每天啤酒废水处理工艺设计毕业论文 54页

'广东工业大学环境工程专业毕业设计设计说明设计说明近年来，我国的啤酒产业迅速发展，每年啤酒废水的排放量近4×108t，占我国废水排放总量的1％，每年啤酒废水中向环境排放的COD总量约为45×l04t，约占COD排放总量的3.2％。啤酒生产废水中的主要污染物为糖类、醇类、多种维生索、酵母菌、纤维索、氨基酸、酒糟等有机物，其COD和SS浓度均较高，且各工序排出的废水水质有很大差异，其中以糖化废水浓度最高。虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。由于啤酒废水含有大量的有机物，具有很好的可生化性，因而适合以生物处理为主的处理工理工艺。本例采取厌氧+好氧相结合的处理新工艺，将UASB反应器和CASS反应器结合起来对啤酒废水进行处理。UASB反应器是目前应用较为广泛的高速厌氧反应器，适合处理高浓度有机废水，具有构造简单、不易堵塞、耐冲击负荷、便于操作等优点。CASS是在好氧生物处理中常用的活性污泥法SBR工艺的基础上发展起来的，具有运行费用省、运行灵活、管理方便等优点。该工艺非常适合啤酒废水的处理，出水可达到《污水综合排放标准》（GB8978-96）一级排放标准和《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）。关键词：啤酒废水,生物处理,UASB,CASS3 广东工业大学环境工程专业毕业设计设计说明DesignspecificationInrecentyears,thebeerindustryisdevelopingrapidly.Theannualamountofthebeerwastewaterisnearly4×108t.,accountfor1%intheamountofthewastewaterinourcountry.Annually,theamountofCODisnearly45×l04tfromthebeerwastewater,accountfor3.2%inthetotalamount.Themainpollutantsinbeerwastewaterconsistofsugars,ethanol,vitamin，yeast，cellulose，aminophenol，etc.TheirCODandSSarerelativelyhighindensity,andthequalityofthewastewaterthateveryprocessdischargehasverygreatdifferences,amongthemthehighestindensitywiththesaccharificationwastewater.Thoughthesematerialsarenonpoisonous,theywillcorrupteasily,whenenteringthewaterwouldconsumealargeamountofoxygen,endangertheenvironmentofwaterseriously.Becausethebeerwastewatercontainsalargeamountoforganicmatter,andhaveverygoodbiodegradableability,it’ssuitableforthetreatmentincarryingoutabiologicaldisposalcraft.Intheexample,theprocessofcombininganaerobicpre-treatmentwithaerobicpost-treatmentisadopted,whichcombinesUASBreactorandCASSreactortotreatwiththebeerwastewater.UASBreactorisaanaerobicreactoratahighspeedatpresentwhichusesextensively.Itissuitablefordealingwiththeorganicwastewaterofhighconcentration.Itsadvantagesisfollowingas:simplestructure,difficulttostopup,highloading,easytooperate,etc.CASSisdevelopedonthebasisofSBRcraftwhichisactivatedsludgeprocessthatusedcommonlyinanaerobicbiologicaldisposal.Ithastheadvantagesoflowoperateexpenses,operatingflexibly,managingeasily,etc.Thiscraftisverysuitableforthetreatmentofbeerwastewater,andthequalityofdisposalwatercanreachthefirstgradedischargestandardof‘Integratedwastewaterdischargestandard’(GB8978-1996)and‘dischargelimitofwaterpollutants’（DB44/26—2001）’Keywords:beerwastewater,biologicaldisposal,UASB,CASS3 广东工业大学环境工程专业毕业设计目录目录1概述11.1项目背景11.2工程简介11.2.1废水水量11.2.2废水特点11.2.3进出水水质21.3设计依据21.4设计思想31.5设计原则32污水处理工艺选择及说明42.1工艺选择42.1.1主工艺流程的选择42.1.2厌氧处理工艺的选择52.1.3好氧处理工艺选择62.1.4工艺流程图72.2流程主要构筑物介绍82.2.1格栅82.2.2调节池82.2.3UASB反应器82.2.4CASS反应器92.2.5污泥浓缩工艺103构筑物设计计算113.1格栅113.1.1设计说明113.1.2格栅计算113.2集水井133.2.1设计说明133.3细格栅133 广东工业大学环境工程专业毕业设计目录3.3.1设计说明133.3.2细格栅选型133.4调节池133.4.1设计说明133.4.2设计参数143.4.3污泥斗设计计算143.4.4选泵计算153.4.5泵的选型163.5UASB反应器设计计算163.5.1反应区设计计算163.5.2布水器设计计算193.5.3出水渠设计计算203.5.4UASB排水管设计计算213.5.5排泥管设计计算213.5.6沼气管路系统设计计算223.5.7UASB的其他设计243.6配水池253.6.1设计说明253.6.2设计参数253.6.3UASB反应器出水回流泵选型253.6.4加碱系统263.7CASS反应池设计计算263.7.1反应池设计计算263.7.2计算剩余污泥量283.7.3计算需氧量293.7.4CASS反应池布置303.7.5空气管布置303.8污泥处理系统303.8.1污泥浓缩池设计计算303 广东工业大学环境工程专业毕业设计目录3.8.2浮渣挡板与浮渣井323.8.3污泥贮池323.8.4污泥脱水机323.8.5设备选型324主要构筑物和附属构筑物344.1主要构筑物一览表344.2各附属构筑物尺寸395污水处理厂总体布置405.1总平面布置405.1.1总平面布置原则405.1.2总平面布置结果405.2高程布置415.2.1高程布置原则415.2.2高程布置结果411、高程布置416投资估算446.1估算范围446.2编制依据446.3估算446.3.1材料价格446.3.2投资估算446.3.3运行费用45结论47参考文献48致谢493广东工业大学环境工程专业毕业设计1概述3 广东工业大学环境工程专业毕业设计1概述1概述1.1项目背景我国对啤酒废水治理起步较晚，2O世纪8O年代主要以好氧生化处理工艺为主，该技术存在着投资大、运行费用高、占地面积较大等弊端。到2O世纪9O年代，单一的好氧生化工艺已很少被采用，厌氧生化处理技术得到了广泛的重视和应用。