UASB 计算实例（详细计算过程）~~~~

lcxscy

资料很好，谢谢楼主

谢谢楼主了辛苦了啊！！！！！

zb030121eric

UASB的主要设计问题

aerialbaby

谢谢楼主！！！！！！！！！！

goalmaking

金钱好少啊，好多东西不能下

hustwky

虽然我已经做完一个工程了，可是还是想借鉴一下啊

hotsause20

图好像似曾相识，内容倒是记不太清除了

jie714

谢谢LZ的资料！

njau20419

下来学习看看，希望有用，感谢楼主！

njau20419

晕死 还真是有的，浪费钱了

xiaofan20003

正在找这方面的资料，谢谢分享

lvyonggangkk

谢谢楼主分享！！！谢谢

flyice

dingyigge新手，UASB设计学习中。。。

sbark999

好东西！

long61268

顶个，很好，很实用！！！

squarestone

好帖一定要顶，最近正在准备做UASB 流场的模拟，等模拟出来了和LZ 交流啊

squarestone

下载了发现这东西网上不少，LZ还我钱

kstg2897924

第五节 升流式厌氧污泥床反应器 一、UASB反应器原理 图2-7-17是UASB反应器及其设备的图示。废水尽可能均匀地引入反应器的底部，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与污泥颗粒的接触过程。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。上升到表面的颗粒碰击气体发射板的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。由于气泡释放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集气室。置于集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体反射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的紊动，会阻碍颗粒沉淀。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。 由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低，污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在相分离器上的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的磨擦力，其将滑回到反应区，这部分污泥又可与进水有机物发生反应。 UASB反应器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紊动。GSS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。另一方面，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系统的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，使气相、液相和固相三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥（可以是絮状污泥或颗粒型污泥）是UASB系统良好的运行的根本点。 二、UASB的特性与构造 1、反应器的形状和尺寸 对于高浓度和低浓度污水，确定UASB反应器形状和尺寸时，采用的设计参数是不同的。在相对低浓度废水的情况下，如生活污水，水力负荷是比有机负荷更为重要的参数。因此，依据水力负荷设计UASB反应器，然后再采用有机负荷验算系统的设计。反之亦然。 第一个UASB处理糖蜜废水的示范规模（200m3，Lettinga，1976）和在圣保罗CETESB处理生活污水的中试厂（120m3，Vieira等人，1985）的UASB反应器具有特殊的形状，即上部的（沉淀池的）截面积大于下部反应区的截面积[图2-7-18（a）]。较大表面积的沉淀器有利于保持污泥，这对于低浓度污水尤为重要。但是对于高浓度污水，有机负荷而不是水力负荷是决定性因素，因此沉淀池截面没有必要设计为较大的表面积，与此相反可能是正确的[图2-7-18（b）]。实际上如图[图2-7-18（c）]所示，不论是正在建的或已投入运转的大部分生产规模的UASB反应器，在反应器的反应部分和沉淀部分是等面积的。经验表明，直壁的反应器比建筑斜壁的具有较大沉淀池的反应器在结构上更加有利。因此，在此仅讨论直壁的UASB的反应器。 2、反应器的个数和形状 反应器体积超过2000m3，建造多个池子的系统是有益的，这不仅是考虑减少建造费用，而且也将增加处理系统的适应能力。有多个反应池的系统，则可能关闭一个进行维护和修理，而其他单元的反应器继续运行。 有两种基本几何形状的UASB反应器：即矩形和圆形。圆形反应器具有结构较稳定的优点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形或方形反应器复杂得多。对于圆形反应器采用矩形三相分离器的设计是可能的[图2-7-18（c）]。由于这种原因，小的反应器可以建造成圆形的，而大的反应器经常建成矩形的或方形的。两种类型的反应器都应用于实际。当建造多个反应器时矩形池有其优越性，因为不同的单元可以共用池壁。 三、设备与装置 通过对UASB反应器技术的分析，可知反应器有矩形和圆形两种；反应器的设备有三相分离器、配水系统及沼气收集系统等。 1、三相分离器 在UASB反应器中的三相分离器（GLS）是UASB反应器最有特点和最重要的装置。它同时具有两个功能： （1）能收集从分离器下的反应室产生的沼气； （2）使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。 