3.5UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.5.1設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)(1)污泥參參數(shù)設(shè)計(jì)溫度T=225℃容積負(fù)荷NV==8.5kggCOD/((m3.d)污泥為顆粒粒狀污泥產(chǎn)率0.11kgMLSSS/kgCCOD,產(chǎn)氣率0.5mm3/kgCOOD(2)設(shè)計(jì)水水量Q=28000m3/d=1116.67mm3/h=0..032mm3/s。(3)水質(zhì)指指標(biāo)表5UASB反反應(yīng)器進(jìn)出水水水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)COD（㎎∕LL）BOD（㎎∕LL）SS（㎎∕L）進(jìn)水水質(zhì)質(zhì)37352340568設(shè)計(jì)去除率85%90%/設(shè)計(jì)出水水質(zhì)5602345683.5.2UAASB反應(yīng)器容積積及主要工藝藝尺寸的確定定[5](1)UASSB反應(yīng)器容積積的確定本設(shè)計(jì)采采用容積負(fù)荷荷法確立其容容積VV=QSS0/NVV—反應(yīng)器的有有效容積(m3)S0—進(jìn)水有機(jī)機(jī)物濃度(kgCODD/L)V=340033.735/8..5=14994m3取有效效容積系數(shù)為為0.8,則實(shí)際體積積為1868mm3(2)主要構(gòu)構(gòu)造尺寸的確確定UASB反應(yīng)器器采用圓形池池子，布水均均勻，處理效效果好。取水力負(fù)荷q11=0.6m3/（m2·d）反應(yīng)器表面積積A==Q/q1=141..67/0..6=2366.12m22反應(yīng)器高度H==V/A=11868/2236.122=7.9mm取H=8m采用4座相同的的UASB反應(yīng)器，則則每個(gè)單池面面積A1為：A1=A/4==236.112/4=559.03mm2取D=9mm則實(shí)際橫截面積積A2=3.144D2/4=633.6m22實(shí)際表面水力負(fù)負(fù)荷q1=Q/4AA2=141..67/5663.6=00.56q1在0.5——1.5m//h之間，符合設(shè)設(shè)計(jì)要求。3.5.3UUASB進(jìn)水配水系系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)設(shè)計(jì)原原則①進(jìn)水必須要要反應(yīng)器底部部均勻分布，確確保各單位面面積進(jìn)水量基基本相等，防防止短路和表表面負(fù)荷不均均；②應(yīng)滿(mǎn)足污泥泥床水力攪拌拌需要，要同同時(shí)考慮水力力攪拌和產(chǎn)生生的沼氣攪拌拌；③易于觀(guān)察進(jìn)進(jìn)水管的堵塞塞現(xiàn)象，如果果發(fā)生堵塞易易于清除。本設(shè)計(jì)采用圓形形布水器，每每個(gè)UASB反應(yīng)器設(shè)30個(gè)布水點(diǎn)。設(shè)計(jì)參數(shù)每個(gè)池子的流量量Q1=141..67/4==35.422m3/h(3)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算查有關(guān)數(shù)據(jù)[66]，對(duì)顆粒污污泥來(lái)說(shuō)，容容積負(fù)荷大于于4m3/(m2.h)時(shí)，每個(gè)進(jìn)進(jìn)水口的負(fù)荷荷須大于2m2則布布水孔個(gè)數(shù)n必須滿(mǎn)足пD2/4/n>>2即n<пD2/8=3..1499/8=332取n=30個(gè)則每每個(gè)進(jìn)水口負(fù)負(fù)荷a=пD2/4/n==3.14999/4/330=2.112m2可設(shè)3個(gè)個(gè)圓環(huán)，最里里面的圓環(huán)設(shè)設(shè)5個(gè)孔口，中中間設(shè)10個(gè)，最外圍圍設(shè)15個(gè)，其草圖圖見(jiàn)圖4①內(nèi)圈5個(gè)孔孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