某碳酸飲料廠生產廢水處理站工藝設計

XX理工學院水污染控制工程課程設計題目：某碳酸飲料廠生產廢水解決站工藝設計姓名：XXX學號：XXXXXXX學院：環(huán)境工程與化學學院專業(yè)：環(huán)境工程指導教師：XXXXX2023年X月X日

某碳酸飲料廠生產廢水解決站工藝設計摘要本設計為某碳酸飲料廠生產廢水解決站工藝設計，解決規(guī)模為3000m3/d，COD為3000mg/l，BOD5為1800mg/l，SS為600mg/l，設計出水水質執(zhí)行《污水綜合排放標準》GB8978-1996規(guī)定的一級標準。經查閱資料，通過工藝比選，擬定采用厭氧生物解決法及傳統(tǒng)活性污泥法為該污水解決廠的主體解決工藝，該工藝具有解決流程簡樸、操作管理方便、出水水質好、工藝可靠、建設投資省和運營費用低等優(yōu)點。在此基礎上，擬定了污水解決流程為：細格柵、UASB反映器、SBR反映池、消毒池、出水；污泥解決流程為：集泥井、污泥濃縮池、污泥脫水車間、泥餅外運。進行了各單體構筑物的工藝設計和計算，污水解決廠的平面布置，水力計算和高程設計等。在此基礎上，完畢了平面圖、高程圖設計和圖紙繪制。本工程的實行將顯著改善受納水體水質，同時間接產生經濟效益，促進經濟可連續(xù)發(fā)展，達成了出水水質的規(guī)定。關鍵詞：碳酸飲料生產廢水厭氧生物解決法SBR好氧反映池目錄TOC\o"1-3"\h\u31722第1章課程設計任務書 2274481.1設計資料 2181911.1.1水量、水質資料 2179691.1.2用地資料： 384581.2設計規(guī)定 359431.2.1設計內容： 3128531.2.2設計規(guī)定： 429593第2章工藝流程的擬定 560192.1基本工藝路線的擬定 5220232.2厭氧解決工藝選擇 5135112.3好氧解決工藝選擇 6163342.3.1SBR法具有的特點： 616352.3.2碳酸飲料設備沖洗廢水解決工藝流程 78469第3章解決工藝構筑物設計計算 8218543.1格柵槽的設計 8318293.1.1格柵的設計 823473.1.2柵條間隙數n 8137993.1.3格柵總寬度B 9278173.1.4過柵水頭損失 9116313.1.5柵后槽的總高度H 9102773.1.6格柵的總長度L 9318353.1.7每日柵渣量W 10993.1.8過格柵進出水水質 10187533.2調節(jié)池的設計 10110003.2.1設計說明 10243993.2.2設計計算 11190743.2.3過調節(jié)池進出水水質 12292333.3UASB反映器設計 13310983.3.1UASB反映器的組成 13312473.3.2UASB反映器工作原理 13165623.3.3參數選取 13166633.3.4反映器尺寸 14114413.3.5進水分派系統(tǒng)的設計 14244333.3.6三相分離器的設計 16305223.3.7沉淀區(qū)的設計： 16116963.3.8氣液分離設計： 1799993.3.9分隔板的設計： 19251183.3.10UASB反映器中污泥產量的計算 207913.3.11排泥系統(tǒng)的設計 2047813.3.12出水系統(tǒng)的設計計算： 2145093.3.13沼氣收集系統(tǒng)的設計 22154003.3.14UASB進出水水質 23299883.4SBR反映器設計計算 23215783.4.1設計說明 23155423.4.2工藝設計計算 23177373.4.3平面尺寸計算 24111973.4.4進出水排泥系統(tǒng) 25263103.4.5曝氣系統(tǒng)工藝計算 26239853.4.6SBR池進出水水質 28264433.5消毒池設計計算 2830993.5.1消毒劑的投加 29293783.5.2平流式消毒接觸池 29127283.6污泥解決系統(tǒng) 3114113.6.1產泥量 31234993.6.2污泥解決方式 3163793.6.3集泥井容積計算 31171113.7污泥濃縮池設計計算 32321563.7.1設計說明 32202323.7.2設計計算 3263603.7.3排水和排泥 338523.8污泥脫水系統(tǒng) 3396223.8.1污泥產量 3370113.8.2藥劑用量 33243733.8.3污泥脫水車間面積 3413119第4章污水解決站平面布置和高程布置 35274054.1構筑物和建筑物重要設計參數 35124344.2污水解決站平面布置 35161624.3污水解決站高程布置 3617481第5章項目預算與概算 37306555.1投資估算與效益分析建設費用 3723254第6章勞動定員 3812250總結 3932585謝辭 4019518參考文獻 41前言近年，我國碳酸飲料產業(yè)發(fā)展迅速，其產量逐年上升。