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1、1 / 45 摘要果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐装工段的洗瓶、灭菌、破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等。果汁废水中含有的糖类主要为果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例为2：1：1.废水中含有大量的有机酸，不同的生产工艺阶段，所产生的废水具有不同的特点，即使在同一阶段，废水水质也因产品不同而差异较大。本文介绍了有关UASB+SBR 的处理流程和设计的计算、调节池、 UASB 池、 SBR 池、污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物 UASB 池、SBR 池做了详细的说明。 UASB+SBR 处理高浓度有机
2、废水，其关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用，在降低废水浓度的同时，还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用。以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。关键字：高浓度废水废水处理 UASB SBR 沼气回收Juice wastewatercomes from the processes of washing ,smashing ,squeezing the fruits and washing bottles ,sterilization,bottle breaking loss,cleaning the ground in the
3、section of filling up and so on.Wastewater contains high concentration of sugars, pectin, marc , water-soluble material and cellulose, acid, tannin, mineral salts, etc.The main carbohydrate in juice wastewater are fructose, glucose, sucrose, the proportion of the three is 2:1:1 there are lots of org
4、anic acids in wastewater and the waterwater has their characteristics in different section of producing.even if in the same section,water qualitywould have significant differences because of differentproducts . this article introduces the course and design planning of using UASB, collaborating with
5、SBR.and it gives a detailed description of the main structures ,the UASB pool and SBR pool.Using this method to process organic wastewater with a high concentration,the critical is to bring up anaerobic granular sludge with good settlement performance.adopting this method ,not only can we make the c
6、ourse more simple ,but also save costs.while ruducing the concentration ,we can recycle the gasto be energe in the course .so it can offer references for me to make futher disscussion on the effectiveness of resource-based processing technology 第一章概述精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页
7、，共 45 页2 / 45 一果汁废水特点1、果汁废水构成企业废水组成较为复杂，一般都有十多种废水需要处理，他们是：洗果排放水、设备清洗废水、消毒清洗废水、果汁冷凝水、设备冷却水、空调冷却水、设备外部清洗水、地面清洗水及其他排放废水。2、主要废水水质描述、生产废水总排放池出口水质浓度，随企业的设备、工艺、管理的差异排水水质有较大波动。(2、生产设备清洗废水：清洗废水周期性集中排水，对污水处理设施有较大冲击，一般需将清洗设备的高浓度酸碱水、消毒水等先做预处理中和），然后再排入污水处理系统。、超滤反冲产生的浓废水6000mg/L ，BOD4000mg/L SS4000mg/L 黏性含有果胶等胶体，
8、废水黏性大水质、水量变化由于加工品种及产量经常变化，导致排放不均匀、水质水量变化大， COD变化值高时可达2000-3000mg/L，SS 变化值可达 1000-2000mg/L。PH 果汁废水中含有大量果酸，因此PH 较低，最低时可达4.0 左右精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 45 页3 / 45 营养元素营养成分单一， C:N较高，缺乏氮、磷元素水温 20-25摄氏度二研究背景与意义水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的
9、四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐装工段的洗瓶、灭菌、破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等果汁废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的果汁废水，有机物含量也处于高峰。鉴于果汁废水自身的特性
