樹脂公司廢水處理

某樹脂公司廢水處理設計河南城建學院某樹脂公司廢水處理設計摘要本設計題目為“某樹脂公司廢水處理設計”。該工程所處理的污水主要是由設備和地面清洗廢水組成。其混合污水平均日設計流量為Q=1200m3/d，總變化系數(shù)為K=2.0。設計水質(zhì)經(jīng)環(huán)境保護部門監(jiān)測，廢水主要污染物為COD、SS、BOD，設計原水水質(zhì)為BOD5=8000mg/L、CODCr=18000mg/L、SS=12000mg/L、pH=6.0;處理后排放標準為：BOD5≦20mg/L、CODCr≦90mg/L、SS≦70mg/L、pH=6~9、色度=40。本設計的特點是根據(jù)樹脂公司廢水中含有大量的生化性較差的高分子聚合物的特點，采用UASB反應器首先進行處理，增加污水的可生化性，同時去除部分有機物，然后再利用生物接觸氧化池進行好氧處理。本設計中，污水首先經(jīng)過格柵，可以去除較大的懸浮固體并進入調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，然后用提升泵提升到絮凝斜管沉淀池，以沉淀去除部分COD和大部分懸浮物（SS）。從絮凝斜管沉淀池中出來的水流入UASB反應器進行厭氧消化，把大分子或難溶性有機物轉(zhuǎn)化為小分子或溶解性有機物。其中厭氧處理過程中產(chǎn)生的沼氣被收集到沼氣柜。經(jīng)UASB反應器處理后的水流入生物接觸氧化池中進行好氧處理，進一步降低廢水的有機物濃度。經(jīng)好氧池處理后的水進入輻流式沉淀池，繼續(xù)去除懸浮物和有機物。由此出來的水可以達標排放。來自調(diào)節(jié)池、絮凝斜管沉淀池、UASB反應器、輻流式沉淀池的污泥通過重力流到重力污泥濃縮池進行濃縮，經(jīng)濃縮后的污泥由泵抽到脫水機房，進一步降低污泥的含水率，實現(xiàn)污泥的減量化。污泥脫水后形成泥餅，裝車外運處置。關鍵詞:絮凝斜管沉淀池;UASB;生物接觸氧化;輻流式沉淀池;重力濃縮池AbstractThisdesignistitled"aresincompanywastewatertreatmentdesign".Theprojectofsewageismainlycomposedofequipmentandsurfacecleaningwastewatercomposition.TheaveragedaymixedwastewaterforQ=1,200designflowcoefficientoftotalchangeK=2.0.Designbytheenvironmentalprotectiondepartmentsofwaterqualitymonitoring,wastewatertreatmentformajorpollutantsCOD,SS,BODrawwaterquality,designfor:BOD5=80mg/L,CODCr=18,000mg/L,SS=12,000mg/L,pH=6.0,processedemissionsstandardsfor:BOD5≦20mg/L,CODCr≦90mg/L,SS≦70mg/L,pH=6~9,chroma=40.Thisdesign,thefirstofallthespacewhichcangetridofsuspendedsolidsandintothepoolofwateronthequalityoftheregulation,andapumptothepromotionofthesedimentarybasins'srunoff,insettlingtheremovaloftheparts,andmostofthesuspensionof(SS).fromafavouriteofthesedimentarybasinsrunoutintothewaterreactoruasbaanaerobic,andtheorganicmoleculesortosolubleintosmallmoleculesorsexualorganicsolvents.Whichanaerobicprocessofbeingcollectedaboutmethanegascabinet.thereactoruasbthewaterflowsintocontactwiththebiologicaloxidationagooddealwithoxygen,furtherreducetheconcentrationoftheorganicwaste.theoxygentankupthewaterintothespokesstreamingsettlingpond,continuetoremovethesuspensionortheorganic.Fromthepool,runisafavouriteofthereactor,spokesanduasbisstreamingthroughthemudweighttothesludgeintoapool,theenrichmentofthemudfromthepumptodehydrationroomtofurtherlowerthesludgewatercontenttowaste.wastewaterformedreductionafterthecake,shipmentsofthevan.Keywords:FlocculationandSedimentationPond；UASB；BiologicalContactOxidation；SpokesStreamingTraps；GravityConcentrationPoolTOC\o"1-3"\h\u目錄265661緒論 198611.1研究背景與意義 196531.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 243662設計說明書 36972.1概述 318632.1.1設計題目、依據(jù)、要求及任務 3201902.1.2設計水量、水質(zhì)、原則 347422.1.3氣象及地質(zhì)資料 4270612.2污水處理方案的確定 5269792.2.1方案選擇的原則 5224252.2.2處理方案的確定 536872.2.3生產(chǎn)廢水水質(zhì)分析 5189772.2.4污水處理路線的選擇 623542.2.5方案的比較和選擇 6320442.2.6工藝流程的確定 10138022.2.7工藝流程說明 1154062.3主要構筑物說明 11176392.3.1UASB 11205602.3.2生物接觸氧化池（BiologicalContactOxidation） 1453682.4污水站的總體布置 1594102.4.1平面布置 15277952.4.2高程布置 17317363污水部分各處理構筑物設計與計算 19303833.1格柵的設計與計算 19131903.1.1格柵的作用 19161233.1.2格柵的設計計算 19153333.2調(diào)節(jié)池的設計與計算 22306513.2.1設計參數(shù) 22151483.2.2池體設計 2281723.3絮凝設備設計與計算 24267873.3.1絮凝池參數(shù)的確定 24238193.3.2設計計算 24148093.4斜管沉淀池的設計與計算 25174833.4.1斜管沉淀池的設計要點 2555233.4.2設計計算 2657123.5UASB反應器的設計與計算 3089743.5.1UASB反應器的作用 30189163.5.2設計參數(shù) 31164853.5.3設計計算 31166703.6生物接觸氧化池設計與計算 41253533.6.1參數(shù)選取 41241093.6.2設計計算 4216693.7二沉池設計與計算 47191743.7.1設計參數(shù) 47259803.7.2池體設計 47160574污泥部分各處理構筑物設計與計算 51223834.1污泥處理工藝流程的選擇 514404.2污泥池設計與計算 51165284.2.1設計參數(shù) 51148824.3污泥濃縮池設計與計算 5275644.3.1設計參數(shù) 52275444.3.2池體設計與計算 5378184.4污泥脫水間 55237144.4.1設計參數(shù) 55212474.4.2設計計算 55321714.5污水提升泵房 57136454.5.1選泵前總揚程估算 5711894.5.2選泵 5772474.5.3泵房尺寸設計計算 58191805.污水處理工程中的水力計算 5926155.1水頭損失計算 59100195.2高程確定 59193065.3污泥高程水力總損失計算 5928495.4高程確定 59115906總結(jié) 62118207參考文獻 6385098致謝 6493598附錄 65PAGE65河南城建學院1緒論1.1研究背景與意義隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全。