啤酒厂生产废水处理工程设计

——最大时平均流量，m3/h，t——停留时刻，h。计算得：3.3.2调节池的尺寸设该调节池的有效水深为5m,依照计算的调节容积，确定调节池的尺寸为：采纳矩形池，池的表面积为（3.7）式中：V——调节池体积，m；H——调节池水深，m。计算得：取调节池的宽度为16m,长为20m，则调节池的实际尺寸为。3.3.3搅拌机及提升泵选型（1）搅拌机选型在调节池内安装5台搅拌机，防止沉淀，搅拌机型号为JBJ-800。（2）提升泵选型在调节池集水坑内安装3台提升泵，型号150JYWQ200-30-37,其具体参数如下表3-3:表3-3150JYWQ200-30-37型污水泵性能参数型号口径（mm）扬程（m）流量（m3）转速（r/min）功率（kW）150JYWQ200-10-1510200290015表3-4JBJ-800型搅拌泵性能参数型号口径（mm）叶轮直径（m）电流（A）转速（r/min）功率（kW）JBJ-8006.22748073.4UASB工艺3.4.1设计讲明UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。UASB反应池有以下四个优点：（1）沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流；（2）不填载体，构造简单节约造价；（3）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；（4）污泥浓度和有机负荷高，停留时刻短。3.4.2设计参数（1）容积负荷：Nv=4.5kgCODcr/m3d；（2）污泥产率：0.08kgVSS/kgCODcr；（3）产气率：0.40m3/kgCODcr；（4）设计水量：Q=4000m3/d=166.7m3/h=0.046m3/s。水质指标，进出水水质指标见下表3-4表3-4水质指标项目CODcrBODSS进水20001000700出水300250420去除率85%75%40%3.4.3设计计算设计计算[21.28]如下：（1）UASB反应器容积及要紧构造尺寸确定反应器总有效容积 V= （3.8）式中：V反应器总有效容积，m3；Q——设计流量，m3/d；Nv——容积负荷,kgCOD/(m3·d)；S0、Se——进出水COD的浓度,kgCOD/m3；计算得：V=采纳矩形池，设两座，采纳公共壁。节约造价。反应器有效高度为5m，则横截面积单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适。设池长L=18m,则宽，取10m。单池面积：，设计反应池总高H=5.5，超高0.5m。单池有效容积总有效容积，负荷邮寄负荷要求。（2）水力停留时刻（HRT）及水力负荷率(Vr) （3.9） （3.10）关于颗粒污泥，水力负荷Vr=0.1~0.9m3/(m2/h),符合要求。（3）进水配水系统的设计1）设计原则：①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量差不多相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观看进水管的堵塞现象，假如发生堵塞易于清除。2）布水系统设置：进水方式的选择应依照进水浓度及进水流量来定，本设计采纳连续均匀的进水方式，一管多点的布水方式。当容积负荷大于4kgCODcr/m3d时，每个进水口负责的布水面积应大于2m2[21]。本设计池中共设置72个布水点，则每点的负荷面积为：进水总管管径取300mm，流速约为1.7m/s，每个反应池设一根管径为100mm的配水管。配水系统采纳多孔配水方式，支管位于配水管两侧，设置12根d=50mm的配水支管，同侧每两根水管的中心距3000mm,每根水管有6个配水孔，配水孔孔径取15mm,孔距700mm,孔口向下。布水孔径计算：流速 （3.11）配水孔612=72个，出水口流速2.5m/s,则孔径为，取15mm。配水管设置在距离池底500mm处。验证：中温度35℃，容积负荷4.5kgCODcr/m3d，沼气产率为0.4m3/kgCODcr，满足空塔水流速度u1.0m/h，空塔沼气上升速度ug1.0m/h。空塔水流速度，空塔气流速度，故设计符合要求。（3）三项分离器设计1）设计原则EQ\o\ac(○,1)沉淀区水力表面负荷<1.0m/h；EQ\o\ac(○,2)沉淀器斜壁角度在45°~60°之间，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内；EQ\o\ac(○,3)进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；EQ\o\ac(○,4)总沉淀水深应大于1.5m；EQ\o\ac(○,5)水力停留时刻介于1.5～2h；EQ\o\ac(○,6)三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采纳0.5~1.0m；EQ\o\ac(○,7)沉淀区斜面高度为0.5~1.0m。