升流式厌氧污泥床反应器(UASB)计算书
课程设计UASB计算
南京工程学院课程设计说明书南京工程学院课程设计说明书（论文）题目某制药企业废水处理工艺设计课程名称：水污染控制工程院（系、部）：环境工程系专业：环境工程班级：环境091学号：216090116姓名：周发庭起止日期：2012-5-21 ～2012-6-3指导教师：李红艺徐进南京工程学院课程设计说明书目录第1章概论 (1)1.1设计任务及依据 (1)1.2设计要求 (1)第2章水质分析 (2)2.1水质组成 (2)第3章方案选择 (3)3.1选择方案原则 (3)3.2工艺流程图 (4)第4章工艺流程设计说明 (4)4.1工艺流程说明 (4)第5章 UASB工艺设计计算 (6)5.1工艺简介 (6)5.2设计作用 (7)5.3设计参数 (7)5.4设计计算 (8)5.5进水系统设计 (12)5.6出水系统设计 (13)5.7排泥系统设计 (15)5.8产气量计算 (15)5.9上升水流速度和气流速度的计算 (16)5.10总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)南京工程学院课程设计说明书第一章概论一、设计任务及依据1.设计任务本设计方案的编制范围是某生物制药厂废水处理工艺，处理能力2500 m3/d ,内容包括处理工艺的确定、设备选型、各设备对污水去除污染物的计算、UASB工艺设计计算、经济技术分析。
完成绘制处理工艺流程组图、处理工艺组合平面布置及UASB工艺三视图。
2.设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》（2）《污水综合排放标准GB8978－1996》（3）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）（4）《课程设计任务书》（5）《课程设计大纲》二、设计要求1.设计原则（1）必须确保污水厂处理后达到排放要求。
（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。
在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。
对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
（3）污水处理厂设计必须符合经济的要求。
升流式厌氧污泥床反应器(UASB)设计计算书教案资料
三相分离器 设计
沉淀区的水深
停留时间
设集气罩的水平夹角 取保护高度 设下三角集气罩高度 上三角形顶水深 则有下三角形集气罩底的宽度 设单元三相分离器宽 则下部污泥回流缝宽度
回流缝设计
反应器的长 L
取整反应器的长 上升流速 反应器直径
D 取整反应器直径 上升流速长L宽来自B高H
直径
ø
高
H
矩形池 S
圆形池
矩形池 V
m m m/h m m m/h
m m m m m m2 m2 m3 m3
h h
m3/(m2·h) m3/(m2·h)
m h h
° m m m m m m
7.50 8.00 0.12 6.18 6.00 0.13
8.00 4.00 6.50 6.00 6.50 32.00 28.26 192.00 169.56
。
m³/d
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
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设计计算书
UASB设计计算书1.厌氧塔的设计计算 1.1反应器结构尺⼨设计计算（1）反应器的有效容积设计容积负荷为)//(0.53d m kgCOD N v = 进出⽔COD 浓度)/(20000L mg C = ，E=0.70 V=3084000.570.0203000m N E QC v =??= ，取为84003m 式中Q ——设计处理流量d m /3C 0——进出⽔COD 浓度kgCOD/3m E ——去除率 N V ——容积负荷（2）反应器的形状和尺⼨。
⼯程设计反应器3座，横截⾯积为圆形。
1）反应器有效⾼为m h 0.17=则横截⾯积：)(4950.1784002m hV S ＝有效==单池⾯积：)(16534952m n S S i ===2) 单池从布⽔均匀性和经济性考虑，⾼、直径⽐在1.2：1以下较合适。
设直径m D 15=，则⾼182.1*152.1*===m D h ，设计中取m h 18= 单池截⾯积：)(6.1765.714.3)2 (*14.3222'm h D S i =?== 设计反应器总⾼m H 18=，其中超⾼1.0m单池总容积：)(3000)0.10.18(6.176'3'm H S V i i =-?=?= 单个反应器实际尺⼨：m m H D 1815?=?φ反应器总池⾯积：)(8.52936.1762'm n S S i =?=?= 反应器总容积：)(900033000'3m n V V i =?=?=（3）⽔⼒停留时间（HRT ）及⽔⼒负荷（r V ）v Nh Q V t HRT 722430009000=?==)]./([24.036.176********h m m S Q V r =??==根据参考⽂献，对于颗粒污泥，⽔⼒负荷)./(9.01.023h m m V r -=故符合要求。
