550噸每天生產廢水處理工程初步設計說明

1、 . 1 設計概述與任務1.1 概述隨著世界經濟建設的不斷發(fā)展，環(huán)境污染問題日益加劇，我們賴以生存的自然環(huán)境遭到嚴重破壞，已成為二十一世紀制約經濟發(fā)展的重要因素，也嚴重威脅到了人類自身的生存環(huán)境。水污染是我國面臨的主要環(huán)境問題之一。隨著我國成功加入WTO，我國的工農業(yè)生產將得到迅猛發(fā)展，工農業(yè)廢水的排放量也將日益增加。廢水中所含的COD、BOD、SS、色度以與各種金屬有毒有害物質從水體中排出，直接污染地表水，對生態(tài)環(huán)境構成極大的危害，同時也危害到我們人類自身，因此工農業(yè)生產廢水必須經治理后達標排放。為了保護我們日益嚴峻的生存環(huán)境，環(huán)境保護作為我國的一項基本國策，國家不斷加大環(huán)境保護的力度，制定

2、嚴格的法律、規(guī)章、制度來防止環(huán)境的進一步惡化。各級環(huán)保部門和當?shù)卣图缲撈瓠h(huán)境保護的重任。水產品加工行業(yè)為典型的高耗水行業(yè),其廢水產生量大,對環(huán)境的污染嚴重。廢水主要來自于水產品加工過程中的原料解凍和清洗等工序,具有廢水量大,有機物濃度高,蛋白質、油脂等大分子有機物質多、生化降解速率慢等特點。此外水中還含有泥砂、植物纖維、色素、膠體等成分。水產品加工產生廢水。因工藝的不同,污染程度可分為:小程度污染(如沖洗工藝)、中程度污染(如魚類切片)和重程度污染(如由魚類儲存罐中排放的血水)。在水產品加工廢水中存在著成分復雜的混合有機物,這類廢水的危害程度取決于廢水的濃度和排放量,以與受納水體的自凈能力

3、。在水產品加工過程中,去除臟和烹調產生的廢水含有高濃度的COD(化學需氧量)、油類和脂肪。隨著工廠和水產品種的不同,總溶解性和懸浮COD的水平相差很大。為適應日益嚴格的排放標準,須將高濃度的水產品加工廢水通過良好的廢物管理和處理技術進行治理。水資源是不可再生資源，我們不僅要節(jié)約用水，保護自然生態(tài)環(huán)境，堅持可持續(xù)發(fā)展，并且要處理好廢水，不能讓廢水污染了健康自然綠色的生態(tài)環(huán)境，把堅持科學發(fā)展觀應用到實際環(huán)境保護中，給人類營造一個健康綠色的生態(tài)圈。1.2 設計任務1.2.1 設計主要容1、方案確定按照原始進水資料以與出水的水質要求進行處理方案的確定，選擇23種處理方案，進行技術、經濟上的分析比較，找

4、出最佳方案。要求運行處理效果好、投資省、占地面積小、運行費用低、管理方便、出水穩(wěn)定達標。擬定處理工藝流程，選擇處理的構筑物并說明選擇的理由。進行工藝流程中各個處理單元的處理原理說明，論述其優(yōu)缺點，編寫設計方案說明書。2、設計計算進行各處理單元處理效率估算；各構筑物的設計參數(shù)應根據同類型污水的實際運行采納數(shù)或參考有關手冊選用；各構筑物的尺寸計算；設備選型計算，經濟效益分析和投資估算。3、平面和高程圖布置根據構筑物的尺寸，合理的進行平面布置；高程布置應在完成各構筑物計算與平面布置草圖后進行各構筑物的水頭損失可直接查相關資料，但各構筑物之間的連接管渠的水頭損失則需計算而定。1.2.2工程設計處理能力

5、根據該公司提供資料顯示，企業(yè)正常運行后每天生產廢水排放量將達550m3。根據水產食品的生產工藝特點與生產方式，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與濃度也會隨生產工藝的變化而發(fā)生改變。因此為了避免最大水量沖擊與最高污染物濃度對系統(tǒng)處理效果的影響，同時為今后企業(yè)發(fā)展留有一定的余地，擬定設計一套處理能力為550m3/d的廢水處理系統(tǒng)，如果每天處理時間為24小時，則每小時的處理量將達22.92m3/h。2 設計方案說明書2.1 設計原始資料和自然條件2.1.1 原始資料該公司廠區(qū)位于省瑞安市經濟開發(fā)區(qū)食品加工區(qū)，擁有先進的生產工藝和現(xiàn)代化的生產線，公司生產的蝦系列，蟹類、

