2000吨天食品废水处理厂的设计毕业论文.doc

南京林业大学本科毕业设计（论文） 2000吨/天食品废水处理厂的设计毕业论文目录前言11 设计说明21.1设计规模与设计流量21.1.1食品污水处理厂的设计流量21.1.2食品污水处理厂的设计规模21.1.3污水处理程序21.2污水处理厂工艺流程比选31.2.1工艺流程方案选择考虑因素31.2.2工艺方案的分析及比较41.2.3工艺流程的确定61.2.4处理工艺流程简图61.3.处理单元构筑物说明71.3.1格栅71.3.2调节池71.3.3沉砂池71.3.4平流式隔油池81.3.5 UASB反应器81.3.6 CASS81.3.7 CASS曝气系统91.3.8污泥浓缩池91.3.9脱水机91.4总图布置原则101.4.1输配水101.4.2总平面布置101.4.3高程布置102 构筑物的设计计算122.1格栅122.1.1设计说明122.1.2设计参数122.1.3设计计算122.2调节池152.2.1设计说明152.2.2设计参数152.2.3设计计算162.2.4调节池的提升泵162.3平流隔油池的设计计算172.3.1设计说明172.3.2设计参数172.3.3设计计算182.4钟式沉砂池182.4.1设计说明182.4.2设计参数182.4.3设计计算192.4.4出水管道212.5 UASB反应池212.5.1设计说明212.5.2反应器容积计算 (包括沉淀区和反应区)222.5.2三相分离器构造设计232.5.3设计原则272.5.4排泥系统282.5.5出水系统292.5.6 沼气收集系统设计计算302.6 CASS反应池322.6.1设计说明322.6.2运行周期及时间的确定332.6.3污泥COD负荷计算352.6.4进水渠道设计402.7 集水池422.7.1设计说明422.7.2设计参数422.7.3设计计算422.8提升泵房的设计422.8.1设计说明422.8.2设计计算433污泥部分各处理构筑物设计与计算453.1污泥处理的目的与处理方法453.2集泥井453.2.1设计说明453.2.2设计参数453.2.3设计计算453.3污泥浓缩池463.3.1 设计参数463.4污泥脱水间493.4.1 设计说明493.4.2 设计泥量493.4.3 参数选取493.4.4工艺流程493.4.5污泥体积504 构筑物高程计算524.1污水构筑物高程计算524.1.1污水流经各处理构筑物水头损失524.1.2污水管渠水头损失计算表524.1.3 高程确定534.2污泥高程计算544.2.1污泥管道水头损失544.3污泥处理构筑物的水头损失544.4污泥高程布置554.5管线设计555 污水厂总体布置575.1平面布置的一般原则575.2厂区平面布置形式575.3污水厂平面布置的具体内容575.4污水厂的高程布置586 经济估算596.1计算原则596.2各构筑物的建筑安装工程费和设备工器具购置费596.2.1沉砂池技术经济概算596.2.2平流式隔油池技术经济概算606.2.3调节池池技术经济概算606.2.4 UASB池技术经济概算606.2.5 CASS池技术经济概算606.2.6污泥浓缩池技术经济概算616.2.7污泥脱水机房技术经济概算616.2.8污泥泵房技术经济概算616.2.9综合楼技术经济概算616.2.10贮气柜技术经济概算616.2.11变配电间技术经济概算626.2.12仓库技术经济概算626.2.13车库技术经济概算626.2.15 化验设备626.2.16 电力外线626.2.17其它费用636.2.18预备费、动态投资和铺底流动资金636.2.19工程总投资646.3 劳动定员646.3.1 生产组织646.3.2劳动定员646.3.3人员培训646.4污水处理成本646.4.1成本估算的有关单价646.4.2运行成本估算65结 论67致 谢68参考文献69前言 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。随着我国社会主义经济的飞速发展，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。 建国以来，我国食品工业得到迅速发展，到目前我国食品生产厂家众多，既成为世界农业生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，食品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。由于食品种类繁多，原料来源广泛，食品加工污水具有悬浮物、油脂含量高，重金属离子多，COD和BOD数值大，水量变化幅度大，氮、磷化合物含量高，某些情况下水温也较高等特点。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要求来设计食品废水排放设备，所以此排放系统的设计旨在控制废水的COD浓度，减少对环境的污染。 我国对食品废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相结合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。