乳制品废水处理毕业设计说明书 41页

Word格式SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书乳制品加工废水处理站设计学院：资源与环境工程学院专业：环境工程学生姓名：刘**学号:08121045**指导教师：尚**2012年6月完美整理nWord格式摘要近年来，我国乳制品行业得到了快速发展，但伴随而来的还有乳制品废水的污染问题。乳制品废水主要来源于容器、设备、管道、厂房，地面清洗产生的废水，以及部分工厂生活污水。乳制品废水呈现出的特点主要有：一、水质、水量随时间变化比较大；二、有机污染物浓度较高，易生物降解；三、可生化性较好。目前处理乳制品废水的方法有很多，本设计采用厌氧加好氧的处理方法。具体工艺流程是：污水依次经过格栅、污水提升泵房、调节池、水解酸化池、UASB翻译器、CASS池。该工艺处理流程短，处理效果好，占地少，且节约成本。本毕业设计主要包括构筑物的设计计算（格栅，调节池，污水提升泵房，水解酸化池，UASB反应器，CASS反应器，污泥浓缩池等），平面图的布置，高程图布置，工程概预算以及各主要构筑物的图纸。关键词：乳制品废水水解酸化UASBCASS完美整理nWord格式AbstractInrecentyears,China'sdairyindustryhasbeenrapiddevelopment,accompanieddairywastewaterpollutionproblems.Thedairywastewaterisfromthecontainers,equipment,pipelines,plant,andfloorcleaningwastewater,aswellassomefactorysewage.Characteristicsofdairywastewatershowed：1.Waterqualityandquantitychangesovertime；2.Concentrationoforganicpollutantsishighandeasilybiodegradable;3.thebiodegradabilityofthewastewaterisbetter.Therearemanywaystotreatdairywastewater.Thisdesignusestheapproachoftheanaerobicandaerobic.Thespecificprocessisasfollows:Sewageflowsthroughgrille、Sewageupgradepumpingstations、regulationpool、Hydrolysistank、UASB、CASS；andthendischargesewageintoriver.Theprocessisflow,goodeffected,smallfootprint,andcostsavings.Thisgraduationprojectinclude:designandcalculationofstructures,floorplanlayout,elevationlayout,projectbudget,anddrawingsKeyWords:DairyWastewaterHydrolysisandAcidificationUASBCASS完美整理nWord格式目录摘要IAbstractII目录III第一章设计说明书-1-1.1工程概况-1-1.2工艺流程的确定-1-1.2.2几种处理工艺对比分析-1-1.2.3.处理构筑物-4-第二章设计计算书-7-2.1.格栅的设计计算-7-2.1.1确定栅前水深-7-2.1.2格栅间隙数-7-2.1.3栅槽总宽度-7-2.1.4过栅水头损失-7-2.1.5栅后槽总高度-8-2.1.6格栅总长度-8-2.1.7每日栅渣量-9-2.2调节池设计计算-9-2.2.1设计参数-9-2.2.2有效容积-9-2.3水解酸化池-9-2.3.1水解酸化池的容积：-9-2.3.2配水方式-10-2.4UASB反应器设计计算-10-2.4.1反应区有效容积-10-2.4.2反应器的形状和尺寸-10-2.4.3反应器上升流速-11-2.4.4UASB反应器进水配水系统设计-11-2.4.5三相分离器的构造设计-12-2.4.6回流缝设计-12-2.4.7气液分离设计-14-2.4.8出水系统设计计算-15-2.4.9排泥系统的设计-15-2.4.10产气量计算-15-2.4.11产泥量计算-15-2.5CSAA池设计计算-16-2.5.1CASS池容积-16-2.5.2滗水深度计算-17-2.5.3联通孔口尺寸-17-2.5.4需氧量计算-18-完美整理nWord格式2.5.5曝气系统布设-19-2.5.6剩余污泥量计算-19-2.6污泥浓缩池设计计算-20-2.6.1浓缩池面积-20-2.6.2浓缩池直径-20-2.6.3.浓缩池工作部分高度-20-2.6.4.浓缩池总高度-20-2.6.5.浓缩后污泥体积-21-2.7污泥脱水间-21-2.7.1脱水机的选择-21-第三章平面布置-22-第四章高程计算-24-4.1高程布置原则：-24-4.2高程计算：-25-第五章辅助构筑物计算-27-5.1泵房设计计算-27-5.2鼓风机房布置-27-第六章主要设备选型-28-6.1XGS型旋转式格栅除污机-28-6.2泵-28-6.3RD-125罗茨鼓风机-28-6.4QJG型潜污搅拌机-29-6.5DNQ1000型带式压滤机-29-6.6FT型浮筒旋转式滗水器滗水器-29-第七章工程概预算-30-7.1主要构筑物土建费用-30-7.2附属构筑物土建费用-30-7.3主要设备购置费用-30-7.4工器具购置费-31-7.5工程建设其他费用计算S＇-31-7.6预备费用-31-7.7运行费用：-31-结论-34-参考文献-35-致谢-36-完美整理nWord格式第一章设计说明书1.1工程概况该乳制品加工企业日均排放污水2000m3。原水水质及排放要求：表1-1原水水质及排放要求水质指标COD（mg/l）BOD(mg/l)SS(mg/l)TP(mg/l)TN(mg/l)油脂（mg/l）原水200015005001060200出水1203015012015气候资料：淄博地处暖温带，属半湿润半干旱大陆性气候。四季分明，雨热同期，夏季盛行东和东南风。