啤酒厂废水处理工程设计

1、摘要本设计为啤酒废水处理工程设计，污水处理规模为2500 m/d，废水主要含有高浓度有机物，主要污染物质为BOD5、COD、SS；且BOD5/CODcr值高，非常有利于生化处理，结合废水的水质特征，及对各种处理工艺的对比，最终选择UASB+SBR作为处理工艺。本工艺流程设有格栅、调节池，对污水进行预处理，去除水中较大的悬浮颗粒和调节水质水量。生化处理采用生物接触氧化法，可提高有机物去除效率。沉淀池用来进行泥水分离。本文对格栅、调节池、UASB反应器、SBR、污泥池等主要构筑物进行计算，编制设计说明书，并绘制工艺流程、构筑物平面及高程、主要构筑物共四张图纸。关键词：啤酒废水；UASB；SBR；

2、AbstractThe design for the design of brewery wastewater treatment, sewage treatment scale of 2500 m/d, wastewater mainly containing high concentrations of organic matter, the main pollution material for BOD5, COD, SS; and the BOD5/CODcr value high, very conducive to biochemical treatment, combined w

3、ith the characteristics of water quality of wastewater, and the comparison of the various processing process, the final choice of UASB+SBR as the processing technology.This process is arranged in the grid, regulation pool, pretreatment of wastewater, the removal of larger particles suspended in the

4、water and water quality regulation. Biological treatment by biological contact oxidation method, can improve the removal efficiency of organic compounds. Sedimentation tank for slurry separation.Regulation pool, in this paper, UASB reactor, SBR, sludge tank main structures are calculated, prepare th

5、e design specification, and rendering process, structures plane and elevation, the main structures of four drawingsKeywords: Brewery wastewater; UASB; SBR;目录一、 设计资料及要求11.1概述11.2设计资料11.2.1厂区地理位置11.2.2废水进水11.2.3处理后水质要求2二、 污水处理方案的确定22.1 设计思路22.2 厌氧-好氧工艺选择32.2.1 厌氧生物处理32.2.2好氧生物处理32.3 方案比选42.3.1 UASB+SB

6、R法处理啤酒废水42.3.2 UASB好氧接触氧化工艺处理啤酒废水52.3.3生物接触氧化法处理啤酒废水62.4 方案确定7三、 构筑物设计93.1格栅93.1.1设计说明93.1.2设计参数93.1.3设计计算93.2调节池113.2.1调节池作用113.2.2设计参数113.2.3设计计算123.3 UASB反应器123.3.1 UASB反应器作用123.3.2设计参数133.3.3设计计算133.3.4出水系统设计153.3.5排泥系统设计153.4 SBR反应池153.4.1设计说明153.3.2设计参数173.4.3反应池设计183.4.4反应池控制193.4.5排渠管道193.4.

7、6排泥系统203.4.7曝气系统203.4.8空气管计算223.4.9滗水器233.5鼓风机房233.6污泥处理系统243.6.1污泥设计243.6.2尺寸计算24四、 污水厂布置274.1平面布置原则284.1.1建筑物距离294.1.2 厂内道路294.1.3 总论294.2 污水高程布置294.2.1 高程布置任务294.2.2 高程布置原则29五、 总结分析30参考文献31致谢32广东轻院2500m3/d啤酒废水处理厂毕业设计一、 设计资料及要求1.1概述随着粤东沿海地区的经济和社会的发展，人民生活水平的提高，餐饮娱乐行业发展迅速，带动着本地区啤酒产业的迅猛发展，其产量呈逐年上升。啤酒

8、生产同时，也向环境中排放了大量的有机废水，由于这种废水中富含糖类、蛋白质、淀粉、果胶、醇酸类矿物盐、纤维素和多种维生素等有机无毒成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，既造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质。另外，上述成分多来自啤酒生产原料，弃之不用不仅造成资源的巨大浪费，也降低了啤酒生产的原料利用率，因此，为保护水环境，该厂区拟建一个废水处理站来处理生产废水。1.2设计资料（1）设计厂址：粤东沿海地区某啤酒厂（2）设计规模：废水量2500m3/d（3）废水水质指标（见表）：T=30表1-1 啤酒废水进出水水质览表项目BOD5CODSSpH进水水质/（mg/L）9

