果汁生產(chǎn)廢水處理畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘要果汁廢水主要來自沖洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐裝工段的洗瓶、滅菌、破瓶損耗和地面沖洗等環(huán)節(jié)。廢水中含有較高濃度的糖類、果膠、果渣及水溶物和纖維素、果酸、單寧、礦物鹽等。果汁廢水中含有的糖類主要為果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例為2：1：1.廢水中含有大量的有機(jī)酸，不同的生產(chǎn)工藝階段，所產(chǎn)生的廢水具有不同的特點(diǎn)，即使在同一階段，廢水水質(zhì)也因產(chǎn)品不同而差異較大本文介紹了有關(guān)uasb+sbr 的處理流程和設(shè)計(jì)的計(jì)算、調(diào)節(jié)池、uasb 池、sbr池、污泥濃縮池等進(jìn)行了精細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。并對(duì)主要構(gòu)筑物uasb池、sbr池做了詳細(xì)的說明。uasb+sbr 處理高濃度有機(jī)廢水，其關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良

2、好的厭氧顆粒污泥。采用此工藝，不但使處理流程簡(jiǎn)潔，也節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，在降低廢水濃度的同時(shí)，還可以回收在處理過程中所產(chǎn)沼氣作為能源的利用。以便我為進(jìn)一步探討效益資源型處理技術(shù)提供借鑒。關(guān)鍵字 ： 高濃度廢水 廢水處理 uasb sbr 沼氣回收juice wastewater comes from the processes of washing , smashing ,squeezing the fruits and washing bottles ,sterilization,bottle breaking loss,cleaning the ground in the section of

3、 filling up and so on.wastewater contains high concentration of sugars, pectin, marc , water-soluble material and cellulose, acid, tannin, mineral salts, etc.the main carbohydrate in juice wastewater are fructose, glucose, sucrose, the proportion of the three is 2:1:1there are lots of organic acids

4、in wastewater and the waterwater has their characteristics in different section of producing.even if in the same section,water quality would have significant differences because of different products . this article introduces the course and design planning of using uasb, collaborating with sbr.and i

5、t gives a detailed description of the main structures ,the uasb pool and sbr pool.using this method to process organic wastewater with a high concentration,the critical is to bring up anaerobic granular sludge with good settlement performance.adopting this method ,not only can we make the course mor

6、e simple ,but also save costs. while ruducing the concentration ,we can recycle the gas to be energe in the course .so it can offer references for me to make futher disscussion on the effectiveness of resource-based processing technology第一章 概述一果汁廢水特點(diǎn)1、果汁廢水構(gòu)成企業(yè)廢水組成較為復(fù)雜，一般都有十多種廢水需要處理，他們是：洗果排放水、設(shè)備清洗廢水、

7、消毒清洗廢水、果汁冷凝水、設(shè)備冷卻水、空調(diào)冷卻水、設(shè)備外部清洗水、地面清洗水及其他排放廢水。 2、主要廢水水質(zhì)描述、生產(chǎn)廢水總排放池出口水質(zhì)濃度，隨企業(yè)的設(shè)備、工藝、管理的差異排水水質(zhì)有較大波動(dòng)。 (2)、生產(chǎn)設(shè)備清洗廢水：清洗廢水周期性集中排水，對(duì)污水處理設(shè)施有較大沖擊，一般需將清洗設(shè)備的高濃度酸堿水、消毒水等先做預(yù)處理（中和），然后再排入污水處理系統(tǒng)。、超濾反沖產(chǎn)生的濃廢水（鍋底水）：其中固形物占5-8%，每天排放約25-35t，cod濃度60000-80000mg/l,個(gè)別情況達(dá)到10萬mg/l以上。需單獨(dú)預(yù)處理后出水再可引入污水站系統(tǒng)，進(jìn)行集中處理。 、消毒廢水：設(shè)備清洗后需要消毒，消

