UASB反应器设计
UASB反应器设计
目录一、设计任务 (2)1．1设计目的 (2)1．2设计题目 (2)1．3工艺流程图 (2)1．4 UASB工作原理及工艺过程 (3)1．4．1工作原理： (3)1．4．2工艺过程： (3)二、设计内容 (4)2．1设计参数： (4)2．2调节池的设计 (4)2．2．1设计说明 (4)2．2．2设计计算 (4)2．3 UASB的设计 (5)2．3．1设计说明 (5)2．3．2UASB反应器工艺结构设计计算 (5)2．4 UASB进水配水系统设计 (7)2．4．1 设计原则 (7)2．4．2设计计算 (7)2．5三相分离器的设计 (9)2．5．1 设计说明 (9)2．5．2 设计计算 (9)2．5．3三相分离器设计图 (12)2．6气液分离设计 (12)2．7出水系统的设计 (13)2．8水封罐的设计计算 (13)三、高程布置图 (14)四、平面布置图 (15)五、工程量估算 (15)六、总结 (16)参考文献 (16)一、设计任务1．1设计目的通过课程设计使我们了解水污染控制技术课程设计的规范、内容和要求，以及环境工程设计规范与标准；理解和掌握水污染控制的基础知识、基本理论、基本工艺和工艺设计方法；掌握典型水污染控制单元系统（机器设备与构筑物）的工艺流程、结构、工作原理、特点、用途、工艺设计参数及工艺设计与计算；掌握AutCOD的应用及工艺设计图纸的绘制；了解设计说明书等资料的内容、格式与编写，以及工程量的计算。
彭阳查询与搜集资料，正确应用环境工程设计规范的能力；进行典型水污染控制单元系统（机器设备与构筑物）的工艺设计与计算的能力；正确、清晰的表到设计内容，编写设计说明书等资料的能力；熟练运用Auto-CAD和工程制图规范与标准绘制规范性工艺设计图纸的能力；计算工程量的能力；将所学知识综合应用于工程实践、独立分析和解决工程技术问题的能力。
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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反应器
UASB反应器根据国内生产运行的经验，在常温条件下,UASB反应器的进水容积负荷选用6.0k g·COD/(cm3·d),COD,BOD的去除率分别为80%和85%，污泥产生率0.10k g·SS/kg·COD,沼气产生率0.41m3/kg·COD.⑴反应区设计计算UASB反应器的有效容积负荷6.0k g·COD/(cm3·d)（配水系统上缘至三相分离器之间的空间）为V=24QS0/N0=115×2000/(6.0×1000)=38(m3) 利用一座UASB反应器，则每座反应器有效容积为38m3，有效水深为4m,则每座反应器面积A=10m2.每座反应器平面尺寸L×K=2m×5m校核水力停留时间t.t=V/Q=38/5=8h(Q=115/24=5m3/h)⑵三相分离器设计计算三相分离沉淀区的表面积同反应区的水平面积，即沉淀区的表面负荷率为q=Q/A=115/(5×1×24)=0.94[m3/(m2·h)]<1.0[m3/(m2·h)] 设上、下三角形集气罩斜面水平倾角分别为55°和60°下三角形集气罩进水缝隙上升，速度Va取1.25m/h,则缝隙面积A1为A1=Q/Va=115/(1×24×1.25)=4(m2)取3条缝隙（即上集气罩有3个），则每条缝隙宽k2为k 2=A1/(L×3)=4/(2×3)=0.67(m)取干舷高度h1=0.5m,h2=0.5m则h3=k1×tg60°=0.5×1.73=0.86(m)沉淀室进水缝隙废水速度V2取1.50m/h,则进水缝隙总面积A2为A 2=Q/ V2=115/(1×24×1.50)=3(m2)每条缝隙宽cdcd= A2/(L×10)=3/(2×6)=0.25(m)>2.0mbd=cd/sin30°=0.25/0.5=0.5(m)取ab=0.4m,上三角形集气罩的位置即可以确定，其高度h4为h 4=（ab×cos60°+k2/2）tg55°=(0.4×0.5+0.67/2)×1.428=0.76(m)(>0.6m,符合要求)h5=ab×sin60°=0.4×0.866=0.35(m)已知上三角形集气罩顶的水深为0.5m,则下三角形集气罩反应器内的位置已确定。
厌氧uasb反应器工艺流程
厌氧uasb反应器工艺流程
一、反应器结构
厌氧反应器是一种混合反应器,主要包括反应器本体和上下配套设备。
反应器本体一般为圆柱形或圆柱体,设置在独立的反应舱内。
底部设有污水分配槽,中间设有介质填充层,上方设有蒸汽除去设备。
二、工艺流程
1. 污水进入反应器后,通过污水分配槽均匀分配到反应器下部。
2. 污水从下往上通过介质填充层,同时发生生物降解反应。
介质表面有大量厌氧菌定殖,利用污水中有机物为碳和能源源进行生长和繁殖。
3. 经过生物降解后,污水经上升的同时将生成的甲烯酸盐等气体带离。
气体通过蒸汽除去设备去除。
4. 经浸泡和生物脱氧处理后的污水流出反应器顶部。
脱水后产生的污泥沉淀在反应器底部。
5. 定期清除反应器底部堆积的污泥,进行隔离处置。
三、特点
1. 反应速度快,生化减除率高。
2. 无需搅拌,操作简单。
3. 占地面积小,投资价低。
4. 适用于小流量的城市和工业废水处理。
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。
UASB反应器三相分离器的设计方法
Байду номын сангаас 四、结论
本次演示详细介绍了三相分离器的结构和工作原理。通过了解其结构和工作 原理，我们可以更好地理解其在石油、化工、能源等领域的应用和性能。对于设 计、制造和使用三相分离器的人员来说，掌握其结构和工作原理也是非常重要的。
5、在实际运行过程中，应对三相分离器进行定期维护和保养，以保证其长 期稳定运行并延长使用寿命。
六、结论
本次演示主要探讨了UASB反应器三相分离器的设计方法。通过介绍UASB反应 器的基本原理和三相分离器的重要性以及详细阐述三相分离器的设计要点和步骤 等方面的内容可以得出结论：一个合理的设计方法和参数选择对于UASB反应器的 性能至关重要；同时在实际应用过程中应注意对其进行定期维护和保养以保证其 长期稳定运行并延长使用寿命。因此本次演示的研究结果可以为相关领域的研究 和实践提供参考和借鉴意义。
四、三相分离器的设计要点
1、结构设计
三相分离器的结构设计应考虑到气、液、固三相的分离效果和操作简便性。 常见的分离器结构有伞形、钟罩形等。在设计过程中，应充分考虑反应器的尺寸、 处理量以及污泥的性质等因素。
2、材料选择
三相分离器的材料应具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温等特点。常用的材料有不 锈钢、玻璃钢等。在选择材料时，应考虑到材料的成本、使用寿命以及与污水接 触的兼容性等因素。
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UASB反应器三相分离器的设计 方法
目录
01 一、引言
03
三、三相分离器的重 要性
02 二、UASB反应器原理
04
四、三相分离器的设 计要点
目录
05 五、设计过程中的注 意事项和建议
uasb长宽设计原则
uasb长宽设计原则UASB长宽设计原则UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的生物反应器，用于处理有机废水。
在设计UASB反应器时，需要考虑长宽设计原则，以确保反应器的正常运行和高效处理废水。
1. 反应器长度设计原则反应器的长度是根据废水的水质、水量和处理效果要求来确定的。
一般而言，反应器的长度应足够长，以确保废水在反应器内停留的时间足够长，便于微生物对有机物进行充分降解。
反应器长度的设计原则包括：（1）充分考虑有机物的降解速率和废水的水质特点，确保废水在反应器内停留的时间达到所需的降解效果；（2）考虑到有机物的浓度和废水的水量，确定反应器的最小长度，以避免过高的有机负荷；（3）根据反应器的运行方式（连续流式或间歇式）和废水水质的变化，适当增加反应器的长度，以提高废水处理效果。
2. 反应器宽度设计原则反应器的宽度设计主要是为了确保废水在水平方向上的均匀流动，避免出现偏流和死区。
反应器宽度的设计原则包括：（1）根据废水的流速和水质特点，确定反应器的最小宽度，以保证废水在水平方向上的均匀流动；（2）考虑到反应器的操作和维护，适当增加反应器的宽度，以方便人员进入反应器内进行清理和修复工作；（3）在设计反应器宽度时，还需考虑废水的水质变化和微生物生长的影响，以确保反应器内的水质和微生物分布均匀。
3. 其他设计原则除了长度和宽度外，还有一些其他的设计原则需要考虑，以确保UASB反应器的正常运行和高效处理废水。
（1）进水和出水口的位置应合理布置，避免废水直接流出反应器而未被充分处理；（2）反应器内部结构的设计应合理，确保废水能够充分与微生物接触，提高降解效果；（3）反应器的出气系统设计应合理，以确保反应器内的微生物能够得到充分供氧；（4）反应器的建设材料和施工工艺应符合工程要求，确保反应器的稳定运行和长期使用。
