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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -UASB 的设计运算6.1 UASB 反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区）mg/L（去除率 85%）设计容积负荷为N v5 .0 kgCOD/m3 d进出水 COD 浓度C011200mg/L,Ce1680V=QC0E1500112.0 .852856m3Nv5 .0式中 Q设计处理流量m / 3dC0进出水 COD 浓度 kgCOD/m3E去除率NV容积负荷,N v5.0kgCOD/m3 d 第 1 页,共 35 页 - - - - - - - - - 6.2 UASB 反应器的外形和尺寸工程设计反应器3
2、 座,横截面积为矩形；（1）反应器有效高为h0.6m就横截面积：SV有效2856476m2h6.0单池面积：SiS476158 7. m2n3（2）单池从布氺匀称性和经济性考虑,矩形长宽比在2：1 以下较合适；设池长l16 m,就宽bS i158.799.m,设计中取b10 ml16单池截面积： Silb1610160m2（3）设计反应器总高H7 5. m,其中超高0.5 m单池总容积：Vi S iH1607.505.1120m3单池有效反应容积：V i 有效 S ih1606960 3 m单个反应器实际尺寸：lbH16 m10 m7 5. m反应器总池面积：SS i n1603480m2反应
3、器总容积：VVin112033360m3细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -总有效反应容积：V有效V i 有效n96032880 3 m3 2856 m符合有机负荷要求；2880UASB 反应器体积有效系数：10085 . 7 % 在 70%-90% 之间符合要求；3360（4）水力停留时间（HRT ）及水力负荷（V ）V 2880t HRT 24 46 . 08 hQ 1500Vr Q 1500 .0 13 m 3 / m 2 . h S 24 480依据参
4、考文献,对于颗粒污泥,水力负荷 V r 0 . 1 0 . 9 m 3 / m 2 . h 故符合要求；6.3 三项分别器构造设计运算（1）沉淀区设计 3 2依据一般设计要求,水流在沉淀室内表面负荷率 q 0 7. m / m . h 沉淀室底部进水口表面负荷一般小于 2.0 m 3 / m 2 . 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 个分别单元,就每池设置 6 个三项分别器；三项分别器长度：lb10m . 13160m210.20.m3/m2. h每个单元宽度：bl162 . 7 m 66沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即沉淀区表面负荷率：Qi20.
5、830m3/m2. hS160b h1h2h3h3细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 35 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -b1 b2图 2.2 三项分别器2 回流缝设计设上下三角形集气罩斜面水平夹角为 55 ,取h 31 .3 m,m；b 1h31 .3.0 .91 m tantan55b 2b2 12.720.910 . 88m 式中： b 单元三项分别器宽度,m；1b 下三角形集气罩底的宽度,m；b 相邻两个下三角形集气罩之间的
6、水平距离（即污泥回流缝之一）h 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: a 1nb2l20.881052.8 m2v 1Qi625.30 .39m/ha 152.8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；a 下三角形集气罩回流缝总面积,m2；l 反应器的宽度,即三项分别器的长度b,m；n 反应器三项分别器的单元数；为使回流缝水流稳固,固、液分别成效好,污泥回流顺当,一般b 3v12 m/h,上三角 第 3 页,共 35 页 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CD03.ma22nb3l260.31036m2
7、v2Qi20.830.58m/ha236细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -式中：v 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；a 上三角形集气罩回流缝总面积,m2；20%,v 就是vmax,同时要b 上三角形集气罩回流缝的宽度,m；假设a 为掌握断面Amin,一般其面积不低于反应器面积的满意：v 1v2vmax2.0m/h3 气、液分别设计由上图2.1 知：CECDsin550.3sin
