某食品厂废水处理毕业设计

'第二篇设计计算书第一章食品厂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=20000m3/d=833.3m3/h=0.2314m3/s；栅条宽度S=10mm栅条间隙d=5mm栅前水深h=0.4m格栅安装角度α=60°，栅前流速0.7m/s,过栅流速0.9m/s；单位栅渣量W=0.07m3/103m3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。图1-1格栅示意图1.1.3.1栅条间隙数式中：Q————设计流量，m3/sα————格栅倾角，度b————栅条间隙，mh————栅前水深，mv————过栅流速，m/s，取n=120.1.1.3.2栅槽宽度36 B=S(n-1)+en=0.01(120-1)+0.005*120=1.79m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=0.9m，其渐宽部分展开角度α1=60°1.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度.1.1.3.5通过格栅水头损失取k=3,β=2.42(栅条断面为圆形)，v=0.9m/s，则h1=式中：k--------系数，水头损失增大倍数β--------系数，与断面形状有关S--------格条宽度，md--------栅条净隙，mmv--------过栅流速，m/sα--------格栅倾角，度h1==0.65m1.1.3.6栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.65+0.3=1.35m1.1.3.7栅后槽总长度36 1.1.3.8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，细格栅用大值取W1=0.1m3/103m3K2=1.8，则：W=式中：Q-----------设计流量，m3/sW1----------栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1m3/103m3W==1.11m3/d＞0.2m3/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1-1HF-500型回转式格栅除污机性能规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-5001.150050008505801535150025001.2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=20000m3/d=833.3m3/h=0.2314m3/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），每台泵的流量为Q=0.029m3/s≈0.03m3/s。集水池容积采用相当于一台泵30min的容量m3有效水深采用2m，则集水池面积为F=27m2，其尺寸为5.8m×5.8m。36 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=20000m3/d=833.3m3/h=0.2314m3/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=4.5m1.3.3.2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=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：1.3.3.3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36 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/s1.4.3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型水力筛规格性能处理水量（m3/h）筛隙(mm)设备空重(Kg)设备运行重量(Kg)1001.54601950图1-2水力筛外形图1.5调节池1.5.1设计说明由于本工程污水的水量具有时段不均匀性，为了减少冲击负荷，使处理设备能均匀的运行，需设调节池，用以进行水量的调节和水质的均匀。1.5.2设计参数36 设计流量Q=20000m3/d=833.3m3/h=0.2314m3/s；运行方式：进水与工厂排水一致；出水由泵提升，2台水泵连接两座格栅，24小时运行，低水位保护；每台水泵的设计流量为65m3/h，选用三台，两用一备。泵出水口安装电磁流量计，以调整和记录处理站的进水水量。根据提供的水量分布资料，日总排水量20000m3，设计污水停留时间为8h.构筑物：数量4座结构形式钢筋混泥土结构，地下构筑物，无盖调节池的体积为1.5.3设计计算1.5.3.1调节池有效容积V=QT=208.33×5=1041.65m31.5.3.2调节池水面面积调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则1.5.3.3调节池的长度取调节池宽度为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QJB7.5/6－640/3-303/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=10-4×40=0.04g/L，废水中共有NaOH含量为5000×0.04=200kg/d，中和至7，则废水中【OH-】=10-7mol/L，此时CNaOH=10-7×40=0.4×10-5g/L，废水中NaOH含量为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+H2O36 8098199.98㎏244.976㎏所以实际的硫酸用量为kg/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1.5.3.6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：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1-4150QW100-15-11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%1.6UASB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：n沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流n不填载体，构造简单节省造价n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n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=20000m3/d=833.3m3/h=0.2314m3/s；36 进水COD=1400mg/L去除率为95%；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。