UASB设计计算实例.pdf
UASB设计计算
3.5UASB 反应器的设计计算3.5.1设计参数(1)污泥参数设计温度T=25℃容积负荷N V =8.5kgCOD/(m 3.d)污泥为颗粒状污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,产气率0.5m 3/kgCOD(2)设计水量Q=2800m 3/d=116.67m 3/h=0.032m 3/s 。
(3)水质指标表5UASB 反应器进出水水质指标水质指标COD （㎎⁄L ）BOD （㎎⁄L ）SS （㎎⁄L ）进水水质37352340568设计去除率85%90%/设计出水水质5602345683.5.2UASB 反应器容积及主要工艺尺寸的确定[5](1)UASB 反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积V V=QS 0/N VV—反应器的有效容积(m 3)S 0—进水有机物浓度(kgCOD/L)V=3400×3.735/8.5=1494m 3取有效容积系数为0.8,则实际体积为1868m 3(2)主要构造尺寸的确定UASB 反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。
取水力负荷q 1=0.6m 3/（m 2·d ）反应器表面积A=Q/q 1=141.67/0.6=236.12m 2反应器高度H=V/A=1868/236.12=7.9m取H=8m采用4座相同的UASB 反应器，则每个单池面积A 1为：A 1=A/4=236.12/4=59.03m 2mA D 67.814.303.59441=×==π取D=9m则实际横截面积A 2=3.14D 2/4=63.6m 2实际表面水力负荷q 1=Q/4A 2=141.67/5×63.6=0.56q 1在0.5—1.5m/h 之间，符合设计要求。
3.5.3UASB 进水配水系统设计(1)设计原则(2)设计参数每个池子的流量Q 1=141.67/4=35.42m 3/h(3)设计计算查有关数据[6]，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m 3/(m 2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m 2则布水孔个数n 必须满足пD 2/4/n>2即n<пD 2/8=3.14×9×9/8=32取n=30个则每个进水口负荷a=пD 2/4/n=3.14×9×9/4/30=2.12m 2可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图4①内圈5个孔口设计服务面积：S 1=5×2.12=10.6m 2折合为服务圆的直径为：m S 67.314.36.10441=×=π用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口则圆环的直径计算如下：3.14×d 12/4=S 1/2m S d 6.214.36.102211=×==π②中圈10个孔口设计服务面积：S 1=10×2.12=21.2m 2折合为服务圆的直径为：mS S 36.614.3)2.216.10(4)(421=+×=+π则中间圆环的直径计算如下：3.14×(6.362－d 22)/4=S 2/2则d 2=5.2m ③外圈15个孔口设计服务面积：S 3=15×2.12=31.8m 2折合为服务圆的直径为mS S S 0.914.3)8.312.216.10(4)(4321=++×=++π则中间圆环的直径计算如下：3.14×(92－d 32)=S 3/2则d 3=7.8m布水点距反应器池底120mm ；孔口径15cm图4UASB 布水系统示意图3.5.4三相分离器的设计(1)设计说明UASB 的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。
uasb计算
原始数据进水流量Q（m3/d）240.00水温℃进水水质COD0BOD0（mg/l）7290.003500.00容积负荷率U 4.00kgCOD/（m3.d）COD去除率%0.70SS去除率% 0.60沼气表观产率0.50m3/（去除kgCOD）污泥表观产率0.05kgVSS/（去除kgCOD）VSS/SS0.601、处理后出水水质出水水质COD1BOD1（mg/l）2187.002、UASB反应器有效容积及长、宽、高尺寸的确定2.1、有效容积V R437.40m32.2、反应器数量 1.002.3、单个容积V R'437.40m32.4、有效高度H10.00m32.5、反应器面积S43.74m22.6、反应器尺寸设定反应器宽B8.00m反应器直径D7.467.003、反应器的外形尺寸长 5.00宽直径7.00高重新核算后的面积40.00或者圆形容积400.00或者圆形4、反应器的水力停留时间HRT40.00或者圆形5、三相分离器设计沉淀区的表面负荷0.13或者圆形沉淀区的水深h 1.00m停留时间 4.00或者圆形6、回流缝设计设集气罩的水平夹角55.00取保护高度h10.50m设下三角集气罩高度h30.80m上三角形顶水深h20.50m则有b10.56m设单元三相分离器宽b 2.50m则下部污泥回流缝宽度b2 