畢業(yè)設(shè)計----果汁生產(chǎn)廢水處理

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　果汁廢水主要來自沖洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐裝工段的洗瓶、滅菌、破瓶損耗和地面沖洗等環(huán)節(jié)。廢水中含有較高濃度的糖類、果膠、果渣及水溶物和纖維素、果酸、單寧、礦物鹽等。果汁廢水中含有的糖類主要為果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例為2：1：1.廢水中含有大量的有機酸，不同的生產(chǎn)工藝階段，所產(chǎn)生的廢水具有不同的特點，即使在同一階段，

2、廢水水質(zhì)也因產(chǎn)品不同而差異較大。本文介紹了有關(guān)UASB+SBR 的處理流程和設(shè)計的計算、調(diào)節(jié)池、UASB 池、SBR池、污泥濃縮池等進行了精細的設(shè)計和計算。并對主要構(gòu)筑物UASB池、SBR池做了詳細的說明。UASB+SBR 處理高濃度有機廢水，其關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。采用此工藝，不但使處理流程簡潔，也節(jié)省了運行費用，在降低廢水濃度的同時，還可以回收在處理過程中所產(chǎn)沼氣作為能源的利用。以便我為進一步探討效益資源型處理技術(shù)

3、提供借鑒。</p><p>　　關(guān)鍵字 ： 高濃度廢水 廢水處理 UASB SBR 沼氣回收</p><p>　　Juice wastewater comes from the processes of washing , smashing ,squeezing the fruits and washing bottles ,sterilization,bottle breaking

4、loss,cleaning the ground in the section of filling up and so on.Wastewater contains high concentration of sugars, pectin, marc , water-soluble material and cellulose, acid, tannin, mineral salts, etc.The main carbohydrat

5、e in juice wastewater are fructose, glucose, sucrose, the proportion of the three is 2:1:1</p><p>　　there are lots of organic acids in wastewater and the waterwater has their characteristics in different s

6、ection of producing.even if in the same section,water quality would have significant differences because of different products . this article introduces the course and design planning of using UASB, collaborating with SB

7、R.and it gives a detailed description of the main structures ,the UASB pool and SBR pool.Using this method to process organic wastewater with a high concentration,the critical</p><p><b>　　第一章 概述</b

8、></p><p><b>　　一．果汁廢水特點</b></p><p><b>　　1、果汁廢水構(gòu)成</b></p><p>　　企業(yè)廢水組成較為復雜，一般都有十多種廢水需要處理，他們是：洗果排放水、設(shè)備清洗廢水、消毒清洗廢水、果汁冷凝水、設(shè)備冷卻水、空調(diào)冷卻水、設(shè)備外部清洗水、地面清洗水及其他排放廢水。 <

9、/p><p>　　2、主要廢水水質(zhì)描述</p><p>　　⑴、生產(chǎn)廢水總排放池出口水質(zhì)濃度，隨企業(yè)的設(shè)備、工藝、管理的差異排水水質(zhì)有較大波動。 </p><p>　　(2)、生產(chǎn)設(shè)備清洗廢水：清洗廢水周期性集中排水，對污水處理設(shè)施有較大沖擊，一般需將清洗設(shè)備的高濃度酸堿水、消毒水等先做預(yù)處理（中和），然后再排入污水處理系統(tǒng)。</p><p>　

10、?、恰⒊瑸V反沖產(chǎn)生的濃廢水（鍋底水）：其中固形物占5-8%，每天排放約25-35t，COD濃度60000-80000mg/L,個別情況達到10萬mg/L以上。需單獨預(yù)處理后出水再可引入污水站系統(tǒng)，進行集中處理。 </p><p>　?、?、消毒廢水：設(shè)備清洗后需要消毒，消毒廢水若直接排入污水處理系統(tǒng)，因其含有殺菌劑，將抑制生化過程的進行，導致微生物不能存活，所以這部分廢水在直接排入生化系統(tǒng)前，需要在調(diào)節(jié)池中進行專門

11、的處理，以保證系統(tǒng)正常運行。</p><p>　?、?、果汁冷凝水：該水為稀果汁濃縮單元產(chǎn)生的廢水，水量較大，清澈透明，一般認為無污染，但分析證實該水COD為2000-2500 mg/L，感官雖好，但污染較重。處理工藝只能用厭氧、好氧兩級工藝。</p><p>　　⑹、洗果排放水：該部分廢水排放量及排放水質(zhì)各企業(yè)差別較大，就目前各企業(yè)的排放情況來看，此部分廢水懸浮物很大、含泥量很高，必須經(jīng)過

12、預(yù)處理方能保證后續(xù)水處理設(shè)施的正常運行。</p><p><b>　　二．研究背景與意義</b></p><p>　　水是生命之源，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是不可替代的寶貴資源。我國卻是一個水資源十分短缺的國家，人均水資源占有量僅為世界平均水平的四分之一，嚴重制約著我國社會主義經(jīng)濟的發(fā)展。經(jīng)濟的騰飛是以環(huán)境的代價為前提的。隨著近代我國社會主義經(jīng)濟的騰飛，社會主

13、義工業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展，水資源污染尤其是工業(yè)廢水污染也嚴重惡化。工業(yè)廢水的污染以其污染大、污染物濃度高、廢水排放量大、廢水中含有多種有毒有害物質(zhì)、廢水成分復雜以及水量變化大等特點而成為目前我們所面臨的主要問題。</p><p>　　果汁廢水主要來自沖洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐裝工段的洗瓶、滅菌、破瓶損耗和地面沖洗等環(huán)節(jié)。廢水中含有較高濃度的糖類、果膠、果渣及水溶物和纖維素、果酸、單寧、礦物鹽等果汁廢水的水質(zhì)和水量在

