某啤酒厂污水处理工艺设计.doc

陕西理工学院毕业设计啤酒厂废水处理工艺设计 摘要文章主要设计啤酒厂污水处理的整个流程，核心工艺选择uasb+生物接触氧化法来处理啤酒厂污水以达到排放标准。重点是整个流程的主要构筑物的尺寸的设计，利用autocad绘制各构筑物的剖面图，以及绘制整个流程的平面布置图。综合考虑处理成本、工艺经济成本、构筑物占地面积等因素，达到啤酒厂污水达标排放的目的。关键词啤酒厂污水 uasb 生物接触氧化法 a brewery wastewater treatment process designliu fang(shaanxi university of technology institute of chemical ,shaanxi,hanzhong723000)totur:zhou chun yang abstract：the article mainly design the whole process of brewery wastewater ,the core process is the uasb-contact oxidation,and the article use the process to dealing with the brewery wastewater to meet emissions standards.key dimensions of the main structure is the entire process of design,using autocad drawing the structure of the drawing,and drawing the entire process of the layout.considering the economic cost of treatment,technology and economic costs ,structures cover an area of an area and other factors,achieve the aim of brewery wastewater discharge. key words:the brewery wastewater uasb contact oxidation 目录1.引言62.设计任务及原始资料62.1 设计题目62.2 设计任务与内容62.3 设计原始资料62.3.1 本设计规模62.3.2 设计原水水质指标62.3.2设计出水水质指标62.3.3 气象条件63.工艺路线的确定及选择63.1 处理方法比较63.1.1 好氧生物处理73.1.2 厌氧生物处理83.2方案的确定83.3 主要构筑物简介93.3.1 格栅93.3.2 沉砂池93.3.3 初沉池93.3.4 水质调节池（均质池）93.3.5 uasb反应器93.3.6 接触氧化池103.3.7 二沉池103.3.8 污泥浓缩池103.3.9 污泥脱水机104.构筑物的设计计算104.1 中格栅104.1.1设计原则104.1.2 设计参数：114.1.3 设计计算114.2 细格栅124.2.1 设计参数124.2.2 设计计算134.3 沉砂池144.3.1 设计原则144.3.2 设计参数144.3.3 设计计算154.4 初次沉淀池174.4.1 设计参数174.4.2 设计计算174.5 水质调节池204.5.2 设计原则204.5.3 设计参数204.5.4 设计计算204.6 uasb反应器204.6.1 uasb设计参数204.6.2 uasb设计计算214.7生物接触氧化池设计264.7.1 设计参数274.7.2 设计计算274.8 二沉池的设计294.8.1设计参数294.8.2 设计计算294.9 污泥处理的设计324.9.1 剩余污泥产量324.9.3 设计原则324.9.4 设计参数334.9.5 设计计算334.10 储泥池及污泥脱水的设计354.10.1设计参数354.10.2设计计算354.11 污泥脱水机354.11.1 设计参数354.12管道设计364.12.1设计原则364.12.2 设计参数364.12.3 设计计算364.13 ph的调节计算364.13.1 调节原则364.13.2 调节说明365.污水处理厂的平面布置375.1总平面布置原则375.2 平面布置图376.结语37 致谢40 参考文献411 引言 随着人民生活水平的提高，我国各行各业产生的污水也随之增多。污水的产生，对我国的环境，经济和社会发展有极其消极的影响，不仅影响到我国经济社会的和谐建设，还严重威胁百姓的生活健康。在很多地方，污水处理已经被提上议事日程。 通过本次毕业设计，熟悉并掌握环境工程污水处理的设计原理，多种处理工艺的对比，基于原始设计资料独立制定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物得设计方法，学会设计计算，并用autocad计算机软件绘制污水处理图。将平时在课堂上所学到的专业理论知识用于设计实践，可将所学知识系统掌握，并可提高自己的工程设计能力，为将来走上工作岗位进行设计工作打下坚实的实践基础。