生化法处理大豆制油废水的初步设计

湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题 目生化法处理大豆制油废水的初步设计作者学院化学化工学院专业环境工程学号指导教师二二年五月二十五日湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书 化学化工学 院 环境工程 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 学号: 专业: 环境工程 1 设计（论文）题目及专题： 生化法处理大豆制油废水的初步设计 2 学生设计（论文）时间：自 2012 年 3 月 16 日开始至 2012 年 6 月 10 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：原始资料：废水水量3000m3/d ；废水水质：pH 7.0；COD 3800 mg/L；BOD5 1200 mg/L；动植物油1650mg/L；N-NH3 65 mg/L；悬浮物 260 mg/L；处理后出水水质要求达到国家污水综合排放标准（GB89781996）一级标准；气象与水文、地形地貌资料：常年主导风向NNW，年平均风速2.0m/s；常年平均气温18.5， 地下水位距地面6.57.5m；厂区平均地面标高39.0m。 设计参考资料： 环境工程设计手册；给水排水设计手册；排水工程；污水处理工艺设计计算；污水处理新工艺与设计计算实例；环境保护设备选用手册（水处理设备）。4 设计（论文）应完成的主要内容：大豆制油废水处理工艺综述； 废水处理工艺流程或方案的确定； 构筑物的设计计算及主要设备的选型； 平面布置和高程布置； 设计体会； 参考文献；绘制4张图纸。5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：编写设计说明书一份。 图纸4张，分别为：工艺流程图、平面布置图、高程布置图、单体构筑物工艺图。工艺流程图应标出构筑物及设备编号，并附明细表；管道及仪表应注明或附图例。平面布置图应按比例绘制，图中应有方位标志。高程布置图应反映各构筑物及管道的高程关系。应注明各构筑物的水面、池底或地面标高、池顶或屋面标高。单体构筑物工艺图应按比例绘制，通过平面图、剖面图等表达，应列出主要设备材料表和必要的设计说明。6 发题时间： 2012 年 3 月 16 日指导教师： （签名） 学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要随着人们对大豆油的青睐，大豆制油行业得到了迅猛的发展，与此同时制油生产过程也向环境中排放了大量的有机废水，这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪等有机成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，恶化水质，如何有效地处理大豆制油废水又充分回收利用其中的有用资源，已成为环境保护的一项重要研究内容。本设计大豆制油废水的处理水量为3000m3/d，废水中各种污染物的浓度：BOD5为1200mg/L，CODcr为3800mg/L，SS为260mg/L，PH值为7.0。本文查阅了大量的中外文献，通过比较各种大豆制油废水的处理方法，提出了UASB+CASS组合工艺，工艺流程为：大豆制油废水经格栅、集水井到隔油调节池，去除水中悬浮状态的油后，进入高效气浮系统再去除水中的乳化油，然后进入UASB反应器改善废水的可生化性，再进入好氧池CASS处理，可将废水中的各种污染物有效去除，处理后出水水质能够达到国家污水综合排放标准（GB89781996）一级标准。该处理工艺具有结构简单、运行控制灵活等特点，为大豆制油废水的处理提供了一个可行的方案。关键词：大豆制油废水；UASB；CASSAbstractAlong with the people of soybean oil s favor, soybean oil industry has been rapid development, at the same time oil production process also releases into the environment of a large number of organic waste water, the waste water containing high concentrations of protein, fat and other organic components, are discharged into natural water after the consumption of dissolved oxygen in water, deterioration of water quality, how to effectively processing of soybean oil waste water and full recovery and utilization of the useful resources, environment protection has become an important content in the research of. The design of soybean oil waste water treatment of water is 3000m3/d, the concentration of various pollutants in wastewater: BOD5 1200mg/L, CODcr 3800mg/L, SS260mg/L, pH 7. Referring to a large number of domestic and foreign literature, through the comparison of various soybean oil waste water