啤酒廠廢水處理站工藝設(shè)計(jì)

啤酒廠廢水處理站工藝設(shè)計(jì)資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人改正或者刪除。第一篇設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章概述1.1工廠概況江西某啤酒有限責(zé)任公司位于江西省吉安市,其前身為江西吉安啤酒廠。該廠年產(chǎn)啤酒2～3萬(wàn)噸,全廠職工人數(shù)為500多人,是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的支柱企業(yè)。隨著企業(yè)的發(fā)展,資金及技術(shù)已成為企業(yè)發(fā)展的障礙。在國(guó)家和當(dāng)?shù)卣闹С窒?北京某啤酒集團(tuán)出資8000萬(wàn)元收購(gòu)了吉安啤酒廠80%的股份,正式組成了江西某啤酒有限責(zé)任公司。公司成立后,計(jì)劃將啤酒年產(chǎn)量由當(dāng)前的2～3萬(wàn)噸擴(kuò)建至10萬(wàn)噸,根據(jù)國(guó)家及當(dāng)?shù)卣畬?duì)環(huán)境保護(hù)工作的要求,江西燕京啤酒有限責(zé)任公司對(duì)啤酒廢水處理的處理工作十分重視,決定在工廠擴(kuò)建的同時(shí)興建處理規(guī)模為5000m3/d的廢水處理站,來(lái)處理公司生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。1.2水量、水質(zhì)資料1.2.1建設(shè)規(guī)模經(jīng)建設(shè)方確認(rèn),本設(shè)計(jì)規(guī)模按日最大處理水量Q=5000m3/d設(shè)計(jì)(包括處理站自用水排水量)。1.2.2設(shè)計(jì)原水水質(zhì)指標(biāo)CODcr=1400mg/LBOD5=800mg/LSS=350mg/LPH=6～101.2.3設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)CODcr≤100mg/LBOD5≤20mg/LSS≤70mg/LPH=6～91.2.4氣象條件:(詳見(jiàn)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè))1.2.5站址概述:吉安市位于京九鐵路線上,江西燕京位于該市東南部,廢水處理站在廠區(qū)的西北角,當(dāng)前是一片空地,地勢(shì)基本平坦。其北側(cè)為廠區(qū)圍墻,南側(cè)為現(xiàn)有混凝土路,東南兩側(cè)為廠區(qū)。站址東西長(zhǎng)約90米,南北長(zhǎng)約60米,占地約5400平方米。污水管由站區(qū)南側(cè)進(jìn)入,由北側(cè)排出。站區(qū)自然地面標(biāo)高為76.4m,進(jìn)廠污水管管徑500mm,管底標(biāo)高75.2m。處理站地面上部0.5米左右為雜填土,其下為粉質(zhì)粘土及沙土,基底穩(wěn)定性良好,地基承載力為280kpa以上,地下水位在地面以下2～3米,根據(jù)勘察資料,地下水無(wú)腐蝕性。第二章工藝路線的確定及選擇依據(jù)2.1處理方法比較啤酒廢水中大量的污染物是溶解性的糖類(lèi)、乙醇等,這些物質(zhì)具有良好的生物可降解性,處理方法主要是生物氧化法。有以下幾種常見(jiàn)方法處理啤酒廢水。(一)好氧處理工藝啤酒廢水處理主要采用好氧處理工藝,主要由普通活性污泥法、生物濾池法、接觸氧化法和SBR法。傳統(tǒng)的活性污泥法由于產(chǎn)泥量大,脫氮除磷能力差,操作技術(shù)要求嚴(yán),當(dāng)前已被其它工藝代替。近年來(lái),SBR和氧化溝工藝得到了很大程度的發(fā)展和應(yīng)用。SBR工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行方式靈活,脫氮除磷效果好,工藝簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,節(jié)省費(fèi)用,反應(yīng)推動(dòng)力大,能有效防止絲狀菌的膨脹。CASS工藝(循環(huán)式活性污泥法)是對(duì)SBR方法的改進(jìn)。該工藝簡(jiǎn)單,占地面積小,投資較低;有機(jī)物去除率高,出水水質(zhì)好,具有脫氮除磷的功能,運(yùn)行可靠,不易發(fā)生污泥膨脹,運(yùn)行費(fèi)用省。(二)水解—好氧處理工藝水解酸化能夠使啤酒廢水中的大分子難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)變成為小分子易降解的有機(jī)物,出水的可生化性能得到改進(jìn),這使得好氧處理單元的停留時(shí)間小于傳統(tǒng)的工藝。與此同時(shí),懸浮物質(zhì)被水解為可溶性物質(zhì),使污泥得到處理。水解反應(yīng)工藝式一種預(yù)處理工藝,其后面能夠采用各種好氧工藝,如活性污泥法、接觸氧化法、氧化溝和SBR等。啤酒廢水經(jīng)水解酸化后進(jìn)行接觸氧化處理,具有顯著的節(jié)能效果,COD/BOD值增大,廢水的可生化性增加,可充分發(fā)揮后續(xù)好氧生物處理的作用,提高生物處理啤酒廢水的效率。因此,比完全好氧處理經(jīng)濟(jì)一些。(三)厭氧—好氧聯(lián)合處理技術(shù)厭氧處理技術(shù)是一種有效去除有機(jī)污染物并使其碳化的技術(shù),它將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹投趸?。?duì)處理中高濃度的廢水,厭氧比好氧處理不但運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,而且可回收沼氣;所需反應(yīng)器體積更小;能耗低,約為好氧處理工藝的10%～15%;產(chǎn)泥量少,約為好氧處理的10%～15%;對(duì)營(yíng)養(yǎng)物需求低;既可應(yīng)用于小規(guī)模,也可應(yīng)用大規(guī)模。厭氧法的缺點(diǎn)式不能去除氮、磷,出水往往不達(dá)標(biāo),因此常常需對(duì)厭氧處理后的廢水進(jìn)一步用好氧的方法進(jìn)行處理,使出水達(dá)標(biāo)。常見(jiàn)的厭氧反應(yīng)器有UASB、AF、FASB等,UASB反應(yīng)器與其它反應(yīng)器相比有以下優(yōu)點(diǎn):①沉降性能良好,不設(shè)沉淀池,無(wú)需污泥回流②不填載體,構(gòu)造簡(jiǎn)單節(jié)省造價(jià)③由于消化產(chǎn)氣作用,污泥上浮造成一定的攪拌,因而不設(shè)攪拌設(shè)備④污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷高,停留時(shí)間短同時(shí),由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)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(gè)廢水處理過(guò)程的費(fèi)用大幅度減少。(四)不同處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析不同處理方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)比較,見(jiàn)表1-1。表1-1不同處理方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)比較處理方法主要技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)好氧工藝生物接觸氧化法采用兩級(jí)接觸氧化工藝,可防止高糖含量廢水引起污泥膨脹現(xiàn)象;但需要填料過(guò)大,不便于運(yùn)輸和裝填,且污泥排放量大氧化溝工藝簡(jiǎn)單,運(yùn)行管理方便,出水水質(zhì)好,但污泥濃度高,污水停留時(shí)間長(zhǎng),基建投資大,曝氣效率低,對(duì)環(huán)境溫度要求高SBR法占地面積小,機(jī)械設(shè)備少,運(yùn)行費(fèi)用低,操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高;但還需曝氣能耗,污泥產(chǎn)量大。厭氧好氧工藝水解—好氧技術(shù)節(jié)能效果顯著,且BOD/COD值增大,廢水的可生化性能增加,可縮短總水力停留時(shí)間,提高處理效率,剩余污泥量少UASB—好氧技術(shù)技術(shù)上先進(jìn)可行,投資小,運(yùn)行成本低,效果好,可回收能源,產(chǎn)出顆粒污泥產(chǎn)品,由一定收益;操作要求嚴(yán)從表中能夠看出厭氧—好氧聯(lián)合處理在啤酒廢水處理方面有較大優(yōu)點(diǎn),故啤酒廢水厭氧—好氧處理技術(shù)是最好的選擇。