陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计 55页

'本科毕业设计(论文)题目：陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计院（系）：专业：班级：学生：学号：指导教师：2012年6月II IIII　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计摘要鸵鸟屠宰废水中大多数有机物是可以进行生物降解的，具有生化性好的特点。因此，生化法是屠宰废水普遍使用的一种处理方法。由于屠宰废水中BOD和COD的含量较高，所以为了获得更好的处理效果且降低处理成本，屠宰废水的处理常采用多种方法相结合的工艺。经分析，本设计采用厌氧加好氧的工艺，它可以有效的去除污水中的BOD和COD，厌氧生化的处理效果是在无能耗条件下所取得，并减轻后续处理设施处理负荷。本设计的工艺流程为：原污水→细格栅→气浮池→调节池→UASB反应器→生物接触氧化池→竖流式二沉池→达标出水，污泥依次经过浓缩、脱水后外运。经处理后出水各项考核指标均可以达到GB8978—2006污水综合排放标准二级标准要求；出水可以部分回用于猪圈冲洗水及绿化用水，节省自来水费用。关键词：屠宰污水；气浮池；UASB反应器；生物接触氧化池II TheShaanxiEnglishexaminationostrichslaughteringandprocessingplantwastewatertreatmentengineeringdesignAbstractOstrichslaughtermostoftheorganicmatterinwastewaterisbiodegradable,biodegradabilityofgoodspecialPoints.Therefore,thebiochemicalmethodiscommonlyusedinslaughteringwastewatertreatmentmethods.BecauseofhighlevelsofslaughterwastewaterBODandCOD,soinordertogetabettertreatmenteffectandreducethecostofprocessing,slaughteringwastewaterprocessingisoftenaprocessofcombiningavarietyofmethods.Analysis,thedesignofanaerobic-aerobicprocess,itcaneffectivelyremoveBODandCODinwastewater,anaerobicbiochemicaltreatmenteffectisnoenergy,andreducethefollow-uptreatmentfacilitiestohandletheload.Thedesignprocess:rawsewage→→finegridflotationtank→adjustpool→UASBreactor→biologicalcontactoxidationpond→verticalflowsecondarysettlingtank→standardwater,sludgefollowedbySinotranswasconcentratedafterdehydration.ThetreatedeffluentoftheassessmentindicatorscanbeachievedintwostandardofIntegratedWastewaterDischargeStandard,GB8978-2006requirements;watercanbackpartthepigstyrinsewaterandgreenwater,savingwatercosts.KeyWords:Slaughteringsewage;flotationtank;UASBreactor;biologicalcontactoxidationtankIV 主要符号表COD化学需氧量BOD生化需氧量UASB上流式厌氧生物反应器SBA序列间歇式活性污泥法Q流量A面积T停留时间IV23 西安工业大学毕业设计（论文）任务书院（系）建筑工程学院专业给水排水工程班080708姓名李莉学号0807081241.毕业设计（论文）题目：陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂污水处理工程设计2.题目背景和意义：陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂的生产工艺中产生的屠宰废水中含有大量的有机污染物质，直接排放到水体中将会造成很严重的污染，使水体恶化，国家规定只有达标废水才能才能够出厂、排放。本次毕业设计中1>、气象条件：厂区年平均温度13.10C——13.40C，。年极端最高气温35至41.8℃；极端最低-16至-20℃。年平均降水636mm，最大冻土深度45cm。最大积雪深度22cm.2>、地质地震：该厂区为温陷性黄土地区，地震烈度8度。3>、设计水量与水质：设计平均水量：Q=200m3/d,每日生产时间为24h.设计进水水质：BOD5（平均值）:1000mg/L,COD（平均值）;2300mg/L.SS：540mg/L，油脂:170mg/L.3>、处理厂场地：废水处理站的空地地势平坦，地下水位-10m，厂区平均海拔高程455m.废水通过厂区排水管网收集，入废水处理站管底标高为454m：经处理后的水直接排放至城市排水管网，城市排水管网管底标高为453m。通过这次设计使出厂水质达到GB8978—2006污水综合排放标准二级标准要求。本次毕业设计，不仅涉及到污水处理构筑物设计方面的知识，还涉及到针对不同水质水处理工艺的选择方面的内容，通过本次设计，学生可以对大学所学的知识进行综合性的运用，同时也能为特种水质的水处理进行具体的分析、设计。3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：设计内容：1>、通过水质分析进行方案的选择与确定；2>、污水处理构筑物及设备的选择、计算和确定；3>、污泥处理构筑物及设备的选择、计算和确定；4>、污水处理站平面及高程布置；5>、处理站的运行、管理；6>、经济分析。图纸要求：1>、处理厂管线示意图；2>、处理厂平面施工总图；3>、水处理构筑物平面及剖面图；4>、处理厂水处理流程高程图。4、设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：设计的基本要求:1>．总平面设计合理，有一定的绿化面积，2>．设计方案合理，计算方法正确，计算数据准确。3>.计算书格式应符合标准，书写工整，文字简练，条理清楚。4>．施工图必须符合制图标准，能正确、准确表达设计意图，图面布置协调、清楚、整洁。进度安排:进度安排:毕业实习、方案的选择与确定第1周-第2周3 污水处理构筑物及设备的选择、计算和确定第3周-第6周污泥处理构筑物及设备的选择、计算和确定第7周-第8周污水处理站平面及高程布置第9周处理站的运行、管理第10周经济分析第11周绘制施工图第12周-第16周答辩第17周5.毕业设计（论文）的工作量要求①实验（时数）*或实习（天数）：实习2周②图纸（幅面和张数）*：A1图纸至少10张③其他要求：论文字数：20000字外文翻译字数:3000——5000字参考文献篇数：10篇以上指导教师签名：年月日学生签名：年月日系（教研室）主任审批：年月日说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。2带*项可根据学科特点选填。