與此同時，碳酸飲料廠也向環(huán)境中排放了大量的有機廢水，每生產1t碳酸飲料約需要大約10～30t的新鮮水，并會相應地產生10～20t廢水，由于該廢水具有較高濃度的碳水化合物、脂肪、纖維、脂肪、廢酵母、酒花殘渣等有機無毒成分，排入天然水體后將大量消耗水中的溶解氧，既導致水體缺氧，還能促使水底沉積化合物的厭氧分解，產生臭氣惡化水質。上述成分多來自碳酸飲料生產原料，棄之不用不僅導致資源的巨大浪費，也減少了碳酸飲料生產的原料運用率，因此，在糧食缺少水資源供應緊張的今天，如何既有效地解決碳酸飲料廢水又充足運用其中的有用資源，已成為環(huán)境保護的一項重要任務，本次課程設計將從所學的環(huán)境工程、水污染控制工程等專業(yè)知識角度，提出自己的碳酸飲料生產廢水解決設計方案。本設計通過了解該碳酸飲料廠生產廢水水質資料，對比擬采用UASB法+SBR反映池來進行解決碳酸飲料廢水,使其CODcr,BOD5，SS,有效去除以達成廢水解決站執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準；同時根據污水解決站地形、面積等資料設計了污水解決站平面布置圖和高程設立圖。碳酸飲料廢水得到較好的解決,既避免了其也許帶來的環(huán)境污染問題，也能為公司節(jié)省大量排污費用有良好的環(huán)境效益，經濟效益、社會效益。第1章課程設計任務書1.1設計資料某飲料公司重要生產中、高檔次飲料，重要產品為碳酸飲料，碳酸飲料重要由糖漿和碳酸水定量配制而成，其生產過程可分為三個基本工序：即糖漿的制備、碳酸水的制備、洗瓶罐裝封口等。生產過程中，廢水重要來自罐裝區(qū)的洗瓶水、沖洗水、碎瓶飲料和糖漿缸沖洗水以及設備和地面的沖洗水。其中設備和地面的沖洗水量最大，有機物濃度較低且水量較均勻，其排放量占總廢水量70%以上?；旌蠌U水有機物含量高，間歇排放，水質水量不均勻，特別廢水量隨季節(jié)波動大。1.1.1水量、水質資料該廠的解決水量經監(jiān)測，日平均流量定為3000m3/d，日變化系數為1.4。通過監(jiān)測及對排放水質的規(guī)定（《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準），設計進出水水質如下表所示：表1-1設計進出水水質項目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH設計進水水質300018006005-12設計出水水質6020706-9通過小試實驗，解決污泥所用化學藥品及用量如下表所示：表1-2解決污泥所用化學藥品及用量藥品名稱單位數量PAM（聚丙烯酰胺）mg/L11.1.2用地資料：廢水解決站占地如下圖所示，為一70m×40m的矩形區(qū)域，在廠內的一個角落。原排水管距圍墻距離為3m。管底標高為-4.00m，污水渠的最高水位為-4.20m(以廠內地面為±0.00米)。廢水解決站的東西側均為居民區(qū)。主導風向為西南風。廠區(qū)內排水制度為采用分流制，單獨設雨水系統(tǒng)，由雨水井收集后直接排到污水渠中。為了美化環(huán)境，廠區(qū)內應大量綠化。圖1-1廢水解決站占地圖1.2設計規(guī)定1.2.1設計內容：1．工藝流程的選擇擬定：污水解決工藝流程的選擇應根據原水水質與解決后排放水規(guī)定達成的水質之間的差距、解決規(guī)模、水解決實驗資料、解決廠地區(qū)有關的具體條件等因素綜合分析，進行合理的工藝組合。要說清楚工藝原理和選擇思緒。2．選擇各構筑物的形式和數目：說明構筑物的類型、數量、規(guī)格尺寸、材料結構，若有配套設備，還應指明設備的種類、規(guī)格、型號、數量及運營方式。3．各構筑物的設計和計算：設計各構筑物和重要構件的尺寸，設計時要考慮到構筑物及其構造、施工上的也許性，并符合建筑模數的規(guī)定。重要構筑物的設計計算；重要構筑物相關參數的選取。4．平面布置：根據各構筑物的確切尺寸，擬定各構筑物在平面布置上的確切位置，并最后完畢平面布置。擬定各構筑物間連接管道、檢查井的位置。污水解決廠平面布置的具體原則及規(guī)定。5高程布置：通過水力計算。擬定各構筑物的高程（相對地面標高），使水可以順利流過各解決構筑物。污水解決廠高程布置的具體原則及規(guī)定。高程布置如何減少土建投資及如何便于重要構筑物的排空檢修。6工程概算：通過對一些參考定額估算，完畢工程概算，重要內容涉及：1.工程費用2.其他費用3.人員編制及運營成本。7繪圖：繪制污水廠平面布置圖、高程圖2張（2#圖）。1.2.2設計規(guī)定：編寫一份完整的設計計算說明書并打印裝訂成冊，用AUTOCAD繪制污水廠平面布置圖、高程圖各一張，并用2#圖紙打印，繪圖要符合機械制圖規(guī)范、仿宋字合格、尺寸標注對的。