畢業(yè)設(shè)計（論文）-湖北省某屠宰場的廢水處理設(shè)計.doc

摘 要 本設(shè)計為湖北省某屠宰場的廢水處理設(shè)計。屠宰場在運行生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含有高濃度有機物的廢水，主要來自于各種牧畜、禽類、魚類宰殺和加工，是我國最大的有機污染源之一。該屠宰廢水處理廠的處理水量為1000m3/d，污水中的各項污染物的指標(biāo)為BOD為1000mg/L，COD為2000mg/L,NH3-N為30mg/L以及SS為1500mg/L。由于該廢水COD和BOD的濃度較大，所以我們要求處理后的污水達到國家的一級排放標(biāo)準(zhǔn)即：BOD25mg/L，COD100mg/L，NH3-N15，SS70mg/L。經(jīng)分析可知該屠宰場的廢水主要包含的是易沉淀的懸浮物和無機物和易生化降解的有機物，所以我們可以采用物理處理和生物處理相結(jié)合的方式來進行污水的凈化。首先采用物理處理來去除污水中容易沉淀的懸浮物和無機物，然后采用水解酸化-SBR工藝來去除污水中的有機物。具有投資和處理成本低廉，工藝簡單和管理方便等很多方面的優(yōu)點。關(guān)鍵字：屠宰場廢水；水解酸化；SBR工藝ABSTRACT The slaughterhouse waste water is treatment in this design in Hubei Province. A large amount of waste water containing high concentration of organic matter is produce in running of slaughterhouse，The slaughterhouse Waste water is one of the countrys largest organic pollution sources，which main come from slaughtering livestock breedingpoultryfish slaughter processing. The water which needs to treatment in the slaughterhouse waste water treatment plant is 1800m3/d. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 1000mg/L, the concentration of COD is 1800mg/L, the concentration of SS is 800mg/L. for the slaughterhouse waste waters COD and BOD is high,so it request the slaughterhouse waste water to meet the national first discharge standards after processing：BOD25mg/LCOD100mg/LSS70mg/LNH3-N15mg/L. After the analysis,the quality of this processing water belongs to the waste water that easy sedimentation of suspended solids and easy biochemical degradation of organic matter. So we can adopting the combination of physical treatment and biological treatment methods to deal with the waste water. Firstly，we can adopting physical treatment to remove the easy sedimentation of suspended solids in waste water，after that，use the process of hydrolytic acidification-SBR to remove the organic matter in waste water. Has the advantages of low processing cost，simple process，easy