畢業(yè)設(shè)計(jì)啤酒廠廢水處理工藝設(shè)計(jì)

1、摘要本文針對(duì)啤酒車間廢水處理工藝進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。啤酒廢水含有許多有機(jī)的物質(zhì)，這些有機(jī)物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧，對(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。 啤酒廢水中BOD5/CODcr值高，在50及以上，非常有利于生化處理。同時(shí)生化處理與物理法、化學(xué)法相比較；一是處理工藝比較成熟；二是處理效率高，CODcr、BOD5去除率高，一般可達(dá)8090以上；三是處理成本低（運(yùn)行費(fèi)用省）；經(jīng)過對(duì)各種處理工藝的對(duì)比，最終選擇水解酸化+生物接觸氧化作為處理工藝。 本工藝流程設(shè)有格柵、調(diào)節(jié)池，對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理，去除水中較大的懸浮顆粒和調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。生化處理采用生物接觸氧化法，可提高有機(jī)物去除效率

2、。沉淀池用來進(jìn)行泥水分離。本流程簡單穩(wěn)定，對(duì)水量、水質(zhì)的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，同時(shí)確保出水的COD、BOD和SS以及總氮，總磷指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。通過初步預(yù)算，該工藝也將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的環(huán)境效益。 本文對(duì)格柵、調(diào)節(jié)池、水解池、生物接觸氧化池、沉淀池、污泥池等主要構(gòu)筑物進(jìn)行計(jì)算，編制設(shè)計(jì)說明書，并繪制工藝流程、構(gòu)筑物平面及高程、主要構(gòu)筑物共八張圖紙。關(guān)鍵詞：啤酒廢水；水解酸化；生物接觸氧化；AbstractAccording to the beer effluent treatment plant preliminary design process. Beer wastewater con

3、taining many organic substances, these high organic concentration, although non-toxic, but easy to corruption, discharged into the water body will consume large amount of dissolved oxygen, causing serious pollution of water environment.The value of BOD5CODcr of brewery wastewater is high, in the 50%

4、 and above, is very conducive to biochemical treatment. At the same time, biochemical treatment and physical method, chemical method are compared; one is processing technology more mature; two is the high treatment efficiency, high removal rate of CODcr, BOD5, generally up to 80%90%; three is the lo

5、w processing cost (cost); after comparing the various treatment processes, the final choice of hydrolytic acidification-biological contact as the process of oxidation.This process is arranged in the grid, regulation pool, pretreatment of wastewater, the removal of larger particles suspended in the w

6、ater and water quality regulation. Biological treatment by biological contact oxidation method, can improve the removal efficiency of organic compounds. Sedimentation tank for slurry separation.This simple process stability, change of water flow, water quality has a strong ability to adapt, while en

7、suring that the effluent COD, BOD and SS as well as the total nitrogen, total phosphorus index reaches the standard. Through the preliminary budget, this process will bring considerable economic benefits and environmental benefits.Regulation pool, the grille, hydrolysis tank, biological contact oxid

8、ation tank, sedimentation tank, sludge tank main structures are calculated, prepare the design specification, and rendering process, structures plane and elevation, the main structures of eight drawings.Keywords: beer wastewater; hydrolytic acidification; biological contact oxidation;目錄1緒論71.1工廠所在地概

9、況71.2啤酒廢水來源及特點(diǎn)81.3啤酒廢水主要處理工藝8好氧工藝8厭氧工藝10厭氧好氧工藝121.4處理工藝確定14設(shè)計(jì)任務(wù)及標(biāo)準(zhǔn)14處理工藝選擇152水處理構(gòu)筑物參數(shù)計(jì)算182.1格柵182.2調(diào)節(jié)池232.3水解池252.4接觸氧化池282.5沉淀池313污泥處理系統(tǒng)354管道布置384.1污水管道384.2污泥管道394.3鼓風(fēng)管道405平面及高程布置425.1平面布置425.2高程布置436工程預(yù)算456.1土建工程預(yù)算456.2設(shè)備及管材預(yù)算466.3其他費(fèi)用476.4運(yùn)行成本預(yù)算47結(jié)論.46致謝.47參考文獻(xiàn)：491緒論1.1工廠所在地概況長春市是吉林省省會(huì)，東北亞區(qū)域國際化大

10、都會(huì)，中國汽車工業(yè)、電影事業(yè)的搖籃，中國副省級(jí)城市，中國特大城市之一。中國第一汽車集團(tuán)公司和長春電影制片廠座落于此，是中國最早的汽車工業(yè)基地和電影制作基地，有東方底特律之稱。長春市位于北半球中緯地帶，歐亞大陸東岸的中國東北松遼平原腹地，居北緯43°0545°15；東經(jīng)124°18127°02。幅員20604平方公里。西北與松原市毗鄰，西南和四平市相連，東南與吉林市相依，東北同黑龍江省接壤。長春地區(qū)地貌由山地、臺(tái)地和平原組成，東高西低，形成了“一山四崗五分川”的地貌格局。長春市地處中國東北松遼平原腹地，市區(qū)海拔在250-350米之間，地勢(shì)平坦開闊。屬大陸性

