啤酒厂废水处理站工艺设计说明书 27页

啤酒厂废水处理站工艺设计说明书1．设计题目啤酒厂废水处理站工艺设计2．设计目的本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。3.设计数据①地势平坦②气象条件最低气温-12℃最高气温41℃年平均气温15℃多年平均降雨量560mm/y主导风向SE③工程地质土壤Ⅱ级失陷性黄土地下水位-8m厂区平均海拔高程453m（1）进水条件进水水头无压进水管底标高450m（2）排水条件距离厂区围墙西侧300m有一条河流，河水最大流量33m3/s；最小流量1.7m3/s；最高水位44。使用功能主要为一般工业用水和景观用水，属《地表水环境质量标准》GB-3838-2002中Ⅳ类水域。原水水质及出水要求序号水量(m3/d)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TNH3-N(mg/L)TP(mg/L)23100001800950350406一级排放标准1003070150.1\n污水流量总变化系数为1.4最大日污水处理量Q=14000m3/d第二章污水处理工艺流程说明2.1.厌氧—好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其它反应器相比有以下优点：①沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流②不填载体，构造简单节省造价③由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备④污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。可以看出厌氧—好氧联合处理在啤酒废水处理方面有较大优点，故啤酒废水厌氧—好氧处理技术是最好的选择。2.2.处理工艺路线的确定废水→格栅→集水井→调节池→配水井→UASB反应器→CASS反应池→出水┃┃↓┃泥外运←脱水间←污泥浓缩池←集泥池━━━━━啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至配水井。配水井中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器的污水流入CASS池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、CASS反应\n池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。第三章主要设备及处理构筑物设计计算3.1格栅3.1.1设计说明格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。3.1.2设计参数设计流量Q=14000m3/d=583.33m3/h=0.162m3/s；栅条宽度S=10mm栅条间隙d=15mm栅前水深h=0.4m格栅安装角度α=60°，栅前流速0.7m/s,过栅流速0.8m/s；单位栅渣量W=0.07m3/103m3废水。3.1.3设计计算由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排水管道中。3.1.3.1栅条间隙数式中：Q————设计流量，m3/sα————格栅倾角，度b————栅条间隙，mh————栅前水深，mv————过栅流速，m/s\nn==31.40,取n=32条。3.1.3.2栅槽宽度B=S（n-1）+bn=0.01×（32-1）+0.015×32=0.79栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3m。即栅槽宽为0.79+0.3=1.09m，取1.1m。3.1.3.3进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽B1=0.5m，其渐宽部分展开角度α1=60°L1===0.84m3.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2=L1/2=0.42m3.1.3.5通过格栅水头损失取k=3,β=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.8m/s，则h1=式中：k--------系数，水头损失增大倍数β--------系数，与断面形状有关S--------格条宽度，md--------栅条净隙，mmv--------过栅流速，m/sα--------格栅倾角，度h1==0.088m3.1.3.6栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.788≈0.8m3.1.3.7栅后槽总长度\n=0.84+0.42+0.5+1.0+（0.4+0.3）/tg60°=3.16m3.1.3.8每日栅渣量栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取W1=0.07m3/103m3K2=1.5，则：W=式中：Q-----------设计流量，m3/sW1----------栅渣量(m3/103m3污水)，取0.07m3/103m3W==0.64m3/d＞0.2m3/d(采用机械清渣)3.2集水池3.2.1设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日能得到均和的进水量，保证正常运行。3.2.2设计参数设计最大日流量Q=0.162m3/s；3.2.3设计计算集水池的容量为大于一台泵五分钟的流量，设三台水泵（两用一备），每台泵的流量为Q=0.081m3/s≈0.080m3/s。集水池容积采用相当于一台泵30min的容量W=QT/1000=80×60×30/1000=144m3有效水深采用3m，则集水池面积为F=48m2，其尺寸为7m*7m。集水池构造集水池保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。