2）沉淀区设计沉淀区面积等于反应器面积，则沉淀各部分区尺寸等于反应器的尺寸，即其长度L=12m，宽度B=6m。则其表面负荷也为0.58m3/m2h。3）回流缝设计取单个三相分离器的宽为b=3m，长l=10m，故每池采纳n=6个三相分离器。取上下三角形集气罩的斜面的水平夹角为α=55。则下三角形集气室底部宽为： （3.12）式中：b1——三角集气室底水平宽度，m——上下三角集气室斜面的水平夹角h3——下三角集气室的垂直高度，m,取h3为1.1m。计算得： （3.13）则相邻两个下三角形集气室之间的水平距离：b2=b–2b1=3-0.77×2=1.46m则下三角形回流缝的面积为：S1==1.46106=87.6m2下三角集气室之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式： V1= （3.14）式中:Q1——反应器中废水流量，m3/h；S1——下三角形集气室回流逢面积，m2。V1==、设上三角形集气室回流缝的宽度CE=0.45m，则上三角形回流缝面积为：S2=CE×l×2n=0.45×10×2×6=54m2上下三角形集气室之间回流逢中流速(V2)可用下式计算： V2= （3.15）式中：Q1——反应器中废水流量，m3/h；S2——上三角形集气室回流逢面积，m2。V2==则V1<V2<2.0m/h，符合设计要求。4)确定上下集气罩相对位置BC=CE/Sin35°=0.45/Sin35°=0.26m取AB=0.4m，上三角形集气罩的位置即可确定，其高为：h2=（ABcos55°+b2/2）tan55°=（0.4cos55°+1.1/2）tan55°=1.11m取集气罩顶部水深h1=0.5m，则沉淀区水深为h1+h2=1.11+0.5=1.61m>1.5m,满足要求。上三角形集气罩底部到下三角形集气罩底部的距离为：H4=AD+DI=BC+DI=BC+ABcos55°=0.26+0.4cos55°=0.48m故三相分离器的高度为：H=h1+h2+h4式中：H——三相分离器高度，m；h1，h2，h4，同上。H=1.11+0.5+0.48=2.10m5）气液分离设计：由图3-4可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的阻碍越小，因此，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流淌，并设流速为vb，同时假定A点的气泡以速度vb垂直上升，因此气泡的运动轨迹将沿着va和vb合成速度的方向运动，依照速度合成的平行四边形法则，则有： （3.16）要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：；在消化温度为25℃，沼气密度=1.12g/L；水的密度=997.0449kg/m3；水的运动粘滞系数v=0.0089×10^-4m2/s；取气泡直径d=0.008cm，依照斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度vb为： （3.17）式中：vb——气泡上升速度（cm/s）；g——重力加速度（cm/s2）；β——碰撞系数，取0.95；hμ——废水的动力粘度系数，g/(cm.s)，μ=vβ。，，d同上。水流速度,va=v2=1.73m/h校核：6)计算示意图三相分离器计算示意图见图3-4.图3-4三相分离器示意图（4）排泥系统计算1）UASB反应器中污泥总量计算一般UASB污泥床要紧由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,两座UASB反应器中污泥总量：2）产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取r=0.08kgMLSS/kgCOD。EQ\o\ac(○,1)UASB反应器总产泥量:式中：△X——UASB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80%。EQ\o\ac(○,2)据VSS/SS=0.8，△X=392/0.8=490kgSS/d单池产△Xi=△X/2=490/2=245kgSS/dEQ\o\ac(○,3)污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取，则污泥产量 （3.18）单池排泥量4）污泥龄5）排泥系统设计在UASB三相分离器底部距池底200mm处，设置排泥管，每天排泥一次，污泥从排泥管强排入污泥浓缩池中。