UASB反应器地设计计算

1、实用文案第二章啤酒废水处理构筑物设计与计算第一节 格栅的设计计算一、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在废水渠道的进口处,用于截留 较大的悬浮物或漂浮物,主要对水泵起保护作用,另外可减轻后续构筑物的处理负 荷.二、设计参数取中格栅；栅条间隙d=10mm栅前水深h=0.4m ;格栅前渠道超高h 2=0.3m过栅流速v=0.6m/s ;安装倾角a =45 ;设计流量 Q=5000md=0.058m3/s三、设计计算h2E hiHih H_, _hhiBiBBi500H tg1000图2.1格栅设计计算草图一栅条间隙数nQ max 7 sin an =bhv=0.058 X Vsin4

2、5 + 0.01 + 0.4 + 0.6=20.32取n=21条式中：Q设计流量,m/s 格栅倾角,取450 栅条间隙,取0.01m 栅前水深,取0.4m标准文档实用文案v过栅流速,取0.6m/s ;二栅槽总宽度B设计采用宽10 mm长50 mm迎水面为圆形的矩形栅条,即s=0.01mB=SXn-1+b xn=0.01 X 21-1+0.01 X21=0.41 m式中：S 格条宽度,取0.01mn 格栅间隙数,b 栅条间隙,取0.01m三进水渠道渐宽局部长度11设进水渠道内流速为0.5m/s,那么进水渠道宽B=0.17m,渐宽局部展开角a1取为202 tga=0.41-0.17+2+tg20=

3、0.32式中：l1 进水渠道间宽部位的长度,mL2 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度,mB 栅槽总宽度,mB1 进水渠道宽度,ma1 进水渠展开角,度四栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度l2 l2= l 1/2=0.32/2=0.16m五过栅水头损失h取k=3, B =1.83栅条断面为半圆形的矩形,v=0.6m/s 4/3h o=0X S+ b XVA2+ 2-gXsin a=1.83 x 0.01 +0.01 4/3 X0.6A2+2 + 9.8 Xsin45 =0.024 m标准文档实用文案h i=kxh0 =3X0.024=0.072 m式中：h0- 计算水头损失,mh i 过格

4、栅水头损失,mk系数,水头损失增大倍数B 形状系数,与断面形状有关工S 格栅条宽度,mb 栅条间隙,mv 过栅流速,m/sa 格栅倾角,度六栅槽总高度H取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽高H=h+h=0.7m那么总高度H=h+h+h=0.4+0.072+0.3=0.772 m七栅槽总长度LHL=li+12+0.5+1.0+ -H1-tg45=0.32+0.16+0.5+1.0+ -07vtg45=2.68 m式中：H i 格栅前槽高,Hi=h+ h2=0.4+0.3=0.7八每日栅渣量W取 W=0.06m3/103nl K2=1.0那么 W=Q Wi 864.0 K2 1000=0.058 X

5、 0.08 X 86400 + 1.5 + 1000=0.27 m2/d 采用机械精渣式中：q设计流量,m/sW i 栅渣量m3/103m：污水,取0.10.01,粗格栅用小值,细格栅用大值,中格栅用中值.取0.08K2- 污水流量总变化系数.标准文档实用文案第二节调节沉淀池的设计计算一、设计说明啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大,为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量和水质进行调节,由于啤酒废水中悬浮物(ss)浓度较高,此调节池也兼具有沉淀池的作用,该池设计有沉淀池的泥斗,有足够的水力 停留时间,保证后续处理构筑物能连续运行,其均质作用主要靠池侧的沿程进水, 使同时进入

6、池的废水转变为前后出水,以到达与不同时序的废水相混合的目的.二、设计参数水力停留时间T=6h;设计流量 Q=5000n/d=208m5/h=0.058m3/s,采用机械刮泥除渣.表2.1调节沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)20001010350去除率(%7750出水水质(mg/l)1860939.3175三、设计计算调节沉淀池的设计计算草图见下列图 2.2 :标准文档实用文案nH25000图2.2调节沉淀池设计计算草图0HO水进OO(1) 池子尺寸池子有效容积为：V=QT=208 6=1248n3取池子总高度H=2.5m,其中超高0.5m,有效水深h=2m那么池

7、面积 A=V/h=1248/2=624n3池长取L=35m,池宽取B=20m贝U池子总尺寸为 LX BX H=35X 20X2.5(2) 理论上每日的污泥量W= Q*(C0-Ci)/1000(1-0.97)式中：Q设计流量,m/dC0 进水悬浮物浓度,mg/LC1 出水悬浮物浓度,mg/LP0 污泥含水率,%W=5000*(350-175)/(1000*1000(1-0.97)=29.2m3/d(三)污泥斗尺寸取斗底尺寸为500X 500,污泥斗倾角取60标准文档实用文案那么污泥斗的高度为：h2=(5-0.2)x tg60 0=8.3136m122污泥斗的谷积 V2= - h2 (a1 +81