第2章工藝流程的擬定2.1基本工藝路線的擬定據分析，在該碳酸飲料廠生產中，廢水重要來自罐裝區(qū)的洗瓶水、沖洗水、碎瓶飲料和糖漿缸沖洗水以及設備和地面的沖洗水。其中設備和地面的沖洗水量最大，有機物濃度較低且水量較均勻，其排放量占總廢水量70%以上?；旌蠌U水有機物含量高，具有易生化性（BOD5/COD=0.6，大于0.45），間歇排放，水質水量不均勻，特別廢水量隨季節(jié)波動大。對比設計進水水質和解決出水水質，污染物的去除率分別達成：COD98%，BOD598.9%，SS88.3%。由于進水水質和解決效率均很高，應采用厭氧-好氧的解決路線，廢水一方面通過厭氧解決裝置，大大去除進水有機負荷，獲得能源沼氣，并使出水水質達成好氧解決可接受的濃度，再進行好氧解決后達標排放。2.2厭氧解決工藝選擇近年來，厭氧解決技術得到不久發(fā)展，常用的先進技術有厭氧接觸工藝、上流是厭氧污泥床和厭氧過濾器。厭氧接觸法屬于傳統(tǒng)厭氧消化技術的發(fā)展。它采用完全混合式消化反映器，適合于解決含懸浮固體很高的廢水，預解決規(guī)定低，需要設立池內完全混合攪拌，池外還要設消化液沉淀池。其解決效率比傳統(tǒng)厭氧消化技術有提高，但中溫消化時容積負荷只有1.0-3.0kgCOD/(m3d)，其水力停留時間仍然較長，規(guī)定的消化體積大。本工程解決對象為易生化解決的廢水，為提高解決效率節(jié)省工程投資和占地，不宜采用厭氧接觸法。上流式厭氧污泥床（UASB），采用了滯留型厭氧生物技術，在底部有污泥床，依據進水與污泥的高效接觸提供高的出去率，依靠頂部的三相分離器，進行氣、液、固分離，能使污泥維持在污泥床內而減少流失。因而生物污泥停留時間長，解決效率高，適合于解決較易生化講解，COD和SS濃度均較高的廢水（一般進水SS不大于4000mg/L）。常溫下，對于較易生物降解的有機廢水，容積負荷可達4-8kgCOD/(m3d)，中溫條件下，可達更高的負荷。厭氧過濾器采用附著型厭氧生物技術，在反映器內充填一部分填料，使生物污泥附著在填料上生長，不易隨出水流失，且填料對于改善水流均勻性有益，并起到一定過濾截留作用。但反映器內填料易發(fā)生堵塞現象，因此不適合解決有機物濃度過高的廢水，且進水SS濃度規(guī)定較低，一般規(guī)定SS<200mg/L。盡管厭氧過濾器抗沖擊負荷能力大，解決效率亦高，但不適合本工程進水水質（SS濃度較高）。綜以上分析，結合工程資料，本工程廢水厭氧解決裝置采用UASB。2.3好氧解決工藝選擇有機廢水經厭氧解決，出水的BOD5/COD會減少，出水可生化性較原污水差。采用一般好氧生物解決方法，解決厭氧解決出水，其COD去除率約只有60%，而解決同等濃度的原有機廢水可達80%。盡管采用生物膜法解決效果也許稍好，但難以適應250mg/L的來水。近年發(fā)展了一些解決這類廢水的工藝技術，如A-B法活性污泥工藝、氧化溝活性污泥法、SBR法等。這些方法均可以對不易生化降解的有機廢水或厭氧解決出水有較好效果。2.3.1SBR法具有的特點：由于采用間歇運營，運營周期每一段有適應基質特性的優(yōu)勢菌群存在；污泥不斷內循環(huán)，排泥量少，生物固體平均停留時間長；沉淀和排水時水流處在靜止狀態(tài)，故解決效果優(yōu)于一般活性污泥法。由于進水、曝氣、沉淀、出水等工序在一個池內進行，省去了沉淀池和污泥回流設施，故而其工程投資和占地面積均小于一般活性污泥法。2.3.2碳酸飲料設備沖洗廢水解決工藝流程碳酸飲料廠碳酸飲料設備沖洗廢水解決工藝流程如圖2-1所示。污水提高泵污水提高泵集泥井井污泥泵UASB反映器消毒池SBR池原污水格柵調節(jié)池出水污泥泥餅外運脫水機房濃縮池圖2-1碳酸飲料設備沖洗廢水解決工藝流程第3章解決工藝構筑物設計計算3.1格柵槽的設計3.1.1格柵的設計設計說明格柵重要是攔截廢水中的較大顆粒物和漂浮物，以保證后續(xù)解決的順利進行。污水設計水量數據平均流量Q平均=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s變化系數1.4所以，最大設計流量1.4×3000=4200m3/d=175m3/h=0.049m3/s柵條選圓鋼，柵條寬度S=0.01m，柵條間隙b=0.02m，污水溝水深h=0.2m。格柵安裝傾角α=60°，便于清渣操作。3.1.2柵條間隙數n（3-1）取16。式中：最大設計流量，m3/s；b柵條間隙，m；h--柵前水深，m；v污水流經格柵的速度，一般取0.6-1.0m/s；格柵安裝傾斜角，（°）；經驗修正系數。校核平均流量是過柵流速為0.51m/s，偏小。設計最大流量時過柵流速為0.9m/s，則柵條間隙數n=12.67，取13。格柵的間隙數量n擬定以后，則格柵框架內的柵條數目為n-1。3.1.3格柵總寬度B（3-2）B格柵槽寬度，m；S柵條寬度，m；b柵條凈間隙，m；N柵條間隙數。