啤酒廢水處理站工藝設(shè)計.doc

河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第一章 緒言 水是人們生活和生產(chǎn)活動的重要資源之一，但由于自然界的水資是有限的 ，分布也很不均勻。近幾十年來，隨著工業(yè)和城市建設(shè)的發(fā)展，我國城市的環(huán)境污染特別是水污染問題日趨嚴(yán)重，我國是一個人均水資源占有量匱乏的國家，僅為世界人均值的四分之一，而且時空分布不均，開發(fā)利用難度大，許多地區(qū)和城市嚴(yán)重缺水，與此同時，全國年排污量為350億立方米，但城市污水集中處理率僅為7%，80%的污水未經(jīng)有效處理就排入江河湖海，使我國的水污染情況十分嚴(yán)重，并進一步加劇了水資源的短缺?？梢哉f水污染嚴(yán)重和水資源的短缺已成為嚴(yán)重制約我國社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、危害生態(tài)環(huán)境、影響人民生活和身體健康的突出問題，迫切需要加以解決。 紡織，印染，造紙，食品等產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在都日益壯大起來，這些工業(yè)廢水的排放給環(huán)境帶來的破壞，污染了河流土地等重要資源，所以為了保護我們賴以生存的環(huán)境，維護生態(tài)平衡而有不影響人類的正常發(fā)展，國家規(guī)定廢水要經(jīng)過處理，達標(biāo)后才可排放 食品工業(yè)廢水是造成城市水體污染的重要來源之一，其中釀酒廢水（啤酒廢水，黃酒廢水，白酒廢水以及酒槽廢水等）給水體造成了巨大的污染傷害。為了將這種傷害免除或?qū)⒊潭葴p少到最低，國家再三提高了廢水處理指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計就是針對黃酒廢水進行處理。 黃酒是我國的民族特產(chǎn)，也稱為米酒，屬于釀造酒，在世界三大釀造酒（黃酒、葡萄酒和啤酒）中占有重要的一席。釀酒技術(shù)獨樹一幟，成為東方釀造界的典型代表和楷模。其中以浙江紹興黃酒為代表的麥曲稻米酒是黃酒歷史最悠久、最有代表性的產(chǎn)品；山東即墨老酒是北方粟米黃酒的典型代表；福建龍巖沉缸酒、福建老酒是紅曲稻米黃酒的典型代表。黃酒以大米、黍米為原料，一般酒精含量為14%20%，屬于低度釀造酒。黃酒含有豐富的營養(yǎng)，含有21種氨基酸，其中包括有特中未知氨基酸，而人體自身不能合成必須依靠食物攝取8種必需氨其酸黃酒都具備，故被譽為“液體蛋糕”。黃酒在我國傳承了數(shù)代至今，其興盛之地在南方居多，而南方江浙一代水體污染較嚴(yán)重，故合理的處理黃酒廢水是非常重要的。第二章 設(shè)計依據(jù)、原則和范圍2.1 設(shè)計依據(jù)a.國家現(xiàn)行的建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定。b.國內(nèi)外有關(guān)該類廢水治理的技術(shù)資料。c.業(yè)主提供的基礎(chǔ)資料。d.同類廢水治理的工程經(jīng)驗和技術(shù)。e.設(shè)計技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。該廢水處理項目的設(shè)計、施工與安裝嚴(yán)格執(zhí)行國家的專業(yè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，2.2 設(shè)計規(guī)范 其主要規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)如下：f.電氣裝置施工及驗收規(guī)范（GBJ23282）g.電力建設(shè)施工及驗收設(shè)計規(guī)范（DLJ58-81）h.焊接標(biāo)準(zhǔn)（GB985-80） i.環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB5096-93） j.低壓電氣設(shè)備控制（GB/T4720-1984） k.水處理設(shè)備油漆、包裝技術(shù)條件（ZBJ98003-87） l.機械設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范（GBJ23175） m.現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范（GBJ23682） n.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn) o.建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例（國務(wù)院令第253號，1998.11.29）2.3 設(shè)計原則本設(shè)計遵循如下原則進行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定： a.采用成熟、合理、先進的處理工藝。 b.廢水處理具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余。 c.在滿足工藝要求的條件下，盡量減少建設(shè)投資,降低運行費用。 d.處理設(shè)施具有較高的運行效率，以較為穩(wěn)定可靠的處理手段完成工藝要求。 e.處理設(shè)施應(yīng)有利于調(diào)節(jié)、控制、運行操作。 f.