1 设计说明1.1设计规模与设计流量1.1.1食品污水处理厂的设计流量日处理食品厂平均排水量2000m3/d1.1.2食品污水处理厂的设计规模根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模，日处理量大于10万m3为大型污水处理厂，1-10万m3为中型污水处理厂，小于1万m3为小型污水处理厂。由于该食品污水处理厂的日平均污水处理量为2000m3/d，因此设计规模为小型污水厂。1.1.3污水处理程序 污水进水水质如下：SS 400mg/lCOD 1200mg/lBOD 600mg/lTN 30mg/lTP 16mg/lPH 7.0水温 20OC经处理后污水排放标准要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级B标准： SS 20 mg/l COD 60 mg/l BOD5 20 mg/l TN（以n计） 20 mg/l TP（以n计） 1 mg/l PH 6-91.2污水处理厂工艺流程比选1.2.1工艺流程方案选择考虑因素1.2.1.1 小型污水处理厂工艺流程方案选择需考虑的因素 在确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一基本条件外，主要目的是降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。要做到这一点，首先应根据实际情况，选择合适的处理工艺。小型污水厂处理工艺流程需考虑的因素：（1）由于负担的排水面积小，污水量较小，一天内水量水质变化较大，频率较高；（2）一般要求自动化程度较高，以减少工作人员配置，降低经营成本；（3）污水厂平面布置可能会受实际情况限制，有时可能靠近居民区或地面起伏不平等，平面布置应因地制宜，变弊为利；（4）由于规模较小，一般不设污泥消化，应采用低污泥产率工艺。鉴于以上的特点，对于小型污水处理厂，厌氧-好氧法为首先考虑的方案。1.2.1.2食品工业废水分类及水质特性食品加工废水主要来自三个生产工段。（1）原料清洗工段。大量砂土杂物、叶、皮、鳞、肉、羽、毛等进入废水中，使废水中含大量悬浮物。 （2）生产工段。原料中很多成分在加工过程中不能全部利用，未利用部分进入废水，使废水含大量有机物。（3）成形工段。为增加食品色、香、味，延长保存期，使用了各种食品添加剂，一部分流失进入废水，使废水化学成分复杂。 食品废水的水量水质特性主要体现在6个方面：（1）废水量大小不一，食品工业从家庭工业的小规模到各种大型工厂，产品品种繁多，其原料、工艺、规模等差别很大，废水量从数m3/d到数千m3/d不等。（2）生产随季节变化，废水水质水量也随季节变化。（3）食品工业废水中可降解成分多，对于一般食品工业，由于原料来源于自然界有机物质，其废水中的成分也以自然有机物质为主，不含有毒物质，故可生物降解性好，其BOD5/COD高达0.84。（4）废水中含各种微生物，包含致病微生物，废水易腐败发臭。（5）高浓度废水多。（6）废水中氮、磷含量高。鉴于以上的特点，对于小型污水处理厂，厌氧好氧联合法为首先考虑的工艺方案。1.2.2工艺方案的分析及比较厌氧工艺的选择： 表2-1 几种厌氧生化系统比较工艺类型优点缺点厌氧塘便宜、不需要维护需要大量土地、不产气、负荷太低厌氧消化池系统非常复杂负荷太低、需要较大池容、不经济厌氧滤池运转简单负荷中等、易堵塞UASB（上流式厌氧污泥反应床）反应器污泥浓度高、有机负荷高，水力停留时间短、设三相分离器，污泥自动回流，不需污泥回流设备、水力及沼气搅拌，无需混合搅拌设备、不需载体，避免堵塞进水SS不宜过高根据上表，该废水应选用UASB厌氧工艺作为主体工艺。 1.2.2.1废水处理的工艺流程 方案一 ：车间废水格栅隔油调节池沉砂池UASB反应器SBR反应池消毒出水 方案二：车间废水格栅隔油调节池沉砂池UASB反应器生物接触氧化池消毒出水 方案三：车间废水格栅隔油调节池沉砂池UASB反应器CASS消毒出水污水处理厂是污水处理的主要部分，其任务是通过必要的处理方法，主要去除水中的悬浮物质，降解COD、BOD、TP、氨氮，常规工艺采用的处理流程为：车间废水格栅隔油调节池沉砂池UASB反应器CASS消毒出水1.2.2.2工艺方案的比较从处理效果上来看，以上工艺均能达到较好的效果，从成本上来看，方案一与方案三是最节约成本的。表2-2处理方法主要技术、经济特点生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，废水中SS和COD均有较高的去除率，可防止高糖含量废水污泥膨胀现象，但需填料过大，不便于运输和装填，污泥排放量大且容易堵塞。厌氧-好氧技术厌氧好氧不同环境条件使不同种类微生物菌群有机配合，能同时具有除去有机物除氮的功能。但污泥增长有一定的限度，不易提高。UASB-好氧技术设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。技术上先进可靠，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，有一定收益，操作要求严UASB的主要优点：1.UASB内污泥浓度高；2.