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厌氧UASB反应器工艺设计

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学社教育 发表于 2019-9-9 09:39 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
1)反应器的体积和高度
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采用水力停留时间进行设计时,体积(V)按公式(1)或(2)计算。选择反应器高度的原则是设计、运行和经济上综合考虑的结果。从设计、运行方面考虑:高度会影响上升流速,高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失,为保持足够多的污泥,上升流速不能超过一定的限值,从而使反应器的高度受到限制;高度与CO2溶解度有关,反应器越高溶解的CO2浓度越高,因此,pH值越低。如pH值低于最优值,会危害系统的效率。1 R  d2 q# x' H9 ^, M2tech.cn

7 t5 \4 j0 q9 n$ `从经济上考虑: 土方工程随池深增加而增加,但占地面积则相反;考虑当地的气候和地形条件,一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。最经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间,并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。; D0 o4 p0 p: o' B8 ?# T/ z  @! M* K2tech.cn
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2)反应器的升流速度% U% }  F: u' I+ ^2tech.cn
7 Q; n; [5 K" ~7 }0 D; `+ ?2tech.cn
对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的推荐值见下表,应该注意对短时间(如2~6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。9 [* c/ r5 [( X; k2tech.cn

" p6 K% J- j$ G5 Y( U8 \UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量)
. V+ c5 W$ E: E) q0 s: f# Z9 q

UASB反应器

Vr0.25~3.0m/h

0.75~1.0m/h

颗粒污泥

絮状污泥

Vs≤1.5m/h

絮状污泥

≤8m/h

颗粒污泥

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3)反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)) ?; l" T/ j7 f8 O& p2tech.cn

4 t0 O, c% q& w0 }/ @在确定反应器的容积和高度(H)之后,可确定反应器的截面积(A)。从而确定反应器的长和宽,在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小,矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面积为600m2的反应器为例,30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%,这意味着建筑费用要增加10%。但从布水均匀性考虑,矩形在长/宽比较大较为合适。从布水均匀性和经济性考虑,矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加十分显著。
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圆形反应器在同样的面积下,其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时,矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器,池型的长宽比对造价也有较大的影响。如果不考虑其他因素,这是一个在设计中需要优化的参数。& P2 ~9 C, H1 j$ }/ C# `2tech.cn

  k$ W. M( ^" c3 i7 ]. d$ I" V) P4)单元反应器最大体积和分格化的反应器
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. n- ?7 ^: ~& J, ?: @在UASB反应器的设计中,采用分格化对运行操作是有益的。首先,分格化的单元尺寸不会过大,可避免体积过大带来的布水均匀性等问题;同时多个反应器对系统的启动也是有益的,可首先启动一个反应器,再用这个反应器的污泥去接种其他反应器;另外,有利于维护和检修,可放空一个反应器进行检修,而不影响系统的运行。从目前实践看最大的单体UASB反应器(不是最优的)可为1000-2000m3。; |" b; A4 B- o3 r) _) h- a0 r2tech.cn

4 \/ a  }% S" U. t% H5)单元反应器的系列化+ S4 Z0 G6 a0 ~9 I. {" I3 v2 A& G2tech.cn

$ p& S! L2 x. e  |/ O单元的标准化根据三相分离器尺寸进行,三相分离器的型式趋向于多层箱体的设备化结构。以2×5m的三相分离器为例,原则上讲有多种配合形式。但从标准化和系列化考虑,要求具有通用性和简单性。所以,池子宽度是以5m为模数,长度方向是以2m为模数。
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布置单元尺寸的方式可分成单池单个分离器和单池两个分离器的形式。原则上如果采用管道或渠道布水,池子的长度是不受限制。如前所述,由于长宽比涉及到反应器的经济性,所以要结合池子组数考虑适当的长宽比。对宽度为10m的单个反应器,2:1的长宽比的反应器可达到2000m3的池容。对更大的反应器,如果需要也可采用双池共用壁的型式。
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