to management and so on.Keywords：slaughterhouse wastewater； hydrolytic acidification；SBR technology 目 錄摘 要IABSTRACTII前 言1第一章 概論21.1 設(shè)計任務(wù)21.2 設(shè)計要求21.3 設(shè)計原則和依據(jù)21.3.1設(shè)計原則21.3.2 設(shè)計依據(jù)3第二章 屠宰廢水的處理方法32.1 物理處理32.2 生物處理32.2.1 氧化溝42.2.2 間歇式活性污泥處理系統(tǒng)（SBR）42.2.3 AB法52.2.4 厭氧生物處理5第三章 屠宰場廢水處理工藝流程63.1 廢水處理工藝的確定63.2 廢水處理的工藝流程7第四章 主要構(gòu)筑物的設(shè)計與計算84.1 格柵的設(shè)計與計算84.1.1 設(shè)計說明84.1.2設(shè)計參數(shù)的設(shè)定84.1.3 格柵的設(shè)計計算84.2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計114.2.1 調(diào)節(jié)池的作用114.2.2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計與計算114.3 隔油沉砂池的設(shè)計124.3.1 設(shè)計參數(shù)的選擇124.3.2 隔油池的計算124.4 水解酸化池的設(shè)計144.4.1 設(shè)計參數(shù)的選擇154.4.2 水解酸化池的計算154.5 SBR反應(yīng)池的設(shè)計與計算164.5.1 設(shè)計參數(shù)的選擇164.5.2 反應(yīng)池各反應(yīng)周期的計算164.5.3反應(yīng)池池容的計算174.5.4需氧量的計算184.5.5曝氣裝置的設(shè)計194.5.6 產(chǎn)泥量的計算214.5.7 潷水器224.6 污泥處理部分各構(gòu)筑物的設(shè)計與計算224.6.1 集泥井224.6.2 污泥濃縮池的設(shè)計與計算234.6.3 機械脫水間24第五章 污水處理廠的平面布置和高程布置255.1 平面布置255.2 高程布置255.2.1 高程布置原則255.2.2 高程的計算265.2.3 污水提升泵的設(shè)計與選擇27第六章 投資估算與運行成本276.1 投資估算276.1.1 土建部分286.1.2 設(shè)備部分286.2 運行成本28第七章 結(jié)論29參考文獻 30謝 辭31 前 言 隨著我國生活水平的不斷提高，人民對物質(zhì)的追求也不斷提高，屠宰行業(yè)也在飛快的發(fā)展，但由于我國大多數(shù)屠宰場并沒有設(shè)置廢水處理與回收利用裝置，所以其產(chǎn)生的高濃度的有機廢水也對我國環(huán)境產(chǎn)生了很嚴重的影響，成為了我國最大的有機污染源之一。屠宰場所產(chǎn)生的污水主要來自于各種牲畜的屠宰和加工環(huán)節(jié)，具有水量大，顏色深和有機物濃度高等特點。廢水中主要以高濃度含氮有機化合物懸浮物溶解性固體物質(zhì)油脂蛋白質(zhì)等為主。1 廢水中含有大量的固體懸浮物：毛發(fā)肉屑骨屑內(nèi)臟未消化的食物和糞便等，因此有利于運用物理沉淀的方法進行去除。同時廢水中的有機物含量高，含有大量的氮磷化合物，可生化性好，利于運用生物方法進行處理。運用物理和生物相結(jié)合的處理工藝，同時吸取國外的一些先進的方法，以此來達到處理效果最優(yōu)的流程。第一章 概論1.1 設(shè)計任務(wù) （1）確定工業(yè)廢水處理站的處理工藝流程及處理構(gòu)筑物（或設(shè)備）的類型和數(shù)量。（2）對工藝流程中的主要構(gòu)筑單元的設(shè)計與計算，如：格柵、沉砂池、沉淀池、生化反應(yīng)池、曝氣池、SBR反應(yīng)池、消毒池、污泥濃縮池等。（3）工業(yè)廢水處理站平面布置、高程布置設(shè)計。（4）管道水力阻力的計算，水泵、風(fēng)機等主要設(shè)備選型。（5）工業(yè)廢水處理工程初步經(jīng)濟核算（分析），如人工、藥品、設(shè)備運行費用等。（6）采用CAD制圖，所需制作圖紙： 工業(yè)廢水站平面布置圖； 工業(yè)廢水站的工藝流程、高程布置圖； 主要單體構(gòu)筑物的三視圖。