廢水處理站的工藝設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次研究課題是關于杭州蕭山前進工業(yè)園區(qū)杭州統(tǒng)一企業(yè)有限公司食品廢水處理站的工藝設計部分。目的旨在解決飲料生產(chǎn)車間排出的含大量有機物和方便面車間含大量油脂的廢水，經(jīng)過UASB反應器和CAST池兩套主要水處理設備處理，實現(xiàn)達標排放。</p><p><b>　　關鍵詞：</b><

2、/p><p>　　食品廢水；隔油池；UASB反應器；CAST池。</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　建國以來，我國食品工業(yè)得到迅速發(fā)展，到目前我國食品生產(chǎn)廠家眾多，既成為世界農業(yè)生產(chǎn)大國，又成為較高濃度有機物污染大戶，食品廢水的排放和對環(huán)境的污染已成為突出問題，引起了各有關部門的重視。由于食品廢水中含有大量的有機物，排放

3、對自然水體的影響非常大。基于水污染的危害性和嚴重性，以保護環(huán)境為宗旨，以達到國家廢水排放標準為要求來設計食品廢水排放設備，所以此排放系統(tǒng)的設計旨在控制廢水的COD濃度，減少對環(huán)境的污染。 </p><p>　　“七五”以來，我國對食品廢水的處理工藝和技術進行了大量的研究和探索，特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設計院和科研單位，對食品廢水的處理進行了各方面的試驗、研究和實踐，取得了行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為

4、主、生化與物化相結合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結合法、水解酸化與SBR相組合等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究，有的已取得了理想的成效，不久將應用于實踐中。</p><p>　　第一部分   設計說明書</p><p><

5、;b>　　設計概述 </b></p><p><b>　　1.1工程概況 </b></p><p>　　杭州統(tǒng)一企業(yè)有限公司主要生產(chǎn)瓶裝飲料和方便面食品，廢水主要來自飲料加工過程的清洗廢水和方便面加工的含油廢水，廢水水量為3000m3 /d;現(xiàn)在針對該企業(yè)污水排放后匯入就近河流，設計一套污水處理工藝，以實現(xiàn)污染物達標排放

6、。</p><p>　　對統(tǒng)一企業(yè)廢水狀況調查，其廢水水質如下：</p><p>　　表2.1 廢水進水水質</p><p>　　根據(jù)污水綜合排放標準(GB 8978-1996)二級標準，處理后的廢水應達到如下標準：</p><p>　　表2.2 廢水出水水質</p><p>　　2.工藝選擇與工藝簡介 &l

7、t;/p><p><b>　　2.1 工藝選擇 </b></p><p>　　其中一種設計方案為（方案一）： </p><p><b>　　達標排放</b></p><p>　　廢水 </p><p><b>

8、　　外運</b></p><p>　　另一中設計方案為（方案二）： </p><p><b>　　達標排放</b></p><p><b>　　廢水</b></p><p><b>　　外運 </b></p><p>　　2.2工藝流程

9、的優(yōu)缺點比較</p><p>　　兩種方案都有格柵、隔油池、調節(jié)池、污泥濃縮池等輔助構筑物，無需比較，將對其主要構筑物進行比較。</p><p>　　a.方案一，采用簡單的厭氧好氧聯(lián)合處理處理技術，即UASB反應器與CAST池的組合工藝，其中UAST與其他反應器相比有以下特點：</p><p>　?。?）沉降性能良好，不設沉淀池，無需污泥回流。</p>

10、<p>　?。?）不甜載體，構造簡單，節(jié)省造價。</p><p>　?。?）由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定得攪拌，則不設攪拌設備。</p><p>　?。?）污泥濃度和有機負荷高，停留時間短。</p><p>　?。?）再加上UAST反應其氨氮的去除率高達85%，能有效的去除氨氮。</p><p>　?。?）CAST擁有良好的

11、工藝性能和靈活的操作。</p><p>　　b.方案二，采用水解酸化池和接觸氧化法組合工藝，此流程特點是將好樣工藝中的兩級接觸氧化工藝簡化為一級接觸氧化，使能耗大幅度降低，由于水解反應器可使食品廢水中的大部分難降解有機物轉變?yōu)樾》肿右字v解的有機物，出水的課生化性能得到改善，這使好氧處理的單元的停留時間小于傳統(tǒng)工藝，水解池還可以有效地截留去除懸浮性顆粒物質的特點。</p><p>　　2.3

12、技術經(jīng)濟的比較，如下表</p><p>　　2.4工藝流程的確定</p><p>　　顯然通過以上的比較，采用UASB—好氧技術即UASB—CAST最優(yōu)。</p><p>　　2.5工藝設計流程及處理構筑物說明</p><p><b>　　1）工藝設計流程</b></p><p>　　食品生產(chǎn)廢水

13、先經(jīng)格柵去除粗打雜質物，進入隔油池去除廢水中的植物油，隔油池中出來的水用泵連續(xù)送入UASB反應器內的出水流入CAST反應池中進行好氧處理。從CAST出來的廢水中的氨氮含量大大降低，使出水各項指標都能達標。來自UASB反應器的剩余污泥現(xiàn)在污泥池內濃縮，中心泥斗中的污泥被污泥泵送到脫水機房，進一步降低污泥含水率，實現(xiàn)污泥的減量化。</p><p>　　2）工藝中的主要構筑物說明</p><p>

14、;　　a.格柵:由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道，泵房集水井的進口處或物水處理廠的端部，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護作用，另外可減輕后續(xù)構筑物的處理負荷，并使之正常運行。</p><p>　　b.平流式隔油池：可去除原水中的不可溶解的有機物，以便減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，并使之正常運行。在我國使用較為廣泛，出油效果好，能去除70%以上的油和調節(jié)水量的作用。</p>