柵槽實取寬度B=0.4m，柵條14根。3.1.4過柵水頭損失（3-3）（3-4）h2過柵水頭損失，m；h0計算水頭損失，m；阻力系數，其值與柵條的幾何形狀有關，其中圓形柵條g重力加速度，取9.81m/s2；k系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數，一般采用k=3。3.1.5柵后槽的總高度HH=h+h1+h2=0.2+0.3+0.045=0.55m（3-5）式中：H柵后總高度，m；h柵前水深，m；h1格柵前渠道超高，取h1=0.3m；h2格柵的水頭損失。3.1.6格柵的總長度L（3-6）式中：L1進水渠漸寬部位的長度，m，，其中B1為進水渠道寬度，取0.3m，α1為進水渠道漸寬部位的展開角度，取15°；L2格柵槽與出水渠連接處的漸窄部位的長度，一般取L2=0.5L1；H1格柵前槽高，m。3.1.7每日柵渣量W（3-7）式中：W每日柵渣量，m3/d；W1單位體積污水柵渣量，m3/（103m3污水），一般取0.1-0.01，細格柵取大值，粗格柵取小值；Kz污水流量變化總系數。W=0.15m3/d<0.2m3/d，故采用人工清渣方法。3.1.8過格柵進出水水質表3-1過格柵進出水水質項目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH設計進水水質300018006005-12設計出水水質300018005405-123.2調節(jié)池的設計3.2.1設計說明根據廢水水質及排放規(guī)律，后續(xù)解決構筑物對水質水量穩(wěn)定性的規(guī)定，調節(jié)池停留時間取經驗值6.0h。調節(jié)池采用半地下式，便于運用一次提高，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定的保溫作用，由于調節(jié)池內不安裝工藝設備或管道，考慮土建結構可靠性，故障少，只設一個調節(jié)池。飲料廠所有廢水通過格柵槽，由提高泵排入調節(jié)池，廢水在調節(jié)池中水質pH可達6-9，適合后續(xù)工藝中微生物的生長。3.2.2設計計算調節(jié)池調節(jié)周期T=6.0h，混合時間60min。1.調節(jié)池有效容積（3-8）式中W——有效容積（）；——解決水量（）；——池調節(jié)周期（h）；——池數（）。則均衡池鋼砼結構，尺寸（3-9）2.攪拌裝置①攪拌器外緣速度：(一般采用，設計中?。跀嚢杵髦睆剑涸O計中取8m③攪拌器寬度：④攪拌器層數：，設計中取一層⑤攪拌器頁數：⑥攪拌器距池底高度：⑦攪拌器轉速：（3-10）式中：——攪拌器轉速（）；——攪拌器外緣速度（）；——攪拌器直徑（）。攪拌器角速度：(3-11)⑧軸功率：(3-12)——軸功率（）；——阻力系數，0.2~0.5，取0.5；——水的密度（）；——攪拌器角速度（）；——攪拌器頁數，8；——攪拌器層數，1；——攪拌器半徑R=D0/2=4m；——重力加速度（）。⑨所需軸功率:(3-13)式中：——所需周光功率（）；——水的動力黏度（）；——混合池容積（）；——速度梯度（），一般采用，取。,不能滿足規(guī)定，所以需要調整，將攪拌器層數改為，則,可行。⑩電動機功率：(3-14)式中：——電動機功率（）；——設計軸功率（）；——傳動機械效率；設計中?。?.2.3過調節(jié)池進出水水質飲料廠廢水經調節(jié)池，重要是pH變化，其他項目變化不大。調節(jié)池進出水水質具體如表3-2。表3-2調節(jié)池進出水水質項目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH設計進水水質300018006005-12設計出水水質300018005406-93.3UASB反映器設計3.3.1UASB反映器的組成UASB反映器由反映區(qū)、進出水管道和位于上部的三相分離器組成。以上部件通過鋼筋混凝土、鋼材、塑料等材料建造，反映器的下部具有良好凝聚和沉淀性能的高質量分數厭氧污泥形成污泥床。3.3.2UASB反映器工作原理UASB是為解決厭氧反映器中微生物濃度問題而開發(fā)的一種新型反映器。在UASB反映器中，廢水均勻地引入反映器的底部，污水自下而上通過污泥床，廢水與污泥顆粒的接觸過程中發(fā)生厭氧反映，產生的沼氣引起反映器內部的循環(huán)，利于顆粒污泥的形成與維持。在污泥層產生的一些氣體附著在污泥顆粒上并向反映器頂部上升。上升到表面的污泥碰擊三相分離器氣體反射板的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。釋放氣泡后的污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，氣體則被收集到反映器頂部的三相分離器集氣室。