王龙毕业设计(最新修订版).doc

西华大学毕业设计说明书目录摘 要41前 言52工程概况62.1工程简介62.2进出水水质62.3设计原则63屠宰废水处理工艺流程73.1废水处理方法概述73.2处理工艺的确定93.3工艺流程说明103.4废水的各级处理效果概述104构筑物计算124.1细格栅124.2调节池计算154.3气浮隔油池164.4UASB反应器设计194.5SBR反应器的设计264.6接触池364.7污泥浓缩池的相关计算374.8污泥脱水机房405平面布置415.1平面布置原则415.2主要构筑物415.3厂区布置426高程计算436.1污水处理厂高程设计原则436.2污水高程布置计算436.3污泥高程的计算457投资估算487.1工程投资概算487.2设备材料估算488结论51总结和体会52谢辞53参考文献54摘 要屠宰废水是我国较大的一类工业废水，水量分散，以有机污染物为主，不易降解，处理难度大，浓度变化大，对处理工艺和运行有一定的要求。本设计是利用UASB-SBR工艺处理屠宰废水的工程应用。在全面分析整个工艺过程的基础上，通过与常规的处理相比较，在同样达标排放的前提下，采用该工艺的工程初期投资和运行成本都较低，经该工艺处理后，外排出水水质能达到肉类加工工业水污染物排放标准(GB 13457-1992)的一级排放标准。该系统还具有良好的操作性和稳定性，设计工艺简单、占地面积小、运行费用低、运行方式灵活，能够取得良好的环境效益和经济效益，能广泛应用于屠宰加工废水的处理中。关键词 屠宰废水；SBR法；UASB AbstractSlaughter-house wastewater, a large amount of industrial wastewater in China, is composed mainly of organic compounds, not easy to disassemble, difficult to treatment, and is changeable with the concentration of pollutants. A practical case of engineering application of combined hydrolytic acidification and SBR process in treatment of slaughter-house wastewater in this paper. Based on the overall analysis of whole process, compared with regular SBR treatment, under the same target of standard reached discharge, the technique has merits of low initial investment and operation cost. The quality of the effluent can meet the requirement of grade 1 in the meat-packing wastewater discharge standard GB13457-1992. Compared with other bio treatment processes. It has good stability and adapt ability. The designed SBR process was characterized by simple technology, small area, low running cost and flexible operation. So good environment benefits and economic benefits can be obtained, applying the method to treat slaughter-house wastewater could have such advantage.Key words Slaughter-house wastewater; Sequencing batch reactor (SBR);UASB 1前 言屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6%，随着经济的发展和人民生活水平的提高，肉类食品加工工业将会有更大的发展，屠宰废水的污染还有不断加剧的趋势。