毕业设计-啤酒厂废水处理工艺设计.doc

青岛理工大学毕业设计用纸 摘要本文针对啤酒车间废水处理工艺进行初步设计。啤酒废水含有许多有机的物质，这些有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。 啤酒废水中BOD5/CODcr值高，在50及以上，非常有利于生化处理。同时生化处理与物理法、化学法相比较；一是处理工艺比较成熟；二是处理效率高，CODcr、BOD5去除率高，一般可达8090以上；三是处理成本低（运行费用省）；经过对各种处理工艺的对比，最终选择水解酸化+生物接触氧化作为处理工艺。 本工艺流程设有格栅、调节池，对污水进行预处理，去除水中较大的悬浮颗粒和调节水质水量。生化处理采用生物接触氧化法，可提高有机物去除效率。沉淀池用来进行泥水分离。本流程简单稳定，对水量、水质的变化有很强的适应能力，同时确保出水的COD、BOD和SS以及总氮，总磷指标达到标准。通过初步预算，该工艺也将带来可观的经济效益和良好的环境效益。 本文对格栅、调节池、水解池、生物接触氧化池、沉淀池、污泥池等主要构筑物进行计算，编制设计说明书，并绘制工艺流程、构筑物平面及高程、主要构筑物共八张图纸。关键词：啤酒废水；水解酸化；生物接触氧化；AbstractAccording to the beer effluent treatment plant preliminary design process. Beer wastewater containing many organic substances, these high organic concentration, although non-toxic, but easy to corruption, discharged into the water body will consume large amount of dissolved oxygen, causing serious pollution of water environment.The value of BOD5CODcr of brewery wastewater is high, in the 50% and above, is very conducive to biochemical treatment. At the same time, biochemical treatment and physical method, chemical method are compared; one is processing technology more mature; two is the high treatment efficiency, high removal rate of CODcr, BOD5, generally up to 80%90%; three is the low processing cost (cost); after comparing the various treatment processes, the final choice of hydrolytic acidification-biological contact as the process of oxidation.This process is arranged in the grid, regulation pool, pretreatment of wastewater, the removal of larger particles suspended in the water and water quality regulation. Biological treatment by biological contact oxidation method, can improve the removal efficiency of organic compounds. Sedimentation tank for slurry separation.This simple process stability, change of water flow, water quality has a strong ability to adapt, while ensuring that the effluent COD, BOD and SS as well as the total nitrogen, total phosphorus index reaches the standard. Through the preliminary budget, this process will bring considerable economic benefits and environmental benefits.Regulation pool, the grille, hydrolysis