UASB厌氧反应器的设计
升流式厌氧污泥床反应器(UASB)设计计算书
UASB反应器 有效容积及 长、宽、高 尺寸的确定
反应器尺寸（矩形池）
反应器的长 取整反应器的长 上升流速 反应器直径
L
反应器尺寸（圆形池）
取整反应器直径 上升流速 长
D
L B H ø H S V
矩形池
宽 高 直径 高 矩形池 圆形池 矩形池 圆形池 矩形池 圆形池 矩形池 圆形池
反应器的外 圆形池 形尺寸 重新核算后的面积 重新核算后的容积
反应器最大单体体积应小于3000m3 考虑检修不停产，一般选取2座。 反应器有效水深应在5～8m之间
矩形设备的长宽比小于4
上升流速宜小于0.8m/h 圆形设备的高径比在1~3之间 上升流速宜小于0.8m/h
沉淀区表面负荷宜小于0.8m3/（m2· h） 一般取值大于1.0m
一般可取45～60°
相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离
m2 m2 m/h m/h m m2 m2 m2 m2 m/h m/h m m m m m m m/h m/h cm g/(cm· s) g/(cm· s) cm/s m/h
17.66 19.87 0.21 0.19 0.64 16.38 18.43 6.40 5.65 0.11 0.20 0.52 0.91 0.40 1.31 1.80 3.11 0.28 0.25 0.01 0.01 0.02 0.27 9.59 2.28 34.31 38.59
。 m³ /d 118.80
m3 m2 m m kgSS/d
23.76 0.01 0.13 1.20 24.75
计算书
计算人：
计算公式/取值依据/说明 常温20～25℃，中温35～40℃，高温50～55℃ pH值宜为6.0～8.0 进水CODcr浓度宜大于1500mg/L 进水中悬浮物含量宜小于1500mg/L 一般在300～700mg/L 一般在25～83mg/L 一般在5～17mg/L 颗粒污泥一般可以达到5.0～6.0，絮状污泥一般取值2.0～3.0 对于有机废水去除率可以达到80%～90% 一般去除率为70%左右。 一般沼气产率为0.3～0.5m3/(去除kgCOD) 一般产率按照0.05～0.1kgVSS/(去除kgCOD)计算 一般在0.6～0.85之间
UASB厌氧反应器的设计
UASB厌氧反应器的设计一、UASB厌氧反应器的设计厌氧处理已经成功地于各种高、中浓度的废水处理中。
虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有降低性物质时，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较为广泛的是UASB反应器，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点。
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，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应有的。
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，对厌氧过程有降低作用的物质、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。
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降低性化合物的结构时；（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）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。
UASB反应器设计参考
UASB反应器设计参考对于中等浓度和高浓度的有机废水，一般情况下，有机容积负荷率是限制因素，反应器的容积与废水量、废水浓度和允许的有机物容积负荷去除率有关。
设计容积负荷为=15kgCOD/( d),COD 去除率为93％，则UASB反应器有效容为：式中—设计流量，；—容积负荷，kg/( )；—进水COD浓度，mg/L；—出水COD浓度，mg/L；—容积负荷，kg/( )。
则=2、UASB反应器的形状和尺寸据资料，经济的反应器高度一般为4—6m之间，并且在大多数情况下这也是系统优化的运行范围。
升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形。
圆形反应器具有结构较稳定的特点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多，因此本设计选用矩形池。
从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适。
设计反应器的有效高度为h=6m，则横截面积S= ㎡设池长L约为池宽B的两倍，则可取池长L=25m，宽B=13m。