而环保部门要求具有一定规模的屠宰场都必须建立专门的废水处理站。屠宰废水主要来自猪禽类屠宰和加工环节，水量大、颜色深、有机物浓度高。废水中含有大量血液、油脂、碎肉、粪便和毛发，并带有难闻的臭味，含有高浓度的有机质而不易降解，处理难度较大，环境污染严重。从国内外屠宰类废水的处理工艺方法及各自的优缺点入手,针对屠宰废水高含油量、高碳磷比和高碳氮比等特点,可以知道，屠宰废水最经济有效的方法应以生物法处理为主,辅助以必要的物理、化学等预处理方法.这样不仅达到预期处理效果和预防水体富营养化，而且还能产生清洁能源沼气，节约能源 。2工程概况四川康弘牧业科技有限公司集养殖及屠宰于一体，形成生猪的养殖、屠宰、销售供销链。该公司废水主要来自：在前饲养场排放的畜粪冲洗水；涂在车间排放的含血污和畜粪的地面冲洗水；打毛时排放的含毛废水及设备冲洗水。2.1工程简介工程题目：四川康弘牧业科技有限公司废水处理工程设计工程规模：3000m3/d2.2进出水水质进水水量：CODCr：1900mg/L BOD5:1200mg/L SS:650mg/L :30mg/L出水水质：处理后应达肉类加工工业污染物排放标准（GB13457-92）一级标准CODCr80mg/L BOD5:30mg/L SS: 60mg/L 15mg/L动植物油15 mg/L2.3设计原则必须遵循国家有关环境保护法律、法规，遵守污染物排放的国家标准和地方标准；在实施重点污染物排放总量控制的区域内，还必须符合重点污染物排放总量控制的要求。 选用的技术要先进适用。在设计中要尽量采用先进的、成熟的、使用的技术，要符合我国国情，同时要积极吸收和引进国外先进技术和经验。采用新技术要经过试验，而且要有正式的技术鉴定。废水处理设计应当在工业建设项目中采用能耗物耗小、污染物产生量少的清洁生产工艺。实现污染物的源头削减和控制。根据实际废水的组成，坚持综合利用，清污分流，合理确定设计规模。坚持经济合理的原则。在我国资源和财力条件下，使项目建设达到项目投资的目标，取得投资省、工期短、技术经济指标最佳的效果。选用质量可靠、维修简便、能耗低的机电设备、专用设备和药剂，尽可能降低系统的运行费用。废水处理要做到卫生安全，有效控制而次污染。3屠宰废水处理工艺流程3.1废水处理方法概述 化学法 常用于处理屠宰废水的化学法主要有水解、混凝沉淀等，此法一般作为废水的预处理，也可作为废水的最终处理。碱性水解和酶水解 该法使用碱性物质或酶水解以减少废水中的脂肪颗粒，常作为屠宰废水的预处理。通常采用石灰、NaOH、脂肪酶、细菌酶等，其中石灰经济实用但是会产生大量的废渣；用NaOH进行预处理时，控制NaOH的质量浓度在150300mgL范围内，可使平均脂肪颗粒降到处理前脂肪颗粒(Din)的737；用胰脂肪酶进行预处理效果最佳，胰脂肪酶PL-250可使脂肪颗粒粒径最大降到处理前废水中脂肪颗粒的603，而且胰脂肪酶更适用于水解牛刚S肪；用细菌酶处理，细菌酶的使用量较多时才能达到明显的水解效果。但是用碱性水解处理屠宰废水会导致废水的pH值出现波动，难以控制，使后续生物氧化法等工艺不易正常运行。 混凝处理 常用的混凝剂有铝盐、铁盐等，其中聚合硫酸铁混凝处理屠宰废水效果较好，为减少铝盐的使用量，也可用聚合氯化铝(PAC)和聚乙烯铵混合作为混凝剂。在聚合硫酸铁的合成中，加入任意比例的铝盐和一定比例的硅酸盐，以及少量的聚丙烯酰胺生成一种新混凝剂CPFA-CS此复合无机高分子混凝剂具有较宽的pH值和温度适用范围，用它作为混凝剂处理屠宰废水，CODCr，和色度去除串分别可达75和95以上，一次混凝处理即可达到或接近废水综合排放标准。单纯的混凝处理存在一个明显的问题就是屠宰工序中产生的血水难以除去，并且同时产生大量的污泥和废渣。所以如果在使用混凝剂处理前先对屠宰废水进行适当变性处理，再采用硫酸亚铁和氧化钙复合混凝剂处理，出水CODCr，的质量浓度可以降到197.4mg/L，有较好的处理效果,且此法简便、高效，有较好的环境效益，但是该法处理的废水限于CODCr，的质量浓度小于1000mg/L的废水。