制糖工业废水处理工艺设计

1、1 引言中国的淡水资源总量占全球水资源的 6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界 第四位，但人均只有 2200 立方米，仅为世界平均水平的 1/4，在世界上名列 121位，是 全球 13 个人均水资源最贫乏的国家之一，是一个干旱缺水严重的国家。到20世纪末，全国 600 多座城市中，已有 400 多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市 达 110 个，全国城市缺水总量为 60 亿立方米。据监测，目前全国多数城市地下水受到 一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体 的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来 了严重

2、影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。所以，对于水的可持续利用成为国民发展的必要手段，其中对于污水的处理迫在眉 睫，更是被提到重要的日程上来。对于关系到国计民生的食品行业，制糖产业一直占据 着不可或缺的重要位置。但是 “前门产糖，后门排污 ”却给环境带来了很大压力。从工业 角度看，如果按年榨甘蔗 3000万吨计算，全国制糖及其深加工过程中将产生约 100 万 吨废糖蜜，约 330 万吨蔗渣，约 310万立方米酒精废液。这样巨大的数字表明，如果对 这些废物的处理不及时，排放到地表水体中，将会对我国的水资源产生很大的影响。对 制糖废水进行处理后让其达标排放， 可以大大减少向水体

3、排放的污水量， 减轻环境负担， 实现环境效益与经济效益的统一 1 。制糖工业废水 2是以甜菜或甘蔗为原料制糖过程中排出的废水， 主要来自斜槽废水、 榨糖废水、蒸馏废水、地面冲洗水等制糖生产过程和制糖副产品综合利用过程。我国甘 蔗糖厂大多利用制糖生产的副产品糖蜜生产酒精， 酒精生产过程中产生的废弃物废醪液 为一种色度高（深褐色） 、PH 低（4.5 左右）、污染物浓度高的酸性有机废水，废水中一 般含有有机物和糖分， COD、BOD 很高，是糖厂对水环境的主要污染源 3 。2 设计依据及原则2.1 设计依据2.1.1 工艺设计主要法律、法规（1）中华人民共和国水法 2002年 08 月（2）中华人

4、民共和国环境保护法 1989年 12月（3）中华人民共和国水污染防治法 1996 年 05 月（4）中华人民共和国大气污染防治法 2000年 09 月（5）中华人民共和国环境噪声污染防治法 1996 年 10 月（6）国务院 31 号令关于环境保护若干问题的规定 （1996）（7）中华人民共和国固体废物污染环境防治法 1995年 10月2.1.2 工艺设计主要规范、标准（1）给水排水设计手册（2）其它国家相关规范、标准（3）污水综合排放标准 GB8978-1996（4）鼓风曝气系统设计规程 CECS97-97（5）室外排水设计规范 GBJ14-87（1997 年版）2.2 设计原则（1）在污水

5、处理工艺的采用上力求技术成熟、简单实用，保证运行与维护管理的 方便性。（2）认真贯彻国家有关环境保护的各项方针政策，严格执行国家及地方环保法律 法规，确保经处理后的外排污水水质达到国家有关标准要求。（3）污水处理工艺及设备选择应以排放标准为依据，选择工艺设备要求先进可靠， 效率高，能耗低，操作维修简单方便，自动化程度高，能够降低废水运行成本。（4）设计中尽量选用低噪声的动力设备，适当采取消声、减震措施，防止产生噪 声污染。（5）在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑， 以节省用地 4。3 工艺设计3.1 设计范围及规模本设计只包括废水处理站的处理工艺、设备选型、及管

6、网的设计。根据国内同行业 污水来源和特征，本设计规模按日最大处理水量 Q=6000m3/d 设计。3.2 污水处理站进、出水水质3.2.1 进水水质污水中主要污染物及指标见表3.1表3.1主要污染物及指标排放量（m3/d）COD( mg/L)BOD 5(mg/L)SS(mg/L)PH6000300015004006-73.2.2 出水水质根据国家相关法律法规及行业特征，污水处理站出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B标准要求，具体指标见表 3.2。表3.2出水水质标准排放量（m3/d）COD( mg/L)BOD 5 ( mg/L )SS ( mg/L)pH