8、550.24m CBCE0 . 24.0 42 m sin35sin351.04 设AB0.5 m就h 4ABcos55b 2 tan550.5 cos550.88 tan5522校核气、液分别；如图2.2 所示；假定气泡上升流速和水流速度不变,依据平行四边形法就,要使气泡分别不进入沉淀区的必要条件是：v bAD或BCCEQ i2N20.830.72 m h / v aABAB沿 AB 方向水流速度：v aB0.24 102 6式中： B三项分别器长度,m；N每池三项分别器数量；气泡上升速度：Vbg1gd218式中： d 气泡直径, cm；细心整理归纳 精选学习资料 1液体密度, g/cm3；
9、g/cm.s； 第 4 页,共 35 页 g沼气密度, g/cm3；碰撞系数,取0.95；废水动力黏滞系数,v 液体的运动黏滞系数,cm2； - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -设气泡直径d.001 cm,设水温 30；C,11. 03g/cm3,g1.13 1033 g cm2v 0 . 010 cm / 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 0.02 g /
10、 cm . s 就：V b 0.95 981 1.03 1.13 10 0.01 20.266 cm s / 9.58 m h / 18 0.02BC 0.420.84 V b 9.5813.31AB 0.5 V a 0.72V b BC可以脱去 d 0 . 01 cm 的气泡V a AB（4） 三项分别器与 UASB 高度设计三相分别区总高度：h h 2 h 3 h 4 h 5式中：h 集气罩以上的掩盖水深,取 0.5m；AF h 3 1.3 1.59 sin55 sin55CDDF AF BD AB 1.46 0.5cos551.59 0.5 0.520.57 mh 5 DF sin 55
11、 0.57 sin 55 0.47 m 就：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 布水系统的设计运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 N v 4 kgCOD / m 3 d 每个布水点服务 2-5m 2,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：配水系统形式采纳多管多孔配水方式,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
12、水管两侧,同侧每根只管之间的中心距为2.0m,配水 第 5 页,共 35 页 - - - - - - - - - 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 积细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2.01.673.342 m孔口向下；6.4.2 布水孔孔径的运算：UASB 反应流速u4QiD2=420.832 0.10.74m s / 360036003.14布水孔 3 1648个,出水流速为u2
13、.1 / m s,就孔径为：d3600420.832.19.0mm取15mm3.1448本装置采纳连续进料方式,布水口向下,有利于防止管口堵塞,而且由于器底部反射散布作用,有利于布水匀称,为了污泥和废水之间的接触,削减底部进水管的堵塞,建议进水点距反应底部200300mm,本工程设计采纳布水管离 UASB 底部 200mm 处；布水管设置在距 UASB 反应器底部 200 mm 处；6.4.3 验证3 3温度 30,容积负荷 5.0 kgCOD / m d ,沼气产率 0 . 4 m / kgCOD,满意空塔水流速度 u .1 0 m / h,空塔沼气上升速度：ug 1 0. m / h空塔水
14、流速度：u Q 62.50.13 m h / 1.0 m h 满意要求；S总 480空塔气流速度：u g QC 0 62.5 11.2 0.85 0.40.50 m h / 1.0 m h / S 480满意要求；式中 C0进水 COD 的浓度COD 的去除率, 80% 6.5 排泥系统的设计运算6.5.1 UASB 反应器中污泥总量运算一般 UASB 污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成,座 UASB 反应器中污泥总量：平均浓度为 20 VSS L ,就一6.5.2 GVCss28562057120kg d57.12 / t d 第 6 页,共 35 页 污泥产量细心整理归纳 精选学习资料
