河南机电2000td大豆制油废水处理毕业设计及生化法初步设计

'河南机电高等专科学校毕业设计（论文）任务书系部：机电工程系专业：环境监测与治理技术学生姓名:王留伟学号:070211218设计(论文)题目：2000td大豆制油废水处理毕业设计起迄日期:指导教师:李泉2010年月日 目录前言1设计说明书21设计概述21.1总体设计21.2污水处理厂的总平面布置31.3污水处理厂的高程布置42设计内容42.1隔油调节池42.2高效气浮系统42.3水解酸化池42.4CASS池52.5IC厌氧器52.6曝气生物滤池62.7加氯间62.8污泥浓缩池62.9集泥井72.10污泥脱水间7设计计算书81隔油调节池81.1隔油池总容积W81.2隔油池的过水断面Ac81.3隔油池格间数n81.4隔油池的有效长度L81.5隔油池建筑高度H82高效气浮系统92.1容器方式的选择92.2空气饱和设备的选择9lviii 2.3溶气水的减压设备92.4气浮池103水解酸化池143.1池体设计143.2反应池各部分尺寸143.3出水系统设计143.4产泥量计算153.5排泥系统设计164CASS池164.1选定参数174.2运行周期及时间的确定174.3设计计算174.4排水口高度和排出装置194.5产泥量及排泥量194.6排泥系统204.7需氧量及曝气系统设计计算205IC厌氧器245.1有效容积245.2IC反应器的几何尺寸245.3IC反应器的循环量255.4IC反应器第一反应室的气液固分离265.5IC反应器进水配水系统的设计285.6出水系统的设计295.7排泥系统的设计306曝气生物滤池326.1曝气生物滤池容积计算336.2供气量计算与供气系统的设计346.3反冲洗系统37lviii 6.4曝气生物滤池污泥产量396.5泵房396.6配水系统设计397污泥处理系统407.1产泥量407.2污泥处理方式407.3集泥井计算407.4污泥浓缩池417.5污泥脱水系统设计428鼓风机房438.1供风量438.2鼓风机的选择438.3鼓风机房布置439事故池4310加滤间4310.1加滤量的计算4310.2滤库的计算4411高程布置44参考文献46谢辞47lviii 前言当今水环境的有机污染是一个全球性的问题。20世纪特别是20世纪50年代以来，化学工业等新型工业的发展，使人工合成有机物的种类和数量与日俱增。目前，已知的有机物种类约700多万种，并仍以每年数以千计的速度在增长。全球合成有机物的总量已经达到2.5亿t，这些有机物已经并正在通过各种途径进入环境，引发一系列水体污染，生态环境恶化，威胁人类生存和阻碍相关工业的发展与社会进步，特别是发展中国家尤为严重。人类癌症的发生80%~90%与环境因素有关，而在已经发现致癌化学物质中，80%以上为有机物。因此，高浓度有机废水特别是有害有毒的有机废水的治理，已成为现阶段国内外环境保护领域亟待解决的问题，也是一个难题。对有机废水的研究，20世纪50年代已经逐步开始，至今已经取得了巨大的成就，进入了地上发展阶段。为此对本毕业设计所设计的浙江一星食品有限公司所产生的大豆制油废水就应该按照国家和地方的相关规定进行废水处理。为防止该公司所产生的废水污染整个水源的水质，必须对该公司所产生的废水进行处理。lviii 设计说明书1设计概述1.1总体设计1.1.1工程规模处理水的水质和水量：该项目主要废水来自于浸出和炼油两个工段，水量2000m3/d,设计水质CODCr5000mg/L，BOD52200mg/L，动植物油2000mg/L；NH3-N80mg/L，PH6～9。1.1.2水质要求CODCr≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤70mg/L，动植物油≤10mg/L，NH3-N≤15mg/L，PH6～9。1.1.3设计原则1.以废水净化和资源化回用为目的确立处理工艺。2.保证所确定的废水处理方案先进，适应不同季节不同水温的废水处理，并保证出厂排放水水质达到国家一级排放标准。3.尽可能采用运行管理简单，自动化程度高的处理工艺。4.减少废水处理站的占地面积，在保证处理效果的前提下，通过经济比较，选用修建、维护、运行成本低的工艺，同时将废水站的产物（污水、污泥、沼气）经济利用，降低总体建设费用。5.考虑环境保护因素，尽可能少地排放废气、废水、废渣，度考虑一定的安全性，保证在事故情况下将对环境的影响降到最低。1.1.4设计依据1.废水处理站地形地质资料。2.废水处理站所在地气象资料。3.大豆制油废水资料。4.水污染控制工程。5.工业废水处理技术。6.有机废水处理技术与应用。7.排水工程。lviii 8.给排水设计手册。8.城市污水回用设计规范。10.回用水水质标准。11.给排水快速设计手册。1.1.5废水处理站工艺选择1.1.6处理站的位置厂址确定是一个十分重要的问题，它对周围环境卫生、处理厂基建投资及运行管理都有很大影响。选择废水综合处理回用站厂址时，在考虑总体规划的基础上，同时考虑如下原则：（1）废水综合处理站要与啤酒厂位置相接近。（2）考虑深度处理厂建设位置的工程地质情况，以节省造价、方便施工。（3）充分利用地形，随坡顺势建设深度处理厂，尽量节省能源。（4）厂址选择考虑远期发展的可能，为以后的扩建留有余地。1.1.7输水管线⑴输水管线布置原则1、按照总体规划，考虑回用水系统近、远期建设的有机结合，留有充分的发展余地。2、在满足水量、水压的要求下，力求以最短的距离敷设管线，降低造价和经营管理费用。⑵输水管线管材的选择结合目前国内管材生产和实际使用情况，可用于输水水管道的主要管材有：钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、钢套筒预应力混凝土管、玻璃钢管等五种管材。本设计主要用钢管。1.2污水处理厂的总平面布置各处理构筑物的平面布置，根据各构筑物及其附属辅助建筑物的功能要求和流程的水力要求，结合厂址地形、地质条件，确定它们在平面图上的位置。在这一过程中，应使各构筑物间的管路简短而便捷，避免迁回曲折，运行时具有良好的水利条件；布置应尽量紧凑，缩短管线，以节约用地，但也必须考虑管路敷设的要求，施工时地基的相互影响，以及远期发展的可能性。污水处理厂内管线的布置，主要的是联接各处理构筑物的污水管、污泥管的布置应使各处理构筑物或各处理单元能独立运行，当某一处理构筑物或某处理单元因出现问题而停止运行时，不影响其他构筑物的正常运行；若构筑物分期施工，则管路在布置上也应满足分期施工的要求以及便于lviii 检查和维修等。同时，处理厂内的道路应合理布置以方便运输；并应通过植树绿化等改善卫生条件。污水处理厂内应有完善的雨水管道系统，以免积水而影响处理厂的正常运行。辅助建筑物是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。如鼓风机房应设于曝气池附近以节省管道与动力；变电所宜设于耗电量大的构筑物附近等。1.3污水处理厂的高程布置污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间顺畅地流通，保证污水处理厂的正常运行。水流通常依靠重力而流动，以减少污水处理厂的运行费用。2设计内容该工程主要构筑物有：隔油调节池、高效气浮系统、水解酸化池、CASS池、IC厌氧器、曝气生物滤池、鼓风机房、投药间、加氯间、事故池、污泥浓缩池、集泥井、污泥脱水间等。2.1隔油调节池采用平流式隔油调节池，可去除原水中的不可溶解的有机物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。隔油调节池尺寸为：长×宽=14.4m×8m。本设计根据工程实际情况：废水停留时间为2.0h。刮油机由钢丝绳或链条牵引，移动速度为2m/min。池底设有坡向污泥斗的0.02的坡度。隔油调节池的设计流量为83.33m3/h，隔油调节池分为2格，建筑高度为2m。2.2高效气浮系统加压溶气气浮系统是目前应用最广泛的一种气浮方法，其主要原理是利用微小气泡附着于悬浮物上使之浮上水面，由刮渣机从水表面除去。撇除的浮渣进入污泥池，处理水排出系统进入水体。即空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。高效气浮系统容积40m3，水力停留时间22.74min，出水采用集水管，集水管采用穿孔管，沿池长布置。2.3水解酸化池水解酸化工艺是常见的强化一级处理工艺，使将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。该工艺是在普通一级处理的基础上，通过增加较少的投资采取强化处理措施，能较大程度地提高污染物的去除率，削减总污染负荷，降低去除单位污染物的费用，降低二级处理的负荷，减少能耗。水解池是改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要密闭的池子，不需要搅拌器，降低了造价。配水方式采用跳跃式配水，墙壁之间间距为2.0m；水解酸化池的水力停留时间为5h，池容420m3，lviii 水解池的设计尺寸为L×B×H=12m×7m×5m。出水系统采用出水堰出水，以达到出水均匀。2.4CASS池CASS工艺也叫循环式活性污泥法，是在SBR的基础上发展的新工艺，它最根本的特点是克服SBR间歇进水所造成的不便，使得构筑物运行简单、方便、和便于操作，但需要回流污泥设施。设计参数为：设计流量2000m3/d，时流量83.33m3/h；污泥负荷率为0.5kgCOD/（kgMLVSS·d），总泥量429.264kg。周期数2（1/d）；周期长12h，曝气时间6h/周期，沉淀时间3h/周期，进水时间2h/周期，排水闲置时间2h/周其；为实现连续配水和便于配水选用4个池子；池中水深5m，安全高度0.5m。池容及单池参数：每个池的容积为500m3，单池面积为100m2。曝气：反应时需氧量为2029.894kgO2/d，总供气量2995.476m3/d，每根竖管的供气量64.887m3/h。采用网状膜型微孔空气扩散器，该扩散器服务面积为0.5m2，每池需扩散器数为200个；每个扩散器的配气量为3.24m3/h；全厂需曝气器800个。曝气头装置安装在距池底0.5m处，鼓风机所需压力为7.372kpa。剩余污泥：剩余污泥从反应池排放，排放时要注意不影响沉淀和出水。全厂剩余污泥量为429.264m3/d。2.5IC厌氧器IC厌氧器是近年来新发展的工艺，是由UASB发展的新型工艺，是将两级的UASB相叠起来的，所以污泥负荷率远远大于UASB。设计的关键在于气液固三相分离器的设计。设计参数为：设计流量2000m3/d，时流量83.33m3/h；污泥产率系数为0.5kgVSS/kgCOD，总泥量61kg;IC反应器总容积为150m3，第一反应室容积80m3，第二反应室容积60m3，直径为4m，高度为16m，水力停留时间2h。反应器循环量为48m3/h，产生的沼气量为320.88m3/d。沉淀区颗粒沉降速度为3.45cm/s，沉淀区斜壁倾斜度为50°，布水系统采用切线进水，配水采用对称布置，布水支管出口距池底0.2m，每个出水口服务面积为2～4m2，单池配水面积为2.09m2，配水管管径为45mm，为保持出水均匀，沉淀区的出水系统采用出水渠，出水渠宽0.2m，共设62个三角堰，排水管管径为175mm。反应器污泥负荷取0.5kgVSS/kgCOD，污泥产量为61kg/d，排泥系统设置3个排泥点，均布置在两级三相分离器下三角以下0.5m，，孔径为100mm。沼气的产量为419.77m3/d，贮气柜直径为4m，产生的沼气用于发电.。lviii 2.6曝气生物滤池本设计相对于原污水中具有较高的NH3-N的特点，将普通曝气生物滤池改为N曝气生物滤池来降解污水中的NH3-N。设计参数为：设计流量2000m3/d，时流量83.33m3/h；硝化容积负荷取0.5kgNH3-N/（m3·滤料·d），总泥量1.2m3/d。曝气生物滤池的容积为216m3，水深为6m，平面尺寸为：6×6m2曝气：反应时需氧量为12.50kgO2/h，总供气量197.78m3/h，环形布置曝气器。采用KBB型盘式橡胶膜微孔空气扩散器，该扩散器供气量为2m3/（n·个），需扩散器的个数为100个；每个扩散器的配气量为1.9778m3/h。曝气头装置安装在距池底0.2m处，鼓风机所需压力为7.372kpa。。反冲洗：采用气—水联合反冲洗，其顺序为：先单独用气反冲洗，再气—水莲和反冲洗，最后用清水反冲洗。反冲洗空气强度为15l/（s·m2），空气反冲洗管径为80mm的无缝碳钢钢管，反冲洗水强度为8l/（s·m2），水反冲洗管径为60mm的无缝碳钢钢管。污泥：污泥从池内排放，池内污泥量为1.2m3/d。配水系统为废水比较容易布得均匀，所以配水系统与滤料承托板合建，采用钢制孔板形式。2.7加氯间加氯间的平面尺寸为:10.0mX5.5m。加氯机选用2台JK-4型加氯机，氯瓶选用450kg/瓶共4只。本设计中所有消毒均采用计量泵投加液氯消毒方式，液氯消毒效果与水温、PH值、接触时间、混合程度、污水浊度及所含干扰物质、有效率含量有关。加氯量应根据试验确定，一级处理排放时，加氯量为5~10mg/L；混合反应时间为5~15S。加氯消毒的接触时间应不小于30min，处理水中游离性余氯量不低于0.5mg/L。液氯的固定储备量按最大用量的30d计算。2.8污泥浓缩池污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水。浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，以便与后续污泥处理。常用的污泥浓缩池分为竖流式浓缩池和辐流式浓缩池两种。设计中用浓缩池进行剩余污泥处理，浓缩前污泥含水率99%，浓缩处理后污泥含水率约为97%。本设计中，污泥浓缩采用两个竖流式污泥浓缩池。浓缩池直径6.3m，浓缩池中有效水深为6m。浓缩池工作部分高度为3.2m，超高为0.5m，缓冲层高为0.3m，污泥斗高为3.10m，浓缩池总高度为9.44m。进入浓缩池的污泥量为441.064m3/d；浓缩后的污泥量为147.02m3/d；采用重力排泥。lviii 2.9集泥井集泥井用来贮存来自各构筑物的污泥。由于污泥量不大，本设计中采用一座贮泥池。集泥井设计进泥量441.064m3/d，贮泥池的容积60m3，贮泥池高度3.0m。共设四根进泥管，一根来自水解酸化池，一根来自CASS池，一根来自IC反应器，一根来自曝气生物滤池，管径均为DN=150mm。2.10污泥脱水间污泥脱水间平面尺寸为：8.0mx5.5m。污水处理站污泥从浓缩池排出时含水率约为97%左右，体积很大。因此，为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%~80%，从而大大缩小污泥的体积。脱水污泥量77m3/d，合计15400kg/d。脱水机的选择：根据工程的实际情况，本设计中污泥脱水设备采用国产卧螺卸料沉降离心机，设备数量为2台。设备的相关参数如下：脱水机的选择：根据工程的实际情况，本设计中污泥脱水设备采用国产卧螺卸料沉降离心机，设备数量为两台。设备的相关参数如下：型号：LWD430W转鼓直径（mm）：430转鼓转速（r/min）：2100--3000分离因数：1062--2066差转速（r/min）：2--20无级可调处理能力（m3/h）：8--15电动机功率（kw）：30机器重量（kg）：2500外形尺寸（mm）（长×宽×高）：3260×1725×7lviii 设计计算书1隔油调节池本设计中按废水的停留时间计算法计算。1.1隔油池总容积WW=Qt；式中Q—隔油池设计流量T—废水在隔油内的设计池内的设计停留时间，h；一般在1.5h～2h，取2h。W=83.33×2.0=166.67m3,取170m3。1.2隔油池的过水断面AcAc=Q/3.6v式中v—废水在隔油池中的水平流速，mm/s,取2mm/s。Ac=83.33/（3.6×2）=11.57㎡。1.3隔油池格间数nn=Ac/b·h式中b—隔油池每个格间的宽度，m；由于刮泥刮油机跨度规格的限制，一般为2.0、2.5、3.0、4.5、6.0，这里取4.5；h—隔油池每个格间的有效水深，取1.5m。n=11.57/（1.5×4.5）=1.71,取2格。1.4隔油池的有效长度LL=3.6v·t=3.6×2×2.0=14.4m1.5隔油池建筑高度HH=h+h’h’—池水面以上的池壁超高，取0.5m。H=1.5+0.5=2.0m选用4GSMP—2型机电一体化刮油刮渣机，跨度为4.0m，刮渣速度1.5m/s,刮油速度3.0m/s。lviii 2高效气浮系统本设计中采用加压溶气气浮系统。2.1容器方式的选择选择内循环式射流加压溶气方式，本设计中采用的容器水压力为P=0.3Mpa,气固比a=2%，选用某给定射流器。动植物油量为2000mg/l，a=Qr/动植物油量，则Qr=40m3/h,有资料可知相对应的△P1=0.35Mpa,工作射流泵压力P1=p+△P1=0.3+0.35=0.65Mpa。选择100QW30—22—5.5，流量为30m3/h,扬程为22m,转速为1440r/min，效率为57.5%。2.2空气饱和设备的选择该设备的作用是在一定压力条件下将空气溶解于水中以提供废水处理所要求的容气水。2.2.1加压泵用来供给一定压力的水量，温度为40℃。溶进的空气量V=kTP式中P—空气所受的绝对压力，pa；kT—溶解常数，在40℃下，kT=0.018V=300000×0.018=5400l/m3·水设计空气量应按25%的过量考虑，即V没=7200l/m3·水，以保证气浮效果，气浮操作中空气的实际用量，可取（1%～5%）Q=（1%～5%）2000=20～100m3/d,回流水量为（20%～50%）Q=400～1000m3/d。2.2.2溶气罐作用是实施水和空气的充分接触，加速空气的溶解，采用填充式溶气罐，填料采用阶梯环，从溶气罐顶部进气和进水，填料层厚度取1.0m,表面负荷取2000m3/m2·d。2.3溶气水的减压设备其作用是将压力容器水减压后迅速将溶于水的空气以及为细小的气泡形势释放出来，要求为气泡的直径在20～100mm。2.3.1减压阀选用CY14H-15直动型减压阀，尺寸如下：D=15mm,L=90mm,B=64mm,H=H1+H2=181mm。lviii 2.3.2专用释放器选用JA—32—80型潜水喷流式曝气机，空气量为22m3/h，适合水深为1～3m，供氧量为1.0～1.2kgO2/h。2.4气浮池选用回流平流式气浮池，此类形势的优点是池深浅，造价低，构造简单，管理方便。2.4.1设计参数水量Q=2000m3/d=83.33m3/h=1.39m3/s；气浮池有效水深H=2.5m,长宽比取1：1.5；气浮池表面负荷率取8m3/（m2·h）,水力停留时间取30min；接触室下端水流上升流速取20mm/s，上端水流上升流速取14mm/s；分离区水流向下流速（气浮分离速度）vs=3mm/s,分离室表面负荷率取5.4～9.0m3/（m2·h）；溶气罐所需压力P=0.3Mpa=3.06kg/cm2。2.4.2释气量AA=a×s；s=Qsa式中a=A1/s1,取6%s—原水带入的优质总量，kg/h；sa—进水油质浓度，mg/l。s=83.33×2000=166.67kg/hA=0.06×166.67=10kg/h2.4.3气浮池所需空气量式中—气浮池设计水量，m3/h；—实验条件下的回流比，%；取15%；—实验条件下的释气量，取60l/m3；—水温校正系数，1.1～1.3,取1.2。lviii 2.4.4所需空压机额定气量式中—安全系数，1.2～1.5,取1.3。选用LG5型空压机一台，风压3.5Kpa。2.4.5加压溶气所需水量式中—选定的容器压力，取0.3Mpa（3.06Kg/cm2）；—溶气效率，取80%；—溶解度系数，在40℃下为0.018选用型水泵台则实际回流比2.4.6压力溶气罐选用1座式中I—单位罐截面积的过流能力，对填料罐一般选用100～200m3/（m2·h）,选用150m3/（m2·h）。选用标准填料罐=0.5m，TR-4型溶气罐一只。实际过流密度2.4.7接触室尺寸接触室水流上升平流速度lviii 接触室平面面积池宽Bc=2m，则接触室长度（即气浮池宽度），取Lc=1m接触室出口断面高（堰上水位）接触室气水接触水深，取=1.3m接触室总水深2.4.8分离室表面积令池宽Bs=2m则池长，取Ls=5m分离室水深，超高取0.4m，所以总水深为4m。2.4.9气浮池容积2.4.10时间校核接触室气水接触时间＞60s，符合要求；气浮池总停留时间lviii 2.4.11气浮池集水管集水管采用穿孔管，沿池长方向布置一根，集水量为如允许气浮池与后续构筑物有0.3m的水位落差（即允许穿孔集水管孔岩又近于0.3m的水头损失），则集水孔口的流失:每根集水管的孔口总面积式中—空口收缩系数，取0.64。设孔口直径为20mm，则每孔面积；孔口数：，取85只，气浮池长为5m，穿孔管有效长度取4.5m，则孔距2.4.12释放器的选型根据选定的溶气压力0.3Mpa及回流气水量20.81m3/h,选用TV－Ⅱ型释放器，这时该释放器的出流量为2.48m3/h,则释放器的个数，取5只，采用单行布置,释放器间距为m⒀集渣槽设于气浮池进水端，采用桥式刮渣机逆向刮渣，刮渣机选用TQ—5型。3水解酸化池lviii 水解酸化池是常见的一级处理工艺，是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解酸化过程具有改善污水可生化性的特点，同时可去除废水中的部分有机物，并减少最终排放的剩余污泥量。3.1池体设计本设计采用停留时间为t=5h,则有效容积，取420m3。因水解酸化池上升流速应控制在0.8～1.8m/h较合适，本设计中v上升=1.0m/h，有效高度3.2反应池各部分尺寸水解酸化池的进水系统采用DN=175mm的钢管进水，反应池截面积：采用水解酸化池平面尺寸为取池超高为h1=0.5m池总高为本设计中，工程中为了增加水解酸化反应器中活性污泥的浓度，提高反应速率，在池中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料，填料高度2.5m，满池布置，填料下部区域为活性污泥层，填料底部距池底1.5m，水解池上升流速核算（符合要求0.8～0.18m/h）反应池选用跳跃式。3.3出水系统设计水解酸化池的出水收集系统与常规的二沉池的出水类似，本设计采用三角堰汇水槽汇水，再用出水管出水，采用90°三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细如下：3.3.1出水堰负荷堰长L=7m，则出水堰负荷lviii 沿池宽方向布置。3.3.2出水堰出水流量3.3.3堰上水头因为则，取h2=0.05m。3.3.4集水槽宽集水槽起端水深为设出水渠自由跌落高度h1为0.1m,则集水槽总水深为，取h=0.4m。排水管选用DN=175mm的钢管作为排水管。3.3.5集水槽水深集水槽临界水深为3.4产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取r=0.08KgVSS/KgCOD,流量Q=2000m3/d，进水COD浓度C0=4500mg/l=4.5Kg/m3,COD去除率E=15～20%。3.4.1水解酸化池总产泥KgVSS/d据VSS/SS=0.8KgVSS/dlviii 3.4.2污泥产量污泥含水率为97%，当含水率为＞95%时，取=1000Kg/m3,则污泥产量3.5排泥系统设计如下图：附图3-1排泥系统布置如上图位置共设置6个排泥口，池子排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选用钢管DN=200mm。4CASS池采用容积符合计算法污水进水量Q=2000m3/d；进水BOD=1590mg/l,COD=3825mg/l；出水BOD=238mg/l,COD=573mg/l；4.1选定参数污泥负荷率Ls=0.5KgCOD/（KgMLSS·d）；lviii 反应池池数N=4座；反应池水深H=5.0m；排出比1/m一般采用1/4～1/2，设计中采用1/2；活性污泥界面以上最小水深=0.5m；MLSS浓度CA=5000mg/l。4.2运行周期及时间的确定曝气时间取TA=6h沉降时间其中所以，排水闲置时间，取TD=2h,一周期所需时间TC≥TA+Ts+TD=11h,周期数n取2,每周期为12h，进水时间TF-2h。4.3设计计算根据运行周期时间安排和自动控制特点，CASS反应池设置4个，2个一组交替运行1天。4.3.1CASS池反应池容积单池面积，反应池容积式中n—周期数；N—池子个数。4.3.2CASS反应池的构造尺寸CASS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。CASS单池有效水深H=5.0m，超高hc=0.5m,保护水深=0.5m。则单池体积Vi=LBiH，据资料B/H=1～2，取B/H=1L/B=4～6，取L/B=4lviii 单池面积。CASS池沿长度方向设一道墙，将池底分为预反应区和主反应区两部分，据资料反应区比预反应区应为9:1，预反应区作为兼氧吸附区和生物选择区。根据资料，预反应区长，取=3m。CASS反应池尺寸21×21.6×5.5（壁厚200mm）。4.3.3反应池液位控制CASS反应池总有效水深为5.0m，排水结束时最低水位，基准水位h2为5m，超高hc为0.5m,保护水深=0.5m，污泥层高度验证池容：两池一次进水2h，Qh=83.33m3/h,所以每周期的进水量CASS反应池一周期内能纳水所以CASS反应池的建造符合水量要求。保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀剂排泥的影响，进水开始与结束由水位控制，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。4.4排水口高度和排出装置4.4.1排水口高度为保证每次换水Qh=83.33m3/h的水量及时快速排出以及排水装置运行的需要，排水口应设在反应池最低水位之下约0.5～0.7m处，本工程设计排水口在最低水位0.6m处。4.4.2排出装置每池派出负荷，每池设滗水器（规格DN=200mm），一套，出水口2个。选用旋臂式程控制能滗水器，型号为BSQ—12,排水堰长2mlviii ，最大排水量215m3/h，滗水深度为2m。4.5产泥量及排泥量4.5.1CASS池产泥量CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS生物代谢产泥量为：式中—微生物代谢增值系数，KgVSS/KgCOD；—微生物自身氧化率，d-1；—回流污泥浓度，mg/l；—反应池容积，m3；—去除的COD浓度，KgCOD/m3；—COD污泥负荷，KgCOD/KgVSS。根据资料选，Kg/d4.5.2CASS排泥量假定剩余污泥含水率为99%，则排泥量为，考虑一定的安全系数，则每天排泥一次，排泥量为429.264。4.6排泥系统每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01，在每池出水端池底设1.0m×1.0m×0.5m排泥坑一个，每个排泥坑中接排泥管DN200的一根排泥管安装高程为相对地面+1.5m，相对于最低水位为-1.5m，剩余污泥排入集泥井。lviii 4.7需氧量及曝气系统设计计算4.7.1需氧量计算每个曝气池需氧量式中—活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率；—活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率；—单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）,Kg/m3，取3000Kg/m3。—进水氨氮量，mg/l；—出水氨氮量，Mg/l；4.7.2供气量计算设计采用WM-180型网状膜型微孔空气扩散器,各项参数如下：每个扩散器的服务面积0.5m2,动力效率2.7～3.7KgO2/KWh，氧利用率12～15%，膜片平均孔隙率80～100，扩散装置安装深度H=4.5m,计算温度定为30℃，查资料得，水中溶解氧饱和度，。⑴空气扩散器出口处的绝对压力Pb⑵空气离开曝气池面时氧的百分比式中EA—空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器取值15%。lviii ⑶曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度30℃考虑）⑷换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量取值=0.82,=0.95,C=2.0,=1.0⑸曝气池供气量⑹本系统空气总用量除采用鼓风曝气外，还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥8倍考虑，污泥回流比R取值60%，则提升回流污泥所需空气量为总需气量4.7.3空气管系统计算因每个扩散器的服务面积为0.5m2,曝气池平面面积为20×5×4=400m2，则所需空气扩散器的总数为400/0.5=800个，本设计采用800个空气扩散器，如下图布置空气管道，每个池子引入一根总管，共4根干管。