白酒生产废水处理工程设计毕业论文.doc

本 科 毕 业 设 计 第 II 页 共 II 页白酒生产废水处理工程设计毕业论文目录1. 工程概况11.1企业生产形式及工程规模11.2污水处理站进水水质控制条件11.3污水处理站出水水质12. 处理工艺12.1选择原则12.2污水处理工艺方案22.3污泥处理工艺方案42.4工艺描述53. 工艺设计方案63.1污水处理站总图设计63.2污水处理站工艺设计63.3污水处理站结构设计113.4 暖通设计113.5污水处理站电气设计123.6污水处理站自控设计124. 主要设备材料表134.1 设备选用原则134.2 主要设备表145. 项目管理及实施计划145.1 项目实施计划145.2人员编制156. 工程投资估算156.1土建投资156.2设备投资估算156.3其他费用177. 经济分析177.1 运行成本估算177.2 主要经济指标178. 结论与建议188.1结论188.2建议189.参考文献18 本 科 毕 业 设 计 第 20 页 共 19 页1. 工程概况1.1企业生产形式及工程规模根据业主要求， 废水处理站设计处理规模200m3/d，主要处理蒸馏底锅水及清洗场地水。1.2污水处理站进水水质控制条件本污水处理蒸馏底锅水及清洗场地水，考虑该部分废水浓度较高，加入部分洗瓶废水，降低污染物浓度。考虑企业的发展，参考环评资料，主要污染物指标如下：COD 8000mg/lBOD5 4000mg/l SS 5000mg/lpH 71.3污水处理站出水水质污水出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）表4三级标准。设计出水水质指标如下：COD 500mg/lBOD5 300mg/l SS 400mg/lpH 692. 处理工艺2.1选择原则根据环评要求并考虑当企业现有排水水量、水质情况，本工程污水、污泥处理工艺按如下原则考虑。（1）采用的工艺运行可靠，技术成熟，处理效果良好，能保证出水水质达标排放。（2）采用的工艺投资省，运行费用低，最大程度的节省电耗。（3）采用的工艺应操作管理方便，运行灵活，能适应一定的水质、水量变化。2.2污水处理工艺方案根据本项目的水质水量特点，本项目污水处理工艺选用”气浮+UASB+接触氧化池”的组合工艺。经过以上处理后，出水水质达到国家现行的污水综合排放标准（GB8978-1996）表4三级标准。2.2.1厌氧工艺选择近年来厌氧生物工段普遍采用UASB、EGSB和IC工艺，这些厌氧技术成熟可靠先进，经过厌氧处理后有机物大大降低，高效低耗，可以大大减轻了好氧处理负荷。厌氧反应是一个复杂的生化过程，微观分析表明厌氧降解过程可分为四步：水解、酸化、产氢产酸及产甲烷过程。采用厌氧处理具有以下优点：a、能量需求大大降低，还可产生能量。因为厌氧生物处理不要求供给氧气，相反却能产生含有5575甲烷（CH4）的沼气可以作为能源。去除1kgCOD好氧生物处理理论上约需耗电1.0kW.h，然而厌氧生物处理不需耗电且理论上每去除1kgCOD约能产生0.55m3沼气，可发电1.0kW.h。b、污泥产量低。这是因为厌氧微生物的增值速率比好氧微生物低的多。理论上说，每处理1kgCOD好氧会产生0.5kg的好氧污泥。而用厌氧处理1kgCOD仅会产生0.2kg的污泥，而且可以产生有价值的接种颗粒污泥出售。c、运行负荷高。UASB厌氧反应器运行负荷达46kgCOD/m3.d；而好氧运行负荷只有0.53 kgCOD/m3.d。因此，反应器（池）容积要少的多，且占地面积小。d、厌氧微生物可对好氧微生物所不能降解的一些有机物进行降解或部分降解。e、营养需求低。若以可以生物降解的COD为计算依据，厌氧微生物对氮磷的需求为COD:N:P=350:5:1；而好氧微生物对氮磷的需求为COD:N:P=100:5:1。f、厌氧工艺的菌种（颗粒污泥）可以在停止运行一年后，在重新提供有利条件下快速的启动。同时，厌氧过程产生大量的颗粒污泥可以作为种泥出售。g、厌氧反应器抗冲击负荷高，运行稳定。根据投资、水质、水量及投资综合考虑，本方案厌氧工艺采用升流式厌氧污泥床。升流式厌氧污泥床(UASB)反应器是由Lettinga在七十年代开发的。废水被尽可能均匀的引入到UASB反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程，反应产生的沼气引起了内部的循环。