1本工程概況

該生物制藥廠位于中國(guó)南部某城鎮(zhèn)，全年最高氣溫40℃,最低12°C,年

平均氣溫：20C左右。夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬季西北風(fēng)為主。該鎮(zhèn)地形由南向

北略有坡度，平均坡度為0.5%。，地面平整，。規(guī)劃污水處理廠位于主廠區(qū)的南方,

面積約6500用2。地坪平均絕對(duì)標(biāo)高為4.80米。工業(yè)污水的時(shí)變化系數(shù)為1.3o

要求出水水質(zhì)符合《生物制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821-2005)o

1.1設(shè)計(jì)原則

(1)根據(jù)生物制藥生產(chǎn)排放廢水的特點(diǎn)，選擇成熟的工藝路線，既要做到技術(shù)

可靠確保處理后出水達(dá)標(biāo)排放，出水穩(wěn)定，還要設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、易于維護(hù)檢

修，日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。

(2)在保證處理效果前提下，充分考慮城市寸土寸金的現(xiàn)實(shí)，盡量減少占地

面積，降低基建投資。平面布置和工程設(shè)計(jì)時(shí)，布局力求合理、通暢、美觀，合乎

工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)具有一定的自動(dòng)控制水平，在確定自控程度時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)合理性。

(4)整個(gè)處理系統(tǒng)建設(shè)時(shí)施工方便、工期短；運(yùn)行時(shí)能耗低。

1.2設(shè)計(jì)范圍

根據(jù)對(duì)生物制藥廢水特點(diǎn)的分析和處理出水水質(zhì)要求，經(jīng)論證選擇技術(shù)上可

行、經(jīng)濟(jì)上合理的處理方案，然后確定具體的、符合實(shí)際的工藝流程。對(duì)所選流程

中的主要構(gòu)筑物進(jìn)行工藝計(jì)算，主要設(shè)備進(jìn)行選型。根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，進(jìn)行合理

的平面布置。確定自動(dòng)控制及監(jiān)測(cè)方案，進(jìn)行初步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，包括工程投資

和人員編制、成本分析等。附必要的圖紙。

1.3設(shè)計(jì)水質(zhì)水量根據(jù)所給資料該廠處理工程設(shè)計(jì)水量為3400t/d,

處理水質(zhì)執(zhí)行《生物制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821-2005)

表1進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)指標(biāo)C0D(mg/L)B0D(mg/L)SS(mg/L)PH值

進(jìn)水水質(zhì)13162641221996.5-8.5

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)W300W200W2006?9

1.4廢水處理方案的確定

該廠廢水中的BOD/COD值正常，約0.50,有利于進(jìn)行生物處理。且較之物化

處理，化學(xué)處理工藝成熟，處理效率高。同時(shí)，運(yùn)行費(fèi)用、水處理成本低。又廢水

BOD、COD值均比較高，廢水中大分子有機(jī)物較多，所以首先考慮厭氧工藝先將大

分子有機(jī)物分解為易好氧生化降解的小分子有機(jī)物，同時(shí)減少部分BOD和COD,然

后再經(jīng)好氧單元大幅度降解有機(jī)物，使出水達(dá)到排放要求。

工藝選型：

方案一：主工藝為UASB+SBR工藝，由于生物制藥廢水中含有大量浮渣，需

在各處理單元之前設(shè)格柵，格柵出水收集到集水井，再用泵提升至澄清池，澄清池

的出水經(jīng)泵提升進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器進(jìn)行厭氧處理，再經(jīng)豎配水井，進(jìn)行泥水分離后，

上清液進(jìn)入SBR反應(yīng)器，在SBR反應(yīng)器中進(jìn)行好氧處理，其出水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放

標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放到受納水體。

由于廢水SS含量高，產(chǎn)泥量較大，因此需對(duì)污泥進(jìn)行后續(xù)處理：各反應(yīng)器出

來(lái)的污泥收集至集泥井，再由污泥泵提升至污泥濃縮池濃縮，濃縮后的污泥進(jìn)入貯

泥池，再由泵提升至污泥脫水間脫水，脫水后的污泥可直接外運(yùn)。濃縮池的上清液

及脫水間的濾液返回至澄清池繼續(xù)處理。

具體工藝流程圖見(jiàn)圖：

方案二：

在工藝流程確定的過(guò)程中，主要考慮以下幾條原則：

(1)藥類(lèi)生產(chǎn)廢水含有機(jī)質(zhì)多，濃度、色度高，同時(shí)本工程中廢水排放要求較高。

(2)藥類(lèi)生產(chǎn)廢水可生化性較好，易于生物降解。

（3）本工程要求低運(yùn)行成本。

根據(jù)上述原則，確定采用圖所示的處理工藝流程。

得《仙）

二怕黃儀反應(yīng)器

調(diào)節(jié)也

至

風(fēng)機(jī)接觸氧化

存

池

污泥回籟

二沉池

清洗水

BAF反應(yīng)制

排故口

達(dá)標(biāo)疹肽

生產(chǎn)工藝廢水通過(guò)格柵池進(jìn)入污水處理段調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，在絮凝劑的

