水污染控制综合项目工程专业课程设计.doc

水污染控制工程课程设计汇报题目某淀粉厂废水处理厂设计系部环境科学和工程学院专业班级组员指导老师柴天设计时间-第二学期16-17周二OO五年 06月 24日小组任务分配共同完成部分：1、 设计任务书2、 工艺方法选择等关键整体步骤：1、 格栅槽设计（包含格栅设计、分馏格栅槽部署、调整沉淀池设计（包含设计说明、设计计算2、 UASB设计计算（包含设计说明、UASB反应器工艺结构设计计算、布水系统设计计算、出水渠设计计算、排泥管设计计算、UASB排水管设计计算、沼气管路系统设计计算、UASB其它设计）3、 一次污水泵设计（包含设计说明、污水泵设置、污水泵计算）4、 二次污水泵设计（包含设计说明、污水泵设计计算）5、 平面图绘制：1、 预曝沉淀池设计（包含设计说明、曝气沉淀池工艺结构计算、曝气装置设计计算、沉淀池出水渠计算、排泥、进水配水）2、 SBR设计计算（包含设计计算说明、SBR反应池容积计算、SBR反应池运行时间和水位控制、排水口高度和排水管管径、排泥量及排泥系统、需氧量及曝气系统设计计算）3、 鼓风机房设计（包含供风量、供风风压、鼓风机选择、鼓风机房部署）4、 剖面图绘制5、 PPT制作：1、 污泥处理设计（包含产泥量、污泥处理方法、集泥井容积计算、集泥井排泥泵）2、 污泥浓缩池设计计算（包含设计说明、容积计算、工艺结构尺寸、排水和排泥、污泥脱水系统设计、污泥贮柜、污泥脱水机房）3、 关键构筑物参数4、 整体设计整合5、 高程图绘制目 录1. 设计任务书51.1 设计目标51.2 设计任务及内容51.3 设计背景及资料51.3.1设计背景61.3.2 设计依据61.3.3 处理后出水水质要求71.4 污水水指标72. 工艺步骤设计及说明72.1 工艺步骤选择和确定72.1.1 常规二级处理工艺72.1.2 工艺方案选择92.1.3 厌氧处理工艺比较和选择92.1.4 好氧处理工艺比较和选择112.2 工艺步骤说明123处理构筑物设计计算133.1分流格栅槽设计133.1.1 格栅设计133.1.2 分馏格栅槽部署143.2 调整池设计143.2.1 设计说明143.2.2 设计计算153.3 一次污水泵设计计算153.3.1 设计说明153.3.2 污水泵设置153.3.3 污水泵计算153.4 UASB设计计算173.4.1 设计说明173.4.2 UASB反应器工艺结构设计计算173.4.3 布水系统设计计算223.4.4 出水渠设计计算243.4.5 UASB排水管设计计算263.4.6 排泥管设计计算263.4.7 沼气管路系统设计计算273.4.8 UASB其它设计293.5 二次污水提升泵设计计算303.5.1 设计说明303.5.2 污水泵设计计算303.6 预曝气沉淀池设计计算323.6.1 设计说明323.6.2 曝气沉淀池工艺结构计算323.6.3 曝气装置设计计算343.6.4 沉淀池出水渠计算343.6.5 排泥353.6.6 进水配水353.7 SBR反应池设计计算353.7.1 设计计算说明353.7.2 SBR反应池容积计算363.7.3 SBR反应池运行时间和水位控制373.7.4 排水口高度和排水管管径373.7.5 排泥量及排泥系统373.7.6 需氧量及曝气系统设计计算383.8 鼓风机房设计413.8.1供风量413.8.2 供风风压423.8.3 鼓风机选择423.8.4 鼓风机房部署423.9 污泥处理系统423.9.1 产泥量423.9.2 污泥处理方法433.9.3 集泥井容积计算433.9.4 集泥井排泥泵433.10 污泥浓缩池设计计算433.10.1 设计说明433.10.2 容积计算443.10.3 工艺结构尺寸443.10.4 排水和排泥443.11 污泥脱水系统设计443.11.1 污泥贮柜443.11.2 污泥脱水机房454 污水处理站平面部署和高程部署464.1 构筑物和建筑物关键设计参数464.2 污水处理站平面部署484.2.1 部署标准484.2.2 管线设计484.2.3 平面部署特点494.3 污水处理站高程部署495.