UASB-生物接触氧化法工艺处理罗汉果提取液废水的设计

1、摘 要 设计的内容是用 uasb+生物接触氧化法处理罗汉果废水废液，目的是为了不产生二次污染的情况下，使处理后的水质达到污水综合排放一级排放标准。uasb+生物接触氧化法具有工艺简单、运行费用低，而且出水水质稳定等优点。整个工艺对 cod 的去除率达 98.6%，对悬浮物的去除率达 96.8%，该工艺非常适合在罗汉果废水废液处理中推广应用。本方法对设计的意义与依据和工艺的选择做了说明；并对整个工艺做了论证和说明；对各个构筑物和设备做了计算和选型；并对整个污水处理系统进行了平面布置及高程布置。关键词：罗汉果废水废液；uasb；生物接触氧化法1 设计任务书1.1设计任务与内容1.1.1设计简介本设

2、计为环境工程专业本科毕业设计，是大学四年教学计划规定的最后一个实践性环节，本设计题目为：uasb-生物接触氧化法工艺处理罗汉果提取液废水的设计。设计任务是在指导教师的指导下，在规定的时间内进行工业废水污水处理厂的设计。1.1.2设计任务与内容（1）污水处理程度计算根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算污水处理程度。（2）污水处理构筑物计算确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有单体处理构筑物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸等。（3）污泥处理构筑物计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行各单

3、体处理构筑物的设计计算。（4）平面布置及高程计算对污水、污泥及中水处理流程要作出较准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。（5）污水泵站工艺计算对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑物计算。1.2设计依据及原始资料1.2.1设计依据本设计依据环境工程专业毕业设计任务书，给水排水工程快速设计手册（2排水工程）、排水工程（第二版）下册、水污染控制工程（第三版）下册、给水排水设计手册（第二版）、污水综合排放标准（gb8978-1996）等进行设计。1.2.2设计原始资料（1）水量： 综合污水排放量：水量350m3

4、/d； 污水变化系数：日变化系数k日1.1 ，总变化系数kz 1.3。（2）水质： 当地环保局监测工业废水的水质为： cod5000 mg/l ss950 mg/l ph36（3）出水水质 出水执行国家污水综合排放标准（gb8978-1996）一级排放标准 cod100mg/l, ss70mg/l（4）气象资料 气温：年平均19，冬季平均气温8，夏季平均气温29.8，最高38.5，最低-4.9。 风向风速：属中亚热带湿润季风气候，全年风向以偏北风为主，平均风速为2.22.7m/s。 降水量：年平均降雨量1900mm，全年雨量集中在4、5、6、7月，占全年总降雨的40。 （5）工程地质资料 1、

5、地基承载力特征值 130 kpa，设计地震烈度7度。 2、土层构成：以红壤为主。 （6）污水处理厂厂区地坪设计标高为150.5m。 （7)污水处理厂进水干管数据 管内底标高144.4m，管径200 mm，充满度 0.85 。（8）该废水经处理后，排入桂林市雁山区某小河，最终流入漓江。该小河流经厂区西北面，小河常年平均流量4.25m3/s。2 设计水量和水质计算2.1设计水量计算本设计中设计水量的计算包括平均日污水量、最大日污水量、最大时污水量的计算。2.1.1平均污水量q1的计算综合污水量q1的计算由原始资料可知：q1 =350 m3/d2.1.2设计最大日污水量的计算 =1.1350 m3/

6、d=385m3/d2.1.3设计最大时污水量的计算 =1.3350 m3/d=455m3/d2.1.4设计水量汇总各设计水量汇总入表1中。项目水量m3/dm3/hm3/sl/s平均日污水量35014.580.00414.05最大日污水量38516.040.00454.46最大时污水量455190.00535.282.2设计水质2.2.1进水的水质计算本设计进水水质计算包括ss、bod5、cod等的浓度的计算，其计算方法如下：（1）工业污水中ss浓度的计算： 由设计原始资料得知ss=950mg/l（2）工业污水中的cod浓度的计算 由设计原始资料得知cod=5000mg/l（3）工业污水中的bo