1.6.3设计计算1.6.3.1UASB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=式中：V有效-------------反应器有效容积，m3Q-------------设计流量，m3/dS0-------------进水有机物浓量,kgCOD/m3Nv-------------容积负荷,kgCOD/(m3·d)V有效==1556m32.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①反应器有效高度为5m，则②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，取10m。单池截面积：③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36 单池有效反应容积单个反应器实际尺寸16m×10m×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，符合有机符合要求UASB体积有效系数在70%-90%之间，符合求④水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)符合设计要求。1.6.3.2三相分离器构造设计1.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3.回流缝设计如图1-3是三相分离器的结构示意图36 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α=55°，取h3=1.1m；b1=h3/tgθ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=2.667–2×0.77=1.13m则下三角形回流缝面积为：S1=b2·l·n=1.13×10×6=67.8m2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==1.53m/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=0.45×10×2×6=54m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：36 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==1.92m/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。5.三相分离器与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。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。36 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。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：。2.产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgMLSS/kgCOD①UASB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%。②据VSS/SS=0.8，△X=392/0.8=490kgSS/d单池产泥△Xi=△X/2=490/2=245kgSS/d③污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取，则污泥产量单池排泥量④污泥龄3.排泥系统设计在UASB三相分离器下0.5m和底部40036 ㎜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。①单个反应器流量②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.溢流堰设计①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28L/s,查知溢流负荷为1-2L/（m·s），设计溢流负荷f=1.117L/（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：504/12=42个。一条溢流堰上共有42个100㎜的堰口，42个140㎜的间隙。②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36 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14.67米，出水渠长为14.67+0.1=14.77m，出水渠尺寸为14.77m×0.8m×0.37m，向渠口坡度0.001。④UASB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1.6.3.6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0.4。①总产气量每个UASB反应器的产气量②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㎜.③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④两池沼气最大气流量为取DN=250㎜，充满度为0.6；流速为2.水封灌设计36 水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。①水封高度式中：H0————反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2mH2O，贮气罐内压强H0为400㎜H2O。②水封灌水封高度取1.5m，水封灌面积一般为进气管面积的4倍，则水封灌直径取0.5m。3.气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。4.沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气2240，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㎜。