1.7.2 三相分离器构造设计计算（1）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)./(7.023'h m m q <沉淀室底部进⽔⼝表⾯负荷⼀般⼩于2.0)./(23h m m 。
1 渗滤液沼气计算公式
Q
Qa= Qa=
100
数值 100 70000 10% 0.5 350 14.6
2750 114.6
3、沼气 中各种气 体的含量
编号 1 2 3
名称 甲烷 硫化氢 水分
含量 ≈55% ≤110mg/L ≤4%
50-60%
Nm3/h
单位 m3/d mg/L Nm3/kgCODCr Nm3/d Nm3/h
Nm3/d Nm3/h
备注
推荐值：80% 推荐值0.45-0.50
日均
时均
备注
推荐值：10% 推荐值0.45-0.50
日均 时均
日均 时均
数值 100 60000 80% 0.5 2400
单位 m3/d mg/L
Nm3/kgCODCr Nm3/d
6
2.2 调节 池（当调 节池的臭 气被判定 为沼气 时）
编号 1
2
3
4
5 6
项目 项目规模 进水CODCr UASB对CODCr的去除率 沼气产率 沼气产生量
2.3 沼气 量合计
1
2
沼气产生量
渗滤液系 统沼气计 算书
1、规范 推荐计算 公式（升 流式厌氧 污泥床反 应器污水 处理工程 技术规 范， HJ20132012）
2、计算 书 2.1 UASB 反应器
编号 1
2
3
4
5
项目 项目规模 进水CODCr UASB对CODCr的去除率 沼气产率 沼气产生量
指标 Q= S0= R1= η= Qa=
ABR、UASB、AO系统设计计算书
ABR 、UASB 、A/O 系统设计计算书（1）ABR 厌氧池 主要设计参数：厌氧池设置成2组并联，每组共6口串联。
配套污泥收集池1座，现浇半地下式钢砼结构。
收集厌氧排出的剩余污泥，池内设置污泥泵、泵提升装置及泵自控装置。
构筑物尺寸：红泥塑料厌氧池：1-4口：L 1×B 1×H 1 = 4.5×6.9×6.5m ； 5-6口：L 1×B 1×H 2 = 4.5×6.9×6.0m ， （厌氧池平均水深H 平均=5.8m ）；污泥收集池：L 2×B 2×H 3 = 2.5×1.2×4.2m ，（有效水深H 3有效 = 3.7m ）； 水力停留时间（HRT ）：d Q H B L Q V HRT 4.54008.59.65.4121211≈⨯⨯⨯=⨯⨯==平均总有效； 厌氧池容积负荷：()d m kgCOD V C Q S cr i V ⋅=⨯=•=3/25.1216075.6400总有效S v <1.5kgCOD cr /(m 3·d) 符合设计要求；式中：L 1、B 1、H 1、H 2、L 2、B 2、H 3——分别表示构筑物长度、宽度及深度，m ； Q —— 设计污水数量，400m 3/d ；12 —— 表示12口厌氧池；S v —— 厌氧池容积负荷，kgCOD cr /(m 3·d) ； C i —— 厌氧池进水COD cr ，6.75kg/m 3； V 总有效 —— 厌氧池总有效容积，2160m 3。
构筑物数量：第一级与第二级合建，共1座；厌氧池单口宽度4.5m ，下流区与上流区宽度比取4:1，考虑施工方便，下流区宽度取0.9m ，上流区宽度3.6m 。
厌氧池下流区流速u 下：s mm h m B L Q u /54.0/93.19.09.62242311≈≈⨯⨯==下 厌氧池上流去流速u 上：s mm h m B L Q u /13.0/48.06.39.62242411≈≈⨯⨯==下 当进水COD cr 大于3000mg/L 时，上向流速度宜控制在0.1~0.5m/h ，u 上符合要求。
UASB方法计算
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。
本装置采用连续进料方式，布水孔孔口向下，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。为了增强污泥和废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，设计中布水管离UASB反应器底部200mm。
（3）上升水流速度和气流速度
本次设计中常温下容积负荷Nv=4.0kgCOD/ m3/d，沼气产率r=0.4 m3/ kgCOD，采用厌氧消化污泥接种，空塔水流速度uk≤1.0m/h；空塔沼气上升速度ug≤1.0m/h。
5.5m
三相分离器的长度为B=5.5m，每个单元宽度为5.5/2=2.75m，其中沉淀区长B1=5m（即UASB池形的设计宽度），宽度b=1.75m，集气罩顶宽度a=0.5m，沉淀室底部进水口宽度b1=1m。
沉淀区面积S1=nB1b=8×5×1.75=70m2
沉淀区表面负荷q=Q/S1=65/70=0.93m3/m2h<1.0 m3/m2h（符合要求）。
W=85m3/h×360min/60=510m3。
则均衡池钢砼结构，尺寸L×B×H=10.0m×10.0 m×5．5 m，
2.3.2搅拌装置（杜茂安等，2006）
①搅拌器外缘速度：v=3.0m/s(一般采用1.5~3.0m/s，设计中取3.0m/s）
②搅拌器直径：D。=(2/3)·10=6.67m设计中取6.67m
νM=0.3Q/24nl1B=600/（24×8×0.3×5）=2.08m/h
污水UASB 反硝化 硝化计算书
某市生活垃圾填埋场渗沥液处理站工程计算书(200m3/d)二零一二年三月1 概况1.2 进水流量垃圾渗沥液进水流量为200（m3/d）。
1.3 设计计算进水水质1.4 设计计算出水水质1.5 各工艺单元去除效果2 UASB的设计计算UASB 反应器进水条件1）pH 值宜为6.5～7.8。
2）常温厌氧温度宜为20℃～25℃，中温厌氧温度宜为30℃～35℃，高温厌氧温度宜为50℃～55℃。
3）COD:N:P=200:5:1。
4）UASB 反应器进水中悬浮物的含量宜小于1500mg/L。
5）废水中氨氮浓度应小于800mg/L。
6）废水中硫酸盐浓度应小于1000mg/L、COD/SO42-比值应大于10。
7）废水中COD 浓度宜为2000mg/L～20000mg/L。
8）严格限制重金属、碱土金属、三氯甲烷、氰化物、酚类、硝酸盐和氯气等有毒物质进入厌氧反应器。
2.1 UASB 反应池的有效容积tQ AH NQC V V===有效式中：Q ——设计计算处理量，Q=200m 3/d=8.33 m 3/h ； C 0——进水COD 浓度，mg/L ；N V ——COD 容积负荷，kgCOD/(m 3·d)，取4kg/m 3・d （中温负荷）。
A ——反应器横截面积，m2 H ——反应器有效高度，m t ——水力停留时间，h)(6000.410)800020000(20033m V =⨯-=-有效2.2 UASB 反应池的形状和尺寸升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形。
圆形反应池具有结构稳定的特点，因此本次设计计算选用圆形池。
圆形反应器具有结构稳定的优点，同时建造费用比具有相同面积的矩形反应器至少要低12%，但圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。
单个或小的反应器可以建成圆形的，高径比应在1～3 之间。
[1][1]《UASB 升流式厌氧污泥床污水处理工程技术规范（编制说明）》 反应池有效横截面积：h=S 有效有效V式中：S 有效——反应池的有效横截面积，m 2；h ——UASB 反应器的高度，一般为4~9m ，取8m 。
上流式厌氧污泥床 (UASB)
应用，厌氧生物处理被认为是效率低、HRT长、受温度等环境条
件的影响大，因此处于一种被遗弃的状态。
厌氧生物处理发展
❖70年代以来，由于能源危机、微生 物学的发展，厌氧生物处理技术成 为关注的热点。
❖荷兰Wageningen农业大学的Gatze Lettinga教授于70年代初开发出来 UASB（Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor ）工艺，标志着高效 厌氧反应器应用的开始。
负荷确定；
▪ 由于在沉淀区的厌氧污泥与水中残余的有机 物尚能产生生化反应，有少量的沼气产生， 对固液分离有一定的干扰。这种情况在处理 高浓度有机废水时有可能更为明显，所以建 议表面负荷：N ＜ 1.0 m3/（m2·h）。
（三）三相分离器设计——沉淀区
设计
❖该形式的三相分离器集气罩顶以上的覆盖
水深可采用h2＝0.5～1.0 m，集气罩斜面的 坡度应采用θ＝55o～60 o，沉淀区斜面的 高度建议采用h4＝0.5～1.0 m。
❖不论何种形式的三相分离器，其沉淀区的 总水深应≥1.5 m，并保证在沉淀区的停留 时间介于1.5～2.0 h。
（三）三相分离器设计——回流缝
设计
❖三相分离器由上、下两组重叠的三角形集气 罩所组成，根据几何关系有：
b1＝h3／tgθ
b1 —下三角形集气罩底的1/2宽度，m； θ—下三角形集气罩斜面的水平夹角，采用55o～60 o； h3—下三角形集器罩的垂直高度，m。
主要内容
1 厌氧生物处理与UASB概述 2 UASB反应器设计 3 UASB工程设计案例
日趋严重的能源危机引发的思考
可再生能源技术：
UASB厌氧塔设计计算书
值
单位
备注
1200.00 m³/d
必填
50.00 m³/h
5000.00 mg/L
必填
80.00%
复核
1000.00
6.50 kgCOD/(m³•d) 复核
0.40 m³/kgCOD
复核
0.15 kg/kgCOD
复核
85.00%
复核
868.78 m3
结果
10.00 m
必填
78.54 m2
11.06 m
17.38 h
0.64 m3/m2*h
1.20
布水均匀和经济考虑
9.73 m
74.39 m2
11.68 m
17.38 h
0.67 m3/m2*h
有效深度
污泥层厚度
工艺要求
空塔水流速度≤ 布水点服务面积
反应区
出水口流速
单进管内流速
u1
布水口距底面
布水器
布水点数 单进管管径
D1 √
出水孔口径
D9
6.00 m 3.00 m 1.00 m/h 2.50 m2 3.50 m/s 0.50 m/s 0.30 m
沉淀室° 0.43 m 1.90 m
4个 1.65 m 0.30 m 0.69 m 0.80 m 0.67 m 2.64 m
即沉淀斜板＞50°
？未复核 最长集气罩
沉淀室内表面负荷 沉淀室进口表面负
0.70 m3/m2*h 2.00 m3/m2*h
一般要求 一般要求
30 个 mm mm
复核 2.5-3.5 参考复核水力负荷 等阻力 1-3 管口2-5 自流与泵压的区别
参考经济高径比！
支管管径另算
(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设计计算
升流式厌氧污泥床反应器升流式厌氧污泥床（Upflow AnaerobilShudge Blanker Reactor，简称UASB）反应器，是把厌氧活性污泥法中的反应槽和沉淀槽合二为一，简单处理装置的一种方法。
一.UASB的结构1.总体结构UASB反应器为下进水上出水的柱形结构，分为方柱形和圆柱形两种。
其总体结构：外壁设有保温层，内部从下往上为反应区和三相分离区，附配水封。
2.UASB的主要构成a.进水配水系统主要是将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，具有一定的水力搅拌功能。
它是反应器高效运行的关键之一。
b.反应区其中包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解，是反应器的主要部分。
c.三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把沼气、污泥和液体分开。
污泥经沉淀后由回流缝回流到反应区，沼气分离后进入气室。
三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。
d.出水系统其作用是把沉淀区表面处理过的水均匀地加以收集，派出反应器。
e.气室也成集气罩，其作用是收集沼气。
f.排泥系统其功能是均匀地派出反应区地剩余污泥。
二.UASB的原理污泥从反应器的底部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与污泥颗粒的接触过程。
在厌氧状态下产生的沼气引起内部的循环，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，上升到表面的污泥碰击三相分离器，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。
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时降低。
由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀，累积在相分离器上的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回到反应区，这部分污泥又可与进水有机物发生反应。
(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反应器设计计算书
UASB反应器设计计算书1. 符号说明........................................................................................... - 1 -2.设计参数............................................................................................. - 2 -2.1COD负荷 .................................................................................. - 2 -2.2 厌氧产气................................................................................. - 3 -2.3布水点布置规则...................................................................... - 3 -3.三相分离器的设计参数与设计要点 ............................................... - 4 - 4设计计算............................................................................................. - 4 -4.1设计依据：.............................................................................. - 4 -4.2有效容积.................................................................................. - 5 -4.3反应器的截面积...................................................................... - 5 -4.4有效反应液位高度.................................................................. - 5 -4.5三相分离器设计...................................................................... - 5 -4.6水力停留时间.......................................................................... - 6 -4.7反应器污泥龄.......................................................................... - 6 -4.8排水中可溶性COD ................................................................. - 6 -4.9SRT............................................................................................. - 7 -4.10平均微生物浓度.................................................................... - 7 -4.11甲烷气体产量........................................................................ - 7 -1. 符号说明流量—Q 总剩余污泥量—TSS X P ,生化需氧量—BOD 挥发性剩余污泥量—VSS X P ,可溶性生化需氧量—sBOD由微生物形成的挥发性剩余污泥量—bio X P , 化学需氧量—COD 污泥龄—SRT可溶性化学需氧量—sCOD 微生物产率系数—Y可生物降解化学需氧量—bCOD 微生物增长比率—μ亦生物降解化学需氧量—rbCOD 微生物内源呼吸常数—d k总悬浮颗粒物—TSS 微生物衰亡形成的残渣比例—d f 挥发性总悬浮颗粒物—VSS 总凯式氮—TKN氨氮—N NH -4 总磷—TP污泥体积指数—SVI2.设计参数的选择2.1COD负荷的选择参数（见表1～4）表1不同不溶性COD条件下颗粒和絮状污泥UASB反应器可采用的容积符合废水CODmg/L 颗粒COD的比例体积负荷/13)(-⋅⋅dmkgCOD絮状污泥颗粒污泥，TSS去除率高颗粒污泥，TSS去除率低1000～2000 0.1～0.30.3～0.60.6～1.02～42～4不适用2～42～4不适用8～128～14不适用2000～6000 0.1～0.30.3～0.60.6～1.03～54～84～83～52～62～612～1812～24不适用6000～9000 0.1～0.30.3～0.60.6～1.04～65～76～83～73～84～615～2015～24不适用9000～18000 0.1～0.30.3～0.60.6～1.05～8不适用不适用4～63～73～715～24不适用不适用表2不同温度下颗粒和絮状污泥UASB反应器处理溶解性VFA和非VFA废水温度/℃体积负荷/13)(-⋅⋅dmkgCODVFA废水典型值非VFA废水典型值15 2～4 3 2～3 2 20 4～6 5 2～4 3 25 6～12 6 4～8 4 30 10～18 12 8～12 10 35 15～24 18 12～18 14 