8、82+82)3=1 X 8.3136 X (202+20X 0.5+0.5 2)3=1136.88mV总Wf合设计要求,采用机械泵吸泥四进水布置进水起端两侧设进水堰,堰长为池长 2/3第三节 UAS阪应器的设计计算一、设计说明UASB即上流式厌氧污泥床,集生物反响与沉淀于一体,是一种结构紧凑,效 率高的厌氧反响器.它的污泥床内生物量多,容积负荷率高,废水在反响器内的水力停留时间较短, 因此所需池容大大缩小.设备简单,运行方便,勿需设沉淀池和污泥回流装置,不需充填填料,也不需造价相对较低,便于治理,且不存在堵塞问题.在反响区内设机械搅拌装置, 二、设计参数一参数选取设计参数选取如下：容积负荷(N

9、v) 6.0kgCOD/(m3 - d);污泥产率 0.1kgMLSS/kgCOD产气率 0.5m3/kgCOD水质指标CODBODSS进水水质mg/l1860939.3175去除率%759087出水水质mg/l46593.9322.75反响器进出水水质指标二设计水质表 2.2 UASB(三)设计水量Q = 5000m/d=208m7h=0.058 m 3/s标准文档实用文案三、设计计算(一)反响器容积计算uaseW效容积：v有效=90式中:QSNNv设计流量,nm/s进水CO的量,mg/l容积负荷,kgCOD/(m3 - d)V 有效= 5000X 1.860/6.03=1550m将UAS殴

10、计成圆形池子,布水均匀,处理效果好取水力负荷 q = 0.8m3/(m2 h)那么 A= Q= 208/0.8 =260陷h=米用4座相同的D=qV =1550/260 =6.0mAUASES应器A=- =260/4 = 65 m24J4 A1 = (4 X 65/3.14) 1/2=9.1m取 D=9.5m那么实际横截面积为4=工兀 D2=- X3.14 X9.52442=70.85m2实际外表水力负荷为q=Q/A= 208/(4 X 70.85)=0.731.0故符合设计要求(二)配水系统设计本系统设计为圆形布水器,每个 UASES应器设36个布水点(1)参数每个池子流量：Q = 208/

11、4 = 52 m 3/h标准文档实用文案(2)设计计算布水系统设计计算草图见下列图2.3 :图2.3UAS面水系统设计计算草图圆环直径计算：每个孔口效劳面积为：122a= -pD /36 = 1.97m 4a在13m2之间,符合设计要求可设3个圆环,最里面的圆环设 6个孔口,中间设12个,最外围设18 个孔口1)内圈6个孔口设计效劳面积：S = 6 X 1.97=11.82m2折合为效劳圆的直径为： = (4 X 11.82/3.14) 1/2P =3.9m用此直径作一个虚圆,在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环,其上 布6个孔口,那么圆的直径计算如下：应二人 42贝 U di =2slP(2 X

12、 11.82/3.14) 1/2标准文档实用文案=2.7m2) 中圈12个孔口设计效劳面积：&=12X 1.97=23.64m2 折合成效劳圆直径为：4(S+ S2) p=(4 X (11.82+23.64)/3.14)1/2=6.72m中间圆环直径计算如下：1 九(6.72 2-d 22) = 1942那么 d2=5.49m3)外圈18个孔口设计效劳面积：&=18X 1.97=35.46m2 折合成效劳圈直径为：4(+ 8 + 一)=9.50m外圆环的直径d3计算如下：1 九(9.50 2-d 32)= 1 S3 42贝U d3= 8.23m(三)三相别离器设计三相别离器设计计算草图见下列图

13、2.4 :标准文档实用文案h1h2h5h3Ch4H DB500b1Ab2b1图2.4 UASB三相别离器设计计算草图设计说明三相别离器要具有气、液、周三相别离的功能.三相别离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液别离器的设计.2沉淀区的设计三相别离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同,主要是考虑沉淀区的面积和水深,面积根据废水量和外表负荷率决定.由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反响产生少量气体,这对固液别离不利,故设计时应满足以下要求：1沉淀区水力外表负荷1.0m/h2沉淀器斜壁角度设为50.,使污泥不致积聚,尽快落入反响区内3进入沉淀区前,沉淀槽底逢隙的流速三2m/h4总沉淀

