【導讀】經(jīng)過經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益等方面的考慮，處理廠根據(jù)出水的BOD5. 指標要求，選擇完整的二級處理系統(tǒng)。污水的物理處理階段構筑物包括：格柵、污水提升泵站、氣浮池、初沉池。污水的生物處理階段構筑物包括UASB和SBR兩部分。經(jīng)一級處理的污水進入UASB，在氣體上浮作用下有機物被去除。最后上清液經(jīng)加氯消毒后排入水體。污泥處理階段是UASB的污泥和SBR濃縮后的污泥一起進行二級消化處理。的污泥經(jīng)壓濾機房脫水外運?；途C合利用的要求。污水變清水，環(huán)境變更美。

　　

【正文】 設計 2 = ，則進水縫中水流速度 420 2. 91 7 ( / ) 6. 94 6 ( / )24 2 3 0. 10 0 10Qv m h m hS? ? ?? ? ? ?進 水 縫進 水 縫 滿 足設計要求。 200 . 1 0 0 0 . 1 3 2 ( )c o s c o s 4 5h ?? ? ? ? m 43tanhb?? +△ h 3h =0+ = (m) 設進水縫下板上端比進水縫下端高出 ,則進水縫下板長度為： 4 00 . 2 0 0 . 2 0 0 . 4 1 3 0 . 9 4 4 ( )s in s in 4 5h m?? ??? 進水縫上板長度為 03 1 1 .4 1 4 ( )s in s in 4 5h m? ?? ⑷ 三相分離器與 UASB 高度設計 三相分離區(qū)總高 h= h2 + h3 + h4 + h5 = + + += (m) UASB反應器總高 H=7m，超高 h1=。反應器的有效高度在任何情況下選用 ～6m ,懸浮層高度 3～ 4m 是適合的，本次設計中，分離出流區(qū)的高度 ,反應區(qū)的高度 ,其中污泥床高 ,懸浮層區(qū)高 。 ⑸ 排泥系統(tǒng)設計 由于厭氧消化過程中 微生物的不斷生長或進水不可降解懸浮固體的累積，必須在污泥床區(qū)定期排出剩余污泥，所以 UASB 反應器的設計應包括剩余污泥的排除設施。 ① UASB 反應器中污泥總量的計算 高效工作的 UASB 反應器內，反應區(qū)的污泥沿高程呈兩種分布狀態(tài)，下部約 1/3～1/2 的高度范圍內，密集堆積著絮狀污泥和顆粒污泥。本設計中，反應器最高液面為 7m,其中沉淀區(qū)高 ,污泥濃度 1? =；懸浮區(qū)高 ，污泥濃度 2? =；污泥床高 ，污泥高度 3? =，則反應器內污泥總量 M =S h1 1? + S h2 2? + S h3 3? =128( + + 15) = （ KgSS） ② BOD 污泥負荷 污泥負荷 表示反應器內單位質量的活性污泥在單位時間內承受的有機質質量 ? ?55 ( 1 . 0 0 . 1 0 0 ) 6 0 0 0 . 1 1 6 / ( )4 6 7 2 . 0B O DSQF k g B O D k g s s dMM ??? ? ? ? ③ 產(chǎn)泥量計算 本工程取 X= KgVSS/KgCOD ,則 產(chǎn)泥量為 ? ?X = X Q S 0 . 0 7 6 0 0 2 . 5 5 6 0 . 9 0 9 6 . 6 2 /k g V S S dr? ? ? ? ? ? （其中 ， Sr—— 去除的 COD 濃度 ， KgCOD/m3 ） 據(jù)資料，小試條件下，油脂廢水 VSS/SS =，但不同試驗規(guī)模下 VSS/SS 是不同的，因為規(guī)模越大，被處理的廢水含無機雜質越多，因此取 VSS/SS=。則 ? ?39。 9 6 .6 2 1 1 7 .8 /0 .8 2X k g d? ? ? 