UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算

1、UASB反應(yīng)器(1) 設(shè)計(jì)說(shuō)明 本工程所處理工業(yè)廢水屬高濃度有機(jī)廢水，生物降解性好，UASB反器作為處理工藝的主體，擬按下列參數(shù)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)流量 1200 m/d =50m/h進(jìn)水濃度 CODcr=5000mg/L COD去除率為87.5%容積負(fù)荷 Nv=6.5kgCOD/(md)產(chǎn)氣率 r=0.4m/kgCOD污泥產(chǎn)率 X=0.15kg/kgCOD(2)UASB反應(yīng)器工藝構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算 UASB總?cè)莘e計(jì)算UASB總?cè)莘e： V = QSr/Nv = 1200587.5%/6.5 = 807.7 m （3-1）選用兩座反應(yīng)器，則每座反應(yīng)器的容積 Vi= V/2 = 404 m設(shè)UASB的體積有效系

2、數(shù)為87%，則每座反應(yīng)器的實(shí)需容積 Vi = 404/87%= 464m若選用截面為8m8m 的反應(yīng)器兩座，則水力負(fù)荷約為 0.3m/(mh)1.0m/(mh) 符合要求求得反應(yīng)器高為8m，其中有效高度7.5m，保護(hù)高0.5m. 三相分離器的設(shè)計(jì)UASB的重要構(gòu)造是指反應(yīng)器內(nèi)三相分離器的構(gòu)造，三相分離器的設(shè)計(jì)直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)驗(yàn)，三相分離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：a.液進(jìn)入沉淀區(qū)之前，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)影響沉淀效果。b. 沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷應(yīng)在0.7

3、m/(mh)以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過(guò)沉淀槽底縫隙的流速不大于2.0m/h。c. 沉淀斜板傾角不小于50，使沉泥不在斜板積累，盡快回落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。d.出水堰前設(shè)置擋板以防止上浮污泥流失，某些情況下應(yīng)設(shè)置浮渣清除裝置。三相分離器設(shè)計(jì)需確定三相分離器數(shù)量，大小斜板尺寸、傾角和相互關(guān)系。三相分離器由上下兩組重疊的高度不同的三角形集氣罩組成。本設(shè)計(jì)采用上集氣罩為大集氣罩，下集氣罩為小集氣罩。大集氣罩由鋼板制成，起集氣作用，小集氣罩為實(shí)心鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，實(shí)起支撐作用。取上下三角形集氣罩斜面的水平傾角為=55，h2=0.5m根據(jù)圖b所示幾何關(guān)系可得：b1=h2/tg=0.5/tg55=0.35m （3-2）

4、b2=b-2 b1=2.67-20.35=1.97m （3-3）下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液上升流速v1可用下式計(jì)算：v1 = Q/S1 （3-4）S1 = b2ln = 1.9783 = 47.28 m （3-5） = 25/47.28 = 0.53m/h 2m/h取CD為0.3m，上三角形集氣罩與下三角形集氣罩斜面之間回流縫流速v2可用下式計(jì)算：v2 = Q/S2 S2 = CDl2n = 0.3823 = 14.4 m = 25/14.4 = 1.74m/h 2m/h滿足v1 v2 BC/AB的要求,則直徑大于0.008的氣泡均可進(jìn)入氣室. 布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)兩池共用一根DN150的

5、進(jìn)水干管， 采用穿孔管配水。每座反應(yīng)器設(shè)4根DN150長(zhǎng)6.7m的穿孔管，每?jī)筛苤g的中心距為2m，配水孔徑采用 714mm,孔距為2m,即每根管上設(shè)4個(gè)配水孔,每個(gè)孔的服務(wù)面積2m2m=4m2,孔口向下,穿孔管距反應(yīng)器底0.20m.每座反應(yīng)器共有16個(gè)配水孔,若采用連續(xù)進(jìn)水,則每個(gè)孔的孔口流2.11m/s 2m/s ,符合要求.估算布水系統(tǒng)的水頭損失為0.7m,UASB的水頭損失為0.8m,則廢水在UASB反應(yīng)器中的總水頭損失為1.5m.管道布置見(jiàn)圖10：水面低0.6m.出水渠的設(shè)計(jì)計(jì)算每座UASB反應(yīng)器設(shè)四條出水渠,出水渠保持水平,四條出水渠的出水匯入集水渠,再經(jīng)出水管排出.a. 出水渠

