某啤酒廠污水處理站設計

1、1 水污染控制工程課程設計 計算說明書 題目：某啤酒廠廢水處理工藝設計 專業(yè)： 環(huán)境工程 班級： 環(huán)工 0812 指導教師： 趙雪濤 袁怡 姓名： 徐寧鋆 學號： 0820103216 環(huán)境科學與工程學院 環(huán)境工程系 2012 年 1 月 2 目目 錄錄 第一章第一章 設計概述與任務設計概述與任務 1.11.1 概述概述 1.21.2 設計任務設計任務 第二章設計方案的確定和說明第二章設計方案的確定和說明 2.12.1 工藝流程工藝流程 2.22.2 處理工藝流程說明處理工藝流程說明 第第 3 3 章章 設計方案計算書設計方案計算書 3.13.1 格柵的設計與計算格柵的設計與計算 3.23.2

2、 集水池集水池 3.33.3 調節(jié)沉淀池調節(jié)沉淀池 3.43.4 uasbuasb 設計計算書設計計算書 3.53.5 接觸氧化池設計計算接觸氧化池設計計算 3.63.6 沉淀池設計計算沉淀池設計計算 3.73.7 集泥井集泥井 3.83.8 污泥濃縮池的設計計算污泥濃縮池的設計計算 3.93.9 機械脫水間的設計計算機械脫水間的設計計算 3.103.10 n.pn.p 的去除的去除 3.113.11 高程計算高程計算 參考文獻參考文獻 3 第第 1 1 章章 設計概述與任務設計概述與任務 1.11.1 概述概述 啤酒是世界通用性飲料，是酒精含量最低的飲料酒，而且營養(yǎng)豐富。它以 優(yōu)質大麥和水為

3、主要原料，啤酒花為香料，經(jīng)過麥芽制備、麥芽汁制備、發(fā)酵 等工程制成，富含豐富營養(yǎng)物質和二氧化碳。 隨著改革開放和人民生活水平的提高，我國的啤酒行業(yè)發(fā)展迅速，啤酒產(chǎn) 量在連續(xù)九年名列世界第二后，2002年以2386.83萬噸超過了美國的2200多萬噸 的產(chǎn)量，位居世界第一。但由于我國啤酒工業(yè)發(fā)展起步較晚，投資費較低，在 生產(chǎn)中對形成的廢渣、廢水的控制還不得力，因此造成廢水量較大。據(jù)有關部 門測算，2002年全國啤酒廢水排量2.7億立方米，年排放cod約為2.9萬噸；啤酒 廢水占全國廢水排放總量的1.3%，cod占全國工業(yè)廢水中cod排放總量的0.5%。 雖然啤酒生產(chǎn)的廢水屬有害而無毒性的廢水，但

4、由于每年生產(chǎn)100t啤酒，排放 廢水中bod量相當于1.4萬人的生活污水，生產(chǎn)每瓶啤酒排放的廢水中bod含量相 當于1個人每天生活排放污水中bod的量。 目前，國內外啤酒廢水處理技術有了迅速的發(fā)展，常常采用以生化為主， 生化與物化相結合的處理工藝。主要采用的生化處理有以下三種：直接使用好 氧接觸處理工藝；水解酸化，再加上后續(xù)處理工藝；采用uasb反應器進行厭氧 處理，再進行后續(xù)處理。本設計采用的是uasb反應器加上好養(yǎng)接觸氧化處理工 藝。 本次設計的目的就是通過在實習單位的學習，對某啤酒污水處理廠進 行獨立設計，并根據(jù)所確定的工藝和計算結果，繪制污水處理廠總平面布置圖， 工藝流程圖及某些主要構

5、筑物的平剖面圖等，能夠很好的完成這次畢業(yè)設計的 任務，為今后的工作奠定良好的基礎。 1.21.2 設計任務設計任務 1)根據(jù)設計原始資料提出合理的處理方案及處理工藝流程，包括各處理構筑物 型式的選擇、污泥處理及處置方法、處理后廢水的處路。 2)進行各處理構筑物的工藝設計計算，確定其基本工藝尺寸及主要構造(用單線 條畫草圖并注明主要工藝尺寸)； 3)進行廢水處理廠(站)的總體平面布置(包括各處理構筑物、輔助建筑物平面位 置的確定，主要廢水和污泥管道的布置)，并繪制平面布置圖(1#圖紙，比例尺 1：2001：500) 4)進行各處理構筑物的高程計算并繪制廢水處理廠(站)的流程圖(1#圖紙，比例 尺

6、縱向 1：501：100；橫向 1：5001：1000)； 4 5)進行廢水處理廠(站)初步的工程概算； 6)編制工藝設計計算說明書。 水量（m/d) cod(mg/l) ss(mg/l) nh4-n(mg/l) tn(mg/l) tp(mg/l) 1726 2500 300 2.1 37 10 要求達到的出水水質達到國家污水綜合排放一級標準。 1.3 設計要求設計要求 1)設計說明書中應對處理方案的比較選擇作簡要的說明，介紹所選工藝流程的 特點和主要處理構筑物設置的作用、工藝構造要求和主要設計參數(shù)的選取及其 處理效率，最終處理出水水質。 2)設計說明書中應有各個處理構筑物工藝計算的詳細步驟和

7、過程；必要時應注 明所選參數(shù)和公式的出處；應附有按比例認真繪制的單線條計算草圖，清晰的 表明構筑物的主要構造和有關工藝尺寸； 3)廢水處理廠(站)平面圖種不同類型的線條應有所區(qū)別以使圖紙層次分明，便于 識別。此外，圖中應有處理構筑物和輔助建筑物一覽表及必要的說明，管線應 標明流向； 4)流程和高程布置圖中各處理構筑物和輔助建筑物應選擇適宜的剖面，用單線 條畫出其主要構造（如必要的圍墻、進出水擋板、出水堰和出水渠等） 。畫出連 接線以及閥門、水泵和計量裝置等控制點和水面線，標明水流方向并注明各部 位的高程。注意：各類管線用粗線條畫、水面線和標高線用細線條畫；此外， 圖中應有圖例和必要的說明； 5

