升流式厌氧污泥床反应器(UASB)设计计算书

UASB——停留时间及水力负荷＜1.0m³/(m²•h)对于高难度化工废水，一般生化性不好，可根据类似工程经验和小试情况，确定其停留时间，从而确定池容。

对于可生化性较好的高浓度有机废水，可根据设计的容积负荷确定池容。

1．山东泰华生物科技有限公司废水处理UASB污水的排放情况(1)水量正常生产时经预处理系统处理后，平均流量为168m3/d，即7m3/h。

(2)水质根据企业提供的数据，确定进水水质如下：COD:10000mg/L；BOD:4000 mg/L(3)出水要求经过UASB处理后（进水温度要求在30度以上）出水COD＜2000mg/LpH：6～9UASB反应器工艺介绍：UASB即上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic SludgeBed)反应器，反应器工作时，污水经过均匀布水进入反应器底部，颗粒污泥（污泥絮体）在上升的水流和气泡作用下处于悬浮状态。

反应器下部是浓度较高的污泥床，上部是浓度较低的悬浮污泥层，有机物在此转化为甲烷和二氧化碳气体在反应器的上部有三相分离器，沼气与水、污泥进入三相分离区分离，污泥回流入污泥区，沼气收集利用，水溢流外排。

UASB的COD 负荷较高，反应器中污泥浓度高达100—150 g/L，因此COD去除效率比普通的厌氧反应器高三倍，可达80%～95%。

优点介绍：消耗能源少，能回收大量的沼气，确实做的废水资源化利用，处理费用便宜，是好氧处理的费用十分之一，。

处理负荷高，占地少，能有效地减少臭气的产生，产泥量少，容易脱水，对氮、磷营养物需求量少，能处理高浓度有机污水，不须稀释，能间断或季节性运行。

UASB池体：池体结构:半地上钢混矩形池（新建）设计流量： Q=7m3/h数量：1座分2格池体尺寸: B×L×H=7000×14000×7000mm主要设备：设备1：布水系统2套(采用一点一布式)1）布水槽材质:碳钢防腐单池数量:2套单套尺寸：500×6000×500mm2）布水头材质:工程塑料数量:200个（DN25接口）26～32铜制铝塑管接头 200个DN50×25变径 100个DN25布水管 700m特点：满足了水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合；单位面积的进水量基本相同，不会发生废水短路等现象，防止酸败的发生；易观察到进水管布水情况，当堵塞被发现后易被清除。

某市生活垃圾填埋场渗沥液处理站工程计算书(200m3/d)二零一二年三月1 概况1.2 进水流量垃圾渗沥液进水流量为200（m3/d）。

1.3 设计计算进水水质1.4 设计计算出水水质1.5 各工艺单元去除效果2 UASB的设计计算UASB 反应器进水条件1）pH 值宜为6.5～7.8。

2）常温厌氧温度宜为20℃～25℃，中温厌氧温度宜为30℃～35℃，高温厌氧温度宜为50℃～55℃。

3）COD:N:P=200:5:1。

4）UASB 反应器进水中悬浮物的含量宜小于1500mg/L。

5）废水中氨氮浓度应小于800mg/L。

6）废水中硫酸盐浓度应小于1000mg/L、COD/SO42-比值应大于10。

7）废水中COD 浓度宜为2000mg/L～20000mg/L。

8）严格限制重金属、碱土金属、三氯甲烷、氰化物、酚类、硝酸盐和氯气等有毒物质进入厌氧反应器。

2.1 UASB 反应池的有效容积tQ AH NQC V V===有效式中：Q ——设计计算处理量，Q=200m 3/d=8.33 m 3/h ； C 0——进水COD 浓度，mg/L ；N V ——COD 容积负荷，kgCOD/(m 3·d)，取4kg/m 3・d （中温负荷）。

A ——反应器横截面积，m2 H ——反应器有效高度，m t ——水力停留时间，h)(6000.410)800020000(20033m V =⨯-=-有效2.2 UASB 反应池的形状和尺寸升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形。

圆形反应池具有结构稳定的特点，因此本次设计计算选用圆形池。

圆形反应器具有结构稳定的优点，同时建造费用比具有相同面积的矩形反应器至少要低12%，但圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。