7、d5浓度的计算由易生化性的取值范围为0.3-0.45，取0.4.可知 bod5=50000.4=2000mg/l2.2.2出水水质设计（1）污水处理厂出水执行国家污水综合排放标准（gb8978-1996）中的一级排放标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：codcr100mg/l ss70mg/l （2）该废水经处理后，排入桂林市雁山区某小河，最终流入漓江。该小河流经厂区西北面，小河常年平均流量4.25m3/s。（3）废水处理对污水各项指标的处理程度式中：进水中某种污染物的平均浓度（mg/l） 出水中该种污染物的平均浓度（mg/l）将各项水质指标带入上式中，计算出对污水的

8、处理程度如下：cod98% ； bod99.6%; ss96.8% 根据各构筑物与设备去除能力，得到此工艺的物料衡算表如下:物料衡算表2cod(mg/l)bod(mg/l)ss(mg/l)进水出水去除率%进水出水去除率%进水出水去除率%格栅5ooo5ooo02ooo2000095085510调节池5ooo4650720001860785542750uasb反应器46506978518601499242717160生物接触氧化69770901498951716065二沉池70700880603050总去除率%98.699.696.83 确定工艺流程3.1工艺流程选择的原则污水处理的目的主要有两个

9、，其一是保护水资源不受污染，因此处理后出水要达到水质标准；其二是污水回用，处理后出水用于农田灌溉、城市中水和工业生产等，为此处理水要满足相应的用水要求，水处理工程师手册对工艺流程的选择给出了以下的原则和要求，所以污水处理工艺的选择也要按照下面的原则和要求进行1。 （1）工艺流程应根据原水性质和用水要求选择，其处理程度和方法应符合现行的国家标准和地方的有关规定，处理后水质应符合有关用水和排放的标准要求；（2）应充分利用当地的地形、地址、水文、气象等自然条件及自然资源；（3）污水处理应充分考虑排放水体的稀释、自净能力，根据污水处理程度来选择流程；（4）流程选择应妥善处理技术先进和合理可行的关系，并

10、考虑远期发展对水质水量的要求，考虑分期建设的可能性；（5）流程组合的原则应当是先易后难，先粗后细，先成本低的方法，后成本高的方法。3.2工艺流程的确定罗汉果废水中主要含有糖、醇类等有机物，易于生化降解。国内外广泛采用生化处理工艺，其中包括好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧与厌氧联合生物处理方法。从目前实施并运行的装置来看，应用最为广泛的是好氧生物处理，常采用的方法有活性污泥法及其改进形式和生物接触氧化法。厌氧生物处理除有传统消化池应用生产外，一些新工艺如 uasb 等正在逐渐被用于糖化、发酵工序的高浓度废水生产性实验研究，出水与低浓度制麦、包装废水混合后作进一步好氧处理。 uasb+生物接触氧化

11、工艺处理罗汉果提取废水：此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池。由于增加了厌氧处理单元，该工艺的处理效果非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好，有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗(因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比)。好氧处理(包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池)对废水中 ss 和cod 均有较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。整个工艺对 cod 的去除率达 98.6%，对悬浮物的去除率达96.8%，该工艺非常适合在罗汉果废水处理中推广应用。废水经格栅、调节池、uasb反应器、生物接触氧化池、二沉池、污泥浓缩

12、池、带式压滤机。uasb+生物接触氧化工艺处理罗汉果提取废水，本法的具体工艺流程如图1：格 栅水外排泥饼外运污泥脱水调节池uasb反应器生物接触氧化池污泥浓缩池沼气收集污泥排出二沉池接触消毒池4 水处理各构筑物的选择及设计计算4.1进水管的设计4.1.1 污水进水管1.设计依据2：（1）进水流速在0.9-1.1m/s；（2）进水管管材为钢筋混凝土结构；（3）进水管按非满流设计，；2.设计计算（1）取进水管流速为v=1.0m/s，由给水排水设计手册（第二版）第1册768页查知，取管径为d=200mm，设计坡度；（2）已知最大日污水量qmr =0.0053m/s；（3）初定充满度 h/d=0.85

13、，则有效水深h=2000.85=170mm；（4）已知管内底标高为144.4m，则水面标高为：144.57m. （5）管顶标高为：144.4+0.2=144.6m；（6）进水管水面距地面距离150.5-144.57=5.93m。4.2格栅4.2.1格栅的作用及种类格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行3。按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格

14、栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种3。本工艺采用矩形断面中格栅和细格栅各一道，采用机械清渣，中格栅设在污水提升泵房之前，细格栅设在提升泵房之后。4.2.2格栅的设计原则本设计中格栅的设计原则主要有2：（1）格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣，一般采用机械清渣；（2）机械格栅一般不宜少于两台；（3）过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；（5）格栅倾角一般采用；（6）通过格栅的水头损失一般采用0.08-0.15m；（7）格栅间必须设

15、置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施；（8）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：人工清除不应小于1.2m，机械清除不应小于1.5m；（9）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设施；（10）格栅间内应安装吊运设备，以利于进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清理。4.2.3格栅的设计计算1中格栅的计算本设计中格栅的设计计算如下2：前面计算可知：max=0.0053m3/s，计算图2：格栅示意图（1）格栅间隙数 式中：栅条间隙qmax最大设计流量，m3/s； 栅条间隙，m； 栅前水深，m； 污水流经格栅的速度，一般取0.61.

16、0m/s； a格栅安装倾角，（）取中格栅栅前水深为=0.042，格栅栅条间隙=10mm，过栅流速=0.5m/s，格栅安装倾角a=60，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：；则=12条（2）栅槽宽度 式中：栅槽宽度，m；栅条宽度，取s=0.01m；栅条间隙，取b=0.01m栅条间隙数，=12个；=0.01（12-1）+0.0110=0.21m（3）进水渠道渐部分长度式中：进水渠道渐宽部分长度，m；b1进水渠道宽度，取b1=0.1m a1渐宽部分展开角度，取； （4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算： 式中：设计水头损失，m；计算水头损失，m；重力加速度，m

17、/s2；系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关。设格栅断面形状为锐边矩形，则 （6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高，栅前水深h=0.042m，则 h=h+h1+h2=0.042+0.081+0.3=0.423，取0.45m（7）栅前槽高度 h1=h+h2=0.042+0.3=0.342m（8）栅槽总长度l （9）每日产生的栅渣量 式中：每日栅渣量，单位体积污水栅渣量，中格栅间隙为10，取=0.06 生活污水总变化系数，=1.30.02，宜采用机械清渣选用两台格栅除污机，一备一用。(10)中格栅及格栅除污机选型由给水排水设计手册（第二版）第11册第522

18、页查知，选用两台移动式（blq-y型）格栅除污机，一备一用。其规格及性能如下表3：型号格栅宽度（）格栅净距（mm）安 装 角 a（）过栅流速（）电动机功率（）blq-y100010600.50.75-1.54.3 调节池调节池的作用就是调节进水的水量和水质，酸性废水和碱性废水还可在调节池内中和；短期排除的高温废水也可利用调节池以平衡水温。4.3.1 设计参数(1) 调节池有效水深为 2.0-5.0m；(2) 调节池停留时间 4-8 小时；(3) 调节池保护高度 0.3-0.5m。 已知qmax=19m3/h，取水力停留时间hrt=4h；取调节池的有效水深 h=4.0m；保护高度取 0.4m。则

19、调节池高度 h=4.0+0.4=4.4m。4.3.2 池体设计(1). 池体容积v=(1+k)qmaxt式中： k池子扩充系数，一般为 10-20%，本池子采用 20%；v调节池容积，m3t调节池中污水停留时间，取 6h。v=（1+0.2）194=91.2m3（2）调节池面积a a=v/h=91.2/4=22.8m2设调节池1座，采用正方形池，池长l等于宽b，则 lb=a l=b=4.8m， 取5m。调节池的尺寸为554.4m3.在池底设积水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。（3）理论上每日的污泥量式中：qmax设计流量，m3/sc0进水悬浮物浓度，c0 取值 855kg/m3；c1出

20、水悬浮物浓度，c1 为 427kg/m3；p0污泥含水率，取值 97%。(4). 污泥斗尺寸取斗底尺寸为 200mm200mm，污泥斗倾角取 50，污泥斗上口面积为 f1=11m2，则污泥斗的高度为：污泥斗的容积： ，符合设计要求。式中： v污泥斗的容积，m3；h1污泥区高度，m；f1污泥斗的上口面积，m2；f2污泥斗下口面积，m2。符合设计要求，采用机械泵吸泥。 (5).选泵泵的作用是将调节池的水泵进uasb，根据流量 q=1.8m3/h。查给水排水设计手册第11册p297可知，拟选用 50qw18-15-1.5污水泵，每台水泵的流量为 q=18m3/h，扬程为 h=15m。选用 2台水泵，