3.3调节池3.3.1设计说明\n调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池宜设置搅拌、混合装置。3.3.2设计参数设计流量Q=14000m3/d=583m3/h=0.162m3/s；调节池停留时间T=5.0h。1.5.3设计计算1.5.3.1调节池有效容积V=QT=583×5=2915m31.5.3.2调节池水面面积调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则A=V/H=2915/5.5=530m21.5.3.3调节池的长度取调节池宽度为18m，长为30m，池的实际尺寸为：长×宽×高=30m×18m×6m=3240m3。1.5.3.4调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1台3.4泵房3.4.1设计说明泵房采用下圆上方形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑三台水泵，其中一台备用。3.4.2设计参数设计流量Q=14000m3/d=0.162m3/s=583m3/h取Q=160L/s，则一台泵的流量为80L/s。3.4.3设计计算3.4.3.1选泵前总扬程估算经过格栅水头损失为0.2m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为：\n460.5-450.5=10m3.4.3.2出水管水头损失总出水管Q=160L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=80L/s，选用管径DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：3.4.3.3水泵扬程泵站管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=10+0.5+1.5+1.0=13m3.4.3.4选泵选择MT-CZ150-250B型污水泵三台，两用一备，其性能见表2-3表1MT-CZ150-250B型污水泵性能流量300m3/h扬程15m汽蚀余量NPSH（r）3.5m轴功率15.53KW效率78.9%3.5配水井　　在市政给水中，作用是分配原水。在污水处理中，作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水首先流到配水井，达到一定容量再下一步处理啊。混合器井作用差不多，收集不同的污水或者加药使污水的成分、浓度相对稳定。配水井设为圆柱形，水力停留时间设为T=10min，则其容积为：V=QT=583×（10÷60）=97.17m³取配水井总高为：H=5.5m，超高为0.5m，有效高度为5m。其截面积为：A=V/5=19.43m²直径为D:4.97m3.6UASB反应池\n3.6.1设计说明UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。UASB反应池有以下优点：n沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流n不填载体，构造简单节省造价n由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备n污泥浓度和有机负荷高，停留时间短3.6.2设计参数设计流量Q=14000m3/d=583.33m3/h=0.162m3/s；进水COD=1800mg/L去除率为80%；容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD；产气率为：0.4m3/kgCOD。3.6.3设计计算3.6.3.1UASB反应器结构尺寸计算1.反应器容积计算(包括沉淀区和反应区)UASB有效容积为：V有效=式中：V有效-------------反应器有效容积，m3Q-------------设计流量，m3/dS0-------------进水有机物浓量,kgCOD/m3Nv-------------容积负荷,kgCOD/(m3·d)V有效==5600m32.UASB反应器的形状和尺寸工程设计反应器2座，横截面为矩形①反应器有效高度为5m，则横截面积S=V有效/h=5600/5=1120m2单池面积Si=S/2=1120/2=560m2\n②单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适设池长L=30m，B=Si/L=560/30=18.6m，取20m单池截面积：Si=L×B=30×20=600m2③设计反应池总高H=6.5m，其中超高0.5m（一般应用时反应池装液量为70%-90%）单池总容积Vi=SiH=600（6.5-0.5）=3600m3单池有效反应容积Vi有效=Sih=600×5=3000m3单个反应器实际尺寸30m×20m×6.5m反应器数量2座总池面积S总=Si×n=600×2=1200m2反应器总容积V=Vin=3600×2=7200m3总有效反应容积V有效=Vi有效n=3000×2=6000m3＞5600m3，符合要求UASB体积有效系数6000/7200×100%=83.3%，在70%-90%之间，符合要求①水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)tHRT=V有效/Q=6000/583.33=10.29hVr=Q/Si=583.33/600=0.97[m3/(m2.h)]＜1.0符合设计要求。3.6.3.2三相分离器构造设计1.设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。2.沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置10气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。三相分离器长度B=20m每个单元宽度b=30/10=3m。