有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；3.无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；4.污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵塞问题；5.UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。 UASB的主要缺点：1.进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高；2.污泥床内有短流现象，影响处理能力；3.对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差，因此有必要在其前设置调节池。CASS与SBR的比较：传统SBR工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大都是连续或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水，但在实际中即运行时有间断进水，也不影响处理系统的运行。其中方案三与其他方案中的反应器相比有以下特点：（1）沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流；（2）不填载体，构造简单，节省造价；（3）由于消化产气作用，污泥上浮造成一定得搅拌，因而不设搅拌设备；（4）污泥浓度和有机负荷高，停留时间短；（5）UASB-CASS反应器氨氮的去除率高达85%，能有效的去除氨氮；（6）UASB-CASS反应器拥有良好的工艺性能和灵活的操作。CASS工艺的优点：1.工艺简单，占地面积小，投资较低:CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。2.曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池容积，降低工程投资。3.沉淀效果好：CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多，没有进水的干扰，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。CASS反应池中存在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有效防止污泥丝状膨胀。4.运行灵活，抗冲击力强:CASS工艺是按时间顺序运行的，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，可以在满足排放标准的条件下达到经济运行的目的。CASS工艺集曝气、沉淀等功能于一体，池容相对较大，抗水质、水量冲击能力较大。当进行脱氮除磷时，可通过间断曝气控制反应池的溶解水平，提高脱氮除磷的效果。5.CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛。6.运行稳定性好。7.基质去除率较高。8.剩余污泥量小，性质稳定。1.2.3工艺流程的确定通过以上的比较，采用UASB-CASS反应。1.2.4处理工艺流程简图沉气贮柜UASB反应器CASS反应池格栅平流式隔油池调节池钟式沉砂池达标放水提升泵房 集水池废水 外运污泥脱水污泥浓缩池集泥井1.3.处理单元构筑物说明1.3.1格栅 格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。当栅渣量大于0.2m3/d时，为改善劳动与卫生条件，都应采用机械清渣格栅。 多数情况下污水处理厂设置有两道格栅，第一道格栅间隙较粗一些，通常设置在提升泵前面，栅条间隙根据水泵要求确定，一般采用16-40mm，特殊情况下，最大间隙可为100mm。第二道格栅间隙较细，一般设置在污水处理构筑物前，栅条间隙一般采用1.5-10mm。有时甚至采用粗、中、细三道格栅。1.3.2调节池 由于该污水处理厂负担的排水面积小，污水量较小，一天内水量水质变化较大，频率较高，因此设置调节池负责调节稳定水量变化，保证后续处理构筑物正常工作运行。调节池内设置潜水泵，负责提升将污水至足够高程。1.3.3沉砂池 沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒，沉砂池一般设在倒虹管、泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，减小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。沉砂池有三种形式：平流式、曝气式和涡流式。由于该厂污水流量较小，因此沉砂池选用钟式沉砂池或类似产品。1.3.4平流式隔油池 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。在我国使用较为广泛，出油效果好，能去除70%以上的油和调节水量的作用。其特点是构造简单、便于运行管理、油水分离效果稳定。