40 20～32 25 15～24 18表3 4m高的UASB处理生活废水的可用停留时间温度/℃平均水力停留时间，4～6小时峰值复合的最大停留时间16～19 22～26 >2610～147～96～87～95～74～5表4不同COD溶解性废水在一定反应器高度范围内上升流速废水类型上升流速hm/反应器高度m范围典型值范围典型值COD接近100%可溶1～3 1.5 6～10 8部分可溶1～1.25 1.0 3～7 6 生活污水0.8～10.73～552.2 厌氧产生气体的参数（见表5，6）表5 厌氧完全混合悬浮污泥系统处理溶解性COD 时的动力学参数参数 单位 范围 典型值 产率系数Y发酵 产甲烷 总过程gCOD gVSS / gCOD gVSS / gCOD gVSS /0.06～0.12 0.02～0.06 0.05～0.100.10 0.04 0.08 衰亡速率系数发酵 产甲烷 总过程d g g ,/ d g g ,/ d g g ,/0.02～0.06 0.01～0.04 0.02～0.040.04 0.02 0.03 最大比增长速率35℃ 30℃ 25℃d g g ,/ d g g ,/ d g g ,/0.30～0.38 0.22～0.28 0.18～0.24 0.35 0.25 0.20 半饱和速率常数35℃ 30℃ 25℃L mg / L mg / L mg /60～200 300～500 800～1100160 360 900表6 甲烷气体的设计参数参数 单位范围 典型值 35℃的产气量 kgCOD m /3 0.4 0.4 0℃的产气量 kgCOD m /3 0.35 0.35 35℃的密度 3/m kg0.6346 0.6346 气体体积含量 % 60～70 65 气体能量g KJ /50.150.12.3 UASB 反应器布水点布置规则（见表7）表7 UASB 反应器布水点布置规则污泥类型体积负荷13)(-⋅⋅d m kgCOD每个部水点平均面积2m浓稠絮状污泥)/40(3kgTTS ><1.0 1.0～2.0 >2.0 0.5～1 1～2 2～3 中等浓度絮状污泥)/4020(3kgTTS -1.0～2.0 >3.01～2 2～5颗粒污泥<2.0 2.0～4.0 >4.0 0.5～1 0.5～2 >23.三相分离器的设计参数与设计要点Q 为流量，L 为三相分离器的长，B 为三相分离器的宽，n 为单元级数。
UASB反应器设计计算
UASB反应器(1) 设计说明本工程所处理工业废水属高浓度有机废水，生物降解性好，UASB 反器作为处理工艺的主体，拟按下列参数设计。
设计流量1200 m³/d =50m³/h进水浓度CODcr=5000mg/L COD去除率为87.5%容积负荷Nv=6.5kgCOD/(m³•d)产气率r=0.4m³/kgCOD污泥产率X=0.15kg/kgCOD(2)UASB反应器工艺构造设计计算① UASB总容积计算UASB总容积：V = QSr/Nv = 1200×5×87.5%/6.5 = 807.7 m³（3-1）选用两座反应器，则每座反应器的容积Viˊ= V/2 = 404 m³设UASB的体积有效系数为87%，则每座反应器的实需容积Vi = 404/87%= 464m³若选用截面为8m×8m 的反应器两座，则水力负荷约为0.3m³/(m²•h)<1.0m³/(m²•h)符合要求求得反应器高为8m，其中有效高度7.5m，保护高0.5m.② 三相分离器的设计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：a.液进入沉淀区之前，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀效果。
b. 沉淀区的表面水力负荷应在0.7m³/(m²•h)以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽底缝隙的流速不大于2.0m/h。
c. 沉淀斜板倾角不小于50°，使沉泥不在斜板积累，尽快回落入反应区内。
d.出水堰前设置挡板以防止上浮污泥流失，某些情况下应设置浮渣清除装置。
三相分离器设计需确定三相分离器数量，大小斜板尺寸、倾角和相互关系。
UASB工艺设计计算书
UASB工艺设计计算书UASB 工艺设计计算（一）适用性升流式厌氧污泥床(UASB)工艺设计进水水质一般CODcr 应在1000mg/L 以上。
UASB 反应器进水中悬浮物的含量一般不宜超过500mg/L,否则应设置混凝沉淀或混凝气浮进行处理。
当进水悬浮物过高或可生化性较差是，宜设置水解池进行预酸化。
（二）预处理要求预处理部分包括以下环节：格栅、调节池、营养盐和PH 值及温度调控系统。
预处理部分是UASB 及其艳阳设计的关键。
关系到系统能否正常运行，应充分考虑其运行的可靠性。
1.格栅UASB 废水处理工艺系统前应设置细格栅、粗格栅或水力筛。
