【正文】 ①厭氧池在前，好氧池在后，有利于抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，混合液的 SVI小于100，泥易沉淀，不易發(fā)生污泥膨脹，并能減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷； ②活性污泥含磷率高，%以上，故污泥肥效較好； ③工藝流程簡(jiǎn)單。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理工藝。A/O工藝的工藝流24所示。脫除污泥水分，縮小污泥體積的方法主要有濃縮、調(diào)理、脫水、干化。 目前常見的污泥處理技術(shù)包括污泥脫水、污泥濃縮、干化、消化、焚燒、堆肥等。 污泥脫水是整個(gè)污泥處理過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其目的是固體富集，減少污泥體積，為污泥最終處置創(chuàng)造條件。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械脫水，選擇帶式壓濾機(jī)脫水。 該處理系統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器采用 UASB。 3 水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明 根據(jù)上文確定的啤酒廢水工藝流程，該工程設(shè)計(jì)主要的處理構(gòu)筑物應(yīng)當(dāng)包括中格柵Ⅰ、集水井Ⅰ，初沉池、調(diào)節(jié)池Ⅰ、UASB反應(yīng)器、中格柵Ⅱ、集水井Ⅱ、中沉池、調(diào)節(jié)池Ⅱ、A/O池、二沉池、污泥濃縮池和污泥脫水車間等，現(xiàn)按照順序?qū)Ω鳂?gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)計(jì)參數(shù)：取中格柵；柵條間隙 e=10mm；柵前水深 h=；過(guò)柵流速 v=；安裝傾角α=45度。 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算如圖 31所示。其大小主要取決于提升水泵的能力，目的是防止水泵頻繁啟動(dòng)，以延長(zhǎng)水泵的使用壽命，具體設(shè)計(jì)時(shí)要選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù)及合適的提升水泵型號(hào)，以達(dá)到要求。 集水井橫截面為 則集水井的尺寸為 LBH=6563 。鑒于廢水量共為 1500m3 /d，流量不大，再考慮節(jié)約用地的要求，因此可采用豎流式沉淀池。 表32 初沉池進(jìn)出水水質(zhì)一覽表 CODcrBOD5SS進(jìn)水水質(zhì)（mg/L5000275001000去除率（%）101060出水水質(zhì)（mg/L） 45002100400 \⑵設(shè)計(jì)計(jì)算 ①中心管面積 設(shè)中心管水流速度 v0=30mm/s=，采用1個(gè)豎流式沉淀池中心管面積 ②中心管直徑 ③中心管喇叭口下緣至反射板的垂直距離（h3） 豎流式沉淀池中心管的計(jì)算可參見圖 32，設(shè)流過(guò)該縫隙的污水流速 v1=則 喇叭口直徑為有 ④沉淀池總面積和池徑 設(shè)污水在沉淀區(qū)的上升流速 v=， 則 沉淀區(qū)面積 總面積 池徑 取D=7m。 ⑨沉淀池總高（H） 設(shè)池子保護(hù)高度h1=，緩沖層高度h4=； 則 H=h1+h2+h3+h4+h5=++++= 調(diào)節(jié)池Ⅰ 設(shè)計(jì)說(shuō)明 工業(yè)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，需對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算可參見圖 33。d)；污泥產(chǎn)率 ；產(chǎn)氣率 3/kgCOD ⑵設(shè)計(jì)水質(zhì) UASB的進(jìn)出水水質(zhì)見表 33。 可設(shè)3個(gè)圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè) 6個(gè)孔口，中間設(shè) 12個(gè)，最外圍設(shè) 18個(gè)孔口。 由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)，產(chǎn)生少量氣體，這對(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求。