某豆制品公司污水处理论文.doc

江西峰华豆制品有限公司污水处理摘 要食品工业在我国国民经济中起着重要的作用，同时，食品工业废水的处理也越来越受到人们关注。一般而言，食品工业废水的特点是：高营养（COD、BOD值均很高），悬浮物浓度高、可生化性能好。本设计目的是良好地处理江西峰华有限公司的生产废水。根据该生产废水的生化性较好的特点，决定采用生化法对该废水进行处理。而在经过对各种生化法仔细分析对比之后，本设计决定采用UASB生物接触氧化结合为主体的处理工艺。采用以格栅、斜管沉淀作为预处理工艺，以UASB和生物接触氧化工艺去除废水中的化学需氧量和生化需氧量，最后通过二沉池深度处理后达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中的二级标准之后排放。本设计包含污水处理工艺流程的确定，并对整个工艺做了详细的论证和说明，工艺流程中各单体的计算，施工图纸的绘制等。本工程的实施将显著改善受纳水体水质，同时间接产生经济效益，促进经济可持续发展。关键词：UASB，生物接触氧化工艺，污水处理，豆制品The Wastewater Treatment of Jiangxi Fenghua Bean products Limited Liability CompanyAbstractThe food industry plays an important role in our national economy. At the same time, the wastewater treatment of food industry is attached to more and more attention. In general, the food industry wastewater is characterized by: high nutrition (the COD and the BOD values are high), high suspended solids concentration and the biochemical properties is good.This design is aimed to make wastewater, which is producted by Jiangxi feng Bean Products Limited Liability Company, get well-treated. Since the biochemical property of this wastewater is good, the biochemical method is adoptted to deal with the wastewater. And after comparing various biochemical methods carefully, I decided to adopt the process which mainly contains of bio-contact oxidation and up-flow anaerobic sludge blanket. First of all, grille and Inclined tube sedimentation tank are used as pre-treatment technology. Then UASB and bio-contact oxidation process can remove most of the Chemical Oxygen Demand (COD) and Biochemical Oxygen Demand (BOD) in the wastewater. Finally, the wastewater, which meets the integrated wastewater discharge standard (GB8978-1996) of the secondary standard, discharges after being deeply treated by secondary sedimentation tankKeyword：up-flow anaerobic sludge blanket，biological contact oxidation，wastewater treatment，bean product80目录摘 要IAbstractII前 言1 第一部分 设计说明书2第一章概述21.1项目说明21.2编制依据、原则及范围21.3工程设计规模及涉及范围21.4采用的主要标准及规范3第二章污水处理厂方案设计32.1 工程地点32.2 污水处理厂设计规模32.3 水质标准32.4 污水处理工艺确定4第三章污水处理厂工艺设计93.1 工艺流程93.2 