1.3.5 UASB反应器 即上流式厌氧污泥床反应器，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器，由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。能培养出一种具有良好沉降性能和高比产甲烷活性的厌氧颗粒污泥，并在底部形成污泥床，颗粒具有极高的净化处理效率。1.3.5.1三相分离器 三相分离器是UASB反应器中最重要的设备，尽管原理简单，但其设计的好坏直接影响到反应器的运行工艺及处理效果，目前工程中所用的三相分离器形式多样。由于反应器内有硫化氢等腐蚀性气体，用不锈钢或塑料做三相分离器。1.3.5.2布水系统 布水系统是UASB反应器的关键部分之一，其合理设计对于反应器的良好运行至关重要。UASB反应器的进水方式大致可分为间隙式进水，脉冲式进水，连续均匀进水和连续进水与间隙回流相结合的进水方式。进水方式的选择根据进水浓度及进水量而定。本工程中进水浓度较高，设计停留时间长，所以采用间隙式进水的方式。布水点的布置应根据布水点数量可选择一管一点或一管多点的布水方式。一管一点容易实现均匀布水，水头损失较小，不易堵塞，且可以肉眼直接观察到堵塞的情况，因此本工程采用一管一点的UASB布水系统。1.3.6 CASS CASS法是在间歇式活性污泥法(SBR法)的基础上演变而来。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除的作用，同时还具有较好的脱氮除磷功能。1.3.7 CASS曝气系统 活性污泥法的曝气方式可分为两大类：鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。小污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机及小型离心风机。分散系统一般采用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在CASS池旁边，以减少管路系统的造价。由于污水厂较小，一般不设鼓风机房，仅在鼓风机上设罩棚。这主要适用于厂矿企业内的污水处理厂，不严格控制噪音的情况。如果污水厂毗临生活小区，若采用鼓风曝气则必须建鼓风机房，同时还要有相应的降噪措施，这样情况下宜采用机械曝气方式。机械曝气相对于鼓风曝气而言，具有噪音低、安装简单等优点，特别适用于小型污水厂。1.3.8污泥浓缩池间歇式重力浓缩池：是一种圆形水池，底部有污泥斗。工作时，先将污泥充满全池，经静置沉降，浓缩压密，池内将分为上清液、沉降区和污泥层，定期从侧面分层排出上清液，浓缩后的污泥从底部泥斗排出。间歇式浓缩池主要用于污泥量小的处理系统。浓缩池一般不少于两个，一个工作，另一个进入污泥，两池交替使用。泥浓缩池的作用：为了后续的污泥处理机械脱水，减少机械脱水中的污泥的混凝剂的用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理以降低污泥含水率。由于本设计污泥量量较少，因此采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除污泥池的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩深度方向上的不同高度上设置上清液排出管。1.3.9脱水机 一般可采用带式脱水机。因为国产设备较过关，设备费用不高，不必连续运行。虽然卫生条件较差，但也可采取相应措施进行改善，如强制通风或后面提到的除臭。在有条件的情况下，也可采用离心脱水机，以改善工作环境，减少加药量。1.4总图布置原则1.4.1输配水 由于污水厂较小，各构筑物之间一般用渠道相连，既节省了占地，又减少了水头损失。这样，在常规的设计中，小型污水厂内至多有三个主要的处理单元：辅助生产区（含办公、变配电及总控等）、水处理单元、泥处理单元。有时泥处理和水处理单元也可合建。 由于方便输配水，各构筑物采用了合建方式，在设计时应注意距离较近的构筑物的基础处理，埋深上尽量接近。通过连接构筑物的渠道应做沉降缝。 多座反应池的排泥管也可采用渠道而非管道和止回阀连接的方式，这样不仅减少了设备的维护管理，而且没有阀门堵塞的问题。在小型污水处理厂内多采用类似策略，可以大大节省工程费用，方便维护管理。1.4.2总平面布置 整个全厂看来，呈台阶式布置。有条件的尽量放坡处理，不做挡墙，以节省土建投资。在护坡上做绿化小品，起到美化全厂、改善环境的目的。 污泥调节池和污泥浓缩池尽量办公室和厂前区分离；配电应靠近引入点或耗电量大的构筑物，并便于管理；沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流，物流繁忙区域；重力管流线可应尽量避免迂回曲折。 多座反应池的排泥管也可采用渠道而非管道和止回阀连接的方式，这样不仅减少了设备的维护管理，而且没有阀门堵塞的问题。在小型污水处理厂内多采用类似策略，可以大大节省工程费用，方便维护管理。1.4.3高程布置 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿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。