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二级
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二级接触氧化池处理油漆废水毕业设计,二级,接触,氧化,处理,油漆,废水,毕业设计
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河北科技大学毕 业 论 文题 目 某油漆厂综合废水处理设计 学 院 环境科学与工程学院 专业班级 环境工程专业九九级四班 学生姓名 李 海 凤 指导教师 高 太 忠 职称 教 授 姜 鑫 职称 工程师 2003 年 5 月 31 日毕业设计（论文）任务书一、毕业设计（论文）的设计在毕业设计过程中，通过查阅文献资料，了解油漆废水的特征、处理现状以及相关技术方案，并实际对某油漆厂的综合废水进行处理，据此撰写毕业论文。二、毕业设计（论文）应包含（含应完成的图纸）的内容毕业设计以某油漆厂综合废水为设计对象，待处理废水量为油漆废水500m3/d、生活污水700m3/d，污水总变化系数KZ为1.3。油漆废水COD为4800mg/L，石油类500mg/L，pH值69，生活污水COD为400mg/L。废水经处理后使其达到国家二级新扩改排放标准。并应设计出厂区平面布置图、工艺流程图及主要处理单元的单体图。三、其他要求设计计算说明书应在计算机上由WORD完成。所有制图应在计算机上由CAD完成。四、毕业设计（论文）起止时间2003年3月20日至2003年6月12日五、毕业设计（论文）的进度计划2003年3月20日4月4日 查阅文献阶段 2003年4月5日4月20日 参观调研阶段2003年4月21日5月8日 初步设计阶段2003年5月9日5月21日 设计完善阶段2003年5月22日6月2日 撰写论文阶段2003年6月3日6月12日 论文答辩阶段毕业设计（论文）成绩评定指导教师评语：评分： 指导教师签字： 2003年 月 日评阅教师评语：评分： 评阅教师签字： 2003年 月 日答辩小组评语：评分： 答辩小组组长签字： 2003年 月 日毕业设计（论文）成绩五级分制评定： 1概述油漆的生产和应用已有悠久的历史，早在几千年前我国就已开始使用油漆，当时使用的油漆是从漆树上采取的漆液加工成天然漆。如从桐油籽榨取桐油，加工炼制成熟桐油，然后加或不加天然颜料（如红土、银朱等）而制成的。现代由于合成材料的出现，给油漆原料开辟了新的来源。当广泛的利用各种合成材料合成树脂、颜料及有机溶剂等来制造油漆后，具有多种多样的性能的新品种就日新月异的增加起来了。这也就是现在人们所熟悉的涂料。在涂料生产过程中产生排放的废水，其中常含有酚类、苯类及重金属（表面处理）等有毒有害物质。酚是一种化学助致癌剂，如果将高浓度的含酚废水排放到水域里会使水生物受到损害。目前涂料工业使用的颜料中还含有铅和铬。铅是目前最广泛的污染元素，其对造血系统的危害作用主要涉及大脑、小脑以及脊髓和周围神经。铬化物毒性很大，主要通过饮用水和食物进入人体。因此涂料废水对水域的危害非常严重，必须对其进行有效的治理。油漆的主要原料油、树脂和染料。油漆的组成物质决定了油漆废水的成分。使得废水中的有机物种类多，成分复杂，COD含量高，并具有一定的毒性，此类废水的特点是： 单位产品的废水产生量少，但污染物组成十分复杂； 含多种有毒性的、难于生化降解的高分子有机化合物，且浓度很高（COD1020g/L）； 废水中固体物含量也很高。油漆废水主要污染的来源见表1.1。表1.1 油漆生产和施工产生的废水成分分类废水种类排放特点主要污染物成分废水来源涂料生产废水设备、地面洗涤水溶剂型涂料废水间歇排放，数量波动大碱性，含COD、染料及助剂、悬浮物。涂料施工废水容器、地面洗涤水间歇排放，数量少悬浮物、涂料、COD、BOD。喷漆室水幕水更新排除水间歇，瞬时量大悬浮物、漆雾、COD、BOD。电泳工艺废水电泳水洗水间歇，瞬时量大悬浮物、COD、BOD、铅、铬、重金属、氨、酸、碱。油漆废水的水质特性见表1.2。表1.2 油漆废水水质调查表废水种类COD（g/L）油（mg/L）飘油废水151740004500酯化废水301001406干料废水143016294417洗滤布水0.613563769经过实践调查，由以上二表中的数据分析可知，油漆生产废水属于间歇式排放，排放的偶然性较大，连续性较差，水质水量波动范围大，生产结构复杂。2工程建设规模及水质要求本系统待处理的废水来自工厂各工段所排放的生产废水及生活污水。处理站的建设规模为日处理油漆废水500m3/d及生活污水700m3/d，污水总变化系数KZ为1.3。污水经处理后达到污水综合排放标准（GB89781996）中规定的二级新扩改标准。本废水处理站设计进出水水质情况见表2.1。表2.1 生产废水水质及排放要求项 目COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）石油类（mg/L）PH值油漆废水480050069生活污水400排放要求1503015010693方案选择3.1 方案选择的原则3.1.1 技术先进、工艺合理、适用性强、有较好的耐冲击性和可操作性。3.1.2 处理效果稳定，有害物去除率高，处理后的废水可稳定达到国家规定的排放标准。3.1.3 运行、管理、操作方便，设备维护简便易行。3.1.4 运行费用（电费、药剂费）低，降低运行成本。3.1.5 基建投资省，占地面积小。3.1.6 污泥量少，脱水性能好；3.1.7 对有毒有害物质具有一定的去除效果。3.2 方案比选目前，国内处理油漆废水多采用物化生化的处理工艺。物化处理方法主要工艺是隔油混凝气浮；生化处理方法主要工艺有生物接触氧化法、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、普通活性污泥法等，它们的主要技术参数如表3.1：表3.1 生化处理工艺主要设计参数一览表处理工艺生物量g/m3BOD容积负荷BOD5/(m3d)水力停留时间hBOD5去除率生物接触氧化池10201.53.01.53.08090高负荷生物滤池0.77.01.27590塔式生物滤池0.77.01.03.06085普通活性污泥法1.53.00.40.94128595由表3.1的工艺比较可以看出生物接触氧化法和塔式生物滤池法的处理能力较强，可以考虑选用，对其进行进一步的比较如下： 生物接触氧化法由于填料比表面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，它可达到较高的容积负荷； 生物接触氧化法由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，不需设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便； 生物接触氧化法由于生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力； 生物接触氧化法因污泥浓度高，当有机容积负荷较高时，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法。 塔式生物滤池用于高浓度有机废水的预处理，在进水BOD5浓度较高时，由于生物膜生长太快，容易导致滤料的堵塞，由于池高，废水的提升费用较大。由以上比较，且油漆废水排放多为间歇式，排放量大，所以对于油漆废水的处理采用生物接触氧化法更为合适。生物接触氧化处理技术的工艺流程一般分一段（级）处理流程，二段（级）处理流程和多段（级）处理流程，考虑这几种工艺各自具体的特点及适用条件，选用二段处理流程。其特点为，二段法流程污水经初沉后进入第一段接触氧化池氧化，出水上清液进入第二段接触氧化池，最后经沉淀池泥水分离后排放，在该流程中的一段为高负荷段，第二段为低负荷段，这样更能使微生物适应原水水质的变化，使出水水质趋于稳定。由于隔油混凝气浮法具有技术成熟、成本较低、操作有效等特点，已成为废水治理的重要手段。为了能够使废水达标排放，根据废水的特点制定了隔油混凝气浮生物接触氧化的处理工艺。4废水处理工艺流程4.1 废水处理工艺流程图废水处理工艺流程方框图如图4.1。废油外运储油池浮油沉渣废渣外运栅渣提升泵调节池隔油沉淀池含油废水隔栅清液化学污泥池污泥泵干泥外运厢式压滤机剩余污泥浮油混凝气浮池两段接触氧化池达标排放斜板沉淀池回流污泥回流泵生活污水图4.1 废水处理工艺流程方框图4.2 工艺流程简介4.2.1 工艺流程说明生产过程中产生的油漆废水在进入处理系统前先经过格栅，以截留较大的悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的处理负荷。之后的废水进入隔油沉淀池去除一部分浮油和COD，然后进入调节池，以调节水质水量，为后续处理提供稳定的水力负荷及有机负荷。经调节池调节后的废水由泵打入气浮池。在气浮池内油漆废水经气浮作用除去绝大部分油类。气浮处理后的废水与生活污水一同进入生物接触氧化池进行生化处理，以降解废水中残余的有机污染物，然后废水经过斜板沉淀池泥水分离后，即可达标排放。斜板沉淀池沉淀下来的污泥除部分回流至一级生物接触氧化池外，剩余污泥和混凝气浮池分离的浮油直接进入化学污泥池浓缩，浓缩后的污泥由污泥泵打入厢式压滤机进行脱水处理。脱水后得到的泥饼含水率小于80%，比重大于1.2g/cm3，可视同一般工业垃圾处置。厢式压滤机的滤出水上回流到调节池循环处理。生物接触氧化池需鼓入压缩空气，向废水中充氧，以保证好氧微生物的生命代谢活动。压缩空气由离心风机提供，生物接触氧化池采用高效曝气头曝气。4.2.2 处理工艺特点隔油混凝气浮生物接触氧化法工艺特点： 平流式隔油构造简单，便于运行管理，除油效果稳定。 混凝气浮采用溶气气浮，即在一定压力条件下，将空气溶于水中并达饱和状态，然后突然减压，使水中空气以小气泡形式逸出，与污水中颗粒粘附，达到净化水体的目的。加入混凝剂可提高气浮效率，节省时间。 生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来吸附水中有机污染物并加以氧化分解，使污水净化，它的特点是生物量较高，以MLSS计，一般在1020g/L以上，有机容积负荷大，可节省投资；微生物附着生长既可提高对冲击负荷的抵抗能力，又可不考虑污泥膨胀现象的发生，运行管理也较为方便。4.3 废水处理效率混凝气浮池隔油沉淀池含油废水500m3/d进水COD (mg/L) 4800 2400COD去除率 (%) 50 40出水COD (mg/L) 2400 1440进水石油类 (mg/L) 500 250石油类去除率 (%) 50 90出水石油类 (mg/L) 250 25一段接触氧化二段接触氧化(加入700m3/d的生活污水)(生活污水COD为400mg/L)进水COD (mg/L) 833.3 250COD去除率 (%) 70 60出水COD (mg/L) 250 100150进水石油类 (mg/L) 10.4 6.3石油类去除率 (%) 40 30出水石油类 (mg/L) 6.3 4.4105工艺设计5.1 隔油沉淀池（平流式）按废水在隔油池内的停留时间进行设计计算。隔油沉淀池采用人工撇油除渣。5.1.1 隔油池总容积隔油池按最大水量进行计算，废水在隔油池内的停留时间取1.5h，其总容积为： = 20.831.31.5 = 40.62 m3式中 W隔油池的总容积，m3；Q隔油池的废水设计流量，m3/h；t废水在隔油池内的设计停留时间，h，一般采用1.52.0h。5.1.2 隔油池过水断面面积废水在隔油池中的水平流速取2mm/s，则隔油池的过水断面面积AC为： = 1.320.83/(3.62) = 3.76 m2 式中 AC隔油池的过水断面面积，m2； Q 隔油池的设计流量，m3/h； v 废水在隔油池中的水平流速，mm/s。5.1.3 隔油池隔间数隔油池隔间数n为：式中 b隔油池每个隔间的宽度，m；h隔油池工作水深，m。取隔油池隔间数n=2，隔油池工作水深h=1.5m，则：b = 3.76/(21.5) = 1.25 m5.1.4 隔油池有效长度隔油池的有效长度L为： = 3.621.5 = 10.8 m式中符号意义同前。5.1.5 隔油池建筑高度取隔油池超高为0.4m，则隔油池建筑高度H为：H = h+h= 1.5+0.4 = 1.9 m式中 h隔油池超高，m，一般不小于0.4m。5.2 调节池由于油漆生产废水属间歇式排放，排放的偶然性大，连续性差，水质水量波动范围较大，故取废水在调节池内停留时间t为8小时，则油漆废水调节池容积W为： = 20.831.38 = 216.6 m3式中 q调节池内水的流量，m3/h；t水在调节池内停留时间，h。取调节池有效水深为3m，长8.65m，则调节池宽为：B = W/(Lh) =216.6/(8.653) =8.35 m取调节池超高h为0.4m，则调节池建筑高度H为：H = h+h= 3+0.4 = 3.4 m式中 h调节池超高，m。调节池向混凝气浮池提升废水所用提升泵选用KWQ型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表5.2.1。表5.2.1 KWQ型潜水排污泵性能表型号排出口径mm流量m3/h扬程m转速r/min功率KW重量KgKWQ65-25-15-2.265251529002.2655.3 混凝气浮池5.3.1 气浮所需空气量Qg取回流比R为50%，释气量ac为60L/m3，水温校正系数为1.1，则：Qg = QRac = 20.8350%601.1 = 687.39 L/h 式中 Qg 气浮所需空气量，L/h；Q 气浮池设计水量，m3/h；R试验条件下的回流比，%；ac 试验条件下的释气量，L/m3； 水温校正系数，取1.11.3（主要考虑水的粘滞度影响，试验时水温与冬季水温相差大者取高值）。5.3.2 加压溶气水量Qp取溶气压力P为3公斤/厘米2，水温为10，则： 式中 QP 加压溶气水量，m3/h；P 选定的溶气压力，公斤/厘米2； 溶气效率，对装阶梯环填料的溶气罐查表5.3.1；KT 溶解度系数，可根据水温查表5.3.2。由水温为10，查表得溶解度系数KT2.95102，溶气效率为85%。表5.3.1阶梯环填料(层高1m)的水温、压力与溶气效率间的关系表水温（）51015溶气压力(Mpa)0.20.30.40.50.20.30.40.50.20.30.40.5溶气效率()768380778481808683水温（）202530溶气压力(Mpa)0.20.30.40.50.20.30.40.50.20.30.40.5溶气效率()859090889292939898表5.3.2 不同温度下的KT值温度（）010203040KT3.7710-22.9510-22.4310-22.0610-21.7910-25.3.3 接触室的表面积AC选定接触室中水流的上升流速vc为10/s，则：池宽B取0.6m，则池长L=Ac/B=0.93/0.6=1.8m选用TV-型溶气释放器五支（按0.3Mpa时的加压溶气水量选取），释放器安装在距离接触室底部约5cm处的接触室中央，均布。TV-型溶气释放器的性能见表5.3.3。表5.3.3 TV-型溶气释放器性能规格(cm)溶气水支管接口直径(mm)不同压力下的流量(m3/h)作用直径(cm)0.20.250.30.350.40.4520252.162.322.482.642.82.9660回流泵选用TQL40200(I)B型清水泵两台，一用一备，其主要性能参数见表5.3.4。表5.3.4 清水泵主要性能参数表型号流量m3/h扬程m电机功率KW必需气蚀余量m重量KgTQL40200(I)B13.83432.3635.3.4 分离室的表面积AS选定分离速度（分离室的向下平均水流速度）vS为1.5/s，则：对矩形池子分离室的长宽比一般取（12）：1。池宽B取1.8m，则池长L=AS/B=6.18/1.8=3.5m5.3.5 气浮池的净容积W选定池子的平均水深H为2m（一般指分离室深），则：W = (AC+AS)H = (0.936.18)2 = 14.22 m35.3.6 容器罐直径Dd选定过流密度I为4500m3/(m2d)，则溶气罐直径为：一般对于空罐I选用10002000 m3/(m2d)，对填料罐I选用25005000 m3/(m2d)。选用TR2型压力溶气罐，罐直径300mm。5.3.7 空压机额定空气量Qg式中 安全系数，一般取1.21.5。选Z0.05/6型空气压缩机。5.3.8 气浮池前反应区容积V取废水在气浮池前反应区内停留时间t为10min，则：V = Qt = (20.8310)/60 = 3.47 m3反应池长L取1.8m，高度H为2m，则池宽B为：B=V/(LH)=3.47/(1.82)=0.964m，取为1m。5.3.9 集水系统气浮池集水采用5根集水管，每根支管流量q为：查管渠水力计算表，可得支管直径dg为50mm，管中流速为0.945m/s。支管内水头损失为：出水总管直径Dg取150mm，管中流速为0.525m/s。总管上端装水位调节器。反应池进水采用顶部溢流堰进水，管径80mm，流速1.15m/s。气浮池排渣管直径取150mm。选用TQ1型桥式刮渣机一台，驱动减速机型号为SJWD型，减速器附带电机电机功率为0.75KW。5.3.10 污泥产量混凝气浮池的污泥产量包括两部分，即去除的石油类的量及投加聚铝产生的泥渣的量。去除的石油类的量W1=(25025)500/1000=112.5Kg/d石油类的密度按800Kg/m3计，则去除的石油类的体积Q1为：Q1=112.5/800=0.141m3/d342 156聚铝的投加量按200mg/L考虑，则聚铝产生的泥渣量W2为：泥渣含水率按98计，则泥渣的体积Q2为：Q2=45.6/50=2.28m3/d5.4 一段生物接触氧化池5.4.1 一段生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）因油漆废水的可生化性较差，为提高废水的可生化性，保证处理效率，在此加入生活污水700m3/d，即29.17m3/h。一段接触氧化池进水COD浓度La：La = (48000.50.6500+700400)/(500700) = 833.3 mg/L一段接触氧化池出水COD浓度Lt：Lt = La0.3 = 833.30.3 = 250 mg/L取一段生物接触氧化池的COD容积负荷M为1.5KgCOD/(m3d)，则一段生物接触氧化池的有效容积V：式中 V 填料有效容积，m3；Q 平均日污水量，m3/d；La 进水COD浓度，mg/L；Lt 出水COD浓度，mg/L；M COD容积负荷，gCOD/(m3d)。5.4.2 一段生物接触氧化池总面积取一段生物接触氧化池的填料层总高度H为3m，则：式中 F氧化池总面积，；H填料层总高度，m，一般H=3m。5.4.3 氧化池格数式中 n氧化池格数，个，n2个；f每格氧化池面积，m2，f25。取n=9，则：取氧化池池宽B为3m，则每格氧化池长度L为：，取为5.8m。5.4.4 校核接触时间式中 t氧化池有效接触时间，h。5.4.5 氧化池总高度取超高h1为0.5m，填料上水深h2为0.5m，填料层间隙高h3为0.2m，配水区高度h4为0.8m，填料层数m取1层，则氧化池总高度H0为：H0 = H+h1+h2+(m-1)h3+h4 = 3+0.5+0.5+(1-1)0.2+0.8=4.8m式中 H0 氧化池总高度，m；h1 超高，m，h1=0.50.6m；h2 填料上水深，m，h2=0.40.5m；h3 填料层间隙高，m，h3=0.20.3m；h4 配水区高度，m；m 填料层数，层。生物接触氧化池选用组合纤维填料470m3，其主要技术参数见表5.4.1。表5.4.1组合纤维填料主要技术参数型号塑料环片直径(mm)填料直径(mm)单片间距离(mm)理论比表面积(m2/m3)ZV-150-80751508020005.4.6 需气量按每去除一公斤COD消耗一公斤氧气计算，一段生物接触氧化池的需氧量OC为：OC = 1200(833.3-250)/1000 = 700 KgO2/d一段生物接触氧化池采用可变微孔曝气器曝气，其充氧效率EA取15，则一段接触氧化池每天所需的空气量GS为：式中 GS 需气量，m3空气/d；EA 氧转移效率，；21氧在空气中所占百分比；1.43氧的容重，Kg/m3。曝气装置选用HWB1型微孔曝气器，其主要性能参数见表5.4.2。表5.4.2 微孔曝气器的主要性能参数型号规格工艺参数动力效率面积比(%)有效水深(m)通气量(m3/h)EA(%)HWB12006.254.52.017 26由每格生物接触氧化池的供气量及HWB1型可变微孔曝气器的通气量，计算所需曝气器的数量N为：取N为36个，则一级生物接触氧化池所需要曝气器为324个。5.4.7 空气管道设计5.4.7.1 干管取干管流速为10m/s，则干管直径dg为：取dg=150mm，则干管流速vg为10.2m/s。5.4.7.2 支管每格生物接触氧化池采用一根曝气支管向池中引入空气，取支管流速为5m/s，则支管直径为dj为：取dj=80mm，则支管流速vj为4.48m/s。5.4.7.3 风管的阻力损失风管的总阻力h可用下式计算：h=h1+h2(mmH2O)式中 h1风管的沿程阻力，mmH2O；h2风管的局部阻力，mmH2O。风管的沿程阻力，可按下式计算：h1=iLTP(mmH2O)式中 i 单位管长阻力，mmH2O/m。L 风管长度，m；T温度为T时，空气容重的修正系数；P大气压力为P时的压力修正系数。在T=20，标准压力760mm汞柱时：式中 T 温度为T时的空气容重，kg/m3；20温度为20时的空气容重，kg/m3。一般空气管道内的气温按30考虑，查环境工程手册水污染防治卷表31717得，30时T=0.98。一个标准大气压时，压力修正系数P=1.0。空气干管的单位管长阻力i为：空气支管的单位管长阻力i为：因i支i干，故以i干为计算沿程阻力的参数，取风管干管及支管的总长度L为50m，则风管的沿程阻力h1为：h1=0.94500.981.0=46.06mmH2O风管的局部阻力，可用下式计算：式中 局部阻力系数；风管中平均空气流速，m/s；空气容重，Kg/m3。当温度为20，标准压力为760mm汞柱时，空气容重为1.205kg/m3。在其他情况下值可用下式计算：其中 P空气绝对压力，大气压；T空气温度，。当温度为30时，按上式计算得=1.131kg/m3。查给排水设计手册第一册“局部阻力系数值”表，取得=20，则风管的局部阻力h2为：5.4.8 污泥产量按每去除1KgCOD产生0.4Kg污泥计算，则一级生物接触氧化池的污泥产量W为：5.5 二段生物接触氧化池5.5.1 二段生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）二段接触氧化池进水COD浓度La：La = 250 mg/L二段接触氧化池出水COD浓度Lt：Lt = La0.4 = 2500.4 = 100 mg/L取二段生物接触氧化池的COD容积负荷M为1.0KgCOD/(m3d)，则二段生物接触氧化池的有效容积V：式中 V 填料有效容积，m3；Q 平均日污水量，m3/d；La 进水COD浓度，mg/L；Lt 出水COD浓度，mg/L；M COD容积负荷，gCOD/(m3d)。5.5.2 二段生物接触氧化池总面积取二段生物接触氧化池的填料层总高度H为3m，则：式中 F氧化池总面积，；H填料层总高度，m，一般H=3m。5.5.3 氧化池格数式中 n氧化池格数，个，n2个；f每格氧化池面积，m2，f25。取n=3，则：取氧化池池宽B为3m，则每格氧化池长度L为：，取为6.8m。5.5.4 校核接触时间式中 t氧化池有效接触时间，h。5.5.5 氧化池总高度取超高h1为0.5m，填料上水深h2为0.5m，填料层间隙高h3为0.2m，配水区高度h4为0.8m，填料层数m取1层，则氧化池总高度H0为：H0 = H+h1+h2+(m-1)h3+h4 = 3+0.5+0.5+(1-1)0.2+0.8=4.8m式中 H0 氧化池总高度，m；h1 超高，m，h1=0.50.6m；h2 填料上水深，m，h2=0.40.5m；h3 填料层间隙高，m，h3=0.20.3m；h4 配水区高度，m；m 填料层数，层。生物接触氧化池选用组合纤维填料184m3。5.5.6 需气量按每去除一公斤COD消耗一公斤氧气计算，二段生物接触氧化池的需氧量OC为：OC = 1200(250-100)/1000 = 180 KgO2/d二段生物接触氧化池采用可变微孔曝气器曝气，其充氧效率EA取15，则二段接触氧化池每天所需的空气量GS为：式中 GS 需气量，m3空气/d；EA 氧转移效率，；21氧在空气中所占百分比；1.43氧的容重，Kg/m3。曝气装置选用HWB1型微孔曝气器。由每格生物接触氧化池的供气量及HWB1型可变微孔曝气器的通气量，计算所需曝气器的数量N为：取N为28个，则二级生物接触氧化池所需要曝气器为84个。5.5.7 空气管道设计5.5.7.1 干管取干管流速为10m/s，则干管直径dg为：取dg=80mm，则干管流速vg为9.2m/s。5.5.7.2 支管每格生物接触氧化池采用一根曝气支管向池中引入空气，取支管流速为5m/s，则支管直径为dj为：取dj=65mm，则支管流速vj为4.65m/s。5.5.7.3 风管的阻力损失空气干管的单位管长阻力i为：空气支管的单位管长阻力i为：因i支F2，故选取化学污泥池表面积F为12.5m2。5.7.1.3 边长设计采用两座正方形化学污泥池，则每座化学污泥池的边长A为：5.7.1.4 高度污泥在池中的有效停留时间T取16h，则化学污泥池的有效高度h2为：污泥斗下棱台边长d取0.3m，高度h4取1.4m，超高h1取0.43m，缓冲层高h3取0.5m，则化学污泥池总高度H为：H=h1+h2+h3+h4=0.43+1.07+0.5+1.4=3.4m5.7.1.5 浓缩后污泥的体积污泥经浓缩后，其体积V为：5.7.2 污泥脱水设备5.7.2.1 污泥泵浓缩后的污泥由污泥泵打入厢式压滤机进行脱水处理。污泥泵选用I1B型螺杆泵两台，一用一备，其性能参数见表5.7.2。表5.7.2 I1B型螺杆泵技术性能参数表型号流量m3/h扬程m电机功率KW吸程m转速r/min进出口径mmI1B2吋5.68033960505.7.2.2 厢式压滤机厢式压滤机的过滤面积A可用下式计算：式中：A压滤机过滤面积，m2；P污泥含水率；Q污泥量，m/h；L压滤机产率，一般为24kg/(mh)。本设计厢式压滤机每天运行8小时，压滤机产率取3kg/(mh)，则：选用XMY25/630UK型厢式压滤机一台。其主要性能参数见表5.7.3。表5.7.3 厢式压滤机主要性能参数表型 号XMY25/630UK过滤面积 (m2)25滤室总容量 (L)313外框尺寸 (mm)630630滤板厚度 (mm)50滤室数量 (pcs)40滤饼厚度 (mm)25外形尺寸 LWH (mm)398410201178电机功率 (KW)3过滤压力 (MPa)1整机质量 (Kg)16506主要土建、设备表6.1 主要处理构筑物主要处理构筑物见表6.1。表6.1 主要处理构筑物一览表序号名称外形尺寸（m）数量1隔油沉淀池3.63.751.922调节池8.658.353.413混凝气浮池分离室3.51.82.41接触室1.80.62.41池前反应区1.81.02.414生物接触氧化池一段5.83.04.89二段6.83.04.835斜板沉淀池沉淀区4.13.04.91池前反应区1.03.04.916化学污泥池2.52.53.426.2 主要设备材料主要设备材料见表6.2。表6.2 主要设备材料一览表序号名称型号数量功率kw备注1提升泵KWQ65-25-15-2.222.2一用一备2污泥泵I1B2吋23一用一备3回流泵TQL40200(I)B23一用一备4罗茨鼓风机3L42WD222一用一备5空气压缩机Z0.05/610.756压力容器罐TR2型17刮泥机TQ1型10.758厢式压滤机XMY25/630UK139生化填料ZV-150-8065410溶气释放器TV-511曝气器HWB14087主要技术经济指标7.1 占地面积废水处理站总占地面积约1000m3，构筑物实际占地面积约为600m3，折合每立方米水占地面积为0.83m3。7.2 总装机容量本废水处理站总装机容量为64.9KW。废水处理站的运转功率及耗电量见表7.1。表7.1 运作功率及耗电量一览表设备名称型号容量KW运行台数工作时间h/d耗电量KWh/d提升泵KWQ65-25-15-2.22.212452.8污泥泵I1B2吋31824回流泵TQL40200(I)B312472罗茨鼓风机3L42WD22124528空气压缩机Z0.05/60.75186刮泥机TQ1型0.751129厢式压滤机XMY25/630UK3113合计694.87.3 劳动定员废水处理站共需人员5名，其中行政技术负责人1名，生产操作人员4名（三班运转）。7.4 运行费用估算7.4.1 电费(M1)工业用电以0.72元/(KWh)计，工程日耗电694.8KWh，则：M1=(0.72694.8)/1200=0.42元/m3(废水)7.4.2 药剂费(M2)取药剂费M2=0.65元/m3(废水)。7.4.3 人员工资(M3)人均工资以700元/(人月)计，则：M3=(5700)/(301200)=0.10元/m3(废水)7.4.4 总运行费用M(不考虑折旧费)M=M1+M2+M3=0.42+0.65+0.10=1.17元/m3(废水)8施工图说明施工图纸包含以下内容： 工艺流程图：一张，表示清楚各构筑物的高程，废水、污泥、空气等管线的走向； 平面布置图：一张，表示清楚废水处理各构筑物的相对位置； 混凝气浮池单体图：一张，表示清楚混凝气浮池的内部结构； 接触氧化池单体图：一张，表示清楚接触氧化池的内部结构。9结论油漆废水中含油量较高，属可生化的有机废水。本设计采用隔油混凝气浮两段生物接触氧化工艺处理油漆废水与生活污水的混合废水，COD和石油类的去除效率较高，出水可稳定达到国家二级标准。本工艺技术先进可靠、投资少、运行费用低，已得到广泛的实际应用，适合中、小型污水处理厂处理污水使用。10致谢本次毕业设计从选题、设计方案选择到论文撰写的整个过程中得到了我院高太忠教授和北京中兵北方环境科技发展有限责任公司姜鑫工程师的热情帮助与悉心指导。在我院领导的大力支持下，在高太忠老师和姜鑫工程师的精心辅导下，我把在大学四年学到的书本知识，运用到了解决实际问题中，动脑动手能力得到进一步提高，在此对他们表示诚挚的感谢!11参考文献 韩洪军 污水处理构筑物设计与计算 哈尔滨工业大学出版社 郑铭,陈万金 环保设备原理设计应用 化学工业出版社 葛燕 涂料对环境的污染及其防治 豆俊峰等 人工神经网络在油漆废水混凝氧化处理建模中的应用 彭玉凡等 油漆废水处理技术的实验研究混凝沉淀和氧化絮凝复的应用 孙玉琴等 SBR法在上海远东集装箱有限公司污水处理中的应用 马庆麟主编 涂料工业手册 化学工业出版社 马庆麟编著 油漆工业 化学工业出版社 给水排水设计手册第三册城市给水 中国建筑工业出版社，1985 陈国华编著 水体油污染治理 化学工业出版社 给水排水设计手册第11册常用设备第二版 中国建筑工业出版社，2001 郝瑞霞编 环境工程设计 河北科技大学环境科学与工程学院，1999毕业设计（论文） 第 43 页 共 43 页1概述啤酒行业是食品工业中耗水量较大的行业，虽然各企业间有较大差别，一般来说每生产1t啤酒的耗水量从825t不等。以生产1t啤酒产生20m3废水计算，我国啤酒工业每年排放的废水量达3.72亿m3，而多数啤酒厂尚未进行综合利用和废水处理，因而给环境造成严重污染。啤酒废水属于中等浓度有机废水。一般COD为15003000mg/L，BOD5为10001500mg/L，BOD5/COD的比值为0.50.6，表明其可生化性较好，污染物中的有机物容易降解。啤酒生产工艺的每道工序都产生固体废弃物和废水。其生产工艺与主要污染源见图1.1。粗精选浸 麦发 芽除 根干 燥小 麦贮 存粉 碎选分级喷射液化大 米沉 淀煮 沸麦汁过滤糖 化粉 碎包 装滤 酒发 酵酵母增殖冷 却排水沟锅 炉废酵母酵母回收CO2回收废水废水废水处理站图1.1 啤酒生产工艺与主要污染源流程啤酒厂废水的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、麦糟水、洗涤水、凝固物洗涤水；麦汁制备过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程的洗瓶、灭菌、破瓶啤酒及冷却水和成品车间洗涤水；另外还有办公楼、食堂、宿舍和浴室的生活污水。麦芽制备工段产生的废水主要来自浸麦、洗麦工序。浸麦即用水浸渍大麦，其目的在于使麦粒吸水和吸氧、洗涤尘土、除杂以及除微生物，并将麦皮内的部分有害成分浸出，为发芽提供条件。整个浸渍周期一般为23d，每浸渍1t大麦大约耗水1860m3，浸渍废水中主要含有大麦粒、瘪大麦、麦芒、麦皮和泥砂等悬浮固体，以及浸渍过程中大麦内溶出的如单宁、矿物质、蛋白质、苦味质等。每浸渍1t大麦产生COD约1012kg或BOD5约56kg。每制成1t成品酒，产生COD约2kg或BOD5约1kg。在麦汁制备即糖化过程中，排出的废水主要为麦汁冷却水、糖化锅洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。在麦汁制备工段，每制成1t成品酒，产生COD约7.24kg或BOD约3.77kg。发酵工段除产生大量的冷却水外，还有发酵罐洗涤水、废消毒液、酵母漂洗水和冷凝固物。在发酵工段，每制成t成品酒，COD约8.3kg或BOD5约5kg。在成品酒工段，主要污染物来自滤酒工序的酒渣、部分滤酒材料和残酒，以及含有残酒和酒泥的洗桶、洗瓶排水。在成品酒工段，每制成t成品酒，产生COD约7.5kg或BOD约4kg。从上述分析可知，啤酒厂生产过程中排放的废水主要污染物为COD、BOD5、SS。国内啤酒厂废水的水质可见表1.1。表1.1 国内啤酒厂废水水质情况废水种类废水来源占总废水量（）COD（mg/L）混合废水COD（mg/L）高浓度有机废水麦糟水、糖化车间的刷锅水5102000400020003000发酵车间的前酵罐、后酵罐洗涤水、洗酵母水等202520003000低浓度有机废水制麦车间浸麦水、刷锅水、冲洗水等2025300400300700罐装车间的酒桶、酒瓶洗涤水3040500800冷却水及其他各种冷凝水、冷却水及杀菌水无有机污染物100由表1.1可见，啤酒生产废水主要来自两个方面，一是大量的冷却水（糖化、麦汁冷却、发酵等），二是大量的洗涤水、冲洗水（各种罐洗涤水、瓶洗涤水等）。由此可见，啤酒废水的特点是水量大，无毒有害，属中等浓度有机废水。2建设规模及水质水量本系统待处理的啤酒废水来自工厂各工段所排放的生产废水及生活污水。处理站的建设规模为日处理啤酒废水5000m3/d，污水总变化系数KZ为1.3。污水经处理后达到污水综合排放标准（GB89781996）中规定的二级新扩改标准。本废水处理站进出水水质情况见表2.1。表2.1 生产废水水质及排放要求项 目COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）PH值进 水200090060069排放要求15030150693方案选择3.1 方案选择的原则3.1.1 技术先进、工艺合理、适用性强、有较好的耐冲击性和可操作性。3.1.2 处理效果稳定，有害物去除率高，处理后的废水可稳定达到国家规定的排放标准。3.1.3 运行、管理、操作方便，设备维护简便易行。3.1.4 运行费用（电费、药剂费）低，降低运行成本。3.1.5 基建投资省，占地面积小。3.1.6 污泥量少，脱水性能好；3.1.7 对有毒有害物质具有一定的去除效果。3.2 方案比较啤酒废水属于中等浓度有机废水，其BOD5/COD一般在0.5以上，属于可生化性较好的废水，污染物中的有机物较容易生物降解，宜采用以生化处理为主的工艺流程。在我国，采用生化法处理啤酒废水的工艺流程主要有以下三种： 生物接触氧化化学凝聚气浮工艺 UASB工艺CASS工艺 水解（酸化）曝气生物滤池工艺众所周知，利用生物接触氧化化学凝聚气浮工艺的处理效率高，SS、BOD5、COD处理效率高达90%以上，但能耗大，运行费用高，而且存在积泥清除困难和清泥不及时等问题。近年来，国内也有几家啤酒厂采用上流式厌氧污泥床（UASB）好氧处理工艺。该方法技术简单，成本低、效率高、可回收能源。但调试周期长，颗粒污泥培养时间长，厌氧菌对废水中悬浮物含量、PH值、温度、要求苛刻、操作管理也复杂。而且CASS池如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外布水、曝气不易均匀，可能在局部出现死角。为了解决UASB的上述问题，将UASB反应器的运行方式改变为部分厌氧，即主要在厌氧反应的水解和酸化阶段（这也是称为水解曝气生物滤池工艺的原因），从而在反应器中取消了三相分离器，使得反应器结构十分简单，便于放大。虽然水解反应器的停留时间很短，但分别可取得45.7%、42.3%、93.0%的COD、BOD5和SS的去除率。同时，加上曝气生物滤池属于生物膜法处理工艺，其处理污水的高效性是通过滤池内的高浓度微生物量实现的；其高效节能性是通过陶粒滤料对曝气产生的气泡的不断切割，延长了气泡在滤池中的停留时间，使微生物、污水、空气三者能够充分接触。上述三种工艺方案的主要技术经济指标对比，如下表3.1。表3.1 几种方案技术经济指标对照表工艺项目生物接触氧化化学凝聚气浮工艺UASBCASS工艺水解（酸化）曝气生物滤池工艺处理效果(按二级标准)可达标可达标可达标基建投资高高低能耗高低低占地面积较少大少可操作性复杂难控制简便4废水处理工艺流程4.1 废水处理工艺流程图废水处理工艺流程方框图见图4.1。回流泵提升泵污泥水解酸化池调节池格栅啤酒废水沉淀池污泥上清液栅渣外运清液污泥池污泥泵污泥浓缩池浓浆泵压滤机反冲出水干泥外运达标排放清水池中间水池过滤泵曝气生物滤池鼓风机反冲泵图4.1 工艺流程方框图4.2 工艺流程简介4.2.1 工艺流程说明生产过程中产生的啤酒废水在进入生化处理系统前先经过格栅，以截留较大的悬浮物和漂浮物，减轻后续处理单元的处理负荷。之后的废水进入调节池，以调节水质水量，为后续处理提供稳定的水力负荷及有机负荷。经调节池调节后的废水由泵打入水解池。在水解池内啤酒废水内的有机物通过水解反应，将大分子物质水解为小分子物质，难溶于水的有机物转化为易溶于水的有机物，水解池处理后的废水其有机物浓度已大大降低，随后自流入沉淀池进行泥水分离。上清液进入中间水池，中间水池内的废水通过泵打入曝气生物滤池进行进一步生化处理，以降解水解池出水中残余的有机物。经曝气生物滤池处理过的废水经过清水池达标排放。由沉淀池沉淀下来的污泥除部分回流外，剩余污泥直接进入污泥池，污泥池内的污泥定期用污泥泵打入污泥浓缩池浓缩，浓缩后的污泥由螺杆泵打入带式压滤机进行脱水处理，脱水后得到的泥饼含水率小于80%，比重大于1.2g/cm3。泥饼是很好的有机肥料，无毒害，可直接用于肥田，也可视同一般工业垃圾处置。污泥浓缩池的上清液和带式压滤机的滤出水回流到调节池循环处理。