treatment method, proposed in the UASB+CASS process, the process for soybean oil waste water by: grille, set well into the oil isolated regulating pool, removing water suspension of oil, into the efficient gas floating system and removal of oil in water emulsion, then into the UASB reactor to improve the biodegradability of wastewater, and then enters the aerobic pool CASS processing, a variety of pollutants in waste water can be effectively removed, the effluent can meet the national integrated wastewater discharge standard ( GB8978 - 1996) of a standard. The process has the advantages of simple structure, flexible control and other characteristics, for soybean oil waste water treatment provides a feasible scheme.Keywords: Soybean oil waste water；UASB；CASS湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目 录第一章 前言1第二章 概述22.1 工程规模22.2 水质要求22.3 设计原则22.4 设计依据2第三章 工艺流程的确定及选择依据33.1 设计思路33.2 方案比较33.3 工艺流程的确定43.4 污泥处理流程5第四章 构筑物的设计计算64.1 格栅64.1.1 设计说明64.1.2 设计参数64.1.3 设计计算74.2 泵房104.2.1 设计说明11 4.4.2 设计计算114.3 隔油调节池114.3.1 设计说明114.3.2 设计参数124.3.3 设计计算124.4 高效气浮系统124.4.1 设计说明124.4.2 设计参数134.4.3 设计计算134.5 UASB反应池154.5.1 设计说明154.5.2 设计参数154.5.3 设计计算154.6 CASS反应池234.6.1 设计说明234.6.2 设计参数234.6.3 设计计算234.7 污泥处理系统304.7.1 设计说明304.7.2 设计计算304.8 事故池32第五章 处理站总体布置335.1 处理站的位置考虑335.2 输水管线335.3 平面布置335.4 高程布置355.4.1 设计说明355.4.2 设计计算36参考文献38致谢39-ii-第一章 前 言食用油按油质不同可分为：花生油，豆油、菜籽油、橄榄油、动物油。各种油类都有各自的有点，大豆制油因其安全生态环保、营养价值高的特点，现在产量和销量连续稳步增长，我国的大豆油消费量相当巨大。随着人们都大豆油的青睐，大豆制油行业得到了迅猛的发展，但是同时也向环境中排放了大量的有机废水，由于这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪等有机成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，既造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质。另外，生产效率低和管理混乱导致了资源的巨大浪费，在资源紧张的今天，如何既有效地处理大豆制油废水又充分利用其中的有用资源，已成为环境保护的一项重要研究内容。本设计针对大豆制油废水进行了全面系统的分析比较之后，确定了具体详细的废水处理工艺流程，并对各处理单元设备进行了设计计算，综合论证了整个废水处理的可行性。第二章 概述2.1 工程规模处理水的水质和水量：水量3000m3/d，设计水质PH 7.0；CODcr 3000mg/L；BOD5 1200mg/L；动植物油1600mg/L；NH3-N 65mg/L；悬浮物260 mg/L。2.2 水质要求CODCr 100mg/L，BOD5 20mg/L，SS70mg/L，动植物油 10 mg/L，NH3-N15 mg/L，PH 69。2.3 设计原则废水净化和资源化回用为目的确立处理工艺。保证所确定的废水处理方案先进，适应不同季节不同水温的废水处理，并保证出厂排放水水质达到国家一级排放标准。尽可能采用运行管理简单，自动化程度高的处理工艺。减少废水处理站的占地面积，在保证处理效果的前提下，通过经济比较，选用修建、维护、运行成本低的工艺，同时将废水站的产物（污水、污泥、沼气）经济利用，降低总体建设费用。考虑环境保护因素，尽可能少地排放废气、废水、废渣，度考虑一定的安全性，保证在事故情况下将对环境的影响降到最低2。2.4 设计依据废水处理站地形地貌资料。废水处理站气象水文资料。大豆制油废水资料。水污染控制工程。工业废水处理技术。环境工程设计手册。排水工程。给排水设计手册。污水处理工艺设计计算。污水处理新工艺与设计计算实例。第三章 工艺流程的确定及选择依据3.1 设计思路根据啤酒废水的特点及处理的难点，设计思路大体如下：水中SS等物理性污染物，一般采用物理方法如格栅、调节池、厌氧好氧反应等工艺去除。结合本水质的特点，选择合理的工艺单元、构筑物及其型式。对于难降解的CODCr，单纯采用好氧或是厌氧的方法很难保证出水达标。故拟采用先厌氧再好养，同时选择经济合理的组合方式和构筑物型式。氮磷可以选择合适的厌氧加好氧组合工艺同CODcr、BOD5一起去除。工艺方案确定后，具体的构筑物选型和设计时，要尽量做到组合的优化，比较准确的设计好各构筑物。