【正文】 泵 泵二沉池達標排放儲泥池污泥泵污泥脫水間污泥外運釀酒廢水處理的工程設(shè)計13第二章 污水處理系統(tǒng)的設(shè)計計算 篩網(wǎng)的設(shè)計計算 一般說明由于啤酒廢水是一種成分雜復雜，可生化性差的有機廢水，故其雜質(zhì)往往是顆粒微小的纖維類懸浮物，為了更澈底的分離和回收廢水中的微小纖維類懸浮物，為后續(xù)處理提供更好的環(huán)境。篩網(wǎng)通常用金屬絲或用化學纖維編織而成，篩網(wǎng)形式有轉(zhuǎn)鼓或轉(zhuǎn)盤式、振動式、回轉(zhuǎn)式和固定式多種，本設(shè)計采用回轉(zhuǎn)式水力篩網(wǎng)對雜質(zhì)進行攔截。 設(shè)計計算 設(shè)計水量 （2hmdQ/3./803?1） 設(shè)計水質(zhì) 篩網(wǎng)設(shè)計參數(shù) CODcr BOD5進水水質(zhì)（mg/L） 1800 900去除率% 0 0出水水質(zhì)（mg/L） 1800 900 設(shè)備選型污水泵：選用 2 臺 型潛水污水泵。流量： 10m3/h；揚程：10m；轉(zhuǎn)速：1390r/min；效率：56％；功率： 調(diào)節(jié)池的設(shè)計計算 設(shè)計說明啤酒生產(chǎn)廢水進水水量和水質(zhì)在 24h 之內(nèi)會有波動，這種波動對污水處理設(shè)備，特別是生物處理設(shè)備正常發(fā)揮其凈化功能是不利的，甚至還可能遭到破壞。同樣對于物化處理設(shè)備，水量和水質(zhì)的波動越大，過程參數(shù)就越難控制，釀酒廢水處理的工程設(shè)計14處理效果越不穩(wěn)定。反之，波動越小，處理效果就越穩(wěn)定。在這種情況下，應(yīng)在廢水進行處理之前，設(shè)置調(diào)節(jié)池，保證廢水處理的正常進行。故在預(yù)處理中引入調(diào)節(jié)池來調(diào)節(jié)流量。調(diào)節(jié)池的作用就是調(diào)節(jié)進水的水量和水質(zhì)，酸性廢水和堿性廢水還可在調(diào)節(jié)池內(nèi)中和；短期排除的高溫廢水也可利用調(diào)節(jié)池以平衡水溫。設(shè)計流量 smhmdQ/???? 設(shè)計參數(shù)（1）調(diào)節(jié)池有效水深為 ~（2）調(diào)節(jié)池停留時間 4~8 小時（3）調(diào)節(jié)池保護高度 ~取水力停留時間 HRT=8h，取調(diào)節(jié)池的有效水深 h=，取超高 h1= ，則調(diào)節(jié)池高度 H=+=。 設(shè)計計算（1）池體容積 （22）3(1)?????式中：V—調(diào)節(jié)池容積，m 3 K—池子擴充系數(shù)，一般為10~20% ，本池子取20% T—調(diào)節(jié)池中污水停留時間，取8h（2）調(diào)節(jié)池面積 A （23）2384VmH?設(shè)調(diào)節(jié)池 1 座，采用方形池，池長 L 與池寬 B 相等。，取 ?調(diào)節(jié)池尺寸為 33（3）理論上每日的污泥量 （24）301()8()?????????釀酒廢水處理的工程設(shè)計15 式中：Q—設(shè)計流量，m 3/s C0—進水懸浮物濃度，取值為945mg/L= C1—出水懸浮物濃度，取值為472mg/L= P—污泥含水率，取值97% ρ—污泥密度，1000kg/m 3（4）污泥斗尺寸設(shè)污泥斗上口和下口均為方形，污泥斗傾角取 45176。，污泥斗上口面積為，下口面積為 。21fm?? 220..4fm??污泥斗的高度為 （25） ???污泥斗的容積為（26）32121 )04..04()(3 mffhV ??????? 式中：V—污泥斗的容積，m 3 h1—污泥區(qū)高度，m f1—污泥斗的上口面積，m 2 f2—污泥斗下口面積，m 2 UASB厭氧反應(yīng)器的設(shè)計計算 設(shè)計說明UASB 是一種集厭氧反應(yīng)與沉淀為一體的高效升流式反應(yīng)器，這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，不用填料，沒有懸浮物堵塞等問題。處理各種有機廢水時，在反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)顆粒污泥形成污泥床，廢水由底部進入，向上流過污泥床區(qū)與大量的厭氧菌接觸，廢水中的有機物大部分被厭氧菌分解成沼氣，沼氣與水和污泥在三相分離器中進行分離，沼氣通過氣室、水封、阻火罐等收集至鍋爐。處理后的水由反應(yīng)器頂部流出，進入好氧生化池進行進一步的處理。