在設(shè)計中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長設(shè)施的使用壽命。 g.根據(jù)地形地貌，結(jié)合站區(qū)自然條件及外部物流方向，并盡可能使土石方平衡，減少土石方量，以節(jié)約基建投資，降低運行費用。 h.總圖設(shè)計應(yīng)考慮符合環(huán)境保護要求； i.工程豎向設(shè)計應(yīng)結(jié)合周邊實際情況提出雨水排放方式及流向； j.管線設(shè)計應(yīng)包括各專業(yè)所有管線，并滿足工藝的要求； k.所有設(shè)計應(yīng)滿足國家相關(guān)專業(yè)設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)； l.所有設(shè)備的供應(yīng)安裝應(yīng)滿足國家相關(guān)專業(yè)施工及安裝技術(shù)規(guī)范； m.所有工程及設(shè)備安裝的驗收及資料應(yīng)滿足國家相關(guān)專業(yè)驗收技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。第三章 工程規(guī)模、進水水質(zhì)及處理程度3.1 工程內(nèi)容 本工程建設(shè)內(nèi)容包括：從污水管網(wǎng)接入污水處理站開始，至污水處理站總出水排放口為止。3.2 進水水量、水質(zhì) 污水站的處理水量為12000m3/d，其中壇裝基酒生產(chǎn)廢水（高濃度廢水）約3500m3/d，洗瓶廢水（低濃度廢水）約8500m3/d。 表3.1項目pHCODCr（mg/l）BOD5（mg/l）NH3-N（mg/l）TP（mg/l）SS（mg/l）高濃度廢水781300065006518450低濃度廢水8912505003010500 3.3 排放標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)環(huán)保部門的要求，本污水處理廠需達到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中表4中一級標(biāo)準(zhǔn)的要求后排放。即： 表3.2序號污染物名稱標(biāo)準(zhǔn)限值序號污染物名稱標(biāo)準(zhǔn)限值1pH694NH3-N152CODcr1005TP0.53BOD5206SS70 第四章 污水處理工藝流程的確定4.1 基本設(shè)計數(shù)據(jù)的確定4.1.1設(shè)計水質(zhì)水量的確定（1）設(shè)計水質(zhì)水量 已知廢水排放水量為12000 m3/d，設(shè)計廢水處理量：Qmax=12000m3/d污水處理廠進水水質(zhì)如下：CODCr4700 mg/l BOD52250 mg/l SS490 PH79處理后水質(zhì)指標(biāo)達國家現(xiàn)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，見表4-1。 表4-1 污染物去除率項目進水濃度/（mg/l）出水指標(biāo)/（mg/l）去除率/%BOD5CODCrSSPH225047004907920100706999.197.985.7 （2）污水處理工藝的選擇 一般來講，黃酒廠廢水排放的超標(biāo)項主要是BOD、COD、SS三項，針對黃酒廢水的BOD/COD值高、有害無毒的特點，目前，國內(nèi)外普遍采用生化法處理黃酒廢水.根據(jù)處理過程中是否需要曝氣，可把生物處理法分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類. 如活性污泥法（SBR、CASS等）、生物膜法、AB法、UASB法等。結(jié)合本工程處理要求和工程規(guī)模，可以滿足工藝處理要求的典型工藝有以下三種： CASS法 UASBSBR工藝 UASB生物接觸氧化組合工藝CASS工藝處理黃酒廢水工藝流程污水格柵集水調(diào)節(jié)池水力篩CASS池出水排放外運污泥脫水濃縮池污泥泵工藝原理及特點 CASS其反應(yīng)器設(shè)有一個分建或合建式的生物選擇器，是以曝氣非曝氣方式運行的充放式間歇活性污泥處理工藝，在一個反應(yīng)器中完成有機污染物的生物降解和泥水分離的處理功能，整個系統(tǒng)以推流方式運行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的方式運行，實現(xiàn)同步碳化和脫氮除磷功能。 本技術(shù)主要特征是根據(jù)生物選擇性原理，利用位于主反應(yīng)區(qū)前端的預(yù)反應(yīng)區(qū)，作為生物選擇器對磷的釋放、反硝化作用及對進水中有機物的快速吸附及吸收作用，增強了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性;可變?nèi)莘e的運行提高了系統(tǒng)對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性和操作的靈活性;根據(jù)生物反應(yīng)動力學(xué)原理，使廢水在反應(yīng)器的流動呈現(xiàn)出整體推流，而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率;通過對生物速率的控制，使反應(yīng)器以好氧缺氧厭氧狀態(tài)周期循環(huán)運行，使其具有優(yōu)良的脫氮除磷效果;采用組合式模塊結(jié)構(gòu)，布置緊湊占地面積少，分期建設(shè)和擴建方便。