1.2 設(shè)計要求 （1）設(shè)計選定工藝流程合理，構(gòu)筑物尺寸計算準(zhǔn)確，構(gòu)筑物選型及主要參數(shù)計算準(zhǔn)確； （2）配套設(shè)備選型合理； （3）工業(yè)廢水處理的經(jīng)濟分析合理； （4）圖紙規(guī)范，繪制精確，布局合理；（全部要求計算機繪圖） 工業(yè)廢水處理站平面布置合理，有運輸?shù)缆泛洼o助建筑物，泥水處理分區(qū)明顯； 工業(yè)廢水處理站高程布置合理、水力計算準(zhǔn)確；1.3 設(shè)計原則和依據(jù)1.3.1設(shè)計原則 根據(jù)對屠宰場廢水的分析和凈化后污水的水質(zhì)要達到要求進行初步的設(shè)計，經(jīng)過計算認證后選擇技術(shù)上可行，經(jīng)濟上劃算合理的方案，最后制定出具體的流程。在保證污水處理效果的同時，還要合理的安排各種資源的綜合循環(huán)利用，節(jié)約廢水處理廠的用地，節(jié)約勞動力。同時應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計、合理布局，做到技術(shù)可行、運行可靠、經(jīng)濟合理。 1.3.2 設(shè)計依據(jù) 1.國家污水排放的一級標(biāo)準(zhǔn)，廢水處理后要求達到：COD100mg/L, BOD525mg/L,SS70mg/L，pH=6.0-9.0，NH3-N15mg/L。 2.畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書和其他相關(guān)規(guī)范要求第二章 屠宰廢水的處理方法 因為廢水中含有大量的懸浮物和固體小顆粒，同時含有大量的有機物。所以國內(nèi)外一般采用物理處理與生物處理相結(jié)合的方式來達到污水凈化的目的。2.1 物理處理 廢水中含有大量的毛發(fā)，和較大顆粒的固體廢物，因此我們需要先用格柵來進行先期的水質(zhì)過濾。格柵有一組平行的金屬柵條或者柵網(wǎng)制成，安裝在污水渠道的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物和漂浮物，如纖維，碎皮，毛發(fā)，果皮蔬菜塑膠制品等，一遍減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷并使之正常運行。 由于屠宰場廢水的水質(zhì)水量波動較大，所以應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池?？梢员ＷC廢水不受高峰流量和濃度變化的影響，使后續(xù)管道和構(gòu)筑物能夠正常的運行。 屠宰場廢水中含有大量的生物油脂，所以普通的沉淀方法不能滿足其需要，所以這里我們選擇的是可以去除油脂的隔油沉砂池，在去除廢水中固體顆粒的同時，保證生物油脂也能被凈化，利于后續(xù)操作的正常進行。2.2 生物處理 在當(dāng)前污水處理技術(shù)領(lǐng)域中，活性污泥法是應(yīng)用最為廣泛的生物處理技術(shù)之一。活性污泥法于1914年在英國曼切斯特建成實驗廠開創(chuàng)以來，已經(jīng)有100年的歷史，隨著在實際生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷改革創(chuàng)新，特別是近幾十年隨著對生化反應(yīng)和凈化機理進入了深入的研究，活性污泥法在生物寫和反應(yīng)動力學(xué)的理論方面都得到了很好的發(fā)展，當(dāng)前活性污泥法已經(jīng)成為生活污水，城市污水和有機工業(yè)廢水的主體處理技術(shù)。 但傳統(tǒng)的活性污泥處理系統(tǒng)還有很多待解決的問題，如反應(yīng)器的體積龐大，占地面積大，電耗高，管理復(fù)雜等。針對這些問題，一些新的處理工藝研發(fā)并成功，可以很好的運用到我們今天對屠宰場廢水的處理中。2.2.1 氧化溝 氧化溝又稱氧化渠或循環(huán)曝氣池。是常規(guī)活性污泥法的一種改型和發(fā)展。1954年荷蘭建成了世界上第一座氧化溝污水處理廠。氧化溝污水處理的整個過程如進水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內(nèi)完成，最早的氧化溝不需另設(shè)初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設(shè)備。