一般应用时反应器装夜量为70％—90％，本工程设计反应器总高度H=7.5m，其中超高0.5m 。
反应器的总容积V=BLH=25×13×(7.5-0.5)=2275 ，有效容积为1930.4 ，则体积有效系数为84.85％，符合有机负荷要求。
3、水力停留时间（HRT）和水力负荷率（）对于颗粒污泥，水力负荷=0.1—0.9 ，符合要求3.6.2.2 进水分配系统的设计1、布水点设置进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量而定，通常采用的是连续均匀进水方式。
布水点的数量可选择一管一点或一管多点的布水方式，布水点数量与处理废水的流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。
Lettinga等推荐的UASB反应器进料喷嘴数设置标准见表4.7由于所取容积负荷为15kgCOD/( d),因此每个点的布水负荷面积大于2 。
本次设计池中共设置84个布水点，则每点负荷面积为：㎡表4.7 UASB反应器进料喷嘴数设置标准污泥性质进水容积负荷/[kgCOD/(m3•d)]每个进水点负荷面积/m2密实的絮体污泥度>40kgTSS/m3 <11～2>2 0.5～11～22～3密实的絮体污泥度20～40kgTSS/m3 1～23 1～22～5颗粒污泥 22～4>4 0.5～10.5～2>22、配水系统形式UASB反应器的进水分配系统形式多样，主要有树枝管式、穿孔管式、多管多点式和上给式4种。
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的设计计算
.UASB的设计计算：1.1 设计说明：厌氧反应器一般可采用矩形和圆形结构，对于圆形反应器在同样面积下，其周长比矩形少12%，但是圆形反应器这一优点仅在采用单独池子时才成立，当采用两个或两个以上时，矩形反应器可以采用共用壁。
本工程厌氧反应器进水水质：水量1200 m3/d COD30000mg/l,BOD20000mg/l,SS2000mg/l。
SS去除率19%，CODcr去除率40%，BOD5去除率45%。
本工程选用四座座矩形UASB反应器，钢筋混凝土结构，体积有效系数90%。
1.2 设计计算：1.反应器几何尺寸：（1）容积负荷法：参考工程实际及本工程的水质条件，容积负荷选用9.5kgCOD/( m3/d)。
反应器体积V=QS0/q其中Q—反应器有效体积，m3 q—容积负荷，kgCOD/( m3/d)S0—进水有机物浓度，gCOD/L则V=1200×30/9.5=3789.47 m3选用4座同样规格的池子，则每个池子体积不小于3789.47/4=947.37 m3，假定UASB体积有效系数取90%，则每池总容积不小于1052m3。
（2）池子几何尺寸（以单池为计算模型）：一般UASB的生产性装置的有效高度常采用5—8m，浓度较高的废水水力停留时间长时，常采用较大的反应器高度，鉴于此垃圾渗滤液的浓度较高,从微生物代谢及投资费用方面考虑，最大高度为10.5m。
沉淀区水力负荷不超过0.7。
本工程有效高度H取10.5m，超高H2取0.7m。
则表面积A=V/H1其中A—厌氧反应器表面积，m2；H1—厌氧反应器高度，m；A=1052/11.2=93.9 m3。
由于矩形池在同样面积下比正方形的周长大，从而矩形UASB需要更多的建筑材料，但从单池布水的均匀性和经济性考虑，选择正方形的池子较为合理，从实际工程来看，反应器的宽度在20m以下是成功的。
综上：长取10m，宽取10m，则实际表面积为A=10×10=100m3>93.9 m3，表明设计合理。
UASB反应器的设计计算讲解
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=0.3m 过栅流速v=0.6m/s ； 安装倾角α=45°；设计流量Q=5000m 3/d=0.058m 3/s（一）栅条间隙数(n)max sin Q nbhv=0.058×√(sin45)÷0.01÷0.4÷0.6=20.32 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，取0.01m h ------------- 栅前水深，取0.4mv ------------- 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s=0.01m B=S ×(n-1)+b ×n=0.01×(21-1)+0.01×21 =0.41 m 式中：S -------------- 格条宽度，取0.01m n -------------- 格栅间隙数，b -------------- 栅条间隙，取0.01m（三）进水渠道渐宽部分长度(l 1)设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽B 1=0.17m, 