某啤酒厂污水处理站工艺设计(终版)

某啤酒厂污水处理站工艺设计实施方案摘要啤酒废水中有机物含量较高，如直接排放，既污染环境又降低啤酒工业的原料利用率。为此，许多学者和厂家对啤酒废水的处理和利用技术进行研究。本文根据前人的研究成果综述了啤酒废水的处理和利用现状，结合啤酒废水自身的特性，根据进水水质和排放标准，通过对几种处理工艺的比较，确定污水处理采用UASBCASS的工艺。对格栅、调节池、UASB池、CASS池、污泥浓缩池等进行了正确的设计和计算。并参考经验设计参数进行UASBCASS的处理工艺设计，采用UASBCASS工艺处理高浓度有机废水，不但使处理流程简洁，节省了运行管理费用，同时还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用，以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。关键字啤酒工业；废水处理；UASB；CASSTHECONTROLSYSTEMDESIGNOF200,000T/YEARBREWERYPRODUCTIONWASTEWATERABSTRACTBEINGHIGHLEVELSOFORGANICPOLLUTANTS,BREWERYWASTEWATERMAYNOTONLYLEADTOENVIRONMENTALPOLLUTION,BUTALSODECREASETHEUTILIZATIONRATIOOFRAWMATERIALUSEDINBEERPRODUCTIONTHEREFORE,MANYSCHOLARSANDBREWERIESHAVEPAIDMUCHATTENTIONTODEVELOPINGNEWTECHNIQUESFORTREATINGANDMAKINGUSEOFBREWERYWASTEWATERTHISPAPERMAKESACOMPARISONAMONGVARIOUSNEWTECHNIQUESONTHEBASISOFANALYZINGTHESOURCESANDCHARACTERISTICSOFBREWERYWASTEWATERTHROUGHSEVERALTREATMENTSSTUDYING,IMAKETHEBESTWAYTOTREATMENTTHEWASTEWATERFROMBREWERYUASBCASSFROMTHISLITERARYYOUCANACHIEVEALOTOFWAYSABOUTUASBCASSTHETREATMENTOFCALCULATION,FOREXAMPLE,GRIDACCOMMODATORREGULATIONTANKUASBTANKCASSTANKCONCENTRATEMUDPOOLANDMAKEADETAILEDEXPLANATIONFORTHEMAINBUILDINGUSEDUASBTREATINGWASTEWATEROFTHEBREWERYISMAINTAINTHEANAEROBICGRANULARSLUDGEWITHTHISWAY,NOTONLYMAKETHEPROCESSFLOWSIMPLE,BUTALSOSAVEOPERATINGCOSTS,WHILEREDUCINGWASTEWATERCONCENTRATION,METHANECANBERECYCLEDINTHEPROCESSOFTHEPRODUCTIONASENERGYUSE,SOTHATICANPROVIDEAREFERENCETOFURTHERINVESTIGATETHEEFFECTIVENESSOFRESOURCEBASEDPROCESSINGTECHNOLOGYKEYWORDSBREWERYINDUSTRY；WASTEWATERTREATMENT；UASB；CASS目录第一部分设计说明书11概述111工程概况112设计依据113任务书的主要内容和要求2131主要内容2132设计要求32原水的水质和水量及处理要求321原水水量与水质3211建设规模3212设计原水水质指标322处理要求43工艺选定431水质分析432啤酒废水处理的流行工艺4321好氧处理工艺4322水解好氧处理工艺5323厌氧好氧联合处理技术533适用于啤酒废水处理的工艺比较64工艺比较641比较工艺的选择及叙述642方案比较7421两个方案的主要构筑物比较表7422两个方案的主要优缺点843处理方案的确定8431污水处理流程8432污泥处理流程85选定工艺的设计951粗格栅9511构筑物9512主要设备952调节池9521构筑物9522主要设备953UASB反应池10531构筑物10532主要设备1054CASS反应池11541构筑物11542主要设备1154混凝沉淀池1255污泥浓缩池126厂区的相关布置1361平面布置13611各处理单元构筑物的平面布置13612辅助建筑物13613平面布置原则1362高程布置157工程投资概算1571估算范围及依据1572第一部分费用15721土建费用概算15722设备费用概算1673第二部分费用1774第三部分费用1775工程总投资1776成本核算17761能源消耗费E118762工资福利费E218763折旧费E318764大修维护费E418765日常检修维护费E518766管理费、销售费和其他费用E618767处理成本188技术经济指标1