550吨每天生产废水处理工程初步设计说明

1、 . 1 设计概述与任务1.1 概述随着世界经济建设的不断发展，环境污染问题日益加剧，我们赖以生存的自然环境遭到严重破坏，已成为二十一世纪制约经济发展的重要因素，也严重威胁到了人类自身的生存环境。水污染是我国面临的主要环境问题之一。随着我国成功加入WTO，我国的工农业生产将得到迅猛发展，工农业废水的排放量也将日益增加。废水中所含的COD、BOD、SS、色度以与各种金属有毒有害物质从水体中排出，直接污染地表水，对生态环境构成极大的危害，同时也危害到我们人类自身，因此工农业生产废水必须经治理后达标排放。为了保护我们日益严峻的生存环境，环境保护作为我国的一项基本国策，国家不断加大环境保护的力度，制定

2、严格的法律、规章、制度来防止环境的进一步恶化。各级环保部门和当地政府就肩负起环境保护的重任。水产品加工行业为典型的高耗水行业,其废水产生量大,对环境的污染严重。废水主要来自于水产品加工过程中的原料解冻和清洗等工序,具有废水量大,有机物浓度高,蛋白质、油脂等大分子有机物质多、生化降解速率慢等特点。此外水中还含有泥砂、植物纤维、色素、胶体等成分。水产品加工产生废水。因工艺的不同,污染程度可分为:小程度污染(如冲洗工艺)、中程度污染(如鱼类切片)和重程度污染(如由鱼类储存罐中排放的血水)。在水产品加工废水中存在着成分复杂的混合有机物,这类废水的危害程度取决于废水的浓度和排放量,以与受纳水体的自净能力

3、。在水产品加工过程中,去除脏和烹调产生的废水含有高浓度的COD(化学需氧量)、油类和脂肪。随着工厂和水产品种的不同,总溶解性和悬浮COD的水平相差很大。为适应日益严格的排放标准,须将高浓度的水产品加工废水通过良好的废物管理和处理技术进行治理。水资源是不可再生资源，我们不仅要节约用水，保护自然生态环境，坚持可持续发展，并且要处理好废水，不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境，把坚持科学发展观应用到实际环境保护中，给人类营造一个健康绿色的生态圈。1.2 设计任务1.2.1 设计主要容1、方案确定按照原始进水资料以与出水的水质要求进行处理方案的确定，选择23种处理方案，进行技术、经济上的分析比较，找

4、出最佳方案。要求运行处理效果好、投资省、占地面积小、运行费用低、管理方便、出水稳定达标。拟定处理工艺流程，选择处理的构筑物并说明选择的理由。进行工艺流程中各个处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。2、设计计算进行各处理单元处理效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行采纳数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算，经济效益分析和投资估算。3、平面和高程图布置根据构筑物的尺寸，合理的进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算与平面布置草图后进行各构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算而定。1.2.2工程设计处理能力

5、根据该公司提供资料显示，企业正常运行后每天生产废水排放量将达550m3。根据水产食品的生产工艺特点与生产方式，废水是周期性排放的，废水的排放量是不均衡的，而且废水中污染物种类与浓度也会随生产工艺的变化而发生改变。因此为了避免最大水量冲击与最高污染物浓度对系统处理效果的影响，同时为今后企业发展留有一定的余地，拟定设计一套处理能力为550m3/d的废水处理系统，如果每天处理时间为24小时，则每小时的处理量将达22.92m3/h。2 设计方案说明书2.1 设计原始资料和自然条件2.1.1 原始资料该公司厂区位于省瑞安市经济开发区食品加工区，拥有先进的生产工艺和现代化的生产线，公司生产的虾系列，蟹类、

6、鱼类等产品远销海外。公司新建贮藏冷库23890.2m2和生产车间3735.1m2，年产鱼糜系列制品3000吨，总投资3125万元，在国同行中属一流，产品以混合鱼糜为主。该公司在生产和职工生活过程中将产生一定量的废水，生产过程中产生的废水主要污染物有COD、BOD、NH3-N、SS等，职工生活废水主要污染物为有机污染物和氨氮。根据水产品加工企业生产工艺、规模与公司长远发展，确定废水水质、水量与分类如下：表2-1 水质资料表序号废水种类废水水量废水水质(mg/L)备注1鱼糜废水200m3/dCODcr：18000-23000SS：60008000鱼糜废水由通过调整鱼肉蛋白等电点对可溶性蛋白进行回收

