1、目錄一總論1 工程概況32 設計任務和內容43 基本資料5二工藝流程的選擇與確定1 初沉池62 厭氧生物處理63 好氧生物處理73.1 氧化溝法73.2 接觸氧化法83.3 生物濾池法93.4 序批式活性污泥法94 工藝流程11三主要設備及處理構筑物設計計算1 設計流量確定122 格柵渠123 集水池144 水力篩155 混凝沉淀池155.1 混合階段155.2 絮凝階段155.3 沉淀階段176 調節(jié)池207 水解酸化池207.1 反應池容積217.2 配水系統(tǒng)217.3 出水系統(tǒng)217.4填料系統(tǒng)228 厭氧反應器UASB238.1 反應機理238.2 工作原理238.3 設計計算239

2、配水池3110 好氧反應器SBR3210.1 設計參數(shù)3210.2 設定條件3210.3 設計計算3311 高效淺層氣浮池3712 污泥處理系統(tǒng)3812.1 污泥產量3812.2 處理方式3812.3 集泥井容積3812.4 集泥井排泥泵3912.5 污泥濃縮3913 接觸消毒池4014 主要構筑物及設備一覽表4115 平面與高程布置42參考文獻小結附件一總論1 工程概況 近年來，我國工廠化生產的大型奶牛廠發(fā)展迅速，而且規(guī)模不斷擴大，生產規(guī)模從幾千頭發(fā)展到幾十萬頭。但與此同時，由于規(guī)?；膛鐾ㄔ诖笾谐鞘薪己统青l(xiāng)結合部，由于環(huán)境法規(guī)不健全，認識不足，特別是資金短缺，絕大多數(shù)養(yǎng)殖場在建場初

3、期未考慮到畜禽養(yǎng)殖廢水如何處理。畜禽排放的大量糞尿與養(yǎng)殖場的大量廢水，大多未經妥善回收利用與處理、處置即直接排放，對環(huán)境造成嚴重的污染，產生極其不良的影響。不少養(yǎng)殖場糞便隨地堆積，污水任意排放，嚴重污染了周圍環(huán)境，也直接影響著養(yǎng)殖場本身的衛(wèi)生防疫，降低了畜產品的質量。畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經成為或正在成為與工業(yè)廢水和生活污水相當甚至更大的污染源。 本方案設計題目為某奶牛養(yǎng)殖場廢水處理工程設計。2 設計任務和內容（1）廢水來源 某奶牛養(yǎng)殖場排放的廢水主要為牛尿液和牛圈沖洗水。其中：以每頭奶牛排牛尿0.035m3/d計，沖洗水以每頭奶牛0.3m3/d計，廢水產生量總計為 400 m3/d。（2）廢水處理站設

4、計規(guī)模 考慮到廢水產生的波動性，為便于處理設施的運行管理，廢水處理站的設計規(guī)模確定為 400 m3/d。（3）設計進水水質 根據(jù)監(jiān)測結果及同類企業(yè)所排廢水的水質特征，設計進水水質為：COD 3000-4000 mg/L、BOD5 1800-2200 mg/L、SS 500-600 mg/L、氨氮90-130 mg/L、pH=7。（4）設計出水水質 處理后出水水質滿足畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（GB18596-2001）標準要求。3 基本資料 廢水中含有大量的固體懸浮物，有機物、氨氮含量高，惡臭嚴重，這些廢水如果不處理將使養(yǎng)殖廠臭氣熏天、蚊蠅成群，地下水的硝酸鹽嚴重超標，少數(shù)地區(qū)傳染病與寄生蟲病流

5、行。而且，污水的不合格外排，對周圍的水系造成很大的污染。 目前國內對于畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水的處理方法主要有厭氧法，活性污泥法，生物接觸氧化法等。一般均為幾個方法的組合，這些方法又受地區(qū)氣候的影響，廠區(qū)廢水處理場地的影響等。根據(jù)本工程項目的具體情況，本工程設計采用厭氧法和序批式活性污泥法相結合的方法來處理本工程污水。 進水水質和排放標準要求:表1 進水水質和排放標準項 目PH值SS/(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)氨氮進水水質7.05006003000400018002200 90130排放標準6920040015080二工藝流程與選擇1 初沉池初沉池主要對廢水中以無機物為主密度

6、大的固體懸浮物進行沉淀分離，當污水進入初次沉淀池后流速迅速減小至0.02 m/s以下，從而極大地減小了水流夾帶懸浮物的能力，使懸浮物在重力作用下沉淀下來成為污泥，而相對密度小于1的細小漂浮物則浮至水面形成浮渣而除去。沉淀池按水流方向來區(qū)分為平流式，豎流式及輻流式等三種。三種類型池子的優(yōu)缺點及適用條件見表2：表2 各類沉淀池的優(yōu)缺點及適用條件優(yōu) 點缺 點適用條件平流式對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強，有效沉淀區(qū)大，沉淀效果好；施工簡單，造價低采用多斗排泥時，每個泥斗需單獨設排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機械排泥時，機件設備與驅動件均浸與水中，易銹蝕適用地下水位較高及地質較差的地區(qū)；適用大、

