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'内蒙古科技大学毕业设计说明书摘要中国造纸工业技术的弱原创性和强模仿性是资源环境问题的根源之一，而废水处理是造纸企业末端治理的重点。本设计工艺主要是针对内蒙古某纸业有限公司所排放的生产废水的混合水。其废水水质特点是不含有有害物质，且有较好的可生化性，属于高浓度可生化有机废水。污废水主要水质指标为：处理水量4000m3/d；COD=1800mg/L；BOD=1000mg/L；SS=1350mg/L；pH=9。出水水质要达到GB3544-2001《造纸工业水污染物排放标准》二级排放标准（COD≤100mg/L，BOD≤60mg/L，SS≤100mg/L）。根据进水及出水水质的分析和结合所查阅的各种资料，本设计采用：预处理+UASB+SBR的处理方案。UASB反应器，可去除废水中大量有机物（去除率为COD80%，BOD85%，SS70%），并使出水达到好氧可接受的浓度。SBR反应池确保处理水完全达到排放标准（去除率为COD70%，BOD80%，SS70%）。此方案具有工艺简单、造价低、抗冲击负荷高、占地面积小等优点。通过分析、计算，本设计所选择的UASB+SBR工艺完全能达到所期望的处理效果。所出设计成果有：设计计算说明书一份及污水处理厂平面图、高程图及各处理构筑物单体平、剖图及部分大样图。关键词：造纸　废水处理　UASB　SBR93 内蒙古科技大学毕业设计说明书AbstractChinesepaperindustrytechnology"sweakoriginalityandthestrongmimetismareoneofresourcesenvironmentquestionroots,Butthewastewaterdisposalisthepapermakingenterpriseterminalgovernmentkeypoint.Thisdesigncraftmainlyaimsatmixedwaste-waterwhichcomesfromaPaperLimitedcompanyinInnerMongolia.thecharacteristicofthewastewaterqualityiswithouthazardoussubstance，andwithbeteerbicochemistry，whichbelongstothehighconcentrationbicochemistryorganicwastewaterThemainwaterqualitytargetsofwastewater:Theprocessingwatervolume4000m3/d，COD=1800mg/L，BOD=1000mg/L，SS=1350mg/L，pH=9．Theleakagewaterqualitymustachievethesecond-levelemissionstandardofGB3544-2001"PaperindustryWaterpollutionEmissionstandard"（COD≤100mg/L，BOD≤60mg/L，SS≤100mg/L）．Thedesignfinallyuses：Pretreatment+UASB+SBR．UASBcanremovethemassiveorganicmattersinthewastewater（EliminationrateCOD80%，BOD85%，SS70%）.Andenablesthewaterleakageachievetotheoxygenacceptabledensity．SBRguaranteedthattheprocessingwatercompletelyachievestheemissionstandard．（EliminationrateCOD70%，BOD80%，SS70%）．Thisplanhasthecrafttobesimple，theconstructioncostlow,theanti-impactshoulders，theareatobesmallandsoon．throughtheanalysisandcomputation，IdecidetochoosestheUASB+SBRcraftwhichcandefinitelyachieveexpected．Thedesignachievementis：thedesigninstructionbooklet,thegenerallayoutofthesewagetreatmentplantandthesewageelevationchartandsludgeelevationchartofthewastewatertreatmentplant;Inthesingleitemprocessingconstructiondrawingdesign,weneedtocompletethehorizontalplanandthesectionaldrawingofthemainconstructionandthepartialdetaildrawings.Keyword:Papermaking　wastewaterdisposal　UASB　SBR93 内蒙古科技大学毕业设计说明书目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1课题来源11.2本设计所要达到的目的及其意义2第二章方案的比较与选择32.1确定污水处理方案的原则32.2处理方案的确定32.2.1基本工艺路线的确定32.2.2厌氧处理工艺选择42.2.3好氧处理工艺选择52.3废水处理工艺流程5第三章废水处理系统设计说明83.1格栅设计83.1.1设计说明83.1.2设计参数83.1.3设计计算93.2调节池设计103.2.1设计说明103.2.2设计计算103.3初沉池设计（选用斜管沉淀池）113.3.1设计说明113.3.2设计计算123.4升流式厌氧污泥床（UASB）设计143.4.1设计计算143.4.2设计参数163.4.3反应区设计计算163.4.4三相分离器设计计算1793 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.4.5布水器设计计算213.4.6出水系统设计计算223.4.7排水管设计计算243.4.8排泥系统设计计算243.4.9沼气系统设计计算253.5预曝气沉淀池设计273.5.1设计说明273.5.2预曝气沉淀工艺构造计算273.5.3曝气装置设计计算293.5.4预曝气沉淀池出水渠计算303.5.5排泥系统设计计算323.5.6进水配水系统323.6SBR反应池设计333.6.1设计说明333.6.2SBR反应池容积计算343.6.3反应池运行系统353.6.4排水系统设计计算353.6.5排泥量及排泥系统设计计算363.6.6需氧量及曝气系统设计计算363.7计量堰的设计413.7.1设计说明413.7.2设计计算413.8鼓风机房设计423.8.1供风量423.8.2供风风压423.8.3鼓风机的选择433.8.4鼓风机房布置43第四章污泥处理系统444.1污泥处理方式选择444.2集泥井容积计算4493 内蒙古科技大学毕业设计说明书4.2.1产泥量444.2.2集泥井容积计算454.2.3集泥井排泥泵454.3污泥浓缩池设计454.3.1设计说明454.3.2容积计算464.3.3工程构造尺寸464.3.4排水和排泥464.4污泥脱水系统设计474.4.1污泥脱水机房474.4.2其他配套设备47第五章污水泵房的设计495.1一般规定495.2选泵495.2.1设计说明495.2.2设计计算495.2.3吸、压水管路实际水头损失的计算505.3集水池525.4水泵机组基础的确定和污水泵站的布置535.5泵房高度的确定545.6泵房附属设施及尺寸的确定545.7采光、采暖与通风555.8起吊设备555.9泵房值班室、控制室及配电间565.10门窗及走廊、楼梯56第六章污水处理站平面布置和高程布置576.1构筑物和建筑物主要设计参数576.2总平面布置586.2.1平面布置要求586.2.2总平面布置结果6093 内蒙古科技大学毕业设计说明书6.3高程布置606.3.1高程布置要求606.3.2高程计算62第七章概预算及其运行管理647.1基本建设投资647.2集泥井的工程概预算647.2.1概预算依据647.2.2集泥井预算657.3总投资估算677.4劳动定员687.4.1定员原则687.4.2污水厂人数定员697.5经营管理费用697.5.1运行费用697.5.2运行成本估算69参考文献71附录72外文文献76外文文献译文88致谢9393 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章绪论1.1课题来源水是自然界中宝贵的自然资源，是人类赖以生存的必要条件。我国属于严重贫水国，水资源量非常有限，我国是一个干旱缺水严重的国家。我们的淡水资源人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的。我国水资源的日趋缺乏已成为影响经济发展和社会安全的全球性热点问题。因此，对于有限的水质源必须进行严格保护。制浆造纸工业是国民经济能耗和水耗的大户。《国务院节能减排综合性工作方案》指出：钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸、建筑等为国家节能减排重点行业，这些产业的用水量占工业总取水量的60%。“十一五”期间重点行业要实现节水31亿立方米，2007年重点行业要实现节水10亿立方米。同时加大造纸、酒精、味精、柠檬酸等行业落后生产能力淘汰力度。造纸工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高，其危害主要使水中的溶解氧降低，以致引起水生动物和鱼类死亡，促使水底沉积的有机物产生嗅味，恶化水质，污染环境，同时影响了人们的正常用水。造纸废水分为黑水、中断水及白水，其中黑液是危害最大。它所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90％ 以上，由于黑液碱性大、颜色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，严重地污染水源，给环境和人类健康带来危害。而中段水对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水，次氯酸盐漂白废水等。此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，也对生态环境和人体健康造成了严重威胁。制浆造纸工业是我国国民经济的重要产业之一，然而对环境所造成的环境污染问题也日益突出。制浆造纸工业对我国水环境所造成的严重污染，已经成为工业污染防止的焦点、热点、和难点问题。根据以上情况，为了防止该造纸厂工业污废水直接排放带来的严重污染，保护好该城市水体环境，减少水资源的浪费，所以该造纸厂要建立一座自己的污废水处理站，使水达到国家排放标准。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1本设计所要达到的目的及其意义本设计所要达到的目的：（1）污废水达到国家二级排放标准。（2）污废水处理采用先进的技术设备，经济合理，安全可靠，出水水质好。（3）尽量做到节能减排。本次设计的意义为：（1）改善了本厂的水环境。（2）减轻了该市的水污染程度，改善了水体环境，促进可持续发展。（3）促进了该市的工农业发展。（4）达到了国家和地方的环保要求。（5）促进了资源环境及经济一体化。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章方案的比较与选择1.1确定污水处理方案的原则污废水处理方案制定的原则为：（1）工业废水处理应采用新工艺、新技术、新路线，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高。（2）污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理。（3）为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件。（4）污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒。（5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料。（6）根据水质情况选择合理的方案。（7）查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点：（1）保证处理效果，运行稳定。（2）占地面积小，泥量少，管理方便。（3）基建投资省，耗能低，运行费用低。（4）把污染情况减到最低。1.2处理方案的确定2.2.1基本工艺路线的确定根据建设方提供的资料及废水的处理要求，首先应93 内蒙古科技大学毕业设计说明书在经济合算的原则下，比较其技术，包括污水、污泥处理工艺技术、主要单体的结构技术、自动控制技术等方面是否先进合理。比较污水处理工艺技术水平时，应比较污水处理基本工艺路线与主要处理单元的技术先进性与可靠性，运行的稳定性与操作管理的复杂程度，各级处理的效果与总的处理效果，出水水质，处理后污水、污泥的出路及其利用价值，处理厂（站）占地面积，施工难易程度等。污水处理方案比较，一般选择技术上先进合理的几个方案比较其经济合理性，即技术上均满足要求的情况下，看哪个方案更加“多、快、好、省”。经济比较包括以下指标：工程总投资（包括工程造价和其他费用，如征地费、建设管理费、技术培训费、勘探设计调试费等）、经营管理费用（如处理成本、折旧与大修费、管理费用等）和处理成本（污水污泥处理过程所发生的各费用）。通过对该造纸厂的混合污废水进行分析，污废水的有机物浓度很高，所以应进行处理后再处理。由于其可生化性能较好，所以本设计采用生物处理工艺比较合适。由于进水水质和处理去除率均很高，应采用厌氧-好氧的处理路线，废水首先通过厌氧处理装置，大大去除进水有机物负荷，获得能源——沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，再进行好氧处理后达到排放标准。2.2.2厌氧处理工艺选择由于厌氧生物处理的节省电耗、可以产生生物能、泥量较少、对有机物有较好的降解能力等优点，近年来，其发展较快。常用的先进技术有厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床和厌氧过滤器。厌氧接触工艺是在传统的CSTR反应器的基础上发展起来的。它采用完全混合式消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的废水，预处理要求低，一般需要设置池内完全混合搅拌，池外还要设消化液沉淀池。其处理效率比传统厌氧消化技术有所提高，但中温消化时容积负荷只有，其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大，并且其要增设沉淀池、污泥回流系统和真空脱气设备，其流程也较为复杂。本工程处理对象为较好生化处理的废水。为提高处理效率，节省工程投资和占地，因此不宜采用厌氧接触法。上流式厌氧污泥床（UASB），属采用了滞留型厌氧生物处理技术，在低部有污泥床，依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分离器进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥床内而很少流失。其工艺的突出特征是反应器中可以培养成沉降性能良好的颗粒污泥、形成污泥浓度极高的污泥床，使其具有容积负荷高、污泥截留效果好、反应器结构紧凑等一系列优良的运行特征。因而生物污泥停留时间长，处理效果高，适合于觉易生物降解，和浓度均较高的废水（一般要求进水不大于93 内蒙古科技大学毕业设计说明书）。常温条件下，对于较易生物降解有机物废水，容积负荷可达[1]。厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术，在反应器内充填一部填料，使生物污泥附着在填料上生长，不易随出水流失，且填料对于改善水流均匀性有益，并且起到一定过滤截留作用。但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不适合处理有机物浓度过高的废水，且要求进水浓度应较低，一般要求。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本工程进水水质（浓度较高）。综合以上分析，结合类似工程资料，本工程废水厌氧处理装置采用升流式厌氧污泥床反应器UASB。2.2.3好氧处理工艺选择有机废水经厌氧处理出水的会降低，出水可生化性较原污水差。采用一般好氧生物处理方法（生活污泥法和生物膜法）处理厌氧处理出水，其去除率约只有60%，而处理同等浓度的原有机废水可达80%。尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好，但难以适应大于的来水。近年来开发了一些处理此类废水（进水浓度较高，可生化性较差，不易生化降解）的工艺技术，如法活性污泥工艺、氧化沟活性污泥法、法等。这些方法均能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较好的处理效果。以上三种方法中，法具有特别显著的特点：首先由于采用间歇运行，运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在；污泥不断内循环，排泥量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水等工序在一个池内进行，省去了沉淀池和污泥回流设施，故而其工程投资和占地面积，均少于一般活性污泥法。