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即600m2\n沉淀区的表面负荷率Qi/S=292/600=0.487[m3/(m2.h)]＜1.0-2.03.回流缝设计如图是三相分离器的结构示意图三相分离器结构示意图设上下三角形集气罩斜面水平夹角α=55°，取h3=1.1m；b1=h3/tgθ式中：b1————下三角集气罩底水平宽度，m;α————下三角集气罩斜面的水平夹角；h3————下三角集气罩的垂直高度，m;b1==0.77m则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-2b1=3–2×0.77=1.46m则下三角形回流缝面积为：S1=b2·l·n=1.46×20×10=292m2下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算：V1=Q1/S1式中：Q1————反应器中废水流量，m3/h；S1————下三角形集气罩回流逢面积，m2；\nV1=292/292=1.0m/h<2.0m/s,符合设计要求设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度b3=CD=0.45m,则上三角形回流缝面积为：S2=b3·l·2n=0.45×20×2×10=180m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V2=Q1/S2，式中：Q2————反应器中废水流量，m3/h；S2————上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；V2=292/180=1.62m/hV1净水的μ,故取μ=0.02g/cm·s。由斯托克斯工式可得气体上升速度为：；Vb/Va=9.58/1.97=4.86；；可脱去d≧0.01cm的气泡5.三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度h=h2+h3+h4–h5h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。UASB总高H=6.5m，沉淀区高2.5m，污泥区高1.5m，悬浮区高2.0m，超高0.5m。3.6.3.3布水系统设计计算1.配水系统采用穿孔配管，进水管总管径取400㎜，流速约为0.65m/s。每个反应器设置10根DN150㎜支管，每根管之间的中心距离为2.0m，配水孔径采用16㎜，孔距2.0m，每孔服务面积为2.0×2.0=4.0㎡，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.2m，每个反应器有200出水孔，采用连续进水。2.布水孔孔径共设置布水孔200，出水流速u选为2.2m/s，则孔径为d===0.015m3.验证常温下，容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；产气率为：0.4m3/kgCOD；需满足空塔水流速度uk≤1.0m/h,空塔沼气上升流速ug≤1.0m/h。\n空塔水流速度uk=Q/S=583/1200=0.49m/h＜1.0m/h符合要求。空塔气流速度ug=QC0rη/S=583×1.8×0.4×0.8/1200=0.28＜1m/h符合要求。3.6.3.4排泥系统设计计算1.UASB反应器中污泥总量计算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,则两座UASB反应器中污泥总量：G=VGss=5600×15=84000kgss/d2.产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgMLSS/kgCOD①UASB反应器总产泥量△X=rQC0E=0.07×14000×1.8×0.8=1411kgVSS/d式中：△X————UASB反应器产泥量，kgVSS/d；r————厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD；Co————进水COD浓度kg/m3；E————去除率，本设计中取80%。②据VSS/SS=0.8，△X=1400/0.8=1750kgSS/d单池产泥△Xi=△X/2=1750/2=875kgSS/d③污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取，则污泥产量Ws=△X/ρs（1-P）=875/1000×（1-98%）=43.75m3/h单池排泥量Wsi=43.75/2=21.88m3/h④污泥龄θc=G/△X=84000/1750=48（d）3.排泥系统设计在UASB三相分离器下0.5m和底部400㎜高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口。每天排泥一次。3.5.3.5出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。\n1.出水槽设计对于每个反应池，有10个单元三相分离器，出水槽共有10条，槽宽0.3m。①单个反应器流量qi=Qi/3600=292/3600=0.081m3/s②设出水槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近水深qi/10ua=0.081/10×0.2×0.3=0.135m取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸20m×0.2m×0.25m；出水槽数量为10座。2.溢流堰设计①出水槽溢流堰共有20条（10×2），每条长20m，设计900三角堰，堰高50㎜，堰口水面宽b=50㎜。每个UASB反应器处理水量81L/s,查知溢流负荷为1-2L/（m·s），设计溢流负荷f=1.117L/（m·s），则堰上水面总长为：L=qi/f=81/1.117=72.52m。