2022年UASB反应器设计计算.pdf

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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 m3 /d =50m3 /h 进水浓度CODcr=5000mg/L COD 去除率为 % 容积负荷Nv=(m 3 ? d) 产气率r=0.4m3 /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 = 1200 5%/ = 807.7 m 3（3-1）选用两座反应器，则每座反应器的容积Vi= V/2 = 404 m 3设 UASB 的体积有效系数为8

2、7% ，则每座反应器的实需容积Vi = 404/87%= 464m 3若 选 用 截 面 为8m 8m 的 反 应 器 两 座 ， 则 水 力 负 荷 约为0.3m3 /(m2 ? h)1.0m3 /(m2 ? h) 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

3、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0.7m3 /(m2 ? h) 以下，进入沉淀区前，通过沉精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 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

4、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 =tg55=0.35m（3-2）b2=b-2 b1=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 = b2 l n = 83 = 47.28 m2（3-5） = 25/ = 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

5、用下式计算：v2 = Q/S2 S2 = CDl 2n = 823 = 14.4 m2 = 25/ = 1.74m/h 2m/h 满足 v1 v2 BC/AB 的要求 , 则直径大于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2m 2m=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 2

6、m/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 . 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - a. 出水渠 : 采用锯齿形出水渠 , 钢结构 . 渠宽取 0.2m,渠深取 0.3m. b.

7、 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/(m? s) 设计溢流负荷取 f=2L/(m ? s), 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=70 个. 设计堰板长为 =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=70=1 10-4m3 /s 按90三角堰计算公式q=2 （3-8）则堰上水头为h=(q/=(1 10

8、-4/ =0.022m c. 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 3 /d, 进水 COD 浓度为 5000mg/L,COD 去除率为 %,产泥系数为 R=0.15kg 干泥/kgCOD,则产泥量Q=600 50001000=394kg

9、干泥/d 设 UASB排泥含水率为98%,湿污泥密度为1000kg/m3 , 则每日产生的湿污泥量Q=394/(10002%)=19.7m 3 /d 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 则两座 UASB 的总产泥量Q0=2 =39.4m3 /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 3 /h 进水 CODcr S0=5000mg/L=5kg/m3COD 去除率 E=% 产气率r=0.4 m 3 /kg

10、COD 则产气量Gi=Q? S0? Er （3-9）=255=43.75 m 3 /h 两座 UASB 产气量共为 G=87.5 m 3 /h b. 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-HM H1大集气罩内的压力水头 , 取为 1mH2O HM 沼气柜的压力水头 , 取为则 H=H1-HM= 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 500mm H1800mm.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 =6=525m 3所以选用 550m 3 的沼气柜 .精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -