IC反应器的计算.docVIP

IC反应器的设计计算 设计说明 IC反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。其由上下两个反应室组成。在处理高浓度有机废水时，其进水负荷可提高至35～50kgCOD/(m3·d)。与UASB反应器相比，在获得相同处理速率的条件下，IC反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率，IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB反应器的20倍左右。 设计参数 参数选取 设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷NV1＝35kgCOD/(m3·d)，：第二反应室的容积负荷NV2＝12kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD 设计水质 设 计 参 数 CODcr BOD5 SS 进水水质/ (mg/L) 24074 12513 1890 去除率/ % 85 90 30 出水水质/ (mg/L) 3611 1251 1323 设计水量 Q＝3000m3/d＝125m3/h=0.035m3/s 反应器所需容积及主要尺寸的确定（见附图6-4） 有效容积 本设计采用进水负荷率法，按中温消化（35～37℃）、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。 V＝ 式中 V－反应器有效容积，m3； Q－废水的设计流量，m3/d； Nv－容积负荷率，kgCOD/（m3·d）； C0－进水COD浓度，kg/m3； Ce－出水COD浓度，kg/m3。 IC反应器的第一反应室去除总COD的80％左右，第二反应室去除总COD的20％。 第一反应室的有效容积 V1＝＝＝1684m3 第二反应室的有效容积 V1＝＝＝1228m3 IC反应器的总有效容积为V＝1684＋1228＝2912m3，这里取3000m3 本设计设置两个相同的IC反应器， 则每个反应器容积为V’＝3000/2＝1500m3 IC反应器几何尺寸 本设计的IC反应器的高径比为2.5 V＝AH＝＝ 则D＝＝8.2m，取9m， H＝2.5×9＝22.5m，取23m。 每个IC反应器总容积负荷率： NV＝＝＝30.5[kgCOD/(m3·d)] IC反应器的底面积A＝＝＝63.6m2，则 第二反应室高 H2＝＝＝9.65m，取9.5m 第一反应室的高度 H1＝H－H2＝23－10＝13.5m IC反应器的循环量 进水在反应器中的总停留时间为tHRT＝＝＝16h 设第二反应室内液体升流速度为4m/h，则需要循环泵的循环量为256m3/h。 第一反应室内液体升流速度一般为10～20m/h，主要由厌氧反应产生的气流推动的液流循环所带动。 第一反应室产生的沼气量为 Q沼气＝Q（C0－Ce）×0.8×0.35 ＝3600/2×（24.074－3.611）×0.8×0.35＝10313×2＝20626m3/d 每立方米沼气上升时携带1～2m3左右的废水上升至反应器顶部，则回流废水量为10313～20620 m3/d，即430～859 m3/h，加上IC反应器废水循环泵循环量256 m3/h，则在第一反应室中总的上升水量达到了686～1115 m3/h，上流速度可达10.79～17.53m/h，可见IC反应器设计符合要求。 IC反应器第一反应室的气液固分离几何尺寸 沉淀区设计 三相分离器沉淀区固液分离是靠重力沉淀达到的，其设计的方法与普通二沉池设计相似，主要考虑沉淀面积和水深两相因素。 根据Stokes公式：vs＝ ＝＝3.83cm/s＝138.2m/h ＝0.0071g/（cm·s）；颗粒污泥密度取1.05g/cm3 第一反应室三相分离器设计示意图（见附图6-5）。三相分离器单元结构设计图（见附图6-6）。 计算B－B‘间的负荷可以确定相邻两上挡板间的距离。B－B‘间水流上升速度一般小于20m/h，则B－B‘间的总面积S为： S＝＝＝12.8m2 式中Q为IC反应器循环泵的流量。 设一个三相分离器单元宽为1800mm，则每个IC器反应器内可安装5个三相分离器单元。 设两上挡板间的间距b1＝450mm，三相分离器沉淀区斜壁倾斜度选50°，上挡板三角形与集气罩顶相距300mm，则 2（h1/tg50°）＋b1＝1800 三相分离器上挡板高度：h1＝804.4mm 设两相邻下挡板间的间距b2＝200mm；上下挡板间回流缝b3＝150mm，板间缝隙液流速度为30m/h；气封与下挡板间的距离b4＝100mm；两下挡板间距离（C－C‘）b5＝400mm，板间液流速度大于25m/h，则 b2＋b5＋2（）＝1800 三相分离器下挡板高度：h2＝715mm 反应器顶部气液分离器的设计 IC顶部气液分离器的目的是分离气和固液，由于采用切线流状态，上部分离器中气和固液分离较容易，这里设计直径为3m的气液