UASB+SBR工藝處理黃酒廢水工藝流程污水格柵集水井調(diào)節(jié)沉淀池UASBSBR排放外運污泥脫水濃縮池污泥泵工藝原理及特點 SBR是活性污泥法的一種，其反應(yīng)機制及去除污染物的機理與傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，但 SBR與傳統(tǒng)的水處理工藝的最大區(qū)別在于它是以時間順序來分割流程各單元，整個過程對于單個操作單元而言是間歇進行的，但是通過多個單元組合調(diào)度后又是連續(xù)的。SBR集曝氣、沉淀于一池，不需設(shè)置二沉池及污泥回流設(shè)備。在該系統(tǒng)中，反應(yīng)池在一定時間間隔內(nèi)充滿污水，以間歇處理方式運行，處理后混合液沉淀一段時間后，從池中排除上清液，沉淀的生物污泥則留于池內(nèi)，用于再次與污水混合處理污水，這樣依次反復(fù)運行，則構(gòu)成了序批式處理工藝。 這種工藝的特點是使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把UASB作為整個廢水達標(biāo)排放的一個預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且UASB池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。UASB+生物接觸氧化處理黃酒廢水工藝流程污水格柵集水井初沉池調(diào)節(jié)池中和池加熱池UASB反應(yīng)器生物接觸氧化池氣浮池處理水排放 沼氣回收利用工藝原理及特點 UASB是升流式厭氧反應(yīng)器，其反應(yīng)器主體部分可分為 2個區(qū)域 ，即反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部是由沉淀性能良好的污泥形成的厭氧污泥床 ，當(dāng)廢水由反應(yīng)器底部進入反應(yīng)器后 ，由于水的向上流動和產(chǎn)生的大量氣體上升 ，形成了良好的自然攪拌作用 ，并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層 ，懸浮液進入分離區(qū)后 ，氣體首先進入集氣室被分離 ，含有懸浮液的廢水進入分離區(qū)的沉降室 ，污泥在此進行沉淀分離。 UASB反應(yīng)器，它的截留污泥量大，顆粒化程度好，處理高濃度有機廢水能力強，具有容積負荷高 ，運行成本低 ，占地面積小 ，污泥量少 ，設(shè)備簡單等優(yōu)點。該反應(yīng)器采用中溫發(fā)酵，內(nèi)部具有熱交換裝置，結(jié)構(gòu)較緊湊，溫度、堿度、負荷等由微機控制；高濃度廢水集中進行厭氧處理，產(chǎn)生沼氣量大，可以集中使用，是高濃度有機廢水前處理的有效處理方法。并且UASB已經(jīng)在傳統(tǒng)形式的基礎(chǔ)上進行改造 ，形成了多種更高效、方便的厭氧發(fā)生器。經(jīng)過開題報告中的比較我選用UASB生物接觸氧化組合工藝。4.2 UASB生物接觸氧化組合工藝設(shè)計說明4.2.1工藝流程 由于黃酒廢水是一種中高濃度的有機廢水，其中所含有機物大多為易生物降解的，設(shè)計采用UASB生物接觸氧化組合工藝，工藝流程見圖41。 圖41 工藝流程圖4.2.2主要工藝設(shè)備說明（1）UASB反應(yīng)器 廢水經(jīng)沉淀去除廢水中的懸浮物后，進入UASB(上流式厭氧污泥床)進行厭氧處理， 通過在UASB池中培養(yǎng)厭氧菌，分解水中的有機物，其COD去降率可達80%以上。厭氧處理采用高效的升流式厭氧污泥床，具有容積負荷高、污泥產(chǎn)量小、效果穩(wěn)定、能耗低等特點。一方面降低了后續(xù)好氧生化處理的負荷，減少了運行費用；另一方面回收沼氣，可作為能源回用于鍋爐燃燒，降低了煤耗。（2）生物接觸氧化工藝 廢水經(jīng)UASB厭氧處理后還不能達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，尚需進行深度處理。由于廢水中的COD濃度還比較高，必須通過好氧生物降解廢水中的有機物。為保證好氧處理效果，采用生物接觸氧化工藝，通過微孔曝氣器曝氣充氧，池內(nèi)設(shè)半軟性填料。由于填料比表面積大，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此具有較高的容積負荷。（3）氣浮處理工藝經(jīng)生物接觸氧化處理后的廢水中尚含有大量脫落的生物膜，這些懸浮物質(zhì)輕、細小，難于沉淀。經(jīng)過投加絮凝劑反應(yīng)，形成較大的礬花后，通過氣浮系統(tǒng)進行泥水分離，從而保證了出水達標(biāo)排放。由于原廢水處理系統(tǒng)中的斜管沉淀實際應(yīng)用效果非常差，因此決定此次生化后續(xù)處理系統(tǒng)采用氣浮系統(tǒng)進行廢水深度處理，以保證廢水處理系統(tǒng)的平穩(wěn)運行和平穩(wěn)達標(biāo)。 第五章 污水處理構(gòu)筑物的計算5.1 格柵5.1.1設(shè)計說明 格柵的作用：格柵安裝在廢水渠道、集水井的進口處，用于截流較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護做用。另外，可以減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負荷。由于處理水量較大，柵渣應(yīng)用機械清除。5.1.2參數(shù)選?。?）