981设计污染物去除率和处理效果1982作业制度和劳动定员199调试、操作说明2091调试2092操作20第二部分设计计算书201主要构筑物计算2011格栅20111格栅的作用20112设计参数20113设计计算2112调节池25121调节池作用25122设计参数25123设计计算25124调节池的搅拌器2513UASB反应器25131UASB反应器作用25132设计参数26133设计计算2614CASS反应池35141CASS反应器作用35142设计参数36143设计计算3615混凝沉淀池45151混凝沉淀池作用45152平流式沉淀池的设计4616污泥浓缩池50161污泥来源50162设计参数51163设计计算512高程计算5421高程布置原则5421水头损失计算55211污水流经各处理构筑物水头损失55212污水管渠水头损失计算表55213高程确定5731污泥高程计算57结论58致谢59参考文献60第一部分设计说明书1概述11工程概况某啤酒厂位于华东某市，地处太湖之滨。该厂的生产规模为40万吨啤酒/年，啤酒生产工艺基本采用国内外先进成熟的工艺。啤酒废水的主要来源是糖化车间（糖化、过滤洗涤废水）、发酵车间（发酵罐洗涤、过滤废水）、灌装车间（洗瓶、灭菌废水及酒瓶破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。部分车间的定期消毒和冲洗地面也要排出一些废水。厂区也排出一定量的生活废水。不同车间排出的废水水质有很大差异，麦芽在浸泡过程中，可溶出许多可容性物质如多糖、蔗糖、葡萄糖、果胶、矿物质盐和外皮的蛋白朊和纤维素等，这些可容性物质约占麦粒重量的0515，其中2/3为有机物，其余为无机物。糖化、发酵和灌装车间排出的废水主要含有各种糖类、多种氨基酸、醇、多种维生素、各种微量元素、酵母菌、纤维素和麦糟等。建设单位提供场地基本平坦，设计范围130110米；此外，附近还有大块农田可征用。污水自场地西北角流入，流入点标高为08M000M以生产车间室内地坪为准。处理后污水要求由场地东南角排出，排出点标高在08米。该厂所在区域的电费为063元/KWH，人员工资按2700元/人计。计算折旧时按直线折旧法，折旧率为78；厂内有锅炉房，蒸汽成本为250元/吨。12设计依据啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）室内排水设计规范（GBJ1487）室外排水设计规范（GBJ141996）低压电气设备控制（GB/T47201984）机械设备安装工程施工及验收规范（GBJ23175）环境噪声标准（GB509693）建设项目环境保护管理条例（国务院令第253号，19981129）建筑给水排水设计规范（GBJ1588）中华人民共和国水污染防治法1996年修正1996年修正混凝土结构设计规范GB50010200213任务书的主要内容和要求131主要内容收集和查阅参考资料，了解废水的水质、水量特点；制订处理方案在对水质、水量了解的基础上，结合废水处理要求，提出可行的处理方案和工艺流程，通过论证和技术经济比较，选择较为合理的处理流程。工艺设计和计算确定设计规模，选择适宜的设计参数，对工艺流程中各构筑物进行工艺计算；确定构筑物的型式、工艺尺寸和主要构造，选择主要设备的规格、型号及配置。平面和高程布置进行污水处理厂的总平面布置设计。平面布置应按工艺流程和功能的要求合理安排处理构筑物、厂内管道系统和辅助建筑物的平面位置；进行污水处理构筑物的高程布置。在必要的水力计算的基础上，确定流程中的处理构筑物，泵房等的标高；选定各连接管渠的尺寸并决定其标高，计算定出各部分的水面标高，保证水流通畅。主要构筑物的工艺施工图设计（选34个）综合工艺、水力、施工、结构和使用要求，对构筑物进行完整的工艺设计，确定各部分的几何尺寸，构造方式，各种管渠的空间布局，施工要求，用图纸清楚准确地表达出来，并给出该构筑物所需设备、材料明细表。工程的投资概算和运行成本概算。其它主要设备的型号、配置、污水处理启动，调试方法、运行方式及控制参数，日常分析监测项目和取样点；劳动定员和其它必要的统计数据。132设计要求设计方案选择合理，工艺流程具有一定灵活性,达到设计任务要求；设计计算概念清楚，参数选择恰当，计算正确；说明书简明扼要，文字流畅，论点明确，书写工整；图纸表达正确，符合制图规范；图面整洁，布局合理，图中线型和尺寸标注符合要求，字体应为工程字。2原水的水质和水量及处理要求21原水水量与水质211建设规模根据厂方提供的资料，啤酒厂的废水总量为300万吨/年，年生产时间为250天。212设计原水水质指标其中各种污染物浓度见下表11。序号指标浓度（MG/L）备注1PH692CODCR19003BOD59504SS3205NH3N136TN227TP822处理要求废水经处理后要求达到的标准见下表12。序号项目排放浓度（MG/L）1PH692CODCR803BOD5204SS705NH3N156TN107TP33工艺选定31水质分析啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。