8、毒廢水若直接排入污水處理系統(tǒng)，因其含有殺菌劑，將抑制生化過程的進(jìn)行，導(dǎo)致微生物不能存活，所以這部分廢水在直接排入生化系統(tǒng)前，需要在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行專門的處理，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。、果汁冷凝水：該水為稀果汁濃縮單元產(chǎn)生的廢水，水量較大，清澈透明，一般認(rèn)為無污染，但分析證實(shí)該水cod為2000-2500 mg/l，感官雖好，但污染較重。處理工藝只能用厭氧、好氧兩級(jí)工藝。、洗果排放水：該部分廢水排放量及排放水質(zhì)各企業(yè)差別較大，就目前各企業(yè)的排放情況來看，此部分廢水懸浮物很大、含泥量很高，必須經(jīng)過預(yù)處理方能保證后續(xù)水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。有機(jī)物濃度 有機(jī)物濃度高，一般情況下cod6000mg/l，bod40

9、00mg/lss（懸浮物） 含有大量的果渣、果肉、果屑等物質(zhì)，一般情況下ss4000mg/l 黏性 含有果膠等膠體，廢水黏性大水質(zhì)、水量變化 由于加工品種及產(chǎn)量經(jīng)常變化，導(dǎo)致排放不均勻、水質(zhì)水量變化大，cod變化值高時(shí)可達(dá)2000-3000mg/l，ss變化值可達(dá)1000-2000mg/l。ph 果汁廢水中含有大量果酸，因此ph較低，最低時(shí)可達(dá)4.0左右營養(yǎng)元素 營養(yǎng)成分單一，c:n較高，缺乏氮、磷元素水溫 20-25攝氏度二研究背景與意義水是生命之源，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(gè)水資源十分短缺的國家，人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的四分之一，嚴(yán)重制約著

10、我國社會(huì)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(jià)為前提的。隨著近代我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的騰飛，社會(huì)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(diǎn)而成為目前我們所面臨的主要問題。果汁廢水主要來自沖洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐裝工段的洗瓶、滅菌、破瓶損耗和地面沖洗等環(huán)節(jié)。廢水中含有較高濃度的糖類、果膠、果渣及水溶物和纖維素、果酸、單寧、礦物鹽等果汁廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時(shí)的果汁廢水，有機(jī)物含量也處于高峰。鑒于果汁廢水自身的特性，果汁廢水不能直接排

11、入水體，因此果汁廢水的處理是工業(yè)廢水處理中重要的一個(gè)方面。三本設(shè)計(jì)工程概況表1.1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)ph原水1200080008000512排放標(biāo)準(zhǔn)100307069第二章 工藝路線的確定及選擇依據(jù)2.1 處理方法比較果汁廢水中大量的污染物是溶解性的糖類、果酸，這些物質(zhì)具有良好的生物可降解性，處理方法主要是生物氧化法。有以下幾種常用方法處理。（一）好氧處理工藝高濃度有機(jī)廢水處理主要采用好氧處理工藝，主要由普通活性污泥法、生物濾池法、接觸氧化法和sbr法。傳統(tǒng)的活性污泥法由于產(chǎn)泥量大，脫氮除磷能力差，操作技術(shù)要求嚴(yán)，目前已被其他工藝

12、代替。近年來，sbr和氧化溝工藝得到了很大程度的發(fā)展和應(yīng)用。sbr工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式靈活，脫氮除磷效果好，工藝簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，節(jié)省費(fèi)用，反應(yīng)推動(dòng)力大，能有效防止絲狀菌的膨脹。cass工藝(循環(huán)式活性污泥法)是對(duì)sbr方法的改進(jìn)。該工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低；有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好，具有脫氮除磷的功能，運(yùn)行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，運(yùn)行費(fèi)用省。（二）水解好氧處理工藝水解酸化可以使廢水中的大分子難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)變成為小分子易降解的有機(jī)物，出水的可生化性能得到改善，這使得好氧處理單元的停留時(shí)間小于傳統(tǒng)的工藝。與此同時(shí)，懸浮物質(zhì)被水解為可溶性物質(zhì)，使污泥得到處理。水解反應(yīng)工藝式一種預(yù)處

13、理工藝，其后面可以采用各種好氧工藝，如活性污泥法、接觸氧化法、氧化溝和sbr等。廢水經(jīng)水解酸化后進(jìn)行接觸氧化處理，具有顯著的節(jié)能效果，cod/bod值增大，廢水的可生化性增加，可充分發(fā)揮后續(xù)好氧生物處理的作用，提高生物處理廢水的效率。因此，比完全好氧處理經(jīng)濟(jì)一些。（三）厭氧好氧聯(lián)合處理技術(shù) 厭氧處理技術(shù)是一種有效去除有機(jī)污染物并使其碳化的技術(shù)，它將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹投趸?。?duì)處理中高濃度的廢水，厭氧比好氧處理不僅運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，而且可回收沼氣；所需反應(yīng)器體積更??；能耗低，約為好氧處理工藝的10%15%；產(chǎn)泥量少，約為好氧處理的10%15%；對(duì)營養(yǎng)物需求低；既可應(yīng)用于小規(guī)模，也可應(yīng)用大規(guī)模。厭

