3000m3d啤酒廢水處理廠工藝設計

1、畢業(yè)設計3000m3/d啤酒廢水處理廠工藝設計學生姓名： 學號：互 經(jīng).環(huán)境與安全工程系環(huán)境工程指導教師：二。一五年六月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。本人簽名:畢業(yè)設計任務書論文題目：3000m3/d啤酒廢水處理工藝設計系部：環(huán)境與安全工程系專業(yè):環(huán)境工程學號: 學生： 指導教師(含職稱)： 1 .課題意義及目標本畢業(yè)設計根據(jù)基本工藝技術指標，通過工藝計算，設計出 3000 m/d啤酒廢水 處理工藝設計方案及主要構筑物的數(shù)量、容積、結構和主要外形尺寸。培養(yǎng)學生對環(huán) 境工程專業(yè)設備的設計能力，提高綜合

2、運用所學的環(huán)境工程專業(yè)理論知識和技能去分 析、解決實際問題的能力，使學生進一步鞏固和提高學過的基礎理論和專業(yè)知識，對 所學過的基礎理論和專業(yè)知識進行一次全面、系統(tǒng)地回顧和總結，為學生在畢業(yè)后從 事環(huán)境工程方面的工作打好基礎。2 .主要內(nèi)容畢業(yè)設計的主要設計內(nèi)容如下：(1)根據(jù)設計任務查閱有關文獻，收集必要的技術資料與工藝數(shù)據(jù)，進行處理方 法的選擇比較，處理工藝流程與工藝條件的確定與論證，在能達到處理工藝要求的基 礎上，選擇最優(yōu)的處理方案。(2)以工藝技術指標和基礎數(shù)據(jù)為依據(jù)進行水質(zhì)水量的計算，根據(jù)計算工藝計算 進行構筑物的設計和設備的選型，確定構筑物的數(shù)量、體積及基本結構尺寸。(3)繪圖按照機

3、械制圖的要求繪制3-5張設備圖。3 .主要參考資料1曾科.污水處理廠設計設計與運行M.北京：化學工業(yè)出版社，2011(9): 25-27.2 金趙明.淺析啤酒廢水處理方法J.科學與財富，2011(6): 40- 43.3王維晶，陳海燕.啤酒廢水處理操作簡介J.啤酒科技，2012 (6): 38-39.4時鵬輝，羅領先.UASB-CASS組合工藝處理啤酒廢水J.水處理技術，2010, 36(1):114-1165劉麗霞，魏海波.UASB反應器處理啤酒廢水J.廣東化工，2012, 39(10) :130-132.4 .進度安排設計各階段名稱起止日期1查閱啤酒廢水處理設計的相關文獻，確 止設計力殺2

4、014年1月1日2015年2月28日2確定污水水質(zhì)水量及工藝流程2015年3月1日2015年3月16日3設備及其構筑物的選型2015年3月17日2015年4月1日4各種結構特性及各構筑物的尺寸計算2015年4月2日2015年4月20日5繪制工藝流程圖、主設備圖、附屬設備 圖2015年4月21日2015年5月31日6完成畢業(yè)論文及答辯工作2015年6月1日2015年6月22日審核人：3000m3/d啤酒廢水處理工藝設計摘要：啤酒工業(yè)在我國迅猛發(fā)展的同時，排出了大量的啤酒廢水，給環(huán)境造成了極大 的威脅。本設計為啤酒廢水處理工藝設計，本次畢業(yè)設計的主要目的是分析錯誤！未找到引用源。啤酒廢水中有機物的

5、濃度，然后選定適合處理該廢水的污水處理工藝， 再確定各個污水及污泥處理構筑物，對各個構筑物進行設計計算并選型。本次設計選 用的是UASB-CASS的組合工藝流程。在進行設計計算時，主要計算了格柵的尺寸大小和每日去除的柵渣量；篩網(wǎng)的類 型及形狀；調(diào)節(jié)池的尺寸，向其投加的藥劑量及每日的污泥量；UASB反應器主要計算進水和配水系統(tǒng)，池體和三相分離器；CASS反應器的尺寸及處理水在其運行的周 期時間，污泥產(chǎn)量，供氣量等的計算濃縮池的尺寸；脫水后污泥的重量等。該處理工藝具有結構緊湊簡潔，運行控制靈活，抗沖擊負荷，污泥量小等特點， 另外該組合工藝處理性能可靠，投資少，運行管理簡單，具有良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境

6、 效益和社會效益。關鍵詞：啤酒廢水，UASB, CASSThe treatment processing design of 3000 rn/ d of beer waste-water Abstract: with the rapid development of beer industry in our country, a large amount of beer waste-water is discharge, which throw a great threat to the environment. This design is for the beer waste-water

7、treatment process design and its main purposeis to analyze the concentration of the organic matter in beer waste water, and the sewage treatment process for waste-water is selected to determine the sewageand sludge treatment structures. The design select the combination process flow of UASB-CASS.Whe

8、n making design calculations, the size of the grille and the daily quantity of grid slag removal are mainly computed, as well as the type of screen mesh and shape, the size of the adjustment pool, the daily volume of sludge and additive dosage; UASB reactor mainly computed the time of entering the w