7、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便，管理簡單；占地面積小對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差；造價高；池徑不宜太大適用水質不好的小型污水處理廠輻流式采用機械排泥，運行較好，管理亦較簡單；池水水流速度不穩(wěn)定；機械排泥設備復雜，對施工質量要求較高適用大、中型污水處理廠 因為本設計所處理的水量較小，屬于小型污水處理站，且主要是對廢水中的糞便和BOD5、COD進行處理，所以選用平流式沉淀池。它具有沉淀效果好，對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強，施工簡單，造價低，多個池子易于組合為一體，節(jié)省占地面積等優(yōu)點。2 厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水（COD>2000mg/L,BOD5>10

8、00mg/L）。它是在無氧條件下，靠厭氧細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參與生物降解的有機基質有5090轉化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，有化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應器、兩段厭氧處理法、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉盤和兩相厭氧法等。廢水的厭氧處理方法主要有傳統(tǒng)消化法、厭氧生物濾池法、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應器。幾種厭氧處理方法的特點及優(yōu)缺點見表3：表3 各類厭氧處理法的特點及優(yōu)缺點反應法特 點優(yōu) 點缺 點傳統(tǒng)消化法在一個消化池內進行酸化，甲烷化和固液分離設備簡單反應時間長，池容積大。污泥易隨水流帶

9、走。厭氧生物濾池微生物固著生長在濾料表面。適用于懸浮物量低的廢水。設備簡單。能承受較高負荷。底部易發(fā)生堵塞。填料費用較貴。厭氧接觸法用沉淀池分離污泥并進行回流。消化池中進行適當攪拌，池內完全混合,能適應高有機物濃度和高懸浮物的廢水。能承受較高負荷。有一定的抗沖擊負荷能力，運行較穩(wěn)定。負荷高時污泥會流失。設備較多，操作上要求較高。上流式厭氧污泥床反應器消化和固液分離在一個池內。微生物量特高。負荷率高，容積小，能耗低，不需攪拌。如設計不善，污泥會大量流失。池的構造復雜。兩段厭氧處理法酸化和甲烷化在兩個反應器進行。能承受較高負荷，耐沖擊。運行穩(wěn)定。設備較多，運行操作較復雜。 綜合上所述并結合本設計污

10、水的特點，考慮采用較為成熟的升流式厭氧污泥床(UASB)作為厭氧段的反應器。3 好氧生物處理 傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝法、接觸氧化法、生物濾池法、序列間歇式活性污泥法（SBR），這四種是在禽畜養(yǎng)殖場廢水處理中應用比較多的好氧反應器。3.1 氧化溝法氧化溝是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎上發(fā)展起來的連續(xù)循環(huán)完全混合工藝，是用延時曝氣法處理廢水的一種環(huán)形渠道，平面多為橢圓形，總長可達幾十米，甚至幾百米以上。在溝渠內安裝與渠寬等長的機械式表面曝氣裝置，常用的有轉刷和葉輪等。曝氣裝置一方面對溝渠中的污水進行充氧，一方面推動污水作旋轉流動。氧化溝多用于處理中、小流量的生活污水和工業(yè)廢水，可以間歇運轉，也可以連續(xù)運

11、轉。氧化溝的平面示意圖見圖1。 圖1 氧化溝平面圖 氧化溝工藝具有以下特點：(1) 氧化溝的溝渠長度較大，污水在氧化溝內停留的時間長，污水的混合效果好。可以不沒初沉池，有機懸浮物在氧化溝內能達到好氧穩(wěn)定的程度；(2) 對水溫、水質、水量的變動有較強的適應性；(3) 氧化溝的曝氣裝置具有兩個功能:供氧并推動水流以一定的流速循環(huán)流動。污泥的BOD負荷低，同延時曝氣法，對水質和水量的變動有較強的適應性；(4) 污泥齡一般可達15到30天，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3到6倍?？梢源婊?、繁殖世代時間長、增殖速度慢的微生物，如硝化菌；(5) 如采用一體式氧化溝，可不單獨設二次沉淀池，使氧化溝與二沉池合建。中間的

12、溝渠連續(xù)作為曝氣池，兩側的溝渠交替作為曝氣池和二次沉淀池，污泥自動回流，節(jié)省了二沉池與污泥回流系統(tǒng)的費用。氧化溝工藝的缺點：占地面積較大；在寒冷的氣候條件下，因為表面爆氣器會造成表面冷卻或者結冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對生化反應尤其是硝化反應的影響較大，對氧化溝不利。3.2 接觸氧化法 生物接觸氧化處理技術之一是在池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化；生物接觸氧化技術的另一項技術實質是采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供其所需要的

13、氧，并起到攪拌與混合作用。因此，生物接觸氧化是一種結和活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術。 生物接觸氧化法在工藝發(fā)面的特點：由于曝氣，在池內形成液、固、氣三相共存體系，有利于氧的轉移，溶解氧充沛，適于微生物存活增殖；在生物膜上能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)與食物鏈，無污泥膨脹之慮；填料表面全為生物膜所布滿，形成了生物膜的主體結構，污水在其中通過起到類似“過濾”的作用，能夠有效地提高凈化效果。 生物接觸氧化法在運行方面的特點：對沖擊負荷有較強的適應能力，在間歇運行條件下，仍然能夠保持良好的處理效果，對排水不均勻的企業(yè)，更具有實際意義；操作簡單、運行方便、易于維護管理，無需污泥回流，不產生污泥膨脹