各处理单元设计说明9第四章总图设计294.1平面布置原则294.2总平面设计304.3管道布置304.4道路设计314.5厂区防护与绿化314.6高程布置31第五章仪表设施设计325.1变配电系统325.2检测仪表的设计32第六章辅助设施设计336.1厂区给水排水、通风空调设计336.2消防与安全设计336.3节能设计与工程可靠性34 第二部分 设计计算书35第一章污水处理构筑物计算351.1设计流量351.2泵前格栅351.3提升泵站及集水井371.4调节池381.5初沉池391.6UASB升流式厌氧反应器411.7生物接触氧化池511.8二次沉淀池54第二章污泥处理构筑物计算572.1污泥浓缩池572.2集泥井602.3污泥脱水间60第三章平面布置613.1 概述及注意事项613.2 平面布置62第四章高程计算634.1 设计说明634.2 各处理构筑物的水头损失644.3 管径及管内流速的计算654.4 连接管渠阻力损失的计算654.5 高程确定69第五章投资估算与经济分析705.1估算范围及编制依据705.2土建费用投资估算715.3设备费用投资估算715.4其它费用投资估算725.5运行费用73前 言毕业设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中一个有机组成部分，是培养学生结合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学的环节紧密配合相辅相成，是前面各个教学环节的继续、深入和发展。通过毕业设计（毕业论文），使学生得到工程师所必须的综合训练，在不同程度上提高调查研究、查阅文件、撰写论文和设计说明书、计算书及工程设计绘图的能力。本人为环境工程应届毕业生，此次毕业设计课题为：江西峰华豆制品有限公司污水处理。本设计要求完成以下四个方面的工作内容了：1、 处理方案论证。包括污水处理工艺路线的确定，工艺流程论证和主要处理构筑物的选型。2、 污水处理和污泥处理设计计算。3、 污水处理厂构筑物高程计算。4、 污水处理厂总体布置图和某些构筑物的施工设计。毕业设计应达到扩初设计阶段的要求，其中总图和构筑物设计图应尽量达到施工图设计的初级要求。本人自身水平和实践经验有限，资料搜集的广度和深度的局限性，加之时间仓促，设计中难免有错漏之处，敬请老师、同学批评指正。 第一部分 设计说明书第一章 概述1.1 项目说明江西峰华豆制品有限公司是一家中外合资企业，该厂于2002年2月建成投产，项目总投资66.6万美元，主要产品为腐竹，年产量为1500吨。因其为丰城市工业园招商引资项目，企业在投资办厂时政府给了序列优惠政策,有的手续准予缓办。2003年该企业走上了快速发展的道路,生产过程产生了较大的废水，对周围环境造成了一定的污染，必须加于治理。江西峰华豆制品有限公司废水排放废水量为1200m3/d左右。1.2 编制依据、原则及范围1.2.1 编制依据（1）中华人民共和国环境保护法（2）中华人民共和国水污染防法1.2.2 编制原则 工程设计应遵循技术先进、安全可靠、质量第一、经济合理的原则。（1）设计时要选用适用并且先进的技术。适用并且先进的技术是指先进的、成熟的、符合我国国情的技术。设计时积极吸收和引进国外先进技术和经验，同时考虑符合国内的管理水平。采用新技术要经过试验而且必须有正式的技术鉴定。引进国外设备要考虑我国的技术标准、原材料供应、生产协作配套、维修零件条件的相互协调。（2）设计时应当充分考虑资源的保护。要根据技术上的可行性和经济上的合理性，对能源、水资源、土地资源等进行综合利用。（3）设计中要认真贯彻国家的经济建设方针、政策。这些政策包括产业政策、技术政策、能源政策、环保政策等。（4）工程设计要坚持安全可靠、质量第一的原则。（5）坚持经济合理的原则。1.3 工程设计规模及涉及范围工程总规模1200m3/天。设计范围为：进水泵房、污泥脱水间等生产辅助建、构筑物以及值班室等生活辅助建、构筑物的土建工程按总规划规模考虑建设，设备可分期安装，其它工艺主体构筑物按首期工程规模设计建设。1.4 采用的主要标准及规范（1） 中华人民共和国国家标准，地表水环境质量标准 (GB3838-2002) （2） 中华人民共和国国家标准，城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) （3） 中华人民共和国国家标准，污水综合排放标准(GB8978-1996) （4） 中华人民共和国城镇建设行业标准，污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999) （5） 中华人民共和国城镇建设行业标准，城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89) （6） 中华人民共和国城镇建设行业标准，城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93) （7） 