tank, biological contact oxidation tank, sedimentation tank, sludge tank main structures are calculated, prepare the design specification, and rendering process, structures plane and elevation, the main structures of eight drawings.Keywords: beer wastewater; hydrolytic acidification; biological contact oxidation;目录1绪论71.1工厂所在地概况71.2啤酒废水来源及特点81.3啤酒废水主要处理工艺81.3.1好氧工艺81.3.2厌氧工艺101.3.3厌氧好氧工艺121.4处理工艺确定141.4.1设计任务及标准141.4.2处理工艺选择152水处理构筑物参数计算182.1格栅182.2调节池232.3水解池252.4接触氧化池282.5沉淀池313污泥处理系统354管道布置384.1污水管道384.2污泥管道394.3鼓风管道405平面及高程布置425.1平面布置425.2高程布置436工程预算456.1土建工程预算456.2设备及管材预算466.3其他费用476.4运行成本预算47结论.46致谢.47参考文献：491绪论1.1工厂所在地概况长春市是吉林省省会，东北亚区域国际化大都会，中国汽车工业、电影事业的摇篮，中国副省级城市，中国特大城市之一。中国第一汽车集团公司和长春电影制片厂座落于此，是中国最早的汽车工业基地和电影制作基地，有东方底特律之称。长春市位于北半球中纬地带，欧亚大陆东岸的中国东北松辽平原腹地，居北纬43054515；东经1241812702。幅员20604平方公里。西北与松原市毗邻，西南和四平市相连，东南与吉林市相依，东北同黑龙江省接壤。长春地区地貌由山地、台地和平原组成，东高西低，形成了“一山四岗五分川”的地貌格局。长春市地处中国东北松辽平原腹地，市区海拔在250-350米之间，地势平坦开阔。属大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自东向西递减。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和利用大自然提供了良好的气候环境。由于地理位置、地形结构与大气环流相配合的作用，具有如下基本特征：四季分明。春季较短，干燥多风；夏季温热多雨，炎热天气不多；秋季气爽，日夜温差大；冬季漫长较寒冷。长春市年平均气温4.8C，最高温度39.5C，最低温度-39.8C，日照时间2688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。1.2啤酒废水来源及特点啤酒生产加工过程包括: 制麦、糖化、发酵、罐装，其生产加工过程中排放的废水，水量大，不稳定，BOD/COD高，利于生化处理，N、P含量较少，SS含量高，毒害小。废水主要来自麦芽车间(浸麦废水)，糖化车间(糖化，过滤洗涤废水)，发酵车间(发酵罐洗涤，过滤洗涤废水)以及灌装车间(洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒)等其中酿造过程的涮洗水及包装过程的洗瓶水，约占废水总量的啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差别，一般夏季啤酒消费量大，废水水量处于高峰，有机物含量也较高1，各工艺废水特点如下：(1) 浸麦废水: 水量较小，有机物浓度中等，颜色较深，容易腐败，含有多种糖类、果胶及蛋白化合物，水中悬浮固体含量较少且与麦粒的干净程度有关。(2) 糖化发酵废水: 水量较大，有机物含量很高，水中含有废酵母、蛋白凝固物、多种糖类、醇类、纤维素及废酒糖等悬浮固体，属高浓度有机废水。(3) 包装洗涤废水: 水量大，有机物含量低，水中含有部分残留啤酒、洗涤剂及部分无机物。(4) 其它废水: 如厂区生活污水等2。1.3啤酒废水主要处理工艺1.3.1好氧工艺好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命代谢活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量，处理效果好，主要有如下几种工艺。活性污泥法活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、运行最可靠的方法，具有投资省、处理效果好等优点。该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。废水进入曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。