32啤酒废水处理的流行工艺321好氧处理工艺啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺循环式活性污泥法是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。322水解好氧处理工艺水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。323厌氧好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的1015；产泥量少，约为好氧处理的1015；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，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。33适用于啤酒废水处理的工艺比较不同处理方法的技术、经济特点比较，见表13。表13不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大。氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高好氧工艺SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。水解好氧技术节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少厌氧好氧工艺UASB好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严4工艺比较41比较工艺的选择及叙述由以上可知，在啤酒废水处理中，处理效率较好的为厌氧好氧组合工艺。为了更清楚的了解厌氧好氧组合工艺的处理方法的处理效果及最优化方案，选用UASBCASS组合工艺与ICCASS进行模拟比较。42方案比较421两个方案的主要构筑物比较表表14主要构筑物比较表指标IC（内循环厌氧反应器）UASB（升流式厌氧污泥床反应器）初期投资比较（万）高低设备成熟性较成熟（90年代发明）最成熟（70年代发明）微生物温度范围要求353353微生物PH范围要求68726872污泥要求颗粒污泥颗粒或絮状污泥容积负荷（KGCOD/M3/D）102458长径比4813占地面积较小较大厂家推荐设备材质碳钢防腐钢砼设备耐久性能一般较好施工难度较大一般动力消耗情况较大一般COD去除效率85908590耐负荷冲击最强较强维修维护较复杂简单悬浮物（SS）要求较高（要求SS含量低）一般系统总运行价格（元/吨）中低单个设备价格稍高一般污泥是否容易解体更容易容易污泥是否容易购买不易购买易购买污泥估计价格1000元/吨400元/吨422两个方案的主要优缺点UASBCASS法处理工艺与ICCASS处理工艺优缺点比较如下表表15工艺优缺点比较UASBCASSICCASS主要优点UASB1处理能力大，处理效率高，运行性能稳定，构造比较简单；2顶部具有特殊的三相分离器；3污泥无需特殊的搅拌设备；IC1反应器为立式结构，占地面积小；2有机负荷高；3耐冲击负荷性能强。主要缺点1进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100MG/L以下；2污泥床内有短流现象，影响处理能力；1运行费用高2缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术。目前国内引进的IC反应器均采用荷兰进口的颗粒污泥接种，增加了工程造价。43处理方案的确定431污水处理流程通过上述分析比较，本案选用厌氧好氧处理。其工艺流程如下所示。废水格栅/调节池UASB反应器CASS反应池混凝沉淀池出水432污泥处理流程本流程污泥的主要来源为格栅、调节池和沉淀池需要进行浓缩和脱水的处理后才能外运，处理流程如下污泥污泥浓缩池污泥脱水外运泥饼5选定工艺的设计51粗格栅511构筑物功能放置机械格栅数量1座结构砖混结构尺寸320130920（H）MM512主要设备机械格栅功能去除大颗粒悬浮物型号HF500数量1台栅宽B20MM栅隙B20MM安装角度60电机功率N11KW52调节池521构筑物功能调节水量数量1座尺寸25000200008500（H）MMHRT60H522主要设备潜水搅拌机功能使废水混合均匀型号QJB75/6640/3303/C/S推力990N数量3台功率N75KW配水泵功能UASB进水泵型号QXG2501111数量2台流量Q695L/S扬程H15M功率N110KW53UASB反应池531构筑物功能去除CODCR、BOD5、SS，产生沼气池数6座类型钢筋砼结构尺寸18000110006500（H）MM容积负荷（NV）为/543DMKGCOD污泥产率（X）MLS10产期率KGM/53COD去除率80；BOD去除率85532主要设备水封功能保持UASB中气相一定压力数量2台尺寸5001200（H）MM沼气贮罐尺寸13000MMH6500MM数量1台54CASS反应池541构筑物功能去除CODCR、BOD5、SS结构钢筋砼结构数量6座尺寸4500085005000（H）MMBOD污泥负荷（NS）为KGMLSBOD/150水充比（）032542主要设备鼓风机功能提供气源数量2台（一用一备）型号DG超小型离心鼓风机风量Q50M3/MIN风压P638KPA功率N750KW盘式膜片曝气器功能充氧、搅拌数量1728个型号QMZM300氧利用率3559滗水器功能排上清液型号XBS300数量6台管径DN200排水量HMQ/30功率N15KW54混凝沉淀池功能去除SS结构钢筋砼结构数量4座尺寸18000110006500（H）MM55污泥浓缩池功能浓缩污泥数量2座结构钢筋砼结构尺寸D6500H5800MM6厂区的相关布置61平面布置611各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑（1）贯通连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段。