作用下，去除廢水中內(nèi)懸浮物和膠體物質(zhì)等污染物，降低后續(xù)處理單元的工作負(fù)荷。

經(jīng)泵定量提升進(jìn)入二相厭氧反應(yīng)器，在厭氧微生物的作用下，將廢水中的各種復(fù)雜

有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物，甲烷和二氧化碳等物質(zhì)，剩余污泥進(jìn)入污泥沉淀

池.消化后的廢水再進(jìn)入接觸氧化池，與附著在生物填料上的好氧微生物的進(jìn)一步

作用，去除剩余的有機(jī)物，部分隨水流帶出的懸浮物在斜管沉淀池中得以沉淀出來(lái),

出水再經(jīng)過(guò)生物陶粒反應(yīng)器（BAF曝氣生物濾池）后廢水達(dá)標(biāo)排放。調(diào)節(jié)池、厭氧

接觸池、接觸氧化池及沉淀池的剩余污泥通過(guò)污泥泵進(jìn)入污泥儲(chǔ)存池，加入絮凝劑

后，經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)脫水處理后運(yùn)走。濾液回流到調(diào)節(jié)池進(jìn)行循環(huán)處理。

2設(shè)計(jì)原則

3.1格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1.1設(shè)計(jì)說(shuō)明

格柵是一種簡(jiǎn)單的過(guò)濾設(shè)備，由一組或多組平行的金屬條制成的框架，斜置于

廢水流經(jīng)的渠道中。格柵設(shè)于污水處理廠所有處理構(gòu)筑物之前，或設(shè)在泵站前"用

于截留廢水中粗大的懸浮物或漂浮物，防止其后處理構(gòu)筑物的管道閥門(mén)或水泵堵

塞。按柵條間隙，可分為粗格柵(50-100nun).中格柵(10-40%)、細(xì)格柵(3-10mm)

三種，按清渣方式可分為人工清渣格柵和機(jī)械清渣格柵兩種⑶。

3.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

過(guò)柵流速一般采用0.6-1.Om/s；

格柵傾角一般采用45°-75。；

通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.08-0.15m；

柵前渠道內(nèi)水流速度一般為0.4-0.9m/s：

格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m,工作臺(tái)上應(yīng)

有安全和商品沖洗設(shè)施；

工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬不小于0.7m,工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：a,人工清渣不

小于1.2m；b,機(jī)械清渣不小于1.5m。

參數(shù)確定：

(1)設(shè)計(jì)采用細(xì)格柵

(2)柵條間隙b=8mm；

(3)柵前水深h=0.4m；

(4)過(guò)柵流速v=0.7m/s;

(5)格柵傾角a=60°；

(6)設(shè)計(jì)流量Q=3400m7d=141.67m3/h=0.039m3/s

3.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)柵條間隙數(shù)：n(個(gè))

Qylsina0.039xVsin60°

n=-------=--------------a17個(gè)

bhv0.008x0.4x0.7

(2)柵條有效寬度B(in)

B=S(n-l)+br.

S一柵條寬度(m)；設(shè)S=0.02

B=0.02X(17-D+O.008X17=0.46m

進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度L(m)

,二B-BI

2tana.

B)一進(jìn)水渠寬(m)

明—進(jìn)水渠道漸寬部分的展開(kāi)角度，一般可采用20°；

設(shè)B,=0.2m,則進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.49m/s；

.0.46—0.2八cm

/.=---------=0.36/77

0.73

(4)

柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度l2(m)

18m

12=1I/2=0.

⑸通過(guò)格柵的水頭損失h1

設(shè)柵條斷面為圓形

兒=匕

k一系數(shù)，格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)。K=3.36\，-1.32=1.032

r0.024X-221sin60“=0.136/〃

h,=1.032xl.79x

<0.0082x9.8

(6)柵槽總高度H(m)

取棚前渠道超高色=0,3m,

W=h+h}+h2=0.4+0.136+0.3=0.84

(7)柵槽總長(zhǎng)L(m)

柵前渠道深Hl=h+h2=0.4+0.3=0.7m

L=L+k+0.5-1.0+H./tan60°=0.36+0.18+0.5+1.0+0.7/tan600=2.45m

圖2格柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算圖

(8)每日柵渣量W(rrf7d)

工業(yè)污水流量總變化系數(shù)Kz=l.3

柵渣量W尸0.3nl3污水

QW.x864000.039x0.1x86400…,八個(gè),

W=三」-------=----------------=0.26〃//z4>02m331dJ

KzxlOOO1.3x1000

宜采用機(jī)械清渣

3.2事故池的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.2.1設(shè)計(jì)說(shuō)明

由于生物制藥廠廢水出水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定，波動(dòng)較大，為防止出現(xiàn)惡性事

故，破壞污水廠后續(xù)處理單元的正常運(yùn)行，需設(shè)置一事故池，儲(chǔ)留事故出水。事

故池在生物制藥廠廢水水量超過(guò)設(shè)計(jì)水量時(shí)啟用，當(dāng)后續(xù)處理單元出現(xiàn)故障時(shí)，

也可啟用事故池。

3.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算

取停留時(shí)間T二12小時(shí)

設(shè)計(jì)流量為0^3400X1.3-3400=1020m7d

取有效水深片=5nb超高h(yuǎn)2=0.3m,則總高H=5.3m

底面積A=1020XI2/24/5=102m2,

事故池的底面尺寸為L(zhǎng)XB=12mX8.5m

3.3集水池的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.3.1設(shè)計(jì)說(shuō)明

