肉类加工废水处理工艺设计

3.4UASB 的设计计算 3.

4.1设计说明

设计流量D m 34300即h m 3179 进水浓度L mg 1170去除率％85=E

容积负荷()

d m COD kg N V ?=30.6 按常温23℃ 产气量kgCOD m r 35.0= 污泥产率kgCOD kg X 1.0=

表3.2UASB 池进出水状况

COD BOD SS 油脂 进水水质（mg/L ）

1170 540 340 82 去除率%

85 90 50 出水水质（mg/L ）

175.5

54

340

41

3.4.2反应器容积计算 UASB 总容积

V

r

N QS V =

(式3.11)

35.8386.0

17

.14300m =?=

取水力负荷q=0.5[m 3/(m 2.h)]

q Q

A =

(式3.12)

24.3585

.02

.179m ==

A V

h =

(式3.13) m 5.24

.3585.838≈= 取有效水深为3m ，采用6座相同的UASB 反应器

217.596

4.3586m A A ===

π1

4A D =

(式3.14) m 7.814

.37

.594=?=

， 取D=9m 横截面积

2

241D A π= (式3.15)

2259.63914.34

1

m =??=

实际表面水力负荷 0.147.059

.6362

.179/1?=?==A Q q ，符合要求。

3.4.3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。 （1）参数

每池子流量：h m Q /9.296

2

.1793== （2）圆环直径计算：

每个孔口服务面积

36

/4

12D πα= (式3.16)

277.1m =

α在231m -，符合要求。

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18个孔口。

○1内圈6个孔口设计

服务面积：2160.1077.16m S =?= 折合为服务圆的直径为：

m S 67.314

.360

.10441

=?=

π

用此直径作一虚圆，在该虚圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔，

圆的直径计算如下：

11

21

4

S d =

π， (式3.17) 则π

1

12S d =

m 60.214

.36

.102=?=

○2中圈12个孔口设计

服务面积：2224.2177.112m S =?= 折合为服务圆直径为：

()

π

214S S d +=

(式3.18)

m 37.6)

24.216.10(4=+=

π

中间的圆环的直径如下：

22

2221)37.6(41S d =-π， (式3.19) 则m d 20.52= ○3外圈18个孔口设计

服务面积：2386.3177.118m S =?= 折合为服务圆直径为：

π

)

(4321S S S ++ (式3.20)

m 0.9=

则外圆环的直径3d 计算如下：

323221

)0.9(41S d =-π， (式3.21) 则得m d 79.73=

3.4.4三相分离器设计

图3.4UASB 三相分离器设计草图

（1）设计说明 三相分离器要具有气、液、固三相分离器功能。

三相分离器的设计主要包括沉淀池、回流缝、气液分离器的设计。 （2）沉淀区设计

三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相似。主要是考虑沉淀区面积和水深。面积根据废水量和表面负荷来决定。

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沉淀区水力表面负荷h m /0.1?；

○2沉淀器斜壁角度约为50。，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内； ○3进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速h m /2≤； ○4总沉淀水深应m 5.1≥； ○5水力停留时间介于1.5~2h 。

如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。 （3）回流缝的设计

取m h 3.01=，m h 5.02=，m h 2.23=

θtan /31h b = (式3.22) 1b ——下三角集气罩底水平宽度，m ；

θ——下三角集气罩斜面的水平夹角； 3h ——下三角集气罩的垂直高度，m 。 m b 35.21= m b 3.435.2292=?-=

下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升气流速1V 可用下式计算：

111/S Q V = (式3.22)

1Q ——反应器中废水流量，h m 3； 1S ——下三角集气罩回流缝面积，2m

h m V /43.14

/3.46

/2.1792

1=?=

π h m V /21?，符合要求

上下三角集气罩之间回流缝中流速 2V 可用下式计算：

212/S Q V =， (式3.23)

2S 为上三角集气罩回流缝之面积，取回流缝之面积，取回流缝宽CD=0.9m ，

上集气罩下底宽CF=4.8m.

??=50sin CD DH (式3.24) m 69.0=

[]2

22/)(DE CF S +=π (式3.25)

264.94m =

212S Q V = (式3.26)

h m V h m /2/32.0)64.946/(2.1791??=?=

符合要求。

确定上下三角形集气罩相对位置及尺，由图可知：

m CD CH 58.040sin 9.040sin =?=?=

m CF DH DE 18.68.469.022=+?=+= m b DE DI AI 52.050tan )(2

1

50tan 2=?-=

= m AI CH h 7.112.158.04=+=+=， m h 2.15=

由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：

m h CF 79.240tan 2.128.440tan 25=??-=-

m CD BC 40.140sin /9.040sin /=== m b DE DI 94.0)3.518.6(2

1

)(212=-?=-=

m DI AD 47.150cos /94.050cos /===

m

BD AD AB m

DH BD 39.008.147.108.150cos /69.050cos /=-=-====

（4）气液分离设计

cm d 01.0=（气泡），T=20。C

31/03.1cm g =ρ，332/102.1cm g -?=ρ

s cm V /0101.02=，95.0=β

1ρμY = (式3.27)

s cm g ./0104.003.10101.0=?=

一般废水的?μ净水的μ，故取s cm g ./02.0=μ 由斯托克斯公式可得气体上升速度为：

)(181g b g

V ρρμβ-=

(式3.28)