中华人民共和国国家标准，给水排水制图标准(GB/T50106-2001) （8） 中华人民共和国国家标准，给水排水设计基本术语标准(GBJ125-89) （9） 中华人民共和国国家标准, 室外排水设计规范(GBJ14-87，1997年版)（10） 生物接触氧化法污水处理工程技术规范（HJ2009-2011）（11） 升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程设计规范（HJ2013-2012）（12） 工业企业设计卫生标准TJ3679 （13） 工业与民用供配电系统设计规范GB5005292第二章 污水处理厂方案设计2.1 工程地点 江西峰华豆制品有限公司内。2.2 污水处理厂设计规模 设计规模1200m3/d。2.3 水质标准2.3.1 进水水质进水水质如下表2.3.1。表2.3.1 进水水质一览表污水水质主要指标CODcrBOD5SSpH（mg/L）（mg/L）（mg/L）设计污水水质20001000250011132.3.2 出水水质设计出水水质指标达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中的二级标准，具体出水水质标准如下表2.3.2。表2.3.2 进水水质一览表污水水质主要指标CODcrBOD5SSpH（mg/L）（mg/L）（mg/L）设计出水水质150602006.09.02.4 污水处理工艺确定2.4.1污水处理工艺确定的原则（1）根据城市污水水质、水量、受纳水体的环境容量和利用情况，结合江西峰华豆制品有限公司的实际情况，因地制宜地选择处理工艺；（2）按照技术经济的要求，在保证处理效果的前提下，优先采用低能耗，低运行费，低基建费，占地少，操作管理简便的成熟处理工艺；（3）慎重采用经实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备；（4）选择的处理工艺应确保出水水质满足国家和地方现行的有关规定；（5）总平面布置力求流程顺畅，合理紧凑，占地少，土方平衡，确保绿化面积达到国家相关规范要求；（6）处理流程尽量避免二级提升，充分利用原有的地形地貌，力求缩小提升泵站的扬程和全程水头损失。2.4.2污水处理工艺方案比选根据公司废水进水水质及要求达到的出水指标，应采用二级生物处理可达到出水要求。工艺流程包括预处理段、一级处理段、二级生物处理段和污泥处理段。（1） 预处理 预处理段通常包括粗、细格栅，提升泵房，这是污水处理厂的必备工序。（2） 一级处理即混凝池与初沉池，可以有效的去除部分SS，BOD5等，可以降低生物处理的费用，为后续生物处理做准备。三种池型的性能对比如下表2.4.2-1。表2.4.2-1 池型性能对比表池型优点缺点适用条件平流式1、对冲击负荷和温度的变化适应能力较强2、施工简单，造价低1、采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作2、采用机械排泥时，大部分设备位于水下，易腐蚀1、适用于地下水位较高及地质较差的地区2、适用于大中小型污水处理厂竖流式1、排泥方便，管理简单2、占地面积小1、池子深度大，施工困难2、对冲击负荷及温度变化适应能力较差3、造价较高4、池径不宜太大适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式1、采用机械排泥，运行较好2、排泥设备有定性产品1、水流速度不稳定2、易于出现异重流现象3、机械排泥设备复杂，对池体施工要求高1、适用于地下水位较高地区2、适用于大中型污水处理厂斜管1、 沉淀效率高2、 占地面积小3、 沉淀时间断1、 抗冲击负荷能力较弱2、 容易堵塞1、 水量小2、 污泥多 沉淀效率高，池子容积小和占地面积小；斜板沉淀池沉淀时间短，故在运行中遇到水质、水量的变化时，应注意加强管理， 以保证达到要求的水质 本次设计中选用的是斜板沉淀池。（3） 一级生物处理由于此设计中进水的CODcr及BOD5含量均很高，为保证后续处理效果，应再设一个厌氧生物预处理工艺。根据本工程进水水质，水量及排放要求，污水二级生物处理工艺主要按照以下几种工艺进行比较选择。UASB、厌氧生物滤池、厌氧接触工艺。对上述三种工艺的优缺点比较如下表2.4.2-2。表2.4.2-2 厌氧工艺比选表项目UASB厌氧接触厌氧生物滤池优点1、有机负荷大，去除率高，不需要搅拌，能适应负荷冲击和温度与pH的变化2、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题； 3、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。