啤酒廢水處理工程（UASB-CASS工藝）畢業(yè)設(shè)計【含8張CAD圖紙+文檔全套】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1、緒 論 水是生命之源，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是不可替代的寶貴資源。我國卻是一個水資源十分短缺的國家，人均水資源占有量僅為世界平均水平的四分之一，嚴(yán)重制約著我國社會主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的騰飛是以環(huán)境的代價為前提的。隨著近代我國社會主義經(jīng)濟(jì)的騰飛，社會主義工業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展，水資源污染尤其是工業(yè)廢水污染也嚴(yán)重惡化。工業(yè)廢水的污染以其污染大、污染物濃度高、廢水排放量大、廢水中含有多種有毒有害物質(zhì)、廢水成分復(fù)雜以及水量變化大等特點而成為目前我們所面臨的主要問題。 80年代以來，我國啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展，到目前我國啤酒生產(chǎn)廠已有800多家，既成為世界啤酒生產(chǎn)大國，又成為較高濃度有機(jī)物污染大戶，啤酒廢水的排放和對環(huán)境的污染已成為突出問題，引起了各有關(guān)部門的重視。由于啤酒廢水中含有大量的有機(jī)物，排放對自然水體的影響非常大?；谒廴镜奈：π院蛧?yán)重性，以保護(hù)環(huán)境為宗旨，以達(dá)到國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)為要求來設(shè)計啤酒廢水排放設(shè)備，所以此排放系統(tǒng)的設(shè)計旨在控制廢水的COD濃度，減少對環(huán)境的污染。 “七五”以來，我國對啤酒廢水的處理工藝和技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和探索，特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計院和科研單位，對啤酒廢水的處理進(jìn)行了各方面的試驗、研究和實踐，取得了行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結(jié)合法、水解酸化與SBR相組合等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究，有的已取得了理想的成效，不久將應(yīng)用于實踐中。 下面主要介紹一下處理啤酒廢水常用的幾種方法： （一）、酸化—SBR 法處理啤酒廢水： 其主要處理設(shè)備是酸化柱和SBR反應(yīng)器。這種方法在處理啤酒廢水時，在厭氧反應(yīng)中，放棄反應(yīng)時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點：（1）由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池體積??；（2）不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護(hù)，易于放大；（3）對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機(jī)物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。（4）酸化—SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去 除率均在94%以上，最高達(dá)99%以上。要想使此方法在處理啤酒廢水達(dá)到理想的效果時運行環(huán)境要達(dá)到下列要求：（1）酸化—SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關(guān)重要，它具有兩個方面的作用，其一是對廢水的有機(jī)成分進(jìn)行改性，提高廢水的可生化性；其二是對有機(jī)物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響SBR反應(yīng)器的處理效果，有機(jī)物去 除主要集中在SBR反應(yīng)器中。（2）酸化—SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反應(yīng)溫度的影響，最佳溫度是24℃，最佳堿度范圍是500～750mg/L。視原水水質(zhì)情況，如堿度不足，采取預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)行本工藝處理；若溫度差別不大，運行參數(shù)可不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。 （二） 、 UASB— 好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水：此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)對SS的 去除率達(dá)10%以上，隨著麥殼類有機(jī)物的去除，廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運行能耗(因為好氧處理單元的能耗直接和處理負(fù)荷成正比)。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池)對廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定 、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。只要投加占厭氧池體積1/3的厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長，經(jīng)過3個月的調(diào)試UASB即可達(dá)到滿負(fù)荷運行。整個工藝對COD的去除率達(dá)96.6%，對懸浮物的去除率達(dá)97.3%～98%，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。 （三）、 新型接觸氧化法處理啤酒廢水：此方法處理過程為 ：廢水首先通過微濾機(jī)去除大部分懸浮物，出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后中提升泵打入VTBR反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制供風(fēng)使廢水與填料接觸，維持生化反應(yīng)的需氧量，VTBR反應(yīng)器出水進(jìn)入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設(shè)備的處理負(fù)荷，之后流人氣浮設(shè)備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。 該處理工藝有以下主要特點：①VTBR反應(yīng)器由廢舊酒精罐改造而成，節(jié)省了投資。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有一次性投資低，運行穩(wěn)定，處理效果好等特點。②冬季運行時，在VTBR反應(yīng)器外部加了一層保溫材料，使 罐中始終保持較高的溫度，提高了生物的活性。③因 VTBR反應(yīng)器高達(dá)10m左右，水深大，所選用風(fēng)機(jī)為高壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為98kPa，N＝75kw，耗電量大。 （四）、 生物接觸氧化法處理啤酒廢水：該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。水解酸化不僅能去除部分有機(jī)污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而，如果由于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計考慮不周會影響運行效果，致使出水水質(zhì)不理想，使生物接觸氧化池的出水(靜沉30 min的澄清液)COD為500～600 mg/L，經(jīng)混凝氣浮處理后出水COD仍高達(dá)300 mg/L，遠(yuǎn)高于排放要求(150 mg/L)。 但是此處理方法在設(shè)計和運行中回出現(xiàn)以下問題 ：（1）水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時排除。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團(tuán)，使得傳質(zhì)面積減小。針對污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設(shè)一級混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經(jīng)此改進(jìn)后水解酸化池能長期、穩(wěn)定、有效地運行，其出水COD也從1100～1200 mg/L降至900 ～1000mg/L，收到了較好的效果。不過，增設(shè)混凝氣浮增加了運行費用，而且氣浮過程中溶入的O2還可能對水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時，可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便及時排除沉淀污泥。此外，為防止填料表面形成污泥團(tuán)應(yīng)采用比表面積大、不結(jié)泥團(tuán)的半軟性填料。（2）如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有機(jī)物負(fù)荷較高，使得供氧相對不足，此時該處的生物膜呈灰白色，處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時，水中的生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對微生物也有一定的抑制作用。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，處理效果不理想。鑒于此，可一采取階段曝氣措施即多點進(jìn)水，污水沿池長多點流入生物接觸氧化池以均分負(fù)荷，消除前端缺氧及抑制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。改為多點進(jìn)水并經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運行后，生物接觸氧化池的出水(30 min的澄清液)COD為200～300 mg/L。再經(jīng)混凝氣浮工序處理后最終出水COD＜150 mg/L(一般在130 mg/L)，達(dá)到了排放要求。（3）在調(diào)試運行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大(曝氣方式為微孔曝氣)、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象時有發(fā)生。經(jīng)研究、分析、驗證發(fā)現(xiàn)這是由于負(fù)荷波動或操作不當(dāng)造成溶解氧不足而 引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落，導(dǎo)致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉(zhuǎn)移效率下降，這又進(jìn)一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。（4）在調(diào)試運行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧，結(jié)果由于氣泡攪動強(qiáng)度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒 能提高供氧能力反而使情況更糟。正確的處理措施應(yīng)是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流 流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復(fù)到原有水平，若水溫適宜則2～3 d后生物膜就可恢復(fù)正常。 因此當(dāng)采用此工藝處理啤酒廢水時要遵循下列要求：①采用水解酸化作為預(yù)處理工序時應(yīng)考慮懸浮物去除措施。②采用推流式生物接觸氧化池時，為避免前端有機(jī)物負(fù)荷過高可采用多點進(jìn)水。③應(yīng)嚴(yán)格控制溶解氧濃度，供氧不足會造成生物膜大范圍脫落，導(dǎo)致運行失敗。 （五）、 內(nèi)循環(huán) UASB 反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水：此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用內(nèi)循環(huán)UASB技術(shù)，好氧處理用地有一處狹長形池塘，為了降低土建費用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是UASB反應(yīng)器。該反應(yīng)器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機(jī)物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最佳pH為6.5－7.8，最佳溫度為35℃－40℃[2]，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這就要求廢水進(jìn)入UASB反應(yīng)器之前必需進(jìn)行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計難度。 內(nèi)循環(huán)UASB技術(shù)是在普通UASB技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。UASB反應(yīng)器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來能提高UASB反應(yīng)器對進(jìn)水水溫、pH值和COD濃度的適應(yīng)能力，只需在UASB反應(yīng)器進(jìn)水前對其pH和溫度做一粗調(diào)即可。 UASB反應(yīng)器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應(yīng)沉淀器，它由玻璃鋼板成60°安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。 此處理工藝主要有以下特點：①實踐證明，采用內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結(jié)果表明COD Cr 總?cè)コ矢哌_(dá)95％以上。②由于采用的是內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況調(diào)整UASB反應(yīng)器或氧化詢處理運行組合，以便進(jìn)一步降低運行費用。 （六）、UASB+SBR法處理啤酒廢水：本處理工藝主要包括UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器。將UASB和SBR兩種處理單元進(jìn)行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點， 使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把UASB作為整個廢水達(dá)標(biāo)排放的一個預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。并且UASB池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。UASB去除COD達(dá)7 500 kg/d，以沼氣產(chǎn)率為0.5m 3 /kgCOD計算，UASB產(chǎn)氣量為3 500m 3 /d(甲烷含量為55%～65%)。沼氣的熱值約為22 680kJ/m 3 ，煤的熱值為21 000 kJ/t計算，則1m 3 沼氣的熱值相當(dāng)于1 kg原煤，這樣可節(jié)煤約4 t/d左右，年收益約為39.6萬元。 UASB+SBR法處理工藝與水解酸化+SBR處理工藝相比有以下優(yōu)點：①節(jié)約廢水處理費用。UASB取代原水解酸化池作為整個廢水達(dá)標(biāo)排放的一個預(yù)處理單元，削減了全部進(jìn)水COD的75%，從而降低后續(xù)SBR池的處理負(fù)荷，使SBR池在廢水處理量增加的情況下，運行周期同樣為12 h，廢水也能達(dá)標(biāo)排放。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節(jié)約1 500～2 500 m 3 廢水的處理費用，節(jié)約能耗約21.4 萬元/a。②節(jié)約污泥處理費用。廢水經(jīng)過UASB處理后，75%的有機(jī)物被去除，使SBR處理負(fù)荷大大降低，產(chǎn)泥量相應(yīng)減少。水解酸化+SBR處理工藝工藝計算，產(chǎn)泥量達(dá)17 t/d(產(chǎn)泥率為0.3 kg污泥/kgCOD，污泥含水率為80%)，UASB+SBR法處理工藝產(chǎn)泥量只有5 t/d(含水率為80%)左右，只有水解酸化+SBR處理工藝的1/3，污泥處理費用大大減少，節(jié)約污泥處理費用約為20元/日。 盡管目前污水處理技術(shù)眾多, 但其發(fā)展目標(biāo)是一致的,即以發(fā)展綠色技術(shù)、實現(xiàn)資源可持續(xù)開發(fā)利用和生態(tài)安全為目標(biāo)。根據(jù)國內(nèi)外研究動向,啤酒廢水處理技術(shù)發(fā)展趨勢將表現(xiàn)在以下幾個方面: (1) 充分利用新技術(shù)對現(xiàn)有的啤酒廢水處理工藝進(jìn)行因地制宜的技術(shù)改造,采用高效節(jié)能的生物反應(yīng)器。 (2) 實行污水規(guī)?；刑幚?可免除重復(fù)性設(shè)備投資,易于采用新技術(shù)。 (3) 啤酒廢水中含有多種有用物質(zhì),在處理前應(yīng)盡量回收有用的固體物質(zhì),經(jīng)加工后作飼料添加劑或藥品,在處理時應(yīng)多考慮變廢為寶,提高經(jīng)濟(jì)效益。 (4) 針對啤酒廢水中有機(jī)物含量高、生物降解性差的特點,同時考慮能源緊張的形勢, 主要采用厭氧-好氧聯(lián)合技術(shù),并將產(chǎn)生的污泥干化后作肥料使用。 (5) 當(dāng)前全球水資源緊張已成為世界關(guān)注的焦點,而啤酒廢水有害無毒,如能將其凈 化后回收利用, 可達(dá)到節(jié)約水資源的目的。 (6) 在污水處理中實行自動化控制技術(shù),實現(xiàn)反應(yīng)器自控管理, 將會節(jié)省人力。 (7) 開發(fā)生物基因技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用,向著節(jié)能、回收有用物質(zhì)的方向發(fā)展。 2、設(shè)計說明書 2.1 工程概況 該啤酒廠啤酒廢水平均日產(chǎn)量2100立方米,其原水水質(zhì)和設(shè)計要求如表2.1: 表2.1 原水水質(zhì)和設(shè)計要求 水質(zhì)指標(biāo) BOD5（mg/L） COD（mg/ L） SS（mg/ L） pH 原 水 1100 2100 310 6-10 排放標(biāo)準(zhǔn) 20 100 70 6-9 設(shè)計要求 20 90 60 6-9 其氣象資料如下： 溫度：多年平均氣溫14.5℃。月均最冷氣溫-12℃，最熱氣溫26.8℃,最高氣溫40.1℃,極端最低氣溫-18.9℃，最大溫差26.6℃。 降雨量：年降雨量637.5mm,小時最大降雨量41.7mm，地區(qū)最大時降雨量Q=1807.0m3/h。 日照：平均日照率65%， 你按照時間2451h，冬日照率56.7%，消極照率66.0%。 風(fēng)速：夏季平局風(fēng)速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季為南風(fēng)向，冬季為北風(fēng)。 地質(zhì)條件；該地區(qū)地下含水層的透水性好，多為粗沙、粉細(xì)沙和加油粗沙的松散土層。地下水位埋深已超過50m.基本處于疏干狀態(tài)。 地形地勢：處理站地勢較低，自西北向東南方向有緩坡，坡度為0.5%。300m內(nèi)沒有生活區(qū)和辦公樓。處理站面積為200m×200m。南北向方形。 根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y料及工藝方案比較,采用UASB-CASS處理工藝。 2.2 工藝流程 廢水經(jīng)過格柵后,除去較在的懸浮物及漂浮物,進(jìn)入調(diào)節(jié)池,經(jīng)泵提升 至UASB反應(yīng)器進(jìn)行厭氧發(fā)酵,然后現(xiàn)進(jìn)入CASS反應(yīng)器進(jìn)行好氧處理，其工藝流程圖見圖2.1 。 2.3 處理構(gòu)筑物 2.3.1 格柵 2.3.1.1 設(shè)計作用 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在廢水渠道的進(jìn)口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護(hù)作用，另外可減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。 