青岛啤酒厂4500立方米每天生产废水处理工程设计说明 59页

........安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称青岛啤酒厂4500m3/d生产废水处理工程设计学院能源与环境学院专业班级环***姓名***学号12******毕业设计(论文)的主要内容及要求：本课题针对青岛啤酒厂污水水质水量的特点，要求经处理后达到排放的要求，具体设计内容如下：1．阅读英语学术论文，并翻译成中文；2．根据设计资料和要求，参考相关文献与设计资料，确定最佳的处理工艺，撰写文献综述；3．根据设计计算主要的工艺参数，确定各处理构筑物的尺寸，其次查阅相关书籍完成水力计算，完成设计计算书的编写；4．根据计算结果绘制工艺流程图、平面布置图、高程布置图、主处理构筑物的平剖面图：要求用CAD绘制，总数不少于10张A1图纸（至少一张手工图）；5．查阅给排水设备手册对处理过程中需要的通用设备进行选型；6．根据现市场平均价格对本设计进行投资估算及运营经费估算；7．完成本论文设计说明书的编写并详细审核。指导教师签字：.专业学习资料.n........摘要随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，人们对啤酒的需求量也酒工业随之日益发展。伴随着啤酒厂建厂规模的扩大，啤酒废水的排放水量也日益增大。啤酒厂废水具有有机物浓度高、BOD5/COD高、可生化性良好等特点，中高浓度的啤酒废水处理工艺的理论和用研究在国内外也逐渐成为热点。通过对某啤酒厂产生的废水水质、水量的分析研究，探索适合于中高浓度啤酒废水处理工艺的技术路线以及设计参数。采用上流式厌氧污泥床(UASB)和循环式活性污泥系统(CASS)组合工艺来处理该啤酒厂废水。同时对UASB+CASS组合工艺提出了合理的设计参数，并进行了技术经济分析。该啤酒厂设计规模4500m3/d，在进水COD≤2500mg/L，BOD5≤1400mg/L；厌氧工艺采用上流式厌氧污泥床工艺(UASB)，容积负荷Nv为4.5kgCOD/(m3·d)；好氧工艺采用循环式活性污泥系统，BOD5污泥负荷Ns为0.1kgBOD5/kgMLSS的条件下，UASB单元对COD去除率达80％，CASS单元对COD去除率达85％，处理后废水达到《啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值》(GB19821-2005)，COD≤80mg/L，BOD5≤20mg/L，污水处理站的运行成本为0.53元/m3废水。关键词：啤酒废水；厌氧-好氧；UASB；CASS.专业学习资料.n........AbstractWiththerapiddevelopmentofthecontinuousimprovementofpeople’slivingstandards,therequirementforbeerisincreasing.Alongwiththeexpansionofthescalebreweryfactories,thedischargeofbrewerywastewaterhasgoodbiodegradability.Ithasgraduallybeenahotresearchestheentireworldhighaboutthetreatmentofthebrewerywastewater.Thepurposeofthisresearchistoexplorethesuitabletechnologyroadmapaswellasdesignparametersforthehighconcentrationofbrewerywastewater.Useup-fiowanaerobicsludgeblanket(UASB)andcyclicactivatedsludgesystem(CASS)combinedprocesstodealwiththebrewerywastewater.Alsoresearchthereasonabledesignparameters,andthetechnicalandeconomicanalysisforUASB+CASScombinedprocess.Themainresearchresultsthattheconditionsofdesignsize4500m3/d,theinfluentCOD2500mg/L,BOD51400mg/L;up-flowanaerobicsludgebedanaerobicprocesstechnology(UASB),volumeloadNV:45kgCOD/(m3/d);aerobicprocessusingcyclicactivatedsludgesystem,BOD5sludgeloadNS:0.1kgBOD5/kgMLSS,UASBunitCODremovalrateof80%,CASSunitCODremovalrateof85%.Thetreatedwastewaterachievesthestandardof“IntegratedWastewaterDischargeStandard”(GB19821-2005),COD80mg/L,BOD520mg/L.Therunningcostthesewagetreatmentstationwas0.53yuan/m3wastewater..