参考文件501.设计任务书1.1 设计目标课程设计是环境科学专业教学计划中一个关键实践性教学步骤。经过工程设计，综合利用和深化所学理论知识；学会调查研究、搜集设计资料，依据工程要求和设计规范选择、制订设计方案，并利用标准图集和设计手册等完成设计任务；深入提升设计计算、绘图、编制工程预算，编写设计说明书和计算书及使用计算机技能；培养独立分析和处理通常工程实际问题能力，使学生受到工程师基础训练。经过本设计，使学生巩固和加深对水污染控制工程基础理论和基础概念了解，掌握水处理处理厂（站）设计计算关键点。使学生初步含有水处理处理厂（站）设计能力。1.2 设计任务及内容拟新建某淀粉厂废水处理厂一座，（1）搜集相关资料，确定废水水量水质及其改变特征和处理要求；（2）对废水处理工艺进行分析比较，提出适宜处理工艺方案和工艺步骤；（3）结合水质水量特征，确定各处理构筑物型式；（4）进行全方面处理工艺设计计算，确定各构筑物尺寸结构和设备选型；（5）进行厂区平面部署及水力高程计算；此次课设为某淀粉厂废水处理厂设计，规模为2300m3/d。依据某淀粉厂排放废水特点及提供占地面积，本设计方案经过UASB工艺， SBR工艺,稳定、经济技术合理且含有良好除氮除磷功效处理工艺，确保废水达成国家污水综合排放标准（GB25461）一级标准，同时使投资、占地面积、运行管理度达成最好设置。1.3 设计背景及资料1.3.1设计背景食品工业是以粮食和农副产品为关键原料加工工业。这类行业用水量大，废水排放量也大，尤其以淀粉工业废水排放量占首位。中国淀粉行业有600多家企业。在中国，每生产1m3淀粉就要产生1020m3废水，有甚至更多。废水中关键含有淀粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等污染物，随生产工艺不一样，废水中 COD浓度在0mg/l之间。这些淀粉废水若不经过处理直接排放，其水中所含有有机物，进入水体后快速消耗水中溶解氧，造成水体缺氧而影响鱼类和其它水生动物生存，同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气，恶化水质。1.3.2 设计依据(1) 废水水量及水质：废水水量：2300m3/d=26.62L/s,Kz=1.88 COD=9500mg/LBOD5=4500mg/LSS=350mg/LpH：56水温30oC(2) 气象水文资料：风向：春季：南风（东南）夏季：南风（东南、西南）秋季：南风、北风冬季：西北风气温：年平均气温：78 oC最高气温：34 oC最低气温：-10 oC冻土深度：60cm地下水位：4-5m地震裂度：6级地基承载力：各层均在120kPa以上（3）拟建污水处理厂场地：为80×30平方米平坦地，在主厂区南方。生产车间排水经管道自流到污水厂边集水池（V=50m3，池底较污水厂地平面低4.00m）。处理水排水管管底标高比主厂区低5米。1.3.3 处理后出水水质要求处理后水质要求：COD100mg/LBOD520mg/LSS70mg/LpH：691.4 污水水指标表1-1污水水质指标指标BOD5CODcrSSTNNH3-NTPpH废水进水水质（mg/L）45009500350-5-6出水水质（mg/L）2010070-6-9处理程度(%)99.698.980-/2. 工艺步骤设计及说明2.1 工艺步骤选择和确定2.1.1 常规二级处理工艺依据中国现行室外排水设计规范(GBJl487)，污水处理厂处理效率见下表。表2-1 污水处理厂处理效率表处理等级处理方法关键工艺处理效率(%)SSBOD5一级沉淀法沉淀40502030二级生物膜法首次沉淀、生物膜法、二次沉淀60906590活性污泥法首次沉淀、曝气、二次沉淀70956595从上表可见，二级活性污泥法处理效率最高。