UASB反应器设计计算

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1、UASB反应器(1) 设计说明本工程所处理工业废水属高浓度有机废水，生物降解性好，UASB反器作为处理工艺的主体，拟按下列参数设计。设计流量 1200 m/d =50m/h进水浓度 CODcr=5000mg/L COD去除率为87.5%容积负荷 Nv=6.5kgCOD/(md)产气率 r=0.4m/kgCOD污泥产率 X=0.15kg/kgCOD(2)UASB反应器工艺构造设计计算 UASB总容积计算UASB总容积： V = QSr/Nv = 1200587.5%/6.5 = 807.7 m （3-1）选用两座反应器，则每座反应器的容积 Vi= V/2 = 404 m设UASB的体积有效系数为

2、87%，则每座反应器的实需容积 Vi = 404/87%= 464m若选用截面为8m8m 的反应器两座，则水力负荷约为 0.3m/(mh)1.0m/(mh) 符合要求求得反应器高为8m，其中有效高度7.5m，保护高0.5m. 三相分离器的设计UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：a.液进入沉淀区之前，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀效果。b. 沉淀区的表面水力负荷应在0.7m/

3、(mh)以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽底缝隙的流速不大于2.0m/h。c. 沉淀斜板倾角不小于50，使沉泥不在斜板积累，尽快回落入反应区内。d.出水堰前设置挡板以防止上浮污泥流失，某些情况下应设置浮渣清除装置。三相分离器设计需确定三相分离器数量，大小斜板尺寸、倾角和相互关系。三相分离器由上下两组重叠的高度不同的三角形集气罩组成。本设计采用上集气罩为大集气罩，下集气罩为小集气罩。大集气罩由钢板制成，起集气作用，小集气罩为实心钢筋混凝土结构，实起支撑作用。 取上下三角形集气罩斜面的水平倾角为=55，h2=0.5m根据图b所示几何关系可得：b1=h2/tg=0.5/tg55=0.35m （3-2）b

4、2=b-2 b1=2.67-20.35=1.97m （3-3）下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液上升流速v1可用下式计算：v1 = Q/S1 （3-4）S1 = b2ln = 1.9783 = 47.28 m （3-5） = 25/47.28 = 0.53m/h 2m/h取CD为0.3m，上三角形集气罩与下三角形集气罩斜面之间回流缝流速v2可用下式计算：v2 = Q/S2 S2 = CDl2n = 0.3823 = 14.4 m = 25/14.4 = 1.74m/h 2m/h满足v1 v2 BC/AB的要求,则直径大于0.008的气泡均可进入气室. 布水系统的设计两池共用一根DN150的进

5、水干管， 采用穿孔管配水。每座反应器设4根DN150长6.7m的穿孔管，每两根管之间的中心距为2m，配水孔径采用 714mm,孔距为2m,即每根管上设4个配水孔,每个孔的服务面积2m2m=4m2,孔口向下,穿孔管距反应器底0.20m.每座反应器共有16个配水孔,若采用连续进水,则每个孔的孔口流2.11m/s 2m/s ,符合要求.估算布水系统的水头损失为0.7m,UASB的水头损失为0.8m,则废水在UASB反应器中的总水头损失为1.5m.管道布置见图10：水面低0.6m.出水渠的设计计算每座UASB反应器设四条出水渠,出水渠保持水平,四条出水渠的出水汇入集水渠,再经出水管排出.a.出水渠:采

6、用锯齿形出水渠,钢结构.渠宽取0.2m,渠深取0.3m. b.三角堰设计计算每座UASB反应器处理水量7L/s,溢流负荷为12L/(ms)设计溢流负荷取f=2L/(ms),则堰上水面总长L= q/f= 7/2= 3.5m （3-7）设计90三角堰,堰高 H=50mm,堰口宽 B=100mm,堰上水头 h=25mm,则堰口水面宽 b=50mm,三角堰数量 n=L/b=3.5/0.05=70个.设计堰板长为8-0.3=7.7m,共6块,每块堰10个100mm堰口,10个670mm间隙.堰上水头校核:则每个堰出流率 q=0.007/70=110-4m/s按90三角堰计算公式 q=1.43h5/2 （

7、3-8）则堰上水头为 h=(q/1.43)0.4=(110-4/1.43) 0.4=0.022mc. 集水渠:集水渠宽取0.3m, 集水渠底比反应器内d. 出水管:取DN150的铸铁管,出水管在集水渠中心底部.出水管中的水再汇入位于走道下的DN200的排水总管.e.浮渣挡板:为防止浮渣进入曝气池,在出水渠外侧0.3m处设浮渣挡板.挡板深入水面下0.2m,水面上0.025m. 排泥管的设计计算a.排泥量的设计计算每座UASB的设计流量Q=600m/d,进水COD浓度为5000mg/L,COD去除率为87.5%,产泥系数为R=0.15kg干泥/kgCOD,则产泥量Q=600500010000.87

8、50.15=394kg干泥/d 设UASB排泥含水率为98%,湿污泥密度为1000kg/m,则每日产生的湿污泥量 Q=394/(10002%)=19.7m/d则两座UASB的总产泥量 Q0=219.7=39.4m/d 沼气管道系统设计计算a.产气量计算每座UASB设计流量 Q25m /h进水CODcr S0=5000mg/L=5kg/mCOD去除率 E=87.5%产气率 r=0.4 m/kgCOD 则产气量 Gi=QS0Er （3-9）=2550.8750.4=43.75 m /h两座UASB产气量共为 G=87.5 m /hb.沼气管道的设计出气管: 根据三相分离器的特点,每一个集气罩分别引一根出气管,管径为DN100.水封罐: 本设计选用D=500mm的水封罐.水封高度 H=H1-HMH1大集气罩内的压力水头,取为1mH2OHM沼气柜的压力水头,取为0.4mH2O则H=H1-HM=1-0.4=0.6mH2O取水封罐高度H=1.0m ,其中超高为0.4m在水封罐上设有一根进水管,一根放空管,在外面设一液位计以观察罐内水位情况.气水分离器: 气水分离器起到对沼气干燥作用,选500mmH1800mm.沼气柜: 根据设计规范要求,沼气柜的容积一般按610h的平均产量来计算,本设计选用6h产气量计算,则6h的产气量为W=87.56=525m所以选用550m的沼气柜 .