对于中等浓度和高浓度的有机废水，一般情况下，有机容积负荷率是限制因素，反应器的容积与废水量、废水浓度和允许的有机物容积负荷去除率有关。设计容积负荷为 =15kgCOD/( d),COD 去除率为93％，则UASB反应器有效容为：
式中 —设计流量， ；
—容积负荷，kg/( )；
—出水COD浓度，mg/L；
—容积负荷，kg/( )。
则 =
2、UASB反应器的形状和尺寸
据资料，经济的反应器高度一般为4—6m之间，并且在大多数情况下这也是系统优化的运行范围。升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形。圆形反应器具有结构较稳定的特点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多，因此本设计选用矩形池。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适。 设计反应器的有效高度为h=6m，则横截面积S= ㎡
设池长L约为池宽B的两倍，则可取池长L=25m，宽B=13m。
一般应用时反应器装夜量为70％—90％，本工程设计反应器总高度H=7.5m，其中超高0.5m 。
反应器的总容积V=BLH=25×13×(7.5-0.5)=2275 ，有效容积为1930.4 ，则体积有效系数为84.85％，符合有机负荷要求。
3、水力停留时间（HRT）和水力负荷率（ ）
对于颗粒污泥，水力负荷 =0.1—0.9 ，符合要求
3.6.2.2 进水分配系统的设计
1、布水点设置
进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量而定，通常采用的是连续均匀进水方式。布水点的数量可选择一管一点或一管多点的布水方式，布水点数量与处理废水的流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。
Lettinga等推荐的UASB反应器进料喷嘴数设置标准见表4.7
由于所取容积负荷为15kgCOD/( d),因此每个点的布水负荷面积大于2 。本次设计池中共设置84个布水点，则每点负荷面积为：
㎡
表4.7 UASB反应器进料喷嘴数设置标准
污泥性质 进水容积负荷/[kgCOD/(m3•d)] 每个进水点负荷面积/m2
密实的絮体污泥度>40kgTSS/m3 <1
1～2
>2 0.5～1
1～2
2～3
密实的絮体污泥度20～40kgTSS/m3 1～2
3 1～2
2～5
颗粒污泥 2
2～4
>4 0.5～1
0.5～2
>2
2、配水系统形式
UASB反应器的进水分配系统形式多样，主要有树枝管式、穿孔管式、多管多点式和上给式4种。本次设计使用U形穿孔管配水，一管多孔式。为配水均匀，配水管中心距可采用1.0—2.0m，出水孔孔距也可才用1.0—2.0m，孔径一般为10—20mm，常采用15mm，孔口向下或与垂线呈45°方向，每个出水孔的服务面积一般为2—4㎡。配水管中心距池底一般为20—25cm，配水管的直径最好不小于100mm。为了使穿孔管出水均匀，要求出口流速不小于2m/s.
进水总管管径取200mm，流速约为1.7m/s。每个反应器中设置7根φ100mm的U形管,每两根之间的距离为2.00m,每根管上有7透明导电膜个配水孔，孔距为1.625m,孔径采用φ15mm,每个孔的服务面积2.00×1.625=3.25m2,孔口向下并与垂线呈45°。
共设置布水孔84个。出水流速μ选为2.34m/s，则孔径为：
本设置采用连续进料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于UASB反应器底部反射散布作用，有利于布水均匀。
为了增强污泥和废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，建议进水点距反应器池底200mm—250mm。本工程中设计布水管离UASB反应器底部200mm。
本设计中常温下容积负荷 =15kgCOD/( d)，沼气产率r=0.3m3/kgCOD，根据接种污泥的不同选择不同的空塔水流和气流速度。如采用厌氧消化污泥接种，需满足空塔水流速度uk≤1.0m/h,自动垃圾桶空塔沼气上升速度ug≤1.0m/h，如采用颗粒污泥接种，水流速度可以提高至1.0m/h≤uk≤4.0m/h。这里计算按接种消化污泥为依据。则
盐酸环丙沙星凝胶
空塔水流速度:
焙烧炉uk= = =0.194m/h＜1m/h，符合要求。
空塔气流速度:
ug= = =0.97m/h<1.0m/h，符合要求。
为COD去除率，取80%。
三相分离器沉淀区固液分离是靠重力沉淀（ ）达到的，其设计方法与普通二沉池相似，主要考虑两个因素，即沉淀面积和水深。沉淀面积可根据废水流量和沉淀的表面负荷率确定。一般表面负荷率的数值等于水流向上流速 ，该值的大小与需要去除的污泥颗粒的沉降速度 相等，但方向相反，对已形成颗粒污泥的反应器，为防止和减少悬浮层絮状污泥流失，沉淀室内设计日平均表面负荷率小于0.7 。沉淀区进水口的水流上升速度一般小于2 三相分离器中物质流态示意图见图4.4。
图4.4 三相分离器中物质流态示意图