综合以上分析，本工程好氧处理采用法工艺。1.1废水处理工艺流程工艺流程图框架该造纸厂生产污废水处理工艺流程如图2.1所示：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书污水格栅泵房调节池初沉池SBR预曝气沉淀池UASB排放污泥浓缩池污泥柜污泥脱水机泥饼图2.1+工艺流程图对该处理工艺流程作以下说明：（1）废水通过格栅截留大颗粒有机物和漂浮物，采用人工清渣方法。（2）污水提升泵，设置集水池，污水泵房和格栅合建，污水泵采用自罐式。（3）调节池的作用主要用于混合均匀水质、调节水量、采用搅拌设备防止悬浮物沉淀。（4）斜板沉淀池作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离，悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥。（5）为主要的生化处理装置，钢筋混凝土结构考虑防腐，半地下式考虑保温。沼气部分，设计水封罐、气水分离器。（6）预曝沉淀池，曝气改变厌氧出水的溶解含氧量，沉淀去除UASB出水带来的悬浮污泥。（7）池为地下式，钢筋混凝土结构，运行中采用自动控制。处理出水排入市政污水管。（8）污泥浓缩池浓缩斜板沉淀池、、及预曝气沉淀池的污泥，污泥浓缩后经污泥贮柜到脱水机房，最后形成泥饼。（9）废水处理效果如下：斜板沉淀池进水、、，去除率分别为93 内蒙古科技大学毕业设计说明书15%、25%、45%，出水水质分别为1530、750、742.5。的去除率分别为80%、85%、70%，出水水质分别为306、112.5、222.75。预曝气沉淀池去除率为15%、10%、30%，出水水质分别为260.1、101.25、155.925。SBR的出水水质为78.3、20.25、46.78，去除率分别为70%、80%、70%。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章废水处理系统设计说明1.1格栅设计3.1.1设计说明格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和悬浮物，以防止堵塞、腐蚀水泵。格栅按栅条间隙分类，可分为粗格栅（）、中格栅（）、细格栅（）3种[2]。由于格栅是物理处理的重要构筑物，故新设计的水厂一般采用粗、中两道格栅。但由于本设计的水量以及特殊的水质，所以本设计采用中格栅，格栅的设计包括尺寸计算、水力计算、栅渣量计算。格栅计算示意图如图3.1所示：图3.1格栅计算示意图3.1.2设计参数（1）设计流量：（2）栅前流速：取值范围,过栅流速V2=，本设计取0.6、V2取0.793 内蒙古科技大学毕业设计说明书（3）栅前水深：h=0.4（栅前水深0.3~0.5）[3]（4）格栅安装角度：（5）栅条宽度：,栅条净间距（6）每日栅渣量：因本设计为中格栅，栅条净间距为0.02，取=0.04渣/103污水（7）通过的格栅的水头损失中格栅为0.1~0.25（8）格栅间工作台两侧过道宽度不小于0.7，工作台正面过道宽度，采用人工清除时不小于1.2。（9）格栅间工作台台面高出栅前最高设计水位0.5。工作台上应有安全和冲洗设备。3.1.3设计计算（1）栅条的间隙数目设栅前水深，过栅流速式（3.1）（2）格栅的宽度式（3.2）根据宽度，选用400型格栅。（3）圆形栅条阻力系数式（3.3）（4）过栅水头损失（5）进水渠道渐宽部分长度：取进水渠道宽，其渐宽部位展开角式（3.4）（6）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（7）栅后槽总高度：取栅前渠道超高取0.75（8）栅槽总长度式（3.5）（9）对于栅条间隙的中格栅，每单位体积拦截污物为：，则每日栅渣量（）式（3.6）根据以上计算，由于格栅较小，故不单设格栅间，格栅根据泵的要求和水质的要求栅条间距和栅条宽度根据以上计算不变在泵房设置。根据泵房的尺寸及安放对格栅本身的大小进行适当的调整。1.1调节池设计3.2.1设计说明根据生产废水排放规律，后续构筑物对水质水量稳定性的要求，需对废水的水量和水质进行调节。本设计采用地上式，便于污水重力排入下一构筑物，并便于污泥重力排入集泥井，为了防止废水沉降采用潜水搅拌机进行搅拌。3.2.2设计计算（1）设计说明调节池调节周期调节池内有效水深为2.0调节池有效容积：V=TQ=根据计算的调节池容积确定调节池的尺寸为：采用方型池，池长和池宽相等，则池表面93 内蒙古科技大学毕业设计说明书式（3.7）所以在池底设集水坑，水池底以的坡度坡向集水井。调节池的基本尺寸如图3.2所示：2.0mi=0.01==0.0118.3m图3.2调节池基本尺寸示意图（2）搅拌设备用混合搅拌机进行搅拌。根据调节池的有效容积，搅拌功率按1污水配搅拌设备。该工程取4，调节池选配潜水搅拌机的总功率为6674=2668选用3台潜水搅拌机，单台设备的功率为1.0。1.1初沉池设计（选用斜管沉淀池）3.3.1设计说明（1）斜管净距一般采用[4]。（2）斜管长一般采用。（3）斜管倾角一般采用。（4）斜管区底部的缓冲层高度，一般采用1.0。（5）斜管区上部水深，一般采用。（6）在池壁与斜管的间隙处应装设阻流板，以防止水流短路。斜板上缘宜向池子进水端倾斜安装。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）进水方式采用穿孔墙整流布水，出水方式采用多槽出水，在池面上增设几条平行的出水堰和集水槽，以改善出水水质、加大出水量。（2）斜管沉淀池采用重力排泥。每日排泥次数至少1~2次，或连续排泥。本设计采用连续排泥。（3）池内停留时间应不超过30。（4）斜管沉淀池设斜管冲洗设施。3.3.2设计计算（1）池子水面面积，式（3.8）式中：—最大设计水量，166.667；n—池子个数个，1个；—表面负荷，4；0.91—斜管区面积利用系数。==（2）池子边长，（3）池内停留时间，式（3.9）式中：h2—斜管区上部水深，取；h3—斜管高度，取斜管管长为1，则；93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（4）污泥部分所需的容积，m3式（3.10）式中：—污泥室贮泥周期，；—进水悬浮物浓度；—出水悬浮物浓度；—污废水总变化系数；—污泥含水量%，取。=121.4（5）污泥斗容积，式（3.11）式中：—污泥斗高度；—污泥斗下边边长，取a1=0.8；—方形池边长。=5.18=282.25>121.4（6）沉淀池总高度，93 内蒙古科技大学毕业设计说明书式（3.12）式中：—超高，取=0.3；—斜板区底部缓冲层高度，取=1.0。=0.3+0.7+0.866+1.0+5.18=8.046（7）穿孔墙布水设计取的圆孔，则其单孔面积孔眼流速在0.2~0.3，这里取0.3，则所需的孔眼总面积为：则孔眼数为，取18个。孔眼布置成两排，则每排9个。孔眼的实际流速为：（8）穿孔管集水设计计算设计池中安排六根的穿孔管，每根长为6.9。则在2~3之间，符合要求。1.1升流式厌氧污泥床（UASB）设计3.4.1设计计算是升流式厌氧污泥床反应器废水生物处理技术的简称。这项处理工艺是由荷兰瓦赫宁根农业大学的G.Lettinga等人在20世纪70年代研制的。80年代以后，我国开始研究UASB在工业废水处理中的应用，90年代该工艺在处理工程中被广泛采用[5]。反应器一般包括93 内蒙古科技大学毕业设计说明书进水配水系统、反应区、三相分离器、出水系统、气室、浮渣清除系统和排泥系统等几个部分。反应器具有工艺结构紧凑、处理能力大、无机械搅拌装置、处理效果好以及占地小等优点。尤其是其作为第二代废水厌氧生物处理反应器的典型代表，与传统的厌氧生物处理工艺相比，不仅十分有效地实现了水力停留时间（）与污泥停留时间（）的分离，使反应器中可截留大量的生物量，使所需HRT大大缩短；同时由于其特殊的水力特征，使反应器中的污泥以颗粒化存在，由此极大的改善了污泥的沉降和分离性能，大大延长了污泥在反应器中的停留时间，显著的提高了处理能力。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。的工作原理为[6]：主要是由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。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一个污泥浓度较稀薄的污泥和水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，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，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。沉淀至斜壁上的污泥沼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出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。  的工艺基本出发点如下：（1）为污泥絮凝提供有利的物理化学条件，厌氧污泥即可获得并保持良好的沉性能；（2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，能抵抗较强的冲击。较大的絮体具有良好的沉降性能，从而提高设备内的污泥浓度；（3）通过在反应器内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一前絮凝和沉淀，然后回流人反应器。处理有机工业废水具有以下特点：（1）污泥床污泥浓度高，平均污泥浓度可达[1]；93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2）有机负荷高，中温发酵时容积负荷可达；（3）反应器内无混合搅拌设备，无填料，维护管理较简单；（4）系统较简单，不需另设沉淀池和污泥回流设施。3.4.2设计参数（1）设计流量：（2）进水浓度：（3）容积负荷：（5）产气率：（6）污泥率：3.4.3反应区设计计算反应的有效容积（配水系统上缘至三相分离器下缘之间的空间）式（3.13）式中—设计处理流量，；—去除的有机污染物浓度，；—容积负荷，。=设有效水深为，常用范围，则表面积采用4座相同的反应器，则每座有效容积，（）。每座反应器面积，取每座反应器平面尺寸为，符合要求。较核反应器废水上升流速93 内蒙古科技大学毕业设计说明书常用范围为，符合要求较核水力停留时间式（3.14）3.4.4三相分离器设计计算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。其主要组成部分为气封、沉淀区和回流缝。其设计可分为3个内容：沉淀区的设计、回流缝设计和气液分离器设计。三相分离器计算简图见图3.3：图3.3三相分离器计算简图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：（1）混合液进人沉淀区之前，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进人沉淀区影响沉淀；（2）沉淀区的表面水力负荷应在0.793 内蒙古科技大学毕业设计说明书以下，进人沉淀区前，通过沉淀槽底缝隙的流速不大于2.0；（3）沉淀区底部，斜板的倾角在，不小于。使污泥不在斜板积累，尽快回落入反应区内；（4）出水堰前设置挡板，以防止上浮污泥流失;某些情况下，应设置浮渣清除装置。（5）其沉淀区的总水深应不小于1.5，并保证在沉淀区的停留时间为1.5~2.0。三相分离器设计须确定三相分离区数量，大小斜板尺寸、倾角和相互间关系。三相分离器沉淀区的表面积同反应区的水平面积，即沉淀区的表面积负荷率为设上、下三角形集气罩斜面水平倾角分别为（常用）下三角形集气罩进水缝隙上升流速取，（一般）则该缝隙总面式（3.15）取5条缝隙（即上集气罩有5个），则每条缝隙宽为取干舷高度（常用范围），则沉淀室进水缝隙废水流速取（常用范围）[2]则进水缝隙总面积为：则实际流速，在范围内，符合要求。每条缝隙宽考虑到缝隙兼有回流污泥的作用其一般应大于0.293 内蒙古科技大学毕业设计说明书取，上三角形集气罩的位置即可确定，其高度为已知上三角形集气罩顶的水深为0.5，则上下三角形集气罩在反应气内的位置已经确定。根据已确定的三相分离器构造，还应该较核气液分离器的条件是否符合要求式（3.16）式中—气泡的直径，可考虑选取；—消化液的密度；—沼气泡的密度；—消化液的动力黏滞系数，与温度有关；g—重力加速度等于；—碰撞系数，一般可取0.95；—消化液的运动黏滞系数，净水=0.0101。取于是气泡在A点上升流速为根据前面的计算有93 内蒙古科技大学毕业设计说明书即，满足气液分离的基本条件[7]。根据以上计算结果绘制的三相分离器剖面图和平面图见图3.4及3.5：图3.4三相分离器剖面图（单位：）图3.5三相分离器平面图（单位：）93 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.4.5布水器设计计算目前，生产性反应器装置所采用的进水方式大致可以分为间隙式进水、脉冲式进水、连续进水和连续进水与间歇回流相结合的进水方式等几种。一般采用连续进水的运行方式。反应器进水管的布置形式一般有枝状布置、穿孔管布置、多管多点布置及顶部进水等。穿孔管布置是最近常用的布水方式，故本设计采用这种布水方式。为了保证四座反应器的运行负荷的均匀，并减少污泥床内出现沟流短路等不利因素，设计良好的配水系统是很必要的，特别是在常温条件下运行或处理低浓度废水时，因有机物浓度低，产气量少，气体搅拌作用差，此时对配水系统的设计要求高一些。通过重力流从调节池直接向四座供水，每座进水管上设置调节阀和流量计，以均衡流量。本设计采用压力流穿孔管布水方式，每座反应器设6根，长9的穿孔配水管，穿孔管中心间距为，配水孔孔径取（一般），孔距为，则每个孔的服务面积为，空口向下，配水管中心距池底为，每座反应器共有36个出水孔，每个孔的流速为（一般为2~5）。为了保证配水均匀，在出水处需设尺寸为于水平呈的导流板，使出水散布池底。配水系统见图3.6所示：图3.6穿孔管配水系统（单位：m）93 内蒙古科技大学毕业设计说明书布水器配水压力计算布水器配水压力按下列公式计算式（3.17）式中—布水器配水时最大淹没水深，；—UASB反应器水头损失，；—布水器布水所需自由水头，；其中，，则3.4.6出水系统设计计算（1）出水堰①出水堰负荷计算设计出水堰总长为43.8，在每个三角形集气罩顶上沿集气罩长方向平行设置一条出水堰，每个反应器设5条出水堰，每个出水堰长为8.76，则符合要求。②出水堰的形式和尺寸采用三角堰，每米堰板设12个堰口详细尺寸如图3.7所示图3.7出水堰板尺寸简图（单位：mm）93 内蒙古科技大学毕业设计说明书每个堰口流量③堰上水头每个三角堰水量，则式（3.18）④集水槽宽为确保安全，集水槽设计流量⑤槽深度集水槽临界水深式（3.19）集槽起端水深设出水槽自由跌落高度为=0.1则集水槽水总深度集水槽尺寸见图3.8：图3.8集水槽剖面图（单位：）93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2）布置出水系统出水系统布置见图3.9所示：图3.9出水系统布置图3.4.7排水管设计计算单个反应器排水量，选用钢管排水，约为1.36。排水总管为，管段内的流速控制在0.88内以防止悬浮物在管段内沉淀。反应器溢流出水渠出水由短立管排入排水支管，再汇入设于下方的排水总管内。3.4.8排泥系统设计计算（1）产泥量的计算产泥系数设计流量进水浓度去除率则反应器总产泥量为式（3.20）93 内蒙古科技大学毕业设计说明书则每池产泥设污泥含水量为98%，因含水率>95%，所以取则污泥产量为每池排泥量（2）排泥系统设计考虑到废水主要为生产废水，故进入的砂量较少，产生的外排污泥主要为有机污泥。排泥管分别设在三相分离器下1.50处，每周排泥一次。3.4.9沼气系统设计计算（1）沼气管路系统设计计算设计流量进水去除率=80%产气率则总产气量为式（3.21）每个反应器产气量：（2）集气室容积设计已知集气室长10.0，取集气室高2.80，集气室宽取0.8。（3）沼气集气系统布置由于产气量较大，每两台反应器设置一个水封罐，水封罐出水的沼气分别进入分器，气水分离器设置一套两级，共三个，从分离器出来去沼气贮柜。集气室沼气出气管最小直径，且尽量设置不短于300mm的立管出气，若93 内蒙古科技大学毕业设计说明书用横管出气，其长度不宜小于150mm，每个集气室设置独立出气管至水封罐。沼气管道压力损失一般很小，可近似认为管路压力损失为零。（4）水封罐的设计计算水封罐一般起到调整和稳定压力，兼、作隔绝和排除冷凝水作用。反应器中大集气罩中出气气体压力为，小集气罩出气压力为，则两者气压差为：故水封罐中该收气管的水封深度差为。沼气柜压力，取为，则在忽略沼气管路压力损失时，水封罐所需最大水封为:取水封罐总高度为水封罐直径，设进气管钢管四根，出气管钢管一根，进水管钢管一根，放空管钢管一根。（5）气水分离器的选用气水分离器对沼气起干燥作用，选用,钢制气水分离器2个，联使用，预装钢丝填料，出气管上装设流量计，压力表及温度计。（6）沼气柜容积确定：由于日产沼气1958.4，则沼气柜容积应为平均时产气量的体积来确定，即设计选用250的钢板水槽内导轨湿式储气柜。（7）的其他设计①取样管设计：为掌握运行情况，在每个上设置取样管。在距反应池底位置，污泥床内分别设置取样4根，各管相距1.0左右，取样管选用钢管，取样口设于距地坪1.0m处，配球阀取样。②的排空：由池底排泥临时接上排泥泵强制排空。③检修93 内蒙古科技大学毕业设计说明书a人孔为便于检修，各反应器在具地坪1.0处设人孔一个。通风为防止部分容重过大的沼气在反应器内聚集，影响检修和发生危险，检修时可向反应器中通入压缩空气，因此在UASB反应器一侧预埋压缩空气管（由鼓风机房引进）采光为保证检修的采光，除采用临时灯光外，还可移走UASB反应器的活动顶盖，或不设顶盖。