1、UASB反映器設(shè)計(jì)說明(1)設(shè)計(jì)作用UASB反映器是進(jìn)行廢水處置的要緊構(gòu)筑物之一，對(duì)高濃度的廢水進(jìn)行厭氧發(fā)酵，去除大部份的有機(jī)污染物。(2)設(shè)計(jì)參數(shù)選用設(shè)計(jì)資料參數(shù)如下：參數(shù)選取：容積負(fù)荷(Nv)為：6kgCOD/(m3-d)；污泥產(chǎn)率為：kgCOD；產(chǎn)氣率為：0.5nT/kgCODo設(shè)計(jì)水質(zhì)：UASB反映器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表3-4：表2-1UASB反映器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)水水質(zhì)(mg/1)去除率(%)出水水質(zhì)(mg/1)COD257285BOD110985SS1506060設(shè)計(jì)水量：Q=1200m3/d=50m3/h=0.0139m7s(3)工作原理UASB,即上流式厭氧污泥床反映器，

2、集生物反映與沉淀于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊、效率高的厭氧反映器，由污泥反映區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部份組成。在底部反映區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處置的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升進(jìn)程中，不斷歸并，慢慢形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一路上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰著分離器下部的反射板時(shí)，折向反射板的周圍，然后穿過水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液通過反射進(jìn)入三

3、相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒慢慢增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反映區(qū)內(nèi)，使反映區(qū)內(nèi)積存大量的污泥，與污泥分離后的處置出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。短,置,理,它的污泥床內(nèi)生物量多，容積負(fù)荷率高，廢水在反映器內(nèi)的水力停留時(shí)刻較因此所需池容大大縮小。設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝不需充填填料，也不需在反映區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價(jià)相對(duì)較低，便于治且不存在堵塞問題。(4)設(shè)計(jì)計(jì)算反映器容積計(jì)算：UASB有效容積為：式中： V. So、Se Q Nv-Nv-反映器有效容積，nA進(jìn)出水COD的濃度,kgCOD/nf；設(shè)計(jì)流量，m3/

4、d；容積負(fù)荷,kgCOD/(m3.d)°1200x(2.572-0.385)=437.24m3采納2座相同的UASB反映器，那么每座反映器的有效容積為：2=218.62m3o依照體會(huì)，UASB最經(jīng)濟(jì)的高度一樣在36m之間，而且大多數(shù)情形下，這也是系統(tǒng)最優(yōu)的運(yùn)行范圍。取有效水深h=6m,則：屋218.62.9A=36.44rrr6采納公壁建造矩形池比圓形池較經(jīng)濟(jì)。有關(guān)資料顯示，當(dāng)長(zhǎng)寬比在2：1左右時(shí)，基建投資最省。取長(zhǎng)L=8m,寬B=5m,那么實(shí)際橫截面積為：Ai=LxB=8x5=40m2實(shí)際總橫截面積為：A=40x2=80m2本工程設(shè)計(jì)中反映器總高取H=6.2m(超高h(yuǎn)i=0.2m)

5、,那么單個(gè)反映池的容積為：V=LxBxH=8x5x6=240m3反映池的總?cè)莘e為Vg=240x2=480m3o水力停留時(shí)刻為：V43724HRT=8.74431911Q50表面水力負(fù)荷為：q=5°一=0.625m3/(m2-h)A40關(guān)于顆粒污泥，表面水力負(fù)荷q=-0.9m3(nFh),故符合設(shè)計(jì)要求。三相分離器設(shè)計(jì)：三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見圖3-2：I圖4“三相分離器示用意a.設(shè)計(jì)說明：三相分離器要具有氣、液、固三相分離、污泥回流的功能。三相分離器的設(shè)計(jì)要緊包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。本工程設(shè)計(jì)中，每池設(shè)置1個(gè)三相分離器，三相分離器的長(zhǎng)度為l=6m,寬度為：b=8mob.