“七五”以来，我国对啤酒废水在治理技术上逐渐形成了以生化为主，生化和物化相结合的处理工艺。生化法依其污水净化原理可分为好氧法和厌氧法两大类，好氧法或厌氧法及其他方法的不同组合就形成了多种啤酒废水的治理技术。国内外广泛采用生化处理工艺，其中包括好氧生物处理(活性污泥法，生物膜法)，厌氧生物处理，好氧与厌氧联合生物处理方法。从目前的实施并运行的装置来看，好氧生物处理在国内应用还是比较广泛，常用的方法是活性污泥法及其改进形式和生物接触氧化法。7O年代荷兰学者Lettinga发展了UASB反应器，随后又出现了厌氧颗粒污泥膨胀体(EGSB)及厌氧内循环反应器(IC)。厌氧工艺具有高效、节能、产泥量少、能有效回收能源的优点，因而得到了迅速发展。虽然厌氧反应器的出水需进一步处理才能达标，即需好氧工艺作为后续处理单元，但厌氧．好氧组合工艺在能源日益紧张的今天，越来越发挥出它的优势，这将成为未来几年内啤酒废水处理的主要方法之一。1.2工程简介1.2.1废水水量本设计废水类型为啤酒废水，处理水量4000m3/d。1.2.2废水特点3 广东工业大学环境工程专业毕业设计1概述啤酒生产的主要原料为麦芽、大米、酒花等，在生产过程中不加入任何有毒有害难降解的物质，因此废水中主要是粮食酿酒后的残留物，其主要成分是麦糟、酒花残渣、酵母菌残体、粗蛋白、糖类、多种氨基酸、醇、维生素、残余啤酒、淀粉、少量洗涤用碱及少量生活污水，属于有害无毒的有机废水，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。主要特征如下：1、有机物浓度较高(COD=1500～3500mg/L)，可生化性良好，B/C值在0．6左右，有毒物质少，营养配比适中，适合进行生物降解；2、排放不均匀，水质、水量波动较大，要求处理系统必须有一定的可调性和抗冲击能力；pH值变化较大，大约在5～l2之间；3、悬浮物较高，含有较大量的麦皮、渣皮；4、氮、磷含量较高，要求处理系统须有较好的脱氮脱磷能力；5、含有一定量的硅藻土，容易引起处理系统的堵塞。1.2.3进出水水质啤酒废水经过处理系统处理后，经处理出水排入河流。其水质排放指标要求达到《广东省地方标准水污染物排放限值》（DB44/26—2001）第二时段一级标准,，进出水水质参数如表1.1：表1.1设计进出水水质[1]污染物质原水水质（mg/L）排放标准（mg/L）去除率(％)COD2000≤90≥95.5BOD1000≤20≥98SS400≤60≥851.3设计依据1、中华人民共和国环境保护法；2、《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978－1996）；3、《广东省地方标准水污染物排放限值》（DB44/26—2001）；4、室外排水设计规范（GBJ14－87）；5、供、配电系统设计规范（GB50052－92）。3 广东工业大学环境工程专业毕业设计1概述1.4设计思想1、结合污水处理站接纳污水水量水质的实际情况选择处理设备和设计参数，确保污水处理系统在运行中具有较大的灵活性和调整余地，以适应水质水量的变化；2、处理系统采用经工程实践证明是行之有效、技术经济效益明显、适应性强、管理简单、效果稳定的型式，充分保证处理后出水达标排放；3、污水和污泥处理设备选用新材料、低能耗、高效率、易维护、性能价格比高的优质产品；4、操作控制按处理工艺过程要求尽量考虑自控，降低运行操作的劳动强度，使污水处理站运行可靠、维护方便，提高污水处理站运行管理水平；5、充分利用现有条件，因地制宜节约占地和减少工程投资；6、平面布局和工程设计时，结合现有场地，力求布局紧凑简洁、整齐美观；7、所采用的工艺、设备要求处理效率高，能够生产水质稳定，故障率低。1.5设计原则1、严格执行国家有关环境保护的各项法规；2、采用先进、成熟、合理、可靠、节能的工艺，确保处理量及水质排放达到标准；3、流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方，环境绿化优美；4、在上述前提下，做到投资少，运行费用低的效果3广东工业大学环境工程专业毕业设计1概述3广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明3 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明2污水处理工艺选择及说明2.1工艺选择污水处理厂工艺的选择原则是：在常年运转中要保证出水水质，处理效果稳定，技术成熟；运行管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式，要求耐冲击负荷的特点（由于分流制的不断推进，进水浓度将有所提高）；最大限度地发挥处理装置和构筑物的能力；便于实现处理工艺运转的自动控制；工程投资相对较省，运行费用低。2.1.1主工艺流程的选择由于啤酒废水的生化性较好、污染负荷较高，目前国内外常用的处理方法有生化处理法、物化与生化相结合的处理方法。应用较多的处理工艺有：全好氧处理和厌氧+好氧处理等。不同处理工艺处理后的出水均能达到污水排放一级标准。两种处理工艺对比分析如表2.1所示：表2.1全好氧与厌氧+好氧工艺对比项目全好氧处理厌氧+好氧处理处理效率较低高运行成本高低占地面积大小能耗高低，可回收利用沼气剩余污泥产生量较多较少，厌氧颗粒污泥，可保持休眠状态运行管理较复杂简便易操作从表2.1可看出，“厌氧+好氧处理”工艺比较好，可达到：1、节约好氧曝气电耗。啤酒生产出水达到国家一级排放标准，去除相同数量的BOD，厌氧过程不需曝气，若采用好氧方式将需要鼓风曝气，相当于增加用电负荷；2、降低剩余活性污泥处理成本。厌氧过程每天去除的BOD510 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明不会转化为好氧污泥，若采用好氧方式将产生大量的剩余活性污泥。厌氧可降低絮凝剂使用和污泥填埋费用；3、避免工艺风险。由于啤酒废水的可生化性较高，直接进入好氧工艺，尤其是在负荷较高的夏季，极易引起丝状菌大量繁殖，引发污泥膨胀，从而导致出水超标。2.1.2厌氧处理工艺的选择厌氧反应器主要有厌氧滤器(AF)、厌氧流化床反应器(AFBR)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)和内循环厌氧反应器(IC)这几种反应器形式。目前高浓度有机污水较多采用UASB、EGSB和IC反应器，表2.2是三种反应器的性能对比：表2.2不同厌氧反应器的比较项目UASBEGSBIC容积负荷8～1020～2520～25液体上升流速(m／h)0．5～14～64～8处理效率高高高反应器进水流量稳定一可控稳定一可控变动一不可控耐负荷冲击强强最强进水分布器堵塞会会不会沼气处理简单，无需沼气缓冲罐简单，无需沼气缓冲罐复杂，需要沼气缓冲罐提升泵扬程要求低高最高建筑高度+／-7+／-13+／-20占地面积较大小较小罐／池体材料水泥水泥／钢结构钢结构，需要保温关键部位安装容易容易较复杂运行费用低较低较高在已开发的厌氧反应器中，UASB10 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明反应器研究最为深入、应用最为广泛，已大量成功应用于各种废水的处理。因此，选择UASB反应器作为厌氧主体反应器，相比较而言，具有以下优点：1、具有较高的有机负荷，水力负荷能满足要求；2、污泥颗粒化后使反应器耐不利条件的冲击能力增强；3、可节省搅拌和回流污泥所需的设备和能耗；4、在反应器上部设置了气一固一液三相分离器，对沉降良好的污泥或颗粒污泥可以自行分离沉降并返回反应器主体，不须附设沉淀分离装置、辅助脱气装置及回流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用；5、在反应器内不需投加填料和载体，提高了容积利用率，避免了堵塞问题。2.1.3好氧处理工艺选择好氧生物处理主要分为生物膜法和活性污泥法两大类。生物膜法具有单位体积内生物量大、对进水中污染物变化的适应能力较强、没有污泥膨胀、无需污泥回流等优点。但其缺点在于处理精度低、出水水质偏高，对难以被生物降解的物质吸附能力较差，同时污泥沉降性能也较差。