总结：UASB反应器的长宽设计是确保其正常运行和高效处理废水的重要因素。
第5讲 UASB反应器的设计
UASB反应器的池形有圆形和矩形。小型装置常为圆形，底部呈 锥形或圆弧形。大型装置为便于设置气、液、固三相分分离器， 则一般为矩形。
当反应器体积超过2000 m3时，建造多个池子的系统是有益的。因 为这可以增加系统的适应能力，有多个反应池的系统，则可以关 闭一个进行维护和修理，而其它单元的反应器继续运行。
是何种原因导致了上述问题？
4、布水器的设计
布水系统的进水方式大致可分为脉冲进水和连续进水两种方式。连续进水方式包括一 管一孔配水方式，一管多孔配水方式和分枝式配水方式。
一管一孔配水方式的特点是一根配水管只服务一个配水点，所以只要保证每根配水管 流量相等，即可实现每个配水点的均匀配水。为了保证每一个配水点达到其应得得进 水流量，配水箱（或配水渠）多置于反应器的顶部，这样布置有两方面的优点，一是 当某一布水管或布水头出现堵塞的时候通过配水箱液面的升高可以观察得到，二是当 堵塞不是很严重得情况下，随着配水箱液面得升高，布水管内得压力增大，从而可以 自行消除堵塞。
3、三相分离器的设计
3.1 设计原则
(4)应防止气室产生大量泡沫；并控制好 气室的高度，防止浮渣堵塞出气管，保 证气室出气管畅通无阻。为了做到这一 点，主要应控制好分离器下气液界面的 沼气释放速率，适当的气体释放速率是 1～3 m3/(m2•h) 。
（5）在集气室的上部应该设置消泡喷嘴， 当处理污水产生严重泡沫问题时用以消 泡。出气管的直径应该足够大以保证从 集气室引出沼气，尤其是在产生泡沫的 情况下。
解度就越高，因此，pH值越低。如果低于最优值，就会危害反应器的消化效率。 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反，同时高程的选择应该使污水进水
或出水的能量消耗尽可能低。
一般来说，最经济的反应器高度一般在4到6m之间，并且大多数情况下这也 是系统最佳的运行范围。
USAB反应器
UASB 反应器
1、简介
UASB 反应器（Up-flow Anaerobic Sludge Bed ，简称UASB ），即升流式厌氧污泥床。
该工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺。
2、工作原理
如图1所示，UASB 反应器主要
由沼气管、溢水槽、排水管、三相
分离器、进水管、污泥管等部分组
成。
从整体来说，UASB 反应器的内
部可分为三个区，从下至上依次为
污泥床、污泥层、气液固三相分离
器。
反应器的底部是浓度很高并具
有良好沉淀性能和凝聚性的絮状或
颗粒状污泥形成的污泥床。
污水从厌氧污泥床底部经进水管进入，向上穿流并与污泥床内的污泥混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，将其转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，并在上升过程中不断合并成大气泡。
气泡在污泥床上部搅动，使污泥变得稀薄，这些稀薄污泥与水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下的反射板而折向反射板的四周，穿过水层进入气室，并通过沼气管导出；污泥和水的混合液则经过反射进入三相分离器的沉淀区，污泥发生絮凝，并在重力作用下沉降，水则从沉淀区溢流槽上部溢出，由排水管排出。
2、反应器的特点
UASB 反应器工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点；处理能力大，不仅适用于高浓度有机废水，也可适用于低浓度有机废水；无需特殊的搅拌设备。
结构、运行操作维护管理相对简单，效率高，能耗低，造价低；技术已经成熟，运行性能稳定，是世界范围内应用最广泛的厌氧生物反应器。
图1 UASB 反应器示意图。
(完整版)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。
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一、UASB（日处理525吨渗滤液）
1.取值参数
进水量Q=525m3/d=22m3/h
进水COD值S0=12.75g/L 去除率为65%
采用的容积负荷F=6kgCOD/m3·d
Y=0.08Gvss/gCOD
K d=0.03g/g·d
μm=0.35g/g·d(30-35℃)
Ks=360mg/L