混凝法处理废水处理成本低，低温下具有较好的处理效果，此法多用于处理浓度较低的废水,或作为高浓度废水预处理，以降低后续的生物处理的负荷。 生物法 据屠宰废水水质特点知其具有较好的可生化性，且在有机物含量、有机元素种类和pH值等方面都较适合于采用生物法进行处理。因此目前在屠宰废水处理技术的选择上生物法是经济有效的处理方法。 好氧生物处理法 传统的活性污泥法CODCr去除率一般为80%左右，BOD5为90，处理后的废水一般难以达到废水综合排放标准，而采用序批间歇活性污泥法(简称SBR法)可大大突破这一界限。SBR法用于宰鸡厂废水处理，CODCr去除率可达到95%以上。屠宰厂的废水经预沉池、厌氧、SBR反应等工艺处理后，出水水质可优于（GB8978-1996)一级排放标准。在SBR法的基础进行改造后出现了二段SBR法，其特点是系统设两段SBR池串联，分别培养出适宜于不同有机物的专性菌，从而使不同种类的有机物在不同的生化条件下都得到充分降解。该法对水质水量的变化适应能力强，运行灵活，抗冲击能力强，出水的水质稳定，易实现自动化控制。 生物膜法 序批式生物膜法具有良好的反硝化脱氮功能，水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的消化菌生长。在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其CODCr，BOD5和油脂去除率分别可达97%，99%和82，出水水质可达废水综合排放二级标准。达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理更方便，且克服了活性污泥系统存在的一些问题，例如，该方法不会存在污泥流失问题，不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果，且不存在污泥上浮现象。但序批式生物膜法对油脂、SS、色度的去除有限，故要设除油脂池和滤柱。 厌氧生物处理 与好氧法相比，厌氧法在获得同样高的BOD5去除率条件下具有成本低，产生的淤泥少、稳定、易脱水，占地面积小，操作方便，且产生的甲烷可作为燃料再利用的优点。但常用的UASB，AF，ASBR等高效厌氧反应器受废水中悬浮固体及其油脂、脂肪浓度的影响较大。如果废水中含有的氨氮浓度较高，或者厌氧分解有机物过程产生的氨氮较多，使得水质达不到排放标准，就必须采用如下叙述的组合工艺。为了既获得更好的处理效果，又可以降低处理成本，屠宰废水的处理往往采用多种方法相结合的工艺。下面叙述几种典型的组合工艺。 加压生物接触氧化一混凝沉淀组合工艺，该工艺适合处理中浓度的屠宰废水，试验结果表明，生物反应器压力平均为300kPa，进水P(CODCr)约为11001700mg/L，P(BOD5)约为600900mg/L，BOD容积负荷(以BOD5计)平均7.6kg/(m3d)。出水先经过加压生物接触氧化处理后，提高废水中的溶解氧和有机物的降解速率，再经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准。该工艺处理中浓度废水效率较高，但处理成本高，难于维护与管理。a.二段高速上流式厌氧污泥床(UASB)法和溶解空气浮选一升流式厌氧污泥床(DAFUASB)法是在单个UASB法上的改进工艺，适合处理含高浓度悬浮固体、脂肪颗粒和油脂的屠宰废水。二段高速上流式厌氧污泥床(UASB)法的第一阶段为使用絮凝剂淤泥的UASB反应器，可以去除脂肪颗粒、油脂等不溶解的CODCr，第二阶段为使用粒状淤泥的UASB反应器，去除溶解性的COD，此法CODCr去除率可达90%以上。 b. 水解酸化一生物吸附再生一接触氧化工艺，该工艺特别适合于处理高浓度、水质水量变化较大的废水。在进水COD为15004000mg/L的条件下，COD去除率可达95以上，该法采用AB两段组合工艺，A段负荷高污泥絮体具有较强的吸附能力和良好的沉降性能。抗冲击负荷能力很强，对有毒物质的影响具有很大的缓冲作用但是污泥量较高，需采取相应的污泥处理措施B段二沉池出水中的少量难沉降的脱落生物膜通过气浮处理进一步去除，以提高出水水质。 