植物油廠廢水處理站設(shè)計(jì)

1、摘 要植物油廠廢水是中高濃度有機(jī)廢水，可生化性佳,其主要污染物為有機(jī)物和油脂，它們的含量較高(特別是浮油和乳化油)。長(zhǎng)治市植物油廠廢水日產(chǎn)廢水量為300 m3，進(jìn)水指標(biāo)分別為COD=6500 mg·L-1，BOD=3000 mg·L-1，SS= 3000 mg·L-1；植物油= 500 mg·L-1；pH=6-9，排放標(biāo)準(zhǔn)要求符合污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)達(dá)標(biāo)指標(biāo)分別為COD100 mg·L-1，BOD20 mg·L-1，SS70 mg·L-1，植物油10 mg·L-1，pH=6

2、-9。本次處理的工藝為隔油氣浮+UASB+生物接觸氧化處理，工藝流程如下： 進(jìn)水隔油池調(diào)節(jié)池UASB三相分離器生物接觸氧化池沉淀池消毒槽出水格柵氣浮池中間水池此外本文還簡(jiǎn)單介紹了處理該廢水的構(gòu)筑物、設(shè)備、及經(jīng)濟(jì)預(yù)算?？偼顿Y達(dá)120.27萬(wàn)元，每噸水處理成本是2.67元/噸水。關(guān)鍵詞：植物油廢水；氣??；UASB；生物接觸氧化Engineering Design for Treating Vegetable Oil Wastewater from Vegetable Oil Product Factory in Changzhi CityStudent: TANG Zhi-qin Teacher:

3、 JIN Zhen-jiangAbstract：The wastewater from vegetable oil industry wastewater was characterized by higher concentration of organic and better biodegradability. The main pollutant contains organic matter and oil, with a high concentration. The given data of wastewater from vegetable oil product facto

4、ry in Changzhi City were 300 m3·d-1 with COD 6500 mg·L-1, BOD 3000 mg·L-1, SS 3000 mg ·L-1 , oil 500 mg·L-1and pH 6-9. Wastewater disposal need to comply with a standard of The National Standard of the peoples republic of China Integrated Wastewater Discharge Standard (GB897

5、8-1996). That is to say ,the effluent  was required to COD 100 mg ·L-1, the BOD 20 mg ·L-1, the SS 70 mg · L-1; the oil 10 mg ·L-1; pH = 6-9. The process of oil separator flotation and UASB three-phase separator and combined with biological contact oxidation treatment proces

6、s was adopted for dispose of oil industry. The specific process was as follows:Sewageoil separatorregulating poolUASB three-phase separatorbio-oxidation pondsedimentation tankdisinfection tankclean watergrilleflotation tankregulating poolIn addition, equipments required, structures an

7、d expense for disposal sewage were also described in this paper. The treating cost is 2.67 ¥ T-1 of wastewater.Key words: vegetable oil wastewater；flotation；UASB；biological contact oxidation目 次摘要IAbstractII1 設(shè)計(jì)概況11.1 設(shè)計(jì)依據(jù)11.2 設(shè)計(jì)規(guī)范11.3 工程概況22 工藝設(shè)計(jì)22.1 工藝比較22.2 工藝選擇42.3 消毒方案選擇42.4 工藝流程圖

8、及說(shuō)明52.5 工藝特點(diǎn)63 工藝處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算和設(shè)備選型73.1 格柵計(jì)算和設(shè)備選型73.2 隔油池計(jì)算和設(shè)備選型73.3 調(diào)節(jié)池的計(jì)算和設(shè)備選型83.4 氣浮池的計(jì)算和設(shè)備選型93.5 中間水池的計(jì)算和設(shè)備選型123.6 UASB三相反應(yīng)器的計(jì)算和設(shè)備選型133.7 生物接觸氧化池的計(jì)算和設(shè)備選型203.8 沉淀池的計(jì)算223.9 污泥濃縮池的計(jì)算233.10 污泥濃縮脫水233.11 消毒槽244 平面布置和高程布置254.1 平面布置254.2 高程布置255 設(shè)計(jì)投資總概預(yù)算285.1 土建工程285.2 公用工程285.2.1供水285.2.2供電285.3 人員編制295.4

9、 污水處理廠價(jià)格估算305.5 年經(jīng)營(yíng)成本計(jì)算31總結(jié)32致謝33參考文獻(xiàn)34附圖35IV桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)·論文1 設(shè)計(jì)概況1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)編制本報(bào)告主要依據(jù)下述文件：（1）中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法；（2）中華人民共和國(guó)水污染防治法；（3）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）；（4）城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（2001修訂版）；1.2 設(shè)計(jì)規(guī)范本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工與安裝必須按照國(guó)家的專(zhuān)業(yè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，其規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)如下：室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006）建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2003）給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50268-97）給

10、水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50069-2002）砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003-2001）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2001）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）土建施工混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2001）地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50208-2001）砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50203-2002）鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程（JGJ18-84）防腐工程施工操作規(guī)程（YSJ411-89）建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2002）鋼筋混凝土工程施工操作規(guī)程（YSJ403-89）

