毕业设计某啤酒废水处理工程

第1章概述1.1设计依据及设计内容1.1.1设计题目某啤酒废水处理工程设计设计依据根据资料可知污水量为3000，其需处理水质为COD=2500mg/L，BOD=1600mg/L，SS=400mg/L，pH=6～9，水温为20～25℃，总变化系数为1.5～2.0，本次设计选取1.8。污水经过处理后出水水质参考《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准，并尽量争取提高出水水质，因此啤酒厂污水处理后出水水质控制为：COD=100mg/L，BOD=20mg/L，SS=70mg/L。设计内容(1)污水处理方案的论证。包括污水处理基本工艺路线的确定、污水处理工艺流程论证与主要处理构筑物的选型。(2)污水处理和污泥处理工艺设计计算。(3)污水整体布置图和某些构筑物详图。1.2污水的处理程度BOD5的处理程度BOD5的去除率为：COD的去除率COD的去除率为：SS的去除率SS的去除率为：第2章工业废水处理方案的确定2.1确定污水处理方案的原则(1)城市污水处理应采用先进的技术设备,要求经济合理，安全可靠，出水水质好;保证良好的出水水质,效益高；(2)污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；(3)为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；(4)污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；(5)提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；(6)查阅相关的资料确定其方案。(7)最佳的处理方案要体现以下优点：①保证处理效果，运行稳定；②基建投资省，耗能低，运行费用低；③占地面积小，泥量少，管理方便。2.2工艺流程的比较酸化—SBR工艺其主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。这种方法在处理啤酒废水时，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法处理高浓度啤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啤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法处理中高浓度啤酒废废水，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法处理啤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500～750mg/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。UASB—好氧工艺此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和曝气沉淀池，处理主要过程为：废水经过粗细两道格栅对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(包括曝气池池和沉淀池)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曝气沉淀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。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%，该工艺非常适合在啤酒废水处理中推广应用。生物接触氧化工艺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，有益于后续的好氧生物接触氧化处理。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。（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，处理效果不理想。（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。UASB-氧化沟工艺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6.5－7.8，最佳温度为35℃－40℃，而本工程的啤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。