酒精廠木薯廢水處理工藝課程設計

1、水污染控制工程課程設計報告題目某酒精廠生產(chǎn)廢水處理廠設計系部環(huán)境科學與工程學院專業(yè)班級11級環(huán)境工程（1）班組員指導教師設計時間2013-2014學年第二學期15-16周二一四 年 六 月 三 日目 錄一、設計任務書21.1 設計目的31.2 設計任務及內(nèi)容31.2.1 設計任務31.2.2 設計內(nèi)容31.3 設計資料41.3.1 基本情況41.3.2 設計依據(jù)41.3.3  處理后出水水質要求51.3 課程設計進度計劃51.4 小組任務分配5二、工藝流程的選擇確定52.1 酒精廢水的介紹52.1.1 酒精廢水來源52.1.2 酒精廢水特點62.2 酒精廢水處理方法62.2.1 上流

2、式厭氧污泥床（UASB）法72.2.2 周期循環(huán)活性污泥反應器（CASS）法72.2.3 序批式活性污泥（SBR）法82.2.4 生物接觸氧化法82.3 選擇確定的工藝流程9三、 處理構筑物的設計計算113.1 污泥處理部分113.1.1 格柵113.1.2 調(diào)節(jié)池16 水解酸化池193.1.4 一級UASB反應器的設計223.1.5 二級UASB反應器的設計283.1.6 三相分離器設計323.1.7 SBR的設計383.1.8 風機的設計433.2 污泥處理部分443.2.1 污泥重力濃縮池設計計算443.2.2 貯泥池設計計算463.2.3 厭氧消化池設計計算473.2.3 污泥脫水49

3、3.2.4 污泥最終處置50四、附屬建筑物的確定51五、污水處理廠的總體布置515.1 平面布置設計515.2 高程布置52六、心得與感想53主要參考文獻55一、設計任務書1.1 設計目的本課程是環(huán)境工程專業(yè)的集中實踐教學環(huán)節(jié)，通過污水廠課程設計，鞏固學習成果，加深對水污染控制工程課程內(nèi)容的學習與理解，使學生應用規(guī)范、手冊與文獻資料，進一步掌握設計原則、方法等步驟，達到鞏固、消化課程的主要內(nèi)容，鍛煉獨立工作能力，對污水廠的主體構筑物、輔助設施、計量設備及水廠總體規(guī)劃、管道系統(tǒng)做到一般的技術設計深度，繪制規(guī)范的施工及大樣圖掌握污水廠設計的方法，培養(yǎng)和提高計算能力、設計和繪圖水平。在教師指導下，基

4、本能獨立完成一個中、小型污水處理廠工藝設計，鍛煉和提高學生分析及解決工程問題的能力。1.2 設計任務及內(nèi)容 設計任務根據(jù)已知資料，進行污水處理廠的設計。要求確定污水處理方案和流程，計算各處理構筑物的尺寸和選擇設備，布置污水處理廠總平面圖和高程圖。需上交的設計成果包括1、設計說明書；2、設計圖紙（平面圖、流程高程圖、主要構筑物圖）。 設計內(nèi)容課程設計題目：某酒精廠生產(chǎn)廢水處理廠設計1. 本課程設計包括下列主要內(nèi)容： （1）根據(jù)原始資料（城市基礎資料、水量規(guī)模、進出水水質等）選擇確定污水處理廠工藝流程（包括污水和污泥處理）。 （2）對各構筑物進行工藝計算，確定其形式、數(shù)目和尺寸，選擇設備； （3）

5、進行各處理構筑物的總體布置和污水與污泥處理流程的高程設計；（4）完成平面布置圖和高程圖的繪制；（5）編寫設計說明書在進行課程設計前，盡可能組織參觀與所設計的污水廠相類似的城市污水廠，以加強感性認識。2. 要求參加課程設計的每個學生應當獨立完成下列成果：（1）設計說明書1份；（2）設計圖紙2張（A3規(guī)格）：包括污水廠總體布置圖1張和污泥流程高程圖1張。1.3 設計資料1.3.1 基本情況某酒精廠以薯干為原料，經(jīng)粉碎、蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾等工段制取酒精。每生產(chǎn)1噸酒精，產(chǎn)生12-14噸酒糟廢液，這種酒精廢醪的有機物、固形物和懸浮物的濃度均很大。1.3.2 設計依據(jù)(1) 廢水水量及水質：過濾后出

6、水水量600 m3/dCOD=40000 mg/LBOD5=24000 mg/LSS=18000 mg/LpH=35水溫9598 C(2) 氣象水文資料：風向：春季：南風（東南）夏季：南風（東南、西南）秋季：南風、北風冬季：西北風氣溫：年平均氣溫：78 oC最高氣溫：34 oC最低氣溫：-10 oC凍土深度：60cm地下水位：4-5m地震裂度：6級地基承載力：各層均在120 kPa以上(3) 擬建污水處理廠的場地：為40×60平方米的平坦地，位于主廠區(qū)的北方。酒精生產(chǎn)車間排出的糟液經(jīng)地溝自流入污水廠邊的集水池(V=20m3，池底較污水廠地平面低3.00m)。處理出水接納河流最高洪水水

7、位比污水廠地面低2.5m。1.3.3  處理后出水水質要求處理后水質要求：COD300mg/LBOD5100mg/LSS150mg/LpH：691.3 課程設計進度計劃表1-1 進度計劃表5.265.28接受題目，查找資料、文獻，初步設計處理工藝流程5.296.3確定處理工藝流程，細化設計方案，進行有關設計計算，整理資料，撰寫設計報告書6.46.5檢查、修改圖紙，修改并完成設計報告書終稿1.4 小組任務分配表1-2 小組任務分配表溫麗玲（1116012120）查找資料，討論確定使用工藝流程；部分工藝的計算，繪制高程圖陳倩（1116012152）查找資料，討論確定使用工藝流程；報告書的

8、編寫，繪制污水處理平面布置圖；敖婷（1116012156）查找資料，討論確定使用工藝流程；負責主要的工藝流程計算二、工藝流程的選擇確定2.1 酒精廢水的介紹2.1.1 酒精廢水來源酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機廢水，酒精工業(yè)的污染以水的污染最為嚴重，生產(chǎn)過程中的廢水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟，生產(chǎn)設備的洗滌水、沖洗水，以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。鍋爐房 水 廢氣（CO、CnHm、NOx、SO2、煙塵） 煤 廢渣（粉煤灰、爐渣）原料 保持60 oC 保持30 oC冷卻冷卻酒精蒸餾發(fā)酵糖化蒸煮拌料 粉塵 60 oC 30 oC 冷卻水酒精槽CO2沖洗水沖洗水冷卻水

9、沖洗水粉碎沖洗水圖2-1 發(fā)酵酒精生產(chǎn)污染物的來源與排放2.1.2 酒精廢水特點酒精廢水的主要特點是：懸浮物含量高，平均懸浮物含量高達40000mg/L；溫度高，平均水溫達70，蒸餾釜底排出的廢水溫度高達100；濃度高，廢水的COD高達2-3萬，包括懸浮固體、溶解性COD和膠體，有機物占93%-94%，無機物占6%-7%，有機物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解出去的產(chǎn)品：如丁醇、乙醇等，此外還有500mg/L的有機酸；廢水含有約500mg/L左右的有機酸，廢水呈酸性，運行初期可考慮加堿或污泥的回流以平衡廢水的酸堿度，運行穩(wěn)定后系統(tǒng)具備足夠的緩沖能力，則不需要加堿或回流；無機

10、物主要是來自原料中的灰塵和雜質；廢水的可生化性好。2.2 酒精廢水處理方法酒精工業(yè)廢水常用的處理方法大多為：化學法、物化法、生化法、其他組合工藝等?；瘜W法主要有混凝法、中和法、氧化還原法；物化法主要有萃取法、汽提法、吸附法、膜分離法（電滲析和擴散滲析）、粒子交換；生化法主要有上流式厭氧污泥床（UASB）法、周期循環(huán)活性污泥反應器（CASS）法、序批式活性污泥（SBR）法，普通活性污泥法、生物接觸氧化法；其他組合工藝主要有厭氧-氣浮-UASB-SBR工藝、UASB-生物接觸氧化工藝、酒精槽固液分離-內(nèi)循環(huán)厭氧生物反應器+循環(huán)式活性污泥法（DDG-IC-CASS）工藝、UASB-SBR工藝、EGS

11、B-SBR工藝。2.2.1 上流式厭氧污泥床（UASB）法UASB反應器中的厭氧反應過程與其他厭氧生物處理工藝一樣，包括水解，酸化，產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉化過程而將底物轉化為最終產(chǎn)物沼氣、水等無機物。UASB由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一

