环境工程专业毕业论文啤酒厂污水处理设施初步设计

I 摘 要 啤酒工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的啤酒废水，给环境造 成了极大的威胁。本设计为木兰县金桥啤酒厂啤酒废水处理设计，设计程 度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度 有机废水，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为 10000m3/d,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD 浓度为 1800 mg/L ,COD 浓度为 2200 mg/L ，SS 浓度为 120 mg/L 。因该废水 BOD 值较大 ,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格 达到国家啤酒工业污染物排放标准 （GB198212005） ，即：BOD 20 mg/L ，COD 80 mg/L ，SS 70mg/L 。 本设计工艺流程为： 啤酒废水 格栅/污水提升泵 调节沉淀池 UASB 反应器 CASS 池 巴氏计量槽 处理出水 工程实践表明 UASB+CASS 组合工艺对啤酒废水是一种有效的处理工艺，且 该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等 特点。 关关键键词词： 啤酒废水 UASB CASS II Abstract With the rapid development of brewery industry in China, more brewery wastewater is discharged, which endangers environment extremely.This design is one beer waste water treatment of mulanxian jinqiao brewery .The degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of the beer waste water is that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water, therefore its biochemical oxygen demand is also high. The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 10000, regardless of the specified future development. Various target in the dm / 3 raw waste water is: the concentration of BOD is 1800 mg/L , the concentration of COD is 2200 mg/L , the concentration of SS is 120 mg/L . For the beer waste waters BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the beer industry standards for discharge of water pollutants （GB198212005） in the country, which is as following: BOD 20 mg/L , COD 80 mg/L , SS 70 mg/L . The technological process of this design is: Beer waste water Screens/ The sewage lift pump Adjust traps Reaction tank of UASB Tank of CASSPap measuring tank Treatment water The engineering practice shows that the UASB + CASS combination process on beer wastewater is a kind of effective treatment process, and the processing technology has the characteristic of compact structure simple, flexible operation control, impact resistant load, small amount of sludge, etc. KeyKey words:words: beer waste water UASB CASS III 目目 录录 摘摘 要要.I A AB BS ST TR RA AC CT TII 第第 1 1 章章 概概述述 1 1.1 基本设计资料 1 1.1.1 设计题目 .1 1.1.2 设计背景 .1 1.1.3 基本资料 .1 1.2 设计内容、原则 .2 1.2.1 设计依据及规范 2 1.2.2 设计内容 .2 1.2.3 设计原则 .3 第第 2 2 章章 工工艺艺方方案案论论证证、选选择择4 2.1 水质分析 .4 2.1.1 