2.3工艺流程的选择考虑到啤酒厂的经费和场地的条件，最终确定其污水处理工艺如下：第3章污水处理构筑物的设计3.1粗格栅设计说明格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷并使之正常运行。格栅按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种。按截留污物的清除方式，可分为人工清除和机械清除。人工清渣格栅适用与小型污水处理厂，为了使工人易于清渣作业，避免清渣过程中的栅渣掉回水中，格栅安装角度以为宜。当栅渣量大于时，为改善劳动与卫生条件，都应采取机械清渣格栅。设计参数的选取(1)过栅流速：过栅流速一般采用0.6～1.0m/s，当流速大于1.2m/s时，应将临近段的入流管渠断面放大或改建成双管渠进水。污水泵站格栅前进水管内的流速一般为0.4～0.9m/s。(2)格栅倾角：在人工清除时，格栅倾角不应大于；机械清除时，宜为，格栅上端应设平台，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距离池壁0.5m～0.7m，或按机械除渣的安装和操作需要确定。(3)过栅水头损失：污水的过栅水头损失与污水的过栅流速有关，一般在0.08～0.15之间。(4)栅渣量：在无当地运行资料时，可采用：①格栅间隙16～25mm：0.05～0.10m3栅渣/10m3污水。②格栅间隙30～25mm：0.01～0.03m3栅渣/10m3污水。根据以上参数的选取范围，考虑到实际情况，粗格栅的参数选取如下：栅条间隙为20mm、安装角度、栅前流速单位栅渣、过栅流速粗格栅尺寸的确定通过计算得栅前水深为0.3m，栅槽有效宽度为0.6m，栅条间隙数为15个，通过格栅的水头损失为0.084，栅槽的总高度为0.7m，总长度为2.31m，每日栅渣量为0.302，所以采用机械除渣。根据有效宽度选用阶梯式格栅RSS-I-800型一台，格栅有效宽度为610mm，设备宽度为800mm，栅条间隙为20mm，安装尺寸为885mm，整台功率1.1。3.2调节池啤酒厂的废水量大，而且出水不稳定，为了保证后续构筑物的正常运行，设此调节池，其作用是调节废水的水量和水质。本设计选取参数为t=8h，根据设计流量Q=3000确定池子的容积为1814.4，其长度设定为36.5m，宽度为10m，高度为5.5m。在调节池内设有污水提升泵，考虑到场地的条件，因此不另设泵房，只在调节池内设两台潜水泵1用（1备）。3.3细格栅设计参数的选取与粗格栅的参数范围一样，选取参数如下：栅条间隙为10mm、安装角度、栅前流速、单位栅渣、过栅流速细格栅尺寸的确定通过计算得栅前水深为0.3m，栅槽有效宽度为0.6m，栅条间隙数为30个，通过格栅的水头损失为0.082，栅槽的总高度为0.68m，总长度为2.31m，每日栅渣量为0.302，所以采用机械除渣。根据有效宽度选用阶梯式格栅RSS-I-800型一台，格栅有效宽度为610mm，设备宽度为800mm，栅条间隙为20mm，安装尺寸为885mm，整台功率1.1。3.4配水井为运行灵活和维修方便，废水处理的同一种处理构筑物应分设为两个或更多个单元，其间应设置配水设备，使各处理单元之间配水均匀，并可相互进行水量调节。常用的几种配水设备如下:管式配水井、倒虹吸管配水井、挡板式配水槽、简易配水槽等。无论采用哪一种配水设备，配水支管上都应设置闸阀或闸板以调节水量，使配水更均匀，必要时可以关闭。3.5UASB反应器设计说明厌氧生物处理技术的发展已有一百多年的历史。该技术由于能将污染环境的有机物转变成使用方便的沼气能，且具有工艺能耗低、剩余污泥产量少的突出特点，因此越来越受到人们的广泛重视。产生的沼气可以通过燃烧装置直接燃烧，避免污染环境。当沼气产量比较大时，可以输送到居民区，作为能源使用。UASB反应器作为厌氧生物处理第二代反应器的典型代表，它克服了第一代厌氧反应器不能实现污泥停留时间与水力停留时间相分离的缺点，提高了反应器内污泥的浓度、并保持了足够长的污泥龄，因此受到了世界的极大关注。目前UASB反应器已经广泛地运用于工业废水的厌氧生物处理。UASB反应器与其他大多数厌氧生物处理装置不同之处是：(1)废水由下向上流过反应器；(2)污泥无需特殊的搅拌设备；(3)反应器顶部有特殊的三相分离器。UASB反应器的构造见图1所示，其基本构造主要包括以下几部分：污泥床；污泥悬浮层；布水器；三相分离器。各组成部分的功能、物点及工艺要求分述如下：图1UASB的构造示意图各部分介绍(1)污泥床污泥床位于整个UASB反应器的底部，污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥浓度一般为40～80MLSS，有文献报导可高达100～150。