2022年某啤酒厂废水处理站工艺设计方案 .pdf

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1、1 / 46 第一篇设计说明书第一章概述1.1 工厂简况江西某啤酒有限责任公司位于江西省吉安市，其前身为江西吉安啤酒厂。该厂年产啤酒 23 万吨，全厂职工人数为500 多人，是当地经济的支柱企业。随着企业的发展，资金及技术已成为企业发展的障碍。在国家和当地政府的支持下，北京某啤酒集团出资8000 万元收购了吉安啤酒厂80% 的股份，正式组成了江西某啤酒有限责任公司。公司成立后，计划将啤酒年产量由目前的23 万吨扩建至 10 万吨，根据国家及当地政府对环境保护工作的要求，江西燕京啤酒有限责任公司对啤酒废水处理的处理工作十分重视，决定在工厂扩建的同时兴建处理规模为5000m3/d的废水处理站，来处

2、理公司生产过程中产生的废水。1.2 水量、水质资料1.2.1 建设规模经建设方确认，本设计规模按日最大处理水量Q=5000m3/d 设计包括处理站自用水排水量）。1.2.2 设计原水水质指标CODcr=1400mg/L BOD5=800 mg/L SS=350mg/L PH=6 10 1.2.3 设计出水水质指标CODcr 100 mg/L BOD520 mg/L SS 70 mg/L PH=6 9 1.2.4 气象条件：详见给水排水设计手册第一册）1.2.5 站址概述：吉安市位于京九铁路线上，江西燕京位于该市东南部，废水处理站在厂区的西北角，目前是一片空地，地势基本平坦。其北侧为厂区围墙，南

3、侧为现有混凝土路，东南两侧为厂区。站址东西长约90M ，南北长约60M ，占地约 5400 平方 M 。污水管由站区南侧进入，由北侧排出。站区自然地面标高为76.4m，进厂污水管管径精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 46 页2 / 46 500mm, 管底标高 75.2m。处理站地面上部0.5M 左右为杂填土，其下为粉质粘土及沙土，基底稳定性良好，地基承载力为280kpa 以上，地下水位在地面以下23M ，根据勘察资料，地下水无腐蚀性。第二章 工艺路线的确定及选择依据2.1 处理方法比较啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类

4、、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理啤酒废水。是对 SBR 方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。二）水解好氧处理工艺水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和 SBR 等。啤酒废水经水解酸化后进行接触

5、氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD 值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。三）厌氧好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10% 15% ；产泥量少，约为好氧处理的10% 15% ；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行

6、处理，使出水达标。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 46 页3 / 46 常用的厌氧反应器有UASB 、AF、FASB等， UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。四）不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较，见表1

7、-1。表 1-1 不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点好氧工艺生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。厌氧好氧工艺水解好氧技术节能效果显著，且BOD/COD 值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少UASB 好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，

8、效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严从表中可以看出厌氧好氧联合处理在啤酒废水处理方面有较大优点，故啤酒废水厌氧好氧处理技术是最好的选择。2.2 处理工艺路线的确定通过上述分析比较，本案选用厌氧好氧处理。其工艺流程如图1-1 所示。格栅集水池水力筛酸碱灌沼气柜调节池UASB 反应器CASS 反应池污泥浓缩池脱水间废水污水泥外运污泥达标排放集泥井精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 46 页4 / 46 图 1-1 啤酒废水处理工艺啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后

9、进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH计的 PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在 6.5 7.5 之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB 反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。 UASB反应器内的污水流入CASS池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、 CASS反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。第三章 主要处理构筑物设计及选型3.1 格栅池3.1.1 构筑物功能：放置机械格栅

10、数量： 1 座结构：砖混结构尺寸： 270030003000H ）mm 3.1.2 主要设备机械格栅功能：去除大颗粒悬浮物型号： HF-500 数量： 2 台栅宽： B=10mm 栅隙： b=15mm 安装角度： =60电机功率： N=1.1kw 3.2 集水池3.2.1 构筑物功能：贮存废水数量： 1 座结构：钢筋砼结构尺寸： 58002000H ）mm 3.2.2 主要设备精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 46 页5 / 46 废水提升泵功能：提升废水进入酸化调节池型号： 100QW120-10-5.5 数量： 3 台

