有沒有學環(huán)境的，會畫CAD的圖紙，主要需要UASB和SBR的，提供設計數據~謝謝~

【專家解說】：對于中等濃度和高濃度的有機廢水，一般情況下，有機容積負荷率是限制因素，反應器的容積與廢水量、廢水濃度和允許的有機物容積負荷去除率有關。設計容積負荷為 =15kgCOD/( d),COD 去除率為93%，則UASB反應器有效容為: 式中 -設計流量， ; -容積負荷，kg/( ); -進水COD濃度，mg/L; -出水COD濃度，mg/L; -容積負荷，kg/( )。 則 = 2、UASB反應器的形狀和尺寸 據資料，經濟的反應器高度一般為4-6m之間，并且在大多數情況下這也是系統(tǒng)優(yōu)化的運行范圍。升流式厭氧污泥床的池形有矩形、方形和圓形。圓形反應器具有結構較穩(wěn)定的特點，但是建造圓形反應器的三相分離器要比矩形和方形反應器復雜得多，因此本設計選用矩形池。從布水均勻性和經濟性考慮，矩形池長寬比在2:1左右較為合適。 設計反應器的有效高度為h=6m，則橫截面積S= ㎡ 設池長L約為池寬B的兩倍，則可取池長L=25m，寬B=13m。 一般應用時反應器裝夜量為70%-90%，本工程設計反應器總高度H=7.5m，其中超高0.5m 。 反應器的總容積V=BLH=25×13×(7.5-0.5)=2275 ，有效容積為1930.4 ，則體積有效系數為84.85%，符合有機負荷要求。 3、水力停留時間(HRT)和水力負荷率( ) 對于顆粒污泥，水力負荷 =0.1-0.9 ，符合要求 3.6.2.2 進水分配系統(tǒng)的設計 1、布水點設置 進水方式的選擇應根據進水濃度及進水流量而定，通常采用的是連續(xù)均勻進水方式。布水點的數量可選擇一管一點或一管多點的布水方式，布水點數量與處理廢水的流量、進水濃度、容積負荷等因素有關。 Lettinga等推薦的UASB反應器進料噴嘴數設置標準見表4.7 由于所取容積負荷為15kgCOD/( d),因此每個點的布水負荷面積大于2 。本次設計池中共設置84個布水點，則每點負荷面積為: ㎡ 表4.7 UASB反應器進料噴嘴數設置標準 污泥性質 進水容積負荷/[kgCOD/(m3?d)] 每個進水點負荷面積/m2 密實的絮體污泥度>40kgTSS/m3 <1 1~2 >2 0.5~1 1~2 2~3 密實的絮體污泥度20~40kgTSS/m3 1~2 3 1~2 2~5 顆粒污泥 2 2~4 >4 0.5~1 0.5~2 >2 2、配水系統(tǒng)形式 UASB反應器的進水分配系統(tǒng)形式多樣，主要有樹枝管式、穿孔管式、多管多點式和上給式4種。本次設計使用U形穿孔管配水，一管多孔式。為配水均勻，配水管中心距可采用1.0-2.0m，出水孔孔距也可才用1.0-2.0m，孔徑一般為10-20mm，常采用15mm，孔口向下或與垂線呈45°方向，每個出水孔的服務面積一般為2-4㎡。配水管中心距池底一般為20-25cm，配水管的直徑最好不小于100mm。為了使穿孔管出水均勻，要求出口流速不小于2m/s. 進水總管管徑取200mm，流速約為1.7m/s。每個反應器中設置7根φ100mm的U形管,每兩根之間的距離為2.00m,每根管上有7個配水孔，孔距為1.625m,孔徑采用φ15mm,每個孔的服務面積2.00×1.625=3.25m2,孔口向下并與垂線呈45°。 共設置布水孔84個。出水流速μ選為2.34m/s，則孔徑為: 本設置采用連續(xù)進料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于UASB反應器底部反射散布作用，有利于布水均勻。 為了增強污泥和廢水之間的接觸，減少底部進水管的堵塞，建議進水點距反應器池底200mm-250mm。本工程中設計布水管離UASB反應器底部200mm。 3、上升水流速度和氣流速度 本設計中常溫下容積負荷 =15kgCOD/( d)，沼氣產率r=0.3m3/kgCOD，根據接種污泥的不同選擇不同的空塔水流和氣流速度。