化学工程与工艺专业毕业论文啤酒废水处理装置工程设计课件

摘摘 要要 啤酒废水中有机物含量较高，如直接排放，既污染环境又降低啤酒工业的 原料利用率，为此，许多学者和厂家对啤酒废水的处理和利用技术进行研究， 对几种常见的处理利用技术进行了比较，得出结论：单一的处理和利用技术不能从根本上 解决啤酒废水的污染问题，只有将多种技术结合使用，才能达到经济效益和环境效益的统 一。本文根据前人的研究成果综述了啤酒废水处理和利用的现状，有针对性的 对啤酒废水自身的特性，通过对酸化SBR 处理啤酒废水，EGSBCASS 法处理 啤酒废水，新型接触氧化法处理啤酒废水，生物接触氧化法处理啤酒废水，上 流式厌氧污泥床（UASB ）等处理啤酒废水的几种处理方法的详细分析，确定最 佳方案即用EGSB+CASS 。EGSB+CASS 的主要组成部分是EGSB反应器。本文介绍 了有关EGSB+CASS 的处理流程和设计的计算、对格、调节池、EGSB 池、CASS池、 污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物EGSB池、CASS做了详 细的说明。EGSB+CASS 处理高浓度有机废水，其关键是培养出沉降性能良好的 厌氧颗粒污泥。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用，在降 低废水浓度的同时，还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用。以便 我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。 本设计工艺流程为： 啤酒废水 格栅 污水提升泵房 调节沉淀池 EGSB 反应器 CASS 池 处理水 整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定， 能耗少的优点。 关键字关键字 ： 啤酒工业 废水处理 EGSB CASS 沼气回收 Abstract Being liquid containing high organic pollutants, brewery wastewater may not only lead to environmental pollution, but also decrease the utilization ratio of raw material used in beer production. Therefore, many scholars and breweries have paid much attention to developing new techniques for treating and making use of brewery wastewater. This paper makes a comparison among various new techniques on the basis of analyzing the sources and characteristics of brewery wastewater. It is concluded that a single technique can not effectively remove the contamination from brewery wastewater, and only the combination of various techniques can achieve great benefits both in economy and in environment. Thus, used the present conditions. Make a focalization, for the character of the wastewater of the brewery, with the acid- SBR the brewery of treatment,EGSB+CASS the brewery of the treatment ,the new type of the brewery of the treatment ，the engage oxidize of biology to the brewery of the treatment. EGSB the brewery of the treatment, and so on. Through several treatments studying, I make the best way to treatment the wastewater from brewery EGSB+CASS. EGSB+CASS is made of reactor. From this literary you can achieve a lot of ways about EGSB+CASS .The treatment of calculation, for example, grid accommodator; the engage oxidize of biology flatulence reactor. Concentrate mud pool and make a detailed explanation for the main building. EGSB pool and the engaged oxidize of biology flatulence reactor. Used EGSB treating wastewater of the brewery is maintain the anaerobic granular sludge .With this way, not only cleaning .but also saving the money, Reducing the energy while retrieving the methane. Several proposals are put forward for future research. The technological process of this design is: Beer waste water Screens The sewage lift pump house Regulates precipitating tank Reaction tank of EGSB Tank of CASS Treatment water The entire technological process have the characteristics of lower investment, good treatment effect, easy technology process，using small area, running steady, and consuming lower energy. Key words ： brewery industry, wastewater treatment, EGSB , CASS, methane recovery 啤酒废水处理的工艺设计啤酒废水处理的工艺设计 一、题目的来源及类型一、题目的来源及类型 来源：生产/社会实际 类型：毕业设计 二研究背景与意义二研究背景与意义 水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资 源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水 平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的 代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发 展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、 污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂 以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。 80 年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有 800 多家，据 1996 年统计我国啤酒产量达 1 650 万 t，既成为世界啤酒生产大 国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为 突出问题，引起了各有关部门的重视。啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水） ，糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水） ，灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。 该废水中主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐 败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。啤酒废水的水 质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的啤酒废水，有机物含量也 处于高峰。鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计， 啤酒厂工业废水如不经处理，每生产 100 吨啤酒所排放出的 BOD 值相当于 14000 人生活污水的 BOD 值，悬浮固体 SS 值相当于 8000 人生活污水的 SS， 其污染程度相当严重。 基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放 标准为目的来设计啤酒废水处理工艺是啤酒生产厂废水处理部门一项刻不容缓 的重任! 三三 参考文献参考文献 1周长波，张振家. 啤酒废水处理技术的应用进展. 环境工程.2003.（6） 2徐怀东, 钟月华, 伍 勇, 肖泽仪. 我国啤酒废水处理工艺进展.四川环 境.2003.（3） 3阮文全.废水生物处理工程设计实例祥解.化学工业出版社.2006.3. 4高廷耀，顾国维.水污染控制工程（二）.高等教育出版社.2000.7 5韩洪军,衣春敏. 啤酒废水处理工程设计及运行分析(一) . 哈尔滨建筑大 学学报,2000. 22(4) 6王连军, 蔡敏敏. 无机膜- 生物反应器处理啤酒废水及其膜清洗的试验研 究J .工业水处理, 2000 .20 (2) 7王松林, 汪大庆. 内循环UASB 反应器+ 氧化沟工艺在啤酒废水处理中的应 用J . 工业用水与废水, 2001 ,32 (2) 8邱冬梅.SBR 工艺在啤酒废水处理中的应用J .广州食品工科技, 2001 ,17 (1) 9梁航国, 史景华.氧化塘法治理啤酒工业废水技术的探讨J .陕西环境, 1998 , 5 (1) 10 徐立根. 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啤酒废水中含有多种有用物质,在处理前应尽量回收有用的固体物质, 经加工后作饲料添加剂或药品,在处理时应多考虑变废为宝,提高经济效益。 (4) 针对啤酒废水中有机物含量高、生物降解性差的特点,同时考虑能源紧 张的形势, 主要采用厌氧-好氧联合技术,并将产生的污泥干化后作肥料使用。 (5) 当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点,而啤酒废水有害无毒,如 能将其净化后回收利用, 可达到节约水资源的目的。 (6) 在污水处理中实行自动化控制技术,实现反应器自控管理, 将会节省人 力。 (7) 开发生物基因技术在环保领域的应用,向着节能、回收有用物质的方向 发展。 4.24.2 发展趋势发展趋势 针对目前的研究现状及存在问题,以后的研究趋势如下: (1) 化学法 开发高效无污染水处理剂或用已有的药剂复配出性能优越的增效 复配药剂。 (2) 物理法 重点是旋流法,改进水力旋流器结构,解决旋流分离效率低、处理 量小的问题,开发各种高效旋流器,进行动态旋流器、多相分离旋流器以及低剪 切增压技术的研究. 过滤法,进行过滤材料的表面改性及抗油污染方面的研究, 如纤维球过滤器、纤维束过滤器及其他精密过滤器的应用究。 (3) 生化处理法 开发复合菌种,在同一生化反应器中可同时降解污水中的各种 有机物。研制高效生化反应器如固定床生化反应器、流化床生化反应器及复合 床生化反应器。 (4) 膜分离法 开发具有抗污染、破乳特性的膜材料及相关功能膜,降低膜成本,加 强陶瓷膜等无机膜的应用研究,研制高效、动态、抗污染膜组件。 (5) 新工艺研究 针对不同油田的特点,对处理后水质要求的不同,对各单元过 程进行性能匹配和优化研究,开发出多种组合工艺及多功能集成的一体化设备. 集高效、经济、简单易用等特点于一体的小型采油废水处理装置将在区块采油 开发中发挥重要作用,是今后一段时间的研究热点。 4.34.3 主要的处理工艺主要的处理工艺 目前，国内外普遍采取生化法处理啤酒废水。根据处理过程中是否需要曝 气，可以把升华处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。 4.3.14.3.1 好氧生物处理好氧生物处理 好氧生物处理是在氧气充足的情况下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤 酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）。这种方法 没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物 膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法。 4.3.1.14.3.1.1 活性污泥法活性污泥法 活性污泥法于1914 年由英国人Ardernh 和Lock2ett 实验成功, 在中、低 浓度污染物有机废水处理中, 其技术分支较为广泛, 也是使用最多, 运行可靠, 最为成熟的方法。具有处理效果好、投资较少等优点,适用于大中城市啤酒厂采 用。但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫, 造成难以充氧, 管理不好则易产 生污泥膨胀, 此外还因动力消耗高、占地面积较大等缺点限制了其应用。目前, 国内有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、无锡啤酒厂、华都啤酒厂、珠江啤酒厂等。 采用活性污泥法处理啤酒废水, 废水COD 的进水浓度为1000 1500mg/ L , 出 水为40 100mg/ L , 去除率90 %96 % , 运转费016018 元/ 吨水(按 1986 计) 。其中珠江啤酒厂从比利时引进TSU ( Two - Stage Unitank)两阶段 单一槽活性污泥工艺, 其特点是曝气与沉淀反复循环, 废水经第一段高负载混 合曝气沉淀去除80 %以上的BOD5 , 进入第二阶段低负载混合曝气沉淀槽, 将剩 余的BOD5 进步降低, 最终BOD5 去除率达到95 % , 出水达到排放标准。无锡 啤酒厂也采用与之类似的两段曝气(Z - A 法) + 氧化塘处理啤酒废水, COD 去 除率为90 %95 % , 处理后的水可用于养鱼。可见活性污泥法处理啤酒废水具 有运行可靠、处理效果较好的优点, 但啤酒废水氮磷含量低, 碳氮比例失调, 运行中容易产生污泥膨胀, 因此, 啤酒废水处理过程中需添加一定量的氮磷。 此外, 活性污泥法对啤酒废水水质、水量变化的适应性也较差, 且因污泥产量 高, 处置麻烦, 不耐冲击负荷, 还需要大量充氧, 增加了基建运行费用。 4.3.1.24.3.1.2 接触氧化法接触氧化法 生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来西服水中的有机污染物并 加以氧化分解，使污水得到净化。20世纪80年代初，接触氧化法比破同活性污 泥法有一定的有时，因此在啤酒废水处理上得到了广泛的应用。但由于啤酒废 水的进水COD浓度很高，所以一般采用二级接触氧化工艺。 采用接触氧化工艺代替活性污泥法，可以防止高糖含量废水易引起污泥膨 胀的现象，并且不用投配氮、磷营养。用接触氧化法，可以选择的负荷范围是 1.0-1.5kgBOD5/(md);用鼓风曝气，每去除1kgBOD5约需空气80m。 该法的缺点是对于较大型污水厂填料需要量过大，不便于运输和装填，而 且污泥排放量大。 4.3.1.34.3.1.3 SBRSBR 工艺及应用工艺及应用 SBR 法是对传统活性污泥法的改进,近年来,在国内外被引起广泛重视和研究应 用。SBR 工艺典型的操作工序为:进水、反应、沉淀、排水、闲置等5 个工序, 整个工序经厌氧、好氧、缺氧3 个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时 间以达到最佳出水效果。SBR 法已有许多工程应用实例。付敏宁等人报道了填 料式SBR 技术在啤酒废水处理工程中的应用。由于SBR 反应池设置了填料,大大 提高了单位体积的微生物数量,使SBR 工艺综合了接触氧化法的优点,提高了处 理效率,缩小了反应器的体积。厌氧工艺+ SBR 组合工艺在实际中也得到了广泛 的应用。结果表明当进水CODCr为1 0002 000 mg/L ,处理后出水均达到国家 排放标准。常规活性污泥法相比,SBR 工艺不需要另设二次沉淀池、污泥回流及 污泥回流设备,也可不设调节。因此基建投资低,同时设备具有耐冲击负荷,工作 稳定,运行灵活,污泥性能良好等优点。有资料显示,SBR 的主要构筑物容积为常 规活性污泥工艺的50 %60 % ,运行费用及占地面积均可减少20 %左右。SBR 工艺这些特点,使其特别适用于排放量小,有机物浓度高且不易降解,废液排放间 歇的中小企业。SBR 工艺是极具发展潜力的一种处理工艺。但也存在着曝气装 置易堵塞,自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。目前普通SBR 反应 器已发展到组合复杂的SBR 反应器。 4.3.1.44.3.1.4 CASTCAST工艺工艺 CAST工艺（循环式活性污泥法）是对SBR法的改进，在国内有很多工程实 例。埠新啤酒厂用CAST工艺处理啤酒废水的实践结果表明，工艺处理效果稳定， 可达到排放标准，平均出水水质：COD 25 86 mg/L，去除率为 96%98%；BOD5 2125 mg/L，去除率为97%98%；SS 52 64 mg/L，去除率 为88%92%。该工艺投资较低，运行费用省，每立方米废水总投资为1100元， 运行成本0.56元/。 3 由于厌氧生物处理技术不能除磷，因此厌氧法后必须增加好氧处理，而 CAST工艺刚好能满足这一要求。CAST工艺不仅很容易实现好氧、缺氧及厌氧状 态交替的处理条件，而且很容易在好氧条件先增加曝气量、反应时间和污泥龄 来强化硝化反应及聚磷菌过量摄磷的顺利完成；也可在缺氧条件下方便的投加 原废水或用提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更 快完成。由于其良好的工艺性能和灵活的操作，因此选择CAST进行生物除磷。 在生物除磷的基础上，为了进一步强化除磷效果，设计中在CAST反应池后 面加一个除磷池，往里面加入混凝剂，通过混凝沉淀来去除残余的磷。 4.3.1.54.3.1.5 CASSCASS 工艺及应用工艺及应用 CASS(循环式活性污泥系统) 是CAST工艺的一种优化变型,在20 世纪70 年 代开始得到研究和应用。该工艺核心部分是CASS 反应池,集曝气,二沉等过程于 一体。在SBR 的基础上,在池子的前部增设了1 个生物选择器。这样,CASS 池的 反应池被隔墙分隔为3 个区,即生物选择区、预反应区及主反应区。 目前很多厂家采用CASS 工艺处理啤酒废水,都取得了预期的效果。在进水 水质平均为2 000 mg/L的情况下,出水水质达到污水排放新扩改二级标准。周刚 报道了CASS 工艺处理啤酒废水在高寒地区的应用。工程实践表明,在高寒地区 采用CASS 工艺处理啤酒废水是可行的(进水CODCr在5001 500 mg/L时,处理后 水质达到污水排放标准的一级排放标准) ,即便在低温条件下,也能顺利地 进行污泥的培养和驯化,但需要十分重视当地的气温特点,做好各种处理设施、 管线的保温防冻措施。CASS 工艺处理啤酒废水,具有工艺简单,流程短,自动化 程度高,操作方便等优点。其不足之处为,操作管理要求相对较高,首次运行调试 时间较长。 总之，好氧处理工艺存在曝气耗能大、污泥产量大的缺点，故厌氧好氧 处理工艺逐渐被深入研究和开发利用。 4.3.24.3.2 厌氧法厌氧法 20 世纪70 年代以来,废水厌氧处理技术因其具有投资少,运行费用低及能 产生能量等优点而得到较快的发展和应用。一般认为,厌氧生物处理技术的反应 器主体经历了3 个时代。传统厌氧发酵工艺(第一代反应器,以厌氧消化池为代 表) 因需要较高的温度,较长的停留时间,且处理效能低而被逐渐淘汰。目前以 上流式厌氧污泥床(UASB) 为代表的第二代反应器和以厌氧颗粒污泥膨胀床( EGSB) 和厌氧内循环反应器( IC) 为代表的反应器已被广泛引入到啤酒废水处 理工程应用中,并取得了良好的效果。目前在啤酒处理工艺上,厌氧工艺应用比 较多的有UASB 工艺,IC 工艺和酸化水解工艺。 4.3.2.14.3.2.1 UASBUASB 反应器反应器 70 年代荷兰Lettinga 等发展的UASB 反应器是一种悬浮生长型反应器,首 次把颗粒污泥的概念引入反应器中。该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水。 目前,很多国家相继开展了对UASB 的深入研究和开发工作。UASB 工艺因其工艺 结构紧凑,处理能力大,效果好,投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛 的应用。根据报道, 当UASB 反应器进水CODCr为1 0002 000 mg/L时,出水CODCr 一般在500 mg/L 左右,也就是说,啤酒废水中的大部分CODCr在UASB 反应器中被 处理掉,同时也说明,在这些工中,UASB 仅作为预处理单元,其出水通常还需好氧 等工艺作为后继处理,才能保证废水达标排放。据张振家等人报道,桂林漓泉有 限公司采用UASB-SBR 工艺处理废水,UASB 反应器进水CODCr在1 0003 000 mg/L之间波动时,出水上清液的CODCr稳定在200 mg/L 左右。同时UASB 池每天产 生大量的沼气,用于热风炉的燃料,供饲料烘干使用,可节煤4 t/d 左右。UASB 工艺在国内啤酒废水处理方面应用很普遍,实践证明UASB 完全适用于处理啤酒 废水,而且厌氧硝化工艺相似于啤酒酿造、发酵生产工业,很容易被啤酒厂家所 掌握。但UASB 工艺不适于处理高悬浮物固体浓度较高的废水,三相分离器的好 坏直接影响处理效果,在一些地区,颗粒污泥培养较困难而使系统启动较慢。在 UASB 基础上,研究者开发了EGSB 和IC 反应器。 4.3.2.24.3.2.2 EGSBEGSB 反应器反应器 UASB 反应器在应用中取得了很大的成功, 但UASB 的传质过程并不理想,进 一步提高有机负荷受到了限制。为了使厌氧反应器中进水和污泥之间的接触更 加充分,导致了第三代厌氧反应器的开发和应用。EGSB 反应器实际上是改进的 UASB 反应器,运行中维持高的上升流速(612 m/h) ,使颗粒处于悬浮状态,同 时也可以采用较高的反应器和采用出水回流以获得高的搅拌强度,从而保证进水 与污泥颗粒的充分接触,这样可获得比“通常”UASB 反应器好的运行结果。据 杨云龙等人报道, EGSB 受SS 的影响较小,只要SS 的沉速8 . 0 SS VSS )/(19.717 8 . 0 75.573 dkgSS 95%，取 s=1000kg/m3。则污泥产量为 Qs=。)/(86.35 %)981 (1000 19.717 3 dm (2)排泥系统设计 在反应器底部距底部 200mm 处设置一个排泥口，排空 时由污泥泵从排泥管强制排放。反应器每天排泥一次，由污泥泵抽入污泥浓缩 )/(63 . 0 ) 2 1 . 0 (14 . 3 36002 86.35 2 sm 池中。反应池排泥管选钢管，D=100mm，该管每次排泥 2h。排泥速度为： 设计充满度为 0.6，=。)/(05 . 1 6 . 0 63. 0 sm 3.5.73.5.7 产气量计算产气量计算 流量 Q=3000m3/d；进水 COD， C0=2250mg/L；出水 COD Ce=337.5mg/L。则 产气量为： V沼气(标准)0.35Q(C0Ce)1.42YQ(C0Ce)10-3 0.353000(2250337.5)1.420.043000(2250337.5)10-3 1894.07 (m3/d) 取 CH4占沼气体积的 51%，则沼气体积(标准状态)为： 。由上述计算可知该处理站日产沼气，则)/(85.3713 51 . 0 07.1894 3 dm85.3713 3 m 沼气柜容积应为 3h 产气量的体积确定，即。 3 2 . 464324/85.3713mqtV 设计选用 300 钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为 7000H6000。 项目CODBOD5SSTNTP 进水水质 /（mg/L） 225014402003510 去除率/%858504020 出水水质 /（mg/L） 337.5171200218 3.63.6 沉淀池的设计沉淀池的设计 本系统中沉淀池采用竖流式沉淀池。其设计计算公式如下： 名 称公 式符号说明 1.中心管面积 0 max v q f 2.中心管直径 f d 4 0 3.中心管喇叭口与反射 板之间的缝隙高度 11 max 3 dv q h 4.沉淀部分有效断面积 v q F max 中心管面积(m2)f 每池最大设计流 max q 量(m3/s) 中心管内流速(m/s) 0 v 中心管直径(m) 0 d 污水由中心管喇叭 1 v 口与反射板之间的缝隙 流出速度(m/s) 中心管喇叭口与反 3 h 5.沉淀池直径 )(4fF D 6.沉淀部分有效水深vth3600 2 7.沉淀部分所需总容积 100 SNT V )100( )(8640000 0 21max Z K TCCq V 8.圆截锥部分容积)( 3 225 1 rRrR h V 9.沉淀池总高度 54321 hhhhhH 射板之间的缝隙高度(m) 喇叭口直径(m) 1 d 沉淀部分有效断面F 积(m2) 沉淀池直径(m)D 沉淀部分有效水深 2 h (m) 污水在沉淀池中流v 速(m/s) 沉淀时间(h)t 沉淀部分所需总容V 积(m3) 每人每日污泥量(L/S 人d)，一般采用 0.30.8 设计人口数(人)N 两次清除污泥相隔T 时间(d) 进水悬浮物 SS 浓 1 C 度(t/m3) 出水悬浮物 SS 浓 2 C 度(t/m3) 生活污水流量总变 Z K 化系数 污泥密度(t/m3)约为 1 污泥含水率(%) 0 圆锥部分容积(m3) 1 V 沉淀池总高度(m)H 超高(m) 1 h 缓冲层高(m) 4 h 污泥室圆截锥部分 5 h 的高度(m) 圆截锥上部半径(m)R 圆截锥下部半径(m)r 3.6.13.6.1 设计要求及参数设计要求及参数 一般选用圆形或正方形，在这里采用圆形，一般直径为 47m(10m)。沉淀 区呈圆柱体，污泥斗为截头倒锥体。污泥管直径一般 200mm。中心管内流速 v030mm/s，末端喇叭口及反射板见图。 v140mm/s，径深比 D/h23；h3取 0.250.5m；废水在沉淀区的上升流速 为 0.51.0mm/s，取 0.5mm/s；沉淀时间 t=1.01.5h，取 1h；污泥斗倾解为 45 60，取 45 参数选择：设计流量为；Q=3000 m3/d=125 m3/h=0.035 m3/s 缓冲层高度 h4=0.3m； 超高 h1=0.3m。 设 4 个沉淀池，每个沉淀池的流量 1= 4 = 0.008753/ 3.6.23.6.2 设计计算设计计算 1.中心管面积与直径 取 v0=30mm/s=0.03m/s 2 0 1 291 . 0 03 . 0 00875 . 0 m v Q f 直径 m f d6 . 0 291. 044 0 2. 缝隙高度 取smv/01 . 0 1 m dv Q h34 . 0 35 . 1 6 . 001 . 0 00875 . 0 11 1 3 3.沉淀池总面积和池径 沉淀部分有效断面积 21 5 . 17 0005 . 0 00875 . 0 m v Q F 总面积 2 791.17 5 . 17291 . 0 mFfA 池径，取 5mm Ff D76. 4 791.174)(4 4.沉淀池的有效沉淀高度 ，符合mvth16 . 2 2 . 10005 . 0 36003600 2 )(548 . 6 3 2 Dh 5.校核集水槽出水堰负荷 集水槽每米出水堰负荷 ，小于 2.9L/s 符合要求sLDQ/56 . 0 514 . 3 100000875 . 0 )( 1 6每天污泥总产量(理论泥量) dm p ccQ V/72 1000)98 . 0 1 (1000 )320800(3000 )1 (1000 )( 3 0 21 1 每个池子所需容积 1= 4 = 18 dm / 3 7污泥斗高度(h5) 取，截头直径为 0.4m 60 ,取 4m h5= 5 - 0.4 2 tan60 = 3.98 8沉淀池总高度 mhhhhhH1 . 743 . 034 . 0 16. 23 . 0 54321 9校核污泥容积 污泥斗容积 322225 2 4 . 28)2 . 02 . 05 . 25 . 2(4 3 )( 3 mrRrR h V 每天排泥一次合格 12 VV 项目CODBOD5SSTNTP 进水水质 /（mg/L） 337.5171200218 去除率/%10106000 出水水质 /（mg/L） 303.75153.980218 3.73.7 CASSCASS 反应池的设计与计算反应池的设计与计算 本反应池中所涉及到的公式有： 名 称 公 式 符号 说明 1 每 池 的 周 期 处 理 水 量 Q 设计 流量 T 工作 周期 反 应 池 个 数 2. 单 池 容 积 排水 比 3. 滗 水 高 度 H b Hb= /A A 单池 底面 积 4. 滗 水 速 率 V b Vb= /tb Tb 滗水 时间 5. 污 泥 沉 降 速 率 Vs= 650 103 X X 活性 污泥 浓度 SVI Vs 污 泥指 数， 取 130 mg/ L 6. 剩 余 污 泥 量 W W=W1-W2+W3 7. 剩 余 污 泥 量 Sp= QBOD5YH- 0.9bHYHfTH 1 SR + bHfTH + YssQ( - ) 8. 活 性 污 泥 浓 度 STP= SP = STP 9. 污 泥 负 荷 N3= Q xV 1 0. 需 氧 量 O2= aQ(La- Le) + bQk(NKa- NKe) - bQ(NKa- NKe- NOe) 62.5% ； 进 出水 悬浮 物浓 度 mg/ L YH 异样 微生 物增 殖率， 取 0.5 0. 6 Yss 不 能水 解悬 浮物 率， 取 0.5 0. 6 fTH 温 度修 正系 数， 取 1.11 bH 异样 微生 物内 源呼 吸速 率， 取 0.08 STP 单 池 所 存 污 泥 总 量 反 应 池 总 数 SP 剩 余 污 泥 量 Q 设计 流量 BOD5 进水 量 x 高 水位 活性 污泥 浓度 a 5 氧 当 量， 取 1 . 2 b 4 - N 氧 当 量， 取 4 . 6 ； Le 分别 为进 出水 5 浓度， mg/ L NKaNKe ； 进出 水剀 氏氧 浓度， mg/ L NOe 出 水 3 -N 浓度， mg/ L Q 每个 反应 池周 期最 大处 理量 m3 3.7.13.7.1 设计参数设计参数 Q=3000 m3/d=125 m3/h=0.035 m3/s 污泥龄,硝化和反硝化污泥龄 = 18 = 13.5 污泥回流比 R=20% 有效深度 H=5m 有效容积 V=4500m3 3.7.23.7.2 设计计算设计计算 剩余污泥量 取 = 600/ 本系统每天要求的除磷最高为 3000（6-0.5）0.001=16.5 。 / CASS 工艺脱氮除磷系统的剩余污泥含磷量约可达到污泥干重 5% ，每天产生 约 590kg 的污泥可除磷 29.5kg/d 左右，可满足除磷要求。 反应池尺寸计算 生物反应池的总池数，反应池的工作周期 T=4h（曝气 2h,沉淀 1h,排水和 = 4 排泥 1h） 。 每池的周期处理水量为 ， 反应池的排水比按 ，则反应池容积 = 30% 则反应池有效容积 V=2055=500。 3 单池所存污泥总量为, = = 600 18 4 = 2700 反应池高水位时的活性污泥浓度, = = 2700 500 = 5400/ 反应池低水位时的活性污泥浓度 。 每池每周期的最大排水高度为 ， 沉淀后的活性污泥浓度， MLSS= 9000mg/L 沉淀后的污泥层厚度为。 h2= STP A MLSS = 2700 20 5 9000 10 - 3 = 3m 缓冲区高度,所以比较合适。 污泥负荷（kg/kgMLSSd）较合 N3= QSo xV = 3000 223 5400 4 500 = 0.062 BOD5 适， 每个池子的有效容积 V=2055=500， m3 单个容积， V= 20 5 5.5 = 550m3 总反应池的面积, A= 20 20m2 理论要求生物选择区，厌氧区，主反应区的容积比 1：5：30， 最终确定预反应区的长宽为 3m 和 17m,在预反应区中生物选择区的尺度 L=0.5m, 所以生物选择区的容积 V=0.555=12.5， m3 厌氧区的容积 V=（3-0.5）55=62.5 主反应区的容积 V=1755=425。 m3 滗水器的计算 滗水速率 Vb= /tb=550/1=550 m3/h 滗水高度 Hb= /A=550/100=5 m 污泥沉降速率 Vs= 650 103 XSVI = 650 103 4000 130 = 1.25m/h 选用总装备部工程设计研究总院环保中心和北京四达水处理公司联合研制的旋 转式滗水器。 污泥量及排泥系统 假设污泥的汗水率为 99.2%，则排泥量为 , Qx= Sp (1 - p) 103 = 600 (1 - 99.2%) 1000 = 75m3/d 则每天需处理的污泥量为 75。 