食品废水处理设计方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除食品废水处理设计方案（2）贵州某食品有限公司为维护良好的生态环境，保障人体健康，加强对食品废水中的污染物的管理，决定对每小时流量为25m3的废水进行处理。根据目前国家新的污水处理排放标准要求，结合我公司污水处理新技术和二十年来对污水治理经验，采用“导流曝气生物过滤法”为主体工艺系统，经过消毒装置对该污水进行处理，保证治理后出水水质优于（GB13457-92）肉类加工工业水污染物排放标准中表3一级标准。在此贵州长城环保科技有限公司本着保证废水处理的效果，合理利用场地，最大限度节约投资及运行费用的原则，伏化合理设计该食品废水处理系统方案，以供该公司领导和有关环保专家参考。每天污水流量为600m3。二、进水水质设计 根据黔南州环境保护监测站2006年3月提供的废水进水水质，如下表。CODcr（mgL）BOD5（mgL）SS（mgL）NH3-N（mgL）PH粪大肠菌群数1888.28308.1344.5606.916108个/L三、出水要求考虑到国家环保要求越来越严，如果选用常规的生活污水处理工艺技术，废水处理后只能达到现行的国家排放标准，如果今后的国家排放标准升级，升级后的污水处理工程又不要投入资金改造后，才能达标。为避免反复整改的不必要耗资，采用成熟、可靠的“导流曝气生物过滤法污水处理工艺技术”对该废水进行处理，处理效果优于国家排放标准，没有升级改造的后顾之忧。其处理后的具体指标如下：污染物处理后达到的效果污染物处理后达到的效果BOD5 20mgLPH69CODcr 60mgLSS 20mgL动植物油 5mgLNH3-N5 mgL色度 30石油类 3mgL挥发酚 0.5mgL磷酸盐 1mgL阴离子表面活性剂 1mgL粪大肠菌数 100个L一、 主要污染物去除率根据上述污水水质，采用导流曝气生物过滤法污水处理，其去除率如下：项目CODcrBOD5SSNH3-N粪大肠菌群数设计进水水质（mgL）1888.28308.1344.5606108个/L设计出水水质（mgL）602020510000个/L处理程度（%）96.8293.5194.1991.699.99二、 主要污染物处理量 污染物名称污染物处理量CODcrBOD5SSNH3-N粪大肠菌群数2880m3污水中每天和每年污染物消除污染物量日处理量(kgd)1096.97172.86194.733不可计数年处理量(T年)400.3963.0971.0712.05不可计数三、 废水处理系统设计1、工艺流程图废气处理系统气 浮 池隔油池格栅池调节池厌氧池导流快速沉淀分流系统砂滤清水池消毒池导流曝气生物过滤系统污泥无害化处理池2、系统设计2.1格栅池主要功能：对水中的悬浮物，漂浮物和沉淀物实现有效的截留，确保潜污泵正常稳定地运行。设计流量：Qmax600m3d25m3h0.007m3s；栅前水深h0.6m，过栅流速V0.6ms，进水渠道渐宽部分的尺寸角采用120，栅前渠道超高取h20.6m，栅条间隙宽度b0.02m，栅条宽S0.02m，格栅安装倾角60。栅槽宽度BS（n1）bn0.02（51）0.0250.080.10.18m由于计算出栅槽宽度偏小,栅槽宽度取0.8m。进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠宽B10.65m，其渐宽部分尺寸角度120（进水渠道内的流速为0.085ms，小于V0.6ms，符合要求）。栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：通过格栅的水头损失（h1），设栅条断面为锐边矩形断面B2.42，K3。栅后总高度（H）：Hh+h1+h20.60.1160.61.316m栅槽总长度L：因此格栅槽为LBH2.530.81.316m。有效容积：2.66m3。构 筑 物：由进水室、格栅渠道组成，地下式，砖混结构。在格栅进水室设置应急溢流管，当设备故障或其他非常原因，使进水室的污水超过最高设定水位时，污水通过应急溢流管超越排出，为检修，在格栅前设置圆形闸阀。格栅安装：安装角度60度；过栅损失：0.08m；过栅流速0.6ms。设备选型：设计选用HF-800型自动格栅1台，电机功率：0.75kw，间距：20mm。自动格栅除污机是一种可以连续自动清除水中各种漂浮物、悬浮物的设备。该机的主要特点是可以连续清除水中污染物，能耗低、噪音低、效率高，并且水下部件采用不锈钢，栅齿采用不锈钢或尼龙制成，提高了耐腐蚀性能。主要用于污水工程的格栅池入口处，以拦截水中各种杂物，作为细格栅用，达到初步净化及保护后续给排水设备的目的。2.2隔油池油类物质的密度一般都比水小，按在水中的存在状态可将其分为溶解性油、可漂油、分散油、乳化油，由于在食品废水中占有大量油脂，在污水处理系统的前端，需将污水中的漂浮油脂去除，因废水量较小，采用小型隔油池，具有良好的处理效果。