UASB工艺设计计算

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。一旦所需容积负荷（或停留时间）确定，反应器的有效容积可通过以下公式计算。

（1）有机负荷容积算法

V

N QS V 0

式中：V----反应器有效容积；m3

Q----废水流量；m3/d

N V---容积负荷；kgCODcr/(m3•d)

S----进水有机物浓度；kgCODcr/m3

（2）停留时间算法

V•

=

HRT

KQ

式中，HTR----水力停留时间；d

K----常数（安全系数）

2.反应池体结构

UASB反应池体多采用圆形或巨型结构，可采用钢筋混凝土、不锈钢、碳钢家加腐涂层、搪池拼装、利浦罐、玻璃碳钢等结构材料。

3.反应池几何尺寸

（1）反应器高度设计的原则是运行上和经济上两个方面的结合考虑，从运行方面考虑采用反应器高度的选择要考虑以下影响因素：①上升流速增加污水系统扰动行，因此增加污泥与进水有机物之间的接触；②过高的上升流速会导致污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而反应器的高度就会受到限制：③采用传统的UASB系统情况下，上升流速的平均值一般不超过0.5m/h;④最经济的反应器水深一般在4--6m之间：⑤三项分离器顶与水面的高度差应不少于0.6--1.0m;⑥应根据设计进水流量，设置2个或2个以上的反应器。最大的单体反应器不宜大于2000m3。

（2）反应器的面积和长、宽在确定反应器的容积后和高度后，对矩形池必须确定反应器的长、宽。单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比为 2 ：1以下比较为合适。长宽比在4 ：1时费用增加显著；对采用共壁的（或多组）的矩形池，池的长宽比对造价有较大的影响，但是影响因素相应增加，这是在设计中需要优化的参数；从目前实践来看，反应器的单池宽度不宜大于20m是成功的；反应器的长度在采用渠道或者管道布水时不受限制。

（3）反应器的分格采用分格的厌氧反应器对运行操作和管理是有益的。首先分格反应器的单元尺寸小，可避免单体过大带来的布水均匀问题。同时多池有利于维护检修，可放空一池进行检修不影响整个废水处理厂的运行。

4.工艺参数

（1）对某种特定废水，反应器的工艺参数一般应通过实验确定，如果有同类的废水处理资料可以参考选用（下表）

（2）UASB反应器的沼气产率一般取0.35--0.45m3/kgCODcr;沼气产量的计算公式如下

η)(0e q S S Q Q -=

式中：Qq----沼气产量；m 3/d

Q------废水流量；m 3/d

η-----沼气产率；m 3/kgCODcr

So----进水有机物浓度kgCODcr/m 3

Se-----出水有机物浓度kgCODcr/m 3

（3）污泥的产率一般取0.05--0.10kgMLSS/kgCODcr

（4）反应器的温度一般控制在35℃±2℃或者55℃±2℃。一般不宜在常温下运行。

（四）UASB 反应器系统设计

1.三项分离器设计

可采用的形式有如下图两种

多层结构三项分离器 单层结构分离器

（1）集气室的隙缝部分的的面积应占反应器全部面积的15%--20%。

（2）集气室的高度应在1.5m--2.0m 之间。

（3）三相分离器分离板的倾脚45°--60°之间。

（4）在集气室内应保持气液界面以释放和收集气体，阻止浮渣层的形成。分离器下液界面的面积根据气体释放速率计算，气体释放速率大约是1--3m 3/(m 2*h).

（5）反射板与隙缝之间的遮盖应该在100mm--200mm ，避免上升的气体进入沉淀室。

（6）气管的直径应该充足，以保证从集气室引出沼气。

（7）在大型集气室的上部消泡喷嘴。

2.补水系统设计

（1）UASB 采用多点布水系统，一个进水点服务最大面积对于污泥菌种程污泥类型 每个进水口负荷/m3

颗粒污泥 1----2

凝絮状污泥 8----3

①枝状布水时支管出水口向下距池底200mm ，位于服务面积的中心，一般在15--25mm 之间；出水孔需设45°导流板使出水布散池底。