植物油厂废水处理站设计

1、摘 要植物油厂废水是中高浓度有机废水，可生化性佳,其主要污染物为有机物和油脂，它们的含量较高(特别是浮油和乳化油)。长治市植物油厂废水日产废水量为300 m3，进水指标分别为COD=6500 mg·L-1，BOD=3000 mg·L-1，SS= 3000 mg·L-1；植物油= 500 mg·L-1；pH=6-9，排放标准要求符合污水综合排放标准(GB8978-1996)规定的一级标准，各项达标指标分别为COD100 mg·L-1，BOD20 mg·L-1，SS70 mg·L-1，植物油10 mg·L-1，pH=6

2、-9。本次处理的工艺为隔油气浮+UASB+生物接触氧化处理，工艺流程如下： 进水隔油池调节池UASB三相分离器生物接触氧化池沉淀池消毒槽出水格栅气浮池中间水池此外本文还简单介绍了处理该废水的构筑物、设备、及经济预算。总投资达120.27万元，每吨水处理成本是2.67元/吨水。关键词：植物油废水；气浮；UASB；生物接触氧化Engineering Design for Treating Vegetable Oil Wastewater from Vegetable Oil Product Factory in Changzhi CityStudent: TANG Zhi-qin Teacher:

3、 JIN Zhen-jiangAbstract：The wastewater from vegetable oil industry wastewater was characterized by higher concentration of organic and better biodegradability. The main pollutant contains organic matter and oil, with a high concentration. The given data of wastewater from vegetable oil product facto

4、ry in Changzhi City were 300 m3·d-1 with COD 6500 mg·L-1, BOD 3000 mg·L-1, SS 3000 mg ·L-1 , oil 500 mg·L-1and pH 6-9. Wastewater disposal need to comply with a standard of The National Standard of the peoples republic of China Integrated Wastewater Discharge Standard (GB897

5、8-1996). That is to say ,the effluent  was required to COD 100 mg ·L-1, the BOD 20 mg ·L-1, the SS 70 mg · L-1; the oil 10 mg ·L-1; pH = 6-9. The process of oil separator flotation and UASB three-phase separator and combined with biological contact oxidation treatment proces

6、s was adopted for dispose of oil industry. The specific process was as follows:Sewageoil separatorregulating poolUASB three-phase separatorbio-oxidation pondsedimentation tankdisinfection tankclean watergrilleflotation tankregulating poolIn addition, equipments required, structures an

7、d expense for disposal sewage were also described in this paper. The treating cost is 2.67 ¥ T-1 of wastewater.Key words: vegetable oil wastewater；flotation；UASB；biological contact oxidation目 次摘要IAbstractII1 设计概况11.1 设计依据11.2 设计规范11.3 工程概况22 工艺设计22.1 工艺比较22.2 工艺选择42.3 消毒方案选择42.4 工艺流程图

8、及说明52.5 工艺特点63 工艺处理构筑物设计计算和设备选型73.1 格栅计算和设备选型73.2 隔油池计算和设备选型73.3 调节池的计算和设备选型83.4 气浮池的计算和设备选型93.5 中间水池的计算和设备选型123.6 UASB三相反应器的计算和设备选型133.7 生物接触氧化池的计算和设备选型203.8 沉淀池的计算223.9 污泥浓缩池的计算233.10 污泥浓缩脱水233.11 消毒槽244 平面布置和高程布置254.1 平面布置254.2 高程布置255 设计投资总概预算285.1 土建工程285.2 公用工程285.2.1供水285.2.2供电285.3 人员编制295.4

9、 污水处理厂价格估算305.5 年经营成本计算31总结32致谢33参考文献34附图35IV桂林理工大学本科毕业设计·论文1 设计概况1.1 设计依据编制本报告主要依据下述文件：（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治法；（3）污水综合排放标准（GB8978-1996）；（4）城市污水处理工程项目建设标准（2001修订版）；1.2 设计规范本项目的设计、施工与安装必须按照国家的专业技术规范与标准执行，其规范与标准如下：室外排水设计规范（GB50014-2006）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97）给