年平均气温13.8℃，年均无霜期180-220天。平均海拔34.5米，河流常年经常高水位32米。1.2工艺流程的确定乳制品加工过程中，产生的废水主要来自容器、管道、设备清洗所产生的较高浓度的生产废水，以及生产车间和场地冲洗产生的较低浓度的生产废水和部分生活污水。1.2.1乳制品废水的主要特点：1.水质、水量变化大，废水的排量和浓度随着清洗的时间以及项目波动，早晚排量及浓度变化较大，废水酸碱不均衡，pH波动大。2.有机物含量高，乳蛋白、乳脂、乳糖类等，废水中的CODCr很高。3.可生化性好，乳制品废水中溶解的有机物易被生物降解，多数乳制品废水能够达到BOD5/CODCr>0.5，具有很好的可生化性。[1]鉴于此，处理工艺的以生物处理为主。乳制品废水处理工艺可分为好氧处理系统、“厌氧+好氧”处理系统、气浮+好氧、水解酸化+好氧处理工艺。好氧处理系统容积负荷偏低，适合水量较小、污染物浓度较低的乳制品废水，又分为单级好氧和多级好氧，。“厌氧+好氧”工艺适合废水量大、产品复杂的乳制品废水的处理。1.2.2几种处理工艺对比分析1.“气浮+好氧处理”工艺原理：由于乳制品废水中的主要污染物是蛋白质、乳糖类、脂类等高浓度有机物，用具有破乳功能的絮凝剂，能将废水中的蛋白质析出，然后利用气浮，利用空气在水中的“加压溶解-突然释放”完美整理nWord格式作用形成微小气泡，与废水中的非溶解性物质结合，在水中形成浮渣层，并用刮渣机撇除，从而去除悬浮物、油脂和部分有机物；然后采用生化处理手段去除剩余有机物，然后达标排放。优点：以气浮作为前处理，处理时间短、效率高，抗冲击负荷能力强，管理简单、操作方便。缺点：投药量大、运行成本高，絮凝气浮去除胶体物质与悬浮固体的同时，对废水中的磷也有一定的去除，有机物浓度高时，采用该工艺时需要另投加营养盐，补充磷，否则容易出现污泥膨胀，产泥量大。另外，气浮产生的浮渣由于大部分是蛋白质、油脂类等，浮渣脱水处理存在一定问题。2.单独好氧处理工艺好氧处理主要采用活性污泥法，具有较好的处理效果，但当废水中的有机物浓度较高时，单独采用好氧处理占地面积大，工艺流程长，运行成本高；若控制不当还容易产生污泥膨胀。3.“水解酸化+好氧处理”工艺该工艺中的水解酸化是利用厌氧过程中的水解酸化阶段，将水中复杂大分子等分解为小分子、易于被微生物降解的有机物。为后续处理创造稳定可靠的处理条件。但水解酸化对有机物的去除率低，且存在水解酸化产生臭气、酸化池内污泥沉降性能不好等问题。同时，与“厌氧+好氧处理”工艺相比，能耗仍较高，运行成本较高。4.“厌氧+好氧处理”工艺该处理方法适用于处理中、高浓度有机废水，工艺特点是采用厌氧处理技术，具有较好的处理效果，能耗低，运行成本低等特点，并可回收一定沼气。采用厌氧技术由于甲烷菌的世代时间远长于好氧菌，因此产生的剩余污泥少。该工艺投资及运行费用低，是国内外针对乳制品废水的厌氧处理进行了深入的研究，已取得了相当的成功。根据国内外针对乳制品废水处理的实际工程经验，结合本次设计进水水质及排放标准，选择“厌氧+好氧处理”工艺作为首选工艺。厌氧反应器既有传统的反应器，又有现代高效反应器。这些工艺可分为厌氧悬浮生长和厌氧接触生长工艺。其中第一代反应器有：普通厌氧消化池、厌氧接触工艺等。在第二代厌氧反应器中，典型代表有：上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB）、下行式固定膜反应器（DSFF）、厌氧流化床（ABF）在开发的第二代厌氧反应器中，UASB是一种研究最为深入，应用最为广泛的厌氧反应器，已大量成功地应用于各种废水处理。UASB反应器有以下一些突出优点：1.实现了污泥的颗粒化，抗冲击能力强。2.生物固体的停留时间可达100天3.气、固、液的分离实现了一体化，不需设置回流污泥装置，简化了工艺，节约了投资及运行费用。4.反应器内不需要设置填料，一般情况下不会发生堵塞。5.有机负荷高，处理效果高于同类处理工艺2~3倍[2]。好氧处理工艺的选择：好养生物处理主要有活性污泥法和生物膜法两种。1.生物膜法完美整理nWord格式优点：生物模法对水质、水量变化有较强的适应性，适合处理低浓度污水的处理，剩余污泥量少，不需要污泥回流，运行管理方便。缺点：滤料增加了工程建设投资，特别是处理规模较大的工程，滤料投资所占的比例较大，同时，滤料的周期性更换也需要费用。生物膜法工艺设计和运行不当可能发生滤料破损、堵塞等现象。2.活性污泥法活性污泥法是应用最为广泛的污水处理工艺。优点：处理精度高于生物膜法，出水水质能够达到较高标准。缺点：需要的处理池容积较大，对不同污染物的种类突然改变的适应能力弱于生物膜法，易出现污泥膨胀。鉴于此，针对乳制品废水的特点，本次设计不采用生物膜法和传统的活性污泥法作为好氧处理工艺，本工艺采用SBR的改良工艺——CASS（循环式活性污泥法），作为好氧处理系统的主工艺。CASS工艺是现行的SBR工艺的改进型，其流程是进水，反应，沉淀，排水等基本过程，各阶段形成一个循环。CASS工艺的独特之处在于，它提供了时间程序的污水处理，而不是连续流提供的空间程序的污水处理。其工艺流程有如下特点1.反应池内污泥SVI一般在100[3]左右，沉降性能好，能有效地控制污泥膨胀。沉降时没有进出水，属理想静沉，分离效果好。2.CASS反应池为间歇进水和排放，本身就耐水量的冲击负荷；同时，高浓度污水是逐渐进入反应池的，有数小时进水时间，且进反应池的原污水只占反应池容积的2/3左右，有稀释作用，所以也耐水质冲击。3.相同条件下，CASS反应池一方面污泥活性高，降解基质速率快；另一方面，它具有一定的硝化反应效果，可脱氮除磷，因此出水水质好。4.与SBR工艺相比，增加了选择配水和污泥回流，因而具有更高的去除率和适应能力。5.CASS工艺排出的污泥浓度可达10g/L[3]，因此排出的剩余污泥体积较小。6.CASS系统不需要二沉池，减少了占地面积，降低了造价；并且在进水开始一段时间内不进行曝气，进行生物除氮不需要额外碳源，溶解氧浓度梯度大，具体工艺流程是：废水经过格栅，去除较大的悬浮物及漂浮物，再进入调节池，调节水质水量及PH，经污水提升泵进入水解酸化池，进行水解酸化。然后进入UASB进行厌氧处理，再经过CASS池好氧处理，然后达标排放；系统排放的污泥进入污泥浓缩池，然后进行脱水，浓缩及脱水产生的滤液回流到调节池，泥饼外运。