9、ater and the water distribution system, the pool body and three phase separator; the size of CASS reactor and its operating cycling time, sludge production, the size of the calculation of the thickener; The weight of the sludge after dehydration, etc.With the advantages of compacting structure, flex

10、ible operation control, resistance to impact load, the characteristics of small amount of sludge, and reliable combination process performance, low investment, simple operation and management, The process has the good economic benefit, environmental benefit and social benefit.Key words:beer waste-wa

11、ter, UASB, CASS.1前言11.1 本次設計的目的及意義 11.1.1 設計的目的11.1.2 設計的意義11.2 啤酒廢水的來源、特點及危害 11.2.1 啤酒廢水的來源 11.2.2 啤酒廢水的特點21.2.3 啤酒廢水的危害21.3 設計中水質(zhì)、水量的資料 21.3.1 設計的規(guī)模21.3.2 設計進水水質(zhì)指標21.3.3 設計出水水質(zhì)指標 22啤酒廢水處理的工藝方案 32.1 UASB反應器32.1.1 UASB反應器的結構 32.1.2 UASB反應器的特點 32.2 CASS反應池42.2.1 CASS反應池的結構 42.2.2 CASS反應池的特點42.3 啤酒廢水處

12、理工藝路線的確定 43污水主要處理構筑物的設計與計算 63.1 格柵63.1.1 設計參數(shù)63.1.2 細格柵的設計與計算63.2 篩網(wǎng)83.2.1 設計參數(shù)93.2.2 篩網(wǎng)的機型 93.3 調(diào)節(jié)池93.3.1 設計參數(shù)93.3.2 設計計算93.4 UASB 反應池113.4.1 設計流量113.4.2 UASB反應器的設計計算 113.5 CASS 反應池223.5.1 設計參數(shù) 233.5.2 設計計算 234污泥部分各處理構筑物的設計與計算 334.1 濃縮池334.1.1 設計參數(shù)334.1.2 設計計算334.2 污泥脫水間364.2.1 設計參數(shù)364.2.2 設計計算365主

13、要處理構筑物的設計及選型 385.1 格柵池385.1.1 構筑物385.1.2 主要設備385.2 篩網(wǎng)385.2.1 構筑物385.2.2 主要設備385.3 調(diào)節(jié)池395.3.1 構筑物395.3.2 主要設備395.4 UASB 反應器405.4.1 構筑物405.4.2 主要設備 405.5 CASS 池405.5.1 構筑物405.5.2 主要設備405.6 污泥濃縮池 415.7 污泥脫水間415.8 主要設備426污水處理站總體布置 436.1 布置原則436.2 平面布置特點436.3 高程布置特點436.4 污水構筑物高程計算447結論51參考文獻錯誤！未定義書簽。致謝53

14、1前言從21世紀以來，隨著科學技術不斷的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，圍繞人 們衣食住行四個方面的有關行業(yè)迅速發(fā)展，特別是餐飲娛樂行業(yè)的發(fā)展，給人們的生 活帶來了很大的方便。但是在享受美味的同時，我們應該提高對環(huán)境保護的意識。在餐飲娛樂發(fā)展的同時，也帶動了啤酒行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)量一年比一年上升，于此同時，也向大自然中排放了大量的有機廢水，導致河流被嚴重污染10本次設計主要是以啤酒廢水處理工藝為重點，對啤酒廢水處理工藝在國內(nèi)外的研究進展進行了了解，然后根據(jù)啤酒廢水的特點進行了分析，最后確定本次設計選用 UASB-CASS工藝對啤酒廢水進行處理，以此達到國家污水排放效果。本次設計的工藝流程為：進水格柵

15、篩網(wǎng)調(diào)節(jié)池 UASB反應器 fCASS反應器-污泥 濃縮池-污泥脫水問-排泥1.1 本次設計的目的及意義1.1.1 設計的目的本次畢業(yè)設計的主要目的是分析 3000m3/d啤酒廢水中有機物的濃度，然后選定 適合處理該廢水的污水處理工藝，再確定各個污水及污泥處理構筑物，對各個構筑物 進行設計計算并選型。最后對整個工藝流程繪制圖紙。為畢業(yè)從事有關污水處理的工 作，奠定良好的基礎101.1.2 設計的意義因為啤酒廢水中含有大量的有機物質(zhì)，如果對其不進行處理直接排入水體，會對 水體產(chǎn)生很大的污染，對大自然環(huán)境也有不良的反應。當代社會提倡的是保護環(huán)境， 排放污水也要達到國家的排放標準。 對啤酒廢水進行處

16、理的最終目標就是將污水處理 化，遵守國家規(guī)定的制度。1.2 啤酒廢水的來源、特點及危害1.2.1 啤酒廢水的來源啤酒廠在制造啤酒時會產(chǎn)生大量的有機廢水，會對環(huán)境造成嚴重的危害。以下先 對啤酒廢水的來源進行分析，啤酒廢水的主要來源有：在麥芽生長過程中會產(chǎn)生洗麥 水，侵泡過麥芽的水，在麥芽發(fā)芽降溫時的噴霧水，洗滌水，麥槽水；灑在糖化過程中的糖化水，洗滌過濾水；在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生發(fā)酵罐的洗滌水，過濾水；還有在啤 灑灌裝過程中的洗瓶水，滅菌水及啤酒瓶破碎時啤酒和洗滌水；成品車間產(chǎn)生的洗滌 水和冷卻水等等2。1.2.2 啤酒廢水的特點在啤酒制造過程中產(chǎn)生的廢水的特點是： 廢水量比較大，無毒性但有一定的害

