厭氧塔計(jì)算手冊(cè)

1、1.厭氧塔的設(shè)計(jì)計(jì)算反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 反應(yīng)器的有效容積設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為 Nv 5.0kgCOD/(m3/d)進(jìn)出水 CODS度 C02000(mg/L)，E=V= QCo E3000 20 0.705.08400m3，取為 8400 m3式中Q設(shè)計(jì)處理流量 m3/dC0進(jìn)出水CODS度kgCOD/m3E去除率NV容積負(fù)荷(2) 反應(yīng)器的形狀和尺寸。工程設(shè)計(jì)反應(yīng)器3座，橫截面積為圓形。1) 反應(yīng)器有效高為h 17.0m則橫截面積： S V有效 8400 = 495( m2)h 17.0單池面積：S S 便165(m2)n 32) 單池從布水均勻性和經(jīng)濟(jì)性考慮，高、直徑比在：1以下較合適

2、。設(shè)直徑D 15m，則高h(yuǎn) D*1.2 15*1.2m 18，設(shè)計(jì)中取h 18m單池截面積：Si 3.14* (D)2h 3.14 7.52 176.6(m2)設(shè)計(jì)反應(yīng)器總高H 18m，其中超高m單池總?cè)莘e：Vj S； H 176.6 (18.0 1.0)3000(m3)單個(gè)反應(yīng)器實(shí)際尺寸：D H 15m 18m反應(yīng)器總?cè)莘e：V V： n 3000 3 9000(m3)(3) 水力停留時(shí)間(HRT及水力負(fù)荷(VNv根據(jù)參考文獻(xiàn)，對(duì)于顆粒污泥，水力負(fù)荷Vr 0.1 0.9m3/(m2.h)故符合要求。 三相分離器構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉淀區(qū)設(shè)計(jì)根據(jù)一般設(shè)計(jì)要求，水流在沉淀室內(nèi)表面負(fù)荷率q 0.7m

3、3/(m2.h)沉淀室底部進(jìn)水口表面負(fù)荷一般小于 m3/(m2.h) o本工程設(shè)計(jì)中，與短邊平行，沿長(zhǎng)邊每池布置8個(gè)集氣罩，構(gòu)成7個(gè)分離單元, 則每池設(shè)置7個(gè)三項(xiàng)分離器。三項(xiàng)分離器長(zhǎng)度：l b 16(m)每個(gè)單元寬度：b占學(xué)2.57(m)沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的水平面積即288 m2沉淀區(qū)表面負(fù)荷率：色 11458 0.39m3/(m2.h) 1.0 2.0m3/(m2.h)S 288(2) 回流縫設(shè)計(jì)設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55，取h3 1.4m式中：b 單元三項(xiàng)分離器寬度，m；b1 下三角形集氣罩底的寬度，mb2 相鄰兩個(gè)下三角形集氣罩之間的水平距離(即污泥回流 縫之一)，mh

4、3 下三角形集氣罩的垂直高度，m設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55，取h3 1.4m式中：b 單元三項(xiàng)分離器寬度， m;bi 下三角形集氣罩底的寬度，m下三角集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速式中：vi 下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速,m/h;ai 下三角形集氣罩回流縫總面積，m；l反應(yīng)器的寬度，即三項(xiàng)分離器的長(zhǎng)度b,m；n 反應(yīng)器三項(xiàng)分離器的單元數(shù)；為使回流縫水流穩(wěn)定，固、液分離效果好，污泥回流順利，一般vi 2m/h，門上三角集器罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫中水流的流速。設(shè)b3 CD 0.3m式中：v2 上三角集氣罩下斷語(yǔ)下三角集氣罩斜面之間水平距離的回流縫