15、<p>　　c.UASB反應器：UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應與沉淀于一體，是一種結構緊湊，效率高的厭氧反應器，由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。能培養(yǎng)出一種據(jù)用良好沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性的厭氧顆粒污泥，并在底部形成污床，顆粒具有極高的凈化處理效率，最重要的是反應器能培養(yǎng)出一種具有良好沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性的厭氧顆粒污泥，并在底部形成污泥床，可逆污泥具有極高的進化處理效率。UASB反

16、映其具有下面這些優(yōu)點：⑴放映氣的有機負荷很高，高于前幾代厭氧反應器；⑵污泥顆?；笫狗磻骺箵糌摵尚源蟠筇岣?；⑶在一定水力負荷條件下，反應器可以靠產(chǎn)生的氣體進行攪拌混合，不需要任何攪拌裝置，使污泥和基質充分混合接觸；⑷反應器上部設置的三相分離器有效地將氣，液，固三相進行分離，不需要再增加其他沉淀，脫氣等輔助設備，簡化了工藝，節(jié)省了運行費用；⑸不需要設置填料和載體，提高了反應器的容積利用率。</p><p>　　d

17、.CAST反應池：工藝集曝氣與沉淀于同一池內，取硝了常規(guī)活性污泥法的一沉池和二沉池，其工作過程分為曝氣、沉淀和排水三個階段。CAST工藝的優(yōu)點</p><p>　　1.工藝簡單，占地面積小，投資較低：CAST的核心構筑物為反應池，沒有二沉池，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設施布置緊湊，占地省和投資低。</p><p>　　2.曝氣階段生化反應推動力大：這有利于減少曝氣池容積，

18、降低工程投資。</p><p>　　3.沉淀效果好：CAST工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用池，沉淀階段的表面負荷比沉淀池小得多，沒有進水的干擾，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CAST工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。CAST反應池中存在較大的基質濃度梯

19、度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件不利于絲狀微生物的優(yōu)勢生長，可有效防止污泥絲狀膨脹。</p><p>　　4.運行靈活，抗沖擊能力強： CAST工藝是按時間順序運行的，各階段的長短均可根據(jù)進水、出水水質及污水量的變化靈活調整，可以在滿足排放標準的條件下達到經(jīng)濟運行的目的。CAST工藝集曝氣、沉淀等功能于一體，池容相對較大，抗水質、水量沖擊能力較大。當進行脫氮除磷時，可通過間斷曝氣控制反應池的溶解

20、水平，提高脫氮除磷的效果。</p><p>　　5.CAST工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛。</p><p><b>　　6.運行穩(wěn)定性好。</b></p><p>　　7.基質去除率較高。</p><p>　　8.剩余污泥量小，性質穩(wěn)定。</p><p>　

21、　2.6各處理單元效率預測表</p><p>　　因此本設計選用方案一。</p><p>　　第二部分 設計計算書</p><p>　　1．主要處理構筑物及其相關計算</p><p><b>　　沉氣貯柜</b></p><p>　　格柵 隔油調節(jié)池 UASB反應器

22、 CAST池 達標排放</p><p>　　外運 污泥脫水 污泥濃縮池</p><p>　　1.1格柵的設計計算</p><p>　　1.1.1設計參數(shù)設計流量Q = 3000m3/d =34.7L/s；</p><p>　　最大日流量：Qmax=3000×1.7=5100m3/d=59.0L/

23、s</p><p>　　取用中格柵，柵條間隙e = 15mm 格柵安裝角度α= 30°;</p><p>　　柵前部分長度:0.5m 柵條寬度:S=0.01m;</p><p>　　柵前流速0.8 m/s ,過柵流速0.9m/s ；</p><p>　　水量變化系數(shù)K=1.7，柵前水深:0.4m;</p><

24、p>　　單位柵渣量W = 0.05m3/103 m3 廢水 。數(shù)量2組</p><p><b>　　1.1.2設計計算</b></p><p><b>　　（1）過柵流量</b></p><p>　　Qmax1=Qmax/2=0.030m3/ s</p><p>　?。?）確定格柵前水深，根據(jù)

25、最優(yōu)水力斷面公式Q1=計算得:柵前槽寬B1=，則柵前水深h=m</p><p>　?。?）柵條間隙數(shù)n= 取n=13</p><p>　?。?）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01×（13-1）+0.015×13=0.32m</p><p>　?。?）進水渠道漸寬部分長度L1=</p><p>　　（其中α1為進

26、水渠展開角）</p><p>　　（6）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2=</p><p>　?。?)過柵水頭損失（h1）</p><p>　　因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 </p><p><b>　　h1=kh0=</b></p><p>　　其中ε=β（s/e）4/3<

27、;/p><p><b>　　h0：計算水頭損失</b></p><p>　　ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時β=2.42</p><p>　　(8)柵后槽總高度（H）</p><p>　　取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度</p><p>　　H1=h+h2=0.14+0.3

28、=0.44m</p><p>　　柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.14+0.17+0.3=0.61m</p><p>　　(9)格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+0.44/tanα</p><p>　　=0.04+0.02+0.5+1.0+0.44/tan75°=1.68m</p><p>　　(10)每日柵渣量ω=Q平

29、均日ω1==0.15m3/d<0.2m3/d</p><p>　　所以宜采用人工清渣。</p><p><b>　　污水提升泵房 </b></p><p><b>　　2.1設計參數(shù) </b></p><p>　　設計流量：Q=0.463m3/s，泵房工程結構按遠期流量設計

