绍兴市古越酒厂废水处理工艺设计说明书__毕业论文.doc

'内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：学生姓名：学号：专业：班级：指导教师：80 内蒙古科技大学毕业设计说明书绍兴市古越酒厂废水处理工艺设计摘要本设计为某黄酒废水处理设计，设计程度为初步设计。黄酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为3000，不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为5500mg/L，COD浓度为7200mg/L，SS浓度为4175mg/L，PH为4.14。经分析知该处理水质属易生物降解又无明显毒性的废水，可采用两级生物处理以使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除污水中的悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法，包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法，可有效去除污水中的BOD、COD。本设计工艺流程为：废水→格栅→污水提升泵房→平流沉淀池→调节池→UASB反应器→SBR池→出水因该废水BOD值较大，不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准，即：BOD≤30mg/L，COD≤150mg/L，SS≤70mg/L，PH6～9。整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………关键词：废水高浓度有机废水UASBSBR80 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）ShaoxingYueWineryWastewaterWreatmentWrocessWesignAbstractThisdesignforawinewastewatertreatmentdesign,designforthepreliminarydesignlevel.Themainfeaturesofwastewaterqualitywineisrichinorganicmatter,ahighconcentrationorganicwastewater,sotheBODaswell.Thebrewerywastewatertreatmentplantswateris3000,withoutregardtolong-termdevelopment.Indicatorsintherawsewageas:BODconcentrationof5500mg/L,CODconcentrationof7200mg/L,SSconcentrationof4175mg/L,PH4.14.Theanalysisoftheprocesswaterisknowntoreadilybiodegradablenoobvioustoxicwaste,canbetwobiologicaltreatmenttoeffluentstandards.Aprocessmainlyusesphysicalmethod,usedtoremovesuspendedmatterinsewageandinorganic.Mainlybiologicalsecondarytreatment,includingbiologicaltreatmentinanaerobicUASBandaerobicbiologicaltreatmentmethodintheSBRmethodcaneffectivelyremovesewageBOD,COD.Thedesignprocess:Wastewater→grill→advectionsedimentationtank→regulationpool→UASBreactor→SBRtank→waterBecauseoftheeffluentBODvaluesgreaterwithouttreatmentwouldcauseenormousenvironmentalpollution,andcalledforthetreatedeffluenttostrictlymeetthenationalemissionstandards,namely:BOD≤30mg/L,COD≤150mg/L,SS≤70mg/L,PH6~9.Thewholeprocesshasatotalinvestmentoflessgoodeffect,simpleprocess,coversanareaofprovincial,stableoperation,lowenergyconsumptionadvantages.Keywords:WinewastewaterHighconcentrationorganicwastewaterUASBSBR80 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）目录摘要IAbstractII目录III第一章概述11.1研究目的与意义11.2常用污水的处理方法11.3拟选用的设计流程21.3.1UASB--SBR法流程21.3.2UASB--接触氧化工艺流程21.4预计处理效果3第二章废水处理构筑物设计与计算42.1格栅的设计计算42.1.1格栅的作用42.1.2格栅设计参数42.1.3设计计算42.2污水提升泵房设计72.2.1选泵前扬程计算82.2.2选泵82.2.3附属设施92.3平流沉淀池的设计与计算92.3.1初沉池的选择92.3.2设计参数及数据1080 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）2.3.3设计计算112.4调节池的设计与计算162.4.1设计参数的设定162.4.2设计计算162.4.3升温172.4.4潜污泵172.4.5搅拌172.5UASB反应器的设计与计算182.5.1设计说明182.5.2设计参数及数据182.5.3设计计算192.6SBR反应器的设计计算302.6.1设计参数302.6.2反应池设计计算322.6.3鼓风曝气系统设计计算332.7计量设备392.7.1计量设备的选择392.7.2设计参数392.7.3设计计算39第三章污泥部分各处理构筑物设计计算433.1浓缩池的设计计算433.1.1设计参数433.1.2设计计算4380 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3.2机械脱水间的设计计算473.2.1脱水污泥量的计算483.2.2脱水机的选择483.2.3贮泥池设计计算49第四章废水处理厂布置514.1处理厂平面布置514.2处理厂高程布置514.2.1高程布置原则514.2.2污水处理构筑物高程布置524.2.3污泥处理构筑物高程布置54第五章工程概预算565.1编制概预算依据的基础资料565.2估算范围56主要参考文献60附录英文文献及翻译61结论79致谢8080 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章概述1.1研究目的与意义黄酒是我国的民族特产，也称为米酒（ricewine），属于酿造酒，在世界三大酿造酒（黄酒、葡萄酒和啤酒）中占有重要的一席。酿酒技术独树一帜，成为东方酿造界的典型代表和楷模。其中以浙江绍兴黄酒为代表的麦曲稻米酒是黄酒历史最悠久、最有代表性的产品；山东即墨老酒是北方粟米黄酒的典型代表；福建龙岩沉缸酒、福建老酒是红曲稻米黄酒的典型代表。黄酒以大米、黍米为原料，一般酒精含量为14%—20%，属于低度酿造酒。黄酒含有丰富的营养，含有21种氨基酸，其中包括有特中未知氨基酸，而人体自身不能合成必须依靠食物摄取8种必需氨其酸黄酒都具备，故被誉为“液体蛋糕”。黄酒行业的迅速发展，同时也带来了环境污染问题的日趋严重。黄酒生产排出的废水有机物污染物含量高，耗氧量大，未经处理排入江河将严重污染水体，给工农业生产、居民生活及水产养殖等造成严重威胁。其中废水污染物的成分大部分为可生化降解的有机物，低碳醇、脂肪酸含量大，这部分物质需经驯化方为生物所氧化。废水中所含戊醇属高度阻抗物质，不能被生物氧化。小剂量持续地侵入人体，经过相当长的时间才显露出对人体的慢性危害或远期危害，甚至影响到子孙后代。1.2常用污水的处理方法目前全国各大厂家使用以下几种工艺处理黄酒废水：（1）厌氧-好氧-物化三级处理工艺；（2）好氧-物化二级处理工艺；（3）固态发酵工艺；（4）UASB-CASS工艺；（5）一体化曝气工艺。其中UASB-CASS工艺对高浓度有机废水去除率较高，工艺简单，操作方便，且费用较低，适合季节性生产厂家。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1拟选用的设计流程1.1.1UASB--SBR法流程因为只用UASB处理黄酒废水，出水的COD5仍然打不到废水排放标准，故将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。图1.1绍兴黄酒废水处理工艺流程1.1.2UASB--接触氧化工艺流程80 内蒙古科技大学毕业设计说明书该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的黄酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定、能耗低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种，就能够保证污泥菌种的平稳增长。整个工艺对COD的去除率达96.6%，对悬浮物的去除率达97.3%～98%，该工艺非常适合在黄酒废水处理中推广应用。图1.2绍兴黄酒废水处理工艺流程1.1预计处理效果设计排放废水量为3000m3/d，COD7200mg/L，PH值约为6。废水经处理后，要求达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准，其主要水质指标见表1.1。表1.1废水水质及排放标准项目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH原水1500～3000800～1600250～12005～11排放标准≤100≤30≤706～9注：该废水中的酵母、酒糟经过回收和综合利用，故COD、BOD含量降低。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章废水处理构筑物设计与计算1.1格栅的设计计算1.1.1格栅的作用格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。1.1.2格栅设计参数采用细格栅，栅条间隙d=7mm=0.007m；栅前水深h=0.5m；过栅流速v=0.3m/s；安装倾角α=60°；设计流量Q=3000m3/d=0.035m3/s。1.1.3设计计算图2.1格栅计算草图80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1、栅条间隙数（2-1）式中：Q-------------设计流量，m3/s；α-------------格栅倾角，°，取α=60°；e-------------栅条间隙，m；h-------------栅前水深，m；v-------------过栅流速，m/s。2、栅槽有效宽度B=S(n-1)+en（2-2）式中：S--------------栅条宽度，m，取S=10mm=0.01m；n--------------格栅间隙数；b--------------栅条间隙，m。B=0.01×(31-1)+0.007×31=0.507m3、进水渠道渐宽部分长度（2-3）式中：80 内蒙古科技大学毕业设计说明书L1--------------进水渠道渐宽部分长度，m；B--------------栅槽宽度，m；B1--------------进水渠道宽度，m；--------------进水渠展开角，°，一般取用20°。4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2=0.353/2=0.177m（2-4）5、过栅水头损失式中：h1-------过栅水头损失，m；h0-------计算水头损失，m；k--------系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般k=3；β--------系数，与断面形状有关，本次选择β=2.42；S--------格条宽度，m；d--------栅条净隙，mm；v--------过栅流速，m/s；α--------格栅倾角，°。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书6、栅槽总高度取栅前渠道超高：h2=0.3m；栅前槽总高度：H1=h+h2=0.046+0.30=0.346m；栅槽总高度：H=h+h1+h2=0.5+0.046+0.3=0.846m。7、栅槽总长度L=l1+l2+0.5+1.0+（2-5）=0.353+0.177+0.5+1.0+=2.492m8、每日栅渣量（2-6）式中：Q-----------设计流量，m3/s；W1----------栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值，本次取W1=0.1m3/103m3污水；K总-----------污水流量变化系数，取K总=1.5。1.1污水提升泵房设计80 内蒙古科技大学毕业设计说明书污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等。1.1.1选泵前扬程计算设计流量为Q=3000m3/d=125m3/h=34.7L/s；经过格栅的水头损失为0.0034m，设进水管渠内水面标高为-2.00m；格栅后的水面标高为：-2.00-0.0034=-2.0034m=-2.00m设集水池的有效水深为：2.00m则集水池的最低工作水位为：-2.00-2.00=-4.00m所需提升的最高水位为5.573m；集水池最低工作水位与所提升最高水位之间高差为：5.573-(-4.00)=9.573m=9.57m出水管管线水头损失计算如下：出水管Q=34.7L/s，选用管径为300mm的铸铁管，v=0.493m/s，i=1.3‰。出水管线长度估为40m，局部系数为8。出水管管线水头损失为：（2-7）泵站内的管线水头损失假设为2.0m，考虑自由水头为1.0m，则水泵总扬程为：H=9.57+0.15+2.0+1.0=12.72m1.1.2选泵根据流量Q=125m3/h，扬程H=12.72m。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书拟选用150WLI140-14.5型立式污水泵，每台水泵的流量为Q=140m3/h，扬程为H=14.5m。选择集水池与泵房合建的圆型水泵房，考虑选用2台水泵，一用一备。1.1.1附属设施(1)本污水泵站为自灌式，无须引水装置；(2)为了松动集水坑内的沉渣，从水泵的压水管上接出一根直径为50mm的钢管伸入集水坑中，定期将沉渣冲起，由水泵抽走；(3)水泵间室内地面做成1.0%坡度，机器间地板上设排水沟和集水坑，排水沟断面250mm×500mm，沿墙设置，坡度i=0.01，集水坑直径为500mm，深700mm，在水泵吸水口附近接出50mm白铁管伸入集水坑，水泵在低水位工作时，将坑中污水抽走；(4)本污水泵站的集水池利用通风管自然通风，在屋顶设置风帽，机器间进行自然通风，在屋顶设置风帽；(5)起重设备选用电动葫芦。1.2平流沉淀池的设计与计算1.2.1初沉池的选择初沉池去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷，使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果，而且对胶体物质具有一定的吸附去除作用。一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击。本设计采用平流式沉淀池，方便集水口处与调节池合建，简单操作，占地较小，降低成本。平流沉淀池的特点：80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1、平流式沉淀池的池型呈长方形，废水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。2、平流式沉淀池具有对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，施工简单，造价低的优点；适用于地下水位较高及地质较差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂。1.1.1设计参数及数据1、每格长度与宽度之比不小于4，长度与深度之比采用8~12；2、采用机构排泥时，宽度根据排泥设备确定；3、池底纵坡一般采用0.01~0.02；采用多斗时，每斗应设单独排泥管及排泥闸阀，池底横向坡度采用0.05。4、刮泥机的行进速度为0.3~1.2m/min，一般采用0.6~0.9m/min。5、一般按表面负荷计算，按水平流速校核。最大水平流速：初沉池为7mm/s；二沉池为5mm/s。6、进出口处应设置挡板，高出池内水面0.1~0.15m。挡板淹没深度：进口处视沉淀池深度而定，不小于0.25m，一般为0.5~1.0m；出口处一般为0.3~0.4m。挡板位置：距进水口为0.5~1.0m；距出水口为0.25~0.5m。7、池子进水端用穿孔花墙配水时，花墙距进水端池壁的距离应不小于1~2m，开孔总面积为过水断面积的6%~20%。表2.1平流沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/L)720055004175去除率（%）7760出水水质(mg/L)66965115167080 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1.1设计计算设计中采用两组平流沉淀池，一备一用，N=1，平均设计流量Q=3000m3/d，即：（2-8）1、沉淀池表面积式中A--------------------沉淀池表面积，m2；Q-------------------设计流量，m3/s；q"-------------------表面负荷，m3/(m2h)，一般采用1.5~3.0m3/(m2h)，采用q"=2.0m3/(m2h)。2、沉淀部分有效水深（2-9）式中h2----------------沉淀部分有效水深，m；t-----------------沉淀时间，h，一般1.0~2.0h，设计中取t=1.5h。3、沉淀部分有效容积（2-10）4、沉淀池长度（2-11）80 内蒙古科技大学毕业设计说明书式中L-------------沉淀池长度，m；v---------------设计流量时的水平流速，mm/s，一般采用，设计中取v=5mm/s。5、沉淀池宽度（2-12）6、沉淀池格数设计中取沉淀池分格的每格宽度3.5m，即格数n1=1。7、校核长宽比及长深比长宽比L/b=27/3.5=7.7>4（符合长宽比大于4的要求，避免池内水流产生短流现象）；长深比L/h2=27/3=9>8（符合长深比8~12之间的要求）。8、污泥部分所需容积按去除水中悬浮物计算（2-13）式中Q-------------平均污水流量，m3/s；C1-------------进水悬浮物浓度，mg/L，本设计中取C1=4175mg/L；C2-------------出水悬浮物浓度，mg/L，一般采用沉淀率，本设计中取；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书K2-------------生活污水总变化系数，取K2=1；-------------污泥容重，t/m3，约为1；P0-------------污泥含水率，%；本设计中取P0=95%，T-------------两次清除污泥间隔时间，d，一般采用重力排泥时，T=1~2d。采用机械刮泥排泥时，T=0.05~0.2d，本设计中采用机械刮泥，T=2h=0.083d；9、污泥斗容积污泥斗设在沉淀池的进水端，采用机械排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角大于60°。（2-14）（2-15）式中h4-------------污泥斗高度，m；a-------------沉淀池污泥斗上口长，m；a1-------------沉淀池污泥斗下口长，m，一般采用0.4~0.5m，采用a1=0.5m。10、沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4（2-16）80 内蒙古科技大学毕业设计说明书式中h1-------------沉淀池超高，m，一般采用0.3~0.5m，本设计取0.3m；h3-------------缓冲层高度，m，一般采用0.3m；h5-------------污泥部分高度，m，一般采用污泥斗高度与池底坡底i=1.0%的高度之和，即h5=2.60+0.01（27-3.5）=2.835m；H=0.3+3.0+0.3+2.835=6.435=6.44m9、进水渠道沉淀池进水端设进水渠道，接过来的DN300进水管从进水渠道中部汇入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然后由穿孔花墙流入沉淀池。（2-17）式中B1-------------进水渠道宽度，m；取H1=0.4m；H1-------------进水渠道水深，m，B1：H1一般0.5~2.0，取H1=0.3m。10、进水穿孔墙进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，配水渠道宽0.4m，有效水深0.3m，穿孔花墙的开孔总面积为过水断面面积的6%~20%，则过孔流速为（2-18）式中B2-------------孔洞的宽度，m，取0.1m；h2-------------孔洞的高度，m，取0.15m；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书n1-------------孔洞的数量，个，取8个。9、出水堰沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水头0.1~0.15m，堰上水深H为（2-19）式中m0-------------流量系数，一般采用0.45；b-------------出水堰顶水深，m。H=0.038m出水堰后自由跌落采用0.10m，则出水堰水头损失为0.138m。10、出水渠道沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至调节池。出水渠道与进水渠道是一致的，其宽度、水深一样。出水管道采用钢筋混凝圆管，管径DN300，管内流速v=0.493m/s，水力坡度i=1.3‰。11、进水挡板、出水挡板80 内蒙古科技大学毕业设计说明书沉淀池设进出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙0.8m，挡板高出水面0.15m，伸入水下0.8m，出水挡板距出水堰0.4m，挡板高出水面0.15m，伸入水下0.8m，在出水挡板处设浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。9、排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排气，排泥静水压头采用1.2m。10、刮泥装置沉淀池采用潜水式行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板伸入池底，刮泥机行走时将污泥推入污泥斗内。1.1调节池的设计与计算1.1.1设计参数的设定设计流量，本设计中取停留时间T=12h，调节池超高h1=0.3m，有效水深h2=5.0m。1.1.2设计计算1、调节池的有效容积（2-20）2、调节池尺寸面积（2-21）取长L=21.5m，宽B=21.5m；池子总尺寸为：；采用铸铁管进出水，流量为4500m3/d=52L/s。取管径为300mm，流速V=0.84m/s，1000i=4.87，出水管径与进水管径取相同的。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1.1升温由于调节池后接入UASB反应器，反应器采用中温厌氧,所以废水应在调节池内进行加热。一般采用铺设蒸汽管进行加热，但是黄酒废水生产过程中会产生大量剩余蒸汽，此处可以加以利用，在管线上增加一个交换器即可。1.1.2潜污泵调节池集水坑内设2台自动搅匀潜污泵，一用一备水泵的基本参数：型号为150QW100-40-30水泵流量Q=200m3/h扬程H=22m,转速980功率30kW效率60.1%出口直径150mm重量900kg尺寸长宽为600mm480mm，取装泵的槽为20001000；水泵最低水位为距底387mm，高为525mm，取槽高为1500mm。1.1.3搅拌为防止污水中悬浮物的沉淀和使水质均匀，可采用水泵强制循环进行搅拌，也可采用专用搅拌设备进行搅拌。水泵强制搅拌，是在调节池底部设穿孔管，穿孔管与水泵压力水相连，用压力水进行搅拌。水泵强制循环搅拌的优点是不需要在池内安装其他专用搅拌设备，并可根据悬浮物沉积的程度随时调节压力水循环的强度；其缺点是穿孔管容易堵塞，检修也不太方便，影响使用。所以，目前工程上常采用潜水搅拌机进行搅拌。根据调节池的有效的容积，搅拌功率一般按1m3污水4~8W选配搅拌设备，该处理站取5W，调节池选配潜水搅拌机的总功率为80 内蒙古科技大学毕业设计说明书选配4台潜水搅拌机单台设备的功率为4.0kW叶轮直径为620mm，叶轮转速为480r/min，型号为QJB4/12-620/3-480，三备一用。将4台潜水搅拌机，分别安装在中间部位。1.1UASB反应器的设计与计算1.1.1设计说明UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。1.1.2设计参数及数据1、参数的选取设计参数选取如下：Q=3000m3/d=125m3/h=0.0347m3/s；容积负荷（Nv）10.0kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD；产气率0.5m3/kgCOD。2、设计水质表2.2UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)66965115167080 内蒙古科技大学毕业设计说明书去除率（%）759087出水水质(mg/l)1674511.5217.11.1.1设计计算1、UASB反应器容积的确定反应器有效容积（2-22）式中：Q---------------UASB反应器的进水流量，m3/d；S0----------------进水有机物质量浓度，mg/l；Nv---------------进水有机物容积负荷，kgCOD/m3·d。根据酿酒废水容积负荷取值标准以及进水浓度值，取容积负荷为10.0kgCOD/m3·d。2、主要构造尺寸的确定UASB反应器采用圆形钢混结构池子，布水均匀，处理效果好。取水力负荷：q=0.5[m3/m2·h]反应器表面积反应器有效深度80 内蒙古科技大学毕业设计说明书采用4座相同的UASB反应器，则取D=9.0m则实际横截面积为：；实际水力负荷：m3/m2·h。3、配水系统设计原则①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点。