UASB设计计算
UASB相关计算公式
UASB相关计算公式UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的生物反应器，用于处理含有高浓度有机物的废水。
它的设计和操作依赖于多个关键参数和计算公式。
以下是与UASB反应器相关的几个重要计算公式。
1. 水力停留时间（Hydraulic Retention Time，HRT）：HRT是废水在反应器中停留的时间，通常以小时（hr）为单位表示。
它是根据废水的流量（Q）和反应器的有效体积（V）来计算的。
HRT=V/QQ是输入废水流量，V是反应器的有效体积。
2. 有机负荷（Organic Loading Rate，OLR）：OLR是反应器中单位体积废水所包含的有机物质量。
通常以kg COD/m³.day表示。
COD（化学需氧量）是一种常用的表示废水有机污染物浓度的参数。
OLR=Q*COD/VQ是输入废水流量，COD是废水的化学需氧量，V是反应器的有效体积。
3. 有机去除率（Organic Removal Rate）：有机去除率是指废水中有机物质被反应器去除的百分比。
可以通过测量输入废水中有机物质的浓度（C_in）和输出废水中有机物质的浓度（C_out）来计算。
有机去除率 = (C_in - C_out) / C_in * 100%4. 气体产量（Gas Production）：气体产量是指在反应器中产生的可燃气体，通常以m³/day或L/day 表示。
这些可燃气体包括甲烷、氢气等。
气体产量 = V_gas / tV_gas是收集到的气体体积，t是收集气体所需的时间。
这些是UASB反应器的一些基本计算公式。
除了这些公式，还有其他参数和公式用于计算UASB反应器的效率、污泥产率等。
这些公式一般需要根据具体的废水特性和反应器设计进行调整和应用。
UASB相关计算公式
1、比产甲烷活性：式中，X —微生物或污泥浓度，gVSS/LK—累计产CH4量曲线直线段的斜率，mlCH4/h；T1—实验条件对应的绝对温度，K；V R—反应区容积，100ml。
U max.COD可按下式进行计算：式中，U max.COD—最大比COD去除率，gCOD/(gVSS·d)。
2、VSS/TSSVSS=(1-Ash)×TSS=(m3-m1)-(m4-m2)式中：Ash—污泥中的灰分比例，%；m1—坩埚在103~105°C的烘箱中干燥后的重量，g；m2—坩埚在600°C的马弗炉灼烧后的重量，g；m3—含污泥坩埚在103~105°C的烘箱中干燥后的重量，g；m4—含污泥坩埚在600°C的马弗炉灼烧后的重量，g。
3、水力停留时间HRT=V/Q式中：Q—进液流量（m3/h）;V—反应器有效容积（m3）;上流速度：u=Q/A，故：HRT=H/u小反应器反应区体积=1.7L，有效体积—3L；EGSB反应区体积—9.22L，有效体积—13.6L；UASB反应区体积—11.2L，有效体积—12.8L。
4、有机负荷有机负荷包括容积负荷（VLR）和污泥负荷(SLR)：VLR=Q·ρw/VSLR=Q·ρw/V·ρs式中：V—反应器容积，m3;Q—进水流量m3/d;ρw——进液浓度，KgCOD/m3或KgBOD/m3；ρs—污泥浓度，KgCOD/Kg TSS或KgCOD/Kg VSS或KgBOD/Kg TSS或KgBOD/Kg VSS。
5、UASB 反应器容积一般采用容积负荷计算法，按公式式中：V——反应器有效容积，m3；Q——UASB 反应器设计流量，m3 /d；N v——容积负荷，kgCOD/（m3·d）；S0——进水有机物浓度，kgCOD/m3。
反应器的容积负荷应通过试验或参照类似工程确定，在缺少相关资料时可参考附录A 的有关内容确定。
UASB设计计算详解
UASB设计计算详解UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 是一种高效的厌氧废水处理技术，适用于有机废水的处理。
UASB反应器设计需要考虑污水的处理量、COD（化学需氧量）负荷、有机负荷、气水比等因素。
首先，需要确定UASB反应器的决定性因素，即COD负荷。
COD负荷是指进入反应器的废水中化学需氧量的总量。
常用的计算公式为：COD负荷=废水流量×废水COD浓度接下来，需要计算有机负荷，有机负荷是指单位功率和单位反应器体积的甲烷产生速率。
常用的计算公式为：有机负荷=COD负荷/反应器有效体积然后，需要确定反应器的高度、直径和有效体积。
反应器高度可以根据废水的停留时间来确定，一般情况下，停留时间为4-12小时。
停留时间由废水流量和反应器有效体积决定：停留时间=反应器有效体积/废水流量反应器直径可以通过确定反应器的表面载荷来确定，反应器表面载荷可以根据废水流量和反应器有效面积来计算：表面载荷=废水流量/反应器有效面积有效面积的计算通常需要考虑污泥浓度和污泥沉降速度。
最后，需要确定反应器的气水比。
气水比是指进入反应器的气体和液体的体积比。
