存栏10000头生猪养殖场污水处理毕业设计论文 62页

'┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称存栏10000头生猪养殖场废水处理工程设计学院能源与环境学院专业班级环121姓名×××学号1290××××××毕业设计(论文)的主要内容及要求：本课题针对生猪养殖场水质水量的特点，要求经处理达标后排放，具体设计内容如下：1．阅读英语学术论文，并翻译成中文；2．根据设计资料和要求，参考相关文献与设计资料，确定最佳的处理工艺，撰写文献综述；3．根据设计计算主要的工艺参数，确定各处理构筑物的尺寸，其次查阅相关书籍完成水力计算，完成设计计算书的编写；4．根据计算结果绘制工艺流程图、平面布置图、高程布置图、主处理构筑物的平剖面图：要求用CAD绘制，总数不少于10张A1图纸（至少一张手工图）；5．查阅给排水设备手册对处理过程中需要的通用设备进行选型；6．根据现市场平均价格对本设计进行投资估算及运营经费估算；7．完成本论文设计说明书的编写并详细审核。指导教师签字： ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书摘要随着我国城市化进程和养殖业的发展，由规模化养猪场所引起的环境问题也越来越突出，特别是有关猪场粪污水的处理达标排放问题。高浓度废水的排放对环境会造成严重的污染，因此，需要对养猪场废水进行处理。本设计为存栏10000头生猪养殖场废水处理工程设计，主要对养猪场排放的高浓度有机废水进行治理。养猪场废水的主要特点是含有大量有机物和悬浮物质，属于高浓度有机废水，直接排放会对环境造成巨大污染，故要求对其进行处理，经处理后水质应达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。结合生猪养殖场的废水的特点，可采用两级处理使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除废水中的悬浮物和无机物。二级处理主要采用生物法中的厌氧-好氧组合工艺（UASB+CASS）可有效去除污水中的COD和BOD5，达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。关键词：生猪养殖场废水高浓度有机废水UASB工艺CASS工艺 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书AbstractAlongwiththedevelopmentofourcountryurbanizationadvancementandbreedingindustry,theenvironmentalproblemscausedbytheformalizationpiggryhavebecomeincreasinglyprominent,especiallythepiggerywastewatertreatmentdischargestandardsissues.Thedischargeofhighconcentrationwastewatercancauseseriouspollutiontotheenvironment,therefore,itisnecessarytodealwiththepigfarmwastewater.Thedesignforthe10000herdsofpigsfarmsinengineeringdesign,mainlyfortreatmentofhighconcentrationorganicwastewaterfrompigfarm.Themaincharacteristicofthepigfarmwastewaterisalargeamountoforganicmatterandsuspendedmatter,whichbelongstothehighconcentrationorganicwastewater.Forthedirectdischargeofwastewaterwillcausegreatpollutiontotheenvironment,soitisrequesttotreatthewastewater.Thequalityofeffluentaftertreatmentshouldbereachthelevelof《Emissionstandardofpollutantsforlivestockandpoultrybreedingindustry》(GB18596-2001).Combinedwiththecharacteristicsofthewastewaterofthepigfarm,twotreatmentcanbeusedtomakethewateruptothestandard.Firstlevelofprocessingmainlyusethephysicalmethods,whichremovesthesuspendedmatterandtheinorganicsubstanceinthesewage.Secondlevelsofprocessingmainlyusetheanaerobic-aerobiccombinedtechnologyofbiologymethods（UASB+CASS),whichcanbeeffectiveintheremovalofCODandBODinthesewage,reachedthelevelof《Emissionstandardofpollutantsforlivestockandpoultrybreedingindustry》(GB18596-2001).Keywords:Pigfarmwastewater；Highconcentrationoforganicwastewater;UASBprocess；CASSprocess ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书目录第一章绪论11.1生猪养殖场废水来源11.2生猪养殖场废水特点11.3生猪养殖场废水危害11.4常见处理工艺21.5厌氧-好氧组合工艺2第二章方案比较与选择32.1设计基础资料32.1.1废水进水水质32.1.2废水排放标准32.1.3废水进水水量32.1.4设计范围32.2方案选择原则32.3工艺方案比较与选择42.3.1预处理工艺比较与选择42.3.2厌氧-好氧组合工艺比较与选择52.3.3污泥处理及处置工艺选择82.3.4方案确定8第三章污水处理构筑物设计计算113.1格栅113.1.1设计依据113.1.2设计参数113.1.3格栅设计计算123.2调节池143.2.1调节池的容积153.2.2调节池的尺寸153.2.3搅拌机及提升泵选型153.3平流式沉淀池163.3.1设计原则163.3.2设计参数173.3.3设计计算173.4水解酸化池203.4.1设计计算203.5UASB工艺203.5.1设计规范213.5.2设计参数21共3页第2页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.5.3设计计算223.6CASS工艺303.6.1设计参数313.6.2设计计算313.7消毒池393.7.1设计参数393.7.2设计计算39第四章污泥处理构筑物设计计算404.1污泥浓缩池404.1.1设计参数404.1.2设计计算404.2污泥脱水424.2.1设计参数434.2.2设计计算43第五章污水厂平面布置445.1平面布置内容445.2平面布置的原则445.3管线设计445.3.1污水管线设计445.3.2污泥管设计455.3.3给水管设计455.3.4空气管设计45第六章污水厂高程布置466.1 高程布置原则 466.2污水各处理构筑物之间连接管渠水力计算466.3污水各构筑物间高程布置476.4污泥各处理构筑物之间连接管渠水力计算486.5污泥各处理构筑物高程布置48第七章经济技术计算507.1工程造价估算507.1.1土建费用507.1.2设备估价517.1.3工程直接投资527.1.4工程建造其他费用527.2工程总造价527.3运行管理费用52第八章结论54参考文献55共3页第2页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书致谢56共3页第2页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第一章绪论近年来，我国规模化生猪养殖业发展迅速，而且规模不断扩大，生产规模从几千头发展到几十万头。但与此同时，规模化生猪养殖场往往建在大中城市近郊和城乡结合部处，由于环境法规不健全、对污水处理认识不足，特别是养猪场资金短缺，绝大多数养猪场在建场初期未考虑猪粪便和污水的处理问题。养猪场排放的大量粪、尿与养殖场的大量废水大多数未经妥善回收利用与处理便直接排放，对环境造成严重的污染，产生极其不良的影响。不少养猪场粪便随地堆积，污水任意排放，严重污染了周围环境，也直接影响着养猪场本身的卫生防疫水平，降低了畜产品的质量。城市畜禽养殖业已经成为或正在成为与工业废水和生活污水相当甚至更大的污染源。对养猪场废水合理、有效的治理是必不可少的。1.1生猪养殖场废水来源生猪养殖场废水的来源主要是冲洗猪舍、粪便产生的大量废水，还有少量厂区卫生设备、公共大楼排放的污水。1.2生猪养殖场废水特点（1）水量大、水力冲击负荷强；（2）有机质浓度大，氨氮含量高。BOD5值高达2000-8000mg/L，COD值一般在5000-7000mg/L左右；（3）废水的可生化性较好，水解、酸化快，沉淀性能好；（4）废水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药以及各种人畜共患病原体[1]。1.3生猪养殖场废水危害（1）对水体的污染生猪养殖场废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，如果流入水体中将可能造成地表水或者地下水水质的严重恶化。由于猪粪、尿的淋溶性很强，猪粪、尿中含大量的氨、磷及水溶性有机物，如果不能妥善处理，就会通过地表径流或渗滤进入地下水层污染地下水，不经处理的废水流入河流、湖泊会引起水体富营养化，严重污染水体环境。（2）矿物元素和重金属污染在生猪的养殖过程中，饲料是不可缺少的。饲料中会大量添加无机磷等元素，添加的无机磷约75%为植物磷，由于植物磷不能被动物吸收、利用而直接排出体外，引起对环境的污染；饲料厂和养殖场普遍采用高铁、铜等微量重金属元素作为添加剂，由于禽畜对这些重金属元素的吸收和利用率都很低，易随粪便排出体外进入水体、土壤等环境，造成严重的环境污染。（3）微生物污染共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书在生猪的养殖过程中，微生物会通过养殖场的废水排放而进入环境，从而造成严重的微生物污染。如果对这些废水不进行无害化处理，大量的有毒病菌一旦进入环境，不仅会直接威胁禽畜自身的生长和生存，对人体健康也会是个严重的威胁[2]。1.4常见处理工艺目前我国对于生猪养殖业废水的深度处理方法主要是利用生物法处理。生物法是利用微生物来氧化分解水中污染物的方法，主要处理有机物，也能处理少量的无机物。生物法处理废水具有基础建设投资少、处理费用低、去除效果好、最终产物不产生二次污染和过程控制稳定等优点。