奶牛养殖场废水处理工程设计样本

目录一．总论1工程概况 32设计任务和内容 43基本资料 5二．工艺流程选取与拟定 1初沉池 62厌氧生物解决 63好氧生物解决 73.1氧化沟法 73.2接触氧化法 83.3生物滤池法 93.4序批式活性污泥法 94工艺流程 11三．重要设备及解决构筑物设计计算1设计流量拟定 122格栅渠 123集水池 144水力筛 155混凝沉淀池 155.1混合阶段 155.2絮凝阶段 155.3沉淀阶段 176调节池 207水解酸化池 207.1反映池容积 217.2配水系统 217.3出水系统 217.4填料系统 228厌氧反映器UASB 238.1反映机理 238.2工作原理 238.3设计计算 239配水池 3110好氧反映器SBR 3210.1设计参数 3210.2设定条件 3210.3设计计算 3311高效浅层气浮池 3712污泥解决系统 3812.1污泥产量 3812.2解决方式 3812.3集泥井容积 3812.4集泥井排泥泵 3912.5污泥浓缩 3913接触消毒池 4014重要构筑物及设备一览表 4115平面与高程布置 42参照文献 小结 附件 一．总论1工程概况近年来，国内工厂化生产大型奶牛厂发展迅速，并且规模不断扩大，生产规模从几千头发展到几十万头。但与此同步，由于规模化奶牛场往往建在大中都市近郊和城乡结合部，由于环境法规不健全，结识局限性，特别是资金短缺，绝大多数养殖场在建场初期未考虑到畜禽养殖废水如何解决。畜禽排放大量粪尿与养殖场大量废水，大多未经妥善回收运用与解决、处置即直接排放，对环境导致严重污染，产生极其不良影响。不少养殖场粪便随处堆积，污水任意排放，严重污染了周边环境，也直接影响着养殖场自身卫生防疫，减少了畜产品质量。畜禽养殖业已经成为或正在成为与工业废水和生活污水相称甚至更大污染源。本方案设计题目为某奶牛养殖场废水解决工程设计。2设计任务和内容（1）废水来源某奶牛养殖场排放废水重要为牛尿液和牛圈冲洗水。其中：以每头奶牛排牛尿0.035m3/d计，冲洗水以每头奶牛0.3m3/d计，废水产生量总计为400m3/d。（2）废水解决站设计规模考虑到废水产生波动性，为便于解决设施运营管理，废水解决站设计规模仿定为400m3/d。（3）设计进水水质依照监测成果及同类公司所排废水水质特性，设计进水水质为：COD3000-4000mg/L、BOD51800-2200mg/L、SS500-600mg/L、氨氮90-130mg/L、pH=7。（4）设计出水水质解决后出水水质满足《畜禽养殖业污染物排放原则》（GB18596-）原则规定。3基本资料废水中具有大量固体悬浮物，有机物、氨氮含量高，恶臭严重，这些废水如果不解决将使养殖厂臭气熏天、蚊蝇成群，地下水硝酸盐严重超标，少数地区传染病与寄生虫病流行。并且，污水不合格外排，对周边水系导致很大污染。当前国内对于畜禽养殖业废水解决办法重要有厌氧法，活性污泥法，生物接触氧化法等。普通均为几种办法组合，这些办法又受地区气候影响，厂区废水解决场地影响等。依照本工程项目详细状况，本工程设计采用厌氧法和序批式活性污泥法相结合办法来解决本工程污水。进水水质和排放原则规定:表1进水水质和排放原则项目PH值SS/(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)氨氮进水水质7.0500~6003000~40001800~220090~130排放原则6～920040015080二．工艺流程与选取1初沉池初沉池重要对废水中以无机物为主密度大固体悬浮物进行沉淀分离，当污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至0.02m/s如下，从而极大地减小了水流夹带悬浮物能力，使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥，而相对密度不大于1细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。沉淀池按水流方向来区别为平流式，竖流式及辐流式等三种。三种类型池子优缺陷及合用条件见表2：表2各类沉淀池优缺陷及合用条件优点缺点合用条件平流式对冲击负荷和温度变化适应能力较强，有效沉淀区大，沉淀效果好；施工简朴，造价低采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械排泥时，机件设备与驱动件均浸与水中，易锈蚀合用地下水位较高及地质较差地区；合用大、中、小型污水解决厂竖流式排泥以便，管理简朴；占地面积小对冲击负荷和温度变化适应能力较差；造价高；池径不适当太大合用水质不好小型污水解决厂辐流式采用机械排泥，运营较好，管理亦较简朴；池水水流速度不稳定；机械排泥设备复杂，对施工质量规定较高合用大、中型污水解决厂由于本设计所解决水量较小，属于小型污水解决站，且重要是对废水中粪便和BOD5、COD进行解决，因此选用平流式沉淀池。它具备沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应能力较强，施工简朴，造价低，各种池子易于组合为一体，节约占地面积等长处。2厌氧生物解决厌氧生物解决合用于高浓度有机废水（COD>mg/L,BOD5>1000mg/L）。它是在无氧条件下，靠厌氧细菌作用分解有机物。在这一过程中，参加生物降解有机基质有50％～90％转化为沼气（甲烷），而发酵后剩余物又可作为优质肥料和饲料。厌氧生物解决涉及各种办法，有化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反映器、两段厌氧解决法、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘和两相厌氧法等。