啤酒廠廢水處理工程設(shè)計

1、摘要本設(shè)計為啤酒廢水處理工程設(shè)計，污水處理規(guī)模為2500 m/d，廢水主要含有高濃度有機物，主要污染物質(zhì)為BOD5、COD、SS；且BOD5/CODcr值高，非常有利于生化處理，結(jié)合廢水的水質(zhì)特征，及對各種處理工藝的對比，最終選擇UASB+SBR作為處理工藝。本工藝流程設(shè)有格柵、調(diào)節(jié)池，對污水進行預(yù)處理，去除水中較大的懸浮顆粒和調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。生化處理采用生物接觸氧化法，可提高有機物去除效率。沉淀池用來進行泥水分離。本文對格柵、調(diào)節(jié)池、UASB反應(yīng)器、SBR、污泥池等主要構(gòu)筑物進行計算，編制設(shè)計說明書，并繪制工藝流程、構(gòu)筑物平面及高程、主要構(gòu)筑物共四張圖紙。關(guān)鍵詞：啤酒廢水；UASB；SBR；

2、AbstractThe design for the design of brewery wastewater treatment, sewage treatment scale of 2500 m/d, wastewater mainly containing high concentrations of organic matter, the main pollution material for BOD5, COD, SS; and the BOD5/CODcr value high, very conducive to biochemical treatment, combined w

3、ith the characteristics of water quality of wastewater, and the comparison of the various processing process, the final choice of UASB+SBR as the processing technology.This process is arranged in the grid, regulation pool, pretreatment of wastewater, the removal of larger particles suspended in the

4、water and water quality regulation. Biological treatment by biological contact oxidation method, can improve the removal efficiency of organic compounds. Sedimentation tank for slurry separation.Regulation pool, in this paper, UASB reactor, SBR, sludge tank main structures are calculated, prepare th

5、e design specification, and rendering process, structures plane and elevation, the main structures of four drawingsKeywords: Brewery wastewater; UASB; SBR;目錄一、 設(shè)計資料及要求11.1概述11.2設(shè)計資料11.2.1廠區(qū)地理位置11.2.2廢水進水11.2.3處理后水質(zhì)要求2二、 污水處理方案的確定22.1 設(shè)計思路22.2 厭氧-好氧工藝選擇32.2.1 厭氧生物處理32.2.2好氧生物處理32.3 方案比選42.3.1 UASB+SB

6、R法處理啤酒廢水42.3.2 UASB好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水52.3.3生物接觸氧化法處理啤酒廢水62.4 方案確定7三、 構(gòu)筑物設(shè)計93.1格柵93.1.1設(shè)計說明93.1.2設(shè)計參數(shù)93.1.3設(shè)計計算93.2調(diào)節(jié)池113.2.1調(diào)節(jié)池作用113.2.2設(shè)計參數(shù)113.2.3設(shè)計計算123.3 UASB反應(yīng)器123.3.1 UASB反應(yīng)器作用123.3.2設(shè)計參數(shù)133.3.3設(shè)計計算133.3.4出水系統(tǒng)設(shè)計153.3.5排泥系統(tǒng)設(shè)計153.4 SBR反應(yīng)池153.4.1設(shè)計說明153.3.2設(shè)計參數(shù)173.4.3反應(yīng)池設(shè)計183.4.4反應(yīng)池控制193.4.5排渠管道193.4.

7、6排泥系統(tǒng)203.4.7曝氣系統(tǒng)203.4.8空氣管計算223.4.9潷水器233.5鼓風(fēng)機房233.6污泥處理系統(tǒng)243.6.1污泥設(shè)計243.6.2尺寸計算24四、 污水廠布置274.1平面布置原則284.1.1建筑物距離294.1.2 廠內(nèi)道路294.1.3 總論294.2 污水高程布置294.2.1 高程布置任務(wù)294.2.2 高程布置原則29五、 總結(jié)分析30參考文獻31致謝32廣東輕院2500m3/d啤酒廢水處理廠畢業(yè)設(shè)計一、 設(shè)計資料及要求1.1概述隨著粵東沿海地區(qū)的經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人民生活水平的提高，餐飲娛樂行業(yè)發(fā)展迅速，帶動著本地區(qū)啤酒產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，其產(chǎn)量呈逐年上升。啤酒

8、生產(chǎn)同時，也向環(huán)境中排放了大量的有機廢水，由于這種廢水中富含糖類、蛋白質(zhì)、淀粉、果膠、醇酸類礦物鹽、纖維素和多種維生素等有機無毒成分，排入天然水體后將消耗水中的溶解氧，既造成水體缺氧，還能促使水底沉積化合物的厭氧分解，產(chǎn)生臭氣，惡化水質(zhì)。另外，上述成分多來自啤酒生產(chǎn)原料，棄之不用不僅造成資源的巨大浪費，也降低了啤酒生產(chǎn)的原料利用率，因此，為保護水環(huán)境，該廠區(qū)擬建一個廢水處理站來處理生產(chǎn)廢水。1.2設(shè)計資料（1）設(shè)計廠址：粵東沿海地區(qū)某啤酒廠（2）設(shè)計規(guī)模：廢水量2500m3/d（3）廢水水質(zhì)指標(biāo)（見表）：T=30表1-1 啤酒廢水進出水水質(zhì)覽表項目BOD5CODSSpH進水水質(zhì)/（mg/L）9