后來處理規(guī)模和范圍逐漸擴大，它通常采用延時曝氣，連續(xù)進出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時得到穩(wěn)定，不需設(shè)置初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡化。 氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。氧化溝由于其獨特的水流形態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其分為缺氧區(qū)和富氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化，從而達到脫氮的效應(yīng)。氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負荷能力強、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動化控制等優(yōu)點，所以被越來越多的污水處理廠所應(yīng)用。22.2.2 間歇式活性污泥處理系統(tǒng)（SBR） SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。 間歇式活性污泥處理系統(tǒng)的間歇式運行，是通過其主要的反應(yīng)容器-曝氣池的運行操作來實現(xiàn)的。曝氣池的運行操作，主要是由（1）流入：（2）反應(yīng)：（3）沉淀：（4）排放：（5）待機等5個工序組成，這5個工序都在曝氣池最后一個反應(yīng)容器中進行和實施。2 （1）流入工序 污水注入，注滿后再進行反應(yīng)，從這個方面說，反應(yīng)容器起到了調(diào)節(jié)池的作用，因此反應(yīng)器對水質(zhì)和水量的變化有一定的適應(yīng)性。同時在注入階段，根據(jù)工藝上的其他要求，也可以配合進行其他的操作，如曝氣，攪拌等 （2）反應(yīng)工序 這是本工藝最重要的一道工序，污水注入到達預(yù)定高度后，反應(yīng)即開始進行，根據(jù)污水處理的目的，如BOD去除，硝化和反硝化等，才去不同的技術(shù)措施。BOD去除-硝化反應(yīng)的階段，所需曝氣的時間較長，而在進行反硝化反應(yīng)時，應(yīng)該停止曝氣，是反應(yīng)器處于缺氧和厭氧狀態(tài)，同時進行緩慢的攪拌。 （3）沉淀工序 本工序相當(dāng)于活性污泥連續(xù)處理系統(tǒng)的二次沉淀池。應(yīng)該停止曝氣和攪拌，是反應(yīng)器處于靜止階段，使活性污泥和水進行分離。沉淀的時間一般為1.5-2.0h。 （4）排放工序 經(jīng)過沉淀后產(chǎn)生的上清液，做為處理水排放。一直降到最低水位，在反應(yīng)器殘留一部分活性污泥，作為種泥。 （5）待機工序 也稱閑置工序，即在處理水排放后，反應(yīng)器處于靜止?fàn)顟B(tài)，等待下一個操作周期開始的階段。 SBR工藝是一種系統(tǒng)簡單，但處理效果很好的污水生物處理系統(tǒng)。同時也是一種新型的污水處理工藝，有些地方可以得到改進，以此來產(chǎn)生更好的處理結(jié)果。將其與水解酸化反應(yīng)相結(jié)合，簡稱水解酸化-SBR工藝，通過水解酸化反應(yīng)能夠改善污水的可生化性，有利于提高下一步工序曝氣反應(yīng)的效果，使處理結(jié)果可以達到更優(yōu)。2.2.3 AB法 AB法污水處理工藝，是吸附-生物降解工藝的簡稱。主系統(tǒng)主要由A段和B段組成，A段由吸附池和中間沉淀池組成，B段由曝氣池和二次沉淀池組成，兩段都設(shè)有獨立的污泥回流系統(tǒng)，并且完全分開，互不影響。所以每段都能培育出各自獨特的，適合于本段水質(zhì)特性的微生物種群。 A段的負荷高，污泥產(chǎn)率也高。A段對污染物的去除主要通過生物的吸附作用，這樣很多重金屬和難降解的有機物以及一些含氮磷的營養(yǎng)物質(zhì)都能通過A段得到一定的去除，因此，大大減輕了B段的負擔(dān)。B段接受經(jīng)過A段處理過的水，水質(zhì)和水量都比較穩(wěn)定，有利于B段的生化功能的展開。22.2.4 厭氧生物處理 厭氧生物處理是利用厭氧微生物對廢水處理的方法。有機物不能完全降解，有一部分轉(zhuǎn)化為甲烷，可以作為能源利用。 