屠宰废水处理方案设计

摘要本设计为屠宰厂生产废水处理设计，设计过程为初步设计。屠宰废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该屠宰废水处理厂的处理水量为400m3/d，不考虑远期开展。原污水中各项指标为BOD浓度为850mg/L，COD浓度为1800mg/L，SS浓度为850mg/L。因该废水BOD值较大，不经处理会对环境造成巨大污染，故要求最终出水水质执行《污水综合排放标准》〔GB8978-1996〕之二级标准。经分析知该处理水属易生物降解又无明显毒性的废水，可采用两级生物处理以使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除水中的悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法，包括好氧生物处理法中的SBR法，可有效去除水中的BOD、COD。整个工艺具有投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。关键词：屠宰废水处理，高浓度有机废水，格栅，气浮机，水解酸化，SBR法ABSTRACTThedesignfortheslaughterfactorywastewatertreatmentdesign,thedesignprocessforpreliminarydesign.Themaincharacteristicsofslaughterhousewastewaterqualityiscontainsalotoforganicmatter,isahighconcentrationoforganicwastewater,thebiochemicaloxygendemandisalsohigh.Thewatertreatmentofslaughterhousewastewatertreatmentplantfor400m3/d,withoutconsideringthelong-termdevelopment.IntheoriginalsewageindicatorsfortheconcentrationofBODwas850mg/L,theconcentrationofCODwas1800mg/L,theconcentrationofSSwas850mg/L.BecausetheBODvalueofthewastewaterislarge,causinggreatpollutiontotheenvironmentwillnotbeprocessed,sotherequirementsofthefinalimplementationofwaterquality"integratedwastewaterdischargestandard"(GB8978-1996)ofthetwogradestandard.Accordingtoanalysisofthewastewatertreatmentwaterisbiodegradableandnoobvioustoxicity,canusetwostagebiologicaltreatmenttomakewater.Firstlevelofprocessingmainlyusesthephysicalmethod,usedtoremovesuspendedmatterandinorganicmatterinwater.Thetwolevelofprocessingmainlybybiologicalmethod,includingSBRmethodinaerobicbiologicaltreatment,caneffectivelyremoveBOD,COD.Thewholeprocesshaslessinvestment,goodtreatmenteffect,simpleprocess,smalloccupiedarea,stableoperation,lowpowerconsumptionadvantages.Keywords:slaughterwastewatertreatment,highconcentrationorganicwastewater,grille,flotationmachine,hydrolysisacidification,SBRmethod.绪论屠宰业是我国出口创汇和保障供应的支柱产业，屠宰废水来自畜牧、禽类、鱼类宰杀加工，是我国最大的有机污染源之一。我国大局部城市已根本上实现了禽畜的顶点集中屠宰，据调查，屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6%，随着经济的开展和人民生活水平的提高，肉类食品加工工业将会有更大的开展，屠宰废水的污染还有不断加剧的趋势，而环保部门要求具有一定规模的屠宰场都必须建立专门的废水处理站。屠宰废水主要来自猪禽类屠宰和加工环节，水量大、颜色深、有机物浓度高。废水中含有大量血液、油脂、碎肉、粪便和毛发，并带有难闻的臭味，含有高浓度的有机质而不易降解，处理难度大，环境污染严重。一般屠宰废水的水质具有如下特点。①屠宰废水一般呈红褐色，有难闻的腥臭味，其中含有大量的血污、油脂质、毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污物，固体悬浮物含量高。②屠宰废水有机含量高，可生化性好，其中高浓度有机质不易降解，处理难度较大，屠宰废水中的营养物主要是氮、磷，其中氮主要以有机物或铵盐形式存在，而磷主要以磷酸盐的形式存在。从国内外屠宰类废水的处理工艺及各自的优缺点入手，针对屠宰废水含油量高、高碳磷比和高碳氮比等特点，可以知道，屠宰废水最经济有效的处理方法应以生物法处理为主，辅助以必要的物理、化学等预处理方法，这样不仅到达预期处理效果和预防水体富营养化，而且还能产生清洁能源—沼气，节约能源。所以厌氧法＋好氧处理高浓度有机废水是将来研究的重要方向。目录TOC\o"1-3"\h\u第一章工程概况、设计原那么及依据11.1工程概况11.2设计原那么11.3设计依据11.4设计标准1第二章屠宰废水的处理方法及工艺流程确实定32.1屠宰废水的处理方法32.1.1好氧生物处理32.1.2厌氧生物处理42.2工艺流程确实定52.3工艺流程图72.4工艺设计说明7第三章主要工艺计算及设备选型83.1格栅的设计计算83.1.1设计说明83.1.2设计参数的选择83.1.3栅条间隙数〔n〕83.1.4栅槽宽度〔B〕93.1.5进水渠道渐宽局部的长度〔L1〕93.1.6栅槽与出水渠连接处的渐窄局部长度〔L2〕93.1.7过栅水头流失，栅条断面为矩形断面93.1.8栅槽总高度〔H〕93.1.9栅槽总长度〔L〕93.1.10每日栅渣量〔W〕93.2隔油沉砂池的设计计算103.2.1隔油沉沙池设计说明103.2.2隔油沉砂池设计计算103.2.3长度〔L〕103.2.4水流断面积〔A〕103.2.5池总宽度〔B〕103.2.6有效水深〔h2〕103.2.7建筑高度〔H〕103.2.8隔油沉砂池简图113.3调节池的设计与计算113.3.1设计说明113.3.2设计参数113.3.3调节池的容积V1113.3.4调节池外表积〔A1〕113.3.5调节池深度〔H〕123.4气浮机123.4.1气浮机分类123.4.2气浮机应用123.4.3气浮机的选定133.5水解酸化池设计计算133.5.1设计说明133.5.2设计计算133.5.3进水系统的设计143.5.4出水系统的设计143.6SBR反响器的设计计算143.6.1设计说明143.6.2一般说明163.6.3参数选择163.6.4反响池运行周期各工序的计算163.6.5反响池池容计算173.6.6需氧量计算183.6.7排泥系统计算223.6.8上清液排出装置223.6.9SBR图223.7接触消毒池223.8污泥干化池233.8.1设计说明233.8.2设计计算233.9平面布置及高程布置243.9.1平面布置原那么及说明243.9.2高程布置24第四章初步经济技术分析274.1设备及建设费用274.2年运行费用284.2.1人员编制284.2.2本钱分析28第五章常出现的问题及解决方法29致谢30参考文献31工程概况、设计原那么及依据1.1工程概况本设计是屠宰废水处理工程的方案设计，废水处理工程的设计水量为400m3/d，原水水质：CODcr:1800mg/LSS:850mg/LBOD:850mg/L动植物油≤130mg/LPH:6-7NH3-N：95mg/L。1.2设计原那么(1)根据屠宰废水的特点，选择成熟的工艺路线，既要做到技术可靠确保处理后出水达标排放，出水稳定，还要设备简单、操作方便、易于维护检修，日常运行维护费用低。(2)在保证处理效果前提下，充分考虑城市寸土寸金的现实，尽量减少占地面积，降低基建投资。平面布置和工程设计时，布局力求合理、通畅、美观，符合工程建设标准。(3)具有一定的自动控制水平，在确定自控程度时兼顾经济合理性。(4)整个处理系统建设时施工方便，工期短，运行时能耗低。根据对屠宰废水特点的分析和处理出水水质要求进行初步设计，经论证选择技术上可行、经济上合理的处理方案，然后确定具体的、符合实际的工艺流程。对所选流程中的主要构筑物进行工艺计算，主要设备进行选型。根据任务书要求，进行合理的平面布置。确定自动控制及监测方案，进行初步的技术经济分析，包括工程投资和人员编制、本钱分析等，附必要的图纸。1.3设计依据1.《污水综合排放标准》〔GB8978-1996〕的二级标准，废水处理后要求CODcr:150mg/LSS:150mg/LBOD:30mg/L动植物油≤15mg/LPH:6-9NH3-N：25mg/L。2.