1.7CASS反应池1.7.1设计说明7CASS工艺是SBR工艺的发展，其前身是ICEAS，由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，因此提高了对难降解有机物的去除效果，与传统的活性污泥法相比，有以下优点：n建设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。n运行费用低，节能效果显著。n有机物去除率高，出水水质好，具有良好的脱氮除磷功能。n管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。n污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。1.7.2设计参数36 设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s；进水COD=280mg/L，去除率为85%；BOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/㎏MLSS；混合液污泥浓度为：X=4000mg/L；充水比为：0.32；进水BOD=160mg/L，去除率为90%。1.7.3设计计算1.7.3.1运行周期及时间的确定1.曝气时间式中：————充水比————进水BOD值，mg/l；————BOD污泥负荷，kgBOD/㎏MLSS；X————混合液污泥浓度，mg/L。2.沉淀时间设曝气池水深H=5m，缓冲层高度=0.5m，沉淀时间为：3.运行周期T设排水时间td=0.5h,运行周期为每日周期数：N=24/6=41.7.3.2反应池的容积及构造1.反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；36 ————总容积；n————池数，本设计中采用2个CASS池；————充水比。2.CASS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1-4所示为CASS池构造。图1-4CASS池结构示意图据资料，B：H=1～2，L：B=4～6，取B=10m,L=40m。所以=40×10×5=2000m3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.连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，；————CASS池子个数；U————设计流水速度，本设计中U=50m/h；————一日内运行周期数；A————CASS池子的面积，；————连通孔孔口面积，㎡；————预反应区池长，；36 ————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，。==1.6m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2.8。1.7.3.3污泥COD负荷计算由预计COD去除率得其COD去除量为：280则每日去除的COD值为：=1190kg/d=式中：Q————每天处理水量，SU————进水COD浓度与出水浓度之差，mg/Ln————CASS池子个数X————设计污泥浓度，mg/LV————主反应区池体积，==0.111.7.3.4产泥量及排泥系统1.CASS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：36 假定排泥含水率为98%，则排泥量为：2.排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。1.7.3.5需氧量及曝气系统设计计算1.需氧量计算根据实际运行经验，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：=0.53×5000/2×238×10-3+0.18×3500×10-3×1953=1600.424kg/d则每小时耗氧量为：2.供气量计算温度为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：36 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；————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66.68㎏/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：36 每去除1kgCOD的耗空气量为：3.布气系统计算单个反应池平面面积为40×10，设423个曝气器，则每个曝气器的曝气量=G/423=1785.34/423=4.22/h。选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表1-5。表1-5QMZM-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。4.鼓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：36 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，则鼓风机的供气压力为：＜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.鼓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1-6。表1-6DG超小型离心鼓风机流量50m3/min电动机形式TEFC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）。1.7.3.6CASS反应池液位控制CASS反应池有效水深为5米。36 排水结束是最低水位基准水位为5m,超高为0.5m,保护水深为0.5m,污泥层高度保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀及排泥的影响。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。1.7.3.7排出装置的选择每池排出负荷选择XBS-300型旋转式滗水器，其技术参数如表1-7。表1-7XBS-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<2.50.5536 第二章污泥部分各处理构筑物设计与计算2.1集泥井2.1.1设计说明污水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次，集中到集泥井，然后在由污泥泵打到污泥浓缩池。