①给排水在反应器布置区设置一根供水管供补水，冲洗及排空使用。②通行在反应器顶面之下1.2之处设置钢架，钢板行走平台，并连接上台钢梯。③安全要求反应器的所有电器设备，包括泵，阀，灯等一律采用防爆设备；禁止明火火种进入该布置区域，保持该区域良好的通风。⑦为钢筋混凝土结构，且在气水交界面上下一米处采用环氧树脂进行防腐。1.1预曝气沉淀池设计3.5.1设计说明污水经反应器厌氧处理后，污水中含有一部分且有厌氧活性的絮状颗粒，在反应器中难以沉淀去除，故而使其在预曝气沉淀中去除，由于经曝气作用，厌氧活性丧失，沉淀效果增强。另外，出水中溶解氧含量几乎为零，若直接进入好氧处理构筑物，会使曝气池中好氧污泥难以适应，影响好氧处理效果，通过预曝气亦可以吹脱去除一部分反应器出水中所含带的气体。预曝气沉淀池参考曝气沉砂池和竖流沉淀池设计，曝气利用穿孔管进行。压缩空气引自鼓风机房，曝气后污水从挡板墙下直接进入沉淀池，沉淀后污水经池周出水，所产生污泥由重力排入集泥井，每天排泥一次。3.5.2预曝气沉淀工艺构造计算进水水质93 内蒙古科技大学毕业设计说明书出水水质预曝气沉淀曝气时间（），沉淀时间（2），沉淀池表面负荷（0.7~1.0），曝气量为污水（0.2/）。（1）有效容积计算[8]曝气区沉淀区（2）工艺构造设计计算预曝气沉淀池工艺构造见图3.10：图3.10预曝气沉淀池结构简图曝气区平面尺寸，池高3.5，其中超高0.5，水深3.0，总容积为则196，曝气区设进水配槽，尺寸为，其深度1.0（含超高）。沉淀区平面尺寸，池总高6.5，其中沉淀有效水深2.0，沉淀区总容积，沉淀池负荷为，满足要求。沉淀池总深度为式（3.22）式中：—超高，取=0.4m（不小于0.3）；—沉淀区高度，=2.5（2.0~4.0）；93 内蒙古科技大学毕业设计说明书—隙高度，=0.2；—缓冲层高度，取=0.4；—污泥区高度，=3.0。即沉淀池总深度=6.5m沉淀池污泥斗容积为式（3.23）总容积沉淀污泥量计算预曝气沉淀池污泥主要因悬浮物沉淀产生，不考虑微生物代谢造成的污泥增量。进水SS222.75，出水155.93，则所产生污泥量为：污泥容重为，含水率为98%，其污泥体积为每日污泥量为。污泥斗可以容纳17天的污泥。3.5.3曝气装置设计计算（1）穿孔管布水的设计取的圆孔，则其单孔面积孔眼流速在0.2~0.3，这里取0.3，则所需的孔眼总面积为：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书则孔眼数为，取10个。孔眼布置成两排，则每排9个。孔眼的实际流速为：（2）曝气量计算设计流量为，曝气量为污水。则共气量为，单池曝气量取为，供气压力为。（3）曝气装置利用穿孔管曝气，曝气管设在进水一侧。供气管供气量，则管经选时，供气流速约为2.48m/s。曝气管供气量为，供气流速为时2.48，管经为。曝气管长6.5，共4根，每池一根。在曝气管中垂线两下侧开孔，间距300，开孔20个，两侧共40个，孔眼气流速度为4。3.5.4预曝气沉淀池出水渠计算（1）溢流堰计算[6]设计流量单池为，即。设计溢流负荷。设计堰板长2000，共3块，总长6000；再有1000，共1块。堰板上设三角堰10个，每个堰口宽度为200，堰高50。堰板高150。每池共有35个堰，每堰出流率为。则堰上水头为：式（3.24）则每池堰口水面总长为。校核堰上负荷为在之间，符合要求。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2）出水渠设计计算每池设计处理流量，即。每池设出水渠一条，长7.0。出水渠宽度为式（3.25）渠内起端水深为末端渠内深为假设内平均流速为则渠内平均流速为式（3.26）设计出水渠断面尺寸为出水渠过水断面面积为过水断面湿周为水力半径为流量因素式（3.27）水力坡降式（3.28）渠中水头损失为式（3.29）（3）淹没式矩形堰的计算满足以下两个条件的为淹没式矩形堰：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书①落差堰上水头。②相对落差临界值。式中：—堰壁的高度；—落差；—堰上水头。由以上条件分别取H=0.3，Z=0.1，P=0.4。经查表得时=0.68则：=0.68满足条件，为淹没式矩形堰。式（3.30）式中：—通过的流量，；—流量系数；—淹没系数。式（3.31）即0.046=0.8b堰宽b=0.06。3.5.5排泥系统设计计算每天排泥一次，重力排泥，流入集泥井，排泥管管径。3.5.6进水配水系统为使预曝气沉淀池曝气区进水均匀，设置配水槽。配水槽长7.0，宽0.3，深1.0。槽底设40个配水孔，每池10个，孔径。曝气区出水由一根的钢管流出进沉淀区中心管进行沉淀区的配水。沉淀区中心管为，下部的喇叭口高450，喇叭口径为450。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1SBR反应池设计3.6.1设计说明是序批式间歇活性污泥法的简称[9]。工艺是由按一定时间顺序间歇操作运行并在单个反应器内完成全部操作和运行过程的处理工艺。根据工艺流程论证，法具有处理效果好、工艺流程简单、污泥的沉降性能好、抗击负荷的能力良好、占地面积小、投资省的特点[10]。（1）工艺流程简单、造价低原则上，污水处理工艺的主体设备只有一个序批式间歇反应器池。与相比，它不需要设二沉池、污泥回流设备，一般情况下也可不设调节池。法工艺的污水处理系统还具有布置紧凑、占地省等优点。（2）良好的处理效果这是工艺的主要特点之一。反应器中的底物浓度和微生物浓度反应的时间而变化的，而且反应过程是不连续的，因此其运行是典型的非稳定过程。在连续的曝气反应阶段，其底物和微生物浓度的变化是连续的。在此期间，虽然反应器内混合液处于完全混合的状态，但其浓度的变化是随时间而逐步降低的，它有别于连续流活性污泥法中的污染物变化规律；在各运行周期间，整个反应过程又是非连续的。反应器中的活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化过程的不断变化过程。（3）良好的沉降性能反应器中存在较大的浓度梯度；反应器中缺氧和好氧状态并存；反应器中有较高的底物浓度；污泥龄短、比增长速率大。（4）良好的抗冲击负荷能力反应器是集调节池、曝气池和沉淀池于一体的污废水处理工艺，其间歇运行方式使其可承受和适应较大的水质水量的波动，具有处理效果稳定的特点。因为进水期具有贮存污水和混合的作用；对高峰污染物浓度持续时间的分割作用；运行周期间活性污泥活性的补偿作用。法的处理效果为：进水：出水:93 内蒙古科技大学毕业设计说明书设计处理流量。运行一周时间8.0，进水2.0，反应（曝气）,沉淀1.0，排水。处理污泥负荷设计为。3.6.2SBR反应池容积计算根据运行周期时间安排和自动控制特点，反应池设4个（1）污泥量计算式（3.32）设计沉淀后的污泥的则污泥体积为式（3.33）（2）反应容积反应池容积式（3.34）式中：—代谢反应所需污泥容积；—反应池换水容积；—保护容积。为反应池的进水容积，即单池容积为单池污泥容积为则93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（3）反应池构造尺寸反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。反应池单池平面（净）尺寸为，水深为5.0，池深为5.5。单池容积为则保护容积为四池总容积反应池尺寸（外形）3.6.3反应池运行系统反应池总水深5.0。按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m。排水时水深5.0，排水结束后3.2。5.0水深中，换水水深为1.8，存泥水深2.0，保护水深1.2。保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束时由水位控制，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。3.6.4排水系统设计计算（1）排水口高度为保证每次换水的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，水口应设在反应池最低水位之下约设排水口在最高水位之下2.3。（2）排水管管经每池设浮动排装置一套，出水口两个，排水管一根；固定设于墙上。浮动排装置规格，排水管管经。设排水管排水平均流速为1.2m/s，则排水量为式（3.35）则每周（平均流量时）所需排水时间为93 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.6.5排泥量及排泥系统设计计算（1）产泥量的剩余污泥主要来微生代谢的增殖污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀成，生物代谢产泥量为[11]式（3.36）式中：a—微生物代谢增系统，；b—微生物自身氧化率，1/d。根据废水性质，参考类似经验数据，设计=0.5，=0.07，则有假定排泥含水率为98%，则排泥量为或考虑一定安全系数，则每天排泥量为。（2）排泥系统每池池底坡向排泥坑坡度，池出水端池底设排泥坑一个。每池排泥坑中接泥管一根，排泥管安装高度相对地面为0.4，相对于最低水位为3.8。剩余污泥在重力作用下排入集泥井。3.6.6需氧量及曝气系统设计计算（1）需氧量计算反应池需氧量计算式为[11]式（3.37）式中：—微生物代谢有机物需氧率；—微生物自氧需氧率。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书根据类似工程经验数据，取=0.5,=0.12，需氧量为（2）供气量计算设计采用塑料型空气扩散器，敷设反应池池底，淹没深度4.5。型空气扩散器的氧转移效率为。查表知，时溶解氧饱和度分别为,空气扩散器出口处的绝对压力为空气离开曝气池时，氧的百分比为曝气池中溶解氧平均饱和度为（按最不利温度条件计算）水温时曝气池中溶解氧平均饱和度为时脱氧清水冲氧量为式（3.38）计算时取值，，，,则计算得93 内蒙古科技大学毕业设计说明书反应池供气量为式（3.39）每立方污水供气量为去除每千克的供气量为去除每千克的供氧量为（3）空气管计算空气管的平面布置如图3.11所示图3.11SBR反应池空气管路布置简图鼓风机房出来的空气供气干管，在相临两池的隔墙上设两根供气支管，为两池供气。在每根支管上设5条配气竖管，四池共4根供气支管，20条配气竖管。每条配气管安装扩散气3个，每池共15个扩散器，全池共60个扩散器。扩散器布置如上图。空气支管供气量为93 内蒙古科技大学毕业设计说明书由于反应池交替运行，四根空气支管不同时供气，故空气干管供气量亦为。空气管道的最不利管线计算，如图3.12所示。空气管路计算结果见表3.1。计算表中包括鼓风机房干管及支管。由计算表可得：空气管总水头损失为图3.12SBR反应池空气管路计算简图SBR池空气管路设计计算[12]。假设管路富余压力为0.4，即，型空气扩散器压力损失为，则曝气系统总压力损失为93 内蒙古科技大学毕业设计说明书表3.1空气管路计算表管段编号管段长度/m空气流量（/min）空气流速（m/s）管径/m配件当量长度/m计算长度/m压力损失摩擦损失（kPa/m）kPaLGsVDh10/91.50.463.3550弯头一个0.912.410.039/81.50.955.8550三通一个0.762.260.1138/751.419.6250三通弯头闸阀各一个2.067.060.7257/621.413.20100弯头一个2.14.10.0126/522.233.75100三通一个1.753.750.035/423.055.60100三通一个1.753.750.044/323.877.73100三通一个1.753.750.0663/214.699.98100三通闸阀各一个2.633.630.0762/1309.388.7150三通三个，弯头一个11.9641.960.84合计1.9321.1计量堰的设计3.7.1设计说明93 内蒙古科技大学毕业设计说明书计量堰功能：设置污水设计量装置是为了测定污水厂的进水流量，便于控制构筑物的运行，提高污水厂的运行效果和运转管理水平。本设计采用巴式计量槽。这种计量设备的优点是水头小，不易发生沉淀，精度可达到95~98%。它的缺点是施工技术要求高，尺寸如不准确，影响测量精度。咽喉式计量槽一般规定：（1）计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8~10倍，在计量上游，直线段不小渠宽的2~3倍，下游小于4~5倍，当下游有跌水而无回流影响时，可适当缩短。（2）计量槽上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同。（3）计量槽的轴线应与渠道中心线宽重合。（4）计量槽的喉宽一般采用上游渠道水面宽度的1/3~1/2。（5）当喉宽为0.25时，为自由流。大于次数为淹没流；当W=0.3-2.5m时为自由流，超过此数为淹没流。（6）当计量槽为自由流时，只计上游水位；而当其为淹没流时，则需同时计算上下游水位，设计计量槽时，应尽可能做到自由流。但不论在自由流或淹没流的情况下，均宜在上下游设置观测井。设计计量槽时，除计算其通过的最大的工作条件外，尚需计算通过最小流量的条件。3.7.2设计计算计量槽在自由流的条件下按下式计算流量：式（3.40）式中：喉宽；上游水深。本设计巴式计量槽流量，查表，，咽喉段长为0.6，下游渐宽部分长度为0.9，则计算草图如下（图5.13）：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书图5.13巴氏计量槽计算简图1.1鼓风机房设计3.8.1供风量本处理站需提供压缩空气的处理构筑物及供风量为预曝气沉淀池，；反应池,。3.8.2供风风压预曝气沉淀池供风风压为，SBR反应池需供风风压为，鼓风机供风以反应池为准。根据计算，反应池曝气系统风压损失为，则鼓风机所需出风风压为式（3.41）式中：—反应池所需风压：—空气管路系统风压损失：—曝气系统富余风压。即93 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.8.3鼓风机的选择综合以上计算，鼓风机总供风量及风压为,拟选用罗茨鼓风机Tsd125两台，一用一备。该鼓风机技术能如下：口径，出风量，出风风压6000，电机功率18.5，机组重量560。机组占地（安装尺寸）面积，机组高1420。3.8.4鼓风机房布置鼓风机房平面尺寸，鼓风机房净高5.0。鼓风机房含机房一间（4.54.5），值班（控制）室一间。鼓风机机组间距不少于1.5。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风百叶窗进入，由鼓风机进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上装设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章污泥处理系统1.1污泥处理方式选择污水处理系统各构筑物所产生的污泥都集中到污泥集泥井，然后再由污泥泵打至污泥浓缩池，经浓缩后由污泥泵送至脱水机房脱水形成泥饼外运。一般的污泥浓缩方法有：重力浓缩池、离心浓缩法和气浮浓缩法。重力浓缩法：重力浓缩池按其运行方式分为连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池。连续式重力浓缩池可采用竖流式、辐流式沉淀池的形式，一般都是直径5-20m圆形或矩形钢筋混凝土构筑物。可分为有刮泥机与污泥搅动装置的浓缩池，不带刮泥机的浓缩池，以及多层浓缩池等三种。间歇式重力浓缩池是间歇进泥，因此，在投入污泥前必须先排出浓缩池已澄清的上清液，滕出池容，故在浓缩池不同高度上应设多个上清液排出管。离心浓缩法：利用污泥中的固体、液体的比重差，在离心力场所受到的离心力的不同而被分离，此法占地面积小，造价低，但运行费用与机械维修费用较高。间歇操作管理麻烦，且单位处理污泥所需的池体积比连续式的大。气浮浓缩：按气浮原理，污水中的絮凝体由于吸附了大量的微气泡，使絮凝体的浮力加大，一起随气泡上浮，上浮后的絮凝体被设备刮除，澄清液从池底部排出，气浮浓缩池适用粒子易于上浮的疏水性污泥或悬浮液很难沉降且易于凝聚的场合。参照以上技术分析，结合本设计非连续性排泥的特点，本设计选用间歇式重力浓缩池进行污泥处理。设污泥浓缩池运行周期为24，其中各构筑物排泥、污泥抽送时间，污泥浓缩时间20.0，浓缩池排水、排泥时间2.0，闲置时间。1.2集泥井容积计算4.2.1产泥量根据前面计算知，有以下构筑物排泥。平流沉淀池93 内蒙古科技大学毕业设计说明书预曝沉淀池反应池则污水处理系统每日排泥量为4.2.2集泥井容积计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为，需在1.5内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提升流量()的10的体积,即。此外，为保证SBR排泥能按其运行方式运行，集泥井容积应外加。则集泥井总容积为。集泥井有效泥深为3.0，则平面面积应为设计集泥井平面尺寸为。集泥井为地下式，池顶加盖，由潜污泵抽送污泥。4.2.3集泥井排泥泵集泥井中安装潜污泵两台，购三台，使用两台，选用潜污泵，配双泵双导轨自耦底坐。该泵技术性能为，电动机功率5.5，转速2900，质量。安装所占面积尺寸，集泥井顶盖最小开口尺寸。集泥井最低相对地面泥位-3，浓缩池最高相对地面泥位3.0，则排泥泵抽升的所需净扬程6.0。排泥富余水头2.0，污泥泵吸水管和出水管压力损失为3.5，则污泥泵所需扬程为。1.1污泥浓缩池设计4.3.1设计说明污泥浓缩池运行周期为24，其中各构筑物排泥、污泥抽送时间，污泥浓缩时间20.0，浓缩池排水、排泥时间2.0，闲置时间。