树脂公司废水处理

某树脂公司废水处理设计河南城建学院某树脂公司废水处理设计摘要本设计题目为“某树脂公司废水处理设计”。该工程所处理的污水主要是由设备和地面清洗废水组成。其混合污水平均日设计流量为Q=1200m3/d，总变化系数为K=2.0。设计水质经环境保护部门监测，废水主要污染物为COD、SS、BOD，设计原水水质为BOD5=8000mg/L、CODCr=18000mg/L、SS=12000mg/L、pH=6.0;处理后排放标准为：BOD5≦20mg/L、CODCr≦90mg/L、SS≦70mg/L、pH=6~9、色度=40。本设计的特点是根据树脂公司废水中含有大量的生化性较差的高分子聚合物的特点，采用UASB反应器首先进行处理，增加污水的可生化性，同时去除部分有机物，然后再利用生物接触氧化池进行好氧处理。本设计中，污水首先经过格栅，可以去除较大的悬浮固体并进入调节池进行水质水量的调节，然后用提升泵提升到絮凝斜管沉淀池，以沉淀去除部分COD和大部分悬浮物（SS）。从絮凝斜管沉淀池中出来的水流入UASB反应器进行厌氧消化，把大分子或难溶性有机物转化为小分子或溶解性有机物。其中厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。经UASB反应器处理后的水流入生物接触氧化池中进行好氧处理，进一步降低废水的有机物浓度。经好氧池处理后的水进入辐流式沉淀池，继续去除悬浮物和有机物。由此出来的水可以达标排放。来自调节池、絮凝斜管沉淀池、UASB反应器、辐流式沉淀池的污泥通过重力流到重力污泥浓缩池进行浓缩，经浓缩后的污泥由泵抽到脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。关键词:絮凝斜管沉淀池;UASB;生物接触氧化;辐流式沉淀池;重力浓缩池AbstractThisdesignistitled"aresincompanywastewatertreatmentdesign".Theprojectofsewageismainlycomposedofequipmentandsurfacecleaningwastewatercomposition.TheaveragedaymixedwastewaterforQ=1,200designflowcoefficientoftotalchangeK=2.0.Designbytheenvironmentalprotectiondepartmentsofwaterqualitymonitoring,wastewatertreatmentformajorpollutantsCOD,SS,BODrawwaterquality,designfor:BOD5=80mg/L,CODCr=18,000mg/L,SS=12,000mg/L,pH=6.0,processedemissionsstandardsfor:BOD5≦20mg/L,CODCr≦90mg/L,SS≦70mg/L,pH=6~9,chroma=40.Thisdesign,thefirstofallthespacewhichcangetridofsuspendedsolidsandintothepoolofwateronthequalityoftheregulation,andapumptothepromotionofthesedimentarybasins'srunoff,insettlingtheremovaloftheparts,andmostofthesuspensionof(SS).fromafavouriteofthesedimentarybasinsrunoutintothewaterreactoruasbaanaerobic,andtheorganicmoleculesortosolubleintosmallmoleculesorsexualorganicsolvents.Whichanaerobicprocessofbeingcollectedaboutmethanegascabinet.thereactoruasbthewaterflowsintocontactwiththebiologicaloxidationagooddealwithoxygen,furtherreducetheconcentrationoftheorganicwaste.theoxygentankupthewaterintothespokesstreamingsettlingpond,continuetoremovethesuspensionortheorganic.Fromthepool,runisafavouriteofthereactor,spokesanduasbisstreamingthroughthemudweighttothesludgeintoapool,theenrichmentofthemudfromthepumptodehydrationroomtofurtherlowerthesludgewatercontenttowaste.wastewaterformedreductionafterthecake,shipmentsofthevan.Keywords:FlocculationandSedimentationPond；UASB；BiologicalContactOxidation；SpokesStreamingTraps；GravityConcentrationPoolTOC\o"1-3"\h\u目录265661绪论 198611.1研究背景与意义 196531.2国内外研究现状 243662设计说明书 36972.1概述 318632.1.1设计题目、依据、要求及任务 3201902.1.2设计水量、水质、原则 347422.1.3气象及地质资料 4270612.2污水处理方案的确定 5269792.2.1方案选择的原则 5224252.2.2处理方案的确定 536872.2.3生产废水水质分析 5189772.2.4污水处理路线的选择 623542.2.5方案的比较和选择 6320442.2.6工艺流程的确定 10138022.2.7工艺流程说明 1154062.3主要构筑物说明 11176392.3.1UASB 11205602.3.2生物接触氧化池（BiologicalContactOxidation） 1453682.4污水站的总体布置 1594102.4.1平面布置 15277952.4.2高程布置 17317363污水部分各处理构筑物设计与计算 19303833.1格栅的设计与计算 19131903.1.1格栅的作用 19161233.1.2格栅的设计计算 19153333.2调节池的设计与计算 22306513.2.1设计参数 22151483.2.2池体设计 2281723.3絮凝设备设计与计算 24267873.3.1絮凝池参数的确定 24238193.3.2设计计算 24148093.4斜管沉淀池的设计与计算 25174833.4.1斜管沉淀池的设计要点 2555233.4.2设计计算 2657123.5UASB反应器的设计与计算 3089743.5.1UASB反应器的作用 30189163.5.2设计参数 31164853.5.3设计计算 31166703.6生物接触氧化池设计与计算 41253533.6.1参数选取 41241093.6.2设计计算 4216693.7二沉池设计与计算 47191743.7.1设计参数 47259803.7.2池体设计 47160574污泥部分各处理构筑物设计与计算 51223834.1污泥处理工艺流程的选择 514404.2污泥池设计与计算 51165284.2.1设计参数 51148824.3污泥浓缩池设计与计算 5275644.3.1设计参数 52275444.3.2池体设计与计算 5378184.4污泥脱水间 55237144.4.1设计参数 55212474.4.2设计计算 55321714.5污水提升泵房 57136454.5.1选泵前总扬程估算 5711894.5.2选泵 5772474.5.3泵房尺寸设计计算 58191805.