14、氧法的缺點(diǎn)式不能去除氮、磷，出水往往不達(dá)標(biāo)，因此常常需對(duì)厭氧處理后的廢水進(jìn)一步用好氧的方法進(jìn)行處理，使出水達(dá)標(biāo)。常用的厭氧反應(yīng)器有uasb、af、fasb等，uasb反應(yīng)器與其他反應(yīng)器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：沉降性能良好，不設(shè)沉淀池，無需污泥回流不填載體，構(gòu)造簡(jiǎn)單節(jié)省造價(jià)由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設(shè)攪拌設(shè)備污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷高，停留時(shí)間短同時(shí)，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(gè)廢水處理過程的費(fèi)用大幅度減少。（四）不同處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析不同處理方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)比較，見表1-1。表1-1 不同處理方法的技術(shù)、

15、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)比較處理方法主要技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)好氧工藝生物接觸氧化法采用兩級(jí)接觸氧化工藝，可防止高糖含量廢水引起污泥膨脹現(xiàn)象；但需要填料過大，不便于運(yùn)輸和裝填，且污泥排放量大氧化溝工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便，出水水質(zhì)好，但污泥濃度高，污水停留時(shí)間長(zhǎng)，基建投資大，曝氣效率低，對(duì)環(huán)境溫度要求高sbr法占地面積小，機(jī)械設(shè)備少，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高；但還需曝氣能耗，污泥產(chǎn)量大。厭氧好氧工藝水解好氧技術(shù)節(jié)能效果顯著，且bod/cod值增大，廢水的可生化性能增加，可縮短總水力停留時(shí)間，提高處理效率，剩余污泥量少uasb好氧技術(shù)技術(shù)上先進(jìn)可行，投資小，運(yùn)行成本低，效果好，可回收能源，產(chǎn)出顆粒污泥產(chǎn)品，由一

16、定收益；操作要求嚴(yán)從表中可以看出厭氧好氧聯(lián)合處理在啤酒廢水處理方面有較大優(yōu)點(diǎn)，故果汁廢水厭氧好氧處理技術(shù)是最好的選擇。果汁廢水先經(jīng)過中格柵去除大雜質(zhì)后進(jìn)入集水池，用污水泵將廢水提升至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。進(jìn)入調(diào)節(jié)池前，根據(jù)在線ph計(jì)的ph值用計(jì)量泵將堿性水送入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池的ph值在6.57.5之間。調(diào)節(jié)池中出來的水用泵連續(xù)送入混凝沉淀池，在混凝沉淀池中進(jìn)行混凝，然后用水泵將水送入uasb反應(yīng)器進(jìn)行厭氧消化，降低有機(jī)物濃度。厭氧處理過程中產(chǎn)生的沼氣被收集到沼氣柜。uasb反應(yīng)器內(nèi)的污水流入sbr池中進(jìn)行好氧處理，而后達(dá)標(biāo)出水。來自，調(diào)節(jié)池，混凝沉淀池，uasb反應(yīng)器、sbr反應(yīng)池

17、的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥濃縮池內(nèi)被濃縮，濃縮后進(jìn)入污泥脫水機(jī)房，進(jìn)一步降低污泥的含水率，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化。污泥脫水后形成泥餅，裝車外運(yùn)處置。第三章 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)規(guī)范一、設(shè)計(jì)原則1、執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)的政策，符合國家和地方有關(guān)的法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，污水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。2、根據(jù)企業(yè)規(guī)劃和實(shí)際情況，力求做到系統(tǒng)布局合理，節(jié)省投資，又便于運(yùn)行管理，充分發(fā)揮工程投資效益.3、采用高效、節(jié)能、先進(jìn)、可靠的污水處理新工藝、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污水處理站的低耗高效。4、在已建成相同類型處理站的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，盡可能降低投資和運(yùn)行費(fèi)用。6、操作管理方便，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度低。7、污水處理系統(tǒng)適