2.2處理工藝路線的確定經(jīng)過(guò)上述分析比較,本案選用厭氧—好氧處理。其工藝流程如圖1-1所示。圖1-1啤酒廢水處理工藝啤酒廢水先經(jīng)過(guò)中格柵去除大雜質(zhì)后進(jìn)入集水池,用污水泵將廢水提升至水力篩,然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。進(jìn)入調(diào)節(jié)池前,根據(jù)在線PH計(jì)的PH值用計(jì)量泵將酸堿送入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池的PH值在6.5～7.5之間。調(diào)節(jié)池中出來(lái)的水用泵連續(xù)送入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器進(jìn)行厭氧消化,降低有機(jī)物濃度。厭氧處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣被收集到沼氣柜。UASB反應(yīng)器內(nèi)的污水流入CASS池中進(jìn)行好氧處理,而后達(dá)標(biāo)出水。來(lái)自UASB反應(yīng)器、CASS反應(yīng)池的剩余污泥先收集到集泥井,在由污泥提升泵提升到污泥濃縮池內(nèi)被濃縮,濃縮后進(jìn)入污泥脫水機(jī)房,進(jìn)一步降低污泥的含水率,實(shí)現(xiàn)污泥的減量化。污泥脫水后形成泥餅,裝車(chē)外運(yùn)處理。第三章主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及選型3.1格柵池3.1.1構(gòu)筑物功能:放置機(jī)械格柵數(shù)量:1座結(jié)構(gòu):磚混結(jié)構(gòu)尺寸:2700×3000×3000(H)mm3.1.2主要設(shè)備機(jī)械格柵功能:去除大顆粒懸浮物型號(hào):HF-500數(shù)量:2臺(tái)柵寬:B=10mm柵隙:b=15mm安裝角度:α=60°電機(jī)功率:N=1.1kw3.2集水池3.2.1構(gòu)筑物功能:貯存廢水?dāng)?shù)量:1座結(jié)構(gòu):鋼筋砼結(jié)構(gòu)尺寸:φ5800×(H)mm3.2.2主要設(shè)備①?gòu)U水提升泵功能:提升廢水進(jìn)入酸化調(diào)節(jié)池型號(hào):100QW120-10-5.5數(shù)量:3臺(tái)(兩用一備)流量:Q=30L/s揚(yáng)程:H=10.0m功率:N=5.5KW②水力篩功能:過(guò)濾廢水中的細(xì)小懸浮物型號(hào):HS—120數(shù)量:3臺(tái)(二用一備)處理量:Q=100m3/h柵隙:b=1.5mm3.3酸化調(diào)節(jié)池3.3.1構(gòu)筑物功能:調(diào)節(jié)并預(yù)酸化數(shù)量:1座尺寸:15000×13000×6000(H)mmHRT:T=5.0h3.3.2主要設(shè)備①潛水?dāng)嚢铏C(jī)功能:使廢水混合均勻型號(hào):QJB7.5/6－640/3-303/c/s推力:990N數(shù)量:1臺(tái)功率:N=7.5kw②配水泵功能:UASB進(jìn)水泵型號(hào):150QW1100-15-11數(shù)量:3臺(tái)(兩用一備)流量:Q=30L/s揚(yáng)程:H=15m功率:N=11.0KW③加藥裝置設(shè)備類(lèi)型:AHJ-I數(shù)量:1套其中:a.酸輸送泵數(shù)量:1臺(tái)型號(hào):CQF40-25-120F流量:Q=6.3m3/h揚(yáng)程:H=15.0m功率:N=0.75kWb.堿貯罐數(shù)量:1臺(tái)尺寸:φ1400×1800(H)mm3.4UASB反應(yīng)器功能:去除CODcr、BOD5、SS,產(chǎn)生沼氣池?cái)?shù):2座類(lèi)型:鋼筋砼結(jié)構(gòu)尺寸:16000×10000×6500(H)mm1040m3容積負(fù)荷(Nv)為:4.5kgCOD/(m3·d)去除率80％附件:①水封功能:保持UASB中氣相一定壓力數(shù)量:2臺(tái)尺寸:φ500×1200(H)mm②沼氣貯罐尺寸:φ7000㎜×H6000㎜數(shù)量:1臺(tái)3.5CASS池3.5.1構(gòu)筑物功能:去除CODcr、BOD5、SS結(jié)構(gòu):鋼筋砼結(jié)構(gòu)數(shù)量:2座尺寸:40000×10000×5500(H)mmBOD污泥負(fù)荷(Ns)為:0.1kgBOD/㎏MLSS3.5.2主要設(shè)備①鼓風(fēng)機(jī)功能:提供氣源數(shù)量:2臺(tái)(一用一備)型號(hào):DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量:Q=50m3/min風(fēng)壓:P=63.8Kpa功率:N=75.0KW②盤(pán)式膜片曝氣器功能:充氧、攪拌數(shù)量:423個(gè)型號(hào):QMZM-300氧利用率:35%～59%③潷水器功能:排上清液型號(hào):XBS—300數(shù)量:2臺(tái)管徑:DN250排水量:Q=300m3/h功率:N=1.5KW3.6集泥井3.6.1構(gòu)筑物功能:收集存儲(chǔ)污泥數(shù)量:1座結(jié)構(gòu):磚混結(jié)構(gòu)尺寸:4000×4000×3500(H)mm3.6.2主要設(shè)備污泥提升泵功能:提升污泥進(jìn)入濃縮池型號(hào):80QW50-10-3數(shù)量:2臺(tái)(一用一備)流量:Q=14L/s揚(yáng)程:H=10.0m功率:N=3KW3.7污泥濃縮池功能:濃縮污泥數(shù)量:1座結(jié)構(gòu):鋼筋砼結(jié)構(gòu)尺寸:5700×5700×5800(H)mm3.8污泥脫水間帶式壓濾機(jī)功能:污泥脫水型號(hào):DYQ-1000數(shù)量:1臺(tái)濾帶快度:1000mm電機(jī)功率:N=1.5kw配套設(shè)備:溶藥攪拌機(jī)ZJ-4701臺(tái)N=2.2kw加藥泵J-Z125/3.21臺(tái)N=0.75kw3.9主要設(shè)備主要設(shè)備見(jiàn)表1-2。表1-2主要設(shè)備一覽表設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)、規(guī)格1機(jī)械格柵HF-300柵隙15臺(tái)22廢水提升泵100QW120-10-5.5Q=30L/sH=10.0mN=5.5KW臺(tái)33固定過(guò)濾機(jī)HS120臺(tái)34潛水?dāng)嚢铏C(jī)QJB7.5/6－640/3-303/c/sN=7.5KW臺(tái)15配水泵150QW1100-15-11Q=30L/sH=15mN=11.0KW臺(tái)36加藥裝置AHJ-I套17氣水分離器φ500×1800(H)mm臺(tái)18水封器φ500×1200(H)mm臺(tái)29沼氣貯罐φ7000㎜×H6000㎜個(gè)110鼓風(fēng)機(jī)DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)N=75.0KW臺(tái)211盤(pán)式膜片式曝氣器QMZM-300根42312潷水器XBS—300N=1.5KW臺(tái)213污泥提升泵80QW50-10-3N=3KW臺(tái)214帶式壓濾機(jī)DYQ-1000套1第四章污水處理站總體布置4.1布置原則(1)處理站構(gòu)(建)筑物的布置應(yīng)緊湊,節(jié)約用地和便于管理。①池形的選擇應(yīng)考慮減少占地,利于構(gòu)(建)筑物之間的協(xié)調(diào);②構(gòu)(建)筑物單體數(shù)量除按計(jì)算要求計(jì)算外,亦應(yīng)利于相互間的協(xié)調(diào)和總圖的協(xié)調(diào)。③構(gòu)(建)筑物的布置除按工藝流程和進(jìn)出水方向順捷布置外,還應(yīng)考慮與外界交通、氣象、人居環(huán)境和發(fā)展規(guī)劃的協(xié)調(diào),做好功能劃分和局部利用。(2)構(gòu)(建)筑物之間的間距應(yīng)按交通、管道敷設(shè)、基礎(chǔ)工程和運(yùn)行管理需要考慮。(3)管線布置盡量沿道路與構(gòu)(建)筑物平行布置,便于施工與檢修。