UASB工艺完整详细计算说明书.doc

工艺设计计算一反应器设计说明一工艺简介是升流式厌氧污泥床反应器的简称是由荷兰农业大学教授等人于年间开发研制的一项厌氧生物处理计术国内对反应器的研究是从世纪年代开始的由于反应器具有工艺结构紧凑处理能力大无机械搅拌装置处理效果好及投资省等特点反应器是目前研究最多应用日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺反应器基本构造如图的工作原理如图所示废水由反应器的底部进入后由于废水以一定的流速自下而上流动以及厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用废水与污泥充分混合有机质被吸附分解所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区由于沼气已从废水中分离沉降区不再受沼气搅拌作用的影响废水在平稳上升过程中其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分从而保证了反应器内高的污泥浓度含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥能够允许较大的上流速度和很高的容积负荷反应器运行的个重要的前提是反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥出产气和进水的均匀分布所形成良好的自然搅拌作用设计合理的三相分离器能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内二设计作用即上流式厌氧污泥床集生物反应与沉淀于一体是一种结构紧凑效率高的厌氧反应器它的污泥床内生物量多容积负荷率高废水在反应器内的水力停留时间较短因此所需池容大大缩小设备简单运行方便勿需设沉淀池和污泥回流装置不需充填填料也不需在反应区内设机械搅拌装置造价相对较低便于管理且不存在堵塞问题三设计参数选用设计资料参数如下参数选取容积负荷为污泥产率为产气率为设计水量水质指标CODLBODLSSL进水水质2300150070设计去除率9090设计出水水质23015070四设计计算1反应器容积计算UASB有效容积为有效式中有效反应器有效容积进出水的浓度设计流量容积负荷有效采用2座相同的UASB反应器则每座反应器的有效容积为单225875根据经验UASB最经济的高度一般在36m之间并且大多数情况下这也是系统最优的运行范围取有效水深h6m则底面积采用矩形池比圆形池较经济有关资料显示当长宽比在21左右时基建投资最省取长L8m宽B6m则实际横截面积为实际总横截面积为A48296本工程设计中反应器总高取H62m超高则单个反应池的容积为VLBH866288反应池的总容积为V总2882576水力停留时间为表面水力负荷为对于颗粒污泥表面水力负荷故符合设计要求2三相分离器设计三相分离器一般设在沉淀区的下部但有时也可将其设在反应器的项部三相分离器的主要作用是将气体反应过程中产生的沼气固体反应器中的污泥和液体被处理的废水等三相加以分离将沼气引入集气室将处理出水引入出水区将固体颗粒导入反应区他由气体收集器和折流挡板组成只有三相分离器是UASB反应器污水厌氧处理工艺的主要特点之一他相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池并同时具有污泥回流的功能因而三相分离器的合理设计是保证其正常运行的一个重要内容三相分离器设计计算草图见图图三相分离器设计计算草图一设计说明三相分离器要具有气液固三相分离污泥回流的功能三相分离器的设计主要包括沉淀区回流缝气液分离器的设计本工程设计中每池设置个三相分离器三相分离器的长度为宽度为1沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同主要是考虑沉淀区的面积和水深面积根据废水量和表面负荷率决定由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体这对固液分离不利故设计时应满足以下要求沉淀区水力表面负荷沉淀器斜壁角度在4560之间使污泥不致积聚尽快落入反应区内进入沉淀区前沉淀槽底缝隙的流速2mh总沉淀水深应大于15m水力停留时间介于152h沉淀区集气罩斜壁倾角沉淀区的沉淀面积即为反应器的横截面积即如果以上条件均能满足则可达到良好的分离效果沉淀区的表面水力负荷为符合设计要求2回流缝设计设单元三相分离器的长宽d6m上下三角形集气室斜面水平夹角为取保护水层高度即超高上三角形顶水深下三角形高度则下三角形集气室底部宽为式中下三角集气室底水平宽度上下三角集气室斜面的水平夹角下三角集气室的垂直高度则相邻两个下三角形集气室之间的水平距离则下三角形回流缝的面积为下三角集气室之间的污泥回流逢中混合液的上升流速可用下式式中反应器中废水流量下三角形集气室回流逢面积设上三角形集气室回流缝的宽度则上三角形回流缝面积为上下三角形集气室之间回流逢中流速可用下式计算式中反应器中废水流量上三角形集气室回流逢的之间面积则符合设计要求确定上下三角形集气室的相对位置及尺寸由图可知设上集气罩下底宽则故取由上述尺寸可计算出上集气罩上底宽为气液分离设计取气泡水的密度空气的密度水的运动粘度碰撞系数水的粘度一般废水的粘度废水净水的粘度净水故取由斯托克斯公式可得气体上升速度为取则故满足设计要求三相分离器与的高度设计三相分离器总高度0522307343m35m的总高超高反应区高其中污泥区高悬浮区高沉淀区高五进水系统设计布水点的设置进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量来定本设计采用连续均匀的进水方式一管多点的布水方式一共设置个出水孔每个反应池各个出水孔所取容积负荷为据资料每个点的布水负荷面积大于每个布水点的负荷面积为满足设计要求布水管的设置每个反应池采用树枝穿孔管配水每个反应池中设置根支管布水支管的直径采用布水支管的中心距为管与墙的距离为出水孔孔距出水孔距墙为孔口向下并与垂线呈角两个池子的总管管径取流速为每个池子的总管管径取长流速为为了使穿孔管隔空出水均匀要求出口流速不小于取其流速为则布水孔孔径为取为了增强污泥与废水之间的接触减少底部进水管的堵塞进水点距反应池池底本设计布水管离池底布水系统设计图如图图布水系统设计示意图六出水系统设计出水槽设计为了保持出水均匀沉淀区的出水系统通常采用出水槽此设计中沿反应器的短边设置两条出水槽而出水槽每隔一定的距离设三角出水堰每个反应池有个单元三相分离器出水槽共有条槽宽反应器流量取出水槽口附近水流速度为槽口附近水深为出水槽坡度为出水槽尺寸溢流堰设计每个反应器中出水槽溢流堰有条每条长设计三角堰堰高堰口宽为则堰口水面宽每个反应器处理水量查知溢流负荷为设计溢流负荷则堰上水面总长为三角堰数量个每条溢流堰三角堰数量个一条溢流堰上共有个的堰口个的间隙出水渠设计每个反应器沿长边设条矩形出水渠长为条出水槽的出水流至此出水渠设出水渠宽坡度出水渠渠口附近水流速度为则渠口附近水深以出水槽槽口为基准计算出水渠渠深出水渠取深出水渠的尺寸为排水管设计每个反应器排水量为选用钢管排水充管内水流速度为设计坡度为总管流量为选用钢管排水充满度为管内水流速度为设计坡度为七排泥系统设计每日产生的悬浮固体式中设计流量污泥产率进出水的浓度去除率本设计中取每日产泥量为式中产生的悬浮固体污泥含水率以98计污泥密度以计每日产泥量则每个日产泥量在每个反应器距离底部处沿长度方向均匀设置排泥管一根以便均匀排除污泥区的污泥反应器每天排泥一次排泥管选用的钢管排泥总管选用的钢管必要时布水管兼做排泥管用八产气量计算采用每去除千克产生立方米沼气做参数则每日产气量为式中设计流量产气率进出水的浓度去除率本设计中取九上升水流速度和气流速度的计算常温下产气率为需满足空塔水流速度空塔沼气上升流速空塔水流速度符合要求空塔气流速度符合要求