18、合生產(chǎn)性變化。二、設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)1、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50101-20052、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) gb8978-19963、給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb 50006920024、國家現(xiàn)行的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)法規(guī)、條例；5、其他有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范 設(shè)計(jì)計(jì)算書一、 預(yù)計(jì)處理效果表1.1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)ph原水1200080008000512排放標(biāo)準(zhǔn)100307069二、工藝流程圖第一節(jié) 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)說明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(duì)水泵起保護(hù)作用，另外可減輕后續(xù)

19、構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。二、設(shè)計(jì)參數(shù)取中格柵；柵條間隙d=10mm；柵前水深 h=0.4m；過柵流速v=0.6m/s；安裝傾角=45；設(shè)計(jì)流量q=2500m3/d=0.029m3/s三、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）柵條間隙數(shù)(n) 式中： q - 設(shè)計(jì)流量，m3/s - 格柵傾角，度 b - 柵條間隙，m h - 柵前水深，m v - 過柵流速，m/s n =10.16 取n=11條（二）柵槽有效寬度(b)設(shè)計(jì)采用20圓鋼為柵條,即s=0.02m b=s(n-1)+en 式中： s - 格條寬度，m n - 格柵間隙數(shù) b - 柵條間隙，m b=0.02(11-1)+0.0111 =0.31m（三）進(jìn)水渠道漸寬部

20、分長(zhǎng)度(l1)設(shè)進(jìn)水渠道內(nèi)流速為0.5m/s,則進(jìn)水渠道寬b1=0.175m,漸寬部分展開角取為20 則l1=式中： b - 柵槽寬度，m b1 - 進(jìn)水渠道寬度，m - 進(jìn)水渠展開角，度 l1= =0.27m（四）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度（l2） l2= l1/2=0.27/2 =0.135m（五）過柵水頭損失（h1）取k=3,=1.79(柵條斷面為圓形)，v=0.6m/s h1 = 式中： k - 系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù) - 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 - 格柵傾角，度h1=0.176m（六）柵槽總高度(h)取柵前

21、渠道超高h(yuǎn)2=0.3m柵前槽高h(yuǎn)1=h+h2=0.7m則總高度h=h+h1+h2 =0.4+0.176+0.3 =0.876m（七）柵槽總長(zhǎng)度(l) l=l1+l2+0.5+1.0+=0.27+0.135+0.5+1.0+ =2.605m（八）每日柵渣量(w) 取w1=0.05m3/103m3 k2=1.5 則w= 式中： q - 設(shè)計(jì)流量，m3/s w1 - 柵渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值，中格柵用中值 w=0.08 m3/d(可采用人工清渣)(九)集水池的設(shè)計(jì)計(jì)算 在調(diào)節(jié)沉淀池之前和格柵之后設(shè)一集水池，其大小主要取決于提升水泵的能力，目的是防止

22、水泵頻繁啟動(dòng)。以延長(zhǎng)水泵的使用壽命。設(shè)計(jì)參數(shù) 水力停留時(shí)間hrt=1h,有效水深h1=4.0m , 超高h(yuǎn)2=0.5m;設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 集水池容積 v=q/t=（2500/24）1=104.1 m3 (2) 集水池的總高 h=h1h2=4.00.5=4.5m,(3) 集水池的面積 a=v/h=104.1/4.5=23.1m2 取a=24m2 集水池的橫截面為： lb=64（m） 則集水池的尺寸為： lbh=644.5（m3）(4) 一次提升泵選取：提升流量q=150 m3/d，揚(yáng)程10m第二節(jié) 調(diào)節(jié)沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)水力停留時(shí)間t=6h;設(shè)計(jì)流量q=2500m3/d=104m3/h

23、=0.029m3/s。表2.1 調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)codbodss進(jìn)水水質(zhì)(mg/l)1200080008000去除率（%）101010出水水質(zhì)(mg/l)1080070007200二、設(shè)計(jì)計(jì)算（一） 池子尺寸池子有效容積為：v=qt=1046=624m3 取池子總高度h=4.5m,其中超高0.5m,有效水深h=4m 則池面積a=v/h=624/4=156m3池長(zhǎng)取l=20m,池寬取b=8m則池子總尺寸為lbh=2084.5（二） 理論上每日的污泥量 w=式中： q - 設(shè)計(jì)流量，m3/s c0 - 進(jìn)水懸浮物濃度，kg/m3 c1 - 出水懸浮物濃度，kg/m3 p0 - 污泥