c. 升流式厌氧污泥床过滤器(UASBAF)-序批式活性污泥法(SBR)工艺，该工艺是适用于水质波动较大、蛋白质含量高的废水处理。其中升流式厌氧污泥过滤器是将升流式厌氧污泥床(UASB)和厌氧滤池(AF)组合为一体的反应器，适应于间歇进水的屠宰废水，容积负荷(以COD计)为0.1140.346kg/(m3d)；而SBR为序批式活性污泥法，在同一池内按进水、反应、沉淀、排水分阶段周期进行，耐水量水质冲击负荷。SBR非常适应于屠宰废水每天有规律地间歇排放的特点。有机物先经过UASBAF厌氧消化后，分解生成的氨氮经过SBR后去除率达68.6%。该工艺具有工艺流程简单、耐冲击负荷、运行管理简便、工程造价省和运行费用低等特点，适合于小型肉类加工厂的屠宰废水处理工程。考虑屠宰废水水质特点，对比各种处理方法的优缺点，得出目前屠宰废水最经济有效的处理技术为：以生物法为主，辅助必要的物理、化学等方法作预处理。例如以采用生物处理法为主体的二级SBR法工艺路线处理效果较好。厌氧生物处理成本低，但不能较好地去除氨氮，故对于出水水质要求较高的情况下，通常经过厌氧处理 (UASB法) 后，还需进行好氧处理或采用化学法去除氨氮才能达到水质排放要求。好氧法不仅可以获得很高的CODCr去除率，而且还可以去除氮、磷，但成本很高，所以对于高浓度屠宰废水，通常首先经厌氧生物法处理，然后使用好氧法处理，综合使用厌氧和好氧生物法的优点，可以获得高CODCr去除率，同时去除氮、磷，还降低成本。3.2处理工艺的确定 屠宰废水中的有机物主要为蛋白质和脂肪，该类物质属大分子长链有机物，难以被一般的好氧菌直接利用，在其生物降解过程中，一般先通过酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有机物后方可被好氧菌直接利用，因此可采用上流式厌氧污泥反应床法。工艺流程采用预处理厌氧好氧生化工艺。屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键。屠宰废水中固体悬浮物（SS）650mg/l，该类悬浮物属易腐化的有机物，必须及时拦截，一方面可防止后续管道设备的堵塞，另一方面即时清理可避免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质，导致废水CODCr、BOD5浓度提高。屠宰废水包括含有大量猪粪、未消化饲料的圈栏冲洗水和一般屠宰废水两大类预处理段采用机械格栅、气浮除油池的方式，好氧段采用目前国际领先的、适用于屠宰废水的一种低投资、节能、运转费低、去除率高的UASB反应池和SBR反应池。本设计采用 UASB+SBR反应工艺流程，出水水质可达到相关规定的标准。屠宰废水处理工艺流程图如图3-1。沼气（储存） 鼓风机格栅气浮隔油池 UASB SBR污泥泵房污泥脱水间接触池调节池浓缩池出水进 水 泥饼外用 图3-1 屠宰废水处理工艺流程3.3 工艺流程说明由于肉制品生产污水中含有一定量的大块漂浮物（血污、毛皮、碎肉、内脏杂物等污染物等），因此先用格栅予以拦截下来，以保证后续设备的正常运行。格栅出水后自流进入调节池，调节池主要作用是均化水质、水量和pH调节，调节后用泵抽吸到气浮池内，进行固液分离处理。在泵后投加混凝剂，利用管道混合器混合，废水经混凝后自流进入分离室分离进入进入气浮除油池除去浮于表面或悬浮的油，气浮可去除绝大部分SS、色度、动植物油，下层污水流入出水自流流入厌氧水解池(UASB)，在厌氧菌胞外酶的作用下，将大分子有机物水解酸化变成小分子，将大部分不溶性有机物降解为溶解性物质。然后泵入SBR反应池，SBR反应池水位到设定液位后进行射流曝气，使废水与活性污泥充分混合，曝气结束待泥沉下后，上清液排放，2只SBR反应池，交替运行。污泥积存到一定水位时，将泥排出。 SBR生物反应器采用分步控制生化处理过程。以进气、曝气反应、沉降、出水和静置等5个阶段为一个运行周期，给系列化处理提供最佳条件。SBR生化系统具有完全混合特点的推流式反应器，又是一个理想状态的二沉池，此外，SBR系统污泥沉降性能较好，污泥增殖和产泥量均较小。特别适用于生化性好且水量不大的废水，从SBR出来的水进入接触池进行消毒处理然后达标排放。