7、6000詬0w 20W206-93.3 工艺方案的确定3.3.1 方案比选制糖废水中大量的污染物是溶解性的有机物、糖类、酒精等，这些物质具有良好的 生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理制糖废水5。好氧处理工艺制糖废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触 氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求 严，目前已被其他工艺代替。近年来，氧化沟和SBR工艺得到了很大程度的发展和应用。（1）氧化沟法1） Carrousel氧化沟Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的

8、混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既 有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯 度。普通 Carrousel 氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧 DO的浓度增加到大约23mg/L。在这种充分掺氧的条件下， 微生物得到足够的溶解氧来去除 BOD ;同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时， 混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态， 水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速0.3m/s）。微生物的氧化过程硝耗了水中溶解氧，直到 DO值降为

9、零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化 作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中， BOD 降解是一个连续过程，硝 化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去 处BOD，但除磷脱氮的能力有限。2）奥贝尔（Orbal）氧化沟奥贝尔（Orbal）氧化沟一般由三个同心椭圆形沟道组成， 污水由外沟道进入，与回 流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。 最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟 曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。 外沟道体积占整个氧化沟体积的 50%-55%， 溶解氧控

10、制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用；中间沟道容积一般为25%-30%溶解氧控制在 1.0mg/L 左右，作为 “摆动沟道 ”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用;内沟 道的容积约为总容积的 15%-20%，需要较高的溶解氧值（ 2.0mg/L 左右） ,以保证有机物 和氨氮有较高的去除率。奥贝尔（Orbal）氧化沟特点：a奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮功能；b、奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点；c、外沟道的供氧量通常为总供氧量的 50%左右，但80%以上的BOD可以在外沟道 中去除；d、奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面密布凸起的三解形齿结，使其在与水体 接触时将污水打碎成细

11、密水花，具有较高的充氧能力和动力效率。（2） SBR 工艺SBR 工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度 高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺（循环式活性污泥法）是对SBR方法的改进。食品行业的废水一般无大的毒性,可生化性较好，所以采用 CASS工艺比较适合。与传统活性污泥法相比，CASS法的优点是：a工艺流程短，占地面积少。有机物去除率高，出水水质好。b、污泥产量低，污泥性质稳定。具有脱氮除磷功能，无异味。c、出水水质好，可回用于污水处理厂内的如绿化、浇地、等有关杂用用途。d、建设费用低，运转费用省，处理成本低：省去了初次沉淀池、二次

12、沉淀池及污 泥回流设备，建设费用可节省 10-25%。e、设备安装简便，施工周期短，具有较好的耐水、防腐能力，设备使用寿命长， 对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定。f、管理简单，运行可靠：污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单， 工艺本身决定了不发生污泥膨胀。所以，系统管理简单，运行可靠。g、处理工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，可用微机进行操作和控 制。整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内环境好。3.3.1.2 水解 好氧处理工艺水解-好氧工艺开发的目的是针对传统的活性污泥工艺具有投资大、能耗高和运转 费用高等缺点，试图采用厌氧处理工艺替代传统的好

13、氧活性污泥工艺。水解（酸化） - 好氧处理工艺中的水解 （酸化）段和厌氧消化的目标不同， 因此是两种不同的处理方法。 水解（酸化）好氧处理系统中的水解（酸化）段的目的，对于城市污水是将原水中的 非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机物；对于工业废水处理，主要是将其中难 生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处 理。水解工艺的开发过程是从低浓度城市污水开始的，与高浓度废水的厌氧消化中的水 解、酸化过程是不同的。在连续厌氧过程中水解、酸化的目的是为混合厌氧消化过程中 的甲烷化阶段提供基质。水解酸化可以使制糖工业废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的