在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：(1)选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。(2)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。(3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳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。(4)避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高低差，实现自流。 (5)协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，有利于检修排空。(6)协调好站区平面布置与各单体深埋，以免工程投资增大，施工困难以及污水多次提升。2 构筑物的设计计算2.1格栅2.1.1设计说明 格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。2.1.2设计参数 (1)按格栅栅条的净间隙，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（3-10mm）。当栅渣量大于0.2m3/d时，为改善劳动与卫生条件，都应采用机械清渣格栅。机械格栅不宜少于2台，如为1台时应设人工清除格栅备用。A型平面格栅适用于机械清渣或人工清渣。机械清除栅渣时，栅条的直线度偏差不应超过长度的1/1000,且平面格栅的长度不大于2mm。 (2)过栅流速一般采用0.6-1.0m/s.最大流量时可高到1.2-1.4m/s.污水泵站格栅前进水管内的流速一般为0.4-0.9m/s. (3)在人工清除时，格栅倾角不应大于700；机械清除时，宜为700-900.格栅上端应设平台，格栅间设置的工作平台标高应高出栅前最高设计水位0.5m，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距离池壁0.5-0.7m，或按机械除渣的安装和操作需要确定。即：设计流量Q=2000吨/天=2000m3/d=83.33m3/h=0.0231m3/s;最大排水量Qmax=200m3/h=0.0556m3/s ;栅条宽度S=10mm 栅条间隙d=5mm 格栅安装角度=600 栅前水深h=0.4m栅前流速0.7m/s 过栅流速0.9m/s 2.1.3设计计算 为了防止格栅前渠道出现阻流回水现象，一般在设置格栅的渠道与栅前渠道的联接部，应具有一定展开角1 的渐扩部位。格栅如图2-1：图2-1格栅示意图2.1.3.1栅条间隙数 式中 Qmax 最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，度；b 栅条间隙，m；h 栅前水深，m；v 过栅流速，m/s，最大设计流量时为0.8-1.0m/s,平均设计流量时为0.3m/s。则n=28.75 取n=292.1.3.2栅槽宽度 B=S(n-1)+bn 式中 S栅条宽度，m; 则B=0.01（29-1）+0.00529=0.425m2.1.3.3过栅的水头损失 h1=kh0 h0=zsin z=b（）4/3 式中 k 系数，水头损失增大倍数，一般k=3；b 系数，与断面形状有关,当栅条为矩形断面时，b=2.42；S 栅条宽度，m；d 栅条净隙，mm；v 过栅流速，m/s； 格栅倾角，度。 则h1=32.42(0.01/0.005)4/3()sin600=0.65m2.1.3.4栅后槽总高度 H=h+h1+h2 式中 h栅前水深，m； h2栅前渠道超高，m，一般用0.3m。 则H=0.4+0.65+0.3=1.35m2.1.3.5栅槽总长度 L= L =式中 L栅槽总长度，m； H1栅前槽高，m； L1进水渠道渐宽部分长度，m； B1进水渠道宽度，m； 1进水渠展开角，一般用200； L2槽前与出水渠连接渠的渐缩长度，m。 则取进水渠道宽B1=0.214m，L1=0.29m，L2=0.29/2=0.145m 栅槽总长度L=0.29+0.145+1.0+0.5+0.7/tg600=2.34m2.1.3.6每日栅渣量 平均日流量=2000m3/d=83.33m3/h=0.0231m3/s=23.1L/s Qmax=200m3/h=0.0556m3/s由生活污水量总变化系数K2的表格，取K2=1.9栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，细格栅用大值取W1 = 0.1m3/103m3 ，则 W = 式中 Q 设计流量，m3/s；W1 栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1m3/103m3 则W=0.253m3/d0.2m3/d(采用机械清渣)2.2调节池2.2.1设计说明 调节池亦称调节均化池，是用以尽量减少污水进水水量和水质对整个污水处理系统影响的处理构筑物。