在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管。全曝气池共设40条配气竖管。lviii 每根竖管的供气量为2595.476/40=64.887m3/h，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为800/40=20个，每个空气扩散器的配器量为2595.476/800=3.24m3/h，将已布置得空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。具体管路布置请看图4-1：选择一条从鼓风机房开始最远最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点，统一编号列表进行空气管道计算。风机出口至充氧装置的管道，使用焊接钢管。附图4-1空气管路布置图空气管路计算图管段编号管段长度L（m）空气流量Qm3/h空气流速vm/s管径Dmm配件管段当量长度L（m）管段计算长度L0+L（m）压力损失h1+h2pa/mpa1-2502995.4811.89300三通1个，异型管1个18．7148．715.086349.50lviii 2-32.51497.8013.24200三通1个，异型管1个11．5014．0010.535147.493-45.0848.9013.36150三桶1个，异型管1个8．1513．1515.43202.9054-57.5648.9010.22150四通1个，弯头2个，异型管1个18．2325．739.36240.835-64.0519.128.18150四通1个，异型管1个10．2514．256.1387.356-74.0389.3413.78100四通1个，异型管1个6．3010．3028.28291.287-84.0259.569.19100四通1个，异型管1个6．3010．3012.95133.398-94.0129.788.1875四通1个，异型管1个4．468．4614.99126.829-106.1564.894.0975闸门1个，弯头3个，三通1个9．1215．274.7973.1410-110.732.404.6050三通1个，异型管1个2．182．888.2823.8511-120.316.203.5940三通1个，异型管1个1．671．977.0413.8712-130.312.967.3725三通1个0．881．1819.8923.4713-140.39.725.5325三通1个0．881．1828.5033.6314-150.36.483.6825三通1个0．881．1813.0815.4315-160.33.24—25弯头1个0．460．769.817.46则空气管道系统的总压力损失为1770.415pa=1.77Kpa网状膜空气扩散器的压力损失为5.88Kpa则总压力损失为5.88+1.77=7.65Kpa4.7.4空压机所需压力空气扩散装置安装在距曝气池池底0.5m处，因此空压机所需压力为：5IC厌氧器5.1有效容积本设计采用进水容积负荷率法lviii 式中—容积负荷率，KgCOD/（m3·d）；—进水COD浓度，Kg/m3；—COD去除率。根据相关资料，第一反应室的容积负荷率=12KgCOD/（m3·d）,第二反应室的容积负荷率=4KgCOD/（m3·d）,且第一反应室去除总COD的80%左右，而第二反应室去除总COD的20%左右。则第一反应室的有效容积，取80第二反应室的有效容积，取60IC反应器的总有效容积，这里取150。5.2IC反应器的几何尺寸小型的IC反应器的高径比H/D一般为4～8，这里取4；高度在15～20m，因为，则，取4m；H=4×4=16m。IC反应器负荷率KgCOD/（m3·d）IC反应器的底面积则第二反应室高，取5，第一反应室高。lviii 5.3IC反应器的循环量进水在反应器中的总停留时间，取2IC反应器里第二反应室的上升流速一般为2～10m/h,取4m/h。则需要循环泵的循环量为48m3/h，选用UMC100—30循环泵。第一反应室内液体升流速度一般为10～20m/h,主要由厌氧反应产生的气体推动的液流循环所带动。第一反应室所产生的沼气量为式中0.35—每千克去除的COD转化为0.35m3的沼气。则。每立方米沼气上升时携带1～2m3左右的废水上升至反应器顶部，顶部气水分离后，废水从中心管回流至反应器顶部，与进水充分混合。由于产气量为320.88m3/d,则回流废水量为320.88～641.7m3/d，即13.37m3/h～26.74m3/h，加上IC反应器废水循环泵循环量为48m3/h，则在第一反应室总的上升水量达到了61.37m3/h～74.74m3/h，上升流速可达4.89m/h～5.95m/h。5.4IC反应器第一反应室的气液固分离IC反应器第一反应室的顶部功能主要为气体收集和固液两相分离。较高上升流速的废水流至第一反应室顶部，大部分液体和颗粒污泥随气体流入气室上升至IC反应器顶部的气液固分离器，部分液体和固体流入三相分离器，颗粒污泥在分离器上部静态区沉降，废水从上部隔板流入反应器，具体请看下图，lviii 附图一IC厌氧器示意图5.4.1IC厌氧器第一反应室的气液固分离几何尺寸⑴沉淀区设计沉降速度；其中；式中—颗粒污泥沉降速度,cm/s；—颗粒污泥密度,g/cm3,取1.05g/cm3；—清水密度,g/cm3；—颗粒直径cm,取0.1cm；—水的粘滞系数,981cm/s2；—水的运动粘滞系数,cm2/s；—水温，℃。lviii 设水温为30℃，则水的运动粘滞系数因为清水密度接近于1g/cm3则颗粒沉降速度三相分离器单元结构如下图，平面上共有8个气固液分离单元，中部被集气罩分隔，B-B’间水流上升流速一般≤10m/h,取10m/h，则B-B’间总面积,其中Q为IC反应器循环泵的流量，则S=1.8m2,而，则=0.48m，即相邻两上挡板间距离相距=200mm，上下挡板间回流缝=150mm，板间缝隙液流速度为20m/h，气封与下挡板间距离=100mm,两下挡板间距离C-C’，即=400mm,板间液流速度大于15m/h。⑵沉淀区斜壁角度与分离器高度设计三相分离器沉淀区斜壁倾斜度轩50℃，上挡板三角顶与集气罩顶相距300mm。设计IC反应器h1=0.85m,h2=.7m。⑶气液分离设计集气罩与下挡板间的重叠量为10～20cm，取15cm。若要使起跑不随回流缝液体流向沉淀区，则需＞（20m/h）。lviii 式中—废水动力粘滞系数，取2×10-2g/（cm·s）；—液体密度，g/cm3,取1.02g/cm3；—沼气密度，g/cm3,取1.2×10-3g/cm3；—碰撞系数，取0.95；—气泡直径，cm取0.01cm。所以，则＞保证气相不进入沉淀区。⑷反应器顶部气液分离器的设计IC顶部气液分离器的目的是分离气和固液，由于用切线流状态，在上部分离器中气和固液分离较为容易。本设计采用直径为21m的气液分离器，简体高1.5m,下锥角度65℃，上顶高400mm。5.5IC反应器进水配水系统的设计5.5.1布水方式采用切线进水的布水方式，布水器具有开闭功能，即循环时开口出水，停止运行的自动封闭。本工程拟每2～5m2设置一布水点，出口水流速度2～5m/s。拟设6个布水点，每点负荷面积为5.5.2配水系统形式本设计采用无堵塞式进水配水系统。lviii 附图5-3配水系统布置图为了配水均匀一般采用对称布置，各支管出水口向着池底，出水口距池底约20cm，位于服务面积的中心点。管口对准的池底设反射锥体，使射流向四周均匀扩散于池底，出水口支管直径约20mm，每个出水口的服务面积为2～4m2。单点配水面积Si=2.09m2时，配水半径r=0.82m，取进水总管中流速为1.5m/s,则进水总管管径为：配水口为6个，配水口出水流速选为2.5m/s，则配水管管径5.6出水系统的设计为保持出水均匀，沉淀区的出水系统采用出水渠，每个单元三相分离器沉淀区设一条出水渠，而出水渠每隔一定距离设三角出水堰，出水渠前设挡板以防止漂浮物随出水带出。出水渠宽取0.2m，围反应器一周设置。设出水渠渠口附近流速为0.2m/s,则出水渠水深设计出水渠渠高为0.2m，这样基本可保持出水均匀。出水三角堰每米设置5个，即出水堰总个数本设计采用62个三角堰。排水管选用DN=175mm的排水管。lviii 5.7排泥系统的设计因为此IC反应器池底面积较小，故设置3个排泥点，均分布在两级三项分离器下三角以下0.5m处各设一排泥口，口径均为100mm。5.7.1IC反应器产泥量的计算一般情况下每去除1KgCOD,可产生0.05～0.1KgVSS本设计中取X=0.05KgVSS/KgCOD,设计流量Q=2000m3/d,进水COD=573mg/l,出水COD=85mg/l，则每天去除的COD量为：2000×（573-85）×10-3=976Kg那么IC反应器的产泥量为976×0.05=488KgVSS/d根据VSS/SS=0.8,则SS的产泥量为48.8/0.8=61Kg/d。IC反应器中第一反应室膨胀床污泥浓度较高，可达50～100gSS/L甚至更高，第二反应室污泥浓度一般为15～30gSS/L。第一反应室污泥浓度取80gSS/l，第二反应室取20gSS/l，则IC反应器中污泥总量为KgSS5.7.2沼气的收集，储存和利用⑴产气量的计算式中—每降解1KgCOD产生的甲烷产量，取0.4m3CH4/KgCOD由于沼气中除含CH4，还有CO2,H2S等微量气体。这里取沼气中的CH4含量P=70%,那么沼气产量⑵水封的设计水封是IC装置内外环境的屏障，一般设于反应器和沼气柜之间，起调整和稳定压力的作用。水封的高度式中—气室液面至反应器出水液面的高度，m；lviii —水封后面的阻力，m,取0.40m；—气室顶部到处水水面的高度，m,取0.50m；—气室高度，m,取1.00m水封罐的高取1.5m，直径为1.0m，进气管DN200一根，出气管DN200一根，进水管DN50的一根，出水管DN50一根。5.7.3贮气柜的设计贮气柜的容积一般按平均时产气量的3倍体积计算，采用低压浮盖式沼气柜。⑴贮气柜的设计计算贮气柜D/H=1.5/1，则D=3.55,取D=4m,所以H=2.67m。贮气柜中的压力为600mmH2O，由于沼气中含有少量H2S，对设备有腐蚀作用，所以在贮气柜内涂一层防腐材料。⑵气柜其他部分的操作①在池底部安装6个钢筋混凝土支撑，长150mm,宽100mm。②为使气柜能上下沉浮，设计中安装6个导轮。③为维持气柜内恒定压力及安全起见，在钟罩的封头上安装一根放空管。5.7.4加热与保温⑴加热废水至操作温度时的热量QH,因本社及废水的温度与反应器内的温度相当，故QH=0。⑵反应器保温所需热量计算K值按下式计算式中—反应器内壁的射流供热系数，；—反应器外壁的射流供热系数，；，—反应器壁和保温层的厚度，m；lviii ，—反应器壁与保温材料的热导率≈0.85,≈2000～4000,≈20加热和保温所需总热量，反应器壁为钢结构所以=45.357，保温层采用软木所以=0.047。反应器壁厚200mm，保温层厚150mm，则，反应器外表面积反应器内温度取35℃，反应器周围温度按15℃计时则5.7.5沼气发电每立方米沼气发电2KW·h则沼气用于发电量为：另外设置刮渣机，以清除沉淀区液面和气室液面形成的浮渣层。6曝气生物滤池根据原污水的性质，本设计采用N曝气生物滤池。污水流量Q=2000m3/d进水NH3-N浓度32mg/l出水NH3-N浓度6.4mg/l6.1曝气生物滤池容积计算6.1.1滤料体积本设计采用硝化容积负荷计算法计算滤料体积，N曝气生物滤池的硝化容积，一般选用0.4～0.8KgNH3-N/（m3·虑料·d）,取0.5KgNH3-N/（m3·虑料·d）,则所需滤料体积lviii 式中—进出滤池NH3-N浓度的差值，mg/l；—滤池的硝化容积负荷，KgNH3-N/（m3·虑料·d）；6.1.2N曝气生物滤池体积及几何尺寸进水BOD浓度=47mg/l,出水BOD浓度=14mg/l，取滤料层高度H0=3m（2.5～4.5），则曝气生物滤池总面积为滤池定为方形，则B×L=6×6。取配水室高度h1=1.2m,承托层高度h2=0.3m,清水区高度h3=1.0,超高h4=0.5m,则滤池总高度：则滤池总体积：污水流过滤料层的实际停留时间：式中—滤料层的空隙率，对于圆形陶粒滤料一般取e=0.56.2供气量计算与供气系统的设计6.2.1微生物需氧量lviii 式中—降解BOD的需氧量，Kg/d；—硝化的需氧量，Kg/d；—硝化需氧量系数，KgO2/KgTKN则则微生物需氧量6.2.2供气量的计算采用生物滤池专用单孔膜曝气器，型号为KBB,敷设于距池底200mm处，计算温度为30℃，淹没水深5.3m。根据资料可查得，水中溶解氧饱和度Cs（20）=9.17mg/l,Cs（30）=7.63mg/l⑴空气扩散器出口处的绝对压力Pb⑵空气离开曝气池面时氧的百分比式中EA—空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器取值30%。⑶曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度30℃考虑）lviii ⑷换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量取值=0.82,=0.95,C=2.0,=1.0⑸曝气池供气量6.2.3空气系统计算KBB型盘式橡胶膜微孔曝气器供气量为2m3/（h·个）则所需空气扩散器的个数为：，取100个则每个空气扩散器的排气量为如下布置空气管路lviii 附图6-1空气管路布置图空气管路计算表管段编号管段长度L（m）空气流量Qm3/h空气流速vm/s管径Dmm配件管段当量长度L0（m）管段计算长度L0+L（m）压力损失h1+h2pa/mpa9-100.51.98—25三通1个，弯头1个1.351.85——8-90.53.96—25三通1个0.881.38——7-80.55.943.3625三桶1个，0.881.381.1041.5236-70.67.924.6525三通1个，0.881.481.9042.8185-60.69.905.6125三通1个，弯头一个，异型管1个1.412.012.9305.8894-50.619.804.3740三通1个，异型管1个1.672.071.0152.1013-40.345.9010.9940四通1个，异型管1个2.102.406.06514.5562-32.499.0014.0450三通1个，2.184.587.05032.289lviii 异型管1个1-260198.0012.4675四通1个,弯头3个，异型管1个6.203.380KBB型盘式橡胶膜微孔曝气器最大阻力损失为hi=2.3Kpa空压机所需的压力为6.3反冲洗系统本设计采用气—水联合反冲洗，其顺序为：先单独用气反冲洗，再气—水联合反冲洗，最后用清水反冲洗。