但是由于許多工業(yè)廢水成分復雜，性質(zhì)多變，至今仍有一些技術問題沒有完全解決。目前，水污染是我國面臨的主要環(huán)境問題之一，而工業(yè)廢水則是水污染的一個重要來源，而且工業(yè)污染也日益嚴重惡化。工業(yè)廢水的污染具有以下幾個特點：(1)排放量大，污染范圍廣，排放方式復雜。(2)污染物種類繁多、濃度高，濃度波動幅度大。(3)污染物質(zhì)毒性強，危害大，成分復雜以及水量變化大。(4)污染物排放后遷移變化規(guī)律差異大。(5)恢復比較困難。工業(yè)廢水的處理雖然早在19世紀末已經(jīng)開始，并且在隨后的半個世紀進行了大量的試驗研究和生產(chǎn)實踐，但是由于許多工業(yè)廢水成分復雜，性質(zhì)多變，今仍有一些技術問題沒有完全解決。這點和技術已經(jīng)成熟的城市污水處理是不同的。這就對工業(yè)廢水的處理工藝提出了更高的要求。因此，工業(yè)廢水的處理也成為目前我們所面臨的主要問題。譬如生產(chǎn)水性油墨、水性涂料、水性粘合劑（如白膠）等所產(chǎn)生的廢水的處理。本設計為某樹脂公司的生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水處理。廢水的主要來源是其設備和地面清洗，主要污染物為COD、BOD和懸浮物（SS），具體水質(zhì)示于表1-1。表1-1廢水水質(zhì)表CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH180008000120006.0注：水量1200m3/d本次設計由對某樹脂公司廢水處理進行設計的實際工程出發(fā)，讓我們運用大學四年所學知識來完成，此次設計也是我們大學生活的最后答卷。大學培養(yǎng)的人才應該具有開拓精神，既有較扎實的基礎知識和專業(yè)知識，又能發(fā)揮無限的創(chuàng)造力，不斷解決實際工作中出現(xiàn)的新問題；既能運用已有的知識熟練地從事一般性的專業(yè)工作，又能對人類未知的領域大膽探索，不斷向科學的高峰攀登。而畢業(yè)設計就是一個極好的機會，因為它不僅有教師的指導與傳授，可以減少摸索中的一些失誤，少走彎路，而且直接參與和親身體驗了科學研究工作的全過程及其各環(huán)節(jié)，是一次系統(tǒng)的、全面的實踐機會。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀當前，國內(nèi)的同行業(yè)在廢水處理方面還沒有比較成熟的經(jīng)驗，總的趨勢是采用改革工藝和設備減少物料流失，清污分流減少廢水排放量。但有針對同行業(yè)廢水進行生化處理的試驗研究，通過試驗初步驗證：對于高濃度的該類有機廢水，單獨使用物化法處理是達不到排放標準的。因此，采用物化和生化相結(jié)合的處理工藝，可以達到很好的處理效果。而生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧法與好氧法相結(jié)合法、水解酸化與SBR相組合等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。雖然整體上沒有比較成熟的經(jīng)驗，但根據(jù)物化和生化各自的優(yōu)缺點并通過研究和改進，可以總結(jié)出工藝比較先進和處理效果較好的處理工藝方案。目前，逐步有更多新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究。2設計說明書2.1概述2.1.1設計題目、依據(jù)、要求及任務1設計題目設計題目為“某樹脂公司廢水處理設計”,該工程所涉及的污水主要來源是公司生產(chǎn)水性油墨、水性涂料、水性粘合劑（如白膠）時設備和地面的清洗。2設計依據(jù)(1)《中華人民共和國環(huán)境保護法》(2)《中華人民共和國水污染防治法》(3)《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）二時段一級標準(4)《室外排水設計規(guī)?！罚℅BJ14—87）(5)《建筑給水排水設計規(guī)模》（GBJ5—88）(6)某公司提供的本項目水量、水質(zhì)、用地等基礎資料(7)《某公司的建設項目環(huán)境影響報告書》(8)《環(huán)境工程專業(yè)》畢業(yè)設計任務書3設計任務(1)調(diào)查公司廢水來源和廢水組成；(2)根據(jù)廢水特點選擇合適處理工藝；(3)工藝參數(shù)的計算；包括水力停留時間，廢水處理后達到的要求；(4)各種池子大小計算；各種填料量的計算與填料說明；(5)按設計要求，畫出主要構筑物的工藝設計圖；(6)進行平面布置和高程布置。(7)寫出設計說明書。2.1.2設計水量、水質(zhì)、原則1設計水量根據(jù)某公司提供的資料，生產(chǎn)實行一班制，生產(chǎn)廢水的日平均流量為Qd=1200m/d=50m3/h=0.014m3/s，污水的總的變化系數(shù)KZ=2.7/Qd0.11=2.0,設計最大流量為:Qmax=KZ`Qd=2.0×0.014=2設計水質(zhì)（1）根據(jù)公司提供的資料和多次實驗，該工程的原廢水水質(zhì)見表2-1。表2-1廢水水質(zhì)表CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH180008000120006.0注：水量1200m3/d（2）經(jīng)本方案處理后的排放廢水符合國家及該地區(qū)的相關規(guī)定，出水各項指標均達到或優(yōu)過于《水污染物排放限值》（GB44/26—2001）二時段一級標準規(guī)定見表2-2。表2-2排放標準表項目BOD5mg/LCODCrmg/LSSmg/LpH排放標準（mg/L）2090706~93設計原則(1)本設計認真貫徹執(zhí)行國家嚴格控制污染、保護和改善環(huán)境的環(huán)境法規(guī)、政策和建設方針以確保經(jīng)處理后的廢水達標排放。(2)工藝設計先進、合理，運行可靠、穩(wěn)定，在保證排放達標的前提下，盡可能減少投資，降低運行成本。(3)工程造價合理，運行費用低。(4)操作管理、設備維護、設備檢修方便。(5)整體設計合理可靠，簡潔美觀并與廠區(qū)環(huán)境自然融為一體。2.1.3氣象及地質(zhì)資料1氣象資料該地區(qū)屬與亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充足。年平均氣溫為22.1oC，1月最冷，平均13.4oC，7月最熱，平均28.8oC，全年無霜期達350天以上；年降雨量1600～1700毫米，西部和北部丘陵山地因地形抬升作用而稍多，年平均雨日151天。雨季集中在4～9月，期間降雨量約占全年總降雨量的80％，夏季降水不均，旱澇無定，秋冬雨水明顯減少。日照時數(shù)達1800小時，作物生長期長。由于地處低緯，海洋和陸地天氣系統(tǒng)均對該地區(qū)有明顯影響，冬夏季風的交替是該地區(qū)季風氣候突出的特征：冬春多偏北風，夏季多偏南風。冬季的偏北風因極地大陸氣團向南伸展而形成的，干燥寒冷。夏季偏南風因熱帶海洋氣團向北擴張所形成的，溫暖潮濕。2地質(zhì)資料該地區(qū)地質(zhì)條件優(yōu)良，屬半丘陵地，土壤為砂質(zhì)粘土、砂礫巖和沙質(zhì)砂巖，地質(zhì)堅固，平均承重能力達40噸/平方米。2.2污水處理方案的確定2.2.1方案選擇的原則（1）技術先進、工藝合理、適用性強、有較好的耐沖擊性和可操作性。（2）處理效果穩(wěn)定，有害物去除率高，處理后的廢水可穩(wěn)定達到國家規(guī)定的排放標準。（3）運行、管理、操作方便，設備維護簡便易行。（4）運行費用（電費、藥劑費）低，降低運行成本。（5）基建投資省，占地面積小。（6）污泥量少，脫水性能好；最佳的處理方案要體現(xiàn)以下優(yōu)點：（1）保證處理效果，運行穩(wěn)定；（2）基建投資省，耗能低，運行費用低；（3）占地面積小，泥量少，管理方便。2.2.2處理方案的確定根據(jù)測量的水量、水質(zhì)和環(huán)境容量降低的結(jié)論確定污水及污泥處理應達到的標準，本節(jié)對其處理工藝流程進行方案篩選，并通過論證選擇合理的污水及污泥處理工藝流程。2.2.3生產(chǎn)廢水水質(zhì)分析本設計的生產(chǎn)廢水主要是企業(yè)在清洗反應釜和沖洗地面時產(chǎn)生。其設備洗滌分為水洗和溶劑洗。當生產(chǎn)水性油墨、水性涂料、水性粘合劑（如白膠）時，如果設備需要清洗，則用水洗，此時產(chǎn)生的廢水和地板清洗廢液即組成生產(chǎn)洗滌廢水，此類廢水產(chǎn)生量約為1200t/d。其主要污染物為不溶性樹脂、填充劑、助劑、顏料等在水中形成的懸浮物（即SS）和少量清洗地板產(chǎn)生的有機溶劑。