因而常用来处理高浓度有机废水。生物处理技术主要分为好氧和厌氧处理技术。好氧处理主要有生物膜法和活性污泥法两大类；厌氧处理包括：UASB，IC塔等[3]。（1）好氧生物处理：是指在游离分子氧存在的条件下，好氧微生物降解有机污染物，使其稳定、无害化的处理方法。好氧生物处理的反应速度快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小，且处理过程中散发的臭气较少。所以目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水，基本上采用好氧生物处理。但是对于高浓度废水，好氧工艺进水时需对原废水稀释十倍甚至百倍，因此动力和清水消耗大，成本高。在养猪场废水中常用的好氧生物处理主要有：活性污泥法、生物接触氧化法，一般COD和BOD5的去除率为75%~97%[4]。（2）厌氧生物处理：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳、甲烷、水、硫化氢和氨等产物。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段：第一阶段是水解酸化阶段，第二阶段是甲烷发酵阶段。废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量（CH4）等优点。但是通常厌氧处理后的污水达不到排放要求。养猪场废水厌氧处理中常用工艺有：升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床等。一般COD和BOD5的去除率为80%~90%[5]。1.5厌氧-好氧组合工艺从80年代开始，厌氧-好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺。厌氧-好氧组合工艺中：厌氧工艺能去除废水中大量的有机物和悬浮物，使与之组合的好氧工艺有机负荷减小，好氧污泥量也相应降低，使整个工艺的反应容积变小；厌氧阶段的容积负荷高、抗冲击负荷能力强，能够降低系统的基础建设费用，同时还可以回收沼气；厌氧工艺作为前处理工艺能起到均衡水质的作用，减少后续好氧工艺负荷的波动，使好氧工艺的需氧量大为减少且较为稳定，这样既节约能源又方便工业上的实际操作；好氧阶段的主要作用是进一步降低厌氧系统出水的各项污染指标，以便达到排放标准[6]。所以采用厌氧-好氧工艺处理养猪场废水，不仅克服了好氧处理的高能耗、高运行费用等缺点，也克服了厌氧处理出水不能达标排放的缺点，在经济及技术上均可行。因此从工程应用角度应优先采用厌氧-好氧组合工艺。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第二章方案比较与选择2.1设计基础资料2.1.1废水进水水质废水进水水质见表2-1。表2-1污水进水水质项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pHNH3-N进水水质1200060006006.83002.1.2废水排放标准该污水处理厂排放的水直接排入附近的河流中，排水标准执行《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），其标准限值见表2-2。表2-2废水排放标准限值表(单位：mg/L)项目CODBOD5SSpHNH3-N原水水质1200060006006.8300标准限值4001502006~9802.1.3废水进水水量该生猪养殖场采用水冲清粪工艺，根据《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）中关于水冲工艺最高允许排水量的规定，计算设计水量。查《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）中的规定，一头成年猪每天产生的粪便需要0.035m³的冲洗水，仔猪的排水量按照成年猪的50%计算，则每天产生的粪便需要0.0175m³的冲洗水。该生猪养殖场生猪存栏10000头，其中成年猪为8800头，仔猪约为1200头，则每天产生的冲洗水约为330m³/d。总变化系数KZ=2.7/3.80.11=2.3，所以设计最大流量为760m³/d。2.1.4设计范围本设计范围为：自污水汇流到污水处理厂后，经各个处理单元，至处理后的总排放口为止。包括污水处理构筑物的设计、污泥处理系统设计等。2.2方案选择原则本设计为生猪养殖场共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书废水的处理，其处理方式与处理水量、原水水质、排放标准、建设投资、运行成本、处理效果及稳定性、工程应用状况、维护管理是否方便等因素有关。具体可以从以下几个方面考虑：1.本设计出水水质要求达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。2.采用成熟、稳定、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行费用。同时应充分考虑使用先进的前沿技术。3.设备选型兼顾通用性和先进性，确保运行高效、稳定、可靠。4.污水处理厂应运行灵活、管理方便、维修简单，充分考虑操作自动化，减少操作劳动强度。5.设计应新颖美观、布局合理，具有时代感。6.采取有效措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理、处置固体废弃物，避免二次污染。7.处理厂内应设置必要的监控仪表，提高管理水平。8.工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益三者的最佳统一。2.3工艺方案比较与选择养猪场排出的粪、尿及废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌等，对环境质量造成极大影响。设计进水水质浓度高，要达到排放标准，污染物去除率高，使得任何单级生物处理都达不到要求，所以必须选择多级处理流程方能达到出水标准[7]。根据国内外工程实践资料，本工程设计选用“预处理+厌氧-好氧组合工艺+污泥处理”的基本工艺流程。2.3.1预处理工艺比较与选择预处理的目的是使物料的理化性状适合于后续处理工艺要求，具有调节水质、均衡水量、去除废水中的较大悬浮物，以保证后续处理设施的正常运行以及降低其他处理设施的处理负荷的作用，同时为生物深度处理创造适宜的条件。1.格栅生猪养殖场的废水中含有猪粪等较大的固体悬浮物，设计细格栅，可清除较大的悬浮杂物，保证后面的机泵正常运行。2.调节池生猪养殖场的废水具有间歇排放的特点，排放的水质、水量变动大，因此设计一个均质调节池，均衡、调节废水的水质、水量、水温变化，保证后续处理工艺的稳定运行[8]。3.沉淀池生猪养殖场的废水中的悬浮物浓度较高，因此需要采用沉淀池处理悬浮物质。沉淀池按水流方向来区分为平流式、竖流式及辐流式等三种[9]。三种类型沉淀池的优缺点及适用条件见表2-3。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书表2-3各类沉淀池的优缺点及适用条件类型优点缺点适用条件平流式对冲击负荷和温度变化的适应能力强，沉淀效果好，施工简单，造价低。采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设置排泥管，操作工作量大；采用机械排泥时，设备易被腐蚀。适用地下水位较高以及地质较差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂。竖流式排泥方便，管理简单，占地面积小。对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；造价高；池径不宜太大。适用水质不好的小型污水处理厂。辐流式采用机械排泥，运行较好，管理也较简单。池水水流速度不稳定；机械排泥设备复杂，对施工技术要求高。适用大、中型污水处理厂。因为本工程设计所处理的水量较小，属于小型污水处理站，且主要是对废水中的粪便和BOD5、COD进行处理，结合上面的比较选用平流式沉淀池。4.水解酸化池生猪养殖场废水中含有大量的非溶解性有机物，水解酸化池的主要目的是将原污水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，提高污水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。2.3.2厌氧-好氧组合工艺比较与选择厌氧-好氧组合工艺的选择是整个处理工艺的核心，它属于生物法，是利用微生物具有氧化分解的功能，采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使其大量增殖以提高氧化分解有机物效率的一种污水处理方法。下面对各种常见的厌氧、好氧工艺的优缺点进行比较与选择。1.厌氧生物处理方法的比较与选择，见表2-4。表2-4厌氧生物处理方法的比较工艺特点优点缺点传统消化法在一个消化池内进行酸化、甲烷化和固液分离。设备简单，成本低。反应时间长，池子的容积大，污泥易随水流被带走。厌氧生物滤池微生物大量固着生长在滤料的表面，适用于处理悬浮物量低的废水。设备较简单，能承受较高的水力负荷。反应池的底部容易发生堵塞现象，填料的费用较高。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书厌氧接触法用沉淀池分离污泥并进行回流；在消化池中进行适当的搅拌，污水在池内完全混合，能适应高浓度、高悬浮物的有机废水。能承受较高的水力负荷，有一定的抗冲击负荷的能力，运行较稳定。当负荷高时，污泥会流失，且设备较多，操作上的要求较高。上流式厌氧污泥床反应器（UASB工艺）消化和固液分离过程在同一个池内进行，微生物的量特高。负荷率高，池子容积大，所需能耗低，整个过程不需要进行搅拌，水力停留时间短。池子的构造复杂，如果运行不善，污泥会大量流失。两段厌氧处理法酸化和甲烷化在两个反应器中进行。能够承受较高的负荷，耐冲击能力强，运行稳定。设备较多，运行操作较复杂。综合上面的比较并结合本工程设计废水的特点，本工程设计考虑采用成熟的上流式厌氧污泥床（UASB）工艺作为厌氧段反应器。下面对UASB工艺进行简单的介绍：UASB（上流式厌氧污泥床反应器）由污泥反应区、气液固三相分离器和气室组成。在底部反应区存留有大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在底部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成的污泥浓度较稀薄，该污泥和水在一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入集气室，集中在气室的沼气用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉降至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。1.好氧生物处理方法的比较与选择，见表2-5。