污泥含水率 P為 98 % ，因含水率 〉 95 % ，取 s? =1000kg/m3 , 則 污泥產(chǎn)量 ? ? ? ? ? ?39。 31 1 7 . 8 5 . 8 9 /1 1 0 0 0 1 9 8 %XQ m ds Ps? ?? ? ?? ? ? ④ 污泥齡的計算 污泥齡 4672 3 9 .6 ( )1 1 7 .8MQdc X? ? ?? ⑤ 排泥系統(tǒng)設計 對于 UASB 反應器排泥系統(tǒng) ，必須同時考慮在上、中、下不同位置設排泥設備，應根據(jù)具體情況安排，建議每 10m2 設一個排泥點。專設排泥管管徑不應小于 200mm ，以防堵塞。本次設計在三相分離器下 處設置 4 個排泥口，排空時由污泥泵從排泥管強排，進水管也可兼作排泥管。 UASB 反應器每 3 個月排泥一次，污泥排入集泥池，再由污泥泵送入污泥濃縮池。排泥管選 DN150 的鋼管，排泥總管選用 DN200 的鋼管。 ⑹ 出水系統(tǒng)的設計計算 ① 溢流堰設計計算 沉 淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用水渠，一般每個單元三相分離器沉淀區(qū)設一條出水渠。本次設計溢流出水槽的分布見下圖： 圖 溢流出水槽分布圖 池中設有 3 個單元三相分離器，出水槽寬 bc = m 。反應器流量 ? ?3600 0 . 0 0 7 /2 4 6 0 6 0q m s???? 設出水槽槽口附近水流速度 cv =,則 槽口附近水深 ? ?f 0 . 0 1 7 3 6 / 30 . 0 9 6 40 . 3 0 . 2c qhmvbcc? ? ?? 取槽口附近水槽深 ch 為 ,出水槽坡度為 。 出水槽溢流堰共有 6 條，每條 6m 。 設計 900三角堰，堰高 50mm ，堰口寬 100mm ，則堰口水面寬 b、 =50mm 。 UASB 處理水量為 ,溢流負荷 1～ 2L/（ m﹒ s） ，設計溢流負荷為 f= （ m﹒ s） ,則 堰上水面總長 ? ?6 .9 4 61 .1 5 7qLmf? ? ? 三角堰數(shù)量 ? ?3L6 1205 0 1 0bn ?? ? ??、三 角 堰 個 ，則每條溢流堰 三角堰數(shù)量為 120/6 = 20 個， 共 20 個 100mm的堰口， 20 個 100mm的間隙。 ② 出水渠寬 bQ = m ，坡度 。設出水渠渠口附近水流速度 Qv=，則渠口附近水深 ? ?Qq 0 . 0 1 7 3 6 0 . 0 7 2 50 . 3 0 . 8Qqfh vb? ? ?? m 考慮渠應以出水槽槽口為基準計 算，所以出水渠渠深 h = + = (m) ③ 出水管設計計算 UASB 反應器排水量為 ,選用 DN150mm 鋼管排水，約為 ,充滿度設計為 ，設計坡度為 。 ⑺ 沼氣收集系統(tǒng)的設計計算 ① 沼氣集氣系統(tǒng)布置 由于有機負荷較高，產(chǎn)氣量大，因此設置一個水封罐，水封罐出來的沼氣先通入氣水分離 器，然后再進入沼氣貯柜。 集氣室沼氣出水管 每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，共有 4 根集氣管，采用鋼管。 查資料知，油脂廢水通過 UASB 反應器的處理產(chǎn)氣率約為 3m /去除 KgCOD ，所以每天的產(chǎn)氣量 ? ?335 5 0 0 1 0 6 0 0 0 .2 5 8 2 5 /G m d?? ? ? ? ? 每根集氣管內最大氣流量 ? ?m a x 33825= 2 . 4 1 0 /2 4 3 6 0 0 4Gg m sn ?? ? ???