厌氧塔计算手册

1、1.1.厌氧塔的设计计算反应器结构尺寸设计计算(1)(1)反应器的有效容积设计容积负荷为Nv5.0kgCOD/(m3/d)进出水 CODSCODS 度Co2000(mg/L), E=E=式中Q-设计处理流量m3/dC0C0进出水 CODSCODS 度 kgCOD/kgCOD/m3E E去除率N容积负荷(2)(2)反应器的形状和尺寸。工程设计反应器 3 3 座，横截面积为圆形。V= =QC0E 3000 20 0.70 =-N?5.08400m3，取为 84008400m31 1)反应器有效高为h 17.0 m 贝 y横截面积：SV有效8400=495( m2) h 17.0有效单池面积：SS便

2、 165(m2)n 32)2)单池从布水均匀性和经济性考虑，高、直径比在:1 1 以下较合适。设直径 D 15m,则高 h D*1.2 15*1.2m18，设计中取 h 18m单池截面积:Si3.14* (D)2h 3.14 7.52176.6(m2)设计反应器总高H 18m，其中超高m单池总容积：ViS； H 176.6 (18.0 1.0)3000(m3)反应器总池面积：S S； n 176.63 529.8(m2)单个反应器实际尺寸：D H 15m 18m(3)(3)水力停留时间(HRTHRT 及水力负荷(Vr)Nv三相分离器构造设计计算(1)(1)沉淀区设计本工程设计中，与短边平行，沿

3、长边每池布置 8 8 个集气罩，构成 7 7 个分离单元, 则每池设置 7 7 个三项分离器。三项分离器长度：丨b 16(m)每个单元宽度：b 冷 y 2.57(m)沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即288288m2沉淀区表面负荷率：Q第0.39m3/(m2h) 10 2.0m3/(m2h)(2)(2)回流缝设计设上下三角形集气罩斜面水平夹角为 5555，取h31.4m式中：b 单兀三项分离器宽度， m;bi下三角形集气罩底的宽度， m mb2相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离(即污泥回流缝之一)，m mh3下三角形集气罩的垂直高度， m m设上下三角形集气罩斜面水平夹角为 5555，取

4、h31.4m反应器总容积：V Vin 3000 39000(m3)根据参考文献,对于颗粒污泥，水力负荷Vr0.1 0.9m3/(m2.h)故符合要求。根据一般设计要求, 水流在沉淀室内表面负荷率q0.7m3 /(m2.h)沉淀室底部进水口表面负荷一般小于m3/(m2.h)。反应器总池面积：S S； n 176.63 529.8(m2)式中：b b 单兀三项分离器宽度， m;m;bi下三角形集气罩底的宽度，m mai下三角形集气罩回流缝总面积，m m;1反应器的宽度，即三项分离器的长度b,mb,m；n反应器三项分离器的单元数;上三角集器罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速。设b3C

5、D 0.3m式中：V2上三角集气罩下断语下三角集气罩斜面之间水平距离的回流缝中水流 的流速，m/hm/h;m/hm/h;为使回流缝水流稳定，固、液分离效果好，污泥回流顺利，一般vi2m/h,a2上三角形集气罩回流缝总面积， m m ；b b3上三角形集气罩回流缝的宽度，m m；假设a2为控制断面Amin，一般其面积不低于反应器面积的20%20%V2就是Vm ax，同时要满足：ViV2(Vmax)2.0m/h(3)(3)气、液分离设计由上图 1 1 知:设 AB 0.5m 贝y校核气、液分离。如图 2 2 所示。假定气泡上升流速和水流速度不变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉淀区的必要条

6、件是:vbAD或BC vaAB或ABVaCE BQi2 N0.24T2 73.72(m/h)式中：B B三项分离器长度，m;m;N N每池三项分离器数量;式中：d 气泡直径，cm;cm;1液体密度，g/cmg/cm3；g沼气密度，g/cmg/cm3；碰撞系数，取;废水动力黏滞系数，g/g/ ；V液体的运动黏滞系数，cmcm ；设气泡直径 d 0.01cm，设水温 3030。C,C,11.03g/cm3，g1.13 103g/cm32V 0.010cm /s，0.95；0.0101 1.030.0104 g/(cm.s)沿 ABAB 方向水流速度:气泡上升速度:Vb由于废水动力黏滞系数值比净水的

