厭氧塔計算手冊

1、1.厭氧塔的設計計算反應器結構尺寸設計計算(1) 反應器的有效容積設計容積負荷為 Nv 5.0kgCOD/(m3/d)進出水 CODS度 Co 2000(mg/L), E=V=QC0E 3000 20 0.70 =-N?5.08400m3，取為 8400 m3式中Q設計處理流量 m3/dC0進出水CODS度kgCOD/m3E去除率N容積負荷(2) 反應器的形狀和尺寸。工程設計反應器3座，橫截面積為圓形。1)反應器有效高為h 17.0 m 貝y橫截面積：SV有效 8400 = 495( m2) h 17.0有效單池面積：SS 便 165(m2)n 32)單池從布水均勻性和經濟性考慮，高、直徑比在

2、:1以下較合適。設直徑D 15m,則高 h D*1.2 15*1.2m18，設計中取h 18m單池截面積:Si3.14* (D)2h 3.14 7.52176.6(m2)設計反應器總高H 18m，其中超高m單池總容積：ViS； H ' 176.6 (18.0 1.0)3000(m3)單個反應器實際尺寸：D H ©15m 18m反應器總容積：V V'i n 3000 39000(m3)(3) 水力停留時間(HRT及水力負荷(Vr) Nv根據(jù)參考文獻,對于顆粒污泥，水力負荷Vr0.1 0.9m3/(m2.h)故符合要求。三相分離器構造設計計算(1) 沉淀區(qū)設計根據(jù)一般設計

3、要求,水流在沉淀室內表面負荷率q0.7m3 /(m2.h)沉淀室底部進水口表面負荷一般小于m3 /(m2.h)。本工程設計中，與短邊平行，沿長邊每池布置8個集氣罩，構成7個分離單元, 則每池設置7個三項分離器。三項分離器長度：丨b 16(m)每個單元寬度：b冷 y 2.57(m)沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應器的水平面積即288 m2沉淀區(qū)表面負荷率：Q第0.39m3/(m2h) 10 2.0m3/(m2h)(2) 回流縫設計設上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55°，取h3 1.4m式中：b 單兀三項分離器寬度， m;bi 下三角形集氣罩底的寬度， mb2 相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距

4、離(即污泥回流縫之一)，mh3 下三角形集氣罩的垂直高度， m設上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55°，取h3 1.4m式中：b 單兀三項分離器寬度， m;bi 下三角形集氣罩底的寬度，m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;1'反應器的寬度，即三項分離器的長度b,m；n反應器三項分離器的單元數(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vi2m/h ,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b3 CD 0.3m式中：V2 上三角集氣罩下斷語下三角集氣罩斜面之間水平距離的回

5、流縫中水流 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a2為控制斷面Amin，一般其面積不低于反應器面積的20% V2就是Vm ax，同時要滿足：Vi V2(Vmax)2.0m/h(3) 氣、液分離設計由上圖1知:設 AB 0.5m貝y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，要使氣泡分離不進入沉淀區(qū)的必要條件是:vb ad 或 BC va AB 或 AB沿AB方向水流速度:Va CE BQi2 N0.24T2 7 3.72(m/h)式中：B三項分離器長度，m;N每池三項分離器數(shù)量;氣泡上升速度:Vb

6、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)，取;廢水動力黏滯系數(shù)，g/ ；V 液體的運動黏滯系數(shù)，cm ；設氣泡直徑 d 0.01cm，設水溫 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)由于廢水動力黏滯系數(shù)值比凈水的大，取g/(cm.s)則：Vb 課(1.°3 1-13 10 3) °.°12 °.266(cm/s)9-58(m/h)為a BB可以脫去d 0'01Cm的氣泡(4)三項

7、分離器與UASB高度設計三相分離區(qū)總高度：h h2 h3 h4 h5式中：h2 集氣罩以上的覆蓋水深，取;則：h 0.5 1.4 1.15 0.562.49(m)UASB總咼度H=，沉淀區(qū)咼，污泥床咼，懸浮區(qū)咼，超咼。布水系統(tǒng)的設計計算反應器布水點數(shù)量設置預處理流量、進水濃度，容積負荷等因素有關，有資料知，顆粒污泥Nv 4kgC0D/(m3.d)每個布水點服務2-5m2,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，每個反應器設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，同側每根只管之間的中心距為

8、，配水孔徑取15mm孔距，每根水管有3個配水孔，每個孔的服務面積2.0 1.673.34(m2)孔口 向下。(2)布水孔孔徑的計算:流速u亠寧 4 687.5/6 24.05(m/s)3600 D23600 3.14 0.12布水孔316 48個，出水流速為 U 2.1m/s，則孔徑為:I(AAA CO. 10.03(mm)取 15mmV3600 3.14 48 2.1本裝置采用連續(xù)進料方式，布水口向下，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，建議進水點距反應底部200300mm本工程設計采用布水管離 UAS

9、B 底部200mn處。布水管設置在距 UASB反應器底部200mm處。排泥系統(tǒng)的設計計算(1) UASB反應器中污泥總量計算般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2CVSS/L，則UASB反應器中污泥總量:厭氧生物處理污泥產量取0.08kgMLVSS / kgCOD剩余污泥量的確定與每天去除的有機物量有關，當設有相關的動力學常數(shù)時，可根據(jù)經驗數(shù)據(jù)確定，一般情況下，可按每去除IkgCOD產生計算，本工程取 0.08kgVSS/ kgCOD流量 Q 687.5m3/h，進水 COD濃度 C05600(mg/l)5.6(kg/m3)，COD去除率85%，則1)UASB反應器的總