14、有机物，出水的可生化性能得到改善， 这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。 与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处 理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。制糖废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果， COD/BOD 值增 大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理制糖工业废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些采用水解池较之全过程的厌氧池（消化池）具有以下的优点。a可生物降解性一般较好，从而减少反应的时间和处理的能耗。b、工艺仅产生很少的难厌氧降解的生物活性污泥，故实

15、现污水、污泥一次性处理， 不需要经常加热的中温消化池。c、不需要密闭的池，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价 和便于维护。d、出水无厌氧发酵的不良气味，改善处理厂的环境。3.3.1.3 厌氧好氧联合处理技术 厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术， 它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可 回收沼气；厌氧生物处理过程能耗低，约为好氧处理工艺的10%15%;有机容积负荷高，所需反应器体积更小；产泥量少，约为好氧处理的10%15%;对营养物需求低； 既可应用于小规模，也可应用大规模。在全社会提倡循环经济，关注工业

16、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。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出 水往往不达标，由于制糖工业废水的特殊性质，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步 用好氧的方法进行处理，使出水达标。升流式厌氧污泥床 UASB（ Up-flow An aerobic 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

17、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。 UASB 工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽， 在各个行业都有应用，生产性规模不等。 UASB 反应器与其他反应器相比有以下优点：a、不填载体，构造简单节省造价b、污泥浓度和有机负荷高，停留时间短c、沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流d、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题e、由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备f、UASB内设三相

18、分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污 泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。g、由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的 曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环 境污染问题，又能取得较好的经济效益，这样具有双重效益的技术具有广阔的应用前景。331.4不同处理系统的技术经济分析综上所述，通过对不同处理技术的优缺点、经济特点进行比较，列出表3.3。表3.3不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法生物接触氧化法好主要技术优缺点、经济特点采用两级接触氧化工

19、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，且污泥排放量大氧工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污氧化沟工水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高艺占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化SBR法程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增 厌氧 水解一好氧技术力口，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少 好氧UASB 好氧技技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能工艺术源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严从表中可以看出厌氧 一好氧联合处理在制糖工

20、业废水处理方面有较大优势，CASS池与UASB正好有缺互补，故对于本设计中所涉及到的制糖废水来说， 厌氧一好氧处理 技术无疑是最佳的选择。因此，本设计采用 UASB-CASS的组合处理工艺，确保污水能 够达标排放。3.3.2 工艺流程污水处理工艺流程见图3.13.322流程介绍厂区生产过程中产生的污废水首先经过格栅除去较大的漂浮物，然后进入集水池,经过提升泵的提升，废水进入初沉池将比重较大的悬浮颗粒去掉，这里主要去除SS,经调节池进入UASB反应器进行厌氧反应。接着通过中间水池的调节，废水进入CASS反应池进行好氧反应，主要去除 COD等污染物。处理后达标的污水通过滗水器排除 CASS池。反应

21、产生的剩余活性污泥、初沉池污泥以及 UASB反应器中产生的污泥经过 污泥浓缩池浓缩后，通过污泥泵打入污泥脱水间进行脱水。由于污泥中的有害物质少， 干污泥可以再利用8。污水处理工艺流程图详图见附图一一水初 1废水4工艺设计说明4.1 构筑物设计说明4.1.1 格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后 续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。本 设计设中格栅一个。初步拟定格栅间尺寸：LXBXH=2.2mK0.54m0.75m采用机械清渣，选型为GH-800型链式旋转格栅除污泥机94.1.2 集水池与提升泵房集水池是汇集准备输送到

22、其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量 调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证 正常运行。设一座集水池，采用钢筋砼结构。集水池与泵房合建，集水池在泵房下面， 采用全地下式10。集水池尺寸：提升泵房作为水泵的构筑物，面积比集水池要大，在地面建起。提升泵房尺寸：LXBXH=9m 8mriX5m污水泵：选择125WQ130-15-11型污水泵5台，四用一备，见表 4.1表4.1125WQ130-15-11型污水泵性能项目参数项目参数流量130m3/h口径125mm扬程15m效率62%转速1460r/mi n功率11KW4.1.3 初沉池沉淀池的处理对