排泥支管选择D=150mm，排泥总管D=200mm。（6）出水系统的设计计算1）出水槽设计关于单个UASB反应器，有六个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.3m。单个反应器流量设出水槽槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近水深取槽口附近水深0.2m，出水槽坡度为0.01，出水槽尺寸为，出水槽共6条。2）溢流堰设计出水槽溢流堰共有62=12条，每条长10m，设计三角堰，堰高50mm，堰口宽100mm，堰口水面宽50mm。每个UASB反应器处理水量26L/s，查知溢流堰负荷，溢流堰负荷为1-2L/s，设计溢流堰负荷f=1.93L/（m/s），堰上水面总长为：三角堰数量：，每条溢流堰三角堰的数量：270/6=45个一条溢流堰上共有45个100mm的堰口，则间隙距离为：mm，堰上水头校核：每个堰出流率按三角堰计算公式：则堰上水头为 （3.19）3）出水渠设计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，两座UASB采纳一条出水渠进行共壁出水。设出水渠宽0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.4m/s。渠口附近水深=，取0.4。故出水渠尺寸为：，坡度为0.01。（7）沼气收集系统的设计计算1）产气量计算产气率r=0.4m3/kgCOD①总产气量 （3.20)则单个反应器的产气量：②集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单池共有6根集气管。每根集气管内最大气流量依照流量查取集气室沼气出气管直径d=80mm。③沼气主管2池12根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采纳钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%。单池沼气主管内最大气流量：取d=300mm，设计充满度为0.8，则2）水封灌设计水封灌要紧是用来操纵三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，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，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。①水封高度 (3.21)式中：——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2mH2O，贮气罐内强为400mmH2O。②水封灌水封高度取1.5m，水封灌面积一般为进气管面积的4倍，则水封灌直径取0.6m。EQ\o\ac(○,3)气水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用，选用φ600mm×H1800mm钢制气水分离器一个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。EQ\o\ac(○,4)沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气3060m3，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即设计选用钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为φ8000mm×H8000mm。3.5CASS工艺CASS是周期性循环活性污泥法的简称，是间歇式活性污泥法的一种变革，并保留了其它间歇式活性污泥法的优点，是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先进工艺。CASS工艺的核心为CASS池，其差不多结构是：在SBR的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法中的二沉池和污泥回流系统，同时可连续进水，间断排水。已知：污水进水量4500m3/d,进水COD300mg/L；进水BOD5250mg/L;水温10~20℃；出水COD80mg/L；出水BOD520mg/L。3.5.1参数选择（1）污泥负荷Ls=0.5kg/COD/(kgMLSSd)；（3）反应池池数N=4座；（3）反应池水深H=5m；（4）排出比；（5）活性污泥界面以上最小水深；（6）MLSS浓度CA=3500mg/L。3.5.2运行周期及时刻确定曝气时刻（TA）: TA= (3.22)沉降时刻TS： TS=；而 (3.23)故TS=排水闲置时刻，取TD=2h,与沉淀时刻合计3.6h。一周期所需时刻：周期数取n=3，每周期为8h，进水时刻，CASS运行一周期需8h,其中进水4h，曝气3h,沉淀1.6h,排水闲置2h,运行方式如下表3-5：

