养猪场废水处理设计方案

1、养猪场废水处理设计方案养猪场产生的废水中有机物的含量非常的高，直接排放会对环境造成很大的 影响，所以必须对其进行必要的处理。首先是由格栅处理废水中体积较大的悬浮颗粒物及垃圾。由于养殖废水中含 有大量的砂类物质，所以有必要设置沉砂池来去除这些东西。设置调节池使得出 水符合下一部的反应条件。由于水中的有机物含量较高，还应该设立一个水解池 降低其浓度。之后采用UASB工艺处理水中的大量有机物，最后达到排放标准。以下是工艺的大体流程：主要构造物的设计尺寸1.格栅的设计参数：B = S （n 一 1） + b - nQ sin an = maxb - h - v式中B 栅槽宽度，m ；S 栅条宽度，m

2、；本设计取S =50 mm = 0.05 m ；b 栅条净间隙，m ；取b=10 mm ；n 格栅间隙数；Q 最大设计流量， m 3 / s ；maxa 格栅安装倾角；本设计取a = 60。，一般取45-75度；过栅流速；一般取0.1T.0 m / s，本式取v = 0.1 m / s；sin a 经验修正系数；h 栅前水深，取 h = 0.1 m ；10 4m 3 /s 。已知水流的设计流量是 Q =40 m 3 / d = 10 4m 3 /s 。带入以上数据可得：Q 吋sin a =4. 6 x 10 -4 x Psin 60 厂n = max =5 ，b - h - v1 x 10 -

3、2 x 0. 1 x 0. 1代入数据得 B = S(n 1) + b - n =0. 04 x 4 + 0. 01 x 5 = 0. 21m。由于本设计流量较小，计算出来的格栅的宽度也较小。过栅水头损失：h = k - h20” V 2h = c, sin a0 2 g式中 h 过栅水头损失， m ；2h 计算水头损失， m ；0c 阻力系数，其值与栅条的断面几何形状有关；g 重力加速度，取9.81 m / s2 ；v2=c -2gk 格栅受污染物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用v2=c -2g/S、4 V 2sin a = p()3 - sin ab2g/0.05、40. 01,=2.

4、42 x () 3 - sin 60 0.012 x 9.81= 0.009m= 3 x 0.009 = 0.027m栅后槽的总高度：H = h + h + h12式中：H 栅后槽总高度，m ；h 栅前水深， m ；h 格栅前渠道超高，一般取h =0.3 m ；11h 格栅的水头损失，由上式确定；2H 二 h + h + h =0.1 + 0.3 + 0. 027 = 0.427 m 。格栅的总长度：Htan 格栅的总长度：Htan aL = L + L + 0.5 m + 1.0 m +12式中：L 进水渠道渐宽部分的长度，m， L = ，其中，B为进11 2 tan a11水渠道宽度， m

5、 ， a 为进水渠道渐宽部位的展开角度；1L 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L = 0.5L ；2 2 1H 格栅前槽高， m 。1取 B = 0.07 m， a = 10。， H = h + h 。1 1 1 2代入数据可得：L =止佯=0.13 0.07 =0.2m ；12 tan a 2 tan 10。1L = 0.5L =0.5 x 0.2=0.1 m ； 21H = h + h =01+0027=0127 m ； 12H0 . 127所以 1 二=0. 07m ；tan a tan 60 oL = L L = L + L12=0.1+0.2+0.07+1.5=1.87

6、 m 。+ 0.5 m + 1.0 m +tan a 每日栅渣量：W = Q max W J 阳00 每日栅渣量：K -1000z式中： W 每日栅渣量， m3/d ；W 单位体积污水栅渣量，m3（10 3 m3污水），一般取0.1 0.01，细格栅取1大值，粗格栅取小值；K 污水总流量变化系数。 z在本式中取W =0.05 m 3/（103 m 3污水）；1Q W x 86400/ q “4 门卞 y/inn因此每日栅渣量：W = max 1= 4.6 x 10 -4 x 0.05 x 86400=K 10001. 3 x 1000z1. 5 x 10 - 3 m 3 / d。采用机械除渣。