2.2.2设计参数（1）调节池一般容积较大，应适当考虑设计成半地下式或地下式，还应考虑加盖板；（2）调节池埋入地下不宜太深，一般为进水标高以下2m左右，或根据所选位置的水文地质特征来决定；（3）调节池的设计，应与整个污水处理工程各处构筑物的布置相配合；（4）调节池应以一池二格（或多格）为好，便于调节池的维修保养；（5）调节池的埋深与污水排放口埋深有关，如果排放口太深，调节池与排放口之间应考虑设置集水井，并设置一级泵站进行一级提升；（6）调节池设计中可以不必考虑大型泥斗、排泥管等，但必须设有放空管和溢流管，必要时还应考虑设超越管。即：设计流量Q=2000吨/天=2000m3/d=83.33m3/h=0.0231m3/s;最大排水量Qmax=200m3/h=0.0556m3/s ;水力停留时间T = 6h 有效水深：h=5m 超高部分：h1=0.5m池底为正方形 即长宽尺寸相等，调节池总高度5.5m2.2.3设计计算有容积为：V = QT =83.336=499.98 m3500 m3 池面积为： A = V/h =500/5=100m2 取池宽10m，池长10m,沿调节池长度方向设4个沉渣斗，沿宽度方向设2个沉渣斗，共8个沉渣斗，沉渣斗底坡去45度。内设潜水泵。池子总尺度为10105.5 采用空气搅拌。用压缩空气进行搅拌，搅拌效果好，还起到预曝气的作用。水质指标 进水 COD=1200mg/L BOD5=600mg/L SS=400mg/L 设计出水 COD=1080mg/L BOD5=540mg/L SS=380mg/L COD去除率10% BOD去除率10% SS去除率5% 2.2.4调节池的提升泵设计流量Q = 30L/s,静扬程为257.66-255.86=1.8m总出水管Q=30L/s，选用管径DN200，查表的v=0.97m/s,1000i=8.6,设管总长为50m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：管线水头损失假设为0.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为： H=1.8+0.56+0.5+1.0=3.86m 取4m。 选择100QW120-10-5.5型污水泵2台，一用一备，其性能见表2-1 表2-1 100QW120-10-5.5型污水泵性能流量30L/s电动机功率5.5KW扬程10m电动机电压380V转速1440r/min出口直径100轴功率4.96KW泵重量190kg效率77.2%2.3平流隔油池的设计计算2.3.1设计说明 平流式隔油池（API）由池体，刮油刮泥机和集油管等几部分组成。废水从一端进入，从另一端流出，由于池内水平流速很小，相对密度小于1.0而粒径较大的油品杂质在浮力的作用下上浮，并且，聚集在池的表面，通过设在池表面的集油管和刮油机收集浮油。而相对密度大于1.0的杂质沉于池底。2.3.2设计参数（1）停留时间T，一般采用1.5-2h，水平流速v，一般采用2-5mm/s；（2）隔油池每格宽度B采用2m，2.5m，3m，4.5m，6m。当采用人工清除浮油时，每格宽3m。国内各大炼厂一般采用4.5m，且已有定型设计。（3）隔油池超高h1，一般不小于0.4m，工作水深为h2为1.5-2.0m。人工排泥时，池深应包括污泥层厚度。（4）隔油池尺寸比例：单格长宽比(L/B)4,深宽比(h2/B)0.4。刮板间距不小于4m，高度150-200mm，移动速度0.01m/s.（5）采用机械刮泥时，集泥坑深度一般0.5m，底宽不小于0.4m，侧面倾角为45-60。池底坡度i，当人工排泥时池底坡度为0.01-0.02，坡向集泥坑，其运行速度为0.3-1.2m/min；机械刮泥时，采用平底，即i=0。当采用静压排泥时，净水头不应小于1.5m。（6）隔油池水面以上的油层厚度不大于0.25m。隔油池的除油效率一般在60%以上，出水含油量为100-200mg/L。若后续浮选法，出水含油量小于50mg/L。即 废水在隔油池的设计停留时间：t=1.5h； 废水在隔油池中的水平流速：v=3m/s；隔油池每个格间宽度：b=5m ； 废水在隔油池工作水深：h=1.5m ；池水以上的池壁超高0.5米；2.3.3设计计算 图3-1 平流式隔油池结构示意图隔油池的总容积： W=Qt=20002.5/24=208.3m3 隔油池的过水断面为; Ac=Q/3.6v=208.3/（3.63）=19.3m2 隔油池隔间数： n=Ac/bh=19.3/(1.55)=2.6 取3间 隔油池的有效长度： L=3.6vt=3.631.5=16.2m 隔油池的高度H为： H=h+h=1.5+0.5=2.0m 而L/b=16.2/2.5=3.243 符合要求。2.4钟式沉砂池2.4.1设计说明 钟式沉砂池是一种利用机械控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀，并使有机物随水流带走的沉沙装置。2.4.2设计参数（1）最大流速为0.1m/s,最小流速为0.02m/s；（2）最大流量时，停留时间不小于20s，一般采用30-60s；（3）进水管最大流速为0.3m/s.