某城鎮(zhèn)食品加工廠污水處理工藝設計

目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要： 某城鎮(zhèn)食品加工廠污水處理工藝設計摘要：該設計題目為某城鎮(zhèn)食品加工廠污水處理工藝設計，污水日處理量為8000m3/d，該污水需要經過深度的處理，達標后排入指定水體。根據食品加工廠污水的水質特征，采用生物厭氧好氧結合的方法，能夠有效的去除水中CODCr、BOD、NH3-N等污染物。通過對不同污水處理方案的對比，最終決定采用厭氧生物濾池-生物接觸法為主要工藝；另外該加工廠含有員工食堂和員工宿舍，食堂廢水需經隔油池處理后與生活污水和生產廢水一并處理。污水處理的工藝流程如下：食堂廢水→隔油池→（污水）→格柵→調節(jié)池→混凝池→氣浮池→水解酸化池→升流式厭氧污泥床→接觸氧化池→二沉池→消毒池→處理水。出水水質應滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）Ⅰ級標準。同時對主要的構筑物進行計算并確定尺寸，運用AutoCAD繪制污水處理廠的平面圖、高程圖以及構筑物工藝圖。關鍵詞：食品加工廠污水厭氧生物濾池生物接觸氧化法TheDesignaboutWastewaterTreatmentofFoodprocessingfactoryAbstract:thedesigntopicisthetechnologicaldesignofatownpackinghousesewagetreatmentplant,thedailysewagetreatmentcapacityof8000m3/d,thesewageshouldbetreatedbydepthtreatment,dischargeintodesignatedwatersaftermeetingtheemissionstandards.Accordingtothewaterqualitycharacteristicsofpackinghousesewage,basedontheprocessofanaerobic/aerobiccombinationoforganismsrtoeffectivelyremovepollutesasCODCr、BOD5andNH3-Ninthewater.Comparingwiththedifferentwastewatertreatmentprocesses,Finally,anaerobicbiologicalfilter-biologicalcontactmethodwasadoptedasthemainprocess.Inaddition,theplantcontainsstaffcanteenandstaffdormitory,andthecanteenwastewatershouldbetreatedtogetherwithdomesticsewageandproductionwastewaterafterbeingtreatedbygreasetrap.TheSewagetreatmentprocessisasfollows:Canteenwastewater→Separationtank→(sewage)→Grille→Regulationpool→Coagulationpool→Separationtank→Hydrolyticacidizingpool→UpflowAnaerobicSludgeBed→Bio-contactOxidationPond→SecondarySedimentationTan→DisinfectionContactTank→Effluent.Designeffluentqualitytomeetthefirstclassstandardof“integratedwastewaterdischargestandard”.Andthemainstructuresaredesignedandcalculatedtodetermineitssize,ApplicationofAutoCADtodrawsewagetreatmentplanargraph,elevationarrangementgraphandconstructiontechnologygraph.Keywords:packinghousesewageAnaerobicFilterBio-contactOxidationTechnique第一章前言隨著世界人口的急速增長，對食品加工產品的需求成倍增加，隨著食品加工廠加工技術的改進，導致了食品加工業(yè)經營方式的轉變，食品加工廢水環(huán)境污染問題日益嚴重并逐漸引起人們的廣泛關注。我國目前食品加工廠已達到相當的規(guī)模，并呈高速發(fā)展趨勢，食品加工廠工業(yè)廢水已成為許多城市及農村的主要污染源。在城鎮(zhèn)地區(qū)，食品加工廠環(huán)保意識淡漠，工業(yè)廢水肆意流淌的現(xiàn)象比較普遍。食品加工廠污染是指在食品加工廠生產過程中，食品加工廠排放的工業(yè)廢水對環(huán)境造成的危害和破壞。食品加工廠廢水主要是指食品加工廠運行過程中沖洗機械設備及其他生產過程中造成的廢水產生。食品加工廠的工業(yè)廢水是造成地表水、地下水污染的主要污染途徑。由于工業(yè)廢水中含有較高濃度有機物以及氨氮等，若不進行妥善處理，就會通過地表徑流和滲濾進入地下水層，或在土壤中積累、滲入，最終造成土壤污染。受廢水污染嚴重的土壤，將會導致農作物產量減少；生物品質逐漸下降；危害人體身體健康引發(fā)癌癥和其他疾病等?，F(xiàn)如今，由于水資源涉及國名經濟的方方面面，水污染治理問題無疑已成為人們越來越密切關注的話題。水資源污染存在的一系列問題必須找到合理有效的治理方法，這一系列的問題影響制約著我國的發(fā)展，如何將這些問題處理好，影響著水資源的再生、循環(huán)、經濟的可持續(xù)發(fā)展以及國內國際環(huán)境的安定等方面。面對當前及今后水污染的趨勢，解決的措施主要有：①加大水污染治理的宣傳力度，提高全民水污染治理意識；②加大資金投入和管理力度，加強城鎮(zhèn)社區(qū)污水處理設施建設③重視工業(yè)廢水的的處理，從源頭進行治理；④結合實際情況不斷改進和完善水污染治理措施，充分利用循環(huán)、再生水資源等。第二章工廠概況及設計依據2.1工廠概況食品加工廠是我國農業(yè)和農村經濟的重要組成部分，同時也是造成目前一些城市和流域環(huán)境污染的主要原因之一。食品加工業(yè)全面發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題日益加重，不僅影響國民經濟發(fā)展，而且還危及生態(tài)穩(wěn)定，已成為人們廣泛關注的社會話題。目前我國大多城鎮(zhèn)社區(qū)的食品加工廠都沒有對其生產廢水進行合理處理而直接排放附近河流，且無任何污染防治設施，對所在地生態(tài)環(huán)境的破壞越來越嚴重，造成河道地表水、地下水、土壤和環(huán)境空氣的嚴重污染，直接影響了人們的身體健康和正常的生產生活[2]。隨著重慶城鎮(zhèn)社區(qū)的快速發(fā)展，水體污染情況日益顯著。城鎮(zhèn)社區(qū)的工業(yè)廢水日益增加，水污染防治措施應即刻給予高度重視。針對這一系列的問題，現(xiàn)決定在某城鎮(zhèn)食品加工廠擬建一個污水處理廠，該廠區(qū)工作人員100人，主要受納水體為長江流域水系分區(qū)中的長江上游干流區(qū)即長干水系。該污水處理廠主要用于處理該工程食堂廢水、生活污水以及工業(yè)廢水，以防治日趨嚴重的河道污染，改善水環(huán)境質量。通過選用工藝和深度處理，以達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）Ⅰ級排放標準，而后排水受納水體來減輕天然水體的自凈負荷，以達到改善某城鎮(zhèn)水污染情況的目的。2.2設計任務2.2.1設計原始資料根據某城鎮(zhèn)食品加工廠的水量分析，生產廢水排放量約為8000m3/d；工廠有工作人員100人，生活污水排放量約為2.0L/s；另有一員工食堂，食堂廢水排放量約為1.7L/s。主要為生產廢水的排放。生產廢水是指食品加工過程中生成的廢水；食堂廢水指的是在洗滌和食物加工過程中生成的廢水；生活污水是指員工日常生活中生成的廢水。具體資料如下表2-1：表2-1初始水質資料指標CODCrBOD5SSNH3-N生產濃度（mg/L）67003300100047生產量（kg/d）357.8本設計具體任務如下：（1）收集工廠相關資料，確定污水的水量、水質及其處理排放達標要求；（2）對污水處理工藝方案進行全面分析對比，選擇最佳的處理工藝方案和工藝流程；（3）結合水質、水量情況，通過經濟、技術和處理效果分析對比，確定各處理構筑物的型式；（4）進行處理工藝的設計計算，確定各構筑物尺寸和設備型號；（5）進行污水處理廠平面布置和高程布置；（6）畫出平面布置圖、高程布置圖及其主要構筑物大樣圖。1.2.2設計排放水質依據食品加工廠的污水排放收納水體為《地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）》三類水，該工藝方案污水處理廠的出水排放標準應滿足《污水綜合排放標準（GB8978-1996）》中Ⅰ級排放指標進行設計。具體資料如下表2-2：表2-2出水水質指標指標CODcrBOD5SSNH3-N生產濃度（mg/L）≤100≤30≤70≤152.3設計標準規(guī)范該食品加工廠污、廢水治理工程方案設計主要參考標準規(guī)范：1.《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）2.《給水排水設計手冊》（GBJ69-84）3.《室外排水設計規(guī)范》（GB50101）4.《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）5.《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB81918-2002）6.《淀粉工業(yè)水污染物排放標準》（GB25461-2010）2.4自然環(huán)境簡況2.4.1氣象特征該城鎮(zhèn)地處亞熱帶季風氣候區(qū)，陽光照射充足，夏季炎熱，冬季暖和，多伏旱多秋雨，四季分明，立體氣候顯著。該境內日照時數較長，光能、風能資源比較充足，能瞞住各種農作物生長期光合作用的需要；立體氣候特征顯著，氣溫隨海拔高度不同而變化；由于地形、地勢和大氣環(huán)境的影響，該地區(qū)降水最多的地區(qū)在大山系的南側，中部河谷地區(qū)降雨量較少；主要以微風天氣為主，且風向不定。2.4.2水文特征長江橫貫該城鎮(zhèn)，南北各有2條支流，頗多小溪，全縣共有較大溪河13條，其河流屬長江流域水系分區(qū)中的長江上游干流區(qū)即長干水系，主要溪河流域分為彭溪河、湯溪河、梅溪河、長灘河、長江北岸支流、長江南岸支流7個小區(qū)。長江順故陵向斜谷地在縣境中部自西向東橫穿而過，4條一級支流則橫穿構造，成互生網狀注入長江。因此，全縣溪河縱橫，溝谷遍地，徑流豐富，水系發(fā)育。其溪河按地貌特征均屬深谷丘陵型河流，有的則呈峽谷段河段，兩岸奇峰挺拔，十分雄偉壯觀，其徑流的共同點都是靠降水補給。2.4.3地質、地貌該城鎮(zhèn)地處四川盆地東部邊緣，長江由西向東流經縣境。沿長江河谷地帶地勢低緩，最低點高程140m，位于縣城東部長江出境處，其兩側地勢漸高，山脈接踵而起，主要有北東～近東西向齊耀山余脈、鐵峰山余脈和大巴山余脈等，最高峰位于北部云峰山野豬槽包，高程1809m。長江南岸有長灘河、磨刀溪，北岸有湯溪河、彭溪河等支流發(fā)育，受長江及其支流的切割，形成本區(qū)以嶺谷相間分布為主要特征的侵蝕剝蝕構造中低山地貌景觀。長江在境內多呈“U”型谷，沿江兩岸零星發(fā)育有Ⅰ～Ⅲ級階地，除Ⅰ級階地為堆積階地外其余為侵蝕階地。支流除彭溪河河床坡降平緩，河谷開闊，階地、漫灘發(fā)育外，其余均河谷深切，谷坡陡峻，多呈“V”型谷，河床縱剖面呈階梯狀，多跌坎，局部河段有邊灘和彎月狀階地分布。地形地貌總的特征是：一江（長江）四河（湯溪河、彭溪河、磨刀溪、長灘河）六大塊，五向（向斜）四背（背斜）四大山，山高谷深坡度陡，七山（山地）二水（水占面積）一分田（耕地面積）。2.5設計原則（1）執(zhí)行國家相關環(huán)境保護的政策，符合國家地方的有關法規(guī)、規(guī)范和標準；（2）采用高效可靠的處理工藝，保證經處理后的污水能達到排放標準；（3）采用成熟、高效、優(yōu)質的設備，并設計較好的自控水平，以方便運行管理；（4）全面規(guī)劃、合理布局且與長遠期相結合，使污水處理工程與周邊環(huán)境相協(xié)調；（5）合理處理污水凈化過程中產生的污泥固體物，避免造成二次污染；（6）綜合考慮當地環(huán)境、經濟和社會效益，在保證出水達標的前提下，盡量減少工程投資運行費用[1]。2.6設計水量及水質2.6.1設計水量①食堂隔油池廢水量：②宿舍生活用水量：③加工廠生產廢水量：④污水的平均處理量：生活污水總變化系數：（為平均日平均時污水流量，）⑤生活污水最大量處理量：⑥污水的最大處理量：2.6.2設計水質表2-3設計水質情況表單位（mg/L）CODCrBOD5SSNH3-N出水67003300100047進水≤100≤30≤70≤152.7.3去除率處理水質達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）Ⅰ級標準[2]，根據《給水排水設計手冊》（GBJ69-84）05冊[3]，結合排放水要求和出水水質要求，計算去除率，如下表2-4所示：(2.7)式中：——進水物質濃度，mg/L；——出水物質濃度，mg/L。表2-4水質去除率計算表序號基本控制項目《污水綜合排放標準》Ⅰ級標準（mg/L)進水水質(mg/L)去除率1COD100670098.51%2BOD30330099.09%3SS70100093.00%4NH3-N154768.09%第三章工藝流程的選擇與評價3.1水質分析該食品加工廠污水是由食堂廢水、生活污水和生產廢水組成，其加工廠內有一員工食堂，其食堂內設有隔油設施，食堂廢水經隔油池處理后與生活污水和生產廢水一并進行處理。由于加工廠處理設施僅起過濾作用，處理效果極不理想，加之出流污水就近排入河流，導致嚴重污染了附近周邊水環(huán)境及地下水源。因此，食品加工廠污水的主要成分為高濃度CODCr、BOD5、NH3—N等。廠內實行雨污分流，雨水通過雨水管渠排入就近水體3.2方案確定原則（1）依據水體的水質標準確定成熟可靠的處理工藝，經濟合理，安全可靠；（2）合理布局，基建投資費用少，運行管理簡便；（3）綜合利用，無二次污染，盡量減少工程占地；（4）降低運行能耗和處理成本，以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益；（5）綜合國情，提高自動化管理水平。3.3工藝的選擇污水處理工藝應盡可能滿足運行可靠，易于管理，維護簡單，布置合理，并且盡可能地采用高效節(jié)能的污水處理技術。本設計需對污水進行處理后使其達到排放標準。由于該生產廢水含CODCr、BOD5、NH3-N等有機物濃度較高，因此，該生產廢水處理工藝應采用物化處理加生物處理為宜，生物處理采用厭氧好氧聯(lián)合生物處理工藝，以提高處理效果并降低成本。本處理工藝設有水解酸化池，經水解酸化后水中溶解性有機物增加，提高其可生化性。后續(xù)好氧處理采用生物接觸氧化處理工藝，進一步去除水中有機物及氨氮。3.4工藝流程工藝流程的確定主要依據污水水質、水量及變化規(guī)律，以及對出水水質和對污泥的處理要求來確定。本設計工藝流程如下圖3-1所示：圖3-1工藝流程圖3.4.1各構筑物的作用隔油池：利用油、水兩者密度差，將食堂排放的廢水中的油脂、雜物和水分離的專用池。中格柵：用以去除廢水中較大的懸浮或漂浮固體污染物以及纖維物質，以保證后續(xù)處構筑物元能夠正常運行，以減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，防止阻塞排泥管道。調節(jié)池：用以①初步沉降、分離；②調節(jié)水質，使水質更為均和，有利于后續(xù)工藝；③進水不均時以調節(jié)水量；④在突發(fā)事故時，用以臨時儲存事故排水以保證后續(xù)處理構筑物能夠正常運行?；炷兀菏箯U水中的膠體和細微懸浮物相互粘接凝聚形成絮凝顆粒，絮粒在一定的沉淀條件下可以從水中分離、沉降出來。氣浮池：利用大量微小氣泡與懸浮物結合，實現(xiàn)懸浮物強制性上浮至污水表面，從而達到固液分離。由于氣泡的密度遠小于水，浮力很大，因此，能促使懸浮物迅速上浮，因而提高了固、液分離速度。水解酸化池：將原有廢水中的非溶解性有機物轉變?yōu)槿芙庑杂袡C物，將其中難生物降解的有機物轉變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，降低污水的PH值減少污泥產量，以利于后續(xù)的好氧處理。升流式厭氧污泥床：①利用厭氧微生物的代謝過程提供能量，以被還原的有機物作受氫體，生成甲烷能源氣體；②使污泥細顆粒在沉淀區(qū)的污泥層內進一步絮凝和沉淀。生物接觸氧化池：處理污水以一定流速流經填料與生物膜接觸，生物膜與懸浮的活性污泥共同作用，從而凈化污水。幅流二沉池：使泥水分離、污泥濃縮或因水量、水質的時常而暫時貯存活性污泥。接觸消毒池：去除污水中的病原微生物。污泥濃縮池：去除污泥顆粒空隙間的水分子，從而減輕污泥重量及減少污泥的體積，以達到減小后續(xù)處理構筑物容積尺寸及縮小輸送污泥管段的直徑。污泥脫水池：去除存在于液體污泥顆粒間以及顆粒內的水，從而使液態(tài)的污泥的物理性能改變成半固態(tài)。第四章主要構筑物的選擇4.1隔油池隔油池是利用油與水的比重差異，將食堂排放的廢水中的油脂、雜物和水分離的專用池。食堂的雜物（剩菜、米飯粒等）和油脂容易堵塞排污管道，特別是油脂，容易附著在排污管道內壁且越基越厚，清理十分困難。在氣溫較低時，油脂易凝固而阻塞管道。為了保障排污管道的正常使用，食堂理應設置隔油池。4.1.1設計參數含食用油污水流速≤0.005m/s，含食用油污水停留的時間為2～10min；隔油池清理時間通常為6～7d；隔油池內存油部分的容積不得小于該池有效容積的25％；隔油池出水管管底的深度不得小于0.6m。設計中采用兩座座隔油池，一用一備，設計有效容積為1.02m3，根據圖集《04S519》中選用型號為GG-2，2S（有效容積為1.5m3）。設計中采用一個隔油池，設計數據如表4-1：表4-1隔油池設計數據有效容積1.5m3有效水深0.64m超高0.3m池體高度1.7m池體長度2m池體寬度1m4.2中格柵格柵用以去除廢水中較大的懸浮或漂浮固體污染物以及纖維物質，以保證后續(xù)處構筑物元能夠正常運行，以減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，防止阻塞排泥管道。由于該設計污水量較大，相應的柵渣量也較大，故采用矩形斷面式機械格柵。柵前柵后均設置閘板供格柵檢修時使用，每個格柵的渠道內設液位計，以控制格柵的運行。格柵間配有一臺螺旋輸送機輸送柵渣。螺旋格柵壓榨輸送出的柵渣經螺旋運輸機送入渣斗，打包外運。中格柵共有兩座，一用一備。柵前水深為0.38m，過柵流速0.7m/s，柵條間隙為20mm，格柵傾角為60°。4.2.1設計參數（1）污水處理系統(tǒng)格柵柵條凈間隙，應符合下列要求：①人工清除25～100mm；②機械清除16～100mm；③最大間隙100mm。（2）在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵(每日柵渣量大于0.2m3)，一般應采用機械清渣。小型污水處理廠也可采用機械清渣。（3）格柵傾角一般用45°～75°，機械格柵傾角一般為60°～70°。（4）通過格柵的水頭損失一般為0.08～0.15m。（5）過柵流速一般選用0.6～1.0m/s；格柵前渠道內的水流速度采用0.4～0.9m/s。（6）格柵間工作臺兩側國道寬度不應小于0.7m。設計中采用兩道中格柵，設計數據如表4-2：表4-2中格柵設計數據柵前流速0.5m/s過柵流速0.7m/s柵條凈間距0.02m格柵間隙數23柵槽寬度0.9m柵槽長度2.5m水頭損失0.15m每日柵渣量0.52m3/d4.3調節(jié)池調節(jié)池用以①初步沉降、分離；②調節(jié)水質，使水質更為均和，有利于后續(xù)工藝；③進水不均時以調節(jié)水量；④在突發(fā)事故時，用以臨時儲存事故排水以保證后續(xù)處理構筑物能夠正常運行。由于加工廠水質水量波動很大，為了保證污水處理構筑物正常運行，宜設置水質水量調節(jié)池。在調節(jié)池中投加石灰乳，用以調節(jié)pH值，使其在10.5～11.0范圍內。為防止懸浮物在池中沉積，池中設穿孔管，并用空氣攪拌[4]。調節(jié)池采用一池兩格，并池內設有潛水泵4臺，2用2備。4.3.1設計參數調節(jié)池容積一般較大，應適當考慮設計成半地下室或地下室，并考慮加蓋板；調節(jié)池埋入地下不宜太深，一般為進水標高2m左右；南方地下水位過高的平原地區(qū)，調節(jié)池深度太深而使地下水所產生的浮力對調節(jié)池放空時會產生較大的浮力；此外，深度太大，對土建要求相應較高，土方挖掘會有一定困難，土建投資相對較大。調節(jié)池應以一池多格為好，便于其維修保養(yǎng)；調節(jié)池的埋深與污水排放口的埋深有關，若排放口太深，調節(jié)池與排放口之間應考慮設置集水井，并設置一級泵站進行一級提升；調節(jié)池必須有放空管和溢流管，必要時還應設置超越管。設計中采用兩座調節(jié)池，設計數據如表4-3：表4-3調節(jié)池設計數據水力停留時間1.5h有效容積540m3有效水深4.5m超高0.5m調節(jié)池長12m調節(jié)池寬5m4.4混凝池混凝處理是通過混凝劑水解產物壓縮膠體顆粒的擴散層，達到膠粒脫穩(wěn)而互相聚結；或者通過混凝劑的水解和縮聚反應而形成的高聚物的強烈吸附架橋作用，使顆粒被吸附粘接?；炷幚磉^程包含了凝聚和絮凝兩個階段，凝聚階段形成較小的微粒，再通過絮凝以形成較大的絮粒。再絮粒形成過程中，不但能吸附懸浮顆粒，還能吸附一部分細菌和溶解物質。絮?？稍谝欢ǖ某恋項l件下從水中分離，沉降出來。4.4.1混凝劑及投加混凝劑用以達到混凝作用而投加，按混凝劑在混凝過程所起的作用分為凝聚劑（混凝劑）、絮凝劑和助凝劑。凝聚劑用以在混凝過程中脫穩(wěn)；絮凝劑用于架橋作用把顆粒連接起來；助凝劑則用以改善混凝效果。（1）選擇混凝劑混凝劑的選擇應遵循以下原則：混凝效果好、無毒害作用、貨源充足、成本低、新型藥劑的衛(wèi)生許可或借鑒已有經驗。表4-4各類混凝劑比較名稱分子式一般簡介固體硫酸鋁Al①制造工藝復雜，水解作用緩慢；②含無水硫酸鋁50%～52%；適用于水溫為20～40℃；③當pH=4～7時，主要去除有機物；④pH=5.7～7.8時，要去除懸浮物；⑤pH=6.4～7.8時，處理濁度高，色度低（小于30度）的水。液體硫酸鋁①制造工藝簡單；②含Al2O4約6％，配置使用比固體方便；③適用范圍同固體硫酸鋁；④易受溫度及晶核存在影響形成結晶析出。硫酸亞鐵（綠礬）F①腐蝕性較高；②絮體形成較快，沉淀時間短；③使用于堿度高、濁度高，PH=8.1～9.6，混凝效果好，但原水色度較高時不宜采用；④當PH較低時，常用氯將二價鐵氧化成三價鐵；在潮濕空氣中易氧化成棕色的堿式硫酸亞鐵。三氯化鐵F①不受水溫影響，絮體大，沉淀速度快，效果好；②易溶解，易混合，殘渣少；③對金屬（尤其對鐵）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料管會因發(fā)熱而引起變形；④原水PH=6.0～8.4之間為宜，當原水堿度不足時應加適量石灰；處理低濁水時效果不顯著[3]。聚合氯化鋁[A1n(OH)m(S04)3n-]m簡稱PAC①凈化效率高，用藥量少，出水濁度低，色度小，過濾性能好，原水濁度高時尤為顯著；②溫度適應性高，pH值使用范圍寬（pH=5～9），因而可調pH值；③操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本低[3]。綜合上述比較，本設計擬采用液體硫酸鋁作為混凝劑，混凝劑的投量T=116.64Kg/d。（2）選擇混凝劑的投加方式表4-5各投加方式比較投加方式作用原理優(yōu)缺點適用情況重力投加建造高位藥液池，利用重力作用將藥液投入水中。優(yōu)點：操作較簡單、投加安全可靠。缺點：必須建造高位藥液池，增加加藥間層高。1.中小型水廠；2.考慮到輸液管線的沿程水頭損失，輸液管線不宜過長。壓力投加水射器利用高壓水在水射器噴嘴處形成的負壓將藥液吸入并將藥液射入壓力水管。優(yōu)點：設備簡單，使用方便，不受藥液池高程所限。缺點：效率較低，如藥液濃度不當，可能引起堵塞。各種水廠規(guī)模均可適用。加藥泵泵在藥液池內直接吸取藥液、加入壓力水管中。優(yōu)點：可以定量投加，不受壓力管壓力所限。缺點：價格較貴，養(yǎng)護較麻煩。適用于大中型水廠。綜合上述比較分析，本設計采用計量泵投加。計量泵型號為GM240/0.5耐腐蝕管道泵，電動機功率是0.37kw，選用兩臺，一備一用。設計中采用一間加藥間，設計數據如表4-6：表4-6加藥間設計數據混凝劑投加量116.64Kg/d溶液池有效容積2.3m3溶解池有效容積0.46m3投藥管流量0.053L/s計量泵投藥量0.2m3/h藥庫所需面積3.4m24.4.2混合混合是將藥劑充分、均勻地擴散于水體的工藝過程，對于取以良好混凝效果具有重要作用。設計參數（1）混合設施應使藥劑投加后水流產生劇烈紊動，混合時間一般為10～60s；（2）攪拌速度梯度G一般為600～1000s-1；（3）混合設施與后續(xù)處理構筑物盡可能采用直接連接方式，最長距離不宜超過120m，且與后續(xù)處理構筑物連接管道的流速可采用0.8～1.0m/s。選擇混合方式混合方式通常分為水力和機械。水力混合方式簡單，但不能適應流量的變化；機械混合方式可進行流量調節(jié)，但存在一定量的機械維修。表4-7混合方式的比較方式優(yōu)點缺點適用條件水泵混合1.設備簡單；2.混合充分，效果較好；3.不另外消耗動能。1.吸水管較多時，投藥設備耍增加，安裝、管理較麻煩；2.配合加藥自動控制較困難；3.G值相對較低。適用于一級泵房離處理構筑物120m以內的水廠。管式靜態(tài)混合器1.設備簡單，維護管理方便；2.不需土建構筑物；3.在設計流量范圍，混合效果較好；4.不另外加動力設備。1.運行水量變化形響效果；2.水頭損失較大；3.混合器構造較復雜。適用于水量變化不大的各種規(guī)模的水廠。擴散混合器1.不需外加動力設備；2.不需土建構筑物；3.不占地。混合效果受水量影響適用于中等規(guī)摸水廠。跌水混合1.利用水頭的跌落擴散藥劑；2.受水量變化影響較??；3.不需外加動力設備。1.藥劑的擴散不易完全均勻；2．需建混合池；3．容易夾帶氣泡。適用于各種規(guī)模水廠，特別當重力流進水水頭有富余時。機械混合1.混合效果較好；2水頭損失較??；3.混合效果基本不受水量變化影響。1.需耗動能；2.管理維護較復雜；3.需建混合池。適用于各種規(guī)模的水廠。綜合上述比較分析，本設計混合設備選用管式靜態(tài)混合器混合方式?；旌闲Чc分節(jié)段有關，一般取2～3段。表4-8混合設計數據設計流速0.79m/s管徑400mm混合單元4混合時間2.23s水頭損失0.27m校核GT值993.22s-14.4.3絮凝絮凝是指投加混凝劑并經充分混合后的原水，在水流作用下使微絮粒相互接觸碰撞以形成更大絮粒的過程。設計參數攪拌器排數一般為3～4排（不應少于3排），水平攪拌軸應置于池中水深1/2處；葉輪槳板中心處的線速度，第一排采用0.4～0.5m/s，各排線速度應逐漸減小，最后一排采用0.2m/s；水平軸葉輪直徑應比絮凝池水深小0.3m，葉輪盡端與池中側壁間距不大于0.2m；水平軸式絮凝池每只葉輪的槳板數目一般為4～6塊，槳板長度不大于葉輪直徑的75％；每根攪拌軸上槳板總面積宜為水流截面積的10％～20％，不宜超過25％；每塊槳板寬度為槳板長的1/10～1/15，一般采用10～30cm。選擇絮凝形式絮凝設備與混合設備一樣，基本分兩大類：水力和機械。前者簡單，但不能適應流量的變化；后者可進行流量調節(jié)，但需要一定的機械維修量。表4-9不同形式絮凝比較方式優(yōu)點缺點適用條件隔板絮凝池往復式絮凝效果好，構造簡單，施工方便。水頭損失較大，出水流量分配均勻，轉彎易破壞處礬花。適用于大型水廠，且水量變動小回轉式絮凝效果好，水頭損失小，構造簡單，管理方便。出水流量分配均勻，出口處污泥容易堆積。適用于大型水廠改建或擴建，且水量變動小旋流式絮凝池占地面積小，水頭損失較小。絮凝效果較差，施工困難。適用于中小型水廠折板絮凝池絮凝效果好，占地面積小，絮凝時間短。構造復雜，投資高。適用于流量變化較小的中小型水廠渦流式絮凝池絮凝時間短，投資低。絮凝效果差，施工困難。適用于中小型水廠網格絮凝池絮凝效果好，水頭損失小，凝聚時間短。絮凝效果受水量變化影響。適用于小型水廠，且水量變動不大機械絮凝池1.絮凝效果好，適應水質、水量變化能力強投資較大，機械設備需定期檢查維修。適用于大水量變動較大的水廠綜合上述分析比較，本設計選用機械絮凝池。機械絮凝池指的是通過機械帶動葉片，液體沿葉片轉動二攪動，通過無數次攪動，促進顆粒絮凝。設計中采用兩座絮凝池，設計數據如表4-10：表4-10絮凝池設計數據有效容積60m2絮凝時間20min第一格攪拌功率0.062kw第一格速度梯度52s-1第二格攪拌功率0.021kw第一格速度梯度30s-1第三格攪拌功率0.004kw第一格速度梯度13s-14.5氣浮池氣浮是依靠微氣泡，使絮粒黏附于氣泡上，從而實現(xiàn)絮粒強制性上浮，達到固液分離的一種工藝。由于氣泡的重度遠小于水，浮力很大，因此，能促使絮粒迅速上浮，因而提高了固、液分離速度。由于食品加工廠生產廢水含有一定量的油脂，而油脂又分為兩部分，即油和脂肪。常溫下，油為液體漂浮于液體表面，脂肪為固體且不溶于水（密度小于水）。故利用氣浮池內微小氣泡帶走污水中處于乳化狀態(tài)的油或密度接近或低于水的微細懸浮粒狀雜質。氣浮池排渣采用刮渣機定期排除，刮渣機的行車速度宜控制在5m/min以內。4.5.1設計參數（1）選擇恰當容器壓力及回流比（容器水量與待處理水量之比值）。通常容器壓力采用0.2~0.4MPa，回流比取5%~25%；（2）接觸室應對氣泡與絮凝提供良好的接觸條件，其寬度還應考慮安裝和檢修要求。水流上升流速一般取10~20mm/s，水流在室內的停留時間不宜小于60s；（3）氣浮池的有效水深一般取2.0～2.5m，池中水流停留時間一般為15～30min；（4）氣浮池的長寬比沒有嚴格的要求，一般單格寬度不超過10m，池長不超過15m為宜；（5）氣浮分離室水流（向下）流速一般取1.5～2.5mm/s，即分離室表面負荷率取5.4～9.0m3/（m2·h）設計中采用兩座氣浮池，一用一備，設計數據如表4-11：表4-11氣浮池設計數據停留時間2.1min有效容積13.92m3需氣量1728L/h有效水深2.3m接觸池面積5.5m2分離室面積0.55m24.6水解酸化沉淀池水解酸化用以將原有廢水中的非溶解性有機物轉變?yōu)槿芙庑杂袡C物，主要將其中難生物降解的有機物轉變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，降低污水的PH值減少污泥產量，以利于后續(xù)的好氧處理。由于食品加工廠含有高濃度有機物，具有水解酸化的條件，水解酸化池可以提高整個系統(tǒng)對有機物和懸浮物的去除效果，減輕好氧系統(tǒng)的有機負荷，大大降低整個系統(tǒng)的能耗。4.6.1設計參數（1）水解酸化沉淀池一般表面負荷取0.8~1.5m3/(m2·h)，停留時間為4~5h，采用底部均勻布水；（2）每個布水孔的服務面積為0.5~2m2，每個孔口的流向不同，流速采用0.4~1.5m/s；（3）出水裝置采用池頂部平行出水堰匯集出水，出水堰的間距為2~3m；（4）排泥管的直徑為150~200mm，排泥流速大于0.7m/s，排泥時間大于10min。設計中采用兩座水解酸化池，設計數據如表4-12：表4-12水解酸化沉淀池設計數據水解池容積500m3有效水深4m每格水解池長8m超高0.5m每格水解池寬4m水解池上升流速0.9m/s4.7升流式厭氧污泥床升流式厭氧污泥床（UASB）由污泥反應區(qū)、三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。污水從UASB底部流入與污泥進行混合接觸，污泥中微生物分解污水中的有機物，將其轉化為甲烷氣體（沼氣）。氣體以微小氣泡的形式不斷釋放，在上升過程中，微小氣泡不斷合并，漸漸形成較大氣泡，攪動污泥床上部污泥使其形成濃度稀薄的污泥、水，并一起上升進入三相分離器，沼氣經分離器反射板進入氣室，混合液經反射進入沉淀區(qū)，污泥在污水中絮凝并沉降。沉淀污泥沿斜壁返回反應區(qū)，處理水與污泥分離后從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，最后排出污泥床。設計中采用六座升流式厭氧污泥床，設計數據如表4-13：表4-13升流式厭氧污泥床設計數據單池容積1458m3水力停留時間25h水力負荷率0.35m3/(m2·h)布水點的個數60個上升水流速度0.36m/h上升氣流速度0.76m/h三相分離器總高度3.19m污泥齡28d出水堰總長16m三角堰個數267個總產氣量17835.94m3/d水封高度1.7m4.8生物接觸氧化池生物接觸氧化池是指在池內充填一定密度的填料，從池底部通入空氣進行曝氣，污水浸沒全部填料，且與填料上的生物膜廣泛接觸，在微生物新陳代謝作用下，污水中的有機物得以降解，污水得以凈化。該工藝是介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術，也可以說具有活性污泥法特點的生物膜法，在一定意義上兼顧兩者的優(yōu)點。生物接觸氧化池的特點從工藝方面講：①采用多種形式填料，形成氣、液、固三相共存，有利于氧的轉移；②填料表面形成生物膜立體結構，有利于保持膜的活性；③負荷高，處理時間短；由運行方面講：①耐沖擊負荷，有一定的間歇運行功能；②操作簡單無需污泥回流，不產生污泥膨脹、濾池蠅；③生成污泥量少，易沉淀，動力消耗低。4.8.1設計參數（1）生物接觸氧化池每格平面形狀宜采用矩形，沿水流方向池長不宜大于10m。其長寬比宜采用2:1～1:1有效面積不宜大于100m2。（2）生物接觸氧化池由下至上應包括構造層、填料層、穩(wěn)水層和超高。其中，構造層宜采用0.6～1.2m，填料層高宜采用2.5～3.5m，穩(wěn)水層高宜采用0.4～0.5m，超高不宜小于0.5m。（3）生物接觸氧化池進水端宜設導流槽，其寬度不宜小于0.8m。導流槽與生物接觸氧化池應采用導流墻分隔。導流墻下緣至填料底面的距離宜為0.3～0.5m，至池底的距離宜不小于0.4m。（4）采用穿孔管曝氣時，每根穿孔管的水平長度不宜大于5m；水平誤差每根不宜大于±2mm，全池不宜大于±3mm，且應有調節(jié)氣量和方便維修的設施。（5）生物接觸氧化池應設集水槽均勻出水。集水槽過堰負荷宜為2-3L/(s·m)。（6）生物接觸氧化池的填料應采用對微生物無毒害、易掛膜、比表面積較大、空隙率較高、氧轉移性能好、機械強度大、價格合理的材料。設計中采用兩座生物接觸氧化池，設計數據如表4-14：表4-14生物接觸氧化池設計數據氧化池有效容積296m2氧化池格數4濾料層高度3m有效接觸時間1.7h氧化池超高0.5m氧化池總高5.5m需氣量43m3/min剩余污泥產量444.68Kg/d4.9二沉池二沉池是活性污泥系統(tǒng)的重要組成部分，整個污水處理系統(tǒng)運行效果的好壞與二次沉淀池的設計和運行密切相關，其主要用以使泥水分離、污泥濃縮或因水量、水質的時常而暫時貯存活性污泥。4.9.1設計參數（1）沉淀池的直徑一般不小于16m，當直徑小于20m時，可采用多斗排泥；當直徑大于20m時，應采用機械排泥，本設計采用GXG-36型半橋式周邊傳動刮泥機4臺，2備2用；（2）沉淀池有效水深大于3m，池子直徑與有效水深比值不小于6；（3）池子超高至少應采用0.3m，池底坡度不小于0.05。4.9.2選擇二沉池表4-15各二沉池比較池型優(yōu)點缺點適用條件平流式沉淀效果好，適應沖擊負荷和溫度變化能力強，施工簡單，占地面積小配水分布不均，多斗排泥操作量大，機械排泥設備復雜適用于大、中、小型污水處理廠豎流式排泥簡單，占地面積小，管理方便施工困難，適應沖擊負荷和溫度變化能力較差，池徑過大時布水不均適用于小型污水處理廠幅流式機械排泥運行可靠，管理簡便機械排泥設備復雜，對施工質量要求高適用于大、中型污水處理廠綜合上述分析比較，本設計采用輻流二沉池。設計中采用兩座二沉池，一用一備，設計數據如表4-16：二沉池面積120m2有效水深1.8m污泥區(qū)容積90m3污泥區(qū)高度2.4m表面水力負荷1.5m3/(m2﹒h)水力停留時間1.2h表4-16二沉池設計數據4.10接觸消毒池加工廠污水經過此前構筑物處理后，水質得到改善，微生物量大幅減少，但依然存在病原性微生物的可能。因此，污水排入附近水體前應進行消毒處理。4.10.1選擇消毒劑表4-17各消毒劑比較消毒劑優(yōu)點缺點適用條件液氯投量準確、投配簡單、效果可靠，價格便宜液氯形成的余氯及某些含氯化合物對水生物有毒害，當污水含工業(yè)污水比例大時，氯化可能產生致癌物質適用于，中規(guī)模的污水處理廠臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中殘留的病原菌、色、味等，不產生難處理的或生物積累性殘余物投資大成本高，設備管理復雜適用于出水水質較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠次氯酸鈉操作安全可靠，消毒效果良好，成本適中貯存困難，使用受到限制適用于小型水廠或管網中途加氯綜合上述比較，結合目前污水處理廠常用的消毒方法，本設計決定使用液氯消毒。設計中采用一座接觸消毒池，設計數據如表4-18：表4-18接觸消毒池設計數據接觸消毒池容積180m3接觸消毒池面積60m2接觸池寬度3m接觸池高度3.3m廊道長度7m加消毒劑的量1.8Kg/h4.11污泥濃縮污泥濃縮池用以去除污泥顆?？障堕g的水分子，從而減輕污泥重量及減少污泥的體積，以達到減小后續(xù)處理構筑物容積尺寸及縮小輸送污泥管段的直徑。4.11.1設計參數（1）污泥含水率：當為初次污泥時，其含水率一般為95%～97%；當為剩余活性污泥時，其含水率一般為99.2%～99.6%，當為混合污泥時，其含水率一般為98%～99.5%；（2）污泥固體負荷：當為初次污泥時，污泥固體負荷宜采用80～120kg/(m2·d)，當為剩余污泥時，污泥固體負荷宜采用30～60kg/(m2·d)，當為混合污泥時，污泥固體負荷宜采用25～80kg/(m2·d)；（3）排泥時間：宜采用定期排泥，兩次排泥時間間隔通常采用8h；（4）濃縮時間不宜小于10h，但也不要超過18h；（5）有效水深一般宜為4m，最低不小于3m。設計中采用兩座污泥濃縮池，設計數據如表4-19：表4-19污泥濃縮池設計數據初始污泥濃度7Kg/m3濃縮后污泥濃度30Kg/m3濃縮池直徑4m污泥濃縮時間24h池底坡度1％坡降0.02m污泥斗高度3.1m泥斗容積10m3污泥池深度6.12m濃縮后污泥體積10.5m3/d4.12污泥脫水（03843）污泥在經過污泥濃縮過程后，污泥中含有的間隙水幾乎全部去除，但此情型下污泥含水率任然較高，約為96％左右，對污泥進一步脫水是減少體積、便于運輸和后續(xù)處理的必要措施。經污泥脫水后可將污泥含水率降至60％～85％，其體積降低到原來的1/5～1/10。4.12.1選擇污泥脫水方法表4-20各脫水方法比較方法優(yōu)點缺點適用范圍機械脫水帶式過濾機連續(xù)脫水，機械擠壓處理較為高效，設備簡單，投資、耗能較低化學藥劑價格昂貴，運行費用高適用于無機性污泥的脫水離心機連續(xù)脫水，離心作用處理高效，操作管理簡便，設備結構緊湊，占地面積少，投資小設備投資大，耗電量大且存在噪音不適用與密度差很小的污泥自然干化污泥干化床：間歇脫水，自然滲濾蒸發(fā)人工勞動強度高，操作簡單，投資少受氣候影響較大，占地面積廣適用于滲濾性能較好的污泥，氣候干燥地區(qū)綜合上述比較，本設計決定采用帶式壓濾機。