污水处理工程中的水力计算 5926155.1水头损失计算 59100195.2高程确定 59193065.3污泥高程水力总损失计算 5928495.4高程确定 59115906总结 62118207参考文献 6385098致谢 6493598附录 65PAGE65河南城建学院1绪论1.1研究背景与意义随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。但是由于许多工业废水成分复杂，性质多变，至今仍有一些技术问题没有完全解决。目前，水污染是我国面临的主要环境问题之一，而工业废水则是水污染的一个重要来源，而且工业污染也日益严重恶化。工业废水的污染具有以下几个特点：(1)排放量大，污染范围广，排放方式复杂。(2)污染物种类繁多、浓度高，浓度波动幅度大。(3)污染物质毒性强，危害大，成分复杂以及水量变化大。(4)污染物排放后迁移变化规律差异大。(5)恢复比较困难。工业废水的处理虽然早在19世纪末已经开始，并且在随后的半个世纪进行了大量的试验研究和生产实践，但是由于许多工业废水成分复杂，性质多变，今仍有一些技术问题没有完全解决。这点和技术已经成熟的城市污水处理是不同的。这就对工业废水的处理工艺提出了更高的要求。因此，工业废水的处理也成为目前我们所面临的主要问题。譬如生产水性油墨、水性涂料、水性粘合剂（如白胶）等所产生的废水的处理。本设计为某树脂公司的生产所产生的废水处理。废水的主要来源是其设备和地面清洗，主要污染物为COD、BOD和悬浮物（SS），具体水质示于表1-1。表1-1废水水质表CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH180008000120006.0注：水量1200m3/d本次设计由对某树脂公司废水处理进行设计的实际工程出发，让我们运用大学四年所学知识来完成，此次设计也是我们大学生活的最后答卷。大学培养的人才应该具有开拓精神，既有较扎实的基础知识和专业知识，又能发挥无限的创造力，不断解决实际工作中出现的新问题；既能运用已有的知识熟练地从事一般性的专业工作，又能对人类未知的领域大胆探索，不断向科学的高峰攀登。而毕业设计就是一个极好的机会，因为它不仅有教师的指导与传授，可以减少摸索中的一些失误，少走弯路，而且直接参与和亲身体验了科学研究工作的全过程及其各环节，是一次系统的、全面的实践机会。1.2国内外研究现状当前，国内的同行业在废水处理方面还没有比较成熟的经验，总的趋势是采用改革工艺和设备减少物料流失，清污分流减少废水排放量。但有针对同行业废水进行生化处理的试验研究，通过试验初步验证：对于高浓度的该类有机废水，单独使用物化法处理是达不到排放标准的。因此，采用物化和生化相结合的处理工艺，可以达到很好的处理效果。而生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧法与好氧法相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。虽然整体上没有比较成熟的经验，但根据物化和生化各自的优缺点并通过研究和改进，可以总结出工艺比较先进和处理效果较好的处理工艺方案。目前，逐步有更多新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究。2设计说明书2.1概述2.1.1设计题目、依据、要求及任务1设计题目设计题目为“某树脂公司废水处理设计”,该工程所涉及的污水主要来源是公司生产水性油墨、水性涂料、水性粘合剂（如白胶）时设备和地面的清洗。2设计依据(1)《中华人民共和国环境保护法》(2)《中华人民共和国水污染防治法》(3)《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）二时段一级标准(4)《室外排水设计规模》（GBJ14—87）(5)《建筑给水排水设计规模》（GBJ5—88）(6)某公司提供的本项目水量、水质、用地等基础资料(7)《某公司的建设项目环境影响报告书》(8)《环境工程专业》毕业设计任务书3设计任务(1)调查公司废水来源和废水组成；(2)根据废水特点选择合适处理工艺；(3)工艺参数的计算；包括水力停留时间，废水处理后达到的要求；(4)各种池子大小计算；各种填料量的计算与填料说明；(5)按设计要求，画出主要构筑物的工艺设计图；(6)进行平面布置和高程布置。(7)写出设计说明书。2.1.2设计水量、水质、原则1设计水量根据某公司提供的资料，生产实行一班制，生产废水的日平均流量为Qd=1200m/d=50m3/h=0.014m3/s，污水的总的变化系数KZ=2.7/Qd0.11=2.0,设计最大流量为:Qmax=KZ`Qd=2.0×0.014=2设计水质（1）根据公司提供的资料和多次实验，该工程的原废水水质见表2-1。表2-1废水水质表CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH180008000120006.0注：水量1200m3/d（2）经本方案处理后的排放废水符合国家及该地区的相关规定，出水各项指标均达到或优过于《水污染物排放限值》（GB44/26—2001）二时段一级标准规定见表2-2。表2-2排放标准表项目BOD5mg/LCODCrmg/LSSmg/LpH排放标准（mg/L）2090706~93设计原则(1)本设计认真贯彻执行国家严格控制污染、保护和改善环境的环境法规、政策和建设方针以确保经处理后的废水达标排放。(2)工艺设计先进、合理，运行可靠、稳定，在保证排放达标的前提下，尽可能减少投资，降低运行成本。(3)工程造价合理，运行费用低。(4)操作管理、设备维护、设备检修方便。(5)整体设计合理可靠，简洁美观并与厂区环境自然融为一体。2.1.3气象及地质资料1气象资料该地区属与亚热带季风性湿润气候区，气候温和，雨量充足。年平均气温为22.1oC，1月最冷，平均13.4oC，7月最热，平均28.8oC，全年无霜期达350天以上；年降雨量1600～1700毫米，西部和北部丘陵山地因地形抬升作用而稍多，年平均雨日151天。雨季集中在4～9月，期间降雨量约占全年总降雨量的80％，夏季降水不均，旱涝无定，秋冬雨水明显减少。日照时数达1800小时，作物生长期长。由于地处低纬，海洋和陆地天气系统均对该地区有明显影响，冬夏季风的交替是该地区季风气候突出的特征：冬春多偏北风，夏季多偏南风。冬季的偏北风因极地大陆气团向南伸展而形成的，干燥寒冷。夏季偏南风因热带海洋气团向北扩张所形成的，温暖潮湿。2地质资料该地区地质条件优良，属半丘陵地，土壤为砂质粘土、砂砾岩和沙质砂岩，地质坚固，平均承重能力达40吨/平方米。2.2污水处理方案的确定2.2.1方案选择的原则（1）技术先进、工艺合理、适用性强、有较好的耐冲击性和可操作性。（2）处理效果稳定，有害物去除率高，处理后的废水可稳定达到国家规定的排放标准。（3）运行、管理、操作方便，设备维护简便易行。（4）运行费用（电费、药剂费）低，降低运行成本。（5）基建投资省，占地面积小。（6）污泥量少，脱水性能好；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。2.2.2处理方案的确定根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。2.2.3生产废水水质分析本设计的生产废水主要是企业在清洗反应釜和冲洗地面时产生。其设备洗涤分为水洗和溶剂洗。当生产水性油墨、水性涂料、水性粘合剂（如白胶）时，如果设备需要清洗，则用水洗，此时产生的废水和地板清洗废液即组成生产洗涤废水，此类废水产生量约为1200t/d。其主要污染物为不溶性树脂、填充剂、助剂、颜料等在水中形成的悬浮物（即SS）和少量清洗地板产生的有机溶剂。该部分废水pH约为6.0，CODCr约为18000mg/L，BOD5约为8000mg/L，虽然有机物含量高，但BOD5/CODCr达到0.44，可生化性尚好。经分析，该废水中主要是含高分子有机物的清洗废水中所含的COD、SS等为本设计项目的特征污染物。其中白糊反应釜的清洗废水是有机物的主要来源。其白糊产品的外观呈乳白色粘稠态，不具有流动性。