17、處， 排放的污水為高濃度有機污水。BOD、COD、SS和pH這四項項目是排放啤酒廢水的 超標項目。啤酒廠的廢水中COD的含量為：10002500mg/L錯誤！未找到引用源。，BOD 的含量為：6001400mg/L, SS的含量為：200300mg/L, pH的范圍為：510。不同的季節(jié)啤酒廢水的水質(zhì)也有一定的差別，特別是處于高峰流量時的啤酒（主 要是夏季），啤酒廢水于此同時含有機物量也為高峰。隨著季節(jié)的變化，廢水排放量 變化，水量也會發(fā)生一定的變化。1.2.3 啤酒廢水的危害啤酒廢水中的主要污染物是醇類和糖類有機物，這些有機物的濃度含量比較高， 雖然沒有含有有毒物質(zhì)，但比較易于腐敗，將其有機

18、物排入水中會吸收大量的溶解氧， 對水體會造成嚴重的危害，因此，需要對啤酒廢水進行一定的處理2。1.3 設計中水質(zhì)、水量的資料1.3.1 設計的規(guī)模本次設計的啤酒廢水流量為 錯誤！未找到引用源。的廢水排放，根據(jù)水處理設計 手冊計算得出最大設計流量為 錯誤！未找到引用源。1.3.2 設計進水水質(zhì)指標COD = 1400mg/LBOD = 1200mg/LSS = 250mg/LPH = 5 101.3.3 設計出水水質(zhì)指標COD < 100mg/LBOD < 30mg/LSS < 70mg/LPH = 692啤酒廢水處理的工藝方案啤酒廢水中大量的污染物是溶解性的糖類、乙醇等，這些

19、有機物具有良好的生物 降解性。根據(jù)國內(nèi)外研究的啤酒廢水處理工藝進行調(diào)查，要達到國家規(guī)定的污水排放 標準及考慮建設投資費用比較少、運行管理操作簡便的原則，來實現(xiàn)啤酒廢水治理的 經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的相互統(tǒng)一性，必須將其兩種或三種處理廢水的工藝技術結合使 用網(wǎng)。根據(jù)查閱資料，本次設計采用 UASB-CASS處理工藝。2.1 UASB反應器2.1.1 UASB反應器的結構上流式厭氧污泥床 (Up-Flow-Anaerobic-Sludge-Blanket)的英文簡稱是 UASB , UASB反應器的結構為下進水上出水的結構，一層保溫層緊貼反應器的外壁，而內(nèi)部 由下到上為反應區(qū)和三相分離區(qū)，還附配有水封

20、器。廢水中所含有的有機物在反應區(qū) 會發(fā)生消解反應，產(chǎn)生沼氣，二氧化碳，水等，從而使水質(zhì)得到凈化。反應區(qū)污泥床 所含污泥濃度很高，因此，UASB對污水的凈化能到到很好的效果。 UASB的核心部 分是三相分離區(qū)，可以使水，氣，泥發(fā)生分離。沼氣先進入氣室，然后再經(jīng)水封排出， 在沉淀室沉淀的污泥會以高的生物量而流入反應區(qū)，凈化水將會從集水槽排出。2.1.2 UASB反應器的特點UASB和其他厭氧生物反應器相比較，其突出特點如下所示 4：(1) 構造比較簡單，根據(jù)上面介紹的 UASB反應器的結構可知道，整個設備裝 置是沉淀與集生物反應與一體，反應器內(nèi)不裝填料，也不設有機械攪拌器，構造很簡 單，運行管理也

21、比較方便；(2) UASB反應器可以培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥，而且厭氧顆粒污泥的特性是去除 有機物的活性很高，可以達到理想的去除效果，也具有很好的沉淀性能；(3) UASB反應器可以適應各種不同類型的廢水，它不僅可以處理含有中等濃 度的有機廢水，比如：生產(chǎn)軟飲料的廢水及啤酒廢水等，也可以處理高濃度的有機廢 水，比如：檸檬酸廢水及各種含糖蜜的廢水；(4) UASB反應器能耗比較低，而且產(chǎn)泥量比較少，因為 UASB反應器是一種 屬于產(chǎn)能型的廢水處理設備，產(chǎn)生的污泥不僅具有穩(wěn)定性，而且產(chǎn)泥量比較少，以致 降低了污泥處理費用；(5) UASB反應器的核心部分是具有集水，泥和氣分離于一體的三相分離器，這種三相

22、分離器可以自動地將泥，水，氣分離并起到澄清出水，能夠保證集氣室正常水面 的功能；2.2 CASS反應池2.2.1 CASS反應池的結構循環(huán)式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System)的英文簡稱是 CASS, CASS 反應池是一間歇式的生物反應器，在這個反應器中會進行一種交替的曝氣-非曝氣過程還會不斷重復的進行，它還將生物反應過程和泥水分離的過程共同結合在一個池子 中完成。用隔墻將CASS反應池分隔成三個區(qū)：預反應區(qū)、主反應區(qū)、生物選擇區(qū)。 CASS反應池的運行操作包括三個階段：進水、曝氣、回流階段；沉淀階段；洋水、 排泥階段。2.2.2 CASS反應池的特點C

