【文章內(nèi)容簡介】 費(fèi)用，但反應(yīng)器一般都要求采取保溫措施。在寒冷地區(qū)就要進(jìn)行加熱，同時(shí)必須保溫。 設(shè)計(jì)計(jì)算 反應(yīng)器所需容積及主要尺寸的確定UASB反應(yīng)器的有效容積表 31 UASB 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD（㎎∕L） BOD（㎎∕L） SS（㎎∕L） 進(jìn)水水質(zhì) 1700 850 40 設(shè)計(jì)去除率 85% 80% / 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 255 170 40設(shè)計(jì)流量Q = 9000m3/d = 375 m3/h =；進(jìn)水COD=1700mg/L 去除率為85% ；容積負(fù)荷（Nv）為：5kgCOD/(m3d)；污泥產(chǎn)率為：；產(chǎn)氣率為：。 對于中等濃度和高濃度有機(jī)廢水，一般情況下，有機(jī)容積負(fù)荷率是限制因素，反應(yīng)器的容積與廢水量、廢水濃度和允許的有機(jī)物容積負(fù)荷去除率有關(guān)。設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為Nv=5kgCOD/(m3d),CODQ去除率為85%，則UASB反應(yīng)器有效容積為： V有效 = = =2655m179。Ve0N)C(）（ ?? 式中： V有效 反應(yīng)器有效容積，m3 Q 設(shè)計(jì)流量，m3/d C0 進(jìn)水有機(jī)物濃量,kgCOD/m3 出水有機(jī)物濃量,kgCOD/m3eC Nv 容積負(fù)荷,kgCOD/(m3d) 2. UASB反應(yīng)器的形狀和尺寸 工程設(shè)計(jì)反應(yīng)器2座，橫截面為矩形 ①反應(yīng)器有效高度為6m，則14 橫截面積 S= = =VS有 效?625 單池面積 = =222m21 ②單池從布水均勻性和經(jīng)濟(jì)性考慮，矩形池長寬比在2：1以下較為合適設(shè)池長L=21m，則寬B=12m 。 ③設(shè)計(jì)反應(yīng)池總高H=， m （一般應(yīng)用時(shí)反應(yīng)池裝液量為70%90%） 單池總?cè)莘e = =1443m3SHV?? 單池有效反應(yīng)容積 =1332m3h有 效 單個(gè)反應(yīng)器實(shí)際尺寸 21m12m m 反應(yīng)器數(shù)量 2座 總池面積 =444m2?12S? 反應(yīng)器總?cè)莘e = 2886m3V總 43 總有效反應(yīng)容積 =2664m179。， 符合有機(jī)負(fù)荷求有 效，有 效 2UASB體積有效系數(shù) =88% 在70%90%之間，符合要求2864④ 水力停留時(shí)間（HRT）及水力負(fù)荷率(Vr) tHRT =V有效 / Q=(1332/4500)24= Vr=Q/Si=375/2*222= /m2h 水力負(fù)荷Vr （— /m2h ）符合設(shè)計(jì)要求。 進(jìn)水分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 進(jìn)水方式的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)水濃度及進(jìn)水流量而定，通常采用的是連續(xù)均勻進(jìn)水方式。不水電的數(shù)量可選擇一管一點(diǎn)或一管多點(diǎn)的布水方式，布水點(diǎn)數(shù)量與處理廢水的流量、進(jìn)水濃度、容積負(fù)荷等因素有關(guān)。 (m3d),因此每個(gè)點(diǎn)的布水負(fù)荷面積大于2㎡。本次設(shè)計(jì)池中工設(shè)置84個(gè)布水點(diǎn)，則每點(diǎn)的負(fù)荷面積為： Si=S/n=222/84=(m2)配水系統(tǒng)形式 UASB 反應(yīng)器的進(jìn)水分配系統(tǒng)形式多樣，主要由樹枝管式、穿孔管式、多管多點(diǎn)式和上給式四種。