該部分廢水pH約為6.0，CODCr約為18000mg/L，BOD5約為8000mg/L，雖然有機物含量高，但BOD5/CODCr達到0.44，可生化性尚好。經(jīng)分析，該廢水中主要是含高分子有機物的清洗廢水中所含的COD、SS等為本設計項目的特征污染物。其中白糊反應釜的清洗廢水是有機物的主要來源。其白糊產(chǎn)品的外觀呈乳白色粘稠態(tài)，不具有流動性。2.2.4污水處理路線的選擇人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高污水中微生物對水的凈化效率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍，是目前國內(nèi)外污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)活性污泥法凈化已有較豐富的實踐經(jīng)驗和技術資料，運行可靠，處理效果好，但是也存在能耗較多和費用高等特點，所以，許多國家都在為節(jié)省污水處理的能耗費用尋求新技術、新設備或?qū)鹘y(tǒng)流程改革更新，在我國也有許多正在進行實驗和已經(jīng)開始采用，改革更新的活性污泥法流程和技術，如A-B兩段曝氣法、氧化溝、A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、微孔曝氣、純氧曝氣、深井曝氣、分段曝氣等都各自具有不同的優(yōu)點。我們認為采用傳統(tǒng)活性污泥法或?qū)鹘y(tǒng)活性污泥法進行改造的人工生物凈化的技術路線是比較合適的、可行的。主要有以下特點：（1）能可靠的運行并保證水質(zhì)凈化的要求；（2）不需要占用大面積的土地；（3）理后污水即可用于灌溉、非灌溉季節(jié)排放，又不會造成污染；（4）為以后在經(jīng)濟條件可以的情況下，進行三級處理供工業(yè)回用打下基礎。2.2.5方案的比較和選擇目前，國內(nèi)處理同類廢水多采用物化＋生化的處理工藝。物化處理方法主要工藝是混凝沉淀，生化處理方法主要工藝有生物接觸氧化法、高負荷生物濾池、塔式生物濾池、普通活性污泥法等，它們的主要技術參數(shù)見表2-3。表2-3生化處理工藝主要設計參數(shù)一覽表處理工藝生物量BOD容積負荷BOD5/()水力停留時間hBOD5去除率％生物接觸氧化池10～201.5～3.01.5～3.080～90高負荷生物濾池0.7～7.01.275～90塔式生物濾池0.7～7.01.0～3.060～85普通活性污泥法1.5～3.00.4～0.94～1285～95四種工藝比較比較如下：（1）生物接觸氧化工藝（BiologicalContactOxidation）生物接觸氧化工藝（BiologicalContactOxidation）又稱“淹沒式生物濾池”、“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”，是一種于20世紀70年代初開創(chuàng)的污水處理技術，其技術實質(zhì)是在生物反應池內(nèi)填充填料，已經(jīng)充氧的污水淹沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。該工藝兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點，同時該工藝還具有自身以下特點：（a）生物接觸氧化法由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，氧化池內(nèi)單位容積的生物量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此，它可達到較高的容積負荷；（b）生物接觸氧化法由于相當一部分微生物固著生長在填料表面，不需設污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；(c)生物接觸氧化法由于生物固著量多，水流屬完全混合型，因此它對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應能力；(d)生物接觸氧化法因污泥濃度高，當有機容積負荷較高時，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量可相當于或低于活性污泥法。（2）高負荷生物濾池高負荷生物濾池是繼普通生物濾池之后為解決普通生物濾池在凈化功能和運行中存在的實際弊端而開發(fā)出來的第二代工藝。與普通生物濾池相比，其負荷能力大大提高，BOD5容積負荷一般為普通生物濾池6～8倍，水力負荷則為普通生物濾池的10倍，因此，它的池體較小，占地面積較少，衛(wèi)生條件較好，比較適合于濃度和流量變化較大的廢水處理。其具有以下特點：高負荷生物濾池克服了普通生物濾池的缺陷，例如，高負荷生物濾池的表面水力負荷與BOD容積負荷較高，運行簡單，滋生的濾池蠅較少等；（a）運行比較穩(wěn)定；（b）剩余污泥量??；（c）占地面積大；（d）工藝中需要較大的水頭跌落，一般超過3m；（e）需二次提升。（3）塔式生物濾池塔式生物濾池是一種塔式污水處理構筑物，塔內(nèi)分層布設輕質(zhì)塑料載體，污水由上往下噴淋過程中，與載體上生物膜及自下向上流動的空氣充分接觸，使污水獲得凈化。它屬于第三代生物濾池，是受到污水生物處理工程界重視和應用較廣泛的一種濾池。具有以下特點：（a）塔式生物濾池水流落差大，紊動強烈，使生物膜受到強烈的水力沖刷，從而保持良好的活性。（b）塔式生物濾池的水力負荷較高，是高負荷生物濾池的2～10倍，BOD負荷也較高，是高負荷生物濾池的2～3倍，進水BOD濃度可提高到500mg/L。（c）塔式生物濾池內(nèi)部存在著明顯的分層現(xiàn)象，在各層生長著種屬不同但又適應該層廢水性質(zhì)的生物菌群，有助于微生物的增殖、代謝，有助于有機污染物的降解、去除，所以能承受較大的有機物和有毒物質(zhì)的沖擊負荷。（d）占地面積小，經(jīng)常運行費用較低，但基建投資較大，BOD去除率較低，適用于處理城市污水和各種工業(yè)有機廢水，但只適宜于少量污水的處理。（e）由于高度大，水力負荷大，使濾池內(nèi)水流紊動強烈，廢水與空氣及生物膜的接觸非常充分。（f）由于BOD負荷高，使生物膜生長迅速，同時由于水力負荷較高，使生物膜受到強烈的水力沖刷，從而使生物膜不斷脫落，加快更新，塔內(nèi)的生物膜也能夠經(jīng)常保持較好的活性。（g）不需專設供氧設備。（h）對沖擊負荷有較強的適應能力，所以常用于高濃度工業(yè)廢水第二段生物處理的第一段，以大幅度地去除有機污染物，保證第二段處理經(jīng)常能夠取得高度穩(wěn)定的效果。但也有以下缺點：（a）塔式生物濾池用于高濃度有機廢水的預處理，在進水BOD5濃度較高時，由于生物膜生長快，容易導致濾料的堵塞。（b）由于池高，廢水的提升費用較大。（c）廢水在塔內(nèi)停留時間短，降解效率低。（d）供氧不如曝氣池充足，易產(chǎn)生厭氧。（4）普通生物濾池（BiologicalFilter）普通生物濾池（BiologicalFilter）是一種由碎石或塑料制品填料構成的生物處理構筑物。污水與填料表面上生長的微生物膜間隙接觸，使污水得到凈化。生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實踐基礎上，經(jīng)原始的間歇性砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來的人工生物處理技術。其具有以下特點：（a）生物濾池的處理效果非常好，在任何季節(jié)都能滿足各地最嚴格的環(huán)保要求。（b）不產(chǎn)生二次污染。（c）微生物能夠依靠填料中的有機質(zhì)生長，無須另外投加營養(yǎng)劑。因此停工后再使用啟動速度快，周末停機或停工1至2周后再啟動能立即達到很好的處理效果，幾小時后就能達到最佳處理效果。停止運行3至4周再啟動立即有很好的處理效果，幾天內(nèi)恢復最佳的處理效果。（d）生物濾池緩沖容量大，能自動調(diào)節(jié)濃度高峰使微生物始終正常工作，耐沖擊負荷的能力強。（e）運行采用全自動控制，非常穩(wěn)定，無須人工操作。易損部件少，維護管理非常簡單，基本可以實現(xiàn)無人管理，工人只需巡視是否有機器發(fā)生故障。（f）生物濾池的池體采用組裝式，便于運輸和安裝；在增加處理容量時只需添加組件，易于實施；也便于氣源分散條件下的分別處理。（g）此類過濾形式的生物濾池能耗非常低，在運行半年之后濾池的壓力損失也只有500Pa左右。另外，根據(jù)廢水的高濃度有機大分子和難溶性有機物的特點，考慮設計升流式厭氧污泥床對廢水進行厭氧消化，即UASB反應器。升流式厭氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBlanket)，以下簡稱（UASB）。該反應器由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項技術。具有以下優(yōu)點：（a）污泥的顆?；狗磻鲀?nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為20-40gVSS/L；（b）有機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右；（c）不僅適合于處理高、中濃度的有機工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；（d）UASB反應器集生物反應和沉淀分離于一體，結(jié)構緊湊；（e）無混合攪拌設備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動；