3 33 目录英文摘要………………………………………………………………Ⅰ英文摘要………………………………………………………………Ⅱ主要符号表……………………………………………………………Ⅲ目录……………………………………………………………………11绪论11.1前言11.2国内外屠宰废水处理技术现状11.2.1国内现状11.2.2国外现状11.3课题背景21.4本文主要研究内容21.4.1研究方案：22污水处理工艺构筑物的设计计算52.1格栅的设计与计算52.1.1格栅的设计52.1.2格栅的计算52.1.3每日栅渣量的计算62.2调节池的设计计算72.2.1调节池的设计72.2.2调节池的计算72.3气浮池的设计计算82.3.1气浮池的设计82.3.2气浮池的计算82.4UASB反应器的设计计算102.4.1UASB反应器的设计103 2.4.2UASB反应器的设计参数112.4.3UASB反应器的计算112.4.4UASB进水配水系统设计122.4.5三相分离器的设计132.4.6出水系统设计162.4.7排泥系统设计172.4.8产气量计算172.5生物接触氧化池的设计计算182.5.1生物接触氧化池设计与计算应考虑的一些因素182.5.2设计参数182.5.3生物接触氧化池的计算182.5.4空气管道设计202.5.5填料选择计算202.5.6校核BOD负荷212.6二沉池的计算222.6.1二沉池的选择222.6.2二沉池的设计计算223污泥部分各处理构筑物设计与计算263.1污泥浓缩消化池的设计计算263.1.1计算说明263.1.2设计参数263.1.3构筑物的设计计算273.2机械脱水间的设计计算283.2.1设计说明283.2.2设计计算294污水处理厂区平面布置与高程布置304.1污水处理厂区的平面布置304.1.1各种单元构筑物的平面布置304.1.2管（渠）道的平面布置303 4.1.3辅助构筑物304.1.4道路及绿地314.2污水处理厂的高程布置314.2.1水头损失计算324.2.2高程的确定335项目投资预算345.1土建部分345.2设备部分345.3工程总投资355.4主要经济技术指标365.5运行成本分析365.5.1电费365.5.2人工费365.5.3药剂费375.5.4吨水运行费用375.6效益分析（每年）376总结38参考文献39致谢41毕业设计（论文）知识产权声明42毕业设计（论文）独创性声明43附录……………………………………………………………………4431 1绪论1绪论1.1前言屠宰废水是我国最大的有机污染源之一。随着人民生活水平的提高，肉类食品加工业不断地发展壮大，若不及时进行处理，其对环境的污染会不断地加深。如果屠宰废水不经处理直接排入地表水体就会使水质恶化，严重影响环境。因此，对屠宰废水的治理十分重要。1.2国内外屠宰废水处理技术现状1.2.1国内现状我国目前对屠宰废水的处理方法主要是厌氧与好氧相结合的方法，而使用较多的则是SBR法。因为方法的针对性强，运行稳定可靠，耐冲击性强，出水水质稳定，运行成本低。钟梅英等采用SBR法处理屠宰废水，结果表明进水COD质量浓度为750-2l00mg/L；氨氮质量浓度为35-75m/L，去除率分别达到87%和72%。郑春媛、刘祖文等人也分别将SBR法应用于屠宰废水的处理，取得很好的效果。随着研究的深入，SBR法得到不断的改进，相继出现了CAF涡凹气浮-SBR法、UASBAF-SBR工艺、AF-SBR法以及化学混凝-SBR等方法。但由于屠宰废水是一种高浓度有机废水，含大量油脂、血水、C加、Cm比高，N、P相对不足，故用SBR法处理时，易产生大量油性泡沫而使污泥松散和指数增高，易出现高粘性膨胀导致污泥流失等问题。针对SBR存在的这些问题，又出现了序列式生物膜。李伟光等采用生物膜反应器处理屠宰废水，研究表明，各污染指标的去除率COD为97%，BOD5为99%，TKN为92%，油脂为82%，最后出水水质满足国家二级排放标准。方茜等对两种序列式生物系统进行了对比试验，指出生物膜系统的处理效果优于活性污泥系统。赫俊国等采用生物膜-活性污泥共生系统处理屠宰废水，结果表明该工艺处理效率高，效果稳定，运行安全可靠，节省曝气池占地面积，处理效果显著。1.2.2国外现状国外近几年的资科表明，尽管屠宰废水的处理工艺多种多样，但主体构筑物大多采用生物处理。目首已用于生产和已研究成功的生物处理工艺有:活性污泥法(包括纯氧活性污泥法).高负荷生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、氧化沟1 西安工业大学毕业设计（论文）氧化塘、流化床、UASB以及厌氧接触工艺等。化学处理工艺有絮凝沉淀。物理处理工艺有气浮、沉淀、离心分离等。目前国内外对于厌氧+好氧处理屠宰废水的研究已比较成熟。本设计就采用好氧+厌氧的方式处理屠宰废水。1.3课题背景随着我国人民生活水平的提高，肉类行业有了迅猛的发展，因此屠宰废水成为我国水体最大的有机污染源之一。屠宰废水的产量与肉类食品加工企业的数量是成正比的，因而屠宰废水的污染呈逐年上升的趋势。据资料显示，2009年国内有一定规模的屠宰及肉类加工企业约为3696家，较2005年增长了1200家，增幅高达31.2％，这充分说明了我国肉类行业发展速度之快。如果屠宰废水直接排放到水体中将会造成很严重的污染，使水体恶化，国家规定只有达标废水才能才能够出厂、排放。1.4本文主要研究内容根据陕西省英考鸵鸟屠宰加工厂排放的实际情况和屠宰厂周边环境条件，查询分析了大量污水治理工艺的有关资料，并对屠宰场污水工程治理的技术方案进行可行性论证，确定较为理想的工艺流程、建筑和设施，以期降低处理运行费用，提高处理效果，达到水质排放标准。其主要有以下几点：1>、通过水质分析进行方案的选择与确定；2>、污水处理构筑物及设备的选择、计算和确定；3>、污泥处理构筑物及设备的选择、计算和确定；4>、污水处理站平面及高程布置；5>、处理站的运行、管理；6>、经济分析。1.4.1研究方案：由图1可以看出，在屠宰和清洗的过程会产生大量的生产污水，污水中主要含有动物油脂、血液、毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污物和固体悬浮物质等。而这种废水中的杂质主要来源于鸵鸟的肌体组织，这使得废水极易腐败，且呈红褐色，并有难闻的腥臭味，对周围的环境影响极大。因此鸵鸟屠宰场的污水首先要通过自动隔栅，过滤较大肉块和悬浮物，并将过滤物堆放于储渣池，后经回收利用；滤液经调节池进入气浮隔油池去除大部分的油脂；然后通过厌氧反应器，再进入好氧池经反应后再依次经过沉淀池、消毒装置，最后作为达标出水而排入周边环境。污泥依次经过浓缩、脱水后外运。31西安工业大学毕业设计（论文）31 西安工业大学毕业设计（论文）污水固废、污水固废、污水污水活鸵鸟屠宰放血烫毛、褪毛清洗消毒去内脏分割成块包装速冻运输销售固废、污水固废、污水图1.1废水主要来源示意图为了获得更好的处理效果且降低处理成本，屠宰废水的处理常采的多种方法相结合的工艺有一下几种典型的组合工艺，其各自的优缺点如下：加压生物接触氧化-混凝沉淀组合工艺该工艺适合处理中浓度的屠宰废水，出水先经过加压生物接触氧化处理后，提高废水中的溶解氧和有机物的降解速率，再经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准。该工艺处理中浓度废水效率较高，但处理成本高，难于维护和管理。CAF涡凹气浮-SBR法该工艺采用机械格栅去除了大部分固体污染物，避免了大块固体颗粒影响气浮、曝气工艺，大大降低后续工艺的处理负荷，然后机械过滤把关，保证了出水稳定达标，节省运行维护费用，采用该工艺处理的废水COD去除率达80～90%。UASB+生物接触氧化法该工艺在厌氧工艺上采用UASB技术，在好氧工艺上采用生物接触氧化法，是高、低浓度污水处理工程的理想设备。该工艺对碳源有机物处理效果好，运行灵活，操作方便，成熟可靠、稳定达标。工程初期投资和日常运行费用低廉，整个工艺流程简洁流畅、操作方便，有广泛的推广价值。氧化塘工艺该工艺的处理流程为：废水→前处理→厌氧塘→兼性塘→好氧塘→出水。该流程的运行结果表明，氧化塘能承受较大的水力负荷和有机物负荷的波动。出水水质可回用于屠宰车间。根据本课题的进水水质和出水水质及屠宰场的地理环境选出的工艺组合为：UASB+生物接触氧化法。其工艺流程图如图1.2。31 西安工业大学毕业设计（论文）污水沼气生物接触氧化池气浮池细隔栅UASB反应器调节池沉淀池污泥污泥浓缩池污泥上清液回流达标出水污泥脱水间泥饼外运图1.2废水主要来源示意图312污水处理工艺构筑物的设计计算31 2污水处理工艺构筑物的设计计算2污水处理工艺构筑物的设计计算2.1格栅的设计与计算2.1.1格栅的设计由于本厂的设计平均水量为Q=200m3/d,每日生产时间为24h，水量较小。所以格栅选机械格栅，根据水质水量选栅隙e=5mm，栅条宽度s=10mm，栅宽B=600mm的细格栅一道。a.格栅的设计应达到以下要求：我国过栅流速一般采用0.6～1.0m/s，本设计取0.6m/s。格栅倾角一般采用45°～75°，本设计取600。格栅前渠道内水流速度一般取0.4～0.9m/s，本设计取0.5m/s。b.设计参数:设计流量：Q总=0.0023m3/s；格栅间隙:e=5mm；栅前流速：v1=0.5m/s；过栅流速:v2=0.6m/s；格栅倾角:а=60o；栅条宽度:s=10mm；2.1.2格栅的计算a.确定格栅前水深h:根据最优水力断面公式有栅前槽宽B1为：(2.1)则栅前水深h为：(2.2)b.