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目 錄 摘要 ………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract …………………………………………………………………………… Ⅱ 第一篇 設計說明書 第一章 概述 …………………………………………………………………… 1 1.1 工程概況 …………………………………………………………………… 1 1.2 水質(zhì)、水量資料 …………………………………………………………… 1 1.2.1 建設規(guī)模 ……………………………………………………………… 1 1.2.2 設計原水水質(zhì)指標 …………………………………………………… 1 1.2.3 設計出水水質(zhì)指標 …………………………………………………… 1 1.2.4 氣象條件 ……………………………………………………………… 1 1.2.5 站址概述 ……………………………………………………………… 1 第二章 工藝路線的確定及選擇依據(jù) ………………………………………… 2 2.1 處理方法比較 …………………………………………………………… 2 2.2 處理工藝路線的確定 ……………………………………………………… 3 第三章 主要處理構筑物設計及設備型 …………………………………… 4 3.1 格柵池 …………………………………………………………………… 4 3.1.1 構筑物 …………………………………………………………………… 4 3.1.2 主要設備 ……………………………………………………………… 4 3.2 集水池 …………………………………………………………………… 4 3.2.1 構筑物 ………………………………………………………………… 4 3.2.2 主要設備 ……………………………………………………………… 4 3.3 酸化調(diào)節(jié)池 …………………………………………………………………5 3.3.1 構筑物 ………………………………………………………………… 5 3.3.2 主要設備 ……………………………………………………………… 5 3.4 UASB反應器 ……………………………………………………………… 6 3.5 CASS池 …………………………………………………………………… 6 3.5.1 構筑物 ……………………………………………………………………6 3.5.2 主要設備 ……………………………………………………………… 6 3.6 集泥井 ………………………………………………………………………7 3.6.1 構筑物 ……………………………………………………………………7 3.6.2 主要設備 …………………………………………………………………7 3.7 污泥濃縮池 ………………………………………………………………… 7 3.8 污泥脫水間 ………………………………………………………………… 8 3.9 主要設備 …………………………………………………………………… 8 第四章 污水處理站總體布置 ………………………………………………… 9 4.1 布置原則 …………………………………………………………………… 9 4.2 管線設計 …………………………………………………………………… 9 4.3 布置原則 ………………………………………………………………… 10 4.4 高程布置 ………………………………………………………………… 10 第二篇 設計計算書 第一章 啤酒廢水處理構筑物設計與計算 ………………………………… 12 1.1 格柵 ………………………………………………………………………… 12 1.1.1 設計說明 …………………………………………………………… 12 1.1.2 設計參數(shù) …………………………………………………………… 12 1.1.3 設計計算 …………………………………………………………… 12 1.2 集水池 …………………………………………………………………… 14 1.2.1 設計說明 …………………………………………………………… 14 1.2.2 設計參數(shù) …………………………………………………………… 14 1.2.3 設計計算 …………………………………………………………… 14 1.3 泵房 ……………………………………………………………………… 15 1.3.1 設計說明 …………………………………………………………… 15 1.3.2 設計參數(shù) …………………………………………………………… 15 1.3.3 設計計算 …………………………………………………………… 15 1.4 水力篩 …………………………………………………………………… 16 1.4.1 設計說明 …………………………………………………………… 16 1.4.2 設計參數(shù) …………………………………………………………… 16 1.4.3 設計計算 …………………………………………………………… 16 1.5 酸化調(diào)節(jié)池 ……………………………………………………………… 16 1.5.1 設計說明 ……………………………………………………………… 16 1.5.2 設計參數(shù) ……………………………………………………………… 17 1.5.3 設計計算 ……………………………………………………………… 17 1.6 UASB反應池 …………………………………………………………… 18 1.6.1 設計說明 ……………………………………………………………… 18 