11、季風(fēng)氣候區(qū)，在全國干濕氣候分區(qū)中，地處濕潤區(qū)向亞干旱區(qū)的過渡地帶。氣溫自東向西遞增，降水自東向西遞減。春季干燥多風(fēng)，夏季濕熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷漫長，具有四季分明，雨熱同季，干濕適中的氣候特征，為人類開發(fā)和利用大自然提供了良好的氣候環(huán)境。由于地理位置、地形結(jié)構(gòu)與大氣環(huán)流相配合的作用，具有如下基本特征：四季分明。春季較短，干燥多風(fēng)；夏季溫?zé)岫嘤?，炎熱天氣不多；秋季氣爽，日夜溫差大；冬季漫長較寒冷。長春市年平均氣溫4.8°C，最高溫度39.5°C，最低溫度-39.8°C，日照時(shí)間2688小時(shí)。夏季，東南風(fēng)盛行，也有渤海補(bǔ)充的濕氣過境。年平均降水量522至615

12、毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最熱月（7月）平均氣溫23。秋季，可形成持續(xù)數(shù)日的晴朗而溫暖的天氣，溫差較大，風(fēng)速也較春季小。1.2啤酒廢水來源及特點(diǎn)啤酒生產(chǎn)加工過程包括: 制麥、糖化、發(fā)酵、罐裝，其生產(chǎn)加工過程中排放的廢水，水量大，不穩(wěn)定，BOD/COD高，利于生化處理，N、P含量較少，SS含量高，毒害小。廢水主要來自麥芽車間(浸麥廢水)，糖化車間(糖化，過濾洗滌廢水)，發(fā)酵車間(發(fā)酵罐洗滌，過濾洗滌廢水)以及灌裝車間(洗瓶，滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒)等其中釀造過程的涮洗水及包裝過程的洗瓶水，約占廢水總量的啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，一般夏季啤酒消費(fèi)量大，廢水水量

13、處于高峰，有機(jī)物含量也較高1，各工藝廢水特點(diǎn)如下：(1) 浸麥廢水: 水量較小，有機(jī)物濃度中等，顏色較深，容易腐敗，含有多種糖類、果膠及蛋白化合物，水中懸浮固體含量較少且與麥粒的干凈程度有關(guān)。(2) 糖化發(fā)酵廢水: 水量較大，有機(jī)物含量很高，水中含有廢酵母、蛋白凝固物、多種糖類、醇類、纖維素及廢酒糖等懸浮固體，屬高濃度有機(jī)廢水。(3) 包裝洗滌廢水: 水量大，有機(jī)物含量低，水中含有部分殘留啤酒、洗滌劑及部分無機(jī)物。(4) 其它廢水: 如廠區(qū)生活污水等2。1.3啤酒廢水主要處理工藝好氧工藝好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命代謝活動(dòng)氧化啤酒廢水中的有機(jī)物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及

14、能量，處理效果好，主要有如下幾種工藝。活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機(jī)廢水處理中使用最多、運(yùn)行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進(jìn)入曝氣池后，與活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機(jī)物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成?；钚晕勰喾ㄌ幚砥【茝U水的缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹?？梢酝ㄟ^投加化學(xué)藥劑解決，但這將使處理成本提高。SBR工藝及CASS工藝SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱, 是近年來被國內(nèi)外引起重視、研究并大力推廣應(yīng)用的一種污水生物處理新技術(shù)。SBR工藝是通過時(shí)間上的交替

15、運(yùn)行實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的運(yùn)行全過程。該工藝只有一個(gè)SBR池,但同時(shí)具有調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池的功能。運(yùn)行過程分為進(jìn)水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個(gè)階段。與傳統(tǒng)活性污泥法相比,SBR工藝所具有的優(yōu)點(diǎn)非常明顯: 工藝簡單,調(diào)節(jié)池體積小或不設(shè),無二沉池和污泥回流,運(yùn)行方式靈活；結(jié)構(gòu)緊湊,占地少,基建、運(yùn)行費(fèi)用低；反應(yīng)過程濃度梯度大,不易發(fā)生污泥膨脹；抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),處理效果好；厭氧(缺氧)和好氧交替發(fā)生,同時(shí)脫氮除磷而不需額外增加反應(yīng)器3。在SBR工藝的基礎(chǔ)上，有發(fā)展出CASS(循環(huán)式活性污泥法)工藝，CASS工藝與其他工藝相比,特點(diǎn)如下:CASS池的變?nèi)葸\(yùn)行提高了系統(tǒng)對(duì)水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作的

16、靈活性；選擇器的設(shè)置加強(qiáng)了微生物對(duì)磷的釋放、反硝化、對(duì)有機(jī)物的吸附吸收等作用,增加了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；周期內(nèi)反應(yīng)器以厭氧缺氧好氧缺氧厭氧的方式運(yùn)行,有比較理想的脫氮除磷效果。深井曝氣法深井曝氣實(shí)際上是以地下深井作為曝氣池的活性污泥法，曝氣池由下降管以及上升管組成。將廢水和污泥引入下降管，在井內(nèi)循環(huán)，空氣注入下降管或同時(shí)注入兩管中，混合液則由上升管排至固液分離裝置，即廢水循環(huán)是靠上升管和下降管的靜水壓力差進(jìn)行的。其優(yōu)點(diǎn)是：占地面積少，效能高，對(duì)氧的利用率大，無惡臭產(chǎn)生，但是也有施工難度大，造價(jià)高，防滲漏技術(shù)不過關(guān)等缺點(diǎn)。生物膜法與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填

17、料表面的微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理，不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹的問題。生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表，在啤酒廢水治理中均被采用，主要是降低啤酒廢水中的BOD54-5。生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法。它主要由盤片、氧化槽、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)裝置 等部分組成，依靠盤片的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧.該法運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動(dòng)力 消耗少，但低溫對(duì)運(yùn)行影響大，在處理高濃度廢水時(shí)需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時(shí)，加以人工曝氣.這種方法可以得到很高的 生物固體濃度和較高的有機(jī)負(fù)荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。厭氧工藝厭氧工藝是利用厭氧微生物在無需提供氧氣的情況下，通過自身代謝

18、過程將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物(CH4,CO2,H2O)和少量細(xì)胞產(chǎn)物。一般認(rèn)為，可將厭氧生物處理技術(shù)主體反應(yīng)器經(jīng)歷3個(gè)時(shí)代。第一代厭氧反應(yīng)器從1881年法國“Cosmos”雜志報(bào)道應(yīng)用厭氧生物技術(shù)處理市政污水中的大量易腐敗有機(jī)物起，厭氧生物處理技術(shù)已經(jīng)有了百余年的歷史。第一代厭氧反應(yīng)器以厭氧消化池為代表，最初的厭氧反應(yīng)器采用污泥與廢水完全混合的模式，污泥停留時(shí)間(SRT)與水力停留時(shí)間(HRT)相同，厭氧微生物濃度低，處理效果差。一般其容積負(fù)荷在45kg COD/ ( m3·d) 以下 6。第1代厭氧反應(yīng)器主要用于污泥和糞肥的消化,以及生活污水的處理。第二代厭氧反應(yīng)器 隨著人們對(duì)

19、厭氧生物處理技術(shù)研究的深入，以提高厭氧微生物濃度和停留時(shí)間，強(qiáng)化傳質(zhì)作用，縮短液體停留時(shí)間為基礎(chǔ)的一系列高速厭氧反應(yīng)器(High-rateAnaerobicReactor)相繼出現(xiàn)。主要有厭氧濾器( AnaerobicFilter,簡稱AF)、厭氧流化床(Anaerobic FluidizedBed,簡稱AFB) 反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床( Up-flowAnaerobicSludgeBed,簡稱UASB) 反應(yīng)器等。其中以UASB反應(yīng)器為代表。該反應(yīng)器特別適宜于處理高濃度有機(jī)廢水，UASB工藝因其工藝結(jié)構(gòu)緊湊，處理能力大，效果好，投資省而在國內(nèi)外啤酒廢水治理中得到十分廣泛的應(yīng)用。UASB反應(yīng)

20、器底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個(gè)專用的氣-液-固分離系統(tǒng)（三相分離室）。廢水從反應(yīng)器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時(shí)得到降解，同時(shí)生成沼氣（氣泡）。氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應(yīng)器底部，水則經(jīng)出流堰排出，對(duì)啤酒廢水CODcr的去除率為60%70%。UASB反應(yīng)器可以將固體停留時(shí)間和水力停留時(shí)間分離,能保持大量的活性污泥和足夠長的污泥齡,并注重培養(yǎng)顆粒污泥,屬高負(fù)荷系統(tǒng)。但大多數(shù)的UASB反應(yīng)器在處理固體懸浮物濃度較高的廢水時(shí)易引起堵塞和短流。同時(shí), 初次啟動(dòng)和形成穩(wěn)定顆粒污泥用時(shí)較長

21、。此外,還需要設(shè)計(jì)合理的三相分離器專利技術(shù)。UASB工藝處理出水一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達(dá)標(biāo)排放。UASB反應(yīng)器較其他反應(yīng)器有以下優(yōu)點(diǎn)： 降性能好，不用設(shè)沉淀池，無需污泥回流 不需填載體，構(gòu)造簡單，節(jié)省造價(jià) 由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮起到一定的攪拌作用，因而不需設(shè)攪拌設(shè)備，降低維護(hù)成本 污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷高，停留時(shí)間短第三代厭氧反應(yīng)器雖然第2代厭氧生物反應(yīng)器在應(yīng)用中取得了很大的成功，但為了解決UASB反應(yīng)器在運(yùn)行中出現(xiàn)的短流、死角和堵塞等一些問題，進(jìn)一步增強(qiáng)厭氧微生物與廢水的混合與接觸，提高負(fù)荷及處理效率，擴(kuò)大適用范圍，人們?cè)谄浠A(chǔ)上繼續(xù)研究和開發(fā)了第3代反應(yīng)器。主

22、要有厭氧顆粒污泥膨脹床( ExpandedGranular SludgeBed, 簡稱EGSB)、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器( Inside Cycling, 簡稱IC)、厭氧折板式反應(yīng)器( Anaerobic BaffledReactor, 簡稱ABR)、厭氧序列式反應(yīng)器( Anaerobic Sequencing Batch Reactor, 簡稱ASBR)、厭氧膜生物系統(tǒng)( AnaerobicMembrane Biosystem, 簡稱AMBS)等，因?yàn)檫\(yùn)行控制困難或構(gòu)造太復(fù)雜，目前生產(chǎn)實(shí)踐中第3代厭氧反應(yīng)器應(yīng)用較少。這一代的代表為EGSB和IC反應(yīng)器，容積負(fù)荷超過10kg COD/ ( m3&#

23、183;d) 。第3代厭氧反應(yīng)器在將固體停留時(shí)間和水力停留時(shí)間相分離的前提下，使固、液兩相充分接觸，從而既能保持大量污泥又能使廢水和活性污泥之間充分混合、接觸，以達(dá)到真正高效的目的。第3代反應(yīng)器的厭氧膜生物系統(tǒng)采用了昂貴的膜技術(shù)；其他系統(tǒng)存在著運(yùn)行控制難的缺陷，影響其穩(wěn)定運(yùn)行7。厭氧好氧工藝單獨(dú)采用好氧工藝，雖然技術(shù)成熟、處理效果好，但因動(dòng)力消耗高、占地面積較大等缺點(diǎn)，導(dǎo)致好氧工藝性價(jià)比較低，不適用于現(xiàn)在這個(gè)能源稀缺的時(shí)代；單獨(dú)采用厭氧工藝，又很難達(dá)到處理要求，所以厭氧與好氧工藝結(jié)合，取長補(bǔ)短，得到廣泛的應(yīng)用。啤酒廢水處理中，常用的厭氧+好氧工藝有如下幾種：水解酸化工藝廢水格柵預(yù)處理水解池接觸