3.4 废水的各级处理效果概述屠宰废水经过气浮池的处理可以去除85%的动植物油，使废水的出水含油量达到标准此外SS的去除率为60%。UASB的CODcr、BOD5、SS 、NH3-N去除率分别为80%、85%、30%、80，所以UASB池的出水中CODcr、BOD5、SS 、NH3-N分别为380mg/L、180 mg/L、168 mg/L、6 mg/L； SBR池的CODcr、BOD5、SS、NH3分别设计为85%、90%、75%、30%，则三种废水经过整个系统的处理后的出水CODcr、BOD5、SS、NH3分别为57 mg/L、18 mg/L、42 mg/L、4.2mg/L，可以达到污水综合排放标准-GB8978-1996一级标准排放。具体各构筑物水质预览见表3-1表3-1 各构筑物出水水质预览表项目处理单元CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)SS(mg/L)动植物油(mg/L)设计进水水质1900120030650气浮池进水1900120030650出水1900120030240去除率(%)/6085UASB反应池进水1900120030240出水3801806168去除率(%)80858030/SBR反应池进水3801806168出水57184.242去除率(%)85903075/系统总去除率(%)9798.58693.5一级标准80301560154 构筑物计算4.1 细格栅4.1.1设计说明细格栅用于去除屠宰废水中的颗粒悬浮物、漂浮物，减少后续处理的污染负荷。格栅计算示意图如下4-1 图4-1 格栅计算示意图4.1.2 设计计算细格栅的间隙数n: 式中： qvmax最大设计流量(m3/s) d栅条间距(m) h栅前水深(m) v污水流经格栅的速度(m/s) n栅条间隙数(个) 栅条倾角()=30001.5=4500 m3/d=0.052 m3/s，变化系数 ，设栅前水深h=0.2m,过栅流速v=0.8m/s,栅条间隙宽度b=0.005m,格栅倾角=650 个 取n=62个 栅槽宽度b: 式中： b栅槽宽度(m) s栅条宽度(m) n栅条间隙数(个) d栅条间距(m)设栅条宽度 s=0.007m 过栅水头损失h1:通过格栅的水头损失：设栅条断面为半圆形矩形断面， 式中： 通过格栅的水头损失（m） 形状系数 栅条宽度（m） 栅条间隙（m） 过栅流速（m/s） 重力加速度，取9.81m/s2； 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=3； 格栅安装角度（）设计取=1.67，=0.07m，=0.005m，=0.8m/s，=9.81m/s2，=3，=65 m. 栅槽总高度H: 式中： h栅前总高度(m) h栅前水深(m) h2失栅前渠道超高(m)h1栅前水头损(m)设失栅前渠道超高h2 =0.3m 栅槽总长度L: 式中： L栅槽总长度(m) L1栅前渐宽部分长度(m) L2栅后渐窄部分长度(m) H1栅前渠道深度(m) 1渠道渐宽部分展开角度() b栅前宽度(m) b1进水渠道宽(m) v1进水渠道流速(m/s) 每日栅渣量W: 式中： W每日栅渣量(m3/d) W1标准栅渣量，m3/103m3污水，所以采用机械清渣。设备选型根据计算结果选择阶梯式格栅除污机。设备型号：RSS-I-1000。具体参数见表4-1：表4-1 阶梯式格栅除污机RSS-I-1000具体参数有效栅宽允许流速耙齿间隙地脚螺栓设备宽度电机功率700800mm0.51.0m/s3mm1000mm240mm1.1kW4.2调节池计算4.2.1设计说明为了均衡流量和废水污染浓度的变化，防止冲击负荷的发生，在厌氧处理流程中应设调节池。调节池中可达到一定程度的预酸化。4.2.2设计参数 污水流量日变化系数：=1.5； 最大日处理流量： m/d m/h； 停留时间： （一般为812h）。4.4.3设计计算调节池有效容积： 式中： 调节池有效容积（m） 最大日处理流量（m/h） 停留时间（h）设计取=8，=187.5m/h m 调节池尺寸S：设调节池水深5m；保护水位0.5m，则调节池面积为： 式中： S调节池面积(m2) V调节池实际容积(m3) H调节池高度(m)设L=18m，则B= 所以，调节池尺寸为。