8、)要求方案和工藝流程的選擇較為合理，各項參數(shù)選擇恰當，基本概念清楚， 計算過程準確無誤，設計計算說明書條理分明，文字通順，敘述簡明扼要，書 寫工整清晰； 6)設計圖紙要求表達正確、布局合理、線條光滑且層次分明，圖面整潔。此外 要求圖中所有文字均必須用工程字書寫。 1.4 設計依據(jù)設計依據(jù) 污水綜合排放標準 （gb8978-1996） 5 室內排水設計規(guī)范 （gbj14-87） 室外排水設計規(guī)范 （gbj14-1996） 低壓電氣設備控制 （gb/t4720-1984） 機械設備安裝工程施工及驗收規(guī)范 （gbj23175） 環(huán)境噪聲標準 （gb5096-93） 建設項目環(huán)境保護管理條例 （國務院

9、令第253號， 1998.11.29） 建筑給水排水設計規(guī)范 （gbj15-88） 中華人民共和國水污染防治法(1996年修正) (1996年修正) 1.5 設計范圍設計范圍 生產(chǎn)廢水自流入污水處理場界區(qū)始至系統(tǒng)出水為止的各處理單元的工程內 容 1.6 設計資料設計資料 某啤酒廠位于華東某市，地處太湖之濱。該廠的生產(chǎn)規(guī)模為 7 萬噸啤酒/年， 年生產(chǎn)日期為 220 天，啤酒生產(chǎn)工藝基本采用國內外先進成熟的工藝。啤酒廢 水的主要來源是糖化車間（糖化、過濾洗滌廢水）、發(fā)酵車間（發(fā)酵罐洗滌、 過濾廢水）、灌裝車間（洗瓶，滅菌廢水及酒瓶破碎流出的啤酒）以及生產(chǎn)用 冷卻廢水等。部分車間的定期消毒和沖洗地

10、面也要排除一些廢水，廠區(qū)也排出 一定量的生活廢水。 不同車間排出的廢水水質有很大差異，麥芽在浸泡過程中，可溶出許多可 溶性物質如多糖、蔗糖、葡萄糖、果膠、礦物質鹽和外皮的蛋白朊和纖維素等， 這些可溶性物質約占麥粒重量的 0.5-1.5%，其中 2/3 為有機物，其余為無機物， 糖化、發(fā)酵和灌裝車間排出的廢水主要還有各種糖類、多種氨基酸、醇、多種 維生素、各種微量元素、酵母菌、纖維素和麥糟等。 項目ph codcr(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l) 進水水質6-925005602.13710 一級標準6-9100701520*0.5 說明：*tn:

11、20mg/l為江蘇省地方標準 建設單位提供場地基本平坦，設計范圍 70*80 米。污水自場地西北角流入， 6 流入點標高為-1.2m(0.00m 以生產(chǎn)車間室內地坪為準)。處理后污水要求由場地 東南角排出，排出點標高在-0.6m。該廠所在區(qū)域的電費為 1.2 元/kwh，人員工 資按 1200 元/人計。計算折舊時按直線折舊法，折舊年限為 20 年。蒸汽為 140 元/噸。年維修費為 1.3 萬元。 要求根據(jù)上述條件，設計一座廢水處理站，通過方案比較選出合理的水處 理工藝流程，并繪出廢水處理站工藝流程圖，總平面位置圖，工藝高程圖（可 與工藝流程圖合并）及各水處理構筑物平剖面、配管管徑、坡度、設

12、備型號及 安裝位置，并應有詳盡計算書及主要材料設備表、人員編制、技術經(jīng)濟指標等。 要求主要處理構筑物能接近施工設計要求。 2 工程設計工程設計 2.1 設計規(guī)模設計規(guī)模 啤酒產(chǎn)量：7 萬噸/年 廢水水量：2900 m3/d 2.2 設計水質設計水質 codcr = 2500 mg/l ss = 560 mg/l nh3-n=2.1mg/l tn=37mg/l tp=10mg/l ph = 6-9 2.3 排放要求排放要求 codcr = 100 mg/l ss = 70 mg/l nh3-n=15mg/l tn=20mg/l tp=0.5mg/l ph = 6-9 進出水水質情況： 進水水質

13、出水水質 去除率 codcr(mg/l)250010096% ss(mg/l)5607087.50% nh3-n(mg/l)2.115 tn(mg/l)372046% tp(mg/l)100.595% ph6-96-9 7 第二章第二章 設計方案的確定和說明設計方案的確定和說明 2.12.1 工藝流程工藝流程 方案一： uasb+接觸氧化池 進水 出水 外運 方案二： 高效內循環(huán)好氧反應器+ab法+sbr 廢水 污泥外運 方案比較： 方方案一 采用 uasb+接觸氧化池 +曝氣生物濾池 uasb 反應器是 20 世紀 70 年代厭氧技術的重大突破，uasb 反應器適用 于降解好氧反應器所不能降

14、解及難降解的有機物，既能保持大量的厭氧活性污 泥和足夠長的污泥齡，由可保持廢水和污泥之間的充分接觸。uasb 反應器的 特點，可以采用固定化（生物膜）后培養(yǎng)沉淀性能良好的顆粒污泥;可以將固體 停留時間和水力停留時間相分離，固體停留時間可以很長，而使處理的高濃度 格柵調節(jié)池 uasb接觸氧化池 沉淀池 污泥濃縮池 污泥脫水 集 水 池 沉 淀 池 ab 法 緩沖 沉淀池 高效好氧 反應器 sbr 集泥井 污泥 濃縮池 污泥脫 水車間 出水 8 有機廢水的停留時間很短。采用生物厭氧反應，可產(chǎn)生沼氣二次能源加以利用， 符合國家能源政策。在其后加生物接觸氧化池，接觸氧化池內的曝氣裝置設在 填料之下，不

15、僅供氧充足，而且對生物膜起到了攪拌作用，加速了生物膜的更 新，使生物膜活性得以提高，提高了有機物的分解能力。之后在接入曝氣生物 濾池，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，并節(jié)省了后續(xù)二次沉 淀池。該工藝有機物容積負荷、水力負荷大、水力停留時間短、出水水質高， 因而所需占地面積小、基建投資少、能耗及運行成本低。 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。升流式厭氧污泥床和接觸氧化 池、曝氣生物濾池相串聯(lián)的酒廠廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定、能 耗低、容易調試和易于每年的重新啟動等特點。只要投加占厭氧池體積 1/3 的 厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長，經(jīng)過 3 個月的調試 u