曝气生物滤池需鼓入压缩空气，向废水中充氧，以保证好氧微生物的生命代谢活动。压缩空气由离心风机提供，曝气生物滤池采用高效曝气头曝气。4.2.2 处理工艺特点水解（酸化）曝气生物滤池工艺的特点是： 水在好氧生化处理前，先经生物水解（在兼性微生物作用下水解和酸化）处理，可使大分子有机污染物小分子化，非溶性有机物水解为溶解性物质，使难生物降解物质转化为易生物降解物质，提高污水的可生化性，为后续好氧处理创造良好的生化条件。因而提高了整个废水处理站的BOD5、COD去除率。 水解工艺是一种凭自然界大量的兼养生物的代谢作用来降解（转化）有机物，它不需要鼓风曝气，不需要采用其他手段充氧，因而可以节省能耗，对啤酒废水来说，至少有50%的COD可依靠兼性微生物降解，因而比全好氧工艺节省能耗50%左右。 水解工艺运行稳定，受外界气温变化影响小。水温的适应范围为540。冬、夏出水，COD去除率几乎无差异。 水解池不产生如厌氧反应那样的恶臭。水解池可设计成立体式池型，在池基地耐力许可的条件下，有效池深可达8.59m，可比常规方法节省用地2530%。 一般来说，各污水站都设有调节池。可利用该池作为水解池，实现一池多用。 水解工艺的产泥量为全耗氧工艺的1/3，可节省污泥处理系统的投资。另外，曝气生物滤池与其他生物处理方法相比还具有以下几个优点： 较小的池容和占地面积曝气生物滤池的BOD5容积负荷可达到56kgBOD5/（m3d），是常规活性污泥法或接触氧化法的612倍，所以它的池容和占地面积只有活性污泥法或接触氧化法的1/10左右，大大节省了占地面积和大量的土建费用。 高质量的处理出水BOD5容积负荷为6kgBOD5/（m3d）时，其出水SS和BOD5可保持在10mg/L以下，COD可保持在60mg/L以下，远远低于国家污水综合排放标准之一级标准。 简化处理流程由于曝气生物滤池对SS的生物截流作用，使出水中的活性污泥很少，故不需设置二沉池和污泥回流泵房，处理流程简化，使占地面积进一步减少。 基建费用、运转费用节省由于该技术流程短、池容积小和占地省，使基建费用大大低于常规二级生物处理。同时，粒状填料使得充氧效率提高，可接生能源消耗。 管理简单曝气器生物滤池抗冲击负荷能力很强，没有污泥膨胀问题，微生物也不会流失，能保持池内较高的微生物浓度，因此日常运行管理简单，处理效果稳定。 设施可间断运行由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种如长时间停止不用后再使用，其设施可在几天内恢复正常运行。故拟采用水解曝气生物滤池工艺处理本工程废水。4.3 废水处理效率曝气生物滤池调节池水解池沉淀池啤酒废水Q=5000m3/d进水COD(mg/L) 2000 1800 900COD去除率(%) 10 50 89出水COD(mg/L) 1800 900 100150进水SS(mg/L) 600 480 192SS去除率(%) 20 60 50出水SS(mg/L) 480 192 960.2，故采用机械清渣。5.1.6 旋转式细格栅机械细格栅选用旋转式格栅除污机一台，其主要性能参数见表5.1.1。表5.1.1 旋转式格栅除污机主要技术参数型号安装角度间隙电机功率运动速度设备宽排渣高度XGS5007080.752.25008005.2 废水调节池由于啤酒废水属于发酵工业，其废水具有间隙排放的特点，因此造成水量和水质的波动较大。水量和水质的较大波动直接影响到后续处理设施的稳定运行，所以必须设置容积较大的调节池，以对水量和水质进行调节。本设计调节池选用矩形池子，为半地下式，为钢筋混凝土结构。V=QT式中 V调节池容积，m3；Q进水流量，m3/s；T调节时间，h。取调节时间T为4h，则：V=45000/24=833.3m3调节池尺寸。取池内水深h为3m，则调节池平面面积为：S=833.3/3=277.8m2取S=280m，长L=20m，宽B=14m，平面尺寸为20m14m。设定废水处理站室外地坪为0.000m，进水渠内水面标高为-0.700m。调节池超高取0.3m，则调节池实际水深为H=0.7+3=3.7m。所以调节池最终尺寸为长宽高=20m14m3.7m。调节池向水解池提升废水所用提升泵选用KWQ型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表5.2.1。表5.2.1 KWQ型潜水排污泵性能表型号排出口径mm流量m3/h扬程m转速r/min功率KW重量KgKWQ200-250-15-18.520025015145018.54205.3 水解酸化池水解（酸化）池具有改善污水可生化性的特点，同时也可以去除废水中的部分有机物，并减少最终排放的剩余污泥量。水解（酸化）反应池的设计主要包括池体的设计和布水系统的设计。5.3.1 水解池的有效容积W=式中 W 水解池的有效容积，m3；进出水COD的差值，mg/L；COD的容积负荷率，kgCOD/(m3d)，取 3kgCOD/(m3d)；=2000(1-10%)-2000(1-10%)(1-50%)=900mg/LW=1500m3水解池的总面积A为：A=取水解池填料层高度为3.5m，则水解池截面积为：A=428.6m2将水解池分为8格，每格面积为a=53.6m2取池宽为3m，则池长为18m。底部布水区的高度取0.5m，清水区高度在填料层以上0.5m，超高取0.5m，则水解池总高为H=3.5+0.5+0.5+0.5=5m。水解池最终尺寸为818m3m5m。校核接触时间t=水解池选用组合纤维填料1512m3，其主要技术参数见表5.3.1。表5.3.1 组合纤维填料主要技术参数型号塑料环片直径(mm)填料直径(mm)单片间距离(mm)理论比表面积(m2/m3)ZV-150-80751508020005.3.2 布水系统采用穿孔墙布水，取孔数为6个，单孔流量为：q=0.058/6=0.0097m3/s取方形孔，孔口尺寸取位300mm200mm，则孔口流速为：根据水解池格墙的宽度布孔，则孔间距为500 mm，孔边距为200mm。5.3.3 布气系统设计采用穿孔管布气，此阶段废水中的COD去除率为50%。需气量按表面曝气强度计算，取为3m3/(m2h)。则水解池的总需气量为：GS=81833.63=1296m3/h5.3.3.1 干管空气流量取空气干管流速为10m/s，则干管直径取=200mm，则空气干管气体流速为。5.3.3.2 支管单格水解池需气量G=GS/8=1296/8=162m3/h。水解池采用穿孔管曝气搅拌，防止底部污泥沉积。每根穿孔管长度取为4.5m，每格水解池布置二行四列，则每根穿孔管的空气流量为：取空气支管流速为8m/s，则支管直径取=32mm，则空气支管气体流速为。5.3.3.3 孔眼布置取孔眼直径5mm，则=19.6mm2取孔眼流速为，单个孔眼流量为：每根支管孔眼数为个校核孔眼流速为5.3.4 污泥产量按每去除1KgCOD产生0.2Kg污泥计算，则水解池的污泥产量W为：5.4 中间沉淀池采用竖流式沉淀池，两座。5.4.1 中心管直径设中心管内流速v0=0.03m/s，则每池最大设计流量q为：q=Q/2=0.029m3/s中心管截面积为A0=q/v0=0.029/0.03=0.97m2中心管直径为d0=1.1m喇叭口直径为d1=1.35d0=1.5m反射板直径为d2=1.3d1=1.31.5=1.9m5.4.2 沉淀池有效水深即中心管的高度：h2=3.6vt式中 v废水上升流速，mm/s；t沉淀时间，h。取废水上升流速v为0.8mm/s，沉淀时间t为1h，则：h2=3.60.81=2.88m5.4.3 中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度h3=式中 v1废水上升流速，m/s；取废水上升流速v1为0.02m/s，则：h3=0.3m5.4.4 沉淀池有效断面面积即沉淀区面积，A1=0.029/0.0008=36.25m25.4.5 沉淀池总面积和池径沉淀池总面积A=A0+A1=0.97+36.25=37.22m2沉淀池直径D=6.9m，取D=7m。