12、個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的圖2-2 UASB構造圖反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。2.2.2 周期循環(huán)活性污泥反應器（CASS）法周期循環(huán)活性污泥工藝（CASS）工藝，是在序批式活性污泥法（SBR）的基礎上，反應池沿池長方向設計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應

13、區(qū)，其主反應區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池循環(huán)活性污泥工藝和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。在預反應區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS 圖2-3 CASS原理圖工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變

14、化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。2.2.3 序批式活性污泥（SBR）法序批式活性污泥法，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，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)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。 圖2-4 SBR構造圖2.2.4 生物接觸氧化法生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法，即在生物接觸氧化池內(nèi)裝

15、填一定數(shù)量的填料，利用棲附在填料上的生物膜和充分供應的氧氣，通過生物氧化作用，將廢水中的有機物氧化分解，達到凈化目的。其基本原理與一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附廢水中的有機物，在有氧的條件下，有機物由微生物氧化分解，廢水得到凈化。生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜由菌膠團、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成。在活性污泥法中，絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的因素；而在生物接觸氧化池中，絲狀菌在填料空隙間呈立體結構，大大增加了生物相與廢水的接觸表面，同時因為絲狀菌對多數(shù)有機物具有較強的氧化能力，對水質負荷變化有較大的適應性，所以是提高凈化能力的有力因素。2.3 選擇確定的工藝流程設計工藝的進水水質主

16、要特點為濃度高、溫度高、有機物含量高、懸浮物含量高等。因此，為達到排放要求，本設計主要采用厭氧和好氧的處理工藝。厭氧采用兩相UASB反應器，兩級UASB反應器處理酒精廢水的能力高于單項UASB，好氧采用SBR反應器，具體處理工藝流程如下圖：酸堿罐冷卻塔農(nóng)業(yè)灌溉沼氣回收利用提升泵 水解酸化池 SBR二級UASB一級UASB烘干污泥外排帶式壓濾機污泥濃縮池生產(chǎn)飼料酒精廢水固液分離調(diào)節(jié)池格柵圖2-5 兩級UASB-SBR處理工藝 在選擇確定的工藝流程過程中，生產(chǎn)出的酒精廢水先進行初步固液分離，分離出的固體物質可以回收利用，制作成生產(chǎn)飼料等，減輕后面水質處理負擔，然后經(jīng)過粗細格柵去除懸浮物雜，污泥排入

17、污泥濃縮池，過濾水進入調(diào)節(jié)池，進行PH、酸堿度的調(diào)節(jié)，進入水解酸化池保證進入UASB的SS含量盡可能低，有利于顆粒污泥的形成，經(jīng)過UASB-SBR處理，降解難降解有機物、提高廢水可生化性，得到污泥進行濃縮處理，最后得到廢水進入接觸氧化池調(diào)節(jié)使BOD、COD達標排放。在不影響處理效果的情況下，兩相厭氧消化處理酒精槽廢水時被證明在基質負荷率和甲烷產(chǎn)量方面優(yōu)于單項系統(tǒng)。在保持BOD和COD的去除率分別為85%和65%時，兩相系統(tǒng)的甲烷產(chǎn)量是單相系統(tǒng)的三倍。由于其高有機負荷，即使酒糟廢水經(jīng)過厭氧處理也不符合印度CPCB制定的嚴格的排放標準，生化需要量，化學需氧量，固體廢物在非常高的水平上。此外，酒糟廢

18、水顏色較深，需要大量的水來進行稀釋。污水用大量清水稀釋后排放，這是一個非常昂貴的商品行業(yè)。此外，厭氧消化不好，達不到限制排放的標準。因此，對于厭氧處理的出水水質，好氧處理時必要的。采用SBR進行好氧處理有較大的優(yōu)勢，SBR無需設置調(diào)節(jié)池；SVI值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進行脫氮和除磷反應；應用電動閥、液位計、自動計時器及可編程序控制器等自控儀表，可能使本工藝過程實現(xiàn)全部自動化，而由中心控制室控制；運行管理得當，處理水水質優(yōu)于連續(xù)式；加深池深時，與同樣的BOD-SS負荷的其它方式相比較，占地面積較??；耐沖擊負荷，處理有毒或高濃