本次設(shè)計(jì)使用U形穿孔配水，一貫多孔式。為配水均勻，~,~,孔徑一般為10~20mm,常采用15mm,空口向下或與垂線呈45。方向，每個(gè)出水孔的服務(wù)面積一般為2~4㎡.。配水管中心距池底一般為20~25cm,了使穿孔管各孔出水均勻，要求出口流速不小于2m/s. 進(jìn)水總管管徑取200mm,，15,每根管上有6個(gè)配水孔，Φ15mm， =179。,空口向下并與垂線呈 。??45 共設(shè)置布水孔84個(gè)，,則孔徑為： d= = =(m)??n 本裝置采用連續(xù)進(jìn)料方式，布水孔空口向下，有利于避免關(guān)口堵塞，而且由于UASB反應(yīng)器底部反射三部作用，有利于布水均勻。 為了增強(qiáng)污泥和廢水之間的接觸，減少底部進(jìn)水管的堵塞，建議進(jìn)水點(diǎn)距反應(yīng)池底200~250mm。本工程中設(shè)計(jì)補(bǔ)水管離UASB反應(yīng)器底部200mm。上升水流速度和氣流速度 本次設(shè)計(jì)中常溫下容積負(fù)荷Nv=5kgCOD/(m3d), 沼氣產(chǎn)率r=0..35m3/kgCOD,根據(jù)接種污泥的不同選擇不同空塔水流和氣流速度。如采用厭氧消化污泥接種，需要滿足空塔水流速度uk,空塔沼氣上升速度ug。如采用顆粒污泥接種，水流速度可以提高至1至4m/h。這里計(jì)算按接種消化污泥為依據(jù)。則 空塔水流速度 =Q/S=, 符合要求。ku 空塔氣流速度 Ug=QC0ηr/S=***,符合要求。 η為COD去除率，取85%。 三相分離器的設(shè)計(jì) 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。沉淀區(qū)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中，與短邊平行，沿長邊布置7個(gè)集氣罩，構(gòu)成6個(gè)分離單元，則設(shè)6個(gè)三相分離器。 三相分離器長度為B=10m，每個(gè)單元寬度L=21/6=，其中沉淀區(qū)長B1=10m，寬度b=3m，集氣罩寬度a=。，沉淀室底部進(jìn)水口寬度b1=2m。沉淀區(qū)面積S1=nB1b=61103=180（m2）沉淀區(qū)表面負(fù)荷q180。=Q247。S1=[m3/ （m2h）][m3/ （m2h）]，符合要求. 沉淀室進(jìn)水口面積 S2=nBb1=6102=120（m2） 沉淀室進(jìn)水口水流上升速度 v2=Q247。S2=247。120=[m3/ （m2h）][m3/ （m2h）]，符合要求。沉淀區(qū)斜壁角度和深度設(shè)計(jì) 三相分離器沉淀區(qū)斜壁傾斜度應(yīng)在4560176。之間，沉淀區(qū)斜面的高度h3一般。設(shè)UASB反應(yīng)器沉淀區(qū)最大水深為2m，h1=（超高） ，h2=，h3=，則傾角 =arctan[ ]=arctan[?)(5.3bh??16]=55176。60176。，符合要求。）（ .1???氣液分離設(shè)計(jì) 縫隙寬度l1和斜面長度BC(主要是MB),以防止UASB消化區(qū)中產(chǎn)生的氣泡被上升的液流帶入沉淀室，干擾固液分離，造成污泥流失。當(dāng)氣泡隨液流以速度Vm沿分離器斜面BC上升時(shí)，由于浮力的作用，了保證氣泡不隨液流竄入沉淀室，氣泡必須在其隨液流由B點(diǎn)移至M點(diǎn)時(shí)，在垂，必須滿足一下公式要求： VmnMBN傾角 176。，b2=， =70176。，分隔板下端距反射錘垂直距離MN=，60???則縫隙寬度l1=MNsin =176。=。? 廢水總流量為4500 m3/d，=3600m179。/d廢水通過進(jìn)水縫進(jìn)入沉降區(qū)，=900m179。/d廢水通過回流縫進(jìn)入沉降區(qū)，則：Vm= = =(m/h)（m/h）,符合要求。Bnl??MC= = =（m）?sibsin28.設(shè)BC=，MB=BCMC==（m） AB=2Bccos30176。=2cos30176。=1（m） BD=AD= =1247。2247。cos20=(m)20cosAB CD=Bcsin30+Bdsin20=（m）則 =CD+MNMccos =+.