活性污泥法处理啤酒废水的缺点是动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀。可以通过投加化学药剂解决，但这将使处理成本提高。SBR工艺及CASS工艺SBR是序批式间歇活性污泥法的简称, 是近年来被国内外引起重视、研究并大力推广应用的一种污水生物处理新技术。SBR工艺是通过时间上的交替运行实现传统活性污泥法的运行全过程。该工艺只有一个SBR池,但同时具有调节池、曝气池和沉淀池的功能。运行过程分为进水、曝气、沉淀、滗水、闲置五个阶段。与传统活性污泥法相比,SBR工艺所具有的优点非常明显: 工艺简单,调节池体积小或不设,无二沉池和污泥回流,运行方式灵活；结构紧凑,占地少,基建、运行费用低；反应过程浓度梯度大,不易发生污泥膨胀；抗负荷冲击能力强,处理效果好；厌氧(缺氧)和好氧交替发生,同时脱氮除磷而不需额外增加反应器3。在SBR工艺的基础上，有发展出CASS(循环式活性污泥法)工艺，CASS工艺与其他工艺相比,特点如下:CASS池的变容运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性；选择器的设置加强了微生物对磷的释放、反硝化、对有机物的吸附吸收等作用,增加了系统运行的稳定性；周期内反应器以厌氧缺氧好氧缺氧厌氧的方式运行,有比较理想的脱氮除磷效果。深井曝气法深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法，曝气池由下降管以及上升管组成。将废水和污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入两管中，混合液则由上升管排至固液分离装置，即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的。其优点是：占地面积少，效能高，对氧的利用率大，无恶臭产生，但是也有施工难度大，造价高，防渗漏技术不过关等缺点。生物膜法与活性污泥法不同，生物膜法是在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理，不会出现污泥膨胀的问题。生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表，在啤酒废水治理中均被采用，主要是降低啤酒废水中的BOD54-5。生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法。它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置 等部分组成，依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧.该法运转稳定、动力 消耗少，但低温对运行影响大，在处理高浓度废水时需增加转盘组数。生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气.这种方法可以得到很高的 生物固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效率高，占地面积也小于活性污泥法。1.3.2厌氧工艺厌氧工艺是利用厌氧微生物在无需提供氧气的情况下，通过自身代谢过程将废水中的有机物转化为无机物(CH4,CO2,H2O)和少量细胞产物。一般认为，可将厌氧生物处理技术主体反应器经历3个时代。第一代厌氧反应器从1881年法国“Cosmos”杂志报道应用厌氧生物技术处理市政污水中的大量易腐败有机物起，厌氧生物处理技术已经有了百余年的历史。第一代厌氧反应器以厌氧消化池为代表，最初的厌氧反应器采用污泥与废水完全混合的模式，污泥停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)相同，厌氧微生物浓度低，处理效果差。一般其容积负荷在45kg COD/ ( m3d) 以下 6。第1代厌氧反应器主要用于污泥和粪肥的消化,以及生活污水的处理。第二代厌氧反应器 随着人们对厌氧生物处理技术研究的深入，以提高厌氧微生物浓度和停留时间，强化传质作用，缩短液体停留时间为基础的一系列高速厌氧反应器(High-rateAnaerobicReactor)相继出现。主要有厌氧滤器( AnaerobicFilter,简称AF)、厌氧流化床(Anaerobic FluidizedBed,简称AFB) 反应器、上流式厌氧污泥床( Up-flowAnaerobicSludgeBed,简称UASB) 反应器等。其中以UASB反应器为代表。该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水，UASB工艺因其工艺结构紧凑，处理能力大，效果好，投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用。