設計中采用兩座污泥脫水池，設計數據如表4-21：表4-21污泥脫水設計數據初始污泥量21m3/d脫水后污泥量12.6m3/d泥餅含水率75％干污泥重量131.25Kg/h4.13設備儀表表4-22設備一覽表名稱數量（臺）HG-800型格柵除污機4LYZ--250型柵渣壓榨機2100QW100-15-7.5型潛水泵2GM240/0.5型計量泵2IS65-50-160A型水泵2TS型溶氣釋放器2Z-0.04/7型空壓機2TR-6型填料罐2TQ-6型刮渣機2ZCQF20/1型鋼制汽水分離器2GXG-36型半橋式周邊傳動刮泥機2QTB-1500型帶式壓濾機4第五章污水處理構筑物設計計算5.1隔油池（1）隔油池的流量：（2）隔油池的有效容積：式中：——有效容積（m3）；——污水最大秒流量（m3/s），對于餐廳的污水最大秒流量，可按下述標準選用：營業(yè)餐廳20L（人?餐），工作時間12h/d，K=2.0；職工餐廳15L（人?餐），工作時間9h/d，K=2.0；——污水在池內停留時間（min）。 隔油池的選用：對于餐廳排水已有國家標準04S519可供選用。標準圖集有四種規(guī)格，有效容積0.9～4.5m3，分為有無地下水、有無覆土、有無地面過車等幾種類型。設計時只要根據就餐人數和條件直接選用。5.2中格柵圖5-1中格柵設計計算草圖1、柵前槽寬式中：——柵前槽寬，m；——最大設計流量，m3/s；——柵前流速，v1=0.5m/s。2、柵前水深式中：——柵前水深，m。3、格柵的間隙數量式中：——格柵的間隙數量，個；——最大設計流量，m3/s；——格柵安裝傾角，度（°）；——柵條間隙，m；（0.02）——柵前水深，m；——污水流經格柵的速度，m/s。；n取23個4、格柵柵槽寬度設計中取每根柵條寬度S=0.02m，則5、進水渠道漸寬部分的長度式中：——進水渠道漸寬部分的長度，m；——漸寬處角度，α1=20°。6、進水渠道漸窄部分的長度計算7、通過格柵的水頭損失式中：——過柵水頭損失，m；——計算水頭損失，m；——重力加速度，取9.81m/s2；——系數，水頭損失增大倍數，一般取3；——格柵傾角，度（°）；——過柵流速，m/s；——矩形阻力系數，其值與柵條的斷面幾何形狀有關；——形狀系數，取2.42。8、柵后槽總高度設柵前渠道超高h1=0.3m,則9、柵槽總長度式中：——柵槽總長度，m；——進水渠道漸寬部分的長度，m；——進水渠道漸窄部分的長度，m；——柵前水深與渠道超高之和，m；——柵條傾斜角度，α=60°。10、每日柵渣量：式中：——每日柵渣量，m3/d；——柵渣量m3/103m3污水，一般為0.1～0.01m3/103m3；——生活污水流量總變化系數，查表計算后取1.67。由于每日柵渣量大于0.2m3/d，所以應采用機械除渣的方式進行處理。5.2.1中格柵清柵設備HG-800型格柵除污機4臺，電動機功率0.75kw；（2）LYZ-250型柵渣壓榨機2臺，電動機功率1.0kw。5.3調節(jié)池調節(jié)池有效容積式中：——調節(jié)池有效容積，m3；——設計流量，m3/h；——水力停留時間，T=1.5h。2、調節(jié)池面積取池子的有效水深h=4.5m，超高h1=0.5m，則調節(jié)池總高度H=5m。調節(jié)池為采用一池兩格，則一格的面積為：3、調節(jié)池的尺寸池長取L=12m，池寬取B=5m，則5.3.1調節(jié)池設備100QW100-15-7.5型潛水泵2臺，電動機功率7.5kw。5.4混凝池5.4.1加藥間設計水量2、混凝劑投量由于水的濁度小于100mg/L，則根據混凝劑投加量的參考值，設計中采用硫酸鋁的最大投加量為13.5mg/L。式中：——混凝劑投量，Kg/d；——混凝劑最大投加量，13.5mg/L。3、配藥投加系統(tǒng)設計混凝劑投加方式分為濕投和干投，本設計采用濕投。溶液池容積①溶液池有效容積式中：——混凝劑最大投加量，13.5mg/L；——設計處理的水量，h；——溶液濃度，一般范圍5%~20%，本設計取5%；——每日調劑次數，一般不超過3次，本設計取1次。溶液池設置2個矩形鋼筋混凝土結構，一用一備，交替使用以確保連續(xù)投藥，單池尺寸為1.2×1.2×2，其中高度包括超高0.3m，沉渣高度0.3m。②溶液池實際容積，滿足要求。操作臺設在池邊，寬1.0m，池底坡度為2％。池內壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理，底部設DN100mm的放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。溶解池容積①溶解池有效容積式中：——溶解池容積，m3，本設計取0.2W1；——溶液池容積，m3。溶解池設為2池，一用一備，單池尺寸為1.0×1.0×1.0，高度包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m。②溶解池實際有效容積，滿足要求。溶解池采用矩形鋼筋混凝土結構，內部進行防腐處理，池底坡度為2％，設DN100mm硬聚氯乙烯排渣管。給水管徑DN75mm，按10min放滿溶解池計算。6、溶解池攪拌設備溶解池采用機械攪拌，攪拌槳為平槳板，中心固定式，攪拌設備應進行防腐處理7、投藥管①投藥管流量查水力計算表的投藥管管徑d=125mm，相應流速為，管材采用硬聚氯乙烯管，溶液池底設DN100mm，的排渣管一根。（建筑給排水工程第七版P448）8、計量設備①計量泵每小時投加量式中：——計量泵每小時投加藥量，m3/h；——溶液池容積，m3；9、藥庫①硫酸鋁用量設藥劑按最大投加量的30d用量計算，則式：——30天堿式氯化鋁用量，t；——堿式氯化鋁投加量，mg/L；——處理水量，m3/d。②硫酸鋁所占體積硫酸鋁相對密度為1.62，則②硫酸鋁所占體積為了保證工作人員安全，藥品堆放高度按1m計，則③藥庫所需面積設按照藥劑的運輸、搬運和稱重所占有的面積按藥品占有面積的30%計算，則A藥=2.2×（1+0.3）=2.86m3，取藥庫面積為3.0m2。藥庫的總體尺寸為1.5m×1.5m×1.5m。5.4.2混合階段本次設計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。水廠進水管投藥口靠近水流方向的第一個單元格，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，并使藥液均勻分布。1、管徑式中：——管段直徑，m；——設計流量，Q=0.10m3/s；——設計流速，m/s。本設計采用D=400mm管徑，則實際流速為v=0.79m/s。2、混合單元數（N取4）3、混合器的混合長度4、混合時間5、靜態(tài)混合器水頭損失式中:——水頭損失，m；——處理水量，m3/s；——管道直徑，d=0.5m；——混合單元，個。由于h=0.27m≤0.5m，所以選DN500內裝4個混合單元的靜態(tài)混合器。6、校核GT值（500~1000s-1）（2185.08≥2000，水力條件符合要求）5.4.3絮凝階段本設計采用機械垂直絮凝池，Q=8640m3/d=360m3/h，采用兩個池子，每池設計流量Q=4320m3/d=180m3/h。圖5-2垂直攪拌設備計算草圖1、絮凝池尺寸①絮凝池有效容積式中：——絮凝池有效容積，m3；——設計流量，取180m3；——絮凝時間，取20min；②絮凝池水深式中：——絮凝池有效水深，m；——絮凝池平面面積，取b×l=2.5m×2.5m。絮凝池超高取0.3m，則絮凝池總高度為3.5m。2、攪拌設備絮凝池分格隔上過水孔道上下交錯布置，每格設一臺攪拌設備。為加強攪拌效果，于池子周壁設四塊固定擋板。葉輪直徑取池寬的80%，故采用2m。每根軸上槳板數8塊，內、外側各4塊。3、旋轉槳板面積與絮凝池過水斷面積之比式中：——旋轉槳板面積與絮凝池過水斷面積之比——每根軸上槳板數，取8塊；——槳板長度，取1.0m（槳板長度與葉輪直徑之比l/D=1.2/1.6=0.75）；——槳板寬度，取0.1m。4、其面積與絮凝池過水斷面積之比式中：——面積與絮凝池過水斷面積之比——固定擋板數，取4塊；——固定擋板寬度，取0.2m；——固定擋板長度，取1.0m。板槳總面積占過水斷面積為10%+10%=20%，小于25%的要求。5、葉輪槳板中心點旋轉直徑6、葉輪轉速葉輪槳板中心點線速度采用：v1=0.5m/s，v2=0.35m/s，v3=0.2m/s。式中：——各攪拌器轉數，r/min；——各攪拌器中葉輪槳板中心點線速度，m/s；——葉輪槳板中心點旋轉直徑；——各攪拌器角速度，rad/s。