厌氧反应器内能够维持较高的污泥浓度，大大降低了水力停留时间，并使反应器有一定的耐冲击负荷能力1、处理能力较高2、滤池内可以保持很高的微生物浓度3、不需另设泥水分离设备，出水SS较低4、设备简单，操作方便缺点1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在1500mg/L以下； 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。1、从厌氧反应器派出的混合液中的污泥由于附着大量气泡，在沉淀池内易于上浮到水面而被出水带走2、进入沉淀池的污泥仍有甲烷菌在活动，并产生沼气，使污泥上翻，固液分离效果不佳1、滤料费用较贵2、滤料容易堵塞稳定性好好好通过上述比较，从有机负荷、去除效率、经济效益等各方面考虑，此次设计中采用UASB反应器。（4） 二级生物处理对于不同的水质，处理水量等情况可以选择不同的处理工艺。在方案选择一般遵循以下原则：a) 保证处理效果，工艺成熟，处理效果稳定，具有较强的耐冲击负荷能力。b) 基建投资少，能耗和运行费用低。c) 占地面积少。d) 运行管理方便，运行灵活，操作简单，经济实用，力求安全可靠。e) 所产生的污泥量少。f) 所选工艺应适应当地的水质和环境条件。根据本工程进水水质，水量及排放要求，污水二级生物处理工艺主要按照以下几种工艺进行比较选择。SBR工艺、生物接触氧化工艺、曝气生物滤池工艺。对上述三种工艺的优缺点比较如下表2.4.2-3。表2.4.2-3 好氧工艺比选表项目SBR生物接触氧化曝气生物滤池优点1、生化反应推动力大，净化效果好2、运行效果稳定，出水效果好3、工艺耐冲击负荷能力强，运行灵活4、处理设备少，构造简单，便于维护和管理5、能有效的脱氮除磷，无二沉池和污泥回流系统6、能有效的控制污泥膨胀1、填料的比表面积大，具有较高的容积负荷，可减少废水处理构筑物的体积，减少工程投资2、不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便3、对水质水量的波动具有较强的适应能力4、净化效率高；处理所需时间短1、工艺较成熟。适用于中小型污水处理厂。2、对BOD，SS处理效率都很高。3、抗击负荷能力强，处理效果稳定。4、无需设二沉池和污泥回流系统，节省能耗。5、需要补充陶粒填料。6、增加了反冲洗系统用于填料的再利用。缺点1、每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想2、一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂3、对其运行管理要求较高，对管理人员素质要求很高生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果。1、对进水SS要求较高，需对SS有较强处理效果的预处理工艺。2、曝气生物滤池水头损失较大。对反冲洗要求较高，需要对滤料充分冲洗。3、反冲洗水回流至初沉池，对初沉池有较大的冲击负荷。经济效益1 管理水平要求较高2 后处理设备要求大，增加工程成本3 滗水深度一般为12m，这部分水头损失被白白浪费1 不需要污泥回流系统，运行管理简便，减少工程成本和运行成本2工艺具有较高的容积负荷，可减少废水处理构筑物的体积，减少工程投资1、管理水平要求较高。2、曝气头需要时常检修。使用范围中小流量的生活污水和工业废水中小型水厂中小型水厂稳定性好好好从技术上看三者都具有降低BOD5、 CODcr浓度的效果；但从基建投资看，SBR工艺是合建式，曝气生物滤池无需设置二沉池及污泥回流系统，一般情况下征地费用和土建费较生物接触氧化池低，而设备费较生物接触氧化池高；对于水质适应性来说，对于进水BOD5浓度高，反应容积与沉淀容积比值高的情况，SBR适应性不强，生物接触氧化池有更大的适应性，而曝气生物滤池对于进水水质要求比较高；曝气生物滤池是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时自动控制；SBR工艺是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。综上考虑，本次设计生物处理工艺主要选择生物接触氧化工艺。2.4.3污水处理工艺流程框图 工艺流程图如下图2.4.3-1。图2.4.3-1 污水处理工艺流程图2.4.4污水处理工艺流程简介主要流程为：生产废水经机械格栅除去较大的漂浮杂物后进入调节池,然后通过提升泵送入初沉池，同时投加絮凝剂、絮凝剂等除去一些密度较大的颗粒或块状的固体杂质,经过初步预处理后的废水自流入调节池，进行温度和pH调节，然后进入UASB反应器；UASB出水进入接触氧化池，完成有机物的好氧去除；接触氧化池出水经二沉池后达标排放。2.5污泥处理工艺污水经二级处理后，水中大多数有机物和悬浮物都转化为污泥，如果污泥处理不当，将造成二次污染，形成新的公害，使污水处理事倍功半。污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄虫卵，处理不好将造成二次污染，故必须妥善处理。