厭氧反應(yīng)可處理高濃度廢水，具有動力消耗小、容積負荷大、可產(chǎn)生一定的生物能、運行管理方便等特點。釀酒廢水處理的工程設(shè)計16 設(shè)計參數(shù)廢水流量：80m 3/d，進水 COD 濃度為 1620mg/L=。根據(jù)表所示，啤酒廢水處理采用進水 COD 容積負荷為 (m3d)。表 國內(nèi)外生產(chǎn)性 UASB 裝置的設(shè)計負荷統(tǒng)計表負荷 kgCOD/m3d(國外資料)負荷 kgCOD/m3d(國外資料)序號 廢水類型平均 最高 最低 廠家數(shù) 平均 最高 最低 廠家數(shù)1 酒精生產(chǎn) 7 20 2 152 啤酒廠 80 8 5 103 造酒廠 36 10 4 84 葡萄酒廠 12 8 45 清涼飲料 12 8 5 5 5 126 小麥淀粉 67 淀粉 6 28 土豆加工 4 249 酵母業(yè) 6 16 6 6 6 110 檸檬酸 1 3 20 311 味精 4 212 再生紙 20 1513 造紙 6 3914 食品加工 10 4 3 215 屠宰廢水 1 4 416 制糖 1217 制藥廠 11 5 8 518 家畜飼養(yǎng) 119 垃圾濾液 12 7釀酒廢水處理的工程設(shè)計17 設(shè)計計算 反應(yīng)器容積計算 (包括沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū))，取 25m3 （27）???采用 1 座 UASB 反應(yīng)器。式中：V R—反應(yīng)器有效容積，m 3 Q—設(shè)計流量，m 3/d S0—進水有機物濃量， kgCOD/m3 NV—容積負荷，kgCOD/(m 3d) 反應(yīng)器的形狀和外形尺寸采用反應(yīng)器的有效高度為 4m，設(shè)置 1 座 UASB 反應(yīng)器。橫截面積 ?從布水均勻性和經(jīng)濟性考慮，矩形池長寬比在 2：1 以下較為合適。設(shè)池長 L=4m，則寬 B=2m。則反應(yīng)器的尺寸為 ?? UASB 反應(yīng)器構(gòu)造的確定UASB 反應(yīng)器采用矩形構(gòu)造，三相分離器由上下兩層重疊的三角形集氣罩組成，采用穿孔管進水配水，采用明渠出水。圖 UASB 反應(yīng)器構(gòu)造斷面示意圖 三相分離器的設(shè)計（1）設(shè)計說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)計主要包釀酒廢水處理的工程設(shè)計18括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計。（2）沉淀區(qū)的設(shè)計三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計同二次沉淀池的設(shè)計相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對固液分離不利，故設(shè)計時應(yīng)滿足以下要求：a. 沉淀區(qū)水力表面負荷 ；b. 沉淀器斜壁角度設(shè)為 50176。，使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)；c. 進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速≤2m/h；d. 總沉淀水深應(yīng)大于 ；e. 水力停留時間介于 ~2h。若以上條件都能滿足，則可達到良好的分離效果。三相分離器沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的水平面積，則沉淀區(qū)的表面負荷率為： （28）()????該值小于 ～ 3/(m2h)，滿足要求。設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角為 60176。，下三角形高 h3=，上三角形頂水深 h2=，則： （29）???式中： b1—下三角集氣罩底水平寬度，m α—下三角集氣罩斜面的水平夾角 h3—下三角集氣罩的垂直高度，m設(shè)單元三相分離器寬 b=，則相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離 （????10）釀酒廢水處理的工程設(shè)計19計算下三角形集氣罩之間縫隙 b2 中的水流（不考慮氣的影響）上升流速V1 時，先計算回流縫總面積 a1： （????11）式中，l——反應(yīng)器寬度； n——單元個數(shù)。則： （???12）下面計算下三角形集氣罩回流縫的水流上升流速 v2。設(shè) b3=，則回流縫的面積 a2 為： （??13）則： （???14）以 a2 為控制斷面，可以滿足 v1v2。因為： （?????15） 釀酒廢水處理的工程設(shè)計20 （???16）取 AB=，上三角形集氣罩的位置即可確定，其高 h 為： （22 (cos60)tan(.195) m????????17）已知上三角形集氣罩頂?shù)乃顬?，則上、下三角形集氣罩在反應(yīng)器的位置已經(jīng)確定。 根據(jù)已確定的三相分離器構(gòu)造，還應(yīng)校核一下氣液分離的條件是否符合要求。沿 AB 方向水流的速度 v 可用下式計算： （????18）式中：B —三相分離器長度 n—三相分離器數(shù)量 取值 d=(氣泡) ，T=20176。C，ρ 1=，ρ g=103g/cm3， ν=，β=，μ=νρ 1==(cms)，由于一般廢水的 μ大于凈水的 μ，故取 μ=(cms)由斯托克斯公式可得氣泡上升速度為 （22 ()(.051)??????????19）式中：d—氣泡直徑，cm ρ1—液體密度，g/cm 3 ρg—沼氣密度，g/cm 3 ρ—碰撞系數(shù)， μ—廢水的動力粘滯系數(shù)， (cms)釀酒廢水處理的工程設(shè)計21 ν—液體的運動粘滯系數(shù)，cm 2/s根據(jù)前面的計算結(jié)果有： ，??因為 ，所以可以脫除直徑等于或大于 的氣泡。BV?ab 進水分配系統(tǒng)的考慮采用穿孔管配水，每個反應(yīng)器設(shè) 3 根 d50mm 長 2m 的穿管，每根管之間的中心距為 1m，配水孔徑采用 Ф15mm，孔距為 1m，每個孔的服務(wù)面積為，孔徑向下，穿孔管中心距反應(yīng)器底 ，每個反應(yīng)器共有 10 個進21m??水孔，每個孔的流速為： （?????20） 出水渠的設(shè)計考慮采用鋸齒形出水渠，渠寬 ，渠高 ，每個反應(yīng)器設(shè) 6 條出水渠，基本可保持出水均勻。 排泥系統(tǒng)的設(shè)計考慮把配水管兼作排泥管用，可均勻排除污泥床區(qū)的污泥，并在反應(yīng)器 1/2 高度處，和三相分離器下三角以下 處各設(shè) d=100mm 排泥管各一根，并在池邊設(shè)放空管。 沼氣產(chǎn)量計算 （???21）式中：r—沼氣產(chǎn)率，m 3/kgCOD c0—進水COD濃度，kg/m 3 E—去除率85% 釀酒廢水處理的工程設(shè)計22 產(chǎn)泥量計算每日表觀產(chǎn)泥量為： ../kgVSd??5..9/kSd?以體積計的剩余污泥量： （./()(7)rXVmdP??????22） SBR反應(yīng)器的設(shè)計計算 一般說明序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor） ，在運行中采用間歇操作的形式，每一反應(yīng)池式一批一批的處理廢水，因此得名。余其他工藝相比，SBR的處理構(gòu)筑物少，處理過程大為簡化，建設(shè)和運行費用低，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，而且容易實現(xiàn)自動控制。 設(shè)計參數(shù)根據(jù)表 ，采用高污泥負荷 SBR 反應(yīng)池，污泥負荷為d，MLSS 為 2022mg/L，每天周期數(shù)為 4，排出比取 1/2，安全高度取 500mm，需氧量取 ，反應(yīng)器個數(shù)為 3 個。 SBR 工藝設(shè)計參數(shù)表參數(shù)名稱 高負荷運行（間歇 進水） 低負荷運行（間歇或連續(xù) 進水）BOD負荷（ kgBOD/kgMLSSd） MLSS 15005000周期數(shù) 34 23排除比（每一周期排水量與反應(yīng)池容積之比） 1/41/2 1/61/3安全高度（活性污泥界面以上最小水深）/mm 500以上需氧量（kgO 2/kgBOD5 釀酒廢水處理的工程設(shè)計23污泥產(chǎn)量（kgMLSS/kgSS） 1 好氧工序 進水 （mg/L） 缺氧工序 沉淀、排水 反應(yīng)器個數(shù) ≥2 設(shè)計計算 BOD 負荷因為： （?23）式中：Q——廢水流量，3000m 3/d； S0——BOD濃度， 600mg/L； X——反應(yīng)池中污泥濃度； E——曝氣時間比，E= 。24ATn?又： （???24）所以： ??故反應(yīng)池的有效容積為： （230S281504..QVmeXN???25）則每池有效容積為：釀酒廢水處理的工程設(shè)計24進水 2h 曝氣 3h 沉淀 1h 排水 2