6、魚類等產品遠銷海外。公司新建貯藏冷庫23890.2m2和生產車間3735.1m2，年產魚糜系列制品3000噸，總投資3125萬元，在國同行中屬一流，產品以混合魚糜為主。該公司在生產和職工生活過程中將產生一定量的廢水，生產過程中產生的廢水主要污染物有COD、BOD、NH3-N、SS等，職工生活廢水主要污染物為有機污染物和氨氮。根據水產品加工企業(yè)生產工藝、規(guī)模與公司長遠發(fā)展，確定廢水水質、水量與分類如下：表2-1 水質資料表序號廢水種類廢水水量廢水水質(mg/L)備注1魚糜廢水200m3/dCODcr：18000-23000SS：60008000魚糜廢水由通過調整魚肉蛋白等電點對可溶性蛋白進行回收

7、后入預曝調節(jié)池收集2生活污水15m3 /dCODcr：250350SS：200300預曝調節(jié)池收集其它食品加工廢水85m3 /dCODcr：4000-5000SS：100020003實際排水量300m3 /dCODcr：8000-10000SS：300040004設計處理量550 m3 /dCODcr： 10000BOD5：3000-4000SS：30004000考慮企業(yè)以后發(fā)展2.1.2自然條件1、氣象條件瑞安市緯度較低，屬亞熱帶季風氣候，全年無嚴寒、酷暑，冬短夏長，四季分明，年平均氣溫18，1月份平均氣溫不低于7。雨水豐富，年平均降水量1600毫米左右，山區(qū)多達1800毫米。由于受夏季風影

8、響，56月份為梅雨期，通常占全年降水量的1/3左右。大量的降水加上氣溫回升較快，雨熱同期。2、水文條件瑞安全境江、河、湖水面面積為105728.55畝，密如蛛網，具有典型的江南水鄉(xiāng)特色。主要河流有飛云江、溫瑞塘河、瑞平塘河。瑞安全境陸河流均屬飛云江水系或甌江水系，飛云江為我省八大水系之五，發(fā)源于浙閩交界的洞宮山，流域面積3731平方公里，主流長173公里，其中穿貫瑞安市境74.8公里，流域面積1801平方公里，在上望、閣巷之間入東海。下游河段寬600-1000米，入海處寬達3公里。500噸級貨輪能直達、和等港。其主要支流有漈門溪、高樓溪、金潮港等分布在山區(qū)，水力資源較為豐富，是該市修建小水電站

9、的主要地區(qū)。瑞平塘河、溫瑞塘河位于飛云江南北兩側，瑞安境長為3.28公里和20.4公里，是該市河主要通道，也是糧食產區(qū)抗旱、排澇的重要水道。 3、地質條件地質史上的燕山晚期，地殼活動逐漸減弱，第四紀火山活動趨向寧靜，瑞安境的花崗巖地貌在這一時期基本形成。經過長期的自然風化、侵蝕、搬運、堆積等外力作用，造成了各種獨特的自然景觀。瑞安地質比較穩(wěn)定，歷史上無火山、地震、斷層、泥石流、滑坡等嚴重自然災害記錄。2.2 工程設計規(guī)模2.2.1 污水水量根據建設單位所提供的生產用、排水量情況與廢水排放量數(shù)據。該公司每天廢水排水量為550m3/d，處理設施按24h連續(xù)運行，即設計處理水量為22.92m3/h。

10、2.2.2 污水處理前后濃度1、主要污染物濃度根據該水產食品生產的產品類型與生產工藝，本方案設計的廢水處理前主要污染物種類與濃度見表2-2所示：表2-2 主要污染物濃度 污染物CODCrBOD5SS單位mg/Lmg/Lmg/L濃度100003000-40003000-40002、廢水排放標準根據國家環(huán)保部門規(guī)定，廢水經處理后排放，主要污染物濃度執(zhí)行國家污水綜合排放標準GB8978-1996中的一級標準，主要指標如表2-3所示：表2-3 主要污染物排放標準污染物CODCrBOD5SS單位mg/Lmg/Lmg/L濃度10020702.3 設計方案的選擇比較目前，國外水產食品廢水的處理方法主要有物理

11、法、化學法、物理化學法和生化法等。但物化處理法通常比較昂貴，而且產生的廢物較難處理，效率也不高，因而應用比較有限；而生物處理法具有操作簡單、運行費用低、無二次污染、對環(huán)境友好等優(yōu)點，在水產食品廢水的處理中越來越受到重視?，F(xiàn)對廢水成分、水質特點作理論綜合分析，在此基礎上，初步制訂出以下兩種工藝流程方案?，F(xiàn)簡要介紹如下：PAM、PAC1、方案一沼氣利用水解酸化池格柵調節(jié)池氣浮池原廢水 UASB上清液 一級生物接觸氧化池泥餅外運 二級生物接觸氧化池泵 帶式壓濾機 污泥濃縮池 沉淀池 達標排放圖2-1 方案一工藝流程圖污水處理工藝流程一原理簡介：污水經匯集管道匯集后，經格柵去除漂浮物、懸浮物等雜質后自