10、，果汁废水不能直接排入水体，因此果汁废水的处理是工业废水处理中重要的一个方面。三本设计工程简况表 1.1 废水水质及排放标准工程CODCr(mg/L BOD5(mg/L SS(mg/L pH 原水12000 8000 8000 512 排放标准100 30 70 69 第二章 工艺路线的确定及选择依据2.1 处理方法比较果汁废水中大量的污染物是溶解性的糖类、果酸，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理。是对 SBR 方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。二）
11、水解好氧处理工艺水解酸化可以使废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR 等。废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果， COD/BOD 值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。三）厌氧好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为
12、甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的 10% 15% ；产泥量少，约为好氧处理的10% 15% ；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB 、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短
13、同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。 BOD5(mg/L SS(mg/L pH 原水12000 8000 8000 512 排放标准100 30 70 69 二、工艺流程图沼气排泥压滤间污泥浓缩池排水SBRUASB沉淀池调节池集水池格栅进水第一节格栅的设计计算一、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
14、7 页，共 45 页8 / 45 的处理负荷。二、设计参数取中格栅；栅条间隙d=10mm ；栅前水深 h=0.4m；过栅流速 v=0.6m/s；安装倾角 =45；设计流量 Q=2500m3/d=0.029m3/s 三、设计计算H1hh2h1h1hHB1B11B150010002H1tg图2.1 格栅设计计算草图maxsinQanbhv=式中：Q -设计流量， m3/s -格栅倾角，度b-栅条间隙， m h - 栅前水深， m v -过栅流速， m/s n=10.16取 n=11条 设计采用 20圆钢为栅条 , 即 s=0.02m B=S(n-1+en 式中：S- 格条宽度， m n -格栅间隙
15、数b - 栅条间隙， m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 45 页9 / 45 B=0.02(11-1+0.0111 =0.31m 设进水渠道内流速为0.5m/s, 则进水渠道宽 B1=0.175m, 渐宽部分展开角取为20则 l1=112BBtga-式中： B - 栅槽宽度， m B1 - 进水渠道宽度， m 1a - 进水渠展开角，度l1=0.370.175220tg-=0.27m 四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2）l2= l1/2=0.27/2 =0.135m 五）过栅水头损失 ，v=0.6m/s h1=
16、 24/3()sin2svkdgba式中： k - 系数，水头损失增大倍数-系数，与断面形状有关 S - 格条宽度， m d - 栅条净隙， mm v -过栅流速， m/s -格栅倾角，度h1=0.176m 取栅前渠道超高 h2=0.3m 栅前槽高 H1=h+h2=0.7m 则总高度 H=h+h1+h2 =0.4+0.176+0.3 =0.876m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 45 页10 / 45 L=l1+l2+0.5+1.0+145Htg=0.27+0.135+0.5+1.0+0.745tg =2.605m 取
17、 W1=0.05m3/103m3K2=1.5 则 W=12864001000QWK式中：Q - 设计流量， m3/s W1 - 栅渣量 (m3/103m3污水，取 0.1 0.01, 粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值W=0.08 m3/d(可采用人工清渣 (九集水池的设计计算在调节沉淀池之前和格栅之后设一集水池，其大小主要取决于提升水泵的能力，目的是防止水泵频繁启动。以延长水泵的使用寿命。设计参数水力停留时间 HRT=1h, 有效水深 h1=4.0m , 超高 h2=0.5m。设计计算 (1 集水池容积 V=Q/T= 集水池的总高 H=h1h2=4.00.5=4.5m, (3 集水池的
18、面积 A=V/H=104.1/4.5=23.1m2取 A=24m2集水池的横截面为：LB=64m2 ）则集水池的尺寸为：LBH=644.5 一次提升泵选取：提升流量Q=150m3/d ，扬程 10m 第二节调节沉淀池的设计计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 45 页11 / 45 一、设计参数水力停留时间 T=6h。设计流量 Q=2500m3/d=104m3/h=0.029m3/s 。表 2.1 调节沉淀池进出水水质指标水质指标COD BOD SS 进水水质 (mg/l 12000 8000 8000 去除率 1080