10、水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）砌体结构设计规范（GB50003-2001）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）地下工程防水技术规范（GB50108-2001）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）土建施工混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2001）地下防水工程质量验收规范（GB50208-2001）砌体工程施工质量验收规范（GB50203-2002）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-84）防腐工程施工操作规程（YSJ411-89）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）钢筋混凝土工程施工操作规程（YSJ403-89）

11、结构吊装、工程施工操作规程（YSJ404-89）砌筑工程施工操作规程（YSJ406-89）给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97）1.3 工程概况植物油废水是中高浓度的有机废水，通常可生化性佳，油脂和有机物是其主要污染物。目前，国内植物油废水普遍采用物化和生物处理。长治市植物油厂生产规模为1200 t·a-1, 浸出生产线为1000 t·d-1, 精炼生产线为200 t·d-1。废水排放总量为300 m3·d-1。水量资料：有机废水量300 m3·d-1。水质资料：进水 COD=6

12、500 mg·L-1，BOD=3000 mg·L-1，SS=3000 mg·L-1，植物油500 mg·L-1，pH=6-9。排放标准及废水出路：出水应按照污水综合排放标准(GB8978-1996)规定的一级标准：COD100 mg·L-1，BOD20 mg·L-1，SS70 mg·L-1，植物油10 mg·L-1，pH=6-9，处理后的中水将主要用于厂区、车间冲洗地面、景观绿化和冲洗厕所，剩余的外排。气象资料：长治市地处山西东南部，四季分明，早晚温差大。年平均温度9，最低气温-20，最高气温38。年平均降水量60

13、0 mm，一日最大降雨40 mm，无霜期180天，日照时数24182616小时。年平均风速2.78 m·s-1，历年最大速20.8 m·s-1，年主导风向为南风。工程地质资料：长治市地形特征为黄土高原山地盆地。平均海拔800米，冰冻深度0.2地表主要为黄土质褐土性土，土层厚度大于20 m。地下水位稳定在30 m左右。地形资料：已划定待建处理站位于小区西北角，站内地势平坦，地面标高800 m。2 工艺设计2.1 工艺比较在国内植物油厂废水的处理方法，目前主要包括物化法、化学法、生化法1。(1)吸附法吸附剂是较为普遍的物质，最显而易见的吸附剂莫过于活性炭, 活性炭的吸附性能是有

14、目共睹的，包括对油的吸附，不仅对油有很好的吸附性能, 还能吸附其他的有机物质。活性炭吸附油的容量一般为3080 mg/g, 且成本高, 再生不易, 所以通通常在含油废水的深度处理中才使用这种技术方法。(2)气浮法在各种各样的水处理技术中，气浮技术是较为常见的一种2。在国内外，常常用来处理含油废水。其基本原理是往水中通入空气（或者其它适合的气体），水中会产生很多微小的气泡，在上升的过程中，这些气泡能够吸附悬浮在水中的细小浮油珠，其中的固体颗粒也会吸附在这些气泡上。再上升到水面以后，形成浮渣。因而，实现固相和液相之间的分离。在我国由于设备自动化低，脱节的运营操作和管理水平，以及对于新技术的融合欠缺

15、导致这一技术用于出油只开始于前一二十年，并仍存在很多影响因素3。(3)絮凝法在众多的含油废水处理方法中，比较常见的有絮凝法，与气浮技术串联使用，可达到很好的效果4。普通铝盐和铁盐被普遍作为絮凝剂，但目前出现的新型聚合盐（PAC、PAM）用量只为普通盐的1/2到1/3。适用的pH范围也较普通盐广，絮凝率也高。即使这种方法处理快，但也有缺点，如产生较多的污泥、需要投很多的絮凝剂。(4)氧化法在进行生物治理之前，通常使用氧化法来预处理5。主要原理是，利用氧化剂，使废水的可生化性提高，或氧化作用会直接促使许多有机物趋于稳定的状态。但此种方法，一般要在一定的催化环境下才可进行，常见的氧化剂有臭氧。(5)