附着和没有附着在污泥上的沼气向反应器顶部上升，碰击到三相分离器气体发射板，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进入沉淀区。UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。2.2.2好氧工艺选择适合处理白酒废水的好氧处理工艺主要有生物接触氧化工艺、深层射流曝气、A/O生物法、SBR工艺等。（1）生物接触氧化法生物接触氧化池是指在反应池中设置惰性填料，已经预先充氧曝气的污水浸没并流经全部填料，污水中的有机物与填料上的生物膜广泛接触，在微生物的新陈代谢作用下污染物得到去除。废水进入生物接触氧化池，自下向上流动，运行中废水与填料接触，微生物附着在填料上，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解并部分转化为新的生物膜，废水得到净化。该工艺在填料下直接布气，生物膜直接受到气流的搅动，加速了生物膜的更新，使其经常保持较高的活性，而且能够克服堵塞现象。本工艺处理能力大，COD容积负荷可达1.02.5kg/m3d，COD去除率为8090%，污泥生成量少，污泥产率0.20.4kg干污泥/kgCOD，运行中不会产生污泥膨胀，能够保证出水水质的稳定，无需污泥回流。由于该工艺兼有活性污泥法和生物膜法两者的优点，可降低一次性投资和运行费用，减少占地面积。本工艺在国内许多高浓度有机废水治理工程中得到成功应用，并取得了较好的效果。 （2）深层射流曝气深层射流曝气是近二十年来发展起来的一种较新颖的生化处理技术，其原理是在生物处理构筑物中设置循环水回流管和喷射曝气器，将好氧生化处理所需的氧气再由射流器中喷出循环水的同时由喷射器喷出，使空气和循环水形成一个混合体，向水中的微生物供氧，从而大大提高氧的利用率。（3）A/O生物法A/O生物法系统处理工艺，它在传统的活性污泥法的前段设置了兼氧池（A池），兼有生物选择和优化菌种之功效。废水与回流污泥同时进入A池，作短时间停留后，即流入好氧池（O池），使微生物在兼氧、好氧状态下交替操作，达到筛选微生物之目的，经过筛选后的微生物，不但可有效地去除废水中的有机物，而且抑制了丝状菌的繁殖，避免了污泥膨胀现象。该技术还具有耐冲击负荷的优点，能提高系统弹性，且剩余污泥量少，沉降性能好，易于脱水。（4）SBR工艺SBR（即序批式活性污泥法）整个工艺为一间歇式反应呼吸器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。该工艺形式最早应用于活性污泥法，近年来，随着自动化水平的提高和设备制造工艺的改进，SBR工艺克服了操作难题，提高了设备可靠性。设计合理的SBR工艺具有良好的脱氮除磷效果，因而倍受关注，成为污水处理工艺中的新宠。SBR工艺不同于传统活性污泥法，在流态及有机物降解上是空间的推流的特点，该法在流态上属完全混合型，而在有机物降解方面，有机基质含量是随时间的增长而减少的。该法是由多个SBR反应器曝气池组成的，曝气池的运行操作是由：进水曝气、沉淀（泥水分离）、上清液滗水和进水闲置等四个阶段并组成其一个运行周期。一个池内的一个运行周期结束后，另一池重复此周期的运行并由此间歇运行不止。反应器内的水位随进水而由初始的设计最低水位逐渐上升到最高设计水位，因而是一个变容积的运行过程。根据以上好氧处理工艺的比较，本设计好氧处理工艺选用成熟可靠、运行稳定的生物接触氧化工艺。2.3污泥处理工艺方案 根据城市污水处理及污染防治技术政策要求，“日处理能力在10万吨以上的污水二级处理设施产生的污泥，宜采取厌氧消化工艺进行处理，产生的沼气应综合利用。日处理能力在10万吨以下的污水处理设施产生的污泥，可进行堆肥处理和综合利用。采用延时曝气的氧化沟法、SBR法等技术的污水处理设施，污泥需达到稳定化。经过处理后的污泥，达到稳定化和无害化要求的，可农田利用；不能农田利用的污泥，应按有关标准和要求进行卫生填埋处置。”鉴于污水处理站处理规模不大，剩余污泥不多，所以产生的剩余污泥用压滤脱水机进行脱水，脱水后的污泥含水率小于80%，运至垃圾填埋场内进行卫生填埋。根据本工程的进出水水质性质，流程如下：工艺流程图2.4工艺描述根据企业生产性质，污水经管网收集流入调节池，进行水量、水质的调节，避免由于水质水量的波动对后续生化系统产生大的冲击负荷。随后经过泵提升至浅层气浮池，去除污水中大量悬浮物，沉淀污泥排放至污泥池。