1.6.2 設計參數(shù) …………………………………………………………… 18 1.6.3 設計計算 …………………………………………………………… 18 1.7 CASS反應池 …………………………………………………………… 26 1.7.1 設計說明 …………………………………………………………… 26 1.7.2 設計參數(shù) …………………………………………………………… 26 1.7.3 設計計算 …………………………………………………………… 27 第二章 污泥部分各處理構筑物設計與計算 …………………………… 35 2.1 集泥井 …………………………………………………………………… 36 2.1.1 設計說明 …………………………………………………………… 36 2.1.2 設計參數(shù) …………………………………………………………… 36 2.1.3 設計計算 …………………………………………………………… 36 2.2 濃縮池 …………………………………………………………………… 37 2.2.1 設計參數(shù) …………………………………………………………… 37 2.2.2 設計計算 …………………………………………………………… 37 2.3 污泥脫水間 ……………………………………………………………… 38 2.3.1 設計參數(shù) …………………………………………………………… 38 2.3.2 工藝流程 …………………………………………………………… 38 2.3.3 設計計算 …………………………………………………………… 39 第三章 構筑物的高程計算 ………………………………………………… 41 3.1 污水構筑物高程計算 …………………………………………………… 41 3.1.1 污水流經(jīng)各處理構筑物水頭損失 …………………………………… 41 3.1.2 污水管渠水頭損失計算表 …………………………………………… 41 3.1.3 高程確定 …………………………………………………………… 42 3.2 污泥高程計算 …………………………………………………………… 42 3.2.1 污泥管道水頭損失 ………………………………………………… 42 3.2.2 污泥處理構筑物的水頭損失 ……………………………………… 43 3.2.3 污泥高程布置 ……………………………………………………… 43 致謝 ……………………………………………………………………………… 44 參考文獻 ………………………………………………………………………… 45 附錄 附錄Ⅰ 英文原文 附錄Ⅱ 英文翻譯 摘 要 啤酒工業(yè)在我國迅猛發(fā)展的同時，排出了大量的啤酒廢水，給環(huán)境造成了極大的威脅。本設計為某啤酒廢水處理設計。設計程度為初步設計。啤酒廢水水質(zhì)的主要特點是含有大量的有機物，屬高濃度有機廢水，故其生化需氧量也較大。該啤酒廢水處理廠的處理水量為5000,不考慮遠期發(fā)展。原污水中各項指標為：BOD濃度為800mg/L ,COD濃度為1400mg/L ，SS濃度為350mg/L, Ph=6～10 。因該廢水BOD值較大,不經(jīng)處理會對環(huán)境造成巨大污染，故要求處理后的排放水要嚴格達到國家二級排放標準,即：BOD ≤20mg/L ，COD ≤100 mg/L ，SS ≤70mg/L ，Ph=6～9。 本文分析了啤酒生產(chǎn)中廢水產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，污染物及主要污染來源，并從好氧、厭氧生物處理兩方面來考慮了廢水治理工藝，提出了UASB+CASS的組合工藝流程?？蓪U水COD由1400 mg/L降至50～100 mg/L ，BOD從800mg/L降至20 mg/L以下，SS由350 mg/L降到70 mg/L以下，出水符合標準。 本設計工藝流程為： 啤酒廢水 → 格柵 → 污水提升泵房 → 水力篩 → 調(diào)節(jié)池 → UASB反應器 → CASS池 → 處理水 該處理工藝具有結構緊湊簡潔，運行控制靈活，抗沖擊負荷，污泥量小等特點，實踐表明該組合工藝處理性能可靠，投資少，運行管理簡單。為啤酒工業(yè)廢水處理提供了一條可行途徑。具有良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。 關鍵詞： 啤酒廢水 UASB CASS Abstract With the rapid development of brewery industry in China, more brewery wastewater is discharged, which endangers enviroment.This design is one beer waste water treatment. The degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of the beer waste water is that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water, therefore its biochemical oxygen demand is also high. The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 5000, regardless of the specified future development. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 800 mg/L , the concentration of COD is 1400 mg/L , the concentration of SS is 350 mg/L，and pH is 6～10 . For the beer waste waters BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the two effluence standard in the country, which is as following: BOD ≤ 20 mg/L , COD ≤ 100 mg/L , SS ≤ 70 mg/L ,pH = 6～9 . This paper analyzes the generation processes of wastewater, the major contaminats and their major sources in beer production. It also introduces the primary biological processing techniques of aerobic and anaerobic treatment. According to the product scale of beer brewery, the main standard of draining water\natural materials, and so on, the main process technology of the beer waste water disposal station is defined as UASB + CASS .Practice of project indicate, when COD of wastewater reduces from 1400mg/l to 50~100mg/l, BOD reduces from 800mg/l to 20mg/l, SS reduces from 350mg/l to 70mg/l, so that drains out can reaches the Standard. The technological process of this design is: Beer waste water → Screens → The sewage lift pump house → shuili shai → Regulates tank → Reaction tank of UASB → Tank of CASS → Treatment water This technology of wastewater treatment has many traits. Such as, well-knit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity. Practice indicates that the composed craft has reliable function, its investment is little, and its running and management is uncomplicated. Key words: beer waste water, UASB, CASS 第一篇 設計說明書 第一章 概述 1.1 工廠概況 江西某啤酒有限責任公司位于江西省某市，其前身為江西某啤酒廠。該廠年產(chǎn)啤酒2～3萬噸，全廠職工人數(shù)為500多人，是當?shù)亟?jīng)濟的支柱企業(yè)。隨著企業(yè)的發(fā)展，資金及技術已成為企業(yè)發(fā)展的障礙。在國家和當?shù)卣闹С窒?，北京某啤酒集團出資8000萬元收購了吉安啤酒廠80%的股份，正式組成了江西某啤酒有限責任公司。 公司成立后，計劃將啤酒年產(chǎn)量由目前的2～3萬噸擴建至10萬噸，根據(jù)國家及當?shù)卣畬Νh(huán)境保護工作的要求，江西某啤酒有限責任公司對啤酒廢水處理的處理工作十分重視，決定在工廠擴建的同時興建處理規(guī)模為5000m3/d的廢水處理站，來處理公司生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水。 1.2 水量、水質(zhì)資料 1.2.1 建設規(guī)模 經(jīng)建設方確認，本設計規(guī)模按日最大處理水量Q=5000m3/d 設計（包括處理站自用水排水量）。 1.2.2 設計原水水質(zhì)指標 CODcr=1400mg/L BOD5=800 mg/L SS=350mg/L PH=6～10 1.2.3 設計出水水質(zhì)指標 CODcr≤100 mg/L BOD5≤20 mg/L SS≤70 mg/L PH=6～9 1.2.4 氣象條件： （詳見給水排水設計手冊第一冊） 1.2.5 站址概述： 某市位于京九鐵路線上，啤酒廠位于該市東南部，廢水處理站在廠區(qū)的西北角，目前是一片空地，地勢基本平坦。其北側(cè)為廠區(qū)圍墻，南側(cè)為現(xiàn)有混凝土路，東南兩側(cè)為廠區(qū)。站址東西長約90米，南北長約60米，占地約5400平方米。污水管由站區(qū)南側(cè)進入，由北側(cè)排出。站區(qū)自然地面標高為76.4m，進廠污水管管徑500mm,管底標高75.2m。處理站地面上部0.5米左右為雜填土，其下為粉質(zhì)粘土及沙土，基底穩(wěn)定性良好，地基承載力為280kpa以上，地下水位在地面以下2～3米，根據(jù)勘察資料，地下水無腐蝕性。 