14、現(xiàn)象，也不產生濾池蠅；污泥生成量少，污泥顆粒較大，易于沉淀。生物接觸氧化法的主要缺點是：如設計或運行不當，填料可能堵塞，此外，布水、曝氣不易均勻，可能在局部部位出現(xiàn)死角。3.3 生物濾池法 生物濾池是集生物降解、固液分離于一體的污水處理設備。被處理的原污水，從池上部進入池體，并通過由填料組成的濾層，在填料表面形成由微生物棲息形成的生物膜。在污水濾過濾層的同時，由池下部通過空氣管向濾層進行曝氣，空氣由填料的間隙上升，與下流的污水相接觸，空氣中的氧轉移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和豐富的有機物。在微生物的新陳代謝下，有機污染物被降解，污水得到處理。原污水中的懸浮物及由于生物膜脫落形

15、成的生物污泥，被填料所截留，濾層具有二次沉淀池的功能。 生物濾池法工藝具有以下特點：(1) 氣液在濾料間隙充分接觸，由于氣、液、固三相接觸，氧轉移率高，動力消耗低；(2) 本設備自身具有截留原污水中懸浮物與脫落的生物污泥的功能，因此，無需設沉淀池，占地??；(3) 以3-5mm的小顆粒作為濾料，比表面積大，微生物附著力強；(4) 池內能夠保持大量的生物量，再由于截留作用，污水處理效果良好；(5) 無需污泥回流，也無污泥膨脹之慮，如反沖洗全部自動化，則維護管理業(yè)非常方便。3.4 序批式活性污泥法序批式活性污泥處理系統(tǒng)（簡稱SBR）屬于間歇式處理系統(tǒng)，是通過其主要反應器-曝氣池的運行操作而實現(xiàn)的。曝

16、氣池的運行操作，是由流入、反應、沉淀、排放、待機（閑置）五個工序所組成。這五個工序都在曝氣池這一個反應器內運行、實施。運行操作的五個工序示意圖見圖2。流入反應沉淀排放待機圖2 間歇式活性污泥法曝氣池運行操作5個工序示意圖 序批式活性污泥法具有如下特點：(1) 在大多數(shù)情況下（包括工業(yè)廢水處理），無需設置調節(jié)池；(2) SVI值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產生污泥膨脹現(xiàn)象；(3) 通過對運行方式的調節(jié)，在單一的曝氣池內能夠進行脫氮和除磷反應；(4) 應用電動閥、液位計、自動計時器及可編程序控制器等自控儀表，可能使本工藝過程實現(xiàn)全部自動化，而由中心控制室控制；(5) 運行管理得當，處理水水質

17、優(yōu)于連續(xù)式；(6) 加深池深時，與同樣的BOD-SS負荷的其它方式相比較，占地面積較小；(7) 耐沖擊負荷，處理有毒或高濃度有機廢水的能力強。 近年來序列間歇式活性污泥法（SBR）處理養(yǎng)殖場廢水越來越受到關注，該工藝相對比于其他工藝簡單、剩余污泥處置麻煩少、節(jié)約投資投資省、占地少、運行費用低、耐有機負荷和毒物負荷沖擊，運行方式靈活，由于是靜止沉淀，因此出水效果好、厭（缺）氧和好氧過程交替發(fā)生、泥齡短、活性高，有很好的脫氮除磷效果。且有通過氧化還原電位實時控制SBR反應進程的報道，進一步提高了對氮磷的去除效果、節(jié)約了能源和投資。因此選用序列間歇式活性污泥法（SBR）作為好氧段的反應器。4 工藝流

18、程 工藝流程圖如下：圖2 污水處理工藝流程圖 本工程污水通過污水管網(wǎng)經格柵后用泵提升至集水池，再自流進入水力篩網(wǎng)，經初沉池沉淀后的水自流進入調節(jié)池，再用污水泵送至酸化水解池提高生化性能，70%的水量送入UASB反應器進行厭氧反應，經厭氧處理后的出水自流進入配水池，與水解酸化池未經厭氧反應的30%水量均勻混合后，出水自流進入SBR反應池進行生化反應，經SBR反應池的出水自流進入淺層氣浮池，最終流入現(xiàn)有的養(yǎng)殖塘。格柵機、篩網(wǎng)的污泥直接運至化肥廠。UASB反應器、SBR反應器、初沉池的污泥排至污泥濃縮池，通過濃縮處理后進入帶式脫水機進行脫水，濾餅外運，濾液回流至集水池進入再處理。UASB反應器產生的

19、沼氣通過沼氣收集系統(tǒng)集中后送至鍋爐房進行燃燒。三主要設備及處理構筑物設計計算1.設計流量確定：平均流量：Qa=400m3/d= 16.7m3/h=0.0046m3/s總變化系數(shù)：式中： Qa平均流量，L/s；則：設計最大流量Qmax：Qmax= Kz×Qa=2.28×400 =912m3/d =38m3/h =0.0105m3/s 2 格柵渠 由于本工程廢水主要為牛尿液和牛圈沖洗水兩個方面組成，廢水中含有大量的固體懸浮物和大顆粒雜質，因此為防止廢水中大量的固體懸浮物，雜質堵塞，損壞后續(xù)處理設施，污水在進入集水池池前，設置兩格柵井（一用一備）。(1) 柵條選矩形鋼，柵條寬度S