在厭氧條件下,形成了厭氧微生物所需要的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件,利用這類微生物分解廢水中的有機物并產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程。 高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。 （1）水解階段水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。 （2）發(fā)酵（或酸化）階段發(fā)酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。 （3）產(chǎn)乙酸階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，上一階段的產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質(zhì)。 （4）產(chǎn)甲烷階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質(zhì)。 目前應(yīng)用比較廣泛一些厭氧生物處理工藝主要是普通消化池、厭氧接觸消化池、升流式厭氧污泥床、厭氧顆粒污泥膨脹床。隨著世界上能源問題的越來越緊張，厭氧處理也越來越多的被應(yīng)用于很多污水的處理，體系也越來越完善，具有動力消耗少，無需供氧等很多優(yōu)點。第三章 屠宰場廢水處理工藝流程3.1 廢水處理工藝的確定 由于屠宰場的廢水中含有BOD和COD濃度很高，所以主要的處理工藝我們選擇生物處理，相較于物化處理，生物處理能夠更有效的去除水中的BOD和COD。而且成本更小，運行效率更高。 經(jīng)過對于各種處理工藝的比較，本設(shè)計主要的處理工藝選擇SBR與水解酸化相結(jié)合的工藝。水解酸化-SBR做為一種很成熟的工藝，在很多屠宰場的廢水處理中得到了應(yīng)用，因為其投資成本相對較低，工藝流程簡單，占地面積少，出水的水質(zhì)完全可以達到要求。3最重要的是其除氮的效果也十分理想，所以十分適合對屠宰場的廢水進行處理。 水解酸化-SBR工藝采用的是厭氧和好氧相結(jié)合的工藝，本工藝對廢水的水量和有機負荷的沖擊有較好的緩沖能力，而且工藝流程簡單，處理成本低廉，十分適合小型的肉類屠宰場的廢水處理。3.2 廢水處理的工藝流程 污水先通過格柵過濾，去除污水中的毛發(fā)及較大的固體顆粒物，然后進入到調(diào)節(jié)池穩(wěn)定廢水的水質(zhì)和水量，因為廢水中含有大量的生物油脂，所以我們需要用隔油沉淀池來對廢水中動物油脂和大顆粒的有機物進行沉淀去除，沉淀的廢渣排入到污泥濃縮池進行后續(xù)的處理。 通過隔油沉淀池的污水，繼續(xù)通入到水解酸化池里，在厭氧的環(huán)境中將廢水中非溶解性的有機物轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢匀芙獾挠袡C物，使其中難于生化降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到獾?。從而改變了污水的可生化性，有利于后續(xù)SBR工藝的進行。水解酸化后的污水繼續(xù)排放到SBR反應(yīng)池內(nèi)，經(jīng)過流入，反應(yīng)，沉淀，排放，靜置5個工藝程序，具體的就是進行進水，生物降解，硝化和反硝化除氮，最后沉淀分離這幾個過程。本工藝產(chǎn)生的污泥排放到污泥濃縮池內(nèi)，再通過脫水后外運。鼓風(fēng)機 具體的處理工藝流程見下圖外運排水進水上清液污泥污泥污泥污泥脫水間污泥濃縮池SBR水解酸化池隔油沉砂池調(diào)節(jié)池格柵圖3-1 工藝流程圖表3-2 各主要處理單元的去除率COD（mg/l）BOD（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）色度（倍）隔油沉砂池進水水質(zhì)200010001500305000出水水質(zhì)1600750750304000去除率20%25%50%020%水解酸化池進水水質(zhì)1600750750304000出水水質(zhì)800450300211000去除率50%40%60%30%75%SBR反應(yīng)池進水水質(zhì)800450300211000出水水質(zhì)1002570550去除率87.50%94%77%76%95%出水水質(zhì)1002570550第四章 主要構(gòu)筑物的設(shè)計與計算4.1 格柵的設(shè)計與計算4.1.1 設(shè)計說明 格柵是一種截留廢水中粗大污物的預(yù)處理設(shè)施。