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书浓缩前泥量为，含水率、p=99%、4.3.2容积计算浓缩20.0后，污泥含水率为,则浓缩后污泥体积为根据上述公式分别计算，最后得到的。则浓缩后所需容积不应小于4.3.3工程构造尺寸设计污泥浓缩池两个，两池容积不应小于。设计平面尺寸为，则净面积为。设计浓缩池上部柱体高度为3.5，其中泥深3.0，柱体部分污泥容积为。浓缩池下部为锥斗，上口尺寸，下口尺寸为，锥斗高位4.0，则污泥斗容积为污泥浓缩池总容积为，满足要求。浓缩池保护容积为。浓缩池池顶标高为3.5m，池内底标高为-4.0。污泥浓缩池构造和尺寸见图。4.3.4排水和排泥（1）排水浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设四根排水管与池壁，管径。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。（2）排泥浓缩后污泥泵抽送入污泥浓缩机房。污泥泵抽升流量。浓缩池最低泥位-0.5，污泥浓缩机房最高泥位为5.5，则污泥泵所需静扬程为6.0。选用3污泥泵一台，该泵，，转速1470，电动机功率，质量，占地尺寸。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1污泥脱水系统设计4.4.1污泥脱水机房（1）污泥产量干污泥产量为平流沉淀池预曝气沉淀池反应池合计干污泥量为经浓缩池浓缩后为含水的污泥共。（2）污泥脱水机根据以上计算可知所需处理的污泥量为，选用型污泥脱水机一台，该脱水机处理能力为，则工作时间为7.2。脱水机技术指标：干泥生产量，泥饼含水率70%～78%，气压，主机功率1.1，滤带有效宽度1000，滤带运行速度，外形尺寸，机组重量6120。（3）投药设备投药量。根据对城市污水厂污泥，造纸厂污水站污泥絮凝剂脱水试验知：常用絮凝剂的投药量分别为，硫酸铝，聚合氯化铝，聚丙烯酰胺1.5‰～2.5‰。投药系统按投加聚丙烯酰胺作为絮凝剂，设计投药量为2.0‰，则每日需药剂量1129×0.002=2.26,需用纯度为90%的固体聚丙烯酰胺2.26/0.9=2.5。4.4.2其他配套设备冲洗水泵，型号，流量，扬程，功率5.5；93 内蒙古科技大学毕业设计说明书污泥螺杆泵，型号，流量，P=0.2，功率3；移动式空压机，型号，流量，P=0.7，功率2.2；加药装置（配计量泵），型号，流量，功率2.95；自动冲洗过滤器，型号；管道混合器，型号；无轴螺旋输送机，型号，流量，，功率293 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章污水泵房的设计1.1一般规定（1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同；（2）应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施；（3）根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；（4）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；（5）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。1.2选泵5.2.1设计说明污水泵站选泵应考虑因素：（1）选泵机组泵站泵的总抽生能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；（2）尽量选择类型相同（最多不超过两种型号）和口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求。5.2.2设计计算泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站[13]。（1）流量的确定本设计拟定选用2台泵（1用1备），则每台泵的设计流量为（2）扬程的估算式（5.1）93 内蒙古科技大学毕业设计说明书式中：2.0—水泵吸水喇叭口到的水头损失；—自由水头的估算值，取为1.0；—水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差。=进水管底标高+式（5.2）===调节池水面标高则：则水泵扬程为：（3）选泵由，，可查手册11得：选用6型立式污水泵，其各项性能如下：表5.16污水泵性能表型号流量扬程转速轴功率气蚀余量重量636~9115~998013.5~207.0~6.53355.2.3吸、压水管路实际水头损失的计算1．设计依据（1）吸水管流速，安装要求有向水泵不断向上的坡度；（2）压水管流速一般为；（3）吸压水管实际水头损失不大于。2．具体计算（1），吸水管选用的铸铁管，压水管为的铸铁管：式（5.3）93 内蒙古科技大学毕业设计说明书查手册1知：；查手册1知：；水泵进出口直径分别为200，150：（2）吸水管路损失吸水管上有：一个喇叭口，；的弯头一个，；的闸阀一个，；吸水喇叭口流速设吸水管管长3m，则吸水管总损失（3）压水管路损失压水管上有：的渐放管一个，的截止阀一个，；的闸阀一个，；的弯头两个，；93 内蒙古科技大学毕业设计说明书设压水管管长20，则压水管总损失泵站内总水头损失（4）水泵扬程校核所选水泵扬程为，能够满足需求，故选泵合适。1.1集水池（1）集水池形式污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。（2）集水池的通气设备集水池内设通气管，通向地外，并将管口做成弯头或加罩，以防止雨水及杂质入内。（3）集水池清洁及排空措施集水池设有污泥斗，池底作成不小于0.01的坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。（4）集水池容积计算泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取1.5~2.0米。本次设计集水池容积按最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取1.5米。则集水池面积为：（5）集水池的排砂93 内蒙古科技大学毕业设计说明书污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长了腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响水泵正常吸水，因此，在压水管路上设压力冲洗管伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走集水池可设成连通的两格，以便检修。1.1水泵机组基础的确定和污水泵站的布置（1）水泵机组基础的确定机组安装在共同基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使之运行稳定。不致发生剧烈震动，更不允许发生沉降，对基础要求：①坚实牢固，除能承受机组静荷载外，还能承受机械振动荷载；②要浇制在较坚实的地基上，以免发生不均匀沉降或基础下沉。查手册，算得水泵机组基础尺寸为：800×800，机组总重量，基础深度H可按下式计算：式（5.4）式中：—基础长度；—基础宽度；—基础所用材料的容重，混凝土基础；—机组总重量。则：，为安全计，取。（2）污水泵站的布置因为所选用的台数仅2台，所以泵房采用方形，泵房内泵采用纵向排列，但由于立式泵占地面积小、跨度减小、水力条件好、节省电耗。基础尺寸为800×800；基础间净距为1.0；泵房尺寸为：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1泵房高度的确定（1）地下部分集水池最高水位为进水管水面标高即：集水池最低水位为：1111.650设水泵吸水管中心标高在最低水位以上0.76，则吸水管中心线标高为1111.650+0.76=1112.410；则泵轴标高为1112.410+1.08+0.28=1113.77机组基础部分埋于地下，露出地面0.8；则基础顶标高为1113.77－0.42=1113.35；基础地面标高为1113.35－0.8=1112.55；则泵房地下埋深H1=1117.35－1112.55=4.8。（2）地上部分式（5.5）式中：—一般采用不小于0.1，取为0.2；—行车梁高度，查手册11为0.6；—行车梁底至起吊钩中心距离，查手册11为1.05；—起重绳的垂直长度；对于水泵为0.85X=0.85×0.85=0.72；—最大一台水泵或电动机的高度；e=J+B+C=0.285+0.952+0.932=2.169m，取2.20。—吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.3。=0.2+0.6+1.05+0.72+2.20+0.3=5.07则泵房高度1.2泵房附属设施及尺寸的确定（1）水位控制93 内蒙古科技大学毕业设计说明书为适应污水泵房开停频率的特点，采用自动控制机组运行，自动控制机组启动停车的信号，通常是由水位继电器发出的。（2）计量设备由于污水中含有机械杂质，其计量设备考虑被堵塞的问题，可采用电磁流量计，采用压水干管的弯头作为计量设备。（3）排水在机器间的地板上应设有排水沟和集水坑。排水沟沿墙设置，坡度，集水坑平面尺寸为0.4×0.4，深为0.5在吸水管上接出的小管伸到集水坑内，当水泵工作时把坑内积水抽走。1.1采光、采暖与通风（1）集水坑一般不需要采暖设备，因为集水坑较深热量不易散失，且污水温度通常不低于，机器间如须采暖时，可采用火炉也可以采用暖气设施。（2）泵房在上层工作间设置窗户，保证有充足的自然采光，检修操作点是采用集中照明。（3）泵房通风主要解决高温散热和空气温染问题，污水泵站的机械间机组台数较多，功率较大，且电机设在地平面以上，除四周设置窗户进行自然通风外，还设置机械通风和通气管。1.2起吊设备泵房起重设备根据起吊最大一台设备的重量选择，由水泵机组总重可选用DL-2型电动单梁桥式起重机，其性能见表5.2：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书表5.2起吊设备的性能参数型号起重量（t）起升高度（m）起升速度（m/min）运行速度（m/min）工字梁轨道型号最大轮压（kg）重量（kg）DL-1112486020a-45c825296主起升电动机慢速起升电动机运行电动机钢丝网功率（kw）转速（r/min）功率（kw）转速（r/min）功率（kw）转速（r/min）直径（mm）结构313800.413800.41380113×37+1-11-180-I-b1.1泵房值班室、控制室及配电间值班室设在机器间一侧有门相通，并设置观察窗，根据运行控制要求设置控制（或控制台）和配电柜，其面积约为，能满足个人值班，因长年运行，因此安装电话。本设计泵房值班室及控制室合建，面积取为，配电间尺寸为。1.2门窗及走廊、楼梯（1）门：机器间至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门，宽不小于4。取宽4.0、高4.0，泵房靠近值班室一侧设小门，取门高2.0、宽1.0，泵房与配电间之间设小门，尺寸与值班室小门相同，配电间通往室外的门也与其相同。（2）窗：泵房于阴阳两侧开窗，便于通风采光，开窗面积不小于泵房的1/5，于两侧设八扇窗，其尺寸为2500×2000。（3）走道：在泵房四周设走道，走道栏杆高1.2，在机器间的一侧设有楼梯，楼梯坡度倾角为、宽0.8、扶手1.2。（4）卫生设备为了管理人员清刷地面和个人卫生，应就近设洗手池，接25的给水管，并备有供冲洗的橡胶管。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章污水处理站平面布置和高程布置1.1构筑物和建筑物主要设计参数该造纸厂废水处理工艺构筑物和建筑物及其技术参数详见下表，表中包括部分独立露天设置的设备。综合楼的功能包括办公与值班、化验、配电、控制机房。构筑物平面尺寸指平面外形尺寸。建筑物平面尺寸为轴线尺寸，具体见表6.1表6.1构筑物一览表序号名称技术参数平面尺寸高度备注1提升泵房两台10.507砖混2调节池3.0钢混3UASB7.0钢混4预曝气沉淀池T=2.5h6.5钢筋混凝土5SBR反应池11.0钢筋混凝土6斜板沉淀池8.046钢混7集泥井Q=21.294.7砖混8污泥浓缩7.5钢筋混凝土9污泥泵10污泥脱水机房5.5砖混11沼气柜5.0钢93 内蒙古科技大学毕业设计说明书序号名称技术参数平面尺寸高度备注12仓库4.5砖混13综合楼一层砖混14鼓风机房砖混15食堂一层砖混表6.1构筑物一览表续表1.1总平面布置6.2.1平面布置要求水厂的基本组成分为两部分：（1）生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物、二级泵站、药剂库等；（2）辅助建筑物分生产辅助建筑物和生活辅助建筑物两种，前者包括化验室、修理部门、仓库、车库等；后者包括办公楼、食堂等。处理构筑物一般均匀分散露天布置，集中布置比较紧凑，占地少，便于管理和实现自动化操作。在处理厂厂区内有：各处理单元构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。1.各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是废水处理厂的主体建筑物，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：（1）贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折。（2）土方量作到基本平衡。（3）在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求。（4）各处理构筑物在平面上，应考虑适当紧凑。2.管、渠的平面布置（1）在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后保持正常运行。（2）应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（3）在厂区内还设有：给水管、空气管、输配电线路等。这些管线有的敷设在地下，有的在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的方式敷设。在处理厂区内，应有完善的雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。3.辅助建筑物废水处理厂的辅助建筑物有：泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修、仓库等。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。留有一定的预留地为远期发展考虑。平面布置时应遵循的具体原则如下：（1）处理构筑物的布置应紧凑，以减少水厂占地面积和连接管的长度，并便于管理。（2）处理构筑物应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。（3）经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。（4）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。（5）总图布置应考虑远近期结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。（6）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求.。（7）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。污泥消化池应距初次沉淀池较近，以缩短污泥管线，但消化池与其它构筑物之间的距离不应小于20米。（8）变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设。（9）污水厂内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。（10）如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管道沟内，以利于维护和检修。（11）污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书6.2.2总平面布置结果（1）废水由厂区东侧进入，经过处理后依靠重力通过排水槽排入厂区西侧的河流。（2）废水处理厂呈长方形，东西长92，南北长77。综合楼及其他主要辅助建筑位于厂区南侧，正门在东侧。主体废水处理构筑物在厂区中部，沿流程自东向西排开。污泥处理系统位于厂区西北侧。为了改善办公及生活区环境，在厂东北靠近污泥棚处另一设大门，以便污泥外运。（3）重力流管线应尽量避免迂回曲折。（4）厂区主干道宽4，次干道宽2。为防止雨天集水在厂区平面整理时，将厂区平面从北往南整理成一定坡度，北侧相对南侧高出0.4，在厂区主干道上设置东西走向雨水管一根，雨水排入河流。厂区总平面布置参见附录图1。1.1高程布置6.3.1高程布置要求污水厂处理流程高程布置的主要任务是计算确定主要控制点(水高、接管等)的标高，使污水能够沿流程在各处理构筑物之间通畅地流动.保证污水处理厂的正常运行。注明构筑物和管渠的尺寸、坡度、各节点水面,内底以及原地面和设计地面的高程。污水处理高程布置时，所依据的主要技术参数是构筑物高度和水头损失。1.水头损失的确定在处理流程中，相邻构筑物的相对高差，取决丁这两个构筑物之间的水面高差，这个水面高差的数值就是流程中的水头损失，它主要由三部分组成，即构筑物自身的、连接管(渠)的及计量设备的水头损失等。