某医药厂废水处理工程工艺设计.doc

苏州科技学院本科生毕业设计某医药厂废水处理工程工艺设计摘 要本次设计所处理的对象是某医药原料厂位于华东某市，该厂采用生产医药原料肌醇。本设计总水量为700m3/d；水质情况如下表：序号指标进水浓度（mg/L）1PH782CODcr65003BOD526004SS3505PO4-15通过一定合适的工艺处理后达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中表4一级标准。即为：序号指标排放浓度（mg/L）污水综合排放标准(GB8978-96)1PH6-92CODcr1003BOD5304SS705PO4-1 通过查阅一定的参考资料，并在导师的精心指导下，决定采用UASB和SBR结合的工艺作为本次设计的处理方案。在处理过程中，最终使之达标排放。确定工艺流程后，根据本设计处理规模700m3/d，再对各个水处理构筑物进行选型及工艺参数的取值。论文中对整个废水处理工艺的选型作了详细的论述和说明；在设计计算说明书中对各个处理构筑物进行了必要的工艺计算。通过对本方案在处理效果和经济效果上的分析比较，可以得出该方案是可行的。设计成果包括毕业设计论文和设计计算说明书各一份，设计图纸11张。关键词 医药废水；UASB；SBRTreatment plant engineering design process of Pharmaceutical wastewaterAbstractThe object of this design is Pharmaceutical raw material plant in East China city. The raw material of Production is corn starch.The total capacity of water is 700m3/d, the following table for Water quality:序号指标进水浓度（mg/L）1PH782CODcr65003BOD526004SS3505PO4-15after the appropriate process dealing with, it must go to wastewater discharge standards（GB8978-1996）for Table 4 a standard.序号指标排放浓度（mg/L）污水综合排放标准(GB8978-96)1PH6-92CODcr1003BOD5304SS705PO4-1I consulted many literature and with the help of my professor, then decided to adopt UASB and SBR for my treatment plan. According to my treatment, the effluent can achieve the standard .I chose the kind ofconstruc building and parameter of provision based on the determined treatment scale .I have detailed instruction of all the technology course, and theres an essential technology calculate in the instruction .Compared with economic and the effect of treatment, I can have the conclusion: my treatment technology is feasible .Our achievement contains the instruction of calculate and 11piece of drawiong .Key words Pharmaceutical wastewater；UASB； SBR42目 录1绪论12 水质水量分析22.1 进水水质22.2 出水标准23 设计原则及依据23.1 设计原则23.2 设计依据及规范标准34 制药废水的来源特点35 工艺流程的确定35.1 处理工艺的比较35.1.1 前工艺处理能力的比较35.1.2. 后工艺处理能力的比较45.2 工艺的确定75.2.1 工艺确定的原则75.2.2 工艺流程图85.2.3 工艺流程简介85.3 各构筑物的处理效果分析86 主要构筑物的设计计算96.1 调节池96.1.1 设计说明96.1.2 设计参数96.1.3 尺寸及工艺计算106.1.4 选潜污泵106.2 沉淀池106.2.1 设计说明106.2.2设计参数：116.2.3 尺寸及工艺计算116.3. UASB工艺146.3.1.设计说明：146.3.2. 设计参数146.3.3尺寸及工艺计算156.4 . SBR反应器196.4.1 设计说明196.4.2. 设计参数：206.4.3. 尺寸及工艺计算216.5 混凝池286.5.1 混凝池体积286.5.2. 搅拌装置286.5.3 投药量286.6气浮池286.6.1 设计说明286.6.2设计参数：296.6.3. 尺寸及工艺计306.7. 污泥浓缩池326.7.1 污泥浓缩池的污泥量326.7. 2.浓缩池池体尺寸：326.7. 3. 泥斗尺寸：326.7. 4. 浓缩池总高度326.8 污泥泵房336.9. 高程计算336.9.1出水气浮池336.9.2. 气浮池混合池346.9.3. 混合池SBR346.9.4. SBRUASB356.9.5. UASB初沉池366.9.6. 初沉池调节池367 经济性分析377.1. 土建部分投资估算377.2. 设备部分投资估算377.3工程直接投资：387.4. 其他费用：387.5工程总造价397.6.运行费用：39致谢40参 考 文 献411 绪论 近几十年来，随着工业和城市建设的发展，我国城市的环境污染特别是水污染问题日趋严重，我国是一个人均水资源占有量匮乏的国家，仅为世界人均值的四分之一，而且时空分布不均，开发利用难度大，许多地区和城市严重缺水，与此同时，全国年排污量为350亿立方米，但城市污水集中处理率仅为7%，80%的污水未经有效处理就排入江河湖海，使我国的水污染情况十分严重，并进一步加剧了水资源的短缺。可以说水污染严重和水资源的短缺已成为严重制约我国社会经济持续发展、危害生态环境、影响人民生活和身体健康的突出问题，迫切需要加以解决。某医药原料厂位于华东某市，该厂采用生产医药原料肌醇。生产车间实行三班制，水量变化较大，日排水量为700m3/d，另外该厂有大量冷却水（水温约70）可供利用。废水水质情况为：水温常温；pH78；CODCr6500mg/l；BOD52600mg/l；PO43-15mg/l；悬浮物350mg/l；根据建设单位要求，废水处理站拟实行三班运行，要求通过处理废水能达到污水综合排放标准(GB8978-96)中(新扩改企业)一级标准，即pH=6-9;CODCr100mg/l，BOD5 30mg/l，悬浮物70mg/l，PO431mg/l。建设单位提供场地基本平坦，设计范围120100米，东西长，南北宽；污水自场地西面流入，流入点标高为-1.00m(0.00m以生产车间室内地坪为准)。处理后污水要求由场地东北角排出，排出点标高为-1.20米。污水处理站的设计应采用国内较成熟的工艺和性能可靠的设备，处理站设计时应考虑节约运行费用、节约能源、减少噪声、避免产生二次污染和便于管理，减轻劳动强度等。处理站设计中可不考虑生活污水，布置时不考虑机修车间。根据某医药厂排放的废水特点及提供的占地面积，本设计方案通过UASBSBR一套高效，稳定和经济技术合理的处理工艺，保证废水达到国家综合排放标准（GB8978-96）一级标准。，同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。2 水质水量分析2.1 进水水质某医药原料厂位于华东某市，该厂采用生产医药原料肌醇。生产车间实行三班制，水量变化较大，日排水量为700m3/d，另外该厂有大量冷却水（水温约70）可供利用。表1-1 原水水质含污染物的浓度序号指标进水浓度（mg/L）1PH782CODcr65003BOD526004SS3505PO4-15 2.2 出水标准要求废水处理后达到污水综合排放标准（GB8978-1996）的一级标准。具体标准见下表：表2-2 出水水质要求序号指标排放浓度（mg/L）污水综合排放标准(GB8978-96)1PH6-92CODcr1003BOD5304SS705PO4-13 设计原则及依据3.1 设计原则为了同时达到污水处理高效稳定运行和基建投资省、运行费用低的目的，依据下列原则进行了污水处理工艺方案选择。