19、0 7000 7200 二、设计计算一） 池子尺寸池子有效容积为：V=QT=104 6=624m3取池子总高度 H=4.5m,其中超高 0.5m,有效水深 h=4m 则池面积 A=V/h=624/4=156m3池长取 L=20m,池宽取 B=8m 则池子总尺寸为 LBH=20 84.5 二） 理论上每日的污泥量 W=010()1000(1)QCCP?-式中： Q - 设计流量， m3/s C0- 进水悬浮物浓度， kg/m3C1- 出水悬浮物浓度， kg/m3P0- 污泥含水率， % W=66m3/d tg 50=4.529m PH调节在调节池中设置PH指示器 , 控制阀门的开启 , 调节强碱
20、废水的排入 , 从而控制精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 45 页12 / 45 调节池中废水的 PH. 第三节沉淀池设计2.1 设计参数 设计水质参数表 8 竖流式沉淀池进出水水质指标水 质 指 标COD L）BOD L）SS L）进 水 水 质10800 7000 7200 设计去除率10 20 80% 设计出水水质9720 5600 1440 2.2 设计计算设置两座沉淀池1）中心管的面积 f）与直径 d0）取中心管流速 v0=25mm/s 则 f= q/ v0 q- 每个池子的设计流量 m3/s） f =0.02
21、9/2/0.025=0.58m2 则 d0=1.0m 2）中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3 h3=q /v13.14d1）q- 每个池子的设计流量， m3/s v1- 污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙出流速度 m/s）d1- 喇叭口直径 =0.17m 3）沉淀部分有效断面面积F F=q/v v- 污水在沉淀池中的流速 m/s）设表面负荷 q0=2.88m3/m2.h 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 45 页13 / 45 则 v= q0/3600=0.0008m/s F=0.029/0.0008=36.25
22、m2 4）沉淀池的直径 D D=6.8m 取 D=7.0m 取 t=1.2h 则 h2=0.00081.23600=3.46m D/h23 符合要求6）校核集水槽的出水堰负荷出水堰负荷： q/D）=0.029/3.14/7=1.31L/s2.9 L/s 符合要求 c2出水悬浮物的浓度 (t/m3 污泥容重，其值为1 Kz工业废水水量变化系数，本设计为1.3 0污泥含水率，初沉池污泥一般为95% 97% ，本设计采用 95% T 排泥间隔时间 (d 取 T =1d 所以 V=123.4 m3 8）圆截锥部分容积设圆锥下底的直径为0.4m，取锥角为 55则 h5r ）tan55=4. 7m V=6
23、3.9 m3 9）沉淀池的总高 H 设超高 h1 和缓冲层高 h4 都为 0.3m。H= h1 +h2 +h3 +h4 +h5=0.3+3.46+0.23+0.3+4.7=8.99m 沉淀池排泥量计算：W=Css0- Css1）*Q*50%=4000kg/d 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 45 页14 / 45 第四节 UASB 反应器的设计计算一、设计说明UASB ，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，
24、因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。二、设计参数一）参数选取设计参数选取如下：容积负荷 ；污泥产率 0.1kgMLSS/kgCOD ；产气率 0.5m3/kgCOD 9720 5600 1440 去除率 972 560 200 三）设计水量 Q2500m3/d=104 m3/h=0.029 m3/s 三、设计计算 V有效=2500m3将 UASB 设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取 H=9m 采用 4 座相同的 UASB 反应器则A1=69.4 m2D=9.4m 精选学
25、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 45 页15 / 45 取 D=10m 则实际横截面积为2A =14D2=143.14102=78.5m2 实际表面水力负荷为q1=0.61.0 故符合设计要求设计计算布水系统设计计算草图见下图2.3 ：UASB 布水系统设计计算草图图2.3694046302300圆环直径计算：每个孔口服务面积为:a=21/ 364Dp2.2m2a 在 13m2之间，符合设计要求可设 3 个圆环，最里面的圆环设6 个孔口，中间设12 个，最外围精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
26、 - - - - - -第 15 页，共 45 页16 / 45 设 18 个孔口1内圈 6 个孔口设计服务面积：1S 62.2=13.2m2折合为服务圆的直径为：14Sp=4.10m 用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布6 个孔口，则圆的直径计算如下：211142dSp=则 d112Sp=2.9m 2中圈 12 个孔口设计服务面积： S2=122.2=26.4m2折合成服务圆直径为：124()SSp+ =7.1m 中间圆环直径计算如下：14(5.672-d2212S2 则 d2=3.92m 3）外圈 18 个孔口设计服务面积： S3=182.2=39.6m2折合成服务
27、圈直径为：1234()SSSp+=10.04m 外圆环的直径 d3计算如下：14(8.012-d32=12S3则 d36.24m 设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。(2沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：1）沉淀区水力表面负荷 1.0m/h 2）沉淀器斜壁角度设为50, 使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。3）进入沉淀区前，沉淀槽底