（f）污泥床無需設置填料，節(jié)省了費用，提高了容積利用率同時避免因填料發(fā)生堵賽問題；（g）UASB內(nèi)設三相分離器，通常不設沉淀池，在沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應區(qū)內(nèi)，通常可以不設污泥回流設備。（h）構造簡單，操作運行方便。2.2.6工藝流程的確定綜上所述，并根據(jù)油漆和白膠廢水的水質(zhì)特點和處理要求，認為采用生物接觸氧化法對油漆和白膠廢水進行處理更為合適。為了保障和更好的達到處理要求，本設計采用升流式厭氧污泥床（UASB）與生物接觸氧化法一起聯(lián)用。為了能夠使廢水達標排放，根據(jù)廢水的特點制定了：調(diào)節(jié)池→絮凝斜管沉淀池→UASB→生物接觸氧化池→輻流式沉淀池的處理工藝。該處理工藝流程示于圖2-1。加藥PAC、PAMpH監(jiān)測廢渣外運加藥PAC、PAMpH監(jiān)測廢渣外運提升泵柵渣提升泵柵渣UASB絮凝斜管沉淀池調(diào)節(jié)池格柵生產(chǎn)廢水UASB絮凝斜管沉淀池調(diào)節(jié)池格柵生產(chǎn)廢水泥餅外運污泥泵污泥脫水泥餅外運污泥泵污泥脫水污泥泵廂式壓濾機污泥濃縮池貯泥池生物接觸氧化池污泥泵廂式壓濾機污泥濃縮池貯泥池生物接觸氧化池污泥回流污泥回流泥線泥線氣線氣線水線水線輻流式二次沉淀池出水 輻流式二次沉淀池出水圖2-1工藝流程圖2.2.7工藝流程說明生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水在進入處理系統(tǒng)前先經(jīng)過格柵，以截留較大的懸浮物和漂浮物，以減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷。之后的廢水進入調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，為后續(xù)處理提供穩(wěn)定的水力負荷及有機負荷。經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后的廢水由泵提升到絮凝斜管沉淀池。通過在線監(jiān)測系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)對廢水進行pH調(diào)節(jié)和加藥處理，可以去除大部分有機大分子和懸浮物。然后進入UASB反應器，在UASB內(nèi)高濃度的有機物進行完全厭氧分解，將不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭缮锝到馕镔|(zhì)，從而去除大部分有機物，另外還可以提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理。經(jīng)UASB處理后的廢水進入到生物接觸氧化池進行生化處理，可以去除絕大部分的可溶性有機污染物，然后廢水經(jīng)過輻流式沉淀池，以去除接觸氧化池攜帶出來的少量生物污泥和水中殘留的有機物。經(jīng)過這樣的處理工藝,使得各項指標達到《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）二時段一級標準的要求。生物接觸氧化池采用的空氣擴散設備是微孔高效曝氣器，由鼓風機提供氣源，向廢水中充氧，以保證好氧微生物的生命代謝活動。系統(tǒng)中產(chǎn)生的污泥主要是混凝化學污泥和小部分的生物污泥。經(jīng)濃縮后的污泥由氣動隔膜泵吸入板框壓濾機進行脫水處理。脫水后得到的泥餅含水率小于80%，比重大于1.2g/cm3，可視同一般工業(yè)垃圾處置。板框壓濾機的濾出水回流到調(diào)節(jié)池循環(huán)處理。2.3主要構筑物說明2.3.1UASB1UASB簡介UASB（UpflowAnaerobicSludgeBlanket）系統(tǒng)的原理是在形成沉淀性能良好的污泥絮凝體的基礎上，并結(jié)合在反應器內(nèi)設置污泥沉淀系統(tǒng)，使氣相、液相和固相三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥（可以是絮狀污泥或顆粒型污泥）是UASB系統(tǒng)良好的運行的根本點。UASB反應器與其他大多數(shù)厭氧生物處理裝置不同之處就是：廢水由下向上流過反應器，污泥無需特殊攪拌設備；反應器頂部裝有三相（氣、液、固）分離器。其最大突出特點是能在反應器內(nèi)實現(xiàn)污泥顆粒化，顆粒污泥的直徑一般為0.1～2cm，相對密度為1.04～1.08，具有良好的沉淀性能和很高產(chǎn)甲烷活性。污泥顆粒化后，反應器內(nèi)污泥的平均濃度可達50gVSS/L左右，污泥齡一般在30天以上，而反應器水力停留時間比較短，所以UASB反應器具有很高的容積負荷。2UASB反應器的外形和結(jié)構材料(1)反應器的形狀與尺寸UASB反應器的斷面形狀一般為矩形或圓形。這兩種類型的反應器都已大量應用于實際中。圓形反應器的建造費用比具有相同面積的矩形反應器至少要低12%。但是圓形反應器的這一優(yōu)點，僅在采用單個池子才突出。所以采用單個和小的UASB反應器時，應建造圓形池子。而大的反應器經(jīng)常建成矩形或方形的。當建兩個或兩個以上反應器時，矩形反應器可以采用公用壁。(2)當采用鋼結(jié)構時，常采用圓形斷面，當采用鋼筋混凝土結(jié)構時，常采用矩形斷面。由于三相分離器構造要求，采用矩形斷面便于設計加工。UASB反應器容積（包括沉淀區(qū)和反應區(qū)）有3種設計方法，但是，負荷設計法是主要的。UASB反應器的最經(jīng)濟的高度（深度）為4—6m，并且在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)最優(yōu)的運行范圍。本次設計采用2座矩形UASB反應器。3UASB反應器的組成（1）進水配水系統(tǒng)該系統(tǒng)功能主要是將廢水均勻地分配到整個反應器，并具有進行水力攪拌的功能，這時候反應器高速運行的關鍵之一。它由布水管和不水管嘴組成。由于廢水是以多點股流的方式流入的，在反應器的一定范圍內(nèi)，不可避免圍繞每一布水點形成局部的縱向橫流。一般而言，一定強度的縱向環(huán)流能促進反應區(qū)污泥床層底部顆粒污泥的翻騰打旋，促進水污染與污泥粒子的充分接觸，強化反應速率；同時，也有利于底層顆粒污泥上黏附的微小氣泡脫離，防止其浮升于懸浮層，減小污泥固體的流失量。但是，這種由布水股流引起的縱向環(huán)流如果太劇烈，將會引起惡果：一方面，會破壞污泥床層的宏觀穩(wěn)定性，增大懸浮層的污泥濃度，增加污泥流失幾率，另一方面，一部分進水會迅速穿過污泥床層，直接進入懸浮層，造成嚴重的短流現(xiàn)象，惡化出水水質(zhì)。目前，在生產(chǎn)運行裝置中所采用的進水方式大致可分為間歇式（脈沖式）、連續(xù)式、連續(xù)與間歇會流向結(jié)合進水等幾種方式。從布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝狀等多種形式。反應器布水點數(shù)量設置與處理流量、進水濃度、容積負荷等因素有關。（2）反應區(qū)反應區(qū)是UASB反應器的工作主體，其中裝滿高活性厭氧生物污泥，上部為懸浮污泥層，下部為污泥床，，用于生物吸附和降解可生化的有機污染物。共分3個功能區(qū)，即底部的布水區(qū)，中部的反應區(qū)，頂部的分離出水區(qū)。反應區(qū)內(nèi)的厭氧微生物存在3種狀態(tài)：①游離的單個菌體；②聚集成微笑絮體的菌體；③聚集成較大的顆粒的菌體。高效工作的UASB反應器內(nèi)，反應區(qū)的污泥眼高程呈兩種分布狀態(tài)。下部約1/3~1/2的高度范圍內(nèi)，密集堆存著絮體污泥和顆粒污泥，污泥粒子雖呈一定的懸浮狀態(tài)，但相互之間距離很近，幾乎成搭接之勢。