1.38m下部污泥回流缝总面积a122.07或者圆形求得下三角形回流缝的上升流速v10.45或者圆形设上部三角形集气罩回流缝宽度b30.64m总面积a220.47或者圆形求得上部回流缝上升流速v20.24或者圆形7、三相分离器位置的确定上三角形集气罩底端到下三角形集气罩斜面的垂直距离CE上三角形集气罩底端到下三角形集气罩的竖直距离BC取上三角形集气罩与下三角形集气罩重叠的斜面长度AB求得上三角形集气罩底端与下三角形集气罩底端的高度h则确定上三角形集气罩底端到池顶的距离 1.80m下三角形集气罩底端到池顶的距离 3.11m8、气液分离设计沿下集气罩斜面方向的水流速度va0.60或者圆形气泡的直径dg设为0.01cm废水的动力粘滞系数μ=vρ10.01取（β*g/18μ）*（ρ1-ρg）*d²气泡在下集气罩边缘的上升速度vb=0.27cm/s9.59m/h9、核算设计结果BC/AB= 2.28vb/va=16.08或者圆形满足vb/va > BC/AB的要求，可以脱除直径等于或大于0.01cm的气泡。
UASB设计计算(实例)
UASBS计计算一、设计参数(1) 污泥参数设计温度T=25C容积负荷N/=8.5kgCOD/(mLd) 污泥为颗粒状污泥产率O.lkgMLSS/kgCOD,产气率0.5m3/kgCOD(2) 设计水量Q=2800md=116.67m3/h=0.032 m 3/s(3) 水质指标表1 UASB反应器进出水水质指标二、UASB 反应器容积及主要工艺尺寸的确定(1) UASB 反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积 VV 二QS/N VV —反应器的有效容积(m‘)S o —进水有机物浓度(kgCOD/L)V=3400X 3.735 - 8.5=1494m f3取有效容积系数为0.8,则实际体积为1868m(2) 主要构造尺寸的确定UAS 取应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。
取水力负荷q 1=0.6m 3/ (m • d )反应器表面积反应器高度 H=8m采用4座相同的UASBZ 应器，则每个单池面积 A1为:A 仁 A/4=236.12/4=59.03m 2A=Q/q 仁141.67/0.6=236.12m H=V/A=1868/236.12=7.9m3 148.67PM取D=9m则实际横截面积A2=3.14D2/4=63.6 m 23 2实际表面水力负荷q i二Q/4A=141.67/5 63.6=0.56 m / (m • d) q i〈0.8m/h，符合设计要求。
二、UASB进水配水系统设计(1) 设计原则①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。
本设计采用圆形布水器，每个UAS阪应器设30个布水点。
(2) 设计参数每个池子的流量3Q=141.67/4=35.42m /h(3) 设计计算查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4nV(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m则布水孔个数n必须满足n D74/n>2即 n<n D/8=3.14 X 9X 9-8=32 2贝S 每个进水口负荷 a= n D/4/n=3.14 X 9X 9 -4-230=2.12m 可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图1① 内圈5个孔口设计服务面积：S 1=5 X 2.12=10.6m 2折合为服务圆的直径为：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5个孔口，则圆环的直径计算如下:2 23.14* (3.67 -d i )/4=S i /2 取n=30个图1 UASB 布水系统示意图②中圈10个孔口设计服务面积：S2=10 x 2.12=21.2m2折合为服务圆的直径为：则中间圆环的直径计算如下：2 23.14 x (6.36 —d2)/4二S2/2贝卩 d 2=5.2m③外圈15个孔口设计服务面积：S3=15 x 2.12=31.8m2折合为服务圆的直径为(4x(10 6+21.2+31 8) “则中间圆环的直径计算如下：3.14 x (92—d32)/4=S 3/2 贝卩 d 3=7.8m布水点距反应器池底120mm孔口径15cm三、三相分离器的设计(1) 设计说明UASB勺重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。
UASB设计计算
U A S B设计计算(实例)(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--UASB设计计算一、设计参数(1) 污泥参数设计温度T=25℃容积负荷N V= 污泥为颗粒状污泥产率kgCOD,产气率kgCOD(2) 设计水量Q=2800m3/d=h= m3/s。
(3) 水质指标表1 UASB反应器进出水水质指标二、 UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定(1) UASB反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积VV=QS0/N VV—反应器的有效容积(m3)S0—进水有机物浓度(kgCOD/L)V=3400×÷=1494m3取有效容积系数为,则实际体积为1868m3(2) 主要构造尺寸的确定UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。