24、含水率，%w=66m3/d（三）污泥斗尺寸取斗底尺寸為400400，污泥斗傾角取50 則污泥斗的高度為：h2=(4-0.2) tg50=4.529m （四）進(jìn)水布置進(jìn)水起端兩側(cè)設(shè)進(jìn)水堰，堰長(zhǎng)為池長(zhǎng)2/3(五)ph調(diào)節(jié)在調(diào)節(jié)池中設(shè)置ph指示器,控制閥門的開啟,調(diào)節(jié)強(qiáng)堿廢水的排入,從而控制調(diào)節(jié)池中廢水的ph.第三節(jié) 沉淀池設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)參數(shù) （1）設(shè)計(jì)流量 q=3400 m3/d=141.67 m3/h=0.039m3/s(2) 設(shè)計(jì)水質(zhì)參數(shù)表8 豎流式沉淀池進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)水 質(zhì) 指 標(biāo)cod（l）bod（l）ss（l）進(jìn) 水 水 質(zhì)1080070007200設(shè)計(jì)去除率1020 80%設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

25、9720560014402.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)置兩座沉淀池（1）中心管的面積（f）與直徑（d0）取中心管流速v0=25mm/s則 f= q/ v0 q-每個(gè)池子的設(shè)計(jì)流量（m3/s） f =0.029/2/0.025=0.58m2則 d0=1.0m（2）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3h3=q /（v13.14d1）q-每個(gè)池子的設(shè)計(jì)流量，m3/sv1-污水由中心管喇叭口與反射板之間的縫隙 出流速度（m/s） d1-喇叭口直徑（m）設(shè) v1=0.02m/s d1=1.35d0=1.35m 則 h3=0.029 / 2 / (0.023.141.35)=0.17m（3）沉淀部分有效斷面面積f

26、f=q/vv-污水在沉淀池中的流速（m/s）設(shè) 表面負(fù)荷q0=2.88m3/m2.h則 v= q0/3600=0.0008m/sf=0.029/0.0008=36.25 m2（4）沉淀池的直徑dd=6.8m 取d=7.0m（5）沉淀部分有效水深h2h2=vt3600t-沉淀時(shí)間 (h) 取t=1.2h則h2=0.00081.23600=3.46m d/h23 符合要求（6）校核集水槽的出水堰負(fù)荷 出水堰負(fù)荷：q/（d）=0.029/3.14/7=1.31l/s2.9 l/s 符合要求（7）沉淀部分所需容積vv= c1進(jìn)水懸浮物的濃度(t/m3) c2出水懸浮物的濃度(t/m3) 污泥容重，其值

27、為1 kz工業(yè)廢水水量變化系數(shù)，本設(shè)計(jì)為1.3污泥含水率，初沉池污泥一般為95%97%，本設(shè)計(jì)采用95%t 排泥間隔時(shí)間(d ) 取t =1d所以 v=123.4 m3（8）圓截錐部分容積設(shè)圓錐下底的直徑為0.4m，取錐角為55則 h5（r）tan55=4.7mv=63.9 m3（9）沉淀池的總高h(yuǎn)設(shè)超高h(yuǎn)1和緩沖層高h(yuǎn)4都為0.3m。h= h1 +h2 +h3 +h4 +h5=0.3+3.46+0.23+0.3+4.7=8.99m沉淀池排泥量計(jì)算：w=（css0-css1）*q*50%=4000kg/d第四節(jié) uasb反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)說明uasb，即上流式厭氧污泥床，集生物反應(yīng)與沉淀

28、于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，效率高的厭氧反應(yīng)器。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(shí)間較短，因此所需池容大大縮小。設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)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(jià)相對(duì)較低，便于管理，且不存在堵塞問題。二、設(shè)計(jì)參數(shù)（一）參數(shù)選取設(shè)計(jì)參數(shù)選取如下：容積負(fù)荷（nv）=10.2kgcod/(m3d)； 污泥產(chǎn)率0.1kgmlss/kgcod；產(chǎn)氣率0.5m3/kgcod（二）設(shè)計(jì)水質(zhì)表2.2 uasb反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)codbodss進(jìn)水水質(zhì)(mg/l)972056001440去除率（%）909085出水水質(zhì)(mg/l)