12、流入調節(jié)池。在調節(jié)池將廢水均質均量后進入氣浮池進行預處理，去除不利于生化處理的污染物后進入水解酸化池，利用微生物把有機物轉化為H2O和CO2以與少量的硝酸鹽，降低廢水中的有機污染物濃度。之后經過UASB的厭氧處理高濃度的有機廢水變成低濃度廢水，再進入兩級生物接觸氧化池進一步降低廢水濃度，同時產生沼氣。接觸池氧化池出水進入沉淀池，去除大量的懸浮物和有機物。出水可達到規(guī)定的排放標準，也可作為回用水。2、方案二PAM、PAC絮凝沉淀池水解酸化池沼氣利用調節(jié)池格柵原廢水初沉池 UASB上清液泥餅外運 SBR泵 污泥濃縮池 二沉池 帶式壓濾機 達標排放圖2-2 方案二工藝流程圖污水處理工藝流程二原理簡介

13、：污水經匯集管道匯集后，經格柵去除漂浮物、懸浮物等雜質后自流入調節(jié)池。調節(jié)池設一級潛污提升泵兩臺，將污水提升入水解酸化池初沉池，增強廢水可生化性，進入初沉池進行泥水分離，隨后經過UASB的厭氧作用和SBR工藝的好氧反應將高濃度廢水連續(xù)降低，排出的廢水進入二沉池，去除大量懸浮固體。出水可達到規(guī)定的排放標準，也可作為回用水。方案二比方案一的處理效果好一點，出水穩(wěn)定達標方面差不多，但是方案二在投資、運行費用、設備管理、占地面積方面明顯都偏高。綜合各方面因素，選用方案一對該水產品廢水進行處理。2.4 處理工藝流程說明2.4.1 格柵、格網格柵是一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進水的

14、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與雜質， 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。根據本污水特點，選用格網。2.4.2 調節(jié)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

15、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與濃度也會隨生產工藝的變化而發(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，并通過機械或空氣的攪拌達到出水均勻的目的。調節(jié)池根據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)池投加NaOH以調節(jié)PH，用PH計進行調節(jié)，池設置一攪拌機以使水質混合均勻，另配備液位計、潛

16、水泵、轉子流量計等附屬設備。2.4.3 加壓溶氣氣浮池氣浮法是一種有效的固-液和液-液分離方法，常用于對那些顆粒密度接近或小于水的細小顆粒的分離。本設計中采用加壓溶氣氣浮法：在一定壓力作用下，強制空氣溶解于水中，然后將壓力減到常壓，使溶于水的過量空氣以微小的氣泡釋放出來，借助氣泡的浮力把粘附在其表面的固體顆粒帶到水面，從而達到與水分離的目的。絮凝劑的加入也可以去除部分色度與其他雜質。根據加壓溶氣水的來源可分為全加壓溶氣流程、部分加壓溶氣流程和部分回流加壓溶氣流程三種基本流程。選用部分回流加壓溶氣流程。部分回流溶氣氣浮法是取一部分出水回流進行加壓和溶氣，減壓后直接進入氣浮池，與來自絮凝池的廢水混

17、合和氣浮。其特點為：1、加壓的水量少，動力消耗??；2、氣浮過程中不促進乳化；3、礬花形成好，出水中絮凝也少；4、氣浮池的容積較前兩種流程大。 為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質不同而異，一般由試驗確定。在設計中投加PAC、PAM加強混凝效果，加壓溶氣氣浮系統(tǒng)的主要設備為加壓泵、空氣壓縮機、溶氣罐、減壓閥、刮沫機和氣浮池等。2.4.4 水解酸化池氣浮池出水先進入水解酸化池。厭氧生化法主要利用的微生物有兩大種群。一類是兼性微生物，這種細菌在微有一點氧的水中生存繁殖，它能把大分子的有機物斷裂成小分子有機物，進一步使這些小分子有機物轉變成有機酸，即謂之酸性發(fā)酵；另一類

18、種群的細菌是甲烷菌，它們是絕對厭氧菌，只能在完全沒有氧的水中生存繁衍，它們能把有機酸進一步分解為CH4、CO2與少量NH3、H2S等氣體產物，即謂之堿性發(fā)酵。這兩種微生物往往共處同一個設施之中，具有協(xié)同作用。但是由于厭氧堿性發(fā)酵周期很長，同時甲烷菌對生存條件的要求又非常苛刻，所以我們在這里只讓厭氧過程進行到酸性發(fā)酵為止。酸性發(fā)酵能使大分子有機物水解、斷裂成低分子量有機物，生成有機酸，從而提高了廢水的可生化性，然后轉入好氧生化處理。整個處理過程能耗低，效率高，是處理高濃度或難處理有機物的有效方法。因此該廢水經過厭氧酸化處理后，生化指標得到整體性的提高，有利于后續(xù)好氧處理的進行。在水解酸化池中設置

