设上下三角形集气罩斜面水平夹角α= 55°，取h3 = 1.1m；
b1 = h3/tgθ
式中：
b1———— 下三角集气罩底水平宽度，m; α———— 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 =
1.1tg550 = 0.77 m 则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：
b2 = b - 2 b1 = 2.667 – 2 × 0.77 = 1.13 m
则下三角形回流缝面积为：
S1 = b2·l·n = 1.13 × 10 × 6= 67.8 m2
下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算： V1 = Q1/S1 式中：
Q1———— 反应器中废水流量，m3/h； S1 ———— 下三角形集气罩回流逢面积，m；
V1 =
208.33/267.82
= 1.53 m/h < 2.0 m/s,符合设计要求。
设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度b3 =CD= 0.45 m ,则上三角形回流缝面积为：
S2 = b3·l·2n = 0.45 × 10 × 2 × 6 = 54 m2 上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算： V2 = Q1/S2， 式中：
Q2———— 反应器中废水流量，m3/h；
S2 ———— 上三角形集气罩回流逢之间面积，m；
V1 =
208.33/2542
= 1.92 m/h
V1 < V2 < 2.0 m/s,符合设计要求。
确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：
BC = b3/sin35°= 0.35/0.5736 ＝ 0.61 m 4. 气液分离设计 由图2-3可知：
CE = CDSin55°= 0.45×Sin55°=0.37m
XXVI
CB =
CESin55??0.37Sin55??0.64m
设AB=0.4m ，则
h4 = (AB·cos55°+ b2/2)·tg55°
= (0.4 × 0.5736 + 0.72/2) × 1.4281 = 0.824 m
校核气液分离。 假定气泡上升流速和水流流速不变 沿AB方向水流速度： Va?式中：
B———— 三相分离器长度 N———— 每池三相分离器数量 气泡上升速度： Vb = 式中：
d———— 气泡直径，cm；
ρ1———— 液体密度，g/cm3； ρg———— 沼气密度，g/cm3； ρ———— 碰撞系数，取0.95；
μ———— 废水的动力粘滞系数，0.02g/cm·s； V———— 液体的运动粘滞系数，cm2/s 取d = 0.01cm(气泡)，常温下，ρ0.0101cm2/s , ρ = 0.95 ，μ= Vρ
1
1
QiCE?B?2?N?104.20.37?10?2?6?2.34m/h
r′g18m(r1-rg)d
2= 1.03g/cm, ρg = 1.2×10g/cm ， V =
3-33
= 0.0101×1.03 = 0.0104g/cm·s 。一般废
水的μ>净水的μ,故取μ= 0.02g/cm·s 。由斯托克斯工式可得气体上升速度为：
Vb?BCAB?0.95?98118?0.02?1.6
??1.03?1.25?10?3??0.01；
2?0.266(cm/s)?9.58(m/h)
0.640.4；
VbVa?9.582.34?4.09
VbVa?BCAB ；可脱去d≧0.01cm 的气泡。
5. 三相分离器与UASB高度设计 三相分离区总高度 h= h2 + h3 + h4–h5
h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。
DF?AF?AD?1.35?0.4?0.7?0.22m h5?DFSin55??0.22?Sin55??0.18m
h?h2?h3?h4?h5?0.5?1.1?1.15?0.18?2.57mXXVII
UASB总高H = 6.5m，沉淀区高2.5m，污泥区高1.5m，悬浮区高2.0m，超高0.5m。
1.6.3.3 布水系统设计计算
1. 配水系统采用穿孔配管，进水管总管径取200㎜，流速约为0.95 m/s。每个反应器设置10根DN150㎜支管，每根管之间的中心距离为1.5 m，配水孔径采用16㎜，孔距1.5 m，每孔服务面积为1.5×1.5=2.25 ㎡，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.2 m，每个反应器有66个出水孔，采用连续进水。
2. 布水孔孔径
共设置布水孔66个，出水流速u选为2.2m/s，则孔径为
d?4Q3600n?u?4?208.33/23600?66?3.14?2.2?0.016m
3. 验证
常温下，容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；产气率为：0.4m3/kgCOD ；需满足空塔水流速度uk≤1.0 m/h,空塔沼气上升流速ug≤1.0 m/h。 空塔水流速度 uk??0.65m/h ＜1.0 m/h 符合要求。
S320QCor?5000/24?1.4?0.8?0.4??0.29m/h ＜ 1.0 m/h 空塔气流速度 ug?S320?Q208.33符合要求。
1.6.3.4 排泥系统设计计算
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15gVSS/L,则两座UASB反应器中污泥总量：G?VGss?1556?15?23340kgss/d 。
2. 产泥量计算 厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgMLSS/kgCOD ① UASB反应器总产泥量
?X?rQCoE?0.07?5000?1.4?0.8?392kgVSS/d 式中：
△X———— UASB反应器产泥量，kgVSS/d ； r ———— 厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD； Co———— 进水COD浓度kg/m3； E———— 去除率，本设计中取80%。
② 据VSS/SS = 0.8，△X=392/0.8=490 kgSS/d 单池产泥 △Xi = △X/2 = 490/2 = 245 kgSS/d
③污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取?s?1000kg/m3，则 污泥产量 Ws?