表3-5CASS运行方式反应池1h2h3h4h5h6h7h8h池进水进水/曝气进水/曝气进水/曝气曝气沉淀沉淀/撇水撇水/闲置池沉淀/撇水撇水/闲置进水进水/曝气进水/曝气进水/曝气曝气沉淀池曝气沉淀沉淀/撇水撇水进水进水/曝气进水/曝气进水/曝气池进水/曝气进水/曝气曝气沉淀沉淀/撇水撇水/闲置进水进水/曝气3.5.3反应池容积计算依照运行周期时刻安排和自动操纵特点，CASS反应池设置4个，2个1组交替运行一天。（1）CASS反应池容积单池容积为 (3.24)反应池总容积式中：——排出比的倒数；——周期数；N——池数。（2）CASS反应池的构造尺寸CASS池为满足运行灵活及设备安装的需要，设计为长方形，一端为进水区，一端为出水区。有效水深取H=5m，超高h取0.5m，由于B/H=1~2，L/B=4~6,故取：B=1.5H=1.5×4=6m，L=35m单池容积S=CASS池沿长度方向设一道隔墙，将池体分为预反应区和主反应区两部分，靠近进水端为CASS池为预反应区，另一端为主反应区。据资料，预反应区L1=(0.16-0.25)L,取L1=0.235=7m。故CASS反应池尺寸为（3）CASS池液位操纵排水结束时最低水位： (3.25)基准水位h2为5.0m；超高0.5m；爱护水深=0.5m污泥层高度：爱护水深的设置是为了幸免排水时对沉淀及拍你的阻碍。进水开始与结束由水位操纵，曝气开始时由水位和时刻操纵，曝气结束由时刻操纵，沉淀结束与开始由时刻操纵，排水开始由时刻操纵，排水结束有水位操纵。（4）连通孔口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，因单格宽6m，依照表3-6[28]，现在连通孔的数量取为2。表3-6：连通孔数量表池宽B(m）4681012个数123451）连通孔面积A1A1按下式进行计算： (3.26)式中：A1——连通孔面积，m2u——孔口流速，取u=40m/h；H1——有效水深与最低水位的差值，H=5-3=2m。Q，n，N，B，L1同上。计算得：2）孔口尺寸设计孔口沿墙均布，孔口宽度取0.8m，孔高为1.40/0.8=1.75m。（5）复核出水溶解性BOD5处理水中非溶解性BOD5的值： BOD5=7.1bXaCe (3.27)式中：Ce——处理水中悬浮固体浓度45mg/L；Xa——活性微生物在处理水中的所占比例，取0.4；b——微生物自身氧化速率，一般为0.05~0.1，本设计取0.08。计算得：BOD5=7.10.08×0.4×45=10.244mg/L故水中溶解性BOD5要求小于45－10.244=34.776mg/L，而该设计出水溶解性DOD5:Se===7.14mg/L<34.776mg/L设计结果满足设计要求。（6）进出水系统1）进水计算进水采纳DN250的进水管，在每一组UASB进水管上设阀门，以便操纵每池的进水量，进水管直接将水送进预反应区。2）出水计算排出口高度：为保证每次换水Q=41.7m3/h的水量及时快速的排出，以及排水装置运行的需要排水口需设在反应池最低水位之下约0.5m~0.7m处，本设计选0.7m。排出装置：CASS池采纳滗水器出水，每池设一个柔性管式滗水器一个，型号：KRB-200；排水能力：0~200m3/h，最大排水高度为2.5m。（6）污泥系统计算1)产泥量计算CASS池的剩余污泥要紧来自微生物代谢的增值污泥（生物污泥△XV），还有少部分来自进水悬浮物沉淀形成。2)CASS生物代谢产泥量为： (3.28)式中：——微生物代谢增值系数，kgVSS/kgCODb——微生物自身氧化率，d-1，Xr——回流污泥浓度，mg/L；V——反应池容积，m3。Sr——去除的COD浓度，kgCOD/m3Ls——COD污泥负荷，kgCOD/kgVSS。本设计取=0.75，b=0.05，则△X=（0.75-）45000.22=643.5kg/d,设剩余污泥含水率为99%，则排泥量为: (3.29)3）复核污泥龄 = (3.30)式中：——污泥龄，d；Y——污泥产率系数，一般为0.4～0.8取0.5Kd——衰减系数，一般为0.04～0.075取0.07NS同上。计算得：===25d4）污泥回流系统、剩余污泥排出系统设计污泥回流回流比：70%，回流量：Q回=70%×4500=3150m3/d回流时刻：t=TA+Tf=1.7+4=5.7h回流污泥泵在回流过程中是间歇运行的，则单个CASS池进泥流量为：q=剩余污泥排出由上述计算知，剩余污泥量QS=64.35m3/d,每周期每池产生量： q=， (3.31)每个周期的排泥时刻为0.3h，则泵的流量为23.3m3/h。