16、asb 即 可達到滿負荷運行。整個工藝對 cod 的去除率達 96.6%，對懸浮物的去除率達 97.3%98%。 方案二 采用高效內循環(huán)好氧反應器+ab 法+sbr 高效好氧內循環(huán)反應器（jlcr）為一體式結構，曝氣區(qū)、反應區(qū)、沉淀區(qū) 在同一構筑物內完成，是利用物質交換和生物降解的機理發(fā)展而成，它融入了 當今的射流曝氣技術、氣液相物相強化傳遞、紊流剪切等技術。ab法為兩段活 性污泥法，a段為吸附段，b段為生物氧化段，兩段的污泥單獨回流，互不相混， 形成兩種不同特性的微生物種群，其運行穩(wěn)定性優(yōu)于單段活性污泥法，比普通 活性污泥法具有更強的抗沖擊負荷的能力。sbr反應器 運行操作靈活，效果 穩(wěn)定。

17、sbr法在運行操作過程中，可以根據(jù)廢水水量水質的變化、出水水質的 要求來調整一個運行周期中各個工序的運行時間、反應器的混合液的容積變化 和運行狀態(tài)來滿足多功能的要求。工藝簡單，運行費用低。sbr原則上不需要 二沉池、回流污泥及設備，一般不必設調節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池。 sbr工藝簡單便于自動控制。反應推動力大，凈化速率高。能有效防止絲狀菌 膨脹。限制曝氣的sbr最不易出現(xiàn)污泥膨脹。sbr運行效果穩(wěn)定，即無完全混 合的跨越流，也無接觸氧化法中的溝流。對水質、水量變化適應性強，耐沖擊 負荷但是它與其它構筑物在運行時銜接不好控制，使運行受到很多不利因素的 限制。 9 污水處理設計方案比較 項目

18、方案一方案二 土建工程土建工程量較小土建工程量稍大 機電設備及儀表 設備和自控儀表布 置集中且少 自控儀表較多 征地費征地費小征地費稍高 投資 費用 總投資較小稍高 污泥回流不需要污泥回流需污泥回流 能源問題能夠產(chǎn)生能量不能產(chǎn)生能量 曝氣量較小，傳遞效率高較大，傳遞效率高 電耗小稍大 運行 費用 總運行成本較低較低 出水水質 ss 可達 15mg/l 以下 bod 可達 10mg/l 以 下 cod 可達 40mg/l 以 下 tkn 可達 15mg/l 以 下 ss 可達 15mg/l 以下 bod 可達 15 mg/l 以下 cod 可達 40mg/l 以下 tkn 可達 15mg/l 以

19、下 有無污泥膨脹無無 沖擊負荷的影響 可承受日常的沖擊 負荷 可承受日常的沖擊負荷 工藝 效果 溫度變化（低溫）的 影響（溫度將影響硝 化/反硝化） 濾池從底部進水， 上部可封閉，水溫 波動小，低溫運行 較穩(wěn)定 夏季與冬季出水效率相當溫度 波動對運行影響不大 自動化程度 運行操作靈活性比 較強 運行操作較為復雜 日常維護和巡視 設備布置集中，巡 視方便 日常維護管理方便 運行 管理 操作和管理人員人數(shù)正常正常 根據(jù)表，從投資費用、運行費用、工藝效果、運行管理等方面的比較，最 終選用方案一，采用 uasb+接觸氧化+曝氣生物濾池處理工藝，其工藝流程的 特點： （1）工藝成熟，穩(wěn)定可靠，操作方便。

20、 （2）運行周期靈活可變，耐沖擊負荷性能強。 （3）能實現(xiàn)同時硝化/反硝化以去除污水中 codcr，氨氮，并能實現(xiàn)過度生物 氧化，處理效率高，出水水質好。 10 （4）通過對沉淀池的表面負荷、有效水深等設計參數(shù)合理選擇，從而提高了固 液分離的效果。 （5）整套系統(tǒng)實行自動或自動控制，節(jié)省人員費用。 （6）本工程涉及結構緊湊，占地面積少，流程盡量利用位差，減少動力消耗， 節(jié)省投資及日常費用。 方案一中各污水處理構筑物對污水的處理效率祥見表1-4 各處理單元進出水水質狀況 項目 處理單元 cod/(mg/l ) bod(mg/l ) ss(mg/l) ph 值 進水250001800010000

21、4.55 出水20000153003000 固液分離 器 去除率%201570 進水20000153003000 出水20000153002400 6.87.2 調節(jié)池 去除率%20 進水20000153002400 6.8.7.2 出水30002295720 uasb 反應 器 去除率%858570 進水30002295720 出水21001491216水解酸化 池 去除率%303570 進水21001491216 出水210149151接觸氧化 池去除率%909070 進水210149151 出水122104.3745斜管沉淀 池 去除率%403070 進水122104.3745 出水37

22、20.8718曝氣生物 濾池 去除率%708060 排放標準 （gb8978- 1996） 一級排放標 準 100207069 11 2.2.12.2.1 格柵格柵 格柵是一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進水的渠 道，或進水泵站集水井的進口處，以攔截污水中較大的懸浮物及雜質， 以減輕 后續(xù)處理負荷，以保證后續(xù)處理構筑物或設備的正常工作。格柵是一種最簡單 的過濾設備，也是最常見的攔污設備，是污水處理廠中污水處理的第一道工序 一預處理的主要設備，對后道工序有著舉足輕重的作用，要給排水工程的水處 理構筑物中，其重要性日益被人們所認識。實踐證明，格柵選擇的是否合適， 直接影響整個水