采用的搅拌设备为：210QJB0.75，一用一备，相关参数见表4-3。表4-3 210QJB0.75型潜水搅拌机的参数电动机功率/KW电动机转速/r/min叶轮转速（r/min）叶轮直径/mm推力/N0.75730730260156.34.3气浮隔油池 4.3.1 设计说明 屠宰废水中含有很高的油、油脂，所以在进行后续厌氧和好氧出来步骤之前要进行除油（脂）。废水中的油类存在形式不同，处理程度不同，采用的处理方法和装置也不同。除油设备可分为油水分离设备、撇油器、污油脱水设备。本工程采用气浮除油法去除废水中的油，用气浮法还可以去除废水中的猪毛和格栅没有去除的漂浮物。气浮是一种去除油（脂）的常用方法。废水或一部分沉淀池出水用压缩空气加压到0.344.8MPa（3.44.8atm），使溶气达到饱和。当此别被压缩过的气液混合物被置于正常大气压下的气浮设备中时，微小的气泡即从溶液中释放出来。油珠即可在这些小气泡作用下上浮，结果使这些物质附着在或包裹在絮状物中。气-固混合物上升到池表面，即被撇出。澄清的液体从气浮池的底部流出，其中一部分要循环流回至加压室。气浮处理前可先投加混凝剂，然后再与压缩气体混合 4.3.2 气浮池计算 设计参数 气浮隔油池采用平流式气浮池，采用回流加压溶气方式。气浮池的有效水深通常为2.02.5m ,一般以单格宽度不超过10m ，长度不超过15m为宜 ；废水在反应池中的停留时间一般为515min ；废水在接触室中的上升速度为1020min，水力停留时间12min ；废水在气浮分离室的停留时间一般为1020min，其表面负荷约为68 ，最大不超过10 ，池面浮渣一般都用机械方法清楚，刮渣机的行车速度宜控制在5m/min以内，以防止刮渣时浮渣再次下落，使可能下落的浮渣落在接触区，便于带气絮体再次将其托起，而不影响出水水质 ，动植物油去除率为85% 。 设计计算 在无试验资料时，气固比一般取值0.0050.06 ，本设计取，则加压溶气水的流量式中： 设计流量（m3/d） 废水中固体悬浮物浓度（g/m3） 空气密度，g/L；取1.164 g/L 在20，一个大气压的空气溶解度（mL/L）取1.164 mL/L 加压溶气系统的溶气效率，通常取0.50.9，本设计取0.9； 溶气压力； 加压溶气水的流量（m3/d） 气浮所需的空气量在无试验资料时，气浮所需空气，可利用比值来计算，即溶气罐选定过流密度后，溶气罐直径按下式计算： 对填料罐：选用25005000 m3/（m2d），本设计中取3000 m3/（m2d）。溶气罐高： 式中： 罐顶、底封头高度（根据罐直径而定），本设计取0.76m； 布水区高度，一般取0.20.3m，本设计取0.2m； 贮水区高度，一般取1.0m； 填料层高度，一般取1.01.3m，本设计取1.0m。气浮池 接触室的表面积：选定接触室中水流的上升流速后，按下式计算： 式中： 接触室的表面积，m2； 气浮处理的废水量，m3/h； 加压溶气水的流量，m3/h； 接触室水流的上升流速，m/h，。分离室平面面积 式中： 分离室的表面积，分离室的向下平均流速m/h，= 2 mm/s=7.2m/h 由于分离室的长宽比为1.5-2，取B=5，则L=6.8m B=5m一般接触区的长等于分离室的宽，所以L1=B=5m, B1=0.9m气浮池有效水深,设分离室内停留时间为20分钟气浮池的有效容积V气浮池总高HH=+h=2.4+0.4=2.8m 式中： h气浮池保护高度，一般为0.4-0.5m,取0.4 m。根据气浮池相关尺寸选用GYZ-4.2型刮油刮渣机，它的相关参数见表4-2：表4-2 GYZ-4.2型刮油刮渣机相关参数池宽（m）池深范围（m）水面距池顶（m）渣耙升降速度（m/min）刮油刮渣速度（m/min）刮渣能力（kg/次）总功率（kw）4.02.75-30.752.531.22802气浮池污泥量计算式中： 气浮处理的废水量（m3/h）SS进气浮池浓度（mg/L）SS出气浮池浓度（mg/L）T污泥设计停留天数，取20min=0.33h气浮池污泥含水率，一取98气浮隔油池的设计草图见图4-2：图4-2 气浮隔油池草图4.4 UASB反应器设计4.4.1 设计说明UASB系统的原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使气相、液相和固相三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥（可以是絮状污泥或颗粒型污泥）是UASB系统良好的运行的根本点。