7、后入预曝调节池收集2生活污水15m3 /dCODcr：250350SS：200300预曝调节池收集其它食品加工废水85m3 /dCODcr：4000-5000SS：100020003实际排水量300m3 /dCODcr：8000-10000SS：300040004设计处理量550 m3 /dCODcr： 10000BOD5：3000-4000SS：30004000考虑企业以后发展2.1.2自然条件1、气象条件瑞安市纬度较低，属亚热带季风气候，全年无严寒、酷暑，冬短夏长，四季分明，年平均气温18，1月份平均气温不低于7。雨水丰富，年平均降水量1600毫米左右，山区多达1800毫米。由于受夏季风影

8、响，56月份为梅雨期，通常占全年降水量的1/3左右。大量的降水加上气温回升较快，雨热同期。2、水文条件瑞安全境江、河、湖水面面积为105728.55亩，密如蛛网，具有典型的江南水乡特色。主要河流有飞云江、温瑞塘河、瑞平塘河。瑞安全境陆河流均属飞云江水系或瓯江水系，飞云江为我省八大水系之五，发源于浙闽交界的洞宫山，流域面积3731平方公里，主流长173公里，其中穿贯瑞安市境74.8公里，流域面积1801平方公里，在上望、阁巷之间入东海。下游河段宽600-1000米，入海处宽达3公里。500吨级货轮能直达、和等港。其主要支流有漈门溪、高楼溪、金潮港等分布在山区，水力资源较为丰富，是该市修建小水电站

9、的主要地区。瑞平塘河、温瑞塘河位于飞云江南北两侧，瑞安境长为3.28公里和20.4公里，是该市河主要通道，也是粮食产区抗旱、排涝的重要水道。 3、地质条件地质史上的燕山晚期，地壳活动逐渐减弱，第四纪火山活动趋向宁静，瑞安境的花岗岩地貌在这一时期基本形成。经过长期的自然风化、侵蚀、搬运、堆积等外力作用，造成了各种独特的自然景观。瑞安地质比较稳定，历史上无火山、地震、断层、泥石流、滑坡等严重自然灾害记录。2.2 工程设计规模2.2.1 污水水量根据建设单位所提供的生产用、排水量情况与废水排放量数据。该公司每天废水排水量为550m3/d，处理设施按24h连续运行，即设计处理水量为22.92m3/h。

10、2.2.2 污水处理前后浓度1、主要污染物浓度根据该水产食品生产的产品类型与生产工艺，本方案设计的废水处理前主要污染物种类与浓度见表2-2所示：表2-2 主要污染物浓度 污染物CODCrBOD5SS单位mg/Lmg/Lmg/L浓度100003000-40003000-40002、废水排放标准根据国家环保部门规定，废水经处理后排放，主要污染物浓度执行国家污水综合排放标准GB8978-1996中的一级标准，主要指标如表2-3所示：表2-3 主要污染物排放标准污染物CODCrBOD5SS单位mg/Lmg/Lmg/L浓度10020702.3 设计方案的选择比较目前，国外水产食品废水的处理方法主要有物理

11、法、化学法、物理化学法和生化法等。但物化处理法通常比较昂贵，而且产生的废物较难处理，效率也不高，因而应用比较有限；而生物处理法具有操作简单、运行费用低、无二次污染、对环境友好等优点，在水产食品废水的处理中越来越受到重视。现对废水成分、水质特点作理论综合分析，在此基础上，初步制订出以下两种工艺流程方案。现简要介绍如下：PAM、PAC1、方案一沼气利用水解酸化池格栅调节池气浮池原废水 UASB上清液 一级生物接触氧化池泥饼外运 二级生物接触氧化池泵 带式压滤机 污泥浓缩池 沉淀池 达标排放图2-1 方案一工艺流程图污水处理工艺流程一原理简介：污水经汇集管道汇集后，经格栅去除漂浮物、悬浮物等杂质后自

12、流入调节池。在调节池将废水均质均量后进入气浮池进行预处理，去除不利于生化处理的污染物后进入水解酸化池，利用微生物把有机物转化为H2O和CO2以与少量的硝酸盐，降低废水中的有机污染物浓度。之后经过UASB的厌氧处理高浓度的有机废水变成低浓度废水，再进入两级生物接触氧化池进一步降低废水浓度，同时产生沼气。接触池氧化池出水进入沉淀池，去除大量的悬浮物和有机物。出水可达到规定的排放标准，也可作为回用水。2、方案二PAM、PAC絮凝沉淀池水解酸化池沼气利用调节池格栅原废水初沉池 UASB上清液泥饼外运 SBR泵 污泥浓缩池 二沉池 带式压滤机 达标排放图2-2 方案二工艺流程图污水处理工艺流程二原理简介