生物制藥廢水的水量和水質(zhì)隨時(shí)間的變化幅度較大，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑

物或設(shè)備的正常運(yùn)行，防止水泵頻繁啟動(dòng)，以延長(zhǎng)水泵的使用壽命，需對(duì)廢水的

水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，集水池的設(shè)計(jì)遵循以下原則：

最小池容：集水池的最小容積，不應(yīng)小于最大一臺(tái)污水泵6min的出水量；

集水池應(yīng)設(shè)置沖洗或清泥設(shè)施；

集水池的布置：應(yīng)考濾水泵洗水管的水力條件，減少滯留或渦流。

3.3.2設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

水力停留時(shí)間HRT=lh,有效水深h尸4.0口，超高h(yuǎn)2=0水m;

3.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)集水池容積V=Q/T=(3400/24)X1=141.67m3

(2)集水池的總高H=乩+兒=4.0+0.5=4.5m,

(3)集水池的面積A=V/H=141.58/4.5=31.46m2MXA=35m2

集水池的橫截面為：LXB=7義5(m2)

則集水池的尺寸為：LXBXH=7X5X4.5(in3)

(4)一次提升泵選?。禾嵘髁縌二150,揚(yáng)程10m,選泵。

3.4水力循環(huán)澄清池的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.4.1設(shè)計(jì)說(shuō)明

由于生物制藥廢水中懸浮物(SS)濃度較高，加藥后利用水力進(jìn)行攪拌，絮

凝沉淀，此池兼有沉淀的作用，有足夠的水力停留時(shí)間，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物能

連續(xù)運(yùn)行。

3.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

(1)上升流速為0.7?1.0mm/s；

(2)高度為2.0?3.0m；

(3)懸浮層高度3~4m；

(4)停留時(shí)間1.0?L5h

(6)參數(shù)選取設(shè)計(jì)流量33400■/力141.67111%1二0.039步

Qo=0.M〃%回流比為2

設(shè)計(jì)循環(huán)總流量Q|=().O79"Z

喉管流速V,=2.5m/s；第一絮凝室出口流速v2=0.06m/s

第二絮凝室出口流速匕=0.04m/s;清水區(qū)上升流速匕=0.5mm/s；

喉管混合時(shí)間力=0.6s

(7)澄清池進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表2所示:

表2澄清池進(jìn)出水水質(zhì)指

水質(zhì)指標(biāo)COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)

進(jìn)水水質(zhì)1316264122199

設(shè)計(jì)去除率10%10%90%

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)11845.85770.8219.9

3.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算

各部分尺寸見(jiàn)下圖3

-f

圖3澄清池設(shè)計(jì)計(jì)算草圖

(1)水射器的“算：

精算=0.083帆取83mm

d°==

碼)

設(shè)進(jìn)水管流速V=1.5m/s,則進(jìn)水管直徑

d=J母=0.187〃？取187mm

V

設(shè)噴嘴收縮角a為15°

斜壁高二———xcota=~—x3.73=193.9mm取194mm

22

噴嘴直段長(zhǎng)度取65mm則

噴嘴管長(zhǎng)258mm

噴嘴的實(shí)際流速：

_4Q()_4x0.041=7.58%

彩~茄7—3.14x0.()832

2

要求凈水頭0.06VO=3.80m

(2)喉管的計(jì)算

絲型絲:02加

4=町［3.14x2.5

實(shí)際喉管流速:

4Q,_4x0.079=2.5%

一正一3.14x0.22

喉管長(zhǎng)度%=咐=2.5x0.6=1.52AM取1520mm

取喇叭口直徑4=34=3x0.2=0.6/?

喇叭口斜邊采用45°傾角，則喇叭口高度為

4A^00.6—0.2..o.

-----tan45=--------tan45=0.2m

22

噴嘴與喉管的距離S=2d°=2x0.083=0.166m

⑶第一絮凝室的計(jì)算：

上口直徑(11=陛=J4Ko.079]25〃取

=1.3m

V3.14x0.06

LE右壬口兀d：3.14X1.322

上口面積5,=——=---------=1.33加

44

實(shí)際出口流速匕，二4;4x0.079=0060少

血;3.14xl.32人

設(shè)第一絮凝室高度為外，錐形角取30°,則

.d,-d11.3—0.2

=2.05〃?

2

⑷第二絮凝室的計(jì)算

第二絮凝室進(jìn)口斷面積

Q,0.079

==2.0〃/

三一004

第二絮凝室直徑

l4(st+52)_[4x(1.33+2.6)

=2.136/7?