23、ASS工藝具有如下幾個方面的特征和優(yōu)點4 :(1) 在CASS反應器的入口處設有一個生物選擇器，起污泥回流的作用，從而 有利于系統(tǒng)中絮凝的生長并有助于提高污泥活性，使其能夠快速地去除廢水中溶解基 質(zhì)，以至于進一步有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖；(2) CASS反應池具有良好的污泥沉淀性能，由于曝氣結束后的沉降階段中整個 池子面積均可用于泥水分離。其固體能量和泥水分離效果比傳統(tǒng)活性污泥法的效果 好；(3) CASS反應池可變?nèi)莘e的運行提高了對水量、水質(zhì)的多變性和靈活性，且具有良好的脫氮除磷性能。CASS系統(tǒng)使活性污泥不斷地經(jīng)過好氧和厭氧的循環(huán)，有利 于系統(tǒng)中聚磷菌的生長和累積，而選擇器中活性污泥(

24、微生物)能通過快速酶去除機 理吸附和吸收大量易降解的溶解有機物，從而保證了磷的去除；(4) 工藝流程簡單，土建和投資低，自動化程度高，同時采用組合式模塊結構， 布置緊湊，占地少，分期建設和擴建方便；2.3 啤酒廢水處理工藝路線的確定啤酒廢水先經(jīng)過格柵去除一些比較大的顆粒懸浮物，然后用污水泵將廢水提升至水力篩網(wǎng)，篩網(wǎng)也會截留一些比較大的懸浮物，同時相當于初沉池的沉淀效果，再進 入調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。進入調(diào)節(jié)池前，根據(jù)在線pH計的pH值用計量泵將酸堿送入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池的 pH值在6.57.5之間。調(diào)節(jié)池中出來的水送入 UASB反 應器進行厭氧消化反應，降低有機物的濃度。厭氧處理過程中產(chǎn)生的沼

25、氣將被收集到 沼氣柜。經(jīng)過UASB反應器處理的污水再流入 CASS池中進行好氧處理，從而達標出 水。來自調(diào)節(jié)池、UASB反應器、CASS反應池的污泥將匯集到一起，由污泥提升泵 提升到污泥濃縮池內(nèi)被濃縮，污泥濃縮后再進入污泥脫水機房，進一步減少污泥的含 水率，實現(xiàn)污泥的減量化。脫水后的污泥將形成泥餅，最后裝車運輸?shù)酵饷孢M行最終 的處置5。UASB-CASS處理工藝流程圖如圖2.1所示：風機廢水 r格柵 t 篩網(wǎng) 一«調(diào)節(jié)池 UASB CASS *排水上清液 一| 污泥濃縮一*污泥泵一脫水間回流污泥泥餅外運圖2.1為UASB-CASS處理工藝流程圖3污水主要處理構筑物的設計與計算根據(jù)啤酒

26、廢水水質(zhì)分析情況來看，啤酒廢水首先經(jīng)過物理處理法來進行處理，污 水的物理處理法主要是去除污水中的懸浮物和漂浮物，采用的方法有：篩濾截留法， 也就是污水先經(jīng)過格柵、篩網(wǎng)進行處理，調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)和水量的均勻調(diào)節(jié)，然后由 UASB反應器、CASS反應池進行厭氧、好氧處理，從而使污水達到國家污水排放標 準。3.1 格柵格柵是由一組或多組平行的金屬柵條、框架及相關裝置組成，其傾斜地安裝在污 水渠道或污水處理的前端，用來阻留污水中比較粗大的懸浮物。比如：蔬菜葉、果皮、塑料等固體性雜志，防止堵塞污水渠道，保證污水處理能夠正常運行。3.1.1 設計參數(shù)為了能夠?qū)U水中比較大的雜志去除掉，選用平面細格柵。最大設

27、計流量Qmax0.064m3/s格柵條間隙b8mm格柵條寬度S30mm格柵前水深h0.45m水流經(jīng)格柵的速度v-0.7m3/s格柵的安裝角度：=603.1.2 細格柵的設計與計算(1)格柵槽總寬度B:設 b =8mm =0.008m , h=0.45m, v = 0.7m/s。格柵的間隙數(shù)量n：Qmax sin：0.064 sin60n23.63 = 24b h v 0.008 0.45 0.7式中：(式3.1)Qmax 最大設計流量，m/s ；n 格柵間隙數(shù)，個；口 一一格柵的安裝角度，一般為45,75 : 病了錯誤！未找到引用源。 一經(jīng)驗修正系數(shù)。設 S =30mm = 0.03m ,B

28、=S(n -1 )+bn =0.0324 1)+0.008父 24 = 0.88m(式 3.2)式中:B 柵條間隙，miH 柵前水深，mV 水流經(jīng)格柵的速度，一般為 0.61.0m/s ;S 柵條寬度，m；n-1 格柵條的數(shù)目，根。(2)格柵的水頭損失h :設柵條的斷面幾何為銳邊矩形，則4 34 3（式 3.3）（式 3.4）（式 3.5）:-=2.42-003=14.1b0.0082h0 = sin ： =14.1. sin 60 = 0.30mh2 =k he -3 0.30 V0.90m2g2 9.81式中：阻力系數(shù)，數(shù)值由柵條形狀確定；-2-g重力加速度，其值為 9.81m/sh0水頭