19、度有機廢水的能力強。三、 處理構筑物的設計計算3.1 污泥處理部分3.1.1 格柵取中格柵：柵條間隙b=0.02m；柵前流速v1=0.8m/s； 過柵流速v2=0.8m/s；安裝傾角=60°； 設計流量Q=600m3/d=250m3/d=0.0069m3/s； 設計最大流量Qmax=Q×Kz=37.5m3/h =0.0104m3/s (Kz=1.5)設計計算 （1） 柵前水深（h） 進水寬渠 （3-1） （3-2） v1-柵前流速，0.4m/s0.9m/s，取v1=0.8m/s。（2） 柵條間隙數(shù)（n） 取兩臺相同的細格柵（一個用一個備用） 條 （3-3） 取n=8條式中：

20、Qmax -最大設計流量，m3/s； -格柵安裝傾角，（°），取60°；b -格柵間隙，取0.02m；h -柵前水深；v2 -過柵流速，取0.8m/s；（3） 柵槽有效寬度（B） （3-4）式中S -柵條寬帶，柵條斷面為矩形，去0.01m；b -柵條間隙，m；n -格柵間隙數(shù)。（4） 進水渠道漸寬部分長度（l1） 則 （3-5）式中B -柵槽有效寬度，m；B1 -進水渠寬度，m；1 -進水渠展開角，去1=20°；（5） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（l2） （3-6）（6） 過柵水頭損失（h1） （3-7）式中k -系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù)，取k=3； -柵條

21、斷面形狀系數(shù)，斷面為矩形，取=2.42；S -格條寬度，m；v2 -過柵流速，取v2=0.8m/s； -過柵傾角，取 =60°。（7） 柵槽總高度（H） 取柵前渠道超高h2=0.3m 則總高度 （3-8）（8） 柵槽總長度（L） 柵前槽高 （3-9） =（9） 每日柵渣量（W）則 （3-10）式中 Qmax -設計流量，m3/s； W1 -柵渣量（m3/103m3污水），取0.10.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值，取W1=0.6m3/103m3污水。 W=0.041m3/d0.2m3/d（課采用人工清渣）設計參數(shù)取細格柵：柵條間隙b=0.01m；柵前流速v1=0.8m

22、/s； 過柵流速v2=0.8m/s；安裝傾角=60°； 設計流量Q=600m3/d=0.0069m3/s； 設計最大流量Qmax=Q×Kz=0.0104m3/s (Kz=1.5) 設計計算 （1）柵前水深（h） 進水渠寬：根據(jù)式（3-1）（3-2）得 v1-柵前流速，0.4m/s0.9m/s，取v1=0.8m/s。（2）柵條間隙數(shù)（n） 取兩臺相同的細格柵（一個用一個備用） 根據(jù)式（3-3）得 條 取n=15條式中Qmax -最大設計流量，m3/s； -格柵安裝傾角，（°），取60°；b -格柵間隙，取0.01m；h -柵前水深；v2 -過柵流速，取0.

23、8m/s（3） 柵槽有效寬度（B） 按式（3-4）得 式中S -柵條寬帶，柵條斷面為矩形，去0.01m；b -柵條間隙，m；n -格柵間隙數(shù)。（4） 進水渠道漸寬部分長度（l1）按式（3-5）得 則 式中B -柵槽有效寬度，m；B1 -進水渠寬度，m；1 -進水渠展開角，去1=20°。（5） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（l2） 按式（3-6）得 （6）過柵水頭損失（h1） （3-11）式中k -系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù)，取k=3； -柵條斷面形狀系數(shù)，斷面為矩形，取=2.42；S -格條寬度，m；v2 -過柵流速，取v2=0.8m/s； -過柵傾角，取 =60°。（7

24、）柵槽總高度（H） 取柵前渠道超高h2=0.3m 按式（3-8）得 則總高度（8） 柵槽總長度（L） 按式（3-9）得 柵前槽高 =（9） 每日柵渣量（W）按式（3-10）得則 式中Qmax -設計流量，m3/s；W1 -柵渣量（m3/103m3污水），取0.10.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值，取W1=0.9m3/103m3污水。 W=0.062m3/d0.2m3/d（課采用人工清渣） 調(diào)節(jié)池（1） 有效容積 設水力停留時間為T=6h 則 （3-12）（2） 調(diào)節(jié)池水面面積 取池子水深3m，超高為0.5m，有效高度為h=3.5m，則池子面積為： （3-13）（3） 池子總尺寸

