柠檬酸废水毕业设计说明

1、WORD.41/42WORD.某柠檬酸废水处理工程设计The Design of Citric Acid WastewaterTreatmentProject摘要我国是世界上最大的柠檬酸生产和出口国，但柠檬酸生产工艺的固有特点使其生产过程中产生大量高浓度废水，成为环境的严重污染源，因此，废水治理已成为我国柠檬酸行业的当务之急。柠檬酸废水处理方法有生产饲料酵母法、上流式厌氧污泥床(UASB)工艺、活性污泥法、光合细菌法、乳状液法与综合处理法等。本设计着重从节省运行成本和提高处理效率角度出发，采用厌氧二级接触好氧的处理方法。对工艺流程中各个设备与构筑物的工作原理与特点作了详细说明；对各处理设备和构

2、筑物进行了详细的设计计算，确定了各处理设备和构筑物的结构尺寸、废水处理工程的平面布置和高程布置，并对废水处理工程进行了工程概预算,该工程总投资为130万元，处理费用为每立方米废水0.81元。关键词：柠檬酸废水；废水处理；厌氧；好氧；AbstractChina is the worlds largest producers and exporters of citric acid, citric acid production process but the inherent characteristics of the production process to produce a large

3、 number of high-strength wastewater, the environment has become a serious source of pollution, therefore, wastewater treatment, has become Chinas citric acid industry priority.) Citric acid wastewater treatment method of feed yeast production method, upflow anaerobic sludge blanket (UASB) processes,

4、 activated sludge, photosynthetic bacteria law emulsion method and the integrated treatment of law. Focusing on the design to save costs and improve operation efficiency point of view, the use of anaerobic - aerobic secondary treatment of contacts. Of process equipment and structures in each of the

5、working principle and characteristics explained in detail; on the processing equipment and structures in detail the design and calculation to determine the structure of the processing equipment and the structure size, waste water treatment works layout and elevation layout, and a wastewater treatmen

6、t works project budget, which projects a total investment of 130 million deal with a cost of 0.81 yuan per cubic meter of wastewater.Keywords:Citric Acid wastewater, Wastewater Treatment, Floatation, Oxidation, Reduction第一章 绪论1.1柠檬酸废水的来源与水质特征在我国，柠檬酸生产主要以薯干、玉米等为原料，用薯干为原料，采用薯干粉原料深层发酵法生产柠檬酸是我国独特的先进工艺。该

7、工艺不需特别添加营养盐类或其他产酸促进剂，而且产量较高，且资源丰富，价格低廉。国外生产柠檬酸主要以糖蜜为原料，糖蜜的组成复杂，一般需要进行糖蜜预处理方可进行柠檬酸正常生产。国柠檬酸生产的工艺流程如图1-l.在柠檬酸生产过程中，薯干粉原料在发酵罐与发酵菌混合，在通风和搅拌的条件下进行发酵反应。发酵后的混合液中，大部分是溶解态的柠檬酸，并含有许多其他杂质与代产物，如薯干粉渣、蛋白质、菌丝体以与一些不能利用的糖类等。经过板框压滤后将固体状的菌丝体和薯干粉分离出来，所形成的滤渣可以用作饲料;往滤液中投加碳酸钙，与溶解态的柠檬酸反应生成难溶性的柠檬酸钙沉淀，通过过滤可以与其他可溶性杂质分离，这一过程称为

8、中和。中和时一般先将滤液加温到70摄氏度以上再开始加碳酸钙，随着温度的升高，柠檬酸钙的溶解度降低，而其他杂质，如草酸钙和葡萄糖酸钙的溶解度。1.2 柠檬酸废水处理方法研究现状1.2.1柠檬酸废水治理现状我国是世界上最大的柠檬酸生产国,柠檬酸消费量大。随着经济的发展，我国柠檬酸的消费水平也在不断提高，目前年消费量在6080kt，其中90%以上用于食品工业，特别是饮料的生产。柠檬酸生产过程中会产生高浓度有机废水，废水中主要含有淀粉质、蛋白质、各种有机酸、生产菌体所分泌的酶、发酵残留物、葡萄糖、氨氮和脂肪等有机物与N、P、S等无机物。行业统计数据表明，每生产1t柠檬酸可产生7.5m3废水，高时可达1

9、0m315m3。其COD和BOD5负荷分别达到25000m3/L 15000m3/L以上。若以我国柠檬酸产量40万t计，每年仅柠檬酸行业的超标废水的排放量就达600万t，成为环境的严重污染源。因此，治理废水、保护环境已成为我国柠檬酸行业的当务之急。目前，国主要以生物法对柠檬酸工业废水进行处理。因为柠檬酸生产废水属于高浓度有机废水，不含有毒物质，可生化性好，因此，国外常用的柠檬酸废水处理方法是生物法，根据作用微生物的不同，生物处理方法可分为好养处理好厌氧处理两大类。针对我国家目前柠檬酸行业废水的处理现状的统计和调查，广泛采用的方法有以下几种：（一）好养生物处理法。好养生物处理是在有氧存在的条件下

