UASB設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例資料全

1、 .UASB設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 污泥參數(shù)設(shè)計(jì)溫度T=25容積負(fù)荷NV=8.5kgCOD/(m3.d) 污泥為顆粒狀污泥產(chǎn)率0.1kgMLSS/kgCOD,產(chǎn)氣率0.5m3/kgCOD(2) 設(shè)計(jì)水量Q=2800m3/d=116.67m3/h=0.032 m3/s。(3) 水質(zhì)指標(biāo)表1 UASB反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)水 質(zhì) 指 標(biāo)COD（L）BOD（L）SS（L）進(jìn) 水 水 質(zhì)37352340568設(shè)計(jì)去除率85%90%/設(shè)計(jì)出水水質(zhì)560234568二、 UASB反應(yīng)器容積及主要工藝尺寸的確定(1) UASB反應(yīng)器容積的確定本設(shè)計(jì)采用容積負(fù)荷法確立其容積V V=QS0/NVV反應(yīng)器的有效

2、容積(m3)S0進(jìn)水有機(jī)物濃度(kgCOD/L)V=34003.7358.5=1494m3取有效容積系數(shù)為0.8,則實(shí)際體積為1868m3(2) 主要構(gòu)造尺寸的確定UASB反應(yīng)器采用圓形池子，布水均勻，處理效果好。取水力負(fù)荷q1=0.6m3/（m2d）反應(yīng)器表面積 A=Q/q1=141.67/0.6=236.12m2反應(yīng)器高度 H=V/A=1868/236.12=7.9m 取H=8m采用4座相同的UASB反應(yīng)器，則每個(gè)單池面積A1為：A1=A/4=236.12/4=59.03m2取D=9m則實(shí)際橫截面積 A2=3.14D2/4=63.6 m2實(shí)際表面水力負(fù)荷 q1=Q/4A2=141.67/5

3、 63.6=0.56 m3/（m2d）q10.8m/h，符合設(shè)計(jì)要求。二、UASB進(jìn)水配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1) 設(shè)計(jì)原則 進(jìn)水必須要反應(yīng)器底部均勻分布，確保各單位面積進(jìn)水量基本相等，防止短路和表面負(fù)荷不均； 應(yīng)滿足污泥床水力攪拌需要，要同時(shí)考慮水力攪拌和產(chǎn)生的沼氣攪拌； 易于觀察進(jìn)水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞易于清除。本設(shè)計(jì)采用圓形布水器，每個(gè)UASB反應(yīng)器設(shè)30個(gè)布水點(diǎn)。(2) 設(shè)計(jì)參數(shù)每個(gè)池子的流量Q1=141.67/4=35.42m3/h(3) 設(shè)計(jì)計(jì)算查有關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)顆粒污泥來說，容積負(fù)荷大于4m3/(m2.h)時(shí)，每個(gè)進(jìn)水口的負(fù)荷須大于2m2則 布水孔個(gè)數(shù)n必須滿足 D2/4/n2 即nD2

4、/8=3.14998=32 取n=30個(gè)則 每個(gè)進(jìn)水口負(fù)荷 a=D2/4/n=3.149 9430=2.12m2可設(shè)3個(gè)圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè)5個(gè)孔口，中間設(shè)10個(gè)，最外圍設(shè)15個(gè)，其草圖見圖1圖1 UASB布水系統(tǒng)示意圖 內(nèi)圈5個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積： S1=5 2.12=10.6m2折合為服務(wù)圓的直徑為：用此直徑作一個(gè)虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設(shè)一實(shí)圓環(huán)，其上布5個(gè)孔口,則圓環(huán)的直徑計(jì)算如下：3.14*（3.672-d12）/4=S1/2 中圈10個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積： S2=10 2.12=21.2m2折合為服務(wù)圓的直徑為：則中間圓環(huán)的直徑計(jì)算如下：3.14 (6.362d22) /4=S2/

5、2則 d2=5.2m 外圈15個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積： S3=15 2.12=31.8m2折合為服務(wù)圓的直徑為則中間圓環(huán)的直徑計(jì)算如下：3.14(92d32)/4=S3/2則 d3=7.8m布水點(diǎn)距反應(yīng)器池底120mm；孔口徑15cm三、三相分離器的設(shè)計(jì)(1) 設(shè)計(jì)說明 UASB的重要構(gòu)造是指反應(yīng)器內(nèi)三相分離器的構(gòu)造，三相分離器的設(shè)計(jì)直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)驗(yàn)， 三相分離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷0.8m/h；三相分離器集氣罩頂以上的覆蓋水深可采用0.51.0m；沉淀

