厌氧反应器的工艺设计

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1、水质指标

原废水水质:

流量:Q=9000m3/d;COD=6000mg/l;SS=2000mg/l。

凯氏氮TKN=      NH3-N=        PH=7;

SO42- =                  

2、处理效果

水质衡算  废水经IC反应器处理后,COD=6000*(1-70%)=1800mg/l。

厌氧反应器产污泥量为2100kg/d。

二、IC反应器的设计计算

1、有效容积   计算厌氧反应器有效容积的常用参数是进水容积负荷率和水利停留时间;本设计采用容积负荷率法,按中温消化(35~37°C)、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。

=Q(C0-Ce)/Nv

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---出水的COD浓度,kg/m3.

本设计采用IC反应器处理高浓度造纸废水,而IC反应器第一反应室和第二反应室由于内部流态及处理效率的不同而结构有较大差异。这里分别介绍一、二反应室的容积。IC反应器的第一反应室(相当于EGSB)去除总COD的80%左右,而第二反应室去除总COD的20%左右。

取第一反应室的容积负荷率Nv=25kgCOD/(m3.d),

  第二反应室的容积负荷率Nv=8kgCOD/(m3.d)。

第一反应室有效容积 

V1=Q(C0-Ce)80%/Nv1=9000*(6-1.8)*80%/22=1347m3,

第二反应室有效容积 

V2=Q(C0-Ce)20%/Nv1=10000*(6-1.8)*20%/7=2727m3,

IC反应器的总有效容积:V=V1+V2=1527+1200=2727m3

取V=2800m3.

2、IC反应器的几何尺寸

取IC反应器的高径比为2.1(一般为2~4),    V=AH=πD2H/4,

D=(4V/2.1π)1/3=(4╳2800/2.1╳3.14)1/3=11.93,取C=12m;

H=2.1╳12=25.2               ,                取H=26m。

3

、IC反应器总容积负荷率

Nv=Q(C0-Ce)/V=10000(6-1.8)/2800=15kgCOD/(m3.d),

IC反应器底面积A=πD2/4=3.14╳122/4=113m2                                                 ,

第二反应室高度H2=1200/113=10.6m,取11m,H1=26-11=15m。

4、IC反应器的循环量   总停留时间T=V/Q=2800/420=6.7h,

第二反应室内液体升流速度 420/113=3.72m/h,(一般为2~10m),

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体推动的液流循环所带动。

第一反应室产生的沼气量为(每千克去除的COD转化为0.35m3的沼气)  Q沼气=Q(C0-Ce)╳0.8╳0.35

=9000(6-1.8)╳0.8╳0.35=10584(m3/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的顶部,顶部气水分离后,废水从中心管回流至反应器底部,与进水充分混合。由于产气量为10584m/d,则回流废水量为10584m3/d~21168m3/d,即441m3/d~882m3/h,加上IC反应器进水量375m3/h,则在第一反应室中总的上升水量达到了816m3~1257m3/h,上升流速可达8.0~12.4m3/h(IC反应器第一反应室的上升流速为10~20m3/h),可见IC反应器设计符合运行要求。

5、进水管径   设进水流速为1.6m3/秒, D=0.057~0.04   取DN65变DN45管道

6、一级提升管                                                               

4根提升管流速为0.8~1.5m/S,管径=0.200m,取提升管径为DN200.

7、取回流管流速为0.5m/s

4根回流管径=0.345m,取DN350。

8、沼气收集管

沼气产量V=0.4╳[10000╳(6-1.8)-1.42╳10000╳1.2]/0.7=14262m3/d,

水封罐高度取1.5米,直径为1米,进气管DN300一根,出气管DN300一根,每个分离包出气管均为DN200管道。

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