工艺流程图如下：完美整理nWord格式达标排放细格栅提升泵调节池水解酸化池UASB粗格栅CASS污泥浓缩间污泥脱水间污泥外运滤液1.2.3.处理构筑物1.格栅设计流量Q=Qavg×Kz，Kz=1.05；Q=2100m3/d=0.024m3/s采用细格栅，格栅间隙10mm；安装倾角60°栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s设计作用格栅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运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。2.调节池乳制品废水的水质水量随时间变化幅度较大，为保证后续处理构筑物及设备的正常运行，需设调节池对进水水质、水量进行调节。设计参数：水力停留时间6h3.污水提升泵房污水提升泵房的作用就是提升进入污水厂的污水，以保证污水能够依靠重力流在后续构筑物内畅通地流动。4.水解酸化池水解酸化池的作用就是把有机大分子降解为能够被微生物吸收的小分子，降低后续处理构筑物的负荷。设计参数：水力停留时间5h5.UASB反应器UASB集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器，由污泥反应区、气液固三相分离器和气室三部分组成。完美整理nWord格式工作原理：废水从底部流入颗粒污泥组成的污泥床；废水流经污泥床层与污泥中的微生物接触，发生酸化和产甲烷反应；产生的气体一部分附着在污泥颗粒上，自由气体和附着在颗粒污泥上的气体连同污泥和水一起上升至分离区。沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板四周，穿过水层进入气室。固液混合液进过反射板后进入沉淀区，废水中的污泥在重力作用下沉降，发生固液分离。分离后的水由出水渠排出，沉淀下来的厌氧污泥靠自身重力自动返回到反应区，集气室收集的沼气可满足搅拌要求，反应器内不需填装填料，构造简单，易于操作运行，便于维护管理。[4]设计参数：设计流量Q=87.5m3/h，容积负荷N0=5kgCOD/(m3·d)；产气率0.5m3/kgCOD6.CASS反应池工艺原理：在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中的大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水于一体，对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，微生物处于好氧-缺氧-厌氧周期性变化中，因此，CASS工艺具有较好的脱氮、除磷功能。完整地CASS工艺操作周期一般可分为四个步骤：1.曝气阶段由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3—-N。2.沉淀阶段此时停止曝气，微生物利用水中剩余DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。3.滗水阶段沉淀结束后，置于反应池末段的滗水器开始工作，自下而上逐渐排出上清液。此时，反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。4.闲置阶段闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。[5]设计参数污泥负荷率：0.05~0.5kgBOD5/(kgMLSS·d)污泥浓度：2.5~4.0kg/m3主预反应区容积比：9:1池内最大水深：3~5m7.污泥浓缩池为方便污泥的后续处理机械脱水，减少机械脱水中污泥的混凝剂的用量及机械脱水设备的容积，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。完美整理nWord格式重力浓缩池按照其运转方式可分为连续式和间歇式两种，前者主要用于大、中型污水处理厂，后者主要用于小型污水处理厂或者工业企业的污水处理厂采用间歇式重力浓缩池[2]。设计参数固体负荷M：一般为10~35kg/m3h，取M=30kg/m3h；浓缩停留时间：12h；浓缩后污泥含水率：97%。完美整理nWord格式第二章设计计算书2.1.格栅的设计计算设计流量：Qmax=0.024m3/s，栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s2.1.1确定栅前水深：h=;B1=B1==0.26m,h==0.13m2.1.2格栅间隙数n===19个2.1.3栅槽总宽度B=s(n－1)+b·n=0.01(19-1)+19×0.01=0.37m2.1.4过栅水头损失h1=k·h0;h0=;完美整理nWord格式;h1——过栅水头损失，m；h0——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.81m/s2;k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；栅条断面为锐边矩形，则=2.42，；h0=0.087h1=3×0.087=0.26m2.1.5栅后槽总高度H=h1+h2+h取格栅前渠道超高h2=0.3m；H=0.26+0.3+0.13=0.69m2.1.6格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+；=20°H1=h+h2；；L2=L1——进水渠道渐宽部分的长度，mL2——栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度，mH1——栅前渠道深，mB1——进水渠宽，m——进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可取20°L1=mL2=0.075m完美整理nWord格式L=0.15+0.075+0.5+1.0+=1.97m2.1.7每日栅渣量W=W=0.14m3/d<0.2m3/dw1——栅渣量，m3/103m3(污水)宜采用人工清除2.2调节池设计计算2.2.1设计参数水力停留时间为6h；水量：Q=2100m3/d=87.5m3/h2.2.2有效容积V=QTV=87.5×6=525m3有效水深h取5m，超高0.5m则池面积A===105m2取长10.5m，宽10m则调节池的尺寸为L×B×H=10.5×10×5.52.3水解酸化池2.3.1水解酸化池的容积：V===525m3式中：Qmax——设计最大流量，m3/h;完美整理nWord格式tHRT——水力停留时间，取tHRT=6h。