某啤酒生產(chǎn)工廠的污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例目錄某啤酒生產(chǎn)工廠的污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 11.1格柵3 3 31.1.2格柵的設(shè)計(jì)參數(shù) 3 31.1.4柵槽寬度B(m) 41.1.5進(jìn)水渠道漸寬部分的長度1(m) 41.1.6柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度12(m) 41.1.7過柵水頭損失h?(m) 4 5 51.1.10每日柵渣量W(m3/d) 51.2.1水力篩的設(shè)計(jì)參數(shù) 5 61.3初沉池3 61.1.1初沉池的設(shè)計(jì)要求 6 6 71.1.4沉淀部分有效水深h?(m) 7 71.1.6沉淀池總長度L(m) 71.1.7沉淀池總寬度B(m) 7 7 8 8 9 91.1.15沉淀池總高度H(m) 9 1.4.1調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)參數(shù) 1.4.5估計(jì)藥劑量 11.4.6調(diào)節(jié)池?cái)嚢杵鬟x型 1 1.5.2UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)參數(shù) 1.5.5反應(yīng)器水力停留時(shí)間t(h) 1.5.6校核廢水上升流速v(m/h) 1.5.12泵的設(shè)計(jì)及選型 1.6CASS反應(yīng)池3 1.6.2CASS反應(yīng)池的設(shè)計(jì)參數(shù) 1.6.3曝氣時(shí)間ta(h) 1.6.4沉淀時(shí)間ts(h) 1.6.5運(yùn)行周期t(h) 1.6.8連通□尺寸 1.6.9復(fù)核出水溶解性BOD5 2 2 231.6.12復(fù)核筆水高度hi(m) 1.6.17液位控制計(jì)算 27 1.7.1砂濾池的設(shè)計(jì)要求 281.7.4濾池總高H(m) 大部分污水處理廠為了過濾污水，減少浮渣，一般都會將格柵作為預(yù)處理的第一道工序。對于格柵而言，大體上是由金屬柵條或者篩網(wǎng)構(gòu)成的，通常情況下會在一些管道上面進(jìn)行傾斜安裝，還可能安裝在污水進(jìn)口或者是廠區(qū)的端部，作用就是針對一些具有較大尺寸的雜質(zhì)進(jìn)行截留，以保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行。格柵按清理方式的不同通常分為兩種，第一種是機(jī)械清理格柵，第二種是人工清理格柵。1.1.1格柵的設(shè)計(jì)要求①流速要滿足一定的范圍要求，最低不能小于0.6m/s,最高不能超過1.0m/s;②對于格柵前渠道而言，內(nèi)部所對應(yīng)的水流速度要滿足一定的范圍要求，最低不能小于0.4m/s,最高不能超過0.9m/s;③傾角要滿足一定的范圍要求，最低不能小于45°,最高不能超過75°;④在格柵間一定要進(jìn)行工作臺的安裝，同時(shí)工作臺的臺面需要比柵前最高設(shè)計(jì)水位高出0.5m;⑤對于所設(shè)置的工作臺而言，兩側(cè)過道寬度一定要超過0.7m,工作臺正面過道寬度，機(jī)械清除要超過1.5m;⑥污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：人工清除25-40mm,機(jī)械清除16-25mm,最大間隙40mm。⑦柵渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、格柵的間隙大小、污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)。