20、=0.01m，柵條間隙e=0.01m。安裝傾角=75°。最大設計污水量Qmax=720m3/d=0.0083m3/s，設柵前水深h=0.3m，過柵流速v=0.6m/s。(2) 柵條間隙數(shù)n：柵條間隙n取為6。(3) 柵槽寬度B：B=S(n-1)+dn=0.01×(6-1)+0.01×6=0.11m柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3m，柵槽實取寬度B=0.40m，柵條6根。(4) 進水渠道漸寬部分長度L1：式中：B1進水渠道寬度，本設計取0.2m; 1進水渠道漸寬部位的展開角，一般1=20°。則：(5) 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2：(6) 過柵

21、水頭損失h1：式中：h0計算水頭損失 k格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，柵條為矩形截面時取k=3 阻力系數(shù)=（S/e）4/3，與柵條斷面有關，為銳邊矩形時取=2.42則： h1=3*2.42*0.6*sin75º/2*9.81=0.21m(7) 柵前槽總高度H1：取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.3+0.3=0.60m(8) 柵后槽總高度H：H=h+h1+h2=0.3+0.21+0.3=0.81m，取為0.8m。(9) 格柵總長度：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tan=2.1m(10) 每日柵渣量：= 0.06m³/d本設計取單位體

22、積污水柵渣量W1為0.15m3/1000m3因為W小于，采用人工清渣。計算草圖見圖2：圖2 格柵計算圖3 集水池 集水池用于污水過格柵后均衡水質水量，同時通過污水泵提升進入后續(xù)處理設備。根據(jù)本次設計污水量，設置水力停留時間HRT=20min，有效容積=13.0m3，規(guī)格3m×2m×2.5m，鋼砼結構，地下式，計算過程如下： (1) 有效容積 V：式中：Q設計處理水量，m3/h t停留時間，取。=912*0.33/24=12.54m3則： (2) 池子面積F： 12.54/2=6.27m2式中：h有效水深h，m 。則：(3) 池子總高H：式中：h1池子超高，m，取=。則： 4

23、 水力篩 水力篩是污水處理或工業(yè)廢水處理中用于過濾懸浮物、漂浮物、沉淀物等固態(tài)或膠體物質的一種小型的無動力分離設備。采用楔形條縫焊接不銹鋼篩板制成弧形篩面或平面過濾篩面，待處理的水通過溢流堰均勻分布到傾斜的篩面上，固態(tài)物質被截留，過濾后的水從篩板縫隙中流出，同時在水力作用下，固態(tài)物質被推到篩板下端排出，從而達到分離的目的。水力篩能有效地降低水中懸浮物 (SS) ，減輕后續(xù)工序的處理負荷。 根據(jù)污水量16,7m3/h和篩板縫隙1mm，本項目選用RHG-0518水力篩，共安裝兩臺（一用一備）表3 設備安裝規(guī)格表型號篩板規(guī)格（寬度×長度）BB1進出口法蘭PN0.6MPa重量（Kg）DN1D

24、N2RHG-0518500×1800500640801005005 混凝沉淀池5.1 混合階段 向原水中投加混凝劑后，應在短時間內將藥劑充分、均勻地擴散于水體中，這一過程稱為混合?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤帷Ｓ绊懟旌闲Ч囊蛩赜泻芏?，如藥劑的品種、濃度，原水的溫度，水中顆粒的性質、大小等，采用的混合方式是最主要的影響因素。混合設備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及機械混合等。采用何種混合方式應根據(jù)凈水工藝布置、水質、水量、藥劑品種等因素綜合確定。 由于本次設計的污水量較小，選用 GJH-100型管式靜態(tài)混合器，玻璃鋼材質，管徑為

25、DN100，加藥管管徑為DN32。5.2 絮凝階段 絮凝過程就是在外力作用下具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞，從而形成更大的穩(wěn)定的絮粒，以適應沉降分離的要求。為了達到完善的絮凝效果，在絮凝過程中要給水流適當?shù)哪芰?，增加顆粒碰撞的機會，并且不使已經形成的絮粒破壞。絮凝過程需要足夠的反應時間。在水處理構筑物中絮凝池是完成絮凝過程的設備，它接在混合池后面，是混凝過程的最終設備。通常與沉淀池合建。 絮凝池的形式近年來有很多，大致可以按照能量的輸入方式不同分為水力絮凝和機械攪拌絮凝兩類。水力絮凝是利用水流自身的能量，通過流動過程中的阻力給液體輸入能量。其水力式攪拌強度隨水量的減小而變弱。目前，水力絮凝的

26、形式主要有隔板絮凝、折板絮凝、網(wǎng)格絮凝和穿孔旋流絮凝。相應的構筑物為隔板絮凝池、折板絮凝池、網(wǎng)格絮凝池、旋流絮凝池。機械絮凝是通過電機或其他動力帶動葉片進行攪動，使水流產生一定的速度梯度。絮凝過程不消耗水流自身的能量，其機械攪拌強度可以隨水量的變化進行相應的調節(jié)。 由于本設計污水處理量較小，使用水力絮凝裝置體積過小、設備安裝不便，因此使用機械絮凝裝置，設計計算如下：(1) 反應池有效容積V：式中：Q設計處理水量，m3/h； t反應時間,通常2030min。(2) 反應池串聯(lián)格數(shù)及尺寸：反應池采用3格串聯(lián),每格有效尺寸為：B=1.5m，L=1.5m，H=1.5mV=3B·L·

