葡萄酒废水处理工程设计

1、本科毕业设计（论文）12000m3/d葡萄酒废水处理工程设计常照其燕 山 大 学2011年6月 本科毕业设计（论文）12000m3/d葡萄酒废水处理工程设计学院（系）： 环境与化学工程学院 专 业： 环境工程 学生 姓名： 常照其 学 号： 8 指导 教师： 贺君 答辩 日期： 2011-6-24 燕山大学毕业设计任务书学院： 环化学院 系级教学单位： 环境科学与工程系 学号8学生姓名常照其专 业班 级07环境工程1班题目题目名称12000m3/d葡萄酒废水处理工程设计题目性质工程设计 题目类型毕业设计题目来源自选题目主要内容1.查阅文献及撰写综述2.利用给定的资料，确定污水处理厂的工艺流程3

2、.设计计算主要构筑物及确定主要设备的规格、型号、数量及工艺参数4.完成处理系统的高程设计。5.绘制全厂配置平面图、部分主要构筑物平、断面图详图基本要求1.掌握葡萄酒废水的现状及处理方法2.设计计算说明书2万字3.相关翻译3000字，4.设计图纸折合A0图1.5张。参考资料1.环境保护设备选用手册（水处理设备），化学工业出版社，20022.三废处理工程技术手册：废水卷主编：聂永丰，化学工业出版社，20003.污水处理新工艺与设计计算实例，主编：孙力平，科学出版社，20014.环境工程设计手册主编：魏先勋，湖南科学技术出版社，2002周 次13周45周69周1016周17周应完成的内容查阅收集资料

3、，撰写文献综述，并完成开题报告。 选定设计方案，做总体工艺设计完成设计计算说明书完成规定的图纸论文定稿，准备答辩指导教师：贺君职称：讲师 2011 年1 月7 日系级教学单位审批： 年 月 日摘要葡萄酒工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的葡萄酒废水，给环境造成了极大的威胁。葡萄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。该葡萄酒废水处理厂的处理水量为12000 m3/d。原污水中各项指标为：BOD浓度为1600 mg/L，COD浓度为3000 mg/L ，SS浓度为1200 mg/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

4、水要严格达到污水综合排放标准（GB8978-1996）国家二级排放标准,即：BOD 20 mg/L ，COD 90 mg/L ，SS 60mg/L 。本文分析了葡萄酒生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+CASS的组合工艺流程。可将废水COD由3000 mg/L降至50100 mg/L ，BOD从1600mg/L降至20 mg/L以下，SS由1200 mg/L降到60 mg/L以下，出水符合标准。本设计工艺流程为：葡萄酒废水 格栅 污水提升泵房 调节池 UASB反应器 CASS池 出水该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵

5、活，抗冲击负荷，污泥量小等特点，实践表明该组合工艺处理性能可靠，投资少，运行管理简单的特点。为葡萄酒工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。关键词 ：葡萄酒废水 UASB CASSAbstractWith the rapid development of brewery industry in China, more brewery wastewater is discharged, which endangers environment. The main distinguishing feature of the grape wastewater is th

6、at it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water, therefore its biochemical oxygen demand is also high.The quantity of the water treatment in the grape waste water treatment plant is 12000 m3/d. Various target in the raw waste water is: the conc

7、entration of BOD is 1600 mg/L , the concentration of COD is 3000 mg/L , the concentration of SS is1200 mg/L . For the grape wastewaters BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the grape wastewater which drained must be strictly treated to the two effl

8、uence standard in the country, which is as following: BOD 20 mg/L , COD 90 mg/L , SS 60 mg/L .This paper analyzed the generation processes of wastewater, the major contaminats and their major sources in grape production. It also introduced the primary biological processing techniques of aerobic and

9、anaerobic treatment. According to the product scale of grape brewery, the main standard of draining waternatural materials, and so on, the main process technology of the grape waste water disposal station is defined as UASB + CASS .Practice of project indicate, when COD of wastewater reduces from300

10、0mg/l to 50100mg/l, BOD reduces from 1600mg/l to 20mg/l, SS reduces from 1200mg/l to 60mg/l, so that drains out can reaches the Standard. The technological process of this design is:Grape waste water Screens The sewage lift pump house Regulates tank Reaction tank of UASB Tank of CASS Treatment water

11、 This technology of wastewater treatment has many traits. Such as, well-knit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity. Practice indicates that the composed craft has reliable function, its investment is little, and its running and management is uncomplicated.Key words:

12、grape waste water UASB CASS目 录摘要IAbstractII第1章 绪 论11.1课题背景及现状11.2 处理工艺介绍11.3 水处理技术发展趋势61.4 本论文研究内容7第2章 葡萄酒废水处理工艺设计92.1 工程概况92.2 工艺流程92.3 处理构筑物102.3.1 格栅102.3.2 调节池102.3.2.1 设计作用102.3.3 提升泵房112.3.3.1 设计作用112.3.4 过滤机112.3.4.1 设计作用112.3.5 UASB反应池112.3.5.1 设计作用112.3.6 CASS反应池122.3.6.1 设计作用122.3.7 污泥浓缩池1

13、32.3.8 污泥脱水间13第3章 构筑物设计计算153.1 格栅153.1.1 设计参数153.1.2 设计计算153.1.3格栅选型173.2 调节池173.2.1设计说明172.2.2 设计参数173.2.3设计计算173.3 过滤机183.3.1 设计参数183.3.2 设计计算183.4 UASB反应池193.4.1 设计参数193.4.2 设计计算193.5 CASS反应池293.5.1设计说明293.5.2设计参数293.5.3设计计算293.6 污泥脱水间323.6.1 设计作用323.6.2 设计参数333.6.3 工作原理33第四章 平面布置和高程设计354.1 布置原则3

14、54.2 管线设计354.4 高程布置36结论39参考文献40致谢42附录143附录246附录348附录455第1章 绪 论1.1 课题背景及现状水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问

15、题。80年代以来，我国葡萄酒工业得到迅速发展，到目前我国葡萄酒生产厂已有800多家，既成为世界葡萄酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，葡萄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。由于葡萄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葡萄酒废水排放设备，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。“七五”以来，我国对葡萄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，对葡萄酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行

16、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。1.2 处理工艺介绍 （一）、酸化-SBR 法处理葡萄酒废水： 其主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。这种方法在处理葡萄酒废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：（1）由于反应控制在水

17、解、酸化阶段，反应迅速，故水解池体积小；（2）不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大；（3）对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。同时，经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。（4）酸化SBR法处理高浓度葡萄酒废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。要想使此方法在处理葡萄酒废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求：（1）酸化SBR法处理中高浓度葡萄酒废废水，酸化至关重要，它具有两个方面的作用，其一是对废水的有机

18、成分进行改性，提高废水的可生化性；其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果，有机物去 除主要集中在SBR反应器中。（2）酸化SBR法处理葡萄酒废水受进水碱度和反应温度的影响，最佳温度是24，最佳碱度范围是500750mg/L。视原水水质情况，如碱度不足，采取预调碱度方法进行本工艺处理；若温度差别不大，运行参数可不做调整，若温度差别较大，视具体情况而定。 （二）、UASB 好氧接触氧化工艺处理葡萄酒废水：此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池，处理主要过程为：废水经过转鼓过滤机，转鼓过滤机对SS的 去除率达10%以上，随

19、着麦壳类有机物的去除，废水中的有机物浓度也有所降低。调节池既有调节水质、水量的作用，还由于废水在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用。由于增加了厌氧处理单元，该工艺的处理效果非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好，有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗(因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比)。好氧处理(包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池)对废水中SS和COD均有较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。 该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的葡萄酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定 、能耗低、容

20、易调试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种，就能够保证污泥菌种的平稳增长，经过3个月的调试UASB即可达到满负荷运行。整个工艺对COD的去除率达96.6%，对悬浮物的去除率达97.3%98%，该工艺非常适合在葡萄酒废水处理中推广应用。 （三）、新型接触氧化法处理葡萄酒废水：此方法处理过程为 ：废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物，出水进入调节池，然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理，通过风机强制供风使废水与填料接触，维持生化反应的需氧量，VTBR反应器出水进入沉淀器，去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷，之后流人气浮设备去除剩余的生物膜，污泥及浮

21、渣送往污泥池浓缩后脱水。 该处理工艺有以下主要特点：VTBR反应器由废旧酒精罐改造而成，节省了投资。与钢筋混凝土结构相比，具有一次性投资低，运行稳定，处理效果好等特点。冬季运行时，在VTBR反应器外部加了一层保温材料，使罐中始终保持较高的温度，提高了生物的活性。因 VTBR反应器高达10m左右，水深大，所选用风机为高压风机，风压为98kPa，N75kw，耗电量大。 （四）、生物接触氧化法处理葡萄酒废水：该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理，水解酸化菌通过新陈代谢将水中的固体物质水解为溶解性物质，将大分子有机物降解为小分子有机物。水解酸化不仅能去除部分有机污染物，而且提高了废水的可生化性，