是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經(jīng)的渠道上，或泵站集水池的進口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取決于縫隙寬度和水的性質(zhì)。按柵條間隙，可分為粗格柵（50-100mm）、中格柵（10-40mm）、細格柵（3-10mm）三種，按清渣方式可分為人工清渣格柵和機械清渣格柵兩種。4.1.2設(shè)計參數(shù)的設(shè)定 過柵流速采用0.3m/s； 柵條凈間隙本設(shè)計取e=10mm； 格柵的安裝傾角一般采用450-750；4.1.3 格柵的設(shè)計計算2（1） 最大設(shè)計流量 平均日流量 （式4-1） 即 取污水的總變化系數(shù)K總=2.1 最大設(shè)計流量 （式4-2） 代入可得（1）格柵的間隙數(shù) 最大設(shè)計流量Qmax=0.025m3/s，假設(shè)格柵傾角=60,柵條間隙e=0.01m，柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.3m/s，代入公式得 （式4-3）式中，n柵條間隙數(shù)，個； Qmax最大設(shè)計流量，m3/s； 格柵傾角，度； e柵條間隙，m； h柵前水深，m； v過柵流速，m/s。 即 取20個 （2）格柵寬度 B (式4-4) 式中：S -柵條寬度，取0.01m 代入可得（3）進水渠道漸寬部分長度 L1 若進水渠寬B1=0.25m；漸寬部分展開角度a1=20，代入公式可得： （式4-5） 即（4）柵槽與出水渠連接處的漸寬部分長度 L2 （5）過柵的水頭損失 h 因為格柵條為矩形斷面，所以我們?nèi)=3，=2.42 ，重力加速度g=9.81m/s2。代入公式可得： （式4-6） （式4-7） m （式4-8） 式中，h1通過格柵的水頭損失，m； k系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3； h0計算得出的水頭損失； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)； g重力加速度，m2/s； 系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)。 （6）柵槽總高度 H 取柵前渠道超高h2=0.3m，代入公式可得 式中，H柵后槽總高度，m； h1水頭損失，m； h2柵前渠道超高，m； h柵槽中水深，m。 (7) 柵槽的總長度L 已知，進水渠道漸寬段長度L1=0.2m.，出水渠道漸窄段長度L2=0.1m，柵前高度H1=h+h2=0.7m，進水渠展開角度=600 ，代入公式得： （式4-9） （8） 每日柵渣量 W 因本設(shè)計最大流量Qmax=0.025m3/s，所以取污水量總變化系數(shù)K總=2.1。本設(shè)計采用的是細格柵，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)柵渣量W1=0.8m3格柵渣/103m3廢水，代入公式得： （式4-10） m3/d W=12.5，所以設(shè)計滿足要求 （7）除油除渣設(shè)備 隔油池內(nèi)設(shè)一臺機械刮油刮泥機，上撇浮油，將浮油推向池的末端，并通過集油管收集浮油，達到油水分離的目的；下刮沉沙，使其進入池前端的污泥斗內(nèi)，再送入污泥濃縮池，經(jīng)過脫水后外運。4.4 水解酸化池的設(shè)計 水解酸化工藝屬于升流式厭氧污泥床反應(yīng)器技術(shù)范疇。水解池內(nèi)分污泥床區(qū) 和清水層區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進入池內(nèi)，并通過帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻地混合。污泥床較厚，類似于過濾層，從而將進水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。