每个池子流量Q=125/4=31.25m3/h；查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2·h)时，每个进水口的负荷须大于2m2；即：布水孔个数n必须满足，即取n=30个；每个进水口负荷；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图2.2：图2.2UASB反应器布水系统计算草图①内圈5个孔口设计服务面积：S1=52.12=10.6m2折合为服务圆的直径为：（2-23）用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口则圆环的直径计算如下：80 内蒙古科技大学毕业设计说明书②中圈10个孔口设计服务面积：S2=102.12=21.2m2合为服务圆的直径为：则中间圆环的直径计算如下：d2=5.2m③外圈15个孔口设计服务面积：S3=152.12=31.8m2折合为服务圆的直径为则中间圆环的直径计算如下：d3=7.8m布水点距反应器池底120mm；孔口径15cm4、三相分离器设计(1)设计说明UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：80 内蒙古科技大学毕业设计说明书沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m；沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m；进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；总沉淀水深应≥1.5m；水力停留时间介于1.5～2h；分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。(2)设计计算本设计采用无导流板的三相分①沉淀区的设计沉淀器（集气罩）斜壁倾角：θ=50°沉淀区面积：（2-24）表面水力负荷：（2-25）符合要求②回流缝设计h2的取值范围为0.5~1.0m，h1一般取0.5m；取h1=0.5m，h2=0.7m，h3=2.4m；依据图中几何关系，80 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2-26）式中b1-------------下三角集气罩底水平宽度，m；θ-------------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；下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v1，可用下式计算：（2-27）符合要求式中Q1-------------反应器中废水流量，m3/s；S1-------------下三角形集气罩回流缝面积，m2。上下三角形集气罩之间回流缝流速V2的计算：V2=Q1/S2（2-28）式中S2-------------上三角形集气罩回流缝面积，m2；CE-------------上三角形集气罩回流缝的宽度，m，CE>0.2m，取CE=1.0m；CF-------------上三角形集气罩底宽，m，取CF=6.0m。EH=CEsin50=1.0sin50°=0.766m80 内蒙古科技大学毕业设计说明书EQ=CF+2EH=6.0+21.0sin50°=7.53mS2=(CF+EQ).CE/2=(6.0+7.53)1.0/2=21.24m2v283.3m2。2、曝气池总高度H"=H+=6.0+0.5=6.5m式中-------------超高，m。3、理论污泥产量（2-30）式中：Q-------------设计流量，m3/d；C0-------------进水悬浮物浓度，mg/L；C1-------------出水悬浮物浓度，mg/L；P0-------------污泥含水率，%；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1.1鼓风曝气系统设计计算1、确定需氧量O2O2=a′Q(S0-Se)+bˊXvV（2-31）式中：a"-------------活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数，一般采用0.42~0.53之间，本设计取a"=0.5；Q-------------平均设计流量，m3/d；S0-------------进水BOD含量，g/L；Se-------------出水BOD含量，g/L；b"-------------每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，一般采用0.188~0.11，本设计取b"=0.15；Xv-------------挥发性总悬浮物固体浓度，g/L；供氧速率为：R=O2/24=2753.9/24=114.7kg/h2、供气量的计算采用SX-1型曝气器，曝气口安装在距池底0.30m高处，淹没深度为5.80m，计算温度取25℃。该曝气器的性能参数为：Ea=8%，Ep=2kgO2/kWh；服务面积1~3m2；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书供氧能力20~25m3/h个；查表知氧在水中饱和溶解度为：CS(20)=9.17mg/L，CS(25)=8.38mg/L(1)扩散器出口处绝对压力为：式中H-------------扩散器上淹没深度，m；空气离开反应池时氧的百分比为：（2-32）==19.65%反应池中溶解氧的平均饱和度为：（2-33）式中CS-------------25℃时，在大气压条件下，氧的饱和度，mg/L；在20℃条件时，脱氧清水的充氧量为：（2-34）式中R------------------混合液需氧量，kg/L；CS(20)80 内蒙古科技大学毕业设计说明书-------------20℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值mg/L；、-------------修正系数，取=0.85、=0.95；-------------压力修正系数，取=1.0；C-------------曝气池出口处溶解氧浓度，mg/L，取C=2.0。供气量：（2-35）3、布气系统的计算反应池的平面面积为：6.5×13.0×6=507m2每个扩散器的服务面积取1.69m2，则需507/1.69=300个。取300个扩散器，每个池子需50个。布气系统如图：图2.4SBR反应器布气系统计算草图80 内蒙古科技大学毕业设计说明书4、空气管路系统计算按SBR的平面图，布置空气管道，在相邻的两个SBR池的隔墙上设一根干管，共五根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管。每根配气竖管的供气量为：本设计每个SBR池内有50个空气扩散器每个空气扩散器的配气量为：选择一条从鼓风机房开始的最远最长管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点。空气管道内的空气流速的选定为：干支管为10～15m/s；通向空气扩散器的竖管、小支管为4～5m/s；空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流确定。空气管路的局部阻力损失，根据配件类型按下式Lo=55.5KD1.2（2-36）式中：----------管道的当量长度，mD----------管径，mK----------长度换算系数，按管件类型不同确定，取值见表2.4。折算成当量长度损失，并计算出管道的计算长度(m)，其中K值的取值如表80 内蒙古科技大学毕业设计说明书表2.4K值的取值名称K值名称K值气流转弯三通：1.33大小头：0.1～0.2直流异径口三通：0.42～0.67球阀：2.0直流等口径三通：0.33角阀：0.9弯头：0.4～0.7闸阀：0.29各个空气管路的计算结果见表2.5。空气管路的沿程阻力损失，根据空气管的管径D(mm)，空气量m3/min，计算温度℃和曝气池水深，得空气管道系统的总压力损失为：（2-37）空气扩散器的压力损失为5.0kPa，则总压力损失为：1.47kPa＋5.0＝6.47kPa为安全起，设计取值为9.8kPa；2.5空气管路计算表编号长度L（m）空气流量Q（m3/h）空气流速v(m/s)管径D(mm)配件管段当量长度L0（m）管段计算长度L0+L(m)压力损失h1+h29.81Pa/m9.81Pa0--10.6524.255.2040.00弯头0.641.291.341.731--21.5048.5010.9240.00三通0.381.885.9111.112--31.5097.0013.7550.00四通、大小头0.732.236.9115.4180 内蒙古科技大学毕业设计说明书3--41.50145.509.1075.00四通、大小头1.192.691.804.844--51.50194.0012.2175.00四通0.822.323.217.455--62.60242.508.61100.00四通、大小头、弯头3.616.2111.5071.426--72.60485.007.52150.00三通、大小头2.735.330.562.987--80.751212.5011.10200.00四通、大小头3.864.617.5834.94合计149.88空气扩散装置安装在距离池底0.3m处，曝气池有效水深为6.0m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为：（2-38）由此条件可选择罗茨RF--290型鼓风机，转速980r/min，配套电机功率为220kw，风压P68.6kPa，风量GS=129.4m3/min。选用两台，一用一备。1.1计量设备1.1.1计量设备的选择污水处理中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛，其优点是水头损失小，不易发生沉淀。故本设计选用巴氏计量槽进行计量。1.1.2设计参数80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1、计量槽应设在渠道的直线上，直线段长度不宜小于渠道宽度的8~10倍，在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2~3倍，下游不小于4~5倍。当下游有跌水而无回水影响时，可适当缩短；2、计量槽中心线应与中心重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同；3、当喉宽W=0.3~2.5m时，为自由流，大于此数时为潜没流；4、当计量槽为自由流时，只需计上游水位，而当其为潜没流时，则需要同时记录下游水位，涉及计量槽时，应可能做到自由流；5、设计计量槽时，除计算通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件。1.1.1设计计算1、计量槽主要部分尺寸（2-39）式中A1---------------渐宽部分长度，m；b---------------喉部宽度，m，本设计中取b=0.4m；A2---------------喉部长度，m；A3---------------渐扩部分长度，m；B1---------------上游渠道宽度，m；B2---------------下游渠道宽度，m。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书2、计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8~10倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的2~3倍，下游不小于4~5倍；计量槽上游直线段L1为：计量槽下游直线段长L2为：计量槽总长L：L=L1+A1+A2+A3+L2=9.28m3、计量槽的水位：当b=0.4m时，（2-40）式中Q---------------过水流量，m3/s；H1--------------上有水深，m。当b=0.3~2.5m时，时为自由流；；取H2=0.03m4、渠道水力计算80 内蒙古科技大学毕业设计说明书过水断面积A：湿周：水利半径R：流速：水利坡度：（2-41）式中n---------------粗糙度，一般采用0.013；.5、水厂出水管采用钢筋混凝土圆管，流量Q=0.0347m3/s，DN=300mm，v=0.493m/s，i=1.3‰。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章污泥部分各处理构筑物设计计算1.1浓缩池的设计计算污泥浓缩的主要目的是降低污泥含水率、减少污泥体积。浓缩减少的是污泥所含的间隙水，同时能改变其物理状态，减少池容积和处理所需的投药量，缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸，以便进一步处置利用。污泥浓缩的技术界限大致为：活性污泥含水率可降至97%~98%，初次沉淀污泥可降至85%~90%。浓缩方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩，其中重力浓缩应用最广。本设计采用间歇式竖流式浓缩池。1.1.1设计参数1、设计泥量废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：(1)平流式沉淀池，Q1=125.16m3/d,含水率95%；(2)UASB反应器，Q2=217.94m3/d,含水率98%；(3)SBR反应器，Q3=21.32m3/d,含水率98%。总污泥量为：Q=Q1+Q2+Q3=125.16+217.94+21.32=364.42m3/d=15.18m3/h=0.0042m3/s平均含水率为：1.1.2设计计算进入浓缩池的剩余污泥量0.0042m3/s，采用2个浓缩池，则单池流量：Q=0.0021m3/s1、中心进泥管面积80 内蒙古科技大学毕业设计说明书（3-1）式中f----------浓缩池中心进泥管面积，m2；Q1----------中心进泥管设计流量，m3/s；V0----------中心进泥管流速，m/s，一般采用V00.03m/s；本设计取V0=0.03m/s；d0----------中心进泥管直径，m。本设计中取d0=0.30m，每池进泥管采用DN150。