3 污水处理构筑物的计算

3 污水处理构筑物的计算

3.1细格栅

3.1.1设计说明

格栅系由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并保证其正常运行。

格栅的进出水水质见表3-1所示。

表3-1 格栅进出水水质

水质指标BOD5COD SS

进水6400 13000 2000

去除率0 0 10％

出水6400 13000 1800

3.1.2设计计算

本工艺采用矩形断面调节池前细格栅一道，采用机械清渣。

（1）栅前水深的确定

式中，Q——设计流量，设计中取为0.0289m3/s；

h——栅前水深，m；

v1——栅前渠道水流流速，设计中取为0.6m/s。

（2）细格栅的栅条间隙数

式中，n——格栅栅条间隙数，个；

Q——设计流量，m3/s；

α——格栅倾角，(o)；

b——格栅栅条间隙，m；

h——格栅栅前水深，m；

v——格栅过栅流速，m/s。

过栅流速采用为0.7m/s，Q=0.0289m3/s，栅条间隙b=0.01m，栅前水深为0.16m，格栅安装倾角α=60o，则

个，取为个。

（3）格栅槽有效宽度（B）

式中，B——格栅槽有效宽度，m；

S——每根格栅条的宽度，m。

设计中采用Φ10mm圆钢为栅条，即取S=0.01m，则

，取为。

（4）进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠道宽B1=0.25m，渐宽部分展开角=20o，此时进水渠道内的流速为：

，在～范围之内，符合要求。

则，进水渠道渐宽部分长度：

（5）出水渠道的渐窄部分的长度

（6）过栅水头损失

式中，h1——水头损失，m；

β——格栅条的阻力系数，栅条断面为锐边矩形断面β=2.42；

k——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。

（7）槽后明渠的总高度

式中，H——槽后明渠的总高度，m；

h2——明渠超高，m，设计中取h2=0.3m。

（8）格栅槽总长度

式中，L——格栅槽总长度，m；

H1——格栅明渠的深度，m，H1=h+h2。

（9）每日栅渣量

式中，W——每日栅渣量，m3/d;

ω1——栅渣量，取ω1=0.1m3/103m3污水。

故采用机械清渣。

根据《给水排水设计手册》第9册，选用XWB-Ⅲ型背耙式格栅除污机。

表3-2 XWB-Ⅲ型背耙式格栅除污机性能

图3-1 格栅计算示意图

3.2调节池

3.2.1设计说明

（1）水量调节池实际是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度，最低水位为死水位。

（2）调节池的形状宜为方形或圆形，以利于形成完全混合状态。长形池宜设多个进口和出口。

（3）调节池不具有废水处理的功能。

3.2.2设计计算

本设计水力停留时间取T=8h，设计流量Q=2500m3/d=104.2m3/h。

（1）调节池的尺寸

调节池体积：V=QT=104.2×8=833(m3)

取池子总高度H=5.5m，其中超高0.5m，有效水深h=5m，则池面积为

池长取16m，池宽取12m，则实际有效水深为

取超高0.5m，则调节池的实际池深H=4.3+0.5=4.8m

（2）潜污泵

调节池集水坑内设2台上海阳光泵业制造有限公司生产的QW系列无堵塞移动式潜污泵（1用1备），水泵的基本性能参数见表3-3。

表3-3 潜水排污泵性能

型号

流量

（m3/h）

扬程

（m）

转速

（r/min）

电动机功率

（kW）

效率

（%）

出口直径

（mm）

QW125-130

130 15 1460 11 62 125

（3）搅拌

为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀，可采用水泵强制循环进行搅拌，也可以采用专用搅拌设备进行搅拌。

水泵强制循环搅拌，是在调节池底部设穿孔管，穿孔管与水泵压力水相连，用压力水进行搅拌。水泵强制循环搅拌的优点是不需要在池内安装其它专用搅拌设备，并可根据悬浮沉积的程度随时调节压力水循环的强度。其缺点是穿孔管容易堵塞，检修不方便，影响使用。目前工程上常用潜水搅拌机进行搅拌。

根据调节池的有效容积，搅拌功率一般按1m3污水4～8W选配搅拌设备。本工程取5W，调节池选配潜水搅拌机的总功率为2500×5=12.5(kW)。

选择5台晨容环保公司出产的QJB型潜水搅拌机（不锈钢），均匀安装在调节池内。

表3-4 潜水搅拌器电动机性能

型号功率

(kW) 电流

(A)

叶轮直径

(mm)

叶轮转速

(r/min)