14、不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的果汁廢水，有機物含量也處于高峰。鑒于果汁廢水自身的特性，果汁廢水不能直接排入水體，因此果汁廢水的處理是工業(yè)廢水處理中重要的一個方面。</p><p><b>　　三．本設(shè)計工程概況</b></p><p>　　第二章 工藝路線的確定及選擇依據(jù)</p><p>　　2.1 處理方法比較</p>&

15、lt;p>　　果汁廢水中大量的污染物是溶解性的糖類、果酸，這些物質(zhì)具有良好的生物可降解性，處理方法主要是生物氧化法。有以下幾種常用方法處理。</p><p><b>　?。ㄒ唬┖醚跆幚砉に?lt;/b></p><p>　　高濃度有機廢水處理主要采用好氧處理工藝，主要由普通活性污泥法、生物濾池法、接觸氧化法和SBR法。傳統(tǒng)的活性污泥法由于產(chǎn)泥量大，脫氮除磷能力差，操作

16、技術(shù)要求嚴，目前已被其他工藝代替。近年來，SBR和氧化溝工藝得到了很大程度的發(fā)展和應(yīng)用。SBR工藝具有以下優(yōu)點：運行方式靈活，脫氮除磷效果好，工藝簡單，自動化程度高，節(jié)省費用，反應(yīng)推動力大，能有效防止絲狀菌的膨脹。</p><p>　　CASS工藝(循環(huán)式活性污泥法)是對SBR方法的改進。該工藝簡單，占地面積小，投資較低；有機物去除率高，出水水質(zhì)好，具有脫氮除磷的功能，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，運行費用省。&l

17、t;/p><p>　?。ǘ┧狻醚跆幚砉に?lt;/p><p>　　水解酸化可以使廢水中的大分子難降解有機物轉(zhuǎn)變成為小分子易降解的有機物，出水的可生化性能得到改善，這使得好氧處理單元的停留時間小于傳統(tǒng)的工藝。與此同時，懸浮物質(zhì)被水解為可溶性物質(zhì)，使污泥得到處理。水解反應(yīng)工藝式一種預(yù)處理工藝，其后面可以采用各種好氧工藝，如活性污泥法、接觸氧化法、氧化溝和SBR等。廢水經(jīng)水解酸化后進行接觸氧化處理

18、，具有顯著的節(jié)能效果，COD/BOD值增大，廢水的可生化性增加，可充分發(fā)揮后續(xù)好氧生物處理的作用，提高生物處理廢水的效率。因此，比完全好氧處理經(jīng)濟一些。</p><p>　?。ㄈ﹨捬酢醚趼?lián)合處理技術(shù) </p><p>　　厭氧處理技術(shù)是一種有效去除有機污染物并使其碳化的技術(shù)，它將有機化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹投趸?。對處理中高濃度的廢水，厭氧比好氧處理不僅運轉(zhuǎn)費用低，而且可回收沼氣；所需反應(yīng)

19、器體積更??；能耗低，約為好氧處理工藝的10%～15%；產(chǎn)泥量少，約為好氧處理的10%～15%；對營養(yǎng)物需求低；既可應(yīng)用于小規(guī)模，也可應(yīng)用大規(guī)模。</p><p>　　厭氧法的缺點式不能去除氮、磷，出水往往不達標，因此常常需對厭氧處理后的廢水進一步用好氧的方法進行處理，使出水達標。</p><p>　　常用的厭氧反應(yīng)器有UASB、AF、FASB等，UASB反應(yīng)器與其他反應(yīng)器相比有以下優(yōu)點：&

20、lt;/p><p>　?、俪两敌阅芰己茫辉O(shè)沉淀池，無需污泥回流</p><p>　?、诓惶钶d體，構(gòu)造簡單節(jié)省造價</p><p>　?、塾捎谙a(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設(shè)攪拌設(shè)備</p><p>　?、芪勰酀舛群陀袡C負荷高，停留時間短</p><p>　　同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，

21、因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。</p><p>　?。ㄋ模┎煌幚硐到y(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析</p><p>　　不同處理方法的技術(shù)、經(jīng)濟特點比較，見表1-1。</p><p>　　表1-1 不同處理方法的技術(shù)、經(jīng)濟特點比較</p><p>　　從表中可以看出厭氧—好氧聯(lián)合處理在啤酒廢水處理方

22、面有較大優(yōu)點，故果汁廢水厭氧—好氧處理技術(shù)是最好的選擇。</p><p>　　果汁廢水先經(jīng)過中格柵去除大雜質(zhì)后進入集水池，用污水泵將廢水提升至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。進入調(diào)節(jié)池前，根據(jù)在線PH計的PH值用計量泵將堿性水送入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池的PH值在6.5～7.5之間。調(diào)節(jié)池中出來的水用泵連續(xù)送入混凝沉淀池，在混凝沉淀池中進行混凝，然后用水泵將水送入UASB反應(yīng)器進行厭氧消化，降低有機物濃度。厭氧處理過程

23、中產(chǎn)生的沼氣被收集到沼氣柜。UASB反應(yīng)器內(nèi)的污水流入SBR池中進行好氧處理，而后達標出水。來自，調(diào)節(jié)池，混凝沉淀池，UASB反應(yīng)器、SBR反應(yīng)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濃縮池內(nèi)被濃縮，濃縮后進入污泥脫水機房，進一步降低污泥的含水率，實現(xiàn)污泥的減量化。污泥脫水后形成泥餅，裝車外運處置。</p><p>　　第三章 設(shè)計原則及設(shè)計規(guī)范</p><p><b&g