如采用厭氧消化污泥接種，需滿足空塔水流速度uk≤1.0m/h,空塔沼氣上升速度ug≤1.0m/h，如采用顆粒污泥接種，水流速度可以提高至1.0m/h≤uk≤4.0m/h。這里計算按接種消化污泥為依據。則 空塔水流速度: uk= = =0.194m/h＜1m/h，符合要求。 空塔氣流速度: ug= = =0.97m/h<1.0m/h，符合要求。 為COD去除率，取80%。 三相分離器沉淀區(qū)固液分離是靠重力沉淀( )達到的，其設計方法與普通二沉池相似，主要考慮兩個因素，即沉淀面積和水深。沉淀面積可根據廢水流量和沉淀的表面負荷率確定。一般表面負荷率的數值等于水流向上流速 ，該值的大小與需要去除的污泥顆粒的沉降速度 相等，但方向相反，對已形成顆粒污泥的反應器，為防止和減少懸浮層絮狀污泥流失，沉淀室內設計日平均表面負荷率小于0.7 。沉淀區(qū)進水口的水流上升速度一般小于2 三相分離器中物質流態(tài)示意圖見圖4.4。 圖4.4 三相分離器中物質流態(tài)示意圖 本次設計中，與短邊平行，沿長邊布置7個集氣罩，構成6個分離單元，則設置5個三相分離器，三相分離器單元結構示意圖如圖4.5所示。 圖4.5 三相分離器單元結構示意圖 三相分離器的長度為B=13m，每個單元寬度為L=25/6=4.167m。其中沉淀區(qū)長度B1=13m、寬度b=3.0m，集氣罩頂寬度a=1.167m，壁厚0.2m，沉淀室底部進水口寬度 =1.5m。 沉淀區(qū)面積: =n b=6×13×3.0=234㎡。 沉淀區(qū)表面負荷: <0.7 符合要求。 沉淀室進水口面積: S2=nBb1=6×13×1.5=117㎡。 沉淀室進水口水流上升速度 <2.0 符合要求。 2、沉淀區(qū)斜壁角度與深度設計 三相分離器沉淀區(qū)斜壁傾斜度應在45°-60°之間，上部液面距反應器頂部 >0.2m集氣罩頂以上的覆蓋水深 可采用0.5-1.0m ,沉淀區(qū)斜面的高度h3建議采用0.5-1.0m。不論何種形式的三相分離器,其沉淀區(qū)的水深≥1.0m，并且沉淀區(qū)的水力停留時間以1-1.5h為宜。如能滿足上述條件，則可取得良好的固液分離效果。 設計UASB反應器沉淀區(qū)最大水深為2m， =0.5m(超高)， =0.5m， =1.0m，則傾角: arctan =arctan =46.47°,符合要求。 3、汽液分離設計 如圖4.6所示,設計就是要在確定氣封 角后，合理選擇圖中縫隙寬度 和斜面長度BC(主要是MB)，以防止UASB消化區(qū)中產生的氣泡被上升的液流帶入沉淀室，干擾固液分離，造成污泥流失。當氣泡隨液流以速度 沿分離器斜面BC上升時，由于浮力的作用，它同時具有垂直向上的速度 。為了保證氣泡不隨液流竄入沉淀室，氣泡必須在其隨液流由B點移至M點時，在垂直方向上移動距離MN。則在分離器設計中，必須慢走一下公式要求: > 傾角 =60°,r=70°, =0.6m,分隔板下端距反射錐處置距離MN=0.225m，則縫隙寬度 =MNsin =0.225×sin60°=0.195m. 圖4.6 三相分離器汽液分離設計 廢水總流量為1500 根據資料，設有0.7Q=1050 的廢水通過進水縫進入沉降區(qū)，另有0.3Q=475 的廢水通過回流縫進入沉降區(qū)。則 = = =0.846m/h<2.0m/h符合要求。 MC= = =0.346m 設BC=0.5m,則MB=BC-MC=0.5-0.346=0.154m AB=2BCcos30°=2×0.5×cos30°=0.866m BD=AD= = =0.461m CD=BCsin30°+BDsin20°= =0.408m 則 =CD+MN-MCcos =0.408+0.225-0.346cos60°=0.460m 脫氣條件校核。