21、一用一备。表4 50qw18-15-1.5污水泵性能参数流量（m3/h）扬程（m）转速(r/min)电动机功率（kw）效率（%）出口直径（mm）重量（kg）181528401.562.850604.4 uasb 反应器4.4.1设计参数设计流量 qmax= 19m3/h =455m3/d=0.0053m3/s，进水 cod =5g/l，去除率为 85% ；uasb 反应器的容积负荷在不同温度下的设计容积负荷率如下表5所示uasb 在不同温度下的设计容积负荷率温度/高温(50-55)中温(30-35)常温(20-25)低温(10-15)容积负荷率/ kgcod/(m3d)20-3010-205-

22、102-5本设计选择常温时的容积负荷率 nv =10 kgcod/(m3d)污泥产率为：0.07kgmlss/kgcod，产气率为：0.3m3/kgcod。4.4.2设计计算44.4.2.1 uasb 反应器结构尺寸计算(1).反应器容积计算 (包括沉淀区和反应区) uasb 有效容积为：，取值228m3.式中： v有效反应器有效容积，m3；qmax设计流量，m3/d；s0进水有机物浓量，kgcod/m3；nv容积负荷，kgcod/(m3d)。(2).uasb 反应器的形状和尺寸 设反应器水力负荷 q=0.7m3/(m2h)，则横截面积： ，取面积为30m2. 从布水均匀性和经济性考虑，将 u

23、asb 反应器设计成矩形池子，施工方便，处理效果好，则有效水深： 采用一座 uasb 反应器，从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在 2：1 以下较为合适。设池长 l=6m，则宽 b=s/l=5m。设反应池总高 h=9m，其中超高 0.5 m(一般应用时反应池装液量为70%-90%)反应池总容积: v=ah=30(9-0.5)=255m3反应器实际尺寸：6m5m9m反应器数量：一座反应器总容积：255m3uasb 体积有效系数： （在70%-90%之间，符合实际要求） 水力停留时间(hrt)及水力负荷率(vr)thrt=符合设计要求。4.4.2.2. 配水系统设计4(1).配水系统采用穿孔配

24、管，进水管总管径取 150mm，流速约为 0.6m/s。每个反应器设置 10 根 dn100mm 支管，每根管之间的中心距离为 1.0 m，配水孔径采用 15mm，孔距 1.0m，每孔服务面积为 1.01.0=1.00m2，孔径向下，穿孔管距离反应池底 0.2 m，每个反应器有 60 个出水孔，采用连续进水。(2).布水孔孔径共设置布水孔 60 个，出水流速 u 选为 2m/s，则孔径为 =(3).验证常温下，容积负荷(nv)为：10kgcod/(m3d)；产气率为：0.3m3/kgcod；需满足空塔水流速度 uk1.0 m/h，空塔沼气上升流速 ug1.0 m/h。空塔水流速度：1.0m/h

25、，符合要求。空塔沼气上升流速：，符合要求。4.4.2.3. 三相分离器构造设计(1).设计说明 三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。(2).沉淀区的设计 三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：a) 沉淀区水力表面负荷1.0m/h；b) 沉淀器斜壁角度设为 50，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内；c) 进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h；d) 总沉淀

26、水深应大于 1.5m；e) 水力停留时间介于 1.5-2h。 若以上条件都能满足，则可达到良好的分离效果。本工程设计中，与短边平行，沿长边布置 4个集气罩，构成4个分离单元，则每个单元设置2个三相分离器。三相分离器长度 b=5m ，每个单元宽度 b=l/2=3。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即 30m2。沉淀区的表面负荷率： ，符合设计要求。(3).回流缝设计，如下图所示是三相分离器的结构示意图2：设上下三角形集气罩斜面水平夹角 = 55，取 h3 = 1.1m；式中： b1下三角集气罩底水平宽度，m；下三角集气罩斜面的水平夹角；h3下三角集气罩的垂直高度，m;则相邻两个下三角形集气罩