表2-5好氧生物处理方法的比较工艺优点缺点间歇式活性污泥法（SBR工艺）无需设置调节池，构筑物少；不易产生污泥膨胀，静止沉淀效果好，出水水质高；占地面积较小，耐冲击负荷能力强；工艺流程简单，管理费用低。设备较多，闲置率较高；污水提升水头损失较大；运行费用较高，操作管理程度要求高。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书接触氧化工艺对冲击负荷有较强的适应能力；操作简单、运行方便、易于维护管理；无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象；污泥生成量少，颗粒较大，易于沉淀。设计或者运行不当会造成填料堵塞；布水、曝气不易均匀，可能在局部部位出现死角，总磷的去除效果较低。膜生物反应器（MBR工艺）处理效果优良，无需深度处理；占地面积小，节省资源；易于实现自动化控制；可以去除氨氮及难降解有机物。初期投资略高，膜需要定时清洗，操作管理不方便，设备维护费用高，膜组件使用寿命短，需要定时更换。氧化沟工艺污水混合效果好，对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥龄一般可以达到15至30天。占地面积较大；在寒冷的气候条件下，因为表面曝气器会造成表面冷却或结冰，降低污水温度，对生化反应影响较大。周期循环活性污泥法（CASS工艺）工艺流程简单，占地面积小，投资较低；生物反应推动力大；沉淀效果好；运行灵活，抗冲击能力强；不易发生污泥膨胀。设备较多，运行费用较高，对操作和管理的要求高A/O生化工艺流程简单，具有脱氮除磷功能；出水水质高；系统运行稳定。控制要求高；实现自动化后，操作、管理简单。SBR工艺较其他工艺比较，具有一定的优势，CASS工艺是在SBR工艺上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水，间歇排水[10]。CASS工艺较SBR工艺的优点更为明显：CASS反应池有预反应区和主反应区组成，难降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此，进水管道上无需设电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行，而SBR进水过程是间歇的，应用中一般要2个或者2个以上的池子交替使用[11]。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。CASS工艺每个周期的排水量不超过池内总水量的1/3,而SBR则为3/4[12]，所以，CASS工艺比SBR工艺的抗冲击能力更好。CASS工艺的脱氮除磷效果较SBR的更为明显，生物选择器的设置为除磷创造了有利条件。对于生猪养殖场这种含有大量氮、磷的高浓度有机废水，CASS工艺作为好氧生物处理更为合适。故此次工程设计的厌氧-好氧组合工艺为UASB+CASS工艺。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书2.3.3污泥处理及处置工艺选择污水处理过程中产生的污泥需要集中到污泥处理系统，进行统一处理和处置。如果污泥处理或处置不当，将会造成二次污染，形成新的污染，达不到污水治理的最终目的。1.污泥处理设计原则（1）根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合污水厂的外部自然环境及处置条件选用符合实际的污泥处理工艺。（2）根据城市污水处理厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法，脱水后污泥含固率应大于20%。（3）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉沙和污泥，避免造成二次污染。（4）尽可能地回收利用污泥中的有用物质，变废为宝。2.污泥处理与处置工艺污水经二级处理后，水中大多数有机物和无机物都转化为污泥，如果污泥处理不当，将造成二次污染，使污水处理的成果事倍功半。污泥处理要求如下：减少污泥体积，降低污染后续处置费用；减少污泥中的有害物质；利用污泥中可用物质，变废为宝；选用了生物脱氮除磷工艺，尽量避免磷的二次污染。由于本工程设计的污水处理厂的工程规模不是很大，故只采用浓缩脱水工艺。2.3.4方案确定1.工艺流程图综上所述，选择以UASB+CASS为主体工艺的污水处理方案，具体工艺流程图见图2-1。图2-1：生猪养殖场废水处理工艺流程图2.出水水质达标分析格栅对COD、BOD5共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书不计去除率，只对SS有一定的去除率，经验值为5%~10%,本设计中设有细格栅一道，SS去除率为8%。调节池只起调节水量的作用，不计其对COD、BOD5、SS的去除率。平流式沉淀池处理对象是悬浮物质,对SS的去除率为40%~55%，同时对BOD5的去除率为10%~30%，本次设计中对SS的去除率取45%，对BOD5的去除率取20%，COD的去除率取25%。水解酸化池对COD、BOD5、SS的去除率都比较低。UASB工艺对COD的去除率为80%~90%，对BOD5的去除率为70%~80%，对SS的去除率为30%~50%，本次设计取COD的去除率为88%，BOD5的去除率为78%，SS的去除率为45%。CASS工艺对COD的去除率为89.7%~90.6%，对BOD5的去除率为85%，对SS的去除率为91.3%~94.4%。本次设计取COD的去除率为90%，BOD5的去除率为85%，SS的去除率为92%[13]。因此，可以对此次工艺流程进行去除率计算，计算结果见表2-6。表2-6达标计算结果项目CODBOD5SS格栅调节池进水120006000600出水120006000552去除率008%平流式沉淀池进水120006000552出水90004800331去除率25%20%40%水解酸化池进水90004800331出水78004320304去除率13%11%8%UASB池进水78004320304出水936950167去除率88%78%45%CASS池进水936950167出水9414214去除率90%85%92%共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书标准限值400150200由上表可知，该工艺能满足排水的标准要求，故工程设计工艺流程图确定为图2-1。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第三章污水处理构筑物设计计算3.1格栅格栅是由一组平行的金属或尼龙等非金属材料的栅条支撑的框架，设在处理构筑物之前，垂直或斜置于污水流经的渠道上，主要功能是去除污水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理系统的正常运行。目前格栅的种类繁多，发展较快，从格栅的型式来分，可分为链式机械格栅除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等。由于本工程设计的污水含有大量的固体悬浮物和大颗粒杂质，因此为防止污水中大量的固体悬浮物和杂质堵塞、损坏后续处理设施，污水在进入调节池前，设置格栅井（一用一备）。3.1.1设计依据查《环境工程设计手册》，设计依据如下：1.污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：（1）人工清渣25mm~40mm；（2）机械清渣16mm~25mm；（3）最大间隙40mm。2.过栅流速一般采用0.6m/s~1.0m/s。3.格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4m/s~0.9m/s。4.格栅倾角一般采用采用45°~75°。人工清除的格栅倾角小时，较省力，但占地多。5.机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。6.栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地资料时，可采用：（1）格栅间隙16mm~25mm：0.10m3~0.05m3栅渣/103污水；（2）格栅间隙30mm~50mm：0.03~0.10m3栅渣/103污水；栅渣的含水率一般为80%，密度约为960kg/m3。7.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。3.1.2设计参数总变化系数KZ=2.3设计流量Q=760m3/d=32m3/h=0.0088m3/s过栅流速v=0.6m/s格栅倾角α=60°栅前水深h=0.4m进水渠道渐宽部分展开角度α1=20°共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.1.3格栅设计计算格栅计算如下：栅条用矩形钢，栅条间隙宽度b=0.01m，栅条宽度s=0.01m，进水渠宽B1=0.2m。1.栅条的间隙数（3-1）式中：Q——设计流量，m3/s；α——格栅倾角，α=60°；b——格栅间隙，m；h——栅前水深，m；n——栅条间隙数，个。计算得：格栅间隙n取5。2.栅槽宽度（3-2）式中：n——栅条间隙数；s——栅条宽度，m；b——格栅间隙，m。计算得：3.进水渠道渐宽部分的长度（3-3）式中：——进水渠道渐宽部分的展开角度；B——栅槽宽度，m；B1——进水渠宽，m。计算得：4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（3-4）共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书式中：L1——进水渠道渐宽部分长度，m。计算得：5.通过格栅的水头损失设栅条断面为锐角矩形断面，β=2.42，则：（3-5）式中：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，当为矩形断面时β=2.42。计算得：6.栅后总高度（3-6）式中：h2——栅前渠道超高，一般采用0.5m。计算得：7.栅槽总长度（3-7）其中计算得：8.每日栅渣量（3-8）式中：——设计流量，m3/s；W1——单位栅渣量，m3/103m3污水，取W1为0.12；共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书KZ——总变化系数。计算得：选择格栅除污机型号、性能见表3-1。表3-1除污机性能型号安装角度α（°）格栅间隙b（mm）电动机功率（kw)设备宽(mm)沟宽(mm)HF-50060°80.85005809.计算示意图格栅计算示意图见图3-1。图3-1：格栅计算示意图3.2调节池进入污水处理系统的污水，其水质和水量随时可能发生变化，这对污水处理构筑物的正常运转非常不利，水质和水量的波动越大，处理效果就越不稳定，甚至会使污水处理构筑物遭受严重破坏。为减少水质和水量变动对污水处理工艺过程的影响，在进水处设置调节池，以均和水质和均衡水量，使后续处理构筑物在运行期间能达到理想的处理效果。一般来说，调节池具有下列作用[15]：共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1.