有效水深为5m，采用2座水解池，单座水解池有效容积为262.5m3,面积为A=52.5m2取长为10m，宽为5.25m,超高取0.3m。则水解池的尺寸为：10m×5.25m×5.3m布水管每个布水孔口的服务面积为s=0.5m2，每个池子布水点个数：n===105个2.3.2配水方式采用总管进水，管径为DN100，池底分支式配水，支管为DN50，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm，均匀布置在池底。2.4UASB反应器设计计算水质指标COD（mg/L）BOD(mg/L)SS(mg/L)进水水质20001500500去除率808550出水水质4002252502.4.1反应区有效容积V===840m3Q——设计进水流量，m3/h；S0——进水中有机物浓度，kgCOD/m3；N0——反应区的有机物容积负荷，kgCOD/(m3d),本次设计采用5kgCOD/m32.4.2反应器的形状和尺寸据资料，经济的反应器高度为4-6m之间[5]，并且在大多数情况下这也是系统优化的运行范围。反应器的有效高度为h=4.5m，横截面为矩形；采用2座。则单座反应器有效容积为420m3，截面积S===168m2，单池面积为84m2，从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2:1以下比较合适[7]10m，宽8.4m。完美整理nWord格式水力停留时间HRT===9.6h，水力负荷Vr===0.52<0.9，故符合要求。（据参考文献，对颗粒污泥，水力负荷Vr=0.1~0.9m3/(m2·h)）2.4.3反应器上升流速反应器高度与上升速度之间的关系：v==式中，A——反应器横截面积，m2；Q——流量，m3/h；H——反应器高度，m；t——水力停留时间，h；v==0.52m/h;符合条件（厌氧反应器上升速度为0.1~0.9m/h）2.4.4UASB反应器进水配水系统设计本设计采用穿孔管配水系统，为了配水均匀，采用6根配水管，配水管中心距采用1.6m，长8m，孔径150mm，出口孔距采用1.6m，孔径采用15mm，孔口向下，每个出水孔服务面积为1.6×1.6=2.56m2，每个反应器共35个出水孔，配水管中心距池底25cm。完美整理nWord格式2.4.5三相分离器的构造设计图2-1三相分离器设计简图1.设计说明三相分离器的设计分为3个部分：沉淀区设计、回流缝设计和气液分离设计。2.沉淀区设计沉淀区的面积根据废水量和沉淀区的表面负荷确定，由于在沉淀区的厌氧污泥和水中残余的有机物尚能产生生化反应，有少量的沼气产生，对固液分离有一定的干扰。这种情况下处理高浓度有机废水时更为明显，所以表面负荷一般小于1.0；三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5~1.0m，上下集气罩斜面坡度可采用55°~60°，沉淀区斜面的高度采用0.5~1.0m。不论何种形式的三相分离器，其沉淀区的总水深应不小于1.5m，沉淀区的停留时间介于1.5~2.0h。2.4.6回流缝设计本设计单元三相分离器的宽度b=2m，θ=60°b1=h3/tanθ式中b1——下三角形集气罩的1/2宽度，m；θ——下三角形集气罩斜面的水平夹角，一般可采用55°~60°；h3——下三角形集气罩的垂直高度，1.0m。完美整理nWord格式b1==0.58mb2=b－2b1式中b2——相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离，m，即污泥回流缝之一；b——单元三相分离器的宽度，m。则b2=2－1.16=0.84m下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v1：v1=式中v1——回流缝中混合液上升流速，m/h；Q——反应器设计肥水流量，m3/h；S1——下三角形集气罩回流缝总面积，m2，其值可用下式表示：S1=b2×l×nl——反应器宽度，即三相分离器的长度，m；n——反应器的三相分离器单元数。S1=0.84×8.4×5=35.28m2v1==1.24m/h<2m/h上三角形集气罩与下三角形集气罩斜面之间回流缝的流速v2可用下式计算：v2=Q/S2S2=c×l×2n式中S2——上三角形集气罩回流缝的总面积，m2；c——上三角形集气罩回流缝的宽度，取0.5mS2=0.5×8×2×5=40m2；v2==1.09m/hv2==1.09m/h气泡的上升速度用斯托克斯公式计算。即式中——气泡上浮速度，cm/s；d——气泡直径，cm；取0.01cm；——废水密度，g/cm3；1.03g/cm3;——沼气密度,0.0012g/cm3;——废水的动力粘滞系数，g/(cm·s)；=g——重力加速度，cm/s2——废水的运动黏滞系数，cm2/s,净水=0.101cm2/s;——碰撞系数，可取0.95。=0.101×1.03=0.0104g/(cm·s),一般废水的动力黏滞系数大于净水，故取=0.02g/(cm·s)；==0.266cm/s=9.58m/hBC===0.58m取AB=0.3m完美整理nWord格式==8.8，==1.93则>符合条件。上下集气罩相对位置及尺寸AB=0.3m，上三角形集气罩的位置即可确定，其高度h5为h5=(AB·cos60°+b2/2)tan60°=（0.3×0.5+0.42）×1.73=0.99m三相分离器高度H=h4+h5+h2h2取0.5mh4=AG+GI=BC+AB×cos30°=0.58+0.3×cos30°=0.84mH=0.84+0.99+0.5=2.33m2.4.8出水系统设计计算采用三角堰出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m，每个上三角形集气罩顶上设一条出水槽，每个反应器设5条出水槽，基本可以保证均匀出水。2.4.9排泥系统的设计把配水管同时兼作排泥管和放空管用，可达到排泥均匀的要求。