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24h,其中各构筑物排泥、污泥泵抽送污泥时间为1.0～1.5h，污泥浓缩时间为20.0h,浓缩池排水时间为2.0h,闲置时间为0.5h～1.0h。2.1.2设计参数设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：①UASB反应器，Q1=24.5m3/d,含水率98%；②CASS反应器，Q2=44.68m3/d,含水率99%；总污泥量为：Q=Q1+Q2=69.18m3/d，设计中取70m3/d。2.1.3设计计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为70m3/d，需在1.5h内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提升流量（70m3/d）的10min的体积，即7.8m3。此外，为保证CASS排泥能按其运行方式进行，集泥井容积应外加37.23m3。则集泥井总容积为7.8+37.23=45.00m3。集泥井有效深度为3.0m，则其平面面积为设集泥井平面尺寸为4.0×4.0m。集泥井为地下式，池顶加盖，由污泥泵抽送污泥。集泥井最高泥位为-0.5m,最低泥位为-3m池底标高为-3.5m。浓缩池最高泥位为2m。则排泥泵抽升的所需净扬程为5m，排泥泵富余水头2.0m，管道水头损失为0.5m，则污泥泵所需扬程为5+2+0.5=7.5m。选择两台80QW50-10-3型潜污泵提升污泥（一用一备）。其性能如表1-8。36 1-880QW50-10-3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（㎜）重量（kg）80QW50-10-350101430372.3801252.2污泥浓缩池2.2.1设计参数2.2.2.1设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：①UASB反应器，Q1=24.5m3/d,含水率98%；②CASS反应器，Q2=44.68m3/d,含水率99%；总污泥量为：Q=Q1+Q2=69.18m3/d，设计中取70m3/d。2.2.2.2参数选取固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/m3h，取M=30kg/m3d=1.25kg/m3h；浓缩时间取T=20h；设计污泥量Q=40m3/d；浓缩后污泥含水率为96%；2.2.2设计计算2.2.2.1容积计算浓缩后污泥体积：m3/dV0——污泥含水率变为P0时污泥体积2.2.2.2池子边长根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A≧QC/M式中：36 Q————入流污泥量，m3/d；M————固体通量，kg/m3·d；C————入流固体浓度kg/m3。入流固体浓度（C）的计算如下：=×1000×(1-98%)=490kg/d=×1000×(1-99%)=446.8kg/d那么，Qc=+=936.8kg/dC=936.8/70=13.38kg/m3浓缩后污泥浓度为：=936.8/35=26.77kg/m3浓缩池的横断面积为：A=Qc/M=70×13.38/30=31.22m2设计一座正方形浓缩池，则每座边长B=5.7m，则实际面积A=5.7×5.7=32.5m22.2.2.2池子高度取停留时间HRT=20h，有效高度=QT/24A=70×20/24×31.22=1.5m，超高=0.5m，缓冲区高=0.5m。则池壁高：=++=2.7m2.2.2.3污泥斗污泥斗下锥体边长取0.5m，污泥斗倾角取50°则污泥斗的高度为：H4=(5.7/2–0.5/2)×tg50°=3.1m污泥斗的容积为：V2=h4（a12+a1a2+a22）=×3.1×(5.72+5.7×0.5+0.52)36 =36.78m32.2.2.4总高度H=2.8+3.1=5.8m设计计算草图如图2-1。图2-1污泥浓缩池设计计算草图2.2.2.5排水口浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管管道排入格栅间，浓缩池设四根排水管于池壁，管径DN150㎜。于浓缩池最高处设置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管。2.3污泥脱水间2.3.1设计参数2.3.1.1设计泥量浓缩后污泥含水率为96%；浓缩后污泥体积：=35m3/d2.3.1.2参数选取压滤时间取T=4h；设计污泥量Q=35m3/d；浓缩后污泥含水率为96%；压滤后污泥含水率为75%。2.3.2工艺流程36 工艺流程见图2-2。图2-2污泥脱水工艺流出图2.3.3设计计算2.3.3.1污泥体积式中Q——脱水后污泥量m3/dQ0——脱水前污泥量m3/dP1——脱水前含水率（%）P2——脱水后含水率（%）M——脱水后干污泥重量（kg/d）==5.6m3/d==1400kg/d污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。2.3.3.2机型选取选取DYQ-1000型带式压榨过滤机，其工作参数如表2.5：表2-1DYQ-1000型带式压榨过滤机工作参数滤网电动机控制器型号最大冲洗耗水量(m3/h)(mm）冲洗压力（Mpa)气动部分输入压力（MPa）有效宽（mm)速度Kw/min型号功率（Kw）10000.4-4JZTY31-42.2JDIA-406≥0.40.5-136 气动部分流量(m3/h)处理能力【kg/h·m2】泥饼含水率（%)外形尺寸（长X宽X高）（mm）重量（kg)0.8-2.550-50065-755050X1890X236545002.3.3.3投药装置投药量根据城市污水污泥、啤酒厂污水站污泥絮凝剂脱水试验知，常用絮凝剂的投药量分别为：氯化铁5.0%--8.0%,硫酸铝8.0%--12%，聚合氯化铝3.0%--10.0%，聚丙烯酰胺1.5‰--2.5‰。投药系统投按加聚丙烯酰胺考虑。设计投药量为2.0‰，则每日需药剂为：1400×2.0/1000=2.8kg需要纯度为90%的固体聚丙烯酰胺为2.8/0.9=3.1kg调配的絮凝剂溶液浓度为0.2%-0.4%,则溶液所需溶药灌最小容积为1550L。选择ZJ-470型折桨式搅拌机一台，其规格如表2-8。表2-2ZJ-470型折桨式搅拌机性能及及外形尺寸型号功率(kw)池形尺寸(㎜)桨叶距池底高（㎜）转速(r/min)长×宽高ZJ-4702.21200×12001100180130药液投加选用J-Z125/3.2型柱塞计量泵，其性能如表2-9。表2-3J-Z125/3.2型柱塞计量泵性能型号流量(L/h)排出压力(MPa)泵速(次/min)电动机功率(KW)进、出口直径(㎜)重量(kg)J-Z125/3.21251.6-3.21020.7515～230计量泵占地尺寸为815㎜×715㎜，高为575㎜（不含基础）。