24、氧化池氣浮池濃縮池外運(yùn)排放脫水剩余污泥回流污泥圖1 水解酸化工藝典型流程圖工藝流程可見圖1，該工藝的特點(diǎn)是控制在厭氧過程的水解酸化階段，不產(chǎn)沼氣。充分利用水解產(chǎn)酸菌世代周期短、可迅速降解有機(jī)污染物的特性，在其作用下，將不溶性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，在產(chǎn)酸菌協(xié)同作用下，將大分子物質(zhì)、難以生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)，由此提高了污水的可生化性，使污水在后續(xù)的好氧池中以較少的能耗和較短的停留時(shí)間得到處理，從而提高了污水的處理效率，并減少了污泥生成量2。水解池較之全過程的厭氧池具有以下的優(yōu)點(diǎn)： 不需要密閉的池，不需要攪拌器，不需要三相分離器，降低了造價(jià)和便于維護(hù)； 水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物

25、主要是小分子的有機(jī)物，可生化性一般較好，故水解池可以改變?cè)鬯目缮?，從而減少了反應(yīng)時(shí)間和處理能耗； 由于反應(yīng)控制在第二階段完成前，出水無厭氧發(fā)酵的不良?xì)馕叮纳屏颂幚韽S的環(huán)境； 由于第一、第二階段反應(yīng)迅速，故水解池體積，節(jié)省基建投資，于水解池對(duì)固體有機(jī)物的降解，減少了污泥量，具有消化池的功能； 工藝僅產(chǎn)生很少的剩余活性污泥，實(shí)現(xiàn)了污水、污泥一次處理，不需要中溫消化池。厭氧反應(yīng)器好氧工藝廢水格柵預(yù)處理厭氧池好氧池二沉池濃縮池外運(yùn)排放脫水剩余污泥回流污泥圖2 厭氧反應(yīng)器好氧工藝典型流程圖調(diào)節(jié)池沼氣回收利用典型的厭氧反應(yīng)器好氧工藝流程可見圖2.該工藝特點(diǎn)是：由于厭氧好氧生物處理把單獨(dú)好氧處理和

26、單獨(dú)厭氧處理有機(jī)地結(jié)合起來，具有二者的功能和優(yōu)點(diǎn)，厭氧處理完全厭氧并回收沼氣，完成大部分有機(jī)污染物的處理，常采用的厭氧反應(yīng)器有UASB反應(yīng)器或IC反應(yīng)器等。好氧處理作為厭氧處理的后處理，進(jìn)一步處理污水，使之達(dá)標(biāo)排放，好氧工藝以接觸氧化法、SBR(CASS) 法居多。實(shí)踐證明厭氧好氧工藝處理啤酒廢水是成熟可靠地工藝，目前正構(gòu)成我國啤酒廢水處理工藝的主流技術(shù)。 1.4處理工藝確定設(shè)計(jì)任務(wù)及標(biāo)準(zhǔn)本次設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB19821-2005中的排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)可見表1.表 1 廢水水質(zhì)及出水要求項(xiàng)目CODCrBOD5SS氨氮pH進(jìn)水平均值（mg/L除PH）200015

27、00450306-7出水要求（mg/L除PH）802070156-9去除率（%）9698.784.450-設(shè)計(jì)平均流量為9000m3/d.技術(shù)要求：要求工藝先進(jìn)，技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的方案。要求布局合理，占地面積較小。污水站主體設(shè)施采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)。采用的主要規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)1.室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 （GBJ14-87）2.污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （CJ3082-1999）3.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （GHZBI-1999）4.泵站設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB/T50265-97）5.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) （GB8978-1996）6.給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn) （GBJ106-87）處理工藝選擇幾種常用的處理工藝比較，可見表

28、2.表2 幾種常用處理工藝比較處理方法主要處理技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較好氧工藝氧化溝工藝較簡單，運(yùn)行管理方便，處理效果好，出水水質(zhì)好；但是污泥濃度高，污水停留時(shí)間長，基建投資大，曝氣效率低，對(duì)環(huán)境溫度要求高生物接觸氧化法采用兩級(jí)接觸氧化工藝，可防止高糖含量廢水引起污泥膨脹現(xiàn)象；但需要填料過大，不便于運(yùn)輸和裝填，且污泥排放量大SBR法占地面積小，機(jī)械設(shè)備少，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡單，自動(dòng)化程度高；但還需曝氣能耗，污泥產(chǎn)量大。厭氧好氧聯(lián)合工藝水解好氧技術(shù)節(jié)能效果顯著，且BOD5/CODcr值增大，廢水的可生化性能增加，可縮短總水力停留時(shí)間，提高處理效率，剩余污泥量少。厭氧反應(yīng)器好氧技術(shù)技術(shù)上先進(jìn)可行，投資小，運(yùn)