9、002021 5006-7.5出水水質(zhì)/（mg/L）3080706-91.2.1廠區(qū)地理位置（1）本廠位于粵東沿海地區(qū)，東臨海洋，西面為公路，北面為生廠車間，南面為農(nóng)田；夏季吹西南風(fēng)13級，冬季吹東北風(fēng)1-4級，雨季偶有臺風(fēng)812，下級氣溫2835，冬季氣溫525。（2）廢水處理廠規(guī)劃用場地為50000m2，東西寬為100m，南北長為500m，地面相對標(biāo)高為0.00m（絕對標(biāo)高為3.4m），地面承受壓力為8T/ m2。1.2.2廢水進水（1）啤酒生產(chǎn)廢水富含糖類、蛋白質(zhì)、淀粉、果膠、醇酸類礦物鹽、纖維素和多種維生素，是一種中等濃度的有機廢水。工廠一天分三班生產(chǎn)，每班廢水量變化不大。（2）廢水處

10、理廠進水管徑為400mm，充盈度為0.6，深埋800mm。1.2.3處理后水質(zhì)要求（1）排水高出海平面（落潮時）2.5m。（2）處理后的廢水直接排入大海，污泥脫水后送鍋爐房與煤一起燃燒，不產(chǎn)生二次污染。（3）根據(jù)表1-1進出水水質(zhì)要求，計算各項污染物的去除效率，結(jié)果如下：a、BOD5去除率=（900-30）900 = 96.67 %b、CODCr去除率=（2021 -80）2021 = 96 % ；c、SS去除率=（500-70）500 =86 % ；在選擇流程時，至少要保證所選的流程有如上的處理效果，才能達到本次設(shè)計的基本要求。二、 污水處理方案的確定2.1 設(shè)計思路根據(jù)啤酒廢水的特點及處理

11、的難點，設(shè)計思路大體如下：（1）水中SS等物理性污染物，一般采用物理方法如格柵、調(diào)節(jié)池、厭氧好氧反應(yīng)以及沉淀池等工藝去除。（2）對于難降解的COD，一般采用厭氧加好氧法，同時選擇經(jīng)濟合理的組合方式和構(gòu)筑物型式。（3）雖然設(shè)計任務(wù)中對氮磷的去除沒做具體要求，但是考慮到其存在的客觀性，在設(shè)計方案的敲定中，也考慮到對氮磷的部分去除。（4）工藝方案確定后，具體的構(gòu)筑物選型和設(shè)計時，要盡量做到組合的優(yōu)化，比較準(zhǔn)確的設(shè)計好各構(gòu)筑物。綜上所述，由于進水水質(zhì)和處理去除率均很高，故應(yīng)選用“厭氧-好氧”的處理路線，廢水首先通過厭氧處理裝置，去除進水的有機負荷，并使出水達到好氧處理可接受的濃度，再進行好氧處理后達標(biāo)

12、排放。2.2 厭氧-好氧工藝選擇2.2.1 厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水，它是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物.在這一過程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有50%90%轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，但以升流式厭氧污泥床（UASB）技術(shù)在啤酒廢水的治理方面應(yīng)用最為成熟。UASB的主要組成部分是反應(yīng)器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個專用的氣-液-固分離系統(tǒng)（三相分離室）。廢水從反應(yīng)器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣（氣泡）。氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升

13、入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應(yīng)器底部，水則經(jīng)出流堰排出。 UASB反應(yīng)器對啤酒廢水CODcr的去除率為60%70%。實踐證明，UASB成功處理高濃度啤酒廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，故對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當(dāng)高的水力負荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。 總之，UASB具有效能高、處理費用低、電耗省、投資少、占地面積小等一系列優(yōu)點，完全適

14、用于高濃度啤酒廢水的治理。其不足之處是出水CODcr的濃度仍達500 mg/L左右，需進行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達標(biāo)排放。2.2.2好氧生物處理好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量。a.間歇式活性污泥法（SBR） 通過間歇曝氣可以使動力耗費顯著降低，同時，廢水處理時間也短于普通活性污泥法。其具有的特別顯著的特點：首先由于采用間歇運行，運行周期每一階段有適應(yīng)基質(zhì)特征的優(yōu)勢菌群存在；污泥不斷內(nèi)循環(huán)，排泥量少，生物固體平均停留時間長；沉淀和排水時流處于靜止?fàn)顟B(tài)，故處理效果優(yōu)于一般活性污泥法。其次由于進水、曝氣、沉淀、排水等工