16、活性污泥法活性污泥法，是一种比较成熟的工艺。但对于高浓度废水的抗冲击能力欠缺6。污泥也易于膨胀， 影响系统运行。(6)SBR法SBR 法是一种变形的传统活性污泥, 该工艺具有不产生污泥膨胀现象、抗冲击能力强、高程度的自动化等特点, 可适用于间歇进水7。(7)生物接触氧化法生物接触氧化工艺是又名浸没式曝气生物滤池，介于生物滤池，和活性污泥法的基础上发展来的8。填料被设置在生物接触氧化池内，在池子的底部设置曝气器，填料被浸没在水里，这些填料是长满了生物膜，与污水，空气进行三相传质。于是，微生物开始吸附并降解水中的有机物，同时生成新的膜。在气水的动力作用下，让老化的膜脱落，脱落的膜随水进入沉淀池。(

17、8)UASB厌氧采用上流式厌氧污泥床UASB反应器,没有填料的空容器是UASB的主体，许多厌氧污泥装在里面9。废水从地步进入，以一定的流动速度，从下往上，伴随产生沼气的厌氧作用，将废水与污泥搅拌充分，有机物被分解10。沼气由顶部的三相分离器收集排出，固态物质进入沉降区，进行泥与水的分离。干净的废水从出水口排出。2.2 工艺选择本项目的水质可生化性BOD/COD = 0.46，在表2-1中属易生化降解类型，易生化性好的水质。表2-1 废水水质可生化性比 值可生化性BOD/COD > 0.3污水难生化0.3 < BOD/COD < 0.45污水可生化0.45 < BOD/C

18、OD污水易生化表2-2 废水出水标准及去除率pHCOD (mg/L)BOD (mg/L)SS （mg/L）植物油（mg/L）进水水质69650030003000500出水水质69100207010去除率无98.5%99.3%97.7%98%由表中可以看出pH在标准的范围，即不用人为添加酸碱来调节废水pH值，本项目主要是去除COD 、BOD 、SS、植物油，其去除率分别在98.5%、99.3%、97.7%、98%以上才能符合排放标准。根据本项目水质特点，采用隔油气浮，UASB，接触氧化的处理工艺11。由于废水中含有高浓度的植物油和SS，高浓度的COD，BOD，所以先采用隔油沉淀池和气浮池串联对废

19、水进行预处理，目的是去除悬浮物和乳化态油，以便后续的生化处理，也益于处理系统的正常运行。其次用UASB和生物接触氧化的生化方法去除溶解态油和高浓度的有机物。考虑运营操作水平，采用投资少、运行费用低、运行稳定的隔油+气浮+UASB+生物接触氧化法处理该废水。2.3 消毒方案选择考虑到本次工艺处理后废水主要是细菌，而紫外线消毒完全能够消毒。紫外消毒无有害的残余物质；无臭味；操作简单，易实现自动化；运行管理和维修费用低。消毒效果好，但对悬浮物浓度有要求。而通过成本和占地面积方面的对比，本次工艺出水水质悬浮物浓度不高，水质好，因此考虑管理和自动化选择紫外消毒。2.4 工艺流程图及说明工艺流程图如下：图

20、2-1工艺流程图工艺流程说明：格栅：用来拦截大块悬浮物，以防漂浮物阻塞构筑物的孔道，损坏机械设备。池内安装一级中格栅和筛网，污水经由格栅和筛网截除较大的固体颗粒和漂浮物后，进入隔油池。隔油池：植物油废水含有高浓度的油脂，隔油池可以去除浮油和分散油12。有效容积35 m3，宽5 m，池长17.8 m，总高度2.5 m，采用机械清除浮油，链带式刮油刮泥机，底部无积泥。气浮池：在经隔油池后的水池中加入混凝剂，混凝反应后进入气浮池分离，进一步降低SS，油类，和一些有机物。气浮池采用溶气气浮，采用TR-6型溶气罐，2个。气浮池长4.8 m，宽度1 m。分离室长3.5 m，接触室长0.8 m。溶气释放器采

21、用TS-78-型，10个。集水孔眼14个，穿孔管长3 m，孔距0.21 m。投药采用PAC，投药量3 kg/d。调节池：为使整个废水处理系统的水质、水量得到调节，以保证能稳定高效运行，保证废水的均匀性和稳定性，必须在处理设施前设置足够容量的调节容积，使其有足够的时间（设计最大停留时间6小时）调节废水至均质均量。UASB三相分离器：废水经均匀调节，和初步的水解，进入UASB反应器，经产酸细菌的产酸并水解酸化，将其分解成容易利用的物质，再经甲烷菌利用产生甲烷气体13。UASB三相分离器对COD，BOD，及SS的去除效率高。设计COD去除达到80%。接触氧化池：废水由底部进入接触氧化池，接触氧化池内