7、大，取g/(cm.s)则：Vb課(1.3 1-13 103).12.266(cm/s)9-58(m/h)为aBB 可以脱去d 001Cm的气泡(4(4)三项分离器与 UASBUASB 高度设计三相分离区总高度：h h2h3h4h5式中：h2集气罩以上的覆盖水深，取;则：h 0.5 1.4 1.15 0.562.49(m)UASBUASB 总咼度 H=H=，沉淀区咼，污泥床咼，悬浮区咼，超咼。布水系统的设计计算反应器布水点数量设置预处理流量、进水浓度，容积负荷等因素有关，有资料知，颗粒污泥Nv4kgC0D/(m3.d)每个布水点服务 2-5m2-5m2, ,出水流速 2-5m/s2-5m/s，配

8、水中心距池底一般为 20-25cm20-25cm。(1(1)配水系统:配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设1 1 根 D=100mnD=100mn 的总水管，1616 根 d=50mmd=50mm 的支水管。支管分别位于总水管两侧，同侧每根只管之间的中心距为，配水孔径取15mm孔距，每根水管有3 3 个配水孔，每个孔的服务面积2.0 1.673.34(m2)孔口 向下。(2(2)布水孔孔径的计算:流速u亠宁4 687.5/624.05(m/s)3600 D23600 3.14 0.12布水孔 316 48 个，出水流速为 U 2.1m/s，则孔径为:I( (AAACO-.- 10.0

9、3(mm)取 15mmV3600 3.14 48 2.1由于废水动力黏滞系数值比净水的大，取g/(cm.s)本装置采用连续进料方式，布水口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于 UASBUASB反应器底部反射散布作用，有利于布水均匀，为了污泥和废水之间的接触，减少底 部进水管的堵塞，建议进水点距反应底部 200200300mm300mm 本工程设计采用布水管离 UASBUASB 底部 200mn200mn 处。布水管设置在距 UASBUASB 反应器底部 200mm 处。排泥系统的设计计算(1)(1) UASBUASB 反应器中污泥总量计算般 UASBUASB 亏泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组

10、成，平均浓度为2CVSS/L，则 UASBUASB 反应器中污泥总量:厌氧生物处理污泥产量取0.08kgMLVSS / kgCOD剩余污泥量的确定与每天去除的有机物量有关，当设有相关的动力学常数时，可根据经验数据确定，一般情况下，可按每去除IkgCODIkgCOD 产生计算，本工程取0.08kgVSS/ kgCOD流量Q 687.5m3/h，进水 CODCOD 浓度C05600(mg/l)5.6(kg/m3)，CODCOD 去除率85%，则不同试验规模下MLVSS是不同的，因为规模越大，被处理的废水含无机杂质MLSS越多，因此取MLVSS0.8，则MLSSx7854-78541309(kgML

11、SS/d)6 6当污泥含水率95%95%时，取S1000( kg / m3)1 1) UASBUASB 反应器的总产泥量单池产泥 xi-污泥含水率98%98%则污泥产量:Ws单池排泥量:Wsi392765.45(m3/d)62 2)3 3)10007815498%)392.7(m3/d)4)4)污泥龄排泥系统的设计在距 UASBUASB 反应器底部 100cm100cm 和 200cm200cm 高处个设置两个排泥口，共 4 4 个排泥口。排泥时由污泥泵从排泥管强排。反应器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入集 泥井中，排泥管选钢管 DN150mDN150mm由计算所得污泥量选择污泥泵，型号为

12、：WQK2WQK21717- 4 4 污泥泵,主要性能：流量：Q=25mhQ=25mh ;扬程：H=17mH=17m 电机功率：P=4KwP=4Kw 数量：3 3 台;用 2 2 台泵同时给两组反应器排泥，设每天排泥一次 出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出，出水是否均匀对处理效果有很大的影响且形式与三向分离器及沉淀区设计有关。(1)出水槽设计对于每个反应池有 7 7 个单元三项分离器，出水槽共有7 7 条，槽宽(2)(2)单个反应器流量:(3)(3)设出水槽槽口附近水流速度为m/sqi0.032则槽口附近水深7一 0.0762(m)u a 0.3 0.2取槽口

