所取容积负荷为10.0kgCOD/m3.d,每个布水点的布水面积在0.5~2m2,本设计的布水点的负荷面积取2.66m2。
布水点的个数:
S128m2n???48个
Si2.66m22.2.2 4.2.2 配水系统形式
配水系统形式采用多管多孔配水方式。
反应器设置一根进水总管DN=100mm,16根进水支管DN=50mm,支管分布在总管的两侧,同侧每两根支管中心间距为2m,孔距为1.0m,每根水管有4个孔,孔口向下并于垂线成45度角。
为使配水均匀,要求出口流速不小于2m/s。 设u=2m/s
d?4Q4?20.8??7.6mm
3600nu?3600?64?2?3.14本设计取φ=15mm;
为增强污泥和废水之间的接触,减少底部进水管的堵塞,建议进水点距池底200~250mm,本工程布水管距管底200mm。
2.2.3 4.2.3 上升水流速度和气流速度
本设计容积负荷Nv=10.0kgCOD/m3.d,沼气产率r=0.40m3/kgCOD;
本设计采用厌氧消化污泥接种,需满足空塔水流速度和空塔沼气上升速度均小于1.0m/h。 空塔水流速度:
Uk?空塔上升气流速度:
Q83.3??0.16m/h?1.0m/h 满足要求; S512QC0???0.62m/h <1.0m/h,满足要求。 SUg?2.3 4.3 三相分离器的设计
三相分离器有3个主要功能和3个组成部分:气液分离、固液分离和污泥回流3个功能以及气封、沉淀区和回流缝3个组成部分。
2.3.1 4.3.1 沉淀区设计
沉淀室内设计日平均表面负荷率小于0.7m3/m2.h;沉淀区进水口的水流上升速度小于2m3/m2.h。
本工程设计中,与短边平行,沿池边布设7个集气罩,构成七个分离单元。 三相分离器的长度 B=8m,每个单元的宽度 b?l?2.3m; 7沉淀区的沉淀面积即为反应区的水平面积,即128m2。 沉淀区的表面负荷率:
Qi20.8??0.16m3/m2.h?0.7m3/m2.h S128
b
h1 h2
h3
图2-2
h4 b1 b2 2.3.2 4.3.2 回流缝设计
设上下三角形集气罩斜面水平夹角α为55°; 取h3?1.2m;
b1?h3?0.84m
tan55?b2?b?2b1?2.3?2?0.84?0.62m
式中:b1——下三角形集气罩罩底的宽度,m;
B2——相邻两个三角形集气罩之间的水平距离,m; B3——下三角形集气罩的垂直高度,m。
下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速V1:
a1?nb2l?7?0.62?8?34.72m2 V1?Qi20.8??0.6m/h?2m/h,满足要求。 a134.72式中:a1——下三角形集气罩回流缝总面积,m2。
为使回流缝水流稳定,固液分离效果良好,污泥能顺利回流,一般V1<2m/h。 上三角形集气罩下端与下三角斜面之间的水平距离的回流缝中的水流流速:
设b3?0.3m;
a2?2nb3l?2?7?0.3?8?33.6m2 V2?Qi20.8??0.62m/h a233.6假定a2为控制断面,那么V2就是最大流速,同时满足V1?V2?2m/h。
2.3.3 4.3.3 气液分离设计
CE=CDsin55o=0.3×sin55o=0.24m
CB?设AB=0.5m,则:
CE0.24??0.42m
sin55?sin55?
校核气液分离:
h4?(ABcos55??b2)tan55??(0.5?cos55??0.31)?tan55??0.85m 2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
VbADBC。 ?或VaABAB沿AB方向的水流速度:
Va?Q20.8??0.77m/h
CE?B?2?N0.24?8?2?7式中:B——三相分离器的长度;
N——每池三相分离器的数量。 气泡上升速度:
Vb??g(?l??g)?d2, 18???v?l
式中:d——气泡的直径,cm;
?l——液体密度,g/cm3;
?g——沼气密度,g/cm3;
β——碰撞系数,取0.95;
μ——废水的动力粘滞系数,g/cm.s; ν——废水的运动粘滞系数,cm2/s。
设气泡直径d=0.01 cm;35℃下,?l?1.03g/cm,?g?1.2?10g/cm,3?33
??0.0101cm2/s,β=0.95;由于废水的动力粘滞系数值比净水的大,取0.2g/cm.s。
Vb?0.95?981?(1.03?1.2?10?3)?0.012?9.58m/h
18?0.2BC0.42??0.84; AB0.5VVb9.58BC??12.44; b? 满足要求。 Va0.77VaAB2.3.4 4.3.4 三相分离器与UASB总高度设计
三相分离器总高度:
h?h2?h3?h4?h5
h2 为集气罩以上的覆盖水深,取1.5m;
AF?h31.2??1.46m
sin55?sin55?DF?AF?AD?1.46?0.5?0.52?0.44m
h5?DFsin55??0.44?sin55??0.36m
h?h2?h3?h4?h5?1.5?1.2?0.85?0.36?3.19m
UASB总高度H=8.5m,沉淀区高2 m,污泥床高2.5m,悬浮区高3.5m,超高0.5m。
2.4 4.4 排泥系统的设计计算
2.4.1 4.4.1 UASB反应器中污泥总量计算
一般UASB污泥床主要 由沉降性能比较好的厌氧污泥组成,平均浓度为15VSS/L,则:
G?VCss?8208?20?123120kg/d
2.4.2 4.4.2 产泥量计算
厌氧生物处理污泥产量取r=0.08kgVSS/kgCOD。
流量Q=414.8m3/h,进水COD浓度为5152mg/L,COD去除率为80%。 UASB反应器总产泥量:
ΔX=rQC0E?0.08?414.8?24?5.152?0.8?3282.4kgVSS/d
据VSS/SS为0.8,ΔX=
3282.4?4103.05kgSS/d 0.8污泥含水率为98%,?s?1000kg/m3,则 污泥产量: