南充市燕京啤酒厂污水处理站工艺设计书课程设计

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1、南充市燕京啤酒厂污水处理站工艺设计书南充市燕京啤酒厂污水处理站工艺设计书四川师范大学化学与材料科学学院环境工程专业水污染控制工程课程设计第一篇 设计说明书目录第一章 项目概述21.1 企业概况21.2 项目由来21.3设计依据21.3.1法规及执行标准21.3.2技术规范21.3.3工程资料31.4城市环境条件概况31.5外环境关系31.6设计指标31.7建设原则41.7.1建设内容范围41.7.2建设原则4第二章 工艺设计52.1工艺选择说明52.2处理工艺路线的确定62.4主要构筑物及设备设计选型（附设计计算书）72.4.1隔栅池72.4.2集水池72.4.3调节池82.4.4UASB反应

2、器92.4.5 CASS池102.4.6污泥处理系统11第三章 总平面布置及高程布置113.1布置原则113.2管线设计123.3布置特点123.4高程布置12第四章 其他辅助设计13第一章 项目概述1.1 企业概况四川燕京啤酒公司是燕京集团独资兴建的第32家啤酒生产工厂，位于南充市嘉陵区工业园区内，地理环境优越，依山傍水。公司总体建设规模为40万吨/年啤酒，占地约300亩，投资约4.0亿元。目前，第一期年产啤酒20万吨工程项目已竣工投产，产品已全面上市。公司计划生产的主要产品有、燕京纯啤、燕京清爽2008、燕京鲜啤、燕京纯生、燕京冰纯、燕京双滤爽六大种类瓶装啤酒。采用经过多道工序精选的优质大

3、麦, 嘉陵江的优质水源，纯正啤酒花，德国酵母精心酿制而成的燕京啤酒，其口感清爽、柔和、纯正，适合于四川及周边地方广大消费者的口味要求。1.2 项目由来啤酒厂污水中主要污染物有碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和其它杂质等。特点是高碱度、高温度、高浓度有机物（CODCr含量能达到1100mg/L以上）生化处理难度高等。啤酒厂废水主要来源有：麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、，凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤水；以及部分生活污水。1.3设计依据1.3.1法规及执行标准 南充燕京

4、啤酒厂根据中华人民共和国环境影响评价法和国务院令第253号建设项目环境保护管理条例的要求进行了相关环境影响评价，为完善厂区内污水达标排放，即执行污水综合排放标准（GB89781996）三级标准，排入城市污水管网，进入南充市嘉陵区污水处理厂1.3.2技术规范室外排水设计规范(GBJ14-87)及其他相关规范。1.3.3工程资料本设计规模按日最大处理水量Q=2800m3/d 设计（包括处理站自用水排水量）。1.4城市环境条件概况四川乃“天府之国”，物华天宝，人文风流，生活环境宜人，南充，古老嘉陵江畔的明珠，闻名遐迩的丝绸之乡，久负盛名的水果之州。南充是已有建城2200年悠久历史的文化名城，四川省八

5、大中心城市之一，享有川北心脏之称。南充交通方便，达成铁路横贯东西，民用机场天天通航，两条国家级光缆和微波干线穿境而过。南充是川东北重要的物资商品集散地和四川内陆的交通、通讯枢纽。是长江三峡经济区的重要组成部分，国家对外开放的重要口岸。南充市位于典型的中亚热带湿润季风气候区，具有四川盆地底部共同的气候特征：四季分明，冬暖、春早、夏热、秋雨、多云雾。但若和盆底南部长江河谷地带相比，又有气温偏低、暴雨较多的差异。若和川西平原相比，又有气温偏高，春雨比重大的区别。夏季多吹偏南风，气候炎热，降水集中。全市各地平均气温差别不大，年均温15.8-17.8，一月均温5-6.9，七月均温26-28。南充全市年降