(4)做好建筑、道路、綠地與工藝構(gòu)筑物的協(xié)調(diào),做到即使生產(chǎn)運(yùn)行安全方便,又使站區(qū)環(huán)境美觀,向外界展現(xiàn)優(yōu)美的形象。具體做好以下布置:①污水調(diào)節(jié)池和污泥濃縮池應(yīng)與辦公區(qū)或廠前區(qū)分離;②配電應(yīng)靠近引入點(diǎn)或電耗大的構(gòu)(建)筑物,并便于管理;③沼氣系統(tǒng)的安全要求較高,應(yīng)遠(yuǎn)離明火或人流、物流繁忙區(qū)域;④重力流管線應(yīng)盡量避免迂回曲折。4.2管線設(shè)計(jì)(1)污水管①進(jìn)水管:原污水溝上截流閘板的設(shè)置和進(jìn)站控制閘板的設(shè)計(jì)由啤酒廠完成。DN=500㎜。②出水管:DN400鋼管或鑄鐵管,q=60L/s,v=0.92m/s,i=0.006。③超越管:考慮運(yùn)行故障或進(jìn)水嚴(yán)重超過(guò)設(shè)計(jì)水量水質(zhì)時(shí)廢水的出路,在UASB之前設(shè)置超越管,規(guī)格DN400鑄鐵管或陶瓷管,i=0.006。④溢流管:濃縮池上清液及脫水機(jī)壓濾水含微生物有機(jī)質(zhì)0.5%～1.0%,需進(jìn)一步處理,排入調(diào)節(jié)池。設(shè)置溢流管,DN150鋼管,i=0.004。(2)污泥管UASB、CASS反應(yīng)池污泥池均為重力排入集泥井,站區(qū)排泥管均選用DN200鋼管,i=0.02。集泥井至濃縮池,濃縮池排泥泵貯泥柜,貯泥柜至脫水機(jī)間均為壓力輸送污泥管。集泥井排泥管DN200,鋼管,v=1.0m/s。濃縮池排泥管,貯泥柜排泥管,DN200,鋼管,v=1.0m/s。(3)沼氣管沼氣管從UASB至水封罐為DN100鋼管,從水封罐向氣水分離器及沼氣柜為DN150,鋼管,沼氣管道逆坡向走管,i=0.005。(4)給水管沿主干道設(shè)置供水干管200DN,鍍鋅鋼管。引入污泥脫水機(jī)房供水支管DN50,鍍鋅鋼管。引入辦公綜合樓泵房及各地均勻?yàn)镈N32,鍍鋅鋼管。(5)雨水外排依靠路邊坡排向廠區(qū)主干道雨水管。(6)管道埋深①壓力管道在車(chē)行道之下,埋深0.7～0.9m,不得不小于0.7m,在其它位置0.5～0.7m,不宜大于0.7m。②重力管道由設(shè)計(jì)計(jì)算決定,但不宜小于0.7m(車(chē)行道下)和0.5m(一般市區(qū))。4.3布置特點(diǎn)平面布置特點(diǎn):布置緊湊,構(gòu)(建)筑物占地面積比例大。重點(diǎn)突出,運(yùn)行及安全重點(diǎn)區(qū)域UASB放于站前部,引起注意,但未靠近廠區(qū)主干道。美化環(huán)境,集水井、調(diào)節(jié)池側(cè)面、污泥儲(chǔ)存池設(shè)于站后部。4.4高程布置污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高,確定處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及其標(biāo)高;經(jīng)過(guò)計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高;從而使污水能夠在處理構(gòu)筑物之間順暢的流動(dòng),保證污水處理工程的正常運(yùn)行。污水處理工程的高程布置一般遵守如下原則:(1).認(rèn)真計(jì)算管道沿程損失、局部損失、各處理構(gòu)筑物、計(jì)量設(shè)備及聯(lián)絡(luò)管渠的水頭損失;考慮最大時(shí)流量,事故流量的增加,并留有一定的余地;還應(yīng)當(dāng)考慮到當(dāng)某座構(gòu)筑物停止運(yùn)行時(shí),與其相鄰的其余構(gòu)筑物及其連接管渠能經(jīng)過(guò)全部流量。(2).避免處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費(fèi)水頭的現(xiàn)象,充分利用地形高差,實(shí)現(xiàn)自流。(3).在認(rèn)真計(jì)算并留有余量的前提下,力求縮小全程水頭損失及提升泵站的揚(yáng)程,以降低運(yùn)行費(fèi)用。(4).需要排放的處理水,在常年大多數(shù)時(shí)間能夠自流排入水體。注意排放水位不一定選取水體多年最高水位,因?yàn)槠涑霈F(xiàn)時(shí)間短,易造成常年水頭浪費(fèi),而應(yīng)選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放水位,當(dāng)水體水位高于設(shè)計(jì)排水位時(shí),可進(jìn)行短時(shí)間的提升排放。(5).應(yīng)盡可能使污水處理工程的出水渠不受水體洪水的頂托,并能自流。處理裝置及構(gòu)筑物的水頭損失(6).盡可能利用地形坡度,使污水按處理流程在構(gòu)筑物之間能自流,盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚(yáng)程。(7).協(xié)調(diào)好站區(qū)平面布置與各單體埋深,以免工程投資增大、施工困難和污水多次提升。(8).注意污水流程和污泥流程的配合,盡量減少提升高度。(9).協(xié)調(diào)好單體構(gòu)造設(shè)計(jì)與各構(gòu)筑物埋深,便于正常排放,又利檢修排空。第二篇設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第一章啤酒廢水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算1.1格柵1.1.1設(shè)計(jì)說(shuō)明格柵主要是攔截廢水中的較大顆粒和漂浮物,以確保后續(xù)處理的順利進(jìn)行。1.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s;柵條寬度S=10mm柵條間隙d=15mm柵前水深h=0.4m格柵安裝角度α=60°,柵前流速0.7m/s,過(guò)柵流速0.8m/s;單位柵渣量W=0.07m3/103m3廢水。1.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算由于本設(shè)計(jì)水量較少,故格柵直接安置于排水渠道中。格柵如圖2-1。圖1-1格柵示意圖1.1.3.1柵條間隙數(shù)式中:Q————設(shè)計(jì)流量,m3/sα————格柵傾角,度b————柵條間隙,mh————柵前水深,mv————過(guò)柵流速,m/s,取n=12條。1.1.3.2柵槽寬度柵槽寬度一般比格柵寬0.2～0.3m,取0.3m。即柵槽寬為0.29+0.3=0.59m,取0.6m。1.1.3.3進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度設(shè)進(jìn)水渠道寬B1=0.5m,其漸寬部分展開(kāi)角度α1=60°1.1.3.4柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長(zhǎng)度1.1.3.5經(jīng)過(guò)格柵水頭損失取k=3,β=1.79(柵條斷面為圓形),v=0.8m/s,則h1=式中:k系數(shù),水頭損失增大倍數(shù)β系數(shù),與斷面形狀有關(guān)S格條寬度,md柵條凈隙,mmv過(guò)柵流速,m/sα格柵傾角,度h1==0.088m1.1.3.6柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.788≈0.8m1.1.3.7柵后槽總長(zhǎng)度1.1.3.8每日柵渣量柵渣量(m3/103m3污水),取0.1～0.01,粗格柵用小值,細(xì)格柵用大值,中格柵用中值取W1=0.07m3/103m3K2=1.5,則:W=式中:Q設(shè)計(jì)流量,m3/sW1柵渣量(m3/103m3污水),取0W==0.23m3/d＞選用HF-500型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī),其性能見(jiàn)下表2-1,表1-1HF-500型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)性能規(guī)格表型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率(Kw)設(shè)備寬(mm)設(shè)備高(mm)設(shè)備總寬(mm)溝寬(mm)溝深(mm)導(dǎo)流槽長(zhǎng)度(mm)設(shè)備安裝長(zhǎng)(mm)HF-5001.150050008505801535150025001.2集水池1.2.1設(shè)計(jì)說(shuō)明集水池是匯集準(zhǔn)備輸送到其它構(gòu)筑物去的一種小型貯水設(shè)備,設(shè)置集水池作為水量調(diào)節(jié)之用,貯存盈余,補(bǔ)充短缺,使生物處理設(shè)施在一日內(nèi)能得到均和的進(jìn)水量,保證正常運(yùn)行。