9、002021 5006-7.5出水水质/（mg/L）3080706-91.2.1厂区地理位置（1）本厂位于粤东沿海地区，东临海洋，西面为公路，北面为生厂车间，南面为农田；夏季吹西南风13级，冬季吹东北风1-4级，雨季偶有台风812，下级气温2835，冬季气温525。（2）废水处理厂规划用场地为50000m2，东西宽为100m，南北长为500m，地面相对标高为0.00m（绝对标高为3.4m），地面承受压力为8T/ m2。1.2.2废水进水（1）啤酒生产废水富含糖类、蛋白质、淀粉、果胶、醇酸类矿物盐、纤维素和多种维生素，是一种中等浓度的有机废水。工厂一天分三班生产，每班废水量变化不大。（2）废水处

10、理厂进水管径为400mm，充盈度为0.6，深埋800mm。1.2.3处理后水质要求（1）排水高出海平面（落潮时）2.5m。（2）处理后的废水直接排入大海，污泥脱水后送锅炉房与煤一起燃烧，不产生二次污染。（3）根据表1-1进出水水质要求，计算各项污染物的去除效率，结果如下：a、BOD5去除率=（900-30）900 = 96.67 %b、CODCr去除率=（2021 -80）2021 = 96 % ；c、SS去除率=（500-70）500 =86 % ；在选择流程时，至少要保证所选的流程有如上的处理效果，才能达到本次设计的基本要求。二、 污水处理方案的确定2.1 设计思路根据啤酒废水的特点及处理

11、的难点，设计思路大体如下：（1）水中SS等物理性污染物，一般采用物理方法如格栅、调节池、厌氧好氧反应以及沉淀池等工艺去除。（2）对于难降解的COD，一般采用厌氧加好氧法，同时选择经济合理的组合方式和构筑物型式。（3）虽然设计任务中对氮磷的去除没做具体要求，但是考虑到其存在的客观性，在设计方案的敲定中，也考虑到对氮磷的部分去除。（4）工艺方案确定后，具体的构筑物选型和设计时，要尽量做到组合的优化，比较准确的设计好各构筑物。综上所述，由于进水水质和处理去除率均很高，故应选用“厌氧-好氧”的处理路线，废水首先通过厌氧处理装置，去除进水的有机负荷，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，再进行好氧处理后达标

12、排放。2.2 厌氧-好氧工艺选择2.2.1 厌氧生物处理厌氧生物处理适用于高浓度有机废水，它是在无氧条件下，靠厌气细菌的作用分解有机物.在这一过程中，参加生物降解的有机基质有50%90%转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。厌氧生物处理包括多种方法，但以升流式厌氧污泥床（UASB）技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟。UASB的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气-液-固分离系统（三相分离室）。废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）。气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升

13、入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出。 UASB反应器对啤酒废水CODcr的去除率为60%70%。实践证明，UASB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。颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁殖、积累的结果，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；适当高的水力负荷将产生污泥的水力筛选，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，使污泥不断旋转，有利于丝状菌互相缠绕成球。 总之，UASB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，完全适

14、用于高浓度啤酒废水的治理。其不足之处是出水CODcr的浓度仍达500 mg/L左右，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放。2.2.2好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量。a.间歇式活性污泥法（SBR） 通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低，同时，废水处理时间也短于普通活性污泥法。其具有的特别显著的特点：首先由于采用间歇运行，运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在；污泥不断内循环，排泥量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水时流处于静止状态，故处理效果优于一般活性污泥法。其次由于进水、曝气、沉淀、排水等工

15、序在一个池内进行，省去了沉淀池和污泥回流设施，故其工程投资和占地面积小于一般活性污泥池。b.活性污泥法活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、运行最可靠的方法，具有投资省、处理效果好等优点.该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池.废水进入 曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。活性污泥法处理啤酒废水的缺点是动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀。可以通过投加化学药剂解决，但这将使处理成本提高。c.生物膜法与活性污泥法不同，生物膜法是在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行