但活性污泥法有多个运行方法，现将多种运行方法做一比较，见下表。表2-2 活性污泥法工艺比较方法优点缺点适用对象传统活性污泥法BOD去除率高达90-95%工作稳定结构简单维护方便占地大投资高产泥多且稳定性差抗冲击能力较差运行费用较高出水要求高大中型污水厂吸附再生活性污泥法结构简单维护方便含有抗冲击负荷能力运行费用较低BOD去除率80-90%剩下污泥量大且稳定性较差悬浮性有机物含量高大中型污水厂完全混合活性污泥法抗冲击负荷能力强运行费用较低占地不多投资省BOD去除率80-90%结构较复杂污泥易膨胀设备维修工作量大污水浓度高中小型污水厂氧化沟法BOD去除率95%以上有较高脱氮效果系统简单管理方便产泥少且稳定性好曝气池占地多投资高运行费用较高悬浮性BOD低有脱氮要求中小型污水厂间歇式活性污泥法无须设置调整池SVI值较低，污泥易于沉淀不产生污泥膨胀现象能够进行脱氮和除磷运行操作比较烦琐曝气装置轻易堵塞高浓度可生化有机废水污水厂2.1.2 工艺方案选择本项目污水处理特点：污水BOD/COD=0.474，大于0.45，可生化性好，污水各项指标全部比较高，含有大量有机物，很有利于生物处理。废水中关键以有机物为主，该污水含有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物，并不含有害物质，该污水BOD5 和CODcr含量均很高，出水要求也高，均达成98%以上。依据水质情况及同行业废水治理现实状况，技术水平，该废水采取厌氧和好氧相结合方法来处理，因为水量改变较大，废水首先经过调整沉淀池，调整水量；然后经过厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷，取得能源沼气，并使出水达成好氧处理可接收浓度，再进行好氧处理，最终经过混凝沉淀池深入去除氮磷后达标排放。2.1.3 厌氧处理工艺比较和选择多年来，厌氧处理技术得到很快发展，常见优异技术有厌氧接触工艺、厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥床。厌氧接触工艺 ：厌氧接触工艺是在传统完全混合反应器（Complete Stirred Tank Reactor，简写作CSTR）基础上发展而来，在一个厌氧完全混合反应器后增加了污泥分离和回流装置，从而使污泥停留时间（SRT）大于水力停留时间（HRT），有效增加了反应器中污泥浓度。 厌氧接触工艺用于高浓度有机污水，为了强化有机物和池内厌氧污泥充足接触，必需连续搅拌；同时为了提升处理效率，必需连续进水排水。但这么会造成厌氧污泥大量流失，所以反应器后要串联沉淀池将厌氧污泥沉淀并回流至厌氧反应器。 厌氧接触工艺存在以下缺点： 负荷较低，在沉淀池中固液分离较为困难； 受污泥浓度制约，在高有机负荷下，厌氧接触工艺也会产生类似好氧活性污泥污泥膨胀问题。 厌氧接触工艺系统较为复杂，反应器需要搅拌装置，运转设备多，管理比较复杂。厌氧生物滤池：是密封水池，池内放置填料，污水从池底进入，从池顶排出。微生物附着生长在滤料上，平均停留时间可长达100d左右。其主优点是：处理能力较高；滤池内能够保持很高生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便等。通常要求SS200mg/L。而该污水进水SS高达434mg/L，所以，不适用此方法。上流式厌氧污泥床反应器（UASB）： 上流式厌氧污泥床反应器（UASB）是一个高效生物处理装置。在反应器底部装有厌氧污泥，污水反应器底部进入，在穿过污泥层时进行有机物和微生物接触。产生生物气附着在污泥颗粒上，使其悬浮于污水，形成下密上疏悬浮污泥层。气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升，能起一定搅拌作用。有些污泥颗粒被附着气泡带到上层，撞在三相分离器上使气泡脱离，污泥固体又沉降到污泥层，部分进入澄清区微小悬浮固体也因为静沉作用而被截留下来，滑落到反应器内。 