22、安装有利于微生物附着生长的组合式填料，污水中的有机污染物流经填料层时被填料生物膜上的微生物吸收和降解，水质进一步得到净化14。独特的填料结构和填料的装填形式使得接触氧化池不易堵塞，也不会产生污泥膨胀等问题，而且所安装的填料具有使用寿命长，有机负荷高的特点，多年工程经验表明，装有填料的接触氧化池生物活性大大增强，COD去除率明显提高,处理效果良好。本工艺采用微孔曝气器，该曝气器具有低噪、节能、高效等优点，使用寿命长，维修保养简单，是最新型的环保产品。竖流沉淀池：沉淀阶段即泥水分离阶段，由于接触氧化池出水，水中微生物处于内源呼吸期，死亡率远远大于增殖率，泥水可分离性增加，故采用竖流沉淀池，并物化加

23、药，促使泥水分离。分离的污泥沉降进入污泥斗进行浓缩，浓缩后的污泥利用静水水压送入污泥浓缩池，污泥浓缩池的污泥经污泥泵输送至压滤机脱水，泥饼外运或填埋。2.5 工艺特点(1) 机械化水平高，多用成熟设备，工艺环境好；(2) 管理简单，集中控制；(3) 处理成本低，有较强灵活性；(4) 占地省，建设周期短；(5) 高层布置多为自流式，减少动力消耗；(6) 采用新型填料, 不易堵塞，无需更换，效果好。3 工艺处理构筑物设计计算和设备选型3.1 格栅计算和设备选型类型：中格栅，栅条间隙区10 mm，安装倾角60°，地下钢混结构，采用人工清渣。设计参数：平均流量：Qave=300 m3/d池子

24、尺寸：B×L×H=2000×3000×1200 mm（栅渠深度根据进水水位确定）设备：定制型格栅机3.2 隔油池计算和设备选型设计参数 按停留时间设计时，一般采用1.5-2.0 h。停留时间取2 h。设计计算（1）隔油池有效容积 V=QT (3-1)式中，Q隔油池设计流量，m3/h，设计平均流量为12.5 m3/h；T设计水力停留时间，h，停留时间取2 h。V=12.5×2=25（m3）（2）隔油沉淀池宽度沉淀区有效水深h2一般为1.5 m2 m，取沉淀区有效水深h2=2 m；0.30.4，取0.4；则沉淀池宽度为5 m。（3）隔油沉淀区长度

25、L= (3-2)式中：L隔油池的有效池长，m； 上浮速度修正系数，一般取0.9；已知h2=2 m，则求得隔油池的有效池长为：L=（4）隔油池总长度L=1.5+1.3+15=17.8 m取流入口至挡板长度为1.5m，流出口至挡板长度为1.3m。（5）隔油池总高度 本设计中隔油池设有机械刮油，除渣机，所以池底坡度为i=0，而且池底无积泥。H=h1+h2式中：H隔油池总高度，m；h1隔油池超高，(一般不小于0.4m)，m。今取隔油池超高h1=0.5m，所以，求得隔油池的总高度为：H=h1+h2=0.5m+2m=2.5 m（6）出水含油浓度 取平流式隔油池的一般除油效率为E=70%，所以根据公式： C

26、=C0E (3-3) 式中：C出水含油浓度，mg/L； C0入水含油浓度，mg/L； E隔油池除油效率，%，一般平流式取70%。 出水含油浓度为：C=C0E=500mg/L（1- 70%）=150mg/L 根据以上计算，选用与之配套的污水提升泵。型号：50QW15-22-2.2；流量：Q=15m3/h 扬程：10米；功率：2.2 KW。采用链式刮油刮泥机，型号：GY4-4.2；功率：2 KW。3.3 调节池的计算和设备选型设计参数为了更好地调节废水水质水量，保证后续处理的稳定性要求。调节池水力停留时间取0.6h。设计计算调节池有效容积：V=QT式中，V调节池有效容积，m3；Q废水的平均流量，m