栅条间隙数n:，取15；(2.3)c.栅槽有效宽度B:B=s（n-1）+en=0.01×（15-1）+0.005×15=0.215m(2.4)取0.5m；d.进水渠道渐宽部分长度L1:31西安工业大学毕业设计（论文）31 西安工业大学毕业设计（论文）进水渠宽：31西安工业大学毕业设计（论文），取0.25m。(2.5)则进水渠道渐宽部分长度：(2.6)（其中为进水渠展开角，取20o）e.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2:(2.7)f.过栅水头损失h1:设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损为：(2.8)式中：h0—水头损失；k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；ε—阻力系数，与栅条断面形状有关，当为形断面时β=2.42。g.栅后槽总高度H:本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度：H1=h+h2=0.05+0.3=0.35m(2.9)则栅后槽总高度H=H1+h1=0.35+0.29=0.64m，取0.7m。(2.10)h.栅槽总长度L:L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα(2.11)=0.34+0.17+0.5+1.0+0.35/tan60°=2.3m取2.8m，所以格栅进水渠的尺寸为:L×B×H=2.8m×0.5m×0.7m。2.1.3每日栅渣量的计算在格栅间隙在5mm的情况下，每日栅渣量为：(2.12)31 西安工业大学毕业设计（论文）式中：W—每日栅渣量，m3/d;W1—栅渣量（m3/103m3污水），取0.1～0.01，细格栅取最大值0.1。由计算值有每日产渣量少，所以采用人工清渣。细格栅的设计计算草图如下：图2.1细格栅计算草图2.2调节池的设计计算2.2.1调节池的设计由于屠宰厂废水有一定的水质水量变化，宰杀量随季节、节日、时间段的变化而变化，如直接进入生物处理系统会对处理系统带来一定的冲击影响。故设置调节池调节废水水质水量，同时调节池内设搅拌设备，该方式可起到搅拌作用，也可起到预曝气作用，防止夏季废水臭味外益。设调节池的平均停留时间为T=6h。2.2.2调节池的计算a.调节池的实际容积V:根据流量Q=200m3/d,T=6h则池内的废水量为：W1=（Q/24）×T=（200/24）×6=50m3(2.13)设计用调节池的实际容积为：V=1.4W1=1.4×50=70m3(2.14)b.调节池的各部分尺寸：31 西安工业大学毕业设计（论文）取池子的有效水深h1=2.5m，超高h=0.3m，则调节池的平面面积为:S=V/h1=70/2.5=28m2(2.15)取池宽B=5m，则长为:L=S/B=28/5=5.6m，取6m。(2.16)即调节池的尺寸为：L×B×H=6m×5m×2.8m，结构形式设为地下式钢筋混凝土。c.调节池的搅拌设备为使废水充分混合和避免悬浮物沉淀，调节池需安装搅拌设备进行搅拌。常用的方法有水泵强制循环搅拌、空气搅拌、机械搅拌。本设计取机械搅拌的桨板式搅拌，选用淄博达能化工机械有限公司的Ф1000斜叶桨搅拌器。一般在层流状态下工作，是用于低粘度均质、调和。图2.2Ф1000斜叶桨搅拌器示意图2.3气浮池的设计计算2.3.1气浮池的设计由于本次的设计是屠宰污水的处理，且平均水量较小，所以采用间歇式部分溶气加压溶气气浮法。每隔6h运行一次，每次持续进水1h，设每次进入气浮池的污水流量为Q=50m3/h。其水质指标如下表2.1：表2.1气浮池进出水水质指标水质指标BOD5（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）油脂（mg/L）进水水质10002300540170去除率8%10%95%97%出水水质92020702752.3.2气浮池的计算a.设计空气量31 西安工业大学毕业设计（论文）根据亨利定律，空气在水中的溶解度与所受压力成正比，因此融进的空气量（V）为：V=KTP=0.027×（0.3+0.1）×106=10800（L/m3水）(2.17)式中:V—溶入水中的空气量，L/m3水；P—空气所受的绝对压力，Pa；KT—溶解常数，不同温度下的KT值如表2.2中。表2.2不同温度下的KT值温度（OC）01020304050KT值0.0380.0290.0240.0210.0180.016设计空气量应按溶气量的1.25倍即13500L/m3水供给，以留有余地，保证气浮效果。通常，空气的实际用量应按处理水量的1%～5%，即:200×1.5=260m3/d=12.5m3/hb.溶气罐设溶气罐总高度为2m，直径为1m。(1)进溶气罐的污水流量的计算(2.18)式中：QR—溶气罐加压的废水流量，m3/d；Q—进行气浮处理的污水量，m3/d；—空气密度，g/L，根据表2.3取1.193g/L；—当压力为105Pa时空气在水中的饱和溶解量，mg/L，取21.6×0.033mg/L；f—容器效率，一般为50%～80%，本设计取80%；Sa—原水中悬浮物浓度，Kg/m3；P—溶气绝对压强，105Pa，本设计取0.4MPa；A/S—气固比，即减压释放后溶解的空气量与原水导入的悬浮固体总量的比值，按经验一般为0.005～0.006，本设计取0.006。表2.3空气在水中的溶解度等温度（0C）空气容重（mg/L）溶解度（mg/L）空气在水中的溶解常数0125229.20.03810120622.80.02920116418.70.02430112715.70.02140109214.20.018(2)溶气罐容积的计算31 西安工业大学毕业设计（论文）(2.19)式中：W—溶气罐容积，m3；QR—进溶气罐的废水流量，m3/h；T—水在溶气罐内停留（溶气）时间，一般取3～5min，本设计取5min。c.平流式气浮池(1)气浮池表面积A:(2.20)式中：Q—进行气浮处理的污水量，m3/h；G—表面水力负荷，m3/（m2·h），一般为5～10m3/（m2·h）,本设计取5m3/（m2·h）。(2)气浮池有效容积W:W=Ah=10×2.2=22m3(2.21）式中：W—气浮池有效容积，m3；h—有效水深，m，一般取2～2.5m，本设计取2.2m；水力停留时间一般为10～20min，本设计取20min。(3)其他部分尺寸由于气浮池上有刮渣机要运行，所以气浮池的超高取0.3m，即气浮池的有效高度H为2.5m。而气浮池的深宽比一般不小于0.3，长宽比宜取（1:1）～（1：1.5）。所以气浮池的尺寸为：L×B×H=4.0m×2.5m×2.5m。d.气浮装置的选择本设计选择潍坊汇晟环保设备有限公司出产的YW—50型气浮机，其特点有：处理能力大、效率高、占地少；工艺过程及设备构造简单，便于使用维护；能消除污泥膨胀，为后序处理提供了有利条件。其规格如下表2.4：型号处理能力m3/h溶解水量m3/h主电机功率Kw刮沫机功率Kw空压机功率Kw空压机型号清水泵型号溶气罐规格mm外形尺寸mmYW-5040-5015-207.50.371.5V-0.14/7GC-6×2600×18807500×3500×2480表2.4设备选择的参数31 西安工业大学毕业设计（论文）2.4UASB反应器的设计计算2.4.1UASB反应器的设计UASB反应器有两种基本几何形状：矩形和圆形。这两种类型的反应器都已大量应用于实际中。圆形反应器具有结构较稳定的优点，同时对于圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12％。所以圆形池子的建造费用比具有相同面积的矩形反应器至少要低12％。但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立，所以，单个或小的反应器可以建造成圆形的。本设计的水量小选择圆形。2.4.2UASB反应器的设计参数设计温度T=25℃；取容积负荷NV=5kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.3kgMLSS/kgCOD；产气率0.5m3/kgCOD；设计水量Q=200m3/d=8.33m3/h=0.0023m3/s。水质指标如下表2.5：表2.5UASB反应器进出水水质指标水质指标BOD5（mg/L）COD（mg/L）进水水质9202070去除率81%82%出水水质1753732.4.3UASB反应器的计算a.UASB反应器的容积V:本设计采用容积负荷法确立其容积：V=QS0/NV=200×2.07÷5=82.8m3(2.22)式中：V—反应器的有效容积(m3)S0—进水有机物浓度(kgCOD/L)取有效容积系数为0.8,则实际容积为103.5m3，取104m3。