气浮池出水进入中间水池，通过提升泵提升至UASB反应器，通过厌氧微生物作用，去除污水中污染物质，同时可将部分难降解大分子有机物分解为小分子易降解有机物，利于后续好氧处理，剩余污泥排放至污泥池。UASB反应器出水自流进入接触氧化池，在接触氧化池内通过好氧微生物作用进一步去除污水中的污染物质。接触氧化池泥水混合物自流进入沉淀池，进行泥水分离，清液达标放，沉淀污泥通过污泥回流泵部分回流至接触氧化池，部分剩余污泥排放至污泥池。污泥池污泥通过泥浆泵打入压滤机，压滤脱水后形成的泥饼外运。污泥池上清液及压滤机滤出水排放至调节池。3. 工艺设计方案3.1污水处理站总图设计污水处理站按200m3/d处理规模设计。根据污水厂平面布置原则，及厂址的地形、地貌、道路等自然条件，并考虑进、出水方向、风向等因素，综合考虑总平面布置。污水处理站占地420m2。 3.2污水处理站工艺设计平均流量Q=8.3m3/h。一 调节池（1） 构筑物：功 能：由于来水水量不稳定、间歇排水，为保证后续构筑物的正常运行，对水量进行调节。调节池内设污水提升泵，将污水提升至下一构筑物。调节池内设有潜水搅拌机，防止进水中泥砂等悬浮物在此沉淀。调节池进水前设粗格栅一套，防止较大漂浮物进入调节池，堵塞后续处理设施。格栅渠与调节池合建。类 型：矩形钢筋砼构筑物设计流量：8.3m3/h。过栅流速：v=0.6m/s栅前水深：h=0.2m栅槽宽度：B=0.0065m停留时间：18h有效容积 150m3池子尺寸LBH=8.0m5m4.5m（2） 主要设备：A格栅除污机栅条间隙：b=5mm格栅宽度：0.01m格栅材质：采用不锈钢。B污水提升泵设备类型：潜污泵数 量：2台（1用1备）设计参数：流 量：8.3m3/h 扬 程：12m功 率：0.75KWC潜水搅拌器类 型：混合型潜水搅拌机数 量：1台参 数：叶轮直径260，N=0.55kw 一、 浅层气浮（1） 构筑物 功 能：去除污水中大部分悬浮，利于后续生化系统运行。结构形式：钢制设备设计流量：8.3m3/h （2） 主要设备：A浅层气浮机数 量：1套参 数：处理水量9m3/h，P=0.6kw，直径1.4m，高1.2m配 套：溶气水泵、溶气管、空压机、刮泥机等。二、 中间水池（1） 构筑物：功 能：将浅层气浮池出水进一步提升至UASB池。类 型：矩形钢筋砼构筑物数量：1座设计流量：8.3m3/h 有效容积 LBH=2.5m2m2.5mA污水提升泵设备类型：潜污泵数 量：2台（1用1备）设计参数：流 量：8.3m3/h 扬 程：12m功 率：0.75KW三、 UASB反应器1）构筑物功 能：在厌氧菌的作用下降解污水中的污染物质。结构形式：钢制设备数 量：1座参 数：容积负荷：6 kgCOD/m3.d有效容积：267m3尺 寸：77m (2) 主要设备：UASB反应器配套设备包括布水系统、三项分离器系统、水封罐、防回火器、燃烧器、蒸汽直混器等。四、 接触氧化池1）构筑物功 能：在好氧污泥的作用下进一步去除污水中的污染物质。结构形式：矩形钢筋砼构筑物数 量：1座 2组设计流量：Q=8.3m3/h污泥浓度：MLSS=5000mg/l有效容积：第一组LBH=5m3m4.5m 第2组LBH=4m3m4m停留时间：18h容积负荷Nv=0.8kgCOD/m3.d供气量：3 m3/min(2) 主要设备：A充氧设备（6）曝气装置与风机1、 曝气装置 选择微孔曝气器，型号为HWB-3 主要性能参数：服务面积：0.4 m2/个 动力效率：6.0kg/kw.h 氧利用率：17% 通气量：3m3/h/个 阻力损失：3.0m 单个曝气器的服务面积为0.4m2/个，则曝气器数量n为：（取72个）B组合填料：数 量：52.5m3 参 数：150，L=3000mm C鼓风机 选择MFSR50型三叶罗茨鼓风机，(电机直连)。主要性能参数：风量：8.7m3/min 转速：850 r.p.m功率：15kw 压力：0.55kgf/cm2五、 沉淀池（1） 构筑物：功 能：对接触氧化池出水进行泥水分离，一部分污泥回流接触氧化池，一部分作为剩余污泥排至污泥池。类 型：矩形钢筋砼构筑物数量：1座设计流量：8.3m3/h沉淀形式：斜板沉淀池表面负荷：0.9m3/m2.h（2） 主要设备：A回流及排泥泵数 量：2台（1用1备）设计参数：Q=8.3m3/h，H=12m，P=0.75kwB斜管填料数 量：14.5m3六、 综合工房（1）建筑物：功 能：综合工房分为加药间及脱水机房、值班室及配电室几部分。