11、結(jié)構(gòu)吊裝、工程施工操作規(guī)程（YSJ404-89）砌筑工程施工操作規(guī)程（YSJ406-89）給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ141-90）給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50268-97）1.3 工程概況植物油廢水是中高濃度的有機(jī)廢水，通常可生化性佳，油脂和有機(jī)物是其主要污染物。目前，國(guó)內(nèi)植物油廢水普遍采用物化和生物處理。長(zhǎng)治市植物油廠生產(chǎn)規(guī)模為1200 t·a-1, 浸出生產(chǎn)線為1000 t·d-1, 精煉生產(chǎn)線為200 t·d-1。廢水排放總量為300 m3·d-1。水量資料：有機(jī)廢水量300 m3·d-1。水質(zhì)資料：進(jìn)水 COD=6

12、500 mg·L-1，BOD=3000 mg·L-1，SS=3000 mg·L-1，植物油500 mg·L-1，pH=6-9。排放標(biāo)準(zhǔn)及廢水出路：出水應(yīng)按照污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：COD100 mg·L-1，BOD20 mg·L-1，SS70 mg·L-1，植物油10 mg·L-1，pH=6-9，處理后的中水將主要用于廠區(qū)、車(chē)間沖洗地面、景觀綠化和沖洗廁所，剩余的外排。氣象資料：長(zhǎng)治市地處山西東南部，四季分明，早晚溫差大。年平均溫度9，最低氣溫-20，最高氣溫38。年平均降水量60

13、0 mm，一日最大降雨40 mm，無(wú)霜期180天，日照時(shí)數(shù)24182616小時(shí)。年平均風(fēng)速2.78 m·s-1，歷年最大速20.8 m·s-1，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。工程地質(zhì)資料：長(zhǎng)治市地形特征為黃土高原山地盆地。平均海拔800米，冰凍深度0.2地表主要為黃土質(zhì)褐土性土，土層厚度大于20 m。地下水位穩(wěn)定在30 m左右。地形資料：已劃定待建處理站位于小區(qū)西北角，站內(nèi)地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高800 m。2 工藝設(shè)計(jì)2.1 工藝比較在國(guó)內(nèi)植物油廠廢水的處理方法，目前主要包括物化法、化學(xué)法、生化法1。(1)吸附法吸附劑是較為普遍的物質(zhì)，最顯而易見(jiàn)的吸附劑莫過(guò)于活性炭, 活性炭的吸附性能是有

14、目共睹的，包括對(duì)油的吸附，不僅對(duì)油有很好的吸附性能, 還能吸附其他的有機(jī)物質(zhì)?；钚蕴课接偷娜萘恳话銥?080 mg/g, 且成本高, 再生不易, 所以通通常在含油廢水的深度處理中才使用這種技術(shù)方法。(2)氣浮法在各種各樣的水處理技術(shù)中，氣浮技術(shù)是較為常見(jiàn)的一種2。在國(guó)內(nèi)外，常常用來(lái)處理含油廢水。其基本原理是往水中通入空氣（或者其它適合的氣體），水中會(huì)產(chǎn)生很多微小的氣泡，在上升的過(guò)程中，這些氣泡能夠吸附懸浮在水中的細(xì)小浮油珠，其中的固體顆粒也會(huì)吸附在這些氣泡上。再上升到水面以后，形成浮渣。因而，實(shí)現(xiàn)固相和液相之間的分離。在我國(guó)由于設(shè)備自動(dòng)化低，脫節(jié)的運(yùn)營(yíng)操作和管理水平，以及對(duì)于新技術(shù)的融合欠缺

15、導(dǎo)致這一技術(shù)用于出油只開(kāi)始于前一二十年，并仍存在很多影響因素3。(3)絮凝法在眾多的含油廢水處理方法中，比較常見(jiàn)的有絮凝法，與氣浮技術(shù)串聯(lián)使用，可達(dá)到很好的效果4。普通鋁鹽和鐵鹽被普遍作為絮凝劑，但目前出現(xiàn)的新型聚合鹽（PAC、PAM）用量只為普通鹽的1/2到1/3。適用的pH范圍也較普通鹽廣，絮凝率也高。即使這種方法處理快，但也有缺點(diǎn)，如產(chǎn)生較多的污泥、需要投很多的絮凝劑。(4)氧化法在進(jìn)行生物治理之前，通常使用氧化法來(lái)預(yù)處理5。主要原理是，利用氧化劑，使廢水的可生化性提高，或氧化作用會(huì)直接促使許多有機(jī)物趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。但此種方法，一般要在一定的催化環(huán)境下才可進(jìn)行，常見(jiàn)的氧化劑有臭氧。(5)

16、活性污泥法活性污泥法，是一種比較成熟的工藝。但對(duì)于高濃度廢水的抗沖擊能力欠缺6。污泥也易于膨脹， 影響系統(tǒng)運(yùn)行。(6)SBR法SBR 法是一種變形的傳統(tǒng)活性污泥, 該工藝具有不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象、抗沖擊能力強(qiáng)、高程度的自動(dòng)化等特點(diǎn), 可適用于間歇進(jìn)水7。(7)生物接觸氧化法生物接觸氧化工藝是又名浸沒(méi)式曝氣生物濾池，介于生物濾池，和活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的8。填料被設(shè)置在生物接觸氧化池內(nèi)，在池子的底部設(shè)置曝氣器，填料被浸沒(méi)在水里，這些填料是長(zhǎng)滿了生物膜，與污水，空氣進(jìn)行三相傳質(zhì)。于是，微生物開(kāi)始吸附并降解水中的有機(jī)物，同時(shí)生成新的膜。在氣水的動(dòng)力作用下，讓老化的膜脫落，脫落的膜隨水進(jìn)入沉淀池。(