污泥处理的要求：（1）减少有机物，使污泥稳定化。（2）减少污泥体积，降低污泥后续处理费用。（3）减少污泥有害物质。（4）利用污泥中可用物质，化害为利。（5）因选用生物脱氮除磷工艺，故尽量避免磷的二次污染。污泥处理一般有厌氧消化，好氧消化等方法，但考虑到工程规模较小，进水水质浓度不是很高，污泥产生量较少。本工程直接采用污泥直接浓缩脱水处理工艺。污泥浓缩有重力浓缩，机械浓缩，气浮浓缩等。本工程采用重力浓缩。污泥脱水方案，经过浓缩的污泥含水率仍较高，体积较大，不易运输，需对其进行脱水处理。目前常用的污泥脱水方式多机械脱水，包括真空过滤机、带式压滤机、板框压滤机、螺压脱水机以及离心脱水机等。根据本工程实际情况以及经济实力考量，本工程选用带式压滤机对污泥进行脱水。由二沉池底部排出的污泥首先进入污泥浓缩池进行浓缩之后，上清液回流至调节池，下部的污泥通过污泥泵打入到压滤机压滤，压滤出来的水回流至调节池，经过压滤之后的污泥放置污泥堆放间，然后通过一段时间的自然风干再送入垃圾填埋场填埋。第三章 污水处理厂工艺设计3.1 工艺流程 污水经格栅拦截污水中较大杂悬浮颗粒，进入提升泵站的集水井，水泵提升至调节池调节水质水量，然后进入斜管沉淀池去除SS，进入UASB反应池，厌氧条件下，产甲烷菌降解去除BOD5、COD等污染物，然后进入生物接触氧化池，进一步去除BOD5和COD等指标，然后进入竖流式二沉池进行深化处理。剩余污泥经泵输送至污泥浓缩池，上层清液回流至进水，污泥由带式压滤机处理后，泥饼外运。3.2 各处理单元设计说明3.2.1泵前格栅及提升泵站格栅提升泵站包括闸门井、格栅渠、集水井。市政排水总干管接入提升泵站的闸门井，然后再流经格栅渠进入提升泵站集水井。格栅前后都设置方闸门和叠梁闸门，以便于格栅的检修。(一) 格栅渠格栅是污水处理厂的第一道预处理设施，用以截流较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、木屑及塑料制品等，以保护后续处理设备的正常运行，减轻后续处理单元的负荷。本设计中选用回转式机械格栅，其自动化程度高、分离效率高、动力小、无噪音、耐腐蚀性能好，可在无人看管的情况下连续稳定工作，日常维护工作很少。经格栅排出的栅渣，由无轴螺旋输送机输送至栅渣压榨机进行压榨脱水。 设计说明 污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：a 人工清除25-40mm b 机械清除16-25mm c 最大间隙40mm； 格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； 过栅流速一般采用0.61.0m/s； 格栅前渠道内的水流速度一般为0.40.9m/s； 格栅倾角一般采用4575； 通过格栅的水头损失一般采用0.08m/s0.15m/s； 格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有安全和冲洗设施； 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m； 机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施； 设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除工作。 设计参数 设计流量：Q max=600 m3d1 =56400 m3d=0.653 m3s（因为是食品生产工业污水，根据环境工程设计手册可知，其污水日变化系数大致为1） 栅前流速：v1=0.8m/s 过栅流速：v=0.9m/s 栅条宽度：S=0.01m 栅条间隙：b=20mm 格栅倾角：=60 单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水 计算公式及结果 栅条间隙数n=34则栅槽有效宽度 栅槽有效宽度B=s(n-1)+bn=1.01m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.803m 栅槽总长度L=L1+L2+1.0+0.5+H1tan=2.34m 每日栅渣量W=QmaxW1=0.06m3d 配置设备 粗格栅（回转式格栅除污机）规格： B=1000mm b20mmN=1.1kW 安装角： =60数量： 2台 运渣手推车规格： 非标准件、现场制作数量： 1台 提渣设备规格： 非标准件、现场制作数量： 1台 叠梁阀规格： 800200mm数量： 2台材质： 合金(二) 集水井及提升泵房集水井的作用是保证水泵的安全运行。水泵将污水提升至满足后续工艺对高程的要求，以保证后续构筑物的连续进水。选择格栅、集水池与机器建式的圆形泵站，考虑三台水泵，其中一台备用。集水池容积采用相当于一台泵6分钟的容量。本设计中选用潜水排污泵。 