15、 厌氧生物处理污泥产量取0.08kgMLVSS kgCOD ,剩余污泥量的确定与每天去 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -除的有机物量有关,当设有相关的动力学常数时,可依据体会数据确定,一般情形下,可按每去除 1kgCOD 产生 0.050.10kgVSS 运算,本工程取/0.08kgVSS kgCOD ；流量Q62.53 m/h ,进水COD 浓度C011200mgL11.2kg m 3,COD 去除率E85 %,就（1）UASB 反应器的总产泥
16、量xQCE0. 0 86 2. 52 41 1. 20. 8 5k g M L V S Sd/（2）不同试验规模下MLVSS是不同的,由于规模越大,被处理的废水含无机杂质越多,MLSS因此取MLVSS.08,就MLSSx1142.41428 kgMLSS d0.8单池产泥x ix1428476 kgMLSS d33（3）污泥含水率98%,当污泥含水率95%时,取s1000kg/m3就污泥产量：W s1000142898%71.43 m/d1单池排泥量：W si71.43 23.8 m/d3（4）污泥龄cG5712040 x14286.6 排泥系统的设计在距 UASB 反应器底部100cm 和
17、200cm 高处个设置两个排泥口,共4 个排泥口；排泥时由污泥泵从排泥管强排；反应器每天排泥一次,各池的污泥由污泥泵抽入集泥井中,排泥管选钢管 DN150mm ；由运算所得污泥量挑选污泥泵,型号为：WQK25 15 3 污泥泵,主要性能：流量： Q=25m3/h；扬程： H=15m ；电机功率： P=3Kw ；数量： 2 台；用两台泵同时给两组反应器排泥,设每天排泥一次6.7 出水系统设计运算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水匀称的收集并排出,有很大的影响且形式与三向分别器及沉淀区设计有关；出水是否匀称对处理成效细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - -
18、- - 第 7 页,共 35 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -6.7.1 出水槽设计对于每个反应池有6 个单元三项分别器,出水槽共有6 条,槽宽 0.2m 0.2 m,出水槽6.7.2 单个反应器流量：q iQ i20.830.0058 m 3/ 360036006.7.3 出水槽设出水槽槽口邻近水流速度为0.2m /siq0.0058就槽口邻近水深6 u a0.260.20.0242 取槽口邻近槽深为0.20m,出水槽坡度为0.01,出水槽尺寸： 10m0.2 m数量为 6 座；6.7.4 溢流堰设
19、计50 mm,堰口出水溢流堰共有12 条（ 62）,每条长10m ；设计 90 三角堰,堰高宽 100 mm,就堰口水面宽50mm ；每个 UASB 反应器处理水量5.8L /s,查得溢流负荷为12L/m .s 设计溢流负荷为f1 .0L/m . s,就溢流堰上水面总长为：Liq5.85.8m f1.0三角堰数：nL5.83116个取 140 个b50 10每条溢流堰三角堰数：14014个10一个溢流堰上共有14 个 100mm 的堰口, 10 个 1000mm 的间隙；堰上水头校核每个堰处流率：qiq5.8 1034.14105m s / n140按 90 三角堰运算公式：q1. 43h25
20、.0.40.015m 就堰上水头：hq0.44.141051.431.436.7.5 出水渠设计运算UASB 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,设出水渠宽细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 35 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -0.3m,坡度 0.001,出水渠渠口邻近水流速度为 0.2m/s；渠口邻近水深：uiqa5.8 1030.097m m 0.001,管内水流0.30.2以出水槽槽口为基准运算,出水
21、渠渠深：0.20.0970.2970.30里出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为：162.70.1 14.75 2出水渠长为： 14.75+0.1=14.85 m 出水渠尺寸： 14.85 m0.30 m0.30 m向渠口坡度为：0.001 6.7.6 UASB 排水管设计Q=17.36L/s, 选用 D=150 mm 的钢管排水, 布满度为 0.6,设计坡度为速度为 v=1.02m/s 6.8 沼气收集系统设计运算 第 9 页,共 35 页 - - - - - - - - - （1） 沼气主要产生于厌氧阶段,设计产气率取0 .3 4 m /kgCOD总产气量：GQC E0.4 150011.
