《檸檬酸廢水及生活污水的處理工藝設(shè)計(jì)》11000字

檸檬酸廢水及生活污水的處理工藝設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u5213檸檬酸廢水及生活污水的處理工藝設(shè)計(jì) 121814第一章緒論 2101921.1生產(chǎn)檸檬酸廢水的來源 275521.2檸檬酸廢水基本處理方法 311560第二章設(shè)計(jì)說明書 5164982.1設(shè)計(jì)任務(wù) 5170272.2設(shè)計(jì)依據(jù) 5165032.3工藝流程的確定 6210743主要構(gòu)建筑物設(shè)計(jì)及說明 8289393.2初沉池 10291053.3UASB反應(yīng)器 13182853.4生物接觸氧化池 21244863.5二沉池 25314823.6平面布置 26140903.7高程布置 2710276結(jié)論 28緒論1.1生產(chǎn)檸檬酸廢水的來源我國(guó)生產(chǎn)檸檬酸的流程如下。圖1.1在此過程中，由于薯干粉原料會(huì)與發(fā)酵菌在發(fā)酵設(shè)備中產(chǎn)生發(fā)酵反應(yīng)。[1]反應(yīng)后的溶液當(dāng)中，其中主要物質(zhì)是溶解的檸檬酸，以及很多雜質(zhì)。歷經(jīng).圖1.1后將固態(tài)狀的菌絲和薯干粉提取，過濾出的物質(zhì)能夠作為飼料，加入碳酸鈣可以與溶解的檸檬酸發(fā)生反應(yīng)生成沉淀。根據(jù)過慮能夠與別的可溶殘?jiān)蛛x出來這一全過程稱之為中合。在80℃隔熱保溫三十分鐘之上以使之反應(yīng)徹底，在這個(gè)階段使用減壓過濾，就能濾出水中的檸檬酸固體。此時(shí)的水含有鈣鹽以及溶解物，被稱為濃糖水。此過程中得到的檸檬酸固體得用80℃前后的水洗滌。1.2檸檬酸廢水基本處理方法當(dāng)前階段，我國(guó)主要以生物法來處理檸檬酸廠生產(chǎn)的廢水。1.2.1生物法選用這類方式，酸堿性的濃度較高的廢水不用pH調(diào)節(jié)可直接進(jìn)入處理，進(jìn)而降低藥物使用量，減少運(yùn)作花費(fèi)，以便實(shí)際操作管理。但此方法存有淤泥遺留狀況，且需按時(shí)排淤。[2]高溫厭氧消化吸收池具備時(shí)間較短，消化吸收溫度適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)作花費(fèi)低，有機(jī)化合物污泥負(fù)荷高優(yōu)勢(shì)，但廢水上升溫度需耗費(fèi)附加的動(dòng)能，因而僅適用原廢水溫度較高的狀況。檸檬酸生產(chǎn)制造廢水歸屬于高濃度的有機(jī)化學(xué)廢水，它既沒有有毒物質(zhì)，而且生物化學(xué)性好。所以，世界各國(guó)基本上也是用此方法處理。1.2.1.1厭氧生物法厭氧生物法就是指在無氧的條件下，通過的厭氧微生物它既包含兼氧微生物的功效，又能將檸檬酸廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解為甲烷氣體和二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)的全過程，另外把一部分有機(jī)物生成細(xì)菌胞體分離出來，使檸檬酸廢水獲得凈化處理。[3]而我們處理檸檬酸廢水的厭氧方式有很多種，本文介紹三種，如管道式厭氧消化器和高溫厭氧消化池，上流式厭氧污泥床等。一般管道式厭氧消化期內(nèi)以填料作為微生物的媒介，具有能停留較高濃度的活性污泥的能力，以及提高耐進(jìn)水地的酸堿濃度和抗負(fù)荷變化的能力。上流式的厭氧污泥床（UASB），實(shí)際步驟以下：檸檬酸廢水自下而上通過上流式厭氧污泥床。它的底部通常有一個(gè)濃度高，活性高的污泥床。大部分檸檬酸廢水中的有機(jī)污染物在此過程中被厭氧發(fā)酵成甲烷和二氧化碳。由于過程會(huì)使水流和氣泡發(fā)生攪拌，所以淤泥床上會(huì)裝有一個(gè)污泥懸浮層。反應(yīng)器的上方通常會(huì)設(shè)有三相分離器，以便于分離出污泥，消化氣和消化液。1.2.1.2好氧生物法好氧生物的處理方法可以分成兩類，其中一種是活性污泥法，另外一種是生物膜法。[4]首先活性污泥法本就有多種運(yùn)行方式，它本身就是一種處理單元。而生物膜法是由四種結(jié)構(gòu)構(gòu)成分為生物轉(zhuǎn)盤，生物濾池，生物接觸氧化池以及生物流化床等?；钚晕勰喾ㄊ抢蔑h浮生長(zhǎng)發(fā)育的微生物絮體好氧解決有機(jī)化學(xué)廢水的生物解決方式。這類生物絮體稱為活性污泥。它是由具備特異性的微生物(包含病菌、細(xì)菌、腔腸動(dòng)物和后生動(dòng)物等)、微生物本身空氣氧化的殘余物、吸咐在活性污泥法上不可以為生物所溶解的有機(jī)化合物和無機(jī)化合物構(gòu)成。