专业学习资料.n........Keywords：BreweryWastewater；Anaerobic+Aerobic；UASB+CASS.专业学习资料.n........目录第1章绪论11.1啤酒废水的来源11.1.1啤酒废水的来源11.1.2啤酒废水的水质特征21.2国内外啤酒废水处理技术进展21.2.1好氧处理工艺21.2.2厌氧处理工艺41.2.3厌氧-好氧联合处理工艺4第2章方案比较与选择62.1设计基础资料62.1.1废水水质与水量62.1.2废水排放标准62.2设计方案选择原则62.3设计方案比较72.3.1啤酒废水处理工艺72.3.2方案确定8第3章污水处理构筑物设计计算93.1格栅93.1.1设计依据93.1.2设计参数93.1.3格栅设计计算103.2水力筛12.专业学习资料.n........3.2.1设计说明123.2.2设计参数123.2.3设计计算123.3调节池133.2.1调节池的容积133.3.2调节池的尺寸133.3.3搅拌机及提升泵选型143.4UASB工艺143.4.1设计说明153.4.2设计参数153.4.3设计计算153.5CASS工艺233.5.1参数选择243.5.2运行周期及时间确定243.5.3反应池容积计算25第四章污泥处理构筑物设计计算354.1污泥浓缩池354.1.1设计参数354.1.2设计计算36第五章污水处理厂平面和高程设计395.1平面布置内容395.2平面布置的原则395.3管线设计40.专业学习资料.n........5.3.1污水管线设计405.3.2污泥管405.3.3给水管405.3.4空气管415.4污水处理厂高程布置415.4.1污水各处理构筑物之间连接管渠水力计算415.4.2污水各构筑物间高程布置425.4.3污泥各处理构筑物间连接管渠计算425.4.4污泥各处理构筑物高程布置425.4.5污泥泵43第六章技术经济计算436.1工程造价估算436.1.1土建费用436.1.2设备估价446.1.3工程直接投资456.1.4工程建造其他费用456.2工程总造价456.3运营经费466.3.1员工工资466.3.2电费466.3.3运营水费466.3.4运营总费用466.4折旧费46.专业学习资料.n........6.5污水处理单价47第七章总结47参考文献48致谢50.专业学习资料.n........第1章绪论随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，酿酒工业迅速发展，废水的排放量随之增大，使得水环境的污染日益严重，已经严重阻碍了我国经济和社会的可持续发展。在中国酿酒工业中，啤酒生产为主导产业，其产量最大，增长幅度也最快[1]。我国啤酒产量在2002年首次超过美国，成为世界第一啤酒生产大国后，啤酒产量一直保持10%的年增长率向前发展，已连续十年成为世界第一啤酒生产大国[2]。经过近10年的发展，全国的啤酒企业已发展至1000多个，年产啤酒3000万吨左右，遍布各省、市、自治区。啤酒企业中年产10万吨以上的有近40个，占总产量的35.8％；5万吨到10万吨的有150个左右，占总产量的50％；年产5万吨以下的企业约400个。啤酒生产行业是耗水量较大的行业，各企业用水量相差较大，每生产1吨啤酒耗水量从10到50吨不等[3]。以生产每吨啤酒排放20m3废水计算，我国啤酒工业排放的废水量每年达4.0亿m3。啤酒废水排放水量较大，富含淀粉、蛋白质、糖类等的中等浓度的有机废水，其生化性较好[4]，若直接排放到周边水体中，会对环境造成巨大的污染，故啤酒废水的有效处理是一个亟待解决的问题，这对促进啤酒产业持续、快速、健康的发展具有极其重要的意义。1.1啤酒废水的来源1.1.1啤酒废水的来源按有机物含量划分，啤酒废水可分为三类[5]：（1）清洁废水：冷冻机、麦汁、发酵等的冷却水及洗瓶机的冲洗水等，是可以回收利用的清洁水；（2）清洗废水：生产装置的清洗水、发酵车间的漂洗酵母水、灌装车间的洗瓶水等，含有不定量的有机物和无机物；（3）含渣废水：灌装车间的有机废水以及无机物废水；啤酒生产工艺以及废水来源见图1-1：.专业学习资料.n........图1-1啤酒生产工艺流程以及废水排放源按生产工序划分，啤酒废水可分为三类：①冷却水，约占总水量的70％，可再利用的清洁水；②酿造测洗废水：约占总量的5％~6％，属高浓度有机废水；③洗瓶“冲洗”杀菌水：约占总量的20％。1.1.2啤酒废水的水质特征啤酒工业废水的具体特征有以下5点：①啤酒工业耗水量大，并且随生产工艺、生产水平等有差异；②啤酒废水的来源具有复杂性以及多样性的特点；③排放的水量大，有机物浓度高，色度较深，悬浮固体含量高，水质变化较大[6-7]。④废水的pH、CODCr、BOD5较为稳定，BOD5/COD值较高，可生化性较好。⑤啤酒废水中有机物的浓度较高，虽然无毒，但排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境将造成严重危害[7]。