取水力负荷q1=（m2·d）反应器表面积 A=Q/q1==反应器高度 H=V/A=1868/= 取H=8m采用4座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为：A1=A/4=4=取D=9m则实际横截面积 A2=4= m2实际表面水力负荷 q1=Q/4A2=5 = m3/（m2·d）q1〈h，符合设计要求。
二、UASB进水配水系统设计(1) 设计原则①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。
本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。
(2) 设计参数每个池子的流量Q1=4=h(3) 设计计算查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/时，每个进水口的负荷须大于2m2则布水孔个数n必须满足πD2/4/n>2即n<πD2/8=×9×9÷8=32 取n=30个则每个进水口负荷 a=πD2/4/n=×9× 9÷4÷30=可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图1图1 UASB布水系统示意图①内圈5个孔口设计服务面积： S1=5 ×=折合为服务圆的直径为：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5个孔口,则圆环的直径计算如下：*（）/4=S1/2②中圈10个孔口设计服务面积： S2=10 ×=折合为服务圆的直径为：则中间圆环的直径计算如下：×－d22) /4=S2/2则 d2=③外圈15个孔口设计服务面积： S3=15 ×=折合为服务圆的直径为则中间圆环的直径计算如下：×(92－d32)/4=S3/2则 d3=布水点距反应器池底120mm；孔口径15cm 三、三相分离器的设计(1) 设计说明 UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。
(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。
(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。
调节池、UASB的计算
③判断分离效果
ub/ua=2.53＞BC/AB=0.75
该三相分离器能有效分离d≥0.008cm的沼气泡，分离效果良好。
（3）三相分离区高度
①气封高度
h1=FJ=AJtg50°=0.20×tg50°=0.24m
②集气罩高度
h2=0.40×tg50°=0.48m
最大空塔气速:ugmax= Qgmax/F=16.8/(24×0.785)=0.89m.h-1＜1.0m.h-1(合理)
2.三相分离区
按图3设置三相分离区，要求u1＜u2(ua)＜u3≤2.0 m·h-1， ＞ 。
图3-UASB
（1）校核流速
①计算u1
=0.785×0.62=0.28m2
u1max=Qmax/F1=0.50/0.28=1.79m.h-1<2.0 m·h-1（合理）
（2）有效水深
H3=tmin.qmax=0.5×0.64=0.3m
（3）集水槽
槽断面60×60，单边开90°三角齿，齿深2.0 cm，齿上水位1.0 cm。
①出水堰最大负荷
amax=Qmax/D=0.50/1.0=0.50m3.m-1.h-1＜5.4 (合理)
②齿数
单齿流量：q0’=1.343×h02.47=1.343×0.012.47=1.542×10-5m3.s-1
1．水面积
A=Qmax/ηq=0.50/(0.91×1.0)= 0.55m2
2．长、宽
L=B= =0.74m
3．泥斗深
h5=(L-l)tgα/2=(0.74-0.05) tg55°/2=0.50m
4．缓冲区进水孔口（Φ15）
总断面积：S0=Qmax/u0=0.50/(3600×0.12)=1.157×10-3m2
UASB的设计计算
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。
6.10.3 防腐措施
厌氧反应器腐蚀比较严重的地方是反应器的上部，此处无论是钢材或是水泥都会被损坏，因此，UASB反应器应重点进行顶部的防腐处理。在水平面以下，溶解的 会发生腐蚀，水泥中的 会因为碳酸的存在而溶解。沉降斜面也会腐蚀，为了延长反应器的使用寿命，反应器的防腐措施是必不可少的。本次设计中，反应器上部2m以上池壁用玻璃钢防腐，三相分离器-所有裸露的碳钢部位用玻璃钢防腐。
单池产泥
（3）污泥含水率98%，当污泥含水率〉95%时，取
则污泥产量：
单池排泥量：
（4） 污泥龄
6.6 排泥系统的设计
在距UASB反应器底部100cm和200cm高处个设置两个排泥口，共4个排泥口。排泥时由污泥泵从排泥管强排。反应器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入集泥井中，排泥管选钢管DN150mm。
（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 ，则宽 ，设计中取
单池截面积：
（3）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。
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：