1.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s;1.2.3設(shè)計(jì)計(jì)算集水池的容量為大于一臺(tái)泵五分鐘的流量,設(shè)三臺(tái)水泵(兩用一備),每臺(tái)泵的流量為Q=0.029m3/s≈0.03集水池容積采用相當(dāng)于一臺(tái)泵30min的容量m3有效水深采用2m,則集水池面積為F=27m2,其尺寸為5.8m×5.8m。集水池構(gòu)造集水池內(nèi)保證水流平穩(wěn),流態(tài)良好,不產(chǎn)生渦流和滯留,必要時(shí)可設(shè)置導(dǎo)流墻,水泵吸水管按集水池的中軸線對(duì)稱(chēng)布置,每臺(tái)水泵在吸水時(shí)應(yīng)不干擾其它水泵的工作,為保證水流平穩(wěn),其流速為0.3-0.8m/h為宜。1.3泵房1.3.1設(shè)計(jì)說(shuō)明泵房采用下圓上方形泵房,集水池與泵房合建,集水池在泵房下面,采用全地下式?？紤]三臺(tái)水泵,其中一臺(tái)備用。1.3.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s取Q=60L/s,則一臺(tái)泵的流量為30L/s。1.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算1.3.3.1選泵前總揚(yáng)程估算經(jīng)過(guò)格柵水頭損失為0.2m,集水池最低水位與所需提升經(jīng)常高水位之間的高差為:78.5-73.412=4.5m1.3.3.2出水管水頭損失總出水管Q=60L/s,選用管徑DN250,查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管,Q=30L/s,選用管徑DN200,v=0.97m/s,1000i=8.6,設(shè)管總長(zhǎng)為40m,局部損失占沿程的30%,則總損失為:1.3.3.3水泵揚(yáng)程泵站內(nèi)管線水頭損失假設(shè)為1.5m,考慮自由水頭為1.0m,則水泵總揚(yáng)程為:H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m取8m。1.3.3.4選泵選擇100QW120-10-5.5型污水泵三臺(tái),兩用一備,其性能見(jiàn)表2-3表1-2100QW120-10-5.5型污水泵性能流量30L/s電動(dòng)機(jī)功率5.5KW揚(yáng)程10m電動(dòng)機(jī)電壓380V轉(zhuǎn)速1440r/min出口直徑100㎜軸功率4.96KW泵重量190kg效率77.2%1.4水力篩1.4.1設(shè)計(jì)說(shuō)明過(guò)濾廢水中的細(xì)小懸浮物1.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s1.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)型選取選用HS120型水力篩三臺(tái)(兩用一備),其性能如表2-2,1-3HS120型水力篩規(guī)格性能處理水量(m3/h)篩隙(mm)設(shè)備空重(Kg)設(shè)備運(yùn)行重量(Kg)1001.54601950圖1-2水力篩外形圖1.5調(diào)節(jié)池1.5.1設(shè)計(jì)說(shuō)明調(diào)節(jié)池是用來(lái)均衡調(diào)節(jié)污水水量、水質(zhì)、水溫的變化,降低對(duì)生物處理設(shè)施的沖擊,為使調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)均勻,防止污染物沉淀,調(diào)節(jié)池內(nèi)宜設(shè)置攪拌、混合裝置。1.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s;調(diào)節(jié)池停留時(shí)間T=5.0h。1.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算1.5.3.1調(diào)節(jié)池有效容積V=QT=208.33×5=1041.651.5.3.2調(diào)節(jié)池水面面積調(diào)節(jié)池有效水深取5.5米,超高0.5米,則1.5.3.3調(diào)節(jié)池的長(zhǎng)度取調(diào)節(jié)池寬度為15m,長(zhǎng)為13m,池的實(shí)際尺寸為:長(zhǎng)×寬×高=15m×13m×6m=1.5.3.4調(diào)節(jié)池的攪拌器使廢水混合均勻,調(diào)節(jié)池下設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī),選型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1臺(tái)1.5.3.5藥劑量的估算設(shè)進(jìn)水pH值為10,則廢水中【OH-】=10-4mol/L,若廢水中含有的堿性物質(zhì)為NaOH,因此CNaOH=10-4×40=0.04g/L,廢水中共有NaOH含量為5000×0.04=200kg/d,中和至7,則廢水中【OH-】=10-7mol/L,此時(shí)CNaOH=10-7×40=0.4×10-5g/L,廢水中NaOH含量為5000×0.04×10-5=0.02kg/d,則需中和的NaOH為200-0.02=199.98kg/d,采用投酸中和法,選用96%的工業(yè)硫酸,藥劑不能完全反應(yīng)的加大系數(shù)取1.1,2NaOH+H2SO4→Na2SO4+H2O98199.98㎏244.976㎏因此實(shí)際的硫酸用量為kg/d。投加藥劑時(shí),將硫酸稀釋到3%的濃度,經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量后投加到調(diào)節(jié)池,故投加酸溶液量為1.5.3.6調(diào)節(jié)池的提升泵設(shè)計(jì)流量Q=30L/s,靜揚(yáng)程為80.9-71.05=9.85m?？偝鏊躋=60L/s,選用管徑DN250,查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,設(shè)管總長(zhǎng)為50m,局部損失占沿程的30%,則總損失為:管線水頭損失假設(shè)為1.5m,考慮自由水頭為1.0m,則水泵總揚(yáng)程為:H=9.85+0.64+1.5+1.0=12.99m取13m。選擇150QW100-15-11型污水泵三臺(tái),兩用一備,其性能見(jiàn)表2-3表1-4150QW100-15-11型污水泵性能流量30L/s電動(dòng)機(jī)功率11KW揚(yáng)程15m電動(dòng)機(jī)電壓380V轉(zhuǎn)速1460r/min出口直徑150㎜軸功率4.96KW泵重量280kg效率75.1%1.6UASB反應(yīng)池1.6.1設(shè)計(jì)說(shuō)明UASB反應(yīng)池由進(jìn)水分配系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng)組成。UASB反應(yīng)池有以下優(yōu)點(diǎn):沉降性能良好,不設(shè)沉淀池,無(wú)需污泥回流不填載體,構(gòu)造簡(jiǎn)單節(jié)省造價(jià)由于消化產(chǎn)氣作用,污泥上浮造成一定的攪拌,因而不設(shè)攪拌設(shè)備污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷高,停留時(shí)間短1.6.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s;進(jìn)水COD=1400mg/L去除率為80%;容積負(fù)荷(Nv)為:4.5kgCOD/(m3·d);污泥產(chǎn)率為:0.07kgMLSS/kgCOD;產(chǎn)氣率為:0.4m3/kgCOD。1.6.3設(shè)計(jì)計(jì)算1.6.3.1UASB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算1.