36 第三章构筑物高程计算3.1污水构筑物高程计算3.1.1污水流经各处理构筑物水头损失表3-1污水流经各处理构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.2UASB反应池1.0水力筛1.2CASS反应池0.6调节池0.3集水井0.23.1.2污水管渠水头损失计算表36 名称流量（L/s）管径（㎜）坡度I(‰)流速V(m/s)管长(m)I·L出厂管---CASS584000.8160.77170.01330.100.113CASS0.6CASS—UASB584000.8160.778.10.0072.690.120.127292502.430.956.80.01720.1240.141292502.430.952.30.0063.690.170.18UASB1.0UASB---调节池292002.530.922.30.0060.950.0440.06584000.8160.77390.0430.0860.126调节池0.3调节池---水力筛584000.8160.7740.01220.160.063水力筛1.2集水井0.2格栅0.26.31表3-2污水管渠水头损失计算表3.1.3高程确定UASB处的地坪标高为76.4m，按结构稳定原则确定池底埋深为-1.5m，然后根据各处理构筑物之间的水头损失推求其它构筑物的设计水面标高，调节池设计成地下式，确定水面标高为76.4m，从调节池到UASB经过提升泵提升。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。各处理构筑物的水面标高及池底标高见表3-3。表3-3各处理构筑物的水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管75.5075.20调节池76.470.936 格栅前75.5075.10UASB80.974.9格栅后75.41275.012CASS79.674.6集水井75.41273.412水力筛77.976.73.2污泥高程计算3.2.1污泥管道水头损失管道沿程损失管道局部损失式中：————污泥浓度系数————局部阻力系数D　————污泥管管径L————管道长度v————管内流速查表知污泥含水率98%时，污泥浓度系数=80，污泥含水率为96%时，污泥浓度系数=62。连接管道水头损失见表3-4。表3-4污泥管道水头损失计算表管渠及构筑物名称流量（L/s）管渠设计参数水头损失（m）D(㎜)V(m/s)L(m)CASS—集泥井0.5172001.0360.170.20.37UASB—集泥井0.2842001.0650.250.310.5636 集泥井—浓缩池0.8012001.030.030.220.34池浓缩池—脱水机房0.4052001.040.030.20.233.2.2污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m,CASS与UASB取1.2m。3.2.3污泥高程布置从CASS——集泥井推得，集泥井水位79.1-0.37-1.2=77.03m从UASB——集泥井推得，集泥井水位81.4-0.56-1.2=79.84m从集泥井——浓缩池推得，浓缩池水位77.03-0.34-1.5=75.19m集泥井液位确定为76.4m，浓缩池液位确定为78.4m，中间加污泥提升泵房提升污泥。集泥井设在污泥提升泵房下部。表3-5污泥处理各构筑物标高构筑物名称水面标高池底标高集泥井75.972.9浓缩池78.472.9致谢本次毕业设计,使我对工程设计的内容和步骤有了更进一步的了解，从大体上讲,本次设计达到了预期的效果,达到了作为本科毕业生所应符合的要求。36 这次毕业设计使我深深地认识到:工科毕业生做设计工作所要求的严谨性,对于工程二字的沉重性,我开始意识到工程二字要求我们对专业知识有很深地了解,在熟练掌握专业知识的基础上灵活运用.本次设计为某啤酒废水处理，是一个真实性课题,在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求,我对本设计啤酒废水处理的工艺流程提出了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案。在这个过程中,我逐渐懂得了如何运用专业性眼光去看待问题,分析问题和解决问题。在工艺流程确定后,就开始了对所选构筑物的设计计算,通过老师的指导和自己的计算,我对污水处理中所用到的一些构筑物有了更深的认识,在高程的计算中自己遇到了不少问题,但在老师的精心指导和自己的努力下,最终问题都一一得到解决,也使自己对污水处理流程有了一个清晰的认识.这次毕业设计是自己四年所学知识的一个综合应用,是一次难得的学习机会,使自己受益匪浅.在设计中,对一些计算机软件也是一次很好的学习机会,主要是CAD和Word的使用,在以前的基础上,能够更加熟练地运用.因此,此毕业设计对本人是一个很好的锻炼,达到了对排水工程的一个比较深入地了解,是比较成功的毕业设计。本次毕业设计是在王老师的精心指导下，由我独立完成的。本次毕业设计是我大学四年所学知识的回顾与总结。同时，通过该次毕业设计，我亦从指导老师处学到了许多的常规设计方法，设计思想，并懂得了在做设计中如何去查资料与应用资料。了解了本专业各方面的设计课题与设计方法，这次使我的知识面更加广阔与完整，使我收益非浅。可以这样说：在王老师的耐心指导和自己的努力下，我完成了毕业设计应完成的任务，达到了毕业设计的教学要求。在这里，万分的感谢各位老师的辛勤栽培和其他同学的热情的帮助！但由于时间仓促及本人水平有限，本次设计中难免有各种错误与不足，还望各位老师批评指正与谅解。我将在以后的学习与工作中不断改正，不断吸取经验教训，不断完善自我，以感谢老师们四年的关心与教导。最后，诚挚地感谢王老师以及给水排水教研室各位老师的关心与指导。祝各位老师万事如意，工作顺利！主要参考文献[1].孙慧修主编.排水工程上册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，1998年7月.[2].张自杰主编.排水工程下册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，2000年6月.[3].任南琪马放编.污染控制微生物学原理与应用.北京:中国环境科学出版社[4].韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002年6月.[5].孙力平主编.污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社，2001年7月.[6].姜乃昌主编.水泵及水泵站.北京:中国建筑工业出版社，1993年6月.36 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