红星淀粉厂废水处理工程设计(6)

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1代入 K?W??R16?R12

n1即 K?W??R23

n1?0.15h?则有 0.031?0.15h????0.012?0.15?2h?解方程得：h=0.3(m)

可见渠宽b=0.30(m)，水深h=0.30(m) 则渠中水流流速约为

q2.17?10?3v???0.48(m/s)＞0.40m/s W0.15?0.0323

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13 L/s，溢流负荷为1～2 L/(m·s)。 设计溢流负荷取f=1.0 L/(m·s)，则堰上水面总长为

L?q13??13m f1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n?L4.34??108.5(个)设计取n=100(个) ?3b40?10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：

4.34?10?3?4.34?10?5(m3/s) 每个堰出流率为q?100按90°三角堰计算公式q?1.43h52 则堰上水头为

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h?(q/1.43)0.4?(4.34?10?5)0.4?0.016(m) 1.434.2.5 UASB排水管设计计算

单个UASB反应器排水量13 L/s，选用DN125钢管排水，v约为0.75 m/s,充满度为0.5，设计坡度0.01。

四台UASB反应器排水量52 L/s，选用DN200钢管排水，v约为0.90 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走道下的DN200排水总管。 4.2.6 排泥管的设计计算

（1）产泥量的计算 r=0.15kg干泥/(kgCOD·d) 设计流量 Q=190m3/h 进水COD浓度 S0=6000mg/L CODCr去除率 E=90% 则UASB反应器总产泥量为

?X?rQSr?RQS0E?0.15?4560?6.0?0.90?3693.6[kg/d]

?153.9kg( )/h

每池产泥

?Xi??X/4?923.4kg( )/d

设污泥含水量为98%，因含水率P＞95%，取ρ=1000kg/m3，则污泥产量为

QS?3693.61??184.68(m3/d) 1000(1?98%)每池排泥量

Qsi?184.68/4?46.17(m3/d) （2）排泥系统设计

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因处理站设置调节沉淀池，故进入UASB中砂的量较少，UASB产生的外排污泥主要是有机污泥，故UASB只设一根排泥管，排空时由污泥泵从排泥管强排。

UASB每天排泥一次，各池污泥同时排入集泥池，再由污泥泵抽入污泥浓缩池中。各池排泥管选钢管，DN150，四池合用排泥管选用钢管DN200，该管按每天一次排泥时间1.0h计，q为16.9 L/s，设计充满度0.6，v为0.90 m/s。 4.2.7 沼气管路系统设计计算 （1）产气量计算

设计流量 Q=190m3/h 进水 CODCr =6000mg/L COD去除率 E=90% 产气率 E=0.4 m3气/kgCOD 则总产量为

G?eQSr?eQS0E?190?6?0.90?0.4?410.4(m3/h) 每个USAB反应器产气量

Gi?G/4?102.6(m3/h) （2）沼气集气系统布置

由于有机负荷较高，产气量大，每两台反应器设置一个水封罐，水封罐出来的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，且尽量设置不短于300mm的立管出气，若采用横管出气，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

①产气量计算

每池产气量为102.6 m3/h，

则大集气罩的出气量为 Gi1?Gi?43%?44.118(m3/h) 小集气罩的出气量为Gi2?Gi?57%?58.482(m3/h)

该沼气容重为r=1.2kg/m3，换算为计算容重r′=0.6 kg/m3的出气量分别为

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Gi?1?Gi1?rr??44.118?2?62.2(m3/h) Gi?2?Gi2?2?82.4(m3/h) ②沼气管道压力损失计算 沼气出气管的流速分别为

v1??Gi?1d2?62.2?4?/(0.12?3600)?2.20(m/s)

v2?4Gi?2??82.4?4?/(0.12?3600)?2.91(m/s)

4v1及v2小于5m/s，符合规范对流速的要求。

沼气收集管道压力一般较低，约为200～300mmH2O，沼气管道压力损失均很小。因此，对于沼气贮柜之前的低压沼气管道，可以认为管路压力损失为0。 （4）水封罐的设计计算

水封罐一般设于消化反应器和沼气柜或压缩机房之间，起到调整和稳定压力，兼作隔绝和排除冷凝水之用[8]。

UASB反应中大集气罩中出气气体压力为p1=1.0mH2O(1mH2O=9800Pa)，小集气罩中出气气体压力为p2=2.5mH2O(1mH2O=9800Pa)，则两者气压差为

?P?P2?P1?1.5(mH2O)

故水封罐中该两收气管的水封深度差为1.5mH2O。

沼气柜压力p≤400 mmH2O,取为0.4 mH2O，则在忽略沼气管路压力损失时（这种计算所得结果最为安全），水封罐所需最大水封为

H0?p2?p?2.5?0.4?2.1(mH2O) 取水封罐总高度H=2.5m

水封罐直径1800mm，设进气管DN100钢四根，出气管DN150钢一根，进水管DN52钢一根，放空管DN50钢一根，并设液面计。 （5）气水分离器

气水分离器起到对沼气干燥作用，选用Ф500mm×H1800mm，钢制气水分离器两个，串联使用。气水分离器中预装钢丝填料，在各级气水分离器前设置过滤器以净化沼气，

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在分离器出气管上装设流量计、压力表及温度计。 （6）沼气柜容积确定

由上述计算可知该处理站日产沼气9849.6m3,则沼气柜容积应为平均时产气量的3h体积来确定，

.6??9849即 3??1(m3) ??123.2?24?设计选用1500 m3钢板水槽内导轨湿式贮气柜（C-1416A）。 4.2.8 UASB的其他设计

（1）取样管设计

为掌握UASB运行情况，在每个UASB上设置取样管。在距反应器底1.1～1.2m位置，污泥床内分别设置取样4根，各管相距1.0m左右，取样管选用DN50钢管，取样口设于距地坪1.0m处，配球阀取样。

（2）UASB的排空 由UASB池底排泥临时接上排泥泵强制排空。 （3）检修 ①人孔

为便于检修，各UASB反应器在距地坪1.0m处设Ф800mm人孔一个。 ②通风

为防止部分容重过大的沼气在UASB反应器内聚集，影响检修和发生危险，检修时可向UASB反应器中通入压缩空气，因此在UASB反应器一侧预埋压缩空气管（由鼓风机房引来）。

③采光

为保证检修的采光，除采用临时灯光处，还可移走UASB反应器的活动顶盖，或不设UASB顶盖。

（4）给排水

在UASB反应器布置区设置一根DN32供水管供补水、冲洗及排空中使用。 （5）通行

在距UASB反应器顶面之下1.1m处设置钢架、钢板行走平台，并连接上台钢梯。

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