10、，通过好养微生物的作用，使废水中的污染物质得到降解。好养微生物是以活性污泥和生物膜的形式存在并发生作用的。好养生物法包括传统活性污泥法工艺、间歇曝气活性污泥法（SBR）、好养生物膜法、氧化沟、深井曝气法等。（1）活性污泥法活性污泥法是废水好养生物处理常用的方法之一，是在好养条件下利用悬浮生长的微生物絮体的代作用，氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物与部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到进化的技术。贾慧利等对某电厂锅炉柠檬酸洗废水和该厂生活污水用活性污泥法联合处理进行了可行性实验研究，试验结果表明在室温下，控制污泥沉降比在30%35%、pH7.07.5、溶解氧4.04.5mg

11、/L，当进水COD浓度在800850mg/L时，出水COD与BOD5可分别小于100mg/L与30mg/L,COD和BOD5的去除率均可达90%以上。（2）SBR法自20世纪80年代以来，SBR法在处理间歇排放、水质水量变化大的工业废水中得到了极为广泛的应用。SBR法分为进水、反应、沉淀、排水与闲置等几个运行阶段，使其具有厌氧法和好氧法的协同作用，水质水量变化适应性强，出水水质好，不存在活性污泥膨胀等问题；且操作简单，运行可靠，易于实现自动化控制。敬东等2利用SBR法处理柠檬酸废水，废水的COD浓度为5002500mg/L,运行16h后，系统对COD有较好的去除效果，COD去除率在90%左右。

12、（3）好养生物膜法生物膜法是利用微生物群体附着在固体填料表面而形成的生物膜来处理废水的一种方法又称固定膜法。生物膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多，表面积很大，具有很强的吸附作用，有利于微生物进一步对被吸附的有机物的降解。当生物膜增厚到一定程度时，由于受到水力冲刷而发生剥落，适当的剥落可使生物膜得到更新。生物膜的外表层的微生物一般为好氧菌，因而称为好氧层。层因氧的扩散受到影响而供氧不足，厌氧菌大量繁殖称为厌氧层。采用这种方法的构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。寻、胡文容1对生物活性滤池+O3深度处理柠檬酸废水做过研究，研究表明，生物活性滤池+O3工艺对柠檬酸废水的COD、

13、色度和UV254的去除率分别为76%、93%和27%。出水可直接回用于柠檬酸发酵过程。（4）氧化沟法氧化沟污水生物处理技术与其他生物处理相比，有其独特的技术和经济方面的特点。a 工艺流程简单，进水和出水装置构筑物少。氧化沟处理工艺简化了预处理过程，污水流态可以按照完全混合-推流式考虑，悬浮状有机物和溶解性有机物可以得到比较彻底的去除。氧化沟在流程中省略了初沉池和污泥消化池，使流程简单。b 曝气设备和构造形式多样化，运行灵活。氧化沟构造形式多样，曝气设备样式多，运行方便。c处理效果稳定、出水水质好，并可以实现脱氮。 建基投资省，运行费用低。（二）厌氧生物法厌氧生物处理技术是一种低成本的废水处理技

14、术，是利用艳阳微生物的代过程，在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括大量的沼气和水。对于高浓度有机废水来说，厌氧处理不仅是一种节能型的治理手段，而且是一种产能型工艺。厌氧生物法包括厌氧消化池，厌氧接触法，厌氧生物滤池，上流式厌氧污泥床，厌氧颗粒污泥膨胀床，內循环厌氧反应器等。（1）厌氧消化池厌氧消化池主要是借助于消化池厌氧污泥来净化污水中的有机污染物。环境装备公司采用高温厌氧消化法处理柠檬酸废水，进水COD和BOD5浓度分别是9914-17014mg/L和4882-7700mg/L，控制消化温度60，水力停留时间48h，则出水COD和BOD5去除率分别为13

15、14-1600mg/L和139-416mg/L，去除率达到85%和90%以上。（2）厌氧接触法厌氧接触工艺同厌氧消化工艺一样属于中低负荷工艺。不过与厌氧消化工艺相比，它还是具有明显的优点：a.厌氧接触工艺的污泥浓度较高。其挥发性悬浮物的浓度一般为510g/L，耐冲击能力强。b.有机容积负荷高。COD容积一般为15kg/(m3.d),COD去除率为70%80%；BOD5容积负荷为0.52.5kg/(m3.d),去除率为80%90%，出水水质较好。c.增设了沉淀池、污泥回流系统和真空脱气设备。d.适宜处理悬浮物和有机物浓度高的废水。（3）厌氧生物滤池厌氧生物滤池是利用附着于在体表面的厌氧微生物所形

16、成的生物膜净化废水中有机物的一种方法，其处理溶解性有机废水时容积负荷高达1015kgCOD/(m3.d)。（4）升流式厌氧污泥床（UASB）上流式厌氧污泥床是国外主要采用的柠檬酸废水处理方法。其过程为：废水通过反应器底部进水管进入筒，逐渐上升到反应器顶部的水分布器，通过虹吸管均匀进入外筒和中筒之间驯化好的污泥相混合，在厌氧菌的作用下，废水中有机物被分解成沼气。通过斜板三相分离器的分离作用，水通过三相分离器上部的出水管排出，污泥留在反应器底部，沼气通过水封经管道排出，进入气柜。UASB反应器的工艺构造和实际运行主要具有以下几个突出的特点：反应器中的污泥是在一定运行条件下、通过严格控制反应器中的水