27、之间的水平距离：则下三角形回流缝面积为：下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(v1)可用下式计算：，符合设计要求。式中： qmax反应器中废水流量，m3/h；s1下三角形集气罩回流逢面积，m2；设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度 cd=0. 30m ，则上三角形回流缝面积为：上下三角形集气罩之间回流逢中流速(v2)可用下式计算：式中： qmax反应器中废水流量，m3/h；s2上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；v1 v2 2.0 m/h，符合设计要求。确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：(4).气液分离设计由上图可知：设ab=0.25m，则校核气液分

28、离。假定气泡上升流速和水流流速不变沿ab方向水流速度：式中： b三相分离器长度n三相分离器数量取值 d=0.01cm(气泡)，t=20，1=1.03g/cm3，g=1.210-3g/cm3，v=0.0101cm2/s，=0.95，=v1=0.01011.03=0.0104g/cms(一般废水的 大于净水的 ，故取=0.02g/cms)。由斯托克斯公式可得气泡上升速度为：式中 d气泡直径，cm；1液体密度，g/cm3；g沼气密度，g/cm3； 碰撞系数，取 0.95；废水的动力粘滞系数，0.02g/cms； v液体的运动粘滞系数，cm2/s根据前面的计算结果有，可以拖出直径等于或大于0.01cm

29、的气泡。(5).三相分离器与 uasb 高度设计 三相分离区总高度 h= h2 + h3 + h4h5h2 为集气罩以上的覆盖水深，取 0.5m。， df=af-ab-bd=1.29-0.25-0.57=0.47mh=h2+h3+h4-h5=0.5+1.1+0.56-0.36=1.8muasb 总高 h = 9.0m，沉淀区高 1.8m，污泥区高3.2m，悬浮区高 3.5m，超高 0.5m。4.4.2.4.排泥系统设计计算(1).uasb 反应器中污泥总量计算 一般 uasb 污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gvss/l，则两座 uasb 反应器中污泥总量： (2).产泥

30、量计算 厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgmlss/kgcod uasb 反应器总产泥量式中：xuasb 反应器产泥量，kgvss/d ；r 厌氧生物处理污泥产量，kgvss/kgcod；co进水 cod 浓度 kg/m3；e去除率，本设计中取 85%。 据 vss/ss = 0.75， x=135.4/0.75=180.5kgss/d 污泥含水率为 98%，当含水率95%，取 ，则污泥产量为： 污泥泥龄(3).排泥系统设计 在 uasb 三相分离器下 0.5m 和底部 0.4m 高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口，每天排泥一次，排泥管管径为 200mm。4.4.2.5.出水系统设计计算出

31、水系统的作用是把沉淀区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。(1).出水槽设计对于每个反应池，有4个单元三相分离器，出水槽共有4条，槽宽0.25m。设出水槽口附近水流速度为a=0.2m/s，则槽口附近水深： 取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸5m0.2m0.25m;出水槽数量为4座。(2).uasb排水管设计计算选用dn100钢管排水，充满度为k=0.7，管内水流速度为4.4.2.6.沼气收集系统设计计算(1).沼气产量计算沼气主要产生厌氧阶段，设计产气率取0.3m3/kgcod。a.总产气量：b.集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单

32、个池子有1根集气管。每根集气管内最大气流量为：据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm。c.沼气主管池子集气管直通主管，采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%。取d=100mm，充满度为0.7，则流速为：。d.沼气池容积 沼气池的容积按每天产气量体积确定，即v=qt=24.2324=581.52m34.5 生物接触氧化池4.5.1 参数选取4.5.1.1基础参数废水从uasb反应器出来后，cod去除率为85%，bod去除率为92%，则cod的浓度变为697mg/l,bod的浓度变为149mg/l。取设计去除率cod去除率为90%，bod去除率为95%。4.5.1.2设计参数5（1）生物

33、接触氧化池的个数或分格数应不小于 2 个，并按同时工作设计。（2）容积负荷范围 m：25kgbod5/(m3d)。（3）污水在氧化池内的有效接触时间一般为 1.5-3.0h。（4）填料层总高度一般为 3m，当采用蜂窝型填料时，一般应分为装填，每层高为 1m，蜂窝孔径不小于 25mm。 （5）进水 bod5 浓度应控制在 150-300mg/l。（6）接触氧化池中溶解氧含量一般应维持在 2.5-3.5 mg/l，气水比为(15-20)：1。 （7）接触氧化池每格的面积一般不大于 25m2，以保证布水布气均匀。4.5.1.3 一般规定5（1）生物接触氧化池每个(格)平面形状宜采用矩形，沿水流方向池