结构形式：地上砌体结构数 量：1幢尺 寸：11.15.1m（2）主要设备：APAM加药装置数 量：1台参 数：容积200L，直径470mm配套计量泵，2台，功率0.18kwBPAC加药装置数 量：1台参 数：容积200L，直径470mm配套计量泵，2台，功率0.18kwC进泥泵类 型：单螺杆浓浆泵数 量：2套参 数：能力：Q=5m3/h，H=0.6MPa，N=3.0kWD厢式压滤机数 量：1台参 数：F=30m2七、 污泥浓缩池 （1）构筑物功 能：浓缩剩余污泥结构形式：钢制数 量：1座尺 寸：6.25.8m污泥量：43.85m3/d生化池排泥含水率：96%；气浮池排泥含水率：98%3.3污水处理站结构设计结构设计满足工艺、建筑以及其它专业的功能和使用要求，满足我国现行结构设计的规范、标准要求，保证建筑物的安全、可靠、经济合理，结构受力明确，有利抗震。建筑物、构筑物结构形式见建筑物、构筑物一览表。建构筑物概况及结构形式一览表结构形式备注构筑物主体基础调节池钢筋砼水池筏板接触氧化及沉淀池钢筋砼水池筏板综合工房砌体结构条形基础3.4 暖通设计污水处理站内暖通设计综合工房。本次设计为各建筑物的采暖、通风、空气调节设计。一、 采暖室内设计参数名 称采暖室内设计温度（）脱水机房、加药间8值班室、配电室等20二、主要房间通风换气量每小时换气次数（次/h）房间名称进气排气脱水机房、加药间/10三、各工房通风机均采用低噪声壁式轴流风机，有防腐要求的采用防腐风机。四、厂区采暖利用企业现有热力管网。3.5污水处理站电气设计3.5.1 设计范围电气设计范围包括污水处理站全厂的电力、照明、接地及防雷设计及厂区内配电室的设计、室外电力干线和道路照明设计。3.6.2供电（1）负荷等级本污水处理项目属于二级供电负荷，污水处理站必须采用双电源供电。配电室、污水处理设备及重要风机为二级负荷。其它电力、照明负荷均为三级负荷。补偿后的功率因数达0.85以上。（3）供电主要指标总装机功率： 18.26kW/h 运行功率： 10.01kW/h 补偿后的功率因数： 0.853.6污水处理站自控设计本污水处理站主要仪表如下：调节池设有液位计，用于控制水泵高启低停。UASB反应器设有pH计、温度计。中间水池设有液位计，用于控制水泵高启低停。出水在线仪表应根据当地环保局要求确定，本设计不含此部分。4. 主要设备材料表4.1 设备选用原则1）、满足工艺需要的前提下，尽量选用先进、高效节能、高效、耐用、少维修、性能好、使用寿命长的设备。2）、关键设备选用目前具有先进水平、技术成熟、有成功业绩、保证使用功能、有良好售后服务的国内、合资企业产品。3）、所有设备均按成套考虑，成套设备和必需的备品备件和附件，以保证设备长期、有效运行。4）、考虑到污水处理站的恶劣环境，设备材料的选择必须加强防腐。原则上，水下部分材料为不锈钢或特种塑料等耐腐材料，水上部分也尽可能采用不锈钢或特种塑料，对要求不高的部分采用碳钢，但需做镀锌或涂刷环氧漆处理。4.2 主要设备表主要设备表序号主要设备名称技术规格单位数量1粗格栅栅条间隙5mm，栅宽0.065m台12污水提升泵Q=8.3m3/h，H=12m，N=0.75kW台23潜水搅拌机叶轮直径260，N=0.85台14浅层气浮机处理水量9m3/h，P=0.55kw台15污水提升泵Q=8.3m3/h，H=12m，N=0.75kW台26UASB反应器77m座17微孔曝气器EPDM膜，D=215mm，Q=1.03.0m3/h套728组合填料150 L=3000mmm3509回流及排泥泵Q=8.3m3/h，H=12m，P=0.75kw台210斜管填料m3711罗茨鼓风机Q=1.5m3/min，H=53.9K pa，N=3.0kW台212PAM加药装置容积200L套113PAC加药装置容积200L套114单螺杆浓浆泵Q=5m3/h，H=0.6MPa，N=3.0kW台215厢式压滤机F=30m3/h台15. 项目管理及实施计划5.1 项目实施计划本工程从施工图设计、设备制造、采购、运输、施工安装到工程调试运行，共需约4个月的时间。工程进度表 月份阶段0.511.522.533.54施工图设计土建施工设备采购运输设备管道安装工程调试5.2人员编制 污水处理站生产人员2人，由企业统一安排。6. 