一般情况下，气水比为1:1或2:1、气水比的大小决定了甲烷气体的产生速率。
需要注意的是，在UASB反应器设计过程中，还需要考虑反应器的温度、PH值、进水水质和污泥沉积速度等因素。
这些因素对反应器的甲烷产生速率和处理效果都有一定影响。
总结起来，UASB反应器的设计计算主要包括COD负荷、有机负荷、停留时间、表面载荷、反应器直径、反应器高度、反应器有效体积和气水比等参数的计算。
通过合理的设计计算，可以确保UASB反应器能够高效地处理有机废水并产生甲烷气体。
Uasb的设计
UASB的设计一、Uasb的设计水量Q=4000（m3/h）COD BOD5SS进水300015001000出水600225400去除率80%85%60%容积负荷取4kgCOD/（m3•;d）则，有效容积为设计为n=2个池子，则V1=1800/2=900(m3)有效高度4~6(m),取为6（m），则A1=900/6=150（m2）则取长L=20（m）。
宽B=8（m）1）三相分离器的设计：设倾角β=60°，γ=70°，集气罩以上的覆盖水深h2=0.5(m)(宜取0.5~1.0m),超高h1=0.5(m),斜面高度h3=1.0(m)(宜取0.5~1.0m).MN=0.225(m),b2=0.6(m)则缝隙宽度L1=MNsinβ=0.225sin60°=0.195(m)（---根据资料，0.7Q（m3/d）的废水通过进水缝进入沉淀区。
另有0.3Q（m3/d）的废水通过回流缝进入沉淀区，则---）设BC=0.5(m),MB=BC-MC,,则，MB=BC-MC=0.5-0.34=0.16(m)AB=2BCcos30°=2×0.5×0.87=0.87（m）CD=BCsin30°+BDsin20°=0.5×0.5+0.46×0.34=0.41(m);则：h5=CD+MN-MCcosβ=0.41+0.225-0.34cos60°=0.47(m)脱气校核:验证。
[----假设分离气泡的最小直径为dg=0.01cm,在常温20摄氏度下的清水运动黏滞系数γ=1.01×10-3(cm2/s),废水密度ρ1=1.03(g/cm3),气体密度ρg=1.2×10-3(g/cm3),气泡碰撞系数β=0.95,则有清水动力黏度，μ’=γρ1=1.01×10-3×1.03=1.04×10-2(g/cm•;s),因为处理废水，一般μ>μ’，取μ=2×10-3(g/cm•;s).-----]2）分离板的设计b2=0.6(m),b=4-(4×1/4)=3(m),则：b3=1/2×(b-b2)=1.2(m).一般b=2b1,则：b1=b/2=3/2=1.5(m)气体受浮力作用，上升流速在进水缝中VN=9.58(m/h),则沿进水缝斜上的速度分量为VNsinα.则进水缝中的水流速度应满足V<VNsinα，否则水流把气泡带进沉淀区。
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)//(0.53d 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 /3C 0—进出水COD 浓度kgCOD/3mE-去除率N V —容积负荷，)//(0.53d 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：)(4760.628562m h V S ＝有效== 单池面积：)(7.15834762m 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 9.9167.158===，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：)(336031120'3m 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:%7.8510033602880=⨯％ 在70％—90%之间符合要求。
UASB的设计计算
.UASB的设计计算：1.1 设计说明：厌氧反应器一般可采用矩形和圆形结构，对于圆形反应器在同样面积下，其周长比矩形少12%，但是圆形反应器这一优点仅在采用单独池子时才成立，当采用两个或两个以上时，矩形反应器可以采用共用壁。
本工程厌氧反应器进水水质：水量1200 m3/d COD30000mg/l,BOD20000mg/l,SS2000mg/l。
SS去除率19%，CODcr去除率40%，BOD5去除率45%。
本工程选用四座座矩形UASB反应器，钢筋混凝土结构，体积有效系数90%。
1.2 设计计算：1.反应器几何尺寸：（1）容积负荷法：参考工程实际及本工程的水质条件，容积负荷选用9.5kgCOD/( m3/d)。
反应器体积V=QS0/q其中Q—反应器有效体积，m3 q—容积负荷，kgCOD/( m3/d)S0—进水有机物浓度，gCOD/L则V=1200×30/9.5=3789.47 m3选用4座同样规格的池子，则每个池子体积不小于3789.47/4=947.37 m3，假定UASB体积有效系数取90%，则每池总容积不小于1052m3。