13、：污水经汇集管道汇集后，经格栅去除漂浮物、悬浮物等杂质后自流入调节池。调节池设一级潜污提升泵两台，将污水提升入水解酸化池初沉池，增强废水可生化性，进入初沉池进行泥水分离，随后经过UASB的厌氧作用和SBR工艺的好氧反应将高浓度废水连续降低，排出的废水进入二沉池，去除大量悬浮固体。出水可达到规定的排放标准，也可作为回用水。方案二比方案一的处理效果好一点，出水稳定达标方面差不多，但是方案二在投资、运行费用、设备管理、占地面积方面明显都偏高。综合各方面因素，选用方案一对该水产品废水进行处理。2.4 处理工艺流程说明2.4.1 格栅、格网格栅是一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的

14、渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较大的悬浮物与杂质， 以减轻后续处理负荷，以保证后续处理构筑物或设备的正常工作。格栅是一种最简单的过滤设备，也是最常见的拦污设备，是污水处理厂中污水处理的第一道工序一预处理的主要设备，对后道工序有着举足轻重的作用，要给排水工程的水处理构筑物中，其重要性日益被人们所认识。实践证明，格栅选择的是否合适，直接影响整个水处理实施的运行。人工格栅一般用于小型污水处理站，构造简单，劳动强度大。机械格栅一般用于大中型污水处理厂，这类格栅构造较复杂，自动化程度较高。根据本污水特点，选用格网。2.4.2 调节池调节池是用以调节进、出水流量的构筑物。由于该针织废水是周期

15、性排放的，废水的排放量是不均衡的，而且废水中污染物种类与浓度也会随生产工艺的变化而发生改变。这些特点给污水处理带来一定的难度，必须设一调节池以均合调节污水水质水量，才不致后续处理受到较大的负荷冲击。为了保证处理设备的正常运行，在污水进入处理设备之前，必须预先进行调节。将不同时间排出的污水，贮存在同一水池，并通过机械或空气的搅拌达到出水均匀的目的。调节池根据来水的水质和水量的变化情况，不仅具有调节水质的功能，还有调节水量的作用，另外调节池尚具有预沉淀、预曝气 、降温和贮存临时事故排水的功能。本设计中向调节池投加NaOH以调节PH，用PH计进行调节，池设置一搅拌机以使水质混合均匀，另配备液位计、潜

16、水泵、转子流量计等附属设备。2.4.3 加压溶气气浮池气浮法是一种有效的固-液和液-液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。本设计中采用加压溶气气浮法：在一定压力作用下，强制空气溶解于水中，然后将压力减到常压，使溶于水的过量空气以微小的气泡释放出来，借助气泡的浮力把粘附在其表面的固体颗粒带到水面，从而达到与水分离的目的。絮凝剂的加入也可以去除部分色度与其他杂质。根据加压溶气水的来源可分为全加压溶气流程、部分加压溶气流程和部分回流加压溶气流程三种基本流程。选用部分回流加压溶气流程。部分回流溶气气浮法是取一部分出水回流进行加压和溶气，减压后直接进入气浮池，与来自絮凝池的废水混

17、合和气浮。其特点为：1、加压的水量少，动力消耗省；2、气浮过程中不促进乳化；3、矾花形成好，出水中絮凝也少；4、气浮池的容积较前两种流程大。 为了提高气浮的处理效果，往往向废水中加入混凝剂或气浮剂，投加量因水质不同而异，一般由试验确定。在设计中投加PAC、PAM加强混凝效果，加压溶气气浮系统的主要设备为加压泵、空气压缩机、溶气罐、减压阀、刮沫机和气浮池等。2.4.4 水解酸化池气浮池出水先进入水解酸化池。厌氧生化法主要利用的微生物有两大种群。一类是兼性微生物，这种细菌在微有一点氧的水中生存繁殖，它能把大分子的有机物断裂成小分子有机物，进一步使这些小分子有机物转变成有机酸，即谓之酸性发酵；另一类