（3）在各处理构筑物之间应保持一定间距，以满足放工要求，一般间距要求510M，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，减少占地面积。612辅助建筑物污水处理的辅助建筑物有泵房、办公室、集中控制室、水质分析化验室等，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便、安全。化验室化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风向处。综上所述，设计污水处理站平面布置图时，要根据工艺要求满足各种管道布置间距，满足良好的交通功能，有良好的绿化环境，对四周环境没有污染，又要满足各种功能要求，节约用地的原则。本设计的平面布置详见相关图纸。613平面布置原则1处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。2处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。3经常有人工作的建筑物如办公，化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。4在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。5总图布置应考虑远近结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。6构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的布置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5到10米。7污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。8变电站的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免厂内架空敷设。9污水厂内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。10如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管沟内，以利于维护和检修。11污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。综上所述，设计污水处理站平面布置图时，要根据工艺要求满足各种管道布置间距，满足良好的交通功能，有良好的绿化环境，对四周环境没有污染，又要满足各种功能要求，节约用地的原则。表16平面布置规格序号名称LBHMDHM数量（座）备注1格栅321309212调节池30254513UASB18116564CASS4585565混凝池333266平流式沉淀池18116547集泥井64818污泥浓缩池95529一体机房1094110沼气罐1165111综合楼1484162高程布置根据要求污水处理厂流程最后一个构筑物的出水必须保证能自流排放。同时考虑到构筑物地基处理问题，因此污水处理厂流程最后一个构筑物平流沉淀池的设计水位为110M。7工程投资概算71估算范围及依据污水处理厂的投资包括第一部分费用（土建费和设备费用）、第二部分费用（设计、安装调试费用）和第三部分费用（税收费用）。72第一部分费用721土建费用概算表17土建费用概算表722设备费用概算表18设备费用概算表名称型号个数单价金额（万元）备注中格栅HF500型链条式回转格栅除污机110污水提升水泵200QW250151853672用1备序号名称构筑物尺寸大小数量体积（M3）材质单价（万元）造价（万元）1格栅321309214钢筋砼005022调节池30254513375钢筋砼005168753UAS筋砼00538614CASS45855611475钢筋砼005573755混凝池333261728钢筋砼0058646平流式沉淀筋砼00525747集泥井6481270钢筋砼0051358污泥浓缩池D95M；H5M27085钢筋砼005354259一体机房10941306钢筋砼00515310综合楼14841448钢筋砼005224合计1481465万元滗水器XBS300614刮泥机HJG5刮泥机2148曝气器QMZM3001728001推流搅拌机QJB75/6640/3303/C/S2035鼓风机RF250A型4423用1备污泥回流泵350QW11001045泵6726压滤机箱式压滤机UXAM80/43902用1备污泥浓缩池搅拌机ZJ470型搅拌刮泥机621设备费用小计106288万元直接费用为14814651062882544345万元73第二部分费用第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费、供电费、设计费、招标管理费等。