第二章 工藝路線的確定及選擇依據(jù) 2.1 處理方法比較 啤酒廢水中大量的污染物是溶解性的糖類、乙醇等，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啤酒廢水。 （一）好氧處理工藝 啤酒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，操作技術要求嚴，目前已被其他工藝代替。近年來，SBR和氧化溝工藝得到了很大程度的發(fā)展和應用。SBR工藝具有以下優(yōu)點：運行方式靈活，脫氮除磷效果好，工藝簡單，自動化程度高，節(jié)省費用，反應推動力大，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SBR方法的改進。該工藝簡單，占地面積小，投資較低；有機物去除率高，出水水質(zhì)好，具有脫氮除磷的功能，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，運行費用省。 （二）水解—好氧處理工藝 水解酸化可以使啤酒廢水中的大分子難降解有機物轉(zhuǎn)變成為小分子易降解的有機物，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間小于傳統(tǒng)的工藝。與此同時，懸浮物質(zhì)被水解為可溶性物質(zhì)，使污泥得到處理。水解反應工藝式一種預處理工藝，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。啤酒廢水經(jīng)水解酸化后進行接觸氧化處理，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，提高生物處理啤酒廢水的效率。因此，比完全好氧處理經(jīng)濟一些。 （三）厭氧—好氧聯(lián)合處理技術 厭氧處理技術是一種有效去除有機污染物并使其碳化的技術，它將有機化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹投趸肌μ幚碇懈邼舛鹊膹U水，厭氧比好氧處理不僅運轉(zhuǎn)費用低，而且可回收沼氣；所需反應器體積更小；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%；對營養(yǎng)物需求低；既可應用于小規(guī)模，也可應用大規(guī)模。 厭氧法的缺點式不能去除氮、磷，出水往往不達標，因此常常需對厭氧處理后的廢水進一步用好氧的方法進行處理，使出水達標。 常用的厭氧反應器有UASB、AF、FASB等，UASB反應器與其他反應器相比有以下優(yōu)點： ①沉降性能良好，不設沉淀池，無需污泥回流 ②不填載體，構造簡單節(jié)省造價 ③由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設攪拌設備 ④污泥濃度和有機負荷高，停留時間短 同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，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。 （四）不同處理系統(tǒng)的技術經(jīng)濟分析 不同處理方法的技術、經(jīng)濟特點比較，見表1-1。 表1-1 不同處理方法的技術、經(jīng)濟特點比較 處理方法 主要技術、經(jīng)濟特點 好 氧 工 藝 生物接觸氧化法 采用兩級接觸氧化工藝，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，不便于運輸和裝填，且污泥排放量大 氧化溝 工藝簡單，運行管理方便，出水水質(zhì)好，但污泥濃度高，污水停留時間長，基建投資大，曝氣效率低，對環(huán)境溫度要求高 SBR法 占地面積小，機械設備少，運行費用低，操作簡單，自動化程度高；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 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間，提高處理效率，剩余污泥量少 UASB—好氧技術 技術上先進可行，投資小，運行成本低，效果好，可回收能源，產(chǎn)出顆粒污泥產(chǎn)品，由一定收益；操作要求嚴 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，故啤酒廢水厭氧—好氧處理技術是最好的選擇。 2.2 處理工藝路線的確定 通過上述分析比較，本案選用厭氧—好氧處理。其工藝流程如圖1-1所示。 圖1-1 啤酒廢水處理工藝 啤酒廢水先經(jīng)過中格柵去除大雜質(zhì)后進入集水池，用污水泵將廢水提升至水力篩，然后進入調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。進入調(diào)節(jié)池前，根據(jù)在線PH計的PH值用計量泵將酸堿送入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池的PH值在6.5～7.5之間。調(diào)節(jié)池中出來的水用泵連續(xù)送入UASB反應器進行厭氧消化，降低有機物濃度。厭氧處理過程中產(chǎn)生的沼氣被收集到沼氣柜。UASB反應器內(nèi)的污水流入CASS池中進行好氧處理，而后達標出水。來自UASB反應器、CASS反應池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，濃縮后進入污泥脫水機房，進一步降低污泥的含水率，實現(xiàn)污泥的減量化。污泥脫水后形成泥餅，裝車外運處置。 