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Nv?5.0kgCOD/(m3/d)
进出水COD浓度C0?11200(mg/L)（去除率85%） (mg/L) ，Ce?1680V=
QC0E1500?11.2?0.85??2856m3 Nv5.03式中Q—设计处理流量m/d
C0—进出水COD浓度kgCOD/m E—去除率
NV—容积负荷，Nv?5.0kgCOD/(m3/d) 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h?6.0m则 横截面积：S?3V有效h?2856＝476(m2) 6.0单池面积：Si?S476??158.7(m2) n3（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l?16m，则宽b?Si158.7??9.9m，设计中取b?10m l16单池截面积：Si'?lb?16?10?160(m2)
（3） 设计反应器总高H?7.5m，其中超高0.5m 单池总容积：Vi?Si?H'?160?(7.5?0.5)?1120(m) 单池有效反应容积：Vi有效?Si?h?160?6?960(m) 单个反应器实际尺寸：l?b?H?16m?10m?7.5m 反应器总池面积：S?Si?n?160?3?480(m) 反应器总容积：V?V'i?n?1120?3?3360(m)
3'2'3'3总有效反应容积：V有效?Vi有效?n?960?3?2880(m3)?2856m3符合有机负荷要求。 UASB反应器体积有效系数：
2880?100％?85.7% 在70%-90%之间符合要求。 3360（4） 水力停留时间（HRT）及水力负荷（Vr）
tHRT?Vr?V2880??24?46.08h Q1500Q1500??0.13[m3/(m2.h)] S24?480根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷Vr?0.1?0.9m3/(m2.h)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q'?0.7m3/(m2.h)沉淀室底部进水口表面负荷一般小于2.0m3/(m2.h)。
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：l?b?10(m) 每个单元宽度：b?''l16??2.7(m) 662沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即160m
沉淀区表面负荷率：
Qi20.83??0.13m3/(m2.h)?1.0?2.0m3/(m2.h) S160 b
h3 h3 h2 h1
b1 b2
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?为55°，取h3?1.3m
b1?h31.3??0.91(m) .tan?tan55b2?b?2b1?2.7?2?0.91?0.88(m)
式中：b—单元三项分离器宽度，m；
b1—下三角形集气罩底的宽度，m；
，m； b2—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）
h3—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:
a1?nb2l'?2?0.88?10?52.8(m2) v1?Qi62.5??0.39(m/h) a152.8?3式中：v1—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；
a1—下三角形集气罩回流缝总面积，m2；
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v1?2m/h，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b3?CD?0.3m
a2?2nb3l?2?6?0.3?10?36(m2) v2?Qi20.83??0.58(m/h) a236式中：v2—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；
a2—上三角形集气罩回流缝总面积，m2；
b3—上三角形集气罩回流缝的宽度，m；
假设a2为控制断面Amin，一般其面积不低于反应器面积的20%，v2就是vmax，同时要满足：v1?v2(vmax)?2.0m/h (3) 气、液分离设计由上图2.1知：
CE?CDsin55??0.3?sin55??0.24(m) CB?CE0.24??0.42(m)
sin35?sin35?b20.88)tan55??(0.5?cos55??)tan55??1.04(m) 22设AB?0.5m则
h4?(ABcos55??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：
vbADBC或 ?ABvaAB沿AB方向水流速度：va?Qi20.83??0.72(m/h)
CE?B?2?N0.24?10?2?6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：Vb??g?(?1??g)?d2 18?式中：d—气泡直径，cm；
?1—液体密度，g/cm3；
?g—沼气密度，g/cm3；
?—碰撞系数，取0.95；
?—废水动力黏滞系数，g/(cm.s)；
v—液体的运动黏滞系数，cm2；
设气泡直径d?0.01cm，设水温30C，?1?1.03g/cm3，?g?1.13?10?3g/cm3
。
v?0.010cm2/s，??0.95；??0.0101?1.03?0.0104[g/(cm.s)
由于废水动力黏滞系数值比净水的大，取0.02g/(cm.s) 则：Vb?0.95?981?(1.03?1.13?10?3)?0.012?0.266(cm/s)?9.58(m/h)
18?0.02BC0.42V9.58??0.84 b??13.31 AB0.5Va0.72VbBC可以脱去d?0.01cm的气泡 ?VaAB（4） 三项分离器与UASB高度设计
三相分离区总高度：h?h2?h3?h4?h5 式中：h2—集气罩以上的覆盖水深，取0.5m；
AF?h31.3??1.59(m)
sin55?sin55?DF?AF?BD?AB?1.46?0.5??1.59?0.5?0.52?0.57mCDcos55?
h5?DFsin55??0.57?sin55??0.47(m)
则：h?0.5?1.3?1.04?0.47?2.37(m)
UASB总高度H=7.5m，沉淀区高2.5m，污泥床高2.0m，悬浮区高2.5m，超高0.5m。 6.4 布水系统的设计计算
反应器布水点数量设置预处理流量、进水浓度，容积负荷等因素有关，有资料知，颗粒污泥Nv?4kgCOD/(m.d)每个布水点服务2-5m2,出水流速2-5m/s，配水中心距池底一般为20-25cm。 6.4.1 配水系统：
配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设1根D=100mm的总水管，16根d=50mm的支水管。支管分别位于总水管两侧，同侧每根只管之间的中心距为2.0m，配水孔径取??15mm孔距2.0m，每根水管有3个配水孔，每个孔的服务面积
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