7、確定系數式中：——系數；——水的密度為1000Kg/m3；——阻力系數，根據槳板寬度與長度之比（b’/l’=0.1/1＜1）和給排水手冊（第三冊，表7-25可知）確定。8、槳板旋轉時克服水的阻力所耗功率式中：——每個葉輪旋轉時克服水的阻力所消耗的功率，kw；——每個葉輪上的槳板數目，個；——槳板長度，m；——葉輪半徑，m；——葉輪半徑與槳板寬度之差，m。①每格槳板所耗功率第一格外側槳板：第一格內側槳板：第一格攪拌軸功率：第二格外側槳板：第二格內側槳板：第二格攪拌軸功率：第三格外側槳板：第三格內側槳板：第三格攪拌軸功率：②絮凝池所耗總功率設三臺攪拌設備合用一臺電動機，則絮凝池所耗總功率為9、電動機功率式中：——傳動功率，kw；——絮凝池所耗總功率，kw；——攪拌器機械總效率采用0.75；——傳動效率采用0.6~0.95，本設計取0.7。核算平均速度梯度G值及GT值（按水溫20℃計，μ=102×10-6Kg?s/㎡）式中：——第i格平均速度梯度，s-1；——第i格攪拌軸功率，kw；——第i格有效容積，m3。①每格槳板平均速度梯度第一格：第二格：第三格：②絮凝池平均速度梯度（20～70s-1）③GT值校核（104～105）經核算，G值和GT值都符合要求。5.5平流氣浮池1、設計水量2、加壓溶氣水量式中：——加壓溶氣水量m3/h；——氣浮池設計產水量，m3/h；——溶氣壓力下的回流比（%），本設計采用10%。根據相關資料對原水進行氣浮試驗可知：在水溫20°時，溶氣壓力為0.25MPa，采用TS型溶氣釋放器，其釋氣量為40mL/s。所以根據所需壓力為0.25MPa，選取IS65-50-160A型號水泵一臺，為了安全使用，一用一備。3、氣浮所需空氣量式中：——氣浮所需空氣量，L/h；——溶氣壓力下的釋氣量，L/m3；——水漏校正系數，取1.1~1.3（生產中最低水溫與試驗時水溫相差大者取高值）。4、空氣壓縮機所需額定氣量式中：——空氣壓縮機所需額定氣量，m3/min；——安全與空壓機效率系數，一般取1.2~1.5，本設計取1.4。故選用Z-0.04/7型空壓機一臺，為了安全使用，設置一用一備。5、壓力溶氣罐直徑式中：——壓力溶氣罐直徑，m；——單位罐截面積的過流能力，[m3/（m2?h）]，對填料罐一般選用100~200m3/（m2?h），本設計采用150m3/（m2?h）。選用標準填料罐，TR-6型填料罐一只。6、氣浮接觸室尺寸①接觸室平面面積式中：——接觸室平面面積，m2；——接觸室水流上升平均速度（m/s），本設計采用20mm/s。②接觸室長度（即氣浮池寬度）：式中：——接觸室長度，m；——接觸室寬度，bc=1m。③接觸室水深接觸室出口的堰上流速以不超過接觸室上升流速為宜，故堰上水位H2=bc=1m。7、氣浮分離室尺寸①分離室平面面積式中：——分離室平面面積，m2；——加壓溶氣水量m3/h；——氣浮池設計產水量，m3/h；——分離室水流向下平均速度（m/s），本設計采用2mm/s。②分離室長度式中：——分離室平面面積，m2；——分離室長度，m；——分離室寬度（接觸室長度），m。7、氣浮池設計①氣浮池水深式中：——氣浮池水深，m；——分離室中水流停留時間（s），本設計采用19min。②氣浮池的容積③總停留時間8、接觸室氣、水接觸時間：式中：——接觸室氣、水接觸時間，s；——接觸室水深，m。9、氣浮池集水管集水管采用穿孔管，沿池長方向均布6根（管間距1.33m），每根管的集水量q=(Q+QP)/6=(360+36)/6=66m3/h，選用管徑D=200mm，管中最大流速為0.58m/s。若允許氣浮池與后續(xù)水解酸化池有0.3m的水位差（即允許穿孔集水管孔眼有近于0.3m的水頭損失），則集水孔口的流速v0=u×(2×g×h)0.5=0.97×(2×9.8×0.3)0.5=2.35m/s，每根集水管的孔口總面積A孔=q/(ε×v0)=66/(3600×0.64×2.35)=0.0122m2，式中ε為孔口收縮系數，取0.64。①單個孔口面積式中：——每個孔口面積，m2；——孔口直徑，采用15mm。②孔口數（n取69個）③孔口實際直徑式中：——孔口實際直徑，mm；——穿孔管的有效長度，由于氣浮池長為5.5m，則穿孔管的有效長度L取6m。10、釋放器個數及間距釋放器的選型：根據選定的溶氣壓力0.25MPa以及回流溶氣水量36m3/h，選用TV-Ⅲ型釋放器，該釋放器的出流量為2.32m3/h，則釋放器的個數N=36/2.32≈16個，采用單行布置，釋放器間距等于n’=5.5/16=0.4m。集渣槽設于氣浮池進水端，采用橋式刮渣機逆向刮渣，刮渣機選用TQ-6型。5.6水解酸化池1、水解酸化池的尺寸式中：——水解池容積，m3；——總變化系數，2.5；——設計流量，Q=346.64m3/h；——水力停留時間，設為HRT=5h.水解酸化池分為兩組，每組2格，則每組水解池容積為250m3，每格水解池容積為125m3。設每格池長為8m，按長寬比2:1設計，則每格水解池池寬為4m，有效水深為4m，故每格水解池有效容積：8×4×4=128m3。設超高為0.5m，則總高為4.5m。2、水解池上升速度校核已知反應器高度：H=4.5m，反應器的高度與上升流速之間的關系如下：式中：——上升流速，m/h；——設計流量，m3/h；——水解池容積，m3；——反應器表面積，m2；——水解酸化池總高，m；——水力停留時間，5h。由于水解反應器的上升流速ν要求在0.5～1.8m/h范圍之內，則ν符合設計要求。3、配水方式采用穿孔管布水器（分支式配水方式），配水支管出水口距池底200mm，位于所服務面積的中心；出水管孔徑為20mm（一般在15mm～25mm之間）。4、出水堰的設計（1）堰長設計取出水堰負荷q’=1.6L/(s·m)（根據《城市污水廠處理設施設計計算》中記載：取出水堰負荷不宜大于1.7L/(s·m)）。式中：——堰長，m；——出水堰負荷，L/(s?m)，取1.6L/(s?m)；——設計流量，單池流量為0.024m3/s。（2）出水堰的形式及尺寸出水收集器采用UPVC自制90°三角堰出水。直接查《給排水設計手冊》第01冊常用資料P683，過堰水深為70mm，每米堰板設4個堰口，過堰流速為1.395m/s。取出水堰負荷q’=1.6L/(s·m)，根據《城市污水廠處理設施設計計算》中記載：取出水堰負荷不宜大于1.7L/(s·m)）。①每個三角堰口出流量②堰上水頭式中：——堰上水頭m；——每個三角堰出流量，m3/h；③集水槽寬式中：——集水槽寬，m；——集水槽設計流量，為了確保安全，集水槽設計流量Q=(1.2~1.5)Q設，m/s。④集水槽深度集水槽的臨界水深：式中：——集水槽的臨界水深，m；——堰上水頭，m；——安全設計流量，m3/s；集水槽的起端水深：式中：——起端水深m；——集水槽的臨界水深，m。集水槽總深度：式中：——則集水槽總深度，m；——出水槽自由跌落高度，h2=0.1m。進水管直徑：已知每格沉淀池進水流量q設=0.024m3/s，查水力計算表得管徑DN=300mm。6、出水管管徑式中：——出水管管徑，mm；——過堰流速，取0.6m/s（數據取自《建筑給排水設計手冊》）。7、排泥系統(tǒng)設計采用靜壓排泥裝置，沿矩形池縱向多點排泥，排泥點設在污泥區(qū)中上部。污泥排放采用定時排泥，每日1次，另外，由于反應器底部可能會積累顆粒物和小砂礫，需在水解池底部設排泥管。排泥速度為1.19m/s，直徑為160mm（[污水處理構筑物設計與計算].韓洪軍P66）。5.7升流式厭氧污泥床1、UASB反應器的有效容積式中：——設計處理流量，m3/d；——進出水COD濃度，KgCOD/(m3/d)；——COD的去除率，取80%；—容積負荷率，取6.0KgCOD/（m3?d）。UASB反應器的經濟有效高度為6～8m，由于建造圓形反應器的三相分離器比矩形復雜，所以本設計采用矩形。2、UASB反應器的形狀和尺寸（1）橫截面積式中：——橫截面積，m2；——反應池有效高度，取8m。（2）單池的面積為式中：——單池的面積，m2；——座數，取6座。矩形長寬比約為2:1；所以B=9m；L=18m；則單池的截面面積為162m2，設計反應器總高度為9.5m，其中超高為0.5m。