30、 </p><p>　　2.2.泵房設計計算 </p><p>　　污水處理系統(tǒng)簡單，對于新建污水處理站，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入調節(jié)池，然后自流通過隔油池、UASB反應器及CAST池，最后由出水管道排入就近河流。 </p><p>　　污水提升前水位-2m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位2.77&

31、#160;m（即格柵前水面標高）。 </p><p>　　所以，提升凈揚程Z=2.77 -（-2）=4.77m 水泵水頭損失取h=2m 從而需水泵揚程H=Z+h=6.77m</p><p>　　再根據(jù)設計流量0.463m3/s =1667m3/h，采用2臺MF系列污水泵，單臺提升流量834m3/s。采用ME系列污水泵（8MF-13B）3臺，

32、二用一備。該泵提升流量830～840m3/h，揚程11m，轉速970r/min，功率30kW。 </p><p>　　占地面積為π52＝78.54m2，即為圓形泵房D＝10m,高12m,泵房為半地下式，地下埋深6m，水泵為自灌式。</p><p>　　3.2 調節(jié)池的設計計算。</p><p>　　3.2.1 設計參數(shù)</p><p&g

33、t;　　水力停留時間T = 2h ；</p><p>　　設計流量Q = 3000m3/d = 125m3/h ；</p><p><b>　　有效水深：h=3m</b></p><p>　　超高部分：h1=0.3m</p><p>　　池底為正方形 即長寬尺寸相等；設2座調節(jié)池；</p><p>

34、;　　3.2.2 設計計算</p><p><b>　　有容積為：</b></p><p>　　V = QT = 125×2= 250m3 </p><p><b>　　池面積為：</b></p><p>　　A = V/h = 250/3 =83.3 m3</p><

35、p>　　池長：L===9.13池長取L = 9.50m ,池寬取B = 9.50 m ，</p><p>　　池總高度：H=h+h1=3.3m</p><p>　　則池子總尺寸為：L×B×H = 9.50×9.50×3.3= 297.8m3</p><p>　　3.2.3 采用空氣攪拌。用壓縮空氣進行攪拌，攪拌效果好，還

36、起到預曝氣的作用。</p><p>　　3.3平流隔油池的設計計算。</p><p>　　3.3.1設計參數(shù)：廢水在隔油池的設計停留時間：t=1.5h</p><p>　　廢水在隔油池中的水平流速：v=5mm/s</p><p>　　隔油池每個格間寬度：b=3m</p><p>　　廢水在隔油池工作水深：h=1.0m

37、</p><p>　　池水以上的池壁超高0.5米，設2組</p><p>　　3.3.2 按廢水停留時間計算法進行各部分尺寸計算。</p><p>　　隔油池的總容積： W=Qt=1500×1.7×1.5/24=159.4 m3</p><p>　　隔油池的過水斷面為:A=W/3.6v=159.4/3.6×5=8

38、.9m²</p><p>　　隔油池隔間數(shù)：n=A/bh=8.9/(1×3)=3.0 </p><p><b>　　隔油池的有效長度：</b></p><p>　　L=3.6vt=3.6×3×1.5=16.2m</p><p><b>　　隔油池的高度H為：</

39、b></p><p>　　H=h+h′=1+0.5=1.5m</p><p>　　而L/b=16.2/3=5.4>4 符合要求。</p><p>　　4.1.4 上流式厭氧污泥床反應器（UASB）</p><p>　　本設計容積負荷Nv取6 KgCOD/（m3·d），COD的除去率在80%以上，對SS無除去。，UASB

40、的設計進、出水水質見表4-4。</p><p><b>　　(1)參數(shù)選取</b></p><p><b>　　設計參數(shù)選取如下：</b></p><p>　　容積負荷（Nv） 6 kg COD/(m3.d) （常溫情況下）</p><p>　　污泥產(chǎn)率 0.1kg MLSS/kg COD

41、</p><p>　　產(chǎn)氣率 0.5m3/kg COD</p><p>　　(2)反應器容積計算</p><p>　?、?UASB有效容積 </p><p>　　V=QS0/Nv=(300×1.7×1.2)/6=1020m³ 式（4—14）</p><p>

42、　　式中：S0------進水中有機物濃度，kg COD/m3</p><p>　　Q------進水流量，m3/d</p><p>　　NV------反應區(qū)有機物容積負荷，取Nv=6kg COD/(m3·d)</p><p>　　取有效容積系數(shù)為0.8,則實際體積為1275m3</p><p>　　UASB反應器采用圓形池子，布

43、水均勻，處理效果好。</p><p>　　取水力負荷q1=0.8m3/（m2·h），一般取0.5≤q≤0.9m3/(m3·h)。</p><p>　　反應器橫截面積A=Q/q1=212.5/0.8=265.6m2 式（4—15）</p><p>　　有效水深H=V/A=1275/265.6=4.8m 取H=5m 式（4

44、—16）</p><p>　　采用4座相同的UASB反應器，則每個單池面積A1為：</p><p>　　A1=A/4=265.6/4=66.4m2 式（4—17）</p><p>　　取D=10m 式（4—18）</p><p>　?、?則實際橫截面積 A2=3.14D2/4=7

45、8.5m2 式（4—19）</p><p>　?、?實際表面水力負荷q=Q/4A2=212.5/（78.5×4）=0.68 在0.5—1.5m/h之間，符合設計要求符合要求。</p><p><b>　　(3)配水系數(shù)設計</b></p><p>　　本設計采用圓形布水器，每個UASB反應器設36個布水點。</p&

46、gt;<p><b>　?、?參數(shù)</b></p><p>　　每個池子的流量：Q1=212.5/4=53.1m3/h 式（4—20）</p><p><b>　?、?設計計算</b></p><p>　　查有關數(shù)據(jù)，對顆粒污泥來說，容積負荷大于4m3/(m2.h)時，每個進