而且在此次设计中，还锻炼了自身能力，增强了团体合作意识。2 设计任务及原始资料2.1 设计题目某啤酒厂废水处理工艺设计2.2 设计任务与内容（1）污水处理工艺设计包括工艺流程的确定以及各单体构筑物的工艺设计。（2）污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的设计计算。包括工艺流程的确定，各构筑物的工艺设计；（3）污水处理厂的平面布置。包括处理构筑物和辅助构筑物的平面布置图及工艺平面图绘制。2.3 设计原始资料2.3.1 本设计规模q=4750m3/d2.3.2 设计原水水质指标codcr=2400mg/l；bod5 =1000mg/l；ss =400mg/l；ph：6-9；t=20-26。2.3.2 设计出水水质指标codcr=60mg/l；bod5=20mg/l；ss=20mg/l；ph：6-9；t=20-26。2.3.3 气象条件(1)风向：多年主导风向为东南风。(2)水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1200mm；地下水位，地面下6-7m。年平均水温：20。(3) 水文：厂址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为0.3%-0.5%，地势为西北高，东南低。厂区面积按设计计算结果自行安排。所出设计成果有:设计计算说明书一份及污水处理厂平面图、高程图及主要构筑物单体平、剖图。3 工艺路线的确定及选择3.1 处理方法比较 啤酒工业废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。由于糖化液、发酵液等含渣废水含有大量有机悬浮固体，故ss很高，给废水的处理带来一定难度。目前，不同生产厂家有着不同的生产工艺，同时产生的废水的水质水量也不同，在国际上，生产每吨啤酒的耗水量为6t多，在国内的一些厂家高达12t，但是一些用新型生产工艺的啤酒厂可以达到5- 6t1。 目前国内外生化法处理污水应用比较广泛,处理效率较高、成本低3。所以目前处理方法主要是生物氧化法。根据处理过程中是否需要曝气，可把生物处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。常以生化处理为主，辅以物化处理的工艺技术，出水可达到国家排放标准。3.1.1 好氧生物处理 好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）。这类方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物膜法是较有代表性的好氧生物处理方法。3.1.1.1 活性污泥法 活性污泥法处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。废水进入曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。活性污泥法处理啤酒废水bod、cod的去处率可达92%-96% ,但是动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀4。 间歇式活性污泥法（sbr）通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低，同时，废水处理时间也短于普通活性污泥法。例如，珠江5啤酒厂引进比利时sbr专利技术，废水处理时间仅需1920h ,比普通活性污泥法缩短10-11 h，codcr的去除率也在96%以上5。扬州6啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用sbr技术处理啤酒废水，也收到了同样的效果。 该工艺具有很多优点：工艺系统组成简单，不设二沉池，无污泥回流设备；耐冲击负荷，一般不用设置调节池；反映推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；运行操作灵活，通过适当调节各单元的状态可达到脱氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，svi值较低，能有效的防治丝状菌膨胀；各项运行指标和各操作阶段可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。3.1.1.2 生物膜法 早在1893年英国学者corbett在索尔福德城创建了具有喷嘴布水装置的生物滤池，这也就是废水生物处理工程中最早出现的生物膜法滤池7。 生物膜法是在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理的方法，不会出现污泥膨胀问题。此方法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、曝气生物滤池及生物流化床等形式。其中生物接触氧化池和生物转盘是典型代表。