22、有益于后续的好氧生物接触氧化处理。该工艺在处理方法、工艺组合及参数选择上是比较合理的，充分利用各工序的优势将污染物质转化、去除。然而，如果由于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果，致使出水水质不理想，使生物接触氧化池的出水(静沉30 min的澄清液)COD为500600 mg/L，经混凝气浮处理后出水COD仍高达300 mg/L，远高于排放要求(150 mg/L)。 但是此处理方法在设计和运行中回出现以下问题 ：（1）水解酸化池存在的问题主要是沉淀污泥不能及时排除。由于该废水中悬浮物浓度较高，因而池内污泥产量很大，而原工艺仅在水解酸化池前端设计了污泥斗，所以池子的后部很快就淤满了污泥。另

23、外，随着微生物量的增加在软性生物填料的中间部位形成了污泥团，使得传质面积减小。针对污泥淤积情况，在水解酸化池前可增设一级混凝气浮以去除水中的悬浮物，经此改进后水解酸化池能长期、稳定、有效地运行，其出水COD也从11001200 mg/L降至900 1000mg/L，收到了较好的效果。不过，增设混凝气浮增加了运行费用，而且气浮过程中溶入的O2还可能对水解酸化产生不利影响。因此，在设计采用水解酸化处理悬浮物浓度高的污水时，可增设污泥斗的数量以便及时排除沉淀污泥。此外，为防止填料表面形成污泥团应采用比表面积大、不结泥团的半软性填料。（2）如果废水中污染物浓度较高或前处理效果不理想，生物接触氧化池前端

24、的有机物负荷较高，使得供氧相对不足，此时该处的生物膜呈灰白色，处于严重的缺氧状态，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黄色。同时，水中的生物活性抑制性物质浓度也较高，对微生物也有一定的抑制作用。这些因素使得生物接触氧化池没有发挥出应有的作用，处理效果不理想。鉴于此，可一采取阶段曝气措施即多点进水，污水沿池长多点流入生物接触氧化池以均分负荷，消除前端缺氧及抑制性物质浓度较高的不利影响。改为多点进水并经过一段时间的稳定运行后，生物接触氧化池的出水(30 min的澄清液)COD为200300 mg/L。再经混凝气浮工序处理后最终出水COD150 mg/L(一般在130 mg/L)，达到了排放要求。（3）在

25、调试运行过程中，生物接触氧化池中生物膜脱落、气泡直径变大(曝气方式为微孔曝气)、出水浑浊、处理效果恶化的现象时有发生。经研究、分析、验证发现这是由于负荷波动或操作不当造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧状态转变为厌氧状态，其附着力下降，在空气气泡的搅动下生物膜大量脱落，导致水粘度增加、气泡直径增大、氧转移效率下降，这又进一步造成缺氧，如此形成恶性循环致使处理效果恶化。（4）在调试运行初期，发生这种现象时一般是增大供气量以提高供氧能力来消除缺氧，结果由于气泡搅动强度增大，造成了更大范围的生物膜脱落、水粘度更大、氧转移效率更低，非但没 能提高供氧能力反而使情况更糟。正确的处理措施应是

26、减小曝气量，待脱落的生物膜随水流 流出后再逐渐增加曝气量使溶解氧浓度恢复到原有水平，若水温适宜则23 d后生物膜就可恢复正常。 因此当采用此工艺处理葡萄酒废水时要遵循下列要求：采用水解酸化作为预处理工序时应考虑悬浮物去除措施。采用推流式生物接触氧化池时，为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水。应严格控制溶解氧浓度，供氧不足会造成生物膜大范围脱落，导致运行失败。 （五）、内循环 UASB 反应器氧化沟工艺处理葡萄酒废水：此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式，厌氧采用内循环UASB技术，好氧处理用地有一处狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟工艺。本处理工艺的关键设备是UASB反应器。该反

27、应器是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，沼气收集系统四个部分。厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽，最佳pH为6.57.8，最佳温度为3540，而本工程的葡萄酒废水水质超出了这个范围。这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节。这无形中增加了电器仪表专业的设备投资和设计难度。 内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。UASB反应器的出水水质一般都比较稳定，在回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高UASB反应器对进水水温、pH值和COD浓度的适应能力，只需在UA

