SBR法 - secret (5)

本科生毕业设计（论文）

并改善污泥的性质使之易于脱水，破坏和控制致病的生物，并获得有用的沼气。污泥消化池是用来进行污泥消化的反应器，它由集气罩、池盖、池体、与下锥体等四部分组成，并附有搅拌与加温设备。

本设计采用固定盖式消化池，中温厌氧消化，池数n=2，采用两级消化,一级消化池污泥投配率5%，二级消化池污泥投配率为10%，一级消化池进行加热、搅拌，二级消化池不加热，不搅拌，利用一级消化池的余热。

4.3.1 一级消化池构造尺寸

（1）设计污泥量 单池

Q?Qs246.3??123.15m3/d 22（2）一级消化池的总容积 设污泥投配率P=5%，消化周期

T?11??20d p5%总容积

V?Q123.15??2463m3 p5%式中：Q——新鲜污泥量 m3/d； P——污泥投配率。 （3）消化池直径

取消化池圆柱部分高为直径的一半，则

D?38V8?2463?18.44m 取19m 3.14??3（4）消化池总高

取集气罩直径d1=2m，池底下锥体直径d2=2.5m，集气罩高度h1=2.5m，上锥体高度h2=3m，消化池柱体高度 h3应大于 D/2＝9.25m，采用10m，下锥体高度h4=2.0m，则消化池总高度为:

H?h1?h2?h3?h4?2.5?3.0?10?2.0?17.5m

（5）集气罩容积

V1??d12h14??4?22?2.5?7.85m3

（6）弓形部分容积

V2?

?24h23D2?4h32????24?3?3?18.52?4?32?417.13m3

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（7）圆柱部分容积

V3??4D2h3??4?18.52?10?2686.66m3

（8）下锥体部分容积

??D?2Dd2?d2?2????18.5?218.52.5?2.5?2?3V4?h4???????????2???????????206.59m3?22?2??22?2?????2????2??3? （9）消化池的有效容积

V?V2?V3?V4?417.13?2686.66?206.59?3310.38m3?2463m3

4.3.2 二级消化池构造尺寸 消化周期 T?11??10d p10%二级消化池的总容积

V?Q246.3??2463m3 p10%设一座二级消化池与2 座一级消化池串联，二级消化池的各部尺寸与一级消化池相同。

4.3.3 消化池各部分表面积计算

（1）集气罩表面积

F1??4d1??d1h1?2?4?22???2?2.5?18.84m2

（2）池顶表面积

F2??4(4h2?D2)?2?4(4?32?18.52)?296.93m2

则池盖表面积

F?F1?F2?315.77m2

（3）池壁表面积

池壁有一部分在地下，考虑到该处地下水位为 9m，所以二级消化池下底的埋深应在9m以上，定为6m,则消化池池壁有 10-6=4m 设在地面以上，考虑到一级消化池较二级消化池埋深较浅,设二者间水头损失为1m,则一级消化池池壁地下部分高h =5m,地上部分 h =5m。

池壁地上部分表面积

F3?πDh5?3.14?18.5?5?290.45m2

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地下部分表面积

F4?πDh6?3.14?18.5?5?290.45m2

（4）池底表面积

F5?πL(Dd218.52.5?)?π?8?（?）?263.76m2 2222L?Dd2??8m 224.3.4 消化池热工计算

（1）提高新鲜污泥温度的耗热量

中温消化温度为 35℃,新鲜污泥年平均温度 Ts 为 17.3℃, 日平均最低温度为12℃。

则每座一级消化池的全年平均耗热量为:

V(TD?TS)?1000 W1?24式中：V——每座一级消化池投配的最大生污泥量，123.15m3/d； TD——消化温度，35℃；

TS——新鲜污泥原有温度，采用全年平均污水温度，即17.3℃。

123.15(35?17.3)?1000W1??90823.125kg/h

24最大耗热量为:

Wmax?123.15(35?12)?1000?118018.75kg/h

24（2）消化池池体的耗热量

消化池散失的耗热量取决于消化池结构材料和池型，不同的结构材料有不同的传热系数。

消化池池体的热损失的耗热量为：

W2?TK?(TD?TA)?1.2

式中：W2——池子向外界散发的热量，即池体热量（全年平均耗热量）； F——池盖、池壁、池底的散热面积；

TA——池外介质为大气时,全年平均气温为 T=8℃，冬季室外计算温

度为 TA=-9℃；

TB——池外介质为土壤时,全年平均气温为 TB=8℃,冬季计算温度为

-8℃；

K——池盖、池壁、池底的传热系数。分别采用：

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池盖 K=2.94KJ/(m2 ·h·℃)

池壁在地面以上部分为 K=2.52KJ/(m2 ·h·℃) 池壁在地面以下及池底部分为 K=1.89KJ/(m2 ·h·℃) a.池盖部分全年平均耗热量

W2?TK?(TD?TA)?1.2?315.77?2.94?(35?7)?1.2?31193.02KJ/h

最大耗热量

W2max?TK?(TD?TA)?1.2?315.77?2.94?(35?9)?1.2?49017.61KJ/h

b.池壁在地面以上部分全年平均耗热量

W3?FK2?TD?TA??1.2?290.45?2.52?(35?7)?1.2?24592.98kJ/h

最大耗热量

W3max?FK2?TD?TA??1.2?290.45?2.52?(35?9)?1.2?38646.12kJ/h

c.池壁在地上部分全年平均耗热量

W4?FK3?TD?TA??1.2?290.45?1.89?(35?7)?1.2?18444.74kJ/h

最大耗热量

W4max?FK3?TD?TA??1.2?290.45?1.89?(35?9)?1.2?28984.59kJ/h d.池底部分全年平均耗热量 W5?FK3?TD?TA??1.2?263.76?1.89?(35?7)?1.2?16749.81kJ/h

最大耗热量

W5max?FK3?TD?TA??1.2?263.76?1.89?(35?9)?1.2?26321.14kJ/h

（3）每座消化池总耗热量 全年平均耗热量为：

W?W1?W2?W3?W4?W5

?90823.125?31193.02?24592.98?18444.74?16749.81?181803.675kg/h 最大耗热量为:

Wmax?W1max?W2max?W3max?W4max?W5max?118018.75?49017.61?38646.12?28984.59?26321.14 ?260988.21kg/h4.3.5 消化池保温结构的厚度计算

消化池各部分的传热系数允许值分别采用； 池盖\\ K=0.7kcal/(m2 ·h·℃)；

池壁在地面以上部分为 K=0.6kcal/(m2 ·h·℃)； 池壁在地面以下及池底部分为 K=0.45kcal (m2 ·h·℃)。 （1）池盖保温结构厚度计算

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设消化池池盖混凝土结构厚度为δG=250mm，钢筋混凝土的导热系数为λ

G=1.33kcal

(m2 ·h·℃)。采用聚氨酯硬质泡沫塑料，导热系数为λB=0.02kcal

(m2 ·h·℃)。

则保温材料的厚度为

1000??Gk????G1000???G?B1.33?2500.7?25mm 1.330.02（2）池壁在地面以上部分保温结构厚度的计算

设池壁地上部分结构厚度为400mm，消化池池壁采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，导热系数为λB=0.02kcal (m2 ·h·℃)。钢筋混凝土的导热系数为

λG=1.33kcal (m2 ·h·℃)，则

1000??Gk????G1000???G?B1.33?4000.6?27mm 1.330.02（3）池壁（地面以下）、底的保温结构厚度计算 池底及地面以下池壁以土壤为保温层，结构厚度为800mm，导热率为 λB=1.0kcal (m2 ·h·℃)，则

1000??Gk????G1000???G?B1.33?8000.45?1620mm 1.331.04.3.6 热交换器的计算

（1）污泥循环量确定

设计采用一座消化池对应一台热交换器，全天均匀投配。 每个消化池生污泥量

Qs1?123.15?5.13m3/h 24回流的消化污泥量

Qs2?5.13?2?10.26m3/h

污泥循环总量

Qs?Qs1?Qs2?5.13?10.26?15.39m3/h

（2）计算污泥出口温度Ts’ 生污泥的日平均最低温度为12℃。

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