19、填料為厭氧與兼氧微生物提供附著場所，增大微生物與污水中的接觸面積，以提高生化效率。2.4.5UASBUASB是升流式厭氧污泥床反應器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)的英文簡稱。它運行的三個重要前提是:反應器形成沉降性能良好的顆粒污泥和絮狀污泥；有產氣和進水的均勻分布所形成的良好自然攪拌作用；設計合理的三相分離器，使得沉淀性能良好的污泥能保留在反應器中。三相分離器是UASB反應器最有特點和最重要的裝置，它同時具有兩個功能:收集從分離器下來的消化區(qū)產生的沼氣；使得分離器上的懸浮物沉淀下來。進水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的作用，為了保證這兩個功能的實現(xiàn)，需滿足如下原則:

20、進水裝置的設計使分配各點的流量一樣，確保單位面積的進水量基本一樣，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象；很容易觀察到進水管的堵塞，當堵塞發(fā)現(xiàn)后，必須很容易被清除；盡可能的滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進水有機物與污泥迅速混合，防止局部產生酸化現(xiàn)象。UASB工藝的優(yōu)點是:運轉簡單，適應高或低濃度的廢水，可能有極高的COD容積負荷；其缺點在于:解決運轉問題需要技巧，不適于廢水具有高SS的情況。2.4.6 生物接觸氧化池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

21、于其中填料與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，產生的氣體與曝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，形成生物膜的新代，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。2.4.7 沉淀池廢水經生化處理后，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

22、用豎流式。廢水由中心管上部進入，從管下溢出，經反射板的阻攔向四周分布，然后再由下而上在池垂直上升，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，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。廢水經沉淀后溢流出來后進入過渡池收集。2.4.8 污泥處理系統(tǒng)污泥濃縮池采用重力濃縮池，有連續(xù)式和間歇式兩種。濃縮池的構造類似沉淀池,大多采用直徑為520米的圓池，設攪拌機械作緩慢攪拌。污泥在濃縮池中的停留時間，一般為12小時左右。濃縮池的表面污泥固體負荷率，視污泥性質而不同,活性污泥為2

23、040公斤/(米2·日)。在濃縮池中,固體顆粒借重力下降,水分從泥中擠出，濃縮污泥從池底排出，污泥水從池面堰口外溢(連續(xù)式)或從池側出水口流出。氣浮濃縮法和重力濃縮法相反，使污泥顆粒附上微細氣泡而上浮至水面，然后用刮板將濃縮污泥刮入排泥槽，污泥水則從池底流出。對于顆粒比重僅略大于1的污泥，如活性污泥和需氣消化法的污泥,本法尤為適用。氣浮濃縮常用溶氣氣浮法，設備有氣浮池、加壓泵、溶氣罐和減壓釋氣器（閥）。溶氣壓力一般為0.30.5兆帕。每平方米氣浮池每日處理的固體量，對一般污水污泥為100200公斤,對活性污泥為25100公斤。為提高氣浮濃縮效果，亦可投加混凝劑。離心濃縮法在專門制造的

24、離心濃縮器中進行。利用污泥中固、液比重不同，有不同離心傾向，以分離泥水，達到濃縮的目的。3 設計方案計算書3.1 設計流量的確定3.1.1 設計流量 Q=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s3.1.2 最大設計流量 Qmax=kdQ=1.5×22.92=34.8m³/h=1.5×0.006366=0.009549m³/s總變化系數(shù)KzK日×K時1×1.51.5（K時如下：冶金1.0-1.1；化工1.3-1.5；紡織、食品、皮革1.5-2.0；造紙1.3-1.8）3.1.3 物料衡算

25、1、 COD去除量 整個系統(tǒng)流程中，進水COD濃度10000mg/L；出水COD濃度100mg/L COD總去除量：300×（10000-100）×10-3=2970kg/d COD去除率：2、 BOD去除量 整個系統(tǒng)流程中，進水BOD濃度3200mg/L；出水BOD濃度20mg/L BOD總去除量：300×（3200-20）×10-3=954kg/d BOD去除率：3、 SS去除量 整個系統(tǒng)流程中，進水SS濃度4000mg/L；出水SS濃度70mg/L SS總去除量：300×（3500-70）×10-3=1029kg/d SS去除率

26、：3.2 格柵的設計計算3.2.1 設計說明格柵由一組平行的金屬柵條或篩網制成，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。3.2.2 設計參數(shù)查水污染控制工程第三版下冊，取中格柵；柵條間隙b=20mm； 柵前水深h=50mm； 過柵流速v=0.6m/s；安裝傾角=60°；設計格柵對各污染物去除率見表3-1：表3-1 格柵去除率 污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）1000032003500出水濃度（mg/L）1000032002975去除率（%）-153.2.3 設計計算圖3-1 細格柵計算草圖1、 柵條間

