1000m3d垃圾渗沥液厌氧处理的UASB反应器设计

课程设计成绩评定表

设计任务书

一、设计题目

3000m3/d垃圾渗沥液厌氧处理的UASB反应器设计

二、原始资料

1. 处理流量Q＝3000m3/d

2. 水质情况：

BOD

5=6000mg/L COD

cr

=12000mg/L SS=2000mg/L pH=6~9

NH

4

-N=1000mg/L 三、出水要求

BOD

5=600mg/L COD

cr

=1200mg/L SS=200mg/L pH=6~9

NH

4

-N=60mg/L

四、设计内容

1.方案确定

按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由，UASB工艺说明包括原理、结构特点、设计原则、保温、防腐、控制等说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。该课题工艺为预处理(加药混凝、氨吹脱)加UASB反应器。

2.设计计算

进行UASB反应器的体积、三相分离器、布水系统、出水系统的计算，去除效率估算；效益分析

3.制图

UASB 设备的平面布置图、、三相分离器制造图、管道连接接口大样图

4.编写设计说明书、计算书

五、设计成果

1. 设备平面布置图、剖面图1张（A1）

2. 三相分离器制造图、管道连接接口大样图1张(A4)

3.设计说明书、计算书一份

六、时间分配表(第19周)

七、成绩考核办法

根据设计说明书、设计图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩。

指导教师：曾经、彭青林

长沙理工大学化学与生物工程学院环境工程教研室

2011年11月

目录

第一章概述 (6)

1.1 引言 (9)

1.2 UASB的由来 (9)

1.3 设计说明 (9)

1.3.1基本原理 (9)

1.3.2基本设计 (9)

1.3.3满足要求 (9)

第二章垃圾渗滤液工艺流程的确定 (9)

2.1 工艺流程图 (9)

2.2 预处理设施 (9)

2.2.1 格栅 (9)

2.2.2 调节池 (10)

2.2.3 氨吹脱 (10)

2.2.4 加药混凝 (10)

2.3 UASB反应器的结构 (11)

2.3.1 UASB反应器的组成 (11)

2.3.2 三相分离器 (12)

2.3.3 进水和配水系统 (13)

2.4 UASB工艺的优缺点 (13)

2.5 UASB工艺的设计原则 (14)

第三章设计计算 (15)

3.1 预处理设计 (15)

3.1.1 混凝沉淀池 (15)

3.1.2 吹脱塔 (15)

3.1.3 预处理后数据 (15)

3.2 UASB反应器的设计 (15)

3.2.1反应器池体 (15)

3.2.2反应器的几何尺寸 (15)

3.2.3 反应器水力停留时间 (16)

3.3 进水、配水系统设计 (16)

3.4 三相分离器的设计 (17)

4.4.1 回流缝设计 (17)

4.4.2 沉淀区设计 (19)

4.4.3 气液分离设计 (19)

3.5 出水系统的设计 (19)

3.6 排泥系统 (20)

3.7 浮渣清除方法的考虑 (20)

3.8 防腐措施 (20)

第四章辅助设施及简图 (20)

4.1 剩余沼气燃烧器 (21)

4.2 保温加热设备 (22)

4.3 监测和控制设备 (22)

4.4 高程布置图 (22)

4.5 平面布置图 (22)

第五章出水水质计算及效益分析 (23)

第六章总结 (24)

参考文献 (25)

第一章概述

1.1 引言

垃圾渗滤液的主要两大特点和难点就是其氨氮浓度高以及可生化性差,指垃圾在堆放和填埋的过程中由于发酵并在地表地下水、天然降水的浸泡或冲刷下而滤出的污水。据有关国内外资料表明，现有的垃圾滤液处理工艺主要采用传统的物化法和生物处理法。以混凝、沉淀、吸附、膜处理和深度氧化等为主的常见物

