1、1 .厭氧塔的設計計算1.1 反應器結構尺寸設計計算(1) 反應器的有效容積設計容積負荷為 Nv 5.0kgCOD/(m3/d)進出水CODM度C02000(mg/L), E=0.70v=QC2ENv3000 20 0.705.0一一 3 一，38400 m ,取為 8400 m式中Q設計處理流量 m3/dQ進出水 COEM度kgCOD/m3E去除率N容積負荷(2) 反應器的形狀和尺寸。工程設計反應器3座，橫截面積為圓形。1)反應器有效高為h 17.0m則橫截面積：S 匕生 8400=495(m2) h 17.0S 495單池面積：Si S 495 165(m2) n 32)單池從布水均勻性和

2、經濟性考慮，高、直徑比在1.2: 1以下較合適。設直徑D 15m,則高h D*1.2 15*1.2m 18,設計中取h 18m單池截面積：S 3.14* (-D)2h 3.14 7.52 176.6(m2)設計反應器總高 H 18m,其中超高1.0m單池總容積：Vi S H 176.6 (18.0 1.0) 3000(m3)單個反應器實際尺寸：D H 小15m 18m反應器總池面積：S Si n 176.6 3 529.8(m2)反應器總容積：VVi n 3000 3 9000(m3)(3) 水力停留時間(HRT及水力負荷(Vr ) NvtHRT9000300072hVr300024 176.

3、6 30.24m3 /(m2.h)根據參考文獻，對于顆粒污泥，水力負荷Vr 0.1 0.9m3/(m2.h)故符合要求。歡迎下載51.7.2三相分離器構造設計計算(1) 沉淀區設計根據一般設計要求，水流在沉淀室內表面負荷率q0.7m3 /(m2.h)沉淀室底部進水口表面負荷一般小于2.0 m3/(m2.h)。本工程設計中，與短邊平行，沿長邊每池布置8個集氣罩，構成7個分離單元，則每池設置7個三項分離器。三項分離器長度：l b 16(m)l 18每個單兀寬度：b - 2.57(m)77沉淀區的沉淀面積即為反應器的水平面積即288 m2沉淀區表面負荷率：114.58 0.39m3/(m2.h) 1

4、.0 2.0m3 /(m2.h)S 288(2) 回流縫設計b1h3 tan設上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55 ,取h3 1.4m1.40.98(m)tan55.b2 b 2bl 3.0 2 0.98 1.04(m)式中：b一單元三項分離器寬度，;b1 一下三角形集氣罩底的寬度，m； b2 一相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離(即污泥回流縫之一),m;h 3 一下三角形集氣罩的垂直高度，m；設上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55。，取h3 1.4m3bih3 tan1.4tan 550.98(m)b2b 2bl3.0 2 0.98 1.04(m)式中：b 一單元三項分離器寬度，m;b1 一下

5、三角形集氣罩底的寬度，成bh2Th1圖4三相分離器計算草圖b2 一相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離(即污泥回流縫之),m；h 3 一下三角形集氣罩的垂直高度，m;下三角集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速=-_2a1 nb2l7 1.04 16 116.48(m )Qi114.580.98(m/h)a1116.48式中：V1 一下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速，m/h ；2a1一下三角形集氣罩回流縫總面積，m;.l 反應器的寬度，即三項分離器的長度b,m；n反應器三項分離器的單元數；為使回流縫水流穩定，固、液分離效果好，污泥回流順利，一般v1 2m/h,上三角集器罩下端與下

6、三角斜面之間水平距離的回流縫中水流的流速。設b3 CD 0.3mV2Qia2114.5867.21.7(m/h)a2 2nb3l 2 7 0.3 16 67.2(m2)式中：V2 一上三角集氣罩下斷語下三角集氣罩斜面之間水平距離的回流縫中水流的流速， m/h;2a2 一上三角形集氣罩回流縫總面積，m;b3 一上三角形集氣罩回流縫的寬度，m假設a2為控制斷面 Amin, 一般其面積不低于反應器面積的20% V2就是Vmax,同時要滿足：v1 v2(vmax) 2.0m/h(3) 氣、液分離設計由上圖1知：CE CDsin55 0.3 sin 550.24(m)CE 0.24CB0.42(m)si