24、t;　　一、設(shè)計原則</b></p><p>　　1、執(zhí)行國家環(huán)境保護的政策，符合國家和地方有關(guān)的法規(guī)、規(guī)范及標準，污水經(jīng)處理后達標排放。</p><p>　　2、根據(jù)企業(yè)規(guī)劃和實際情況，力求做到系統(tǒng)布局合理，節(jié)省投資，又便于運行管理，充分發(fā)揮工程投資效益.</p><p>　　3、采用高效、節(jié)能、先進、可靠的污水處理新工藝、新技術(shù)，實現(xiàn)污水處理站的低耗

25、高效。</p><p>　　4、在已建成相同類型處理站的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，盡可能降低投資和運行費用。</p><p>　　6、操作管理方便，操作人員的勞動強度低。</p><p>　　7、污水處理系統(tǒng)適合生產(chǎn)性變化。</p><p><b>　　二、設(shè)計規(guī)范和標準</b></p><p>　　1、《

26、室外排水設(shè)計規(guī)范》 GB50101-2005</p><p>　　2、《污水綜合排放標準》 GB8978-1996</p><p>　　3、《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 500069－2002</p><p>　　4、國家現(xiàn)行的建設(shè)項目環(huán)境保護法規(guī)、條例；</p><p>　　5、其他有關(guān)設(shè)計規(guī)范</p><p>

27、;<b>　　設(shè)計計算書</b></p><p><b>　　預(yù)計處理效果</b></p><p><b>　　二、工藝流程圖</b></p><p>　　第一節(jié) 格柵的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、設(shè)計說明</b></p>&

28、lt;p>　　格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在廢水渠道的進口處，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(gòu)筑物的處理負荷。</p><p><b>　　二、設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　取中格柵；柵條間隙d=10mm；</p><p>　　柵前水深 h=0.4m；過柵流速v=0.6m/s；<

29、;/p><p>　　安裝傾角α=45°；設(shè)計流量Q=2500m3/d=0.029m3/s</p><p><b>　　三、設(shè)計計算</b></p><p>　?。ㄒ唬〇艞l間隙數(shù)(n)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q ---------

30、---- 設(shè)計流量，m3/s</p><p>　　α------------- 格柵傾角，度</p><p>　　b ------------- 柵條間隙，m</p><p>　　h ------------- 柵前水深，m</p><p>　　v ------------- 過柵流速，m/s</p><p><

31、b>　　n =10.16</b></p><p><b>　　取n=11條</b></p><p>　?。ǘ〇挪塾行挾?B)</p><p>　　設(shè)計采用φ20圓鋼為柵條,即s=0.02m</p><p>　　B=S(n-1)+en</p><p><b>　　式中

32、：</b></p><p>　　S -------------- 格條寬度，m</p><p>　　n -------------- 格柵間隙數(shù)</p><p>　　b -------------- 柵條間隙，m</p><p>　　B=0.02×(11-1)+0.01×11</p><p&

33、gt;<b>　　=0.31m</b></p><p>　?。ㄈ┻M水渠道漸寬部分長度(l1)</p><p>　　設(shè)進水渠道內(nèi)流速為0.5m/s,則進水渠道寬B1=0.175m,</p><p>　　漸寬部分展開角取為20°</p><p><b>　　則l1=</b></p>

34、;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　B -------------- 柵槽寬度，m </p><p>　　B1 -------------- 進水渠道寬度，m</p><p>　　-------------- 進水渠展開角，度</p><p><b>　　l1=</b&

35、gt;</p><p><b>　　=0.27m</b></p><p>　?。ㄋ模〇挪叟c出水渠道連接處的漸窄部分長度（l2）</p><p>　　l2= l1/2=0.27/2</p><p><b>　　=0.135m</b></p><p>　?。ㄎ澹┻^柵水頭損失（h1

36、）</p><p>　　取k=3,β=1.79(柵條斷面為圓形)，v=0.6m/s</p><p><b>　　h1 = </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　k -------- 系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù)</p><p>　　β------

37、-- 系數(shù)，與斷面形狀有關(guān)</p><p>　　S -------- 格條寬度，m</p><p>　　d -------- 柵條凈隙，mm</p><p>　　v -------- 過柵流速，m/s</p><p>　　α-------- 格柵傾角，度</p><p><b>　　h1=0.176m<

38、/b></p><p>　?。〇挪劭偢叨?H)</p><p>　　取柵前渠道超高h2=0.3m</p><p>　　柵前槽高H1=h+h2=0.7m</p><p>　　則總高度H=h+h1+h2</p><p>　　=0.4+0.176+0.3</p><p><b>　

39、　=0.876m</b></p><p>　?。ㄆ撸〇挪劭傞L度(L)</p><p>　　L=l1+l2+0.5+1.0+</p><p>　　=0.27+0.135+0.5+1.0+</p><p><b>　　=2.605m</b></p><p>　　（八）每日柵渣量(W)<

40、;/p><p>　　取W1=0.05m3/103m3 K2=1.5</p><p><b>　　則W=</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q ----------- 設(shè)計流量，m3/s</p><p>　　W1 ---------- 柵渣

41、量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值</p><p>　　W=0.08 m3/d(可采用人工清渣)</p><p>　　(九)集水池的設(shè)計計算</p><p>　　在調(diào)節(jié)沉淀池之前和格柵之后設(shè)一集水池，其大小主要取決于提升水泵的能力，目的是防止水泵頻繁啟動。以延長水泵的使用壽命。</p><p&

42、gt;　　設(shè)計參數(shù) 水力停留時間HRT=1h,有效水深h1=4.0m , 超高h2=0.5m;</p><p>　　設(shè)計計算 (1) 集水池容積 V=Q/T=（2500/24）×1=104.1 m3 </p><p>　　(2) 集水池的總高 H=h1＋h2=4.0＋0.5=4.5m,</p><p>　　(3) 集水池的面積