管内流速（3-2）1、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度（3-3）式中h3----------中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，m；V1----------污泥从中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度，m/s，一般采用0.02m/s~0.03m/s，本次设计取V1=0.02m/s；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书d1----------喇叭口直径，m，一般采用d1=1.35d0；1、浓缩后分离出的污水量（3-4）式中Q----------进入浓缩池的污泥量，m3/s；P----------浓缩前污泥平均含水率，%；P0----------浓缩后污泥含水率，%，本次设计取P0=95%。2、浓缩池水流部分面积（3-5）式中v----------污水在浓缩池内上升流速，m/s，一般采用v=0.00005m/s~0.0001m/s。3、浓缩池直径（3-6）4、有效水深式中t----------浓缩时间，h，一般采用10~16h，本设计取t=12h。5、浓缩后剩余污泥量80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1、浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥。（3-7）式中----------污泥斗倾角，°，圆型池污泥斗倾角55°，本设计取=55°。r----------污泥斗底部半径，m，一般采用D=0.5m；R----------浓缩池半径，m。2、污泥在污泥斗中停留时间（3-8）3、浓缩池总高度h=h1+h2+h3+h4+h5=0.2+2.6+0.08+0.2+2.66=5.74m式中h1-------------超高，m；h4-------------缓冲层高度，m。4、溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量q=0.00084m3/s，设出水槽宽b=0.15m，水深0.05m，则水流速为0.112m/s。溢流堰周长（3-9）80 内蒙古科技大学毕业设计说明书溢流堰采用单侧90°三角堰出水，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格浓缩池有78个三角堰。三角堰流量q0为：（3-10）式中h‘----------三角堰堰水深，m。三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.1072m。1、溢流管溢流水量0.00084m3/s，设溢流管管径DN100，管内流速v=0.107m/s。2、排泥管浓缩后剩余污泥量0.00126m3/s，泥量很小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积21.2m3，污泥管选用DN150，排泥时间0.3h，每日排泥5次，间隔时间4.8h。每次排泥量：q=70m3/h=0.0196m3/s；管内流速：1.1机械脱水间的设计计算污泥经浓缩后，尚有95%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点：(1)滤带能够回转，脱水效率高；(2)噪声小，能源节省；(3)附属设备少，维修方便。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1.1脱水污泥量的计算脱水后污泥量（3-11）式中Q----------脱水后污泥量，m3/d；Q0----------脱水前污泥量，m3/d，Q0=108.86m3/d；P1----------脱水前污泥含水率，%，P0=95%；P2----------脱水后污泥含水率，%，一般P2=60%~80%，本设计取P0=75%。M----------脱水后干污泥重量，kg/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。1.1.2脱水机的选择设计中选用DYL--3000型带式压滤机，干泥产量250kg/h，含水率75%，絮凝剂聚丙烯酰胺投量按干泥量的2.0‰。本设计中共采用3台，其中2用1备。工作周期定为12小时。所以每天处理的污泥量为：（3-12）脱水机的辅助设备：污泥泵：单螺杆泵型，型号为GN65X2A型；冲洗泵：DA150X9；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书加药计量泵：J-Z630/5。1.1.1贮泥池设计计算1、贮泥池容积计算（3-13）式中Q----------脱水污泥量，m3/h；V"----------贮泥池所需容积，m3；V0----------浓缩后污泥量，m3/d，本设计中取V0=108.86m3/d；T----------排泥时间，h。设计中采用两座贮泥池，正方形边长a=4.0m，有效深度h2=3.0m，污泥斗底部为正方形，边长b=1.0m（3-14）符合要求式中V----------污泥贮泥池容积，m3；h2----------污泥贮泥池有效深度，m；h3----------污泥斗高度，m；80 内蒙古科技大学毕业设计说明书a----------污泥贮泥池边长，m；b----------污泥斗边长，m；n----------污泥贮泥池个数，一般采用2个，取n=2个；----------污泥斗倾角，一般采用=60°。1、污泥贮泥池高度（3-15）式中h1----------超高，m，一般采用h1=0.3m；h2----------贮泥池有效深度，m；h3----------污泥斗高，m。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章废水处理厂布置1.1处理厂平面布置该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。1、处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理；2、工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）；3、构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求；4、管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护；5、协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运。1.2处理厂高程布置1.2.1高程布置原则1、充分利用地形地势及城市排水系统，使废水经一次提升便能顺利自流通过废水处理构筑物，排出厂外；2、协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本；3、80 内蒙古科技大学毕业设计说明书做好废水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度；4、协调好废水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。1.1.1污水处理构筑物高程布置1、各构筑物水头损失表4.1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0.0034UASB反应器0.40平流沉淀池0.188SBR反应器0.40调节池0.30巴氏计量槽0.202、管渠水力计算其计算结果见表4.2。表4.2污水管渠水力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(mm)I(‰)V（m/s）L(m)沿程局部合计出水口至巴氏计量槽34.703001.30.4931000.13000.07440.204巴氏计量槽至SBR反应器34.703001.30.493500.06500.07440.139SBR反应器至USBR反应器17.362002.80.552500.14000.09330.23380 内蒙古科技大学毕业设计说明书USBR反应器至调节池34.703001.30.493700.09100.07440.165调节池至平流沉淀池34.703001.30.493400.05200.07440.126平流沉淀池至泵房34.703001.30.493150.01950.07440.0941、污水处理高程布置在废水高程布置上主要考虑土方平衡，设计中以UASB反应器为基准，该地的地下水位线为3.85~4.80m，则确定UASB反应器底部标高-3.50m，即水面标高5.50m，由此向两边推算其他构筑物高程。计算结果见表4.3。表4.3构筑物及管渠水面标高计算表序号管渠及构筑物名称水面上游标高（m）水面下游标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）1出水口至巴氏计量槽3.3283.124±0.002巴氏计量槽3.5283.3283.428±0.003巴氏计量槽至SBR反应器3.6673.528±0.004SBR反应器4.0673.6673.867±0.005SBR反应器至UASB反应器4.3004.067±0.006UASB反应器4.7004.3004.500±0.007UASB反应器至4.8654.700±0.0080 内蒙古科技大学毕业设计说明书调节池8调节池5.1654.8655.015±0.009调节池至平流沉淀池5.2915.165±0.0010平流沉淀池5.4795.2915.391±0.0011平流沉淀池至泵房5.5735.479±0.001.1.1污泥处理构筑物高程布置各废水处理构筑物的液面标高，见表4.4。表4.4各水处理构筑物液面标高构筑物名称液面标高（m）构筑名称水头损失（m）初淀池5.391SBR反应器3.867UASB反应器4.500取污泥的静水压作用为1.2m，按照最低的SBR反应器算，则SBR反应器的出泥压力标高为2.667m。经查手册，DN300的污泥管每100m的水头损失为0.2m，则估算污泥处理构筑物之间的污泥管路水头损失为0.4m（包括沿程和局部）。各构筑物的污泥进出管的泥面标高估算见表4.5：表4.5污泥处理构筑物进出泥管标高估算序号构筑物名称进泥管标高（m）出泥管标高（m）出泥管压力标高（m）80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1SBR反应器-2.2332.6672浓缩池2.267-4.3331.0673贮泥池0.667-4.933-0.533因该黄酒废水处理厂位于浙江绍兴，地下水位为3.85~4.80m，故在浓缩池之前设置污泥提升泵房，提高污泥处理构筑物的泥面标高和底部标高。污泥量Q=0.0042m3/s=15.12m3/h，选择G60-1污泥泵，流量Q=15.6m3/h，扬程H=5m，转速380r/min，电机功率11kW。因此各污泥构筑物进出泥管的标高为：各构筑物的污泥进出管的泥面标高见表4.6：表4.6污泥处理构筑物进出泥管标高序号构筑物名称进泥管标高（m）出泥管标高（m）出泥管压力标高（m）1SBR反应器-2.2332.6672浓缩池7.2670.6676.0673贮泥池5.6670.0674.46780 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章工程概预算污水厂概预算包括：编造说明、总概预算书、单位工程概预算表以及主要设备和材料清单几部分组成。单位工程概预算是具体确定单项工程内各个专业设计建设费用的文件，它是综合概预算的组成部分，是指由独立的施工条件，可以单独作为成本计算对象的专业性工程。给水排水工程根据项目的性质、作用，可分为土建工程、设备安装工程、管道工程三种类型。每项单位工程概预算，系由直接费、间接费、计划利润和税金等部分组成。下面具体介绍一下各个费用包括的费用：1、直接费是指直接用于建筑安装工程上的有关费用。直接费由人工费、材料费、设备费、施工机械费用和其他直接费用等项目组成。2、间接费由施工管理费和其他间接费组成。1.1编制概预算依据的基础资料1、编制依据；2、全国统一安装工程概预算定额1997版及设计任务书；3、内蒙古地区建筑安装工程费用；4、本地区市政工程相关文件及水文、地质、气象等条件；5、设备价格费，按生产厂报价及工程建设全国机电设备1998年价格汇编计费；杂费按设备原价的7%计。1.2估算范围污水处理厂污水处理工程，污泥处理工程，其他附属建筑工程，及其他公用工等。另外包括部分厂外工程（供电线路，通讯线路，临时道路等）。下面是本设计的概预算表：80 内蒙古科技大学毕业设计说明书表5.1设计的概预算本工程的投资估算见下表：序号工程费用名称概算价值/万元建筑工程设备安装工程个数合计1格栅8.01.30.2219.002提升泵房10.08.50.15119.103初沉池12.06.05.0246.004调节池5.26.00.12111.325UASB反应器10.510.21.0486.806SBR反应器8.08.20.56100.207浓缩池1.23.50.7210.808鼓风机房8.63.30.8112.709污泥泵房8.36.320.82115.4410脱水机房3.508.50.5112.5011配电室6.3515.01.3122.6512停车场1.200.900.2012.3013场地绿化8.32.302.2112.8014合计371.61估算设计材料费为20万元。总计直接费用为391.61万元。间接费用：取直接费用的,则间接费用为99.48万元。管理费用：取直接费用的,则管理费用为7.17万元。设计费用：取直接费用的3.86%，则设计费用为15.12万元。预备费用：取直接费用的则预备费用为42.92万元。其它费用：取直接费用的。则其他费用为8.22万元。总造价：564.52万元。处理水成本计算：1、动力费（通常即为电费）：（5-1）80 内蒙古科技大学毕业设计说明书式中：-------------------设计供水量，；-------------------工作全扬程，；-------------------电费单价，元/度；-------------------水泵和电机效率，一般取；-------------------日变化系数，取1；-------------------变压器容量，千伏安；-------------------元/千伏安·月。