UASB的设计计算
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
.UASB的设计计算:
1.1 设计说明:
厌氧反应器一般可采用矩形和圆形结构,对于圆形反应器在同样面积下,其周长比矩形少12%,但是圆形反应器这一优点仅在采用单独池子时才成立,当采用两个或两个以上时,矩形反应器可以采用共用壁。本工程厌氧反应器进水水质:水量1200 m3/d COD30000mg/l,BOD20000mg/l,SS2000mg/l。SS去除率19%,CODcr去除率40%,BOD5去除率45%。
本工程选用四座座矩形UASB反应器,钢筋混凝土结构,体积有效系数90%。
1.2 设计计算:
1.反应器几何尺寸:
(1)容积负荷法:参考工程实际及本工程的水质条件,容积负荷选用9.5kgCOD/( m3/d)。反应器体积V=QS0/q
其中Q—反应器有效体积,m3 q—容积负荷,kgCOD/( m3/d)
S0—进水有机物浓度,gCOD/L
则V=1200×30/9.5=3789.47 m3
选用4座同样规格的池子,则每个池子体积不小于3789.47/4=947.37 m3,假定UASB体积有效系数取90%,则每池总容积不小于1052m3。
(2)池子几何尺寸(以单池为计算模型):
一般UASB的生产性装置的有效高度常采用5—8m,浓度较高的废水水力停留时间长时,常采用较大的反应器高度,鉴于此垃圾渗滤液的浓度较高,从微生物代谢及投资费用方面考虑,最大高度为10.5m。沉淀区水力负荷不超过0.7。本工程有效高度H取10.5m,超高H2取0.7m。
则表面积A=V/H1
其中A—厌氧反应器表面积,m2;H1—厌氧反应器高度,m;
A=1052/11.2=93.9 m3。
由于矩形池在同样面积下比正方形的周长大,从而矩形UASB需要更多的建筑材料,但从单池布水的均匀性和经济性考虑,选择正方形的池子较为合理,从实际工程来看,反应器的宽度在20m以下是成功的。
综上:长取10m,宽取10m,则实际表面积为A=10×10=100m3>93.9 m3,表明设计合理。
实际有效容积为V=100×10.5=1050>947.37 m3
总容积100×11.2=1120>1052 m3
容积负荷q= QS0E0/V=1200×30/(1050×4)
=8.57 kgCOD/( m3/d)。介于5—15之间,
(3)反应器的升流速度v:反应器的升流速度Vr=0.25~3.0m/h ,对于颗粒污泥,选取0.5m/h
2.三相分离器:
1)设计说明:UASB的重要构造是三相分离器,其直接影响气,液,固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果,三相分离器的设计应满足如下几点要求:
混合液进入沉淀区之前,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。
沉淀区的表面水力负荷应在0.7以下,进入沉淀区前,通过沉淀槽底缝隙流速不大于2m/h。
沉淀斜板倾角不小于50度,使沉淀不在斜板积聚,尽快回落入反应区内。
2)三相分离器参数设计计算:
下三角形集气罩斜面水平夹角β=60°
上三角形集气罩斜面水平夹角β=60°
三相分离器液面保护高度h1=0.5m
上三角形顶罩水深h2=0.6m
下三角形高度h3=0.5m
单元三相分离器宽度b=2.0m
下三角集气罩的宽度b1=0.29m
下三角集气罩的回流缝宽度b2=1.4m
集气罩的单元个数N=5组
本池采用矩形池,设计宽度B=10m
回流缝b2的总面积a1=b2*B*N=71.1m2
上三角集气罩的设计回流缝宽度b4设计为0.6
回流缝b4的总面积a2=2*b4*B*N=60 m2
a2占反应器总面积的比例=60%
三相分离器设计示意图
下三角回流缝的速度v1=ur=0.7m/h
上三角回流缝的速度v2=0.8m/h
通常情况下,为了使回流缝里的水流稳定,固液分离效果良好,污泥能顺利回流,建议v1<2m/h;
A2的面积一般不低于反应器面积的20%;
对于颗粒污泥,v1 CE=b4*sinα=0.5m BC=CE/cosα=1.0m AB=0.5m 沿AB方向的水流速度va=0.96m/h 设气泡上升速度vb=9.58m/h(0.1mm直径的气泡) BC/AB=2.07 Vb/va=9.96 如果(vb/va)>( BC/AB),则可以脱除直径大于0.1mm的气泡 上三角集气罩的高度h4=1.67m 上三角集气罩的底部到下三角集气罩的底部的距离h6=BC+AB sinα=1.02m 整个三相分离器部分的高度H=3.3m 1.3 反应器的配水系统的设计 一个进水点服务的最大面积问题是应该进行深入的实验研究。对于UASB 反应器Lettinga建议在完成了起动之后,每个进水点负担2.0到4.0m2对获得满意的去除效率是足够的。但是在温度低于20℃或低负荷的情况,产气率较低并且污泥和进水的混合不充分时,需要较高密度的布水点。对于城市污水De Man 和Van der Last (1990)建议1~2m2/孔。表4是Lettinga等人根据UASB反应器的大量实践推荐的进水管负荷。 进水分配系统的合理设计对UASB处理厂的良好运转是至关重要的,进水系统兼有配水和水力搅拌的功能,为了这两个功能的实现,需要满足如下原则: a) 确保单位面积的进水量基本相同,以防止短路等现象发生; b) 尽可能满足水力搅拌需要,保证进水有机物与污泥迅速混合; c) 很容易观察到进水管的堵塞; d) 当堵塞被发现后,很容易被清除。 在生产装置中采用的进水方式大致可分为间歇式(脉冲式)、连续流、连续与间歇相结合等方式;从布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝状等多种形式。