生物工程專業(yè)畢業(yè)論文啤酒廢水處理工程設(shè)計開題報告文獻綜述外文翻譯

1、摘 要本設(shè)計為某啤酒廢水處理設(shè)計。啤酒廢水水質(zhì)的主要特點是含有大量的有機物，屬高濃度有機廢水，故其生化需氧量也較大。該啤酒廢水處理廠的處理水量為8000 m3/d,不考慮遠期發(fā)展。原污水中各項指標為：BOD濃度為1100 mg/L，COD濃度為2100 mg/L，SS濃度為310 mg/L。因該廢水BOD值較大,不經(jīng)處理會對環(huán)境造成巨大污染，故要求處理后的排放水要嚴格達到國家二級排放標準，即：BOD 20 mg/L，COD 100 mg/L ，SS 70mg/L 。本文分析了啤酒生產(chǎn)中廢水產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，污染物及主要污染來源，并從好氧、厭氧生物處理兩方面來考慮了廢水治理工藝，提出了UASB+CAS

2、S的組合工藝流程。本設(shè)計工藝流程為：啤酒廢水 格柵 污水提升泵房 調(diào)節(jié)池 UASB反應(yīng)器 CASS池 出水本設(shè)計流程簡單、構(gòu)筑物較少，處理效果較好，且成本低、占地面積小，適合于大中型啤酒廠廢水處理。關(guān)鍵詞啤酒廢水 UASB CASSAbstractThe degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of the beer waste water is that it contains the massive organic matters, so it belongs to th

3、e high concentration organic waste water, therefore its biochemical oxygen demand is also high.The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 2000. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 1100 mg/L , the concentration of COD is 2100 mg/L ,

4、 the concentration of SS is 310 mg/L . For the beer waste water's BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the two effluence standard in the country, which is as following: BOD 20 mg/L

5、, COD 100 mg/L , SS 70 mg/L .This paper analyzes the generation processes of wastewater, the major contaminats and their major sources in beer production. It also introduces the primary biological processing techniques of aerobic and anaerobic treatment. According to the product scale of beer brewer

6、y, the main standard of draining waternatural materials, and so on, the main process technology of the beer waste water disposal station is defined as UASB + CASS .The technological process of this design is:Beer waste water Screens The sewage lift pump house Regulates tank Reaction tank of UASB Tan

7、k of CASS Treatment water The advantage of the design is that the process is simple and the sorts of buildings are few. Whats more, it has better treatment and less cost. So it is suitable for big and medium-sized wastewater treatment plants.Keywords beer waste water UASB CASS目 錄摘要IAbstractII目 錄III第

8、1章 緒論11.1.1 啤酒廢水特點11.1.2 啤酒廢水危害11.1.3 啤酒廢水處理意義1研究主要成果3發(fā)展趨勢：4存在問題5第2章 啤酒廢水處理工藝設(shè)計72.2.1 方案一 水解酸化-好氧技術(shù)82.2.2 方案二 UASB反應(yīng)器-好氧技術(shù)8第3章 處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算133.1.1 設(shè)計參數(shù)133.1.2 設(shè)計計算13格柵選型15設(shè)計說明153.2.2 設(shè)計參數(shù)15設(shè)計計算153.3.1 設(shè)計參數(shù)163.3.2 設(shè)計計算163.3.2.1 機型選取163.3.2.1 每日的去渣量163.4.1 設(shè)計參數(shù)173.4.1.1 參數(shù)選取17 設(shè)計水質(zhì)173.4.1.3 設(shè)計水量173.4.2

9、設(shè)計計算173.4.2.1 反應(yīng)器容積計算173.4.2.2 三相分離器設(shè)計193.4.2.3 進水系統(tǒng)設(shè)計23排泥系統(tǒng)設(shè)計計算24出水系統(tǒng)設(shè)計計算24沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計計算26設(shè)計說明27設(shè)計水質(zhì)28設(shè)計參數(shù)28設(shè)計計算28運行周期及時間的確定28反應(yīng)池的容積及構(gòu)造29污泥COD負荷計算31產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)31需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算323.5.3.6 CASS反應(yīng)池液位控制36排出裝置的選擇37第4章 污水處理廠總體布置414.2.1 平面布置的一般原則和要求424.2.2 具體平面布置434.3.1 高程布置原則434.3.2 水頭損失計算44高程確定46結(jié)論47參考文獻48致謝50附錄1

10、51附錄254附錄356附錄460第1章 緒論1.1 課題背景 啤酒廢水特點 啤酒生產(chǎn)廢水的特點是水量大，無毒有害，屬中高濃度有機廢水。排放的啤酒廢水超標項目主要是COD、BOD、SS、pH值四項。我國啤酒廠廢水水質(zhì)其COD含量大多在1000-2500mg/L之間，BOD含量在500-1500mg/L之間，具有較高的生物可降解性。廢水水質(zhì)在不同季節(jié)也有一定各差別，尤其是處于高峰流量時的啤酒廢水，其有機物的含量也處于高峰。一般的說，每生產(chǎn)成品水1t排放COD污染物約25kg，BOD污染物15kg，懸浮固體15kg。廢水排放量大，一般夏季生產(chǎn)量大于冬季，水量也因此變化，甚至每周也有水量的變化。有的