（1）生物接触氧化池： 生物接触氧化池又称浸没式曝气生物滤池，其实质之一是在池内充填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上充满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上的微生物的作用下得到净化的过程，故又称浸没式生物滤池；其实质之二是利用活性污泥法的曝气充氧设备进行充氧和搅拌，故又称曝气生物滤池。是生物预处理工艺中一种有代表性、研究较深入和应用较多的类型，其作为微污染水源水预处理的研究和应用在日本开展得较为普及9。 目前国内4采用生物接触氧化法处理啤酒废水的有青岛啤酒厂、抚顺啤酒厂、房山啤酒厂等, 废水cod为1000mg/l-1200mg/l, 处理后出水cod为100 mg/l, 去除率达90%-92%。国内的淄博啤酒厂、青岛啤酒厂、渤海啤酒厂和徐州酿酒总厂等厂家的废水治理中采用了生物接触氧化工艺技术7。青岛啤酒厂在二段生物接触氧化之后辅以混凝气浮处理，啤酒废水中codcr和bod5的去除率分别在80%和90%以上。在此基础上，山东省环科所改常压曝气为加压曝气，目的在于强化氧的传质，有效提高废水中的溶解氧浓度，以满足中、高浓度废水中微生物和有机物氧化分解的需要。生物接触氧化法介于活性污泥法和生物滤池二者之间的污水生物处理技术，兼有活性污泥法和生物膜法的特点，其优点是：由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好；生物接触氧化池具有较高的容积负荷；不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；污泥产率较低。（2）生物转盘 生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法。它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置等部分组成，依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧。它不仅有对有机物的氧化分解（bod去除），还有一定的硝化和脱氮功能。该方法4在美国应用较为普及，国内的杭州啤酒厂、上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用，去除率达90%-98%。生物转盘作为一项附着生长法的生物处理技术，具有以下优点：净化效率高，具有较强的耐冲击负荷的能力；污泥产量少，易于沉淀；具有硝化和反硝化的功能；可与初沉池，曝气池和二沉池合建，从而提高处理水水质；管理简单，稳定可靠，没有噪声，不产生污泥膨胀和二次污染等问题；无污泥回流装置，动力消耗低，运行费用低。但是低温对运行影响大，在处理高浓度废水时需增加转盘组数。3.1.2 厌氧生物处理 厌氧生物处理适用于高浓度有机废水（codcr2000 mg.l-1, bod51000 mg.l-1）。它是在无氧条件下，靠厌气细菌的作用分解有机物。在这一过程中，参加生物降解的有机基质有50%-90%转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。因此，啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注。厌氧生物处理包括化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧接触法、分段厌氧处理法、厌氧膨胀床和厌氧流化床、厌氧生物转盘、两相厌氧法等多种方法，但以升流式厌氧污泥床（uasb）技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟。荷兰瓦格宁根农业大学的lettinga 教授12于1973-1977年开发的上流式厌氧污泥床（uasb）反应器则使厌氧颗粒污泥的性能大大提高，从而使厌氧工艺开始大量应用于生产实践。继9荷兰之后，德国、瑞士、美国、加拿大、芬兰以及中国也相继开展了对uasb的深入研究和开发工作，使这种厌氧处理工艺成为一种应用迅速、使用广泛的新型反应器技术，在中、高浓度有机工业废水的处理中正发挥它的作用。 截止1990年9月，全世界已建成30座生产性uasb反应器用于处理啤酒废水，总容积达60600m3。国内已有北京啤酒厂、沈阳啤酒厂等厂家利用uasb来处理啤酒废水10。荷兰、美国的某些公司所设计的uasb反应器对啤酒废水codcr的去除率为80%-86%，北京啤酒厂uasb处理装置的中试结果也保持在这一水平，而且其沼气产率为0.3-0.5 m3.kg-1(cod2)。清华大学6在常温条件下利用uasb厌氧处理啤酒废水的研究结果表明，进水codcr浓度为2000 mg.l-1时，去除率为85%-90%。沈阳11啤酒厂采用回收固形物及厌氧消化综合治理工艺，实行清污分流，集中收集codcr大于5000 mg.l-1的高浓度有机废水送入uasb进行厌氧处理，废水中codcr的质能利用率可达91.93%。 