3.2 方案比较大豆制油废水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。（1）好氧处理工艺大豆制油废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺(循环式活性污泥法)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。（2）水解好氧处理工艺水解酸化可以使大豆制油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,大豆制油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，CODcr/BOD5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，提高生物处理大豆制油废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。（3）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、IC、AF、FASB等，其中UASB的优点主要有：UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为2040gVSS/1； 有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCODcr/m3.d左右； 无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动； 污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题； UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备1。（4）不同处理系统的技术经济分析表3.1 处理系统比较处理方法主要技术、经济特点好氧工艺生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。厌氧好氧工艺水解好氧技术节能效果显著，且BOD/CODcr值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少UASB好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严从表中可以看出厌氧好氧联合处理在大豆制油废水处理方面有较大优点，故大豆制油废水厌氧好氧处理技术是最好的选择。3.3 处理工艺流程的确定通过上述分析比较，本案选用厌氧好氧处理。其工艺流程如下：大豆制油废水 格栅 集水井 隔油调节池 高效气浮系统 UASB CASS池 出水。 3.4 污泥处理流程处理流程为：污泥污泥浓缩池污泥脱水外运泥饼1。第四章 构筑物的设计计算4.1 格栅4.1.1 设计说明格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常进行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.510mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅2。本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。4.1.2 设计参数格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求： 粗格栅：机械清除时宜为1625mm；人工清除时宜为2540mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。细格栅：宜为1.510mm。水泵前，应根据水泵要求确定。 污水过栅流速宜采用0.61.0ms。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090。人工清除格栅的安装角度宜为3060。 当格栅间隙为1625mm时，栅渣量取0.100.05污水；当格栅间隙为3050mm时，栅渣量取0.030.01污水。格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。 格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。沉砂池的超高不应小于0.3m。设计流量Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s；最大设计系数k=1.52.0最大设计流量Qmax=0.0351.5=0.0525m3/s；栅前流速0.40.8m/s；现取值为v1=0.8m/s；过栅流速0.61.0m/s；现取值为v=0.6m/s；进水渠道宽 =0.0525/(0.30.6)=0.29m4.1.3 设计计算（1）中格栅的计算中格栅栅条间距为1040mm，现取值为b=20mm=0.020m；栅条间隙数n13.57 （n取值为14）式中：最大设计流量，取0.0525m3/s； 格栅倾角，取60；格栅净间距，现取值为0.020m；栅前水深，现取值0.3m；过栅流速，取值0.6m/s。栅槽宽度B式中：栅条宽度，取0.02m ； 栅条间隙数，为14个；格栅净间距，为0.02m。进水渠道渐宽部分的长度式中：栅槽宽度，为0.54m；进水渠宽，为0.29m；渐宽部分展开角度，取20。校核栅前流速： ，符合要求栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度式中：进水渠道渐宽部分的长度，为0.34m通过格栅的水头损失h1式中 水头损失，；栅条宽度，为0.02m；格栅间距，为0.02m；过栅流速，为0.6m/s； 格栅条的阻力系数，查表知 =2.42；格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 =3。