重量

(kg)

QJB2.5/8-400/3-7408 2.5 9 400 740 70

3.3竖流沉淀池

3.3.1设计说明

竖流沉淀池是利用污水从沉淀池中心管流入，沿着中心管向下流动，经中心管下部的反射板折向上方流动，污水以流速v自下向上流动，污水中的颗粒以沉速u向下沉降，当u＞v时颗粒开始下沉，u=v时颗粒悬浮污水中，u＜v时，颗粒随污水流出。上升至沉淀池顶部的污水用设在沉淀池四周的锯齿形三角堰流入集水槽排出。竖流沉淀池由进水装置、中心管、出水装置、沉淀区、污泥斗及排泥装置组成。其进出水水质见表3-5所示。

表3-5 竖流沉淀池进出水水质

水质指标BOD5COD SS

进水6400 13000 1800

去除率25％20％50％

出水4800 10400 900

3.3.2设计计算

设计中取1座竖流沉淀池，设计流量。

（1）中心进水管面积与直径

式中，A0——沉淀池中心进水管面积(m2)；

Q——设计流量(m3/s)；

v0——中心进水管流速，设计取为0.03m/s。

d0——中心进水管直径(m)。

（2）中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度

式中，h3——中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度(m)；

v1——污水从中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度(m/s)，一般取为0.02 m/s～0.03m/s；

d1——喇叭口直径(m)，一般采用。

设计中取，。

（3）沉淀池总面积及沉淀池直径

式中，A1——沉淀池的沉淀区面积(m2)；

v——污水在沉淀池内上升流速(m/s)；

D——沉淀池直径(m)。

设计中取，。

（4）沉淀池的有效沉淀高度，即中心管的高度

式中，h2——沉淀池有效水深(m)；

t——沉淀时间，设计取为1.5h。

校核沉淀池径深比：D/h2=7.3/3.78=1.93＜3，符合规范。

（5）污泥部分所需容积

式中，Q——污水流量(m3/s)；

C1——进水悬浮物浓度(mg/L)；

C2——出水悬浮物浓度(mg/L)；

——污泥容重(t/m3)，约为1；

p o——污泥含水率(％)。

设计中取T=1d，p0=97％

（6）污泥斗及污泥斗高度

污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部直径取为0.5m，污泥斗倾角取为600。

污泥斗高度

污泥斗容积

式中，V1——污泥斗容积(m3)；

——沉淀池污泥斗上口边长(m)；

——沉淀池污泥斗下口边长，设计取为0.5m ； h 5——污泥斗高度(m)。

（7）沉淀池总高度

式中，H ——沉淀池总高度(m)；

h 1——沉淀池超高，设计取为0.3m ；

h 4——沉淀池缓冲层高，设计取为0.3m ；

（8）出水堰

沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排入其它构筑物内。出水堰采用90o 三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m ，高0.08m ，间距0.1m ，共有88个三角堰。堰后自由跌落0.1～0.15m ，三角堰有效水深为

三角堰后自由跌落0.15m ，则出水堰水头损失为0.19m 。

（9）出水渠道

出水渠道设在沉淀池四周，收集三角堰出水，出水渠道宽0.25m ，深0.4m ，有效水深0.20m ，水平流速0.29m/s 。出水渠将三角堰出水汇集送入出水管，出水管采用钢管，管径DN200mm ，管内流速0.92m/s 。 （10）排泥管

沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN200mm ，连续将污泥排出池外贮泥池内。

示意图

3.3水解酸化池的设计

3.3.1工艺介绍

水解酸化池可以作为独立一级厌氧生物处理工艺，也可以作为二相厌氧生物处理的第一相（即产酸相），其目的是改善废水的可生化性，降低后续生物处理负荷，提高后续处理工艺的稳定性和效果。

在二相厌氧生物处理工艺中，水解酸化池是一种高负荷厌氧生物处理单元，其负荷为一般厌氧生物处理负荷的3～5倍。水解酸化池结构简单，无需设计或安装复杂的配水装置和水流整流装置（如配水装置、折流板、三相分离器、出水溢流堰、水下推进器等），但为避免出现死区引起污泥腐败，底部或进水口必须配水均匀；为防止短流，可在沿长方向设穿孔挡流板等。进水不需要预先调节水质、水量。由于其作用为分解有机物或把大分子有机物分解成小分子有机物，反应过程不产生沼气，不须设计集气装置。

