2000td(2000m3d)大豆制油废水处理毕业设计.doc

浙江某食品有限公司大豆制油废水处理工程设计zhejiang mou food company beans albumen sewage disposal project 学生姓名： 班级： 层次： 本 科 所在院、专业： 水利与环境工程学院 环境工程专业 指导教师： 职 称： 完成时间： 2007 年 6 月 20日 答辩时间： 2007 年 6月 27日 长 春 工 程 学 院目 录前 言1设计说明书21 设计概述21.1 总体设计21.2 污水处理厂的总平面布置31.3 污水处理厂的高程布置42 设计内容42.1 隔油调节池42.2 高效气浮系统42.3 水解酸化池42.4 cass池52.5 ic厌氧器52.6 曝气生物滤池62.7 加氯间62.8 污泥浓缩池62.9 集泥井72.10 污泥脱水间7设计计算书81 隔油调节池81.1 隔油池总容积w81.2 隔油池的过水断面ac81.3 隔油池格间数n81.4 隔油池的有效长度l81.5 隔油池建筑高度h82 高效气浮系统92.1 容器方式的选择92.2 空气饱和设备的选择92.3 溶气水的减压设备92.4 气浮池103 水解酸化池143.1 池体设计143.2 反应池各部分尺寸143.3 出水系统设计143.4 产泥量计算153.5 排泥系统设计164 cass池164.1 选定参数174.2 运行周期及时间的确定174.3 设计计算174.4 排水口高度和排出装置194.5 产泥量及排泥量194.6 排泥系统204.7 需氧量及曝气系统设计计算205 ic厌氧器245.1 有效容积245.2 ic反应器的几何尺寸245.3 ic反应器的循环量255.4 ic反应器第一反应室的气液固分离265.5 ic反应器进水配水系统的设计285.6 出水系统的设计295.7 排泥系统的设计306 曝气生物滤池326.1 曝气生物滤池容积计算336.2 供气量计算与供气系统的设计346.3 反冲洗系统376.4 曝气生物滤池污泥产量396.5 泵房396.6 配水系统设计397 污泥处理系统407.1 产泥量407.2 污泥处理方式407.3 集泥井计算407.4 污泥浓缩池417.5 污泥脱水系统设计428 鼓风机房438.1 供风量438.2 鼓风机的选择438.3 鼓风机房布置439 事故池4310 加滤间4310.1 加滤量的计算4310.2 滤库的计算4411 高程布置44参考文献46谢 辞47iii前 言当今水环境的有机污染是一个全球性的问题。20世纪特别是20世纪50年代以来，化学工业等新型工业的发展，使人工合成有机物的种类和数量与日俱增。目前，已知的有机物种类约700多万种，并仍以每年数以千计的速度在增长。全球合成有机物的总量已经达到2.5亿t，这些有机物已经并正在通过各种途径进入环境，引发一系列水体污染，生态环境恶化，威胁人类生存和阻碍相关工业的发展与社会进步，特别是发展中国家尤为严重。人类癌症的发生80%90%与环境因素有关，而在已经发现致癌化学物质中，80%以上为有机物。因此，高浓度有机废水特别是有害有毒的有机废水的治理，已成为现阶段国内外环境保护领域亟待解决的问题，也是一个难题。 对有机废水的研究，20世纪50年代已经逐步开始，至今已经取得了巨大的成就，进入了地上发展阶段。为此对本毕业设计所设计的浙江一星食品有限公司所产生的大豆制油废水就应该按照国家和地方的相关规定进行废水处理。为防止该公司所产生的废水污染整个水源的水质，必须对该公司所产生的废水进行处理。设计说明书1 设计概述1.1 总体设计1.1.1 工程规模处理水的水质和水量：该项目主要废水来自于浸出和炼油两个工段，水量2000m3/d,设计水质codcr 5000mg/l，bod5 2200mg/l，动植物油 2000mg/l；nh3-n 80mg/l，ph69。1.1.2 水质要求codcr 100mg/l，bod5 20mg/l，ss70mg/l，动植物油 10 mg/l，nh3-n15 mg/l，ph 69。1.1.3 设计原则1.以废水净化和资源化回用为目的确立处理工艺。2.保证所确定的废水处理方案先进，适应不同季节不同水温的废水处理，并保证出厂排放水水质达到国家一级排放标准。3.尽可能采用运行管理简单，自动化程度高的处理工艺。4.减少废水处理站的占地面积，在保证处理效果的前提下，通过经济比较，选用修建、维护、运行成本低的工艺，同时将废水站的产物（污水、污泥、沼气）经济利用，降低总体建设费用。5.考虑环境保护因素，尽可能少地排放废气、废水、废渣，度考虑一定的安全性，保证在事故情况下将对环境的影响降到最低。1.1.4 设计依据1.废水处理站地形地质资料。2.废水处理站所在地气象资料。3.大豆制油废水资料。4.水污染控制工程。5.工业废水处理技术。6.有机废水处理技术与应用。7.排水工程。8.给排水设计手册。8.城市污水回用设计规范。10.回用水水质标准。11.给排水快速设计手册。1.1.5 废水处理站工艺选择1.1.6 处理站的位置厂址确定是一个十分重要的问题，它对周围环境卫生、处理厂基建投资及运行管理都有很大影响。选择废水综合处理回用站厂址时，在考虑总体规划的基础上，同时考虑如下原则：（1）废水综合处理站要与啤酒厂位置相接近。（2）考虑深度处理厂建设位置的工程地质情况，以节省造价、方便施工。（3）充分利用地形，随坡顺势建设深度处理厂，尽量节省能源。（4）厂址选择考虑远期发展的可能，为以后的扩建留有余地。1.1.7 输水管线 输水管线布置原则1、按照总体规划，考虑回用水系统近、远期建设的有机结合，留有充分的发展余地。2、在满足水量、水压的要求下，力求以最短的距离敷设管线，降低造价和经营管理费用。 输水管线管材的选择结合目前国内管材生产和实际使用情况，可用于输水水管道的主要管材有：钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、钢套筒预应力混凝土管、玻璃钢管等五种管材。本设计主要用钢管。1.2 污水处理厂的总平面布置各处理构筑物的平面布置，根据各构筑物及其附属辅助建筑物的功能要求和流程的水力要求，结合厂址地形、地质条件，确定它们在平面图上的位置。在这一过程中，应使各构筑物间的管路简短而便捷，避免迁回曲折，运行时具有良好的水利条件；布置应尽量紧凑，缩短管线，以节约用地，但也必须考虑管路敷设的要求，施工时地基的相互影响，以及远期发展的可能性。污水处理厂内管线的布置，主要的是联接各处理构筑物的污水管、污泥管的布置应使各处理构筑物或各处理单元能独立运行，当某一处理构筑物或某处理单元因出现问题而停止运行时，不影响其他构筑物的正常运行；若构筑物分期施工，则管路在布置上也应满足分期施工的要求以及便于检查和维修等。同时，处理厂内的道路应合理布置以方便运输；并应通过植树绿化等改善卫生条件。污水处理厂内应有完善的雨水管道系统，以免积水而影响处理厂的正常运行。辅助建筑物是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。如鼓风机房应设于曝气池附近以节省管道与动力；变电所宜设于耗电量大的构筑物附近等。 1.3 污水处理厂的高程布置污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间顺畅地流通，保证污水处理厂的正常运行。水流通常依靠重力而流动，以减少污水处理厂的运行费用。2 设计内容该工程主要构筑物有：隔油调节池、高效气浮系统、水解酸化池、cass池、ic厌氧器、曝气生物滤池、鼓风机房、投药间、加氯间、事故池、污泥浓缩池、集泥井、污泥脱水间等。2.1 隔油调节池采用平流式隔油调节池，可去除原水中的不可溶解的有机物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。隔油调节池尺寸为：长宽=14.4m8m。本设计根据工程实际情况：废水停留时间为2.0h。刮油机由钢丝绳或链条牵引，移动速度为2m/min。池底设有坡向污泥斗的0.02的坡度。隔油调节池的设计流量为83.33m3/h，隔油调节池分为2格，建筑高度为2m。2.2 高效气浮系统加压溶气气浮系统是目前应用最广泛的一种气浮方法，其主要原理是利用微小气泡附着于悬浮物上使之浮上水面，由刮渣机从水表面除去。撇除的浮渣进入污泥池，处理水排出系统进入水体。即空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。高效气浮系统容积40m3，水力停留时间22.74min，出水采用集水管，集水管采用穿孔管，沿池长布置。2.3 水解酸化池 水解酸化工艺是常见的强化一级处理工艺，使将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。该工艺是在普通一级处理的基础上，通过增加较少的投资采取强化处理措施，能较大程度地提高污染物的去除率，削减总污染负荷，降低去除单位污染物的费用，降低二级处理的负荷，减少能耗。水解池是改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要密闭的池子，不需要搅拌器，降低了造价。配水方式采用跳跃式配水，墙壁之间间距为2.0 m；水解酸化池的水力停留时间为5h，池容420 m3，水解池的设计尺寸为lbh=12m7m5m。