废水厌氧解决办法重要有老式消化法、厌氧生物滤池法、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反映器。几种厌氧解决办法特点及优缺陷见表3：表3各类厌氧解决法特点及优缺陷反映法特点优点缺点老式消化法在一种消化池内进行酸化，甲烷化和固液分离设备简朴反映时间长，池容积大。污泥易随水流带走。厌氧生物滤池微生物固着生长在滤料表面。合用于悬浮物量低废水。设备简朴。能承受较高负荷。底部易发生堵塞。填料费用较贵。厌氧接触法用沉淀池分离污泥并进行回流。消化池中进行恰当搅拌，池内完全混合,能适应高有机物浓度和高悬浮物废水。能承受较高负荷。有一定抗冲击负荷能力，运营较稳定。负荷高时污泥会流失。设备较多，操作上规定较高。上流式厌氧污泥床反映器消化和固液分离在一种池内。微生物量特高。负荷率高，容积小，能耗低，不需搅拌。如设计不善，污泥会大量流失。池构造复杂。两段厌氧解决法酸化和甲烷化在两个反映器进行。能承受较高负荷，耐冲击。运营稳定。设备较多，运营操作较复杂。综合上所述并结合本设计污水特点，考虑采用较为成熟升流式厌氧污泥床(UASB)作为厌氧段反映器。3好氧生物解决老式活性污泥法、氧化沟法、接触氧化法、生物滤池法、序列间歇式活性污泥法（SBR），这四种是在禽畜养殖场废水解决中应用比较多好氧反映器。3.1氧化沟法氧化沟是在老式活性污泥法基本上发展起来持续循环完全混合工艺，是用延时曝气法解决废水一种环形渠道，平面多为椭圆形，总长可达几十米，甚至几百米以上。在沟渠内安装与渠宽等长机械式表面曝气装置，惯用有转刷和叶轮等。曝气装置一方面对沟渠中污水进行充氧，一方面推动污水作旋转流动。氧化沟多用于解决中、小流量生活污水和工业废水，可以间歇运转，也可以持续运转。氧化沟平面示意图见图1。图1氧化沟平面图氧化沟工艺具备如下特点：氧化沟沟渠长度较大，污水在氧化沟内停留时间长，污水混合效果好。可以不没初沉池，有机悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定限度；对水温、水质、水量变动有较强适应性；氧化沟曝气装置具备两个功能:供氧并推动水流以一定流速循环流动。污泥BOD负荷低，同延时曝气法，对水质和水量变动有较强适应性；污泥龄普通可达15到30天，为老式活性污泥系统3到6倍。可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢微生物，如硝化菌；如采用一体式氧化沟，可不单独设二次沉淀池，使氧化沟与二沉池合建。中间沟渠持续作为曝气池，两侧沟渠交替作为曝气池和二次沉淀池，污泥自动回流，节约了二沉池与污泥回流系统费用。氧化沟工艺缺陷：占地面积较大；在寒冷气候条件下，由于表面爆气器会导致表面冷却或者结冰，减少污水温度，而污水温度减少，对生化反映特别是硝化反映影响较大，对氧化沟不利。3.2接触氧化法生物接触氧化解决技术之一是在池内充填填料，已经充氧污水浸没所有填料，并以一定流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物新陈代谢功能作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化；生物接触氧化技术另一项技术实质是采用与曝气池相似曝气办法，向微生物提供其所需要氧，并起到搅拌与混合伙用。因而，生物接触氧化是一种结和活性污泥法与生物滤池两者之间生物解决技术。生物接触氧化法在工艺发面特点：由于曝气，在池内形成液、固、气三相共存体系，有助于氧转移，溶解氧充沛，适于微生物存活增殖；在生物膜上可以形成稳定生态系统与食物链，无污泥膨胀之虑；填料表面全为生物膜所布满，形成了生物膜主体构造，污水在其中通过起到类似“过滤”作用，可以有效地提高净化效果。生物接触氧化法在运营方面特点：对冲击负荷有较强适应能力，在间歇运营条件下，依然可以保持良好解决效果，对排水不均匀公司，更具备实际意义；操作简朴、运营以便、易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇；污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。生物接触氧化法重要缺陷是：如设计或运营不当，填料也许堵塞，此外，布水、曝气不易均匀，也许在局部部位浮现死角。3.3生物滤池法生物滤池是集生物降解、固液分离于一体污水解决设备。被解决原污水，从池上部进入池体，并通过由填料构成滤层，在填料表面形成由微生物栖息形成生物膜。在污水滤过滤层同步，由池下部通过空气管向滤层进行曝气，空气由填料间隙上升，与下流污水相接触，空气中氧转移到污水中，向生物膜上微生物提供充分溶解氧和丰富有机物。在微生物新陈代谢下，有机污染物被降解，污水得到解决。原污水中悬浮物及由于生物膜脱落形成生物污泥，被填料所截留，滤层具备二次沉淀池功能。生物滤池法工艺具备如下特点：气液在滤料间隙充分接触，由于气、液、固三相接触，氧转移率高，动力消耗低；本设备自身具备截留原污水中悬浮物与脱落生物污泥功能，因而，无需设沉淀池，占地小；以3-5mm小颗粒作为滤料，比表面积大，微生物附着力强；池内可以保持大量生物量，再由于截留作用，污水解决效果良好；无需污泥回流，也无污泥膨胀之虑，如反冲洗所有自动化，则维护管理业非常以便。3.4序批式活性污泥法序批式活性污泥解决系统（简称SBR）属于间歇式解决系统，是通过其重要反映器-曝气池运营操作而实现。曝气池运营操作，是由流入、反映、沉淀、排放、待机（闲置）五个工序所构成。这五个工序都在曝气池这一种反映器内运营、实行。运营操作五个工序示意图见图2。