【導(dǎo)讀】經(jīng)過經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益等方面的考慮，處理廠根據(jù)出水的BOD5. 指標(biāo)要求，選擇完整的二級(jí)處理系統(tǒng)。污水的物理處理階段構(gòu)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(gòu)筑物包括UASB和SBR兩部分。經(jīng)一級(jí)處理的污水進(jìn)入U(xiǎn)ASB，在氣體上浮作用下有機(jī)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(jìn)行二級(jí)消化處理。的污泥經(jīng)壓濾機(jī)房脫水外運(yùn)?；途C合利用的要求。污水變清水，環(huán)境變更美。

　　

【正文】 設(shè)計(jì) 2 = ，則進(jìn)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(jìn) 水 縫進(jìn) 水 縫 滿 足設(shè)計(jì)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(shè)進(jìn)水縫下板上端比進(jìn)水縫下端高出 ,則進(jìn)水縫下板長(zhǎng)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(jìn)水縫上板長(zhǎng)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(shè)計(jì) 三相分離區(qū)總高 h= h2 + h3 + h4 + h5 = + + += (m) UASB反應(yīng)器總高 H=7m，超高 h1=。反應(yīng)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(shè)計(jì)中，分離出流區(qū)的高度 ,反應(yīng)區(qū)的高度 ,其中污泥床高 ,懸浮層區(qū)高 。 ⑸ 排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于厭氧消化過程中 微生物的不斷生長(zhǎng)或進(jìn)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(yīng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)包括剩余污泥的排除設(shè)施。 ① UASB 反應(yīng)器中污泥總量的計(jì)算 高效工作的 UASB 反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)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(nèi)，密集堆積著絮狀污泥和顆粒污泥。本設(shè)計(jì)中，反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)污泥總量 M =S h1 1? + S h2 2? + S h3 3? =128( + + 15) = （ KgSS） ② BOD 污泥負(fù)荷 污泥負(fù)荷 表示反應(yīng)器內(nèi)單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)承受的有機(jī)質(zhì)質(zhì)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(jì)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(yàn)規(guī)模下 VSS/SS 是不同的，因?yàn)橐?guī)模越大，被處理的廢水含無機(jī)雜質(zhì)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(jì)算 污泥齡 4672 3 9 .6 ( )1 1 7 .8MQdc X? ? ?? ⑤ 排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對(duì)于 UASB 反應(yīng)器排泥系統(tǒng) ，必須同時(shí)考慮在上、中、下不同位置設(shè)排泥設(shè)備，應(yīng)根據(jù)具體情況安排，建議每 10m2 設(shè)一個(gè)排泥點(diǎn)。專設(shè)排泥管管徑不應(yīng)小于 200mm ，以防堵塞。本次設(shè)計(jì)在三相分離器下 處設(shè)置 4 個(gè)排泥口，排空時(shí)由污泥泵從排泥管強(qiáng)排，進(jìn)水管也可兼作排泥管。 UASB 反應(yīng)器每 3 個(gè)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(shè)計(jì)計(jì)算 ① 溢流堰設(shè)計(jì)計(jì)算 沉 淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用水渠，一般每個(gè)單元三相分離器沉淀區(qū)設(shè)一條出水渠。本次設(shè)計(jì)溢流出水槽的分布見下圖： 圖 溢流出水槽分布圖 池中設(shè)有 3 個(gè)單元三相分離器，出水槽寬 bc = m 。反應(yīng)器流量 ? ?3600 0 . 0 0 7 /2 4 6 0 6 0q m s???? 設(shè)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(shè)計(jì) 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(fù)荷 1～ 2L/（ m﹒ s） ，設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷為 f= （ m﹒ s） ,則 堰上水面總長(zhǎng) ? ?6 .9 4 61 .1 5 7qLmf? ? ? 三角堰數(shù)量 ? ?3L6 1205 0 1 0bn ?? ? ??、三 角 堰 個(gè) ，則每條溢流堰 三角堰數(shù)量為 120/6 = 20 個(gè)， 共 20 個(gè) 100mm的堰口， 20 個(gè) 100mm的間隙。 ② 出水渠寬 bQ = m ，坡度 。設(shè)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(yīng)以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì) 算，所以出水渠渠深 h = + = (m) ③ 出水管設(shè)計(jì)計(jì)算 UASB 反應(yīng)器排水量為 ,選用 DN150mm 鋼管排水，約為 ,充滿度設(shè)計(jì)為 ，設(shè)計(jì)坡度為 。 ⑺ 沼氣收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 沼氣集氣系統(tǒng)布置 由于有機(jī)負(fù)荷較高，產(chǎn)氣量大，因此設(shè)置一個(gè)水封罐，水封罐出來的沼氣先通入氣水分離 器，然后再進(jìn)入沼氣貯柜。 集氣室沼氣出水管 每個(gè)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(yīng)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(nèi)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(shè)置不短于 300mm 的立管出氣，若采用橫管出氣，其長(zhǎng)度不宜小于 130mm。 