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N = 5.0kgCOD/(m3 /d)v进出水 COD 浓度C0 二 2000(mg/L) , E=0.70QC E 3000x 20x0.70V= 0 = = 8400m3，取为 8400 m3N 5.0v式中Q 设计处理流量m 3/dC ——进出水 COD 浓度 kgCOD/m3E ——去除率N ——容积负荷V(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 h = 17.0m 则V 8400横截面积：S = 有效= —495(m2)h 17.0S 495单池面积：S = = = 165(m2)i n 32) 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 D = 15 m，则高 h = D *1.2 = 15 *1.2m = 18，设计中取 h = 18 m单池截面积：S' = 3.14*GD)2h = 3.14x7.52 = 176.6(m2)i2设计反应器总高H = 18m，其中超高1.0m单池总容积：V = S' x H = 176.6x (18.0 —1.0) = 3000(m3)ii单个反应器实际尺寸：D x H =(p15 m x 18 m反应器总池面积： S = S'xn=176.6x3=529.8(m2)i反应器总容积： V =V' xn =3000x3=9000(m3)i(3)水力停留时间(HRT)及水力负荷(V)Nrv+ V 9000 “ 7”t = = x 24 = 72hHRT Q 3000Q 3000V - - - 0.24[m3 /(m2.h)]r S 24x176.6x 3根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷V二0.1 -0.9m3/(m2.h)故符合要求。
r1.7.2三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q' < 0.7m3/(m2.h)沉淀室底部进水口表面负荷一般小于2.0m3 /(m2.h)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：l'二b二16(m)l 18每个单元宽度：b'二-二—二2.57(m)沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即288 m 2沉淀区表面负荷率：Q _ 114.58T_ 288=0.39m3 /(m2.h) < 1.0 一 2.0m3 /(m2.h)2) 回流缝设计设上下三角形集气罩斜面水平夹角Q为55°，取h二1.4m3h 1.43 二•二 0.98(m) tanQ tan 55.=b - 2b = 3.0 - 2 x 0.98 = 1.04(m)1式中：b —单元三项分离器宽度，m;b1 —下三角形集气罩底的宽度，m；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；2h3—下三角形集气罩的垂直高度，m；设上下三角形集气罩斜面水平夹角Q为55°，取h二1.4m3h 1.4b = 3— = = 0.98(m)1 tan a tan 55.b = b - 2b = 3.0 - 2 x 0.98 = 1.04(m)21式中： b —单元三项分离器宽度， m；bi —下三角形集气罩底的宽度，m;图 4 三相分离器计算草图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 2一)， m；h3—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a 二 nb l '二 7 x 1.04 x 16 二 116.48(m2)1 2Q 114.58v = i = = 0.98(m / h)i a 116.481式中：vi一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；ai一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V] < 2m/h，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b = CD = 0.3m 3a = 2nb / = 2 x 7 x 0.3 x 16 = 67.2(m2)23Q = 114.58a 67.22=1.7(m/h)式中： v —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，2m/h；a —上三角形集气罩回流缝总面积， m2；2b —上三角形集气罩回流缝的宽度， m；3假设a为控制断面A ，一般其面积不低于反应器面积的20%，v就是v ，同2 min 2 max时要满足： v < v (v ) < 2.0m/h1 2 max3) 气、液分离设计由上图1知：CE = CD sin 55 0.3 x sin 55 0.24(m)CE 0.24CB = = = 0.42(m)sin 35 sin 35设 AB = 0.5 m 则b 1.04h = (AB cos 55. + 2) tan 55. = (0.5 x cos55. + ) tan 55. = 1.15(m)4 2 2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：v AD BC-b > 或v AB ABa沿 AB 方向水流速度：二 3.72(m/ h)Q 687.5/ 6 i = CE x B x 2 x N 0.24 x 16 x 2 x 7式中：B—三项分离器长度，m;N—每池三项分离器数量;Bg气泡上升速度：V = x (p -p ) x d2b 18卩 i g式中： d —气泡直径， cm；p1 —液体密度， g/cm3；p —沼气密度， g/cm3；gB —碰撞系数，取 0.95；卩一废水动力黏滞系数，g/(cm.s)；v 一液体的运动黏滞系数，cm2；设气泡直径d = 0.01cm，设水温 30°C, p = 1.03g/cm3, p = 1.13x10-3g /cm3 1gv = 0.010cm2 / s , B= 0.95 ；卩=0.0101 x 1.03 = 0.0104[g /(cm.s)由于废水动力黏滞系数值比净水的大，取0.02 g /(cm.s)则：0.95 x 98118 x 0.02x(1.03-1.13x10-3)x0.012 = 0.266(cm / s) = 9.58(m / h)BCAB042 = 0.840.5V 9.58V = 372A= 2.58V BCb > 可以脱去d > 0.01cm的气泡V AB a(4)三项分离器与UASB高度设计三相分离区总高度：h = h + h + h — h2345式中： h —集气罩以上的覆盖水深，取 0.5m；2AF =丄=_2^ = 1.71(m) sin 55 - sin 55 -DF 二 AF - BD - AB 二 1.71 - 0.5 - 0.52 二 0.69(m)h 二 DFsin55.二 0.69x sin55.二 0.56(m)5则：h = 0.5 +1.4 +1.15 - 0.56 二 2.49(m)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N > 4kgCOD/(m3.d)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v为 20-25cm1 ) 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Q = 15mm孔距2.0m，每根水管有3个配水孔，每个孔的服务面积2.0 xl.67 = 3.34(m2) 孔口向下2) 布水孔孔径的计算：= 4.05( m / s )4Q 4x 687.5 / 6流速u = i 二3600兀 D 2 3600 x 3.14 x 0.12布水孔3x 16 = 48个，出水流速为u = 2.1m/s，则孔径为：|' 114.58d = = 10.03(mm)取 15mm3600 x 3.14 x 48 x 2.1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200~300mm，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200mm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20VSS / L，则UASB反应器中污泥总量：G = V x C = 9818 x 20 = 196360(kg / d) = 196.36(t / d)ss厌氧生物处理 污泥产量取Y = 0.08kgMLVSS /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IkgCOD产生0.05~0.10kgVSS计算，本工程取 Y = 0.08kgVSS / kgCOD流量Q 二 687.5加/h，进水 COD 浓度C0 二5600(mg/1)二5・6(kg/化)，COD 去除率E = 85%，贝q1)UASB 反应器的总产泥量Ax = y x Q x C x E 二 0.08 x 687.5 x 24 x 5.6 x 0.85 二 6283.2(kgMLVSS/d)02)MLVSS不同试验规模下 是不同的，因为规模越大，被处理的废水含无机杂质越多,MLSSMLVSS 八。
因此取 =0.8，贝qMLSSfrrs o Q CAx = 二 7854(kgMLSS / d)0.8Ax 7854单池产泥 Ax = = = 1309(kgMLSS / d)3)i 6 6污泥含水率98%，当污泥含水率〉95%时，取P = 1000(kg/m3) s7854贝污泥产量：单池排泥量：Ws = 1000 x(1-98%) = 392J(m 3/d)392.7W = = 65.45( m 3/d)si 64)污泥龄9 =二== 25.0(d) c Ax 78541.7.5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 D。