29、行成本低，效果好，產(chǎn)出顆粒污泥產(chǎn)品，有一定收益；操作要求嚴(yán)；適用于中、高濃度有機(jī)廢水。本次設(shè)計(jì)處理流量較大，采用單獨(dú)的好氧工藝成本太高，資源耗費(fèi)大，而采用單獨(dú)的厭氧工藝又不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所以本次設(shè)計(jì)確定選擇厭氧好氧工藝處理技術(shù)。本次設(shè)計(jì)CODcr=2000mg/L,屬于低濃度有機(jī)廢水，厭氧反應(yīng)器適用于中、高濃度有機(jī)廢水，故無法利用厭氧反應(yīng)器好氧工藝；水解工藝作為好氧階段的前處理直接提高整個(gè)系統(tǒng)處理效率，因此，本次設(shè)計(jì)采用水解好氧工藝。好氧階段采用生物接觸氧化法。厭氧生物處理相比好氧生物處理，在難降解有機(jī)物的處理上有更大的優(yōu)越性。主要是一些大分子化合物，首先要經(jīng)過水解過程，而好氧微生物的水解能

30、力較弱，使有機(jī)物的降解緩慢。厭氧生物處理則利用了水解酸化階段，使一些難降解有機(jī)物得到水解。在水解和酸化階段，主要的微生物是水解菌和產(chǎn)酸菌，均為兼氧性細(xì)菌，因此它不需要嚴(yán)格的厭氧條件，對(duì)溫度、PH的變化不敏感，便于控制。經(jīng)水解和酸化預(yù)處理后，BOD5/CODcr大大提高，COD的去除率顯著高于傳統(tǒng)的活性污泥工藝。生物接觸氧化法是兼有活性污泥和生物膜法特點(diǎn)的生物處理工藝，與活性污泥法相比，它具有生物活性好，F(xiàn)/M比值大，處理負(fù)荷高、處理時(shí)間短、可間歇運(yùn)行等特點(diǎn)。接觸氧化池內(nèi)放置有填料，有效地增大了單位容積的生物膜面積，大大提高了處理效率。具體工藝流程可見圖3.廢水格柵預(yù)處理水解池接觸氧化池沉淀池濃

31、縮池外運(yùn)排放脫水剩余污泥回流污泥圖3 水解酸化工藝流程圖2水處理構(gòu)筑物參數(shù)計(jì)算2.1格柵格柵作用作為污水處理第一道污水處理構(gòu)筑物，其作用是：攔截可能堵塞水泵機(jī)組和閥們的污水中較大懸浮物、漂染物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，從而保證水泵及后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理能正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量（最大日均流量）Q=9000m3/d=375m3/h=0.104m3/s；進(jìn)水渠內(nèi)有效水深為0.20.5 m，現(xiàn)取值h=0.3m；柵前流速一般為0.40.8m/s；現(xiàn)取值為v1=0.8m/s；過柵流速0.61.0m/s；現(xiàn)取值為v=0.6m/s；進(jìn)水渠道寬 B1=Qhv=0.1040.3×0.6=0.578m

32、 (3)設(shè)計(jì)計(jì)算細(xì)格柵柵條間距為310mm，現(xiàn)取b=8mm=0.008m，格柵設(shè)計(jì)示意圖可見圖4.柵條間隙數(shù)n n=Qsinbhv=0.104×sin75°0.008×0.3×0.6=71 (n取71)式中： Q 最大日均流量，m3/s； 格柵傾角，取=75°； b 格柵凈間距，m； h 柵前水深，m； v 過柵流速，m/s；圖4 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算示意圖 柵槽寬度B設(shè)柵條斷面為銳邊圓形斷面s=0.008m，則柵條寬度B=sn-1+bn=0.008×71-1+0.008×71=1.13m 式中：s 柵條寬度，m； n 柵條間隙數(shù)，

33、個(gè)； b 格柵凈間距，m；進(jìn)水渠道漸寬部分長度l1設(shè)漸寬部分展開角度=20°,則 l1=B-B12tan1=1.13-0.5782tan20°=0.76m式中：B 柵槽寬度，m；B1 進(jìn)水渠寬，m；1 漸寬部分展開角度；校核柵前流速： QB1h=0.1040.578×0.3=0.60m/s，符合要求柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度l2l2=l12=0.762=0.38m 式中：l1 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度,m；通過格柵的水頭損失h1設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，查表得=2.4210.h1=(sb)43v22gsink=2.42×(0.0080.008)43

34、0.622×9.8sin75°×3=0.13m式中： 形狀系數(shù)； s 柵條寬度，m； b 格柵間距，m； v 過柵流速，m/s； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用數(shù)值為3； 格柵傾斜角（75°）； 柵后槽總高度H： H=h+h1+h2=0.3+0.13+0.3=0.73m式中：h 柵前水深m h1 通過格柵的損失m h2 超高，一般采用0.3m 柵槽總長度L：L=l1+l2+0.5+1.0+h+h2tan=0.76+0.38+0.5+1.0+0.3+0.3tan75°=2.80m式中： 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度，m； 柵槽與出

35、水渠道連接處的窄部分的長度，m； 格柵傾角（75°）；根據(jù)情況所需，選用機(jī)械格柵較好，本次設(shè)計(jì)選用XGS1200型旋轉(zhuǎn)式格柵。 每日柵渣量W：在格柵間隙8mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.15m3.W=86400×Q×W11000Kz=86400×0.104×0.151000×1.4=0.963m3/d式中：W1柵渣量m3/103污水，取W1=0.15 ； Kz污水流量總變化系數(shù)1.21.5,此處取Kz=1.4；由于渣量大于0.2m3/d，宜采用機(jī)械清渣。校核： v1=QKzB1h=0.1041.4×0.578