设计计算如下：隔油池设计：T=2h U=2mm/s由于废水量小，设计为小型隔油池，池型参考三废处理工程技术手册废水卷，P293 图2-1-16设计计算如下：设隔油池内废水停留时间为2h，则除油池点容积W=QT=600/242=50m3设隔油池废水水平流速为2mm/s，则隔油池过水断面为：（宽1m、高3.5m）隔油池有效长度L为：L=3.6ut=3.622=14.4m设池水面以上的池壁超过为0.5m，则隔油池建筑总高度为H=3.5+0.5=4设计尺寸：LBH=14.414m设计容积：57.6m32.3气浮池主要功能：气浮法是在水中通入或产生大量的微小气泡，使其附者在悬浮颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使它浮在水面，从而获得固、液分离的目的。溶气泵采用涡流泵或气液多相泵，其原理是在泵的入口处空气与水一起进入泵壳内，高速转动的叶轮将吸入的空气多次切割成小气泡，小气泡在泵内的高压环境下迅速溶解于水中，形成溶气水然后进入气浮池完成气浮过程。溶气泵产生的气泡直径一般在2040m，吸入空气最大溶解度达到100%，溶气水中最大含气量达到30%，泵的性能在流量变化和气量波动时十分稳定，为泵的调节和气浮工艺的控制提供了极好的操作条件。设计数据取值如下：处理水量Q=25m3/h 分离室停留时间 取10min反应时间t=6min 溶气水量点处理水量的比值R=15%接触室上升流速（Vc）取10mm/s 溶气压力 采用0.3mPa气浮分离速度Vs 取2.0mm/s设计计算：反应一气浮池，采用旋流式圆台形反应池及立式气浮池。（a）气浮池接触室直径(dc)已定接触室上升速度Vc=10mm/s，则接触室表面积为：(b)气浮池直径（D）选定分离速Vs=2.0mm/s，则分离室表面积为(c)分离室水深（Hs）已定分离室停留时间ts=10min,则 Hs=Vsts=2.010-31060=1.20（m）(d)气浮池容积 W=(Ac+As)Hs=(0.8+4)1.2=5.76m3(e)反应池溶积（V） V=V1+V2其他圆台V1的高度h1为V=V1+ V2=1+1.2=2.2M3根据基本设计数据，反应时间t=6min，反应池体积（V1）应为 现v略小于v1，其实际反应时间为(f)反应一气浮池高度 浮渣层高度H1取5cm，干舷Ho取15m，则反应一气浮池高度（H）为 H=H0+H1+Hs+h1+h2=0.15+0.05+1.2+0.4+0.43=2.23m(g)集水系统 气浮池集水采用14根均匀分布的支管，每根支管中流量为查有关管渠水力计算表得支管直径dg为25mm，管中流速为0.95m/s，支管内水头损失为： 出水总管直径（Dg）取125mm，管中流速为0.54m/s，点管上瑞装水位调节器。反应池进水管靠近池底（切向），直径（Dg）取80mm，管中流速为1.12m/s。气浮池排渣管直径取150mm。溶气释放器，根据溶气压力0.3mPa，溶气水量6m3/h及接触室直径1.0min情况下，可选用TJ-II型释放器一只，释放器安装在距离接触室底约5cm处的中心：压力溶气罐 按过流密度I=300m3/(m2/d)计算溶气罐直径（Dd）选用标准直径Dd=300mm，TR-III型压力溶气罐一只。空压机气浮所需释气量（Qg）Qg=QR1ac=250.15531.5=300L/h所需空压机额室气量： 选用Z-0.025/6空压机间歇工作刮渣机 选用TX-I型行星式刮渣机一台2.4调节池主要功能：调节污水水量、水峰和均衡水质，以削减高峰负荷，利于下一步后续处理，同时用污水提升泵将污水提升，满足污水处理构筑物高程布置。设计参数：Q600m386400s0.007m3s水力停留时间：4h；有效容积：100m3；有效尺寸：LBH=545m；结构方式：地下式钢筋混凝土结构。调节池的修建：新建调节池一座。主要设备及控制方式：潜水式无堵塞污水提升泵两台，型号：50WQ25-10-2.2，两台交替使用，一台备用,实际常开一台，Q25m3h，H10m，N2.2kw。WQ型系列潜水排污泵采用德国ABS公司先进的技术，特别适用于输送含有坚硬固体、纤维物的液体，以及特别脏、粘和滑的液体。所有泵均装有经调整好的撕裂机构能将污水中长纤维、袋、带、草、布条等撕裂后排出。因此在污水中工作不会堵塞，无需在泵上加装滤网，运行极其可靠。WQ系列可根据用户需要配备双导轨自动耦合安装系统，它给安装、维修带来极大方便，人可不必为此而进入污水坑。根据调节池水位对污水提升泵进行自动启停控制或切换控制，并按工作时间自动轮换水泵工作，可现场手动或中控室集中控制。2.5厌氧池升流试厌厌氧池采用升流式厌氧硝化工艺，废水均匀地进入厌氧池的底部，以向上流的运行方式通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床完成水解和酸化厌氧的全过程，在厌氧硝化去除悬浮物的同时，改善和提高原污水的可生化性。主要功能：厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。 厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为510kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。 在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。 而升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。 2.5.1、UASB的由来 1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granular sludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。2.5.2、UASB工作原理 UASB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。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 基本出要求有： （1）为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能； （2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度； （3）通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。 2.5.3、UASB内的流态和污泥分布 UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产气量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断面通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液（指污泥与水）作向上运动。与此同时，这股气、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具有一定的产气量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度有关。悬浮层内混合液，由于气体币的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。在产气量较少的情况下，有时污泥层与悬浮层有明显的界线，而在产气量较多的情况下，这个界面不明显。有关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，但沉淀区仍然还有死区和混合区。 UASB内污泥浓度与设备的有机负荷率有关。是处理制糖废水试验时，UASB内污泥分布与负荷的关系。从图中可看出污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓度高，悬浮层的上下部分污泥浓度差较小，说明接近完全混合型流态，反应区内污泥的颁，当有机负荷很高时污泥层和悬浮层分界不明显。污水通过底部0406m的高度，已有90的有机物被转化。由此可见厌氧污泥具有极高的活性，改变了长期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概念。在厌氧污泥中，积累有大量高活性的厌氧污泥是这种设备具有巨大处理能力的主要原因，而这又归于污泥具有良好的沉淀性能。 UASB具有高的容积有机负荷率，其主要原因是设备内，特别是污泥层内保有大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定运行。 根据UASB内污泥形成的形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程大致分为三个运行期： （1）接种启动期：从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达到5kgCOD/m3d左右，此运行期污泥沉降性能一般； （2）颗粒污泥形成期：这一运行期的特点是有小颗粒污泥开始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至最低时本运行期即告结束，这一运行期污泥沉降性能不太好； （3）颗粒污泥成熟期：这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个UASB。当污泥床容积负荷达到16kgCOD/m3d以上时，可以认为颗粒污泥已培养成熟。该运行期污泥沉降性很好。 2.5.4、外设沉淀池防止污泥流失 在UASB内虽有气液固三相分离器，混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区固液分离不佳，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度。