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1、UASB反应器的设计计算一、设计说明UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多， 容积负荷率高， 废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。二、设计参数（一）参数选取设计参数选取如下：容积负荷（ Nv）(m3d) ；污泥产率 kgCOD；产气率 0.5m3/kgCOD（二）设计水质表UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质 (mg/l)1860175去除率（
2、%）759087出水水质 (mg/l)465（三）设计水量333Q5000m/d=208m /h=0.058 m /s三、设计计算（一）反应器容积计算UASB有效容积： V 有效 Q S0N v式中：3Q -设计流量， m/sS0 -进水 COD含量 ,mg/lNv -容积负荷 ,kgCOD/(m3d)V有效50003=1550m将 UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取水力负荷 qm3 /(m 2h)则 A=Q2= 208/=260mqh=V 1550/260 =6.0mA采用 4 座相同的 UASB反应器则A1= A 260/4 = 65 m 2 44A1= (4 65/1/2D=
3、p=9.1m取 D=9.5m则实际横截面积为A2 = 1 D2= 1 442=70.85m实际表面水力负荷为q1=Q/A 208/(4 =故符合设计要求（二）配水系统设计本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设 36 个布水点(1) 参数每个池子流量：3 208/4 = 52 m/h(2) 设计计算布水系统设计计算草图见下图：049646302300图2.3UASB布水系统设计计算草图圆环直径计算：每个孔口服务面积为:a= 1 p D 2 / 36 1.97m242a 在 13m之间，符合设计要求可设 3 个圆环，最里面的圆环设 6 个孔口，中间设 12 个，最外围设 18 个孔口1) 内
4、圈 6 个孔口设计2服务面积： S1 6=11.82m4S1 = (4 1/2p=3.9m用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布 6 个孔口，则圆的直径计算如下：p d211 =S142则 d1 2S1p (2 1/2=2.7m2) 中圈 12 个孔口设计2服务面积： S2=12=23.64m4(S1 + S2)p= (4 +/ 1/2=6.72m中间圆环直径计算如下：1 1 S24 2则 d2=5.49m3）外圈 18 个孔口设计服务面积： S3=18=35.46m2折合成服务圈直径为：4(S1 + S2 + S3)p=9.50m外圆环的直径 d3 计算如下：1 = 1
5、 S342则 d3 8.23m（三）三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图：h1h2FCEh4IH Dh3B500Ab1b2b1图2.4 UASB 三相分离器设计计算草图(1) 设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。(2) 沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：1）沉淀区水力表面负荷 1.0m/h2）沉淀器斜壁角度设为50 , 使污
6、泥不致积聚，尽快落入反应区内。3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h4）总沉淀水深应大于1.5m5）水力停留时间介于 2h如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果沉淀器（集气罩）斜壁倾角50沉淀区面积为：A=1/4 D2=1/4 =70.85m2表面水力负荷为：q=Q/A=208/(4 =符合设计要求。(3) 回流缝设计取 h1 =0.3m,h2=0.5m,h3 =1.5m如图所示： b1=h3/tg 式中：b 下三角集气罩底水平宽度， m;-下三角集气罩斜面的水平夹角；h3-下三角集气罩的垂直高度， m;b11.5=tg 50=1.26mb2=6.98m下三角集气罩之间的污泥回流逢
7、中混合液的上升流速V 可用下式计1算：V1=Q/S11式中：Q3反应器中废水流量， m/h ；S下三角形集气罩回流逢面积，2m；V =(208/4)/4)1=1.36m/hV12m/h, 符合设计要求上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2) 可用下式计算：V2=Q1/S2，式中：3Q反应器中废水流量， m/h ；S2 -上三角形集气罩回流逢之间面积，取回流逢宽 CD=1.4m,上集气罩下底宽CF=7.8m则 DH=CDsin50 =1.07 mDE=2DH+CF=2 +=9.94mS2 =(CF+DE)CD/22=39.0m2m；则 V2= Q 1/S2 =208/(4 =1.33m/hV1净
8、水的 , 故取 =0.02g/cm s由斯托克斯工式可得气体上升速度为：Vb = rg (r 1 - r g )d218m= （） / （18）=0.266cm/s=9.58m/hVa=V2 =1.33m/h则：Vb =, BC =VaABVb BC , 故满足设计要求。VaAB（四）出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m, 槽高 0.2m（五）排泥系统设计-3产泥量为： 1860 500010 = kg MLSS/d每日产泥量 MLSS/d，则每个 USAB日产泥量 d, 可用 150mm排泥管，每天排泥一次。（六）理论上每日的污泥量W=Q*(C0-C1)/1000式中：Q3-设计流量， m/dC0 -进水悬浮物浓度， mg/LC1 -出水悬浮物浓度， mg/LP0 -污泥含水率， %W=5000*/(1000*1000)=38.06m 3/d（七）产气量计算-33每日产气量： 1860 500010 =3487.5m /d
UASB反应器的设计计算33160