18、种群的细菌是甲烷菌，它们是绝对厌氧菌，只能在完全没有氧的水中生存繁衍，它们能把有机酸进一步分解为CH4、CO2与少量NH3、H2S等气体产物，即谓之碱性发酵。这两种微生物往往共处同一个设施之中，具有协同作用。但是由于厌氧碱性发酵周期很长，同时甲烷菌对生存条件的要求又非常苛刻，所以我们在这里只让厌氧过程进行到酸性发酵为止。酸性发酵能使大分子有机物水解、断裂成低分子量有机物，生成有机酸，从而提高了废水的可生化性，然后转入好氧生化处理。整个处理过程能耗低，效率高，是处理高浓度或难处理有机物的有效方法。因此该废水经过厌氧酸化处理后，生化指标得到整体性的提高，有利于后续好氧处理的进行。在水解酸化池中设置

19、填料为厌氧与兼氧微生物提供附着场所，增大微生物与污水中的接触面积，以提高生化效率。2.4.5UASBUASB是升流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)的英文简称。它运行的三个重要前提是:反应器形成沉降性能良好的颗粒污泥和絮状污泥；有产气和进水的均匀分布所形成的良好自然搅拌作用；设计合理的三相分离器，使得沉淀性能良好的污泥能保留在反应器中。三相分离器是UASB反应器最有特点和最重要的装置，它同时具有两个功能:收集从分离器下来的消化区产生的沼气；使得分离器上的悬浮物沉淀下来。进水系统兼有配水和水力搅拌的作用，为了保证这两个功能的实现，需满足如下原则:

20、进水装置的设计使分配各点的流量一样，确保单位面积的进水量基本一样，防止发生短路等现象；很容易观察到进水管的堵塞，当堵塞发现后，必须很容易被清除；尽可能的满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。UASB工艺的优点是:运转简单，适应高或低浓度的废水，可能有极高的COD容积负荷；其缺点在于:解决运转问题需要技巧，不适于废水具有高SS的情况。2.4.6 生物接触氧化池生物接触氧化法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。由

21、于其中填料与其生物膜均淹没于水中，它又被称为淹没式生物滤池。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代，产生的气体与曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生膜的生长，形成生物膜的新代，从而降低废水中的COD、BOD含量，脱落的生物膜将随出水流出池外。 因废水的有机物浓度较高，本设计采用的生物接触氧化池为直流鼓风曝气接触氧化池，并选用软性纤维填料。接触氧化池与水解酸化池选用同种规格的填料，便于安装和管理。2.4.7 沉淀池废水经生化处理后，其有机污染物浓度有了很大程度的降低。废水进入沉淀池停留数小时，将不溶于水的大颗粒絮凝物在重力作用下从水中沉淀下来形成污泥。沉淀池采

22、用竖流式。废水由中心管上部进入，从管下溢出，经反射板的阻拦向四周分布，然后再由下而上在池垂直上升，上升流速不变。澄清水由池周边集水堰溢出。污泥贮存在污泥斗，由排泥管通过静压排泥的方式排出。沉淀池中配有六角蜂窝填料，不仅可以最大程度地提高沉淀负荷与效率，而且还可以保持沉淀池中上部分水的稳定性，有效防止污泥上浮。废水经沉淀后溢流出来后进入过渡池收集。2.4.8 污泥处理系统污泥浓缩池采用重力浓缩池，有连续式和间歇式两种。浓缩池的构造类似沉淀池,大多采用直径为520米的圆池，设搅拌机械作缓慢搅拌。污泥在浓缩池中的停留时间，一般为12小时左右。浓缩池的表面污泥固体负荷率，视污泥性质而不同,活性污泥为2

23、040公斤/(米2·日)。在浓缩池中,固体颗粒借重力下降,水分从泥中挤出，浓缩污泥从池底排出，污泥水从池面堰口外溢(连续式)或从池侧出水口流出。气浮浓缩法和重力浓缩法相反，使污泥颗粒附上微细气泡而上浮至水面，然后用刮板将浓缩污泥刮入排泥槽，污泥水则从池底流出。对于颗粒比重仅略大于1的污泥，如活性污泥和需气消化法的污泥,本法尤为适用。气浮浓缩常用溶气气浮法，设备有气浮池、加压泵、溶气罐和减压释气器（阀）。溶气压力一般为0.30.5兆帕。每平方米气浮池每日处理的固体量，对一般污水污泥为100200公斤,对活性污泥为25100公斤。为提高气浮浓缩效果，亦可投加混凝剂。离心浓缩法在专门制造的

24、离心浓缩器中进行。利用污泥中固、液比重不同，有不同离心倾向，以分离泥水，达到浓缩的目的。3 设计方案计算书3.1 设计流量的确定3.1.1 设计流量 Q=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s3.1.2 最大设计流量 Qmax=kdQ=1.5×22.92=34.8m³/h=1.5×0.006366=0.009549m³/s总变化系数KzK日×K时1×1.51.5（K时如下：冶金1.0-1.1；化工1.3-1.5；纺织、食品、皮革1.5-2.0；造纸1.3-1.8）3.1.3 物料衡算

