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Nv=8.5kgCOD/(m3d)污泥为颗粒状
污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,产气率0.5m3kgCOD
(2)设计水量Q=2800m3/d=116.67m3h=0.032m3/s。
(3)水质指标
表5UASB反应器进出水水质指标
水质指标
COD(mgL)
BOD(mgL)
SS(mgL)
进水水质
3735
2340
568
设计去除率
85%
90%
/
设计出水水质
560
234
568
3.5.2UASB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VV=QS?/Nv
V—反应器的有效容积(m3)
S?—进水有机物浓度(kgCOD/L)
V=3400×3.735/8.5=1494m3取有效容积系数为0.8,则实际体积为1868m3
(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?=0.6m3/(m2h)
反应器表面积A=Q/q?=141.67/0.6=236.12m2
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?为：
A?=A/4=236.12/4=59.03m2
取D=9m
则实际横截面积A?=3.14D2/4=63.6m2
实际表面水力负荷q?=Q/4A?=141.67/5×63.6=0.56
q?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
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应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；
③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。
本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。
(2)设计参数
每个池子的流量
Q?=141.67/4=35.42m3/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4m3/(m2h)时，每个进水口的负荷须大于2m2
则布水孔个数n必须满足πD2/4/n2即nnD2/8=3.14×9×9/8=32取n=30
个
则每个进水口负荷a=nD2/4/n=3.14×9×9/4/30=2.12m2
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4
①内圈5个孔口设计
服务面积：S?=5×2.12=10.6m2折合为服务圆的直径为：
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?2/4=S?/2
②中圈10个孔口设计
服务面积：S?=10×2.12=21.2m2折合为服务圆的直径为：
则中间圆环的直径计算如下：
3.14×(6.362-d?2)/4=S?/2
则d?=5.2m
③外圈15个孔口设计
服务面积：S?=15×2.12=31.8m2折合为服务圆的直径为
则中间圆环的直径计算如下：3.14×(92-d?2)=S?/2则d?=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；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0=50°
沉淀区面积：A=3.14×D2/4=63.6m2
表面水力负荷q=Q/A=141.67/(4×63.6)=0.56m3(m2h)1.0m3(m2h)0符合要求
②回流缝设计
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