V-V3.14

實(shí)際進(jìn)口斷面積

3.14X2..O62

一1.33=2療

~7~

實(shí)際進(jìn)口流速眩?=2=0.04少

力’7S

第二絮凝室高度％取2.7m;其中第二絮凝室至第一絮凝室上口

高度4取2.4m

第一絮凝室上口水深3m;

J2'=d2-2h5tanez=0.61m

(5)澄清池直徑的計(jì)算

分離室面積S4=2=82〃J

V4

澄清池直徑Q=『6+：+L)=]O.5nl取11m

實(shí)際上升流速。。=0.000464取0.5〃〃%

0.7857)2一4

⑹澄清池高度的計(jì)算

喉管喇叭口距池底0.46m,噴嘴與喉管間距0.14叫，超高0.3m;H=7.5m

(7)坡腳的計(jì)算

池底直徑采用。0=1.。2機(jī)，池底坡角采用7=42°,池底斜壁部分高度為

?D-D。11-1.02八八“

H2=——tany=----——x0.9=4.4m

池子直壁部分的高度為"i="—4=7.5—4.4=3.1〃？

(8)澄清池各部分容積及停留時(shí)間的計(jì)算

a第一絮凝池

匕=普年+42+4"2)=3.3加3t2=21s

b第二絮凝池

V2+d2d2')=14.84；%=,=95.13s

C分離室停留時(shí)間

口=-^-=6750s

匕

D水在池內(nèi)凈水歷時(shí)

T=/2+r3+r4=21+95.13+6750=6866.13s

E澄清池總體積

直壁部分體積匕=工。2”180.45疝

4'

22

錐體部分體積V4=-^H,(D+Do+Z)D0)=173.09

池的總體積V=匕+匕=353.54

F總停留時(shí)間T=—=2.58h

ft

(9)排泥設(shè)施的計(jì)算

泥渣室容積按澄清池容積的1%計(jì)，即

%=3.53m3

設(shè)置一個(gè)排泥斗，采用倒立正四棱錐體，其錐底邊長(zhǎng)和錐高均為Z

Z=73K7=3.3m

3.5UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)污泥參數(shù)

設(shè)計(jì)溫度T=25C

容積負(fù)荷NL8.5kgC0D/(m\d)污泥為顆粒狀

污泥產(chǎn)率0.IkgMLSS/kgCOD,

產(chǎn)氣率0.5m3/kgC0D

(2)設(shè)計(jì)水量Q=2800n?/d=116.67n?/h=0.032m7so

(3)水質(zhì)指標(biāo)

表3UASB反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

水質(zhì)指標(biāo)COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)

進(jìn)水水質(zhì)11845.85770.8219.9

設(shè)計(jì)去除率85%90%/

設(shè)計(jì)出水質(zhì)1776.87577.08219.9

3.5.2UASB反應(yīng)器容積及主要工藝尺寸的確定

(1)UASB反應(yīng)器容積的確定

本設(shè)計(jì)采用容積負(fù)荷法確立其容積VV=QSo/Nv

V—反應(yīng)器的有效容積(招)

S。一進(jìn)水有機(jī)物濃度(kgCOD/L)

V=3400x3.375/8.5=1494m3

取有效容積系數(shù)為0.8,則實(shí)際體積為1868m3

(2)主要構(gòu)造尺寸的確定

UASB反應(yīng)器采用圓形池子，布水均勻，處理效果好。

取水力負(fù)荷qi=0.6m3/(m2?d)

反應(yīng)器表面積A二Q/q尸141.67/0.6=236.12m2

反應(yīng)器高度H=V/A=1868/236.12=7.9m取H=8m

采用4座相同的UASB反應(yīng)器，則每個(gè)單池面積A,為：

A,=A/4=236.12/4=59.03m2

甘答”=8.67/〃取D=9m

D=

2

則實(shí)際橫截面積A2=3.14074=63.6m

實(shí)際表面水力負(fù)荷q尸Q/4A2=141.67/5x63.6=0.56

q1在0.5—1.5m/h之間，符合設(shè)計(jì)要求。

3.5.3UASB進(jìn)水配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1)設(shè)計(jì)原則

①進(jìn)水必須要反應(yīng)器底部均勻分布，確保各單位面積進(jìn)水量基本相等，防止

短路和表面負(fù)荷不均；

②應(yīng)滿(mǎn)足污泥床水力攪拌需要，要同時(shí)考慮水力攪拌和產(chǎn)生的沼氣攪拌；

③易于觀察進(jìn)水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞易于清除。

本設(shè)計(jì)采用圓形布水器，每個(gè)UASB反應(yīng)器設(shè)30個(gè)布水點(diǎn)。

⑵設(shè)計(jì)參數(shù)

每個(gè)池子的流量

Q尸141.67/4=35.42m7h

(3)設(shè)計(jì)計(jì)算

查有關(guān)數(shù)據(jù)用，對(duì)顆粒污泥來(lái)說(shuō)，容積負(fù)荷大于4m7(/h)時(shí)，每個(gè)進(jìn)水口

的負(fù)荷須大于2n?

則布水孑L個(gè)數(shù)n必須滿(mǎn)足nD74/n>2即n<riD2/8=3.14x9x9/8=32

取n=30個(gè)

則每個(gè)進(jìn)水口負(fù)荷a=nD2/4/n=3.14x9x9/4/30=2.12m2

可設(shè)3個(gè)圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè)5個(gè)孔口，中間設(shè)10個(gè)，最外圍設(shè)15個(gè),

其草圖見(jiàn)圖4

①內(nèi)圈5個(gè)孔口設(shè)計(jì)

服務(wù)面積：S,=5x2.12=10.6m2

折合為服務(wù)圓的直徑為：

=3.67m

用此直徑用一個(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5個(gè)

則圓環(huán)的直徑計(jì)算如下:

3.14xd：/4=S/2

②中圈10個(gè)孔口設(shè)計(jì)

服務(wù)面積：S.=10x2.12=21.2m2

折合為服務(wù)圓的直徑為：

14(5)+S)_/4x(10.6+210

2=6.36，〃

V7-V3.14

則中間圓環(huán)的直徑計(jì)算如下：

22

3.14x(6.36-d2)/4=S2/2

則d2=5.2m

③外圈15個(gè)孔口設(shè)計(jì)

服務(wù)面積：$3=15x2.12=31.8m2

折合為服務(wù)圓的直徑為

14(S1+§2+S屋14x(10.6+2L2+31.8)

V'TC-Vr14

22

則中間圓環(huán)的直徑計(jì)算如下:3.14x(9-d3)=S3/2

則d3=7.8m

布水點(diǎn)距反應(yīng)器池底120mm；孔口徑15cm

圖4UASB布水系統(tǒng)示意圖

3.5.4三相分離器的設(shè)計(jì)

(1)設(shè)計(jì)說(shuō)明UASB的重要構(gòu)造是指反應(yīng)器內(nèi)三相分離器的構(gòu)造，三相分離

器的設(shè)計(jì)直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對(duì)

污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工

程經(jīng)驗(yàn)，三相分離器應(yīng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：

沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷<1.Om/h；

三相分離器集氣罩頂以上的覆蓋水深可采用0.5-1.0m；

沉淀區(qū)四壁傾斜角度應(yīng)在45。?60°之間，使污泥不積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)

內(nèi)；

沉淀區(qū)斜面高度約為0.5-1.0m；

進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速W2m/h；

總沉淀水深應(yīng)21.5m；

水力停留時(shí)間介于1.5?2h；

分離氣體的擋板與分離器壁重疊在20mm以上；

以上條件如能滿(mǎn)足，則可達(dá)到良好的分離效果。

(2)設(shè)計(jì)計(jì)算

本設(shè)計(jì)采用無(wú)導(dǎo)流板的三相分

①沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)

沉淀器(集氣罩)斜壁傾角9=50°

沉淀區(qū)面積：A=3.14XD74=63.6mL

表面水力負(fù)荷q=Q/A=141.67/(4x63.6)=0.56m3/(m2.h)<l.0n7(m2.h)

符合要求

②回流縫設(shè)計(jì)

h2的取值范圍為0.5—1.0m,瓦一般取0.5

取hi=0.5mh2=0.7mh3=2.4m

依據(jù)圖8中幾何關(guān)系，則biF/tanB

b一下三角集氣罩底水平寬度，

。一下三珀集氣罩斜面的水平夾角

h3一下三角集氣罩的垂直高度，m

bt=2.4/tan50=2.0mb2=b—2bi=9—2x2.0=5.0m

下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速vb可用下式計(jì)算：

VZ/SL4Q/3.1他

Qi—反應(yīng)器中廢水流量(m7s)

Si一下三角形集氣罩回流縫面積(m2)

V.=-⑷"74—=1.8，n/h<2m/h符合要求

3.14x5.02/4

上下三角形集氣罩之間回流縫流速V2的計(jì)算：％=Q/S2

Sz一上三角形集氣罩回流縫面積(m2)

CE一上三角形集氣罩回流縫的寬度，CE>0.2m取CE=1.0m

CF一上三角形集氣罩底寬，取CF=6.0m

EH二CExsin50=1.0xsin50=0.766m

EQ=CF+2EH=6.0+2x1.0xsin50=7.53m

S2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14X(6.0+7.53)xl.0/2=21.24m

V2=141.67/4/21.24=1.67m/h

V2<V1<2.Om/h,符合要求

確定上下集氣罩相對(duì)位置及尺寸

BC=CE/cos50=l.0/cos50=l.556m

HG=(CF-b2)/2=0.5m

EG=EH+HG=1.266m

AE=EG/sin40=1.266/sin40n.97m

BE=CExtan50=l.19m

AB=AE-BE=O.78m

DI=CDxsin50=ABxsin50=0.778xsin50=0.596m

h4=AD+DI=BC+DI=2.15m

h5=l.0m

氣液分離設(shè)計(jì)

由圖5可知，欲達(dá)到氣液分離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重

疊，重疊的水平距離(AB的水平投影)越大，氣體分離效果越好，去除氣泡的直

徑越小，對(duì)沉淀區(qū)固液分離效果的影響越小，所以，重疊量的大小是決定氣液分離

效果好壞的關(guān)鍵。

由反應(yīng)區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過(guò)渡到上三角形集氣罩回流縫

再進(jìn)入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比較復(fù)雜。當(dāng)混合液上升到A點(diǎn)后將沿著AB方向斜面

流動(dòng)，并設(shè)流速為匕，同時(shí)假定A點(diǎn)的氣泡以速度匕垂直上升，所以氣泡的運(yùn)動(dòng)軌

跡將沿著v“和w,合成速度的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度合成的平行四邊形法則，則有：

vh_AD_BC

要使氣泡分離后進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條件是:

以AD(BCy

在消化溫度為25℃,沼氣密度12g/L；水的密度8=997.0449kg/n?；

水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)v=0.0089X10V/S；取氣泡直徑d=0.01cm

根據(jù)斯托克斯(Stokes)公式可得氣體上升速度外為

戶(hù)一訪一

、%一氣泡上升速度(cm/s)

g一重力加速度(cm/s?)

