废水处理毕业设计完整版优秀毕业设计

1、前 言临沂市位于山东省的东南部,东部连接日照,地近黄海,西接枣庄、济宁、泰安，北靠淄博、潍坊。地跨东经117度24秒119度11秒，北纬34度22秒36度22秒，南北最大长距228公里，东西最大宽度161公里，总面积17184平方公里，是山东省面积最大的市。山东某酒厂为酒精生产企业，所用生产原料为薯干，该厂所生产的废水主要为酒精废液，主要污染物包括CODcr、BOD5、SS等。高浓度废水来自蒸馏阶段的蒸馏残液，以及少量蒸馏冷凝液，其它过程基本不产生高浓度废水。从蒸馏车间排出的废水温度在95左右。根据有关部门批准的任务书，拟在山东省临沂市某酒厂建设一座酒厂废水处理厂，主要采用生物处理方法对酒厂废

2、水进行有效处理，使污水经处理后全面达到国家污水综合排放标准GB8978-1996中一级排放标准。目 录前 言1第一部分 设计说明书21. 概述21.1 编制依据21.2 编制原则21.3 编制范围31.4 设计资料32. 工程设计52.1 总体设计53. 污水处理工艺说明123.1 调节池123.2 固液分离123.3 UASB反应器133.3 厌氧工艺机理163.3 厌氧工艺的选择173.4 水解酸化183.5 接触氧化183.6 曝气生物滤池193.7 曝气系统214. 各构筑物设计参数说明224.1 固液分离224.2 调节池224.3 UASB厌氧反应器234.4 水解酸化池234.5

3、 接触氧化池244.6 曝气生物滤池264.7 供气系统264.8 反冲洗系统：274.9 污泥处理系统274.10 综合机房285. 主要设备参数296. 环境保护306.1 主要污染源和主要污染物306.2 控制污染和生态变化的初步方案317. 节能与消防317.1 节能设计317.2 消防32第二部分 设计计算书331. 调节池设计计算331.1 设计参数332. UASB反应器的设计计算332.1 UASB反应器有效容积及主要尺寸的确定332.2 进水分配系统的设计342.3 三相分离器的设计352.4 排泥系统的设计计算392.5 出水系统的设计计算392.6 沼气收集系统的设计计算

4、412.7 UASB的其他设计考虑423. 水解酸化池设计计算433.1 水解酸化池尺寸计算433.2 布水系统443.3 出水系统444. 接触氧化池的设计454.1 生物接触氧化池454.2 接触氧化池尺寸454.3 曝气系统的计算464.4 污泥产量计算484.5 接触氧化池布水系统设计494.6 接触氧化池出水系统计算495. 斜管沉淀池505.1 清水区面积505.2 停留时间505.3 总高度505.4 泥斗容积515.5 污泥量的计算515.6 布水系统515.7 出水系统515.8 排泥系统516. 曝气生物滤池设计计算526.1 曝气生物滤池尺寸的确定526.2 曝气生物滤池

5、出水系统计算536.3 曝气系统的设计计算536.4 反冲洗系统计算556.5 污泥产量的计算566.6 污泥处理系统计算577.浓缩池尺寸587.1 浓缩池面积587.2 池面直径587.3 浓缩池高度587.4 浓缩后污泥体积598 加氯量的计算598.1 加氯量的计算598.2 加氯设备的选择598.3 氯库尺寸的计算599 贮泥池的确定609.1 设计参数609.2 贮泥池的尺寸6010 清水池的计算6010.1 设计参数6010.2 清水池的尺寸的确定6011 废水处理站高程部分6111.1 UASB反应器损失6111.2 UASB反应器到水解酸化池的损失6111.3 水解酸化池的损

6、失6111.4 水解酸化池到接触氧化池的损失6111.5 接触氧化池自身的损失6111.6 接触氧化池到沉淀池损失6211.7 沉淀池自身损失6211.8 沉淀池到曝气生物滤池的损失6211.9 曝气生物滤池自身损失62参考文献63谢 辞64第一部分 设计说明书1. 概述1.1 编制依据（1）某酒厂废水处理站工程的可行性研究报告（2）某酒厂废水处理站工程环境影响报告书（3）污水处理厂的地形、地貌、水位地质及气象资料（4）污水厂进水水质资料（5）污水综合排放标准（GB8978-1996）（6）室外排水设计规范（GBJ14）（7）工业循环水处理设计规范GB50050-95（8）城镇污水处理厂附属建

7、筑和附属设备设计标准(CJJ31-89)（9）建筑设计防火规范（GBJ16-87）2001版（10）建筑抗震设计规范（GB50011-2001） （11）总图制图标准（GB/T50103-2001）（12）给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)（13）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS 138:2002)（14）给水排水构筑物施工及验收规范(GBJ 141-90)1.2 编制原则根据国家和当地有关环境保护法规的要求，对该厂在生产过程中排出的废水进行有效处理，使之符合国家和当地废水排放标准，取得明显的环境和社会效益，使企业树立良好社会形象。（1）以污水的无害化处

8、理为目的，因地制宜，尽量减少占有土地面积。厂区总平面图尽量紧凑和最大限度的减少管线的浪费，以达到降低工程造价的原则，总体布局优化合理。功能分区合理，绿化面积适宜。（2）工程设计中既要工艺先进、技术可靠、耐冲洗负荷强、尽量能实现自动监测、自动控制，方案要经济合理、节约能源、做到建设与运行费用最优化。（3）尽量才用运行管理方便，自动化程度高而且运行稳定的工艺。机电化设备的选用力求先进可靠，高效节能。（4）根据国家和地方的财政能力，在充分考虑近、远期结合的前提下，确定工程的分期和适宜规模，使资金定时期内发挥最大作用。（5）彻底改善废水对周围环在一境所带来的不利影响，解决好废水处理过程中所产生的污泥所

9、造成的二次污染。（6）严格执行有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到或优于污水综合排放标准（GB89781996）一级排放标准。（7）针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可行的处理工艺和设备，最大可能的发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能的降低工程造价，同时结合企业的生产情况，对污水进行综合治理。（8）工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放。1.3 编制范围山东省临沂市兰陵酒厂废水净化处理工程、投资估算及经济分析。1.4 设计资料1.4.1 自然概况临沂市位于山东省的东南部,东部连接日照,地近黄海,

10、西接枣庄、济宁、泰安，北靠淄博、潍坊。地跨东经117度24秒119度11秒，北纬34度22秒36度22秒，南北最大长距228公里，东西最大宽度161公里，总面积17184平方公里，是山东省面积最大的市。1.4.2 气象资料气温：最冷月平均气温-6最热月平均气温28历年极端最高气温43.6历年极端最低气温-16风速：平均风速1.6m/s月平均最大风速4 m/s月平均最小风速0.6 m/s主导风向及风频率： 夏季南风15冬季东北风15降雨：年平均降雨量1087mm雪量：最大积雪深度52mm1.4.3 水质和水量资料（1) 设计水量：污水处理水量2000m3/d（2) 设计水质：设计水质见表1-1：

11、表1-1 主要设计水质资料项目pH值BOD5（mg/l）COD(mg/l)SS(mg/l)温度()原水4.551800025000220070752. 工程设计2.1 总体设计2.1.1 生产企业状况山东某企业集团总公司是以酒业为龙头，集科、工、贸为一体的大型一类企业。公司年产白酒15万吨，酒精10万吨，是全国规模最大的白酒和酒精生产基地之一，产品销往国内30个省市，出口9个国家和地区。所用生产原料为薯干，该厂所生产的废水主要为酒精废液，主要污染物包括CODcr、BOD5、SS等，高浓度废水来自蒸馏阶段的蒸馏残液。2.1.2 排放标准本工程废水处理执行污水综合排放标准一级标准见表1-2表1-2

12、 污水综合排放标准（mg/l）一级二级三级悬浮物70200400生化需氧量（BOD5）30150600化学需氧量（COD）1003001000氨 氮15252.1.3 废水处理方案废水处理方案选择原则：（1）技术可靠，力求高效，处理工艺能满足排放标准的要求。（2）处理流程应具有一定的抗冲击负荷的能力。（3）运行稳定，操作管理简便。（4）尽量降低基建投资与运行费用，少占土地、节约能耗。（5）尽量考虑远近结合，避免设备的浪费方案一：UASB+接触氧化池+曝气生物滤池分离糟渣制作饲料固液分离废水沼气利用沼气储罐调节池二沉池接触氧化池水解酸化池UASB贮泥池曝气生物滤池浓缩池外运污泥脱水达标排放图1方

13、案二：高效内循环好氧反应器+AB法+SBR高效好氧反应器缓冲沉淀池AB法SBR沉淀池集水池 废水 出水 污泥脱水车间污泥浓缩池集泥井 污泥外运图2方案比较：方案一 采用UASB+接触氧化池+曝气生物滤池UASB反应器是20世纪70年代厌氧技术的重大突破，UASB反应器适用于降解好氧反应器所不能降解及难降解的有机物，既能保持大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥龄，由可保持废水和污泥之间的充分接触。UASB反应器的特点，可以采用固定化（生物膜）后培养沉淀性能良好的颗粒污泥;可以将固体停留时间和水力停留时间相分离，固体停留时间可以很长，而使处理的高浓度有机废水的停留时间很短。采用生物厌氧反应，可产生沼气

14、二次能源加以利用，符合国家能源政策。在其后加生物接触氧化池，接触氧化池内的曝气装置设在填料之下，不仅供氧充足，而且对生物膜起到了搅拌作用，加速了生物膜的更新，使生物膜活性得以提高，提高了有机物的分解能力。之后在接入曝气生物滤池，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，并节省了后续二次沉淀池。该工艺有机物容积负荷、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高，因而所需占地面积小、基建投资少、能耗及运行成本低。该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。升流式厌氧污泥床和接触氧化池、曝气生物滤池相串联的酒厂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

15、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%。方案二 采用高效内循环好氧反应器+AB法+SBR高效好氧内循环反应器（JLCR）为一体式结构，曝气区、反应区、沉淀区在同一构筑物内完成，是利用物质交换和生物降解的机理发展而成，它融入了当今的射流曝气技术、气液相物相强化传递、紊流剪切等技术。AB法为两段活性污泥法，A段为吸附段，B段为生物氧化段，两段的污泥单独回流，互不相混，形成两种不同特性的微生物种群，其运行稳定性优于单段活性污泥法，比普通活性污泥法具有更强的抗冲击负荷的能

16、力。SBR反应器运行操作灵活，效果稳定。SBR法在运行操作过程中，可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求来调整一个运行周期中各个工序的运行时间、反应器的混合液的容积变化和运行状态来满足多功能的要求。工艺简单，运行费用低。SBR原则上不需要二沉池、回流污泥及设备，一般不必设调节池，多数情况下可省去初沉池。SBR工艺简单便于自动控制。反应推动力大，净化速率高。能有效防止丝状菌膨胀。限制曝气的SBR最不易出现污泥膨胀。SBR运行效果稳定，即无完全混合的跨越流，也无接触氧化法中的沟流。对水质、水量变化适应性强，耐冲击负荷但是它与其它构筑物在运行时衔接不好控制，使运行受到很多不利因素的限制。表1-3

17、 污水处理设计方案比较项目方案一方案二投资费用土建工程土建工程量较小土建工程量稍大机电设备及仪表设备和自控仪表布置集中且少自控仪表较多征地费征地费小征地费稍高总投资较小稍高运行费用污泥回流不需要污泥回流需污泥回流能源问题能够产生能量不能产生能量曝气量较小，传递效率高较大，传递效率高电耗小稍大总运行成本较低较低工艺效果出水水质SS可达15mg/L以下BOD可达10mg/L以下COD可达40mg/L以下TKN可达15mg/L以下SS可达15mg/L以下BOD可达15 mg/L以下COD可达40mg/L以下TKN可达15mg/L以下有无污泥膨胀无无冲击负荷的影响可承受日常的冲击负荷可承受日常的冲击负

18、荷温度变化（低温）的影响（温度将影响硝化/反硝化）滤池从底部进水，上部可封闭，水温波动小，低温运行较稳定夏季与冬季出水效率相当温度波动对运行影响不大运行管理自动化程度运行操作灵活性比较强运行操作较为复杂日常维护和巡视设备布置集中，巡视方便日常维护管理方便操作和管理人员人数正常正常根据表1-3从投资费用、运行费用、工艺效果、运行管理等方面的比较，最终选用方案一，采用UASB+接触氧化+曝气生物滤池处理工艺，其工艺流程的特点：（1）工艺成熟，稳定可靠，操作方便。（2）运行周期灵活可变，耐冲击负荷性能强。（3）能实现同时硝化/反硝化以去除污水中CODcr，氨氮，并能实现过度生物氧化，处理效率高，出水