6、水量在980-1150毫米之间，大致由西南向东北递减。降水季节分配不均，夏季约占全年的45%，秋季约占25%，冬季约占5%，春季约占25%，降水变率较大。南充市地形以浅丘为主，全市地势可分为北部低山区和南部丘陵区两大地貌单元。地貌由北向南缓倾，海拔高度256889米。地貌类型以丘陵为主，浅丘带坝、中丘中谷、高丘低山类型地貌各占三分之一。1.5外环境关系废水处理站在厂区的西北角，目前是一片空地，地势基本平坦。其北侧为厂区围墙，南侧为现有混凝土路，东南两侧为厂区。站址东西长约60米，南北长约40米，占地约2400平方米污水管由站区南侧进入，由北侧排出。站区自然地面标高为76.4m，进厂污水管管径3

7、00mm, 管底标高75.2m。处理站地面上部0.5米左右为杂填土，其下为粉质粘土及沙土，基底稳定性良好，地基承载力为280kpa以上，地下水位在地面以下23米，根据勘察资料，地下水无腐蚀性。1.6设计指标设计原水水质指标 CODcr100 mg/LBOD520 mg/LSS70 mg/LPH=610设计出水水质指标CODcr100 mg/LBOD520 mg/LSS70 mg/LPH=691.7建设原则1.7.1建设内容范围该厂啤酒污水处理流程拟在现有规划用地处进行，污水经管道收集后输送至污水处理站进行处理。污水及给水进口从污水处理站界区边线开始计算，排水至污水处理站界区边线止。本设计依据设

8、计资料和设计要求，确定工艺流程，进行构筑物工艺谁及计算，在此基础上进行平面及高程布置，具体内容如下：工艺流程选择论述现有有机废水处理的流程及各处理单元的功能及相互作用关系；依据设计资料，确定设计工艺工艺流程；计算和确定各处理单元的设计效率。（2）构筑物工艺设计计算确定主要构筑物（格栅、调节池、UASB、接触氧化池、气浮池等）的形式、工艺尺寸；主要配套设备能力计算机选型。（3）水力计算 系统水利计算（构筑物水力计算、构筑物连接管渠水力计算等）。（4）平面及高程布置1.7.2建设原则1严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后污水的排放水质达到环保局的有关排放标准。 2采用技术先进，运行可靠，操作管

9、理简单，使先进性和可靠性有机地结合起来。 3主要设备国产化，采用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程基建投资和运行费用。 4平面布置和工程设计时，结合厂区现状，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地。 5污水处理站应尽量使操作运行与维护管理简单方便。6严格执行国家有关设计规范、标准，重视消防、安全工作。第二章 工艺设计2.1工艺选择说明啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理啤酒废水。（一）好氧处理工艺啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普

10、通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。（二）水解好氧处理工艺水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能

11、得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。（三）厌氧好氧联合处理技术 厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体

12、积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%15%；产泥量少，约为好氧处理的10%15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个

13、废水处理过程的费用大幅度减少。（四）不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较，见表1-1。表1-1 不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点好氧工艺生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。厌氧好氧工艺水解好氧技术节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩

14、短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少UASB好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严从表中可以看出厌氧好氧联合处理在啤酒废水处理方面有较大优点，故啤酒废水厌氧好氧处理技术是最好的选择。2.2处理工艺路线的确定通过上述分析比较，本次课程设计选用厌氧好氧处理。其工艺流程如图1-1所示。 图1-1 啤酒废水处理工艺2.3工艺过程说明啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6.57.5之间

15、。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入CASS池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、CASS反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，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。2.4主要构筑物及设备设计选型（附设计计算书）2.4.1隔栅池设计说明：格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。设计参数：Q=2800 m3/d=116.67 m3/h=0.032 m3/s（1

16、）构筑物功 能：放置机械格栅数 量：1座结 构：砖混结构（2）主要设备注：由于本设计栅渣量较小，可直接采取人工除渣。机械隔栅功 能：去除大颗粒悬浮物型 号：HF-500数 量：1台栅 宽：B=5mm栅 隙：b=15mm安装角度：= 60 电机功率：N=1.1kw2.4.2集水池设计说明：集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。设计参数：Q=2800 m3/d=116.67 m3/h=0.032 m3/s（1）构筑物功 能：贮存废水数 量：1座结 构：钢筋砼结构尺 寸：35002