流入流入反映沉淀排放待机图2间歇式活性污泥法曝气池运营操作5个工序示意图序批式活性污泥法具备如下特点：在大多数状况下（涉及工业废水解决），无需设立调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀，普通状况下，不产生污泥膨胀现象；通过对运营方式调节，在单一曝气池内可以进行脱氮和除磷反映；应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，也许使本工艺过程实现所有自动化，而由中心控制室控制；运营管理得当，解决水水质优于持续式；加深池深时，与同样BOD-SS负荷其他方式相比较，占地面积较小；耐冲击负荷，解决有毒或高浓度有机废水能力强。近年来序列间歇式活性污泥法（SBR）解决养殖场废水越来越受到关注，该工艺相对比于其她工艺简朴、剩余污泥处置麻烦少、节约投资投资省、占地少、运营费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击，运营方式灵活，由于是静止沉淀，因而出水效果好、厌（缺）氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高，有较好脱氮除磷效果。且有通过氧化还原电位实时控制SBR反映进程报道，进一步提高了对氮磷去除效果、节约了能源和投资。因而选用序列间歇式活性污泥法（SBR）作为好氧段反映器。4工艺流程工艺流程图如下：图2污水解决工艺流程图本工程污水通过污水管网经格栅后用泵提高至集水池，再自流进入水力筛网，经初沉池沉淀后水自流进入调节池，再用污水泵送至酸化水解池提高生化性能，70%水量送入UASB反映器进行厌氧反映，经厌氧解决后出水自流进入配水池，与水解酸化池未经厌氧反映30%水量均匀混合后，出水自流进入SBR反映池进行生化反映，经SBR反映池出水自流进入浅层气浮池，最后流入既有养殖塘。格栅机、筛网污泥直接运至化肥厂。UASB反映器、SBR反映器、初沉池污泥排至污泥浓缩池，通过浓缩解决后进入带式脱水机进行脱水，滤饼外运，滤液回流至集水池进入再解决。UASB反映器产生沼气通过沼气收集系统集中后送至锅炉房进行燃烧。三．重要设备及解决构筑物设计计算1.设计流量拟定：平均流量：Qa=400m3/d=16.7m3/h=0.0046m3/s总变化系数：式中：Qa－平均流量，L/s；则：设计最大流量Qmax：Qmax=Kz×Qa=2.28×400=912m3/d=38m3/h=0.0105m3/s2格栅渠由于本工程废水重要为牛尿液和牛圈冲洗水两个方面构成，废水中具有大量固体悬浮物和大颗粒杂质，因而为防止废水中大量固体悬浮物，杂质堵塞，损坏后续解决设施，污水在进入集水池池前，设立两格栅井（一用一备）。栅条选矩形钢，栅条宽度S=0.01m，栅条间隙e=0.01m。安装倾角α=75°。最大设计污水量Qmax=720m3/d=0.0083m3/s，设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=0.6m/s。栅条间隙数n：栅条间隙n取为6。栅槽宽度B：B=S(n-1)+dn=0.01×(6-1)+0.01×6=0.11m栅槽宽度普通比格栅宽0.2-0.3m，栅槽实取宽度B=0.40m，栅条6根。进水渠道渐宽某些长度L1：式中：B1—进水渠道宽度，本设计取0.2m;α1—进水渠道渐宽部位展开角，普通α1=20°。则：栅槽与出水渠道连接处渐窄某些长度L2：过栅水头损失h1：式中：h0—计算水头损失k—格栅受污物堵塞后，水头损失增长倍数，栅条为矩形截面时取k=3ε—阻力系数ε=β（S/e）4/3，与栅条断面关于，为锐边矩形时取β=2.42则：h1=3*2.42*0.6*sin75º/2*9.81=0.21m栅前槽总高度H1：取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.3+0.3=0.60m栅后槽总高度H：H=h+h1+h2=0.3+0.21+0.3=0.81m，取为0.8m。格栅总长度：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tanα=2.1m每日栅渣量：=0.06m³/d本设计取单位体积污水栅渣量W1为0.15m3/1000m3由于W不大于，采用人工清渣。计算草图见图2：图2格栅计算图3集水池集水池用于污水过格栅后均衡水质水量，同步通过污水泵提高进入后续解决设备。依照本次设计污水量，设立水力停留时间HRT=20min，有效容积=13.0m3，规格3m×2m×2.5m，钢砼构造，地下式，计算过程如下：有效容积V：式中：Q—设计解决水量，m3/ht—停留时间，，取。=912*0.33/24=12.54m3则：=912*0.33/24=12.54m3池子面积F：12.54/2=6.27m2式中：h—有效水深h12.54/2=6.27m2则：池子总高H：式中：h1—池子超高，m，取=。则：4水力筛水力筛是污水解决或工业废水解决中用于过滤悬浮物、漂浮物、沉淀物等固态或胶体物质一种小型无动力分离设备。采用楔形条缝焊接不锈钢筛板制成弧形筛面或平面过滤筛面，待解决水通过溢流堰均匀分布到倾斜筛面上，固态物质被截留，过滤后水从筛板缝隙中流出，同步在水力作用下，固态物质被推到筛板下端排出，从而达到分离目。水力筛能有效地减少水中悬浮物(SS)，减轻后续工序解决负荷。依照污水量16,7m3/h和筛板缝隙1mm，本项目选用RHG-0518水力筛，共安装两台（一用一备）表3设备安装规格表型号筛板规格（宽度×长度）BB1进出口法兰PN0.6MPa重量（Kg）DN1DN2RHG-0518500×1800500640801005005混凝沉淀池5.1混合阶段向原水中投加混凝剂后，应在短时间内将药剂充分、均匀地扩散于水体中，这一过程称为混合。混合是获得良好絮凝效果重要前提。影响混合效果因素有诸多，如药剂品种、浓度，原水温度，水中颗粒性质、大小等，采用混合方式是最重要影响因素。混合设备基本规定是药剂与水混合迅速均匀。