啤酒厂生产废水处理厂设计-uasb+sbr终极版

水污染控制工程课程设计 学 院：专 业：环境工程学 号：姓 名：指导老师：时间：2012年5月21日-6月1日摘 要本设计为某啤酒废水处理设计。设计程度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为10000,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为1300mg/L,COD浓度为2500mg/L，SS浓度为540mg/L。因该废水BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即：BOD30mg/ L，COD150mg/ L，SS150mg/ L。经分析知该处理水质属易生物降解又无明显毒性的废水，可采用两级生物处理以使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除污水中的悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法,包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法，可有效去除污水中的BOD、COD。本设计工艺流程为：啤酒废水 格栅 污水提升泵房 调节沉淀池 UASB反应器 SBR池 处理水整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。目 录第一章 概述4 第二章 构筑物设计与计算7 第一节 格栅的设计计算7 第二节 污水提升泵的设计与计算10 第三节 过滤机的设计计算11 第四节 调节沉淀池的设计计算12 第五节 UASB反应器的设计计算15 第六节 SBR反应器的设计计算25 第七节 集泥井的设计计算31 第八节 污泥浓缩池的设计计算32 第九节 机械脱水间的设计计算35 第三章 结论38 参考文献38第一章 概 述一研究目的与意义 80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1 650万t，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。由于啤酒废水中含有大量的有机物，排放对自然水体的影响非常大。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为要求来设计啤酒废水排放设备，所以此排放系统的设计旨在控制废水的COD浓度，减少对环境的污染。二国内外研究现状 “七五”以来，我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。三本设计工程概况一、建设规模经建设方确认，本设计规模按日最大处理水量Q=10000m3/d 设计（包括处理站自用水排水量）。2、 原水水质和设计要求CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)pH色度（倍）排放废水250013005407.5-9.4GB8978-1996二级排放标准150301506-980三、气象条件：风向：夏季东南风为主冬季西北风为主气温：年平均气温：8最高气温：38最低气温：-23冻土深度：80cm地下水位：5m地震裂度：6级地基承载力：各层均在120Kpa以上四、站址概述：拟建污水处理厂的场地为60*100平方米的平坦地,位于主厂区的南方。啤酒生产车间排出的污水可自流到污水厂边的集水池（V=200m3,池底较污水厂地平面低3.00m）。接纳管道管底标高比污水厂地平面低3米。四. 本设计工艺流程1UASB+SBR法处理啤酒废水本处理工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。并且UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。UASB去除COD达7500 kg/d，以沼气产率为0.5m3/kgCOD计算，UASB产气量为3500m3 /d(甲烷含量为55%65%)。沼气的热值约为22680kJ/m3 ，煤的热值为21000 kJ/t计算，则1m3 沼气的热值相当于1 kg原煤，这样可节煤约4 t/d左右，年收益约为39.6万元。UASB+SBR法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比有以下优点：（1）“UASB+SBR”工艺合理, 实用性强。本工艺的核心为SBR池，整个工艺经历缺氧、好氧过程，能有效控制丝状菌的生长，防止污泥膨胀，有效去除氨氮；因反应前、中期水中有机物浓度高，微生物处于对数生长， 处理速度快， 氧利用率高，从而降低了能耗；同时，工艺调节灵活，进水、曝气、沉淀、排水时间可根据实际情况调节易于操作。适合不同规模的啤酒企业使用。（2）处理流程简单,安装操作及维修很方便。待处理污水经汇集后，泵入UASB反应器，其流速、进水量按设定工艺参数控制，污无需搅拌设备，后污水自然升流至SBR池，间歇式曝气沉淀后排放，工艺过程简单。构筑物UASB反应器中沉池、SBR池为半地下式的钢混结构，曝气装置（除曝气头外）可现场制作，安装制作简单，操作控制灵活，可自控也可手动，维修保养也很方便。（3）投资费用低，比国外同类型设备价格低60%。（4）处理能力大，处理效果好。UASB反应器因反应区聚积大量厌氧颗粒污泥，废水与之接触充分反应速度快，可降解水中80%以上的COD。