格柵過柵流速一般采用0.61.0m/s；（2）格柵前渠道內(nèi)的水流速度，一般采用0.40.9m/s；（3）格柵傾角，一般采用4575o，人工清渣的格柵傾角小時較省力，但占地多；（4）通過格柵的水頭損失，一般采用0.080.15m；（5）格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m；（6）機械清渣不小于0.2 m3/d。 本次設(shè)計選取中格柵；柵條間隙e=20mm；柵前水深h=0.3m；過柵流速v=0.8m/s；安裝傾角a=60o見圖51。設(shè)計流量Qmax=12000m3/d= 500m3/h=0.139 m3/s 圖51 格柵計算草圖（1）柵條間隙數(shù)（n），取n=27條 驗算：，符合要求。（2）柵槽有效寬度（B）設(shè)計采用20圓鋼為柵條，即S=0.02m B=S（n-1）+en=1.06m（3）進水渠道漸寬部分長度 設(shè)進水渠道內(nèi)的流速為0.7m/s進水渠道寬取B1=0.319m漸寬部分展開角 （4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（5）過柵水頭損失 m（6）柵槽總高度(H)取柵前渠道超高，柵前槽高（7）柵槽總長度（L）（8）柵渣量：取=0.07，=1.2，則用機械清渣，根據(jù)柵槽寬度B選型為GH-1200型鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)格柵除污泥機見表51。 表51 GH1200型鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)格柵除污泥機格柵寬度1200mm有效柵寬1060設(shè)備總寬1400mm 電動機功率kw0.752.2有效間隙20mm安裝角度6080 5.2初沉池5.2.1設(shè)計說明 一般情況下，污水處理廠常用的初沉池有平流式、輻流式和豎流式三種。本次設(shè)計采用豎流式沉淀池，該沉淀池擁有排泥方便，管理簡單和占地面積小的優(yōu)點，適用于中、小型污水處理廠。 由于黃酒廢水中懸浮物（SS）濃度較高，且處理量不大，故設(shè)此豎流式沉淀池來去除廢水中的懸浮物質(zhì)及各種雜質(zhì)等。5.2.2參數(shù)選取 設(shè)計流量Qmax=12000m3/d=500m3/h=0.139 m3/s設(shè)計4個沉淀池，每個沉淀池的流量Q1=Q/4=0.03475 m3/s，進出水水質(zhì)要求見表52（豎流式沉淀池設(shè)計參數(shù)選取及計算是參照給排水設(shè)計手冊5進行的）。 表52 進出水水質(zhì)要求CODBODSS進水水質(zhì)/(mg/L)47002250400去除率/%101060出水水質(zhì)/(mg/L)42302025160 一般選用圓形或正方形，在這里采用圓形，一般直徑為（48）m（10m）。沉淀區(qū)呈圓柱體，污泥斗為截頭倒錐體。 廢水從中心管自上而下流入經(jīng)反射板折向上升，澄清水由池四周的鋸齒堰溢流入出水槽，出水槽前設(shè)擋板，用來隔除浮渣，污泥斗傾角為5060，污泥靠靜壓力由污泥管排出，污泥管直徑一般為150mm。 中心管內(nèi)流速u030mm/s，徑深比D/h23，縫隙中污水流速v1在初沉池中不大于20mm/s，q=0.8mm/s，初沉池沉淀時間T=1.5h，縫隙高度h3取0.250.5見圖52。 圖52 豎流式沉淀池計算草圖5.2.3設(shè)計計算 (1)中心管面積與直徑 取直徑(2)縫隙高度 取 (3)沉淀池總面積和直徑 沉淀池總面積 總面積池徑，取7.6m(4)沉淀池的有效沉淀高度 符合37.6m(D)(5)校核集水槽出水堰負荷 集水槽每米出水堰負荷，小于2.9L/，符合要求.(6)每天污泥總產(chǎn)量(理論泥量) 每個池子所需容積 (7)污泥斗高度(h5) 取，截頭直徑為1m，(8)池總高8.56m(9)校核污泥容積 合格，每天排泥一次。(10)進水部分設(shè)計 采用中心進水，中心管采用鑄鐵管DN200mm，出水處設(shè)置有反射板。單池污水設(shè)計流量 管內(nèi)流速： 在0.8m/s1.5m/s之間，符合要求。(11)出水部分設(shè)計集水槽的設(shè)計 采用周邊集水槽，單側(cè)集水，每池只有一個總出水口。集水槽為矩形斷面，取槽深h=0.6，底寬b=0.5m，集水槽壁厚0.1m，則集水槽寬度為：m出水堰的設(shè)計 采用鋸齒堰出水，以加大過堰流速，避免郁積，其尺寸為：堰頂寬a=80mm，堰高h=40mm，堰間距L=a+2h=80+240=160mm， 假設(shè)采用單側(cè)集水，并控制堰上負荷q=58m3/mh，取q=8 m3/mh，堰周長為：L=，豎流式沉淀池周長為：L=23.86m15.64m，因此采用單側(cè)集水符合要求。集水槽寬0.5 m，深0.6 m，堰距流入槽池壁0.5m，則：堰內(nèi)寬度為：7.60.52=6.5 m，實際堰長為：6.53.14 =20.41 m，齒型堰總數(shù)為：個，堰流量為：出水損失： 采用三角堰由三角堰過堰流量公式：得，H1=0.033m 考慮自由跌水水頭損失0.15m，則出水堰總水頭損失為：H1+0.15=0.183m5.3調(diào)節(jié)池5.3.1設(shè)計說明 工業(yè)廢水的水量和水質(zhì)隨時間的變化幅度較大，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑 物或設(shè)備的正常運行，用調(diào)節(jié)池進行均衡調(diào)節(jié)，緩沖瞬時排放的高濃度廢水，同時使生產(chǎn)廢水進行內(nèi)部中和反應(yīng)，從而降低運行成本，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。