uasb工艺系统设计方法及设计计算

UASB工艺系统设计方法探讨简介：本文全面的介绍了UASB系统的设计问题，介绍了厌氧预处理工艺和UASB反应器的负荷设计原则和设计方法。重点介绍了混凝土结构的矩形UASB反应器各个部分尺寸的计算和确定原则。对UASB的进水配水系统和布水方式进行了详细的介绍。对于三相分离器和UASB建筑材料等问题也进行讨论。关键字：UASB反应器，预处理，配水系统，三相分离器，建筑材料，设计简介：本文全面的介绍了UASB系统的设计问题，介绍了厌氧预处理工艺和UASB反应器的负荷设计原则和设计方法。重点介绍了混凝土结构的矩形UASB反应器各个部分尺寸的计算和确定原则。对UASB的进水配水系统和布水方式进行了详细的介绍。对于三相分离器和UASB建筑材料等问题也进行讨论。关键字：UASB反应器，预处理，配水系统，三相分离器，建筑材料，设计一、概述厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有抑制性物质时，如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器，所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。但是，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点，例如，流化床和UASB都有三相分离器。而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的，所以结果也可以作为其他反应器设计参考。包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分，可以用图1所示的流程表示。二、UASB系统设计1、预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。当污水中含有砂砾时，例如以薯干为原料的酿酒废水，怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。不可生物降解的固体，在厌氧反应器内积累会占据大量的池容，反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。在调节池中设有沉淀池时，容积需扣除沉淀区的体积；根据颗粒化和pH调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等；可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂，通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。同时，酸化池或两相系统是去除和改变，对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段，也是厌氧预处理的目的之一。仅考虑溶解性废水时，一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水，可在调节池中取得一定程度的酸化，但是完全的酸化是没有必要的，甚至是有害处的。因为达到完全酸化后，污水pH会下降，需采用投药调整pH值。另外有证据表明完全酸化对UASB反应器的颗粒过程有不利的影响。对以下情况考虑酸化或相分离可能是有利的：1)当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物的结构时；2)当废水存在有较高的Ca2+时，部分酸化可避免颗粒污泥表面产生CaCO3结垢；跨锡3)侮当滚处理跑含高洒含悬味浮物容和/歉或采勿用高昆负荷此，对逆非溶而解性顾组分屑去除讯有限透时；吼果屡4)偷在调喘节池黑中取浊得部机分酸劳化效网果可盲以通帮过调朝节池初的合邪理设竿计取百得。裤例如老，上严向流御进水哨方式冻，在棵反应稠器底侦部形疫成污键泥层俊(1羞.0钓m)乞。底晴部布枣水孔承口设来计为装5～胁10筑m2挖/孔鹿即可起。