反应器顶部设置三相分离器，能及时将处理过程中形成的固、液、气分离，促进反应进程。SBR池集进水、曝气、沉淀、排水于一体，扩大了反应池的功能，不仅提高了处理速度而且处理效果明显。该池可降解90%以上的COD和BOD。（5）工艺成熟稳定，耐冲击负荷，水质和水量的波动对出水影响小，工艺自动化程度较高，运行管理和维修方便，劳动定员少。2.USBA-SBR法流程 本设计采用人工清渣格栅。由于设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。 啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6.57.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入SBR池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、SBR反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。 本设计的方案确定：研究表明，UASB+SBR法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。颗粒污泥的形成时厌氧细菌群不断繁殖，积累结果，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；适当高的水利负荷将长生污泥的水利筛选，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，使污泥不对流旋转，有利于丝状菌相互缠绕成球。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，例如：产甲烷细菌生长的最适宜PH 值为6.87.2。一定的碱度既能维持细菌生长所需的PH 值，又能保证足够的平衡缓冲能力。由于啤酒废水的碱度一般为500800mgL-1（以CaCO3 计），碱度不足，所以需投加姑爷碳酸钠或氧化钙加以补充。应该指出，啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂，它为UASB的成功运行提供了有利的条件。总之，UASB+SBR法具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面积小等一系列优点，很适用于高浓度啤酒废水的治理。其不足之处是工艺先进, 因此对管理人员的素质要求较高。第二章 各构筑物设计与计算第一节 格栅的设计计算一、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。二、设计参数取中格栅；栅条间隙d=10mm；栅前水深 h=0.4m；过栅流速v=0.7m/s；安装倾角=45；设计流量Q=10000m3/d=0.166m3/s三、设计计算格栅设计计算草图（一）栅条间隙数(n) 式中： Q - 设计流量，m3/s - 格栅倾角，度 b - 栅条间隙，m h - 栅前水深，m v - 过栅流速，m/s 取n=50条（二）栅槽有效宽度(B)设计采用20圆钢为栅条,即s=0.02m B=S(n-1)+en 式中： S - 格条宽度，m n - 格栅间隙数 b - 栅条间隙，m B=0.02(50-1)+0.0150 =1.48m（三）进水渠道渐宽部分长度(l1)设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽B1=0.175m,渐宽部分展开角取为20 则l1=式中： B - 栅槽宽度，m B1 - 进水渠道宽度，m - 进水渠展开角度 l1= =1.79（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2） l2= l1/2=1.79/2 =0.895m（五）过栅水头损失（h1）取k=3,=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.6m/s h1 = 式中： k - 系数，水头损失增大倍数 - 系数，与断面形状有关 S - 格条宽度，m d - 栅条净隙，mm v - 过栅流速，m/s - 格栅倾角，度h1= =0.240m（六）栅槽总高度(H)取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽高H1=h+h2=0.7m则总高度H=h+h1+h2 =0.4+0.240+0.3 =0.940m（七）栅槽总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+=1.79+0.895+0.5+1.0+ =4.885m（八）每日栅渣量(W) 取W1=0.06m3/103m3 K2=2 则W= 式中： Q - 设计流量，m3/s W1 - 栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值 W= =0.43 m3/d(可采用人工清渣)第二节 污水提升泵的设计与计算一、设计说明污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，格栅的作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等。