7、设计两台格栅机，一台正常运行，一台备用，以便使运行的 格栅机进行维修。2.沉砂池的设计参数：取流过截面的流速v = 0. 1m / s,水流停留时间t = 50s，有效水深h = 0.5m，排2沙时间间隔取2天，沉砂量0.03L /m 3。Q沉砂池部分长度L = vt = 0 . 1 x 50 = 5 mQ2 水流断面面积 A4. 6 x 10 -4max4. 6 x 10 Q2 水流断面面积 A4. 6 x 10 -4max4. 6 x 10 -3 m 2，0. 14. 6 x 10 -39. 2 x 10 -3 m ，0. 586400 xQxTmax1000 kQ贮沙斗所需容积=8640

8、0 x 4.6 x 10 - 4 x 2 x 0.031000 x 1 . 31.84 x 10 -3m 3Q5 贮沙斗 尺寸设贮沙斗底宽b = 0.5m，Q5 贮沙斗 尺寸设贮沙斗底宽b = 0.5m，斗壁与水平面倾角为60。，斗高0.2m，则贮沙斗上口宽2h0.2 + 0.50.70 m ，tan 60 贮沙斗容积V(2b 2 + 贮沙斗容积V(2b 2 + 2b b112b 2)=27. 3 x 10 - 2m31. 84x 10 -3 。采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向沉砂斗。沉砂室有两部分组成一部分是沉砂斗另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分。沉砂室的宽度为 L = 2(L

9、+ b) + 0. 2m (0.2为两个沉砂斗之间的墙壁厚度)，所以2LL = b 0. 1 = 2. 5 0. 7 0. 1 = 1. 7m2 2沉砂池高度h，= h + 0. 06L = 0. 70 + 0. 06 x 1. 7 = 0. 802 m。332Q沉沙池总高度H，设超高取h = 0.2m,1H = h + h + h = 0. 2 + 0. 802 + 0. 5 = 1.502 m。123 沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时往往是砂水混合体为进一步分离出砂 和水需配套砂水分离器。平流沉砂池出砂含有较多有机物因此需要配备洗砂机对 出砂进行洗涤否则容易引起大量细菌的滋生。3调节池的设

10、计参数： 调节池设置为长方形。24q 进料流量，单位为每立方米每天（ m 3 / d ）；t原料滞留时间，单位为小时（h），以发酵原料量变化为一个周期为宜。设 原料停留时间为 6h。所以调节池的有效容积V =毁兰=10m3。24Q设调节池的有效水深为1.5m，因此调节池的面积为A = V = 10 = 6.7m 2。 h 1. 5Q设调节池的宽度为2m,所以其长度为L = A = 3.35m。2取调节池的保护高度为0.5m，所以调节池的总高度为2m。调节池设计为地下式，其栏杆高出地面1.2m。池内底部设计污泥贮斗用来 去除污泥，同时去除小部分的 TP 和氨氮。水解池的设计参数：对于固体含量较高

11、的发酵原料，应该设置水解酸化池。水解池采用半地下式的结 构，采用底部布水向上流的方式。Q水解池的有效容积V = q t。t 一酸化时间，单位为天（d），纤维素含量较高的桔梗和牛粪，酸化时间宜为2 3天，鸡和猪粪的酸化时间宜为 612小时，其他废水待测。水解池的有效容积为V = 40 x 0. 5 = 20m3。Q水解池的有效水深一般采用4.06.0m。本次设计采用4.0m。水解池的有效面积为A = 20 = 5m 2。4水解池设两格，每格的长度为2m，宽度为1.5m，共6 m 3。UASB 反应池参数的设计：设计水量Q = 40 m 3 / d =色m 3 / h。3Q UASBQ UASB的

12、有效容积为v有效QS0NvV有效反应器的有效容积EQ，UASB反应器的设计流量，m3/d ;N 容积负荷，kgCOD / m3 . d ;vS 进水有机物浓度， kgCOD / m 3 。 0本设计中容积负荷取常温（15-25CC ）下，取容积负荷S =4kgCOD / m3 . d。 0v有效40 v有效40 x 124120m 3 。5水力负荷取 q = 0.4m3 /(m 2 . h)，则 A = J = 5m 2。 0.4所以h120所以h12024m 。Q 将UASB设计成圆形，出水均匀，效果好。采用两个相同的UASB池。A=1120=60 m 3。2A=1114A _兀D 2，所以