（2）池子几何尺寸（以单池为计算模型）：一般UASB的生产性装置的有效高度常采用5—8m，浓度较高的废水水力停留时间长时，常采用较大的反应器高度，鉴于此垃圾渗滤液的浓度较高,从微生物代谢及投资费用方面考虑，最大高度为10.5m。
沉淀区水力负荷不超过0.7。
本工程有效高度H取10.5m，超高H2取0.7m。
则表面积A=V/H1其中A—厌氧反应器表面积，m2；H1—厌氧反应器高度，m；A=1052/11.2=93.9 m3。
由于矩形池在同样面积下比正方形的周长大，从而矩形UASB需要更多的建筑材料，但从单池布水的均匀性和经济性考虑，选择正方形的池子较为合理，从实际工程来看，反应器的宽度在20m以下是成功的。
综上：长取10m，宽取10m，则实际表面积为A=10×10=100m3>93.9 m3，表明设计合理。
UASB工艺设计计算
UASB工艺设计计算UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的厌氧生物处理技术，广泛应用于污水、有机废水、生活垃圾等废弃物的处理。
本文将介绍UASB工艺的设计和计算方法。
1.设计参数的确定在进行UASB工艺设计计算之前，首先需要确定以下几个设计参数：-污水流量：根据实际情况确定。
-污水COD（化学需氧量）浓度：根据污水的COD浓度进行测定。
-反应器温度：UASB反应器的适宜温度通常在25-35摄氏度之间。
-核心高度：反应器内活性污泥的高度。
根据所处理废水的COD浓度和水力停留时间（HRT）进行估计。
2.水力停留时间（HRT）的计算水力停留时间是指污水在反应器内停留的平均时间，通常以小时为单位。
根据污水COD浓度和污水流量进行计算。
HRT=反应器容积/污水流量3.反应器高度的计算反应器高度通常根据反应器中活性污泥的沉降速度来确定，以确保活性污泥在反应器内停留足够长的时间进行有机物的降解。
反应器高度=水力停留时间×重力沉降速度4.气液比的计算气液比是指反应器中气体和污水的体积比。
根据所处理废水的COD浓度进行估计。
气液比=反应器中气体体积/反应器中污水体积5.COD去除率的计算COD去除率是反应器中有机物去除的效果，通常以百分比表示。
COD去除率=（进水COD浓度-出水COD浓度）/进水COD浓度×100%6.设计反应器内污泥中悬浮物的浓度UASB反应器中的污泥主要分为悬浮污泥和沉积污泥。
悬浮物的浓度需要根据UASB反应器的设计和运行参数进行计算。
以上就是UASB工艺设计计算的基本内容，根据具体情况，还可以进行其他设计参数的计算，如产气量、污泥产生速率等。
通过合理设计和计算，可以确保UASB工艺在污水处理中的高效性和可行性。
uasb设计计算
uasb设计计算UASB设计计算UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的生物处理系统，广泛应用于废水处理领域。
UASB设计计算是指对UASB 反应器进行设计和计算，以确保其能够达到预期的处理效果和稳定运行。
一、UASB设计参数UASB设计计算需要考虑的主要参数包括：进水流量、进水COD浓度、反应器有效容积、污泥停留时间（HRT）、温度、pH值等。
这些参数将直接影响到UASB反应器的设计和运行。
进水流量是指单位时间内进入UASB反应器的废水流量，通常以立方米/小时（m³/h）表示。
进水COD浓度是指废水中COD（化学需氧量）的浓度，常以毫克/升（mg/L）表示。
反应器有效容积是指UASB反应器的容积，通常以立方米（m³）表示。
污泥停留时间（HRT）是指废水在UASB反应器中停留的时间，通常以小时（h）表示。
温度和pH值对于UASB反应器内的微生物活动和反应速率有重要影响。
二、UASB设计计算方法1. 确定进水负荷：进水负荷是指单位时间内进入UASB反应器的COD负荷，通常以千克COD/立方米/天（kgCOD/m³/d）表示。
根据进水流量和进水COD浓度，可以计算出进水负荷。
2. 确定反应器有效容积：根据进水负荷和污泥停留时间，可以计算出反应器的有效容积。
通常，污泥停留时间在4-12小时之间，具体取决于废水的特性和要求。
3. 确定污泥量：污泥量是指UASB反应器中所需的污泥量，通常以千克污泥/立方米/天（kgSS/m³/d）表示。
根据进水COD浓度和污泥负荷系数，可以计算出污泥量。
4. 确定气体产生量：UASB反应器在处理废水的过程中，会产生大量的沼气。
根据废水的COD负荷和沼气产量系数，可以计算出气体产生量。
5. 确定反应器尺寸：根据反应器有效容积和反应器高度与直径的比值，可以确定反应器的尺寸。
一般来说，反应器的高度与直径的比值在4-6之间。