二、设计计算（一）设计流量Q=10000m3/d=416.7m3/h=0.12m3/s（二）选泵前总扬程估算经过格栅的水头损失为0.078m,进水管渠内水面标高为-3.00m则格栅后的水面标高为：-3.00-0.078=-3.078m设集水池的有效水深为2m,则集水池的最低工作水位为： -3.078-2=-5.078m所需提升的最高水位为5.00m故集水池最低工作水位与所提升最高水位之间高差为： 5.00-(-5.078)=10.078m出水管管线水头损失计算如下： 出水管Q=115L/s,选用管径为400mm的铸铁管 查给水排水设计手册第1册得：V=1.38m/s,i=0.0068 出水管线长度估为38m,局部系数为8 则出水管管线水头损失为： 泵站内的管线水头损失假设为2.5m,考虑自由水头为1m,则水泵总扬程为： H=10.078+1.04+2.5+1.0=14.62m（三）选泵 根据流量Q=416.7m3/h,扬程H=14.62m拟选用100WDF140-15型螺旋泵，每台水泵的流量为Q=140m3/h，扬程为H=15m，选择此泵比较合适。 选择集水池与机器间合建的圆形水泵站，考虑选用4台水泵，其中1台备用。其工作参数如表3.2。表3.2: 100WDF140-15型螺旋泵工作参数流 量（m3/h）扬 程（m）转 速（r/min）功 率（kw）140159708.76第三节 过滤机的设计计算一过滤机设计作用用于进一步截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续构筑物的处理负荷。二 设计参数取2台WYB5型卧式叶片过滤机，一备一用，其工作参数如下表。WYB5型卧式叶片过滤机工作参数过滤面积/m2筒体直径/mm工作压/mpa工作温度/59000.4150三工作原理WYB型卧式叶片过滤机是一种高效、节能、自动密闭操作的精密澄清过滤设备，该设备完全密闭操作,无泄露,无环境污染；滤网板自动拉出结构方便操作和维护；双面过滤，过滤面积大，容渣两量大；振动排渣，降低劳动强度；液压操作，实现操作自动化；适合大容量、大面积的过滤系统。由于截留的悬浮物大部分都是较清洁的谷壳等。所以，截留的悬浮物直接运至饲料制造厂，用于制造饮料。第四节 调节沉淀池的设计计算一、调节沉淀池的作用啤酒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，由于啤酒废水中悬浮物(ss)浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。调节池还可用来均衡调节污水水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。二、设计参数水力停留时间T=6h;设计流量Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.12m3/s,采用机械刮泥除渣。处理参数如表3.4。表3.4 调节沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)25001300540去除率（%）7750出水水质(mg/l)23251209270三、设计计算调节沉淀池的设计计算草图见下图3.5：调节沉淀池设计计算草图（一） 池子尺寸池子有效容积为：V=QT=416.676=2500m3 取池子总高度H=7.0m,其中超高0.5m,有效水深h=6.5m 则池面积A=V/h=2500/6.5=385m3池长取L=25m,池宽取B=15m则池子总尺寸为LBH=25157.0=2625m3（二） 调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6640/3-303/c/s 1台（三） 药剂量的估算设进水pH值为9.4，则废水中【OH-】=10-4.6mol/L,若废水中含有的碱性物质为NaOH,所以CNaOH=10-4.640=410-3.6g/L，废水中共有NaOH含量为10000410-3.6=1.59kg/d，中和至7，则废水中【OH-】=10-7mol/L，此时CNaOH=10-740=0.410-5g/L，废水中NaOH含量为100000.410-5=0.04kg/d，则需中和的NaOH为1.59-0.04=1.55 kg/d，采用投酸中和法，选用96%的工业硫酸，药剂不能完全反应的加大系数取1.1， 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O80 981.55 1.8988所以实际的硫酸用量为1.11.89880.96=2.176kg/d。投加药剂时，将硫酸稀释到3%的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加酸溶液量为 2.1760.03=72.53kg/d=3.022L/h（四） 理论上每日的污泥量 式中：Q - 设计流量，m3/dC0 - 进水悬浮物浓度，kg/m3C1 - 出水悬浮物浓度，kg/m3P0 - 污泥含水率，以97%计 - 污泥密度，以1000kg/m3计W= =83.33m3/d（三）污泥斗尺寸取斗底尺寸为400400，污泥斗倾角取50则污泥斗的高度为：h2=(4-0.2) tg50=4.529m 污泥斗的容积V2= h2（a12+a1a2+a22） =4.592(82+80.4+0.42) =101.7m3 V总W符合设计要求，采用机械泵吸泥（四）进水布置进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3第五节 UASB反应池的设计计算第一节 设计说明 UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。