28、SB反应器进水前对其pH和温度做一粗调即可。 UASB反应器采用环状穿孔管配水，通过三相分离器出水，并在三相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器，它由玻璃钢板成60安装而成，能在最大程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥。 此处理工艺主要有以下特点：实践证明，采用内循环UASB反应器氧化沟工艺处理葡萄酒废水是可行的，其运行结果表明COD Cr总去除率高达95以上。由于采用的是内循环UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式，可根据葡萄酒生产的季节性、水质和水量的情况调整UASB反应器或氧化询处理运行组合，以便进一步降低运行费用。（六）、UASB+SBR法处理葡萄酒废水：本处理工艺主要包括UASB反应

29、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7 500 kg/d，以沼气产率为0.5m 3 /kgCOD计算，UASB产

30、气量为3500 m 3/d(甲烷含量为55%65%)。沼气的热值约为22 680kJ/m 3 ，煤的热值为21 000 kJ/t计算，则1m 3 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：节约废水处理费用。UASB取代原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，削减了全部进水COD的75%，从而降低后续SBR池的处理负荷，使SBR池在废水处理量增加的情况下，运行周期同样为12 h，废水也能达标排放。也就是说，耗电量并没有随废水处理量的增加而增加。同原工艺相比较，每天实际节约1 5

31、002 500 m 3 废水的处理费用，节约能耗约21.4 万元/a。节约污泥处理费用。废水经过UASB处理后，75%的有机物被去除，使SBR处理负荷大大降低，产泥量相应减少。水解酸化+SBR处理工艺工艺计算，产泥量达17 t/d(产泥率为0.3 kg污泥/kgCOD，污泥含水率为80%)，UASB+SBR法处理工艺产泥量只有5 t/d(含水率为80%)左右，只有水解酸化+SBR处理工艺的1/3，污泥处理费用大大减少，节约污泥处理费用约为20元/日。1.3 水处理技术发展趋势尽管目前污水处理技术众多，但其发展目标是一致的，即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。根据国内外研究

32、动向，葡萄酒废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面:(1) 充分利用新技术对现有的葡萄酒废水处理工艺进行因地制宜的技术改造，采用高效节能的生物反应器。(2) 实行污水规模化集中处理，可免除重复性设备投资，易于采用新技术。(3) 葡萄酒废水中含有多种有用物质,在处理前应尽量回收有用的固体物质，经加工后作饲料添加剂或药品，在处理时应多考虑变废为宝，提高经济效益。(4) 针对葡萄酒废水中有机物含量高、生物降解性差的特点,同时考虑能源紧张的形势，主要采用厌氧-好氧联合技术，并将产生的污泥干化后作肥料使用。(5) 当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点，而葡萄酒废水有害无毒，如能将其净化后回收利用，可

33、达到节约水资源的目的。(6) 在污水处理中实行自动化控制技术，实现反应器自控管理，将会节省人力。(7) 开发生物基因技术在环保领域的应用，向着节能、回收有用物质的方向发展。1.4 本论文研究内容 本设计研究的主要内容主要有：1.查阅文献及撰写综述。2.利用给定的资料,确定污水处理厂的工艺流程。3.设计计算主要构筑物及确定主要设备的规格、型号、数量及工艺参数。4.完成处理系统的高程设计。5.绘制全厂配置平面图、高程图。该设计主要解决的问题是由于制酒工艺而产生的污水废水并对其进行处理设计处理水量为12000m3/d，经过处理后的水质应达污水综合排放标准（GB8978-1996）国家二级排放标准。

34、第2章 葡萄酒废水处理工艺设计2.1 工程概况该葡萄酒厂葡萄酒废水平均日产量12000立方米,其原水水质和设计要求如表2.1。表2.1 原水水质和设计要求水质指标BOD5（mg/L）COD（mg/ L）SS（mg/ L）pH原 水1600300012006-10排放标准20100706-9设计要求2090606-9其气象资料如下：温度：多年平均气温14.5。月均最冷气温-12，最热气温26.8，最高气温40.1，极端最低气温-18.9，最大温差26.6。降雨量：年降雨量637.5mm，小时最大降雨量41.7mm，地区最大时降雨量Q=1807.0 m3/h。日照：平均日照率65%，你按照时间24