7、n35 sin35設AB 0.5m則b9,一1.04.h4 (AB cos55. ) tan 55. (0.5 cos55. ) tan55. 1.15(m)校核氣、液分離。如圖2所示。假定氣泡上升流速和水流速度不變，根據平行四邊形 法則，要使氣泡分離不進入沉淀區的必要條件是：VbAD -BC或AB AB沿AB方向水流速度：vaQi687.5/63.72(m/h)CE B 2 N 0.24 16 2 7式中：B三項分離器長度， 成N每池三項分離器數量；氣泡上升速度：Vb g ( 1 g) d218式中：d氣泡直徑，cm;1液體密度，g/cm3；g 沼氣密度，g/cm3；一碰撞系數，取0.95

8、;一廢水動力黏滯系數，g/(cm.s);V 液體的運動黏滯系數，cm2 ；設氣泡直徑 d 0.01cm,設水溫 30 C, 1 1.03g/cm3,g 1.13 103g/cm32-v 0.010cm /s,0.95；0.0101 1.03 0.0104g/(cm.s)由于廢水動力黏滯系數值比凈水的大，取0.02 g/(cm.s)則：Vb0.95 98118 0.02(1.03 1.13 103) 0.0120.266(cm/s) 9.58(m/h)BCAB0.420.50.84Vb%2.58VA3.72歡迎下載11AFVb BC 可以脫去d 0.01cm的氣泡Va AB(4)三項分離器與UA

9、SB高度設計三相分離區總高度：h h2 h3 h4 h5式中：h2一集氣罩以上的覆蓋水深，取 0.5m;sin55. sin 551.4DF AF BD AB 1.71 0.5 0.52 0.69(m)h5 DF sin 55.0.69 sin 55.0.56(m)則：h 0.5 1.4 1.15 0.56 2.49(m)UASB總高度 H=7.5m,沉淀區高 2.5m,污泥床高 2.0m,懸浮區高 2.5m,超高0.5m。 1.7.3布水系統的設計計算反應器布水點數量設置預處理流量、進水濃度，容積負荷等因素有關，有資料知，顆粒污泥Nv 4kgCOD /(m3.d)每個布水點服務2-5m2,出

10、水流速2-5m/s，配水中心距池底一般 為 20-25cm。(1) 配水系統：配水系統形式采用多管多孔配水方式，每個反應器設1根D=100mm勺總水管，16根d=50mm勺支水管。支管分別位于總水管兩側，同側每根只管之間的中心距為2.0m,配水孔徑取 15mm孔距2.0m,每根水管有3個配水孔，每個孔的服務面積 2.0 1.67 3.34(m2) 孔口向下。流速u4Qi4 687.5/63600 D 3600 3.140.14.05(m/s)(2) 布水孔孔徑的計算：布水孔3 16 48個，出水流速為u 2.1m/s,則孔徑為：114.58什 _d / 10.03(mm)取 15mm 3600

11、 3.14 48 2.1本裝置采用連續進料方式，布水口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于UAS阪應器底部反射散布作用，有利于布水均勻，為了污泥和廢水之間的接觸，減少底部進水管的堵塞，建議進水點距反應底部200300mm本工程設計采用布水管離 UASB底部200mn#。布水管設置在距UAS皈應器底部200mm處。1.7.4排泥系統的設計計算(1) UASB反應器中污泥總量計算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃度為20VSS/L,則UAS阪應器中污泥總量：G V Css 9818 20 196360(kg/d) 196.36(t/d)厭氧生物處理污泥產量取0.08kgMLV

12、SS/kgCOD剩余污泥量的確定與每天去除的有機物量有關，當設有相關的動力學常數時，可根據經驗數據確定， 一般情況下，可按每去除IkgCODT生0.050.10kgVSS計算，本工程取 0.08kgVSS/kgCOD流量 Q 687.5m3/h ,進水 COD 度 C0 5600(mg/l) 5.6(kg / m3) , CODt除率E 85% ,則6283.2(kgMLVSS/d)1) UASB反應器的總產泥量x Q C0E 0.08 687.5 24 5.6 0.852)不同試驗規模下 MLVSS是不同的,因為規模越大，被處理的廢水含無機雜質越多,MLSS因此取MLVSS 08則單池產泥x

13、i6283.20.87854(kgMLSS/d)785461309(kgMLSS/d)3)污泥含水率98%當污泥含水率95%寸，取 s 1000(kg/m3)則污泥產量：Ws78541000 (1 98%)392.7(m3/d)單池排泥量：Wsi 3927 65.45( m3/d)64)污泥齡G 196360 c 25.0(d)x 78541.7.5 排泥系統的設計在距UAS皈應器底部100cm和200cm高處個設置兩個排泥口，共 4個排泥口。排泥時由污泥泵從排泥管強排。反應器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入集泥井中，排泥管選鋼管DN150mm由計算所得污泥量選擇污泥泵，型號為：WQK25