2.3.1.2 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量Q = 2100m3/d = 0.024m3/s ； 取用中格柵，柵條間隙d = 10mm ； 格柵安裝角度α= 45°，柵前流速0.7 m/s ,過柵流速0.8m/s ； 單位柵渣量W = 0.05m3/103 m3 廢水 。 2.3.1.3 工作原理 本設(shè)計采用人工清渣格柵。由于本設(shè)計水量較少，故格柵直接安置于排水渠道中。 風(fēng)機(jī) 過濾機(jī) 提升泵 格柵 UASB池 調(diào)節(jié)池 CASS池 消毒 排放 廢水 泥餅外運 上清液 污泥泵 污泥脫水間 污泥濃縮池 濾液回流 圖1.1 UASB-CASS處理工藝流程圖 2.3.2 調(diào)節(jié)池 2.3.2.1 設(shè)計作用 啤酒廢水的水量和水質(zhì)隨時間的變化幅度較大，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運行，需對廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物能連續(xù)運行， 2.3.2.2 設(shè)計參數(shù) 水力停留時間T = 6h ； 設(shè)計流量Q = 2100m3/d = 87.5m3/h ； 2.3.2.2 工作原理 其均質(zhì)作用主要靠池側(cè)的沿程進(jìn)水及兩臺旋轉(zhuǎn)式推流攪拌機(jī)，使同時進(jìn)入池的廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蟪鏊?，以達(dá)到與不同時序的廢水相混合的目的。 2.3.3 提升泵房 2.3.3.1 設(shè)計作用 污水泵房用于提升污水廠的污水，以保證污水能依靠重力流在后續(xù)處理構(gòu)筑物內(nèi)暢通的流動。 2.3.3.2 設(shè)計參數(shù) 選取3臺ISW65-100（I）A離心泵，2用一備，其工作參數(shù)如表2.2 。 表2.2: SW65-100（I）A 離心泵工作參數(shù) 流 量（m3/h） 揚 程（m） 轉(zhuǎn) 速（r/min） 功 率（kw） 電 壓(v) 44.7 12.4 2900 2.2 380 2.3.4 過濾機(jī) 2.3.4.1 設(shè)計作用 用于進(jìn)一步截留較大的懸浮物或漂浮物，減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。 2.3.4.2 設(shè)計參數(shù) 取2臺WYB—5型臥式葉片過濾機(jī)，一備一用，其工作參數(shù)如表2.3 。 表2.3：WYB—5型臥式葉片過濾機(jī)工作參數(shù) 過濾面積/m2 筒體直徑/mm 工作壓/mpa 工作溫度/℃ 5 900 0.4 ≤150 2.3.4.3 工作原理 WYB型臥式葉片過濾機(jī)是一種高效、節(jié)能、自動密閉操作的精密澄清過濾設(shè)備，該設(shè)備完全密閉操作,無泄露,無環(huán)境污染；濾網(wǎng)板自動拉出結(jié)構(gòu)方便操作和維護(hù)；雙面過濾，過濾面積大，容渣兩量大；振動排渣，降低勞動強(qiáng)度；液壓操作，實現(xiàn)操作自動化；適合大容量、大面積的過濾系統(tǒng)。 由于截留的懸浮物大部分都是較清潔的谷殼等。所以，截留的懸浮物直接運至飼料制造廠，用于制造飲料。 2.3.5 UASB反應(yīng)池 2.3.5.1 設(shè)計作用 是進(jìn)行廢水處理的主要構(gòu)筑物之一，對高濃度的廢水進(jìn)行厭氧發(fā)酵，去除大部分的有機(jī)污染物。 2.3.5.2 設(shè)計參數(shù) 容積負(fù)荷（Nv）為：4.5kgCOD/(m3·d) ； 污泥產(chǎn)率為：0.1kgMLSS/kgCOD ； 產(chǎn)氣率為：0.5m3/kgCOD 。 2.3.5.3 工作原理 UASB，即上流式厭氧污泥床，集生物反應(yīng)與沉淀于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，效率高的厭氧反應(yīng)器，由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 它的污泥床內(nèi)生物量多，容積負(fù)荷率高，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。設(shè)備簡單，運行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。 2.3.6 CASS反應(yīng)池 2.3.6.1 設(shè)計作用 是進(jìn)行廢水處理的主要構(gòu)筑物之一，對從UASB反應(yīng)器出來的低濃度的有機(jī)廢水進(jìn)行進(jìn)一步好氧處理，去除剩余的有機(jī)污染物,完成廢水的最后處理,使出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 2.3.6.2 設(shè)計參數(shù) 各反應(yīng)區(qū)體積比為：選擇區(qū)體積 ：預(yù)反應(yīng)區(qū)體積 ：主反應(yīng)區(qū)體積 = 1 ：5 ：30 寬深比約為： B ：H = 1～2 長寬比約為： L ：B = 4～6 回流比為：20% 充水比為：32% MLSS為： 4000mg/L COD去除率為：85% 預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間隔墻的孔口水流速度為：30~50m/h 一個運行周期為：4個小時 2.3.6.3 工作原理 CASS（Cyclic Activated Sludge System）是循環(huán)式活性污泥法的英文簡稱， 為一間歇式生物反器，在此反應(yīng)器中進(jìn)行交替的曝氣-非曝氣過程的不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過程和泥水分離過程結(jié)合在一個池子中完成。CASS反應(yīng)池一般用隔墻分隔成三個區(qū)：生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)內(nèi)不進(jìn)行曝氣，類似于SBR法中的限制性曝氣階段。在該區(qū)內(nèi)，回流污泥中的微生物大量吸附廢水中的有機(jī)物，能較迅速有效地降低廢水中有機(jī)物濃度；預(yù)反應(yīng)區(qū)采取半限制性曝氣，溶解氧保持在0.5mg／L左右，使該區(qū)存在著反硝化進(jìn)程的可能；主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行強(qiáng)制鼓風(fēng)曝氣，使有機(jī)物及氨氮得到生化與硝化。 CASS反應(yīng)池的運行一般包括三個階段：進(jìn)水、曝氣、回流階段；沉淀階段；潷水、排泥階段。在進(jìn)水階段，一邊進(jìn)水一邊曝氣，同時進(jìn)行污泥回流，本階段運行時間一般為2h;在沉淀和排水階段，停止曝氣，同時停止進(jìn)水和污泥回流，保證了沉淀過程在靜止的環(huán)境中進(jìn)行，并使排水的穩(wěn)定性得到保障，沉淀排水階段一般為2h。