b.主要构造尺寸的确定:取水力负荷：q1=0.8m3/（m2·d）；反应器表面积：A=Q/q1=8.33/0.8=10.41m2(2.23)反应器高度：H=V/A=82.8/10.41=7.95m取8m。(2.24)则反应器的直径为：，取4m。(2.25)则实际横截面积为：A=3.14D2/4=3.14×42÷4=12.56m2(2.26)31 西安工业大学毕业设计（论文）所以表面水力负荷为：q=Q/A=8.33/12.56=0.66m/h(2.27)在0.5—1.5m/h之间，符合设计要求。2.4.4UASB进水配水系统设计a.设计原则①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。b.设计计算查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2·h)时，每个进水口的负荷须大于2m3/(m2·h)。则布水孔个数n必须满足即,取n=6个。(2.28)则每个进水口负荷为：(2.29)所以调节池设1个圆环，圆环上设6个孔口。6个孔口的设计如下：服务面积：S=na=6×2.1=12.6m2(2.30)折合为服务圆的直径为：(2.31)用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔口，圆环的直径计算如下：3.14×d12/4=S/2(2.32)则有：d1=2.1m布水点距反应器池底0.5m；孔口径50mm。UASB布水系统设计计算草图如下图2.3：31 西安工业大学毕业设计（论文）图2.3UASB布水系统设计计算草图2.4.5三相分离器的设计a.三相分离器的设计说明UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m；沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m；进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；总沉淀水深应≥1.5m；水力停留时间介于1.5～2h；分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。b.三相分离器的计算计算本设计采用无导流板的三相分离器。(1)沉淀区的设计沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ=60°，则沉淀区面积为：A=3.14D2/4=3.14×42/4=12.56m2（2.33）表面水力负荷为：q=Q/A=8.33/12.56=0.66m3/(m2·h)<1.0m3/(m2·h)（2.34）符合要求。（2）回流缝设计h2的取值范围为0.5～1.0m；h1一般取0.5，本设计取h1=0.4m，h2=0.6m，h3=1.3m。依据图2.4中几何关系，有：31 西安工业大学毕业设计（论文）b1=h3/tanθ=1.3/tan600=0.75m（2.35）b2=2－2b1=2－2×0.75=0.5m（2.36）式中：b1—下三角集气罩底水平宽度，m；θ—下三角集气罩斜面的水平夹角，本设计取600；h3—下三角集气罩的垂直高度，m1)下三角回流缝中混合液的上升流速V1:可用下式计算：（2.37）式中：Q—反应器中废水流量，m3/h；S1—下三角形集气罩回流缝面积，m2；l—集气罩长，m，取2.9m。2）上三角形集气罩之间回流缝流速V2：DH=CD×sin600=0.3×sin600=0.26m（2.38）ED=1.3+2DH=1.2+2×0.26=1.72m（2.39）S2=4（CF+DE）·CD·l/2（2.40）=4×(1.3+1.72)×0.3×2.9/2=5.25m2则有：V2=Q/S2=8.33/5.25=1.59m/h>2m/h,符合要求。（2.41）式中：S2—上三角形集气罩回流缝面积，m2；CD—上三角形集气罩回流缝的宽度，m,CD>0.2m，取0.3m；CF—上三角形集气罩底宽，m,取CF=1.3m。3）确定上下集气罩相对位置及尺寸CH=CDsin300=0.3×sin300=0.15m（2.42）AI=DI×tan600=(DE-b2)×tan600/2（2.43）=(1.72-0.5)×tan600/2=1.05m故有：h4=CH+AI=0.15+1.05=1.2m（2.44）h5=1m由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：CF-2h5tan30°=1.3-2×1.0×tan30°=0.15m（2.45）BC=CD/sin30°=0.3/sin30°=0.6m（2.46）31 西安工业大学毕业设计（论文）DI=(DE-b2)/2=(1.72-0.5)/2=0.61m（2.47)AD=DI/cos60°=0.61/cos60°=1.22m（2.48）BD=DH/cos60°=0.26/cos60°=0.52m（2.49）AB=AD-BD=1.22-0.52=0.7m（2.50）c.气液分离器设计由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流动，并设流速为Va，同时假定A点的气泡以速度Vb垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着Va和Vb合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：（2.51)要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：（2.52）在消化温度为25℃时，取沼气密度=1.12g/L，水密度=997.0449kg/m3，水的运动粘滞系数V=0.0089×10-4m2/s，气泡直径:d=0.01cm。根据斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度Vb为（2.53）式中：Vb—气泡上升速度，cm/s；g—重力加速度，cm/s2；β—碰撞系数，取0.95μ—废水的动力粘度系数，g/(cm.s)，μ=vβ。水流速度:Va=V2=1.22m/h。校核：（2.54）（2.55），故设计满足要求。31 西安工业大学毕业设计（论文）三相分离器设计计算草图见下图2.4：图2.4三相分离器设计计算草图2.4.6出水系统设计a.出水槽设计本设计的反应池设2个单元三相分离器，采用锯齿形出水槽，槽宽a=0.2m,始端槽高0.2m。出水槽是首尾相连但被隔开末端出水的圆形槽，与反应器同心。反应器的流量为：q1=Q/3600=200/（3600×24）=0.0023m3/s（2.56）设水槽口附近的水流速v=0.07m/s则槽口附近水深为：，取0.2m（2.57）取出水槽坡度0.01，与反应器呈一同心圆状平分反应器横截面积，个数为1，直径2.1m。则出水槽槽长为：2.1×3.14=6.594m，取6.6m（2.58）即水槽的尺寸为：l×a×h=6.6m×0.2m×0.2m。溢流堰设计出水槽溢流堰共有1条，长6.6m，设计90度的三角堰，堰高50mm，堰口宽100mm，堰口水面宽b=50mm。反应器处理水量2.3L/s,查的溢流负荷1-2L/(m.s)，设计溢流负荷为：qv=1.1L/(m.s)。则堰上水面总长：（2.59）三角堰数量：n=L/b=2.1/0.05=42个（2.60）31 西安工业大学毕业设计（论文）则溢流堰上共有42个100mm的堰口，42个100mm的间隙。堰上水头校核每个堰出口流率：q=Q/n=0.0023/42=5.5×10-5m3/s（2.61）按90°三角堰计算公式：得堰上水头h为：（2.62）出水槽出口附近水流速度0.2m/s。则出水口附近水深：0.0023/0.2=0.0115m（2.63）取槽口到槽尾的坡度为0.001，则槽长为：6.6m。则槽口的首尾高差为：6.6×0.001=0.0066m（2.64）所以出水槽末端高为：h2=0.2+0.0066=0.2066m取0.22m。（2.65）b.UASB排水管设计计算选用DN150mm的钢管排水，充满度0.6，设计坡度为0.001，管内水流速为：（2.66）2.4.7排泥系统设计a.