UASB工艺设计计算（全）
UASB工艺设计计算（全）原始数据进水流量Q（m3/d）240.00水温℃进水水质COD0BOD0（mg/l）7290.003500.00容积负荷率U 4.00kgCOD/（m3.d）COD去除率%0.70SS去除率% 0.60沼气表观产率0.50m3/（去除kgCOD）污泥表观产率0.05kgVSS/（去除kgCOD）VSS/SS0.601、处理后出水水质出水水质COD1BOD1（mg/l）2187.002、UASB反应器有效容积及长、宽、高尺寸的确定2.1、有效容积V R437.40m32.2、反应器数量 1.002.3、单个容积V R'437.40m32.4、有效高度H10.00m32.5、反应器面积S43.74m22.6、反应器尺寸设定反应器宽B8.00m反应器直径D7.467.003、反应器的外形尺寸长 5.00宽直径7.00高重新核算后的面积40.00或者圆形容积400.00或者圆形4、反应器的水力停留时间HRT40.00或者圆形5、三相分离器设计沉淀区的表面负荷0.13或者圆形沉淀区的水深h 1.00m停留时间 4.00或者圆形6、回流缝设计设集气罩的水平夹角55.00取保护高度h10.50m设下三角集气罩高度h30.80m上三角形顶水深h20.50m则有b10.56m设单元三相分离器宽b 2.50m则下部污泥回流缝宽度b2 1.38m下部污泥回流缝总面积a122.07或者圆形求得下三角形回流缝的上升流速v10.45或者圆形设上部三角形集气罩回流缝宽度b30.64m总面积a220.47或者圆形求得上部回流缝上升流速v20.24或者圆形7、三相分离器位置的确定上三角形集气罩底端到下三角形集气罩斜面的垂直距离CE上三角形集气罩底端到下三角形集气罩的竖直距离BC取上三角形集气罩与下三角形集气罩重叠的斜面长度AB求得上三角形集气罩底端与下三角形集气罩底端的高度h则确定上三角形集气罩底端到池顶的距离 1.80m下三角形集气罩底端到池顶的距离 3.11m8、气液分离设计沿下集气罩斜面方向的水流速度va0.60或者圆形气泡的直径dg设为0.01cm废水的动力粘滞系数μ=vρ10.01取（β*g/18μ）*（ρ1-ρg）*d2气泡在下集气罩边缘的上升速度vb=0.27cm/s9.59m/h9、核算设计结果BC/AB= 2.28vb/va=16.08或者圆形满足vb/va > BC/AB的要求，可以脱除直径等于或大于0.01cm 的气泡。
UASB的设计计算
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
6.5.1 UASB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：
每个UASB反应器处理水量5.8 ，查得溢流负荷为
设计溢流负荷为 ，则溢流堰上水面总长为：
三角堰数： 个取140个
每条溢流堰三角堰数： 个
一个溢流堰上共有14个100mm的堰口，10个1000mm的间隙。
堰上水头校核
每个堰处流率：
按90°三角堰计算公式：
则堰上水头：
6.7.5 出水渠设计计算
UASB反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽的出水流至此出水渠，设出水渠宽0.3m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.2m/s。
由计算所得污泥量选择污泥泵，型号为：WQK25—15—3污泥泵，
主要性能： 流量：Q=25m3/h；扬程：H=15m；电机功率：P=3Kw；数量：2台；
用两台泵同时给两组反应器排泥，设每天排泥一次
6.7 出水系统设计计算
出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出，出水是否均匀对处理效果有很大的影响且形式与三向分离器及沉淀区设计有关。
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
b1b2
图2.2 三项分离器
UASB方法计算
⑤气体出口管的直径应足够大，以保证气体能顺利逸出， 在可能出现泡沫的情况下更应该如此。
⑥若待处理污水起泡问题比较严重，则应在气体收集罩顶部设置除泡沫喷嘴。
（1）沉淀区的设计
与短边平行，沿长边布置3个集气罩，构成2个分离单元，则一共设置8个三相分离器。三相分离器单元结构示意图如下：
三相分离器有气液分离、固液分离和污泥回流等3个功能，其组成分为气封、沉淀区和回流缝3个部分。
三相分离器设计的主要要点如下（黄晓东等，1997）：
①器壁与水平面的夹角应在45～60°之间。
②气体分离器之间间隙面的面积与反 应器总表面积之比应不小于15%~20％。
③气体分离器的高应在1.5～2 m之间。
νM=0.3Q/24nl1B=600/（24×8×0.3×5）=2.08m/h
MC=b2/2sinβ=0.6/2sinβ=0.346 m
设BC=0.5m，则MB=BC-MC=0.5-0.346=0.154 m
AB=2BCcos30°=2×0.5×cos30°=0.866 m
BD=AD=AB/2cos20°=0.866/2cos20°=0.461 m
③搅拌器宽度：B=0.1·10=1m
④搅拌器层数：H：D=5.5/10=0.55≤1.2~1.3，设计中取一层
⑤搅拌器页数：Z=8
⑥搅拌器距池底高度：0.5D。=3.34m
⑦搅拌器转速：n。=60v/πD。=60·3.0/(3.14·6.67)=8.59r/min