對于二池CASS系統(tǒng)這樣的運行程序保證了整體進(jìn)水的連續(xù)性和風(fēng)機(jī)的連續(xù)運行。 2.3.7 污泥濃縮池 2.3.7.1 設(shè)計作用 為方便污泥的后續(xù)處理機(jī)械脫水，減小機(jī)械脫水中污泥的混凝劑用量以及機(jī)械脫水設(shè)備的容量，需對污泥進(jìn)行濃縮處理，以降低污泥的含水率。 2.3.7.1 設(shè)計參數(shù) 固體負(fù)荷（固體通量）M一般為10～35kg/m3h ，取M = 30 kg/m3d = 1.25kg/m3h ； 濃縮時間取T = 24 h ； 設(shè)計污泥量Q = 40 m3/d ； 濃縮后污泥含水率為96% ； 2.3.7.3 工作原理 本設(shè)計由于采用UASB-CASS處理工藝，污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，因此只須采用簡單的濃縮-脫水工藝即可。用以減縮污泥的間隙水，降低污泥含水率，減少污泥體積。 本設(shè)計采用間歇式重力濃縮池，運行時，應(yīng)先排除濃縮池中的上清液，騰出池容，再投入待濃縮的污泥，為此應(yīng)在濃縮池深度方向的不同高度上設(shè)上清液排除管。 2.3.8 污泥脫水間 2.3.8.1 設(shè)計作用 用以去除污泥中的毛細(xì)水和表面附著水，縮小污泥體積，減輕其重量，本工藝采用DY型帶式壓濾機(jī)。 2.3.8.2 設(shè)計參數(shù) 壓濾后污泥含水率為75% ； 選取DYD-1000型帶式壓榨過濾機(jī)，其工作參數(shù)如表2.4 。 表2.4：DYD-1000型帶式壓榨過濾機(jī)工作參數(shù) 濾帶寬度（mm） 1000 壓榨脫水面（m2） 5.0 濾帶線速度（r/min） 0.8-5.5 電機(jī)總功率（KW） 2.85 漲緊工作壓力（MPa） 1.0-1.8 主機(jī)外形尺寸（mm） 3000×1800×2040 糾偏工作壓力（MPa） 1.5 重量（kg） 4700 重力脫水面積（m2） 3.5 泥餅含水率（%） 70-80 2.3.8.3 工作原理 DY型帶式壓濾機(jī)以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動力，使污泥水分被強(qiáng)制通過過濾介質(zhì)形成濾液，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，形成濾樣，從而達(dá)到脫水的目的，脫水過程一般分為三個階段：重力脫水段，楔形預(yù)壓榨段，中、高壓剪切脫水段。 其特點是：能連續(xù)運行，操作管理簡單，附屬設(shè)備較少，機(jī)器制作容易，出泥含水率低且穩(wěn)定，從而投資、勞動力、能源消耗和維護(hù)費用較低。 ① 結(jié)構(gòu)緊湊、整體剛性好。 ② 無級調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，可以隨時調(diào)節(jié)運行速度，適應(yīng)性強(qiáng)。 ③ 制沖洗噴嘴及防堵塞裝置，使濾帶沖洗干凈。 ④ 控制系統(tǒng)自動糾偏，并有限位開關(guān)保護(hù)濾帶，確保設(shè)備正常運行。 ⑤ 處理最大，脫水效果好，運行費用低。 ⑥ 附屬設(shè)備選用名牌產(chǎn)品，性能可靠。 ⑦ 可提供PLC遠(yuǎn)程控制接口，利于管理。 2.4 平面布置 2.4.1 布置原則 （1）處理站構(gòu)（建）筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地和便于管理。 ① 池形的選擇應(yīng)考慮減少占地，利于構(gòu)（建）筑物之間的協(xié)調(diào)； ② 構(gòu)（建）筑物單體數(shù)量除按計算要求計算外，亦應(yīng)利于相互間的協(xié)調(diào)和總圖的協(xié)調(diào)。 ③ 構(gòu)（建）筑物的布置除按工藝流程和進(jìn)出水方向順捷布置外，還應(yīng)考慮與外界交通、氣象、人居環(huán)境和發(fā)展規(guī)劃的協(xié)調(diào)，做好功能劃分和局部利用。 （2）構(gòu)（建）筑物之間的間距應(yīng)按交通、管道敷設(shè)、基礎(chǔ)工程和運行管理需要考慮。 （3）管線布置盡量沿道路與構(gòu)（建）筑物平行布置，便于施工與檢修。 （4）做好建筑、道路、綠地與工藝構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)，做到即使生產(chǎn)運行安全方便，又使站區(qū)環(huán)境美觀，向外界展現(xiàn)優(yōu)美的形象。 具體做好以下布置： ① 污水調(diào)節(jié)池和污泥濃縮池應(yīng)與辦公區(qū)或廠前區(qū)分離； ② 配電應(yīng)靠近引入點或電耗大的構(gòu)（建）筑物，并便于管理； ③ 沼氣系統(tǒng)的安全要求較高，應(yīng)遠(yuǎn)離明火或人流、物流繁忙區(qū)域； ④ 重力流管線應(yīng)盡量避免迂回曲折。 2.4.2 管線設(shè)計 （1）污水管 ① 進(jìn)水渠：原污水溝上截流閘板的設(shè)置和進(jìn)站控制閘板的設(shè)計由啤酒廠完成。 ② 出水管： DN200鑄鐵管或陶瓷管，q17.4L/s,v0.9m/s, i0.006。 ③ 超越管：考慮運行故障或進(jìn)水嚴(yán)重超過設(shè)計水量水質(zhì)時廢水的出路，在UASB之前設(shè)置超越管，規(guī)格DN200鑄鐵管或陶瓷管，i0.006。 ④ 溢流管：濃縮池上清液及脫水機(jī)壓濾水含微生物有機(jī)質(zhì)0.5%～1.0%，需進(jìn)一步處理，排入調(diào)節(jié)池。設(shè)置溢流管，DN200鑄鐵管，i0.004。 （2）污泥管 調(diào)節(jié)池、UASB、CASS反應(yīng)池污泥池均為零力排入集泥井，站區(qū)排泥管均選用DN200鑄鐵管，i = 0.02。 集泥井至濃縮池，濃縮池排泥泵貯泥柜，貯泥柜至脫水機(jī)間均為壓力輸送污泥管。集 泥井排泥管DN250，鋼管，v0.9m/s。濃縮池排泥管，貯泥柜排泥管，DN150，鋼管，v1.0m/s。 （3）沼氣管 沼氣管從UASB至水封罐為DN100鋼管，從水封罐向氣水分離器及沼氣柜為DN150，鋼管，沼氣管道逆坡向走管，i = 0.005。 （4）給水管 沿主干道設(shè)置供水干管200DN，鍍鋅鋼管。引入污泥脫水機(jī)房供水支管DN50， 鍍鋅鋼管。引入辦公綜合樓泵房及各地均勻為DN32，鍍鋅鋼管。 （5）雨水外排 依靠路邊坡排向廠區(qū)主干道雨水管。 （6）管道埋深 ① 壓力管道 在車行道之下，埋深0.7～0.9m，不得不小于0.7m，在其他位置0.5～0.7m，不宜大于0.7m。 ② 重力管道 由設(shè)計計算決定，但不宜小于0.7m（車行道下）和0.5m（一般市區(qū)）。 2.4.3 布置特點 平面布置特點：布置緊湊，構(gòu)（建）筑物占地面積比例大。重點突出，運行及安全重點區(qū)域UASB放于站前部，引起注意，但未靠近廠區(qū)主干道。美化環(huán)境，集水井、調(diào)節(jié)池側(cè)面、污泥儲存池設(shè)于站后部。 