27、3/h，设计平均流量为12.5 m3/h；T调节池调节时间，h。V=12.5×6.0=75（m3）调节池设计尺寸：设调节池的有效水深h=5 m，则调节池的平面积S=15 m2；取池长5 m，则池宽3 m；设调节池超高0.6 m，则调节池的实际池深H=0.6+5=5.6（m）。根据以上计算，选用与之配套的污水提升泵。型号：50QX15-22-2.2；流量：Q=15m3/h 扬程：10米；功率：2.2 KW。3.4 气浮池的计算和设备选型（1）溶气罐控制出水水质的已知为保证出水水质，每千克悬浮固体需气20L，即0.02 m3。又知空气的密度为1.3 kg/m3，则20L空气的质量为0.0

28、2×1.3=0.026（kg），即=0.026每日流入气浮池的总固体量QciQci=300×1000×10-3=300（kg/d）每日需气总量GgGg=·Qci=0.026×300=7.8（kg/d），折合6 m3/d单位体积污水所需气量VgVg=0.02（m3空气/ m3污水）溶气罐所需的工作压力pa = (3-4) P= (3-5)式中，1.3空气密度（20，一个大气压），kg/m3； Ca大气压力下，以体积表示的空气在水中的溶解度mL/L，查表得Ca=22.8； f溶气罐中空气的饱和百分比，一般为0.50.8； p溶气罐工作时的绝对压力，

29、atm； pa溶气罐工作时的表压，kPa。代入数据得0.026=P=2.68=pa=170.23 kPa（2）加压溶气罐容积V水和空气在加压溶气罐中的接触时间T=5minV=QT=1.04（m3）取溶气罐的高度H=2m，直径为D D=0.57（m） (3-6)选TR-6型溶气罐2个，其中一个备用，单罐直径为0.6m，水和空气的实际接触时间为T T=0.0037（d）=5.4（min） (3-7)加压溶气罐的实际过流密度q q=22.11 m3/( m2·h) (3-8)（3）气浮池分离室水力停留时间25min，分离室表面负荷率q=3.67 m3/( m2·h)，超高H2=0

30、.3m分离室主要尺寸，分离室的容积VV=QT=125×=5.208 （m3）分离室的表面积A1 A1=3.406（m2） (3-9)分离室水深H1 H1=1.53（m） (3-10)分离室长度L1气浮池采用平流式，与刮渣机配套，每格宽度B=1.0mL1=3.406（m）3.5（m）废水在分离室的实际停留时间t t=12.5(min) (3-11)分离室的总高度HH=H1+ H2=1.53+0.3=1.83（m）接触室的主要尺寸，接触室上升流速v2=20mm/s=72m/h接触室的表面积A2A2=0.174（m2）接触室长度L2，已知接触室宽度1 mL2=0.174（m）该尺寸无法施工

31、，故取L2=0.8 m接触室的水深与气浮池相同，即H1=1.53（m）接触室的实际表面积A2 A2=BL2=1×0.8=0.8（m2）气浮池最终主要尺寸，气浮池的总长度LL=L1+L2=3.5+0.8=4.3（m）气浮池总宽度B=1 m（4）溶气释放器加压溶气水量Q=12.5 m3/h，相应的溶气罐的工作压力为198.64 kPa（表压）。查表可知，工作压力为196 kPa时，TS-78-型释放器的出流量为1.30 m3/h。所需释放器个数n=9.29（个）。溶气罐的世界工作压力为198.64 kPa，这种选择较为安全。释放器间距L=0. 1（m）（5）集水管穿孔集水管孔眼的水头损失

32、h=0.3m，集水孔眼的流量系数µ=0.94全池采用集水管1根，集水孔眼的流速v v=µ=2.35（m/s） (3-12)集水孔眼的总面积 = (3-13)式中，0.64孔口收缩系数=0.0023（m2）集水孔眼总数n n= (3-14)式中，A0单孔面积，取孔口直径为15mm，则A0=0.000177 m2.n=0.0023÷0.000177=14（个）选用管径Dg=150 mm，管中最大流速为0.52 m/s气浮池长3.5m，穿孔管有效长度L取3m，则孔距LL=0.21 (m)（6）投药量确定最佳投药量应该是经过试验确定的，一般来说，普通铁盐、铝盐的投药量为1