式中：n。——搅拌器转速（r/min）；
3.3参数选取
参数：
取值：
COD(mg/L)
UASB设计计算实例
UASB反应器的设计计算1 设计参数(1) 污泥参数设计温度T=25℃容积负荷NV=8.5kgCOD/(m3.d) 污泥为颗粒状污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,产气率0.5m3/kgCOD(2) 设计水量Q=2800m3/d=116.67m3/h=0.032 m3/s。
(3) 水质指标表5 UASB反应器进出水水质指标水质指标COD（㎎∕L）BOD（㎎∕L）SS（㎎∕L）进水水质3735 2340 568设计去除率85% 90% /设计出水水质560 234 5682 UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定[5](1) UASB反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积V V=QS0/NVV—反应器的有效容积(m3)S0—进水有机物浓度(kgCOD/L)V=3400 *3.735/8.5=1494m3取有效容积系数为0.8,则实际体积为1868m3(2) 主要构造尺寸的确定UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。
取水力负荷q1=0.6m3/（m2·d）反应器表面积 A=Q/q1=141.67/0.6=236.12m2反应器高度 H=V/A=1868/236.12=7.9m 取H=8m采用4座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为：A1=A/4=236.12/4=59.03m2取D=9mA则实际横截面积 A2=3.14D2/4=63.6 m2实际表面水力负荷 q1=Q/4A2=141.67/5 63.6=0.56q1在0.5—1.5m/h之间，符合设计要求。
3 UASB进水配水系统设计(1) 设计原则①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。
本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。
(2) 设计参数每个池子的流量Q1=141.67/4=35.42m3/h(3) 设计计算查有关数据[6]，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m2则布水孔个数n必须满足пD2/4/n>2即n<пD2/8=3.14*9*9/8=32 取n=30个则每个进水口负荷a=пD2/4/n=3.14* 9* 9/4/30=2.12m2可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图4①内圈5个孔口设计服务面积： S1=5 *2.12=10.6m2折合为服务圆的直径为：用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口则圆环的直径计算如下：3.14*d12/4=S1/2②中圈10个孔口设计服务面积： S1=10 *2.12=21.2m2折合为服务圆的直径为：则中间圆环的直径计算如下：3.14 *(6.36^2－d2^2)/4=S2/2则 d2=5.2m③外圈15个孔口设计服务面积： S3=15 *2.12=31.8m2折合为服务圆的直径为则中间圆环的直径计算如下：3.14* (9^2－d3^2)=S3/2则 d3=7.8m布水点距反应器池底120mm；孔口径15cm图4 UASB布水系统示意图4 三相分离器的设计(1) 设计说明 UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。
UASB反应器地设计计算
第二章 啤酒废水处理构筑物设计与计算第一节 格栅的设计计算一、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。
二、设计参数取中格栅；栅条间隙d=10mm ；栅前水深 h=0.4m ；格栅前渠道超高 h 2 过栅流速v=0.6m/s ； 安装倾角α=45°；设计流量Q=5000m 33/s〔一〕栅条间隙数(n)max sin Q nbhv×√(sin45)÷÷÷取n=21条式中：Q ------------- 设计流量，m 3/sα------------- 格栅倾角，取450 b ------------- 栅条间隙，h ------------- 栅前水深，取mv ------------- 过栅流速，取0.6m/s ；〔二〕栅槽总宽度(B)设计采用宽10 mm 长50 mm ，迎水面为圆形的矩形栅条,即 B=S ×(n-1)+b ×n ××21=0.41 m 式中：S -------------- 格条宽度，取mn -------------- 格栅间隙数，b -------------- 栅条间隙，〔三〕进水渠道渐宽局部长度(l 1)设进水渠道内流速为0.5m/s,如此进水渠道宽B 1=0.17m, 渐宽局部展开角1取为20°如此 l 1=112B B tg=(0.41-0.17)÷2÷tg20式中：l1-----------进水渠道间宽部位的长度，mL2----------格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，m