23、處理實施的運行。人工格柵一般用于小型污水處理站，構造簡 單，勞動強度大。機械格柵一般用于大中型污水處理廠，這類格柵構造較復雜， 自動化程度較高。根據(jù)本污水特點，選用細格柵。 2.2.22.2.2 調節(jié)沉淀池調節(jié)沉淀池 調節(jié)池是用以調節(jié)進、出水流量的構筑物。由于該針織廢水是周期性排放 的，廢水的排放量是不均衡的，而且廢水中污染物種類及濃度也會隨生產(chǎn)工藝 的變化而發(fā)生改變。這些特點給污水處理帶來一定的難度，必須設一調節(jié)池以 均合調節(jié)污水水質水量，才不致后續(xù)處理受到較大的負荷沖擊。為了保證處理 設備的正常運行，在污水進入處理設備之前，必須預先進行調節(jié)。將不同時間 排出的污水，貯存在同一水池內，并通過

24、機械或空氣的攪拌達到出水均勻的目 的。調節(jié)池根據(jù)來水的水質和水量的變化情況，不僅具有調節(jié)水質的功能，還 有調節(jié)水量的作用，另外調節(jié)池尚具有預沉淀、預曝氣 、降溫和貯存臨時事故 排水的功能。 本設計中向調節(jié)池內投加naoh 以調節(jié)ph，用ph 計進行調節(jié)，池內設置一 攪拌機以使水質混合均勻，另配備液位計、潛水泵、轉子流量計等附屬設備 2.2.32.2.3 上流式厭氧污泥床反應器（上流式厭氧污泥床反應器（uasbuasb） 廢水從反應器底部流入由顆粒污泥組成的污泥床；廢水流經(jīng)污泥床層與污 泥中的微生物接觸，發(fā)生酸化和產(chǎn)甲烷反應；產(chǎn)生的氣體一部分附著在污泥顆 粒上，自由氣體和附著在顆粒污泥上的氣體連

25、同污泥和水一起上升至三相分離 區(qū)。沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板四周，穿過水層進入氣室。 固液混合液經(jīng)過反射板進入沉淀區(qū)，廢水中的污泥在重力作用下沉降，發(fā)生固 液分離。分離后的水由出水渠排出。沉淀下來的厭氧污泥靠重力自動返回到反 應區(qū)，集氣室收集的沼氣由沼氣管排出反應器，uasb 反應器內部設攪拌裝置， 上升的水流和產(chǎn)生的沼氣可滿足攪拌要求，反應器內不需填裝填料，構造簡單， 易于操作運行，便于維護管理。 uasb 有以下優(yōu)點： 沉降性能良好，不設沉淀池，無需污泥回流 不填載體，構造簡單節(jié)省造價 12 由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設攪拌設備 污泥濃度和有機負荷高，停

26、留時間短 2.2.42.2.4 接觸氧化池接觸氧化池 廢水經(jīng)水解酸化后其可生化性得到了進一步提高，然后由進入接觸氧化池 進行生物接觸氧化處理，在接觸氧化池利用好氧微生物將廢水中的有機物進行 較為徹底的去除，最終分解成co2、h2o 及少量的硝酸鹽。生物接觸氧化法是一 種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝。接觸氧化池內設有填料， 部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水 中。因此它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點。由于其中填料及其生物膜 均淹沒于水中，它又被稱為淹沒式生物濾池。生物膜生長至一定厚度后，近填 料壁的微生物將由于缺氧而進行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝

27、氣形成的沖刷作用 會造成生物膜的脫落，并促進新生膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，從而降 低廢水中的cod、bod 含量，脫落的生物膜將隨出水流出池外。 因廢水的有機物濃度較高，本設計采用的生物接觸氧化池為直流鼓風曝氣 接觸氧化池，并選用軟性纖維填料。接觸氧化池與水解酸化池選用同種規(guī)格的 填料便于安裝和管理。 2.2.52.2.5 沉淀池沉淀池 廢水經(jīng)生化處理后，其有機污染物濃度有了很大程度的降低。廢水進入沉 淀池停留數(shù)小時，將不溶于水的大顆粒絮凝物在重力作用下從水中沉淀下來形 成污泥。沉淀池采用豎流式。廢水由中心管上部進入，從管下溢出，經(jīng)反射板 的阻攔向四周分布，然后再由下而上在池內垂直上升，

28、上升流速不變。澄清水 由池周邊集水堰溢出。污泥貯存在污泥斗內，由排泥管通過靜壓排泥的方式排 出。 沉淀池中配有六角蜂窩填料，不僅可以最大程度地提高沉淀負荷與效率， 而且還可以保持沉淀池中上部分水的穩(wěn)定性，有效防止污泥上浮。廢水經(jīng)沉淀 后溢流出來后進入過渡池收集。在uasb、接觸氧化池和沉淀池中均有微生物作 用，可大大降低污水中有機物、色度、硫化物等污染物的含量，為后處理提供 便利。 2.2.62.2.6 污泥處理系統(tǒng)污泥處理系統(tǒng) 污泥濃縮脫水的主要對象是間隙水，它占污泥含水量的65%-85%，因此濃縮 減少污泥體積最經(jīng)濟有效的方法。污泥含水率從99%降至96%，污泥體積可減少 75%，這就為后

29、續(xù)處理創(chuàng)造了良好的條件，節(jié)省設備投資，降低處理成本?？梢?這樣說，不管污泥采用何種方式處理處置，污泥濃縮是必不可少的。 由于在氣浮過程中產(chǎn)生的浮渣和沉淀過程中產(chǎn)生的污泥，同時生化處理過程中 微生物死亡脫落及廢水中的懸浮物沉淀等在池底形成污泥。這些污泥含水率比 較 高，很容易造成二次污染，所以必須加以有效處理。處理時首先將污泥排入污 泥池，然后利用污泥泵將污泥打入壓濾機進行壓濾，經(jīng)壓濾后形成含水率低于 70%的泥餅，這些泥餅要裝袋后集中處理，避免產(chǎn)生二次污染，濾液回流進入廢 水調節(jié)池重新進行處理。 13 2.2.72.2.7 污水廠平面高程布置污水廠平面高程布置 2.2.7.12.2.7.1 平

