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-某淀粉厂废水处理工艺设计说明书-第 36 页 学号： 某大学毕业设计（论文）（2013届）题 目 某淀粉厂废水处理工艺设计 学 生 学 院 专 业 班 级 校内指导教师 专业技术职务 讲师 校外指导老师 专业技术职务 二一三年六月某淀粉厂废水处理工艺设计摘要：本次设计主要是淀粉废水处理设计。淀粉废水的主要特点就是废水中含有大量的有机物，属高浓度有机废水，所以废水生化需氧量也较大。某淀粉厂产生废水10000 m3/d，CODCr为800010000mg/L，BOD5为50007000mg/L，SS在3000mg/L左右，pH值为5，经处理后的废水排放标准执行污水综合排放标准规定的二级水质标准。淀粉厂产生的淀粉废水处理工艺的要求为采用UASBSBR法处理。此设计流程简单、构筑物较少，处理效果较好，并且成本低、占地面积小，适合于大中型淀粉厂废水的处理。关键词：淀粉废水；UASB；SBR。A starch factory wastewater treatment process designAbstract：This design is mainly starch wastewater treatment design. Starch is the main characteristic of wastewater effluent contains a lot of organic matter, a high concentration organic wastewater, wastewater BOD so well. A starch factory of wastewater is 10000 m3 / d, CODCr of 8000 10000mg / L, BOD5 of 5000 7000mg / L, SS at 3000mg / L or so, pH value of 5, pH value of 5, the treated wastewater discharge standards "Integrated Wastewater Discharge standard "provides a secondary water quality standards. Starch produced from starch factory wastewater treatment process requirements for the use of UASB + SBR method.This design process is simple, small structures, better handling, and low cost, small footprint, suitable for medium and large starch factory wastewater.Keyword：Starch wastewater; UASB; SBR.目 录1.绪论11.1课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势11.1.1意义11.1.2 国内外研究现状和发展趋势11.2研究的主要内容11.3课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题22.淀粉废水处理工艺设计22.1废水处理工艺选择原则22.2废水水质分析32.2.1淀粉废水进出水水质水量32.2.2淀粉废水的特点及来源32.3设计涉及范围及原则32.4工艺流程的比较42.5工艺方案的确定62.6处理工艺 UASB反应器+SBR72.7方案特点83.构筑物计算83.1粗格栅83.2集水井103.3提升泵房113.4细格栅113.5曝气沉砂池133.6气浮池153.7 水解酸化池设计183.8 UASB反应器213.9 SBR反应器263.10 集泥井的计算293.11 污泥重力浓缩池303.12污泥脱水间323.12整个设计的超越管324.平面布置324.1 平面布置的一般原则和要求324.2具体平面布置334.3 污水处理厂高程布置344.4 高程确定355.投资估算356.劳动定额与运行费用计算366.1劳动定额366.2运行费用的计算366.2.1运行费用分析366.2.2运行费用计算367.结论37参考文献38致谢391.绪论1.1课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势1.1.1意义淀粉属于多羟基天然高分子化合物，在植物的根，茎和果实中有很多淀粉，是食品，医药，化工，造纸，纺织等工业部门的重要原料。淀粉生产的主要原料作物是玉米、薯类和小麦。在淀粉生产加工过程中会产生大量的高浓度酸性有机废水，其含量随生产的波动而发生变化，其中主要是溶解性的淀粉、少量蛋白质、糖类、废碱和废酸等污染物，一般没有毒性，但COD值很高，由于生产工艺的不同，废水中CAD的浓度通常为200020000mg/L，SS为1500mg/L。