UASB反应器设计计算

《UASB反应器设计计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《UASB反应器设计计算（25页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、完美WORD格式.整理啤酒废水处理构筑物设计与计算第二章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=0.3m2过栅流速v=0.6m/s;33/sQ=5000m/d=0.058m安装倾角a=45;设计流量三、设计计算h2ih1HhhhBiBB1Hl000500i2itg图2.1格栅设计计算草图（一）栅条间隙数（n）格栅倾角,s=0.01mQsinamax=nbhv=0.058Xv（s

2、in45）-HD.01叽）.4叽）.6=20.32取n=21条式中：3/SmQ设计流量，。45-取ab栅条间隙，取0.01mh栅前水深，取0.4m.专业资料分享完美WORD格式.整理v过栅流速，取0.6m/s；（二）栅槽总宽度（B）设计采用宽10mm长50mm，迎水面为圆形的矩形栅条，即B=Sx（n-1）+bXn=0.01x（21-1）+0.01X21=0.41m式中:格条宽度，取0.01mn格栅间隙数，b栅条间隙，取0.01m（三）进水渠道渐宽部分长度（I）1设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽B=0.17m,ia取为20渐宽部分展开角。iB-Bi贝Ul=itga2i=（0.41-0

3、.17）十2-tg20=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，mB进水渠道宽度，m1a进水渠展开角，度1（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l）2l=1/2=0.32/212=0.16m（五）过栅水头损失（h）1取k=3,B=1.83（栅条断面为半圆形的矩形），v=0.6m/s4/3XVA2十2乜Xsina=hpxS十b）。4/3=1.83X（0.01-X）.01）x0.6A2十2T.8Xsin45=0.024m专业资料分享完美WORD格式.整理h=kXh=3X0.02401=0.072m式中：h计算水头损失，m0h过格栅

4、水头损失，m1k系数，水头损失增大倍数禺形状系数，与断面形状有关ES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h=0.3m2栅前槽高H=h+h=0.7m21则总高度H=h+h+h21=0.4+0.072+0.3=0.772m（七）栅槽总长度（L）H1L=l+l+0.5+1.0+2145tg0.7=0.32+0.16+0.5+1.0+45tg=2.68m式中:121格栅前槽高，H=h+h=0.4+0.3=0.7（八）每日栅渣量（W）333KmW=0.06m/10=1.0则W=K10002取21QW864001=0.058X0.08X86400

5、-1.5-1000（采用机械清渣）/d=0.27m2式中：3/smQ设计流量，333污水），取0.1m0.01,W栅渣量（m粗格栅用小值，/101细格栅用大值，中格栅用中值.取0.08K污水流量总变化系数.2.专业资料分享完美WORD格式.整理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，使同时进入池的废水转变为前后出

6、水，以达到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;333/S,Q=5000m/h=0.058m/d=208m设计流量采用机械刮泥除渣。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图2.2:.专业资料分享.完美WORD格式整理005002500055进水000824000iooo图2.2调节沉淀池设计计算草图池子尺寸池子有效容积为：31248mV=QT=208X6=取池子总高度H=2.5m,其中超高0.5m,有效水深h=2m3则池面积A=V/h=1

7、248/2=624m池长取L=35m,池宽取B=20m贝U池子总尺寸为LXBXH=35X20X2.5理论上每日的污泥量W=)/1000(1-0.97)Q*(C-C10式中：3/dmQ设计流量，C进水悬浮物浓度，mg/L3/d（三）污泥斗尺寸W=5000*(350-175”(1000*1000(1-0.97)=29.2m取斗底尺寸为500X500，污泥斗倾角取60.专业资料分享完美WORD格式.整理则污泥斗的高度为：h=(5-0.2)Xtg602=8.3136m122)+aaV污泥斗的容积=h(a+a221123122)5+0.5+20X0.=X8.3136X（20-3=1136.88mVW符合