35、51h，冬日照率56.7%，消极照率66.0%。风速：夏季平局风速2.6m/s，冬季3.4m/s，夏季为南风向，冬季为北风。地质条件；该地区地下含水层的透水性好，多为粗沙、粉细沙和加油粗沙的松散土层。地下水位埋深已超过50m.基本处于疏干状态。300m内没有生活区和办公楼。处理站面积为200m200m。南北向方形。根据当地资料及工艺方案比较,采用UASB-CASS处理工艺。2.2 工艺流程废水经过格栅后，除去较在的悬浮物及漂浮物，进入调节池，经泵提升至UASB反应器进行厌氧发酵，然后现进入CASS反应器进行好氧处理，其工艺流程图见图2-1。2.3 处理构筑物2.3.1 格栅2.3.1.1 设计

36、作用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。2.3.1.2 工作原理本设计采用人工清渣格栅。由于本设计水量一般，故格栅直接安置于排水渠道中。污泥泵UASB池消毒脱色废水格栅提升泵调节池CASS池排放污泥浓缩池污泥脱水间泥饼外运上清液过滤机滤液回流风机 图2-1 UASB-CASS处理工艺流程图2.3.2 调节池2.3.2.1 设计作用葡萄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，保证后续处理构筑物能连续运行，2.3.2.2

37、工作原理其均质作用主要靠池侧的沿程进水及两台旋转式推流搅拌机，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。2.3.3 提升泵房2.3.3.1 设计作用污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能依靠重力流在后续处理构筑物内畅通的流动。2.3.4 过滤机2.3.4.1 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。2.3.4.2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

38、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。2.3.5 UASB反应池2.3.5.1 设计作用 是进行废水处理的主要构筑物之一，对高浓度的废水进行厌氧发酵，去除大部分的有机污染物。2.3.5.2 工作原理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，由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中

39、的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。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

40、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。2.3.6 CASS反应池2.3.6.1 设计作用是进行废水处理的主要构筑物之一，对从UASB反应器出来的低浓度的有机废水进行进一步好氧处理，去除剩余的有机污染物,完成废水的最后处理,使出水水质达到排放标准。2.3.6.2 工作原理CASS（Cyclic Activated Sludge System）是循环式活性污泥法的英文简称， 为一间歇式生物反器，在此反应器中进行交替的曝气-非曝气过程的不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合

41、在一个池子中完成。CASS反应池一般用隔墙分隔成三个区：生物选择区、预反应区、主反应区。生物选择区内不进行曝气，类似于SBR法中的限制性曝气阶段。在该区内，回流污泥中的微生物大量吸附废水中的有机物，能较迅速有效地降低废水中有机物浓度；预反应区采取半限制性曝气，溶解氧保持在0.5mgL左右，使该区存在着反硝化进程的可能；主反应区进行强制鼓风曝气，使有机物及氨氮得到生化与硝化。CASS反应池的运行一般包括三个阶段：进水、曝气、回流阶段；沉淀阶段；滗水、排泥阶段。在进水阶段，一边进水一边曝气，同时进行污泥回流，本阶段运行时间一般为2h;在沉淀和排水阶段，停止曝气，同时停止进水和污泥回流，保证了沉淀过

42、程在静止的环境中进行，并使排水的稳定性得到保障，沉淀排水阶段一般为2h。对于二池CASS系统这样的运行程序保证了整体进水的连续性和风机的连续运行。2.3.7 污泥浓缩池2.3.7.1 设计作用为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。2.3.7.2 工作原理本设计由于采用UASB-CASS处理工艺，污泥量少，污泥性质稳定，因此只须采用简单的浓缩-脱水工艺即可。用以减缩污泥的间隙水，降低污泥含水率，减少污泥体积。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓

43、缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。2.3.8 污泥脱水间2.3.8.1 设计作用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，本工艺采用DY型带式压滤机。2.3.8.2 工作原理DY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。 结构紧凑、整体刚性好。 无级调速电机驱动，可以随时调节运

44、行速度，适应性强。 制冲洗喷嘴及防堵塞装置，使滤带冲洗干净。 控制系统自动纠偏，并有限位开关保护滤带，确保设备正常运行。 处理最大，脱水效果好，运行费用低。 附属设备选用名牌产品，性能可靠。 可提供PLC远程控制接口，利于管理。第3章 构筑物设计计算3.1 格栅3.1.1 设计参数设计流量Q = 12000m3/d =0.138m3/s ；取中格栅，栅条选圆钢；栅条宽度S=0.02m，栅条间隙e=0.02m，格栅安装倾角=60，便于除渣操作3.1.2 设计计算由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排不渠道中。平均日流量 最大日流量格栅间隙数设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=0.7m/s。栅条间