如果将其直接排放到环境水体中，那将会对环境造成严重危害，而且也会造成水资源的浪费。在淀粉加工企业附近经常会出现居民采取举报、上访等形式反映淀粉厂排放废水的污染问题。国家环保总局在国家环境科技发展“十五”计划纲要指出，决定继续把淀粉加工工业的废水污染控制技术作为重要内容进行研究。而且针对淀粉工业废水的特点，人们都在力求研究出一种快速，高效，低能耗的淀粉废水处理方法1。1.1.2 国内外研究现状和发展趋势目前国内外淀粉废水处理方法主要有沉淀分离法、化学絮凝法、生化处理法等。沉淀分离法直接通过物理沉淀使废水中的悬浮物沉淀下来，以降低后序消毒处理污染负荷，此方法过于简单不能有效的去处污水中的化合物。化学絮凝法处理对SS具有较高的去除率，且操作简单，处理周期长，但占地面积大，对BOD去除率低，并且絮凝后污泥的处理也存在很大的问题。生化处理法是国内外常用的处理淀粉废水的方法，分为厌氧生物法和好氧生物法，能较好的去除COD，BOD等指标，达到排放标准，且处理费用低，效率高。目前国内外成熟的工艺有：气浮UASBSBR法，气浮UASB接触氧化法2-4。1.2研究的主要内容本设计研究的主要内容主要有：.查阅相关文献及撰写此次设计综述。.利用给定的资料,确定污水处理方案和污水处理厂的工艺流程。.设计计算主要构筑物及确定主要设备的规格、型号、数量及工艺参数。.完成处理系统的高程设计。.绘制全厂配置平面图、高程图及相关构筑物图。该设计主要解决的问题是由于淀粉生产而产生的污水废水并对其进行处理，设计处理水量为10000m3/d。经过处理后的水质应达污水综合排放标准（GB8978-1996）二级排放标准。1.3课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题通过此次毕业设计，使我们熟悉并掌握淀粉厂废水处理的设计原理、方法、内容和步骤，能根据设计原始资料正确地选定设计方案和工艺，掌握淀粉厂废水处理工艺设计的基本流程及各构筑物的计算方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并且能够熟练和规范的绘制工程CAD图纸。具体内容如下：(1) 淀粉厂废水处理方案的比较、优化和确定；(2) 各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、鼓风机、曝气器等；(3) 平面布置和高程计算；(4) 根据所确定的工艺和计算结果，绘制城市污水处理厂的总平面布置图、高程布置图、工艺流程图及各主要构筑物图。2淀粉废水处理工艺设计2.1废水处理工艺选择原则在确定工艺流程之前，需要对原水的水质情况有全面的了解，摸清废水中污染物质的种类、数量和组成。工艺方法应适应国家和地方的有关规定，严格遵守国家地方有关环境保护法律、法规，保护改善周边的生态环境，处理后的水质指标达到规定的设计要求。确定的工艺应能适应一定范围内水质水量较大的变化，抗冲击负荷能力强。在确保达到处理要求的前提下，尽量减少投资和运行成本，运用类比方法参考类似项目的运行经验，进行技术经济分析综合考虑确定最佳的工艺流程方案。全面考察项目所在地的自然环境和社会环境现状，并结合考虑废水生物处理的特点。北方寒冷地区最好选择适合在低温条件或者对温度变化要求不高的处理工艺运行。工艺流程的选择应尽量考虑成熟的工艺流程，当然也可以选择技术先进的工艺，但是必须要考虑好先进技术和工艺和理性可行之间的关系，对把握不大或者难处理的废水应做好试验工作，甚至进行小试和中试试验，以实验结论作为工艺设计的参考依据，这样才能保证最终工艺方案的可行，将风险降低到最低程度。工艺的先进性也体现了废水处理项目的总投资、运行费用和管理等方面的内容，最好是选择处理能耗地、效率高、管理方便、产物能得到利用同时符合清洁生产要求的处理工艺路线。对不成熟的，尚在试验阶段的新处理技术、新处理工艺、新处理装备应慎重考虑对待。总之，废水生物处理工艺的选择应综合考虑多方面的影响因素，全面衡量，进行多方案的比较确定才能得到最终方案。上述几条原则只是基本原则，在实际具体的工艺实践中，应该眼光放远点，涉及要有前瞻性，使工艺流程不仅能满足现在的需要，也要尽量符合将来的处理要求。2.2废水水质分析根据废水特点，设计稳定和经济技术合理的处理气浮-UASB-SBR式活性污泥处理工艺，保证废水达到国家污水综合排放二级标准，同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。2.2.1淀粉废水进出水水质水量该废水处理工程的设计规模10000m³/d，处理后水质要求达到污水综合排放标准（GB8978-1996）二级排放标准，进水水质和排放标准见表2.1。表2.1废水的污染状况及执行的排放标准序号污染物进水设计值排放标准1COD（mg/L）800010000<1502BOD5（mg/L）50007000<303SS3000<1504pH5692.2.2淀粉废水的特点及来源从生产淀粉的工艺流程看，小麦淀粉废水由两部分组成：沉降池里的上清液和离心后的黄浆水。