渐宽部分展开角1取为20°则 l 1=112B B tg=(0.41-0.17)÷2÷tg20 =0.32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部分长度（l 2）l 2= l 1/2=0.32/2 =0.16m（五）过栅水头损失（h 1）取k=3,β=1.83(栅条断面为半圆形的矩形)，v=0.6m/sh o =β×（S ÷b ）4/3×V ^2÷2÷g ×sin α=1.83×(0.01÷0.01) 4/3×0.6^2÷2÷9.8×sin45=0.024 mh 1=k ×h 0 =3×0.024 =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=0.3m 栅前槽高H 1=h+h 2=0.7m 则总高度H=h+h 1+h 2=0.4+0.072+0.3 =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=0.4+0.3=0.7（八）每日栅渣量(W)取W 1=0.06m 3/103m 3 K 2=1.0则W=12864001000Q W K ⨯⨯⨯=0.058×0.08×86400÷1.5÷1000 =0.27 ㎡/d (采用机械清渣)式中：Q ----------- 设计流量，m 3/s W 1 ---------- 栅渣量(m 3/103m 3污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值.取0.08K 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行调节，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。
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。
上流式厌氧污泥床反应器UASB
1、污泥床
❖ 污泥床位于整个 UASB反应器的底部。
❖ 污泥床内具有很高的 污泥生物量，其污泥 浓度(MLSS)一般为 40000~80000mg/L
❖ 污泥床中污泥由高度发展的颗粒污泥组成，其中活 性生物量(或细菌)占70%~80%以上的，正常运行的 UASB中颗粒污泥的粒径一般在0.5~5mm之间，具 有优良的沉降性能，
❖ 在反应过程中，经过水解、发酵、产酸和产气步骤， 复杂的底物被厌氧微生物转化为多种多样的中间产 物，如糖类、有机酸、醇、醛和氢等，并最终转化 为沼气。
❖ 在厌氧消化过程中参与反应的厌氧微生物主 要有以下几种：
❖ 水解—发酵(酸化)细菌：将复杂的聚合底物 水解成各种有机酸、乙醇、糖类、氢和二氧 化碳。
❖ 反应器中所要求的水温较高，最好在35℃ 左右。
六、UASB反应器的控制要点
❖ 在UASB反应器的运行中，其控制要点及常 见问题主要有以下四个方面：
❖ 反应器的启动和颗粒污泥培养 ❖ 反应器污泥流失及解决方法 ❖ 反应器中的酸碱平衡及pH值的控制 ❖ 反应器中硫酸盐、硫化氢的控制技术
1、反应器的启动和颗粒污泥培养
❖ 目前生产性UASB反应器装置所采用的进水 方式:
❖ 间隙式进水、 ❖ 脉冲式进水、 ❖ 连续均匀进水 ❖ 连续进水与间隙回流相结合的进水方式
❖ UASB反应器中一般情况下多采用连续进水 的运行方式，必要时也可采用脉冲式进水和 连续进水与间隙回流相结合的进水方式。采 用后两种进水方式的目的是使反应器内的絮 凝、颗粒污泥经常性地处于均匀混合和颗粒 松散状态，多在反应器的启动初期或反应器 中出现沟流时使用。当反应器运行正常后， 一般不必进行回流，而进行连续进水。
一般平均污泥浓度为30~40g/L，污泥床为 40~80g/L，污泥悬浮层为15~30g/L。 ❖ 反应器中的污泥颗粒化。 颗粒污泥具有生物固体沉降性能好、生物浓度高、 固液分离好的特点，使反应器对不利条件的抗性 增强，是UASB反应器的一个重要特征。
UASB反应器三相分离器的设计方法
Байду номын сангаас 四、结论
本次演示详细介绍了三相分离器的结构和工作原理。通过了解其结构和工作 原理，我们可以更好地理解其在石油、化工、能源等领域的应用和性能。对于设 计、制造和使用三相分离器的人员来说，掌握其结构和工作原理也是非常重要的。
5、在实际运行过程中，应对三相分离器进行定期维护和保养，以保证其长 期稳定运行并延长使用寿命。
六、结论
本次演示主要探讨了UASB反应器三相分离器的设计方法。通过介绍UASB反应 器的基本原理和三相分离器的重要性以及详细阐述三相分离器的设计要点和步骤 等方面的内容可以得出结论：一个合理的设计方法和参数选择对于UASB反应器的 性能至关重要；同时在实际应用过程中应注意对其进行定期维护和保养以保证其 长期稳定运行并延长使用寿命。因此本次演示的研究结果可以为相关领域的研究 和实践提供参考和借鉴意义。
四、三相分离器的设计要点
1、结构设计