2.2.4污水处理路线的选择人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高污水中微生物对水的净化效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外污水处理的主体工艺。传统活性污泥法净化已有较丰富的实践经验和技术资料，运行可靠，处理效果好，但是也存在能耗较多和费用高等特点，所以，许多国家都在为节省污水处理的能耗费用寻求新技术、新设备或对传统流程改革更新，在我国也有许多正在进行实验和已经开始采用，改革更新的活性污泥法流程和技术，如A-B两段曝气法、氧化沟、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、微孔曝气、纯氧曝气、深井曝气、分段曝气等都各自具有不同的优点。我们认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化的技术路线是比较合适的、可行的。主要有以下特点：（1）能可靠的运行并保证水质净化的要求；（2）不需要占用大面积的土地；（3）理后污水即可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；（4）为以后在经济条件可以的情况下，进行三级处理供工业回用打下基础。2.2.5方案的比较和选择目前，国内处理同类废水多采用物化＋生化的处理工艺。物化处理方法主要工艺是混凝沉淀，生化处理方法主要工艺有生物接触氧化法、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、普通活性污泥法等，它们的主要技术参数见表2-3。表2-3生化处理工艺主要设计参数一览表处理工艺生物量BOD容积负荷BOD5/()水力停留时间hBOD5去除率％生物接触氧化池10～201.5～3.01.5～3.080～90高负荷生物滤池0.7～7.01.275～90塔式生物滤池0.7～7.01.0～3.060～85普通活性污泥法1.5～3.00.4～0.94～1285～95四种工艺比较比较如下：（1）生物接触氧化工艺（BiologicalContactOxidation）生物接触氧化工艺（BiologicalContactOxidation）又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固着式活性污泥法”，是一种于20世纪70年代初开创的污水处理技术，其技术实质是在生物反应池内填充填料，已经充氧的污水淹没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。该工艺兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点，同时该工艺还具有自身以下特点：（a）生物接触氧化法由于填料比表面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，它可达到较高的容积负荷；（b）生物接触氧化法由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，不需设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；(c)生物接触氧化法由于生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力；(d)生物接触氧化法因污泥浓度高，当有机容积负荷较高时，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法。（2）高负荷生物滤池高负荷生物滤池是继普通生物滤池之后为解决普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端而开发出来的第二代工艺。与普通生物滤池相比，其负荷能力大大提高，BOD5容积负荷一般为普通生物滤池6～8倍，水力负荷则为普通生物滤池的10倍，因此，它的池体较小，占地面积较少，卫生条件较好，比较适合于浓度和流量变化较大的废水处理。其具有以下特点：高负荷生物滤池克服了普通生物滤池的缺陷，例如，高负荷生物滤池的表面水力负荷与BOD容积负荷较高，运行简单，滋生的滤池蝇较少等；（a）运行比较稳定；（b）剩余污泥量小；（c）占地面积大；（d）工艺中需要较大的水头跌落，一般超过3m；（e）需二次提升。（3）塔式生物滤池塔式生物滤池是一种塔式污水处理构筑物，塔内分层布设轻质塑料载体，污水由上往下喷淋过程中，与载体上生物膜及自下向上流动的空气充分接触，使污水获得净化。它属于第三代生物滤池，是受到污水生物处理工程界重视和应用较广泛的一种滤池。具有以下特点：（a）塔式生物滤池水流落差大，紊动强烈，使生物膜受到强烈的水力冲刷，从而保持良好的活性。（b）塔式生物滤池的水力负荷较高，是高负荷生物滤池的2～10倍，BOD负荷也较高，是高负荷生物滤池的2～3倍，进水BOD浓度可提高到500mg/L。（c）塔式生物滤池内部存在着明显的分层现象，在各层生长着种属不同但又适应该层废水性质的生物菌群，有助于微生物的增殖、代谢，有助于有机污染物的降解、去除，所以能承受较大的有机物和有毒物质的冲击负荷。（d）占地面积小，经常运行费用较低，但基建投资较大，BOD去除率较低，适用于处理城市污水和各种工业有机废水，但只适宜于少量污水的处理。（e）由于高度大，水力负荷大，使滤池内水流紊动强烈，废水与空气及生物膜的接触非常充分。（f）由于BOD负荷高，使生物膜生长迅速，同时由于水力负荷较高，使生物膜受到强烈的水力冲刷，从而使生物膜不断脱落，加快更新，塔内的生物膜也能够经常保持较好的活性。（g）不需专设供氧设备。（h）对冲击负荷有较强的适应能力，所以常用于高浓度工业废水第二段生物处理的第一段，以大幅度地去除有机污染物，保证第二段处理经常能够取得高度稳定的效果。但也有以下缺点：（a）塔式生物滤池用于高浓度有机废水的预处理，在进水BOD5浓度较高时，由于生物膜生长快，容易导致滤料的堵塞。（b）由于池高，废水的提升费用较大。（c）废水在塔内停留时间短，降解效率低。（d）供氧不如曝气池充足，易产生厌氧。（4）普通生物滤池（BiologicalFilter）普通生物滤池（BiologicalFilter）是一种由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化。生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经原始的间歇性砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。其具有以下特点：（a）生物滤池的处理效果非常好，在任何季节都能满足各地最严格的环保要求。（b）不产生二次污染。（c）微生物能够依靠填料中的有机质生长，无须另外投加营养剂。因此停工后再使用启动速度快，周末停机或停工1至2周后再启动能立即达到很好的处理效果，几小时后就能达到最佳处理效果。停止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果，几天内恢复最佳的处理效果。（d）生物滤池缓冲容量大，能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作，耐冲击负荷的能力强。（e）运行采用全自动控制，非常稳定，无须人工操作。易损部件少，维护管理非常简单，基本可以实现无人管理，工人只需巡视是否有机器发生故障。（f）生物滤池的池体采用组装式，便于运输和安装；在增加处理容量时只需添加组件，易于实施；也便于气源分散条件下的分别处理。（g）此类过滤形式的生物滤池能耗非常低，在运行半年之后滤池的压力损失也只有500Pa左右。另外，根据废水的高浓度有机大分子和难溶性有机物的特点，考虑设计升流式厌氧污泥床对废水进行厌氧消化，即UASB反应器。升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBlanket)，以下简称（UASB）。该反应器由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。具有以下优点：（a）污泥的颗粒化使反应器内污泥浓度高，平均污泥浓度为20-40gVSS/L；（b）有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；（c）不仅适合于处理高、中浓度的有机工业废水，也适合于处理低浓度的城市污水；（d）UASB反应器集生物反应和沉淀分离于一体，结构紧凑；（e）无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；