11、两用一备）流量： Q=30L/s 扬程： H=10.0m 功率： N=5.5KW 水力筛功能：过滤废水中的细小悬浮物型号： HS 120 数量： 3 台二用一备）处理量： Q=100m3/h 栅隙： b=1.5mm 3.3 酸化调节池3.3.1 构筑物功能：调节并预酸化数量： 1 座尺寸： 15000130006000H ）mm HRT ：T=5.0h 3.3.2 主要设备 潜水搅拌机功能：使废水混合均匀型号： QJB7.5/6640/3-303/c/s 推力： 990N 数量： 1 台功率： N=7.5kw 配水泵功能： UASB 进水泵型号： 150QW1100-15-11 数量： 3 台

12、mm 3.4 UASB 反应器功能：去除 CODcr 、BOD5、SS ，产生沼气池数： 2 座类型：钢筋砼结构尺寸： 16000100006500H ）mm1040m3容积负荷 去除率 80附件： 水封功能：保持 UASB 中气相一定压力数量： 2 台尺寸： 5001200H ）mm 沼气贮罐尺寸： 7000 H6000数量： 1 台3.5 CASS 池3.5.1 构筑物功能：去除 CODcr、BOD5、SS 结构：钢筋砼结构数量： 2 座尺寸： 40000100005500H ）mm BOD 污泥负荷 Ns）为： 0.1kgBOD/ MLSS 精选学习资料 - - - - - - - -

13、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 46 页7 / 46 3.5.2 主要设备 鼓风机功能：提供气源数量： 2 台mm 3.6.2 主要设备污泥提升泵功能：提升污泥进入浓缩池型号： 80QW50-10-3 数量： 2 台mm 3.8 污泥脱水间带式压滤机功能：污泥脱水型号： DYQ-1000 数量： 1 台滤带快度： 1000mm电机功率： N=1.5kw 配套设备：溶药搅拌机ZJ-4701 台 N=2.2kw 加药泵 J-Z125/3.21台 N=0.75kw 3.9 主要设备主要设备见表 1-2。表 1-2 主要设备一览表序号设备名称型号、规格单位数量1 机械格栅H

14、F-300 栅隙 15mm 台2 2 废水提升泵100QW120-10-5.5Q=30L/s H=10.0m N=5.5KW 台3 3 固定过滤机HS120 台3 4 潜水搅拌机QJB7.5/6 640/3-303/c/s N=7.5KW 台1 5 配水泵150QW1100-15-11 Q=30L/s H=15m N=11.0KW 台3 6 加药装置AHJ-I 套1 7 气水分离器5001800H） mm 台1 8 水封器5001200H）mm 台2 9 沼气贮罐7000 H6000个1 10 鼓风机DG超小型离心鼓风机N=75.0KW台2 11 盘式膜片式曝气器QMZM-300根423 12

15、 滗水器XBS 300 N=1.5KW台2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 46 页9 / 46 13 污泥提升泵80QW50-10-3 N=3KW台2 14 带式压滤机DYQ-1000 套1 第四章 污水处理站总体布置4.1 布置原则1）处理站构 建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。池形的选择应考虑减少占地，利于构建）筑物之间的协调；构建）筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。构建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功

16、能划分和局部利用。2）构建）筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。3）管线布置尽量沿道路与构建）筑物平行布置，便于施工与检修。4）做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。具体做好以下布置：污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离；配电应靠近引入点或电耗大的构建）筑物，并便于管理；沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域；重力流管线应尽量避免迂回曲折。4.2 管线设计1）污水管进水管：原污水沟上截流闸板的设置和进站控制闸板的设计由啤酒厂完成。DN=500 。出水管： DN400钢管或铸铁管

17、， q=60L/s,v=0.92m/s, i=0.006。超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时废水的出路，在UASB之前设置超越管，规格 DN400 铸铁管或陶瓷管， i=0.006 。溢流管：浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%1.0%，需进一步处理，排入调节池。设置溢流管，DN150 钢管，i=0.004 。2）污泥管UASB 、CASS 反应池污泥池均为重力排入集泥井，站区排泥管均选用DN200 钢管，i = 0.02。集泥井至浓缩池，浓缩池排泥泵贮泥柜，贮泥柜至脱水机间均为压力输送污泥精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

18、 - - -第 9 页，共 46 页10 / 46 管。集泥井排泥管 DN200 ，钢管， v=1.0m/s 。浓缩池排泥管，贮泥柜排泥管，DN200 ，钢管， v=1.0m/s。3）沼气管沼气管从 UASB 至水封罐为 DN100 钢管，从水封罐向气水分离器及沼气柜为DN150 ，钢管，沼气管道逆坡向走管，i = 0.005。4）给水管沿主干道设置供水干管 200DN ，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50 ，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均匀为DN32 ，镀锌钢管。5）雨水外排依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。6）管道埋深压力管道在车行道之下，埋深0.7 0.9m，不得不小于 0.