這個區(qū)域內(nèi)的污泥固體濃度高達40~80g（VSS）/L，或60~120g（SS）/L，通常稱成為污泥床層，是對廢水中的可生化性有機物進行生物處理（吸附和降解）的主要場所。被降解的有機物中，大約70%~90%是在這個區(qū)域內(nèi)完成的。污泥床層以上約占反應區(qū)總高度2/3~1/2的區(qū)域，懸浮著粒徑較小的絮體污泥和游離污泥，絮體之間保持著較大的距離。污泥固的濃度較小，平均約為5~25g（SS）/L或5~30g（SS）/L。這個高度范圍通常稱為污泥懸浮層，是防止污泥粒子流失的緩沖層，其進行生物處理（吸附和降解）的作用并不明顯，被降解的有機物中僅有10%~30%是在此層完成的。正常工作的UASB反應器內(nèi)，在污泥床層和污泥懸浮層之間通常存在著一個濃度突變的分界面，稱做污泥層分界面，污泥層分界面的存在及其高低和廢水種類、出水及出氣等條件有關。（3）三相分離器三相分離器的主要功能是進行固體（反應器中的污泥）、氣體（反應過程產(chǎn)生的沼氣）和液體（被處理的廢水）等三相加以分離，將沼氣引入集氣室，將固體顆粒導入反應區(qū)，將處理后廢水引入排水渠。在3種分離功能中，核心的問題是完成固液分離，將上浮的污泥固體截留下來，返回反應區(qū)，同時改善水質(zhì)。三相分離器中，氣液分離功能主要有合理配置的傾斜導流板和有斜面的導流塊完成；固液分離功能則主要由斜板以上的沉淀室完成。沉淀室的橫斷面積一般等于或小于（當集水槽占去部分過水斷面時）反應區(qū)的橫斷面積（但也有例外）。水流在沉淀室的上升流速等于或略大于在反應區(qū)內(nèi)的上升速度。氣固分離是指污泥絮體與附著在其表面上的微小氣泡的分離。污泥絮體與附著的氣泡形成了氣固聚合體，使污泥的密度減小，當密度小于1時就會自動上升，很難沉降分離。附著的氣泡總量愈多，聚合體的密度就愈小，上升速度愈快，就愈難分離。當穿過污泥層上升的大氣泡一旦碰到懸浮著的氣固聚合體時，就會將一部分附著的微小氣泡碰落下來；當碰到斜板和導流板地面時，也會碰落一些微小氣泡，從而改善了其沉降性能使聚合體沉降下來。沉淀室通常設置溢流堰以適應氣體壓力的波動，保持液面的穩(wěn)定。聚集于集氣室的生物氣（沼氣）要用導管引出，輸往貯氣柜備用。（4）出水系統(tǒng)其作用是把沉淀區(qū)處理過的水均勻的收集并派出反應器外，通常由出水槽引出。（5）氣室氣室又稱集氣罩，其作用是收集生物氣（沼氣），經(jīng)脫硫后送往用戶使用。（6）浮渣清除功能其功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣。如浮渣不多可省略。（7）排泥系統(tǒng)其功能是均勻地排除反應區(qū)的剩余污泥。（8）水封系統(tǒng)與氣體收集裝置水封系統(tǒng)的功能是控制三相分離器的集氣室中氣液兩相界面的高度，是保證集氣室出氣管在反應器運行過程中不被淹沒、運行穩(wěn)定并將沼氣即時排出反應室，以防止浮渣堵塞等問題的關鍵。氣體收集裝置應該能夠有效地收集產(chǎn)生的沼氣，同時保持正常的氣液界面。氣體管徑應該足夠大，避免氣體夾帶的固體（或泡沫）產(chǎn)生堵塞。設置一個在氣體堵塞情況下，使氣體釋放的保護裝置是重要的，它可以避免對反應器結(jié)構形成過大的壓力。在出水管堵塞的情況下，UASB反應器中三相分離器中水面會不斷降低直至從反射板溢出，從而避免對反應器結(jié)構的破壞。一般在產(chǎn)生的氣體送往貯氣柜之前，需被引導至通過水保持一定氣體壓力的水封罐中釋放，經(jīng)驗表明水封罐中冷凝水將積累。因此，在水封罐中有一個排除冷凝水的出口，以保持罐中一定水位是必需的。根據(jù)不同處理對象，UASB反應器常分為開敞式和封閉式兩大類。2.3.2生物接觸氧化池（BiologicalContactOxidation）生物接觸氧化工藝（BiologicalContactOxidation）又稱“淹沒式生物濾池”、“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”，是一種于20世紀70年代初開創(chuàng)的污水處理技術，其技術實質(zhì)是在生物反應池內(nèi)填充填料，已經(jīng)充氧的污水淹沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。該工藝兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點，同時該工藝還具有自身以下特點：(1)生物接觸氧化法由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，氧化池內(nèi)單位容積的生物量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此，它可達到較高的容積負荷；(2)生物接觸氧化法由于相當一部分微生物固著生長在填料表面，不需設污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；(3)生物接觸氧化法由于生物固著量多，水流屬完全混合型，因此它對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應能力；(4)生物接觸氧化法因污泥濃度高，當有機容積負荷較高時，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量可相當于或低于活性污泥法。2.4污水站的總體布置2.4.1平面布置污水處理廠的平面布置包括：處理構筑物的布置；辦公、化驗及其它輔助建筑物的布置以及以及各種管道、道路、綠化等的布置。1平面布置的一般原則污水處理站平面布置直接影響污水站占地面積大小、運行是否安全可靠、管理與檢修是否方便及廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生狀況等多項問題。布置的原則（l）平面布置必須按室外排水設計規(guī)范所規(guī)定的各項條款進行設計。（2）總體布置應根據(jù)廠內(nèi)各建筑物和構筑物的功能和流程要求．結(jié)合廠址地形，氣候與地質(zhì)條件等因素，并考慮便于施工、操作與運行管理，力求挖填土方平衡，并考慮擴建的可能性，留有適當?shù)臄U建余地。通過技術經(jīng)濟比較來確定。（3）生活設施與生產(chǎn)管理建筑物宜集中布置，即位置和朝向應力求合理，并與處理構筑物保持一定距離。（4）各處理構筑物布置應緊湊，節(jié)省占地，縮短連接管線，同時還應考慮到敷設管線、閘閥等附屬設備、構筑物地基的相互影響以及施工、操作運行與檢修方便，構筑物之間必須留有5～10m的間距，消化池及消化氣罐等特殊構筑物的間距應按有關規(guī)定確定。（5）污水與污泥的流向應充分利用原有地形、各個構筑物的連接管渠應簡單而便捷，避免迂回曲折，符合排水暢通、降低能耗、平衡土方要求。（6）污泥處理構筑物應盡可能集中布置并單獨組合，以利于安全并便于管理。污泥消化池應距離初次沉淀池較近，以縮短污泥管線，但消化他與其它構筑物之間的距離不得少于20m。儲氣罐、余氣燃燒裝置、消化氣管到與其它危險品倉庫的位置與設汁，應符合國家或地區(qū)的防火規(guī)范要求。（7）聯(lián)系各處理構筑物管渠布置應使各處理系統(tǒng)自成體系，以保證各處理單元能夠獨立運行，當某一處理構筑物因故停止運行時，不致影響其它構筑物的正常運行。（8）應合理地布置處理構筑物的超越管渠，以便在發(fā)生事故或檢修時，污水能超越后續(xù)構筑物或進入事故池或直接排入水體。（9）處理構筑物宜設放空管道，排出的水應回流處理。（10）各處理構筑物與輔助建筑的位置應根據(jù)安全、運行方便與節(jié)能的原則確定。如變電所宜設于耗電量大的構筑物附近。鼓風機房宜設于曝氣池附近；化驗室與辦公室應遠離污泥處理設施，并與其它處理構筑物保持適當?shù)木嚯x，位于其夏季主風向的上風向處；操作運行的值班室應盡量布置在使操作管理人員能夠便于觀察各種處理構筑設施運行情況的位置等。（11）污水廠區(qū)內(nèi)應設置聯(lián)通各構筑物和附屬建筑物的必要通路。（12）污水廠區(qū)內(nèi)的綠化面積不宜小于全廠總面積的30％。（13）城市污水處理廠周圍應設置圍墻。 2平面布置內(nèi)容平面布置內(nèi)容（1）生產(chǎn)性構筑物。包括各種污水處理構筑物、污泥處理構筑物、泵房、鼓風機房、投藥間、消毒間、變電所、中心控制室等。各處理構筑物的個數(shù)同平面布置有密切關系，在設計各處理構筑物時已作考慮。但是，在平面布置時，如發(fā)現(xiàn)不妥，應予調(diào)整。在考慮一種處理構筑物有多個池子時，要使配水均勻。為此，在平面布置時，常為每組構筑物設置配水井。此外，應在適當?shù)奈恢蒙显O置污水、污泥、氣體等的計量設備。（2）輔助建筑物、包括辦公樓、化驗室、倉庫。（3）各種管線。包括污水與污泥的管渠、空氣管等。（4）其它。包括道路、圍墻、大門、綠化設施等。