污泥床中的污泥由活性生物量占70%～80%以上的高度发展的颗粒污泥组成，正常的UASB中的颗粒污泥的粒径一般在0.5～5mm之间，具有优良的沉降性能，其沉降速度一般为1.2～1.4，其典型的污泥容积指数（SVI）为10～20。颗粒污泥的主体是各类厌氧微生物，包括水解发酵细菌、共生的产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌，据测定细菌数为。(2)污泥悬浮层污泥悬浮层位于污泥床上部，占据UASB反应区容积的70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，它由高度絮凝的污泥组成，其沉降速度要明显小于颗粒污泥的沉降速度。(3)布水器其主要功能是将进入反应器的原废水均匀的分配到反应器整个横断面并均匀上升；起到水力搅拌作用，这是反应器高效运行的关键环节。(4)三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体、污泥沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区，沉淀澄清后的处理水经排水系统，均匀的加以收集，并将其排除反应器。具有三相分离器是UASB反应器处理工艺的主要特点之一，它相当于传统废水处理工艺中二沉池，并同时具有污泥回流的功能，无需另设专门的污泥回流设备，节省投资。UASB反应器的工作原理UASB反应器在运行过程中，废水通过进水配水系统以一定的流速自反应器的底部进入反应器，水流在反应器中的上升流速一般为0.5～1.5m/h，多宜在0.6～0.9m/h之间。水流依次流经污泥床、污泥悬浮层至三相分离器。UASB反应器中的水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解，厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起，由于大量气泡的产生，引起污泥床的膨胀。反应中产生的微小的沼气气泡在上升过程中相互结合而逐渐变成较大的气泡，将污泥颗粒向反应器的上部携带，最后由于气泡的破裂，绝大部分污泥颗粒又返回到污泥床区。随着反应器产气量的不断增加，由气泡上升所产生的搅拌作用变得日趋剧烈，气体便从污泥床内突发性的逸出，引起污泥床表面呈沸腾和流化状态。反应器中沉淀性能较差的絮体状污泥则在气体的搅拌作用下，在反应器上部形成污泥悬浮层；沉淀性能良好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床。随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液上升至三相分离器中，气体遇到挡板后折向集气室而被有效的分离排出；污泥和水进入上部的沉淀区，在重力的作用下泥水发生分离。由于三相分离器的作用，使得反应器混合液中的污泥有一个良好的沉淀、分离和再絮凝的环境，有利于提高污泥的沉降性能。在一定的水力负荷条件下，绝大部分污泥能在反应器中保持很长的停留时间，使反应器中具有足够的污泥量。UASB反应器的优点由于在UASB反应器中能够培养得到一种具有良好沉降性能和高比产甲烷活性的颗粒厌氧污泥，因而相对于其他同类装置，颗粒污泥UASB反应器具有以下优点:(1)有机负荷居第二代反应器之首，水力负荷能满足要求。(2)污泥颗粒化后使反应器对不利条件的抗性增强，而且颗粒污泥直接接种可以快速启动反应器。(3)在反应器上部设置的气-固-液三相分离器，对沉降良好的污泥或颗粒污泥避免了附设沉淀分离装置、辅助脱气装置和间流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用.(4)用于将污泥或流出液人工回流的机械搅拌一般维持在最低限度，甚至可完全取消，尤其是颗粒污泥UASB反应器，由于颗粒污泥的相对密度比人工载体小，在一定的水力负荷下，可以靠反应器内产生的气体来实现行泥与基质的充分接触，因此，UASB可省去搅拌和回流污泥所需的设备和能耗。反应器内不需投加填料和载体，提高了容积利用率，避免了堵塞问题。此外，由于UASB反应器的水力停留时间低于4h，占地面积小，污泥沉降性能好，稳定且过剩量少，因而该反应器在世界上得到了比较广泛的应用。UASB反应器的缺点我们知道，高效率的厌氧处理系统应满足以下2个条件：(1)系统内能够保留大量的活性厌氧污泥；(2)反应器进水应与污泥保持良好的接触。UASB反应器在反应器进水应与污泥保持良好的接触方面还存在自身的缺陷。这是因为厌氧反应器的良好混合来源于进水的混合和产气的扰动。UASB反应器的水力和有机负荷不够大，如在低温条件下采用低负荷工艺时，由于在污泥床内的混合强度太小，以致无法抵消短流效应。在这种情况下，UASB反应器的应用负荷和产气率受到限制。