伐2、宋UA掉SB轰反应妻器体汗积的累设计移女a)孟负荷夕设计盼法摸社采用考有机棉负荷跨(q临)或族水力辫停留徐时间莫(H告RT蚀)设面计U曾AS虽B反五应器往是目踢前最诵为主掀要的视方法味。一判旦q袍或H析RT裕确定延，反期应器锤的体浆积(解V)嗽可以滴很容自易根埋据公笨式(叔1或侧2)宝计算批。对缺某种易特定络废水机，反包应器苹的容乱积负慰荷一抱般应逃通过悼试验条确定唉。演巡V属=驼QS颤o/怖q鹅退舰孕所排欺(1搏)牛解V久=K驴Q.祥HR承T聋粗束垃瓣柿(扇2)舞捡感式中叠：Q泰--侵-废穗水流扁量，陡m3摩/d萌；允遇So裂--宜-进黑水有筐机物欠浓度衫，g康CO循D/疮L或乌gB开OD疑5/郑L。伴傻怨表1拜给出合不同挣类型叙废水饲国内谜外采愚用U尺AS洞B反与应器最处理通的负犁荷数跟据，豪需要轧说明峰的是滨表中话无法谈一一伍注明胆采用缘的预贺处理波条件鱼和厌僚氧污梁泥类骑型等屋情况毁，这报些条裙件对原选择挨设计疏负荷群是至烤关重悠要的附。下蜘表供凑设计矮人员遗设计也时参侦考，匙选用摊前必像须进拴行必挤要的刑实验狱和进馆一步宁查询功有关尸的技齿术资先料。奶货表1增国内要外生篇产性奉UA膀SB至装置捷的设煎计负杏荷统沙计表馋序号梅废水砌类型汉负荷条kg办CO撑D/陆m3师·绵d套(国激外资季料)膏弊负荷猪kg晚CO雀D/版m3麦·您d禾(国旁内资城料)宜台平均视最高应最低贼厂家持数技平均范最高为最低玉厂家排数贵1炊酒精名生产句1纺1.覆6衔15航.7据7.停1御7当6.均5汗20每2霉15举2死啤酒销厂泻9.滴8勾18无.8五5.陪6稠80倍5.被3课8解5晓10表3炮造酒层厂切13吴.9患18慰.5皱9.享9补36偷6.营4影10谷4慈8迎4充葡萄丛酒厂恳10酒.2迷12榴8淹4浩5老清凉故饮料摩6.够8姑12与1.驾8忆8痛5失5律5酸12秘6把小麦翠淀粉普8.缴6律10沸.7笼6.旁6陆6乐7河淀粉缺9.朽2项11捆.4抖6.己4右6怒5.刻4跳8璃2.确7旱2淹8快土豆红加工毅等腿9.疼5绿16碌.8衡4家24岂9课酵母踏业对9.窜8包12泽.4熔6岂16支6拆6惰6焦1搞10圆柠檬升酸生珠产汉8.尸4旋14帜.3舌1武3叨14添.8拴20贤6.尾5占3沸11苍味精回3.竞2增4响2.录3顷2舍12标再生螺纸、踏纸浆症12演.3矮20殿7.酿9吗15顷13鸽造纸沙12晓.7悦38填.9秘6蜻39耀14锻食品站加工屑9.谎1淡13出.3盖0.蓄8践10据3.理5雾4绍3田2菌15引屠宰把废水叠6.纠2哀6.跑2脾6.组2产1醉3.评1脆4地2.胃3侨4避16济制糖孤15支.2居22窜.5灶8.途2跨12蛇17煌制药归厂歼10叫.9疗33扮.2站6.摘3缠11劝5最8晚0.宫8圾5蚂18都家畜主饲料抚厂伏10迫.5受10幼.5居10透.5检1则19乞垃圾裙滤液含9.呈9党12旱7.搂9防7仍b)傲经签验公针式方捐法罪些Le摇tt偷in高ga裂等人针采用笑同样厘经验恐公式输描述俱不同哪厌氧乒处理户系统茅处理铜生活闹污水撞HR辈T与饱去除略率(冤E)在之间棋的关瓶系，女并且排对不尼同反群应器耀处理朵生活歇污水晨的数卫据进锡行了艰统计杀，得跟出了盛参数蔽值。普魄式典中：役C1非,尺C2抹——隆反应返常数膨。执玻c)林动吊力学寄方法是朴许多什研究汗者致减力于蚀动力涨学的短研究暂，H哀en景xe缘n和讲Ha译rr现em环oe辫s(关19训83诸)根劝据众中多研辽究结蛛果汇饰总了绞酸性虑发酵开和甲叙烷发羡酵过畏程重泳要的酷动力再学常愤数(搬见表秘2)煌。到栋目前及为止蛋，动马力学迷理论颈的发皂展，优还没午有使再它能齐够在朽选择艰和纠设计吊厌氧怒处理跌系统暂过程缴中成流为有只力的守工具姜，通学过评阔价所拢获得言的实双验结勺果的芬经验始方法重现在挡仍是话设计局和优我化厌投氧消蓬化系猾统的乐唯一标的选趴择。寇乎表2蝴厌氧适动力烘学参砌数(塔He哑nx洞en乒和H射ar晃re资mo商es座，1课98醉2)您培养箭mm桃(d态-1倒)政Y(莫mg玉VS捞S/瞧mg长CO弓D)梅Km唇[m敏gC嫁OD凤/(者mg胳VS趣S?粱d)善]谨Ks帮(m正gC窃OD容/L闲)离产酸刻菌厘2迟0.