27、H=3×1.5×1.5×1.5 =10.1m3反應池超高取0.3m。池子總高度為1.8m。取JBJ1-900型槳式攪拌機，攪拌機外形見圖3，詳細參數(shù)見表3。圖3 JBJ1-900型槳式攪拌機示意圖表3 JBJ1-900型槳式攪拌機詳細參數(shù) 單位：mm參數(shù)LDD1D2D3n×dJBJ1-90015009001001752104×19(3) 葉輪中心點旋轉半徑R=450mm(4) 每臺攪拌機槳板中心點旋轉線速度取：第一格：v1=0.5m/s 第二格：v2=0.35m/s 第三格：v3=0.2m/s每臺攪拌機每分鐘的轉速為：第一格：第二格：第三格：隔

28、墻過水孔面積按下一檔槳板外緣線速度計算，則攪拌機外緣線速度分別為：第二格：第三格：每條生產線設計流量為Q=400m3/d=0.0046m3/s第一、第二格絮凝池間隔墻過水孔面積為Q/v2=0.0046/0.7=0.0066m2第二、第三格絮凝池間隔墻過水孔面積為Q/v3=0.0046/0.4=0.0118m25.3 沉淀階段 初沉池主要對廢水中以無機物為主密度大的固體懸浮物進行沉淀分離。初次沉淀池有平流式、豎流式、輔流式及斜板(管)四種。選用平流式沉淀池，它具有沉淀效果好，對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強，施工簡單，造價低等優(yōu)點。設置水力停留時間HRT=8.0 h，有效容積=200m3，規(guī)格

29、14.5m×4.0m×5.3m，鋼砼結構，半地下式。5.3.1 配水系統(tǒng) 渠寬b=0.20m，水深h=0.03m，渠深設計為0.25m，渠長6m。則渠中水流流速約為：0.40m/s5.3.2 出水系統(tǒng)(1) 出水堰的形式及尺寸：式中：堰長m； 出水堰負荷，取1.0； 設計流量，m3/s；則：，取堰長L=5m。共四格出水堰，每堰進水流量為0.00087 m3/s，每格堰長為1m，出水收集器采用UPVC自制90º三角堰出水。直接查第二版給排水設計手冊第一冊常用資料P583頁，當設計水量為=3.125m3/h時，過堰水深為70mm，堰寬設為140mm，堰口間隔60mm，

30、共80個三角堰。 (2) 堰上水頭： 式中：堰上水頭m； 每個三角堰出流量，m3/s；則：m(3) 集水水槽寬B： 式中：集水水槽寬，m； 設計流量，m3/s；為確保集水槽設計流量在安全范圍內，設置安全流量則B=0.0063m，因此水槽寬取60mm。(4) 集水槽深度h：集水槽的臨界水深：式中：集水水槽寬，m；安全設計流量，m3/s；則：m集水槽的起端水深：式中：h0起端水深m；則：h0=0.052m；取；h0=50mm設出水槽自由跌落高度：。則集水槽總深度h=0.015+0.1+0.05=0.165m。5.3.3 排泥系統(tǒng)(1) 污泥總量式中：V初次沉淀污泥量，m3/d；Q污水流量，m3/d

31、；去除率，%；（初次沉淀池以60%計）C0進水懸浮物濃度，mg/L；（進水懸浮物濃度C0為1800 mg/L）P污泥含水率取97%，%；沉淀污泥密度，以1000kg/m3計。則：V=14.4m³/d，排泥間隔為一天兩次，設置1個污泥斗，則污泥斗的容積應大7.2m3。(2) 污泥斗的容積 式中：s1污泥斗上口面積，m2； s2污泥斗下口面積，m2。則：V=8.06 m3因此污泥斗上口為3.0m 3.0m，下口為0.5m 0.5m，高度為2.0m。斗內污泥可用靜水壓或水射泵排除。(3) 沉淀池的總高度 h=5.3m式中：沉淀池超高，m，取h1=0.5； 沉淀區(qū)的有效高度，m； 緩沖層高度

32、，m，采用機械刮泥，取h30.5m； 污泥區(qū)高度，m。6 調節(jié)池 所有進入廢水處理系統(tǒng)的廢水,其水質和水量隨時都可能發(fā)生變化,這對廢水處理構筑物的正常運轉非常不利,水質和水量的波動越大,處理效果就越不穩(wěn)定,甚至會使廢水處理構筑物遭受嚴重破壞。為減少水質和水量變動對廢水處理工藝過程的影響,在進水處應設置調節(jié)池,以均和水質和均衡水量。使后續(xù)處理構筑物在運行期間能得到均衡的水量和均和的水質,達到理想的處理效果。 根據(jù)本次設計污水量，設置水力停留時間HRT=8.0 h，有效容積=200m3，規(guī)格16m×4.0m×3.5m，鋼砼結構，半地下式，計算過程如下： (1) 有效容積 V：式

33、中：t停留時間，取。則：V=16.7*8=133.6 m3(2) 池子面積F： 式中：h有效水深，m 。則F=133.6/3=44.5m²： (3) 池子總高H：式中：h1池子超高，m，取h1=。 則： 7 水解酸化池 水解酸化池是水解和酸化兩個過程在一個池內完成的構筑物。在水解階段，固體物質降解為溶解性的物質，大分子物質降解為小分子物質；在酸化階段，碳水化合物降解為脂肪酸，主要產物是醋酸、丁酸和丙酸。另外，有機酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺、碳酸鹽和少量的CO2、N2和H2。主要目的是將原廢水中的非溶解性有機物轉變?yōu)槿芙庑杂袡C物，特別是工業(yè)廢水主要將其中難生物降解有機物轉變?yōu)橐咨?/p>