6.3.1反冲洗空气量Q气式中—需要冲洗的滤池面积，m2,取40m2；—冲洗空气强度，L/（s·m2）,一般为10～20L/（s·m2），取156.3.2空气反冲洗管管径滤池布置8根空气反冲洗管，每根空气进气管空气量为270m3/h,取气速v1为15m/s则采用穿孔管反冲洗，孔径为5mm，再管壁两侧向下相隔45°角，间距100mm，选用DN=80mm的无缝碳钢钢管。6.3.3反冲洗用水Q水式中—反冲洗水强度，L/（s·m2）,一般为4～8L/（s·m2），取8lviii 6.3.4反冲洗水管管径DN’滤池布置8根反冲洗水管，每根水管的水量为144m3/h,取水速20m/s则采用穿孔管反冲洗，孔径为5mm，再管壁两侧向下相隔45°角，间距60mm。选用DN=60mm的无缝碳钢钢管。6.3.5反冲洗水头反冲洗水使用曝气生物滤池正常工作时出水，由水泵加压供给。式中—冲洗排水槽与反冲洗水池最低水位的高程差，m,取1.5m；—反冲洗水池与滤池间冲洗管道的沿程与局部水头损失之和，取2m；—管式大阻力配水系统水头损失，m；—承托层水头损失；—过滤层在冲洗时的水头损失，m；—备用水头，m,取2.0mlviii 6.4曝气生物滤池污泥产量一般情况下每去除1KgCOD,可产生0.05～0.1KgVSS,这里取KgVSS/KgCOD,每天去除的COD量：。曝气生物滤池的产VSS量：KgVSS/d。据，污泥含水率99%,则6.5泵房反冲洗用水量，根据反冲洗流量和反冲洗水头选择两台型号为350S16A的水泵（一用一备），流量1260m3/h，H=10m，转速为1450r/min，功率为55KW，效率为70%，尺寸为：L×B×H=1.09×0.5×0.97电动机型号为Y250M—4，尺寸为930mm×575mm。所以泵房尺寸为6×6×3m3。6.6配水系统设计由于单格滤池的面积不是很大，进入滤池的废水比较容易布得均匀，所以配水系统与滤料承托板合建，采用钢制孔板形式。承托板采用100mm厚的钢板，钢制孔板开控孔径d=10mm，孔中心间距30mm，均匀分布。由于滤料层采用粒径较小的陶粒作滤料，故不能直接装在钢制承托孔板上，所以在滤料层下部设置承托层，承托层选用鹅卵石，并按一定的级配布置，总高度为0.3m。7污泥处理系统7.1产泥量根据前面的计算可知，有以下构筑物排泥：水解酸化池4.5m3/d含水率p=97%；CASS池429.264m3/d含水率p=99%；IC反应器6.1m3/d含水率p=99%；曝气生物滤池1.2m3/d含水率p=99%；lviii 则污泥总量为7.2污泥处理方式污水处理系统各构筑物所产生污泥，每日排泥一次集中到污泥井，然后再由污泥打至污泥浓缩池，经浓缩后由污泥泵送至脱水机房脱水，形成的泥饼外送用作农肥（因为泥饼中无有害污染物，而且有机质含量较高）。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24h。各种构筑物排泥，污泥泵抽送污泥时间1.0～1.5h。污泥浓缩时间为20.0h，浓缩池排水与排泥时间2.0h，闲置时间0.5～1.0h。7.3集泥井计算7.3.1容积计算集泥井可容纳3.0h的污泥量，故容积，取60集泥井有效泥深3.0m，则平面面积为：设计集泥井平面尺寸为（4×5）㎡集泥井为地下室，池顶加盖，由潜污泥泵抽送污泥。集泥井最高泥位0.5m,最低泥位-3.30m。7.3.2集泥井排泥泵集泥井最低泥位-3.30m,浓缩池最高泥位0.5m,排泥富余水头2.0m，污泥泵吸水管和出水管压力损失2.0m。则污泥泵所需扬程为集泥井中安装潜污泵，选用CP—50.5—65型潜水污泥泵，技术参数：流量为22.8m3/h，扬程为11m，功率为1.5Kw，转速为n=1500r/min，外形尺寸：H=609mm，直径D=259mm。7.4污泥浓缩池干污泥重量M为:lviii 入流污泥含固率则入流污泥含水率7.4.1浓缩池尺寸⑴浓缩池表面积取水里负荷，0.3Kg/（m2·h）设置2座污泥浓缩池，单池表面积为⑵浓缩池直径，取6.3m则实际单池表面积⑶浓缩池高度h1：取浓缩时间T=20h，,取6.0m⑷浓缩池总深度H：超高取0.5m，缓冲层高取0.3m，底部直径d’=1.0m，圆锥倾角为55°，池底坡度造成的深度为0.04m。圆锥高度为lviii 附图7-1污泥浓缩池⑸排水和排泥浓缩后池内上清液利用重力排放，由站内溢流管道排入调节池。浓度池设四根排水管于池壁，管径DN=150mm，于浓缩池最高水位处放置一根，向下每隔1.0m,0.6m,0.4m处放置一根排水管，下面三根安装蝶阀，污泥泵提升流量为441.064/3=147.021m3/d=6.13m3/h,所需扬程9m。选用50XG—C—230型污泥泵，H=8.5～44m,转述n=1300～2700r/min，最高效率=57%,宽度768mm，高度H=508mm。7.5污泥脱水系统设计7.5.1浓缩后污泥体积浓缩前污泥体积441.064m3/d,污泥含水率为P1=99%；浓缩后污泥含水率为P2=97%；则浓缩后体积选用SY—8000型脱水机，该脱水机处理量为8.0m3/h,滤布宽度为1.5m，长宽高=4.6×2.2×2.8。7.5.2投药装置投加PAM（聚丙烯酰胺）调理污泥，投加量为5/10000，配成2%的溶液后投加。7.5.3脱水房面积B×L×H=6×12×6=432m3。lviii 8鼓风机房8.1供风量各构筑物供风量如下：高效气浮系统：0.0195m3/min；CASS池：49.925m3/min；曝气生物滤池：3.30m3/min；曝气生物滤池反冲洗：36m3/min反应鼓风机风量反冲洗鼓风机量8.2鼓风机的选择⑴反应供气系统：选用BE300三叶罗茨鼓风机两台（一用一备），风量68.5m3/min,风压59Kpa。⑵反冲洗系统：选用BE200三叶罗茨鼓风机两台（一用一备），风量37m3/min，风压49Kpa。8.3鼓风机房布置共设置4台鼓风机，平面尺寸为18×6.5m29事故池按能维持4.0h工作时间考虑事故池体积，取350m3，面积：7×10=70m，有效水深H=5.0m。10加滤间10.1加滤量的计算式中—最大投滤量,取8mg/l；—需消毒的水量,m3/hlviii 10.2滤库的计算加滤量为0.667Kg/h，所以每天加滤量为16Kg。11高程布置设地面标高为0.00m，因河面最高水位为-7.00m，故污水可直接排放。项目损失高程排水总管水位跌水2.0m-2.0m曝气生物滤池水位沿程损失：3.144m局部损失：1.001m合计：4.145m2.15mIC厌氧器水位堰上水头：0.07m自由跌落：0.2m沿程损失：0.1048m局部损失：0.106m合计：0.482.63mCASS池水位沿程损失：0.09432m局部损失：0.135m合计：0.23m2.86m水解酸化池水位堰上水头：0.05m自由跌落：0.1m沿程损失：0.115m局部损失：0.1235m合计：0.39m3.25m气浮池水位沿程损失：0.0834mlviii 局部损失：0.1m合计：0.19m3.44m提升泵房水位沿程损失：0.0834m局部损失：0.175m泵房损失：1m合计：1.26m水泵扬程：7m-2.30m隔油调节池水位1.50m参考文献1.张自杰主编，排水工程（下册第三版），中国建筑工业出版社，1996年；2.张统主编，污水处理工艺及工程方案设计，中国建筑工业出版社，2000年；lviii 3.周彤主编，污水回用决策与技术，中国建筑工业出版社，2002年；4.陈复主编，水处理技术及药剂大全，中国石化工业出版社，2000年；5.王大翚、雷乐成编著，水处理新技术及工程设计，化学工业出版社，2001年；6.刘雨、赵庆良编著，生物膜法污水处理技术，中国建筑工业出版社，2000年；7.沈耀良、王宝贞编著，污水生物处理新技术—理论与应用，中国环境科学出版社，1999年；8.徐根良编著，污水控制及治理工程，浙江大学出版社，1999年；9.钱易、米祥友主编，现代污水处理新技术，中国建筑工业出版社，1993年；10.麟源编著，污水生物处理，同济大学出版社，1989年；11.上海市政工程设计研究院主编，现行设计规范，中国建筑工业出版社，2000年；12.张杰等主编，水工业工程设计手册—水工业工程设备，中国建筑工业出版社，2000年；13.上海市政工程设计研究院主编，给水排水通用标准图集，中国建筑工业出版社，2000年；14.上海市政工程设计研究院主编，给水排水设计手册（第10册），中国建筑工业出版社，2004年；15.柏景方主编，污水处理技术，哈尔滨工业大学出版社，1998年；16.于尔捷、张杰主编，给水排水工程快速设计手册2，中国建筑工业出版社，2003年。谢辞三年的大学专科学习即将结束，毕业设计工作也于2010年4月份开始，为了能够充分的检查在大学里的学习成果，我们所学专业—环境监测与治理要求每个毕业生进行最后的学业总结，给自己一个客观的评价交一份满意的答卷。lviii 首先通过指导教师对整个设计概况的介绍，使我们对需要设计的工艺流程有一个整体的认识，选择设计题目后，我们严格按照设计任务书安排的进程表进行设计，充分利用各种资料和构筑物实地考察的机会，以此来学到更多的知识。在这里我仅代表我自己衷心感谢指导教师邵老师，在她的辛勤辅导下，不仅使我们能够按时完成设计任务，而且还抽出许多时间为我们提供设计所需构筑物的实体，使我们可以想象出所设计的构筑物是怎样的实体。在做设计的同时，得到了许多工程实践的经验，这些在我们以后的发展会有很大程度的帮助。其次是整个小组的成员，虽然每个人的设计题目都不同，但我们共同解决问题，并且在大家的共同努力、探讨和交流经验中使我们掌握了更多的专业知识，通过介绍不同的见解和想法，使自己选择的废水处理工艺得到了更加完善的发展，以及不成熟的见解都得到了大家的充分论证，以解决实际的问题，在大家的努力下使我学习到了许多专业知识。把以前比较单一的专业课程进行系统的学习、有机的结合，增强了我们的实际运用知识的能力。由于自己的专业知识有限，在遇到不懂的问题时其他同学们热心的帮助我，使得我的许多问题都得以快速的解决，节省了大量的设计时间，为能够顺利完成设计任务做了强有力的保证。就大家对我的帮助，本人表示深深的感谢，希望在以后的工作中，大家相互团结合作，把自己从事的专业开拓、创新，进一步发展水处理行业。最后，再次感谢指导老师、小组成员以及在整个设计过程中帮助过我的所有的热心的老师和同学，希望大家在以后的工作中更加一帆风顺。所在专业审查意见：系部意见：lviii 负责人：年月日系领导：年月日湖南科技大学lviii 毕业设计（论文）题目生化法处理大豆制油废水的初步设计作者学院化学化工学院专业环境工程学号指导教师二〇〇二年五月二十五日湖南科技大学毕业设计（论文）任务书lviii 化学化工学院环境工程系（教研室）系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名:学号:专业:环境工程1设计（论文）题目及专题：生化法处理大豆制油废水的初步设计2学生设计（论文）时间：自2012年3月16日开始至2012年6月10日止3设计（论文）所用资源和参考资料：原始资料：①废水水量3000m3/d；②废水水质：pH7.0；COD3800mg/L；BOD51200mg/L；动植物油1650mg/L；N-NH365mg/L；悬浮物260mg/L；③处理后出水水质要求达到国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996）一级标准；④气象与水文、地形地貌资料：常年主导风向NNW，年平均风速2.0m/s；常年平均气温18.5℃，地下水位距地面6.5~7.5m；厂区平均地面标高39.0m。设计参考资料：①环境工程设计手册；②给水排水设计手册；③排水工程；④污水处理工艺设计计算；⑤污水处理新工艺与设计计算实例；⑥环境保护设备选用手册（水处理设备）。4设计（论文）应完成的主要内容：①大豆制油废水处理工艺综述；②废水处理工艺流程或方案的确定；③构筑物的设计计算及主要设备的选型；④平面布置和高程布置；⑤设计体会；⑥参考文献；⑦绘制4张图纸。5提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：①编写设计说明书一份。②图纸4张，分别为：工艺流程图、平面布置图、高程布置图、单体构筑物工艺图。③工艺流程图应标出构筑物及设备编号，并附明细表；管道及仪表应注明或附图例。④平面布置图应按比例绘制，图中应有方位标志。⑤高程布置图应反映各构筑物及管道的高程关系。应注明各构筑物的水面、池底或地面标高、池顶或屋面标高。⑥单体构筑物工艺图应按比例绘制，通过平面图、剖面图等表达，应列出主要设备材料表和必要的设计说明。6发题时间：2012年3月16日指导教师：（签名）学生：（签名）湖南科技大学毕业设计（论文）指导人评语lviii [主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]lviii 评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）答辩记录日期：lviii 学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1设计（论文）说明书共页2设计（论文）图纸共页3指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要lviii 随着人们对大豆油的青睐，大豆制油行业得到了迅猛的发展，与此同时制油生产过程也向环境中排放了大量的有机废水，这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪等有机成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，恶化水质，如何有效地处理大豆制油废水又充分回收利用其中的有用资源，已成为环境保护的一项重要研究内容。本设计大豆制油废水的处理水量为3000m3/d，废水中各种污染物的浓度：BOD5为1200mg/L，CODcr为3800mg/L，SS为260mg/L，PH值为7.0。