?X?s?1?P??4901000??1?98%?XXVIII
?24.5m/h
3单池排泥量 Wsi?④污泥龄
?c?G24.52?12.25m/h
3?X?23340490?47.63?d?
3. 排泥系统设计
在UASB三相分离器下0.5m和底部400㎜高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口。每天排泥一次。 1.6.3.5 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。
1. 出水槽设计 对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.3m。
① 单个反应器流量 qi?Qi3600?208.333600?0.029m/s3
② 设出水槽口附近水流速度为0.2 m/s，则 槽口附近水深
qi/6ua?0.029/60.3?0.2?0.081m
取槽口附近水深为0.25 m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸10 m×0.2 m×0.25 m；出水槽数量为6座。
2. 溢流堰设计
① 出水槽溢流堰共有12条（6×2），每条长10 m，设计900三角堰，堰高50㎜，堰口水面宽b=50㎜。
每个UASB反应器处理水量28L/s,查知溢流负荷为1-2 L/（m·s），设计溢流负荷f = 1.117 L/（m·s），则堰上水面总长为：L?三角堰数量：n?lb?25.0750?10?3qi28f1.117?25.07m 。
?504
个，每条溢流堰三角堰数量：504/12=42个。
一条溢流堰上共有42个100㎜的堰口，42个140㎜的间隙。 ②堰上水头校核 每个堰出流率：q?qin?28?10504?3?5?5?5.56?10m/s
0
按90三角堰计算公式，q?1.43h2.5
0.4?q?堰上水头：h????1.43??5.56?10?5?????0.0172m
1.43??③出水渠设计计算
XXIX
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0.8m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s。
渠口附近水深
qiuxa?0.0280.8?0.3?0.116m
以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.116=0.37m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为14.67米，出水渠长为 14.67+0.1=14.77m，出水渠尺寸为 14.77m×0.8m×0.37m，向渠口坡度0.001。
④ UASB排水管设计计算
选用DN250钢管排水，充满度为0.6，管内水流速度为 v?4?28?10?32??0.6?0.25?0.95m/s 1.6.3.6 沼气收集系统设计计算
1. 沼气产量计算 沼气主要产生厌氧阶段，设计产气率取0.4m3/kgCOD。 ①总产气量
G?rQCoE?0.4?5000?1.4?0.8?2240m/h
3 每个UASB反应器的产气量 Gi?G2?22402?1120m/h3
②集气管 每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。
每根集气管内最大气流量?112024?3600?13?1.0?10?3m/s3
据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100㎜.
③沼气主管 每池13根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%.
单池沼气主管内最大气流量 qi?112024?3600?0.013m/s
3取D=150㎜，充满度为0.8，则流速为 v?0.013?40.8?0.15???0.92m/s224024?3600
3④ 两池沼气最大气流量为q??0.026m/s
0.026?4?0.88m/s取DN=250㎜，充满度为0.6；流速为 v?2. 水封灌设计
??0.25?0.62
水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时
XXX