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ABR反应器设计计算

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ABR反应器设计计算
设计条件：废水量1 200 m3/d，PH=4.5，水温15℃，CODcr=8000 mg/L，水力停留时间48h。
1、反应器体积计算
按有机负荷计算
按停留时间计算
式中：——反应器有效容积，m3；
——废水流量，m3/d；
——进水有机物浓度，g COD/L 或g BOD5/L；
——容积负荷，kg COD/m3.d；
——水力停留时间，d。
已知进水浓度COD8000mg/L，COD去除率取80%，参考国内淀粉设计容积负荷[1]P206：kgCOD/m3.d，取 kg COD/m3.d。则
按有机负荷计算反应器有效容积

按水力停留时间计算反应器有效容积
取反应器有效容积2400m3校核容积负荷
kgCOD/m3.d 符合要求[1]P206
取反应器实际容积2400 m3。

2、反应器高度
采用矩形池体。一般经济的反应器高度（深度）为4~6m，本设计选择7.0m。超高0.5m。

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3、反应器上下流室设计
进水系统兼有配水和水力搅拌功能，应满足设计原则：
①确保各单位面积的进水量基本相同，防止短路现象发生；
②尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合；
③很容易观察到进水管的堵塞；
④当堵塞被发现后，很容易被清除。
反应器上向反应隔室设计
虑施工维修方便，取下向流室水平宽度为940mm，选择上流和下流室的水平宽度比为4：1。
校核上向流速
基本满足设计要求
[5] 要求上向流速度0.55mm/s。（1.98m/h）
[6]P94要求进水COD大于3000mg/L时，上向流速度宜控制在0.1~0.5m/h；进水COD小于3000mg/L时，上向流速度宜控制在0.6~3.0m/h。
[1]P202UASB要求上向流速度宜控制在0.1~0.9m/h。
下向流速

4、配水系统设计
[5]选择折流口冲击流速1.10mm/s，以上求知反应器纵向宽度为，则折流口宽度

选择，校核折流口冲击流速
> 1.10mm/s [5]
折流口设一450斜板，使得平稳下流的水流速在斜板断面骤然流速加大，对低部的污泥床形成冲击，使其浮动达到使水流均匀通过污泥层的目的[5]。

5、反应器各隔室落差设计
[1]P208重力流布水，如果进水水位差仅比反应器的水位稍高（水位差小于100mm）将经常发生堵塞，因为进水的水头不足以消除阻塞，若水位差大于300mm则很少发生这种堵塞。设计选择反应器各隔室水力落差250mm。

6、反应器有效容积核算

选择则设计的反应器结构容积大于按容积负荷计算反应器实际所需容积2400 m3，满足处理负荷要求。
7、气体收集装置
[2]P203沼气的产气量一般按0.4~0.5 Nm3/kg(COD)估算。
沼气产量
[7]P157选用气流速度5m/s，则沼气单池总管管径

选择管子规格DN80。
两池总管汇集
选择DN125，即进入阻火器管径。

8、水封高度
沼气输送管应注意冷凝水积累及其排除，水封中设置一个排除冷凝水的出口，以保持水封罐中水位一定。

9、排泥设备
一般污泥床的底层将形成浓污泥，而在上层是稀的絮状污泥。剩余污泥应该从污泥床的上部排出。在反应器底部的“浓”污泥可能由于积累颗粒和小沙砾活性变低的情况下，建议偶尔从反应器底部排泥，避免或减少在反应内积累的沙砾。设计原则：
①建议清水区高度0.5~1.5m；
②可根据污泥面高度确定排泥时间，一般周排泥1~2次；
③剩余污泥排泥点以设在污泥区中上部为宜；
④矩形池应沿池纵向多点排泥；
⑤应考虑下部排泥的可能性，避免或减少在反应内积累的沙砾；
⑥对一管多孔排泥管可兼作放空管或出水回流水力搅拌污泥床的布水管。
⑦排泥管一般不小于150mm。
排泥量计算：
产泥系数：r=0.15kg干泥/（kgCOD.d），见[1]P156
设计流量：Q=1200m3/d ，进水浓度S0=8000mg/L=8kg/m3，厌氧处理效率E=80%
Δx= r×Q×S0×E=1200×8×0.8×0.15=1152kg
设污泥含水率为98%，因含水率P>95%，取污泥密度ρ=1000kg/m3，则污泥产量为：
每天排泥：
每周排泥：57.6×7=403.2 m3
每组反应器每天排泥：
一组每周排泥：28.8×7=201.6 m3
每个隔室每天排泥：
一隔每周排泥：4.8×7=33.6 m3
13、进水装置设计
水泵选择：水量 Q=1200 m3/d=50 m3/h
扬程 H=15h (净扬程10m，管阻2m，自由水头1m)
查进水泵规格：
型号
流量(m3/h)
扬程(m)
轴功率(kw)
效率(%)
转速(rpm)
2 1/2PW
70
16．5
5．5
63
1850
回流泵选择：回流100%（目的是提高进水的pH），水量为1200 m3/d
查回流泵规格：
型号
流量(m3/h)
扬程(m)
轴功率(kw)
效率(%)
转速(rpm)
2 1/2PW
72
8.5
2.72
61.5
1440

查泵管规格：公称直径2 1/2管，外径75.5mm，普通壁厚3.75mm。
高位槽容积设计按5min泵的最大流量计算：
设计为