本文查阅了大量的中外文献，通过比较各种大豆制油废水的处理方法，提出了UASB+CASS组合工艺，工艺流程为：大豆制油废水经格栅、集水井到隔油调节池，去除水中悬浮状态的油后，进入高效气浮系统再去除水中的乳化油，然后进入UASB反应器改善废水的可生化性，再进入好氧池CASS处理，可将废水中的各种污染物有效去除，处理后出水水质能够达到国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996）一级标准。该处理工艺具有结构简单、运行控制灵活等特点，为大豆制油废水的处理提供了一个可行的方案。关键词：大豆制油废水；UASB；CASSlviii AbstractAlongwiththepeopleofsoybeanoil"sfavor,soybeanoilindustryhasbeenrapiddevelopment,atthesametimeoilproductionprocessalsoreleasesintotheenvironmentofalargenumberoforganicwastewater,thewastewatercontaininghighconcentrationsofprotein,fatandotherorganiccomponents,aredischargedintonaturalwateraftertheconsumptionofdissolvedoxygeninwater,deteriorationofwaterquality,howtoeffectivelyprocessingofsoybeanoilwastewaterandfullrecoveryandutilizationoftheusefulresources,environmentprotectionhasbecomeanimportantcontentintheresearchof.Thedesignofsoybeanoilwastewatertreatmentofwateris3000m3/d,theconcentrationofvariouspollutantsinwastewater:BOD51200mg/L,CODcr3800mg/L,SS260mg/L,pH7.Referringtoalargenumberofdomesticandforeignliterature,throughthecomparisonofvarioussoybeanoilwastewatertreatmentmethod,proposedintheUASB+CASSprocess,theprocessforsoybeanoilwastewaterby:grille,setwellintotheoilisolatedregulatingpool,removingwatersuspensionofoil,intotheefficientgasfloatingsystemandremovalofoilinwateremulsion,thenintotheUASBreactortoimprovethebiodegradabilityofwastewater,andthenenterstheaerobicpoolCASSprocessing,avarietyofpollutantsinwastewatercanbeeffectivelyremoved,theeffluentcanmeetthenational"integratedwastewaterdischargestandard"(GB8978-1996)ofastandard.Theprocesshastheadvantagesofsimplestructure,flexiblecontrolandothercharacteristics,forsoybeanoilwastewatertreatmentprovidesafeasiblescheme.Keywords:Soybeanoilwastewater；UASB；CASSlviii 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目录第一章前言………………………………………………………………………………1第二章概述………………………………………………………………………………22.1工程规模……………………………………………………………………………22.2水质要求……………………………………………………………………………22.3设计原则……………………………………………………………………………22.4设计依据……………………………………………………………………………2第三章工艺流程的确定及选择依据…………………………………………33.1设计思路……………………………………………………………………………33.2方案比较……………………………………………………………………………33.3工艺流程的确定……………………………………………………………………43.4污泥处理流程………………………………………………………………………5第四章构筑物的设计计算…………………………………………………64.1格栅…………………………………………………………………………………64.1.1设计说明…………………………………………………………………64.1.2设计参数…………………………………………………………………64.1.3设计计算…………………………………………………………………74.2泵房………………………………………………………………………………104.2.1设计说明………………………………………………………………114.4.2设计计算………………………………………………………………114.3隔油调节池………………………………………………………………………114.3.1设计说明…………………………………………………………………114.3.2设计参数…………………………………………………………………124.3.3设计计算…………………………………………………………………124.4高效气浮系统……………………………………………………………………124.4.1-ii- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）设计说明…………………………………………………………………124.4.2设计参数…………………………………………………………………134.4.3设计计算…………………………………………………………………134.5UASB反应池…………………………………………………………………154.5.1设计说明…………………………………………………………………154.5.2设计参数…………………………………………………………………154.5.3设计计算…………………………………………………………………154.6CASS反应池……………………………………………………………………234.6.1设计说明…………………………………………………………………234.6.2设计参数…………………………………………………………………234.6.3设计计算…………………………………………………………………234.7污泥处理系统……………………………………………………………………304.7.1设计说明……………………………………………………………………304.7.2设计计算……………………………………………………………………304.8事故池……………………………………………………………………………32第五章处理站总体布置……………………………………………………335.1处理站的位置考虑………………………………………………………………335.2输水管线…………………………………………………………………………335.3平面布置…………………………………………………………………………335.4高程布置…………………………………………………………………………355.4.1设计说明……………………………………………………………………355.4.2设计计算……………………………………………………………………36参考文献……………………………………………………………………………………38致谢…………………………………………………………………………………………39-ii- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第一章前言食用油按油质不同可分为：花生油，豆油、菜籽油、橄榄油、动物油。各种油类都有各自的有点，大豆制油因其安全生态环保、营养价值高的特点，现在产量和销量连续稳步增长，我国的大豆油消费量相当巨大。随着人们都大豆油的青睐，大豆制油行业得到了迅猛的发展，但是同时也向环境中排放了大量的有机废水，由于这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪等有机成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，既造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质。另外，生产效率低和管理混乱导致了资源的巨大浪费，在资源紧张的今天，如何既有效地处理大豆制油废水又充分利用其中的有用资源，已成为环境保护的一项重要研究内容。本设计针对大豆制油废水进行了全面系统的分析比较之后，确定了具体详细的废水处理工艺流程，并对各处理单元设备进行了设计计算，综合论证了整个废水处理的可行性。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第二章概述2.1工程规模处理水的水质和水量：水量3000m3/d，设计水质PH7.0；CODcr3000mg/L；BOD51200mg/L；动植物油1600mg/L；NH3-N65mg/L；悬浮物260mg/L。2.2水质要求CODCr≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤70mg/L，动植物油≤10mg/L，NH3-N≤15mg/L，PH6～9。2.3设计原则①废水净化和资源化回用为目的确立处理工艺。②保证所确定的废水处理方案先进，适应不同季节不同水温的废水处理，并保证出厂排放水水质达到国家一级排放标准。③尽可能采用运行管理简单，自动化程度高的处理工艺。④减少废水处理站的占地面积，在保证处理效果的前提下，通过经济比较，选用修建、维护、运行成本低的工艺，同时将废水站的产物（污水、污泥、沼气）经济利用，降低总体建设费用。⑤考虑环境保护因素，尽可能少地排放废气、废水、废渣，度考虑一定的安全性，保证在事故情况下将对环境的影响降到最低[2]。2.4设计依据①废水处理站地形地貌资料。②废水处理站气象水文资料。③大豆制油废水资料。④水污染控制工程。⑤工业废水处理技术。⑥环境工程设计手册。⑦排水工程。⑧给排水设计手册。⑨污水处理工艺设计计算。⑩污水处理新工艺与设计计算实例。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第三章工艺流程的确定及选择依据3.1设计思路根据啤酒废水的特点及处理的难点，设计思路大体如下：①水中SS等物理性污染物，一般采用物理方法如格栅、调节池、厌氧好氧反应等工艺去除。结合本水质的特点，选择合理的工艺单元、构筑物及其型式。②对于难降解的CODCr，单纯采用好氧或是厌氧的方法很难保证出水达标。故拟采用先厌氧再好养，同时选择经济合理的组合方式和构筑物型式。③氮磷可以选择合适的厌氧加好氧组合工艺同CODcr、BOD5一起去除。④工艺方案确定后，具体的构筑物选型和设计时，要尽量做到组合的优化，比较准确的设计好各构筑物。3.2方案比较大豆制油废水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。（1）好氧处理工艺大豆制油废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺(循环式活性污泥法)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。（2）水解—好氧处理工艺水解酸化可以使大豆制油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,大豆制油废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，CODcr/BOD5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，提高生物处理大豆制油废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）（3）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处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、IC、AF、FASB等，其中UASB的优点主要有：①UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；②有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCODcr/m3.d左右；③无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；④污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；⑤UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备[1]。（4）不同处理系统的技术经济分析表3.1处理系统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/CODcr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，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—好氧联合处理在大豆制油废水处理方面有较大优点，故大豆制油废水厌氧—好氧处理技术是最好的选择。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）3.3处理工艺流程的确定通过上述分析比较，本案选用厌氧—好氧处理。