置于集氣室單元縫隙下的擋板的作用是氣體反射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區(qū)，否則將引起反映器內沉淀區(qū)的紊動，阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和泥顆粒的液體則在通過度離器縫隙后進入沉淀區(qū)。3.3.3參數選取設計流量Q平均=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/sCOD(mg/L)：進水3000，出水300；反映溫度/℃：25反映區(qū)有效深度h1：5.0m空塔水流速度u：≤1.0m/h空塔沼氣上升速度ug：≤1.0m/h污泥層高度：2.5—3.5m沼氣產率：0.4m3/kgCOD污泥產率：0.07kgTSS/kgCOD3.3.4反映器尺寸Q平均=3000m3/d=125m3/h，設UASB有機COD負荷為UASB反映器的有效容積計算式中：設計解決量，3000；，進出水COD的濃度，；COD容積負荷，。UASB反映器的形狀及尺寸的擬定污水上升流速一般為，取。則表面積,取160。有效高度，取5.7m。擬建4個相同的池子（便于管理與維護），單池面積設（長寬比一般取1：1~4：1），計算得=8，=5合理性驗證：空塔水流速度，合理。反映器尺寸為：水力停留時間（HRT）和水力負荷率（）（取8）對于顆粒污泥，水力負荷，符合規(guī)定。3.3.5進水分派系統(tǒng)的設計1.布水點的設立由于所取容積負荷為，所以每個點的布水負荷面積大于2；本設計池中共設立60個布水點，則每個點的負荷面積為：，符合規(guī)定。配水系統(tǒng)形式本設計采用U形穿孔管配水，一管多孔式為配水均勻，配水管中心距可采用1.0~2.0，出水孔孔距也可采用，孔徑一般為1.0~2.0，常采用，孔口向下或與垂線呈方向，每個出水孔的服務面積一般為2.0~4.0。配水管中心距池底一般為20~45cm，配水管的直徑最佳不小于。為了是穿孔管各孔出水均勻，規(guī)定出口流速不小于。本設計中進水總管管徑取，流速約為。單個反映器中設4根直徑為的支管，每兩根之間的中心距為，每根管上有3個配水孔，孔距為，每個孔的服務面積，孔口向下。共設60個布水孔，出水流速選為，則孔徑為：本裝置采用連續(xù)進料方式，布水孔孔口向下，有助于避免管口堵塞，并且由于UASB反映器底部反射散布作用，有助于布水均勻。為了增強污泥和廢水之間的接觸，減少底部進水管的堵塞，設計中布水管離UASB反映器底部。2.上升水流速度和氣流速度：本次設計中常溫下容積負荷，沼氣產率，采用厭氧消化污泥接種，空塔水流速度；空塔沼氣上升速度?？账魉俣龋海ǚ弦?guī)定）空塔氣流速：（符合規(guī)定）式中COD的去除率，去。沼氣產率，COD的去除量：布水器配水壓力計算：，其中布水器配水壓力其中布水器配水壓力最大淹沒水深H2O；UASB反映器水頭損失H2O；布水器布水所需自由水頭H2O，則H2O。3.3.6三相分離器的設計三相分離器有氣液分離、固液分離和污泥回流等3個功能，其組成分為氣封、沉淀區(qū)和回流縫3個部分。三相分離器設計的重要要點如下：①器壁與水平面的夾角應在之間。②氣體分離器之間間隙面的面積與反映器總表面積之比應不小于。③氣體分離器的高應在之間。④為了防止上升的氣泡進入沉淀區(qū)，設在氣體分離器下部的折射板與之重疊部分應在mm之間。⑤氣體出口管的直徑應足夠大，以保證氣體能順利逸出，在也許出現泡沫的情況下更應當如此。⑥若待解決污水起泡問題比較嚴重，則應在氣體收集罩頂部設立除泡沫噴嘴。3.3.7沉淀區(qū)的設計：與短邊平行，沿長邊布置3個集氣罩，構成2個分離單元，則一共設立8個三相分離器。三相分離器單元結構示意圖如下： 圖3-1三相分離器三相分離器的長度為B三相=5.5m，每個單元寬度為，其中沉淀區(qū)長（即UASB池形的設計寬度），寬度，集氣罩頂寬度，沉淀室底部進水口寬度。沉淀區(qū)面積沉淀區(qū)表面負荷（符合規(guī)定）。沉淀室進水口面積沉淀室進水口水流上升速（符合規(guī)定）5.沉淀區(qū)斜壁角度與深度設計：三相分離器沉淀區(qū)斜壁傾斜角度應在之間；超高；集氣罩頂以上的覆蓋水深；沉淀區(qū)斜面的高度。則傾角：（符合規(guī)定）。3.3.8氣液分離設計：圖3-2氣液分離設計如圖3-2所示：設傾角，，，分隔板下端距反射錐的垂直距離，則縫隙寬度。廢水流量為，根據資料設有的廢水通過進水縫進入沉淀區(qū)，此外的廢水通過回流縫進入沉淀區(qū)，則設，則則條件校核：設能分離氣泡的最小直徑為，常溫下清水運動黏滯系數，廢水密度，氣體密度，氣泡碰撞系數，則有斯托克斯公式：可以求得氣泡上升速度為：驗證：可見合理。所以，該三相分離器可的沼氣泡，分離效果良好。