17、力学特性和有机物负荷经过一段时间的培养而形成的，它是以颗粒状形式存在的高活性颗粒污泥，其好坏直接影响到UASB反应器的运行特性。反应器有能分离泥、水、气的三相分离器，它是UASB反应器的最重要设备。这种三相分离器可以自动地将泥、水、气加以分离并起到澄清出保证集气室正常水面的功能。反应器中无须安装任何搅拌装置，反应器的搅拌是通过反应区产生的沼气的上升迁移作用实现的，因而具有操作管理比较简单的特性。（三）厌氧好氧处理法为了提高厌氧处理后的出水水质，使其达到国家的排放标准，目前，在柠檬酸废水处理的实际工程中，多采用厌氧好氧组合处理工艺，且取得了较好效果。于凤涛等采取厌氧好氧组合工艺处理柠檬酸废水，厌

18、氧采用UASB反应器，好氧采用接触氧化，并在厌氧好氧间设一（曝气）调节池，将厌氧出水和生产过程中排出的低浓度废水混合调节后再进接触氧化池处理。为了改善系统的出水水质，接触氧化池后又增设一气浮池。上述处理系统，好氧处理单元COD去除率为85%以上，整理工艺的COD去除率为98%。郝雯娣等采用两级UASB反应器和接触氧化工艺对柠檬酸废水进行了处理研究。在中温（30）条件下，当一级反应器进水COD负荷维持在9.011.0kg/(m3d)时，COD去除率可达90%以上，反应器厌氧污泥实现了颗粒化；厌氧出水经接触氧化处理后，整体工艺COD去除率达96%以上，出水COD浓度基本稳定在300mg/L以下。二

19、级UASB反应器COD去除效果较低，仅为10%左右，但研究者认为，二级UASB反应器的设置对废水中悬浮态有机物的去除、提高一级厌氧出水水质的可生化性、稳定处理系统的运行有着不可替代的作用。郭茂新等采用厌氧兼氧好氧工业处理以玉米为原料生产的废水，厌氧采用管道厌氧消化器，兼氧池、好氧池均为接触氧化池，其中兼氧池停留时间为4h，溶解氧浓度为0.30.5mg/L。当进水COD平均浓度为14187.5mg/L时，厌氧消化器COD1.2.2柠檬酸废水治理技术展望随着全球可持续发展战略的实施，循环经济和清洁生产技术越来越受到人们关注。柠檬酸废水治理从末端治理已向清洁生产工艺、物质循环利用、废水回用等综合防治

20、阶段发展。未来柠檬酸废水治理将突出以下几个方面：（1）贯彻循环经济、重视清洁生产技术的开发与应用（2）柠檬酸废水的处理技术很多，其中生物技术是具有较大发展潜力的技术，具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点。在处理的同时，还可以获得一定的经济效益。（3）第二章 工程设计2.1 工程概况2.1.1 工程概述2.1.2 设计依据（1）建设单位提供废水量与水质数据（2）环保部门对污染治理的指示与要求（3）室外排水设计规（GBJ14-87）（4）污水综合排放标准（GB8978-1996）（5）给水排水工程结构设计规（GBJ69-84）（6）环境工程手册(修订版)，相关设计参数与技术要求（7）给水排水工

21、程快速设计手册（8）给水排水工程快速设计手册(5)水力计算表（9）给水排水设计手册（10）给水排水设计手册(第四册)2.1.3设计原则（1）采用物理化学法处理电镀废水，技术成熟、操作简单、效果稳定可靠；（2）含氰废水、含铬废水不能与其它重金属废水混排，必须单独进行预处理，达到预期目的后，才能进入综合处理系统；（3）综合处理采取中和、混凝法，掌握不同的处理条件，使各项考察指标均达到国家排放标准；（4）应用pH /ORP自动控制仪表通过传感器对各个处理环节实现自动控制,确保废水治理能稳定地进行。2.2 工艺流程与说明2.1.1 工艺流程的确定2.1.2 工艺流程说明2.1.3 工艺原理2.3 构筑

22、物设计计算（1）调节池 总水力停留时间4h，数量1座.尺寸 4.5m6m10m（2）UASB反应器 单体尺寸13m10m7.5m;反应停留时间15h，数量2座. 配置：三相分离器；沼气收集器；布水系统各2套。（3）一级接触氧化池 废水经UASB厌氧处理后，可生化性得到很大的提高，在好氧微生物的作用下，对水的有机物进一步降解。 单池有效容积324m3单池尺寸：18m6m5.2m，停留时间15.6h，数量2座.（4）中间沉淀池 数量1座 外形尺寸：8m8m，停留时间2.5h.（5）二级接触氧化池 有效容积172.8m3,尺寸10.5m5.4m5.2m， 停留时间4.15h，数量1座.（6）二沉池

23、数量1座，外形尺寸：8m7.5m,停留时间2h.（7）污泥浓缩池 数量1座，外形尺寸：7m4.1m,停留时间15h.（8）机械脱水房2.3.1 调节池调节池亦称调节均化池，是用以尽量减少污水进水水量和水质对整个污水处理系统影响的处理构筑物。在调节池容积计算上，应当考虑能够容纳水质变化一个周期所排放的全部水量。当废水水质和水量都有一定的变化时，我们主要根据水质变化周期性来计算调节池容积，当然，也应根据实际情况予以考虑。（1）设计要求4调节池一般容积较大，应适当考虑设计成半地下式，还应考虑加盖板。调节池入地下不宜太深，一般为进水标高以下2米左右。调节池布置应与整个污水处理工程各处构筑物的布置相配合