17、000（H）mm（2）主要设备废水提升泵功 能：提升废水进入酸化调节池型 号：150QW145-10-7.5数 量：2台（一用一备）流 量：Q=40L/s扬 程：H=10.0m功 率：N=7.5KW水力筛功 能：过滤废水中的细小悬浮物型 号：HS120数 量：2台（一用一备）处理量：Q=100m3/h栅 隙：b=1.5mm2.4.3调节池设计说明：调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。设计参数：Q=2800 m3/d=116.67 m3/h=0.032 m3/s调节池停留时间T=5.0h（

18、1）构筑物功 能：调节并预酸化数 量：1座尺 寸：11000100006000（H）mm HRT：T=5.0h（2）主要设备 潜水搅拌机功 能：使废水混合均匀型 号：WHJ-520-1型搅拌机数 量：1台功 率：N=7.5kw 配水泵功 能：UASB进水泵型 号：150QW145-10型污水泵数 量：2台（一用一备）流 量：Q=40L/s扬 程：H=10m功 率：N=11.0KW 加药装置设备类型：AHJ-I数 量：1套2.4.4 UASB反应器设计说明：UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。UASB反应池有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，

19、无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短设计参数：Q=2800 m3/d=116.67 m3/h=0.032 m3/s 进水COD=1400mg/L 去除率为80%池 数：1座类 型：钢筋砼结构尺 寸：18000100006500（H）mm 1080m3容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3d)去除率802.4.5 CASS池（1）构筑物设计说明：去除CODcr、BOD5、SS设计参数：Q=2800 m3/d=116.67 m3/h=0.032 m3/s结 构：钢筋砼结构数 量：1座 尺 寸：3000

20、0150005000（H）mmBOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/MLSS （2）主要设备 鼓风机功 能：提供气源数 量：2台（一用一备）型 号：DG超小型离心鼓风机风 量：Q=50m3/min风 压：P=63.8Kpa功 率：N=75.0KW 盘式膜片曝气器功 能：充氧、搅拌数 量：424个型 号：QMZM-300氧利用率：35%59% 滗水器功 能：排上清液型 号：XBS300数 量：2台管 径：DN250排水量：Q=300m3/h功 率：N=1.5KW2.4.6污泥处理系统由于时间原因，本次课程设计不进行污泥处理系统的设计、计算。第三章 总平面布置及高程布置3.1布置原则（1）处

21、理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。 池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调； 构（建）筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。 构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。（2）构（建）筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。（3）管线布置尽量沿道路与构（建）筑物平行布置，便于施工与检修。（4）做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。具体做好以下布置： 污水调节池和污

22、泥浓缩池应与办公区或厂前区分离； 配电应靠近引入点或电耗大的构（建）筑物，并便于管理； 沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域； 重力流管线应尽量避免迂回曲折。3.2管线设计（1）污水管 进水管：DN=300。钢管或铸铁管 出水管： DN400钢管或铸铁管，q=40L/s,v=0.92m/s, i=0.006。 超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时废水的出路，在UASB之前设置超越管，规格DN400铸铁管或陶瓷管，i=0.006。 溢流管：浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%1.0%，需进一步处理，排入调节池。设置溢流管，DN150钢管，i=0.004。

23、（2）给水管沿主干道设置供水干管200DN，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50， 镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均匀为DN32，镀锌钢管。（3）雨水外排依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。（4）管道埋深 压力管道 在车行道之下，埋深0.70.9m，不得不小于0.7m，在其他位置0.50.7m，不宜大于0.7m。 重力管道 由设计计算决定，但不宜小于0.7m（车行道下）和0.5m（一般市区）。3.3布置特点平面布置特点：布置紧凑，构（建）筑物占地面积比例大。重点突出，运行及安全重点区域UASB放于站前部，引起注意，但未靠近厂区主干道。美化环境，集水井、调节池侧面、污泥储存池设于站后部。3

