢水通過進(jìn)水縫進(jìn)入沉淀區(qū)，=540 m3/d的廢水通過回流縫進(jìn)入沉淀區(qū)，則 νM=（2486）= m/h（符合要求） MC=b2/2sinβ=設(shè)BC=，則MB=BCMC== m AB=2BCcos30176。=2cos30176。= m BD=AD=AB/2cos20176。=176。= m CD=BCsin30176。+BDsin20176。=176。+176。= m 則h5=CD+MNMCcosβ=+176。= m 條件校核： 設(shè)能分離氣泡的最小直徑為dg=，常溫下清水運(yùn)動黏滯系數(shù)r=102cm2/s，廢水密度ρ1=，氣體密度ρg=103g/cm3，氣泡碰撞系數(shù)β=，則 有斯托克斯公式：νN=βg（ρ1ρg）dg2/18μ 可以求得氣泡上升速度為： νN=981（103）102=驗(yàn)證： νN/νM=MN/MB=可見νN/νM MN/MB 合理。 所以，該三相分離器可dg≥，分離效果良好。（4） 分隔板的設(shè)計(jì) 從圖中可以看出b2=，b3=（b b2）=（）= 上面已經(jīng)計(jì)算出，氣體因受浮力的作用，氣泡上升速度在進(jìn)水縫中 νN=，沿進(jìn)水縫向上的速度分量為νNsinα=sin55176。=，則進(jìn)水縫中水流速度應(yīng)該滿足ν,否則水流把氣泡帶進(jìn)沉淀區(qū)。 ，前面計(jì)算中已經(jīng)設(shè)有1540m3/d廢水通過進(jìn)水縫進(jìn)入沉淀區(qū)，則三相分離器的進(jìn)水縫縱截面總面積為： S進(jìn)水縫=Q進(jìn)水縫/ν=1540/24= 總共有8組（16條）進(jìn)水縫，每條進(jìn)水縫縱截面積 S進(jìn)水縫′=進(jìn)水縫寬度ι2= S進(jìn)水縫′/5=，應(yīng)滿足ι2與ι1級數(shù)相當(dāng)，且ι2設(shè)計(jì)ι2=，則進(jìn)水縫中水流速度 ν= Q進(jìn)水縫/ S進(jìn)水縫=1540/（24285）= m/h 滿足設(shè)計(jì)要求， Δh=ι2/cosα=176。= 則h4高度： h4= b3tanα+Δh h3=tan55176。+= ，則進(jìn)水縫下板長度為： （+ h4）/sinα=（+）/sin55176。= 進(jìn)水縫上板長度為： h3/sinα=176。= 三相分離器與UASB高度設(shè)計(jì) 三相分離器總高h(yuǎn)=h2+h3+h4+h5=+++= 取超高為h1= 則H=++=10m。合理。 排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1）UASB反應(yīng)器中污泥產(chǎn)量的計(jì)算 ，污泥濃度ρ1=；懸浮區(qū)高2m，污泥濃度ρ2=；，污泥濃度ρ3=。則反應(yīng)器內(nèi)污泥總量 M=S h1ρ1+ S h2ρ2+ S h3ρ3=100（+2+）=5752kgSS （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。 F/M=ΔS*Q/M=（）2200/5752= gkBOD5/kgSS*d （3）產(chǎn)泥量的計(jì)算 ，則產(chǎn)泥量為： ΔX=XQSr=2200= kgVSS/d 式中 Q設(shè)計(jì)處理量，m3/d Sr去除的COD濃度，kgCOD/ m3 設(shè)VSS/SS=，則 ΔX′=污泥含水率P為98%，因含水率大于95%，去ρs=1000kg/ m3 則污泥產(chǎn)量為Qs=ΔX′/ρs（1P）=274/1000（）= m3/d ，與放空管共用，放空管排向調(diào)節(jié)池，接點(diǎn)前設(shè)人工閥一個(gè)。排泥管利用水靜壓力將剩余污泥排向集泥井。 （4）污泥泥齡的計(jì)算 θc=M/ΔX=5752/= d （5） 排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵摲磻?yīng)器要求排泥均勻，所以設(shè)計(jì)多點(diǎn)排泥，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于能排除污泥床上面部分的剩余絮狀污泥而且不諱把顆粒污泥帶出。 UASB反應(yīng)器每個(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DN150的鋼管，排泥總管選用DN200的鋼管。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，出水渠每隔一定距離設(shè)三角出水堰。 池中設(shè)有8個(gè)單元三相分離器，出水槽共有8條，槽寬bc= 反應(yīng)器流量q= m3/s，則 槽口附近水深hc=（8）= m。 出水槽溢流堰共有16條，每條長5m。 設(shè)計(jì)90176。三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，則堰口水面寬度b′=50mm ，設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷為f=*s。