6、沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)：三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)相同，主若是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積依照廢水量和表面負(fù)荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還能夠發(fā)生必然的生化反映產(chǎn)生少量氣體，這對(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)知足以下要求：沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷vl.Om/h；沉淀器斜壁角度在45。-60。之間，使污泥不致積聚，盡快落入反映區(qū)內(nèi)；進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底裂縫的流速S2m/h；總沉淀水深應(yīng)大于1.5m；水力停留時(shí)刻介于2h。若是以上條件均能知足，那么可達(dá)到良好的分離成效。沉淀區(qū)（集氣罩）斜壁傾角6=50。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反映器的橫截面積，即40m2o沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷為：q=2=21=0

7、.625m3/(m2h)<1.0mV(m2-h),符合設(shè)計(jì)要求。A40c.回流縫設(shè)計(jì)：設(shè)單元三相分離器的寬度b=8m,上下三角形集氣室斜面水平夾角為8=50°；取愛惜水層高度(即超高)5=0.3m,上三角形頂水深1乜=0.5m,下三角形高度h3=1.5m,那么下三角形集氣室底部寬為：Z?i=/73/tan式中：bi下三角集氣室底水平寬度，m；0上下三角集氣室斜面的水平夾角:113下三角集氣室的垂直高度，m。b1=1.5/tan5O0=1.26m那么相鄰兩個(gè)下三角形集氣室之間的水平距離:b?=b-2bi=8-2x=5.48m那么下三角形回流縫的面積為：Si=b2-ln=x5=27

8、.4m2下三角集氣室之間的污泥回流逢中混合液的上升流速(VD可用下式計(jì)算：Vi=Qi/Si式中：Qi反映器中廢水流量，nf/h；Si下三角形集氣室回流逢面積，m?。50,'2Vi=0.91m/h27.4設(shè)上三角形集氣室回流縫的寬度CD=1.4m,那么上三角形回流縫面積為:S2=CD1-2=x5x2=14m2上下三角形集氣室之間回流逢中流速(V2)可用下式計(jì)算：V2=Q!/S2式中：Qi反映器中廢水流量，n?/h：S2上三角形集氣室回流逢的之間面積，nf。V?=1.79m/h14則Vi<V2<2.0m/h,符合設(shè)計(jì)要求。確信上下三角形集氣室的相對(duì)位置及尺寸，由圖可知：CH=C

9、Dxsin40°=xsin40°=0.9m設(shè)上集氣罩下底寬CF=5.6m,則：DH=CDxsin50°=xsin50°=1.07mDE=2DH+CF=2x+=7.74mDI=-(DE-b,)=-1.58m22AI=DItan50°=xtan50°=1.33m故h4=CH+AI=+=2.23mo取hs=0.7m,由上述尺寸可計(jì)算出上集氣罩上底寬為：CF-2h5-tan40°=xxtan40°=4.43mBC=CD/sin40°=sin40°=2.18mAD=DI/cos50°=cos50

10、°=2.46niBD=DH/cos50°=cos50°=1.66mAB=AD-BD=0.8m氣液分離設(shè)計(jì)：取d=0.01cm(氣泡)，T=20°C,水的密度pi=1.03g/cm3,空氣的密度pg二x10'g/cnf,水的運(yùn)動(dòng)粘度v=o.o1o1cm2/s，碰撞系數(shù)p=，水的粘度N=vpi=x=0.0104g/cm-So一樣廢水的粘度n廢水凈水的粘度p凈水，故取四=0.02g/cmso由斯托克斯公式可得氣體上升速度為：0.95x9.81/32=11.031.2x10lx0.0118x0.02'7=0.266cm/s=9.58m/h取Va=

11、V2=L79m/h，那么：K =V.經(jīng)= 5.35,生=把=2.731.85AB 0.8VRCb>2r，故知足設(shè)計(jì)要求。KABe.三相分離器與UASB的高度設(shè)計(jì)：三相分離器總高度：h=h?+li4+h5=+=3.43m3.4mUASB的總高H=6.2m（超高h(yuǎn)|=0.2m）,沉淀區(qū)高3.4m,反映區(qū)高2.6m,其中污泥區(qū)高1.6m,懸浮區(qū)高Im。進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)：a.布水點(diǎn)的設(shè)置：進(jìn)水方式的選擇應(yīng)依照進(jìn)水濃度及進(jìn)水流量來定，本設(shè)計(jì)采納持續(xù)均勻的進(jìn)水方式，一管多點(diǎn)的布水方式。一共設(shè)置32個(gè)出水孔，每一個(gè)反映池各16個(gè)出水孔。所取容積負(fù)荷為6kgeOD/（n.d）,據(jù)資料，每一個(gè)點(diǎn)的布水負(fù)荷面積