uasb成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥 。颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁殖、积累的结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充 足的营养基质，故对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用；适当高的水力负荷将产生污泥的水力筛选，淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥，同时产生剪切力 ，使污泥不断旋转，有利于丝状菌互相缠绕成球。此外，一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件，因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度。碱度不足，所以需投加工业碳酸钠或氧化钙加以补充。研究表明，在uasb启动阶段，保持进水碱度不低于1000mg.l-1对于颗粒污泥的培养和反应器在高负荷下的良好运行十分必要。总之，uasb具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面积小等一系列优点，完全适用于高浓度啤酒废水的治理。其不足之处是出水codcr的浓度仍达500 mg.l-1左右，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放。3.2方案的确定根据此啤酒厂污水的特点：（1）废水以有机污染物为主，bod/cod=0.420.3，可生化性好；（2）啤酒废水水质、水量变化大，如何尽量降低工程占地，又不影响后续处理的稳定运行，这要求后续生化处理有较高的耐冲击负荷能力；（3）啤酒厂废水属中浓度有机废水，单级好氧处理工艺难以保证废水达标排放，传统的厌氧反应器处理效率低、占地大，因此必须采用高效生物反应器；（4）根据以往经验，若采用单级或两级好氧生物处理工艺，虽然可以达到处理要求，但能耗非常高（一般来说，好氧处理的费用与进水的污染物浓度成正比），因此，为了降低运行费用，最好可以在好氧生物处理前增加一个厌氧工艺。 根据上述生物接触氧化池和uasb的优点可以在一个uasb后加一个生物接触氧化池工艺进行处理啤酒厂废水，比较符合处理效果与经济效益的原则。 由此可以确定采用如图2.1所示的处理工艺流程：图2.1 uasb+生物接触氧化法工艺流程图3.3 主要构筑物简介3.3.1 格栅把格栅13设在处理构筑物之前，由于啤酒废水ss很高，采用两级格栅，主要拦截污水带来的瓶盖、塑料制品及车间与室外环境带来的较大漂浮物，保证后续处理设施的正常运行。格栅按栅条间隙可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）；按格栅形状可分为平面格栅和曲面格栅；按清渣方式可分为人工清渣和机械清渣。 3.3.2 沉砂池 沉砂池的功能时利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，如泥砂、煤渣等。他们的相对密度约为2.65。城镇污水处理厂一般均应设置沉砂池。3.3.3 初沉池 糖化、发酵废水含有大量有机悬浮固体，ss很高，为了降低后续生物处理的有机负荷，在调节池前设沉淀池，以除去大部分可沉淀的悬浮物质，降低生物工艺负荷，节省能耗。池底设污泥斗，通过排泥管定期将沉淀污泥排出池外。 在此设计中选择竖流式沉淀池，其排泥方便，管理简单，占地面积较小，比较经济。3.3.4 水质调节池（均质池） 由于啤酒厂各工段排水水质差异很大，为了不形成对后续生化处理的负荷冲击和酸碱冲击，应设均质调节池，均匀水质，并起到一定的水量调节作用。为了把一部分有机物质酸化分解，以提高在uasb反应器中的去除速率，需在调节池中补加一定酸度，起到了酸化池的部分作用。3.3.5 uasb反应器 uasb反应器由反应区、沉淀区、气室3部分组成。反应器底部是浓度较高的污泥层, 称为污泥床。 污泥床的上部是浓度较低的悬浮污泥层，通常把污泥层和悬浮层统称为反应区。在反应区上部设有气、液、固三相分离器。废水由反应器底部进入，与污泥床中的污泥进行混合接触。由于废水以一定流速自下向上流动以及厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用，废水与污泥充分混合，有机质被吸附分解。所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区，由于沼气已从废水中分离，沉降区不再受沼气搅拌作用的影响，废水在平稳上升过程中其中沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分，从而保证了反应器内高浓度的污泥，含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出。