取h1=，h2=，h3=3m 如圖35所示 b1=h3/tg式中，b1—下三角集氣罩底水平寬度，m； θ—下三角集氣罩斜面的水平傾角， ； h3—下三角集氣罩的垂直高度，m。 取回流縫寬CD=，下底寬CF=， 則 DH=CDsin500=有 確定上下三角形集氣罩相對(duì)位置及尺寸 由圖35知 CH=CDsin400由上述尺寸,取h5= 則可計(jì)算出上集氣罩上底直徑為： 且有 式中，b2—下三角集氣罩之間的污泥回流逢寬度，m。 由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： 則 出水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用鋸齒形出水槽，槽寬 。 本工程設(shè)計(jì)集氣管直徑為 DN100，設(shè)置立管出氣，共 4根。 ⑶水封罐的設(shè)計(jì)計(jì)算 水封罐的作用是控制三相分離器的集氣室中氣液兩相的界面高度，保證集氣室出氣管在反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中不被淹沒(méi)，從而能夠穩(wěn)定運(yùn)行并將沼氣及時(shí)排出反應(yīng)器，以防止浮渣堵塞等問(wèn)題的發(fā)生。 ⑸沼氣柜容積 由上述計(jì)算可知該處理站日產(chǎn)沼氣 2869m3 ，則沼氣柜容積應(yīng)3h 產(chǎn)氣量的體積來(lái)確定，即 V沼氣柜=qt=設(shè)計(jì)選用300鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式貯氣柜，尺寸為 φ9000mmH8000mm。 ⑵檢修 ①人孔 為方便檢修，在 UASB反應(yīng)器距地坪 處設(shè)φ 600人孔一個(gè)。在水平面以下，溶解的 CO2會(huì)發(fā)生腐蝕，水泥中的 CaO 會(huì)因?yàn)樘妓岬拇嬖诙芙狻?⑸通行 在反應(yīng)器頂面上設(shè)置鋼架、鋼板行走平臺(tái)，并連接上臺(tái)樓梯。 設(shè)計(jì)流量 Q= 設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴柵條間隙數(shù)（n）取n=31條。 ⑵計(jì)算 集水井的有效容積 V=QT=集水井的高度 H=6m集水井水面面積A=V/h= 取90m 。鑒于廢水量共為 95000m3 /d，流量不大，且高濃度廢水經(jīng)過(guò)第一步驟的處理后污染物濃度已有了很大程度的降低，因此可采用平流式沉淀池。 設(shè)計(jì)流量 Q=95000m /d= 3/s ⑵設(shè)計(jì)計(jì)算 ①池子總面積 A=②沉淀部分有效水深 h2=③沉淀部分有效容積 V.=④池長(zhǎng)L=vt*= ⑤池子總寬度 B=A/L=⑥校核長(zhǎng)寬比、長(zhǎng)深比 長(zhǎng)寬比 L/B=4故可設(shè)兩格，每格寬取 5米，這樣長(zhǎng)寬比符合要求； 長(zhǎng)深比 L/h2=8，（符合要求） ⑦污泥部分所需的容積 設(shè)污泥含水率P0=96%，則污泥容重γ可取 1000kg/m3 ， 則 每天污泥產(chǎn)量W= 天，則每格池污泥所需容積 W,=⑧污泥斗容積 污泥斗采用方形，上部寬取 5m，底部寬取 ，斜壁與水平面的傾角取 60度則 污泥斗容積 V1= V1W.，故每格池可只設(shè)一個(gè)污泥斗，產(chǎn)泥可由鏈帶刮泥機(jī)刮至污泥斗中。 ⑷污泥管 污泥管取DN200。 A/O池設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)說(shuō)明 啤酒廢水經(jīng)厭氧處理后需進(jìn)一步接受缺氧－好氧處理后才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。在15℃以下時(shí)，硝化速度下降，低于 5℃時(shí)，硝化細(xì)菌的生命活力幾乎停止。否則脫氮效率就會(huì)迅速下降。 ⑷pH值 硝化反應(yīng)的適宜pH ~，pH值7時(shí)，硝化速度顯著下降，低于 6和高于 時(shí)，硝化反應(yīng)將停止進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，回流比升高，脫氮效率將隨之提高。20℃時(shí)，硝化菌的世代期約為 天。d)。 ⑥反應(yīng)池總高度 H=H1+H2=+=其中，H2—水面超高，取為 。 ④出水管 反應(yīng)池出水管設(shè)計(jì)流量 Q3=Q2=， 則 管道過(guò)水?dāng)嗝娣e A=Q3/v=管徑 D=取出水管管徑為400mm， 校核管道流速 V=⑹鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) ①確定需氧量O2 \其中，a—活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物氧化分解過(guò)程的需氧率，取為 ； b—活性污泥微生物通過(guò)內(nèi)源代謝的自身氧化過(guò)程的需氧率，取為 ； 可得 = /d供氧速率 R=O2/24=②供氣量的計(jì)算 采用 SX1 型曝氣器，曝氣口安裝在距池底 高處，淹沒(méi)深度為 ，計(jì)算溫度取25℃。安全起見。 ⑤供風(fēng)管 主干管指的是從鼓風(fēng)機(jī)到曝氣池前部的空氣管道。表3。 干管是從主干管向各廊道曝氣器輸氣的管道。 鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)如表37所示。個(gè)) 查表知： 氧在水中飽和溶解度為 CS20=擴(kuò)散器出水處絕對(duì)壓力為 Pb=*105pa空氣離開反應(yīng)池時(shí)氧的百分比為 反應(yīng)池中的溶解氧的飽和度 取修正系數(shù)α=，β=，混合液溶解氧濃度 C=，ρ=1則 20℃（標(biāo)準(zhǔn)條件下）時(shí)脫氧清水的需氧量：供氣量 ③布?xì)庀到y(tǒng)的計(jì)算 好氧部分的平面面積為：1181m2每個(gè)擴(kuò)散器的服務(wù)面積取 ，則需1181/=，取為800 個(gè)擴(kuò)散器。 校核管道流速 V=Q/A=②回流污泥管 單組反應(yīng)池回流污泥管設(shè)計(jì)流量 QR=R*Q/2=管道流速取v=則 管道過(guò)水?dāng)嗝娣e A=QR/V=管徑 d=取回流污泥管管徑為300mm。 ②回流污泥濃度 則 Xr=8300 mg/L③污泥回流比 R=100% ④曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度 MLSS X=RXr//1+R= mg/L⑤污泥回流量 Qr=RrQ=9500 m3/d⑥混合液回流比 Rc=200% ⑦混合液回流量 Qc=RcQ=19000 m3/d⑶A/O池主要尺寸計(jì)算 ①好氧池有效容積 V1=5116 m3②有效水深H1 有效水深一般為 3~5m，這里取 ③好氧反應(yīng)池總有效面積A1A1=1137m2設(shè)兩組反應(yīng)池， 則 每組反應(yīng)池有效面積 S1=A1/2=568 m2將池子分五廊道，設(shè)每個(gè)廊道寬B=，則每組反應(yīng)池池長(zhǎng) L=S1/B=④缺氧池有效容積 V2取缺氧段：好氧段=1：4，則缺氧池有效容積V2=1279 m3 。 設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴設(shè)計(jì)水質(zhì)與水量 A/O池的進(jìn)出水水質(zhì)及其對(duì)各種污染物的去除率指標(biāo)可參見表 36。一般采用回流比為 200%~500%。 ⑸污泥濃度 A/O工藝污泥濃度一般應(yīng)在 3000mg/L以上，低于此值，則 A/O工藝系統(tǒng)的脫氮效率將有明顯下降。溶解氧對(duì)反硝化反應(yīng)有較大影響，主要由于氧會(huì)與硝酸鹽競(jìng)爭(zhēng)電子供體，且會(huì)抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性。 ⑵水力停留時(shí)間 一般要保證脫氮效率 70%~80%時(shí)，缺氧段水力停留時(shí)間應(yīng)在 ~1h，好氧段的停留時(shí)間在 ~6h 以上。A/O工藝是一種前置反硝化工藝，屬單級(jí)污泥脫氮工藝，即只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，混合液中的微生物菌群交替地處于好氧和缺氧條件下，這使得該系統(tǒng)既具有 BOD降解功能，又具有良好的生物脫氮能力，在運(yùn)行良好的情況下，該方法的總氮去除率一般可達(dá)到90%以上，能夠滿足啤酒廢水脫氮的需要。該池的設(shè)計(jì)計(jì)算可參見圖 33。 ⑶進(jìn)出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 ①進(jìn)水槽 沉淀池兩格共用一個(gè)進(jìn)水槽進(jìn)水，取進(jìn)水槽寬度為 ，槽中水深 ，則槽中水流速度 V=Q/h*b=②進(jìn)水管 取進(jìn)水管流速v=， 則 算得進(jìn)水管直徑 D1=375mm可取進(jìn)水管直徑為DN400。再考慮低濃度廢水的水質(zhì)指標(biāo)，可計(jì)算出進(jìn)入該沉淀池中的污水水質(zhì)及其出水水質(zhì)，見表35。 