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)//(0.53

d 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 /3

C 0—进出水CO

D 浓度kgCOD/3

m E —去除率

N V —容积负荷，)//(0.53

d 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

.62856

2m h

V S ＝有效=

=

单池面积：)(7.1583

4762m 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 9.916

7

.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：)(336031120'3

m 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：

%7.851003360

2880

=⨯％ 在70%-90%之间符合要求。 （4） 水力停留时间（HRT ）及水力负荷（r V ）

h Q V t HRT 08.46241500

2880=⨯==

)]./([13.0480

24150023h m m S Q V r =⨯==

根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷)./(9.01.02

3

h m m V r -=故符合要求。 6.3 三项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)./(7.02

3

'

h m m q <沉淀室底部进水口表面负荷一般小于2.0)./(2

3

h m m 。

本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置13个集气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三项分离器。 三项分离器长度：)(10'

m b l == 每个单元宽度：)(7.26

16

6'm l b ===

沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即1602

m 沉淀区表面负荷率：

)./(0.20.1)./(13.0160

83.202323h m m h m m S Q i -<== b

h 1

h 2

h 3 h 3

b 1 b 2

图2.2 三项分离器

(2) 回流缝设计

设上下三角形集气罩斜面水平夹角α为55°，取m h 3.13=

)(91.055

tan 3

.1tan .

31m h b ===

α )(88.091.027.2212m b b b =⨯-=-=

式中：b —单元三项分离器宽度，m ；

1b —下三角形集气罩底的宽度，m ；

2b —相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之一），m ； 3h —下三角形集气罩的垂直高度，m ；

下三角集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速:

)(8.521088.022'21m l nb a =⨯⨯==

)/(39.03

8.525

.6211h m a Q v i =⨯==

式中：1v —下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速，m/h ；

1a —下三角形集气罩回流缝总面积，m 2；

'l —反应器的宽度，即三项分离器的长度b,m ； n —反应器三项分离器的单元数；

为使回流缝水流稳定，固、液分离效果好，污泥回流顺利，一般h m v /21<，上三角集器罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速。设m CD b 3.03==

)(36103.0622232m l nb a =⨯⨯⨯==

)/(58.036

83.2022h m a Q v i ===

式中：2v —上三角集气罩下断语下三角集气罩斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速，m/h ；

2a —上三角形集气罩回流缝总面积，m 2； 3b —上三角形集气罩回流缝的宽度，m ；

假设2a 为控制断面min A ，一般其面积不低于反应器面积的20%，2v 就是m ax v ，同时要满足：h m v v v /0.2)(max 21<< (3) 气、液分离设计由上图2.1知：

)(24.055sin 3.055sin m CD CE =︒⨯=︒=

)(42.035sin 24

.035sin m CE CB =︒

=︒=

设0.5AB m =则

240.88(cos55)tan 55(0.5cos55)tan 55 1.04()22

b h AB m =︒+

︒=⨯︒+︒= 校核气、液分离。如图2.2所示。假定气泡上升流速和水流速度不变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉淀区的必要条件是：

b a v AD v AB >或AB

BC

沿AB 方向水流速度：20.83

0.72(/)20.241026

i a Q v m h CE B N =

==⨯⨯⨯⨯⨯⨯

式中：B —三项分离器长度，m ； N —每池三项分离器数量； 气泡上升速度：21)(18d g

V g b ⨯-⨯=

ρρμ

β 式中：d —气泡直径，cm ；

1ρ—液体密度，g/cm 3； g ρ—沼气密度，g/cm 3；

β—碰撞系数，取0.95；

μ—废水动力黏滞系数，g/(cm.s)；

v —液体的运动黏滞系数，cm 2；