三角堰数量：n=L/b=72.52/50×10-3=1450个；每条溢流堰三角堰数量：1450/20=73个。一条溢流堰上共有73个100㎜的堰口，73个140㎜的间隙。②堰上水头校核每个堰出流率：q=qi/n=81/1450×1000=5.59×10-5m-3/s按900三角堰计算公式，堰上水头：h=（q/1.43）0.4=（5.59×10-5/1.43）0.4=0.0172m③出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，10条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽0.8m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s。渠口附近水深qi/ua=0.081/0.8×0.3=0.338m以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.338=0.59m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为14.67米，出水渠长为14.67+0.1=14.77m，出水渠尺寸为14.77m×0.8m×0.59m，向渠口坡度0.001。④UASB排水管设计计算选用DN250钢管排水，充满度为0.6，管水流速度为\nV=4×81/π×0.6×0.252×1000=2.75m/s3.6.3.6沼气收集系统设计计算1.沼气产量计算沼气主要产生厌氧阶段，设计产气率取0.4。①总产气量G=rQC0E=0.4×14000×1.8×0.8=8064m3/h每个UASB反应器的产气量Gi=G/2=8064/2=4032m3/h②集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有10根集气管。每根集气管最大气流量=4032/24×3600×10=0.005m3/s据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100㎜.③沼气主管每池13根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%.单池沼气主管最大气流量qi=4032/24×3600=0.047m3/s取D=150㎜，充满度为0.8，则流速为V=0.047×4/0.8×0.15×π=0.50m/s①两池沼气最大气流量为q=8064/24×3600=0.093m3/s取DN=250㎜，充满度为0.6；流速为v=0.093×4/π×0.252×0.6=3.16m/s2.水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。①水封高度式中：H0————反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐的压头为保证安全取贮气罐压头，集气罩中出气气压最大H1取2mH2O，贮气罐压强H0为400㎜H2O。②水封灌水封高度取1.5m，水封灌面积一般为进气管面积的4倍，则\n水封灌直径取0.5m。3.气水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用，选用φ500㎜×H1800㎜钢制气水分离器一个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。4.沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气2240，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即V=qt=8064/24×3=1008m3设计选用300钢板水槽导轨湿式储气柜，尺寸为φ7000㎜×H6000㎜。3.7CASS反应池3.7.1设计说明CASS工艺是SBR工艺的发展，其前身是ICEAS，由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，因此提高了对难降解有机物的去除效果，与传统的活性污泥法相比，有以下优点：n建设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。n运行费用低，节能效果显著。n有机物去除率高，出水水质好，具有良好的脱氮除磷功能。n管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。n污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。3.7.2设计参数设计流量Q=14000m3/d=583.33m3/h=0.162m3/s；进水COD=360mg/L，去除率为85%；BOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/㎏MLSS；混合液污泥浓度为：X=4000mg/L；充水比为：0.32；进水BOD=190mg/L，去除率为90%。3.7.3设计计算3.7.3.1运行周期及时间的确定1.曝气时间Ta=24λS0/NsX=24×0.32×190/0.1×3500=4.16h≈4.5h式中：\n————充水比————进水BOD值，mg/l；————BOD污泥负荷，kgBOD/㎏MLSS；X————混合液污泥浓度，mg/L。2.沉淀时间ts=Hλ+ε/u设曝气池水深H=5m，缓冲层高度=0.5m，沉淀时间为3.运行周期T设排水时间td=0.5h,运行周期为T=ta+ts+td=4.5+1.5+0.5=6.5h每日周期数：N=24/6.5≈4h3.7.3.2反应池的容积及构造1.反应池容积单池容积为Vi=Q/nNλ=7000/0.32×2×4=2734.375m3反应池总容积为V=2Vi=2×2734.375=5468.75m3式中：N————周期数；————单池容积；————总容积；n————池数，本设计中采用2个CASS池；————充水比。2.CASS反应池的构造尺寸CASS反应池为满足运行灵活和设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。