（1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到排放标准；（2）投资低，运行费用省，以尽可能少的投入取得尽可能高的效益；（3）在保证满足出水要求的情况下，最大可能减少剩余污泥量；（4）实现在线监测与控制；（5）选定工艺的技术设备先进、可靠，国产化程度高，一致性好；3.2 设计依据及规范标准（1）污水综合排放标准（GB8978-96）中（新改扩企业）一级标准；（2）给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84）；（3）工业企业设计卫生标准 （TJ36-79）；（4）室外排水设计规范（GB14-1997）4 制药废水的来源特点 制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水、以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。5 工艺流程的确定 由于进水COD=6500mg/l，BOD=2600mg/l,有机浓度较大，若采用两级好氧，耗能较大，不经济，所以我采用了一级好氧一级厌氧5.1 处理工艺的比较5.1.1 前工艺处理能力的比较综合上述医药废水的处理工艺，前处理工艺主要是去除废水中大部分的COD及杂质，减轻后续处理的负担，保证后续处理工艺的正常运行。而目前较为流行的厌氧处理方法主要有：厌氧接触法、ABR工艺及UASB工艺等。下面就这几种厌氧法作一个比较：厌氧接触法：用沉淀池使泥水分离并进行回流，消化池中进行适当的搅拌，池中呈完全混合状态。能适应高浓度COD和SS的废水，运行较为稳定，出水的SS较低，但是它依靠中沉池中大量的厌氧污泥的回流来保持反应器中有大量的活性厌氧微生物，但由于该法没有专门进行气水分离 因而厌氧污泥的沉降性能较差，所以池中的污泥浓度不可能提得太高而无法加大负荷，从而造成反应器体积庞大，停留时间过长，操作要求也相应提高，从而限制了这项技术的运用。ABR工艺：构造简单，产泥少，能适应高的有机负荷，且不需要三相分离器，水力条件好，对微生物有良好的截留能力，处理效果良好等特点但该工艺目前尚处于实验研究阶段，很少有用于工程实际的例子。在国内，更是技术不成熟，但其发展前景相当广阔。UASB工艺：即上流式厌氧污泥床。厌氧消化和固液分离在一个池中进行，微生物浓度高，所以能适应高的有机负荷，容积效率高，且能耗低且不需要搅拌设备，由于采用了三相分离器，能使气、固、液得到良好的分离使池中厌氧污泥浓度很高，并能培养出沉降性能很好的高活性颗粒污泥。去除效率高，目前国内外许多酿造工业企业都采用这样的技术处理废水，技术较为成熟。厌氧生化与好氧生化相关的废水处理工艺有运行能耗少、处理效率高等优点，在高浓度有机废水中经常使用，也可同时产生沼气而具有一定的经济效益，但此工艺运行仍具有一定的困难，因为啤酒的水量很大，一般的厌氧生化单元的停留时间很长，通常达到12天以上，则淀粉废水若采用普通厌氧处理法，其厌氧单元的投资巨大、占地也大，此外普通厌氧法对水质、水温、PH要求高，废水的复杂多变性会导致普通厌氧法的低效运行甚至使厌氧生物受到严重危害而不可逆转，最终导致厌氧段的破坏，此外，还要满足普通法的恒温要求，则年终阶段和年初阶段必须对厌氧段加热，能耗很大。综上可知，采用UASB工艺对医药废水进行厌氧处理是个理想的方法。5.1.2. 后工艺处理能力的比较经过前处理工艺的废水进入后处理工艺，后处理工艺主要是去除废水中超标的P，保证出水的达标，处理方法主要有：SBR工艺，A/A/O工艺和生物接触氧化法下面就SBR和生物接触氧化法两种厌氧法作一个比较：SBR工艺：该工艺由时间序列上依次循环进行的进水曝气反应沉淀分离排水闲置五个操作工序构成。这五个工序均在同一反应器(曝气池)中进行。就生物反应特征而言，在流态上属完全混合型，而在有机物降解方面，则与推流式反应器的特性相同。每一个运行周期中，各阶段的运行时间、反应期内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据污水的性质、出水质量与运行功能的要求而灵活掌握。通过在时间上进行有效的控制与变换，即能达到脱氮除磷的效果。生物处理系统的总容积通常小于连续式工艺，建设投资和运行费用都较为节省。若采用多组间歇反应器交替运行，则可实现污水的连续处理。本工艺的各操作工序要求采用计算机自动控制，主要运行控制参数的在线监测也较为方便。若设备和监测、控制仪表质量可靠，易于维护管理，运行控制灵活方便，能够达到较好的处理效果。生物接触氧化法：该工艺是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺。接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。