出水系统采用出水堰出水，以达到出水均匀。2.4 cass池cass工艺也叫循环式活性污泥法，是在sbr的基础上发展的新工艺，它最根本的特点是克服sbr间歇进水所造成的不便，使得构筑物运行简单、方便、和便于操作，但需要回流污泥设施。设计参数为：设计流量2000m3/d，时流量83.33m3/h；污泥负荷率为0.5kgcod/（kgmlvssd），总泥量429.264kg。周期数2（1/d）；周期长12h ，曝气时间6h/周期，沉淀时间3h/周期，进水时间2h/周期，排水闲置时间2h/周其；为实现连续配水和便于配水选用4个池子； 池中水深5m，安全高度0.5m。池容及单池参数：每个池的容积为500m3，单池面积为100m2。曝气：反应时需氧量为2029.894kgo2/d ，总供气量2995.476m3/d，每根竖管的供气量64.887m3/h。采用网状膜型微孔空气扩散器，该扩散器服务面积为0.5m2，每池需扩散器数为200个；每个扩散器的配气量为3.24 m3/h；全厂需曝气器800个。曝气头装置安装在距池底0.5 m处，鼓风机所需压力为7.372kpa。剩余污泥： 剩余污泥从反应池排放，排放时要注意不影响沉淀和出水。全厂剩余污泥量为429.264m3/d。2.5 ic厌氧器ic厌氧器是近年来新发展的工艺，是由uasb发展的新型工艺，是将两级的uasb相叠起来的，所以污泥负荷率远远大于uasb。设计的关键在于气液固三相分离器的设计。设计参数为：设计流量2000m3/d，时流量83.33m3/h；污泥产率系数为0.5kgvss/kgcod，总泥量61kg;ic反应器总容积为150m3，第一反应室容积80m3，第二反应室容积60m3，直径为4m，高度为16m，水力停留时间2h。反应器循环量为48 m3/h，产生的沼气量为320.88 m3/d。沉淀区颗粒沉降速度为3.45cm/s，沉淀区斜壁倾斜度为50，布水系统采用切线进水，配水采用对称布置，布水支管出口距池底0.2m，每个出水口服务面积为24m2，单池配水面积为2.09 m2，配水管管径为45mm，为保持出水均匀，沉淀区的出水系统采用出水渠，出水渠宽0.2m，共设62个三角堰，排水管管径为175mm。反应器污泥负荷取0.5kgvss/kgcod，污泥产量为61kg/d，排泥系统设置3个排泥点，均布置在两级三相分离器下三角以下0.5m，孔径为100mm。沼气的产量为419.77 m3/d，贮气柜直径为4m，产生的沼气用于发电.。2.6 曝气生物滤池本设计相对于原污水中具有较高的nh3-n的特点，将普通曝气生物滤池改为n曝气生物滤池来降解污水中的nh3-n。设计参数为：设计流量2000m3/d，时流量83.33m3/h；硝化容积负荷取0.5kgnh3-n/（ m3滤料d），总泥量1.2 m3/d。曝气生物滤池的容积为216 m3，水深为6m，平面尺寸为：66 m2曝气：反应时需氧量为12.50kgo2/h ，总供气量197.78m3/h，环形布置曝气器。采用kbb型盘式橡胶膜微孔空气扩散器，该扩散器供气量为2m3/（n个），需扩散器的个数为100个；每个扩散器的配气量为1.9778 m3/h。曝气头装置安装在距池底0.2 m处，鼓风机所需压力为7.372kpa。反冲洗：采用气水联合反冲洗，其顺序为：先单独用气反冲洗，再气水莲和反冲洗，最后用清水反冲洗。反冲洗空气强度为15l/（sm2），空气反冲洗管径为80mm的无缝碳钢钢管，反冲洗水强度为8 l/（sm2），水反冲洗管径为60mm的无缝碳钢钢管。污泥：污泥从池内排放，池内污泥量为1.2 m3/d。配水系统为废水比较容易布得均匀，所以配水系统与滤料承托板合建，采用钢制孔板形式。2.7 加氯间加氯间的平面尺寸为:10.0mx5.5m。加氯机选用2台jk-4型加氯机，氯瓶选用450kg/瓶共4只。本设计中所有消毒均采用计量泵投加液氯消毒方式，液氯消毒效果与水温、ph值、接触时间、混合程度、污水浊度及所含干扰物质、有效率含量有关。加氯量应根据试验确定，一级处理排放时，加氯量为510mg/l；混合反应时间为515s。加氯消毒的接触时间应不小于30min，处理水中游离性余氯量不低于0.5mg/l。液氯的固定储备量按最大用量的30d计算。2.8 污泥浓缩池污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水。浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，以便与后续污泥处理。常用的污泥浓缩池分为竖流式浓缩池和辐流式浓缩池两种。设计中用浓缩池进行剩余污泥处理，浓缩前污泥含水率99%，浓缩处理后污泥含水率约为97%。