33、0100 mg/L，聚合盐为普通盐的1/21/3。本设计拟使用PAC聚合盐，每天投药量为：12.5×1000×30×1/3×10-6=0.125（kg/h）=3（kg/d）调配的絮凝剂溶液浓度为0.2%-0.4%(体积浓度)，取值为0.3%，溶液密度就以水的密度来计算，按药量所需最少的聚丙烯酰胺来计算，每天加三次药，每隔8小时一次，则每次加药3/3=1 kg，溶液所需溶药灌最小容积为1/0.3%=333L，根据此计算选择定量加药机，型号：L6P2EMASB；加药量：335 L/h；压力：5.2 kg/m3；设备性能：加注头PVC材质，流量0-100%，精

34、度1%。搅拌机，型号：ZJ-700；功率：5.5 kw；A×B×H=2400×2400×2500 mm。3.5 中间水池的计算和设备选型设计参数为了更好地调节废水水质水量，保证后续处理的稳定性要求。调节池水力停留时间取0.6h。设计计算调节池有效容积：V=QT式中，V调节池有效容积，m3；Q废水的平均流量，m3/h，设计平均流量为12.5 m3/h；T调节池调节时间，h。V=12.5×6.0=75（m3）调节池设计尺寸：设调节池的有效水深h= 5m，则调节池的平面积S=15 m2；取池长5 m，则池宽3 m；设调节池超高0.6 m，则调节池的实

35、际池深H=0.6+5=5.6（m）。根据以上计算，选用与之配套的污水提升泵。型号：50QX15-22-2.2；流量：Q=15m3/h 扬程：10米；功率：2.2 KW。3.6 UASB三相反应器的计算和设备选型设计参数设1座池子。容积负荷U7 kgCOD/(m3·d)，水力负荷q=0.2 m3/（m2·d），设计流量Q=12.5 m³/h，进水COD浓度C=6500 mg/L；COD去除率=80%；污泥产率1=0.15 kgMLSS/kgCOD,产气率2=0.3 m3/kgCOD 。设计计算（1）UASB反应器容积计算 (3-15)式中 ，Q水流量，单位S0U 取

36、有效容积系数为0.8，则实际容积为V= V/0.8=349 m³（2）UASB反应器结构尺寸计算反应器横截面积S=63反应器有效高度H=V/S=349/63=5.5m，取5.5m，超高为0.5mUASB反应器采用矩形池子，长宽比在2：1以下，布水均匀，处理效果好，较为经济合理。取池长L=10 m，则宽B=S/L=63/10=6.3 m取7 m实际水力负荷在0.10.9之间，符合设计要求。尺寸为LBH=10.0 m7.0 m6.0 m（3）UASB进水配水系统设计配水系统采用穿孔配管，进水管总管径取400 mm，流速约为0.62 m/s。反应器设置5根DN150 mm支管，每根管之间的

37、中心距离为2.0 m，配水孔径采用13 mm，孔距1.0 m，每孔服务面积为1.0×1.0=1.00 m2，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.2 m，每个反应器有30个出水孔，采用连续进水。B布水孔孔径：共设置布水孔30个，出水流速u选为1.5m/s，则孔径为 d=0.01m  常温下，容积负荷(Nv)为：8 kgCOD/(m3·d)；产气率为：0.3 m3/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 uk=0.20 m/h1.0 m/h,符合要求。空塔沼气上升流速ug=0.35 m/h1.0 m/

38、h,符合要求。（4）三相分离器构造设计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。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：沉淀区水力表面负荷<1.0m/h；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；进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速2 m/h；总沉淀水深应大于1.5 m；水力停留时间介于1.5-2 h。若以上条件都能满足，

39、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2个集气罩，构成2个分离单元，则设置n=2个三相分离器。三相分离器长度B=10 m，每个单元宽度b=L/2=7/2=3.5 m。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即63 m2。  沉淀区的表面负荷率=0.20 m³/（·h）<1.0 m³/（·h），符合设计要求。回流缝设计如下图所示是三相分离器的结构示意图:图3-1 三相分离器结构示意图设上下三角形集气罩斜面水平夹角=55°，取h3=1.0 m；b1=0.7 m (3-16)式中，b1下三角集气罩底水平宽度，m；下