反應(yīng)器容積計(jì)算(包括沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū))UASB有效容積為:V有效=式中:V有效反應(yīng)器有效容積,m3Q設(shè)計(jì)流量,m3/dS0進(jìn)水有機(jī)物濃量,kgCOD/m3Nv容積負(fù)荷,kgCOD/(m3·d)V有效==15562.UASB反應(yīng)器的形狀和尺寸工程設(shè)計(jì)反應(yīng)器2座,橫截面為矩形①反應(yīng)器有效高度為5m,則②單池從布水均勻性和經(jīng)濟(jì)性考慮,矩形池長(zhǎng)寬比在2:1以下較為合適設(shè)池長(zhǎng)L=16m,則寬,取10m。單池截面積:③設(shè)計(jì)反應(yīng)池總高H=6.5m,其中超高0.5m(一般應(yīng)用時(shí)反應(yīng)池裝液量為70%-90%)單池總?cè)莘e單池有效反應(yīng)容積單個(gè)反應(yīng)器實(shí)際尺寸16m×10m×6.5m反應(yīng)器數(shù)量2座總池面積反應(yīng)器總?cè)莘e總有效反應(yīng)容積,符合有機(jī)符合要求UASB體積有效系數(shù)在70%-90%之間,符合要求④水力停留時(shí)間(HRT)及水力負(fù)荷率(Vr)符合設(shè)計(jì)要求。1.6.3.2三相分離器構(gòu)造設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)說(shuō)明三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。2.沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)相同,主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深,面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。本工程設(shè)計(jì)中,與短邊平行,沿長(zhǎng)邊每池布置6個(gè)集氣罩,構(gòu)成6個(gè)分離單元,則每池設(shè)置6個(gè)三相分離器。三相分離器長(zhǎng)度B=10m,每個(gè)單元寬度b=L/6=16/6=2.667m。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的水平面積,即160m2。沉淀區(qū)的表面負(fù)荷率3.回流縫設(shè)計(jì)如圖1-3是三相分離器的結(jié)構(gòu)示意圖圖1-3三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角α=55°,取h3=1.1m;b1=h3/tgθ式中:b1————下三角集氣罩底水平寬度,m;α————下三角集氣罩斜面的水平夾角;h3————下三角集氣罩的垂直高度,m;b1==0.77m則相鄰兩個(gè)下三角形集氣罩之間的水平距離:b2=b-2b1=2.667–2×0.77=1.13則下三角形回流縫面積為:S1=b2·l·n=1.13×10×6=67.8下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式計(jì)算:V1=Q1/S1式中:Q1————反應(yīng)器中廢水流量,m3/h;S1————下三角形集氣罩回流逢面積,m2;V1==1.53m/h<2.0m/s,符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)上三角形集氣罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫的寬度b3=CD=0.4S2=b3·l·2n=0.45×10×2×6=54上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V2)可用下式計(jì)算:V2=Q1/S2,式中:Q2————反應(yīng)器中廢水流量,m3/h;S2————上三角形集氣罩回流逢之間面積,m2;V1==1.92m/hV1<V2<2.0m確定上下三角形集氣罩相對(duì)位置及尺寸,由圖可知:BC=b3/sin35°=0.35/0.5736＝0.614.氣液分離設(shè)計(jì)由圖2-3可知:CE=CDSin55°=0.45×Sin55°=0.37mCB=設(shè)AB=0.4m,則h4=(AB·cos55°+b2/2)·=(0.4×0.5736+0.72/2)×1.4281=0.824m校核氣液分離。假定氣泡上升流速和水流流速不變沿AB方向水流速度:式中:B————三相分離器長(zhǎng)度N————每池三相分離器數(shù)量氣泡上升速度:Vb=式中:d————?dú)馀葜睆?cm;ρ1————液體密度,g/cm3;ρg————沼氣密度,g/cm3;ρ————碰撞系數(shù),取0.95;μ————廢水的動(dòng)力粘滯系數(shù),0.02g/cm·s;V————液體的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù),cm2/s取d=0.01cm(氣泡),常溫下,ρ1=1.03g/cm3,ρg=1.2×10-3g/cm3,V=0.0101cm2/s,ρ=0.95,μ=Vρ1=0.0101×1.03=0.0104g/cm·s。一般廢水的μ>凈水的μ,故取μ=0.02g/cm·s。由斯托克斯工式可得氣體上升速度為:;;;可脫去d≧0.01cm的氣泡。5.三相分離器與UASB高度設(shè)計(jì)三相分離區(qū)總高度h=h2+h3+h4–h5h2為集氣罩以上的覆蓋水深,取0.5mUASB總高H=6.5m,沉淀區(qū)高2.5m,污泥區(qū)高1.5m,懸浮區(qū)高2.0m1.6.3.3布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.配水系統(tǒng)采用穿孔配管,進(jìn)水管總管徑取200㎜,流速約為0.95m/s。每個(gè)反應(yīng)器設(shè)置10根DN150㎜支管,每根管之間的中心距離為1.5m,配水孔徑采用16㎜,孔距1.5m,每孔服務(wù)面積為1.5×1.5=2.252.布水孔孔徑共設(shè)置布水孔66個(gè),出水流速u(mài)選為2.2m/s,則孔徑為3.驗(yàn)證常溫下,容積負(fù)荷(Nv)為:4.5kgCOD/(m3·d);產(chǎn)氣率為:0.4m3/kgCOD;需滿(mǎn)足空塔水流速度uk≤1.0m/h,空塔沼氣上升流速u(mài)g≤1.0m/h。空塔水流速度＜1.0m/h符合要求。空塔氣流速度＜1.0m/h符合要求。1.6.3.4排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.UASB反應(yīng)器中污泥總量計(jì)算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成,平均濃度為15gVSS/L,則兩座UASB反應(yīng)器中污泥總量:。2.產(chǎn)泥量計(jì)算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取:0.07kgMLSS/kgCOD①UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥量式中:△X————UASB反應(yīng)器產(chǎn)泥量,kgVSS/d;r————厭氧生物處理污泥產(chǎn)量,kgVSS/kgCOD;Co————進(jìn)水COD濃度kg/m3;E————去除率,本設(shè)計(jì)中取80%。②據(jù)VSS/SS=0.8,△X=392/0.8=490kgSS/d單池產(chǎn)泥△Xi=△X/2=490/2=245kgSS/d③污泥含水率為98%,當(dāng)含水率＞95%,取,則污泥產(chǎn)量單池排泥量④污泥齡3.排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)在UASB三相分離器下0.5m和底部400㎜高處,各設(shè)置一個(gè)排泥口,共兩個(gè)排泥口。每天排泥一次。1.6.3.5出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算出水系統(tǒng)的作用是把沉淀區(qū)液面的澄清水均勻的收集并排出。出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊憽?.出水槽設(shè)計(jì)對(duì)于每個(gè)反應(yīng)池,有6個(gè)單元三相分離器,出水槽共有6條,槽寬0.3m。①單個(gè)反應(yīng)器流量②設(shè)出水槽口附近水流速度為0.2m/s,則槽口附近水深取槽口附近水深為0.25m,出水槽坡度為0.01;出水槽尺寸10m×0.2m×0.25m;出水槽數(shù)量為6座。2.