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1、 某皮毛厂综合废水处理工程设计 63 / 68目 录1 绪论11.1 引言11.2 设计依据11.3 设计原则21.4 设计任务与要求21.4.1 设计题目21.4.2 设计基础资料21.4.4 设计要求32 污水处理方案的设计说明32.1 方案的比较32.1.1 生物处理工艺的选择32.1.2 厌氧处理工艺的比较42.2 工艺流程说明52.2.1 废水处理过程53 污水处理工艺设计计算说明73.1 格栅73.1.1 设计说明73.1.2 设计主要参数73.1.3 设计计算83.2 调节池93.2.1 设计说明93.2.2 设计主要参数103.2.3 设计计算103.3 污水提升泵113.4
2、初沉池113.4.1 设计说明113.4.2设计主要参数113.4.2 设计计算123.5 气浮池143.5.1 设计说明143.5.2 设计参数143.5.3设计计算153.6 上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的设计163.6.1 设计说明163.6.2设计参数173.6.3 设计计算173.7 A2/O脱氮除磷工艺233.7.1 设计说明233.7.2 设计主要参数243.7.3设计计算243.8 二沉池323.8.1 设计说明323.8.2 设计主要参数333.8.3 设计计算333.9 消毒设施的计算353.9.1 消毒剂的投加353.9.2 平流式接触消毒池354 污泥处理系统37
3、4.1 竖流式浓缩池374.1.1 设计参数374.1.2 设计计算374.2 污泥脱水机房404.2.1 设计计算404.3 污水处理厂选址414.3.1 污水厂选址应当遵循的原则414.4 污水处理厂的平面布置424.4.1 污水处理单元构筑物平面布置424.4.2 管、渠平面布置425 高程布置425.1 高程布置的原则425.2 高程计算436 公用工程436.1 给水排水436.2 供配电447 污水厂的工程投资概算448 综合效益分析468.1 环境效益分析468.2 经济损益分析478.2.1 收益478.2.2 运行费用471绪论1.1引言人们的生命之所以离不开水，是因为水资源
4、是人类生命之源。伴随着国家的建设发展，污水的排放量越来越多，水污染问题日益突出。在这种情况下，污水治理成为环境保护的首要任务。本次设计是市某皮毛厂综合污废水的工艺工程设计，要求根据对该化工厂排放废水的水质、水量的分析，选择设计一套适合于该皮毛企业排放废水的处理工艺，为了减轻皮毛硝染废水对环境的污染，需制定一个合理的工艺流程。因此该处理厂采用“UASB+A/O+消毒”工艺。其中A/O工艺是常用的污水处理工艺，是我国污水处理厂最广泛应用的同步脱氮除磷工艺之一。本工艺是由厌氧/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统相结合而成，所以具有良好的脱氮除磷效果。由于该废水中BOD,COD浓度不符合进入好氧处理工艺
5、要求，所以在好氧处理之前必须先经过厌氧反应器对废水水质进行处理，使之BOD和COD的浓度达到A/O工艺的进水要求。进而将气浮池、UASB和A/O工艺进一步相结合，更好的去除皮毛废水中难降解的物质，使废水处理后达标排放。1.2 设计依据（1）毕业设计任务书（2）给水排水设计手册（3）污水综合排放标准（GB8978-1996）（4）给水排水工程概预算与经济评价手册（5）建设项目环境保护设计规定（6）给水排水工程建构筑物结构设计规（GB50069-2002）（7）给水排水工程管道结构设计规（GB50332-2002）（8）UASB反应器污水处理工程技术规（9）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189