24、.4高程布置污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理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；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。污水处理工程的高程布置一般遵守如下原则：(1).认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；还应当考虑到当某座构筑物停止运行时，与其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。(2).避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。(3).在认真计算并留有余量的前提下

25、，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。(4).需要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间的提升排放。(5).应尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。处理装置及构筑物的水头损失(6).尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。(7).协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。(8).注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减

26、少提升高度。(9).协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。第四章 其他辅助设计1污水处理构筑物全封闭式、埋地、上覆土壤并植花等，池上部废气引入建筑物废气排放系统，用专用管道引入综合楼废气井道，高空稀释排放。2土建施工：步骤包括开挖、予埋管道、垫层、扎钢筋、浇混凝土、回填土方、绿化，严格要求按照施工规范进行操作。3安装施工：对于各种专用和通用设备，按照产品或设备的随机技术文件来安装，同时结合其他管道、电气、自控专业的安装技术要求搞好施工技术配合。4建立起以项目经理部，项目经理部建立以工序质量控制为主要工作内容的工程质量控制体系，并与单位的质量保证系统和技术监督系统组成完整

27、的质量保证体系。第二篇 设计计算书一格栅由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。栅条宽度S=10mm 栅条间隙d = 15mm 栅前水深h=0.4 m格栅安装角度= 60，栅前流速0.7 m/s ,过栅流速0.8m/s1.1栅条间隙数式中： Q 设计流量，m3/s 格栅倾角，度b 栅条间隙，mh 栅前水深，mv 过栅流速，m/sn= =5.83，取n=6条1.2栅槽宽度B=S（n-1）+bn=0.01（6-1）+0.015*6=0.155栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，取0.3 m。 即栅槽宽为0.155+0.3=0.455 m ，取0.5 m。1.3进水渠道渐宽部分的长度设进水渠

28、道宽B1=0.4m ，其渐宽部分展开角度1= 601.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度1.5通过格栅水头损失取k = 3 , = 1.79(栅条断面为圆形)，v = 0.8m/s ，则 h1 = 式中： k - 系数，水头损失增大倍数- 系数，与断面形状有关S - 格条宽度，md - 栅条净隙，mmv - 过栅流速，m/s- 格栅倾角，度h1 = = 0.088 m1.6栅后槽总高度 设栅前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.7880.8m1.7栅后槽总长度 1.8每日栅渣量栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值

29、，中格栅用中值取W1 = 0.05m3/103m3 K2 = 1.5 ，则：W = 式中：Q - 设计流量，m3/sW1 - 栅渣量(m3/103m3污水)，取0.07m3/103m3 W = =0.09 m3/d 0.2 m3/d (可采用人工清渣)若选用机械除渣，可选用HF-500型回转式格栅除污机，其性能见下表2-1，表1-1 HF-500型回转式格栅除污机性能规格表型号电动机功率（Kw）设备宽（mm）设备高（mm）设备总宽（mm）沟宽（mm）沟深（mm）导流槽长度（mm）设备安装长（mm）HF-5001.15005000850580153515002500二 .集水池集水池的容量为大于

30、一台泵五分钟的流量，设两台水泵（一用一备），每台泵的流量为Q=0.032 m3/s0.04 m3/s 。集水池容积采用相当于一台泵10min的容量 m3有效水深采用2m，则集水池面积为F=12 m2, ，其尺寸为 3.5m3.5m。集水池构造：集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。三泵房泵房采用下圆上方形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑两台水泵，其中一台备用。3.1选泵前总扬程估算经过格栅水头损失为0.088m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间

31、的高差为： 78.5-73.412=4.5 m3.2出水管水头损失总出水管Q=40L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91, 设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为： 3.3水泵扬程泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m 取8m。3.4 选泵选择150QW145-10-7.5型污水泵两台，一用一备，其性能见表2-1表2-1 150QW145-10-7.5型污水泵性能流量40L/s电动机功率7.5KW扬程10m电动机电压380V转速1440r/min出口直径150轴功率