比化法对垃圾渗滤液的处理不受水质水量的影响，出水水质稳定，对BOD/COD

cr

值较低的难生物降解的垃圾渗滤液较为有效，但需要投加大量的吸附剂和混凝剂，运行成本过高，且不易管理。生物处理包括好样处理、厌氧处理以及二者联合处理。好氧处理以传统的活性污泥、氧化沟、氧化塘、生物转盘等方法为代表，其中以延时曝气活性污泥法应用最多。厌氧处理法主要有厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床及分段厌氧消化等。

目前国内外多采用的厌氧与好氧联合处理法，由于对垃圾渗滤液中过高氨氮浓度未引起足够重视，造成高氨氮对生物处理产生严重的抑制作用，影响出水，整体处理效果不佳。结合物化和生物处理法的优点，充分考虑过高氨氮对微生物的抑制作用设计一套“脱氨—混凝沉淀—高效厌氧（UASB）—接触氧化”工艺对某垃圾场的垃圾渗滤液进行专项处理

厌氧生物处理以其独有的特征，在各方面都获得了广泛的应用，例如酿酒、制糖、淀粉生产、造纸、医药、食品加工以及化学工业等高浓度及难降解有机工业废水的处理。

厌氧生物处理之所以有如此广泛的应用，是因为它有着好氧生物处理所不具有的优点。它可消除气体排放的污染；能处理高浓度的有机废水；可承受较高的有机负荷和容积负荷；厌氧污泥可以长期贮存，添加底物后可实现迅速反应。

而升流式厌氧污泥床UASB工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源—沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

1.2 UASB的由来

1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计。利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三项分离器。使活性污泥的停留时间与废水的停留时间分离，行成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏形。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制行成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granular sludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第二代厌氧反应器的诞生奠定了基础。

1.3 UASB的设计说明

1.3.1 基本原理

UASB反应器主要包括主体部分和水封及沼气处理等附属设施，如图所示。UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。经过反应后的沼气由上部的分离器送出，液体则经出水堰流出反应器。

1.3.2 基本设计

UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。UASB的池形状有圆形、方形和矩形。污泥床高度一般为3-8m，多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池行。当污水有机物浓度低时，需要的沉淀面积大，为了保证反应区的一定高度，反应区的面积不能太大时，则可采用反应区的面积小于沉淀区，即污泥床上部面积大于下部池形。

1.3.3 满足要求

气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对于污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用，因此设计时应给予特别的重视。三项分离器应满足以下几点要求：

（1）、混合液进入沉淀区之前，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀。

（2）、沉淀器斜壁角度约可大于45度角。

（3）、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2.h。

（4）、处于集气器的液-气界面上的污泥要很好的使之浸没于水中。

（5）、应防止集气器内产生大量泡沫。

第2、3两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度-面积比来加以满足。对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制。对于中等浓度和高浓度污水，在极高负荷下，单位横载面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀分布在床断面上，其中的关键是要均匀——匀速匀量。UASB容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行，设计时通过实验决定参数或参考同类废水的设计和运行参数。

第二章垃圾渗滤液工艺流程确定

2.1 工艺流程图

工艺过程：原水进入调节池后，先后经过调节池、吹脱塔和混凝沉淀池后尽可能均匀地从反应器底部进入，向上通过厌氧污泥床，与颗粒污泥充分接触，发生厌氧反应，在厌氧状态下产生沼气。废水的向上流动和产生的大量沼气的上升对反应器内的颗粒污泥起到了良好的自然搅拌作用，引起污泥的内部循环，使一部分污泥向上运动，在污泥床上方形成相对稀薄的污泥悬浮层。在含有颗粒污泥的废水进入分离区后，附着在颗粒污泥上的气泡和自由气泡撞击到分离区中三相分离器气体反射板的底部，与污泥和废水发生分离，被收集在反应器顶部三相分离器的集气室内；释放气泡后的颗粒污泥由于重力作用沉淀到污泥层的表面，返回反映区；经过反应后的沼气由上部的分离器送出，液体则经出水堰流出反应器。