5.3.2設(shè)計計算 平均流量 Q=3500m3/d=146m3/h=40.55L/S41L/S。設(shè)計停留時間取8h。 有效容積 V=QHRT=（3500 m3/d /24h）8h1167m3 有效水深 有效水深取h=4m 表面積 則調(diào)節(jié)池的表面積為： A=V/h2=1167/4=292m2 總高度 1.取調(diào)節(jié)池為長方形，則邊長為：L= 24m2取超高為h1=0.1m3.進水高度為-1.2m，水面高度應(yīng)低于-1.2m,所以調(diào)節(jié)池總1.2+4+0.1=5.3m工藝尺寸為：24m12.2m5.3m采用鑄鐵管進出水,流量為3500 m3/d=41L/s. 取管徑為250mm,流速V=0.84m/s. 1000i=4.87,出水管徑與進水管徑取相同的.5.4中和池5.4.1設(shè)計說明 由于本次設(shè)計的主體工藝UASB在處理黃酒廢水時需要一定的條件中，因此廢水在此池中通加酸或加堿進行中和反應(yīng)，使廢水達到進入?yún)捬醭氐腜H范圍要求。5.4.2參數(shù)選取 已知Qmax=12000m3/d=500m3/h；取水力停留時間HRT=0.5h；中和池的有效水深h=6.0m；水面超高取0.5m。5.4.3設(shè)計計算 中和池的有效容積V=QT=5000.5=250m3 中和池的總高度H=6.0+0.5=6.5 m 中和池的面積：A=V/h=250/6.5=38.5 m2，取A=40 m2 中和池橫截面積為：85（m2） 中和池的尺寸為：LBH=856.5(m)5.4.4升溫 由于調(diào)節(jié)池后接入UASB反應(yīng)器,反應(yīng)器采用中溫厭氧,所以廢水應(yīng)在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行加熱.一般采用鋪設(shè)蒸汽管進行加熱,但是黃酒廢水生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量剩余蒸汽,此處可以加以利用,在管線上增加一個交換器即可.如果熱量不夠可以建設(shè)一座加熱池。5.4.5潛污泵調(diào)節(jié)池集水坑內(nèi)設(shè)2臺自動攪勻潛污泵，一用一備，水泵的基本參數(shù)為型號為150QW100-40-30 水泵流量Q=200m3/h 揚程H=22m,轉(zhuǎn)速 980 功率30效率60.1% 出口直徑150mm重量900kg尺寸 長寬為600mm*480mm, 取裝泵的槽為2000*1000 水泵最低水位為距底387mm,高為525mm,取槽高為1500mm5.4.6攪拌 為防止污水中懸浮物的沉淀和使水質(zhì)均勻，可采用水泵強制循環(huán)進行攪拌，也可采用專用攪拌設(shè)備進行攪拌。 水泵強制攪拌，是在調(diào)節(jié)池底部設(shè)穿孔管，穿孔管與水泵壓力水相連，用壓力水進行攪拌。水泵強制循環(huán)攪拌的優(yōu)點是不需要在池內(nèi)安裝其他專用攪拌設(shè)備，并可根據(jù)懸浮物沉積的程度隨時調(diào)節(jié)壓力水循環(huán)的強度。其缺點是穿孔管容易堵塞，檢修也不太方便，影響使用。所以，目前工程上常采用潛水?dāng)嚢铏C進行攪拌。 根據(jù)調(diào)節(jié)池的有效的容積，攪拌功率一般按1 m3污水4-8W選配攪拌設(shè)備。該處理站取5W，調(diào)節(jié)池選配潛水?dāng)嚢铏C的總功率為：5005=2500W 選配2臺潛水?dāng)嚢铏C單臺設(shè)備的功率為0.85KW葉輪直徑為260mm。葉輪轉(zhuǎn)速為740r/min。型號為MXAT4.0/12-615/480 將2臺潛水?dāng)嚢铏C，分別安裝在中間部位。5.5 UASB反應(yīng)器5.5.1 設(shè)計說明 UASB是一種集厭氧反應(yīng)與沉淀為一體的高效升流式反應(yīng)器，這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，不用填料，沒有懸浮物堵塞等問題。處理各種有機廢水時，在反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)顆粒污泥形成污泥床，廢水由底部進入，向上流過污泥床區(qū)與大量的厭氧菌接觸，廢水中的有機物大部分被厭氧菌分解成沼氣，沼氣與水和污泥在三相分離器中進行分離，沼氣通過氣室、水封、阻火罐等收集至鍋爐。處理后的水由反應(yīng)器頂部流出，進入好氧生化池進行進一步的處理。厭氧反應(yīng)可處理高濃度廢水，具有動力消耗小、容積負荷大、可產(chǎn)生一定的生物能、運行管理方便等特點。5.5.2參數(shù)選取 經(jīng)過對同類工業(yè)廢水用UASB反應(yīng)器處理運行結(jié)果的調(diào)查，已知常溫條件下（2025）條件下UASB反應(yīng)器的進水容積負荷率可達(57.0)COD/（m3d），COD的去除率可達到85%以上，沼氣表現(xiàn)產(chǎn)率為0.5 m3/COD（去除），污泥的表現(xiàn)產(chǎn)率為0.1MLSS/COD(去除)，厭氧污泥可實現(xiàn)顆?；?，其設(shè)計最大流量Qmax=12000m3/d=500m3/h。進出水水質(zhì)要求見表53（UASB設(shè)計計算參照廢水厭氧生物處理理論與技術(shù)及生物化工廢水處理技術(shù)及工程實例進行的）。 