此外，该工艺不适于处理高悬浮物固体浓度的废水，且颗粒污泥的培养较困难。设计参数COD容积负荷:表1不同温度的设计容积负荷温度/℃设计容积负荷/kkgCOD·((·d)温度/℃设计容积负荷/kkgCOD·((·d)高温(50～55)20～30常温(20～25)5～10中温(30～35)10～20低温(10～15)2～5一般情况下进水容积负荷不小于5kgCOD/(m3·d)，在中温发酵条件下，容积负荷率N一般取10～15kgCOD/(m3·d)，相应床内污泥浓度为20～30kgVSS/m3。本设计的温度为20～25℃，根据依据选取容积负荷6.0kgCOD/(m3·d)，污泥产率为0.1，产气率0.5。构筑物尺寸的确定反应器的容积为1125，有效水深为4.5m，池子的直径为8m，配水系统的圆环直径分别为2.1m、4.82m、7.67m，下三角集气罩的上升流速为1.59，下三角集气罩底水平宽度为1.76m，高度为2.1m，上三角集气罩的下底宽度为5.0m，上底直径为3.69m，回流缝的宽度为0.8m，出水渠的宽度为0.15m，有效水深为0.04m。3.6曝气沉淀池设计说明完全混合曝气沉淀池是将曝气池与二沉池合建的污水处理构筑物，一般采用表面机械曝气，池型多为圆形，按照功能区分为曝气区、导流区、沉淀区和污泥区4个部分。曝气区在池体中央，相当于分建式的曝气池，通过表面曝气向活性污泥提供氧气，在叶轮的提升作用下使污水与活性污泥充分混合接触，是微生物吸附氧化有机物的主要领域。导流区位于曝气区与沉淀区之间，宽度约为0.6m，高1.5m左右，沿半径方向设6～8块竖向导流板，在曝气区与导流区的隔墙的上部设若干个回流窗口。曝气区的污水在表面叶轮的作用下使水流停止旋转运动，稳定缓慢的向下流动，脱除水中含有的气泡后进入沉淀区，为泥水沉淀分离创造了良好的条件。设计要求(1)曝气区容积曝气沉淀池国内最大直径为17m，受表面叶轮充氧与搅拌能力的限制，不宜大于20m，池深不大于5m。当采用泵型叶轮且线速度为4～5时，曝气池直径与叶轮直径之比为4.5～7.5，水深与叶轮直径之比为2.5～4.5；当采用倒伞型叶轮时，曝气池直径与叶轮直径之比为3～5。曝气区水面直径一般为曝气池直径的1/2～1/3，超高为0.8～1.2m，直筒高度应大于导流区高度，池底斜壁与水平面的夹角为(2)沉淀区沉淀区的有效水深一般在1～2m之间，不宜小于1m，否则会影响上升流速的稳定(3)导流区导流区污水下降流速为15mm/s左右，出口流速，回流窗口的流速应在100～150mm/s之间，以此来确定回流窗的尺寸，其调节高度为50～150mm/s，回流窗的总堰长为曝气区总长度的30%左右。(4)污泥区污泥通过回流缝的流速为20～40mm/s，以此来确定回流缝的宽度b。回流缝的宽度一般在150～300mm之间，顺流圈长度为0.4～0.6m，顺流圈的直径应大于池底直径。由于曝气区、导流区、沉淀区之间墙厚度将占用一部分池体容积，曝气沉淀池应取一定的结构容积系数，一般为3%～5%。设计参数的选取；;；；；;；;构筑物尺寸的确定本设计采用两座圆圆型的曝气沉沉淀池，底部部进水，周边边出水。单池曝气区容积为为180，沉淀淀区面积104，容积积为112.55，高度为为1.1m，曝曝气区的直径径为6m，导流区区外直径为66.7m，宽宽度为0.335m，曝气气沉淀池的直直径为13..3m，曝气气区直壁高度度为1.3mm，曝气沉淀淀池斜壁高为为2.2m，曝曝气沉淀池底底部直径为88.9m。3.7浓缩池设计要求(1)连续流重力力浓缩池可采采用沉淀池形形式，一般为为竖流式或辐辐流式；(2)浓缩时间一一般采用10—16h进行核算，不不宜过长；活活性污泥含水水率一般为99.2%—99.6%，(3)污泥固体负负荷采用20—30kg/m2·d，浓缩后后污泥含水率率可达97%左右；(4)浓缩池的有有效水深一般般采用4m；(5)浓缩池的上上清夜应重新新回流到初沉沉池前进行处处理；(6)池子直径与与有效水深之之比不大于3，池子直径径不宜大于88m，一般为4—7m；(7)浮渣挡板高高出水面0.1—0.15m，淹没深度度为0.3-0..4m设计参数的选取(1)浓缩时间采采用15h；(2)浓缩后污泥泥含水率按97%计构筑物尺寸的确定定本设计采用一座幅幅流式圆形重重力连续式污污泥浓缩池，用用带栅条的刮刮泥机刮泥，采采用静压排泥泥。浓缩池总面积为224.4，直直径为5.66m，工作高高度为2.77m，总高度度为4.299m，池底坡坡度造成的深深度为0.009m，泥斗斗的深度为00.9m，泥泥斗上口直径径为2m，下口直直径为1m。3.8巴氏计量量槽巴氏槽是一种咽喉喉式计量槽，它它的精度为95%～98%。其优点是是水头损失小小，底部冲刷刷力大，不易易沉积杂物。但但对施工技术术要求高，施施工质量不好好，会影响计计量精度。