啤酒工业废水的来源及水质特征4 2.1.2 处理程度 5 2.2 工艺选择 .5 2.2.1 方案对比 .5 2.2.2 工艺流程 .7 2.2.3 工艺说明 .8 第第 3 3 章章 污污水水处处理理部部分分设设计计计计算算 9 3.1 格栅 9 3.1.1 设计说明 .9 3.1.2 设计计算 .9 3.1.3 计算草图 11 3.2 提升泵 11 3.2.1 设计说明 11 3.2.2 设计计算 12 3.3 调节沉淀池 .12 3.3.1 设计说明 12 3.3.2 设计计算 12 3.4 UASB 反应器 17 IV 3.4.1 设计说明 17 3.4.2 反应器所需容积及主要尺寸的确定.17 3.5 CASS 反应池 22 3.5.1 设计参数 22 3.5.2 设计计算 .23 3.5.3 鼓风机房设计 .30 3.6 巴氏计量槽 .34 3.6.1 设计说明 34 3.6.2 设计参数 34 3.6.3 设计计算 35 第第 4 4 章章 污污泥泥处处理理部部分分设设计计计计算算 37 4.1 处理量 .37 4.2 构筑物的设计计算 37 4.2.1 集泥井设计.37 4.2.2 污泥浓缩池.37 4.2.3 污泥提升泵房 .41 4.2.4 污泥脱水间.41 第第 5 5 章章 厂厂区区平平面面布布置置及及高高程程布布置置.43 5.1 厂区平面布置 43 5.1.1 平面布置原则 .43 5.1.2 平面布置 44 5.2 厂区高程布置 46 5.2.1 设计说明 46 5.2.2 高程布置原则 .46 5.2.3 水处理构筑物高程水力计算46 5.2.4 污泥处理构筑物高程水力计算50 第第 6 6 章章 设设备备及及构构筑筑物物 52 6.1 设备及构筑物一览表 52 第第 7 7 章章 工工程程概概算算 .54 7.1 工程概算编制说明 54 7.1.1 编制废水处理厂工程概、预算的基础资料54 7.1.2 工程造价分析 .54 7.2 工程概算 .55 7.2.1 基本建设投资估算55 V 7.2.2 工器具购置费 .56 7.2.3 工程建设其他费用计算 57 7.2.4 预备费用计算 .57 7.2.5 运行费用 57 第第 8 8 章章 环环境境影影响响评评价价 62 8.1 环境质量标准与污染物排放标准62 8.1.1 环境质量标准 .62 8.1.2 污染物排放标准 .62 8.2 项目建设和生产对环境的影响64 8.2.1 大气污染源.64 8.2.2 污废水 64 8.2.3 固体废弃物.64 8.2.4 噪声 65 8.3 环境保护措施初步方案 .65 8.3.1 大气环境治理 .65 8.3.2 污废水治理.65 8.3.3 固体废弃物治理 .66 8.3.4 噪声治理 66 8.4 安全措施 .66 8.5 评价结论 .67 结结束束语语 .68 致致谢谢 69 参参考考文文献献 .70 VI Contents Abstract（in Chinese） . Abstract (in English) Chapter1summarize 11.1 Foundation design material1 1.1.1 Tile of design.1 1.1.2 Background of design1 1.1.3 Basic material1 1.2 The content and principle.2 1.2.1 Design reference and standard2 1.2.2 Content of design.2 1.2.3 Principle of design3 Chapter 2 Demonstration and selection of technology 4 2.1 Water quality analyse4 2.1.1 Beer industrial waste water resources and water quality analysis4 2.1.2 Degree of treatment.5 VII 2.2 selection of technology5 2.2.1 Program comparision5 2.2.2 Technologicalprocess.7 2.2.3 Description of theprocess8 Chapter 3 Design calculation part of sewage treatment.9 3.1 Screens.9 3.1.1Designdescription.9 3.1.2 Design calculation.9 3.1.3 Calcuate draft11 3.2 Lift pump.11 3.2.1 Design description11 3.2.2 Design calculation12 3.3 Adjust traps.12 3.3.1 Design description12 3.3.2 Design calculation12 3.4 Reaction tank of UASB.17 3.4.1 Design description17 3.4.2 Volume demand and main size of reactor17 VIII 3.5 Tank of CASS.22 3.5.1 Design parameters22 3.5.2 Design calculation23 3.5.3 Blower room design.30 3.6 Pap measuring tank34 3.6.1 Design description34 3.6.2 Design parameters34 3.6.3 Design calculation35 Chapter 4 The sludge treatment part design calculation. 