23、象主要是悬浮物质（SS）,设计其去除率约为75%左右，同时可去 除部分BOD5 （约占总BOD5的20%30%,主要为悬浮性BOD5），可改善生物处理构 筑物的运行条件并降低BOD5负荷。由于本工程的处理量较小，所以采用平流式沉淀池。设计采用4座池子。初沉池的尺寸为 LXBXH=21.6mX5mX3m04.1.4 调节池工业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，用调节池进行均衡调节，缓冲瞬时排放的高浓度废水，同时使生产废水进行 内部中和反应，从而降低运行成本，保证后继反应系统的稳定运行。水力停留时间HRT=5（h）调节池的有效水深h=5.5（m）水面超高

24、取0.5m调节池的尺寸为：LXBXH=15nX 15mX6m4.1.5 UASB （升流式厌氧污泥床）反应池UASB反应器是进行废水处理的主要构筑物之一，对高浓度的废水进行厌氧发酵， 去除大部分的有机污染物。废水经沉淀去除废水中的悬浮物后，进入UASB（上流式厌氧污泥床)进行厌氧处理，通过在UASB池中培养厌氧菌，分解水中的有机物，其 COD去 除率可达 80%以上。厌氧处理采用高效的升流式厌氧污泥床，具有容积负荷高、污泥产 量小、效果稳定、能耗低等特点。一方面降低了后续好氧生化处理的负荷，减少了运行 费用；另一方面回收沼气，可作为能源回用于锅炉燃烧，降低了煤耗11。本设计方案的 UASB 采

25、用中温操作设计。数量： 2 座，设计处理能力 6000m3/d；每座池体尺寸：LXBXH=16m 10mK7.5m设计参数：设计容积负荷为 Nv 6.0kgCOD /(m3 /d)。沼气储存设备选用 500 m 3钢板水槽内导轨湿式贮气柜 1 个。4.1.6 中间水池取水力停留时间 HRT=5(h)中间水池的有效水深 h=5.5(m)水面超高取 0.5m中间水池的尺寸为： LXBXH=15mX 15mX6m4.1.7 CASS反应池废水经 UASB 厌氧处理后还不能达到国家排放标准， 尚需进行深度处理。 由于废水 中的 COD 浓度还比较高，必须通过好氧生物降解废水中的有机物。为保证好氧处理效

26、 果，采用 CASS 处理工艺。 CASS 工艺(循环式活性污泥法 )是对 SBR 方法的改进。该工 艺简单， 占地面积小， 投资较低；有机物去除率高， 出水水质好， 具有脱氮除磷的功能， 运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省 12 。设计采用 CASS 池四座。工作过程分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个过程。 有关设计参数如下：污水进水量6000m3/d;水温为20 T左右进水 COD = 480(mg/L); BOD5= 169(mg/L); COD = 70(mg/L)污泥负荷 Ls=0.1kgBOD/kgMLS S d反应池池数 N=2 座反应池水深H = 5(m)活性污泥界面以上最小水

27、深二0.5(m)MLSS 浓度 CA = 3500(mg/L)水深5m；保护高0.5m曝气时间3h;每天运行周期4次每周期运行时间 6h初步拟定CASS反应池(外形)尺寸40mxi0m6m 曝气系统拟采用膜片式微孔曝气器。鼓风机选用两台 DG 超小型离心鼓风机。滗水器选型为 XBS-300 型旋转式滗水器4.1.8 污泥处理说明(1) 污泥浓缩主要用于降低污泥中的空隙水，因为空隙水占污泥水分的70%，是降 低要经稳定、脱水处置过程或者投放的污泥的体积，污泥含固率的提高，将大幅度减小 污泥体积，降低污泥后续处理费用，故污泥浓缩是污泥减容的主要方法。污泥浓缩的方 法有重力浓缩、气浮法浓缩和离心法浓