6、18-2002）（10）有关皮毛废水处理厂的相关技术资料1.3 设计原则（1）污水处理厂的设计应该根据工厂排放的污水的COD、BOD和其他污染物质，在确保经过处理后的污水水质能达到国家排放标准要求的前提下，并且选择适合于该化工企业的处理工艺。（2）设计计算时所采用的设计参数务必根据当地的实际情况来定，并要符合最新的设计规要求。（3）在进行平面布置时，应考虑到占地面积的大小，应该尽可能多的考虑利用空间立体布局，各构筑物应尽量的紧凑一些，可修建成地下式为了减少占地面积，同时，在保证能安全运行的前提下，尽可能减少工程的造价。（4）在设计污水处理站时，要充分考虑工厂未来的发展与规划，为了远期的发展和扩
7、建保留部分土地。（5）设计时需要考虑到运行和工人的安全问题，在适当位置设分流超越管线，尤其是在UASB反应器中产生沼气的储存或排放。尽量降低单个处理构筑物发生事故时对于整个系统造成的影响。1.4设计任务与要求1.4.1 设计题目某皮毛厂综合废水处理工程设计1.4.2 设计基础资料（1）基本设计参数（2） 某硝染厂日排综合废水400吨，污水收集管网建设齐全。现拟建设一座废水处理站，使处理后出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）标准中一级A 标准要求，出水达标排放。（3） 设计规模：500m3/d。（4） 自然条件：该区域属温暖带大陆性季风气候。多年平均气温13.3；极端
8、最高气温39.3；极端最低气温-18.4；多年平均降雨量549mm；最大冻土深度490mm；主导风向为西北风。（5）进水水质表1-1 进水水质pHCOD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）氨氮（mg/L）8-1020008001000701.4.4 设计要求(1)本课题在对国已建成投运的印染厂处理站进行充分调研基础上，针对市某皮毛厂综合污废水特征筛选出适合该厂污废水水质的最佳处理工艺技术路线，最终完成该厂综合废水处理站的工程设计工作。(2)出水水质要求经过处理后的污水水质满足国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）标准中一级A 标准。表1-2 出水水质pHCOD（
9、mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）氨氮（mg/L）6-95010105（3）计算书要求：字数15000-20000字；设计图纸：6与以上。2 污水处理方案的设计说明2.1 方案的比较皮毛废水是难处理的工业废水之一,具有高浓度的污染物,复杂的成分。根据设计所给设计资料以与出水的水质要求标准，单一使用一种工艺可能很难达到出水要求，因此采用多种工艺进行污水处理工作。2.1.1 生物处理工艺的选择（1）SBR工艺优点：流程简单，造价低；不需要设二沉池、污泥回流系统；对水质水量的变化，适应性强。缺点：自动化控制的要求比较高；排水时间短，排水时不需要沉淀污泥层，因此需专门排水设备，并且此设备要求
10、非常高；对后续处理设备要求大：如消毒设备、接触池溶积等都很大；没设沉淀池，容易产生浮渣。（5）水头损失大。（2）A/O工艺优点：流程相对简单，以原污水为碳源，所以不需外加碳源和曝气池，建设和运行费用低；反硝化在前，硝化在后需要设循环，将原污水中的有机底物作碳源，因此污水处理效果好，反硝化反应很充分；曝气池在后，使反硝化残留物得到进一步去除，提高了处理水的水质。缺点：因无独立的污泥回流系统，则不能培养出有特殊功能的污泥，因此对于难降解物质其降解率较低；脱氮率比较低，如提高脱氮率会提高运行费用，导致运行不方便。（3）A2/O工艺优点：运行中不需投药，两个A段只需轻缓搅拌，运行费用低；目前，在能同时
11、去除有机物、脱氮除磷的工艺中，该工艺的流程最简单，总的水力停留时间也低于其它工艺；在厌氧缺氧好氧的交替运行下，丝状菌并不会大量繁殖， SVI值一般小于100，因而不会发生污泥膨胀；不同种类微生物菌群和厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件的有机配合，使其能同时具有脱氮除磷和去除有机物的功能2。缺点：污泥的回流量大，能量消耗较高；沼气的回收与利用经济效益比较差。2.1.2 厌氧处理工艺的比较（1）厌氧生物滤池（AF）优点：处理污水能力较高；滤池可保持十分高的微生物浓度；不需要另外设泥水分离设备，出水后SS较低；设备简单、操作方便。缺点：滤料的费用较贵；滤料容易堵塞，尤其是下部分，生物膜很厚，堵塞后没有
12、简单而有效的清洗方法。（2）上流式厌氧污泥床反应器（UASB）优点：UASB反应器污泥浓度高；其有机负荷高，水力停留时间较长，采用中温发酵时，容积负荷为10kgCOD/m3.d左右；没有混合搅拌设备，靠发酵过程中产生沼气的上升而运动，使污泥床上部污泥处于悬浮状态，同时对下部的污泥层也伴随一定程度的搅动；污泥床不需填载体，节省造价和避免因填料发生的堵赛问题；UASB设三相分离器，通常不设置沉淀池，因为被沉淀区分离出的污泥重新回到污泥床反应区，一般可不设污泥回流设备。缺点：进水中悬浮物需要适当的控制，不宜过高，通常控制在100mg/l以下；污泥床有短流现象，影响其处理能力；对水质和负荷突然变化比较
13、敏感，耐冲击力稍差一些。因此，根据上述比较，由于皮毛厂处理废水具有高浓度的污染物,复杂的成分，并且含有较高浓度的COD、SS与氨氮，所以该设计采用“UASB+A/O+消毒”工艺进行处理。2.2 工艺流程说明2.2.1 废水处理过程废水经管道先汇入中细格栅，捞除、沉淀废水里的动物毛渣等以与 较大的悬浮物；之后进入PH调节池，可调节水量以与废水的PH; 随后污水经提升泵房进入初次沉淀池再除去较小悬浮物，同时可去除部分BOD5使水体得到更进一步的净化；然后进入投加混凝剂的气浮池除去绝大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD与部分溶解性COD和BOD5；出水后进入UASB将污水中的大部分有机污染物在此
14、间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳，可降低污水中COD,以便进入AO生物处理池；从UASB中流出后污水进入AO生物处理池，反应池中有好氧、厌氧两类菌属,吸附降解同步去除有机污染物,可将大分子有机物降解成易生化降解的小分子有机物,改善废水的可生化性。再经二次沉砂池将污泥回流至AO反应器中，剩余污泥进入污泥浓缩池，将污泥浓缩并进入污泥脱水机房将污泥脱水后外运。最后污水通过接触消毒池，在接触消毒池中加氯消毒，即可出水，出水水质可达到标准。2.2.2工艺流程图图2-1 废水处理工艺流程图表2-1 各处理单元的预期处理效果处理单元名 称废水量(m3/d)CODBOD5氨氮SSPH浓度(mg/L)去除率(
15、%)浓度(mg/L)去除率(%)浓度(mg/L)去除率(%)浓度(mg/L)去除率(%)系统进水50020008007010008-10中和调节池出水500200080070900107.5初沉池气浮池5008805654032.5631090907.5UASB出水50013285108806345507.5A/O与二沉池出水50031.68768.64924.25938.1828系统出水50031.688.644.258.18标准值50105106-93污水处理工艺设计计算说明3.1 格栅3.1.1 设计说明格栅是工厂污水进入处理站得时候经过的第一个处理构筑物。栅条的断面主要是由过栅流速来确
16、定，过栅流速一般是0.61.0m/s，（城市设备计算书）槽流速在0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失会加大，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽将发生沉淀。如前面所述，因此本设计选用平面矩形格栅，图3-1为计算草图。图3-1 格栅计算草图3.1.2 设计主要参数设计处理水量：Q=500 m3/d=0.0058m3/s；进水：pH 8-10，COD=2000mg/L， BOD5 800mg/L，SS 1000mg/L，氨氮70 mg/L。3.1.3 设计计算（1）细格栅的栅条间隙数量式中，n格栅栅条的间隙个数，个；Q设计流量，m3/s；格栅的倾角，o；e格栅栅条的间
17、隙，m；h格栅的栅前水深，m；v格栅的过栅流速，m/s。过栅流速采用0.6m/s，Q=500 m3/d=0.0058m3/s，栅条间隙e=0.01m，栅前水深为0.10m，格栅安装倾角=60o，（课本56）则（2）格栅槽的有效宽度（B）式中，B格栅槽有效宽度，m；S每根格栅条的宽度，m。则取S=0.01m， 取0.2m（3）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽为B1=0.10m，渐宽部分展开角=20o，此时进水渠道的流速是：则进水渠道渐宽部分长度为：（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度为：（5）水通过格栅的水头损失为：式中，h1水头损失，m；格栅条的阻力系数，栅条断面为矩形断面时:=2.42
18、；k格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般采用k=3。课本（6）栅槽的总高度为：式中，H栅槽的总高度，m； h2栅前渠道超高，m，一般采用0.3-0.5m，本设计取h2为0.3m。（7）栅槽的总长度为： 式中，L栅槽的总长度，m；H1栅前槽高，m，H1=h+h2。（8）每日栅渣量式中，W每日栅渣量，m3/d;1栅渣量，取1=0.1m3/103m3污水。清除栅渣的方式，可以分为人工清渣和机械清渣。当每天产生污泥量较多的时候，即污泥量大于时，通常会采用机械清渣，从而减少人工除渣的劳动量。由于本设计的污泥量小于，为了节省成本，所以采用人工清渣的方式。课本3.2 调节池3.2.1 设计说明调节池可
19、以提供污水处理负荷缓冲能力，以防止处理系统负荷的急剧变化；减轻进入处理系统污水的流量波动，使处理污水时所用化学品的加料速率稳定；在调节污水的pH值与稳定水质方面，可利用不同污水自身的中和能力，减少中和作用中的化学品消耗量，因此本设计采用PH调节池,稳定水质的同时，加入酸性试剂，调节污水的PH值。3.2.2 设计主要参数（1）设计流量为Q=500m3/d=20.83m3/h；（2）水力停留时间取T=8h；（课本）（3）有效水深为2.5m。3.2.3 设计计算（1）调节池容积为：V=QT=20.838=166.64m3（2）调节池面积池子的总高度取H=3m，其中超高为0.5m，有效水深为h=2.5
20、m，则池子的面积为：调节池长取10m，宽取7m，则调节池实际面积为：107=70（3）调节池的总高度调节池的实际有效深度为：取 =2.5m取超高0.5m，则调节池实际的总高度H=2.5+0.5=3m（4）潜水搅拌机总功率根据调节池有效容积，搅拌功率通常按照1m3污水48W选择配搅拌设备。则本次设计选择5W.W总=166.645=833.2W选择一台晨容环保公司出产的Q型潜水搅拌机（不锈钢）功率为833.2W，将其安装在调节池。表3-1 潜水搅拌器电动机性能型号功率(kW)电流(A)叶轮直径(mm)叶轮转速(r/min)重量(kg)Q0.85/8-260/3-740c/s/p0.85426074
21、055（5）潜污泵的选择（设备规调节池集水坑设2台QW系列潜污泵（1用1备），水泵的基本性能参数见表3-2。表3-2水泵的基本性能型号流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）电动机功率（kw）50QW24-20-42420144043.3 污水提升泵主要参数：Q=500m3/d=20.83m3/h=5.8L/s选用WGLF型立式污水污物泵2台，（一用一备）流量为35m3/h集水池的容积采用相当于一台水泵5min的流量，即为：因此选用65WGLF-8液下立式污水泵2台, （一用一备）（设备规）单泵流量为：35m3/h。设计扬程为：73.4 初沉池3.4.1 设计说明初次沉淀池是一级处理厂的主
22、体处理的构筑物，按水流方向可分为平流式、竖流式、辐流式三种。平流式沉淀池具有对冲击负荷以与温度变化的适应能力较强，施工简单，造价低的优点，平流式沉淀池通常设机械刮泥设备。该皮毛厂污水处理适用于平流式沉淀池。3.4.2设计主要参数（1）设计流量为Q=500m3/d=20.83m3/h；（2）表面水力负荷q=1.5m/(h）；（3）最大设计流量时停留时间t=2h；（4）最大设计流量时水平流速v=2mm/s。3.4.2 设计计算（1）沉淀区水面积(有效的沉积面积）为：式中 Q最大的设计流量，m/h； q表面水力负荷，m/（h）；初沉池一般取1.5m/(h）-3m/(h）二沉池一般取1.0m/(h）-
23、2.0m/(h）。因此取1.5m/(h)。 则，= =13.89 （2)沉淀区有效水深为：h2=qt式中 q表面水力负荷，m/（h）；初沉池一般取1.5m/(h）- 3m，取1.5m/(h）； t沉淀时间，h；初沉池一般采用1h-2h，取1h ；沉淀区的水深一般取2m-4m 。则，h2=1.51=1.5m （3）沉淀区有效容积为：V=Ah2=13.891.5=20.83m （4）沉淀区长度为：L=3.6vt式中 v最大设计流量时水平流速，mm/s，一般不大于5mm/s,取2mm/s； t最大设计流量时停留时间，s，t一般取1.5h-2.0h，取2h，平流式沉淀池的长度通常为30-50m。则，
24、L=3.622=14.4m长深比不应小于8 ，9.68，符合要求。 （5）沉淀区总宽度为：式中 A沉淀区表面积，； L沉淀池长度，m。 为了保证污水在池的均匀分布，池长与池宽之比不小于4，则L/B=14.4/0.97=14.844，符合要求。 (6)沉淀池的座数为：式中b每座或每格沉淀池宽度，与刮泥机有关，一般采用510m。 （7）污泥区的容积为：式中 C0、C1沉淀池进水与出水的悬浮物固体浓度，mg/L; 污泥容重，kg/m，取1000； P0污泥含水率，取96%； T两次排泥时间间隔，初沉池按2d考虑。在初沉池中SS去除率只能到达40%55%以上，因此取C1为450mg/L，去除率为50%
25、。 (8)沉淀池总高度H=h1h2h3h4式中 h1沉淀池超高，m；一般取0.3m； h2沉淀区的有效水深，m； h3缓冲层高度，m；无刮泥机时，取0.5m；有刮泥机设备时，其上缘应高出刮板0.3m,取0.3m；一般采用机械排泥，机械刮泥时坡度为0，排泥机械的进行速度为0.31.2m/min； h4污泥区高度，m；h4为贮泥斗高度；机械刮泥时坡度为0，h 4为梯形部分的高度。 设污泥的斗低0.5m0.5m，上口2m2m,污泥斗倾角60，因为i=0.01， 则 取 0.2m H=0.31.50.50.21.30=3.80m（9）贮泥斗的容积为：式中 S1、S2贮泥斗的上下口面积,；（课本）（10
