UASB结构模型理论探讨杨琦

UASB杨　琦1,尚海涛1,施汉昌2,钱　易2(1.(),　100083;2.,　100084)　:UASBUASB、,UASB,UASB,,UASB。:UASB;;:S216.4;X703　　:A　　:1000-1166(2004)04-0010-04ApproachonDesignMethodandOperationControlofUASBReactorYangQi1,ShangHai-tao1,ShiHan-chang2,QianYi2(1.SchoolofWaterResourcesandEnvironment,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,Ts-inghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:TheheightisanimportantfactorofUASBreactorfordesign,especiallyforstartingupandoperationofthereactor.Inthispaper,amodeloftheverticaldistributionofsludgedependingontheheightwithinsludgeblanketofUASBreactorwasobtainedbysimulationbasedontheturbulentdiffusionconcepts.Thedatafromlaboratoryexperimentwerefittedwiththemodelbycomputer.TheycanbeusedasoptimalparametersfordesignofUASBreactors.Keywords:UASB;mathematicalmodel;turbulentdiffusion:2004-04-01　:2004-09-16:(40102027)。:(1966-),,,,。　　。(UASB),。、、、、、、[1]。、(1)。,,。,。,UASB,,,UASB,UASB,、、,,UASB。1　UASB　　UASB、UASB。、[2]。,VanderMeer[3],10ChinaBiogas2004,22(4)Bolle[4]。。COD,COD。,,F=π6D3b(ρw-ρg)g(1)F=CDπ4D2bρwV2b2(2)Db:;Vb:;ρw:;　　ρg:;　　g:　　　CD:。　　　Db,Db,,。,,1～4mm,0.10～0.40m·s-1[5],,,。,,,,。:,,,。,,,。2　:(Vs-Vw)C+εdcdy=0(3)C:y;Vs:;Vw:(H/HRT)ε:。Leliavasky[6]ε=βu2(u)(4)u。u=f(n,Vb,Db)(5)。π6D3b(ρw-ρg)g=CDπ4D2bρwV2b2(6)ρw-ρg≈ρw(7)Vb=4Dbg3Cd(8)(8),VbDb,Db,(5):u=f(n)(9)(9)(4)ε=β(f(n))2(10)n,COD。3　(3),:(1);(2),,;(3);(4)。(3):∫CCadCC=-∫yaVs-Vwεdy(11)1nCCa=-Vs-Vwε(y-a)(12)yUASB;aUASB;CaUASB;CUASB。4　ε,τ:τ=μdudx(13):τ=ku(14)11ChinaBiogas2004,22(4)τ,k,du/dx,μ。m:mdudt+ku=0(15)(15):∫uuaduu=-∫10kmdt(16)u=uaexp(-kmt)(17):u;k;ua。n、,:u=∫T0udtT(18)(17)(18):u=uaT∫T0exp(-kmt)dt　　n=1T(19)u=nuamk[1-exp(-kmn)](20)u,m,k:A=muak　　B=kmu=nA1-exp(-Bn)2(21)ε=βu2=βn2A21-exp(-Bn2(22)n=q/s,,q、,　　s。ε=ρ(-qs)2A21-exp(-BSq)(23)A=βA2s2　　B=BSC=Caexp-(Vs-Vw)(y-a)Aq2(1-e-Bq)(24)LettingaG.[8]A=20m,B=0.55,VanderMeer[9]Vs=2m·s-1C=Caexp-(Vs-Ve)(y-a)Aq2(1-e-0.55q)2(25)Vw;Vs;A。5　,UASB,10～15kgCOD·m-3d-1,11kgCOD·m-3d-1,,COD2000mg·L-1,pH5.5～6.5,430mg·L-1,300～600mg·L-1,BOD5/COD0.75,,18mlCH4·gVSS-1h-1,94%,VSS/SS84%,SVI78ml·g-1,COD1.37kgCOD·kgVSS-1d-1。,,,,,650～900。COD∶N∶P200∶5∶1,,3UASB,,、。、,,5kgCOD·m-3d-1,11kgCOD·m-3d-1。,COD60%～70%。0.76(m3·m-2h-1)。,。2。1。12ChinaBiogas2004,22(4)1　/m330/m6/m1.1/m4.9COD/g·L-12.0COD/%63/kgCOD·m-3d-111/h4.4/m3·m-2h-10.76/kgSS·m-380/m0.88/m4.02　　3,Vw=1.3m·s-1,q=0.76m3·m-2h-1,11g·L-1,3.92m,4.02m,。6　(1)UASB;　　(2):C=Caexp-(Vs-Vw)(y-a)Aq2(1-e-0.55q)2;(3)UASB。:[1]　BogteJJ,etal.AnaerobicTreatmentofDomesticWastewa-terinSmallScaleUASBReactors[J].WatSCITechnol,1993,27(9):75-82.[2]　BolleWL,etal.ModellingtheLiquidFlowinUpflowAnaer-obicSludgeBlanketReactors[J].BiotechnolBioeng,1986,28:1615-1620.[3]　VanderMeerRR,etal.AnaerobicTreatmentofWastewatertheGas-Liquid-SludgeSeparator[J].J.WPCF,1982,54(11):1482-1492.[4]　BolleW.L.,AnIntegralDynamicModelfortheUASBReactor[J].Biotechnol.Bioeng,1986,28:1621-1636.[5]　LettingaG.,AnaerobicTreatmentofSlaughterHouseWasteUsingaGranularSludgeUASBReactor[J].Biolog.Waste,1987,21(1),11-28.[6]　lelravskyS.AnIntroductiontoFluvialHydraulics[M].3rdEdition.NY:DoverPublications,1966.[7]　GardeR.J.,etal,MechanicsofSedimentTransportandAllu-vialStreamProblem[M].WileyEasternLimited,158-161.[8]　LettingaG.,UASBProcessDesignforVarionsTypesofWastewater[J].Wat.Sci.Tech,1978,24(8),87-107,1991.[9]　VanderMeerR.R.etal.,dynamicsofLiquidFlowinanUp-flowReactorUsedforAnaerobicTreatmentofWastewater[J].Biotech.Bioeng,1978,20,1577-1594.欢迎订阅2005年《中国沼气》《中国沼气》杂志由农业部主管,中国沼气学会和农业部沼气科学研究所主办,为中国科学引文数据库科技核心期刊。主要报道我国沼气厌氧技术及其在废物处理和生态建设上的研究与新进展,推广沼气、环保、生态建设实用新技术,介绍沼气、沼液、沼渣利用的新方法,探讨沼气建设中的新问题。辟有综述与实验研究、沼气工程、生活污水净化池、户用沼气池、综合利用、管理经验、问题探讨、其他可再生能源等10多个栏目。读者主要为从事厌氧技术研究、沼气建设、环保工程、农村能源、卫生土肥等领域的科研、教学人员、管理干部和技术人员等。本刊还承办广告业务,为客户提供产品信息。本刊为国际大16开,季刊,国内外公开发行。订户可到当地邮局办理订阅手续,邮发代号:62-164,每期5.00元,全年订价20元;也可以直接向编辑部邮购。单　位:《中国沼气》编辑部　　　　　　　　　　　邮　编:610041地　址:四川省成都市人民南路四段13号　开户行:成都商业银行人南支行电话(传真):[phone]帐号:15012010206144800017E-mail:[e-mail]13ChinaBiogas2004,22(4)