厭氧反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)
1、水質(zhì)指標(biāo)
原廢水水質(zhì)：
流量：Q=9000m3/d;COD=6000mg/l;SS=2000mg/l。
凱氏氮TKN= NH3-N= PH=7;
SO42- =
2、處理效果
水質(zhì)衡算 廢水經(jīng)IC反應(yīng)器處理后，COD=6000*(1-70%)=1800mg/l。
厭氧反應(yīng)器產(chǎn)污泥量為2100kg/d。
二、IC反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、有效容積 計(jì)算厭氧反應(yīng)器有效容積的常用參數(shù)是進(jìn)水容積負(fù)荷率和水利停留時(shí)間;本設(shè)計(jì)采用容積負(fù)荷率法，按中溫消化(35~37°C)、污泥為顆粒污泥等情況進(jìn)行計(jì)算。
=Q(C0-Ce)/Nv
式中 V----反應(yīng)器有效容積m3，
Q---廢水的設(shè)計(jì)流量m3/d，
Nv—容積負(fù)荷率kgCOD/m3.d，
C0---進(jìn)水COD濃度，kg/m3，
Ce---出水的COD濃度，kg/m3.
本設(shè)計(jì)采用IC反應(yīng)器處理高濃度造紙廢水，而IC反應(yīng)器第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室由于內(nèi)部流態(tài)及處理效率的不同而結(jié)構(gòu)有較大差異。這里分別介紹一、二反應(yīng)室的容積。IC反應(yīng)器的第一反應(yīng)室(相當(dāng)于EGSB)去除總COD的80%左右，而第二反應(yīng)室去除總COD的20%左右。
取第一反應(yīng)室的容積負(fù)荷率Nv=25kgCOD/(m3.d)，
第二反應(yīng)室的容積負(fù)荷率Nv=8kgCOD/(m3.d)。
第一反應(yīng)室有效容積
V1=Q(C0-Ce)80%/Nv1=9000*(6-1.8)*80%/22=1347m3，
第二反應(yīng)室有效容積
V2=Q(C0-Ce)20%/Nv1=10000*(6-1.8)*20%/7=2727m3，
IC反應(yīng)器的總有效容積：V=V1+V2=1527+1200=2727m3
取V=2800m3.
2、IC反應(yīng)器的幾何尺寸
取IC反應(yīng)器的高徑比為2.1(一般為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反應(yīng)器總?cè)莘e負(fù)荷率
Nv=Q(C0-Ce)/V=10000(6-1.8)/2800=15kgCOD/(m3.d)，
IC反應(yīng)器底面積A=πD2/4=3.14╳122/4=113m2 ，
第二反應(yīng)室高度H2=1200/113=10.6m，取11m，H1=26-11=15m。
4、IC反應(yīng)器的循環(huán)量 總停留時(shí)間T=V/Q=2800/420=6.7h，
第二反應(yīng)室內(nèi)液體升流速度 420/113=3.72m/h,(一般為2~10m)，
第一反應(yīng)室內(nèi)液體升流速度一般為10~20m/h，主要由厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的氣體推動(dòng)的液流循環(huán)所帶動(dòng)。
第一反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣量為(每千克去除的COD轉(zhuǎn)化為0.35m3的沼氣) Q沼氣=Q(C0-Ce)╳0.8╳0.35
=9000(6-1.8)╳0.8╳0.35=10584(m3/d)
每立方米沼氣上升時(shí)攜帶1～2m3左右的廢水上升至反應(yīng)器的頂部，頂部氣水分離后，廢水從中心管回流至反應(yīng)器底部，與進(jìn)水充分混合。由于產(chǎn)氣量為10584m/d，則回流廢水量為10584m3/d～21168m3/d，即441m3/d~882m3/h，加上IC反應(yīng)器進(jìn)水量375m3/h，則在第一反應(yīng)室中總的上升水量達(dá)到了816m3～1257m3/h，上升流速可達(dá)8.0～12.4m3/h(IC反應(yīng)器第一反應(yīng)室的上升流速為10～20m3/h)，可見(jiàn)IC反應(yīng)器設(shè)計(jì)符合運(yùn)行要求。
5、進(jìn)水管徑 設(shè)進(jìn)水流速為1.6m3/秒， D=0.057～0.04 取DN65變DN45管道
6、一級(jí)提升管
4根提升管流速為0.8～1.5m/S，管徑=0.200m，取提升管徑為DN200.
7、取回流管流速為0.5m/s
4根回流管徑=0.345m，取DN350。
8、沼氣收集管
沼氣產(chǎn)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，直徑為1米，進(jìn)氣管DN300一根，出氣管DN300一根，每個(gè)分離包出氣管均為DN200管道。
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