25、1、 COD去除量 整个系统流程中，进水COD浓度10000mg/L；出水COD浓度100mg/L COD总去除量：300×（10000-100）×10-3=2970kg/d COD去除率：2、 BOD去除量 整个系统流程中，进水BOD浓度3200mg/L；出水BOD浓度20mg/L BOD总去除量：300×（3200-20）×10-3=954kg/d BOD去除率：3、 SS去除量 整个系统流程中，进水SS浓度4000mg/L；出水SS浓度70mg/L SS总去除量：300×（3500-70）×10-3=1029kg/d SS去除率

26、：3.2 格栅的设计计算3.2.1 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。3.2.2 设计参数查水污染控制工程第三版下册，取中格栅；栅条间隙b=20mm； 栅前水深h=50mm； 过栅流速v=0.6m/s；安装倾角=60°；设计格栅对各污染物去除率见表3-1：表3-1 格栅去除率 污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）1000032003500出水浓度（mg/L）1000032002975去除率（%）-153.2.3 设计计算图3-1 细格栅计算草图1、 栅条间

27、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=60°，b=20mm，v=0.6m/s，h=50mm 取12个2、 栅槽有效宽度（B）B=S(n-1)+bn式中：S栅条宽度，m n格栅间隙数 b栅条间隙，m取S=10mm=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01×（12-1）+0.02×12=0.35m 取0.4m3、通过格栅的水头损失h2h2=k·h0式中：h0计算水头损失，mg重力加速度，m/s2k格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数， 一般取3 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形

28、状有关式中：形状系数，选用锐边矩形2.424、 栅后槽总高度HH=h1+h2+h式中：h1栅前渠超高，一般取0.3mH=0.3+0.045+0.05=0.395m，取0.5m5、 栅槽总长度LL2=L1 H1=h+h1(超高0.3m)L=L1+L2+1.0+0.5+式中：L1进水渠渐宽部分的长度，m L2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m B1进水渠宽，m 1进水渐宽部分的展开角，一般取20°取B1=20mmL=L1+L2+1.0+0.5+=0.275+0.14+1.0+0.5+0.202=2.12m, 取2.5m6、 栅渣量式中：W1栅渣量，m3/103m3污水，当栅条间距为165

29、mm时，W1=0.051； 当栅条间距为3050mm时，W1=0.010.03； Kd污水总变化系数，设计时给定为1.5。取W1=0.1m3/103m3因此采用人工清洁3.3 调节池的设计计算3.3.1 设计说明为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。其作用是对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。3.3.2设计要求1、调节池的位置，应根据所需的调节容积和消落深度，结合地形、地质条件选择，宜利用天然洼地。      2、调节池的布置方式应根据地形、地质条件选

30、择，可采用与引水渠相结合或相连通、与前池相结合或相连通、通过连接管（渠）直接向压力管道或前池供水等方式。调节池与各连接建筑物的水流衔接经水力计算确定。3、调节池设置沉渣斗，沉渣通过排渣管定期排出池外。为防止污水在池短流，可以在池设置若干纵向隔板。3.3.3 设计参数设计调节池对各污染物去除率见表3-2：表3-2 调节池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）1000032002975出水浓度（mg/L）80002231.32380去除率（%）20 30203.3.4 设计计算1、 调节池有效容积VV=QT式中：V调节池的有效容积，m³ Q平均进水流量m³/h

31、T停留时间，hQ=22.92m³/h T=8hV=QT=22.92×8=183m³2、 调节池尺寸式中：F调节池的面积，m2 V调节池的有效容积，m³ h2调节池的有效水深，m调节池平面形状为矩形，其有效水深采用h2=3m池宽B取8m， 则池长 取L=8m 保护高h1=0.5m，池总高H=0.5+3=3.5m3、 空气管计算采用穿孔管空气搅拌，空气量选6m³/（m³h）,空气量为Qs=22.92×6=137.52m³/h=0.038m³/s空气总管管径D1取80mm，管流速v1为空气支管共设4根，每根支管