反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥，能够允许较大的上流速度和很高的容积负荷。 应用uasb技术处理中高浓度有机废水具有投资小、占地少的特点。作为一种非常经济的技术，uasb 在废水处理成本上比好氧处理要便宜得多。uasb反应器利用厌氧微生物降解废水中的有机物，其主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统，它具有截留污泥量大，颗粒化程度好，无需搅拌，耐冲击负荷，处理高浓度有机废水能力强等特点。uasb反应器在低温条件下处理效果会大幅度降低，但由于啤酒只在夏天气温高的时候生产，所以气温低时反应器会处于闲置状态，不需要将uasb反应器裹上一层保温材料，节约了经济耗费。而且，uasb反应器内不设搅拌装置，上升的水流和产生的沼气可满足搅拌要求，反应器内不需填装填料，构造简单，易于操作运行，便于维护管理。3.3 .6 接触氧化池 接触氧化池主要由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等构成。生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜，吸附和网捕水中的有机污染物，并加以氧化分解，使污水得到净化。由于填料是浸没在污水中的，固着在填料上的生物膜多数是发育极好的丝状菌团，并有大量丝状菌穿插其中，形成了密集的生物群体，增加了污水与微生物的接触表面积。一般活性污泥法的污泥浓度为2-3g/l，而接触氧化池中单位体积内水中和填料上的微生物浓度可达10-20g/l14，由于微生物浓度高，有利于提高容积负荷，提高处理效率。 由于厌氧处理污水不够彻底，必须增加一个好氧工艺与uasb组合达到最佳效果，以稳定出水水质。生物接触氧化池性能稳定、产泥量少、易于启动、能耗低、出水效果好而成为最理想选择。而且，近年来国内15外大量的工程实践证明, 使用厌氧+ 好氧的生物处理技术,处理啤酒污水在经济上和技术上都是可行的。3.3.7 二沉池 二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀分离活性污泥或去除生物膜法中脱落的生物膜，是生物处理工艺中的一个重要组成部分。3.3.8 污泥浓缩池 污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。 接触氧化池产生的剩余污泥进入污泥浓缩缩池进行浓缩沉淀，经重力浓缩后，浓缩产生的上清液收集后，靠重力排入厂区内污水管道，污泥浓缩池所在区域位于污泥脱水机房一侧，便于输送。3.3.9 污泥脱水机用以去除污泥中的毛细水和表面附着水，缩小污泥体积，减轻其重量，本工艺选取dyd-1000型带式压榨过滤机。 dyd型带式压滤机以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质形成滤液，而固体颗粒被截留在介质上，形成滤样，从而达到脱水的目的，脱水过程一般分为三个阶段：重力脱水段，楔形预压榨段，中、高压剪切脱水段。其特点是：能连续运行，操作管理简单，附属设备较少，机器制作容易，出泥含水率低且稳定，从而投资、劳动力、能源消耗和维护费用较低。4.构筑物的设计计算4.1 中格栅4.1.1 设计原则（1） 档栅条间隙为16-25mm时，栅渣截留量为0.1-0.05m3/（103m3污水）；（2） 当处理流量小或所能截留的污染物量较少时可采用人工清渣的格栅， 当每天的栅渣量大于0.2m3时，都应采用机械清渣方法。（3） 格栅安装角度一般与水平面成30-60，倾角小时，清渣时较省力，栅渣不易回落，但需要较大的占地面积。（4） 格栅过水面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水管渠有效面积的2倍，以免清渣过于频繁；（5） 设置格栅的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的流速，通常采用0.4-0.9m/s；（6） 过栅流速一般采用0.6-1.0m/s，最大流量时可高达1.2-1.4m/s。通过格栅的水头损失一般为0.08-0.15m。（7） 格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量的计算等。4.1.2 设计参数：（1）系数k=3；（2）栅前水深:h=0.3m；（3）格栅倾角：=60；（4）形状系数：=1.79；（5）总变化系数：kz=1.5（6）栅前流速：v1=0.6m/s； （7）过栅流速：v=0.6m/s；（8）格栅前渠道超高h1=0.3m；（9）栅条净间隙：b=15mm=0.015m； （10）栅条宽度：s=0.02m（栅条断面为圆形）；（11）进水渠道渐宽部位的展开角度：1=20； （12）阻力系数，则 （13）平均日流量：q=4750m3/d=0.055m3/s=198m3/h； （14）单位体积污水栅渣量：w1=0.05m3/(103m3污水) ；4.1.3 设计计算图4.1 中格栅工艺设计图（1)格栅的间隙数量n： （2）格栅总宽度b： （3）过栅水头损失h2 所以, （4） 进水渠宽： (5)栅后槽总高度h： （6）格栅的总长度l：进水渠道渐宽部位的长度l1： 格栅前槽高 则 式中，l1进水渠道渐宽部位的长度； l2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取l2=0.5l1 ； a格栅前槽的长度，取0.5m。 