19、7m，在其他位置0.5 0.7m，不宜大于 0.7m。重力管道由设计计算决定，但不宜小于0.7m车行道下）和 0.5m一般市区）。4.3 布置特点平面布置特点：布置紧凑，构. 认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；还应当考虑到当某座构筑物停止运行时，与其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。(2. 避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。(3. 在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。(4. 需要排放的处理水，在常年大多数时间能够

20、自流排入水体。注意排放水位精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 46 页11 / 46 不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间的提升排放。(5. 应尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。处理装置及构筑物的水头损失(6. 尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。(7. 协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。(8. 注意污

21、水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。(9. 协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 46 页12 / 46 第二篇设计计算书第一章 啤酒废水处理构筑物设计与计算1.1 格栅1.1.1 设计说明格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。1.1.2 设计参数设计流量 Q = 5000m3/d= 208.33m3/h =0.058m3/s ；栅条宽度 S=10mm 栅条间隙 d =15mm 栅前水深 h=0.4m 格栅安装角度 =60，栅前流

22、速 0.7 m/s ,过栅流速 0.8m/s ；单位栅渣量 W = 0.07m3/103 m3废水 。1.1.3 设计计算由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。格栅如图2-1。H1hh2h1h1hHB1B11B150010002H1tg图2.1 格栅设计计算草图图 1-1 格栅示意图1.1.3.1栅条间隙数maxsinQanbhv=式中：Q 设计流量， m3/s 格栅倾角，度b栅条间隙， m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 46 页13 / 46 h 栅前水深， m v过栅流速， m/s 0.058sin 6

23、00.0150.40.8on=创11.245=,取 n= 12 条。1.1.3.2 栅槽宽度(1)0.01(12 1)0.015 120.29BS nbn栅槽宽度一般比格栅宽0.2 0.3m，取 0.3m。即栅槽宽为 0.29+0.3=0.59m ，取 0.6m。1.1.3.3 进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽 B1=0.5m ，其渐宽部分展开角度 1=601l10.60.50.14220220BBmtgtg1.1.3.4 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度120.140.0722mll1.1.3.5 通过格栅水头损失取 k=3, =1.79( 栅条断面为圆形 ，v = 0.8m/s ，则h

24、1= 24/3()sin2svkdgba式中：k - 系数，水头损失增大倍数-系数，与断面形状有关S - 格条宽度， m d - 栅条净隙， mm v -过栅流速， m/s -格栅倾角，度h1=24 /30.010.831.79()sin 600.01529.81=0.088m 1.1.3.6 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.788 0.8m 1.1.3.7 栅后槽总长度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 46 页14 / 46 1120.51.0HLtgll0

25、.40.30.140.070.5 1.0602.114tgm1.1.3.8 每日栅渣量栅渣量 (m3/103m3污水 ，取 0.1 0.01, 粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取 W1 = 0.07m3/103m3K2 = 1.5 ，则：W=12864001000QWK式中：Q - 设计流量， m3/s W1 - 栅渣量 (m3/103m3污水，取 0.07m3/103m3W=0.0580.07864001.5 1000=0.23 m3/d 0.2 m3/d ( 采用机械清渣 选用 HF-500 型回转式格栅除污机，其性能见下表2-1，表 1-1 HF-500 型回转式格栅除污机性能规

26、格表型号电 动 机功率Kw ）设 备 宽mm）设 备 高mm）设 备 总宽mm）沟宽mm）沟深mm）导 流 槽长度mm）设 备 安装长mm）HF-500 1.1 500 5000 850 580 1535 1500 2500 1.2 集水池1.2.1 设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。1.2.2 设计参数设计流量 Q =5000m3/d=208.33m3/h =0.058m3/s ；1.2.3 设计计算集水池的容量为大于一台泵五分钟的流量，设三台水泵两用一备），每