溢流堰設(shè)計(jì)①出水槽溢流堰共有12條(6×2),每條長(zhǎng)10m,設(shè)計(jì)900三角堰,堰高50㎜,堰口水面寬b=50㎜。每個(gè)UASB反應(yīng)器處理水量28L/s,查知溢流負(fù)荷為1-2L/(m·s),設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷f=1.117L/(m·s),則堰上水面總長(zhǎng)為:。三角堰數(shù)量:個(gè),每條溢流堰三角堰數(shù)量:504/12=42個(gè)。一條溢流堰上共有42個(gè)100㎜的堰口,42個(gè)140㎜的間隙。②堰上水頭校核每個(gè)堰出流率:按900三角堰計(jì)算公式,堰上水頭:③出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算反應(yīng)器沿長(zhǎng)邊設(shè)一條矩形出水渠,6條出水槽的出水流至此出水渠。設(shè)出水渠寬0.8m,坡度0.001,出水渠渠口附近水流速度為0.3m/s。渠口附近水深以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì)算,出水渠渠深:0.25+0.116=0.37m,離出水渠渠口最遠(yuǎn)的出水槽到渠口的距離為14.67米,出水渠長(zhǎng)為14.67+0.1=14.77m,出水渠尺寸為14.77m×0.8m×0.37m,向渠口坡度0.001。④UASB排水管設(shè)計(jì)計(jì)算選用DN250鋼管排水,充滿(mǎn)度為0.6,管內(nèi)水流速度為1.6.3.6沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.沼氣產(chǎn)量計(jì)算沼氣主要產(chǎn)生厭氧階段,設(shè)計(jì)產(chǎn)氣率取0.4。①總產(chǎn)氣量每個(gè)UASB反應(yīng)器的產(chǎn)氣量②集氣管每個(gè)集氣罩的沼氣用一根集氣管收集,單個(gè)池子共有13根集氣管。每根集氣管內(nèi)最大氣流量據(jù)資料,集氣室沼氣出氣管最小直徑d=100mm,取100㎜.③沼氣主管每池13根集氣管先通到一根單池主管,然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管,單池沼氣主管管道坡度為0.5%.單池沼氣主管內(nèi)最大氣流量取D=150㎜,充滿(mǎn)度為0.8,則流速為④兩池沼氣最大氣流量為取DN=250㎜,充滿(mǎn)度為0.6;流速為2.水封灌設(shè)計(jì)水封灌主要是用來(lái)控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界面高度的,因?yàn)楫?dāng)液面太高或波動(dòng)時(shí),浮渣或浮沫可能會(huì)引起出氣管的堵塞或使氣體部分進(jìn)入沉降室,同時(shí)兼有有排泥和排除冷凝水作用。水封高度式中:H0————反應(yīng)器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內(nèi)的壓頭為保證安全取貯氣罐內(nèi)壓頭,集氣罩中出氣氣壓最大H1取2mH2O,貯氣罐內(nèi)壓強(qiáng)H0為400㎜H2O。②水封灌水封高度取1.5m,水封灌面積一般為進(jìn)氣管面積的4倍,則水封灌直徑取0.5m。3.氣水分離器氣水分離器起到對(duì)沼氣干燥的作用,選用φ500㎜×H1800㎜鋼制氣水分離器一個(gè),氣水分離器中預(yù)裝鋼絲填料,在氣水分離器前設(shè)置過(guò)濾器以?xún)艋託?在分離器出氣管上裝設(shè)流量計(jì)及壓力表。4.沼氣柜容積確定由上述計(jì)算可知該處理站日產(chǎn)沼氣2240,則沼氣柜容積應(yīng)為3h產(chǎn)氣量的體積確定,即。設(shè)計(jì)選用300鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式儲(chǔ)氣柜,尺寸為φ7000㎜×H6000㎜。1.7CASS反應(yīng)池1.7.1設(shè)計(jì)說(shuō)明CASS工藝是SBR工藝的發(fā)展,其前身是ICEAS,由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成。預(yù)反應(yīng)區(qū)控制在缺氧狀態(tài),因此提高了對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果,與傳統(tǒng)的活性污泥法相比,有以下優(yōu)點(diǎn):建設(shè)費(fèi)用低,省去了初沉池、二沉池及污泥回流設(shè)備。運(yùn)行費(fèi)用低,節(jié)能效果顯著。有機(jī)物去除率高,出水水質(zhì)好,具有良好的脫氮除磷功能。管理簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,不易發(fā)生污泥膨脹。污泥產(chǎn)量低,性質(zhì)穩(wěn)定,便于進(jìn)一步處理與處理。1.7.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s;進(jìn)水COD=280mg/L,去除率為85%;BOD污泥負(fù)荷(Ns)為:0.1kgBOD/㎏MLSS;混合液污泥濃度為:X=4000mg/L;充水比為:0.32;進(jìn)水BOD=160mg/L,去除率為90%。1.7.3設(shè)計(jì)計(jì)算1.7.3.1運(yùn)行周期及時(shí)間的確定1.曝氣時(shí)間式中:————充水比————進(jìn)水BOD值,mg/l;————BOD污泥負(fù)荷,kgBOD/㎏MLSS;X————混合液污泥濃度,mg/L。2.沉淀時(shí)間設(shè)曝氣池水深H=5m,緩沖層高度=0.5m,沉淀時(shí)間為:3.運(yùn)行周期T設(shè)排水時(shí)間td=0.5h,運(yùn)行周期為每日周期數(shù):N=24/6=41.7.3.2反應(yīng)池的容積及構(gòu)造1.反應(yīng)池容積單池容積為反應(yīng)池總?cè)莘e為式中:N————周期數(shù);————單池容積;————總?cè)莘e;n————池?cái)?shù),本設(shè)計(jì)中采用2個(gè)CASS池;————充水比。2.CASS反應(yīng)池的構(gòu)造尺寸CASS反應(yīng)池為滿(mǎn)足運(yùn)行靈活和設(shè)備安裝需要,設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形,一端為進(jìn)水區(qū),另一端為出水區(qū)。如圖1-4所示為CASS池構(gòu)造。圖1-4CASS池結(jié)構(gòu)示意圖據(jù)資料,B:H=1～2,L:B=4～6,取B=10m,L=40m。因此=40×10×5=m3單池面積CASS池沿長(zhǎng)度方向設(shè)一道隔墻,將池體分為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分,靠近進(jìn)水端為CASS池容積的10%左右的預(yù)反應(yīng)區(qū),作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū),另一部分為主反應(yīng)區(qū)。根據(jù)資料,預(yù)反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)L1=(0.16～0.25)L,取L1=8m。3.連通口尺寸隔墻底部設(shè)連通孔,連通兩區(qū)水流,設(shè)連通孔的個(gè)數(shù)為3個(gè)。連通孔孔口面積A1為:式中:Q————每天處理水量,;————CASS池子個(gè)數(shù);U————設(shè)計(jì)流水速度,本設(shè)計(jì)中U=50m/h;————一日內(nèi)運(yùn)行周期數(shù);A————CASS池子的面積,;————連通孔孔口面積,㎡;————預(yù)反應(yīng)區(qū)池長(zhǎng),;————池內(nèi)設(shè)計(jì)最高水位至潷水機(jī)排放最低水位之間的高度,;B————反應(yīng)池寬,。==1.6m孔口沿隔墻均勻布置,孔口寬度不宜高于1.0,故取0.9,則寬為2.8。1.7.3.3污泥COD負(fù)荷計(jì)算由預(yù)計(jì)COD去除率得其COD去除量為:280則每日去除的COD值為:=1190kg/d=式中:Q————每天處理水量,SU————進(jìn)水COD濃度與出水濃度之差,mg/Ln————CASS池子個(gè)數(shù)X————設(shè)計(jì)污泥濃度,mg/LV————主反應(yīng)區(qū)池體積,==0.111.7.3.4產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)1.CASS池產(chǎn)泥量CASS池的剩余污泥主要來(lái)自微生物代謝的增值污泥,還有很少部分由進(jìn)水懸浮物沉淀形成。