为为保证质量，有有用搪瓷预制制的巴氏槽，在在施工时直接接安装，效果果较好。在巴巴氏槽中，计计量槽中的水水深随流量而而变化，量得得水深后，便便可用公式计计算出流量。第4章污水处理工艺的设设计4.1粗格栅设计说明格栅安装在废水渠渠道进口处，用用于拦截水中中较大的悬浮浮物和漂浮物物，主要对水水泵起保护作作用。另外，可可以减轻后续续构筑物的处处理负荷，保保证后续处理理设施的正常常运行。设计流量根据设计资料可知知:=3000m3/dd=125mm3/h=0.0035m3/s=35L/s根据食品工业废水水的变化系数数范围是1.5～2.0本设计Kz取1..8=Kz*Qd=1..8*0.0035=0..063设计参数栅条间隙为b=220mm安装角度栅前流速单位栅渣过栅流速设计计算(1)确定栅栅前水深根据最优水力断面面公式计算得得：h=(2)格栅间隙数数n（个）式中：(3)栅槽有效宽宽度B设计采用圆钢为栅栅条即s=0.002m（）选用阶梯式格栅RRSS-I--800型一台，格格栅有效宽度度为610mmm，设备宽宽度为8000m栅条间隙隙为20mmm，安装尺寸寸为885mmm，整台功功率1.1实际过流量采用公公式：求得：实际m/s(4)通过格栅的的水头损失（m）式中：h1------计算算水头损失，mg-------重力加速度度，m/s2k------格格栅受污物堵堵塞使水头损损失增大的倍倍数，一般取取3------阻力力系数，其数数值与格栅删删条的断面几几何形状有关关见下表：栅条断面形状一般采用的尺寸((mm)公式说明正方形20×20ζ=[（b+s）/ε-11]²ε——收缩系数，一一般采用0.64圆形d=20ζ=β(s/b)e(4//3)形状系数β=1..79锐边矩形10×50ζ=β(s/b)e(4//3)β=2.42迎水面为半圆形的矩形d=1010×50ζ=β(s/b)e(4//3)β=1.83迎水、背水面均为为半圆的矩形形d=1010×50ζ=β(s/b)e(4//3)β=1.67(5)栅槽总高度度HH=h+h1+hh2=0.3++0.0844+0.3==0.6844()式中：h2-------栅前渠超高高，一般取00.3m(6)栅槽总长度度L式中：L1-------进水渠渐宽宽部分的长度度，mL2------栅槽槽与出水渠连连接处渐窄部部分长度，mB1-------进水渠宽，m------进水水渐宽部分的的展开角，一一般取20°(7)每日栅渣量量W式中：W1------栅渣渣量，m3/103m3污水，当栅栅条间距为16~~255mm时，W1=0.055~~0.11当栅条间距距为30~~500mm时，W1=0.011~~0.003Kz------污污水总变化系系数污物的排出采用机机械装置：选选用LS200型螺旋输送送机，输送量量为4格栅示意图如下：：4.2调节池设计说明由于工业废水排放放的不连续性性，为了保证证后续处理构构筑物的正常常运行，设此此调节池，其其目的是调节节废水水质与与水量。设计计算（1）参数选取设水力停留时间TT=8h（2）池子的有效容积为为：设调节池总高H==5.5（m）超高为0.5（m）有效水深h=5（m）池子的面积:池子长度取L=336.5（m）池子宽度为B=10（m）池子的总容积为：：4.3细格栅设计说明格栅安装在废水渠渠道进口处，用用于拦截水中中较小的悬浮浮物和漂浮物物，以减轻后后续构筑物的的处理负荷，保保证后续处理理设施的正常常运行。设计流量根据设计资料可知知:=3000m3/dd=125mm3/h=0.0035m3/s=35l/s根据食品工业废水水的变化系数数为1.5～2.0本设计Kz取1..8=Kz*Qd=1..8*0.0035=0..063设计参数：栅条间隙为b=110mm安装角度栅前流速单位栅渣过栅流速设计计算(1)确定栅前前水深根据最优水力断面面公式计算得得：h=(2)格栅间隙数数n（个）式中：(3)栅槽有效宽宽度B设计采用圆钢为栅栅条即s=0.001m（）选用阶梯式格栅RRSS-I--800型一台，格格栅有效宽度度为610mmm，设备宽宽度为8000mm，栅条条间隙为100mm，安装装尺寸为8885mm，整整台功率1..1实际过流量采用公公式：求得：实际m/s(4)通过格栅的的水头损失（m）式中：h1------计算算水头损失，mg-------重力加速度度，m/s2k-------格栅受污物物堵塞使水头头损失增大的的倍数，一般般取3------阻力力系数，其数数值与格栅删删条的断面几几何形状有关关见下表：栅条断面形状一般采用的尺寸((mm)公式说明正方形20×20ζ=[（b+s）/ε-11]²ε——收缩系数，一一般采用0.64圆形d=20ζ=β(s/b)e(4//3)形状系数β=1..79锐边矩形10×50ζ=β(s/b)e(4//3)β=2.42迎水面为半圆形的矩形d=1010×50ζ=β(s/b)e(4//