2.2 预处理设施

一般渗沥水中含有悬浮物质，由于垃圾来源广泛，废水中悬浮物质含量的变化范围很广，从每升中含有几十、几百毫克，直到几千甚至上万毫克。为了保护后续处理能够正常进行，以及降低其他处理设施的处理负荷，通常在废水进行生物或化学处理之前先将这些悬浮物尽可能地用简单的物理方法予以去除，即进行预处理，内容包括格栅、调节池、沉淀池、气浮池以及沉砂池等。

2.2.1格栅

格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于

0.2m3/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。因此本设计采用机械清渣方式，具体来讲，选用旋转鼓筒式格栅。本次设计选取中格栅宽度s=40mm；栅条间隙b=15mm；栅前水深h=0.3m；

过栅流速v=0.5m/s；安装倾角a=45°。

2.2.2 调节池

作用：为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。

设计：水力停留时间设为6小时；

尺寸为10⨯10⨯8( m3)

渗沥液量为3000⨯6 /24 = 750 ( m3)

检验：调节池体积为10⨯10⨯8 = 800 ( m3)故满足要求。

采用浆式机械搅拌设备，达到混合均匀的效果。

2.2.3 氨吹脱

利用吹脱技术去除填埋场渗沥液中的氨是一项可行的技术，特别适用于建设有填埋气体发电站的场合,其主要优点是占地面积小，氨去除效果好。氨吹脱一般采用吹脱池和吹脱塔两类设备，但吹脱池占地面积大，而且易造成二次污染，所以氨气的吹脱常采用塔式设备

2.2.4 加药混凝

化学混凝所处理的对象，主要是废水中的细小悬浮颗粒和胶体颗粒，大颗粒的悬浮物由于受重力的作用而下沉，可以用自然沉淀法除去；但是，微小粒径的悬浮物和胶体，能在水中长期保持分散悬浮状态，即使静置数十小时以上，也不会自然沉降。

混凝药剂的投加分为干投法和湿投法两种，由于干投法对药剂的颗粒度要求较高，投加量难以控制，劳动强度大。故本次设计采用湿投法，投加的药剂为硫酸铝稀溶液和PAM(阴离子型)。使渗沥液的PH值处于弱酸性条件，即PH为6.0-7.0 。机械搅拌混合池采用方形水池，采用机械混合中的桨板式混合，因为它结构简单，加工制造容易。

2.3 UASB反应器的结构

2.3.1 UASB反应器的组成

UASB反应器为下进水上出水的结构，分为柱形和方形两种。如图1所示，外壁为保温层，内部从下至上为反应区和三相分离区，附配水封。因此，UASB 反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。UASB 反应器的工艺基本出发点如下：

●为污泥絮凝提供有力的物理-化学条件，厌氧污泥即可获得并保持良好的

沉淀性能；

●良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，能抵抗较强的冲击。较

大的絮体具有良好的沉降性能，从而提高设备的污泥浓度；

●通过在反应器内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进

一前絮凝和沉淀，然后会流入反应器。

2.3.2 三相分离器

在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体／颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床／层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室（应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒／絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用）。只一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和有机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB系统良好运行的根本点。

2.3.3 进水和配水系统

进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为确保进水等量地分布在池底，每个进水管仅与—个进水点相连接是最理想状态，只要保证每根配水管流量相等，即可取得均匀布水的要求；因此有必要采用特殊的布水分配装置，以保证一根配水管只服务一个配水点，为了保证每一个进水点达到应得的进水流量，建议采用高于反应器的水箱式(或渠道式)进水分配系统。图3给出了一种连续流的布水器形式，这种敞开的布水器的—个好处是可以容易用肉眼观察堵塞情况。