由于污泥床內(nèi)含有高濃度的兼性微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來的有機物質(zhì)在大量水解產(chǎn)酸菌作用下，將不溶性有機物水解為溶解性物質(zhì)，將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)。54.4.1 設(shè)計參數(shù)的選擇 （1）廢水的停留時間T，一般為2.5-4.5h，這里我們?nèi)?h； （2）池內(nèi)上升流速：一般控制在0.8-1.8 m/h 較合適； （3）清水區(qū)高度的選擇，0.5-1.5m為宜； （4）反應(yīng)器分格，本設(shè)計分為2格； （5）配水方式，采用穿孔管布水器，配水支管出水口距池底200mm。4.4.2 水解酸化池的計算4 水解酸化池的有效容積V （式4-20） 式中：Qmax流量，m3/s； T廢水在池內(nèi)的停留時間。 若池的有效水深h為4m，其中超高為0.5m，所以池子的表面積S 因為本設(shè)計中池子被分為兩格，所以設(shè)每格的長寬各為10m，4.5m。所以本設(shè)計中水解酸化池的尺寸為：10m9m4.5m 由于反應(yīng)池的底部可能會積累顆粒物質(zhì)，砂粒和污泥，需要在池底設(shè)置排泥管，將污泥運送至污泥濃縮池內(nèi)。若排除污泥含水率P1為98.5%，污泥密度設(shè)為1.032t/m3，則每日沉淀干污泥重為W1為 （式4-21） 式中：SO，SP進水和出水的BOD濃度 濕污泥的體積V1為 （式4-22） 4.5 SBR反應(yīng)池的設(shè)計與計算5 SBR工藝處理污水, 其處理核心處理設(shè)備是一個序批式間歇反應(yīng)器, SBR 省去了許多處理構(gòu)筑物, 所有反應(yīng)都在一個SBR 反應(yīng)器中運行, 通過時間控制SBR反應(yīng)器各個階段工藝的進行, 在流態(tài)上屬于完全混合式, 實現(xiàn)了時間上的推流, 有機污染物隨著時間的推移而降解。SBR工藝整個運行周期由進水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置5個基本工序組成, 都在一個設(shè)有曝氣器的反應(yīng)器內(nèi)依次進行。在整個處理過程中,不斷循環(huán)這種操作周期, 以實現(xiàn)污水處理目的。 SBR工藝具有的優(yōu)越性：.工藝流程簡單, 運轉(zhuǎn)靈活, 建筑費用低；.對水質(zhì)水量比變化的適應(yīng)性強；.較好的除磷脫氮效果；.污泥沉降性能良好；.處理效果良好, 出水可靠。4.5.1 設(shè)計參數(shù)的選擇 進水BOD:450mg/L，進水COD:800mg/L；由于SBR為間歇性進水，所以設(shè)計2個反應(yīng)池；反應(yīng)池的有效高度設(shè)為4m，其中超高為0.5m；排水比m：4；MLSS濃度：4000mg/L；BOD污泥負荷：LS=0.18Kg BOD/(Kg MLSSd)。4.5.2 反應(yīng)池各反應(yīng)周期的計算 （1）曝氣時間 （式4-23） 取曝氣時間為4h 式中：C0-進水的BOD濃度； m-排水比； LS-MLSS的濃度； X-BOD的污泥負荷。 （2）沉淀時間 （式4-24） 取沉淀時間為1h 式中：Vmax-初期沉降速度，4.6104X-1.26； h-反應(yīng)池的有效高度，4m； h1-反應(yīng)池的超高，0.5m。 即 （3）進水和排水時間 取進水和排水的時間都為1.5h 反應(yīng)池的運行周期T=3+1+1.5+1.5=8h 即反應(yīng)周期數(shù)4.5.3反應(yīng)池池容的計算 設(shè)f=0.85，SVI=90,進水和出水BOD濃度分別為450mg/l，25mg/l則 污泥的沉降體積為 （式4-25） 每個池子的有效容積為 （式4-26） 選定每個池子的尺寸為；長寬都為11m，高度為4m 池子的超高為0.5m，所以池子的總高度為4.5m SBR反應(yīng)池設(shè)計運行水位如下圖4-1 警報，溢流水位H高峰水位h5基準(zhǔn)水位h4排水結(jié)束水位h3污泥界面h2 圖4-1 SBR反應(yīng)池設(shè)計運行水位圖 排水結(jié)束時的水位 （式4-27） 基準(zhǔn)水位 （式4-28） 高峰水位即為有效水深，所以h5=4m 警報水位即為反應(yīng)池的總高度 H=4+0.5=4.5m 污泥界面 4.5.4需氧量的計算 總需氧量Oa為有機物（BOD）的氧化需氧量O1、微生物的自身氧化需氧量O2、保持反應(yīng)池一定的溶解氧O3它們的需氧量之和。