22、20.855712m3/d就单个 UASB 反应器产气量：G iG57123 1904 m/d33（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,每根集气管内最大流量19043 31.7 10 m/ 24 3600 13依据资料,集气室沼气出气管最小直径d=100mm 本设计中取100mm,结构图 2.3 如下：（3 ）沼气主管：每池13 根集气管,选通到一根单池主管然后再汇入两池沼气主管,采纳钢管,单池沼气主管道坡度为0.5%；就单池沼气主管内最大气流量：iq19043 0.0220 m/ s ,D150mm ,布满度设24 3600计值为 0.7；就流速：v0
23、.0220 41.8 m s / 2 0.150.7细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 2.3 UASB 集气罩（4）管内最大气流量：q 5712 0.0661 m 3 / 24 3600取 D= 200mm; 布满度 0.6; 流速 v= 0.0661 40.2 2 0.6 3.51 / m s6.9 水封罐设计水封罐主要是用来掌握三项分别器的集气室中气、液两相界面高度的,由于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
24、兼有隔绝和排除冷凝水作用,每一反应器配一水封罐；6.9.1 水封高度取 H= H 1 H 0式中 H 反应器至储气罐的压头缺失和储气罐的压头为保证安全取储气罐内压头,集气罩中出气气压最大 H 取 2m H O ,储气罐内的压强H 为 400mm H O ,就 H=2-0.4=1.6m 取水封高度为 2.5m,直径为 1500mm,进水管、出气管各一根,D=200mm. 进水管、放空管各一根,D=50mm, 并设液面计；6.9.2 气水分别器气水分别器起到对沼气高燥的作用,选用 500 mm H 1800 mm 钢制气水分别器 4 个,气水分别器中预装钢丝填料,在气水分别器前设置过滤器以净化沼气
25、,在分别器出气管上装设流量计及压力表；6.9.3 沼气柜容积确定57123 m =238m3 /h ,就沼气柜容积应为4h 产气量 第 10 页,共 35 页 由上送股运算知该处理中日产沼气的体积来确定,即V gqt238 43 952 m细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -设计选用 300 钢板水槽内导轨湿式贮气柜,尺寸为：10000mmH10000mm ；6.10 UASB 的其他设计考虑6.10.1取样管设计在池壁高
26、度上设置如干个取样管,用以实行反应器内的污泥样,以随时把握污泥在高度方向上的浓度分布情形,在距反应器底 1.11.2m 位置,沿池壁高度上设置 4 根,沿反应器高度方向各管相距 0.8m,水平方向各管相距 2.0m；取样管选用 DN100mm 的钢管,取样口设于距地面 1.1m 处,配球阀取样；6.10.2 检修（1） 人孔为便于检修,在UASB 反应器距地坪1.0m 处设置600mm 人孔一个（2） 风为防治部分容重过大的沼气在UASB 反应器内集合,影响检修和发生危急,检修时可向UASB 反应器中通入压缩空气,因此在 UASB 一侧预埋压缩空气管（由鼓风机房引来）（3） 采光为保证检修时采
27、光,除采纳暂时灯光外,不设 UASB 预盖；6.10.3 防腐措施厌氧反应器腐蚀比较严峻的地方是反应器的上部,此处无论是钢材或是水泥都会被损坏,因此, UASB反应器应重点进行顶部的防腐处理；在水平面以下,溶解的CO 会发生 第 11 页,共 35 页 - - - - - - - - - 腐蚀,水泥中的CaO会由于碳酸的存在而溶解；沉降斜面也会腐蚀,为了延长反应器的使用寿命,反应器的防腐措施是必不行少的；本次设计中,反应器上部2m 以上池壁用玻璃钢防腐,三相分别器-全部暴露的碳钢部位用玻璃钢防腐；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结
28、 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1.1 2.6 UASB 反应池的设计运算1.1.1 2.6.1 设计参数设计流量 100m 3/d ；进 水 COD=19000mg/L, 去 除 率 为 75% ；容 积 负 荷 N V =5kgCOD/（ m 3 .d ）；污 泥 产 率 为 0.1kgMLSS/kgCOD； 产 气 率 为 0.4 m 3/ kg COD；1.1.2 2.6.2 UASB 反应器结构尺寸运算反应器容积运算 包括沉淀区和反应区 UASB 有效容积为：QS 0 100 19 75 % 3V 有效 285 mN v 5式中 V 有效反应