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3.5UASB 反应器的设计计算3.5.1设计参数(1)污泥参数设计温度T=25℃容积负荷N V =8.5kgCOD/(m 3.d)污泥为颗粒状污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,产气率0.5m 3/kgCOD(2)设计水量Q=2800m 3/d=116.67m 3/h=0.032m 3/s 。
(3)水质指标表5UASB 反应器进出水水质指标水质指标COD （㎎⁄L ）BOD （㎎⁄L ）SS （㎎⁄L ）进水水质37352340568设计去除率85%90%/设计出水水质5602345683.5.2UASB 反应器容积及主要工艺尺寸的确定[5](1)UASB 反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积V V=QS 0/N VV—反应器的有效容积(m 3)S 0—进水有机物浓度(kgCOD/L)V=3400×3.735/8.5=1494m 3取有效容积系数为0.8,则实际体积为1868m 3(2)主要构造尺寸的确定UASB 反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。
取水力负荷q 1=0.6m 3/（m 2·d ）反应器表面积A=Q/q 1=141.67/0.6=236.12m 2反应器高度H=V/A=1868/236.12=7.9m取H=8m采用4座相同的UASB 反应器，则每个单池面积A 1为：A 1=A/4=236.12/4=59.03m 2mA D 67.814.303.59441=×==π取D=9m则实际横截面积A 2=3.14D 2/4=63.6m 2实际表面水力负荷q 1=Q/4A 2=141.67/5×63.6=0.56q 1在0.5—1.5m/h 之间，符合设计要求。
3.5.3UASB 进水配水系统设计(1)设计原则(2)设计参数每个池子的流量Q 1=141.67/4=35.42m 3/h(3)设计计算查有关数据[6]，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m 3/(m 2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m 2则布水孔个数n 必须满足пD 2/4/n>2即n<пD 2/8=3.14×9×9/8=32取n=30个则每个进水口负荷a=пD 2/4/n=3.14×9×9/4/30=2.12m 2可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图4①内圈5个孔口设计服务面积：S 1=5×2.12=10.6m 2折合为服务圆的直径为：m S 67.314.36.10441=×=π用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口则圆环的直径计算如下：3.14×d 12/4=S 1/2m S d 6.214.36.102211=×==π②中圈10个孔口设计服务面积：S 1=10×2.12=21.2m 2折合为服务圆的直径为：mS S 36.614.3)2.216.10(4)(421=+×=+π则中间圆环的直径计算如下：3.14×(6.362－d 22)/4=S 2/2则d 2=5.2m ③外圈15个孔口设计服务面积：S 3=15×2.12=31.8m 2折合为服务圆的直径为mS S S 0.914.3)8.312.216.10(4)(4321=++×=++π则中间圆环的直径计算如下：3.14×(92－d 32)=S 3/2则d 3=7.8m布水点距反应器池底120mm ；孔口径15cm图4UASB 布水系统示意图3.5.4三相分离器的设计(1)设计说明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45º～60º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；以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。
(2)设计计算本设计采用无导流板的三相分①沉淀区的设计沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ=50°沉淀区面积：A=3.14×D 2/4=63.6m 2表面水力负荷q=Q/A=141.67/(4×63.6)=0.56m 3/(m 2.h)<1.0m 3/(m 2.h)符合要求②回流缝设计h 2的取值范围为0.5—1.0m,h 1一般取0.5取h 1=0.5m h 2=0.7m h 3=2.4m 依据图8中几何关系，则b 1=h 3/tanθb 1—下三角集气罩底水平宽度，θ—下三角集气罩斜面的水平夹角h 3—下三角集气罩的垂直高度，mb 1=2.4/tan50=2.0mb 2=b －2b 