格栅倾斜角，为60。则栅后槽总高度H设栅前渠道超高，则栅后槽总高度：栅槽总长度L每日栅渣量W式中栅渣量污水，格栅间隙为1625mm时， =0. 100.05格栅间隙为3050mm时， =0.030.01；此处取0.1；污水流量总变化系数1.21.5，现取1.5；渣量大于时，为了改善劳动与卫生条件用械清渣格栅4。（2）细格栅设计计算细格栅栅条间距为310mm，现取b=8mm=0.006m；s=0.006m；=20；=60，=0.12那么有条间隙数 （n取值为43）槽宽度水渠道渐宽部分的长度 窄部分长度 过格栅的水头损失后槽总高度 栅总长度日栅渣量渣量大于时，为了改善劳动与卫生条件用械清渣格栅图4.1格栅设计计算草图4.2 泵房4.2.1 设计说明提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。本设计采用半地下自灌式合建泵房。自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动及时，便于自控。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站、要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。本设计中选用500WQ2700-16-185型潜水排污泵，WQ型潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上，研制而成的潜水排污泵。表4.1 WQ型潜污泵性能型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)电动机功率(kw)效率(%)出口直径(mm)500WQ2700-16-18527001672518582500 图4.2 提升泵房4.2.2 设计计算经验数据有：沿程损失：0.085m；局部损失：0.175m；泵房损失：1m；合计：1.6m水泵扬程：5.4m；隔油调节池的高程为1.3；所以有泵的高程为：5.4-1.6-1.3=2.5m4.3 隔油调节池4.3.1 设计说明隔油池为自然上浮的油水分离装置，其类型很多，常用的有平流式隔油池、平行板式隔油池、倾斜板式隔油池、小型隔油池等，本设计采用平流式隔油调节池，也为其构造简单，便于运行管理，除油效果稳定。隔油池可以去除废水中的大部分油类物质，可以和调节池合建，调节池可去除原水中的不可溶解的有机物，并且调节均化废水的水质及其生化条件，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷及其正常运行。平流式隔油池的设计与平流式沉淀池基本相似，按表面负荷计算时，一般采用1.2m3/（m2h）；按停留时间设计时，一般采用1.5-2.0h。本设计根据工程实际情况：按停留时间设计。4.3.2 设计参数废水停留时间为2.0h。刮油机由钢丝绳或链条牵引，移动速度为2m/min。池底设有坡向污泥斗的0.02的坡度。隔油调节池的设计流量为Q=3000m3/24=125m3/h4.3.3 设计计算（1） 隔油池总容积WW=Qt=1252.0=250m3式中 Q 隔油池设计流量T 废水在隔油内的设计池内的设计停留时间，h；一般在1.5h2h，取2h。（2） 隔油池的过水断面AcAc=Q/3.6v=125（3.62）=17.36式中 v 废水在隔油池中的水平流速，mm/s,取2mm/s。（3） 隔油池格间数nn=Ac/bh=17.36/（1.54.5） =2.57,取3格。式中 b 隔油池每个格间的宽度，m；由于刮泥刮油机跨度规格的限制，一般为2.0、2.5、3.0、4.5、6.0，这里取4.5；h 隔油池每个格间的有效水深，取1.5m。（4） 隔油池的有效长度LL=3.6vt=3.622.0=14.4m（5） 隔油池建筑高度HH=h+h =1.5+0.5=2.0mh 池水面以上的池壁超高，取0.5m。选用4GSMP-2型机电一体化刮油刮渣机，跨度为4.0m，刮渣速度1.5m/s,刮油速度3.0m/s。4.4 高效气浮系统4.4.1 设计说明气浮法是一种有效的固液和液液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒的分离。水和废水的气浮法是在水中形成微小气泡形式，使微小棋牌与水中悬浮的颗粒黏附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒黏附上气泡后，形成表观密度小于水的漂浮絮体，絮体上浮至水面，形成浮渣层被刮除，以此实现固液分离。气浮法处理工艺必须满足三个条件：必须向水中提供足够量的细微气泡；必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮物产生黏附作用。有了这三个基本条件，才能完成气浮处理过程，达到污染物质从水中去除的目的。气浮法分为电解气浮法，分散空气气浮法，溶解空气气浮法。溶解空气气浮法又分为真空气浮法，加压溶气气浮法。加压溶气气浮系统是目前应用最广泛的一种气浮方法，其主要原理是利用微小气泡附着于悬浮物上使之浮上水面，由刮渣机从水表面除去。撇除的浮渣进入污泥池，处理水排出系统进入水体。即空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。本设计采用加压溶气气浮法5。4.4.2 设计参数水量Q=2000m3/d=83.33m3/h；气浮池有效水深H=2.5m,长宽比取1：1.5；气浮池表面负荷率取8m3/（m2h）,水力停留时间取30min；接触室下端水流上升流速取20mm/s，上端水流上升流速取14mm/s；分离区水流向下流速（气浮分离速度）vs=3mm/s,分离室表面负荷率取5.49.0 m3/（m2h）；溶气罐所需压力P=0.3Mpa=3.06kg/cm2；分离室停留时间ts取10min。