17、8)UASB厭氧采用上流式厭氧污泥床UASB反應(yīng)器,沒(méi)有填料的空容器是UASB的主體，許多厭氧污泥裝在里面9。廢水從地步進(jìn)入，以一定的流動(dòng)速度，從下往上，伴隨產(chǎn)生沼氣的厭氧作用，將廢水與污泥攪拌充分，有機(jī)物被分解10。沼氣由頂部的三相分離器收集排出，固態(tài)物質(zhì)進(jìn)入沉降區(qū)，進(jìn)行泥與水的分離。干凈的廢水從出水口排出。2.2 工藝選擇本項(xiàng)目的水質(zhì)可生化性BOD/COD = 0.46，在表2-1中屬易生化降解類(lèi)型，易生化性好的水質(zhì)。表2-1 廢水水質(zhì)可生化性比 值可生化性BOD/COD > 0.3污水難生化0.3 < BOD/COD < 0.45污水可生化0.45 < BOD/C

18、OD污水易生化表2-2 廢水出水標(biāo)準(zhǔn)及去除率pHCOD (mg/L)BOD (mg/L)SS （mg/L）植物油（mg/L）進(jìn)水水質(zhì)69650030003000500出水水質(zhì)69100207010去除率無(wú)98.5%99.3%97.7%98%由表中可以看出pH在標(biāo)準(zhǔn)的范圍，即不用人為添加酸堿來(lái)調(diào)節(jié)廢水pH值，本項(xiàng)目主要是去除COD 、BOD 、SS、植物油，其去除率分別在98.5%、99.3%、97.7%、98%以上才能符合排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本項(xiàng)目水質(zhì)特點(diǎn)，采用隔油氣浮，UASB，接觸氧化的處理工藝11。由于廢水中含有高濃度的植物油和SS，高濃度的COD，BOD，所以先采用隔油沉淀池和氣浮池串聯(lián)對(duì)廢

19、水進(jìn)行預(yù)處理，目的是去除懸浮物和乳化態(tài)油，以便后續(xù)的生化處理，也益于處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其次用UASB和生物接觸氧化的生化方法去除溶解態(tài)油和高濃度的有機(jī)物。考慮運(yùn)營(yíng)操作水平，采用投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定的隔油+氣浮+UASB+生物接觸氧化法處理該廢水。2.3 消毒方案選擇考慮到本次工藝處理后廢水主要是細(xì)菌，而紫外線消毒完全能夠消毒。紫外消毒無(wú)有害的殘余物質(zhì)；無(wú)臭味；操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；運(yùn)行管理和維修費(fèi)用低。消毒效果好，但對(duì)懸浮物濃度有要求。而通過(guò)成本和占地面積方面的對(duì)比，本次工藝出水水質(zhì)懸浮物濃度不高，水質(zhì)好，因此考慮管理和自動(dòng)化選擇紫外消毒。2.4 工藝流程圖及說(shuō)明工藝流程圖如下：圖

20、2-1工藝流程圖工藝流程說(shuō)明：格柵：用來(lái)攔截大塊懸浮物，以防漂浮物阻塞構(gòu)筑物的孔道，損壞機(jī)械設(shè)備。池內(nèi)安裝一級(jí)中格柵和篩網(wǎng)，污水經(jīng)由格柵和篩網(wǎng)截除較大的固體顆粒和漂浮物后，進(jìn)入隔油池。隔油池：植物油廢水含有高濃度的油脂，隔油池可以去除浮油和分散油12。有效容積35 m3，寬5 m，池長(zhǎng)17.8 m，總高度2.5 m，采用機(jī)械清除浮油，鏈帶式刮油刮泥機(jī)，底部無(wú)積泥。氣浮池：在經(jīng)隔油池后的水池中加入混凝劑，混凝反應(yīng)后進(jìn)入氣浮池分離，進(jìn)一步降低SS，油類(lèi)，和一些有機(jī)物。氣浮池采用溶氣氣浮，采用TR-6型溶氣罐，2個(gè)。氣浮池長(zhǎng)4.8 m，寬度1 m。分離室長(zhǎng)3.5 m，接觸室長(zhǎng)0.8 m。溶氣釋放器采

21、用TS-78-型，10個(gè)。集水孔眼14個(gè)，穿孔管長(zhǎng)3 m，孔距0.21 m。投藥采用PAC，投藥量3 kg/d。調(diào)節(jié)池：為使整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的水質(zhì)、水量得到調(diào)節(jié)，以保證能穩(wěn)定高效運(yùn)行，保證廢水的均勻性和穩(wěn)定性，必須在處理設(shè)施前設(shè)置足夠容量的調(diào)節(jié)容積，使其有足夠的時(shí)間（設(shè)計(jì)最大停留時(shí)間6小時(shí)）調(diào)節(jié)廢水至均質(zhì)均量。UASB三相分離器：廢水經(jīng)均勻調(diào)節(jié)，和初步的水解，進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器，經(jīng)產(chǎn)酸細(xì)菌的產(chǎn)酸并水解酸化，將其分解成容易利用的物質(zhì)，再經(jīng)甲烷菌利用產(chǎn)生甲烷氣體13。UASB三相分離器對(duì)COD，BOD，及SS的去除效率高。設(shè)計(jì)COD去除達(dá)到80%。接觸氧化池：廢水由底部進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化池內(nèi)

