UASB反应器的设计
UASB反应器设计
一、UASB（日处理525吨渗滤液）1.取值参数进水量Q=525m3/d=22m3/h进水COD值S0=12.75g/L 去除率为65%采用的容积负荷F=6kgCOD/m3·dY=0.08Gvss/gCODK d=0.03g/g·dμm=0.35g/g·d(30-35℃)Ks=360mg/L=0.35m3/kgCOD甲烷产量CH4甲烷气密度0.6346kg/m3甲烷气体含量65%甲烷含能量50.1KJ/g反应器容积有效系数E=90%2．计算过程及校核/F=525×12.75×0.65/6=725.16m3反应器的有效液体容积Vn=Q·S反应器的总液体容积V=Vn/E=669.375/0.9=805.7m3L上升流速v取1.0～1.5m/h,取v=1.5m/h采用两组厌氧UASB反应器，厌氧循环泵，Q=45m3/h，H=16m，N=5.5KW，四台，两用两备。
/v=(45×2+11)/1.5=69.36m2则单个池体直径D=9.4m单个反应器面积A=Q总校核，当一台循环泵开起时v=Q1/A=(45+11)/69.36=0.8m/h，不启动循环泵时v=Q/A=11/69.36=0.16m/h。
考虑到污泥对配水管的堵塞和保证污泥的悬浮，单个池体一台循环泵长期运行，另一台泵间断脉冲启动。
反应器的液体部分高度H L= V L/A=725.16/69.36/2=5.23m,取5.5m取反应器气体收集高度2m集气罩上的复盖水深取0.5m，超高取0.5m则反应器总高度H= H L+2+0.5+0.5=8.5m反应器的尺寸为Φ9.4×8.5m，有效水深为8.0米，共2个。
3.加热系统，控制渗滤液水温保持在30℃左右。
冬季每天加热所需热值为525×103×4.2×103J×20×1.2=5.3×108J。
UASB反应器设计
目录一、设计任务 (2)1．1设计目的 (2)1．2设计题目 (2)1．3工艺流程图 (2)1．4 UASB工作原理及工艺过程 (3)1．4．1工作原理： (3)1．4．2工艺过程： (3)二、设计内容 (4)2．1设计参数： (4)2．2调节池的设计 (4)2．2．1设计说明 (4)2．2．2设计计算 (4)2．3 UASB的设计 (5)2．3．1设计说明 (5)2．3．2UASB反应器工艺结构设计计算 (5)2．4 UASB进水配水系统设计 (7)2．4．1 设计原则 (7)2．4．2设计计算 (7)2．5三相分离器的设计 (9)2．5．1 设计说明 (9)2．5．2 设计计算 (9)2．5．3三相分离器设计图 (12)2．6气液分离设计 (12)2．7出水系统的设计 (13)2．8水封罐的设计计算 (13)三、高程布置图 (14)四、平面布置图 (15)五、工程量估算 (15)六、总结 (16)参考文献 (16)一、设计任务1．1设计目的通过课程设计使我们了解水污染控制技术课程设计的规范、内容和要求，以及环境工程设计规范与标准；理解和掌握水污染控制的基础知识、基本理论、基本工艺和工艺设计方法；掌握典型水污染控制单元系统（机器设备与构筑物）的工艺流程、结构、工作原理、特点、用途、工艺设计参数及工艺设计与计算；掌握AutCOD的应用及工艺设计图纸的绘制；了解设计说明书等资料的内容、格式与编写，以及工程量的计算。
彭阳查询与搜集资料，正确应用环境工程设计规范的能力；进行典型水污染控制单元系统（机器设备与构筑物）的工艺设计与计算的能力；正确、清晰的表到设计内容，编写设计说明书等资料的能力；熟练运用Auto-CAD和工程制图规范与标准绘制规范性工艺设计图纸的能力；计算工程量的能力；将所学知识综合应用于工程实践、独立分析和解决工程技术问题的能力。
培养理论联系实际、科学、严谨、求实的工作作风，踏实苦干、勇于创新的敬业精神。
UASB设计计算详解
UASB设计计算详解UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 是一种高效的厌氧废水处理技术，适用于有机废水的处理。
UASB反应器设计需要考虑污水的处理量、COD（化学需氧量）负荷、有机负荷、气水比等因素。
首先，需要确定UASB反应器的决定性因素，即COD负荷。
COD负荷是指进入反应器的废水中化学需氧量的总量。
常用的计算公式为：COD负荷=废水流量×废水COD浓度接下来，需要计算有机负荷，有机负荷是指单位功率和单位反应器体积的甲烷产生速率。
常用的计算公式为：有机负荷=COD负荷/反应器有效体积然后，需要确定反应器的高度、直径和有效体积。
反应器高度可以根据废水的停留时间来确定，一般情况下，停留时间为4-12小时。
停留时间由废水流量和反应器有效体积决定：停留时间=反应器有效体积/废水流量反应器直径可以通过确定反应器的表面载荷来确定，反应器表面载荷可以根据废水流量和反应器有效面积来计算：表面载荷=废水流量/反应器有效面积有效面积的计算通常需要考虑污泥浓度和污泥沉降速度。
最后，需要确定反应器的气水比。
气水比是指进入反应器的气体和液体的体积比。
一般情况下，气水比为1:1或2:1、气水比的大小决定了甲烷气体的产生速率。
需要注意的是，在UASB反应器设计过程中，还需要考虑反应器的温度、PH值、进水水质和污泥沉积速度等因素。
这些因素对反应器的甲烷产生速率和处理效果都有一定影响。
总结起来，UASB反应器的设计计算主要包括COD负荷、有机负荷、停留时间、表面载荷、反应器直径、反应器高度、反应器有效体积和气水比等参数的计算。
通过合理的设计计算，可以确保UASB反应器能够高效地处理有机废水并产生甲烷气体。
UASB反应器