CASS池生物代謝產(chǎn)泥量為:式中:a————微生物代謝增系數(shù),kgVSS/kgCODb————微生物自身氧化率,1/d根據(jù)啤酒廢水性質(zhì),參考類(lèi)似經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)a=0.83,b=0.05,則有:假定排泥含水率為98%,則排泥量為:2.排泥系統(tǒng)每池池底坡向排泥坡度i=0.01,池出水端池底設(shè)(1.0×1.0×0.5)m3排泥坑一個(gè),每池排泥坑中接出泥管DN200一根。1.7.3.5需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.需氧量計(jì)算根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),微生物氧化1kgCOD的參數(shù)取0.53,微生物自身耗氧參數(shù)取0.18,則一個(gè)池子需氧量為:=0.53×5000/2×238×10-3+0.18×3500×10-3×1953=1600.424kg/d則每小時(shí)耗氧量為:2.供氣量計(jì)算溫度為20度和30度的水中溶解氧飽和度分別為:,微孔曝氣器出口處的絕對(duì)壓力為:==式中:H————最大水深,空氣離開(kāi)主反應(yīng)區(qū)池時(shí)的氧百分比為:式中:————空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移率,取15%值暴氣池中混合液平均溶解氧飽和度按最不利溫度為:溫度為20℃時(shí),暴氣池中混合液平均溶解氧飽和度為:溫度為20℃時(shí),脫氧清水的充氧量為:式中:————氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù),一般取0.8～0.85,本設(shè)計(jì)取0.82;————氧溶解折算系數(shù),一般取0.9～0.97,本設(shè)計(jì)取0.95;————密度,㎏/L,本設(shè)計(jì)取1.0㎏/L;C————廢水中實(shí)際溶解氧濃度,mg/L;R————需氧量,㎏/L,為66.68㎏/L。暴氣池平均供氣量為:(空氣密度為1.29㎏/)。每立方米廢水供空氣量為:每去除1kgCOD的耗空氣量為:3.布?xì)庀到y(tǒng)計(jì)算單個(gè)反應(yīng)池平面面積為40×10,設(shè)423個(gè)曝氣器,則每個(gè)曝氣器的曝氣量=G/423=1785.34/423=4.22/h。選擇QMZM-300盤(pán)式膜片式曝氣器。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1-5。表1-5QMZM-300盤(pán)式膜片式曝氣器技術(shù)參數(shù)型號(hào)工作通氣量服務(wù)面積氧利用率淹沒(méi)深度供氣量QMZM-3002～8m3/h0.5～1.0m2/h35%～59%4～8m4.25m從鼓風(fēng)機(jī)房出來(lái)一根空氣干管,在兩個(gè)CASS池設(shè)兩根空氣支管,每根空氣支管上設(shè)46根小支管。兩池共兩根空氣支管,92根空氣小支管。氣干管流速為15m/s,支管流速為10m/s,小支管流速為5m/s,則空氣干管管徑:=0.29m,取DN300㎜鋼管空氣支管管徑:,取DN100㎜鋼管,空氣小支管管徑:,取DN60㎜鋼管。4.鼓風(fēng)機(jī)供氣壓力計(jì)算曝氣器的淹沒(méi)深度H=4.5m,空氣壓力可按下式進(jìn)行估算:校核估算的空氣壓力值管道沿程阻力損失可由下式估算:式中:阻力損失系數(shù),取4.4.取空氣干管長(zhǎng)為30m,則其沿程阻力損失取空氣支管長(zhǎng)為40m,則其沿程阻力損失取空氣小支管長(zhǎng)為16m,則其沿程阻力損失空氣管道沿程阻力損失為設(shè)空氣管道的局部阻力損失為=0.5KPa,則空氣管路的壓力總損失為:取膜片式微孔曝氣器的最大壓力損失為=2.9KPa,則鼓風(fēng)機(jī)的供氣壓力為:＜58.8KPa。故鼓風(fēng)機(jī)的供氣壓力可采用58.8KPa,選擇一臺(tái)風(fēng)機(jī)曝氣,則風(fēng)機(jī)能力為G=50m3/min.5.鼓風(fēng)機(jī)房布置選用兩臺(tái)DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī),,供氣量大時(shí),兩臺(tái)一起工作,供氣量小時(shí),一用一備。DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)規(guī)格如表1-6。表1-6DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)流量50m3電動(dòng)機(jī)形式TEFC壓縮介質(zhì)空氣電動(dòng)機(jī)功率75KW出口壓力63.8KPa電動(dòng)機(jī)電壓220V軸功率52KW重量1t其占地尺寸為㎜×1008㎜,高為965㎜(含基礎(chǔ))。1.7.3.6CASS反應(yīng)池液位控制CASS反應(yīng)池有效水深為5米。排水結(jié)束是最低水位基準(zhǔn)水位為5m,超高為0.5m,保護(hù)水深為0.5m,污泥層高度保護(hù)水深的設(shè)置是為了避免排水時(shí)對(duì)沉淀及排泥的影響。進(jìn)水開(kāi)始與結(jié)束由水位控制,曝氣開(kāi)始由水位和時(shí)間控制,曝氣結(jié)束由時(shí)間控制,沉淀開(kāi)始與結(jié)束由時(shí)間控制,排水開(kāi)始由時(shí)間控制、排水結(jié)束由水位控制。1.7.3.7排出裝置的選擇每池排出負(fù)荷選擇XBS-300型旋轉(zhuǎn)式潷水器,其技術(shù)參數(shù)如表1-7。表1-7XBS-300型旋轉(zhuǎn)式潷水器技術(shù)參數(shù)型號(hào)流量(m3/h)堰長(zhǎng)(m)總管管徑(mm)潷水深度H(m)功率(KW)XBS-3003004250<2.50.55第二章污泥部分各處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1集泥井2.1.1設(shè)計(jì)說(shuō)明污水處理系統(tǒng)各構(gòu)筑物所產(chǎn)生的污泥每日排泥一次,集中到集泥井,然后在由污泥泵打到污泥濃縮池。污泥濃縮池為間歇運(yùn)行,運(yùn)行周期為24h,其中各構(gòu)筑物排泥、污泥泵抽送污泥時(shí)間為1.0～1.5h,污泥濃縮時(shí)間為20.0h,濃縮池排水時(shí)間為2.0h,閑置時(shí)間為0.5h～1.0h。2.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)泥量啤酒廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥來(lái)自以下幾部分:=1\*GB3①UASB反應(yīng)器,Q1=24.5m3/d,含水率98%;=2\*GB3②CASS反應(yīng)器,Q2=44.68m3/d,含水率99%;總污泥量為:Q=Q1+Q2=69.18m3/d,設(shè)計(jì)中取70m3/d。2.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算考慮各構(gòu)筑物為間歇排泥,每日總排泥量為70m3/d,需在1.5h內(nèi)抽送完畢,集泥井容積確定為污泥泵提升流量(70m3/d)的10min的體積,即7.8m3。另外,為保證CASS排泥能按其運(yùn)行方式進(jìn)行,集泥井容積應(yīng)外加37.23m3。則集泥井總?cè)莘e為7.8+37.23=45.00m3。集泥井有效深度為3.0m,則其平面面積為設(shè)集泥井平面尺寸為4.0×4.0m。集泥井為地下式,池頂加蓋,由污泥泵抽送污泥。集泥井最高泥位為-0.5m,最低泥位為-3m池底標(biāo)高為-3.5m。濃縮池最高泥位為2m。則排泥泵抽升的所需凈揚(yáng)程為5m,排泥泵富余水頭2.0m,管道水頭損失為0.5m,則污泥泵所需揚(yáng)程為5+2+0.5=7.5m。選擇兩臺(tái)80QW50-10-3型潛污泵提升污泥(一用一備)。其性能如表1-8。