24、。调节池应以一池两格为好，便于调节池的维修保养。调节池的埋深与污水排放口埋深有关，如果排放口太深，调节池与排放口之间应考虑设置集水井，并设置一级泵站进行一级提升。调节池设计中可以不考虑大型泥斗，排泥管等，但必须设有放空管和溢流管。必要时还应考虑设超越管。（2）设计参数调节池总水量为：Qmax=1000m3/d=41.67m3/h；设计有效水深为4m；设计超高为0.5m；（3）计算公式 式中 T总水力停留时间，h，设计为4h；可变系数，取0.7。尺寸 设计池深h=4m,取池宽b=6m，则长。实际容积 取池超高h1=0.5m，池总高H=h+h1=4.5m，V实=4.5610=270m3238.1m

25、3。2.3.2升流式厌氧反应器UABS（一）尺寸计算（1）UASB反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区）设计容积负荷为Nv10kgCOD/(m3d）。UASB有效容积： 式中 （2）UASB反应器的形状和尺寸 反应器设2座，为矩形反应器有效高度 h=6m,则横截面积 单池从布水均匀和经济考虑，矩形池长宽比2：1以下比较合适。设计反应器的总高H=7.5m,超高h1=0.5m;（3）水力停留时间（HRT）与水力负荷率（Vr）据参考文献，对颗粒污泥，水力负荷Vr=0.10.9m3/(m2h),故符合要求。（二）三相分离器构造设计（1）三相分离器的基本构造（2）构造计算沉淀区设计根据一般设计要求，水流

26、在沉淀室的表面负荷,沉淀室底部进水表面负荷一般2.0m3/(m2h).本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置5个集气罩，构成5个分离单元，每池设置5个三相分离器，图如所示三相分离器长度B10m，每个单元宽沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即130m2。沉淀区的表面负荷：回流缝设计如图所示，设取h3=1.2m,式中 下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流速式中 为使回流缝水流稳定，固液分离效果好，污泥能顺利回流，一般上三角形集气罩下端与下三角形斜面之间水平距离的回流缝中水流速：设CDb2=0.3m式中 假定为控制断面Amin,一般其面积不低于反应器面积的20。气液分离设计 由图所示=

27、0.3sin55=0.24m CB=CDtan55=0.43m.设AB0.5m，则.校核气液分离。如图,假定气泡上升流速和水流速度不变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉淀区的必要条件是：沿AB方向水流流速：式中 气泡上升速度：式中 设废水气泡直径d=0.01cm；35以下，1=1.03g/cm3,g=1.1510-3g/cm3,=0.0101cm2/s,=0.95，=0.01011.03=0.0104g/(cms),由于废水动力粘滞系数值比净水大，取废=0.02g/(cms),得三相分离器与UASB高度设计，三相分离区总高度h=h2+h3+h4-h5.h2集气罩以上覆盖水深，取0.5m

28、.UASB总高H=7.5m，沉淀区高2m，悬浮区3m，超高0.5m.3.布水系统的设计计算由资料知，颗粒污泥NV4kgCOD/(m3d),每个布水点服务25m2,出水口流速25m/s.（1）配水系统形式采用多管孔配水方式，每个反应器设1根D=100mm的总水管，1根d=50mm的支水管，支管分别位于总水管两侧，同侧支管之间的中心距为2.5m,配水孔径取15mm,孔距2m,每根水管有3个配水孔，每个孔的服务面积2.52=5m2,孔口向下。（2）布水孔孔径布水孔. 310=30个，出水流速为2.2m/s，则孔径计算为布水管设置在离UASB反应器底部200mm处。（三）验证：温度35，容积负荷10k

29、gCOD/(m3d),沼气产率0.35m3/kgCOD;满足空塔水流速度u1.0m/h,空塔沼气上升速度ug1.0m/h.4.排泥系统的设计计算（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好的厌氧污泥组成，平均浓度为15VSS/L,则2座UASB中污泥总量（2）产泥量计算 厌氧微生物处理污泥产量r=0.08kgVSS/kgCOD.流量1000m3/d,进水COD浓度C0=16500mg/L=16.5kg/m3,COD去除率E=85%。（3）排泥系统设计在距UASB反应器底部100cm和200cm高处，各设置两个排泥口，共4个排泥口。反应器每天排泥12次，各池的污泥由污泥

30、泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选择D=200mm，污泥泵选择型号：50kWQ15-15-1.5，主要性能：流量15m3/h；扬程15m，电机功率1.5kW。数量2台，每天排泥2h。5. 出水系统的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影响。（1）出水槽设计 对于每个反应池，有5个单元三相分离器，出水槽共有5条，槽宽a=0.2m.设出水槽槽口附近水流速度为0.2m/s,则出水渠水深 取槽口附近槽深为0.20m,出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸 10m0.2m0.2m,数量5座。（2）溢流堰设计6.沼气收集系统的设计计算（1）沼气产气量计算沼气主要产