28、逢隙的流速2m/h 4）总沉淀水深应大于1.5m 5）水力停留时间介于1.5 2h 如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果沉淀器 集气罩）斜壁倾角 50沉淀区面积为：A=1/4D2=1/43.1482=50.24m2表面水力负荷为：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 45 页18 / 45 q=Q/A=0.51回流缝设计取 h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m 如图 2.4 所示：b1=h3/tg 式中：b1-下三角集气罩底水平宽度，m 。-下三角集气罩斜面的水平夹角；h3-下三角集气罩的垂直高度，m 。
29、b1=1.550tg =1.26m b2=8-21.26=5.48m 下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速V1可用下式计算：V1=Q1/S1式中： Q1-反应器中废水流量， m3/h ；S1-下三角形集气罩回流逢面积，m2；V1=0.9m/h V1可用下式计算：V2=Q1/S2，式中：Q1-反应器中废水流量， m3/h ；S2 -上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；取回流逢宽 CD=1.2m, 上集气罩下底宽CF=6.0m 则 DH=CD sin50 =0.92m DE=2DH+CF =20.92+6.0=7.84m 2S =(CF+DECD/2 =26.07m2则 V2= Q1/S
30、2 =0.8m/hV1tg50 = 12(7.84-5 .48tg50=1.41m 故 h4=CH+AI=0.77+1.41=2.18 h5=1.0m 由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为： CF-2h5tg40 =6.0- 21.0tg40 =4.32m BC=CD/sin40=1.2/sin40 =1.87m DI=12(DE-b2=12(7.84-5.84=1.18m AD=DI/cos50=1.18/cos50 =1.84m BD=DH/cos50=0.92/cos50 =1.43m AB=AD-BD=1.84-1.43=0.41 (4气液分离设计 d=0.01cm( 气泡，T=201
31、=1.03g/cm3, g=1.210-3g/cm3 V=0.0101cm2/s, =0.95 = V1=0.01011.03 =0.0104g/cms 一般废水的 净水的 , 故取=0.02g/cms 由斯托克斯工式可得气体上升速度为：Vb = 21()18ggdrrrm- =320.959.81(1.031.2 10)0.01180.02-创 =0.266cm/s =9.58m/h Va=V2=1.60m/h 则：baVV =9.581.60=5.9, BCAB=1.870.41=4.56 baVV BCAB , 故满足设计要求。四）出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m,槽高 0.2
32、m 五）排泥系统设计产泥量为： 97200. 90.1250010-3=2100kgMLSS/d 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 45 页20 / 45 每日产泥量2430kgMLSS/d ，则每个USAB日产泥量 607.5 kgMLSS/d, 可用150mm 排泥管，每天排泥一次。六）产气量计算1. 每日产气量： 97200. 900.5 250010-3=10000m3/d 每个 UASB 反应器的产气量3100002500/44iGGmd2 沼气主管每池集气管通到一根主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池
33、沼气主管管道坡度为0.5%. 单池沼气主管内最大气流量325000.02/243600iqms取 D=150，充满度为 0.8 ，则流速为0.00240.21/0.80.15vm s3 两池沼气最大气流量为3100000.115/243600qms取 DN=250，充满度为 0.6 ；流速为20.11540.88/0.250.6vm s2. 水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。 水封高度10HHH式中： H0 反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头
34、为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取 2mH2O ，贮气罐内压强 H0为 400 H2O 。水封灌水封高度取1.5m，水封灌面积一般为进气管面积的4 倍，则2221140.2540.19644Sdm水封灌直径取 0.5m。3. 沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气100003m，则沼气柜容积应为3h 产气量的体积确定，即310000/ 24 31250Vqtm。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 45 页21 / 45 设计选用 300 钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为6000H10000。第五节
35、SBR 反应器的设计计算一、设计说明经 UASB处理后的废水 ,COD含量仍然很高 , 要达到排放标准 , 必须进一步处理, 即采用好氧处理。 SBR结构简单，运行控制灵活，本设计采用4 个 SBR反应池，每个池子的运行周期为6h 二、设计参数污泥负荷率Ns取值为 0.13kgBOD5/(kgMLSSd (2污泥浓度和 SVI 污泥浓度采用 4000 mgMLSS/L,SVI取 100 (3反应周期SBR 周期采用 T=6h,反应器一天内周期数n=24/6=4 (4周期内时间分配反应池数 N=4 进水时间： T/N=6/4=1.5h 反应时间： 3.0h 静沉时间： 1.0h 排水时间： 0.