22、安裝有利于微生物附著生長(zhǎng)的組合式填料，污水中的有機(jī)污染物流經(jīng)填料層時(shí)被填料生物膜上的微生物吸收和降解，水質(zhì)進(jìn)一步得到凈化14。獨(dú)特的填料結(jié)構(gòu)和填料的裝填形式使得接觸氧化池不易堵塞，也不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹等問(wèn)題，而且所安裝的填料具有使用壽命長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷高的特點(diǎn)，多年工程經(jīng)驗(yàn)表明，裝有填料的接觸氧化池生物活性大大增強(qiáng)，COD去除率明顯提高,處理效果良好。本工藝采用微孔曝氣器，該曝氣器具有低噪、節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單，是最新型的環(huán)保產(chǎn)品。豎流沉淀池：沉淀階段即泥水分離階段，由于接觸氧化池出水，水中微生物處于內(nèi)源呼吸期，死亡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于增殖率，泥水可分離性增加，故采用豎流沉淀池，并物化加

23、藥，促使泥水分離。分離的污泥沉降進(jìn)入污泥斗進(jìn)行濃縮，濃縮后的污泥利用靜水水壓送入污泥濃縮池，污泥濃縮池的污泥經(jīng)污泥泵輸送至壓濾機(jī)脫水，泥餅外運(yùn)或填埋。2.5 工藝特點(diǎn)(1) 機(jī)械化水平高，多用成熟設(shè)備，工藝環(huán)境好；(2) 管理簡(jiǎn)單，集中控制；(3) 處理成本低，有較強(qiáng)靈活性；(4) 占地省，建設(shè)周期短；(5) 高層布置多為自流式，減少動(dòng)力消耗；(6) 采用新型填料, 不易堵塞，無(wú)需更換，效果好。3 工藝處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算和設(shè)備選型3.1 格柵計(jì)算和設(shè)備選型類(lèi)型：中格柵，柵條間隙區(qū)10 mm，安裝傾角60°，地下鋼混結(jié)構(gòu)，采用人工清渣。設(shè)計(jì)參數(shù)：平均流量：Qave=300 m3/d池子

24、尺寸：B×L×H=2000×3000×1200 mm（柵渠深度根據(jù)進(jìn)水水位確定）設(shè)備：定制型格柵機(jī)3.2 隔油池計(jì)算和設(shè)備選型設(shè)計(jì)參數(shù) 按停留時(shí)間設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用1.5-2.0 h。停留時(shí)間取2 h。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）隔油池有效容積 V=QT (3-1)式中，Q隔油池設(shè)計(jì)流量，m3/h，設(shè)計(jì)平均流量為12.5 m3/h；T設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間，h，停留時(shí)間取2 h。V=12.5×2=25（m3）（2）隔油沉淀池寬度沉淀區(qū)有效水深h2一般為1.5 m2 m，取沉淀區(qū)有效水深h2=2 m；0.30.4，取0.4；則沉淀池寬度為5 m。（3）隔油沉淀區(qū)長(zhǎng)度

25、L= (3-2)式中：L隔油池的有效池長(zhǎng)，m； 上浮速度修正系數(shù)，一般取0.9；已知h2=2 m，則求得隔油池的有效池長(zhǎng)為：L=（4）隔油池總長(zhǎng)度L=1.5+1.3+15=17.8 m取流入口至擋板長(zhǎng)度為1.5m，流出口至擋板長(zhǎng)度為1.3m。（5）隔油池總高度 本設(shè)計(jì)中隔油池設(shè)有機(jī)械刮油，除渣機(jī)，所以池底坡度為i=0，而且池底無(wú)積泥。H=h1+h2式中：H隔油池總高度，m；h1隔油池超高，(一般不小于0.4m)，m。今取隔油池超高h(yuǎn)1=0.5m，所以，求得隔油池的總高度為：H=h1+h2=0.5m+2m=2.5 m（6）出水含油濃度 取平流式隔油池的一般除油效率為E=70%，所以根據(jù)公式： C

26、=C0E (3-3) 式中：C出水含油濃度，mg/L； C0入水含油濃度，mg/L； E隔油池除油效率，%，一般平流式取70%。 出水含油濃度為：C=C0E=500mg/L（1- 70%）=150mg/L 根據(jù)以上計(jì)算，選用與之配套的污水提升泵。型號(hào)：50QW15-22-2.2；流量：Q=15m3/h 揚(yáng)程：10米；功率：2.2 KW。采用鏈?zhǔn)焦斡凸文鄼C(jī)，型號(hào)：GY4-4.2；功率：2 KW。3.3 調(diào)節(jié)池的計(jì)算和設(shè)備選型設(shè)計(jì)參數(shù)為了更好地調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)水量，保證后續(xù)處理的穩(wěn)定性要求。調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間取0.6h。設(shè)計(jì)計(jì)算調(diào)節(jié)池有效容積：V=QT式中，V調(diào)節(jié)池有效容積，m3；Q廢水的平均流量，m

27、3/h，設(shè)計(jì)平均流量為12.5 m3/h；T調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)時(shí)間，h。V=12.5×6.0=75（m3）調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)尺寸：設(shè)調(diào)節(jié)池的有效水深h=5 m，則調(diào)節(jié)池的平面積S=15 m2；取池長(zhǎng)5 m，則池寬3 m；設(shè)調(diào)節(jié)池超高0.6 m，則調(diào)節(jié)池的實(shí)際池深H=0.6+5=5.6（m）。根據(jù)以上計(jì)算，選用與之配套的污水提升泵。型號(hào)：50QX15-22-2.2；流量：Q=15m3/h 揚(yáng)程：10米；功率：2.2 KW。3.4 氣浮池的計(jì)算和設(shè)備選型（1）溶氣罐控制出水水質(zhì)的已知為保證出水水質(zhì)，每千克懸浮固體需氣20L，即0.02 m3。又知空氣的密度為1.3 kg/m3，則20L空氣的質(zhì)量為0.0