UASB反应器运行三个关键前提是： 反应器内形成沉降性能良好颗粒污泥或絮状污泥；由产气和进水均匀分布所形成良好自然搅拌作用；设计合理三相分离器，使沉降性能良好污泥能保留在反应器内。 UASB反应器存在以下问题： 需要性能优良气、液、固三相分离器确保其出水水质，由此也造成结构复杂化，并占去了一定容积。 UASB反应器抗冲击负荷能力低，当进水浓度低或SS高时会造成污泥大量流失，影响出水水质。表2-3 多个厌氧处理方法比较表综合以上分析，结合该工程实际情况，本工程污水厌氧处理装置采取上流式厌氧污泥床反应器（UASB）。2.1.4 好氧处理工艺比较和选择有机污水经厌氧处理以后，有机物浓度大大降低，出水BOD5/ COD也降低，污水可生化性也大大降低。所以，宜采取好氧处理。因为UASB对氮和磷几乎没有去处理率，因以后面好氧处理工艺关键作用是去除氮和磷。多年有很多能够去除氮和磷好氧处理工艺技术，关键有A2O工艺、UCT工艺、SBR工艺等多个工艺。这三种工艺优缺点以下表：表2-4 常见生物脱氮除磷工艺性能特点工艺名称优点缺点A2O工艺同时脱氮除磷；反硝化过程为消化提供碱；反硝化过程同时去除有机物；污泥沉降性能好；回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；脱氮受内回流比影响；聚磷菌和反硝化菌全部需要易降解有机物；UCT工艺降低了进入厌氧区硝酸盐量，提升了除磷效率；对有机物浓度偏低污水，除磷效果有所改善；脱氮效果好；操作较为复杂；需增加附加回流系统；SBR工艺间歇运行，每一阶段全部有优势菌存在；污泥不停内循环，排泥量少，五个阶段全部在一个池内进行，省去了沉淀池和污泥回流设施，投资和占地少；同时脱氮除磷时操作复杂；设计过程复杂；维护要求高，运行对自动控制依靠性强； 经过以上对比，结合该污水数据资料，最终选择SBR工艺。2.2 工艺步骤说明该淀粉厂生产废水处理工艺步骤图1-1所表示。原污水分流格栅槽污水提升泵调整沉淀池污水提升泵UASB预曝沉淀池SBR出水集泥井污泥提升泵浓缩池脱水机房泥饼外运图2-1 淀粉废水处理工艺图对该处理工艺步骤作以下说明：废水经过格栅截留大颗粒有机物和漂浮物，因为截污量较小，采取人工清渣方法。雨季或生产不正常时排出雨水或事故废水，经过分流格栅槽中溢流口闸板控制。一次污水提升泵，设置集水井，污水泵设置地面上露天放置（考虑环境气温不低于-3），污水泵配套引水筒。调整沉淀池在调整水量同时，去除一部分格栅无法截留悬浮颗粒有机物，如玉米碎粒、玉米皮、泥砂等。该池采取半地下式结构，便于沉淀物排除。二次污水提升泵泵房为地下式泵房，自灌开启，直接从调整池吸水，泵房出水干管上设置流量计。为确保UASB运行所需水温，在污水泵吸水井中设置蒸汽管，直接加热污水，并在水泵出水总管上设置水温自控装置，冬季污水温度偏低时，经过加热维持在2426左右。UASB为关键生化处理装置，全钢结构，地上式，考虑保温。沼气部分，设计水封罐、气水分离器。预曝沉淀池，要改变厌氧出水溶解氧含量，沉淀去除UASB出水带来悬浮污泥。该池为地上式，钢筋混凝土结构。SBR池为半地下式，钢筋混凝土结构，运行中采取自动控制。处理出水排入市政污水管。3处理构筑物设计计算3.1分流格栅槽设计3.1.1 格栅设计（1）设计说明：格栅关键是拦截废水中较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理顺利进行。该厂处理站仅处理生产废水，尽管SS含量不低，但较大漂浮物及较大颗粒少，格栅拦截污染物不多，故选择人工清渣方法。栅条选圆钢，栅条宽度S=0.01m，栅条间隙b=0.02m。格栅安装倾角=60°，便于除渣操作。（2）设计计算最大设计污水量Qmax=190m3/h=0.05m3/s污水沟断面尺寸为300mm×450mm设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=1.0m/s栅条间隙数 ，取9。