即 （1）有機物氧化需氧量 （式4-29） 式中：a-去除每1.0kgBOD的需氧量，kgO2/kgBOD,取a=0.5； S0,Sa-進水BOD與出水BOD的濃度，kg/m3； Q-每個池子每個周期的進水量，m3/d。 代入可得 （2）微生物自身氧化所需要的需氧量 （式4-30） 式中：b微生物自身氧化系數(shù)，kgO2/kgMLSS，b=0.12；= XMLSS濃度，kg/m3； V好氧池有效容積，485m。 即 （3）維持反應(yīng)池一定溶解氧的需氧量 （式4-31） 式中：d好氧池末端溶解氧濃度，取其為1.5mg/L； QR污泥回流濃度，本設(shè)計無回流裝置，其為0； QT回流混合液量，為0。 即 即反應(yīng)池的總需氧量 曝氣的時間為4h，所以反應(yīng)池每小時的需氧量 4.5.5曝氣裝置的設(shè)計 (1) 供氧能力 設(shè)混合液的溶解氧DO為1.5mg/L，池內(nèi)水深4.5m。 查詢資料，知其水中溶解氧飽和度在200和300分別為CS(20)=9.17mg/L，CS(30)=7.63mg/L。 微孔曝氣器出口的處的絕對壓力（Pb）為 （式4-32） 若微孔曝氣裝置的氧轉(zhuǎn)移效率EA為15%，則空氣離開反應(yīng)池時氧的百分比為 （式4-33） 反應(yīng)池中的平均溶解氧飽和度（按最不利溫度條件考慮，即溫度為30度）為 （式4-33） 溫度為20時，反應(yīng)池中的溶解氧飽和度為 （式4-35） 水溫為300時，標(biāo)準(zhǔn)需氧量 （式4-36） 式中：氧轉(zhuǎn)移總系數(shù)，取其為0.85； 氧在污水中飽和溶解度修正系數(shù)，取其為0.95； 因海拔高度不同而引起的壓力系數(shù)，此處取其為1； CJ曝氣池內(nèi)平均溶解氧的濃度，取其為2mg/L。 （2）鼓風(fēng)能力 取氧利用率 EA為15%，求得曝氣空氣量為 （式4-37） 即每小時反應(yīng)池內(nèi)需要的空氣量為16322=3264m3/h=54.4m3/min （3）布氣系統(tǒng)的計算 每個曝氣池由一個曝氣干管通入空氣，然后被分流成5個空氣支管，每根空氣支管上設(shè)計30個曝氣器，則每個曝氣器的曝氣量為 若空氣干管流速v1為15m/s，支管流速v2為10m/s，小支管流速v3為5m/s .空氣干管直徑 （式4-38） 選用DN為200mm的鋼管 .空氣支管直徑 （式4-39） 選用DN為100mm的鋼管 .空氣小支管直徑 （式4-40） 選用DN為60mm的鋼管4.5.6 產(chǎn)泥量的計算 SBR的剩余污泥主要來自微生物代謝的增殖污泥，還有一部分是由進水懸浮物沉淀形成。SBR生物代謝產(chǎn)泥量為 （式4-41） 式中：a微生物代謝增值系數(shù)，kgVSS/kgBOD，取其為0.7； b微生物自身氧化率，取其為0.05。代入可得 若排出污泥的含泥量為99.7%，則排泥量為 （式4-42） 由于考慮到一定的安全系數(shù)，則每天的排泥量為25m3/d4.5.7 潷水器 現(xiàn)在的SBR工藝一般都采用潷水器排水。潷水器排水過程中能隨水位的下降而下降，直至到達設(shè)計最低排水位，上清液通過潷水器排出。潷水器排水均勻，不會擾動以沉淀的污泥層。潷水器在運行過程中設(shè)有線位開關(guān)，保證潷水器在安全行程內(nèi)工作。為防止水面浮渣進入潷水器被排走，潷水器排水口一般都淹沒在水下一定深度。6 目前SBR使用的潷水器主要有螺旋式潷水器、套管式潷水器和虹吸式潷水器三種。本設(shè)計采用旋轉(zhuǎn)式潷水器，采用XPS200旋轉(zhuǎn)式潷水器，潷水深度最大為3.0m，處理流量為200m3/h，滿足本次設(shè)計的需要。4.6 污泥處理部分各構(gòu)筑物的設(shè)計與計算 污水在各個構(gòu)筑物的處理過程中大部分污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為污泥，由于生污泥含水率高，有機物含量較高，不穩(wěn)定，還含有致病菌和寄生蟲卵，若不妥善處理，將造成二次污染。因此，必須對污泥進行處理。由于污泥中的含水率高達99%以上，導(dǎo)致污泥的體積非常大，對污泥的后續(xù)處理造成很大的困難。所以我們必須先