毕业设计任务书1.4设计标准GBJ14-87《室外排放设计标准》GB/T50106-2001《给水排水制图标准》GB/T50103-2001《总图制图标准》GBJ15-88《建筑给水排水设计标准》GBJ08-23-91《污水泵站设计标准》GB187-93《工业企业总平面设计标准》GB8978-1996《污水综合排放标准》《给水排水工程快速设计手册》《给水排水设计标准图案》第二章屠宰废水的处理方法及工艺流程确实定2.1屠宰废水的处理方法好氧生物处理〔1〕序批式活性污泥系统(SBR)SBR(SequencingBatchReactor)工艺适应当前好氧生化处理工艺的开展趋势，简易、高效、低耗，广泛地应用于屠宰废水的处理中。其主要优点有:①流程简单，无二沉池和污泥回流设备；②比普通活性污泥法可节省基建投资30％、运行费用10～20％；③不易发生污泥膨胀，具有较强的脱氮除磷能力；剩余污泥性质稳定，便于浓缩和脱水；④耐冲击负荷能力强。SBR间歇运行的特点很适合处理流量变化大的屠宰场废水，已在很多国家广泛应用于小型污水领域。此工艺处理屠宰废水COD，BOD的去除率分别到达80％，90％以上，氨氮去除率达80％，90％。J．Keller等人在研究SBR处理屠宰废水脱氮的过程中发现，通过控制溶解氧浓度可使约50％的氮通过同步硝化反硝化去除，而控制这种脱氮过程对减少处理费用，提高出水水质有重要意义。CASS工艺是SBR的改良工艺，它在反响器前部增加了一个生物选择器，实现了连续进水，剩余污泥性质稳定，泥量只有传统活性污泥法的60％左右〔2〕AB法AB法是生物吸附活性污泥法的简称,A段污泥负荷可高达2～6kgBOD/(kgMLSS·d)，对废水主要起生物吸附作用：而B段负荷较低，不大于0.3kgBOD/(kgMLSS·d)，主要起生物氧化作用。AB法特别适用于屠宰废水悬浮有机物浓度高、水质水量变化大的特点，一般不设初沉池，对BOD、COD、SS、P和NH3-N的去处率一般高于常规活性污泥法，且可节省基建投资约20％，节省能耗15％左右[3]。〔3〕氧化沟氧化沟对水质、水温、水量的变动有较强的适应性，污泥龄长，可以产生硝化反硝化反响，有脱氮功能。污泥产率低且稳定，勿需消化。表2-1给出了国外采用氧化沟工艺处理屠宰废水的参数与除污染效果。表2-1氧化沟工艺处理屠宰废水的参数与效果运行参数工程进水(mg/l)出水(mg/l)去除率(%)HRT/d3.6COD204026087.3容积负荷/[kgBOD5/(m3.d)]0.4BOD514007094.8温度/℃17TSS72414280.4MLSS/(mg/l)1425VSS6364293.4DO/(mg/l)0.8NH3-N2118.31.1SVL/(ml/g)382油脂4202193.9〔4〕水解酸化一好氧生物处理针对屠宰废水高分子有机物浓度高的特点，研究者在好氧生物处理前参加酸化处理，开发出酸化一好氧生物处理工艺，酸化过程中动物性复杂大分子有机物降解成小分子溶解性有机物，为后续反响提供优质的底物，提高了好氧处理效果及整个系统的抗冲击能力和稳定性；同时类似于消化池的固体降解过程实现了污水酸化和污泥消化的集中处理，污泥产量低。2.1.2厌氧生物处理一般地，厌氧生物处理CODcr浓度大于1000mg/L的中高浓度工业废水具有优势，可以回收生物能，低能耗，容积负荷率高，对环境的要求低，剩余污泥稳定，产量仅为好氧系统的1/10—1/6；投资费用低、管理简易，有广阔的应用潜力。〔1〕普通厌氧消化池普通厌氧消化池处理屠宰废水在美国和澳大利亚得到广泛应用。厌氧消化池处理屠宰废水的本钱低，操作和维护简便，有机物去除率高，但反响速率慢，水力停留时间长，占地面积大，对温度要求高，低于21℃效率将会大大下降，大型厌氧消化系统一旦由于低温而瘫痪就很难恢复，因而此工艺不适合用于土地紧张或常年温度偏低的地方。〔2〕厌氧序批式活性污泥系统(ASBR)ASBR较其他厌氧处理工艺具有不需要脱气和回流设备，有机物和SS去除率高的优势，因而被誉为屠宰废水处理中很有开展前途的工艺。消化产生的生物气可用于系统搅拌，或作为能源直接利用。D．I．Masse研究说明ASBR处理屠宰废水的适宜条件是：间歇搅拌，温度25℃—35℃，反响时间24h，污泥负荷0.2kg/(kgMLSS·d)—0.5kg/(kgMLSS·d)，在此条件下COD和SS的去除率分别到达98％和91％。〔3〕高效厌氧反响器近年来用高效厌氧生物反响器处理屠宰废水成为热点。通过强化传质和提高污泥浓度高效厌氧反响器可在短时间内得到良好的去除效果，较传统厌氧消化池其最大的优势是负荷能力高、水力停留时间短、占地小。国内外应用于屠宰废水的工艺主要有：上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧滤池(AF)、厌氧流化床(AFB)、厌氧折流床反响器(ABR)、厌氧固定膜反响器(AFFR)、内循环反响器(IC)等。UASB反响器结构紧凑、简单、负荷能力高，因而广受青睐。