15、序在一個池內(nèi)進行，省去了沉淀池和污泥回流設(shè)施，故其工程投資和占地面積小于一般活性污泥池。b.活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點.該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池.廢水進入 曝氣池后，與活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成?；钚晕勰喾ㄌ幚砥【茝U水的缺點是動力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹。可以通過投加化學(xué)藥劑解決，但這將使處理成本提高。c.生物膜法與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行

16、處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題.生物 接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表，在啤酒廢水治理中均被采用，主要是降低啤酒廢水中的BOD5。生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法.它主要由盤片、氧化槽、轉(zhuǎn)動軸和驅(qū)動裝置 等部分組成，依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧.該法運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動力 消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣.這種方法可以得到很高的 生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。 為了既獲得更好的處理效果，又可以降低處理成本，并且使能源得到合理有效地利用，廢水的處理往往采用

17、多種方法相結(jié)合的工藝，目前大多選擇厭氧好氧串聯(lián)法處理。本設(shè)計就采用UASB+好氧接觸氧化法來進行處理。2.3 方案比選通過“厭氧好氧”方案的選擇及比較，確定一下幾種處理工藝：2.3.1 UASB+SBR法處理啤酒廢水本處理工藝主要包括UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器。將UASB和SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把UASB作為整個廢水達標(biāo)排放的一個預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的

18、費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且UASB池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。UASB+SBR法處理工藝與水解酸化+SBR處理工藝相比有以下優(yōu)點：（1）“UASB+SBR”工藝合理, 實用性強。本工藝的核心為SBR池，整個工藝經(jīng)歷缺氧、好氧過程，能有效控制絲狀菌的生長，防止污泥膨脹，有效去除氨氮；因反應(yīng)前、中期水中有機物濃度高，微生物處于對數(shù)生長，處理速度快，氧利用率高，從而降低了能耗；同時，工藝調(diào)節(jié)靈活，進水、曝氣、沉淀、排水時間可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)易于操作。適合不同規(guī)模的啤酒企業(yè)使用。(2)處理流程簡單,安裝操作及維修很

19、方便。待處理污水經(jīng)匯集后，泵入UASB反應(yīng)器，其流速、進水量按設(shè)定工藝參數(shù)控制，污無需攪拌設(shè)備，后污水自然升流至SBR池，間歇式曝氣沉淀后排放，工藝過程簡單。構(gòu)筑物UASB反應(yīng)器中沉池、SBR池為半地下式的鋼混結(jié)構(gòu)，曝氣裝置（除曝氣頭外）可現(xiàn)場制作，安裝制作簡單，操作控制靈活，可自控也可手動，維修保養(yǎng)也很方便。（3）投資費用低，比國外同類型設(shè)備價格低60%。（4）處理能力大，處理效果好。UASB反應(yīng)器因反應(yīng)區(qū)聚積大量厭氧顆粒污泥，廢水與之接觸充分反應(yīng)速度快，可降解水中80%以上的COD。反應(yīng)器頂部設(shè)置三相分離器，能及時將處理過程中形成的固、液、氣分離，促進反應(yīng)進程。SBR池集進水、曝氣、沉淀、

20、排水于一體，擴大了反應(yīng)池的功能，不僅提高了處理速度而且處理效果明顯。該池可降解90%以上的COD和BOD。（5）工藝成熟穩(wěn)定，耐沖擊負荷，水質(zhì)和水量的波動對出水影響小，工藝自動化程度較高，運行管理和維修方便，勞動定員少。2.3.2 UASB好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對SS的去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧

21、污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗(因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比)。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池)對廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。2.3.3生物接觸氧化法處理啤酒廢水該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶

22、解性物質(zhì)，將大分子有機物降解為小分子有機物。水解酸化不僅能去除部分有機污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。但是此處理方法在設(shè)計和運行中回出現(xiàn)以下問題 ：（1）水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時排除。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團，使得傳質(zhì)面積減小。針對污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設(shè)一級混凝氣浮以去除水中的懸浮

23、物，經(jīng)此改進后水解酸化池能長期、穩(wěn)定、有效地運行，不過，增設(shè)混凝氣浮增加了運行費用，而且氣浮過程中溶入的O2還可能對水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時，可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便及時排除沉淀污泥。此外，為防止填料表面形成污泥團應(yīng)采用比表面積大、不結(jié)泥團的半軟性填料。（2）如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有機物負荷較高，使得供氧相對不足，此時該處的生物膜呈灰白色，處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時，水中的生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對微生物也有一定的抑制作用。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用

24、，處理效果不理想。鑒于此，可一采取階段曝氣措施即多點進水，污水沿池長多點流入生物接觸氧化池以均分負荷，消除前端缺氧及抑制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。（3）在調(diào)試運行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大(曝氣方式為微孔曝氣)、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象時有發(fā)生。這是由于負荷波動或操作不當(dāng)造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落，導(dǎo)致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉(zhuǎn)移效率下降，這又進一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。（4）在調(diào)試運行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧，結(jié)果由