31、生于厌氧阶段，设计产气率取r0.4m3/kgCOD去除总产气量 GrQC0E=0.4100016.50.85=5610m3/d,单个UASB反应器产量集气管 每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共13根气管。据资料，集气室沼气出气管最小直径d100mm，取100mm，结构如图所示。沼气主管 每池13根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管，采用钢管，单池沼气主管管道坡度0.5。单池沼气主管最大气流量 D=150mm,充满度为0.8，则沼气总管最大气流量：取D500mm，总满度为0.6，流速（2）水封罐设计水封罐主要是用来控制三相分离器的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高

32、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，同时兼有隔绝和排除冷凝水作用。每一反应器配一水封罐。水封高度 HH1-H0H0-反应器至储气罐的水头损失和储气罐的压头，m；为保证安全取储气罐压头，集气罩中出气气压最大H1取2mH2O,储气罐压强H0为400mmH2O。H=2m-0.4m=1.6mH2O水封罐取水封罐高为2.5m，直径1500mm,进气管、出气管各一根D50mm并设液面计气水分离器 气水分离器为干燥沼气所用，选用50mmH1800mm钢制气水分离器中有钢丝填料，并配有流量计压力表。气柜 Vg=5610m3/d=233.75m3/h,气柜容积定为4h的产气量，即V

33、g=935m3. 气柜尺寸：11000mm10000mm。2.3.3生物接触氧化池设计计算1.生物接触氧化池设计数据：Q=1000m3/d=41.67m3/h，进水COD=2700mg/L,进水BOD=1080mg/L.采用二段处理工艺。氧化池为顺流式，底部进水，进气，上部出水。2.设计尺寸（1）一级接触氧化池尺寸，COD去除率E1=85%，BOD去除率E1=90%有效容积：式中 反应池总面积：式中 H填料层高度，一般采用3.0m。一级接触氧化池2座，每池8格。池深H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4=3+0.5+0.4+0.25+1.0=5.2m式中停留时间：主要结构见图（2）二级接触

34、氧化池尺寸进水COD=405mg/L,去除率E2=70%，进水BOD=108mg/L,去除率E2=80%有效容积：池平面尺寸：设计格长3.5m，格宽2.8m;单格尺寸3.5m2.8m池深 H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4=5.2m停留时间 (3)供气系统采用在填料下直接曝气充氧的扩散装置采用多孔管。管设在距池底0.7m，孔径取5.0mm,孔在管的两侧交错排列。一级接触氧化池需氧量 式中 查得水中溶解氧饱和度分别为Cs(20)=9.17mg/L,Cs(30)=7.63mg/L。气出口处的绝对压力（Pb）为：转移效率（E）为10%，则空气离开曝气池时氧的百分比为：温度为20时，一级接触氧

35、化池中DO饱和度为9.17mg/L,池中的平均DO饱和度为7.63mg/L,脱氧清水的充氧量为：式中 供气量 每格有4根支管，管长5m，管中心间距1m，孔距50mm，每根管有出气孔100个。每根支管所需空气量：孔空气流速：二级接触氧化池需氧量 供气量为每单元格所需空气量 每单元格多孔管3根，长4m，管中心间距1.5m，孔距100mm，每管出气孔40个。每根支管所需空气量 孔空气流速 接触氧化池所需总的空气量 各反应池充气管管径一级接触氧化池：设空气干管流速V1=10m/s;支管流速则二级接触氧化池：设空气干管流速综上，一级接触氧化池： 二级接触氧化池：3.布水系统采用导流廊道，设进水流速（1）

36、一级接触氧化池 导流廊尺寸：每单格各有一导流廊道，沿单格的边长，长4.5m,宽0.6m。导流墙高4.7m,距池底0.5m。（2）二级接触氧化池 尺寸同一级。4.出水系统出水采用过水孔，与导流廊道相对在另一长边，设出口流速（1）一级接触氧化池过水孔所需面积充满度为0.6，则S=S/0.6=0.048m2过水孔尺寸 每单元格有过水孔3个，孔中心间距1.2m 孔宽b=0.2m，孔高过水孔尺寸 0.2m0.1m.水流方式 水从过水孔流入下一单格导流廊道，整个反应池呈推流式，如图所示引流渠 格4与格5间有引流渠，渠有效深度0.05m，实际渠深H=0.05+0.25+0.05=0.35m，渠长9.2m，从

37、格4外侧第一孔到格5外侧最后一孔，如图所示。具体结构尺寸：9.2m0.3m0.35m.出水渠 格8过水孔外侧有出水渠，渠宽0.4m，设流速0.2m/s，则有效水深，则实际槽深0.07+0.5=0.57m,槽坡度为0.01，长4.5m.具体尺寸 4.5m0.4m0.57m.(2)二级接触氧化池过水孔所需面积：；设充满度为0.6，则S=0.096m2.过水孔尺寸 设每单格有溢流孔3个，孔间距1m,溢流孔尺寸0.2m0.16m.水流方式同一级接触氧化池引流渠 结构同一级接触氧化池，具体尺寸：3.5m0.4m0.65m;坡度为0.015.其他（1）一级接触氧化池 加上导流廊道、引流渠、出水渠等构筑物部