屠宰废水中的BOD，COD值较高，非常有利于进行生物处理。且生物理较之物化处理，化学处理工艺成熟，处理效率高。同时，运行费用、水处理本钱低。经过对各种工艺的比拟，本设计选用SBR反响器，因为该工艺技术成熟，处理效率高，占地省，投资省，运行灵活，污泥的性能良好，出水水质可达标。更重要是SBR法有除氮的功能，完全可以满足氮的去除。水解酸化—SBR工艺处理屠宰废水，具有工艺简单、处理流程短、操作方便、投资省和运行费用低等优点，适合于小型肉类加工厂屠宰废水处理。本工艺对废水的水量及有机负荷的冲击有较好的缓冲能力，按设计的处理程序运行，无污泥膨胀现象发生，系统工作稳定可靠。因此，本设计处理方案采用水解酸化—SBR〔厌氧—好氧相结合〕工艺，既满足出水要求，又尽可能的节约了投资，节省了运行费用。2.2工艺流程确实定水解酸化—SBR工艺，格栅处理后的废水中动植物油和有机悬浮物含量还较高，采用隔油沉砂池能很好地去除废水中的动植物油和初步去除污水中大颗粒悬浮有机污染物。在实际运行过程中，废水中含有大量浮渣，该单元发挥重要作用，去除大局部浮渣，浮渣经过排渣管排到污泥干化池干化，沉淀物依靠重力排至污泥浓缩池。SBR反响池主要用于降解有机物，是整个处理工艺的核心，通过调整运行方式，可以降解局部难降解有机物，是处理屠宰肉类加工废水常用工艺，SBR法在一个反响池内完成进水、生物降解、硝化与反硝化脱氮、重力沉淀别离(二次沉淀)等过程。其根本工序分五步完成，即进水、反响、沉淀、排水和闲置5个工序。每个池子设置曝气系统、滗水系统和剩余污泥排出系统。按工程实际设计2座SBR反响池交替运行，每座反响池的运行周期为12h，其中进水期为1h，边进水边曝气，使污泥再生恢复其活性；反响期为4～7h(包括进水期)；停止曝气进入厌氧状态0.5h；厌氧状态结束后微曝0.5h；静止沉淀期2.0h；排水期1.5h，闲置期0.5h。根据水质情况反响时间可灵活调整，减少曝气时间，降低运行本钱。曝气系统采用罗茨鼓风机，撇水系统采用旋转式撇水器，多余的污泥通过剩余污泥排放系统从池子中排出至污泥浓缩池[。消毒池采用HClO消毒剂，HClO消毒剂具有强氧化性、脱色作用、除臭作用和光谱杀菌消毒效果，对有机污染物有一定的氧化作用。使用HClO，发生器制作HClO，投加量2mg/L～3mg/L。SBR和沉砂池污泥定期排到污泥干化池。沉砂池浮渣和污泥排至污泥干化池，在设计中，污泥干化池靠近隔油沉砂池，保证隔油沉砂池浮渣排入污泥干化池，污泥干化池渗出液排入至调节池。2.3工艺流程图气浮池调节池隔油沉砂池机械格栅气浮池调节池隔油沉砂池机械格栅屠宰废水砂砾污泥泥饼外运污泥浓缩池污泥干化池泥饼外运污泥浓缩池污泥干化池污泥污泥达标排放消毒池SBR池水解酸化池达标排放消毒池SBR池水解酸化池2.4工艺设计说明屠宰废水首先经过格栅，由于水中含有大量的猪毛，内脏碎块等大块杂物，如不及时去除会造成后续单元的堵塞和淤积。废水经过格栅，进入隔油沉砂池，隔油沉砂池主要去除废水中的油和沙粒；然后进入调节池，调节池起到调节水质水量的作用；调节池水流入气浮机，是利用气浮机产生小气泡或微小气泡使介质中的杂质浮出水面机器，从液体中出去低密度固体物质；气浮机之后进入水解酸化池，利用水解和产酸菌的反响将难降解有机物如血红素分解成小分子可降解物质，进一步提高可生化性，从而降低了后续好氧单元的土建造价和能耗。水解酸化池出水将进入主体设备SBR反响池，进水、反响、沉淀、排水依次在同一池里进行，在好氧的环境里污水得到极大处理，废水再到消毒池，投加消毒剂，约停留30min，就可以排放。第三章主要工艺计算及设备选型3.1格栅的设计计算3.1.1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。屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键。该屠宰废水中固体悬浮物〔SS〕高达850mg/L，该类悬浮物属易腐化的有机物，必须及时拦截，一方面可防止后续管道设备的堵塞，另一方面及时清理可防止悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质，导致废水COD、BOD浓度提高。3.1.2设计参数的选择格栅设计参数：Q=400m3/d。设栅前水深一般为0.3-0.5m，此处取h=0.4m。过栅流速一般控制在0.6-1.0m/s，本次设计的过删流速为0.5m/s。栅条间隙b=10mm。进水渠宽B1=0.20m栅前渠道超高h2=0.30m进出水渐宽局部展开角α1=20°格栅安装倾角α=60º。3.1.3栅条间隙数〔n〕〔个〕3.1.4栅槽宽度〔B〕取0.35m3.1.5进水渠道渐宽局部的长度〔L1〕3.1.6栅槽与出水渠连接处的渐窄局部长度〔L2〕3.1.7过栅水头流失，栅条断面为矩形断面K=3.36-1.32，一般采用k=3矩形β=2.42半矩形β=1.83圆形β=1.793.1.8栅槽总高度〔H〕3.1.9栅槽总长度〔L〕3.1.10每日栅渣量〔W〕W1取0.1-0.001，此处取W1=0.01。