UASB反应器底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气-液-固分离系统（三相分离室）。废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）。气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出，对啤酒废水CODcr的去除率为60%70%。UASB反应器可以将固体停留时间和水力停留时间分离,能保持大量的活性污泥和足够长的污泥龄,并注重培养颗粒污泥,属高负荷系统。但大多数的UASB反应器在处理固体悬浮物浓度较高的废水时易引起堵塞和短流。同时, 初次启动和形成稳定颗粒污泥用时较长。此外,还需要设计合理的三相分离器专利技术。UASB工艺处理出水一般达不到排放标准，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放。UASB反应器较其他反应器有以下优点： 降性能好，不用设沉淀池，无需污泥回流 不需填载体，构造简单，节省造价 由于消化产气作用，污泥上浮起到一定的搅拌作用，因而不需设搅拌设备，降低维护成本 污泥浓度和有机负荷高，停留时间短第三代厌氧反应器虽然第2代厌氧生物反应器在应用中取得了很大的成功，但为了解决UASB反应器在运行中出现的短流、死角和堵塞等一些问题，进一步增强厌氧微生物与废水的混合与接触，提高负荷及处理效率，扩大适用范围，人们在其基础上继续研究和开发了第3代反应器。主要有厌氧颗粒污泥膨胀床( ExpandedGranular SludgeBed, 简称EGSB)、厌氧内循环反应器( Inside Cycling, 简称IC)、厌氧折板式反应器( Anaerobic BaffledReactor, 简称ABR)、厌氧序列式反应器( Anaerobic Sequencing Batch Reactor, 简称ASBR)、厌氧膜生物系统( AnaerobicMembrane Biosystem, 简称AMBS)等，因为运行控制困难或构造太复杂，目前生产实践中第3代厌氧反应器应用较少。这一代的代表为EGSB和IC反应器，容积负荷超过10kg COD/ ( m3d) 。第3代厌氧反应器在将固体停留时间和水力停留时间相分离的前提下，使固、液两相充分接触，从而既能保持大量污泥又能使废水和活性污泥之间充分混合、接触，以达到真正高效的目的。第3代反应器的厌氧膜生物系统采用了昂贵的膜技术；其他系统存在着运行控制难的缺陷，影响其稳定运行7。1.3.3厌氧好氧工艺单独采用好氧工艺，虽然技术成熟、处理效果好，但因动力消耗高、占地面积较大等缺点，导致好氧工艺性价比较低，不适用于现在这个能源稀缺的时代；单独采用厌氧工艺，又很难达到处理要求，所以厌氧与好氧工艺结合，取长补短，得到广泛的应用。啤酒废水处理中，常用的厌氧+好氧工艺有如下几种：水解酸化工艺废水格栅预处理水解池接触氧化池气浮池浓缩池外运排放脱水剩余污泥回流污泥图1 水解酸化工艺典型流程图工艺流程可见图1，该工艺的特点是控制在厌氧过程的水解酸化阶段，不产沼气。充分利用水解产酸菌世代周期短、可迅速降解有机污染物的特性，在其作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用下，将大分子物质、难以生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，由此提高了污水的可生化性，使污水在后续的好氧池中以较少的能耗和较短的停留时间得到处理，从而提高了污水的处理效率，并减少了污泥生成量2。水解池较之全过程的厌氧池具有以下的优点： 不需要密闭的池，不需要搅拌器，不需要三相分离器，降低了造价和便于维护； 水解、产酸阶段的产物主要是小分子的有机物，可生化性一般较好，故水解池可以改变原污水的可生化性，从而减少了反应时间和处理能耗； 由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善了处理厂的环境； 由于第一、第二阶段反应迅速，故水解池体积，节省基建投资，于水解池对固体有机物的降解，减少了污泥量，具有消化池的功能； 工艺仅产生很少的剩余活性污泥，实现了污水、污泥一次处理，不需要中温消化池。厌氧反应器好氧工艺废水格栅预处理厌氧池好氧池二沉池浓缩池外运排放脱水剩余污泥回流污泥图2 厌氧反应器好氧工艺典型流程图调节池沼气回收利用典型的厌氧反应器好氧工艺流程可见图2.该工艺特点是：由于厌氧好氧生物处理把单独好氧处理和单独厌氧处理有机地结合起来，具有二者的功能和优点，厌氧处理完全厌氧并回收沼气，完成大部分有机污染物的处理，常采用的厌氧反应器有UASB反应器或IC反应器等。好氧处理作为厌氧处理的后处理，进一步处理污水，使之达标排放，好氧工艺以接触氧化法、SBR(CASS) 法居多。实践证明厌氧好氧工艺处理啤酒废水是成熟可靠地工艺，目前正构成我国啤酒废水处理工艺的主流技术。 