面面積：S1=52.122=10.66m2折合為服務(wù)圓的的直徑為：用此直徑用一個(gè)個(gè)虛圓，在該該圓內(nèi)等分虛虛圓面積處設(shè)設(shè)一實(shí)圓環(huán)，其其上布5個(gè)孔口則圓環(huán)的直徑計(jì)計(jì)算如下：3.14d122/4=S1/2②中圈10個(gè)個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面面積：S1=102.112=21..2m2折合為為服務(wù)圓的直直徑為：則中間圓環(huán)的直直徑計(jì)算如下下：3.14(6..362－d22)/4=SS2/2則dd2=5.2mm③外圈15個(gè)個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)務(wù)面積：S3=152.112=31..8m2折合合為服務(wù)圓的的直徑為則中間圓環(huán)的直直徑計(jì)算如下下：3.14(92－d32)=S3/2則d3=7.8mm布水點(diǎn)距反應(yīng)器器池底120mm；孔口徑15cm圖4UASBB布水系統(tǒng)示示意圖三相分離器的的設(shè)計(jì)(1)設(shè)計(jì)說(shuō)說(shuō)明UASB的重要構(gòu)造造是指反應(yīng)器器內(nèi)三相分離離器的構(gòu)造，三三相分離器的的設(shè)計(jì)直接影影響氣、液、固固三相在反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)的分離離效果和反應(yīng)應(yīng)器的處理效效果。對(duì)污泥泥床的正常運(yùn)運(yùn)行和獲得良良好的出水水水質(zhì)起十分重重要的作用，根根據(jù)已有的研研究和工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，三相分離器器應(yīng)滿(mǎn)足以下下幾點(diǎn)要求：：沉淀區(qū)的表面水水力負(fù)荷<1.0mm/h；三相分離器集氣氣罩頂以上的的覆蓋水深可可采用0.5～1.0m；沉淀區(qū)四壁傾斜斜角度應(yīng)在45o～60o之間，使污污泥不積聚，盡盡快落入反應(yīng)應(yīng)區(qū)內(nèi)；沉淀區(qū)斜面高度度約為0.5～1.0m；進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉沉淀槽底縫隙隙的流速≤2m/h；總沉淀水深應(yīng)≥≥1.5m；水力停留時(shí)間介介于1.5～2h；分離氣體的擋板板與分離器壁壁重疊在20mm以上；以上條件如能滿(mǎn)滿(mǎn)足，則可達(dá)達(dá)到良好的分分離效果。(2)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用無(wú)導(dǎo)導(dǎo)流板的三相相分①沉淀區(qū)的設(shè)設(shè)計(jì)沉淀器（集氣罩罩）斜壁傾角角θ=50°沉淀區(qū)面積：A=33.14D2/4=633.6m2表面水力負(fù)荷qq=Q/A==141.667/(4663.6)==0.56mm3/(m2.h)<11.0m33/(m2.h)符合要求②回流縫設(shè)計(jì)計(jì)h2的取取值范圍為0.5—1.0m,,hh1一般取0.5取h1==0.5mh2=0.7mmh3=2.4mm依據(jù)圖88中幾何關(guān)系系，則bb1=h3/tanθb1—下三角集集氣罩底水平平寬度，θ—下三角集氣氣罩斜面的水水平夾角h3—下三角集集氣罩的垂直直高度，mb1=2.4//tan500=2.0mmb2=b－2b1=9－22.0=55.0m下三角集氣罩之之間的污泥回回流縫中混合合液的上升流流速v1,可用下式計(jì)計(jì)算：V1=Q1/SS1=4Q1/3.144b2Q1—反應(yīng)器中中廢水流量（m3/s）S1—下三角形形集氣罩回流流縫面積（m2）符合要要求上下三角形集氣氣罩之間回流流縫流速v2的計(jì)算：V2=Q1/S2S2—上三角形形集氣罩回流流縫面積（m2）CE—上三角形形集氣罩回流流縫的寬度，CE>0..2m取CE=1..0mCF—上三角形形集氣罩底寬寬，取CF=6..0mEH=CEsiin50=11.0sinn50=0..766mEQ=CF+22EH=6..0+21..0sin550=7