集水井尺寸：336.5m数量：1座 配置设备 污水提升泵（潜污泵）型号： 50WQ25-7-1.5型潜污泵规格： Q=25m3/h，H=10m N=1.5kW数量： 3台（2用1备） 电动葫芦规格： 起重量2吨，起重高度15米，起重功率N=3.0kW运行功率N=0.4kW数量： 1台3.2.2 斜管沉淀池腐竹生产废水中含有大量蛋白质（包括大豆清蛋白，大豆凝血素等）、氨基酸、脂类、糖类以及少量的清洁剂，属于易生化处理的废水，为确保废水在调节池中不发生厌氧发酵，以至于引起污泥上浮，废水在进入调节池前首先进入沉淀池，沉下的物质经泵送入压滤机压滤烘干后外卖。 设计说明 升流式异向流斜管沉淀池的设计表面负荷，一般可比普通沉淀池的设计表面负荷提高一倍左右。 斜管孔径一般采用5080mm。 斜管倾角一般采用60。 斜管区上部水深，一般采用0.51.0m。 在池壁与斜板的间隙处应装设阻流板，以防止水短流。 进水方式一般采用穿孔墙整流布水，出水方式一般采用多槽出水，在池面上增设几条平行的出水堰和集水槽，以改善出水水质，加大出水量。 一般采用重力排泥，每日排泥次数至少12次，或连续排泥。 池内停留时间：初次沉淀池不超过30min，二次沉淀池不超过60min。 斜管沉淀池应设清洗设备。 设计参数 设计流量Q max=1200 m3d =50 m3h=0.1389 m3s 斜管区上部水深h2=0.7m 斜管长为1m 斜管倾角为60 表面水力负荷q=4.0 m3/(m2h) 污泥容重取y=1000kg/ m3 排泥间隔时间T=1/6d 池子超高h1=0.3m 池子斜管区底部缓冲层高度h4=0.7m 计算公式及计算结果 沉淀池水面面积F=Qmaxnq0.91=13.74式中：Qmax最大设计流量，m3/h；q设计表面负荷，m3/(m2h)，这里取4。则： 池子平面尺寸设计为方型池子，则池子边长a=F=3.7m 池内停留时间斜管高度：h3=Lsin60=0.866m则停留时间t=(h2+h3)60q=23.5min 污泥部分需要的总容积W=Q(c0-c1)100(100-p)T=20m3 污泥斗容积设污泥斗下部宽度a1=0.8m则污泥斗高度h5=a2-a12tan60=2.51mV=13h52a2+2aa1+2a12=28.95m320m3 池子总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=5.08mh1沉淀池超高，m；取0.3m；h2斜管上部水深，0.7m；h3斜管高度，0.866m；h4斜管区底部缓冲层高度，0.7m；h5污泥斗高度，2.51；则沉淀池总高度：3.2.3 调节池调节池的设置主要起2个作用：调节污水的水质水量，使其出水水质水量均衡，使后续生化反应平稳进行;起预曝气作用，使污泥膨胀得到很好的控制，还可以增强污水中原来存在的微生物的活性。 设计说明 调节池实际是一座变水位的贮水池和水质水量混合池，进水为重力流，出水采用泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度，水深为设计为5.0m，最低水位为死水位。 调节池的形状设计为正方形，以利于形成完全混合状态。 调节池中设置pH自控系统、冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫装置，以及洒水消泡装置。 调节池内设隔板，使废水迂回流动，充分调节pH。 为使在线调节池运行良好，设置一个混合和曝气装置。调节池的潜水搅拌器取一台1500W的潜水搅拌器安装在调节池的进水端。 计算公式及计算结果 调节池的有效容积V=QT=300m3 调节池的水面面积A=Vh2=60m2 调节池的总高度H=h1+h2=5.5m 调节池搅拌器 为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀，需采用专用搅拌设备进行搅拌，根据调节池的有效容积，取一台1500W的潜水搅拌器安装在调节池的进水端，选用QJB1.5/6-260/3-980。3.2.4 UASB UASB反应器主要由布水装置、三项分离器、出水收集装置、拍你装置及加热保温装置组成。UASB反应器的作用主要是降低COD及BOD浓度，降低后续好氧处理有机负荷。 设计说明 pH值调节及加药装置宜设在加药间内，其设计应符合下列要求：a) 通过投加碱性或酸性物质来调节和控制UASB反映期内的pH值，碱性物质主要有NaCO3、NaHCO3、NaOH等；酸性物质主要有盐酸、硫酸等；b) 药剂应有一定的储存量，酸性物质贮存时间宜为7d以上，碱性物质贮存时间宜为15d以上；c) 容积宜采用专用的溶药罐和搅拌设备，投加采用计量泵自动定量投加；d) pH值调节宜在中和池或调节池投加酸性物质或碱性物质进行，pH微调宜采用管道混合器和定量加酸加碱泵进行；e) 宜在加药间同时设置营养盐（氮、磷等）药品溶解和加药装置。 当进水可生化性较差时，宜设置酸化池 反应器宜采用保温措施，使反应器内的温度保持在适宜范围。