升流式厌氧污泥层反应器的设计分析.docVIP

升流式厌氧污泥层反应器的设计 UASB反应器应用于生产的历史尚较短，对生产实践经验的总结不多，还不能提出完整的工程设计方法，尚街进一步总结和得高，本节将根据现有的有关资料提出有关UASB反应器的设计方法。 UASB反应器设计的主要内容有下列几项：首先根据处理废水的性质选定适宜的池型和确定有效容积及其主要部位的尺寸，如高、直径、长宽比等。其次，设计进水配水系统、出水系统和三相分离器。此外，还要考虑排泥和刮渣虑系统。下面分别加以叙述。 1、UASB反应器容积及主要构造尺寸的确定 UASB目前反应器有效容积(包括沉淀前区和反应区)均采用进水容积负荷法进行确定，即： V＝ 式中： V—反应器，有效容积m3； Q—废水流量，m3/d； S0—进水有机物浓度，gCOD/L或gBOD5/L NV—容积负荷kgCODBOD5/(m3·d) 容积负荷值与反应器的温度、废水的性质和浓度有关，同时与反应器内是否形成颗粒污泥也有很大关系。对某种废水，反应器的容积负荷一般应通过试验确定，如何同类型的废水处理资料，可以作为参考选用。 食品工业废水或与其性质相似的其他工业废水，采用UASB反应器处理，在反应器内往往能够形成厌氧颗粒污泥，不同反应温度下的进水容积负荷可参考表3－19－10所列数据确定，COD去除率一般可达80－90％。但如果反应器内不能形成厌氧颗粒污泥，而主要为絮状污泥、则反应器的容积负荷不可能很高，因为负荷高絮状污泥将会大量流失。所以进水容积负荷一般不超过5kgCOD/(m3·d)。 表3－19－10 不同温度的设计容积负荷 温 度 (℃) 设计容积负荷[kgCOD/(m3·d)] 高温(50－55) 中温(30－35) 常温(20－25) 低温(10－15) 20－30 10－20 5－10 2－5 反应器的有效高度通常应通过试验确定。现行生产性装置的有效高度常采用4－6m。低浓度废水、水力停留时间较短，常采用较小的高度，浓度较高的废水水力停留时间长，则常采用较大的反应器高度。 确定反应器有效高度后，就可以求定反应器的总水平面积，进而确定直径和长宽比。为了运行的灵活性，同时考虑维修的可能，一般设二座或二座以上反应器。 由于反应器的水平面积一般与三相分离器的沉淀面积相同，所以确定的水平面积必须用沉淀区的表面负荷来校核，如不适合，则必须改变反应器的高度或加大三相分离器沉淀区的面积。 2、进水配水系统的设计 进水配水系统兼有配水和水力搅拌的功能、所以必须满足以下各项要求： ①进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路或表面负荷不均匀等现象发生。 ②应满足污泥床水力搅拌的需要，要同时考虑水力搅拌与产生的沼气搅拌，怄达到完全混合的效果，确保进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。 UASB反应器进配水系统有多种形式，但多属专利，具体设计数据未公开，配水系统的形式有以下几种： (1)树枝管式配水系统 如图3－19－25所示，为了配水均匀一般采用对称布置，各支管出水口向下距池底约20cm，位于所服务面积的中心。管口对准的池底所设的反射锥体，使射流向四周散开，均布于池底，一般出水口直径采用15－20mm，每个出水口服务面积为2－4m2。这种形式的配水系统的特点是比较简单，只要施工安装正确，配水能够基本达到均匀分布的要求。 图3-19-25 树枝管式配水系统 图3-19-25 空孔管配水系统 (2)穿孔管配水系统 如图3－19－26所示。为了配水均匀，配水管中心距可采用1.0-2.0m，出水孔距也可采用1.0-2.0m，孔径一般为10-20mm，常采用15mm，孔口向下或与垂线呈45 方向，每个出水孔服务面积一般为2-4m2。配水管的直径最好不小于100mm，配水管中心距池底一般为20－25cm。为了使穿孔管各孔出水均匀，要求出水流速不小于2m/s，使出水孔阻力损失大于空孔管的沿程阻力损失，为了增大出水孔的流速，可采用脉冲间歇进水。 (3)多点多管配水系统 如图3－19－17所示。此种配水系统的特点是一根配水管只服务一个配水点，配水管根数与配水点数相同。只要保证每根配水管流量相等，则即可达到每个配水点流量相等的要求。一般多采用配水渠道通过三角堰把废水均匀流入配水管的方式。也有在反应器不同高度设置配水管和配水点。国外有些专利采用脉冲配水器，每根管是间歇进水的，但整个反应器是连续进水的。 图3－19－17 多点多管配水系统 配水系统的形式确定后，就可进行管道布置、计算管径和水头损失，根据水头损失和反应器(或配水渠)水面主调节池(或集水池)水面高程差计算进水水泵所需的扬程，可以选择合适的水泵。 3、三相分离器设计 (1)三相分离器的基本构造