即 设计流量Q=2000吨/天=2000m3/d=83.33m3/h=0.0231m3/s;最大排水量Qmax=200m3/h=0.0556m3/s ; 取取中心管流速0.3m/s 池内水上升流速为0.05m/s 停留时间取30s 2.4.3设计计算 图4-1 钟式沉砂池结构示意图 设两个沉沙池(当一个不能正常运行的时候可以维修，另外一个继续运行），即n=2，每格流量Q=0.0556/2=0.0278m3/s;2.4.3.1进水管直径 d= 式中 d进水管直径，m； V1污水在中心管内流速，m/s； Qmax 最大设计流量，m3/s .则d= =0.25m=25cm2.4.3.2沉砂池直径 D= 式中 D池子的直径，m V2池内水流上升速度，m/s. 则D=0.9m2.4.3.3水流部分高度 h2=v2t 式中 h2水流部分高度，m； t最大流量时的流行时间，s。 则h2=0.0530=1.5m2.4.3.4沉砂部分所需容积 式中 Qmax平均流量，m3/s； X城市污水沉砂量，m3/106m3,污水30m3/106m3一般采用污水；T清触沉砂的时间,间隔设计中取T=2d；Kz生活污水流量总变化系数。 则 V=0.08m32.4.3.5圆截锥部分实际容积 V= h4= 式中 V圆锥部分容积，m3； d1沉砂斗上口直径，m，设计中取0.5m； h4沉砂池锥底部分高度，m； r沉砂斗下底直径，m，一般才用0.40.6m,设计中取r=0.4m. 则 h4=0.05mV1=0.08m32.4.3.6池总高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 式中 H池总高度，m； h1沉砂池超高，m，一般采用0.30.5m,设计中取0.3m； h5沉砂斗圆柱体部分高度，m，设计中取0.6m； h3沉砂池缓冲层高度，m。 则 h3=0.5（0.9-0.5）=0.2m H=0.3+1.5+0.2+0.05+0.6=2.65m2.4.4出水管道出水采用薄壁出水堰跌出水，出水堰保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为： 其中 Q=0.0278 ， m取为0.45 ，堰宽b=2.0m， 代入后计算得H=0.037m，出水自由跌落入出水槽，槽宽1.4m，水深0.5m，水流流速0.75m/s，出水流入钢管DN=1000mm,管内流速0.95m/s，水力坡度i=0.98%.2.5 UASB反应池2.5.1设计说明 UASB反应池即上流式厌氧污泥床反应器，反应器下部由具有良好的沉淀和絮凝性能的高质量分数厌氧污泥形成污泥床，污水自下而上地通过。由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。厌氧分解过程中产生的沼气形成微小气泡不断释放、上升，逐渐形成较大气泡。反应器中，上部污泥在沼气的扰动下形成污泥质量分数较低的悬浮层，顶部的分离器进行污泥、沼气和废水的三相分离。处理后的水从沉淀区上部溢流排出，气室的沼气可用管道导出，沉淀在泥斗壁上的污泥在重力作用下沿泥斗壁斜面下滑回到反应区，使得反应区有足够的污泥浓度。2.5.1.1设计参数设计流量Q=2000吨/天=2000m3/d=83.33m3/h=0.0231m3/s;最大排水量Qmax=200m3/h=0.0556m3/s ;容积负荷（Nv）为：4kgCOD/(m3d)；污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCOD ；产气率为：0.5m3甲烷 /kgCOD ；污泥层高度2.5-3.5m，假定污泥浓度为25kg/m3 。UASB处理溶解性废水的推荐是平均容积负荷，UASB的最经济高度是4-6m。这也是系统的最优运行范围，取h=6m水质指标UASB反应器进出水水质指标水 质 指 标COD（L）BOD（L）SS（L）进 水 水 质1080540380设计去除率90%90%85%设计出水水质10854572.5.2反应器容积计算 (包括沉淀区和反应区)UASB有效容积为：V有效 = 式中：V效 - 反应器有效容积，m3Q - 设计流量，m3/dS0 - 进水有机物浓量,kgCOD/m3Nv - 容积负荷,kgCOD/(m3d)则 V有效=20001.08/4=540m32.5.2.1 UASB反应器的形状和尺寸 工程设计反应器2座，横截面为矩形反应器有效高度为6m，则横截面积 S=单池面积S1=单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适设池长L=9.6m，宽B=4.8m则单池截面积S2=LB=9.64.8=46.08m2,总池面积为92.16m2.合理性验证 ：空塔水流速度u=Q/F=83.3/92.16=0.91m/h540 m3 符合要求 UASB体积有效系数 在70%-90%之间，符合要求 水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr) Vr=Q/ S总=83.33/92.16=0.9m3/(m2h)1.0符合设计要求。2.5.2三相分离器