所以进行高程布置时，应首先计算这些水头损失。而且计算所得的数值应考虑一些安全因素，以便留有余地。（1）处理构筑物中的水头损失构筑物的水头损失与构筑物种类、型式和构造有关。初步设计时，可按《给水排水设计手册》所列数据估算。污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口、出口和需要的跌水处，而流经构筑物本身的水头损失则较小。（2）构筑物连接管(渠)水头损失包括沿程与局部水头损失，可按下式计算确定。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书式（6.1）式中：—沿程水头损失；—局部水头损失；—单位管长的水头损失，根据流量、管径和流速等查阅《给水排水没计手册》获得；—连接管段长度；—局部阻力系数，查设计手册；—连接管中流速。连接管中流速一般为（0.6~1.2）,进人沉淀池时流速可以低些；进人曝气池或反应池时，流速可以高些。流速太低，会使管径过大，相应管件及附属构筑物规格亦增大;流速太高时，则要求管(渠)坡度较大，会增加填、控土方量等。确定管径时，必要时应适当考虑留有水量发展的余地。（3）计量设施的水头损失计量槽、薄壁计量堰、流量计的水头损失可通过有关计算公式、图表或设备说明书确定。一般污水厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2计算，流量指示器中的水头损失可按计算。2.高程布置时的注意事项（1）选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够正常运行；（2）污水尽量一次提升就应能靠重力通过净化构筑物，而中间不应再经加压提升；（3）计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计计算流量；（4）污水处理后污水应能自流排人下水道或水体；（5）高程的布置既要考虑某些处理构筑物(如沉淀池、调节池等)的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过太大，以免土建投资过大和增加施工的困难；93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（6）高程布置时应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。污泥浓缩池等构筑物高程的决定，应注意它们的污泥水能自动排人污水井或其他构筑物的可能性；（7）进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置;当地形平坦时，既要避免最后处理构筑物埋人地下过深，又应避免调节池在地面上架得很高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时。6.3.2高程计算选择水处理工艺中距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，以确定个构筑的高程，计算结果见表6.2~表6.5。表6.2处理构筑物之间连接管渠水力计算表管渠名称设计流量管渠设计参数尺寸D（）或B×H（）1000流速长度（）沿程水头损失/局部水头损失/总水头损失/123456789计量槽至SBR46.32505.910.94200.2480.0030.251SBR池至预曝气沉淀池11.612512.40.88170.2110.1080.319预曝气沉淀池至UASB池11.612512.40.88230.2850.1080.393UASB池至配水井11.612512.40.88320.3970.1080.505配水井至平流沉淀池46.32505.910.94170.1010.0750.176斜板沉淀池至调节池46.32505.910.94160.0950.1450.240调节池至提升泵房46.32505.910.94200.1180.1450.23693 内蒙古科技大学毕业设计说明书表6.3污水处理厂各构筑物的水头损失构筑物水头损失（）构筑物水头损失（）中格栅0.1～0.25UASB0.8调节池0.2～0.3预曝气沉淀池0.25～0.4斜板沉淀池0.6～0.7SBR0.42配水井0.1～0.2表6.4废水处理流程各主要构筑物的高程名称构筑物底标高(m)构筑物中水位(m)构筑物顶标高（m）泵房1112.5501122.420调节池1118.2531121.2531122.253斜板沉淀池1112.5331120.4131120.713UASB1112.2821118.7821119.282预曝气沉淀池1112.0891118.0891118.589SBR1112.3501117.3501117.850注：提升泵站设在调节池前，并于集水池合建。表6.5污泥处理流程各主要构筑物的高程名称构筑物底标高构筑物中水位构筑物顶标高集泥井1112.8501115.8501117.550污泥浓缩池1114.3501120.3501120.850污泥脱水机房1117.3501122.85093 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章概预算及其运行管理从工程经济角度来讲，建设项目的综合经济评价应包括项目的建设总费以及投产后的生产经营管理总费用两大部分的综合评价，尽管计算方法多种多样，都反应了工程投资估算预经济评价成果的实际关系。1.1基本建设投资基本建设投资由工程建设投资费用、其他基本建设费用、工程预备费、设备材料价差预备费和建设期利息组成。在估算和预算阶段通常称工程建设费用为第一部分费用，其他基本建设费用为第二部分费用[14]。（1）第一部分费用——工程建设费工程建设费用由建筑工程费用、设备购置费用、安装工程费用、工器具及生产用具购置费组成。（2）第二部分费用和其他基本建设费用其他基本建设费用是根据有关规定应列入投资的一些费用。包括建设单位管理费、生产职工培训费、供电贴费、引进技术和设备的其他费用等。（3）工程预备费指建设项目在建设过程中批准的建设投资范围内，修改设计的增添的用；由于一般自然灾害所造成的损失和预防自然灾害所采取的措施费用。（4）设备、材料价差预备费设备、材料价差预备费指价格浮动引起的造价变动。此项目费用根据建设周期，物价上涨指数和建设进度综合计算。（5）建设期利息指项目的借贷资金在建设期的利息，生产期的利息不计入投资之内。1.2集泥井的工程概预算7.2.1概预算依据本设计预算以集泥井为例，进行基本的计算。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）水处理厂集泥井大样图（见图7.1）。（2）工程量清单计量按照国标《建设工程工程量清单计价范围》GB50500—2003编制。（3）预算定额采用：《全国统一安装工程预算定额》内蒙古自治区综合基价。图7.1集泥井大样图7.2.2集泥井预算集泥井的直接费用预算见表7.1所示：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书表7.1定额直接费用预算工程名称：内蒙古某纸业有限公司污废水处理厂集泥井工程序号分项工程工程量预算价值（元）其中单位数量定额基价总价人工费材料费单价金额单价金额1潜污泵台2685137068513702混凝土制备907.31391.55515.76中砂221.8843.7621.8843.76碎石642.33253.9842.33253.98水吨12.502.502.502.50生石灰吨289.76179.5289.76179.523钢套管0.80045.0036.0045.0036.004钢筋吨12400.002400.002400.002400.005水泥板块1210.00210.00210.00210.006泵安装台215.5231.0415.5231.047钢套管安装0.80015.4012.3215.4012.328挖土105.80.5760.310.4749.730.1010.589机械设备152.85152.85挖土机天0.520.0020.0020.0020.00吊车天0.510.0010.00运土机次810.0080.0010.0080.00砂浆搅拌机台142.8542.8542.8542.85总计5179.83637.494542.3493 内蒙古科技大学毕业设计说明书概预算统计：1.直接费用统计如表（1.1），本工程直接人工费为：637.49元直接材料非为：4542.34元总计：5179.83元2.措施费用（1）机器使用电费：8×3×0.6=14.4元（2）不可预见费：637.49×5.2%=33.15元3.利润利润=人工费×20%=637.49×20%=127.50元4.税金税金=（14.4+33.15+127.50）×3.36%=5.89元综上：集泥井总价为5.89+127.50+33.15+14.4+5179.83=5360.77元1.1总投资估算污水处理厂的总的投资估算包括以下部分：（1）水处理工程各构筑物、污泥处理工程各构筑物及水厂中的辅助构筑物的土建工程费用、安装工程费用和设备购置费用；（2）生产辅助设备费用；（3）总平面工程费用；（4）预备费；（5）建设贷款利息费。污水处理厂总的投资估算具体各项费用见表7.2所示：93 内蒙古科技大学毕业设计说明书表7.2投资估算表工程名称：内蒙古某纸业有限公司污废水处理工程序号工程或费用名称估算价格/万元合计/万元土建工程安装工程设备购置1水处理工程（1）提升泵房3.152.648.514.29（2）调节池9.782.13.215.08（3）斜管沉淀池5.312.35.713.31（4）UASB反应器53.807.8021.3282.92（5）预曝气沉淀池10.534.728.9224.17（6）SBR反应池35.05.82565.8（7）鼓风机房5.783.06.9815.76（8）沼气柜8.004.5015.0027.52污泥处理工程（1）集泥井0.980.291.372.5（2）浓缩池5.101.05.7511.85（3）脱水间11.302.520.334.13控制楼7.2320.5075102.734生产辅助设备25.025.05总平面工程50.6350.636预备费80.5580.557建设期贷款利息21.2521.25合计587.441.1劳动定员7.4.1定员原则试行规范规定：日处理量5~10万吨的城市二级污水处理厂职工定员不小于50人；日处理量在5吨以下的职工人数为20~30人(不包括管理人员及干部)占全厂人数70％。93 内蒙古科技大学毕业设计说明书7.4.2污水厂人数定员本设计污水厂污水量为0.4t，故采用职工人数为10人（由于水厂较小，故包括管理人员）。管理人员及干部2人占20％；工人7人占70%；其他人1人占10％。1.1经营管理费用经营管理费用包括折旧提成、大修理费、管理费及直接费（处理成本）7.5.1运行费用（1）综合电价0.6元/度（2）工资福利每人每年1.0万元/(人·年)（3）高分子絮凝剂2.0万元/吨（4）液氯0.1万元/吨（5）维修大修费率大修提成率2.2%；维护综合费率1.5%7.5.2运行成本估算（1）动力费用[15]污水提升泵24h运转,用电量鼓风机：供曝气　24×28.94=694.56污泥提升泵运行1.5h，用电量　5.5×1×1.5=8.25污泥脱水机每天运行7.2h，用电量　7.2×15.6=112.32与脱水机配套的相关设备用电量　50其他用电量　100每日用电量　1445.13电表综合电价　1445.13×0.6=867.078元/日则每月电费为　2.60万元，每年电费为31.20万元（2）工资福利　全厂定员10人，共计费用为10×1.0=10万元/年（3）药剂费用　污泥脱水聚炳烯酰胺投药量0.2%(按干重计)，则药剂费用为　　　　　　　2.26×2.0=4.52万元/年（4）水费　按每日用水量300计，水费为　　　　　　　300×365×1.2×10-4=13.14万元/年（5）运费　每天外运含水率为75%的湿泥5.7m３/d,自备汽车运输，运价为0.593 内蒙古科技大学毕业设计说明书元/(),费用为　　　　　　　　5.7×10×0.5×365×10-4=1.03万元/年（6）维护(修理)费　维修费率按2.0%计，则年费用为2.0%×655.24=13.10万元/年（7）管理费用（31.20+10+4.52+13.14+1.03+13.10）×10%=7.3万元/年（8）年运行成本合计年运行费用为79.76万元。则处理每立方米污水成本为0.54元/93 内蒙古科技大学毕业设计说明书参考文献[1]沈耀良，王宝贞编.废水生物处理新技术[M].北京：中国环境科学出版社，2006473~608[2]张自杰，林荣忱，金儒霖等编.排水工程下册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997[3]唐受印，戴友芝编.废水处理工程[M].北京：化学工业出版社，2004[4]崔玉川编.城市污水厂处理设施设计计算[M].北京：化学工业出版社，2004[5]Dr.VinodTare，AsitNema.UASBTECHNOLOGY-EXPECTATIONSANDREALIT.http://unapcaem.org/Activities%20Files/A01/UASB%20Technology%20%E2%80%93%20Expectations%20and%20Reality.pdf，2002[6]王凯军，左剑恶，甘海南，立敏等编.UASB工艺的理论与工程实践[M].北京：中国环境科学出版社，2000[7]任南琪，王爱杰编.厌氧生物技术原理与应用[M].北京：化学工业出版社，2004[8]曾科，卜秋平，陆少鹏等编.污水处理厂设计与运行[M].北京：化学工业出版社，2001，147~174[9]ShannonIrvin..OptimizationofSequencingBatchReactor(SBR)TreatingLow/HighConcentrationWastewaterforNitrogenRemoval.EnvironmentalEngineeringProgram,PennsylvaniaStateUniversity，Harrisburg，2004[10]LindaJonsson.ControlofsludgebulkinginanSBR-planttreatingslaughterhousewastewater.http://www.w-program.nu/filer/exjobb/Linda_Jonsson.pdf，2003[11]韩剑宏编.水工艺处理技术与设计[M].北京：化学工业出版社，2007[12]管道压力损失计算.http://bbs2.zhulong.com/forum/detail806214_1.html[13]姜乃昌编.水泵及水泵站[M].北京：中国建筑工业出版社，2006[14]张国珍，洪雷，杨庆等编.建筑安装工程概预算[M].北京：化学工业出版社，2004，8~87[15]中国建设工程造价管理协会编.安装工程综合单价参考指标[M].北京：中国建筑工业出版社，200693 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录附图Ⅰ内蒙古某纸业有限公司污废水处理工程总平面图93 内蒙古科技大学毕业设计说明书附图Ⅱ内蒙古某纸业有限公司污废水处理工程高程93 内蒙古科技大学毕业设计说明书附图ⅢUASB反应器93 内蒙古科技大学毕业设计说明书附图ⅣSBR反应池93 内蒙古科技大学毕业设计说明书外文文献OptimizationofSequencingBatchReactor(SBR)TreatingLow/HighConcentrationWastewaterforNitrogenRemovalAUTHORS:ShannonIrvinAFFILIATION:EnvironmentalEngineeringProgram,PennsylvaniaStateUniversity,HarrisburgSBRprocessfornitrogenpollutionNitrogenremovalfromwastewaterisacriticalinwastewatertreatment,topreventeutrophicationinwaterresourcesinPennsylvania.Oneoptionfornitrogenremovalisasequencingbatchreactor(SBR),commonlyusedinsmallcommunitiesandagriculturalareas.InanSBRoperation,thewastewaterisfedforaperiodoftimeandgoesthroughasequenceoftreatmentprocessesinthesamebasin.ThedistinctfeatureoftheSBRisitsinherentflexibilityofcyclephasing,providingdifferentoperationalmodesonatimedsequence,andnotbeingasspacedependentasatraditionalactivatedsludgeprocess.AlthoughSBRhasseveraladvantagescomparedwithtraditionalwastewaterprocesses,severalareasneedtobedevelopedfornitrogenremoval:1)real-timemonitoringfortheSBRoperationbesidedissolvedoxygen(DO)andpHinordertogettheon-lineinformationregardingnitrification/denitrification;2)howtoachievesimultaneousnitrification-denitrificationinordertocombineaerationandaeration-offsections,and3)howtooptimizeSBRoperatingconditionstoobtaingoodeffluentqualityunderdifferentinfluentqualities.ResearchgoalsandobjectiveInordertosolvetheaboveproblems,theresearchfocusesonoptimizingtheSBRprocesstoremovenitrogenfromlow/highconcentrationwastewater.Afull-scaleSBRsystem(treatmentcapacity500GPD)isbeingstudiedtooptimizetwoimportantcriteriafornitrification/denitrification:1)oxygenconcentration,and2)aerationduration.Thenitrogenremovalefficiencyatdifferentinfluentqualities(COD,100-1500mg/L;ammonium,15-10093 