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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 dmkgCODNv 进出水 COD 浓度)/(2000 0 LmgC ，E=0.70 V= 30 8400 0 . 5 70. 0203000 m N EQC v ，取为 8400 3 m 式中 Q设计处理流量dm / 3 C0进出水 COD 浓度 kgCOD/ 3 m 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mh0 .17则 横截面积：)(495 0 .17 8400 2 m h V S 有效 单
2、池面积：)(165 3 495 2 m n S Si 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mD15，则高182 . 1*152 . 1*mDh，设计中取mh18 单池截面积：)(6 .1765 . 714. 3) 2 (*14. 3 222 mh D Si 设计反应器总高mH18，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：mmHD1815 反应器总池面积：)(8 .52936 .176 2 mnSS i 反应器总容积：)(900033000 3 mnVV i 2 （3）
3、 水力停留时间（HRT）及水力负荷（ r V） v N h Q V tHRT7224 3000 9000 )./(24. 0 36 .17624 3000 23 hmm S Q Vr 根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷)./(9 . 01 . 0 23 hmmVr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
4、离器长度：)(16 mbl 每个单元宽度：)(57. 2 7 18 7 m l b 沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即 288 2 m 沉淀区表面负荷率：)./(0 . 20 . 1)./(39. 0 288 58.114 2323 hmmhmm S Qi （2） 回流缝设计 设上下三角形集气罩斜面水平夹角为 55，取mh4 . 1 3 )(98. 0 55tan 4 . 1 tan . 3 1 m h b )(04. 198. 020 . 32 12 mbbb 式中：b单元三项分离器宽度，m； 1 b下三角形集气罩底的宽度，m； 2 b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
5、 一） ，m； 3 h下三角形集气罩的垂直高度，m； 3 设上下三角形集气罩斜面水平夹角为 55，取mh4 . 1 3 )(98. 0 55tan 4 . 1 tan . 3 1 m h b )(04. 198. 020 . 32 12 mbbb 式中：b单元三项分离器宽度，m； 1 b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 2 b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； 3 h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 2 21 mlnba
6、4 )/(98. 0 48.116 58.114 1 1 hm a Q v i 式中： 1 v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； 1 a下三角形集气罩回流缝总面积，m 2； 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/2 1 ，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mCDb3 . 0 3 )(2 .67163 . 0722 2 32 mlnba )/(7 . 1 2 .67 58.114 2 2 hm a Q v i 式中： 2 v上三角集气罩下断语
7、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； 2 a上三角形集气罩回流缝总面积，m 2； 3 b上三角形集气罩回流缝的宽度，m； 假设 2 a为控制断面 min A，一般其面积不低于反应器面积的 20%， 2 v就是 max v，同 时要满足：hmvvv/0 . 2)( max21 （3） 气、液分离设计由上图 1 知： )(24. 055sin3 . 055sinmCDCE )(42. 0 35sin 24. 0 35sin m CE CB 设0.5ABm则 )(15. 155tan) 2 04. 1 55cos5 . 0(55tan) 2 55cos( .2. 4 m b
8、ABh 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淀区的必要条件是： 5 b a vAD vAB 或 AB BC 沿 AB 方向水流速度：)/(72. 3 721624. 0 6/5 .687 2 hm NBCE Q v i a 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： 2 1 )( 18 d g V gb 式中：d气泡直径，cm； 1 液体密度，g/cm 3； g 沼气密度，g/cm 3； 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，cm 2； 设气泡直径cm
9、d01. 0，设水温 30 。C，3 1 /03. 1cmg， 33 1.13 10/ g g cm scmv/010. 0 2 ，95. 0；)./(0104. 003. 10101. 0scmg 由于废水动力黏滞系数值比净水的大，取 0.02)./(scmg 则： 32 0.95 981 (1.03 1.13 10 ) 0.010.266(/ )9.58(/ ) 18 0.02 b Vcm sm h 0.42 0.84 0.5 BC AB 58. 2 72. 3 58. 9 A b V V AB BC V V a b 可以脱去cmd01. 0的气泡 （4）三项分离器与 UASB 高度设计
10、三相分离区总高度： 5432 hhhhh 式中： 2 h集气罩以上的覆盖水深，取 0.5m； )(71. 1 55sin 4 . 1 55sin 3 m h AF 6 )(69. 052. 05 . 071. 1mABBDAFDF )(56. 055sin69. 055sin 5 mDFh 则：)(49. 256. 015. 14 . 15 . 0mh 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 dm
11、kgCODNv每个布水点服务 2-5m 2,出水流速 2-5m/s， 配水中心距池底一般 为 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 2 2.0 1.673.34()m 孔口向下。 （2） 布水孔孔径的计算： 流速 2 3600 4 D Q u i =)/(05. 4 1 . 014. 33600 6/5 .6874 2 sm 布水孔3 164
12、8个，出水流速为2.1 /um s，则孔径为： )(03.10 1 . 24814. 33600 58.114 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/VS
13、S L，则 UASB 反应器中污泥总量： )/(36.196)/(196360209818dtdkgCVG ss 7 厌氧生物处理 污泥产量取0.08/kgMLVSS kgCOD 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0.08/kgVSS kgCOD 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 . 5
14、245 .68708. 0 0 dkgMLVSSECQx 2） 不同试验规模下 MLVSS MLSS 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 . 0 MLSS MLVSS ，则 )/(7854 8 . 0 2 .6283 dkgMLSSx 单池产泥)/(1309 6 7854 6 dkgMLSS x xi 3） 污泥含水率 98%，当污泥含水率95%时，取)/(1000 3 mkg s 则污泥产量：)/(7 .392 %)981 (1000 7854 3 dmWs 单池排泥量：)/(45.65 6 7 .392 3 dmWsi 4) 污泥龄 )(0 .25 7854 1
15、96360 d x G c 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：WQK25174 污泥泵， 主要性能： 流量：Q=25m 3/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 出水系统设计计算 8 出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出， 出水是否均匀对处理效 果有很大的影响且形式与三向分离器及沉淀区设计有关。 （1） 出水槽设计 对于每个反应池有 7 个单元三项分离器，出水槽共有 7 条，槽宽 0.2m （2） 单个反应器流量： )/(032. 0 3600 58.114 3600 3 s