表1-880QW50-10-3型潛污泵性能型號(hào)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)功率(kw)效率(%)出口直徑(㎜)重量(kg)80QW50-10-350101430372.3801252.2污泥濃縮池2.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)2.2.2.1設(shè)計(jì)泥量啤酒廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥來(lái)自以下幾部分:=1\*GB3①UASB反應(yīng)器,Q1=24.5m3/d,含水率98%;=2\*GB3②CASS反應(yīng)器,Q2=44.68m3/d,含水率99%;總污泥量為:Q=Q1+Q2=69.18m3/d,設(shè)計(jì)中取70m3/d。2.2.2.2參數(shù)選取固體負(fù)荷(固體通量)M一般為10～35kg/m3h,取M=30kg/m3d=1.25kg/m3h;濃縮時(shí)間取T=20h;設(shè)計(jì)污泥量Q=40m3/d;濃縮后污泥含水率為96%;2.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.2.1容積計(jì)算濃縮后污泥體積:m3/dV0——污泥含水率變?yōu)镻0時(shí)污泥體積2.2.2.2池子邊長(zhǎng)根據(jù)要求,濃縮池的設(shè)計(jì)橫斷面面積應(yīng)滿(mǎn)足:A≧QC/M式中:Q————入流污泥量,m3/d;M————固體通量,kg/m3·d;C————入流固體濃度kg/m3。入流固體濃度(C)的計(jì)算如下:=×1000×(1-98%)=490kg/d=×1000×(1-99%)=446.8kg/d那么,Qc=+=936.8kg/dC=936.8/70=13.38kg/m濃縮后污泥濃度為:=936.8/35=26.77kg/m3濃縮池的橫斷面積為:A=Qc/M=70×13.38/30=31.22m2設(shè)計(jì)一座正方形濃縮池,則每座邊長(zhǎng)B=5.7m,則實(shí)際面積A=5.7×5.7=32.5m22.2.2.2池子高度取停留時(shí)間HRT=20h,有效高度=QT/24A=70×20/24×31.22=1.5m,超高=0.5m,緩沖區(qū)高=0.5m。則池壁高:=++=2.7m2.2.2.3污泥斗污泥斗下錐體邊長(zhǎng)取0.5m,污泥斗傾角取50°則污泥斗的高度為:H4=(5.7/2–0.5/2)×tg50°=3.1污泥斗的容積為:V2=h4(a12+a1a2+a22)=×3.1×(5.72+5.7×0.5+0.52)=36.782.2.2.4總高度H=2.8+3.1=5.8設(shè)計(jì)計(jì)算草圖如圖2-1。圖2-1污泥濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算草圖2.2.2.5排水口濃縮后池內(nèi)上清液利用重力排放,由站區(qū)溢流管管道排入格柵間,濃縮池設(shè)四根排水管于池壁,管徑DN150㎜。于濃縮池最高處設(shè)置一根,向下每隔1.0m、0.6m、0.4m處設(shè)置一根排水管。2.3污泥脫水間2.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)2.3.1.1設(shè)計(jì)泥量濃縮后污泥含水率為96%;濃縮后污泥體積:=35m3/d2.3.1.2參數(shù)選取壓濾時(shí)間取T=4h;設(shè)計(jì)污泥量Q=35m3/d;濃縮后污泥含水率為96%;壓濾后污泥含水率為75%。2.3.2工藝流程工藝流程見(jiàn)圖2-2。圖2-2污泥脫水工藝流出圖2.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.3.1污泥體積式中Q——脫水后污泥量m3/dQ0——脫水前污泥量m3/dP1——脫水前含水率(%)P2——脫水后含水率(%)M——脫水后干污泥重量(kg/d)==5.6m3/d==1400kg/d污泥脫水后形成泥餅用小車(chē)運(yùn)走,分離液返回處理系統(tǒng)前端進(jìn)行處理。2.3.3.2機(jī)型選取選取DYQ-1000型帶式壓榨過(guò)濾機(jī),其工作參數(shù)如表2.5:表2-1DYQ-1000型帶式壓榨過(guò)濾機(jī)工作參數(shù)濾網(wǎng)電動(dòng)機(jī)控制器型號(hào)最大沖洗耗水量(m3/h)(mm)沖洗壓力(Mpa)氣動(dòng)部分輸入壓力(MPa)有效寬(mm)速度Kw/min型號(hào)功率(Kw)10000.4-4JZTY31-42.2JDIA-406≥0.40.5-1氣動(dòng)部分流量(m3/h)處理能力【kg/h·m2】泥餅含水率(%)外形尺寸(長(zhǎng)X寬X高)(mm)重量(kg)0.8-2.550-50065-755050X1890X236545002.3.3.3投藥裝置投藥量根據(jù)城市污水污泥、啤酒廠污水站污泥絮凝劑脫水試驗(yàn)知,常見(jiàn)絮凝劑的投藥量分別為:氯化鐵5.0%--8.0%,硫酸鋁8.0%--12%,聚合氯化鋁3.0%--10.0%,聚丙烯酰胺1.5‰--2.5‰。投藥系統(tǒng)投按加聚丙烯酰胺考慮。設(shè)計(jì)投藥量為2.0‰,則每日需藥劑為:1400×2.0/1000=2.8kg需要純度為90%的固體聚丙烯酰胺為2.8/0.9=3.1kg調(diào)配的絮凝劑溶液濃度為0.2%-0.4%,則溶液所需溶藥灌最小容積為1550L。選擇ZJ-470型折槳式攪拌機(jī)一臺(tái),其規(guī)格如表2-8。表2-2ZJ-470型折槳式攪拌機(jī)性能及及外形尺寸型號(hào)功率(kw)池形尺寸(㎜)槳葉距池底高(㎜)轉(zhuǎn)速(r/min)長(zhǎng)×寬高ZJ-4702.21200×12001100180130藥液投加選用J-Z125/3.2型柱塞計(jì)量泵,其性能如表2-9。表2-3J-Z125/3.2型柱塞計(jì)量泵性能型號(hào)流量(L/h)排出壓力(MPa)泵速(次/min)電動(dòng)機(jī)功率(KW)進(jìn)、出口直徑(㎜)重量(kg)J-Z125/3.21251.6-3.21020.7515～230計(jì)量泵占地尺寸為815㎜×715㎜,高為575㎜(不含基礎(chǔ))。第三章構(gòu)筑物高程計(jì)算3.1污水構(gòu)筑物高程計(jì)算3.1.1污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物水頭損失表3-1污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失(m)構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失(m)格柵0.2UASB反應(yīng)池1.0水力篩1.2CASS反應(yīng)池0.6調(diào)節(jié)池0.3集水井0.23.1.2污水管渠水頭損失計(jì)算表表3-2污水管渠水頭損失計(jì)算表名稱(chēng)流量(L/s)管徑(㎜)坡度I(‰)流速V(m/s)管長(zhǎng)(m)I·L出廠管CASS584000.8160.77170.01330.100.113CASS0.6CASS—UASB584000.8160.778.10.0072.690.120.127292502.430.956.80.01720.1240.141292502.430.952.30.0063.690.170.18UASB1.0UASB調(diào)節(jié)池292002.530.922.30.0060.950.0440.06584000.8160.77390.0430.0860.126調(diào)節(jié)池0.3調(diào)節(jié)池水力篩584000.8160.7740.01220.160.063水力篩1.2集水井0.2格柵0.26.313.1.3高程確定UASB處的地坪標(biāo)高為76.4m,按結(jié)構(gòu)穩(wěn)定原則確定池底埋深為-1.5m,然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物之間的水頭損失推求其它構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高,調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)成地下式,確定水面標(biāo)高為76.4m,從調(diào)節(jié)池到UASB經(jīng)過(guò)提升泵提升。經(jīng)過(guò)計(jì)算各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高見(jiàn)下表。各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高