27、隙數(shù)（n）式中：Q設計流量，m³/s 格柵傾角，度b柵條間隙，m h柵前水深，m v過柵流速，m/s取=60°，b=20mm，v=0.6m/s，h=50mm 取12個2、 柵槽有效寬度（B）B=S(n-1)+bn式中：S柵條寬度，m n格柵間隙數(shù) b柵條間隙，m取S=10mm=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01×（12-1）+0.02×12=0.35m 取0.4m3、通過格柵的水頭損失h2h2=k·h0式中：h0計算水頭損失，mg重力加速度，m/s2k格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)， 一般取3 阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形

28、狀有關式中：形狀系數(shù)，選用銳邊矩形2.424、 柵后槽總高度HH=h1+h2+h式中：h1柵前渠超高，一般取0.3mH=0.3+0.045+0.05=0.395m，取0.5m5、 柵槽總長度LL2=L1 H1=h+h1(超高0.3m)L=L1+L2+1.0+0.5+式中：L1進水渠漸寬部分的長度，m L2柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m B1進水渠寬，m 1進水漸寬部分的展開角，一般取20°取B1=20mmL=L1+L2+1.0+0.5+=0.275+0.14+1.0+0.5+0.202=2.12m, 取2.5m6、 柵渣量式中：W1柵渣量，m3/103m3污水，當柵條間距為165

29、mm時，W1=0.051； 當柵條間距為3050mm時，W1=0.010.03； Kd污水總變化系數(shù)，設計時給定為1.5。取W1=0.1m3/103m3因此采用人工清潔3.3 調節(jié)池的設計計算3.3.1 設計說明為了使管渠和構筑物正常工作，不受廢水高峰流量或濃度變化的影響，需在廢水處理設施之前設置調節(jié)池。其作用是對水量和水質的調節(jié)，調節(jié)污水pH值、水溫，有預曝氣作用，還可用作事故排水。3.3.2設計要求1、調節(jié)池的位置，應根據所需的調節(jié)容積和消落深度，結合地形、地質條件選擇，宜利用天然洼地。      2、調節(jié)池的布置方式應根據地形、地質條件選

30、擇，可采用與引水渠相結合或相連通、與前池相結合或相連通、通過連接管（渠）直接向壓力管道或前池供水等方式。調節(jié)池與各連接建筑物的水流銜接經水力計算確定。3、調節(jié)池設置沉渣斗，沉渣通過排渣管定期排出池外。為防止污水在池短流，可以在池設置若干縱向隔板。3.3.3 設計參數(shù)設計調節(jié)池對各污染物去除率見表3-2：表3-2 調節(jié)池去除率污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）1000032002975出水濃度（mg/L）80002231.32380去除率（%）20 30203.3.4 設計計算1、 調節(jié)池有效容積VV=QT式中：V調節(jié)池的有效容積，m³ Q平均進水流量m³/h

31、T停留時間，hQ=22.92m³/h T=8hV=QT=22.92×8=183m³2、 調節(jié)池尺寸式中：F調節(jié)池的面積，m2 V調節(jié)池的有效容積，m³ h2調節(jié)池的有效水深，m調節(jié)池平面形狀為矩形，其有效水深采用h2=3m池寬B取8m， 則池長 取L=8m 保護高h1=0.5m，池總高H=0.5+3=3.5m3、 空氣管計算采用穿孔管空氣攪拌，空氣量選6m³/（m³h）,空氣量為Qs=22.92×6=137.52m³/h=0.038m³/s空氣總管管徑D1取80mm，管流速v1為空氣支管共設4根，每根支管

32、的空氣流量q為管徑D2取50mm，則管流速v2為穿孔管：每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量q1=0.004475m³/s，取v3=5m/s，管徑D3為取D3=30mm，則v3為4、 管距阻力計算 沿程阻力h1=103.5mm，局部阻力h2=216mm，布氣阻力h3（mm）式中：1.2為布氣孔局部阻力系數(shù) 空氣密度，=1.205kg/m³ v孔眼流速，m/s g重力加速度，m/s2總需水頭H=H0+h1+h2+h3式中：H0穿孔管安裝水深，取H0=2.5mH=H0+h1+h2+h3=2.5+0.1035+0.216+0.003=2.82m根據條件選取鼓風機型號：3

33、L400-600 G=90290m3/min N=45380KW3.4 氣浮池的設計計算3.4.1 設計說明由于廢水的固體懸浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以設一氣浮池,分離提取蛋白質,提高經濟效益，同時減輕后續(xù)處理構筑物的壓力。該氣浮池采用部分回流的平流式氣浮池，并采用壓力溶氣法。3.4.2 設計參數(shù)設計總量：Q總=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s 加壓壓力為300500kPa，取p=4×101.3kPa；溶氣罐停留時間35min，取t=4min；氣浮池停留時間3060min，表面負荷210m3/(m2·h)，有