每日产湿污泥量为：W=0.82XQC0（2.67）=0.82×0.05×200×2070×10－3=16.97㎏/d式中：W—每日产干污泥量，㎏/d；0.82—污水中COD的去除率；Q—污水量，m3/d；C0—进水COD值，Kg/L；X—污泥产率kgDS/kg，取0.05kgDS/kg。b.理论上每日的湿污泥产量W1=W/[1000(1-P1)]（2.68）=16.97/[1000×(1-0.96)]=0.42m3/d式中：W1—干污泥产量，m3/d；Se—出水BOD5值，Kg/L；31 西安工业大学毕业设计（论文）P1—污泥含水率，%，取96%。本次设计在三相分离器下0.5m处设置1个排泥口，有静水压力排泥，排空时由污泥泵从排泥管强排，每个月排一次泥，再由污泥泵送入二沉池。排泥管选用DN200的钢管，坡度为0.004。2.4.8产气量计算a.每日产气量G=0.82C0QZ（2.69）=0.82×2070×10－3×200×0.5=169.74m3/d式中：G—每日产气量，m3/d；0.82—污水中COD的去除率；Q—污水量，m3/d；C0—进水COD值，Kg/L；Z—产气率m3/kgCOD，取0.5kgDS/kgBOD5。b.出气管:根据三相分离器的特点,每一个集气罩分别引一根出气管,管径为DN100.然后由一根DN150的管子高空排放。2.5生物接触氧化池的设计计算2.5.1生物接触氧化池设计与计算应考虑的一些因素按平均日污水流量进行设计计算；池数不应少于两座，并按同时工作考虑；填料层高度一般取3m，当采用蜂窝填料时，应分层填装，每层高1m，蜂窝内切孔径不宜小于25mm；池中溶解氧含量一般应维持在2.5～3.5mg/L之间，气水比例约为15：1～20：1；为了保证布水、布气均匀，每池面积一般应在25m2以内；污水在池内有效接触时间不得少于2h；生物接触氧化法的填料体积可按BOD—容积负荷率计算，也可以按接触时间计算。2.5.2设计参数设计流量Q=200m3/d；S0=1000mg/L；BOD5出=30mg/L；取NW=2.0kgBOD/(m3·d)；水质指标如下表：31 西安工业大学毕业设计（论文）表2.6接触氧化法反应器进出水水质指标水质指标BOD5（mg/L）COD（mg/L）进水水质175373去除率83%74%出水水质30972.5.3生物接触氧化池的计算a.接触氧化池填料的容积W：（2.70）式中：W—填料的总有效容积，m3；Q—日平均污水量，m3/d；S0—污水BOD5值，mg/L；NW—BOD—容积负荷率，gBOD5/(m3·d)。b.接触氧化池总面积A:（2.71）式中：A—接触氧化池总面积，m2；H—填料层高度，一般取3m，分三层，每层1m。c.每座接触氧化池的面积f:由于n≥2，所以本设计取两座，则每座接触氧化池的面积为:取3m2<25m2，符合要求。（2.72）所以每座生物接触氧化池的面积为3m2，其尺寸为：L×B=2m×1.5m。d.污水与填料的接触时间t:（2.73）式中：t—污水在填料层内的接触时间，h。e.接触氧化池的总高度H0:H0=H+h1+h2+（m-1）h3+h4（2.74）=3+0.5+0.4+3×0.2+1.5=6.0m式中：H0—接触氧化池的总高度，m；h1—超高，m，0.5～1.0m，取0.5m；31 西安工业大学毕业设计（论文）h2—填料上部的稳定水层深，m，0.4～0.5m,取0.4；h3—填料层间隙高度，m，0.2～0.3m，取0.2m；h4—配水区高度，需要入内检修时取1.5m；m—填料层数。则有接触氧化池的尺寸为：L×B×H=2m×1.5m×6.0m。f.污水在池内实际停留时间t:（2.75）g.填料总体积V:V=nfH=2×3×3=18m3（2.76）式中：V—填料的总体积，m3。h.所需空气量Gs:Gs=D0Q=20×200=4000m3/d（2.77)式中：D0—1m3污水需气量，m3/m3，15～20m3/m3。i.每座池的需气量D:D，=D/n=4000÷2=2000m3/d（2.78）曝气装置选用HWB－1型微孔曝气器，其主要性能参数见表2.7。表2.7微孔曝气器的主要性能参数型号规格面积比(%)有效水深(m)通气量(m3/h)动力效率EA(%)HWB－1Ф2006.254.54.017～26由每格生物接触氧化池的供气量及HWB－1型可变微孔曝气器的通气量，计算每格所需曝气器的数量N为：（2.79）取N为20个，则生物接触氧化池所需要曝气器为20×2=40个。2.5.4空气管道设计a.干管取干管流速vg为15m/s，则干管直径dg为：（2.80）取dg=75mm，则干管流速vg为10m/s。b.支管每格生物接触氧化池采用一根曝气支管向池中引入空气，取支管流速31 西安工业大学毕业设计（论文）vj为6m/s，则支管直径为dj为：（2.81）取dj=20mm，则支管流速vj为4.0m/s。2.5.5填料选择计算本设计采用YCDT立体弹性填料,YCDT型立体弹性填料筛选的聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条制毛工艺，将丝条穿插着固着在耐腐、高强度的中心绳上，由于选材和工艺配方精良，刚柔适度，使丝条呈立体均匀排列辐射状态，制成了悬挂式立体弹性填料的单体，填料在有效区域内能立体全方位舒展满布，使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换，生物膜不仅能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积，又能进行良好的新陈代谢，这一特征与现象是国内目前其他填料不可比拟的。由于该填料独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使其具有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击，处理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。YCDT型立体填料与硬性类蜂窝填料相比，孔隙可变性大，不易堵塞；与软性类填料相比，材质寿命长，不粘连结团；与半软性填料相比，比表面积大，挂膜迅速、造价低廉。因此，该填料可确认是继各种硬性类填料、软性类填料和半软性填料后的第四代高效节能新颖填料。YCDT型立体填料材质特征如表2.8所示。表2.8YCDT型立体填料材质的特性参数结构部件材质比重断裂强力拉伸强度(MPa)连续耐热温度(℃)脆化温度(℃)耐酸碱稳定性丝条中心绳聚烯烃类(聚酰胺)0.930.95120N71.4DaN≥30≥15　　80-10080-100-15-15稳定稳定a.主要技术参数：填料单元直径：150mm丝条直径：0.35mm；安装距离：150mm成膜后重量：50～100kg/m3；填料上容积负荷：2-3kgCOD/m3·d；比表面积：50～300m2/m3空隙率：>99％。b.填料安装：接触氧化池内填料安装的根数：长：0.15×(n+1)=2n=13（2.82）宽：0.15×(n+1)=1.5n=9（2.83）31 西安工业大学毕业设计（论文）则接触氧化池填料安装根数：13×9＝117根。c.填料安装：采用悬挂支架，将填料用绳索固定在氧化池上下两层支（10cm）上，以形成填料层。用于固定填料的支架可用塑料管焊接而成，栅孔尺寸与栅条距离与填料安装尺寸相配合。2.5.6校核BOD负荷a.BOD容积负荷为：I=QS0/(V×1000)（2.84）=200×175/(18×1000)=1.9kg/(m3·d)b.BOD去除负荷为：I=Q(S0-Se)/(V×1000)（2.85）=200×(175-30)/(18×1000)=1.6kg/(m3·d)均符合设计要求。泥水混合物由DN200的钢管排入二沉池。2.6二沉池的计算2.6.1二沉池的选择本设计采用竖流式沉淀池一座，竖流式沉淀池池体平面多为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小30mm/s），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升（对于生活污水一般为0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用1-1.5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大200mm），靠静水压将泥定期排出。常用于处理水量小于20000m3/d的污水处理厂。竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易,缺点是深度大，施工困难，造价高。