某乳業(yè)養(yǎng)殖基地廢水處理中升流式厭氧污泥床反應器設計計算案例（1）設計數(shù)據(jù)這種厭氧反應器不僅擁有著緊湊的結構，而且還能把沉淀和生物反應結合于一體。取容積負荷為；取去除率為；取去除率為；取去除率為：設計流量取沼氣產率（2）反應器形狀以及尺寸設計1）反應器的可利用的體積（3.12）2）反應器規(guī)模一般來說，反應器的形狀有矩形和圓形，本著盡可能簡單的原則決定采用矩形的反應器。通常情況下，反應器可利用高度為，在本次設計中取，那么橫截面積為（3.13）本設計用兩個一樣的池子，那么每個池子的面積為一般情況下池子的長邊是寬邊的2倍，那么取長度為，那么池子寬則為，近似于,那么每個池子的截面積為。設反應器的超高為，則反應器各部分加起來總高度為每一個池子的容積（3.14）總共的容積總共面積由上面可知反應器的可利用的體積，則池子的容積的可利用系數(shù)為該系數(shù)在的范圍，符合要求。（3）水力停留時間HRT和每天單位面積處理的水量（3.15）（3.16）通過查閱相關資料，對于顆粒污泥來說，單位面積每天處理的水量取，在設計要求的范圍之內，符合設計的要求。（4）進水配水的系統(tǒng)的設計計算在設計的時候，要保證進水均勻分布在反應器的底部，保證每個單位進水的多少大概大致一樣的，防止出現(xiàn)短路或者表面負荷不均勻的現(xiàn)象。經過查閱了設計手冊可以得到，，一般情況下從配水中心到池底的長度是,水的流速是，污泥的量，每個點能覆蓋的區(qū)域。1）配水系統(tǒng)在本設計之中，不采用傳統(tǒng)的單根管道的布置方法，而是設置多根管道，多個配水孔進行配水的方式，這是為了確保整個輸配水的過程是均勻的。設計一個總管，直徑設置為，再設計個分支水管，直徑設置為，每兩個分支水管中心相隔的距離為，配水的小孔孔口的直徑為，每兩個小孔的距離設計為，一個分支水管對應個小孔，每個小孔都是向下開口。2）孔徑①流速（3.17）一共有個布水孔，為了使穿孔管的出水足夠均勻，一般要求水在出口位置流速不得，那么本設計中取出水的流速為，那么孔徑為，取在本設計中，關于投加進料采用的是不間斷的方式，布水孔的孔口采用向下布置的方法，這樣可以防止管道的口被雜物堵塞住，而且的底可以讓水更快更均勻地擴散?？梢允刮勰嗯c即將被處理的水接觸的更充分，底部管道堵塞的可能性大大降低，一般來說，進水處到反應器底部最好保持的距離，本設計之中為。②上升水流的速度與氣流的速度在溫度為的條件下，容積負載是，沼氣產生的速率為?？账託馍仙俣?，那么此時的水流速度為（3.18），符合要求。取，此時的氣流速度：（3.19）符合要求。（5）三相分離器構造設計計算三相分離器為里面的一項重要構造，固體、液體還有氣在反應器里面的進行分離的效果會受到其影響，這會對反應器正常的運行情況和處理水的水質產生重要影響。1）沉淀區(qū)經過仔細查閱相關資料，一般情況下水在進行沉淀的反應室中的單位池子的表面積上面的所產生水的量一般為，用于進行沉淀的反應室的下面底部的地方用來進水的口的單位時間里可以處理的水的量一般來說都小于。在本設計之中，跟長度比較小的一邊平行，沿著池子長度相對比較大的一邊按相同距離來安裝個罩子用來收集氣體，這樣就出現(xiàn)了個可以用來分離的格子，那么就有個三相分離器，把這些一一對應的安裝到池子中。三相分離器的長度每個單元寬度那么用來沉淀的地方里面被用來沉淀的面積跟反應器的水平面積是一樣的，為。則用來沉淀的地方單位面積上可以有的水量是（3.20）2）回流縫在本設計之中，上下形狀為三角形的用來集氣的罩子的側面部分跟平面夾的角度取，設，，m（3.21）（3.22）回流縫中的混合液的上升流速(3.23)（3.24），滿足要求。要保證污泥可以反過來穩(wěn)定的流動，則污泥返回來流動時候的縫隙是穩(wěn)定的，液、固體分開的效果很好，通常來說，流速都。設寬度，滿足要求。上面收集氣體的罩子的下底的寬度取，那么則取，根據(jù)計算可知，用來集氣的罩子上部分底的寬度為mmmmm3）氣、液分離設計在這部分的水的流動的狀態(tài)相對來說是略微復雜的。