16、处理，不会出现污泥膨胀的问题.生物 接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表，在啤酒废水治理中均被采用，主要是降低啤酒废水中的BOD5。生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法.它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置 等部分组成，依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧.该法运转稳定、动力 消耗少，但低温对运行影响大，在处理高浓度废水时需增加转盘组数。生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气.这种方法可以得到很高的 生物固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效率高，占地面积也小于活性污泥法。 为了既获得更好的处理效果，又可以降低处理成本，并且使能源得到合理有效地利用，废水的处理往往采用

17、多种方法相结合的工艺，目前大多选择厌氧好氧串联法处理。本设计就采用UASB+好氧接触氧化法来进行处理。2.3 方案比选通过“厌氧好氧”方案的选择及比较，确定一下几种处理工艺：2.3.1 UASB+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

18、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+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

19、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、

20、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。2.3.2 UASB好氧接触氧化工艺处理啤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

21、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啤酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定、能耗低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。该工艺非常适合在啤酒废水处理中推广应用。2.3.3生物接触氧化法处理啤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

22、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，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。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

23、物，经此改进后水解酸化池能长期、稳定、有效地运行，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

24、，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。（3）在调试运行过程中，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。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

25、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。 因此当采用此工艺处理啤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。2.4 方案确定根据出水水质要求，以及通过方案的比较后，决定采用UASB+SBR法。因为通过UASB+SBR来进行处理啤酒废水,使其COD,BOD5,SS

26、,pH得到有效的去除，以达到所要求的出水水质要求。并且遵循处理效果好，节能及投资运行费用省的原则来进行设计，使啤酒废水得到较好的处理,既避免了其可能带来的环境污染问题，也能为企业节省大量排污费用，有良好的环境效益，经济效益和社会效益。且该方案是通过培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥来达到处理效果，可以使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。综合工艺处理方案以

27、及设计任务所提的气候条件，污水条件，考虑到UASB+SBR法具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，工艺先进,占地面积小等一系列优点，很适用于中高浓度啤酒废水的治理，故本设计方案选择UASB+SBR法处理啤酒废水。故采用UASBSBR为主体的处理工艺，其工艺流程如下所示：污泥回流 废水格栅调节池UASB反应器 SBR反应器 沉淀池出水污泥 运往锅炉房污泥脱水污泥浓缩池 图2-1工艺流程示意图 表2-2 各级处理单元的污染物去除率分析序号名称项目BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)1格栅+调节池进水9002021 500出水8101800450去除率10%10%10%2UASB

28、反应器进水8101800300出水243630180去除率70%65%60%3SBR进水189425112出水238534去除率88%80%70%4沉淀池进水238534出水186827去除率20%20%20%三、 构筑物设计3.1格栅3.1.1设计说明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。3.1.2设计参数设计流量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s；最大设计流量Qmax=0.0291.5=0.0435m3/s；进水渠内有效水深一般

29、为0.20.5 m，现取值h=0.3m；栅前流速0.40.8m/s；现取值为v1=0.8m/s；过栅流速0.61.0m/s；现取值为v=0.6m/s；进水渠道宽 B=Qmax/hv=0.0435/(0.3*0.6)=0.24m3.1.3设计计算图 3-1 格栅计算草图（1）格栅的间隙数：中格栅栅条间距为1040mm，现取值为b=20mm=0.020m；为了方便管理，倾斜角取60度。 取n=12；（2）格栅建筑宽度 ：设栅条断面为锐边圆形断面B= S（n-1）+ bn = 0.02（12-1）+ 0.0212 = 0.46m进水渠道宽度B1：要求B1hv Qmax 取B1= 0.4m（3）通过格

30、栅的水头损失：表3-2阻力系数计算公式栅条断面形状公式形状系数锐边矩形2.42迎水面为半圆形的矩形1.83圆形1.79迎水、背水均为半圆形的矩形1.67正方形:收缩系数，一般为0.64格栅断面为锐边矩形断面（=2.42） （4）槽的总高度：H= h+ h1+ h2 =0.3+0.1+0.3 = 0.61m式中：栅前水深，m； 通过格栅的损失，m； 超高，一般采用0.3m；（5）栅槽总长度（L）：其中 H1= h +h2= 0.08+0.04= 0.12 m 1指进水渐宽部分的展开角，一般取20（6）每日栅渣量：对于栅条间距b=20.0mm 的中格栅，城市污水中取每单位体积污水拦截污物为W1=0