实际过栅流速v 栅槽宽度 栅槽实取宽度B=0.3m，栅条10根。进水渠道渐宽部位长度L1 依据最优水力断面计算，进水渠道宽B1=0.2，取进水渠道渐宽部位展开角度，则进水渠道内流速：,符合要求。进水渠道渐宽部位长度L1 为 圆形栅条阻力系数 过栅水头损失 ，取0.07m。取栅后槽总高度格栅总长度L 3.1.2 分馏格栅槽部署在原污水沟上格栅入口下侧设闸板1#（300mm×500mm），污水站正常运行时，污水由闸板截流进入污水站。污水站发生事故时，格栅前闸板（300mm×500mm）关闭，1#闸板打开，污水分流。格栅槽总长度=闸板段长度+栅条段长度+渣水分离器筛段长度 =0.5+0.4+1.1=2.0m3.2 调整池设计3.2.1 设计说明依据生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性要求，调整池停留时间取8.0h。调整池采取半地下式，便于利用一次提升水头，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定保温作用，因为调整池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构可靠性高时故障少，只设一个调整池。3.2.2 设计计算调整池调整周期T=8.0h调整池应有容积调整池有效水深h有效=5.5m调整池水面面积 取池超高 ，则池总高 调整池规格12m×12m×5.5m，V有效=12×12×5.5= 792 m33.3 一次污水泵设计计算3.3.1 设计说明一次污水泵从集水井中吸水压至调整池，污水泵设置于地面上，不能自灌，设置引水筒。3.3.2 污水泵设置集水池50m3污水泵总提升能力按Qmax考虑，即Qmax=182.08m3/h，选三台泵，则每台流量为Qb=Qmax/3=60.69 m3/h，取61 m3/h。选80WGF污水泵三台，另备用一台，单泵提升能力70.0 m3/h，扬程16.5m，电动机功率5.5kw，占地尺寸1100mm×500mm。集水池池底较污水厂地平面低4.00m，平面尺寸5.0m×2.5m，安装三台80WGF污水泵于集水井一侧地面上，平均流量时相当于一用二备。3.3.3 污水泵计算（1）污水泵流量 Qb=Qmax/3=60.69m3/h 取61 m3/h（2）污水泵扬程污水泵吸水管水头损失（不记引水筒水头损失）管径DN150，v=0.94m/s，i=0.011，L=3.0m局部阻力系数：吸水管入口 1=1.0 引水筒出口 2=0.20沿程阻力损失：hL1=iL=0.011×3=0.033m局部阻力损失：hM1=0.054m引水筒出水管水头损失管径DN125，v=1.36m/s，i=0.026，L=1.0m局部阻力系数：引水筒出水管闸阀 =0.10沿程阻力损失：hL2=iL=0.026×1=0.026m局部阻力损失：hM2=0.009m污水管出水管水头损失管径DN100，Q=60.69m3/h，v=2.1m/s，i=0.081，L=5.0m局部阻力系数：异径管DV80mm×100mm 1=0.03 止回阀DN100 mm 2=7.5 闸阀DN100 mm 3=0.2 90°弯头DN100 mm 4=0.6沿程阻力损失：hL3=iL=0.081×5=0.41m局部阻力损失： hM3=1.87m污水泵管路总水头损失： h1=hL+hM=(0.033+0.026+0.41)+(0.054+0.009+1.87)=2.402m污水泵扬程污水泵提升高度：h2=4m出水管出水自由水头：h3=2.0m则污水泵所需扬程H= h1+ h2+ h3=2.402+4+2.0=8.402m3.4 UASB设计计算3.4.1 设计说明UASB反应器是有荷兰瓦赫宁根农业大学G·Lettinga等人在20世纪70年代研制。