为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内。设置外部沉淀池的好处是： （1）污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期； （2）去除悬浮物，改善出水水质； （3）当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性； （4）回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。2.5.5、UASB的设计 UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。UASB的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为38m，多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时，需要的沉淀面积大，为了保证反应区的一定高度，反应区的面积不能太大时，则可采用反应区的面积小于沉淀区，即污泥床上部面积大于下部的池形。 气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用，因此设计时应给予特别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几点要求： 1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀； 2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角； 3、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2.h； 4、处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中； 5、应防止集气器内产生大量泡沫。 第2、3两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度面积比来加以满足。对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制；对于中等浓度和高浓度污水，在极高负荷下，单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在国内外所取得的成果表明，只要负荷率不超过20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未见到有大于10m的报道。 污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的工作是具有重要意义，对于整个有机物去除率更加至关重要。 特别要注意避免气泡进入沉淀区，要使固液进入沉淀区之前就与气泡很好分离。在气液表面上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区，所以在设计中必须事先就考虑到： （1）采用适当的技术措施，尽可能避免浮渣的形成条件，防范浮渣层的形成； （2）必须要有冲散浮渣的设施或装置，在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下，能够及时破坏浮渣层的形成，或能够及时排除浮渣。 如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀地分布在床断面上，其中的关键是要均匀匀速、匀量。 UASB容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行。设计时可通过试验决定参数或参考同类废水的设计和运行参数。 2.5.6、UASB的启动 1、污泥的驯化 UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。最好的办法加以驯化，一般需要36个月，如果靠设备自身积累，投产期最长可长达12年。实践表明，投加少量的载体，有利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成；比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化；比甲烷活性高的厌氧污泥可缩短启动期。 