混合方式重要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。采用何种混合方式应依照净水工艺布置、水质、水量、药剂品种等因素综合拟定。由于本次设计污水量较小，选用GJH-100型管式静态混合器，玻璃钢材质，管径为DN100，加药管管径为DN32。5.2絮凝阶段絮凝过程就是在外力作用下具备絮凝性能微絮粒互相接触碰撞，从而形成更大稳定絮粒，以适应沉降分离规定。为了达到完善絮凝效果，在絮凝过程中要给水流恰当能量，增长颗粒碰撞机会，并且不使已经形成絮粒破坏。絮凝过程需要足够反映时间。在水解决构筑物中絮凝池是完毕絮凝过程设备，它接在混合池背面，是混凝过程最后设备。普通与沉淀池合建。絮凝池形式近年来有诸多，大体可以按照能量输入方式不同分为水力絮凝和机械搅拌絮凝两类。水力絮凝是运用水流自身能量，通过流动过程中阻力给液体输入能量。其水力式搅拌强度随水量减小而变弱。当前，水力絮凝形式重要有隔板絮凝、折板絮凝、网格絮凝和穿孔旋流絮凝。相应构筑物为隔板絮凝池、折板絮凝池、网格絮凝池、旋流絮凝池。机械絮凝是通过电机或其她动力带动叶片进行搅动，使水流产生一定速度梯度。絮凝过程不消耗水流自身能量，其机械搅拌强度可以随水量变化进行相应调节。由于本设计污水解决量较小，使用水力絮凝装置体积过小、设备安装不便，因而使用机械絮凝装置，设计计算如下：反映池有效容积V：式中：Q—设计解决水量，m3/h；t—反映时间,普通20～30min。反映池串联格数及尺寸：反映池采用3格串联,每格有效尺寸为：B=1.5m，L=1.5m，H=1.5mV=3B·L·H=3×1.5×1.5×1.5=10.1m3反映池超高取0.3m。池子总高度为1.8m。取JBJ1-900型桨式搅拌机，搅拌机外形见图3，详细参数见表3。图3JBJ1-900型桨式搅拌机示意图表3JBJ1-900型桨式搅拌机详细参数单位：mm参数LDD1D2D3n×dJBJ1-90015009001001752104×⏀19叶轮中心点旋转半径R=450mm每台搅拌机桨板中心点旋转线速度取：第一格：v1=0.5m/s第二格：v2=0.35m/s第三格：v3=0.2m/s每台搅拌机每分钟转速为：第一格：第二格：第三格：隔墙过水孔面积按下一档桨板外缘线速度计算，则搅拌机外缘线速度分别为：第二格：第三格：每条生产线设计流量为Q=400m3/d=0.0046m3/s第一、第二格絮凝池间隔墙过水孔面积为Q/v2’=0.0046/0.7=0.0066m2第二、第三格絮凝池间隔墙过水孔面积为Q/v3’=0.0046/0.4=0.0118m25.3沉淀阶段初沉池重要对废水中以无机物为主密度大固体悬浮物进行沉淀分离。初次沉淀池有平流式、竖流式、辅流式及斜板(管)四种。选用平流式沉淀池，它具备沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应能力较强，施工简朴，造价低等长处。设立水力停留时间HRT=8.0h，有效容积=200m3，规格14.5m×4.0m×5.3m，钢砼构造，半地下式。5.3.1配水系统渠宽b=0.20m，水深h=0.03m，渠深设计为0.25m，渠长6m。则渠中水流流速约为：＞0.40m/s5.3.2出水系统出水堰形式及尺寸：式中：—堰长m；—出水堰负荷，，取1.0；—设计流量，m3/s；则：，取堰长L=5m。共四格出水堰，每堰进水流量为0.00087m3/s，每格堰长为1m，出水收集器采用UPVC自制90º三角堰出水。直接查第二版《给排水设计手册》第一册惯用资料P583页，当设计水量为=3.125m3/h时，过堰水深为70mm，堰宽设为140mm，堰口间隔60mm，共80个三角堰。堰上水头：式中：—堰上水头m；—每个三角堰出流量，m3/s；则：m集水水槽宽B：式中：—集水水槽宽，m；—设计流量，m3/s；为保证集水槽设计流量在安全范畴内，设立安全流量则B=0.0063m，因而水槽宽取60mm。集水槽深度h：集水槽临界水深：式中：—集水水槽宽，m；—安全设计流量，m3/s；则：m集水槽起端水深：式中：h0—起端水深m；则：h0=0.052m；取；h0=50mm设出水槽自由跌落高度：。则集水槽总深度h=0.015+0.1+0.05=0.165m。5.3.3排泥系统污泥总量式中：V—初次沉淀污泥量，m3/d；Q—污水流量，m3/d；η—去除率，%；（初次沉淀池η以60%计）C0—进水悬浮物浓度，mg/L；（进水悬浮物浓度C0为1800mg/L）P—污泥含水率取97%，%；ρ—沉淀污泥密度，以1000kg/m3计。则：V=14.4m³/d，排泥间隔为一天两次，设立1个污泥斗，则污泥斗容积应大7.2m3。污泥斗容积式中：s1—污泥斗上口面积，m2；s2—污泥斗下口面积，m2。则：V=8.06m3因而污泥斗上口为3.0m3.0m，下口为0.5m0.5m，高度为2.0m。斗内污泥可用静水压或水射泵排除。沉淀池总高度h=5.3m式中：－沉淀池超高，m，取h1=0.5；－沉淀区有效高度，m；－缓冲层高度，m，采用机械刮泥，取h3＝0.5m；－污泥区高度，m。`6调节池所有进入废水解决系统废水,其水质和水量随时都也许发生变化,这对废水解决构筑物正常运转非常不利,水质和水量波动越大,解决效果就越不稳定,甚至会使废水解决构筑物遭受严重破坏。为减少水质和水量变动对废水解决工艺过程影响,在进水处应设立调节池,以均和水质和均衡水量。使后续解决构筑物在运营期间能得到均衡水量和均和水质,达到抱负解决效果。依照本次设计污水量，设立水力停留时间HRT=8.0h，有效容积=200m3，规格16m×4.0m×3.5m，钢砼构造，半地下式，计算过程如下：有效容积V：式中：t—停留时间，，取。则：V=16.7*8=133.6m3池子面积F：式中：h—有效水深，m。则F=133.6/3=44.5m²：池子总高H：式中：h1—池子超高，m，取h1=。