31、.05m/10m，每日栅渣量为式中：栅渣量污水，格栅间隙为1625mm时，=0. 100.05；格栅间隙为3050mm时， =0.030.01； 污水流量总变化系数1.21.5，现取1.5； 3.2调节池3.2.1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。3.2.2设计参数设计水量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s水力停留时间T=6h表3-3 调节池进出水水质指标水质指标BOD5CO

32、DSS进水水质(mg/l)9002021 500出水水质(mg/l)8101800450去除率（%）1010103.2.3设计计算（1）调节池有效容积池子有效容积V=QT=1046=624 m3（2）调节池尺寸取池总高H=2m,其中超高0.5m,有效水深h=1.5m则池面积A=V/h=624/1.5=416池长取L=25m 池宽取B=20m则池子总尺寸为LBH=25m20m2m（3）空气管设计空气量QS=QD=1044=416m3/h根据空气主管、支管及穿孔管内气体流速的要求范围，管径分别选择150mm、80mm和40mm。其中空气主管1根，支管10根，每根支管连接2根穿孔管。为避免堵塞，穿孔

33、管孔径取4mm，孔眼间距100mm。（4）总水头计算 式中：H总水头损失，m；H0穿孔管安装水深，m； h管距阻力损失，m；一般调节池的管距阻力损失不超过0.5m。根据空气量Qs和H选择型号为LSR125-1WD罗茨鼓风机5台，一台备用。3.3 UASB反应器3.3.1 UASB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。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7。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。其设备简单，运行方

34、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 。3.3.2设计参数容积负荷（Nv）=3.0kgCOD/(m3d); 污泥产率=0.1kgMLSS/kgCOD；产气率=0.5m3/kgCOD; 设计水量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s表3-4 UASB反应器进出水水质指标水质指标BOD5CODSS进水水质(mg/l)8101800450出水水质(mg/l)243630180去除率（%）70%65%60%3.3.3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/d S0 -

35、 进水COD含量，g/l NV-容积负荷，kgCOD/(m3d) 将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好。取水力负荷q0.3m3/(m2h)，则： 由于面积较大，可采用2座相同的UASB反应器； 则实际横截面积为： 实际表面水力负荷为 ，故符合设计要求。（2）配水系统设计 本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设120个布水点。参数：每个池子流量：圆环直径计算：每个孔口服务面积为: 在12m2之间，符合设计要求。可设3个圆环，最里面的圆环设12个孔口，中间设36个，最外围设72个孔口。a.内圈6个孔口设计：服务面积： 折合为服务圆的直径为： 用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积

36、处设一实圆环，其上布12个孔口，则圆的直径计算如下： 则b.中圈36个孔口设计：服务面积： 折合成服务圆直径为: 中间圆环直径计算如下： 则c.外圈72个孔口设计服务面积：折合成服务圈直径为：则外圆环的直径计算如下： 则3.3.4出水系统设计 采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m。3.3.5排泥系统设计产泥量为：18000.650.1250010-3=292.5kgMLSS/d； 污泥浓度采用2021 0mgMLSS/L=20kg/m3；则产泥量237kgMLSS/d=11.85m3/d；每日产泥量237kgMLSS/d，则每个USAB日产泥量118.5kgMLSS/d,可用250mm

37、排泥管，每两天排泥一次。3.4 SBR反应池3.4.1设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR 法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR 法。SBR 是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。 其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。污水连续按顺序进入每个池，SBR 反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图。这种操作周期是周而复始进行的，以达

38、到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR 反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。进水期进水曝气反应期沉淀期排水期闲置期图3-5 SBR工艺操作过程SBR 工艺特点是：(1)工程简单，造价低；(2)时间上有理想推流式反应器的特性；(3)运行方式灵活，脱N 除P 效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)对进水水质水量波动适应性好；(6) 易于维护管理。SBR 工艺的操作过程如下： 进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR 工艺间歇进水，即在每个运行周