内蒙古科技大学毕业设计说明书mg/L)andflowrate(50-215GPD),anddifferentoperationconditions(aerationduration0.08-2.0hr,anoxicduration:1.75-3.20hr)havebeenstudied.TheseparameterswereselectedtorepresentthetypicalSBRoperationconditions.Moreover,inourexperiment,alkalinityandredoxpotential(ORP)wereinvestigatedforon-linemonitoringfornutrientremoval.A.EffectsofinfluentqualityandoperationmodesonnitrogenremovalTheexperimentalresultsshowednitrogenremovalefficiencywassignificantlyaffectedbyinfluentqualitiesandoperationmodes.HighCODloadings(1200-1400mg/L)resultedingoodnitrogenremoval(effluent,,and).LowCODloadings()causedcompletenitrification(effluent),butinsufficientdenitrification(effluent).Withtheadditionofsodiumacetate(70-140mg/L)beforetheanoxicsection,denitrificationimmediatelyrecoveredwiththeadditionof70mg/Lsodiumacetate.CODremovalwasnotaffectedbyinfluentCODorinfluentammoniumconcentrations.EffluentCODconcentrationswere5-40mg/Lduringthewholeexperiment(March2004-October2004).Inordertogetcompletenitrificationanddenitrification,theendoftheaerationphaseshouldcorrespondwiththeendofnitrificationunderanyloadingcondition.Iftherewasnotenoughtime(timechangedwithinfluentconditions)duringtheaerationphasefornitrificationtooccur,ammoniumwouldremainunusedinthesystemduetotheinsufficientnitrification.However,iftheaerationtimewasinexcess(timechangedwithinfluentcondentrations),thedissolveoxygenconcentrationcouldnotdroptoacceptableconcentrations(0.5mg/L)fordenitrificationtooccurwithintheanoxicphase,thusresultinginnitrateremainingintheeffluent.B.EffectsofoxygenconcentrationonnitrogenremovalOxygenconcentrationintheSBRwasvariedbyvaryingtheaerationduration.Duringthelowdissolvedoxygen(averageDOwiththeaerationphase1.0mg/Lwithanaerationtimeof0.08hrs),incompletenitrificationoccurred,whichledtoabuild-upofammoniumwithintheSBR(duetotheinsufficientaerationtimetoconverttheammoniatonitrate).Duringthehighdissolvedoxygen(averageDOintheaerationphasehigherthan5.093 内蒙古科技大学毕业设计说明书mg/Lwithanaerationtimeof1.5hrs),completenitrificationoccurred.Themajorityofthenitritewasalsoconvertedtonitrate,sincethenitriteconcentrationwasonly0.008mg/Lduringtheaerationphase.However,duetotheslowdecreaseofDOinfollowingaeration-offsection(DOwasstillhigherthan0.5mg/Lafter1.5hraeration-offsection),denitrificationwasincomplete,whichledtonitrateintheeffluent(）.C.ORP,on-linemonitoringforcontaminantandnitrogenremovalOn-lineORPmonitorwasfoundtoprovideabetterindicationthanDOforSBRoperationstatus.Thetypically,ORPrangeduringtheaerationsectionwere50¨C190mV(basedonAg/AgCl).However,therewasavariationinORPduringthe1.0hrsettlingperiod,50%ofmeasuredORPvaluesincreased,40%ofORPvaluesdecreased,while20%ofORPvaluesstayedthesameasORPvaluesofanoxicsection.ThisORPvariationindicatedthatseparationofbiomassfromwastewaterstillgeneratedredoxstatuschangesduringsettlingsections.Also,duringtheanoxicsection,ORPdroppedto-103mVunderhighCODcondition,whileORPonlydroppedto93mVunderlowCODcondition(Table1).TheseresultsshowedthatORPcanindicatedenitrificationstatusunderdifferentorganicloadings.ThetrendinORPwasthesameasthetrendinDO(theORPincreased/decreaseasDOincreased/decreased).Forinstance,highCODinfluenthasbeenfoundtobegoodfordenitrification,whichcouldbeindicatedbylowORP.ORPmeasurementsatlowDOconcentrations(<0.5mg/L)wereamorereliableindicatorofwhatwashappeningintheSBR.Normally,ORPvalueshigherthan100-190mVindicatedgoodnitrification,lowerthan50-100mVmeantgooddenitrificationduringtheanoxicsection.TheseresultsshowedthatORPcanindicatethestatusofdenitrificationunderdifferentorganicloadingconditions.D.ThechangeofalkalinityunderdifferentloadingconditionsAlkalinityisnotonlyimportantfornitrification/denitrification,itcanalsobeusedtoindicatethesystemstability.Inthestart-upphaseoftheSBRsystem,althoughnitrificationoccurredwell(ammoniumremovalefficiencywas99%)underlowCOD(<100mg/L)andhighDO(>4-5mg/L),denitrificationwasnotgood.AfterincreasingCOD(700mg/L)andloweringDO(2-3mg/L)inaerobicperiod,denitrificationoccurredresultingin:effluent93 内蒙古科技大学毕业设计说明书concentrationsnear0mg/L,alkalinitywashigherthan200mg/L;thiswaspartiallyduetothealkalinityproductionfromdenitrification.AlkalinitywasfoundtohaveaclosecorrelationwithSBRoperatingconditions,sincedifferentextentsofnitrification(alkalinityconsumption)anddenitrification(alkalinityproduction)contributetothevariationofalkalinityinthesystem(Table1).Forinstance,alkalinityofhighininfluentwaslowerthanthatoflow,sincemorenitrificationoccurringunderhighconsumingalkalinity.AlkalinityofhighCODwashigherthanthatoflowCOD,sincemorecarbonsourcewaspresentfordenitrification,duringwhichmorealkalinitywasgenerated.AlkalinityofextremelowCODwaslowerthanthatofextremelowCODwithadditionofsodiumacetate(70mg/L)beforedenitrification,sincesodiumacetatecanserveasextracarbonsourcefordenitrification,whichisgoodforalkalinitygeneration.Thehigherdosageofsodiumacetate(140mg/L)ledtothehigheralkalinityproductionbutnodenitrification.Thepossiblereasonwasthatahigherdoseofsodiumacetatemightposeanegativeimpactforthegrowthofdenitrifiers.AlkalinityofhighDOwaslowerthanthatofabaselineDO(Table1),sincehigherDOledtohighernitrification,whichconsumedgreateramountofalkalinity,whiletheSBRsystemcouldnotaccomplishsufficientdenitrification(indicatedbylowalkalinity)becauseDOcouldnotdropbelow1.0mg/Lduringaeration-offzone.Alkalinityofhighflowrateishigherthanthatoflowflowrate(datanotshown),duetothesufficientinflowofcarbonfordenitrification,inwhichalkalinitywasgenerated.Basedontheexperiment,theproperalkalinitylevelfornitrogenremovalinaerobic/anoxiczonesinSBRwasfoundtobeabove100mg/L.PreliminaryConclusionThepilot-scaleSBRstudywithmulti-parameteron-linemonitorhasshowedtheflexibilityofSBRsystemtoachievegoodCODandnitrogenremoval,andthenitrogenremovalefficiencyvariedwithSBRoperationmodesandinfluentqualities.Theavailabilityoforganiccarbonsourcefordenitrificationisimportantfornitrogenremoval,whichwasindicatedbybetternitrogenremovalefficiencyunderhigherCODconcentrationinthisSBRstudy.Oxygenconcentrationandaerationdurationdirectlyaffectedthenitrificationefficiency.93 内蒙古科技大学毕业设计说明书Althoughlonganaerationperiodisgoodfornitrification,thebuild-upnitrateinanoxicandsettlingsectionscouldinhibitthedenitrificationefficiency.ORPvalueswerefoundtoprovidegoodindicationfornitrogenremovalandeffluentqualityintheSBRsystem,however,ORPvaluesstillchangedinthesettlingsections.Alkalinityalsorelateswithnitrogenremovalefficiency,andcouldbeusedtoindicatetheavailabilityofcarbonsourcefordenitrificationintheSBRsystem.Theon-goingstudyisfocusedonthecharacterizationofthecriticaloperatingparametersfornitrogenremovalefficiencyintheSBRsystem.Aseriesexperimentsareconductedforthecombinationofhigh/lowCOD,,DOandflowrateinordertofindoutthecriticalfactorfortheSBRperformance.SolutionofSBRoperationfornitrogenremovalinwastewaterUseoftheSBRfornitrogenremovaliscost-effectiveforcommunityandagriculturalwastewatertreatment,butoptimizationofoperationandon-linecontrolisfarfromcomplete.ItisestimatedthattheoutcomeofthisstudywillprovideusefulguidancefortheoptimizationoftheSBRoperation,SBRon-linemonitoring,andenergysavingfornitrogenremovalfromwastewaterwithpotentialforwaterreuse.Table1ORPandalkalinitychangewithoperationconditionsintheSBRsystems(March2004-October2004)(Thevaluesinthetableareaveragevaluesfromexperiments.ThebaselineoftheoperationconditionwasinfluentCOD:700mg/L,influent,DOduringaeration=4.0~5.0,flowrate:125GPD)93 