34、物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利于后繼的好氧生物處理。7.1 反應池容積式中：總變化系數(shù)，??； Q設計流量，m3/h，Q =16.7m3/h； HRT水力停留時間，取HRT=4則V=100.2 m3設置單池寬為4m，有效水深為3m，超高取為，水解酸化池池長為10m 7.2 配水系統(tǒng)采用總管進水，管徑為DN80，池底分支式配水，支管為DN50，支管上均勻排布小孔為出水口，支管距離池底100mm，均勻布置在池底。7.3 出水系統(tǒng)(1) 出水堰的形式及尺寸：式中：堰長m；出水堰負荷，取1.5；設計流量，m3/s；L=3m出水收集器采用UPVC自制90º三角堰出水。直接查第二版給排水

35、設計手冊第一冊常用資料P683頁，當設計水量為Q=16.7m3/h時，過堰水深為120mm，堰寬設為240mm，共20個三角堰。 (2) 堰上水頭：式中：堰上水頭m； 每個三角堰出流量，m3/s； 則：h1=0.03 m。 (3) 集水水槽寬B：式中：集水水槽寬，m；設計流量，m3/s；為確保集水槽設計流量在安全的范圍內，設置安全流量則Q=0.11m，因此水槽寬取120mm。(4) 集水槽深度h:集水槽的臨界水深：式中：集水水槽寬，m；安全設計流量，m3/s；則：。集水槽的起端水深：式中：h0起端水深m；則：h0=0.106m；取h0=110mm；設出水槽自由跌落高度：。則集水槽總深度h=0.

36、24m7.4 填料系統(tǒng) 采用軟性填料，具有處理廢水濃度高、空隙可變、不易堵塞、重量輕、比表面積大、組裝簡便等優(yōu)點。填料支架用焊接鋼管，外加防腐漆。設計填料層高2.5m。填料在水解酸化池中布置較少，加大填料間距，防止堵塞。填料束間的距離為80mm，單元直徑150mm每個水解酸化池的長×寬10m×4.0m，所以水解酸化池中的填料束為4000×10000÷(230×230)756（束）。8 厭氧反應器UASB8.1 反應機理 厭氧反應主要是利用厭氧微生物以糞料中的糖和氨基酸為養(yǎng)料生長繁殖。進行沼氣發(fā)酵。糞料含水量較低(6070)的以乳酸發(fā)酵為主，糞料

37、含水量高(>80)的則以沼氣發(fā)酵為主。其優(yōu)點是無需通氣和翻堆，能耗省，費用低，厭氧生物處理可大量除去可溶性有機物，去除率可達7085，而且可殺死傳染性病菌，有利于防疫。利用厭氧發(fā)酵技術，能夠減少臭味和降解有機污染物，同時回收儲存在有機物中的能量作為能源。8.2 工作原理廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內部的循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器

38、氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后 圖4 UASB工作原理圖 污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。置于極其使單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發(fā)射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動，會阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經過分離器縫隙進入沉淀區(qū)。8.3 設計計算8.3.1 設計參數(shù) （1）設計溫度T=25（2）容積負荷 污泥為顆粒狀（3） 污泥產率0.1kg MLSS/kgCOD,產氣率0.4 m3/kgCOD （4） 設計水量Q=400m3/d=16.7m3/h=0.0046m3/s。8.3.2

39、 水質指標表4 水質指標表水 質 指 標COD（mg/L）BOD（mg /L）進 水 水 質3000400018002200設計去除率70 %72.8%設計出水水質12004008.3.3 反應池容積采用容積負荷法：V=QS0/NV式中：V反應池的有效容積(m3) S0進水有機物濃度(kgCOD/L) 則：V=480 m3 實際體積取為500m3,停留時間為3d，因此采用一座2m 5m 5m為一單元，總體積為10m 10m 5m的兩池矩形UASB反應器。8.3.4 配水系統(tǒng)(1) 設計原則 進水必須要反應器底部均勻分布，確保各單位面積進水量基本相等，防止短路和表面負荷不均； 應滿足污泥床水力攪

40、拌需要，要同時考慮水力攪拌和產生沼氣攪拌； 易于觀察進水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞易于清除。 布水管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞(2) 管道與布水器兩池共用一根DN80的進水干管，采用一管一孔方式配水，干管分為四根DN50支管，每根管上有五個配水器，配水器的入口管徑為DN25，每一個配水器上有10個孔，共200個孔，每個孔孔徑為DN18。8.3.5 三相分離器(1) 設計原則 UASB最重要的設計環(huán)節(jié)是反應器內的三相分離器設計，它直接影響氣、液、固三相在反應器內的分離效果和反應器的處理效果。對污泥床的正常運行和獲得良好的出水水質起十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經驗， 三相分

41、離器應滿足以下幾點要求： 沉淀區(qū)的表面水力負荷<1.0m/h； 三相分離器集氣罩頂以上的覆蓋水深可采用0.51.0m； 沉淀區(qū)四壁傾斜角度應在45º60º之間，污泥不積聚，盡快落入反應區(qū)，沉淀區(qū)斜面高度約為0.51.0m； 進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速2m/h； 分離氣體的擋板與分離器壁重疊在20mm以上； 集氣室的隙縫部分的面積應該占反應器全部面積的1520，在集氣室內應該保持氣液界面以釋放和收集氣體，阻止浮渣層的形成； 反射板與隙縫之間的遮蓋應該在100200mm以避免上升的氣體進入沉淀室； 在出水堰之間應該設置浮渣擋板。 出氣管的直管應該充足以保證從集氣室引