28、缩三种。因为重力浓缩由于装置简单，所需动力小等优点被广泛采用。所以本设计采用的是 重力浓缩的方法。污泥浓缩池数量： 2 座设计参数：LXB=7.5mX7.5m(2) 机械脱水 机械脱水的方法是转筒离心机、板框压滤机、带式压滤机和真空过滤机。本设计采用的是带式压滤机，其具有处理量大、基建费用少、占地少、工作环境卫生、自动化程 度高等优点，带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响小，还具有出泥含水率较低且工作 稳定启耗少、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。同时，由于带式 压滤脱水机进入国内较早，已有相当数量的厂家可以生产这种设备。在污水处理工程建 设决策时，可以选用带式压滤机以降低工程投

29、资，国内新建的污水处理厂大多采用带式 压滤脱水机压滤机型号： DYD-1000 型带式压榨过滤机4.1.9 鼓风机房鼓风机房内设鼓风机 3台，2用 1 备。鼓风机房的尺寸设计为：LXBXH=14rm qt 2 1.5=3 m (取t= 1.5h)5.323 沉淀部分有效容积 V Qmax t 3600 0.0694 1.5 3600 375 m35.324 池长(流速 v 取 4mm/s) L vt 3.6 4 1.5 3.6 21.6 m池子总宽度BA/L375/21.6 17.36 m池子个数，nB/b17.36/5 4 (宽度取 b= 5m)校核长宽比L21.64.324(符合要求)b

30、55.328污泥部分所需总容积V已知进水SS浓度c。=400(mg/l)初沉池效率设计75 %,则出水SS浓度c q (1 0.75) 400 (1 0.75) 100 mg/l设污泥含水率98%，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重r 1t/ m3Qmax (Co c) 86400 T 100KZ (1000) 1060.0694 (400100) 86400 21.2 (100 98) 1061003100 m每格池污泥所需容积VV 污泥斗容积V1,b b1h4tg21 2V1h4 (b23bb|bi2)污泥斗以上梯形部分污泥容积L1 21.6 0.5 0.3 22.4 m100325 m4

31、50.51.733.89 m323：9 (25 50.5 0.25)33.2 m3V2L25 mh/ (21.6 0.3 5) 0.01 0.163 ml1 l222.4 53V2 (-2)h4 b=() 0.163 5=11.2 m2 25.3.2.12 污泥斗和梯形部分容积 V1 V233.2 11.2 44.4 m325 m3 沉淀池总高度HHh1 h2 h3 h4 h4 0.3 3 0.5 0.163 3.89 7.853 m 取 8m5.4 调节池5.4.1 参数选取已知Q=6000(m3/d)=250(m3/h);取水力停留时间HRT=5(h);调节池的有效水深h=5.5(m);水

32、面超高取0.5m。5.4.2 设计计算5.4.2.1 调节池有效容积V=QT=250 5=1250m3542.2 调节池水面面积V 12502A225m2H 5.55.4.2.3 调节池的长度取调节池宽15m，长15m，池的实际尺寸为：长宽高=15nX 15nrK 6m=1350m3。5.4.2.4 调节池的提升泵设计流量Q=35L/s，静扬程为68.5-59.5=9.0mo总出水管Q=70L/s，选用管径DN250，查表得v=1.43m/s,1000i=9.91设管总长为50m,局部损失占沿程的30%，则总损失为：9.915010.30.64m1000管线水头损失假设为1.5m,考虑自由水头

33、为1.0m,则水泵总扬程为：H=9.0+0.64+1.5+1.0=12.14m 取 13m。选择150QW-180-15-15型污水泵三台，两用一备，其性能见表5.4表5.4150QW180-15-15型污水泵性能项目参数项目参数流量50L/S电动机功率15KW扬程15m电动机电压380V转速1460r/mi n出口直径150mm轴功率4.96KW泵重量280kg效率65%5.5 UASB反应池5.5.1 参数选取经过对同类工业废水用UASB反应器处理运行结果的调查，已知常温条件下（20 25 C）条件下UASB反应器沼气表现产率为0.5m3/kgCOD （去除），污泥的表现产率为 0.1kg