生物接触氧化法由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积的生物固体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法不需要污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便。由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力,生物接触氧化法有时脱落一些细碎生物膜，沉淀性能较差的造成出水中的悬浮固体浓度稍高，一般可达到30mg/L左右。表5-1 后处理工艺比较项目SBR工艺生物接触氧化法投资费用土建工程工艺流程简单，无需二沉池,有时也可省初沉池，池体一般较深,土建量较小需二沉池，及初沉池，土建量较大机电设备及仪表设备闲置浪费大,自控仪表稍多设备投资较省征地费占地小,征地费较少占地大,征地费较多总投资较大较小运行费用水头损失约0.51.0米约0.20.5米污泥回流不需污泥回流需要曝气量两者差不多药剂量电耗较高较低总运行成本较高较低工艺效果出水水质SS可达30mg/L以下，BOD可达15 mg/L以下，COD可达100 mg/L以下，TKN可达15 mg/L以下，TP可达1mg/L以下。通过运行程序的变，可实现较好的脱氮除磷。SS可达30mg/L以下，BOD可达15 mg/L以下，COD可达40 mg/L以下，TKN可达15 mg/L以下，TP 去除率较低。脱氮效果受到混合液回流比大小的影响；除磷效果受到污泥龄和回流污泥挟带的溶解氧和NO3-N影响。产泥量较多较少有无污泥膨胀易产生污泥膨胀无流量变化的影响对进水水质水量的波动具有较好的适应性对进水水质水量的波动具有较好的适应性冲击负荷的影响两者均耐冲击负荷温度变化（低温）的影响（温度将影响硝化/反硝化）低温对两者均有一定影响自动化程度（随着计算机技术的发展，自控系统的投资不需很大）序批式进水系统，自动化程度高连续进水系统，可实现供氧量和回流比的自动调节日常维护和巡视设备闲置较集中，微孔曝气头会堵塞，维护量较小厂区面积大，设备分散，微孔曝气头容易堵塞，维护巡视量较大操作管理人员人数较少较多正常的增加处理量池体为模块结构，扩建相对常规工艺容易由于它为非模块结构，扩建时所有的沉淀池和曝气池均需增加个数，所需占地和土建工程量很大适用范围中小城镇生活污水和工业废水，要求除磷脱氮；尤其适合处理量较小污水厂。较多运用于中大型污水处理厂从以上比较可知，由于出水需要达到国家一级标准，要求较高，SBR处理能力及处理效果较生物接触氧化池强，因此 SBR较适合医药废水的处理5.2 工艺的确定5.2.1 工艺确定的原则（1）处理效率高，效果好，工艺性能稳定，能适应一定程度的负荷波动和变化；（2）技术可靠、先进、合理，有充足的实际工程设计、运行资料或试验依据；（3）调试和正常运行管理简便易行，对操作人员的工艺知识要求尽可能低；设备维护要求相对较低；（4）占地面积小，投资和运行费用低。综合考虑以上原则和所作的比较，比较而言，虽然采用UASB+SBR工艺土建费用较高，但根据处理效果的达标情况等综合因素考虑，UASB+SBR工艺较有优势。5.2.2 工艺流程图 6、 鼓风机房 曝 气废水进水 调节池 竖立式初沉池UASBSBR 污泥外运 脱水机房 浓缩池 混合池 平流式气浮池 出水 5.2.3 工艺流程简介选定的工艺废水采用厌氧与好氧相结合的方法来处理，废水首先经过调节池池调节工业废水的水质与水量，然后通过泵提升到沉淀池去除不溶性的蛋白质H和SS，稳定的出水经过厌氧UASB处理装置，大大降低进水有机负荷，获得能源沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，在进行好氧SBR处理后达标排放。为了使磷达到 污水综合排放标准(GB8978-96)中(新扩改企业)一级标准，即PO431mg/l，SBR出水后采用化学除磷，即加药混凝后经气浮分离。来自初沉池，UASB,SBR的污泥进入污泥井，经过污泥浓缩和脱水排放到农田作为肥料。污泥浓缩池所产生的上清液含有大量的P,回流到调节池处理，然后再随工艺进行处理排放。