14、水深应大于1.5m5水力停留时间介于1.52h如果以上条件均能满足,那么可到达良好的别离效果沉淀器集气罩斜壁倾角9 = 500沉淀区面积为：A=1/4 兀 D2=1/4 X 3.14 X 9.52=70.85南标准文档实用文案外表水力负荷为：q=Q/A=208/(4 X 70.85)=0.731.0符合设计要求.(3)回流缝设计取 hi=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m如图 2.4 所示：bi=h3/tg 9式中：b 1 下三角集气罩底水平宽度,m;9 下三角集气罩斜面的水平夹角；h 3 下三角集气罩的垂直高度,m;tg50=1.26mb2=9.5-2 X 1.26=6.98m下三角集

15、气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速Vi可用下式计算：Vi=Q/Si式中：3Q1 反响命中废水流重, m/h ；2S1 下三角形集气罩回流逢面积,m；V= (208/4)/(3.14X 6.982/4)=1.36m/hV2m/h,符合设计要求上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V2=Q/S2,式中：Q 1 反响器中废水流量,nVh ；S2 上三角形集气罩回流逢之间面积,吊；取回流逢宽CD=1.4m上集气罩下底宽CF=7.8m那么 DH=CDX sin50 =1.07 mDE=2DH+CF =2 X 1.07 +7.8=9.94mS2=tt (CF+DE)CD/2 =39.0

16、m2标准文档实用文案那么 V2= Q i/S 2=208/(4 X 39.0)=1.33m/hV故符合设计要求i净水的n ,故取n =0.02g/cm - s由斯托克斯工式可得气体上升速度为：r g2Vb=(r1- rg)d18m g=(0.95 X9.81 X (1.03-1.2 X 10-3) X 0.01 2) / (18X0.02) =0.266cm/s=9.58m/hVa=M=1.33m/hWJ: 逅=9.58/1.33=7.20, BC =2.18/0.64=3.41 VaAB标准文档实用文案% BC ,故满足设计要求.VaAB(四)出水系统设计采用锯齿形出水槽,槽宽0.2m,槽高

17、0.2m(五)排泥系统设计产泥量为：1860X 0.75 X0.1 X5000X 10-3=697.5 kgMLSS/d每日产泥量697.5kgMLSS/d,那么每个USA田产泥量174.38kgMLSS/d,可用150mm 排泥管,每天排泥一次.(六)理论上每日的污泥量W= Q*(Co-Ci)/1000(1-0.97)式中：q设计流量,m/dC0 进水悬浮物浓度,mg/LC1 出水悬浮物浓度,mg/LP0 污泥含水率,W=5000*(175-22.75)/(1000*1000(1-0.98)=38.06m3/d(七)产气量计算每日产气量：1860X 0.75 X 0.5 X5000X 10-

18、3=3487.5m7d标准文档实用文案SBRS应器的设计计算一、设计说明经UASBtt理后的废水.0池量仍然很高,要到达排放标准,必须进一步处理,即 采用好氧处理.SB用构简单,运行限制灵活,本设计采用 6个SBR反响池,每个 池子的运行周期为6h 二、设计参数(一)参数选取(1)污泥负荷率Ns取值为 0.13kgBOD/(kgMLSS d)(2)污泥浓度和SVI污泥浓度采用3000 mgMLSS/L,SVI取100(3)反响周期SBRR期采用T=6h,反响器一天内周期数n=24/6=4(4)周期内时间分配反响池数:N=6进水时间：T/N=6/6=1h反响时间：3.0h静沉时间：1.0h排水时

19、间：0.5h(5)周期进水量Q 0=-Q =(5000 X 6)/(24 X6)=208.3m3/s24 N(二)设计水量水质设计水量为：Q=5000m/d=208m3/h=0.058m3/s设计水质见下表2.3:标准文档实用文案表2.3 SBR反响器进出水水质指水质指 标CODBODSSNH4-NTP进水水质(mg/l)46593.9322.75406去除率(%959565出水水质(mg/l)23.254.77.96三、设计计算一反响池有效容积w_nQoSo ViXNs式中：n反响器一天内周期数Qo 周期进水量,m3/sSo 进水 BODt量,mg/lX污泥浓度,mgMLSS/LN s 污泥

20、负荷率V 4 X 208.3 X 187.86/3000 X0.13=401.3 m3二反响池最小水量Vmin=V1-Q0=401.3-208.3=193m3三反响池中污泥体积Vx=SVI MLSS Vi/106=100X 3000X401.3/10 6=120.39 m3VminVX,合格(四)校核周期进水量周期进水量应满足下式：Q(1- MLSS MLSS /106) - V=(1- 100 X3000 /10 6) X 401.3=280.91m3而Q=208.3nf280.91m5故符合设计要求(五)确定单座反响池的尺寸SBRW效水深取5.0m,超高0.5m, WJ SBR总高为5.5