38、分，单座反应池的尺寸21m11m5.2m.钢筋混凝结构，每池配曝气系统，半软性填料与支架1套。（2）二级接触氧化池 单座反应池尺寸：11m9m5.2m2.3.4沉淀池设计计算柠檬酸综合废水经过UASB反应池后，进入沉淀池，反应阶段形成的矾花，依靠重力作用沉淀下来，实现泥水分离。竖流式沉淀池1座，采用中心进水，钢筋混凝土结构，池壁采用三脂二布玻璃钢防腐处理。（1）设计规7池子直径与沉淀区有效水深之比不大于3.0。池子直径不宜大于8.0m，一般采用4.07.0 m，最大不超过10 m。中心管流速不大于30mm/s。中心管下口应设有喇叭口合反射板：(a) 反射板底板距泥面至少0.3 m；(b) 喇叭

39、口直径与高度为中心管直径的1.35倍；(c) 反射板的直径为喇叭口直径的1.30倍，反射板表面积与水平面的倾角为17；(d) 中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在0.250.50 m围时，缝隙种污水流速在初次沉淀池中不大于30 mm/s，在二次沉淀池中不大于20mm/s。当池子直径小于7.0 m时，澄清污水沿周边流出，当直径大于等于7.0 m时增设辐射式集水支渠。排泥管下端距池底不大于0.2 m，管上端超出水面不小于0.4 m。浮渣挡板距集水槽0.250.50 m，高出水面0.10.15 m，淹没深度0.30.4 m。 竖流式沉淀池的污泥借助静水压力由排泥管排出，静水压力一般为1.52.0 m

40、3。（2）设计参数 沉淀池设计进水量为Qmax=41.67 m3/h=0.01157 m3/s；设计中心管流速为0=0.03m/s；污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度V1=0.02m/s；污水在沉淀池中的流速V=0.6mm/s；设沉淀时间为t=1.5h；水面距池壁0.4m处设置挡板，挡板伸入水下0.3m，水上高度为0.1m。（3）计算中沉池的计算中心管面积A0=0.386沉淀池表面有机负荷取1.0m3/(m2h),则上升流速=0.3mm/s,则沉淀池有效断面积 沉淀池直径 沉淀池有效水深h2。设沉淀时间2.5h，则校核池径水深比 D/h2=2.63.0(符合要求)校核集水槽每米出水堰

41、的过水负荷 符合要求，可不用另设辐射式水槽。沉淀池圆截锥部分有效容积V2 设圆锥底部直径d为0.4m,截锥高度为h5,截锥侧壁倾角=55，则污泥体积：中心管直径d0=0.7m中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度,设流过该缝隙的污水流速1=0.02m/s,喇叭口直径d1=1.35 d0=1.350.7=0.95mh3=0.19 m沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.7+0.19+0+4.74=7.93m8m设池子的保护高度h1=0.3m，缓冲层高h4=0(泥面很低)，故实际尺寸 8m8m. 终沉池计算同中沉池，沉淀时间2h，有效水深h2=3600=0.310-323600=2

42、.16m实际尺寸 8m7.5m,其他尺寸同中沉池。2.3.5 污泥浓缩池污泥是废水处理过程中的副产物。污泥体积约占处理水量的0.3%0.5%左右。污泥处理的目的有：确保废水处理的效果，防止二次污染；使容易腐化发臭的有机物稳定；使有毒有害物质得到妥善处理或利用；使有用物质得到综合利用，变害为利。总之，污泥处理和处置的目的是减量、稳定、无害化与综合利用。本设计中，污泥主要为UASB反应器产生的厌氧消化污泥和接触氧化池产生的污泥。采用污泥浓缩法的方法来降低污泥中的孔隙水，以降低污泥的含水率，这样就减少了污泥体积，能够减小池容积和处理所需的投药量，缩小用于输送的管道和泵类的尺寸。浓缩池的构造与特点本设

43、计采用连续式重力浓缩池。本工程中污泥量不多，采用竖流式浓缩池，不设刮泥机，污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度应不小于55，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。2.设计参数进泥含水率 当为初沉污泥时，其含水率一般为95%97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%99.6%；当为混合污泥时，其含水率一般为98%99.5%。污泥固体负荷 当为初沉污泥时，污泥固体负荷宜采用80120kg/(m2d)；当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用3060kg/(m2d)；当为混合污泥时，污泥固体负荷宜采用2580kg/(m2d)。浓缩后污泥含水率 浓缩后污泥含水率宜为96%

44、98%。污泥停留时间 浓缩时间不宜小于10h，但也不要超过18h，以防止污泥厌氧腐化。有效水深 一般为4m，最低不小于3m。污泥室容积和排泥时间 应根据排泥方法和排泥间隔时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8h。集泥设施 幅流式污泥浓缩池的集泥装置，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0.003；当采用刮泥机时，不宜小于0.01；不设刮泥设备时，一般设有污泥斗，其污泥斗与水平面间的倾角应不小于55。构造 浓缩池采用水密性钢筋混凝土建造。设污泥排入管、排出管、排上清液管、排泥管等管道，最小直径采用150mm，一般采用铸铁管。上清液 浓缩池的上清液，应重新回流到初沉池进行处理。其数量和有机