因W=0.12m3/d<0.2m3/d所以宜采用人工清渣。3.2隔油沉砂池的设计计算3.2.1隔油沉沙池设计说明是利用与水的比重差异，别离去除污水中颗粒较大的悬浮油和泥沙的一种构筑物。去除肉类加工废水中的大量油脂，减少油脂造成的管道、水泵、和其他设备的堵塞问题。减少油脂含量过高对生物处理工艺造成的影响。采用链带式刮油机刮油，并将浮油推向池末端，而在池的底部可起到刮泥的作用(将下沉的油泥刮向池的进口端污泥斗)。为了保证隔油池正常工作，池外表通常用盖板覆盖，覆盖的作用包括防火、防雨、保温及防止油气散发污染大气。在冬季，为了增大油的流动性，隔油池内设有蒸汽加温措施。3.2.2隔油沉砂池设计计算设计参数的选取：流速应控制在最大流速0.3m/s，最小流速0.15m/s之间。此处取流速v=0.15m/s.停留时间一般为30-60s。此处取30s。分格式n大于等于2。此处取n=2。单个池宽不小于0.6m。此处取b=2m。3.2.3长度〔L〕L=vt=0.15×30=4.5m3.2.4水流断面积〔A〕3.2.5池总宽度〔B〕B=nb=2×2=4m3.2.6有效水深〔h2〕3.2.7建筑高度〔H〕设超高为0.5m。那么H=4.5+0.5=5m3.2.8隔油沉砂池简图1-配水室;2-进水孔；3-排渣管；4-刮油刮泥机；5-集油管3.3调节池的设计与计算3.3.1设计说明调节池主要是对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。为后续的水处理系统提供一个稳定平安和优化的操作条件。3.3.2设计参数设水力停留时间T=12(经验值4-12h)设计水量Qmax=400m3/d设调节池有效水深H1=4m，超高H2=0.5m，保护水深H2=0.5m。3.3.3调节池的容积V13.3.4调节池外表积〔A1〕3.3.5调节池深度〔H〕H=H1+H2+H3=4+0.5+0.5=5m那么调节池的设计尺寸为长×宽×高=10m×5m×5m3.4气浮机气浮机是利用小气泡或微小气泡使介质中的杂质浮出水面机器。对水体中含有的一些比重接近于水的细微籍其自重难于下沉或上浮即可采用该气浮装置。3.4.1气浮机分类〔1〕涡凹气浮机涡凹气浮机主要通过OLTE涡凹曝气头高速旋转曝气叶轮，使气体在液体中快速分散，已到达气浮效果。高速旋转的曝气叶轮以每分钟2900转的速度旋转。而气体从叶轮进入液体无法快速的扩散，第二个叶片将其切割成两个气泡，反复高速的旋转切割，最终到达微小气泡，产生气浮效果。例如：大连三相机械设备开发的产品可以到达20-50微米的直径气泡)〔2〕OLTE溶气气浮机OLTE溶气气浮机主要是通过将气体溶解和超饱和溶解，最后释放于气浮池中到达气浮效果。〔3〕分散气浮机分散气浮机主要是通过分散器将气泡粉碎已到达气浮效果〔4〕超效浅层气浮机超效浅层气浮装置是一种先进气浮系统，成功地运用“浅池理论〞和“零速〞原理进行设计，集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥于一体，是一种高效节能的水质净化设备。3.4.2气浮机应用〔1〕涡凹气浮机应用涡凹气浮机一般应用在要求处理效果不是很高的时候，一般处理效果COD去除率能到达80%左右。处理效果比拟高的大连三相机械设备开发生产的OLTE涡凹气浮机去除效果能到达85%COD去除率。OLTE涡凹气浮机的优点在于节能性好，一般相比拟其它气浮机节能15%。溶气气浮机用途〔2〕容器气浮机的用途采用青铜气液混合泵的加压溶气气浮系统，省略了加压泵、空气压缩机、射流器、高压溶气罐、等复杂设置。创造了“一分钟调试法〞。简单的说就是出水阀门全开，调节进水阀门直到压力表显示处理系统所需要的压力，调试就结束。OLTE溶气气浮机优点是处理效果好，调试方便，节省人工，从人工节约本钱和效果方面考虑，是最正确选择。溶气气浮机与涡凹气浮机比拟，溶气气浮机必须配备OLTE气液别离罐。OLTE气液别离罐能自动调节，不仅性能稳定，而且可以频繁的开机、关机而不需要重新调试，也就是说本溶气系统只需简单的调试一次。3.4.3气浮机的选定综合以上气浮机类型确定选用自动化程度高操作简单，性能稳定的溶气气浮机。3.5水解酸化池设计计算3.5.1设计说明水解酸化池中的PH值一般控制在5.5-6.5之间，水解酸化池主要对废水中残留的难降解的有机物进行酸化水解，通过酸化菌降解废水中的有机污染物，同时将高分子有机物分解成小分子有机物，进而提高废水的课生划性，为后续生物处理提高处理效率创造条件。水解酸化池是利用水解发酵菌在微氧条件下完成有机物降解的过程。由于屠宰废水COD含量较高且含有大量难降解有机物，通过水解酸化反响，可以将难降解有机物分解为小分子、易降解的有机物，提高废水的可生化性，还可以去除一局部COD，减轻后续好氧处理的负荷。