前者的有机含量较低，后者则含有大量有机物，生产中通常将两部分废水混合后集中排放。玉米淀粉废水主要来自含有大量有机物（不溶蛋白质，可溶蛋白质，无机盐及糖类）的工艺水（中间产品的洗涤水，各种设备的冲洗水）和玉米浸泡水。 我国淀粉生产企业众多，原料不同，工艺不同，使得淀粉废水污染指标间的差异也很大，尽管如此，淀粉废水有着以下共同特点：化学耗氧量（COD）、生物耗氧量（BOD）以及浊度都非常高。 综上所述，淀粉废水主要来源于玉米淀粉加工过程中的洗涤、压滤、浓缩等工艺段，废水中含有大量溶解性的有机污染物，如蛋白质、糖类、碳水化合物、脂肪、氨基酸等，其次是含N、P的无机化合物，另外还含有一定量的挥发酸、灰分等，属生化性较好的高浓度有机废水。综上所述，淀粉废水主要来源于玉米淀粉加工过程中的洗涤、压滤、浓缩等工艺段，废水中含有大量溶解性的有机污染物，如蛋白质、糖类、碳水化合物、脂肪等，其次是含N、P的无机化合物，另外还含有一定量的挥发酸、灰分等，属生化性较好的高浓度有机废水。淀粉污水处理的特点：污水的BOD/COD=0.6，可生化性很好，污水的各项指标都比较高，含有大量有机物，非常有利于生物处理。同时淀粉废水中含有大量的ss，可以用转动格栅分离。2.3设计涉及范围及原则 生产废水流入污水处理场界区至全处理流程出水达标排放为止，设计内容包括水处理工艺、土建、排水等。 污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两部分。根据国家和当地有关环境保护法规的要求，对淀粉废水进行有效处理，使之符合国家和当地废水排放标准，取得明显的环境和社会效益，使企业树立良好社会形象。 严格执行有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到或优于污水综合排放标准（GB8978-1996）二级排放标准。 针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备，最大可能的发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能的降低工程造价，同时结合企业的生产情况，对污水进行综合治理。 工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放。 工艺运行过程中考虑操作自动化，减少劳动强度，便于操作、维修。 建筑构筑物布置合理顺畅，降低噪声，消除异味，改善周围环境。2.4工艺流程的比较根据城市污水处理及污染防治技术政策，日处理能力在1020万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法和AB法等成熟工艺2。本市污水处理厂方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，故可选择三种典型的工艺流程，有三种可供选择的工艺：（1）间歇式活性污泥法（SBR工艺）；（2）氧化沟工艺；（3）好氧缺氧（A/O）脱氮工艺。以下是三种工艺流程额比较：（1）SBR工艺SBR是序批间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR工艺是一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括五个阶段：（1）进水期；（2）反应期；（3）沉淀期；（4）排水排泥期；（5）闲置期。SBR的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行，所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理的目的2。SBR工艺的优点如下：（1）工艺流程简单，运转灵活，基建费用低；（2）处理效果好，出水可靠；（3）具有较好的脱氮除磷效果；（4）污泥沉降性能良好；（5）对水质水量变化的适应性强。 SBR工艺的缺点如下：（1）反应器容积率低；（2）水头损失大；（3）不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；（4）峰值需要量高；（5）设备利用率低；（6）管理人员技术素质要求较高。对于小型污水处理厂而言，SBR是一种系统简单、投资节省、处理效果好的工艺，但是它用于大型污水处理厂就不太适合了。因为大型污水处理厂的进水量打，需要设计多个SBR反应池进行并联运行，个数增多，必定使操作管理变得复杂，运行费用也会提高。而且由于SBR法事一种设备利用率低的处理工艺，用于大型污水处理厂时，基建费用也高。（2）氧化沟工艺氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为：BOD5和SS均为95%以上，总氮为70%80%。