4.4.3 设计计算（1） 气浮池所需空气量式中 气浮池设计水量，为125m3/h； 实验条件下的回流比，取15%； 实验条件下的释气量，取50l/m3； 水温校正系数，一般为1.11.3,取1.1。（2） 所需空压机额定气量 式中 安全系数，一般为1.21.5，取1.3。选用LG5型空压机一台，风压3.5Kpa。（3） 加压溶气所需水量 式中 选定的容器压力，取0.3Mpa（3.06Kg/cm2）； 溶气效率，取80%； 溶解度系数，在40下为0.018则实际回流比（4） 压力溶气罐式中 I 单位罐截面积的过流能力，对填料罐一般选用100200m3/（m2h），选用150 m3/（m2h）。选用标准填料罐=0.5m，TR-4型溶气罐一只。 实际过流密度（5） 接触室尺寸接触室水流上升平流速度接触室平面面积令池宽Bc=2m，则接触室长度（即气浮池宽度） ，取Lc=1.3m接触室出口断面高（堰上水位）接触室气水接触水深，取=1.3m接触室总水深（6） 分离室表面积令池宽Bs=2m则池长，取Ls=8m分离室水深 ，超高0.4m，所以总水深为4m。其中为分离室停留时间，取10min（7） 气浮池容积 4.5 UASB反应池4.5.1 设计说明 UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。UASB反应池有以下优点：a.降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流b.填载体，构造简单节省造价c.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d.泥浓度和有机负荷高，停留时间短4.5.2 设计参数设计流量Q = 3000m3/d = 125 m3/h =0.0347m3/s ；进水COD=3800mg/L 去除率为80% ；容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3d)；污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD ；产气率为：0.4m3/kgCOD。4.5.3 设计计算（1）UASB反应器结构尺寸计算反应器容积计算 (包括沉淀区和反应区)UASB有效容积为：V有效 = 式中：V有效 反应器有效容积，m3；Q设计流量，m3/d；S0 进水有机物浓量,kgCOD/m3；Nv 容积负荷,kgCOD/(m3d)。ASB反应器的形状和尺寸 工程设计反应器2座，横截面为矩形，反应器有效高度为5m，则 单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适设池长L=20m，则宽 ，取13m 。单池截面积：设计反应池总高H=6.5m，其中超高0.5 m （一般应用时反应池装液量为70%-90%） 单池总容积 单池有效反应容积 单个反应器实际尺寸 20m13 m6.5 m反应器数量 2座总池面积 反应器总容积 总有效反应容积 ，符合要求UASB体积有效系数 在70%-90%之间，符合要求水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr) 符合设计要求。（2） 三相分离器构造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。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。本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置6个集气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。三相分离器长度B=13m ，每个单元宽度b=L/6=20/6=3.33m 。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即260m2 。沉淀区的表面负荷率 流缝设计 图4.3 三相分离器结构示意图设上下三角形集气罩斜面水平夹角= 55，取h3 = 1.1m；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。 b1 = = 0.77 m则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2 = b - 2 b1 = 3.33 2 0.77 = 1.79m则下三角形回流缝面积为：S1 = b2ln = 1.79 20 6= 214.8 m2 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 = = 0.29m/h 2.0 m/s，符合设计要求。设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度b3 =CD= 0.45 m ,则上三角形回流缝面积为：S2 = b3l2n = 0.45 20 2 6 = 108m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V2 = Q1/S2，式中：Q2 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。V1 = = 0.59 m/h V1 V2 净水的，故取= 0.02g/cms 。由斯托克斯工式可得气体上升速度为： ； ； ；可脱去d0.01cm 的气泡。相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度 h= h2 + h3 + h4h5h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。 UASB总高H = 6.5m，沉淀区高2.5m，污泥区高1.5m，悬浮区高2.0m，超高0.5m。（3） 布水系统设计计算水系统采用穿孔配管，进水管总管径取200，流速约为0.95 m/s。