43、 A=V/H=104.1/4.5=23.1m2 取A=24m2</p><p>　　集水池的橫截面為： L×B=6×4（m²）</p><p>　　則集水池的尺寸為： L×B×H=6×4×4.5（m3）</p><p>　　(4) 一次提升泵選?。禾嵘髁縌=150 m3/d

44、，揚程10m</p><p>　　第二節(jié) 調(diào)節(jié)沉淀池的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　水力停留時間T=6h;設(shè)計流量Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s。</p><p>　　表2.1 調(diào)節(jié)沉淀池進出水水質(zhì)指標</p&

45、gt;<p><b>　　二、設(shè)計計算</b></p><p><b>　　（一） 池子尺寸</b></p><p><b>　　池子有效容積為：</b></p><p>　　V=QT=104×6=624m3 </p><p>　　取池子總高度H=4.5

46、m,其中超高0.5m,有效水深h=4m</p><p>　　則池面積A=V/h=624/4=156m3</p><p>　　池長取L=20m,池寬取B=8m</p><p>　　則池子總尺寸為L×B×H=20×8×4.5</p><p>　?。ǘ?理論上每日的污泥量</p><p&

47、gt;<b>　　W=</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q ------------ 設(shè)計流量，m3/s</p><p>　　C0 ------------ 進水懸浮物濃度，kg/m3</p><p>　　C1 ------------ 出水懸浮物濃度，kg/

48、m3</p><p>　　P0 ------------ 污泥含水率，%</p><p><b>　　W=66m3/d</b></p><p><b>　　（三）污泥斗尺寸</b></p><p>　　取斗底尺寸為400×400，污泥斗傾角取50°</p><

49、p>　　則污泥斗的高度為：h2=(4-0.2) ×tg50°</p><p><b>　　=4.529m</b></p><p><b>　?。ㄋ模┻M水布置</b></p><p>　　進水起端兩側(cè)設(shè)進水堰，堰長為池長2/3</p><p><b>　　(五)PH

50、調(diào)節(jié)</b></p><p>　　在調(diào)節(jié)池中設(shè)置PH指示器,控制閥門的開啟,調(diào)節(jié)強堿廢水的排入,從而控制調(diào)節(jié)池中廢水的PH.</p><p><b>　　第三節(jié) 沉淀池設(shè)計</b></p><p>　　2.1設(shè)計參數(shù) </p><p>　?。?）設(shè)計流量 Q=3400 m3/d=141.67 m3/h=

51、0.039m3/s</p><p>　　(2) 設(shè)計水質(zhì)參數(shù)</p><p>　　表8 豎流式沉淀池進出水水質(zhì)指標</p><p><b>　　2.2 設(shè)計計算 </b></p><p><b>　　設(shè)置兩座沉淀池</b></p><p>　　（1）中心管的面積（f）與直徑

52、（d0）</p><p>　　取中心管流速v0=25mm/s</p><p>　　則 f= q/ v0 </p><p>　　q--每個池子的設(shè)計流量（m3/s）</p><p>　　f =0.029/2/0.025=0.58m2</p><p>　　則 d0=1.0m</p><p>

53、　?。?）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3</p><p>　　h3=q /（v13.14d1）</p><p>　　q--每個池子的設(shè)計流量，m3/s</p><p>　　v1--污水由中心管喇叭口與反射板之間的縫隙 出流速度（m/s） </p><p>　　d1--喇叭口直徑（m）</p><p>　　

54、設(shè) v1=0.02m/s d1=1.35d0=1.35m</p><p>　　則 h3=0.029 / 2 / (0.023.141.35)=0.17m</p><p>　　（3）沉淀部分有效斷面面積F</p><p><b>　　F=q/v</b></p><p>　　v--污水在沉淀池中的流速（m/

55、s）</p><p>　　設(shè) 表面負荷q0=2.88m3/m2.h</p><p>　　則 v= q0/3600=0.0008m/s</p><p>　　F=0.029/0.0008=36.25 m2</p><p>　　（4）沉淀池的直徑D</p><p>　　D=6.8m 取D=7.0m</p>

56、<p>　?。?）沉淀部分有效水深h2</p><p><b>　　h2=vt3600</b></p><p>　　t--沉淀時間 (h) 取t=1.2h</p><p>　　則h2=0.00081.23600=3.46m D/h2<3 符合要求</p><p>　　（6）校核集水槽的出水

57、堰負荷</p><p>　　出水堰負荷：q/（D）=0.029/3.14/7=1.31L/s<2.9 L/s 符合要求</p><p>　?。?）沉淀部分所需容積V</p><p><b>　　V=</b></p><p>　　c1—進水懸浮物的濃度(t/m3)</p><p>　　c2—出

58、水懸浮物的濃度(t/m3)</p><p>　　—污泥容重，其值為1</p><p>　　Kz—工業(yè)廢水水量變化系數(shù)，本設(shè)計為1.3</p><p>　　—污泥含水率，初沉池污泥一般為95%～97%，本設(shè)計采用95%</p><p>　　T —排泥間隔時間(d ) 取T =1d</p><p>　　所以 V=

59、123.4 m3</p><p>　　（8）圓截錐部分容積</p><p>　　設(shè)圓錐下底的直徑為0.4m，取錐角為55°</p><p>　　則 h5＝（Ｒ－r）tan55°=4.7m</p><p><b>　　V=63.9 m3</b></p><p>　?。?）沉

60、淀池的總高H</p><p>　　設(shè)超高h1和緩沖層高h4都為0.3m。</p><p>　　H= h1 +h2 +h3 +h4 +h5=0.3+3.46+0.23+0.3+4.7=8.99m</p><p><b>　　沉淀池排泥量計算：</b></p><p>　　W=（Css0-Css1）*Q*50%=4000