29、972560200（三）設(shè)計(jì)水量 q2500m3/d=104 m3/h=0.029 m3/s三、設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）反應(yīng)器容積計(jì)算uasb有效容積：v有效 式中： q - 設(shè)計(jì)流量，m3/s s0 - 進(jìn)水cod含量,mg/l nv -容積負(fù)荷,kgcod/(m3d)v有效=2500m3 將uasb設(shè)計(jì)成圓形池子，布水均勻，處理效果好 取h=9m 采用4座相同的uasb反應(yīng)器則a1=69.4 m2 d=9.4m 取d=10m 則實(shí)際橫截面積為=d2=3.14102 =78.5m2 實(shí)際表面水力負(fù)荷為q1=0.61.0 故符合設(shè)計(jì)要求（二）配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為圓形布水器，每個(gè)uasb反應(yīng)器設(shè)36

30、個(gè)布水點(diǎn)(1) 參數(shù) 每個(gè)池子流量：104/4=26m3/h(2)設(shè)計(jì)計(jì)算布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見下圖2.3： 圓環(huán)直徑計(jì)算：每個(gè)孔口服務(wù)面積為:a= 2.2m2a在13m2之間，符合設(shè)計(jì)要求可設(shè)3個(gè)圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè)6個(gè)孔口，中間設(shè)12個(gè)，最外圍設(shè)18個(gè)孔口1)內(nèi)圈6個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積：62.2=13.2m2折合為服務(wù)圓的直徑為：=4.10m 用此直徑作一個(gè)虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設(shè)一實(shí)圓環(huán)，其上布6個(gè)孔口，則圓的直徑計(jì)算如下： 則d1=2.9m 2)中圈12個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積：s2=122.2=26.4m2折合成服務(wù)圓直徑為： =7.1m 中間圓環(huán)直徑計(jì)算如下：(5.672-d22)s

31、2 則d2=3.92m3）外圈18個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積：s3=182.2=39.6m2 折合成服務(wù)圈直徑為： =10.04m 外圓環(huán)的直徑d3計(jì)算如下：(8.012-d32)=s3則d36.24m（三）三相分離器設(shè)計(jì) 三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見下圖2.4： (1)設(shè)計(jì)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(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。(2)沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)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(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要

32、求：1）沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷1.0m/h2）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2m/h4）總沉淀水深應(yīng)大于1.5m5）水力停留時(shí)間介于1.52h如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果沉淀器（集氣罩）斜壁傾角50沉淀區(qū)面積為：a=1/4d2=1/43.1482=50.24m2表面水力負(fù)荷為：q=q/a=0.511.0符合設(shè)計(jì)要求。(3)回流縫設(shè)計(jì) 取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m 如圖2.4所示：b1=h3/tg 式中： b1-下三角集氣罩底水平寬度，m; -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

33、，m; b1= =1.26m b2=8-21.26=5.48m 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(jì)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=0.9m/hv12m/s,符合設(shè)計(jì)要求 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(v2)可用下式計(jì)算： v2=q1/s2，式中： q1-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； 取回流逢寬cd=1.2m,上集氣罩下底寬cf=6.0m 則 dh=cdsin50=0.92mde=2dh+cf =20.92+6.0 =7.84m=(cf+de

34、)cd/2 =26.07m2則 v2= q1/s2 =0.8m/hv1凈水的,故取=0.02g/cms 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=1.60m/h則： =5.9, =4.56 ,故滿足設(shè)計(jì)要求。（四）出水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用鋸齒形出水槽，槽寬0.2m,槽高0.2m（五）排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)泥量為：97200.90.1250010-3=2100kgmlss/d每日產(chǎn)泥量2430kgmlss/d，則每個(gè)usab日產(chǎn)泥量607.5 kgmlss/d,可用150mm排泥管，每天排泥一次。（六）產(chǎn)氣量計(jì)算1.每日產(chǎn)氣量：97200.900.525