34、长不宜大于 10m。其长宽比宜采用 1:2-1:1。有效面积不宜大于 100m2。（2）生物接触氧化池由下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。其中，构造层高宜采用 0.6-1.2m，填料层高宜采用 2.5-3.5m，稳水层高宜采用0.4-0.5m，超高不宜小于 0.5m。（3）生物接触氧化池进水端宜设导流槽，其宽度不宜小于 0.8m。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.3-0.5m，至池底的距离宜不小于 0.4m。（4）生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。（5）当采用穿孔管曝气时，每根穿孔管的水平长度不宜大于 5m；水平误差每根不宜大于土 2mm

35、，全池不宜大于土 3mm，且应有调节气量和方便维修的设施。（6）生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为2.0-3.0l/(sm)。（7）生物接触氧化池底部应有放空设施。（8）当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时，应有消除泡沫措施。（9）生物接触氧化池应有检测溶解氧的设施。（10）生物接触氧化系统产生的污泥量可按去除每公斤bod5产生0.35-0.4kg干泥计算。4.5.1.4填料（1） 生物接触氧化池的填料应采用对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能较好、机械强度较大、经久耐用、价格低廉的材料。（2）当采用炉渣等粒状填料时，填料层下部0.5m高度范围内的填

36、料粒径宜采用50-80mm，其上部填料粒径宜采用20-50mm.（3）当采用蜂窝填料时，孔径宜采用25-30mm。材料宜为玻璃钢、聚氯乙烯等。（4）不同类型的填料可组合应用。4.5.2设计计算4.5.2.1接触氧化池有效容积：取容积负荷 m=1400g/(m3d)式中：q-设计污水处理量 s0,se-进水、出水bod5，mg/l； lv-填料容积负荷，kgbod5/(m3l)生物接触氧化池的五日生化需氧量容积负荷，宜根据实验资料确定，无试验资料时，城镇污水碳氧化处理一般取2.05.0 kgbod5/(m3l)，碳氧化/硝化一般取0.22.0 kgbod5/(m3l)。本设计取lv=3 kgbo

37、d5/(m3l)4.5.2.2接触氧化池面积取接触氧化填料层总高度h=3m，则接触氧化池总面积： 4.5.2.3接触氧化池格数设n=2，则每格接触氧化池面积： ，每格接触氧化池尺寸为3m3m.4.5.2.4有效停留时间 ，在1.53.0h之间，设计符合要求。4.5.2.5接触氧化池总高度 取 h1=0.5m，h2=0.4m，h3=0.5m，h4=1.5m，填料层数 m=3 层，则接触氧化池总高度：污水在池内的实际停留时间：4.5.2.6选用半软性填料，则填料总体积：v=v=45.8m34.5.2.7出水系统设计计算出水系统的作用是把池子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

38、的影响。 (1)出水槽设计 对于每个单元的氧化池，有个单元三相分离器，出水槽共有 2 条,槽宽 0.3m。设出水槽口附近水流速度为 a=0.2 m/s，则槽口附近水深：取槽口附近水深为 0.06 m，出水槽坡度为 0.01；出水槽尺寸 4m0.2 m0.06m；出水槽数量为 2 座。(2)溢流堰设计出水槽溢流堰共有 2 条，每条长 4m，设计 900 三角堰，堰高 50mm，堰口水面宽 b=50mm。每个单元氧化池的处理水量为 2.64l/s，查知溢流负荷为 1-2l/(ms)，设计溢流负荷 f = 1.0l/(ms)，则堰上水面总长为：三角堰数量：，每条溢流堰三角堰数量为：53/2=27个。

39、一条溢流堰上共有16个100mm的堰口，16个100mm的间隙。氧化池排水管设计计算选用 dn100 钢管排水，充满度为 k=0.7，管内水流速度为： 4.5.2.8所需空气量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：每格氧化池需气量：d=d0q=15455=6825m3/d=284.4m3/h=4.74m3/min每格氧化池需气量：则选用hwb-2微孔曝气器，如表5所示。 表6 hwb-2型微孔曝气器参数型号hwb-2曝气板材料陶瓷板氧利用率%20-50孔径/m150曝气量/m3/(h.个)1-3动力效率/(kgo2/kwh)4-6孔隙率/%40-50服务面