本次设计中，与短边平行，沿长边布置7个集气罩，构成6个分离单元，则设置5个三相分离器，三相分离器单元结构示意图如图4.5所示。
图4.5 三相分离器单元结构示意图
三相分离器的长度为B=13m，每个单元宽度为L=25/6=4.167m。其中沉淀区长度B1=13m、宽度b=3.0m，集气罩顶宽度a=1.167m，壁厚0.2m，沉淀室底部进水口宽度 =1.5m。
沉淀区面积:
=n b=6×13×3.0=234㎡。
沉淀区表面负荷:
<0.7 符合要求。
沉淀室进水口面积:
S2=nBb1=6×13×1.5=117㎡。
沉淀室进水口水流上升速度
<2.0 符合要求。
2、沉淀区斜壁角度与深度设计
三相分离器沉淀区斜壁倾斜度应在45°—60°之间，上部液面距反应器顶部 >0.2m文字拼接集气罩顶以上的覆盖水深 可采用0.5—1.0m ,沉淀区斜面的高度h3建议采用0.5—1.0m。不论何种形式的三相分离器,其沉淀区的水深≥1.0m，并且沉淀区的水力停留时间以1—1.5h为宜。如能满足上述条件，则可取得良好的固液分离效果。
设计UASB反应器沉淀区最大水深为2m， =0.5m（超高）， =0.5m， =1.0m，则倾角： arctan =arctan =46.47°,符合要求。
3、汽液分离设计
如图4.6所示,设计就是要在确定气封 角后，合理选择图中缝隙宽度 和斜面长度BC（主要是MB），以防止UASB消化区中产生的气泡被上升的液流带入沉淀室，干扰固液分离，造成污泥流失。当气泡随液流以速度 沿分离器斜面BC上升时，由于浮力的作用，它同时具有垂直向上的速度 。为了保证气泡不随液流窜入沉淀室，气泡必须在其随液流由B点移至M点时，在垂直方向上移动距离MN。则在分离器设计中，必须慢走一下公式要求：
精轧管>
倾角 =60°,r=70°, =0.6m,分隔板下端距反射锥处置距离MN=0.225m，则缝隙宽度 =MNsin =0.225×sin60°=0.195m.
图4.6 三相分离器汽液分离设计
废水总流量为1500 根据资料，设有0.7Q=1050 的废水通过进水缝进入沉降区，另有0.3Q=475 的废水通过回流缝进入沉降区。则
= = =0.846m/h<2.0m/h符合要求。
MC= = =0.346m
设BC=0.5m,则MB=BC-MC=0.5-0.346=0.154m
AB=2BCcos30°=2×0.5×cos30°=0.866m
BD=AD= = =0.461m
CD=BCsin30°+BDsin20°= =0.408m
则 =CD+MN-MCcos =0.408+0.225-0.346cos60°=0.460m
脱气条件校核。设能分离气泡的最小直径 =0.01cm,35℃下清水运动粘滞系数γ=0.672×10-2cm2/s,废水密度ρ1=1.03g/cm3,气体密度ρg=1.2×10-3g/cm3,气泡碰撞系数 =0.95，则
清水动力粘度 =γ =0.672× ×1.03=0.692× g/(cm s),因处理对象为废水，其动力粘度 一般大于 ，可取 =1.5× g/(cm s)，
由斯托克斯公式 = ,则气泡上升速度（可分离的最小气泡）为
= =12.77m/h
验证： = =15.1
= =1.46
可见 > ，合理。
所以，该三相分离器可脱去 ≥0.01cm的气泡，分离效果良好。
4、分隔板的设计
如图4—6所示， =0.6m , =0.5×（b- ）=0.5×(3-0.6)=1.2m
经上面计算，气体因受浮力作用，气泡上升速度在进水缝中 =12.77m/h，沿进水缝斜向上的速度分量为 sin =19.16×sin46.47°=9.260(m/h)，则进水缝中水流速度应该满足V<9.260m/h,否则水流把气泡带进沉降区。
假设水流速度V刚好等于9.260m/h，前面计算中已设有1050 废水通过回流缝进入沉降区，则三相分离器的进水缝纵截面总面积为：
= = =4.72
共有6组（12条）进水缝，每条进水缝纵截面面积 = = =0.40
进水缝宽度 = = = 0.03(m)，应满足 与 相当级数，且 >0.022m , 现设计 =0.15m，则进水缝中水流速度
V= =1.87m/h<9.26m/h，满足设计要求。
Δh= = =0.219m
= tan +△h- =1.2×tan46.47°+0.219-1.0=0.482m.
设进水缝下板上端比进水缝上板下端高出0.2m. 则进水缝下板长度为：
（0.2+ ）/sin =(0.2+0.482)/sin46.47°=0.941m
进水缝上板长度为： /sin =1/sin46.47°=1.380m
5、三相分离器与UASB高度设计
三相分离区总高度 h= + + + =0.5+1+0.482+0.46=2.442m
UASB反应器总高度H=6.5m，超高 =0.5m.
据资料，Q一定，相同的COD降解速率下，反应器的有效高度与污泥床高度之比为（3--4）：1较为合适，较高的污泥床高度可能引起污泥浓度过大，废水布水不均匀形成污泥脱
节现象。反应器的有效高度在任何情况下选用4.5—6m，悬浮层高度3—4m是适宜的。
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