单个或小的反应器可以建成圆形的，高径比应在1～3 之间。

[1][1]《UASB 升流式厌氧污泥床污水处理工程技术规范（编制说明）》 反应池有效横截面积：h=S 有效有效V式中：S 有效——反应池的有效横截面积，m 2；h ——UASB 反应器的高度，一般为4~9m ，取8m 。

升流式厌氧反响器UASB设计及参数限制升流式厌氧反响器〔UASB〕中废水通过布水装置依次进入底部的污泥层和中上部污泥悬浮区.与其中的厌氧微生物进行反响生成沼气,气、液、固混合液通过上部三相别离器进行别离,污泥回落到污泥悬浮区,别离后废水排出系统,同时回收产生的沼气.注：常规的UASB没有外循环泵〔在水力负荷特别低,造成上升流速特别低的情况下,有设置外循环泵的现场〕一、UASB反响器的进水条件1、PH 值6.0-8.02、营养比例〔COD：氨氮:TP〕 100-500： 5： 13、进水悬浮物：＜1500mg/L4、B/C＞0.35、进水氨氮浓度：＜2000mg/L6、进水COD 浓度：＞1500mg/L7、其他有毒物质最大允许值：表：厌氧反响中其他有毒物质的最大允许浓度〔同样适用于其他厌氧反响器〕除上面提到的细菌中毒之外,在UASB中还有一些形式的中毒.游离H2S-S浓度到达8 Omg/I时,发生硫化物中毒.如果UASB的进水满足以下条件,那么H2s中毒可以防止.1) COD/SO4>20g/g2) COD / SO4>15g / g 和CODv30g / 13) COD/SO4>1 Og/g 和COD< 10g /I4) COD / SO4>7.5g / g 和C0D<5g/I 注意：COD 与SO42 一的比值大于10是理想条件.(标准上给出的硫酸根浓度<1000mg/L)二、UASB常用参数及公式1、当废水可生化性差的时候需要在UASB前端设置水解酸化池.水解酸化池的容积负荷常用的计算公式:Q X S QIOOO X MS邪虹花师式中：Vs一—水解酸化池容积,m3： Q——设计处理量,m3/d； Ns——酸化负荷,kgCOD/ (m 3-d),(常规取值：10-20) Sa一一进水COD, mg/L2、UASB 容积负荷UASB反响器容积负荷常用的计算公式：lOOOxA；"' %.环品工程师式中：V一一反响器有效容积,m3： Q一—设计处理量,m3/d： Nv一—容积负荷,kgCOD/ (m 3-d) SO一一进水COD, mg/L3、布水装置、其他常用参数：有效水深：5-8m；上升流速：＜0.8m/h.(如果是絮状污泥的话,建议取更低的上升流速)；大阻力穿孔管布水,过孔流速：＞2.0m/s,穿孔管直径应大于100mm：穿孔布水管与池底距离：200mm：沉淀区外表负荷不大于0.8m3/ ；沉淀区总水深应大于1.0m：出水堰口负荷不大于1.7L/ (S-m),即：6.12m3/ (h-m):UASB 污泥产率为：0.05-0.lOkgVSS/kgCOD：UASB宜采用重力多点排泥：UASB排泥点宜设在污泥区中上部和底部,中上部排泥点宜设在三相别离器下0.5-1.5m： 5、UASB沼气产率及计算公式0 = 2x(S° f )x?1000工.环贤工程师式中：Qa一一沼气产量,Nm3/d； Q一一设计处理量,m3/d： n一—沼气产率,Nm3/kgCOD(常用取值范围：0.45-0.50 Nm3/kgCOD) ； SO一一进水COD, mg/LSe一一出水C OD, mg/L三、UASB启动1、以絮状污泥启动絮状污泥接种量为：20-30kgVSS/m3：启动负荷不大于lkgCOD/ (m3-d)；上升流速不大于0.2m/h；进水浓度宜为：5000mg/L；加热时,每日温升2℃,使UASB到达设计温度；出水COD去除率到达80%以上,或出水VFA低于200mg/L后可逐步提升容积负荷：容积负荷每次提升为设计负荷的20%-30%：进水水力负荷(可认为是上升流速)过低时可采用出水回流,提升反响器的上升流速,加快污泥颗粒化和优良菌种的选择进度；2、以颗粒污泥启动颗粒污泥接种量为：10-20kgVSS/m3：启动负荷宜为：3kgeOD/ 〔m3-d〕处理废水与接种污泥废水性质完全不同时,宜在第一周保持初始污泥负荷低于最大设计负荷的50%四、UASB运行限制1、UASB中碱度〔ALK〕〔以碳酸钙计〕不低于2000mg/L,也有提出在1000-5000m g/L：2、UASB中挥发性脂肪酸〔VFA〕不高于200mg/L,也有提出在50-2500mg/L：3、有提出VFA/ALK应保持在0.3以下时,但是有时候就算超出以上数据,厌氧塔也可正常运行；4、启动和运行时,UASB反响器内PH宜为6.8-7.5 〔也有提出在6.0-8.0〕：5、UASB反响区污泥浓度不低于3万mg/L；6、UASB污泥层应维持在三相别离器下0.5-1.5m；7、UASB宜维持稳定的反响温度：8、有资料提出钙离子浓度在80-150mg/L时有利于颗粒污泥的形成；9、如果有检测条件,可以对进水微量元素进行检测,进而适当的补充微量元素,以利于产甲烷菌的繁殖及活性的提升,主要的微量元素有：铁、钻、银等.。