則 堰上水面總長L=q/f=三角堰數(shù)量n=L/b′=40/=800個(gè)，則每條溢流堰三角堰的數(shù)量為800/16=50個(gè)，共50個(gè)100mm的堰口。 堰上水頭校核 每個(gè)堰出流率q′=q/n=105m3/s，按90176。三角堰計(jì)算公式q′= 則堰上水頭： h=（q′/）=（105/）= m （2）出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算 UASB反應(yīng)器中間設(shè)一出水渠，8條出水槽的出流流至此出水渠，出水渠保持水平，出水由一個(gè)出水口排出。 出水渠寬ba=。則渠口附近水深 ha=（）= m 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 ha=+= （3）出水管設(shè)計(jì)計(jì)算 ，選用DN200鋼管排水，。 沼氣收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1）沼氣收集系統(tǒng)布置 每個(gè)集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，共有12根集氣管，采用DN75的鋼管作為收集管支管，主管采用DN100的鋼管。 （2）水封罐的設(shè)計(jì)計(jì)算 水封罐的作用是控制三相分離器的集氣室中氣液兩相的界面高度，保證集氣室出氣管在反應(yīng)器運(yùn)行過程中不被淹沒，運(yùn)行穩(wěn)定并將沼氣及時(shí)排出反應(yīng)器，以防止浮渣堵塞等問題的發(fā)生。 設(shè)計(jì)其水封有效水深h為三相分離器沉淀區(qū)水深h2+氣室液面下水深h2′，令h2′為h3/2，因?yàn)榧瘹饪谂c最高液面等高，所以不必考慮浮渣堵塞集氣口的問題，h=+++。,則水封罐總高度為 H=++=（） 取水封罐總高度為H=,直徑φ800mm，設(shè)進(jìn)氣管DN100鋼管一根，出氣管 DN100鋼管一根，進(jìn)水管DN52鋼一根，放空管DN50鋼一根，并設(shè)液面計(jì)。 （3）氣水分離器 氣水分離器的作用是對沼氣進(jìn)行干燥，選用Φ500mm1500mm鋼制氣水分離器一個(gè)，氣水分離器中預(yù)裝鋼絲填料，在氣水分離器前設(shè)置過濾器以凈化沼氣，在分離器出水管上裝設(shè)流量計(jì)及壓力表。 其它設(shè)計(jì)考慮 （1）取樣管設(shè)計(jì) 在池壁高度方向設(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上的濃度分布情況。，三相分離器底1m以下的位置內(nèi)，延池壁高度上設(shè)置取樣管6根，高度方向各管相距1m。取樣管選用DN100的鋼管，配球閥取樣。 （2）檢修 為便于檢修，沖洗反應(yīng)器或者檢修時(shí)壓縮空氣的管子可以通過人孔進(jìn)入反應(yīng)器，所以不設(shè)預(yù)留管,為保證檢修時(shí)采光，不設(shè)UASB頂蓋 （3）防腐措施 厭氧反應(yīng)器腐蝕比較嚴(yán)重的地方是反應(yīng)器的上部，此處無論是鋼材或水泥都會被損壞，因此，UASB反應(yīng)器應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行頂部的防腐處理。為了延長反應(yīng)器的使用壽命，在反應(yīng)器上部3m以上池壁用玻璃鋼防腐，三相分離器所有裸露的鋼材部位用玻璃鋼防腐。 （4）給排水 在UASB反應(yīng)器布置區(qū)設(shè)置一根DN100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，并連接上臺樓梯。 （6）安全要求 UASB反應(yīng)器的所有電器設(shè)施，包括泵、閥、燈等全部采用防爆設(shè)備,禁止明火火種進(jìn)入該布置區(qū)域，動火操作應(yīng)遠(yuǎn)離該區(qū)沼氣柜,保持該區(qū)域良好的通風(fēng)。 SBR反應(yīng)器 Q=2200m3/d=92 m3/h，經(jīng)UASB反應(yīng)器處理的廢水，出水仍達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此必須進(jìn)一步處理，本設(shè)計(jì)采用間歇式活性污泥法。 基本參數(shù)的設(shè)定 項(xiàng) 目單 位參數(shù)值BOD污泥負(fù)荷LskgBOD/kgMLSSd污泥濃度（MLSS）Xg/L污泥產(chǎn)率YkgVSS/kgBOD5污泥含磷率kgTP/kgVSS需氧量O2kgO2/kgBOD5水力停留時(shí)間HRT總處理效率ηh%8h其中厭氧段2h90(BOD5)%85(TP)SBR周期的設(shè)計(jì) 原始數(shù)據(jù)項(xiàng)目CODBODTP進(jìn)水水質(zhì)(mg/L)400180去除率(%)859085出水水質(zhì)(mg/L)6020污泥負(fù)荷率：(kg MLSS*d) 污泥濃度和SVI：污泥濃度采用3000mgMLSS/L；污泥體積系數(shù)SVT采用100 反應(yīng)周期數(shù)：SBR周