UASB反应器设计计算

1、UASEK应器设计说明本工程所处理工业废水届高浓度有机废水，生物降解性好，UASES器作为处理工艺的主体，拟按下歹0参数设计。设计流量1200m3/d=50m3/h进水浓度CODcr=5000mg/LCO以除率为87.5%容积负荷Nv=6.5kgCOD/(m3?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=1200X5X87.5%/6.5=807.7m3(3-1)选用两座反应器，则每座反应器的容积Vi,=V/2=404m3设UASB勺体积有效系数为87%则每座反应器的实需容积Vi=

2、404/87%=464m3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勺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。沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/(m2?h)以下，进入沉淀

3、区前，通过沉淀槽底缝隙的流速不大于2.0m/h。b. 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活除装置。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9=55°,h2=0.5m根据图b所示几何关系可得：b1=h2/tg9=0.5/tg55°=0.35m(3

4、-2)b2=b-2b1=2.67-2X0.35=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=b2XlXn=1.97X8X3=47.28m2(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/S2S2=CDXlX2n=0.3X8X2X3=14.4m2=25/14.4=1.74m/h<2m/h满足v1<v2<2.0m/h的要求取CE=0.3m则上三角形集气罩的位置即可确定，且BC=CE/sin350=0.3/si

5、n350=0.52mAB=(b1-CD)/cos550=0.09mh3=Abcos550+(b2-0.5)/2tg550=0.26cos550+(1.97-0.5)/2?tg550=1.26m取水深h1=0.8m.集气罩及各部分的尺寸标注见下图：气分离效果的校核：设沼气气泡的直径d=0.008cm,20C时，净水的运动粘滞系数u=0.0101cm2/s,取废水密度p1=1.01g/cm3，沼气密度p=1.2x10-3g/cm3,碰撞系数"0.95,动力粘滞系数up?p=0.0101X1.01=0.0102g/(cm?s)由于废水的v一股大于净水，可取废水的从=0.02g/(cm?s)

6、则气泡的上升速度vb=6g?(p1-p)?d2/18(3-6)=0.95X981X(1.01-1.2X10-3)X0.0082/(18X0.02)=0.167cm/s=6.01m/hva=Q/S3=25/(0.3x8X6)=1.74m/h根据以上的计算结果有BC/AB=0.52/0.56=2vb/va=6.01/1.74=3.45满足vb/va>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勺进水十管，采用穿孔管配水。每座反应器设4根DN15娘6.7m的穿孔管，每两根管之间的中心距为2m配水孔径采用7414mm孔距为2m,即每根管上设4个配

7、水孔，每个孔的服务面积2e2m=4m2，L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UASER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UASER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UASER应器处理水量7L/s,溢流负荷为12L/(m?s)设计溢流负荷取

8、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很上水头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100mnffi口,10个670mnW隙.堰上水头校核：则每个堰出流率q=0.007/70=1X10-4m3/s按900三角堰计算公:q=1.43h5/2(3-8)则堰上水头为h=(q/1.43)0.4=(1X10-4/1.43)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

9、DN150勺铸铁管，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勺排水总管.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勺设计流量Q=600m3/d进水CODB度为5000mg/L,COC&除率为87.5%，产泥系数为R=0.15kg十泥/kgCOD,则产泥量Q=600<5000+1000X0.875X0.15=394kg十泥/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/(1000X2%)=19.

10、7m3/d则两座UASB勺总产泥量Q0=2<19.7=39.4m3/d沼气管道系统设计计算a.产气量计算每座UASEK计流量Q=25m3/h进水CODcrS0=5000mg/L=5kg/m3CO世除率E=87.5%产气率r=0.4m3/kgCOD则产与量Gi=Q?S0?Er(3-9)=25X5X0.875X0.4=43.75m3/h两座UAS*气量共为G=87.5m3/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=500m俪水封罐.水封高度H=H1-HMH1一大集气罩内的压力水头，取为1mH2OH折沼气柜的压力水头，取为0.4mH2OWJH=H1-HM=1-0.4=0.6mH2O取水封罐高度H，=1.0m，其中超高为0.4m