本设计中，污泥浓缩采用两个竖流式污泥浓缩池。浓缩池直径6.3m，浓缩池中有效水深为6m。浓缩池工作部分高度为3.2 m，超高为0.5 m ，缓冲层高为0.3 m，污泥斗高为3.10 m，浓缩池总高度为9.44 m。进入浓缩池的污泥量为441.064 m3/d；浓缩后的污泥量为147.02 m3/d；采用重力排泥。2.9 集泥井 集泥井用来贮存来自各构筑物的污泥。由于污泥量不大，本设计中采用一座贮泥池。集泥井设计进泥量441.064m3/d，贮泥池的容积60m3，贮泥池高度3.0m。共设四根进泥管，一根来自水解酸化池，一根来自cass池，一根来自ic反应器，一根来自曝气生物滤池，管径均为dn=150mm。2.10 污泥脱水间污泥脱水间平面尺寸为：8.0mx5.5m。污水处理站污泥从浓缩池排出时含水率约为97%左右，体积很大。因此，为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%80%，从而大大缩小污泥的体积。脱水污泥量77m3/d，合计15400kg/d。脱水机的选择：根据工程的实际情况，本设计中污泥脱水设备采用国产卧螺卸料沉降离心机，设备数量为2台。设备的相关参数如下：脱水机的选择：根据工程的实际情况，本设计中污泥脱水设备采用国产卧螺卸料沉降离心机，设备数量为两台。设备的相关参数如下：型号：lwd430w 转鼓直径（mm）：430转鼓转速（r/min）：2100-3000 分离因数：1062-2066差转速（r/min）：2-20无级可调 处理能力（m3/h）：8-15电动机功率（kw）：30 机器重量（kg）：2500外形尺寸（mm）（长宽高）：326017257设计计算书1 隔油调节池本设计中按废水的停留时间计算法计算。1.1 隔油池总容积w w=qt；式中 q 隔油池设计流量 t 废水在隔油内的设计池内的设计停留时间，h；一般在1.5h2h，取2h。 w=83.332.0=166.67m3,取170 m3。1.2 隔油池的过水断面ac ac=q/3.6v 式中 v 废水在隔油池中的水平流速，mm/s,取2mm/s。 ac=83.33/（3.62）=11.57。1.3 隔油池格间数nn=ac/bh 式中 b 隔油池每个格间的宽度，m；由于刮泥刮油机跨度规格的限制，一般为2.0、2.5、3.0、4.5、6.0，这里取4.5；h 隔油池每个格间的有效水深，取1.5m。n=11.57/（1.54.5） =1.71,取2格。1.4 隔油池的有效长度l l=3.6vt=3.622.0=14.4m1.5 隔油池建筑高度h h=h+h h 池水面以上的池壁超高，取0.5m。h=1.5+0.5=2.0m选用4gsmp2型机电一体化刮油刮渣机，跨度为4.0m，刮渣速度1.5m/s,刮油速度3.0m/s。2 高效气浮系统本设计中采用加压溶气气浮系统。2.1 容器方式的选择 选择内循环式射流加压溶气方式，本设计中采用的容器水压力为p=0.3mpa,气固比a=2%，选用某给定射流器。动植物油量为2000mg/l，a=qr/动植物油量，则qr=40m3/h,有资料可知相对应的p1=0.35mpa,工作射流泵压力p1=p+p1=0.3+0.35=0.65mpa。 选择100qw30225.5，流量为30m3/h,扬程为22m,转速为1440r/min，效率为57.5%。2.2 空气饱和设备的选择该设备的作用是在一定压力条件下将空气溶解于水中以提供废水处理所要求的容气水。2.2.1 加压泵用来供给一定压力的水量，温度为40。溶进的空气量 v=ktp 式中 p 空气所受的绝对压力，pa；kt 溶解常数，在40下，kt=0.018v=3000000.018=5400 l/m3水设计空气量应按25%的过量考虑，即v没= 7200 l/m3水，以保证气浮效果，气浮操作中空气的实际用量，可取（1%5%）q=（1%5%）2000=20100 m3/d,回流水量为（20%50%）q=4001000 m3/d。2.2.2 溶气罐作用是实施水和空气的充分接触，加速空气的溶解，采用填充式溶气罐，填料采用阶梯环，从溶气罐顶部进气和进水，填料层厚度取1.0m,表面负荷取2000m3/m2d。2.3 溶气水的减压设备其作用是将压力容器水减压后迅速将溶于水的空气以及为细小的气泡形势释放出来，要求为气泡的直径在20100mm。2.3.1 减压阀选用cy14h-15直动型减压阀，尺寸如下：d=15mm,l=90mm,b=64mm,h=h1+h2=181mm。2.3.2 专用释放器选用ja3280型潜水喷流式曝气机，空气量为22m3/h，适合水深为13m，供氧量为1.01.2kgo2/h。