45、物含量参与全过程的物料平衡来计算。3.设计计算 浓缩池面积式中本项目中，污泥的重量W=1405kg/d，剩余污泥含水率P为99.2%,混合污泥密度为1000kg/m3,湿污泥量污泥固体浓度为 C=1000(1-99.2%)=8kg/m3污泥固体负荷采用45kg/m2.d，则浓缩池总面积A=175.68/45=31.2m2浓缩池直径浓缩池工作部分高度 式中 T 设计浓缩时间，h.10h18,取15h。浓缩池总高度 H=h1+h2+h3=3.5+0.3+0.3=4.1m式中 h2超高，m；h3缓冲层高度，m；污泥浓缩池尺寸 7m4.1m浓缩后污泥体积 式中 P1进泥含水率，取99.2%；P2出泥含

46、水率，取97%。泥斗深度h5(另计)=8m，池底直径d=2m.则可以2天除一次泥2.3.13 污泥脱水间设置污泥贮柜，污泥贮柜除进出泥管外，还需设置泥位计，通风孔。采用板框压滤机进行污泥脱水，过滤面积为20 m2。（1）污泥贮柜每天产泥量为20 m3/ d，设计污泥贮柜储泥时间为12h贮柜容积为V=200.5 =10 m3（2） 脱水间尺寸为8m5m4m2.4 小结主要建（构）筑物如表2-10所示： 表2-10 主要建（构）筑物一览表序号主要建构筑物数量结构形式尺寸（LB）面积（m2）1调节池11钢混6.54802调节池21钢混115263调节池31钢混52104调节池41钢混108555调节

47、池51钢混11.3101136过滤池1钢混D=2.23.87破氰池2钢混21.538混排破氰池2钢混1119还原池1钢混521010中和混凝池1钢混42811沉淀池1钢混D=5.3421.712污泥浓缩池1钢混D=41213中间水池1钢混441614活性炭过滤池1钢混D=2.65.315清水池1钢混11.81011816污泥脱水间1砖混85440主要设备如表2-11所示：表2-11 主要设备一览表序号设备安装位置设备名称规格数量备注1调节池防腐蚀泵80PWF56-13.5105备2气浮池单吸离心泵IS80-65-12521备3中间水池耐腐蚀泵IHF80-65-125F21备4污泥浓缩池潜污泵5

48、0QW12.5-22A21备5污泥脱水间板框压滤机21备6气浮池气浮成套设备YJY-S-4012.5 平面布置和管道计算2.5.1平面布置污水厂的平面布置是在工艺设计计算之后进行的，根据工艺流程、单体功能要求与单体平面图形进行，污水厂总平面图上应有风向玫瑰图、构（建）筑物一览表、占地面积指标表与必要的说明，比例尺寸一般为1：（200500），图上应有坐标轴线或方格控制网。处理构筑物是污水处理工程的主体构筑物，在做平面布置图时，应结合地形和地质条件，根据各处理构筑物的功能要求，合理确定其平面位置。具体布置原则如下8：（1）处理构筑物尽量按流程方向布置,且宜布置成直线型,受场地或地形限制不能按直线

49、布置时,应注意各构筑物间相互衔接.（2）平面布置时应充分利用地形,尽量使施工时的挖、填土方量平衡，以减少外运土方量，并避开劣质土壤地段。（3）各构筑之间应保持一定间距，以保证敷设连接管渠与道路的需要。通常间距为5-20m，对某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池。（4）在进行平面布置时，还应考虑主体构筑物与辅助建筑物或其他构筑物组合布置，以节省用地和便于管理，且避免平面过于分散和凌乱。（5）污水和污泥处理构筑物通常分开设置，卫生条件差的污泥处理构筑物通常放在厂区后面。根据以上原则布置了平面图，见附图。2.5.2 管道尺寸与水力损失计算管件和阀门的局部阻力系数见表2-129表2-12 管件合阀门的

50、局部阻力系数名称阻力系数名称阻力系数闸阀0.17弯头，900.75止回阀2流量计7.5球阀0.2（1）前处理调节池到气浮池的管径与水力损失前处理废水池有效容积为198m3，最低水位标高为-2.5 m；气浮池最高水位标高为1.5 m；前处理废水池到气浮池管线长L=35 m；沿程有4个阀门，6个90o弯头，一个流量计；其中闸阀2个，止回阀1个，球阀1个。进入气浮池的流量为Q33m3/h，气浮池进水管公称直径DN为125mm，流速为u=0.75 m/sRe=du/=0.1250.751000/0.001=810004000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.2/0.125=0.0016与Re=8

51、1000查得8=0.024管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.024+(0.172+2+0.2+7.5+0.756)=6.1425 m（2）气浮池到过滤池的管径与水力损失气浮池出水水位为1.3 m，过滤池进水水位为4.1 m。气浮池到过滤池管线长5m。沿程有闸阀2个，3个90弯头，一个流量计；气浮池出水管公称直径DN为100mm，流量为Q33m3/h，则流速为u=1.2 m/s,Re=du/=0.081.21000/0.001=1.21054000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.1=0.002与Re=1.2105查得=0.025管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/

