UASB完整计算版

1、1 / 11工艺设计计算一、反应器设计说明（一）工艺简介：是升流式厌氧污泥床反应器的简称，是由荷兰 W农业大学教授 L t 等人于 19721978 年间开发研制的 一项厌氧生物处理计术，国内对 反应器 的研究是从 20 世纪 80 年代开始的.由于反应器具有工艺结构紧凑，处 理能力大,无机械搅拌装置,处理效果好及投资省等特点 反应器是目前研究最多，应用日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺1 1.反应器基本构造如图1图 1 LASB 反应器工艺系统组成2.的工作原理：如图 1 所示，废水由反应器的底部进入后，由于废水以一定的流速自下而上流动以及厌氧过程产生的大量沼气 的搅拌作用，废水与污泥充分混合，

2、有机质被吸附分解, 所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区，由于沼气已从废水中分离，沉降区不再受沼气搅拌作用的影响废水在平稳上升过程中，其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反 应器主体部分，从而保证了反应器内高的污泥浓度.含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出.反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥，能够允许较大的上流速2 / 11度和很高的容积负荷.反应器运行的 3 个重要的前提是:1反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；出产气和进水的均匀分布所形成良好的自然搅拌作用；设计合理的三相分离器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内（二）设计

3、作用，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。（三）设计参数选用设计资料参数如下：1参数选取：a）容积负荷（）为： 6（m3 d）b）污泥产率为：0.1c）产气率为：0.5m32设计水量：1500m362.5m30.0174m3水质指标（哑 / L）（哑 / L）（哑 / L）进水水质2300150070设计去除率本文来

4、自沼气网 890%90%/设计出水水质2308150703 / 11（四）设计计算1.反应器容积计算：Q So - Se有效容积为 Vt效=NV式中：V有效-反应器有效容积，m3; 进出水的浓度3;设计流量， m3;容积负荷（m3 d）。=517.5m采用 2 座相同的反应器则每座反应器的有效容积为单=517.5/2 = 258.75m3。根据经验，最经济的高度一般在 36m 之间，并且大多 数情况下，这也是系统最优的运行范围。取有效水深h = 6m则底面积：A二258.75= 43.125m26采用矩形池比圆形池较经济。有关资料显示，当长宽比 在 2: 1左右时，基建投资最省。取长 L =

5、8m ，宽 B = 6m则实际横截面积为：A1= LXB =8X6 = 48 卅实际总横截面积为：A = 48X2 = 96m2本工程设计中反应器总高取H = 6.2m（超高 h1=0.2m）则单个反应池的容积为：V = LXBXH =8X6X6 = 288m3反应池的总容积为 V总=288X2 = 576m3。 水力停留时间为：佔=空=9.216hQ 62.5表面水力负荷为：q =Q二625 = 0.651m3/（m2.h）A48对于颗粒污泥，表面水力负荷q = 0.1-0.9m3/（ m2 h），故符So、V有效=15002.3 -0.2364 / 11合设计要求。2.三相分离器设计:5

6、/ 11三相分离器一般设在沉淀区的下部，但有时也可将其设在反应器的项部.三相分离器的主要作用是将气体（反应过程中产生的沼气）、固体（反应器中的污泥）和液体（被处理 的废水）等三相加以分离.将沼气引入集气室，将处理出水 引入出水区，将固体颗粒导入反应区.他由气体收集器和折流挡板组成.只有三相分离器是反应器污水厌氧处理工艺的主要特点之一 .他相当于传统污水处理工艺中的二 次沉淀池，并同时具有污泥回流的功能.因而三相分离器的合理设计是保证其正常运行的一个重要内容.三相分离器设计计算草图见图5-2:图 5-2 三相分离器设计计算草图（一）设计说明：三相分离器要具有气、液、固三相分离、污泥回流的功 能。

7、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。本工程设计中，每池设置1 个三相分离器，三相分离器的长度为 8m,宽度为：d = 6m。1）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 1.0 m ；2沉淀器斜壁角度在 45- 60。之间，使污泥不致积聚，h1h2C- 1I H DBo500Jh3b2h4bi6 / 11尽快落入反应区内；3进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流

8、速w2 m;4总沉淀水深应大于1.5 m ;5水力停留时间介于1.52 h。6沉淀区（集气罩）斜壁倾角6= 50。7沉淀区的沉淀面积即为反应器的横截面积，即48 卅。如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。沉淀区的表面水力负荷为：q = 竪竺=0.65m3/（m2.h）48q 1.0m3/（ m2 h），符合设计要求。2）回流缝设计：设单元三相分离器的长 b = 8m，宽 d = 6m 上下三角形集气室斜面水平夹角为6= 50取保护水层高度（即超高）h1= 0.3m上三角形顶水深h2= 0.5m，下三角形高度 h3= 1.5m则下三角形集气室底部宽为：4 刈3怡式中：b1-下三角集气室底

9、水平宽度，m6 -上下三角集气室斜面的水平夹角h3-下三角集气室的垂直高度，mb. =1.5 tan 50 = 1.26m则相邻两个下三角形集气室之间的水平距离：b2= L-2b1= 8-2X1.26 =5.48m则下三角形回流缝的面积为：S1= b2B = 5.48X6 =32.88m2下三角集气室之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(Vi)可用下式：7 / 11Vi= Qii式中：Qi-反应器中废水流量，m3；51-下三角形集气室回流逢面积，- m。Vi=62.5, 2 = 0.95m/ h32.88设上三角形集气室回流缝的宽度=1.4m，则上三角形回流缝面积为：S2= B 2 = 1.4X