選 80WGF 污水泵 5 臺(tái)，另備用 1 臺(tái)，單泵提升能力 70 m3 /h，揚(yáng)程 ，占地尺寸1100mm500mm。 表34 格柵除污機(jī)參數(shù)表型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率（kW）耙齒柵寬(mm)設(shè)備寬(mm)設(shè)備總寬度(mm)TGS8006608001150 集水井Ⅱ 設(shè)計(jì)說(shuō)明 該集水井與集水井Ⅰ作用相同，由于本啤酒廢水處理工藝將高濃度廢水與低濃度廢水分別處理，因此該集水井主要負(fù)擔(dān)將低濃度啤酒廢水通過(guò)水泵輸送至中沉池中的任務(wù)。 中格柵Ⅱ 設(shè)計(jì)說(shuō)明 本格柵的作用與中格柵Ⅰ的作用相同，主要用于攔截低濃度廢水中的大型雜物以保護(hù)后續(xù)處理構(gòu)筑物和設(shè)備，其計(jì)算可參見圖 31。本次設(shè)計(jì)中，反應(yīng)器上部 2m 以上池壁用玻璃鋼防腐，三相分離器所有裸露的碳鋼部位用玻璃鋼防腐。 ③采光 為保證檢修時(shí)采光，除采用臨時(shí)燈光外，不設(shè) UASB頂蓋。在距反應(yīng)池底 ~ 位置，沿池壁高度上設(shè)置取樣管四根，沿反應(yīng)池高度方向各管相距 ，水平方向各管相距 。 本設(shè)計(jì)水封罐直徑取 。采用鋼管，沼氣主管管道坡度為 %。 沼氣集氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) ⑴產(chǎn)氣量計(jì)算 每日產(chǎn)氣量：4500150010 =2869m3 /d ⑵沼氣集氣系統(tǒng)布置 由于廢水有機(jī)負(fù)荷較高，產(chǎn)氣量較大，因此設(shè)置一個(gè)水封罐，水封罐出來(lái)的沼氣先通入氣水分離器，然后再進(jìn)入沼氣貯柜。s， 一般廢水的μ清水的 μ，故取μ= V1=V12m3/h，符合要求。 如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果。 三相分離器設(shè)計(jì) ⑴設(shè)計(jì)說(shuō)明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能，三相分離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)反應(yīng)器有效高度取 h=10m 則 橫截面積 采用四座相同的UASB 反應(yīng)器 有D=9m橫截面積 表面水力負(fù)荷 配水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為圓形布水器，每個(gè) UASB設(shè) 36 個(gè)布水點(diǎn)。采用UASB處理高濃度啤酒廢水是國(guó)內(nèi)外普遍采用和較為成熟的工藝，它不僅能夠有效去除廢水中的有機(jī)污染物，且在生物反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣甲烷含量較高，宜于作為能源加以回收利用。該調(diào)節(jié)池進(jìn)水由初沉池自流進(jìn)入，出水通過(guò)水泵向UASB供水。 校核池徑水深比有 ⑥校核集水槽出水堰負(fù)荷 集水槽每米出水堰負(fù)荷為 ，符合要求。廢水從中心管自上而下流入，經(jīng)反射板折向上升，澄清水由池四周的鋸齒堰溢流入出水槽，出水槽前設(shè)擋板，用來(lái)隔除浮渣，污泥斗傾角為 500 ~600 ,污泥靠靜壓力由污泥管排出，污泥管直徑一般 200mm。 選 80ZZB10 自吸污水泵 2 臺(tái)，另備用 1 臺(tái)，單泵提升能力 42m3/h，揚(yáng)程 7m。 ⑵計(jì)算 集水井的有效容積 V=Q 型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率(kW)耙齒柵寬(mm)設(shè)備寬（mm）設(shè)備總寬度(mm)TGS500360500850表31 格柵機(jī)性能參數(shù)表 集水井Ⅰ 設(shè)計(jì)說(shuō)明 集水井起到暫時(shí)儲(chǔ)存污水的作用。 設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴柵條間隙數(shù)（n） 取n=18。另外，可以減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。好氧反應(yīng)器采用 A1/O 工藝，該方法不僅具有良好的COD去除率，還有一定的脫氮作用，能夠滿足發(fā)酵行業(yè)脫氮的要求。缺點(diǎn)是必須正確選取高分子混凝劑，運(yùn)行費(fèi)用高。機(jī)械脫水與自然干