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1、 1 1.厌氧塔 的设计计算 1.1 反应器结构尺寸设计计算 （ 1） 反应器的有效容积 设计容积负荷为 )/(0.5 3 dmk gC O DN v 进出水 COD浓度 )/(20000 LmgC ， E=0.70 V= 30 84000.5 70.0203000 mN EQC v ，取为 8400 3m 式中 Q 设计处理流量 dm/3 C0 进出水 COD浓度 kgCOD/ 3m E 去除率 NV 容积负荷 （ 2） 反应器的形状和尺寸。 工程设计反应器 3座，横截面积为 圆 形。 1） 反应器有效高为 mh 0.17 则 横截面积： )(4950.178400 2mhVS 有效 单池面
2、积： )(1653495 2mnSSi 2) 单池从布水均匀性和经济性考虑， 高、直径 比在 1.2： 1以下较合适。 设 直径 mD 15 ，则 高 182.1*152.1* mDh ，设计中取 mh 18 单池截面积： )(6.1765.714.3)2(*14.3 222 mhDSi 设计反应器总高 mH 18 ，其中超高 1.0m 单池总容积： )(3000)0.10.18(6.176 3 mHSV ii 单个反应器实际尺寸： mmHD 1815 反应器总池面积： )(8.52936.176 2 mnSS i 反应器总容积： )(900033000 3mnVV i 2 （ 3） 水力停留
3、时间（ HRT）及水力负荷（ rV ） vN hQVt H R T 722430009000 )./(24.036.17624 3000 23 hmmSQV r 根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷 )./(9.01.0 23 hmmV r 故符合要求。 1.7.2 三 相 分离器构造设计计算 （ 1） 沉淀区设计 根据一般设计要求，水流在沉淀室内表面负荷率 )./(7.0 23 hmmq 沉淀室底部进水口表面负荷一般小于 2.0 )./( 23 hmm 。 本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置 8个集气罩，构成 7个分离单元，则每池设置 7个三项分离器。 三项分离器长度： )(16 mb
4、l 每个单元宽度： )(57.27187 mlb 沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即 288 2m 沉淀区表面负荷率： )./(0.20.1)./(39.0288 58.114 2323 hmmhmmSQ i （ 2） 回流缝设计 设上下三角形集气罩斜面水平夹角 为 55，取 mh 4.13 )(98.055t a n 4.1t a n .31 mhb )(04.198.020.32 12 mbbb 式中： b 单元三项分离器宽度， m； 1b 下三角形集气罩底的宽度， m； 2b 相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之一）， m； 3h 下三角形 集气罩的垂直高度， m；
5、3 设上下三角形集气罩斜面水平夹角 为 55，取 mh 4.13 )(98.055t a n 4.1t a n .31 mhb )(04.198.020.32 12 mbbb 式中： b 单元三项分离器宽度， m； 1b 下三角形集气罩底的宽度， m； b h1 h2 h4 h3 b1 b2 图 4三相分离器计算草图 2b 相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之一）， m； 3h 下三角形集气罩的垂直高度， m； 下三角集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速 )(48.1161604.17 221 mlnba 4 )/(98.048.116 58.11411 hmaQv i 式中
6、： 1v 下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速， m/h； 1a 下三角形集气罩回流缝总面积， m2； l 反应器的宽度，即三项分离器的长度 b,m； n 反应器三项分离器的单元数； 为使回流缝水流稳定，固、液分离效果好，污泥回流顺利，一般 hmv /21 ，上三角集器罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速。设 mCDb 3.03 )(2.67163.0722 232 mlnba )/(7.12.67 58.11422 hmaQv i 式中： 2v 上三角集气罩下断语下三角集气罩斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速，m/h； 2a 上三角形集气罩回流缝总面积， m2； 3
7、b 上三角形集气罩回流缝的宽度， m； 假设 2a 为控制断面 minA ，一般其面积不低于反应器面积的 20%， 2v 就是 maxv ，同时要满足： hmvvv /0.2)( m a x21 （ 3） 气、液分离设计由上图 1知： )(24.055s i n3.055s i n mCDCE )(42.035s in 24.035s in mCECB 设 0.5AB m 则 )(15.155t a n)204.155c o s5.0(55t a n)255c o s( .2.4 mbABh 校核气、液分离。如图 2所示。假定气泡上升流速和水流速度不变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉
8、淀区的必要条件是： 5 bav ADv AB 或 ABBC 沿 AB方向水流速度： )/(72.3721624.0 6/5.6872 hmNBCE Qv ia 式中： B 三项分离器长度， m； N 每池三项分离器数量； 气泡上升速度： 21 )(18 dgV gb 式中： d 气泡直径， cm； 1 液体密度， g/cm3； g 沼气密度， g/cm3； 碰撞系数，取 0.95； 废水动力黏滞系数， g/(cm.s)； v 液体的运动黏滞系数， cm2； 设气泡直径 cmd 01.0 ，设水温 30。 C， 31 /03.1 cmg ， 331 .1 3 1 0 /g g cm scmv /
9、010.0 2 ， 95.0 ； )./(0104.003.10101.0 scmg 由于废水动力黏滞系数值比净水的大，取 0.02 )./( scmg 则： 320 . 9 5 9 8 1 ( 1 . 0 3 1 . 1 3 1 0 ) 0 . 0 1 0 . 2 6 6 ( / ) 9 . 5 8 ( / )1 8 0 . 0 2bV c m s m h 0.42 0.840.5BCAB 58.272.3 58.9 AbVV ABBCVVab 可以脱去 cmd 01.0 的气泡 （ 4）三项分离器与 UASB高度设计 三相分离区总高度： 5432 hhhhh 式中： 2h 集气罩以上的覆盖
10、水深，取 0.5m； )(71.155s in 4.155s in .3 mhAF 6 )(69.052.05.071.1 mABBDAFDF )(56.055s i n69.055s i n .5 mDFh 则： )(49.256.015.14.15.0 mh UASB总高度 H=7.5m，沉淀区高 2.5m，污泥床高 2.0m,悬浮区高 2.5m，超高 0.5m。 1.7.3 布水系统的设计计算 反应器布水点数量设置预处理流量、进水浓度，容积负荷等因素有 关，有资料知，颗粒污泥 )./(4 3 dmkgCO DN v 每个布水点服务 2-5m2,出水流速 2-5m/s，配水中心距池底一般为
11、 20-25cm。 （ 1） 配水系统： 配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设 1根 D=100mm的总水管， 16根d=50mm的支水管。支管分别位于总水管两侧，同侧每根只管之间的中心距为 2.0m，配水孔径取 15mm 孔距 2.0m，每根水管有 3个配水孔，每个孔的服务面积 22 .0 1 .6 7 3 .3 4 ( )m孔口向下。 （ 2） 布水孔孔径的计算： 流速236004 DQu i= )/(05.41.014.33600 6/5.68742 sm布水孔 3 16 48个，出水流速为 2.1 /u m s ，则孔径为： )(03.101.24814.33600 58.1
12、14 mmd 取 15mm 本装置采用连续进料方式，布水口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于 UASB反应器底部反射散布作用，有利于布水均匀，为了污泥和废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，建议进水点距反应底部 200300mm，本工程设计采用布水管离 UASB 底部 200mm 处。布水管设置在距 UASB反应器底部 mm200 处。 1.7.4 排泥系统的设计计算 （ 1） UASB反应器中污泥总量计算 一般 UASB 污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为20 /VSS L ，则 UASB反应器中污泥总量： )/(36.196)/(196360209818 dtdkgCVG
13、ss 7 厌氧生物处理 污泥产量取 0 .0 8 /kgM L V SS kgC O D 剩余污泥量的确定与每天去除的有机物量有关，当设有相关的动力学常数时，可根据经验数据确定，一般情况下，可按每去除 1kgCOD产生 0.050.10kgVSS计算，本工程取 0 .0 8 /kgVSS kgC O D 流量 hmQ /5.687 3 ，进水 COD 浓度 )/(6.5)/(5600 30 mkglmgC ， COD 去除率%85E ，则 1） UASB反应器的总产泥量 )/(2.628385.06.5245.68708.00 dk g M LV S SECQx 2） 不同试验规模下 MLVS
14、SMLSS 是不同的，因为规模越大，被处理的废水含无机杂质越多，因此取 8.0MLSSMLVSS ，则 )/(78548.0 2.6283 dk g M L S Sx 单池产泥 )/(1309678546 dk g M L S Sxxi 3） 污泥含水率 98%，当污泥含水率 95%时，取 )/(1000 3mkgs 则污泥产量： )/(7.392%)981(1000 7854 3 dmW s 单池排泥量： )/(45.656 7.392 3 dmWsi 4) 污泥龄 )(0.257854196360 dxGc 1.7.5 排泥系统的设计 在距 UASB反应器底部 100cm和 200cm高处个设置两个排泥口，共 4个排泥口。排泥时由污泥泵从排泥管强排。反应器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入集泥井中，排泥管选钢管 DN150mm。 由计算所得污泥量选择污泥泵，型号为： WQK25 17 4污泥泵， 主要性能： 流量： Q=25m3/h；扬程： H=17m；电机功率： P=4Kw；数量： 3台； 用 2台泵同时给两组反应器排泥，设每天排泥一次 1.7.6 出水系统