30、面布置平面布置 廢水處理廠的構筑物包括生產(chǎn)性處理構筑廢水、輔助建筑物和連接各構筑 物的管渠。對廢水處理廠平面布置規(guī)劃時，應考慮的原則有以下幾條。 1)布置盡可能緊湊，以減小處理廠的占地面積和連接管線的長度。 2)生產(chǎn)性處理構筑物作為處理廠的主要建筑物，在作平面布置時，必須考慮各 構筑物的功能要求和水力要求，結合地形、地質條件，合理布局，減少投資、 運行管理方便。 3)對于輔助建筑物，應根據(jù)安全方便等原則布置。如泵房、鼓風機房等應盡量 靠近處理構筑物，變電所應盡量靠近最大用電戶，以節(jié)省動力管道；辦公室、 化驗室等與處理構筑物保持一定的距離，并處于它們的上風向，以保證良好的 工作條件；貯氣罐、貯油

31、罐等易燃易爆建筑的布置應符合防爆防火規(guī)程；廢水 處理廠內的管路應方便運輸。 4)廢水管渠的布置應盡量短，避免交叉。此外還必須設置事故排放水渠和超越 管，以便發(fā)生事故或檢修時，廢水能超越該處理構筑物。 5)廠區(qū)內給水管、空氣管、蒸汽管及輸配電線路的布置，應避免相互干擾，既 要便于施工和維護管理，又要占地緊湊。當很難敷設在地上時，也可敷設在地 下或架空敷設。 6)要考慮擴建的可能，留有適當?shù)臄U建余地，并考慮施工方便。應當指出，在 工藝設計計算時，就應考慮平面布置，相應地，在平面布置時，如發(fā)現(xiàn)不妥， 也可根據(jù)情況重新調整工藝設計?？傊瑥U水處理廠的平面設計，除應滿足工 藝設計上的要求外，還必須符合施

32、工、運行上的要求。 2.2.7.22.2.7.2 高程布置高程布置 高程布置的目的是為了合理地處理各構筑物在高程上的相互關系。具體地 說，就是通過水頭損失的計算，確定各處理構筑物的標高，以及連接構筑物間 的管渠尺寸和標高，從而使廢水能夠按處理流程在各構筑物間順利流動。 1)高程布置的主要原則有兩條 a.盡量利用地形特點使各構筑物接近地面高程布置，以減少施工量，節(jié)約基建 費用。 b.廢水和污泥盡量利用重力自流，以節(jié)省運行動力費用。 2)確定水土流失數(shù)量 為了達到到重力自流的目的，必須精確計算廢水流動中的水頭損失。水頭 損失包括： a.流經(jīng)處理構筑物的水頭損失，包括進出水管渠的水頭損失。 b.流經(jīng)

33、管渠的水頭損失，包括沿程和局部水頭損失，按所選類型計算。 3)高程布置時應考慮的因素 a.初步確定各構筑物的相對高差，只要選某一構筑物的絕對高程，其他構筑物 的絕對高程也可確定。 b.進行水力計算時，要選擇一條距離最長、水頭損失最大的流程，掃遠期最大 流量計算。同時還應留有余地，以保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障或處于不良工況時，仍能 正常運行。 14 c.當廢水及污泥不能同時保證重力自流時，因污泥量較少，可采用泵提升污泥。 d.高程布置應保證出水能排入受納水體。廢水處理廠一般以廢水水體的最高水 位作為起點，逆廢水流程向上倒推計算，以使處理后廢水在洪水季節(jié)也能自流 排出，如設立泵站，則可使泵站揚程最小。 e.

34、結合實際情況來考慮高程布置。如地下水較高，則應適當提高構筑物的設置 高度，以減少水下施工的工程量，降低工程造價。 第三章第三章 設計方案計算書設計方案計算書 3.13.1 格柵的設計與計算格柵的設計與計算 3.1.13.1.1格柵的作用格柵的作用 格柵安裝在廢水渠道、集水井的進口處，用于截流較大的懸浮物或漂浮物, 主要對水泵起保護做用。另外,可以減輕后續(xù)構筑物的處理負荷。 3.1.23.1.2 參數(shù)選取參數(shù)選取 格柵過柵流速一般采用0.61.0m/s 1 格柵前渠道內的水流速度，一般采用0.40.9m/s 2 格柵傾角，一般采用4560o，人工清渣的格柵傾角小時較省力，但占地多 3 通過格柵的

35、水頭損失，一般采用0.080.15m 4 格柵間工作臺兩側過道寬度不應小于0.7m 5 機械清渣不小于0.2m 6 本次設計選取細格柵；柵條間隙 b=10mm；柵前水深 h=0.5m；過柵流速 v=0.6m/s，柵條寬度 s=0.01m；安裝傾角 a=60o 設計流量 qmax=2900m3/d=120m3/h=0.0336m/s 3.1.33.1.3 設計計算設計計算 15 b b b l 500 h /tg 1000 l =1/2l12 1 60 h h hh h h h 進 柵條工作平臺 水 2 1 11 1 1 1 2 圖圖3 31 1 格柵計算草圖格柵計算草圖 1柵條間隙數(shù)（n） n

36、=9.99，取n=10條 bhv aqsinmax 6 . 001 . 0 5 . 0 60sin0336 . 0 2柵槽有效寬度（b） 設計柵條寬度 s=0.01m，則柵槽寬度為 b=s（n-1）+bn=0.01(10-1)+0.0110=0.19m 3進水渠道漸寬部分長度 設進水渠道內的流速為 0.7m/s 進水渠道寬取 b1=0.5m 漸寬部分展開角 30 l1=0.40m， tg bb 2 1 30tg2 5 . 091 . 0 4柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 l2=l1/2=0.20m 5過柵水頭損失 h2 阻力系數(shù)與柵條的斷面幾何形狀有關，當迎水面為半圓形的矩形時，形狀 系數(shù)

37、 取1.83， 16 = 4/3=1.83( )4/3=1.83 b s 01 . 0 01 . 0 =3 1.83=0.08msin 2 h 2 2 g v k60sin 81 . 9 2 6 . 0 2 式中：k系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用 k=3.通過格柵的水頭損失一般為 0.080.15m，為避免格柵前涌水，故 將柵后槽下降 h2 作為補償。 6柵槽總高度(h) 一般情況下，柵前槽總高度為柵前水深h、格柵前渠道超高h1(一般取0.3m)之和， 柵后槽總高度為h、h1 和格柵的水頭損失h2 之和，即： 取柵前渠道超高h1=0.3m，柵前槽高0.5+0.3=0.8m