工程投资估算6.1土建投资土建投资估算E1序号设备名称规格m3单价总价结构备注1调节池1800.05 9钢砼有效容积2中间水池12.50.050.625钢砼有效容积3接触氧化池115.50.1011.5砌体4沉淀池130.101.35综合工房56.60.105.66砌体6总计28.0856.2设备投资估算设备投资估算E2序号主要设备名称技术规格单位数量单价万元总价万元1粗格栅栅条间隙5mm，栅宽0.065m台10.300.302污水提升泵Q=8.3m3/h，H=12m，N=0.75kW台20.250.503潜水搅拌机叶轮直径260，N=0.85台11.501.504浅层气浮机处理水量9m3/h，P=0.55kw台110.610.65污水提升泵Q=8.3m3/h，H=121m，N=0.75kW台20.250.506UASB反应器77m座142.642.67微孔曝气器D=215mm，Q=1.03.0m3/h套720.021.448组合填料150，L=3000mmm3500.0351.759填料支架m3500.0080.4010回流及排泥泵Q=8.3m3/h，H=12m，P=0.75kw台20.250.5011斜管填料m370.151.0512填料支架m370.0080.05613罗茨鼓风机Q=1.5m3/min，H=53.9Kpa台22.805.6014PAM加药装置容积200L套10.570.5715PAC加药装置容积200L套10.570.5716单螺杆浓浆泵Q=5m3/h，H=0.6MPa，N=3.0kW台21.603.2017厢式压滤机F=30m2台15.505.5018污泥浓缩池6.25.8m套17.407.4019管道及阀门套16.006.0020电气、自控套15.505.5021给排水、暖通套12.002.00总价102.3966.3其他费用其他费用序号名称费用（万元）1设备包装运输费2.102设备、管道安装费17.463工程设计费9.164调试及培训费2.295菌种费（厌氧颗粒污泥）5.406税金5.80合计42.21工程总投资=28.085+102.396+42.21=172.691万元7. 经济分析7.1 运行成本估算运行成本估算名称日耗量单价合计PAM0.5千克25.0元/千克12.5元PAC30千克1.0元/千克30.0元用电量204度0.6元/度122.4元人工费2人35元/人70元合计234.9元7.2 主要经济指标处理站总投资：172.591万元结 论 与 建 议结论1、污水处理站规模为200m3/d。2、污水处理工艺采用”气浮池+UASB反应器+接触氧化池”工艺，污水经处理后，出水达到污水综合排放标准（GB8978-1996）表4三级标准。处理厂污泥经浓缩脱水后，污泥含水率小于80%，运至垃圾填埋场内进行卫生填埋。3、本污水处理工程总投资172.591万元。吨水处理费用1.12元。4、项目建成后，将产生明显的环境、社会、经济效益，改善白当地生态环境、改善城区环境、促进镇区经济发展，其综合效益是肯定的。建议1、建议将高浓度废水和低浓度废水分离， 已降低项目投资及运行成本。2、建议对出水水质连续监测，为下一步工作提供更充分、可靠的水质数据。参 考 文 献1 于尔捷，张杰.给水排水快速设计手册，北京：中国建筑工业出版社，19972 北京市市政设计院给水排水设计手册，北京：中国建筑工业出版社，19883 魏先勋环境工程设计手册(修订版)，湖南：湖南科学技术出版社，20024 北京市市政设计研究总院.给水排水工程结构设计规范，北京：中华人民共和国建设部，20025 北京市市政设计研究总院.氧气曝气设计规程，北京：中国工程建设标准化协会，20006 建设项目环境保护设计规定.国家计委、国务院环保委员会颁布，19877 郭功.给水排水工程概预算与经济评价手册，北京：中国建筑工业出版社，20078 中华人民共和国环保部.污水综合排放标准，中华人民共和国环保部，19969 北京市市政设计研究总院.