8—碰撞系數(shù)，取0.95

U一廢水的動(dòng)力粘度系數(shù)，g/(cm.s)u=v3

0.95x9.8x102x(997.()449-1.12)x103x0.012八小/’“

v.=--------------------------------------------------------=0.616cm/s=21.96mh

18x0.0089x0.95

水流速度vn=v2=1.67m/h,

日—v21.96

校核：■h而35

些=a=].99

AB0.78

配屋,故設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求。

匕，AB

圖5三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖

3.5.5排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)

每日產(chǎn)泥量為

AX=3735X0.85X0.IX3400X10-3=1079kgMLSS/d

則每個(gè)UASB每日產(chǎn)泥量為

1097/4=269.75kgMLSS/d

可用200mm的排泥管，每天排泥一次。

3.5.6產(chǎn)氣量計(jì)算

每日產(chǎn)氣量G=3726X0.85X0.5X3400X10-3=5397m3/d=224.9m7h

儲(chǔ)氣柜容積一般按照日產(chǎn)氣量的25%?40%設(shè)計(jì)，大型的消化系統(tǒng)取高值，

小型的取低值，本設(shè)計(jì)取38機(jī)儲(chǔ)氣柜的壓力一般為2?3KPa,不宜太大。

3.6.配水井

UASB后污水進(jìn)入配水井向SBR配水，設(shè)2座，配水井尺寸直徑3.0X6.0限

配水井設(shè)分水鋼閘門(mén)三座，選用SYZ型閘門(mén)規(guī)格為直徑為800亳米，配手搖式啟閉機(jī)

三臺(tái)。

3.7SBR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.7.1設(shè)計(jì)說(shuō)明

經(jīng)UASB處理的廢水,C0D含量仍然很高.必須經(jīng)過(guò)進(jìn)?步處理才能達(dá)到排放標(biāo)

準(zhǔn)，即采用好氧處理。本設(shè)計(jì)采用4個(gè)SBR反應(yīng)器,運(yùn)行周期T=8h.

3.7.2設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)水質(zhì)指標(biāo)

表5SBR反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

水質(zhì)指標(biāo)COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)

進(jìn)水水質(zhì)1776.87577.08219.9

設(shè)計(jì)去除率85%92%15%

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)266.546.2186.9

(2)確定參數(shù)

污泥容積負(fù)荷Nv-O.15kgB0D/(m:$-d)

污泥沉降指數(shù)SVI采用150

反應(yīng)周期T=8h,一天內(nèi)反應(yīng)周期數(shù)n=24/8=3反應(yīng)器數(shù)量nB=4

周期內(nèi)時(shí)間分配：

進(jìn)水時(shí)間T/nB=8/4=2h

反應(yīng)時(shí)間4h其中缺氧時(shí)間tanox=l.4h好氧時(shí)間ta=2.6h靜沉?xí)r間1.Oh

排水時(shí)間0.5h閑置排泥時(shí)間0.5h

3.7.3反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)污泥泥齡和剩余污泥量的確定

硝化所需量低好氧污泥齡的計(jì)算

(,5-t)

。行(1/U)X1.013Xfs

一消化所需最低好氧污泥齡(d)

以一消化菌比生長(zhǎng)速率(cT),u=0.47d_,

。一安全系數(shù)，其值取決于污水廠規(guī)碟，一般地，。值應(yīng)取2.3—3.0左

右，本設(shè)計(jì)取fs=2.5

t-污水溫度，25℃

<l525>

%Y=(1/0.47)X1.103X2.5=3.3d

活性污泥利用硝態(tài)氮中的氧的能力(即反硝化能力)

PBOD2.9ta+tanox

0.144x8飲x1.072"-⑸

=-----------------T-+0.5

1+^x0.08x1.072^

m。一活性污泥在好氧條件下每去除IkgBOD氧的消耗量(kg),恤的設(shè)計(jì)

最大值為L(zhǎng)6kg

0SR一包括硝化階段和反硝化階段的有效污泥泥齡(d)

esR=0SNx=3.3xI"2-=5

。2.6

—反硝化能力,即每利用IkgBOD所能反硝化的氮量(kg)

PROD

a一修正系數(shù)，當(dāng)反應(yīng)器交替連續(xù)進(jìn)水時(shí)，a=l

PNO「PND0.75X1.31.4,..

----------=0.8x--------x——xl=n0.n0o94火g

PBOD2.94

系統(tǒng)所需反硝化的氮量可根據(jù)氮量平衡求得：

N0：i—ND—PTNi—pTNe—PBOOX0.04

PRODX().04—微生物增殖過(guò)程中結(jié)合到體內(nèi)的氮量，隨剩余污泥排出系

統(tǒng)(mg/L)

PTNi、PTNe一進(jìn)、出水總氮濃度(mg/L)

NO/-ND=80-12-234x0.04=59mg/L

系統(tǒng)的總污泥泥齡0sp

。ST=。SRXtc/tg

。一有效反應(yīng)時(shí)間(h)tR=4h

一一循環(huán)時(shí)間(h)