35、0010-3=10000m3/d每個(gè)uasb反應(yīng)器的產(chǎn)氣量 2沼氣主管 每池集氣管通到一根主管，然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管，單池沼氣主管管道坡度為0.5%.單池沼氣主管內(nèi)最大氣流量 取d=150，充滿度為0.8，則流速為 3 兩池沼氣最大氣流量為取dn=250，充滿度為0.6；流速為 2. 水封灌設(shè)計(jì)水封灌主要是用來控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界面高度的，因?yàn)楫?dāng)液面太高或波動(dòng)時(shí)，浮渣或浮沫可能會(huì)引起出氣管的堵塞或使氣體部分進(jìn)入沉降室，同時(shí)兼有有排泥和排除冷凝水作用。 水封高度 式中： h0 反應(yīng)器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內(nèi)的壓頭 為保證安全取貯氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大h1取

36、2m h2o，貯氣罐內(nèi)壓強(qiáng)h0為400h2o。水封灌 水封高度取1.5 m，水封灌面積一般為進(jìn)氣管面積的4倍，則 水封灌直徑取0.5m。3.沼氣柜容積確定由上述計(jì)算可知該處理站日產(chǎn)沼氣10000，則沼氣柜容積應(yīng)為3h產(chǎn)氣量的體積確定，即。設(shè)計(jì)選用300鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式儲(chǔ)氣柜，尺寸為6000h10000。第五節(jié) sbr反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)說明經(jīng)uasb處理后的廢水,cod含量仍然很高,要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),必須進(jìn)一步處理,即采用好氧處理。sbr結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行控制靈活，本設(shè)計(jì)采用4個(gè)sbr反應(yīng)池，每個(gè)池子的運(yùn)行周期為6h二、設(shè)計(jì)參數(shù)（一）參數(shù)選取(1)污泥負(fù)荷率ns取值為0.13kgbod5/(k

37、gmlssd)(2)污泥濃度和svi污泥濃度采用4000 mgmlss/l,svi取100(3)反應(yīng)周期 sbr周期采用t=6h,反應(yīng)器一天內(nèi)周期數(shù)n=24/6=4(4)周期內(nèi)時(shí)間分配 反應(yīng)池?cái)?shù)n=4 進(jìn)水時(shí)間：t/n=6/4=1.5h 反應(yīng)時(shí)間：3.0h 靜沉?xí)r間：1.0h 排水時(shí)間：0.5h(5)周期進(jìn)水量 q0= =156.25m3/s（二）設(shè)計(jì)水量水質(zhì)設(shè)計(jì)水量為：q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s 設(shè)計(jì)水質(zhì)見下表2.3：表2.3 sbr反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指水質(zhì)指標(biāo)codbodss進(jìn)水水質(zhì)(mg/l)972560200去除率（%）919580出水水質(zhì)(mg/l)882

38、840三、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）反應(yīng)池有效容積v1= 式中： n - 反應(yīng)器一天內(nèi)周期數(shù) q0 - 周期進(jìn)水量,m3/s s0 - 進(jìn)水bod含量,mg/l x - 污泥濃度,mgmlss/l ns - 污泥負(fù)荷率 v1 = 280.45 m3（二）反應(yīng)池最小水量vmin=v1-q0=280.45-156.25=124.2m3（三）反應(yīng)池中污泥體積vx=svimlssv1/106=1004000280.45/106=112.18 m3vminvx,合格（四）校核周期進(jìn)水量周期進(jìn)水量應(yīng)滿足下式：q0(1-svimlss /106) v=(1- 1004000 /106) 280.45=176.46m3而

39、q0=156.25m3176.46m3 故符合設(shè)計(jì)要求（五）確定單座反應(yīng)池的尺寸sbr有效水深取5.0m,超高0.5m,則sbr總高為5.5m,sbr的面積為280.45/5=56.09m2設(shè)sbr的長(zhǎng)：寬=2：1則sbr的池寬為：5.5m；池長(zhǎng)為：11.0m.sbr反應(yīng)池的最低水位為：1.97msbr反應(yīng)池污泥高度為：1.24m 1.97-1.24=0.73m 可見，sbr最低水位與污泥位之間的距離為0.8m,大于0.5m的緩沖層高度符合設(shè)計(jì)要求。（六）鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)(1)確定需氧量o2由公式：o2=aq(s0-se)+bxvv 式中： a- 微生物對(duì)有機(jī)污染物氧化分解 過程的需氧率，kg q