34、MLSS/kgCOD（去除）,厌氧污泥可实现颗粒化，其设计最大流量 Q=6000m3/d=250m3/h。其中在沉淀池 COD与BOD的去除率以20%、25%计，具体数值 见表5.5表5.5 进出水水质要求项目CODBODSS进水水质（mg/L）24001125100去除率（）808530出水水质（mg/L）480169705.5.2 设计计算5.5.2.1 UASB反应器结构尺寸设计计算（1）UASB反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区）设计容积负荷为 “ 6.0kgCOD /（m3/d）进出水 COD 浓度 C2400（mg / L）， E=0.8QCE6000 2.4 0.86.0319

35、20 m式中Q设计最大处理流量 m3/dC0进出水COD浓度kgCOD/m3E去除率Nv 容积负荷（2）UASB反应器的形状和尺寸。工程设计反应器2座，横截面积为矩形1）反应器有效高为h 6.0 m则池子横截面积：S V有效 1920 =320(m2)h 6.0单池横截面积：Si S 320 = 160(m2)n 22)池子从布水均匀性和经济性考虑，矩形长宽比在 2: 1以下较合适。设池长L 16 m，则宽 B 16010 m，设计中取 B 11 mL 16单池截面积：S； L B 16 11176(m2)设计反应器总高H 7.5 m，其中超高0.5m单池总容积： V S； H 176 (7.

36、5 0.5)1232(m3)单池有效反应容积：y有效Si h 176 6 1056(m3)单个反应器实际尺寸：L B H 16m 10m 7.5m反应器总池面积：S S； n 176 2 352( m2)反应器总容积：V VI n 1232 22464(m3)总有效反应容积 V有效Vi有效n 1056 2 2112(m3) 1920 m3符合有机负荷要求。2112UASB反应器体积有效系数：100% 85.7% 在70%-90%之间符合要求。24645.5.2.2 UASB反应器构造的确定UASB反应器采用矩形，三相分离器由上下两层重叠的三角形集气罩组成，构成6个分离单元，采用穿孔管进水配水，

37、采用明渠出水。本工程设计中，UASB反应器的构造断面如图5.2所示，U = LJ LI LJ出水槽/ _/ / /I / / /A / / / /AIF g配水管O OGOO图5.2 UASB反应器构造断面示意图5.523三相分离器设计,则沉淀区的表面负荷率三相分离器沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积为：N 60000.24m3 / m2/h 1.0 2.0 m3 / m2/h，满足要求。24 1056根据图35,设上下三角形集气罩斜面水平夹角为55，取保护高度hi=0.5(m),下三角形高 h3=1.2(m),上三角形顶水深h2=0.5(m)，单元三相分离器宽b=2.67(m).hi 2b

38、3=0.35(m)则有：bi%0.84 mb? b 2bitg55 1.4282.67 2 b0.99 m下三角形集气罩回流之间缝隙上升流速 vi的计算为:250A b?Bn 0.99 10 6 59.4 m2，则 vi 为：V 6 59.4上三角形集气罩回流缝的水流上升流速V2的计算为：A b3 B 2n 0.35 10 2 6 42 m2，则 V2 -2506 420.7 m/ h0.99 m/ha2为控制断面，可以满足vivV2V2.0m/h的条件，具有较好的固液分离要求。因为上三角下端C至下三角形斜面和垂直距离CE=b3Sin55 =0.35X 0.819=0.29(m)BC=CE/

39、si n35 =0.29- 0.5736=0.51(m)BD=BC/ sin55 =0.62(m)取AB=0.4(m)，上三角形集气罩的位置即可确定，其高h4为:h4 ABcos55b2 tan550.4 0.5736tan 55 1.03 m2 2已知上三角形集气罩顶的水深为 0.5m则上下三角形集气罩在反应器内的位置已经 确定，如下图5.3所示。图5.3单元三项分离器计算草图三相分离区总高度：h h2 h3 h4 h5式中：h2集气罩以上的覆盖水深，取 0.5m；h31.2AF1.46(m)sin 55 sin55DFAF BDAB1.46 0.620.40.44(m)hsDF sin 5