其设计要求如下：池直径或正方形边长与有效水深的比值≤3，池直径一般采用4-7m;当池直径或正方形边长<7m时，澄清水沿周边流出。个别当直径≥7m时，应设辐射式集水支渠;污水在中心管内的流速对悬浮颗粒的去除有一定的影响。当中心管底部不设反射板时，其流速不应大于30mm/s，如设置反射板，流速取100mm/s。中心管下口的喇叭口和反射板要求：反射板板底距泥面≥31 西安工业大学毕业设计（论文）0.3mm；反射板直径及高度为中心管直径的1.35倍；反射板直径为喇叭口直径的1.3倍；反射板表面对水平面的倾角为17°；中心管下端至反射板表面之间的缝隙高0.25-0.5m，缝隙中心污水流速，在初次沉淀池中≤30mm/s，在二次沉淀池中≤20mm/s；排泥管下端距池底≤0.2m，管上端超出水面≥0.4m；浮渣挡板距离水槽0.25-0.5m，高出水面0.1-0.15m，淹没深0.3-0.4m。2.6.2二沉池的设计计算已知：污水流量Q=200m3/d；表面负荷q=2.5m3/（m2·h）；a.中心管面积与直径的计算:设中心管的流速为V0=0.02m/s。则：f1、=Q/（24×3600V0）（2.86）=200/（24×3600×0.02）=0.16m2取0.5m。（2.87）则实际面积为：f1=3.14d02/4=3.14×0.52/4=0.20m3（2.88）b.沉淀池的有效横断面积f2：表面负荷为q=2.5m3/（m2·h），则有：V2=2.5m/h。f2=Q/V2=200/(24×2.5)=3.33m2（2.89）c.沉淀池直径D：沉淀池总面积为：A=f1+f2=0.20+3.33=3.53m2（2.90）（2.91）取3m<7m，澄清水沿周边流出。d.沉淀池有效水深h2：设沉淀时间为T=1h，则：h2=V2T=2.5×1=2.5m（2.92）e.校核径深比：31 西安工业大学毕业设计（论文）D/h2=3/2.5=1.2<3符合要求。f.校核集水槽出水堰的过水负荷q0：q0=Q/(3.14D)（2.93）=200×1000/(24×3600×3.14×3=0.25L/s<2.9L/s合格。竖流式二沉池的计算草图如下图2.5：图2.5竖流式二沉池计算草图g.污泥体积：由于本二沉池是为接触生物氧化池设计的，所以其泥量计算按《生物接触氧化池设计规程》中推荐的参数计算。生物接触氧化系统产生的污泥量可按去除每公斤BOD5产生0.35～0.4kg干污泥计算,污泥龄取3d。所以本设计中，污泥产率以Y＝0.38kgDS/kgBOD5，含水率P2取97％，SS在前面的工艺中基本去除。(1)干污泥量的计算WDS：WDS=YQ(S0-Se)×3（2.94）31 西安工业大学毕业设计（论文）=0.38×200×（175-30）×10-3×3=33.06kg/3d式中：WDS—干污泥产量，kg/d；3—污泥龄，d；Y—活性污泥产率，kgDS/kgBOD5，取0.38kgDS/kgBOD5；Q—污水量，m3/d；S0—进水BOD5值，kg/m3；Se—出水BOD5值，kg/m3。(2)理论上湿污泥量的计算W2：W2=WDS/[1000(1-P2)]（2.95）=33.06/[1000×(1-0.97)]=1.1m3/3d式中：W2—湿污泥产量，m3/3d；P2—污泥含水率，％，本设计取97％。采用DN200的钢管，3天排一次泥。h.池子圆锥部分的体积V：设圆锥底部直径d2=0.4m，锥截面高度h5,锥壁侧面倾角为ɑ=550，则：h5=（D-d2）tanɑ/2（2.96）=（3-0.4）×tan550/2=1.9m体积：（2.97）=5.2m3>1.85m3足够容纳5天的污泥量。i.缓冲层高度h3：中心管喇叭口下缘到泥面的垂直距离为h3，过缝隙污水流速为V3=0.008m/s，则喇叭口的直径为：d1=1.35d0=1.35×0.5=0.67m（2.98）h3=Q/(3.14V3d1）（2.99）=200/(24×3600×3.14×0.008×0.67）31 西安工业大学毕业设计（论文）=0.2m取0.3m。j.沉淀池的总高度H：设超高h1=0.3m；h4=0.2mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.5+0.3+0.2+1.9=5.2m（2.100）313污泥各部分处理构筑物设计与计算313污泥各部分处理构筑物设计与计算3污泥各部分处理构筑物设计与计算3.1污泥浓缩消化池的设计计算3.1.1计算说明为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。由于本设计的产泥量非常小，所以本设计采用污泥浓缩消化池，每个月进一次泥，运行一次。运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池上设上清液排除管。3.1.2设计参数a.污泥的来源：屠宰厂污水处理过程产生的污泥来自以下几部分：（1）UASB反应器的产泥量：Q1=NW1=30d×0.42m3/d=12.6m3（3.1）含水率P1为96％。（2）二沉池的产泥量：Q2=10W2=10d×1.1m3/d=11m3（3.2）含水率P2为97％。则每次运行时的总污泥量为：31 3污泥各部分处理构筑物设计与计算Q总=Q1+Q2=12.6+11=23.6m3（3.3）平均含水率为：P=P1（Q1/Q总）+P2（Q2/Q总）（3.4）=96％×（12.6/23.6）+97％×(11/23.6)=96.5％b.参数的选择:固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/m3·d；取M=30kg/m3·d=1.25kg/m3·h；浓缩时间取T=24h；设计污泥量Q总=23.6m3；浓缩后污泥含水率为95%；浓缩后污泥体积V1=[（100-96.5）/（100-95）]×Q总（3.5）314污水处理厂区平面布置与高程布置314污水处理厂区平面布置与高程布置31西安工业大学毕业设计（论文）31西安工业大学毕业设计（论文）=[（100-96.5）/（100-95）]×23.6=16.52m3Q泥=V1×1000×（1-95%）（3.6）=16.52×1000×（1-95%）=826kg3.1.3构筑物的设计计算a.池子直径D:入流固体浓度（C）的计算如下：A1=Q1×1000×(1-96%)（3.7）=12.6×1000×(1-96%)=504kgA2=Q2×1000×(1-97%)（3.8）=11×1000×(1-97%)=330kg31 西安工业大学毕业设计（论文）则：（3.9）根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A≧QC/M（3.10）式中：C—污泥固体浓度，kg/m3；Q—入流污泥量，m3/d；M—固体通量，kg/m3·d。则浓缩后污泥浓度为：C1=Q泥/V1=826/16.52=50kg/m3（3.11）浓缩池的横截面积为：A、=Q总C/M=23.6×35.34/30=27.8m2（3.12）设计一座圆形浓缩池，则直径D=6m。则实际横截面积A=3.14×62/4=28.26m2（3.13）b.池子的高度H:停留时间取T=24h；超高取h1=0.5m有效高度取h2=Q总T/A=23.6×24/（24×28.26）=0.84m，取1.0m（3.14）缓冲区高取h3=0.5m则池壁高：H1=h1+h2+h3=0.5+1.0+0.5=2.0m（3.15）取坡度0.01，则斗1高为：31西安工业大学毕业设计（论文）H2=0.065(R-R1)/2（3.16）=0.065×（6-1.2）/2=0.17m污泥斗上锥直径R1=1.2m，下锥体直径R2=0.6m，β=60o高度：（3.17）则总高度为：H=H1+H2+H3=2.0+0.17+0.5=2.67m（3.18）根据以上计算所得的数值选择CD-D(NG6D)型中心传动悬挂式浓缩机，该机能进一步分离浓缩池污泥中的自由水分，以减小污泥体积、提高污泥浓度。计算草图如下图3.1：31 西安工业大学毕业设计（论文）图3.1污泥浓缩池计算草图3.2机械脱水间的设计计算3.2.1设计说明污泥经浓缩后，尚有95%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。每个月运行一次。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点：滤带能够回转，脱水效率高；噪声小，能源节省；附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。3.2.2设计计算a.