38、1 hhh前 =h+h1+h2=0.5+0.3+0.1=0.9m 后 h 7柵槽總長度（l） l=l1+l2+1.0+0.5+ tg h前 =0.4+0.2+1.0+0.5+=2.68m 60tg 8 . 0 8每日柵渣量： 取每單位體積污水攔截污物 w1 為 0.07m3/103m3，污水流量總變 化系數(shù) 為 1.5 2 k w=0.78m/d 1000 86400 2 1max k wq 10005 . 1 8640008 . 0 17 . 0 w1-單位體積污水柵渣量 m3/(103m3污水）0.010.1 取 0.06m3/(103m3） -污水流量總變化系數(shù)。=1.5 2 k 2 k

39、 采用人工清渣。 3.23.2 集水池集水池 17 3.2.13.2.1 設計說明設計說明 格柵、集水池與泵房一體化建設 1) 泵房長 9 米，寬 5 米，高 4.5 米 2) 集水井長 3m，寬 3m，深 3m，最低水位-3.0m。水面超高 0.5m 集水池總容積 27 m,有效容積 18 m 3) 采用 qw 型潛污泵三臺，兩用一備 設備名稱：qw(wq)型潛水式排污泵 型號：100qw120-10-5.5 排出口直徑：100mm 額定流量：120m/h 額定揚程：10m 轉速：1440r/min 電機功率：5.5kw 效率：77.2% 水泵電器控制器：qzd-5.5 自動耦合器配 wq：

40、100 3.33.3 調節(jié)沉淀池調節(jié)沉淀池 調節(jié)池的設計主要是選擇池型和確定其有效容積， 然后計算其各部尺寸和攪拌設備。調節(jié)池有效容積的確 定分停留時間法和累積曲線法兩種，停留時間法是目前國內應用最普遍的方法， 關鍵在于確定合適的停留時間。對于針織印染廢水，停留時間一般為68h，在 缺乏水質資料時，可憑經(jīng)驗選取。本設計中，擬選用矩形水質調節(jié)池，兼具調 節(jié)水量和水質的作用。廢水呈酸性，為保證后續(xù)處理工藝的ph值，在調節(jié)池內 18 投加堿性物質提高ph?？紤]到避免調節(jié)池中發(fā)生沉淀，需輔以攪拌混合，擬采 用機械攪拌方式。 3.2.13.2.1 設計參數(shù)設計參數(shù) 設計流量 q =2900m3/d =

41、120 m3/h =0.0336m3/s ；調節(jié)池停留時間 t=6.0h 。 3.2.23.2.2 設計計算設計計算 （1）調節(jié)池有效容積 v = qt =（2900 m3/d /24h）6h725m3 (2)調節(jié)池面積 取池子總高度 h=4.5m,超高 0.5m，有效水深 4m。 池面積為 a=v/h=725/5=145m 取池長 l=15m,池寬 b=a/l=145/15=10m （3）小結 調節(jié)池尺寸為：15105，一座。其配套設備選擇如下： a.攪拌機 數(shù)量：1 臺；型號：jbg 型立式環(huán)流攪拌機：配用電機功率： 2.2kw， 單機服務范圍最大面積100m2，最大寬度10m，最大深度2

42、6m(可調)：機體最大 插 入水深：14.5m，重量390kg； b.ph 計 數(shù)量：1 套，測定范圍：1-14，電源：190-260vac， 50/60hz 規(guī)格：p53，電極：ph 電極； c.液位計 數(shù)量：1 套；電源：220vac； d.轉子流量計 數(shù)量：1 組。 e.潛水泵 數(shù)量：2 臺；規(guī)格：isw80-100；流量/揚程：65m3/h，10m；功率： 3kw；電源：三相 380vac。 3.43.4 uasbuasb設計計算設計計算 3.4.13.4.1 組成部分組成部分 uasb 反應器主要由下列幾部分組成： 1、進水分配系統(tǒng) 配水系統(tǒng)設在反應器的底部，器功能主要是把廢水均勻的

43、分配到整個反應器， 使有機物能在反應區(qū)內均勻分布，有利于廢水與微生物的充分接觸，使反應器 內的微生物能夠充分獲得營養(yǎng)，這樣有利于提高反應器容積的利用率。同時， 進水分配系統(tǒng)還具有攪拌功能。 反應區(qū) 反應區(qū)是整個反應器的核心部分，包括污泥床和污泥懸浮層區(qū)。反應區(qū)是培 養(yǎng)和富集厭氧微生物的區(qū)域，廢水再這里與厭氧微生物充分接觸，產(chǎn)生強烈的 生化反應，使有機物被厭氧菌分解，污泥床位于整個uasb反應器的底部，污泥 床具有很高的污泥生物量，其濃度(mlss)一般位于40000-80000mg/l,甚至可達 15000mg/l。 19 2、三相分離器 三相分離器的功能是把氣體、固體和液體分開，由沉淀區(qū)、集

44、氣室和氣封組 成。氣體先被分離后進入集氣室，然后固液混合液在沉淀區(qū)進行分離，下沉的 固體靠重力由回流縫返回反應區(qū)。三相分離器的分離效果直接影響著反應器的 處理效果。 3、出水系統(tǒng) 出水系統(tǒng)的作用是將澄清后的廢水均勻的收集起來，排出反應器。出水是否 均勻對處理效果有很大的影響。 4、排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng) 排泥系統(tǒng)的作用上的定期均勻地排放反應區(qū)的聲譽厭氧污泥。 根據(jù)不同的廢水性質，反應器的構造有所不同，主要可分為開放式和封閉式 兩種。 開放式的特點是反應器的頂部不密封，不收集沉淀區(qū)液面釋放的沼氣。這種 反應器主要是用于處理中低濃度的有機廢水，中低濃度的廢水經(jīng)反應區(qū)處理后， 出水中的有機物濃度已較