UASB反应池有以下优点：n 沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流n 不填载体，构造简单节省造价n 由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备n 污泥浓度和有机负荷高，停留时间短第二节 设计参数设计流量Q = 10000m3/d = 416.67 m3/h =0.116m3/s；表3.6 UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)23251209270去除率（%） 758050出水水质(mg/l)581.25241.8135 容积负荷（Nv）为：12kgCOD/(m3d)；污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCOD ；产气率为：0.5m3/kgCOD 。第三节 设计计算UASB反应器结构尺寸计算a.反应器容积计算 (包括沉淀区和反应区)UASB有效容积为：V有效 = 式中：V有效 - 反应器有效容积，m3 Q - 设计流量，m3/d S0 - 进水COD含量,mg/l Nv -容积负荷,kgCOD/(m3d)V有效 = b. UASB反应器的形状和尺寸 将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取水力负荷q0.9m3/(m2h) 则 A= = 416.67/0.9=462.97m2 h=1937.5/462.97=4.2m 采用4座相同的UASB反应器则A1=462.97/4= 115.7 m2 D= (4115.7/3.14)1/2 =12.1m 取D=12.5m 则实际横截面积为=D2=3.1412.52 =122.66m2 实际表面水力负荷为q1=Q/A416.67/(4122.66) =0.851.0 故符合设计要求c.配水系统设计本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设36个布水点参数每个池子流量：416.67/4 =104.2 m3/h设计计算布水系统设计计算草图见下图2.3： 圆环直径计算：每个孔口服务面积为:a= 3.40m2a在14m2之间，符合设计要求可设3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个，最外围设18个孔口1)内圈6个孔口设计服务面积：63.4=20.4m2折合为服务圆的直径为：= (420.4/3.14)1/2=5.1m 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6个孔口，则圆的直径计算如下： 则d1 (220.4/3.14)1/2=3.6m 2)中圈12个孔口设计服务面积：S2=123.4=40.8m2折合成服务圆直径为：= (4(20.4+40.8)/3.14)1/2=8.8m 中间圆环直径计算如下：(8.82-d22)S2 则d2=7.2m3）外圈18个孔口设计服务面积：S3=183.4=61.2m2 折合成服务圈直径为： =12.5m 外圆环的直径d3计算如下：(12.52-d32)=S3则d310.8m三相分离器构造设计1. 设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。2. 沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：1）沉淀区水力表面负荷1.0m/h2）沉淀器斜壁角度设为50,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h4）总沉淀水深应大于1.5m5）水力停留时间介于1.52h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沉淀区面积为：A=1/4D2=1/43.1412.52=122.66m2 实际表面水力负荷为q1=Q/A416.67/(4122.66) =0.851.0 符合设计要求。(3) 回流缝设计 三相分离器设计计算草图见下图: UASB三相分离器设计计算草图 取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=2m 如图2.4所示：b1=h3/tg 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; b1= =1.67m b2=12.5-21.67=9.2m 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： V1=Q1/S1 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；V1= =1.57m/hV12m/s,符合设计要求 上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算： V2=Q1/S2，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=3.5m,上集气罩下底宽CF=9.5m 则 DH=CDsin50=2.68mDE=2DH+CF =22.68+9.5 =14.9m=(CF+DE)CD/2 =134.1m2则 = Q1/4S2= =0.78m/h V1净水的,故取=0.02g/cms 由斯托克斯公式可得气体上升速度为：Vb = = =0.266cm/s=9.58m/h Va=V2=1.60m/h则： =5.9, =4.56 ,故满足设计要求。