减少或防止冲击负荷对设备的不理影响；2.使酸性废水和碱性废水得到中和，使处理过程中pH值保持稳定；3.调节水温；4.当处理设备发生故障时，可起到临时的事故贮水池的作用；5.集水作用，调节进水量和抽水量之间的平衡，避免水泵启动过分频繁。3.2.1调节池的容积调节池的容量：（3-9）式中：Q——最大时平均流量，m3/h；t——停留时间，h，本设计取4.0h。计算得：3.2.2调节池的尺寸设调节池的有效水深为2m，根据计算的调节容积，确定调节池的尺寸为：采用矩形池，池的表面积为（3-10）式中：V——调节池体积，m；h——调节池有效水深，m。计算得：采用矩形池子，取池长L=9.1m，则池宽B=7m。考虑0.5m的超高，即调节池的尺寸为9.1m×7m×2.5m。3.2.3搅拌机及提升泵选型1.搅拌机选型在调节池内安装两台搅拌机，防止沉淀，搅拌机型号为JBJ-800。2.提升泵选型在调节池内安装一台提升泵，型号100JWQ35-10-1600-3，流量为35/h，扬程H=10m，配套电机功率为3KW，出口直径DN150。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.3平流式沉淀池污水中含有大量的固体悬浮物，在前面的处理中得到一定的去除，设置沉淀池是为了更好的去除小颗粒的固体悬浮物，为后续的处理工艺提供良好的水质。平流式沉淀池是废水从池的一端进入，另一端流出，水流在池内做水平运动。平流式沉淀池设有进水区、沉淀区、出水区和污泥区。进水区的作用是使水流均匀分布在整个断面上，尽可能减小扰动。沉淀区中，要降低沉淀池中水流的Re数和提高水流的Fr数。沉淀后出水应尽量在出水区均匀流出。及时排出沉于池底的污泥使沉淀池工作正常，保证出水水质。污泥区和清水区应该有一个缓冲区，以减轻水流对存泥的搅动[16]。3.3.1设计原则查《环境工程设计手册》，设计原则如下：1.设计流量：(1)当污水由泵提升后进入沉淀池时，应按水泵的最大设计出水量计算； (2)当污水直接自流入沉淀池时。应按入流管道最大设计流量计算； (3)当沉淀池为合流制排水系统服务时，应按降水时的设计流量计算，沉淀时间应不小于30min。2.沉淀池的个数或分格数应不少于2个，并按并联工作考虑。3.初次沉淀池应设撇除浮渣的设施。4.沉淀池的入口和出口均应设整流措施，以使水流均匀分布，避免短流。5.初次沉淀池的污泥，采用机械排泥时可连续、可间歇，不用机械排泥时应该每日排泥。6.采用多斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管，两个或多个泥斗不宜用一条排泥管。7.当每组有两个以上沉淀池时，为使每个池子进水量均等，应在进口处设置调整流量的设备，如进水闸阀等。8.池子的超高至少采用0.3m。9.一般沉淀时间不小于1.0h，有效水深多采用2~4m。10.沉淀池的缓冲层高度一般采用0.3~0.5m。11.污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60°，圆斗不宜小于55°。12.初次沉淀池的污泥区容积，一般按不小于2d的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4h污泥量计算；二次沉淀池的污泥区容积按不小于2h贮泥量考虑，泥斗中污泥浓度按混合液浓度的平均浓度计算。13.池子的长宽比不小于4，一般采用4~5。14.池子的长深比常用8~12。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书15.池子的坡度一般为0.01~0.02，机械刮泥时不小于0.005。水平流速不大于5mm。16.进、出口处应设置挡板。挡板高出水面0.1~0.15m；挡板淹没深度：进口不小于0.25，一般为0.5~1.0m；挡板前后位置：距进口0.5~1.0m，距出口0.25~0.5m。17.采用机械排泥时，通常有两类刮泥机选择，一类是连带式刮泥机，另一类是行车式刮泥机。18.沉淀池出水堰最大负荷不宜大于。3.3.2设计参数设计参数如下：1.设计流量：流量等于泵的流量，为Q=352.沉淀时间：t=1.6h，参见表3-2选择。3.表面水力负荷：q=1.5，参见表3-2选择。表3-2城市污水沉淀池设计数据及产生的污泥量表沉淀池类型沉淀时间(h)表面水力负荷污泥量污泥含水率（%）初次沉淀池1.0~2.01.5~3.014~270.36~0.8395~973.3.3设计计算设计计算如下：1.沉淀区水面积（3-11）式中：Q——设计流量，m3/s；q——表面水利负荷，；A——沉淀区水面积，。计算得：，取A为25。设一座沉淀池，故沉淀池的沉淀区水面积是25。2.沉淀池有效水深（3-12）共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书式中：t——沉淀时间，h。计算得：3.沉淀区长度（3-13）式中：L——沉淀区长度，m；v——最大设计流量时的水平流速，，一般不大于5，取2.0mm/s。计算得：4.沉淀区总宽度=3m（3-14）式中：B——沉淀区总宽度，m。计算得：长宽比校核：，符合要求。5.污泥区计算污泥总量：（3-15）式中:C0——进水悬浮物浓度mg/L，C0=600mg/L；P0——污泥含水率，%，取98%；——沉淀污泥密度，以1000kg/m³计；——去除率，%，以60%计。计算得：排泥间隔为一天两次，则设置一个污泥斗，容积应大于6.8m³/d。6.污泥斗体积：（3-16）共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书式中：V1——污泥斗体积，m2h4——污泥斗的高度，m；f1——污泥斗上口面积，m2，3m×3m；f2——污泥斗下口面积，m2，0.5m×0.5m。计算得：污泥斗为方斗，，采用行车刮泥机，池底坡度为0.01，行进速度为1m/min，间歇排泥。污泥斗以上梯形部分污泥容积：梯形上底长12+0.3+0.5=12.8m梯形下底长l2=3.0m梯形高度：梯形部分污泥容积为：污泥斗总体积V：斗中污泥由排泥管排出，排泥管径DN150。7.沉淀池总长度（3-17）式中：0.5——流入口至挡板距离；0.3——流出口至挡板距离。7.沉淀池总高度（3-18）式中：H——沉淀池总高度，m；——超高，采用0.3m；——缓冲层高度，采用0.3m。计算得：8.沉淀池出水堰设计出水槽设堰高H=150mm，堰口宽B=300mm，堰上水头h=50mm，共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书则堰口水面宽b=150mm，三角堰数量n=L/b=12/0.3=40个。堰上水头校核:　　每个堰出流率q=35/3600/40=2.43×10-4m³/s，则堰上水头为：h==(/=0.03m=30mm>20mm，满足要求。9.撇渣槽沿沉淀池宽度方向上设浮渣槽，槽深0.4m，宽0.3m，在出水槽延伸至墙体侧设浮渣室，浮渣室尺寸为。用DN150的管道将浮渣槽内的浮渣排到浮渣室。3.4水解酸化池水解酸化池是水解和酸化两个过程在一个池内完成的构筑物。在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；在酸化阶段，碳水化合物降解为脂肪酸，主要产物是醋酸、丁酸和丙酸。另外，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、碳酸盐和少量的二氧化碳、氮气和氢气。水解酸化池的主要目的是将原污水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，提高污水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。3.4.1设计计算1.反应池容积V=KZQT（3-19）式中：T——水力停留时间，取4h。计算得：V=32×1.5×4=192m³2.反应池尺寸设反应池的宽为5m，有效水深为4m，超高取0.5m，则水解酸化池的长度为10m。3.进水配水系统设计反应池采用总管进水，管径DN150，池底分支式配水，管径DN100，支管上均匀排布小孔为出水口，距离池底100mm，均匀布置在池底。4.出水系统设计出水堰长度为6m，采用90°三角堰出水，堰宽设为250mm，共设24个三角堰，出水管径DN100，而集水槽宽0.2m，深度为0.15m。3.5UASB工艺共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书厌氧反应主要是利用厌氧微生物以粪便中的糖和氨基酸为养料生长繁殖、进行沼气发酵。UASB(上流式厌氧污泥床反应器）工艺，由荷兰Lettinga教授于1977发明。污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。反应器上部设有三相分离器，用以分离消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落、沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清池出来[17]。UASB负荷能力大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌。能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。3.5.1设计规范查《环境工程设计手册》，设计依据如下：1.进水条件：（1）BOD5/CODcr的比值大于0.3；（2）进水悬浮物应小于1500mg/L；（3）进水CODcr浓度宜大于1500mg/L；（4）严格控制重金属、氰化物、酚类等物质进入厌氧反应器的浓度。2.反应器的最大单体体积应小于3000m3。3.反应器的有效水深应在5m~8m之间。4.反应器内的废水上升流速宜小于0.8m/h。5.沉淀区的表面负荷宜小于0.8m3/(m2h)。6.布水装置宜采用一管多孔布水，一管一孔布水或枝状布水。7.枝状布水支管出水孔向下距池底宜为200mm；出水管径应在15mm~25mm之间；出水孔处宜设45度斜向下布导流板，出水孔应正对池底。8.宜采用整体或组合三相分离器。9.出大于水装置应设在UASB反应器顶部。10.断面为矩形的反应器宜采用几组平行出水堰的出水方式，断面为圆形的反应器出水宜采用放射状或多边形槽出水方式。11.集水槽上应加设三角堰，堰上水头大于25mm，水位宜在三角堰齿1/2处。12.排泥点宜设在污泥区中上部和底部，中上部排泥点宜设在三相分离器下0.5~1.5m处，排泥管管径应大于150mm，底部排泥可兼做放空管。13.污泥产率为0.05kgVSS/kgCODcr~0.10kgVSS/kgCODcr。14.沼气产率为0.45Nm3/kgCODcr~0.50Nm3/kgCODcr。3.5.2设计参数1.容积负荷：Nv=8.0kgCODcr/m3d。2.污泥产率：0.08kgVSS/kgCODcr。3.产气率：0.48m3/kgCODcr。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书4.水力负荷：q=0.4m3/(m2h)。5.