21、m,2SBR勺面积为 401.3/5=80.26m设SBR勺长：宽=2: 1那么SBR的池宽为：6.5m；池长为：13m.标准文档实用文案SBRK应池的最低水位为：193/(6.5 Xl3)=2.28mSB阪应池污泥高度为：120.39/(6.5 X 13) =1.42m2.28-1.42=0.86m可见,SBRR低水位与污泥位之间的距离为 0.86m,大于0.5m的缓冲层高度符 合设计要求.(六)鼓风曝气系统(1)确定需氧量Q由公式：Q=a Q(G-Se)+b / XvV式中：a / 微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率,kgQ 污水设计流量,nVdS 0 进水 BODt量,mg/lSe

22、出水 BODt量,mg/lb/ 微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率,kgXv单位曝气池容积内的挥发性悬浮3固体(MLVSS 量,kg/m取 a,=0.5, b x =0.15;出水 Se =9.393mg/L ;Xv=f X X =0.75 X 3000=2250mg/L =2.25kg/m3;3V=6Vi =6 X 401.3=2407.8m代入数据可得：O 2=0.5 X 5000X (187.86-9.393)/1000+0.15 X2.25 X 2407.8 =1258.8kg O2/d 供氧速率为：R= O 2/24=1258.8/24=52.45 kg O2/h(2)供气量的

23、计算采用SX-1型曝气器,曝气口安装在距池底0.3m高处,淹没深度为4.7m, 计算温度取25该曝气器的性能参数为：Ea=8% Ep=2 kgQ/kWh;效劳面积1-3m2;供氧水平20-25m3/h -个；标准文档实用文案查表知氧在水中饱和容解度为：C s(20)=9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L扩散器出口处绝对压力为：Pb = Po+9.8X103XH =1.013 X 105+9.8 X 103X4.7 =1.47 Xl05pa 空气离开反响池时氧的百分比为：O .21(1- Ea)Ot =z-79+ 21(1- Ea) =21(1- 0.08) 79+ 21(1- 0.

24、08)=19.65%反响池中容解氧的饱和度为：C sb(25) = Cs(25)(Pb/(2.026 X 105)+Ot/42)=8.38 X(1.47 X 105/2.026 X 105+19.65/42) =10.0mg/LC sb(20) = Cs(20) (Pb/(2.026 X 105)+Ot/42) =9.17 (Pb/(2.026X 105)+Ot/42)=10.9mg/L取a =0.85, B =0.95,C=2, p =1,20 C时,脱氧清水的充氧量为： R=RQ(2)/a(brC sb(25)-C) X 1.24(25-20)=28.86 X 10.9/0.85 X (0

25、.95 X 10.0-2) X 1.245 =43.8 kg O 2/h 供气量为：Gs= R/0.3Ea=43.8/(0.3X 0.08)=1826m3/h3 .=30.43m/min布气系统的计算 反响池的平面面积为： 2 6.5 X 13.0 *6=507陷每个扩散器的效劳面积取1.7m2,那么需507/1.7=299个. 取299个扩散器,每个池子需50个.布气系统设计如下列图2.5:标准文档实用文案图2.5 SBR反响气布气系统设计草图(4)空气管路系统计算按SBR勺平面图,布置空气管道,在相邻白两个SBR也的隔墙上设一根 干管,共五根干管,在每根干管上设 5对配气竖管,共10条配气

26、竖管.那么每根配气竖管的供气量为：18263=365.2m3/h5本设计每个SBR也内有50个空气扩散器那么每个空气扩散器的配气量为：18263=36.52m / h50选择一条从鼓风机房开始的最远最长管路作为计算管路,在空气流量变 化处设计算节点.空气管道内的空气流速的选定为：干支管为1015m/s；通向空气扩散器的竖管、小支管为 45m/s；空气干管和支管以及配气竖管的管径,根据通过的空气量和相应的流确 定.空气管路的局部阻力损失,根据配件类型按下式Lo = 55.5KD12式中：l 管道的当量长度,m标准文档实用文案D管径,mK长度换算系数,按管件类型不同确定折算成当量长度损失lo ,并