开15胆13蒙20炊0奖甲烷赖菌岸0.秤4协0.式03筋13眉50钉混合裕培养寨0.拆4撑0敌.1书8祝2阁--碍-扔3慢、U恰AS恼B反尾应器静的详犹细滩设计寿尊1)史反败应器梯的体升积和镇高度租结塌采用傻水力烧停留柿时间回进行柱设计尸时，裤体积械(V碰)按沙公式铃(1漠)或淹(2肠)计教算。胸选择犹反应邀器高燥度的目原则惩是设翅计、粥运行校和经律济上效综合进考虑西的结祸果。猫从设归计、俩运行沙方面鼠考虑买：高胸度会养影响右上升责流速钓，高堪流速装增加禁系统呀扰动柏和污袜泥与祥进水变之间叉的接鲜触。委但流盼速过喂高会粥引起粒污泥仪流失床，为避保持扭足够握多的舍污泥铅，上亲升流猜速不浊能超正过一艳定的沸限值读，从睁而使结反应旁器的革高度紫受到稳限制给；高域度与地CO捕2溶脱解度怜有关栗，反粘应器言越高栏溶解造的C统O2缘浓度译越高碌，因茎此，央pH符值越替低。伏如p菜H值肥低于穿最优委值，太会危饲害系叮统的壁效率婶。晌定从经旬济上唯考虑影:土晨方工耗程随到池深吉增加疼而增乒加，据但占顿地面舅积则鹿相反族；考符虑当叼地的遇气候胡和地狼形条桐件，掠一般疫将反摩应器辆建造阳在半耳地下旺减少决建筑设和保沈温费允用。想最经紫济的像反应胀器高光度(豪深度慧)一韵般是蜓在4构到6佩m之掠间，小并且狂在大刻多数睬情况伤下这太也是汗系统傻最优多的运唐行范饲围。附液锅2)粥反蹦应器晒的升皮流速葬度充对于钓UA鞋SB翼反应烤器还艺有其掀他的糟流速疑关系督(图他2)收。对卧于日鼓平均激上升邻流速轰的推秃荐值淘见表香3，骆应该大注意以对短姨时间西(如例2～坐6h群)的网高峰烧值是限可以隔承受因的(挎即暂合时的谋高峰勒流量后可以仁接收赶)。观棕表3挂UA皆SB粒和E勉GS梅B允身许上阁升流间速(议平均架日流圾量)掉UA杯SB扎反应铃器款Vr叼＝0侮.2者5~至3.垒0m鸭/h鼻0索.7页5~耽1.粮0m仆/h紧颗粒袄污泥垮絮状铺污泥沉Vs惩≤馅1.罪5m柿/h段絮状淹污泥萍≤厦8m裕/h乔颗粒模污泥闭Vo姜≤征12漠m惹/h笛颗粒星污泥鼠≤客3.缴0m森/h判絮状樱污泥邀Vg政＝干1m召/h写建议师最小疏值谋3)蔬反务应器玩的截煮面积该和反储应器椒的长鲁、宽累(或关直径帽)床傍在确榜定反触应器剧的容勉积和衡高度艳(H福)之政后，英可确云定反蹦应器屠的截咐面积迁(A却)。芹从而清确定走反应我器的钉长和贫宽，阁在同煤样的记面积皮下正冰方形火池的广周长观比矩孔形池吃要小镰，矩艇形U卷AS档B需占要更等多的福建筑女材料呀。以忘表面茂积为怕60影0m鸟2的卡反应遵器为蓄例，化30足×2易0m唇的反是应器包与1抗5m俘×4懂0m峡的反学应器爆周长稍相差汤10援%，液这意辨味着白建筑渣费用披要增已加1坐0%哑。但饥从布链水均脚匀性旺考虑圆，矩云形在碰长/轿宽比炼较大危较为概合适好。从器布水铺均匀芝性和兄经济浴性考猪虑，眠矩形奇池在沃长/万宽比腊在2融:1座以下熄较为挂合适禽。长营/宽峰比在毕4:悉1时时费用坊增加仿十分袋显著贺。爬闷圆形文反应除器在典同样原的面拢积下弊，其闲周长埋比正坦方形蚁的少址12欺%。卸但这仆一优叨点仅轰仅在名采用捆单个跪池子竿时才赴成立熟。当土建立晴两个捞或两轮个以阵上反闯应器括时，援矩形期反应赠器可蚕以采钱用共与用壁毒。对啊于采防用公缸共壁训的矩续形反脚应器圾，池三型的末长宽币比对姑造价魂也有格较大华的影帽响。翼如果区不考撒虑其腰他因引素，糟这是箭一个辈在锄设计历中需爪要优灵化的挡参数思。灿乓4)嚷单肚元反哑应器且最大浴体积单和分悠格化巨的反坝应器六派哑在U探AS遍B反弃应器碗的设任计中歌，采腐用分议格化黑对运帖行操川作是妄有益棒的。蚕首先封，分浊格化首的单覆元尺鲁寸不员会过茄大，沿可避脏免体样积过键大带株来的宏布水傲均匀集性等卸问题啄；同恐时多被个反颂应器罩对系绑统的泪启动帆也是共有益里的，误可首滑先启顺动一乏个反欣应器侵，再隔用这壶个反酷应器宏的污逗泥去后接种丘其他妈反应闪器；匪另外郑，有著利于也维护泛和检价修，咽可放凳空一改个反泳应器肿进行掀检修脆，而当不影明响系脾统的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