2.4 气浮池选用回流平流式气浮池，此类形势的优点是池深浅，造价低，构造简单，管理方便。2.4.1 设计参数 水量q=2000m3/d=83.33m3/h=1.39m3/s； 气浮池有效水深h=2.5m,长宽比取1：1.5； 气浮池表面负荷率取8m3/（m2h）,水力停留时间取30min； 接触室下端水流上升流速取20mm/s，上端水流上升流速取14mm/s；分离区水流向下流速（气浮分离速度）vs=3mm/s,分离室表面负荷率取5.49.0 m3/（m2h）；溶气罐所需压力p=0.3mpa=3.06kg/cm2。2.4.2 释气量aa=as；s=qsa式中 a=a1/s1,取6%s 原水带入的优质总量，kg/h； sa 进水油质浓度，mg/l。s=83.332000=166.67kg/ha=0.06166.67=10kg/h2.4.3 气浮池所需空气量式中 气浮池设计水量，m3/h； 实验条件下的回流比，%；取15%； 实验条件下的释气量，取60l/m3； 水温校正系数，1.11.3,取1.2。2.4.4 所需空压机额定气量 式中 安全系数，1.21.5,取1.3。选用lg5型空压机一台，风压3.5kpa。2.4.5 加压溶气所需水量 式中 选定的容器压力，取0.3mpa（3.06kg/cm2）； 溶气效率，取80%； 溶解度系数，在40下为0.018选用 型水泵 台则实际回流比2.4.6 压力溶气罐选用1座式中 i 单位罐截面积的过流能力，对填料罐一般选用100200m3/（m2h）,选用150 m3/（m2h）。选用标准填料罐=0.5m，tr-4型溶气罐一只。实际过流密度2.4.7 接触室尺寸接触室水流上升平流速度接触室平面面积令池宽bc=2m，则接触室长度（即气浮池宽度） ，取lc=1m接触室出口断面高（堰上水位） 接触室气水接触水深，取=1.3m接触室总水深2.4.8 分离室表面积令池宽bs=2m则池长，取ls=5m分离室水深 ，超高取0.4m，所以总水深为4m。2.4.9 气浮池容积 2.4.10 时间校核接触室气水接触时间 60s，符合要求；气浮池总停留时间 2.4.11 气浮池集水管集水管采用穿孔管，沿池长方向布置一根，集水量为如允许气浮池与后续构筑物有0.3m的水位落差（即允许穿孔集水管孔岩又近于0.3m的水头损失），则集水孔口的流失: 每根集水管的孔口总面积 式中 空口收缩系数，取0.64。设孔口直径为20mm，则每孔面积；孔口数：，取85只，气浮池长为5m，穿孔管有效长度取4.5m，则孔距 2.4.12 释放器的选型根据选定的溶气压力0.3mpa及回流气水量20.81m3/h,选用tv型释放器，这时该释放器的出流量为2.48 m3/h,则释放器的个数，取5只，采用单行布置,释放器间距为m集渣槽设于气浮池进水端，采用桥式刮渣机逆向刮渣，刮渣机选用tq5型。3 水解酸化池水解酸化池是常见的一级处理工艺，是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解酸化过程具有改善污水可生化性的特点，同时可去除废水中的部分有机物，并减少最终排放的剩余污泥量。3.1 池体设计 本设计采用停留时间为t=5h, 则有效容积，取420m3。 因水解酸化池上升流速应控制在0.81.8m/h较合适，本设计中v上升=1.0m/h， 有效高度3.2 反应池各部分尺寸 水解酸化池的进水系统采用dn=175mm的钢管进水， 反应池截面积： 采用水解酸化池平面尺寸为 取池超高为h1=0.5m 池总高为本设计中，工程中为了增加水解酸化反应器中活性污泥的浓度，提高反应速率，在池中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料，填料高度2.5m，满池布置，填料下部区域为活性污泥层，填料底部距池底1.5m， 水解池上升流速核算 （符合要求 0.80.18m/h）反应池选用跳跃式。3.3 出水系统设计水解酸化池的出水收集系统与常规的二沉池的出水类似，本设计采用三角堰汇水槽汇水，再用出水管出水，采用90三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细如下：3.3.1 出水堰负荷堰长l=7m，则出水堰负荷 沿池宽方向布置。3.3.2 出水堰出水流量3.3.3 堰上水头因为则，取h2=0.05m。3.3.4 集水槽宽集水槽起端水深为 设出水渠自由跌落高度h1为0.1m,则集水槽总水深为 ，取h=0.4m。排水管选用dn=175mm的钢管作为排水管。