11、工廠啤酒生產(chǎn)每周七天日夜連續(xù)運行，但瓶裝工序在周末停止兩天。因此，到周一時廢水排放出現(xiàn)高峰。1.1.2 啤酒廢水危害 啤酒工業(yè)廢水主要含糖類,醇類等有機物,有機物濃度較高,雖然無毒,但易于腐敗,排入水體要消耗大量的溶解氧,對水體環(huán)境造成嚴重危害。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別,處于高峰流量時的啤酒廢水,有機物含量也處于高峰。 1.1.3 啤酒廢水處理意義隨著我國啤酒工業(yè)的迅速發(fā)展，啤酒工業(yè)廢水的排放量也相應(yīng)增加，污染程度加重。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)100t啤酒所排出的廢水其BOD值(生物需氧量：廢水在20下5d內(nèi)利用微生物分解有機物所需的含氧量)相當于14000人的生活污水BOD值

12、，其SS值(懸浮固體物：飄浮在廢水表面和懸浮在廢水中的固體)相當于8000人的生活污水SS值。因此啤酒廠廢水處理亦當同步發(fā)展，才能保證經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益三者的統(tǒng)一。結(jié)合我國企業(yè)的實際情況對啤酒廢水的治理技術(shù)進行分析探討，研究先進合理的治理工藝在當前具有普遍的現(xiàn)實意義。1.2 啤酒廢水的處理工藝根據(jù)國內(nèi)外啤酒生產(chǎn)工藝比較最終選擇厭氧與好氧相結(jié)合的工藝，厭氧選擇用UASB，好氧選擇CASS。1.3 課題國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國啤酒廢水主要處理工藝由于啤酒廢水的水量較大，水中污染物濃度高，性質(zhì)接近于生活污水，可生化性良好，所以目前國內(nèi)多數(shù)企業(yè)均主要采用生化法處理啤酒廢水，其又可以大致分為好氧生物處

13、理法及厭氧生物處理法11 好氧生物處理好氧生物處理是指在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的有機物，其產(chǎn)物有二氧化碳、水及能量。但由于此法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高。其中包括活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、膜一生物反應(yīng)器12 厭氧生物處理傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵工藝需要較高的溫度、較長的停留時間，且處理效能低。20世紀60年代末以來世界上先后出現(xiàn)了厭氧濾池(AF)、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)，兩相厭氧消化(TPAD)等工藝，以其較高的容積負荷率和較短的水力停留時間受到人們的關(guān)注，被稱為第二代厭氧反應(yīng)器。經(jīng)過實踐證明，這類反應(yīng)器完全適用于處理啤酒廢水，

14、而且厭氧消化工藝相似于啤酒釀造、發(fā)酵生產(chǎn)工藝，很容易被啤酒廠家所掌握。研究主要成果啤酒廢水處理受到關(guān)注，并日益向著節(jié)資、節(jié)能、節(jié)地、高效、回收利用有用物質(zhì)的方向發(fā)展，使得廢水處理對于每個啤酒生產(chǎn)廠家來說都變得切實可行。許為義設(shè)計用生態(tài)工程系統(tǒng)（EES）對啤酒廢水處理利用時，實現(xiàn)了啤酒廢水負價值被動處理轉(zhuǎn)變?yōu)檎齼r值的資源化、生態(tài)化與經(jīng)濟化的利用目標。鄭愛榕等應(yīng)用PSB 和螺旋藻研究了啤酒廢水的凈化和利用，試驗表明不僅能高效的處理啤酒廢水且能回收數(shù)量可觀的含高蛋白的螺旋藻。滿春生等應(yīng)用啤酒廢水培養(yǎng)單細胞蛋白（SCP）獲得了豐富的含高蛋白的營養(yǎng)物。高玉榮等在研究啤酒廢水生物凈化時，最后得到大量魚蝦和

15、其他動物的優(yōu)質(zhì)餌料生物大型蚤藻。發(fā)展趨勢：盡管目前污水處理技術(shù)眾多, 但其發(fā)展目標是一致的, 即以發(fā)展綠色技術(shù)、實現(xiàn)資源可持續(xù)開發(fā)利用和生態(tài)安全為目標。根據(jù)國內(nèi)外研究動向, 啤酒廢水處理技術(shù)發(fā)展趨勢將表現(xiàn)在以下幾個方面:(1) 引入清潔生產(chǎn)的概念, 從改進生產(chǎn)工藝入手, 降低污染物的產(chǎn)生和排放, 可對環(huán)境起到標本兼治的目的。(2) 充分利用新技術(shù)對現(xiàn)有的啤酒廢水處理工藝進行因地制宜的技術(shù)改造, 采用高效節(jié)能的生物反應(yīng)器。(3) 實行污水規(guī)?；刑幚? 可免除重復性設(shè)備投資, 易于采用新技術(shù)。(4) 啤酒廢水中含有多種有用物質(zhì), 在處理前應(yīng)盡量回收有用的固體物質(zhì), 經(jīng)加工后作飼料添加劑或藥品,

