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                UASB厭氧反應器
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                IC厭氧反應器常用計算公式的匯總

                2020-05-18 14:30:19

                在相當長的一段時間內,厭氧消化在理論、技術和應用上遠遠落后于好氧生物處理的發展。20世紀60年代以來,世界能源短缺問題日益突出,這促使人們對厭氧消化工藝進行重新認識,對處理工藝和反應器結構的設計以及甲烷回收進行了大量研究,使得厭氧消化技術的理論和實踐都有了很大進步,并得到廣泛應用。

                目前,厭氧微生物處理是高濃度有機廢水處理工藝中不可或缺的處理工段,它較好氧微生物處理不僅能耗低,同時還可以產生沼氣作為能源二次利用。厭氧反應容積負荷高較好氧反應高出很多,對于處理同等量的COD厭氧反應投資更低。
                厭氧反應器的運行中,上升流速、水力停留時間和容積負荷等,那么這些數據都是如何計算的呢?今天我們就來講一講厭氧反應器日常運行中常用的5個計算公式。

                1、上升流速

                上升流速(Up flow Velocity)也叫表面速度(Superficial Velocity)或表面負荷(Superficial Loading Rate)。假定一個向上流動的反應器的進水流量(包括出水的循環)為Q(m3/h),反應器的橫截面面積為A(m2),則上升流速u(m/h)可定義為:

                式中:

                u – 上升流速,單位米/小時

                Q - 反應器的進水流量,單位立方米/小時

                A - 反應器的橫截面面積,單位平方米

                2. 水力停留時間

                水力停留時間(Hydrolic Retention Time)簡寫作HRT,它實際上指進入反應器的廢水在反應器內的平均停留時間,因此,如果反應器的有效容積為V(m3),則

                式中:

                HRT – 水力停留時間

                V – 反應器容積,單位立方米

                Q - 反應器的進水流量,單位立方米/小時

                如果反應器高為H(m),則:因為Q=uA,V=HA

                所以HRT也可表示為如下公式,即水力停留時間等于反應器高度與上升流速之比。

                IC厭氧反應器

                式中:

                HRT – 水力停留時間

                H - 反應器高度,單位米

                u -上升流速,單位米/小時

                3. 反應器的有機負荷

                反應器的有機負荷(Organic Loading Rate,簡寫作OLR)可“分為容積負荷(Volume Loading Rate,簡寫作VLR)和污泥負荷(Sludge Loading Rate,簡寫作SLR)兩種表示方式。

                VLR即表示單位反應器容積每日接受的廢水中有機污染物的量,其單位為kgCOD/(m3d)或kgBOD/(m3d)。假定進水濃度為pw(kgCOD/m3或kgBOD/m3),流量為q(m3/d),則:

                式中:

                VLR – 容積負荷

                Q - 反應器的進水流量,單位立方米/小時

                Pw - 進水濃度, 單位kgCOD/m3

                V - 反應器容積,單位立方米

                4. 污泥的比產甲烷活性

                比產甲烷活性(Specific Methanogenic Activity)是在一定條件下,單位質量的厭氧污泥產甲烷的大速率。其單位為mlCH4/(gVSS?d)、m3CH4/(kgVSS?d)或gCODCH4(gVSS?d)

                比產甲烷活性是污泥性質的重要參數。比產甲烷活性要通過專門的方法測定,它不是指反應器內污泥實際產甲烷的速率而是表示了這種污泥所具有的潛在產甲烷能力。由于比產甲烷活性受到很多因素的影響,例如溫度、底物濃度與組成等的影響,所以在不同條件下測得的比產甲烷活性不同。

                由于反應器負荷取決于反應器內污泥的量、污泥的比產甲烷活性與污泥與廢水混合的情況,因此無論對于何種厭氧反應器,比產甲烷活性都是反應器負荷與效率的重要參數。

                進入厭氧反應器的溶解性廢水中的COD厭氧過程中轉化為甲烷、少量細胞物質和未完全利用的VFA.由于細胞物質和VFA量相對較少,且對于溶解性廢水的厭氧處理,產甲烷是限速的一步,因此,反應器預期的大負荷可以近似表示為:

                式中:

                Ps - 為反應器內污泥平均濃度,kgVSS/m3;

                U - 污泥的比產甲烷活性,kgCODch4/(kgVSS?d);

                fc – 污泥和廢水的混合系數,對良好混合的反應器fc =1。

                5. 反應器內的污泥停留時間

                污泥停留時間(Sludge Retention Time,簡寫作SRT)也稱為泥齡。延長SRT是所有高速厭氧反應器主要的設計思想。換言之,高的SRT是厭氧反應器高速運行的基本保證。

                在連續運行的厭氧反應器中:

                式中:

                Ps - 反應器中污泥平均濃度,單位kgTSS/m3或kgVSS/m3;

                Ps’ - 出水中污泥平均濃度,單位與Ps相同

                V - 反應器容積,單位m3

                Q – 日處理廢水量,單位m3/d。

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