同时在反应器的一侧底部及池高1/2处另设排泥管，用作辅助排泥。2.4.10产气量计算每日产气量Qa=2100×2×0.8×0.5=1680m3/d2.4.11产泥量计算每日产泥量Qw=2100×2.0×0.8×0.1=336kgSS/dQW==56m3/d完美整理nWord格式2.5CSAA池设计计算水质指标COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)进水水质400225250出水水质12030150设计参数污泥负荷0.05—0.5kgBOD5/kgMLSS.d;污泥浓度3.5—4.0kg/m3;池内最大水深3—5m;充水比30%—50%;排水比1/3左右;V生物选择器：V缺氧区：V主反应区=1：5：302.5.1CASS池容积每周期处理水量：式中：Q——设计水量，m3/d；T——CASS池运行周期，4h；n——CASS池个数，2座；则，=175m3根据选取的冲水比参数求主反应区容积V1：=500m3则每座CASS池总容积V=500÷=600m3选择区容积为600×=16.7m3缺氧区容积为600×=83.3m3设池深5.0m，有效深度4.5m，取宽5.0m，L=600÷4.5÷5.0=26.7mL:B=5.3，符合条件（L:B=4~6;B:H=1~2）池子各部分尺寸：完美整理nWord格式选择区：0.74m×5m×5m预反应区：3.7m×5m×5m主反应区：22.3m×5m×5m单格CASS池面积A=600÷4.5=133.3m22.5.2滗水深度计算H1=式中Q——设计流量，m3/d;A——单格CASS池平面面积，m2；n1——CASS池个数；n2——1日内循环周期数；H1==1.31mH3=H·X·SVI×103式中H3——活性污泥最高泥面至池底之间水深，mX——混合液污泥浓度，g/l，取3;SVI——污泥体积指数，取150则H3=4.5×3×150×10-3=2.03mH2=H-(H1+H2)=1.16mH2——撇水水位和泥面之间水深，m。2.5.3联通孔口尺寸式中L1——预反应区长度，m；n3——联通孔个数，取2个；u——孔口流速，取30m/h；完美整理nWord格式A1==0.83m22.5.4需氧量计算O2=a＇Q(So-Se)+b＇VX式中a＇——活性污泥微生物每代谢1kgBOD需氧量，取0.53；b＇——1kg活性污泥每天自身氧化还原所需要的氧量，取0.188；则每座CASS池需氧量为O2=0.53×1050×（225-30）×10-3+0.188×500×3=391kg/d每小时需氧量为=16.3kg/h20℃时曝气池中的Cs平均值：Cs’——20℃时曝气池中的Cs平均值，mg/l;Cs——大气压力为1.013×105Pa时溶解氧饱和浓度，mg/l；Pd——空气扩酸装置出口处绝对压力，其值为：Pd=1.013×105+9.8×1000HH——空气扩散装置的安装深度，m，一般为有效水深-0.3m；Pd=1.013×105+9.8×1000×4.2=1.42×105Pa——气泡离开池面时，氧的体积分数，%，可按下式计算：==17.5%EA——空气扩散装置的氧转移效率，取20%。则20℃时混合液中平均氧饱和度为=9.17×（）=10.26mg/lR0=R0——标准条件下，转移到曝气池混合液中的需氧量，kg/h；Cs（20）——20℃，水的饱和溶解氧量，mg/l；α——污水中杂质影响修正系数，一般为0.78~0.99；β——污水中含盐量影响修正系数；CL——混合液DO浓度，mg/l；完美整理nWord格式T——水温；R——实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量；kg/h；——气压修正系数Cs（T）——T℃时，曝气池内DO饱和度的平均值，mg/l；R0==52.42kg/h本系统的空气总量除采用鼓风曝气外，还采用回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比，则提升回流污泥所需空气量为：G1==200m3/h供气量G=+G1=+200=1136m3/h2.5.5曝气系统布设单座曝气池面积为129.6m2每个曝气头的服务面积为0.5m2，则曝气头总数为n==518.4个(取560)在相邻2个曝气池隔墙设1根干管，每根干管设4对配气竖管，曝气器型号为HWB-2，其技术参数如下直径mm厚度mm微孔平均孔径um曝气量m3/h个曝气板200201501~3陶瓷板氧利用率%动力效率kgO2/kwh阻力mmh2O服务面积m2/个托盘20~294~6150~3500.3~0.5ABS鼓风机的选择：选用两台RD-125型号的罗茨鼓风机，一备一用，口径125mm，转速2000r/min，流量20.7m3/min。2.5.6剩余污泥量计算a——污泥增值系数，0.5~0.7；b——污泥自身氧化率，0.04~0.1；Xv——挥发性悬浮固体浓度MLVSS,kg/m3;Sr——去除BOD5浓度，kg/m3;=0.6×2100×(225-30)×10-3-0.05×1000×3×0.75=133.2kg/d完美整理nWord格式设污泥含水率为99.4%，则湿污泥量为=22.2m3/d2.6污泥浓缩池设计计算进入污泥浓缩池的污泥量为56+22.2=78.2m3/d。本设计采用重力浓缩法，采用一座连续式重力浓缩池。2.6.1浓缩池面积A==15.64m2式中A——污泥浓缩池总面积，m2；Q——污泥量，m3/d；C——污泥浓度，6g/l。2.6.2浓缩池直径D==4.46m2.6.3.浓缩池工作部分高度取污泥浓缩时间T=16h；h1=3.33m2.6.4.浓缩池总高度浓缩池超高h2=0.3m缓冲层高度h3=0.3m池底坡度造成的深度H5H5===0.074m污泥斗深度H4，污泥斗倾角α为55°。H4==0.5m完美整理nWord格式d1——污泥斗上口直径，取1.5m;d2——污泥斗底直径，取0.8m;——池底坡度，取0.05。H=h1+h2+h3+h4+h5=3.33+0.3+0.3+0.074+0.5=5.17m2.6.5.浓缩后污泥体积V2=15.64m3式中V2——浓缩后污泥体积，m3；P1——进泥浓度；P2——出泥浓度。2.7污泥脱水间脱水后污泥量=——脱水后污泥量，m3/d；——脱水前污泥量，m3/d；P1——脱水前污泥含水率，%；P2——脱水后污泥含水率，%。