表53 進出水水質(zhì)要求CODBOD進水水質(zhì)/ mg/L42302025去除率%9088.9出水水質(zhì)mg/L423225 5.5.3 設(shè)計計算(1)UASB反應(yīng)器有效容積及尺寸的確定 采用進水COD容積負荷率為6.0COD/（m3d） 則反應(yīng)器的有效容積為： 考慮檢修時不至于全部停產(chǎn)，采用五座UASB反應(yīng)器，每個反應(yīng)器的容積為： 采用反應(yīng)器有效高為8m，則每個反應(yīng)器的面積為: 設(shè)反應(yīng)器的寬為14m，則反應(yīng)器的長為: UASB尺寸：LBH=15.1148（m）(2)UASB反應(yīng)器構(gòu)造的確定UASB反應(yīng)器采用矩形，三相分離器由上下兩層重疊的三角形集氣罩組成，采用穿孔管進水配水，采用明渠出水。UASB反應(yīng)器的構(gòu)造斷面見圖53所示。 圖53 UASB反應(yīng)器構(gòu)造斷面示意圖(3)三相分離器設(shè)計 三相分離器沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的水平面積，則沉淀區(qū)的表面負荷率為: m3/（m2h）該值（1.02.0 ）m3/（m2h），滿足要求。 根據(jù)圖35，設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55，取保護高度h1=0.5m，下三角形高h3=1.2m，上三角形頂水深h2=0.5m，則有： 設(shè)單元三相分離器寬b為2.4m，則下集氣罩之間的寬b2為：下三角形集氣罩之間縫隙b2中的水流（不考慮氣的影響）上升流速v1的計算為：則v1為： 上三角形集氣罩回流縫的水流上升流速v2的計算為：設(shè)b3=0.35m，則回流縫的總面積a2為：則v2為： a2為控制斷面，可以滿足v1v22.0 m/h的條件，具有較好的固液分離要求。 因為上三角下端C至下三角形斜面和垂直距離CE=b3sin55o=0.29m，BC=CE/ sin35=0.51m，取AB=0.4m上三角形集氣罩的位置即可確定，其高h4為： 已知上三角形集氣罩頂?shù)乃顬?.5m則上下三角形集氣罩在反應(yīng)器內(nèi)的位置已經(jīng)確定。 根據(jù)已確定的三相分離器構(gòu)造，還應(yīng)該校核一下氣液分離的條件是否符合要求。沿AB方向水流的速度va為： 設(shè)氣泡的直徑dg=0.01cm，在常溫（20）下，取廢水密度1=1.03g/cm3， 氣體密度g=1.210-3 g/cm3，清水運動黏滯系數(shù)v=0.0101cm2/s（按凈水取值），氣泡碰撞系數(shù)=0.95，清水動力黏度=0.01011.03=0.0104 g/(cms)，由于廢水的一般比凈水的大，可取廢水的為0.02 g/(cms)，則根據(jù)前面的計算結(jié)果有：，則可滿足的要求，可以脫除直徑等于或大于0.01cm的氣泡。(4)進水分配系統(tǒng)的考慮 采用穿孔管配水（見圖55），每個反應(yīng)器設(shè)8根d150mm長14m的穿管。每兩根管之間的中心矩為1.51m，配水孔徑采用15mm，孔距為1.5m，每個孔的服務(wù)面積為1.51.5=2.25m2，孔徑向下，穿孔管中心距反應(yīng)器為0.25m，每個反應(yīng)器共有72個出水孔，若采用連續(xù)進水，每個孔的流速為： 圖54穿孔管配水圖 則進水部分水頭損失為：，查表得=1.06， (5)出水系統(tǒng)的設(shè)計考慮 出水渠的設(shè)計 采用鋸齒形出水渠，渠寬0.2m渠高0.2m，每個反應(yīng)器設(shè)3條出水渠，基本可保持出水均勻。 出水堰的設(shè)計 采用鋸齒堰出水，以加大過堰流速，避免郁積，其尺寸為：堰頂寬a=100mm，堰高h=50mm，堰間距L=a+2h=100+250=200mm，即0.2m。 采用雙側(cè)集水，則實際堰長為：L=12.42=24.8m齒形堰總數(shù)為：單堰流量為： 出水水頭損失采用90三角堰由三角堰過堰流量公式得，H1=0.209m考慮自由跌水水頭損失0.15m，則出水堰總水頭損失為： h2=0.209+0.15=0.359m UASB的總損失為：h1 +h2=0.258+0.359=0.617m(6)排泥系統(tǒng)的設(shè)計 由于該工藝的污水處理量較小，且污泥在厭氧條件下將有機污染物轉(zhuǎn)化成沼氣，沒有過多的剩余污泥，在培養(yǎng)厭氧污泥實現(xiàn)顆粒化時，污泥量還不夠，因此不設(shè)排泥管。若要設(shè)排泥管時，可考慮把配水管兼作排泥管用，可均勻排除污泥床區(qū)的污泥，并在反應(yīng)器1/2高處，和三相分離下三角以下0.5m處各設(shè)d=100mm排泥管各一根，并在池底設(shè)放空管。(7)沼氣產(chǎn)量計算 每日沼氣產(chǎn)量為：120004.230.90.5=22842m3/d(8)產(chǎn)泥量計算 每日表觀產(chǎn)泥量為：120004.230.90.1=4568.4MLSS/d，則每個UASB日產(chǎn)泥量為913.68MLSS/d。 (9)水封罐 水封罐一般設(shè)于消化反應(yīng)器和沼氣柜或壓縮機房之間，起到調(diào)整和穩(wěn)定壓力，兼作隔絕和排除冷凝水之用。 UASB反應(yīng)中大集氣罩中出氣氣體壓力為p1=1.0mH2O，小集器罩中出氣氣體壓力為p2=2.5mH2O，則兩者氣壓差為 ( mH2O)故水封罐中該收氣管的水封深度差為1.5 mH2O。