40、 - 污水設(shè)計(jì)流量，m3/d s0 - 進(jìn)水bod含量,mg/l s0 - 出水bod含量,mg/l b- 微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化 過程的需氧率，kg xv - 單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮 固體（mlvss）量,kg/m3 取a=0.5, b=0.15；出水se =111mg/l；xv=fx =0.753000=2250mg/l =2.25kg/m3；v=4=4298.08=1192.32m3 代入數(shù)據(jù)可得： o2=0.52500(700-28)/1000+0.152.251192.08=1242.3kg o2/d供氧速率為： r= o2/24 =1242.3/24=51.8 kg o

41、2/h(2)供氣量的計(jì)算 采用sx-1型曝氣器，曝氣口安裝在距池底0.3m高處，淹沒深度為4.7m，計(jì)算溫度取25。該曝氣器的性能參數(shù)為：ea=8%，ep=2 kgo2/kwh；服務(wù)面積1-3m2；供氧能力20-25m3/h個(gè)；查表知氧在水中飽和容解度為： cs(20)=9.17mg/l，cs(25)=8.38mg/l擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力為：=+9.8103h =1.013105+9.81034.7=1.47105pa空氣離開反應(yīng)池時(shí)氧的百分比為：= =19.65%反應(yīng)池中容解氧的飽和度為： csb(25)= cs(25)=8.38=10.0mg/l csb(20)= cs(20) =9.17

42、 =10.9mg/l 取=0.85,=0.95,c=2,=1,20時(shí)，脫氧清水的充氧量為：r0=43.8 kg o2/h 供氣量為：gs= r0/0.3ea = =1826m3/h=30.43m3/min(3)布?xì)庀到y(tǒng)的計(jì)算反應(yīng)池的平面面積為：5.511.04=242m2每個(gè)擴(kuò)散器的服務(wù)面積取1.4m2,則需242/1.4=170個(gè)。 取170個(gè)擴(kuò)散器，每個(gè)池子需50個(gè)。布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)如下圖2.5： (4)空氣管路系統(tǒng)計(jì)算按sbr的平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)sbr池的隔墻上設(shè)一根干管，共兩根干管，在每根干管上設(shè)5對(duì)配氣豎管，共10條配氣豎管。 則每根配氣豎管的供氣量為： 本設(shè)計(jì)每個(gè)sbr

43、池內(nèi)有50個(gè)空氣擴(kuò)散器 則每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為： 選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長(zhǎng)管路作為計(jì)算管路，在空氣流量變化處設(shè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。空氣管道內(nèi)的空氣流速的選定為： 干支管為1015m/s；通向空氣擴(kuò)散器的豎管、小支管為45m/s； 空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑，根據(jù)通過的空氣量和相應(yīng)的流速按排水工程下冊(cè)附錄2加以確定。 空氣管路的局部阻力損失，根據(jù)配件類型按下式 式中： - 管道的當(dāng)量長(zhǎng)度，m d - 管徑，m k - 長(zhǎng)度換算系數(shù)，按管件類型不同確定 折算成當(dāng)量長(zhǎng)度損失，并計(jì)算出管道的計(jì)算長(zhǎng)度(m),空氣管路的沿程阻力損失，根據(jù)空氣管的管徑d(mm)，空氣量m3/min，計(jì)算溫度和曝氣池

44、水深，查排水工程下冊(cè)附錄三求得，得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為： 96.219.8 0.943 kpa 空氣擴(kuò)散器的壓力損失為5.0kpa，則總壓力損失為： 0.9435.05.943 kpa為安全起，設(shè)計(jì)取值為9.8kpa 則空壓機(jī)所需壓力p=(5-0.3) 9.8103+9.8103=56 kpa 又gs=37.64m3/min 由此條件可選擇羅茨rme-20型鼓風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速1170r/min，配套電機(jī)功率為75kw（七）污泥產(chǎn)量計(jì)算 選取a=0.6,b=0.075,則污泥產(chǎn)量為：x=aqsr-bvxv =0.62500(200-40)/1000-0.0751192.082.25 =38.84kgmlvss/d第二章 污泥部分各處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算第一節(jié) 重力濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)說明 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(duì)污泥進(jìn)行濃縮處理，以降低污泥的含水率。本設(shè)計(jì)采用間歇式重力濃縮池，運(yùn)行時(shí)，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。二、設(shè)計(jì)參數(shù)（一）設(shè)計(jì)泥量果汁廢水處理過程