45、隙数，取37其中 最大设计流量，m3/s；栅条间隙，m；栅前水深，m；过栅流速，m/s。栅槽宽度设计采用圆钢为栅条，即=0.02m。栅槽宽度栅槽实取宽度=1.5m。过栅水头损失栅条断面为圆形断面，由公式： 得，取120mm。 其中阻力系数，其值与栅条断面形状有关，圆形钢，形状系数；系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；重力加速度，m/s2栅后槽总高度取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽高H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m栅后槽总高度H= H1+h1=0.6+0.12=0.72m进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B2=0.2m，进水部分展开角度进水渠道渐宽部分长度栅槽与出水渠道连接

46、处的渐窄部分长度栅槽总长度每日栅渣量每日栅渣量其中 栅渣量，格栅间隙为1625mm时，W1 =0.100.05；格栅间隙为3050mm时， W1=0.030.01污水流量总变化系数，工业废水取1.2。格栅间距为20mm，设栅渣量=0.07，0.2,采用机械清渣。3.1.3格栅选型格栅间几何尺寸为10m6m6m。内设自动机械格栅CF1500两台及皮带输送机一台。每台机械格栅宽1.50m，栅条净间距25mm。配用电机功率P=2.0kw，过水能力60000 m3/d。机械格栅前后均设宽为1.5米的电动闸板（共两台），配用电机功率P=1.0kw。根据机械格栅前后水位高差自动控制机械格栅耙子的开停：正常

47、水位高差为0.25m，当水位高差超过0.35m时自动开，水位高差恢复至0.25m时自动停。拦截物经皮带输送机输送至存放箱后装车外运。3.2 调节池3.2.1设计说明调节池是用来均衡调节污水水量、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。2.2.2 设计参数水力停留时间T = 6h ；设计流量Q = 12000m3/d = 500.0m3/h ；3.2.3设计计算有效容积为：V = QT =500.06 = 3000 m3 取池子总高度H=5.5 m,其中超高0.5 m,有效水深h=5 m，则池面积为：A = V/h = 3

48、000/5 = 600 m3池长取L = 10.5 m ,池宽取B = 10.5 m ，则池子总尺寸为：LBH = 10.510.55.5=606.4 m3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/s1台3.3 过滤机3.3.1 设计参数过滤机设计水量为：Q = 12000 m3/d = 500 m3/h = 0.183 m3/s过滤机进出水水质指标如表3.1：表3.1 过滤机进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)300016001200去除率（%）7750出水水质(mg/l)279014486003.3.2 设计计算

49、3.3.2.1 机型选取选取WYB5型卧式叶片过滤机，其工作参数如表3.2：表3.2 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/59000.41503.3.2.1 每日的去渣量W = （3-1） 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 = = m3/d3.4 UASB反应池3.4.1 设计参数3.4.1.1 参数选取设计参数选取如下：容积负荷（Nv）为：4.5 kgCOD/(m3d) ；污泥产率为：0.1 kgMLS

50、S/kgCOD ；产气率为：0.4 m3/kgCOD 。3.4.1.2 设计水质UASB反应器进出水水质指标如表3.3：表3.3 UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)27901448600去除率（%）808550出水水质(mg/l)558217.23003.4.1.3 设计水量Q = 12000m3/d =500m3/h = 0.183m3/s3.4.2 设计计算 3.4.2.1 反应器容积计算1.UASB有效容积为(包括沉淀区和反应区)：V有效 = （3-2）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/

51、m3Nv -容积负荷,kgCOD/(m3d)V有效 =m32. UASB反应器的形状和尺寸 根据经验，UASB最经济的高度一般在47米之间，并且大多数情况下，这也是系统最优的运行范围。器有效高度为5m，则横截面积 A =Vh =62005=1240 m2采用2座相同的UASB反应器, 则:单池面积 A1 = A4 =6202=310 m2采用公壁建造四边行池比圆形池较经济，有关资料显示，当长宽比在2：1左右时，基建投资最省。取池长L = 28 m ，宽B = 14 m，则实际横截面积为：A2 = L B = 2814=312 m2 设计反应池总高H=6.5 m，其中超高0.5 m （一般应用时