1.2国内外啤酒废水处理技术进展目前，国内外啤酒废水的处理工艺，都是以生化法为中心的处理系统。与普通物化法、化学法相比较，生化处理法具有处理工艺成熟、处理效率高、处理成本低等优点。因此在啤酒废水的处理工艺中，生化处理得到了广泛的应用。随着科学技术的发展，人们在实际处理过程中对生物处理法、生物膜法、活性污泥法、好氧法、厌氧法、厌氧-好氧相结合法以及接触氧化法等各处理方法进行优化组合，以达到对啤酒废水的最佳处理效果。目前厌氧与好氧工艺在啤酒废水处理上的运用较为广泛。1.2.1好氧处理工艺.专业学习资料.n........20世纪80年代初，啤酒废水处理主要采用好氧处理技术,包括活性污泥法、高负荷生物滤池和接触氧化法等[8-11]。（1）活性污泥法活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多，运行可靠的方法,具有投资省、处理效果好等优点[9]。根据我国安徽省大田县、扬州等啤酒厂的实际工程可知，进水CODCr一般为1000~1500mg/L时，出水CODCr可降至50~100mg/L，去除率为92%~96%[10]。但是，易产生污泥膨胀、动力消耗高、占地面积较大等是活性污泥法的重要缺点，使其未能广泛运用[11]。（2）接触氧化工艺接触氧化法就是在池内设置填料,经过充氧的废水与长满生物膜的填料相接触，在生物膜的作用下,废水得到净化。该方法处理能力大,抗冲击负荷能力强，污泥产量少无污泥膨胀现象，但运行费用高，并且所使用的填料易堵塞，维修较麻烦。北京某啤酒厂废水采用接触氧化工艺进行处理，采用二级接触氧化工艺来解决啤酒废水COD值较高的问题，能够防止污泥膨胀的现象。负荷范围可以选择1.0~1.5kgBOD5/(m3·d)，出水水质COD：60mg/L，BOD5：10mg/L，SS：30mg/L[12]。（3）SBR工艺通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低,同时废水处理时间也短于普通活性污泥法。SBR法是一种改进型的活性污泥法,它具有工艺简单、造价低,时间上具有理想的推流式反应器特性,运行灵活,脱氮除磷效果好等优点。珠江某啤酒厂采用该法，COD的去除率在96%以上[13]。（4）氧化沟工艺氧化沟的处理技术已被公认为一种较成功的活性污泥法工艺,其具有以下5个有优点[14]：①工艺流程简单、构筑物少、管理方便；②处理效果稳定、出水水质好；③基建费用低；④产泥量少，污泥性能稳定；⑤承受冲击负荷能力强。但该方法的污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大。（5）CASS工艺CASS是一种循环式活性污泥法，CASS反应池一般用隔墙分隔成三个区:生物选择区、预反应区、主反应区。目前很多厂家采用CASS工艺处理啤酒废水[15-16]。该法具有占地面积小、无需沉淀池以及复杂的污泥回流系统、机械设备少、运行费用低、操作简单及自动化程度高等优点[17].专业学习资料.n........。周刚等研究表明某啤酒厂在低温下也能顺利地进行污泥的培养和驯化，且可使出水满足国家排放标准要求[18]。1.2.2厌氧处理工艺厌氧生物处理是利用厌氧生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物(沼气和水)和少量的细胞物质，从而达到了废水处理和回收能源目的。常见厌氧反应器有上流式厌氧污泥床(UASB)、EGSB反应器、厌氧流化床(UFB)、折板厌氧反应器(ABR)等等[19]。（1）UASB反应器UASB反应器由污泥反应区、三相分离区和气室三部分组成[20]。UASB工艺因其工艺结构紧凑、处理能力大、效果好、投资省而在国内外啤酒废水治理中被广泛应用。张振家等研究发现，采用UASB-SBR工艺处理废水,UASB反应器进水CODCr在1000~3000mg/L之间时,出水CODCr稳定在200mg/L左右[21]。UASB工艺在国内啤酒废水处理方面应用很普遍,实践证明UASB完全适用于处理啤酒废水,而且厌氧硝化工艺与啤酒酿造等相类似，故啤酒厂家容易掌握此技术[22]。（2）IC反应器内循环(InternalCirculation,IC)厌氧反应器实际上是由2个UASB反应器串联叠加而成，上部为低负荷区，下部为高负荷区，利用沼气上升带动污泥循环[23]。沈阳华润雪花啤酒有限公司采用IC反应器，CODCr去除率稳定在80%，容积负荷高达25~30kg/(m3·d)[24-25]。（3）EGSB反应器EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器，通常比UASB反应器的运行效果好[26]。但左剑恶等研究发现EGSB反应器不适合处理含悬浮物的废水[30]，而且EGSB对三相分离器的要求比较严格。1.2.3厌氧-好氧联合处理工艺仅仅使用好氧工艺，其耗能太高，产污泥量大；厌氧工艺虽然能产生沼气，但污染物的去除效果不佳。故厌氧-好氧联合工艺成为啤酒废水废水处理技术的热点。从80年代开始，厌氧—好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺。厌氧一好氧组合工艺中：厌氧工艺能去除废水中大量的有机物和悬浮物，使与之组合的好氧工艺有机负荷减小，好氧污泥量也相应降低，整个工艺的反应容积小得多；厌氧阶段的容积负荷高、抗冲击负荷能力强，能够降低系统的基建费用，同时还可以回收沼气；厌氧工艺作为前处理工艺能起到均衡作用，减少后续好氧工艺负荷的波动，使好氧工艺的需氧量大为减少且较为稳定，既节约能源又方便工业上的实际操作[12]；好氧阶段的主要作用是进一步降低厌氧系统出水的各项污染指标，以达到排放标准。所以采用厌氧一好氧处理抗生素废水，不仅克服了好氧处理的高能耗.专业学习资料.n........、高运转费用及稀释水量大等缺点，也克服了厌氧处理出水不能达标排放的缺点，在经济及技术上均可行。通过业内各专家的研究以及工程实践证明，厌氧-好氧联合工艺处理啤酒废水是具有较好的处理效果，而且技术成熟、可靠。其中厌氧工艺大多采用UASB反应器、水解酸化池以及IC反应器等工艺；好氧工艺大多采用接触氧化法、SBR、CASS法[27]。.专业学习资料.n........第2章方案比较与选择2.1设计基础资料2.1.1废水水质与水量废水水量水质见表2-1表2-1废水水量水质表项目水量(m3/d)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH进水水质45005000190015006-82.1.2废水排放标准该污水处理厂处理后的水质要求要达到《啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值》中的标准，其标准限值见表2-2：表2-2废水排放标准限值表(单位：mg/L)项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH排放限值8020706-92.2设计方案选择原则本设计为工业废水的处理，其处理方式与处理水量、原水水质、排放标准、建设投资、运行成本、处理效果及稳定性，工程应用状况、维护管理是否方便以及能否与深度处理组合等因素有关。具体可以从以下几个方面考虑：（1）本设计出水水质要求达《城镇污水处理厂污染物排放国家三级标准》GB18918-2002。（2）采用成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行费用。同时充分考虑先进的前沿技术。（3）设备选型兼顾通用性和先进性，确保运行高效、稳定、可靠。（4）运行灵活、管理方便、维修简单，充分考虑操作自动化，减少操作劳动强度。（5）设计新颖美观、布局合理，具有时代感。（6）采取有效措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理、处置固体废弃物，避免二次污染。（7）处理站内设置必要的监控仪表，提高管理水平。.专业学习资料.n........（8）工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。2.3设计方案比较2.3.1啤酒废水处理工艺啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，可采用生物氧化法处理。常用处理啤酒废水的工艺有以下几种[9-21]：（1）厌氧处理工艺厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点[22-30]：①降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流；②不填载体，构造简单节省造价；③由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备；④污泥浓度和有机负荷高，停留时间短。厌氧法的缺点主要是不能去除氮、磷，出水往往达不到排放要求，常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标排放。（2）好氧处理工艺啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺（循环式活性污泥法）是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。但好氧处理工艺存在曝气能耗大、污泥产量大的缺点，故厌氧-好氧处理工艺逐渐被深入研究和开发利用。（3）厌氧-好氧联合处理技术独立的厌氧处理工艺和独立的好氧处理工艺都存在各自的缺点，采用厌氧-好氧联合处理技术，能弥补厌氧和好氧各自的缺点，通过上述比较UASB一CASS工艺具有技术上先进可行性，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源产出颗粒污泥产品等优点，符合本设计工艺要求。.专业学习资料.n........综上所述，本设计采用UASB一CASS联合处理工艺对啤酒废水进行处理。