设计水量：Q=760m3/d=32m3/h=0.0088m3/s。6.水质指标：进出水水质指标见表3-3。表3-3水质指标项目CODcrBODSS进水78004320304出水936950167去除率88%78%45%3.5.3设计计算设计计算如下：1.UASB反应器容积及主要构造尺寸确定（1）反应器总有效容积V=（3-20）式中：V——反应器总有效容积，m3；Q——设计流量，m3/d；Nv——容积负荷，kgCOD/(m3·d)；S0、Se——进出水COD的浓度，kgCOD/m3；计算得：采用矩形池，设2座，采用公共壁。节省造价。（2）主要构造尺寸的确定设计反应器的有效高度为h=5m，则反应器横截面积：单池面积：共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书从布水均匀性和经济性考虑，矩形池的长宽比在2:1左右较为合适。设反应池的长度为L=12m，则宽：一般应用时，反应器装液量为70%~90%，本设计反应器总高度H=6.5m，其中超高为0.5m。反应器的总容积V=2BLH=12×6×6×2=864m³，有效容积为652m³，则容积有效系数为76%，符合有机负荷要求。水力停留时间:tHRT=12h表面水力负荷：对于颗粒污泥，水力负荷<0.8m³/m2h，满足要求。池内上升流速：v=0.24m3/m2h<0.8m3/m2h，满足要求。2.进水配水系统的设计（1）设计原则：①进水必须在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；本文来自沼气网zhaoqi8.com②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。（2）布水点的设置：进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量来定，本设计采用连续均匀的进水方式，一管多点的布水方式。当容积负荷大于4kgCODcr/m3d时，每个进水口负责的布水面积应大于2m2，则单池布水孔数：一共设置50个出水孔，每个反应池各25个出水孔。（3）布水管的设置：每个反应池采用树枝状穿孔管配水，每个反应池中设置5根支管，布水支管的直径采用DN30mm。布水支管的中心距为2.5m，管与墙的距离为1m；出水孔孔距1m，出水孔距墙为0.5m。孔口向下并与垂线呈45°角。两个池子的总管管径取DN200mm，流速为1.63m/s；每个池子的总管管径取DN100mm，长L=12m，流速为1.5m/s。为了使穿孔管隔空出水均匀，要求出口流速不小于2m/s，取其流速为u=2m/s，则布水口径为：共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书为了增强污泥与废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，进水点距反应池池底200~500mm，本设计布水管离池底300mm。图3-2：单池布水系统示意图3.三相分离器的设计（1）设计原则①沉淀区水力表面负荷<1.0m/h；②沉淀器斜壁角度在45°~60°之间，使污泥不易积聚，尽快落入反应区内；③进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；④总沉淀水深应大于1.5m；⑤水力停留时间介于1.5～2h；⑥三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5~1.0m；⑦沉淀区斜面高度为0.5~1.0m。（2）沉淀区设计沉淀区面积等于反应器面积，则沉淀各部分区尺寸等于反应器的尺寸，即其长度L=12m，宽度B=6m。则其表面负荷也为0.24m3/m2h。（3）回流缝设计取单个三相分离器的宽为b=2.4m，长l=6m，故每池采用n=5个三相分离器。取上下三角形集气罩的斜面的水平夹角为α=45°。则下三角形集气室底部宽为：（3-21）式中：b1——三角集气室底水平宽度，m；——上下三角集气室斜面的水平夹角；h3——下三角集气室的垂直高度，m，取h3为0.8m。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书计算得：则相邻两个下三角形集气室之间的水平距离：b2=b–2b1=2.4-0.8×2=0.8m则下三角形回流缝的面积为：S1==0.8×6×5=24m2下三角集气室之间的污泥回流逢中混合液的上升流速可用下式：（3-22）式中:Q1——反应器中废水流量，m3/h；S1——下三角形集气室回流逢面积，m2。设上三角形集气室回流缝的宽度CE=0.4m，则上三角形回流缝面积为：S2=CE×l×2n=0.4×6×2×5=24m2上下三角形集气室之间回流逢中流速可用下式计算：（3-23）式中：Q1——反应器中废水流量，m3/h；S2——上三角形集气室回流逢面积，m2。则V11.5m，满足要求。上三角形集气罩底部到下三角形集气罩底部的距离为：h=AD+DF=BC+ABcos45°=0.57+0.3cos45°=0.78m共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书故三相分离器的高度为：H=h1+h2+h4（3-24）式中：H——三相分离器高度，m；H=h1+h2+h4=0.9+0.61+0.78=2.3m（5）气液分离设计：由图3-4可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。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vb，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：沼气池要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：沼气池在消化温度为25℃，沼气密度=1.12g/L；水的密度=997.0449kg/m3；水的运动粘滞系数v=0.0089×10-4m2/s；取气泡直径d=0.008cm，根据斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度vb为：zhaoqi8.com首发（3-25）式中：vb——气泡上升速度，cm/s；本文来自沼气网zhaoqi8.comg——重力加速度，cm/s2；http://www.zhaoqi8.comβ——碰撞系数，取0.95；hμ——废水的动力粘度系数，g/cms，μ=vβ。水流速度,va=v2=0.67m/h校核：http://www.zhaoqi8.com共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(6)计算示意图三相分离器计算示意图见图3-3。((图3-3：三相分离器示意图4.排泥系统计算每日产生的悬浮固体：PSS=Q(S0-Se)ηE（3-26）式中：Q——设计流量，m3/d；η——污泥产率，kgSS/kgCOD；S0、Se——进出水COD的浓度，kgCOD/m3；E——去除率，本设计中取90%。计算得：PSS=760×(7800-936)×0.08×0.9×10-3=375kgSS/d每日产泥量为（3-27）式中:Pss——产生的悬浮固体，kgSS/d；共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书P——污泥含水率，以99%计；——污泥密度，以1000kg/m3计。计算得：每日产泥量37.5m3/d，则每个UASB日产泥量18.75m3/d。在每个UASB反应器的底部，布水管下部沿长度方向均匀设置穿孔排泥管一根，均匀排出污泥区的污泥。UASB反应器每天排泥一次，单池排泥管选用管径DN200钢管，排泥总管选用DN200钢管。5.沼气系统计算：（1）产气量计算采用每去除1千克COD产生0.5m³沼气做参数，则每日产气量为：Qg=Q（S0-Se）ηE（3-28）式中：Q——设计流量，m3/d；η——产气率，m3/kgCOD；S0、Se——进出水COD的浓度，kgCOD/m3；E——去除率，本设计中取90%。计算得：Qg=760×（7800-936）×0.48×0.9×10-3=2251m3/d单个UASB反应器的集气量为：Qi=1125.5m3/d。（2）集气管计算1）集气室沼气集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共用10根集气管。每根集气管内最大气流量为：1125.5÷(24×3600×10）=1.3×10-3m3/s。据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm，故取管径为DN100。2)集气干管每个UASB池的10根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池的沼气主管。管道采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%。单池沼气主管内的最大气流量qi=0.013m³/s，取DN100，充满度(设计值）为0.8，则流速v=0.013×2÷（π×0.12×0.8）=1.03m/s。两池沼气主管内的最大气流量q=2251÷（24×3600）=0.026m/s，DN200，充满度（设计值）为0.6，则流速v=0.026×2÷（π×0.22×0.6）=0.69m/s。沼气干管均通到水封罐内。（3）储气柜计算：共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书从水封罐出来的沼气通到储气柜，储气柜的体积一般按平均平均日产气量的三倍体积算。储气柜体积：采用圆形储气柜，由于D/H=1.5D=1.5H=8m6.出水系统计算(1)出水槽计算每个UASB池沿短边方向均布5条出水槽，共10条出水槽。槽宽为0.2m，槽深为0.2m，长为6m。两个UASB池共用一个出水槽，出水槽设在两池的公共壁上，共1条出水槽，槽宽为0.4m，槽深0.2m，长为12m。(2)三角堰计算出水槽设堰高H=50mm,堰口宽B=100mm,堰上水头h=50mm。UASB处理水量为8.8L/s，设计溢流负荷为f=1.25L/（m.s)，则堰上水面总长L=q/f=7.04m三角堰的数量n=140个，每个堰出流率为q/n=6.3×10-5m³/s，则堰上水头为：h==(/≈20mm，满足要求。(3)出水渠计算沿着UASB池的短边设一条出水渠，公共出水槽的水流至次出水渠，出水渠保持水平出水，在出水渠的中间向下连一根DN200出水管。出水渠宽为0.8m，深为0.2m，长为12.8m。出水渠底部坡度为0.01。(4)出水系统示意图出水系统示意图见图3-4。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图3-4：出水系统示意图3.6CASS工艺CASS是周期性循环活性污泥法的简称，是间歇式活性污泥法的一种变革，并保留了其它间歇式活性污泥法的优点，是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先进工艺[19]。