图3 一种连续流的布水方式

2.4 UASB工艺的优缺点

（1）UASB工艺的特点

①结构简单巧妙；

②反应器内可培养出厌氧颗粒污泥；

③实现了污泥泥龄与水利停留时间的分离；

④UASB反应器对各类废水有很大的适应性；

⑤能耗低，产泥量少；

⑥不能去除废水中的氮和磷。

（2）UASB的优点

①负荷高，对水温、pH 值、COD 浓度的抗冲击负荷能力大，水力负荷能满足要求，反应器对不利条件的抗性增强；

②去除率高，处理效果好，可省去搅拌和回流污泥所需设备能耗；

③能耗低，可去除60%以上的有机污染物，可大幅度减轻后续好氧处理负荷，简化了工艺，节约了投资和运行费用；

④可回收沼气，不需要加填料载体，提高了容积利用率，避免了堵塞。（3）UASB的缺点

①进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；

②污泥床内有短流现象，影响处理能力；

③对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。

2.5 UASB工艺的设计原则

（1）三相分离器的设计原则

UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：

●沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；

●三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m；

●沉淀区四壁倾斜角度应在45°～60°之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区

内；

●沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m；

●进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；

●总沉淀水深应≥1.5m；

●水力停留时间介于1.5～2h；

●分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；

（2）进水系统的设计原则

①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均.

②很容易观察进水管的堵塞，当堵塞发现后、必须很容易被清除。

③应尽可能的(虽然不是必须的)满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合．防止局部产生酸化现象。

第三章设计计算3.1 预处理设计

3.1.1 混凝沉淀池

（1）药剂及投加量

AL

2(SO

4

)

3

稀溶液，投加量为2.6g/L; 助凝剂PAM ,投加量为1g/L。

（2）沉淀池

混凝沉淀池的设计形式为斜板式，水力停留时间为半小时，渗沥液量为3000/（24 2）=62.5( m3)，设计尺寸为：长×宽×高=6×4×3（m3），。设计COD cr 去除率为50%，BOD去除率为30%，SS去除率为70%。

3.1.2 吹脱塔

采用空气吹脱法。填料为塑料制格子填料，填料高度为 6.0m.布水负荷率:120m3/(m2*d)。气水比为4000.空气流速：1300m/min。当氨氮浓度在650 mg/L 以上时，氨氮去除率>95%。设计氨氮去除率为95%.

3.1.3 预处理后数据

COD

Cr =12000×（1-50%）=6000mg/L; BOD

5

=6000×（1-30%）=4200mg/L

NH

4

-N=1000×（1-95%）=50mg/L; SS=2000×（1-70%）=600mg/L 容积负荷q为10-20 kg COD/(m3*d)，本设计取q =12kg COD/(m3*d)

处理流量Q＝3000m3/d.

3.2 UASB反应器的设计

3.2.1反应器池体

反应器一般采用矩形和圆形，直径或边长为5-30m。单池常用圆形，池组合常用矩形，以便节约占地面积，节省池壁材料，便于布水。因此，本设计采用矩形结构。

3.2.2反应器的几何尺寸

（1）反应器体积

V=QS

/q

式中：V—反应器的有效容积，m3

Q—渗滤液流量，3000m3/d

S

—进水有机物浓度，mgCOD/L

q—容积负荷，kg COD/(m3*d)

则UASB反应器的有效容积V为：V=3000×6000/（1000×12）=1500 m3 UASB反应器的有效容积包括沉淀区和反应区，但是不包括三相分离器的体积。分成两座UASB反应器，并联运行。则每座UASB反应器的有效容积为：

V’=V/2=1500/2=750 m3

则每座UASB处理水量为Q’=31.25 m3/h

（2）反应器的高度

选择适当高度的反应器的原则使运行上和经济上综合考虑。它与反应器的上升流速有关，上升流速的平均值一般不超过0.5m/h,反应器高度一般在4-8m之间。设计反应器的高度H=6m。

（3）反应器的长、宽和面积

反应器的表面积为: A= V’/H

式中，A—厌氧反应器的表面积，m2

V’—厌氧反应器的容积，m3

H—厌氧反应器的有效高度，m

由上式可得，A=V’/H=750/6=125m2

设计反应区宽为10m ,则长为12.5m。长：宽 < 2，符合要求。

3.2.3 反应器水力停留时间

反应器的上升流速v一般为0.1—0.9m/h.设计取反应器的上升流速为v=0.5 m/h.反应器的水力停留时间t为：t=H/v

式中：t—反应器的水力停留时间，h

H—反应器的有效高度,m

v—反应器的上升流速, m/h

可得，t=6/0.5=12h.