32、的空气流量q为管径D2取50mm，则管流速v2为穿孔管：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量q1=0.004475m³/s，取v3=5m/s，管径D3为取D3=30mm，则v3为4、 管距阻力计算 沿程阻力h1=103.5mm，局部阻力h2=216mm，布气阻力h3（mm）式中：1.2为布气孔局部阻力系数 空气密度，=1.205kg/m³ v孔眼流速，m/s g重力加速度，m/s2总需水头H=H0+h1+h2+h3式中：H0穿孔管安装水深，取H0=2.5mH=H0+h1+h2+h3=2.5+0.1035+0.216+0.003=2.82m根据条件选取鼓风机型号：3

33、L400-600 G=90290m3/min N=45380KW3.4 气浮池的设计计算3.4.1 设计说明由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。该气浮池采用部分回流的平流式气浮池，并采用压力溶气法。3.4.2 设计参数设计总量：Q总=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s 加压压力为300500kPa，取p=4×101.3kPa；溶气罐停留时间35min，取t=4min；气浮池停留时间3060min，表面负荷210m3/(m2·h)，有

34、效水深1.53.0m；长宽比为24，包括反应池、接触室、分离室三个部分：反应池停留时间515min，取10min；接触室上升平均上升流速1020mm/s，取15mm/s，停留时间12min，取2min；分离室的水流下向流速度为13mm/s，取2mm/s，停留时间1020min，取20min；刮沫机移动速度0.6m/min；20时空气在水中的溶解度Sa=18.7mL/L，采用部分回流气浮系统，回流比R为40%。 设计气浮池对各污染物去除率见表3-3：表3-3 气浮池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）80002231.32380出水浓度（mg/L）3200892.5476去除率

35、（%）6060803.4.3 设计计算1、气浮所需理论空气量 V=Sa·R·Q(p/101.325-1) =18.7×40%×22.92(4×101.3/101.3-1)=514.3L/h=0.0086m3/min，取0.01m3/min2、溶气罐计算有效容积V=RQt/60=0.4×22.92×4/60=0.6m3取溶气罐有效水深h=2m，则直径为：D=3、 气浮池计算设计流量为：Q(1+R)=22.92×(1+0.4)=32 m3/h；接触室面积：Ac=Q(1+R)/uc=32/(0.015×3600

36、)=0.6m2分离室面积：As=Q(1+R)/us=32/(0.002×3600)=4.4m2有效水深：H= us ts=0.002×20×60=2.4m，取2.5m取超高为0.5m：则池深为3m气浮池总停留时间为t=10+2+20=32min总体积为：V=Q(1+R)t=32×32/60=17.1m2表面积为：A=V/h=17.1÷2.5=6.8m2， 取7.2m2取池宽为B=1.8m，则池长为L=A/B=7.2÷1.8=4m校核长宽比与表面负荷L/B=4÷1.8=2.2(合格)q=Q(1+R)/A=32÷7.2

37、=4.4m3/(m2·h)(合格)则反应池、接触室、分离室的长度分别为1.1m、0.4m、2.5m4、 污泥量计算气浮的悬浮固体干重S为：式中：S悬浮固体干重，g/d Q气浮处理的废水量，m3/d Sa废水中的悬浮固体浓度，g/m3则 污泥密度为1000kg/m3湿泥量为：式中：S悬浮固体干重，kg/d P含水率，99%Q=1309/1000(1-99%)=130m3/d3.5 水解酸化池的设计计算3.5.1 设计说明水解酸化池的设计主要是确定其有效容积。其水力停留时间一般控制在2.58.0h之间，但对于难降解的纺织印染废水时间较长。反应池的高度一般为46m。水力负荷为0.52.5m

38、3/m2·h，有机负荷 为1.958.8kgCOD/(m3.d)。在水解酸化池装入填料，以为厌氧微生物提供附着场所。3.5.2 设计参数停留时间t=4h，有效水深h=4.7m。 设计水解酸化池对各污染物去除率见表3-4：表3-4 水解酸化池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）3200892.5476出水浓度（mg/L）2560714380.8去除率（%）2020203.5.3 设计计算1、池体尺寸 按停留时间计算池体容积为：V=Qt=22.92×4=91.68m3则有效表面积为：A=V/h=91.68÷4.7=19.51m2，取20 m

39、2。取池长为5m，则池宽B=A/L=20÷5=4m校核水力负荷：q=Q/A=22.92÷(5×4)=1.15 m3/m2·h，(合格)超高取0.3m，水解酸化池的实际尺寸为5×4×5m，两座。2、水解池上升流速校核反应器高度上升流速=（符合设计要求）3、排泥系统设计设计流量Q=550m³/d，进水COD浓度为3200mg/L，COD去除率为20%，产泥系数为R=0.1kg干泥/kgCOD，则每日产生的悬浮固体：PSS=3200×0.2×0.1×550×10-3=35.2kgVSS/d设