25、 池長取L=9m，池寬取B=8m 則（4）每日理論污泥量和污泥體積 設調(diào)節(jié)池內(nèi)懸浮物的去除率為，則每天產(chǎn)生的干污泥的量為： （3-14） 設污泥含水率為，則 （3-15）（5） SS去除率為20% (mg/L)（6） PH的調(diào)節(jié) 酒精廠所排放的廢水的為，呈酸性。過酸或過堿對設備就有腐蝕性。根據(jù)城市廢水排放標準，要求排放的水質為，因此，需要在不引入其他污染物的情況下在調(diào)節(jié)池中加入一定的堿性物質調(diào)節(jié)廢水的。由于強堿會嚴重的腐蝕設備，因此，選擇弱酸強堿鹽來進行調(diào)節(jié)，在這里選擇來調(diào)節(jié)。 由上式可以看出和是1:1的，即 處理前： ；即； 處理后： ，。 此時： ； 。由上式，可以求出，在處理前后，的變化

26、量為： 。即每小時向廢水中加入的。即可調(diào)節(jié)廢水中的達到排放標準。（7）工藝裝備 調(diào)節(jié)池內(nèi)設置潛水攪拌機臺，一臺備用。根據(jù)污水配置的選配攪拌設備，該工程取，則調(diào)節(jié)池的總功率為：。（8）提升泵的選擇：在調(diào)節(jié)池的集水坑中安排臺潛污泵，根據(jù)處理水量和資料查詢，選擇型號為：，一用一備，水泵基本參數(shù)為，處理水量為，揚程為，軸功率，電動機功率為，效率為。（9）熱交換器的的選擇浮動盤管換熱器 1、強化傳熱螺旋形銅盤管采用懸臂固定結構，當熱媒介質(飽和蒸汽或高溫水)流經(jīng)管內(nèi)時，盤管產(chǎn)生高速往返運動，強制換熱管周邊水形成擾動，從而極大地增加了傳熱膜系數(shù)a0，減少管外壁流體熱阻1/a0,提高了總傳熱系數(shù)K。2、自動

27、除垢設備運行中由于盤管高速浮動，水垢很難沉積敷著于管外壁上；同時由于盤管隨溫度變化而產(chǎn)生伸縮現(xiàn)象，即使管外壁形成了少量水垢也會自動脫落(可定期由排污口排出罐外)，解除了傳統(tǒng)煩瑣的除垢工藝，因此，換熱器可以長期保持最佳狀態(tài)運行。3、精確溫控本設備配置高精度“智力式溫度調(diào)節(jié)器”，可連續(xù)自動檢測出水溫度，并指令控制閥調(diào)節(jié)進入盤管內(nèi)的蒸汽(或高溫水)量，因此，即使負荷波動，出水溫度仍可保持在整定值的±2范圍內(nèi)。4、減少占地該設備結構緊湊，占地面積約為同功能列管式換熱器的10%左右，不僅降低了造價，有效利用空間，而且便于運輸和吊裝。 水解酸化池（1） 水解池的容積V (3-16)式中： -水解

28、池容積， -總變化系數(shù)， -設計流量， -水力停留時間，取酒精廠中設計的水解池，分為2格。設每格池寬為3m，水深為4m（一般取）按長寬比2:1設計，則每組水解池池長為，則每組水解池的容積為。（2） 水解池上升流速核算 反應器的高度為：，反應器的高度與上升流速之間的關系為： m/h （3-17）式中：上升流速， 設計流量， 水解池容積， 反應器表面積， 水力停留時間，取水解反應器的上升流速，符合設計要求。（3） SS的去除量，可去除去除SS為： mg/l剩余SS為： mg/l污泥生產(chǎn)量： （3-18）式中：為最大設計流其中量 ，進出水中SS濃度 污泥含水率（此污泥為混合污泥含水率為） 污泥密度（

29、4） COD去除為 COD剩余量：（5） 由于的比值不變則 BOD剩余量：（6）配水方式 采用穿孔管布水器（分支式配水方式），配水支管出水口距池底200mm，位于服務面積的中心，出水管孔徑為20mm。（7）出水收集 出水采用鋼板矩形堰。（8）排泥系統(tǒng)設計 采用靜壓排泥裝置，沿矩形池縱向多點排泥，排泥點設在污泥區(qū)中上部。污泥排放采用定時排泥，每日1-2次，另外，由于反應器底部可能會積累顆粒物質和小砂礪，需在水解池底部設排泥管。3 一級UASB反應器的設計（1） UASB設計說明（2） UASB結構圖 （圖3-2）（3）設計參數(shù)選取如下： 設計處理水質如表3-1 表3-1. 一級UASB反應器進水