3.3 进水、配水系统设计

本设计配水系统采用直穿孔管式配水，多管管多孔式。每个UASB设1根管径为150mm的总管。20根d=50mm的支水管，支水管分别位于总水管两侧，同侧每两根支水管之间的中心距为0.6m，配水孔径取15mm，每根水管有5个配水孔，

孔口向下，孔距为6/5=1.2m，单个出水孔服务面积为1.2*0.6=0.72m2，则每座反应器共有5*20=100个出水孔，总共有200个出水孔。

3.4 三相分离器的设计

由所有的三相分离器的基本构造可知，所有的三相分离器都包括气封、沉淀区和回流缝三个组成部分，因此，三相分离器的设计分为三个内容：沉淀区设计、回流缝设计和气液分离设计。

图5 单元三相分离器结构示意图

3.4.1 回流缝设计

由图5可知，三相分离器是由上、下两组重叠的三角形集气罩组成。设计上、下三角形集气罩斜面水平夹角分别为55°、60°；上三角形以上的保护水深0.6m，下三角形高1.2m.根据图中几何关系可得：

b 1=h

3

/tana

式中：b1—下三角形集气罩的宽度，m

a—下三角形集气罩斜面水平夹角，一般为55。-60。

h

3

—下三角形集气罩的垂直高度，可采用1.0-1.5m

得，b1=1.2/tan60°=0.70m

相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-2b1

式中：b2—相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离，m，即，污泥回流缝之一。

b—单元三相分离器的宽度，取2m。则三相分离器的单元数为12/2=6个，

则b2=2—2×0.70 =0.60m

下三角形集气罩之间污泥回流液中混合液的上升流速v1(m/h)：

v 1=Q/a

1

a 1=b

2

×l×n

式中：Q—反应器的设计渗滤液流量，m3/h

a

1

—下三角形集气罩回流缝的总面积，m2

l—反应器的宽度，即三相分离器的长度，m

n—反应器的三相分离器单元数，6个。

得，a1=0.70×6×12.5=52.5m2

v

1

=1000/（24*52.5）=0.79 m/h

在上三角形集气罩与下三角形集气罩之间的垂直距离回流缝，水流的上升流速为v2（m/h）：

v 1=Q/a

2

a

2=b

3

×l×2n

式中：a2—上三角形集气罩回流缝的总面积，m2

b

3

—上三角形集气罩回流缝的宽度，m。建议>0.2m。设计取0.25m。

得，a2=0.25×12.5×2×6=37.5 m2

v

2

=1000/（24*37.5）=1.12 m/h

验证：假定a2为控制断面，一般不能低于反应器面积的20%左右。

a

2

/(12.5×12) ×100%=37.5/(12.5×12) ×100%=25% ，故满足设计要求。

为了使回流缝的水流稳定，固液分离效果良好，污泥能顺利的回流。应该使

v 1< v

2

< 2m/h。由以上计算可知，满足设计要求。

上三角形与下三角形重叠，重叠部分的宽度设计为0.2m，则上三角形底边= b2+2×0.2=0.60+2×0.2=1.00m

上三角形的高h4为：

h

4

=1.00*tan55°/2=0.72m

根据几何关系，上三角形和下三角形垂直重叠距离=0.35m。三相分离区高度=1.2+0.72-0.35=1.57m

设计取干舷高度h1=0.5m，上三角形以上的保护水深h2=0.6m

反应器的总高度=反应器的有效高度+三相分离区高度+ h

1+ h

2

=6+1.57+0.5+0.6=8.67m