在無當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可采用：1)格柵間隙16-25mm:0.10-0.05m3柵渣/103m3污水；2)格柵間隙30-50mm:0.03-0.01m3柵渣/103m3污水。第一個(gè)參數(shù)是柵條間隙的寬度，這里將其取為b=0.02m;第二個(gè)參數(shù)是格柵傾角，這里將其取為a=60°;第三個(gè)參數(shù)是柵條寬度，這里將其取為S=0.01m;第四個(gè)參數(shù)是柵前水深，這里將其取為h=0.4m;第五個(gè)參數(shù)是過柵流速，這里將其取為v=0.9m/s;第六個(gè)參數(shù)是單位柵渣量，這里將其取為W=0.07m3柵渣/103m3污水；第七個(gè)參數(shù)是設(shè)計(jì)流量，這里將其取為Q=0.106m3/s。a—一格柵傾角，°,取a=60°;b—一柵條間隙，m,取b=0.02m;設(shè)兩組格柵，同時(shí)工作，一格停用，一格工作校核。將數(shù)據(jù)代入上式，則柵條間隙數(shù)為：1.1.4柵槽寬度B(m)則中格柵B=S(n-1+bn=0.01×(k——系數(shù)，格柵受污染堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3;系數(shù)β=1.67,將數(shù)據(jù)代入上式得：1.1.8柵后槽總高度H(m)H=h+h+h?=0.4+0.072+0.3=0.772m≈0.8m1.1.10每日柵渣量W(m3/d)式中：W?—一單位體積污水柵渣量，m3/103m3污水，在格柵間隙是20mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.07m3;Kz——污水流量總變化系數(shù)，取Kz=1.8最大設(shè)計(jì)流量Q=9200m3/d=381.3m3/h。選用HS-150型水力篩四臺(三用一備),其尺寸如表3-1所示：型號處理量/m3/h相對密度小于1的細(xì)小漂浮物則浮至水面形成浮渣而除去。本文選用平流式沉淀②沉淀池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)小于2個(gè)，并宜按并列系列考慮；③池子的超高不應(yīng)小于0.3m;⑤池子的長度與寬度之比大于4;池子的長度與有效水深之比大于8,一般采用8-12;⑥一般按表面負(fù)荷計(jì)算，按水平流速校核，最大水平流速為7mm/s;⑦沉淀池的緩沖層高度，一般在0.3m到0.5m范⑧方斗型的污泥斗的斜壁與水平面的傾角不宜小于60°,池底坡度一般在0.01到0.02范圍內(nèi)。第一個(gè)參數(shù)是最大設(shè)計(jì)流量，這里將其取為Qmax=9200m3/d;第二個(gè)參數(shù)是沉淀時(shí)間，這里將其取為t=1.5h;第三個(gè)參數(shù)是表面負(fù)荷，這里將其取為q’=2.0m3/(m2·h);第四個(gè)參數(shù)是污泥斗斜壁與水平面的傾角，這里將其取為θ=60°;第五個(gè)參數(shù)是池底坡度，這里將其取為i=0.01。1.1.3沉淀池總面積A(m2)式中：Qmax—一最大設(shè)計(jì)流量，m3/s,取Qmax=9200m3/d=0.106m3/s;q’—一表面負(fù)荷，m3/(m2·h),將數(shù)據(jù)代入上式得：1.1.4沉淀部分有效水深h2(m)將數(shù)據(jù)代入上式得：1.1.5沉淀部分有效容積V’(m3)V'=Qmaxt×3600=0.106×1.5×3600=51.1.6沉淀池總長度L(m)將數(shù)據(jù)代入上式得：L=vt×3.6=4.5×1.5×3.6=21.1.7沉淀池總寬度B(m)式中：b—一每個(gè)池子(或分格寬度),m,取b=4m;將數(shù)據(jù)代入上式得：初沉池去除率為40%);y—一污泥容重，kg/m3,含水率在95%以上時(shí)，可取1000kg/m3;式中：h?'’單池污泥所需容積V’’(m3)設(shè)斗下口寬0.5m,上口寬5.0m,傾角為60°,則貯泥斗高度h?’’可按下設(shè)擋板距進(jìn)水□0.5m,距出水□0.3m,坡度為0.01,則：h?'