6、區(qū)四壁傾斜角度應(yīng)在4560之間，使污泥不積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)；沉淀區(qū)斜面高度約為0.51.0m；進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速2m/h；總沉淀水深應(yīng)1.0m；水力停留時(shí)間介于1.52h；分離氣體的擋板與分離器壁重疊在20mm以上；以上條件如能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果。(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用無導(dǎo)流板的三相分離器b1b1b2圖2 三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖 沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)沉淀器（集氣罩）斜壁傾角 =50沉淀區(qū)面積： A=3.14 *D2/4=63.6m2表面水力負(fù)荷q=Q/A=141.67(4 63.6)=0.56m3/(m2.h)0.2m 取CE=1.0mCF上三角形集氣罩底寬，取CF=6

7、.0mEH=CE *sin50=1.0* sin50=0.766mEQ=CF+2EH=6.0+2*1.0*sin50=7.53mS2=3.14(CF+EQ).CE=3.14 (6.0+7.53) 1.0=42.48m2V2=141.67/4/42.48=0.86m/hV2V12.0m/h , 不符合要求確定上下集氣罩相對(duì)位置及尺寸BC=CE/cos50=1.0/cos50=1.556mHG=(CFb2)/2=0.5mEG=EH+HG=1.266mAE=EG/sin40=1.266/sin40=1.97mBE=CE *tan50=1.19mAB=AEBE=0.78mDI=CD *sin50=AB

8、 *sin50=0.778* sin50=0.596mh4=AD+DI=BC+DI=2.15mh5=1.0m氣液分離設(shè)計(jì)由圖2可知，欲達(dá)到氣液分離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離（AB的水平投影）越大，氣體分離效果越好，去除氣泡的直徑越小，對(duì)沉淀區(qū)固液分離效果的影響越小，所以，重疊量的大小是決定氣液分離效果好壞的關(guān)鍵。由反應(yīng)區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過渡到上三角形集氣罩回流縫再進(jìn)入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比較復(fù)雜。當(dāng)混合液上升到A點(diǎn)后將沿著AB方向斜面流動(dòng)，并設(shè)流速為Va，同時(shí)假定A點(diǎn)的氣泡以速度Vb垂直上升，所以氣泡的運(yùn)動(dòng)軌跡將沿著Va和Vb合成速度的方向運(yùn)動(dòng)，

9、根據(jù)速度合成的平行四邊形法則，則有：要使氣泡分離后不進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條件是：在消化溫度為25，沼氣密度 =1.12g/L；水的密度 =997.0449kg/m3；水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)v=0.008910-4m2/s；取氣泡直徑d=0.01cm根據(jù)斯托克斯（Stokes）公式可得氣體上升速度vb為vb氣泡上升速度（cm/s）g重力加速度（cm/s2）碰撞系數(shù)，取0.95廢水的動(dòng)力粘度系數(shù)，g/(cm.s) =v水流速度 ,Va=V2=1.67m/h校核：四、 排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)每日產(chǎn)泥量為X=37350.850.13400103=1079MLSS/d則 每個(gè)UASB每日產(chǎn)泥量為W=1097/4=269.7

10、5MLSS/d可用200mm的排泥管，每天排泥一次。五、 產(chǎn)氣量計(jì)算每日產(chǎn)氣量 G=37260.850.53400103 =5397 m3/d=224.9 m3/h儲(chǔ)氣柜容積一般按照日產(chǎn)氣量的25%40%設(shè)計(jì)，大型的消化系統(tǒng)取高值，小型的取低值，本設(shè)計(jì)取38%。儲(chǔ)氣柜的壓力一般為23KPa，不宜太大。六、 加熱系統(tǒng)設(shè)進(jìn)水溫度為15C，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)溫度為25C。那么所需要的熱量：QH= dF. F.( TrT) . Q /QH加熱廢水需要的熱量，KJ/h；dF廢水的相對(duì)密度，按1計(jì)算；F廢水的比熱容，kJ/(kg.K)；Q廢水的流量，m3/hTr反應(yīng)器內(nèi)的溫度，CT廢水加熱前的溫度，C熱效率，可