5、中水流 的流速，m/h;a2 上三角形集氣罩回流縫總面積，m ；b3 上三角形集氣罩回流縫的寬度，m；假設(shè)a2為控制斷面Amin , 一般其面積不低于反應(yīng)器面積的20% V2就是Vmax ,同時(shí)要滿足：V1 v2(vmax) 2.0m/h(3) 氣、液分離設(shè)計(jì)由上圖1知：設(shè) AB 0.5m貝V校核氣、液分離。如圖2所示。假定氣泡上升流速和水流速度不變，根據(jù)平行四邊形法則，要使氣泡分離不進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條件是：v 或 BC va AB AB沿 AB方向水流速度：Va687.5/63.72(m/h)CE B 2 N 0.24 16 2 7式中：B三項(xiàng)分離器長(zhǎng)度，m;N每池三項(xiàng)分離器數(shù)量；氣泡上升速

6、度：必 g ( 1 g) d218式中：d 氣泡直徑，cm;1 液體密度，g/cm3;g 沼氣密度，g/cm3;碰撞系數(shù)，??；廢水動(dòng)力黏滯系數(shù)，g/;2v 液體的運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)，cm;設(shè)氣泡直徑 d 0.01cm，設(shè)水溫 30。C, 1 1.03g/cm3， g 1.13 10 3g/cm32v 0.010cm /s，0.95 ;0.0101 1.030.0104 g/(cm.s)貝y：0.95 981 (1.03 1.13 10 3) 0.0120.266(cm/s)9.58(m/h)18 0.02Vb BC可以脫去d 0.01cm的氣泡VaAB(4) 三項(xiàng)分離器與UASB高度設(shè)計(jì)三相分離區(qū)總

7、高度：h h2 h3 h4 h5式中：h2 集氣罩以上的覆蓋水深，??；貝y： h 0.5 1.4 1.15 0.562.49( m)UASB總高度H二，沉淀區(qū)高，污泥床高，懸浮區(qū)高，超高。布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算反應(yīng)器布水點(diǎn)數(shù)量設(shè)置預(yù)處理流量、進(jìn)水濃度，容積負(fù)荷等因素有關(guān)，有資料知，顆粒污泥Nv 4kgCOD/(m3.d)每個(gè)布水點(diǎn)服務(wù)2-5m：出水流速2-5m/s，配水中 心距池底一般為20-25cm。(1) 配水系統(tǒng)：配水系統(tǒng)形式采用多管多孔配水方式，每個(gè)反應(yīng)器設(shè)1根D=100mn的總水管，16根d=50mm的支水管。支管分別位于總水管兩側(cè)，同側(cè)每根只管之間的中心 距為，配水孔徑取15mm孔距，

8、每根水管有 3個(gè)配水孔，每個(gè)孔的服務(wù)面積2.0 1.673.34(m2)孔口 向下。(2) 布水孔孔徑的計(jì)算：流速u4Qi4 687.5/6-2 =24.05(m/s)3600 D3600 3.14 0.1布水孔316 48個(gè)，出水流速為 u 2.1m/s，則孔徑為：di114 5810.03(mm)取 15mm.3600 3.14 48 2.1本裝置采用連續(xù)進(jìn)料方式，布水口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于UASB反應(yīng)器底部反射散布作用，有利于布水均勻，為了污泥和廢水之間的接觸，減少底部進(jìn)水管的堵塞，建議進(jìn)水點(diǎn)距反應(yīng)底部 200300mm本工程設(shè)計(jì)采用布水管離 UASB 底部200mn處。布

9、水管設(shè)置在距 UASB反應(yīng)器底部200mm處。排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)UASB反應(yīng)器中污泥總量計(jì)算一般UASB虧泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃度為20VSS/L，則UASB反應(yīng)器中污泥總量：厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取0.08kgMLVSS / kgCOD剩余污泥量的確定與每天去除的有機(jī)物量有關(guān)，當(dāng)設(shè)有相關(guān)的動(dòng)力學(xué)常數(shù)時(shí)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，一般情況下，可按每去除IkgCOD產(chǎn)生計(jì)算，本工程取 0.08kgVSS/ kgCOD流量 Q 687.5m3/h，進(jìn)水 COD濃度 C0 5600(mg/l) 5.6(kg/m3)，COD去除率85%，則1)UASB反應(yīng)器的總產(chǎn)泥量2)不同試驗(yàn)規(guī)