=(25+0.3-5.0)×0.01=0.1.1.15沉淀池總高度H(m)H=h+h?+h?+h?'+h?"=0.3+3.0+0.5+0.2031.1.16刮泥機(jī)選型每座平流式沉淀池設(shè)一臺HJG型桁架式刮泥機(jī)，共兩臺，用于池底污泥刮集，其尺寸性能如表3-2所示：表3-2HJG型桁架式刮泥機(jī)尺寸性能132型號4第一個(gè)參數(shù)是池體內(nèi)待處理廢水的停留時(shí)間，這里將其取為HRT=10h;第二個(gè)參數(shù)是平均設(shè)計(jì)流量，這里將其取為Q=5000m3/d。1.4.2調(diào)節(jié)池的有效容積V(m3)式中：V——有效容積，m3;1.4.3調(diào)節(jié)池的水面面積A(m2)此處將池體的寬度取為B=8m,則其長度設(shè)進(jìn)水pH為10,則廢水中所含CoH=10?mol/L將pH調(diào)節(jié)至7,則廢水中所含CNan=10??mol/L20-0.02=19.98kg/d此處采用投酸中和法，將工業(yè)硫酸的濃度設(shè)為96%,同時(shí)將藥劑不應(yīng)的加大系數(shù)設(shè)為1.1,設(shè)所需理論硫酸量為Xkg/d,則19.98kg/dX3%,然后再通過計(jì)量泵將藥劑送入調(diào)節(jié)池內(nèi)將池內(nèi)pH中和至7左右，則此時(shí)酸表3-3QJB1.5/6-260/3-980S潛水?dāng)嚢铏C(jī)性能參數(shù)32型號電流/A4葉輪直徑/mm在污水廠中UASB的核心作用就是處理含有溶解有機(jī)物的廢水進(jìn)行處理，對于本文待處理污水而言，其中所含有的SS含量并沒有大于COD含量的30%,因此預(yù)處理處無需使用，將其作為二級處理的主要構(gòu)筑物。對于UASB反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)氣液固三相的分離。其中顆粒污泥由于其活性高、沉淀性能好，使得1.5.1UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要求①UASB系統(tǒng)內(nèi)廢水的上升流速一般在0.1-0.9m/h范圍內(nèi)；④矩形池長寬比在2:1以下較為合適；⑤三相分離器的傾角一般在45°到60°之間較為合適；1.5.2UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)參數(shù)第一個(gè)參數(shù)是平均設(shè)計(jì)流量，這里將其取為Q=5000m3/d;第二個(gè)參數(shù)是進(jìn)水COD濃度，這里將其取為COD=3000mg/L,去除率為1.5.3反應(yīng)器容積V(m3)Q——廢水的平均設(shè)計(jì)流量，取Q=5000m3/d;設(shè)置四座UASB反應(yīng)器，則每座UASB反應(yīng)器的容積V’為625m3,處理水1.5.4反應(yīng)器表面積A(m2)設(shè)反應(yīng)器的截面為矩形，取寬為9m,則長為12m,則長寬比為1.4,小于2,1.5.6校核廢水上升流速v(m/h)在下面給出了UASB三相分離器里面的一個(gè)單元的示意圖，能夠看得出來在結(jié)構(gòu)上是通過處于兩邊位置上的兩塊斜板以及處于中間位置上的兩塊斜板實(shí)積數(shù)據(jù)是相同的，也就是對于沉淀區(qū)而言，利用理論符合設(shè)計(jì)要求三相分離器是由上下兩組重疊的三角形集氣罩組成，則式中：b?——下三角形集氣罩底的寬度，設(shè)計(jì)時(shí)取6單元，則下集氣罩之間的寬度b?為：縫之一；b?=b-2b?=2-2×0.58=0.下三角形集氣罩之間的污泥回流縫中的混合液的上升流速v1(m/h)可通過而a1的計(jì)算公式如下：式中：n—一反應(yīng)器的三相分離器單元數(shù)，取n=6;為了確保良好的固液分離效果和污泥回流效果，則要求v?<V?