在其中微生物是活性污泥法的關(guān)鍵構(gòu)成部分，而病菌是活性污泥法在構(gòu)成和凈化處理作用上的管理中心。活性污泥法可以除去廢水中的有機(jī)化合物是歷經(jīng)吸咐、微生物新陳代謝、凝聚力和沉積三個(gè)全過程進(jìn)行的。間歇性曝氣生物濾池SBR(SequencingBatchReactor)自二十世紀(jì)八十年代至今在解決間歇性排出的，水體水流量發(fā)生變化的工業(yè)生產(chǎn)廢水中獲得了極其普遍的運(yùn)用[5]。SBR法的滲水、反映、沉積、排水管道及閑置不用等好多個(gè)運(yùn)作環(huán)節(jié)(使其具備厭氧法合好氧法的協(xié)同效應(yīng)，水體水流量轉(zhuǎn)變適應(yīng)能力強(qiáng)、出水出水水體好、不會(huì)有活性污泥法膨漲等難題，且實(shí)際操作簡(jiǎn)易、運(yùn)作靠譜、便于完成自動(dòng)化技術(shù)。此方法對(duì)COD的污泥負(fù)荷可以達(dá)到90%上下。第二章設(shè)計(jì)說明書2.1設(shè)計(jì)任務(wù)1.污水來源：檸檬酸生產(chǎn)廢水及生活污水。2.設(shè)計(jì)水量：10000m3/d。3.污水水質(zhì)見表3污染物平均含量排放標(biāo)準(zhǔn)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH(mg/L)750010027002023007066-9表三2.2設(shè)計(jì)依據(jù)1.建設(shè)單位提供廢水量及水質(zhì)數(shù)據(jù)2.環(huán)保部門對(duì)污染治理的指示與要求3.《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ14-87）4.《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）5.《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ69-84）6.《環(huán)境工程手冊(cè)》(修訂版)，相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)與技術(shù)要求7.《給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國(guó)建筑工業(yè)出版社8.《給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)(5)水力計(jì)算表》中國(guó)建筑工業(yè)出版社9.《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國(guó)建筑工業(yè)出版社10.《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第四冊(cè))》中國(guó)建筑工業(yè)出版社2.3工藝流程的確定2.3.1工藝方案的確定糖水和洗糖水檸檬酸發(fā)醇造成的關(guān)鍵有機(jī)化學(xué)廢水。這類廢水盡管無毒性，可是因?yàn)槠銫OD濃度值過高，歸屬于典型性的濃度較高的有機(jī)化學(xué)廢水，并且其PH值較低，有極強(qiáng)的腐蝕，因此假如不經(jīng)過解決立即排出，可能給水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)導(dǎo)致比較嚴(yán)重環(huán)境污染，導(dǎo)致水質(zhì)比較嚴(yán)重氧氣不足，水體惡變。因而，對(duì)廢水務(wù)必開展解決，以確保達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)[6]。厭氧發(fā)酵法可解決有機(jī)化合物濃度值較高的廢水，節(jié)約能源并能副產(chǎn)甲烷等可回收利用電力能源，剩下污泥較少，因而，在只需廢水解決中運(yùn)用較多。好養(yǎng)生物解決是最普遍的方式，如特活性污泥法，深井曝氣法，ＳＢＲ，ＵＡＳＢ，接觸空氣氧化法等運(yùn)用比較廣泛。但因?yàn)闄幟仕徕c廢水解決難度系數(shù)很大，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)苛，只靠一種方式難以做到排出規(guī)定。因而，在工程項(xiàng)目中常見組成工藝處理，如厭氧發(fā)酵-好氧生物工藝處理，堿化水解反應(yīng)-好氧生物工藝處理，深水井水解酸化池-ＳＢＲ工藝處理，生物解決-有機(jī)化學(xué)工藝處理等。對(duì)一些濃度值高、對(duì)微生物具備抑制效果的廢水，選用濕試氧化法(WAO)是切實(shí)可行的。[7]其基本原理是將溶解水或飄浮于水里的有機(jī)化合物，在高溫咬緊牙下要?dú)怏w開展空氣氧化，大幅度減少有機(jī)化學(xué)耗氧，濕試氧化法溫度問150～300℃,工作壓力為1.5～15MPa，并添加適合的金屬催化劑。