调节池.UASB的计算

UASB-AO装置设计说明

（2010年7月9日）

2

目 录

一．调节池（A、B、C） ..................................................... 1 二．UASB .................................................................. 4 三．水封 .................................................................. 8 四．平衡槽 ............................................... 错误！未定义书签。 五．厌氧池 ............................................... 错误！未定义书签。 六．活性污泥缺氧池 ....................................... 错误！未定义书签。 七．活性污泥曝气池 ....................................... 错误！未定义书签。 八．竖流沉淀池 ........................................... 错误！未定义书签。 九．搅拌罐（1、2、3） .................................... 错误！未定义书签。 十．溶液罐（1、2、3） .................................... 错误！未定义书签。 十一．混合反应池 ......................................... 错误！未定义书签。 十二．斜管沉淀池（1，2） .................................................. 8 十三．生物膜缺氧池 ....................................... 错误！未定义书签。 十四．接触氧化池 .......................................................... 9 十五．高程布置 ........................................................... 11 十六．设备、仪表、材料 ................................................... 13

一．调节池（A、B、C）

3个，硬PVC材质，循环水力搅拌，停留时间12h。出水泵前管道设滤网过滤器。介质为人工配制的有机污水，呈中性。

1.有效容积

V=Q.T=0.10×12=1.20m3 2.尺寸： 设高h=1.20m，则 L=B=1.0m

3.示意图 如图2(1、2、3)所示。

1070

溢流管

150

溢流管

1070

m

70

1550

1200

150

出水管

150

200

250

10循环进水管

400

200

循环出水管

循环出水管

循环进水管

排净管

图2(1)-调节池（A）

1070

循环出水管

溢流管

m

150

循环进水管

150

1550

1200

10循环出水管

出水管(循环进水

管

出水管(出水管

(排净管

出水管

(2200

溢流管

150

150

出水管

(出水管

(150

1070

150150

250

图2(2)-调节池（B）

1070

120

120

排净管

250

循环出水管

150

溢流管

(m

1550

1200

200

250

出水管(出水管(10200

管

排净管

15循环进水管

图2(3)-调节池（C）

4.实际有效容积 V=1.37m3。

00

循环出水管

1070

图1-UASB-A2O装置带控制点工艺流程图

3

二．UASB

1个，有机玻璃材质。介质为人工配制的有机污水，呈中性。进水COD=4000mg.L-1，出水COD=500mg.l-1。

1.反应区

容积负荷率6.0KgCOD.m-3.d-1，空塔水流速度u≤1.0m.h-1，空塔沼气上升速度ug≤1.0m.h-1。有效深度h1≤6.0m，布水点服务面积f0≤1-3m2∙个-1，布水管出口流速2-5m.s-1。沼气产率0.4m3.kgCOD-1。

（1）有效容积 V=

QC02.44.0

1.6m3 NV6.0

（2）有效水深及布水点 设直径D=1.0m，1个进水点

V1.6

有效水深：h1==2.0m F00.7851.02

每点服务面积：f0=0.785×1.02=0.785m2∙个-1（合理） （3）校核

最大空塔水流速度：umax=Qmax/F=0.50/0.785=0.64m.h-1＜1.0(合理) 沼气最大产量:Qgmax=Qmax.ΔC.a=0.50×24×(4.0-0.5)×0.4=16.8m3.d-1， 最大空塔气速:ugmax= Qgmax/F=16.8/(24×0.785)=0.89m.h-1＜1.0m.h-1(合理) 2.三相分离区

UbBC

按图3设置三相分离区，要求u1＜u2(ua)＜u3≤2.0 m〃h，Ua＞AB。

-1

图3-UASB

（1）校核流速 ①计算u1

F1



4

D2=0.785×0.6=0.28m

2

2

-1

-1

u1max=Qmax/F1=0.50/0.28=1.79m.h

0.4HC=0=0.52m 0

cos40cos40

CE=sin50°CF= sin50°×0.1=0.08m GE=GC+CE=0.52+0.08=0.60m

IEGE∵HC=GC

∴IE= HC×GE/GC=0.4×0.60/0.52=0.46m

F2=(1/2)（L2.GE－L1.GC）=(1/2)（2IE.π.GE－2HC.π.GC） =π（IE.GE－HC.GC）=3.14(0.46×0.60-0.4×0.52) =0.21m2

u2max(uamax)=Qmax/F2=0.50/0.21=2.38≈2.0m.h-1（基本合理） ③计算u3

π

F3=4(D2－D22)=0.785(1.02－0.802)=0.28 m2

u3max=Qmax/F3=0.50/0.28=1.79m.h-1

CE0.08

BC==0.12m

sin400sin400

11AJ10.20AB=AF===0.16m

22cos5002cos500

BC/AB=0.12/0.16=0.75 ②计算ub/ua

设拟被三相分离器分离的最小气泡直径d=8.0×10-3cm，常温下清水的运动粘滞系数γ=1.01×10-2cm2.s-1，密度ρ1=1.01g.cm-3，沼气密度ρ=1.2×10-3g.cm-3，碰撞系数β=0.95，则