40、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之间的水平距离：b2=bb1=3.52 ×0.7=2.1m 则下三角形回流缝面积为：S1 =b2 ×B ×n =2.1 ×10×2 =42 m2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：V1=0.3 m/h2.0 m/h，符合设计要求式中，Q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= b3=0.5m，则上三角形回流缝面积为：S2=b3 ×B &

41、#215;2n=0.5×10×2×2=20 m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V2=0.625 m/h式中Q反应器中废水流量，m3/h；S2上三角形集气罩回流逢面积，m2；V1V22.0 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：BC=0.7 m气液分离设计由上图可知：CE=CD·sin55°=0.5×sin55°=0.4 m设AB=0.3m，则h4=×tan55°=×tan55°=1.75 m校核气液分离。假定气泡上升流速和水流流速不变

42、沿AB方向水流速度：Va=0.78 m/h式中，B三相分离器长度N三相分离器数量取值d=0.01 cm(气泡)，T=20，1=1.03 g/cm3，g=1.2×10-3 g/cm3，V=0.0101 cm2/s，=0.95，=V1=0.0101×1.03=0.0104 g/cm·s(一般废水的大于净水的，故取=0.02 g/cm·s)。由斯托克斯公式可得气泡上升速度为：Vb=（1-g）d2=（1.03-1.2×10-3）×0.012=0.266 cm/s=9.58 m/h式中，d气泡直径，cm； 1液体密度，g/cm3； g沼气密度，

43、g/cm3； 碰撞系数，取0.95； 废水的动力粘滞系数，0.02g/cm·s； V液体的运动粘滞系数，cm2/s根据前面的计算结果有=2.33，=12.3可以脱除直径等于或大于0.01 cm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+h4h5 h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5 m。AF=1.22 m BD=0.87 mDF =AF-AB-BD =1.22-0.3-0.87 =0.05 mh5= DFsin55° =0.05 ×sin55° =0.04 mh= h2+h3+h4h5=0.5+1.0+1.75-0.04

44、=3.21m（6）排泥系统设计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Gss=15gVSS/L，则UASB反应器中污泥总量： G =VGss =174×15=2610 kgss/ d。产泥量计算：UASB反应器总产泥量 X =1QC =0.15×300×6.5×0.8=234 kgVSS/d (3-17)式中， XUASB反应器产泥量，kgVSS/d；1污泥产率，kgVSS/kgCOD；C进水COD浓度kg/m3；COD去除率。据资料VSS/SS=0.8，则X=234/0.8=293 kgSS/d污泥含水率

45、P=98%，当含水率95%，取s=1000 kg /m3，则污泥产量： Ws=15 m3/d (3-18)污泥泥龄： =11.15（d） (3-19)排泥系统设计：在UASB三相分离器下0.5 m和底部0.4 m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400 mm。（7）出水系统设计出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。出水槽设计：用2个单元三相分离器，出水槽共有2条，槽宽u=0.3 m。设出水槽口附近水流速度为a=0.2 m/s，槽口附近水深=0.675 m。 取槽口附近水深为0.70 m，出水槽坡度为0.01；出水

46、槽尺寸8.0 m×0.3 m×0.7 m；出水槽数量为2座。溢流堰设计：出水槽溢流堰共有4条(2×2)，每条长8.0 m，设计90°三角堰，堰高50 mm，堰口水面宽b=50 mm。UASB反应器处理水量81L/s，查知溢流负荷为1-2 L/(m·s)，设计溢流负荷f=1.834 L/(m·s)，则堰上水面总长为：L=44.3 m三角堰数量：n=886个，每条溢流堰三角堰数量：886/2=443个。一条溢流堰上共有38个100 mm的堰口，38个100 mm的间隙。堰上水头校核：每个堰出流率：q=9.21×10-5 m3/s

47、按90°三角堰计算公式：q =1.43h2.5堰上水头：h=0.4=0.4=0.0211 m出水渠设计：反应器沿长边设一条矩形出水渠，4条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽ux=0.4 m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为a=0.3 m/s。渠口附近水深=0.68 m以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.40+0.68=1.08 m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为8.75米，考虑到排水管中心距长边池壁50 mm，出水渠突出池子长边池壁0.45 m，则出水渠长为8.75+0.45=9.3 m，出水渠尺寸为9.3 m×0.4 m×1.08 m，向渠