用此方法解決無法用生物化學(xué)法解決的氟苯廢水能夠得到優(yōu)良的實(shí)際效果。但項(xiàng)目投資和運(yùn)作花費(fèi)較高。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用ＵＡＳＢ－接觸氧化處理工藝對(duì)檸檬酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理。2.3.2工藝流程圖2.3.3工藝流程說明生產(chǎn)工藝流程廢水進(jìn)到調(diào)節(jié)池，調(diào)整水體水流量，并去除膠體溶液等空氣污染物，減少事后控制部件的工作中負(fù)載，隨后經(jīng)污水提升泵定量分析提高進(jìn)到初沉池，除去絕大多數(shù)比例很大的固態(tài)懸浮固體后進(jìn)到UASB反應(yīng)器，在厭氧發(fā)酵微生物的功效下，將廢水中的各種各樣繁雜有機(jī)化合物溶解轉(zhuǎn)換成小分子水有機(jī)化合物,甲烷氣體和二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)。[8]造成的沼液進(jìn)沼液貯柜，經(jīng)沼液水封罐送至加熱爐做然料。消化吸收后的廢水再進(jìn)到接觸氧化池，與污泥中的好氧微生物的進(jìn)一步功效，除去剩下的有機(jī)化合物，隨后再進(jìn)入二沉池，一部分隨流水弄出的懸浮固體在二沉池中得到沉積出去后廢水達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。全部加工工藝實(shí)際可分成下列三個(gè)環(huán)節(jié)：（1）廢水物理學(xué)解決環(huán)節(jié)。廢水流過調(diào)節(jié)池，初沉池合理除去不可溶懸浮固體，緩解事后生物化學(xué)解決的負(fù)載。（2）廢水生物化學(xué)解決環(huán)節(jié)。經(jīng)物理學(xué)解決后的廢水，先注入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器中，開展反映解決。水解酸化環(huán)節(jié)做為不徹底厭氧發(fā)酵全過程,并沒有立即減少?gòu)U水中CODCr及BOD5，只是使廢水中構(gòu)造繁瑣的生物大分子有機(jī)化合物溶解轉(zhuǎn)化成構(gòu)造簡(jiǎn)易的小分子水有機(jī)化合物,使他們便于生物溶解。同滲水對(duì)比,曝氣生物濾池環(huán)節(jié)其CODcr并沒有減少,只是pH值減少,蒸發(fā)有機(jī)物上升，BOD5/CODCr值提升。[9]因而，UASB反應(yīng)器加工工藝的引進(jìn),使廢水中難溶解的空氣污染物變成易溶解的空氣污染物,更改了廢水的可生物化學(xué)性,為事后好氧生物溶解出示了確保。選用UASB處理工藝濃度較高的檸檬酸鈉有機(jī)化學(xué)廢水，要確保最終出水出水水體，仍是好氧環(huán)節(jié)起關(guān)鍵性的功效。（3）二次沉淀環(huán)節(jié)。穩(wěn)步發(fā)展氧反應(yīng)器解決排出來的廢水中資金投入少量混凝劑，使廢水中的懸浮固體在混凝劑的功效下，經(jīng)蜂窩斜管開展最終沉積。3主要構(gòu)建筑物設(shè)計(jì)及說明3.1調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池亦稱調(diào)整均化池，理論指的是用于調(diào)整進(jìn)、出出水量的建筑物。范疇就是指為了更好地使管渠和建筑物一切正常工作中，不會(huì)受到廢水高峰期總流量或濃度值轉(zhuǎn)變的影響，需要在廢水解決設(shè)備以前設(shè)定調(diào)節(jié)池。它能對(duì)水流量和水體的調(diào)整，調(diào)整廢水pH值、溫度，有預(yù)水解酸化池功效，還可作為安全事故排水管道。在調(diào)節(jié)池容量測(cè)算上，理應(yīng)考慮到可以容下水體轉(zhuǎn)變一個(gè)周期時(shí)間所排出的所有水流量。當(dāng)廢水水體和水流量都是有一定的轉(zhuǎn)變時(shí)，大家關(guān)鍵依據(jù)水體轉(zhuǎn)變規(guī)律性來測(cè)算調(diào)節(jié)池容量，自然，也應(yīng)依據(jù)具體情況予以考慮。設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)池與排污口中間應(yīng)考慮到設(shè)定集水坑，并設(shè)定一級(jí)污水處理廠開展一級(jí)提高。(1)調(diào)節(jié)池一般容量很大，盡可能考慮到設(shè)計(jì)方案成半地下室式，還應(yīng)考慮到蓋上板。(2)調(diào)節(jié)池入地底不適合過深，一般為滲水設(shè)計(jì)標(biāo)高下列兩米上下。