三相分离器的结构设计应考虑到气、液、固三相的分离效果和操作简便性。 常见的分离器结构有伞形、钟罩形等。在设计过程中，应充分考虑反应器的尺寸、 处理量以及污泥的性质等因素。
2、材料选择
三相分离器的材料应具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温等特点。常用的材料有不 锈钢、玻璃钢等。在选择材料时，应考虑到材料的成本、使用寿命以及与污水接 触的兼容性等因素。
感谢观看
UASB反应器三相分离器的设计 方法
目录
01 一、引言
03
三、三相分离器的重 要性
02 二、UASB反应器原理
04
四、三相分离器的设 计要点
目录
05 五、设计过程中的注 意事项和建议
UASB结构详解及其设计要点
UASB结构详解及其设计要点UASB结构详解及其设计要点一、UASB原理UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。
厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。
在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。
在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。
上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。
气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。
置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。
包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。
由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。
累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。
二、UASB反应器的构成UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。
在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。
为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体／颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床／层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。
反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室（应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。
相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒／絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用）。
(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。
上流式厌氧污泥床反应器UASB反应器
胞外聚合物假说
通过扫描电镜观察发现，颗粒污泥中某
些细菌会分泌出胞外聚合物，而胞外聚
合物为共生细菌间提供生成各种生物键
的条件。
微生物细胞连在一起形成微生物菌落的
层状结构，在此基础上细菌进一步生长
形成颗粒污泥。
开普敦假说(1987)
颗粒化取决于以H2为唯一能源、能产生
除半胱氨酸外的其所有氨基酸的微生物
聚集在一起的颗粒, 亚单位之间呈半透
明状态, 在光学显微镜下其界限明显可
见, 颗粒的边缘不整齐, 整体呈桑箕状,
称做成的初生颗粒, 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
容积
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
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
应器高效运行的关键之一。
UASB采用的进水方式大多为间歇式进水，
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。
厌氧UASB反应器原理设计
厌氧UASB反应器原理设计
一、UASB反应器的原理
UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)反应器是一种厌氧生物反
应器，它利用厌氧微生物的发酵作用及悬浮污泥生物膜的吸附、催化作用