3)β=1.83迎水、背水面均为为半圆的矩形形d=1010×50ζ=β(s/b)e(4//3)β=1.67(5)栅槽总高度度HH=h+h1+hh2=0.3++0.0822+0.3==0.68(()式中：h2-------栅前渠超高高，一般取00.3m(6)栅槽总长度度L式中：L1-------进水渠渐宽宽部分的长度度，mL2-------栅槽与出水水渠连接处渐渐窄部分长度度，mB1------进水水渠宽，m------进水水渐宽部分的的展开角，一一般取20°(7)每日栅渣量量W式中：W1------栅渣渣量，m3/103m3污水，当栅栅条间距为16~~255mm时，W1=0.055~~0.11当栅条间距距为30~~500mm时，W1=0.011~~0.003Kz------污污水总变化系系数污物的排出采用机机械装置：选选用LS200型螺旋输送送机，输送量量为4示意图如下：4.4配水井本设计采用圆形配配水井，中心心进水，周边边出水。配水水井的作用是是将污水均匀匀的分配到后后续的构筑物物，保证后续续构筑物的正正常运行。设设两个配水井井，一个开设设三个堰口，另另一个开设两两个堰口。设设停留时间为为20min，配水井的的高度为1..5m每个堰口的流量为为m3/d(1)三堰口配水水井进水管的的设计流量为为：(2)三堰口配配水井的直径径：m当进水管管径为==300mmm时，查水力力计算表，得得知v=0.288m/s<1.00m/s，满足设计计要求。(3)两堰口配水水井进水管的的设计流量为为：(4)两堰口配水水井的直径：：m当进水管管径为==200mmm时，查水力力计算表，得得知v=0.488m/s<1.00m/s，满足设计计要求(5)出水管直径径的设计流量量为当出水管管径为==200mmm时，查水力计计算表，得知知v=0.344m/s<1.00m/s，满足设计计要求4.5UASBB反应器设计说明UASB，即上流流式厌氧污泥泥床，集生物物反应与沉淀淀于一体，是是一种结构紧紧凑、效率高高的厌氧反应应器。设计参数设计参数选取如下下：容积负荷（）6kkg;污泥产率0.1;产气率0.5设计计算(1)设计水量Q=3000(2)反应器容积积计算UASB有效容积积：将UASB设计成圆圆形池子，布布水均匀，处处理效果好。取水力负荷q=00.5采用5座相同的UASBB反应器横截面积:实际表面水力负荷荷:(3)配水系统统设计本系统设计为圆形形布水器，每每个UASB反应器设48个布水点①参数:每个池子流量：②圆环直径计算：每个孔口服务面积积a在1～3之间，符合要求..可设3个圆环，最里面的的圆环设8个孔口，中中间设16个，最外面面设24个孔口.a：内圈8个孔口设设计服务面积：折合为服务圆的直直径：用此直径作一个虚虚圆，在该虚虚圆内等分虚虚圆面积处设设一实圆环，其其上布置8个孔口，则则圆的直径计计算如下：则b：中圈16个孔口口设计服务面积：折合为服务圆直径径为：中间圆环的直径如如下：则c：外圈24个孔口口设计服务面积：折合为服务圆直径径为：则外圆环的直径计计算如下：则得布水系统如下图所所示：(4)三相分离器器设计①设计说明三相分离器要具有有气、液、固固三相分离的的功能。它的的设计主要包包括沉淀区、回回流缝、气液液分离器的设设计。②沉淀区的设计由于沉淀区的厌氧氧污泥及有机机物还可以发发生一定的的的生化反应，产产生少量烦人人气体，这对对固液分离不不利，故设计计时应满足以以下要求：a：沉淀区水力表面面负荷1.00b：沉淀器斜壁角度度约为，使污污泥不致积聚聚，尽快落入入反应区内c：进入沉淀区前，沉沉淀槽底缝隙隙的流速d：总沉淀水深应e：水力停留时间介介于1.5～2.0h沉淀器（集气罩）斜斜壁倾角，沉沉淀区面积：：表面水力负荷符符合要求(3)回流缝设计计取示意图如下：式中：下三角集气罩之间间的污泥回流流缝中混合液液的上升流速速可用下式计计算：（）()，符合要要求上下三角形集气罩罩之间回流缝缝中流速可用用下式计算：：,为上三角形集集气罩回流缝缝之面积，取取回流缝宽CD=0.88m，上集气罩罩下底宽CA=5.00mDG=CD=0..8=0.61m()则符合要求确定上下三角形集集气罩相对位位置及尺寸，由由上图知：mmmmm由上述尺寸可计算算出上集气罩罩上底直径为为：mmmmmm(5)气液分离设设计d=0.01ccm（气泡），T=，，一般废水的净水的的，故取由斯托克斯公式可可得气体上升升流速为则：，,故满足要求(6)出水系统设设计每个UASB反应器沿沿周边设一条条环形出水渠渠，渠内侧设设溢流堰，出出水渠保持水水平，出水由由一个出水口口排出。①出水渠设计计算环形出水渠在运行行稳定，溢流流堰出水均匀匀时，可假设设为两侧支渠渠计算单个反应器流量为为7，侧支渠流流量为3.5。