(3)調(diào)節(jié)池布局應(yīng)與全部廢水處理工程項(xiàng)目各部建筑物的布局相互配合。(4)調(diào)節(jié)池應(yīng)以一池兩行為好，以便調(diào)節(jié)池的維護(hù)保養(yǎng)。(5)調(diào)節(jié)池的基礎(chǔ)埋深與工業(yè)廢水口基礎(chǔ)埋深相關(guān)，假如排污口過深，(6)調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)方案中可以不考慮到大中型泥斗，排泥管等，但務(wù)必設(shè)立放空管和溢流管。超越管的設(shè)置也是很有必要的。3.1.1調(diào)節(jié)池的計(jì)算（1)設(shè)計(jì)參數(shù)當(dāng)調(diào)節(jié)池連續(xù)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)容積按照日處理水量的35%-50%計(jì)算：間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)容積按照處理工藝運(yùn)行周期計(jì)算。調(diào)節(jié)池設(shè)置應(yīng)該一備一用，便于檢修清泥。調(diào)節(jié)池的水力停留時(shí)間一般在8-12小時(shí)。（2）計(jì)算與設(shè)計(jì)因?yàn)楸緳幟仕釓U水處理廠的設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池為連續(xù)出水，所以調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容積按日處理量的35%-50%計(jì)算。1.設(shè)計(jì)進(jìn)水量QQ=10000m3/d=10000÷24m3/h=417÷3600=0.116m3/s；2.調(diào)節(jié)池有效容積V=QT=417×8=3336m33.調(diào)節(jié)池水面面積A取調(diào)節(jié)池的總高度H為6m，其中超高為0.6m，有效水深為h=6m，則池的面積為A=V/h=3336÷6=556㎡4.調(diào)節(jié)池的尺寸池長(zhǎng)取L=23m，池寬取B=24m，又因池子總高度為6.6m，所以調(diào)節(jié)池的幾何尺寸采用L×B×H=23×24×6.6=3643.2m3式子中：L調(diào)節(jié)池的有效長(zhǎng)度，m；B調(diào)節(jié)池的有效寬度，m；H調(diào)節(jié)池的有效高度，m。本檸檬酸廠處理廢水的調(diào)節(jié)池的尺寸為23m×24m×6.6m3.2初沉池初沉池的作用是去除廢水中的懸浮物和可沉物。而廢水在經(jīng)過除沉步驟之后，大約可以除去懸浮物、可沉物和油脂的50%、BOD的20%，由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)記算，從經(jīng)濟(jì)上來講，最節(jié)省的凈化步驟就應(yīng)該是初沉池了。本設(shè)計(jì)方案中，因?yàn)镃OD，BOD及SS的濃度值很大，因此添加初沉池對(duì)以上空氣污染物展開基本解決，降低對(duì)事后解決的負(fù)載。由于檸檬酸水廠廢水具有水質(zhì)、水量變化大的特點(diǎn)，應(yīng)選用平流式沉淀池作為初沉池。池子的超高至少采用0.3m；

(2)沉淀池的緩沖層高度，一般采用0.3～0.5m；

(3)初次沉淀池的污泥區(qū)容積，一般按不大于2d的污泥量計(jì)算，采用機(jī)械排泥時(shí)，可按4h污泥量計(jì)算；

(4)初次沉淀池應(yīng)設(shè)置撇渣設(shè)施；

(5)池子的長(zhǎng)寬比不小于4，以4～5為宜；

(6)池子的長(zhǎng)深比不小于8，以8～12為宜；

(7)池底縱坡：采用機(jī)械刮泥時(shí)，不小于0.005，一般采用0.01～0.02；

(8)按表面負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)對(duì)水平流速進(jìn)行校核，最大水平流速：初次沉淀池為7mm/s。3.2.1初沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算平流式沉淀池設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括進(jìn)水裝置、吹水裝置、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)、排泥裝置以及排浮渣裝置。