47、水口的負荷須大于2m2，則布水孔個數(shù)n必須滿足пD2/4n>2，</p><p>　　即n<пD2/8=3.141010/8=39.25 </p><p>　　取n=36個，則每個進水口負荷 a=пD2/4n=3.141010/（4×36）=2.18m2</p><p>　　可設3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設6個孔口，中間設12個，最外圍設18個，其

48、草圖見圖</p><p>　　A. 內圈6個孔口設計</p><p>　　服務面積： S1=62.18=13.08m2</p><p>　　折合為服務圓的直徑為： </p><p><b>　　式（4—21）</b></p><p>　　用此直徑用一個虛圓，在該圓內等分虛圓面積處設一實圓環(huán)，

49、其上布6個孔口，則圓環(huán)的直徑計算如下： </p><p>　　3.14d12/4=S1/2 </p><p><b>　　式（4—22）</b></p><p>　　B. 中圈12個孔口設計</p><p>　　服務面積： S2=122.18=26.16m2</p><p>　　

50、折合為服務圓的直徑為： </p><p>　　則中間圓環(huán)的直徑計算如下：</p><p>　　3.14(7.072－d22)/4=S2/2 </p><p><b>　　則 d2=5.8m</b></p><p>　　C. 外圈18個孔口設計</p><p>　　服務面積： S3=

51、182.18=39.24m2</p><p>　　折合為服務圓的直徑為 </p><p><b>　　式（4—23）</b></p><p>　　則中間圓環(huán)的直徑計算如下：3.14(102－d32)=S3/2 </p><p><b>　　則 d3=9.7m</b></p&g

52、t;<p>　　布水點距反應器池底120mm；孔口徑15cm</p><p>　　UASB布水系統(tǒng)示意圖如下：</p><p>　　圖4-4 UASB布水系統(tǒng)示意圖</p><p>　　(4)三相分離器的設計</p><p><b>　?、僭O計說明</b></p><p>　　UAS

53、B的重要構造是指反應器內三相分離器的構造，三相分離器的設計直接影響氣、液、固三相在反應器內的分離效果和反應器的處理效果。對污泥床的正常運行和獲得良好的出水水質起十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)驗， 三相分離器應滿足以下幾點要求：</p><p>　　A.沉淀區(qū)的表面水力負荷<1.0m/h；</p><p>　　B.三相分離器集氣罩頂以上的覆蓋水深可采用0.5～1.0m；<

54、/p><p>　　C.沉淀區(qū)四壁傾斜角度應在45º～60º之間，使污泥不積聚，盡快落入反應區(qū)內；</p><p>　　D.沉淀區(qū)斜面高度約為0.5～1.0m；</p><p>　　E.進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速≤2m/h；</p><p>　　F.總沉淀水深應≥1.5m；</p><p>　　G.

55、水力停留時間介于1.5～2h；</p><p>　　H.分離氣體的擋板與分離器壁重疊在20mm以上；</p><p>　　以上條件如能滿足，則可達到良好的分離效果。</p><p><b>　　②設計計算</b></p><p>　　本設計采用無導流板的三相分離器</p><p><b>

56、;　　A 沉淀區(qū)的設計</b></p><p>　　沉淀器（集氣罩）斜壁傾角 θ=50°</p><p>　　沉淀區(qū)面積： A=3.14D2/4=63.6m2 式（4—24）</p><p><b>　　表面水力負荷:</b></p><p>　　q=Q/A=141.67/(463.6)=0

57、.56m3/(m2·h)<1.0 m3/(m2·h) 符合要求。</p><p><b>　　B 回流縫設計</b></p><p>　　圖4-5 三相分離器計算草圖</p><p><b>　　1）各段長度的確定</b></p><p>　　h2的取值范圍為0.5—

58、1.0m,h1一般取0.5</p><p>　　取h1=0.5m h2=0.6m h3=2.0m </p><p>　　依據(jù)上圖中幾何關系知: </p><p>　　b1=h3/tanθ 式（4—25）</p><p>　　式中b1—下三角集氣罩底水平寬度，</p><p>　　θ—下三角集氣罩斜面的水平夾角

59、</p><p>　　h3—下三角集氣罩的垂直高度，m</p><p>　　b1=2.0/tan50o=1.68m 式（4—26）</p><p>　　b2=D－2b1=10－21.68=6.64m式（4—27）</p><p>　　下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速V1,可用下式計算：</p><p&

60、gt;<b>　　式（4—28）</b></p><p>　　式中Q1—反應器中廢水流量（m3/s）</p><p>　　S1—下三角形集氣罩回流縫面積（m2）</p><p><b>　　符合要求</b></p><p>　　上下三角形集氣罩之間回流縫流速v2的計算： V2=Q1/S2</

61、p><p>　　S2—上三角形集氣罩回流縫面積（m2）</p><p>　　CE—上三角形集氣罩回流縫的寬度，CE>0.2m，取CE=1.4m</p><p>　　CF—上三角形集氣罩底寬，取CF=7.0m</p><p>　　則 EH=CEsin50o=1.4sin50o=1.07m 式（4—29）</p>

62、<p>　　EQ=CF+2EH=7.0+21.07=9.14m 式（4—30）</p><p>　　S2=3.14(CF+EQ)CE/2=3.14(7.0+9.14) 1.4/2=35.48m2 式（4—31）</p><p>　　V2=62.5/35.48=1.76m/h 式（4—32）</p><p>　　V2<