設(shè)上三角形與下三角形重疊，即AB的投影為0.2m,則：設(shè)上三角形斜面水平夾角為α=55°,則上三角形高h(yuǎn)4為：根據(jù)幾何關(guān)系，上三角形和下三角形的垂直距離hs=0.設(shè)保護(hù)高度h?=0.5m。則三相分離區(qū)總高H(m)可按下式計(jì)算：H=h+h?+h?-h?=0.5+1.0+0.89-反應(yīng)器設(shè)8根φ50mm、長9m的穿孔管。每兩根管的中心距為1.4m。穿孔管中心距反應(yīng)器底0.5m。配水孔孔徑采用Φ5mm,孔口向下45°,并列排列。出孔解得：共設(shè)置布水孔n=295,則每根管設(shè)置37個(gè)配水孔，孔距為0.24m。采用出水槽出水，設(shè)出水槽寬0.2m。為保證出水均勻性，每個(gè)UASB設(shè)6條出水槽以便6個(gè)三相分離器出水。單個(gè)UASB反應(yīng)器流量為：則設(shè)出水槽坡度為0.01,尺寸為9m×0.2m×0.2m。每個(gè)三相分離器有兩條出水溢流堰，共12條，每條長9m,設(shè)計(jì)90°三角堰，堰高0.05m,寬0.1m,則堰□水面寬0.05m。堰上水面總長1(m)可按下式計(jì)算：則每條溢流堰的三角堰數(shù)量為：即一條溢流堰上有21個(gè)0.1m寬的堰口。校核堰上水頭h(m)可按下式計(jì)算：在反應(yīng)器的長邊旁設(shè)一條矩形出水渠，將6條出水槽的出水流至此處。設(shè)出水渠寬0.8m,坡度0.001,出水渠渠口附近的水流速度為0.3m/s。則渠口附近水深為：即出水渠尺寸為9m×0.8m×0.26m。④排水管設(shè)計(jì)選用DN200鋼管排水，設(shè)充滿度為0.6,則管內(nèi)水流速度為：①總產(chǎn)氣量Q(m3/d)COD和SS去除率可分別達(dá)到81.3%和70%,沼氣表現(xiàn)率為0.4m3/kgCOD(去除),污泥的表現(xiàn)產(chǎn)率為0.05kgVSS/kgCOD(去除),VSS/SS=0.8,厭氧污泥可實(shí)現(xiàn)顆則每個(gè)UASB反應(yīng)器的沼氣產(chǎn)量為：②集氣管設(shè)計(jì)每個(gè)集氣罩的沼氣由一根集氣管收集，每座UASB反應(yīng)器設(shè)有13根集氣管。③沼氣主管設(shè)計(jì)每座UASB反應(yīng)器的13根集氣管匯集到一根單池主管，然后4根單池主管再匯集到一根總主管上。設(shè)單池主管管道坡度為0.005。設(shè)D=150mm,充滿度為0.8,則管內(nèi)流速為：設(shè)D=350mm,充滿度為0.6,則管內(nèi)流速為：降室，同時(shí)兼有有排泥和排除冷凝水的作用，通常一個(gè)UASB反應(yīng)器設(shè)有一個(gè)式中：H?—一集氣罩中最大出氣氣壓，取H?=2H=H?-H?=2-0.4=1.6m⑥氣水分離器設(shè)一個(gè)氣水分離器用于干燥沼氣，選用ψ500mm×H1800mm的鋼制氣水分沼氣柜容積一般由3h產(chǎn)氣量的體積確定，則沼氣柜的容積V(m3)可按下選用300鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式儲氣柜，尺寸為：ψ10000mm×H800mm。E—一去除率，取E=81.3%?！鱔=XQS,E=0.05×5000×3由于VSS/SS=0.8,則：在反應(yīng)器高3m處，設(shè)一個(gè)排泥口，□徑設(shè)為100mm,每天進(jìn)行一次排泥。本設(shè)計(jì)采用三臺水泵，兩臺日常使用一臺作為備用，則每臺泵的流量為：因此選用150QW110-15-11型泵，其性能參數(shù)如表3-4所示：表3-4150QW110-15-11型泵機(jī)性能參數(shù)32言，是通過出水要求和負(fù)荷來進(jìn)行決定的，常規(guī)情況下最小不能小于4h,最大不能超過12h。由于本設(shè)計(jì)中UASB出水還不能滿足啤酒廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)置CASS反應(yīng)池對UASB出水進(jìn)行進(jìn)一步處理降解。