按第一部分费用的50计算。25443455012722万元74第三部分费用第三部分费用包括预备费、价格因素预备费、建设期贷款利息、铺底流动资金。工程预备费按第一部分费用的10计，则2544345102545万元价格因素预备费按第一部分费用的5计，则2544345512722万元贷款期利息、铺底流动资金按第一部分费用的20计，则254434520508869万元第三部分费用合计254512722508869890589万元75工程总投资项目总投资第一部分费用第二部分费用第三部分费用2544345127228905894707134万元76成本核算污水处理厂处理成本通常包括处理后污水排放费、能源消耗费、药剂费、工资福利费、固定资产折旧费、大修理费、检修维修费、行政管理费以及污泥综合利用收入等费用。项目总投资S4707134万元761能源消耗费E1E136524ND876090445610012767376万元/年式中N污水处理厂内水泵，鼓风机或空压机及其他机电设备（不包括备用设备）功率，KW；D电费单价，元/KWH，取12元/KWH。762工资福利费E2E2AN24461104万元/年763折旧费E3E3SP347071345235357万元/年764大修维护费E4E4SP44707134294143万元/年765日常检修维护费E5E5SP54707134147071万元/年766管理费、销售费和其他费用E6管理费、销售费和其他费用包括管理和销售部门的办公费、取暖费、租凭费、保险费、差旅费、研究试验费、会议费、成本中列支的税金，以及其他不属于以上项目的支出等，可以按以上各项目费用总和的15的比率计算。所以E6E1E2E3E4E5P6767376110423535794143470711518816万元/年767处理成本1）年处理成本EE1E2E3E4E5E6376312万元2）年处理量Q300万吨/年3）单位处理成本E/Q125元/M水8技术经济指标81设计污染物去除率和处理效果根据处理要求和处理工艺流程，各级处理单元的污染物去除率分析如下。表19各级处理单元的污染物去除率分析序号名称项目CODCRMG/LBOD5MG/LNH3NMG/LSSMG/LTNMG/LTPMG/L进水190095013320228去除率/1格栅调节池出水190095013228进水190095013228去除率8085/2UASB反应器出水380142513228进水380142513228去除率85888060603CASS反应池出水57171268848进水571712688484混凝沉淀池去除率/80出水57171265688096注在处理废水时，SS在生物处理中均能被去除且与产生的生物污泥混合去除，至出水排放时可以达到出水标准，故表格中不再核算SS的去除率。82作业制度和劳动定员污水处理厂全年连续运行，实行一周五日工作制，部分工序实行每日三班，每班八小时。污水处理厂总共有员工10人，工作人员8人，管理人员2人。9调试、操作说明91调试在工程竣工，应有专业人员进行调试，待运转正常后方可投入生产。主要为调试CASS池的空气进量，以确保在CASS中有足够的溶解氧以供反应池中反应的正常进行。92操作操作管理人员应该掌握基本的管理方法和检测方法，工作的内容为每天三次测定CASS池中的溶解氧，并调节空气量。每天在UASB池中取样，检查出水中的BOD、COD。每天在混凝沉淀池取样，检测出水中的COD、BOD、SS，调节混凝池中的加药量，确保达到出水标准。第二部分设计计算书1主要构筑物计算11格栅111格栅的作用格栅是污水处理厂的第一道处理构筑物，它的作用是保护水泵，用以拦截可能堵塞水泵机组和阀们的污水中较大的悬浮物、漂染物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的处理能正常运行。112设计参数设计流量Q300万吨/年12000M3/D500M3/H0139M3/S；最大设计流量QMAX01391502085M3/S；进水渠内有效水深一般为0205M，现取值H05M；栅前流速0408M/S；现取值为V108M/S；过栅流速0610M/S；现取值为V06M/S；进水渠道宽HQB6950528AX1113设计计算中格栅栅条间距为1040MM，现取值为B20MM0020M；栅条间隙数（N）N取值33326052SIN80SIMAXBHVQ式中最大设计流量，M3/S；AX格栅倾角，取60；格栅净间距，M；B栅前水深，M；H过栅流速，M/S；V图21格栅设计计算示意图栅槽宽度（B）设栅条断面为锐边圆形断面MS02BNS31131式中栅条宽度，M；栅条间隙数，个；N格栅净间距，M；B进水渠道渐宽部分的长度（）1L设渐宽部分展开