3.3.9分隔板的設計：從圖中可以看出，上面已經計算出，氣體因受浮力的作用，氣泡上升速度在進水縫中，沿進水縫向上的速度分量為，則進水縫中水流速度應當滿足,否則水流把氣泡帶進沉淀區(qū)。假設水流速度ν剛好等于，前面計算中已經設有廢水通過進水縫進入沉淀區(qū)，則三相分離器的進水縫縱截面總面積為：總共有8組（16條）進水縫，每條進水縫縱截面積進水縫寬度，應滿足與級數相稱，且設計，則進水縫中水流速度滿足設計規(guī)定，則高度：設進水縫下板上端比進水縫下端高出，則進水縫下板長度為：進水縫上板長度為：。三相分離器與UASB高度設計：三相分離器總高取超高為則。合理。3.3.10UASB反映器中污泥產量的計算設反映器最高液面，其中沉淀區(qū)高，污泥濃度；懸浮區(qū)高，污泥濃度；污泥床高，污泥濃。則反映器內污泥總量BOD污泥負荷：污泥負荷表達反映器內單位質量的活性污泥在單位時間內承受的有機質質量。產泥量的計算：設每去除COD產生0.，則產泥量為：式中:設計解決量，去除的COD濃度，設，則污泥含水率為98%，因含水率大于95%，去則污泥產量為排泥管設在距離池底處，與放空管共用，放空管排向調節(jié)池，接點前設人工閥一個。排泥管運用水靜壓力將剩余污泥排向集泥井。污泥泥齡的計算：3.3.11排泥系統(tǒng)的設計由于該反映器規(guī)定排泥均勻，所以設計多點排泥，設計中在三相分離器出設立2個排泥口，這樣設計的優(yōu)點在于能排除污泥床上面部分的剩余絮狀污泥并且不會把顆粒污泥帶出。UASB反映器每月排泥一次，污泥排入集泥池，再由污泥泵送入污泥濃縮池，排泥管選DN150的鋼管，排泥總管選用DN200的鋼管。3.3.12出水系統(tǒng)的設計計算：為了保持出水均勻，沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水渠，一般每個單元三相分離器沉淀區(qū)設一條出水渠，出水渠每隔一定距離設三角出水堰。池中設有8個單元三相分離器，出水槽共有8條，槽寬反映器流量，設出水槽槽口附近水流速度為，則槽口附近水深，水槽深度取，出水槽坡度為0.01。出水槽溢流堰共有16條，每條長。設計三角堰，堰高，堰口寬，則堰口水面寬度UASB解決水量為，設計溢流負荷為。則堰上水面總長三角堰數量個，則每條溢流堰三角堰的數量為個，共個的堰口，堰口長中間不設間隙。堰上水頭校核：每個堰出流率則堰上水頭：出水渠設計計算：UASB反映器中間設一出水渠，8條出水槽的出流流至此出水渠，出水渠保持水平，出水由一個出水口排出。出水渠寬，坡度0.01。設出水渠渠口附近水流速度則渠口附近水深考慮渠深應以出水槽槽口為基準計算，所以出水渠渠深出水管設計計算：UASB反映器排水量為，選用DN200鋼管排水，水流速度約為，充滿度為，設計坡度為。圖3-3出水管設計3.3.13沼氣收集系統(tǒng)的設計1.沼氣收集系統(tǒng)布置每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，共有12根集氣管，采用DN75的鋼管作為收集管支管，主管采用DN100的鋼管。2.氣水分離器氣水分離器的作用是對沼氣進行干燥，選用鋼制氣水分離器一個，氣水分離器中預裝鋼絲填料，在氣水分離器前設立過濾器以凈化沼氣，在分離器出水管上裝設流量計及壓力表。圖3-4氣水分離器3.3.14UASB進出水水質表3-3UASB進出水水質項目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH設計進水水質300018006005-12設計出水水質3001805406-93.4SBR反映器設計計算3.4.1設計說明根據工藝流程論證，SBR法具有比其他好氧解決法解決效果好、占地面積小、投資免得特點，因而選用SBR法。由于SBR法解決對象為通過厭氧解決后的廢水，其生化性不如原水，但BOD5/COD仍為0.6。并且該廢水中不含特別難降解的污染物和有害物質，SBR運營期中反映時間，根據類似工程經驗擬定為4-5h，并且運營周期中不設閑置階段。設計參數：（1）污泥負荷率取值為0.4（2）污泥濃度和SVI污泥濃度采用3000，SVI取100（3）設計水量為：Q平均=3000=125=0.0353.4.2工藝設計計算1.周期曝氣時間式中，——污泥負荷率；——進水BOD含量（）；X——污泥濃度（）；m——每一周期的排水量與反映器容積之比，一般取2.5；設計取2.沉淀時間停止曝氣后，初期沉降速度式中——沉降速度（）t——水溫（℃）沉淀時間式中，——沉淀時間（h）；H——反映池水深（m），設計取5.7m——安全高度（m），一般采用0.3-0.5m；3.排出時間、進水時間、周期所用時間排出時間=2.0h設計中取反映池進水時間=2.0h一周期所用時間設計最終取T=8h。4.曝氣池個數個5.天天周期次數次3.4.3平面尺寸計算1.每組曝氣池的容積2.曝氣池的平面尺寸式中，F——單組曝氣池的面積（）；H——曝氣池的有效水深（m），設計時取4m。