水解酸化池的工艺分为膜法和泥法，本设计采用前者，即水解酸化菌附着于池内填料上生长，水流通过填料时，生物膜即吸附水中有机物完成生物反响。3.5.2设计计算查看相关资料得，酸化池的停留时间一般为6-12小时，此设计采用T=8h，根据其水量算出酸化池的有效容积为：V=QT=〔400／24〕×8=133.34(m3)设有效水深为4.5m，超高0.5m。那么水解酸化池的高度H=5m那么水解酸化池外表积取A=30m2那么水解酸化池的尺寸为长×宽×高=6×5×5m3.5.3进水系统的设计在酸化池的上面设一个集水槽，由两根进水钢管直接进入该集水槽，之后重力流入该酸化池。3.5.4出水系统的设计采用总管出水，管径为DN100，池底分支式配水，支管为DN50，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm，均匀布置在池底。3.6SBR反响器的设计计算3.6.1设计说明SBR法的工艺设施是由曝气装置、上清液排出装置〔滗水器〕，以及其他附属设备组成的反响器。SBR对有机物的去除机理为：在反响器内预先培养驯化一定量的活性微生物〔活性污泥〕，当废水进入反响器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物转化为CO2、H2O等无机物，同时，微生物细胞增殖，最后将微生物细胞物质〔活性污泥〕与水沉淀别离，废水得到处理。SBR法不同于传统活性污泥法，在液态及有机物降解上是空间的推流的特点，该法在流态上属完全混合型，而在有机物降解方面，有机基质含量是随时间的进展而降解的。该法是由一个或多个SBR反响器—曝气池组成的，曝气池的运行操作是由：进水、反响、沉淀、排放、待机〔闲置〕等五个工序组成的。SBR按进水方式分为间歇式进水方式和连续进水方式，按有机物负荷分为高负荷运行方式、低负荷运行方式及其它运行方式。该工艺系统组成简单，一般不需设调节池，可省去初沉池，无二沉池和污泥回流系统，基建费运行费较低且维护管理方便；该工艺耐冲击负荷能力强，一般不会产生污泥膨胀且运行方式灵活，可同时具有去除BOD5和脱氮除磷功能。进水期指从反响器开始进水直到反响器最大容积时的一段时间。在此期间可分为3中进水方式：曝气〔好氧反响〕、搅拌〔厌氧反响〕及静置。在曝气的情况下有机物在进水过程中已经开始被大量氧化，再搅拌过程中的情况下那么抑制好氧反响。运行时可根据不同微生物的生长特点、废水的特性、要到达的处理目标和设计要求，分别采用非限制曝气、半限制曝气和限制曝气的方式进水。〔2〕反响器反响的目的是在反响器内最大水量的情况下完成进水期已开始的反响。根据反响的目的决定进行曝气或搅拌，即进行好氧反响或厌氧反响。在反响阶段通过改变反响条件，不仅可以到达有机物降解的目的，而且可以到达脱氮、除磷的效果。沉淀期沉淀的目的是固液别离，本工序相当于二沉池，停止曝气和搅拌，沉淀絮体和上清液别离。沉淀过程一般是由时间控制的，沉淀时间在0.5～1.0h之间，甚至可能到达2h，以便于下一个排水工序。污泥层要求保持在排水设备的下面，而且在排放完成之前不上升超过排水设备。排水期排水的目的是排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个周期的菌种。上清液恢复到循环开始时的最低水位，该水位离污泥层还有一定的保护高度。SBR排水一般采用滗水器，滗水所用的时间由滗水能力来决定，一般不会影响下面的污泥层。待机期沉淀之后到下一个周期开始的期间称为待机工序。曝气池处于空闲状态，等待下一个周期的开始。在待机期间根据工艺和处理目的，可以进行曝气、混合、去除剩余污泥。待机期的长短由原水流量决定。SBR运行中另一个重要步骤是排放剩余污泥，在一个SBR运行过程中，排放剩余污泥通常在沉淀期或闲置期。一般说明由于SBR为间歇进水，所以采用2个反响器。3.6.3参数选择污泥负荷Ls取值0.2kgBOD/〔kgMLSS·d〕；污泥浓度采用X=4000mgMLSS/L；池数N=2；周期n=1；进水COD=1800mg/L,BOD=850mg/L；反响池高H=3.5m；平安高度ε=0.5m;排水比1/m=1/4；B/C=0.47＞0.3，可生化性好。3.6.4反响池运行周期各工序的计算曝气时间〔AT〕进水BOD那么沉淀时间〔TS〕初期沉降速度那么排出时间〔TD〕排出时间为2h，与沉淀时间合计为3h。一个周期所需要的时间为：TC=TA+TS+TD=6+1+2=9h进水之间〔TF〕3.6.5反响池池容计算反响池有效池容：由进水时间和进水量的变动理论，求得一个循环周期的最大流量变动比r=1.5,超过一个周期，进水量与V的比照为：考虑流量比，反响池的修正容量为：取反响池水深6m那么：所需水面积取85㎡取反响器长l=10m，那么宽b=8.5m。