b格栅后槽的长度，取1.0m。（7）日栅渣量w： 所以，采用人工清渣。4.2 细格栅 细格栅一般设置在提升泵后污水处理构筑物前，用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。细格栅的设计和中格栅相似。4.2.1 设计参数（1） 栅条宽度：s=0.01m；（2）栅前部分长度：0.5m。 （3）格栅安装倾角：=600；（3）过栅流速： v=0.6m/s； （4）出水其渐宽部分展开角度为200。 （5）阻力系数：（6）（6）单位体积污水栅渣量：w1=0.1 m3/(103m3污水) ；（7）栅条净间隙：b=10mm=0.01m（栅条断面为圆形）； 4.2.2 设计计算图4.2 细格栅的工艺设计图(1) 格栅的间隙数量n：(2) 格栅总宽度b： (3) 过栅水头损失h2： 所以， （4）栅前进水渠宽： (5)栅后槽总高度h：(6) 格栅总宽度l：进水渠道渐宽部位长度： 格栅前槽高式中，l1进水渠道渐宽部位的长度； l2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取l2=0,5l1； a格栅前槽的长度，取0.5m。 b格栅后槽的长度，取1.0m。每日栅渣量w： 所以，采用机械清渣。4.3 沉砂池4.3.1 设计原则 设计一般规定：平流式沉砂池是常用的形式，具有构造简单、处理效果较好的优点。一般设于初次沉淀池之前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的条件。也可设于泵站、倒虹管前以减轻机械、管道的磨损。4.3.2 设计参数（1）沉砂池的超高不宜小于0.3m。（2）砂斗容积按2d的沉砂量计算，斗壁倾角55-60。（3）沉砂池按去除相对密度大于2.65，粒径大于0.2mm的砂粒设计。（4）除砂一般宜采用机械方法。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。（5）设计有效水深不应大于1.2m,一般采用0.25-1.0m，梅格宽度不宜小于0.6m。（6）设计流量应按最大设计流量计算；在合流制处理系统中，应按合流流量计算。（7）城镇污水的沉沙量可按3m3/105m3污水计算，沉砂含水率约为60%，容重为1.5t/m3。（8）池底坡度一般为0.01-0.02；当设置出砂设备设备时，应根据设备要求考虑池底形状。（9）沉砂池的格数不应少于2个，并应按并联系列设计，当污水量较小时，可考虑一格工作，一个备用。（10）设计流量时，水平流速最大应为0.3m，最小为0.15m；最大设计流量时，污水在池内的停留时间不应少于30s，一般为30-60s。（11）档采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度，并设排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。4.3.3 设计计算图4.3 沉砂池的工艺设计图（1） 沉砂池的长度l：式中，v最大设计流量时的流速，m/s,取v=0.18m/s； t最大设计流量的流行时间，取t=30s。代入数据，得（2） 水流断面面积a： 式中，q为最大设计流量，m3/s。（3） 池总宽度b：取n=2格，每格宽0.6m，则(4) 有效水深h2：(5) 沉砂斗容积v：式中，x城镇污水沉砂量，m3/106m3污水，取x=30m3/106m3污水； t清除沉砂的间隔时间，d，取t=2d； kz污水流量总变化系数，取kz=1.5。 （6） 每个沉砂斗容积v0设每一分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则（7） 沉砂斗尺寸：沉砂斗上宽a： 式中，h3斗高，m,取h3=0.4m； a1斗底宽 ，m,取a1=0.28m。斗壁于水平面的倾角55，代入上式得 (8) 沉砂室高度h3采用重力排砂，设池底坡度为0.02，坡向砂斗。沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为l2：l=2(l2+a)+0.2。 （b=0.2为二沉砂斗之间隔壁厚）(9) 沉砂池总高度h：取超高h1=0.3m,则(10) 验算最小流速vmin在最小流量时，只用一格工作（n1=1）。 式中，qmin最小流量，m3/s； n1最小流量时工作的沉砂池数目，个； min最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2。