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量為Q=10000m3/d=10000÷24m3/h=417÷3600=0.116m3/s，設(shè)表面水力負(fù)荷q’=2.0m3/（m3·h），沉淀時(shí)間t為2.0h。1.池子總表面積式中，A——沉淀池總表面積(m2)；Qmax——最大設(shè)計(jì)流量(m3/h)；q’——表面水力負(fù)荷[m3/(m2·h)]。設(shè)表面水力負(fù)荷q’=2.0m3/(m2·h)，則池子總表面積為：(2)沉淀部分的有效水深式中，h2——沉淀池有效水深(m)，多采用2～4m；q’——表面水力負(fù)荷[m3/(m2·h)]，可由下表取值；t——沉淀時(shí)間(h)。(3)沉淀部分有效容積(4)池長(zhǎng)L=3.6vt式中，L——沉淀池長(zhǎng)度(m)；v——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速(mm/s)；t——沉淀時(shí)間(h)。本設(shè)計(jì)中，取v=5mm/s，沉淀池長(zhǎng)度為：長(zhǎng)深比為：，介于8～12之間，符合要求。(5)池子總寬度長(zhǎng)寬比為：>4.0，符合要求。(6)污泥部分所需容積式中，C0、C1——沉淀池進(jìn)水和出水的懸浮固體濃度，mg/L；y——污泥容重，kg/m3，含水量在95%以上時(shí)，可取1000kg/m3；P1——污泥含水量，%；本設(shè)計(jì)取96%T——兩次清除污泥的間隔時(shí)間(d)，本設(shè)計(jì)取2d。得出V=416.6×24（2700-810）×100÷1000÷1000（100-96)×2V=944.85m3(7)污泥斗容積式中，V1——污泥斗容積(m3)；f1——斗上口面積(m2)； f2——斗下口面積(m2)；——泥斗高度(m)。本設(shè)計(jì)中，污泥斗底采用500mm×500mm，上口采用2000mm×2000mm，污泥斗斜壁與水平面的夾角為60°，則污泥斗的高度為：(8)污泥斗以上梯形部分污泥容積式中，V2——污泥斗以上梯形部分污泥容積(m3)；l1——梯形上底長(zhǎng)(m)； l2——梯形下底長(zhǎng)(m)；b——每個(gè)池子（或分格數(shù)）寬度(m)；——梯形高度(m)。設(shè)池底坡度為0.01，梯形部分高度為：l1=36.0+0.3+0.5=36.8(m)l2=2.1m污泥斗以上梯形部分污泥容積為：(9)污泥斗和梯形部分污泥容積V1+V2=2.73+18.01=20.74(m3)(10)池子總高度式中，H——沉淀池總高(m)；h1——沉淀池超高(m)，一般取0.3m； h3——緩沖層高度(m)，一般取0.3～0.5m，取0.5m；h4——污泥部分高度(m)。設(shè)緩沖層高度h3=0.5m，超高h(yuǎn)1=0.3m，則池子總高度為：3.3UASB反應(yīng)器上流式的厭氧發(fā)酵污泥床反應(yīng)器是一種處理污水的厭氧發(fā)酵生物方式，又叫升流式的厭氧發(fā)酵污泥床，英文簡(jiǎn)寫UASB。UASB結(jié)構(gòu)：1.滲水配水系統(tǒng)其關(guān)鍵作用是：(1)將進(jìn)到反應(yīng)器的原廢水勻稱地分派到反應(yīng)器全部橫剖面，并勻稱升高；(2)具有水力發(fā)電拌和的功效。這全是反應(yīng)器高效率運(yùn)作的重要環(huán)節(jié)。2.反應(yīng)區(qū)是UASB的關(guān)鍵位置，包含顆粒物污泥區(qū)和飄浮污泥區(qū)。在反映區(qū)域內(nèi)留存很多厭氧發(fā)酵污泥，具備優(yōu)良凝聚力和沉積特性的污泥在池底端產(chǎn)生顆粒物污泥層。廢水從污泥床底端注入，與顆粒物污泥混和觸碰，污泥中的微生物溶解有機(jī)化合物，另外造成的細(xì)微沼液汽泡持續(xù)釋放。細(xì)微汽泡升高全過程中，持續(xù)合拼，慢慢產(chǎn)生很大的汽泡。在顆粒物污泥層的上端，因?yàn)檎右旱臄嚢?，產(chǎn)生一個(gè)污泥濃度值較小的飄浮污泥層。3.三相分離器由沉積區(qū)、流回縫隨和封構(gòu)成，其作用是將汽體（沼液）、固態(tài)（污泥）和液態(tài)（廢水）等三相開展分離出來。沼液進(jìn)到制動(dòng)氣室，污泥在沉積區(qū)開展沉積，并經(jīng)流回縫流回到反映區(qū)。經(jīng)沉積回應(yīng)后的廢水做為解決水排出來反應(yīng)器。三相分離器的分離出來實(shí)際效果將立即影響反應(yīng)器的解決實(shí)際效果。4.制動(dòng)氣室也稱集氣罩，其作用是搜集造成的沼液，并將其導(dǎo)出來制動(dòng)氣室送到沼液柜。5.解決水排出來系統(tǒng)軟件作用是將沉積區(qū)河面上的解決水，勻稱地多方面搜集，并將其排出來反應(yīng)器。除此之外，在反應(yīng)器內(nèi)依據(jù)必須也要設(shè)定排淤系統(tǒng)軟件和泥渣消除系統(tǒng)軟件。