34、效水深1.53.0m；長寬比為24，包括反應池、接觸室、分離室三個部分：反應池停留時間515min，取10min；接觸室上升平均上升流速1020mm/s，取15mm/s，停留時間12min，取2min；分離室的水流下向流速度為13mm/s，取2mm/s，停留時間1020min，取20min；刮沫機移動速度0.6m/min；20時空氣在水中的溶解度Sa=18.7mL/L，采用部分回流氣浮系統(tǒng)，回流比R為40%。 設計氣浮池對各污染物去除率見表3-3：表3-3 氣浮池去除率污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）80002231.32380出水濃度（mg/L）3200892.5476去除率

35、（%）6060803.4.3 設計計算1、氣浮所需理論空氣量 V=Sa·R·Q(p/101.325-1) =18.7×40%×22.92(4×101.3/101.3-1)=514.3L/h=0.0086m3/min，取0.01m3/min2、溶氣罐計算有效容積V=RQt/60=0.4×22.92×4/60=0.6m3取溶氣罐有效水深h=2m，則直徑為：D=3、 氣浮池計算設計流量為：Q(1+R)=22.92×(1+0.4)=32 m3/h；接觸室面積：Ac=Q(1+R)/uc=32/(0.015×3600

36、)=0.6m2分離室面積：As=Q(1+R)/us=32/(0.002×3600)=4.4m2有效水深：H= us ts=0.002×20×60=2.4m，取2.5m取超高為0.5m：則池深為3m氣浮池總停留時間為t=10+2+20=32min總體積為：V=Q(1+R)t=32×32/60=17.1m2表面積為：A=V/h=17.1÷2.5=6.8m2， 取7.2m2取池寬為B=1.8m，則池長為L=A/B=7.2÷1.8=4m校核長寬比與表面負荷L/B=4÷1.8=2.2(合格)q=Q(1+R)/A=32÷7.2

37、=4.4m3/(m2·h)(合格)則反應池、接觸室、分離室的長度分別為1.1m、0.4m、2.5m4、 污泥量計算氣浮的懸浮固體干重S為：式中：S懸浮固體干重，g/d Q氣浮處理的廢水量，m3/d Sa廢水中的懸浮固體濃度，g/m3則 污泥密度為1000kg/m3濕泥量為：式中：S懸浮固體干重，kg/d P含水率，99%Q=1309/1000(1-99%)=130m3/d3.5 水解酸化池的設計計算3.5.1 設計說明水解酸化池的設計主要是確定其有效容積。其水力停留時間一般控制在2.58.0h之間，但對于難降解的紡織印染廢水時間較長。反應池的高度一般為46m。水力負荷為0.52.5m

38、3/m2·h，有機負荷 為1.958.8kgCOD/(m3.d)。在水解酸化池裝入填料，以為厭氧微生物提供附著場所。3.5.2 設計參數(shù)停留時間t=4h，有效水深h=4.7m。 設計水解酸化池對各污染物去除率見表3-4：表3-4 水解酸化池去除率污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）3200892.5476出水濃度（mg/L）2560714380.8去除率（%）2020203.5.3 設計計算1、池體尺寸 按停留時間計算池體容積為：V=Qt=22.92×4=91.68m3則有效表面積為：A=V/h=91.68÷4.7=19.51m2，取20 m

39、2。取池長為5m，則池寬B=A/L=20÷5=4m校核水力負荷：q=Q/A=22.92÷(5×4)=1.15 m3/m2·h，(合格)超高取0.3m，水解酸化池的實際尺寸為5×4×5m，兩座。2、水解池上升流速校核反應器高度上升流速=（符合設計要求）3、排泥系統(tǒng)設計設計流量Q=550m³/d，進水COD濃度為3200mg/L，COD去除率為20%，產泥系數(shù)為R=0.1kg干泥/kgCOD，則每日產生的懸浮固體：PSS=3200×0.2×0.1×550×10-3=35.2kgVSS/d設

40、含水量為97%，則每日產泥量為：W = m3/d即水解酸化池日產泥量2.13m3/d，取排泥管管徑為d=200mm。3.6 UASB的設計計算3.6.1 設計說明UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應與沉淀于一體，是一種結構緊湊，效率高的厭氧反應器。它的污泥床生物量多，容積負荷率高，廢水在反應器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，不需要充填填料，也不需在反應區(qū)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。3.6.2 設計參數(shù)1、 污泥參數(shù)設計溫度T=25容積負荷Nv=10kgCOD/(m3.d)   污泥為