27、计算出管道的计算长度l+lo(m),空气管路的沿程阻力损失,根据空气管的管径D(mm)空气量肃/min , 计算温度C和曝气池水深,得空气管道系统的总压力损失为：S(h + h2) =96.21 X9.8= 0.943 kpa空气扩散器的压力损失为5.0kpa,那么总压力损失为：0.943+5.0 =5.943 kpa为平安起,设计取值为9.8kpa那么空压机所需压力 p=(5-0.3) X 9.8 X 103+9.8 X 103=56 kpa又 Gs=37.64n3/min由此条件可选择罗茨RME-20S鼓风机转速1170r/min ,配套电机功率为75kw(七)理论上每日的污泥量W= Q*

28、(C0-Ci)/1000(1-0.97)式中：q设计流量,m/dC0 进水悬浮物浓度,mg/LC1 出水悬浮物浓度,mg/LP0 污泥含水率,W=5000*(22.75-7.96)/(1000*1000(1-0.98)=3.7m3/d(八)污泥产量计算选取a=0.6,b=0.075,那么污泥产量为：x=aQSr-bVXv=0.6 X 5000X (187.86-9.393)/1000-0.075 乂 2407.8 乂 2.25 =129kgMLVSS/d标准文档实用文案第三章污泥局部各处理构筑物设计与计算 第一节重力浓缩池的设计计算一、设计说明为方便污泥的后续处理机械脱水,减小机械脱水中污泥的

29、混凝剂用量以及机械 脱水设备的容量,需对污泥进行浓缩处理,以降低污泥的含水率.本设计采用间歇式重力浓缩池,运行时,应先排除浓缩池中的上清液,腾出池 容,再投入待浓缩的污泥,为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上精液排除管. 二、设计参数(一)设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几局部：(1)调节池,Q=29.2m3/d,含水率97%(2)UASB反响器,Q=38.06m7d,含水率 98%(3)SBR 反响器,Q=3.7m3/d,含水率 98%总污泥量为：Q= Q+ Q2+ Q3=70.96 m3/d平均含水率为：97% (29.2/70.96 ) +98% (38.06/70.96 )

30、 +98%(3.7/70.96 ) =97.6% (二)参数选取固体负荷(固体通量)M一般为1035kg/m3d取 M=30 kg/m3d=1.25kg/m3h;浓缩时间取T=24h;设计污泥量Q=71Md ;浓缩后污泥含水率为96%浓缩后污泥体积：V1= (100-97.6 ) / (100-96) X71=42.6m3/d三、设计计算(一)池子边长根据要求,浓缩池的设计横断面面积应满足：标准文档实用文案A 呈 Qc/M式中：Q 入流污泥量,nm/d ;M 固体通量,kg/m3 - d;C 入流固体浓度kg/m3.入流固体浓度(C)的计算如下：W1+ W2+ W3CQl+ 5+ Q3W尸Qi

31、 x 1000X (1-97%)=876kg/dW3 =Q3 义 1000X (1-98%)=761.2kg/dW4 =Q4 x 1000X (1-98%)=74kg/d那么,Qc=W1 + W2 +W3 =1711.2kg/d=71.3kg/hC=1711.2/71=24.1 kg/m浓缩后污泥浓度为：一 ,3C1=1711.2/42.6=40.2kg/m浓缩池的横断面积为： _ _ ._ 2A=Qc/M=7X 24.1/30=57.04m设计三座正方形浓缩池,那么每座边长为B=7.6m2取 B=7.6m,那么实际面积 A=7.6 X 7.6=57.76m二池子高度停留时间,取HRT=24h

32、那么有效高度h2=1.3m,取h2=1.5m超高,取h1=0.5m缓冲区高,取h3=0.5m池壁高 H1 = h1+h2 + h3=2.5m三污泥斗污泥斗下锥体边长取0.5m,高度取7m.四总高度H=2.5+7=9.5m设计计算草图见下列图3.1 :标准文档实用文案第二节机械脱水间的设计计算一、设计说明污泥经浓缩后,尚有96%勺含水率,体积仍很大,为了综合利用和最终处置, 需对污泥作脱水处理.拟采用带式压滤机使污泥脱水,它有如下脱水特点：(1)滤带能够回转,脱水效率高(2)噪声小,能源节省(3)附属设备少,维修方便,但必须正确使用有机高分子混凝剂,形成大而强度高的絮凝.带式过滤脱水工艺流程见下列图3.2 :标准文档实用文案图3.2带式压滤脱水工艺流程图二、设计参数设计泥量Q=42.6 m3/d ;含水率为96%三、设计计算据设计泥量带式压滤机采用 PFM-1000型,带宽1m主机功率1.5kw,处理后的 污泥含水率为7580%处理水平为78 m3/h,按每天工作8小时设计.外形尺寸：长X宽X高