80年代以后，中国开始研究UASB在工业废水处理中应用，90年代该工艺在处理工程中被广泛采取。UASB通常包含进水配水区、反应区、三相分离区、气室等部分。UASB反应器工艺基础出发点以下：为污泥絮凝提供有利物理-化学条件，厌氧污泥即可取得并保持良好沉淀性能；良好污泥床常可形成一个相当稳定生物相，能抵御较强冲击。较大絮体含有良好沉降性能，从而提升设备内污泥浓度；经过在反应器内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区污泥层内深入絮凝和沉淀，然后回流入反应器。UASB处理有机工业废水含有以下特点：污泥床污泥浓度高，平均污泥浓度可达2040gVSS/L；有机负荷高，中温发酵时容积负荷可达812kgCOD/(m3·d)；反应器内无混合搅拌设备，无填料，维护管理较简单；系统较简单，不需另设沉淀池和污泥回流设施。本工程所处理淀粉生产废水，属高浓度有机废水，生物降解性好，UASB反应器作为处理工艺专题，拟按下列参数设计。设计流量 2300m3/d，即95.83m3/h；进水浓度 CODCr=9500mg/L容积负荷：Nv=6.5kgCOD/(m3·d)产气率：r=0.4 m3/COD污泥产率：X=0.15kg/kgCOD3.4.2 UASB反应器工艺结构设计计算（1）UASB总容积计算UASB总容积 式中 Q设计处理流量，m3/dSr去除有机污染物浓度，kg/m3Nv容积负荷，kgCOD/(m3·d)则 选择四个池子，每个池子体积为 Vi=V/4=2717.9/4=679.5m3，取680m3假定UASB体积有效系数90%，则每池总容积为Vi =680/90%=755.6m3若选择直径为7000mm反应器4个则其水力负荷约为=0.6 m3/(m2·h)，基础符合要求。若反应器总高为H=18.0m反应器容积为692.7m3有效反应容积约为Vi=692.7×90%=623.4 m3（2）工艺结构设计反应器内最关键部件是三相分离器，用来进行气、液、固三相分离（图1-1），所以对UASB工艺结构设计关键就是设计三相分离器，它设计直接影响气、液、固三相在反应器内分离效果和反应器处理效果。对污泥床正常运行和取得良好出水水质起十分关键作用。污 泥 床三相分离器出水沼气进水悬 浮 污 泥 层图3-1 UASB工艺示意图依据已经有研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求： 沉淀四壁倾斜应在45°60°之间； 沉淀区表面水力负荷应在0.7m3/(m2·h)以下，进入沉淀区前，经过沉淀槽底缝隙流速小于2.0m/h； 分离器（两个或多个）间空隙表面积应是反应器截面积15%20%； 气体搜集高度当反应器为57m时，应在1.52.0m之间； 为使气体释放及便于去除浮渣，应保持足够液气接触面积； 在出水前应设挡板； 分离气体挡板和分离器壁重合20cm以上，以免出流气泡进入沉淀区； 出气管直径应足够大，使气室中气体较易排出。三相分离器设计须确定三相分离区数量，大小斜板尺寸、斜角和相互关系。A.小斜板（反射锥）临界长度计算反射锥临界长度计算公式（该公式推导便是依据以上三相分离器设计要求得出）为： 式中 q经过缝隙流量，m3/h；L回流缝隙长度，m；N缝隙条数；UP气泡上升速度，m/s；r上斜板到器壁距离，m；下斜板和器壁夹角。且式中UP由斯拖克斯公式计算： 式中 UP气泡上升速度，m/s；B气泡碰撞系数；g重力加速度，m/s2；l液体密度，kg/m3g气体密度，kg/m3液体动力粘度，kg/(m·s)dg气泡直径，m。