其特点有：UASB，即上流式厌氧污泥床，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；它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小；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。本工程中，对污水进行厌氧处理采用UASB 反应器 ，其构造原理简图如图4-3： 图4-3 UASB反应器构造原理草图UASB反应器最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下。UASB反应器内部可以分为三个区：污泥床区、悬浮区和沉淀区。在反应器底部是浓度极高且具有良好沉降性能的颗粒污泥，形成污泥床。待处理污水从反应器底部进入污泥床，并在向上流的过程中与颗粒污泥混合。颗粒污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。沼气以微气泡的形式附着在颗粒污泥上，带动着颗粒污泥上升，从而在污泥床上方形成浓度沿反应器高度上升而下降的颗粒污泥悬浮层。带有气泡的颗粒污泥一部分在向上运动过程中相互碰撞和气泡分离而下沉，另一部分气泡则上升到沉淀区。沉淀区设有固、液、气三相分离器，上升到沉淀区的污泥和三相分离器的下沿反射板碰撞后和气泡分离而下沉，气泡则被收集在气室，由导气管排出，固、气分离后的污水由沉淀区上部溢出。由UASB的原理可知，虽然UASB内部没有设置填料，也无须污泥回流和搅拌，但由于设有三相分离器并且形成了颗粒污泥，避免了污泥流失，使反应器中保持极高的污泥浓度，据报道UASB底部的污泥浓度可以达到60-80g/L，高污泥浓度使得UASB的处理效率极高，可以达到30-50kgCOD/m3. d 。4.4.2 UASB的设计计算反应器所需容积及主要尺寸的确定 UASB反应器的有效容积 对于中等浓度的废水，一般情况下，有机容积负荷率是限制因素，反应器的容积与废水量、废水浓度和允许的有机物容积负荷去除率有关。设计容积负荷为NV = 5.0KgCOD，COD的去除率为80 % ，则UASB反应器的有效容积为:式中： UASB进水的COD浓度（mg/L）UASB出水的COD浓度（mg/L）COD的容积负荷，kgCOD/m3d。取5.0KgCOD采用2座UASB并联运行，则每座UASB反应区容积，每座的处理水量为。 UASB反应器的形状和尺寸 反应器高度一般为46m之间，从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适，设计反应器的有效高度为h =6m ,则横截面积 设池长L约为池宽B的2倍，则可取B= 8m ，L= 16，所以S=168=128进水分配系统的设计设计采用树枝管式：这种配水系统比较简单，为了配水均匀一般采用对称布置，各支管出水口向着池底，出水口距池底约20cm，位于所服务面积的中心点。管口对准的池底设反射锥，使射流向四周均匀散布于池底，出水口支管直径约20mm。这种配水系统只要施工安装正确，配水可基本达到均匀分布。配水管个数： 式中： 进水点个数； UASB反应器表面积（） A 每个进水点面积（）取2三相分离器的设计三相分离器沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，则沉淀区的表面负荷率为： m/(h) m/(h) 所以设计符合要求。 