2.4.2高程布置污水處理廠污水處理高程布置的主要任務是：確定各構筑物和泵房的標高，確定處理構筑物之間連接管(渠)的尺寸及其標高，通過計算確定各部位的水面標高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構筑物之間通暢的流動，保證污水處理廠的正常運行。1高程布置原則(1)選擇一條最長、水頭損失最大的流程進行水力計算，并應適當留有余地，以保證任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運行正常；(2)計算水頭損失時一般以近期最大的流程作為構筑物和管渠的設計流量；計算涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，并酌加擴建時的備用水頭；(3)在做高程布置時應注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。2高程布置污水處理廠高程布置的主要任務是確定各處理構筑物和泵房標高，確定處理構筑物之間連接管渠的尺寸及其標高，通過計算確定各部位的水面標高。(1)布置原則(a)為了使污水與污泥在各構筑物間按重力流動或減少提升次數(shù)，以減少提升設備與運行費用。必須精確計算各構筑物之間的水頭損失，避免不必要的跌水。(b)應注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需提升的污泥量，污泥脫水間、濃縮池、消化池等高程確定，應注意其污泥水能自流人其它構筑物的可能性，考慮污泥處理設施排出的污水能自流流入泵站集水池和其它污水處理構筑物。(2)計算內(nèi)容(a)污水處理高程計算內(nèi)容：1）各處理構筑物的水頭損失（包括進出水渠道的水頭損失）2）構筑物之間的連接管渠中的沿程與局部水頭損失；3）各處理構筑物的高程。(b)污泥處理高程計算內(nèi)容：1）各處理構筑物的水頭損失（包括進出泥渠道的水頭損失）2）構筑物之間的連接管渠中的沿程與局部水頭損失3）各污泥處理構筑物的高程。(3)計算方法(a)污水處理流程計算方法：1)計算水頭損失時，以最大流量（涉及遠期流量的管渠與設備，按遠期最大流量考慮）作為構筑物與管渠的設計流量。還應考慮當某座構筑物事故停止運行時，與其并聯(lián)運行的其他構筑物與有關連接管渠能通過全部的流量。水頭損失包括：污水經(jīng)各處理構筑物的內(nèi)部水頭損失；污水經(jīng)連接前后兩構筑物管渠的水頭損失，包括沿程水頭損失和局部水頭損失，局部水頭損失按沿程水頭損失的50%計。2)高程計算時，常以受納水體的最高水位作為起點，逆污水處理流程向上倒推計算，以使處理后的污水在洪水季節(jié)也能自流排出，或以格柵為起點，順污水處理流程推求各后續(xù)處理構筑物的高程，并校核是否滿足重力排放要求和埋深的要求。如果排放水體最高水位較高時，應在污水處理水排人水體前設計泵站，水體水位高時抽水排放。如果水體最高水位很低時，可在處理水排入水體前設跌水井，處理構筑物可按最適宜的埋深來確定標高。3)對于平原城市可采用上述方法，即以受納水體的最高水位作為起點，逆污水處理流程向上倒推計算，這可使污水廠水泵需要的揚程較小，運行費用也較小、但對于山地城市，如污水廠址遠高于受納水體的最高水位，則應先確定流程中最大構筑物的埋深，再依次推求各處理構筑物的標高，而使得整個處理流程埋深最小。4)在進行工藝設計時，由于處理構筑物的水頭損失主要是水流在進出水渠中的損失和跌水的水頭損失，應根據(jù)處理構筑物的構造與進出水渠的尺寸詳細計算。5)在繪制流程圖時采用的比例尺：橫向與總平面圖相同，縱向為1：50～1：100。3污水部分各處理構筑物設計與計算3.1格柵的設計與計算3.1.1格柵的作用格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在廢水渠道的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護作用，另外可減輕后續(xù)構筑物的處理負荷。本設計為細格柵。3.1.2格柵的設計計算格柵的計算草圖見圖3-1。圖3-1格柵計算草圖(1)確定柵前水深已知Qmax=0.028m3/s，設柵條的凈間隙b=8.0mm=0.008m，過柵流速v2=0.8m/s，柵前流速為v1=0.6m/s,格柵傾角α=60o,根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q=B12v1/2計算得：則所以柵前的槽寬度取0.31m。柵前水深h≈0.3m說明：由于水量小的緣故，計算數(shù)據(jù)偏小，這里為了設計的需要、施工的方便以及設備選型的準確，取柵槽寬度0.50m，柵前水深0.30m。(1)格柵間隙數(shù)（n）式中：——柵條間隙數(shù)——最大設計流量，；——柵條間隙，m；——柵前水深，m；——污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.6—1.0m/s；a——格柵安裝傾角，（°）則；則=14(2)柵槽寬度（B）式中：——柵槽寬度，m；——柵條寬度，取S=0.01m；——柵條間隙，取b=0.008m——柵條間隙數(shù)，=14個；=m取B=0.8m(3)進水渠道漸寬部分長度式中：——進水渠道漸寬部分長度，m；——進水渠道寬度，取=0.50m——漸寬部分展開角度，??；(4)出水渠道漸窄部分的長度(5)過柵水頭損失通過格柵的水頭損失可以按下式計算：式中：——設計水頭損失，m；——計算水頭損失，m；——污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.6—1.0m/s；——重力加速度，m/s2；——系數(shù)，格柵受污堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；——阻力系數(shù)，其值與柵條鍛煉形狀有關。設格柵斷面形狀為銳邊矩形，則(6)柵后槽的總高度設柵前渠道超高，柵前水深，則，取0.9m(7)柵前槽高度(8)柵槽總長度L(9)每日產(chǎn)生的柵渣量式中：——每日柵渣量，——單位體積污水柵渣量，，取=0.05——生活污水總的變化系數(shù)，=2.0<0.2，所以采用人工清渣3.2調(diào)節(jié)池的設計與計算調(diào)節(jié)池的作用就是調(diào)節(jié)進水的水量和水質(zhì)，酸性廢水池內(nèi)中和；短期排除的高溫廢水也可利用調(diào)節(jié)池以平衡3.2.1設計參數(shù)(1)調(diào)節(jié)池的有效水深為2.0~5.0m；(2)調(diào)節(jié)池停留時間4~8小時；(3)調(diào)節(jié)池保護高度0.3~0.5m。(4)設計流量Q=1200=50=0.014，取水力停留時間HRT=6h，調(diào)節(jié)池的有效水深h=3.0m，保護高度取0.5m，則調(diào)節(jié)池的高度H=3.0+0.5=3.5m。3.2.2池體設計(1)池體容積式中k——池子擴充系數(shù)，一般為10~20%，本池子采用10%；V——調(diào)節(jié)池容積，；T——調(diào)節(jié)池中污水停留時間，取6h；Q——廢水流量，。則(2)調(diào)節(jié)池面積A設調(diào)節(jié)池1座，采用方形池，池長L與池寬B相等，則，取10.5m則調(diào)節(jié)池尺寸為10.5m×10.5m×3.5m。在池底設置集水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。(3)理論上每日的污泥量式中：——設計流量，/h——進水懸浮物濃度，——出水懸浮物濃度，——污泥含水率，取值98%——污泥容重，kg/，含水率在95%以上時，可取1000kg/則(4)污泥斗尺寸取污泥斗的下口尺寸為400mm×400mm，污泥斗的上口尺寸為2m×2m，污泥斗傾角取60°，污泥斗上口面積為=2×2=4，污泥斗下口面積為=0.4×0.4=0.16，則污泥斗的高度（）為：，取1.4m污泥斗的容積>1.67式中：V——污泥斗的容積，；——污泥斗高度，m；——污泥斗的上口面積，；——污泥斗下口面積，。符合設計要求，采用機械泵吸泥。(5)進水布置進水起端中間設進水堰，堰長為池長2/3，堰寬為0.5m，高1.175m。(6)出水設置出水直接用清水泵從最低水位處將污水打進下一個構筑物中，泵的進口設置在污泥斗上口正上方。調(diào)節(jié)池向絮凝斜管沉淀池提升廢水所用提升泵選用KWQ型潛水排污泵二臺，一用一備，其性能參數(shù)見表3-1。表3-1KWQ型潛水排污泵性能表型號排出口徑mm流量m3/h揚程m轉(zhuǎn)速r/min功率kw重量kgKWQ65-25-15-2.265251529002.2653.3絮凝設備設計與計算設計參數(shù)：本設計中廊道內(nèi)流速采用3檔：v1=0.35m/s,v2=0.3m/s,v3=0.2m/s；反應時間T=20分鐘；池內(nèi)平均水深H1=1.5m；墻超高H2=0.3m，池數(shù)n=1。