.553mS2=3.144(CF+EEQ).CEE/2=3..14(6.0+77.53)1.0/22=21.224m2v2=141..67/4//21.244=1.677m/hv2<v1<2.0mm/h,符合要求確定上下集氣罩罩相對(duì)位置及及尺寸BBC=CE//cos500=1.0//cos500=1.5556mHHG=(CFF－b2)/2=00.5mEEG=EH++HG=1..266mAAE=EG//sin400=1.2666/sinn40=1..97mBE=CEtaan50=11.19mAAB=AE－BE=0..78mDDI=CDssin50==ABsinn50=0..778siin50=00.596mmh4=AD+DDI=BC++DI=2..15mh5=1.0mm氣液分離設(shè)計(jì)由圖55可知，欲達(dá)達(dá)到氣液分離離的目的，上上、下兩組三三角形集氣罩罩的斜邊必須須重疊，重疊疊的水平距離離（AB的水平投影影）越大，氣氣體分離效果果越好，去除除氣泡的直徑徑越小，對(duì)沉沉淀區(qū)固液分分離效果的影影響越小，所所以，重疊量量的大小是決決定氣液分離離效果好壞的的關(guān)鍵。由反應(yīng)區(qū)上升的的水流從下三三角形集氣罩罩回流縫過(guò)渡渡到上三角形形集氣罩回流流縫再進(jìn)入沉沉淀區(qū)，其水水流狀態(tài)比較較復(fù)雜。當(dāng)混混合液上升到到A點(diǎn)后將沿著AB方向斜面流流動(dòng)，并設(shè)流流速為va，同時(shí)假定A點(diǎn)的氣泡以以速度Vb垂直上升，所所以氣泡的運(yùn)運(yùn)動(dòng)軌跡將沿沿著va和vb合成速度的的方向運(yùn)動(dòng)，根根據(jù)速度合成成的平行四邊邊形法則，則則有：要使氣泡分離后后進(jìn)入沉淀區(qū)區(qū)的必要條件件是：在消化溫度為225℃，沼氣密度度=1.12gg/L；水的密度度=997.00449kgg/m3；水的運(yùn)動(dòng)粘滯系系數(shù)v=0.00089×110-4m2/s；取氣泡直直徑d=0.001cm根據(jù)斯托克斯（Stokees）公式可得得氣體上升速速度vb為vb—?dú)馀萆仙俣龋╟m/s）g—重力加速度度（cm/s2）β—碰撞系數(shù)，取取0.95μ—廢水的動(dòng)力力粘度系數(shù)，g/(cmm.s)μ=vβ水流速度,校核：，故設(shè)計(jì)滿(mǎn)足足要求。圖5三相分離器器設(shè)計(jì)計(jì)算草草圖排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)每日產(chǎn)泥量為=3735×00.85×00.1×34400×100－3=1079㎏MLSS//d則每個(gè)UAASB每日產(chǎn)泥量量為W=1097//4=2699.75㎏MLSS//d可用200mmm的排泥管，每每天排泥一次次。產(chǎn)氣量計(jì)算每日產(chǎn)氣量G=37226×0.885×0.55×34000×10－3=53997m3/d=2224.9mm3/h儲(chǔ)氣柜容積一般般按照日產(chǎn)氣氣量的25%～40%設(shè)計(jì)，大型型的消化系統(tǒng)統(tǒng)取高值，小小型的取低值值，本設(shè)計(jì)取取38%。儲(chǔ)氣柜的的壓力一般為為2～3KPa，不宜太大大。加熱系統(tǒng)設(shè)進(jìn)水溫度為115°C，反應(yīng)器的的設(shè)計(jì)溫度為為25°C。那么所需需要的熱量：：QH=dF..γF.(tr－t).qv/ηQH－加加熱廢水需要要的熱量，KJ/h；ddF－廢水的相對(duì)對(duì)密度，按1計(jì)算；γγF－廢水的比熱熱容，kJ/(kg.K)；qv－廢水的流流量，m3/htr－反應(yīng)器內(nèi)內(nèi)的溫度，°Ct－廢水加熱前前的溫度，°Cη－熱效率，可可取為0.85所以QHH=4.21(25－15)1441.67//0.85==7000KKJ/h每天沼氣的產(chǎn)量量為5397m3，其主要成成分是甲烷，沼沼氣的平均熱熱值為22.7KJ/L每小時(shí)的甲烷總總熱量為：（5397//24）22.71003=5.11006KJ/h，因此足夠夠加熱廢水所所需要的熱量量。