42、出沼氣，特別是有泡沫的情況。 在集氣室的上部應該設置消泡噴嘴，當處理污水有嚴重泡沫問題時消泡。(2) 設計計算 UASB計算示意圖見圖5，設下三角型集氣罩斜面水平角，上三角型集氣罩斜面水平角，三相分離器液面保護高度=0.5，下三角型高度，單元三相分離器寬度。沉淀區(qū)表面負荷：q=Q/A=0.125 m3(m2h.) 取上部分離區(qū)水力停留時間2，則上三角型罩頂水 圖5 UASB計算示意圖 深：h2=qt=0.25下三角集氣罩寬：下三角集氣罩的回流縫寬度：計算集氣罩的單元個數(shù)：組回流縫的總面積：設計上三角集氣罩的回流縫回流縫的總面積：占總反應器面積的比例=30.0%>20%(符合要求)下三角回

43、流縫混合液上升的速度：m/h上三角回流縫混合液上升的速度：BC*V1/V2=0.44*0.14/0.14=0.44，取延AB方向的水流速度：Va=Ur*AB/BC=0.14當氣泡的直徑小于等于0.1，則氣泡周圍水流呈層流狀態(tài)，這時的氣泡上升速度以斯托克斯公式計算為準，氣泡上升速度：取氣泡直徑0.1，廢水密度1.11，甲烷密度0.65，重力加速度9.8，動力粘滯系數(shù)1.8，碰撞系數(shù)0.95，把上面的單位統(tǒng)一化成的形式，可計算出。由上面可知，>，符合設計要求。再根據(jù)幾何關系，上三角集氣罩的高度，則上三角集氣罩底部到下三角集氣罩底部距離：整個三相分離器高度,整個UASB反應器高度：8.3.6

44、出水系統(tǒng)(1) 設計原則 出水系統(tǒng)的設計在UASB反應器設計中也占有重要地位。因為出水是否均勻也將影響沉淀效果和出水水質。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(槽)。一般每個單元三相分離器沉淀區(qū)設一條出水渠，而出水渠每隔一定距離設三角出水堰。常用的布置形式有兩種，如圖6所示。出水渠寬度常采用20cm，水深及渠高由計算確定。圖6 出水系統(tǒng)布置形式圖6 (b)出水渠的特點是出水渠與集氣罩成一整體。有助于裝配化和整體安裝，簡化施工過程。一般出水渠前設擋板，可防止漂浮物隨出水帶走，可提高出水水質。當所處理廢水中含懸浮固體較高，設置擋板是很必要的。如果沉淀區(qū)水面的漂浮物很少，有時也可不設擋板

45、。(2) 設計計算 每個UASB反應器（共4個）沿中心線設一條出水堰，匯聚至周邊出水渠，渠內側設溢流堰，出水渠保持水平，出水由一個出水口排出。單個反應器出水堰流量6.25 m3/h=0.0017m3/s。 出水渠： 根據(jù)均勻流計算公式： 、式中：q渠中水流量，m3/s；i水力坡度，定為i=0.005；K流量模段，m3/s；C謝才系數(shù)；W過水斷面面積，m2；R水力半徑，m；n粗糙度系數(shù)，鋼取n =0.012。則： m3/s假定渠寬b=0.20m,則：W=0.20hX=2h+0.20R=W/X=0.20h/(2h+0.20)式中：h渠中水深，m；X渠濕周，m。則：解方程得：h=0.043m，取為0

46、.045m?？梢娗抌=0.20m，水深h=0.045m，渠深設計為0.25m，渠長10m。則渠中水流流速約為0.40m/s符合明渠均勻流要求。 出水堰：每個UASB反應器處理水量0.0017 m3/s，溢流負荷為12 L/(m·s)。設計溢流負荷取=1.5 L/(m·s)，則堰上水面總長為：堰上水面總長取25m，堰口寬B=80mm，每個堰口間隔120mm，堰上水頭h1=20mm，則三角堰數(shù)量為：個每個堰出流率為：q=0.000004 m3/s 按90°三角堰計算公式： <堰上水頭為：<20mm 設計合理出水堰寬：式中：出水堰寬，m；設計流量，m3/s

47、；為確保集水槽設計流量在安全范圍內，安全流量B=0.083m因此水槽寬取200mm。出水堰的臨界水深：式中：出水堰寬，m；安全設計流量，m3/s；則：m。出水堰的起端水深：式中：起端水深m；則：m；??；設出水槽自由跌落高度：。則出水堰總深度m取水在管中的流速為，式中：出水管直徑，mm；過堰流速，m/s；則：m，取DN80管。8.3.7 排泥系統(tǒng)根據(jù)厭氧生物處理污泥產量取r=0.12kgVSS/kgCOD。流量Q=12.5m³/h，進水COD濃度為4000mg/L，COD去除率為70。UASB反應器總產泥量：根據(jù)VSS/SS為0.8，泥含水率為98，則污泥產量：Ws=6.3 m3/d8