内蒙古科技大学毕业设计说明书HighCODinfluent（COD=1395mg/L）LowCODinfluent(COD=242mg/L)ExtremelyLowCODnfluent（COD=80mg/L）ExtremelyLowCODw/additionof70mg/Lsodiumacetatebeforeaeration-offORP（mV）Alkalinity（mg/L）ORP（mV）Alkalinity（mg/L）ORP（mV）Alkalinity（mg/L）ORP（mV）Alkalinity（mg/L）Influent241257.7265.5265Aeration5.04258100.9512855.592.5136.6149Anoxic-103.824893.83127.539.996128132Settling-12225158.63129.323.493.5142135Effluent24613299.5130LowNH3influent(91mg/L)HighNH3influent(17mg/L)ORP（mV）Alkalinity（mg/L）ORP（mV）Alkalinity（mg/L）Influent301.8-150.9244.5Aeration180.5220.6189.38176.5Anoxic187.8216.2194.74186.5Settling125.3226.4199.33181Effluent215.2196LowDOduringaeration(DO=1.0mg/L)HighDOduringaeration90minutesaeration(DO=5.2mg/L)HighDOduringaeration120minutes(DO=5.5mg/L)ORP（mV）Alkalinity（mg/L）ORP（mV）Alkalinity（mg/L）ORP（mV）Alkalinity（mg/L）Influent297370252Aeration166.6261168218206.0194Anoxic165.8263160.4218.5226.2209Settling165.1256.5163.0218.5204Effluent26220993 内蒙古科技大学毕业设计说明书UASBTECHNOLOGY–EXPECTATIONSANDREALITYDr.VinodTare1andAsitNema2INTRODUCTIONUpflowAnaerobicSludgeBlanket(UASB)technologywasintroducedinIndiainlateeightiesduringtheGangaActionPlan(GAP).AsetofpilotswereinstalledatKanpurinitiallyfortreatmentofamixofsewageandtanneryeffluentandlaterexclusivelyforsewage.Thisdevelopmenttookplacewhenastrongneedforanappropriate‘lowcost’technologywasfeltsubsequenttotheexperienceofconventionalaerobictechnologybasedsewagetreatmentplants(STPs)wheretherunningcostswereperceivedtobeunaffordable.Atthatpointoftime,UASBwhichwasstillanevolvingtechnologywaspositionedasanaffordableoptionwithpotentialfor‘resourcerecovery’.Itwasarguedthatthistechnologywillbeadvantageousforsewagetreatmentduetoitsfollowinguniquefeatures:LowenergyrequirementLessoperationandmaintenancecostLowerskillrequirementforoperation/supervisionLesssludgeproduction,andPotentialforresourcerecoverythroughgenerationofelectricityfrombiogasandutilizationofstabilisedsludgeasmanure.BasedonthelimitedexperienceofthetwopilotsatKanpurandtheaboveconsiderations,UASBwasthemostpreferredtechnologyoptionundertheYamunaActionPlan(YAP-I)whichwasimplementedduring1993-2002.UnderthisPlan16UASBbasedSTPswereconstructedinHaryanaandUPtownswithcombinedtreatmentcapacityofalmost600mld.Subsequenttothisup-scalingandwidereplication,alargenumberofSTPsbasedonUASBtechnologyhavebeenconstructedinthecountryandconsiderableexperiencehasbeenbuilt-uponthetechnologywhichpointsinotherdirection.Thispaperbringsoutarangeofinherentlacunaeofthistechnologyandattemptstoraisequestionspertainingtothepolicyofitswidescaleadoptionspecificallyforsewagetreatment.Thefindingsarebasedon(a)asetofcomprehensivecasestudiescovering25STPsof9differenttechnologies(b)effluentdataofeightUASBbasedSTPsand(c)alongtermmonitoringoftheperformanceofpilotsatKanpur.93 内蒙古科技大学毕业设计说明书TECHNOLOGYPERFORMANCEUASBtechnologyhasbeenfoundtobeveryeffectivefortreatmentofhighstrengthindustrialeffluentsparticularlyfromdistilleries,pulpandpaper,tanneries,andfoodprocessingindustries.Forhighorganicloads,itcertainlyoffersadvantagesintermsofalmostinsignificantenergyconsumption,lowO&Mcostandrecoveryofsignificantamountofbio-energy.Consistentproductionoffairlylargequantitiesofbiogasfromindustrialeffluentsmakeselectricitygenerationforcaptiveconsumptionanattractivefinancialproposition.Otherfeaturesofthetechnologyi.e.,lowerskillrequirementandsludgeproduction,perhapsaddtoitsattractivenessundertheindustrialcontexttoacertainextent.Forinstance,indistilleryindustrysuitabilityofthetechnologyhasbeenamplydemonstratedwhereduetobio-energypotential,thepaybackperiodhasbeenfoundtobelessthan3years.However,whenappliedforsewagetreatment(wheretheundilutedBODisbetween200-300mg/l),thecumulativeexperiencehasshownthatthese‘unique’featuresarenotconvincingforavarietyofreasons.Inretrospectitmaybestatedthatforlowstrengthwastewaters,therearemoredisadvantagesthantheupfrontperceivedadvantageslistedearlier.Theissuesrelatedtoeffluentcharacteristics,requirementforsecondarytreatment,effluentsuitabilityfordisinfection,powergenerationandresourcerecoveryarediscussedinthesectionsthatfollow.Effluentcharacteristics1.UASBreactorisabletobringdownBODofsewageonlyto70–100mg/landitperforcerequiressecondstageaerobictreatmenttoenablecompliancewithdischargestandards.2.TheeffluentfromUASBishighlyanoxicanditexertsahighimmediateoxygendemand(IOD)onthereceivingwaterbodyorland.Ifdischargedintoawaterbody,itimmediatelysucksupthedissolvedoxygenandunderminessurvivalofaquaticlife.3.Iftherawsewagecarriessulphates,itgetsreducedtosulphidesintheUASBreactoranduponreleaseintoanaquaticbodyitcontributesinexertingimmediateoxygendemandduetoitsconversionbacktosulphate.4.WhiletheUASBtechnologyisperceivedtorequirelowskilledmanpowerandnoneorlowerinstrumentationsystemforoperationcontrol,itsperformanceischaracterisedby93 内蒙古科技大学毕业设计说明书frequentsolidswashoutfromthereactorduetotheseverysameinadequacies.AsaresulttheeffluentBODisfoundtobehigherthanwhatisnormallyclaimed.5.Whiletheoreticalbiogasyieldis0.35cum/kgofCODremoved,theactualyieldisnotmorethan25-30%ofthisvalue(0.08-0.1cum/kgofCODremoved).Theremaininggasgoesoutindissolvedformwiththeeffluent,raisingitsBODandCOD.6.Theeffluenthasadarkbrownorblackishcolourwhichrepresentshighconcentrationofdissolvedandsuspendedhumicsubstancesintheeffluent.Thisalsoleadstopooraestheticvalueoftheeffluent.7.Therearenoreliabledatacorrelating(a)BODremovalwithbiogasgeneration,(b)effluentBODwithCODand(c)effluentBODwithimmediateoxygendemand.8.WhiletheeffluentBODafterfinalpolishingunit(FPU)atvariousSTPscoveredinthestudyisreportedtobeunder30mg/l,anindependentstudycarriedoutduring2002-03foundCODconcentrationtobeabove200mg/l.Secondarytreatment1.UnderYAP-I,allUASBreactorswerefollowedbyafinalpolishingunit(apond)ofonedayretentionforsecondstagetreatment.Thislimitedretentioncapacitywhileminimisedlandrequirement,butfromtreatmentpointofviewitatbestofferedonlyremovalofsolidswashedoutofthereactor.2.Aretentionofonly1daydoesnotallowgrowthofalgalcellsintheFPUasitistooshortoftheminimumrequirementof3days.TheFPUdoesnotleadtore-aerationofwastewaterasthereisnoenergyinputforturbulenceandneitheristheregrowthofalgaewhichcanfacilitatethisprocessnaturallythroughthephenomenonofphotosynthesis.3.AsthesettledsolidsarenotremovedregularlyfromtheFPU(duetolackofO&M),thebottomdepthforsludgestoragequicklygetsfilledup,underminingitsefficiencyandleadingtohighersuspendedsolids/BODinthefinaleffluent.4.Eventhoughasecondarytreatmentplant(aerobicsystem)willberequiredtobringdownBODfrom70to30mg/l,itwouldnotbeinanywaycheaperthanbringingdowntherawsewageBODfrom250to30mg/l,sincethesystemsinvariablyneedtobedesignedonthebasisofhydraulicloadingratherthantheorganicloading.93 