则：7水解酸化池水解酸化池是水解和酸化两个过程在一种池内完毕构筑物。在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质；在酸化阶段，碳水化合物降解为脂肪酸，重要产物是醋酸、丁酸和丙酸。此外，有机酸和溶解含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和少量CO2、N2和H2。重要目是将原废水中非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水．重要将其中难生物降解有机物转变为易生物降解有机物，提高废水可生化性，以利于后继好氧生物解决。7.1反映池容积式中：—总变化系数，取；Q—设计流量，m3/h，Q=16.7m3/h；HRT—水力停留时间，，取HRT=4则V=100.2m3设立单池宽为4m，有效水深为3m，超高取为，水解酸化池池长为10m7.2配水系统采用总管进水，管径为DN80，池底分支式配水，支管为DN50，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm，均匀布置在池底。7.3出水系统出水堰形式及尺寸：式中：—堰长m；—出水堰负荷，，取1.5；—设计流量，m3/s；L=3m出水收集器采用UPVC自制90º三角堰出水。直接查第二版《给排水设计手册》第一册惯用资料P683页，当设计水量为Q=16.7m3/h时，过堰水深为120mm，堰宽设为240mm，共20个三角堰。堰上水头：式中：—堰上水头m；—每个三角堰出流量，m3/s；则：h1=0.03m。集水水槽宽B：式中：—集水水槽宽，m；—设计流量，m3/s；为保证集水槽设计流量在安全范畴内，设立安全流量则Q=0.11m，因而水槽宽取120mm。集水槽深度h:集水槽临界水深：式中：—集水水槽宽，m；—安全设计流量，m3/s；则：。集水槽起端水深：式中：h0——起端水深m；则：h0=0.106m；取h0=110mm；设出水槽自由跌落高度：。则集水槽总深度h=0.24m7.4填料系统采用软性填料，具备解决废水浓度高、空隙可变、不易堵塞、重量轻、比表面积大、组装简便等长处。填料支架用焊接钢管，外加防腐漆。设计填料层高2.5m。填料在水解酸化池中布置较少，加大填料间距，防止堵塞。填料束间距离为80mm，单元直径Φ150mm每个水解酸化池长×宽＝10m×4.0m，因此水解酸化池中填料束为4000×10000÷(230×230)＝756（束）。8厌氧反映器UASB8.1反映机理厌氧反映重要是运用厌氧微生物以粪料中糖和氨基酸为养料生长繁殖。进行沼气发酵。粪料含水量较低(60％～70％)以乳酸发酵为主，粪料含水量高(>80％)则以沼气发酵为主。其长处是无需通气和翻堆，能耗省，费用低，厌氧生物解决可大量除去可溶性有机物，去除率可达70％～85％，并且可杀死传染性病菌，有助于防疫。运用厌氧发酵技术，可以减少臭味和降解有机污染物，同步回收储存在有机物中能量作为能源。8.2工作原理废水被尽量均匀引入反映器底部，污水向上通过包括颗粒污泥或絮状污泥污泥床。厌氧反映发生在废水和污泥颗粒接触过程。在厌氧状态下产生沼气（重要是甲烷和二氧化碳）引起了内部循环，这对于颗粒污泥形成和维持有利。在污泥层形成某些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着气体向反映器顶部上升。上升到表面污泥撞击三相反映器气体发射器底部，引起附着气泡污泥絮体脱气。气泡释放后图4UASB工作原理图污泥颗粒将沉淀到污泥床表面，附着和没有附着气体被收集到反映器顶部三相分离器集气室。置于极其使单元缝隙之下挡板作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区絮动，会阻碍颗粒沉淀。包括某些剩余固体和污泥颗粒液体通过度离器缝隙进入沉淀区。8.3设计计算8.3.1设计参数（1）设计温度T=25℃（2）容积负荷污泥为颗粒状污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD,产气率0.4m3/kgCOD设计水量Q=400m3/d=16.7m3/h=0.0046m3/s。8.3.2水质指标表4水质指标表水质指标COD（mg/L）BOD（mg/L）进水水质3000~40001800~2200设计去除率70%72.8%设计出水水质12004008.3.3反映池容积采用容积负荷法：V=QS0/NV式中：V—反映池有效容积(m3)S0—进水有机物浓度(kgCOD/L)则：V=480m3实际体积取为500m3,停留时间为3d，因而采用一座2m5m5m为一单元，总体积为10m10m5m两池矩形UASB反映器。8.3.4配水系统设计原则进水必要要反映器底部均匀分布，保证各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；应满足污泥床水力搅拌需要，要同步考虑水力搅拌和产生沼气搅拌；易于观测进水管堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。布水管道尾端最佳兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞管道与布水器两池共用一根DN80进水干管，采用一管一孔方式配水，干管分为四根DN50支管，每根管上有五个配水器，配水器入口管径为DN25，每一种配水器上有10个孔，共200个孔，每个孔孔径为DN18。8.3.5三相分离器设计原则UASB最重要设计环节是反映器内三相分离器设计，它直接影响气、液、固三相在反映器内分离效果和反映器解决效果。