5.3 各构筑物的处理效果分析工艺项目CODCr/mgL-1BOD5/mgL-1PO43-/mgL-1SS/mgL-1pH调节池进水650026001535078去除率%出水6500260015350竖流式沉淀池进水6500260015350去除率%152040出水5525208015210UASB进水5525208015210去除率%90851060出水56031213.584SBR进水56031213.584去除率%85926560出水84254.834加药混凝+气浮分离进水84254.834去除率%90出水84250.534实际出水84250.534出水要求100301706-96 主要构筑物的设计计算6.1 调节池6.1.1 设计说明工业废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。6.1.2 设计参数主要参数：停留时间：T=6h 设计水量：= =17.3 L/S=1500 取调节池的有效容积为V=375；取V=400 调节池剖面示意图6.1.3 尺寸及工艺计算池子尺寸:池有效容积 V=400m3取池总高 H=4.5m，其中超高0.5m，有效水深h=4.0m则池面积 A=V/h=400/4.0=100m2则池长 L=12.5m池宽取 B=8.0m池子总尺寸为 LBH=12.5m8.0m4.5m6.1.4 选潜污泵 本设计中选用（80QW50103）一用一备。其性能如下：流量Q250m3/h；扬程10m；转速1430r/min；电压380（V），轴功率3KW，泵的安装位于出水口的凹槽处，凹槽处长度设为1.0m,倾角设为30度，槽深为0.4m。则整个凹槽的长度为1.0m+0.8m=1.8m6.2 沉淀池6.2.1 设计说明污水处理厂中,沉淀池是一种利用重力作用分离颗粒悬浮物的常见构筑物,用在生物处理法中作为预处理的称之为初沉池,初沉池的主要作用有以下几个方面，一是通过重力沉淀作用，去除污水中的可沉淀的有机悬浮物质SS，一般可去除40-55的SS；二是降低污水的BOD的含量，一般可降低20-30，以降低后续生物处理的负荷；三是起到均和水质的作用。采用圆形竖流式沉淀池。由于在之前的调节池添加了适量的石灰和混凝剂，所以相当于一个混凝的作用，在沉淀后达到混凝沉淀的效果。现有的初沉池设计理论是基于理想沉淀池假设基础之上:即认为沉淀区过水断面上各点水流速度场相同,不存在死区。6.2.2设计参数： 预计处理效果项目CODCrBOD5SS进水水质（mg/L）65002600350去除率（）152040出水水质（mg/L）55252080210 6.2.3 尺寸及工艺计算（1）中心管面积与直径式中：f1中心管截面积，m2qmax每一个池的最大设计流量， m3/s；v0中心管内的流速，m/s；do中心管管径，m。（2）沉淀池的有效沉淀高度，取4.5m式中： h2有效沉淀高度，m；v污水在沉淀区的上升速度，0.00050.001 m/s，故取0.0008m/s；t沉淀时间，初次沉淀池采用1.5h。（3）中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度 喇叭口直径 反射板直径 （4）沉淀池总面积及沉淀池直径沉淀区面积沉淀池总面积直径为，取4.0m（5）污泥部分所需容积：采用初沉池SS去除率为50%，设污泥含水率为98%则排泥量为： -沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/l r-污泥容重，kg/ -污泥含水率，%T-两次排泥的时间间隔 污泥斗的容积：V1=h5（S1+S2+）S1 -斗上口面积，直径=4.0mS2 -斗下口面积，直径=0.5mh5-泥斗高度，h4=tg60=3.0（m）V1=3.0(3.14+3.14+)=19.1（m3）（6）沉淀池总高度式中： h1、h4分别为超高和缓冲层高，分别取0.5m、0.3m。（7）出水设计 采用三角堰出水，单边出水 设三角堰的总高度0.06m，过堰水深0.03m =0.218（L/S） 所有堰的总长度L=0.1238=4.56m设出水槽宽度0.5m，出水槽高度0.8m。（8）校核 为使池内配水均匀，池径不宜过大，一般采用4m7m，不大于10m。 设计池径D=4m 符合要求； 堰上负荷q= 符合要求6.3. UASB工艺6.3.1.设计说明：本设计选用上流式厌氧污泥床(USAB),一体化两相厌氧反映器UASB处理高浓度有机废水具有低耗的特点，它基于具有两相厌养生物降解的原理，在同一个反映器内培养出产酸菌和产甲烷菌于一体的颗粒污泥，并使这两种微生物具有良好的活性，同时颗粒污泥具有良好的沉淀性能，可以承受很高的容积负荷和水力负荷。从而实现对COD去除的高效性。在众多的厌氧工艺中选用上流式厌氧污泥床(USAB)，它自70年代以来得到不断改进和发展，它在处理高浓度有机废水方面与其它生物处理相比具有以下几大优点：（a）成本低。运行过程中不需要曝气，比好氧工艺节省大量电能。