設能分離氣泡的最小直徑 =0.01cm,35℃下清水運動粘滯系數γ=0.672×10-2cm2/s,廢水密度ρ1=1.03g/cm3,氣體密度ρg=1.2×10-3g/cm3,氣泡碰撞系數 =0.95，則 清水動力粘度 =γ =0.672× ×1.03=0.692× g/(cm s),因處理對象為廢水，其動力粘度 一般大于 ，可取 =1.5× g/(cm s)， 由斯托克斯公式 = ,則氣泡上升速度(可分離的最小氣泡)為 = =12.77m/h 驗證: = =15.1 = =1.46 可見 > ，合理。 所以，該三相分離器可脫去 ≥0.01cm的氣泡，分離效果良好。 4、分隔板的設計 如圖4-6所示， =0.6m , =0.5×(b- )=0.5×(3-0.6)=1.2m 經上面計算，氣體因受浮力作用，氣泡上升速度在進水縫中 =12.77m/h，沿進水縫斜向上的速度分量為 sin =19.16×sin46.47°=9.260(m/h)，則進水縫中水流速度應該滿足V<9.260m/h,否則水流把氣泡帶進沉降區(qū)。 假設水流速度V剛好等于9.260m/h，前面計算中已設有1050 廢水通過回流縫進入沉降區(qū)，則三相分離器的進水縫縱截面總面積為: = = =4.72 共有6組(12條)進水縫，每條進水縫縱截面面積 = = =0.40 進水縫寬度 = = = 0.03(m)，應滿足 與 相當級數，且 >0.022m , 現設計 =0.15m，則進水縫中水流速度 V= =1.87m/h<9.26m/h，滿足設計要求。 Δh= = =0.219m = tan +△h- =1.2×tan46.47°+0.219-1.0=0.482m. 設進水縫下板上端比進水縫上板下端高出0.2m. 則進水縫下板長度為: (0.2+ )/sin =(0.2+0.482)/sin46.47°=0.941m 進水縫上板長度為: /sin =1/sin46.47°=1.380m 5、三相分離器與UASB高度設計 三相分離區(qū)總高度 h= + + + =0.5+1+0.482+0.46=2.442m UASB反應器總高度H=6.5m，超高 =0.5m. 據資料，Q一定，相同的COD降解速率下，反應器的有效高度與污泥床高度之比為(3--4):1較為合適，較高的污泥床高度可能引起污泥濃度過大，廢水布水不均勻形成污泥脫節(jié)現象。反應器的有效高度在任何情況下選用4.5-6m，懸浮層高度3-4m是適宜的。 本次設計中，分離出流區(qū)高2.5m，反應區(qū)高度4.5m，其中污泥床高2.0m懸浮層高2.5m。 3.6.2.4 排泥系統(tǒng)的設計 由于厭氧消化過程中微生物的不斷生長或進水不可降解懸浮固體的積累，必須在污泥床區(qū)定期排除剩余污泥，所以UASB反應器的設計應包括剩余污泥的排除設施。 1、 UASB中污泥總量的計算。 高效工作的UASB反應器內，反應區(qū)的污泥沿高程呈兩種分布狀態(tài)，下部約1/3-1/2的高度范圍內，密集堆積著絮狀污泥和顆粒污泥。污泥粒子雖呈一定的懸浮狀態(tài)，但相互之間距離很近，幾乎呈搭接之勢。這個區(qū)域內的污泥固體濃度高達40-80gVSS/L或60-120gVSS/L，通常稱為污泥床層。污泥床層以上約占反應區(qū)總高度的1/3-1/2的區(qū)域范圍內，懸浮著顆粒較小的絮狀污泥和游離污泥，絮體之間保持著較大的距離。污泥固體的濃度較小，平均約為5-25gVSS/L或5-30gVSS/L，這個高度范圍通常稱為污泥懸浮層。 本設計中，反應器最高液面為7m,其中沉淀區(qū)高2.5m，污泥濃度為 =0.5gSS/L;懸浮區(qū)高1.7m，污泥濃度 =2.0gSS/L;污泥床高3m 污泥濃度 =15.0 gSS/L，則反應器內污泥總量: M=s +s +s = s( + + ) =321.7×(0.5×2.7+1.7×2.0+3×15)=15844(kgSS) 2、BOD污泥負荷 污泥負荷表示反應器內單位質量的活性污泥在單位時間內承受的有機質質量。 =0.70 3、產泥量計算 剩余污泥量的確定與每天去除的有機物量有關，當沒有相關的動力學常數時，可根據經驗數據確定。一般情況下，可按每去除1kgCOD產生0.05-0.10kgVss計算。本工程取X=0.05kgVss/kgCOD, 則產泥量為: △X=XQ =0.05×1500×20.757×0.93=1448(kgVss/d) 式中 Q-設計處理水量， -去除的COD濃度，kgCOD/ 據資料，小試條件下，白酒廢水Vss/ss=0.91,但不同試驗規(guī)模下Vss/ss是不同的，因為規(guī)模越大，被處理的廢水含無機雜質越多，因此取Vss/ss=0.8，則 △ =1448/0.8=1809(kgSS/d) 污泥含水率P為98﹪，因含水率>95﹪,取 =1000kg/ ,則 污泥產量為 =90.45 4、污泥齡的據算 污泥齡 5、排泥系統(tǒng)的設計 一般認為，排出剩余污泥的位置在反應器的1/2高度處，但大都推薦把排泥設備安裝在靠近反應器底部，也有人在三相分離器下0.5m處設計排泥管，以排除污泥床上面部分的剩余絮狀污泥，而不會把顆粒污泥排走。對UASB反應器排泥系統(tǒng)，必須同時考慮在上、中、下不同位置設排泥設備，應根據生產運行中的具體情況考慮實際的排泥要求，來確定排泥位置。由于反應器的占地面積較大，所以必須進行均布多點排泥，建議每10 設一個排泥點。專設排泥管管徑不應小于200mm，以防堵塞。 本次設計在三相分離器下0.5m處設置4個排泥口，排空時由污泥泵從排泥管強排，進水管也可兼作排泥管。 UASB反應器每3個月排泥一次，污泥排入集泥池，再由污泥泵送入污泥濃縮池。排泥管選DN150的鋼管，排泥總管選用DN200的鋼管。 3.6.2.5 出水系統(tǒng)的設計計算 1、溢流堰設計計算 為了保持出水均勻，沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水渠，一般每個單元三相分離器沉淀區(qū)設一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設三角出水堰。本次設計溢流出水槽的分布見圖4.7。 圖4.7 溢流出水槽的分布 池中設有6個單元三相分離器，出水槽共有6條，槽寬 =0.2m。 反應器流量 q= =0.0174 /s 設出水槽槽口附近，水流速度 =0.2m/s,則 槽口附近水深 =0.0725m，取槽口附近水深 為0.25，出水槽坡度為0.01。 出水槽溢流堰共6條，每條長13m 設計90°三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，則堰口水面寬 =50mm。 UASB處理水量為17.4L/S,溢流負荷為1-2L/(m?s),設計溢流堰負荷為f=1.0 L/(m?s) ,則 堰上水面總長 L=q/f=17.4/1.0=17.4(m)。 三角堰數量 =348(個)，則每條溢流堰三角堰數量為290/12=29個，取30個100mm的堰口，30個100mm的間隙。 堰上水頭校核: 每個堰出流率為 ，按90°三角堰計算公式 =1.43 ，則 堰上水頭為:h= =0.0177(m) 2、 出水渠設計計算 UASB反應器沿長邊設一條矩形出水渠，6條出水槽的出流流至此出水渠。出水渠保持水平，出水由一個出水口排出。 出水渠寬 =0.8m，坡度0.01.設出水渠渠口附近水流速度 =0.3m/s,則渠口附近水深 =0.0725(m) 考慮渠深應以出水槽槽口為基準計算，所以出水渠渠深 =0.25+0.0725=0.32(m),出水渠的出水直接自流進入CASS反應池。 3、出水管設計計算 UASB反應器排水量為17.4L/S 。選用DN300鋼管排水，約為0.42m/s,充滿度設計為0.6，設計坡度為0.001. 