48、口坡度0.001。UASB排水管设计：选用DN400钢管排水，充满度为k=0.6，管内水流速度为 v=0.26 m/s (3-20)（8）沼气收集系统设计沼气产量计算：沼气主要产生厌氧阶段，产气率2=0.3 m³/kgCOD总产气量 G=2QC=0.3×300×2.5×0.8=180 m³/d集气管：每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有2根集气管。每根集气管内最大气流量=1.04×10-3 m³/s据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100 mm。水封灌设计：水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度

49、的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有排泥和排除冷凝水作用。水封高度H：H=H1H0式中 H0反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2m H2O，贮气罐内压强H0为400 mm H2O。水封灌：水封高度取0.6 m，水封灌面积一般为出气管面积的4倍，则S=0.222 m2水封灌直径取0.5 m。沼气柜容积：由上述计算可知该处理站日产沼气180 m³，则沼气柜容积应为1h产气量的体积确定，即V=qt=180/24=7.5 m³。所以选用10m³的沼气柜。3.7

50、 生物接触氧化池的计算和设备选型设计参数设两座池子，钢筋混凝土结构，容积负荷Nv=2 kgBOD/（m³·d），设计计算（1）接触氧化池有效容积 V=420 m³ (3-21)式中 ，S0进水BOD浓度，mg/L；Se出水BOD浓度，mg/L；Nv填料容积负荷，kgBOD/（m³·d）；每座池子的有效容积为420/2=210 （2）接触氧化池面积取填料高度h0=1.5m，则每座池子接触氧化池总面积A=280 m2（3）接触氧化池格数设格数n=4，则每格接触氧化池面积F=S/4=35 m2每格接触氧化池尺寸为7×5 m（4）停留时间 t

51、=33.6 h (3-22)（5）池总高度取h1=0.5 m，h2=0.4 m，h3=0.2 m，h4=1 m，填料层数m=3层，则接触氧化池总高度：H = h0+ h1+ h2+（m-1）h3+ h4 =1.5+0.5+0.4+（3-1）×0.2 +1 =3.8 m（6）填料总体积 选用半软性填料，则填料总体积V=420 m³，每座池子填料为210 m³。（7）所需空气量采用多孔管鼓风微孔曝气供氧，取气水比D0=15 m3/m3，则所需总空气量：D= D0Q=15×300=4500 m³/d=187.5 m³/h=3.125 m&#

52、179;/min每格氧化池需气量：D1= D/2n=187.5/2×4=375 m³/h则选用HWB2型微孔曝气器，如下表所示。 表3-2 HWB2型微孔曝气器参数型号HWB-2曝气板材料陶瓷板氧利用率/%20-25孔径150曝气量/m³/(h·个)1-3动力效率/(kgO2/kWh)4-6孔隙率/%40-50服务面积/ (m2/个)0.3-0.5阻力1500-3500按每小时曝气量计算，则每格所需曝气头个数为：375/4=93.7个，取96个。（8）空气管路计算布置方式：每格上一根主管，每根主管上8根支管，主管在中间，支管左右对称，支管之间的间距为0.

53、32m，每根支管上布置3个曝气头，每两曝气头间距为0.7m。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400 Pa，每米管长压损设为10Pa，而沿途曝气头总共有96个，总管长估为87m，则有曝气头阻力损失为96×400=38 kPa空气管道总阻力损失为：87×10=0.87 kPa0.9 kPa曝气系统空气压力总损失为：38+0.9=38.9 kPa。（9）空压机的选定空压机所需压力为：38.9 kPa，空压机供气量为3 m3/min。选用V-3/8型空压机，排气量：Q=3 m3/min；压力：0.8 MPa；冷却方式：水冷；电动机：Y200M2-6；功率：N=250 KW。3.8 沉淀池的计算设计参数表和负荷 q1.1 m3/(m2·h)，设计停留时间 t2h，设计流量qmax=0.0035 m³/s，中心管内流速 =0.02 m/s，上升流速v=0.0005 m/s，间隙流出速度v1=0.02 m/s,。设计计算（1）中心管面积与直