（f）污泥床无需设置填料，节省了费用，提高了容积利用率同时避免因填料发生堵赛问题；（g）UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，在沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。（h）构造简单，操作运行方便。2.2.6工艺流程的确定综上所述，并根据油漆和白胶废水的水质特点和处理要求，认为采用生物接触氧化法对油漆和白胶废水进行处理更为合适。为了保障和更好的达到处理要求，本设计采用升流式厌氧污泥床（UASB）与生物接触氧化法一起联用。为了能够使废水达标排放，根据废水的特点制定了：调节池→絮凝斜管沉淀池→UASB→生物接触氧化池→辐流式沉淀池的处理工艺。该处理工艺流程示于图2-1。加药PAC、PAMpH监测废渣外运加药PAC、PAMpH监测废渣外运提升泵栅渣提升泵栅渣UASB絮凝斜管沉淀池调节池格栅生产废水UASB絮凝斜管沉淀池调节池格栅生产废水泥饼外运污泥泵污泥脱水泥饼外运污泥泵污泥脱水污泥泵厢式压滤机污泥浓缩池贮泥池生物接触氧化池污泥泵厢式压滤机污泥浓缩池贮泥池生物接触氧化池污泥回流污泥回流泥线泥线气线气线水线水线辐流式二次沉淀池出水 辐流式二次沉淀池出水图2-1工艺流程图2.2.7工艺流程说明生产过程中产生的废水在进入处理系统前先经过格栅，以截留较大的悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的处理负荷。之后的废水进入调节池，以调节水质水量，为后续处理提供稳定的水力负荷及有机负荷。经调节池调节后的废水由泵提升到絮凝斜管沉淀池。通过在线监测系统和加药系统对废水进行pH调节和加药处理，可以去除大部分有机大分子和悬浮物。然后进入UASB反应器，在UASB内高浓度的有机物进行完全厌氧分解，将不溶性物质转化为小分子物质，难生物降解物质转变为可生物降解物质，从而去除大部分有机物，另外还可以提高废水的可生化性，有利于后续的好氧处理。经UASB处理后的废水进入到生物接触氧化池进行生化处理，可以去除绝大部分的可溶性有机污染物，然后废水经过辐流式沉淀池，以去除接触氧化池携带出来的少量生物污泥和水中残留的有机物。经过这样的处理工艺,使得各项指标达到《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）二时段一级标准的要求。生物接触氧化池采用的空气扩散设备是微孔高效曝气器，由鼓风机提供气源，向废水中充氧，以保证好氧微生物的生命代谢活动。系统中产生的污泥主要是混凝化学污泥和小部分的生物污泥。经浓缩后的污泥由气动隔膜泵吸入板框压滤机进行脱水处理。脱水后得到的泥饼含水率小于80%，比重大于1.2g/cm3，可视同一般工业垃圾处置。板框压滤机的滤出水回流到调节池循环处理。2.3主要构筑物说明2.3.1UASB1UASB简介UASB（UpflowAnaerobicSludgeBlanket）系统的原理是在形成沉淀性能良好的污泥絮凝体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使气相、液相和固相三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥（可以是絮状污泥或颗粒型污泥）是UASB系统良好的运行的根本点。UASB反应器与其他大多数厌氧生物处理装置不同之处就是：废水由下向上流过反应器，污泥无需特殊搅拌设备；反应器顶部装有三相（气、液、固）分离器。其最大突出特点是能在反应器内实现污泥颗粒化，颗粒污泥的直径一般为0.1～2cm，相对密度为1.04～1.08，具有良好的沉淀性能和很高产甲烷活性。污泥颗粒化后，反应器内污泥的平均浓度可达50gVSS/L左右，污泥龄一般在30天以上，而反应器水力停留时间比较短，所以UASB反应器具有很高的容积负荷。2UASB反应器的外形和结构材料(1)反应器的形状与尺寸UASB反应器的断面形状一般为矩形或圆形。这两种类型的反应器都已大量应用于实际中。圆形反应器的建造费用比具有相同面积的矩形反应器至少要低12%。但是圆形反应器的这一优点，仅在采用单个池子才突出。所以采用单个和小的UASB反应器时，应建造圆形池子。而大的反应器经常建成矩形或方形的。当建两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用公用壁。(2)当采用钢结构时，常采用圆形断面，当采用钢筋混凝土结构时，常采用矩形断面。由于三相分离器构造要求，采用矩形断面便于设计加工。UASB反应器容积（包括沉淀区和反应区）有3种设计方法，但是，负荷设计法是主要的。UASB反应器的最经济的高度（深度）为4—6m，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。本次设计采用2座矩形UASB反应器。3UASB反应器的组成（1）进水配水系统该系统功能主要是将废水均匀地分配到整个反应器，并具有进行水力搅拌的功能，这时候反应器高速运行的关键之一。它由布水管和不水管嘴组成。由于废水是以多点股流的方式流入的，在反应器的一定范围内，不可避免围绕每一布水点形成局部的纵向横流。一般而言，一定强度的纵向环流能促进反应区污泥床层底部颗粒污泥的翻腾打旋，促进水污染与污泥粒子的充分接触，强化反应速率；同时，也有利于底层颗粒污泥上黏附的微小气泡脱离，防止其浮升于悬浮层，减小污泥固体的流失量。但是，这种由布水股流引起的纵向环流如果太剧烈，将会引起恶果：一方面，会破坏污泥床层的宏观稳定性，增大悬浮层的污泥浓度，增加污泥流失几率，另一方面，一部分进水会迅速穿过污泥床层，直接进入悬浮层，造成严重的短流现象，恶化出水水质。目前，在生产运行装置中所采用的进水方式大致可分为间歇式（脉冲式）、连续式、连续与间歇会流向结合进水等几种方式。从布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝状等多种形式。反应器布水点数量设置与处理流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。（2）反应区反应区是UASB反应器的工作主体，其中装满高活性厌氧生物污泥，上部为悬浮污泥层，下部为污泥床，，用于生物吸附和降解可生化的有机污染物。共分3个功能区，即底部的布水区，中部的反应区，顶部的分离出水区。反应区内的厌氧微生物存在3种状态：①游离的单个菌体；②聚集成微笑絮体的菌体；③聚集成较大的颗粒的菌体。高效工作的UASB反应器内，反应区的污泥眼高程呈两种分布状态。下部约1/3~1/2的高度范围内，密集堆存着絮体污泥和颗粒污泥，污泥粒子虽呈一定的悬浮状态，但相互之间距离很近，几乎成搭接之势。这个区域内的污泥固体浓度高达40~80g（VSS）/L，或60~120g（SS）/L，通常称成为污泥床层，是对废水中的可生化性有机物进行生物处理（吸附和降解）的主要场所。被降解的有机物中，大约70%~90%是在这个区域内完成的。污泥床层以上约占反应区总高度2/3~1/2的区域，悬浮着粒径较小的絮体污泥和游离污泥，絮体之间保持着较大的距离。污泥固的浓度较小，平均约为5~25g（SS）/L或5~30g（SS）/L。这个高度范围通常称为污泥悬浮层，是防止污泥粒子流失的缓冲层，其进行生物处理（吸附和降解）的作用并不明显，被降解的有机物中仅有10%~30%是在此层完成的。