CASS工艺的核心为CASS池，其基本结构是：在SBR的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法中的二沉池和污泥回流系统，连续进水。本工艺原理图如图3.5[20]。图3-5：CASS工艺原理图共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.6.1设计参数1.设计水量：Q=760m3/d；2.曝气池内混合悬浮液固体浓度（MLSS）NW：一般为1500~5000mg/L，取X=4500mg/L；3.反应池有效水深H，一般取3-5m，本设计选用4.0m；4.排水比：λ==；5.BOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率）Ns:一般采用0.2~0.4kgBOD/(kgMLSSd)取Ns=0.35kgBOD/(kgMLSSd)；6.混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值f，一般f值为0.7~0.8，本设计选用0.75；7.保护水深：取为0.5m；8.连通孔过孔流速u：一般为18m/h~54m/h，选u=35m/h；9.进出水水质：见表3-4。表3-4进出水水质指标CODBOD5SS进水936950167出水9414214去除率90%85%92%3.6.2设计计算设计计算如下：1.运行周期的确定（1）曝气时间TA（3-29）式中：TA————曝气时间，h；S0————进水BOD5浓度，mg/L；m————排水比1/m=1/3；Nw——混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X＝4500mg/L。计算得：共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（2）沉淀时间TS活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可用下式进行计算。Vmax=7.4×104×t×X-1.7(MLSS≤3000)（3-30）Vmax=4.6×104×X-1.26(MLSS≥3000)式中：Vmax——活性污泥界面的初始沉降速度；t——水温，℃；X——沉降开始时MLSS的浓度，X＝4500mg/L。计算得：Vmax=4.6×104×4500-1.26=1.15m/s沉淀时间TS；（3-31）式中：TS————沉淀时间，h；H————反应池内水深，m。计算得：（3）排水时间TD及闲置时间Tf根据城市污水处理厂运行经验，本水厂设置排水时间TD取为1.5h，闲置时间取为0.4h。运行周期T=TA+TS+TD+Tf=8h每日运行周期数n=32.CASS池容积及构造尺寸的计算（1）CASS池容积CASS池容积采用排水体积进行计算。本设计CASS池两座。单池容积为：（3-32）式中：————单池容积，m3；共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书n————周期数；m————排水比1/m=1/2.5；N————池数；————平均日流量，m3/d。计算得：反应池总容积：（2）CASS池的构造尺寸CASS池为满足运行灵活及便于设备安装的需要，设计为长方形，一端为进水区，一端为出水区。有效水深取H=4m，超高h取0.5m，由于B/H=1~2，L/B=4~6，故取：B=1.5H=1.5×4=6m，L=，取16mCASS池沿长度方向设一道隔墙，将池体分为预反应区和主反应区两部分，靠近进水端占CASS池容积10%左右的区域为预反应区，剩余部分为主反应区。取预反应区长L1=16%×L=0.16×16=2.6m。（3）CASS池液位控制排水结束时最低水位：基准水位h2为4.0m；超高0.5m；保护水深=0.5m。污泥层高度：撇水水位和泥面之间的安全距离：H2=hs=2.2m（4）连通孔口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两个区的水流，因单格池宽6m，根据表3-5，此时连通孔的数量取为2。表3-5连通孔数量表池宽B(m）4681012个数12345共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1）连通孔面积A1A1按下式进行计算：（3-33）式中：A1——连通孔面积，m2；u——孔口流速，取u=40m/h；H1——有效水深与最低水位的差值，H=4－2.7=1.3m。计算得：2）孔口尺寸设计孔口沿墙均布，孔口宽度取0.6m，孔高为0.58÷0.6=0.97m。3.复核出水溶解性BOD5处理水中非溶解性BOD5的值：BOD5=7.1bXaCe（3-34）式中：Ce——处理水中悬浮固体浓度，142mg/L；Xa——活性微生物在处理水中的所占比例，取0.4；b——微生物自身氧化速率，一般为0.05~0.1，本设计取0.08。计算得：BOD5=7.10.08×0.4×142=32.26mg/L故水中溶解性BOD5要求小于142－32.26=109.74mg/L而该设计出水溶解性DOD5Se===20.07mg/L<109.74mg/L。设计结果满足设计要求。4.进出水系统1）进水计算进水采用DN200的进水管，在每一组UASB进水管上设阀门，以便控制每池的进水量，进水管直接将水送进预反应区。2）出水计算排出口高度：为保证每次换水Q=32m3/h的水量及时快速地排出，以及排水装置运行的需要，排水口需设在反应池最低水位之下约0.5m~0.7m处，本设计选0.5m。排出装置：每池排除负荷：QD=QhTF/2TD=32×0.4/(2×1.5）=4.3m³/h。CASS池采用滗水器出水，每池设一个柔性管式滗水器一个，型号：KRB-200；排水能力：0~200m3/h，最大排水高度为2.5m。5.污泥系统计算共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（1）产泥量计算CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有少部分来自进水悬浮物沉淀形成。1）剩余生物污泥△XV取温度为T=25℃，此时活性污泥自身氧化系数：Kd（25）=Kd（20）=0.06×1.04（25－20）=0.07剩余生物污泥量：△XV=YQ－Kd（25）VifnN=0.6×760×－0.07×380××0.75××3×2=267kg/d2）剩余非生物污泥量：△XS=Q（1-fbf）×（3-35）式中：fb——进水VSS中可生化部分比例，取fb=0.7；C0——设计进水固体悬浮物的量，m3/d；Ce——设计出水固体悬浮物的量，m3/d；△XS——剩余非生物污泥量，kg/d。计算得：△XS=760×（1-0.7×0.75）×=55.2kg/d剩余污泥总量：X总=△XV+△XS=267+55.2=322.2kg/d剩余污泥浓度NR：NR=剩余污泥含水率按P=99%计算，湿污泥量为：QS==（2）复核污泥龄共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书=（3-36）式中：——污泥龄，d；Y——污泥产率系数，一般为0.4～0.8，取0.4；Kd——衰减系数，一般为0.04～0.075，取0.075。计算得：===16d（3）污泥回流系统、剩余污泥排出系统设计1）污泥回流回流比：0.7回流量：Q回=0.7×760=532m3/d回流时间：t=TA+Tf=4.5+0.4=4.9h回流污泥泵在回流过程中是间歇运行的，则单个CASS池进泥流量为：q=2）剩余污泥排出由上述计算知，剩余污泥量QS=32.22m3/d，每个周期每池产生量：q=，每个周期的排泥时间为0.4h，则泵的流量为13.5m3/h。每个池子设一根DN150穿孔排泥管、一个污泥泵，穿孔排泥管的污泥由污泥泵抽吸，一部分回流到CASS池预反应区，一部分排到集泥井。一个污泥泵，出泥口用一个三通连接，分别为DN150污泥回流管，DN200排泥管。因此污泥泵的流量为81.5+13.5=95m3/h。据此选得污泥泵为：型号：100QW100-15-15；流量为100m3/h,；扬程为15m，功率为15kw，出泥管径DN150。6.需氧量计算（1）平均需氧量（3-37）式中：R————平均需氧量，kgO2/d；————活性污泥微生物每代谢1kgBOD需氧量，取0.38；————1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，取0.092。计算得：=共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（2）标准需氧量R=（3-38）Csb（T）=Cs（T）（+）（3-39）Ot=（3-40）式中：R0———水温20℃，气压1.103×105pa时，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；R———在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；———杂质影响修正系数，取值范围=0.78～0.99，取=0.85；———含盐量修正系数，取=0.95；———气压修正系数，取1；Pa———所在地区大气压力，Pa；T———设计污水温度，T=25℃；Cs（20）———20℃时氧在清水中饱和溶解度，取Ca（20）=9.17mg/LCSb（T）———设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L；Cs（T）———设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度，水温25℃时，CS（25）=8.4mg/L；Pb———空气扩散装置处的绝对压力，pa，Pb=P+9.8×103H；P———大气压力，P=1.013×105；H———空气扩散装置淹没深度，取微孔曝气装置安装在距池底0.2m处，淹没深度3.8m；Ot———气泡离开水面时，氧的百分比，%；EA———空气扩散装置氧转移效率，一般为6~12%，氧转移效率EA按12%计；C———曝气池内平均溶解氧浓度，取C=2mg/L。计算得：Pb=P+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4=1.405×105POt=CSb（25）=Cs（25）（+）=8.4×（R==32.2kg/h共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（3）空气扩散装置的供气量G===894m3/h7.空气管系统设计曝气系统管道布置方式为在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，在每根干管上设5对配气竖管，全曝气池共设2×5=10条配气竖管。每根竖管的配气量为：m3/h曝气池平面面积为：选用管式曝气膜片曝气头，参数性能见表3-6。