啤酒废水处理构筑物设计与计算

啤酒废水处理构筑物设计与计算第一节格栅的设计计算一、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。二、设计参数取中格栅；栅条间隙D10MM；栅前水深H04M；格栅前渠道超高H203M过栅流速V06M/S；安装倾角45；设计流量Q5000M3/D0058M3/S三、设计计算H11H1HBB115021TG三2（一）栅条间隙数NMAXSINQBHV0058SIN4500104062032取N21条式中Q设计流量，M3/S格栅倾角，取450B栅条间隙，取001MH栅前水深，取04MV过栅流速，取06M/S；（二）栅槽总宽度B设计采用宽10MM长50MM，迎水面为圆形的矩形栅条,即S001MBSN1BN00121100121041M式中S格条宽度，取001MN格栅间隙数，B栅条间隙，取001M（三）进水渠道渐宽部分长度L1设进水渠道内流速为05M/S,则进水渠道宽B1017M,渐宽部分展开角取为201A则L12BTG0410172TG20032式中L1进水渠道间宽部位的长度，ML2格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，MB栅槽总宽度，MB1进水渠道宽度，M进水渠展开角，度A（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（L2）L2L1/2032/2016M（五）过栅水头损失（H1）取K3,183栅条断面为半圆形的矩形，V06M/SHO（SB）4/3V22GSIN1830010014/3062298SIN450024MH1KH0300240072M式中H0计算水头损失，MH1过格栅水头损失，MK系数，水头损失增大倍数形状系数，与断面形状有关S格栅条宽度，MB栅条间隙，MV过栅流速，M/S格栅倾角，度（六）栅槽总高度H取栅前渠道超高H203M栅前槽高H1HH207M则总高度HHH1H2040072030772M（七）栅槽总长度LLL1L20510145HTG032016051007268M式中H1格栅前槽高，H1HH2040307（八）每日栅渣量W取W1006M3/103M3K210则W28640Q005800886400151000027/D采用机械清渣式中Q设计流量，M3/SW1栅渣量M3/103M3污水，取01001,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取008K2污水流量总变化系数第二节调节沉淀池的设计计算一、设计说明啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，由于啤酒废水中悬浮物SS浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。二、设计参数水力停留时间T6H设计流量Q5000M3/D208M3/H0058M3/S,采用机械刮泥除渣。表21调节沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质MG/L20001010350去除率（）7750出水水质MG/、设计计算调节沉淀池的设计计算草图见下图22三2三40三5025010850（一）池子尺寸池子有效容积为VQT20861248M3取池子总高度H25M,其中超高05M,有效水深H2M则池面积AV/H1248/2624M3池长取L35M,池宽取B20M则池子总尺寸为LBH352025（二）理论上每日的污泥量WQC0C1/10001097式中Q设计流量，M3/DC0进水悬浮物浓度，MG/LC1出水悬浮物浓度，MG/LP0污泥含水率，W5000350175/100010001097292M3/D（三）污泥斗尺寸取斗底尺寸为500500，污泥斗倾角取60则污泥斗的高度为H2502TG6083136M污泥斗的容积V2H2（A12A1A2A22）3831362022005052113688M3V总W符合设计要求，采用机械泵吸泥（四）进水布置进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3第三节UASB反应器的设计计算一、设计说明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。二、设计参数（一）参数选取设计参数选取如下容积负荷（NV）60KGCOD/M3D；污泥产率01KGMLSS/KGCOD；产气率05M3/KGCOD（二）设计水质表22UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质MG/除率（）759087出水水质MG/L46593932275（三）设计水量Q5000M3/D208M3/H0058M3/S三、设计计算（一）反应器容积计算UASB有效容积V有效0VQSN式中Q设计流量，M3/DS0进水COD含量,MG/LNV容积负荷,KGCOD/M3DV有效50001860/601550M3将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取水力负荷Q08M3/M2H则A208/08260M2QH1550/26060MVA采用4座相同的UASB反应器则A1260/465M24D465/3141/21P91M取D95M则实际横截面积为2AD2314952147085M2实际表面水力负荷为Q1Q/A208/47085073净水的,故取002G/CMS由斯托克斯工式可得气体上升速度为VB218GDRRM（095981（10312103）0012）/（18002）0266CM/S958M/HVAV2133M/H则958/133720,218/064341BAVBCA,故满足设计要求。