13、 D =8. 7m 沁 9m。4兀实际截留面积A=丄冗D 2 = 1 x 3. 14 x 81 = 63.5m 2。44Q4 配水系统的设计：本设计为圆形布水器，每个UASB反应器设36个布水点。每个UASB的流量为Q = = 5m3 / h3x 26UASB 设计计算草图UASB 设计计算草图圆环直径计算，每个孔口的服务面积为：冗D 冗D 2436x 3. 14 x 81=1.8=1.8m2 o36a 介于 1 3 之间，符合设计要求。设计内圆环设计 6 个，中间环设计 12 个，外 圆环设计18个。a. 内圆环 6 个孔口设计：10 .8 m 2 ，折合成服务圆的直径D 折合成服务圆的直径

14、D =1：40 = 3.7m。:3. 14用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，在其上布个6 个孔口，则圆的直径计算如下：:竺；亠:竺；亠0仝=2.6m。3. 14b.中间圆环12个孔口设计:12 x 1 . 821 .6m 2 ，折合成服务圆的直径D4(S + S )：4 x (10.8 + 21.6)3. 146. 4m 。中间圆环的的直径计算如下：丄冗（D1s所以d；6. 4-2S5. 2 m 。c外圆环 18 个孔口设计：18 X 1 .832 .4m 2 ，折合成服务圆的直径4(S + S1外圆环的直径计算如下： 4 x (10. 8 + 21 . 6 + 32. 4

15、)9 . 1m3. 14所以 d：9.12 X 冗-2S3：9. 12 X 3. 14-2 x 32. 47 . 883. 1405三相分离器的设计: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a.沉淀区的设计：沉淀区面积：A = 1 冗D 2 = 1 x 3. 14 x 81 = 63.6m 2。44b回流缝的设计：取h = 0. 3m, h = 0. 5m, h = 1. 2m， 如上图所示：123hb = 31 tan 0式中： b 下三角集气罩底水平宽度， m ；10 下三角集气罩斜面的水平夹角；h 下三角集气罩的垂直高度， m ；

16、3h1.2b=3=1. 0m ;1tan 0tan 50b=9 - 2b= 7 m 。下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速V可用下式计算:式中: Q式中: Q反应器中废水流量， m 3 / h；S 上三角形与集气罩回流缝之间的面积， m 2；2上图中的CD取上图中的CD取cd = i.2m，上集气罩下底宽CF7.6 m 。则DHDE2DH + CF2 x 0. 92 + 7.69 . 44 m ；冗(CF + DE DHDE2DH + CF2 x 0. 92 + 7.69 . 44 m ；冗(CF + DE ) CD3. 14 x (7. 6 + 9. 44) x1.2=32 m 2

17、 ；确定上下三角形集气罩相对位置尺寸，由图可知:CH =CD - cos 50 = 1. 2 x cos 50 =0.77 m ；AIDI tan 50(DE 一 b ) x tan50(9. 44 一 7) x tan 501 . 45 m=CD x Sin 50。= 1. 2 x Sin 50。= 0. 92m ；因此：h = CH + Al = 1. 45 + 0. 77 = 2. 22m ；4设 h = 1. 0m ；5由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：CF 一 2h tan 40 0 = 7. 6 一 2 x tan 40 0 = 6. 0m ；5CD1.2BC=1.87m ；c

18、os 50 0cos50 0DI=(DE b)=丄(9. 44 7) 1. 22m ；222DI1.22AD= =1.90 m ；cos 50 0cos50 0DH0.92BD= =1.43 m ；cos 50 0cos50 0AB= AD 一 BD =1.90 一 1.43 = 0.47m ；c气液分离设计设气泡的直径d =0.01cm，水温T 20 C ， p 1.03 g / cm 3，p = 1.2 x 10 -3 g / cm -3， v = 0. 0101 cm 2 / s， p = 0.95，g卩=v - p = 0. 01 x 1. 03 = 0. 0104 g / cm - s，1般废水的粘度卩大于干净水的卩，所以取卩=0.02 g / cm - s由斯托克斯公式可得气体上升速度为：V = ( p -p )d2b 18 m 1 g0. 95 x 9. 81=(1. 03 1. 2 x 10 -3) x 0. 012 = 0. 266cm / s18 x 0 . 02出水系统设计：采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m；理论每日污泥量：9. 58 m / h ，Q(c c )01 1000 - p - (1 P )0式中： Q 设计污水流量， m3 / d ，c 进水有机物含量， mg / L ，0c 出水有机物含量，