沼 氣 管 據(jù)資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑為 DN100，且盡量設置不短于 300mm 的立管出氣，若采用橫管出氣，其長度不宜小于 130mm。 本工程中設計集氣管直徑為 DN150，設置 500mm立管出氣，共 4 根。 沼氣主管 4 根集氣管先匯入沼氣主管。采用鋼管，沼氣主管管道坡度為 % 。 沼氣主管內最大氣流量 ? ?3825= 0 . 0 1 /8 6 4 0 0 8 6 4 0 0Gg m s?? 主管直徑與沼氣流量的關系式為： 24a d vg ?? ，式中， a 為充滿度，取 。則流速 v 約為 。 由上式，取沼氣主管直徑為 DN ② 水封罐的設計計算 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器運行過程中不被淹沒，運行穩(wěn)定并將沼氣即時排出反應器，以便防止浮渣堵塞等問題的發(fā)生。經(jīng)驗表明，水封罐中的冷凝水將有積累，因此在水封罐中有一個排出冷凝水的出口，以保持罐中的水位。 水封高度取 ，水封罐面積一般為進氣管面積的 4 倍，則水封灌面積 ? ?2 2 211= 4 = 0 . 1 6 4 0 . 0 844S d m??? ? ? ?水封罐 沼氣 則，水封罐直徑 取 m。 ③ 氣水分離器 氣水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用 400 1500m m H m m? ? 鋼管氣水分離器一個。 ④ 沼氣柜容積確定 由上述計算可知該處理站日產(chǎn)沼氣 825 3m ，則沼氣柜容積應為 3h 產(chǎn)氣量的體積來確定，即 ? ?3825= 3 1 0 3 . 124V q t m??????? ? ?沼 氣 柜 設計選用 200 鋼板水槽內導軌濕式貯氣柜，尺寸為 4000 3000mm H mm? ? 。 ⑤ UASB 反應器進出水水質指標如下表 。 表 UASB 反應器進出水水質情況 水質指標 COD BOD SS 進水水質 (mg/l) 去除率 （ %） 出水水質 (mg/l) 2800 85 420 1160 85 174 100 50 50 SBR 反應器的設計 設計說明 SBR 活性污泥法是在單一的反應器內，按時間順序進行進水、反應（曝氣）、沉淀、排水、待機（閑置 ）等基本操作，從污水的流入開始到待機時間結束為一個周期操作，這種周期周而復始，從而達到污水處理的目的。 SBR 工藝操作流程圖如下： 進水 反應 沉淀 出水 待機（閑置） 圖 SBR 工藝操作流程圖 ⑴ 進水期 指從反應器開始進水直到反應器最大達容積時的一段時間。在此期間可分為 3種進水方式：曝氣（好氧反應）、攪拌（厭氧反應）及靜置。在曝氣的情況下有機物在進水過 程中已經(jīng)開始被大量氧化，在攪拌過程的情況下則抑制好氧反應。運行時可根據(jù)不同微生物的生長特點、廢水的特性、要達到的處理目標和設計要求，分別采用非限制曝氣、半限制曝氣和限制曝氣的方式進水。 ⑵ 反應器 反應的目的是在反應器內最大水量的情況下完成進水期已開始的反應。根據(jù)反應的目的的決定進行曝氣或攪拌，即進行好氧反應或厭氧反應。在反應階段通過改變反應條件，不僅可以達到有機物降解的目的，而且可以達到脫氮、除磷的效果。 ⑶ 沉淀期 沉淀的目 的是固液分離，本工序相當于二沉池，停止曝氣和攪拌，沉淀絮體和上清液分離。沉淀過程一般是由時間控制的，沉淀時間在 ～ 之間，甚至可能達到 2h，以便于下一個排水工序。污泥層要求保持在排水設備的下面，并且在排放完成之前不上升超過排水設備。 ⑷ 排水期 排水的目的是排除曝氣池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作為下一個周期的菌種。