角度，120则M83TAN6953T211BL式中栅槽宽度，M；进水渠宽，M；1B渐宽部分展开角度，取20；校核栅前流速，符合要求SMHBQ/60950281MAX栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（）2LML4208321式中进水渠道渐宽部分的长度M1L通过格栅的水头损失（）1H设栅条断面为锐边矩形断面，见下表51查得42表21阻力系数计算公式栅条断面形状公式形状系数锐边矩形242迎水面为半圆形的矩形183圆形179迎水、背水均为半圆形的矩形34BS167正方形21BS收缩系数，一般为064MKGVBSH12036SIN892042IN234341式中形状系数栅条宽度，M；S格栅间距，M；B过栅流速，M/S；V系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用数值为3；K格栅倾斜角，60；栅后槽总高度（H）MH920315021式中栅前水深，M；通过格栅的损失，M；1H超高，一般采用03M；2H栅槽总长度（L）MHL2360TAN51042830TAN150121式中进水渠道渐宽部分的长度，M；1L栅槽与出水渠道连接处的窄部分的长度，M；2栅前渠道深，M；1HMHH803521格栅倾角（60）；每日栅渣量（W）在格栅间隙20MM的情况下，设栅渣量为每1000污水产006。33MDKQZ/20/751068641086431MAX式中栅渣量污水，格栅间隙为1625MM时，010005；格栅间隙为3050MM13/1W时，003001；W污水流量总变化系数1215，现取15；ZK渣量大于时，为了改善劳动与卫生条件用械清渣格栅。DM/203校核SMHBKQVZ/40369501IN式中栅前水速，；一般取04M/S09M/S；VS最小设计流量，；MINQ3M进水断面面积，；A2设计流量，。3S在之间，符合设计要求。V049S12调节池121调节池作用调节池的作用是减小和控制污水水量，水质的波动，为后续处理提供最佳运行条件。水量及水质的调节可以提高废水的可处理性，减少在生化处理过程中可能产生的冲击负荷，对微生物有毒的物质可以得到稀释，短期排出的高温废水还可以得到降温处理。122设计参数设计流量Q300万吨/年12000M3/D500M3/H0139M3/S；水力停留时间T6H123设计计算（1）调节池有效容积池子有效容积VQT500630003M（2）调节池尺寸取池总高H45M，其中超高05M，有效水深H4M则池面积37504/HVA池长取L30M池宽取B25M则池子总尺寸为LBH30M25M45M124调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，根据手册查的搅拌机选型QJB75/6640/3303/C/S2台。13UASB反应器131UASB反应器作用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。UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。UASB反应池有以下优点沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流；不填载体，构造简单节省造价；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；污泥浓度和有机负荷高，停留时间短。废水在UASB反应器中进行厌氧分解，去除大部分COD并将难生物降解的大分子物质分解为易生物降解的小分子物质。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9。其设备简单，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。132设计参数设计流量Q300万吨/年12000M3/D500M3/H0139M3/S；容积负荷（NV）为；/54DMKGCOD污泥产率（X）；MLS10产期率KGM/53表22UASB反应器进出水水质指标水质指标CODCRBOD5NH3NSSTNTP进水MG/L190095013228去除率8585/出水MG/L285142513228133设计计算1331UASB反应器结构尺寸计算（1）反应器容积计算包括沉淀区和反应区UASB有效容积为3050674912MNQSVV有效式中V有效反应器有效容积，M3Q设计流量，M3/DS0进水有机物浓量，KGCOD/M3NV容积负荷，KGCOD/M3D（2）UASB反应器的形状和尺寸由于进水量较大，故设工程设计反应器6座，考虑到经济因素，反应器横截面为矩形，且每3座反应池共璧合建。反应器有效高度为5M，则横截面积24103567HMVS有效单池面积98NI单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在21以下较为合适设池长L18M，则宽，取11M。