第三章 主要處理構筑物設計及選型 3.1 格柵池 3.1.1 構筑物 功 能：放置機械格柵 數(shù) 量：1座 結 構：磚混結構 尺 寸：270030003000（H）mm 3.1.2 主要設備 機械格柵 功 能：去除大顆粒懸浮物 型 號：HF-500 數(shù) 量：2臺 柵 寬：B=10mm 柵 隙：b=15mm 安裝角度：α= 60 電機功率：N=1.1kw 3.2 集水池 3.2.1 構筑物 功 能：貯存廢水 數(shù) 量：1座 結 構：鋼筋砼結構 尺 寸：φ58002000（H）mm 3.2.2 主要設備 ①廢水提升泵 功 能：提升廢水進入酸化調(diào)節(jié)池 型 號：100QW120-10-5.5 數(shù) 量：3臺（兩用一備） 流 量：Q=30L/s 揚 程：H=10.0m 功 率：N=5.5KW ②水力篩 功 能：過濾廢水中的細小懸浮物 型 號：HS—120 數(shù) 量：3臺（二用一備） 處理量：Q=100m3/h 柵 隙：b=1.5mm 3.3 酸化調(diào)節(jié)池 3.3.1 構筑物 功 能：調(diào)節(jié)并預酸化 數(shù) 量：1座 尺 寸：15000130006000（H）mm HRT：T=5.0h 3.3.2主要設備 ① 潛水攪拌機 功 能：使廢水混合均勻 型 號：QJB7.5/6－640/3-303/c/s 推 力：990N 數(shù) 量：1臺 功 率：N=7.5kw ② 配水泵 功 能：UASB進水泵 型 號：150QW1100-15-11 數(shù) 量：3臺（兩用一備） 流 量：Q=30L/s 揚 程：H=15m 功 率：N=11.0KW ③ 加藥裝置 設備類型：AHJ-I 數(shù) 量：1套 其中： a.酸輸送泵 數(shù) 量：1臺 型 號：CQF40-25-120F 流 量：Q=6.3 m3/h 揚 程：H=15.0m 功 率：N=0.75kW b.堿貯罐 數(shù) 量：1臺 尺 寸：φ14001800(H)mm 3.4 UASB反應器 功 能：去除CODcr、BOD5、SS，產(chǎn)生沼氣 池 數(shù)：2座 類 型：鋼筋砼結構 尺 寸：16000100006500（H）mm 1040m3 容積負荷（Nv）為：4.5kgCOD/(m3d) 去除率80％ 附件： ① 水封 功 能：保持UASB中氣相一定壓力 數(shù) 量：2臺 尺 寸：φ5001200（H）mm ② 沼氣貯罐 尺 寸：φ7000㎜H6000㎜ 數(shù) 量：1臺 3.5 CASS池 3.5.1 構筑物 功 能：去除CODcr、BOD5、SS 結 構：鋼筋砼結構 數(shù) 量：2座 尺 寸：40000100005500（H）mm BOD污泥負荷（Ns）為：0.1kgBOD/㎏MLSS 3.5.2 主要設備 ① 鼓風機 功 能：提供氣源 數(shù) 量：2臺（一用一備） 型 號：DG超小型離心鼓風機 風 量：Q=50m3/min 風 壓：P=63.8Kpa 功 率：N=75.0KW ② 盤式膜片曝氣器 功 能：充氧、攪拌 數(shù) 量：423個 型 號：QMZM-300 氧利用率：35%～59% ③ 潷水器 功 能：排上清液 型 號：XBS—300 數(shù) 量：2臺 管 徑：DN250 排水量：Q=300m3/h 功 率：N=1.5KW 3.6 集泥井 3.6.1 構筑物 功 能：收集存儲污泥 數(shù) 量：1座 結 構：磚混結構 尺 寸：400040003500(H)mm 3.6.2 主要設備 污泥提升泵 功 能：提升污泥進入濃縮池 型 號：80QW50-10-3 數(shù) 量：2臺（一用一備） 流 量：Q=14L/s 揚 程：H=10.0m 功率：N=3KW 3.7 污泥濃縮池 功 能：濃縮污泥 數(shù) 量：1座 結 構：鋼筋砼結構 尺 寸：570057005800(H)mm 3.8 污泥脫水間 帶式壓濾機 功 能：污泥脫水 型 號：DYQ-1000 數(shù) 量：1臺 濾帶快度：1000mm 電機功率：N=1.5kw 配套設備：溶藥攪拌機 ZJ-470 1臺 N=2.2kw 加藥泵 J-Z125/3.2 1臺 N=0.75kw 3.9 主要設備 主要設備見表1-2。 表1-2 主要設備一覽表 序號 設備名稱 型號、規(guī)格 單位 數(shù)量 1 機械格柵 HF-300 柵隙15mm 臺 2 2 廢水提升泵 100QW120-10-5.5 Q=30L/s H=10.0m N=5.5KW 臺 3 3 固定過濾機 HS120 臺 3 4 潛水攪拌機 QJB7.5/6－640/3-303/c/s N=7.5KW 臺 1 5 配水泵 150QW1100-15-11 Q=30L/s H=15m N=11.0KW 臺 3 6 加藥裝置 AHJ-I 套 1 7 氣水分離器 φ5001800（H）mm 臺 1 8 水封器 φ5001200（H）mm 臺 2 9 沼氣貯罐 φ7000㎜H6000㎜ 個 1 10 鼓風機 DG超小型離心鼓風機 N=75.0KW 臺 2 11 盤式膜片式曝氣器 QMZM-300 根 423 12 潷水器 XBS—300 N=1.5KW 臺 2 13 污泥提升泵 80QW50-10-3 N=3KW 臺 2 14 帶式壓濾機 DYQ-1000 套 1 第四章 污水處理站總體布置 4.1 布置原則 （1）處理站構（建）筑物的布置應緊湊，節(jié)約用地和便于管理。 ① 池形的選擇應考慮減少占地，利于構（建）筑物之間的協(xié)調(diào)； ② 構（建）筑物單體數(shù)量除按計算要求計算外，亦應利于相互間的協(xié)調(diào)和總圖的協(xié)調(diào)。 ③ 構（建）筑物的布置除按工藝流程和進出水方向順捷布置外，還應考慮與外界交通、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（建）筑物之間的間距應按交通、管道敷設、基礎工程和運行管理需要考慮。 （3）管線布置盡量沿道路與構（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)池和污泥濃縮池應與辦公區(qū)或廠前區(qū)分離； ② 配電應靠近引入點或電耗大的構（建）筑物，并便于管理； ③ 沼氣系統(tǒng)的安全要求較高，應遠離明火或人流、物流繁忙區(qū)域； ④ 重力流管線應盡量避免迂回曲折。 4.2 管線設計 （1）污水管 ① 進水管：原污水溝上截流閘板的設置和進站控制閘板的設計由啤酒廠完成。DN=500㎜。 ② 出水管： DN400鋼管或鑄鐵管，q=60L/s,v=0.92m/s, i=0.006。 ③ 超越管：考慮運行故障或進水嚴重超過設計水量水質(zhì)時廢水的出路，在UASB之前設置超越管，規(guī)格DN400鑄鐵管或陶瓷管，i=0.006。 ④ 溢流管：濃縮池上清液及脫水機壓濾水含微生物有機質(zhì)0.5%～1.0%，需進一步處理，排入調(diào)節(jié)池。設置溢流管，DN150鋼管，i=0.004。 （2）污泥管 UASB、CASS反應池污泥池均為重力排入集泥井，站區(qū)排泥管均選用DN200鋼管，i = 0.02。 集泥井至濃縮池，濃縮池排泥泵貯泥柜，貯泥柜至脫水機間均為壓力輸送污泥管。集泥井排泥管DN200，鋼管，v=1.0m/s。濃縮池排泥管，貯泥柜排泥管，DN200，鋼管，v=1.0m/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 沿主干道設置供水干管200DN，鍍鋅鋼管。引入污泥脫水機房供水支管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 由設計計算決定，但不宜小于0.7m（車行道下）和0.5m（一般市區(qū)）。 4.3 布置特點 平面布置特點：布置緊湊，構（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、污泥儲存池設于站后部。 4.4 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是確定各處理構筑物和泵房的標高，確定處理構筑物之間連接管渠的尺寸及其標高；通過計算確定各部位的水面標高；從而使污水能夠在處理構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).認真計算管道沿程損失、局部損失、各處理構筑物、計量設備及聯(lián)絡管渠的水頭損失；考慮最大時流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；還應當考慮到當某座構筑物停止運行時，與其相鄰的其余構筑物及其連接管渠能通過全部流量。 (2).避免處理構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，而應選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放水位，當水體水位高于設計排水位時，可進行短時間的提升排放。 (5).應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)好單體構造設計與各構筑物埋深，便于正常排放，又利檢修排空。 第二篇 設計計算書 第一章 啤酒廢水處理構筑物設計與計算 1.1 格柵 1.1.1 設計說明 格柵主要是攔截廢水中的較大顆粒和漂浮物，以確保后續(xù)處理的順利進行。 1.1.2 設計參數(shù) 設計流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ； 柵條寬度S=10mm 柵條間隙d = 15mm 柵前水深h=0.4 m 格柵安裝角度α= 60，柵前流速0.7 m/s ,過柵流速0.8m/s ； 單位柵渣量W = 0.07m3/103 m3 廢水 。 1.1.3 設計計算 由于本設計水量較少，故格柵直接安置于排水渠道中。格柵如圖2-1。 圖1-1 格柵示意圖 1.1.3.1柵條間隙數(shù) 式中： Q ———— 設計流量，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。 1.1.3.2 柵槽寬度 柵槽寬度一般比格柵寬0.2～0.3m，取0.3 m。 即柵槽寬為0.29+0.3=0.59 m ，取0.6 m。 1.1.3.3 進水渠道漸寬部分的長度 設進水渠道寬B1=0.5 m ，其漸寬部分展開角度α1= 60 1.1.3.4 柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度 1.1.3.5 通過格柵水頭損失 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 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 = = 0.088 m 1.1.3.6 柵后槽總高度 設柵前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.788≈0.8m 1.1.3.7 柵后槽總長度 1.1.3.8 每日柵渣量 柵渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值取W1 = 0.07m3/103m3 K2 = 1.5 ，則： W = 式中： Q ----------- 