16、 在處理時應(yīng)多考慮變廢為寶, 提高經(jīng)濟效益。(5) 針對啤酒廢水中有機物含量高、生物降解性差的特點, 同時考慮能源緊張的形勢, 主要采用厭氧2好氧聯(lián)合技術(shù), 并將產(chǎn)生的污泥干化后作肥料使用。(6) 當前全球水資源緊張已成為世界關(guān)注的焦點, 而啤酒廢水有害無毒,如能將其凈化后回收利用, 可達到節(jié)約水資源的目的。(7) 在污水處理中實行自動化控制技術(shù), 實現(xiàn)反應(yīng)器自控管理, 將會節(jié)省人力。(8) 開發(fā)生物基因技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用, 向著節(jié)能、回收有用物質(zhì)的方向發(fā)展。存在問題近年來, 對啤酒廢水處理有了很大的發(fā)展, 好氧法提供了可實用的技術(shù)手段, 厭氧- 好氧串聯(lián)工藝在啤酒處理工藝中具有優(yōu)勢, 新興

17、的生物處理技術(shù)則為我們開辟了新的思路。我們在應(yīng)用時, 一方面要注意從源頭控制, 加強管理, 根據(jù)清潔生產(chǎn)的要求, 以預防為主, 從現(xiàn)行啤酒企業(yè)預防污染技術(shù)角度出發(fā), 優(yōu)化生產(chǎn)工藝, 盡量提高廢物回收利用率, 實現(xiàn)資源化和污染物的減量化。另一方面, 處理工藝應(yīng)用時也要謹慎, 要掌握新技術(shù)、新工藝的原理及優(yōu)缺點,注意其使用條件并在設(shè)計中留有一定的余地,使啤酒廢水處理技術(shù)真正朝著綜合治理方向發(fā)展, 實現(xiàn)啤酒廢水治理的環(huán)境效益和經(jīng)濟效統(tǒng)一。1.4 本設(shè)計的研究內(nèi)容啤酒廠排放的廢水超標項目主要是COD、BOD5、SS 三項。啤酒生產(chǎn)的廢水主要來自兩個方面，一是大量的冷卻水（糖化，麥芽冷卻，發(fā)酵等），二是

18、大量的洗滌水，沖洗水（各種罐洗滌水，瓶洗滌水等）。由此可見，啤酒廢水的特點是水量大，無毒有害，屬高濃度有機廢水，具有COD濃度高、含固率較大、廢水水量極度不均勻等特點，因此治理工作通常比較困難。根據(jù)廢水特點，設(shè)計穩(wěn)定和經(jīng)濟技術(shù)合理的UASB式活性污泥處理工藝，保證廢水達到國家污水綜合排放二級標準，同時使投資、占地面積、運行管理度達到最佳設(shè)置。采用此工藝，不但使處理流程簡潔，也節(jié)省了運行費用，在降低廢水濃度的同時，還可以回收在處理過程中所產(chǎn)沼氣作為能源的利用。但是厭氧處理效果受廢水的水溫、pH、有毒物質(zhì)等環(huán)境條件影響較大。第2章 啤酒廢水處理工藝設(shè)計2.1廢水生物處理工藝選擇原則（1）在確定工藝

19、流程之前，需要對原水的水質(zhì)情況有全面的了解，摸清廢水中污染物質(zhì)的種類、數(shù)量和組成。工藝方法應(yīng)適應(yīng)國家和地方的有關(guān)規(guī)定，嚴格遵守國家地方有關(guān)環(huán)境保護法律、法規(guī)，保護改善周邊的生態(tài)環(huán)境，處理后的水質(zhì)指標達到規(guī)定的設(shè)計要求。確定的工藝應(yīng)能適應(yīng)一定范圍內(nèi)水質(zhì)水量較大的變化，抗沖擊負荷能力強。（2）在確保達到處理要求的前提下，盡量減少投資和運行成本，運用類比方法參考類似項目的運行經(jīng)驗，進行技術(shù)經(jīng)濟分析綜合考慮確定最佳的工藝流程方案。（3）全面考察項目所在地的自然環(huán)境和社會環(huán)境現(xiàn)狀，并結(jié)合考慮廢水生物處理的特點。北方寒冷地區(qū)最好選擇適合在低溫條件或者對溫度變化要求不高的處理工藝運行。（4）工藝流程的選擇應(yīng)

20、盡量考慮成熟的工藝流程，當然也可以選擇技術(shù)先進的工藝，但是必須要考慮好先進技術(shù)和工藝和理性可行之間的關(guān)系，對把握不大或者難處理的廢水應(yīng)做好試驗工作，甚至進行小試和中試試驗，以實驗結(jié)論作為工藝設(shè)計的參考依據(jù)，這樣才能保證最終工藝方案的可行，將風險降低到最低程度。工藝的先進性也體現(xiàn)了廢水處理項目的總投資、運行費用和管理等方面的內(nèi)容，最好是選擇處理能耗地、效率高、管理方便、產(chǎn)物能得到利用同時符合清潔生產(chǎn)要求的處理工藝路線。對不成熟的，尚在試驗階段的新處理技術(shù)、新處理工藝、新處理裝備應(yīng)慎重考慮對待。（5）當然工藝選擇的原則還是先易后難、先粗后細、先成本低后成本高的方法。最好處理工藝是簡潔和簡單的，因為