活性污泥法是世界范围内应用最广的好氧处理工艺，其优点在于处理精度高于生物膜法，池内的污泥絮体可以吸附一定难以被生物降解的物质，并随剩余污泥排出，因此出水水质可以达到较高的标准，是一种可以做到近乎彻底的处理工艺。传统的活性污泥法缺点是需要的处理池容积较大，适应不同污染物种类突然改变的能力较弱，污泥膨胀现象出现几率较高。针对啤酒废水特点，从废水处理的可行性角度出发，采用间歇式活性污泥工艺(即SBR工艺)的改进型处理工艺——循环式活性污泥法(CircleActivitySludgeSystem)，即CASS)，作为好氧处理系统的主工艺较好。CASS工艺是目前国际上最先进的一种间歇运行的活性污泥法工艺，能满足各种严格的出水水质要求。在CASS工艺中，活性污泥过程按曝气和非曝气阶段不断重复进行。在曝气阶段完成生物降解过程，在非曝气阶段主要是完成泥水分离过程和撇水过程。CASS工艺最重要的特征是不设独立的沉淀池和刮泥系统，始终保持在一个池子中进行生物反应和泥水分离，因而能节约大量基建投资和运行费用。CASS工艺具有如下优点：1、通过改变曝气时间能较好地缓冲进水水量和水质的波动；2、处理效果好，排出的剩余污泥稳定化程度高，量少；10 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明3、能同时进行有机物的降解、硝化和反硝化以及生物除磷过程，在不增加投资和运行能耗的条件下，能达到深度处理的目的；4、自动化程度高、工艺简单、维修方便，人力费用低；5、无需设置二沉池和回流污泥系统，所需机械设备少；6、能有效避免丝状菌繁殖，防止污泥膨胀。综上所述，采取厌养+好氧工艺处理啤酒废水，反应器选择UASB+CASS为主要设施。2.1.4工艺流程图图2.1厌氧+好氧工艺具体流程10 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明2.2流程主要构筑物介绍2.2.1格栅因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。本设计采用中先采用粗格栅进行隔渣，去除较大的悬浮物；由于UASB反应器对进水悬浮物浓度要求较高，进水经粗格栅后再通过细格栅，进一步截留悬浮物，以使进水悬浮物浓度达到要求。由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。2.2.2调节池由于废水排放过程中废水量及排入杂质的不均匀性，使得废水的流量或浓度在昼夜内有较大范围的变化。为使处理构筑物正常稳定工作，不受废水高峰流量及浓度变化的影响，利用调节池来调节水量和水质。此外，酸性废水和碱性废水可以在调节池内中和；短期排出的高温废水也可通过调节以平衡水温。一般调节池的形式有对角线出水调节和折流调节池两种。由于啤酒废水的排放具有一定的波动性，为了避免排水的不均匀性对后续处理系统造成较大的冲击负荷，保证生物处理系统的稳定运行，采用调节池均衡废水的水质和水量，调节池内废水通过水泵提升进入后续厌氧生物处理工序。2.2.3UASB反应器UASB反应器是一种高效低能耗的废水处理工艺。UASB反应器是荷兰学者Lettinga教授在70年代中期开发的，其装置主要由污泥床区、污泥悬浮区和沉降区三部分组成。废水由泵输送进入，自下而上经过反应器。在UASB10 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明底部安装精心设计的布水系统，废水通过布水系统均匀分布于反应器底部平面，避免出现短流现象，使废水中的有机物与反应器内污泥床区充分接触混合，从而在反应器内创造一个良好的生物环境。通过精心调试和培养，可较易形成性能优越，比活性高的颗粒污泥。颗粒污泥具有很好的物理结构，且生物组成合理，对废水中有机物从酸化至甲烷化平衡完成，使系统运行负荷高且不易发生酸化现象。废水经反应器内生物降解，产生大量沼气(主要成分为CH4)，带动废水与颗粒污泥一起向上运动。在UASB反应器顶部沉降区设置固、液、气三相分离器，利用水、气、固三相物质在重力、浮力作用下出现的不同运动方式，通过精心设计计算和多年研究得到的专有技术，准确安装的三相分离系统将反应器中的污泥、污水和沼气很好的分离。污泥脱气后在重力作用下回到污泥床区，从而最大限度地滞留反应器内的厌氧微生物量。沼气通过集气罩收集后送出反应器。污水经出水堰收集后排出反应器，流入下一个处理工艺单元。UASB反应器的另一个特点是能在其污泥床区形成沉降性能优越，比活性很高的颗粒污泥。由于颗粒污泥良好的沉降性能，大幅度降低了厌氧微生物被冲出反应器的量，从而使整个反应器内的厌氧微生物浓度较别的反应器高，提高了反应器的效能。另一方面由于颗粒污泥的形成，大大地加强了厌氧细菌的种间氢转移，提高了污泥的活性，从而也提高了反应器的效能。UASB反应器产生的剩余颗粒污泥经浓缩后进行机械脱水，产生的沼气经收集后再作处理。2.2.4CASS反应器循环活性污泥系统简称为CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)工艺，是一种在SBR工艺和氧化沟技术的基础上开发出的新工艺。CASS池是系统的核心。污水中的大部分污染物在此降解、去除。它将生物反应过程和泥水分离过程集中在同一个池内进行。CASS反应池分为生物选择区、兼氧区和好氧区。选择区的基本功能是防止污泥膨胀，污水中溶解性有机物能够通过酶反应而被污泥颗粒吸附除去，回流泥中的硝酸盐可在该选择区内得以反硝化；在兼氧区内，有微量曝气，基本处于缺氧状态，有机物在此区内得到初步降解，同时也可除去部分硝态氮；好氧区为曝气区，主要进行硝化和降解有机物，同时也进行硝化反硝化过程。CASS池是一个间歇反应器，在此反应器内不断重复地进行曝气与非曝气过程。污水按一定周期和阶段得到处理，每一循环有下列各个阶段组成：进水/曝气/污泥回流阶段——完成生物降解过程；非曝气/沉淀阶段——实现泥水分离；滗水/剩余污泥排除阶段——排出上清液；闲置阶段——恢复活性污泥活性。10 广东工业大学环境工程专业毕业设计2污水处理工艺选择及说明上述各阶段组成一个循环操作周期，根据污水水量和浓度，它的运转方式可采取6周期/天、4周期/天、3周期/天的形式，每周期运行时间分别为4、6、8小时。循环过程中，首先进行充水、曝气和污泥回流，CASS池内的水位随进水而由初始的设计最低水位逐渐上升至最高设计水位。当经过一定时间曝气与混合后停止曝气，在静止的条件下使活性污泥絮凝并进行泥水分离。沉淀结束后通过移动堰表面滗水器排出上清液并使水位恢复至设计最低水位，然后重复运行。为保证系统在最佳条件下运行，必须定时排泥，排出剩余污泥的过程一般在沉淀结束后进行，污泥浓度可高达10g/L，所排出的剩余污泥量要比传统的活性污泥处理工艺少得多。2.2.5污泥浓缩工艺污泥浓缩、脱水、干化的作用是去除污泥中的大量水分，从而缩小其体积，减轻其重量。经过脱水、干化处理，污泥含水率能从96%左右降到60～80%左右，其体积降为原体积的1/10～1/5，有利于运输和处置。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。重力浓缩法由于其贮存污泥能力强、操作要求不高、运行费用低以及动力消耗小的优点，而且适用于浓缩初次沉淀池污泥和活性污泥的混合污泥，因此应用范围广。本处理工艺采用重力浓缩法对污泥进行预处理，浓缩后污泥进行脱水，上清液回流至调节池。目前多数国家普遍采用的脱水机械为板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机，对污泥的自然干化多采用干化床。污泥干化占地较大，在占地受限制的条件下不宜采用。而污泥机械脱水中板框压滤机由于过滤能力低、劳动强度大、操作管理复杂等因素，也不是理想选择。带式压滤机具有能连续或间歇生产，及其操作管理简单、附属设施较少等优点，在国内外广泛应用。该啤酒废水处理过程中产生的污泥经浓缩后污泥含水率仍然很高、体积较大，不宜直接外排，故采用带式压滤机进行机械脱水以使污泥含水率降低至75%～80%，脱水后污泥外运，滤出液回流至调节池。