每个池子设6根DN150穿孔排泥管，每个池子设一个污泥泵，穿孔排泥管的污泥由污泥泵抽吸，一部分回流到CASS池预反应区，一部分排到集泥井。一个污泥泵，出泥用口用一个三通连接，分不通DN150的污泥回流管，DN200排泥管。因此污泥泵的流量为96.25+23=119m3/h。据此选得污泥泵为：型号：150QW150-18-15；流量为150m3/h,；扬程为18m，功率为15kw，出泥管径为DN150。（7）需氧量计算1）平均需氧量（3.32）式中：R————平均需氧量，kgO2/d；————活性污泥微生物每代谢1kgBOD需氧量，啤酒废水取0.35————1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，啤酒废水取0.354.S0,Se,V,Nw同上。计算得：=2）标准需氧量R=（3.33）Csb（T）=Cs（T）（+）（3.34）Ot=（3.35）式中：R0———水温20℃，气压1.103×105pa时，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；R———在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，㎏/h；———杂质阻碍修正系数，取值范围=0.78～0.99，本例选用=0.82；———含盐量修正系数，本例取=0.95；———气压修正系数，取其等于1；Pa———所在地区大气压力，Pa；T———设计污水温度，T=25℃；Cs（20）———20℃时氧在清水中饱和溶解度，取Ca（20）=9.17mg/LCSb（T）———设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L；Cs（T）———设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度，水温25℃时，CS（25）=8.4mg/L；Pb———空气扩散装置处的绝对压力，pa，Pb=P+9.8×103H；P———大气压力，P=1.013×105；H———空气扩散装置淹没深度，取微孔曝气装置安装在距池底0.2m处，淹没深度3.8m；Ot———气泡离开水面时，氧的百分比，%；EA———空气扩散装置氧转移效率，一般为6~12%，氧转移效率EA按15%C———曝气池内平均溶解氧浓度，取C=2mg/L。计算得：Pb=P+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×3.8=1.385×105POt=CSb（25）=Cs（25）（+）=7.63×（R=3）空气扩散装置的供气量G===878m3/h（8）空气管系统设计曝气系统管道布置方式为，相邻的两个廊道的隔墙上设1根干管，共2根干管，在每根干管上设5条配气竖管，全曝气池共设4×5=20条配气竖管。空气管道布置计算图见图3-8。图3-8空气管路计算图每根竖管的配气量为：m3/h曝气池平面面积为：选用管式曝气膜片曝气头，参数性能见表3-7。表3-7曝气头性能表项目标准值适用范围服务面积（m2/个）0.50.2~1.0水深（m）52~6通气量（m3/h，个）86~18充氧能力（kg/h)10.9~1.5氧利用率（%）3835~42理论动力效率（kg/kw,h)84~9阻损（mmh2o）350200~400每个空气扩散器的服务面积按0.37m3计，则所需空气扩散器的总数为：为安全计，本设计每个曝气池采纳450个空气扩散器，每个支管上安设的空气扩散器的数目为：每个空气扩散器的配气量为m3/h选择一条从鼓风机开始的最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算。计算结果见表3-8。

表3-8空气管路计算表管段编号管段长度lm空气流量空气流速Vm/s管径Dmm配件管段当量长度l0m管段计算长度l0+lm压力损失h1+h2m3/hm3/min9.8Pa/m9.8pa123456789101117-160.351.950.033——30弯头一个0.621.120.40.5016-150.353.900.065——30三通一个1.181.681.42.7815-140.355.850.096——30三通一个1.181.680.260.8614-130.355.850.130——30三通一个1.181.680.351.1613-120.357.800.163——30三通一个异型管一根1.181.680.551.9312-110.359.750.195——30三通一个异型管一根1.181.680.31.8211-100.3513.560.228——30四通一个11.81.680.181.7210-91.227.120.26——30三通一个闸阀一个异型管一根1.181