且 =1式中 液体动力粘滞系数，m2/s设 水温T=25，气泡直径 dg=2×10-4m，废水密度 l=1.02×103 kg/m3，气体密度 g=1.15 kg/m3，净水动力粘度 =8.9×10-7 m2/s取 =0.95则净水动力粘度为： =l=8.9×10-7×1.02×103=9.078×10-4 kg /(m·s)因处理对象为废水，比净水大，取其值为净水2.5倍，则废水动力粘度为： =×2.5=2.27×10-3 kg /(m·s)气泡在静止水中上升速度为：9.3×10-3 m/s单池处理水量为： q=6.66×10-3 m3/s设计 回流缝数量 n=1， 宽度 r=0.6m， 下斜板倾角 =54°，即=36°回流缝长度 L=(3.5-0.2-0.3) ×2×=18.85m下斜板临界长度：=1.02m取小斜板长度L小=1.5AO=1.6m，其水平L小水平=0.94m，垂直L小垂直=1.29m三相分离器设计图1-4所表示。图中D1=1.9m，D2=5.2m，D3=4.6m，1=53.1°，2=54.3°大集气罩收气面积占总面积百分比为 符合要求沉淀区面积 （m2）沉淀区负荷为0.53m/h，符合要求。回流缝过水流速为：（m/h） 符合要求UASB设计结果：D=7.0mH=15.0m其中超高H1=0.3m三相分离器高度H2=5.5m反应区高H3=7.5m反应器底污泥区高H4=1.7m集气罩顶直径D1=1.9m大斜板长L大=2.83m倾角2=54.3°小斜板长L小=2.0m倾角1=53.1°（3）脱气条件校核假如水是静止得，则沼气将以Up=0.91.0cm/s流速上升，能够进入气室中。但因为在三相分离器中，水是变相流动，所以沼气气泡不仅取得了水加速，而且运动发生了方向改变。气泡进入气室，必需确保满足以下公式要求：Up/vL2/L1式中 Up气泡垂直上升速度；v气泡实际缝隙流速；L2回流缝垂直长度；L1小斜板和大斜板重合长度；依据三分离器设计结果，得：可见Up/vL2/L1，满足脱气条件要求。3.4.3 布水系统设计计算(1)设计说明为了确保四个UASB反应器运行负荷均匀，并降低污泥床内出现沟流短路等不利原因，设计良好配水系统是很必需，尤其是在常温条件下运行或处理低浓度废水时，因有机物浓度低，产气量少，气体搅拌作用较差，此时对配水系统设计要求高部分。二次泵房出水，直接向四台UASB反应器供水，布水形式为两两分中。各台UASB反应器进水管上设置调整阀和流量计，以均衡流量。在UASB反应器内部采取适应圆池要求环行布水器。反应器布水点数量设置和处理流量、进水浓度、容积负荷等原因相关，此次设计拟每24m2设置一个布水点。（2）设计计算布水器设置16个布水点，每点负荷面积为（m2）布水器环管一根，支管4根，环管上（即外圈）设12个布水点，支管上设4个布水点，布水点共16个。按均匀部署标准，环管（外圈）环径5.6m，支管内圈环径为2.5m。UASB反应器布水器中心管流量为 中心管流速为0.8m/s，则中心管管径为，取d0=103mm。布水器支管均分流量为0.0017m3/s，支管内流速选为1.2 m/s，则管径计算为=42.02mm，取=45 mm。环管均分流量为 m3/s，环管流速假定为1.5 m/s，则环管管径计算为0.065 mm，取环管管径=65 mm。布水孔16个，流速选为1.5 m/s，孔径计算为0.023m，取孔径=25 mm。布水器水头损失计算。尽管布水器为环状，但当运行稳定、不堵塞，且配水均匀条件下，可按枝状管网计算其水头损失。图1-5所表示。 图中=0.0017 m3/s =0.00125 m3/s =0.00083 m3/s =0.00042m3/s对应管段管径、流量、流速及水头损失以下DN45 =1.7L/s，=1.07m/s，=300mm； DN45 =1.25L/s，=0.79m/s，=200mm； DN65 =1.25L/s，=0.38m/s，=7.0mm； DN65 =0.83L/s，=0.25m/s，=6.6mm； DN65 =0.42L/s，=0.13m/s，=4.6mm；累计水头损失为518.2 mm，加上局部损失，总水头损失约为770 mm。（3）布水器配水压力计算 布水器配水压力H4按下列公式计算。