1.4处理工艺确定1.4.1设计任务及标准本次设计出水水质达到啤酒工业污染物排放标准GB19821-2005中的排放标准，进水水质及排放标准可见表1.表 1 废水水质及出水要求项目CODCrBOD5SS氨氮pH进水平均值（mg/L除PH）20001500450306-7出水要求（mg/L除PH）802070156-9去除率（%）9698.784.450-设计平均流量为9000m3/d.技术要求：要求工艺先进，技术可靠，经济优化的方案。要求布局合理，占地面积较小。污水站主体设施采用半地上式钢混结构。采用的主要规范和标准1.室外排水设计规范 （GBJ14-87）2.污水排入城市下水道水质标准 （CJ3082-1999）3.地表水环境质量标准 （GHZBI-1999）4.泵站设计规范 （GB/T50265-97）5.污水综合排放标准 （GB8978-1996）6.给水排水制图标准 （GBJ106-87）1.4.2处理工艺选择几种常用的处理工艺比较，可见表2.表2 几种常用处理工艺比较处理方法主要处理技术、经济比较好氧工艺氧化沟工艺较简单，运行管理方便，处理效果好，出水水质好；但是污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。厌氧好氧联合工艺水解好氧技术节能效果显著，且BOD5/CODcr值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少。厌氧反应器好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，产出颗粒污泥产品，有一定收益；操作要求严；适用于中、高浓度有机废水。本次设计处理流量较大，采用单独的好氧工艺成本太高，资源耗费大，而采用单独的厌氧工艺又不能达到设计要求，所以本次设计确定选择厌氧好氧工艺处理技术。本次设计CODcr=2000mg/L,属于低浓度有机废水，厌氧反应器适用于中、高浓度有机废水，故无法利用厌氧反应器好氧工艺；水解工艺作为好氧阶段的前处理直接提高整个系统处理效率，因此，本次设计采用水解好氧工艺。好氧阶段采用生物接触氧化法。厌氧生物处理相比好氧生物处理，在难降解有机物的处理上有更大的优越性。主要是一些大分子化合物，首先要经过水解过程，而好氧微生物的水解能力较弱，使有机物的降解缓慢。厌氧生物处理则利用了水解酸化阶段，使一些难降解有机物得到水解。在水解和酸化阶段，主要的微生物是水解菌和产酸菌，均为兼氧性细菌，因此它不需要严格的厌氧条件，对温度、PH的变化不敏感，便于控制。经水解和酸化预处理后，BOD5/CODcr大大提高，COD的去除率显著高于传统的活性污泥工艺。生物接触氧化法是兼有活性污泥和生物膜法特点的生物处理工艺，与活性污泥法相比，它具有生物活性好，F/M比值大，处理负荷高、处理时间短、可间歇运行等特点。接触氧化池内放置有填料，有效地增大了单位容积的生物膜面积，大大提高了处理效率。具体工艺流程可见图3.废水格栅预处理水解池接触氧化池沉淀池浓缩池外运排放脱水剩余污泥回流污泥图3 水解酸化工艺流程图2水处理构筑物参数计算2.1格栅格栅作用作为污水处理第一道污水处理构筑物，其作用是：拦截可能堵塞水泵机组和阀们的污水中较大悬浮物、漂染物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证水泵及后续处理构筑物的处理能正常运行。设计参数设计流量（最大日均流量）Q=9000m3/d=375m3/h=0.104m3/s；进水渠内有效水深为0.20.5 m，现取值h=0.3m；栅前流速一般为0.40.8m/s；现取值为v1=0.8m/s；过栅流速0.61.0m/s；现取值为v=0.6m/s；进水渠道宽 B1=Qhv=0.1040.30.6=0.578m (3)设计计算细格栅栅条间距为310mm，现取b=8mm=0.008m，格栅设计示意图可见图4.栅条间隙数n n=Qsinbhv=0.104sin750.0080.30.6=71 (n取71)式中： Q 最大日均流量，m3/s； 格栅倾角，取=75； b 格栅净间距，m； h 栅前水深，m； v 过栅流速，m/s；图4 格栅设计计算示意图 栅槽宽度B设栅条断面为锐边圆形断面s=0.008m，则栅条宽度B=sn-1+bn=0.00871-1+0.00871=1.13m 式中：s 栅条宽度，m； n 栅条间隙数，个； b 格栅净间距，m；进水渠道渐宽部分长度l1设渐宽部分展开角度=20,则 l1=B-B12tan1=1.13-0.5782tan20=0.76m式中：B 栅槽宽度，m；B1 进水渠宽，m；1 渐宽部分展开角度；校核栅前流速： QB1h=0.1040.5780.3=0.60m/s，符合要求栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2l2=l12=0.762=0.38m 式中：l1 