.680.174.709-81.235.120.594.550三通一个2.183.382.909.808-71.270.241.173.980三通一个异型管一个3.835.031.256.297-67.5175.602.936.0100四通一个弯头两个11.3018.532.0037.066-57351.205.856.0150四通一个弯头一个异型管一个6.4113.411.0013.415-47702.411.7011.5150四通一个弯头一个6.4113.413.1041.574-371053.617.5612.0200四通一个弯头一个11.4818.480.8515.713-271404.823.4112.5200四通一个弯头一个11.4818.480.916.632-116.5175629.2715.0200四通一个弯头一个20.9237.421.2546.781-030351258.5315.0300三通一个阀门一个33.2763.270.2213.92合计216.64pa（9）鼓风机压力计算曝气器的淹没深度H=4.5m，空气压力可按下式进行估算：鼓风机所需压力为：那个地点取60。选择3台HDSR-200 回转曝气鼓风机两用一备，其性能参数如下表3-9：表3-9HDSR-200回转曝气鼓风机性能参数流量（m3/min）压缩介质可配套电机（kW）功率（kW）电机压力（V）25~26空气557.5220

第四章污泥处理构筑物设计计算4.1污泥浓缩池污泥浓缩的对象是孔隙水，浓缩的目的是为了缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用的污泥浓缩池分为竖流式浓缩池和辐流式浓缩池2种。本设计采纳辐流式污泥浓缩池浓缩来自集泥井的剩余污泥。4.1.1设计参数污泥量：Q=Q1+Q2=102.6m3/d=4.275m3/h；2.浓缩池个数：一个；3.浓缩前污泥含水率：P=99%；4.浓缩后污泥含水率：P0=96%：4.1.2设计计算设计计算如下：（1）沉淀部分有效面积 F= (4.1)式中：F———沉淀部分有效面积，m2；C———流入浓缩池的剩余污泥浓度，kg/m3，一般采纳10kg/m3；G———固体通量kg/(m2h),一般采纳0.8~1.2kg/(m2h)，本设计取1.0kg/(m2h)；Q———入流剩余污泥流量m3/h。计算得：F=m2（2）沉淀池直径 D= (4.2)（3）浓缩池容积 V (4.3)式中：V———浓缩池容积，m3；T———浓缩池浓缩时刻，h，一般为10~16h，本设计采纳14h。Q同上。计算得：V=4.27514=59.85m3（4）沉淀池有效水深h2=（5）浓缩后剩余污泥 Q1= (4.4)式中：Q1———浓缩后剩余污泥量，m/s；Q，P，P0同上。计算得：Q1=（6）池底高度辐流式沉淀池采纳中心驱动刮泥机，池底需做成i=0.01的坡度。刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度：h4=，设计中取0.04m。（7）污泥斗容积 h5= (4.5)式中：α———污泥倾角，为保证排泥顺畅，一般取α=55°；a———污泥斗上口半径，m，取a=1.5m；b———污泥斗下口半径，m，取b=0.5m。计算得：h5=容积：V1=(4.6)污泥斗中污泥停留时刻： T= (4.7)（8）浓缩池总高度 H= (4.8)式中：H———浓缩池总高度，m；h1———超高，m，取0.3m；H2，h4，h5同上。计算得：H=（9）浓缩池后分离出的污水量q=这污水回流到调节池内。（10）溢流堰浓缩池经溢流堰出水通过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量为q=0.0017m3/s。设出水槽宽b=0.2m，深0.05m，则水流速为0.18m/s。溢流堰周长：C=溢流堰采纳单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰22.30/0.16=139.4个，取140个。每个三角堰流量：q0=溢流堰水深： (4.9)三角堰后自由跌落0.10m。（11）溢流管溢流水量3.2m3/h,设溢流管径DN100,v=0.12m/s。（12）刮泥装置采纳中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。（13）排泥管剩余污泥量约为25.65m3/d,泥量专门小，采纳污泥管径DN200，使用污泥泵间歇将泥抽入脱水机房。（14）脱水后污泥量设计计算如下：脱水后污泥量：Q= M= (4.10)式中：M———脱水后干污泥重量，kg/d；Q———脱水后污泥量，m3/d；Q0———脱水前污泥量，m3/d；P1———污泥脱水前的含水率；P2———污泥脱水后的含水率。计算得：Q==污泥脱水后形成泥饼用小车外运。脱水机选择：选用DYF-1500型带式压滤机，其性能参数如下表4-1：表4-1DYF-1500型带式压滤机性能参数 带型mm功率kW处理量t/h滤饼水分%入料浓度g/t水压MPa重量kg 15002.21-660>1000.65800