63、;V1<2.0m/h , 符合要求</p><p>　　確定上下集氣罩相對位置及尺寸</p><p>　　BC=CE/cos50o=1.4/cos50o=2.178m 式（4—33）</p><p>　　HG=(CF－b2)/2=0.18m 式（4—34）</p><p>　　EG=EH+HG=1.25m

64、 式（4—35）</p><p>　　AE=EG/sin40=1.25/sin40=1.95m 式（4—36）</p><p>　　BE=CEtan50o=1.67m 式（4—37）</p><p>　　AB=AE－BE=0.28m 式（4—38）</

65、p><p>　　DI=CDsin50o=ABsin50o=0.28sin50o=0.21m 式（4—39）</p><p>　　h4=AD+DI=BC+DI=2.388m式（4—40）</p><p><b>　　h5=1.0m</b></p><p><b>　　2）氣液分離設計</b></

66、p><p>　　由三相分離器計算草圖可知，欲達到氣液分離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離（AB的水平投影）越大，氣體分離效果越好，去除氣泡的直徑越小，對沉淀區(qū)固液分離效果的影響越小，所以，重疊量的大小是決定氣液分離效果好壞的關鍵。</p><p>　　由反應區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過渡到上三角形集氣罩回流縫再進入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比較復雜。當混合液上升到A

67、點后將沿著AB方向斜面流動，并設流速為va，同時假定A點的氣泡以速度vb垂直上升，所以氣泡的運動軌跡將沿著va和vb合成速度的方向運動，根據(jù)速度合成的平行四邊形法則，則有：</p><p>　　要使氣泡分離后進入沉淀區(qū)的必要條件是：</p><p>　　在消化溫度為25℃，沼氣密度=1.12g/L；水的密度=997.0449kg/m3；</p><p>　　水的運動

68、粘滯系數(shù)v=0.0089×10-4m2/s；取氣泡直徑d=0.01cm</p><p>　　根據(jù)斯托克斯（Stokes）公式可得氣體上升速度vb為</p><p>　　式中： vb—氣泡上升速度（cm/s）</p><p>　　g—重力加速度（cm/s2）</p><p>　　β—碰撞系數(shù)，取0.95</p><

69、p>　　μ—廢水的動力粘度系數(shù)，g/(cm.s) μ=vβ</p><p><b>　　水流速度：</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　故設計滿足要求。</b></p><p><b>　　（5）其他設計<

70、/b></p><p><b>　?、俪鏊到y(tǒng)設計</b></p><p>　　出水系統(tǒng)的作用是把沉淀區(qū)液面的澄清水均勻的收集并排出，出水是否均勻對處理效果有很大的影響。</p><p>　　采用鋸齒形出水槽，槽寬0.2m,槽高0.2m</p><p><b>　?、谂拍嘞到y(tǒng)設計</b><

71、;/p><p>　　每日產(chǎn)生的懸浮固體： 式（4—41）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q———— 設計流量，m3/d； </p><p>　　η———— 污泥產(chǎn)率，kgMLSS/kgCOD； </p><p>　　、————

72、 進出水COD的濃度,kgCOD/m3；</p><p>　　E———— 去除率，本設計中取85%。 </p><p>　　=（1200-240）×0.85×0.1×3000×1.7×10-3=416.16kgMLSS/d，含水率為98%，則產(chǎn)泥量為：</p><p>　　Q=416.1

73、6/[1000×(1-98%)]=20.8 m3/d 式（4—42）</p><p>　　每日產(chǎn)泥量416.16kgMLSS/d，則每個USAB日產(chǎn)泥量104.04kgMLSS/d,可用150cm排泥管，每天排泥一次。</p><p><b>　?、郛a(chǎn)氣量計算</b></p><p>　　采用每去除1千克COD產(chǎn)生0.5立方米沼氣做

74、參數(shù)</p><p><b>　　式（4—43）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q———— 設計流量，m3/d； </p><p>　　η———— 產(chǎn)氣率，m3/kgCOD； </p><p>

75、　　、———— 進出水COD的濃度,kgCOD/m3；</p><p>　　E———— 去除率，本設計中取85%。</p><p>　　每日產(chǎn)氣量：Qg=（1200-240）×0.85×0.5×3000×1.7×10-3=2080.8m3/d</p><p>　　3.5 CAST反應池的計算<

76、;/p><p>　　3.5.1主要設計參數(shù)的選擇</p><p>　　已知：污水進水量3000/d；進水COD為240mg/l；進水BOD為180mg/l,</p><p>　　出水COD為60mg/l, 出水BOD為27mg/l</p><p><b>　　參數(shù)選擇：</b></p><p>

77、　　⑴污泥負荷L=0.4kgCOD/(kgMLSS?d)</p><p><b>　?、品磻爻財?shù)：4座</b></p><p>　　⑶反應池水深：H=3.5m</p><p><b>　?、扰懦霰龋?lt;/b></p><p>　?、苫钚晕勰嘟缑嬉陨献钚∷睿篽=0.5m</p><

78、;p>　?、蔒LSS濃度為：CA=3500mg/L</p><p>　　3.5.2運行周期及時間確定曝氣時間（TA）</p><p><b>　　TA=，</b></p><p>　　取2h沉淀時間（Ts)Ts=</p><p>　　而=4.6X10=4.6X10=1.57m/s</p><p&

79、gt;　　排水閑置時間，取T=2h，與沉淀時間合計3.6h</p><p>　　一周期所需時間，T≥TA+ Ts+ TD=5.6h</p><p>　　周期數(shù)n取3，每周期8h,進水時間=</p><p>　　所以，CAST運行一周期需8h，其中進水4h，曝氣2h，沉淀1.6h，閑置2h，運行方式見下表（參考書P119）</p><p>　　