30、水質指標水質指標CODBODSS進水水質22000132002880去除率(%)858065出水水質330026401008設計水量為： （4） 反應區(qū)計算表3-2 UASB允許容積負荷4反應溫度/容積負荷/VFA廢水非VFA廢水SS占COD總量30%的廢水15241.531.522046242325612483630101881269351524121891440203215241418UASB有效容積： （3-19）式中：-設計流量， -進水COD含量， -容積負荷，取16將UASB設計成圓形池子，布水均勻，處理效果好。池子面積為 （3-20）式中： -設計流量， -水力負荷， ，取池深為

31、： （3-21）采用一座UASB反應器。則池子直徑為： 取，則實際橫截面積為： 實際表面水力負荷為： （3-22）故符合設計要求。反應區(qū)水力停留時間： （2）配水系統(tǒng)設計 本系統(tǒng)設計為圓形布水器，UASB反應器設36個布水點。 圖3.1.3 UASB布水系統(tǒng)設計草圖圓環(huán)直徑計算：每個孔口服務面積為: (3-23)在0.52范圍內(nèi)，4符合設計要求?？稍O3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設6個孔口，中間設12個，最外圍設18個孔口。1）內(nèi)圈6個孔口設計服務面積： 折合為服務圓的直徑為： （3-24） 用此直徑作一個虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設一實圓環(huán)，其上布6個孔口，則圓的直徑計算如下： (3-25)則：

32、2）中圈12個孔口設計服務面積：折合成服務圓直徑為： (3-26)中間圓環(huán)直徑計算如下： (3-27)則： 3）外圈18個孔口設計服務面積： 折合成服務圓直徑為： (3-28)外圓環(huán)的直徑計算如下： (3-29)則： 4）配水區(qū)高度 可按下式計算5 ： （3-30）式中： -進水支管管徑，m。則配水區(qū)高度為： （3） 出水系統(tǒng)的考慮 出水渠的設計采用鋸齒形出水渠，渠寬0.2m，渠高0.2m，每個反應器設3條出水渠，基本可保持出水均勻。 出水堰的設計采用鋸齒堰出水，以加大過堰流速，壁面淤積，其尺寸為：堰頂寬，堰高，堰間距，即。采用雙側集水，則實際堰長為：齒形堰總數(shù)為：單齒流量為： 出水水頭損失采

33、用90°三角堰，見圖3.1.4：圖3.1.4 三角堰結構示意圖由三角堰過堰流量公式得，考慮自由跌水水頭損失0.15m，則出水堰總水頭損失為：（4）排泥系統(tǒng)的設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?；瘯r，污泥量還不夠，因此不設排泥管。若要設排泥管時，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，并在反應器的1/2高處，和三相分離下三角以下0.5m處各設排泥管各一根，并在池底設放空管。（5）沼氣產(chǎn)量計算一級UASB的COD按85%計，厭氧產(chǎn)率系數(shù)Y取，由經(jīng)驗數(shù)據(jù)及計算方式得知，每去除可以產(chǎn)生；當考慮細胞合

34、成時，在標準狀態(tài)下，實際產(chǎn)氣量按下式進行計算：5 (3-31)式中： -標準狀態(tài)下產(chǎn)量，； -處理水量，； -進水COD值，； -出水COD值，； 1.42 -由細胞體重換算為COD的換算系數(shù)； Y -厭氧產(chǎn)率系數(shù)，則產(chǎn)量： 占沼氣體積的55%，則沼氣的體積為： （4） 產(chǎn)泥量計算 一級UASB的最大設計流量，進水COD濃度為，COD去除率為85%，污泥產(chǎn)率為，則剩余污泥量為： 假定排泥含水率為98%，則排泥量為： 3.1.5 二級UASB反應器的設計 設計參數(shù)選取如下： 設計處理水質如表3-3：表3-3 二級UASB反應器進水水質指標水質指標CODBODSS進水水質330026401008去