40、5.0.44si n55.0.36(m)则：h 0.5 1.21.030.362.37(m)UASB总高度H=7.5(m)，沉淀区高2.37m，污泥床高2.6m,悬浮区高2.53m，超高0.5m。根据已确定的三相分离器构造，还应该校核一下气液分离的条件是否符合要求。沿AB方向水流的速度va可用下式计算：Q单CE B 2 2 n1.80 m/h0.29 10 2 2 6设气泡 的直径 dg=0.01(cm)，在常 温(20E )下，取 p 1=1.03(g/cm3)， p g=1.2X 10-3(g/cm3)，v=0.0101(cm2/s)(按净水取值)，B =0.95。卩=0.0101X 1.

41、03=0.0104 g/(cm s)，由于废水的 卩一般比净水的 卩大，可取废水 的卩为 0.02g/(cm s)，则g20.95 98132vb1 g d1.03 1.2 100.019.58 m/h18 18 0.02根据前面的结果有：BC 回 1.275，v 9鱼 5.32，则可满足业 匹的要AB 0.4va1.80vaAB求，可以脱除直径等于或大于 0.01cm的气泡。进水分配系统的考虑(1) 采用穿孔管配水，进水管总管径取 200mm，流速约为0.95m/s。每个反应器设 10根d150mm的穿孔管。每两根管之间的中心矩为 1.5m，配水孔径采用 15mm孔距 为1.5m，每个孔的服

42、务面积为1.5 X.5=2.25mF,孔径向下，穿孔管中心距反应器为0.25m, 每个反应器共有60个出水孔，采用连续进水，每个孔的流速为16:Qmax6 60A0.012/6020.0151.1 m/s则进水部分水头损失为:v22g，1 12查表得=1.06, h 106 石 0065 m(2) 布水孔孔径共设置布水孔60个，出水流速u选为2.2m/s,贝U孔径为4Q4 250/23600n u0.018m3600 60 3.14 2.2(3) 验证常温下，容积负荷(Nv)为：6.0kgCOD/(m3 d);产气率为：0.3m3/kgCOD ;需满足空塔水流速度uk 1.0m/l空塔沼气上升

43、流速ug 1.0m/h空塔水流速度uk2503520.71 m/h1.0 m/h符合要求。空塔气流速度ugQCrS6000/24 2.4 0.8 0.33520.41 m/ h1.0 m/h符合要求。出水系统的设计考虑(1) 出水槽设计对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有 6条，槽宽0.3m。 单个反应器流量q 2 型 0.0694m3/s36003600 设出水槽口附近水流速度为 0.2m/s，贝U槽口附近水深 也 0.0694/60.193mua 0.3 0.2取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01;出水槽尺寸11nK;出 水槽数量为6座。(2) 溢流堰设计 出水槽溢

44、流堰共有12条(6X2)，每条长11m，设计90三角堰，堰高50mm，堰口水面宽b=60mm。每个UASB反应器处理水量69.4L/S,查知溢流负荷为1-2L/ (m-s)，设计溢流负荷38m。1.8f=1.8L/ (m-s),则堰上水面总长为：L 9 69.4633/12=53 个。三角堰数量：n b 趕 11.0 个，每条溢流堰三角堰数量:一条溢流堰上共有堰上水头校核53个100mm的堰口,53个110mm的间隙。5510 5m 5/s每个堰出流率：q69.4 10 3按90三角堰计算公式,2 51.43h .1 1.0 10 5 041.430.0226m0.4堰上水头：h 旦1.43 出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽0.8m,坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为 0.3m/s。渠口附近水深 E遊4 0.289muxa 0.8 0.3以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.289=0.54m,出水渠长取15m，出 水