工艺计算:污泥量为Q泥=826kg/d，絮凝剂采用PAM，投加量取污泥干固体的0.4%，即：W药=Q泥×0.4%=826×0.4%=3.3kg/d（3.19）式中：Q后—污泥质量，kg/d；W药—加药量，kg/d。污泥先经浓缩后，再依靠重力过滤脱水，浓缩段时间为10-30s，目的是使污泥失去流动性能，以免在压轧时被挤出滤布带，之后进入压轧段，依靠31 西安工业大学毕业设计（论文）滚压轴的压力和张力除去污泥的水分，压轧段的停留时间为1-5min。b.设备的选择:(1)压滤机：污泥量为16.52m3,选择DYQ1000C型带式压榨脱水机，每次工作3小时。其参数如下：处理量：1.4-8m3/h；滤带的有效宽度:1m；重力过滤面积：5.6m2；清洗水的压力：0.45MPa；压榨过滤面积：6.8m2；主动机功率：1.5KW；设备重量：3300kg；滤带的运行速度：1.4-7m/min；外形尺寸：3750mm×1760mm×1850mm；（2）加药机：加药量为2.9，即，采用JY-III型加药机两台，一用一备，设计加药量为，参数如下：投加量范围：30-390；投加方式：水射器转子流量计；搅拌机功率：0.55KW；搅拌槽容积：1000L；溶液槽容积：2000L；尺寸：1500mm×1500mm×2600mm。31西安工业大学毕业设计（论文）31 4污水处理厂区平面布置与高程布置4污水处理厂区平面布置与高程布置4.1污水处理厂区的平面布置在污水处理厂区内有各种处理单元构筑物；连通各处处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路及绿地等。现就在进行厂区平面规划、布置时，应考虑的一般原则阐述于下：4.1.1各种单元构筑物的平面布置处理构筑物是厂区的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：污水厂区的总平面图一般都分区布置，主要有综合办公区、污水处理区、污泥处理区和远期预留地（本设计不考虑）等。各区之间以道路相隔，综合办公区一般布置在夏季主风向的上风向。污泥区一般布置在夏季主风的下风向。处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。在处理构筑物之间，应保持一定的距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取5－10m，某些有特殊要求的构筑物，其间距应按有关规定确定，本设计因为是小型工业污水处理，所以取3m。4.1.2管（渠）道的平面布置连接各处理构筑物的管线（渠）要通畅，尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。污水厂内管线种类很多，应综合考虑才布置，以免发生矛盾。管（渠）道布置应该紧凑、整齐，也应该考虑才施工、安装及维护的要求，保持适当的距离。在厂区内还设有承压管如给水管、以及输配电线路(本设计中未画出)。这些管线可考虑平行架空布置，以节省用地和便于维护，地下埋设的管道可尽量集中并设管廊或管沟。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。各种管道的敷设应按工业管道安装要求规定进行。4.1.3辅助构筑物污水处理厂内的辅助处理构筑物有：综合办公楼、鼓风机房、配电室、操控室等。它们是污水处理厂区不可缺少的组成部分。其建设面积大小应按具体情况和条件而定。本设计中辅助构筑物的具体尺寸见下表4.1314污水处理厂区平面布置与高程布置表4.1辅助构筑物31 西安工业大学毕业设计（论文）辅助构筑物名称平面尺寸（m2）综合办公楼7.50×7.50鼓风机房4.50×3.00配电室4.50×3.00操控室4.50×3.004.1.4道路及绿地在布置总图时，应考虑有充分得绿化地带，一般规定污水处理厂区的绿化面积不得少于30%。本设计中，构筑物之间的空地全部种植草木，总体的绿化面积可达35%以上。污水处理厂内应设有管道，管道宜布置成环形管道，以方便材料与设备的运输。污水处理厂内道路完全成环状，以方便运输。4.2污水处理厂的高程布置污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，在整个污水处理过程中，应尽可能使污水和污泥为重力流，但在多数情况下，污泥往往需要提升。高程布置的一般规定如下:为了保证污水在各构筑物之间能顺利自流，必须精确计算各构筑物之间的水头损失，包括污水流经各处理构筑物的水头损失，污水流经连接前后两处理构筑物管渠（包括配水设备）的沿程水头损失，局部损失以及污水流经量水设备的水头损失（包括进出水渠的水头损失）。进行水利计算时，应选择一条距离最长，水头损失最大的流程，并按最大设计流量进行水力计算。计算时还须考虑管内淤积，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地，以防止水头不够而发生涌水现象，影响构筑物的正常运行。计算水头损失时，一般应以最大水量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，酌加扩建时的备用水量。污水厂区的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，应能自流到城市排水管网。水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较34 西安工业大学毕业设计（论文）小，运行费用也较低。但同时应考虑到建筑物的挖土深度不宜过大也不宜太小，埋深太大会增加施工难度，加大土建投资和维修费用；埋深太浅会造成有些构筑物架空并增加水泵的提升高度。另外，高程的布置还应考虑全厂土方量的开挖平衡，综合考虑各种因素做适当的调整。高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。4.2.1水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表4.2:表4.2水头损失计算表　名称　管渠设计参数水头损失（m）设计流量（L/s）管径（mm）　IV(m/s)　管长L（m）沿程局部合计出厂管2.32800.010.84.50.0320.0360.068计量堰0.26计量堰至二沉池2.32800.0160.72.50.02450.0150.0395二沉池　　　　　　　0.5二沉池至生物接触氧化池2.32800.0160.711.50.07350.07040.1439生物接触氧化池　　　　　　　0.3生物接触氧化池至UASB反应器2.32800.0160.740.07350.02450.098UASB反应器　　　　　　　0.3UASB反应器至气浮池2.32800.0160.73.50.07350.02140.0949气浮池　　　　　　　0.3气浮池至调节池2.32800.0160.730.07350.01840.0919调节池　　　　　　　0.2调节池至细格栅2.32800.010.830.0480.0240.072细格栅　　　　　　　0.234 西安工业大学毕业设计（论文）4.2.2高程的确定本设计以地平面的绝对标高为标准，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高如图4.3所示。图4.3构筑物高程表构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)细格栅454.05454生物接触氧化池456.4450.9调节池455452.5二沉池455.96452.96气浮池457.2455污泥浓缩池453.58454.33UASB反应器456.8449.2再根据各处理构筑物的水面标高，根据结构稳定的原则推求地面标高及池底标高。设计污水处理厂高程流程布置图见“污水及污泥处理工艺高程布置图”。34西安工业大学毕业设计（论文）455项目投资预算45 5项目投资预算5项目投资预算5.1土建部分土建部分的投资预算如表5.1。表5.1土建投资预算表序号名称数量单位单价（元）金额（万元）备注1细格栅0.805m35000.04钢砼结构2调节池75m34503.40钢砼结构3UASB反应器100.53m35005.00钢砼结构4接触氧化池37.2m34001.50钢砼结构5二沉池220m34509.90钢砼结构6沉淀池33.2m35001.70钢砼结构7污泥浓缩池84.8m35004.20钢砼结构8综合办公楼337.5m280027.00砖混结构9鼓风机房40.5m28003.24砖混结构10配电室40.5m28003.24砖混结构11操控室40.5m28003.24砖混结构12合计62.46由于用户为提供详细的地质报告，以上报价根据常规地质情况得出，同时由于地区市场价格的差异，以上报价仅供参考，费用以实际发生为准。