設計流量，m3/s W1 ---------- 柵渣量(m3/103m3污水)，取0.07m3/103m3 W = = 0.23 m3/d ＞ 0.2 m3/d (采用機械清渣) 選用HF-500型回轉(zhuǎn)式格柵除污機，其性能見下表2-1， 表1-1 HF-500型回轉(zhuǎn)式格柵除污機性能規(guī)格表 型號 電動機功率（Kw） 設備寬（mm） 設備高（mm） 設備總寬（mm） 溝寬（mm） 溝深（mm） 導流槽長度（mm） 設備安裝長（mm） HF-500 1.1 500 5000 850 580 1535 1500 2500 1.2 集水池 1.2.1 設計說明 集水池是匯集準備輸送到其他構筑物去的一種小型貯水設備，設置集水池作為水量調(diào)節(jié)之用，貯存盈余，補充短缺，使生物處理設施在一日內(nèi)能得到均和的進水量，保證正常運行。 1.2.2 設計參數(shù) 設計流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ； 1.2.3 設計計算 集水池的容量為大于一臺泵五分鐘的流量，設三臺水泵（兩用一備），每臺泵的流量為Q=0.029 m3/s≈0.03 m3/s 。 集水池容積采用相當于一臺泵30min的容量 m3 有效水深采用2m，則集水池面積為F=27 m2 ，其尺寸為 5.8m5.8m。 集水池構造 集水池內(nèi)保證水流平穩(wěn)，流態(tài)良好，不產(chǎn)生渦流和滯留，必要時可設置導流墻，水泵吸水管按集水池的中軸線對稱布置，每臺水泵在吸水時應不干擾其他水泵的工作，為保證水流平穩(wěn)，其流速為0.3-0.8m/h為宜。 1.3 泵房 1.3.1 設計說明 泵房采用下圓上方形泵房，集水池與泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式?？紤]三臺水泵，其中一臺備用。 1.3.2 設計參數(shù) 設計流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s 取Q=60L/s，則一臺泵的流量為30 L/s。 1.3.3 設計計算 1.3.3.1 選泵前總揚程估算 經(jīng)過格柵水頭損失為0.2m，集水池最低水位與所需提升經(jīng)常高水位之間的高差為： 78.5-73.412=4.5 m 1.3.3.2 出水管水頭損失 總出水管Q=60L/s，選用管徑DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=30L/s，選用管徑DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，設管總長為40m，局部損失占沿程的30%，則總損失為： 1.3.3.3 水泵揚程 泵站內(nèi)管線水頭損失假設為1.5m，考慮自由水頭為1.0m,則水泵總揚程為： H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m 取8m。 1.3.3.4 選泵 選擇100QW120-10-5.5型污水泵三臺，兩用一備，其性能見表2-3 表1-2 100QW120-10-5.5型污水泵性能 流量 30L/s 電動機功率 5.5KW 揚程 10m 電動機電壓 380V 轉(zhuǎn)速 1440r/min 出口直徑 100㎜ 軸功率 4.96KW 泵重量 190kg 效率 77.2% 1.4 水力篩 1.4.1 設計說明 過濾廢水中的細小懸浮物 1.4.2 設計參數(shù) 設計流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s 1.4.3 設計計算 機型選取 選用HS120型水力篩三臺（兩用一備），其性能如表2-2， 1-3 HS120型水力篩規(guī)格性能 處理水量（m3/h） 篩隙(mm) 設備空重(Kg) 設備運行重量(Kg) 100 1.5 460 1950 圖1-2 水力篩外形圖 1.5 調(diào)節(jié)池 1.5.1 設計說明 調(diào)節(jié)池是用來均衡調(diào)節(jié)污水水量、水質(zhì)、水溫的變化，降低對生物處理設施的沖擊，為使調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)均勻，防止污染物沉淀，調(diào)節(jié)池內(nèi)宜設置攪拌、混合裝置。 1.5.2 設計參數(shù) 設計流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ； 調(diào)節(jié)池停留時間T=5.0h 。 1.5.3 設計計算 1.5.3.1 調(diào)節(jié)池有效容積 V = QT = 208.335 =1041.65 m3 1.5.3.2 調(diào)節(jié)池水面面積 調(diào)節(jié)池有效水深取5.5米，超高0.5米，則 1.5.3.3 調(diào)節(jié)池的長度 取調(diào)節(jié)池寬度為15 m，長為13 m，池的實際尺寸為：長寬高=15m 13m 6m = 1170 m3。 