其工艺流程如下：大豆制油废水→格栅→集水井→隔油调节池→高效气浮系统→UASB→CASS池→出水。3.4污泥处理流程处理流程为：污泥→污泥浓缩池→污泥脱水→外运泥饼[1]。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第四章构筑物的设计计算4.1格栅4.1.1设计说明格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常进行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅[2]。本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。4.1.2设计参数①格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。细格栅：宜为1.5～10mm。水泵前，应根据水泵要求确定。②污水过栅流速宜采用0.6～1.0m／s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。③当格栅间隙为16～25mm时，栅渣量取0.10～0.05污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01污水。④格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。⑤格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。⑥格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。⑦粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）⑧格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。⑨格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。沉砂池的超高不应小于0.3m。⑩设计流量Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s；最大设计系数k=1.5～2.0最大设计流量Qmax=0.0351.5=0.0525m3/s；栅前流速0.4～0.8m/s；现取值为v1=0.8m/s；过栅流速0.6～1.0m/s；现取值为v=0.6m/s；进水渠道宽=0.0525/(0.3×0.6)=0.29m4.1.3设计计算（1）中格栅的计算中格栅栅条间距为10～40mm，现取值为b=20mm=0.020m；①栅条间隙数n13.57（n取值为14）式中：——最大设计流量，取0.0525m3/s；——格栅倾角，取60°；——格栅净间距，现取值为0.020m；——栅前水深，现取值0.3m；——过栅流速，取值0.6m/s。②栅槽宽度B式中：——栅条宽度，取0.02m；——栅条间隙数，为14个；——格栅净间距，为0.02m。③进水渠道渐宽部分的长度-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）式中：——栅槽宽度，为0.54m；——进水渠宽，为0.29m；——渐宽部分展开角度，取20°。校核栅前流速：，符合要求④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度式中：——进水渠道渐宽部分的长度，为0.34m⑤通过格栅的水头损失h1式中——水头损失，；——栅条宽度，为0.02m；——格栅间距，为0.02m；——过栅流速，为0.6m/s；——格栅条的阻力系数，查表知=2.42；——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取=3。——格栅倾斜角，为60°。则⑥栅后槽总高度H设栅前渠道超高，则栅后槽总高度：⑦栅槽总长度L-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）⑧每日栅渣量W式中——栅渣量污水，格栅间隙为16～25mm时，=0.10～0.05格栅间隙为30～50mm时，=0.03～0.01；此处取0.1；——污水流量总变化系数1.2～1.5，现取1.5；渣量大于时，为了改善劳动与卫生条件用械清渣格栅[4]。（2）细格栅设计计算细格栅栅条间距为3～10mm，现取b=8mm=0.006m；s=0.006m；=20；=60，=0.12那么有①条间隙数（n取值为43）②槽宽度③水渠道渐宽部分的长度④窄部分长度⑤过格栅的水头损失-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）⑥后槽总高度⑦栅总长度⑧日栅渣量渣量大于时，为了改善劳动与卫生条件用械清渣格栅图4.1格栅设计计算草图4.2泵房4.2.1设计说明提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。本设计采用半地下自灌式合建泵房。自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动及时，便于自控。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站、要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）本设计中选用500WQ2700-16-185型潜水排污泵，WQ型潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上，研制而成的潜水排污泵。表4.1WQ型潜污泵性能型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)电动机功率(kw)效率(%)出口直径(mm)500WQ2700-16-18527001672518582500图4.2提升泵房4.2.2设计计算经验数据有：沿程损失：0.085m；局部损失：0.175m；泵房损失：1m；合计：1.6m水泵扬程：5.4m；隔油调节池的高程为1.3；所以有泵的高程为：5.4-1.6-1.3=2.5m4.3隔油调节池4.3.1设计说明隔油池为自然上浮的油水分离装置，其类型很多，常用的有平流式隔油池、平行板式隔油池、倾斜板式隔油池、小型隔油池等，本设计采用平流式隔油调节池，也为其构造简单，便于运行管理，除油效果稳定。隔油池可以去除废水中的大部分油类物质，可以和调节池合建，调节池可去除原水中的不可溶解的有机物，并且调节均化废水的水质及其生化条件，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷及其正常运行。平流式隔油池的设计与平流式沉淀池基本相似，按表面负荷计算时，一般采用1.2m3/（m2·h）；按停留时间设计时，一般采用1.5-2.0h。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）本设计根据工程实际情况：按停留时间设计。4.3.2设计参数废水停留时间为2.0h。刮油机由钢丝绳或链条牵引，移动速度为2m/min。池底设有坡向污泥斗的0.02的坡度。隔油调节池的设计流量为Q=3000m3/24=125m3/h4.3.3设计计算（1）隔油池总容积WW=Qt=125×2.0=250m3式中Q—隔油池设计流量T—废水在隔油内的设计池内的设计停留时间，h；一般在1.5h～2h，取2h。（2）隔油池的过水断面AcAc=Q/3.6v=125（3.6×2）=17.36㎡式中v—废水在隔油池中的水平流速，mm/s,取2mm/s。（3）隔油池格间数nn=Ac/b·h=17.36/（1.5×4.5）=2.57,取3格。式中b—隔油池每个格间的宽度，m；由于刮泥刮油机跨度规格的限制，一般为2.0、2.5、3.0、4.5、6.0，这里取4.5；h—隔油池每个格间的有效水深，取1.5m。（4）隔油池的有效长度LL=3.6v·t=3.6×2×2.0=14.4m（5）隔油池建筑高度HH=h+h’=1.5+0.5=2.0mh’—池水面以上的池壁超高，取0.5m。选用4GSMP-2型机电一体化刮油刮渣机，跨度为4.0m，刮渣速度1.5m/s,刮油速度3.0m/s。4.4高效气浮系统4.4.1设计说明气浮法是一种有效的固液和液液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒的分离。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）水和废水的气浮法是在水中形成微小气泡形式，使微小棋牌与水中悬浮的颗粒黏附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒黏附上气泡后，形成表观密度小于水的漂浮絮体，絮体上浮至水面，形成浮渣层被刮除，以此实现固液分离。气浮法处理工艺必须满足三个条件：必须向水中提供足够量的细微气泡；必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮物产生黏附作用。有了这三个基本条件，才能完成气浮处理过程，达到污染物质从水中去除的目的。气浮法分为电解气浮法，分散空气气浮法，溶解空气气浮法。溶解空气气浮法又分为真空气浮法，加压溶气气浮法。加压溶气气浮系统是目前应用最广泛的一种气浮方法，其主要原理是利用微小气泡附着于悬浮物上使之浮上水面，由刮渣机从水表面除去。撇除的浮渣进入污泥池，处理水排出系统进入水体。即空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。本设计采用加压溶气气浮法[5]。4.4.2设计参数水量Q=2000m3/d=83.33m3/h；气浮池有效水深H=2.5m,长宽比取1：1.5；气浮池表面负荷率取8m3/（m2·h）,水力停留时间取30min；接触室下端水流上升流速取20mm/s，上端水流上升流速取14mm/s；分离区水流向下流速（气浮分离速度）vs=3mm/s,分离室表面负荷率取5.4～9.0m3/（m2·h）；溶气罐所需压力P=0.3Mpa=3.06kg/cm2；分离室停留时间ts取10min。4.4.3设计计算（1）气浮池所需空气量式中—气浮池设计水量，为125m3/h；—实验条件下的回流比，取15%；—实验条件下的释气量，取50l/m3；—水温校正系数，一般为1.1～1.3,取1.1。（2）所需空压机额定气量-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）式中—安全系数，一般为1.2～1.5，取1.3。选用LG5型空压机一台，风压3.5Kpa。（3）加压溶气所需水量式中—选定的容器压力，取0.3Mpa（3.06Kg/cm2）；—溶气效率，取80%；—溶解度系数，在40℃下为0.018则实际回流比（4）压力溶气罐式中I—单位罐截面积的过流能力，对填料罐一般选用100～200m3/（m2·h），选用150m3/（m2·h）。选用标准填料罐=0.5m，TR-4型溶气罐一只。实际过流密度（5）接触室尺寸接触室水流上升平流速度接触室平面面积令池宽Bc=2m，则接触室长度（即气浮池宽度），取Lc=1.3m接触室出口断面高（堰上水位）接触室气水接触水深，取=1.3m-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）接触室总水深（6）分离室表面积令池宽Bs=2m则池长，取Ls=8m分离室水深，超高0.4m，所以总水深为4m。其中为分离室停留时间，取10min（7）气浮池容积4.5UASB反应池4.5.1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：a.降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流b.填载体，构造简单节省造价c.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d.泥浓度和有机负荷高，停留时间短4.5.2设计参数设计流量Q=3000m3/d=125m3/h=0.0347m3/s；进水COD=3800mg/L去除率为80%；容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD；产气率为：0.4m3/kgCOD。4.5.3设计计算（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)-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）UASB有效容积为：V有效=式中：V有效——反应器有效容积，m3；Q——设计流量，m3/d；S0——进水有机物浓量,kgCOD/m3；Nv——容积负荷,kgCOD/(m3·d)。②ASB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=20m，则宽，取13m。单池截面积：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%）单池总容积单池有效反应容积单个反应器实际尺寸20m×13m×6.5m反应器数量2座总池面积反应器总容积总有效反应容积，符合要求UASB体积有效系数在70%-90%之间，符合要求水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）符合设计要求。（2）三相分离器构造设计①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=13m，每个单元宽度b=L/6=20/6=3.33m。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即260m2。