2.3.2方案确定（1）工艺流程图图2-2啤酒废水处理工艺流程图啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入调节池，进行水质水量调节，进入调节池前，根据在线pH计的pH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池pH值在6.5～7.5之间。用污水提升泵将废水提升至水力筛，进一步去除小颗粒杂质，之后流入UASB池进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气收集到沼气柜。UASB反应器内污水流入CASS池中进行好氧处理后达标出水。来自UASB反应器、CASS反应池的剩余污泥收集到污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。.专业学习资料.n........第3章污水处理构筑物设计计算3.1格栅格栅是由一组平行的金属或尼龙等非金属材料的栅条支撑的框架，设在处理构筑物之前，垂直或斜置于污水流经的渠道上，主要功能是去除污水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理系统的正常运行。一般情况下分为粗细两道格栅。目前格栅的种类繁多，发展较快，从格栅的型式来分，可分为链式机械格栅除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等等。3.1.1设计依据设计依据[31]如下：（1）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清25mm~40m；机械清渣16mm~25mm；最大间隙40mm。（2）过栅流速一般采用0.6m/s~1.0m/s。（3）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4m/s~0.9m/s。（4）格栅倾角一般采用采用45°~75°。人工清除的格栅倾角小时，较省力，但占地多。（5）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。（6）栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地资料时，可采用：格栅间隙16mm~25mm：0.10m3~0.05m3栅渣/103污水；格栅间隙30mm~50mm：0.03~0.10m3栅渣/103污水；栅渣的含水率一般为80%，密度约为960kg/m3。（7）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。3.1.2设计参数设计流量Q0=4500m3/d=187.5m3/h=0.052m3/s过栅流速v=0.7m/s格栅倾角α=60°栅前水深h=0.4m.专业学习资料.n........进水渠道渐宽部分展开角度α1=20°3.1.3格栅设计计算格栅计算[32]如下：栅条用扁钢，栅条间隙宽度b=0.015m，栅条宽度s=0.01m，进水渠宽B1=0.20m。（1）栅条的间隙数（3.1）式中：Q——设计流量，m3/s；α——格栅倾角，α=60°；b——格栅间隙，m；h——栅前水深，m；n——栅条间隙数,个。计算得：（3.2）（2）栅槽宽度式中：n——栅条间隙数；s——栅条宽度，m；b——格栅间隙，m。计算得：（3）进水渠道渐宽部分的长度（3.3）式中：——进水渠道渐宽部分的展开角度；B——栅槽宽度，m；B1——进水渠宽，m。计算得：（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度.专业学习资料.n........式中：L1——进水渠道渐宽部分长度，m；计算得：（5）通过格栅的水头损失设栅条断面为锐角矩形断面，β=2.42（3.4）式中：K——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3,；ε——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=1.79。计算得：（6）栅后总高度式中：h2——栅前渠道超高，一般采用0.3m计算得：（7）栅槽总长度其中计算得：（8）每日栅渣量（3.5）式中：——设计流量，m3/s；W1——单位栅渣量，m3/103m3污水,取W1为0.07；KZ——总变化系数。计算得：.专业学习资料.n........该栅渣量大于0.2，因此宜采用机械清渣。选择除污机型号性能见下表3-1。表3-1除污机性能型号安装角度（°）格栅间隙b（mm）电动机功率（kw)设备(mm)沟宽(mm)HF-50060°200.755000550（9）计算示意图格栅计算示意图见图3-1。图3-1：格栅计算示意图3.2水力筛3.2.1设计说明过滤废水中的细小悬浮物。3.2.2设计参数设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s。.