19、水质好。（4）通过对沉淀池的表面负荷、有效水深等设计参数合理选择，从而提高了固液分离的效果。（5）整套系统实行自动或自动控制，节省人员费用。（6）本工程涉及结构紧凑，占地面积少，流程尽量利用位差，减少动力消耗，节省投资及日常费用。方案一中各污水处理构筑物对污水的处理效率祥见表1-4表1-4 各处理单元进出水水质状况项目处理单元COD/(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)PH值固液分离器进水2500018000100004.55出水20000153003000去除率%201570调节池 进水20000153003000出水200001530024006.87.2去除率%20UASB反应

20、器进水200001530024006.8.7.2出水30002295720去除率%858570水解酸化池进水30002295720出水21001491216去除率%303570接触氧化池进水21001491216出水210149151去除率%909070斜管沉淀池进水210149151出水122104.3745去除率%403070曝气生物滤池进水122104.3745出水3720.8718去除率%708060排放标准（GB8978-1996）一级排放标准1002070692.1.4 处理厂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

21、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酒厂位置相接近。（2）考虑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。2.1.5 污水处理总平面布置污水处理厂的平面布置应包括：处理构筑物的布置污水处理厂的主体是各种处理构筑物。作平面布置时，要根据各构筑物（及其附属辅助建筑物，如泵房、鼓风机房等）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。在这一工作中，应使联系各构筑物的管、渠简单而便捷，避免迂回曲折，运行时工

22、人的巡回路线简短和方便；在作高程布置时土方量能基本平衡；并使构筑物避开劣质土壤。布置应尽量紧凑，缩短管线，以节约用地，但也必须有一定间距，这一间距主要考虑管、渠敷设的要求，施工时地基的相互影响，以及远期发展的可能性。构筑物之间如需布置管道时，其间距一般可取58m，某些有特殊要求的构筑物（如消化池、消化气罐等）的间距则按有关规定确定。厂内管线的布置污水处理厂中有各种管线，最主要的是联系各处理构筑物的污水、污泥管、渠。管、渠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故停止运行时，也不致影响其他构筑物的正常运行，若构筑物分期施工，则管、渠在布置上也应满足分期施工的要

23、求；必须敷设接连入厂污水管和出流尾渠的超越管，在不得已情况下可通过此超越管将污水直接排人水体，但有毒废水不得任意排放。厂内尚有给水管、输电线、空气管、消化气管和蒸气管等。所有管线的安排，既要有一定的施工位置，又要紧凑，并应尽可能平行布置和不穿越空地，以节约用地。这些管线都要易于检查和维修。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运行。辅助建筑物的布置辅助建筑物包括泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、化验室、变电所、机修、仓库、食堂等。它们是污水处理厂设计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。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理方法。辅助建筑物

24、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。化验室应远离机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。办公室、化验室等均应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。此外，处理厂内的道路应合理布置以方便运输；并应大力植树绿化以改善卫生条件。应当指出：在工艺设计计算时，就应考虑它和平面布置的关系，而在进行平面布置时，也可根据情况调整构筑物的数目，修改工艺设计。总平面布置图可根据污水厂的规模采用120011000比例尺的地形图绘制，常用

25、的比例尺为l：500。2.1.6 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通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩初设计时，精度要求可较低）。水头损失包括：（1）水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内。（2）水流流过连接前后两构筑物的管道(包括配水设备)的水头损失，包括沿程与局部水头损失。（3）水流流过量水设备的水头损失。水力计算时，应选择一条距

26、离最长、水头损失最大的流程进行计算，并应适当留有余地；以使实际运行时能有一定的灵活性。计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）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。设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。在作高程布置时还应注意污水流程与

27、污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。污泥干化场、污泥浓缩池（湿污泥池），消化池等构筑物高程的决定，应注意它们的污泥水能自动排人污水人流干管或其他构筑物的可能性。在绘制总平面图的同时，应绘制污水与污泥的纵断面图或工艺流程图。绘制纵断面图时采用的比例尺：横向与总平面图同，纵向为1501100。3. 污水处理工艺说明3.1 调节池由于本工程污水的水量及水质具有时段不均匀性，为尽量减少冲击负荷，使处理设备能均衡的运行，需设调节池，用以进行水量的调节和水质的均和。3.2 固液分离HF型回转式固液分离机时一种由独特的耙齿装配成一组回转格栅，在电机减速器的驱动下，耙齿进行逆水流方向回转驱动。耙齿链运转到