28、2×1.3=0.026（kg），即=0.026每日流入氣浮池的總固體量QciQci=300×1000×10-3=300（kg/d）每日需氣總量GgGg=·Qci=0.026×300=7.8（kg/d），折合6 m3/d單位體積污水所需氣量VgVg=0.02（m3空氣/ m3污水）溶氣罐所需的工作壓力pa = (3-4) P= (3-5)式中，1.3空氣密度（20，一個(gè)大氣壓），kg/m3； Ca大氣壓力下，以體積表示的空氣在水中的溶解度mL/L，查表得Ca=22.8； f溶氣罐中空氣的飽和百分比，一般為0.50.8； p溶氣罐工作時(shí)的絕對(duì)壓力，

29、atm； pa溶氣罐工作時(shí)的表壓，kPa。代入數(shù)據(jù)得0.026=P=2.68=pa=170.23 kPa（2）加壓溶氣罐容積V水和空氣在加壓溶氣罐中的接觸時(shí)間T=5minV=QT=1.04（m3）取溶氣罐的高度H=2m，直徑為D D=0.57（m） (3-6)選TR-6型溶氣罐2個(gè)，其中一個(gè)備用，單罐直徑為0.6m，水和空氣的實(shí)際接觸時(shí)間為T(mén) T=0.0037（d）=5.4（min） (3-7)加壓溶氣罐的實(shí)際過(guò)流密度q q=22.11 m3/( m2·h) (3-8)（3）氣浮池分離室水力停留時(shí)間25min，分離室表面負(fù)荷率q=3.67 m3/( m2·h)，超高H2=0

30、.3m分離室主要尺寸，分離室的容積VV=QT=125×=5.208 （m3）分離室的表面積A1 A1=3.406（m2） (3-9)分離室水深H1 H1=1.53（m） (3-10)分離室長(zhǎng)度L1氣浮池采用平流式，與刮渣機(jī)配套，每格寬度B=1.0mL1=3.406（m）3.5（m）廢水在分離室的實(shí)際停留時(shí)間t t=12.5(min) (3-11)分離室的總高度HH=H1+ H2=1.53+0.3=1.83（m）接觸室的主要尺寸，接觸室上升流速v2=20mm/s=72m/h接觸室的表面積A2A2=0.174（m2）接觸室長(zhǎng)度L2，已知接觸室寬度1 mL2=0.174（m）該尺寸無(wú)法施工

31、，故取L2=0.8 m接觸室的水深與氣浮池相同，即H1=1.53（m）接觸室的實(shí)際表面積A2 A2=BL2=1×0.8=0.8（m2）氣浮池最終主要尺寸，氣浮池的總長(zhǎng)度LL=L1+L2=3.5+0.8=4.3（m）氣浮池總寬度B=1 m（4）溶氣釋放器加壓溶氣水量Q=12.5 m3/h，相應(yīng)的溶氣罐的工作壓力為198.64 kPa（表壓）。查表可知，工作壓力為196 kPa時(shí)，TS-78-型釋放器的出流量為1.30 m3/h。所需釋放器個(gè)數(shù)n=9.29（個(gè)）。溶氣罐的世界工作壓力為198.64 kPa，這種選擇較為安全。釋放器間距L=0. 1（m）（5）集水管穿孔集水管孔眼的水頭損失

32、h=0.3m，集水孔眼的流量系數(shù)µ=0.94全池采用集水管1根，集水孔眼的流速v v=µ=2.35（m/s） (3-12)集水孔眼的總面積 = (3-13)式中，0.64孔口收縮系數(shù)=0.0023（m2）集水孔眼總數(shù)n n= (3-14)式中，A0單孔面積，取孔口直徑為15mm，則A0=0.000177 m2.n=0.0023÷0.000177=14（個(gè)）選用管徑Dg=150 mm，管中最大流速為0.52 m/s氣浮池長(zhǎng)3.5m，穿孔管有效長(zhǎng)度L取3m，則孔距LL=0.21 (m)（6）投藥量確定最佳投藥量應(yīng)該是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定的，一般來(lái)說(shuō)，普通鐵鹽、鋁鹽的投藥量為1

33、0100 mg/L，聚合鹽為普通鹽的1/21/3。本設(shè)計(jì)擬使用PAC聚合鹽，每天投藥量為：12.5×1000×30×1/3×10-6=0.125（kg/h）=3（kg/d）調(diào)配的絮凝劑溶液濃度為0.2%-0.4%(體積濃度)，取值為0.3%，溶液密度就以水的密度來(lái)計(jì)算，按藥量所需最少的聚丙烯酰胺來(lái)計(jì)算，每天加三次藥，每隔8小時(shí)一次，則每次加藥3/3=1 kg，溶液所需溶藥灌最小容積為1/0.3%=333L，根據(jù)此計(jì)算選擇定量加藥機(jī)，型號(hào)：L6P2EMASB；加藥量：335 L/h；壓力：5.2 kg/m3；設(shè)備性能：加注頭PVC材質(zhì)，流量0-100%，精