8、设计要求，采用机械泵吸泥总（四）进水布置进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3UASB反应器的设计计算第三节一、设计说明UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应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，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。二、设计参数（一）参数选取设计参数选取如下：3d）；Nv）6.0kgCOD/（m容积负荷（污泥产率O.lkgMLSS/kgCOD；3/kgCOD产气率0.5m（二

9、）设计水质表2.2UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质（mg/l）1860939.3175）%去除率（759087出水水质（mg/l）46593.9322.75（三）设计水量333/S=Q5000m/h=0.058m/d=208m.专业资料分享完美WORD格式.整理三、设计计算（一）反应器容积计算SQo=有效容积：VUASB有效Nv式中：3/s设计流量，mQ0S进水COD含量,mg/l3,kgCOD/(md)N容积负荷vV=1.860/6.05000X有效3=1550m将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好320.8mh)/(m取水力负荷q=Q2=260m贝UA

10、=208/0.8qVh=6.0m1550/260一A采用4座相同的UASB反应器A2=65m=则A260/41A41=9.1mD=1/265/3.14)X(4p取D=9.5m则实际横截面积为1122AX3.14XD9.5=冗一一2442=70.85m实际表面水力负荷为q=Q/A1=70.85)X208/(4=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UASB反应器设36个布水点参数每个池子流量:3/hQ=208/4=52m.专业资料分享完美WORD格式.整理设计计算布水系统设计计算草图见下图2.3:049603640032UASB布水系统设计计算草图图2.3:圆

11、环直径计算：每个孔口服务面积为122a=1.97m=36D/p_4?a在1之间，符合设计要求3m18可设3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个，最外围设个孔口1)内圈个孔口设计【匚62S=6X1服务面积：.97=11.82m1折合为服务圆的直径为：S41=1/211.82/3.14)X(4p=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，其上个孔口，则圆的直径计算如下：布62dp11S=124专业资料分S21=则d1p=1/211.82/3.14)(2X.完美WORD格式.整理=2.7m2)中圈12个孔口设计297=23.64m服务面积：S=12X1.2折合成服务圆直径

12、为:4(S+S)21p=1/2(11.82+23.64)/3.14)(4x=6.72m中间圆环直径计算如下：2 1122)=-d冗(6.72S22一24则d=5.49m23)外圈18个孔口设计=18X1.97=35.46m服务面积：S折合成服务圈直径为：4(S+S+S)321p=9.50m外圆环的直径d计算如下：31122)=s冗(9.50-d324则d=8.23m3(三)三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图2.4:.专业资料分享WORD完美格式.整理1h2h5hFGDEiHl4hB50Abbb211图2.4UASB三相分离器设计计算草图设计说明(1)三相分离器要具有气、液、固三相分离的

13、功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。沉淀区的设计(2)三相分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，面积根据废水量和表面负荷率决定。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应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：1.0m/h)沉淀区水力表面负荷1,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。2)沉淀器斜壁角度设为50m/h3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速三1.5m4）总沉淀水深应大于2h1.5）水力停留时间介于5如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果50。沉淀器（集气罩）斜壁倾角8=沉淀区面积为：222=7

14、0.85m=1/4X3.14X9.5A=1/4冗D.专业资料分享完美WORD格式.整理表面水力负荷为：q=Q/A=X70.85）=0.731.0208/（4符合设计要求。（3）回流缝设计取h=0.3m,h=0.5m,h=1.5m比如图2.4所示：b=h/tg031式中:b下三角集气罩底水平宽度，m;10下三角集气罩斜面的水平夹角；hm;下三角集气罩的垂直高度，31.5b=150tg=1.26mb6.98m=9.5-2X1.26=2下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速V可用下式计1算：V=Q/S111式中:3Q/h；反应器中废水流量，m12S;下三角形集气罩回流逢面积，m12/4）V6

15、.98=X（208/4）/（3.141=1.36m/h2m/h,V符合设计要求i(V)可用下式计算：上下三角形集气罩之间回流逢中流速2V,=Q/S221式中：3/h；Q反应器中废水流量，口佗；上三角形集气罩回流逢之间面积，ms?CD=1.4m,取回流逢宽上集气罩下底宽CF=7.8mDH=CD贝则Xsin501.07mDE=2DH+CF1.07+7.8=2X=9.94mn=22S(CF+DE)CD/2专业资料分=39.0m完美WORD格式.整理则V2=Q/S21=208/(4X39.0)=1.33m/hV净水的卩,故取y=0.02g/cms由斯托克斯工式可得气体上升速度为：gr2dr)(r-V=