UASB原理：UASB的底端反映區(qū)域內(nèi)留存很多厭氧發(fā)酵污泥，具備優(yōu)良的沉積特性和凝聚力特性的污泥在下邊產(chǎn)生污泥層。要解決的廢水從厭氧發(fā)酵污泥床底端注入與污泥層中污泥開展混和觸碰，污泥中的微生物溶解廢水中的有機(jī)化合物，把它轉(zhuǎn)換為沼液。沼液以細(xì)微汽泡方式持續(xù)釋放，細(xì)微汽泡在升高全過程中，持續(xù)合拼，慢慢產(chǎn)生很大的汽泡，在污泥床邊部因?yàn)檎右旱臄嚢璁a(chǎn)生一個(gè)污泥濃度值較較稀的污泥和水一起升高進(jìn)到三相分離器，沼液遇到分離設(shè)備下邊的反射層時(shí)，折向反射層的四周，隨后越過隔水層進(jìn)到制動(dòng)氣室，集中化在制動(dòng)氣室沼液，用軟管導(dǎo)出來，非均相溶液歷經(jīng)反射面進(jìn)到三相分離器的沉積區(qū)，廢水中的污泥產(chǎn)生斜板沉淀池，顆粒物慢慢擴(kuò)大，并在作用力功效下地基沉降。沉積至斜內(nèi)壁的污泥順著斜壁滑回厭氧發(fā)酵反映區(qū)域內(nèi)，使反映區(qū)域內(nèi)累積很多的污泥，與污泥分離出來后的解決出水出水從沉積區(qū)溢流堰上端外溢，隨后排出來污泥床。3.3.1UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量為Q=10000m3/d=10000÷24m3/h=417÷3600=0.116m3/s，設(shè)容積負(fù)荷（Nv）7.0kgCOD/(m3·d)，設(shè)污泥產(chǎn)率0.2kgMLSS/kgCOD，設(shè)產(chǎn)氣率0.6m3/kgCOD（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/dS0進(jìn)水COD含量,g/lNv容積負(fù)荷,kgCOD/(m3·d)V有效＝10000×5.250/7.0=7500m3將UASB設(shè)計(jì)成圓形池子，布水均勻，處理效果好取水力負(fù)荷q＝0.9[m3/(m2·h)]則A==416.6/0.9=462.9m2h=＝10500/462.9=22.7m采用4座相同的UASB反應(yīng)器則A1=＝462.9/4=115.7m2D==(4×115.7/3.14)1/2=11.5m取D=11.5m則實(shí)際橫截面積為=πD2=×3.14×11.52=105.82m2實(shí)際表面水力負(fù)荷為q1=Q/A＝416.6/(4×105.8)=0.97<1.0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個(gè)布水點(diǎn)(1)參數(shù)每個(gè)池子流量：Ｑ＝416.6/4=104.15m3/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=＝2.97m2a在1～3m2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：＝6×2.97=17.82m2折合為服務(wù)圓的直徑為：=(4×17.82/3.14)1/2=4.76m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＝＝(2×17.82/3.14)1/2=3.37m2)中圈12個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積：S2=12×2.97=35.64m2折合成服務(wù)圓直徑為：=(4×(17.82+35.64)/3.14)1/2=8.25m中間圓環(huán)直徑計(jì)算如下：π(8.252-d22)＝S2則d2=6.73m3）外圈18個(gè)孔口設(shè)計(jì)服務(wù)面積：S3=18×2.97=53.46m2折合成服務(wù)圈直徑為：=11.66m外圓環(huán)的直徑d3計(jì)算如下：π(9.502-d32)=S3則d3＝7.5m（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1.5～2h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θ＝50°沉淀區(qū)面積為：A=1/4πD2=1/4×3.14×11.52=105.82m2表面水力負(fù)荷為：q=Q/A=416.6/(4×105.82)=0.98<1.0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/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==1.26mb2=11.5-2×1.26=8.98m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=(416.6/4)/(3.14×8.982/4)=1.65m/hV1<2m/h,