UASB反应器根据国内生产运行的经验，在常温条件下,UASB反应器的进水容积负荷选用6.0k g·COD/(cm3·d),COD,BOD的去除率分别为80%和85%，污泥产生率0.10k g·SS/kg·COD,沼气产生率0.41m3/kg·COD.⑴反应区设计计算UASB反应器的有效容积负荷6.0k g·COD/(cm3·d)（配水系统上缘至三相分离器之间的空间）为V=24QS0/N0=115×2000/(6.0×1000)=38(m3) 利用一座UASB反应器，则每座反应器有效容积为38m3，有效水深为4m,则每座反应器面积A=10m2.每座反应器平面尺寸L×K=2m×5m校核水力停留时间t.t=V/Q=38/5=8h(Q=115/24=5m3/h)⑵三相分离器设计计算三相分离沉淀区的表面积同反应区的水平面积，即沉淀区的表面负荷率为q=Q/A=115/(5×1×24)=0.94[m3/(m2·h)]<1.0[m3/(m2·h)] 设上、下三角形集气罩斜面水平倾角分别为55°和60°下三角形集气罩进水缝隙上升，速度Va取1.25m/h,则缝隙面积A1为A1=Q/Va=115/(1×24×1.25)=4(m2)取3条缝隙（即上集气罩有3个），则每条缝隙宽k2为k 2=A1/(L×3)=4/(2×3)=0.67(m)取干舷高度h1=0.5m,h2=0.5m则h3=k1×tg60°=0.5×1.73=0.86(m)沉淀室进水缝隙废水速度V2取1.50m/h,则进水缝隙总面积A2为A 2=Q/ V2=115/(1×24×1.50)=3(m2)每条缝隙宽cdcd= A2/(L×10)=3/(2×6)=0.25(m)>2.0mbd=cd/sin30°=0.25/0.5=0.5(m)取ab=0.4m,上三角形集气罩的位置即可以确定，其高度h4为h 4=（ab×cos60°+k2/2）tg55°=(0.4×0.5+0.67/2)×1.428=0.76(m)(>0.6m,符合要求)h5=ab×sin60°=0.4×0.866=0.35(m)已知上三角形集气罩顶的水深为0.5m,则下三角形集气罩反应器内的位置已确定。
UASB工艺设计计算
UASB工艺设计计算UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的厌氧生物处理技术，广泛应用于污水、有机废水、生活垃圾等废弃物的处理。
本文将介绍UASB工艺的设计和计算方法。
1.设计参数的确定在进行UASB工艺设计计算之前，首先需要确定以下几个设计参数：-污水流量：根据实际情况确定。
-污水COD（化学需氧量）浓度：根据污水的COD浓度进行测定。
-反应器温度：UASB反应器的适宜温度通常在25-35摄氏度之间。
-核心高度：反应器内活性污泥的高度。
根据所处理废水的COD浓度和水力停留时间（HRT）进行估计。
2.水力停留时间（HRT）的计算水力停留时间是指污水在反应器内停留的平均时间，通常以小时为单位。
根据污水COD浓度和污水流量进行计算。
HRT=反应器容积/污水流量3.反应器高度的计算反应器高度通常根据反应器中活性污泥的沉降速度来确定，以确保活性污泥在反应器内停留足够长的时间进行有机物的降解。
反应器高度=水力停留时间×重力沉降速度4.气液比的计算气液比是指反应器中气体和污水的体积比。
根据所处理废水的COD浓度进行估计。
气液比=反应器中气体体积/反应器中污水体积5.COD去除率的计算COD去除率是反应器中有机物去除的效果，通常以百分比表示。
COD去除率=（进水COD浓度-出水COD浓度）/进水COD浓度×100%6.设计反应器内污泥中悬浮物的浓度UASB反应器中的污泥主要分为悬浮污泥和沉积污泥。
悬浮物的浓度需要根据UASB反应器的设计和运行参数进行计算。
以上就是UASB工艺设计计算的基本内容，根据具体情况，还可以进行其他设计参数的计算，如产气量、污泥产生速率等。
通过合理设计和计算，可以确保UASB工艺在污水处理中的高效性和可行性。
UASB反应器
有机负荷的控制
❖ 甲烷菌的数量和活性是UASB效率的主要限 制因素。负荷过高，反应器内水解菌和产酸 菌增多，反应器内pH降低，产甲烷菌受到抑 制。
❖ 在启动阶段，一次增加的负荷不宜过高，在 低负荷阶段提负荷可以稍快，超过 0.1kgCOD/kgSS·d后每次负荷提高量为 20%~30%,在每一阶段要运行20天甚至更长 时间。
污泥颗粒化机理
污泥颗粒化是一个较为复杂的过程，其 形成机理没有完美的解释。由不同机理 形成的颗粒污泥在外形、组成菌群、密 实程度都不同。
选择压理论(1983)
颗粒化本质是对反应器中存在的污泥颗 粒的连续选择过程
废水经水解酸化后含有大量VFA。 Methanotrix对VFA的亲和力更高，作
由亚单位聚集形成的初生颗粒, 一般结构 较疏松, 亚单位之间呈半透明状态, 颗粒 表面无统一的基质膜包围, 边缘不整齐。
随着初生颖粒内细菌的生长和黑色金属 硫化物在亚单位之间的沉积, 颗粒逐渐变 得致密, 亚单位之间不再透明, 颗粒表面 逐渐被细菌代谢所产生的基质包围, 表面 变得光滑而整齐, 形成一个具有一定强度 和弹性的栋样黑色颗粒,这一过程称谓初 生颗粒的生长过程。
作用 形成机理 形成过程 影响因素
UASB中污泥的特性
UASB的有机负荷率与污泥浓度有关, 试验表明，污水通过底部0.4~0.6m的高 度，已有90％的有机物被转化。由此可 见厌氧污泥具有极高的活性，改变了长 期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概 念。
工艺的稳定性和高效性很大程度上取 决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷 活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此 相反，如果反应区内的污泥以松散的絮 凝状体存在，往往出现污泥上浮流失， 使UASB不能在较高的负荷下稳定运行。
uasb设计计算