25、于氣泡攪動強度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒能提高供氧能力反而使情況更糟。正確的處理措施應(yīng)是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復(fù)到原有水平。 因此當(dāng)采用此工藝處理啤酒廢水時要遵循下列要求：采用水解酸化作為預(yù)處理工序時應(yīng)考慮懸浮物去除措施。采用推流式生物接觸氧化池時，為避免前端有機物負荷過高可采用多點進水。應(yīng)嚴(yán)格控制溶解氧濃度，供氧不足會造成生物膜大范圍脫落，導(dǎo)致運行失敗。2.4 方案確定根據(jù)出水水質(zhì)要求，以及通過方案的比較后，決定采用UASB+SBR法。因為通過UASB+SBR來進行處理啤酒廢水,使其COD,BOD5,SS

26、,pH得到有效的去除，以達到所要求的出水水質(zhì)要求。并且遵循處理效果好，節(jié)能及投資運行費用省的原則來進行設(shè)計，使啤酒廢水得到較好的處理,既避免了其可能帶來的環(huán)境污染問題，也能為企業(yè)節(jié)省大量排污費用，有良好的環(huán)境效益，經(jīng)濟效益和社會效益。且該方案是通過培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥來達到處理效果，可以使顆粒污泥的形成時厭氧細菌群不斷繁殖，積累結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，故對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當(dāng)高的水利負荷將長生污泥的水利篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不對流旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌相互纏繞成球。綜合工藝處理方案以

27、及設(shè)計任務(wù)所提的氣候條件，污水條件，考慮到UASB+SBR法具有效能高，處理費用低，電耗省，投資少，工藝先進,占地面積小等一系列優(yōu)點，很適用于中高濃度啤酒廢水的治理，故本設(shè)計方案選擇UASB+SBR法處理啤酒廢水。故采用UASBSBR為主體的處理工藝，其工藝流程如下所示：污泥回流 廢水格柵調(diào)節(jié)池UASB反應(yīng)器 SBR反應(yīng)器 沉淀池出水污泥 運往鍋爐房污泥脫水污泥濃縮池 圖2-1工藝流程示意圖 表2-2 各級處理單元的污染物去除率分析序號名稱項目BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)1格柵+調(diào)節(jié)池進水9002021 500出水8101800450去除率10%10%10%2UASB

28、反應(yīng)器進水8101800300出水243630180去除率70%65%60%3SBR進水189425112出水238534去除率88%80%70%4沉淀池進水238534出水186827去除率20%20%20%三、 構(gòu)筑物設(shè)計3.1格柵3.1.1設(shè)計說明格柵是污水處理廠的第一道處理構(gòu)筑物，它的作用是保護水泵，用以攔截可能堵塞水泵機組和閥們的污水中較大的懸浮物、漂染物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理能正常運行。3.1.2設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s；最大設(shè)計流量Qmax=0.0291.5=0.0435m3/s；進水渠內(nèi)有效水深一般

29、為0.20.5 m，現(xiàn)取值h=0.3m；柵前流速0.40.8m/s；現(xiàn)取值為v1=0.8m/s；過柵流速0.61.0m/s；現(xiàn)取值為v=0.6m/s；進水渠道寬 B=Qmax/hv=0.0435/(0.3*0.6)=0.24m3.1.3設(shè)計計算圖 3-1 格柵計算草圖（1）格柵的間隙數(shù)：中格柵柵條間距為1040mm，現(xiàn)取值為b=20mm=0.020m；為了方便管理，傾斜角取60度。 取n=12；（2）格柵建筑寬度 ：設(shè)柵條斷面為銳邊圓形斷面B= S（n-1）+ bn = 0.02（12-1）+ 0.0212 = 0.46m進水渠道寬度B1：要求B1hv Qmax 取B1= 0.4m（3）通過格

30、柵的水頭損失：表3-2阻力系數(shù)計算公式柵條斷面形狀公式形狀系數(shù)銳邊矩形2.42迎水面為半圓形的矩形1.83圓形1.79迎水、背水均為半圓形的矩形1.67正方形:收縮系數(shù)，一般為0.64格柵斷面為銳邊矩形斷面（=2.42） （4）槽的總高度：H= h+ h1+ h2 =0.3+0.1+0.3 = 0.61m式中：柵前水深，m； 通過格柵的損失，m； 超高，一般采用0.3m；（5）柵槽總長度（L）：其中 H1= h +h2= 0.08+0.04= 0.12 m 1指進水漸寬部分的展開角，一般取20（6）每日柵渣量：對于柵條間距b=20.0mm 的中格柵，城市污水中取每單位體積污水?dāng)r截污物為W1=0

31、.05m/10m，每日柵渣量為式中：柵渣量污水，格柵間隙為1625mm時，=0. 100.05；格柵間隙為3050mm時， =0.030.01； 污水流量總變化系數(shù)1.21.5，現(xiàn)取1.5； 3.2調(diào)節(jié)池3.2.1調(diào)節(jié)池作用調(diào)節(jié)池的作用是減小和控制污水水量，水質(zhì)的波動，為后續(xù)處理提供最佳運行條件。水量及水質(zhì)的調(diào)節(jié)可以提高廢水的可處理性，減少在生化處理過程中可能產(chǎn)生的沖擊負荷，對微生物有毒的物質(zhì)可以得到稀釋，短期排出的高溫廢水還可以得到降溫處理。3.2.2設(shè)計參數(shù)設(shè)計水量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s水力停留時間T=6h表3-3 調(diào)節(jié)池進出水水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)BOD5CO