对污泥床正常运营和获得良好出水水质起十分重要作用，依照已有研究和工程经验，三相分离器应满足如下几点规定：沉淀区表面水力负荷<1.0m/h；三相分离器集气罩顶以上覆盖水深可采用0.5～1.0m；沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，污泥不积聚，尽快落入反映区，沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m；进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙流速≤2m/h；分离气体挡板与分离器壁重叠在20mm以上；集气室隙缝某些面积应当占反映器所有面积15％～20％，在集气室内应当保持气液界面以释放和收集气体，制止浮渣层形成；反射板与隙缝之间遮盖应当在100～200mm以避免上升气体进入沉淀室；在出水堰之间应当设立浮渣挡板。出气管直管应当充分以保证从集气室引出沼气，特别是有泡沫状况。在集气室上部应当设立消泡喷嘴，当解决污水有严重泡沫问题时消泡。设计计算UASB计算示意图见图5，设下三角型集气罩斜面水平角，上三角型集气罩斜面水平角，三相分离器液面保护高度=0.5，下三角型高度，单元三相分离器宽度。沉淀区表面负荷：q=Q/A=0.125m3(m2h.)取上某些离区水力停留时间2，则上三角型罩顶水图5UASB计算示意图深：h2=qt=0.25下三角集气罩宽：下三角集气罩回流缝宽度：计算集气罩单元个数：组回流缝总面积：设计上三角集气罩回流缝回流缝总面积：占总反映器面积比例=30.0%>20%(符合规定)下三角回流缝混合液上升速度：m/h上三角回流缝混合液上升速度：BC*V1/V2=0.44*0.14/0.14=0.44，，取延AB方向水流速度：Va=Ur*AB/BC=0.14当气泡直径不大于等于0.1，则气泡周边水流呈层流状态，，这时气泡上升速度以斯托克斯公式计算为准，气泡上升速度：取气泡直径0.1，废水密度1.11，甲烷密度0.65，重力加速度9.8，动力粘滞系数1.8，碰撞系数0.95，把上面单位统一化成形式，可计算出。由上面可知，>，符合设计规定。再依照几何关系，上三角集气罩高度，则上三角集气罩底部到下三角集气罩底部距离：整个三相分离器高度,整个UASB反映器高度：8.3.6出水系统设计原则出水系统设计在UASB反映器设计中也占有重要地位。由于出水与否均匀也将影响沉淀效果和出水水质。为了保持出水均匀、沉淀区出水系统普通采用出水渠(槽)。普通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。惯用布置形式有两种，如图6所示。出水渠宽度常采用20cm，水深及渠高由计算拟定。图6出水系统布置形式图6(b)出水渠特点是出水渠与集气罩成一整体。有助于装配化和整体安装，简化施工过程。普通出水渠前设挡板，可防止漂浮物随出水带走，可提高出水水质。当所解决废水中含悬浮固体较高，设立挡板是很必要。如果沉淀区水面漂浮物很少，有时也可不设挡板。设计计算每个UASB反映器（共4个）沿中心线设一条出水堰，汇聚至周边出水渠，渠内侧设溢流堰，出水渠保持水平，出水由一种出水口排出。单个反映器出水堰流量6.25m3/h=0.0017m3/s。出水渠：依照均匀流计算公式：、、式中：q—渠中水流量，m3/s；i—水力坡度，定为i=0.005；K—流量模段，m3/s；C—谢才系数；W—过水断面面积，m2；R—水力半径，m；n—粗糙度系数，钢取n=0.012。则：m3/s假定渠宽b=0.20m,则：W=0.20hX=2h+0.20R=W/X=0.20h/(2h+0.20)式中：h—渠中水深，m；X—渠湿周，m。则：解方程得：h=0.043m，取为0.045m。可见渠宽b=0.20m，水深h=0.045m，渠深设计为0.25m，渠长10m。则渠中水流流速约为＞0.40m/s符合明渠均匀流规定。出水堰：每个UASB反映器解决水量0.0017m3/s，溢流负荷为1～2L/(m·s)。设计溢流负荷取=1.5L/(m·s)，则堰上水面总长为：堰上水面总长取25m，堰口宽B=80mm，每个堰口间隔120mm，堰上水头h1=20mm，则三角堰数量为：个每个堰出流率为：q=0.000004m3/s按90°三角堰计算公式：<堰上水头为：<20mm设计合理出水堰宽：式中：—出水堰宽，m；—设计流量，m3/s；为保证集水槽设计流量在安全范畴内，安全流量B=0.083m因而水槽宽取200mm。出水堰临界水深：式中：—出水堰宽，m；—安全设计流量，m3/s；则：m。出水堰起端水深：式中：——起端水深m；则：m；取；设出水槽自由跌落高度：。则出水堰总深度m取水在管中流速为，式中：—出水管直径，mm；—过堰流速，m/s；则：m，取DN80管。8.3.7排泥系统依照厌氧生物解决污泥产量取r=0.12kgVSS/kgCOD。流量Q=12.5m³/h，进水COD浓度为4000mg/L，COD去除率为70％。UASB反映器总产泥量：依照VSS/SS为0.8，泥含水率为98％，则污泥产量：Ws=6.3m3/d8.3.8产气系统依照产气率：r=0.4m³/kgCOD

则产气量：Gi=Q•S0•Er