来处理含碳污染物，是目前应用最广泛、成效最理想的厌氧处理工艺。
UASB反应器是一种物理-化学-生物处理装置，通常具有大规模的污泥层，污泥层内有大量的厌氧生物细菌，这些厌氧生物可以转化水中有机物为甲
烷和其他气态产物，来达到净化水的目的。
UASB反应器的工作原理基本上是类似于普通的厌氧系统，但是最大
的区别在于，UASB反应器在其中加入了一层污泥层，污泥层一般由有机
废水中细菌、淤泥质、碳酸钙和其他杂质组成，形成一层“浸没式生物膜”，这层生物膜可以改善反应器的性能，提高处理效率。
二、UASB反应器的设计
UASB反应器的设计受到污染度、温度、pH以及流量等因素的影响。
其中，pH值在6.5-7.5之间才能够保持最理想的处理效果，而温度一般
在30—35℃范围内可以获得最有效的处理效果，当温度低于20℃时，一
般需要加热，当温度超过40℃时，可能会造成微生物生产效率的下降。
UASB反应器的设计一般分为3个部分，上部的悬浮污泥层、中部的
活化池和下部的沉积池。
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。
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反应器得颗粒过程有不利得。
对以下情况考虑酸化或相分离可能就是有利得: 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得结构时;2) 当废水存在有较高得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与/或采用高负荷,对非溶解性组分去除有限时;ﻫ4) 在调节池中取得部分酸化效果可以通过调节池得合理设计取得、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反应器体积得设计a) 负荷设计法采用有机负荷(ｑ)或水力停留时间(HRT) 设计UASB反应器就是最为主要得方法。
一旦q或ＨRT确定,反应器得体积(V)可以很容易根据公式(１或2)计算。
对某种特定废水,反应器得容积负荷一般应通过试验确定。
V ＝ＱＳo／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反应器处理得负荷数据,需要说明得就是表中无法一一注明采用得预处理条件与厌氧污泥类型等情况,这些条件对选择设计负荷就是至关重要得。
下表供设计人员设计时参考,选用前必须进行必要得实验与进一步查询有关得技术资料、表1国内外生产性UASB装置得设计负荷统计表负荷ｋgCOD/m3·ｄ(国外资料) 负荷kgCOＤ/m3·d(国内资料)b) 经验公式方法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)之间得关系,并且对不同反应器处理生活污水得数据进行了统计,得出了参数值。
式中:C1 ,Ｃ2——反应常数。
c) 动力学方法ﻫ许多者致力于动力学得研究,根据众多研究结果汇总了酸性发酵与甲烷发酵过程重要得动力学常数。
到目前为止,动力学得,还没有使它能够在选择与设计厌氧处理系统过程中成为有力得工具,通过评价所获得得实验结果得经验方法现在仍就是设计与优化厌氧消化系统得唯一得选择。
表2 厌氧动力学参数ｍm(d—１)3、UASＢ反应器得详细设计ﻫ1) 反应器得体积与高度ﻫ采用水力停留时间进行设计时,体积(Ｖ)按公式(1)或(２)计算。
选择反应器高度得原则就是设计、运行与上综合考虑得结果。
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与污泥与进水之间得接触。
但流速过高会引起污泥流失,为保持足够多得污泥,上升流速不能超过一定得限值,从而使反应器得高度受到限制;高度与CＯ２溶解度有关,反应器越高溶解得CＯ2浓度越高,因此,ｐＨ值越低。
如pＨ值低于最优值,会危害系统得效率、ﻫ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;考虑当地得气候与地形条件,一般将反应器建造在半地下减少建筑与保温费用。
最经济得反应器高度(深度)一般就是在4到6ｍ之间,并且在大多数情况下这也就是系统最优得运行范围、ﻫ2) 反应器得升流速度对于UASB反应器还有其她得流速关系(图２)、对于日平均上升流速得推荐值见表3,应该注意对短时间(如2~6h)得高峰值就是可以承受得(即暂时得高峰流量可以接收)。
表３ＵAＳＢ与EGSＢ允许上升流速(平均日流量) V r=０.２5～3.0ｍ/ｈ0.75～1。
０m/ｈ颗粒污泥絮状污泥Ｖs≤１.5m/ｈ颗粒污泥 Vｏ≤1２ｍ/h V g=1m/h3) 反应器得截面积与反应器得长、宽(或直径)ﻫ在确定反应器得容积与高度(H)之后,可确定反应器得截面积(A)。
从而确定反应器得长与宽,在同样得面积下正方形池得周长比矩形池要小,矩形UＡSB需要更多得建筑材料。