LSBI416单池截面积2198MLBSI设计反应池总高65M，其中超高05M（一般应用时反应池装液量为7090）H单池总容积318506SVII单池有效反应容积3I918HI有效单个反应器实际尺寸18M11M65M反应器数量6座总池面积2I1896NS总反应器总容积37VI总有效反应容积，符合要求；3M50679406有效有效NIUASB体积有效系数，在7090之间，符合要求。3851059467水力停留时间（HRT）及水力负荷率VRH0QVTHRT有效，符合设计要求。HMSR2323/01/M4185总1332三相分离器构造设计（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净水的，故取002G/CMS。由斯托克斯工式可得气体上升速度为320958025106/958/BCMSHV；可脱去D001CM的气泡。641BCA8649ABVBAVBCA（6）三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度HH2H3H4H5，H2为集气罩以上的覆盖水深，取05M。52345107180257DFAMHSINSIN1333进水系统设计1采用穿孔管配水，进水管总管径取400，则流速约为。SMDVNAV/98041322每个反应器设置6根，直径D100MM，长48M，每根管之间的中心距离为17M，配水孔径采用20MM，孔距17M。每孔服务面积为，孔径向下，穿孔管距离反应池底2897102M，每个反应器有54个出水孔，采用连续进水，每孔流速为266M/S。2布水孔孔径共设置布水孔54个，出水流速U选为137M/S，则孔径为MNQD02371543606/36043验证常温下，容积负荷（NV）为45KGCOD/M3D；产气率为05M3/KGCOD；需满足空塔水流速度UK10M/H,空塔沼气上升流速UG10M/H。空塔水流速度，符合要求。HSK/01/421850空塔气流速度HMQCG/01/9841334出水系统设计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02M。单个反应器流量SMNQQI/023/530/设出水槽口附近水流速度为02M/S，则槽口附近水深MUAQI09632/6/取槽口附近水深为03M，出水槽坡度为001；出水槽尺寸11M02M03M；单个反应器出水槽数量为6座。2溢流堰设计出水槽溢流堰共有12条（62），每条长11M，设计900三角堰，堰高50MM，堰口水面宽B50MM。每个UASB反应器处理水量23L/S,查知溢流负荷为12L/（MS），设计溢流负荷F1117L/（MS），则堰上水面总长为。FQLI62173三角堰数量个，每条溢流堰三角堰数量412/1235个即实际数量4105623BLN为3512420个。一条溢流堰上共有35个100MM的堰口，35个140MM的间隙。堰上水头校核每个堰出流率SMNQI/104852035按三角堰计算公式，901H堰上水头QH017438543450出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽的出水流至此出水渠。池中设有3个单元三相分离器，出水槽共有2条，槽宽BC08M，坡度0001，出水渠渠口附近水流速度为VC03M/S。则槽口附近水深MBCVQH0583/11335排泥系统设计每日产生的悬浮固体DKGVSPS/290712058193每日产泥量为MRWS/64907式中产生的悬浮固体，KGVSS/D，SP污泥含水率，以989计，污泥密度，以1000KG/M3计。RUASB产生的外排污泥主要是有机污泥，故UASB只设底部排泥管，位于UASB三相分离器两边距底部下15M处，排泥口排空时由污泥泵从排泥管强排。UASB每天排泥一次，各池污泥同时排入贮泥池，再由污泥泵抽入污泥浓缩池中。各池排泥管选钢管DN200，该管按每天一次排泥时间20H计。1336沼气收集系统设计1沼气产量计算沼气主要产生于厌氧阶段，设计产气率取05M3/KGCOD。A总产气量/96085102190530DMERQCG单个UASB反应器产气量/63DNGIB集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子有13根集气管。每根集气管内最大气流量HM/1853243C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3池沼气主管。采用钢管，沼气主管管道坡度为05。单池沼气管内最大气流量/0196245SQI取D100MM，充满度设计值为08，则流速/03810492SMVD沼气总管内最大气流量/0624853SMQ取D200MM，充满度（设计值）为06；流速/136024SV2水封罐设计水封罐的作用是控制三相分离器的集气室中气液两相的界面高度，保证集气室出气管在反应器运行过程中不被淹没，运行稳定并将沼气及时排出，以防止浮渣堵塞。水封高度计算MH80421021式中H0由反应器至储气罐全部管路管件阻力引起的压头损失和储气罐内的压头，取贮气罐内压强为。OM2H1、H2集气室距离水面的高度，M。水封罐面积一般为进气管面积的4倍，进气管D100MM，则水封罐面积22269101341MDS3沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气9690，则沼气柜容积应为1H产气量的体积确定，即3。