正常工作的UASB反应器内，在污泥床层和污泥悬浮层之间通常存在着一个浓度突变的分界面，称做污泥层分界面，污泥层分界面的存在及其高低和废水种类、出水及出气等条件有关。（3）三相分离器三相分离器的主要功能是进行固体（反应器中的污泥）、气体（反应过程产生的沼气）和液体（被处理的废水）等三相加以分离，将沼气引入集气室，将固体颗粒导入反应区，将处理后废水引入排水渠。在3种分离功能中，核心的问题是完成固液分离，将上浮的污泥固体截留下来，返回反应区，同时改善水质。三相分离器中，气液分离功能主要有合理配置的倾斜导流板和有斜面的导流块完成；固液分离功能则主要由斜板以上的沉淀室完成。沉淀室的横断面积一般等于或小于（当集水槽占去部分过水断面时）反应区的横断面积（但也有例外）。水流在沉淀室的上升流速等于或略大于在反应区内的上升速度。气固分离是指污泥絮体与附着在其表面上的微小气泡的分离。污泥絮体与附着的气泡形成了气固聚合体，使污泥的密度减小，当密度小于1时就会自动上升，很难沉降分离。附着的气泡总量愈多，聚合体的密度就愈小，上升速度愈快，就愈难分离。当穿过污泥层上升的大气泡一旦碰到悬浮着的气固聚合体时，就会将一部分附着的微小气泡碰落下来；当碰到斜板和导流板地面时，也会碰落一些微小气泡，从而改善了其沉降性能使聚合体沉降下来。沉淀室通常设置溢流堰以适应气体压力的波动，保持液面的稳定。聚集于集气室的生物气（沼气）要用导管引出，输往贮气柜备用。（4）出水系统其作用是把沉淀区处理过的水均匀的收集并派出反应器外，通常由出水槽引出。（5）气室气室又称集气罩，其作用是收集生物气（沼气），经脱硫后送往用户使用。（6）浮渣清除功能其功能是清除沉淀区液面和气室液面的浮渣。如浮渣不多可省略。（7）排泥系统其功能是均匀地排除反应区的剩余污泥。（8）水封系统与气体收集装置水封系统的功能是控制三相分离器的集气室中气液两相界面的高度，是保证集气室出气管在反应器运行过程中不被淹没、运行稳定并将沼气即时排出反应室，以防止浮渣堵塞等问题的关键。气体收集装置应该能够有效地收集产生的沼气，同时保持正常的气液界面。气体管径应该足够大，避免气体夹带的固体（或泡沫）产生堵塞。设置一个在气体堵塞情况下，使气体释放的保护装置是重要的，它可以避免对反应器结构形成过大的压力。在出水管堵塞的情况下，UASB反应器中三相分离器中水面会不断降低直至从反射板溢出，从而避免对反应器结构的破坏。一般在产生的气体送往贮气柜之前，需被引导至通过水保持一定气体压力的水封罐中释放，经验表明水封罐中冷凝水将积累。因此，在水封罐中有一个排除冷凝水的出口，以保持罐中一定水位是必需的。根据不同处理对象，UASB反应器常分为开敞式和封闭式两大类。2.3.2生物接触氧化池（BiologicalContactOxidation）生物接触氧化工艺（BiologicalContactOxidation）又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固着式活性污泥法”，是一种于20世纪70年代初开创的污水处理技术，其技术实质是在生物反应池内填充填料，已经充氧的污水淹没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。该工艺兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点，同时该工艺还具有自身以下特点：(1)生物接触氧化法由于填料比表面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，它可达到较高的容积负荷；(2)生物接触氧化法由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，不需设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；(3)生物接触氧化法由于生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力；(4)生物接触氧化法因污泥浓度高，当有机容积负荷较高时，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法。2.4污水站的总体布置2.4.1平面布置污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及以及各种管道、道路、绿化等的布置。1平面布置的一般原则污水处理站平面布置直接影响污水站占地面积大小、运行是否安全可靠、管理与检修是否方便及厂区环境卫生状况等多项问题。布置的原则（l）平面布置必须按室外排水设计规范所规定的各项条款进行设计。（2）总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求．结合厂址地形，气候与地质条件等因素，并考虑便于施工、操作与运行管理，力求挖填土方平衡，并考虑扩建的可能性，留有适当的扩建余地。通过技术经济比较来确定。（3）生活设施与生产管理建筑物宜集中布置，即位置和朝向应力求合理，并与处理构筑物保持一定距离。（4）各处理构筑物布置应紧凑，节省占地，缩短连接管线，同时还应考虑到敷设管线、闸阀等附属设备、构筑物地基的相互影响以及施工、操作运行与检修方便，构筑物之间必须留有5～10m的间距，消化池及消化气罐等特殊构筑物的间距应按有关规定确定。（5）污水与污泥的流向应充分利用原有地形、各个构筑物的连接管渠应简单而便捷，避免迂回曲折，符合排水畅通、降低能耗、平衡土方要求。（6）污泥处理构筑物应尽可能集中布置并单独组合，以利于安全并便于管理。污泥消化池应距离初次沉淀池较近，以缩短污泥管线，但消化他与其它构筑物之间的距离不得少于20m。储气罐、余气燃烧装置、消化气管到与其它危险品仓库的位置与设汁，应符合国家或地区的防火规范要求。（7）联系各处理构筑物管渠布置应使各处理系统自成体系，以保证各处理单元能够独立运行，当某一处理构筑物因故停止运行时，不致影响其它构筑物的正常运行。（8）应合理地布置处理构筑物的超越管渠，以便在发生事故或检修时，污水能超越后续构筑物或进入事故池或直接排入水体。（9）处理构筑物宜设放空管道，排出的水应回流处理。（10）各处理构筑物与辅助建筑的位置应根据安全、运行方便与节能的原则确定。如变电所宜设于耗电量大的构筑物附近。鼓风机房宜设于曝气池附近；化验室与办公室应远离污泥处理设施，并与其它处理构筑物保持适当的距离，位于其夏季主风向的上风向处；操作运行的值班室应尽量布置在使操作管理人员能够便于观察各种处理构筑设施运行情况的位置等。（11）污水厂区内应设置联通各构筑物和附属建筑物的必要通路。（12）污水厂区内的绿化面积不宜小于全厂总面积的30％。（13）城市污水处理厂周围应设置围墙。 2平面布置内容平面布置内容（1）生产性构筑物。包括各种污水处理构筑物、污泥处理构筑物、泵房、鼓风机房、投药间、消毒间、变电所、中心控制室等。各处理构筑物的个数同平面布置有密切关系，在设计各处理构筑物时已作考虑。但是，在平面布置时，如发现不妥，应予调整。在考虑一种处理构筑物有多个池子时，要使配水均匀。为此，在平面布置时，常为每组构筑物设置配水井。此外，应在适当的位置上设置污水、污泥、气体等的计量设备。（2）辅助建筑物、包括办公楼、化验室、仓库。（3）各种管线。包括污水与污泥的管渠、空气管等。（4）其它。包括道路、围墙、大门、绿化设施等。2.4.2高程布置污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。1高程布置原则(1)选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统都能够运行正常；(2)计算水头损失时一般以近期最大的流程作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头；(3)在做高程布置时应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。2高程布置污水处理厂高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高。