上清液恢復到循環(huán)開始時的最低水位，該水位離污泥層還有一定的保護高度。 SBR 排水一般采用潷水器，潷水所用的時間由潷水能力來決定，一般不 會影響下面的污泥層。 ⑸ 待機期 沉淀之后到下個周期開始的期間稱為待機工序。曝氣池處于空閑狀態(tài)，等待下一個周期的開始。在待機期間根據(jù)工藝和處理目的，可以進行曝氣、混合、去除剩余污泥。待機期的長短由原水流量決定。 SBR 運行中另一個重要步驟是排放剩余污泥，在一個 SBR 運行過程中，排放剩余污泥通常在沉淀期或閑置期。 SBR 反應器的設計計算 ⑴ 一般說明 由于 SBR 為間歇進水，所以采用兩個反應器。 ⑵ 參數(shù)選擇 進水 COD=600mg/L ,BOD 污泥負荷 sL =(kgMLSS) ，池數(shù) N=2 ；周期 n=1 ；反應池水深 H= ；排水比 114m? ；安全高度 ? = ，MLSS 濃度 X=4000mg/L ； B/C= ，即 BOD/COD= ，所以可生化性好。 ⑶ 反應池運行周期各工序的計算 （ AT ） 進水 BOD 0 174 ( / )S mg L?，則 024 2 4 1 7 4 2 . 6 1 ( )0 . 1 4 4 0 0 0SASThL m X ?? ? ??? b. 沉淀時間（ ST ） 初期沉降速度 4 1 .2 6 4 1 .2 6m a x 4 .6 1 0 4 .6 1 0 4 0 0 0 1 .3 3 ( / )Av C m h??? ? ? ? ? ? ? 則 m a x1 14 4 ( ) H mThv ??????? ? ??? ? ? ( oT )排出時間為 2h,與沉淀時間合計為 3h 計。一個周期所需要的時間為 : 2 .6 1 1 .1 3 2 .0 5 .7 4 ( )C A S OT T T T h? ? ? ? ? ? ? （ FT ） ? ?5 . 7 4 3 . 02F CTThN? ? ? ⑷ 反應池池容計算 反應池有效池容 34 2 5 5 0 ( )12mv Q mnN? ? ? ? ??? 由進水時間和進水量的變動理論，求得一個循環(huán)周期的最大流量變動比 r=,超過一個周期，進水量 △ Q 與 V的對比為： △ Q/V = （ r1） /m = () = 考慮流量比，反應池的修正容量為： `V =V（ 1+△ Q/V） = 50=（ m3） 取反應池水深 ,則所需水面面積 25 6 .2 5 1 4 .1 ( )4Am?? 取反應器長 L= , 寬 B= 。 排水結束時水位 ? ?2 1 1 1 4 41 mh H mQ mV??? ? ? ? ? ? ??? 基準水位 ? ?3 114 251h H mQV? ? ? ? ??? 高峰水位 4 ? 警報，溢流水位 ? ?5 4 0. 5 4 0. 5 4. 5h h m? ? ? ? ? 污泥界面 ? ?12 0. 5 2. 7 0. 5 2. 2h h m? ? ? ? ? ⑶ 需氧量計算 a．需氧量 需氧量 aO 為有機物（ BOD）氧化需氧量 1O、微生物自身氧化需氧量 2O 、保持好氧池一定的溶解氧 3O所需氧量之和。即 aO =1O+ 2O+ 3O。 有機物氧化需氧量 1O ? ?01 eO aQ S S?? 式中 a 去除每 1kgBOD 的需氧量， kg 2O /kgBOD ，取 a=； 0S ， eS 進水 BOD 與出水 BOD， kg/ 3m ； Q 進水量， m3 /d 。 微生物自身氧化需氧量 2O 2O =bXV (取 b=) 維持好氧池一定溶解氧的需氧量 3O ? ? 33 10d Q Q Qrco ?? ? ? ? （取 d=） 所以 1O=? 25? ()=（ kg/d） 2O=? 4? =27（ kg/d）