40、积/(m2/个)0.30.5阻力/pa1500-3000按每小时曝气量计算，则每格所需曝气头个数为：71.1/3=23.7个，取24个。4.5.2.9空气管路计算布置方式：每格上一根主管，每根主管上5根支管，支管之间的间距为 0.5m，每根支管上布置 6个曝气头，两边各 3个，每两曝气头共用一根支管(间距为 0.15m)，每两曝气头间距为 0.8m。曝气系统压力损失计算选择一条从鼓风机房开始最远最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点。设每个曝气头的阻力损失为 400pa，每米管长压损设为 10pa，而沿途曝气头总共有 15 个，总管长估为20m，则有曝气头阻力损失为 15400=6

41、kpa空气管道总阻力损失为：2010=0.2kpa曝气系统空气压力总损失为：6+0.2=6.2kpa，为确保安全，取 9.8kpa。4.5.2.10 空压机的选定空压机所需压力为：9.8kpa，空压机供气量为 1.83 m3/min。根据所需压力和空气量决定采用rb-50型罗茨鼓风机 2 台，1用 1 备。详见下表6表7 rb-50型罗茨鼓风机性能型号口径（mm）转速(r/min)进口流量(m3/min)轴功率(kw)机重（kg）电动机功率(kw)rb-5050a17501.830.82701.1鼓风机的外形尺寸为：8602701280mm3。4.5.2.11鼓风机房尺寸设计计算将 2台鼓风机

42、并列排放，两台设备间间距为 1m，设备与墙壁间距为 1.5m。考虑到平面布置的原则，将鼓风机房和配电室并在一起，鼓风机房尺寸大小为 643.5m3，两者总共大小为863.5m3。4.5.2.12产泥量设计计算接触氧化法生物代谢产泥量为：式中：a - 微生物代谢增系数，kgvss/kgcodb - 微生物自身氧化率，1/d根据废水性质，参考类似经验数据，设计a=0.8，b=0.05，。则有： 设排泥含水率为99.7%，则排泥量为：=1.4m3/h4.6二沉池4.6.1沉淀池的类型及选择沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物，二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓

43、缩和回流活性污泥。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。本设计中二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池3。辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品3。4.6.2辐流式二沉池的设计参数 辐流式二沉池的设计参数如下3：（1）池子直径（或者正方形的一边）与有效水深的比值大于6；（2）池径不宜小于16m；（3）池底坡度一般采用

44、0.050.1m；（4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥；（6）停留时间2.53h；（7）表面负荷：0.61.5m3/（m2h）。4.6.3设计计算辐流式二沉池的设计计算过程如下3：（1）沉淀部分水面面积 式中：设计日平均流量m3/h；，本设计设置1座沉淀池；表面负荷，m3/(m2h)，本设计取0.8m3/(m2h)；（2）池子直径 ，取d=5m。（3）实际水面面积实际负荷 （4）沉淀区有效水深 式中： 沉淀区有效水深，m；沉淀时间，1.54.0h；取1.5h ，取2.0m。（5）沉淀部分有效容积 （6）沉

45、淀区的容积 由前面的表格可知，进入二沉池的ss浓度为246mg/l，设二沉池的去除率为90%，则出口浓度为24.6mg/l。设两次清除污泥间隔时间t=4h，污泥含水率。 式中：c0，c1沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/l; -污泥容重，kg/m3，含水率在95%以上时，可取1000kg/m3; p0-污泥含水率，%。 t-两次排泥的时间间隔。（7）污泥斗的容积设，则 ，取0.9m。 （8）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设坡度 （9）沉淀池总高度 式中： 沉淀池超高，m，为0.5m； 池中心与池边落差，m，为0.5m；沉淀池泥斗高度，m，为0.9m； ，取4.0m。（10）径深比 /=5/