3.3.1絮凝池參數(shù)的確定(1)絮凝池的個數(shù)n=1；(2)絮凝時間取20min.。3.3.2設計計算(1)總?cè)莘e：則絮凝池的凈面積(2)池子寬度B，按沉淀池寬采用，則B=4.7m。則池子長度（隔板間凈距之和）(3)絮凝池長度方向用隔墻分成三段，第一段格寬度為1.2m，第二段格寬度為1.5m，末段格寬度為2m，首段采取4條，中段采取3條，末段采取2條，則廊道總數(shù)為9條，水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為8次，隔墻厚為0.15m，則絮凝池總長度為：，每段平均流速為：本設計省略了絮凝池的水頭損失計算；根據(jù)國內(nèi)同等規(guī)模水廠的絮凝池的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，直接取水頭損失h=0.3m。絮凝池平面簡圖見3-2。圖3-2絮凝池平面圖3.4斜管沉淀池的設計與計算3.4.1斜管沉淀池的設計要點（1）斜管斷面一般采用蜂窩六角形，內(nèi)徑或者邊距d一般采用25-35毫米。（2）斜管長度一般為800-1000毫米，可以根據(jù)水力計算結(jié)合斜管的材料來確定。（3）斜管的水平傾角常采用。（4）斜管上部的清水區(qū)高度不宜小于1.0米以上。（5）斜管下部的布水區(qū)高度不宜小于1.0米，為使布水均勻，在沉淀池進口處穿孔墻或格柵。（6）積泥區(qū)高度應根據(jù)沉泥量、沉泥濃縮程度和排泥方式等確定。（7）斜管沉淀池采用側(cè)面進水時，斜管傾斜以反向進水為宜。（8）斜管沉淀池的出水系統(tǒng)應使池子的出水均勻，其布置與一般澄清池相同，可采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。3.4.2設計計算1設計參數(shù)的選用（1）采用1座沉淀池；（2）顆粒沉淀速度；（3）清水區(qū)的上升流速；（4）采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管，斜管長1m，管的厚度0.4mm，邊距d=30mm，水平傾角；（5）本設計中沉淀池采用穿孔墻進水，排泥采用穿孔管，集水系統(tǒng)采用穿孔管。2沉淀池表面積A：式中：A——斜管沉淀池表面積，——最大設計流量，/hn——池數(shù)，取n=10.91——斜管的面積利用系數(shù)q——表面水力負荷，/（·h），取q=5/（·h）則沉淀池設計為方形，則方形池邊長為3斜板凈間距與塊數(shù)取斜板長度為1m，取，將代入式得：每塊斜板的水平間距χ為：為便于安裝，取χ=0.1m，則斜板塊數(shù)n為：4排泥穿孔管的設計排泥管每日沉渣量的干泥量：式中：q——每個池的設計流量0.014——沉淀池進水懸浮物含量，取11000mg/L——沉淀池出水懸浮物含量。取3000mg/L則則每日沉淀泥渣的泥漿體積：式中：r——泥漿密度，取1170kg/；——泥漿含水率，取97%；所以5沉淀池總高度：式中：——超高，取0.3；——清水區(qū)高度，取1.2；——斜管高度，;——配水區(qū)高度，1.5；——污泥斗的高度，。取污泥槽梯形橫截面上底長R=1.2m，下底長r=0.3m，斗的壁與水平面夾角為。則污泥斗的高度為，取0.8m。則沉淀池總高度為：=0.3+1.2+0.87+1.5+0.8=4.67m6排泥槽的貯泥部分的體積：式中：B——沉淀池寬，4.7mn——排泥槽個數(shù)，，取4個F——排泥槽斷面積，，槽的上下地寬，分別取1.2m，0.3m。污泥斗槽示意圖平均排泥周期：，取59min：排泥管直徑，選用直徑為150mm的排泥放空管。式中：d——排泥管直徑：B——沉淀池寬4.7m；L——沉淀池長4.7m；H——沉淀池水深4.67m；T——排泥時間周期59分鐘。沉淀池中水停留時間：，取2.0h7進口穿孔墻設計為了防止已形成的粗大的，具有良好的沉淀性能的絮凝體破碎，穿孔墻洞口流速取=0.15-0.2m/s之間，洞口面積不宜過大，本設計中采用的流速為0.15m/s。配水墻空口面積，取0.2，每個洞口尺寸定為100mm×100mm。則洞口數(shù)?？籽鄄贾脼椋嚎斩床贾贸?排，每排10個。8積水系統(tǒng)穿孔管設計沿沉淀池長度方向布置一條集水槽，所擔負的流量為0.014m3/s，每側(cè)采用7條穿孔管，將水流入集水槽，兩側(cè)穿孔管距離池壁0.25m，每根穿孔管間距為0.5m，每根穿孔管所需擔負的水量，采用直徑100mm的鑄鐵管，設孔口前水位高0.03，則每根穿孔管所需孔眼面積：(式中μ為流量系數(shù)，取0.62)?？讖讲捎?0mm，則每孔面積為。穿孔管兩側(cè)開孔，則每側(cè)孔數(shù)為個，取10個。設穿孔管坡度取0.01，并坡向集水槽。（1）集水槽寬bb=0.9取值0.230m式中K—流量波動系數(shù)，本設計選用2.0。（2）集水槽起點水深=0.75b=0.75×0.215=0.161m取值0.18m（3）集水槽終點水深=1.25b=1.25×0.215=0.269m取值0.280m（4）集水槽槽深H設槽內(nèi)水面在穿孔墻0.1m以下。0.1為水頭損失。則H=取值0.400m（5）沉淀池的水利條件復核雷諾數(shù):式中：——斷面水力半徑，m,——管內(nèi)流速，cm/s——水的運動黏度，，20oC時，則,滿足層流條件。弗羅德數(shù)斜板沉淀池的弗羅德數(shù)在～之間，可以滿足水流的穩(wěn)定性條件。3.5UASB反應器的設計與計算3.5.1UASB反應器的作用UASB即上流式厭氧污泥床，集生物反應與沉淀于一體，是一種結(jié)構緊湊，效率高的厭氧反應器。它的污泥床內(nèi)生物量多，容積負荷率高，廢水在反應器內(nèi)的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。設備簡單，運行方便，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應區(qū)內(nèi)設機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。3.5.2設計參數(shù) （1）參數(shù)選取UASB反應器的容積負荷在不同溫度下的設計容積負荷率見表3-2。表3-2不同溫度下的設計容積負荷率表溫度/OC高溫(50～55)中溫(30～35)常溫(20～25)低溫(10～15)容積負荷率/[kgCOD/(·d)](20～35)(10～20)(5～10)(2～5)本設計選擇常溫時的容積負荷率Nv=10kgCOD/(·d)污泥產(chǎn)率為：0.06kgMLSS/kgCOD，產(chǎn)氣率為：0.3/kgCOD。（2）設計水質(zhì)（見表3-3所示）表3-3UASB反應器進出水水質(zhì)指標表水質(zhì)指標CODBODSS進水水質(zhì)(mg/L)1000040003000去除率（%）808066.67出水水質(zhì)(mg/L)20008001000（3）設計水量：Q＝1200=50=0.0143.5.3設計計算1反應器容積計算UASB有效容積：式中：——反應器有效容積，Q——設計流量，/dS0——進水COD含量,gCOD/LNv——容積負荷,kgCOD/(·d)則根據(jù)經(jīng)驗，UASB最經(jīng)濟的高度一般在4～6米之間，并且大多數(shù)情況下，這也是系統(tǒng)最優(yōu)的運行范圍。取反應器的有效高度h=4.8m,則則橫截面積：A===250本設計采用2座相同的UASB反應器，則單池面積:===125采用公壁建造四邊行池比圓形池較經(jīng)濟，有關資料顯示，當長寬比在2:1左右時，基建投資最省。取長L=15m，則寬B=/L=125/15=8.33m，取B=8.5m則實際單池橫截面積為：=L×B=15×8.5=127.5實際表面水力負荷為:==<1.0故符合設計要求（2）設計反應池總高H=6.5m，其中超高0.5m（一般應用時反應池裝液量為70%-90%）單池總?cè)莘e單池有效反應容積單個反應器實際尺寸15m×8.5m×6.5m反應器數(shù)量2座總池面積反應器總?cè)莘e總有效反應容積>1200，符合設計要求UASB體積有效系數(shù)在70%-90%之間，符合要求（3）水力停留時間（HRT）及水力負荷率(Vr)<1.0，符合設計要求。2三相分離器設計與計算（1）設計說明（a）三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。（b）三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。