进水渠道渐宽部分的长度,m；通过格栅的水头损失h1设栅条断面为锐边矩形断面，查表得=2.4210.h1=(sb)43v22gsink=2.42(0.0080.008)430.6229.8sin753=0.13m式中： 形状系数； s 栅条宽度，m； b 格栅间距，m； v 过栅流速，m/s； k 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用数值为3； 格栅倾斜角（75）； 栅后槽总高度H： H=h+h1+h2=0.3+0.13+0.3=0.73m式中：h 栅前水深m h1 通过格栅的损失m h2 超高，一般采用0.3m 栅槽总长度L：L=l1+l2+0.5+1.0+h+h2tan=0.76+0.38+0.5+1.0+0.3+0.3tan75=2.80m式中： 进水渠道渐宽部分的长度，m； 栅槽与出水渠道连接处的窄部分的长度，m； 格栅倾角（75）；根据情况所需，选用机械格栅较好，本次设计选用XGS1200型旋转式格栅。 每日栅渣量W：在格栅间隙8mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.15m3.W=86400QW11000Kz=864000.1040.1510001.4=0.963m3/d式中：W1栅渣量m3/103污水，取W1=0.15 ； Kz污水流量总变化系数1.21.5,此处取Kz=1.4；由于渣量大于0.2m3/d，宜采用机械清渣。校核： v1=QKzB1h=0.1041.40.5780.3=0.43m/s式中：v1 栅前水速，m/s；一般取0.4m/s0.9m/s；Q 设计流量，m3/s；B1 进水渠道宽，m；h 栅前水深，m； 在0.4m/s0.9m/s之间，符合设计要求。2.2调节池设计说明调节池的作用是：均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。设计参数设计流量：Q=9000m3/d=375m3/h停留时间：T=6.0h调节池尺寸调节池的有效容积VV=QT=3756.0=2250m3式中：Q 设计流量，m3/h；T 停留时间，h；调节池水面面积A调节池有效水深h0=5.5m，超高0.5m，则A=Vh0=22505.5=409.1m2调节池尺寸设调节池长L=21m，宽度B=20m，则实际有效容积 v1=LBH=21205.5=2310m3调节池的实际尺寸为：长宽高=21206=2520m3空气管路调节池设空气管曝气，主要的作用是通过曝气搅拌防止杂物在调节池内沉淀下来，避免池底积累大量污泥，造成调节池有效调蓄容积减少，同时由于停留时间较长，曝入一定量空气可以避免污水腐败产生大量臭气。另一方面，对污水的预氧化处理更加保证出水水质8。调节池内采用穿孔管曝气，根据民用建筑生活污水处理工程设计规定，调节池空气搅拌气量每100m3池容积1.02.0m3/min，调节池容积为2520m3，所需空气量Q气=25.2m3/min。穿孔管布置空气管内流速控制在10m/s左后，则管道内径d=4Q气v=425.23.141060=0.231m选用De280mm的UPVC管，内径为239mm，则管内流速v=4Q气d2=425.23.140.231260=10.03m/s符合设计要求。共设100根支管，两侧各50根，起端空气流速控制在10m/s左右则支管直径d=4Q气100v=425.23.141060100=0.023m选用De32mm的UPVC管，内径为27mm，校核其流速v=4Q气100d2=425.23.140.023260100=10.1m/s符合设计要求。穿孔直径取为dk=3mm，孔口流速vk=30m/s，则孔眼数n为n=4Q气dk2vk=425.23.140.00323060=1982取n=2000个，每根支管的开孔数为20个，斜45交叉布置，沿支管方向间隔500mm。鼓风机调节池所需空气量Q气=25.2m3/min=1512m3/h，选用DF2.5A型号风机两台，一备一用，其性能如下表3。表 3 DF2.5A风机性能型号电动机型号功率（kW）风量（m3/h）转速（r/min）全压（Pa）DF2.5AYDW550-40.5516001100265调节池潜水泵调节池内水位为0.75m，水解池内水位为5.0m，加上池内上升速度，提升泵扬程为10m。选用200QW400-10的潜水泵，其性能如下表4.表4 200QW400-10潜水泵性能型号出水口径流量扬程转速轴功率配用功率泵效率重量200QW400-10200mm400m3/h10m1470r/min13.09kW18.5kW81.2%660kg2.3水解池池体尺寸设计水量：Q=9000m3/d=375m3/h，停留时间THRT=4.0h，则有效容积V有效=QT=3754.0=1500m3取池高H=5.5m，超高0.5m，H有效=5m，则水解池水平面积A=V有效H有效=15005=300m2取长宽=LB=2015=300m2，则水解池的实际尺寸为：长宽高=LBH=20155.5=1650m3上升流速核算上升流速按按下式计算：v=QA=HTHRT=5.54=1.375m/hv=0.51.8m/h，符合设计要求。