=0.35m3/kgCOD
甲烷产量CH
4
甲烷气密度0.6346kg/m3
甲烷气体含量65%
甲烷含能量50.1KJ/g
反应器容积有效系数E=90%
2．计算过程及校核
/F=525×12.75×0.65/6=725.16m3
反应器的有效液体容积Vn=Q·S
反应器的总液体容积V
=Vn/E=669.375/0.9=805.7m3
L
上升流速v取1.0～1.5m/h,取v=1.5m/h
采用两组厌氧UASB反应器，厌氧循环泵，Q=45m3/h，H=16m，N=5.5KW，四台，两用两备。
/v=(45×2+11)/1.5=69.36m2则单个池体直径D=9.4m
单个反应器面积A=Q
总
校核，当一台循环泵开起时v=Q1/A=(45+11)/69.36=0.8m/h，不启动循环泵时v=Q/A=11/69.36=0.16m/h。
考虑到污泥对配水管的堵塞和保证污泥的悬浮，单个池体一台循环泵长期运行，另一台泵间断脉冲启动。
反应器的液体部分高度H L= V L/A=725.16/69.36/2=5.23m,取5.5m
取反应器气体收集高度2m
集气罩上的复盖水深取0.5m，超高取0.5m
则反应器总高度H= H L+2+0.5+0.5=8.5m
反应器的尺寸为Φ9.4×8.5m，有效水深为8.0米，共2个。
3.加热系统，控制渗滤液水温保持在30℃左右。
冬季每天加热所需热值为525×103×
4.2×103J×20×1.2=
5.3×108J。
（按照每吨水最高提高20摄氏度，热效率83％），经锅炉数据表查询选择额定蒸发量1t/h，蒸汽温度184摄氏度，小时消耗柴油量67kg的燃油燃气锅炉。
锅炉自重1.74吨，尺寸为1,850W×1,510L ×2,880H（单元由设备厂家整体提供安装）。
每天去除的COD总量为525×12750×70％×10－3＝4685.63kg/d
沼气产率 0.35m3/kgCOD
每天产生的沼气量 V＝ 4685.63×0.35 ＝1640 m3/d
沼气水封罐V＝141 m3直径6m，高5m 一座钢制防腐
沼气储罐V＝352 m3直径8m，高7m 一座钢制防腐
二、
UASB三相分离器计算书
1.取值参数
进水量Q=525m3/d=22m3/h
进水COD值S0=12.75g/L
共两组UASB反应器，单组处理水量Q=11m3/h
单个反应器三相分离器计算如下：
三相分离器集气罩斜面坡度为60度
池内布置4个集气罩，构成4个分离单元，沼气管流速5.0m/s。
下三角集气罩回流缝的总面积S1=2.66×2+3.91×2=13.14m2
回流缝中混合液上升流速v1=Q/S1=11/13.14=0.84m/h
上三角集气罩回流缝的总面积S2=（6.22×2+9.10×2）×0.325×2=19.92m2
上三角形集气罩与下三角形集气罩斜面之间回流缝的流速v2=Q/S2=11/19.92=0.56m/h
v2〈v1〈2m/h 设计合理
沼气分离效果校验：
设能分离的最小直径d=8.0×10-3cm，常温下清水的运动粘滞系数γ=1.01×10-2cm2/s，密度ρ1=1.01g/cm3，沼气密度ρ=1.2×103g/cm3，碰撞系数β=0.95，
清水的动力粘滞系数γ清水=γ·ρ1=1.02×10-2g/(cm·s)
由于γ废水一般大于γ清水，可取γ废水=2.0×102g/(cm·s)
沼气泡上升速度（可分离最小气泡）u b=β·g(ρ1-ρ)·d/(18·γ废
水)=0.167cm/s=6.01m/h
有于AB=0.37m,BC=0.65m,CE=0.325m
u A= v2=0.56m/h
u b/u A=6.01/0.56=10.73，BC/AB=0.65/0.37=1.76
故，u b/u A〉BC/AB，合理
沼气管直径：最大的单个集气罩沼气管直径，D=(Qg/24/3600/0.785/u0)-2=(820/24/3600/0.785/5.0)-2=49mm
单池总管取D=150mm，承担四个集气罩的气量。
2)沉淀区
实际表面负荷q=Q/F=11/69.36=0.158m3/(m2·h)<1.0 m3/(m2·h),合理沉淀区停留时间为2h，沉淀区有效水深2×0.158=0.32m。
出水堰单边负荷a=Q/4/(4.7×2)=0.29m3/(m2·h)<5.4 m3/(m2·h)，合理
堰齿：深50mm，夹角90度三角齿，水位25mm。
3）水封
水封高度=集气室液面至出水面高度-水封后面阻力，本工程中水封后面阻力忽略不计，故水封高度=0.837+0.400=1.237m，实际设置1.6m.。