29、損失，mk系數(shù)，格柵被污染物堵塞后，水頭損失增大系數(shù)，k為3;h2 格柵的水頭損失，m(3)柵后槽總高度H :設 H = 0.45m,h1 = 0.30m,h2= 0.90m（式 3.6）H = h h1 h2 = 0.45 0.30 0.90 = 1.65m 式中：H 柵后槽總高度，m；h 柵前水深，mh1格柵前渠道超高，一般為0.3m；h2格柵的水頭損失，m(4)格柵的總長度L:設進水渠寬B1 = 0.3m ,B - B12 tan :0.88-0.32tan20= 0.8m(式 3.7)L2 = 0.5L1 = 0.5 x 0.8 = 0.4m(式 3.8)H0.45 0.30L =Li

30、 +L2 +0.5+1.0+=0.8 + 0.4 + 0.5+1.0+噂=3.17m (式 3.9)tan 二tan 20式中：B進水渠道寬度，m ;：進水渠道漸寬部位白展開角度，其值為 20 ;L1進水渠道漸寬部位的長度，m;L2格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，一般為L2 = 0.5 L1;H 格柵前渠道深，mo(5)每日柵謂量W :(式 3.10) QmaxW 86400 0.064 0.1 86400 八小 2W = 0.35mKz 10001.6 1000式中：W單位體積污水柵渣量,n27(1000m3污水，W取0.10.01 ,細格柵取大值，粗格柵取小值;Kz 污水流量總變化

31、系數(shù)選用HF-500型回轉(zhuǎn)式格柵除污機，其性能見下表 3.1:表3.1為HF-500型回轉(zhuǎn)式格柵除污機性能規(guī)格表型號電動機功 率(Kw)設備寬(mm)設備高(mm)設備總寬(mm)溝 寬(mm)溝 深(mm)導流槽長 度(mm)設備安裝 長(mm)HF-5001.150050008505801535150025003.2篩網(wǎng)篩網(wǎng)去除法是一種物理處理法，主要去除污水中的懸浮物和漂浮物，污水經(jīng)過篩 網(wǎng)處理相當于污水經(jīng)過初次沉淀池的效果，所以采用格網(wǎng)式細篩網(wǎng)來替代初次沉淀 池，這樣既能節(jié)省占地面積，同時又能保留有效的碳源。目前為止，污水處理廠所使用的篩網(wǎng)有兩種：一種是振動篩網(wǎng)，另一種是水力篩網(wǎng)。為了

32、充分利用自身資源，節(jié)約成本，選用水力篩網(wǎng)，水力篩網(wǎng)是利用水的重力和 沖擊力作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。水力篩網(wǎng)中的轉(zhuǎn)動篩網(wǎng)呈截頂圓錐形， 椎體則是傾斜狀態(tài), 污水流進椎體的小端，在水流由小端到大端的這段過程中，篩網(wǎng)會將纖維狀污染物截 留，水便會從篩網(wǎng)的細小孔中流入集水裝置。因為篩網(wǎng)為圓錐體，截留住的污染物將 會沿篩網(wǎng)的傾斜面卸在固定篩網(wǎng)上，由此而濾去水滴。3.2.1 設計參數(shù)設計廢水流量 Q= 0.064m3/s3.2.2 篩網(wǎng)的機型選取HS120a水力篩三臺（兩用一備）,其性能如表3.2表3.2為HS120型水力篩規(guī)格性能處理水量（m3/h）篩隙（mm）設備至重（Kg）設備運行重量（Kg）1001.5

33、46019503.3調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池是用來調(diào)節(jié)污水水質(zhì)，水量，水溫的變化，從而減小對生物設施的沖擊， 為了使調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)變得均勻，防止污染物被沉淀，調(diào)節(jié)池內(nèi)需設置混合，攪拌裝 置。3.3.1 設計參數(shù)設計廢水流量 Q = 3000m3 / h = 0.035m3 /s調(diào)節(jié)池內(nèi)停留時間T =3.0h3.3.2 設計計算（1）調(diào)節(jié)池的有效容積V :V =QT =1253 = 375m3（式 3.11）式中：Q設計廢水流量，m3/h;T 調(diào)節(jié)池的彳？留時間，取3.0h 0（2）調(diào)節(jié)池的水面面積A：A =V =375 =107.14m2（式 3.12）H 3.5式中:H有效水深，取3.5m。(3)調(diào)節(jié)池

34、的長度L ：設調(diào)節(jié)池的長度為10m,寬度為12m,高為4m,則調(diào)節(jié)池的實際尺寸為：長X寬 X高= 10X 12X4=480m。為了是廢水混合均勻，調(diào)節(jié)池下需設潛水攪拌機，選型為 QJB7.5/6640/3-303/c/s1 臺(4)藥劑量的估算設進水pH為9,則污水中OH'=105mol/L ,若廢水中含有的堿性物質(zhì)為NaOH ,則CNaOH =10/x40 = 0.004g/L ,廢水中 共有的NaOH 含量為 a3000M10上 x40=12kg/d ,中和至 7,則污水中的OH=10,mol/L ,而 NaOH 的 含量為3000M10，x40=0.012kg/d 。 由止匕，