21、簡潔和簡單的工藝是成熟的、穩(wěn)定的和可靠的?？傊?，廢水生物處理工藝的選擇應(yīng)綜合考慮多方面的影響因素，全面衡量，進行多方案的比較確定才能得到最終方案。上述幾條原則只是基本原則，在實際具體的工藝實踐中，應(yīng)該眼光放遠點，涉及要有前瞻性，使工藝流程不僅能滿足現(xiàn)在的需要，也要盡量符合將來的處理要求。2,72.2 處理技術(shù)的提出及選擇 方案一 水解酸化-好氧技術(shù) 水解是利用厭氧反應(yīng)中的水解酸化階段而放棄停留時間較長的產(chǎn)甲烷階段。水解對有機物具有較高的去除率，特別是對懸浮物的去除率顯著高于具有相同停留時間的初沉池。水解反應(yīng)可使啤酒廢水中的難降解有機物大分子轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到獾挠袡C物小分子，出水的可生化性能得到改善，

22、使后續(xù)處理工藝變得簡單。與此同時，懸浮固體廢棄物被水解為可溶性物質(zhì)，使污泥得到處理，其后可采用各種好氧工藝。一般啤酒廢水不需要水解酸化，但由于啤酒廢水的懸浮性成分較高，而水解池又具有有效截流去除懸浮顆粒物的特性，因而將其應(yīng)用于啤酒廢水的處理可除去相當一部分有機物。同時，水解反映器水力停留時間短，在低溫下仍有較好的去除率。 方案二 UASB反應(yīng)器-好氧技術(shù)UASB是升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的簡稱?；驹硎牵簭U水中的有機污染物在厭氧條件下，經(jīng)微生物分解，轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等，所產(chǎn)氣體（沼氣）含甲烷大于70%，可作為能源燃料、發(fā)電等，既去除了有機污染物有回收了能源。UASB反應(yīng)器集生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)與沉

23、淀于一體，結(jié)構(gòu)緊湊，廢水由配水系統(tǒng)從反應(yīng)器底部進入，通過反應(yīng)區(qū)經(jīng)氣、固、液三相分離器進入沉淀區(qū)，氣、固、液分離后沼氣由氣室收集，再由沼氣管流向沼氣柜；固體(污泥)由沉淀區(qū)沉淀后自行返回反應(yīng)區(qū)，沉淀后的處理水從出水槽排出；UASB反應(yīng)器內(nèi)不設(shè)攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的氣流足可以滿足攪拌要求。反應(yīng)器內(nèi)的三相分離器可使反應(yīng)器內(nèi)保持高活性、高沉淀性能的厭氧微生物，從而在工藝上較一般厭氧裝置效率高，可節(jié)省投資與占地面積。厭氧處理出水可做農(nóng)田灌溉，也可接好氧處理進一步降低出水中的有機物含量，達到工業(yè)污水的排放標準。該技術(shù)現(xiàn)已被推薦為“國家環(huán)保最佳實用技術(shù)”，并已有許多座用于高濃度有機廢水的處理中，目前

24、運行狀況均良好，達到了設(shè)計要求。UASB有如下優(yōu)點：（1）污泥顆?；狗磻?yīng)器對不利條件抗性增強；（2）沉降性能好，不設(shè)沉淀池，無需污泥回流，簡化了工藝，節(jié)省了投資和運行費用；（3）不設(shè)填料，提高容積利用率，避免堵塞；（4）消化產(chǎn)氣，污泥上浮，造成一定的攪拌，因此不設(shè)攪拌設(shè)備；（5）污泥濃度和有機負荷高，停留時間短；（6）運行費用低，并可回收沼氣?？梢钥闯?，在大多數(shù)情況下，UASB-好氧工藝的優(yōu)點(表2-1)遠遠大于其缺點表(2-2)。UASB集中處理啤酒生產(chǎn)工藝中排放的高濃度有機廢水，是北方啤酒廠工藝廢水綜合治理的最佳方法。它解決了北方啤酒廠露天曝氣池無法過冬的難題。表2-1 厭氧UASB技術(shù)

25、的優(yōu)點1，13UASB反應(yīng)器-好氧技術(shù)與水解酸化-好氧技術(shù)相比提高了工藝穩(wěn)定性沒有污泥膨脹現(xiàn)象減少了剩余污泥處理、處置費用是水解工藝的35%減少了氮和磷的補充費用啤酒廢水相同減少了處理裝置總體積是水解工藝的55%節(jié)省能源，確保生態(tài)和經(jīng)濟效益是水解工藝的15%減少污泥脫水的藥劑費用是水解工藝的60%表2-2 厭氧UASB技術(shù)可能的缺點1，13需要長的啟動時間培養(yǎng)生物量在低濃度或碳水化合物廢水中存在堿度能力不足的可能在一些情況下對于排放地表水出水水質(zhì)不多對低濃度廢水產(chǎn)生的甲烷不足以將廢水加熱到20最佳溫度2.3 好氧工藝的選擇 由于啤酒廢水濃度較高，經(jīng)處理后出水達不到排放標準，需繼續(xù)進行好氧處理。