61、kg/d</p><p>　　第四節(jié) UASB反應(yīng)器的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、設(shè)計說明</b></p><p>　　UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應(yīng)與沉淀于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，效率高的厭氧反應(yīng)器。</p><p>　　它的污泥床內(nèi)生物量多，容積負荷率高，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間較短，因此

62、所需池容大大縮小。</p><p>　　設(shè)備簡單，運行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。</p><p><b>　　二、設(shè)計參數(shù)</b></p><p><b>　?。ㄒ唬﹨?shù)選取</b></p><p>&l

63、t;b>　　設(shè)計參數(shù)選取如下：</b></p><p>　　容積負荷（Nv）=10.2kgCOD/(m3·d)；</p><p>　　污泥產(chǎn)率0.1kgMLSS/kgCOD；</p><p>　　產(chǎn)氣率0.5m3/kgCOD</p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計水質(zhì)</b></p>

64、;<p>　　表2.2 UASB反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標</p><p><b>　?。ㄈ┰O(shè)計水量</b></p><p>　　Q＝2500m3/d=104 m3/h=0.029 m3/s</p><p><b>　　三、設(shè)計計算 </b></p><p>　　（

65、一）反應(yīng)器容積計算</p><p>　　UASB有效容積：V有效＝</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q ------------- 設(shè)計流量，m3/s</p><p>　　S0 ------------- 進水COD含量,mg/l</p><p>　　Nv ----

66、---------容積負荷,kgCOD/(m3·d)</p><p>　　V有效=2500m3</p><p>　　將UASB設(shè)計成圓形池子，布水均勻，處理效果好</p><p><b>　　取H=9m</b></p><p>　　采用4座相同的UASB反應(yīng)器</p><p>　　則　　

67、A1=69.4 m2</p><p><b>　　D=9.4m</b></p><p><b>　　取D=10m</b></p><p><b>　　則實際橫截面積為</b></p><p>　　=πD2=×3.14×102</p><p

68、><b>　　=78.5m2</b></p><p><b>　　實際表面水力負荷為</b></p><p>　　q1=0.6<1.0</p><p><b>　　故符合設(shè)計要求</b></p><p>　?。ǘ┡渌到y(tǒng)設(shè)計　</p><p&g

69、t;　　本系統(tǒng)設(shè)計為圓形布水器，每個UASB反應(yīng)器設(shè)36個布水點</p><p><b>　　參數(shù)　</b></p><p><b>　　每個池子流量：</b></p><p>　?。眩?04/4=26m3/h</p><p><b>　　(2)設(shè)計計算</b></p&g

70、t;<p>　　布水系統(tǒng)設(shè)計計算草圖見下圖2.3：</p><p>　　圓環(huán)直徑計算：每個孔口服務(wù)面積為:</p><p><b>　　a= ＝2.2m2</b></p><p>　　a在1～3m2之間，符合設(shè)計要求</p><p>　　可設(shè)3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè)6個孔口，中間設(shè)12個，最外圍設(shè)18個孔口

71、</p><p>　　1)內(nèi)圈6個孔口設(shè)計</p><p>　　服務(wù)面積：＝6×2.2=13.2m2</p><p>　　折合為服務(wù)圓的直徑為：</p><p><b>　　=4.10m</b></p><p>　　用此直徑作一個虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設(shè)一實圓環(huán)，其上布6個孔口，則

72、圓的直徑計算如下：</p><p><b>　　則d1＝</b></p><p><b>　　=2.9m</b></p><p>　　2)中圈12個孔口設(shè)計</p><p>　　服務(wù)面積：S2=12×2.2=26.4m2</p><p>　　折合成服務(wù)圓直徑為：&l

73、t;/p><p><b>　　=7.1m</b></p><p>　　中間圓環(huán)直徑計算如下：</p><p>　　π(5.672-d22)＝S2 </p><p><b>　　則d2=3.92m</b></p><p>　　3）外圈18個孔口設(shè)計&l

74、t;/p><p>　　服務(wù)面積：S3=18×2.2=39.6m2</p><p>　　折合成服務(wù)圈直徑為：</p><p><b>　　=10.04m</b></p><p>　　外圓環(huán)的直徑d3計算如下：</p><p>　　π(8.012-d32)=S3</p><p

75、><b>　　則d3＝6.24m</b></p><p>　?。ㄈ┤喾蛛x器設(shè)計</p><p>　　三相分離器設(shè)計計算草圖見下圖2.4：</p><p><b>　　(1)設(shè)計說明</b></p><p>　　三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。</p><p&g

76、t;　　三相分離器的設(shè)計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計。</p><p><b>　　(2)沉淀區(qū)的設(shè)計</b></p><p>　　三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計同二次沉淀池的設(shè)計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定。</p><p>　　由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對

77、固液分離不利，故設(shè)計時應(yīng)滿足以下要求：</p><p>　　1）沉淀區(qū)水力表面負荷<1.0m/h</p><p>　　2）沉淀器斜壁角度設(shè)為50°,使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。</p><p>　　3）進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h</p><p>　　4）總沉淀水深應(yīng)大于1.5m</p>&l

78、t;p>　　5）水力停留時間介于1.5～2h</p><p>　　如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果</p><p>　　沉淀器（集氣罩）斜壁傾角θ＝50°</p><p><b>　　沉淀區(qū)面積為：</b></p><p>　　A=1/4πD2=1/4×3.14×82=50