=15.64×=1.87m3/d2.7.1脱水机的选择机械脱水方法有真空吸虑法、压滤法呵离心法。目前常用的脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、带式压滤法、离心机。带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响小，还具有出泥含水率较低且工作稳定启耗少、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。同时，由于带式压滤脱水机进入国内较早，已有相当数量的厂家可以生产这种设备。在污水处理工程建设决策时，可以选用带式压滤机以降低工程投资。离心脱水机具有噪音大、能耗高、处理能力低等缺点。同时，离心脱水机受污泥负荷的波动影响较大，对运行人员的素质要求较高。[10]完美整理nWord格式第三章平面布置污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物、办公、化验及其他辅助建筑物，以及各种管道、道路、绿化等的布置。平面布置的原则：为了使平面更经济合理，污水厂平面布置应遵循下列原则：1、污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设的安排，合理确定近期规模，近期工程投入运行一年内水量宜达到近期设计规模的60％。2、污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定。3、污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材适当，并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调。4、生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一定距离。5、污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。处理构筑物的间距应紧凑、合理，符合国家现行的防火规范的要求，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养护、维修和管理的要求。6、污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。7、厂区消防的设计和消化池、贮气罐、污泥气压缩机房、污泥气发电机房、污泥气燃烧装置、污泥气管道、污泥干化装置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计，应符合国家现行有关防火规范的要求。8、污水厂内可根据需要，在适当地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车的场地。9、污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求车行道的宽度：单车道为3.5～4.0m，双车道为6.0～7.0m，并应有回车道；车行道的转弯半径宜为6.0～10.0m；人行道的宽度宜为1.5～2.0m；通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°，不宜大于45°；天桥宽度不宜小于1.0m；车道、通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求，并应符合当地有关部门的规定。10、污水厂周围根据现场条件应设置围墙，其高度不宜小于2.0m。完美整理nWord格式11、污水厂的大门尺寸应能容运输最大设备或部件的车辆出入，并应另设运输废渣的侧门。12、污水厂并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换的连通管渠。13、污水厂内各种管渠应全面安排，避免相互干扰。管道复杂时宜设置管廊。处理构筑物间输水、输泥和输气管线的布置应使管渠长度短、损失小、流行通畅、不易堵塞和便于清通。各污水处理构筑物间的管渠连通，在条件适宜时，应采用明渠。管廊内宜敷设仪表电缆、电信电缆、电力电缆、给水管、污水管、污泥管、再生水管、压缩空气管等，并设置色标。管廊内应设通风、照明、广播、电话、火警及可燃气体报警系统、独立的排水系统、吊物孔、人行通道出入口和维护需要的设施等，并应符合国家现行有关防火规范要求。14、污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠。15、处理构筑物应设排空设施，排出水应回流处理。16、污水厂宜设置再生水处理系统。17、厂区的给水系统、再生水系统严禁与处理装置直接连接。18、污水厂的供电系统，应按二级负荷设计，重要的污水厂宜按一级负荷设计。当不能满足上述要求时，应设置备用动力设施。19、污水厂附属建筑物的组成及其面积，应根据污水厂的规模，工艺流程，计算机监控系统的水平和管理体制等，结合当地实际情况，本着节约的原则确定，并应符合现行的有关规定。20、位于寒冷地区的污水处理构筑物，应有保温防冻措施。21、根据维护管理的需要，宜在厂区适当地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、浴室、厕所等设施。22、处理构筑物应设置适用的栏杆，防滑梯等安全措施，高架处理构筑物还应设置避雷设施。[2]完美整理nWord格式第四章高程计算4.1高程布置原则：高程布置的内容主要包括各处理构(建)筑物的标高(如池顶、池底、水面等)、处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，从而使污水能够沿流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。高程图上的垂直和水平方向的比例尺一般不相同，一般垂直的比例大(取1：100)，而水平的比例小些(1：500)。高程布置原则：1.污水厂高程布置时，所依据的主要技术参数是构筑物高度和水头损失。在处理流程中，相邻构筑物的相对高差取决于两个构筑物之间的水面高差，这个水面高差的数值就是流程中的水头损失它主要由三部分组成，即构筑物本身的、连接管(渠)的及计量设备的水头损失等。