2.5 高程布置 污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及其標(biāo)高；通過計算確定各部位的水面標(biāo)高；從而使污水能夠在處理構(gòu)筑物之間順暢的流動，保證污水處理工程的正常運行。 污水處理工程的高程布置一般遵守如下原則： (1).認(rèn)真計算管道沿程損失、局部損失、各處理構(gòu)筑物、計量設(shè)備及聯(lián)絡(luò)管渠的水頭損失；考慮最大時流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；還應(yīng)當(dāng)考慮到當(dāng)某座構(gòu)筑物停止運行時，與其相鄰的其余構(gòu)筑物及其連接管渠能通過全部流量。 (2).避免處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費水頭的現(xiàn)象，充分利用地形高差，實現(xiàn)自流。 (3).在認(rèn)真計算并留有余量的前提下，力求縮小全程水頭損失及提升泵站的揚程，以降低運行費用。 (4).需要排放的處理水，在常年大多數(shù)時間能夠自流排入水體。注意排放水位不一定選取水體多年最高水位，因為其出現(xiàn)時間短，易造成常年水頭浪費，而應(yīng)選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放水位，當(dāng)水體水位高于設(shè)計排水位時，可進(jìn)行短時間的提升排放。 (5).應(yīng)盡可能使污水處理工程的出水渠不受水體洪水的頂托，并能自流。 處理裝置及構(gòu)筑物的水頭損失 (6).盡可能利用地形坡度，使污水按處理流程在構(gòu)筑物之間能自流，盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚程。 (7).協(xié)調(diào)好站區(qū)平面布置與各單體埋深，以免工程投資增大、施工困難和污水多次提升。 (8).注意污水流程和污泥流程的配合，盡量減少提升高度。 (9).協(xié)調(diào)好單體構(gòu)造設(shè)計與各構(gòu)筑物埋深，便于正常排放，又利檢修排空。 3、設(shè)計計算書 3.1 格柵 3.1.1 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量Q = 2100m3/d = 0.024m3/s ； 取用中格柵，柵條間隙d = 10mm ； 格柵安裝角度α= 45°，柵前流速0.7 m/s ,過柵流速0.8m/s ； 單位柵渣量W = 0.05m3/103 m3 廢水 。 3.1.2 設(shè)計計算 由于本設(shè)計水量較少，故格柵直接安置于排不渠道中。 3.1.2.1 渠道寬度 采用矩形渠道，則根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q = B·h·v = B·1/2·B·v 計算得：B = 0.26 m ，h = 0.13 m 。 3.1.2.2 柵條間隙數(shù) 式中： Q ------------- 設(shè)計流量，m3/s α------------- 格柵傾角，度 b ------------- 柵條間隙，m h ------------- 柵前水深，m v ------------- 過柵流速，m/s ,取n = 12條。 3.1.2.3 過柵水頭損失 取k = 3 ,β = 1.79(柵條斷面為圓形)，v = 0.8m/s ，則： h1 = 式中： k -------- 系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù) β-------- 系數(shù)，與斷面形狀有關(guān) S -------- 格條寬度，m d -------- 柵條凈隙，mm v -------- 過柵流速，m/s α-------- 格柵傾角，度 h1 = = 0.089 m 3.1.2.4 每日柵渣量 柵渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值，中格柵用中值取W1 = 0.05m3/103m3 K2 = 1.5 ，則： W = 式中： Q ----------- 設(shè)計流量，m3/s W1 ---------- 柵渣量(m3/103m3污水)，取0.05m3/103m3 W = = 0.11 m3/d < 0.2 m3/d (采用人工清渣) 3.2 調(diào)節(jié)池 3.2.1 設(shè)計參數(shù) 水力停留時間T = 6h ； 設(shè)計流量Q = 2100m3/d = 87.5m3/h ； 3.2.2 設(shè)計計算 有容積為： V = QT = 87.5×6 = 525 m3 取池子總高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m，則池面積為： A = V/h = 525/5 = 105 m3 池長取L = 10.5 m ,池寬取B = 10.5 m ，則池子總尺寸為： L×B×H = 10.5×10.5×5.5 3.3 過濾機(jī) 3.3.1 設(shè)計參數(shù) 過濾機(jī)設(shè)計水量為： Q = 2100 m3/d = 87.5 m3/h = 0.024 m3/s 過濾機(jī)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表2.1： 表2.1：過濾機(jī)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì)(mg/l) 2200 1300 310 去除率（%） 7 7 50 出水水質(zhì)(mg/l) 2046 1209 155 3.3.2 設(shè)計計算 3.3.2.1 機(jī)型選取 選取WYB—5型臥式葉片過濾機(jī)，其工作參數(shù)如表2.2： 表2.2：WYB—5型臥式葉片過濾機(jī)工作參數(shù) 過濾面積/m2 筒體直徑/mm 工作壓/mpa 工作溫度/℃ 5 900 0.4 ≤150 3.3.2.1 每日的去渣量 W = 式中： Q ------------ 設(shè)計流量，m3/d C0 ------------ 進(jìn)水懸浮物濃度，kg/m3 C1 ------------ 出水懸浮物濃度，kg/m3 P0 ------------ 污泥含水率，以97%計 ------------ 污泥密度，以1000kg/m3計 W = = 25m3/d 3.4 UASB反應(yīng)池 3.4.1 設(shè)計參數(shù) 3.4.1.1 參數(shù)選取 設(shè)計參數(shù)選取如下： 容積負(fù)荷（Nv）為：4.5kgCOD/(m3·d) ； 污泥產(chǎn)率為：0.1kgMLSS/kgCOD ； 產(chǎn)氣率為：0.5m3/kgCOD 。 3.4.1.2 設(shè)計水質(zhì) UASB反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表2.3： 表2.3：UASB反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì)(mg/l) 2046 1209 155 去除率（%） 80 85 50 出水水質(zhì)(mg/l) 409.2 181.35 77.5 3.4.1.3 設(shè)計水量 Q = 2100 m3/d = 87.5 m3/h = 0.024 m3/s 3.4.2 設(shè)計計算 3.4.2.1 反應(yīng)器容積計算 UASB有效容積為： V有效 = 式中： V有效 ------------- 反應(yīng)器有效容積，m3 Q ------------- 設(shè)計流量，m3/d S0 ------------- 進(jìn)水有機(jī)物濃量,kgCOD/m3 Nv -------------容積負(fù)荷,kgCOD/(m3·d) V有效 = = 954.8 m3 根據(jù)經(jīng)驗，UASB最經(jīng)濟(jì)的高度一般在4～6米之間，并且大多數(shù)情況下，這也是系統(tǒng)最優(yōu)的運行范圍。