同时产生的沼气可作为能源进行利用。产生的剩余污泥少且污泥脱水性好，降低了污泥处置费用。（b）反应器负荷高，体积小，占地少。（c）运行简单，规模灵活。无需设置二沉池，规模可大可小，较为灵活，特别有利于分散的点源治理。（d）二次污染少。但其出水浓度仍然比较高，还需后续好氧处理。UASB（上流式厌氧污泥床）是集生物反应与沉淀于一体的一种结构紧凑效率高的厌氧反应器。为了满足池内厌氧状态并防止臭气散逸，UASB池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设水封装置。池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。6.3.2. 设计参数表: 预计处理效果项目CODCrBOD5SSPO43-进水水质（mg/L）5525208021015去除率（）90856010出水水质（mg/L）56031284尺寸及工艺计算（1）UASB反应器的有效容积以污泥负荷来计算： 式中：Q-设计处理量，m3/lC0, Ce-进水、出水COD浓度Nv-污泥容积负荷，kgCOD/m3d,取4kgCOD/m3d ；取=900 m3（2）考虑检修时不至于全部停产，采用2座UASB反应器，停留时间T ： T=V/Q=900/700=1.3（d）=31（h）有效高度h0 ： 设h0 =5m 每个反应器容积为 V=450(m3)则单个反应器的平面面积为 A=90（m2），取100 m2设池长L约为池宽B的2倍，则可取B=7m；L=14m （3）UASB反应器采用矩形，三相分离器由上下两层重叠的三角形集气罩组成，采用穿孔管进水配水，采用明渠出水。 三相分离器沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积则沉淀区表面负荷率：q=0.16 m3/（m2h）；q在0.10.9 m3/（m2h）之间，满足要求。设沉淀区的水力停留时间为t=2h，则h2= qt=0.162=0.32(m)，取1.0m，设上下三角形集气罩斜面水平夹角a为55，取保护高度h1=0.5m,下三角形高h3=1.2m则有： b1=1.2/1.428=0.84(m)把本次设计中，与短边平行，沿长边布置4个三相分离器每个单元宽度为b=3.5m，三相分离器长度l=7m则宽b2为： b2=b-2b1=3.5-20.84=1.82(m)下三角形集气罩回流缝的总面积a1： a1=b2ln= 1.8274=51(m2)则v1为： v1=0.30 (m/h)上三角形集气罩回流缝的总面积a2： a2= b3l2n=0.35724=19.6(m2)b3-上三角形集气罩回流缝的宽度，m。取0.35ma2则v2为： v2=0.75(m/h)a2为控制断面，可以满足v1 v22.0m/h的条件，具有较好的固液分离要求。因为上三角下端C至下三角形斜面和垂直距离：CE=b3sin55=0.350.82=0.29(m)BC= CE/sin35=0.29/0.57=0.51(m)取AB=0.4m上三角形集气罩的位置即可确定。h4=(ABcos55+b2/2)tg55=（0.40.57+1.82/2）1.431.6（m）已知上三角形集气罩的水深为0.5m,则上下三角形集气罩在反应器内的位置已经确定。根据已确定的三相分离器构造，校核气液分离的条件是否符合要求。沿AB方向水流的速度va=0.90(m/h)气泡上升速度Vb的大小与其直径大小，水温，液体和气体的密度，液体的粘滞系数等因素有关。当气体的直径很小（d0.1mm）时围绕气泡的水流呈层流状态，Re1，这时气泡的上升流速可用Stocks公式计算：Vb=d-气体直径，cm；取0.01cm1-液体密度，g/cm3；取1.03g/cm3g-沼气密度，g/cm3；1.2 10-3g/cm3g-重力加速度，cm/s2-碰撞系数，可取0.95-废水的动力粘滞系数，g/(cms)=1=0.01011.03=0.0104 g/(cms)-液体的运动粘滞系数，cm2/s；取0.0101 cm2/s（按净水取值）由于废水的一般比净水的大，可取废水的为0.02 g/(cms)，则Vb=0.266(cm/s)=9.58(m/h)根据前面的计算结果有：10.6则可满足的要求，可以脱除直径等于或大于0.01cm的气泡。反应器的总高度H：H=0.5+1.0+1.2+5=7. 