10 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算3构筑物设计计算3.1格栅3.1.1设计说明用以截留较大的悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使提升设备等正常运行，起到保护水泵的作用。提升水泵房选用潜水泵，为减少渣量，格栅栅条间隙选择5mm，并设手动粗格栅一台备用。设计流量：平均流量Qd＝4000m3/d＝167m3/h＝0.046m3/s根据工程资料，流量变化系数Kz取2，最大流量Qmax＝Kz×Qd＝2×4000m3/d＝8000m3/d＝334m3/h＝0.093m3/s设计参数：栅条间隙b＝0.005m＝5mm，过栅流速v＝0.7m/s，安装倾角60°，栅前水深h＝0.4m，格栅数N＝13.1.2格栅计算1、明渠宽度B1，m进水采用明渠，明渠数N1＝1，明渠内的有效水深h=0.4m，水的流速v1＝0.6m/s明渠宽度B1＝＝＝0.39m取B1＝0.4m2、栅条间隙数n，栅前水深h＝0.4m，过栅流速v＝0.7m/sn＝＝＝62（条）3、栅槽有效宽度B，m栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m。取0.2m采用Φ10圆钢为栅条，即S＝0.01m。33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算B＝S(n－1)＋en＝0.01×(62-1)＋0.005×62+0.2＝1.12m4、进水渠道渐宽部位长度L1,mL1＝＝=1m栅槽与出水渠连接处的渐宽部分长度L2，mL2＝0.5L1＝0.5×1=0.5m5、过栅水头损失h1＝Kβsinα＝3×2.42×××sin60°＝0.4m6、栅前槽总高度H1，m格栅前渠道超高取h2＝0.3m栅前槽高H1＝h＋h1＝0.4＋0.3＝0.7m栅后槽总高H，m栅后槽总高H＝h＋h1＋h2＝0.4＋0.4＋0.3＝1.1m7、格栅总建筑长度L，mL＝L1＋L2＋1.0＋0.5＋＝1＋0.5＋1.0＋0.5＋＝3.4m图3.1格栅图组33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算3.2集水井3.2.1设计说明集水井位于粗格栅后，按最大流量设计，并内置潜水污水泵。集水井尺寸：L×B×H＝5m×5m×3m集水井部分埋入地下，池中部局部设置夹层和楼梯。3.3细格栅3.3.1设计说明位于调节池前，污水由集水井内的潜水污水泵加压送往调节池前，先经细格栅，防除啤酒废水中含有的大量细小悬浮物（如谷壳、麦粒等）后，再入调节池。选用反切式旋转细格栅，额定流量Q＝50L/s,选用两台（一用一备）。3.3.2细格栅选型选用RFG-1522型旋转细格栅，见表3.2：表3.1RFG-1522型旋转细格栅技术参数型号栅筒尺寸转速（rpm）冲洗水（m3/h-MPa）栅条间距（mm）电机功率（kw）重量（kg）RFG-15221500×220055-0.2512.226003.4调节池3.4.1设计说明调节出主要目的是调节水量与匀和水质，消除污水的流量和水质在时间上的不均匀性，保证不给后续流程带来不必要的冲击负荷，使整个处理设施持续稳定的发挥处理效率。33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算3.4.2设计参数调节池调节周期T＝4h，有效容积V＝TQ＝4×167＝668m3有效水深h＝3.5m调节池尺寸L×B×H＝17m×10m×4m3.4.3污泥斗设计计算调节池设污泥斗四个，每斗上口面积8.5m×5m，下口面积（0.8×0.8）m2，泥斗倾角45°，泥斗高3.6m，每个泥斗容积：Vi＝污泥斗容积共V＝4Vi＝232调节池每日沉淀污泥重W＝4000×40％×400＝0.64t湿污泥体积约为图3.2调节池图组33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算3.4.4选泵计算选四台潜水泵，三用一备，则每台泵流量为Qi＝＝＝111.3m3/h＝0.031m3/s一级提升泵采用潜水泵，其扬程必须满足：H≥h＋h1＋h2h——调节池最低水位和所提升的最高水位之差，m。h1——出水管路的沿程损失（包括局部损失），m。h2——安全出头，m（一般采用1~2m）由5.2.2高程计算可知，h＝1.5+5.36＝6.86m，取h2＝1.5mh1＝取水的流速为u＝0.8m/s，则出水管直径为：，取管径DN＝250mm则预算出水管的总长度为：＝5m，出口阻力系数为e＝1，采用两个标准弯头，查《化工原理》上册，得：因Re>105,查《水力计算表》，＝0.00292，查《化工原理》表1-28得，＝0.028，故h1＝33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算＝则H≥h＋h1＋h2＝6.86＋0.67＋1.5＝7.87m3.4.5泵的选型选用150WQ145-9-7.5型潜水排污泵，见表3.3：表3.3150WQ145-9-7.5型潜水排污泵技术参数型号转速r/min流量m3/h扬程m效率％电机功率kw口径mm重量Kg150WQ120-10-5.529001459637.5150190污泥泵选用50QW10-7-0.75型潜水吸泥泵，见表3.4：表3.450QW10-7-0.75型潜水吸泥泵技术参数型号规格功率50QW10-7-0.75Q＝10m3/h，H＝7m0.75kw3.5UASB反应器设计计算3.5.1反应区设计计算1、反应区有效容积V，m3进水有机物浓度S0＝2kgCOD/m3，有机物容积符合N0取6.5kgCOD/(m3·d)V==m3取三座UASB反应池，则每座反应池体积Vi=m3每座反应池反应区断面积A，m2取水力表面负荷qf＝0.5m3/(m2·h),得33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算A＝m2，取A＝112m2每座反应池尺寸L×B＝14m×8m每座反应池反应区有效高度H，mH＝m，校核水力停留时间t，ht＝h，取t＝7.5h2、三相分离器设计计算沉淀区水力表面负荷率qf＝0.5[m3/(m2·h)]<1.0[m3/(m2·h)]设上下三角形集气罩斜面水平倾角分别为55°和60°(常用55°～60°)，下三角形集气罩进水缝隙aa上升流速va取1.25m/h(一般va≤1～1.25m/h)，则该缝隙总面积A1为：A1＝m2取8条缝隙（即上集气罩有8个），则每条缝隙宽k2为：k2＝m下三角形集气罩宽k1＝m下三角形集气罩面积A1=1.05×8×8=67.2m2下三角形集气罩的收气面积占总面积的比例为60％则上三角形集气罩的收气面积占总面积的40％取干舷高度h1＝0.5m，h2＝0.5m(常用0.5～1m)，则h3＝m沉淀室进水缝隙废水流速v2取1.5m/h(常用范围≤1.25～1.5m33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算/h)，则进水缝隙总面积A2为：A2=m2每条缝隙宽＝m>0.2m＝m取＝0.4m，上三角形集气罩的位置即可确定，其高度h4为：h4＝()tg55°=(0.4×0.5+)×1.428=0.79m(>0.6m,符合要求)上三角形集气罩宽度k3k3＝h5=3、UASB计算结果L×B＝14m×8mUASB反应器高H＝7.5m，超高h1＝0.5m，三相分离器高度H2=2.7m，反应区高3.7m，反应器污泥区高1m。33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算图3.3UASB反应器图组3.5.2布水器设计计算采用穿孔管配水，每座反应器设5根长12.25m的穿孔管，穿孔管中心间距为1.6m，配水管直径为(一般取15～25mm)，孔距为1.75m，每个孔的服务面积为1.75×1.6＝2.8m2(一般取2～4m2)UASB反应器布水器中心管流量qi＝m3/h=0.015m3/s中心管流速选v＝0.5m/s，则中心管管径d0为：d0＝＝0.2m＝200mm布水器穿孔管均分流量为0.003m3/s，管内流速选0.8m/s，则d1＝＝0.07m＝70mm查《水力计算表》得，33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算中心管管径DN200，v＝0.49m/s，i＝0.00241，hL=37mm穿孔管DN70，v＝0.85m/s，i＝0.0274，hL=1678mm合计水头损失为1715mm，加上局部损失，总水头损失约为2000mm。