m3 每周期单个池子污泥量为 Qs= 75 4 4 = 4.6875m3 回流污泥系统 污泥的回流比 R=20%，在主反应区的中部安装 2 台污泥泵（一用一备） 。 需氧量计算 则每个反应池的周期需氧量为 30.45kg/d。 供气量计算 在预反应区，设计采用大气扩散器，故采用 SX-1 型空气扩散器，敷设 CASS 池底，淹没深度 4.5m，SX-1 型空气扩散器的氧转移效率为。 EA= 8% 在主反应区，设计采用微孔曝气器，敷设 CASS 池底，淹没深度 4.5m,YMB- 2 型膜片式微孔曝气器的氧转移效率为，这里取 20%。 查表可知，10，15时溶解氧的饱和度分别为, ,空气扩散器出口处的绝对压力 ,在预反应区，氧转移 Pb= 1.013 105+ 9.8 103 4.5 = 1.454 105Pa 效率为 8%，空气离开曝气池时，氧的百分比为。 Ot= 21 (1 - 8%) 79 + 21 (1 - 8%) = 19.6% 曝气池溶解氧平均饱和度（按最不利温度条件计算） CSb(15)= Cs( Pb 2.066 105 + Ot 42) = 10.2 ( 1.454 105 2.066 105 + 19.6 42) = 11.94mg/L 水温 10时曝气池溶解氧平均饱和度 Csb(10)= 1.17 11.3 = 13.22mg/L 10时脱氧消水充氧量为 Ro = O2 CSb(10) p CSb(T)- Cj 1.024T - 10 10.5 80 = O2 13.22 0.82 0.95 1 11.94 - 2.0 1.02415 - 10 10.5 80 = 6.13(kgO2/T) 其中，T=15， = 0.82 = 0.95 Cj= 2.0 每个 CASS 反应池预反应区供氧量 G s = Ro 0.3 EA = 6.13 0.3 0.08 = 255.3 m3/T = 255.3 60 2 = 2.13 m3/min 在主反应区，氧转移效率，空气离开曝气池时，氧的百分比 EA= 20% Ot= 21 (1 - 20%) 79 + 21 (1 - 20%) = 17.5% 曝气池溶解氧平均饱和度 CSb(15) = Cs( Pb 2.066 105 + Ot 42) = 10.2 ( 1.454 105 2.066 105 + 17.5 42) = 10.2 1.12 = 11.43mg/L 水温 10时曝气池溶解氧平均饱和度Csb(10) = 1.12 11.3 = 12.66mg/L 10时脱氧小水充氧量为 Ro = O2 CSb(10) p CSb(T)- Cj 1.024T - 10 67 80 = O2 12.66 0.82 0.95 1 11.94 - 2.0 1.02415 - 10 67 80 = 39.48(kgO2/T) 每个 CASS 反应池预反应区供养量为 G s = Ro 0.3 EA = 39.48 0.3 0.2 = 657.9 m 3 T = 657.9 60 2 = 5.48 m3/min 故单个 CASS 反应池每周期供氧量为GS = 255.3 + 657.9 = 913.2m3 每分钟供氧量 2.13+5.48=7.61m 3 平均每立方污水供气量为 去除每千克 BOD5的供气量 去除每千克 BOD5的供氧量为 空气管计算 鼓风机房出来的空气量供气干管，在相邻的两个 CASS 池的隔壁墙上设两根 供气干管，为 CASS 池供气，每量个 CASS 反应池为一组，当一组 CASS 池处于曝 气阶段时，另一组反应池处于沉淀，滗水阶段，反之亦然。则每周期每组 CASS 反应池需空气量为 913.22=1826.4，即每小时需供氧量为 1826.4，每 m3 m3 分钟供氧量 30.44。 m3 在预反应区，共设 1 条配气竖管，4 个池子共设 4 条，为反应池预反应区 供气，每条配气管安装 SX-1 扩散器 10 个，则全池共 40 个扩散器，每个扩散器 服务面积 5.1m2。 在主反应区，共设 10 条配气竖管，4 个池子共 40 条配气竖管，每条配气 竖管安装 YMB-2 型膜片微孔曝气器 15 个，则每个池子 150 个微孔曝气器，全池 600 个，每个微孔曝气器服务面积 0.57m2. 项目CODBOD5SSTNTP 进水水质 /（mg/L） 303.75153.980218 去除率/%9090905090 出水水质 /（mg/L） 30.37515.393010.50.8 3.7.33.7.3 鼓风机房鼓风机房 设计风压=设计水深+干、支管水头损失+微孔曝气头水头损失=5+1.0+0.6=6.6m 总供气量 G=65394 m3/s 选用 D150-1.5 型离心式水平进风鼓风机（2 用 1 备） ，其流量为 150 m3/min， 进口风压 1atm,出口风压 1.5atm,电机功率 200kw。 3.83.8 污泥部分设计污泥部分设计 计算公式： 名 称公 式符 号 说 明 1.