水解酸化池可以是悬浮活性污泥法，也可采用生物膜法或二者相结合的形式。其池型可以是平流式、竖流式和折流式。可以与二相厌氧生物池合建，也可以独立分建。

水解酸化池设计一般取表面负荷0.8～1.5m3/(m2·h)，水力停留时间为4～5h。采用池底进水，进水多采用穿孔管配水，每个布水孔服务面积0.5～2m2，孔口流速0.4～1.5m/s；采用池顶堰流出水，出水堰可以位于池边，也可以类似自来水厂的平行布设；排泥采用间歇排泥，排泥管设于池的中部，管径为150～200mm，排泥流速大于0.7m/s。水解酸化池的进出水水质见表3-6所示。

表3-6 水解酸化池进出水水质

水质指标BOD5COD SS

进水4800 10400 900

去除率25％30％70％

出水3600 7280 270

3.3.2设计计算

（1）有效容积(V)

V=Q max t

式中，Q max为最大设计流量，m3/h；本设计为104.2m3/h。

t为水力停留时间，h；本设计取为4h。

V=104.2×4=416.8m3

（2）池表面积（A）

式中，q为表面负荷，m3/(m2·h)；本设计取为1.0m3/(m2·h)。

（3）有效水深（H）

H=qt=1.0×4=4.0m

本设计计划建造一座水解酸化池，池宽为7m，按长宽比2:1设计，则池长取为15m；取超高为0.4m，则设计池深为4.4m。半软性填料于池底上方0.4m处设置，填料有效深度为3.5m。

（4）配水方式

采用穿孔管布水器（分支式配水方式），配水干管管径为DN200mm，设7根配水支管，管径为DN100mm，相邻支管间距为2m。支管出水口距池底200mm，位于所服务面积的中心；出水孔径为15mm，孔口流速为2.5m/s。则开孔数为

个

每个支管上开孔10个。

（5）出水系统设计

①堰长

取出水堰负荷，则

②出水堰的形式和尺寸

采用90o三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细尺寸如图3-4所示。

每个堰口出流量

③堰上水头

符合《水解酸化反应器污水处理工程技术规范》的要求。

④集水槽宽

为确保安全，集水槽设计流量，带入数据得

⑤槽深度

集水槽临界水深

集水槽起端水深

设出水槽自由跌落高度，则

集水槽总深度：

（6）污泥系统设计

厌氧生物处理污泥产量取r=0.08kgVSS/kgCOD ，流量Q=2500m 3/d ，进水COD 浓度C 0=10400mg/l=10.4kg/m 3，COD 去除率取30%。

据VSS/SS=0.8

取污泥含水率为98%，当含水率为＞95%时，取ρS =1000kg/m 3，则污泥产量为：

排泥采用穿孔排泥管，沿矩形池纵向多点排泥。管径为150mm ，孔眼直径为32mm ，孔眼间距为0.2m 。

取每次排泥间隔为0.5d ，取每次排泥时间为0.5h ，则每次总排泥流量为：

选用DN150mm ，得管内污泥流速为v=0.61m/s 。

3.4上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的设计

3.4.1 设计说明

UASB 反应器主要由反应区、三相分离器、气室三部分组成。底部反应区有大量厌氧颗粒污泥，沉降性能好的污泥在下部形成污泥层。反应器运行时，需要处理的污水自UASB 底部进入反应器，在污泥层中与颗粒污泥充分混合接触进

行反应。通过厌氧反应的三个阶段，污水中的有机物被分解，同时产生沼气，气

图3-4 水解酸化池进出水系统示意图 图3-4 水解酸化池进出水系统示意图

体上升过程中不断合并成较大的气泡，起到一定的搅拌和循环作用，有利于反应器内颗粒污泥的形成和稳定。气体带动一部分松散污泥进入污泥悬浮层，与悬浮污泥接触碰撞，其中一部分比重增大，重新沉入污泥层。气、水、污泥三相混合液到达三相分离器后，气体进入气室导出被收集利用，固、液两相混合液进入沉淀区，在重力作用下，污泥絮凝沉淀，并沿斜壁滑回反应器，又可以与进水发生厌氧反应分解有机物，从而保证反应器中的污泥量，与污泥分离后的上清液从溢流堰上部排出。

三相分离器是UASB反应器中的重要组成部分。废水在反应器底部的污泥床区经微生物的厌氧反应处理后，气、液、固三相混合物上升直至三相分离器，三相分理器在此处起到混合液分离的作用:沼气升至分离器的反射板，向四周折射穿过液体而进入气室，由导气管收集导出；固、液两相混合液进入沉淀区，其中的污泥发生絮凝作用，逐渐形成较的絮凝体，靠重力作用自然沉降到斜壁上，然后沿着斜壁重新滑回厌氧反应区与进水混合继续发生反应，以保证污泥床较大的污泥量和生物量。与污泥分离后的清水经出水堰排出。