每个反应器设置10根DN150支管，每根管之间的中心距离为1.5 m，配水孔径采用20，孔距1.5 m，每孔服务面积为1.51.5=2.25 ，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.2 m，每个反应器有66个出水孔，采用连续进水。水孔孔径共设置布水孔66个，出水流速u选为2.2m/s，则孔径为 验证常温下，容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3d)；产气率为：0.4m3/kgCOD ；需满足空塔水流速度uk1.0 m/h,空塔沼气上升流速ug1.0 m/h。空塔水流速度 1.0 m/h 符合要求。空塔气流速度 1.0 m/h 符合要求。（4） 排泥系统设计计算ASB反应器中污泥总量计算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,则两座UASB反应器中污泥总量： 。泥量计算 厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgMLSS/kgCOD，UASB反应器总产泥量 式中：X UASB反应器产泥量，kgVSS/d ；r 厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD；Co 进水COD浓度kg/m3；E 去除率，本设计中取80%。据VSS/SS = 0.8，X=638.4/0.8=798 kgSS/d单池产泥 Xi = X/2 = 798/2 = 399 kgSS/d污泥含水率为98%，当含水率95%，取，则污泥产量 单池排泥量 污泥龄 泥系统设计在UASB三相分离器下0.5m和底部400高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口。每天排泥一次。（5） 出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。水槽设计 对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.3m。单个反应器流量 设出水槽口附近水流速度为0.2 m/s，则槽口附近水深 取槽口附近水深为0.25 m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸10 m0.2 m0.25 m；出水槽数量为6座。流堰设计出水槽溢流堰共有12条（62），每条长10 m，设计900三角堰，堰高50，堰口水面宽b=50。每个UASB反应器处理水量17.36L/s,查知溢流负荷为1-2 L/（ms），设计溢流负荷f = 1.12 L/（ms），则堰上水面总长为： 。三角堰数量： 个，每条溢流堰三角堰数量：310/12=26个。一条溢流堰上共有26个100mm的堰口， 26个140mm的间隙。堰上水头校核每个堰出流率：按900三角堰计算公式，堰上水头：水渠设计计算 反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽出水流至此出水渠。设出水渠宽0.8m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s。渠口附近水深 以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.072=0.32mASB排水管设计计算选用DN250钢管排水，充满度为0.6，管内水流速度为 （6）沼气收集系统设计计算气产量计算：沼气主要产生厌氧阶段，设计产气率取0.4。总产气量每个UASB反应器的产气量 集气管：每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。每根集气管内最大气流量据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100.沼气主管 每池13根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%.单池沼气主管内最大气流量 取D=150，充满度为0.8，则流速为 两池沼气最大气流量为取DN=250，充满度为0.6；流速为 封灌设计水封罐的作用是控制三相分离器的集气室中气液两相的界面高度，保证集气室出气管在反应器运行过程中不被淹没，运行稳定并将沼气即时排出反应器，以便防止浮渣堵塞等问题的发生。经验表明，水封罐中的冷凝水将有积累，因此在水封罐中有一个排出冷凝水的出口，以保持罐中的水位。水封高度取1.5m ，水封罐面积一般为进气管面积的4倍，水封灌直径取0.5m。则水封灌面积 水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用，选用500H1800钢制气水分离器一个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气456，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为7000H6000。4.6 CASS反应池4.6.1 设计说明CASS（cyclic activated sludge system）工艺作为SBR处理技术的一个改进，不仅具备SBR法工艺可靠、运行方式灵活、自动化程度高的特点，二千具有明显的除磷脱氮功能，这一功能的实现再与CASS池通过隔墙将反应区分为功能不同的几个区域，因为在各分格中溶解氧，污泥浓度和有机负荷不同，各池中占优势的生物也不相同，尽管单池为间隙操作运行，但是使整个过程达到连续进水、连续出水。同时在传统的SBR池前或中设选择器及厌氧区，相当于厌氧、缺氧、好氧阶段串联起来，提高了脱磷除氮的效果。CASS工艺与传统的活性污泥法相比，有以下优点：设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。