=24.5m³/h依照三相分离器特点,每个集气罩分别引一根出气管,管径为DN100。8.3.9加碱系统在厌氧生物解决中，产甲烷菌最佳节pH值是6.8~7.2，由于厌氧过程复杂性，很难精确测定和控制反映器内真实pH值，这就要和靠碱度来维持和缓冲，普通碱度要~5000mgCaCO3/L时，就会导致其pH值下降，因此，反映器内碱度须保持在1000mgCaCO3/L以上，由于为保证厌氧反映器内pH值在恰当范畴内，必要向反映器中直接加入致碱或致酸物质。间接调节pH值。重要致碱药物有：NaCO3、NaHCO3、NaOH以及Ga(OH)2。在UASB反映器中安装pH批示仪，并在加碱管路上设有计量装置，将计量装置和pH批示仪用信号线连接起来，依照UASB反映器中pH值大小来调节加碱量，当UASB反映器中pH值过低时，打开加碱管路上开关，往UASB反映器中加碱，使pH值下降；反之，当UASB反映器中pH值过高时，关闭加碱管路上开关，停止加碱，使pH值上升。8.3.10其她设计取样管设计为掌握UASB运营状况，在每个UASB上设立取样管。在距反映器底1.1～1.2m位置，污泥床内分别设立取样4根，各管相距1.0m左右，取样管选用DN50钢管，取样口设于距地坪1.0m处，配球阀取样。检修人孔：为便于检修，UASB反映器距地坪1.0m处设Ф800mm人孔一种。通风：为防止某些容重过大沼气在UASB反映器内汇集，影响检修和发生危险，检修时可向UASB反映器中通入压缩空气，因而在UASB反映器一侧预埋压缩空气管（由鼓风机房引来）。9配水池由于SBR反映池由两个反映池间歇运作，并且需要与一某些来自水解酸化池原水混合，因而设立配水池使后续SBR解决正常运营。依照本次设计污水量，设立水力停留时间HRT=4.0h，有效容积=100m3，规格10m×2.5m×5.0m，钢砼构造，半地下式，计算过程如下：有效容积V：（8-61）式中：—停留时间，，取。则：池子面积F：（8-62）式中：—有效水深，m。则：F=14.84m²池子总高H：（8-63）式中：h1—池子超高，m，取h1=。则：10好氧反映器SBR10.1设计参数设计温度T=20℃日最大设计水量Qmax=1.5Q=1.5400m3/d=25m3/h=0.007m3/s。进水生化需氧量BOD5浓度Cs=400mg/L在低负荷运营时，每流入1KgSS约为0.75Kg污泥量。10.2设定条件反映池数2池反映池水深H=5m活性污泥界面上最小水深0.5m排出比m=1/4MLSS浓度CA=4000mg/lBOD-SS负荷L=0.10KgBOD/Kg·SS·d表5水质指标表水质指标COD（mg/L）BOD（mg/L）进水水质1200400设计去除率91.6%92.5%设计出水水质1002010.3设计计算10.3.1曝气时间10.3.2沉淀时间初期沉降速度：Vmax=4.6×104×CA－1.26则：Vmax=4.6×104×4000－1.26=1.3m/h必要沉淀时间为：式中：m—排出比δ—活性污泥界面上最小水深（m）Vmax—活性污泥界面初期沉降速度（m/h）则：10.3.3排出时间排出时间2h与沉淀时间共计为3.3h。10.3.4周期时间T≥TA＋TS＋TD=6.1＋3.3=9.4h则周期次数为：取n=2，每一周期为12h。10.3.5进水时间TF=T/N=12/2=6h按上述成果，1个周期见图7：进水（进水（2h）曝气（6h）排出（2h曝气（6h）排出（2h）沉淀（1h）·········图7SBR池周期运营图10.3.6反映池容积各反映池容量为：式中:V—各反映池容量（m3）1/m—排出比n—周期数（周期/d）N—每1系列反映池数量q—每1系列污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）则：V=900m³10.3.7需氧量以2.0KgO2/KgBOD计算，则：OD=1000×400×10－3×2.0=800KgO2/d，此处相称于一种周期所需氧量OD，周期数n=2，反映池数以2池计，则单池需氧量为：，以曝气时间为TA=6h为周期需氧量OD为：。10.3.8曝气系统曝气装置性能在序批式活性污泥法中，由于在同一反映池内进行活性污泥曝气和沉淀，因而，曝气装置必要是不堵网孔装置。此外，需氧量关系到去除BOD量、存在于反映池内生物量、硝化量和脱氮量，因而，当拟定曝气装置供氧能力时，不但要考虑有机碳化合物去除和活性污泥自身氧化需氧量，并且在发生硝化时，还要考虑硝化反映时需氧量和随脱氮反映减少需氧量。对于池内搅拌能力，在序批式活性污泥法中，由于设有厌氧段，有时要进行生物脱氮和脱磷，因此最佳具备不曝气仅进行搅拌性能。曝气装置型式曝气装置用于完全混合池时，可采用水下机械搅拌式、气液混合喷射式、螺杆式等。用于循环水渠时，可采用卧轴式、立轴式、螺杆式、轴流泵式、螺旋桨式、气液混合射流式等型式。曝气装置供氧能力（SOR）依照需氧量进行污水温度和大气压换算：式中：SOR—T1℃时必须供氧能力（Kg/h）CSW—清水T1℃氧饱和浓度（mg/l）CS—清水T2℃氧饱和浓度（mg/l）T1—以曝气装置性能为基点清水温度（℃）T2—混合液水温（℃）（7、8月份平均温度）CA—混合液DO（mg/l）α—Kla修正系数高负荷法0.83低负荷法0.93β—氧饱和温度修正系数高负荷法0.95低负荷法0.97P—解决厂大气压（mmHg绝对大气压）此处，混合液水温20℃，混合液DO浓度1.5mg/l，池水深5m。SOR=43.0(KgO2/h)一种反映池内装置2台曝气装置，1台供氧能力（Or）应为：鼓风机房布置鼓风机房平面尺寸（12×8）m2，鼓风机房净高5.0m。鼓风机机组间距不不大于1.5m。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部进风百叶窗进入，由鼓风机进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上装设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。10.3.9出水系统原则水位为4.44m，最低水位为3.33m，因而需要排出污水体积为200m3，周期数n=2，排出时间TD=2h，每池负荷量（QD）为每池设1台排出装置，每台排出负荷（Q′）为.上清液排水装置选取两台滗水器，型号为XBS-50，滗水器在原则活性污泥法二次沉淀池中是没有，而为本法所特有，由于必要进行机械和电气操作，故也许会发生故障等事故，使上清液排出不能进行。因而，在发生事故时，就要靠事故用排水装置迅速地排出上清液。作为事故用排水装置，可采用固定在水下排水口。此外，考虑到进水量超过接纳能力状况，可设立溢流设备。