如图1-4所示为CASS池构造。\nCASS池结构示意图据资料，B：H=1～2，L：B=4～6，取B=10m,L=60m。所以=60×10×5=3000m3单池面积Si=Vi/H=3000/5=600m2CASS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，靠近进水端为CASS池容积的10%左右的预反应区，作为兼氧吸附区和生物选择区，另一部分为主反应区。根据资料，预反应区长L1=（0.16～0.25）L，取L1=10m。3.连通口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，设连通孔的个数为3个。连通孔孔口面积A1为：式中：Q————每天处理水量，；————CASS池子个数；U————设计流水速度，本设计中U=50m/h；————一日运行周期数；A————CASS池子的面积，；————连通孔孔口面积，㎡；————预反应区池长，；————池设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，；B————反应池宽，。=14000/2×4×600=2.9mA=（14000/2×50×3×24+10×10×1.6）/50=3.24m2\n孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于1.0，故取0.9，则宽为2.8。3.7.3.3污泥COD负荷计算由预计COD去除率得其COD去除量为：360×85%=306mg/L则每日去除的COD值为：14000×306/1000=4284kg/d=式中：Q————每天处理水量，SU————进水COD浓度与出水浓度之差，mg/Ln————CASS池子个数X————设计污泥浓度，mg/LV————主反应区池体积，=14000×306/2×3500×2500=0.253.7.3.4产泥量及排泥系统1.CASS池产泥量CASS池的剩余污泥主要来自微生物代的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS池生物代产泥量为：式中：a————微生物代增系数，kgVSS/kgCODb————微生物自身氧化率，1/d根据啤酒废水性质，参考类似经验数据，设计a=0.83，b=0.05，则有：△X=（0.83-0.05/0.25）×14000×0.306=2698.92（kg/d）假定排泥含水率为98%，则排泥量为：Qs=△X/1000（1-P）=2698.92/1000（1-98%）=134.95（m3/d）2.排泥系统每池池底坡向排泥坡度i=0.01，池出水端池底设（1.0×1.0×0.5）m3\n排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN200一根。3.7.3.5需氧量及曝气系统设计计算1.需氧量计算根据实际运行经验，微生物氧化1kgCOD的参数取0.53，微生物自身耗氧参数取0.18，则一个池子需氧量为：=0.53×14000/2×306×10-3+0.18×3500×10-3×2734=13846kg/d则每小时耗氧量为：13846/24=577kg/h2.供气量计算温度为20度和30度的水中溶解氧饱和度分别为：，微孔曝气器出口处的绝对压力为：==式中：H————最大水深，空气离开主反应区池时的氧百分比为：式中：————空气扩散器的氧转移率，取15%值暴气池中混合液平均溶解氧饱和度按最不利温度为：\n温度为20℃时，暴气池中混合液平均溶解氧饱和度为：温度为20℃时，脱氧清水的充氧量为：=577×10.56/0.82（0.95×1.0×8.79-2.0）×1.024（30-20）=897kg/h式中：————氧转移折算系数，一般取0.8～0.85，本设计取0.82；————氧溶解折算系数，一般取0.9～0.97，本设计取0.95；————密度，㎏/L，本设计取1.0㎏/L；C————废水中实际溶解氧浓度，mg/L；R————需氧量，㎏/L，为66.68㎏/L。暴气池平均供气量为：G=R0/0.3E△=897/0.3×0.15=19933kg/h=15452m3/h(空气密度为1.29㎏/)。每立方米废水供空气量为：15452×2/583.33=52.98m3每去除1kgCOD的耗空气量为：15452×2/583.33×0.306=173.13m3空气/kgCOD3.布气系统计算单个反应池平面面积为60×10，设2000个曝气器，则每个曝气器的曝气量=G/600=15452/2000=7.73/h。\n选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表1-5。表2QMZM-300盘式膜片式曝气器技术参数型号工作通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMZM-3002～8m3/h·个0.5～1.0m2/h·个35%～59%4～8m4.25m3/h从鼓风机房出来一根空气干管，在两个CASS池设两根空气支管，每根空气支管上设46根小支管。两池共两根空气支管，92根空气小支管。气干管流速为15m/s，支管流速为10m/s，小支管流速为5m/s，则空气干管管径：0.85m,取DN850㎜钢管空气支管管径：，取DN300㎜钢管，空气小支管管径：，取DN150㎜钢管。4.鼓风机供气压力计算曝气器的淹没深度H=4.5m，空气压力可按下式进行估算：校核估算的空气压力值管道沿程阻力损失可由下式估算：式中：----------阻力损失系数，取4.4.\n取空气干管长为30m，则其沿程阻力损失=4.4×10-5×=0.18Kpa，h1=0.18Kpa取空气支管长为40m，则其沿程阻力损失=4.4×10-5×=0.3Kpa，h2=0.3Kpa取空气小支管长为16m,则其沿程阻力损失=4.4×10-5×=0.08Kpa，h3=0.08Kpa空气管道沿程阻力损失为设空气管道的局部阻力损失为=0.5KPa，则空气管路的压力总损失为：取膜片式微孔曝气器的最大压力损失为=2.9KPa，则鼓风机的供气压力为：＜58.8KPa。