uasb设计计算UASB设计计算UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的生物处理系统，广泛应用于废水处理领域。
UASB设计计算是指对UASB 反应器进行设计和计算，以确保其能够达到预期的处理效果和稳定运行。
一、UASB设计参数UASB设计计算需要考虑的主要参数包括：进水流量、进水COD浓度、反应器有效容积、污泥停留时间（HRT）、温度、pH值等。
这些参数将直接影响到UASB反应器的设计和运行。
进水流量是指单位时间内进入UASB反应器的废水流量，通常以立方米/小时（m³/h）表示。
进水COD浓度是指废水中COD（化学需氧量）的浓度，常以毫克/升（mg/L）表示。
反应器有效容积是指UASB反应器的容积，通常以立方米（m³）表示。
污泥停留时间（HRT）是指废水在UASB反应器中停留的时间，通常以小时（h）表示。
温度和pH值对于UASB反应器内的微生物活动和反应速率有重要影响。
二、UASB设计计算方法1. 确定进水负荷：进水负荷是指单位时间内进入UASB反应器的COD负荷，通常以千克COD/立方米/天（kgCOD/m³/d）表示。
根据进水流量和进水COD浓度，可以计算出进水负荷。
2. 确定反应器有效容积：根据进水负荷和污泥停留时间，可以计算出反应器的有效容积。
通常，污泥停留时间在4-12小时之间，具体取决于废水的特性和要求。
3. 确定污泥量：污泥量是指UASB反应器中所需的污泥量，通常以千克污泥/立方米/天（kgSS/m³/d）表示。
根据进水COD浓度和污泥负荷系数，可以计算出污泥量。
4. 确定气体产生量：UASB反应器在处理废水的过程中，会产生大量的沼气。
根据废水的COD负荷和沼气产量系数，可以计算出气体产生量。
5. 确定反应器尺寸：根据反应器有效容积和反应器高度与直径的比值，可以确定反应器的尺寸。
一般来说，反应器的高度与直径的比值在4-6之间。
UASB厌氧反应器的设计
UASB厌氧反应器得设计概述厌氧处理已经成功地于各种高、中浓度得废水处理中、虽然中、高浓度得废水在相当程度上得到了解决,但就是当污水中含有抑制性物质时,如含有硫酸盐得味精废水在处理上仍有一定得难度。
在厌氧处理领域应用最为广泛得就是UASB反应器,所以本文重点讨论ＵAＳB反应器得设计方法。
但就是,其与其它得厌氧处理工艺有一定得共同点,例如,流化床与UAＳB都有三相分离器、而UASB与厌氧滤床对于布水得要求就是一致得,所以结果也可以作为其她反应器设计。
包含厌氧处理单元得水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气得收集、处理与利用)、好氧后处理与污泥处理等部分,可以用图1所示得流程表示。
二、UASB系统设计1、预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐与pH调控系统。
格栅与沉砂池得目得就是去除粗大固体物与无机得可沉固体,这对对于保护各种类型厌氧反应器得布水管免于堵塞就是必需得、当污水中含有砂砾时,例如以薯干为原料得酿酒废水,怎么强调去除砂砾得重要性也不过分。
不可生物降解得固体,在厌氧反应器内积累会占据大量得池容,反应器池容得不断减少最终将导致系统完全失效、ﻫ由于厌氧反应对水质、水量与冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸得调节池,对水质、水量得调节就是厌氧反应稳定运行得保证。
调节池得作用就是均质与均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中与与预酸化等功能。
在调节池中设有沉淀池时,容积需扣除沉淀区得体积;根据颗粒化与pＨ调节得要求,当废水碱度与营养盐不够需要补充碱度与营养盐(Ｎ、Ｐ)等;可采用计量泵自动投加酸、碱与药剂,通过调节池水力或机械搅拌达中与作用、同时,酸化池或两相系统就是去除与改变,对厌氧过程有抑制作用得物质、改善生物反应条件与可生化性也就是厌氧预处理得主要手段,也就是厌氧预处理得目得之一。
仅考虑溶解性废水时,一般不需考虑酸化作用。
对于复杂废水,可在调节池中取得一定程度得酸化,但就是完全得酸化就是没有必要得,甚至就是有害处得。
uasb长宽设计原则
uasb长宽设计原则UASB长宽设计原则UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的生物反应器，用于处理有机废水。
在设计UASB反应器时，需要考虑长宽设计原则，以确保反应器的正常运行和高效处理废水。
1. 反应器长度设计原则反应器的长度是根据废水的水质、水量和处理效果要求来确定的。
一般而言，反应器的长度应足够长，以确保废水在反应器内停留的时间足够长，便于微生物对有机物进行充分降解。
反应器长度的设计原则包括：（1）充分考虑有机物的降解速率和废水的水质特点，确保废水在反应器内停留的时间达到所需的降解效果；（2）考虑到有机物的浓度和废水的水量，确定反应器的最小长度，以避免过高的有机负荷；（3）根据反应器的运行方式（连续流式或间歇式）和废水水质的变化，适当增加反应器的长度，以提高废水处理效果。
2. 反应器宽度设计原则反应器的宽度设计主要是为了确保废水在水平方向上的均匀流动，避免出现偏流和死区。
反应器宽度的设计原则包括：（1）根据废水的流速和水质特点，确定反应器的最小宽度，以保证废水在水平方向上的均匀流动；（2）考虑到反应器的操作和维护，适当增加反应器的宽度，以方便人员进入反应器内进行清理和修复工作；（3）在设计反应器宽度时，还需考虑废水的水质变化和微生物生长的影响，以确保反应器内的水质和微生物分布均匀。
3. 其他设计原则除了长度和宽度外，还有一些其他的设计原则需要考虑，以确保UASB反应器的正常运行和高效处理废水。