（四）出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽02M,槽高02M（五）排泥系统设计产泥量为18600750150001036975KGMLSS/D每日产泥量6975KGMLSS/D，则每个USAB日产泥量17438KGMLSS/D,可用150MM排泥管，每天排泥一次。（六）理论上每日的污泥量WQC0C1/10001097式中Q设计流量，M3/DC0进水悬浮物浓度，MG/LC1出水悬浮物浓度，MG/LP0污泥含水率，W50001752275/1000100010983806M3/D（七）产气量计算每日产气量186007505500010334875M3/DSBR反应器的设计计算一、设计说明经UASB处理后的废水,COD含量仍然很高,要达到排放标准,必须进一步处理,即采用好氧处理。SBR结构简单，运行控制灵活，本设计采用6个SBR反应池，每个池子的运行周期为6H二、设计参数（一）参数选取1污泥负荷率NS取值为013KGBOD5/KGMLSSD2污泥浓度和SVI污泥浓度采用3000MGMLSS/L,SVI取1003反应周期SBR周期采用T6H,反应器一天内周期数N24/644周期内时间分配反应池数N6进水时间T/N6/61H反应时间30H静沉时间10H排水时间05H5周期进水量Q050006/2462083M3/S24TN（二）设计水量水质设计水量为Q5000M3/D208M3/H0058M3/S设计水质见下表23表23SBR反应器进出水水质指水质指标CODBODSSNH4NTP进水水质MG/L46593932275406去除率（）959565出水水质MG/L232547796三、设计计算（一）反应池有效容积V10SNQSXN式中N反应器一天内周期数Q0周期进水量,M3/SS0进水BOD含量,MG/LX污泥浓度,MGMLSS/LNS污泥负荷率30000134013M3（二）反应池最小水量VMINV1Q040132083193M3（三）反应池中污泥体积VXSVIMLSSV1/10610030004013/10612039M3VMINVX,合格（四）校核周期进水量周期进水量应满足下式Q01MLSSMLSS/106V11003000/106401328091M3而Q02083M328091M3故符合设计要求（五）确定单座反应池的尺寸SBR有效水深取50M,超高05M,则SBR总高为55M,SBR的面积为4013/58026M2设SBR的长宽21则SBR的池宽为65M；池长为13MSBR反应池的最低水位为193/6513228MSBR反应池污泥高度为12039/6513142M228142086M可见，SBR最低水位与污泥位之间的距离为086M,大于05M的缓冲层高度符合设计要求。（六）鼓风曝气系统1确定需氧量O2由公式O2AQS0SEBXVV式中A微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，KGQ污水设计流量，M3/DS0进水BOD含量,MG/LSE出水BOD含量,MG/LB微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，KGXV单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量,KG/M3取A05,B015；出水SE9393MG/L；XVFX07530002250MG/L225KG/M3；V66401324078M31V代入数据可得O2055000187869393/10000152252407812588KGO2/D供氧速率为RO2/2412588/245245KGO2/H2供气量的计算采用SX1型曝气器，曝气口安装在距池底03M高处，淹没深度为47M，计算温度取25。该曝气器的性能参数为EA8，EP2KGO2/KWH；服务面积13M2；供氧能力2025M3/H个；查表知氧在水中饱和容解度为CS20917MG/L，CS25838MG/L扩散器出口处绝对压力为BP98103H010131059810347147105PA空气离开反应池时氧的百分比为2179ATEO081965反应池中容解氧的饱和度为CSB25CS25PB/2026105OT/42838147105/20261051965/42100MG/LCSB20CS20PB/2026105OT/42917PB/2026105OT/42109MG/L取085,095,C2,1,20时，脱氧清水的充氧量为R0RCSB20/ABRCSB25C12425202886109/08509510021245438KGO2/H供气量为GSR0/03EA438/030081826M3/H3043M3/MIN3布气系统的计算反应池的平面面积为651306507M2每个扩散器的服务面积取17M2,则需507/17299个。