32、DSS進水水質(zhì)(mg/l)9002021 500出水水質(zhì)(mg/l)8101800450去除率（%）1010103.2.3設(shè)計計算（1）調(diào)節(jié)池有效容積池子有效容積V=QT=1046=624 m3（2）調(diào)節(jié)池尺寸取池總高H=2m,其中超高0.5m,有效水深h=1.5m則池面積A=V/h=624/1.5=416池長取L=25m 池寬取B=20m則池子總尺寸為LBH=25m20m2m（3）空氣管設(shè)計空氣量QS=QD=1044=416m3/h根據(jù)空氣主管、支管及穿孔管內(nèi)氣體流速的要求范圍，管徑分別選擇150mm、80mm和40mm。其中空氣主管1根，支管10根，每根支管連接2根穿孔管。為避免堵塞，穿孔

33、管孔徑取4mm，孔眼間距100mm。（4）總水頭計算 式中：H總水頭損失，m；H0穿孔管安裝水深，m； h管距阻力損失，m；一般調(diào)節(jié)池的管距阻力損失不超過0.5m。根據(jù)空氣量Qs和H選擇型號為LSR125-1WD羅茨鼓風(fēng)機5臺，一臺備用。3.3 UASB反應(yīng)器3.3.1 UASB反應(yīng)器作用UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應(yīng)與沉淀于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，效率高的厭氧反應(yīng)器。廢水在UASB反應(yīng)器中進行厭氧分解，去除大部分COD并將難生物降解的大分子物質(zhì)分解為易生物降解的小分子物質(zhì)7。它的污泥床內(nèi)生物量多，容積負荷率高，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。其設(shè)備簡單，運行方

34、便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題 。3.3.2設(shè)計參數(shù)容積負荷（Nv）=3.0kgCOD/(m3d); 污泥產(chǎn)率=0.1kgMLSS/kgCOD；產(chǎn)氣率=0.5m3/kgCOD; 設(shè)計水量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s表3-4 UASB反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)BOD5CODSS進水水質(zhì)(mg/l)8101800450出水水質(zhì)(mg/l)243630180去除率（%）70%65%60%3.3.3設(shè)計計算（1）反應(yīng)器容積計算UASB有效容積：式中：Q - 設(shè)計流量，m3/d S0 -

35、 進水COD含量，g/l NV-容積負荷，kgCOD/(m3d) 將UASB設(shè)計成圓形池子，布水均勻，處理效果好。取水力負荷q0.3m3/(m2h)，則： 由于面積較大，可采用2座相同的UASB反應(yīng)器； 則實際橫截面積為： 實際表面水力負荷為 ，故符合設(shè)計要求。（2）配水系統(tǒng)設(shè)計 本系統(tǒng)設(shè)計為圓形布水器，每個UASB反應(yīng)器設(shè)120個布水點。參數(shù)：每個池子流量：圓環(huán)直徑計算：每個孔口服務(wù)面積為: 在12m2之間，符合設(shè)計要求。可設(shè)3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè)12個孔口，中間設(shè)36個，最外圍設(shè)72個孔口。a.內(nèi)圈6個孔口設(shè)計：服務(wù)面積： 折合為服務(wù)圓的直徑為： 用此直徑作一個虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積

36、處設(shè)一實圓環(huán)，其上布12個孔口，則圓的直徑計算如下： 則b.中圈36個孔口設(shè)計：服務(wù)面積： 折合成服務(wù)圓直徑為: 中間圓環(huán)直徑計算如下： 則c.外圈72個孔口設(shè)計服務(wù)面積：折合成服務(wù)圈直徑為：則外圓環(huán)的直徑計算如下： 則3.3.4出水系統(tǒng)設(shè)計 采用鋸齒形出水槽，槽寬0.2m，槽高0.2m。3.3.5排泥系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)泥量為：18000.650.1250010-3=292.5kgMLSS/d； 污泥濃度采用2021 0mgMLSS/L=20kg/m3；則產(chǎn)泥量237kgMLSS/d=11.85m3/d；每日產(chǎn)泥量237kgMLSS/d，則每個USAB日產(chǎn)泥量118.5kgMLSS/d,可用250mm

37、排泥管，每兩天排泥一次。3.4 SBR反應(yīng)池3.4.1設(shè)計說明設(shè)計方法有兩種：負荷設(shè)計法和動力設(shè)計法，本工藝采用負荷設(shè)計法。根據(jù)工藝流程論證，SBR 法具有比其他好氧處理法效果好，占地面積小，投資省的特點，因而選用SBR 法。SBR 是序批式間歇活性污泥法的簡稱。該工藝由按一定時間順序間歇操作運行的反應(yīng)器組成。 其運行操作在空間上是按序排列、間歇的。污水連續(xù)按順序進入每個池，SBR 反應(yīng)器的運行操作在時間上也是按次序排列的。SBR工藝的一個完整的操作過程，也就是每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程，包括進水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期、閑置期五個階段，如圖。這種操作周期是周而復(fù)始進行的，以達