（1）进水和出水口的位置应合理布置，避免废水直接流出反应器而未被充分处理；（2）反应器内部结构的设计应合理，确保废水能够充分与微生物接触，提高降解效果；（3）反应器的出气系统设计应合理，以确保反应器内的微生物能够得到充分供氧；（4）反应器的建设材料和施工工艺应符合工程要求，确保反应器的稳定运行和长期使用。
总结：UASB反应器的长宽设计是确保其正常运行和高效处理废水的重要因素。
第5讲 UASB反应器的设计
UASB反应器的池形有圆形和矩形。小型装置常为圆形，底部呈 锥形或圆弧形。大型装置为便于设置气、液、固三相分分离器， 则一般为矩形。
当反应器体积超过2000 m3时，建造多个池子的系统是有益的。因 为这可以增加系统的适应能力，有多个反应池的系统，则可以关 闭一个进行维护和修理，而其它单元的反应器继续运行。
是何种原因导致了上述问题？
4、布水器的设计
布水系统的进水方式大致可分为脉冲进水和连续进水两种方式。连续进水方式包括一 管一孔配水方式，一管多孔配水方式和分枝式配水方式。
一管一孔配水方式的特点是一根配水管只服务一个配水点，所以只要保证每根配水管 流量相等，即可实现每个配水点的均匀配水。为了保证每一个配水点达到其应得得进 水流量，配水箱（或配水渠）多置于反应器的顶部，这样布置有两方面的优点，一是 当某一布水管或布水头出现堵塞的时候通过配水箱液面的升高可以观察得到，二是当 堵塞不是很严重得情况下，随着配水箱液面得升高，布水管内得压力增大，从而可以 自行消除堵塞。
3、三相分离器的设计
3.1 设计原则
(4)应防止气室产生大量泡沫；并控制好 气室的高度，防止浮渣堵塞出气管，保 证气室出气管畅通无阻。为了做到这一 点，主要应控制好分离器下气液界面的 沼气释放速率，适当的气体释放速率是 1～3 m3/(m2•h) 。
（5）在集气室的上部应该设置消泡喷嘴， 当处理污水产生严重泡沫问题时用以消 泡。出气管的直径应该足够大以保证从 集气室引出沼气，尤其是在产生泡沫的 情况下。
解度就越高，因此，pH值越低。如果低于最优值，就会危害反应器的消化效率。 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反，同时高程的选择应该使污水进水
或出水的能量消耗尽可能低。
一般来说，最经济的反应器高度一般在4到6m之间，并且大多数情况下这也 是系统最佳的运行范围。
USAB反应器
UASB 反应器
1、简介
UASB 反应器（Up-flow Anaerobic Sludge Bed ，简称UASB ），即升流式厌氧污泥床。
该工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺。
2、工作原理
如图1所示，UASB 反应器主要
由沼气管、溢水槽、排水管、三相
分离器、进水管、污泥管等部分组
成。
从整体来说，UASB 反应器的内
部可分为三个区，从下至上依次为
污泥床、污泥层、气液固三相分离
器。
反应器的底部是浓度很高并具
有良好沉淀性能和凝聚性的絮状或
颗粒状污泥形成的污泥床。
污水从厌氧污泥床底部经进水管进入，向上穿流并与污泥床内的污泥混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，将其转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，并在上升过程中不断合并成大气泡。
气泡在污泥床上部搅动，使污泥变得稀薄，这些稀薄污泥与水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下的反射板而折向反射板的四周，穿过水层进入气室，并通过沼气管导出；污泥和水的混合液则经过反射进入三相分离器的沉淀区，污泥发生絮凝，并在重力作用下沉降，水则从沉淀区溢流槽上部溢出，由排水管排出。
2、反应器的特点
UASB 反应器工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点；处理能力大，不仅适用于高浓度有机废水，也可适用于低浓度有机废水；无需特殊的搅拌设备。
结构、运行操作维护管理相对简单，效率高，能耗低，造价低；技术已经成熟，运行性能稳定，是世界范围内应用最广泛的厌氧生物反应器。
图1 UASB 反应器示意图。
(完整版)UASB的设计计算
UASB 的设计计算6.1 UASB 反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区）设计容积负荷为)//(0.53d m kgCOD N v =进出水COD 浓度)/(112000L mg C = ，)/(1680L mg C e =（去除率85%） V=3028560.585.02.111500m N E QC v =⨯⨯= 式中Q —设计处理流量d m /3C 0—进出水COD 浓度kgCOD/3mE —去除率N V —容积负荷，)//(0.53d m kgCOD N v = 6.2 UASB 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。
（1） 反应器有效高为m h 0.6=则 横截面积：)(4760.628562m h V S ＝有效== 单池面积：)(7.15834762m n S S i === （2） 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m l 16=，则宽m l S b i 9.9167.158===，设计中取m b 10= 单池截面积：)(16010162'm lb S i =⨯==（3） 设计反应器总高m H 5.7=，其中超高0.5m单池总容积：)(1120)5.05.7(160'3'm H S V i i =-⨯=⨯=单池有效反应容积：)(96061603'm h S V i i =⨯=⨯=有效单个反应器实际尺寸：m m m H b l 5.71016⨯⨯=⨯⨯反应器总池面积：)(48031602'm n S S i =⨯=⨯=反应器总容积：)(336031120'3m n V V i =⨯=⨯=总有效反应容积：332856)(28803960m m n V V i >=⨯=⨯=有效有效符合有机负荷要求。