37 4.1. Handling capacity37 4.2 Structures design calculation37 4.2.1 Mud collecting well design37 4.2.2 Sludge concentration tank37 4.2.3 Sludge pump room ascension.41 4.2.4 Between sludge dewatering.41 Chapter 5 The factory layout and elevation layout .43 5.1 Factory layout .43 5.1.1 Layout principle 43 IX 5.1.2 layout 44 5.2 Factory elevation layout .46 5.2.1 Design descriptions 46 5.2.2 Elevation layout principle 46 5.2.3 Water treatment structures elevation hydraulic calculation 46 5.2.4 The sludge treatment structures elevation hydraulic calculation .50 Chapter 6 Equipment and other structures 52 Chapter 7 Engineering budget .54 7.1 Budgetary estimates state54 7.1.1 Prepare wastewater treatment plants is the basis of engineering, budget information 54 7.1.2 Engineering cost analysis 54 7.2 Engineering budge 55 7.2.1 Basic construction investment estimation 55 7.2.2 Instruments cost56 7.2.3 Engineering construction other expenses 57 7.2.4 Prepare cost calculation .57 X 7.2.5 Operation cost 57 Chapter 8 Environmental impact assessmen 62 8.1 Standards for environment quality and standards for discharge of water pollutants 62 8.1.1 Environment quality standards 62 8.1.2 Standards for discharge of water pollutants 62 8.2 Project construction and production of the impact on the environment 64 8.2.1 source of atmospheric pollution 64 8.2.2 Unclean wastewater 64 8.2.3 Solid waste 64 8.2.4 noise .65 8.3 Environmental protection measures preliminary scheme65 8.3.1 Atmospheric environmental management 65 8.3.2 Unclean wastewater treatment .65 8.3.3 Solid waste management 66 8.3.4 Noise control 66 8.4 Security measures 66 XI 8.5 Evaluation conclusion 67 conclusion .68 Thanks .69 References 70 12 第 1 章 概述 1.1 基本设计资料 1.1.1 设计题目 木兰县金桥啤酒厂 1 万吨/天污水处理设施初步设计 1.1.2 设计背景 啤酒废水中有机物含量较高，废水中含有较高浓度的蛋白质、 脂肪、纤维、碳水化合物、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分， 排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，即造成水体缺氧，还能促 使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质，因此，啤 酒废水需要处理与利用1。 木兰县金桥啤酒厂废水主要来自 生产过程中的工艺废水， 包括麦芽车间（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。 废水 中有机物含量较高， CODcr含量为 2200mg/L, BOD5/CODcr=082,可生化性较好。 1.1.3 基本资料 1处理规模 废水处理工程的设计规模，流量变化系数 3 10000m d 1.05 z k 2.