2

301.0)102.103.1(02

.01881

.995.0??-??=

-

h m s cm /58.9/266.0==

h m V V a /34.12== 则：

59.339

.040.1,18.2834.058.9====AB BC V V a b

AB

BC V V a b ?，故满足要求。 3.4.5出水系统的设计

采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m ，槽高0.2m 3.4.6排泥系统设计

总产泥量为：

r rQS X =Δ (式3.29)

d kg 64.42785.010*********.03=????=-

污泥产量：

d m Q s 336.2198

.011

100064.427=-?=

每日产泥量d MLSS kg ?64.427，每个UASB 日产泥量d kgMLSS 71，可用mm 200排泥管，每天排泥一次。 3.4.7产气量计算

每日产气量：

r eQS G = (式3.30)

h m 3310.8985.01011702.1795.0=????=-

3.5SBR 反应器 3.5.1设计说明

经UASB 处理后的废水，COD 含量仍然高，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4个SBR 反应池，每个池子的运行周期为6h 。 设计水质水量，设计水质为：

表3.3SBR 池进出水状况

COD BOD SS 油脂

进水水质（mg/L ）

175.5 54 340 41 去除率%

85 90 70 90 出水水质（mg/L ）

26

5.4

102

4.1

3.5.2设计计算 （1）确定参数

○1污泥负荷率 Ns 取值为()d kgMLSS kgBOD ?515.0。

○2污泥浓度和SVI 污泥浓度采用L mgMLSS 3000，SVI 采用100 ○3反应周期数 SBR 周期采用T=6h ，反应器1d 内周期数n=24/6=4。 ○4周期内时间分配 反应池数N=4。 进水时间：T/N=6/4=1.5h 反应时间：3.0h 静沉时间：1.0h 排水时间：0.5h ○5周期进水量

3

075.2684

624430024m N QT

Q =?==

(式3.31) （2）反应池的有效容积

3

00177.53115

.03000223

75.2684m XN S nQ V s

=???=

= (式3.32)

（3）反应池最小水量

3

1min 02.26375.26877.531m

Q V V =-=-= (式3.33)

（4）反应池中污泥体积

3

66

53.15910

77.531300010010m V

MLSS SVI V x =??=??=

(式3.34)

x V V ?min ，合格

（5）校核周期进水量 周期进水量应满足下式：

3

66

024.37277.531)10

30001001()101(m V

MLSS

SVI Q =??-=?-

? (式3.35)

307.185m Q =，合格 （6）确定单座反应池的尺寸

SBR 有效水深取m 0.5，超高m 5.0，则SBR 总高为m 5.5，SBR 的面积为235.106577.531m =，

设SBR 的长：宽=2:1，则SBR 的池宽为7.3m 。池长为14.6m 。 SBR 反应池最低水位为：

m 47.26

.143.702

.263=?

SBR 反应池污泥高度为：

m

m

98.049.147.249.16

.143.753

.159=-=? 可见，SBR 最低水位与污泥污位之间的距离为0.98m ，大于0.5m 的缓冲层，符合要求。 3.5.3鼓风曝气系统 （1）确定需氧量Q 2

由公式：

()()

r r r v QS N b a N QS b QS a V X b S S Q a Q '''''10'2)(+=+=+-= (式3.36)

取 15.0,5.0,,==b a

出水L mg S e /4.5=，3/25.2/2250300075.0m kg L mg X f X v ==?=?=，

31212777.53144m V V =?==

代入数据：

()()430010004.55415.015.05.02?÷-+=Q

d kgO /47.3132=

供氧速率：h kgO O R /06.1324/47.831324/22=== （2）供气量的计算：

采用SX-1型曝气器，曝气口安装在距池底0.3m 高处，淹没深度为4.7m ，计算温度取25C ο.

该曝气器的性能参数为：kWh kgO E E P A /2%,82== 服务面积23m ~1 供氧能力h m 25~203.

查表：氧在水中的饱和溶解度为：L mg C L mg C s s /38.8,/17.9)25()20(== 扩散器出口处绝对压力为：

Pa H

p p b 5

3

5

301048.17.4108.910013.1108.9?=??+?=??+= (式3.37)

空气离开反应池时氧的百分比为：

%65.19%100)

08.01(2179)08.01(21)

1(2179)1(21=?-+-=-+-=A A t E E Q (式3.38)

反应池中的溶解氧的饱和度：

()()??? ??

+?=4210

026.25

2525t b sb sb Q p C C (式3.39) L mg Q p C C L mg t

b sb sb /9.10)4265

.1910026.21047.1(17.9)4210026.2(/0.10)42

65

.1910026.21047.1(83.85

55)20()20(5

5=+??=+?==+??=

取C C ο20,1,2,95.0,85.0====ρβα时脱氧清水的充氧量：

h kgO C C RC R sb sb /87.190245

.1]20.1095.0[85.09

.1006.13024.1][25

)

1025()25()

20(0=?-??=

?-=-βρα (式3.40)