39、期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR 池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR 充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。 反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR 反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR 反应器的浓度阶

40、梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR 活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。3.3.2设计参数(1)污泥负荷率Ns取值为0.27kgBOD5/(

41、kgMLSSd)(2)污泥浓度和SVI污泥浓度采用3000mgMLSS/L,SVI取90(3)反应周期 SBR周期采用T=8h,反应器一天内周期数n=24/8=3(4)周期内时间分配 反应池数N=4 进水时间：T/N=8/4=2h 反应时间：（4.05.0h）取4h 静沉时间：2.0h 排水时间：（0.5h1.0h）取1h （5）水质要求 表 3-6 SBR反应器进出水水质要求水质指标BOD5(mg/L)CODcr (mg/L)SS(mg/L)进水水质(mg/l)189425112出水水质(mg/l)238534去除率（%）88%80%70%3.4.3反应池设计 (1)污泥量计算 SBR 反应

42、池所需污泥量：kg(干)则污泥体积为：Vs=1.2SVIMLSS=1.2902049=221.3m(2) SBR 反应容积SBR 反应池容积式中代谢反应所需污泥容积m 反应池换水容积（进水容积）m保护容积m m221.3 m3 m=159.5+(3) SBR 反应池构造尺寸 SBR 反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区SBR 反应池单池平面（净）尺寸为158（长比宽在）水深为4.0m 池深4.5m单池容积为：V =1584=288 m则保护容积为=128.7 m4个池总容积： m3.4.4反应池控制SBR 池总水深4.0m,按平均流量考虑，则进水前水深

43、为3.2m，进水结束后4.0m,排水时水深4.0m,排水结束后3.2m。4.0m 水深中，换水水深为1.5m,存泥水深1.7m,保护水深0.7m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。图 3-7 构筑物尺寸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。3.4.5排渠管道(1)排水口高度为保证每次换水V =104.2m的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.30.5m，设计排水口在最高水位之下3m。(2)排水管管径每池设自动排水装置一套，出水口一个，排水管1

44、 根；固定设于SBR 墙上。排水管管径DN600mm。设排水管排水平均流速为1.5 m/s ，则排水量为：则每周期（平均流量时）所需排水时间为：3.4.6排泥系统(1) SBR 产泥量SBR 的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR 生物代谢产泥量为式中: a 微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD;b 微生物自身氧化率，l/d根据啤酒污泥性质，参考类似经验数据，设a =0.6，b =0.075,则有：假定排泥含水率为98%，则排泥量为考虑一定安全系数，则每天排泥量为8(2)排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。3.4.7曝气系统(1)需

45、氧量计算SBR 反应池需氧量O2 计算式为式中: a 微生物代谢有机物需氧率，kg/kgb 微生物自氧需氧率，l/d去除的BOD5(kg/ m3) = 经查有关资料表，取a=0.50，b=0.15,需氧量为(2)供气量计算设计采用塑料SX-1 型空气扩散器，敷设SBR 反应池池底，淹没深度H=4m。SX-1 型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。查表知20，30时溶解氧饱和度分别为9.17mg/L ， 7.63mg/L 空气扩散器出口处的绝对压力Pb 为：空气离开曝气池时，氧的百分比为曝气池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）水温20时曝气池中溶解氧平均饱和度为： =1.169.17

46、=10.64(mg/L)20时脱氧清水充氧量为：式中: 污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.780.99) 污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.90.97) 混合液溶解氧浓度，取c=4.0 最小为2P 气压修正系数P/P标=1曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，则计算得：SBR 反应池供气量为: 每立方污水供气量为: 去除每千克BOD5 的供气量为: 去除的BOD5( kg/ m3 )去除每千克BOD5 的供氧量为3.4.8空气管计算空气管的平面布置如图。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR 池的隔墙上设两根供气支管，为4个SBR 池供气。在每根支管上设