氧化沟具有工艺流程短，处理效率高。出水水质稳定，运行管理简单等优点。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合于推流之间。污水在沟内的流速v平均为0.4m/s，氧化沟总长为L，当L为100500m时，污水完成一个循环所需时间约为420min，如水力停留时间定为24h，则在整个停留时间要做72360次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是几近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高到低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区、用以进行消化和反硝化，去的脱氮的效应。常用的氧化沟系统有卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替氧化沟。氧化沟可分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟如帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁赛尔（Carrousel）氧化沟。普通卡鲁赛尔氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除BOD，但脱氮除磷的能力有限。 氧化沟的主要优点如下：（1）氧化沟的液态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果，另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的（2）处理效果稳定，出水质好，并可实现脱氮。（3）污泥厂量少，污泥性质稳定。（4）能承受水量，水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力氧化沟的缺点如下：（1）单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。（2）虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质，水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。（3）好氧缺氧（A/O）脱氮工艺好氧缺氧（A/O）脱氮工艺的基本原理：污水在好氧条件下使含氮有机物被细菌分解为氮，然后在好氧自养型亚硝酸细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐，再经好氧自养型硝化细菌作用转化为硝酸盐，至此完成了硝化反应：在缺氧条件下，兼性异氧细菌利用或部分利用污水中原有的有机物碳源为电子供体，以硝酸盐替代分子氧做电子受体，进行无氧呼吸，分解有机质，同时，将硝酸盐中氮还原为气态氮，至此完成了反硝化反应。A/O工艺不但能取得比较满意的脱氮效果，而且通过上述好氧缺氧循环操作，同时可取得高的COD和BOD的去除率。A/O的工艺特点：（1）A/O工艺同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用；（2）反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源，降低了运行费用；（3）因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物的到进一步去除，提高了出水水质；（4）缺氧池中污水的有机物被反硝化细菌所利用减轻了其他好氧池的有机物负荷，同事缺氧池中反硝化产生的碱度可补充好氧池中硝化需要的碱度；（5）脱氮效果较高，一般氮的去除率约为60%85%。三种工艺经过比较，氧化沟除了具有A/O的效果外，还具有如下特点：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温，水质，水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。而SBR工艺仅适合处理量为10万t/d以下的处理厂，所以本课题选择氧化沟处理工艺5。2.5工艺方案的确定根据水质情况及同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用UASB与好氧相结合的方法来处理，废水首先经过转动格栅，去除大部分悬浮物，大大降低进水有机负荷，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，在进行好氧处理后达标排放。气浮池是利用悬浮物与水的比重差异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮物的一种处理构筑物，因其视密度小于水而上浮到水面上面实现固液分离的过程。