沉淀区的表面负荷率③流缝设计图4.3三相分离器结构示意图设上下三角形集气罩斜面水平夹角α=55°，取h3=1.1m；b1=h3/tgθ-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）式中：b1————下三角集气罩底水平宽度，m；α————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==0.77m则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-2b1=3.33–2×0.77=1.79m则下三角形回流缝面积为：S1=b2·l·n=1.79×20×6=214.8m2下三角集气罩之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==0.29m/h<2.0m/s，符合设计要求。设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度b3=CD=0.45m,则上三角形回流缝面积为：S2=b3·l·2n=0.45×20×2×6=108m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)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==0.59m/hV1净水的μ，故取μ=0.02g/cm·s。由斯托克斯工式可得气体上升速度为：；；；可脱去d≧0.01cm的气泡。⑤相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度h=h2+h3+h4–h5h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。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。（3）布水系统设计计算①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20㎜，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。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）②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③验证常温下，容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；产气率为：0.4m3/kgCOD；需满足空塔水流速度uk≤1.0m/h,空塔沼气上升流速ug≤1.0m/h。空塔水流速度＜1.0m/h符合要求。空塔气流速度＜1.0m/h符合要求。（4）排泥系统设计计算①ASB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：。②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=638.4/0.8=798kgSS/d单池产泥△Xi=△X/2=798/2=399kgSS/d污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取，则污泥产量单池排泥量污泥龄③泥系统设计-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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。（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。单个反应器流量设出水槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近水深取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸10m×0.2m×0.25m；出水槽数量为6座。②流堰设计出水槽溢流堰共有12条（6×2），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17.36L/s,查知溢流负荷为1-2L/（m·s），设计溢流负荷f=1.12L/（m·s），则堰上水面总长为：。三角堰数量：个，每条溢流堰三角堰数量：310/12=26个。一条溢流堰上共有26个100mm的堰口，26个140mm的间隙。堰上水头校核每个堰出流率：按900三角堰计算公式，堰上水头：③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。渠口附近水深以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.072=0.32m-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）④ASB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（6）沼气收集系统设计计算①气产量计算：沼气主要产生厌氧阶段，设计产气率取0.4。总产气量每个UASB反应器的产气量集气管：每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。每根集气管内最大气流量据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100㎜.沼气主管每池13根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%.单池沼气主管内最大气流量取D=150㎜，充满度为0.8，则流速为两池沼气最大气流量为取DN=250㎜，充满度为0.6；流速为②封灌设计水封罐的作用是控制三相分离器的集气室中气液两相的界面高度，保证集气室出气管在反应器运行过程中不被淹没，运行稳定并将沼气即时排出反应器，以便防止浮渣堵塞等问题的发生。经验表明，水封罐中的冷凝水将有积累，因此在水封罐中有一个排出冷凝水的出口，以保持罐中的水位。水封高度取1.5m，水封罐面积一般为进气管面积的4倍，水封灌直径取0.5m。则水封灌面积③水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用，选用φ500㎜×H1800㎜钢制气水分离器一个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）④气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气456，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为φ7000㎜×H6000㎜。4.6CASS反应池4.6.1设计说明CASS（cyclicactivatedsludgesystem）工艺作为SBR处理技术的一个改进，不仅具备SBR法工艺可靠、运行方式灵活、自动化程度高的特点，二千具有明显的除磷脱氮功能，这一功能的实现再与CASS池通过隔墙将反应区分为功能不同的几个区域，因为在各分格中溶解氧，污泥浓度和有机负荷不同，各池中占优势的生物也不相同，尽管单池为间隙操作运行，但是使整个过程达到连续进水、连续出水。同时在传统的SBR池前或中设选择器及厌氧区，相当于厌氧、缺氧、好氧阶段串联起来，提高了脱磷除氮的效果。CASS工艺与传统的活性污泥法相比，有以下优点：①设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。②行费用低，节能效果显著。③机物去除率高，出水水质好，具有良好的脱氮除磷功能。④理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。⑤泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。4.6.2设计参数设计流量Q=3000m3/d=125m3/h=0.0347m3/s；进水COD=760mg/L，去除率为90%；BOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/㎏MLSS；混合液污泥浓度为：X=3500mg/L；充水比为：0.32；进水BOD=240mg/L，去除率为95%。4.6.3设计计算（1）运行周期及时间的确定①曝气时间-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）式中：————充水比————进水BOD值，mg/l；Ns————BOD污泥负荷，kgBOD/㎏MLSS；X————混合液污泥浓度，mg/L。②淀时间设曝气池水深H=5m，缓冲层高度=0.5m，沉淀时间为：③行周期T设排水时间td=0.5h,运行周期为每日周期数：N=24/8=3（2）反应池的容积及构造①应池容积单池容积为反应池总容积为式中：N————周期数；————单池容积；————总容积；n————池数，本设计中采用2个CASS池；————充水比。②ASS反应池的构造尺寸CASS反应池为满足运行灵活和设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。如图4.4所示为CASS池构造-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）图4.4CASS池结构示意图据资料，B：H=1～2，L：B=4～6，取B=10m,L=8m。所以=40×8×5=1600m3单池面积CASS池沿长度方向设一道隔墙，将池体分为预反应区和主反应区两部分，靠近进水端为CASS池容积的10%左右的预反应区，作为兼氧吸附区和生物选择区，另一部分为主反应区。根据资料，预反应区长L1=（0.16～0.25）L，取L1=8m。③通口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，设连通孔的个数为3个。连通孔孔口面积A1为：式中：Q————每天处理水量，；n————CASS池子个数；U————设计流水速度，本设计中U=50m/h；N————一日内运行周期数；A————CASS池子的面积，；A1————连通孔孔口面积，㎡；L1————预反应区池长，；H1————池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，；B————反应池宽，。=（取1.6m）-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于1.0，故取0.9，则宽为2.3。（3）污泥COD负荷计算由预计COD去除率得其COD去除量为：则每日去除的COD值为：=式中：Q————每天处理水量，；SU————进水COD浓度与出水浓度之差，mg/L；n————CASS池子个数，2个；X————设计污泥浓度，取3500mg/L；V————主反应区池体积，取1300。（4）产泥量及排泥系统①ASS池产泥量CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS池生物代谢产泥量为：式中：a————微生物代谢增系数，kgVSS/kgCODb————微生物自身氧化率，1/d根据啤酒废水性质，参考类似经验数据，设计a=0.83，b=0.05，则有：假定排泥含水率为98%，则排泥量为：②泥系统每池池底坡向排泥坡度i=0.01，池出水端池底设（1.0×1.0×0.5）m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN200一根。（5）需氧量及曝气系统设计计算①氧量计算-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）根据实际运行经验，微生物氧化1kgCOD的参数取0.53，微生物自身耗氧参数取0.18，则一个池子需氧量为：=0.53×3000/2×684×10-3+0.18×3500×10-3×1562.5=1528.155kg/d则每小时耗氧量为：②气量计算温度为20度和30度的水中溶解氧饱和度分别为：，微孔曝气器出口处的绝对压力为：==式中：H————最大水深，空气离开主反应区池时的氧百分比为：式中：————空气扩散器的氧转移率，取15%值暴气池中混合液平均溶解氧饱和度按最不利温度为：温度为20℃时，暴气池中混合液平均溶解氧饱和度为：温度为20℃时，脱氧清水的充氧量为：式中：————氧转移折算系数，一般取0.8～0.85，本设计取0.82；————氧溶解折算系数，一般取0.9～0.97，本设计取0.95；-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）————密度，㎏/L，本设计取1.0㎏/L；C————废水中实际溶解氧浓度，mg/L；R————需氧量，㎏/L，为63.67㎏/L。暴气池平均供气量为：(空气密度为1.29㎏/)。每立方米废水供空气量为：每去除1kgCOD的耗空气量为：③气系统计算单个反应池平面面积为40×8，设350个曝气器，则每个曝气器的曝气量=G/350=1704.74/350=4.87/h。选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表4.2。表4.2QMZM-300盘式膜片式曝气器技术参数型号工作通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMZM-3002～8m3/h·个0.5～1.0m2/h·个35%～59%4～8m4.25m3/h从鼓风机房出来一根空气干管，在两个CASS池设两根空气支管，每根空气支管上设46根小支管。两池共两根空气支管，92根空气小支管。气干管流速为15m/s，支管流速为10m/s，小支管流速为5m/s，则空气干管管径：=0.29m,取DN300㎜钢管空气支管管径：，取DN100㎜钢管，空气小支管管径：，取DN60㎜钢管。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）④风机供气压力计算曝气器的淹没深度H=4.5m，空气压力可按下式进行估算：校核估算的空气压力值管道沿程阻力损失可由下式估算：式中：----------阻力损失系数，取4.4。取空气干管长为30m，则其沿程阻力损失取空气支管长为40m，则其沿程阻力损失取空气小支管长为16m，则其沿程阻力损失空气管道沿程阻力损失为设空气管道的局部阻力损失为=0.5KPa，则空气管路的压力总损失为：取膜片式微孔曝气器的最大压力损失为=2.9KPa，则鼓风机供气压力为：＜58.8KPa。故鼓风机的供气压力可采用58.8KPa，选择一台风机曝气，则风机能力为G=50m3/min.