如不能满足温度要求，应设置加热装置，具体要求如下：a) 加热方式可采用池外加热和池内加热，池外加热有加热吃和循环加热两种方式，池内加热宜采用热水循环加热方式；b) 热交换器玄心应根据废水特性、介质温度和热交换器出口介质温度确定。热交换器换热面积应根据热平衡计算，计算结果应有10%20%的余量。 布水装置的设计a) 布水装置宜采用一管多孔式布水、一管一孔式布水或支状布水。b) 布水装置进水点距反应器池底宜保持150mm250mm的距离。c) 一管多孔式布水孔口流速应大于2m/s，穿孔管直径宜大于100mm。d) 支状布水管出水孔向下距池底宜为200mm；出水管孔径应在15mm25mm之间；出水孔处宜设45斜向下布导流板，出水孔应正对池底。 三相分离器的设计a) 宜采用整体式或组合式的三项分离器。b) 沉淀区的表面负荷宜小于0.8m3/(m2h)，沉淀区总水深应大于1m。c) 出水管的直径宜保证从集气室引出沼气。d) 集气室上部应设置消泡喷嘴。e) 三相分离器宜选用高密度聚乙烯（HDPE）、碳钢、不锈钢等材料，如采用碳钢材质应进行防腐处理。 出水收集装置的设计a) 出水收集装置应设在UASB反应器顶部。b) 断面为矩形的反应器出水宜采用几组平行出水堰的出水方式，断面为圆形的反应器出水宜采用放射状的多槽或多边形槽的出水方式。c) 集水槽应加设三角堰，堰上水头大于25mm，水位宜在三角堰齿1/2处。d) 出水堰负荷宜小于1.7L/(sm)。e) 处理废水中含有蛋白质或脂肪、大量悬浮物，宜在出水手机装置前设置挡板。f) UASB反应器进出水管道宜采用聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PPR）等材料。 排泥装置的设计a) UASB反应器宜采用重力多点排泥方式。b) 排泥点宜设在污泥区中上部和底部，中上部排泥点宜设在三项分离器下0.51.5m处。c) 排泥管管径应大于150mm；底部排泥管可兼作放空管。 设计参数 设计温度T=25 设计反应器个数：n=2 根据设计规范中，污泥容积负荷取值为Nv=6.7kgCODcr/(m3d) 设计流量Q=600m3/d=25m3/h 设计反应器有效水深h=6m 计算公式及结果 容积及主要尺寸计算V=QS0n1000NV=143.28m3取有效容积系数为0.8，则实际体积为180m3反应器的面积A=Vh=36m2 尺寸计算UASB反应器采用矩形的设计。则UASB反应器的尺寸为：665m。 布水装置的设计布水孔个数n为：n=QAv=25m3h2ms(0.0152)2=19.65由于布水孔速度需大于2m/s，则设计每台反应器有16个布水孔。每个反应器设8根d150mm长6m的穿管。每两根管之间的中心矩为1.5m，配水孔径采用15mm，孔距为1.5m，每个孔的服务面积为1.51.5=2.25m2，孔径向下，穿孔管中心距反应器为0.25m。 三相分离器的设计a) 沉淀区的表面负荷率为：q=QA=6003624=0.694m3(m2h)0.8m3(m2h)b) 回流缝设计则下三角形集气罩的宽度：b1=h3tan=0.577m式中：b1下三角形集气罩底的宽度，m； 下三角形集气罩斜面的水平夹角，一般可采用5560，本设计取60； h3下三角形集气罩的垂直高度，当反应器总高度为57m时，可采用1.01.5m，本设计取1.2m。而相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离b2为：b2=b-2b1=0.864m式中：b2相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离，m，即污泥回流缝之一；b单元三相分离器的宽度，m，本设计为采用三个三相分离器，则b=6m/2=2m。下三角形集气罩回流缝总面积计算如下：a1=b2Bn=15.552m2式中：B反应器的宽度，即三项分离器的长度，m；n反应器的三项分离器单元数。下三角形集气罩之间缝隙b2中的水流（不考虑气的影响）上升流速v1的计算为：v1=Qa1=1.61mh2mh式中：Q反应器的设计废水流量，m3/h；a1下三角形集气罩回流缝的总面积，m2。设上三角形集气罩回流缝宽度b3=0.35m，a2计算如下：a2=b3B2n=12.6m2在上三角形集气罩下端和下三角形集气罩斜面之间的水平距离的回流缝，水平上的流速v2为：v2=Qa2=1.98mh1.0m符合要求。c) 气液分离校核确定三项分离器的基本尺寸后，还应校核沼气分离效果是否满足要求，如果不能满足，对三项分离器的尺寸要进行必要的调整。计算结果可知：BCAB=0.6060.3=2.02vbva=6.012.29=2.62则上述结果满足vbvaBCAB的要求。该三项分离器可以脱除直径大于或等于0.008cm的沼气气泡。所确定的三项分离器构造尺寸可以达到良好的气固液三相分离效果。 