它是近几年发展起来的一种技术，在工业废水及生活污水处理方面得到广泛应用。该淀粉废水处理工艺由提取蛋白、厌氧生物处理和好氧生物处理3部分组成。提取蛋白采用气浮分离技术，淀粉生产车间的废水流过格栅，先去除大的悬浮物，然后进入集水井，集水井的废水泵入气浮池提取蛋白饲料，湿蛋白饲料经烘干制成干蛋白饲料。气浮分离后的废水流入调节沉淀池，以调节水量并沉淀去除部分悬浮物。厌氧生物处理采用UASB技术，调节沉淀池废水用泵压入UASB进行厌氧生物处理，大部分有机物在UASB反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封罐、三相分离器、脱硫器处理后进入沼气储柜进行利用7。UASB出水自流进入预曝沉淀池，预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的悬浮物和H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。好氧生物处理采用SBR技术，预曝沉淀池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。调节沉淀池、UASB、预曝沉淀池、SBR等处理单元产生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥浓缩池，污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水，产生的泥饼作为有机农肥外运。污泥浓缩池的上清液和污泥脱水间的压滤液排入集水井进行再处理8。预曝沉淀池沼气UASB蛋白泵污泥浓缩池泥饼污泥脱水间淀粉废水集水井气浮池水解酸化池出水SBR格栅上清液图1 气浮+UASB+SBR法污水及污泥处理工艺流程2.6处理工艺 UASB反应器+SBRUASB反应器UASB是升流式厌氧污泥床反应器的简称。基本原理是：废水中的有机污染物在厌氧条件下，经微生物分解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体（沼气）含甲烷大于70%，可作为能源燃料、发电等，既去除了有机污染物有回收了能源。UASB反应器集生物转化反应与沉淀于一体，结构紧凑，废水由配水系统从反应器底部进入，通过反应区经气、固、液三相分离器进入沉淀区，气、固、液分离后。沼气由气室收集，再由沼气管流向沼气柜；固体(污泥)由沉淀区沉淀后自行返回反应区，沉淀后的处理水从出水槽排出；UASB反应器内不设搅拌设备，上升水流和沼气产生的气流足可以满足搅拌要求。反应器内的三相分离器可使反应器内保持高活性、高沉淀性能的厌氧微生物，从而在工艺上较一般厌氧装置效率高，可节省投资与占地面积。厌氧处理出水可做农田灌溉，也可接好氧处理进一步降低出水中的有机物含量，达到工业污水的排放标准。该技术现已被推荐为“国家环保最佳实用技术”，并已有许多座用于高浓度有机废水的处理中，目前运行状况均良好，达到了设计要求。UASB有如下优点：污泥颗粒化使反应器对不利条件抗性增强；不设填料，提高容积利用率，避免堵塞；消化产气，污泥上浮，造成一定的搅拌，因此不设搅拌设备；污泥浓度和有机负荷高，停留时间短；好氧工艺由于淀粉废水浓度较高，经处理后出水达不到排放标准，需继续进行好氧处理9。现对生物接触氧化，选用SBR工艺 。UASB+SBR法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比有以下优点：节约废水处理费用。UASB取代原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，从而降低后续SBR池的处理负荷。节约污泥处理费用。通过以上分析及废水水质水量情况，选用“气浮池UASBSBR法”工艺进行淀粉废水处理。2.7方案特点本方案以低耗的生化处理工艺为主体，且处理系统有较大的灵活性，以适应污水水质、水量的变化。本废水处理工程技术先进实用，工艺合理，在处理水质稳定达标排放的同时，能获得蛋白饲料和沼气，具有显著的经济效益，实现了环境效益和经济效益的统一。废水处理后水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）二级标准，可直接向外排放。3构筑物计算3.1粗格栅 设计说明：格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，位于整个污水处理系统最前端，用于拦截较大的悬浮物、漂浮物和大颗粒固体污染物，防止堵塞水泵机组及管道阀门以及减轻后续构筑物的处理负荷，是整个污水处理工艺中不可或缺的一部分，并保证后面处理设施的正常运行。结构为地下钢混结构。图3.1格栅示意图 设计参数：设计流量：Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s；对食品工业来说11，所产生的废水的时变化系数Kh=1.52.0，取Kh=1.8，且日变化系数Kd=1,故总变化系数KZ=KdKh=1×1.8=1.8,所以最大时流量Qmax=Kh Q=1.8×0.116= 0.21m3/s。 