本工程中設(shè)計(jì)集氣管直徑為 DN150，設(shè)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(nèi)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(guān)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(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)行過程中不被淹沒，運(yùn)行穩(wěn)定并將沼氣即時(shí)排出反應(yīng)器，以便防止浮渣堵塞等問題的發(fā)生。經(jīng)驗(yàn)表明，水封罐中的冷凝水將有積累，因此在水封罐中有一個(gè)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(jìn)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(duì)沼氣干燥的作用，選用 400 1500m m H m m? ? 鋼管氣水分離器一個(gè)。 ④ 沼氣柜容積確定 由上述計(jì)算可知該處理站日產(chǎn)沼氣 825 3m ，則沼氣柜容積應(yīng)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(shè)計(jì)選用 200 鋼板水槽內(nèi)導(dǎo)軌濕式貯氣柜，尺寸為 4000 3000mm H mm? ? 。 ⑤ UASB 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如下表 。 表 UASB 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)情況 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 去除率 （ %） 出水水質(zhì) (mg/l) 2800 85 420 1160 85 174 100 50 50 SBR 反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明 SBR 活性污泥法是在單一的反應(yīng)器內(nèi)，按時(shí)間順序進(jìn)行進(jìn)水、反應(yīng)（曝氣）、沉淀、排水、待機(jī)（閑置 ）等基本操作，從污水的流入開始到待機(jī)時(shí)間結(jié)束為一個(gè)周期操作，這種周期周而復(fù)始，從而達(dá)到污水處理的目的。 SBR 工藝操作流程圖如下： 進(jìn)水 反應(yīng) 沉淀 出水 待機(jī)（閑置） 圖 SBR 工藝操作流程圖 ⑴ 進(jìn)水期 指從反應(yīng)器開始進(jìn)水直到反應(yīng)器最大達(dá)容積時(shí)的一段時(shí)間。在此期間可分為 3種進(jìn)水方式：曝氣（好氧反應(yīng)）、攪拌（厭氧反應(yīng)）及靜置。在曝氣的情況下有機(jī)物在進(jìn)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(yīng)。運(yùn)行時(shí)可根據(jù)不同微生物的生長(zhǎng)特點(diǎn)、廢水的特性、要達(dá)到的處理目標(biāo)和設(shè)計(jì)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(jìn)水。 ⑵ 反應(yīng)器 反應(yīng)的目的是在反應(yīng)器內(nèi)最大水量的情況下完成進(jìn)水期已開始的反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)的目的的決定進(jìn)行曝氣或攪拌，即進(jìn)行好氧反應(yīng)或厭氧反應(yīng)。在反應(yīng)階段通過改變反應(yīng)條件，不僅可以達(dá)到有機(jī)物降解的目的，而且可以達(dá)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(dāng)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(shí)間控制的，沉淀時(shí)間在 ～ 之間，甚至可能達(dá)到 2h，以便于下一個(gè)排水工序。污泥層要求保持在排水設(shè)備的下面，并且在排放完成之前不上升超過排水設(shè)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(gè)周期的菌種。上清液恢復(fù)到循環(huán)開始時(shí)的最低水位，該水位離污泥層還有一定的保護(hù)高度。 SBR 排水一般采用潷水器，潷水所用的時(shí)間由潷水能力來決定，一般不 會(huì)影響下面的污泥層。 ⑸ 待機(jī)期 沉淀之后到下個(gè)周期開始的期間稱為待機(jī)工序。曝氣池處于空閑狀態(tài)，等待下一個(gè)周期的開始。在待機(jī)期間根據(jù)工藝和處理目的，可以進(jìn)行曝氣、混合、去除剩余污泥。待機(jī)期的長(zhǎng)短由原水流量決定。 SBR 運(yùn)行中另一個(gè)重要步驟是排放剩余污泥，在一個(gè) SBR 運(yùn)行過程中，排放剩余污泥通常在沉淀期或閑置期。 SBR 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴ 一般說明 由于 SBR 為間歇進(jìn)水，所以采用兩個(gè)反應(yīng)器。 ⑵ 參數(shù)選擇 進(jìn)水 COD=600mg/L ,BOD 污泥負(fù)荷 sL =(kgMLSS) ，池?cái)?shù) N=2 ；周期 n=1 ；反應(yīng)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(yīng)池運(yùn)行周期各工序的計(jì)算 （ AT ） 進(jìn)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(shí)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(shí)間為 2h,與沉淀時(shí)間合計(jì)為 3h 計(jì)。一個(gè)周期所需要的時(shí)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(yīng)池池容計(jì)算 反應(yīng)池有效池容 34 2 5 5 0 ( )12mv Q mnN? ? ? ? ??? 由進(jìn)水時(shí)間和進(jìn)水量的變動(dòng)理論，求得一個(gè)循環(huán)周期的最大流量變動(dòng)比 r=,超過一個(gè)周期，進(jìn)水量 △ Q 與 V的對(duì)比為： △ Q/V = （ r1） /m = () = 考慮流量比，反應(yīng)池的修正容量為： `V =V（ 1+△ Q/V） = 50=（ m3） 取反應(yīng)池水深 ,則所需水面面積 25 6 .2 5 1 4 .1 ( )4Am?? 取反應(yīng)器長(zhǎng) L= , 寬 B= 。 排水結(jié)束時(shí)水位 ? ?2 1 1 1 4 41 mh H mQ mV??? ? ? ? ? ? ??? 基準(zhǔn)水位 ? ?3 114 251h H mQV? ? ? ? ??? 高峰水位 4 ? 警報(bào)，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(jì)算 a．需氧量 需氧量 aO 為有機(jī)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(jī)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(jìn)水 BOD 與出水 BOD， kg/ 3m ； Q 進(jìn)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）