48、.3.8 產氣系統(tǒng)根據(jù)產氣率：r=0.4 m³/kgCOD 則產氣量：Gi=QS0Er =24.5m ³/h根據(jù)三相分離器的特點,每個集氣罩分別引一根出氣管,管徑為DN100。8.3.9 加堿系統(tǒng) 在厭氧生物處理中，產甲烷菌最佳節(jié)pH值是6.87.2，由于厭氧過程的復雜性，很難準確測定和控制反應器內真實的pH值，這就要和靠堿度來維持和緩沖，一般堿度要20005000mgCaCO3/L時，就會導致其pH值下降，所以，反應器內堿度須保持在1000mgCaCO3/L以上，因為為保證厭氧反應器內pH值在適當?shù)姆秶鷥?，必須向反應器中直接加入致堿或致酸物質。間接調節(jié)pH值。主

49、要致堿藥品有：NaCO3、NaHCO 3、NaOH以及Ga(OH)2。 在UASB反應器中安裝pH指示儀，并在加堿管路上設有計量裝置，將計量裝置和pH指示儀用信號線連接起來，根據(jù)UASB反應器中pH值的大小來調整加堿量，當UASB反應器中pH值過低時，打開加堿管路上的開關，往UASB反應器中加堿，使pH值下降；反之，當UASB反應器中pH值過高時，關閉加堿管路上的開關，停止加堿，使pH值上升。8.3.10其他設計(1) 取樣管設計 為掌握UASB運行情況，在每個UASB上設置取樣管。在距反應器底1.11.2m位置，污泥床內分別設置取樣4根，各管相距1.0m左右，取樣管選用DN50鋼管，取樣口設

50、于距地坪1.0m處，配球閥取樣。(2) 檢修 人孔：為便于檢修，UASB反應器距地坪1.0m處設800mm人孔一個。通風：為防止部分容重過大的沼氣在UASB反應器內聚集，影響檢修和發(fā)生危險，檢修時可向UASB反應器中通入壓縮空氣，因此在UASB反應器一側預埋壓縮空氣管（由鼓風機房引來）。9 配水池 由于SBR反應池由兩個反應池間歇運作，并且需要與一部分來自水解酸化池的原水混合，因此設置配水池使后續(xù)的SBR處理正常運行。根據(jù)本次設計污水量，設置水力停留時間HRT=4.0 h，有效容積=100m3，規(guī)格10m×2.5m×5.0m，鋼砼結構，半地下式，計算過程如下： (1) 有效

51、容積 V： （8-61） 式中：停留時間，取。 則：(2) 池子面積F： （8-62）式中：有效水深，m 。 則：F=14.84m² (3) 池子總高H： （8-63）式中：h1池子超高，m，取h1=。則： 10 好氧反應器SBR10.1 設計參數(shù)(1) 設計溫度T=20(2) 日最大設計水量Qmax=1.5Q=1.5 400m3/d=25m3/h=0.007 m3/s。(3) 進水生化需氧量BOD5濃度Cs=400mg/L(4) 在低負荷運行時，每流入1KgSS約為0.75Kg污泥量。10.2 設定條件(1) 反應池數(shù)2池(2) 反應池水深H=5m(3) 活性污泥界面上的最小水深0

52、.5m(4) 排出比m=1/4(5) MLSS濃度CA=4000mg/l(6) BOD-SS負荷L=0.10KgBOD/Kg·SS·d表5 水質指標表水 質 指 標COD（mg/L）BOD（mg /L）進 水 水 質1200400設計去除率91.6 %92.5%設計出水水質1002010.3 設計計算10.3.1 曝氣時間10.3.2 沉淀時間初期沉降速度：Vmax=4.6×104×CA1.26則：Vmax=4.6×104×40001.26=1.3m/h必要的沉淀時間為：式中: m排出比 活性污泥界面上的最小水深（m） Vmax活性污

53、泥界面的初期沉降速度（m/h）則：10.3.3 排出時間排出時間2h與沉淀時間合計為3.3h。10.3.4 周期時間TTATSTD=6.13.3=9.4h則周期次數(shù)為：取n=2，每一周期為12h。10.3.5 進水時間T F =T/N =12/2=6h按上述結果，1個周期見圖7：進水（2h）曝氣（6h）排出（2h）沉淀（1h）· · · · ·圖7 SBR池周期運行圖10.3.6 反應池容積各反應池的容量為：式中:V各反應池的容量（m3） 1/m排出比 n周期數(shù)（周期/d） N每1系列的反應池數(shù)量 q每1系列的污水進水量（設計最大日污水量）（m

54、3/d）則：V=900m ³10.3.7 需氧量 以2.0 KgO2/KgBOD計算，則：OD=1000×400×103×2.0=800KgO2/d，此處相當于一個周期所需氧量OD，周期數(shù)n=2，反應池數(shù)以2池計，則單池需氧量為：，以曝氣時間為TA=6h為周期的需氧量OD為：。10.3.8 曝氣系統(tǒng)(1) 曝氣裝置的性能 在序批式活性污泥法中，由于在同一反應池內進行活性污泥的曝氣和沉淀，因此，曝氣裝置必須是不堵網(wǎng)孔的裝置。另外，需氧量關系到去除BOD量、存在于反應池內的生物量、硝化量和脫氮量，因此，當確定曝氣裝置的供氧能力時，不僅要考慮有機碳化合物的去除和活性污泥自身氧化的需氧量，而且在發(fā)生硝化時，還要考慮硝化反應時的需氧量和隨脫氮反應減少的需氧量。 對于池內的攪拌能力，在序批式活性污泥法中，由于設有厭氧段，有時要進行生物脫氮和脫磷，所以最好具有不