元/年2、工资福利费：（5-2）式中：-------------------职工每人每年的平均工资福利费，取30000元；-------------------劳动定员，取5人。元/年3、折旧提成费：（元/年）（5-3）式中：-------------------工程总费用，取6000000元；-------------------综合折旧提成率，一般取3.8%。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书元/年4、检修维护费：元/年（5-4）5、其它费用：（5-5）因此，年经营费用为：（5-6）年处理水量为：（5-7）单位制水成本为：（元/）（5-8）80 内蒙古科技大学毕业设计说明书主要参考文献1.张智.给排水工程专业毕业设计指南[M]，北京：中国水利水电出版社，2000.2.张自杰.废水处理理论与设计[M]，北京：中国建筑工业出版社，20033.张自杰.排水工程（第四版）下册[M]，北京：中国建筑工业出版社，20004.韩剑宏.水工艺处理技术与设计（第二版）[M]，北京：化学工业出版社，20125.韩洪军、杜茂安.水处理工程设计计算[M]，北京：中国建筑工业出版社，20066.北京市政设计院.给水排水设计手册(第二版)第1册[M]，北京：中国建筑工业出版社，19867.北京市政设计院..给水排水设计手册(第二版)第5册[M]，北京：中国建筑工业出版社，19868.北京市政设计院..给水排水设计手册(第二版)第8册[M]，北京：中国建筑工业出版社，19869.北京市政设计院.给水排水设计手册(第二版)第11册[M]，北京：中国建筑工业出版社，198610.Onofrio,M.;Cugliandolo,A.ApplicationoftheUASBreactorforanaerobictreatmentofwastewaterfromthewineindustry.[D]ChemicalandBiochemicalEngineeringQuarterly,199911.Chamy,R.SelectedexperiencesinChilefortheapplicationofUASBtechnologyforvinassetreatment.[D]SchoolofBiochemicalEngineering,200712.刘海亚、朱定松.黄酒工业废水处理技术[D]，浙江省温州市农村能源办公室，200580 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录英文文献及翻译ThecurrentsituationanddevelopmentofUASBanaerobicprocessAbstract:ThispaperintroducestheoriginofUASBreactor,theworkingprinciples,characteristics,thedevelopmentandapplicationofthelatestresearchprogress,pointingoutthattherecentUASBreactorresearchfocus.Keywords:UASB;anaerobictreatmentprocess;1.Introduction:Anaerobicbiologicaltreatmentastheuseofanaerobicmetabolismofmicroorganisms,withouttheprovisionofenergysourcesundertheconditionsoforganicmatterastoberestoredbyhydrogendonor,whilegeneratingenergyvalueofthemethanegas.Anaerobicbiologicaltreatmentappliesnotonlytohighconcentrationsoforganicwastewater,influentBODuptothehighestconcentrationoftensofthousandsofmg/l,canalsobeappliedinlowconcentrationsoforganicwastewater,suchassewage,andothercities.Anaerobicbiologicaltreatmentprocessandlowconsumption,organicvolumeload,generally5-10kgCOD/m3.d,uptoamaximumof30-50kgCOD/m3.d;lessresidualsludge;onthenutritionalneedsoflowanaerobes,MDR-toxic,biodegradableorganicmolecularweighthighimpactresistantcapacityofstrongoutputofmethaneisakindofcleanenergy.Inthewholeofsocietytopromotearecyclingeconomyandtheimplementationoftheconcernsoftheindustrialwasterecyclingtoday,anaerobicbiologicaltreatmentofsewageisclearlyenablestheoptimizationofresources.Inrecentyears,theanaerobicwastewatertreatmentprocessdevelopedveryrapidly,withnewtechnology,newmethodsemerging,includinganaerobiccontactmethod,theup-flowanaerobicsludgebedanaerobicstallplate,anaerobicbiologicalfilter,anaerobicexpandedbedandfluidizedbed,andthethirdgeneration80 内蒙古科技大学毕业设计说明书ofanaerobicprocessEGSBandICanaerobicreactor,developedveryrapidly.Andtheup-flowanaerobicsludgeblanketUASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed,Note:hereinafterreferredtoUASB)owingtotheanaerobicprocessofanaerobicfiltersandactivatedsludgecharacteristicsofthedual,ascanbetransformedintothepollutantsinthesewage10%ofrenewablecleanenergy-abiogastechnology.Thedifferentsolidcontentofthesewageadaptabilityalsostrong,anditsstructure,operationandmaintenancemanagementoperationisrelativelysimpleandrelativelylowcost,technologyisnowmature,andincreasinglysewagetreatmentindustryattention,waswidelywelcomedandApplication.ThispaperattemptstoUASBtechnologyandtheoperationoftheUASBdesignfeatures,aswellasareasforastartbrieflydescribed.2.TheoriginofUASBIn1971Holland(Wageningen)AgriculturalUniversityLadingge(Lettinga)Professorphysicalstructuraldesign,theuseofthegravitationalfieldoftheroleofdifferentdensitymaterialdifference,inventedthethree-phaseseparator.Theactivatedsludgewastewaterretentiontimeandstayseparated,andformedaupflowanaerobicsludgeblanket(UASB)reactorontheprototype.NetherlandsCSM1974inits6m3reactorsugarbeetprocessingwastewater,itwasfoundthattheactivatedsludgeformationmechanismofitsownfixedbiologicalpolymerstructure,granularsludge(granularsludge).Theemergenceofgranularsludge,notonlyforthepromotionofarepresentativeoftheUASBanaerobicreactor,thesecondgenerationofapplicationsanddevelopment,butalsoforthethird-generationanaerobicreactorlaidthefoundationforthebirth.Currently,theUASBprocessinEuropehasbeengenerallyformedgranularsludge,whichmakesanaerobicUASBtechnologyinEuropehavebeenquicktopopularize.Chinain1981beganUASBreactorresearch,thetechnologyin80 内蒙古科技大学毕业设计说明书Chinahasbeentheactualapplication.UASBreactoristhemostwidelyusedhigh-rateanaerobicreactor,thetechnologyathomeandabroadanaerobictreatmenthasbecomeoneofthemainstreamtechnologies.3.UASBreactorstructureandthebasicprinciples(1)thecompositionofUASBreactorFigure1isaschematicdiagramoftheUASBreactor.UASBreactor,themainpartofMainlydividedintotworegions,namely,three-phasereactionzoneandtheareaofseparation.ReactionzonewhichUASBreactorforthemainwork.(2)oftheUASBreactorprincipleUASBsludgefromthereactionzone,thegas-liquid-solidthree-phaseseparator(includingprecipitationarea)gaschambercomposedofthreeparts.Reactionintheregionholdalargenumberatthebottomofanaerobicsludge,sludgeconcentrationscanreach50to100g/lorhigher,theprecipitationhasgoodperformanceandcohesionofthesludgeinthebottomofasludgelayer.Todealwiththesewagesludgefromtheanaerobicsludgebedatthebottomandflowsofsludgewasmixedlayercontacts,aswaterandupwardmobilityofthelargenumberofgasincreasedagitationtoformagoodnaturalrole,andpartofthesludgeintheresponsetheaboveformarelativelythinsludgesuspension,suspendedsludgeconcentrationareagenerallyfrom5to40g/lrange.Suspensionintotheareaofseparation,thefirstgaschamberwassettoenterseparation,slurrycontainingwastewaterfromenteringthesettlementroom,thesludgeinthesettlement,returnedtothereactionzonebytheslanttoclarifythewaterfromtheoverflow.Sludgeinthemicrobialdecompositionoforganicmatterinsewage,itturnedintogas.Tinygasbubblestoformtherelease,tinybubblesrisinginthecourseofthemerger,andgraduallyformlargerbubblesinthesludgebedmethanebecauseof80 内蒙古科技大学毕业设计说明书thedisturbancetoformasludgeconcentrationinthesludgeandthintogetherwithincreasedaccesstothreewaterphaseseparator,encounteredgasseparatorplateatthebottomofreflection,thereflectionplate%forthefourweeks,andthenenterthewaterthroughthechamber,concentratedinthegaschamberwithcatheterexport,thesolid-liquidmixtureintothethree-phasereflectionSeparatorsedimentation,sewagesludgeintheflocculation,particlegraduallyincreasing,andtheroleofgravityinthesettlement.Precipitationrampstothewallofsewagequagmireobliquewallslipbackanaerobicreactorarea,thereactionregionaccumulatedalargenumberofsludge,andsludgefromthetreatedeffluentfromtheuppersedimentoverflowweirarea,andthendischargedsludgebed.Thebasicrequirementsare:(1)Toprovideaconducivesludgeflocculationofthephysical,chemicalandmechanicalconditions,accesstoanaerobicsludgesedimentationandmaintainagoodperformance;(2)Goodsludgebedoftenformafairlystablebiologicalphase,andmaintainspecificprobioticsenvironment,thestrongresistancetodisturbanceforce,thelargerflocprecipitationhasgoodproperties,therebyenhancingtheequipmentsludgeconcentration;(3)inthesludgebedequipmentthroughtheestablishmentofaprecipitationarea,thefineparticlesofsludgesedimentationinthesludgelayerfurtherflocculationandsedimentation,andthenbackintothesludgebed.4.UASBreactor,theprocessfeaturesUASBreactoroperationofthreeimportantpremise:①reactorintheformofagoodsettlementorgranularsludgeflocsludge;②producedgasanduniformdistributionofwaterformedbymixingagoodrole③rationaldesignThethree-phaseseparator,thegoodperformanceofprecipitationcanremaininthesludgeinthereactor.(1)theuseof80 内蒙古科技大学毕业设计说明书microorganismsimmobilizedcelltechnology-sludgeparticlesofUASBreactorusingbacteriaimmobilizedcelltechnology-ImplementationofthesludgeparticlesHRTandsludgeretentiontimeoftheseparation,thusprolongingthesludgesludgeage,andmaintainahighconcentrationofsludge.Anaerobicsludgeparticleswithgoodperformanceandthesettlementhigherthanmethane-producingactivity,andrelativelysmallcarrierdensitythanartificial,generatedbythesludgeandgastoachievefullaccesstotheMatrix,asavingofagitationand)forupwardmovreturntheequipmentandsludgeenergyconsumptionneednotattachedprecipitationseparationdevices.Atthesametimethereactorwithoutaddingfillersandvectorvolumeincreasedutilization.(2)fromthegasandwaterdistributionuniformityformedbymixingthenaturalgoodintheroleoftheUASBreactor,gasandwaterproductionincreasedflowandtheformationofbubblesonthereactionregionShangcuansludgeparticleshaveanimportantHierarchicalrole.Thisrolenotonlyaffecttheprocessofsludgeparticles,andalsotheformationofthegranularsludgequalitygreatlyaffected.Atthesametimetheroleofmixingthesludgeandtoachievefullaccesstothematrix.(3)therationaldesignofthethree-phaseseparatoristheapplicationofthree-phaseseparatorintheUASBreactor,themostimportantequipment.Applicationofthethree-phaseseparatordegassingsaveauxiliarydevices,canbecollectedfromthereactionzonegasseparatoratthesametimesothatthesuspensionofsedimentsdowntothegoodperformanceofprecipitationwillremaininthesludgeinthereactor.5.UASBstateandtheflowofsludgeUASBflowpatternwithinacomplexreactionpatternontheregionandgasproductionandreactionzonehighlyrelevant,ingeneral,thereactionzoneinthelowerlayerofsludge,astheresultofgasproduction,partlythroughthemagnanimityofmoresections,formingaUnit80 内蒙古科技大学毕业设计说明书increasedairflow,themixtureoflead(referringtothesludgeandwaterement.Atthesametime,thisgas,andwateraroundthedownwardmovementofmedia,resultinginmixedreversethisflowpatternresultingflowofwatershort.Thisincreaseinthegasawayfromtheflowofeasytoformacorner.Inthesedeadends,butalsohasacertainproductionlevels,theformationofsludgeandwatermixedslowandweak,sothatintheformationofsludgelayervaryingdegreesofmixingzone,thesizeofthemixingzoneoftheprocessandshort.Suspensionlayerofthemixture,asgasliquidcurrencymovementsledtoahigherrateofriseandfall,astrongmixed.Gasproductionintherelativelyfewcases,andsometimessuspendedsludgelayerandtheboundarylayerisobvious,andmoregasproductioninthecircumstances,thisinterfacenotobvious.Thetrialshowedthatprecipitationintheregionwaspushingwaterflow,butthereisstillaprecipitationzonedeadzoneandmixingzone. UASBthesludgeconcentrationandequipmentrelatedtotheorganicloadingrate.Wastewatertreatmentissugar,anddistributionofsludgeintheUASBloadrelations.AscanbeseenfromFiguresludgelayerofsludgeconcentrationofsuspendedsludgeconcentration,thesuspensionoftheupperandlowerpartsofthesludgeconcentrationdifferenceofsmaller,thatisclosetocompletelymixedflowpattern,theresponsetothedistrictawardedsludge,whenorganicloadatthehighlevelofsuspendedsludgeboundarylayerandnotobvious.Testshowsthatthesewagethroughthebottomofthe0.4-0.6mhigh,90%oftheorganicmatterisconverted.Thisshowsthatanaerobicsludgeishighlyactiveandchangedtheanaerobictreatmentforalongtimethattheconceptoftheslowprocess.Inanaerobicsludge,theaccumulationofalargenumberofhighactivityofanaerobicsludgesuchequipmentisthemainreasonforhugecapacity,whichinturnisattributabletothesludgesedimentationgoodperformance.80 内蒙古科技大学毕业设计说明书UASBhasahighvolumeoforganicloadingrate,mainlybecauseoftheequipment,inparticularthesludgelayerretainalargenumberofanaerobicsludge.Ofthestabilityandefficiencytoagreatextentdependonthesettlementwithexcellentperformanceandhighmethaneactivityofthesludge,especiallygranularsludge.Onthecontrary,iftheresponsetotheregion"ssludge-looseflocculationofexistence,oftenfloatingsludgelossoftheUASBnotstableunderhighloadoperation.6.AffecttheperformanceoftheUASBreactormainfactors(1)anaerobicwastewatertreatmenttemperaturearealsodividedintolowtemperature,hightemperatureinthethreecategoriesofmild,thetemperaturerangewiththecorrespondingmicrobialgrowthrangeshouldbe.Sofarthemajorityofanaerobicwastewatertreatmentsysteminthetemperaturerangeoperation,to30℃to40℃mostcommon,andthebesttemperatureat35℃to40℃.High-temperatureprocessinmorethan50℃to60℃ofoperation.Low-temperatureanaerobicsludgeofmoderateactivitywassignificantlylowerthanthatinhigh-temperature,thereactorloadisrelativelylow,butforsomelowertemperatureofwastewater,low-temperatureprocessisthechoiceofprogrammes.(2)pHvalueofthepHvalueofanaerobicwastewatertreatmentisthemostimportantfactorintheimpact.Anaerobictreatment,hydrolysisandacidproducingbacteriaonthepHofagreaterrangeofadaptability,butthepH-sensitivemethanebacteriasuitableforthegrowthofpH6.5to7.8,whichisundernormalcircumstancesshouldbecontrolledbytheanaerobictreatmentofpH.