35、每天需 中和的 NaOH 為 12 -0.012 =11.988kg/d ,采取投酸中和法，選用96%的工業(yè)硫酸，藥劑不能完全反 應的加大系數(shù)取1.1。NaOH H2sO4 > NaSO4 H2O809811.988xx = 14.685kg則實際投入廢水的硫酸為1.1父(14.685/0.96)= 16.826kg/d。將藥劑投加到調(diào)節(jié)池中時，需將硫酸稀釋到3%勺濃度，則投加溶劑量為16.826/0.3 = 560.89kg/d = 23.37L/h。(5)每日污泥量W :錯誤！未找到引用源。(式3.13)式中：W 每日的污泥量，m3/d ;Q設計水量，m3/d ;Co 進水懸浮物濃度

36、，kg / m3;C1出水懸浮物濃度，kg / m3 jB 污泥含水率，%,取98%。(6)污泥斗污泥上口采用3000mmM3000mm ,斗底采用200mmM 200mm,污泥斗斜壁與水平 夾角為60二,則污泥斗高度 =2m每個污泥斗的容積：錯誤！未找到引用源。(式3.14)本次設計將污泥斗設計為一個， 則污泥斗的容積為 錯誤！未找到引用源。，可以堆 放一天的污泥，隔一天排一次污泥。3.4 UASB反應池UASB (即上流式厭氧污泥床)工作原理為：UASB反應器將廢水盡可能均勻的引入反應器的底部，污水將向上通過污泥床，污泥床包含絮狀污泥或顆粒污泥。在 污水和污泥顆粒接觸的這一過程中，將會發(fā)生

37、厭氧反應，從而產(chǎn)生一定量的沼氣，一 些沼氣將附著在污泥顆粒上，另一部分沒有附著的氣體將上升到反應器的頂部，然后 撞擊三相反應器氣體發(fā)射器的頂部，從而將附有氣泡的污泥絮體脫氣。釋放氣泡后的 污泥將下降到污泥床的表面，這時所有氣體將收集到反應器頂部的三相分離器的集氣 室里，否則引起沉淀區(qū)絮動，而阻礙顆粒沉淀6。UASB反應器由以下部分組成：進水和配水系統(tǒng)、反應器的池體和三相分離器。3.4.1 設計流量設計廢水流量 Q = 3000m3 / h = 0.035m3 /s進水 COD =1400mg/L容積負荷(Nv 訥:5.0kgCOD/(m3/d ) 污泥產(chǎn)率為：0.07kgMLSS/kgCOD

38、產(chǎn)氣率為：0.45m3/kgCOD3.4.2 UASB反應器的設計計算(1)反應器容積計算V有效：S0 Q/ 30 0 01.8.一V有效=10 8n0(式 3.15)Nv 5.0式中：Q設計廢水流量， m;Nv 容積負荷，kgCOD /(m3 / d );S0 進水有機物的濃度，kgCOD/m3。(2) UASB反應器的形狀和尺寸根據(jù)查閱資料，反應器的高度為4-6m之間，UASB反應器的池形有矩形，方形 和圓形。圓形反應器雖然布水均勻，結構也較穩(wěn)定，但是在建造圓形反應器時要比矩形和方形結構復雜的多且經(jīng)濟投資也較高，所以，本次設計選用2座矩形反應器。從布水均勻和處理效果方面來考慮，矩形池的長寬

39、比在2:1左右比較合適7。設反應器的有效高度為4.5m,則反應器的橫截面積S橫：錯誤！未找到引用源。（式3.16）式中：V有效反應器有效容積，m3 ,H有效反應徐的有效向度，m o反應器的單池面積S單：S橫 240 i2=120m22（式 3.17）S單式中：L反應器單池的池長，m;B反應器單池的池寬，m o設池長L約為池寬B的兩倍，取池長L =16m,則寬120B = = 8m15單截池面積：S單截=Lx B=16M8 = 128m2錯誤！未找到引用源。（式 3.18）一般應用時UASB反應器裝液量為70%-90%設計反應池總高 H=6.0m,其 中超高0.5 m單池總?cè)莘eV單總：V單總=S

40、單截 mH =128父（60.5）= 704m3（式 3.19）式中：S單截單池截面積，m2,H 反應池總Hj, m o單池有效反應容積V單有效：V 單有效=S 單截 MH 有效=128M4.5 = 576m3（式 3.20）式中：S單截單池截面積，m2,H單截反應徐的有效向度，m °單個反應器實際尺寸： 錯誤！未找到引用源。本次設計的UASB反應器的數(shù)量為2座反應器的總池面積S總：S總=128 2= 256m2反應器總?cè)莘eV總：V總=704x2 = 1408m3反應器的總有效反應容積V總有效：錯誤！未找到引用源。（所以符合有機要求）水力停留時間（HRT）:,V有效 1152/ P*