7(m)h1超高,取0.5mh2沉淀区高度,取1.0m.h3三相分离器的高度,h3=1.2mh0有效高度,h0=5m（4 ）进水分配系统的设计设布水点服务面积S=2.25m2/个，每池布水点数n= =40（个）设布水管内流速u1= 0.5m/s；u2=0.6 m/s；u3=0.7 m/s； u4=0.8 m/s；u5=1.0 m/s；u6=2 m/s；u7=4 m/s (管出口)，则直径d为：=100(mm)=70mm=50mm=30mm=20mm(m)（5）出水槽的设计采用平顶堰，在宽度方向是集水槽4条，宽0.2m，高0.2m,共4个。出水槽宽为0.5m，深为1.0m。（6）气产量计算沼气产率为0.4m3（沼气）/kgCOD每日的沼气产量为：7005.5250.900.4=1392（m3/d）沼气管道：采用DN100的管道，则其流速为： V=0.25m/s 2m/s沼气管上应安装阀门,在集气罩顶部装有排气管,进气管,取样管,测压管,以及测温管等。（7）泥产量计算污泥表观产率为0.05kgVSS/kgCOD（去除）VSS/SS=0.8则每日理论产泥量为：7005.5250.900.05=174.0（VSS/d） 174.0/0.8=217.5（kgVSS/d）污泥容重为1000kg/m3，含水率98%则每日泥量：217.51000（1-0.98）12(m3)6.4 . SBR反应器6.4.1 设计说明SBR活性污泥法是在单一的反应器内，按时间顺序进行进水、反应（曝气）、沉淀、排水、待机（闲置）等基本操作，从污水的流入开始到待机时间结束为一个周期操作。，这种周期周而复始，从而达到污水处理的目的。（1）进水期从反应器开始进水直到反应器最大容积时的一段时间。在此期间可分为3种进水方式：曝气（好氧反应）、搅拌（厌氧反应）、及静置。在曝气的情况下有机物在进水过程中已经开始被大量氧化，在搅拌过程的情况下，则抑制好氧反应。运行时，可根据不同微生物的生长特点、废水的特性、要达到的处理目标和设计要求，分别采用非限制曝气、半限制曝气和限制曝气的方式进水。（2）反应期反应的目的是在反应器内最大水量的情况下完成进水期已开始的反应。根据反应的目的决定进行曝气或搅拌，即进行好氧反应或厌氧反应。在反应阶段通过改变反应条件，不仅可以达到有机物降解的目的，而且可以达到脱氮除磷的效果。（3）沉淀期沉淀的目的是固液分离，本工序相当于二沉池，停止曝气和搅拌，污泥絮体和上清液分离。沉淀过程一般是由时间控制的，沉淀时间在0.5-1.0h之间，甚至可能达到2h，以便下一个排水工序。污泥层要求保持在排水设备的下面，并且在排放完成之前不上升超过排水设备。（4）排水期排水的目的是排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个周期的菌种。上清液恢复到循环开始时的最低水位，该水位离污泥层还有一定的保护高度。SBR排水一般采用滗水器，滗水所用的时间由滗水能力来决定，一般不会影响下面的污泥层。（5）待机期沉淀之后到下一个周期开始的期间成为待机程序。曝气池处于空闲状态，等待下一个周期的开始。待机期间根据工艺和处理目的，可以进行曝气、混合、去除剩余污泥。待机时间的长短由原水量决定。SBR运行过程中另一个重要的步骤是排放剩余污泥，在一个SBR的运行过程张红光，排放污泥通常在沉淀期或闲置期间。经UASB反应器处理的废水，COD含量仍然比较高，要达到排放标准，必须进一步处理，即采用好氧处理。SBR结构简单,运行控制灵活. SBR工艺设计原则（1）适用于规模较小的城市污水处理，昼夜水量变化大；（2）流程简洁，日后水量增长时可改为连续流常规活性污泥法工艺；（3）具有较好的脱氮除鳞功能(本例子未考虑脱磷)；（4）控制、管理实现自动化，降低能耗，减少运行费用和劳动强度。在SBR法处理城市污水的实际运行过程中，经常出现脱氮效果好时除磷效果差、除磷效果好时脱氮效果不佳的情况，而若要同时满足高效脱氮除磷的要求，就需要控制影响工艺有效运行、相互制约的各种因素，而其中最主要的制约因素就是污泥龄。如果在SBR处理工艺中能选择一个最佳泥龄，同时控制好其他环境因素，使各制约因素得到统一，则脱氮除磷就会取得较好的效果。6.4.2. 设计参数：预计处理效果表6-6 预计处理效果项目CODBODPO43-SS进水水质（mg/L）56031213.584去除率(%)85926560出水水质(mg/L)84254.834（1）设计水量： =700m3/d=29.2m3/h（2）污泥负荷率： 取值为0.10kgBOD5/(kg MLSS. d)（3）污泥浓度和SVI：污泥浓度采用3000mgMLSS/L；污泥体积系数SVI采用100（4）反应周期： SBR周期采用T=8h（5）周进水时间： 2.0h（6）反应时间： 3.0h（7）沉淀时间： 1.0h（8）排水排泥时间：2.0h采用四个池子并联运行。