三相分离器有三个主要组成部分：气室、沉淀区和污泥回流缝，分别是气液分离、固液分离以及污泥回流的作用区。

UASB的进出水水质见表3-7所示。

表3-7 UASB反应器进出水水质

水质指标BOD5COD SS

进水3600 7280 270

去除率85％80％50％

出水540 1456 135

3.4.2 设计计算

UASB反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区），设计N v=4.5kgCOD/(m3·d)。反应器高度一般为4～6m。升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形，圆形反应器具有结构稳定的特点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多，因此本设计选用矩形池，设计反应池3座。

（1）UASB反应器所需的容积及主要尺寸。UASB反应器的有效容积

有效

式中，Q——设计处理流量，m3/d；

C0——进水有机物浓度，kgCOD/m3；

N v——容积负荷，根据张自杰的《排水工程》，容积负荷在20℃时对于富

含挥发性脂肪酸的废水为4～6kgCOD/(m3﹒d)，本设计取为

4.5kgCOD/(m3·d)。

有效

反应器的有效高度为h=6m，则横截面积：

有效

单池截面积：

单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2:1较为合适。

设池长l=20m，则宽为：

设计取为12m。

单池截面积：

设计反应器总高度H=7.5m，其中超高为0.5m。

单池总容积：

单池有效反应容积：

有效

单个反应器实际尺寸20m×12m×7.5m，反应器3座。

总池面积：

总

反应器总容积：

总有效反应容积：

，符合有机负荷要求。

有效有效

UASB体积有效系数：

有效％，在％～％之间。

水力停留时间（HRT）及水力负荷率（V r）：

有效

﹒

总

根据参考文献，对颗粒污泥，水力负荷V r＜0.8m3/(m2·h)，故符合要求。

（2）三相分离器设计

三相分离器的构造形式是多种多样的，但不论哪一种，它必须有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。

①沉淀区设计。

三相分离器沉淀区固液分离是靠重力沉淀达到的，其设计方法与普通二沉池相似，主要考虑两个因素，即沉淀面积和水深。沉淀面积可根据废水流量和沉淀的表面负荷率确定。一般表面负荷率的数值等于水流向上流速v1，该值的大小与

需要去除的污泥颗粒的沉降速度v s相等，但方向相反，对已形成颗粒污泥的反应器，为防止和减少悬浮层絮状污泥流失，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一般小于0.7m3/(m2·h)。

本工程设计中，与短边平行，沿长边每池6个集气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。

三相分离器长度B=12m，每个单元宽度：

沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即240m2。单池的设计流量为Q i=34.72m3/h，则沉淀区的表面负荷率：

②回流缝设计

设上下三角形集气罩斜面水平较α为55o，取h3=1.2m。

式中，b1——下三角形集气罩底的宽度，(m)；

h3——下三角形集气罩的垂直高度，(m)；

b2——相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之一），(m)；

b——单元三相分离器的宽度，(m)。

下三角集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速如下。

式中，v1——下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速，(m/h)；

a1——下三角形集气罩的总面积，(m2)；

l——反应器的宽度，即三相分离器的长度B，(m)；

n——反应器的三相分离器的单元数。

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＜2(m/h)。

上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平回流缝的宽度设为b3=0.3m，则

式中，v2——上三角形集气罩下端与下三角形集气罩斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速，(m/h)；

a2——上三角形集气罩回流缝的总面积，(m2)；

b3——上三角形集气罩回流缝的宽度，(m)。

假定a2为控制面A min，一般其面积不低于反应器面积的20％，v2就是v max。同时要满足：v1＜v2＜2.0m/h。

③气液分离设计。 由图3-5可知：

设AB=0.5m ，则

校核气液分离。如图3-5所示，假设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：

或

沿AB 方向水流的速度：

式中，B ——三相分离器长度，(m)；

N ——每池三相分离器数量。 气泡上升速度：

图3-5 三相分离器局部放大图

式中，d ——气泡直径，cm ；

ρ1——液体密度，g/cm 3； ρg ——沼气密度，g/cm 3； β——碰撞系数，取0.95；

μ——废水的动力粘滞系数，g/(cm ·s)； ν——液体的运动粘滞系数，cm 2/s 。

设气泡的直径d=0.01cm ；35℃下，ρ1=1.03g/cm 3，ρg =1.15×10-3g/cm 3，ν=0.0101cm 2/s ，β=0.95，μ=0.0101×1.03=0.0104g/(cm ·s)，由于废水动力粘滞系数值比净水的大，取为0.02g/(cm ·s)。