1=9－2×2.0=5.0m下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v 1,可用下式计算：V 1=Q 1/S 1=4Q 1/3.14b 2Q 1—反应器中废水流量（m 3/s ）S 1—下三角形集气罩回流缝面积（m 2）h m h m V /2/8.14/0.514.34/67.14121<=×=符合要求上下三角形集气罩之间回流缝流速v 2的计算：V 2=Q 1/S 2S 2—上三角形集气罩回流缝面积（m 2）CE—上三角形集气罩回流缝的宽度，CE>0.2m 取CE=1.0mCF—上三角形集气罩底宽，取CF=6.0mEH=CE ×sin50=1.0×sin50=0.766m EQ=CF+2EH=6.0+2×1.0×sin50=7.53mS 2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14×(6.0+7.53)×1.0/2=21.24m 2v 2=141.67/4/21.24=1.67m/h v 2<v 1<2.0m/h ,符合要求确定上下集气罩相对位置及尺寸BC=CE/cos50=1.0/cos50=1.556m HG=(CF －b 2)/2=0.5m EG=EH+HG=1.266mAE=EG/sin40=1.266/sin40=1.97m BE=CE ×tan50=1.19m AB=AE －BE=0.78mDI=CD ×sin50=AB ×sin50=0.778×sin50=0.596mh 4=AD+DI=BC+DI=2.15m h 5=1.0m气液分离设计由图5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（AB 的水平投影）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。
由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。
当混合液上升到A 点后将沿着AB 方向斜面流动，并设流速为v a ，同时假定A 点的气泡以速度V b 垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着v a 和v b 合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：ABBC AB AD v v a b ==要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：⎟⎠⎞⎜⎝⎛=>AB BC AB AD v v a b 在消化温度为25℃，沼气密度g ρ=1.12g/L ；水的密度1ρ=997.0449kg/m 3；水的运动粘滞系数v=0.0089×10-4m 2/s ；取气泡直径d=0.01cm 根据斯托克斯（Stokes ）公式可得气体上升速度v b 为()µρρβ1821d g v g b −=v b —气泡上升速度（cm/s ）g—重力加速度（cm/s 2）β—碰撞系数，取0.95μ—废水的动力粘度系数，g/(cm.s)μ=vβ()hm s cm v b 96.21/616.095.00089.01801.01012.10449.997108.995.0232==××××−×××=−水流速度h m v v a 67.12==,校核：15.1367.196.21==a b v v 99.178.0556.1==AB BCABBC v v a b >，故设计满足要求。
图5三相分离器设计计算草图3.5.5排泥系统设计每日产泥量为X ∆=3735×0.85×0.1×3400×10－3=1079㎏MLSS/d则每个UASB 每日产泥量为W=1097/4=269.75㎏MLSS/d可用200mm 的排泥管，每天排泥一次。
3.5.6产气量计算每日产气量G=3726×0.85×0.5×3400×10－3=5397m 3/d=224.9m 3/h储气柜容积一般按照日产气量的25%～40%设计，大型的消化系统取高值，小型的取低值，本设计取38%。
储气柜的压力一般为2～3KPa ，不宜太大。
3.5.7加热系统设进水温度为15°C ，反应器的设计温度为25°C 。
那么所需要的热量：Q H =d F .γF .(t r －t).q v /ηQ H －加热废水需要的热量，KJ/h ；d F －废水的相对密度，按1计算；γF －废水的比热容，kJ/(kg.K)；q v －废水的流量，m 3/ht r－反应器内的温度，°Ct－废水加热前的温度，°Cη－热效率，可取为0.85所以Q H=4.2×1×(25－15)×141.67/0.85=7000KJ/h每天沼气的产量为5397m3，其主要成分是甲烷，沼气的平均热值为22.7KJ/L每小时的甲烷总热量为：（5397/24）×22.7×103=5.1×106KJ/h，因此足够加热废水所需要的热量。