以表面积为60０m2得反应器为例,30×20m得反应器与15m×40m得反应器周长相差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。
从布水均匀性与经济性考虑,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、圆形反应器在同样得面积下,其周长比正方形得少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、对于采用公共壁得矩形反应器,池型得长宽比对造价也有较大得影响。
如果不考虑其她因素,这就是一个在设计中需要优化得参数。
ﻫ４) 单元反应器最大体积与分格化得反应器在ＵＡSB反应器得设计中,采用分格化对运行操作就是有益得。
首先,分格化得单元尺寸不会过大,可避免体积过大带来得布水均匀性等问题;同时多个反应器对系统得启动也就是有益得,可首先启动一个反应器,再用这个反应器得污泥去接种其她反应器;另外,有利于维护与检修,可放空一个反应器进行检修,而不影响系统得运行。
从目前实践瞧最大得单体UAＳB反应器(不就是最优得)可为100０－2000ｍ3。
５) 单元反应器得系列化ﻫ单元得标准化根据三相分离器尺寸进行,三相分离器得型式趋向于多层箱体得设备化结构、以2×5ｍ得三相分离器为例,原则上讲有多种配合形式。
但从标准化与系列化考虑,要求具有通用性与简单性。
所以,池子宽度就是以5m为模数,长度方向就是以2ｍ为模数。
布置单元尺寸得方式可分成单池单个分离器与单池两个分离器得形式。
原则上如果采用管道或渠道布水,池子得长度就是不受限制。
如前所述,由于长宽比涉及到反应器得经济性,所以要结合池子组数考虑适当得长宽比。
对宽度为10m得单个反应器,２:1得长宽比得反应器可达到2０0０m3得池容。
对更大得反应器,如果需要也可采用双池共用壁得型式、三、反应器得配水系统得设计1、配水孔口负荷ﻫ一个进水点服务得最大面积就是应该进行深入得实验。
对于UASB反应器在完成了起动之后,每个进水点负担2、０到4。
0ｍ2对获得满意得去除效率就是足够得。
但就是在温度低于20℃或低负荷得情况,产气率较低并且污泥与进水得混合不充分时,需要较高密度得布水点。
对于城市污水建议1～2m２/孔。
表４就是根据UＡSB反应器得大量实践推荐得进水管负荷。
表４采用ＵAＳB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷每个进水口负荷(m2) 负荷(kｇCOD／ｍ3·d) 凝絮状污泥＞40ｋgＤS／m3中等浓度絮状污泥1２0~40ｋg/m３２、进水分配系统进水分配系统得合理设计对ＵASB处理厂得良好运转就是至关重要得,进水系统兼有配水与水力搅拌得功能,为了这两个功能得实现,需要满足如下原则:a) 确保单位面积得进水量基本相同,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得堵塞;d) 当堵塞被发现后,很容易被清除。
ﻫ在生产装置中采用得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;从布水管得形式有一管多孔、一管一孔与分枝状等多种形式。
ﻫ1) 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,就是最为理想得情况(图３a)、为保证每一个进水点得流量相等,建议用高于反应器得水箱(或渠道式)进行分配,通过渠道或分配箱之间得三角堰来保证等量得进水、这种系统得好处就是容易观察到堵塞情况。
2) 脉冲进水方式ﻫUASB反应器与国外得最为显著得特点就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与膨胀,有助于底层污泥得混合。
3) 一管多孔配水方式ﻫ采用在反应器池底配水横管上开孔得方式布水,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得问题就是容易发生堵塞,因此,应该尽可能避免在一个管上有过多得孔口。
ﻫ4) 分枝式配水方式这种配水系统得特点采用较长得配水支管增加沿程阻力,以达到布水均匀得目得(图3c)。
根据笔者得实践,最大得分枝布水系统得负荷面积为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,如果不处理效率,可减少系统得复杂程度。
ﻫ对其她类型布水方式,我国也有很多设计与运行经验。
与三相分离器一样,不同型式得布水装置之间,很难比较孰优孰劣。
事实上,各种类型得布水器都有成功得经验与业绩。
ﻫ３、配水管道设计ﻫ对重力布水方式,污水进入反应器时可能吸入空气,会引起对甲烷菌得抑制;进入大量气体与产生得沼气会形成有爆炸可能得混合气体;同时,气泡太多可能还会影响沉淀功能。
因为,大于2。
０mm直径得气泡在水中以大约0.２~0、３m/s速度上升,采用较大得管径使液体在管道得垂直部分得流速低于这一数值,可适当地避免超过2mm直径得空气泡进入反应器,同时还可避免气阻。