14、174污泥泵，主要性能：流量：Q=25m/h ;揚程：H=17m電機功率：P=4Kw數量：3臺;用2臺泵同時給兩組反應器排泥，設每天排泥一次1.7.6 出水系統設計計算出水是否均勻對處理效出水系統的作用是把沉淀區液面的澄清水均勻的收集并排出,果有很大的影響且形式與三向分離器及沉淀區設計有關。(1) 出水槽設計對于每個反應池有 7個單元三項分離器，出水槽共有7條，槽寬0.2m(2) 單個反應器流量:qiQi114.583600360030.032(m /s)(3) 設出水槽槽口附近水流速度為0.3 m/s%0.032則槽口附近水深工 一7一 0.0762(m)u a 0.3 0.2取槽口附近槽深

15、為 0.20m,出水槽坡度為0.01 ,出水槽尺寸：10m 0.2m 0.2m,出水槽數量為7座。(4) 溢流堰設計出水溢流堰共有17條(7 2),每條長10m。設計90三角堰，堰高 50mm, 堰口寬100 mm,則堰口水面寬 50 mm。每個UAS皈應器處理水量31.8 L/s,查得溢流負荷為1 2L/(m.s)設計溢流負荷為f 1.8L /(m.s),則溢流堰上水面總長為：31.81.817.67(m)三角堰數：n L 17.67 3353個，取354個b 50 10 3 ，一一 354每條溢流堰三角堰數： 35.4個，取為36個10一個溢流堰上共有 36個100mm勺堰口堰上水頭校核每

16、個堰處流率：q 義 17.67 104.99 10 5(m/s)n 354按90三角堰計算公式：q 1.43h2.55則堰上水頭：h (-q-)0.4(4.99 10 )040.0164(m)1.431.431.7.7出水渠設計計算UASB反應器沿長邊設一條矩形出水渠,7條出水槽的出水流至此出水渠，設出水渠寬0.3m,坡度0.001 ,出水渠渠口附近水流速度為3渠口附近水深： -q17.67 10u a 0.3 0.20.2m/s。0.295(m)以出水槽槽口為基準計算，出水渠渠深： 0.2 0.295 0.495 0.5(m)出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為：16.6 ( m)出水渠長為

17、：16.6+0.1=16.7 ( m)出水渠尺寸：16.6m 0.50m 0.30m向渠口坡度為：0.0011.7.8 UASB排水管設計Q=17.67L/s,選用D=200 mm的鋼管排水，充滿度為0.6,設計坡度為0.001 ,管內水流速度為v=0.14m/s1.7.9 沼氣收集系統設計計算(1)沼氣產量計算1)沼氣主要產生于厭氧階段，設計產氣率取0.4m3/kgCOD總產氣量:G QC0E 0.4 16500 5.6 0.85 31416(m3/d)則單個UAS吸應器產氣量：Gi G 31416 5236(m3/d)66根集氣管內最大流量523624 3600 134.66 10 3(m

18、3/s)2)集氣管：每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個池子共有13根集氣管，每歡迎下載14根據資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑d=100mm設計中取100mm結本圖5如下: 3 )沼氣主管：每池13根集氣管，選通到一根單池主管然后再匯入兩池沼氣主管,采用鋼管，單池沼氣主管道坡度為0.5%。則單池沼氣主管內最大氣流量：qiD 150mm523624 36000.061(m3/s),充滿度設計值為0.8。則流速：v3.14 0.152 0.81.08(m/s)3141624 3600 20.182(m3/s)4) 管內最大氣流量：q圖5集氣管結構示意圖1.7.10 水封罐設計水封罐主要是用來控制

19、三項分離器的集氣室中氣、液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時浮渣或浮沫可能會引起出氣管的堵塞或使氣體部分進入沉降室，同時兼有隔絕和排除冷凝水作用，每一反應器配一水封罐。水封高度取H=H1 H0式中Ho-反應器至儲氣罐的壓頭損失和儲氣罐的壓頭為保證安全取儲氣罐內壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大 H1取2mH 2O ,儲氣罐內的壓強Ho為 400mnH2O,貝U H=2-0.4=1.6m取水封高度為2.5m,直徑為1500mm進水管、出氣管各一根，D=200mm.進水管、放空管各一根，D=50mm并設液面計。(1) 氣水分離器氣水分離器起到對沼氣高燥的作用，選用500mm H1800 mm鋼制氣水分離器 4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。1.7.11 沼氣柜容積確定由上述計算知該處理中日產沼氣31416 m3 =1309