26、現(xiàn)對生物接觸氧化，SBR和三溝式氧化溝三種方案進行比較，如所示。 UASB+SBR法處理工藝與水解酸化+SBR處理工藝相比有以下優(yōu)點：節(jié)約廢水處理費用。UASB取代原水解酸化池作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，削減了全部進水COD的75%，從而降低后續(xù)SBR池的處理負荷，使SBR池在廢水處理量增加的情況下，運行周期同樣為12 h，廢水也能達標排放。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節(jié)約1 5002 500 m 3 廢水的處理費用，節(jié)約能耗約21.4 萬元/a。節(jié)約污泥處理費用。廢水經(jīng)過UASB處理后，75%的有機物被去除，使SBR處理負荷大大降低，產(chǎn)泥

27、量相應(yīng)減少。水解酸化+SBR處理工藝工藝計算，產(chǎn)泥量達17 t/d(產(chǎn)泥率為0.3 kg污泥/kgCOD，污泥含水率為80%)，UASB+SBR法處理工藝產(chǎn)泥量只有5 t/d(含水率為80%)左右，只有水解酸化+SBR處理工藝的1/3，污泥處理費用大大減少，節(jié)約污泥處理費用約為20元/日。SBR法的改進工藝。如下：2.4工藝流程說明廢水經(jīng)過格柵后,除去較大的懸浮物及漂浮物,進入調(diào)節(jié)池,經(jīng)提升泵至UASB反應(yīng)器進行厭氧發(fā)酵,然后現(xiàn)進入CASS反應(yīng)器進行好氧處理，其工藝流程圖見圖2-1.格柵提升泵過濾機沼氣柜調(diào)節(jié)池UASB反應(yīng)器CASS反應(yīng)池污泥濃縮池脫水間廢水污水泥外運污泥達標排放集泥井消毒圖2

28、-1 廢水處理工藝流程圖本章小結(jié)本章根據(jù)污水的原始設(shè)計資料，結(jié)合污水特點，提出了水解酸化處理工藝。該流程為物理，化學，生物化學的組合工藝，實現(xiàn)處理后的水達標排放。第3章 處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算3.1 格柵 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q = 8000m3/d = 0.093m3/s ；取中格柵，柵條選圓鋼；柵條寬度S=0.02m，柵條間隙e=0.02m，格柵安裝傾角=60°，便于除渣操作 設(shè)計計算由于本設(shè)計水量較少，故格柵直接安置于排不渠道中。平均日流量 最大日流量格柵間隙數(shù)設(shè)柵前水深h=0.3m，過柵流速v=0.7m/s。柵條間隙數(shù)，取25其中 最大設(shè)計流量，m3/s；柵條間隙，m；柵前水深，m

29、；過柵流速，m/s。柵槽寬度設(shè)計采用圓鋼為柵條，即=0.02m。柵槽寬度柵槽實取寬度=1.0m。過柵水頭損失柵條斷面為圓形斷面，由公式： 得，取120mm。其中阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)，圓形鋼，形狀系數(shù)； 系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；重力加速度，m/s2柵后槽總高度取柵前渠道超高h2=0.3m柵前槽高H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m柵后槽總高度H= H1+h1=0.6+0.12=0.72m進水渠道漸寬部分長度設(shè)進水渠寬B2=0.2m，進水部分展開角度進水渠道漸寬部分長度柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度柵槽總長度每日柵渣量每日柵渣量其中 柵渣量，格柵間隙

30、為1625mm時， =0.100.05；格柵間隙為3050mm時， =0.030.01污水流量總變化系數(shù)，工業(yè)廢水取1.2。格柵間距為20mm，設(shè)柵渣量=0.07，>0.2,采用機械清渣。格柵選型格柵間幾何尺寸為10m×6m×6m。內(nèi)設(shè)自動機械格柵CF1500兩臺及皮帶輸送機一臺。每臺機械格柵寬1.50m，柵條凈間距25mm。配用電機功率P=2.0kw，過水能力60000 m3/d。機械格柵前后均設(shè)寬為1.5米的電動閘板（共兩臺），配用電機功率P=1.0kw。根據(jù)機械格柵前后水位高差自動控制機械格柵耙子的開停：正常水位高差為0.25m，當水位高差超過0.35m時自動開

31、，水位高差恢復至0.25m時自動停。攔截物經(jīng)皮帶輸送機輸送至存放箱后裝車外運。3.2 調(diào)節(jié)池設(shè)計說明調(diào)節(jié)池是用來均衡調(diào)節(jié)污水水量、水質(zhì)、水溫的變化，降低對生物處理設(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)計參數(shù)水力停留時間T = 6h ；設(shè)計流量Q = 8000m3/d = 333.3m3/h ；設(shè)計計算有效容積為：V = QT = 333.3×6 = 2000 m3 取池子總高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m，則池面積為：A = V/h = 2000/5 = 400 m3池長取L = 10.5 m ,池寬取B = 10.