34、度1%。攪拌機(jī)，型號(hào)：ZJ-700；功率：5.5 kw；A×B×H=2400×2400×2500 mm。3.5 中間水池的計(jì)算和設(shè)備選型設(shè)計(jì)參數(shù)為了更好地調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)水量，保證后續(xù)處理的穩(wěn)定性要求。調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間取0.6h。設(shè)計(jì)計(jì)算調(diào)節(jié)池有效容積：V=QT式中，V調(diào)節(jié)池有效容積，m3；Q廢水的平均流量，m3/h，設(shè)計(jì)平均流量為12.5 m3/h；T調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)時(shí)間，h。V=12.5×6.0=75（m3）調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)尺寸：設(shè)調(diào)節(jié)池的有效水深h= 5m，則調(diào)節(jié)池的平面積S=15 m2；取池長(zhǎng)5 m，則池寬3 m；設(shè)調(diào)節(jié)池超高0.6 m，則調(diào)節(jié)池的實(shí)

35、際池深H=0.6+5=5.6（m）。根據(jù)以上計(jì)算，選用與之配套的污水提升泵。型號(hào)：50QX15-22-2.2；流量：Q=15m3/h 揚(yáng)程：10米；功率：2.2 KW。3.6 UASB三相反應(yīng)器的計(jì)算和設(shè)備選型設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)1座池子。容積負(fù)荷U7 kgCOD/(m3·d)，水力負(fù)荷q=0.2 m3/（m2·d），設(shè)計(jì)流量Q=12.5 m³/h，進(jìn)水COD濃度C=6500 mg/L；COD去除率=80%；污泥產(chǎn)率1=0.15 kgMLSS/kgCOD,產(chǎn)氣率2=0.3 m3/kgCOD 。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）UASB反應(yīng)器容積計(jì)算 (3-15)式中 ，Q水流量，單位S0U 取

36、有效容積系數(shù)為0.8，則實(shí)際容積為V= V/0.8=349 m³（2）UASB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算反應(yīng)器橫截面積S=63反應(yīng)器有效高度H=V/S=349/63=5.5m，取5.5m，超高為0.5mUASB反應(yīng)器采用矩形池子，長(zhǎng)寬比在2：1以下，布水均勻，處理效果好，較為經(jīng)濟(jì)合理。取池長(zhǎng)L=10 m，則寬B=S/L=63/10=6.3 m取7 m實(shí)際水力負(fù)荷在0.10.9之間，符合設(shè)計(jì)要求。尺寸為L(zhǎng)BH=10.0 m7.0 m6.0 m（3）UASB進(jìn)水配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進(jìn)水管總管徑取400 mm，流速約為0.62 m/s。反應(yīng)器設(shè)置5根DN150 mm支管，每根管之間的

37、中心距離為2.0 m，配水孔徑采用13 mm，孔距1.0 m，每孔服務(wù)面積為1.0×1.0=1.00 m2，孔徑向下，穿孔管距離反應(yīng)池底0.2 m，每個(gè)反應(yīng)器有30個(gè)出水孔，采用連續(xù)進(jìn)水。B布水孔孔徑：共設(shè)置布水孔30個(gè)，出水流速u(mài)選為1.5m/s，則孔徑為 d=0.01m  常溫下，容積負(fù)荷(Nv)為：8 kgCOD/(m3·d)；產(chǎn)氣率為：0.3 m3/kgCOD；需滿足空塔水流速度uk1.0 m/h，空塔沼氣上升流速u(mài)g1.0 m/h。 空塔水流速度 uk=0.20 m/h1.0 m/h,符合要求?？账託馍仙魉賣(mài)g=0.35 m/h1.0 m/

38、h,符合要求。（4）三相分離器構(gòu)造設(shè)計(jì)三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體這對(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求：沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷<1.0m/h；沉淀器斜壁角度設(shè)為50°，使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)；進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速2 m/h；總沉淀水深應(yīng)大于1.5 m；水力停留時(shí)間介于1.5-2 h。若以上條件都能滿足，

39、則可達(dá)到良好的分離效果。本工程設(shè)計(jì)中，與短邊平行，沿長(zhǎng)邊布置2個(gè)集氣罩，構(gòu)成2個(gè)分離單元，則設(shè)置n=2個(gè)三相分離器。三相分離器長(zhǎng)度B=10 m，每個(gè)單元寬度b=L/2=7/2=3.5 m。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的水平面積，即63 m2。  沉淀區(qū)的表面負(fù)荷率=0.20 m³/（·h）<1.0 m³/（·h），符合設(shè)計(jì)要求。回流縫設(shè)計(jì)如下圖所示是三相分離器的結(jié)構(gòu)示意圖:圖3-1 三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角=55°，取h3=1.0 m；b1=0.7 m (3-16)式中，b1下三角集氣罩底水平寬度，m；下

40、三角集氣罩斜面的水平夾角；h3下三角集氣罩的垂直高度，m;則相鄰兩個(gè)下三角形集氣罩之間的水平距離：b2=bb1=3.52 ×0.7=2.1m 則下三角形回流縫面積為：S1 =b2 ×B ×n =2.1 ×10×2 =42 m2下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式計(jì)算：V1=0.3 m/h2.0 m/h，符合設(shè)計(jì)要求式中，Q反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S1下三角形集氣罩回流逢面積，m2；設(shè)上三角形集氣罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫的寬度CD= b3=0.5m，則上三角形回流縫面積為：S2=b3 ×B &