47、12 条配气竖管，为SBR 池配气，四池共四根供气支管，48条配气管竖管。每条配气管安装SX-I 扩散器15个，每池共180 个扩散器，四个池共720 个扩散器。每个扩散器的服务面积为120 /390 个=0.7/个 图 3-8 空气管示意图空气支管供气量为：1.25安全系数 由于SBR 反应池交替运行，四根空气支管不同时供气，故空气干管供气量亦为41.312 = 82.62 m3/min。选用SX-I 型盆形曝气器，氧转移效率69%，氧动力效率1.52.2kg/(kW h),供气量2025m/h,服务面积12 /个。3.4.9滗水器现在的SBR 工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随

48、水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。目前SBR 使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。本工艺采用XB-1800 型旋转式滗水器3.5鼓风机房鼓风机房要给曝气沉砂池和SBR池供气，选用TS系列罗茨鼓风机。选用TSD-150 型鼓风机三台，工作两台，备用一台。设备参数：流量20.40 m/min升压44.1kPa配套电机型号Y200L-4功率30kW转速1220r/min机组最大重量730kg设计鼓风机

49、房占地LB=108=80m3.6污泥处理系统3.6.1污泥设计污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积，否则其他污泥处理步骤必须承担过量不必要的污泥体积负荷。污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大部分（一般约为70%80%），其与污泥颗粒之间的结合力相对较小，一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用

50、机械脱水装置进行分离。吸附水（5%8%，含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。3.6.2尺寸计算(1)集泥井A 集泥井容积的计算:产泥量 根据前面计算所知，有以下构筑物排泥UASB反应池 11.85m3/dSBR 反应池 8 (P=98%)则每日的总排泥为V=19.85 m3/d考虑构筑物的每日排泥量为19.85 m3/d，30min内抽完, 集泥井容积定为污泥泵提升流量的10min的体积：B 集泥井尺寸的计算设有效泥深为2m,平面面积10，设计尺寸，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送

51、污泥，池底相对标高-2m, 最高泥位-0.3m,最低泥位-2mC 污泥提升泵的选择选择GMP 型自吸式离心泵马力：20kW相数：3极数：4型号：GMP-320-150口径：150mm质量：110 kg流量：180/h最大流量： 222/h扬程： 17.5m最高扬程：24.0m选用三台，一台备用：特点：同轴直接式构造，效能高、体型小、重量轻，不占空间，安装方便；采用机械轴封，保证不漏水，不损轴心，免入棉纱之烦恼，延长水泵寿命；本体特殊构造仔细能力高，自吸时间短；叶轮采用开放式，污水杂物的输送能力强；抽水机置于陆上，装卸维修容易；只要一次加水运转，即可免除往后灌水的麻烦；泵吸入口高于动叶轮；吸入口

52、设止回阀；设空气分离室来有效隔离空气与水；D 污泥浓缩池降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩.溶气气浮浓缩和离心浓缩。（1）设计说明运行周期22h，其中进泥2.0h，浓缩15.0h，排水和排泥3.0h，闲置2.0h。浓缩前污19.85，含水率p =98.0%。（2）设计计算容积计算浓缩15.0h 后，污泥含水率为96.5%，则浓缩后污泥体积为则污泥浓缩池所需要的容积应不小于11.31+19.85=31.16。工艺构造尺寸设计

53、污泥浓缩池1个，容积不应小于50，设计平面尺寸, ，则净面积16。设计浓缩池上部柱体高度为3.0m，其中泥深为2.0m，柱体部分污泥容积为。浓缩池下部为锥斗, 上口尺寸,下口尺寸为,锥斗高为2.0m，则污泥斗容积为污泥浓缩池总容积为满足要求。（3）排水和排泥排水 浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设4根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。排泥 浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量123.8/h。浓缩池最低泥位0.5m,污泥贮柜最高泥位为5.5m，则污泥泵所需静扬程为6.0m。（4）设备选择选用CP(T)-55.5-100 型沉水式污泥泵1台，购买2台，使用1台，备用1台，该泵工作流量为135/h，扬程为8m，转速n =1450r/min，电动机功率N=5.5kW，质量W =150kg。E 污泥脱水机房（1）污泥产量经过浓缩处理后，产生含水量为96.5%的干污泥123.81/d。（2）污泥脱水机根据所需处理污泥量，选用DYQ300 型带式压滤机1台，购买2台，使用1台，备用1台。该脱水机参数：处理量