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=2m,上集氣罩下底寬CF=10.4m則DH=CD×sin50°=1.53mDE=2DH+CF=2×2+10.4=14.4m=π(CF+DE)CD/2=77.88m2則V2=Q1/S2=416.6/(4×77.88)=1.34m/h<V1<2m/h故符合設(shè)計(jì)要求確定上下三角形集氣罩相對(duì)位置及尺寸，由圖可知：CH=CDsin40°=2×sin40＝1.29mAI=DItg50°=(DE-b2)×tg50°=(14.4-8.98)×tg50°=3.23m故h4=CH+AI=1.29+3.23=4.52mh5=2.26m由上述尺寸可計(jì)算出上集氣罩上底直徑為：CF-2h5tg40°=10.4-2×2.26×tg40°=6.6mBC=CD/sin40°=2.0/sin40°=3.11mDI=(DE-b2)=(14.4-8.98)=2.71mAD=DI/cos50°=2.71/cos50°=4.22mBD=DH/cos50°=1.53/cos50°=2.38mAB=AD-BD=4.22-2.38=1.84m(4)氣液分離設(shè)計(jì)d=0.01cm(氣泡)，T=20°Сr1=1.03g/cm3,rg=1.2×10-3g/cm3V=0.0101cm2/s,r`=0.95μ=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==（0.95×9.81×（1.03-1.2×10-3）×0.012）/（18×0.02）=0.266cm/s=9.58m/hVa=V2=1.33m/h則：=9.58/1.33=7.20,=3.11/1.84=1.69>,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：1860×0.75×0.1×10000×10-3=1395kgMLSS/d每日產(chǎn)泥量1395kgMLSS/d，則每個(gè)USAB日產(chǎn)泥量348.75kgMLSS/d,可用150mm排泥管，每天排泥一次。（六）理論上每日的污泥量W=Q*(C0-C1)/1000(1-0.97)式中：Q設(shè)計(jì)流量，m3/dC0進(jìn)水懸浮物濃度，mg/LC1出水懸浮物濃度，mg/LP0污泥含水率，%W=10000*(216-21.6)/(1000*1000(1-0.97))=64.8m3/d（七）產(chǎn)氣量計(jì)算每日產(chǎn)氣量：1860×0.75×0.5×10000×10-3=6975m3/d3.4生物接觸氧化池廢水歷經(jīng)UASB解決后還不可以做到我國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，還需開展深層解決，且廢水中這時(shí)或是有較濃度較高的的COD，務(wù)必根據(jù)好氧生物溶解廢水中的有機(jī)化合物。為確保好樣解決實(shí)際效果，選用生物觸碰空氣氧化法。在生物觸碰空氣氧化系統(tǒng)軟件中，水解酸化池中設(shè)定填充料，將其做為生物膜的媒介。未處理的廢水經(jīng)加氧后以一定水流量流過填充料，與生物膜觸碰，生物膜與飄浮的特異性污泥一同功效，做到凈化處理廢水的功效。構(gòu)造包含調(diào)節(jié)池，填充料，布水設(shè)備，水解酸化池設(shè)備。生物觸碰空氣氧化法特性：用分段法提升凈化處理工作能力。生物化學(xué)全過程分成兩個(gè)階段。最先是有機(jī)化合物被吸咐，在污泥上或開展生物生成，這一吸咐生成速率迅速。第二階段的生物化學(xué)全過程以空氣氧化為主導(dǎo)，速率比較慢。(2)使用含有一觸碰層的方法來提升沉砂池高效率。對(duì)沉砂池的生物膜采用沉積的方法，而對(duì)細(xì)微的懸浮固體采用過濾層截流的方法，沉砂池取上升流速6.5～7.5m/h；回應(yīng)區(qū)滯留15min。3.4.1生物接觸氧化池的計(jì)算（一）生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積）（V）V===1296m3式中：Q——設(shè)計(jì)污水處理量，10000m3/d；So、Se——進(jìn)水、出水BOD5，216mg/L和21.6mg/L；Lv——填料容積負(fù)荷，1.5kgBOD5/[m3（填料）·d]（二）生物接觸氧化池的總面積（A）和池?cái)?shù)（N）A===185m2N===8式中：h0——填料高度，7.0m；A1——每座池子的面積，24.0m2故：池的單格平面尺寸為長(zhǎng)6m，寬4m，單格尺寸為6m×4m(三）生物接觸氧化池的池深（h）h=h0+h1+h2+h3=7.0+0.5+0.5+0.5=8.5m式中：h1——超高，0.5m；h2——填料層上水深，0.5m；h3——填料至池底的高度，0.5m（四）生物接觸氧化池內(nèi)有效停留時(shí)間（t）t===0.1296d（五）供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為提高氧的利用率，本文中選擇擬定供氣系統(tǒng)：①、前提：池內(nèi)氣水順流，氣流和水流均自下向上流經(jīng)填料區(qū)；②、鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣；③、布?xì)庋b置為多孔管，分布于距池底以上0.3m處，孔徑為Φ5.0mm，孔在管兩側(cè)交錯(cuò)排列。