41、顆粒狀污泥產率0.1kgMLSS/kgCOD產氣率0.5m3/kgCOD2、 設計水量Q=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s3、 設計水質 設計UASB對各污染物去除率見表3-5：表3-5 UASB去除率污染物CODCrBOD5SS進水濃度（mg/L）2560714380.8出水濃度（mg/L）896214.2152.3去除率（%）6570603.6.3 設計計算1、 反應器容積計算：UASB有效容積：式中：Q設計流量，m³/dS0進水COD含量，g/LNv容積負荷，kgCOD/(m3.d) 則取有效容積系數(shù)為0.8，

42、則實際體積為176m³2、反應器的尺寸由于反應器容積小，可采用單個池子處理滲濾液，故將UASB設計成矩形池子。UASB反應器的經濟有效高度一般是46m，取反應器的有效高度為H=6m。則單塔的橫截面積為A=V/H=176/6=29.3m3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 = 8m ，寬B = 4m ，超高0.5 m，則反應器實際尺寸為8m×4m×6 m則實際的截面積A1= L × B = 8×4=32m2實際的水力負荷q1=式中：q反應器面積水利負荷，m3/(m2·h)； Q污水的每天流量，m3/h； A1反應

43、器的橫截面積，m2。3、反應器的水力停留時間 t=式中：t污水的停留時間，h； V反應器的容積，m3； Q污水的每天流量，m3/h。4、反應器的升流速度 u = Q/A=550/（24×38.47）=0.6m/h 式中：u空塔水流速，m/h；Q污水的每天流量，m3/d； A反應器的總截面積，m2。厭氧反應器的升流速度u =0.10.9m/h，符合設計要求。5、配水系統(tǒng)設計（1）設計原則a、 進水必須要反應器底部均勻分布，確保各單位面積進水量基本相等，防止短路和表面負荷不均； b、應滿足污泥床水力攪拌需要，要同時考慮水力攪拌和產生的沼氣攪拌； c、易于觀察進水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞

44、易于清除。 （2）設計參數(shù)每個池子流量：Q550m3/d= 22.92 m3/h （3）設計計算 采用UASB處理主要為溶解性廢水時進水管口負荷見表3-6：表3-6 采用UASB處理主要為溶解性廢水時進水管口負荷污泥典型每個進水口負荷（m2）負荷（kgCOD/（m3·d）)顆粒污泥0.5-12.01-22-424 凝絮狀污泥40kgDS/m36.5-11.01-21-22-32中等濃度絮狀污泥40-120kg/m31-21-22-52由上表可知，對于顆粒污泥來說，容積負荷大于4 kgCOD/（m3·d）時，每個進水口的負荷必須要大于2m2。則布水器上面布水孔的個數(shù)n滿足：，

45、 即n，取n=15故每個進水口負荷 a=2，符合設計要求。布水孔孔徑：共設置布水孔15個，出水流速u選為1.5m/s，則孔徑為:配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進水1根總管，管徑取100mm，反應器設置5根DN60mm支管，每根支管距總管中心距離為1.2 m，孔距1.5 m，孔徑向下，穿孔管距離反應池底0.3 m，采用連續(xù)進水。6、 三相分離器設計三相分離器設計計算草圖見下圖：60°60°圖3-2 三相分離器設計計算草圖（1）設計說明UASB的重要構造是指反應器三相分離器的構造，三相分離器的設計直接影響氣、液、固三相在反應器的分離效果和反應器的處理效果。對污泥床的正常運行和獲得良好的

46、出水水質起十分重要的作用。（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一樣，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據廢水量和表面負荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥與有機物還可以發(fā)生一定的生化反應產生少量氣體，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55°60°,可使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)。c、進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h。d、總沉淀水深應大于等于1.5m。e、水力停留時間介于1.52h。f、三相分離器集氣罩頂以下的覆蓋水深可采用0.51.0m。g、分離氣體的擋板與分離器壁重疊在20

47、mm以下。如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果設沉淀器（集氣罩）斜壁傾角55°則沉淀區(qū)面積為：A= LB=32m2故表面水力負荷為：q= ，符合設計要求。（3）回流縫設計a、下三角形集氣罩的寬度 由圖可知，設單元三相分離器的寬度b = 4 m， 上、下三角形集氣罩斜面水平夾角都為60°，保護高度h1取0.5m，三角形以上的保護水深為h2=0.51.0m，取h2=0.5m。設下三角形集氣罩的垂直高h3=1m, 設每個UASB池的回流縫的數(shù)目為4，根據圖中幾何關系可知：式中：b1下三角形集氣罩的寬度，m； 下三角形集氣罩斜面水平夾角，一般為55°60°

48、;； h3下三角形集氣罩的垂直高度。b、相鄰2個下三角形集氣罩之間的水平距離：b2=b-2b1=2-20.58=0.84m式中：b2相鄰2個下三角形集氣罩之間的水平距離，m； b單元三相分離器的直徑，m。c、下三角形集氣罩之間污泥回流混合液的升流速v1v1=式中： Q1反應器中廢水流量，m3/h； S1下三角形集氣罩回流逢面積，m2；v1= <2m/h,符合設計要求d、上三角形集氣罩之間回流逢中流速(v2) v2=式中：Q1反應器中廢水流量，m3/h； S2 上三角形集氣罩回流逢之間面積，m2；設上三角形集氣罩回流縫的寬度b3 = 0.38m ,則上三角形回流縫面積為：S2 = b3&#

49、183;L·2n= 0.38 × 4 × 2 × 4 = 12.16m2則 =1.88m/h對于顆粒污泥，v1< v2<2.0m/h 故符合設計要求。確定上下三角形集氣罩相對位置與尺寸，由圖可知：BC = b3/sin30°= 0.38/0.50.76m 設AB = 0.5m ，則上三角形高為：h4= (AB·cos60°+ b2/2)·tan60°= (0.5× 0.5+ 0.84/2) × 1.732=1.16 m （4）氣液分離設計由圖可知，欲達到氣液分離的目的，上、

50、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離（AB的水平投影）越大，氣體分離效果越好，去除氣泡的直徑越小，對沉淀區(qū)固液分離效果的影響越小。所以，重疊量的大小是決定氣液分離效果好壞的關鍵。本文來自沼氣網zhaoqi8.由反應區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過渡到上三角形集氣罩回流縫再進入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比較復雜。當混合液上升到A點后將沿著AB方向斜面流動，并設流速為va，同時假定A點的氣泡以速度vb垂直上升，所以氣泡的運動軌跡將沿著va和vb合成速度的方向運動，根據速度合成的平行四邊形法則，則有：要使氣泡分離后進入沉淀區(qū)的必要條件是：設消化溫度為T=25，沼氣密度g=1.12g/L=1.

51、12×10-3g/cm3；水的密度1 =997kg/m3=0.997g/cm3zhaoqi8 首發(fā) ，取氣泡直徑d=0.01cm。根據斯托克斯（Stokes）公式可得氣體上升速度vb為zhaoqi8 首發(fā)式中： vb氣泡上升速度（cm/s）； g重力加速度（cm/s2）； 碰撞系數(shù)，取=0.95 ；液體的密度，g/cm3；沼氣的密度，g/cm3； d氣泡的直徑，cm； 廢水的動力粘度系數(shù)，g/(cm s)。    而=，式中液體的運動粘度系數(shù)，cm2/s。取=0.0101 cm2/s，則=0.0101×0.997=0.0101g/(cm s)，

52、一般廢水的>凈水的,故取=0.02g/(cm s)。則=0.258cm/s=9.29m/h水流速度va=v2=1.88m/h校核：, ，故設計滿足要求7、 出水系統(tǒng)的設計出水系統(tǒng)的設計在UASB反應器設計中也占有重要地位。因為出水是否均勻也將影響沉淀效果和出水水質。為了保持出水均勻、沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水渠(槽)。一般每個單元三相分離器沉淀區(qū)設一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設三角出水堰。常用的布置形式有兩種，如圖所示。本設計采用選擇（a）所示的出水系統(tǒng)，出水渠寬度常采用20cm, 槽高20cm。 圖3-3 出水渠的布置形式8、 排泥系統(tǒng)設計每去除1kg的COD產生0.05-0.1

53、kgMLSS，取污泥產率0.1kgMLSS/kgCOD；則每日產泥量為：X1=2560×0.65×0.1×550×10-3=91.52kgMLSS/d，污泥含水率P=99%，污泥密度1000kg/m3，則濕泥量為：可用D200mm的排泥管，每天排泥一次。9、產氣量每去除1kg的COD產生沼氣是0.5m3，產氣率為0.5m3/kgCOD；則每日產氣量：G=2560×0.65×0.5×550×10-3=457.6m3/d=19.07m3/h，儲氣柜容積一般按照日產氣量的25%40%設計，大型的消化系統(tǒng)取高值，小型的取低

54、值，本設計取38%。儲氣柜的壓力一般為23KPa，不宜太大。3.7 一級生物接觸氧化池的設計計算3.7.1設計說明生物接觸氧化池工藝設計的主要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)以與池的分級。對于工業(yè)廢水，最好通過實驗確定有機負荷，也可審慎地采用經驗數(shù)據。生物接觸氧化池的容積一般按BOD5(=10001800gBOD5/d)的容積負荷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，以與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。3.7.2 設計參數(shù)容積負荷=1000 gBOD5/·d；氣水比D0=15:1；填料層高度h0=3m；設計一級生物接觸氧化池對各污染物去除率見表