取h = 5.5 m , 則: A = = = 173.6 m2 采用4座相同的UASB反應(yīng)器, 則: A1 = = = 43.4 m2 采用公壁建造四邊行池比圓形池較經(jīng)濟(jì)，有關(guān)資料顯示，當(dāng)長寬比在2：1左右時，基建投資最省。取長L = 9.6 m ，寬B = 4.8 m ，則實際橫截面積為： A2 = L × B = 9.6 × 4.5 = 44.1 m2 實際表面水力負(fù)荷為: q1 = = = 0.49 < 1.0 ，故符合設(shè)計要求。 3.4.2.2 三相分離器設(shè)計 三相分離器設(shè)計計算草圖見圖2.1： 1.設(shè)計說明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設(shè)計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計。 2.沉淀區(qū)的設(shè)計 三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計同二次沉淀池的設(shè)計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。 由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對固液分離不利，故設(shè)計時應(yīng)滿足以下要求： ①沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷 < 1.0 m/h ②沉淀器斜壁角度設(shè)為50°,使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。 ③進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速 ≦ 2 m/h ④總沉淀水深應(yīng)大于1.5 m ⑤水力停留時間介于1.5～2 h 圖2.1：三相分離器幾何尺寸圖 如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果。 沉淀區(qū)面積為： A = L × B = 9.6 × 4.5 = 44.1 m2 表面水力負(fù)荷為： q = = = 0.49 < 1.0 ，符合設(shè)計要求。 3.回流縫設(shè)計 設(shè)單元三相分離器的寬度b = 2.4 m ,上下三角行集氣罩斜面水平夾角為θ＝55°，取保護(hù)水層高度h1 = 0.5 m ,下三角形高度h3 = 1.2 m ，上三角形頂水深h2 = 0.5 m ，設(shè)每個UASB池的回流縫的數(shù)目為4 ，則下三角形集氣罩底部寬為： b1 = h3/tgθ 式中： b1----------下三角集氣罩底水平寬度，m; θ----------下三角集氣罩斜面的水平夾角； h3----------下三角集氣罩的垂直高度，m; b1 = = 0.84 m 則相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離： b2 = b - 2 b1 = 2.4 – 2 × 0.84 = 0.72 m 則下三角形回流縫面積為： S1 = b2·l·n = 0.72 × 4.8 × 4 = 13.82 m2 下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式計算： V1 = Q1/S1 式中： Q1----------反應(yīng)器中廢水流量，m3/h； S1----------下三角形集氣罩回流逢面積，m2； V1 = = 1.58 m/h < 2.0 m/s,符合設(shè)計要求。 設(shè)上三角形集氣罩回流縫的寬度b3 = 0.35 m ,則上三角形回流縫面積為： S2 = b3·l·2n = 0.35 × 4.8 × 2 × 4 = 13.44 m2 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V2)可用下式計算： V2 = Q1/S2， 式中： Q2----------反應(yīng)器中廢水流量，m3/h； S2 ----------上三角形集氣罩回流逢之間面積，m2； V1 = = 1.63 m/h V1 < V2 < 2.0 m/s,符合設(shè)計要求。 確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知： BC = b3/sin35°= 0.35/0.5736 ＝ 0.61 m 設(shè)AB = 0.4 m ，則上三角形高為： h4 = (AB·cos55°+ b2/2)· = (0.4 × 0.5736 + 0.72/2) × 1.4281 = 0.824 m 4.氣液分離設(shè)計 取d = 0.01cm(氣泡)，T = 200С，ρ1 = 1.03g/cm3, ρg = 1.2×10-3g/cm3 ， V = 0.0101cm2/s , ρ = 0.95 ，μ= Vρ1 = 0.0101×1.03 = 0.0104g/cm·s 。一般廢水的μ>凈水的μ,故取μ= 0.02g/cm·s 。由斯托克斯工式可得氣體上升速度為： Vb = = = 0.266cm/s = 9.58m/h Va = V2 = 1.63 m/h ，則： = = 5.9 , = = 1.5 > ,故滿足設(shè)計要求。 3.4.2.3 進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計 采用穿孔管配水，每個反應(yīng)器設(shè)置6根，直徑D = 150mm,長4.8 m ,每根管之間的中心距離為1.6m,配水孔徑采用15mm,孔距1.6m。每孔服務(wù)面積為1.6 x 1.6 = 2.56 m2 ，孔徑向下，穿孔管距離反應(yīng)池底0.21m,每個反應(yīng)器有18個出水孔，采用連續(xù)進(jìn)水，每孔流速為2.66m/s 。 3.4.2.4 出水系統(tǒng)設(shè)計 采用鋸齒形出水渠，渠寬0.2m,高0.2m，每個反應(yīng)器設(shè)計4條出水渠，基本保證出水均勻。 3.4.2.5 排泥系統(tǒng)設(shè)計 每日產(chǎn)生的懸浮固體：PSS = 2046 × 0.80 × 0.1 × 2100 × 10-3 = 343.73kgvss/d 每日產(chǎn)泥量為： W = 式中： Pss ---------- 產(chǎn)生的懸浮固體，kgvss/d P ----------- 污泥含水率，以97%計 ----------- 污泥密度，以1000kg/m3計 W = = 17.19 m3/d 每日產(chǎn)泥量17.19 m3/d ，則每個USAB日產(chǎn)泥量4.3 m3/d , 考慮把配水管兼做排泥管用，可以均勻排除污泥區(qū)的污泥，同時在反應(yīng)器的1/2高度處和三相分離器下三角以下0.5m處,各設(shè)排泥管一根，管徑為d=100mm，池子底部設(shè)放空管，每天排泥一次。 