，故可脱去d ≥0.01cm 的气泡。 ④三相分离器与UASB 高度设计。 三相分离区总高h=h 2+h 3+h 4-h 5。

h 2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m 。

UASB 总高度H=7.5m ，沉淀区高2m ，污泥床高2m ，悬浮区高3m ，超高0.5m 。

（3）布水系统的设计计算

反应器布水点数量的设置与处理流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。颗粒污泥N v ＞4kgCOD/(m 3·d)时，每个布水点服务2～5m 2，出水口流速2～5m/s 。

配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设1根D=100mm 的总水管，14根d=50mm 的支管，支管分别位于总水管的两侧，每侧7根支管，同侧每两根支管之间的中心距为2.5m ，配水孔径Φ15mm ，孔距2m ，每根水管有3个配水孔，每个孔的服务面积2.5×2=5m 2，孔口向下。 ①布水孔孔径计算

流速

布水孔3×14=42个，出水流速为2.0m/s ，则孔径为

，取 。 布水管设置在离UASB 反应器底部200mm 处。

AB

BC v v a b ＞

②验证

中温35℃，容积负荷6.0kgCOD/(m3·d)，沼气产率0.4m3/kgCOD，满足空塔水流速u≤1.0m/h，空塔沼气上升速度u g≤1.0m/h。

空塔水流速度：

总

符合要求。

空塔气流速度：

沼气

总

符合要求。

（4）排泥系统的设计计算

①UASB反应器中污泥总量的计算

一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15kgVSS/L，则3座UASB反应器中污泥总量

有效

②产泥量计算

厌氧生物处理污泥产量取r=0.08kgVSS/kgCOD；流量Q=2500m3/d；进水COD 浓度c0=7280mg/L=7.28kg/m3；COD去除率E=80％，则UASB反应器总产泥据VSS/SS=0.8，则

单池产泥量：

③污泥含水率为98％，当含水率＞95％，取ρs=1000kg/m3，则污泥产量为

单池排泥量：

④污泥龄

⑤排泥系统的设计

在距离UASB反应器底部100cm和200cm高处，各设置两个排泥口，排空时由污泥泵从排泥管强排。反应器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中，排泥管选钢管D=150mm。

设计选用上海阳光泵业制造有限公司出产的G型污泥泵3台给3座反应池排泥，每天排泥2h，其主要性能见表3-8所示。

表3-8 污泥泵主要性能

型号流量

(m3/h) 压力

(MPa)

转速

(r/min)

电机功

率(kW)

进口法

兰通径

(mm)

出口法

兰通径

(mm)

允许颗

粒直径

(mm)

允许纤

维长度

(mm)

（5）出水系统的设计计算

出水系统的作用是把沉淀区上面的澄清水均匀地收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响，而且其形式与三相分离器及沉淀区设计有关。

①出水槽设计

对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共6条，槽宽a=0.2m。

单个反应器流量：

设出水槽槽口附近水流速度为u=0.2m/s，则

槽口附近水深

取槽口附近槽深为0.2m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸12m×0.2m×0.2m；出水槽数量为6座。

②溢流堰设计

出水槽溢流堰共12条（6×2），每条长12m；设计90o三角堰，堰高50mm，堰口宽100mm，则堰口水面宽b’=50mm。

每个UASB反应器处理水量9.5L/s，通常溢流负荷＜1.7L/(m·s)，设计溢流负荷f=1.0L/(m·s)，则堰上水面总长度为：

三角堰数量：

个，取为个。

每条溢流堰三角堰数量=192/12=16（个）

一条溢流堰上共16个100mm的堰口，16个650mm的间隙。

堰上水头校核：

按90o三角堰计算公式q=1.4×h2.5

则堰上水头：

③出水渠设计计算

反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽的出水流至出水渠。设出水渠宽a=0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为u=0.2m/s。

渠口附近水深

出水渠尺寸：。

④UASB排水管设计计算

Q=9.5L/s，选用D=150mm钢管排水，充满度（设计值）为0.6。管内水流速度

（6）沼气收集系统的设计计算

①沼气产量计算。总产气量（取沼气产率r=0.4m3/kgCOD）

G=rQc0E=0.4×104×24×7.28×0.8=5815(m3/d)