表3-6曝气头性能表项目标准值适用范围服务面积（m2/个）0.50.3~2水深（m）42~6通气量（m3/h，个）86~18充氧能力（kg/h)10.9~1.5氧利用率（%）3835~42理论动力效率（kg/kw,h)84~9阻损（mmh2O）350200~400每个空气扩散器的服务面积按0.49m2计，则所需空气扩散器的总数为：个为安全计，本设计采用400个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：每个空气扩散器的配气量为共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书m3/h根据所需压力及供气量选得FB-1高压鼓风机两台，风压：16kPa；最大风量：38m³/min。正常条件下，一台工作，一台备用。3.7消毒池生猪养殖场废水中含有大量的有害病菌，没有经过消毒处理排放进入环境会造成严重的微生物污染，所以出水排向河流前必须经消毒池处理后才能排放。3.7.1设计参数（1）设计流量Q=760m³/d=32m³/d（2）水力停留时间T=0.8h（3）设计投氯量为C=3.0~5.0mg/L3.7.2设计计算本设计设置接触消毒池一座，池内设折流板。（1)尺寸计算消毒池池体容积V=QT（3-41）则：V=32×0.8=25.6m³设池长L=6m，池宽B=4.5m，池深h=1.0m，超高超高0.5m。实际容积V=6×4.5×1=27m³。（2）加氯量计算设计最大加氯量为Pmax=5.0mg/L，则每日加氯量为W=PmaxQ=5.0×760×10-3=3.8kg/d。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第四章污泥处理构筑物设计计算4.1污泥浓缩池污泥浓缩的对象是污泥中的孔隙水，浓缩的目的是为了缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用的污泥浓缩池分为竖流式浓缩池和辐流式浓缩池2种。本设计采用辐流式污泥浓缩池。4.1.1设计参数1.污泥量：Q=QUASB+QCASS=69.72m3/d=2.89m3/h=0.0008m3/s2.浓缩池个数：一个3.浓缩前污泥含水率：P=99%4.浓缩后污泥含水率：P0=96%4.1.2设计计算设计计算如下：1.沉淀部分有效面积F=（4-1）式中：F———沉淀部分有效面积，m2；C———流入浓缩池的剩余污泥浓度，kg/m3，一般采用10kg/m3；G———固体通量kg/(m2h),一般采用0.8~1.2kg/(m2h)，本设计取1.0kg/(m2h)；Q———入流剩余污泥流量m3/h。计算得：F=m22.沉淀池直径D=3.浓缩池容积V（4-2）式中：V———浓缩池容积，m3；T———浓缩池浓缩时间，h，一般为10~16h，本设计采用15h。计算得：共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书V=2.89×15=43.35m3。4.沉淀池有效水深h2=5.浓缩后剩余污泥Q1=（4-3）式中：Q1——浓缩后剩余污泥量，m³/s。计算得：Q1=6.池底高度辐流式沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成i=0.01的坡度。刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度：h4=，设计中取0.04m。7.污泥斗容积h5=（4-4）式中：h——污泥斗高度，m；α——污泥倾角，为保证排泥顺畅，一般取α=55°；a——污泥斗上口半径，m，取a=1m；b——污泥斗下口半径，m，取b=0.25m。计算得：h5=容积：V1=污泥斗中污泥停留时间：T=8.浓缩池总高度H=（4-5）式中：H———浓缩池总高度，m；共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书h1———超高，m，取0.3m；h3———缓冲高，m，一般为0.3~0.5m，取0.4m。计算得：H=，取3.5m9.浓缩池后分离出的污水量q=污水回流到调节池内。10.溢流堰浓缩池经溢流堰出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量为q=0.0006m3/s。设出水槽宽b=0.2m，深0.05m，则水流速为0.06m/s。溢流堰周长：C=溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.12m，深0.06m，有三角堰数量17.9/0.12=149.2个，取150个。每个三角堰流量：q0=溢流堰水深：三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.105m。11.溢流管溢流水量0.0006m3/s，设溢流管径DN100，v=0.23m/s。12.刮泥装置采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。13.排泥管剩余污泥量约为0.0002m3/s，泥量很小，采用污泥管径DN150，间歇将泥排入污泥脱水机房。4.2污泥脱水贮泥池的污泥含水率为96%，含水率比较大，体积大。因此，为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使含水率降至60%~80%。4.2.1设计参数1.脱水前污泥量:Q0=13.7+17.43=31.13m3/d共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书2.脱水前含水率：P1=96%3.脱水后含水率：P2=70%4.2.2设计计算设计计算[22]如下：脱水后污泥量：Q=（4-10）M=（4-11）式中：M———脱水后干污泥重量，kg/d；Q———脱水后污泥量，m3/d。计算得：Q==M=污泥脱水后形成泥饼用小车外运。脱水机选择：选用DL型带式压滤机，处理能力50kg/h~500kg/h,泥饼含水率65%~75%。采用两台，一备一用。型号处理能力（kg/h）功率（kw*h）DL型带式压滤机50~5001.5共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第五章污水厂平面布置5.1平面布置内容平面布置内容包括污水厂内污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置等。5.2平面布置的原则(1)处理构筑物与设施的布置应顺应工艺流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。处理工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）； (2) 构（建）筑物之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求；管线布置尽量沿道路与构（建）筑物平行方向布置，便于施工与检修； (3) 管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护； (4) 协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行、保证安全畅通和美化厂区环境；合理布局，力求与厂区周围环境协调统一； (5) 充分结合利用地形、地质及水文等条件，选择合理的建筑结构类型，力求经济合理； (6) 合理地确定设计地面形式和设计标高，做好场地平整、排水和防洪处理；(7) 具体做好以下布置。 ①污水调节池和污泥浓缩池应与办公区分离； ②配电应靠近引入点或耗电量大的构（建）筑物，并便于管理； ③沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域；④重力流管线应尽量避免迂回曲折。5.3管线设计5.3.1污水管线设计（1）进水管：污水进厂管采用DN200的钢管将污水从地面沟渠接入格栅。（2）构筑物连接管构筑物连接管详见表5-1。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书表5-1构筑连接管管段管径D（mm）管材消毒池河流200钢管CASS池消毒池150UASB池CASS池200水解酸化池UASB池200沉淀池水解酸化池200调节池沉淀池300污泥浓缩池调节池100格栅调节池2005.3.2污泥管设计污泥管见表5-2：表5-2污泥管管段管径D（mm）管材UASB污泥浓缩池200钢管CASS污泥浓缩池200沉淀池污泥浓缩池150污泥浓缩池脱水机房1505.3.3给水管设计根据需要，各个构筑物的消防设施需设给水管。从厂区东面接入一根给水管，管径：DN75，钢管。5.3.4空气管设计从鼓风机房引一根空气管至CASS池。管道为DN300的钢管。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第六章污水厂高程布置6.1 高程布置原则 (1) 尽可能利用地形坡度，使污水按处理工艺流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。(2) 协调好构筑物平面布置与各单体的埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水需要多次提升。 (3) 注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。 (4) 协调好单体构筑物设计与各构筑物埋深，便于污水正常排放，又利于检修、排空。 (5) 水力计算时，应选择距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并适当留有余地，以防止郁积时水头不够而造成涌水现象，影响处理系统的正常运行。 6.2污水各处理构筑物之间连接管渠水力计算污水个处理构筑之间连接管渠水力计算见表6-1。表6-1管渠水力计算表管段设计流量L/s管径Dmm管段类别流速m/s1000i长度m沿程损失h1m局部损失m总水头损失m消毒池河流8.8200重力流0.563.06　300.092　0.10　0.192CASS消毒池8.8150重力流0.563.06210.064　0.12　0.184UASBCASS8.8200重力流0.563.06150.0460.1930.239水解池UASB8.8200重力流0.563.06240.0740.2050.279沉淀池水解池8.8200重力流0.563.0660.0180.1430.161调节池沉淀池9.7200压力流1.767.3150.0370.6460.683浓缩池调节池1.6100重力流0.375.9470.0420.0850.127共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书格栅调节池8.8200重力流0.563.0660.0180.0130.031污水各处理构筑物水头损失见表6-2。表6-2污水处理各构筑物水头损失构筑物水头损失（m）格栅0.15调节池0.10平流式沉淀池0.30水解酸化池0.25UASB池0.80CASS池1.20消毒池0.206.3污水各构筑物间高程布置本设计拟对污水进行一次提升，提升点为调节池至平流式沉淀池，取污水厂地面标高为0.00m。污水厂排水至河流的管底标高为-1.00m，结合表6-1、表6-2进行布置。