79、.24m2</p><p><b>　　表面水力負荷為：</b></p><p>　　q=Q/A==0.51<1.0</p><p><b>　　符合設(shè)計要求。</b></p><p><b>　　(3)回流縫設(shè)計</b></p><p>　　取h

80、1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m</p><p>　　如圖2.4所示：b1=h3/tgθ</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　b1----------下三角集氣罩底水平寬度，m;</p><p>　　θ----------下三角集氣罩斜面的水平夾角；</p><

81、p>　　h3----------下三角集氣罩的垂直高度，m;</p><p><b>　　b1=</b></p><p><b>　　=1.26m</b></p><p>　　b2=8-2×1.26=5.48m</p><p>　　下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速V1可

82、用下 式計算：</p><p><b>　　V1=Q1/S1</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q1----------反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；</p><p>　　S1----------下三角形集氣罩回流逢面積，m2；</p><p

83、><b>　　V1=0.9m/h</b></p><p>　　V1<2m/s,符合設(shè)計要求</p><p>　　上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V2)可用下式計算：</p><p><b>　　V2=Q1/S2，</b></p><p><b>　　式中：</b>

84、</p><p>　　Q1----------反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；</p><p>　　S2 ----------上三角形集氣罩回流逢之間面積，m2；</p><p>　　取回流逢寬CD=1.2m,上集氣罩下底寬CF=6.0m</p><p>　　則 DH=CD×sin50°</p><p&g

85、t;<b>　　=0.92m</b></p><p><b>　　DE=2DH+CF</b></p><p>　　=2×0.92+6.0</p><p><b>　　=7.84m</b></p><p>　　=π(CF+DE)CD/2</p><p

86、><b>　　=26.07m2</b></p><p>　　則 V2= Q1/S2</p><p>　　=0.8m/h<V1<2m/s</p><p><b>　　故符合設(shè)計要求</b></p><p>　　確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知：</p>&

87、lt;p>　　CH=CDsin40°=＝0.77m</p><p>　　AI=DItg50°=(DE-b2)×tg50°</p><p>　　= (7.84-5.48)×tg50° </p><p><b>　　=1.41m</b></

88、p><p>　　故 h4=CH+AI=0.77+1.41=2.18</p><p><b>　　h5=1.0m</b></p><p>　　由上述尺寸可計算出上集氣罩上底直徑為：</p><p>　　CF-2h5tg40°=6.0-2×1.0×tg40°=4.32m</p>

89、<p>　　BC=CD/sin40°=1.2/sin40°=1.87m</p><p>　　DI=(DE-b2)=(7.84-5.84)=1.18m</p><p>　　AD=DI/cos50°=1.18/cos50°=1.84m</p><p>　　BD=DH/cos50°=0.92/cos50

90、76;=1.43m</p><p>　　AB=AD-BD=1.84-1.43=0.41</p><p><b>　　(4)氣液分離設(shè)計</b></p><p>　　d=0.01cm(氣泡)，T=20°С</p><p>　　ρ1=1.03g/cm3, ρg=1.2×10-3g/cm3</p>

91、;<p>　　V=0.0101cm2/s, ρ=0.95</p><p>　　μ= Vρ1=0.0101×1.03</p><p>　　=0.0104g/cm·s</p><p>　　一般廢水的μ>凈水的μ,故取μ=0.02g/cm·s</p><p>　　由斯托克斯工式可得氣體上升速度為：&

92、lt;/p><p><b>　　Vb = </b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.266cm/s</p><p><b>　　=9.58m/h</b></p><p>　　Va=V2=1.60m/h</p>

93、<p>　　則： ==5.9, ==4.56</p><p>　　> ,故滿足設(shè)計要求。</p><p><b>　?。ㄋ模┏鏊到y(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　采用鋸齒形出水槽，槽寬0.2m,槽高0.2m</p><p><b>　?。ㄎ澹┡拍嘞到y(tǒng)設(shè)計</b></p&g

94、t;<p>　　產(chǎn)泥量為：9720×0.9×0.1×2500×10-3=2100kgMLSS/d</p><p>　　每日產(chǎn)泥量2430kgMLSS/d，則每個USAB日產(chǎn)泥量607.5 kgMLSS/d,可用150mm排泥管，每天排泥一次。</p><p><b>　?。┊a(chǎn)氣量計算</b></p>

95、<p>　　1.每日產(chǎn)氣量：9720×0.90×0.5×2500×10-3=10000m3/d</p><p>　　每個UASB反應(yīng)器的產(chǎn)氣量 </p><p>　　2沼氣主管 每池集氣管通到一根主管，然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管，單池沼氣主管管道坡度為0.5%.</p><p>　　單池沼氣主管內(nèi)最

96、大氣流量 </p><p>　　取D=150㎜，充滿度為0.8，則流速為</p><p>　　3 兩池沼氣最大氣流量為</p><p>　　取DN=250㎜，充滿度為0.6；流速為 </p><p><b>　　2. 水封灌設(shè)計</b></p><p>　　水封灌主要是用來控制三相分離氣的集

97、氣室中氣液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時，浮渣或浮沫可能會引起出氣管的堵塞或使氣體部分進入沉降室，同時兼有有排泥和排除冷凝水作用。</p><p><b>　　水封高度</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　H0———— 反應(yīng)器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內(nèi)的壓頭</p>

98、<p>　　為保證安全取貯氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大H1取2m H2O，貯氣罐內(nèi)壓強H0為400㎜H2O。</p><p>　　②水封灌 水封高度取1.5 m，水封灌面積一般為進氣管面積的4倍，則</p><p>　　水封灌直徑取0.5m。</p><p><b>　　3.沼氣柜容積確定</b></p>