单个UASB反应器产气量：

②集气管

每个集气管的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。

每根集气管内最大气流量：

集气室沼气出气管最小直径d=100mm，取100mm。

③沼气主管

每池13根集气管先通到一根单池主管，然后汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5％。

单池沼气主管内最大气流量：

取D=150mm，充满度（设计值）为0.8，则流速

④沼气总管内最大气流量

取D=300mm，充满度（设计值）为0.7，流速

⑤水封罐设计

水封罐主要是用来控制三相分离器的集气室中气液分离两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有隔绝和排出冷凝水的作用。每一个反应器配一个水封罐。

水封高度H=H1-H0

式中，H0——反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐的压头，m。

为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大，H1取2mH2O，贮气罐内压强H0为400mmH2O。

取水封罐高度为2.5mm，直径1500mm，进气管、出气管各一根，D=200mm；进气管、放空管各一根，D=50mm，并设液面计。

⑥气水分离器

气水分离器为干燥沼气所用，选用Φ50mm×1800mm钢制气水分离器3个，气水分离器中有钢丝填料，并配有流量计压力表。

⑦气柜

V g=5815m3/d=242.29m3/h，气柜容积定为3h的产气量，即V g’=726.87m3，气柜尺寸Φ10000mm×10000mm。

（7）UASB的其他设计考虑

①取样管设计

在池壁高度方向设置若干个取样管，用以采取反应器内的污泥样本，以随时掌握污泥在高度方向的浓度分布情况。在距反应器底1.1～1.2m位置，沿池壁高度上设置取样管4根，沿反应器高度方向各管相距0.8m，水平方向各管相距2.0m。取样管选用DN100钢管，取样口设于距地面1.1m处，配球阀取样。

②检修

为便于检修，在UASB反应器距地坪1.0m处设Φ600mm人孔一个。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一侧预埋压缩空气管（由鼓风机房来）。为保证检修时采光，除采用临时灯光外，不设UASB盖顶。

③防腐措施

厌氧反应器腐蚀比较严重的是反应器上部，此处无论是钢材或水泥都会被损坏，因此，UASB反应器应重点进行顶部的防腐处理。在水平面以下，溶解的CO2会发生腐蚀，水泥中的CaO会因为碳酸的存在而溶解。沉降斜面也会腐蚀，为了延长反应器的使用寿命，反应器的防腐措施是必不可少的。本设计中，反应器上部2m以上池壁用玻璃钢防腐，三相分离器所有裸露的碳钢部位用玻璃钢防腐。

④在UASB反应器布置区设置一根DN32供水管补水、冲洗及排空时使用。

⑤在反应器顶面上设置钢架、钢板行走平台，并连接上台楼梯。

⑥安全要求：UASB反应器的所有电器设施，包括泵、阀、灯等一律采用防爆设备；禁止明火火种进入该布置区域，动火操作应远离该区沼气柜；保持该区域良好的通风。

3.5 SBR反应池的设计

3.5.1设计说明

SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30％以上，而且布置紧凑，节省用地。SBR反应池的运行工序可分为进水-曝气期、沉淀期、

滗水期和闲置期，在进水-曝气期完成生物降解过程，在沉淀期和滗水期完成固液分离过程。其进出水水质见表3-9所示。

表3-9 SBR进出水水质

水质指标BOD5COD SS

进水540 1456 135

去除率90％85％80％

出水54 218.4 27

3.5.2 设计计算

SBR池设2座，为矩形。

(1)SBR工艺各工序所需时间设计

反应时间：

式中：m——充水比；

S0——进水BOD，mg/L；

L S——反应池五日生化需氧量污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS?d)，一般取

0.1~0.25 kgBOD5/(kgMLSS?d)；

X——反应池内混合液悬浮固体（MLSS）平均浓度，kgMLSS /m3，一般取3.0~5.0 kgMLSS /m3；

根据《序批式活性污泥法污水处理工程技术规范》取m=0.3，L S=0.2 kgBOD5/(kgMLSS?d)，X=4.0 kgMLSS /m3。

，取为。

取沉淀时间为t S=1h；

取排水时间t D=1h；

取闲置时间t b=1h；

一个周期所需时间为：

进水时间：

式中：n——反应池个数。

SBR反应池的运行周期见表3-10所示。

表3-10 SBR运行周期

项目1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h

反应池进水/

曝气

进水/

曝气

进水/

曝气

进水/

曝气

曝气沉淀滗水闲置

（2）反应池尺寸设计反应池有效容积：