設計時取160設每組曝氣池的池寬為10m，則池長為16m。3.曝氣池的高度曝氣池的水深為4.0m，超高取0.5m，則曝氣池的總高度為 3.4.4進出水排泥系統(tǒng)1.SBR池進水設計UASB池的來水通過DN1200mm的管道送入SBR反映池，管道內的水流最大流速為0.88。在每一組SBR池水管上設電動閥門，以便于控制每池的進水量，進水管直接將來水送入曝氣池內。2.SBR池出水設計SBR池采用潷水器出水。由于水量較大，本設計中采用旋轉式潷水器，出水負荷為40，潷水器深度為0.3m。3.排泥系統(tǒng)選取a=0.6,b=0.07,則污泥產量為：式中，a、b——產泥系數；Q——廢水平均流量（）；——被降解的BOD濃度（）——渾發(fā)性總懸浮物固體濃度（）污泥含水率取98%，取，則污泥產量為3.4.5曝氣系統(tǒng)工藝計算1.需氧量平均時需氧量式中，——混合液需氧量（）；——活性污泥微生物每代謝1所需的氧氣kg數，一般采用0.42-0.53之間；——廢水平均流量（）；——被降解的BOD濃度（） ——每1kg活性污泥天天自身氧化所需要的氧氣kg數，一般采用0.188-0.11；——渾發(fā)性總懸浮物固體濃度（）設計中取=0.5，=0.152.供氣量采用型網狀膜微孔空氣擴散器，每個擴散器的服務面積為0.49，敷設于池底0.2m處，淹沒深度為0.4m，計算溫度設定為30℃。查表得20℃和30℃時，水中飽和溶解氧量為空氣擴散器出口處的絕對壓力式中，——出口處的絕對壓力（Pa）；H——擴散器上淹沒深度（m）。設計時取H=4.0m空氣離開曝氣池池面時，氧的比例式中，——氧的比例（%）；——空氣擴散器的氧轉移效率。設計時取曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）式中，——30℃時，鼓風曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值（）；——30℃時，在大氣壓力條件下，氧的飽和度（）。換成在20℃條件下，脫氧清水的充氧量式中，R——混合液需氧量（）；——20℃時，鼓風曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值（）；、——修正系數；——壓力修正系數；C——曝氣池出口處溶解氧濃度（）。設計時取=0.82，=0.95，=1.0，C=2.0平均時需氧量為：3.曝氣池供氣量曝氣池的平均時供氣量為：4.布氣系統(tǒng)設計已知每個擴散器面積為0.49，反映池的面積為640，則需擴散器的個數為個取1308個擴散器，則每個池子需要327個?？諝夤苈废涤涗浰惆碨BR的平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個SBR池的隔墻上設一根干管，共兩根干管，在每根干管上設5對配氣豎管，共10條配氣豎管。則每根配氣豎管的供氣量為：本設計每個SBR池內有327個空氣擴散器則每個空氣擴散器的配氣量為：3.4.6SBR池進出水水質SBR池進出水水質如下表：表3-4SBR池進出水水質項目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH設計進水水質300018005405-12設計出水水質4519.869.76-9去除率85%89%87.1%/3.5消毒池設計計算廢水通過一級或二級解決后，水質改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很客觀，并有存在病原菌的也許。因此，污水排入水體前應進行消毒。消毒方法大體分為物理方法和化學方法。物理方法重要有加熱、冷凍、輻照和微波消毒等，而化學方法是；運用各種化學試劑進行消毒。目前污水消毒常采用的方法有液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。所有的消毒方式均為在前續(xù)構筑物的出水中投加消毒劑，然后在接觸消毒池中停留一定的時間，從而達成消毒的目的。本設計采用液氯消毒。液氯消毒的重要優(yōu)點有：氯對細菌有很強的滅活能力；在水中能長時間地保持一定數量的余氯，從而具有連續(xù)消毒能力；效果可靠，使用方便，易于貯存、運送，成本較低。但是液氯有劇毒，也許產生有害消毒副產物，對某些病毒、芽孢的滅活能力相對差一些甚至無效，還會水體產生臭味，并且需要采用防止泄漏的措施。3.5.1消毒劑的投加1.加氯量的計算解決出水采用液氯消毒，本設計中液氯投加量采用10mg/L。則每日加氯量為：式中，q———每日加氯量(kg/d)；q0———液氯投加量(mg/L)；Q平均——污水設計流量(m3/d)。2.加氯設備液氯由真空轉子加氯機加入，選用2臺ZL-Ⅱ型轉子真空加氯機，1用1備加氯機設計兩臺，采用一用一備。