28、设备的上部时，由于槽轮和弯轨的导向，使每组耙齿之间产生相对自清运动，绝大部分固体物质靠重力落下，另一部分则依靠清扫器的反向运动把粘在耙齿上的杂物清扫干净。特点该设备的最大优点是自动化程度高、分离效率高、动力消耗小，无噪音。耐腐蚀性能好，在无人看管的情况下可保证连续稳定工作。设置了过载安全保护装置，在设备发生故障时，会产生光报警并自动停机，可以避免设备超负荷工作。本设备可以根据用户需要任意调节设备运动间隙，实现周期性运转，可以根据格栅前后液位差自动控制，并且有手动控制功能，以方便检修，用户可根据不同的工作需要任意选用。由于该设备结构设计合理，在设备工作时，自身具有很强的自净能力，不会发生堵塞现象

29、，所以日常维修工作量很少。3.3 UASB反应器 UASB（升流式厌氧污泥床）:薯类加工的工艺废水其CODcr、 BOD5，浓度较高，若采用好氧生物处理，不仅构筑物容积大，增加投资费用，而且日常的操作费用也较高。因而采用厌氧处理技术，这样不仅节省了好氧处理的运行费用，还可以产生沼气二次能源进行利用。UASB反应器主要从完善三相分离器的结构来提高有机污染物的去除效果。UASB是集生物反应与沉淀于一体的一种结构紧凑、效率高的厌氧反应器。为了满足池内厌氧状态防止臭气散逸，UASB池顶上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设置水封装置，池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。UASB系统的原理是在形

30、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0.12cm，相对密度为1.041.08，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UA

31、SB反应器具有很高的容积负荷。UASB反应器的外形和结构材料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。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

32、设计法是主要的。UASB反应器的最经济的高度（深度）为46m，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。进水容积负荷一般不超过5kgCOD/（m3d）。本次设计采用6座矩形UASB反应器。（一） UASB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

33、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

34、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：游离的单个菌体；聚集成微笑絮体的菌体；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1/31/2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4080g（VSS）/L，或60120g（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，

35、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2/31/2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。污泥固体的浓度较小，平均约为525 g（SS）/L或530 g（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

36、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

37、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

38、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

39、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。3.3 厌氧工艺机理 微观分析表明厌氧降解过程可分为四步：水解、酸化、产氢产酸及产甲烷阶段。 （1）水解阶段 高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子

40、的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。 （2）发酵（或酸化）阶段 在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化 为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸（简写作VFA）、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化细 菌也利用部分物质合成新的细胞物质。酸化菌对pH有很大的容忍性，产酸可在pH到4条件下进行,产甲烷菌则有它自己的最佳 pH 6.87.2，超出这个范围则转化速度将减慢。 （3）产乙酸产氢阶段 在此阶段，上一阶段的产物被进一步降解为乙酸（又称醋酸）、氢和二氧化碳，这是最终产甲烷反应的反应底物。 不论是在水解阶段或是在

41、产酸产氢阶段，COD已发生转化，但对COD的去除率不高，大部分COD只是转化为小分子有机物。实际的COD转化发生在产甲烷阶段，在那里，COD转化为甲烷而从污水中溢出。 （4）产甲烷阶段产甲烷菌是一种严格的厌氧微生物，与其它厌氧菌比较，其氧化还原电位非常低（330mv）。对于大多数复杂的污水的厌氧反应上，甲烷的转化率约为 7075。3.3 厌氧工艺的选择 本工艺针对兰陵酒厂废水的特点选用高负荷的厌氧反应器，选择工艺要综合考虑以下方面来评估可行性和适用性。 平面布置：可利用的土地资源是很受限的，节省占地面积的设计应对厂家有利 抗冲击负荷：抗冲击负荷体现了工艺的可靠性 最终出水质量：选择的工艺必须能

42、达到要求的排放水质 维护保养：简便节省的维护保养应是追求的目标 副产品： 如果产生有价值的副产品，将带来经济效益 污泥处理：污泥是处理后产生的另外一种污染物质，这种负面影响应尽可能加以避免 运行成本：此关系到长久的经济效益，节省能源，节省营养盐的工艺是可取的选用厌氧工艺主要基于以下考虑：（1）有机负荷高，占地面积小，一般好氧法的的容积负荷为0.71.2kgCOD/(m3.d),0.41.0kgBOD5/(m3.d)，而厌氧法的容积负荷为1060kgCOD/(m3.d),4.57kgBOD5/(m3.d)。选用厌氧工艺，就可以提高容积负荷，大大缩小占地面积；（2）动力能耗低，好氧法需要维持池中溶