32、4.92KW泵重量200kg效率78.2%四水力筛机型选取 选用HS120型水力筛两台（一用一备），其性能如表4-1， 4-1 HS120型水力筛规格性能处理水量（m3/h）筛隙(mm)设备空重(Kg)设备运行重量(Kg)1001.54601950五调节池5.1调节池有效容积V = QT = 0.032*36005 =576 m35.2调节池水面面积调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则=104.7 m25.3调节池的实际大小取调节池宽度为10 m，长为11m，池的实际尺寸为：长宽高=11m 10m 6m = 660 m3。5.4调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型WH

33、J-520-1型搅拌机一台。5.5药剂量的估算设进水pH值为10，则废水中【OH-】=10-4mol/L,若废水中含有的碱性物质为NaOH,所以CNaOH=10-440=0.04g/L，废水中共有NaOH含量为28000.04=112kg/d，中和至7，则废水中【OH-】=10-7mol/L，此时CNaOH=10-740=0.410-5g/L，废水中NaOH含量为28000.0410-5=0.0112kg/d，则需中和的NaOH为112-0.0112=111.98kg/d，采用投酸中和法，选用96%的工业硫酸，药剂不能完全反应的加大系数取1.1，2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H

34、2O80 98 111.98kg 137.18 kg所以实际的硫酸用量为kg/d。投加药剂时，将硫酸稀释到3%的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加酸溶液量为 5.6调节池的提升泵设计流量Q = 40L/s，静扬程约为7m，出水管Q=40L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,设管总长为30m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：管线水头损失假设为1.0m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为： H=7.00+0.39+1.0+1.0=9.39m 取10m。选用150QW145-10型污水泵两台，一用一备，其性能见表5-1表5-1 150QW145-1

35、0型污水泵性能流量40L/s电动机功率11KW扬程10m电动机电压380V转速1440r/min出口直径150轴功率4.92KW泵重量200kg效率78.2%六UASB反应池UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。本设计不考虑排泥系统及沼气收集系统的设计。进水COD=1400mg/L 去除率为80% ；容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3d)；污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD ；产气率为：0.4m3/kgCOD 。6.1 UASB反应器结构尺寸计算（1）反应器容积计算 (包括沉淀区和反应区)UASB有效容积为：V有效 = 式中

36、：V有效 - 反应器有效容积，m3Q - 设计流量，m3/dS0 - 进水有机物浓量,kgCOD/m3 Nv - 容积负荷,kgCOD/(m3d)V有效 = =871.1 m3（2）UASB反应器的形状和尺寸工程设计反应器。横切面为矩形反应器有效高度为5m，则单池单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适设池长L=18m，则宽，取10m 。单池截面积：设计反应池总高H=6.5m，其中超高0.5 m（一般应用时反应池装液量为70%-90%）反应池容积 反应池有效容积池 反应器实际尺寸 1810 m6.5 m反应器数量 1座其中有效容积900 871.1 符合有机要求。UASB

37、体积有效系数在70%-90%之间，符合要求。 水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)符合设计要求。6.2三相分离器构造设计（1）设计说明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。（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。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。三相分离器长度B=10m ，每个单元宽度b=L/6=18/6=3.0m 。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即180 m2 。沉淀区

38、的表面负荷率（3）回流缝的设计三相分离器的结构V2V1EABCDh3h1h2b3b1b2bh4如图所示：设上下三角形集气罩斜面水平夹角= 55，取h3 = 1.1m；好b1 = h3/tg式中：b1 下三角集气罩底水平宽度，m; 下三角集气罩斜面的水平夹角； h3 下三角集气罩的垂直高度，m; b1 = = 0.77 m则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2 = b - 2 b1 = 2.667 2 0.77 = 1.13 m则下三角形回流缝面积为： S1 = b2ln = 1.13 10 6= 67.8 m2 下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算： V1

39、= Q1/S1式中： Q1 反应器中废水流量，m3/h； S1 下三角形集气罩回流逢面积，m2；V1 = = 1.72 m/h 2.0 m/s,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b3 =CD= 0.45 m ,则上三角形回流缝面积为：S2 = b3l2n = 0.45 10 6 = 54m2下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算： V2 = Q1/S2，式中：Q2 反应器中废水流量，m3/h；S2 上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；V1 = = 2.16 m/h确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知： BC = b3/sin35= 0.