格条间隙d=20mm；栅前水深h=0.3m；过栅流速0.6m/s；安装倾角=600； 设计计算 确定水深h在最优有水力断面的情况下Qmax=B1hv= B1B1v= B12v,v=0.6m/s此设计中设计2组格栅，每组格栅流量Q=×0.21=0，105m3/s，故B1=0.59mh= B1=0.295m 格栅的间隙数（n）：Q=Qmax=0.21m3/s,v=0.6m/s,取60°，b取0.02，N=2n =27.60 取n = 28 栅槽有效宽度(B) 设计格栅宽度s：即S=0.01 m B =S(n1)+bn= 0.01×(28-1) + 0.0228 = 0.83m验算格栅前流速：V1=0.43m/s>0.4m/s，符合要求。 进水渠道渐宽部分长度l1 进水渠道内的流速=0.60m/s>0.4m/s，进水渠道宽取B1=0.59 m，渐宽部分展开角=20°l1 =0.33m故栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2l2 = L1/2 = 0.165 m 通过格栅的水头损失h1：设粗格栅的断面为锐边矩形断面：取k=3，=2.42，=0.6m/s，g=9.8m/s2 h1=k=0.0458m故取h1=0.1. 格栅后槽总高度H:超高采用h2=0.3 格栅前槽高 H1=h+h2=0.295+0.3=0.595m 格栅后槽高 H=H1+h1=0.595+0.1=0.695m 格栅总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+= 0.33+0.0.165+0.5+1.0+0.595/tan60°=2.34m 每日格栅渣量（b为格栅间隙）当b为1625mm时，格栅渣量为0.100.05m3/1000m3污水；当b为3040mm时，格栅渣量取0.030.01m3/1000m3污水。格栅间隙b取20mm，故W1=0.078m3/103W=0.79m3/d所以采用机械清除。综上，设两组粗格栅，每组n=28；一用一备。3.2集水井设计说明由于工业废水排放的不连续性，为了方便操作，减少施工工程量，气浮池设在地上，所以在气浮池之前和格栅之后设一集水井，其大小主要取决于提升泵的能力，目的是防止水泵频繁启动，以延长污水泵的使用寿命。具体设计时要选取适当的设计参数及合适的提升水泵型号，以达到要求。参数选择设计水量:Q=416.67m3/h水力停留时间：T=5min水面超高取：h1=0.5m有效水深取：h2= 2m设计计算集水井的有效容积：V=Q·T=×416.67×5/60=11.57m3集水井的高度：H=h1+h2=0.5+2=2.5m集水井的水面面积:A=V/h2=11.57/2=5.79m2，取取A=6m2集水井的横断面积为：L×B=3×2.5(m2)则集水井的尺寸为：L×B×h所以该池的规格尺寸为3m×2m×2.5m，数量为1座。在集水井中安装QUZ291式浮球液位计1台，即可自动控制提升水泵的启动和停止，高水位时自动启泵，低水位时自动停泵，超高水位时双泵启动，同时连续跟踪显示水池液位。图3.2集水井计算示意图3.3提升泵房 设计说明提升泵房是用来提升污水水位的，一次污水泵从集水井中吸水压至调节池，污水泵设置于地面上，不能自灌，设置引水筒，采用砖混结构。 设计计算 提升流量：Q = 416.67m3/h扬 程：考虑安全水头，取安全水头为2m，则扬程H=8.5。选用250TLW-530B型污水泵，污水泵的作用是将集水井中的废水提升至气浮池中，设2台泵（1用1备），泵的出口安装电磁流量计进行水量计量。提升泵参数：Q=643m3/h，H=10.4m，电动机功率为37kW，转速为735r/min，效率为74%，此泵重量2380kg。 泵体、电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定的检修空间。所以提升泵房设计尺寸：7m×8m。3.4细格栅设计说明：细格栅是一种可连续清除流体中较小颗粒杂物的固液分离设备，在各种工业行业生产工艺中是不可或缺的专用设备，是目前国内普遍采用的固液筛分设备。设计参数：设置2组细格栅，故每组设计流量为Q=0.5，Qmax=0.105m3/s；格条间隙d=10mm；过栅流速v=0.6m/s；安装倾角=60°。