32、5 m ，則池子總尺寸為：L×B×H = 10.5×10.5×5.5=606.4 m3調(diào)節(jié)池的攪拌器：使廢水混合均勻，調(diào)節(jié)池下設(shè)潛水攪拌機，選型QJB7.5/6640/3-303/c/s1臺。3.3 過濾機 設(shè)計參數(shù)過濾機設(shè)計水量為：Q = 8000 m3/d = 333.3 m3/h = 0.0926 m3/s過濾機進出水水質(zhì)指標如表3.1：表3.1 過濾機進出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標CODBODSS進水水質(zhì)(mg/l)22001300310去除率（%）7750出水水質(zhì)(mg/l)20461209155 設(shè)計計算.1 機型選取選取表3.2：過濾面積/m2筒體

33、直徑/mm工作壓/mpa工作溫度/59000.4.1 每日的去渣量W = 式中：Q - 設(shè)計流量，m3/dC0 - 進水懸浮物濃度，kg/m3C1 - 出水懸浮物濃度，kg/m3P0 - 污泥含水率，以97%計 - 污泥密度，以1000kg/m3計W = = 10.33m3/d3.4 UASB反應(yīng)池 設(shè)計參數(shù).1 參數(shù)選取設(shè)計參數(shù)選取如下：容積負荷（Nv）為：4.5kgCOD/(m3·d) ；污泥產(chǎn)率為：0.1kgMLSS/kgCOD ；產(chǎn)氣率為：0.4m3/kgCOD 。.2 設(shè)計水質(zhì)UASB反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標如表3.3：表3.3：UASB反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標CODBOD

34、SS進水水質(zhì)(mg/l)20461209155去除率（%）808550出水水質(zhì)(mg/l)409.2181.3577.5.3 設(shè)計水量Q = 8000m3/d = 333.3m3/h = 0.093m3/s 設(shè)計計算 .1 反應(yīng)器容積計算1.UASB有效容積為(包括沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū))：V有效 = 式中：V有效 - 反應(yīng)器有效容積，m3Q - 設(shè)計流量，m3/dS0 - 進水有機物濃量,kgCOD/m3Nv -容積負荷,kgCOD/(m3·d)V有效 = = 36373m32. UASB反應(yīng)器的形狀和尺寸 根據(jù)經(jīng)驗，UASB最經(jīng)濟的高度一般在46米之間，并且大多數(shù)情況下，這也是系統(tǒng)最優(yōu)的

35、運行范圍。1 反應(yīng)器有效高度為5m，則橫截面積 A = = = 727.46 m2采用2座相同的UASB反應(yīng)器, 則:單池面積 A1 = = = 363.73 m2采用公壁建造四邊行池比圓形池較經(jīng)濟，有關(guān)資料顯示，當長寬比在2：1左右時，基建投資最省。取池長L = 13 m ，寬B = =27.98 m，取28 m則實際橫截面積為：A2 = L × B = 13 × 28 = 364 m2設(shè)計反應(yīng)池總高H=6.5m，其中超高0.5 m （一般應(yīng)用時反應(yīng)池裝液量為70%-90%） 單池總?cè)莘e 單池有效反應(yīng)容積 單個反應(yīng)器實際尺寸 13m×28 m×6.5

36、m 反應(yīng)器數(shù)量 2座 總池面積 反應(yīng)器總?cè)莘e 總有效反應(yīng)容積，符合要求UASB體積有效系數(shù) 在70%-90%之間，符合要求。 水力停留時間（HRT）及水力負荷率(Vr).2 三相分離器設(shè)計三相分離器設(shè)計計算草圖見圖3.1：h4bb2b1b3h2h1h3DCBAEV1V2圖3.1：三相分離器幾何尺寸圖1.設(shè)計說明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)計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計。2.沉淀區(qū)的設(shè)計三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計同二次沉淀池的設(shè)計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣

37、體，這對固液分離不利，故設(shè)計時應(yīng)滿足以下要求：沉淀區(qū)水力表面負荷 < 1.0 m/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水力停留時間介于1.52 h如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果。本工程設(shè)計中，與短邊平行，沿長邊每池布置4個集氣罩，構(gòu)成4個分離單元，則每池設(shè)置4個三相分離器。三相分離器長度B=7m ，每個單元寬度b=L/4=13/4=3.25m 。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的水平面積，即91 m2沉淀區(qū)表面水力負荷為：q = = = 0.46 < 1.0 ，符合設(shè)計

38、要求。3.回流縫設(shè)計設(shè)單元三相分離器的寬度b = 2.4 m ,上下三角行集氣罩斜面水平夾角為55°，取保護水層高度h1 = 0.5 m ,下三角形高度h3 = 1.2 m ，上三角形頂水深h2 = 0.5 m ，設(shè)每個UASB池的回流縫的數(shù)目為2 ，則下三角形集氣罩底部寬為：b1 = h3/tg式中：b1-下三角集氣罩底水平寬度，m; -下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; b1 = = 0.84 m則相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離：b2 = b - 2 b1 = 3.25 2 × 0.84 = 1.57 m 則下三角形回流縫面積為： S

39、1 = b2·l·n = 1.57 ×7× 4 = 43.96 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)可用下式計算： V1 = Q1/S1式中： Q1-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；V1 = = 3.79 m/h < 2.0 m/s,符合設(shè)計要求。設(shè)上三角形集氣罩回流縫的寬度b3 =CD= 0.45 m ,則上三角形回流縫面積為： S2 = b3·l·2n = 0.45 × 7 × 2 × 4 = 25.2 m2 上下三角形集氣罩之間回流逢

40、中流速(V2)可用下式計算： V2 = Q1/S2，式中：Q2-反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S2 -上三角形集氣罩回流逢之間面積，m2； V1 = = 6.61 m/h V1 < V2 < 2.0 m/s,符合設(shè)計要求。確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知： BC = b3/sin35°= 0.45/0.5736 0.78 m CE = CDSin55°= 0.45×Sin55°=0.37m CB =設(shè)AB = 0.6 m ，則上三角形高為： h4 = (AB·cos55°+ b2/2)· = (0.6