1.5.3.4 調(diào)節(jié)池的攪拌器 使廢水混合均勻，調(diào)節(jié)池下設潛水攪拌機，選型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1臺 1.5.3.5 藥劑量的估算 設進水pH值為10，則廢水中【OH-】=10-4mol/L,若廢水中含有的堿性物質(zhì)為NaOH,所以CNaOH=10-440=0.04g/L，廢水中共有NaOH含量為50000.04=200kg/d，中和至7，則廢水中【OH-】=10-7mol/L，此時CNaOH=10-740=0.410-5g/L，廢水中NaOH含量為50000.0410-5=0.02kg/d，則需中和的NaOH為200-0.02=199.98 kg/d，采用投酸中和法，選用96%的工業(yè)硫酸，藥劑不能完全反應的加大系數(shù)取1.1， 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O 80 98 199.98㎏ 244.976㎏ 所以實際的硫酸用量為 kg/d。 投加藥劑時，將硫酸稀釋到3%的濃度，經(jīng)計量泵計量后投加到調(diào)節(jié)池，故投加酸溶液量為 1.5.3.6 調(diào)節(jié)池的提升泵 設計流量Q = 30L/s,靜揚程為80.9-71.05=9.85m。 總出水管Q=60L/s，選用管徑DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,設管總長為50m，局部損失占沿程的30%，則總損失為： 管線水頭損失假設為1.5m，考慮自由水頭為1.0m,則水泵總揚程為： H=9.85+0.64+1.5+1.0=12.99m 取13m。 選擇150QW100-15-11型污水泵三臺，兩用一備，其性能見表2-3 表1-4 150QW100-15-11型污水泵性能 流量 30L/s 電動機功率 11KW 揚程 15m 電動機電壓 380V 轉(zhuǎn)速 1460r/min 出口直徑 150㎜ 軸功率 4.96KW 泵重量 280kg 效率 75.1% 1.6 UASB反應池 1.6.1 設計說明 UASB反應池由進水分配系統(tǒng)、反應區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng)組成。UASB反應池有以下優(yōu)點： n 沉降性能良好，不設沉淀池，無需污泥回流 n 不填載體，構造簡單節(jié)省造價 n 由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設攪拌設備 n 污泥濃度和有機負荷高，停留時間短 1.6.2 設計參數(shù) 設計流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ； 進水COD=1400mg/L 去除率為80% ； 容積負荷（Nv）為：4.5kgCOD/(m3d)； 污泥產(chǎn)率為：0.07kgMLSS/kgCOD ； 產(chǎn)氣率為：0.4m3/kgCOD 。 1.6.3 設計計算 1.6.3.1 UASB反應器結構尺寸計算 1.反應器容積計算 (包括沉淀區(qū)和反應區(qū)) UASB有效容積為： V有效 = 式中： V有效 ------------- 反應器有效容積，m3 Q ------------- 設計流量，m3/d S0 ------------- 進水有機物濃量,kgCOD/m3 Nv ------------- 容積負荷,kgCOD/(m3d) V有效 = = 1556 m3 2. UASB反應器的形狀和尺寸 工程設計反應器2座，橫截面為矩形 ①反應器有效高度為5m，則 ②單池從布水均勻性和經(jīng)濟性考慮，矩形池長寬比在2：1以下較為合適 設池長L=16m，則寬 ，取10m 。 單池截面積： ③設計反應池總高H=6.5m，其中超高0.5 m （一般應用時反應池裝液量為70%-90%） 單池總?cè)莘e 單池有效反應容積 單個反應器實際尺寸 16m10 m6.5 m 反應器數(shù)量 2座 總池面積 反應器總?cè)莘e 總有效反應容積 ， 符合有機符合要求UASB體積有效系數(shù) 在70%-90%之間，符合要求 ④ 水力停留時間（HRT）及水力負荷率(Vr) 符合設計要求。 1.6.3.2 三相分離器構造設計 1. 設計說明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設計。 2. 沉淀區(qū)的設計 三相分離器的沉淀區(qū)的設計同二次沉淀池的設計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定。 本工程設計中，與短邊平行，沿長邊每池布置6個集氣罩，構成6個分離單元，則每池設置6個三相分離器。 三相分離器長度B=10m ，每個單元寬度b=L/6=16/6=2.667m 。 沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應器的水平面積，即160 m2 。 沉淀區(qū)的表面負荷率 3. 回流縫設計 如圖1-3是三相分離器的結構示意圖 圖1-3 三相分離器結構示意圖 設上下三角形集氣罩斜面水平夾角α= 55，取h3 = 1.1m； b1 = h3/tgθ 式中： b1———— 下三角集氣罩底水平寬度，m; α———— 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 = = 0.77 m 則相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離： b2 = b - 2 b1 = 2.667 – 2 0.77 = 1.13 m 則下三角形回流縫面積為： S1 = b2ln = 1.13 10 6= 67.8 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———— 反應器中廢水流量，m3/h； S1 ———— 下三角形集氣罩回流逢面積，m2； V1 = = 1.53 m/h <