②污泥濃度(MLSS)一般在2500-4000mg/④池長L:池寬B=4-6,池寬B:池深H=1-2。1.6.2CASS反應(yīng)池的設(shè)計(jì)參數(shù)第四個(gè)參數(shù)是進(jìn)水BOD?濃度，這里將其取為BOD?=150mg/L,去除率為85%;第五個(gè)參數(shù)是進(jìn)水SS濃度，這里將其取為SS=104mg/L,去除率為50.6%;第六個(gè)參數(shù)是污水設(shè)計(jì)流量，這里將其取為Q=5000m3/d;1.6.3曝氣時(shí)間ta(h)1.6.4沉淀時(shí)間ts(h)因?yàn)槲勰酀舛萂LSS大于等于3000mg/L,所以污泥界面沉降速度為：u=4.6×10?x-1.26=4.6×10?×3000-1.26=1.98—一緩沖層高度，m,取ε=0.5m;1.6.5運(yùn)行周期t(h)根據(jù)筆水器設(shè)備性能，設(shè)筆水高度hi=1.5m,排水時(shí)間ta=0.5h,則運(yùn)行周期則反應(yīng)池總?cè)莘e為：695×4=2780m3。根據(jù)長寬高的比例范圍，設(shè)每座CASS反應(yīng)池長L=23m,寬B=5.5m,水深根據(jù)資料顯示，一般生物選擇區(qū)：缺氧區(qū)：主反應(yīng)區(qū)長=1:5:30,則計(jì)算得：生物選擇區(qū)長0.92m,缺氧區(qū)長4.6m,主反應(yīng)區(qū)長17.48m。隔墻底部設(shè)連通孔，使得預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的水流連通，設(shè)底部有3個(gè)則設(shè)孔口沿隔壁均勻分布，設(shè)孔口寬度為1m,則長為1m。1.6.9復(fù)核出水溶解性BOD5設(shè)水溫為10℃,則在此溫度下活性污泥自身氧化系數(shù)可按下式計(jì)算：Ka1o)=Ka(2o0?-20=0.06×1.0410-20=0式中：Y——污泥產(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBOD?,一般取0.4-0.8,取剩余非生物污泥△Xs可按下式計(jì)算：Co——設(shè)計(jì)進(jìn)水SS,mg/L,取Co=104mg其中剩余污泥有20%需回流至生物選擇區(qū)，且揚(yáng)程需5.5m,因此設(shè)八臺100QW145-10-7.5型泵，其性能參數(shù)如表3-5所示：表3-5100QW145-10-7.5型泵性能參數(shù)32選用XB-100型旋轉(zhuǎn)式筆水器，其性能規(guī)格如表3-6所示：表3-6XB-100型旋轉(zhuǎn)式筆水器性能參數(shù)32處理量/m3/h1式中：a’——活性污泥微生物每代謝1kgBODb’——1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，取b’=0.18。則每小時(shí)耗氧量R(kg/h)為：空氣擴(kuò)散裝置出口處的絕對壓力pb(Pa)可按下式計(jì)算：H—一微孔曝氣頭的安裝深度，m,一般距池底0.3m,取H=4.7m。P?=P+9.8×103H=1.013×10?+9.8×103×4.7=1.47×10?Pa氣泡離開水面時(shí)的氧含量O(%)可按下式計(jì)算：式中：EA—一空氣擴(kuò)散裝置的氧轉(zhuǎn)移效率，%,取EA=20%。曝氣池內(nèi)的平均溶解氧飽和度Csb(mg/L)可按下式計(jì)算：溫度為20℃時(shí)，脫氧清水的充氧量Ro(kg/h)可按下式計(jì)算：式中：a—一氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)，一般取0.8-0.85,取α=0.82;p——密度，kg/L,取p=1.0kg/L;曝氣池平均供氣量G(m3/h)可按下式計(jì)算：接到鼓風(fēng)機(jī)房。設(shè)每根支管上有20根小支管，則共有160根空氣小支管。