UASB 反应器体积有效系数：%7.8510033602880=⨯％ 在70%-90%之间符合要求。
UASB完整计算版
UASB工艺设计计算一、UASB反应器设计说明(一)工艺简介：UA SB 是升流式厌氧污泥床反应器的简称, 是由荷兰W agen ingen 农业大学教授L et t inga 等人于1972～1978 年间开发研制的一项厌氧生物处理计术, 国内对UA SB 反应器的研究是从20 世纪80 年代开始的. 由于UA SB 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,UA SB 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.UA SB 反应器基本构造如图12.UA SB 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, 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. UA SB 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度和很高的容积负荷. UA SB 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; ②出产气和进水的均匀分布所形成良好的自然搅拌作用; ③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)设计作用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。
UASB厌氧反应器的设计和机理
UASB厌氧反应器的设计和机理1. 概述本文档旨在介绍UASB厌氧反应器的设计和机理。
UASB厌氧反应器作为一种有效的废水处理技术，其设计和机理的理解对于工程师和研究人员来说至关重要。
2. UASB厌氧反应器的设计UASB厌氧反应器的设计需要考虑以下几个关键因素：2.1 反应器尺寸和形状UASB厌氧反应器的尺寸和形状对于其性能和效果具有重要影响。
通常情况下，较大的反应器能够处理更多的废水，但也会增加施工和运行的成本。
在选择反应器尺寸和形状时，需要综合考虑废水处理需求、土地利用和经济性等因素。
2.2 水力停留时间（HRT）水力停留时间（HRT）是指废水在反应器内停留的平均时间。
正确的HRT可以确保废水有足够的时间与微生物进行反应和降解。
不同的废水处理需求和废水特性可能需要不同的HRT来获得最佳效果。
2.3 气体液体分布系统UASB厌氧反应器通常需要一个有效的气体液体分布系统，以确保反应器内的气体和液体均匀分布。
这有助于提供充足的氧气供应和微生物的均匀分布，从而提高废水处理效率。
3. UASB厌氧反应器的机理UASB厌氧反应器的机理涉及以下几个主要过程和作用机制：3.1 厌氧消化UASB厌氧反应器利用微生物的厌氧消化能力，将有机废物转化为稳定的沼气和可沉淀的污泥。
微生物通过厌氧消化过程将有机废物降解为甲烷、二氧化碳等气体和废水中的可溶解有机物。
3.2 悬浮废物沉降在UASB厌氧反应器中，悬浮的有机废物通过自然沉降和微生物的附着作用逐渐沉积到反应器底部。
这有助于减少悬浮物负荷，维持中间渣的稳定性并提高反应器的效率。
3.3 微生物附着层UASB厌氧反应器中形成的微生物附着层具有很高的活性和降解能力。
微生物附着层提供了大量的表面积，促进了微生物与废水中的有机物之间的接触和反应，从而加速废水的降解。
4. 总结UASB厌氧反应器是一种重要的废水处理技术，其设计和机理的理解对于确保其高效运行至关重要。
正确的反应器设计和有效的机理控制可以提高废水处理效率，减少环境污染，实现可持续发展。
uasb的设计计算
uasb的设计计算UASB反应器（Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor）是一种高效的生物处理设备，广泛应用于废水处理工程。
该反应器以其优异的处理效果和简单的构造而受到广泛关注和应用。
下面将介绍UASB反应器的设计计算。
首先，设计UASB反应器需要确定处理废水的水量和水质特点。
根据废水的COD（化学需氧量）浓度、流量和其他有关脏污特性的参数，可以计算出反应器的有效体积。
其次，根据废水的COD浓度和反应器内的COD去除效率要求，可以确定UASB反应器的污泥停留时间（HRT）。
污泥停留时间是指废水在反应器内停留的平均时间，通常用小时来表示。
一般情况下，UASB反应器的污泥停留时间在4~12小时之间。
然后，根据污泥停留时间和反应器的有效体积，可以计算出废水在反应器内的平均流速。
平均流速是指单位时间内通过反应器的废水体积。
一般来说，UASB反应器的平均流速在0.4~1.0m/h之间。
另外，设计UASB反应器还需要确定废水进入反应器的投入方式。
根据UASB反应器的工作原理，废水需要通过底部喷射装置均匀进入到反应器内，以保证废水在反应器内的均匀分布和有效的气液固三相流动。
最后，为了确保UASB反应器的高效运行，需要根据污泥停留时间和反应器的温度等条件，合理确定废水循环和污泥回流的比例。
废水循环是指将一部分废水从反应器底部回流到反应器顶部，以提高污泥颗粒的悬浮性和反应器的传质效果。
而污泥回流是指将一部分污泥从反应器底部回流到反应器顶部，以保持反应器内的污泥浓度和稳定性。