41、 Q Q /I tHRT =7- =9.22h（式 3.21）Q 125式中：V有截反應器有效容積，m3,Q設計廢水流量，m3/h。水力負荷率M ）：Vr = Q- = 125 = 0.49（式 3.22）S 總 256式中：Q 設計廢水流量，m3/h,S單總單池總面積，m 。因為水力負荷率為0.49 ,在0.10.9之間，所以符合本次設計的要求。（3）三相分離器的構造設計三相分離器的功能是將氣、液、周三相分離。三相分離的主要設計包括對沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。沉淀區(qū)的設計三相分離沉淀區(qū)的設計同二次沉淀池的設計相同，主要考慮沉淀區(qū)的面積和水深，由表面負荷率和廢水量決定沉淀區(qū)的面積。因為

42、沉淀區(qū)的厭氧污泥和有機物會發(fā)生一定的生化反應而產(chǎn)生少量氣體，這對周液分離會產(chǎn)生不利，設計時要滿足以下要求：a.進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速 <2m/h;b.沉淀區(qū)水力停留時間介于1.5h2.0h；c.沉淀區(qū)水深須> 1.5m;d.沉淀器的安裝角度應斜壁于50 :污泥便不致于積聚，能盡快落入反應區(qū)內(nèi)；e.沉淀區(qū)水力表面負荷應 <1.0m/h。達到這些要求，便可得到良好的分離效果70在本次設計中，沉淀器（集氣罩）安裝角度斜壁于450。，且與短邊平行，沿長邊每池布置5個沉淀器，形成5個單元，則每個單池布置5個三相分離器。三相分離器長度L=8m,每個單元寬度B = L/5 = 1

43、65 = 3.2m。沉淀區(qū)的沉淀面積等于反應器的水平面積，即128m2。沉淀區(qū)的表面負荷率q :Q 62.53 2-、q =- =- =0.49m3（m2/h） <1.0 -2.0（式 3.23）回流縫設計設h=0.5m, h2=0.8m, h3=1.6m,上下三角形集氣罩斜面水平夾角 錯誤！未 找到引用源。錯誤！未找到引用源。（式3.24）式中：u 下三角集氣罩斜面的水平夾角，為60二；h3 下三角集氣罩的垂直高度，m。那么兩個相鄰下三角形集氣罩之間的水平距離為 b2：錯誤！未找到引用源。（式3.25）式中：b每個單元分離器的寬度，m ;b1 下三角集氣罩底水平寬度，m。下三角形回流縫

44、面積為Sr：錯誤！未找到引用源（式 3.26）式中:b2 兩個相鄰下三角形集氣罩之間的水平距離，m；n 單元反應器的個數(shù)，個；B反應池的寬度，m o下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升 流速（vi）可用下式計算: 錯誤！未找到引用源。（符合本次設計要求）（式3.27）設下三角斜面之間水平距離的回流縫的寬度與上三角形集氣罩下端的寬度相同，那么上三角形回流縫面積為S上：錯誤！未找到引用源。（式3.28）式中：b3 下三角斜面之間水平距離的回流縫的寬度，m ;n 單元反應器的個數(shù)，個；B 反應池的寬度，m。則上下三角形集氣罩之間回流逢中流速（V2）可用下式計算：Vi <V2 <2.

45、0m/s,符合設計要求。那么上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知：錯誤！未找到引用源。氣液分離設計CE =CD sin 60 =0.5 sin 60 '-0.43mCB =-CE=-043=0.5m（式 3.29）sin 60 sin 60設 AB=0.35m ,貝Uh = AB cos60b2 2 tan60=（0.35"os60，+1.36/2Ftan60 二（式 3.30）=1.48m試說明水流的速度和氣泡上升的速度不會變化，則錯誤！未找到引用源。（式3.31）式中:Q 流經(jīng)單池的設計廢水流量，m3 /hn 每池三相分離器數(shù)量，個；B 三相分離器的長度，m 

46、6;取 d =0.01cm （氣泡），常溫下，P1 = 1.03g/cm3 , P1 =1.2父10與 g/cm3 , V =0.0101cm2/s, P = 0.95, N =VPi = 0.0101x1.03 = 0.0104g/（cm/s）。一般凈水的 < < 廢水的N,故取N = 0.02g/（cm/s）。由以下的斯托克斯方程式便能得到氣體上升的速度 為:Vb = 0.95 父 981 M 1.031.25 父10 X0.012 =0.266（ cm/s）=9.58（m/h ）（式 3.32） 18 0.02式中：D氣泡的直徑，cm; 廢水的動力粘滯系數(shù)，0.02g/(cm

47、/s );P1液體密度，g/cm3;P2沼氣密度，g/cm3; 碰撞系數(shù)，取0.95。（式 3.33）則 BC =_05_ =1.43 ,迄=958 =5.26AB 0.35Va1.82即錯誤！未找到引用源。，所以d之0.01cm的氣泡可以被脫去。三相分離器與UASB高度設計三相分離區(qū)總高度 h = h2 + h3 +h4 -h5。h2為集氣罩以上的覆蓋水深，取 0.5m。DF = AF - AD =1.35-0.1.1 = 0.25m（式 3.34）h5 =DF sin55O = 0.22Msin55' = 0.18m（式 3.35）h = h2 +h3 +h4 h5 =0.5+1.