根据均匀匀流计算公式式：式中：计算：假定渠宽b=0..15m，渠高为0..15m则有：W=0.15hX=2h+0.115式中：h------渠渠中水深，mX-------渠湿周，m代入:即则有：解方程可得：h=0.04m可见渠宽b=0..15m，水深为0..04m则渠中水流流速约约为：符合明渠均匀流要要求。②溢流堰设计计算每个UASB反应器的的处理水量为为7，溢流负荷荷为1～2设计溢流负荷取ff=1.0，则则堰上水面总总长为：m设计三角堰，堰高高H=40mmm，堰口宽B=80mmm，堰上水头h=20mmm，则堰口水水面宽40mmm。三角堰数量出水渠的总长度为为:m设计堰板长，共共10块，每块堰10个80mm堰口口，10个间隙。堰上水头校核每个堰出流率为：：按三角堰计算公式：：则堰上水头为：m(7)UASB排排水管设计计计算单个UASB反应器排排水量7，选用DN200钢管排水，v约为0.444m/s，充满度为0.5，设计坡度度为0.00222。五台UASB反应器排排水量为35，选用DN3000，v约为0.8m/s，充满度为0.6，设计坡度度为0.00334。UASB反应器溢溢流出水渠出出水由短立管管排入DN200排水支管，再再汇入设于UASB走道下的DN300排水总管。(8)污泥系统设设计①产泥量的计算总产泥量为：每日产泥量为5773.8，每个UASB日产泥量为116.88。设污泥的含水率为为98%，因含水率率大于95%，取，则污泥产产量为：每池的排泥量为：：②排泥系统设计UASB两天排泥泥一次，各池池污泥同时排排入污泥浓缩缩池。各池排排泥管选钢管管，DN1500,四池合用排排泥管选用钢钢管DN200，该管按一一次排泥时间间为1.0h计，设计充充满度为0.6，v为0.90mm/s，底部与中中部设两个排排泥管道。(9)沼气管路系系统设计计算算①产气量计算每日产气量为：每个UASB反应器产产气量为：=23.9②沼气集气系统布置置集气室沼气出气管管最小直径DN为100，且尽量设设计不短于3300mm的的立管排气，若若采用横管出出气，其长度不不宜小于1550mm，每个集气气室设置独立立出气管至水水封罐。③沼气管道设计a:产气量计算算:每池产气量为233.9，则大集气气罩的出气量量为小集气罩的出气量量为该沼气容重为r==1.2，换算为计计算容重r’=0.6的出出气量分别为为:b:沼气管道压压力损失计算算沼气出气管流速分分别为：m/h=0.5m/sm/h=0.7m/s远远小于5m/ss，符合规范范对流速的要要求。沼气收集管道压力力一般较低，约为200～300mmm,其管道内气气体压力损失失可按下式计计算：式中：计算公式中查《给给水排水设计计手册》得=35000对大集气罩出气管管，DN1000,G144.5,LL15m，v0.5mm/s，则计算出出mm,局部损失失为mm，总压力损损失为mmm对小集气罩出气管管，DN1000,G199.3,LL10m，v0.7m/s则计算出mmm，局部损失失为mm,总压力损失失为mm可见沼气管道压力力损失均很小小。因此，对对于沼气贮柜柜之前的低压压沼气管道，可可以认为管路路压力损失为为0，这种水封封罐的水封取取与集气槽里里面的压力减减去沼气柜的的压力的值即即可，这种计计算方法偏于于安全。④水封罐的设计计算算示意图如下：水封器一般设于消消化反应器和和沼气柜或压压缩机房之间间，起到调节节和稳定压力力，兼作隔绝绝和排除冷凝凝水之用。UASB反应中大大集气罩中出出气气体压力力为,小集气罩中中出气压力为为,则两者气压压差为故水封罐中该两收收气管的水封封深度差为11.5m,,沼气柜压力力mm，取为0.44m，则在在忽略沼气管管压力损失时时，水封罐所所需最大水封封为m取水封罐总高度为为,水封罐直径径为18000mm，设进气管DN100钢三根，出出气管DN150钢一根，进进水管DN52钢一根，放放空管DN50钢一一根，并设液液面计⑤气水分离器气水分离器起到对对沼气干燥作作用，选用，钢钢制气水分离离器两个，串串联使用。气气水分离器中中预装钢丝填填料，在各级级气水分离器器前设置过滤滤器以净化沼沼气，在分离离器出气管上上装设流量计计、压力表及及温度计。⑥集气柜容积确定上述计算可知该啤啤酒厂日产沼沼气2868..8，则沼气柜柜容积应为平平均时产气量量的3h体积来确定定，即设计选用500钢钢板水槽内导导轨湿式贮气气柜（C-14166A）(10)UASBB其他设计①取样管设计为掌握UASB运运行情况，在在每个UASB上设置取样样管。在距反反应器底1.1～1.2m位置，污污泥床内分别别设置取样管管1跟，取样管管选用DN50钢管，取样样口设于距地地坪1.0mm处，配球阀阀取样。②UASB的排空由UASB池底排泥泥临时接上排排泥泵强制排排空。③检修a:入孔为便于检修，各UUASB反应器在距距地坪1.00m处设置人孔一一个。