3.3.5 集水槽水深集水槽临界水深为3.4 产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取r=0.08kg vss/kg cod,流量q=2000m3/d，进水cod浓度c0=4500mg/l=4.5kg/m3,cod去除率e=1520%。3.4.1 水解酸化池总产泥kg vss/d据vss/ss=0.8kg vss/d3.4.2 污泥产量污泥含水率为97%，当含水率为95%时，取=1000kg/m3,则污泥产量3.5 排泥系统设计如下图：附图3-1 排泥系统布置如上图位置共设置6个排泥口，池子排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选用钢管dn=200mm。4 cass池采用容积符合计算法 污水进水量q=2000m3/d；进水bod=1590mg/l,cod=3825mg/l；出水bod=238mg/l ,cod=573mg/l；4.1 选定参数污泥负荷率ls=0.5kg cod/（kg mlssd）；反应池池数n=4座；反应池水深h=5.0m；排出比1/m一般采用1/41/2，设计中采用1/2；活性污泥界面以上最小水深=0.5m；mlss浓度ca=5000mg/l。4.2 运行周期及时间的确定曝气时间取ta=6h沉降时间 其中所以，排水闲置时间，取td=2h,一周期所需时间 tcta+ts+td=11h,周期数n取2,每周期为12h，进水时间tf-2h。4.3 设计计算根据运行周期时间安排和自动控制特点，cass反应池设置4个，2个一组交替运行1天。4.3.1 cass池反应池容积 单池面积， 反应池容积 式中 n 周期数；n 池子个数。4.3.2 cass反应池的构造尺寸cass反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。cass单池有效水深h=5.0m，超高hc=0.5m,保护水深=0.5m。则单池体积vi=lbih，据资料b/h=12，取 b/h=1l/b=46，取l/b=4单池面积。cass池沿长度方向设一道墙，将池底分为预反应区和主反应区两部分，据资料反应区比预反应区应为9:1，预反应区作为兼氧吸附区和生物选择区。根据资料，预反应区长，取=3m。cass反应池尺寸2121.65.5（壁厚200mm）。4.3.3 反应池液位控制cass反应池总有效水深为5.0m，排水结束时最低水位，基准水位h2为5m，超高hc为0.5m,保护水深=0.5m，污泥层高度验证池容：两池一次进水2h，qh=83.33m3/h,所以每周期的进水量cass反应池一周期内能纳水所以cass反应池的建造符合水量要求。保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀剂排泥的影响，进水开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。4.4 排水口高度和排出装置4.4.1 排水口高度为保证每次换水qh=83.33m3/h的水量及时快速排出以及排水装置运行的需要，排水口应设在反应池最低水位之下约0.50.7m处，本工程设计排水口在最低水位0.6m处。4.4.2 排出装置每池派出负荷，每池设滗水器（规格dn=200mm），一套，出水口2个。选用旋臂式程控制能滗水器，型号为bsq12,排水堰长2m，最大排水量215m3/h，滗水深度为2m。4.5 产泥量及排泥量4.5.1 cass池产泥量 cass池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。cass生物代谢产泥量为： 式中 微生物代谢增值系数，kg vss/kg cod； 微生物自身氧化率，d-1； 回流污泥浓度，mg/l； 反应池容积，m3； 去除的cod浓度，kg cod/m3； cod污泥负荷，kg cod/kg vss。 根据资料选，kg/d4.5.2 cass排泥量假定剩余污泥含水率为99%，则排泥量为， 考虑一定的安全系数，则每天排泥一次，排泥量为429.264。4.6 排泥系统每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01，在每池出水端池底设1.0m1.0m0.5m排泥坑一个，每个排泥坑中接排泥管dn200的一根排泥管安装高程为相对地面+1.5m，相对于最低水位为-1.5m，剩余污泥排入集泥井。4.7 需氧量及曝气系统设计计算4.7.1 需氧量计算每个曝气池需氧量式中 活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率； 活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率； 单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（mlvss）, kg/m3， 取3000 kg/m3。 进水氨氮量，mg/l； 出水氨氮量，mg/l； 4.7.2 供气量计算 设计采用wm-180型网状膜型微孔空气扩散器, 各项参数如下：每个扩散器的服务面积0.5m2,动力效率2.73.7kgo2/kwh，氧利用率1215%，膜片平均孔隙率80100，扩散装置安装深度h=4.5m,计算温度定为30，查资料得，水中溶解氧饱和度，。 空气扩散器出口处的绝对压力pb 空气离开曝气池面时氧的百分比式中 ea 空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器取值15%。 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度30考虑） 换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量 取值=0.82,=0.95,c=2.0,=1.0 曝气池供气量 本系统空气总用量除采用鼓风曝气外，还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥8倍考虑，污泥回流比r取值60%，则提升回流污泥所需空气量为 总需气量4.7.3 空气管系统计算 因每个扩散器的服务面积为0.5m2, 曝气池平面面积为2054=400m2， 则所需空气扩散器的总数为400/0.5=800个， 本设计采用800个空气扩散器，如下图布置空气管道，每个池子引入一根总管，共4根干管。在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管。全曝气池共设40条配气竖管。 每根竖管的供气量为2595.476/40=64.887m3/h， 每个竖管上安设的空气扩散器的数目为800/40=20个， 每个空气扩散器的配器量为2595.476/800=3.24m3/h，将已布置得空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。具体管路布置请看图4-1：选择一条从鼓风机房开始最远最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点，统一编号列表进行空气管道计算。 风机出口至充氧装置的管道，使用焊接钢管。附图4-1 空气管路布置图空 气 管 路 计 算 图管段编号管段长度l（m）空气流量qm3/h空气流速vm/s管径dmm配 件管段当量长度l（m）管段计算长度l0+l（m）压力损失h1+h2pa/mpa1-2502995.4811.89300三通1个， 异型管1个187148715.086349.502-32.51497.8013.24200三通1个， 异型管1个1150140010.535147.493-45.0848.9013.36150三桶1个， 异型管1个815131515.43202.9054-57.5648.9010.22150四通1个， 弯头2个， 异型管1个182325739.36240.835-64.0519.128.18150四通1个， 异型管1个102514256.1387.356-74.0389.3413.78100四通1个， 异型管1个630103028.28291.287-84.0259.569.19100四通1个， 异型管1个630103012.95133.398-94.0129.788.1875四通1个， 异型管1个44684614.99126.829-106.1564.894.0975闸门1个， 弯头3个， 三通1个91215274.7973.1410-110.732.404.6050三通1个， 异型管1个2182888.2823.8511-120.316.203.5940三通1个， 异型管1个1671977.0413.8712-130.312.967.3725三通1个08811819.8923.4713-140.39.725.5325三通1个08811828.5033.6314-150.36.483.6825三通1个08811813.0815.4315-160.33.2425弯头1个0460769.817.46则空气管道系统的总压力损失为1770.415pa=1.77kpa网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kpa则总压力损失为5.88+1.77=7.65kpa4.7.4 空压机所需压力 空气扩散装置安装在距曝气池池底0.5m处，因此空压机所需压力为：5 ic厌氧器5.1 有效容积本设计采用进水容积负荷率法 式中 容积负荷率，kg cod/（m3d）； 进水cod浓度，kg/m3； cod去除率。