给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程，北京：中国工程建设标准化协会，200210 韩洪军污水处理构筑物设计与计算，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002毕业设计计算书学生姓名： 蒋成杰 学 号： 01101113 学 院： 环境科学与工程学院 专 业： 环 境 工 程 题 目： 白酒厂生产废水处理工程设计 指导教师： 周保华（副教授） 评阅教师： 2015年05 月 本 科 毕 业 设 计 第 页 共 页目 录1 概述12 设计参数13 废水处理工艺简介14 主要构筑物及设备24.1 格栅，调节池24.2 浅层气浮34.3 中间水池34.4 厌氧反应器(UASB)74.5 生物接触氧化池144.6 沉淀池194.7 污泥浓缩池214.8 污泥脱水22 本 科 毕 业 设 计 第 24 页 共 22 页1 概述白酒是一种含有较高酒精浓度的无色透明的饮料酒，是利用淀粉质原料和糖质原料经过发酵、蒸馏而制成，根据原料和工艺的不同，具有各自独特的风味，近年来，随着人民生活水平的提高，白酒的需求量增大，全国各大酒厂纷纷扩建，增加产量，以满足市场的需求，白酒生产过程中排出大量有机废水，如直接排放将对环境造成污染2 设计参数(1) 设计规模：200m3/d；（2）进水水水质COD 8000mg/lBOD5 4000mg/l SS 5000mg/lpH 7 (3) 设计出水水质：污水出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）表4三级标准。设计出水水质指标如下：COD 500mg/lBOD5 300mg/l SS 400mg/lpH 693 废水处理工艺简介 根据企业生产性质，污水经管网收集流入调节池，进行水量、水质的调节，避免由于水质水量的波动对后续生化系统产生大的冲击负荷。随后经过泵提升至浅层气浮池，去除污水中大量悬浮物，沉淀污泥排放至污泥池。气浮池出水进入中间水池，通过提升泵提升至UASB反应器，通过厌氧微生物作用，去除污水中污染物质，同时可将部分难降解大分子有机物分解为小分子易降解有机物，利于后续好氧处理，剩余污泥排放至污泥池。UASB反应器出水自流进入接触氧化池，在接触氧化池内通过好氧微生物作用进一步去除污水中的污染物质。接触氧化池泥水混合物自流进入沉淀池，进行泥水分离，清夜达标放，沉淀污泥通过污泥回流泵部分回流至接触氧化池，部分剩余污泥排放至污泥池。污泥池污泥通过泥浆泵打入压滤机，压滤脱水后形成的泥饼外运。污泥池上清液及压滤机滤出水排放至调节池。图1 工艺流程图4 主要构筑物及设备4.1 调节池功能：由于来水水量不稳定、间歇排水，为保证后续构筑物的正常运行，对水量进行调节。调节池内设污水提升泵，将污水提升至下一构筑物。调节池内设有潜水搅拌机，防止进水中泥砂等悬浮物在此沉淀。调节池进水前设粗格栅一套，防止较大漂浮物进入调节池，堵塞后续处理设施。格栅渠与调节池合建。4.1.1 设计参数进水量Q=200m3/d，水力停留时间t=18h。4.1.2 设计计算(1) 有效容积VV=Qt=2002418=150m3(2) 表面积F取有效水深h=4m，则F=V/H=150/4=37.5m2取池子尺寸为：LB=8.0m5m(3) 池子总高H池子超高h1=0.5m，则 故调节池尺寸为：LBH=8m5m4.5m 格栅功能： 去除废水中漂浮物和悬浮物。 (1) 格栅条间隙：此处栅条间隙选取5mm。(2) 栅前流速取V=0.6 m/s(3) 格栅倾角一般采用45 75，此处选取=60。(4) 最大进水量：Q max=9.7m3/h=0.0027 m3/s设计计算（1） 格栅间隙数n n = 式中：b栅条间隙宽度取0.005m； a格栅倾角60； h栅前水深，0.2m； v过栅流速，0.6m/s（2）格栅槽总宽度B B =0.01（5-1）+0.0055=0.065m式中：B格栅槽宽度，m； Sa栅条宽度，此处取0.01m； b栅条间隙宽度0.005m； n栅条间隙数（3）过栅水头损失 式中：h2过栅水头损失，m ； h0计算水头损失，m； g重力加速度，9.82/ms； k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般采用k=3； 阻力系数，与栅条断面几何形状有关，可按下表计算。 栅条断面形状一般尺寸计算公式形状系数锐边矩形厚10mm，宽50mm=2.42圆形直径20mm=1.79带半圆的矩形厚10mm，宽50mm=1.83梯形=2.00两头半圆的矩形厚10mm，宽50mm=1.67正方形边长20mm=0.64本设计栅条断面几何形状为锐边矩形，则；=2.42（0.01/0.005）3/4过栅水头损失：（4）栅后槽的总高度H式中：H栅后槽总高度，m； h栅前水深，m； h1格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m； h2格栅的水头损失（5）进水渠道渐宽部位长度 式中：B1进水渠道宽度，栅前流速V=0.6m/s进水渠道渐宽部位的展开角度，此处取20（6）格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取 （7）格栅总长度L式中：格栅前槽高，为栅前水深与格栅前渠道超高之和，即0.2+0.3=0.5m（8）每日栅渣量W 式中：栅渣量（333/10mm污水）取0.1-0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值，此处取0.09； 生活污水流量总变化系数。