10、產泥量單池產泥xi -污泥含水率98%則污泥產量:Ws單池排泥量:Wsi3)3927 65.45(m3/d)62)不同試驗規(guī)模下MLVSS是不同的，因為規(guī)模越大，被處理的廢水含無機雜質MLSS越多，因此取 MLVSS 0.8，則MLSSx 7854-7854 1309(kgMLSS/d)6 6當污泥含水率95%時，取 S 1000( kg / m3)1000 7815498%) 392.7(m3/d)4)污泥齡排泥系統(tǒng)的設計在距UASB反應器底部100cm和200cm高處個設置兩個排泥口，共 4個排泥口。排泥時由污泥泵從排泥管強排。反應器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入集 泥井中，排泥管選

11、鋼管 DN150mm由計算所得污泥量選擇污泥泵，型號為：WQK217- 4污泥泵,主要性能：流量：Q=25mh ;揚程：H=17m電機功率：P=4Kw數(shù)量：3臺;用2臺泵同時給兩組反應器排泥，設每天排泥一次 出水系統(tǒng)設計計算出水系統(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)設計有關。(1)出水槽設計對于每個反應池有7個單元三項分離器，出水槽共有7條，槽寬(2) 單個反應器流量:(3) 設出水槽槽口附近水流速度為m/sqi 0.032則槽口附近水深7一 0.0762(m)u a 0.3 0.2取槽口附近槽深為，出水槽坡度為，出水槽尺

12、寸：10m 0.2m 0.2m，出水槽數(shù)量為7座。(4) 溢流堰設計戸出水溢流堰共有17條(7 2)，每條長10m。設計90°三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，貝吐堰口水面寬 50mm。每個UAS皈應器處理水量L/S，查得溢流負荷為1 2L/(m.s)設計溢流負荷為f 1.8L/(m.s)，貝y溢流堰上水面總長為:三角堰數(shù)：n L 17.67 3353個，取354個b 50 10 3每條溢流堰三角堰數(shù)：354 35.4個，取為36個10一個溢流堰上共有36個100mm勺堰口堰上水頭校核每個堰處流率：q億67 10 34.9935410 5(m/s)按90°三角堰計算公

13、式:q 1.43h2'5則堰上水頭：h (己)0-4(4.99 10 5)0.41.430.0164(m)出水渠設計計算UASB反應器沿長邊設一條矩形出水渠，7條出水槽的出水流至此出水渠，設出水渠寬，坡度，出水渠渠口附近水流速度為s 0渠口附近水深:3_q_ 億67 100.295( m)u a 0.3 0.2以出水槽槽口為基準計算，出水渠渠深：0.2 0.295 0.495 0.5(m)出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為：(m)出水渠長為：+=( m)出水渠尺寸：16.6m 0.50m 0.30m向渠口坡度為:排水管設計Q=s,選用D=200mn的鋼管排水，充滿度為，設計坡度為，管

14、內水流速度為v=s沼氣收集系統(tǒng)設計計算(1)沼氣產量計算1)沼氣主要產生于厭氧階段，設計產氣率取0.4m3/kgCOD總產氣量：G QC0E 0.4 16500 5.6 0.85 31416(m3/d)5如下:則單個UAS皈應器產氣量：Gi G 31416 5236(m3/d)6 613根集氣2)集氣管：每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個池子共有管，每根集氣管內最大流量5236一 4.66 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本設計中取100mm結構圖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

15、池沼氣主管道坡度為%則單池沼氣主管內最大氣流量：qi52360.061(m3/s)，24 3600D 150mm充滿度設計值為。則流速:0.061 24)管內最大氣流量：q 24晉&取D=500mm充滿度;流速v=vv 2 1.08(m/ S)3.14 0.150.80.182( m3/s)伴丄1.5m/s0.52 0.6DN100圖5集氣管結構示意圖水封罐設計水封罐主要是用來控制三項分離器的集氣室中氣、液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時浮渣或浮沫可能會引起出氣管的堵塞或使氣體部分進入沉降 室，同時兼有隔絕和排除冷凝水作用，每一反應器配一水封罐。水封高度取2出H。式中H。-反應器

16、至儲氣罐的壓頭損失和儲氣罐的壓頭為保證安全取儲氣罐內壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大H1取2mH2O,儲氣罐內的壓強Ho為400mnH2O，貝U H=取水封高度為，直徑為1500mm進水管、出氣管各一根，D=200mm.進水管、放空管各一根，D=50mm并設液面計。(1)氣水分離器氣水分離器起到對沼氣高燥的作用，選用500mm H1800mm鋼制氣水分離器4個，氣水分離器中預裝鋼絲填料，在氣水分離器前設置過濾器以凈化沼氣，在 分離器出氣管上裝設流量計及壓力表。沼氣柜容積確定由上述計算知該處理中日產沼氣31416m3=1309m3/h，則沼氣柜容積應為3h產氣量的體積來確定，即 Vg qt 1309

17、3 3927(m3)，選用3座沼氣柜，則每座沼氣柜容積為：3927/3=1309 m3 。設計選用800鋼板水槽內導軌濕式貯氣柜，尺寸為:8000mm H 8000mmUASB勺其他設計考慮(1)取樣管設計在池壁高度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上的濃度分布情況，在距反應器底位置，沿池壁高度上設置4根，沿反應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，取樣口設于距地面處，配球閥取樣。(2)檢修1) 人孔為便于檢修，在UASB反應器距地坪處設置600mm人孔一個2）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