式中： 沉淀区的表面负荷率（m/(h)） 设计日均流量（m/d） 反应器表面积（）设上、下三角形集气罩斜面水平夹角为55，取保护高度h1=0.5m，下三角形高h3=1.2m，上三角形顶水深h2=0.5m，则有： m设单元三相分离器宽b为2.7m，则下集气罩之间的宽为： 下三角形集气罩之间缝隙b2中的水流上升流速： 式中： 下三角形集气罩之间缝隙b2中的水流上升流速（m/h） 反应器表面积(） 回流缝总面积()回流缝总面积： 式中： 回流缝总面积() UASB反应器的宽度，即三相分离器的长度(m) 下集气罩之间的宽(m) 三相分离器个数。得： m/h设上三角形集气罩回流缝的宽度b3=0.3m，回流缝的总面积a2： 式中： 回流缝总面积() UASB反应器的宽度，即三相分离器的长度(m) 上集气罩之间的宽(m) 三相分离器个数。与下三角形集气罩回流缝的水流上升流速计算方法一样，上三角形集气罩回流缝的水流上升流速： m/h 为控制断面，可以满足2.0 m/h的条件，具有较好的固液分离要求。确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：见图4-4图4-4 UASB计算草图因为上三角下端C至下三角形斜面和垂直距离：m，取m，上三角形集气罩的位置即可确定。其高为： m已知上三角形集气罩顶的水深为0.5m，则上下三角形集气罩在反应器内的位置已经确定。校核气液分离的条件是否符合要求：沿方向水流的速度： 式中： UASB反应器的宽(m) 三相分离器个数； 上三角下端C至下三角形斜面和垂直距离(m) 日平均流量(m/h)气泡上升速度： 式中： 气体直径(cm) 液体密度() 沼气密度() 重力加速度() 碰撞系数，可取0.95 废水的动力粘滞系数，； 液体的运动粘滞系数()设气泡的直径=0.01cm，在常温下，取=1.03，=0.0012，=0.0101，=0.95。 由于废水的一般比净水的大，可取废水的为0.02 m/h根据前面计算结果： 则可满足的要求。可以脱除直径等于或大于0.01cm的气泡。出水渠的设计：采用锯齿形出水渠，渠宽0.2m渠高0.2m，每个反应器设6条出水渠。 排泥系统的设计： 剩余生物污泥： 式中： 每日产泥量(kgvss/d) MLVSS/MLSS的比值，取0.75； 设计流量(m3/d) COD的去除浓度(kgCOD/m3) 本设计取0.1kgvss/kgCOD。剩余非生物污泥：式中： 剩余非生物污泥，；Q污水量，m3/d，Q=5200m3/d；f CASS池出水SS中VSS所占比例，CASS池的经典值为f=0.75；进水中VSS中可生化部分比例，设=0.7；设计进水SS浓度，mg/L， =250 mg/L；CASS池出水SS，mg/L， =10 mg/L。剩余污泥总量：湿污泥量式中： P剩余污泥含水率，本次设计取98%；V2湿污泥量（m3/d）则 （m3/d） 考虑把配水管兼作排泥管用，可均匀排除污泥床区的污泥，并在反应器高处，和三相分离下三角以下0.5m处各设d=200mm排泥管各一根，并在池底设放空管。 产气量计算：查资料知，屠宰废水通过UASB反应器的处理产气率约为0.25/去除KgCODCr，所以每天的产气量 沼气贮存罐：沼气的贮存采用干式球形中压罐，压力取用392kPa。 式中： 标准大气压101.325kPa； 甲烷产量（m/d） 停留时间取0.25d； 贮气罐的气压392kPa； 0.05二氧化碳含量。球罐半径： m沼气贮存罐计算草图见图4-5：图4-5沼气贮存罐计算草图4.5 SBR反应器的设计4.5.1 设计说明SBR活性污泥法是在单一的反应器内，按时间顺序进行进水、反应（曝气）、沉淀、排水、待机（闲置）等基本操作，从污水的流入开始到待机时间结束为一个周期操作，这种周期周而复始，从而达到污水处理的目的。SBR工艺操作流程图如图4-6： 图4-6 SBR工艺操作流程图 进水期 指从反应器开始进水直到反应器最大达容积时的一段时间。在此期间可分为3种进水方式：曝气（好氧反应）、搅拌（厌氧反应）及静置。在曝气的情况下有机物在进水过程中已经开始被大量氧化，在搅拌过程的情况下则抑制好氧反应。运行时可根据不同微生物的生长特点、废水的特性、要达到的处理目标和设计要求，分别采用非限制曝气、半限制曝气和限制曝气的方式进水。 反应器 反应的目的是在反应器内最大水量的情况下完成进水期已开始的反应。根据反应的目的的决定进行曝气或搅拌，即进行好氧反应或厌氧反应。在反应阶段通过改变反应条件，不仅可以达到有机物降解的目