清水的动力粘滞系数γ清水=γρ1=1.01×10-2×1.01=1.02×10-2 g.cm-1.s-1。 由于γ污水一般大于γ清水，可取γ污水=2.0×10g.cm.s,则 拟分离的最小沼气泡上升速度（ubmin）

-2

-1

-1

g(1)20.95981(1.011.2103)32

d=(8.010) ubmin=2

18182.010

废水

=0.167cm.s-1=6.01m.h-1 uamax(u2max)=2.38m.h-1

∴ub/ua =6.01/2.38=2.53

③判断分离效果 ub/ua=2.53＞BC/AB=0.75

该三相分离器能有效分离d≥0.008cm的沼气泡，分离效果良好。 （3）三相分离区高度 ①气封高度

h1=FJ=AJtg50°=0.20×tg50°=0.24m ②集气罩高度 h2=0.40×tg50°=0.48m ③三相分离区高

H2= h1+ h2=0.24+0.48=0.72m 3.沉淀区

表面负荷率q≤1.0 m3.m-2.h-1，最小停留时间tmin=0.5h，出水堰负荷a≤5.4 m3.m-1.h-1。 （1）最大表面负荷率

qmax=Qmax/F0=0.50/0.785=0.64 m.h-1＜1.0 (合理) （2）有效水深

H3=tmin.qmax=0.5×0.64=0.3m （3）集水槽

槽断面60×60，单边开90°三角齿，齿深2.0 cm，齿上水位1.0 cm。 ①出水堰最大负荷

amax=Qmax/D=0.50/1.0=0.50m3.m-1.h-1＜5.4 (合理) ②齿数

单齿流量：q0’=1.343×h02.47=1.343×0.012.47 =1.542×10-5m3.s-1 齿数:n=Qmax/q0’ =0.50/(3600×1.542×10-5)=9个,取8个。 齿间距d=1.0/8=0.125m 4.沼气管径 设流速u5=5.0 m.s-1

d5=(Qgmax/0.785u5)1/2=[16.8/(24×3600×0.785×5.0)]1/2=0.007m=7mm 取反应器外沼气管径10mm，反应器内沼气管径50mm（防止浮渣堵塞）。

三．水封

1个，有机玻璃材质，介质为自来水和沼气，中性或酸性。如图4所示。

进沼气

自来水

管DN15

出沼气管DN10

1.150

0.750-0.930

排净管DN10

950

850

450-630

出沼气自来水管DN10

0.200

图4-水封

十二．斜管沉淀池（1，2）

2个，有机玻璃材质。表面负荷率1.0m3.m-2.h-1。清水层0.30m，斜管层0.40m，斜管直径30mm，缓冲层0.30m。泥斗倾角55°，泥斗底l=b=50mm。斜管沉淀池（1）介质为竖流沉淀池出水、混凝剂、碱和PAM，呈中性、酸性或碱性。斜管沉淀池（2）介质为接触氧化池出水，呈中性。

1．水面积

A=Qmax/ηq=0.50/(0.91×1.0)= 0.55m2 2．长、宽 3．泥斗深

h5=(L-l)tgα/2=(0.74-0.05) tg55°/2=0.50m

4．缓冲区进水孔口（Φ15）

总断面积：S0=Qmax/u0=0.50/(3600×0.12)=1.157×10-3m2 孔口数：n=S0/s=1.157×10-3/(0.785×0.0152)=7个 孔间距：d=L/n=0.74/7=0.10m 5．集水槽

2个集水槽，单边开齿。齿深20mm，齿宽40mm，夹角90°，齿上水位10mm。 集水槽断面尺寸：50×50，有效水深10mm，算得最大流速0.14m.s-1，合理。 单齿流量：q0=1.343h02.47=1.343×0.012.47=1.542×10-5m3

齿数：n=0.50/(3600×1.542×10-5)=9个,取8个，每槽4个。 齿间距：从进水侧开始沿槽开设，d=2L/n=2×0.74/8=0.185m。 6．示意图 如图12所示。

30

970

40

30

970

40

100

200

300

40

230

进水管

出水管25

1100

1600

25

950

壁厚20mm400

蜂窝填Φ30

150

100

角齿4个，齿间距185直。

150

230

Φ均布，孔间距106。

填料支撑m有机玻璃

A向

A向

740

500

Φ15圆孔7个106。

1566

排泥管

图12-斜管沉淀池（1，2）

十四．接触氧化池

1个，有机玻璃材质，硝化液出水泵前设滤网过滤器。介质为生物膜缺氧池出水、UASB出水或人工配制的污水，呈中性。进水COD=500mg.L-1，容积负荷率1.5kgCOD〃m-3〃d-1，

185

370

740

进水管

排泥管

15

5185

322