43、解氧0.53mg/l，去除每1kgCOD需能耗0.71.3KW.h，而厌氧甲烷发酵部分维持溶解氧浓度为零，动力消耗为零。同时，厌氧反应产生的甲烷可以作为能源利用；（3）沉淀性能好，污泥产量少，好氧法去除每1kgCOD的污泥产量为0.30.45kgVSS，厌氧法去除每1kgCOD的污泥产量为0.040.1kgVSS。采用UASB厌氧处理工艺。有机物在微生物的作用下，经过水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段，最后有机物转变为CH4、CO2排出，达到去除COD的目的。厌氧反应器具有有机负荷率高，水力停留时间短，占地面积小，高径比大，耐冲击负荷能力强，投资较省，出水水质稳定等优点。3.4 水解酸化

44、从原理上讲，水解酸化是厌氧消化过程的第一、第二阶段。在各种厌氧工艺中涉及水解酸化过程的有厌氧消化工艺和两相厌氧消化工艺等，而好氧工艺中则有厌氧缺氧工艺。水解酸化处理工艺中的水解酸化段的目标和厌氧消化不同，并且好氧工艺中微生物浓度和种类于厌氧工艺不同，是一种不同的新处理方法。在水解酸化-好氧处理系统中的水解酸化段，能将城市废水中的非溶解性的有机物截流并逐步转化为溶解态的有机物；对于工业废水处理，主要是将其中难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续好氧生物处理。3.5 接触氧化生物接触氧化工艺（Biological Contact Oxidation）又称“淹没式生物滤池

45、”、“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充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，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。生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特点，池内的生物固体浓度（5

46、10g/l）高于活性污泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷（可达2.03.0kgBOD5/m3.d）。其特点如下：（1）由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷，占地相对较小，可间歇运行；（2）由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。3.6 曝气生物滤池曝气生物滤池处理工艺，简称BAF。曝气生物滤池是近年来国际上兴起的污水处理新工艺。目前在欧美和日本等国家已有上千座大小各异的污水处理厂应用了这种工艺。它可广泛应用于城市污水、小区生活污

47、水、生活杂排水和食品加工废水、酿造等有机废水处理，具有去除SS、CODcr、BOD5、硝化与反硝化、脱氮除磷、除去AOX（有害物质）的作用，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，并节省了后续二次沉淀池。该工艺有机物容积负荷、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高，因而所需占地面积小、能耗及运行成本低。待处理污水由管道流入缓冲配水区，污水在向上流过滤料层时，经滤料上附着生长的微生物膜净化处理后经过出水区和出水槽由管道排出。缓冲配水区的作用是使污水均匀流过滤池。在待处理污水进入滤池起，同时由鼓风机鼓风并通过管道向池内供给微生物膜代谢所需要的氧气，生长在滤料上的微生物膜丛污水中吸取可溶性有机物

48、作为其生理活动所需的营养物质，在代谢过程中将有机污染物分解，使废水得以净化。曝气生物滤池从结构上共分成三个区域，即缓冲配水区、承托层及滤料层、出水区及出水槽。1. 滤池池体滤池池体的作用是容纳被吃力水量和围挡滤料，并承托滤料和曝气装置的重量。其形状有圆形、正方形和矩形三种。结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等。由于本设计工程水量大，选用池体数量较多，应考虑池体共壁，因而采用矩形钢筋混凝土结构较经济。2. 滤料国内外通常采用的接触填料形状有蜂窝管状、束状、波纹状、圆形辐射状、盾状、网状、筒状、规则粒状与不规则粒状等，所用的材质出粒状滤料外，基本上采用玻璃钢、聚氯乙烯、聚丙烯、维尼纶等。由于制作加