3402/96MQTV设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为9000MMH6500MM。14CASS反应池141CASS反应器作用CASS工艺是SBR工艺的发展，其前身是ICEAS，由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，因此提高了对难降解有机物的去除效果，与传统的活性污泥法相比，有以下优点建设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。运行费用低，节能效果显著。有机物去除率高，出水水质好，具有良好的脱氮除磷功能。管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。142设计参数设计流量Q300万吨/年12000M3/D500M3/H0139M3/S；BOD污泥负荷（NS）为015KGBOD/KGMLSS；混合液污泥浓度为X3500MG/L；充水比为032。表23CASS反应器进出水水质指标水质指标CODCRBOD5NH3NSSTN进水MG/L28514251322去除率85888060出水MG/L42751712688143设计计算1431运行周期及时间的确定（1）曝气时间HXNSTSA3235014240式中充水比进水BOD值，MG/L；0SBOD污泥负荷，KGBOD/KGMLSS；SNX混合液污泥浓度，MG/L。（2）沉淀时间SHTU4126412600357/MS设曝气池水深5M，缓冲层高度05M，即有效高度H45M，沉淀时间为5STHU（3）运行周期T设排水时间05H,运行周期为DT4106ASDTTH每日周期数N24/641432CASS反应池液位控制CASS反应池有效水深为45米。排水结束是最低水位MH2301/541/541基准水位为45M，超高为05M，保护水深为05M,2C污泥层高度MHS725031保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制、排水结束由水位控制。1433反应池的容积及构造（1）反应池容积单池容积为351624320MNNQVI根据每个CASS池各部分体积比求得187536/02M式中N周期数；单池容积；IV总容积；N池数，本设计中采用6个CASS池；充水比。（2）CASS反应池的构造尺寸CASS反应池为满足运行灵活和设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。如图14所示为CASS池构造。图23CASS池结构示意图据资料，BH12，LB46，由上可知H5M，取宽B85M，则长为，LB52，符合要求。MHVL45817根据设计规范，各区体积比为1530，CASS池各部分尺寸如下生物选择区3125M34M85M；主反应区375M5M85M；预反应区的体积为总池的剩余部分，具体见图。（3）滗水器深度计算MANQH8154612021式中设计流量，。3SCASS池个数，1N一日内运行周期数，2CASS池的面积，A（4）验算充水比不包含回流量时，充水比为24105包含回流量的充水比为，因此以上假设成立。302514连通口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，设连通孔的个数为3个。N连通孔孔口面积A12115490362415024MHBLUNQ式中Q每天处理水量，；DM/3CASS池子个数；NU设计流水速度，本设计中U50M/H；ACASS池子的面积，；2连通孔孔口面积，M2；1预反应区池长，；L池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，；1HMB反应池宽，。M孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于10，故取08，则宽为15。1434污泥COD负荷计算由预计COD去除率得其COD去除量为LG/254825则每日去除的COD值为DK/90710SNUQSNXV0954356282/KGCODMLSD式中Q每天处理水量，DM/3SU进水COD浓度与出水浓度之差，MG/LNCASS池子个数X设计污泥浓度，MG/LV主反应区池体积，31435产泥量及排泥系统（1）CASS池产泥量CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很多部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS池生物代谢产泥量为RSSRRRRQSNBASBQAVXBSQAX）（式中A微生物代谢增系数，KGVSS/KGCODB微生物自身氧化率，1/D根据啤酒废水性质，参考类似经验数据，设计A083，B005，则有DKGX/317401209583假定排泥含水率为98，则排泥量为MPWQS/89137133（2）排泥系统每池池底坡向排泥坡度I001，池出水端池底设（101005）M3排泥坑一个，每池排泥坑中接