则 表4.1 污染物在各阶段的处理效果工段项目cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)预处理uasb生物接触氧化池二沉池进水出水去除率（%）进水出水去除率（%）进水出水去除率（%）进水出水去除率（%）2400216010%2160324853246580 65 60 8100080020%800809080197619205 400 220 352202162216203620320904.4 初次沉淀池4.4.1 设计参数（1）板底面距泥面至少0.3m；（2）中心管流速不大于30mm/s；（3）中心管下口设有喇叭口和反射板；（4）喇叭口直径及高度为中心管直径的1.35倍；（5）排泥管下端距池底不大于0.20m，管上端超出水面不小于0.40m；（6）浮渣挡板距集水槽0.25-0.5m，高出水面0.1-0.15m；淹没深度0.3-0.40m。（7）反射板的直径为喇叭口直径的1.30倍，反射板表面积与水平面之间的倾角为17；（8）当池子直径（或正方形的一边）小于7.0m时，澄清污水沿周边流出；当直径d7.0m时应曾设辅流式集水支渠；（9）中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在0.25-0.50m范围内时，缝隙中污水流速，在初次沉淀池中不大于30mm/s；（10）池子直径（或正方形的一边）与有效水深之比值不大于3.0。池子直径不宜大于8.0m。一般采用4.0-7.0m，最大有达10m；4.4.2 设计计算图4.4 沉淀池工艺设计图（1） 中心管面积f1：式中，q每池最大流量，m3/s； v0中心管内流速，m/s,一般0.03m/s，取0.02m/s。（2） 中心管直径d0： （3） 中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3： 式中，v1污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度，m/s，取0.02； d1喇叭口直径，m,d1=1.35d0=1.351.9=2.6m。(反射板直径d3=1.3d1=3.38m。)（4） 沉淀部分有效面积f2：设表面水力负荷q=3.0m3/（m2h），沉淀池二级处理前一般为1.5-3m3/（m2h），则v=3.0m/h=0.0008m/s。式中，v污水在沉淀池中的流速，m/s； f2沉淀部分有效断面积，m2。则沉淀池的的直径：（5） 沉淀池变长a：（6） 沉淀部分的有效水深： 设沉淀时间t=1.5h（一般取1-2h）。好氧射流环路反应器含泥量高，沉降性能较好，污泥回流根据需要来定，一般保持反应器内污泥sv=40%左右。沉淀池有效水深h2: ，符合要求。（7） 校核集水槽出水堰负荷q0：（8） 沉淀部分所需总容积v： 式中，c0进水悬浮物浓度，t/m3，4.010-4t/m3； 0初沉池ss去除率（%），设计为35%； s污泥的密度，t/m3，其值约为1； p污泥含水率，%，对于二级处理前的沉淀池，污泥含水率取96%； t两次清除污泥相隔时间，d，取2d。 kz生活污水流量总变化系数，取1.9。 (9) 圆截锥部分容积v1：污泥室圆截锥部分高度h5：则式中，a圆截锥上半部半径，m； a圆截锥下半部半径，取1.5m； h5污泥室圆截锥部分高度。（10） 沉淀池总高度h：式中，h1超高，应不少于0.3m，取0.3m； h4缓冲层高，采用0.3-0.5m，取0.4m。（11） 初沉池的污泥量：式中，x初沉池初沉池污泥量，m3/d； q污水流量，m3/d； 1初沉池ss去除率（%），为35%； c1进水悬浮物浓度，t/m3，400mg/l=4.010-4t/m3； p污泥含水率（%），取96%； 污泥密度，以1000kg/m3计算。4.5 水质调节池4.5.2 设计原则（1）调节池设置一用一备，便于检修清泥；（2）调节水量一般为处理规模的10-15可满足要求；（3）调节池的形状宜为方形或圆形，以利于完全形成混合状态。长形水池宜设多个进口和出口；（4）水量调节池实际是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度，最低水位为死水位。4.5.3 设计参数（1） 水力停留时间t=4h；（2） 设计流量q=0.055m3/s=198m3/h；（3）调节池作为平底，为防止沉淀，用压缩空气搅拌废水。空气用量为1.5-3.0m3/(m2h)，此设计中取2.0m3/(m2h)。4.5.4 设计计算（1） 调节池的有效容积： （2） 调节池水面面积：取池子总高度h=4.2m，其中超高0.3m，有效水深h=4m，则池面积为 ：(3) 调节池的尺寸：池长取l=18m ，池宽取b =11m，则池子总尺寸为 （4） 调节池的搅拌器：使废水混合均匀，调节池下设两台lfj-350反应搅拌机。（5） 进水管的设计：取水流流速为0.5m/s，则管径应为取管径为400mm，则流速为4.6 uasb反应器 4.6.1 uasb设计参数（1） 产气率0.5m3/kgcod；（2） 总沉淀水深应大于1.5m；（3） 水力停留时间介于1.5-2h；（4） 污泥产率0.1kgmlss/kgcod；（5） 沉淀区水力表面负荷4kgcod/(m3d),每个布水点服务2-5m2，出水口流速1-3m/s。