UASB反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算

1、UAS雙應(yīng)器(1) 設(shè)計(jì)說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 m3/d =50m3/h進(jìn)水濃度CODcr=5000mg/LCOD去除率為87.5%容積負(fù)荷Nv=6.5kgCOD/(m3?d)產(chǎn)氣率r=0.4m3/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UAS更容積：V = QSr/Nv = 1200X 5X87.5%/6.5 = 807.7 m3(3-1)選用兩座反應(yīng)器，則每座反應(yīng)器的容積Vi / = V/2 = 404 m3設(shè)UASB勺體積有效系數(shù)

2、為87%則每座反應(yīng)器的實(shí)需容積Vi = 404/87%= 464m3若選用截面為 8mx 8m的反應(yīng)器兩座，則水力負(fù)荷約 為0.3m3/(m2?h)<1.0m3/(m2?h)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

3、. 沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷應(yīng)在0.7m3/(m2?h) 以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過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9 =55° , h2=0.5m根

4、據(jù)圖 b 所示幾何關(guān)系可得：b1=h2/tg 8=0.5/tg55 ° =0.35m(3-2)b2=b-2 b1=2.67-2X0.35=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 = b2XlXn = 1.97 X8X3 = 47.28 m2(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/S2S2 = CDX lX2n = 0.3 X 8X2X3 = 14.4 m2 = 25/14.4 =

5、 1.74m/h < 2m/h滿足 v1 < v2 < 2.0m/h 的要求取CE=0.3m則上三角形集氣罩的位置即可確定，且BC = CE/sin35 ° = 0.3/sin35 ° = 0.52mAB = ( b1- CD)/cos55° = 0.09mh3 = Abcos55 ° +(b2- 0.5)/2tg55 °=0.26cos55 ° +(1.97 -0.5)/2 ?tg55° = 1.26m取水深 h1 = 0.8m.集氣罩及各部分的尺寸標(biāo)注見下圖：氣分離效果的校核:設(shè)沼氣氣泡的直徑d=0.0

6、08cm, 20 c時(shí)，凈水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) u =0.0101cm2/s, 取廢水密度p 1=1.01g/cm3,沼氣密度 p =1.2X10-3g/cm3,碰撞系數(shù) B =0.95, 動(dòng)力粘滯系數(shù)產(chǎn) u ? P =0.0101 X 1.01=0.0102g/(cm?s)由于廢水的以一般大于凈水，可取廢水的尸0.02g/(cm?s)則 氣 泡 的 上 升 速 度 vb= B g?( p 1 - p)?d2/18 仙(3-6)=0.95 X 981X(1.01 -1.2 X10-3) X 0.0082/(18 X 0.02) = 0.167cm/s =6.01m/hva= Q/S3=25/(0.

7、3 義 8X 6)=1.74m/h根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果有BC/AB=0 .52/0.56=2 vb/va =6.01/1.74=3.45滿足 vb/va > 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2簿 配水孔徑采用7(|)14mmfL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2mx 2m=4m2fL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

8、> 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UAS版應(yīng)器中的總水頭損失為 1.5m.管道布置見圖 10：水面低 0.6m.出水渠的設(shè)計(jì)計(jì)算每座UAS取應(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 :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UASBJ應(yīng)器處理水量7L/s,溢流負(fù)荷為12L/(m?s)設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷取f=2L/(m?s), 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=50

9、mm限口寬B=100mm限上水頭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)100mmg口，10個(gè)670mm0隙.堰上水頭校核 :則每個(gè)堰出流率按 90°q=0.007/70=1 X10-4m3/s角堰計(jì)q=1.43h5/2(3-8 )則堰上水頭為h=(q/1.43)0.4=(1 乂 10-4/1.43) 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

10、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勺設(shè)計(jì)流量Q=600m3/d,進(jìn)水CO瞇度為5000mg/L,CODfc除率為87.5%,產(chǎn)泥系數(shù)為R=0.15kg干泥/kgCOD,則產(chǎn)泥量Q=60(X 5000+ 1000X 0.875 X 0.15=394kg 干泥 /d設(shè)UASB排泥含水率為 98%,濕污泥密度為 1000kg/m3,則每日產(chǎn)生的濕污泥量 Q=394/(1000 X 2%)=19.7m3/d則兩座UASB勺總產(chǎn)泥量Q0=2X 1

11、9.7=39.4m3/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&計(jì)流量 Q = 25m 3/h進(jìn)水 CODcrS0=5000mg/L=5kg/m3CO宏除率E=87.5%產(chǎn)氣率r=0.4 m3/kgCOD則產(chǎn)氣量Gi=Q?S0?Er( 3-9 )=25X 5X 0.875 義 0.4=43.75 m 3/h兩座UASBT氣量共為 G=87.5 m 3/hb. 沼氣管道的設(shè)計(jì)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DN100.水封罐：本設(shè)計(jì)選用D=500mmJ水封罐.水封高度 H=H1-HMH1一大集氣罩內(nèi)的壓力水頭，取為1mH2OHMH沼氣柜的壓力水頭，取為0.4mH2O則 H=H1-HM=1-0.4=0.6mH2O取水封罐高度H，=1.0