36、5h (5周期进水量Q0=24QTN =156.25m3/s 972 560 200 去除率 88 28 40 三、设计计算一）反应池有效容积精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 45 页22 / 45 V1=00snQ SXN式中：n - 反应器一天内周期数Q0 - 周期进水量 ,m3/s S0 - 进水 BOD 含量,mg/l X - 污泥浓度 ,mgMLSS/L Ns - 污泥负荷率V1=280.45m3二）反应池最小水量Vmin=V1-Q0=280.45-156.25=124.2m3Vx,合格四）校核周期进水量周期进
37、水量应满足下式：Q0V =(1- 1004000 /106 280.45 =176.46m3而 Q0=156.25m3176.46m3故符合设计要求五）确定单座反应池的尺寸SBR有效水深取 5.0m, 超高 0.5m,则 SBR 总高为 5.5m, SBR的面积为 280.45/5=56.09m2设 SBR的长：宽 =2：1 则 SBR的池宽为： 5.5m；池长为： 11.0m. SBR 反应池的最低水位为： 1.97m SBR 反应池污泥高度为： 1.24m 1.97-1.24=0.73m 可见， SBR最低水位与污泥位之间的距离为0.8m,大于 0.5m 的缓冲层高度符合设计要求。确定需氧
38、量 O2由公式： O2=aQ(S0-Se+bXvV 式中：a- 微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率， kg Q - 污水设计流量， m3/d S0 - 进水 BOD 含量,mg/l 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 45 页23 / 45 S0 - 出水 BOD 含量,mg/l b- 微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率， kg Xv - 单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体/1000+0.15 2.25 1192.08 =1242.3kgO2/d 供氧速率为：R= O2/24 =1242.3/24=51.8 kgO
39、2/h (2供气量的计算采用 SX-1 型曝气器，曝气口安装在距池底0.3m 高处，淹没深度为4.7m，计算温度取 25。该曝气器的性能参数为：Ea=8% ，Ep=2 kgO2/kWh；服务面积 1-3m2；供氧能力 20-25m3/h 个；查表知氧在水中饱和容解度为：Cs(20=9.17mg/L，Cs(25=8.38mg/L 扩散器出口处绝对压力为：bP =0P +9.8 103H=1.013105+9.81034.7=1.47105pa 空气离开反应池时氧的百分比为：21(1)7921(1)AtAEOE-=+-=21(10.08)7921(10.08)-+-=19.65% 反应池中容解氧的
40、饱和度为：Csb(25= Cs(255()2.0261042btPO+=8.38551.471019.65()2.0261042+=10.0mg/L Csb(20= Cs(205()2.0261042btPO+精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 45 页24 / 45 =9.17551.471019.65()2.0261042+ =10.9mg/L 取=0.85, =0.95,C=2, =1,20时，脱氧清水的充氧量为：R0=(20)(2520)(25)1.024sbsbRCCCa br-?=528.8610.90.850
41、.9510.021.024?=43.8 kgO2/h 供气量为： Gs= R0/0.3Ea =43.80.30.08=1826m3/h =30.43m3/min (3布气系统的计算反应池的平面面积为：5.5 11.0 4=242m2每个扩散器的服务面积取1.4m2, 则需 242/1.4=170 个。取 170 个扩散器，每个池子需50 个。布气系统设计如下图2.5 ：图2.5 SBR 反应气布气系统设计草图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 45 页25 / 45 (4空气管路系统计算按 SBR的平面图，布置空气管道，在
42、相邻的两个SBR池的隔墙上设一根干管，共两根干管，在每根干管上设5 对配气竖管，共 10 条配气竖管。则每根配气竖管的供气量为：31826365.2/5mh=本设计每个 SBR池内有 50个空气扩散器则每个空气扩散器的配气量为：3182636.52/50mh=选择一条从鼓风机房开始的最远最长管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点。空气管道内的空气流速的选定为：干支管为 1015m/s；通向空气扩散器的竖管、小支管为45m/s；空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速按排水工程下册附录2 加以确定。空气管路的局部阻力损失，根据配件类型按下式1.2055.5lKD=式中