41、× 0.5736 + 1.57/2) × 1.4281 = 1.613 m校核氣液分離。 假定氣泡上升流速和水流流速不變沿AB方向水流速度：式中：B 三相分離器長度N 每池三相分離器數(shù)量氣泡上升速度： Vb = 式中： d 氣泡直徑，cm；1 液體密度，g/cm3；g 沼氣密度，g/cm3； 碰撞系數(shù)，取0.95； 廢水的動力粘滯系數(shù)，0.02g/cm·s；V 液體的運動粘滯系數(shù)，cm2/s4.氣液分離設(shè)計取d = 0.01cm(氣泡)，T = 200，1 = 1.03g/cm3, g = 1.2×10-3g/cm3 ， V = 0.0101cm2/s

42、, = 0.95 ，= V1 = 0.0101×1.03 = 0.0104g/cm·s 。一般廢水的>凈水的,故取= 0.02g/cm·s 。由斯托克斯工式可得氣體上升速度為：Vb = = = 0.266cm/s= 9.58m/hVa = V2 = 1.63 m/h ，則： = = 1.19 , = = 1.07 > ,故滿足設(shè)計要求。5. 三相分離器與UASB高度設(shè)計三相分離區(qū)總高度 h= h2 + h3 + h4h5 h2為集氣罩以上的覆蓋水深，取0.5m。UASB總高H = 6.5m，沉淀區(qū)高2.5m，污泥區(qū)高1.5m，懸浮區(qū)高2.0m，超高0.

43、5m。.3 進水系統(tǒng)設(shè)計1. 配水系統(tǒng)采用穿孔配管，進水管總管徑取200，流速約為0.95 m/s。每個反應(yīng)器設(shè)置10根DN150支管，每根管之間的中心距離為1.5 m，配水孔徑采用16，孔距1.5 m，每孔服務(wù)面積為1.5×1.5=2.25 ，孔徑向下，穿孔管距離反應(yīng)池底0.2 m，每個反應(yīng)器有36個出水孔，采用連續(xù)進水。2. 布水孔孔徑共設(shè)置布水孔66個，出水流速u選為2.2m/s，則孔徑為3. 驗證常溫下，容積負荷（Nv）為：4.5kgCOD/(m3·d)；產(chǎn)氣率為：0.4m3/kgCOD ；需滿足空塔水流速度uk1.0 m/h,空塔沼氣上升流速ug1.0 m/h。

44、空塔水流速度 1.0 m/h 符合要求。空塔氣流速度 1.0 m/h 符合要求。.4排泥系統(tǒng)設(shè)計計算1. UASB反應(yīng)器中污泥總量計算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃度為15gVSS/L,則兩座UASB反應(yīng)器中污泥總量： 。2. 產(chǎn)泥量計算 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量?。?.07kgMLSS/kgCOD UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥量 式中：X UASB反應(yīng)器產(chǎn)泥量，kgVSS/d ；r 厭氧生物處理污泥產(chǎn)量，kgVSS/kgCOD；Co 進水COD濃度kg/m3；E 去除率，本設(shè)計中取80%。 據(jù)VSS/SS = 0.8，X=1309.44/0.8=1636.8 kgSS/d單池

45、產(chǎn)泥 Xi = X/2 = 1636.8/2 = 818.2 kgSS/d污泥含水率為98%，當含水率95%，取，則污泥產(chǎn)量 單池排泥量 污泥齡3. 排泥系統(tǒng)設(shè)計在UASB三相分離器下0.5m和底部400高處，各設(shè)置一個排泥口，共兩個排泥口。每天排泥一次。.5出水系統(tǒng)設(shè)計計算出水系統(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泻艽蟮挠绊憽?. 出水槽設(shè)計 對于每個反應(yīng)池，有4個單元三相分離器，出水槽共有4條，槽寬0.3m。 單個反應(yīng)器流量 設(shè)出水槽口附近水流速度為0.2 m/s，則 槽口附近水深 取槽口附近水深為0.25 m，出水槽坡度為0.01；出水槽尺寸8 m&#

46、215;0.3 m×0.25 m；出水槽數(shù)量為4座。2. 溢流堰設(shè)計 出水槽溢流堰共有12條（6×2），每條長10 m，設(shè)計900三角堰，堰高50，堰口水面寬b=50。每個UASB反應(yīng)器處理水量28L/s,查知溢流負荷為1-2 L/（m·s），設(shè)計溢流負荷f = 1.117 L/（m·s），則堰上水面總長為： 。三角堰數(shù)量： 個，每條溢流堰三角堰數(shù)量：504/12=42個。一條溢流堰上共有42個100的堰口，42個140的間隙。堰上水頭校核每個堰出流率：按900三角堰計算公式，堰上水頭：出水渠設(shè)計計算 反應(yīng)器沿長邊設(shè)一條矩形出水渠，4條出水槽的出水流至此