80、3.5.3反應池容積計算：</p><p>　　根據(jù)運行周期時間安排和自動控制特點，CAST反應池設置4個，2個一組交替運行1天</p><p>　　(1)CAST反應池容積</p><p>　　單池容積為Vi=(m／nN)Q=(2.5/3×4)×3000×1.7=1062.5m³</p><p>　　

81、反應池總容積V=4Vi=4×1062.5=4250m³</p><p>　　(2)CAST反應池的構造尺寸，CAST反應池為滿足運行靈活及設備安裝需要，設計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)。</p><p>　　CAST池單池有效水深H=6m，超高hc取0.5m,保護水深 =0.5m</p><p>　　單池體積Vi=LBiH,據(jù)資料，B/

82、H=1～2，L/B=4～6,取Bi=6m，L=29.5m,所以</p><p>　　Vi=29.5×6×6=1062m³</p><p>　　單池面積Si= Vi/H=1062.5/6=177m²</p><p>　　CAST池沿長度方向設一道隔墻，將池體分為預反應區(qū)和主反應區(qū)兩部分，靠近進水端為CAST池容積的10%左右的預

83、反應區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另以部分為主要反應。</p><p>　　據(jù)資料，預反應區(qū)長L1=（0.16～0.25）L，取L1=6m</p><p>　　CAST反應池尺寸（外形）24.5m×30m×6.5m（壁厚200mm）</p><p>　　3.5.4反應池總有效水深6m</p><p>　　排水結束時最低水

84、位h1=6×(2.5-1)/2.5=3.6m</p><p>　　基準水位h2=6m，超高為0.5m，保護水深0.5m</p><p>　　污泥層高度h3= h1- 0.5=3.6-0.5=3.1m</p><p>　　驗證池容，兩池一次進水4h，Qh為212.5m³/h,所以每周期的進水量Qw=QfTf=212.5×4=850 m&#

85、179;</p><p>　　CAST反應池一周期內能納水</p><p>　　V3=2(h2-h1)Si=2×（6-3.1）×177=1026.6 m³﹥QW</p><p>　　所以CAST反應池的建造符合水量要求。</p><p>　　3.5.5排水口高度與排水裝置</p><p>

86、　　(1)排水口高度：排水口應設在反應池低水位之下0.5～0.7m，本設計排水口在最低水位之下0.5m處</p><p><b>　　(2)排水裝置：</b></p><p>　　每池排出負荷QD=QhTf/2TD=212.5×4/(2×2)=212.5m³/h=3.54m³/min</p><p>　　

87、3.5.6產(chǎn)泥量計算</p><p>　　(1)CAST池產(chǎn)泥量：CAST池的剩余主要來自微生物代謝增殖污泥，還有少部分進水懸浮物沉淀形成</p><p>　　CAST生物代謝產(chǎn)泥量為bX=aQSr-bXrV=aQSr-bQSr/L3=(a-b/L3)QSr</p><p>　　式中 a-微生物代謝增殖系數(shù) kg VSS/kg COD</p><

88、;p>　　b-微生物自身氧化率.</p><p>　　Xr-回流污泥濃度 mg/L</p><p>　　V-反應池容積 m³</p><p>　　Sr-去除的COD濃度 kg COD/m³</p><p>　　L3-COD污泥負荷 kg COD/kg VSS</p><p>　　本次設計

89、選a=0.75,b=0.05,則</p><p>　　X=（0.75-0.05/0.4）×3000×1.7×0.24=765kg/d</p><p>　　假定剩余污泥含水率為99%，則排水量為</p><p>　　Q3=X/10³（1-p)=765/10³（1-0.99）=76.5m³/d）</p&g

90、t;<p>　　考慮安全系數(shù)，則每天排泥一次，排泥量為76.5m³/d）</p><p>　　(2)排泥系統(tǒng)：每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01，在每池出水端設0.5m×0.5m×0.5m排水坑1個。</p><p>　　3.5.7需氧量及曝氣系統(tǒng)</p><p>　　(1)需氧量計算：CAST反應池需氧量Oa以每天除1k

91、gCOD需要0.75kgO2的經(jīng)驗法計算Oa=0.75QSr=0.75×3000×1.7×(240-60)/10³=688.5kg/d</p><p>　　兩池每周期需氧量為Qat=Oa/2n=688.5/2*3=114.75kg/周期</p><p>　　一周期曝氣3h，所以單位時間曝氣量為Oa=Oat/T=114.75/3=38.25m³

92、;/h</p><p><b>　　(2)需要空氣量</b></p><p>　　Oa=Oah/（0.28×0.18）=38.25/（0.28×0.18）=758.9m³/h</p><p>　　式中 –可變微孔曝氣器氧利用率，一般在18%～27.7%，這里取18%</p><p>　　3.

93、6.污泥濃縮池的設計計算（連續(xù)式重力濃縮池）</p><p>　　濃縮池的總面積 A=Qc/M</p><p>　　設剩余污泥的平均含水率為98.5%，混合污泥的密度為1000kg/m³</p><p>　　污泥固體濃度為1000×（1-98.5%）=15kg/m³</p><p>　　濃縮池的總面積 A=（

94、6.25+23.75）×15/30=15m²</p><p><b>　　濃縮池直徑有</b></p><p>　　濃縮池工作部分高度h1=TQ/24A=30×24/24×15=2m</p><p>　　式中h1-濃縮池工作部分高度 m</p><p><b>　　濃縮

95、池總深度H：</b></p><p>　　超高取0.5m，緩沖層高取0.3m，底部直徑d’=1.0m，圓錐傾角為55°，池底坡度造成的深度為0.04m。</p><p><b>　　圓錐高度為</b></p><p>　　濃縮池選用 4.4m×5.27m</p><p><b>