专业学习资料.n........3.2.3设计计算机型选取选HS120型水力筛三台（两用一备），其性能如表4-3：表3-2HS120型水力筛规格性能型号处理水量（m3/h）筛隙（mm）设备重量（kg）设备运行重量（kg）HS1201001.546019503.3调节池一般工企业排出的废水，水质、水量、酸碱度或温度等水质指标随排水时间大幅度波动，中小型工厂的水质水量的波动更大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，絮对废水的水量和水质进行调解。一般来说，调节池具有下列作用：（1）减少或防止冲击负荷对设备的不理影响；（2）使酸性废水和碱性废水得到中和，使处理过程中pH值保持稳定；（3）调节水温；（4）当处理设备发生故障时，可起到临时的事故贮水池的作用；（5）集水作用，调节来水量和抽水量之间的不平衡，避免水泵启动过分频繁。3.2.1调节池的容积1.每日处理的总废水量：Q=4500m3/d2.最大时平均流量=4500/24=187.5m3/h3.停留时间t=8h调节池的容量：（3.6）式中：——最大时平均流量，m3/h，t——停留时间，h。计算得：3.3.2调节池的尺寸设该调节池的有效水深为5m,根据计算的调节容积，确定调节池的尺寸为：采用矩形池，池的表面积为（3.7）式中：.专业学习资料.n........V——调节池体积，m；H——调节池水深，m。计算得：取调节池的宽度为16m,长为20m，则调节池的实际尺寸为。3.3.3搅拌机及提升泵选型（1）搅拌机选型在调节池内安装5台搅拌机，防止沉淀，搅拌机型号为JBJ-800。（2）提升泵选型在调节池集水坑内安装3台提升泵，型号150JYWQ200-30-37,其具体参数如下表3-3:表3-3150JYWQ200-30-37型污水泵性能参数型号口径（mm）扬程（m）流量（m3）转速（r/min）功率（kW）150JYWQ200-10-1510200290015表3-4JBJ-800型搅拌泵性能参数型号口径（mm）叶轮直径（m）电流（A）转速（r/min）功率（kW）JBJ-8006.22748073.4UASB工艺3.4.1设计说明UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。UASB反应池有以下四个优点：（1）沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流；（2）不填载体，构造简单节省造价；（3）由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备；（4）污泥浓度和有机负荷高，停留时间短。3.4.2设计参数（1）容积负荷：Nv=4.5kgCODcr/m3d；（2）污泥产率：0.08kgVSS/kgCODcr；.专业学习资料.n........（3）产气率：0.40m3/kgCODcr；（4）设计水量：Q=4000m3/d=166.7m3/h=0.046m3/s。水质指标，进出水水质指标见下表3-4表3-4水质指标项目CODcrBODSS进水20001000700出水300250420去除率85%75%40%3.4.3设计计算设计计算[21.28]如下：（1）UASB反应器容积及主要构造尺寸确定反应器总有效容积V=（3.8）式中：V反应器总有效容积，m3；Q——设计流量，m3/d；Nv——容积负荷,kgCOD/(m3·d)；S0、Se——进出水COD的浓度,kgCOD/m3；计算得：V=采用矩形池，设两座，采用公共壁。节省造价。反应器有效高度为5m，则横截面积单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适。设池长L=18m,则宽，取10m。单池面积：，设计反应池总高H=5.5，超高0.5m。单池有效容积总有效容积，负荷邮寄负荷要求。.专业学习资料.n........（2）水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)（3.9）（3.10）对于颗粒污泥，水力负荷Vr=0.1~0.9m3/(m2/h),符合要求。（3）进水配水系统的设计1）设计原则：①进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；②应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；③易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。2）布水系统设置：进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量来定，本设计采用连续均匀的进水方式，一管多点的布水方式。当容积负荷大于4kgCODcr/m3d时，每个进水口负责的布水面积应大于2m2[21]。本设计池中共设置72个布水点，则每点的负荷面积为：进水总管管径取300mm，流速约为1.7m/s，每个反应池设一根管径为100mm的配水管。配水系统采用多孔配水方式，支管位于配水管两侧，设置12根d=50mm的配水支管，同侧每两根水管的中心距3000mm,每根水管有6个配水孔，配水孔孔径取15mm,孔距700mm,孔口向下。布水孔径计算：流速（3.11）配水孔612=72个，出水口流速2.5m/s,则孔径为，取15mm。