（四）出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。1. 出水槽设计 对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.4m。 单个反应器流量 0.116 m3/s 设出水槽口附近水流速度为0.2 m/s，则 槽口附近水深 取槽口附近水深为0.35 m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸8 m0.2 m0.25 m；出水槽数量为4座。2. 溢流堰设计 出水槽溢流堰共有24条（64），每条长8 m，设计900三角堰，堰高50，堰口水面宽b=50。每个UASB反应器处理水量32L/s,查知溢流负荷为1-2 L/（ms），设计溢流负荷f = 1.117 L/（ms），则堰上水面总长为： 。三角堰数量： 个，每条溢流堰三角堰数量：520/24=22个。一条溢流堰上共有22个100的堰口，22个140的间隙。堰上水头校核每个堰出流率： 按900三角堰计算公式，堰上水头：出水渠设计计算 反应器沿圆周设一条环形出水渠，6条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽0.7m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.4m/s。渠口附近水深 以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.12=0.37m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为14.67米，出水渠长为 14.67+0.1=14.77m，出水渠尺寸为 14.77m0.8m0.37m，向渠口坡度0.001。 UASB排水管设计计算选用DN300钢管排水，充满度为0.6，管内水流速度为 （五） 排泥系统设计1. UASB反应器中污泥总量计算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为13gVSS/L,则四座UASB反应器中污泥总量： 。2. 产泥量计算 厌氧生物处理污泥产量取：0.1kgMLSS/kgCOD UASB反应器总产泥量 式中：X UASB反应器产泥量，kgVSS/d ；r 厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD；Co 进水COD浓度kg/m3；E 去除率，本设计中取75%。 据VSS/SS = 0.8，X=1743.75/0.8=2179.69kgSS/d单池产泥 Xi = X/4 = 2179.69/4=544.92kgSS/d污泥含水率为97%，当含水率95%，取，则污泥产量 单池排泥量 污泥龄3. 排泥系统设计在UASB三相分离器底部设置一个排泥口，每天排泥一次。（六） 沼气收集系统设计计算1. 沼气产量计算 沼气主要产生于厌氧阶段，设计产气率取0.6。 总产气量 每个UASB反应器的产气量 集气管 每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。每根集气管内最大气流量据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100.沼气主管 每池13根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入四池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%。单池沼气主管内最大气流量 取D=150，充满度为0.8，则流速为： 各池沼气最大气流量为取DN=250，充满度为0.6；流速为： 2. 水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。 水封高度 式中： H0 反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头 为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2m H2O，贮气罐内压强H0为400H2O。水封灌 水封高度取1.5 m，水封灌面积一般为进气管面积的4倍，则 水封灌直径取0.5m。3. 水、气分离器水、气分离器起到对沼气干燥的作用，选用500H1800钢制水、气分离器一个，水、气分离器中预装钢丝填料，在水、气分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。4. 沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气8718.75，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为7000H6000第六节 SBR反应池的设计计算一、SBR反应器的作用经UASB处理后的废水,COD含量仍然很高,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，本设计采用4个SBR反应池，每个池子的运行周期为6h。