49、工和价格原因，国内目前采用的接触填料主要由玻璃钢或塑料蜂窝填料、立体波状填料、软性纤维填料以及不规则颗粒滤料（砂、碎石、矿渣、焦炭、无烟煤）等。本工艺设计采用的滤料为轻质圆形陶粒。其有天然陶土或粘土、粉煤灰并添加部分辅料加工而成，强度大、孔隙率大、比表面积大、化学和物理稳定性好，与其他规则滤料相比，具有生物吸附性强、挂膜性能良好、水流流态好、反冲洗容易进行、截污能力强等优点。同时，以轻质圆形陶粒做接触填料，采用淹没式曝气生物滤池处理污水，可以充分利用滤料的比表面积，起到深度处理的作用。 3. 承托层承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，同时还可以保持反冲洗稳定进行。承托层常用材质为

50、卵石或磁铁矿，为保证承托层的稳定，并对配水的均匀性起充分作用，要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性，形状应尽量接近圆形，工程中一般选用鹅卵石作为承托层。4. 布水系统曝气生物滤池的布水系统主要包括滤池最下部的配水室和滤板上的配水滤头。 配水室的功能是在滤池正常运行时和滤池反冲洗时是谁在整个滤池截面上均匀分布，它由位于滤池下部的缓冲配水区和承托滤板组成。要使曝气生物滤池发挥其最佳的处理能力，必须使进入滤池的污水能够均匀流过滤料层，尽量使滤料层的每一部分都能最大限度地参与生物反应，所以设置缓冲配水区就十分必要。进入滤池的污水首先必须进入缓冲配水区，在此先进行一定程度的混合后，依靠承托滤板的阻力作

51、用使污水在滤板下均匀、均质分布，并通过滤板上的滤头而均匀流入滤料层。在气、水联合反冲洗时，缓冲配水区还起到均匀配气作用，气垫层也在滤板下的区域中形成。5. 布气系统曝气生物滤池内的布气系统包括正常运行时曝气所需的曝气系统和进行气水联合反冲洗时的功气系统两种。曝气系统的设计必须根据工艺计算所需供气量来进行。保持曝气生物滤池中足够的溶解氧是维持曝气生物滤池内生物膜高活性、对有机物和氨氮的高去除率的必备条件，因此选择合适的充氧方式对曝气生物滤池的稳定运行十分重要。曝气生物滤池一般采用鼓风曝气形式，良好的充氧方式有能够有高的氧吸收率。在实际应用中，有充氧曝气与反冲洗曝气共用一套布气管的形式，但由于充氧

52、曝气需气量比反冲洗时需气量小，因此配气不易均匀。共用一套布气管虽然能减少投资，但运行时不能同时满足两者的需要，影响曝气生物滤池的稳定运行。在实践中发现此办法利少弊多，最好是将两者分开，单独设立一套曝气管，以保持正常运行；同时另设一套反冲洗布气管，以满足反冲洗布气要求。6. 反冲洗系统本设计采用气水联合反冲洗，其目的是去除生物滤池运行过程中截留的各种颗粒及胶体污染物以及老化脱落的微生物膜。曝气生物滤池气水联合反冲洗通过滤板及固定其上的长柄滤头实现，反冲洗过程一般为：先降低滤池内的水位比能够单独气洗，而后采用气水联合反冲洗，最后再单独采用水洗。曝气生物滤池的反冲洗是通过运行实践、滤料层阻力损失、水

53、质参数等来完成的，一般是由在线检测仪表将检测数据反馈给PLC，并由PLC系统来自动控制和操作。滤料的冲洗是通过交替使用空气和水清洗的程序完成，大约持续20分钟左右。反冲洗分三个阶段：单独空气反冲洗，使粘附在滤料表面上的大量生物膜被剥落下来气、水联合反洗，反冲水可将剥落下来的生物膜带出池外，在空气共同作用下，滤料层产生松动，并略有膨胀，使生物膜更容易被冲走，可减少反冲洗强度和反冲洗水量单独用水冲洗，最后将滤层冲洗干净。反冲洗水来自滤池出水后的配水渠，通过综合泵房的反冲洗水泵实现反冲洗冲洗后的污水通过重力自流而进入回收水池，然后同过水泵提升后，排入到厂区排水管，最终回流到污水厂的前端。7. 出水系统曝气生物滤池的出水系统有采用周边出水和采用单侧出水堰出水等。在大、中型污水处理工程中，为了工艺布置方便，一般采用单侧堰出水较多，并将出水堰口出设计为60斜坡，以降低出水口处的水流流速；在出水堰口处设置栅形稳流板，以将反冲洗