B -------------- 栅槽总宽度，m B 1 -------------- 进水渠道宽度，m 1-------------- 进水渠展开角，度〔四〕栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度〔l 2〕l 2= l 1〔五〕过栅水头损失〔h 1〕取k=3,βh o =β×〔S ÷b 〕4/3×V^2÷2÷g ×sin α×÷0.01)4/3×0.6^2÷2÷×sin45=0.024 mh 1=k ×h 0 =3× =0.072 m 式中：h 0--------计算水头损失，m h 1---------过格栅水头损失，mk -------- 系数，水头损失增大倍数 β-------- 形状系数，与断面形状有关ξ S -------- 格栅条宽度，m b-------- 栅条间隙，m v -------- 过栅流速，m/s α-------- 格栅倾角，度〔六〕栅槽总高度(H)取栅前渠道超高h 2 栅前槽高H 1=h+h 2如此总高度H=h+h 1+h 2=0.772 m〔七〕栅槽总长度(L)L=l 1+l 2+0.5+1.0+145H tg=0.32+0.16+0.5+1.0+0.745tg=2.68 m 式中：H 1------格栅前槽高， H 1=h ＋h 2〔八〕每日栅渣量(W)取W 13/103m 3 K 2如此W=12864001000Q W K ⨯⨯⨯××86400÷÷1000=0.27 ㎡/d (采用机械清渣)式中：Q ----------- 设计流量，m 3/sW 1 ---------- 栅渣量(m 3/103m 3污水)，取0.1～0.01,粗 K 2-----------污水流量总变化系数.第二节调节沉淀池的设计计算一、设计说明啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进展调节，由于啤酒废水中悬浮物(ss)浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。
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UASB反应器的设计计算
1 设计参数
(1) 污泥参数
设计温度T=25℃
容积负荷NV=8.5kgCOD/(m3.d) 污泥为颗粒状
污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,
产气率0.5m3/kgCOD
(2) 设计水量Q=2800m3/d=116.67m3/h=0.032 m3/s。
(3) 水质指标
表5 UASB反应器进出水水质指标
水质指标COD（㎎∕L）BOD（㎎∕L）SS（㎎
∕L）
进水水质3735 2340 568
设计去除率85% 90% /
设计出水水质560 234 568
2 UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定[5]
(1) UASB反应器容积的确定
本设计采用容积负荷法确立其容积V V=QS0/NV
V—反应器的有效容积(m3)
S0—进水有机物浓度(kgCOD/L)
V=3400 *3.735/8.5=1494m3
取有效容积系数为0.8,则实际体积为1868m3
(2) 主要构造尺寸的确定
UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。
取水力负荷q1=0.6m3/（m2·d）
反应器表面积 A=Q/q1=141.67/0.6=236.12m2
反应器高度 H=V/A=1868/236.12=7.9m 取H=8m
采用4座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为：
A1=A/4=236.12/4=59.03m2
取D=9mA
则实际横截面积 A2=3.14D2/4=63.6 m2
实际表面水力负荷 q1=Q/4A2=141.67/5 63.6=0.56
q1在0.5—1.5m/h之间，符合设计要求。
3 UASB进水配水系统设计
(1) 设计原则
①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；
②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；
③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。
本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。
(2) 设计参数
每个池子的流量
Q1=141.67/4=35.42m3/h
(3) 设计计算
查有关数据[6]，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m2
则布水孔个数n必须满足пD2/4/n>2即n<пD2/8=3.14*9*9/8=32 取n=30个
则每个进水口负荷a=пD2/4/n=3.14* 9* 9/4/30=2.12m2
可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图4
①内圈5个孔口设计
服务面积： S1=5 *2.12=10.6m2
折合为服务圆的直径为：
用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口则圆环的直径计算如下：