40、35/0.5736 0.61 m（4）气液分离设计 CE = CDSin55= 0.45Sin55=0.37mCB = 设AB=0.4m ，则 h4 = (ABcos55+ b2/2) = (0.4 0.5736 + 0.72/2) 1.4281 = 0.824 m（5）三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度 h= h2 + h3 + h4h5 h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。 UASB总高H = 6.5m，沉淀区高2.5m，污泥区高1.5m，悬浮区高2.0m，超高0.5m。6.3出水系统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的

41、影响。（1）出水槽设计 反应池共有6个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.3m。 反应器流量 设出水槽口附近水流速度为0.2 m/s，则取槽口附近水深为0.25 m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸10 m0.2 m0.25 m；出水槽数量为6座。（2）溢流堰设计 出水槽溢流堰共有12条（62），每条长10 m，设计900三角堰，堰高50，堰口水面宽b=50。UASB反应器处理水量32L/s, 设计溢流负荷f = 1.3 L/（ms），则堰上水面总长为：三角堰数量：，取493个。每条溢流堰三角堰数量：493/12=41个。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

42、水渠。设出水渠宽0.8m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为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+0.133=0.38m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为14.67米，出水渠长为 14.67+0.1=14.77m，出水渠尺寸为 14.77m0.8m0.38m，向渠口坡度0.001。UASB排水管设计计算选用DN250钢管排水，充满度为0.6，管内水流速度为 七CASS反应池设计流量Q = 2800m3/d = 166.67m3/h =0.032m3/s ；进水COD=280mg/L ，去除率为85% ；充水比为： 0.32 ；进水BOD= 160

43、mg/L，去除率为90%。BOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/MLSS；混合液污泥浓度为：X=3500mg/L ；7.1运行周期及时间的确定（1）曝气时间 式中： 充水比 进水BOD值，mg/l； BOD污泥负荷，kgBOD/MLSS； X 混合液污泥浓度，mg/L。（2） 沉淀时间 设曝气池水深H = 5m，缓冲层高度 =0.5 m，沉淀时间为： （3）运行周期T 设排水时间td=0.5h,运行周期为每日周期数： N= 24/6=47.2反应池的容积及构造（1）反应池容积式中：N 周期数； 单池容积； 总容积；n 池数，本设计中采用1个CASS池； 充水比。（2）CASS反应池的构造

44、尺寸CASS反应池为满足运行灵活和设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。如图所示为CASS池构造。（2）CASS反应池的构造尺寸CASS反应池为满足运行灵活和设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。如图所示为CASS池构造。CASS池结构示意图取B=15m,L=30 m。所以=30155=2250 m3池面积 CASS池沿长度方向设一道隔墙，将池体分为预反应区和主反应区两部分，靠近进水端为CASS池容积的10%左右的预反应区，作为兼氧吸附区和生物选择区，另一部分为主反应区。根据资料，预反应区长L1=（0.160.25）L，取L1=6 m。（3）连通口尺寸

45、隔墙底部设连通孔，连通两区水流，设连通孔的个数为3个。连通孔孔口面积A1为： 式中： Q 每天处理水量，； CASS池子个数 ；U 设计流水速度，本设计中U = 50 m/h ； 一日内运行周期数 ；A CASS池子的面积， ； 连通孔孔口面积， ； 预反应区池长， ； 池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，； B 反应池宽，。 = =1.56 m孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于1.0，故取0.9，则宽为3.1。7.3需氧量及曝气系统设计计算（1）需氧量计算根据实际运行经验，微生物氧化1kgCOD的参数取0.53，微生物自身耗氧参数取0.18，则池子需氧量为：= 0.532800