布水系统采用分支式配水方式，沿池长方向布置两根主管，共设置80根支管，每根主管40根，每根主管两侧各20根，每根支管开孔3个，共240个孔，则每个孔的布水负荷为：300240=1.25m2，在051.5m2之间,符合设计要求。主管采用DN110mm的PVC管，支管采用DN63mm的PVC管。取出水孔径为20mm，则孔口流速为：v=4Q80d2=43753.140.022360080=4.15m/sv大于2.0m/s，符合设计要求。配水管布置如下： 两条主管沿池长方向平行布置，两侧均匀分布支管，间隔1m； 支管出水口向下距池底200mm，位于服务面积中心； 出水孔正对池底，设45导流板，使出水散布池底。出水系统出水采用汇水槽上加设三角堰。出水系统的作用是把水解池液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。出水槽设计沿水解池靠接触氧化池的四边各设一出水槽，出水槽流量为Q=0.104m3/s，设出水槽宽为0.5m，出水槽口附近水流速度为0.3m/s，则槽口附近水深h1=Qvb=0.1040.50.3=0.69m式中：h1 槽口水深，m； v 槽口附近水流速度，m/s；b 水槽宽，m；取槽口附近水深为0.70 m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸64.4m0.5m0.70 m；出水槽数量为1座。溢流堰设计出水槽溢流堰设计900三角堰，堰高50，堰口水面宽b=50。查知溢流负荷为1-2 L/（ms），取设计溢流负荷f = 1.80 L/（ms），则堰上水面总长为：L=Qf=0.1041031.80=27.8m三角堰数量：n=L0.05=556个溢流堰上共有556个100的堰口，556个48的间隙。排泥系统取清水区高度为1.2m，设置三个排泥点，分别距池底2.0m、2.5m、3.0m，预设日排泥一次，另设污泥液面监测仪，根据污泥面高度确定具体排泥时间。预计处理效果预计处理效果如表5.表5 水解池处理效果项目CODCrBOD5SS进水水质（mg/L）20001500450去除率（%）453580出水水质（mg/L）110082584.42.4接触氧化池设计参数设计流量Q=9000m3/d=375m3/h；进水CODcr：1100mg/L;进水BOD5:825mg/L；出水BOD5：20mg/L；BOD负荷： 2000 gBOD5/(m3d)；接触氧化池尺寸氧化池的有效容积V=Q(La-Lt)M=9000(825-20)2000=3623m3式中：Q 设计日均水量，m3/d; La 进水BOD5浓度，mg/L； Lt 出水BOD5浓度，mg/L; M 容积负荷，gBOD5/(m3d)；取填料层总高度H=3m，则氧化池总面积F=VH=36233=1208m2取每个氧化池面积为f=25m2，则氧化池个数n=Ff=120825=48.32取氧化池个数为50个，每个尺寸5m5m，校核接触时间：t=nfHQ=50253375=10h，符合设计要求。设计接触氧化池个数为5个，其中氧化池个数为10个，平面尺寸为50m5m，5个接触氧化池并排，中间间隔2m，则整个接触氧化池尺寸为：50m33m取超高h1=0.5m，填料上水深h2=0.5m，填料层间隙h3=0.2m，配水区高度h4=1.0m填料层数m=3层，则接触氧化池总高度：H0=H+h1+h2+m-1h3+h4=5.4m污水在池内的实际停留时间：t1=nf(H0-h1)Q=5025(5.4-0.5)375=16.3h填料选用玻璃钢蜂窝填料，蜂窝孔径25mm，填料总体积：V1=nfH=25503=3750m3供气系统采用在填料下直接曝气方式，曝气充氧的扩散装置采用微孔曝气器。所需空气量取去除1kgBOD5所需氧量为1.0kgO2，反应池所需氧气量：Qs=1.0QLa-Lt=1375000825-2010-6=301.9kgO2/h式中：Q 设计日均水量，L/h； La 进水BOD5浓度，mg/L； Lt 出水BOD5浓度，mg/L；设氧的利用率为15%，则标准状态下供气量：Gs=Os0.28EA=301.90.2815%=7188m3/h其中，0.28为标准状态下1m3空气中含氧量（kgO2/m3）。曝气器数量选用215型膜片式微孔曝气器，主要参数如下：直径215mm，空气量：1.53m3/(h个)，服务面积0.353m2/个，氧利用率18.427.7%，阻力180280mmH2O。取服务面积0.5m2/个，每个氧化池曝气器个数为：25/0.5=50个，共2500个曝气器。单个曝气器空气量：Gs1=Gsn=71882500=2.88m3/h，符合设计要求。