(1)布置原则(a)为了使污水与污泥在各构筑物间按重力流动或减少提升次数，以减少提升设备与运行费用。必须精确计算各构筑物之间的水头损失，避免不必要的跌水。(b)应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需提升的污泥量，污泥脱水间、浓缩池、消化池等高程确定，应注意其污泥水能自流人其它构筑物的可能性，考虑污泥处理设施排出的污水能自流流入泵站集水池和其它污水处理构筑物。(2)计算内容(a)污水处理高程计算内容：1）各处理构筑物的水头损失（包括进出水渠道的水头损失）2）构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失；3）各处理构筑物的高程。(b)污泥处理高程计算内容：1）各处理构筑物的水头损失（包括进出泥渠道的水头损失）2）构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失3）各污泥处理构筑物的高程。(3)计算方法(a)污水处理流程计算方法：1)计算水头损失时，以最大流量（涉及远期流量的管渠与设备，按远期最大流量考虑）作为构筑物与管渠的设计流量。还应考虑当某座构筑物事故停止运行时，与其并联运行的其他构筑物与有关连接管渠能通过全部的流量。水头损失包括：污水经各处理构筑物的内部水头损失；污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失，局部水头损失按沿程水头损失的50%计。2)高程计算时，常以受纳水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出，或以格栅为起点，顺污水处理流程推求各后续处理构筑物的高程，并校核是否满足重力排放要求和埋深的要求。如果排放水体最高水位较高时，应在污水处理水排人水体前设计泵站，水体水位高时抽水排放。如果水体最高水位很低时，可在处理水排入水体前设跌水井，处理构筑物可按最适宜的埋深来确定标高。3)对于平原城市可采用上述方法，即以受纳水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，这可使污水厂水泵需要的扬程较小，运行费用也较小、但对于山地城市，如污水厂址远高于受纳水体的最高水位，则应先确定流程中最大构筑物的埋深，再依次推求各处理构筑物的标高，而使得整个处理流程埋深最小。4)在进行工艺设计时，由于处理构筑物的水头损失主要是水流在进出水渠中的损失和跌水的水头损失，应根据处理构筑物的构造与进出水渠的尺寸详细计算。5)在绘制流程图时采用的比例尺：横向与总平面图相同，纵向为1：50～1：100。3污水部分各处理构筑物设计与计算3.1格栅的设计与计算3.1.1格栅的作用格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。本设计为细格栅。3.1.2格栅的设计计算格栅的计算草图见图3-1。图3-1格栅计算草图(1)确定栅前水深已知Qmax=0.028m3/s，设栅条的净间隙b=8.0mm=0.008m，过栅流速v2=0.8m/s，栅前流速为v1=0.6m/s,格栅倾角α=60o,根据最优水力断面公式Q=B12v1/2计算得：则所以栅前的槽宽度取0.31m。栅前水深h≈0.3m说明：由于水量小的缘故，计算数据偏小，这里为了设计的需要、施工的方便以及设备选型的准确，取栅槽宽度0.50m，栅前水深0.30m。(1)格栅间隙数（n）式中：——栅条间隙数——最大设计流量，；——栅条间隙，m；——栅前水深，m；——污水流经格栅的速度，一般取0.6—1.0m/s；a——格栅安装倾角，（°）则；则=14(2)栅槽宽度（B）式中：——栅槽宽度，m；——栅条宽度，取S=0.01m；——栅条间隙，取b=0.008m——栅条间隙数，=14个；=m取B=0.8m(3)进水渠道渐宽部分长度式中：——进水渠道渐宽部分长度，m；——进水渠道宽度，取=0.50m——渐宽部分展开角度，取；(4)出水渠道渐窄部分的长度(5)过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算：式中：——设计水头损失，m；——计算水头损失，m；——污水流经格栅的速度，一般取0.6—1.0m/s；——重力加速度，m/s2；——系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；——阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关。设格栅断面形状为锐边矩形，则(6)栅后槽的总高度设栅前渠道超高，栅前水深，则，取0.9m(7)栅前槽高度(8)栅槽总长度L(9)每日产生的栅渣量式中：——每日栅渣量，——单位体积污水栅渣量，，取=0.05——生活污水总的变化系数，=2.0<0.2，所以采用人工清渣3.2调节池的设计与计算调节池的作用就是调节进水的水量和水质，酸性废水池内中和；短期排除的高温废水也可利用调节池以平衡3.2.1设计参数(1)调节池的有效水深为2.0~5.0m；(2)调节池停留时间4~8小时；(3)调节池保护高度0.3~0.5m。(4)设计流量Q=1200=50=0.014，取水力停留时间HRT=6h，调节池的有效水深h=3.0m，保护高度取0.5m，则调节池的高度H=3.0+0.5=3.5m。3.2.2池体设计(1)池体容积式中k——池子扩充系数，一般为10~20%，本池子采用10%；V——调节池容积，；T——调节池中污水停留时间，取6h；Q——废水流量，。则(2)调节池面积A设调节池1座，采用方形池，池长L与池宽B相等，则，取10.5m则调节池尺寸为10.5m×10.5m×3.5m。在池底设置集水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。(3)理论上每日的污泥量式中：——设计流量，/h——进水悬浮物浓度，——出水悬浮物浓度，——污泥含水率，取值98%——污泥容重，kg/，含水率在95%以上时，可取1000kg/则(4)污泥斗尺寸取污泥斗的下口尺寸为400mm×400mm，污泥斗的上口尺寸为2m×2m，污泥斗倾角取60°，污泥斗上口面积为=2×2=4，污泥斗下口面积为=0.4×0.4=0.16，则污泥斗的高度（）为：，取1.4m污泥斗的容积>1.67式中：V——污泥斗的容积，；——污泥斗高度，m；——污泥斗的上口面积，；——污泥斗下口面积，。符合设计要求，采用机械泵吸泥。(5)进水布置进水起端中间设进水堰，堰长为池长2/3，堰宽为0.5m，高1.175m。(6)出水设置出水直接用清水泵从最低水位处将污水打进下一个构筑物中，泵的进口设置在污泥斗上口正上方。调节池向絮凝斜管沉淀池提升废水所用提升泵选用KWQ型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数见表3-1。表3-1KWQ型潜水排污泵性能表型号排出口径mm流量m3/h扬程m转速r/min功率kw重量kgKWQ65-25-15-2.265251529002.2653.3絮凝设备设计与计算设计参数：本设计中廊道内流速采用3档：v1=0.35m/s,v2=0.3m/s,v3=0.2m/s；反应时间T=20分钟；池内平均水深H1=1.5m；墙超高H2=0.3m，池数n=1。3.3.1絮凝池参数的确定(1)絮凝池的个数n=1；(2)絮凝时间取20min.。3.3.2设计计算(1)总容积：则絮凝池的净面积(2)池子宽度B，按沉淀池宽采用，则B=4.7m。则池子长度（隔板间净距之和）(3)絮凝池长度方向用隔墙分成三段，第一段格宽度为1.2m，第二段格宽度为1.5m，末段格宽度为2m，首段采取4条，中段采取3条，末段采取2条，则廊道总数为9条，水流转弯次数为8次，隔墙厚为0.15m，则絮凝池总长度为：，每段平均流速为：本设计省略了絮凝池的水头损失计算；根据国内同等规模水厂的絮凝池的经验数据，直接取水头损失h=0.3m。絮凝池平面简图见3-2。图3-2絮凝池平面图3.4斜管沉淀池的设计与计算3.4.1斜管沉淀池的设计要点（1）斜管断面一般采用蜂窝六角形，内径或者边距d一般采用25-35毫米。