取1.2 4.2浅层气浮水 质 指 标SS(L)设计进水水质5000设计出水水质1500去除率（）70功能：去除污水中大部分悬浮，利于后续生化系统运行。结构形式：钢制设备。4.2.1 设计参数进水量Q=8.3m3/h，污泥量计算 式中：V-污泥量，m3/d Q-污水流量，m3/d -ss去除率，% C0-进水悬浮物浓度，mg/L P-污泥含水率，%（取97） -污泥密度，以1000kg/m3 4.3 中间水池功能：将浅层气浮池出水进一步提升至UASB池。4.3.1 设计参数进水量Q=200m3/d，停留时间t=1h，有效水深h=2m，保护高h1=0.5m。4.3.2 设计计算(1) 有效容积VV=Qt=200241=8.3m3(2) 表面积FF=V/h=8.32=5m2(3) 总高度HH=h+h1=2+0.5=2.5m中间水池尺寸为：LBH=2.5m2m2.5m4.4 厌氧反应器(UASB)功能：厌氧反应器主要由反应区和三相分离器组成，在反应区的下部是由大量具有良好生物活性的厌氧颗粒污泥组成的污泥床。废水从污泥床的底部进入后和污泥充分接触，厌氧微生物将废水中的大部分有机物降解，将其转化为CO2、CH4。气、水、污泥混合液上升至三相分离器进行分离，沼气排出，污泥经沉淀后回到厌氧反应器，出水进入厌氧沉淀池。4.4.1 设计参数(1) 水质指标 UASB进出水水质 单位(mg/L)水 质 指 标CODBOD SS设计进水水质80004000 1500设计出水水质1600800 400去除率80%80% 73%(2) 污泥参数设计温度:T=35污泥产率:0.1kgMLSS/kgCOD产 气 率:0.5m3/kgCOD(3) 设计水量Q=200m3/d=8.33m3/h=0.231m3/s (4) 容积负荷NV=6.0kgCOD/(m3.d)4.4.2 UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定(1) UASB反应器容积的确定本设计采用容积负荷法确立其容积V，则V=QS0/NV式中：V反应器的有效容积(m3)，S0进水有机物浓度(kgCOD/L)，则V=QS0/NV=2008/6=267m3 (2) 主要构造尺寸的确定UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。A=V/H=267/7=38.46m2反应器高度H取7m，则反应器表面积采用单座UASB反应器，直径4.4.3 UASB进水配水系统设计(1) 设计原则 进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均； 应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌； 易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清；(2) 设计计算查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m2，则布水孔个数n必须满足，即，取n=19个则每个进水口负荷本设计采用圆形布水器，UASB反应器设19个布水点，设2个圆环，内圈圆环设6个孔口，外圈设13个孔口。布水系统设计计算草图见图2:图2 布水系统设计计算草图 内圈6个孔口设计服务面积：62.02=12.12m2，折合为服务圆的直径为：用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔口，则圆的直径计算如下：则： 外圈13个孔口设计服务面积：S2=132.02=26.26m2，折合成服务圈直径为：外圆环的直径d2计算如下：3.14(D22d22)/4=S2/2，则d2=5.67m4.4.4 三相分离器的设计(1) 设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能,三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。