IC罐设计计算

IC反应
1.设计说明
IC反应器,即内循环厌氧反应器,相似由2层UASB反应器串联而成。
其由上下两个反应室组成。在处理高浓度有机废水时,其进水负荷可提高至35~50kgCOD/(m3·d)。与UASB反应器相比,在获得相同处理速率的条件下,IC反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率,IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB反应器的20倍左右。
下为某工程的设计实例:供参考(编者注)
设计参数
(1) 参数选取
设计参数选取如下:第一反应室的容积负荷N
V1
=35kgCOD/(m3·d),:第二反
应室的容积负荷N
V2
=12kgCOD/(m3·d);污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD;产气率0.35m3/kgCOD
(2) 设计水质
设 计 参 数
COD
cr BOD
5
SS
进水水质/ (mg/L) 24074 12513 1890
去除率/ % 85 90 30
出水水质/ (mg/L) 3611 1251 1323
(3) 设计水量
Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s
2.反应器所需容积及主要尺寸的确定
pam加药(1) 有效容积  本设计采用进水负荷率法,按中温消化(35~37℃)、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。
V=
v e
N C
C
Q)
(
式中 V-反应器有效容积,m3;
Q-废水的设计流量,m3/d;
N v -容积负荷率,kgCOD/(m 3·d); C 0-进水COD 浓度,kg/m 3; C e -出水COD 浓度,kg/m 3。
at89s52最小系统IC 反应器的第一反应室去除总COD 的80%左右,第二反应室去除总COD
的20%。
第一反应室的有效容积 V 1=
v
e N C C Q %80)(0⨯-=3580)611.3074.24(3600%
⨯-⨯=1684m 3
第二反应室的有效容积 V 1=
v
e N C C Q %20)(0⨯-=3520)611.3074.24(3600%
⨯-⨯=1228m 3
IC 反应器的总有效容积为V=1684+1228=2912m 3,这里取3000m 3 本设计设置两个相同的IC 反应器, 则每个反应器容积为V’=3000/2=1500m 3 (2) IC 反应器几何尺寸
本设计的IC 反应器的高径比为2.5
V=AH=42H D π=45.23
D π
则D=3
/1)5.24(
π
V =8.2m,取9m, H=2.5×9=22.5m,取23m。 每个IC 反应器总容积负荷率: N V =
V C C Q e )(0-=1250
2)
611.3074.24(3600⨯-⨯=30.5[kgCOD/(m 3·d)] IC 反应器的底面积A=42D π=4914.32
⨯=63.6m 2,则
第二反应室高 H 2=
A V 2=6
.632/1228=9.65m,取9.5m 第一反应室的高度  H 1=H-H 2=23-10=13.5m (3) IC 反应器的循环量
进水在反应器中的总停留时间为t HRT =
Q
V =
2
/1501206
=16h 设第二反应室内液体升流速度为4m/h,则需要循环泵的循环量为256m 3/h。
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流推动的液流循环所带动。
第一反应室产生的沼气量为 Q 沼气=Q(C 0-C e )×0.8×0.35
=3600/2×(24.074-3.611)×0.8×0.35=10313×2=20626m 3/d
每立方米沼气上升时携带1~2m 3左右的废水上升至反应器顶部,则回流废水量为10313~20620 m 3/d,即430~859 m 3/h,加上IC 反应器废水循环泵循环量256 m 3/h,则在第一反应室中总的上升水量达到了686~1115 m 3/h,上流速度可达10.79~17.53m/h,可见IC 反应器设计符合要求。
(4) IC 反应器第一反应室的气液固分离几何尺寸
① 沉淀区设计