沼氣柜壓力p400mmH2O，取為0.4 mmH2O，則在忽略沼氣管路壓力損失時，水封罐所需最大水封為 H0= =2. 1( mH2O)取水封罐總高度為H=2.5m 水封罐直徑1800 mm，設(shè)進氣管DN100鋼四根，出氣管DN150鋼一根，進水管DN52鋼一根，放空管DN50鋼一根，并設(shè)液面計。(10)氣水分離器 氣水分離器起到對沼氣干燥作用，選用500mmH1800mm，鋼制氣水分離器兩個，串聯(lián)使用。氣水分離器中預(yù)裝鋼絲填料，在各級氣水分離器前設(shè)置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設(shè)流量計、壓力表及溫度計。(11)沼氣柜容積確定 日產(chǎn)沼氣量22842m3，則沼氣柜容積應(yīng)為平時產(chǎn)氣量的3h體積來確定，即： 3選用500鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式貯氣柜6個（C1416A）。5.6集水池5.6.1集水池容積的確定 由于廢水是高低濃度混合排放的，考慮采用四臺泵10min流量來作為集水池的容積：取集水池深5.5米，面積A=61m2取集水池為正方形，長寬為8m5.6.2潛污泵 集水池內(nèi)設(shè)置潛污泵型號為600QW3750-17-250,設(shè)置五臺這種潛污泵，四用一備。水泵參數(shù)： 型號600QW3750-17-250流量 3750m3/h 揚程 17m轉(zhuǎn)速 740r/min 功率 250kw效率 86.77% 出口直徑mm重量 4690kg 由于要設(shè)置潛污泵，這種泵的基座尺寸為1.3m*1.2m要設(shè)置五臺.5.6.3攪拌機 由于高低濃度廢水在這里匯水,為保證水質(zhì)均勻,不對后續(xù)工藝造成影響,故設(shè)兩臺攪拌機.選配2臺潛水?dāng)嚢铏C，單臺設(shè)備的功率為0.85KW葉輪直徑為260mm。葉輪轉(zhuǎn)速為740r/min。5.6.4集水池總高的確定取超高0.3m 集水池總高為5.8m，由于集水池是高低濃度廢水混合的構(gòu)筑物，低濃度廢水以-1.2m的標(biāo)高從場外進入.為了經(jīng)濟原因,集水池建于地下-1.2m處這是為了保證水不回流.故而池高變成5.8+1.2=7.0m.5.6.5進水出水管確定 此處水進行匯流,出水管應(yīng)增大管徑,流量為12000m3/l 采用鑄鐵管 管徑為D=450MM v=0.88 1000i=2.465.7接觸氧化池5.7.1 設(shè)計說明 廢水經(jīng)UASB厭氧處理后還不能達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，尚需進行深度處理。由于廢水中的COD濃度還比較高，必須通過好氧生物降解廢水中的有機物。為保證好氧處理效果，采用生物接觸氧化工藝。在生物接觸氧化系統(tǒng)中設(shè)有半軟性填料，通過微孔曝氣器曝氣充氧培養(yǎng)微生物，廢水與長滿生物膜的填料相接觸，大部微生物以生物膜的形式固定在填料上，部分懸浮生長在水中；在曝氣沖刷作用下，老的生物膜不斷脫落，新的生物膜不斷生長，促進生物膜的新陳代謝。填料上的有機物以廢水中的有機物為食物，分解為CO2和H2O，從而降低了廢水中的有機物濃度，使廢水得到凈化。 生物接觸氧化工藝是近年來國家推薦廣泛使用的工藝，它具有以下特點：由于填料比表面積大，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此具有較高的容積負荷。由于接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬于完全混合型，對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力。當(dāng)容積負荷較高時，其F/M 比可以保持在一定水平，污泥產(chǎn)量低，而且大多為脫落的生物膜，易脫水處理，不需要污泥回流。其基本構(gòu)造見圖55 所示。 圖55 生物接觸氧化池基本構(gòu)造圖 5.7.2 參數(shù)選取(1)設(shè)計流量Q=12000m3/d，BOD進水水質(zhì):225 mg/L，出水水質(zhì)：20 mg/L(2) 設(shè)計參數(shù)生物接觸氧化池的個數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不小于2個，并按同時工作設(shè)計。容積負荷范圍M：10001500gBOD/(m3d)。（給排水設(shè)計手冊第5冊）污水在氧化池內(nèi)的有效接觸時間一般為1.23.0h。填料層總高度一般為3m，當(dāng)采用蜂窩型填料時，一般應(yīng)分為裝填，每層高為1m，蜂窩孔徑不小于25mm。進水BOD濃度應(yīng)控制在150300mg/L。接觸氧化池中的溶解氧含量一般應(yīng)維持在2.53.5 mg/L，氣水比為（1520）：1。接觸氧化池每格的面積一般不大于25m2，為保證布水布氣均勻。5.7.3 設(shè)計計算(1)接觸氧化池有效容積取容積負荷M=1200g/(m3d)，接觸時間t=2h。