11、取為0.85所以 QH=4.2*1*(2515) *141.67/0.85=7000KJ/h每天沼氣的產(chǎn)量為5397 m3，其主要成分是甲烷，沼氣的平均熱值為22.7 KJ/L每小時(shí)的甲烷總熱量為：（539724）22.7103=5.1106 KJ/h，因此足夠加熱廢水所需要的熱量。七、加堿系統(tǒng)在厭氧生物處理中，產(chǎn)甲烷菌最佳節(jié)pH值是6.8-7.2，由于厭氧過程的復(fù)雜性，很難準(zhǔn)確測(cè)定和控制反應(yīng)器內(nèi)真實(shí)的pH值，這就要和靠堿度來維持和緩沖，一般堿度要2000-5000mgCaCO3/L時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致其pH值下降，所以，反應(yīng)器內(nèi)堿度須保持在1000mgCaCO3/L以上，因?yàn)闉楸ＷC厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值

12、在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，必須向反應(yīng)器中直接加入致堿或致酸物質(zhì)。間接調(diào)節(jié)pH值。主要致堿藥品有：NaCO3、NaHCO3、NaOH以及Ga(OH)2。在UASB反應(yīng)器中安裝pH指示儀，并在加堿管路上設(shè)有計(jì)量裝置，將計(jì)量裝置和pH指示儀用信號(hào)線連接起來，根據(jù)UASB反應(yīng)器中pH值的大小來調(diào)整加堿量，當(dāng)UASB反應(yīng)器中pH值過低時(shí)，打開加堿管路上的開關(guān)，往UASB反應(yīng)器中加堿，使pH值下降；反之，當(dāng)UASB反應(yīng)器中pH值過高時(shí)，關(guān)閉加堿管路上的開關(guān)，停止加堿，使pH值上升。八、 活性污泥的培養(yǎng)與馴化 對(duì)于一個(gè)新建的UASB反應(yīng)器來說，啟動(dòng)過程主要是用未馴化的絮狀污泥（如污水處理廠的消化污泥）對(duì)其進(jìn)行接種，并

13、經(jīng)過一定時(shí)間的啟動(dòng)調(diào)試運(yùn)行，使反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷并實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除效果，通常這一過程會(huì)伴隨著污泥顆粒化的實(shí)現(xiàn)，因此也稱為污泥的顆?；?。由于厭氧生物，特別是甲烷菌增殖很慢，厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。但是，一旦啟動(dòng)完成，在停止運(yùn)行后的再次啟動(dòng)可以迅速完成。當(dāng)沒有現(xiàn)成的厭氧污泥或顆粒污泥時(shí)，采用最多的是城市污水處理廠的消化污泥。除了消化污泥之外，可用作接種的物料很多，例如牛糞和各類糞肥、下水道污泥等。一些污水溝的污泥和沉淀物或微生物的河泥也可以被用于接種，甚至好氧活性污泥也可以作為接種污泥，并同樣能培養(yǎng)出顆粒污泥。污泥的接種濃度以6-8kgVSS/m3（按反應(yīng)器總有效容積計(jì)算）為宜，至少不低于5 kgVSS/m3，接種污泥的填充量應(yīng)不超過反應(yīng)器容積的60%。從負(fù)荷角度考慮UASB的初次啟動(dòng)和顆?；^程，可分為三個(gè)階段：階段1：即啟動(dòng)的初始階段，這一階段是低負(fù)荷的階段(2Kg COD/(m3d)。階段2：即當(dāng)反應(yīng)器負(fù)荷上升至25Kg COD/(m3d)的啟動(dòng)階段。在這階段污泥的洗出 量增大，其中大多為細(xì)小的絮狀污泥。實(shí)際上，這一階段在反應(yīng)器里對(duì)較重的污泥顆粒和分散的、絮狀的污泥進(jìn)行選擇。使這一階段的末期留下的污泥中開始產(chǎn)生顆粒狀污泥或保留沉淀性能良好的污泥。所以在5.0 Kg COD/(m3d)左右是反應(yīng)器中以顆粒污泥或絮狀污泥為主的一個(gè)重要的分界。階段