2、启动操作要点 （1）最好一次投加足够量的接种污泥； （2）启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外，使较重的活性污泥在床内积累，并促进其增殖逐步达到颗粒化； （3）启动开始废水COD浓度较低时，未必就能让污泥颗粒化速度加快； （4）最初污泥负荷率一般在0.10.2kgCOD/kgTSS.d左右比较合适； （5）污水中原来存在的和厌氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前，不应随意提高有机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验； （6）可降解的COD去除率达到7080左右时，可以逐步增加有机容积负荷率； （7）为促进污泥颗粒化，反应区内的最小空塔速度不可低于1m/d，采用较高的表面水力负荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒。 2.5.7、UASB设计参数：设计进水容积负荷（1）尺寸设计 LBH=5.45.45 1座（实际尺寸可根据现场做适当调整）VQSU（有效容积）Q：流量600m3d25m3hS：进出水有机物浓度差（CODcr）1888.29601828.28mgLU：进水有机物容积负荷 8kgCODcr（m3d）VQSU（m3）141.2设计UASB池1座反应器的容积m3145.8反应器高度h（m）5反应器的面积A（m2）29.16设计反应池边长（m）5.4上升流速V（mh）0.86符合要求水力停留时间T（h）5.84符合要求单个尺寸LBH（m）5.45.45钢筋混凝土结构（2）三相分离器结构设计沉淀区表面负荷（m3m2h）0.860.82.0m3m2h，符合要求上下三角形集气罩夹角（度）55保护高度h1（m）0.5下三角形高h3（m）1上三角形顶水深h2（m）0.5blh3tan55（m）0.7单元三相分离器宽度b（m）2.4下集气罩宽b2b2b1（m）1.0下三角形集气缝隙b2中水流上升速度v1回流缝总面积a1b2ln1.05.42.3（m2）l池宽n三相分离器数量池长b5.42.42.312.4v1Qal（mh）2512.42.025mh，符合要求上三角形集气罩回流缝水流上升速度v2v2Qa2a2：上三角形集气罩回流缝的总面积a22b3lnb3：上三角形集气罩回流缝的宽度l池宽，n三相分离器数量池长b设：b30.5ma22b3ln=20.545.52.49.2v2Qa2259.22.725mh，符合要求结构方式：钢筋混凝土地下式结构。主要设备材料：池中装软性填料，规格：=150mm，L=2m，体积为5.545座=110m32m=220m3上下用钢条牢固，池底排泥管。2.6、导流快速沉淀分流系统主要功能：采用导流沉淀快速分流工艺，污水以下向流的方式，均匀的进入中间沉降区，并借助于流体下行的重力作用，使污泥以4倍于平流沉淀池的沉速，将污泥快速沉降到导流沉淀快速分流系统底部，在上部水的压力下，通过无泵污泥外排系统，将污泥排至污泥干化池进行处理。污水在导流板的作用下，以上向流的方式，经过斜管沉淀区，以8倍于平流沉淀池的沉淀速度，使污泥在重力的作用下，同样快速沉降到导流沉淀快速分流系统底部，污泥同样经无泵排泥系统流至污泥干化池进行处理。污水经导流沉淀快速分流系统处理后，清水流至导流曝气生物过滤系统，进行继续处理。设计参数：Q600m386400s0.007m3s竖沉区设计参数：设计表面水力负荷：4m3m2h；则A12546.25m2；斜沉区设计参数：设计表面水力负荷：8m3m2h；则A22583.13m2；A=A1A26.253.139.38m2；导流沉淀快速分流池表面积：3.13.1m=9.61m2；设计斜管孔径100mm，斜管长1m，斜管水平倾角60度，斜管垂直调试0.86m，斜管上部水深0.7m，缓冲层高度1m；池内停留时间：t12.56m8m3m2h19.2min（2.56代表池深10.70.86）t22.56m4m3m2h38.4min无泵污泥回流区尺寸：LB3.13.1m；泥斗倾角：45度；泥斗高：2.8m；导流沉淀快速分流池总高：0.70.8612.80.05m5.86m；停留时间：HRT=2.3h；有效尺寸：LBH3.13.15.86m；有效容积：56.3m3；结构方式：地下式钢筋混凝土结构；主要设备：斜管、吸泥管。2.7导流曝气生物过滤系统系统主要功能：导流曝气生物过滤法充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、聚磷排泥法等八者的设计手法，集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体，使污水在U型双锥这一个单元体内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准。2.7.1、内锥即下向流对流接触氧化区设计：主要功能：在内锥即下向流对流接触氧化区内装有粒径较小的滤料，滤料下设有水管和空气管。