根據(jù)速度合成的四邊形法則，取氣泡直徑，水的溫度，液體密度沼氣密度液體運動的黏滯系數(shù)，氣泡的碰撞系數(shù)，廢水動力的黏滯系數(shù)沿AB方向水流速度氣泡上升速度（3.25）設氣泡向上面跑的和水向上面流的這兩個速度都是差不多的，參考平行相似的原理，控制氣泡向上面跑的時候的方向，使其離相關區(qū)域遠一點，這一要求為在反應器里面水的溫度是，凈水，則凈水動力粘度為一般情況下，污水跟凈水相比，μ值會比較大，那么就取它的兩倍。動力粘度為氣泡在平靜的水中上升的速度為沿AB方向水流速度m/?則；，滿足條件。高度設計取，則總高度（3.26）那么即三相分離器的總高度為。（6）排泥系統(tǒng)1）污泥總量一般情況下，組成反應床的污泥下沉的能力良好。其平均濃度為，本設計采用的反應裝置中的總污泥量（3.27）2）污泥產量污泥產量的取，假定1kg的能生成的-VSS，本次設計里面，流量，進水的濃度，去除率，則①總污泥量（3.28）②在不一樣情況下也不一樣的，這個數(shù)值會隨著水量進行變化，所以這里設，那么一個池子產生的泥③污泥里面的水占比，當這個比例比還大的時候，設，那么生成污泥的量m3/d一個池子放出泥量m3④污泥齡（3.30）（8）排泥系統(tǒng)的設計排出泥的孔設計在反應器底下的位置，一共個排泥口。每天都按固定的時間用污泥泵排一次泥，排泥管的直徑選擇。根據(jù)前文的計算結果來選擇泵，最終選擇型污泥泵，處理能力為，揚程為，功率為。一共選用臺，臺投入使用，臺作為以后的備用。（9）出水系統(tǒng)出水系統(tǒng)是將所有的出水集合在一起，這個系統(tǒng)會對后面的工藝有一定的影響。1）出水槽個三相單元分離器對應一個池子，設置條出水的槽，槽寬為。2）一個反應器流量3）出水槽設，那么出水槽的口的周圍水的深度為（3.31）出水的槽口旁水槽深度在這里取，為，一共個槽道，設計規(guī)模為：。4）溢流堰設計12條長度為的用于出水的溢流堰。設計成口寬、高度為的三角堰。每個反應器能處理的水，查閱資料可知，負荷為取負荷為，則水面的總共長度為m（3.32）三角堰數(shù)個，取個每條堰上的三角堰數(shù)個每一個溢流堰上面都設置個的堰口，每一塊堰板都有個間隙為的間隙。校核：出流率90°三角堰（3.33）那么頂上的水深5）出水渠設計計算設出水的渠道在長邊上，在這里集合的水都是由出水槽流出來，設該出水渠道的寬度，，渠旁的出水流速取。由此可以得出渠口旁水深為（3.34）以槽口的高度作為參考，那么可以計算得出渠道深度為離得最遠的出水槽距離出水口16?出水渠長尺寸為，取比降為。6）排水管設計流量，選擇鋼鐵材質的管道，，，。（10）收集沼氣的系統(tǒng)1）在整個反應中，主要是在厭氧的階段會產生沼氣，取產生氣體的總量（3.35）那么一個產生氣體的量為2）每個池子包含集氣管的數(shù)量為個，每根管子里面的流量最多為查閱相關資料，將氣體從集氣室里面排出來的管道的，所以直接取。3）主干管：本設計的主管選用鋼鐵材質的管道，從每個池子輸出沼氣的管子的。那么每個池子管道的最大氣流量充滿度為，代入。那么可以計算出流速為氣體通過管子最大量為取，。流動速度為（11）水封罐罐體里面有很多水，可以很好地對氣壓進行控制，它也可以在沼氣的凈化這方面起到一定作用，它還可以控制氣體和液體的相交面，當相交的面過高時會發(fā)生意外。本設計用兩個水封罐。1）水封高度設安全起見，取收集氣體的罩子中放出氣體的最大的氣壓,存放氣體的罐子里面的壓強，那么。設置直徑為的進水管1個、出氣管也1個，水封高度為。設置的進水管1個、放空管也設1個，然后還需設置液面計。2）氣水分離器本設計中，我們采用分離器把沼氣中的水進行烘干去除，機器規(guī)模采用的是個鋼鐵材質的，在之前給該機械中裝上鋼絲進行填充，沼氣在進入機器之前就要使其變得干凈，在機器上面還要安裝很多其他的設備。3）沼氣柜的容積通過一系列的計算，我們能夠得出反應器每運行一天就會產生的沼氣，那么這個數(shù)值就決定了需要準備用于對產生的沼氣進行存放的容器的大小。（12）對于設計的其他方面1）取樣管在池子的壁面上安裝取樣管以此對反應器