27、台泵的流量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 46 页15 / 46 为 Q=0.029m3/s 0.03m3/s 。集水池容积采用相当于一台泵30min 的容量3060 305410001000QTWm3 有效水深采用 2m ，则集水池面积为F=27m2，其尺寸为 5.8m5.8m。集水池构造集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。1.3 泵房1.3.1 设计说明泵房

28、采用下圆上方形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑三台水泵，其中一台备用。1.3.2 设计参数设计流量 Q =5000m3/d=208.33m3/h =0.058m3/s 取 Q=60L/s，则一台泵的流量为30L/s 。1.3.3 设计计算1.3.3.1 选泵前总扬程估算经过格栅水头损失为0.2m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为： 78.5-73.412=4.5m 1.3.3.2 出水管水头损失总出水管 Q=60L/s，选用管径 DN250 ，查表的 v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=30L/s，选用管径 DN200 ，v=0.

29、97m/s,1000i=8.6，设管总长为 40m ，局部损失占沿程的 30% ，则总损失为：9.914010.30.51000m1.3.3.3水泵扬程泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为 1.0m, 则水泵总扬程为： H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m 取 8m 。1.3.3.4 选泵选择 100QW120-10-5.5型污水泵三台，两用一备，其性能见表2-3 表 1-2100QW120-10-5.5 型污水泵性能流量30L/s 电动机功率5.5KW 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 46 页16

30、 / 46 扬程10m 电动机电压380V 转速1440r/min 出口直径100 轴功率4.96KW 泵重量190kg 效率77.2% 1.4 水力筛1.4.1 设计说明过滤废水中的细小悬浮物1.4.2 设计参数设计流量 Q =5000m3/d=208.33m3/h =0.058m3/s 1.4.3 设计计算机型选取选用 HS120型水力筛三台 两用一备），其性能如表2-2，1-3HS120 型水力筛规格性能图 1-2 水力筛外形图处理水量 设备空重 (Kg设备运行重量(Kg1001.54601950精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

31、 16 页，共 46 页17 / 46 1.5 调节池1.5.1 设计说明调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。1.5.2 设计参数设计流量 Q =5000m3/d=208.33m3/h =0.058m3/s ；调节池停留时间 T=5.0h 。1.5.3 设计计算1.5.3.1 调节池有效容积V = QT = 208.33 5=1041.65m3 1.5.3.2 调节池水面面积调节池有效水深取5.5M，超高 0.5M，则21041.65189.45.5VAmH1.5.3.3调节池的长度取调

32、节池宽度为15m ，长为 13m ，池的实际尺寸为：长宽高=15m 13m 6m = 1170m3。1.5.3.4 调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6640/3-303/c/s1台1.5.3.5 药剂量的估算设进水 pH 值为 10，则废水中【 OH-】=10-4mol/L, 若废水中含有的碱性物质为NaOH, 所以 CNaOH=10-440=0.04g/L ，废水中共有 NaOH 含量为 50000.04=200kg/d ，中和至7，则废水中【 OH-】=10-7mol/L ，此时 CNaOH=10-740=0.410-5g/L ，废水中NaOH 含 量

33、 为5000 0.04 10-5=0.02kg/d， 则 需 中 和 的NaOH 为200-0.02=199.98kg/d ，采用投酸中和法，选用96% 的工业硫酸，药剂不能完全反应的加大系数取 1.1 ， 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O 80 98 199.98 244.976精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 46 页18 / 46 所以实际的硫酸用量为244.9761.1280.700.96kg/d 。投加药剂时，将硫酸稀释到3% 的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加酸溶液量为280.70

34、9356.67/389.86/0.03kg dLh1.5.3.6 调节池的提升泵设计流量 Q =30L/s, 静扬程为 80.9-71.05=9.85m 。总出水管 Q=60L/s，选用管径 DN250 ，查表的 v=1.23m/s,1000i=9.91,设管总长为 50m ，局部损失占沿程的30% ，则总损失为：9.915010.30.641000m管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为 1.0m, 则水泵总扬程为： H=9.85+0.64+1.5+1.0=12.99m 取 13m 。选择 150QW100-15-11型污水泵三台，两用一备，其性能见表2-3 表 1-4 150QW100