2.4.2.6 產(chǎn)氣量計算 采用每去除1千克COD產(chǎn)生0.5立方米沼氣做參數(shù)，則每日產(chǎn)氣量為： 2046×0.80×0.5×2100×10-3 = 1718.64 m3/d 3.5 CASS反應(yīng)池 國內(nèi)很早便對CASS工藝開展研究，經(jīng)過長時間的理論研究和試驗，逐漸成熟。國外在2000年前就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活廢水和工業(yè)廢水的處理，效果顯著，但國內(nèi)業(yè)界長期處于觀望狀態(tài)，直到2000后才陸續(xù)應(yīng)用該工藝于實際生產(chǎn)中。目前該工藝已經(jīng)在啤酒廢水處理方面斬露頭角。安徽一啤酒廠就是一個以CASS為處理中心的應(yīng)用范例，處理COD范圍為500~1800mg/L，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，一次性投資省。最為典型的數(shù)北京航空航天城的生活污水處理，運行頭兩年沒有排泥，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 本工藝采用兩個CASS池為一組,共壁建造.CASS池子的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2.2： 3.5.1 設(shè)計參數(shù) 3.5.1.1 參數(shù)選取 選用設(shè)計資料參數(shù)如下： 各反應(yīng)區(qū)體積比為：選擇區(qū)體積 ：預(yù)反應(yīng)區(qū)體積 ：主反應(yīng)區(qū)體積 = 1 ：5 ：30 寬深比約為： B ：H = 1～2 長寬比約為： L ：B = 4～6 回流比為：20% 充水比為：32% MLSS為： 4000mg/L COD去除率為：85% 預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間隔墻的孔口水流速度為：30~50m/h 一個運行周期為：4個小時 圖2.2：CASS池結(jié)構(gòu)示意圖 3.5.1.2 設(shè)計水質(zhì) UASB反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表2.4： 表2.4：CASS反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì)(mg/l) 409.2 181.4 77.5 去除率（%） 85 90 50 出水水質(zhì)(mg/l) 61.4 18.1 38.7 3.5.1.3 設(shè)計水量 Q = 2100 m3/d = 87.5 m3/h = 0.024 m3/s 3.5.2 設(shè)計計算 3.5.2.1 池子容積計算 每周期處理水量體積為： V0 = 式中： Q ----------- 每天處理水量， h ------------ 運行周期，小時 n------------ CASS池子數(shù)目，個 V0 = = 175 m3 根據(jù)選取的充水比參數(shù)求暴氣池子的容積為： 又根據(jù)每個CASS池子各部分的體積比求得： V總 = 設(shè)定池深為5 m ，有效深度為4.5 m ，則根據(jù)寬深比參數(shù)取寬為5.5 m ，則長為： L = 65627m L ：B = 4.9符合要求。 根據(jù)各區(qū)體積比例得CASS池子的各部分尺寸如下： 生物選擇區(qū)長為： 27×1/36 = 0.8 m 預(yù)反應(yīng)區(qū)的長為： 27×5/36 = 3.8 m 主反應(yīng)區(qū)的長為： 27 – 0.8 – 3.8 = 22.4 m 3.5.2.2 污泥COD負(fù)荷計算 由預(yù)計COD去除率得其COD去除量為： 480 則每日去除的COD值為： = 730.42 kg/d = 式中： Q ----------- 每天處理水量， SU ------------ 進(jìn)水COD濃度與出水濃度之差，mg/L n------------ CASS池子個數(shù) X------------ 設(shè)計污泥濃度，mg/L V------------ 主反應(yīng)區(qū)池體積， = = 0.17 3.5.2.3 潷水深度計算 = 式中： Q ----------- 每天處理水量， ------------ CASS池子個數(shù) ------------ 一日內(nèi)運行周期數(shù) A ------------ CASS池子的面積， = = 1.3 m 3.5.2.4 驗算充水比 不包含回流量時，充水比為： 包含回流量的充水比為： 根據(jù)實際經(jīng)驗表明包含回流量的沖水比可以達(dá)到33%，因此以上假設(shè)成立。 3.5.2.5 需氧量計算 根據(jù)實際運行經(jīng)驗，微生物氧化1kgCOD的參數(shù)取0.53，微生物自身耗氧參數(shù)取0.188，則一個池子需氧量為： = 0.53×2100/2×347.82×10-3 + 0.188×4000×10-3×547 = 604.9 kg/d 則每小時耗氧量為： 溫度為20度和30度的水中溶解氧飽和度分別為： ， 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對壓力為： = = 式中： H ----------- 最大水深， 空氣離開主反應(yīng)區(qū)池時的氧百分比為： 式中： ----------- 空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移率，取20%值 暴氣池中混合液平均氧飽和度按最不利溫度計算為： 取參數(shù) ，，，則換算為20度時的脫氧清水的充氧量為： 暴氣池平均供氣量為： 每立方米廢水供空氣量為： 每去除1kgCOD的耗空氣量為： 3.5.2.6 預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間的導(dǎo)流孔計算 設(shè)計流水速度U = 50 m/h，池子寬B = 5.5 m，為CASS池子數(shù)目，為導(dǎo)流孔個數(shù)按照設(shè)計資料參數(shù)取2 ，預(yù)反應(yīng)區(qū)長度為L = 3.8 m ，則： 設(shè)計導(dǎo)流孔在池底部，要求孔口高要小于1m，設(shè)高為0.6m。則孔寬為： ，（注：選擇區(qū)和預(yù)反應(yīng)區(qū)間的導(dǎo)流孔設(shè)一個，面積為1.14㎡） 3.5.2.7 剩余污泥量計算 CASS的剩余污泥主要來自微生物代謝的增殖污泥，還有很多部分由進(jìn)水懸 浮物沉淀形成。CASS生物代謝產(chǎn)泥量為： 式中： a ----------- 微生物代謝增系數(shù)，kgVSS/kgCOD b ----------- 微生物自身氧化率，1/d 根據(jù)啤酒廢水性質(zhì)，參考類似經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設(shè)計a=0.83，b=0.05，則有： 假定