99、<p>　　由上述計算可知該處理站日產(chǎn)沼氣10000，則沼氣柜容積應(yīng)為3h產(chǎn)氣量的體積確定，即。</p><p>　　設(shè)計選用300鋼板水槽內(nèi)導軌濕式儲氣柜，尺寸為φ6000㎜×H10000㎜。</p><p>　　第五節(jié) SBR反應(yīng)器的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、設(shè)計說明</b></p>&

100、lt;p>　　經(jīng)UASB處理后的廢水,COD含量仍然很高,要達到排放標準,必須進一步處理,即采用好氧處理。SBR結(jié)構(gòu)簡單，運行控制靈活，本設(shè)計采用4個SBR反應(yīng)池，每個池子的運行周期為6h</p><p><b>　　二、設(shè)計參數(shù)</b></p><p><b>　　（一）參數(shù)選取</b></p><p><b

101、>　　(1)污泥負荷率</b></p><p>　　Ns取值為0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)</p><p>　　(2)污泥濃度和SVI</p><p>　　污泥濃度采用4000 mgMLSS/L,SVI取100</p><p><b>　　(3)反應(yīng)周期 </b></p&g

102、t;<p>　　SBR周期采用T=6h,反應(yīng)器一天內(nèi)周期數(shù)n=24/6=4</p><p>　　(4)周期內(nèi)時間分配 </p><p><b>　　反應(yīng)池數(shù)N=4</b></p><p>　　進水時間：T/N=6/4=1.5h</p><p><b>　　反應(yīng)時間：3.0h</b>

103、</p><p><b>　　靜沉時間：1.0h</b></p><p><b>　　排水時間：0.5h</b></p><p><b>　　(5)周期進水量</b></p><p>　　Q0= =156.25m3/s</p><p><b>

104、　?。ǘ┰O(shè)計水量水質(zhì)</b></p><p>　　設(shè)計水量為：Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s</p><p>　　設(shè)計水質(zhì)見下表2.3：</p><p>　　表2.3 SBR反應(yīng)器進出水水質(zhì)指</p><p><b>　　三、設(shè)計計算</b></p&g

105、t;<p>　　（一）反應(yīng)池有效容積</p><p><b>　　V1=</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　n ------------ 反應(yīng)器一天內(nèi)周期數(shù)</p><p>　　Q0 ------------ 周期進水量,m3/s</p>

106、;<p>　　S0 ------------ 進水BOD含量,mg/l</p><p>　　X ------------- 污泥濃度,mgMLSS/L</p><p>　　Ns ------------- 污泥負荷率 </p><p>　　V1 = 280.45 m3</p><p>　　（二）反應(yīng)池最小水量</p>

107、;<p>　　Vmin=V1-Q0=280.45-156.25=124.2m3</p><p>　　（三）反應(yīng)池中污泥體積</p><p>　　Vx=SVI·MLSS·V1/106=100×4000×280.45/106=112.18 m3</p><p>　　Vmin>Vx,合格</p>&

108、lt;p>　?。ㄋ模┬：酥芷谶M水量</p><p>　　周期進水量應(yīng)滿足下式：</p><p>　　Q0<(1-SVI·MLSS /106) ·V</p><p>　　=(1- 100×4000 /106) ×280.45</p><p><b>　　=176.46m3</b

109、></p><p>　　而Q0=156.25m3<176.46m3 故符合設(shè)計要求</p><p>　?。ㄎ澹┐_定單座反應(yīng)池的尺寸</p><p>　　SBR有效水深取5.0m,超高0.5m,則SBR總高為5.5m,</p><p>　　SBR的面積為280.45/5=56.09m2</p><p>　

110、　設(shè)SBR的長：寬=2：1</p><p>　　則SBR的池寬為：5.5m；池長為：11.0m.</p><p>　　SBR反應(yīng)池的最低水位為：1.97m</p><p>　　SBR反應(yīng)池污泥高度為：1.24m</p><p>　　1.97-1.24=0.73m</p><p>　　可見，SBR最低水位與污泥位之間的距

111、離為0.8m,大于0.5m的緩沖層高度符合設(shè)計要求。</p><p><b>　?。┕娘L曝氣系統(tǒng)</b></p><p>　　(1)確定需氧量O2</p><p>　　由公式：O2=a′Q(S0-Se)+bˊXvV</p><p><b>　　式中：</b></p><p&g

112、t;　　aˊ----------- 微生物對有機污染物氧化分解</p><p><b>　　過程的需氧率，kg</b></p><p>　　Q ----------- 污水設(shè)計流量，m3/d</p><p>　　S0 ------------ 進水BOD含量,mg/l</p><p>　　S0 ------------

113、 出水BOD含量,mg/l </p><p>　　bˊ------------ 微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化</p><p><b>　　過程的需氧率，kg</b></p><p>　　Xv ------------ 單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮</p><p>　　固體（MLVSS）量,kg/m3 </p>

114、;<p>　　取aˊ=0.5, bˊ=0.15；出水Se =111mg/L；</p><p>　　Xv=f×X =0.75×3000=2250mg/L =2.25kg/m3；</p><p>　　V=4=4×298.08=1192.32m3 </p><p&g

115、t;<b>　　代入數(shù)據(jù)可得：</b></p><p>　　O2=0.5×2500×(700-28)/1000+0.15×2.25×1192.08</p><p>　　=1242.3kg O2/d</p><p><b>　　供氧速率為：</b></p><p&g

116、t;<b>　　R= O2/24</b></p><p>　　=1242.3/24=51.8 kg O2/h</p><p><b>　　(2)供氣量的計算</b></p><p>　　采用SX-1型曝氣器，曝氣口安裝在距池底0.3m高處，淹沒深度為4.7m，計算溫度取25℃。</p><p>　　

