UASB的设计计算.doc

UASB的设计计算
6.1UASB反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区）
设计容积负荷为
进出水COD浓度，（去除率85%）
V=
式中Q—设计处理流量
C0—进出水COD浓度kgCOD/
E—去除率
NV—容积负荷，
6.2UASB反应器的形状和尺寸
工程设计反应器3座，横截面积为矩形。
反应器有效高为则
横截面积：
单池面积：
单池从布氺均匀性和经济性考虑，矩形长宽比在2：1以下较合适。
设池长，则宽，设计中取
单池截面积：
设计反应器总高，其中超高0.5
单池总容积：
单池有效反应容积：
单个反应器实际尺寸：
反应器总池面积：
反应器总容积：
总有效反应容积：符合有机负荷要求。
UASB反应器体积有效系数：在70%-90%之间符合要求。
水力停留时间（HRT）及水力负荷（）

根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷故符合要求。
6.3三项分离器构造设计计算
沉淀区设计
根据一般设计要求，水流在沉淀室内表面负荷率沉淀室底部进水口表面负荷一般小于2.0。
本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置13个集气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三项分离器。
三项分离器长度：
每个单元宽度：
沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即160
沉淀区表面负荷率：
b
h1
h2

h3

h3
b1 b2

图2.2三项分离器

回流缝设计
设上下三角形集气罩斜面水平夹角为55°，取

式中：—单元三项分离器宽度，m；
—下三角形集气罩底的宽度，m；
—相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之一），m；
—下三角形集气罩的垂直高度，m；
下三角集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速:

式中：—下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速，m/h；
—下三角形集气罩回流缝总面积，m2；
—反应器的宽度，即三项分离器的长度b,m；
—反应器三项分离器的单元数；
为使回流缝水流稳定，固、液分离效果好，污泥回流顺利，一般，上三角集器罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速。设

式中：—上三角集气罩下断语下三角集气罩斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速，m/h；
—上三角形集气罩回流缝总面积，m2；
—上三角形集气罩回流缝的宽度，m；
假设为控制断面，一般其面积不低于反应器面积的20%，就是，同时要满足：
(3)气、液分离设计由上图2.1知：

设则

校核气、液分离。如图2.2所示。假定气泡上升流速和水流速度不变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉淀区的必要条件是：
或
沿AB方向水流速度：
式中：B—三项分离器长度，m；
N—每池三项分离器数量；
气泡上升速度：
式中：—气泡直径，cm；
—液体密度，g/cm3；
—沼气密度，g/cm3；
—碰撞系数，取0.95；
—废水动力黏滞系数，g/(cm.s)；
—液体的运动黏滞系数，cm2；
设气泡直径，设水温30。C，，
，；
由于废水动力黏滞系数值比净水的大，取0.02
则：

可以脱去的气泡
（4）三项分离器与UASB高度设计
三相分离区总高度：
式中：—集气罩以上的覆盖水深，取0.5m；

则：
UASB总高度H=7.5m，沉淀区高2.5m，污泥床高2.0m，悬浮区高2.5m，超高0.5m。
6.4布水系统的设计计算
反应器布水点数量设置预处理流量、进水浓度，容积负荷等因素有关，有资料知，颗粒污泥每个布水点服务2-5m2,出水流速2-5m/s，配水中心距池底一般为20-25cm。
6.4.1配水系统：
配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设1根D=100mm的总水管，16根d=50mm的支水管。支管分别位于总水管两侧，同侧每根只管之间的中心距为2.0m，配水孔径取孔距2.0m，每根水管有3个配水孔，每个孔的服务面积孔口向下。
6.4.2布水孔孔径的计算：
流速=
布水孔个，出水流速为，则孔径为：
取
本装置采用连续进料方式，布水口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于UASB反应器底部反射散布作用，有利于布水均匀，
为了污泥和废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，建议进水点距反应底部200~300mm，本工程设计采用布水管离UASB底部200mm处。布水管设置在距UASB反应器底部处。
6.4.3验证
温度30℃，容积负荷，沼气产率，满足空塔水流速度，空塔沼气上升速度：
空塔水流速度：满足要求。
空塔气流速度：
满足要求。
式中C0—进水COD的浓度
—COD的去除率，80%
6.5排泥系统的设计计算
6.5.1UASB反应器中污泥总量计算
一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为，则一座UASB反应器中污泥总量：

6.5.2污泥产量
厌氧生物处理污泥产量取，剩余污泥量的确定与每天去除的有机物量有关，当设有