35、除率(%)606530出水水質1320924705.6經(jīng)過一級UASB處理，設計水量擬減小為60%，則設計水量為： （1） 反應區(qū)計算 UASB有效容積： （3-32）式中： -經(jīng)過一級UASB處理后的設計流量， -進水COD含量， -容積負荷，根據(jù)表3-2，按反應溫度35選取SS占COD總量30%的廢水，容積負荷為10，則： 將UASB設計成圓形池子，布水均勻，處理效果好。取水力負荷（見式3-20），則：池子面積為： 池深為： 采用一座UASB反應器，則池子直徑為： 取，則實際橫截面積為： 實際表面水力負荷為： 故符合設計要求。反應區(qū)水力停留時間： （2）配水系統(tǒng)設計本系統(tǒng)設計為圓形布水器，

36、UASB反應器設36個布水點。圖3.1.5 UASB布水系統(tǒng)設計草圖圓環(huán)直徑計算：每個孔口服務面積為： 處在0.52范圍內(nèi)，4符合設計要求?？稍O3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設6個孔口，中間設12個，最外圍設18個孔口。1）內(nèi)圈6個孔口設計服務面積： 折合為服務圓的直徑為： 用此直徑作一個虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設一實圓環(huán)，其上布6個孔口，則圓的直徑計算如下： 則： 2）中圈12個孔口設計服務面積： 折合成服務圓直徑為： 中間圓環(huán)直徑計算如下： 則： 3）外圈18個孔口設計服務面積： 折合成服務圓直徑為： 外圓環(huán)的直徑計算如下： 則： 4）配水區(qū)高度可按下式計算5： 式中： -進水支管管徑，m。則

37、配水區(qū)高度為：（3）出水系統(tǒng)的考慮 出水渠的設計采用鋸齒形出水渠，渠寬0.2m，渠高0.2m，每個反應器設3條出水渠，基本可保持出水均勻。 出水堰的設計采用鋸齒堰出水，以加大過堰流速，壁面淤積，其尺寸為：堰頂寬，堰高，堰間距，即。采用雙側集水，則實際堰長為：齒形堰總數(shù)為：單齒流量為： 出水水頭損失采用90°三角堰，見圖3.1.4。由三角堰過堰流量公式得，考慮自由跌水水頭損失0.15m，則出水堰總水頭損失為：（4）排泥系統(tǒng)的設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?；瘯r，污泥量還不夠，因此不設排泥管。若要設排泥管

38、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，并在反應器的1/2高處，和三相分離下三角以下0.5m處各設排泥管各一根，并在池底設放空管。（5） 沼氣產(chǎn)量計算一級UASB的COD按85%計，厭氧產(chǎn)率系數(shù)Y取，由經(jīng)驗數(shù)據(jù)及計算方式得知，每去除可以產(chǎn)生5，由（3-31）得產(chǎn)量：取占沼氣體積的55%，則沼氣體積（標準狀態(tài)）為： （4） 產(chǎn)泥量計算二級UASB的最大設計流量，進水COD濃度為，COD去除率為60%，污泥產(chǎn)率為，則剩余污泥量為：假定排泥含水率為98%，則排泥量為：3.1.6 三相分離器設計表3.1.6 UASB三相分離器設計圖（1）設計說明三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功

39、能。三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。（2）沉淀區(qū)的設計三相分離器的沉淀區(qū)的設計同二次沉淀池的設計相同，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)生一定的生化反應產(chǎn)生少量氣體，這 對固液分離不利，故設計時應滿足以下要求：1）沉淀區(qū)水力表面負荷<1.0m/h2）沉淀器斜壁角度設為 50°，使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)內(nèi)3）進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h4）總沉淀水深應大于 1.5m5）水力停留時間介于1.52h如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果。沉淀器（集氣罩）斜壁傾角 50&#

40、176;（3）一級UASB三相分離器設計1）沉淀區(qū)面積為： 表面水力負荷為： 符合設計要求。2）回流縫設計的取值范圍為0.51.0,    一般取0.5，取，如圖3.1.6所示： （3-33）式中： -下三角集氣罩底水平寬度，； -下三角集氣罩斜面的水平夾角； -下三角集氣罩的垂直高度，。則： 下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速可用下式計算： (3-34) 式中： -反應器中廢水流量，； -下三角形集氣罩回流縫面積，。則： ，符合設計要求。上下三角形集氣罩之間回流縫中流速可用下式計算： （3-35）式中： -反應器中廢水流量，； -上三角形集氣罩回流縫之間面積，。取回流縫寬，上集氣罩下底寬，則：則： 故符合設計要求。