36、×0.3=0.43m/s式中：v1 柵前水速，m/s；一般取0.4m/s0.9m/s；Q 設(shè)計(jì)流量，m3/s；B1 進(jìn)水渠道寬，m；h 柵前水深，m； 在0.4m/s0.9m/s之間，符合設(shè)計(jì)要求。2.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)說明調(diào)節(jié)池的作用是：均衡調(diào)節(jié)污水水量、水質(zhì)、水溫的變化，降低對(duì)生物處理設(shè)施的沖擊，為使調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)均勻，防止污染物沉淀，調(diào)節(jié)池內(nèi)宜設(shè)置攪拌、混合裝置。設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=9000m3/d=375m3/h停留時(shí)間：T=6.0h調(diào)節(jié)池尺寸調(diào)節(jié)池的有效容積VV=QT=375×6.0=2250m3式中：Q 設(shè)計(jì)流量，m3/h；T 停留時(shí)間，h；調(diào)節(jié)池水面面積A調(diào)節(jié)池有

37、效水深h0=5.5m，超高0.5m，則A=Vh0=22505.5=409.1m2調(diào)節(jié)池尺寸設(shè)調(diào)節(jié)池長L=21m，寬度B=20m，則實(shí)際有效容積 v1=L×B×H=21×20×5.5=2310m3調(diào)節(jié)池的實(shí)際尺寸為：長×寬×高=21×20×6=2520m3空氣管路調(diào)節(jié)池設(shè)空氣管曝氣，主要的作用是通過曝氣攪拌防止雜物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉淀下來，避免池底積累大量污泥，造成調(diào)節(jié)池有效調(diào)蓄容積減少，同時(shí)由于停留時(shí)間較長，曝入一定量空氣可以避免污水腐敗產(chǎn)生大量臭氣。另一方面，對(duì)污水的預(yù)氧化處理更加保證出水水質(zhì)8。調(diào)節(jié)池內(nèi)采用穿孔管曝氣

38、，根據(jù)民用建筑生活污水處理工程設(shè)計(jì)規(guī)定，調(diào)節(jié)池空氣攪拌氣量每100m3池容積1.02.0m3/min，調(diào)節(jié)池容積為2520m3，所需空氣量Q氣=25.2m3/min。穿孔管布置空氣管內(nèi)流速控制在10m/s左后，則管道內(nèi)徑d=4Q氣v=4×25.23.14×10×60=0.231m選用De280mm的UPVC管，內(nèi)徑為239mm，則管內(nèi)流速v=4Q氣d2=4×25.23.14×0.2312×60=10.03m/s符合設(shè)計(jì)要求。共設(shè)100根支管，兩側(cè)各50根，起端空氣流速控制在10m/s左右則支管直徑d=4Q氣100v=4×25

39、.23.14×10×60×100=0.023m選用De32mm的UPVC管，內(nèi)徑為27mm，校核其流速v=4Q氣100d2=4×25.23.14×0.0232×60×100=10.1m/s符合設(shè)計(jì)要求。穿孔直徑取為dk=3mm，孔口流速vk=30m/s，則孔眼數(shù)n為n=4Q氣dk2vk=4×25.23.14×0.0032×30×60=1982取n=2000個(gè)，每根支管的開孔數(shù)為20個(gè)，斜45°交叉布置，沿支管方向間隔500mm。鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)池所需空氣量Q氣=25.2m3/min

40、=1512m3/h，選用DF2.5A型號(hào)風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一備一用，其性能如下表3。表 3 DF2.5A風(fēng)機(jī)性能型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率（kW）風(fēng)量（m3/h）轉(zhuǎn)速（r/min）全壓（Pa）DF2.5AYDW550-40.5516001100265調(diào)節(jié)池潛水泵調(diào)節(jié)池內(nèi)水位為0.75m，水解池內(nèi)水位為5.0m，加上池內(nèi)上升速度，提升泵揚(yáng)程為10m。選用200QW400-10的潛水泵，其性能如下表4.表4 200QW400-10潛水泵性能型號(hào)出水口徑流量揚(yáng)程轉(zhuǎn)速軸功率配用功率泵效率重量200QW400-10200mm400m3/h10m1470r/min13.09kW18.5kW81.2%660kg2.3水解池

41、池體尺寸設(shè)計(jì)水量：Q=9000m3/d=375m3/h，停留時(shí)間THRT=4.0h，則有效容積V有效=QT=375×4.0=1500m3取池高H=5.5m，超高0.5m，H有效=5m，則水解池水平面積A=V有效H有效=15005=300m2取長×寬=L×B=20×15=300m2，則水解池的實(shí)際尺寸為：長×寬×高=L×B×H=20×15×5.5=1650m3上升流速核算上升流速按按下式計(jì)算：v=QA=HTHRT=5.54=1.375m/hv=0.51.8m/h，符合設(shè)計(jì)要求。布水系統(tǒng)采用分支式配

42、水方式，沿池長方向布置兩根主管，共設(shè)置80根支管，每根主管40根，每根主管兩側(cè)各20根，每根支管開孔3個(gè)，共240個(gè)孔，則每個(gè)孔的布水負(fù)荷為：300240=1.25m2，在051.5m2之間,符合設(shè)計(jì)要求。主管采用DN110mm的PVC管，支管采用DN63mm的PVC管。取出水孔徑為20mm，則孔口流速為：v=4Q80d2=4×3753.14×0.022×3600×80=4.15m/sv大于2.0m/s，符合設(shè)計(jì)要求。配水管布置如下： 兩條主管沿池長方向平行布置，兩側(cè)均勻分布支管，間隔1m； 支管出水口向下距池底200mm，位于服務(wù)面積中心； 出水孔正對(duì)