经格栅、调节池、水解酸化池、导流快速沉降分离池预处理后的污水，自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区，通过滤料空隙间曲折下行，而空气是自下而上行，也在滤料空隙间曲折上升，在对流接触氧化池中，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧的条件下发生气、液、固三相反应。由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附，截留在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质将其同化，代谢降解，在碳氧化与硝化合并处理时，靠近内锥上口及进水口的滤层段内有机污染物浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分的含碳污染物（CODcr）、BOD5和SS在此得以降解和去除，浓度逐渐低，在内锥下部自养型细菌如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分滤料间的空隙，蓄积着大量的活性污泥中存在着微生物，因此在内锥可发生碳污染的去除，同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附截留等作用外，兼有过滤作用，随着处理过程的进行，在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥，这些悬浮状活性污泥在滤料间隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除。继而使污水进入导流曝气生物过滤法污水处理池中的第一个区域内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，较彻底的实现了污水的第一级处理。设计参数：Q600m386400s0.007m3s设计BOD5容积负荷2.0kgm3d，设计前段处理BOD5去除20%，即进水BOD5308.1308.10.2246.18mgL；设计该部分去除率为75%，即出水BOD5246.48246.480.7561.62mgL；W填料Q(So-Se)2.0kgm3d600(246.4861.62)255.46m3；设计填料高度为2m，则A155.46227.73m2；2.7.2、外锥即上向流曝气生物过滤区设计：主要功能：在外锥即上向流对流接触氧化区内也装有粒径较小的滤料，滤料下也设有空气管和水管。经导流沉降无泵污泥回流区沉淀分离后的相对清水，在导流板的作用下进入外锥。经过缓冲区后进入滤层，与空气一道自下而上，通过滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料表面附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应，由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。在碳氧化与硝化合并处理时，靠近外锥下部进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分的含碳污染物（CODcr）BOD5和SS在此得以降解和去除，浓度逐渐降低。在外锥的上部的自养型细菌，如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分填料间的空隙，蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物。因此，在外锥中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外，兼有过滤的作用，随着处理过程的进行，在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥，这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除，继而使污水在导流曝气生物过滤法的第三个区域外锥即上向流曝气生物过滤区内，较彻底实现了污水的第三级处理。设计参数：Q600m386400s0.007m3s设计BOD5容积负荷1.0kgm3d；即进水BOD5=61.62mgL；设计该部分去除率为68%，即出水BOD5=61.6261.620.68=19. 72mgL；W填料=Q(So-Se)1.0kgm3d=600(61.62-19.72)1.0=25.57m3；设计填料高度为2m，则A2=13.822=6.91m2。2.7.3、导流沉降无泵污泥回流区设计：导流沉降无泵污泥回流区有三大作用：把自上而下，通过内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区处理后的污水，在重力作用下导入沉降无泵污泥回流区，通过导流板的作用，并借助流体下行的重力，使重于水的污泥顺势下沉于锥底。