综上所述，UASB反应器的设计计算主要包括确定反应器的有效体积、污泥停留时间、平均流速、投入方式以及废水循环和污泥回流的比例等。
通过合理的设计计算，可以确保UASB反应器的高效运行和良好的处理效果。
uasb的设计计算
uasb的设计计算UASB（上升流固定床）是一种广泛应用于废水处理和沼气发酵的高效生态工艺。
该工艺通过利用一系列微生物来将有机废水中的污染物转化成沼气和沉积物，从而实现污水处理和能源回收的双重效益。
UASB的设计计算包括以下几个方面：反应器尺寸计算、水力负荷计算、气体产率计算以及厌氧池反应器参数的确定。
首先，设计师需要根据水流量和水质参数，计算出UASB反应器的尺寸。
反应器的尺寸主要包括直径和高度。
直径的计算通常根据水力停留时间（HRT）和有效床高度来确定。
高度的计算通常根据HRT、比负荷和水力停留时间分布来确定。
根据这些参数，可以使用经验公式或数值模拟方法计算出反应器尺寸。
其次，设计师需要计算水力负荷（hydraulic loading rate，HLR）。
HLR是指单位时间内通过反应器的水流量。
通过计算入水流量和反应器尺寸，可以得到水力负荷值。
根据水质参数，可以确定最佳的水力负荷范围，以保证反应器的最佳运行效果。
气体产率计算也是UASB设计计算的重要部分。
气体产率通常是指单位废水中产生的沼气流量（体积流量）和化学需氧量（COD）负荷之比。
通过测定废水中COD的浓度，可以计算出化学需氧量负荷。
然后，根据反应器运行的污泥负荷和废水中COD浓度，可以计算沼气产量。
最后，设计师还需要确定厌氧池反应器的一些参数。
厌氧池反应器中微生物的生长速率和COD的去除效率对于UASB的性能有重要影响。
通过测定反应器中的污泥负荷、微生物的生长速率以及COD的去除效率，可以确定适合的反应器参数。
UASB的设计计算是一个复杂的过程，需要结合实际情况和具体要求进行综合考虑。
除了上述所提到的几个方面，还应考虑到废水的峰值水量、温度、pH值等因素。
只有对这些因素充分了解和综合考虑，才能设计出满足要求的高效UASB反应器。
UASB设计计算
UASB设计计算UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的厌氧消化技术，可用于处理有机废水并产生可再生能源。
设计UASB反应器时，需要考虑反应器体积、沉淀池体积、进水COD负荷以及沉淀池沉降时间等参数。
下面以废水处理厂为例，介绍UASB设计计算的步骤和关键参数。
1.确定进水COD负荷：进水COD负荷是设计UASB系统的重要参数，可以通过样品化验或历史数据得到。
假设进水COD浓度为5000 mg/L，流量为500 m3/d，则进水COD负荷为：COD负荷=进水COD浓度*进水流量= 5000 mg/L * 500 m3/d= 2500 kg/d2.确定UASB反应器体积：UASB反应器体积的计算可以根据理论和经验公式进行估算。
常用的公式包括Métcalf & Eddy公式、Chen Mishra公式等。
这里以Métcalf & Eddy公式为例，该公式计算的UASB反应器体积为：V = (Q * HRT * log(S0/S)) / (F * K)其中，V为反应器体积（m3/d），Q为进水流量（m3/d），HRT为水力停留时间（d），S0为反应器进水COD浓度（mg/L），S为反应器出水COD浓度（mg/L），F为反应器降解系数（kgCOD/kgVSS∙d），K为反应器速率系数（d-1）。
假设选择HRT为6小时（0.25 d），反应器出水COD浓度为200mg/L，降解系数为0.80 kgCOD/kgVSS∙d，速率系数为0.05 d-1，则反应器体积计算为：V = (500 m3/d * 0.25 d * log(5000 mg/L / 200 mg/L)) / (0.80 kgCOD/kgVSS∙d * 0.05 d-1)=7812.5m3/d3.确定沉淀池体积：沉淀池体积需要根据进水悬浮物浓度确定。
通常情况下，沉淀池沉降时间为2小时（0.08 d）较为合适。
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uasb工艺系统设计方法探讨一、概述厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。
虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有抑制性物质时，如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。
在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器，所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。
但是，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点，例如，流化床和UASB都有三相分离器。
而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的，所以结果也可以作为其他反应器设计参考。
包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分，可以用图1所示的流程表示。
二、UASB系统设计1、预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。
格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。
当污水中含有砂砾时，例如以薯干为原料的酿酒废水，怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。