二、SBR技术的工作原理SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作。在运行方式和反应过程上有别于传统的活性污泥法，它集进水、厌氧、好氧、沉淀于一池, 无污泥回流系统，以灵活地变换运行方式以适应不同类型废水的处理要求。SBR 工艺采用间歇运行方式,污水间歇进入处理系统,间歇排出。一般来说,它的一个运行周期包括5个阶段：第1 阶段,进水期( Fill)。污水在该时段内连续进入处理池,直到达到最高运行液位,并且借助于池底泵的搅动,使废水和池中活性污泥充分混合。此时活性污泥中菌胶团(由细菌、藻类、原生动物、后生动物等组成) 将对废水中的有机物产生吸附作用,COD 和BOD 为最大值。第2 阶段,反应期(React )。进水达到设定的液位后,开始曝气,采用推流曝气或完全混合曝气方式,使废水中的有机物与池中的微生物充分吸收氧气,水中的溶解氧(DO) 达到最大值,COD 不断降低。第3 阶段,静置期(Settle)。既不曝气也不搅拌,反应池处于静沉状态,进行高效的泥水分离。COD 降为最小值,随着水中的溶解氧不断降低,厌氧反应也在进行。第4 阶段,排水期(Decant)。上清液由滗水器排出。第5 阶段,闲置期( Idle )。性污泥中微生物充分休息,恢复活性,为了保证污泥的活性,防止出现污泥老化现象,还须定期排出剩余污泥,为新鲜污泥提供足够的空间生长繁殖。三、设计参数（一）参数选取(1)污泥负荷率Ns取值为0.13kgBOD5/(kgMLSSd)(2)污泥浓度和SVI污泥浓度采用3000 mgMLSS/L,SVI取100(3)反应周期 SBR周期采用T=6h,反应器一天内周期数n=24/6=4(4)周期内时间分配 反应池数N=4 进水时间：T/N=6/4=1.5h 反应时间：3.0h 静沉时间：1.0h 排水时间：0.5h(5)周期进水量 Q0= =625m3/s（二）设计水量水质设计水量为：Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.12m3/s 设计水质见下表3.9：表3.9 SBR反应器进出水水质指水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)581242135去除率（%）808565出水水质(mg/l)1163647三、设计计算（一）反应池有效容积V1= 式中： n - 反应器一天内周期数 Q0 - 周期进水量,m3/s S0 - 进水BOD含量,mg/l X - 污泥浓度,mgMLSS/L Ns - 污泥负荷率 V1=1551.3（二）反应池最小水量Vmin=V1-Q0=1551.3-625=926.3m3（三）反应池中污泥体积=SVIMLSSV1/106=10030001551.3/106=465.4m3Vmin 满足设计要求（四）校核周期进水量周期进水量应满足下式：Q0(1- MLSSMLSS /106) V=(1- 1003000 /106) 465.4=325.8m3而Q0=625m3325.8m3 故符合设计要求（五）确定单座反应池的尺寸SBR有效水深取5.0m,超高0.5m,则SBR总高为5.5m,SBR的面积为1551.3/5=310.3m2设SBR的长宽=21则SBR的池宽为：6.5m；池长为：13.0m.SBR反应池的最低水位为： =11.0mSBR反应池污泥高度为： =5.5m 11.0-5.5=5.5m 可见，SBR最低水位与污泥位之间的距离为6.4m,大于0.5m的缓冲层高度，符合设计要求。（六）鼓风曝气系统(1)确定需氧量O2由公式：O2= aQ(S0-Se)+ bV 式中： a- 微生物对有机污染物氧化分解 过程的需氧率，kg Q - 污水设计流量，m3/d S0 - 进水BOD含量,mg/l Se - 出水BOD含量,mg/l b- 微生物通过内源代谢的自身氧化 过程的需氧率，kg Xv - 单位曝气池容积内的挥发性悬浮 固体（MLVSS）量,kg/m3 取a=0.5, b=0.15；出水Se =36mg/L；Xv=fX =0.753000=2250mg/L =2.25kg/m3；V=4=41551.3=6205.2m3 代入数据可得： O2=0.510000(242-36)/1000+0.152.256205.2=3124.3kg O2/d供氧速率为： R= O2/24 =3124.3/24=130.2kgO2/h(2)供气量的计算 采用SX-1型曝气器，曝气口安装在距池底0.3m高处，淹没深度为4.7m，计算温度取25。该曝气器的性能参数为：Ea=8%，Ep=2 kgO2/kWh；服务面积13m2；供氧能力2025m3/h个；查表知氧在水中饱和容解度为： Cs(20)=9.17mg/L，Cs(25)=8.38mg/L扩散器出口处绝对压力为：=+9.8103H =1.013105+9.81034.7=1.47105pa空气离开反应池时氧的百分比为：= =19.65%反应池中容解氧的饱和度为： Csb(25)= Cs(25) =8.38=10.0mg/L Csb(20)= Cs(20) =9.17 =10.9mg/L 取=0.85,=0.95,C=2,=1,20时，脱氧清水的充氧量为：R0=197.6 kg O2/h 供气量为：Gs= R0/0.3Ea = =8233m3/h=137.2m3/min(3)布气系统的计算反应池的平面面积为：6.513.04=338m2每个扩散器的服务面积取2.0m2,则需338/2.0=169个。 取169个扩散器，每个