(3)nutrientandtraceelementsanaerobicbacteriafromwastewatertreatmentprocess,butitshouldmaintainagoodenvironmentforthegrowthofbacteria,thebacteriahavesufficientguaranteesofitsowncellmaterialcompounds.Basedonthechemicalcompositionofcells,80 内蒙古科技大学毕业设计说明书whichincludenutrientsnitrogen,phosphorus,potassiumandsulfur,aswellascalcium,magnesium,iron,andothergrowthorasmallnumberofessentialtraceelements.(4)alkalinityandvolatileacidconcentrationtoensurethattraditionaltheorythattheformationofgranularsludgereactor,alkalinityshouldbemaintainedatthe1000~5000mgCaCO3/lwithinthescopeofthereactorifthealkalinityoflessthan1000mgCaCO3/l,,PHvaluewouldleadtoitsdeclineinitsfirst-classTangstudyhasbeenconfirmedtoensurethattheUASBreactorsludgeparticlesisthealkalinityoftheminimum750mgCaCO3/l.IntheUASBreactor,theconcentrationofvolatileacidityofsecuritycontrolinthe2000mg/l(HAC)withintheVFAwhentheconcentrationislessthan200mg/l,itisthebest.(5)theinfluentconcentrationofsuspendedsolidsinthewatertocontrolthesuspendedsolids(SS)concentrationofstrictcontrolrequirementsUASBreactorprocesswithotheranaerobictreatmentprocesssignificantlydifferent.Generallyspeaking,inthewastewaterSS/CODratioshouldbecontrolledbelow0.5.(6)thecontroloftoxicandhazardoussubstancescontrol①ammoniaconcentration:thelevelofammoniaconcentrationonanaerobicmicroorganismsproducetwokindsofdifferentinfluences.Whenitsconcentrationinthe50-200mg/l,intheanaerobicreactorcouldstimulatemicrobialroleintheconcentrationof1500-3000mg/l,willproducesignificantlyinhibitmicrobes.Generallypreferabletocontroltheconcentrationofammoniainthe1000mg/lfollowing.②sulfate(SO2-4)concentrationcontrol:UASBreactorinthesulfateionconcentrationshouldnotexceed50mg/l,inthecourseofoperationoftheUASBCOD/SO2-4ratioshouldbegreaterthan10.③othertoxicsubstances:leadUASBreactordealwiththecausesofthefailure,inadditiontotheabove-mentionedseveralotherthanthepresenceoftoxicsubstancesmustalsobepayingverycloseattentionto,thesesubstancesare80 内蒙古科技大学毕业设计说明书mainlythefollowing:heavymetals,alkalineearthmetals,trichloromethane,cyanides,phenols,suchasnitratesandchlorine.(7),theadvantagesanddisadvantagesofUASBthemainadvantagesofUSABare:1,highconcentrationsofsludgeintheUASB,theaverageconcentrationofsludge20-40gVSS/1;2,thehighorganicload,hydraulicretentiontimeisshort,whenusedinthefermentationtemperature,thevolumeloadisgenerallyaround10kgCOD/m3.d;3,nomixerequipment,onthefermentationprocessoftheriseingascampaigntotheDepartmentofsludgebedinasuspendedstateofthesludge,thesludgelayeronthebottomthereisacertaindegreeofagitation;4,sludgebedarenotavailablecarrier,costsavingsandavoidblockingfillintheproblem;5,UASBinternalhasthree-phaseseparator,andarenormallynotsedimentationtanks,precipitationwasseparatedsludgeblanketreactorbacktotheregion,usuallynosludgecanbereturnedequipment.Mainweaknessesare:1,inthesuspensionofwaterneedtobeproperlycontrolledandshouldnotbetoohigh,generallyinthecontrolof100mg/lfollowing;2,sludgebedshortreflowphenomenon,affectingprocessingcapability;3,waterqualityandmoresensitivetosuddenchangesinload,impactresistanceisnotgood.(8),theAppliedResearchStatus80 内蒙古科技大学毕业设计说明书(1)suchasactivatedtechnologyLepistoearlierstudycarriedoutinthisrespect.TheUASBgranularsludgetechnologyisthecoreoftheformationofgranularsludgeisdirectlyrelatedtotheoperationoftheUASBreactorsuccess.Manystudiesontheanaerobicgranularsludgetrain.Sofar,thecultivationofanaerobicgranularsludgehasbeenmadealotofusefulexperience.WUYunsuchasChinatoaddtothesludgeinoculatedbentoniteandnon-ionicpolyacrylamide,beerproductionwastewatertreatment,withinfourweeksofformationofastablegranularsludgebed.Zhengequalityontheanaerobictreatmentofwastewaterpharmaceuticalactivatedtechnology.(2)wastewatertreatmentfieldLettingaandhiscolleaguesinthelaboratory,thefirstvolumeof60LoftheUASBreactorpilotstudy.Theresultsshowthatthetreatmentplanthandlinggoodeffect,anditsorganicloadingratesashighas10KgCOD/(m3•d),thenavolumeof6m3,30m3and200m3ofsemi-productionpilotstudyontemperatureconditions,thevolumeof6m3BeetsugarprocessingdeviceswastewaterCODloadcapacityofupto36Kg/(m3•d);potatoprocessingwastewatertreatmentCODloadof15Kg/(m3•d)above,theCODremovalrateof70%-90%.Subsequently,theNetherlands,Germany,Sweden,BelgiumandtheUnitedStatesbyresearchersUASBreactorforthepotatoprocessingwastewater,broadbeansprocessingwastewater,wastewaterslaughtered,cannedproductsprocessingwastewater,wastewatermethanol,aceticacidwastewaterandwastewaterfiberboardorsmalltestproductiontest,achievingbetterresults.Accordingtoincompletestatistics,from1990,therestoftheworldhas205production-scaleUASBsystemoperational,in1993,thisfigurehadrisentomorethan400.Sofar,inEuropeUASBprocesshasbeengenerallyformedgranularsludge.UASBtechnologyapplicationinChinafromthedevelopmentsincethe1980s,moreandmoreextensiveapplications.Fromthelate1980sto80 内蒙古科技大学毕业设计说明书dealwithdistillery,brewerywastewater(UASBprocesswithasingle),tothelate1990s,andthecombineduseofothertechnology,suchastheUASB+AFwastewaterwithhighconcentrationsofpolyester,PUASBpressure,suchaspharmaceuticalwastewatertreatment.Atthesametimehasalsobeensuccessfullyappliedinurbansewagetreatmentandsewagetreatment.(9),thedevelopmenttrendofUASBAlthoughUASBtechnologyapplicationinChinahasmadeconsiderableheadway,buttherearestillgapswithforeignstandards,shouldbefurtherstrengthenedintheUASBreactoranditsancillaryequipmentandengineeringequipmentontheexplorationandpractice.Atthesametime,inthefollowingaspects,UASBanaerobictreatmentprocessisalsoanewdevelopment:①temperatureUASBreactoroperation;②high-temperatureanaerobictreatment;③todealwiththenon-accumulationornotanewgranularsludgeUASBreactor;④treatmenttocontainhighconcentrationsoftoxicsubstancesinwastewater;⑤lowconcentrationofanaerobictreatmentofwastewater.Anaerobicprocessingsystemwithhigh-load,lowinvestmentandlowoperatingcosts,suchasenergycanberecoveredsomeadvantages,verysuitableforChina"snationalconditions.Alongwiththecontinuousdeepeningofresearchanddevelopment,andbelievethattheUASBanaerobicapplicationprocessisverybroad.UASB厌氧处理工艺的现状与发展摘要：本文介绍了UASB反应器的由来、工作原理、特点、最新开发和应用研究进展，指出了近期UASB反应器的研究重点。关键词：UASB；厌氧处理工艺；1、引言80 内蒙古科技大学毕业设计说明书厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。