借助于上部的水压作用，压入锥底排泥管，排至污泥槽，流至污泥干化池。污泥流至干化池后，上清液和污泥在干化过程中外排的废液，都通过回流槽，回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理，干化污泥外运处理。将导流沉降无泵污泥回流区分离出来的水，通过导流板的作用，导入外锥即上向流曝气生物过滤区继续处理。设计参数：Q600m386400s0.007m3s竖沉区设计参数：设计表面水力负荷：4m3m2h；则A12546.25m2；斜沉区设计参数：设计表面水力负荷：8m3m2h；则A22583.13m2；A=A1A26.253.139.38m2；沉降分离停留时间：t12.56m8m3m2h19.2min（2.56代表池深10.70.86）t22.56m4m3m2h38.4min 总停留时间：t=19.238.4=57.6min设计平面尺寸：LB4.54.5m（满足竖沉区和斜沉区几何构造要求）；设计高度：2.5m；底部四周45锥底，锥底高度：0.5m；组合尺寸：LBH4.54.53m导流沉降无泵污泥回流区与上部的内锥下向流对流接触氧化区和外锥上向流曝气生物过滤区系上下结构，因此为构造的需要，设计尺寸调整为4.54.53m。设计容积：60.75m32.7.4、导流曝气生物过滤法污水处理池池体设计A=A1+A2=27.73+12.57=40.3m2，设计40.5m2，2座，单池尺寸：LB=4.54.5m滤池顶部水深0.5m，滤料2m，缓冲层0.5m，导流沉降无泵污泥外排回流区（二区）高3m，超高0.3m，池总高6.3m；设计单池尺寸：LBH4.54.56.3m；设计单池容积：127.6m3；导流曝气生物滤池的总容积：127.62=255.2m3；结构方式：地下式钢筋混凝土结构。2.7.5、需氧量设计计算内锥即下向流对流接触氧化区需氧量计算：O2=aQ(So-Se)bXvVa活性污泥微生物每降解1kgBOD5所需氧量，以kg计。b每kg污泥自身氧化的需氧量，以kg计。Xv，单位曝气池容积MLVSS量，以kgm3计。a=0.9；Q=600m3d，So246.48mg/L，Se=61.62mgL, b=0.42mgm2h=10.08mgm2d；填料体积：55.46m3，比表面积：200m2m3；V=55.46200=11092m2；生物膜每日内源口吸需氧量：1109210.08=111807mgd=0.1121kgd；需氧量O2=0.9600(246.4861.62) 10000.112=99.94kgd；实际供氧量：R=O2（1.331.61）=99.941.47=146.91kgd；所需空气量：G=R100(0.3Ea)；Ea：氧利用率采用微孔曝气头，取30%，则G=274.65（0.30.3）=1632.4m3d；气水比：2.721；曝气头单位服务面积：0.75m2个；则共需曝气头54个。外锥即上向流曝气生物过滤区需氧量的计算降解BOD5实际需氧量：OR=0.82(BOD5BOD5)0.32(XoBOD5)BOD5：外锥即上向流曝气生物过滤区单位时间内去除可溶性BOD5mgL；BOD5：外锥即上向流曝气生物过滤区内单位时间进入BOD5mgL；Xo：外锥即上向流曝气生物过滤区单位时间内进入SSmgL；经厌氧池处理SS去除率85%，即曝气生物过滤区单位时间内进入SS（mg/L）量为Xo=344.5-344.585%=51.7mg/L。设K20=0.3，=1.035VSSSS=0.7，进水溶解性BOD5/进水BOD5=0.5；冬季10的反应常数：K10=K20t-20=0.31.03510-20=0.21；出水SS的BOD5量：SSS=VSSSSXe1.42(1ek5) =0.7201.42(1-e-0.215)=12.9mgL；出水溶解性BOD5的量：Se=2012.9=7.1mgL；去除溶解性BOD5的量：BOD5=0.561.627.1=23.71mgL；夏季28的生化反应常数：K28=K20t20=0.31.0352820=0.40出水SS的BOD5量：SSS=VSSSSXe1.42(1ek5) =0.7201.42(1-e-0.45)=17.2mgL；出水溶解性BOD5的量：Se=2017.2=2.8mgL；去除溶解性BOD5的量：BOD5=0.561.622.8=28.01mgL；实际需氧量：冬季单位需氧量：OR=0.82（0.023710.06162）0.32(0.05170.06162)=0.3160.268=0.584kgO2kgBOD5；实际需氧量AOR=1.4ORSeQ=1.40.5840.06162600=30.23kgO2d=1.26kgO2h夏季单位需氧量：OR=0.82(0.028010.06162)0.32(0.05170.06162) =0.3730.268=0.641kgO2kgBOD5；实际需氧量：AOR=1.4ORSeQ=1.40.6410.06162600 =33.18d=1.38kgO2h标准需氧量换算：SOR=AORCsa(Csm-Co)1.024T-20SOR：标准需氧量kgO2hCs：标准条件下，清水中饱和溶解氧9.2mgLa：混合液中氧转移系数(KLa)与清水中Kla之比，一般0.8-0.85：混合液饱和溶解氧与清水饱和溶解氧之比，一般0.9-0.87P：大气压修正系数Csm：曝气装置在水下深度至水面平均溶解氧mgLCo：混合液剩余溶解氧值mgLT：混合液温度Csm=Ct(Ot42Pb2.026105)Ct：t温度时，清水饱和溶解氧mgLOt：滤池中溢出气体含氧量Pb：曝气装置处绝对压力Ot=21(1-Ea)10079+21(1- Ea)混合液中剩余溶解氧Co：3mgL；a：0.8，：0.9，p=1.0；Pb=11059.8103hH20=1.44105Ot=21(1-0.3)1007921(1-0.3)=15%冬季：Csm=Ct(Ot42Pb2.026105)=11.3(15421.441052.026105)=11.86mgLSOR=AORCsa(Csm-Co)1.024T-20=1.269.20.8(0.91.011.86-3.0)1.02410-20 =2.4kgO2h夏季：Csm=Ct(ot42Pb2.026105)=7.9(15421.441052.026105)=8.45mgLSOR=1.389.20.8(0.91.08.45-3.0)1.02428-20 =2.85kgO2h需氧量选最大值2.85kgO2h，Gs=SOR0.3Ea=2.850.09=31.7m3h硝化需氧量AOR=4.57Q(No-Ne)1000=4.57(605)6001000 =150.81kgO2d=6.28kgO2h总需氧量：2.853.28=9.13kgO2hGs=9.130.3Ea=101.44h=2435m3d气水比：4.061导流曝气生物过滤池总需氧量：1632.42435=4067.4m3d=169.48m3h2.83m3min6)、鼓风机压力：曝气头安在滤池填料下0.5m处鼓风机压力：50kpa。7)、设备选型设计鼓风机两台，两台交替使用，实际只运行一台，型号HC-80IS，风量Q=3.25m3min，风压50Kpa，电机功率5.5Kw。风机选用著名的日本独资企业江苏百事德HC-60IS型低噪音回转式风机，风量Q=3.25m3min，风压50Kpa，电机功率5.5Kw，进出口配消音器和减震装置。该风机技术采用日本最大的回转式风机制造商TOHIN整机技术和部件生产，是目前国内噪音最低的节能性高效风机，该风机在汽缸和叶轮制作中采用独特的加工工艺和优质材料，不仅极大地降低风机噪音（风机运转时噪音低于50分贝），而且大大提高了风机的工作性能和耐久性。该风机还具有体积小、风量大、耗电省、运转平稳、抗负荷变化和风量稳定的特点，尤其适用于污水处理生物曝气池中负荷变化大的场合。该设备由于低转速（500r.p.m）运行，设备磨损小，使用寿命长，故障率极低。2.8、清水反冲洗系统内锥和外锥在运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落在生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。导流曝气生物过滤装置以其贮存在清水池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到预处理设施。反冲洗水设计：反冲洗水强度设计：6Lm2s反冲洗水量：(12.572)636001000=135.8m3h反冲洗水头：5m反冲洗泵：TPWD125-200（I）A，流量：143m3h，扬程：10m，电机功率：7.5kw反冲气体强度：12L/m2s反冲洗气量：57(12.2)1236001000=271.5m3h=4.53m3min气压：50kpa反冲洗气泵：BH100，风量：5.03m3min，风压：50kPa，电机功率：7kw2.9、砂滤系统作用是进一步去除污水中的杂质，使后续快渗系统能够稳定运行。滤池采用上向流，滤速取4.0米小时；反冲强度10升（米2秒）；反冲时间5分钟。有效尺寸：LBH535m有效容积：75m3；结构方式：钢筋混凝土结构；砂滤层厚度取2.5m，垫层0.3m；池 形：方形，地下式；砂滤层厚度取2.5m，垫层0.3m；滤料：体积：V1=5m3m2.5m=37.5m3；垫层：体积：V2=5m3m0.3m=4.5m32.10、清水池水力停留时间23min；反冲时间5min；气水联合反冲时间5min；冲洗总时间10min。反冲洗气泵与前面曝气鼓风机合用，不再另设鼓风机。结构方式：钢筋混凝土地下式结构。有效尺寸：LBH535m；有效容积：75m3。2.11 消毒池主要功能：消毒是水处理的重要工序之一，根据传染病防治法和2000年6月由建设部、国家环保总局、科技部联合发布的2000124号文中规定“为保证公共卫生安全，防止传染性疾病传播，污水的污水处理应设置消毒设施”。因此污水处理必须设置完善的消毒设施，选用完