45、低，所以在沉淀區(qū)產(chǎn)生的沼氣量較少，一般不需要回 收。這種形式的反應器構造比較簡單，易于施工安裝和維修。 封閉式的特點是反應器的頂部是密封的，三相分離器的構造與開放是不同的， 不需要專門的集氣室，而是在液面與池面之間形成一個大的集氣室，可以同時 收集反應區(qū)和沉淀區(qū)的沼氣。這種形式的反應器適用于處理高濃度有機廢水或 含硫酸鹽較高的有機廢水。因為處理高濃度有機廢水時，在沉淀區(qū)仍有較多的 沼氣逸出，必須進行回收。 uasb反應器的水平截面一般采用圓形或矩形，反應器的材料常用鋼結構或鋼 筋混凝土結構，通常當采用鋼結構時，為圓柱形池子；當采用鋼筋混凝土結構 時，為矩形池子。由于三相分離器的構造要求，采用矩

46、形池子便于設計、施工 和安裝。 uasb反應器通常采用地面式，處理廢水時一般不加溫，充分利用廢水本身的 水溫可在常溫下進行，降低運行費用，但反應器一般都要求采取保溫措施。在 寒冷地區(qū)就要進行加熱，同時必須保溫。 3.4.23.4.2 設計計算設計計算 3.4.2.13.4.2.1 反應器所需容積及主要尺寸的確定反應器所需容積及主要尺寸的確定 1、uasb反應器的有效容積 表 3-1 uasb 反應器進出水水質指標 水質指標 cod（l） ss（l） 進水水質 2500 560 設計去除率 96% 87.5 設計出水水質 100 70 設計流量q = 2900m3/d =120m3/h =0.0

47、336m3/s ； 進水cod=2500mg/l 去除率為96% ； 容積負荷（nv）為：5kgcod/(m3d)； 污泥產(chǎn)率為：0.1kgmlss/kgcod ； 產(chǎn)氣率為：0.5m3/kgcod 。 對于中等濃度和高濃度有機廢水，一般情況下，有機容積負荷率是限制因 20 素，反應器的容積與廢水量、廢水濃度和允許的有機物容積負荷去除率有關。 設計容積負荷為nv=5kgcod/(m3d),codq去除率為96%，則uasb反應器有效容積 為： v有效 = =1392m v e0 n )c-(cq 5 1 . 05 . 22900）（ 式中： v有效 - 反應器有效容積，m3 q - 設計流量，

48、m3/d c0 - 進水有機物濃量,kgcod/m3 - 出水有機物濃量,kgcod/m3 e c nv - 容積負荷,kgcod/(m3d) 2. uasb反應器的形狀和尺寸 工程設計反應器2座，橫截面為矩形 應器有效高度為6m，則 橫截面積 s=232m2 h v s 有效 6 1392 單池面積 =116m2 1 s 2 s 單池從布水均勻性和經(jīng)濟性考慮，矩形池長寬比在2：1以下較為合適 設池長l=15m，則寬b=8m 。 設計反應池總高h=6.5m，其中超高0.5 m （一般應用時反應池裝液量為 70%-90%） 單池總容積 =780m3 shv 5 . 6120 單池有效反應容積 =

49、720m3 shv有效 6120 單個反應器實際尺寸 15m8m6.5 m 反應器數(shù)量 2座 總池面積 =240m2 1 2ss 1202 反應器總容積 =1560m3 vv2 總7802 總有效反應容積 =1440m， 符合有機負荷求 有效 ， 有效 vv2 7202 uasb體積有效系數(shù) =89% 在70%-90%之間，符合要求 1560 1392 3.4.2.23.4.2.2 三相分離器的設計三相分離器的設計 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設計主要包 21 括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。 沉淀區(qū)設計 本設計中，與短邊平行，沿長邊布置7個集氣罩，構成6個分離單

50、元，則設6 個三相分離器。 氣液分離設計 三相分離器與uasb高度設計 三相分離器總高 h=+=0.5+1+0.989+0.476=2.965m 2 h 3 h 4 h 5 h uasb反應器總高h=6.5m，超高h1=0.5m 本設計，分離出流區(qū)高2.5m，反應器高度4.5m，其中污泥床高2.0m，懸浮 層區(qū)高1.5m。 3.4.2.43.4.2.4排泥系統(tǒng)的設計排泥系統(tǒng)的設計 由于厭氧消化過程中微生物的不斷生長或進水不可降解懸浮固體的積累， 必須在污泥床區(qū)定期排出聲譽污泥，所以uasb反應器的設計應包括聲譽污泥排 除設施。 uasb反應器中污泥總量的計算 高效工作的uasb反應器內，反應區(qū)

51、的污泥沿高程呈兩種分布狀態(tài)，下部約 1/3-1/2的高度范圍內，密集堆積著絮狀污泥和顆粒污泥。污泥粒子雖呈一定 的懸浮狀態(tài)，但相互之間距離很近，幾乎呈塔接之勢。這個區(qū)域內的污泥固體 濃度高達40-80gvss/l,通常稱為污泥床層。污泥床層以上約占反應區(qū)總高度的 1/3-1/2的區(qū)域范圍內，懸浮著顆粒較小的絮狀污泥和游離污泥，絮體之間保 持著較大的距離。污泥固體的濃度較小，平均約為5=25gvss/l或5-30gss/l, 這個高度范圍通常稱為污泥懸浮區(qū)。 本設計反應器最高液面為6m，其中沉淀區(qū)高2.5m，污泥濃度1=0.5gss/l； 懸浮層區(qū)高1.5m，污泥濃度=2.0gss/l；污泥床高

52、2.0m，污泥濃度 2 3=15.0gss/l。則反應器內污泥總量 m=sh11+ sh22+ sh33=120（2.50.5+2.02.0+215.0） =4230（kgss） bod污泥負荷 污泥負荷表示反應器內單位質量的活性污泥在單位時間內承受的有機質質量。 =0.24(kgbod5)/(kgssd) m qs m f bod5 4230 2900)015 . 0 25 . 0 ( 產(chǎn)泥量計算 剩余污泥量的確定與每天去除的有機物量有關，當沒有相關的動力學常數(shù) 時，可根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定。一般情況下，可按每去除1kgcod產(chǎn)生0.05- 0.10kgvss計算。本工程取x=0.06kgvss/