117、該曝氣器的性能參數(shù)為：</p><p>　　Ea=8%，Ep=2 kgO2/kWh；</p><p>　　服務(wù)面積1-3m2；</p><p>　　供氧能力20-25m3/h·個；</p><p>　　查表知氧在水中飽和容解度為：</p><p>　　Cs(20)=9.17mg/L，Cs(25)=8.38mg

118、/L</p><p>　　擴散器出口處絕對壓力為：</p><p>　　=+9.8×103×H</p><p>　　=1.013×105+9.8×103×4.7</p><p>　　=1.47×105pa</p><p>　　空氣離開反應(yīng)池時氧的百分比為：&l

119、t;/p><p><b>　　= =19.65%</b></p><p>　　反應(yīng)池中容解氧的飽和度為：</p><p>　　Csb(25)= Cs(25)</p><p><b>　　=8.38</b></p><p><b>　　=10.0mg/L</b>

120、;</p><p>　　Csb(20)= Cs(20)</p><p><b>　　=9.17</b></p><p>　　=10.9mg/L </p><p>　　取α=0.85,β=0.95,C=2,ρ=1,20℃時，脫氧清水的充氧量為：</p><p><b>　　R0=<

121、/b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=43.8 kg O2/h </p><p>　　供氣量為：Gs= R0/0.3Ea</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1826m3/h</b>

122、</p><p>　　=30.43m3/min</p><p>　　(3)布氣系統(tǒng)的計算</p><p>　　反應(yīng)池的平面面積為：</p><p>　　5.5×11.0×4=242m2</p><p>　　每個擴散器的服務(wù)面積取1.4m2,則需242/1.4=170個。 </p>&l

123、t;p>　　取170個擴散器，每個池子需50個。</p><p>　　布氣系統(tǒng)設(shè)計如下圖2.5：</p><p>　　(4)空氣管路系統(tǒng)計算</p><p>　　按SBR的平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個SBR池的隔墻上設(shè)一根干管，共兩根干管，在每根干管上設(shè)5對配氣豎管，共10條配氣豎管。</p><p>　　則每根配氣豎管的供氣量為

124、：</p><p>　　本設(shè)計每個SBR池內(nèi)有50個空氣擴散器</p><p>　　則每個空氣擴散器的配氣量為：</p><p>　　選擇一條從鼓風機房開始的最遠最長管路作為計算管路，在空氣流量變化處設(shè)計算節(jié)點。</p><p>　　空氣管道內(nèi)的空氣流速的選定為：</p><p>　　干支管為10～15m/s；<

125、/p><p>　　通向空氣擴散器的豎管、小支管為4～5m/s； </p><p>　　空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑，根據(jù)通過的空氣量和相應(yīng)的流速按《排水工程》下冊附錄2加以確定。</p><p>　　空氣管路的局部阻力損失，根據(jù)配件類型按下式</p><p>　　式中： ---------- 管道的當量長度，m</p><

126、;p>　　D ---------- 管徑，m</p><p>　　K ---------- 長度換算系數(shù)，按管件類型不同確定</p><p>　　折算成當量長度損失，并計算出管道的計算長度(m),</p><p>　　空氣管路的沿程阻力損失，根據(jù)空氣管的管徑D(mm)，空氣量m3/min，計算溫度℃和曝氣池水深，查《排水工程》下冊附錄三求</p>

127、<p>　　得，得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：</p><p>　?。?6.21×9.8</p><p>　　＝0.943 kpa</p><p>　　空氣擴散器的壓力損失為5.0kpa，則總壓力損失為：</p><p>　　0.943＋5.0＝5.943 kpa</p><p>　　為安全起，設(shè)

128、計取值為9.8kpa</p><p>　　則空壓機所需壓力p=(5-0.3) ×9.8×103+9.8×103</p><p><b>　　=56 kpa</b></p><p>　　又Gs=37.64m3/min</p><p>　　由此條件可選擇羅茨RME-20型鼓風機</p>

129、;<p>　　轉(zhuǎn)速1170r/min，配套電機功率為75kw</p><p><b>　　（七）污泥產(chǎn)量計算</b></p><p>　　選取a=0.6,b=0.075,則污泥產(chǎn)量為：</p><p>　　△x=aQSr-bVXv</p><p>　　=0.6×2500×(200-40)

130、/1000-0.075×1192.08×2.25</p><p>　　=38.84kgMLVSS/d</p><p>　　污泥部分各處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算</p><p>　　第一節(jié) 重力濃縮池的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、設(shè)計說明</b></p><p>　　為

131、方便污泥的后續(xù)處理機械脫水，減小機械脫水中污泥的混凝劑用量以及機械脫水設(shè)備的容量，需對污泥進行濃縮處理，以降低污泥的含水率。</p><p>　　本設(shè)計采用間歇式重力濃縮池，運行時，應(yīng)先排除濃縮池中的上清液，騰出池容，再投入待濃縮的污泥，為此應(yīng)在濃縮池深度方向的不同高度上設(shè)上清液排除管。</p><p><b>　　二、設(shè)計參數(shù)</b></p><

132、p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計泥量</b></p><p>　　果汁廢水處理過程產(chǎn)生的污泥來自以下幾部分：</p><p>　　(1)調(diào)節(jié)沉淀池，Q1=66m3/d,含水率97%；</p><p>　?。?沉淀池, Q3==82 m3/d含水率98%</p><p>　　(3)UASB反應(yīng)器，Q3=22m3/d,含水

133、率98%；</p><p>　　(4)SBR反應(yīng)器， Q4=10m3/d,含水率99%；</p><p><b>　　總污泥量為：</b></p><p>　　Q= Q1+ Q2+ Q3+ Q4=180 m3/d</p><p>　　平均含水率為：97.6%</p><p><b>