而升流式厌氧污泥床UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。本文就UASB的运行机理和工艺特征以及UASB的设计启动等方面作一简要阐述。2、UASB的由来80 内蒙古科技大学毕业设计说明书1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granularsludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。目前,在欧洲的UASB工艺已普遍形成了颗粒污泥,这使得厌氧UASB工艺在欧洲迅速得到了推广和普及。我国于1981年开始了UASB反应器的研究工作,该技术在我国已得到了实际的推广应用。UASB反应器是目前应用最为广泛的高速厌氧反应器,该技术在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一。3、UASB反应器的基本构造和原理(1)UASB反应器的构成主要分为两个区域,即反应区和三相分离区。其中反应区为UASB反应器的工作主体。(2)UASB反应器的工作原理80 内蒙古科技大学毕业设计说明书UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，污泥浓度可达到50~100g/l或更高，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，由于水的向上流动和产生的大量气体上升形成良好的自然搅拌作用,并使一部分污泥在反应区的上方形成相对稀薄的污泥悬浮区,悬浮区污泥浓度一般在5~40g/l范围内。悬浮液进入分离区后，气体首先进入集气室被分离，含有悬浮液的废水进入分离区的沉降室，污泥在此沉降,由斜面返回反应区,澄清后的处理水溢流排出。污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。基本出要求有：1）为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能；2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度；3）通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。4、UASB反应器的工艺特点UASB反应器运行的3个重要的前提是：①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；②出产气和进水的均匀分布所形成的良好的搅拌作用；③设计合理的三相分离器,能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内。(1)利用微生物细胞固定化技术--污泥颗粒化UASB反应器利用微生物细胞固定化技术--污泥颗粒化实现了水力停留时间和污泥停留时间的分离，从而延长了污泥泥龄，保持了高浓度的污泥。颗粒厌氧污泥具有良好的沉降性能和高比产甲烷活性，且相对密度比人工载体小，靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触，节省了搅拌和回流污泥的设备和能耗；也无需附设沉淀分离装置。同时反应器内不需投加填料和载体，提高了容积利用率。(2)由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用在UASB反应器中，由产气和进水形成的上升液流和上窜气泡对反应区内的污泥颗粒产生重要的分级作用。这种作用不仅影响污泥颗粒化进程，同时还对形成的颗粒污泥的质量有很大的影响。同时这种搅拌作用实现了污泥与基质的充分接触。(3)设计合理的三相分离器的应用三相分离器是UASB反应器中最重要的设备。三相分离器的应用省却了辅助脱气装置，能收集从反应区产生的沼气，同时使分离器上的悬浮物沉淀下来，使沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书5、UASB内的流态和污泥分布UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产气量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断面通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液（指污泥与水）作向上运动。与此同时，这股气、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具有一定的产气量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度有关。悬浮层内混合液，由于气体币的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。在产气量较少的情况下，有时污泥层与悬浮层有明显的界线，而在产气量较多的情况下，这个界面不明显。有关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，但沉淀区仍然还有死区和混合区。UASB内污泥浓度与设备的有机负荷率有关。是处理制糖废水试验时，UASB内污泥分布与负荷的关系。从图中可看出污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓度高，悬浮层的上下部分污泥浓度差较小，说明接近完全混合型流态，反应区内污泥的颁，当有机负荷很高时污泥层和悬浮层分界不明显。试验表明，污水通过底部0.4~0.6m的高度，已有90％的有机物被转化。由此可见厌氧污泥具有极高的活性，改变了长期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概念。在厌氧污泥中，积累有大量高活性的厌氧污泥是这种设备具有巨大处理能力的主要原因，而这又归于污泥具有良好的沉淀性能。UASB具有高的容积有机负荷率，其主要原因是设备内，特别是污泥层内保有大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定运行。6、影响UASB反应器性能的主要因素80 内蒙古科技大学毕业设计说明书(1)温度厌氧废水处理也分为低温、中温和高温三类，其温度范围与相应的微生物生长范围相对应。迄今大多数厌氧废水处理系统在中温范围运行，以30℃~40℃最为常见,其最佳处理温度在35℃~40℃。高温工艺多在50℃~60℃间运行。低温厌氧工艺污泥活力明显低于中温和高温，其反应器负荷也相对较低,但对于某些温度较低的废水，低温工艺也是可供选择的方案。(2)pH值pH值是废水厌氧处理最重要的影响因素之一。厌氧处理中，水解菌与产酸菌对pH有较大范围的适应性，但对pH敏感的甲烷菌适宜的生长pH为6.5~7.8，这也是通常情况下厌氧处理所应控制的pH值。(3)营养物与微量元素厌氧废水处理过程由细菌完成，因此应维持良好的细菌的生长环境，保证细菌有足够的合成自身细胞物质的化合物。依据组成细胞的化学成分，其中主要包括营养物氮、磷、钾和硫以及钙、镁、铁等其他的生长必须的少量的或微量的元素。(4)碱度和挥发酸浓度传统理论认为要保证颗粒污泥的形成，反应器内碱度应维持在1000~5000mgCaCO3/L的范围内，如果反应器内的碱度小于1000mgCaCO3/L时，会导致其PH值下降;唐一等人在其研究中已经证实，保证UASB反应器内的污泥颗粒化的最低碱度是750mgCaCO3/L。在UASB反应器中，挥发酸的安全浓度控制在2000mg/l(以HAC计)以内，当VFA的浓度小于200mg/l时,一般是最好的。(5)进水中悬浮固体浓度的控制对进水中悬浮固体(SS)浓度的严格控制要求是UASB反应器处理工艺与其他厌氧处理工艺的明显不同之处。一般来说,废水中的SS/COD的比值应控制在0.5以下。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书(6)有毒有害物质的控制：①氨氮浓度的控制:氨氮浓度的高低对厌氧微生物产生2种不同影响。当其浓度在50~200mg/l时，对反应器中的厌氧微生物有刺激作用；浓度在1500-3000mg/l时。将对微生物产生明显的抑制作用。一般宜将氨氮浓度控制在1000mg/l以下。②硫酸盐(SO2-4)浓度的控制：UASB反应器中的硫酸盐离子浓度不应大于5000mg/l，在运行过程中UASB的COD/SO2-4比值应大于10。③其他有毒物质：导致UASB反应器处理工艺失败的原因，除上述几种以外,其他有毒物质的存在也必须加以十分注意，这些物质主要是：重金属、碱土金属、三氯甲烷、氰化物、酚类、硝酸盐和氯气等。7、UASB工艺的优缺点UASB的主要优点是：(1)UASB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10kgCOD/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；(5)UASB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。主要缺点是：(1)进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；(2)污泥床内有短流现象，影响处理能力；(3)对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。8、应用研究现状80 内蒙古科技大学毕业设计说明书(1)启动技术方面Lepisto等较早开展此方面的研究。由于颗粒污泥是UASB技术的核心，颗粒污泥的形成与否直接关系到UASB反应器运行的成败。许多研究集中在厌氧颗粒污泥的培养上。迄今，对厌氧颗粒污泥的培养已取得了许多有益的经验。我国吴允等向接种污泥内加入膨润土和非离子型聚丙烯酰胺,处理啤酒生产废水，4周内形成了稳定颗粒污泥床。郑平等研究了制药废水的厌氧处理启动技术。(2)废水处理领域Lettinga博士和他的同事首先在实验室进行了容积为60L的UASB反应器的试验研究。结果表明,该处理装置的处理效果很好，其有机负荷率COD高达10Kg/(m3•d),此后进行了容积为6m3、30m3及200m3的半生产性试验研究，中温条件下，应用6m3容积的装置处理甜菜制糖废水的COD容积负荷高达36Kg/(m3•d)；处理马铃薯加工废水COD负荷为15Kg/(m3•d)以上,COD去除率为70%-90%。其后，荷兰、德国、瑞典、比利时和美国的研究者用UASB反应器进行了土豆加工废水、蚕豆加工废水、屠宰废水、罐头制品加工废水、甲醇废水、乙酸废水及纤维板废水的小试或生产性试验，都取得了较好的效果。据不完全统计，至1990年,世界各地已有205个生产规模的UASB系统投入运行，到1993年，这个数字已增加到400多。至今，在欧洲的UASB工艺已普遍形成了颗粒污泥。UASB工艺在我国的应用从80年代发展至今，应用越来越广泛。从80年代末的处理酒厂、啤酒厂废水(用单一UASB工艺)，到90年代末期,与其他工艺联合使用，如UASB+AF处理高浓度涤纶废水、PUASB加压处理制药废水等。同时也已经成功应用于城市污水处理和生活污水的处理。9、UASB工艺的发展趋势虽然UASB工艺在我国的应用已经有了较大发展，但与国外水平尚有差距，应进一步加强在UASB反应器及其配套设备的设备化和工程应用上的探索和实践。同时，在以下几个方面，UASB厌氧处理工艺也正在实现新的发展：①低温下UASB反应器的运行；②高温厌氧处理；③用于处理不积累或不产生新的颗粒污泥的UASB反应器；④处理含有高浓度毒性物质的废水；⑤低浓度废水的厌氧处理。厌氧处理系统具有负荷高、投资少、运行费用低、可以回收部分能源等优点，非常适合我国国情。随着研究的不断深入与发展，相信UASB厌氧处理工艺的应用前景是十分广阔的。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书80 内蒙古科技大学毕业设计说明书结论通过以上流程处理，出水水质为：COD：83.7，BOD：25.6，SS：54.3，基本达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。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。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，我对本设计绍兴古越酒厂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，我对工业废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，但在同学和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、Word和Excel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。80 内蒙古科技大学毕业设计说明书致谢本次设计是在杨老师的悉心指导下完成的，她在设计过程中给予了我很大的帮助，帮助我解决了许多实际问题，在此首先对杨老师致以诚挚的谢意。我在做设计的过程中遇到了许多难题，杨老师都一一给予解释并耐心指导，使我能够顺利的完成本次设计。设计过程中，不断帮我们找出设计中的缺点和不足，力求精益求精。可以说本次设计是老师和我们共同完成的，老师经验丰富，给我们很多指导，使我们在设计过程中少走了很多弯路。设计的过程就是一个知识不断积累的过程。在设计过程中，我们感到指导老师们的知识是那么的丰富，而我们与之比较真是相差甚远，这更加激励我们要不断的学习，只有不断学习才能不断的进步。本次设计中，我们得到了老师的指导和帮助，学到了很多课本中学习不到的知识，提高了自己的动手能力，得到了巨大的收获。今后，我将继续努力，争取把在本次设计中学到的知识运用到工作和学习当中，努力发扬吃苦耐劳的精神，取得更大的进步。由于时间仓促和自己水平有限，本次设计中难免存在很多不足之处，恳请各位老师批评指正。最后，对杨老师的耐心指导再次表示感谢！并祝老师在今后的工作里工作愉快！合家欢乐！80'