96、　　4.4m </b></p><p><b>　　2.0m</b></p><p><b>　　2.43m</b></p><p>　　濃縮后污泥體積V2=Q(1-P1)/（1-P2）=30×（1-98.5%）/（1-96%）=11.25m3式中P1-進泥含水率取98.5%</p>

97、<p>　　P2-出泥含水率取96%</p><p><b>　　4.2高程計算</b></p><p>　　4.2.1構筑物阻力估算</p><p>　　各處理構筑物的水頭損失入表4-8所示：</p><p>　　表 48 各處理構筑物的水頭損失</p><p>　　4.2.2管渠

98、水頭損失</p><p>　　在污水處理工程中，便于計算一般認為水流是均勻流。管渠水頭損失主要有沿程水頭損失和局部水頭損失。</p><p>　　1）沿程水頭損失按下式計算：</p><p><b>　　式（4.84）</b></p><p>　　式中：Hf—沿程水頭損失，m；</p><p>&

99、lt;b>　　L—管段長度，m；</b></p><p><b>　　R—水力半徑，m；</b></p><p>　　v—管內流速，m/s；</p><p><b>　　C—謝才系數(shù)。</b></p><p><b>　　i—管渠的坡度 </b></p&

100、gt;<p>　　2）局部水頭損失為：</p><p><b>　　式（4.85）</b></p><p>　　式中：—局部阻力系數(shù)。</p><p>　　表4-9 污水管渠水力計算表（鑄鐵管）</p><p><b>　　4.2.3高程計算</b></p><p&

101、gt;　　查《排水工程》下冊里面的附錄管道水力損失可得管徑、坡度、流速以及充滿度。</p><p>　　構筑物連接管（渠）的水頭損失，包括沿程損失與局部損失，可按下列公式計算確定： </p><p><b>　　式（4—86）</b></p><p>　　式中：──沿程水頭損失，m；</p><p>　　──局部水頭損

102、失，m；</p><p>　　──單位管長的水頭損失（水力坡度），根據(jù)流量、管徑和流速等查閱《給水排水設計手冊》獲得；</p><p>　　L──連接管段長度，m；</p><p>　　──局部阻力系數(shù)，查閱《給排水設計手冊》獲得，又應為一般設計當中選用，；</p><p>　　──重力加速度，m/s2；</p><p&g

103、t;　　──連接管中流速，m/s。</p><p>　　連接管中流速一般取0.6～1.5m/s；進入沉淀池時流速可以低些，進入曝氣池或反應池時，流速可以高些。流速太低時，會使管徑過大，相應的管件及附屬構筑物規(guī)格亦增大；流速太高時，則要求管坡度較大，水頭損失增大，會增加填、挖土方量等。在確定連接管時，可考慮留有水量發(fā)展的余地。</p><p>　　總損失=管段總損失+構筑物損失。</p

104、><p>　　高程計算：池底標高=水面標高-有效水深；</p><p>　　池頂標高=水面標高+超高。</p><p>　　表4-10各污水處理構筑物的設計水面標高及池底標高</p><p>　　5污水處理站平面布置和高程布置</p><p><b>　　5.1平面布置</b></p>

105、<p>　　在該污水處理站設計中，將污水處理構筑物和污泥處理構筑物都按一字型排列，布置緊湊，流線清楚。污水站的平面布置包括：污水與污泥處理工藝構筑物以及設施的總平面布置，各種管線、管道和渠道的布置。</p><p>　　5.1.1平面布置原則</p><p>　　污水處理站平面布置的合理與否直接影響用地面積、日常的運行管理與維修條件，以及周圍地區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生等。進行平面布置時應綜合

106、考慮工藝流程與高程布置中的相關問題，在處理工藝流程不變的前提下，可根據(jù)具體情況做適當調整。污水處理站的平面布置應遵循以下幾條原則：</p><p>　　1）處理構筑物與設施的布置應順應流程、集中緊湊，以便節(jié)約用地和運行管理。</p><p>　　2）工藝構筑物(或設施)與不同功能的輔助建筑物應按照功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調好與環(huán)境條件的關系(如地形走勢、污水出口方向、風向、周圍的

107、重要或敏感建筑物等）。</p><p>　　3）構（建）之間的間距應滿足交通、管道（渠）敷設、施工和運行管理等方面的要求。</p><p>　　4）管道（線）與渠道的平面布置，應與高程布置相協(xié)調，應順應污水處理廠各種介質輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能漿耗和運行維護。</p><p>　　5）協(xié)調好輔助建筑物、道路、綠化、與處理構（建）筑物的關系，做

108、到方便生產(chǎn)運行，保證安全暢通，美化廠區(qū)環(huán)境。</p><p>　　6）考慮到污水站發(fā)生事故和維修的需要，應設置超越全部處理構筑物的超越管、單元處理構筑物之間的超越管和單元構筑物的防空管道。</p><p>　　7）產(chǎn)生臭氣和噪音的構筑物（如集水井、污泥池）和輔助建筑物（如鼓風機房）的布置，應注意其對周圍環(huán)境的影響。</p><p>　　8）對于分期建設的項目，應考

109、慮近期與遠期的合理布置，以利于分期建設。</p><p>　　5.1.2平面布置說明</p><p>　　該污水處理站外型呈長方形，東西長130m，南北長60m。綜合樓、控制室、職工宿舍以及其他主要輔助建筑位于處理站的上風向位置，以減少污水站對廠區(qū)的正常生產(chǎn)、生活的影響。正門在廠東面靠近城市三環(huán)路，占地較大的水處理構筑物在長的中部，沿流程建。污泥處理系統(tǒng)以及出水系統(tǒng)位于廠的中部東端。為了改