布水器配水压力计算H4＝h1+h2+h3=7+0.8+2.5＝10.3m3.5.3出水渠设计计算每个UASB反应器周边设一条出水渠，渠内侧设溢流堰，出水渠保持水平，出水由一个出水口排出。1、出水渠设计计算周边出水渠运行稳定，溢流堰出水均匀，按两侧支架计算。单个反应器流量为0.015m3/s，侧支渠流量为0.0075m3/s，根据均匀流量计算公式K＝m3/s假定渠宽b为0.3m，则有0.1＝0.3h×解方程可得，h＝0.06m则渠中水流速度约为v＝m/s>0.40m/s符合明渠均匀流要求。2、溢流堰设计计算每个UASB反应器处理水量15L/s，溢流负荷为1～2L/(m/s)。设计溢流负荷取f＝1.0L/(m/s)，则堰上水面总长为L＝设计90°三角堰，堰高H＝40mm，堰口宽B＝80mm，堰上水头h＝20mm，则堰口水面宽b＝40mm。三角堰数量n＝，设计取n＝400个33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算出水渠总长为14×6＝84m设计堰板长(80+130)×10＝2100mm，共40块，每块堰10个80mm堰口，10个间隙。堰上水头校核每个堰出流率为q＝×10-5m3/s按90°三角堰计算公式q＝1.43则堰上水头为h＝()0.4=()0.4=0.026m3.5.4UASB排水管设计计算单个UASB反应器排水量0.015m3/s，选用DN200钢管排水，v约为0.5m/s，充满度为0.5，设计坡度0.01；三台UASB反应器0.046m3/s，选用DN300钢管排水，v约为0.63m/s，充满度（设计值）为0.6，设计坡度0.06；UASB反应器溢流出水渠出水由短立管排入DN200排水支管，再汇入设于UASB走道下的DN300排水总管。3.5.5排泥管设计计算1、产泥量计算产泥系数r＝0.15kg干泥/(kgCOD·d)设计流量Q＝62.5m3/h进水COD浓度S0＝2000mg/L设COD去除率E＝87.5％则UASB反应器总产泥量为△X＝rQSr＝RQS0E＝0.15×4000×2×0.875＝1050[kg(干)/d]每池产泥33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算△Xi＝[kg(干)/d]设污泥含水量为98％，因含水率P>95％，取＝1000kg/m3，则污泥产量为Qs=m3/d每池排泥量Qsi＝m3/d2、排泥系统设计因处理站设置调节池，故进入UASB中的砂量较少，UASB产生的外排污泥主要是有机污泥，故UASB只设底部排泥管，排空时由污泥泵从排泥管强排。UASB每天排泥一次，各池污泥同时排入集泥井，再由污泥泵抽入污泥浓缩池中。各池排泥管选钢管，DN150，三池合用排泥管选用DN200，该管按每天一次排泥时间1.0h计，q为17L/s，设计充满度0.6，v为0.90m/s。3.5.6沼气管路系统设计计算1、产气量计算设计流量Q＝167m3/h进水CODcrS0＝2000mg/LCOD去除率E＝87.5％产气率E＝0.4m3气/kgCOD则总产量为G＝eQSr＝eQS0E＝167×2×0.875×0.4＝116.9m3/h每个UASB反应器产量Gi＝m3/h2、沼气管道计算a、产气量计算每池产气量为39m3/h，则下集气罩出气量为Gi1＝Gi×60％＝39×60％＝23.4m3/h33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算上集气罩出气量为Gi2＝Gi×40％＝39×40％＝15.6m3/h该沼气容重r＝1.2kg/m3，换算为计算容重kg/m3，出气量分别为＝Gi1×m3/h＝Gi2×m3/hb、沼气管道压力损失计算管径选DN100mm，沼气出气管流速分别为：v1＝m/sv1＝m/s管道压力损失hi＝查《给排水设计手册》得，K2D2=35000对下集气罩出气管，DN100mm，G＝23.4m3/h，L＝15m，v＝0.83m/s，则hi＝局部损失hj＝22％hi＝0.03mmH2Oh＝hi+hj＝0.17mmH2O对上集气罩出气管，DN100mm，G＝15.6m3/h，L＝10m，v＝0.55m/s，hi＝局部损失hj＝34％hi＝0.013mmH2Oh＝hi+hj＝0.053mmH2O可见沼气管道压力损失均很小。因此，对于沼气贮柜之前的低压沼气管道，可以认为管路压力损失为0。33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算3、气水分离器气水分离器起到对沼气干燥作用，选用，钢制气水分离器两个，串联使用。气水分离器中预装钢丝填料，在各级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、压力表及温度计。4、沼气柜容积确定由上述计算可知，该处理站日产沼气2808m3，则沼气柜容积应为平均产气量的3h体积来确定，即3×117＝351m3设计选用500m3钢板水槽内轨湿式贮气跪（C-1416A）3.5.7UASB的其他设计1、取样管设计为掌握UASB运行情况，在每个UASB上设置取样管。在距反应器底1.1～1.2m位置，污泥床内分别设置取样管4根，各管相距1.0m左右，取样管选用DN50钢管，取样口设于距地坪1.0m处，配球阀取样。2、UASB的排空由UASB池底排泥临时接上排泥泵强制排空。3、检修a、人孔为便于检修，各UASB反应器在距地坪1.0m处设人孔一个。b、通风为防止部分容重过大的沼气在UASB反应器内聚集，影响检修和发生危险，检修时可向UASB反应器中通入压缩空气，因此在UASB反应器一侧预埋空气管。c、采光为保证检修的采光，除采用临时灯光处，还可移走UASB反应器的活动预盖，或不设活动预盖。4、给排水33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算在UASB反应器布置区设置一根DN32供水管供补水、冲洗及排空中使用。5、通行在距UASB反应器顶面之下1.1m处设置钢架、钢板行走平台，并连接上台钢梯。6、安全要求a、UASB反应器的所有电器设施，包括泵、阀、灯等一律采用防爆设备；b、禁止明火火种进入该布置区域，动火操作应远离该区及沼气柜；c、保持该区域良好通风。3.6配水池3.6.1设计说明UASB反应器所需的回流水的取水点并将UASB反应器处理后的水重新分配到后续CASS反应器中，同时承担回流污泥与污水均匀混合的任务。3.6.2设计参数水池有效水深：5m水池外尺寸：3.6.3UASB反应器出水回流泵选型回流泵选用耐腐蚀卧式离心泵，共四台（三用一备），型号为ISF100-80-125A，见表3.5：表3.5ISF100-80-125A型离心泵技术参数型号转速r/min流量m3/h扬程,m效率,％电机功率kw口径mm重量KgISF100-80-125A290011214707.5150180同时设流量计三台，型号：LDG-200S33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算3.6.4加碱系统设搅拌池和储碱池，钢筋混凝土结构。搅拌池平面尺寸：L×B×H＝2m×2m×3m储碱池容积：20m3选用一台搅拌设备。型号为：JBK-2875，功率N＝0.75kW，转速n＝5.2rpm。选用两台（一用一备）加药泵，型号：DBY-40，流量Q＝4.5m3/h，扬程H＝30m，功率N＝2.2kW。