52、d+=0.025+(0.172+7.5+0.753)=1.0 m选取IS80-65-125离心泵，流量50 m3/h，扬程20 m，功率5.5 kw。（3）含氰废水调节池到一级破氰池的管径与水力损失含氰废水池有效容积为64 m3，最低水位标高为-2.5 m；破氰池最高水位标高为2.5 m；含氰废水池到破氰池管线长L=15 m；沿程有4个阀门，4个90o弯头，一个流量计；其中闸阀2个，止回阀1个，球阀1个。进入破氰池流量为Q8m3/h，取管子DN=80mm，则流速为：u=0.44 m/sRe=du/=0.080.441000/0.001=3.521044000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=

53、0.210-3/0.08=0.0025与Re=3.52104查得=0.026管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.026+(0.172+2+0.2+7.5+0.754)=1.6 m（4）混排废水调节池到一级破氰池的管径与水力损失混排废水池有效容积为24 m3，最低水位标高为-2.5 m；破氰池最高水位标高为2.5 m；含氰废水池到破氰池管线长L=15 m；沿程有4个阀门，4个90o弯头，一个流量计；其中闸阀2个，止回阀1个，球阀1个。进入破氰池流量为Q3m3/h，取管子DN=50mm，则流速为：u=0.42 m/sRe=du/=0.050.421000/0.001=2.11044000，

54、故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.05=0.004与Re=2.1104查得=0.032管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.032+(0.172+2+0.2+7.5+0.754)=2.0 m（5）含铬废水调节池到还原池的管径与水力损失含铬废水调节池最低水位标高为-2.5 m；还原池最高水位标高为2.5 m；含铬废水池到还原池管线长L=15 m；沿程有4个阀门，4个90o弯头，一个流量计；其中闸阀2个，止回阀1个，球阀1个。进入破氰池流量为Q17m3/h，取管子DN=100mm，则流速为：u=0.6 m/sRe=du/=0.10.61000/0.001=6.010440

55、00，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.1=0.002与Re=6.0104查得=0.026管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.026+(0.172+2+0.2+7.5+0.754)=3.0 m（6）混排废水二级破氰池到还原池的管径与水力损失混排废水二级破氰池到还原池的水量为3m3/h，取管子DN=50mm，流速为：u=0.42 m/s混排废水二级破氰池到还原池的管线长7 m，沿程有2个闸阀；Re=du/=0.050.421000/0.001=2.11044000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.05=0.004与Re=2.1104查得=0.03

56、2管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.032+(0.172)=0.43 m（7）还原池到综合废水调节池的管径与水力损失还原池到综合废水池的水量为20m3/h，取管子DN=100mm，则流速为：u=0.71 m/s还原池到综合废水池的管线长为10 m，沿程有2个闸阀，2个90o弯头；Re=du/=0.10.711000/0.001=7.11044000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.1=0.002与Re=7.1104查得=0.0256管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.0256+(0.172+0.752)=1.1 m（8）含氰废水二级破氰池到综合废水调节池

57、的管径与水力损失含氰废水二级破氰池到综合废水池的水量为8m3/h，取管子DN=80mm，流速为：u=0.44 m/s含氰废水二级破氰池到综合废水池的管线长为18 m，沿程有2个闸阀，2个90o弯头；Re=du/=0.080.441000/0.001=3.521044000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.08=0.0025与Re=3.52104查得=0.026管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.026+(0.172+0.752)=0.74 m（9）中和混凝池到沉淀池的管径与水力损失中和混凝池到沉淀池的水量为47m3/h，取管子DN=125mm，则流速为：u=1.0

58、6m/s；还原池到综合废水池的管线长为8 m，沿程有2个闸阀，2个90o弯头；Re=du/=0.1251.061000/0.001=1.3251054000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.125=0.0016与Re=1.325105查得=0.022管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.022+(0.172+0.752)=1.8 m（10）沉淀池到中间水池的管径与水力损失中和混凝池到沉淀池的水量为47m3/h，取管子DN=125mm，则流速为：u=1.06m/s还原池到综合废水池的管线长为5 m，沿程有2个闸阀；Re=du/=0.1251.061000/0.001=

59、1.3251054000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.125=0.0016与Re=1.325105查得=0.022管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.022+(0.172)=0.69 m（11）中间水池到活性炭过滤池的管径与水力损失中和水池水面标高为0.51 m，活性炭过滤池的最高进水水位标高为4.1 m。中间水池到活性炭过滤池的水量为47m3/h，取管子DN=125mm，则流速为：u=1.06m/s；还原池到综合废水池的管线长为5 m，沿程有2个闸阀；Re=du/=0.1251.061000/0.001=1.3251054000，故管中为湍流。根据相对粗糙度

60、/d=0.210-3/0.125=0.0016与Re=1.325105查得=0.022管流体的摩擦阻力损失为：hf=l/d+=0.022+(0.172)=0.69 m根据Q和H选取IHF80-65-125F离心泵，Q=50m3/h，H=20m，N=7.5KW。（12）活性炭过滤池到清水池的管径与水力损失活性炭过滤池到清水池的水量为47m3/h，取管子DN=125mm，则流速为：u=1.06m/s；活性炭过滤池到清水池的管线长为8 m，沿程有2个闸阀；Re=du/=0.1251.061000/0.001=1.3251054000，故管中为湍流。根据相对粗糙度/d=0.210-3/0.125=0.