不可生物降解的固体，在厌氧反应器内积累会占据大量的池容，反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。
由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。
调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。
在调节池中设有沉淀池时，容积需扣除沉淀区的体积；根据颗粒化和pH调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等；可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂，通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。
同时，酸化池或两相系统是去除和改变，对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段，也是厌氧预处理的目的之一。
仅考虑溶解性废水时，一般不需考虑酸化作用。
对于复杂废水，可在调节池中取得一定程度的酸化，但是完全的酸化是没有必要的，甚至是有害处的。
因为达到完全酸化后，污水pH会下降，需采用投药调整pH值。
另外有证据表明完全酸化对UASB反应器的颗粒过程有不利的影响。
对以下情况考虑酸化或相分离可能是有利的：1) 当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物的结构时；2) 当废水存在有较高的Ca2+时，部分酸化可避免颗粒污泥表面产生CaCO3结垢；3) 当处理含高含悬浮物和/或采用高负荷，对非溶解性组分去除有限时；4) 在调节池中取得部分酸化效果可以通过调节池的合理设计取得。
例如，上向流进水方式，在反应器底部形成污泥层(1.0m)。
底部布水孔口设计为5～10m2/孔即可。
2、UASB反应器体积的设计a) 负荷设计法采用有机负荷(q)或水力停留时间(HRT) 设计UASB反应器是目前最为主要的方法。
一旦q或HRT确定，反应器的体积(V)可以很容易根据公式(1或2)计算。
对某种特定废水，反应器的容积负荷一般应通过试验确定。
V = QS o/q(1)V =KQ.HRT(2)式中：Q---废水流量，m3/d；S o---进水有机物浓度，gCOD/L或gBOD5/L。
表1给出不同类型废水国内外采用UASB反应器处理的负荷数据，需要说明的是表中无法一一注明采用的预处理条件和厌氧污泥类型等情况，这些条件对选择设计负荷是至关重要的。
下表供设计人员设计时参考，选用前必须进行必要的实验和进一步查询有关的技术资料。
b) 经验公式方法Lettinga等人采用同样经验公式描述不同厌氧处理系统处理生活污水HRT 与去除率(E)之间的关系，并且对不同反应器处理生活污水的数据进行了统计，得出了参数值。
式中：C1 ,C2——反应常数。
c) 学方法许多研究者致力于动力学的研究，Henxen和Harremoes(1983)根据众多研究结果汇总了酸性发酵和甲烷发酵过程重要的动力学常数(见表2)。
到目前为止，动力学理论的发展，还没有使它能够在选择和设计厌氧处理系统过程中成为有力的工具，通过评价所获得的实验结果的经验方法现在仍是设计和优化厌氧消化系统的唯一的选择。
表2 厌氧动力学参数(Henxen和Harremoes，1982)3、UASB反应器的详细设计1) 反应器的体积和高度采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。
选择反应器高度的原则是设计、运行和经济上综合考虑的结果。
从设计、运行方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。
但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制；高度与CO2溶解度有关，反应器越高溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。
如pH值低于最优值，会危害系统的效率。
从经济上考虑: 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。
最经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。
2) 反应器的升流速度对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。
对于日平均上升流速的推荐值见表3，应该注意对短时间(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。
表3 UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量)3) 反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)在确定反应器的容积和高度(H)之后，可确定反应器的截面积(A)。
从而确定反应器的长和宽，在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASB 需要更多的建筑材料。
以表面积为600m2的反应器为例，30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%，这意味着建筑费用要增加10%。
但从布水均匀性考虑，矩形在长/宽比较大较为合适。
从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。
长/宽比在4:1时费用增加十分显著。
圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。
但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。
当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。
对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。
如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。
4) 单元反应器最大体积和分格化的反应器在UASB反应器的设计中，采用分格化对运行操作是有益的。
首先，分格化的单元尺寸不会过大，可避免体积过大带来的布水均匀性等问题；同时多个反应器对系统的启动也是有益的，可首先启动一个反应器，再用这个反应器的污泥去接种其他反应器；另外，有利于维护和检修，可放空一个反应器进行检修，而不影响系统的运行。
从目前实践看最大的单体UASB反应器(不是最优的)可为1000-2000m3。
5) 单元反应器的系列化单元的标准化根据三相分离器尺寸进行，三相分离器的型式趋向于多层箱体的设备化结构。
以2×5m的三相分离器为例，原则上讲有多种配合形式。
但从标准化和系列化考虑，要求具有通用性和简单性。
所以，池子宽度是以5m为模数，长度方向是以2m为模数。
布置单元尺寸的方式可分成单池单个分离器和单池两个分离器的形式。
原则上如果采用管道或渠道布水，池子的长度是不受限制。
如前所述，由于长宽比涉及到反应器的经济性，所以要结合池子组数考虑适当的长宽比。
对宽度为10m的单个反应器，2:1的长宽比的反应器可达到2000m3的池容。
对更大的反应器，如果需要也可采用双池共用壁的型式。
uasb工艺系统设计方法探讨来自:三、反应器的配水系统的设计1、配水孔口负荷一个进水点服务的最大面积问题是应该进行深入的实验研究。
对于UASB反应器Lettinga建议在完成了起动之后，每个进水点负担2.0到4.0m2对获得满意的去除效率是足够的。
但是在温度低于20℃或低负荷的情况，产气率较低并且污泥和进水的混合不充分时，需要较高密度的布水点。
对于城市污水De Man 和Van der Last (1990)建议1～2m2/孔。
表4是Lettinga等人根据UASB反应器的大量实践推荐的进水管负荷。
表4 采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷2、进水分配系统进水分配系统的合理设计对UASB处理厂的良好运转是至关重要的，进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了这两个功能的实现，需要满足如下原则：a) 确保单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生；b) 尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合；c) 很容易观察到进水管的堵塞；d) 当堵塞被发现后，很容易被清除。
在生产装置中采用的进水方式大致可分为间歇式(脉冲式)、连续流、连续与间歇相结合等方式；从布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝状等多种形式。
1) 连续进水方式(一管一孔)为了确保进水均匀分布，每个进水管线仅仅与一个进水点相连接，是最为理想的情况(图3a)。
为保证每一个进水点的流量相等，建议用高于反应器的水箱(或渠道式)进行分配，通过渠道或分配箱之间的三角堰来保证等量的进水。
这种系统的好处是容易观察到堵塞情况。
2) 脉冲进水方式我国UASB反应器与国外的最为显著的特点是很多采用脉冲进水方式。
有些研究者认为脉冲方式进水，使底层污泥交替进行收缩和膨胀，有助于底层污泥的混合。
图3a为北京环科院采用的一种脉冲布水器的原理图，该系统借鉴了给水中虹吸滤池的布水方式。
3) 一管多孔配水方式采用在反应器池底配水横管上开孔的方式布水，为了配水均匀，要求出水流速不小于2.0m/s。
这种配水方式可用于脉冲进水系统。
一管多孔式配水方式的问题是容易发生堵塞，因此，应该尽可能避免在一个管上有过多的孔口。
4) 分枝式配水方式这种配水系统的特点采用较长的配水支管增加沿程阻力，以达到布水均匀的目的(图3c)。
根据笔者的实践，最大的分枝布水系统的负荷面积为54m2。
大阻力系统配水均匀度好，但水头损失大。
小阻力系统水头损失小，如果不影响处理效率，可减少系统的复杂程度。
对其他类型布水方式，我国也有很多设计和运行经验。
与三相分离器一样，不同型式的布水装置之间，很难比较孰优孰劣。
事实上，各种类型的布水器都有成功的经验和业绩。
3、配水管道设计对重力布水方式，污水通过三角堰进入反应器时可能吸入空气，会引起对甲烷菌的抑制；进入大量气体与产生的沼气会形成有爆炸可能的混合气体；同时，气泡太多可能还会影响沉淀功能。
因为，大于2.0mm直径的气泡在水中以大约0.2～0.3m/s速度上升，采用较大的管径使液体在管道的垂直部分的流速低于这一数值，可适当地避免超过2mm直径的空气泡进入反应器，同时还可避免气阻。
在反应器底部用较小直径，形成高的流速产生较强的扰动，使进水与污泥之间混合加强。
污水中存在大的物体可能堵塞进水管，设计良好的进水系统要求可疏通堵塞；对于压力流采用穿孔管布水器(一管多孔或分枝状)，需考虑设液体反冲洗或清堵装置，可采用停水分池分段反冲；采用一管多孔布水管道，布水管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞；采用重力流布水方式(一管一孔)，如果进水水位差仅仅比反应器的水位稍高(水位差小于10cm)将经常发生堵塞。