（2）斜管长度一般为800-1000毫米，可以根据水力计算结合斜管的材料来确定。（3）斜管的水平倾角常采用。（4）斜管上部的清水区高度不宜小于1.0米以上。（5）斜管下部的布水区高度不宜小于1.0米，为使布水均匀，在沉淀池进口处穿孔墙或格栅。（6）积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定。（7）斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。（8）斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，其布置与一般澄清池相同，可采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。3.4.2设计计算1设计参数的选用（1）采用1座沉淀池；（2）颗粒沉淀速度；（3）清水区的上升流速；（4）采用塑料片热压六边形蜂窝管，斜管长1m，管的厚度0.4mm，边距d=30mm，水平倾角；（5）本设计中沉淀池采用穿孔墙进水，排泥采用穿孔管，集水系统采用穿孔管。2沉淀池表面积A：式中：A——斜管沉淀池表面积，——最大设计流量，/hn——池数，取n=10.91——斜管的面积利用系数q——表面水力负荷，/（·h），取q=5/（·h）则沉淀池设计为方形，则方形池边长为3斜板净间距与块数取斜板长度为1m，取，将代入式得：每块斜板的水平间距χ为：为便于安装，取χ=0.1m，则斜板块数n为：4排泥穿孔管的设计排泥管每日沉渣量的干泥量：式中：q——每个池的设计流量0.014——沉淀池进水悬浮物含量，取11000mg/L——沉淀池出水悬浮物含量。取3000mg/L则则每日沉淀泥渣的泥浆体积：式中：r——泥浆密度，取1170kg/；——泥浆含水率，取97%；所以5沉淀池总高度：式中：——超高，取0.3；——清水区高度，取1.2；——斜管高度，;——配水区高度，1.5；——污泥斗的高度，。取污泥槽梯形横截面上底长R=1.2m，下底长r=0.3m，斗的壁与水平面夹角为。则污泥斗的高度为，取0.8m。则沉淀池总高度为：=0.3+1.2+0.87+1.5+0.8=4.67m6排泥槽的贮泥部分的体积：式中：B——沉淀池宽，4.7mn——排泥槽个数，，取4个F——排泥槽断面积，，槽的上下地宽，分别取1.2m，0.3m。污泥斗槽示意图平均排泥周期：，取59min：排泥管直径，选用直径为150mm的排泥放空管。式中：d——排泥管直径：B——沉淀池宽4.7m；L——沉淀池长4.7m；H——沉淀池水深4.67m；T——排泥时间周期59分钟。沉淀池中水停留时间：，取2.0h7进口穿孔墙设计为了防止已形成的粗大的，具有良好的沉淀性能的絮凝体破碎，穿孔墙洞口流速取=0.15-0.2m/s之间，洞口面积不宜过大，本设计中采用的流速为0.15m/s。配水墙空口面积，取0.2，每个洞口尺寸定为100mm×100mm。则洞口数。孔眼布置为：空洞布置成2排，每排10个。8积水系统穿孔管设计沿沉淀池长度方向布置一条集水槽，所担负的流量为0.014m3/s，每侧采用7条穿孔管，将水流入集水槽，两侧穿孔管距离池壁0.25m，每根穿孔管间距为0.5m，每根穿孔管所需担负的水量，采用直径100mm的铸铁管，设孔口前水位高0.03，则每根穿孔管所需孔眼面积：(式中μ为流量系数，取0.62)。孔径采用20mm，则每孔面积为。穿孔管两侧开孔，则每侧孔数为个，取10个。设穿孔管坡度取0.01，并坡向集水槽。（1）集水槽宽bb=0.9取值0.230m式中K—流量波动系数，本设计选用2.0。（2）集水槽起点水深=0.75b=0.75×0.215=0.161m取值0.18m（3）集水槽终点水深=1.25b=1.25×0.215=0.269m取值0.280m（4）集水槽槽深H设槽内水面在穿孔墙0.1m以下。0.1为水头损失。则H=取值0.400m（5）沉淀池的水利条件复核雷诺数:式中：——断面水力半径，m,——管内流速，cm/s——水的运动黏度，，20ºC时，则,满足层流条件。弗罗德数斜板沉淀池的弗罗德数在～之间，可以满足水流的稳定性条件。3.5UASB反应器的设计与计算3.5.1UASB反应器的作用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。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。设备简单，运行方便，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。3.5.2设计参数 （1）参数选取UASB反应器的容积负荷在不同温度下的设计容积负荷率见表3-2。表3-2不同温度下的设计容积负荷率表温度/OC高温(50～55)中温(30～35)常温(20～25)低温(10～15)容积负荷率/[kgCOD/(·d)](20～35)(10～20)(5～10)(2～5)本设计选择常温时的容积负荷率Nv=10kgCOD/(·d)污泥产率为：0.06kgMLSS/kgCOD，产气率为：0.3/kgCOD。（2）设计水质（见表3-3所示）表3-3UASB反应器进出水水质指标表水质指标CODBODSS进水水质(mg/L)1000040003000去除率（%）808066.67出水水质(mg/L)20008001000（3）设计水量：Q＝1200=50=0.0143.5.3设计计算1反应器容积计算UASB有效容积：式中：——反应器有效容积，Q——设计流量，/dS0——进水COD含量,gCOD/LNv——容积负荷,kgCOD/(·d)则根据经验，UASB最经济的高度一般在4～6米之间，并且大多数情况下，这也是系统最优的运行范围。取反应器的有效高度h=4.8m,则则横截面积：A===250本设计采用2座相同的UASB反应器，则单池面积:===125采用公壁建造四边行池比圆形池较经济，有关资料显示，当长宽比在2:1左右时，基建投资最省。取长L=15m，则宽B=/L=125/15=8.33m，取B=8.5m则实际单池横截面积为：=L×B=15×8.5=127.5实际表面水力负荷为:==<1.0故符合设计要求（2）设计反应池总高H=6.5m，其中超高0.5m（一般应用时反应池装液量为70%-90%）单池总容积单池有效反应容积单个反应器实际尺寸15m×8.5m×6.5m反应器数量2座总池面积反应器总容积总有效反应容积>1200，符合设计要求UASB体积有效系数在70%-90%之间，符合要求（3）水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)<1.0，符合设计要求。2三相分离器设计与计算（1）设计说明（a）三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。（b）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。（2）沉淀区的设计 三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：（a）沉淀区水力表面负荷<1.0m/h;（b）沉淀器斜壁角度设为50°,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。（c）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h;（d）总沉淀水深应大于1.5m;（e）水力停留时间介于1.5～2h;如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。三相分离器设计计算草图如3-3。图3-3UASB三相分离器设计计算草图本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置6个集气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。设沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ＝55°，三相分离器长度l=8.5m，每个单元宽度b=L/6=15/6=2.5m。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即127.5。沉淀区的表面负荷率<1.0，符合设计要求。（3）回流缝设计设上下三角形集气罩斜面水平夹角θ=55°，取=1.1m；如计算草图3-3。=/tanθ式中：——下三角集气罩底水平宽度，m;θ——下三角集气罩斜面的水平夹角；——下三角集气罩的垂直高度，m;则则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：=b-2=2.5-2×0.77=0.96m则下三角形回流缝面积为：=·l·n=0.96×8.5×6=48.96则下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速可用计算：式中：——反应器中废水流量，/h；——下三角形集气罩回流逢面积，；<2m/h,符合设计要求设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度,则上三角形回流缝面积为：=·l·2n=0.35×8.5×2×6=35.7则上下三角形集气罩之间回流逢中流速()可用下式计算：式中：——反应器中废水流量，/h；——上三角形集气罩回流逢之间面积，；<<2m/h,符合设计要求确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图3-5-1可知：BC=CD/tg35°=0.35/tg35°=0.50m（4）气液分离设计（有三相分离器计算草图3-5-1可知）CE=CDSin55°=0.35×Sin55°=0.29m设AB=0.4m，则=(AB·cos55°+b2/2)·tg55°=(0.4×0.5736+0.96/2)×1.4281=1.02m（5）气液分离假定气泡上升流速和水流流速不变，则沿AB方向水流速度：式中：l——三相分离器长度；n——每池三相分离器数量。气泡上升速度：式中：d——气泡直径，cm；——液体密度，g/cm3；——沼气密度，g/cm3；——碰撞系数，取0.95；μ——废水的动力粘滞系数，0.02g/cm·s；V——液体的运动粘滞系数，cm2/s取d=0.01cm(气泡)，T=20℃，,，V=0.0101cm2/s,β=0.95，μ=V=0.0101×1.03=0.0104g/cm·s，一般废水的μ>净水的μ,故取μ=0.02g/cm·s，由斯托克斯公式可得气体上升速度为：根据前面的计算结果有：,>,故满足设计要求。则直径大于0.01的气泡均可进入气室.即可以脱除直径等于或大于0.01cm的气泡。（6）三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。DF=AF—AB—BD=1.34—0.4—0.61=0.33m则则=0.5+1.1+1.02—0.27=2.35mUASB总高H=6.5m，沉淀区高2.35m，污泥区高1.65m，悬浮区高2.0m，超高0.5m。3配水系统设计（1）配水系统采用穿孔配管，进水管总管径取150mm，流速约为0.58m/s。每个反应器设置10根DN100mm支管，每根管之间的中心距离为1.0m，配水孔径采用12mm，孔距1.0m，每孔服务面积为1.0×1.0=1.00㎡，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.2m，每个反应器有60个出水孔，采用连续进水。（2）布水孔孔径共设置布水孔60个，出水流速u选为1.7m/s，则孔径为（3）验证常温下，容积负荷（Nv）为：10kgCOD/(m3·d)；产气率为：0.4m3/kgCOD；需满足空塔水流速度≤1.0m/h，空塔沼气上升流速≤1.0m/h。则空塔水流速度＜1.0m/h符合要求。空塔气流速度＜1.0m/h符合要求。4排泥系统设计与计算（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良好的厌氧污泥组成，平均浓度为,则两座UASB反应器中污泥总量：。（2）产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取：0.06kgVSS/kgCOD（a）UASB反应器总产泥量式中：△X——UASB反应器产泥量，kgVSS/d；r——厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD；Co——进水COD浓度kg/m3；E——去除率，本设计中取80%。则（b）据VSS/SS=0.8，△X=576/0.8=720kgSS/d单池产泥△Xi=△X/2=720/2=360kgSS/d（c）污泥含水率为98%，当含水率P＞95%，取，则湿污泥产量单池排泥量（d）污泥龄（3）排泥系统设计在UASB三相分离器下0.5m和底部0.4m高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口。每天排泥一次。排泥管管径为150mm。5出水系统设计与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的影响。（1）出水槽设计对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.3m。（a）单个反应器流量（b）设出水槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近水深，取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸8.5m×0.2m×0.25m；出水槽数量为6座。（2）溢流堰设计（a）出水槽溢流堰共有12条（6×2），每条长8.5m，设计900三角堰，堰高50mm，堰口水面宽b=50mm。每个UASB反应器处理水量14L/s,查知溢流负荷为1-2L/（m·s），设计溢流负荷f=1.707L/（m·s），则堰上水面总长为：，三角堰数量：个，每条溢流堰三角堰数量：164/12=14个。一条溢流堰上共有14个100mm的堰口，14个100mm的间隙。（b）堰上水头校核每个堰出流率：按900三角堰计算公式，堰上水头：（c）出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽=0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为V=0.3m/s。渠口附近水深以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.117=0.37m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为13.75米，考虑到排水管中心距长边池壁50mm，出水渠突出池子长边池壁0.45m，则出水渠长为13.75+0.45=14.2m，出水渠尺寸为14.2m×0.4m×0.37m，向渠口坡度0.001。（d）UASB排水管设计计算选用DN150钢管排水，充满度为0.6，管内水流速度为6沼气收集系统设计与计算(1)沼气产量计算沼气主要产生于厌氧阶段，设计产气率取0.3。（a）总产气量每个UASB反应器的产气量（b）集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。每根集气管内最大气流量。据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100㎜。（c）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为0.5%。单池沼气主管内最大气流量，取D=150㎜，充满度为0.8，则流速为：（d）各池沼气最大气流量为，取DN=250mm，充满度为0.6；流速为：(2)水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的