16、bg118m-32)/(18X)X).010.02)10=(0.95X9.81X(1.03-1.2X=0.266cm/s=9.58m/hV=V=1.33m/h2aVBCb=9.58/1.33=7.20,贝U:=2.18/0.64=3.41VABa.专业资料分享完美WORD格式.整理VBCb,故满足设计要求。VABa（四）出水系统设计0.2m槽高采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m,（五）排泥系统设计-3=697.5kgMLSS/dX10X0.75X0.1X5000产泥量为：1860150mm可用日产泥量174.38kgMLSS/d,697.5kgMLSS/d，则每个USAB每日产泥量排泥管，每天排泥

17、一次。(六)理论上每日的污泥量W=)/1000(1-0.97)-CQ*(C10式中：3/dmQ设计流量，mg/L进水悬浮物浓度，C0mg/L出水悬浮物浓度，C1%污泥含水率，P03/dW=5000*(175-22.75)/(1000*1000(1-0.98)=38.06m(七)产气量计算/dxl0=3487.5m.5X每日产气量：I860X0.75X05000专业资料分享完美WORD格式.整理SBR反应器的设计计算一、设计说明经UASB处理后的废水,COD含量仍然很高，要达到排放标准，必须进一步处理，即采用好氧处理。SBR结构简单，运行控制灵活，本设计采用6个SBR反应池，每个池子的运行周期为

18、6h二、设计参数(4) （一）参数选取(1)污泥负荷率Ns取值为0.13kgBOD/(kgMLSSd)5(2)污泥浓度和SVI污泥浓度采用3000mgMLSS/L,SVI取100反应周期SBR周期采用T=6h,反应器一天内周期数n=24/6=4周期内时间分配反应池数:N=6进水时间：T/N=6/6=1h反应时间：3.0h静沉时间：1.0h排水时间：0.5h(5)周期进水量QT3/S6)=208.3m6)/(24XXQ=(5000024N(二)设计水量水质333/s/d=208m设计水量为：Q=5000m/h=0.058m设计水质见下表2.3:.专业资料分享完美WORD格式.整理表2.3SBR反

19、应器进出水水质指质指水标7500CODBODSSNH4-TPN质水进水(mg/l)46593.9322.750052406率去除(%)959565水质出水(mg/l)23.254.77.96000三、设计计算(一)反应池有效容积SnQooV=iXNs式中：反应器一天内周期数n3/s周期进水量,mQo,mg/I含量进水BODSo,mgMLSS/L污泥浓度X污泥负荷率NsO.13)XX187.86)/(3000V=(4X208.313=401.3m(二)反应池最小水量3-Q=401.3-208.3=193mV=V。口臥(三)反应池中污泥体积366=100X3000X401.3/10=120.39m

20、/10Vx=SVIMLSSV1Vx,合格V”(四)校核周期进水量周期进水量应满足下式：6V)MLSS/10Q(1-MLSS06401.3)X=(1-100X3000/103=280.91m33(187.86-9.393)/1000+0.15X50000=0.5乂/d=1258.8kgO供氧速率为：/24R=02/h=1258.8/24=52.45kgO2供气量的计算，4.7m0.3m高处，淹没深度为采用SX-1型曝气器，曝气口安装在距池底C。计算温度取25该曝气器的性能参数为:1-3m;服务面积3/h个；供氧能力20-25m完美WORD格式.整理；Ep=2kgO/kWhEa=8%,22专业资料