则每座UASB三相分离器的设计尺寸为：长×宽×高=12.5×10×8.67（m3）

3.4.2 沉淀区设计

沉淀区设计主要考虑沉淀面积和水深两个因素，沉淀面积可根据废水流量和沉淀区的表面负荷率确定。设计表面负荷为1.2m3/(m2*h)，水力停留时间为1.8h。由上述计算可得，三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深为0.6m，上、下三角形集气罩的斜面坡度为55°、60°,沉淀区斜面的高度为0.88m，沉淀区的总水深为1.57+0.6=2.17m >1.5m,符合要求。

3.4.3 气液分离设计

由图可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。

上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的距离越大越好。重叠量是决定气液分离效果好坏的关键，重叠量一般应达10-20cm。本设计中重叠量为0.2m。

3.5 出水系统的设计

出水装置设在UASB反应器的顶部，应尽可能满足均匀出水要求。为保证均匀出水，出水系统采用出水渠（槽）。每个单元三相分离器设一个出水渠，出水渠每隔一定距离设三角出水堰。如下图所示，（b）中出水槽与三相分离器集气罩成一整体，有助于实现装配化。一般出水渠前设挡板，可防止漂浮物随出水带走，可提高出水水质。当所处理废水中含悬浮固体较高，设置挡板是很必要的。如果沉淀区水面的漂浮物很少，有时也可不设挡板。

本设计选择（a）所示的出水系统，设置出水渠宽度为20cm，槽高为20cm。

3.6 排泥系统

一般认为排去剩余污泥的位置是反应器的1/2高度处。但是大部设计者推荐把排泥设备安装在靠近反应器的低部。也有人在三相分离器下0.5m处设排泥管，以排除污泥床上面部分的剩余絮体污泥，而不会把颗粒污泥排走。UASB反应器排污泥系统必须同时考虑上，中，下不同位置设排泥设备，应根据生产运行中的具体情况考虑实际排泥的要求，而确定在什么位置排泥。设置在污泥床区池底的排泥设备，由于污泥的流动性差，必须考虑排泥均匀。因为大型UASB反应器一般不设污泥斗，而池底面积较大，所以必须进行均布多点排泥。

因采用穿孔管配水系统，在反应器底部把穿孔管兼作穿孔排泥管。设每10m2设一个排泥点，总共设13个排泥点。专设排泥管管径不应小于200㎜，以防发生堵塞。为了简化设计，在反应器1/2高度处池壁分别各设一个排泥口，口径可取200㎜。

3.7 浮渣清除方法的考虑

有的废水含有一些化合物会促使沉淀区和集气罩的液面形成一层很厚的浮渣层。厚度太大时会阻碍沼气的顺利释放，或堵塞集气空的排气管，导致部分沼气从沉淀区逸出，严重干扰了沉淀区的固液分离效果。为了清除沉淀区液面和气室液面形成的浮渣层，必须设置专门的清除设备或预防措施。

在沉淀区液面产生的浮渣层，可采用刮渣机清除，其构造与常规的沉淀池和气浮池撇(刮)渣机相同。

在气室形成的浮渣，清除较为困难，可用定期进行循环水或沼气反冲等方法减少或去除浮渣．这时必须设置冲洗管和循环水泵。

3.8 防腐措施

选择适当的建筑材料对于UASB反应器的持久性是非常重要的。防腐较差的UASB反应器在使用3-5年后都出现了严重腐蚀，最严重的腐蚀出现在反应器上部气、液交界面。此处H2S可能造成直接化学腐蚀，同时硫化氢被空气氧化为硫酸或硫酸盐，使局部pH下降造成间接化学腐蚀。由于厌氧环境下的氧化-还原电位为-300mV，而在气水交界面的氧化-还原电位为100mV，这就在气水交界面构成了微电池，形成电化学腐蚀。无论普通钢材和一般不锈钢在此处都会被损害。