38、到不斷進行污水處理的目的。對于單個的SBR 反應(yīng)器來說,在時間上的有效控制和變換，即達到多種功能的要求，非常靈活。進水期進水曝氣反應(yīng)期沉淀期排水期閑置期圖3-5 SBR工藝操作過程SBR 工藝特點是：(1)工程簡單，造價低；(2)時間上有理想推流式反應(yīng)器的特性；(3)運行方式靈活，脫N 除P 效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)對進水水質(zhì)水量波動適應(yīng)性好；(6) 易于維護管理。SBR 工藝的操作過程如下： 進水期進水期是反應(yīng)池接納污水的過程。由于充水開始是上個周期的閑置期，所以此時反應(yīng)器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當(dāng)于活性污泥法中污泥回流作用。SBR 工藝間歇進水，即在每個運行周

39、期之初在一個較短時間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達一定位置停止進水后進行下一步操作。因此，充水期的SBR 池相當(dāng)于一個變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR 充水過程，不僅水位提高，而且進行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進行曝氣、攪拌或靜止。曝氣方式包括非限制曝氣（邊曝氣邊充水）、限制曝氣（充完水曝氣）半限制曝氣（充水后期曝氣）。 反應(yīng)期在反應(yīng)階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質(zhì)環(huán)境中，反應(yīng)器相應(yīng)地形成厭氧缺氧好氧的交替過程。雖然SBR 反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時間序列上是一個理想的推流式反應(yīng)器裝置。SBR 反應(yīng)器的濃度階

40、梯是按時間序列變化的 。能提高處理效率，抗沖擊負荷，防止污泥膨脹。沉淀期相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝氣攪拌后，污泥絮體靠重力沉降和上清液分離。本身作為沉淀池，避免了泥水混合液流經(jīng)管道，也避免了使剛剛形成絮體的活性污泥破碎。此外，SBR 活性污泥是在靜止時沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時間短，效率高。排水期活性污泥大部分為下周期回流使用，過剩污泥進行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的30%左右，污水排出，進入下道工序。閑置期作用是通過攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復(fù)其活性，并起反硝化作用而進行脫水。3.3.2設(shè)計參數(shù)(1)污泥負荷率Ns取值為0.27kgBOD5/(

41、kgMLSSd)(2)污泥濃度和SVI污泥濃度采用3000mgMLSS/L,SVI取90(3)反應(yīng)周期 SBR周期采用T=8h,反應(yīng)器一天內(nèi)周期數(shù)n=24/8=3(4)周期內(nèi)時間分配 反應(yīng)池數(shù)N=4 進水時間：T/N=8/4=2h 反應(yīng)時間：（4.05.0h）取4h 靜沉?xí)r間：2.0h 排水時間：（0.5h1.0h）取1h （5）水質(zhì)要求 表 3-6 SBR反應(yīng)器進出水水質(zhì)要求水質(zhì)指標(biāo)BOD5(mg/L)CODcr (mg/L)SS(mg/L)進水水質(zhì)(mg/l)189425112出水水質(zhì)(mg/l)238534去除率（%）88%80%70%3.4.3反應(yīng)池設(shè)計 (1)污泥量計算 SBR 反應(yīng)

42、池所需污泥量：kg(干)則污泥體積為：Vs=1.2SVIMLSS=1.2902049=221.3m(2) SBR 反應(yīng)容積SBR 反應(yīng)池容積式中代謝反應(yīng)所需污泥容積m 反應(yīng)池換水容積（進水容積）m保護容積m m221.3 m3 m=159.5+(3) SBR 反應(yīng)池構(gòu)造尺寸 SBR 反應(yīng)池為滿足運行靈活及設(shè)備安裝需要，設(shè)計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)SBR 反應(yīng)池單池平面（凈）尺寸為158（長比寬在）水深為4.0m 池深4.5m單池容積為：V =1584=288 m則保護容積為=128.7 m4個池總?cè)莘e： m3.4.4反應(yīng)池控制SBR 池總水深4.0m,按平均流量考慮，則進水前水深

43、為3.2m，進水結(jié)束后4.0m,排水時水深4.0m,排水結(jié)束后3.2m。4.0m 水深中，換水水深為1.5m,存泥水深1.7m,保護水深0.7m,保護水深的設(shè)置是為避免排水時對沉淀及排泥的影響。圖 3-7 構(gòu)筑物尺寸進水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始由水位和時間控制，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀開始與結(jié)束由時間控制，排水開始由時間控制，排水結(jié)束由水位控制。3.4.5排渠管道(1)排水口高度為保證每次換水V =104.2m的水量及時快速排出，以及排水裝置運行的需要，排水口應(yīng)在反應(yīng)池最低水位之下約0.30.5m，設(shè)計排水口在最高水位之下3m。(2)排水管管徑每池設(shè)自動排水裝置一套，出水口一個，排水管1