因此进行高程布置时，应首先计算这些水头损失，而且计算所得的数值应考虑一些安全因素，以便留有余地。2.考虑远期发展，水量增加的预留水头。3.避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。4.在计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。5.需要排故的处理水，常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其考虑远期发展，水量增加的预留水头。出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位。6.应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。7.污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口、出口和需要的跌水处，而流经处理构筑物本身的水头损失则较小。8.计量设施的水头损失：一般污水处理厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2m计算。9.构筑物连接管（渠）的水头损失，包括沿程与局部水头损失，可按下列公式计算确定：式中：h1－沿程水头损失，m；h2－局部水头损失，m；i－单位管长的水头损失(水力坡度)，根据流量、管径和流速等查阅《给水排水设计手册》获得；L－连接管段长度，m；ξ－局部阻力系数，查阅《给水排水设计手册》获得；完美整理nWord格式g－重力加速度，m/s2；v一连接管中流速，m/s。表4-1构筑物损失一览表构筑物名称水头损失（cm）构筑物名称水头损失（cm）格栅10UASB反应器37调节池25CASS反应池35配水井15水解酸化池234.2高程计算：接纳水体水位：高程32m，污水厂地面高程34.5m高程计算如下：接纳水体高程：32.0m曝气池池出水管高程：跌落损失为1.5m33.5m曝气池池滗水后水位沿程损失为20×0.017=0.34m局部损失为0.34×30%=0.102m构筑物损失为0.35m34.29m曝气池最高水位滗水高度1.31m35.60m预反应区水位水头损失0.2m35.80mUASB反应器到CASS池沿程损失为7×0.017=0.119m局部损失0.119×30%=0.036mUASB构筑物损失为0.37mUASB反应器水位36.32m水解池水位沿程损失为7×0.017=0.119m局部损失为0.119×0.3=0.036m构筑物损失为0.23m36.59m调节池水位沿程损失5×0.017=0.085m局部损失0.085×0.3=0.255m构筑物损失0.25m37.15集水池水位提升高度5m32.15m格栅前水位构筑物水头损失0.1m32.05m表4-2高程布置表完美整理nWord格式构筑物高程（m）接纳水体32出水管33.5CASS曝气池35.60CASS池预反应区35.80CASS选择区35.90UASB36.32水解池36.59调节池37.15集水池32.15格栅32.05完美整理nWord格式第五章辅助构筑物计算5.1泵房设计计算1.水泵选择最大设计流量2100m3/d=24.31L/s;采用两台泵，流量为24.3L/s，一备一用。2.集水池容积集水池容积相当于一台泵6min的流量：V=25×6×60=9000L=9m3取有效水深2.0m，则集水池面积A=4.5m2集水池尺寸为：2.2×2.2×23.提升泵扬程估算经过格栅的水头损失为0.1m集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差为5m吸水管头损失h1==0.17×0.0510=0.0087m出水管头损失h2==0.170.115=0.02m式中，——吸水管流速，m/s——出水管损失，m/s、——局部阻力系数g——重力加速度，为9.81m/s2h3——安全水头，估算扬程时可按0.5~1.0m计。水泵总扬程估算为5+0.0087+0.02+1=6.03m采用两台100QW100-12.5A型号潜污泵5.2鼓风机房布置鼓风机房平面尺寸3.0m×4.0m，鼓风机房净高3.0m，鼓风机房含机房两间4.0m2，值班（控制）室一间4.0m3，鼓风机机组间距不小于1.5m。完美整理nWord格式第六章主要设备选型6.1XGS型旋转式格栅除污机1、性能特点：该机有栅齿、栅齿轴、链板等组成栅网，以替代传统格栅的栅条。栅网在机架内回转运动，从而将污水中的悬浮物拦截并不断分离出水面，栅渣由转刷刷落至渣斗中。该机的优点是能够连续分离水中悬浮物，因而工作效率高、运行平稳、格栅前后水位差小，并且不易堵塞。2、主要技术参数：设备有效栅宽W设备宽度W1沟渠宽度W2栅齿间隙(mm)栅网速度(m/min)卸渣高度H2格栅高度α电机功率(KW)XGS5005006307003-202.2用户自定60-80°0.753、生产厂家：唐山市博大环境工程机械有限公司6.2泵采用100QW100-12.5A型号潜污泵主要技术参数型号口径/mm流量/(m3/h)扬程/m转速/(r/min)电机功率/kw泵重/kg100QW100-12.5A10089.51014505.51886.3RD-125罗茨鼓风机主要技术参数型号口径/mm转速/(r/min)流量/（m3/min）La/kwPa/kwRD-125125200020.75.77.5完美整理nWord格式6.4QJG型潜污搅拌机主要技术性能参数型号转速/(r/min)功率/kw转轮直径/mmQJGA-1.59601.5260mm6.5DNQ1000型带式压滤机技术参数：滤带宽度：1000mm滤带速度：1.04-4.5m/min泥饼含水率：70-80%絮凝剂投加量：1.8-2.4%干泥生产量：200-230kg/h主变速机无级调速范围：0.97-4.2r/min主变速机功率：1.1kw泥药混合器功率：0.37kw耗水量：＜12.6m3/h系统总功率：17.02kw外形尺寸：4625×1904×2407质量：39606.6FT型浮筒旋转式滗水器滗水器主要技术参数型号预埋管/mm出水堰产度/mm过水流速/(L/ms)水处理量/(t/h)滗水深度/mFT-501