4个SBR反应器的一个周期时间安排SBR1进水曝气沉淀排水第1-2小时第3-5小时第6小时第7-8小时SBR2进水曝气沉淀排水第3-4小时第5-7小时第8小时第9-10小时SBR3进水曝气沉淀排水第5-6小时第7-9小时第10小时第11-12小时SBR4进水曝气沉淀排水第7-8小时第9-11小时第12小时第13-14小时6.4.3. 尺寸及工艺计算（1）周期进水量： （2）反应池有效容积： （3）反应池最小水量： min=1-0=109-60=49m3（4）反应池中污泥体积： minx，符合要求（5）校核周期进水量：周期进水量应满足下式：0=60m3，符合要求（6）确定单座反应池的尺寸SBR的有效水深取3mSBR的面积为： 则SBR的池长为7m.,池宽为5.5m（7）SBR反应池运行水位如图设排出比排水结束时水位基准水位高峰水位总高度，超高取0.5m污泥界面（8）鼓风曝气系统确定需氧量O2:由公式：，取=0.45，=0.12，出水=25mg/L，=fX=0.753000=2250mg/L=2.25kg/m3V=218.4m3代入数据：O2=0.45700(312-25)/1000+0.122.25218.4=154.7kgO2/d供氧速度：R= O2/24=154.7/24=6.5kgO2/h供气量的计算:采用微孔管曝气器，曝气口安装在距池底0.3m处，计算温度取250C，性能参数为：EA=8%，EP=2kgO2/kWh，服务面积：1-3m2，供氧能力：2025m3/(h. 个)，氧在水中饱和溶解度为：CS(20)=9.17mg/L， CS(25)=8.38mg/L，曝气器尺寸为215mm，扩散器出口处绝对压力为：Pb=P0+9.8103H=1.013105+9.81033.7=1.37105Pa空气离开反应池时氧的百分数为：反应池中的溶解氧的饱和度：取=0.85，=0.95,C=2，=1,则20时脱氧清水的充氧量：供气量：（9）单个反应池的布气系统的计算反应池的平面面积：75.5=38.5m2，每个扩散器的服务面积取1.2m2，则需38.5/1.2=32.1个,取32个扩散器。（10）污泥产量计算选取=0.6,b=0.075,则污泥产量为:X=YQSr-VXv=0.6700(312-25)/1000-0.08218.42.25 =64.38KgMLVSS/d=85.84KgMLSS/d 污泥容重为1000kg/m3，含水率98%则每日泥量：85.841000（1-0.98）4.3(m3)（11）空气管计算 :假设空气管路水头损失为0.15m，管路富余压头为0.1m，即100mmH2O，SX-1型空气扩散器压力损失为200mmH2O，则曝气系统总压力损失为h=0.15+0.1+0.20=0.45mmH2O。鼓风机房出来的空气供气干管，在每个SBR池上设一根供气支管，为SBR供气。在每根支管上设5条配气竖管，为SBR池配气。空气管设计流速为12m/s,支管为5m/s，则空气干管直径为100mm，支管直径为50mm。（12）排泥设置:每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01，池出水端池底（1.01.00.5）m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管一根，排泥管安装高程相对地面为+0.5m，剩余污泥在重力作用下排入集泥井。5、需氧量计算（1）需氧量 为有机物COD氧化需氧量、微生物自身氧化需氧量，保持好氧池一定的溶解氧所需氧量之和。即有机物氧化需氧量式中：a-去除每千克COD的需氧量，kg,a=0.45Q-进水量，微生物自身氧化需氧量式中：b-微生物自身氧化系数， X-MLSS浓度，kg/ V-好氧池有效容积，维持好氧池一定溶解氧的需氧量式中：d-好氧池末端溶解氧浓度，d=1.5mg/lQr-回流污泥的浓度，Qc-回流混合液量，所以 反应池总需氧量曝气时间为3h，每小时的需氧量（2）曝气装置供氧能力 设混合液DO为1.5mg/l，池内水深为3.5m，由化工原理，水中溶解氧饱和度分别为=9.17mg/l，=7.63mg/l微孔曝气器出口处的绝对压力位Pb，微孔曝气器的氧转移效率（E）为15%，则空气离开曝气池时的氧的百分比为曝气池中的平均溶解氧饱和度（按最不利温度条件考虑）为温度为时，曝气池中的溶解氧饱和度为温度为时，脱氧清水的充氧量为式中：-氧转移折算系数，一般=0.8-0.85，取0.85-氧溶解折算系数，一般=0.9-0.97，取0.97-密度，kg/l,