UASB反应器设计

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资源描述

一、UASB(日处理525吨渗滤液)1.取值参数进水量Q=525m3/d=22m3/h进水COD值S0=12.75g/L去除率为65%采用的容积负荷F=6kgCOD/m3·dY=0.08Gvss/gCODKd=0.03g/g·dμm=0.35g/g·d(30-35℃)Ks=360mg/L甲烷产量CH4=0.35m3/kgCOD甲烷气密度0.6346kg/m3甲烷气体含量65%甲烷含能量50.1KJ/g反应器容积有效系数E=90%2.计算过程及校核反应器的有效液体容积Vn=Q·S0/F=525×12.75×0.65/6=725.16m3反应器的总液体容积VL=Vn/E=669.375/0.9=805.7m3上升流速v取1.0~1.5m/h,取v=1.5m/h采用两组厌氧UASB反应器,厌氧循环泵,Q=45m3/h,H=16m,N=5.5KW,四台,两用两备。单个反应器面积A=Q总/v=(45×2+11)/1.5=69.36m2则单个池体直径D=9.4m校核,当一台循环泵开起时v=Q1/A=(45+11)/69.36=0.8m/h,不启动循环泵时v=Q/A=11/69.36=0.16m/h。考虑到污泥对配水管的堵塞和保证污泥的悬浮,单个池体一台循环泵长期运行,另一台泵间断脉冲启动。反应器的液体部分高度HL=VL/A=725.16/69.36/2=5.23m,取5.5m取反应器气体收集高度2m集气罩上的复盖水深取0.5m,超高取0.5m则反应器总高度H=HL+2+0.5+0.5=8.5m反应器的尺寸为Φ9.4×8.5m,有效水深为8.0米,共2个。3.加热系统,控制渗滤液水温保持在30℃左右。冬季每天加热所需热值为525×103×4.2×103J×20×1.2=5.3×108J。(按照每吨水最高提高20摄氏度,热效率83%),经锅炉数据表查询选择额定蒸发量1t/h,蒸汽温度184摄氏度,小时消耗柴油量67kg的燃油燃气锅炉。锅炉自重1.74吨,尺寸为1,850W×1,510L×2,880H(单元由设备厂家整体提供安装)。每天去除的COD总量为525×12750×70%×10-3=4685.63kg/d沼气产率0.35m3/kgCOD每天产生的沼气量V=4685.63×0.35=1640m3/d沼气水封罐V=141m3直径6m,高5m一座钢制防腐沼气储罐V=352m3直径8m,高7m一座钢制防腐二、UASB三相分离器计算书1.取值参数进水量Q=525m3/d=22m3/h进水COD值S0=12.75g/L共两组UASB反应器,单组处理水量Q=11m3/h单个反应器三相分离器计算如下:三相分离器集气罩斜面坡度为60度池内布置4个集气罩,构成4个分离单元,沼气管流速5.0m/s。下三角集气罩回流缝的总面积S1=2.66×2+3.91×2=13.14m2回流缝中混合液上升流速v1=Q/S1=11/13.14=0.84m/h上三角集气罩回流缝的总面积S2=(6.22×2+9.10×2)×0.325×2=19.92m2上三角形集气罩与下三角形集气罩斜面之间回流缝的流速v2=Q/S2=11/19.92=0.56m/hv2〈v1〈2m/h设计合理UASB+3.8m处平面图沼气分离效果校验:设能分离的最小直径d=8.0×10-3cm,常温下清水的运动粘滞系数γ=1.01×10-2cm2/s,密度ρ1=1.01g/cm3,沼气密度ρ=1.2×103g/cm3,碰撞系数β=0.95,清水的动力粘滞系数γ清水=γ·ρ1=1.02×10-2g/(cm·s)由于γ废水一般大于γ清水,可取γ废水=2.0×102g/(cm·s)沼气泡上升速度(可分离最小气泡)ub=β·g(ρ1-ρ)·d/(18·γ废水)=0.167cm/s=6.01m/h有于AB=0.37m,BC=0.65m,CE=0.325muA=v2=0.56m/hub/uA=6.01/0.56=10.73,BC/AB=0.65/0.37=1.76故,ub/uA〉BC/AB,合理沼气管直径:最大的单个集气罩沼气管直径,D=(Qg/24/3600/0.785/u0)-2=(820/24/3600/0.785/5.0)-2=49mm单池总管取D=150mm,承担四个集气罩的气量。2)沉淀区实际表面负荷q=Q/F=11/69.36=0.158m3/(m2·h)1.0m3/(m2·h),合理沉淀区停留时间为2h,沉淀区有效水深2×0.158=0.32m。出水堰单边负荷a=Q/4/(4.7×2)=0.29m3/(m2·h)5.4m3/(m2·h),合理堰齿:深50mm,夹角90度三角齿,水位25mm。3)水封水封高度=集气室液面至出水面高度-水封后面阻力,本工程中水封后面阻力忽略不计,故水封高度=0.837+0.400=1.237m,实际设置1.6m.。

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