根据相关资料，第一反应室的容积负荷率=12kg cod/（m3d）,第二反应室的容积负荷率=4 kg cod/（m3d）,且第一反应室去除总cod的80%左右，而第二反应室去除总cod的20%左右。则第一反应室的有效容积，取80第二反应室的有效容积 ，取60ic反应器的总有效容积，这里取150。5.2 ic反应器的几何尺寸小型的ic反应器的高径比h/d一般为48，这里取4；高度在1520m， 因为 ，则，取4m；h=44=16m。ic反应器负荷率 kg cod/（m3d）ic反应器的底面积则第二反应室高，取5，第一反应室高。5.3 ic反应器的循环量进水在反应器中的总停留时间 ，取2ic反应器里第二反应室的上升流速一般为210m/h,取4m/h。则需要循环泵的循环量为48m3/h，选用umc10030循环泵。第一反应室内液体升流速度一般为1020m/h,主要由厌氧反应产生的气体推动的液流循环所带动。第一反应室所产生的沼气量为 式中 0.35 每千克去除的cod转化为0.35m3的沼气。则。每立方米沼气上升时携带12m3左右的废水上升至反应器顶部，顶部气水分离后，废水从中心管回流至反应器顶部，与进水充分混合。由于产气量为320.88m3/d,则回流废水量为320.88641.7 m3/d，即13.37 m3/h26.74 m3/h，加上ic反应器废水循环泵循环量为48 m3/h，则在第一反应室总的上升水量达到了61.37 m3/h74.74 m3/h，上升流速可达4.89m/h5.95m/h。5.4 ic反应器第一反应室的气液固分离ic反应器第一反应室的顶部功能主要为气体收集和固液两相分离。较高上升流速的废水流至第一反应室顶部，大部分液体和颗粒污泥随气体流入气室上升至ic反应器顶部的气液固分离器，部分液体和固体流入三相分离器，颗粒污泥在分离器上部静态区沉降，废水从上部隔板流入反应器，具体请看下图，附图一 ic厌氧器示意图5.4.1 ic厌氧器第一反应室的气液固分离几何尺寸 沉淀区设计 沉降速度； 其中 ； 式中 颗粒污泥沉降速度,cm/s； 颗粒污泥密度,g/cm3,取1.05g/cm3； 清水密度,g/cm3； 颗粒直径cm,取0.1cm； 水的粘滞系数,981cm/s2； 水的运动粘滞系数,cm2/s； 水温，。设水温为30，则水的运动粘滞系数 因为清水密度接近于1g/cm3则颗粒沉降速度 三相分离器单元结构如下图，平面上共有8个气固液分离单元，中部被集气罩分隔，b-b间水流上升流速一般10m/h,取10m/h，则b-b间总面积,其中q为ic反应器循环泵的流量，则s=1.8m2,而，则=0.48m，即相邻两上挡板间距离相距=200mm，上下挡板间回流缝=150mm，板间缝隙液流速度为20m/h，气封与下挡板间距离=100mm,两下挡板间距离c-c，即=400mm,板间液流速度大于15m/h。 沉淀区斜壁角度与分离器高度设计 三相分离器沉淀区斜壁倾斜度轩50，上挡板三角顶与集气罩顶相距300mm。设计ic反应器h1=0.85m,h2=.7m。 气液分离设计 集气罩与下挡板间的重叠量为1020cm，取15cm。若要使起跑不随回流缝液体流向沉淀区，则需（20m/h）。式中 废水动力粘滞系数，取210-2g/（cms）； 液体密度，g/cm3,取1.02g/cm3； 沼气密度，g/cm3,取1.210-3g/cm3； 碰撞系数，取0.95； 气泡直径，cm取0.01cm。所以，则 保证气相不进入沉淀区。 反应器顶部气液分离器的设计ic顶部气液分离器的目的是分离气和固液，由于用切线流状态，在上部分离器中气和固液分离较为容易。本设计采用直径为21m的气液分离器，简体高1.5m,下锥角度65，上顶高400mm。5.5 ic反应器进水配水系统的设计5.5.1 布水方式采用切线进水的布水方式，布水器具有开闭功能，即循环时开口出水，停止运行的自动封闭。本工程拟每25m2设置一布水点，出口水流速度25m/s。拟设6个布水点，每点负荷面积为5.5.2 配水系统形式本设计采用无堵塞式进水配水系统。附图5-3 配水系统布置图为了配水均匀一般采用对称布置，各支管出水口向着池底，出水口距池底约20cm，位于服务面积的中心点。管口对准的池底设反射锥体，使射流向四周均匀扩散于池底，出水口支管直径约20mm，每个出水口的服务面积为24m2。单点配水面积si=2.09m2时，配水半径r=0.82m，取进水总管