26、）出水堰出水堰采用90o三角形出水堰，顶宽0.16m，高0.08m，间距0.1m，共有20个三角堰。堰后自由跌落围在0.10.15m，则三角堰有效水深为：取三角堰后自由跌落0.12m，则出水堰水头损失为0.15m。3.5 气浮池3.5.1 设计说明气浮法对于那些很难用沉淀法去除的污染物有很好的去除效果，并且其浮渣含水率较低，此外其处理效果很稳定，污泥量少，易于脱水。由于平流式气浮池造价较低，构造简单，管理方便，所以采用平流式气浮池如图3-2，根据流量大小选用YJY-S-30型气浮池。图3-2 平流式气浮池3.5.2 设计参数 待处理废水量 Q=500m/d 悬浮物固体浓度 SS=1000mg/
27、L 气固比 Aa/S=0.02 溶气压力 P=4.2atm（324.3KP） 空气在水中的饱和溶解度 Ca=18.5 溶气罐停留时间 T1=3min 气浮池接触时间 T2=5min 分离室停留时间 Ts=30min 浮选池上升流速 V=0.09m/min 溶气效率 f=0.6 3.5.3设计计算（1）确定溶气水量 按溶气效率确定溶气水量 按回水比确定溶气水量，回水比R=25%50%，取30%。 则， Qr=RQ=0.3500=150m/d （2）气浮池分离区设计 接触区的容积为：则， 分离区的容积为：则, 气浮池有效水深为：H=VTs=0.0930=2.7m 分离区面积As和长度L2（取池宽B
28、=2m)为：则分离区长度为: 接触区面积As和长度L1 则接触区长度为： 浮选池进水管:Dg=200mm V=0.9947m/s 浮选池出水管:Dg=150mm 集水管小孔面积（取小孔的流速为V1=1m/s）为：则，取小孔的直径D1=0.015m，则小孔数为：孔口需要取整数n=43 ,且孔口向下，与水平成45角，分两排交错排列. 浮渣槽宽度L3,取L3=0.8m；浮渣槽深度h1=0.5m,槽底坡度=0.05，坡向排泥管采用Dg=100mm。3.6 上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的设计3.6.1 设计说明UASB反应器主要由反应区、三相分离器与气室三部分组成。通过厌氧反应的三个阶段，污水的有
29、机物将被分解，同时产生沼气，气体在上升过程中不断的合并，形成较大的气泡，起到循环和搅拌的作用，更有利于反应器中颗粒污泥的形成与其稳定性。UASB的进出水水质见下表：表3-3 UASB反应器进出水水质BOD5COD氨氮SS进水5408807090去除率808550出水1081327045UASB反应器的有效容积,其中包括沉淀区和反应区。设计Nv=10kgCOD/(m3d),反应器的高度一般都为46m。（污水生物处理应用技术与工程实例）UASB的池形有方形、圆形和矩形，圆形反应器虽具有结构稳定的特点，但建造圆形反应器与矩形、方形反应器相比较为复杂，因此本设计选用矩形池。3.6.2设计参数设计流量为
30、：Q=500m3/d=20.83m3/h=5.8L/sUASB的产气率为0.45Nm3/kgCOD。UASB产生的污泥率为0.1VSSkg/COD。（规）3.6.3 设计计算（1）UASB反应器所需要的容积与主要尺寸。UASB反应器的有效容积为：式中，Q设计流量，m3/d；C0进水的有机物浓度，kgCOD/m3；Nv容积负荷，本次设计取为10kgCOD/(m3d)。选择反应器的有效高度为h=4m，则横截面积为：矩形长宽比小于2:1时效果更为良好，运行费用也越低。（课本）因此反应池长应设为5米，池宽设为5米。反应池的高度为：4.5米（其中保护超高为0.5米）。UASB反应池的容积为：UASB反应
31、池的有效容积为：（2）水力停留时间（HRT）和水力负荷率（Vr）为：对于颗粒污泥，水力负荷Vr只需在0.10.9m3/（m2h）（规）之间均符合要求。（3）三相分离器的设计图3-3 三相分离器计算草图沉淀区的设计UASB反应器中重要组成部分之一是三相分离器。它有3个主要部分是气封、沉淀区以与回流缝，相对应的三个功能区是气液分离、固液分离以与污泥回流。沉淀区的表面负荷为：0.83（选自桌面规）符合要求回流缝的设计在本设计中，与短边平行，每池沿长边设2个集气罩，构成了2个分离单元，因此反应池设2个三相分离器。三相分离器长度B=6m，每个单元宽度为：设上下三角形集气罩的斜面水平角度应在45 60之间