35、-15-11 型污水泵性能流量30L/s 电动机功率11KW 扬程15m 电动机电压380V 转速1460r/min 出口直径150 轴功率4.96KW 泵重量280kg 效率75.1% 1.6 UASB 反应池1.6.1 设计说明UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。 UASB 反应池有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短1.6.2 设计参数设计流量 Q =5000m3/d=208.33m3/h =0.058m3/s

36、 ；进水 COD=1400mg/L 去除率为 80% ；容积负荷 ；污泥产率为： 0.07kgMLSS/kgCOD ；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 46 页19 / 46 产气率为： 0.4m3/kgCOD 。1.6.3 设计计算1.6.3.1 UASB 反应器结构尺寸计算1. 反应器容积计算 ( 包括沉淀区和反应区 UASB 有效容积为：V有效=0vQSN式中：V有效- 反应器有效容积， m3Q- 设计流量， m3/d S0-进水有机物浓量 ,kgCOD/m3Nv -容积负荷 ,kgCOD/(m3d V有效=500

37、0 1.44.5=1556m3 2. UASB 反应器的形状和尺寸工程设计反应器 2 座，横截面为矩形反应器有效高度为5m ，则221556311.25311.2155.622iVSmhSSm有效横截面积单池面积单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1 以下较为合适设池长 L=16m ，则宽155.69.7215iSBmL，取 10m 。单池截面积：216 10 160iSL Bm设计反应池总高H=6.5m ，其中超高 0.5m 一般应用时反应池装液量为70%-90% ）单池总容积3160(6.50.5)960iiHmVS单池有效反应容积31605800iihmVS有效单个反应器实际

38、尺寸 16m 10m 6.5m 反应器数量 2座总池面积21602320inmSS总精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 46 页20 / 46 反应器总容积3960 21920iVVnm总有效反应容积33V800 2 16001556iVnmm有效有效，符合有机符合要求UASB 体积有效系数1600100%83.3%1920在 70%-90%之间，符合要求 水力停留时间 3216007.68208.33Q208.330.65/1.0S160HRTrVhQVmmht有效总符合设计要求。1.6.3.2 三相分离器构造设计1.

39、设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。2. 沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置6 个集气罩，构成6 个分离单元，则每池设置6 个三相分离器。三相分离器长度 B=10m ，每个单元宽度 b=L/6=16/6=2.667m 。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即160m2。沉淀区的表面负荷率32104.20.65/1.02.0160iQmmhS3. 回流缝设计如图 1-3 是三相分离器的结构示意图精

40、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 46 页21 / 46 bb2b1h3CBAEV1V2图 1-3 三相分离器结构示意图设上下三角形集气罩斜面水平夹角=55，取 h3=1.1m；b1=h3/tg 式中：b1下三角集气罩底水平宽度，m 。下三角集气罩斜面的水平夹角；h3下三角集气罩的垂直高度，m 。b1=01.155tg=0.77m 则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2= b -2 b1= 2.667 2 0.77 = 1.13m 则下三角形回流缝面积为：S1=b2l n=1.13106= 67.8m2下三角集气罩之

41、间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1可用下式计算：V1 = Q1/S1式中： Q1反应器中废水流量，m3/h ；S1下三角形集气罩回流逢面积，m2；V1 = 208.33/ 267.8 = 1.53m/h可用下式计算：V2 = Q1/S2，式中：Q2反应器中废水流量，m3/h ；S2 上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；V1 = 208.33/ 254 = 1.92m/h V1 V2 55tg= (0.4 0.5736 + 0.72/2 1.4281 = 0.824 m 校核气液分离。假定气泡上升流速和水流流速不变沿 AB方向水流速度：104.22.34/20.37102 6iaQm hCE

42、BNV式中：B三相分离器长度N每池三相分离器数量气泡上升速度： Vb = 21()18ggdrrrm-式中：d气泡直径， cm ；1液体密度， g/cm3；g沼气密度， g/cm3；碰撞系数，取0.95；废水的动力粘滞系数，0.02g/cms；V液体的运动粘滞系数，cm2/s取d=0.01cm( 气 泡 ， 常 温 下 ， 1 = 1.03g/cm3, g=1.210-3g/cm3，V=0.0101cm2/s, =0.95 ，= V1 =0.01011.03=0.0104g/cm s 。一般废水的净水的 , 故取= 0.02g/cm s 。由斯托克斯工式可得气体上升速度为：320.959811