3.7CASS反应池设计计算3.7.1反应池设计计算1、曝气时间ta设UASB反应器BOD去除率85％，则进入CASS反应器的BOD浓度为S0＝150mg/L设混合液污泥浓度X＝2000mg/L，污泥负荷Ns＝0.15kgBOD5/kgMLSS，充水比，曝气时间ta为：ta＝h，取ts为4h2、沉淀时间ts当污泥浓度小于3000mg/L时，污泥界面沉降速度为：u＝7.4×m/h设曝气池水深5m，缓冲层高度，沉淀时间ts为：ts=h,取ts=1.5h3、运行周期t设排水时间td=0.5h,运行周期t为t＝ta+ts+td=4+1.5+0.5＝6h每日周期数n233 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算n2=h4、曝气池容积V曝气池个数n1＝4，每座曝气池容积Vi为：Vi＝m3，取Vi＝800m3由于H＝5m，则曝气池表面积为m2曝气池尺寸L×B×H＝20m×8m×5m生物选择器、兼氧区和主反应区的容积比一般为5%:10%:85%,生物选择器相对独立，其容积V1为V1＝800×＝42m3生物选择器尺寸L×B×H＝1.1m×8m×5m兼氧区与主反应区用挡板隔开，兼养区体积V2=800×=84m3兼养区尺寸L×B×H＝2.1m×8m×5m主反应区体积V3＝716m3主反应区尺寸L×B×H＝18m×8m×5m计算结果满足设计要求。33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算图3.4CASS反应器构造图5、复核出水溶解性BOD5Se＝<20mg/L3.7.2计算剩余污泥量1、10℃时活性污泥自身氧化系数：Kd(10）＝Kd(20)＝剩余生物污泥量，污泥产率系数Y取0.6，污泥自身氧化系数Kd取0.06，SS中VSS所占比例f取0.75＝=213.2kg/d剩余非生物污泥：＝kg/d剩余污泥总量：＝kg/d剩余污泥浓度NRNR=mg/L剩余污泥含水率按99.7％计算，湿污泥量为m3/d污泥回流比取20％污泥回流量设回流污泥泵房1座，内设2台潜污泵（1用1备）；33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。2、污泥龄d（3）滗水高度h1曝气池有效水深H＝5m，滗水高度h1为h1＝3.7.3计算需氧量1、设计需氧量有机物氧化需氧系数，污泥需氧系数。氧化有机物和污泥需氧量AOR为：AOR＝Q（S0-Se）+eXVf＝=546.2kg/d=22.7kg/h2、标准需氧量SOR＝取值为1微孔曝气头安装在距池底0.3m处，淹没深度4.7m，其绝对压力为：pb＝P+9.8×103H＝1.013×+0.098××4.7=1.47×Pa微孔曝气头氧转移率EA为20％，气泡离开水面时含氧量：Ot＝33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算水温25℃，清水氧饱和度为8.4mg/L，曝气池内平均溶解氧饱和度：mg/L标准需氧量SORSOR＝kg/h空气用量：m3/h=9.7m3/min最大气水比＝3.7.4CASS反应池布置CASS反应池共设4座，每座池长21.1m，宽8m，水深5m，超高0.5m，有效体积800m3。其中生物选择器长1.1m，兼养区长2m，主反应区长18m。3.7.5空气管布置鼓风机防出来的空气供气干管，在相邻两CASS反应池的隔墙上设两根供气支管，为两CASS反应池供气。在每根支管上设20条配竖管，为CASS反应池配气。四池共四根供气支管，80条配气竖管。每条配气管安装SX-1扩散器4个，每池共80个扩散器，全池共320个扩散器。3.8污泥处理系统3.8.1污泥浓缩池设计计算调节池污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，运行周期为24h，其中各构筑物排泥、污泥泵抽送污泥时间为1h，浓缩池20h，浓缩池排水和排泥2h，闲置0.5h。污泥浓缩池主要处理来自UASB反应器和CASS反应器，UASB反应器每日污泥量为52.5m3/d，CASS反应器污泥量为292m3/d，故污泥总量为：33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算W＝52.5+292＝344.5m3/d，取污泥总量为W=345m3/d浓缩池的尺寸1、浓缩池表面积A浓缩污泥为剩余活性污泥，污泥含水率为99.7％，及固体浓度C0＝3kg/m3,污泥固体通量选用20kg/(m2·d)。按固体通量算浓缩池表面积A＝2、浓缩池直径D设计采用一个圆形辐流池。池表面积A1＝52m2浓缩池直径D＝m，取D＝8m3、浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深h2＝，式中，T为浓缩时间，h，取T＝15hh2＝m超高h1＝0.3m，缓冲层高度h3＝0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i＝，污泥斗下底直径D1＝1.0m，上底直径D2＝2m。池底坡度造成的深度h4＝（m污泥斗高度h5＝（浓缩池深度H＝h1+h2+h3+h4+h5＝0.3+4.1+0.3+0.15+0.7＝5.55m泥斗容积33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算浓缩后污泥体积V1＝式中，P1、P2分别为进泥和浓缩后污泥含水率，对于混合污泥，P1为99.7％，P2为97％，则V1＝＝3.8.2浮渣挡板与浮渣井为了防止浮渣随水流失，设浮渣挡板一圈，浮渣斗一个，渣水分离后，水入溢流管系，渣人工撇除。3.8.3污泥贮池按储泥3天计算，全厂共2座水池有效水深：3m水池外尺寸：L×B×H＝8.5m×4.5m×3.2m3.8.4污泥脱水机出泥量Qw＝345m3/d，P2=97%设经过压滤机压滤后泥饼含水率为P3＝75％，则泥饼量3.8.5设备选型1、污泥泵选用NMS038S型单螺杆式，见表3.6：33 广东工业大学环境工程专业毕业设计3构筑物设计计算表3.6NMS038S型单螺杆式技术参数型号流量功率NMS038S1.7L/min×0.4MPa1.5kW2、选择压滤机选用BAJ型自动板框压滤机，见表3.7：表3.7BAJ型自动板框压滤机技术参数规格过虑面纸框内尺寸mm滤框厚度mm外型尺寸mm20/810－5020810×81050510×1380×17.533广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物和附属构筑物49 广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物和附属构筑物4主要构筑物和附属构筑物4.1主要构筑物一览表表4.1主要构筑物一览表序号名称规格数量设计参数主要设备1粗格栅　L×B=3.4m×1.12m　1座设计流量Qmax=4000m3/dQh=167m3/h栅条间隙e=5mm栅前水深h=0.4m过栅流速v=0.7m/sRAG-1200×2000型耙齿式机械格栅除污机1台，手动粗格栅1抬3备用螺旋压榨机（φ300）1台螺旋输送机（φ300）1台钢闸门（1.6×1.3m）2扇手动启闭机1台2集水井L×B×H＝5m×5m×3.5m1座井内底标高：-3.00m工作水位标高：-0.5m最低水位：-2.5m集水井全部埋入地下，池中部局部设置夹层和楼梯3细格栅RFG-1522型旋转细格栅3台栅筒尺寸1500×2200栅条间距1mm功率P＝2.2kW洗水量4m3/hRFG-1522型旋转细格栅4调节池L×B×H＝16.7m×10m×4m1座调节池最高水位：+3.0m，超高0.5m，顶标高：4m最低水位：-0.5m池底标高：-2.5m调节池设污泥斗四个，每斗上口面积8m×5m，下口面积（0.8×0.8）m2，泥斗倾角45°，泥斗高3.6mQJB-1.1/6型潜水搅拌机，推力P＝290N，功率1.1Kw49 广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物和附属构筑物5一级提升泵房L×B=10m×6m1座设计流量Q=167m3/h单泵流量Q=111.3m3/h设计扬程H=4.97m选泵扬程H=10.00m采用150WQ120-10-5.5型潜水排污泵4台（3用1备）钢闸门（1.4m×1.4m）2扇手动启闭机2台手动单梁悬挂式起重机1台6UASB反应器L×B×H=14m×8m×7.5m3座出水水质：CODcr=250mg·L-1BOD5=150mg·L-1-1SS=60mg·L-1水力停留时间t＝7.5h水力表面负荷率qf＝0.5[m3/(m2·h)]三相分离器上下三角形集气罩斜面水平倾角分别为55°和60°，下三角形集气罩进水缝隙上升流速va取1.25m/h，产泥系数r＝0.15kg干泥/(kgCOD·d)污泥含水量为98％，产气率E＝0.4m3气/kgCOD反应器：H＝7.5m，超高h1＝0.5m，反应区高3.7m，反应器污泥区高0.7m。