44、 根；固定設(shè)于SBR 墻上。排水管管徑DN600mm。設(shè)排水管排水平均流速為1.5 m/s ，則排水量為：則每周期（平均流量時）所需排水時間為：3.4.6排泥系統(tǒng)(1) SBR 產(chǎn)泥量SBR 的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形成。SBR 生物代謝產(chǎn)泥量為式中: a 微生物代謝增系數(shù)，kgVSS/kgBOD;b 微生物自身氧化率，l/d根據(jù)啤酒污泥性質(zhì)，參考類似經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設(shè)a =0.6，b =0.075,則有：假定排泥含水率為98%，則排泥量為考慮一定安全系數(shù)，則每天排泥量為8(2)排泥系統(tǒng)剩余污泥在重力作用下通過污泥管路排入集泥井。3.4.7曝氣系統(tǒng)(1)需

45、氧量計算SBR 反應(yīng)池需氧量O2 計算式為式中: a 微生物代謝有機物需氧率，kg/kgb 微生物自氧需氧率，l/d去除的BOD5(kg/ m3) = 經(jīng)查有關(guān)資料表，取a=0.50，b=0.15,需氧量為(2)供氣量計算設(shè)計采用塑料SX-1 型空氣擴散器，敷設(shè)SBR 反應(yīng)池池底，淹沒深度H=4m。SX-1 型空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率為EA=8%。查表知20，30時溶解氧飽和度分別為9.17mg/L ， 7.63mg/L 空氣擴散器出口處的絕對壓力Pb 為：空氣離開曝氣池時，氧的百分比為曝氣池中溶解氧平均飽和度為：（按最不利溫度條件計算）水溫20時曝氣池中溶解氧平均飽和度為： =1.169.17

46、=10.64(mg/L)20時脫氧清水充氧量為：式中: 污水中雜質(zhì)影響修正系數(shù)，取0.8(0.780.99) 污水含鹽量影響修正系數(shù)，取0.9(0.90.97) 混合液溶解氧濃度，取c=4.0 最小為2P 氣壓修正系數(shù)P/P標(biāo)=1曝氣池中溶解氧在最大流量時不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，則計算得：SBR 反應(yīng)池供氣量為: 每立方污水供氣量為: 去除每千克BOD5 的供氣量為: 去除的BOD5( kg/ m3 )去除每千克BOD5 的供氧量為3.4.8空氣管計算空氣管的平面布置如圖。鼓風(fēng)機房出來的空氣供氣干管，在相鄰兩SBR 池的隔墻上設(shè)兩根供氣支管，為4個SBR 池供氣。在每根支管上設(shè)

47、12 條配氣豎管，為SBR 池配氣，四池共四根供氣支管，48條配氣管豎管。每條配氣管安裝SX-I 擴散器15個，每池共180 個擴散器，四個池共720 個擴散器。每個擴散器的服務(wù)面積為120 /390 個=0.7/個 圖 3-8 空氣管示意圖空氣支管供氣量為：1.25安全系數(shù) 由于SBR 反應(yīng)池交替運行，四根空氣支管不同時供氣，故空氣干管供氣量亦為41.312 = 82.62 m3/min。選用SX-I 型盆形曝氣器，氧轉(zhuǎn)移效率69%，氧動力效率1.52.2kg/(kW h),供氣量2025m/h,服務(wù)面積12 /個。3.4.9潷水器現(xiàn)在的SBR 工藝一般都采用潷水器排水。潷水器排水過程中能隨

48、水位的下降而下降，使排出的上清液始終是上層清液。為防止水面浮渣進入潷水器被排走，潷水器排水口一般都淹沒在水下一定深度。目前SBR 使用的潷水器主要有旋轉(zhuǎn)式潷水器，套筒式潷水器和虹吸式潷水器三種。本工藝采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。旋轉(zhuǎn)式潷水器屬于有動力式潷水器，應(yīng)用廣泛，適合大型污水處理廠使用。本工藝采用XB-1800 型旋轉(zhuǎn)式潷水器3.5鼓風(fēng)機房鼓風(fēng)機房要給曝氣沉砂池和SBR池供氣，選用TS系列羅茨鼓風(fēng)機。選用TSD-150 型鼓風(fēng)機三臺，工作兩臺，備用一臺。設(shè)備參數(shù)：流量20.40 m/min升壓44.1kPa配套電機型號Y200L-4功率30kW轉(zhuǎn)速1220r/min機組最大重量730kg設(shè)計鼓風(fēng)機