配水管设置在距离池底500mm处。验证：中温度35℃，容积负荷4.5kgCODcr/m3d，沼气产率为0.4m3/kgCODcr，满足空塔水流速度u1.0m/h，空塔沼气上升速度ug1.0m/h。空塔水流速度，空塔气流速度，故设计符合要求。（3）三项分离器设计.专业学习资料.n........1）设计原则沉淀区水力表面负荷<1.0m/h；沉淀器斜壁角度在45°~60°之间，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内；进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；总沉淀水深应大于1.5m；水力停留时间介于1.5～2h；三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5~1.0m；沉淀区斜面高度为0.5~1.0m。2）沉淀区设计沉淀区面积等于反应器面积，则沉淀各部分区尺寸等于反应器的尺寸，即其长度L=12m，宽度B=6m。则其表面负荷也为0.58m3/m2h。3）回流缝设计取单个三相分离器的宽为b=3m，长l=10m，故每池采用n=6个三相分离器。取上下三角形集气罩的斜面的水平夹角为α=55。则下三角形集气室底部宽为：（3.12）式中：b1——三角集气室底水平宽度，m——上下三角集气室斜面的水平夹角h3——下三角集气室的垂直高度，m,取h3为1.1m。计算得：（3.13）则相邻两个下三角形集气室之间的水平距离：b2=b–2b1=3-0.77×2=1.46m则下三角形回流缝的面积为：S1==1.46106=87.6m2下三角集气室之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式：V1=（3.14）式中:Q1——反应器中废水流量，m3/h；S1——下三角形集气室回流逢面积，m2。V1==、设上三角形集气室回流缝的宽度CE=0.45m，则上三角形回流缝面积为：S2=CE×l×2n=0.45×10×2×6=54m2上下三角形集气室之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：.专业学习资料.n........V2=（3.15）式中：Q1——反应器中废水流量，m3/h；S2——上三角形集气室回流逢面积，m2。V2==则V11.5m,满足要求。上三角形集气罩底部到下三角形集气罩底部的距离为：H4=AD+DI=BC+DI=BC+ABcos55°=0.26+0.4cos55°=0.48m故三相分离器的高度为：H=h1+h2+h4式中：H——三相分离器高度，m；h1，h2，h4，同上。H=1.11+0.5+0.48=2.10m5）气液分离设计：由图3-4可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流动，并设流速为vb，同时假定A点的气泡以速度vb垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着va和vb合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有：（3.16）要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：；沼气池.专业学习资料.n........在消化温度为25℃，沼气密度=1.12g/L；水的密度=997.0449kg/m3；水的运动粘滞系数v=0.0089×10^-4m2/s；取气泡直径d=0.008cm，根据斯托克斯（Stokes）公式可得气体上升速度vb为：（3.17）式中：vb——气泡上升速度（cm/s）；g——重力加速度（cm/s2）；β——碰撞系数，取0.95；hμ——废水的动力粘度系数，g/(cm.s)，μ=vβ。，，d同上。水流速度,va=v2=1.73m/h校核：6)计算示意图三相分离器计算示意图见图3-4..专业学习资料.n........图3-4三相分离器示意图（4）排泥系统计算1）UASB反应器中污泥总量计算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,两座UASB反应器中污泥总量：2）产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取r=0.08kgMLSS/kgCOD。UASB反应器总产泥量:式中：△X——UASB反应器产泥量，kgVSS/d；r——厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD；Co——进水COD浓度kg/m3；E——去除率，本设计中取80%。据VSS/SS=0.8，△X=392/0.8=490kgSS/d单池产△Xi=△X/2=490/2=245kgSS/d污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取，则污泥产量（3.18）单池排泥量4）污泥龄5）排泥系统设计在UASB三相分离器底部距池底200mm处，设置排泥管，每天排泥一次，污泥从排泥管强排入污泥浓缩池中。