53、kgcod,則產(chǎn)泥量為： x=xqsr=0.0629002.50.96=417.6（kgvss/d） 根據(jù)資料，啤酒廠廢水vss/ss=0.91，由于規(guī)模大，被處理的廢水含無機雜質多， 故取0.8。則 22 x=417.60.8=522（kgss/d） 污泥含水率p為98%，因含水率95%，取s=1000kg/ m3，則 污泥產(chǎn)量為 qs=26.1(m3/d). p)-(1 s x 98%)-(11000 522 排泥系統(tǒng)設計 一般認為，排出剩余污泥的位置在反應器的一半高度處，但大都推薦把排 泥設備安裝在靠近反應器底部，也有人在三相分離器下0.5處設計排泥管，以排 除污泥床上面部分的剩余絮狀污

54、泥，而不會把顆粒污泥排走。對uasb反應器排 泥系統(tǒng)，必須同時考慮在上中下不同位置設排泥設備，應根據(jù)生產(chǎn)運行中的具 體情況考慮實際的排泥要求，來確定排泥位置。由于反應器的占地面積較大， 所以必須進行均布多點排泥，建議每10m2設一個排泥點。專設排泥管直徑不應 小于200mm,一方堵塞。 本設計在三相分離器下0.5m處設置4個排泥口，排空時由污泥泵從排泥管強 排，進水管也可兼作排泥管。 uasb反應器沒3個月排泥一次，污泥排入集泥池，在由污泥泵送入污泥濃縮 池。排泥管選dn150的鋼管，排泥總管用dn200的鋼管。 3.53.5 接觸氧化池設計計算接觸氧化池設計計算 生物接觸氧化池工藝設計的主要

55、內容是計算填料的有效容積和池體的尺寸， 計算空氣量和空氣管道系統(tǒng)等。目前一般是在用有機負荷計算填料容積的基礎 上，按照構造要求確定池子的具體尺寸、池數(shù)以及池的分級。對于工業(yè)廢水， 最好通過實驗確定有機負荷，也可審慎地采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)。生物接觸氧化池的容 積一般按bod5( v n =10001800gbod5/ 3 m d)的容積負荷或接觸氧化的時間計 算(按有效容積計48h)，并且相互核對以確定填料容積。 生物接觸氧化法的供氣量，要同時滿足微生物降解污染物的需氧量和氧化池的 混合攪拌強度。滿足微生物需氧所需的空氣量，為保持氧化池內一定的攪拌強 度，滿足營養(yǎng)物質、溶解氧和生物膜之間的充分接觸，以及

56、老化生物膜的沖刷 脫落，氣水比宜大于10，一般取1020。進水bod5 濃度過高時，應考慮設出水 回流系統(tǒng)；填料層高度一般采用3.0 m；每單元接觸氧化池面積不宜大于25m2， 以保證布水、布氣均勻. 3.5.13.5.1 設計參數(shù)設計參數(shù) 設計水量：q=120m/h；進水bod5la=250mg/l， ；出水bod5lt=15mg/l；容積 負荷 =6000gbod5/ 3 m d；氣水比d0=15:1；填料層高度h0=3m； v n 3.4.23.4.2 設計計算設計計算 1、接觸氧化池的有效容積 v，即填料體積為： =114m v ta n )l-(lq v 6000 152502900

57、）（ 23 池總面積為： =38 0 h v a 3 114 池子分為兩格，每格面積為： =a/2=19 a 取每格的寬為4m，則每格長為4.75m 池深為： =3+0.5+0.5+1.0=5.0m 3210 hhhhh 式中，為超高0.5m，為填料層上水深0.5m,為填料至池底高度1.0m，則 1 h 2 h 3 h 接觸氧化池的實際尺寸為：m ，一座。 545 . 9 2、所需空氣量 =15 120=1800m/h=30m/min qdq 0 氣 3、空氣管道布置: 單池空氣量 a、空氣管直徑取400mm，管內流速為 1 d 1 v =12.44m/s 滿足規(guī)范要求。 2 1 4 r q

58、v 氣 2 2 . 014 . 3 3600 56254 b、曝氣系統(tǒng)采用球型微孔擴散器布氣 本設計采用bzo.w-192球冠型可張微孔擴散器布氣，其規(guī)格如下 曝氣器尺寸：d192180mm ,215mm,260mm ；氧利用率：2431%； 曝氣器 阻力損失：小于、等于3200pa；適用工作空氣量：0.83m3/h.個 充氧能力： 0.1690.244kgo2/m3.h；服務面積：0.350.6m2/個 充氧動力效率： 6.56.8kgo2/kw .h 。 布置、安裝和調試 球冠形曝氣器設備可成套供應，附件包括布氣道、管件、水平調節(jié)器、清 除裝置、連接件等。 c、鼓風機選型 空氣總量為93.

59、8m3/min； 水下4m 處的壓強為：p1=gh=10009.84=40.2kpa 則阻力損失為水壓與曝氣器阻力之和：p=p1+p2=40.2+3.2=43.4kpa 本設計采用sd60型羅茨鼓風機，2臺。 型號：sd 60 48-120/11000 性能參數(shù) 風量：120m/min;靜壓力：1100mm水柱 配套電機jsq1410-6 功率為380w. 3.63.6 沉淀池設計計算沉淀池設計計算 24 豎流式沉淀池多為圓形，亦有呈方形或多角形，本設計為正方形，1 座。 為使池內配水均勻，池徑不宜過大，一般采用47m，不大于10m。池徑(或正方 形的一邊)與有效水深之比一般不大于3。污水從設

60、在池中央的中心管進入，從 中心管的下端經(jīng)過反射板后均勻緩慢地分布在池的橫截面上，由于出水口設置 在池面或池壁四周，故水流向基本由下向上。污水在中心管內的流速對懸浮顆 粒的去除有一定的影響，其流速不應大于30mm/s，中心管下口應設有喇叭口和 反射板，底板面距泥面不宜小于0.3m，水從中心管喇叭口與反射板間流出的縫 隙出流速度一般不大于40mm/s。生物膜法后，沉淀時間為1.5-4.0h，表面負荷 為1.0 1.5m3 /(m2 h)。污泥貯積在底部的污泥斗中，污泥含水率為96%- 98%，固體負荷2 150kg /(m d)，堰口負荷1.7l /(sm)。 3.6.13.6.1 設計參數(shù)設計參