b:通风为防止部分容重过过大的沼气在在UASB反应器内聚聚集，影响检检修和发生危危险，检修时时可向UASB反应器中通通入压缩空气气，因此在UASB反应器一侧侧预埋缩空气气管c:采光为保证检修的采光光，除采用临临时灯光处，还还可移走UASB反应应器的活动顶顶盖或不设UASB顶盖。④给排水在UASB反应器布布置区设置一一根DN32供水管供补补水、冲洗及及排空中适用用。⑤安全要求a:UASBB反应器的所所有电器设施施，包括泵、阀阀、灯等一律律采用防爆设设备；b:禁止明火火火种进入该该布置区域，动动火操作应远远离该区及沼沼气柜；c:保持该区区域良好的通通风。4.6完全混合合曝气池示意图如下：1------活活门2-------导流板3-------沉淀区4-------叶轮5------整整流板66-------曝气区7-------裙边8-------回流缝设计参数确定根据经验确定下列列各项设计参参数：；;；；；;；;设计计算(1)计算曝气区区容积①计算曝气池进水浓浓度②计算曝气区容积采用两座曝气沉淀淀池，单池曝曝气区容积为为：(2)确定沉淀区区面积和容积积沉淀区按最大流量量设计，上升升流速采用0.3，停留时间间为1.0hh①沉淀区面积②沉淀区容积③沉淀区高度m(3)需氧量及充充氧量计算需氧量充氧量(4)选择曝气叶叶轮采用泵型叶轮，查查有关资料得得，当，叶轮直径径为1.0m，充氧能力力和所需功率率分别为：KW(5)确定曝气池池各部分尺寸寸采用,曝气区直直径为：m曝气区面积：(6)导流区直径径与宽度计算算污水在导流区下降降速度取，导流区面面积为：导流区外直径：m导流区宽度：m(7)曝气沉淀池池直径m(8)曝气沉淀池池各主要部分分尺寸①曝气区直壁高m曝气沉淀池直壁高高取1.3mm②曝气沉淀池斜壁与与水平夹角采采用③曝气沉淀池深取33.5m④曝气沉淀池斜壁高高m⑤曝气沉淀池池底直直径m(9)回流窗尺寸寸确定污水通过回流窗的的速度取，则回流窗窗孔面积为：：每池开15个回流流窗孔，每个窗孔孔面积为：采用250mm3300mm的的孔口，在孔口上上设置调节挡挡板，用以调调节污水回流流量(10)回流缝尺尺寸确定曝气区底直径取大大于池底0..2m，则：：m回流缝宽b取0..2m，顺流圈长长取0.5mm，则回流缝缝过水面积为为：回流缝内污水流速速：(11)曝气沉淀淀池实际容积积核算曝气沉淀池总容积积：曝气沉淀池结构容容积系数取5%，实际有效效容积为：沉淀区实际有效容容积为：曝气区（包括导流流区和回流区区）的实际有有效容积为：：本设计采用两座曝曝气沉淀池，每每座直径为113.3m，水深3.55m，超高取取1.2m，曝曝气筒总高度度为4.7mm曝气沉淀池各部分分尺寸如下表表1：区域计算所需/实际有效/总容积351曝气区180237沉淀区112.51144.7巴氏计量量槽巴氏计量槽的精确确度达95%～98%，其优点是是水头损失小小，底部洗刷刷力大，不易易沉积杂物。设设喉宽b=0.5mm,有效水深为为3.5m(1)计量槽的流流量为：式中：(2)巴氏计量槽槽的主要尺寸寸为：第5章污泥处理工艺的计计算5.1污泥量的的计算(1)完全混合曝曝气池的剩余余污泥量式中：(2)上流式厌氧氧污泥床的剩剩余污泥X’=573.8(3)总的污泥量量5.2污泥浓缩缩池示意图如下：设计说明采用一座幅流式圆圆形重力连续续式污泥浓缩缩池，用带栅栅条的刮泥机机刮泥，采用用静压排泥。参数取值混合液污泥含水率率一般为98%~~~~~99..5%混合污泥固体负荷荷宜采用25~~~~80kg/mm2.d浓缩后的污泥含水水率宜为97%~~~~98%浓缩停留时间112h~~~~~24h设计计算(1)浓缩池总总面积（kg/l）m3/d（m2）式中：M——固体通量【kg//（m2·d）】，对于剩余余污泥M为30——60，对于初沉沉污泥M为80——120P——含水率%C——进入浓缩池的污泥泥固体浓度kg/llQ——污泥总量m3//d(2)浓缩池的直直m(3)浓缩池工作作部分的高度度h1m式中：T——设计浓缩时间，TT≥12h，取污泥浓浓缩时间T=15hh(4)浓缩池高度度H1m超高h2=0.3m缓冲层h3=0..3m(5)浓缩后污泥泥体积=1.02（）式中：Q——需浓缩的污泥量1——分别为进泥和浓缩缩后污泥的含含水率，(6)贮泥区容积积计算按2h贮泥时间计泥量，则则贮泥区所需需容积＝2＝21.02＝2.004(m33)(7)池底坡度造造成的深度m式中：i———池底坡度，取0.05(8)泥斗深度(m)式中：——泥斗上、下口半径径m——斗壁倾角=660°(9)污泥斗容积积(10)污泥斗以以上梯形部分分污泥容积(11)总的贮泥泥区容积为符合要求(12)总高度m式中：h4——池池底坡度造成成的深度m——泥斗深度m(13)澄清液量量(14)进排泥管管进泥管选用DN1150的铸铁管，上上清液选用DN100mm铸铁管，取取排泥时间间间隔为20min，排泥管选选用DN150mm铸铁管