(2) 沉淀区的设计沉淀器(集气罩)斜壁倾角50。沉淀区面积为：A=3.14D2/4=38.46m2表面水力负荷:(3) 回流缝设计三相分离器设计计算草图，如图3所示图3 三相分离器设计计算草图取h1=0.5m，h2=0.7m，h3=2.0m，则b1=h3/tg式中：b1下三角集气罩底水平宽度，m；下三角集气罩斜面的水平夹角；h3下三角集气罩的垂直高度，m；b2=D2b1=721.7=3.6m下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速v1可用下式计算：v1=Q1/S1式中：Q1反应器中废水流量，m3/h；S1下三角形集气罩回流逢面积，m2； 上下三角形集气罩之间回流缝流速v2的计算：v2=Q1/S2S2 上三角形集气罩回流缝面积(m2)CE上三角形集气罩回流缝的宽度，取CE=0.8mCF上三角形集气罩底宽，取CF=5.0mEH=CEsin50=0.8sin50=0.6mEQ=CF+2EH=5.0+20.6=6.2mS2=3.14(CF+EQ)CE/2=3.14(5.0+6.2)0.8/2=14.1m2确定上下集气罩相对位置及尺寸BC=CE/cos50=0.8/cos50=1.24mHG=(CFb2)/2=(5.03.6)/2=0.7mEG=EH+HG=0.6+0.7=1.3mAE=EG/sin40=1.3/sin40=2.02mBE=CEtan50=0.95mAB=AEBE=2.020.95=1.07mDI=CDsin50=ABsin50=1.07sin50=0.82mh4=AD+DI=BC+DI=1.24+0.82=2.06mh5=1.0m(4) 气液分离设计由图可知，想要达到气液都分开的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流动，并设流速为va，同时假定A点的气泡以速度Vb垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着va和vb合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：在消化温度为35，沼气密度g=1.12g/L；水的密度1=997.0449kg/m3；水的运动粘滞系数v=0.008910-4m2/s；取气泡直径d=0.01cm。根据斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度vb为：式中：vb气泡上升速度（cm/s）g重力加速度（cm/s2）碰撞系数，取0.95废水的动力粘度系数，g/(cm.s),=v水流速度：va=v2=0.59m/h校核： 故设计满足要求。4.4.5 排泥系统设计UASB的设计流量Q=200m/d,进水COD浓度为8000mg/L,COD去除率为80%,产泥系数为R=0.1kg干泥/kgCOD，则产泥量：Q=200800010000.800.1=144kg干泥/d设UASB排泥含水率为98%,湿污泥密度为1000kg/m,则每日产生的湿污泥量：V2=144/(10002%)=7.2m/d可用200mm的排泥管，每周排泥2次。4.4.6 沼气管道系统设计计算(1) 产气量计算UASB设计流量Q8.3m/h；进水CODcr=8000mg/L=8kg/m；COD去除率E=80%，产气率r=0.5m/kgCOD。则产气量GG=QS0Er=8.380.800.5=29.88.m/h(2) 沼气管道的设计出气管:根据三相分离器的特点,集气罩引一根出气管,管径为DN100水封罐:本设计选用D=500mm的水封罐.水封高度:H=H1-HM式中：H1大集气罩内的压力水头,取为1mH2OHM沼气柜的压力水头,取为0.5mH2O则H=H1-HM=1-0.5=0.5mH2O取超高为0.3m，在水封罐上设有一根进水管，一根放空管，在外面设一液位计以观察罐内水位情况。沼气柜:根据设计规范要求,沼气柜的容积一般按日产气量的25%40%设计,本设计选用日产气量的25%计算,则沼气柜体积为W=31.212425%=187.26m4.5 生