SBR反响池设计运行水位如下列图所示：SBR反响池设计运行水位排水结束时水位：基准水位：顶峰水位h4=3.5m报警，溢流水位h5=h4+0.5=3.5+0.5=4m污泥界面h1=h2-0.5=2.3-0.5=1.8m3.6.6需氧量计算(1)需氧量需氧量Oa为有机物(BOD)氧化需氧量O1、微生物自身氧化需氧量O2、保持好氧池一定的溶解氧O3所需氧量之和。即Oa=O1+O2+O3有机物氧化需氧量O1O1=aQ(So-Se)=0.45×400(0.85-0.03)=147.6kg/d式中：a去除每1.0kgBOD的需氧量，kgO2/kgBOD,取a=0.45；S0,Se进水BOD与出水BOD，kg/m3；Q进水量，m3/d。微生物自身氧化需氧量O2式中b——微生物自身氧化系数，kgO2/kgMLSS,b=0.12；X——MLSS浓度,kg/m3；V——好氧池有效容积，m3。维持好氧池一定溶解氧的需氧量O3式中,d——好氧池末端溶解氧浓度，；——污泥回流浓度，；——回流混合液量，反响池总需氧量：曝气时间为3h，每小时需氧量为：〔2〕曝气装置①供氧能力设混合液DO为1.5，池内水深5m。查询资料，知其水中溶解氧饱和度分别为。微孔曝气器出口的处的绝对压力〔〕为：Pb=1.013×105+9.8×3.3×103=1.336×105〔(pa)微孔曝气器的氧转移效率〔E〕为15%，那么空气离开曝气池时氧的百分比为曝气池中的平均溶解氧饱和度〔按最不利温度条件考虑〕为：代入数据得温度为20℃时，曝气池中的溶解氧饱和度为：温度为20℃时，脱氧清水的充氧量为：式中,α——氧转移折算系数，一般α=0.8-0.85，取0.85；β——氧溶解折算系数，一般β=0.9-0.97，取0.97；——密度，kg/L,为1.0kg/L；——废水中实际溶解氧浓度，mg/L；——需氧量，kg/L，为113.4kg/h。代入数据得②鼓风能力取氧利用率EA为15%。根据供氧能力，求得曝气空气量为：空气密度为1.29kg/m3③布气系统计算反响池平面面积为7m×7m，设150个曝气器，那么每个曝气器的曝气量为：设空气干管流速为15m/s,支管流速为10m/s,小支管流速为5m/s，那么空气干管直径为:选用DN=300mmPVC管；设支管数量n=5，那么空气支管直径：选用DN=150mmPVC管；设安装曝气器的小支管数量为n=20，那么小支管管径：选用DN=100mmPVC管。④鼓风机供气压力估算曝气器的淹没深度H=3.3m，空气压力可按此式估算P=(1.5+H)×9.8=(1.5+3.3)×9.8=47.04(KPa〕。校核估算的空气压力值管道沿程阻力损失可由下式计算：式中λ——阻力损失系数，取4.4.取空气干管长L1=100m，那么其沿程阻力损失=1.65〔KPa〕取空气支管长L2=10m其沿程阻力损失取空气小支管长L3=15m其沿程阻力损失，所以空气管路沿程阻力损失为设空气管道的局部阻力损失为，那么空气管路的压力损失总和为。取膜片式微孔曝气器的最大压力损失为，那么鼓风机的供气压力为：故鼓风机的供气压力可采用47.04KPa，选择1台风机曝气，那么风机能力为：G=GS=46m3/min。3.6.7排泥系统计算SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增殖污泥，还有黑哨局部由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为式中α——微生物代谢增值系数，，取0.83;b——微生物自身氧化率，1/d，取0.05。所以假定排泥含水率为99%，那么排泥量为考虑一定平安系数，那么排泥量为7,两个池子的排泥量为14m³/d。3.6.8上清液排出装置污水进水量Q=400㎥/d，池数N=2，周期n=1d，排出时间TD=2h，那么每池的排出负荷设一套排出装置，其负荷为：排出装置的排出能力在最大流量比〔r=1.5〕时能够排出，所以排出能力为：3.6.9SBR图见附图SBR主视图及剖面图。3.7接触消毒池由于生物处理之后带有局部的细菌，故设一消毒池进行灭菌，采用HClO消毒剂，HClO消毒剂具有强氧化性、脱色作用、除臭作用和光谱杀菌消毒效果，对有机污染物有一定的氧化作用。消毒池的尺寸为长×宽×高=3m×2m×2m水力停留时间为30min。3.8污泥干化池3.8.1设计说明污泥干化sludgedrying通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大局部含水量的过程，一般指采用污泥干化场〔床〕等自蒸发设施。高粘度污泥干化设备一般采用热风旋片枯燥机，根据污泥粘度不同可采用双轴旋片枯燥机〔立式、卧式〕、三轴旋片枯燥机〔卧式〕，可将初含水85%以下的高湿物料一次烘干到终含水12%以下，枯燥时间短，一般为2-10分钟。由于高速搅拌叶片剧烈搅拌潮湿物料，湿物料能与热风良好接触。物料在机内前半局部水分蒸发较快，机内热风温度急剧下降，因此，即使使用高温热风，物料的温升也不高。