表6-3各构筑物液面标高构筑物水面上游标高m水面下游标高m构筑物水面标高m地面标高m消毒池河流-0.82-1.000.00消毒池-0.62-0.82-0.720.00CASS池消毒池-0.436-0.620.00CASS池0.764-0.4360.160.00UASB池CASS池1.0030.7640.00UASB池1.8031.0031.400.00水解池UASB池2.0821.8030.00共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书水解池2.2822.0822.180.00沉淀池水解池2.4432.2820.00沉淀池2.7432.4432.600.00调节池沉淀池-0.4912.7430.00调节池-0.391-0.491-0.440.00格栅调节池-0.35-0.3910.00格栅-0.2-0.35-0.280.006.4污泥各处理构筑物之间连接管渠水力计算污泥各处理构筑物间连接管渠计算见表6-4。表6-4污泥处理构筑物管渠计算表管段设计流量L/s管径Dmm管段类别流速m/sCh长度m沿程损失h1m局部损失m总水头损失mUASB浓缩池0.43200重力流1.290.5　250.377　0.315　0.692CASS浓缩池0.37200压力流1.290.510　0.169　0.315　0.482沉淀池浓缩池0.16150压力流0.861241.2820.2981.580浓缩池脱水间0.36150压力流0.86180.3130.0290.3426.5污泥各处理构筑物高程布置污泥各处理构筑物高程布置见表6-5。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书表6-5污泥处理构筑物标高构筑物泥面上游标高m泥面下游标高m构筑物泥面标高m地面标高mCASS浓缩池0.331.020.00UASB浓缩池1.501.020.00浓缩池1.020.00沉淀池浓缩池2.601.020.00本设计拟对污泥进行两次提升，分别为CASS池至浓缩池、浓缩池至污泥脱水车间。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第七章经济技术计算7.1工程造价估算工程总造价包括废水处理工程、污泥处理工程、其他附属构筑物的建造费，设备购买费以及安装费用。从总体来说包含所有工程建造的费用[22]。7.1.1土建费用土建部分的工程投资估算包括土方计算、挖方计算以及墙体建筑费用等，土建部分挖方量及墙体体积具体估算见表7-1，地面构筑物采用砖混结构，砖混面积见见表7-2。表7-1土建部挖方量与墙体体积构筑物尺寸L×B×H(D)挖深h材料数量挖方量m3墙体体积m3格栅4.5×2.2×0.920.82钢筋混凝土18.214.4调节池9.1×7×2.52.44钢筋混凝土1155.528.9沉淀池7.2×3×5.22.30钢筋混凝土149.729.9水解池10×5×4.51.82钢筋混凝土191.047.0UASB12×6×6.54.60钢筋混凝土2662.4180.0CASS16×6×4.53.84钢筋混凝土2737.3156.0消毒池6×4.5×1.51.72钢筋混凝土146.517.1浓缩池D=6.12.12钢筋混凝土116.427.2总计1767.0500.5钢筋混凝土按每立方300元计，挖方按每立方30元计，则：钢筋混凝土费用：500.5×300=15.2万元挖方费用：1767.0×30=5.3万元共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书表7-2砖混面积构筑物尺寸L×B×H(R)材料数量面积m2脱水车间8×4.5×4.5砖混1184.5鼓风机房5×4×3.8砖混1108.4仓库6×5×4砖混1148.0门卫2×2×3砖混264.0总计504.9砖混结构按每平方150元计，则砖混结构造价为：504.9×150=7.6万元土建工程总费用：15.2+5.3+7.6=28.1万元7.1.2设备估价表7-3设备投资估价表设备名称型号单位数量单价估算费用（万元）浆式水搅拌机JBJ-800套27200/套1.44格栅除污机HF-500套17500/套0.75滗水器KRB-200套215000/套3.00管式膜片曝气头个40030/个1.20泵100JWQ35-10-1600-3台13000/台0.30100QW100-15-15台33000/台0.9鼓风机FB-1台230000/套6.00中心驱动刮泥机JWZ460台122000/台2.20带式压滤机DL台210000/台2.00管道及附件3.00合计20.80共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书7.1.3工程直接投资工程施工的直接投资费用包括土建费用和设备费用两部分，计算结果为：28.1+20.8=48.9万元7.1.4工程建造其他费用工程设计费：48.9×1.5%=0.74万元工程调试费：48.9×1.5%=0.74万元不可预见费：48.9×5%=2.45万元施工管理费：48.9×3%=1.48万元工程税金：48.9×1.5%=0.74万元其他部分费用总计：6.15万元7.2工程总造价由7.1节计算可得本污水厂设计总造价为：总造价=（48.9+6.15）×1.035=57万元7.3运行管理费用处理成本为处理单位污水量的经营费用，计算如下：(1)动力费（一般为电费）E1用电量见表7-4。表7-4用电量设备数量单机功率（kw）总计（kw*h）污水提升泵133鼓风机188污泥回流泵11515污泥提升泵31545搅拌机24.59带式压滤机11.51.5格栅除污机10.80.8刮泥机10.750.75总计83.05共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书按工业电费平均0.6元每千瓦，则年电耗费用为：E1=83.05×24×365×0.6=43.7万元/年（2）药剂费E2E2=365×3.8×1.8=2500元/年（3）工资福利费E3需要配备技术工人2人，机修工1人，化验1人，共4人。人均工资2000元/月计。E3=2000×4×12=9.6万元（4）折旧提成费E4E4=SP=43.7×6.2%=2.71万元/年（5）检修维修费E5E5=43.7×1%=0.44万元/年（6）其他费用（包括行政管理费用和辅助材料费）E6E6=（E1+E2+E3+E4+E5)×7%=3.97万元/年（7）污水、污泥综合利用费用E7E7=0元/年（8）全年经营费用E=E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7=60.67万元/年（9）单位处理成本TT=E/365Q=÷（365×760）=2.1元/m³共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第八章结论本设计完成了存栏10000万生猪养殖场废水处理工程设计。在完成过程中，结合目前高浓度有机废水的处理概况以及废水的水质特点，通过对比不同的工艺，最终选择预处理+UASB+CASS组合的主体工艺对废水进行处理。预处理能够使养猪场废水的理化性状适合于后续处理工艺要求，调节水质、均衡水量、去除废水中的较大悬浮物，以保证后续处理设施的正常运行以及降低其他处理设施的处理负荷，同时为生物的深度处理创造适宜的条件。UASB（升流式厌氧污泥床反应器）工艺，在池子底部设有污泥床，依据进水与污泥床的高效接触，依靠顶部的三相分离器进行气、液、固的分离，能够使污泥维持在污泥床内而很少流失。UASB工艺可以有效去除养猪场高浓度有机废水中的BOD、COD和固体悬浮物等。CASS（周期循环活性污泥）工艺，工艺流程简单，占地面积小，可以减少污泥回流量，投资相对较小。CASS工艺具有良好的脱氮除磷效果，对养猪场废水可以进行很好地处理。通过该处理工艺，出水可以达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书参考文献[1]梁进，李袁琴.畜禽养殖废水处理技术探讨.四川环境，2011，30(6)：139-143.[2]周建民，郑鹏刚.生猪养殖污水处理工程实例[J].工业用水与废水，2008，39(3)：98-100 .[3]张华，陈晓东.畜禽养殖污水生态处理及资源化利用方式的探讨[J].环境保护科学，2007，33(3)：38-40 .[4]董洪梅，万大娟.畜禽养殖废水处理技术研究进展[J]，现代农业科技，2011，13：260-26.[5]吴海珍，夏芳.养殖污水生物处理的新型流态化技术原理及其应用案例[J].环境工报，2012，6(1)：15-20 .[6]郭娜，陈前林.畜禽养殖废水处理技术[J].广东化工，2010，37(210)：97 -98 .[7]杨梅，安欲敏.贵州畜禽养殖废水处理技术分析[J].环保科技，2011，17(4)：29-32.[8]李旭东，杨芸等编著．废水处理技术及工程应用[M]．北京：机械工业出版社，2003：201-205．[9]郭茂新，孙培德，楼菊青编．水污染控制工程学[M]．北京：中国环境科学出版社，2005：97-98．[10]环境保护部．升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范[Z]．2012-03-19．[11]田立江，姚志彬．SBR工艺与CASS工艺的比较[J].江苏环境科技，2003，16（2）：14-15．[12]北京水环境技术与设备研究中心，等．三废处理工程设计手册(废水卷)[M]．北京：化学工业出版社，2000：51-52．[13]高廷耀，顾国维主编．水污染控制工程(第二版)[M]．北京：高等教育出版社，1993：209-211．[14]魏先勋主编．环境工程设计手册（修订版）[M]．湖南：湖南科学技术出版社，2002：202-451．[15]曾科，卜秋平，陆少明主编．污水处理厂设计与运行（第一版）[M]．北京：化学工业出版社，2003：46-194．[16]纪轩编，废水处理技术问答[M]．北京：中国石化出版社，2003：64-120．[17]谭万春，UASB工艺及工程实例[M]．化学工业出版社，2009．[18]张自杰，顾夏声，等．UASB排水工程下册[M]．中国建筑工业出版社，2000，6．[19]任志强，谷峰，路永奇.．CASS工艺处理城市污水的设计与运行[J]．工业用水与废水．2011：78-83．[20]张国柱．CASS工艺处理城市污水的应用及优化研究[D]．哈尔滨工业大学，2006．[21]杨亚静，李亚新．CASS工艺的理论与设计计算[J]．科技情报开发与经济，2005，15（13）．[22]崔玉川，刘振江，等．城市污水厂处理设施设计计算[M]．北京：化学工业出版社，2004．共56页第55页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书致谢衷心感谢我的指导老师×××老师！在我的毕业设计过程中给予了很多意见和建议，并及时发现设计中的错误，指导我改正，从而使我顺利地完成毕业设计。×××老师严谨的学术作风和诲人不倦的师德使我在毕业设计完成期间受益匪浅，终身受用。衷心感谢安徽工业大学能源与环境学院的各位老师在学习期间给我的帮助。感谢×××等同学对我生活和学习上的帮助，没有他们的帮助，我可能不能很好的完成毕业设计，在此对他们的帮助表示衷心的感谢。共56页第55页'