内蒙古科技大学毕业设计说明书5.Secondly,withinputBODlessthan70mg/l,thereisnotenoughfoodformicro-organismstogrowinthesecondaryaerobicsystem.6.Typicallythepowerratingofanaerationsysteminanaerobicreactorisdeterminedbyrequirementsforkeepingthesolidsinsuspensionandnotonthebasisofactualoxygenrequirements.ThereforetheperceptionofloweroperatingcostinthesecondarystageafterprimarytreatmentinaUASBreactorisalsonotvalid.UnsuitabilityofeffluentforchlorinationDuetoanaerobicconditions,removaloftotalandfaecalcoliformsinUASBisabout1-2onlogscaleanditentailstertiarytreatmentfordisinfection.However,unlikeothertechnologies,effluentfromaUASBplantcannotbereadilysentforchlorinationasitcarriesmuchhighconcentrationofhumicsubstancesthatleadtoformationoftrihalomethanesandentailhigherchlorineconsumptiontowardssatisfyingapartoftheCODandIOD.IncidentallychlorinationemergedastheonlycosteffectivedisinfectiontechnologyamongavarietyofoptionstriedoutunderYAP-I.Powergeneration1.Resourcerecoveryintheformofbio-energywasperceivedtobeamajorfactorinfavourofaUASBforsewagetreatment.However,anumberoflimitationsaslistedbelowhavebeenrealisedwhichpreventrealisationoftheclaimedbenefits.2.Amongothers,biogasgenerationisdependentonquantumofrawBODandsubjecttoambientandwastewatertemperatureandtheirvariations.Theanaerobicbacterialcultureisadverselyaffectedwitheven3-5°Cfluctuationinreactortemperature.ThereforebiogasproductionisfoundtogodownsignificantlyinthewintermonthsinNorthIndia.3.ThequantityofbiogasproducedinasmalltomediumsizedUASBisnotadequateenoughtoguaranteefavourableeconomicsofbio-energygeneration.4.Theduelfuelengineswhicharegenerallyinstalledduetotheirlowcostinvariablyrequirelargequantityofdieselasthesupplementaryfuel.Apparently,thecostofdieselturnsouttobenotonlyhighbutdisadvantageousastheelectricityismadefreelyavailabletotheSTPoperatingagency.Economicsofenvironmentandresourceutilisationapart,itdoesnotmakebusinesssensefortheoperatingagencytoruntheduelfuelgeneratorsonexternallypurchaseddiesel.93 内蒙古科技大学毕业设计说明书5.State-of-the-arttechnologybasedgasenginesarenotyetmadeinIndiaandtheimportedenginesareratherexpensive.Theirdeploymentforsmallscaleapplicationsturnsouttobeunviable.Secondly,utilisationofwasteheatfromsuchcogenerationsystemsisnotatechno-economicallyfeasibleoptionunderthesettingofanSTP,whichotherwisemakessuchsystemsfinanciallyattractiveincolderclimatecountries.6.AstheenergyrequirementoftheUASBplantislowandtheprocessisnotvulnerabletopowercuts;andenergybilloftheSTPislinkedtotheinstalledloadanyway,thereinnoincentivefortheoperatingagencytogeneratebio-energyin-housebyincurringextraexpenseondiesel.(Theseconclusionsarecorroboratedbyfieldobservationsoftypical1-2houroperationofduelfuelenginesornoneatallasagainsttheoriginallyperceivedfullutilisationofbiogasover24hourperiod.)7.Lastly,thereisariskofcorrosionoftheenginepartsasthebiogastypicallycontainshydrogensulphide.ThetechnologyfordesulpherisationisononehandnotwidelyavailableinIndiaandontheotherhanditentailsadditionalrecurringexpenses.Therehavebeencasesofgasenginesbeingtakenoffduetoseverecorrosionanddesulpherisationplantbeingabandonedduetolakeofrequiredchemicalsandresources.ResourcerecoveryAnother‘resourcerecovery’optionthroughthesaleofsludgehasfoundnotakersanditspotentialtoserveasareliableandmajorrevenuegeneratingstreamhasnotfructified.‘Resourcerecovery’throughbio-energygenerationandsludge,whichwastheguidingprincipleofthepromotingandimplementingagenciesatthetimeoflaunchingtheUASBtechnology,turnsouttobeamythasnoneoftheplantshavebeenabletocontributeinanysignificantwaytowardsthecostofoperationandmaintenanceinanyform.Others1.PerformanceoftheUASBbasedplantsis,ingeneral,adverselyaffectedbymixingindustrialeffluentsthatcontainsometoxicmaterialsorhighlevelsofsulphate.2.Ingeneral,corrosionofstructuresinandaroundaUASBbasedplantisfoundtobehighercomparedtoothertechnologybasedSTPs.THECONCLUSIONItisevidentthatpartialprimarytreatmentthroughaUASBreactormakestheraw93 内蒙古科技大学毕业设计说明书sewagemoreproblematictotreat.Suchsystemsneitherdelivertherequiredeffluentqualitynorproducetheexpectedbio-energy.Consideringalltheprosandconsofthetechnology,especiallytheneedforanelaboratesecondaryandtertiarytreatment,therationalforadoptingaUASBforsewage(andespeciallydilutedsewageunderIndiancontextwheretheflowsareinterceptedinopendrains)isdebatable.Inretrospecttheless‘ambitious’conventionaltechnologiese.g.,activatedsludgeprocess,tricklingfilterorfacultativeaeratedlagoonswouldstillbeabletoperformmuchbettercomparedtotheUASB.ThebiogaspotentialofsludgedigestersinconventionalactivatedsludgeprocessplantsisperceivedtobemorepromisingandconsistentthantheUASBreactorandthereforeitisrecommendedthatthelatteroptionshouldbepreferredforsewagetreatment.References1.Casestudyofsewagetreatmentplantsandlowcostsanitationunderriveractionsplans:SubmittedtoTokyoEngineeringConsultants,JapanbyFoundationforGreentechEnvironmentalSystems,February2004.2.Tare,V.et.al.CasestudiesonbiologicaltreatmentoftanneryeffluentsinIndia.JournaloftheAir&WasteManagementAssociation,Vol.53,August2003.3.Tare,Vet.al.Comparisonofwastewatertreatmenttechnologies.UnpublishedMastersThesisreport,IndianInstituteofTechnology,Kanpur,May,2003.93 内蒙古科技大学毕业设计说明书外文文献译文改善序批式反应器（SBR）对低高浓度污水的脱氮处理作者：ShannonIrvin背景：哈里斯堡宾夕法尼亚州立大学，环境工程SBR处理氮污染在宾夕法尼亚州，水资源防止其富营养化，脱氮是废水处理的关键。在小社区和农业地区，普遍选择序批式反应器（SBR）脱氮。废水按一定顺序在一个SBR反应池内间歇操作运行并在单个反应器内完成全部操作和运行程序是SBR法的鲜明特色之一。SBR工艺不作为一种传统的活性污泥法依赖空间处理，它根据不同的时间周期，对一不同的运作模式，运作具有灵活性。虽然SBR与传统的活性污泥法污水处理相比有许多优势，但在脱氮方面还是有待发展的。（1）实时监测SBR法在运作过程中的氧气和PH值，以了解其消化/反硝化信息。（2）如何实现同步消化-反硝化作用，将曝气以及曝气过的废水相结合起来。（3）如何改善SBR的运行，以根据不同的进水水质来获得良好的出水水质。研究的目标和目的为了解决以上的问题，研究的重点是改善SBR工艺，以消除低/高浓度废水中的氮。全面大规模的SBR系统（处理能力为500GPD），正在研究改善消化/反硝化这两个重要的标准：（1）氧气浓度。（2）曝气时间。根据不同的进水水质（COD，100~150；铵，15~100）和流速（50~21.5GPD），以及不同的操作条件（曝气时间为0.08~2.0；缺氧时间为1.75~3.20）对脱氮效率进行了研究。这些参数是SBR工艺操作的典型条件。此外，我们的实验根据碱度和氧来对脱氮在线进行监测。A：进水的质量和运作模式对脱氮的影响实验结果表明，脱氮效率明显受进水水质和运作模式的影响。高COD负荷（1200~1400）时具有良好的脱氮效果（出水的、和）。低COD负荷（）使污水完全消化（出水中），但是反硝化不足（出水中）。在缺氧前加上醋酸钠（70~14093 内蒙古科技大学毕业设计说明书）则污水会进行反硝化，COD去除率不会受到进水COD或铵浓度的影响。出水COD为5~40。整个实验的时间为2004年3月到2004年10月。为了使消化反硝化完全，最终为加强消化作用的条件应增加曝气阶段时间。氮如果没有足够的时间（改变时间和进水条件）在曝气阶段的消化作用就会不足。但是如果曝气时间过剩（改变时间和进水条件），就算减小氧浓度也不能减低到反硝化反应可以接受的浓度（0.5）。以致在出水中含有硝酸盐。B：氧浓度对脱氮的影响在SBR法中，由于曝气时间的不同导致氧的浓度不同。在低溶解氧时（曝气时间小于0.08，平均）消化作用不能完全发生，从而导致了按积累在SBR中（由于曝气时间不足，铵不能完全转化为硝酸盐）。在高溶解氧（曝气时间连续1.5，平均）这样能能完成消化作用。由于大部分的亚硝酸盐也转化为了硝酸盐，所有在曝气阶段的亚硝酸盐浓度只有0.008。然而，由于缓慢的减少了曝气以后，（仍然发偶遇0.5，持续时间在1.5）则反硝化作用不完全，从而导致了出水中含有硝酸盐（）。C：ORP在线监测污染物和氮的去除ORP在线监测，可以更好的显示SBR的运行状态。通常情况下，在曝气阶段ORP的范围在（根据）。不过，ORP在一个1.0小时的固定期间，其变化为50%增加，40%在减少，而20%的ORP值停留在同缺氧部分一样的值。ORP值的变化表明了从污水中分离生物量仍然引起了氧化还原状态的变化。同时，在缺氧阶段时，高COD负荷的条件下，ORP下降到，而低COD负荷的条件下，ORP只下降到以下（见表1）。这些结果表明，ORP可以表示不同的有机负荷条件下的反硝化状态。当ORP趋势和溶解氧的一样的时候（随ORP值的增加而增加，减少而减少）例如，高COD负荷有益于反硝化作用，是用低ORP表示的。在SBR池溶解氧低浓度（）ORP测量值也是低的。一般情况下，ORP值高于时表示消化良好，在低于表示的意思就是在缺氧阶段有良好的反硝化93 内蒙古科技大学毕业设计说明书。这些结果表明，ORP可以表示不同的有机负荷条件下的反硝化作用。D：不同碱度负荷条件下的变化碱度不仅对氮的消化作用、反硝化作用较重要，它还可以被用于表明系统的稳定。在SBR系统的开始阶段，虽然氧的消化作用较好（氨反应了99%），但降低了COD负荷（）反硝化作用就不是很好。但增加COD负荷（）或溶解氧降低在（）期间开始发生反硝化，出水接近0。而强碱附近的集中高于200，这部分是由于反硝化作用产生的。SBR工艺的操作与碱度有密切的联系，系统中碱度的变化引起消化（消耗碱）和反硝化（生成碱）的变化（见表1）。例如：进水高碱度比低碱度更多碳源来供反硝化作用，此期间碱度增加。较低COD负荷碱性低于那些较高的COD负荷的。醋酸钠可以作为反硝化的额外碳源，它易于生成碱。较高计量的醋酸钠（）可以产生较高的碱度，但无反硝化作用。可能是较高计量的醋酸钠对反硝化细菌构成其增长的负面影响。碱度高这样做是低于那些基础线的（表1）。由于较高的碱度得到了更好的消化，消耗了大量的碱度，而SBR无法完成足够的反硝化（显示低碱度），因为在曝气区不可能下降到1.0。高流速的碱性低于那些低流速的碱性，由于有充足的碳源来供反硝化作用，而引起碱性的增加。在这个基础上，实验证明，SBR法在碱性水脱氮在好氧/厌氧都超过100。初步结论：SBR法规模的试点研究与在线监测多种参数，表明了SBR的灵活性。SBR法根据不同的进水水质和运作模式，其脱氮的效率也是不同的。SBR法的研究表明，COD浓度较高的脱氮效率较好，反硝化脱氮有机碳源是很重要的。溶解氧及曝气时间也直接影响脱氮的效率。虽然长时间曝气对氮的消化作用有效，为反硝化积累硝酸盐，但在缺氧阶段抑制反硝化的效率。在SBR法中，用ORP值来指示脱氮效率及出水水质是较合适的。在SBR法中，碱度可以用来供反硝化碳源，所以也影响脱氮的效率。持续的研究SBR中的这些重要的参数来描述脱氮的效率。SBR法的一系列实验，将化学需氧量、氨氮及流速结合起来，以便找出其水处理的关键因素。SBR法进行废水脱氮93 内蒙古科技大学毕业设计说明书使用SBR法处理城市污水及农业废水是成本较低，效益较好的方法。但改善操作及在线控制还远远不足。据估计，该项研究的结果将为改善SBR的运作、在线监测、废水节能脱氮及中水回用提供有益的指导。表1在SBR系统中操作条件与ORP及碱度的变化（2004年3月~2004年10月）（表中实验数据为平均值。基线的运行状况是进水COD，进水氨氮为，曝气阶段为，流速为）进水高COD（）进水低COD()进水极低COD（）极低COD值、曝气前加醋酸钠ORP（）碱度（）ORP（）碱度（）ORP（）碱度（）ORP（）碱度（）进水241257.7265.5265曝气5.04258100.9512855.592.5136.6149缺氧-103.824893.83127.539.996128132去除-12225158.63129.323.493.5142135出水24613299.5130进水低氨氮（）进水低氨氮（）ORP（）碱度（）ORP（）碱度（）进水301.8-150.9244.5曝气180.5220.6189.38176.5缺氧187.8216.2194.74186.5去除125.3226.4199.33181出水215.219693 内蒙古科技大学毕业设计说明书曝气低溶解氧（）曝气90分钟高溶解氧（）曝气120分钟（）ORP（）碱度（）ORP（）碱度（）ORP（）碱度（）进水297370252曝气166.6261168218206.0194缺氧165.8263160.4218.5226.2209去除165.1256.5163.0218.5204出水26220993 内蒙古科技大学毕业设计说明书致谢时光如梭，四年的时间一晃而过。经过三个月的努力，按时完成了大学里的最后一门课程——毕业设计。在设计期间，我查阅了大量的资料，阅读了许多专业书籍，参考设计手册，最终如期的完成了设计任务。通过这次毕业设计我对专业知识理解更加深刻，掌握更加牢固，受益匪浅！同时加强了我理论分析能力，设计运算能力，应用参考资料及应用计算机能力和CAD工程图的绘制能力。回想此次设计，非常感谢于玲红老师的耐心指导。于老师以其严谨求实的治学态度帮助我很好的完成此次毕业设计，从老师那里我学到了严谨认真态度及正确的学习方法，不但帮助我事半功倍的完成了设计，而且将使我终生受用不尽！同时在设计期间还得到了甄树聪等其他老师的帮助，在这里也表示感谢。最后，再次感谢关心，帮助我的老师和同学！93'