10、模下 MLVSS是不同的，因?yàn)橐?guī)模越大，被處理的廢水含無(wú)機(jī)雜質(zhì)MLSS越多，因此取MLVSS 0.8，則MLSSx 7854-7854 1309(kgMLSS/d)6 6單池產(chǎn)泥Xi-污泥含水率98%則污泥產(chǎn)量:Ws單池排泥量:Wsi3)當(dāng)污泥含水率95%時(shí)，取 s 1000( kg / m3)7854392.7(m3/d)1000 (198%)3927 65.45(m3/d)64)污泥齡排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在距UASB反應(yīng)器底部100cm和200cm高處個(gè)設(shè)置兩個(gè)排泥口，共 4個(gè)排泥口 排泥時(shí)由污泥泵從排泥管強(qiáng)排。反應(yīng)器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入集 泥井中，排泥管選鋼管 DN150m。由

11、計(jì)算所得污泥量選擇污泥泵，型號(hào)為：WQK217- 4污泥泵，主要性能：流量：Q=25mh ;揚(yáng)程：H=17m電機(jī)功率：P=4Kw數(shù)量：3臺(tái)； 用2臺(tái)泵同時(shí)給兩組反應(yīng)器排泥，設(shè)每天排泥一次出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算出水系統(tǒng)的作用是把沉淀區(qū)液面的澄清水均勻的收集并排出，出水是否均勻 對(duì)處理效果有很大的影響且形式與三向分離器及沉淀區(qū)設(shè)計(jì)有關(guān)。(1)出水槽設(shè)計(jì)對(duì)于每個(gè)反應(yīng)池有7個(gè)單元三項(xiàng)分離器，出水槽共有7條，槽寬(2)單個(gè)反應(yīng)器流量:(3) 設(shè)出水槽槽口附近水流速度為m/s則槽口附近水深g0.03277u a 0.3 0.20.0762(m)取槽口附近槽深為，出水槽坡度為，出水槽尺寸:10m 0.2m 0.2

12、m，出水槽數(shù)量為7座。(4) 溢流堰設(shè)計(jì)；-出水溢流堰共有17條(7 2 )，每條長(zhǎng)10m。設(shè)計(jì)90三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，貝吐堰口水面寬 50mm。每個(gè)UASB反應(yīng)器處理水量L/s，查得溢流負(fù)荷為1 2L/(m.s)設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷為f 1.8L/(m.s)，貝9溢流堰上水面總長(zhǎng)為:三角堰數(shù)：n -17.67 3353個(gè)，取354個(gè)b 50 10 3每條溢流堰三角堰數(shù)：354 35.4個(gè)，取為36個(gè)10一個(gè)溢流堰上共有 36個(gè)100mm勺堰口堰上水頭校核每個(gè)堰處流率:q qi 17.67 104.99 10 5(m/s)n354按90三角堰計(jì)算公式：q 1.43h2.5則堰上水頭

13、：5h ( q )04(4.99 10 )0.40.0164(m)1.431.43出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算UASB反應(yīng)器沿長(zhǎng)邊設(shè)一條矩形出水渠，7條出水槽的出水流至此出水渠，設(shè)出水渠寬，坡度，出水渠渠口附近水流速度為so渠口附近水深：3qi17.67 100.295( m)u a0.3 0.2以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì)算，出水渠渠深：0.2 0.295 0.495 0.5(m)出水渠渠口最遠(yuǎn)的出水槽到渠口的距離為：(m)出水渠長(zhǎng)為：+=( m)出水渠尺寸：16.6m 0.50m 0.30m向渠口坡度為：排水管設(shè)計(jì)Q=s,選用D=200mn的鋼管排水，充滿度為，設(shè)計(jì)坡度為，管內(nèi)水流速度為v=s沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)