12、大于2m2。每一個(gè)布水點(diǎn)的負(fù)荷面積為：40/12=3.3nr>2nr,知足設(shè)計(jì)要求。b.布水管的設(shè)置：每一個(gè)反映池采納樹枝穿孔管配水，每一個(gè)反映池中設(shè)置4根支管，布水支管的直徑采納DNIOOmm。布水支管的中心距為2m,管與墻的距離為1m：出水孔孔距1.2m,出水孔距墻為0.7m?？卓谙蛳虏⑴c垂線呈45。角。兩個(gè)池子的總管管徑取DN200mm,流速為1.5m/s；每一個(gè)池子的總管管徑取DN150mm,長(zhǎng)L=10m,流速為1.35m/s。為了使穿孔管隔空出水均勻，要求出口流速不小于2m/s,取其流速為u=2m/s,那么布水孔孔徑為：4。4x5Q12I3600?如 ' 3600x24

13、x3.14x2=0.0135m,取 15mm。為了增強(qiáng)污泥與廢水之間的接觸，減少底部進(jìn)水管的堵塞，進(jìn)水點(diǎn)距反映池池底200-500mm,本設(shè)計(jì)布水管離池底300mmo布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如圖3-3：出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)：a.出水槽設(shè)計(jì):為了維持出水均勻，沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采納出水槽。此設(shè)計(jì)中沿反映器的短邊圖42布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)示用意設(shè)置兩條出水槽，而出水槽每隔必然的距離設(shè)三角出水堰。每一個(gè)反映池有1個(gè)單元三相分離器，出水槽共有2條，槽寬be=0.3m。反映器流量：q=12（）（）2=0.0069m3/s24x60x60掏出水槽口周圍水流速度為Vc=0.3m/s,槽口周圍水深為0.3m,出水槽坡度為;出水槽尺寸

14、5mxO.5mxO.5mob.溢流堰設(shè)計(jì)：每一個(gè)反映器中出水槽溢流堰有2條，每條長(zhǎng)5m°設(shè)計(jì)90°三角堰，堰高5mm,堰口寬為00mm,那么堰口水面寬b=50mm。每一個(gè)UASB反映器處置水量6.9L/s,查知溢流負(fù)荷為1-2L/（ms）,設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷f=1.156L/（ms）,那么堰上水面總長(zhǎng)為：L=幺=生豈=597比6m/1.156三角堰數(shù)量：=二=120個(gè)，每條溢流堰三角堰數(shù)量：120/6=20個(gè)。b0.05一條溢流堰上共有20個(gè)10mm的堰口，20個(gè)10mm的間隙。c.出溝渠設(shè)計(jì):每一個(gè)反映器沿長(zhǎng)邊設(shè)1條矩形出溝渠，長(zhǎng)為8.6m,2條出水槽的出水流至此出溝渠。設(shè)出溝

15、渠寬0.8m,坡度，出溝渠渠口周圍水流速度為0.3m/s,那么渠口周圍水深：J""*：0.038m。0.3x0.6以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì)算，出溝渠渠深：+=O.338m,出溝渠取0.6m深，出溝渠的尺寸為：8mx0.8mx0.6mo排水管設(shè)計(jì)：每一個(gè)UASB反映器排水量為6.9L/S,選用DN150鋼管排水，充滿度為，管內(nèi)水流速度為：v=4X（）-（）（）69-；-=0.651m/s,設(shè)計(jì)坡度為；總管流量為0.6x/rx0.15-W選用DN2。鋼管排水，充滿度為，管內(nèi)水流速度為一麻%二0.74m/s,設(shè)計(jì)坡度為。排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)：每日產(chǎn)生的懸浮固體:式中:Q nSo、SeEPss

16、=Q-(So-Se)rjE設(shè)計(jì)流量，m3/d；污泥產(chǎn)率，kgSS/kgCOD；進(jìn)出水COD的濃度,kgCOD/nf；去除率，本設(shè)計(jì)中取85%。式中:Pss P Pss=()xxx1200x1O-3=d每日產(chǎn)泥量為：產(chǎn)生的懸浮固體,kgSS/d；污泥含水率，以98%計(jì)；污泥密度，以lOOOkg/nf計(jì)。100x222.30(100-98)x1000= 11.12m3/d每日產(chǎn)泥量11.12m3/d,那么每一個(gè)USAB日產(chǎn)泥量5.56m3/do在每一個(gè)UASB反映器距離底部0.3m處沿長(zhǎng)度方向均勻設(shè)置排泥管一根，以便均勻排除污泥區(qū)的污泥。USAB反映器天天排泥一次，排泥管選用DN150的鋼管，排泥總管選用DN200的鋼管。必要時(shí)布水管兼做排泥管用。產(chǎn)氣量計(jì)算：采納每去除1千克COD產(chǎn)生0.5立方米沼氣做參數(shù)，那么每日產(chǎn)氣量為：Q