21、分查表知氧在水中饱和容解度为：C=9.17mg/L,C=8.38mg/Ls(25)s(20)扩散器出口处绝对压力为:3XH+9.8X10=PPob53X4.7+9.8X10=1.013X105pa=1.47X10空气离开反应池时氧的百分比为:21(1-E)AO=t79+21(1-E)A21(1-0.08)=79+21(1-0.08)=19.65%反应池中容解氧的饱和度为：C=C5)+Ot/42)10(Pb/(2.026Xs(25)sb(25)55+19.65/42)10/2.026(1.47=8.38XX10X=10.0mg/L5)+Ot/42)10(Pb/(2.026XC=Cs(2o)sb(

22、2o)5)+Ot/42)10=9.17(Pb/(2.026x=10.9mg/L取a=0.85,B=0.95,C=2,p=1,20C时，脱氧清水的充氧量为：(25一20)X1.24R=RC/a(brC-C)$“25)仙(20)5X1.24X(0.95X10.0-2)=28.86X10.9/0.85=43.8kgO/h2供气量为：Gs=R/0.3Ea03/h=43.8/(0.3X0.08)=1826m3/min=30.43m(3)布气系统的计算反应池的平面面积为：26=507mX13.0X65,则需507/1.7=299个。每个扩散器的服务面积取1.7m取299个扩散器，每个池子需50个。布气系统

23、设计如下图2.5:专业资料分享完美WORD格式.整理图2.5SBR反应气布气系统设计草图空气管路系统计算（4）池的隔墙上设一根在相邻的两个SBR按SBR的平面图，布置空气管道，10条配气竖管。干管，共五根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共则每根配气竖管的供气量为：18263hm/=365.5个空气扩散器本设计每个SBR池内有50则每个空气扩散器的配气量为：18263hm/=36.5250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：15m/s;干支管为105m/s;通向空气扩散器的竖管、小支管为4根据通过的空气量和相应的流确空气干

24、管和支管以及配气竖管的管径，定。空气管路的局部阻力损失，根据配件类型按下式12Lo=55.5KDim式中：管道的当量长度，0-专业资料分享完美WORD格式.整理管径，m长度换算系数，按管件类型不同确定折算成当量长度损失，并计算出管道的计算长度(m),l+ll003/min，空气量m空气管路的沿程阻力损失，根据空气管的管径算温度c和曝气池水深，得空气管道系统的总压力损失为：=96.21X9.8)hS(h+2i0.943kpa空气扩散器的压力损失为5.0kpa，则总压力损失为：0.943+5.0=5.943kpa为安全起，设计取值为9.8kpa330.3)X9.8X10+9.8X10则空压机所需压

25、力p=(5-=56kpa3/minGs=37.64m又由此条件可选择罗茨RME-20(六) 转速1170r/min，配套电机功率为75kw理论上每日的污泥量W=)/1000(1-0.97)Q*(C-C10式中：D(mm)计型鼓风机3/d设计流量，mQC进水悬浮物浓度，mg/L0C出水悬浮物浓度，mg/L1P污泥含水率，%03/dW=5000*(22.75-7.96)/(1000*1000(1-0.98)=3.7m八)污泥产量计算选取a=0.6,b=0.075,则污泥产量为：(二aQSr-bVXv=0.6X5000X(187.86-9.393)/1000-0.075X2407.8X2.25=12

26、9kgMLVSS/d专业资料分享完美WORD格式.整理第三章污泥部分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清液排除管。二、设计参数设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：3/d,含水率97%；调节池，Q=29.2m心/d,含水率98%；(2)UASB反应器，Q=38.06mg含水率98%；(3)SBR反应器，Q

27、=3.7m3总污泥量为：3/d=70.96m+Q+QQ=Q321平均含水率为：97%(29.2/70.96)+98%(38.06/70.96)+98%(3.7/70.96)=97.6%参数选取3d35kg/mM般为10固体负荷(固体通量)33；M=30kg/md=1.25kg/mh取浓缩时间取T=24h；3/d;设计污泥量Q=71m浓缩后污泥含水率为96%;3/d71=42.6m/(100-96)X浓缩后污泥体积：V仁(100-97.6)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：专业资料分享完美WORD格式.整理AlQc/M式中:3/d;Q入流污泥量，msd；固体通量，