《一沉降時(shí)間(h)ts=lh

td一排水時(shí)間(h)td=0.5h

tc=tR+ts+td=4+1+0.5=5.5h

0sr=5.1x5.5/4=7d

以干固體計(jì)的剩余污泥量(kg/d)

SP=Q.PBOD.YH—*叱1"+L,。(ss,-)

1/%+〃〃?%

Q—進(jìn)水設(shè)計(jì)流量(m7d)

P曬,一進(jìn)水有機(jī)物濃度(kg/m3)

SS-SS,?一曝氣池進(jìn)出水懸浮固體SS濃度(kg/m3)

%—異氧微生物的增殖率(kgDS/kgBOD)YH=0.5—0.6,本設(shè)計(jì)取0.6

\飛一能水解的懸浮固體固體部份，Yss=0.5—0.6,本設(shè)計(jì)取0.6

OSR一有效污泥泥齡(d)

仄一異養(yǎng)微生物的內(nèi)源呼吸速率(自身氧化率)，b?=0.08d1

之一異養(yǎng)性微生物生長(zhǎng)溫度修正系數(shù)；fn.=1.072(「⑸=2.0

0.9x0.08x0.6x2.0

-3400x234xl0-3x0.6-十0.6X3400k(108-27)x10-3=452依/d

1/5.1+0.08x2.0

每個(gè)SBR反應(yīng)器中所貯存的污泥總量

STP=Spx0ST/HB=452x7/4=791kg/d

(2)SBR反應(yīng)器貯水容積的確定

每個(gè)SBR反應(yīng)器的貯水容積AVGn')

3

AV二Qxt=Qxtc/nB=141.67x5.5/4=195m

(3)污泥沉降速度的計(jì)算和反應(yīng)器尺寸的確定

污泥的沉降速度o(m/h)

根據(jù)邊界條件用試算法可求得下式中反應(yīng)器的高度和面積.其具體過(guò)程為

先假設(shè)反應(yīng)器高度用下式即可求得面積A

650xAxH

nvixg+510/60)=AV

J

STPxSVI

Hs一撇水水位和污泥泥面之間的最小安全距離,一般在0.6-0.9nl左右,本

設(shè)計(jì)取0.9m

假設(shè)Hw=5.0m由上式知

650x4x5.0八?,195__

----------x(l+0.5-10/60)=——+0.9

791x150A

解得A=86.43m2

反應(yīng)器的有效容積V二AxH1小86.43x5.0M32.2m2

△H=AV/A=195/86.43=2.26m

△H一最高水位和最低水位之間的高度差，也稱(chēng)撇水高度(m),一般其最大

值在2.0—2.2m左右

vs=650/(PMLSSXSVI)

pM..SS—在最高水位H.n時(shí)MLSS的濃度(kg/m3)

3

PMLSs=STP/V=791/432.2=1.83kg/m

vs=650/(1.83x150)=2.37m/h

單座SBR反應(yīng)器的尺寸

SBR反應(yīng)器有效水深5.0m,超高0.5m,則SBR總高為5.5m

SBR反應(yīng)器的面積為86.43痛

設(shè)SBR反應(yīng)器的長(zhǎng)寬比為2:1

則反應(yīng)器寬為6.6m,長(zhǎng)為13.2m

(4)曝氣系統(tǒng)和撇水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)⑷

①需氧量的確定

0二a'.Q.L+b'.V.N；

0—混合液每日需氧量(kg02/d)

a'一氧化每公斤BOD需氧公斤數(shù)(kg02/kgBOD),一般為0.42-0.53,本設(shè)

計(jì)取0.5

b'一污泥自身氧化需氧率(kgO2/kgMLVSS.d),一般為0.11-0.188,本設(shè)

計(jì)取0.15

一―去除的B0D濃度(kg/nf)

3

Lr=(234—18.7)x10-3=o215kg/m

N；一混合液揮發(fā)性懸浮物(MLVSS)濃度(kg/m3)N；=f.M

f一系數(shù),一般0.7—0.8,本設(shè)計(jì)取0.7(kg/m3)

M-混合液懸浮物(MLSS)濃度

則O=0.5x3400xO.215+O.15x432.2x4x0.7x1.83=6917kgOJd

供氧速率R=0/24=697.7/24=29.07kg02/h

②供氧量的計(jì)算

采用鼓風(fēng)曝氣方式,用SX-1型曝氣器,其技術(shù)參數(shù)為：氧轉(zhuǎn)移效率6%-9%,氧

動(dòng)力效率1.5—2.2%,服務(wù)面積1—2m7個(gè)，曝氣器出口高出池底350—500mm,適合

曝氣池水深4-5mo本設(shè)計(jì)取氧轉(zhuǎn)移效率為8%,曝氣口安裝在距池底0.4m高處,

故淹沒(méi)深度為4.6叫據(jù)資料⑵查得計(jì)算溫度為20°時(shí)，溶解氧飽和度

CS(2O)=9.17mg/L,最高水溫采用25°,Cs(2s)=8.38mg/L。

擴(kuò)散器出II處的絕對(duì)壓力為:

4.6x100x12

Ph=1.033+=l.5kg/cm

1000

空氣離開(kāi)曝氣池水面時(shí)氧的百分濃度Q,

21x(1-&z)

79+21x(l-E^)

Ea-曝氣器的氧轉(zhuǎn)移效率，本設(shè)計(jì)取Ea=8%

反應(yīng)器中溶解氧的飽和度為:

2、ooo(L519.65、sc

C-CX(Pb—)=8.38x-----1-----=10.0〃7g/L

“g―5gx(2.0664212.06642)

,如2。）=917x（益+若）=10.95何/L

則脫氧清水的充氧量為：

n_________—G見(jiàn)20）

）

"^[^（25）-Cf]x1.024^

B一氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)，

d一氧溶解度折算系數(shù)

p一氣壓修正因子

取d=0.8,B=0.95,Ct=2mg/L,p-\.0

________29,07x10.95

=44.35KgQ〃?