典型应用如电镀污泥枯燥、造纸污泥枯燥、油田污泥枯燥、化工污泥枯燥、矿泥枯燥、果渣枯燥、豆渣枯燥、糖渣枯燥、泥炭枯燥、稀土等高湿物料枯燥、有机、无机化合物及化工原料等泥状、粉粒状、片状高湿物料枯燥。3.8.2设计计算由于每天的污泥量比拟少，该厂处在市郊，可以进行把污泥堆肥，可以节约本钱，故污泥浓缩后排入干化池，到达一定量后，可以运走，贮泥池的设计为方形。设计参数停留时间HRT为一周〔每天实际处理时间6h〕，设计泥量Q=14m3/d污泥干化池所需体积V=Q.HRT=14×7=98㎥取高度H＝5m，长度为5m和宽度为4m，那么污泥干化池尺寸为5m×5m×4m。3.9平面布置及高程布置见附图平面布置图与高程布置图。3.9.1平面布置原那么及说明(1)处理构筑物应尽量按顺序布置，防止管线迂回，充分利用地形，降低能耗，减少土方量。(2)处理构筑物的布置紧凑，缩短连接管渠，节省占地，便于管理。考虑到在构筑物之间辅设管渠、阀门等附属设备，施工和运行管理的要求，构筑物之间一定的间距。(3)经常有人工作、活动的建筑物，如办公室、化验室、中心控制室等，布置在夏季主导风向的上风向。(4)污泥构筑物尽量集中布置，以利于平安和管理。污泥区不设在夏季主导风向的上风向，并远离办公楼的生活区。(5)处理构筑物合理设置超越管线，以便在事故或检修时污水能超越后续构筑物排入事故池或直接排入水体。3.9.2高程布置(1)高程布置原那么①充分利用地形地势，使污水能尽量自流通过污水处理构筑物，最后排出厂外。②协调好高程布置平面布置的关系，做到既减少占地，又有利于污水、污泥输送。③做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。④协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。(2)沿程阻力损失计算及标高确定根据流量Q，确定管径D，确定流速v。管路水力损失计算：直管水头损失Hr=L管件局部水头损失Hf=∑·2/2g管道总阻力损失h=Hr＋Hf局部损失：管道进口局部损失系数1=0.5；管道出口局部损失系数2=1.0；具体计算结果见表3-1。由于在进行阻力损失计算时没有考虑实际管网布置，因此在实际的高程布置时，所取的高差都将略大于表3-1中的计算结果。表3-1阻力损失计算一览表管道及构筑物名称Qm3/h管渠设计参数DvLmmm/sm水头损失沿程局部构筑物合计mmmm格栅133—————0.830.83格栅至调节池1332001.082640.04190.0126—0.0544调节池120—————55调节池至隔油沉砂池1203000.4562120.01470.0044—0.0191隔油沉砂池120—————1.311.31隔油沉砂池至水解酸化池1203000.456260.00730.0022—0.0095水解酸化池120—————0.50.5水解酸化池池至SBR1203000.456280.00980.0029—0.0127SBR120—————6.06.0SBR至消毒池1303000.494380.01130.0034—0.0147消毒池130———————消毒池至出水口1303000.494360.00850.0025—0.011第四章初步经济技术分析4.1设备及建设费用表4-1主要设备及价格表序号设备名称规格型号扬程/m功率/kw数量备注价格1机械格栅HG-350—1.51—20002污水提升泵IS80-65-125185.521用1备40003污泥泵20QW300-7—2.242用2备160004罗茨鼓风机TSD150—2221用1备240005搅拌器———5—150006电气自控系统———一套—80007污水区照明——0.2—晚间使用6008次氯酸发生器HBR-01—171消毒池消毒20009气浮机HPQ-50—1.51—4000010滗水器——0.7522用8000011加药装置CTZS—2.22加药1000012链条式刮油刮泥机Z×G-6—0.551刮油刮泥6000013曝气管———150m—200014曝气头———150—1500015推流器———2调节流速240016压滤机X(B)MY—2.11压缩污泥3000017螺杆泵D(DG)18-19192.21输送污泥2000018土建钢筋混凝土————48120019设计—————1000020安装调试————取8%2700021运费————视情况定300022总价—————8522004.2年运行费用4.2.1人员编制实行2班制，共2人。4.2.2本钱分析〔1〕电费0.6元/(KW.h)；机械格栅每天工作6h用电量为：1.5×1×6=9kw；污水提升泵每天工作8h用电量为：5.5×1×8=44kw污泥泵每天工作4h用电量为：2.2×2×4=17.6kw；罗茨鼓风机每天工作4h用电量为：22×1×4=88kw；污水区照明每天工作12h用电量为：0.2×1×12=2.4kw；次氯酸发生器每天工作8h用电量为：1