设计计算确定栅前的水深h在最优有水力断面的情况下公式Qmax=B1hv= B1B1v= B12vB1=0.59m则栅前水深：h= B1=0.295m格栅的间隙数（n）：Q=Qmax=0.21m3/s,v=0.6m/s,取60°，b取0.01，N=2n = = = 55.21 取n = 56栅槽有效宽度(B)B =S(n1)+bn= 0.01×(56-1) + 0.0156 = 1.11m进水渠道渐宽部分长度l1 进水渠道内的流速=0.60m/s>0.4m/s，进水渠道宽取B1=0.59 m，渐宽部分展开角=20°l1 =0.71m故栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2l2 = L1/2 = 0.355 m通过格栅的水头损失h1：同粗格栅的断面为锐边矩形断面：取k=3，=2.42，=0.6m/s，g=9.8m/s2 h1=k=0.0.115m格栅后槽总高度H:超高采用h2=0.3 格栅前槽高 H1=h+h1+h2=0.295+0.3+0.115=0.71m 格栅后槽高 H=H1+h1=0.71+0.1=0.81m格栅总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+= 0.71+0.0.355+0.5+1.0+0.71/tan60°=2.97m每日格栅渣量（b为格栅间隙）格栅间隙b取10mm，所以去渣量W1=0.05m3/103m3W=0.504m3/d>0.20 m3/d所以采用机械清除。综上，设两组细格栅，每组n=56；一用一备。3.5曝气沉砂池设计说明污水经过细格栅后水中还会有无机颗粒，无机颗粒会磨损管道和设备，且会降低活性污泥活性，而且会慢慢囤积在反应池底部，这样就减少了反应池的有效容积，甚至在脱水时扎破滤带，损坏脱水设置。沉砂池的目的就是去除污水中的这些泥沙、煤渣或是一些其他相对密度较高的固体无机颗粒，以此来保证后续的构筑物正常运行。曝气沉砂池的作用是通过在曝气沉砂池内一侧鼓入空气,会使水流产生垂直于水平轴的竖向流,其与在沉砂池内的水平流叠加产生螺旋流，这种螺旋流一方面使有机物和砂子得到分离,另一方面将沉入池底的砂子冲入集砂槽内，使污水在池内呈螺旋状前进，砂子等无机颗粒物质在曝气沉砂池内受到不同水流的影响,各个颗粒运动情况也不相同。由于水流高速螺旋前进,水面处小颗粒无机物受水流的影响比大颗粒无机物大,所以大颗粒物质比小颗粒物质更慢的到达沉砂池边。在沉砂池边由于水平流速变小,所以无机颗粒水平运动的距离比较短,较小的颗粒会较慢地沉入池底，较大的颗粒就会更快地沉入池底。在池横断面的中部,因为具有较高的水平流速,且旋流速度较小,所以无机颗粒沿水平方向运动的距离比沿横断面方向运动的距离大。无机颗粒在重力的作用下沉到沉砂池底,无机颗粒沿着沉淀路线,水平流速慢慢变小,旋流速度慢慢变大。在这一区域较小的无机颗粒受旋流水流的影响较大,所以较小的无机颗粒在横断面方向运动比较大无机颗粒运动距离大10。设计参数设计水量：Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s，停留时间t取2min，污水在曝气沉砂池内的平均流速v1为0.03m/s，有效水深h2为2.5m，曝气所需空气量为0.10.2m3空气/m3污水，d取0.2m3空气/m3污水，贮砂时间T为2d，X=30m3/106m3污水,设沉砂槽的槽底宽b2为0.5m，沉砂槽的槽壁与水平面的夹角为60°，沉砂槽的高度h3为1.5m，曝气沉砂池的池底坡度为0.10.5 ，此设计取0.5，坡向沉砂槽。设计水质：表3.1预计处理效果项目CODBODSS进水水质（mg/L）800010000500070003000去除率（）858540出水水质（mg/L） 12001500 75010501800设计计算曝气沉砂池有效容积计算=60×0.21×2=25.2m3 水流断面面积A=Qmax/v1=0.21/0.03=7m2曝气沉砂池总宽度B=A/h2=7/2.5=2.8m深度比：=1.12，在11.5范围之内，故符合要求。所以池长L=V/A=25.2/7=3.6m曝气沉砂池内每小时所需空气量Q=3600dQ=3600×0.2×0.21=151.2m3/h公式中d为每立方米污水曝气量，取0.2m3曝气沉砂池的沉砂斗所需要容积V=0.60m3曝气沉砂池沉砂斗几何尺寸的计算沉砂斗的上口宽度为b1=2.23m沉砂斗的容积为V1=3.17m3故V1=3.17m3>2.4m3，符合设计要求。曝气沉砂池池子总高设超高h1为0.3m，故池子的总高度H=h1+h2 =0.3+2.5=2.8曝气沉砂池进水口的水头损失计算污水通过DN1000的管道的灌渠送入沉砂池的进水渠道内，然后送入沉砂池内。取管道的宽B1=0.8m，高H1=0.6m，所以进入渠道内的水流速度为=0.44m/s污水经过进水渠道然后分别进入曝气沉砂池内，进水口的尺寸为800mm×800mm,流速的校对v=0.33 m/s进水口的水头损失h,取1.06h=0.00589m出水堰的计算曝气沉砂池的出水采用沉砂池薄壁末端出水堰跌落出水，出水堰能够保证曝气沉砂池内水位标高的恒定，故堰上水头损失为H2=0.24m出水堰后面的自由跌落高度为0.08m，出水污水流入出水槽，出水槽的挎包度B2为1.0m，出水槽的水深为h2为0.6m，水流的速度为1.25m/s。采用的出水管道在出水槽的中部与称呼水草连接，出水槽用钢筋混凝土管道。曝气沉砂池排沙装置在本设计中采用吸