第五章污水处理厂平面和高程设计5.1平面布置内容平面布置内容包括污水厂内各处理构筑物、连接各处理构筑物的管道、辅助性建筑物；道路及绿地等。5.2平面布置的原则处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于治理；处理构筑物应尽可能沿处理流程布置，幸免管线的迂回，并充分利用地形以减少土方量；经常有人出入的建筑物应布置在夏季主导风向的上风向；有合理的绿化面积；在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管道、渠的要求，一般间距可取值5~10m，某些有专门要求的构筑物，如污泥消化池、消化气罐等，其间距应按有关规定确定；污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，方便治理；变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应幸免在厂内架空敷设；污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。5.3管线设计5.3.1污水管线设计（1）进水管：污水进厂管采纳DN250的钢管将污水从地面沟渠接入格栅。（2）构筑物连接管：构筑物连接管详见表5-1：表5-SEQ表5-\*ARABIC1构筑连接管管段管径D（mm）管材CASS河流300钢管`UASBCASS300污泥浓缩池调节池1005.3.2污泥管污泥管见下表5-2：表5-2污泥管管段管径D（mm）管材UASB浓缩池200钢管CASS浓缩池200浓缩池脱水间2005.3.3给水管依照需要，厂区的生活区和各个构筑的的消防设施虚设给水管。从厂区东面接入一根给水管，管径：DN100，钢管。5.3.4空气管从鼓风机房引一根空气管至CASS。管道为DN300的钢管。5.4污水处理厂高程布置5.4.1污水各处理构筑物之间连接管渠水力计算污水个处理构筑之间连接管渠水力计算见表5-3。

表5-3管渠水力计算表管段设计流量L/s管径Dmm管段类不流速m/s1000i长度m沿程损失h1m局部损失m总水头损失mCASS河流52300重力流0.712.75200.05500.055UASBCASS52300重力流0.842.2880.0530.080.133污泥浓缩池调节池1.7100重力流0.6810.1320.3230.0660.389污水各处理构筑物水头损失见表6-2.表5-4污水处理各构筑物水头损失构筑物水头损失（m）格栅0.01调节池0.20UASB0.30CASS0.505.4.2污水各构筑物间高程布置本设计拟对污水进行一次提升，提升点为调节池至平流式沉淀池，取污水厂地面标高为0.00m。污水厂排水至河流的管地标高为-1.50m，结合表5-3、表5-4进行布置。表5-5：各构筑物液面标高构筑物水面上游标高m水面下游标高m构筑物水面标高m地面标高mCASS河流0.70-1.500.00CASS1.200.700.850.00UASBCASS1.401.200.00UASB1.701.401.550.00调节池-0.70-0.90-0.800.00格栅调节池-0.60-0.700.00格栅-0.50-0.60-0.550.005.4.3污泥各处理构筑物间连接管渠计算污泥各处理构筑物间连接管渠计算见下表5-6：表5-6污泥处理构筑物管渠计算表管段设计流量L/s管径Dmm管段类不流速m/sCh长度m沿程损失h1m局部损失m总水头损失mUASB浓缩池0.93200重力流1.290300.2040.1180.332CASS浓缩池1.3200重力流1.290370.1840.1480.232浓缩池脱水间0.57200压力流1.26050.0820.020.1025.4.4污泥各处理构筑物高程布置污泥各处理构筑物高程布置见表5-7：表5-7污泥处理构筑物标高构筑物泥面上游标高m泥面下游标高m构筑物泥面标高m地面标高mCASS浓缩池0.850.520.00UASB浓缩池1.551.320.00浓缩池0.768-0.2320.2680.005.4.5污泥泵污泥泵选用25GW8-10-11型，共两台，一用一备，其性能参数如下表5-8：

表5-825GW8-22-11型污泥泵性能参数流量（m3/min）口径（mm）扬程（m）电机功率（kW）转速（r/min）825101.12825