出水收集装置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3条出水渠，以加大过堰流速，避免郁积。其尺寸为：堰顶宽a=100mm，堰高h=50mm，堰间距L=a+2h=100+250=200mm，即0.2m采用双侧集水，则实际堰长为：L=62=12m齿形堰总数为：Ll=60个 排泥装置的设计取污泥的产率为：0.06kgVSS/kgCODcr。则每个UASB的日产泥量为：57.6 kgVSS/d此次设计，在三相分离下三角以下0.5m处及在UASB反应器底部各设d=200mm排泥管一根，池底排泥管设放空管。 沼气净化及利用沼气日产量：Qa=Q(S0-Se)1000=384Nm3d式中：Qa沼气产量，Nm3/d；Q设计流量，m3/d；沼气产率从，m3/kgCODcr，取沼气产率为0.5m3/kgCODcr；S0进水有机物浓度，mgCODcr/L；Se出水有机物浓度，mgCODcr/L。则两个UASB反应器沼气的总产量为：768m3/d。水封罐：水封罐一般设于消化反应器和沼气柜或压缩机房之间，起到调整和稳定压力，兼作隔绝和排除冷凝水之用。UASB反应中大集气罩中出气气体压力为p1=1.0mH2O,小集器罩中出气气体压力为p2=2.5mH2O，则两者气压差为p=p2-p1=1.5mH2O故水封罐中该收气管的水封深度差为1.5mH2O。沼气柜压力p 400mmH2O，取为0.4 mmH2O，则在忽略沼气管路压力损失时，水封罐所需最大水封为H0=p2-p=2.1(mH2O)取水封罐总高度为H=2.5m水封罐直径1200 mm。尺寸：碳钢防腐 12001500沼气柜：沼气柜容积应为平时产气量的3h体积来确定，即为96m33.2.5 生物接触氧化池生物接触氧化池是污水处理工艺中的核心处理构筑物，主要作用是去除污水中的SSCOD和BOD5等污染物质，使这些污染物质的浓度降低到较低水平，再经过后续处理构筑物的处理，使污水达标排放。废水经UASB厌氧处理后还不能达到国家排放标准，尚需进行深度处理。由于废水中的COD浓度还比较高，必须通过好氧生物降解废水中的有机物。为保证好氧处理效果，采用生物接触氧化工艺。在生物接触氧化系统中设有半软性填料，通过微孔曝气器曝气充氧培养微生物，废水与长满生物膜的填料相接触，大部微生物以生物膜的形式固定在填料上，部分悬浮生长在水中；在曝气冲刷作用下，老的生物膜不断脱落，新的生物膜不断生长，促进生物膜的新陈代谢。填料上的有机物以废水中的有机物为食物，分解为CO2和H2O,从而降低了废水中的有机物浓度，使废水得到净化。 设计参数 设计流量：Q=1200 m3/d； 接触氧化池填料去除有机物的五日生化需氧量容积负荷Mc=2.5 kgBOD5/(m3填料d)； 填料的填充比=75%； 池子的超高h1=0.5m； h2填料层上水深=0.5m； 填料至池底的高度=0.5m。 计算公式及计算结果 接触氧化池有效容积V=Q(S0-Se)Mc1000=141.44m3式中：V接触氧化池的设计容积，m3；Q接触氧化池的设计流量，m3/d；S0接触氧化池进水五日生化需氧量，mg/L；Se接触氧化池出水五日生化需氧量，mg/L；Mc接触氧化池填料去除有机物的五日生化需氧量容积负荷，kgBOD5/(m3填料d)填料的填充比，%。 接触氧化池的总面积A和池数NA=Vh0=47.15m2取池数N=2座，则每座池的面积为：A1=AN23.56m2取值为24m2。则实际池的总体积为：V实际=NA1h0=2=144m3设每个池子池长L=6m，则池宽B=A1/L=4m。 池深hh=h0+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+0.5=4.5m式中：h1超高，0.50.6m；此次设计取0.5m；h2填料层上水深，0.40.5m；h3填料至池底的高度，一般采用0.5m。 有效停留时间t的确定t=VQ=144m350m3h=2.88h 填料：采用半软性填料。 曝气系统采用采用多孔管鼓风微孔曝气供氧，取气水比D0=15m3/m3，则所需总空气量为：D=D0Q=18000m3d=750m3h=12.5m3min则每座池子需气量：D1=D0n=375m3h选用HWB2型微孔曝气器，其相关参数如下表3.3.5-1。表3.2.5-1 HWB2型微孔曝气器参数一览表型号HWB2曝气量(m3/h)13服务面积(m2)0.30.5氧利用率(%)2025动力效率(kgO2/kWh)46阻力(mmH2O)150350取其曝气量为2.5m3/h，则每座池子所需曝气头为150个。 空气管道的布置布置方式：每座池子上一根主管，每根主管上15根支管，每根支管上布置10个曝气头，两边各5个。 空压机的选定空气扩散装置安装在距接触氧化池池底0.2m处，因此空压机所需压力为：P=(4.5-0.2)9.8=42.14 kPa。空压机供气量：750m3/h=12.5m3/min。根据所需