001300≤300-500-3完美整理nWord格式第七章工程概预算7.1主要构筑物土建费用表7-1构筑物土建费用造价表构筑物规格/m容积/m3单价/(元/m3)数量造价/万元格栅1.97×0.37×0.690.550010.025调节池10.5×10×5.5577.5550131.74水解池10×5.25×5.3278.25550230.61UASB反应器10×8.4×5420600250.4CASS反应器26.7×5×5667.5600280.1污泥浓缩池D:4.46H:5.1715.9260010.96合计193.8357.2附属构筑物土建费用表7-2附属构筑物土建费用造价表构筑物规格/m容积/m3单价/(元/m3)数量造价/万元办公楼10×8×5400800132污水提升泵房5×5×5125800110脱水间7×5×5175800114鼓风机房6×5×5150800112维修间5×5×512560017.5仓库5×5×515260017.5合计837.3主要设备购置费用表7-3主要设备购置费用完美整理nWord格式设备型号数量原价（万元）运杂费总价（万元）总功率（kw）潜污泵100QW100-12.5A20.3190.0190.6765.5潜污泵50QW-25-10-1.520.3190.0190.6763格栅XGS500150.35.30.75鼓风机RD-125240.248.487.5曝气头HWB-25600.00260.000160.0028潜污搅拌机QJGA-1.520.90.0541.9081.5中心传动浓缩机NC1-41201.221.20.37滗水器FX浮筒式210.062.12总计40.3627.87备注：设备运杂费率去6%，7.4工器具购置费工器具购置费=设备购置费的总值×定额费率定额费率可按第一部分工程费用内设备购置费总值的1%-2%估算，本设计取1%。工器具购置费=40.36×1%=0.4万元7.5工程建设其他费用计算S＇工程建设其他费用计算=第一部分工程费用×定额费率，污水处理厂费率可取30%。工程建设S＇＝317.60×30%=95.28万元7.6预备费用基本预备费用=（工程费用+工程建设其他费用）×基本预备费率基本预备费率范围5%-15%，本设计取10%。基本预备费用=412.88×10%=41.29万元7.7运行费用：1.能源消耗费E1污水处理过程中主要消耗的能源是电力，计算公式如下：完美整理nWord格式式中，N——污水处理厂内的泵、风机及其他机电设备的设计用电功率总和（不包括备用设备），kw；d——电费单价，元/(kw·h)，本设计去0.55元/(kw·h)；K——污水处理总变化系数，1.05.=12.79万元2.药剂费E2本工艺水处理部分不需要投加药剂。污泥处理所加药剂为聚合氯化铝（PAC），投加量为2kg/d，单价为1200元/吨，E2=2×1200×10-3×365=876元3.工资福利E3E3=AM式中A——职工每人每年平均工资福利，本设计去15000元；M——职工定员数，取5人。E3=15000×5=7.5万元4.定资产基本折旧费E4E4=S·f·k1式中，S——基建投资，万元；f——固定资产投资形成率，取92%，一般取90%-95%；k1——基本折旧费率，取4.6%。E4=317.60×92%×4.6%=13.44万元5.无形资产和递延资产摊销费E5E5=S＇×k2式中，k2——无形资产和递延资产摊销费，取8.0%E5=95.28×8.0%=7.62万元6.大修理理基金提成E6E6=S·f·k3式中，k3——大修理基金提成率，取2.4%。E6=317.6×92%×2.4%=7.01万元7.日常检修维护费E7E7=S·f·k4式中，k4——检修维护费率，5.0%E7=317.6×92%×5.0%=14.61万元8.管理费，销售费和其他费用E8E8=(E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7)·R式中，R——综合费率，取15%。E8=（12.79+0.088+7.5+13.44+7.62+7.01+14.61）×15%=9.46万元9.年经营成本E9E9=E1+E2+E3+E6+E7+E8=12.79+0.088+7.5+7.01+14.61+9.46=51.49万元10.年总成本E10完美整理nWord格式E10=E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7+E8=72.55万元11.单位处理成本E11E11===0.95元/m312.单位经营成本E12E12===0.67元/m3完美整理nWord格式结论本设计的主要内容是乳制品废水处理工程的设计计算，通过水解+厌氧+氧的处理方法，污水经过水解酸化池，大分子有机物和部分SS被分解，之后进入UASB反应器进行厌氧处理，再经过CASS池进行好氧处理，最后污水能够达到国家要求的排放标准。整个设计包括：工艺流程的确定，各相关构筑物的设计计算，设备的选型，平面布置，高程布置，工程的概预算，设计说明书的编写以及图纸的绘制。完美整理nWord格式参考文献[1].马丽翟海瑞，王倩，张利娟，杨劲松.乳制品公司废水处理的研究进展.海南大学食品学院.海南海口570228.[2].高俊发，王社平，污水处理厂工艺设计手册.化学工业出版社.[3].王绍文，罗志腾，钱雷.高浓度有机废水处理技术与工程应用》.冶金工业出版社.[4].杨健，章非娟，于志荣；有机工业废水处理理论.化学工业出版社.[5].顾国维,高廷耀,周琪.水污染控制工程.高等教育出版社.[6].《污水综合排放标准GB8978-1996》.[7].刘寅，杜兵，曹建平，何然，王珊.[乳制品废水处理工艺选择与工程设计].北京市环境保护科学研究院，北京100037[8].童华.环境工程设计.化学工业出版社。[9].张中和.给水排水设计手册；第5册中国建筑工业出版社，2000.[10].张大群.给水排水常用设备.化学工业出版社.[11].张自杰.排水工程:下册【M】.北京：中国建筑工业出版社完美整理nWord格式致谢衷心感谢导师尚贞晓老师在毕业设计期间对本人的精心指导。他的言传身教将使我终生受益。尚贞晓老师广博的学识和严谨的治学态度将使我受益终生。感谢资环学院环境工程专业的全体老师和同学多年来的关心和支持！感谢所有关心和帮助过我的人们！完美整理