5.2设备部分设备部分的投资预算如表5.2。45西安工业大学毕业设计（论文）45 西安工业大学毕业设计（论文）表5.2设备投资预算表序号名称型号及规格单位数量单价（万元）总价(万元)备注1机械格栅HF-700台13.563.56N=1.1kw2气浮设备YW-50台121.2221.22N=7.5kw3填料体积Φ200m311900.01517.854风机3L52WDQ=20.3m3/minH=4m台24.428.841用1备N=22kw5微孔曝气器Φ200套6300.0159.456填料支架套42.389.527污泥提升泵TQL40-100Q=6.3m3/minH=12.5m台20.160.321用1备N=0.75kw8带式压滤机DYQ1000C台110.810.80N=1.5kw9曝气系统套12.762.7610加药装置JY-III套10.30.3011自控系统套14.804.8012电线及线管套12.152.1513管道阀门及其它套15.235.2314防腐材料套11.301.3015合计98.105.3工程总投资工程总投资预算如表5.3。表5.2设备投资预算表序号名称费率价格（万元）1土建62.462设备98.1045 西安工业大学毕业设计（论文）3小计（1+2）160.564设计费（3）×3%4.825运输费（2）×2%1.966安装调试费（2）×8%7.857小计（3+4+5+6）157.198税金（7）×3.44%6.039总计（7+8）163.225.4主要经济技术指标处理水量：200m3/d（8.33m3/h）；总投资：163.22万元占地面积：约1547m2；工程能耗分析如图5.3：表5.2工程耗能投资预算表序号名称功率（kw）折工时（h）能耗(度/天)1机械格栅1.1×11.51.652鼓风机22×1122643气浮设备7.5×112904污泥泵0.75×164.55搅拌机0.55×21213.26加药系统0.55×12413.27压滤脱水机1.5×18128其它（照明等）512609合计458.555.5运行成本分析本废水处理系统设计处理水量为200m3/d，其运行成本分析如下：5.5.1电费本工程每天的能耗为458.55kw·h，按照工业电价0.5元/度来计算E电费=0.5元/度×70%×458.55kw·h/d÷200m3/d=0.8元/m3（5.1）45 西安工业大学毕业设计（论文）5.5.2人工费本污水处理系统自动化程度高，系统运行按1人管理计算，则人工费为：1500元/月×1人÷30÷200=0.25元/m3（5.2）5.5.3药剂费本废水处理系统每吨水需要药剂费0.15元5.5.4吨水运行费用0.8+0.25+0.15=1.2元/m3（5.3）5.6效益分析（每年）运行费用：1.2×10-4×200×365=8.76万元/年（5.4）45 西安工业大学毕业设计（论文）45西安工业大学毕业设计（论文）45西安工业大学毕业设计（论文）45 6总结6总结456总结采用气浮——厌氧生化——好氧生化——物化四级处理工艺，经处理后出水的各项考核指标均可以达到GB8978—2006污水综合排放标准二级标准要求；处理设施采取组合化设计，占地少、工程造价省；采用低能耗处理工艺，如厌氧生化的处理效果是在无能耗条件下所取得，并减轻后续处理设施处理负荷；将好氧生化产生的剩余活性污泥排入厌氧生化再处理，减轻了污泥处理的负荷，从而可以降低日常运行费用；经处理后出水可以部分回用于冲洗水及绿化用水，节省自来水费用；予沉池上部安装单轨电动行车，减轻人工清理沉淀物的劳动强度，采取处理设施组合化设计，污水泵液位自控等措施，方便操作管理。456总结456总结45 参考文献参考文献[1]林超.绥化大众肉联屠宰废水处理的生产性试验研.硕士学位论文.哈尔滨：哈尔滨工业大学,2011[2]张华.常温厌氧一好氧法在处理屠宰废水工程中的应用.贵州.贵州环保科技，2000,6(2):34~38[3]赵军.接触氧化法处理屠宰废水.环境保护科学，2000,29(11):24～25[4]钟梅英.张文艺.SBR工艺处理屠宰废水试验.安徽工业大学学报，20001,18(l):34~37[5]郑春媛.屠宰废水的处理.工业用水与废水，2000,31(l):27~28[6]刘祖文，唐敏德.SBR工艺处理屠宰废水.南方冶金学院学报，2001,22(2):117~120[7]宁平，朱易，金时英.CAF涡凹气浮一SBR法在屠宰废水中的应用.环境工程，2001，19(3):14~15[8]许玉东.UASBAF一SBR工艺处理屠宰废水.给水排水，2001,27(6):35~37[9]苗利，买文宁，王正等.屠宰废水传统处理工艺的改进.环境工程，2002,20(6):71~73[10]〕陈立杰，王思源.化学混凝一sBR法处理肉禽屠宰废水的研究.安全与环境学报，2003,3(2):65~68[11]李伟光，赵庆良，马放等.序批式生物膜反应器处理屠宰废水.中国给水排水，2000,16(10):59~60[12]方茜，陈凤凤，刘宏远等.两种序批式生物系统处理屠宰废水的对比试验.中国给水排水，2000,16(7):57~58[13]赫俊国，李建政，张金松等.生物膜一活性污染共生系统处理屠宰废水的研究.哈尔滨工业大学学报，2003,13(3):424~427[14]孙仲平，尹卫红，李正明.活性污泥法新技术一卡波菲尔反应器.工业用水与废水，2001,32(2):40~41[15]于凤，陈洪斌.屠宰废水处理技术与应用进展.环境科学与管理.第30卷第4期.2005年8月[16]郑春媛.屠宰废水的处理.工业用水与废水vo131，No2000[17]MartineaI，BorzacconiL，MalloM，etal．TreatmentofSlaughterhousehousewastewater[J]．WaterscienceandTechnology．1995,32(12):99-104[18]DelPozoR，DiezV，BeltranS．AnaerobicPre-treatmentsofSlaughterhousewastewaterusingfixed-filmreactors[J]．Bioresource45 西安工业大学毕业设计（论文）Technology．2000,71(2):143-149[19]RuizI，VeigaMC，SantiagoPetal．treatmentofSlaughterhousewastewaterinaUASBreactoranaerobicfilter[J]．BioresourceTechnology．1997,60(3):251-25845致谢45 致谢致谢感谢导师赵群英老师的关心、指导和教诲。赵群英老师追求真理、献身科学、严以律己、宽已待人的崇高品质对学生将是永远的鞭策。我在进行本科毕业设计期间的工作自始至终都是在赵群英老师全面、具体的指导下进行的。赵群英老师渊博的学识、敏锐的思维、民主而严谨的作风，使学生收益匪浅，终生难忘。感谢赵平歌老师在课题研究中所给予的帮助。感谢给水排水工程的老师们的关心和帮助。感谢我的学友和朋友们对我的关心和帮助。45毕业设计（论文）知识产权声明45 毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定，即：本科学生在校攻读学士学位期间毕业设计（论文）工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使用毕业设计（论文）工作成果或用毕业设计（论文）工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业大学。学校有权保留送交的毕业设计（论文）的原文或复印件，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅；学校可以公布毕业设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后应遵守此规定）毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：日期：45毕业设计（论文）独创声明45 毕业设计（论文）独创声明毕业设计（论文）独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。毕业设计（论文）与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：日期：45'