43、：0l - 管道的当量长度， m D - 管径， m K-长度换算系数，按管件类型不同确定折算成当量长度损失0l ，并计算出管道的计算长度0ll+(m, 空气管路的沿程阻力损失，根据空气管的管径D(mm ，空气量m3/min ，计算温度和曝气池水深，查排水工程下册附录三求得，得空气管道系统的总压力损失为：12()hhS+96.21 9.8 0.943 kpa 空气扩散器的压力损失为5.0kpa ，则总压力损失为：0.943 5.0 5.943 kpa 为安全起，设计取值为9.8kpa 则空压机所需压力p=(5- 0.3 9.8103+9.8103=56 kpa 又 Gs=37.64m3/min
44、 由此条件可选择罗茨RME-20 型鼓风机转速 1170r/min ，配套电机功率为75kw 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 45 页26 / 45 /1000- 0.0751192.082.25 =38.84kgMLVSS/d 第二章污泥部分各处理构筑物设计与计算第一节重力浓缩池的设计计算一、设计说明为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为
45、此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。二、设计参数调节沉淀池， Q1=66m3/d, 含水率 97% ；UASB反应器， Q3=22m3/d, 含水率 98% ；(4SBR反应器， Q4=10m3/d, 含水率 99% ；总污泥量为：Q= Q1+ Q2+ Q3+ Q4=180 m3/d 平均含水率为： 97.6% 二）参数选取固体负荷 固体通量） M一般为 1035kg/m3d 取 M=30 kg/m3d=1.25kg/m3d；浓缩时间取 T=24h；设计污泥量 Q=180m3/d ；浓缩后污泥含水率为96% ；浓缩后污泥体积： 108m3/d 三、设计计算一）池子边长根据要求，浓缩
46、池的设计横断面面积应满足：AQc/M 式中：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 45 页27 / 45 Q-入流污泥量， m3/d ； M-固体通量， kg/m3d； C-入流固体浓度 kg/m3。入流固体浓度 =1980kg/d 2W =2Q1000(1-98%=1640kg/d 3W=3Q 1000(1-98%=400kg/d 4W =4Q 1000(1-99%=100kg/d 那么， Qc=1W +2W +3W +4W =4120kg/d=172kg/h C=4120/180=22.8kg/m3浓缩后污泥浓度为：1C
47、 =4120/108=38.1kg/m3浓缩池的横断面积为：A=Qc/M=137m2设计三座圆形浓缩池，则每座D=6.6m 则实际面积 A=140m2二）池子高度停留时间，取 HRT=24h 则有效高度2h =1.3m,取2h =1.5m 超高，取1h =0.5m 缓冲区高，取3h =0.5m 池壁高1H =1h +2h +3h =2.5m tg 50=3.3m 滤带能够回转，脱水效率高(2噪声小，能源节省 (3附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。污泥经浓缩后，尚有96% 的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。精选学习资料 -
48、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 45 页29 / 45 拟采用带式压滤机使污泥脱水二、设计参数设计泥量 Q=180 m3/d ；含水率为 96% 。三、设计计算据设计泥量带式压滤机采用PFM-1000型，带宽 1m ，主机功率 1.5kw, 处理后的污泥含水率为7580% ，处理能力为 78 m3/h, 按每天工作 8 小时设计。外形尺寸：长宽高 =450018901860 第四节污水提升泵房的设计与计算一、设计说明污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内
49、设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，格栅的作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等。二、设计计算一）设计流量Q=2500m3/d=104m3/h=29.9l/s =11.30m 出水管管线水头损失计算如下：出水管 Q=34.7l/s,选用管径为 200mm 的铸铁管查给水排水设计手册第1 册得： V=1.33m/s,1000i=19.1 出水管线长度估为37m,局部系数为 8 则出水管管线水头损失为：精选学习资料 - - - - - - - - -
50、名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 45 页30 / 45 22viLgx+=219.11.33378100029.8? =1.50m 泵站内的管线水头损失假设为2.0m,考虑自由水头为1m,则水泵总扬程为：H=11.30+1.50+2.0+1.0 =15.8m 起重设备选用电动葫芦。第三章高程布置一）高程设计任务及原则其主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。高程布置原则如下：1）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行