43、.031.25 100.010.266(/ )9.58(/ )180.02bcm sm hV0.641.60.4BCAB；9.584.092.34baVV；baVBCVAB；可脱去 d0.01cm 的气泡。5. 三相分离器与 UASB 高度设计三相分离区总高度 h=h2+h3 +h4h5h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 46 页23 / 46 523451.35 0.40.70.22550.22550.180.5 1.1 1.15 0.182.57DFAFADmhDFSinSinm

44、hhhhhm UASB 总高H = 6.5m ，沉淀区高2.5m，污泥区高1.5m，悬浮区高2.0m，超高0.5m。1.6.3.3 布水系统设计计算1. 配水系统采用穿孔配管，进水管总管径取200 ，流速约为0.95m/s。每个反应器设置 10 根 DN150支管，每根管之间的中心距离为1.5m，配水孔径采用16，孔距 1.5m，每孔服务面积为1.5 1.5=2.25 ，孔径向下，穿孔管距离反应池底 0.2m，每个反应器有 66 个出水孔，采用连续进水。2. 布水孔孔径共设置布水孔 66 个，出水流速 u 选为 2.2m/s ，则孔径为44 208.33/ 20.01636003600 66

45、3.142.2Qdmn u3. 验证常温下，容积负荷 ；产气率为： 0.4m3/kgCOD ；需满足空塔水流速度uk1.0 m/h, 空塔沼气上升流速ug1.0m/h。空塔水流速度208.330.65/320kQum hS1.0 m/h 符合要求。空塔气流速度5000 / 24 1.40.80.40.29/320ogQC rum hS 1.0 m/h 符合要求。1.6.3.4 排泥系统设计计算1. UASB 反应器中污泥总量计算一般 UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,则两座 UASB 反应器中污泥总量：1556 1523340/ssGVGkgss d。

46、2. 产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgMLSS/kgCOD UASB反应器总产泥量0.07 5000 1.40.8392/oXrQC EkgVSS d式中：X UASB 反应器产泥量， kgVSS/d ；r厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD ；Co进水 COD 浓度 kg/m3；E去除率，本设计中取80% 。 据 VSS/SS = 0.8 ，X=392/0.8=490kgSS/d 单池产泥Xi = X/2 = 490/2 = 245kgSS/d 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 46 页24 /

47、46 污泥含水率为 98% ，当含水率 95% ，取31000/skg m ，则污泥产量349024.5/110001 98%ssXWmhP单池排泥量324.512.25/2siWmh污泥龄2334047.63490cGdX3. 排泥系统设计在 UASB 三相分离器下 0.5m和底部 400高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口。每天排泥一次。1.6.3.5 出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。1. 出水槽设计对于每个反应池，有6 个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽 0.3m。 单个反应器流量3208.330.029/36

48、003600iiQqms 设出水槽口附近水流速度为0.2m/s ，则槽口附近水深/ 60.029 /60.0810.30.2iqmua取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01 ；出水槽尺寸10m 0.2m0.25m；出水槽数量为 6 座。2. 溢流堰设计 出水槽溢流堰共有12 条62），每条长10m ，设计 900三角堰，堰高50，堰口水面宽b=50。每个 UASB反应器处理水量28L/s, 查知溢流负荷为1-2 L/m s），设计溢流负荷 f = 1.117L/ms），则堰上水面总长为：2825.071.117iqLmf。三角堰数量：325.075045010lnb个，每条溢流堰三角

49、堰数量：504/12=42个。一条溢流堰上共有42 个 100 的堰口， 42 个 140的间隙。堰上水头校核每个堰出流率：35528 105.5610/504iqqmsn精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 46 页25 / 46 按 900三角堰计算公式，2.51.43qh堰上水头：0.455.56 100.01721.431.43qhm出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，6 条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽 0.8m，坡度 0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s 。渠口附近水深0.0280.11

50、60.80.3iqmuxa以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.116=0.37m ，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为14.67M，出水渠长为14.67+0.1=14.77m，出水渠尺寸为14.77m 0.8m0.37m，向渠口坡度 0.001。 UASB排水管设计计算选用 DN250 钢管排水，充满度为0.6 ，管内水流速度为32428 100.95/0.60.25vm s1.6.3.6 沼气收集系统设计计算1. 沼 气 产 量 计 算沼 气 主 要 产 生 厌 氧 阶 段 ， 设 计 产 气 率 取0.43/mkgCOD。总产气量30.4 5000 1.4 0.82240