3.6.2.6 沼氣收集系統(tǒng)的設計計算 1、沼氣收集系統(tǒng)布置 由于有機負荷較高，產氣量大，因此設置一個水封罐，水封罐出來的沼氣先通入汽水分離器，然后在進入沼氣貯柜。 熱量計算:熱量計算主要是在厭氧階段的產熱計算，所產生的沼氣中甲烷含量 =60%,甲烷的熱值 K=23000KJ/ . 沼氣主要產生于厭氧階段，設計產氣率為r=0.35 /kgCOD;總產氣量為 G=rQ E=0.35×1500×20.757×0.93=10134( /d). (1)集氣室沼氣出氣管。每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，共有7根集氣管，采用鋼管。 每根集氣管內最大氣流量 據資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑為DN100，且盡量設置不短于300mm的立管出氣，若采用橫管出氣，其長度不宜小于150mm 本工程中設計集氣管直徑為DN150，設置500mm立管出氣，共7根。 (2)沼氣主管。7根集氣管先匯入沼氣主管，采用鋼管沼氣主管管道坡度為0.5%。 沼氣主管內最大氣流量 g=10134/86400=0.117 /s。 主管直徑與沼氣流量關系為 g= 式中a為充滿度，取0.6，則流速 約為0.993m/s 由上式，取沼氣主管直徑為DN500。 2、水封罐的設計計算 水封罐的作用是控制三相分離器的集氣室中汽液兩相的界面高度，保證集氣室出氣管在反應器運行過程中不被淹沒，運行穩(wěn)定并將沼氣即時排出反應器，以防止浮渣堵塞等問題的發(fā)生。經驗表明，水封罐中的冷凝水將有積累，因此在水封罐中有一個排除冷凝水的出口，以保持罐中的水位。 水封高度取1.5m，水封罐面積一般為進氣管面積的4倍，則水封罐面積 ，水封罐直徑取0.8m 3、汽水分離器 汽水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用 鋼制汽水分離器一個，汽水分離器中預裝鋼絲填料，在汽水分離器前設置過濾器以凈化沼氣，在分離器出水管上裝設流量計及壓力表。 4、沼氣柜容積確定 由上述計算可知該處理站日產沼氣10134，則沼氣柜容積應為3h產氣量的體積來確定，即 設計選用300鋼板水槽內導軌濕式貯氣柜，尺寸為 3.6.2.7 UASB的其他設計考慮 1、取樣管設計 在池壁高度方向上設置若干個取樣管，用以采取反應器內的污泥樣，以隨時掌握污泥在高度方向的濃度分布情況。在距反應器底1.1-1.2m位置，沿池壁高度上設置取樣管4根，沿反應器高度方向各管相距0.8m，水平方向各管相距2.0m。取樣管選用DN100鋼管，取樣口設于距地面1.1m處，配球閥取樣。 2、檢修 (1)人孔 為便于檢修，在UASB反應器距地坪1.0m處設 600mm人孔一個。 (2)通風 為防治部分容重過大的沼氣在UASB反應器內聚集，影響檢修和發(fā)生危險，檢修時可向UASB反應器中通入壓縮空氣，因此在UASB一側預埋壓縮空氣管(由鼓風機房來)。 (3)采光 為保證檢修時采光，除采用臨時燈光外，不設UASB蓋頂。 3、防腐措施 厭氧反應器腐蝕比較嚴重的地反是反應器上部，此處無論是鋼材或水泥都會被損壞，因此，UASB反應器應重點進行頂部的防腐處理。在水平面以下，溶解的CO2會發(fā)生腐蝕，水泥中的CaO會因為碳酸的存在而溶解。沉降斜面也會腐蝕，為了延長反應器的使用壽命，反應器的防腐措施是必不可少的。本次設計中，反應器上部2m以上池壁用玻璃鋼防腐，三相分離器所有裸露的碳鋼部位用玻璃鋼防腐。 4、給排水 在UASB反應器布置區(qū)設置一根DN32供水管補水、沖洗及排空時使用。 5、通行 在反應器頂面上設置鋼架、鋼板行走平臺，并連接上臺樓梯。 6、安全要求 (1)UASB反應器的所有電器設施，包括泵、閥、燈等一律采用防爆設備。 (2)禁止明火火種進入該布置區(qū)域，動火操作應遠離該區(qū)沼氣柜。 (3)保持該區(qū)域良好的通風。