29、器有效容积,m 3；Q设计流量, m 3/d ；S0 进 水 有 机 物 浓 度 , kgCOD/m 3；-COD 去除率, %；N V - 容 积 负 荷 , kg COD /（ m3 .d ）；UASB 反应器的外形和尺寸,本工程设计单座反应器,由于圆形池子布水匀称,处理成效好,所以横截面设为圆形；细心整理归纳 精选学习资料 反应器有效高度h1=7m,就40 .2 8 m7.2m,取 7.5m 第 12 页,共 35 页 横截面积SV 有效285h 17反应器直径D4S440.83. 14就池子横截面积：SD23. 1475.245m244 - - - - - - - - - - - -
30、- - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -水力停留时间（HRT）t HRTV有效2852. 85dQ1001.1.3水力负荷qQ10045.0 10 m 3/m2h0.1,符合要求；S864002.6.3 三相分别器构造设计三相分别器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分别器的设计；沉淀区设计沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积,即S1=45m2；h10.沉淀区的表面负荷率qQ100450 .1 m3/m2S86400回流缝设计设上下三角形集气罩斜面水平夹角50 ,上三角形集气罩的的顶角为90 ,取h32
31、m；就b 1h3tg21.68mtgm；50式中h 下三角集气罩水平宽度,-下三角形集气罩斜面的水平夹角；h -下三角形集气罩的垂直高度,m；就相邻两个下三角形集气罩斜面之间的水平距离b2D2b 175.21. 684.14m就下三角形回流缝面积为S 1d23. 144 .14213. 45m2244下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速（1v ）可用下式运算：v 1Q100.450 .32m2.0m/h,符合设计要求； 第 13 页,共 35 页 - - - - - - - - - S 18640013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=0.8m,
32、 上集气罩下底宽CF=4.6m ,就上三角形回流缝面积为：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -DHCDsin500 8.sin 500 . 62 mS 2CF2DE3 . 14.4 6.06224 . 6 16 . 39 m22就v2Q100.390.26m/hv 12m/h,符合设计要求；S 28640016确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸,如图: tg501.02mCHCDsin4008.sin400 . 52 mDE2DHCF20 . 626.4.5
33、84 m4.14AIDItg50DEb 2tg505 .8422又h4CHAI0 .521. 021 .54mh 512.m由上述尺寸可运算出上集气罩上底直径为：CF2 h5tg404.6212.tg402. 59m；BCCD0 8.1 . 25 msin40sin40DIDEb25 .8424.140.85m2ADDI0 . 851 . 32mcos 50cos 50BDDH0 . 62cos 50.0 96 mcos 50ABADBD1 . 32.0960 . 36 m气液分别设计由斯托克斯公式可得气体上升速度为：vbg1gd20. 959 .811.031 .210301.20 .266
34、cm/s9. 58m/h 第 14 页,共 35 页 18180.02细心整理归纳 精选学习资料 式中d 气泡直径, cm; 1-液体密度, g/cm3; g-沼气密度, g/cm3; - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -碰撞系数,取 0.95；-废水的动力粘滞系数,0 .02g/cms ; 1 2.103g/3 cm;v20 . 0101 cm/s ;v -液体的运动粘滞系数,cm2/s 取d0 . 01 cm 气泡,T20C ;1.103 g/3 cm;g.095 ;v10 . 01011 . 030 . 0104 g/cms；一般废水的大于净水的,故取=0. 02g/cms ;vav20. 26m/h就v b9 .5836. 85,BC1.253. 47, va0 .26AB0.36v bBC,故满意要求；v aAB三相分别器与UASB 高度设计图 2-4 三相分别器设计运算草图三相分别区总高度hh