48、1+1.15 0.18= 2.57m （式 3.36）UASB總高H = 6.5m沉淀區(qū)高2.5m,污泥區(qū)高1.5m,懸浮區(qū)高2.0m,超高0.5m。卜面是三相分離器的示意圖3.2:圖3.2為三相分離器的結構示意圖(4)布水系統(tǒng)設計計算配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進水管總管徑取 200 mm,流速約為0.95 m/s。每個 反應器設置10根DN150nlm支管，每根管之間的中心距離為 1.5 m,配水孔徑采用16 mm,孔距1.5 m每孔服務面積為1.5X1.5=2.25 m2,孔徑向下，穿孔管距離反應池 底0.2 m,每個反應器有66個出水孔，采用連續(xù)進水。布水孔孔徑共設置布水孔66個，出水流速u

49、選為2.2m/s,則孔徑為. 4Qd 二3600n 二 u、4 208.33 23600 66 3.14 2.2二 0.016m（式 3.37）驗證常溫下，容積負荷(Nv)為：5.0kgCOD/(m3/d );產(chǎn)氣率為：0.45m3 / kgCOD ;需滿足空塔水流速度 5M1.0m/h,空塔沼氣上升流速Us <1.0m/ho空塔水流速度錯誤！未找到引用源。：uk =Q =125 = 0.49m/h <1.0m/h，符合要求。(式 3.38)S 256空塔氣流速度u:Q C0 r ;：3000 24 1.4 0.8 0.45256=0.25m/ h ： 1.0m/ h（式 3.39

50、）(5)出水系統(tǒng)的設計計算出水系統(tǒng)的作用就是將沉淀區(qū)液面的澄清水均勻地收集并排出系統(tǒng)。出水槽的設計為了使出水水質(zhì)、水量均勻，沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常選用出水槽。本次設計為2座反應池，每池布置5個單元三相分離器，那么出水槽共有 5條， 槽寬加幡=0.3m,單個反應器流量 錯誤！未找到引用源。：Q 125q =電 0.035m3 / s = 35L / s（式 3.40）60 603600式中：Q 設計廢水流量，m3/h。將出水槽口附近的水流速度設計為 0.25m/s,那么，槽口附近水深, q 50.035 5d槽口 = 0.093m（式 3.41）a b出水槽0.3 0.25式中：q單個反應器流量，

51、m3/h;a槽口附近的水流速度，m/s ;b出水槽出水槽的范度，m °槽口附近水深為0.25m,出水槽坡度為0.1 ,則出水槽的尺寸為：錯誤！未找到 引用源。，出水槽數(shù)量為5座溢流堰的設計每個單元反應器中出水槽溢流堰有 2條，每個反應池中共有5個反應器，那么每 個反應池出水溢流堰共有10條，每條長8m,將三角堰設計為錯誤！未找到引用源。， 三角堰高50mm,堰口寬100mm,那么堰口水面寬50mm。每個UASB反應器的處理 流量為錯誤！未找到引用源。，根據(jù)查閱資料得知，溢流負荷為錯誤！未找到引用源。 2L/（m/s）,則本次設計取溢流負荷為 錯誤！未找到引用源。70所以堰上水面總長為

52、：L堰 =9 = 35 = 26.67m（式 3.42）f 1.312式中：q單個反應器流量，L/s ;f溢流負荷為，12L/（m/s）。則三角堰的數(shù)量為:錯誤！未找到引用源（式 3.43）那么每條溢流堰上的三角堰的數(shù)量為：53410 =54（個）則每一條溢流堰上一共有 54個100mm的堰口，有54個100mm的間隙。出水渠的設計將每個反應器沿長邊設計1條為矩形的出水渠，5條出水槽的水最終流至出水渠， 設計出水渠寬1.0m,出水渠坡度0.01,而出水渠渠口附近的水流速度為 錯誤！未找到 引用源。那么出水渠口附近的水深為： 錯誤！未找到引用源。（式3.44）以出水槽槽口計算，出水渠渠深為：0.

53、1 +0.25 = 0.35m。UASB排水管得設計計算每個UASB反應器排水量為35L/S,選用DN150鋼管排水，充滿度為0.6,管內(nèi) 水流速度為（式 3.45）v= 4 28 101=0.95m/s二 0.6 0.25（6）排泥系統(tǒng)設計計算UASB反應器中污泥總量計算一般主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成的UASB污泥床，平均濃度為15gVSS/L,則兩座UASB反應器中污泥總量：G =7有效Gss =1080M15 = 16200kgSS/d（式 3.46）式中： 3V有效一一UASB的有效容積，m ;Gss 厭氧污泥白平均濃度，15gVSS/L。UASB反應器總產(chǎn)泥量：據(jù) VSSSS

54、= 0.8,錯誤！未找到引用源。（式3.47）式中：Co進水COD濃度kg/m3;r 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量， kgVSS/kgCOD ;*1去除率，UASB的去除率為85%。單個反應池產(chǎn)泥：錯誤！未找到引用源（式 3.48）泥含水率為98%當含水率95%取Ps =1000kg/m3,則污泥產(chǎn)量為:Ws =X1 - P ：s401.6251 -98%1000=20.08m3/d（式 3.49）式中：P 單池產(chǎn)泥泥含水率為 98% Ps = 1000kg / m3;X UASB反應器總產(chǎn)泥量，kgSS/ d。 單池排泥量：錯誤！ 未找到引用源。Wi =%=2008 = 10.04m3/d（式 3.50 ） 污 泥齡：22錯誤！未找到引用源。（式3.51）式中：AX UASB反應器