14、算(1)沼氣產(chǎn)量計(jì)算0.4m3/kgCOD1) 沼氣主要產(chǎn)生于厭氧階段，設(shè)計(jì)產(chǎn)氣率取總產(chǎn)氣量： GQC0E 0.4 16500 5.6 0.85 31416(m3/d)則單個(gè)UASB反應(yīng)器產(chǎn)氣量：Gi G 31416 5236(m3/d)6 62) 集氣管：每個(gè)集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個(gè)池子共有13根集氣管，每根集氣管內(nèi)最大流量52364.66 10 3(m3/s)24 3600 13根據(jù)資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑 d=100mn本設(shè)計(jì)中取100mm結(jié)構(gòu)圖5如下：3) 沼氣主管：每池 13根集氣管，選通到一根單池主管然后再匯入兩池沼氣主管，采用鋼管，單池沼氣主管道坡度為%則單池沼氣

15、主管內(nèi)最大氣流量：q. 起 0.061(m3/S)，D 150mm充滿度設(shè)計(jì)值為。則流速：V 0.061 221.08(m/s)3.14 0.150.80.182(m3/s)4) 管內(nèi)最大氣流量：q 314160.182 41.5m/s0.52 0.64 3600 2取D=500mm充滿度；流速v=vDN100圖5集氣管結(jié)構(gòu)示意圖水圭寸罐設(shè)計(jì)水封罐主要是用來(lái)控制三項(xiàng)分離器的集氣室中氣、液兩相界面高度的，因?yàn)楫?dāng)液面太高或波動(dòng)時(shí)浮渣或浮沫可能會(huì)引起出氣管的堵塞或使氣體部分進(jìn)入沉降 室，同時(shí)兼有隔絕和排除冷凝水作用，每一反應(yīng)器配一水封罐。水封高度取日=出H0式中H。-反應(yīng)器至儲(chǔ)氣罐的壓頭損失和儲(chǔ)氣罐

16、的壓頭為保證安全取儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大H1取2mH2。，儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓強(qiáng)H。為400mnH2。，貝U H=取水封高度為，直徑為1500mm進(jìn)水管、出氣管各一根，D=200mm.進(jìn)水管、放空管各一根，D=50mm并設(shè)液面計(jì)。(1)氣水分離器氣水分離器起到對(duì)沼氣高燥的作用，選用500mm H 1800 mm鋼制氣水分離器4個(gè)，氣水分離器中預(yù)裝鋼絲填料，在氣水分離器前設(shè)置過(guò)濾器以凈化沼氣，在 分離器出氣管上裝設(shè)流量計(jì)及壓力表。沼氣柜容積確定由上述計(jì)算知該處理中日產(chǎn)沼氣31416m3=1309m3/h，則沼氣柜容積應(yīng)為3h產(chǎn)氣量的體積來(lái)確定，即 V qt 1309 3 3927(m3)，選

17、用3座沼氣柜，則每座 沼氣柜容積為：3927/3=1309 m3。設(shè)計(jì)選用800鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式貯氣柜，尺寸為：8000mm H 8000mmUASB勺其他設(shè)計(jì)考慮(1) 取樣管設(shè)計(jì)在池壁高度上設(shè)置若干個(gè)取樣管，用以采取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣，以隨時(shí)掌握污泥在高度方向上的濃度分布情況，在距反應(yīng)器底 位置，沿池壁高度上設(shè)置 4根，沿反 應(yīng)器高度方向各管相距，水平方向各管相距。取樣管選用DN100m的鋼管，取樣口設(shè)于距地面處，配球閥取樣。(2) 檢修1) 人孔為便于檢修，在UASE反應(yīng)器距地坪處設(shè)置 600mm人孔一個(gè)2) 風(fēng)為防治部分容重過(guò)大的沼氣在UASB反應(yīng)器內(nèi)聚集，影響檢修和發(fā)生危險(xiǎn)，檢修時(shí) 可向