設(shè)空氣干管流速v?=15m/s,支管流速v?=10m/s,小支管流速為v?=5m/s,單個(gè)反應(yīng)池的平面面積為126.5m2,設(shè)120個(gè)曝氣器，則每個(gè)曝選用STEDCO型橡膠膜微孔曝氣器，其性能規(guī)格如表3-7所示：表3-7STEDCO型橡膠膜微孔曝氣器性能參數(shù)36]型號4供氣量/m3(h●個(gè))服務(wù)面積/m3/個(gè)理論動力效率/kg/(kW●h)1空氣壓力P可按下式計(jì)算得：P=(1.5+H)×9.8=(1.5+4.7)×9.8=60.76kPa選用DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)兩臺，一備一用，其性能規(guī)格如表3-8所示：表3-8DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)性能參數(shù)32流量/m3/min壓縮介質(zhì)空氣出口壓力/kPa電動機(jī)形式TEFC(全封閉式風(fēng)扇冷卻)(室內(nèi))電動機(jī)功率/kW電動機(jī)電壓/V約1(包括電動機(jī))反應(yīng)池排水結(jié)束后的最低水位h’可按下式計(jì)算：其中反應(yīng)池有效水深H=5m,將數(shù)據(jù)代入上式得：即CASS反應(yīng)池有效水深為5m,超高為0.5m,緩沖層(保護(hù)水深)為0.5m,濾料過濾是指使廢水通過具有一定孔隙率的粒狀濾料層，如石英砂等，使廢水中的懸浮物被截留在濾料上。將過濾作為工藝的最終處理，可以進(jìn)一步降低出水中的懸浮物，并且廢水中的有機(jī)物、細(xì)菌等會隨之懸浮物被一起截留在濾料層，保證出水水質(zhì)。在各類的濾池中，砂濾池的應(yīng)用較為廣泛。1.7.1砂濾池的設(shè)計(jì)要求①單層砂濾料濾池的正常濾速一般在8-13m/h的范圍內(nèi)；②沖洗時(shí)間一般在5-7min的范圍內(nèi)；③當(dāng)單個(gè)濾池面積≤30m2時(shí)，其長寬比一般在1.5:1至2:1的區(qū)間內(nèi)；④沖洗強(qiáng)度一般在12-15L/(s●m2)的區(qū)間內(nèi)。1.7.2砂濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)第一個(gè)參數(shù)是最大設(shè)計(jì)流量，這里將其取為Qmax=5000×1.84=9200m3/d;第二個(gè)參數(shù)是濾速，這里將其取為v=10m/h;第三個(gè)參數(shù)是沖洗時(shí)間，這里將其取為t?=6min;第四個(gè)參數(shù)是沖洗強(qiáng)度，這里將其取為q=14L/(s·m2)。1.7.3濾池面積F(m2)T——濾池每日實(shí)際工作時(shí)間，h,可按下式計(jì)算：式中：To——濾池每日工作時(shí)間，h,取To=24h;to—一濾池每日沖洗后停用和排放初濾水時(shí)間，h,一般每次采用0.也可不考慮排放，取to=0。設(shè)沖洗周期為12h,則將數(shù)據(jù)代入上式得：將數(shù)據(jù)代入上式得：設(shè)三座砂濾池，則單池面積為：由于單池面積小于30m2,則設(shè)長寬比為1.5:1,則通過計(jì)算可以得出：L=4.5m,校核強(qiáng)制濾速：在10-15m/h范圍內(nèi)。1.7.4濾池總高H(m)h?—一濾料層高度，m,一般不小于0.7m,取h?=0.72m;h3——砂面上水深，m,一般采用1.5-2.0m,取h?=1.7m;h?—一保護(hù)高度，m,取h?=0.3m。將數(shù)據(jù)代入上式得：H=h+h?+h+h?=0.45+0.72+1.7+01.7.5配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算①干管干管流量qg(L/s)可按下式計(jì)算：9g=fq將數(shù)據(jù)代入上式得：采用管徑dg=480mm,將干管埋在