0.85x(0.95x1x10.0-2)x1.0245

供氣量的計(jì)算:

R4435

G、==——=1848〃U/h=30.8機(jī)a/min

'0.3Ea0.3x0.08

③布?xì)庀到y(tǒng)的計(jì)算

反應(yīng)池的平面面積為6.6x13.2x4=348.5m2

每個(gè)擴(kuò)散器的服務(wù)面積取1.75m2,則需擴(kuò)散器345.8/1.75=199個(gè)

取200個(gè)擴(kuò)散器，每個(gè)反應(yīng)器需50個(gè)

布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)草圖如下圖8（5排，每排10個(gè)）

圖8SBR反應(yīng)器布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)草圖

④空氣管路系統(tǒng)計(jì)算

按SBR的平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)SBR反應(yīng)器的隔墻上設(shè)一

根配氣干管，共設(shè)兩根，在每根干管上設(shè)5對(duì)配氣豎管，共20根照管

則每根?豎管的供氣量為1848/20=92.4m7h

每個(gè)空氣擴(kuò)散港的配氣量為1848/50=36.96m7h

空氣管路的計(jì)算草圖見(jiàn)下圖

見(jiàn)卜.表8：

表6空氣管道計(jì)算表

管段管段空氣流空氣流管徑配件當(dāng)量長(zhǎng)度L+Lo損失

編號(hào)長(zhǎng)度量速v(m/s)DLo(m)(m)hi+112

L(m)(m'/h)(mm)(mm)

1-29184810.46250三通1彎頭1大小頭119.228.2100.74

2-38.29248.17200閘門(mén)1彎頭1四通18.016.247.86

3-42.5739.26.54200四通1大小頭16.08.516.39

4-52.5554.48.72150四通13.76.230.01

5-62.5369.65.81150四通1大小頭14.36.815.67

6-72.5184.86.54100四通1大小頭12.65.123.86

7-87.7592.44.5385閘門(mén)1三通14.812.5535.69

8-90.636.964.32550.62.71

其中:

L2

Lo=55.5kD

L一管道當(dāng)量長(zhǎng)度(m)

D一管徑(m)

k一長(zhǎng)度折算系數(shù),按管件不同類(lèi)型確定

hI+h2=i(L+Lo),i=6.61VLM/4㈤

由上表可知：空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：

￡(h1+hz)=272.33X9.8=2.67kPa

擴(kuò)散器的壓力損失取5.0kPa。

則總壓力損失為2.67+5.0=7.67kPa

為安全起見(jiàn)，設(shè)計(jì)取值為9.8kPaP^9.8kPa

則鼓風(fēng)機(jī)所需壓力為

P二(5-0.4)X9.8+9.8=55kPa,

又Gs=30.8m7min

根據(jù)所需壓力和空氣量采用下列規(guī)格的鼓風(fēng)機(jī)：

羅茨鼓風(fēng)機(jī)3LT50三臺(tái)(兩用一備)，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下

表7羅茨鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)

型號(hào)，口徑進(jìn)口流量in'/inin升壓kPa轉(zhuǎn)速“min軸功率kW

3L15O-H31.6258.8138042.76

3.8污泥處理裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備選型

3.8.1設(shè)計(jì)說(shuō)明

污水處理系統(tǒng)各構(gòu)筑物所產(chǎn)生污泥每日排泥一次(除SBR反應(yīng)器外)，集中到

污泥集泥井，然后再由污泥打至污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后送至貯泥柜暫放，再由污泥

泵送至脫水機(jī)房脫水，形成的泥餅外運(yùn)作農(nóng)肥(因?yàn)槲勰嘀袩o(wú)有害污染物，而有機(jī)

質(zhì)含量較高)。

污泥濃縮池為間歇排泥，運(yùn)行周期為24h。其中各構(gòu)筑物排泥，污泥泵抽送污

泥時(shí)間L0~L5h(除SBR反應(yīng)器外)。污泥濃縮時(shí)間20h,濃縮池排水與排泥2h,

閑置時(shí)間O51.Oh。

設(shè)計(jì)泥量

以下污泥量都以體積表示，以質(zhì)量表示的可通過(guò)下式換算：

V^PssX100/(100-p)p

一剩余活性污泥量，m7d；

Pss一產(chǎn)生的懸浮固體量，KgSS/d

P一含水率，%

生物制藥廢水的處理過(guò)程所產(chǎn)生的污泥來(lái)自以下幾個(gè)部分:

澄清池Q尸693/d,含水率95%

3

UASB反應(yīng)器Q2=54m/d含水率98%

豎配水井QF24m7d含水率98%