为了不使反映池水面上浮渣随解决水一起流出，故在排水装置上必要采用防止浮渣流出办法。10.3.10排泥系统设计日平均污水量（每池）150m3/d污水进水SS浓度500mg/lBOD-SS负荷0.10Kg-BOD/KgSS·d设定浓缩污泥浓度2.5%设计污泥干固体量：污泥干固体量（Kg/d）=流量（m3）×SS（mg/l）×产率/1000式中：污泥干固体产率大体为0.75则：污泥干固体量（Kg/d）=300m3/d×1000mg/l×0.75÷1000=225kgSS/d依照：泥含水率为98％，则：序批式活性污泥法中，由于不设初沉池，污泥产量所有作为剩余污泥。剩余污泥产量随着BOD-SS负荷而变化。用于污泥解决设施设计上设计污水量，虽使用了日最大污水量，但由于在小规模设施中，污泥产量变化能在水解决系统内部或污泥贮存设备中收纳，大多还能通过脱水和运营时间相应调节因而在小规模设施污泥解决设施设计中，原则上采用设计日平均污水量。污泥浓缩槽贮泥区干固体负荷设排泥频度为2次/d，按图8所示，要获得2.5%浓度浓缩污泥，排泥高度约为50cm，此时干固体负荷，按图9为25Kg/m2·d。图8浓缩污泥排出高度和污泥浓度关系图9浓缩污泥排出高度和固体负荷关系反映池浓缩槽形状污泥浓缩槽贮泥区断面积为：112Kg/d÷25Kg/m2·d≈4.5m2现假设深度为1m，则宽度为4.5m2÷1m=4.5m污泥流入某些断面积，假设为污泥浓缩槽贮泥区断面积1/3，则为1.5m2。污泥流入某些开口面积，假设为污泥浓缩槽贮泥区25%，则为1.12m2。11高效浅层气浮池高效浅层气浮系统是一种先进迅速气浮系统，改老式气浮静态进水、动态出水为动态进水、静态出水，即把具有附有微气泡悬浮颗粒混合污水进入气浮池内时候，使出流装置移动，混合废水水平流速相对出流装置为零，从而抑制了槽内紊流，因而能进行平稳气浮分离(即所谓“零速度原理”)，浮选体上升速度达到或接近理论升速，极大地提高了解决效率，使废水在浅层气浮槽中停留时间由老式30～60min减至3min，并且集凝聚、撇渣、排水、排泥为一体，是一种高效废水解决装置。依照解决水量16.7m3/h，回流比30%，采用扬州腾飞环境工程设备有限公司CQF-3200高效浅层气浮池，详细参数表见表6。表6高效浅层气浮池详细参数表型号池径(mm)解决量(m/h)主机总功率(KW)工作负载

(t)配溶气系统功率(KW)反映器参数加药搅拌功率(2台)(KW)尺寸φD×H(m)搅拌功率(KW)工作重量(T)CQF35Φ3200351.8516.87φ1.5×2.30.344.20.74式中：V—气浮池污泥量，m3/d；Q—污水流量，m3/d；η—去除率，%；（气浮池η以80%计）C0—进水悬浮物浓度，mg/L；（进水悬浮物浓度C0为350mg/L）

P—污泥含水率取98%，%；ρ—沉淀污泥密度，以1000kg/m3计。

则：V=5.6m³/d，排泥间隔为一天一次，污泥斗容积应不不大于5.6m3。12污泥解决系统12.1污泥产量依照前面计算知，有如下构筑物排泥：表7污泥产量总表产泥构筑物产泥量污泥含水率P平流沉淀池10.8m3/d97.0%UASB6.3m3/d98.0%SBR11.25m3/d98.0%气浮池4.2m3/d98.0%则污水解决系统每日总排泥量为33.95m3，取为40m3/d。12.2解决方式污水解决系统各构筑物所产生污泥每日排泥一次，用泵集中到污泥集泥井，然后再由污泥井打至污泥浓缩池，经浓缩后再由污泥泵送至脱水机房脱水，形成泥饼外运堆肥。污泥浓缩池为间歇运营，运营周期为24.0h。其中各构筑物排泥，污泥泵抽送污泥时间2.0h。污泥浓缩时间19.0h浓缩排水与排泥时间2.0h，闲置时间1.0h。12.3集泥井容积考虑各构筑物间歇排泥，每日总排泥量为40m3，需在2.0h内抽送完毕，集泥井容积拟定为污泥泵提高流量10min体积，即3.3m3。集泥井有效泥深为1.5m，则平面面积应为集泥井平面尺寸为2.0×1.5m2，地下式，池顶加盖，由潜污泵抽送污泥。12.4集泥井排泥泵集泥井中安装潜污泵两台，一用一备。选用NL80A-12潜污泵，配双泵双导轨自藕底座100GAK。该泵技术性能为Q=100m3/h，扬程13m，电动机功率N=7.5kw，效率为65%，泵重390kg。安装所占平面尺寸1690mm×650mm，集泥井顶盖最小开口尺寸1500mm×700mm。集泥井最低泥位-4.5m，浓缩池最高泥位3.0m，则排泥泵抽升所需净扬程7.5m。排泥富余水头2.0m，污泥泵吸水管和出水管压力损失为3.0m,则污泥泵所需扬程为Hh=7.5+2.0+3.0=12.5m。12.5污泥浓缩12.5.1设计阐明污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，运营周期为12.0h，其中进泥2.0h，浓缩9.0h，排水和排泥2.0h。浓缩前污泥量为40m3，含水率P=98%。12.5.2容积计算浓缩9.0h后，污泥含水率为95.0%，则浓缩后污泥体积为则污泥浓缩池所需容积应不不大于40+16=56m312.5.3工艺构造尺寸设计污泥浓缩池1个。池平面设计为圆形，直径为4m，则净面积为50.24m2。设计浓缩池上部柱体高度为3.0m，其中泥深2m，柱体某些污泥容积为50.24×2=100.48m3。浓缩池中心下部为锥斗，坡度0.14，上口半径为2.0m，下口半径为1.5m，锥斗高为0.7m，则污泥斗容积为V==m3浓缩池池顶标高为3.5m，池内底标高为3.0m。12.5.4排水和排泥排水：浓缩后池内上清液运用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设四根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔2.0m、0.6m、