鼓风机接触氧化池所需供气量为7188m3/h，选用DF4.5A风机两台，一备一用，其性能如表6.表 6 DF4.5A风机性能型号电动机型号功率（kW）风量（m3/h）转速（r/min）全压（Pa）DF4.5AYDW4-6475489006772.5沉淀池沉淀池作用接触氧化池中的生物膜会老化脱落，而沉淀池的作用就是从废水中分离出脱落的生物膜，确保出水达标，本设计采用竖流式沉淀池。设计参数表面负荷q1=2.5m3/(m2h)； 空隙内流速v1=0.02 m/s沉淀时间t=1.5h； 中心管内流速v0=0.03 m/s；设计流量Q=9000m3/d=0.104m3/s；设5个沉淀池每个沉淀池流量Q1=0.021m3/s；设计计算中心管面积f=Qv0=0.0210.03=0.7m2式中：Q 单池最大设计流量，m3/s； v0 中心管内流速，m/s。中心管直径d0=4f=40.73.14=0.89m中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3=Qv1d0=0.0210.023.140.89=0.38m式中：v1 喇叭口与反射板之间的缝隙内流速，m/s。沉淀部分有效断面积F=Qv=752.5=30m2式中：v 沉降区内流速，m/s；其与表面负荷q1数值上相等。沉淀池直径D=4(F+f)=4(30+0.7)=6.25m符合设计要求。沉淀池有效水深h2=vt=2.51.5=3.75m式中：t 沉降时间，h。校核池径水深比D/h2=6.25/3.75=1.673，符合要求。校核集水槽每米出水堰的过水负荷q0=Q1D=0.0213.146.25=1.07L/s2.9L/s符合要求，可不另设辐射式水槽。污泥产量由于SS去除产生的污泥量：W1=QSa-Sc=900068-2710-3=369kg/d由于COD去除产生的污泥量：W2=QCa-Cca=900085-620.310-3=62.1kg/d式中：Ca，Cc 分别代表进口和出口COD的浓度，mg/L；a 污泥表观增长系数，取值为0.3。则污泥产量W=W1+W2=369+62.1=431.1kg/d。污泥部分需要的容积按照污泥停留时间为1.5d计算：V=WT(1-P)=431.11.51000(1-0.997)=215.6m3式中：T 污泥停留时间，d； 污泥容重，kg/m3，取值为1000 kg/m3；P 污泥含水率，取99.7%。每个沉淀池污泥量为V/5=43.1m3。污泥斗污泥斗为圆截锥形，设底部直径d1=0.4m，截锥高度为h5，截锥侧壁倾角 =55，则h5=D2-d12tan=6.252-0.42tan55=4.18m则污泥斗体积：V2=h53R2+r2+rR=3.144.1833.1252+0.22+3.1250.2=45.6m3 V2V/5,可见污泥斗足够容纳产生的污泥量。 池子总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.75+0.38+0+4.18=8.61m式中：h1 超高，m；h3 缓冲层高度，m。3污泥处理系统产泥量计算根据水解池和生物接触氧化池BOD去除量以及污泥产率系数计算，其中污泥产量系数取0.5，则两池污泥总量=0.5（1400-20）900010-3=6210kg/d。其中来自于水解池的污泥量为2587kg/d，来自于接触氧化池的为3622kg/d，含水率为98%。所以污泥体积为V1=6210/(1-0.98)10-3=310.5m3/d。沉淀池污泥量为431.1kg/d，其含水率为99.7%，所以体积为V2=431.1/(1-0.997)10-3=143.7m3/d.所以总体积 V=V1+V2=310.5+143.7=454.2m3/d。集泥井尺寸设计污泥停留时间为6h，则集泥井有效体积V有效=6454.2/24=113.6m3，取集泥井长、宽、高分别为6m、6m、4m，集泥井实际体积为144m3。污泥浓缩脱水一体机根据污泥产量，选用LWY355N污泥浓缩脱水机一台，其主要参数可见下表7.表 7 LWY335N污泥浓缩脱水机主要参数型号公称直径（mm）转鼓转速（r/min）长径比重量（kg）处理能力（m3/h）电机功率（kW）泥饼含水率（%）LWY335N35530004.220001630226578污泥管道布置水解池污泥管水解池污泥产量为2587 kg/d，含水率为98%，其体积为：V1=25871-0.9810-3=129.35m3/d预设每日排泥一次，每次2小时，采用DN=200mm的不锈钢管，其内径为4.5mm，内径为210mm，则管内污泥流速为：v1=4V10.53600d2=4129.350.536003.140.212=0.52m/s符合设计要求。接触氧化池污泥管接触氧化池污泥产量为3622kg/d，含水率为98%，其体积为：V2=36221-0.9810-3=181.1m3/d每个氧化池每天污泥量为3.622 m3/d，每排氧化池采用一根污泥总管排污泥，每根污泥总管负责污泥量为36.22m3