（2）沉淀區(qū)的設計 三相分離器的沉淀區(qū)的設計同二次沉淀池的設計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應產(chǎn)生少量氣體，這對固液分離不利，故設計時應滿足以下要求：（a）沉淀區(qū)水力表面負荷<1.0m/h;（b）沉淀器斜壁角度設為50°,使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)內(nèi)。（c）進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h;（d）總沉淀水深應大于1.5m;（e）水力停留時間介于1.5～2h;如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果。三相分離器設計計算草圖如3-3。圖3-3UASB三相分離器設計計算草圖本工程設計中，與短邊平行，沿長邊每池布置6個集氣罩，構成6個分離單元，則每池設置6個三相分離器。設沉淀器（集氣罩）斜壁傾角θ＝55°，三相分離器長度l=8.5m，每個單元寬度b=L/6=15/6=2.5m。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應器的水平面積，即127.5。沉淀區(qū)的表面負荷率<1.0，符合設計要求。（3）回流縫設計設上下三角形集氣罩斜面水平夾角θ=55°，取=1.1m；如計算草圖3-3。=/tanθ式中：——下三角集氣罩底水平寬度，m;θ——下三角集氣罩斜面的水平夾角；——下三角集氣罩的垂直高度，m;則則相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離：=b-2=2.5-2×0.77=0.96m則下三角形回流縫面積為：=·l·n=0.96×8.5×6=48.96則下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速可用計算：式中：——反應器中廢水流量，/h；——下三角形集氣罩回流逢面積，；<2m/h,符合設計要求設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,則上三角形回流縫面積為：=·l·2n=0.35×8.5×2×6=35.7則上下三角形集氣罩之間回流逢中流速()可用下式計算：式中：——反應器中廢水流量，/h；——上三角形集氣罩回流逢之間面積，；<<2m/h,符合設計要求確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖3-5-1可知：BC=CD/tg35°=0.35/tg35°=0.50m（4）氣液分離設計（有三相分離器計算草圖3-5-1可知）CE=CDSin55°=0.35×Sin55°=0.29m設AB=0.4m，則=(AB·cos55°+b2/2)·tg55°=(0.4×0.5736+0.96/2)×1.4281=1.02m（5）氣液分離假定氣泡上升流速和水流流速不變，則沿AB方向水流速度：式中：l——三相分離器長度；n——每池三相分離器數(shù)量。氣泡上升速度：式中：d——氣泡直徑，cm；——液體密度，g/cm3；——沼氣密度，g/cm3；——碰撞系數(shù)，取0.95；μ——廢水的動力粘滯系數(shù)，0.02g/cm·s；V——液體的運動粘滯系數(shù)，cm2/s取d=0.01cm(氣泡)，T=20℃，,，V=0.0101cm2/s,β=0.95，μ=V=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，由斯托克斯公式可得氣體上升速度為：根據(jù)前面的計算結(jié)果有：,>,故滿足設計要求。則直徑大于0.01的氣泡均可進入氣室.即可以脫除直徑等于或大于0.01cm的氣泡。（6）三相分離器與UASB高度設計三相分離區(qū)總高度為集氣罩以上的覆蓋水深，取0.5m。DF=AF—AB—BD=1.34—0.4—0.61=0.33m則則=0.5+1.1+1.02—0.27=2.35mUASB總高H=6.5m，沉淀區(qū)高2.35m，污泥區(qū)高1.65m，懸浮區(qū)高2.0m，超高0.5m。3配水系統(tǒng)設計（1）配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進水管總管徑取150mm，流速約為0.58m/s。每個反應器設置10根DN100mm支管，每根管之間的中心距離為1.0m，配水孔徑采用12mm，孔距1.0m，每孔服務面積為1.0×1.0=1.00㎡，孔徑向下，穿孔管距離反應池底0.2m，每個反應器有60個出水孔，采用連續(xù)進水。（2）布水孔孔徑共設置布水孔60個，出水流速u選為1.7m/s，則孔徑為（3）驗證常溫下，容積負荷（Nv）為：10kgCOD/(m3·d)；產(chǎn)氣率為：0.4m3/kgCOD；需滿足空塔水流速度≤1.0m/h，空塔沼氣上升流速≤1.0m/h。則空塔水流速度＜1.0m/h符合要求?？账饬魉俣龋?.0m/h符合要求。4排泥系統(tǒng)設計與計算（1）UASB反應器中污泥總量計算一般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,則兩座UASB反應器中污泥總量：。（2）產(chǎn)泥量計算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取：0.06kgVSS/kgCOD（a）UASB反應器總產(chǎn)泥量式中：△X——UASB反應器產(chǎn)泥量，kgVSS/d；r——厭氧生物處理污泥產(chǎn)量，kgVSS/kgCOD；Co——進水COD濃度kg/m3；E——去除率，本設計中取80%。則（b）據(jù)VSS/SS=0.8，△X=576/0.8=720kgSS/d單池產(chǎn)泥△Xi=△X/2=720/2=360kgSS/d（c）污泥含水率為98%，當含水率P＞95%，取，則濕污泥產(chǎn)量單池排泥量（d）污泥齡（3）排泥系統(tǒng)設計在UASB三相分離器下0.5m和底部0.4m高處，各設置一個排泥口，共兩個排泥口。每天排泥一次。排泥管管徑為150mm。5出水系統(tǒng)設計與計算出水系統(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＃?）出水槽設計對于每個反應池，有6個單元三相分離器，出水槽共有6條，槽寬0.3m。（a）單個反應器流量（b）設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8.5m×0.2m×0.25m；出水槽數(shù)量為6座。（2）溢流堰設計（a）出水槽溢流堰共有12條（6×2），每條長8.5m，設計900三角堰，堰高50mm，堰口水面寬b=50mm。每個UASB反應器處理水量14L/s,查知溢流負荷為1-2L/（m·s），設計溢流負荷f=1.707L/（m·s），則堰上水面總長為：，三角堰數(shù)量：個，每條溢流堰三角堰數(shù)量：164/12=14個。一條溢流堰上共有14個100mm的堰口，14個100mm的間隙。（b）堰上水頭校核每個堰出流率：按900三角堰計算公式，堰上水頭：（c）出水渠設計計算反應器沿長邊設一條矩形出水渠，6條出水槽的出水流至此出水渠。設出水渠寬=0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度為V=0.3m/s。渠口附近水深以出水槽槽口為基準計算，出水渠渠深：0.25+0.117=0.37m，離出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為13.75米，考慮到排水管中心距長邊池壁50mm，出水渠突出池子長邊池壁0.45m，則出水渠長為13.75+0.45=14.2m，出水渠尺寸為14.2m×0.4m×0.37m，向渠口坡度0.001。（d）UASB排水管設計計算選用DN150鋼管排水，充滿度為0.6，管內(nèi)水流速度為6沼氣收集系統(tǒng)設計與計算(1)沼氣產(chǎn)量計算沼氣主要產(chǎn)生于厭氧階段，設計產(chǎn)氣率取0.3。（a）總產(chǎn)氣量每個UASB反應器的產(chǎn)氣量（b）集氣管每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個池子共有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㎜。（c）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㎜，充滿度為0.8，則流速為：（d）各池沼氣最大氣流量為，取DN=250mm，充滿度為0.6；流速為：(2)水封灌設計水封灌主要是用來控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時，浮渣或浮沫可能會引起出氣管的