40、含水量为97%，则每日产泥量为：W = m3/d即水解酸化池日产泥量2.13m3/d，取排泥管管径为d=200mm。3.6 UASB的设计计算3.6.1 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。它的污泥床生物量多，容积负荷率高，废水在反应器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，不需要充填填料，也不需在反应区设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。3.6.2 设计参数1、 污泥参数设计温度T=25容积负荷Nv=10kgCOD/(m3.d)   污泥为

41、颗粒状污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD产气率0.5m3/kgCOD2、 设计水量Q=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s3、 设计水质 设计UASB对各污染物去除率见表3-5：表3-5 UASB去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）2560714380.8出水浓度（mg/L）896214.2152.3去除率（%）6570603.6.3 设计计算1、 反应器容积计算：UASB有效容积：式中：Q设计流量，m³/dS0进水COD含量，g/LNv容积负荷，kgCOD/(m3.d) 则取有效容积系数为0.8，

42、则实际体积为176m³2、反应器的尺寸由于反应器容积小，可采用单个池子处理渗滤液，故将UASB设计成矩形池子。UASB反应器的经济有效高度一般是46m，取反应器的有效高度为H=6m。则单塔的横截面积为A=V/H=176/6=29.3m3有关资料显示，当长宽比在2：1左右时，基建投资最省。取长L = 8m ，宽B = 4m ，超高0.5 m，则反应器实际尺寸为8m×4m×6 m则实际的截面积A1= L × B = 8×4=32m2实际的水力负荷q1=式中：q反应器面积水利负荷，m3/(m2·h)； Q污水的每天流量，m3/h； A1反应

43、器的横截面积，m2。3、反应器的水力停留时间 t=式中：t污水的停留时间，h； V反应器的容积，m3； Q污水的每天流量，m3/h。4、反应器的升流速度 u = Q/A=550/（24×38.47）=0.6m/h 式中：u空塔水流速，m/h；Q污水的每天流量，m3/d； A反应器的总截面积，m2。厌氧反应器的升流速度u =0.10.9m/h，符合设计要求。5、配水系统设计（1）设计原则a、 进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均； b、应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌； c、易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞

44、易于清除。 （2）设计参数每个池子流量：Q550m3/d= 22.92 m3/h （3）设计计算 采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷见表3-6：表3-6 采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷污泥典型每个进水口负荷（m2）负荷（kgCOD/（m3·d）)颗粒污泥0.5-12.01-22-424 凝絮状污泥40kgDS/m36.5-11.01-21-22-32中等浓度絮状污泥40-120kg/m31-21-22-52由上表可知，对于颗粒污泥来说，容积负荷大于4 kgCOD/（m3·d）时，每个进水口的负荷必须要大于2m2。则布水器上面布水孔的个数n满足：，

45、 即n，取n=15故每个进水口负荷 a=2，符合设计要求。布水孔孔径：共设置布水孔15个，出水流速u选为1.5m/s，则孔径为:配水系统采用穿孔配管，进水1根总管，管径取100mm，反应器设置5根DN60mm支管，每根支管距总管中心距离为1.2 m，孔距1.5 m，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.3 m，采用连续进水。6、 三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图：60°60°图3-2 三相分离器设计计算草图（1）设计说明UASB的重要构造是指反应器三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的

46、出水水质起十分重要的作用。（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一样，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与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：a、沉淀区水力表面负荷<1.0m/h。b、沉淀器斜壁角度55°60°,可使污泥不致积聚，尽快落入反应区。c、进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h。d、总沉淀水深应大于等于1.5m。e、水力停留时间介于1.52h。f、三相分离器集气罩顶以下的覆盖水深可采用0.51.0m。g、分离气体的挡板与分离器壁重叠在20

47、mm以下。如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果设沉淀器（集气罩）斜壁倾角55°则沉淀区面积为：A= LB=32m2故表面水力负荷为：q= ，符合设计要求。（3）回流缝设计a、下三角形集气罩的宽度 由图可知，设单元三相分离器的宽度b = 4 m， 上、下三角形集气罩斜面水平夹角都为60°，保护高度h1取0.5m，三角形以上的保护水深为h2=0.51.0m，取h2=0.5m。设下三角形集气罩的垂直高h3=1m, 设每个UASB池的回流缝的数目为4，根据图中几何关系可知：式中：b1下三角形集气罩的宽度，m； 下三角形集气罩斜面水平夹角，一般为55°60°