41、#215;2n=0.5×10×2×2=20 m2上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V2)可用下式計(jì)算：V2=0.625 m/h式中Q反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S2上三角形集氣罩回流逢面積，m2；V1V22.0 m/h，符合設(shè)計(jì)要求確定上下三角形集氣罩相對(duì)位置及尺寸，由圖可知：BC=0.7 m氣液分離設(shè)計(jì)由上圖可知：CE=CD·sin55°=0.5×sin55°=0.4 m設(shè)AB=0.3m，則h4=×tan55°=×tan55°=1.75 m校核氣液分離。假定氣泡上升流速和水流流速不變

42、沿AB方向水流速度：Va=0.78 m/h式中，B三相分離器長(zhǎng)度N三相分離器數(shù)量取值d=0.01 cm(氣泡)，T=20，1=1.03 g/cm3，g=1.2×10-3 g/cm3，V=0.0101 cm2/s，=0.95，=V1=0.0101×1.03=0.0104 g/cm·s(一般廢水的大于凈水的，故取=0.02 g/cm·s)。由斯托克斯公式可得氣泡上升速度為：Vb=（1-g）d2=（1.03-1.2×10-3）×0.012=0.266 cm/s=9.58 m/h式中，d氣泡直徑，cm； 1液體密度，g/cm3； g沼氣密度，

43、g/cm3； 碰撞系數(shù)，取0.95； 廢水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，0.02g/cm·s； V液體的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，cm2/s根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果有=2.33，=12.3可以脫除直徑等于或大于0.01 cm的氣泡。，（5）三相分離器與UASB高度設(shè)計(jì)三相分離區(qū)總高度h= h2+h3+h4h5 h2為集氣罩以上的覆蓋水深，取0.5 m。AF=1.22 m BD=0.87 mDF =AF-AB-BD =1.22-0.3-0.87 =0.05 mh5= DFsin55° =0.05 ×sin55° =0.04 mh= h2+h3+h4h5=0.5+1.0+1.75-0.04

44、=3.21m（6）排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)UASB反應(yīng)器中污泥總量計(jì)算：一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃Gss=15gVSS/L，則UASB反應(yīng)器中污泥總量： G =VGss =174×15=2610 kgss/ d。產(chǎn)泥量計(jì)算：UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥量 X =1QC =0.15×300×6.5×0.8=234 kgVSS/d (3-17)式中， XUASB反應(yīng)器產(chǎn)泥量，kgVSS/d；1污泥產(chǎn)率，kgVSS/kgCOD；C進(jìn)水COD濃度kg/m3；COD去除率。據(jù)資料VSS/SS=0.8，則X=234/0.8=293 kgSS/d污泥含水率

45、P=98%，當(dāng)含水率95%，取s=1000 kg /m3，則污泥產(chǎn)量： Ws=15 m3/d (3-18)污泥泥齡： =11.15（d） (3-19)排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)：在UASB三相分離器下0.5 m和底部0.4 m高處，各設(shè)置一個(gè)排泥口，共兩個(gè)排泥口，每天排泥一次，排泥管管徑為400 mm。（7）出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)出水系統(tǒng)的作用是把沉淀區(qū)液面的澄清水均勻的收集并排出，出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊?。出水槽設(shè)計(jì)：用2個(gè)單元三相分離器，出水槽共有2條，槽寬u=0.3 m。設(shè)出水槽口附近水流速度為a=0.2 m/s，槽口附近水深=0.675 m。 取槽口附近水深為0.70 m，出水槽坡度為0.01；出水

46、槽尺寸8.0 m×0.3 m×0.7 m；出水槽數(shù)量為2座。溢流堰設(shè)計(jì)：出水槽溢流堰共有4條(2×2)，每條長(zhǎng)8.0 m，設(shè)計(jì)90°三角堰，堰高50 mm，堰口水面寬b=50 mm。UASB反應(yīng)器處理水量81L/s，查知溢流負(fù)荷為1-2 L/(m·s)，設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷f=1.834 L/(m·s)，則堰上水面總長(zhǎng)為：L=44.3 m三角堰數(shù)量：n=886個(gè)，每條溢流堰三角堰數(shù)量：886/2=443個(gè)。一條溢流堰上共有38個(gè)100 mm的堰口，38個(gè)100 mm的間隙。堰上水頭校核：每個(gè)堰出流率：q=9.21×10-5 m3/s

47、按90°三角堰計(jì)算公式：q =1.43h2.5堰上水頭：h=0.4=0.4=0.0211 m出水渠設(shè)計(jì)：反應(yīng)器沿長(zhǎng)邊設(shè)一條矩形出水渠，4條出水槽的出水流至此出水渠。設(shè)出水渠寬ux=0.4 m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度為a=0.3 m/s。渠口附近水深=0.68 m以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì)算，出水渠渠深：0.40+0.68=1.08 m，離出水渠渠口最遠(yuǎn)的出水槽到渠口的距離為8.75米，考慮到排水管中心距長(zhǎng)邊池壁50 mm，出水渠突出池子長(zhǎng)邊池壁0.45 m，則出水渠長(zhǎng)為8.75+0.45=9.3 m，出水渠尺寸為9.3 m×0.4 m×1.08 m，向渠