（六）需氧量（Oa）Oa=aQ（S0-Se）+bXV=0.75*10000*（0.216-0.0216）+0.12*4*1296=2080.08kg/d=86.67kg/h式中：a——去除每1kgCOD的需氧量，0.75kgO2/kgCOD；S0，Se——進(jìn)、出口BOD濃度，0.216kg/m3和0.0216kg/m3；Q——進(jìn)水量，10000m3/d；b——微生物自身氧化系數(shù)，0.12kgO2/kgMLSS；X——MLSS濃度，4kg/m3；V——池容積，1296m3（七）供氣量（Qa）采用微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.25m處，淹沒水深4.1m，計(jì)算溫度為30℃。水中溶解氧的飽和度：Cs（20）=9.17mg/L；Cs（30）=7.63mg/L空氣擴(kuò)散器出口絕對(duì)壓力（Pb）：Pb=P+9.8*103H=1.013*105+9.8*103*4.1=1.41×105Pa空氣離開池面時(shí)，氧的體積分?jǐn)?shù)ΦO：ΦO=×100%=18.43%式中：EA——空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)換效率，對(duì)網(wǎng)狀膜微孔空氣擴(kuò)散器，取12%20℃溫度下，脫氧清水的充氧量RO:RO=[4]==18.21kg/h式中：а——氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)0.8；β——氧溶解折算系數(shù)0.9；ρ——密度1.0kg/L；CL——廢水中實(shí)際溶解氧濃度，2mg/L；Rt——需氧量，9.8kg/h供氣量Qa===505.8m3/h每池所需空氣量Qa1===63.23m3/h每池有3根支管，管長(zhǎng)5m，管中心間距1m，孔距50mm，每根管有出氣孔100個(gè)。每根支管所需空氣量qa1===21.07m3/h孔口空氣流速v===2.99m/s（八）布?xì)馄髟O(shè)計(jì)設(shè)空氣干管流速V=10m/s，支管流速v=5m/s；干管直徑D1===0.047m取50mm支管直徑d1===0.039m取40mm3.5二沉池二沉池是特異性污泥系統(tǒng)軟件的關(guān)鍵構(gòu)成部分，其功效主要是使污泥分離出來，使溶液回應(yīng)、濃縮和流回特異性污泥。其工作中實(shí)際效果可以立即影響特異性污泥系統(tǒng)軟件的出水出水水體和流回污泥濃度值。正常情況下，用以第一次沉砂池的平流式沉淀池式沉砂池，輻流式的沉砂池和豎流式的沉砂池都能夠做為二次沉砂池應(yīng)用。大中小型污水處理站多選用機(jī)械設(shè)備吸泥的環(huán)形輻流式的沉砂池，中小型也是有選用多斗平流式沉淀池沉砂池的，中小型多選用豎流式的。因本設(shè)計(jì)為中型廢水處理廠（10000m3/d），故考慮采用平流式二沉池。3.5.1二沉池的計(jì)算（一）沉淀區(qū)表面積（A）A===416.6m2式中：Qmax——污水最大時(shí)流量，416.6m3/h；q——表面水利負(fù)荷，1.0m3/（m2·h）（二）沉淀區(qū)有效水深（h2）h2=qt=1.0*3=3m式中：t——沉淀時(shí)間，3h（三）沉淀區(qū)有效容積（V）V=Qmax·t=1249.8m3（四）沉淀池總長(zhǎng)度（L）L’=3.6vt=43.2mL=0.5+0.3+43.2=44m式中：v——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，4mm/s；流入口至擋板距離為0.5m，流出口至擋板距離為0.3m（五）沉淀區(qū)的總寬度（B）B==9.5m（六）污泥斗的容積（V）V=h4（f1+f2+）=28.2m3式中：h4——污泥區(qū)高度，2.8m；f1——污泥斗上口面積，25m2；f2——污泥斗下口面積，0.16m2故設(shè)兩個(gè)污泥斗，可容納8h的污泥量。（七）沉淀池的總高度（H）采用機(jī)械刮泥設(shè)備。H=h1+h2+h3+h4=5.7m式中：h1——沉淀池超高，0.3m；h3——緩沖層高度，0.8m3.6平面布置平面布置原則：平面布置圖標(biāo)準(zhǔn)：(1)在布置構(gòu)筑物時(shí)應(yīng)緊湊布置，要做到節(jié)約方便管理(2