47、出水渠。設(shè)出水渠寬0.8m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度為0.3m/s。渠口附近水深 以出水槽槽口為基準計算，出水渠渠深：0.25+0.368=0.6m，離出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為14.67米，出水渠長為 14.67+0.1=14.77m，出水渠尺寸為 14.77m×0.8m×0.6m，向渠口坡度0.001。 UASB排水管設(shè)計計算選用DN250鋼管排水，充滿度為0.6，管內(nèi)水流速度為.6沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計計算1. 沼氣產(chǎn)量計算 沼氣主要產(chǎn)生厭氧階段，設(shè)計產(chǎn)氣率取0.4?？偖a(chǎn)氣量 每個UASB反應(yīng)器的產(chǎn)氣量 集氣管 每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個

48、池子共有13根集氣管。每根集氣管內(nèi)最大氣流量據(jù)資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑d=100mm,取100.沼氣主管 每池8根集氣管先通到一根單池主管，然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管，單池沼氣主管管道坡度為0.5%.單池沼氣主管內(nèi)最大氣流量 取D=150，充滿度為0.8，則流速為 兩池沼氣最大氣流量為取DN=250，充滿度為0.6；流速為 2. 水封灌設(shè)計水封灌主要是用來控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時，浮渣或浮沫可能會引起出氣管的堵塞或使氣體部分進入沉降室，同時兼有有排泥和排除冷凝水作用。 水封高度式中： 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

49、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H0為400H2O。水封灌 水封高度取1.5 m，水封灌面積一般為進氣管面積的4倍，則 水封灌直徑取0.5m。3. 氣水分離器氣水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用500×H1800鋼制氣水分離器一個，氣水分離器中預裝鋼絲填料，在氣水分離器前設(shè)置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設(shè)流量計及壓力表。4. 沼氣柜容積確定由上述計算可知該處理站日產(chǎn)沼氣8960，則沼氣柜容積應(yīng)為4h產(chǎn)氣量的體積確定，即。設(shè)計選用300鋼板水槽內(nèi)導軌濕式儲氣柜，尺寸為7000×H6000。3.5 CASS反應(yīng)池設(shè)計說明CASS工藝

50、是SBR工藝的發(fā)展，其前身是ICEAS，由預反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成。預反應(yīng)區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此提高了對難降解有機物的去除效果，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，有以下優(yōu)點：（1）建設(shè)費用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流設(shè)備。（2）運行費用低，節(jié)能效果顯著。（3）有機物去除率高，出水水質(zhì)好，具有良好的脫氮除磷功能。（4）管理簡單，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹。（5）污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。.1設(shè)計水質(zhì)UASB反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標如表3.4：表3.4 CASS反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標 CODBODSS進水水質(zhì)(mg/l)409.2181.477.5去除率（%）859050出水水質(zhì)(m

51、g/l)61.418.138.7設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q = 8000m3/d = 333.3 m3/h =0.093m3/s ；進水COD=409.2mg/L ，去除率為85% ；BOD污泥負荷（Ns）為：0.1kgBOD/MLSS；混合液污泥濃度為：X=4000mg/L ；充水比為： 0.32 ；進水BOD= 181.4 mg/L，去除率為90%。設(shè)計計算.1運行周期及時間的確定1. 曝氣時間式中： 充水比 進水BOD值，mg/l； BOD污泥負荷，kgBOD/MLSS； X 混合液污泥濃度，mg/L。2. 沉淀時間設(shè)曝氣池水深H = 5m，緩沖層高度 =0.5 m，沉淀時間為：3. 運行周期T

52、 設(shè)排水時間td=0.4h,運行周期為每日周期數(shù)： N= 24/6=4.2反應(yīng)池的容積及構(gòu)造1. 反應(yīng)池容積單池容積為 反應(yīng)池總?cè)莘e為 式中：N 周期數(shù)； 單池容積； 總?cè)莘e；n 池數(shù)，本設(shè)計中采用2個CASS池； 充水比。2. CASS反應(yīng)池的構(gòu)造尺寸CASS反應(yīng)池為滿足運行靈活和設(shè)備安裝需要，設(shè)計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)。如圖3-4所示為CASS池構(gòu)造。3-2 CASS池結(jié)構(gòu)示意圖據(jù)資料，B：H=12，L：B=46，取B=8m,L=40 m。所以=40×8×5=1600m3單池面積 CASS池沿長度方向設(shè)一道隔墻，將池體分為預反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分，靠近進

53、水端為CASS池容積的10%左右的預反應(yīng)區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另一部分為主反應(yīng)區(qū)。根據(jù)資料，預反應(yīng)區(qū)長L1=（0.160.25）L，取L1=8 m。3. 連通口尺寸 隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流，設(shè)連通孔的個數(shù)為3個。連通孔孔口面積A1為：式中： Q 每天處理水量，； CASS池子個數(shù) ；U 設(shè)計流水速度，本設(shè)計中U = 50 m/h ； 一日內(nèi)運行周期數(shù) ；A CASS池子的面積， ； 連通孔孔口面積， ； 預反應(yīng)區(qū)池長， ； 池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水機排放最低水位之間的高度，； B 反應(yīng)池寬，。 = = 3.125 m孔口沿隔墻均勻布置，孔口寬度不宜高于1.0，故取0.9，則寬為2.8。.3污泥COD負荷計算由預計COD去除率得其COD去除量為：409.2 則每日去