UASB设计计算一、设计参数(1) 污泥参数设计温度T=25℃容积负荷N V=8。

5kgCOD/（m3.d) 污泥为颗粒状污泥产率0。

1kgMLSS/kgCOD，产气率0.5m3/kgCOD（2）设计水量Q=2800m3/d=116。

67m3/h=0。

032 m3/s。

(3）水质指标表1 UASB反应器进出水水质指标二、 UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定（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=QS0/N VV—反应器的有效容积（m3)S0—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q1=0.6m3/（m2·d）反应器表面积 A=Q/q1=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A1为：A1=A/4=236。

12/4=59.03m2取D=9m则实际横截面积 A2=3。

14D2/4=63。

6 m2实际表面水力负荷 q1=Q/4A2=141。

67/5 63。

6=0。

56 m3/（m2·d) q1〈0。

8m/h，符合设计要求。

二、UASB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Q1=141。

67/4=35.42m3/h(3）设计计算查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/（m2。

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工艺设计计算书UASB 工艺设计计算（一）适用性升流式厌氧污泥床(UASB)工艺设计进水水质一般CODcr 应在1000mg/L 以上。

UASB 反应器进水中悬浮物的含量一般不宜超过500mg/L,否则应设置混凝沉淀或混凝气浮进行处理。

当进水悬浮物过高或可生化性较差是，宜设置水解池进行预酸化。

（二）预处理要求预处理部分包括以下环节：格栅、调节池、营养盐和PH 值及温度调控系统。

预处理部分是UASB 及其艳阳设计的关键。

关系到系统能否正常运行，应充分考虑其运行的可靠性。

1.格栅UASB 废水处理工艺系统前应设置细格栅、粗格栅或水力筛。

最后一道格栅的格栅间隙宜在1--3mm 之间，宜采用旋转滤网等高效的固液分离设备代替普通格栅。

2.调节池（1）废水进入UASB 应设置调节池。

（2）调节池的有效时间宜为6--12h 。

（3）调节池应具备均质、均量、调节PH 值、防止不溶物沉淀的功能。

（4）调节池宜设置机械搅拌的方式实现均质，搅拌机的容积功率宜为4--8w/m 3;对小型废水处理站可采用曝气搅拌方式，气水比宜控制在（7：1）--（10：1）。

（5）调节池中应设置碱度补充和营养盐补充装置。

（6）调节池的出水端应设置去除浮渣装置。

（7）调节池的底部应易于沉淀物的清出。

3.PH 调节（1）UASB 反应器的进水PH 值应保证在6.5--7.8之间（2）酸碱的投加应采用计量泵自动投加装置，中和池出水应设置PH 自动检测系统，与前端计量泵联动。

4.温度调节（1）中温厌氧的温度应保持在35℃±2℃，如不能满足应设置加温装置。

（2）热源可采用锅炉蒸汽或沼气发电余热，管路上应设置电动阀和温度计，通过显示温度自动调接开关，实现自动控制。

（三）UASB 反应器设计计算1.UASB 反应器有效容积的计算UASB 反应器的设计参数是容积负荷或水力停留有时间。

这两个参数难以从理论上推导得到，往往是通过试验取得，而且颗粒污泥和絮状污泥反应器的设计负荷是不相同的。