第六章技术经济计算6.1工程造价估算工程总造价包括废水处理工程、污泥处理工程、其他附属构筑物的建筑费，设备购买费以及安装费用。从总体来讲包含所有工程建筑的费用。6.1.1土建费用土建部分的工程投资估算包括土方计算、挖方计算以及墙体建筑费用等，土建部分挖方量及墙体体积具体估算见表6-1，地面构筑物采纳砖混结构，砖混面积见表6-2。表6-1土建部挖方量与墙体体积构筑物尺寸L×B×H(R)挖深h材料数量挖方量m3墙体体积m3格栅3×2×22钢筋混凝土1125.2调节池20×16×5.55.5钢筋混凝土11760143.2UASB18×10×6.51.1钢筋混凝土2396217.6CASS35×6×5.52钢筋混凝土41782528.8浓缩池R=3.753.0钢筋混凝土16122.1总计3011917钢筋混凝土按每立方300元计，挖方按每立方40元计，则：钢筋混凝土费用：917×300=27.51万元挖方费用：3011×40=12.05万元表6-2：砖混面积构筑物尺寸L×B×H(R)材料数量面积m2办公楼15×6×6砖混1342传达室5×4×3砖混194仓库12×4×4砖混1224脱水间9×5×6.5砖混1272鼓风机房5×4×4砖混1112总计1044砖混结构按每平方300元计，则砖混结构造价为：1044×300=31.32万元土建工程总费用：27.51+12.05+31.32=70.88万元6.1.2设备估价设备估价见表6-3。表6-3：设备投资估价表设备名称型号单位数量单价估算费用（万元）格栅除污机HF-300套29500/套1.9水力筛RHG-0518A套118000/台1.8滗水器MRD-200套415000/套6.0管式膜片曝气头QMZM-300个180010/个1.8泵80JYWQ-50-10台33500/台1.0525GW8-10-1.1台23000/台0.6鼓风机HDSR-200台35000/台1.5中心驱动刮泥机ZXG-500台130000/台3带式压滤机DYF-1500台245000/台9合计26.65万元安装费10%总设备费用2.665万元运输费3%总设备费用0.80万元总计30.115万元6.1.3工程直接投资工程施工的直接投资费用包括土建费用和设备费用两部分，计算结果为：70.88+30.15=101.03万元6.1.4工程建筑其他费用工程设计费：101.03×1.5%=15.16万元工程调试费：101.13×1.5%=15.16万元不可预见费：101.13×5%=5.06万元施工治理费：101.13×3%=3.04万元工程税金：101.13×1.5%=15.16万元其他部分费用总计：53.58万元6.2工程总造价由7.1节计算可得本污水厂设计总造价为：总造价=101.03+53.58=154.61万元6.3运营经费6.3.1职职员资本设计污水处理厂污水量为4500m3/d，采纳职工人数为5人，治理人员及干部1人占20%，工人4人占80%。人均工资3000元/月，年底一个月双薪，则一年年薪为6.3.2电费用电量见表6-4：表6-4用电量设备数量单机功率（kw）总计（kw*h）污水提升泵23.06.0鼓风机33.09.0污泥回流泵45.522.0污泥提升泵23.06.0搅拌机4520.0压滤机22.24.4格栅除污机10.750.75刮泥机15.55.5总计73.65按工业电费0.8元每千瓦，则年电耗费用为：73.65×24×365×0.8=51.62万元/年6.3.3运营水费取污水厂每日耗水量为20m3，水费为，则每日水费为60元，年水费为：60×365=2.2万元/年。6.3.4运营总费用年运营总费用为22.75+51.62+2.2=76.57万元/年。6.4折旧费工程总投资为154.61万元，综合折旧率包括差不多折旧率与大修率，一般采纳6.2%，其中折旧率4.5%，大修率1.7%，则折旧费为6.5污水处理单价年处理成本=运营费用+折旧费=76.57+9.59=万元/年废水的处理单价为：681400/(4500×365)=0.53元/m3。

第七章总结本设计完成了青岛啤酒厂4500m3/d生产废水处理工程的设计。在设计中结合目前高浓度有机废水的处理概况以及该废水的水质特点，通过方案比较后选择UASB和CASS组合的工艺对该厂废水进行处理。通过本设计的工艺，污水出厂可达到《啤酒生产企业水污染物排放最高同意限值》（GB19821-2005）。通过本次课程设计，让我不仅学到了专门多知识而且提高了自己的能力。从最开始的文献综述，让我提高了查阅文献的能力；工艺比选，让我对专业知识进一步的了解与掌握；污水处理构筑物的计算，让我提高了自己的设计能力和计算能力；图纸的绘画，使我对污水构筑物的理解进一步加深。也是通过本次课程设计进一步巩固和加深了前几学期学到与见到的理论知识，并加以实践，做到了明白该如何学习及学到后如何样应用到实际生活生产当中，学以致用，训练了自己的综合能力。

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