=（m）5h?脫氣條件校核設(shè)分離氣泡最小直徑dg=，15。下清水運(yùn)動粘滯系數(shù)r= /s，廢水密度 1=，氣體密度210??cm?3cg/ ，氣泡碰撞系數(shù) =，清水動力粘度 =?3.???1???，= g/(m s)， ，取 = g/(m s)。2?2?，??210??由斯托克斯公式17 ???18)(2gNdu??則氣泡上升速度為 =??）（N驗(yàn)證 = =89 = =.25 MNu所以，該三相分離器可脫除dg，分離效果很好。分隔板的設(shè)計(jì) b2=，b3=（bb2）==，氣體因受浮力作用，氣泡上升速度在進(jìn)水縫中Vn=，沿進(jìn)水縫向上的速度分量為Vnsina=sin55176。=,則進(jìn)水縫中水流速度應(yīng)滿足V，否則水流把氣泡帶進(jìn)沉降區(qū)。 = 247。V=3600247。24247。=（㎡）進(jìn) 水 縫 總S進(jìn) 水 縫Q共6組（12條）進(jìn)水縫，每條進(jìn)水縫截面積： = 247。n=247。12=（㎡）進(jìn) 水 縫 單 進(jìn) 水 縫 總進(jìn)水縫寬度 = 247。B=247。10=（m） ，應(yīng)滿足 和 相當(dāng)級數(shù)，且2l進(jìn) 水 縫 單S 2l1≧，現(xiàn)設(shè) =，則進(jìn)水縫中水流速度2l V= / =3600/（242610）=（m/h）進(jìn) 水 縫Q進(jìn) 水 縫（m/h）滿足設(shè)計(jì)要求。 = /cos =?2l? = tan + =tan55+=（m）43bh3，則進(jìn)水縫下板長度為： =（+）247。sin55=(m ）??18進(jìn)水縫上板長度為： =1247。sin55=（m）?sin3h5三相分離器與UASB高度設(shè)計(jì)三相分離器總高 h= + + + =+1++=UASB反應(yīng)器總高H=，超高h(yuǎn)1= 本設(shè)計(jì)，，懸浮。 由于厭氧消化過程中微生物的不斷生長或進(jìn)水不可降解懸浮固體的積累，必須在污泥床區(qū)定期排出聲譽(yù)污泥，所以UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)包括聲譽(yù)污泥排除設(shè)施。UASB反應(yīng)器中污泥總量的計(jì)算 高效工作的UASB反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)區(qū)的污泥沿高程呈兩種分布狀態(tài)，下部約1/31/2的高度范圍內(nèi)，密集堆積著絮狀污泥和顆粒污泥。污泥粒子雖呈一定的懸浮狀態(tài)，但相互之間距離很近，幾乎呈塔接之勢。這個(gè)區(qū)域內(nèi)的污泥固體濃度高達(dá)4080gVSS/L,通常稱為污泥床層。污泥床層以上約占反應(yīng)區(qū)總高度的1/31/2的區(qū)域范圍內(nèi)，懸浮著顆粒較小的絮狀污泥和游離污泥，絮體之間保持著較大的距離。污泥固體的濃度較小，平均約為5==25gVSS/L或530gSS/L,這個(gè)高度范圍通常稱為污泥懸浮區(qū)。 本設(shè)計(jì)反應(yīng)器最高液面為6m，污泥濃度ρ1=；，污泥濃度 =；，污泥濃度2?ρ3=。則反應(yīng)器內(nèi)污泥總量 M=Sh1ρ1+ Sh2ρ2+ Sh3ρ3=222（++2）=（kgSS）BOD污泥負(fù)荷 污泥負(fù)荷表示反應(yīng)器內(nèi)單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)承受的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量。 =(KgBOD5)/(KgSSd)?)(??產(chǎn)泥量計(jì)算 剩余污泥量的確定與每天去除的有機(jī)物量有關(guān)，當(dāng)沒有相關(guān)的動力學(xué)常數(shù)時(shí)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。一般情況下。本工程取X=,則產(chǎn)泥量為： △X=XQSr=9000=