取每个布水点服务2m2，出水口流速3m/s；如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果，沉淀器（集气罩）斜壁倾角50。4.6.2 uasb设计计算图4.5 uasb反应器工艺设计图4.6.2.1 反应器容积计算(1) uasb有效容积： 式中，q设计流量，m3/s； l1进水cod含量,mg/l,l1=2160mg/l； 1uasb反应器的cod去除率（%），为85%； nv容积负荷,取6kgcod/(m3d)。将uasb设计成方形池子，布水均匀，处理效果良好。（2） uasb横截面积：取水力负荷q=0.8m3/(m2h) 则采用4座相同的uasb反应器，则每座uasb反应器横截面积： 取d=9.0m则实际横截面积为：实际表面水力负荷为，故符合设计要求。4.6.2.2配水系统设计计算（1） 每个池子流量：（2） 布水点设计：1）设每个池子布水点为28个。2）圆环直径计算：每个孔口服务面积为：，故符合要求。可设3个圆环，最里面的圆环设4个孔口，中间设8个，最外围设16个孔口。3） 内圈4个孔口设计：服务面积：折合为服务圆的直径为：用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布4个孔口，则圆的直径计算如下：4） 中圈8个孔口设计：服务面积：折合成服务圆直径为：中间圆环直径计算如下：则d24.81m5） 外圈12个孔口设计：服务面积： 折合成服务圈直径为：外圆环的直径d3计算如下：则 d3=7.21m4.6.2.3三相分离器的设计计算图4.6 三相分离器设计简图（1） 沉淀区面积为：（2） 表面水力负荷为：(3) 回流缝设计：取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m，=50式中，b1下三角集气罩底水平宽度，m； 下三角集气罩斜面的水平夹角； h3下三角集气罩的垂直高度，m。下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速v1可用下式计算：式中，q1反应器中废水流量，m3/h； s1下三角形集气罩回流逢面积，m2；符合要求。上下三角形集气罩之间回流逢中流速(v2)可用下式计算：式中，q1反应器中废水流量，m3/h； s2上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；取回流逢宽cd=1.2m,上集气罩下底宽cf=7.0m则 则故符合设计要求。确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：故 由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：(4) 气液分离设计：1） 设计参数： d=0.01cm(气泡)；t=20；1=1.03g/cm3；g=1.210-3g/cm3；v=0.0101cm2/s； =0.95；2）废水的动力粘滞系数：一般废水的净水的,故取=0.02g/cms。3）气体上升速度vb：由斯托克斯工式可得气体上升速度为：式中，d气泡直径，cm； 1液体密度； g 沼气密度； 碰撞系数； 废水的动力粘滞系数，g/(cms)； v液体的运动粘滞系数,cm2/s。设气泡直径d=0.01cm；30以下，1=1.03g/cm3，g=1.1510-3g/cm3，=0.0101cm2/s，=0.95，=0.01011.03=0.0104g/（cms），由于废水动力粘度系数值比净水的大，取0.02g/（cms）。va=v2=1.50m/h则 ,故满足设计要求。4.6.2.4出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m,槽高0.3m。4.6.2.5排泥系统设计一般情况下，可按每天去除1kgcod产生0.051.0kgvss计算，本设计取0.06kgvss/kgcod。则产泥量为：式中，q设计处理量； l1进水cod浓度，2.16kg/m3； 1uasb反应器的cod去除率（%），为85%。则每日产泥量523.26kgmlss/d，则每个usab日产泥量130.82kgmlss/d,可用350mm排泥管，每天排泥一次。4.6.2.6 理论上每日的污泥量式中，q设计流量，m3/d； c1进水悬浮物ss浓度，t/m3，0.26kg/m3； 1uasb悬浮物ss去除率（%），为2%； p0-污泥含水率，%,取98%。则 4.6.2.7 产气量计算每日产气量：（产气率0.5m3/kgcod）4.7 生物接触氧化池设计4.7.1 设计参数（1）气水比控制在(10-15)：1；（2）填料层高度一般大于3.0 m；（3）生物接触氧化池一般不应少于2座；（4）进水bod5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；（5）污水在池中的停留时间不应小于