⑤风机房布置选用两台DG超小型离心鼓风机，供气量大时，两台一起工作，供气量小时，一用一备。DG超小型离心鼓风机规格如表4.3。表4.3DG超小型离心鼓风机流量50m3/min电动机形式TEFC-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）压缩介质空气电动机功率75KW出口压力63.8KPa电动机电压220V轴功率52KW重量1t其占地尺寸为2016㎜×1008㎜，高为965㎜（含基础）。（6）排出装置的选择每池排出负荷Tf为曝气时间，取46h；Td为沉淀时间，取1.5h选择XBS-300型旋转式滗水器，其技术参数如表4.4。表4.4XBS-300型旋转式滗水器技术参数型号流量（m3/h）堰长（m）总管管径(mm)滗水深度H（m）功率(KW)XBS-3003004250<2.50.554.7污泥处理系统4.7.1设计说明处理流程为：污泥→污泥浓缩池→污泥脱水池→外运泥饼集泥井用来贮存来自各构筑物的污泥，由于污泥量不大，本设计中采用一座贮泥池。每日排泥一次集中到污泥井，然后再由污泥打至污泥浓缩池，污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，以便与后续污泥处理。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。常用的污泥浓缩池分为竖流式浓缩池和辐流式浓缩池两种，本设计中，污泥浓缩采用一个竖流式污泥浓缩池。设计中用浓缩池进行剩余污泥处理，浓缩前污泥含水率可达到99%，浓缩处理后污泥含水率约为97%。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24h。各种构筑物排泥，污泥泵抽送污泥时间1.0～1.5h。污泥浓缩时间为20.0h，浓缩池排水与排泥时间2.0h，闲置时间0.5～1.0h。污水处理站污泥从浓缩池排出时含水率约为97%左右，体积很大。因此，为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%~80%，从而大大缩小污泥的体积。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）4.7.2设计计算（1）产泥量根据前面的计算可知，有以下构筑物排泥：格栅0.664m3/d含水率p=99%；UASB池40m3/d含水率p=98%；CASS池62.63m3/d含水率p=98%；则污泥总量为（2）集泥井计算①积计算集泥井可容纳4.0h的污泥量，故容积，取20集泥井有效泥深3.0m，则平面面积为：设计集泥井平面尺寸长×宽为（3.34×2）㎡集泥井为地下室，池顶加盖，由潜污泥泵抽送污泥。②泥井排泥泵竖流式浓缩池最高泥位（相对地面为）0.5m，剩余污泥泵房最低泥位为-3.4m,则污泥泵静扬程为H0=0.5+3.4＝3.9m，污泥输送管道压力损失为2.0m，自由水头为1.5m，则污泥泵所需扬程为H=H0+2+1.5=7.4m。集泥井中安装潜污泵，选用CP—50.5—65型潜水污泥泵，技术参数：流量为22.8m3/h，扬程为11m，功率为1.5Kw，转速为n=1500r/min，外形尺寸：H=609mm，直径D=259mm。（3）污泥浓缩池①污泥重量M②流污泥含固率则入流污泥含水率③缩池尺寸浓缩池表面积取水里负荷，0.3Kg/（m2·h）设置1座污泥浓缩池，单池表面积为-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）浓缩池直径，取4.3m则实际单池表面积取浓缩时间T=20h，h1=TQ/24A=20×103.295/24×14.52=5.93m.取6.0m。浓缩池总深度H：超高取0.5m，缓冲层高取0.3m，底部直径d’=1.0m，圆锥倾角为55°，池底坡度造成的深度为0.04m。圆锥高度为：排水和排泥浓缩后池内上清液利用重力排放，由站内溢流管道排入调节池。浓度池设四根排水管于池壁，管径DN=150mm，于浓缩池最高水位处放置一根，向下每隔1.0m,0.6m,0.4m处放置一根排水管，下面三根安装蝶阀，污泥泵提升流量为103.294/3=34.43m3/d=1.52m3/h。选用50XG—C—230型污泥泵，H=8.5～44m,转速n=1300～2700r/min，最高效率=57%,宽度768mm，高度H=508mm。（4）污泥脱水系统设计①缩后污泥体积浓缩前污泥体积103.294m3/d,污泥含水率为P1=98%；浓缩后污泥含水率为P2=97%；则浓缩后体积选用SY—8000型脱水机，该脱水机处理量为8.0m3/h,滤布宽度为1.5m，长宽高=4.6×2.2×2.8。②药装置投加PAM（聚丙烯酰胺）调理污泥，投加量为5/10000，配成2%的溶液后投加。③水房面积S=B×L×H=6×12×6=432m3。4.8事故池-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）按能维持4.0h工作时间考虑事故池体积，可以取长宽高为：10m10m5m。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）处理站总体布置5.1处理站的选址处理站位置的确定是一个十分重要的问题，它对周围环境卫生、处理站基建投资及运行管理都有很大影响。选择废水处理站位置时，在考虑总体规划的基础上，同时考虑如下原则：①水处理站要与大豆制油厂位置相接近。②虑处理设施建设位置的工程地质情况，以节省造价、方便施工。③分利用地形，随坡顺势建设处理设施，尽量节省能源。④理站位置选择考虑远期发展的可能，为以后的扩建留有余地[9]。5.2输水管线（1）输水管线布置原则①照总体规划，考虑回用水系统近、远期建设的有机结合，留有充分的发展余地。②满足水量、水压的要求下，力求以最短的距离敷设管线，降低造价和经营管理费用。（2）输水管线管材的选择结合目前国内管材生产和实际使用情况，可用于输水水管道的主要管材有：钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、钢套筒预应力混凝土管、玻璃钢管等五种管材。本设计主要用钢管。5.3平面布置各处理构筑物的平面布置，根据各构筑物及其附属辅助建筑物的功能要求和流程的水力要求，结合厂址地形、地质条件，确定它们在平面图上的位置。在这一过程中，应使各构筑物间的管路简短而便捷，避免迁回曲折，运行时具有良好的水利条件；布置应尽量紧凑，缩短管线，以节约用地，但也必须考虑管路敷设的要求，施工时地基的相互影响，以及远期发展的可能性。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）污水处理厂内管线的布置，主要的是联接各处理构筑物的污水管、污泥管的布置应使各处理构筑物或各处理单元能独立运行，当某一处理构筑物或某处理单元因出现问题而停止运行时，不影响其他构筑物的正常运行；若构筑物分期施工，则管路在布置上也应满足分期施工的要求以及便于检查和维修等。同时，处理厂内的道路应合理布置以方便运输；并应通过植树绿化等改善卫生条件。污水处理厂内应有完善的雨水管道系统，以免积水而影响处理厂正常运行。辅助建筑物是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。如鼓风机房应设于曝气池附近以节省管道与动力；变电所宜设于耗电量大的构筑物附近等[9]。具体布置如下：（1）工艺流程布置工艺流程布置采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。（2）构（建）筑物平面布置按照功能，将污水处理厂布置分成三个区域：污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括：污水总泵站、格栅间、曝气沉砂池、DE型氧化沟、辐流沉淀池、消毒池、计量堰、鼓风机房。污泥处理区，位于厂区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，呈直线型布置。包括：污泥浓缩池、污泥消化池、贮泥池等。生活区，该区是将办公室、宿舍、食堂、锅炉房、浴房等建筑物组合的一个区，位于主导风向的上风向。（3）污水厂管线布置污水厂管线布置主要有以下管线的布置：①水厂工艺管道污水经总泵站提升后，按照处理工艺经处理构筑物后排入水体。②泥工艺管道污泥主要是剩余污泥，按照工艺处理后运出厂外。③区排水管道-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）厂区排水管道系统包括构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各建筑物的排水管、厂区雨水管。对于雨水管，水质能达到排放标准，可以直接排放，而构筑物上清液和溢流管与构筑物放空管及各建筑物的排水管，这些污水的污染物浓度很高，水质达不到排放标准，不能直接排放，设计中把它们收集后接入泵前集水池继续进行处理。④气管道⑤越管道⑥区该水管道和消火栓布置由厂外接入送至各建筑物用水点。厂区内每隔120.0m的检间距设置1个室外消火栓。（4）厂区道路布置①厂道路布置由厂外道路与厂内办公楼连接的带路为主厂道路，道宽6.0m，设双侧1.5m的人行道，并植树绿化。②行道布置厂区内各主要构（建）筑物布置车行道，道宽4.0m呈环状布置。③行道布置对于无物品、器材运输的建筑物，设步行道与主厂道或车行道相连。（5）厂区绿化布置在厂区的一些地方进行绿化。厂区平面布置见污水处理平面图附图。5.4高程布置5.4.1设计说明（1）高程布置的主要任务：①定各处理构筑物和泵房的标高；②定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；③过计算确定各部分的水面标高，能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理厂的正常运行。（2）高程布置一般遵守如下原则：①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要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流入水体。注意排放水位不一-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。⑨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。5.4.2设计计算设地面标高为0.00m，总排水管水位为地面下0.1m。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。下表是构筑物高程一览表表5.1构筑物高程项目损失高程排水总管水位跌水0.1m-0.1mCASS池沿程损失：0.095m局部损失：0.12m合计：0.2150.115UASB池沿程损失：0.093m局部损失：0.135m合计：0.2280.343气浮池水头损失：0.088m局部损失：0.119m沿程损失：0.65合计：0.857m1.2隔油调节池堰上水头：0.05m自由跌落：0.129m沿程损失：0.3m局部损失：0.3m合计：0.779m1.3沿程损失：0.085m-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）提升泵房水位局部损失：0.175m泵房损失：1m合计：1.6m水泵扬程：5.4m-2.5m数据的依据公式如下：沿程水头损失按下式计算：式中：——为沿程水头损失，；——为管段长度，；——为水力半径，；——为管内流速，；——为一定范围的系数。局部水头损失按下式计算：式中：——局部阻力系数。-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）参考文献[1]高俊发,王社平.污水处理厂工艺设计手册[M].北京:化学工业出版社,2003.[2]魏先勋.环境工程设计手册[M].湖南长沙:科学技术出版社,2002.[3]北京市环境科学研究院.三废处理工程技术手册[M].北京:化学工业出版社,2000.[4]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002.[5]高廷耀.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2007:57-80.[6]王志魁.化工原理第三版[M].北京:化学工业出版社,2004.[7]厉语鸣.化工仪表及自动化第四版[M].北京:化学工业出版社,2010.[8]张自杰.排水工程下册[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.[9]曾科.污水处理厂设计与运行[M].北京:化学工业出版社,2002.[10]阮文泉.废水生物处理工程设计实例详解[M].北京:化学工业出版社,2006.-39- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）致谢我能完成这篇论文，首先需要感谢的是史老师。因为在外实习，我做毕业论文时间较紧，史老师不仅帮我选定课题，还教导我如何安排时间，按时检查我工作进度，教我如何查找相关文献，如何写作论文，如何分析数据，论文写完后又帮我再三修改，特别是在画CAD图纸的时候，遇到了很大的麻烦，都是在老师的帮助下才得以完成的，如此种种，不再细表。总之，没有史老师的帮助，我根本写不出这篇论文。其次，我最需要感谢的是我们专业的所有老师，是你们教了我专业的知识，使我懂得了环境工程方面的各个方面的知识，以及环保行业的现状和前景，最重要的是教会了我们如何去学习，如何去思考。在吴老师教育下，我学会了要时刻将专业知识联系实际，不要将自己的思想禁锢在校园里。还有李方文老师在我们生活做人方面都提供了很多宝贵的意见，你们的教诲是我以后人生的向导。最后，我在这里还要感谢我的同学和朋友以及我宿舍里的舍友。我们在大学四年里，一起玩耍也一起学习，一起欢乐也一起悲伤，我们不分彼此，尽管马上要各奔东西，但是你们会是我永远的回忆。四年时光悠悠走过，在这里，我度过了人生中最为美丽的时光，马上就要毕业了，我舍不得你科大的明湖，舍不得科大的樱花园，舍不得我洒下过无数汗水的足球场，舍不得神圣的图书馆，舍不得我那可爱同学，舍不得我那可敬老师。无论如何，在这里我想说：科大，我爱你！在这里，我郑重的感谢母校对我的培养。1'