三相分离器沉淀区固液分离是靠重力沉淀达到的,其设计的方法与普通二沉池设计相似,主要考虑沉淀面积和水深两相因素。 根据Stokes 公式:v s =
μ
ρρ18)(2
1p
s gd -
=18
0071.01.0981)105.1(2⨯⨯⨯-=3.83cm/s=138.2m/h
555集成块μ
=0.0071g/(cm·s);颗粒污泥密度取1.05g/cm 3
第一反应室三相分离器设计示意图(见附图6-5)。三相分离器单元结构设计图(见附图6-6)。
计算B-B ‘间的负荷可以确定相邻两上挡板间的距离。B-B ‘间水流上升速度一般小于20m/h,则B-B ‘间的总面积S 为:
S=
20Q =20
256=12.8m 2 式中Q 为IC 反应器循环泵的流量。
设一个三相分离器单元宽为1800mm,则每个IC 器反应器内可安装5个
三相分离器单元。
设两上挡板间的间距b
1
=450mm,三相分离器沉淀区斜壁倾斜度选50°,上挡板三角形与集气罩顶相距300mm,则
2(h
1/tg50°)+b
1
=1800
三相分离器上挡板高度:h
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1
=804.4mm
设两相邻下挡板间的间距b
2=200mm;上下挡板间回流缝b
3
=150mm,板
间缝隙液流速度为30m/h;气封与下挡板间的距离b
4
=100mm;两下挡板间距
离(C-C‘)b
5
=400mm,板间液流速度大于25m/h,则
b
2+b
5
+2(
50
2
tg
h
)=1800
三相分离器下挡板高度:h
2
=715mm
② 反应器顶部气液分离器的设计
IC顶部气液分离器的目的是分离气和固液,由于采用切线流状态,
上部分离器中气和固液分离较容易,这里设计直径为3m的气液分离
器,筒体高2m,下锥底角度65°,上顶高500mm。
3.IC反应器进水配水系统的设计
① 布水方式
采用切线进水的布水方式,布水器具有开闭功能,即泵循环时开口出
水,停止运行时自动封闭。本工程拟每2~5m2设置一布水点,出口
水流速度2~5m/s。
拟设24个布水点,每个负荷面积为S
i =
24
6.
63
=2.65m2。
② 配水系统形式
本工程采用无堵塞式进水分配系统(见附图6-7)。为了配水均匀一般采用对称布置,各支管出水口向着池底,出水口池底约20cm,位于服务面积的中心点。管口对准池底反射锥体,使射流向四周均匀散布于池底,出水口支管直径约20mm,每个出水口的服务面积为2~4m2。
单点配水面积S
i
=2.65m2时,配水半径r=0.92m。
取进水总管中流速为1.6m/s,则进水总管管径为:
D=πv Q 2=2×14
.36.136002
/150⨯=0.128m=128mm 配水口8个,配水口出水流速选为2.5m/s,则配水管管径
d=πμ
n 36002
/1502⨯=5.214.3836002/1502⨯⨯⨯=36mm 4. 出水系统设计
出水渠宽取0.3m,工程设计4条出水渠。设出水渠渠口附近流速为0.2m/s,则出水渠水深=渠宽流速流量⨯=2
.03.043600
/150⨯⨯=0.145m
5. 排泥系统设计
取X’=0.05kgVSS/kgCOD ,根据VSS/SS =0.8,则X =0.05/0.8=0.06kgSS/kgCOD
产泥量为:△X=XQS r  =24074×0.85×0.06×3600×10-3=4420kgMLSS/d 每日产泥量4420kgMLSS/d,污泥含水率P 为98%,因含水率>95%,去s ρ=1000kg/m 3,则每个IC 反应器日产泥量为Q s =)1(P X
s -∆ρ=)
981(10002/4420%-⨯=
110.5m 3/d。飞羽辅助
这里假设第一反应室污泥浓度为100gSS/L,第二反应室为20gSS/L,则IC 反应器中污泥总量为:
G=100V 1+20V 2=100×1684+30×1228=205 240kgSS 因此,IC 反应器的污泥龄为205 240/4420=46d
在离两级三相分离器下三角以下0.5m 处各设一排泥口,在反应器设放空管,口径为100mm。 6. 产气量计算
金银花绿原酸
每日产气量:24074×0.85×0.35×3600×10-3=25783.3m 3/d 每平方米沼气发电2kW·h,沼气用于发电,电量为: W=25783.3×2=51566.6 kW·h/d

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