48、;； h3下三角形集气罩的垂直高度。b、相邻2个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-2b1=2-20.58=0.84m式中：b2相邻2个下三角形集气罩之间的水平距离，m； b单元三相分离器的直径，m。c、下三角形集气罩之间污泥回流混合液的升流速v1v1=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= <2m/h,符合设计要求d、上三角形集气罩之间回流逢中流速(v2) v2=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；设上三角形集气罩回流缝的宽度b3 = 0.38m ,则上三角形回流缝面积为：S2 = b3&#

49、183;L·2n= 0.38 × 4 × 2 × 4 = 12.16m2则 =1.88m/h对于颗粒污泥，v1< v2<2.0m/h 故符合设计要求。确定上下三角形集气罩相对位置与尺寸，由图可知：BC = b3/sin30°= 0.38/0.50.76m 设AB = 0.5m ，则上三角形高为：h4= (AB·cos60°+ b2/2)·tan60°= (0.5× 0.5+ 0.84/2) × 1.732=1.16 m （4）气液分离设计由图可知，欲达到气液分离的目的，上、

50、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小。所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。本文来自沼气网zhaoqi8.由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流动，并设流速为va，同时假定A点的气泡以速度vb垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着va和vb合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：设消化温度为T=25，沼气密度g=1.12g/L=1.

51、12×10-3g/cm3；水的密度1 =997kg/m3=0.997g/cm3zhaoqi8 首发 ，取气泡直径d=0.01cm。根据斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度vb为zhaoqi8 首发式中： vb气泡上升速度（cm/s）； g重力加速度（cm/s2）； 碰撞系数，取=0.95 ；液体的密度，g/cm3；沼气的密度，g/cm3； d气泡的直径，cm； 废水的动力粘度系数，g/(cm s)。    而=，式中液体的运动粘度系数，cm2/s。取=0.0101 cm2/s，则=0.0101×0.997=0.0101g/(cm s)，

52、一般废水的>净水的,故取=0.02g/(cm s)。则=0.258cm/s=9.29m/h水流速度va=v2=1.88m/h校核：, ，故设计满足要求7、 出水系统的设计出水系统的设计在UASB反应器设计中也占有重要地位。因为出水是否均匀也将影响沉淀效果和出水水质。为了保持出水均匀、沉淀区的出水系统通常采用出水渠(槽)。一般每个单元三相分离器沉淀区设一条出水渠，而出水渠每隔一定距离设三角出水堰。常用的布置形式有两种，如图所示。本设计采用选择（a）所示的出水系统，出水渠宽度常采用20cm, 槽高20cm。 图3-3 出水渠的布置形式8、 排泥系统设计每去除1kg的COD产生0.05-0.1

53、kgMLSS，取污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD；则每日产泥量为：X1=2560×0.65×0.1×550×10-3=91.52kgMLSS/d，污泥含水率P=99%，污泥密度1000kg/m3，则湿泥量为：可用D200mm的排泥管，每天排泥一次。9、产气量每去除1kg的COD产生沼气是0.5m3，产气率为0.5m3/kgCOD；则每日产气量：G=2560×0.65×0.5×550×10-3=457.6m3/d=19.07m3/h，储气柜容积一般按照日产气量的25%40%设计，大型的消化系统取高值，小型的取低

54、值，本设计取38%。储气柜的压力一般为23KPa，不宜太大。3.7 一级生物接触氧化池的设计计算3.7.1设计说明生物接触氧化池工艺设计的主要容是计算填料的有效容积和池体的尺寸，计算空气量和空气管道系统等。目前一般是在用有机负荷计算填料容积的基础上，按照构造要求确定池子的具体尺寸、池数以与池的分级。对于工业废水，最好通过实验确定有机负荷，也可审慎地采用经验数据。生物接触氧化池的容积一般按BOD5(=10001800gBOD5/d)的容积负荷并且相互核对以确定填料容积。生物接触氧化法的供气量，要同时满足微生物降解污染物的需氧量和氧化池的混合搅拌强度。满足微生物需氧所需的空气量，为保持氧化池一定的搅拌强度，满足营养物质、溶解氧和生物膜之间的充分接触，以与老化生物膜的冲刷脱落，气水比宜大于10，一般取1020。进水BOD5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；填料层高度一般采用3.0 m；每单元接触氧化池面积不宜大于25m2，以保证布水、布气均匀。3.7.2 设计参数容积负荷=1000 gBOD5/·d；气水比D0=15:1；填料层高度h0=3m；设计一级生物接触氧化池对各污染物去除率见表