46、23810-3 + 0.18350010-32187 = 1731 kg/d则每小时耗氧量为：（2）供气量计算温度为20度和30度的水中溶解氧饱和度分别为：，微孔曝气器出口处的绝对压力为：= = 式中：H 最大水深，空气离开主反应区池时的氧百分比为：式中： 空气扩散器的氧转移率，取15%值暴气池中混合液平均溶解氧饱和度按最不利温度为：温度为20时，暴气池中混合液平均溶解氧饱和度为：温度为20时，脱氧清水的充氧量为：103.646 式中： 氧转移折算系数，一般取0.80.85，本设计取0.82； 氧溶解折算系数，一般取0.90.97，本设计取0.95； 密度，/L，本设计取1.0/L；C 废水中

47、实际溶解氧浓度，mg/L；R 需氧量，/L，为72.13/L。暴气池平均供气量为： (空气密度为1.29/)。每立方米废水供空气量为：每去除1kgCOD的耗空气量为：空气（4）布气系统计算单个反应池平面面积为3015，设424个曝气器，则每个曝气器的曝气量=G/424=1731/424=4.08/h。选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表7-1。表7-1 QMZM-300盘式膜片式曝气器技术参数型号工作通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMZM-30028 m3/h个0.51.0 m2/h个35%59%48m4.25 m3/h从鼓风机房出来一根空气干管，连接CASS池，空气干管

48、上设46根小支管。气干管流速为10m/s，小支管流速为5 m/s，则空气干管管径： 0.25 取DN300钢管空气小支管管径： 取DN50钢管。（5）鼓风机供气压力计算曝气器的淹没深度H=4.5m，空气压力可按下式进行估算： 校核估算的空气压力值管道沿程阻力损失可由下式估算： 式中：- 阻力损失系数，取4.4.取空气干管长为30m，则其沿程阻力损失 取空气小支管长为16m,则其沿程阻力损失 空气管道沿程阻力损失为设空气管道的局部阻力损失为=0.15KPa，则空气管路的压力总损失为：取膜片式微孔曝气器的最大压力损失为=2.9KPa，则鼓风机的供气压力为：58.8KPa。故鼓风机的供气压力可采用5

49、8.8KPa，选择一台风机曝气，则风机能力为G=50m3/min.（6）鼓风机房布置选用两台DG超小型离心鼓风机，供气量大时，两台一起工作，供气量小时，一用一备。DG超小型离心鼓风机规格如表7-2。表7-2 DG超小型离心鼓风机流量50 m3/min电动机形式TEFC压缩介质空气电动机功率75KW出口压力63.8KPa电动机电压220V轴功率52KW重量1t 其占地尺寸为20161008，高为965（含基础）。7.4 CASS反应池液位控制CASS反应池有效水深为5米。排水结束是最低水位 基准水位为5m,超高为0.5m,保护水深为0.5m保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开

50、始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制、排水结束由水位控制。7.5排出装置的选择排出负荷选择XBS-300型旋转式滗水器，其技术参数如表7-3。表7-3 XBS-300型旋转式滗水器技术参数型号流量（m3/h）堰长（m）总管管径(mm)滗水深度H（m）功率(KW)XBS-30030042502.50.55参考文献：（1）给水排水设计手册（1册、4册、5册、9册、10册、11册、续册1、2、3、4、5）.北京：中国建筑工业出版社，1995（2）聂梅生等.水工业设计手册-水工业工程设备。北京：中国建筑工业出版社，2000（3）室外排水设计规范（2006版）GB50014-2006（4）高俊发等.污水处理厂工艺设计手册。北京：学工业出版社，2002（5）曾科等.污水处理厂设计与运行管理北京：化学工业出版社，2001（6）胡纪萃等. 废水厌氧生物处理理论与技术。北京：中国建筑工业出版社，2003（7）活性污泥简明原理及工工艺计算，氧化沟设计规程等。