5.4.6 污泥斗高度及污泥斗容积取截头圆锥下部直径为0.4m，污泥斗倾角为55，则：h5=tg55=4.71m污泥斗容积V为：V=(R2+Rr+r2)式中 R截头圆锥上部半径，m；r截头圆锥下部半径，m。截头圆锥上部半径R=D/2=3.5m，截头圆锥下部半径r=0.2m。V=4.71(3.52+3.50.2+0.22)=64m35.4.7 沉淀池的总高度H=h1+h2+h3+h4+h5式中 h1超高，m；h4缓冲层高度，m。取超高h1为取0.3m，缓冲层高度h4为0.3m。H=0.3+2.88+0.3+0.3+4.71=8.5m5.4.8 集水系统集水系统采用三角堰汇水槽和环形集水槽。5.4.8.1 三角堰集水取堰上水头h为0.041m，采用直角三角薄壁堰。单堰流量q=1.4h2.5=1.40.0412.5=0.00048m3/s，则三角堰数目为n=0.029/0.00048=60即沿池径每6角设一个三角堰，堰宽B为：B=P/n式中 P沉淀池周长，m。B=0.37m三角堰有效截面积a=h2=0.0412=0.0017m2堰流速为u=0.00048/0.0017=0.28m/s取三角堰高度为0.05m，堰口下缘与出水槽水面的距离为0.07m。5.4.8.2 环形集水槽q环=Q/4=0.0145m3/s环形集水槽宽b取0.3m，槽底坡度il取0.1m。槽内终点水深h1为：h1=式中 u槽内流速，m/s。取槽内流速u为0.5m/s，则：h1=0.0145/(0.50.3)=0.097m槽内起点水深h2为：h2=式中 hk临界水深，m；hk=，则：h2=当流量增加一倍时，设槽内流速为0.8m/s，则：hk=mh1=mh2=设计取槽内水深为0.2m，则槽断面高度为：H=0.2+0.07+0.05=0.32m5.4.8.3 集水孔取孔内流速为1m/s，则孔面积为S=0.029/1=0.029m2孔径D为：D=取孔径为0.2m，则孔内流速v为：v=0.029/(0.7850.22)=0.92m/s5.4.8.4 采用静水压力排泥排泥采用静压排泥的方式。取静水压力水头2.0m，排泥管下端距池底0.2m，管上端伸出水面0.4m。为减少上浮污泥随水排入下一级处理单元，在水面距池壁0.5m处设挡板，挡板伸入水面以下0.3m，伸出水面以上0.2m。5.5 曝气生物滤池5.5.1 滤池的总有效体积式中 进入滤池的日平均废水量，m3/d；进出水COD的差值，mg/L； COD容积负荷率，kgCOD/(m3d)。此阶段=900-100=800mg/L，取6kgCOD/(m3d)，则：取滤料层高为H=2.9m，则滤池总面积A为：A=W/H=666.7/2.9=230m2滤池分为10格，每格面积为a=A/n=230/10=23m2取方形格，则平面尺寸为4.8m4.8m。取配水室高度为h1=1.2m，同时考虑检修人孔；承托层高度为h2=0.5m，选用鹅卵石，并按一定的级配，如表5.5.1。表5.5.1 承托层级配表自上而下卵石直径/mm卵石高度/mm245048508161001625300清水区高度取 h3=1.0m，防止反冲洗时滤料膨胀流失；取超高h4=0.5m，则生物滤池总高为：H0=h1+h2+h3+h4+H=1.2+0.5+1.0+0.5+2.9=6.1m则滤池每格最终尺寸为LBH4.8m4.86.1m。5.5.2 污水流过滤料层高度的空塔停留时间实际停留时间为式中 e空隙率。选择页岩陶粒，e取75.6%。5.5.3 供气量的计算取曝气器的充氧效率为15%，则1kgO2相当于空气量为xm3，即：，得x=22.2m3此阶段COD去除率为89%，即900-100=800mg/L，去除COD总量为按去除1kgCOD需1kgO2，即需氧量为166.7kg/h。因为1kgO2相当于22.2m3空气，则需空气总量为：GS=166.722.2=3703.7m3/h5.5.4 供气系统的设计选用鼓风曝气，取风管干管流速为10m/s，则：管径Dg=350mm，校核流速为10.7m/s。风管的总阻力h为：h=h1+h2式中 h1风管的沿程阻力，mmH2O；h2风管的局部阻力，mmH2O；5.5.4.1 沿程阻力式中 i单位管长阻力，mmH2O/m，在T20，标准压力760mmH2O时，；L 风管长度，m；取为50m；温度为T时，空气容重的修正系数。其中 温度为T时的空气容重（Kg/m3）；温度为T时的空气容重（Kg/m3）；大气压力为P时的压力修正系数，L取50m。30时，=0.98。P取一个标准大气压，=1.0。则，5.5.4.2 局部阻力式中 局部阻力系数；风管中平均空气流速，m/s；空气容重，kg/m3。取局部阻力系数之和为10。在温度为20，标准压力760mmH2O时，空气容重为1.205kg/m3，取T=30，则：式中 P空气绝对压力，大气压；T空气温度，。则，5.5.4.3 压缩空气的绝对压力式中 h1、h2同前；h3充氧装置以上滤池的水深，m；h4充氧装置的阻力，根据实验数据或当地资料；h5当地大气压，mmH2O。充氧装置以上滤池的水深h3为4.4m，当地大气压h5为10.1mmH2O，选用单孔膜曝气器，确定h4=0.28mmH2O。5.5.4.4 鼓风机所需压力H=h1+h2+h3+h4=0.017+0.066+4.4+0.28=4.763mH2O=46.71（KPa）鼓风机所需流量为3703.7+1296=4999.7m3/h=83.33m3/min，压力为46.71KPa，选用D型多级离心鼓风机D4561型三台，两用一备，其性能参数见表5.5.2：表5.5.2 D型多级离心鼓风机主要性能参数表型号进口流量(m3/min)升压(kPa)配套电动机主机重(Kg)型号转速(r/min)功率(KW)D45614549Y250M-2W29705534005.5.4.5 单孔膜曝气器每个单孔膜曝气器的空气流量为0.20.3m3/h。单个滤池需空气量为GS=370.4m3/h=0.103m3/s，滤池面积为23m2，取空气流量为0.25m3/h，则曝气器个数为n=370.4/0.25=1480个。为方便安装，实际选用曝气器1600个，曝气器的布置间距为120mm。5.5.5 配水系统的设计采用穿孔管大阻力配水系统。5.5.5.1 干管进水量（水泵出水量）为Q=0.058m3/s干管流速取 1.5m/s，得管径dg=222mm，取dg=250mm，则干管流速vg=1.2m/s5.5.5.2 支管支管中心间距取az=0.8m每池支管数每根支管入口流量采用支管管径dZ=20mm，则支管流速为vZ=1.54m/s 5.5.5.3 孔眼布置采用孔眼直径dk=8mm，单孔面积为fk=50.3mm2取孔口流速为3.5m/s，则单孔流量qk=0.000176m3/s每根支管孔眼数为支管孔眼布置设两排，与垂线成45向下交错排列。每根支管长度孔眼中心间距，取为780mm。5.5.6 集水系统设计采用三角堰和环型集水槽集水5.5.6.1 三角堰集水 取挡板到料板沉淀区距离为0.5m料板设计为60斜坡，考虑曝气生物滤池单池面积较小，故采用周边集水，采用直角三角薄壁堰，按单池进水量进行计算，以反冲水量进行校核。取水头h=0.02m，则单堰流量q为：三角堰数目取n为72个，则单堰流量较荷为q=0.0000806m3/s，h=0.0201m。三角堰堰宽B为：式中 P曝气池周长，m。取三角堰堰高为0.1m，则堰宽为0.2m。曝气生物滤池反冲时，单堰流量，则堰上水位高度h=0.067m，没有超出三角堰的最大负荷。三角堰有效截面积a=h2=0.022=0.0004m2堰口流速为u=0.0000806/0.0004=0.20m/s堰口下缘与出水槽水面的距离为0.07m。