厭氧反應器的工藝設計

1、水質指標

原廢水水質：

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

水質衡算? 廢水經IC反應器處理后，COD=6000*（1-70%）=1800mg/l。

厭氧反應器產污泥量為2100kg/d。

二、IC反應器的設計計算

1、有效容積?? 計算厭氧反應器有效容積的常用參數(shù)是進水容積負荷率和水利停留時間；本設計采用容積負荷率法，按中溫消化（35~37°C）、污泥為顆粒污泥等情況進行計算。

=Q(C0-Ce)/Nv

式中?? V----反應器有效容積m3，

?????? Q---廢水的設計流量m3/d，

?????? Nv—容積負荷率kgCOD/m3.d，

?????? C0---進水COD濃度，kg/m3，

?????? Ce---出水的COD濃度，kg/m3.

本設計采用IC反應器處理高濃度造紙廢水，而IC反應器第一反應室和第二反應室由于內部流態(tài)及處理效率的不同而結構有較大差異。這里分別介紹一、二反應室的容積。IC反應器的第一反應室（相當于EGSB）去除總COD的80%左右，而第二反應室去除總COD的20%左右。

取第一反應室的容積負荷率Nv=25kgCOD/（m3.d），

? 第二反應室的容積負荷率Nv=8kgCOD/（m3.d）。

第一反應室有效容積?

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

第二反應室有效容積?

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

IC反應器的總有效容積：V=V1+V2=1527+1200=2727m3

取V=2800m3.

2、IC反應器的幾何尺寸

取IC反應器的高徑比為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反應器總容積負荷率

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

IC反應器底面積A=πD2/4=3.14╳122/4=113m2???????????????????????????????????????????????? ，

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

4、IC反應器的循環(huán)量?? 總停留時間T=V/Q=2800/420=6.7h，

第二反應室內液體升流速度 420/113=3.72m/h,(一般為2~10m)，

第一反應室內液體升流速度一般為10~20m/h，主要由厭氧反應產生的氣體推動的液流循環(huán)所帶動。

第一反應室產生的沼氣量為（每千克去除的COD轉化為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攜帶1～2m3左右的廢水上升至反應器的頂部，頂部氣水分離后，廢水從中心管回流至反應器底部，與進水充分混合。由于產氣量為10584m/d，則回流廢水量為10584m3/d～21168m3/d，即441m3/d~882m3/h，加上IC反應器進水量375m3/h，則在第一反應室中總的上升水量達到了816m3～1257m3/h，上升流速可達8.0～12.4m3/h（IC反應器第一反應室的上升流速為10～20m3/h），可見IC反應器設計符合運行要求。

5、進水管徑?? 設進水流速為1.6m3/秒， D=0.057～0.04?? 取DN65變DN45管道

6、一級提升管???????????????????????????????????????????????????????????????

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，進氣管DN300一根，出氣管DN300一根，每個分離包出氣管均為DN200管道。