加堿系統(tǒng)在厭氧生物處理理中，產(chǎn)甲烷烷菌最佳節(jié)pH值是6.8~77.2，由于厭氧氧過(guò)程的復(fù)雜雜性，很難準(zhǔn)準(zhǔn)確測(cè)定和控控制反應(yīng)器內(nèi)內(nèi)真實(shí)的pH值，這就要要和靠堿度來(lái)來(lái)維持和緩沖沖，一般堿度度要2000~~5000mmgCaCOO3/L時(shí)，就會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致其pH值下降，所所以，反應(yīng)器器內(nèi)堿度須保保持在1000mmgCaCOO3/L以上，因?yàn)闉闉楸ＷC厭氧氧反應(yīng)器內(nèi)pH值在適當(dāng)?shù)牡姆秶鷥?nèi)，必必須向反應(yīng)器器中直接加入入致堿或致酸酸物質(zhì)。間接接調(diào)節(jié)pH值。主要致致堿藥品有：：NaCO3、NaHCOO3、NaOH以及Ga(OHH)2[6]。在UASB反應(yīng)應(yīng)器中安裝pH指示儀，并并在加堿管路路上設(shè)有計(jì)量量裝置，將計(jì)計(jì)量裝置和pH指示儀用信信號(hào)線(xiàn)連接起起來(lái)，根據(jù)UASB反應(yīng)器中pH值的大小來(lái)來(lái)調(diào)整加堿量量，當(dāng)UASB反應(yīng)器中pH值過(guò)低時(shí)，打打開(kāi)加堿管路路上的開(kāi)關(guān)，往往UASB反應(yīng)器中加堿堿，使pH值下降；反之之，當(dāng)UASSB反應(yīng)器中pH值過(guò)高時(shí)，關(guān)關(guān)閉加堿管路路上的開(kāi)關(guān)，停停止加堿，使使pH值上升?；钚晕勰嗟呐囵B(yǎng)養(yǎng)與馴化對(duì)于一個(gè)新新建的UASB反應(yīng)器來(lái)說(shuō)說(shuō)，啟動(dòng)過(guò)程程主要是用未未馴化的絮狀狀污泥（如污污水處理廠(chǎng)的的消化污泥）對(duì)對(duì)其進(jìn)行接種種，并經(jīng)過(guò)一一定時(shí)間的啟啟動(dòng)調(diào)試運(yùn)行行，使反應(yīng)器器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)負(fù)荷并實(shí)現(xiàn)有有機(jī)物的去除除效果，通常常這一過(guò)程會(huì)會(huì)伴隨著污泥泥顆?；膶?shí)實(shí)現(xiàn)，因此也也稱(chēng)為污泥的的顆?；?。由由于厭氧生物物，特別是甲甲烷菌增殖很很慢，厭氧反反應(yīng)器的啟動(dòng)動(dòng)需要很長(zhǎng)的的時(shí)間。但是是，一旦啟動(dòng)動(dòng)完成，在停停止運(yùn)行后的的再次啟動(dòng)可可以迅速完成成。當(dāng)沒(méi)有現(xiàn)現(xiàn)成的厭氧污污泥或顆粒污污泥時(shí)，采用用最多的是城城市污水處理理廠(chǎng)的消化污污泥。除了消消化污泥之外外，可用作接接種的物料很很多，例如牛牛糞和各類(lèi)糞糞肥、下水道道污泥等。一一些污水溝的的污泥和沉淀淀物或微生物物的河泥也可可以被用于接接種，甚至好好氧活性污泥泥也可以作為為接種污泥，并并同樣能培養(yǎng)養(yǎng)出顆粒污泥泥。污泥的接接種濃度以6~8kgVSSS/m3（按反應(yīng)器器總有效容積積計(jì)算）為宜宜，至少不低低于5kgVVSS/m33，接種污泥泥的填充量應(yīng)應(yīng)不超過(guò)反應(yīng)應(yīng)器容積的60%。從負(fù)荷角角度考慮UASB的初次啟動(dòng)動(dòng)和顆?；^(guò)過(guò)程，可分為為三個(gè)階段：：階段1：即啟動(dòng)動(dòng)的初始階段段，這一階段段是低負(fù)荷的的階段(＜2KgCCOD/(mm3·d))。階段2：即當(dāng)反反應(yīng)器負(fù)荷上上升至2～5KgCOOD/(m33·d)的啟動(dòng)階段段。在這階段段污泥的洗出出量增大，其其中大多為細(xì)細(xì)小的絮狀污污泥。實(shí)際上上，這一階段段在反應(yīng)器里里對(duì)較重的污污泥顆粒和分分散的、絮狀狀的污泥進(jìn)行行選擇。使這這一階段的末末期留下的污污泥中開(kāi)始產(chǎn)產(chǎn)生顆粒狀污污泥或保留沉沉淀性能良好好的污泥。所所以在5.0KKgCODD/(m3·d)左右是反