式中 布水器配水时最大淹没水深，m；UASB反应器水头损失，m；布水器布水所需自由水头，m；其中 =9.5mH2O=0.8mH2O=2.5mH2O则 =12.8mH2O3.4.4 出水渠设计计算每个UASB反应器沿周围设一条环行出水渠，渠内侧设溢流堰，出水渠保持水平，出水由一个出水口排出。（1）出水渠设计计算环行出水渠在运行稳定，溢流堰出水均匀时，可假设为两侧支渠计算。单个反应器流量6.66L/s，侧支渠流量为3.33 L/s。依据均匀流计算公式 式中 q渠中水流量，m3/s；i水力坡度，定为i=0.005；K流量模段，m3/s；C谢才系数；W过水断面面积，m2；R水力半径，m；n粗糙度系数，钢取n =0.012。计算得 （m3/s）假定渠宽b=0.15m,则有W=0.15hX=2h+0.15R=W/X=0.15h/(2h+0.15)式中 h渠中水深，m；X渠湿周，m。代入 即 则有 解方程得：h=0.042(m)可见渠宽b=0.15(m)，水深h=0.042(m)则渠中水流流速约为0.40m/s符合明渠均匀流要求。（2）溢流堰设计计算每个UASB反应器处理水量6.66 L/s，溢流负荷为12 L/(m·s)。设计溢流负荷取=1.0 L/(m·s)，则堰上水面总长为设计90°三角堰，堰高H=40mm，堰口宽B=80mm，堰上水头h=20mm，则堰口水面宽b=40mm。三角堰数量(个)设计取n=160(个)出水渠总长为3.14(7-0.3)=21.05(m)设计堰板长(80+130)×10=210(mm)，共10块，每块堰10个80mm堰口，10个间隙。堰上水头校核：每个堰出流率为按90°三角堰计算公式则堰上水头为3.4.5 UASB排水管设计计算单个UASB反应器排水量6.66 L/s，选择DN125钢管排水，v约为0.54 m/s,充满度为0.5，设计坡度0.01。四台UASB反应器排水量26.64 L/s，选择DN200钢管排水，v约为0.85 m/s,充满度(设计值)为0.6，设计坡度0.006。UASB反应器溢流出水渠由短立管排入DN125排水支管，再汇入设于UASB走道下DN200排水总管。3.4.6 排泥管设计计算（1）产泥量计算r=0.15kg干泥/(kgCOD·d)设计流量 Q=95.83m3/h进水COD浓度 S0=9500mg/LCODCr去除率 E=98.9%则UASB反应器总产泥量为每池产泥设污泥含水量为98%，因含水率P95%，取=1000kg/m3，则污泥产量为每池排泥量（2）排泥系统设计因处理站设置调整沉淀池，故进入UASB中砂量较少，UASB产生外排污泥关键是有机污泥，故UASB只设底部排泥管，排空时由污泥泵从排泥管强排。UASB天天排泥一次，各池污泥同时排入集泥井，再由污泥泵抽入污泥浓缩池中。各池排泥管选钢管，DN150，四池适用排泥管选择钢管DN200，该管按天天一次排泥时间1.0h计，q为26.62 L/s，设计充满度0.6，v为0.90 m/s。3.4.7 沼气管路系统设计计算（1）产气量计算设计流量 Q=95.83m3/h进水 CODCr =9500mg/LCOD去除率 E=88%产气率 E=0.4 m3气/kgCOD则总产量为每个USAB反应器产气量（2）沼气集气系统部署因为有机负荷较高，产气量大，每两台反应器设置一个水封罐，水封罐出来沼气分别进入气水分离器，气水分离器设置一套两级，共两个，从分离器出来去沼气贮柜。集气室沼气出气管最小直径为DN100，且尽可能设置不短于300mm立管出气，若采取横管出气，其长度不宜小于150mm。每个集气室设置独立出气管至水封罐。（3）沼气管道计算产气量计算每池产气量为70.5 m3/h，则大集气罩出气量为 小集气罩出气量为该沼气容重为r=1.2kg/m3，换算为计算容重r=0.6 kg/m3出气量分别为沼气管道压力损失计算沼气出气管流速分别为v1及v2远小于5m/s，符合规范对流速要求。沼气搜集管道压力通常较低，约为200300mmH2O，其管道内气体压力损失可按下式计算。式中 L管