对上述两种功能均要求三相分离器的设计避免沼气气泡上升到沉淀区，如其上升到表面将引起出水混浊，降低沉淀效率，并且损失了所产生的沼气。设计三相分离器的原则是： （1）间隙和出水面的截面积比 这一面积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度； （2）分离器相对于出水液面的位置 这个位置确定反应区（下部）和沉淀区（上部）的比例，在多数UASB反应器中内部沉淀区是总体积 的15%-20%； （3）三相分离器的倾角 这个角度要使固体可滑回到反应器的反应区，在实际中是在45。~ 60。之间，这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材料； （4）分离器下气液界面的面积 它确定了沼气单位界面面积的释放速率。适当的气体释放速率大约是1~3m3/(m2.h)（低浓度污水不能达到这个速率）。速率变低将有形成浮渣层的趋势，非常高产气率将导致在界面形成气沫层，两者都可能导致堵塞气体的释放管。 对于低浓度污水处理，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分离器缝隙处保持大的过流面积，使得最大的上升流速在这一过水断面上尽可能低是十分重要的。原则上只有出水截面的面积（而不是缝隙面积）才是决定保持在反应器中最小沉速絮体的关键。 采用多于两层的箱式三相分离器可能是较好的选择。首先多层结构的三相分离器可以做成箱式结构，可以在现场以外加工成形。其次从图2-7-19可知，缝隙间的面积与反应器截面积比值（如果不计重叠的部分）由（N-1）/N给出，其中N是分离器的层次。在层数较多时，这一比值增加，这从一方面降低了缝隙处的上升流速，提高了分离效率；另一方面，多层分离使得第一层之后液体中气体量减少，这降低了由气体引起的上升流速，也对改善分离效率有利。采用该三相分离器的优点是除了高效的气固液分离外，还使得UASB反应器的设计得到了最大程度的简化，并使UASB的设计标准化、规范化和简单化，使运转人员和设计人员将精力放在反应器的运行上，而不是设备等其他问题。 2、布水器 适当设计的进水分配系统对于一个运转良好的UASB处理厂是至关重要的。在生产规模的各种类型厌氧反应器中已成功地采用了各式各样的进水形式，但多属专利，具体设计数据未公开。进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则： （1）进水配水系统兼有配水和水力搅拌的功能； （2）进水装置的设计使分配到各点的流量相同，确保单位面积的进水量基本相同，防止发生短路等现象； （3）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； （4）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。 为确保进水等量地分布在池底，每个进水管仅与一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2-7-12给出了一种连续流的布水器形式，这种敞开的布水器的一个好处是可以容易用肉眼观察堵塞情况。对高浓度废水，由于水力负荷较低，采用脉冲式进水分配装置是一种较好的选择。 四、UASB反应器的设计计算 1、UASB的设计原则 UASB反应器的设计参数是有机负荷或水力停留时间。这个参数还不能从理论上推导得到。往往通过实验取得。对于颗粒污泥和絮状污泥反应器的设计负荷是不相同的，各种工业废水的有机负荷的参考值，可参见表2-7-17。 一旦所需的有机负荷（或停留时间）确定，反应器的体积可以根据下式计算： V=QS0/q （2-7-25） 而采用停留时间可用下式计算反应器的体积： V=KQ.HRT （2-7-26） 2、反应器池体 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的面积下，其周长比正方形的少12%。但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价了有较大的影响。因此如果不考虑地形和其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。厌氧反应器采用水力停留时间进行设计时，反应器体积按公式（2-7-26）计算。 3、反应器的几何尺寸 （1）反应器的高度 选择适当高度反应器的原则是运行上和经济上综合考虑。从运行方面考虑采用反应器高度的选择要考虑如下影响因素： ①高流速增加污水系统扰动，因此增加污泥与进水有机物之间的接触； ②过高的流速会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而反应器的高度也就会受到限制； ③在采用传统的UASB系统的情况下，上升流速的平均值一般不超过0.5m/h； ④最经济的反应器高度（深度）一般是在4-6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。 （2）反应器的面积和反应器的长、宽 对于矩形和正方形池在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小。在已知反应器的高度时，反应器的截面积计算式如下： A=V/H （2-7-27） 式中 A——厌氧反应器表面积； H——厌氧反应器的高度。 在确定反应器容积和高度后，对矩形池必须确定反应器的长和宽。正方形池周长比矩形池小，从而矩形反应器需更多的建筑材料；单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长/宽比在2：1以下较为合适。长/宽比在4：1时费用增加十分显著；对采用公共壁的（或多组）矩形池，池的长宽比对造价有较大的影响，但是影响因素相应增加，这是一个在设计中需要优化的参数；从目前的实践看，反应器的宽度在<20m(单池)是成功的；反应器长度在采用渠道或管道布水时不受限制。 （3）反应器的升流速度 高度确定后，UASB的反应器的高度与上升流速之间的关系表达如下。 ①反应器的高度与上升流速（v）之间的关系表达如下： v=Q/A=V/HRT.A=H/HRT (2-7-28) ②厌氧反应器的上升流速v=0.1-0.9m/h。 （4）反应器的分格 采用分格的厌氧反应器对运行操作和管理是有益的。首先分格的反应器的单元尺寸减少，可避免单体过大带来的布水均匀性问题。同时多池有利于维护和检修，可放空一池进行检修不影响整个厂的运行。 4、反应器的配水系统 （1）配水孔口负荷 为了在反应器底部获得进水均匀的分布，有必要采用将进水分配到多个进水点的分配装置。一个进水点服务的最大问题应该进行深入的实验研究。对于UASB反应器，Lettinga建议在完成了启动之后，每个进水点负担2.0-4.0m2对获得满意的去除率是足够的。但是在温度低于20℃或低负荷的情况，产气率较低并且污泥和进水的混合不充分时，需要较高密度的布水点。对于城市污水，De Man 和 Van der Last(1990)建议1-2 m2 /孔。表2-7-17是Lettinga等人根据UASB反应器的大量实践，对于处理不同性质废水时推荐的进水管负荷。 表2-7-17 采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷 污泥典型 每个进水口 负荷/ m2 负荷/ [kgCOD/(m3.d)] 污泥典型 每个进水口 负荷/ m2 负荷/ [kgCOD/(m3.d)] 颗粒污泥 0.5-1 1-2 >2 6.5-1 2.0 2-4 >4 <1.0 凝絮状污泥 >40kgDS/m3 1-2 2-3 1-2 >2 中等浓度絮状污泥 120-140kg/ m3 1-2 2-5 <1-2 >2 （2）进水分配系统 UASB反应器进水系统有多种形式，进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则： ①确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生； ②尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合。 ③很容易观察到进水管的堵塞； ④当堵塞被发现后，很容易被清除。 UASB反应器底部设计按多槽形式设计，有利于布水均匀与克服死区。配水系统的形式有以下几种： ①一管多孔配水方式 采用沿池长方向设置总布水管，沿池间隔设置配水横管。在管上开孔方式为一管多孔布水。在一根管上均匀布水在理论上是可行，但实际仅能取得近似效果。应尽可能避免在一个管上有过多的孔口。 （a）几个进水孔由一个进水管负担，孔口流速不小于2m/s； （b）为了增大出水孔的流速，也可采用脉冲间歇进水； （c）配水管直径不小于50cm，配水管中心距池底一般为20-25cm。 ②分支式配水方式 在一管多孔布水的形式上，沿各布水管采用分支方式布水为分支式配水方式。为了配水均匀一般采用对称布置。这种配水系统的特点采用较长的配水支管增加沿程阻力，以达到布水均匀的目的。 （a）支管出水口向下距池底约20cm，位于所服务面积的中心； （b）出水管孔最小孔径不宜<15mm，一般在15-25mm之间； （c）出水孔处需设45。导流板使出水散布池底，出水孔正对池底。 ③一管一孔配水方式 采用特殊的布水分配装置，使进水以等量分布在池底，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其应得的进水流量，建议采用高于反应器的水箱式（或渠道式）进水分配系统。 5、配水管道设计 （1）对于压力流采用穿孔管布水器（一管多孔或分支状）时，不宜采用大阻力配水系统。 ①进水采用重力流（管道及渠道）或压力流，后者需设逆止装置； ②采用一管多孔布水管道，布水管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞。 （2）采用重力流布水方式（一管一孔） 如果进水水位差仅仅比反应器的水位稍高（水位差小于10cm），将经常发生堵塞。因为进水的水头不足以消除阻塞，可以通过提高进水管然后将其放下清除堵塞。在水箱中的水位（三角堰的底部）与反应器中的水位差大于30cm，很少发生这种堵塞。 ①用布水器时从布水器到布水口应尽可能少地采用弯头等非直管； ②污水通过布水器进入池内时会吸入空气，>2.0mm，气泡以 0.2-0.3m/s速度上升，在管道垂直段流速（或顶部）应低于这一数值； ③上部管径应大于下部，可适当地避免大的空气泡进入反应器； ④反应器底部较小直径可以产生高的流速，从而产生较强的扰动，使进水与污泥之间密切接触； ⑤为了增强底部污泥和废水之间的接触，建议进水点距反应器池底100-200mm。 6、出水收集设备 出水装置设置应该在UASB反应器的顶部，尽可能均匀地收集处理过的废水。为了出水均匀，大部分的UASB反应器采用多槽式的出水方式，而每个槽两侧开有三角堰的方式。当气泡在水表面最终释放后，这些污泥将回到反应器的消化区。 上述出水装置设计具体的原则如下： （1）厌氧反应器出水堰与沉淀池出水装置相同，即汇水槽上加设三角堰。 （2）出水设置应设在厌氧反应器顶部，尽可能均匀地收集处理过的废水； （3）采用矩形反应器时，出水采用几组平等出水堰的多槽出水方式； （4）采用圆形反应器时，可采用放射状的多槽出水； （5）要避免出水堰过多，堰上水头低，形成三角堰，被漂浮的固体堵塞； （6）出水负荷参考二沉池负荷，堰上水头>25mm，水位于齿1/2处。 7、排泥系统设计 （1）剩余污泥排泥点以设在污泥区中上部为宜； （2）对于矩形池排泥应沿池纵向多点排泥； （3）对一管多孔式布水管，可以考虑进水管兼作排泥或放空管； （4）原则上有两种污泥排放方法：① 从所希望的高程直接排放；②采用泵将污泥从反应器的三相分离器的开口处泵出，其可以与污泥取样孔的开口一致。

fqg6688

以前用过，不过没用好，后面就没怎么用了。

xianjuren

好东西要共享。只是积分不够啊