32、，取 =55o。（规）取h3=1.2m。则，其中，b1下三角形的集气罩底宽度，m；b单元三相分离器的宽度，m；b2相邻两个下三角形集气罩间的水平距离，m；h3下三角形的集气罩垂直高度，m。回流缝中混合液的上升流速应该小于2.0m/h，为了保证使回流缝以与沉淀区的水流稳定。（污水生物处理技术应用技术与工程实例）下层集气罩之间缝隙水流的速度为：上层集气罩之间缝隙水流的速度为：将上三角形集气罩下端和下三角斜面之间的水平回流缝宽度取b3=0.5m因为满足v1v22m/h,所以符合要求。 气液分离的设计设AB=0.5m则，沿AB方向的水流速度为：本式中，B三相分离器的长度，m；N每个池中三相分离器的数量
33、。气泡上升的速度为：本式中，1液体的密度，g/cm3；碰撞系数，取0.95；d气泡的直径，cm；g沼气的密度，g/cm3；废水的动力粘滞系数，g/(cms)；液体的运动粘滞系数，cm2/s。 设气泡的直径d=0.01cm；35下，1=1.03kg/m3，g=1.1510-3g/cm3，=0.95，=0.0101cm2/s，=0.01011.03=0.0104g/(cms)，因为废水动力粘滞系数值比净水的大，则取0.02g/(cms)。， 因此能脱去d0.01cm的气泡。 高度设计三相分离区总高为:h=h2+h3+h4-h5。集气罩以上的覆盖水深为，取0.5m。（4）配水系统的设计设计中每个布水
34、点服务面积为25m2， UASB反应器设置10个布水点，则每个布水点的面积为2.5 m2。设计中配水系统采用多管多孔配水的方式，在UASB反应器设置一根直径为100mm的干管，设置8根直径50mm的穿孔管，并将支管分别布置在总水管的两侧，每侧布置4根支管，同侧每两根支管之间距离约2m，配水孔径=15mm，其孔距为1m，孔口向下，距反应池底为0.2m。（规）验证：空塔水流速度为：空塔气流速度为：因此，符合要求。（4）出水系统设计计算水槽设计设出水槽槽口的水流速度为u=0.2m/s，槽宽a=0.1m因此出水槽口的槽深为0.11m，坡度为0.01。溢流堰设计出水槽溢流堰共设6条（32），每条长为10
35、m；将三角堰设计为90o，堰高为50mm，堰口宽为100mm，堰口水面宽b=50mm。UASB反应器的处理水量为5.8L/s，通常出水堰口的溢流负荷1.7L/(m s)，规。因此本设计的溢流负荷f=1.0L/(ms)，则堰上水面总长度为：三角堰的数量为：所以每条溢流堰三角堰数量：120/6=20个一条溢流堰上共有20个100mm的堰口，20个650mm的间隙。堰上的水头校核为：按90o三角堰计算公式 ：q=1.4h2.5则堰上水头为：出水渠设计计算沿反应器长边设一条矩形出水渠，3条出水槽出水流至出水渠。设出水渠的宽为a=0.4m，坡度为0.001，出水渠口水流速度为u=0.2m/s。UASB排
36、水管设计计算UASB反应器的流量为5.8L/s，选择采用D=150mm的钢管排水，充满度（设计值）为0.6。则管的水流速度为：（5）排泥系统的设计计算UASB反应器中污泥床的污泥主要由沉降性良好的厌氧污泥组成，平局浓度约15VSS/L，则UASB反应器中污泥的总量为：产泥量计算流量为Q=500m3/d；进水水质的COD浓度为c0=2000mg/L=2kg/m3；COD去除率为E=85；厌氧生物处理的污泥产量为r=0.07kgVSS/kgCOD，则UASB反应器的总产泥量为：根据VSS/SS=0.8，则 污泥含水率为98%，取0=1000kg/ m3,则 污泥龄 排泥系统设计在UASB反应器中沿