48、口坡度0.001。UASB排水管設(shè)計(jì)：選用DN400鋼管排水，充滿度為k=0.6，管內(nèi)水流速度為 v=0.26 m/s (3-20)（8）沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)沼氣產(chǎn)量計(jì)算：沼氣主要產(chǎn)生厭氧階段，產(chǎn)氣率2=0.3 m³/kgCOD總產(chǎn)氣量 G=2QC=0.3×300×2.5×0.8=180 m³/d集氣管：每個(gè)集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個(gè)池子共有2根集氣管。每根集氣管內(nèi)最大氣流量=1.04×10-3 m³/s據(jù)資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑d=100 mm。水封灌設(shè)計(jì)：水封灌主要是用來(lái)控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界面高度

49、的，因?yàn)楫?dāng)液面太高或波動(dòng)時(shí)，浮渣或浮沫可能會(huì)引起出氣管的堵塞或使氣體部分進(jìn)入沉降室，同時(shí)兼有排泥和排除冷凝水作用。水封高度H：H=H1H0式中 H0反應(yīng)器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內(nèi)的壓頭為保證安全取貯氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大H1取2m H2O，貯氣罐內(nèi)壓強(qiáng)H0為400 mm H2O。水封灌：水封高度取0.6 m，水封灌面積一般為出氣管面積的4倍，則S=0.222 m2水封灌直徑取0.5 m。沼氣柜容積：由上述計(jì)算可知該處理站日產(chǎn)沼氣180 m³，則沼氣柜容積應(yīng)為1h產(chǎn)氣量的體積確定，即V=qt=180/24=7.5 m³。所以選用10m³的沼氣柜。3.7

50、 生物接觸氧化池的計(jì)算和設(shè)備選型設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)兩座池子，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，容積負(fù)荷Nv=2 kgBOD/（m³·d），設(shè)計(jì)計(jì)算（1）接觸氧化池有效容積 V=420 m³ (3-21)式中 ，S0進(jìn)水BOD濃度，mg/L；Se出水BOD濃度，mg/L；Nv填料容積負(fù)荷，kgBOD/（m³·d）；每座池子的有效容積為420/2=210 （2）接觸氧化池面積取填料高度h0=1.5m，則每座池子接觸氧化池總面積A=280 m2（3）接觸氧化池格數(shù)設(shè)格數(shù)n=4，則每格接觸氧化池面積F=S/4=35 m2每格接觸氧化池尺寸為7×5 m（4）停留時(shí)間 t

51、=33.6 h (3-22)（5）池總高度取h1=0.5 m，h2=0.4 m，h3=0.2 m，h4=1 m，填料層數(shù)m=3層，則接觸氧化池總高度：H = h0+ h1+ h2+（m-1）h3+ h4 =1.5+0.5+0.4+（3-1）×0.2 +1 =3.8 m（6）填料總體積 選用半軟性填料，則填料總體積V=420 m³，每座池子填料為210 m³。（7）所需空氣量采用多孔管鼓風(fēng)微孔曝氣供氧，取氣水比D0=15 m3/m3，則所需總空氣量：D= D0Q=15×300=4500 m³/d=187.5 m³/h=3.125 m&#

52、179;/min每格氧化池需氣量：D1= D/2n=187.5/2×4=375 m³/h則選用HWB2型微孔曝氣器，如下表所示。 表3-2 HWB2型微孔曝氣器參數(shù)型號(hào)HWB-2曝氣板材料陶瓷板氧利用率/%20-25孔徑150曝氣量/m³/(h·個(gè))1-3動(dòng)力效率/(kgO2/kWh)4-6孔隙率/%40-50服務(wù)面積/ (m2/個(gè))0.3-0.5阻力1500-3500按每小時(shí)曝氣量計(jì)算，則每格所需曝氣頭個(gè)數(shù)為：375/4=93.7個(gè)，取96個(gè)。（8）空氣管路計(jì)算布置方式：每格上一根主管，每根主管上8根支管，主管在中間，支管左右對(duì)稱(chēng)，支管之間的間距為0.

53、32m，每根支管上布置3個(gè)曝氣頭，每?jī)善貧忸^間距為0.7m。曝氣系統(tǒng)壓力損失計(jì)算選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開(kāi)始最遠(yuǎn)最長(zhǎng)的管路作為計(jì)算管路，在空氣流量變化處設(shè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。設(shè)每個(gè)曝氣頭的阻力損失為400 Pa，每米管長(zhǎng)壓損設(shè)為10Pa，而沿途曝氣頭總共有96個(gè)，總管長(zhǎng)估為87m，則有曝氣頭阻力損失為96×400=38 kPa空氣管道總阻力損失為：87×10=0.87 kPa0.9 kPa曝氣系統(tǒng)空氣壓力總損失為：38+0.9=38.9 kPa。（9）空壓機(jī)的選定空壓機(jī)所需壓力為：38.9 kPa，空壓機(jī)供氣量為3 m3/min。選用V-3/8型空壓機(jī)，排氣量：Q=3 m3/min；壓力：0.8 MPa；冷卻方式：水冷；電動(dòng)機(jī)：Y200M2-6；功率：N=250 KW。3.8 沉淀池的計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)表和負(fù)荷 q1.1 m3/(m2·h)，設(shè)計(jì)停留時(shí)間 t2h，設(shè)計(jì)流量qmax=0.0035 m³/s，中心管內(nèi)流速 =0.02 m/s，上升流速v=0.0005 m/s，間隙流出速度v1=0.02 m/s,。設(shè)計(jì)計(jì)算（1）中心管面積與直