28、kg/mM3。kg/mC入流固体浓度入流固体浓度(C)的计算如下：W+W+W321=CQ+Q+Q321=QX1000X(1-97%)=876kg/dW11W=QX1000X(1-98%)=761.2kg/d33WQX1000X(1-98%)=74kg/d=44WWW=1711.2kg/d=71.3kg/h+那么，QC=+3213C=1711.2/7仁24.1kg/m浓缩后污泥浓度为：3C=1711.2/42.6=40.2kg/m1浓缩池的横断面积为：2X24.1/30=57.04mA=Qc/M=71设计三座正方形浓缩池，则每座边长为B=7.6m2X7.6=57.76m取B=7.6m,则实际面积

29、A=7.6（二）池子高度停留时间，取HRT=24hhh=1.5m=1.3m,则有效高度取22h=0.5m超高，取1h=0.5m缓冲区高，取3Hhhh=2.5m+壁高=+化2（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设计计算草图见下图3.1:.专业资料分享完美WORD格式.整理图3.1污泥浓缩池设计计算草图机械脱水间的设计计算第二节一、设计说明的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，96%污泥经浓缩后，尚有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：滤带能够回转，脱水效率高（1）噪声小，能源节省（2）附属设备少，维修方便，

30、但必须正确使用有机高分子（3）混凝剂，形成大而强度高的絮凝。3.2:带式过滤脱水工艺流程见下图.专业资料分享3.2带式压滤脱水工艺流程图二、设计参数3。/d;含水率为96%设计泥量Q=42.6m三、设计计算处理后的1.5kw,PFM-1000型，带宽1m，主机功率据设计泥量带式压滤机采用3小时设计。/h,按每天工作80%，处理能力为78m8污泥含水率为751800X2000x=4500外形尺寸：长X宽X高污水提升泵房的设计与计算第三节一、设计说明污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，

31、格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，格栅的作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等。二、设计计算（一）设计流量333/sQ=5000m/h=0.058m/d=208m（二）选泵前总扬程估算-3m0.072m,进水管渠内水面标高为经过格栅的水头损失为则格栅后的水面标高为：-3-0.072=-3.072m.专业资料分享完美WORD格式.整理设调节池池的有效水深为2m则调节池的最低工作水位为：-3.072-2=-5.072m所需提升的最高水位为6.778m故集水池最低工作水位与所提升最

32、高水位之间高差为:6.78-(-4.52)=11.30m出水管管线水头损失计算如下：出水管Q=34.7l/s,选用管径为200mm的铸铁管查给水排水设计手册第1册得：V=1.33m/s,1000i=19.1出水管线长度估为37m,局部系数为8则出水管管线水头损失为：2ViL+x一2g2l.3319.1?378?=9.821000=1.50m泵站内的管线水头损失假设为2.0m,考虑自由水头为1m,则水泵总扬程为：H=11.30+1.50+2.0+1.0=15.8m选泵3/h,扬程H=15.8m根据流量Q=125m拟选用150WLI170-16.5型立式污水泵，每台水泵的流量为3/h，扬程为H=1

33、6.5mQ=170m。选择集水池与机器间合建的圆形水泵站，考虑选用2台水泵，其中一台备用。选用150WLI170-16.5型污水泵是合适的附属设备选择(1)本污水泵站为自灌式，无须引水装置为了松动集水坑内的沉渣，从水泵的压水管上接出一根直径为50mm的钢管伸入集水坑中，定期将沉渣冲起，由水泵抽走(3)水泵间室内地面做成0.01坡度，机器间地板上设排水沟和集水坑，排水沟断面250mmX500mm，沿墙设置，坡度i=0.01,集水坑直径为500mm,深700mm,在水泵吸水口附近接出50mm白铁管伸入集水坑,水泵在低水位工作时，将坑中污水抽走。.专业资料分享完美WORD格式.整理(2) 本污水泵站的集水池利用通风管自然通风，在屋顶设置风帽，机器间进行自然通风，在屋顶设置风帽。(3) 起重设备选用电动葫芦。