5.5.6.2 环形集水槽以反冲水量计算环形集水槽。q环=414/(23600)=0.0575m3/s环形集水槽宽b取0.4m，槽底坡度il取0。槽内终点水深h1为：h1=式中 u槽内流速，m/s。取槽内流速u为0.9m/s，则：h1=0.0575/(0.90.4)=0.16m槽内起点水深h2为：h2=式中 hk临界水深，m；hk=，则：h2=设计取槽内水深为0.3m，则槽断面高度为：H=0.3+0.07+0.1=0.47m5.5.6.3 集水孔集水孔即排水管管径，按反冲水量进行计算。取孔内流速为1m/s，则孔面积为S=0.058/1=0.058m2孔径D为：D=取孔径为250mm，则孔内流速v为：v=0.058/(0.7850.25)=1.17m/s5.5.7 反冲洗系统设计采用固定式表面冲洗（水冲洗强度q取5 L/(m2s)）和空气辅助擦洗（气冲洗强度取10L/m2s）。5.5.7.1 固定式表面冲洗 干管反冲洗水量（水泵出水量）为Q=qf=523=115L/s=414m3/h。干管流速取 1m/s，得管径dg=383mm，取dg=400mm，则干管流速vg=0.92m/s。 支管中心间距取az=0.3m每池支管数每根支管入口流量支管流速取 2.5m/s，得支管管径dz=42mm，取dz=50mm，则支 管流速为vz=1.83m/s。 孔眼布置采用孔眼直径dk=9mm，单孔面积为fk=63.6mm2取孔口流速为4m/s，则单孔流量qk=0.000254m3/s。每根支管孔眼数为支管孔眼布置设两排，与垂线成45向下交错排列。每根支管长度每排孔眼中心间距，取为310mm。 孔眼水头损失取支管壁厚=5mm孔眼直径与壁厚之比查表6-30给水排水手册P556，得流量系数=0.68则水头损失，式中反冲洗泵所需水泵扬程H为：式中 Q 水泵出水量，L/s；q 冲洗强度，L/(m2s)；f 单格滤池面积，m2；H 所需水泵压头，m；H0集水槽顶与清水池最低水位高差，m；h1清水池与滤池间冲洗管的沿程水头损失与局部损失之和，m；h2配水系统水头损失，m；h3承托层水头损失，m；h4滤层水头损失，m；h5富余水头，h5=12m。 配水系统水头损失，按孔口的平均水头损失计算式中 h2孔口平均水头损失，m；h2=hk=1.96mq 冲洗强度，L/(m2s)；k 孔眼总面积与滤池面积之比，采用0.25%0.30%；流量系数，一般为0.65。 经承托层的水头损失式中 H1承托层厚度，m；q 冲洗强度，L/(m2s)；取承托层高度为0.5m， 滤料层水头损失式中 滤料的容重； 水的容重；滤料膨胀前的孔隙率；H2 滤料膨胀前的厚度，m。 滤料容重为2.3，滤料膨胀前的空隙率为75.6，则：所需水泵扬程H0=5.6m，取h1=1.0m、h5=2.0m，故：H=5.6+1.0+1.96+0.055+0.92+2.0=11.54m根据流量Q=414m3/h和压头H=11.54m，考虑两座曝气生物滤池同时反冲，反冲泵选用TQL200200(I)型清水泵三台，二用一备，其主要性能参数见表5.5.3。表5.5.3 清水泵主要性能参数表型号流量m3/h扬程m转速r/min电机功率KW气蚀余量m重量KgTQL200200(I)420121450223.53825.5.7.2 空气辅助擦洗 干管反冲洗气量为Q=qf=1023=230L/s=0.23m3/s。干管流速取 10m/s，得管径dg=171mm，取dg=150mm，则干管流速vg=13m/s。 支管支管中心间距取az=0.4m每池支管数每根支管入口气流量支管流速取15m/s，得支管管径dz=29mm。取dz=32mm，则支管流速为vz=11.9m/s。孔眼布置采用孔眼直径dk=3mm，单孔面积为fk=9.42mm2。取孔口流速为25m/s，则单孔流量qk=0.000236m3/s。每根支管孔眼数为支管孔眼布置设两排，与垂线成45向下交错排列每根支管长度每排孔眼中心间距5.5.8 承托板配水孔采用平板式钢筋混凝土圆孔板。以反冲洗水量Q4.84.853.6414.72m3/h0.1152m3/s设计承托板配水孔，流量系数为0.75，故：q0.1152/0.75=0.1536m3/s取钢筋混凝土板尺寸为800mm800mm，板厚为100mm，则板数为：nba/0.644.84.8/0.6436个取开孔比为0.8%，则孔总面积为：Fk=0.640.8%=0.00512m2孔型取为圆筒型，孔径为20mm，则：fk=0.785202=0.000314m2孔数为，取为16个孔。孔中心距a800/4200mm每孔流量为：孔流速为：5.5.9 污泥产量按每去除1KgCOD产生0.3Kg污泥计算，则曝气生物滤池的污泥产量W为：曝气生物滤池产生的污泥在反冲洗时随水进入调节池，其中的50%在水解池内被消化分解，剩余污泥量为600Kg/d。5.6 中间水池中间水池是废水打入曝气生物滤池的过渡池，取废水在其内的停留时间为0.5h。选用矩形池子，为半地下式，为钢筋混凝土结构。V=QT式中 V调节池容积，m3；Q进水流量，m3/s；T调节时间，h。V=0.55000/24=104.2m3取池内水深h为3m，则中间水池平面面积为：S=104.2/3=34.72m2取S=35m，长L=7m，宽B=5m，平面尺寸为7m5m。设定废水处理站室外地坪标高为0.000m，中间水池内水面标高为-0.500m，超高取0.5m，则中间水池实际水深为H=0.5+3=3.5m。所以中间水池最终尺寸为长宽高=7m5m3.5m。过滤泵的作用是将废水由中间水池打入曝气生物滤池。过滤泵选用KWQ型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表5.6.1。表5.6.1 KWQ型潜水排污泵性能表型号排出口径mm流量m3/h扬程m转速r/min功率KW重量KgKWQ200-250-15-18.520025015145018.54205.7 清水池清水池考虑连续反冲两个生物滤池的用水量。单个生物滤池的冲洗水量Q为：式中 q冲洗强度，L/(m2s)；f单格滤池面积，m2；t反冲洗时间，s。取反冲洗时间t为6min，则取清水池的容积为245m3(7m7m5m)。5.8 污泥系统设计啤酒污水处理过程产生的污泥来自以下四部分，具体见表5.8.1。表5.8.1 啤酒废水污泥的性质和数量污泥种类污泥量(KgMLSS/d)含水率(%)容重(Kg/m3)体积(m3/d)处置方法格栅栅渣336Kg栅渣/d809600.35直接外运水解池污泥90098102045进入污泥池沉淀池污泥48098102024进入污泥池曝气生物滤池污泥60098102030进入污泥池进入污泥池污泥合计198098102099进入污泥浓缩池5.8.1 污泥池污泥池是各处理单元产生的污泥打入污泥浓缩池浓缩的过渡池。设计污泥池存储一天产生的污泥，即99m3。选用矩形池子，为地下式，钢筋混凝土结构。取池内水深h为3m，则污泥池平面面积为：S=99/3=33m2取长L=6.6m，宽B=5m，则平面尺寸为6.6m5m。设定废水处理站室外地坪标高为0.000m，污泥池内水面标高为-0.500m，超高取0.5m，则污泥池实际水深为H=0.5+3=3.5m。所以污泥池最终尺寸为长宽高=6.6m5m3.5m。污泥泵的作用是将污泥由污泥池打入污泥浓缩池。污泥泵选用KWQ型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表5.8.2。表5.8.2 KWQ型潜水排污泵性能表型号排出口径mm流量m3/h扬程m转速r/min功率KW重量KgKWQ65-37-13-365371329003805.8.2 污泥浓缩池污泥浓缩池选用重力式污泥浓缩池。5.8.2.1 设计参数固体通量M=40kg/(m2d)；水
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