37、长度方向距底部0.3m的位置均匀的设排泥管一根，以便于均匀的排除污泥区的污泥。排泥管选择采用直径为DN150的钢管，每天排泥一次，总管选用直径为DN200的钢管。必要时布水管可兼做排泥管使用。（6）沼气系统的设计计算 沼气的产量UASB反应器的沼气产率围是0.45Nm3/kgCODcr0.50Nm3/kgCODcr，本次设计取0.45Nm3/kgCODcr。则沼气的产量为： 集气管UASB反应器中沼气用一根集气管收集，则共有2根集气管。每根集气管最大气流量为：集气室沼气出气管的直径最小为d=100mm，取100mm。沼气主管设计则取D=150mm的管道。水封罐的设计水封罐主要是用来控制三相分离
38、器中集气室的气液两相分离界面高度的，因为在液面太高或者波动时，浮渣或浮沫有可能会导致出气管堵塞或者使部分气体进入沉降室，同时还兼有隔绝以与排出冷凝水的作用。水封的高度为： H=H1-H0本式中，H0反应器到贮气罐压头损失和贮气罐压头，m。为保证安全取贮气罐的压头，则集气罩出气气压最大时，H1取2mH2O，贮气罐的压强H0取400mmH2O。取水封罐高度为2500mm，直径为1500mm，进气管和出气管各一根，D=200mm；进气管和放空管各一根，D=50mm，并设液面计。 气水分离器设计气水分离器对沼气起干燥作用，选用50mm1800mm的钢制气水分离器。此气水分离器中含钢丝填料，并配有流量计
39、压力表。 气柜Vg=168.3m3/d=7.01m3/h，气柜容积定为3h的产气量，即Vg=21.04m3。选择气柜的尺寸为3000。3.7 A2/O脱氮除磷工艺3.7.1 设计说明A2/O脱氮除磷工艺系统包括反硝化区、厌氧区、缺氧区以与好氧区。流程相对简单，以原污水为碳源，所以不需外加碳源和曝气池，建设和运行费用低；曝气池在后，使反硝化残留物得到进一步去除，提高了处理水的水质。本设计采用传统A2/O工艺。A2/O脱氮除磷工艺流程图见图5。图3-4 A2/O脱氮除磷工艺流程图3.7.2 设计主要参数A2/O工艺的主要设计参数见表5。表3-4 A2/O生物脱氮除磷工艺的主要设计参数项目数值BOD
40、5污泥负荷NskgBOD/（kgMLSSd）0.130.2（取0.15）TN负荷kgTN/（kgMLSSd）0.05（好氧段）TP负荷kgTP/（kgMLSSd）0.06（厌氧段）污泥浓度MLSS（mg/L）30004000污泥龄c（d）1520水力停留时间t（h）厌氧段12h，缺氧段1.52h，好氧段一般为6h各段停留时间例AAO（113）（114）污泥回流比R（%）50100混合液回流比R（%）100300溶解氧浓度DO(mg/L）厌氧池0.2，缺氧池0.5，好氧池=2COD/TN8（厌氧池）TP/BOD0.06（厌氧池）3.7.3设计计算（1）BOD的污泥负荷为：Ns=0.15kgBOD
41、5/(kgMLSSd) （2）回流污泥的浓度为：XR=7000mg/L （3）污泥的回流比为：R=90% （4）混合液的悬浮固体浓度（污泥浓度）为： （5）取MLVSS/MLSS=0.75 （6）挥发性活性污泥的浓度为：Xv=0.75X=0.753315=2487mg/L（7）氨氮的去除率为：（8）回流倍数为： （9）反应池计算 总有效容积 式中 S0进水BOD5浓度，（mg/L） 反应池总水力停留时间各段水力停留时间与容积按照厌氧缺氧好氧=113，因此有厌氧池的水力停留时间为:缺氧池的水力停留时间为:好氧池的水力停留时间为：反应池有效深度H=1.5m取超高为0.3m，则反应池的总高度为H=1.50.3=1.8m反应池的有效面积反应池的廊道设置廊道设置为厌氧池为1廊道，缺氧池为1廊道，好氧池为3廊道，总计5条廊道。廊道宽1.5m，则每条廊道的长度为：尺寸的校核查阅污水生物处理新技术可得，长宽比在510围，宽高比在12围，计算结果均在其围之，因此均符合要求。（10）反应池的进、出水系统计算