43、池底，設(shè)45°導(dǎo)流板，使出水散布池底。出水系統(tǒng)出水采用匯水槽上加設(shè)三角堰。出水系統(tǒng)的作用是把水解池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)沿水解池靠接觸氧化池的四邊各設(shè)一出水槽，出水槽流量為Q=0.104m3/s，設(shè)出水槽寬為0.5m，出水槽口附近水流速度為0.3m/s，則槽口附近水深h1=Qvb=0.1040.5×0.3=0.69m式中：h1 槽口水深，m； v 槽口附近水流速度，m/s；b 水槽寬，m；取槽口附近水深為0.70 m，出水槽坡度為0.01；出水槽尺寸64.4m×0.5m×0.70 m；出水槽數(shù)量為1座

44、。溢流堰設(shè)計(jì)出水槽溢流堰設(shè)計(jì)900三角堰，堰高50，堰口水面寬b=50。查知溢流負(fù)荷為1-2 L/（m·s），取設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷f = 1.80 L/（m·s），則堰上水面總長為：L=Qf=0.104×1031.80=27.8m三角堰數(shù)量：n=L0.05=556個(gè)溢流堰上共有556個(gè)100的堰口，556個(gè)48的間隙。排泥系統(tǒng)取清水區(qū)高度為1.2m，設(shè)置三個(gè)排泥點(diǎn)，分別距池底2.0m、2.5m、3.0m，預(yù)設(shè)日排泥一次，另設(shè)污泥液面監(jiān)測(cè)儀，根據(jù)污泥面高度確定具體排泥時(shí)間。預(yù)計(jì)處理效果預(yù)計(jì)處理效果如表5.表5 水解池處理效果項(xiàng)目CODCrBOD5SS進(jìn)水水質(zhì)（mg/L）2

45、0001500450去除率（%）453580出水水質(zhì)（mg/L）110082584.42.4接觸氧化池設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=9000m3/d=375m3/h；進(jìn)水CODcr：1100mg/L;進(jìn)水BOD5:825mg/L；出水BOD5：20mg/L；BOD負(fù)荷： 2000 gBOD5/(m3·d)；接觸氧化池尺寸氧化池的有效容積V=Q(La-Lt)M=9000×(825-20)2000=3623m3式中：Q 設(shè)計(jì)日均水量，m3/d; La 進(jìn)水BOD5濃度，mg/L； Lt 出水BOD5濃度，mg/L; M 容積負(fù)荷，gBOD5/(m3·d)；取填料層總高度H=3m

46、，則氧化池總面積F=VH=36233=1208m2取每個(gè)氧化池面積為f=25m2，則氧化池個(gè)數(shù)n=Ff=120825=48.32取氧化池個(gè)數(shù)為50個(gè)，每個(gè)尺寸5m×5m，校核接觸時(shí)間：t=nfHQ=50×25×3375=10h，符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)接觸氧化池個(gè)數(shù)為5個(gè)，其中氧化池個(gè)數(shù)為10個(gè)，平面尺寸為50m×5m，5個(gè)接觸氧化池并排，中間間隔2m，則整個(gè)接觸氧化池尺寸為：50m×33m取超高h(yuǎn)1=0.5m，填料上水深h2=0.5m，填料層間隙h3=0.2m，配水區(qū)高度h4=1.0m填料層數(shù)m=3層，則接觸氧化池總高度：H0=H+h1+h2+m-

47、1h3+h4=5.4m污水在池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間：t1=nf(H0-h1)Q=50×25×(5.4-0.5)375=16.3h填料選用玻璃鋼蜂窩填料，蜂窩孔徑25mm，填料總體積：V1=nfH=25×50×3=3750m3供氣系統(tǒng)采用在填料下直接曝氣方式，曝氣充氧的擴(kuò)散裝置采用微孔曝氣器。所需空氣量取去除1kgBOD5所需氧量為1.0kgO2，反應(yīng)池所需氧氣量：Qs=1.0×QLa-Lt=1×375000×825-20×10-6=301.9kgO2/h式中：Q 設(shè)計(jì)日均水量，L/h； La 進(jìn)水BOD5濃度，mg/L

48、； Lt 出水BOD5濃度，mg/L；設(shè)氧的利用率為15%，則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下供氣量：Gs=Os0.28EA=301.90.28×15%=7188m3/h其中，0.28為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3空氣中含氧量（kgO2/m3）。曝氣器數(shù)量選用215型膜片式微孔曝氣器，主要參數(shù)如下：直徑215mm，空氣量：1.53m3/(h·個(gè))，服務(wù)面積0.353m2/個(gè)，氧利用率18.427.7%，阻力180280mmH2O。取服務(wù)面積0.5m2/個(gè)，每個(gè)氧化池曝氣器個(gè)數(shù)為：25/0.5=50個(gè)，共2500個(gè)曝氣器。單個(gè)曝氣器空氣量：Gs1=Gsn=71882500=2.88m3/h，符合設(shè)計(jì)要求。鼓風(fēng)

49、機(jī)接觸氧化池所需供氣量為7188m3/h，選用DF4.5A風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一備一用，其性能如表6.表 6 DF4.5A風(fēng)機(jī)性能型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率（kW）風(fēng)量（m3/h）轉(zhuǎn)速（r/min）全壓（Pa）DF4.5AYDW4-6475489006772.5沉淀池沉淀池作用接觸氧化池中的生物膜會(huì)老化脫落，而沉淀池的作用就是從廢水中分離出脫落的生物膜，確保出水達(dá)標(biāo)，本設(shè)計(jì)采用豎流式沉淀池。設(shè)計(jì)參數(shù)表面負(fù)荷q1=2.5m3/(m2·h)； 空隙內(nèi)流速v1=0.02 m/s沉淀時(shí)間t=1.5h； 中心管內(nèi)流速v0=0.03 m/s；設(shè)計(jì)流量Q=9000m3/d=0.104m3/s；設(shè)5個(gè)沉淀池每個(gè)沉淀池