則每小時加氯量為：3.5.2平流式消毒接觸池本設計采用2個雙廊道平流式消毒接觸池，一備一用，單池計算如下：1.消毒接觸池容積：式中，V——接觸池單池容積(m3)；Q——單池污水設計流量(m3/s)；t——消毒接觸時間(min)，規(guī)定不得小于30min。設計中取Q＝0.035,t＝30min，則接觸消毒池容積為：2.消毒接觸池平面尺寸式中，F——消毒接觸池單池表面積()；——消毒接觸池有效水深(m)，設計中取平均水深2m。設計時取32，則取消毒池池長L＝8m，池寬B＝4m，隔板數采用1個，則廊道單寬校核長寬比：，符合規(guī)定。3.池高式中，h1——超高(m)，設計中取0.3m；h消毒——消毒池有效水深(m)。4.進水部分接觸消毒池的進水管采用DN150mm。5.混合方式采用管道混合的方式，加氯管線直接接入消毒接觸池進水管，為增強混合效果，加氯點后接D=150mm的靜態(tài)混合器。出水部分堰上水頭式中，H——堰上水頭(m)；n——消毒池個數；m——流量系數，設計中取0.45；b——堰寬，數值等于廊道單寬(m)。3.6污泥解決系統(tǒng)3.6.1產泥量根據前面計算知，有以下構筑物排泥。UASB池31.5m3/dP=98.0%SBR反映池7.84m3/dP=98.0%則污水解決系統(tǒng)每日總排泥量為V=39.34m3/d。3.6.2污泥解決方式污泥解決系統(tǒng)各構筑物所產生污泥每日排泥一次（SBR池除外），集中到集泥井，然后再由污泥泵打至污泥濃縮池，經濃縮后送至貯泥柜暫放，再由污泥泵送至脫水機房脫水，形成的泥餅外運作農肥（因污泥中無有害污染物，而有機質含量高）。污泥濃縮池為間歇運營，運營周期為24.0h。其中各構筑物排泥，污泥泵抽送污泥時間1.0-1.5h（除SBR外）。污泥濃縮時間20.0h，污泥濃縮池排水與排泥時間2.0h，閑置時間0.5-1.0h。3.6.3集泥井容積計算每日排泥量需在1.5h內抽送完畢，集泥井容積擬定為污泥泵提高流量（39.34m3/d）的10min的體積，即4.37m3。此外，為保證SBR排泥能按其運營方式進行，集泥井容積外加7.84m3。則集泥井總容積為4.37+7.84=12.21（m3）。集泥井有效泥深為2.0m，則平面面積為設計集泥井平面尺寸為（）。集泥井為地下式，深2m，池頂加蓋，由潛污泵抽送污泥。3.7污泥濃縮池設計計算3.7.1設計說明污泥濃縮池為間歇重力濃縮池，運營周期為24.0h。其中進泥時間1.0-1.5h。污泥濃縮時間20.0h，污泥濃縮池排水與排泥時間2.0h，閑置時間0.5-1.0h。濃縮前污泥量為39.34m3，含水率P=98.0%。3.7.2設計計算1.濃縮20h后，污泥含水率為95.5%，則污泥濃縮后體積為則污泥濃縮池所需容積應不小于39.34+17.5=56.84m3=57m3設計污泥濃縮池1個，容積不小于57m3。設計平面尺寸為44=16m2。設計濃縮池上部柱體高度為3.5m，泥深3.0m，主體部分污泥容積為48m3。濃縮池下部為錐斗，上口尺寸，錐斗高為2.0m，則污泥斗容積為污泥濃縮池總容積為57+27.04=75.04m3>57m3滿足規(guī)定。濃縮池保護容積為18.04。錐體傾斜角為48°，濃縮池池頂標高為3.5m，池內底標高為-2.0m。污泥濃縮池尺寸見圖3-5。圖3-5污泥濃縮池構造和尺寸3.7.3排水和排泥排水濃縮后池內上清液運用重力排放，由站區(qū)溢流管道排入調節(jié)池。濃縮池設4根排水管于池壁，管徑DN150mm。排泥污泥濃縮后由污泥泵抽送入污泥貯柜。污泥泵抽升流量66.0m3/h。濃縮池最低泥位-0.5m，污泥貯柜最高泥位為5.5m，則污泥泵靜揚程為6.0m。選用2PN污泥泵1臺，該泵Qb60m3/h，Hb17.5mH2O，轉速n1450r/min，電動機功率N10kW，質量W150kg，平面尺寸1250mm500mm。3.8污泥脫水系統(tǒng)3.8.1污泥產量濃縮后為含水P=95.5%的污泥27m3/d。3.8.2藥劑用量通過小試實驗，解決污泥所用化學藥品及用量如表3-5所示：則每日需藥劑（PAM）量為表3-5解決污泥所用化學藥品及用量藥品名稱單位數量PAM（聚丙烯酰胺）mg/L13.8.3污泥脫水車間面積建筑尺寸為43m2。污水解決站平面布置和高程布置4.1構筑物和建筑物重要設計參數該碳酸飲料廠廢水解決構筑物和建筑物重要設計參數詳見表4-1。表中綜合樓涉及辦公與值班、化驗、配電盒控制。表4-1構（建）筑物重要設計參數序號名稱技術參數平面尺寸/m2高度/m備注1格柵槽S=0.01m2.10.380.55磚混2調節(jié)池T=6.0h5.5磚混3UASB反映器4座Nv=9.2鋼4SBR反映器4座T-8.0h4.5鋼筋混凝土5消毒池1座2.3磚混6污水泵房1座-磚混7鼓風機房1座3磚混8污泥濃縮池1座5.5鋼筋混凝土9污泥脫水房1座43-磚混10集泥井1座2磚