故鼓风机的供气压力可采用58.8KPa，选择一台风机曝气，则风机能力为G=50m3/min.5.鼓风机房布置选用两台DG超小型离心鼓风机，，供气量大时，两台一起工作，供气量小时，一用一备。DG超小型离心鼓风机规格如表1-6。表3DG超小型离心鼓风机流量50m3/min电动机形式TEFC压缩介质空气电动机功率75KW出口压力63.8KPa电动机电压220V轴功率52KW重量1t其占地尺寸为2016㎜×1008㎜，高为965㎜（含基础）。3.7.3.6CASS反应池液位控制CASS反应池有效水深为5米。\n排水结束是最低水位基准水位为5m,超高为0.5m,保护水深为0.5m,污泥层高度保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制、排水结束由水位控制。3.7.3.7排出装置的选择每池排出负荷777m3/h=13m3/min选择XBS-1400型旋转式滗水器，其技术参数如表1-7。表4XBS-1400型旋转式滗水器技术参数型号流量（m3/h）堰长（m）总管管径(mm)滗水深度H（m）功率(KW)XBS-1400140016250<2.51.53.8该工艺处理效果评价指标COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）TNH3-N（mg/L）TP（mg/L）任务1800950350406国家标准1003070150.5调节池去除率/%———8095UASB反应池去除率/%8080———CASS反应池去除率/%859090——出水水质54193580.3评价得，该工艺出水水质符合国家一级标准，可排放。\n第四章构筑物高程计算4.1污水构筑物高程计算4.1.1污水流经各处理构筑物水头损失表5污水流经各处理构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.2UASB反应池1.0配水井0.2CASS反应池0.6调节池0.3集水井0.24.1.2高程确定进水管的标高是450m，其余各建筑物的标高如下表各处理构筑物的水面标高及池底标高见表。表6各处理构筑物的水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)加超高后标高格栅前450.5450.0450.7格栅后450.4450450.8集水井450.4447.4450.7调节池450.3444.8450.8配水井460.3455.3460.8UASB460.2454.2460.7CASS460.0455.0460.3\n名称流量（L/s）管径（㎜）坡度I(‰)流速V(m/s)管长(m)I·L出厂管---CASS1624000.8161.28200.01630.100.116CASS0.6CASS—UASB1624000.8161.28100.0082.690.120.128812502.431.656.00.01420.1240.138812502.431.652.00.0053.690.170.175UASB1.0UASB---配水井812002.532.572.00.0050.950.0440.0491624000.8161.28400.03330.0860.119配水井0.2调节池0.3调节池---集水井584000.8160.7740.01220.160.063集水井0.2格栅0.23.288名称流量（L/s）管径（㎜）坡度I(‰)流速V(m/s)管长(m)I·L出厂管---CASS1624000.8161.28200.01630.100.116CASS0.6CASS—UASB1624000.8161.28100.0082.690.120.128812502.431.656.00.01420.1240.138812502.431.652.00.0053.690.170.175UASB1.0UASB---配水井812002.532.572.00.0050.950.0440.0491624000.8161.28400.03330.0860.119配水井0.2调节池0.3调节池---集水井584000.8160.7740.01220.160.063集水井0.2格栅0.23.2884.1.3污水管渠水头损失计算表表污水管渠水头损失计算表主要参考文献\n参考文献：[1].慧修主编.排水工程上册(第4版).:中国建筑工业，1998年7月.[2].自杰主编.排水工程下册(第4版).:中国建筑工业，2000年6月.[3].任南琪马放编.污染控制微生物学原理与应用.:中国环境科学[4].洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.:工业大学，2002年6月.[5].力平主编.污水处理新工艺与设计计算实例.:科学，2001年7月.[6].乃昌主编.水泵及水泵站.:中国建筑工业，1993年6月.[7].给水排水设计手册第1册(常用资料).:中国建筑工业，1986年12月.[8].给水排水设计手册第5册(城市排水).:中国建筑工业，1986年12月.[9].给水排水设计手册第6册(工业排水).:中国建筑工业出社，1986年12月.[10].给水排水设计手册第9册(专用机械).:中国建筑工业出社，1986年12月.[11].给水排水设计手册第10册(技术经济分析).:中国建筑工业出社，1986年12月.[12].给水排水设计手册第11册(常用设备).:中国建筑工业出社，1986年12月.[13].室外排水设计规(GBJ14-87).:中国计划，1998年7月.[14].罗辉主编.环保设备设计与应用.:高等教育，2000年.[15].阮文泉主编.废水生物处理工程设计实例详解.:化学工业，2006年.[16].统主编.间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例.:化学工业，2002年4月.[17].曾科主编.污水处理厂设计与运行.:化学工业，2002年2月.[18].任南其等.厌氧生物技术原理与应用[M].:化学工业,2004年.