50、流量Q1=0.021m3/s；設(shè)計(jì)計(jì)算中心管面積f=Qv0=0.0210.03=0.7m2式中：Q 單池最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； v0 中心管內(nèi)流速，m/s。中心管直徑d0=4f=4×0.73.14=0.89m中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3=Qv1d0=0.0210.02×3.14×0.89=0.38m式中：v1 喇叭口與反射板之間的縫隙內(nèi)流速，m/s。沉淀部分有效斷面積F=Qv=752.5=30m2式中：v 沉降區(qū)內(nèi)流速，m/s；其與表面負(fù)荷q1數(shù)值上相等。沉淀池直徑D=4(F+f)=4×(30+0.7)=6.25m符合設(shè)計(jì)要求。沉淀池有效水深

51、h2=vt=2.5×1.5=3.75m式中：t 沉降時(shí)間，h。校核池徑水深比D/h2=6.25/3.75=1.673，符合要求。校核集水槽每米出水堰的過水負(fù)荷q0=Q1D=0.0213.14×6.25=1.07L/s<2.9L/s符合要求，可不另設(shè)輻射式水槽。污泥產(chǎn)量由于SS去除產(chǎn)生的污泥量：W1=QSa-Sc=9000×68-27×10-3=369kg/d由于COD去除產(chǎn)生的污泥量：W2=QCa-Cc×a=9000×85-62×0.3×10-3=62.1kg/d式中：Ca，Cc 分別代表進(jìn)口和出口COD的濃

52、度，mg/L；a 污泥表觀增長系數(shù)，取值為0.3。則污泥產(chǎn)量W=W1+W2=369+62.1=431.1kg/d。污泥部分需要的容積按照污泥停留時(shí)間為1.5d計(jì)算：V=WT(1-P)=431.1×1.51000×(1-0.997)=215.6m3式中：T 污泥停留時(shí)間，d； 污泥容重，kg/m3，取值為1000 kg/m3；P 污泥含水率，取99.7%。每個(gè)沉淀池污泥量為V/5=43.1m3。污泥斗污泥斗為圓截錐形，設(shè)底部直徑d1=0.4m，截錐高度為h5，截錐側(cè)壁傾角 =55°，則h5=D2-d12tan=6.252-0.42tan55°=4.18m則

53、污泥斗體積：V2=h53R2+r2+rR=3.14×4.1833.1252+0.22+3.125×0.2=45.6m3 V2V/5,可見污泥斗足夠容納產(chǎn)生的污泥量。 池子總高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.75+0.38+0+4.18=8.61m式中：h1 超高，m；h3 緩沖層高度，m。3污泥處理系統(tǒng)產(chǎn)泥量計(jì)算根據(jù)水解池和生物接觸氧化池BOD去除量以及污泥產(chǎn)率系數(shù)計(jì)算，其中污泥產(chǎn)量系數(shù)取0.5，則兩池污泥總量=0.5×（1400-20）×9000×10-3=6210kg/d。其中來自于水解池的污泥量為2587kg/d，來自于接

54、觸氧化池的為3622kg/d，含水率為98%。所以污泥體積為V1=6210/(1-0.98)×10-3=310.5m3/d。沉淀池污泥量為431.1kg/d，其含水率為99.7%，所以體積為V2=431.1/(1-0.997)×10-3=143.7m3/d.所以總體積 V=V1+V2=310.5+143.7=454.2m3/d。集泥井尺寸設(shè)計(jì)污泥停留時(shí)間為6h，則集泥井有效體積V有效=6×454.2/24=113.6m3，取集泥井長、寬、高分別為6m、6m、4m，集泥井實(shí)際體積為144m3。污泥濃縮脫水一體機(jī)根據(jù)污泥產(chǎn)量，選用LWY355N污泥濃縮脫水機(jī)一臺(tái)，其主

55、要參數(shù)可見下表7.表 7 LWY335N污泥濃縮脫水機(jī)主要參數(shù)型號(hào)公稱直徑（mm）轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速（r/min）長徑比重量（kg）處理能力（m3/h）電機(jī)功率（kW）泥餅含水率（%）LWY335N35530004.220001630226578污泥管道布置水解池污泥管水解池污泥產(chǎn)量為2587 kg/d，含水率為98%，其體積為：V1=25871-0.98×10-3=129.35m3/d預(yù)設(shè)每日排泥一次，每次2小時(shí)，采用DN=200mm的不銹鋼管，其內(nèi)徑為4.5mm，內(nèi)徑為210mm，則管內(nèi)污泥流速為：v1=4V1×0.53600d2=4×129.35×0.536

56、00×3.14×0.212=0.52m/s符合設(shè)計(jì)要求。接觸氧化池污泥管接觸氧化池污泥產(chǎn)量為3622kg/d，含水率為98%，其體積為：V2=36221-0.98×10-3=181.1m3/d每個(gè)氧化池每天污泥量為3.622 m3/d，每排氧化池采用一根污泥總管排污泥，每根污泥總管負(fù)責(zé)污泥量為36.22m3/d，排泥時(shí)間為2小時(shí)，采用DN=150mm的不銹鋼管，其外徑為159mm，內(nèi)徑為152mm，則管內(nèi)污泥流速為：v2=4V2×153600×2×d2=4×181.1×0.23600×2×3.14×0.212=0.56m/s符合設(shè)計(jì)要求。沉淀池污泥管沉淀池污泥產(chǎn)量為431.1kg/d，