三相分离器高度H2=2.2m，厌氧池DBY-40型碱液输送泵：Q＝4.5m3/h，H＝30m，N＝7.5kW厌氧池DBY-10型投药泵：Q＝0.5m3/h，H＝30m，N＝7.5kW采用穿孔管DN70配水，每座反应器设5根长12.25m的穿孔管，穿孔管中心间距为1.6m，配水管直径为，孔距为1.75m，每个孔的服务面积为1.75×1.6＝2.8m2，7搅拌池L×B×H＝2m×2m×3m1座选用JBK-2875型潜水搅拌机，N＝0.75kW，转速n＝5.2rpm选用两台（一用一备）加药泵，型号：DBY-40，Q＝4.5m3/h，扬程H＝30m，功率N＝2.2kW。49 广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物和附属构筑物8储碱池V＝20m39配水池D=5mH=3.5m1座水池有效水深：3m水池内底标高：-1m池顶标高：4.5m工作水位标高：2mISF100-80-125A型污水回流泵：Q＝112m3/h，H＝14m，N＝7.5kW10CASS反应池L×B×H＝21m×8m×5m4座进水BOD浓度为S0＝150mg/L出水：COD＝60mg/LBOD＝20mg/LSS＝30mg/L混合液污泥浓度X＝2000mg/L，污泥负荷Ns＝0.15kgBOD5/kgMLSS，充水比，运行周期t＝6h，生物选择器、兼氧区和主反应区的容积比为5%:10%:85%，污泥产率系数Y＝0.6，污泥自身氧化系数Kd＝0.06，SS中VSS所占比例f＝0.75，污泥回流比取20％，有机物氧化需氧系数生物选择器尺寸L×B×H＝1.1m×8m×5m兼养区尺寸L×B×H＝2.1m×8m×5m主反应区尺寸L×B×H＝18m×8m×5mPOPL-1型潜水推进器：P＝4kW，SX-1型曝气扩散器（480.个），B30/630-25型滗水器，150QW7-7-5.5型污泥回流泵：Q＝150m3/h，H＝7m，N＝5.5kW49 广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物和附属构筑物，污泥需氧系数，微孔曝气头氧转移率EA＝20％11回流污泥泵站L×B×H=10m×6m×4m1座设计流量QR=167m3/h设计扬程H＝2.0mH2O选泵扬程H＝7mH2O污泥泵房内设3台50QW7-7-5.5型潜污泵（2用1备），Q＝150m3/h，H＝7m，P＝5.5kW12剩余污泥排放泵站L×B×H=10m×6m×4m1座设计流量QR=167m3/h设计扬程H＝2.0mH2O选泵扬程H＝7mH2O污泥泵房内设2台50QW7-7-5.5型潜污泵（1用1备），Q＝150m3/h，H＝7m，N＝5.5kW13污泥浓缩池D=8mH=5.55m1座进泥含水率P1=99.7%出泥含水率P2=97%WNG-7型周边传动桥式刮泥机，D＝7.6m,池深H＝3~3.5m,周边线速度1.1r/min，电机功率N＝0.37~0.55kW。14浓缩污泥提升泵房L×B×H=10m×6m×4m1座流量：Q=1.7L/min×0.4MPaP＝1.5kW选用NMS038S型污泥泵两台，一用一备，单台Q=1.7L/min×0.4MPaN＝1.5kW15污泥贮池L×B×H＝8.5m×4.5m×3.2m1座水池内底标高：-3.00m，池顶标高：0.20m工作水位标高：±0.00m水池有效水深：3m49 广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物和附属构筑物16污泥脱水间L×B×H=20m×10m×4m1座进泥量Qw=34.5m3/d，含水率P=97%出泥饼Gw=4.14t/d，含水率P=75%选用CPF2000S带式压滤脱水机，带宽2.0m,，选用1台单台系统总功率N=2.2kW；17鼓风机房L×B=10m×6m×4m4座需氧量SOR=35(kgO2/h)氧转移效率EA=20％，计算温度T=27.5℃鼓风机房每房配套4台（3用1备）TSE-200型罗茨式鼓风机（配套电机为Y180L-6），转速970r/min，流量为32.20m3/min，功率为15kW。49 广东工业大学环境工程专业毕业设计4主要构筑物和附属构筑物4.2各附属构筑物尺寸各附属构筑物尺寸见表4.2表4.2各附属构筑物尺寸序号名称尺寸规格/（m×m）1综合大楼30×122维修间21×93仓库21×94食堂24×125变电所20×106停车场24×127传达室4×48中心控制室16×109宿舍区30×2010运动场40×2111栅渣处理棚6×312活动中心24×1249广东工业大学环境工程专业毕业设计5污水处理厂总体布置49 广东工业大学环境工程专业毕业设计5污水处理厂总体布置5污水处理厂总体布置5.1总平面布置5.1.1总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：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。总图平面布置时应遵从以下几条原则。1、处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。2、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）。3、构（建）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。4、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。5、协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。5.1.2总平面布置结果污水处理厂呈长方形，东西长255米，南北长195米。根据长安的主导风向来对建筑物进行合理布局，减少污水处理的臭气对办公及生活的影响。综合楼、控制楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东部，占地较大的水处理构筑物在厂区西部，沿流程自北向南排开，污泥处理系统在厂区的南部。厂区主干道宽10米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不小于10米。49 广东工业大学环境工程专业毕业设计5污水处理厂总体布置5.2高程布置5.2.1高程布置原则1、充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。2、协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。3、做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。4、协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。5.2.2高程布置结果1、高程布置高程布置原则（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行费用。（3）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。（4）协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。2、高程计算H=h1+h2+h3h1——沿程水头损失，m。h1＝il,l——管长，i——坡度，选用钢管，DN300mm，v=0.51m/sh2——局部水头损失，m，h2＝h1×10％h3——构筑物水头损失，m。