10、6X2 = 1 6.8m2上下三角形集气室之间回流逢中流速(V2)可用下式计 算：V2= Q12式中：Q-反应器中废水流量，m3;52-上三角形集气室回流逢的之间面积，m。V2=62.5 2= 1.86m/ h16.8贝 y V1 V2AB,故满足设计要求.4）三相分离器与的高度设计：三相分离器总高度：h =h2+h45=0.5+2.23+0.7=3.43m3. 5m的总高=6.2m（超高 h1=0.2m）反应区高 2.6m，其中污泥区高 1.6m，悬浮区高 1m。沉淀区高 3.4m（五）进水系统设计：9 / 111.布水点的设置：进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量来定，本设 计采用连续均

11、匀的进水方式，一管多点的布水方式。一共设 置 64 个出水孔，每个反应池各16 个出水孔。所取容积负荷为 6(m3 d)，据资料，每个点的布水负荷面积大于2 卅。每个布水点的负荷面积为：48/16 =3m2 2 卅，满足设计要求。2.布水管的设置：每个反应池采用树枝穿孔管配水，每个反应池中设置4根支管，布水支管的直径采用 100。布水支管的中心距为 2m, 管与墙的距离为 1m；出水孔孔距 1.2m，出水孔距墙为 0.7m。 孔口向下并与垂线呈 45角。两个池子的总管管径取200，流速为 1.5m ;每个池子的总管管径取 150 ,长 10m,流速为 1.35 m。为了使穿孔管隔空出水均匀，要

12、求出口流速不小于2m,取其流速为 u = 2m ,则布水孔孔径为：d =j4Q=J恥62.5 2 =0.0151m取 3600 n Hu V 3600 x 24 x 3.14 x 216为了增强污泥与废水之间的接触，减少底部进水管的堵 塞，进水点距反应池池底200-500 ,本设计布水管离池底300。布水系统设计图如图5-3 :图 5-3 布水系统设计示意图1f卜1-Lr -110 / 11(六)出水系统设计:11 / 111.出水槽设计：为了保持出水均匀，沉淀区的出水系统通常采用出水 槽。此设计中沿反应器的短边设置两条出水槽，而出水槽每 隔一定的距离设三角出水堰。每个反应池有1 个单元三相分

13、离器，出水槽共有2 条，槽宽=0.3m。反应器流量：q =1500 2= 0.00868m3/ s24汉60汉60取出水槽口附近水流速度为=0.3m，槽口附近水深为0.3m，出水槽坡度为0.1 ;出水槽尺寸 5mx 0.5mX0.5m。2.溢流堰设计：每个反应器中出水槽溢流堰有2 条，每条长 5n。设计900三角堰，堰高 5,堰口宽为 100，则堰口水面宽 50。每个 反应器处理水量 7.2，查知溢流负荷为 1-2L/ (m- s)，设计 溢流负荷 f = 1.256(m- s)则堰上水面总长为：L =-876.9：、7mf 1.256每条溢流堰三角堰数量：120/6=20 个一条溢流堰上共有

14、20 个 10 的堰口， 20 个 10 的间隙。3.出水渠设计：每个反应器沿长边设 1 条矩形出水渠，长为 8.6m , 2 条 出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽0.8m，坡度 0.01 ,出水渠渠口附近水流速度为0.3m则渠口附近水深:0.00870.048m0.3汉0.6以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.3+0.048=0.348m ， 出水渠取 0.6m 深， 出水渠的尺寸为：8mx 0.8mX0.6m。4.排水管设计：三角堰数量6.00.05= 12012 / 11每个反应器排水量为7.2L ,选用 150 钢管排水，充 0.6 ,管 内 水 流 速 度 为：2*0.007

15、2/(0.6*3.14*0.15*0.15)=0.3395设计坡度为 0.01 ;总管流量为 13.9，选用 200 钢管排水， 充满度为 0.6 ,管内水流速度为：山評診=0.368 ,设 计坡度为0.01。(七)排泥系统设计：每日产生的悬浮固体=Q(So) n E式中Q设计流量，3m；n污泥产率，SQ、进出水的浓度3;E-去除率，本设计中取90%。3=(2300-230) X0. 90X0.1X1500X10 = 279.45100 Pss每日产泥量为：W=100-Pr式中：- 产生的悬浮固体，；P-污泥含水率，以 98%计；r- 污泥密度，以 10003计。W =100 27945，13.97m3/d(100 -98卜1000每日产泥量 13.97m3，则每个日产泥量6.99m3。在每个反应器距离底部0.3m 处沿长度方向均匀设置排泥管一根，以便均匀排除污泥区的污泥。反应器每天排泥一次，排泥管 选用 150的钢管，排泥总管选用 200 的钢管。必要时布水管 兼做排泥管用。(八)产气量计算:13 / 11采用每去除 1 千克产生 0.5 立方米沼气做参数14 / 11则每日产气量为：=Q ( &am