49、房占地LB=108=80m3.6污泥處理系統(tǒng)3.6.1污泥設(shè)計污水處理廠的污泥是由液體和固體兩部分組成的懸浮液。污泥處理最重要的步驟就是分離污泥中的水分以減少污泥體積，否則其他污泥處理步驟必須承擔(dān)過量不必要的污泥體積負荷。污泥中的水分和污泥固體顆粒是緊密結(jié)合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分為外部水和內(nèi)部水，其中外部水包括孔隙水、附著水、毛細水、吸附水。污泥顆粒間的孔隙水占污泥水分的絕大部分（一般約為70%80%），其與污泥顆粒之間的結(jié)合力相對較小，一般通過濃縮在重力的作用下即可分離。附著水（污泥顆粒表面上的水膜）和毛細水（約10%22%）與污泥顆粒之間的結(jié)合力強，則需要借助外力，比如采用

50、機械脫水裝置進行分離。吸附水（5%8%，含內(nèi)部水）則由于非常牢固的吸附在污泥顆粒表面上，通常只能采用干燥或者焚燒的方法來去除。內(nèi)部水必須事先破壞細胞，將內(nèi)部水變成外部水后，才能被分離。3.6.2尺寸計算(1)集泥井A 集泥井容積的計算:產(chǎn)泥量 根據(jù)前面計算所知，有以下構(gòu)筑物排泥UASB反應(yīng)池 11.85m3/dSBR 反應(yīng)池 8 (P=98%)則每日的總排泥為V=19.85 m3/d考慮構(gòu)筑物的每日排泥量為19.85 m3/d，30min內(nèi)抽完, 集泥井容積定為污泥泵提升流量的10min的體積：B 集泥井尺寸的計算設(shè)有效泥深為2m,平面面積10，設(shè)計尺寸，集泥井為地下式，池頂加蓋，有潛污泵抽送

51、污泥，池底相對標(biāo)高-2m, 最高泥位-0.3m,最低泥位-2mC 污泥提升泵的選擇選擇GMP 型自吸式離心泵馬力：20kW相數(shù)：3極數(shù)：4型號：GMP-320-150口徑：150mm質(zhì)量：110 kg流量：180/h最大流量： 222/h揚程： 17.5m最高揚程：24.0m選用三臺，一臺備用：特點：同軸直接式構(gòu)造，效能高、體型小、重量輕，不占空間，安裝方便；采用機械軸封，保證不漏水，不損軸心，免入棉紗之煩惱，延長水泵壽命；本體特殊構(gòu)造仔細能力高，自吸時間短；葉輪采用開放式，污水雜物的輸送能力強；抽水機置于陸上，裝卸維修容易；只要一次加水運轉(zhuǎn)，即可免除往后灌水的麻煩；泵吸入口高于動葉輪；吸入口

52、設(shè)止回閥；設(shè)空氣分離室來有效隔離空氣與水；D 污泥濃縮池降低污泥中的含水率，可以采用污泥濃縮的方法來降低污泥中的含水率，減少污泥體積，能夠減少池容積和處理所需的投藥量，減小用于輸送污泥的管道和泵類的尺寸。具有一定規(guī)模的污水處理工程中常用的污泥濃縮方法主要有重力濃縮.溶氣氣浮濃縮和離心濃縮。（1）設(shè)計說明運行周期22h，其中進泥2.0h，濃縮15.0h，排水和排泥3.0h，閑置2.0h。濃縮前污19.85，含水率p =98.0%。（2）設(shè)計計算容積計算濃縮15.0h 后，污泥含水率為96.5%，則濃縮后污泥體積為則污泥濃縮池所需要的容積應(yīng)不小于11.31+19.85=31.16。工藝構(gòu)造尺寸設(shè)計

53、污泥濃縮池1個，容積不應(yīng)小于50，設(shè)計平面尺寸, ，則凈面積16。設(shè)計濃縮池上部柱體高度為3.0m，其中泥深為2.0m，柱體部分污泥容積為。濃縮池下部為錐斗, 上口尺寸,下口尺寸為,錐斗高為2.0m，則污泥斗容積為污泥濃縮池總?cè)莘e為滿足要求。（3）排水和排泥排水 濃縮后池內(nèi)上清液利用重力排放，由站區(qū)溢流管道排入調(diào)節(jié)池。濃縮池設(shè)4根排水管于池壁，管徑DN100mm。于濃縮池最高水位處置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m處設(shè)置一根排水管，下面三根安裝蝶閥。排泥 濃縮后污泥泵抽送污泥貯柜。污泥泵抽升流量123.8/h。濃縮池最低泥位0.5m,污泥貯柜最高泥位為5.5m，則污泥泵所需靜揚程為6.0m。（4）設(shè)備選擇選用CP(T)-55.5-100 型沉水式污泥泵1臺，購買2臺，使用1臺，備用1臺，該泵工作流量為135/h，揚程為8m，轉(zhuǎn)速n =1450r/min，電動機功率N=5.5kW，質(zhì)量W =150kg。E 污泥脫水機房（1）污泥產(chǎn)量經(jīng)過濃縮處理后，產(chǎn)生含水量為96.5%的干污泥123.81/d。（2）污泥脫水機根據(jù)所需處理污泥量，選用DYQ300 型帶式壓濾機1臺，購買2臺，使用1臺，備用1臺。該脫水機參數(shù)：處理量