3.14*d12/4=S1/2
②中圈10个孔口设计
服务面积： S1=10 *2.12=21.2m2
折合为服务圆的直径为：
则中间圆环的直径计算如下：
3.14 *(6.36^2－d2^2)/4=S2/2
则 d2=5.2m
③外圈15个孔口设计
服务面积： S3=15 *2.12=31.8m2
折合为服务圆的直径为
则中间圆环的直径计算如下：3.14* (9^2－d3^2)=S3/2
则 d3=7.8m
布水点距反应器池底120mm；孔口径15cm
图4 UASB布水系统示意图
4 三相分离器的设计
(1) 设计说明 UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。
对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：
沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；
三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m；
沉淀区四壁倾斜角度应在45?～60?之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；
沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m；
进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；
总沉淀水深应≥1.5m；
水力停留时间介于1.5～2h；
分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；
以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。
(2) 设计计算
本设计采用无导流板的三相分
①沉淀区的设计
沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ=50°
沉淀区面积： A=3.14 *D^2/4=63.6m2
表面水力负荷q=Q/A=141.67/(4 *63.6)=0.56m3/(m2.h)<1.0 m3/(m2.h) 符合要求②回流缝设计
h2的取值范围为0.5—1.0m, h1一般取0.5
取h1=0.5m h2=0.7m h3=2.4m
依据图8中几何关系，则b1=h3/tanθ
b1—下三角集气罩底水平宽度，
θ—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
b1=2.4/tan50=2.0m b2=b－2b1=9－2 2.0=5.0m
下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v1,可用下式计算：
V1=Q1/S1=4Q1/3.14b2
Q1—反应器中废水流量（m3/s）
S1—下三角形集气罩回流缝面积（m2）
符合要求
上下三角形集气罩之间回流缝流速v2的计算： V2=Q1/S2
S2—上三角形集气罩回流缝面积（m2）
CE—上三角形集气罩回流缝的宽度，CE>0.2m 取CE=1.0m
CF—上三角形集气罩底宽，取CF=6.0m
EH=CE *sin50=1.0* sin50=0.766m
EQ=CF+2EH=6.0+2*1.0*sin50=7.53m
S2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14 (6.0+7.53) *1.0/2=21.24m2
v2=141.67/4/21.24=1.67m/h
v2<v1<2.0m/h , 符合要求
确定上下集气罩相对位置及尺寸
BC=CE/cos50=1.0/cos50=1.556m
HG=(CF－b2)/2=0.5m
EG=EH+HG=1.266m
AE=EG/sin40=1.266/sin40=1.97m
BE=CE *tan50=1.19m
AB=AE－BE=0.78m
DI=CD *sin50=AB *sin50=0.778* sin50=0.596m
h4=AD+DI=BC+DI=2.15m
h5=1.0m
气液分离设计
由图5可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。
由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。
当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流动，并设流速为va，同时假定A点的气泡以速度Vb垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着va和vb合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：
要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：
在消化温度为25℃，沼气密度 =1.12g/L；水的密度 =997.0449kg/m3；
水的运动粘滞系数v=0.0089×10^-4m2/s；取气泡直径d=0.01cm
根据斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度vb为。