取299个扩散器，每个池子需50个。布气系统设计如下图25三25SBR三4空气管路系统计算按SBR的平面图，布置空气管道，在相邻的两个SBR池的隔墙上设一根干管，共五根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管。则每根配气竖管的供气量为318265/MH本设计每个SBR池内有50个空气扩散器则每个空气扩散器的配气量为362/50选择一条从鼓风机房开始的最远最长管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点。空气管道内的空气流速的选定为干支管为1015M/S；通向空气扩散器的竖管、小支管为45M/S；空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流确定。空气管路的局部阻力损失，根据配件类型按下式LO555KD12式中管道的当量长度，M0LD管径，MK长度换算系数，按管件类型不同确定折算成当量长度损失，并计算出管道的计算长度M,0L0L空气管路的沿程阻力损失，根据空气管的管径DMM，空气量M3/MIN，计算温度和曝气池水深，得空气管道系统的总压力损失为12HS9621980943KPA空气扩散器的压力损失为50KPA，则总压力损失为0943505943KPA为安全起，设计取值为98KPA则空压机所需压力P503981039810356KPA又GS3764M3/MIN由此条件可选择罗茨RME20型鼓风机转速1170R/MIN，配套电机功率为75KW（七）理论上每日的污泥量WQC0C1/10001097式中Q设计流量，M3/DC0进水悬浮物浓度，MG/LC1出水悬浮物浓度，MG/LP0污泥含水率，W50002275796/10001000109837M3/D（八）污泥产量计算选取A06,B0075,则污泥产量为XAQSRBVXV065000187869393/1000007524078225129KGMLVSS/D第三章污泥部分各处理构筑物设计与计算第一节重力浓缩池的设计计算一、设计说明为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。二、设计参数（一）设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分1调节池，Q1292M3/D,含水率97；2UASB反应器，Q23806M3/D,含水率98；3SBR反应器，Q337M3/D,含水率98；总污泥量为QQ1Q2Q37096M3/D平均含水率为97（292/7096）98（3806/7096）98（37/7096）976（二）参数选取固体负荷（固体通量）M一般为1035KG/M3D取M30KG/M3D125KG/M3H；浓缩时间取T24H；设计污泥量Q71M3/D；浓缩后污泥含水率为96；浓缩后污泥体积V1（100976）/（10096）71426M3/D三、设计计算（一）池子边长根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足AQC/M式中Q入流污泥量，M3/D；M固体通量，KG/M3D；C入流固体浓度KG/M3。入流固体浓度（C）的计算如下123WCQ1000197876KG/D110001987612KG/D3100019874KG/D4那么，QC17112KG/D713KG/H123C17112/71241KG/M3浓缩后污泥浓度为1C17112/426402KG/M3浓缩池的横断面积为AQC/M71241/305704M2设计三座正方形浓缩池，则每座边长为B76M取B76M,则实际面积A76765776M2（二）池子高度停留时间，取HRT24H则有效高度13M,取15M2H2超高，取05M1缓冲区高，取05M3池壁高25MH2（三）污泥斗污泥斗下锥体边长取05M，高度取7M（四）总高度H25795M设计计算草图见下图312507三31第二节机械脱水间的设计计算一、设计说明污泥经浓缩后，尚有96的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点1滤带能够回转，脱水效率高2噪声小，能源节省3附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。带式过滤脱水工艺流程见下图32三三三三三32二、设计参数设计泥量Q426M3/D；含水率为96。三、设计计算据设计泥量带式压滤机采用PFM1000型，带宽1M，主机功率15KW,处理后的污泥含水率为7580，处理能力为78M3/H,按每天工作8小时设计。外形尺寸长宽高450020001800第三节污水提升泵房的设计与计算一、设计说明污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，格栅的作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等。二、设计