13、附近槽深为，出水槽坡度为，出水槽尺寸：10m 0.2m 0.2m，出水槽数量为 7 7 座。(4)(4)溢流堰设计戸出水溢流堰共有 1717 条(7 7 2)，每条长 1010m。设计 9090三角堰，堰高5050mm，堰口宽 100100mm，贝吐堰口水面宽 5050mm。每个 UASUAS 皈应器处理水量 L/S，查得溢流负荷为1 2L/(m.s)设计溢流负荷为f 1.8L/(m.s)，贝 y y 溢流堰上水面总长为:三角堰数：nL 17.673353 个，取 354354 个b 50 103每条溢流堰三角堰数：35435.4 个，取为 3636 个10堰上水头校核出水渠设计计算一个溢流堰

14、上共有3636 个 100mm100mm 勺堰口每个堰处流率：q亿67 10 34.99354105(m/s)按 9090三角堰计算公式:q 1.43h25则堰上水头：h(己)0-4(4.99 105)0.41.430.0164(m)UASBUASB 反应器沿长边设一条矩形出水渠，7 7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s s 0渠口附近水深:3_q_ 亿亿67 100.295( m)u a 0.3 0.2以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.2 0.295 0.495 0.5(m)出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为：(m)出水渠长为：+=+=( m)出

15、水渠尺寸：16.6m 0.50m 0.30m向渠口坡度为:排水管设计Q=s,Q=s,选用 D=200mnD=200mn 的钢管排水，充满度为，设计坡度为，管内水流速度为 v=sv=s沼气收集系统设计计算(1(1)沼气产量计算1 1)沼气主要产生于厌氧阶段，设计产气率取0.4m3/kgCOD总产气量：G QC0E 0.4 16500 5.6 0.85 31416(m3/d)则单个 UASUAS 皈应器产气量：GiG 314165236(m3/d)6 62 2)集气管：每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有管，每根集气管内最大流量5236一 4.66 103(m3/s)24 3600 13

16、根据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mnd=100mn 本设计中取 100mm100mm 结构图3 3)沼气主管：每池 1313 根集气管，选通到一根单池主管然后再汇入两池沼气主管，采用钢管，单池沼气主管道坡度为% %D 150mmDN100图5集气管结构示意图水封罐设计水封罐主要是用来控制三项分离器的集气室中气、液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降 室，同时兼有隔绝和排除冷凝水作用，每一反应器配一水封罐。水封高度取 2 出 H。式中H。- -反应器至储气罐的压头损失和储气罐的压头为保证安全取储气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1

17、取 2mH2mH2O, ,储气罐内5 5 如下:1313 根集气则单池沼气主管内最大气流量：qi52360.061(m3/s)，24 3600充满度设计值为。则流速:0.061 24)管内最大气流量：q 24 晋&取 D=500mmD=500mm 充满度; ;流速 v=v=vv -2- 1.08(m/ S)3.14 0.150.80.182( m3/s)伴丄 1.5m/s0.520.6总产气量：G QC0E 0.4 16500 5.6 0.85 31416(m3/d)的压强Ho为 400mn400mnH2O，贝 U U H=H=取水封高度为，直径为 1500mm1500mm 进水管、出气管各一

18、根，D=200mm.D=200mm.进水管、放空管各一根，D=50mmD=50mm 并设液面计。(1(1)气水分离器气水分离器起到对沼气高燥的作用，选用500mm H1800mm钢制气水分离器 4 4 个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在 分离器出气管上装设流量计及压力表。沼气柜容积确定由上述计算知该处理中日产沼气3141631416m3=1309=1309m3/h，则沼气柜容积应为3h3h 产气量的体积来确定，即 Vgqt 1309 3 3927(m3)，选用 3 3 座沼气柜，则每座沼气柜容积为：3927/3=13093927/3=1309m3。UASBUASB 勺其他设计考虑(1(1)取样管设计在池壁高度上设置若干个取样管，用以采取反应器内的污泥样，以随时掌握污泥在设于距地面处，配球阀取样。(2(2)检修1)1)人孔2 2）风为防治部分容重过大的沼气在UASBUASB 反应器内聚集，影响检修和发生危险，检修时 可向UASBUASB 反应器中通入压缩空气，因此在 UASB-UASB-侧预埋压缩空气管(由鼓风机房设计选用 800800 钢板水槽内导轨湿式贮气柜，尺寸为:8000mm H 8000mm高度方向上的浓度分布情况，在距反应器底位置，沿池壁高度上设置4 4 根，沿反应器高度方向各管相距，水平方向各管相距。取样管选用DN1