110、善辦公以及生活區(qū)環(huán)境，在廠的中間靠近南端另開一門，便于污泥以及原料的進出。</p><p>　　廠區(qū)主干道寬6m，兩側構筑物間距不小于13m，次干道寬4m，兩側構筑物間距不小于10m。 </p><p>　　具體平面布置見圖紙。</p><p><b>　　5.2高程布置</b></p><p>　　污水處理站高程設計的

111、任務是對各單元處理構筑物與輔助設施等相對高程作豎向布置；通過計算確定各單元處理構筑物和泵站的高程，各單元處理構筑物之間連接灌渠的高程和各部位的水面高程，使污水能夠沿處理流程在構筑物之間通暢地流動。</p><p>　　5.2.1高程布置原則</p><p>　　高程布置的合理性也直接影響污水處理站的工程造價、運行費用、維護管理和運行操作等。高程設計時，應綜合考慮自然條件（如氣溫、水文地質、

112、地質條件等），工藝流程和平面布置等。必要時，在處理工藝流程不變的前提下，可根據(jù)具體情況做適當調整。污水處理站的高程布置應遵循以下幾條原則：</p><p>　　（1）充分利用地形地勢以及工藝排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構筑物，排出廠外。</p><p>　?。?）協(xié)調好高程布置與平面布置的關系，做到既減少占地，又利于污水、污泥濃縮、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運行

113、成本。</p><p>　?。?）做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數(shù)和高度。</p><p>　?。?）協(xié)調好污水處理廠總體高程布置與單體豎向計算，既便于正常排放，又利于檢修排空。</p><p>　　5.2.2高程布置說明</p><p>　　為了降低運行費用和便于維護管理，污水在處理構筑物之間的流動，以按重力

114、流考慮為宜（污泥流動不在此列）。廠區(qū)內主程布置的主要特點是先確定最大構筑物的地面標高和水面設計標高，然后根據(jù)水頭損失通過水力計算遞推前后構筑物的各項控制標高。根據(jù)排放后接觸氧化池的水面標高和地面標高確定二沉池水面標高，推求各污水處理構筑物的水面標高。根據(jù)各處理構筑物結構穩(wěn)定性，確定處理構筑物的設計地面標高。</p><p>　　根據(jù)各管路水頭損失和各構筑物的水頭損失的估算，繪制出高程圖。</p>&

115、lt;p><b>　　6工程概預算</b></p><p><b>　　6.1編制依據(jù)</b></p><p>　　本工程依據(jù)《安徽省市政工程費用定額》的標準，及《安徽省市政工程費用定額的補充規(guī)定》中給水工程費率。套用《全國市政工程預算定額安徽省市政工程單位估價表》中的定額基價，并對基價進行調整，調整系數(shù)為15.34%。土方工程計取地區(qū)材料

116、基價系數(shù)，按《安徽省市政工程費用定額》中土石方工程費率計算。</p><p><b>　　6.2土建投資</b></p><p>　　該工程的土建主要包括集水池、UASB反應器、接觸氧化池、二沉池和污泥池。投資估算見表6-1。</p><p>　　表 61土建投資估算表</p><p>　　由表可見，該造紙廠廢水處理處

117、理站的土建投資費用約為322.2萬元。</p><p><b>　　6.3設備投資</b></p><p>　　設備投資主要包括斜網(wǎng)、污水提升泵，污泥提升泵，鼓風機、管道、以及刮泥機。投資估算見表6-2。</p><p>　　表62 設備投資估算表</p><p><b>　　6.4總投資費用</b&g

118、t;</p><p>　　總投資費用估算與表6-3所示。</p><p>　　表63 總投資費用估算</p><p>　　6.5勞動定員及運行費用</p><p>　　6.5.1生產(chǎn)組織設置</p><p>　　污水處理廠隸屬地區(qū)環(huán)境主管部門，生產(chǎn)收市環(huán)保部門監(jiān)督。根據(jù)國家《工業(yè)污水處理廠和附屬設備設計要求》。設立以

119、下機構及人員。</p><p>　　生產(chǎn)機構：包括生產(chǎn)科、技術科、動力科、機修科和化驗科。</p><p>　　管理科室：設置辦公室、財務科、經(jīng)營科、人?？频?。</p><p>　　技術人員配備以下專業(yè)：環(huán)境工程、給排水工程、電氣、機械、工業(yè)自動化等。</p><p>　　生產(chǎn)工人配備以下工種：運轉工、機器維修工、電工、儀表工、泥/木工、司機

120、、雜工等。</p><p>　　但由于本工程是造紙廠內部的一個處理站，且屬于自動化運行，所以只設一管理部門，負責日常管理，在配備幾個技術工人即可。</p><p><b>　　6.5.2勞動人員</b></p><p>　　根據(jù)污水處理站的運營情況，處理站勞動定員 9人。其中設站長1名，機修1名，電工1名，化驗員2名，負責運行人員4名。<

121、/p><p><b>　　6.5.3人員培訓</b></p><p>　　為了使處理站高效運行，專業(yè)技術人員必須經(jīng)過相關專業(yè)培訓才能上崗。培訓內容主要是學習污水處理廠的運行經(jīng)驗，學會處理廢水處理中遇到的各種情況，以及安全培訓。</p><p><b>　　6.5.4運行費用</b></p><p>　　

122、該污水處理站每天約耗電3000度，單價為0.51元，每天耗電費用為765元，所以年用電費用為55.8萬元。</p><p>　　投加藥劑的費用每年約為30萬元。</p><p>　　污水處理站共有9名工人，平均工資約為1500元/月，每年需付的工資=1500×9×12=16.2萬</p><p>　　另外，還有約30萬元的其他費用，如維修費，接待