(2)接觸氧化池面積 取接觸氧化填料層總高度H=3m，則接觸氧化池總面積： 設(shè)3座池子單池(3)接觸氧化池格數(shù) 設(shè)n=10，則每格接觸氧化池面積：，取f=23.1 每格接觸氧化池尺寸為5.54.2m(4)校核接觸時間， 在1.23.0h 范圍內(nèi)(5)接觸氧化池總高度 取h1=0.6m，h2=0.5m，h3=0.3m，h4=1.5m，填料層數(shù)m=3層，則接觸氧化池總高度：H0=H+ h1+ h2+(m-1) h3+ h4=6.2m(6)污水在池內(nèi)的實際停留時間(7)選用半軟性填料，則填料總體積(8)所需空氣量 采用多孔管鼓風(fēng)微孔曝氣供氧，取氣水比D0=15m3/m3，則所需總空氣量：每格需氣量：每格所需曝氣頭個數(shù)為：250/3=83.3個，取90個，則選用HWB2型微孔曝氣器，見表54所示。表54 HWB2型微孔曝氣器型號HWB2曝氣量(m3/h)13服務(wù)面積(m2)0.30.5氧利用率(%)2025動力效率(kgO2/kWh)46阻力(mmH2O)150350 (9)空氣管路計算見附表一。空氣管路布置方式：每格上一根主管，每根主管上9根支管，每根支管上布置10個曝氣頭，兩邊各5個。 選擇一條從鼓風(fēng)機房開始最遠最長的管路作為計算管路，在空氣流量變化處設(shè)計算節(jié)點，統(tǒng)一編號后列表進行空氣管道計算。計算結(jié)果見附表一。 曝氣頭阻力損失為5.88kPa，空氣管道總阻力損失為：曝氣系統(tǒng)空氣壓力總損失為：為確保安全，取9.8kPa。(10) 空壓機的選定空氣擴散裝置安裝在距接觸氧化池池底0.2m處，因此空壓機所需壓力為：P=(6.2-0.2)9.8=58.8 kPa?？諌簷C供氣量：7500 m3/h=125 m3/min根據(jù)所需壓力和空氣量決定采用RD-130羅茨風(fēng)機四臺，兩用一備，見表 表55 RD-130A羅茨鼓風(fēng)機口徑mm125A轉(zhuǎn)速r/min1750供氣壓力kPa58.8進口流量m3/min50 5.8氣浮池5.8.1 設(shè)計說明 經(jīng)生物接觸氧化處理后的廢水中尚含有大量脫落的生物膜，這些懸浮物質(zhì)輕、細小，難于沉淀。因此決定此次生化后續(xù)處理系統(tǒng)采用氣浮系統(tǒng)進行廢水深度處理，懸浮物質(zhì)經(jīng)過投加絮凝劑反應(yīng)，形成較大的礬花后，氣浮利用清水池中的溶氣水，經(jīng)過釋放機產(chǎn)生大量的微小氣泡，這些氣泡在上升的過程中攜帶著水中的懸浮物一同升至水面，形成浮渣，浮渣由刮渣機刮入污泥池，從而進行泥水分離，以保證廢水處理系統(tǒng)的平穩(wěn)運行和平穩(wěn)達標(biāo)。5.8.2 參數(shù)選取(1)已知設(shè)計流量Q=12000m3/d=500m3/h=0.139m3/s，(2)接觸上升流速，停留時間=60s，(3)氣浮分離速度，溶器罐過流密度，(4)溶器罐壓力，氣浮池分離室停留時間t=18min（由于氣浮池的設(shè)計資料太少，因此氣浮池設(shè)計是參照城市污水回用深度處理設(shè)施設(shè)計計算書進行計算的）5.8.3 設(shè)計計算(1)氣浮池所需空氣量試驗條件下回流比取15% 試驗條件下的釋氣量取60水溫校正系數(shù)，1.11.3，取1.1(2)所需空氣機額定氣量（為安全系數(shù)，在1.21.5之間，取1.2）選用Z0.10/7D1型空壓機(3)加壓溶氣所需水量選定的溶氣壓力，溶解度系數(shù)，取 溶氣效率，取80% 實際回流比(4)壓力容氣罐（選用兩座）選用標(biāo)準(zhǔn)填料=0.6m，則實際過流密度(5)接觸室尺寸氣浮池個數(shù)N=2，單室表面積，令池寬，則接觸室長度，接觸室出口斷面高，接觸室氣水接觸水深，取，接觸室總水深(6)分離室表面積，令池寬，則分離室長度，分離室總水深(7)氣浮池容積(8)時間校核接觸室氣水接觸時間，符合要求氣浮池總停留時間 第六章 污水廠污泥處理與處置6.1 污泥量的確定與計算 黃酒污水處理過程產(chǎn)生的污泥來自以下幾部分：豎流式沉淀池，含水率98%UASB反應(yīng)器， 由于含水率98%污泥的密度近似于誰的密度。氣浮池，由于氣浮池泥量較少，設(shè)計集泥井及濃縮池時可以忽略這部分泥量。總污泥量： 6.2 污泥處理工藝流程 污泥處理的工藝流程一般有以下幾種：（1）生污泥濃縮 消化 機械脫水 最終處理（2）生污泥濃縮 機械脫水 最終處理（3）生污泥濃縮 消化 機械脫水 干燥焚燒 最終處理（4）生污泥濃縮 自然干化 農(nóng)田本設(shè)計選用第2種方法。6.3 集泥池 為了方便排泥及污泥重力濃縮的建設(shè)，在重力濃縮池前設(shè)置一集泥池，通過對集泥池的最高水位的控制來達到自流排泥，反應(yīng)池的污泥可利用自重流入。 集泥井設(shè)計計算 參數(shù)選取：停留時間HRT=6h；設(shè)計總泥量Q=300.4采用方形池子，池子的有效體積為：V=QT =50m3，設(shè)1座池子，池子有效深取4 m；池子面積為：，取=15.0m2，水面超高取0.3m則實際高度為4.3m。集泥井的尺寸為：LBH =534.3(m) 6.4 污泥濃縮池 6.4.1 設(shè)計說明 本設(shè)計采用連續(xù)式豎流式重力濃縮池，污泥為豎流沉淀池、UASB池及少部分氣浮池的混合后的污泥，其污泥含水率較高，由污泥池進行收集后可打入污泥濃縮池進行濃縮，上清液排入集水井。設(shè)置帶式壓濾機房，通過壓濾減少污泥中的含水率，污泥外運處理，濾液回流至初沉池以避免二次污染。6.4.2 參數(shù)選取 設(shè)計流量=300.4m3/d=12.52 m3/h=0.003 5m3/s，進泥含水率98%99%取99%，出泥含水率94%96%取96%，濃縮時間T=10h，水力負荷4.010.0m3/m2d ，污泥固體通量，濃縮池有效水深一般不大于4m，污泥上升流速一般不大于0.1mm/s，取v=0.1mm/s 。計算草圖見61。6.4.3 設(shè)計計算(1