（2）單池容積（3）總體積實際效容積為168×8×6=7776m3，則體積有效系數為88.9%，在70%~90%之間符合要求。（4）水力停留時間（HRT）和水力負荷率（Vr）式中：——水力停留時間，h；——水力負荷率，m3/(m2·h)；——設計流量，m3/h。對于顆粒污泥，水力負荷Vr=0.1~0.9m3/(m2·h)，符合要求。3、進水分配系統(tǒng)的設計（1）布水點設計進水方式采用連續(xù)均勻進水方式，布水點的數量與處理數量、進水濃度、容積負荷等因素有關。所取的容積負荷為10KgCOD/(m3/d)，每個布水點的布水面積在0.5~2m2，本設計的布水點的負荷面積取2.66m2。布水點的個數：式中：——布水點的個數，個；——單池截面面積，m2；——布水點的負荷面積，取2.66m2。（2）配水系統(tǒng)形式配水系統(tǒng)形式采用多管多孔配水方式。反應器設置一根進水總管DN=100mm，16根進水支管DN=50mm，支管分布在總管的兩側，同側每兩根支管中心間距為2m，孔距為1m，每根水管有4個孔，孔口向下并于垂直線成45°。（3）布水孔的直徑式中：——布水孔孔徑，mm；——單池設計流量，m3/h；——出口流速，取u=2m/s。本設計取d=15mm。為增強污泥和廢水之間的接觸，減少底部進水管的堵塞，建議進水點距池底200~250mm，本工程布水管距管底200mm。（5）上升水流速和氣流速度本設計容積負荷Nv=10KgCOD/(m3/d)，本設計采用厭氧消化污泥接種①空塔水流速度式中：——空塔水流速度，m/h；——總設計流量，m3/h；——總平面面積，m2。，滿足要求②空塔上升氣流速度式中：——空塔上升氣流速度，m/h；——進水COD濃度，g/L；——CODL的去除率，80%；——沼氣產率，取0.4m3/KgCOD。，滿足要求三相分離器的設計圖5-3三相分離器計算簡圖三相分離器有3個主要功能和3個組成部分：氣液分離、固液分離和污泥回流3個功能以及氣封、沉淀區(qū)和回流縫3個組成部分。（1）沉淀區(qū)設計沉淀室內設計日平均表面負荷率小于0.7m3/（m2·h）；沉淀區(qū)底部進水口表面負荷通常小于2m3（m2·h）。本工程設計中，與短邊平行，沿池邊布設8個集氣罩，構成8個分離單元。三相分離器的長度l=B=9m，每個單元的寬度b=L/8=18/8=2.3m；沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應區(qū)的水平面積，即162m2。沉淀區(qū)的表面負荷率：式中：——沉淀區(qū)的表面負荷率，m3/（m2?h）。(2)回流縫設計式中：——下三角集氣罩低的寬度，m；——相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離（即污泥回流縫之一），m；——下三角集氣罩的垂直高度，取1.2m；——三角形集氣罩斜面水平夾角，α=55°；——單元三項分離器寬度，m。下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速：式中：——下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速，m/h；——下三角形集氣罩回流縫總面積，m2；——反應器寬度，即三項分離器的長度，m；——反應器三相分離器的單元數，個。為使回流縫水流穩(wěn)定，固、液分離效果好，污泥回流順利，一般v1＜2m/h.上三角集器罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫中水流的流速，設b3=CD=0.3m式中：——上三角形集氣罩下端與下三角斜面之間的水平距離的回流縫中的水流流速，m/h；——上三角形集氣罩回流縫總面積，m2；——上三角形集氣罩回流縫的寬度，m。假定A2為控制斷面Amin，那么v2就是最大流速，同時滿足v1＜v2＜2m/h。（3）氣液分離設計設AB=0.5m，則：①校核氣液分離假定氣泡上升流速和水流速度不變，根據平行四方形法則，要使氣泡分離不進入沉淀區(qū)的必要條件是vb/va>AD/AB或BC/AB。②沿AB方向的水流速度③氣泡上升速度式中：——氣泡上升速度，m/h；——氣泡直徑，cm；——液體密度，取1.03g/cm3；——沼氣密度，取1.2×10-3g/cm3；——碰撞系數，取0.95；——廢水動力黏滯系數，取0.2g/cm·s；——液體的運動黏滯系數，0.0101cm2/s。；滿足要求。（4）三相分離器總高度式中：——三相分離器總高度，m；——集氣罩以上的覆蓋水深，取1.5m。UASB總高度H=9.5m，沉淀區(qū)2.5m，污泥床高3m，懸浮區(qū)高3.5m，超高0.5m。5、排泥系統(tǒng)的設計（1）UASB反應器中污泥總量一般UASB污泥床主要由沉降性能比較好的厭氧污泥組成，平均濃度為15VSS/L，則：式中：——反應器中污泥總量,Kg/d；——UASB反應器的有效容積，m3；——污泥平均濃度，VSS/L。（2）產泥量計算①UASB反應器總產泥量式中：——總產泥量，KgVSS/d；——污泥產量，取0.08KgVSS/KgCOD；——設計流量，346.6m3/h；——進水COD濃度，6700mg/L；——COD去除率，80%。根據VSS/SS=0.8，△X’=3186.2/0.8=3982.69KgVSS/d②污泥產量式中：——污泥產量，m3/d；——污泥的密度，取1000Kg/m3；——污泥含水率，取98%。③單池排泥量④污泥齡6、出水系統(tǒng)的設計（1）出水槽設計對于每個反應池有6個單元三項分離器，出水槽共有6條。①單個反應器流量②槽口附近水深式中：——槽口附近水深，m；——單槽反應器流量，m3/s；——出水槽槽口附近水流速度，取0.2m/s；——槽寬，取0.2m。取槽口附近水槽深為0.2m，出水槽坡度為0.01，出水槽尺寸：10m×0.2m×0.2m。出水槽數量6座。（2）溢流堰設計出水槽溢流堰共有12條（6×2），每條長10米，設計90°三角堰，堰高60mm，堰口寬100mm，堰口水面寬60mm。每個UASB反應器處理水量為16L/s，溢流負荷為1~2L/m·s。①堰上水面總長度式中：——堰上水面總長度，m；——單個反應器流量，L/s；——設計溢流負荷，f=1L/m·s。②三角堰個數每條溢流堰三角堰數：267/12=23個一條溢流堰上共有23個100mm的堰口，23個260mm的間隙（兩端各取360mm）。③堰上水頭校核每個堰出流率：按90°三角堰計算公式：UASB設計一矩形出水渠，6條出水槽的出水流到出水渠坡度為0.01。（3）出水渠設計①出水渠口附近水深式中：——出水渠口附近水深，m；——出水渠渠口附近速度，取0.2m/s；——出水渠寬度，取0.4m。以出水槽槽口為基準，出水渠渠深為0.2+0.2=0.4m，離出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為16.5m，出水渠尺寸為：16.5m×0.4m×0.2m。（4）UASB排水管設計Q=16L/s，選用DN=150mm的鋼管排水，充滿度為0.6，設計坡度為0.001，管內水流速度為0.9m/s。沼氣收集系統(tǒng)的設計圖5-4集氣罩計算簡圖①總產氣量（沼氣主要產生于厭氧階段）式中：——總產氣量，m3/d；——設計產氣率，取0.4m3/KgCOD；——設計流量，346.6m3/h；——進水COD濃度，6700mg/L；——COD去除率，80%。②集氣管的氣流量式中：——每根集氣管的氣流量，m3/d；——單個池子的集氣管個數，設8個。據據查找資料，集氣室出氣管最小管徑d=100mm，集氣管管徑取100mm。（結構如圖所示）單池沼氣主管管徑：沼氣主管流量為0.034m3/s，管徑為150mm，坡度為0.005。沼氣總管管徑：沼氣總管流量0.204m3/s，管徑為400mm，充滿度為0.8，流速為1.6m/s。（6）水封罐的設計水封罐主要是用來控制三相分離器的集氣室中氣液兩相界面高度，同時兼有隔絕和排除冷凝作用。①水封高度式中：——水封高度，m；——集氣罩中出氣氣壓最大值，為了保證安全取儲氣罐內壓頭，取2m水柱；——反應器至儲氣罐的壓力損失和儲氣罐內的壓力損失，取300mm水柱。取水封