6、:采用鋸齒形出水渠,鋼結(jié)構(gòu).渠寬取0.2m,渠深取0.3m.b. 三角堰設(shè)計(jì)計(jì)算每座UASB反應(yīng)器處理水量7L/s,溢流負(fù)荷為12L/(ms)設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷取f=2L/(ms),則堰上水面總長(zhǎng)L= q/f= 7/2= 3.5m （3-7）設(shè)計(jì)90三角堰,堰高 H=50mm,堰口寬 B=100mm,堰上水頭 h=25mm,則堰口水面寬 b=50mm,三角堰數(shù)量 n=L/b=3.5/0.05=70個(gè).設(shè)計(jì)堰板長(zhǎng)為8-0.3=7.7m,共6塊,每塊堰10個(gè)100mm堰口,10個(gè)670mm間隙.堰上水頭校核:則每個(gè)堰出流率 q=0.007/70=110-4m/s三角堰按90計(jì)算公式 q=1.43h5/2

7、 （3-8）則堰上水頭為 h=(q/1.43)0.4=(110-4/1.43) 0.4=0.022mc. 集水渠:集水渠寬取0.3m, 集水渠底比反應(yīng)器內(nèi)d. 出水管:取DN150的鑄鐵管,出水管在集水渠中心底部.出水管中的水再匯入位于走道下的DN200的排水總管.e.浮渣擋板:為防止浮渣進(jìn)入曝氣池,在出水渠外側(cè)0.3m處設(shè)浮渣擋板.擋板深入水面下0.2m,水面上0.025m. 排泥管的設(shè)計(jì)計(jì)算a. 排泥量的設(shè)計(jì)計(jì)算每座UASB的設(shè)計(jì)流量Q=600m/d,進(jìn)水COD濃度為5000mg/L,COD去除率為87.5%,產(chǎn)泥系數(shù)為R=0.15kg干泥/kgCOD,則產(chǎn)泥量Q=600500010000

8、.8750.15=394kg干泥/d 設(shè)UASB排泥含水率為98%,濕污泥密度為1000kg/m,則每日產(chǎn)生的濕污泥量 Q=394/(10002%)=19.7m/d則兩座UASB的總產(chǎn)泥量 Q0=219.7=39.4m/d 沼氣管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算a. 產(chǎn)氣量計(jì)算每座UASB設(shè)計(jì)流量 Q25m /h進(jìn)水CODcr S0=5000mg/L=5kg/mCOD去除率 E=87.5%產(chǎn)氣率 r=0.4 m/kgCOD 則產(chǎn)氣量 Gi=QS0Er （3-9）=2550.8750.4=43.75 m /h兩座UASB產(chǎn)氣量共為 G=87.5 m /hb. 沼氣管道的設(shè)計(jì)c. 出氣管: 根據(jù)三相分離器的特點(diǎn),每一個(gè)集氣罩分別引一根出氣管,管徑為DN100d. 水封罐: 本設(shè)計(jì)選用D=500mm的水封罐.e. 水封高度 H=H1-HMf. H1大集氣罩內(nèi)的壓力水頭,取為1mH2Og. HM沼氣柜的壓力水頭,取為0.4mH2Oh. 則H=H1-HM=1-0.4=0.6mH2Oi. 取水封罐高度H=1.0m ,其中超高為0.4m在水封罐上設(shè)有一根進(jìn)水管,一根放空管,在外