（1）CASS反应池高程损失：设CASS反应池出水：－0.5m49 广东工业大学环境工程专业毕业设计5污水处理厂总体布置设池内底标高：-2mCASS反应池水面高度为：-2+5＝+3.0m超高：0.5m池顶标高：3.0+0.5＝+3.5m（2）配水池高程计算h1＝il＝0.002×10＝0.02mh2＝h1×10％＝0.002mh3＝0.30mH=0.32m配水池池水面标高为：3+0.32＝+3.32m池内底标高：3.32-5＝-1.68m超高：0.50m池顶标高：3.32+0.5＝+3.82m（3）UASB反应池高程计算h1＝il＝0.002×20＝0.04mh2＝h1×10％＝0.004mh3＝0.50mH=0.54mUASB反应池水面高度为：3.32+0.54＝3.86m池内底标高：3.86-7.00＝-3.14m超高：0.50m池顶标高：3.86+0.5＝+4.36m（4）调节池高程计算考虑到UASB反应器由下部进水并对进水速度有一定要求，采用提升泵将调节池废水提升到UASB反应池。设调节池水面标高：0.00m，调节池池底标高：0.00-3.50＝-3.50m池顶标高：0.00+0.50＝+0.50m（5）集水井高程计算h1＝il＝0.002×10＝0.02mh2＝h1×10％＝0.002m49 广东工业大学环境工程专业毕业设计5污水处理厂总体布置h3＝0.30mH=0.322m集水井水面标高：0.00+0.32＝0.32m集水井内底标高：0.32-3＝-2.68m超高：0.5m集水井顶部标高：0.32+0.5=0.82m（6）格栅进出水渠高程计算H＝h3＝0.2m栅后槽水位标高：0.32+0.2＝0.52m栅前槽水位标高：0.62+0.1＝0.62m49 广东工业大学环境工程专业毕业设计6投资估算6投资估算6.1估算范围污水处理厂的污水处理工程、其他附属建筑工程、其他公用工程等。另外包括部分厂外工程（供电线路、通信线路、临时道路等）。6.2编制依据1、本工程依据《广东省市政工程费用定额》的标准，及《广东省市政工程费用定额的补充规定》中给水工程费率。套用《全国市政工程预算定额广东省市政工程单位估价表》中的定额基价，并对基价进行调整，调整系数为15.34％。土方工程计取地区材料基价系数，按《广东省市政工程费用定额》中土石方工程费率计算。2、UASB及CASS工艺设计方案。6.3估算6.3.1材料价格构筑物材料价格根据市场现在价格，经调查分析综合测算后确定，土建体积小于1000立方的池体等按620元/m3，大于1000立方的按580元/m3计。国内设备按厂家出厂价格另外加运杂费用，引进设备按到岸价另加国内运杂费用。6.3.2投资估算工程投资估算如表6.1所示：表6.1工程投资估算表工程名称估算价值/万元土建规格土建费用设备型号数量费用（含管道）安装和其它费用格栅6×4×46见主要构筑物一览表90012049 广东工业大学环境工程专业毕业设计6投资估算见主要构筑物一览表集水井5×5×34.65一级污水泵房10×6×414.9调节池16.7×10×441.4二级提升泵房10×6×414.9UASB反应器14×8×7.552.1×3配水井3.14×2.5×3.568.7回流污水泵房10×6×414.9搅拌池2×2×30.744储碱池20m31.24CASS反应器21×8×552.1×4污泥回流泵房10×6×414.9鼓风机房10×6×414.9×4剩余污泥泵房6×5×47.4污泥浓缩池3.14×4×5.5517.3污泥贮池L×B×H＝8.5m×4.5m×3.2m7.6污泥脱水间20×10×449.6附属建筑6000㎡×41392生产辅助设备80厂外配套工程12010土方外运40配套电缆电灯生活设施等80小计2200.51000330预备费200工程总费用3730.56.3.3运行费用1、劳动定员全厂劳动定员为28人，其中包括管理人员6人，操作人员17人，维修人员2人，辅助人员3人。本厂生产必须连续运行，一经投产则不能停运，生产人员按“四班三运转”配备。2、用电量废水处理厂总装机容量为900kW；废水处理厂总运行装机容量为820kW废水处理厂总用电量为18230kW/天3、运行费用49 广东工业大学环境工程专业毕业设计6投资估算（1）药剂费用为7578元/天；（2）以用电单价为1.0元/kWh计，电费为18230元/天；（3）以每人每月工资为1500元（含工资、福利等）计，折合人工费用为1400元/天。4、污水处理厂每天运转费用为27208元/天，折合单位处理成本为1.81元/吨废水。49广东工业大学环境工程专业毕业设计结论49 广东工业大学环境工程专业毕业设计结论结论采用UASB+CASS工艺处理啤酒废水具有工艺简单，运行可靠、节省投资、日常维护简单等特点。废水经UASB反应器处理后，可以大幅度减轻CASS工段的负荷；废水经UASB+CASS后可去除90％以上的有机物质，出水水质可达《广东省地方标准水污染物排放限值》（DB44/26—2001）第二时段一级标准；UASB反应器的启动是整个工程能够顺利运行的关键，启动过程分成两个主要阶段进行：首先采用低浓度进水且保持进水浓度不变，逐渐增加进水量以提高有机符合直至达到设计进水量；然后保持进水量不变，逐渐增加废水浓度以提高有机负荷直至达到设计进水浓度。当UASB反应器达到了设计的水质水量，反应器中形成颗粒污泥则进入稳定运行期。综上所述，对啤酒厂废水而言，采用UASB+CASS处理工艺是经济可行的工艺路线，具有广阔的发展前景。49广东工业大学环境工程专业毕业设计参考文献49 广东工业大学环境工程专业毕业设计参考文献参考文献[1]DB44/26-2001，广东省地方标准水污染物排放限值（二时段一级标准）[S].广东省：广东省环境科学出版社，2001.[2]曾科，卜秋平，陆少鸣.污水处理厂设计与运行[M].北京：化学工业出版社，2001.[3]杨健，章非娟，余志荣.有机工业废水处理理论与技术[M].北京：化学工业出版社，2005.[4]张自杰.排水工程（下册）[M].北京：中国建筑工业出版社,1999.[5]高廷耀，顾国维.水污染控制工程（第二版）[M].北京：高等教育出版社,2003.[6]给水排水设计手册（10）（第二版）[M].北京：.中国建筑工业出版社,2000.[7]王志魁.化工原理（第三版）[M].北京：化学工业出版社,2005.[8]班福忱，李亚峰，刘军，袁雅姝.UASB-CASS工艺处理啤酒废水研究J].酿酒科技，2005，8：110-113.[9]陈亚平，付永胜，李湘梅，魏剑斌.啤酒工业废水的特点及其处理方法[J].污染防治技术，2003，16(4)146—149.[10]孙骏.啤酒废水的厌氧一好氧生化处理工业用水与废水[J].2001，32(3)：32—33.[11]赵勇，易军.啤酒废水生物治理工艺的综合评价[J].环境工程，2002.20(2)：66—69.[12]DRIESSEN,W&VEREIJKEN,T,RECENTDEVELOPMENTSINBIOLOGICALTREATMENTOFBREWERYEFFLUENT.TheInstituteandGuildofBrewingConvention,Livingstone,Zambia,March2-7,2003.[13]Driessen,W;Habets,L&Vereijken,T,Novelanaerobic-aerobicprocesstomeetstricteffluentplantdesignrequirements,Ferment.Vol10,No.4,August,U.K.,pp.243-250,1997.49广东工业大学环境工程专业毕业设计致谢49 广东工业大学环境工程专业毕业设计致谢致谢本设计从研究方案的确定到原稿完成的整个过程，都得到了张祥丹老师悉心指导和热心关怀。张老师为我们安排了合理的设计过程，并坚持每一个星期对我们进行一次检查和指导，使我能按部就班的完成每一个设计阶段。张老师严谨的治学态度和孜孜不倦的工作精神给了我很大的鼓励。在设计过程中，他们都要求我自始至终认真做好设计，力求真正了解每一个步骤、每一个知识点的原理。在此，我特向张老师以及帮助过我的同学表示衷心的感谢和诚挚的敬意！49'