进水水质和处理要求 处理后水质要求达到 国家啤酒工业污染物排放标准 （GB198212005） ，进水水质和排放标准见表1。 表 1-1 进水水质和排放标准 13 项 目 CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS/(mg/L) PH 值 进水水 质 22001280120 6.58.5 排放标 准 802070 6.09.0 3气象资料 哈尔滨市木兰县年平均气温 3.6。最冷月份是 1 月份，平 均气温-24.8，最热月份是 7 月份，平均气温是 28.0，年平 均冻土深度为 2.05m 1.2 设计内容、原则 1.2.1 设计依据及规范 有关设计文件和基础数据； 1、国家啤酒工业污染物排放标准 （GB198212005）； 2、 室外排水设计规范 2005 年修订（ GB500142005） ； 3、 建筑给水排水设计规范 （GBJ1588） ； 4、 给水排水设计手册 （111 册） 。 1.2.2 设计内容 1、根据企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址； 2、处理厂工艺流程设计说明； 3、处理构筑物型式选型说明； 4、处理构筑物或设施的设计计算； 5、主要辅助构筑物设计计算； 6、主要设备设计计算选择； 7、污水厂总体布置 (平面或竖向 )及厂区道路、绿化和管 线综合布置； 8、处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制； 9、编制主要设备材料表。 14 1.2.3 设计原则 1、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 国家啤酒工业污染物排放标准 （GB19821 2005） ； 2、针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理 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； 3、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； 4、工艺运行过程中考虑操作自动化，减少劳动强度，便于 操作、维修； 5、建筑构筑物布置合理，降低噪声，消除异味，改善周围 环境。 15 第 2 章 工艺方案论证、选择 2.1 水质分析 2.1.1 啤酒工业废水的来源及水质特征 制造啤酒的原料为大麦、大米、酒花、酵母和特殊质量的水， 酿造工艺一般可分为制麦和酿造两步生产过程。废水主要来自麦 芽制作、酿酒与发酵、包装 3 个工序，制麦浸渍废水主要含糖类、 果胶等有机物, 其色度深, 水量较大, 极易腐败变质。该股废水 与包装工序排出的冲洗水一同被称为啤酒厂的低浓度有机废水。 酿造过程排出的废水主要是糖化锅洗涤水、麦槽贮存池底部流出 的麦糟水及发酵罐洗涤水。这股废水污染物浓度高, 但水量较小,属 高浓度有机废水 2。啤酒废水来源及水质特征见表 2-1. 表 2-1 生产啤酒的废水来源及水质特征 废水来源水质特点 糖化车间的 糖化锅、煮 沸锅、过滤 槽等设备的 洗涤废水 高浓度有机废水，排水量相对较小，且非连续 排放,时变化性大 ,水质非常不稳定。但是其污 染负荷高 ,其主要成分包括糖类、果胶、糖化麦 槽、啤酒花、酵母残渣、蛋白质、纤维素等有 机物和少量无机物。 发酵车间发 酵罐、清酒 罐及管道洗 涤废水 废水排放浓度相对较低 ,排放大且连续 ,水质相 对稳定 包装车间洗 涤废水 废水排放浓度较低 ,排放大而且连续 ,水质相对 稳定 锅炉烟尘处 理废水 含浮尘颗粒物较多 16 2.1.2 处理程度 表 2- 进出水水质及处理程度 COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH 进水 220018001206.5-8.5 出水 0.3, 属高浓度可生化有机废水 , 故可采用生化处理方法。由于原水的BOD5 较高, 要求达到 的处理效果也较高 , 拟采用厌氧 好氧的处理路线。厌氧法 处理高浓度有机废水较经济 , 既节能又可回收沼气。废水中 难降解的 CODCr经厌氧处理后转化为较易降解的 CODCr,高分子 有机物转化为低分子有机物 , 但出水有机物浓度仍较高 , 达不到排放标准。好氧生物处理法工艺成熟、稳定性好、出水 水质较好。因此 ,采用厌氧 好氧的处理路线较合理。 适用于 1 万吨左右啤酒废水处理的工艺主要采用厌氧与好氧串联， 如：UASB+CASS、UASB+接触氧化等3，以下是两种处理方法在啤 酒废水中的应用实例。 (一)：黑龙江新三星集团公司啤酒厂位于黑龙江省尚志市一面坡 镇， 距哈尔滨市东南 154Km,年平均气温 2.3。最冷月份是 1 月份，平均气温-20.3，最热月份是 7 月份，平均气温是 21.6，年平均冻土深度为 1.79m6。 17 工程规模及处理程度： 该啤酒厂目前生产能力为 15 万吨a ， 排放废水量 6000 考虑到将来产量还会提高， 因此设计排放废水量为 8000 3 /md 设计进出水水质见表: 3 /md 广西某啤酒厂目前生产规模由原来的3 万t/ a发展到现在10 万 t/ a 废水处理工艺流程 ： 滤渣外运 废水 格栅 集水井 提升泵 预沉池 水解酸化池 外运 污泥脱水机 污泥浓缩池 污泥泵 SBR 池 排水 图 2-1 三星啤酒废水处理工艺流程图 本厂的处理工艺中污染物处理程度较高，由于处理出水水质 好而且稳定， 经过简单过滤消毒即可用于锅炉烟气的水膜除尘 和冲洗车辆。本工程的缺点是： 碱的消耗量较大，主要原因是 啤酒废水的碱度较低， 容易水解酸化， 必须额外加碱补充碱度， 以防止 UASB 的酸化。然而该工程中需要两次提升，所需动力消 耗较大。 （二） 广东的啤酒生产淡旺季明显，生产量受市场制约，废水排放 不均衡。根据广东某啤酒厂废水处理负责部相关负责人统计，该 厂的啤酒废水产量平均为 60008000 td4。实测原水水 质情况如表: 表 2-3 啤酒废水指标 CODrBOD5SSPH 15002000100012002503506.48.5 18 沼气回收利用 处理工艺流程： 啤酒废水 压滤液回流 上清液回流 污泥资 源化利用 达 标排放 图 2-2 广东某啤酒厂废水处理工艺流程图 将 UASB 和 CASS 两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺 突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用， 而把 UASB 作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废 水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。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，从而使整个废水处理过程的费用 大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益和 社会效益5。 UASB+CASS 组合工艺处理啤酒废水试验表明，最佳工艺条件 为：啤酒废水在调节沉淀池内停留时间为 8h,UASB 容积负荷为 7.2，反应时间为 15；CASS 氧化池内容积负 3 /() cr kgCODmdh 荷为 0.55，处理后出水水质稳定。 3 /() cr kgCODmd 2.2.2 工艺流程 粗格栅 细格栅 UASB 反应池 水力筛 集水池 污泥脱水 污泥浓缩池集泥池 CASS 反应 池 19 原水格栅调节沉淀 池 泵UASB CASS 沼气储柜鼓风机 房 污泥浓缩 池 污泥脱水 间 泥饼外运 压 滤 液 上 清 液 沼 气 出水 曝 气 污泥脱水 间 污泥脱水 间 图 2-3 本设计啤酒废水处理工艺流程图 2.2.3 工艺说明 1进水进入格栅，拦截漂浮物和悬浮物，防止沉淀，减 轻后续处理设施负荷，保证污水处理系统的稳定运行，废水经 过格栅进入栅后的污水提升泵，将废水提升至调节沉淀池。 2从格栅间出来的废水进入调节池，均化水质水量并进 一步沉淀去除悬浮物。 3废水进入 UASB进行厌氧处理，大部分有机物在 UASB 反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封器、进入沼气储 柜进行利用。 . UASB的出水自流进入CASS进行好氧生物处理，进一 步降解废水中的有机物。 . 调节沉淀池、 UASB、CASS等处理单元产生的污泥排 入污泥浓缩池中进行处理。 20 第 3 章 污水处理部分设计计算 3.1 格栅 3.1.1 设计说明 格栅安装在废水渠道的进口处，用于拦截较大的悬浮物或 漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后 续构筑物的处理负荷，用机械清渣，构为地下钢混结构。 3.1.2 设计计算 （1）格栅的间隙数 个 0 max sin0.12sin60 19.920 0.02 0.4 0.7 Q n bhv 式中：设计最大水量（m3/s） max Q 格栅倾角，取 0 60 格栅间隙宽度取b0.02m 栅前水深，设为 0.4hm 过栅流速，取， （一般）v0.7/m s0.6 1.0/m s （2）栅槽宽度： (1)0.01(20 1)0.02200.6Bs nbnmmm 设栅条宽度，采用锐边矩形断面0.01sm （3）进水渠道肩宽部分长度 ： 1 l 设进水渠宽，其渐宽部分展开角度 1 0.45Bm 0 1 20 21 1 1 0 1 0.60.45 0.22( ) 2220 BBmm lm tgtg （4）栅槽于出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l 1 2 0.22 0.11( ) 22 lm lm （5）通过格栅的水头损失h 设格栅断面为锐边矩形断面 设计水头损失 0 hh k 计算水头损失 2 0 sin 2 v h g 43 ( ) s b 形状系数2.42 2 43 ( )sin 2 sv hk bg 43 2 0 0.010.7 2.42()sin603 0.0219.6 0.062m （6）栅后槽总高度H 设栅前渠道超高 2 0.3hm 12 0.40.620.30.762Hhhhm （7）栅槽总长度L 12 0 0.40.3 0.5 1.00.220.11 0.5 1.02.24( ) 60 H Lllm tgtg （8）每日栅渣量W 22 在格栅间隙为 20情况下，设栅渣量为 1000污水产mm 3 m 栅渣（格栅间隙，产栅渣量为 3 0.07m1625mm ） 。 333 0.1 0.05/10mm 3 max1 8640010000 0.07 0.7(/) 10001000 z QW Wmd K 因，所以采用机械清渣。 3 0.2/Wmd 3.1.3 计算草图 图图3 3- -1 1 格格栅栅设设计计计计算算草草图图 500 B 1 1 1 H1 h 2 h 1000 B tg 1 H 2 1 h h1 h B1 H 图 3-1 格栅设计计算草图 23 3.2 提升泵 3.2.1 设计说明 污水提升泵选用潜污泵，放入格栅后过水渠中。 3.2.2 设计计算 提升流量： Q = 416.7m3/h 扬程： =提升最高水位 +水泵水头损失 = 6.62m 选用 150QW-210-7-7.5 型潜污泵，它的作用是将格栅中的 废水提升至调节池池中，设3 台泵（2 用 1 备） 。提升泵参数： Q=210m3/h，H=7.5m，电动机功率为 7.5kW，出水口径 250mm，通过固体物最大直径100mm。安装尺寸：长 970mm， 宽 425mm,高 890mm。 3.3 调节沉淀池 3.3.1 设计说明 啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。为了保证 后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进 行调节 6。 3.3.2 设计计算 （1） 池子总表面积A 2 max 10000 1.05 3600 3600 24 3600 218.75 2.0 Q Am q 24 式中为表面负荷，取 q2.0 （2） 沉淀部分有效水深 2 h 2 2.0 1.53( )hqtm （3） 沉淀部分有效容积 V 3 max 10000 1.05 36001.5656.25 24 VQtm （4） 池长L 设水平流速3.6Lvt4.0/vmm s 3.6 1.5 4.022( )Lm （5） 池子总宽度B 218.75 10( ) 22 A Bm L （6） 池子个数n 设每个池子宽5bm （个） 10 2 5 B n b （7） 校核长宽比 符合要求 22 4.44.0 5 L b （8） 污泥部分需要的容积 V max12 0 () 86400100 (100) z QCCT V KP 式中： 3 max Q 最大设计流量（m/ s） 3 1 C 进水悬浮物浓度（t / m） 3 2 C 进水悬浮物浓度（t / m） T 两次清楚污泥间隔时间（d） Z K 污水量总变化系数 25 0 %P 污泥含水率（） 6 10000 1.05 (120070% 1200) 101 100 1.05 1.0 (10095) V 3 72m （9） 每格池污泥所需容积 V 3 72 36 2 V Vm n （10）污泥斗容积 1 V 0 3 5.00.5 603.9 2 htgm 141212 1 () 3 Vhfff f 22 3 1 3.9 (5.00.55.0 0.5) 3 39.36m （11）污泥斗以上梯形部分污泥容积 2 V 3 (225) 0.010.17hm 1 22lm 2 5.0lm 3 12 24 () 22.05.0 0.17 5.011.47 22 ll Vhbm （12）污泥斗和梯形部分污泥容积 设计满足要求 33 12 39.36 11.4750.8336VVmm （13）池子总高度 设超高为，则 1 0.5hm 123 0.53.04.077.57Hhhhm 26 其中 333 0.173.94.07hhhm 图 3-2 调节沉淀池简图 （14）进水穿孔花墙 进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，进水渠道宽 0.5m，有效水 深 0.6m，穿孔花墙的开口面积为过水断面面积的 20%左右，则过孔流 速为 2 221 187.75 0.09/ 0.2 0.4 8 Q Vm s B h n 式中 穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用 0.050.15m/s 2 V 孔洞的宽度（m） 2 B 孔洞的高度（m） 2 h 孔洞数量（个） 1 n 设计中取 221 0.2 ,0.4 ,8Bm hm n 个 （15）出水堰 27 沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走， 出水堰采用矩形薄壁堰，自由跌落水头 0.10.15m，掩上水深 H 为 0 2 HbHgQ =m 式中 流量系数，一般采用 0.45m 0 m 出水堰宽度（m）b 出水堰水深（m）H 0.122/ 20.45 52 HHg 0.03Hm 出水堰后自由跌落采用 0.15m，则出水堰水头损失为 0.18 (16)出水渠道 沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至 反应器。 出水槽宽度设为 0.5m，出水渠道水深 0.6m，高 1.28m。 （17）进水挡板、出水挡板 沉淀池设进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙 0.5m，挡 板高出水面 0.2m，深入水下 0.5m。出水挡板距出水堰 0.3m，挡板高出水 堰 0.2m，射门如水下 0.5m，在出水挡板处设一个浮渣收集装置，用来收 集拦截的浮渣。 （18）刮泥装置 沉淀池采用链条式刮泥机，型号为 GL525，行走时将池顶部浮渣刮 至浮渣槽，将池底部污泥刮至污泥斗。其规格与性能如下表： 表 3-1 GL 型链板式刮泥机规格和性能 28 型号池宽 （米） 刮板块 数 刮泥速度 （m/min） 电动机功率 （KW） 链条破断 力（t） GL- 525 5120.260.415 3.4 UASB 反应器 3.4.1 设计说明 UASB（上流式厌氧污泥床）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并 防止臭气散逸， UASB 池上部采用盖板密封，出气管设水封装 置。池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理 7。 3.4.2 反应器所需容积及主要尺寸的确定 根据国内生产运行经验,在常温条件下，UASB 反应器的进水 容积负荷选用，COD、BOD 的去除率分别为 3 6.0/()kgCODmd 92%、85%，污泥产率（去除） ，沼气产率0.01/kgSS kgCOD （去除） 。 3 0.41/mkgCOD （1） 反应区设计计算 UASB 反应器有效容积（配水系统上缘至三相分离器下缘之 间的空间） 3 0 3 0 2410000 2200 3666.7 6.0 10 R QS Vm N 每座反应器容积不宜超过，所以采用 8 座 UASB 3 400 500m 反应器，则每座有效容积为，有效水深 3 3 3666.7 458.3 8 m Vm 常用范围为，设有效水深为 H，则每座反应器面3.0 6.0m4.5m 29 积，设反应器宽为，则长为 3 458.3 102 4.5 V Am H 7.5m ，。13.6m13.6 7.5LKm 校核 UASB 反应器废水上升流速 r v 10000 0.51 102 8 24 r f Q m v h q 常用范围 r v0.25 1.00m h 校核水里停留时间t 3666.7 8.8( ) 10000 24 V th Q （2）三相分离器设计计算 三相分离器沉淀区的表面积同反应区的水平面积，即沉淀区 的表面负荷率为 小于 3 2 10000 0.51 102 8 24 r Q m v mh A ，符合设计要求。 3 2 1.00m mh 设上下三角集气罩斜面水平倾角分别为和（常用） ， 0 55 0 60 0 55 0 60 下三角形集气罩进水缝隙上升流速取，则该缝隙总表aa a v1.4m h 面积为 1 A 2 1 10000 37.2 8 24 1.4 a Q Am v 取 5 个缝隙（即上集气罩有 5 个） ，则每条缝隙宽为 2 k 1 2 37.2 1 57.5 5 A km L 取保护高度，上三角形顶水深（常用 1 0.5hm 2 0.5hm ） ，则有沉淀室进水缝隙废水流速取，则进0.51.0mm 2 v1.5m h 水缝隙总表面积 30 2 2 2 10000 34.7 8 24 1.5 Q Am v 每条缝隙宽 2 34.7 0.58 107.5 10 A cdm L 0 0.58 1.16 sin300.5 cd bdm 取，上三角形集气罩的位置即可确定，其高度为0.4abm 4 h 00 2 4 1 (cos60)55(0.4 0.5) 1.4281 22 R habtgm 大于，符合设计要求。0.6m 0 5 sin600.4 0.8660.35habm 已知上三角形集气罩顶的水深为（一般） ，0.5m0.51.0mm 则上下三角形集气罩在反应器内的位置已经确定。 根据构造，校核气液分离的条件是否符合要求： 斯笃克斯公式： 2 112 () 18 g vd 式中 1 根据上式公式，取，下，d0.01cm 0 20 3 1 1.03 /g cm ， 3 2 0.0012/g cm 2 1 0.0101 1.030.0104 () g cms ，由于废水的一般比净水的大，故取，0.02 () g cm s 于是气泡在 A 点的上升流速为 1 v 2 1 0.95 981 (1.030.0012) 0.010.266(/ )9.58(/ ) 18 0.02 vcm sm h 根据前面计算有： 31 0.4 0.34 1.16 ab bd 2 1 1.50 0.16 9.58 v v ，废水可顺利排出，满足设计要求。 ab bd 2 1 v v d AB 图 3-3 三相分离器设计计算简图 （3）布水器设计计算 采用穿孔管配水，每座反应器设 7 根 DN80，长 6 米的穿mm 孔管，穿孔管的中心间距为 1.7 米，配水管直径为（一般15mm ） ，孔距为 2 米，每个孔的服务面积为15 25mm （一般 24） ，孔口向下，配水管底部距池底 2 1.72.03.4m 2 m 为，每座反应器共有 28 个出水孔。0.25m （4）出水系统的设计计算 采用锯齿形出水渠，渠宽 0.2 米，渠高 0.25 米，每个反应器 设有 5 个出水渠，每个上三角形集气罩顶上设一条出水渠，基本 保证出水均匀。 （5）排泥系统的设计 考虑可均匀排除污泥床区的污泥，在三相分离器下 0.8 米和 池底上 0.4 米各设排泥管一根，并在池底设放空管。200dmm UASB 反应器每 1 个月排泥一次，污泥排入集泥井，再由 污泥泵送入污泥浓缩池。排泥管选DN=200 的铸铁管管，排 泥总管也选用 DN=200 的铸铁管。 （6）沼气产量计算 每日沼气产量： 3 10000 1.05 2.2 0.92 0.418298 a Qm 32 （7）沼气集气系统布置 集气室沼气出气管：每个集气罩的沼气用一根集气管收集， 共有 11 根集气管，集气管直径选DN150，共 11 根,钢管。 （8）水封罐设计 水封罐主要是用来控制三相分离器的集气室中气液两项界面 高