46、2=2.5 4.6.4进出水设计（1）进水管的计算 式中：进水管设计最大流量，0.00265m3/s；进水管水流速度，取为1.0 m/s； （2）出水管、排渣管和排泥管出水管管径d=200mm (i=1)，查阅给排水设计手册第一册常用资料p477，h/d=0.1时，v=0.12m/s。则水流速度为：设置直径为d=200mm的排渣管和排泥管。4.6.5吸泥泵的选择泵的作用是将二沉池的泥吸入浓缩池。查给水排水设计手册第11册p297可知，拟选用 50qw18-15-1.5污水泵，每台水泵的流量为 q=18m3/h，扬程为 h=15m。选用 2台水泵，一用一备。表8 50qw25-10-1.5污水泵

47、性能参数流量（m3/h）扬程（m）转速(r/min)电动机功率（kw）效率（%）出口直径（mm）重量（kg）181528401.562.850604.7 接触消毒池4.7.1 接触消毒池作用污水处理常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，本设计采用液氯消毒。其优点是：价格便宜，效果可靠，投配设备简单；缺点是：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质8.氯量应根据实验确定，对于生活污水，可参用下列数值7,81. 一级处理水排放时，加氯量为；不完全二级处理水排放是，加氯量为；2. 二级处理水排放时，加氯量为；3. 混合反应时间为；4. 当采用鼓风混合，鼓风强度为；5. 用隔

48、板式混合池时，池内平均流速不应小于；6. 加氯消毒的接触时间应不小于；7. 处理水中游离性余氯量不低于，液氯的固定储备量一般按最大用的计算。加氯接触消毒池的主要作用是通过向污水投加氯作为消毒剂，杀死处理后残留的细菌、病毒等微生物3,94.7.2设计参数（1）设计流量q=0.0053m3/s（2）停留时间t=30min（3）接触池为一座（本设计采用隔板式接触反应池）4.7.3接触池的设计计算（1）池体容积计算 （2）接触池表面积 式中：接触池的有效水深，取为2.0m （3）接触池尺寸设消毒池宽度为，则消毒池的长度为： ；取l=2.5m。（4）接触池高度 式中：池底坡降，坡度为0.05，坡底在进水

49、端；接触池有效水深，2m；接触池超高，0.3m。 （5）排泥设计接触池也有污泥沉降，故也要设计排泥设施，接触池坡底在进水端，在池子的进水端设置污泥斗及排泥管道，污泥由刮泥机刮至污泥斗中，由污泥管道直接送到脱水间。4.7.4加氯间设计本设计中加氯间的设计计算过程如下8:（1）投氯量计算 式中： 投氯量，mg/l，取6mg/l；455m3/d； （2）加氯设备 选用贮氯量为500kg的液氯钢瓶。（3）加氯间尺寸加氯间尺寸设置为4mm。5 污泥处理系统的设计计算5.1概述在污泥处理过程中，会分离出大量的污泥，这些污泥的含水率高，容积大，不便于后续处理；同时污泥中含有大量的有机物，如果不进行处理，就会

50、腐败，产生恶臭，污染环境，而且污泥中可能还含有有害物质，所以必须采取有效措施对其进行有效的处理。污泥处理的最终目的要达到：稳定化，即去除污泥中的有机物；减量化，即降低含水率，减少污泥容积；无害化，即杀死寄生虫卵和病原微生物，降低污泥的毒性；污泥综合利用，即将污泥处理后，用作农用化肥等，实现污泥的综合利用3。5.2工艺流程的选择污泥处理的流程主要有3：（1）剩余活性污泥 浓缩 消化 机械脱水 外运处置；（2）剩余活性污泥 浓缩 机械脱水 外运处置；（3）剩余活性污泥 浓缩 消化 机械脱水 焚烧 外运处置。在本设计中选用工艺流程（2）。5.3浓缩池的设计5.3.1浓缩池的作用污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而为后续处理工处置带来方便。首先，经浓缩之后，可使污泥管的管径减小，输送泵的容量减小；浓缩之后直接脱水，可减少脱水机台数，并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。污泥浓缩的主要目的是可较少污泥体积，以便后续的单元操作。污泥浓缩的操作方式有间歇式和连续式两种。通常间歇式主要用于污泥量较小的场合，而连续式则用于污泥量较大的场合。浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩，其中重力浓缩应用最广。污泥浓缩池是降低污泥含水率，减少污泥体积的有效设备，重力浓缩实际上是自重压密的过程。重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压