4)配水区高度
可按下式计算[5] : H?0.2m?d (3-30) 式中:d ---------进水支管管径,m。 则配水区高度为:
H?0.2?(3)出水系统的考虑 ① 出水渠的设计
采用锯齿形出水渠,渠宽0.2m,渠高0.2m,每个反应器设3条出水渠,基本可保持出水均匀。
② 出水堰的设计
采用锯齿堰出水,以加大过堰流速,壁面淤积,其尺寸为:堰顶宽a?100mm,堰高h?50mm,堰间距L?a?2h?100?2?50?200mm,即0.2m。
采用双侧集水,则实际堰长为:L?12.4?2?24.8m
24.8?124个 0.2Q0.01?8.06?10?5m3/s 单齿流量为:max?1241240.84??0.72m
齿形堰总数为:
③ 出水水头损失
采用90°三角堰,见图3.1.4:
图3.1.4 三角堰结构示意图
2.5Q?1.4H1由三角堰过堰流量公式得,H1?0.02m
考虑自由跌水水头损失0.15m,则出水堰总水头损失为:
h?0.02?0.15?0.17m
(4)排泥系统的设计
由于该工艺的污水处理量较小,且污泥在厌氧条件下将有机污染物转化成沼
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气,没有过多的剩余污泥,在培养厌氧污泥实现颗粒化时,污泥量还不够,因此不设排泥管。若要设排泥管时,可考虑把配水管兼作排泥管用,可均匀排除污泥床区的污泥,并在反应器的1/2高处,和三相分离下三角以下0.5m处各设
d?100mm排泥管各一根,并在池底设放空管。
(5)沼气产量计算
一级UASB的COD按85%计,厌氧产率系数Y取0.04gVSS/gCOD,由经验数据及计算方式得知,每去除1gCOD可以产生CH40.35L;当考虑细胞合成时,在标准状态下,实际产气量按下式进行计算:[5]
VCH4(标准状态)?0.35?Qmax?C0?C???1.42YQmax(C0?C?)??10?3 (3-31)
式中:VCH4(标准状态) --------标准状态下CH4产量,m3/d;
Qmax ------处理水量,m3/d; C0 ---------进水COD值,mg/L; Ce ---------出水COD值,mg/L;
1.42 -------由细胞体重换算为COD的换算系数; Y ----------厌氧产率系数,0.04~0.05gVSS/gCOD 则CH4产量:
VCH4(标准状态)?0.35?(900?22000?85%?1.42?900?0.04?22000?85%)?10?3?5555.92m3CH4占沼气体积的55%,则沼气的体积为:
.92/55%?1.01?104m3 5555(4)产泥量计算
一级UASB的最大设计流量Q?900m3/d,进水COD浓度为22000mg/L,COD去除率为85%,污泥产率为0.1kgMLSS/kgCOD,则剩余污泥量为: X?900?2200?0?31?0假定排泥含水率为98%,则排泥量为:
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8?5%?0.k1gM16L8S3S d/ Qs?1683?84.15m3/d
1000?(1?98%)3.1.5 二级UASB反应器的设计 设计参数选取如下:
容积负荷?NV?10kg/?m3?d? 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD
产气率0.35m3/kgCOD设计处理水质如表3-3:
表3-3 二级UASB反应器进水水质指标
水质指标 进水水质?mg/L?
去除率(%) 出水水质?mg/L?
COD 3300 60 1320
BOD 2640 65 924
SS 1008 30 705.6
经过一级UASB处理,设计水量拟减小为60%,则设计水量为: Q??900?60%?540m3/d?22.5m3/h?1.04?10?3m3/s (1)反应区计算
UASB有效容积: V有效?Q?S0 (3-32) Nv式中:Q? --------经过一级UASB处理后的设计流量,m3/d S0 ---------进水COD含量,mg/L NV --------容积负荷,kgCOD/?m3?d?
根据表3-2,按反应温度35C选取SS占COD总量30%的废水,容积负荷为10kgCOD/?m3?d?,则: V有效540?33?00?3103??178.m2
10将UASB设计成圆形池子,布水均匀,处理效果好。
32m/m?h??取水力负荷q?0.4?,则: ???(见式3-20)
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池子面积为: A?池深为: h?Q?22.5??56.25m2 q0.4V178.2??3.17m A56.24采用一座UASB反应器,则池子直径为: D?4A??4?56.25?8.4m6
3.14取D?9m,则实际横截面积为:
11 A1??D2??3.14?92?63.585m 244实际表面水力负荷为: q1?故符合设计要求。
V有效178.2反应区水力停留时间: t???0.33d
Q?540Q?22.5??0.35?1.0 A163.585(2)配水系统设计
本系统设计为圆形布水器,UASB反应器设36个布水点。 布水系统设计计算草图见图3.1.5
图3.1.5 UASB布水系统设计草图
圆环直径计算:每个孔口服务面积为:
121?92?0.5625m2 a?D/36?44?36处在0.5~2m2范围内,[4]符合设计要求。
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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
服务面积: S1?6?0.56?25折合为服务圆的直径为:
2 753.m34S1??4?3.375?2.07m
3.14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
d121?S1 口,则圆的直径计算如下:
42则: d1?2)中圈12个孔口设计
2S1??2?3.375?1.47m
3.14服务面积: S2?12?0.5625?6.75m2 折合成服务圆直径为: 中间圆环直径计算如下:
11??3.592?d22??S2 424?S1?S2???4??3.375?6.75??3.59m
3.14则: d2?2.93m 3)外圈18个孔口设计
服务面积: S3?18?0.5625?10.125m2 折合成服务圆直径为:
4?S1?S2?S?3??4?56.?751125?3.37??0.?5.0m8
3.14外圆环的直径计算如下:
11??5.082?d32??S3 42则: d3?4.33m
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