最后一道格栅的格栅间隙宜在1--3mm 之间，宜采用旋转滤网等高效的固液分离设备代替普通格栅。
2.调节池（1）废水进入UASB 应设置调节池。
（2）调节池的有效时间宜为6--12h 。
（3）调节池应具备均质、均量、调节PH 值、防止不溶物沉淀的功能。
（4）调节池宜设置机械搅拌的方式实现均质，搅拌机的容积功率宜为4--8w/m 3;对小型废水处理站可采用曝气搅拌方式，气水比宜控制在（7：1）--（10：1）。
（5）调节池中应设置碱度补充和营养盐补充装置。
（6）调节池的出水端应设置去除浮渣装置。
（7）调节池的底部应易于沉淀物的清出。
3.PH 调节（1）UASB 反应器的进水PH 值应保证在6.5--7.8之间（2）酸碱的投加应采用计量泵自动投加装置，中和池出水应设置PH 自动检测系统，与前端计量泵联动。
4.温度调节（1）中温厌氧的温度应保持在35℃±2℃，如不能满足应设置加温装置。
（2）热源可采用锅炉蒸汽或沼气发电余热，管路上应设置电动阀和温度计，通过显示温度自动调接开关，实现自动控制。
（三）UASB 反应器设计计算1.UASB 反应器有效容积的计算UASB 反应器的设计参数是容积负荷或水力停留有时间。
这两个参数难以从理论上推导得到，往往是通过试验取得，而且颗粒污泥和絮状污泥反应器的设计负荷是不相同的。
升流式厌氧反应器UASB设计及参数控制
升流式厌氧反应器UASB设计及参数控制升流式厌氧反应器（UASB）中废水通过布水装置依次进入底部的污泥层和中上部污泥悬浮区。
与其中的厌氧微生物进行反应生成沼气，气、液、固混合液通过上部三相分离器进行分离，污泥回落到污泥悬浮区，分离后废水排出系统，同时回收产生的沼气。
注：常规的UASB没有外循环泵（在水力负荷特别低，造成上升流速特别低的情况下，有设置外循环泵的现场）一、UASB反应器的进水条件1、PH值6.0-8.02、营养比例（COD：氨氮：TP）100-500：5：13、进水悬浮物：≤1500m g/L4、B/C≥0.35、进水氨氮浓度：≤2000mg/L6、进水COD浓度：≥1500mg/L7、其他有毒物质最大允许值：表：厌氧反应中其他有毒物质的最大允许浓度（同样适用于其他厌氧反应器）除上面提到的细菌中毒之外，在UASB中还有一些形式的中毒。
游离H2S－S浓度达到8 0mg／l时，发生硫化物中毒。
如果UASB的进水满足下列条件，则H2S中毒可以避免。
1）COD／SO4＞20g／g2）COD／SO4＞15g／g和COD＜30g／l3）COD／SO4＞1 0g／g和COD＜10g／l4）COD／SO4＞7.5g／g和COD＜5g／l注意：COD与SO42－的比值大于10是理想条件。
（规范上给出的硫酸根浓度≤1000mg/L）二、UASB常用参数及公式1、当废水可生化性差的时候需要在UASB前端设置水解酸化池。
水解酸化池的容积负荷常用的计算公式：式中：Vs——水解酸化池容积，m3；Q——设计处理量，m3/d；Ns——酸化负荷，kgCOD/（m 3·d），（常规取值：10-20）Sa——进水COD，mg/L2、UASB容积负荷UASB反应器容积负荷常用的计算公式：式中：V——反应器有效容积，m3；Q——设计处理量，m3/d；Nv——容积负荷，kgCOD/（m 3·d）S0——进水COD，mg/L容积负荷取值范围：3、布水装置多点布水，进水管负荷，见下表4、其他常用参数：有效水深：5-8m；上升流速：＜0.8m/h。
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。
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一般应达10～20cm或由计算确定
（β*g/18μ）*（ρ1-ρg）*d² β——碰撞系数，可取0.95。g——重力加速度，cm/s² ρ1——液体密度，g/cm²，取1.03g/cm² ρg——沼气密度，g/cm²，取1.2*10¯³g/cm² d——气泡直径，cm μ——废水的动力粘滞系数，g/（cm·s） v——液体的运动粘滞系数，cm²/s，取0.0101
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%～96% 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
长
L
宽
B
高
H
直径
ø
高
H
矩形池 S
圆形池
矩形池 V
圆形池
矩形池 HRT
圆形池
矩形池 圆形池
h 矩形池 圆形池
h1 h3 h2 b1 b b2
矩形池
下部污泥回流缝总面积
a1
圆形池
回流缝设计
矩形池
求得下三角形回流缝的上升流速
v1
圆形池
设上部三角形集气罩回流缝宽度
b3
回流缝总面积
矩形池 a2
圆形池
回流缝总面积校核
m m m m m m
m/h m/h cm g/(cm·s) g/(cm·s) cm/s m/h
0.01cm的气泡。
m³/d
66.22 79.47 0.82 0.68 0.64 61.42 73.71 24.00 22.61 0.88 0.73
0.52 0.91 0.40 1.31 1.80 3.11
计算项目：
系列 原始数据
进水流量 进水水温 进水pH值 进水COD0 进水BOD0 进水SS0 进水碱度 进水TN0 进水TP0 容积负荷率 COD去除率 SS去除率 沼气表观产率 污泥表观产率 VSS/SS
计算参数
升流式厌氧污泥床反应器（UASB
符号 Q T
Nv
出水水质
CODe BODe SSe TNe TPe
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
上升流速宜小于0.8m/h 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
颗粒污泥＜2.0m/h，絮状污泥＜1.0m/h
每天的产量体积
Qa
沼气的产量
锅炉利用沼气柜容积 沼气的产量 水封罐表面积
水封罐尺寸
V
S
直径
ø
高度
H
污泥产量 V泥
红色表示原始数据，根据项目实际情况输入值。 使用说明： 黄色表示设计参数，具有一定取值范围。
绿色代表设计输出值，无需任何修改。
式厌氧污泥床反应器（UASB）设计计算书
单位 m3/d ℃
下三角形集气罩底端到池顶的距离
矩形池
沿下集气罩斜面方向的水流速度
va
圆形池
气泡的直径
dg
气液分离设 计
废水的动力粘滞系数μ=vρ1
μ
取值
气泡在下集气罩边缘的上升速度 vb
单位换算
BC/AB
核算设计结 果
vb/va
矩形池 圆形池
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。
1.08 0.90 0.01 0.01 0.02 0.27 9.59
2.28 8.91 10.69
1372.80
m3 m2 m m
kgSS/d
274.56 0.16 0.45 1.20
286.00
设计计算书
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
矩形池 a2
圆形池
求得上部回流缝上升流速
矩形池 v2
圆形池
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
三相分离器 取上三角形集气罩与下三角形集气罩重叠的斜面长度
AB
位置的确定 上三角形集气罩底端与下三角形集气罩底端的高度
h
上三角形集气罩底端到池顶的距离
15.00 8.00 8.50 12.00 8.50 120.00 113.04 960.00 904.32
17.72 16.70
0.45 0.48 1.00 2.22 2.09
55.00 0.50 0.80 0.50 0.56 2.50 1.38
m2 m2 m/h m/h m m2 m2 m2 m2 m/h m/h
沼气产率为0.45～0.50Nm3/kgCODcr
按照每天气量的20%设计 沼气上升流速取0.1m/s
液面高度取0.5m～0.8m，气体所占高度取0.3m～0.5m
重新核算后的容积
反应分离器 设计
沉淀区的水深
停留时间
设集气罩的水平夹角 取保护高度 设下三角集气罩高度 上三角形顶水深 则有下三角形集气罩底的宽度 设单元三相分离器宽 则下部污泥回流缝宽度
回流缝设计
反应器的长 L
取整反应器的长 上升流速 反应器直径
D 取整反应器直径 上升流速
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L kgCOD/（m3·d） %/% %/% m3/(去除kgCOD) kgVSS/(去除kgCOD)
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
m3 座 m3 m m m2 m
数据值 2600.00 36.00 7.00 2200.00 700.00 400.00 500.00 30.00 10.00 3.00 0.80 0.70 0.30 0.05 0.80
有效容积
反应器数量
单个容积
有效水深
反应器总高 UASB反应器 反应器面积 有效容积及 长、宽、高 尺寸的确定
反应器尺寸（矩形池）
V
n
V'
H
H2 S
设定反应器宽
B
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）
反应器尺寸（圆形池）
矩形池
反应器的外 圆形池 形尺寸 重新核算后的面积
440.00
120.00
1906.67 2
953.33 8.00 8.50
119.17 8.00
m m m/h m m m/h
m m m m m m2 m2 m3 m3
h h
m3/(m2·h) m3/(m2·h)
m h h
° m m m m m m
14.90 15.00 0.45 12.32 12.00 0.45