排泥支管选择D=150mm，排泥总管D=200mm。（6）出水系统的设计计算1）出水槽设计对于单个UASB反应器，有六个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.3m。单个反应器流量设出水槽槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近水深.专业学习资料.n........取槽口附近水深0.2m，出水槽坡度为0.01，出水槽尺寸为，出水槽共6条。2）溢流堰设计出水槽溢流堰共有62=12条，每条长10m，设计三角堰，堰高50mm，堰口宽100mm，堰口水面宽50mm。每个UASB反应器处理水量26L/s，查知溢流堰负荷，溢流堰负荷为1-2L/s，设计溢流堰负荷f=1.93L/（m/s），堰上水面总长为：三角堰数量：，每条溢流堰三角堰的数量：270/6=45个一条溢流堰上共有45个100mm的堰口，则间隙距离为：mm，堰上水头校核：每个堰出流率按三角堰计算公式：则堰上水头为（3.19）3）出水渠设计反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽的出水流至此出水渠，两座UASB采用一条出水渠进行共壁出水。设出水渠宽0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.4m/s。渠口附近水深=，取0.4。故出水渠尺寸为：，坡度为0.01。（7）沼气收集系统的设计计算1）产气量计算产气率r=0.4m3/kgCOD①总产气量（3.20).专业学习资料.n........则单个反应器的产气量：②集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单池共有6根集气管。每根集气管内最大气流量根据流量查取集气室沼气出气管直径d=80mm。③沼气主管2池12根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%。单池沼气主管内最大气流量：取d=300mm，设计充满度为0.8，则2）水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。①水封高度(3.21)式中：——反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头。为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2mH2O，贮气罐内强为400mmH2O。②水封灌水封高度取1.5m，水封灌面积一般为进气管面积的4倍，则水封灌直径取0.6m。气水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用，选用φ600mm×H1800mm钢制气水分离器一个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。.专业学习资料.n........沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气3060m3，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即设计选用钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为φ8000mm×H8000mm。3.5CASS工艺CASS是周期性循环活性污泥法的简称，是间歇式活性污泥法的一种变革，并保留了其它间歇式活性污泥法的优点，是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先进工艺。CASS工艺的核心为CASS池，其基本结构是：在SBR的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法中的二沉池和污泥回流系统，同时可连续进水，间断排水。已知：污水进水量4500m3/d,进水COD300mg/L；进水BOD5250mg/L;水温10~20℃；出水COD80mg/L；出水BOD520mg/L。3.5.1参数选择（1）污泥负荷Ls=0.5kg/COD/(kgMLSSd)；（3）反应池池数N=4座；（3）反应池水深H=5m；（4）排出比；（5）活性污泥界面以上最小水深；（6）MLSS浓度CA=3500mg/L。3.5.2运行周期及时间确定曝气时间（TA）:TA=(3.22)沉降时间TS：TS=；而(3.23).专业学习资料.n........故TS=排水闲置时间，取TD=2h,与沉淀时间合计3.6h。一周期所需时间：周期数取n=3，每周期为8h，进水时间，CASS运行一周期需8h,其中进水4h，曝气3h,沉淀1.6h,排水闲置2h,运行方式如下表3-5：.专业学习资料.n........表3-5CASS运行方式反应池1h2h3h4h5h6h7h8h池进水进水/曝气进水/曝气进水/曝气曝气沉淀沉淀/撇水撇水/闲置池沉淀/撇水撇水/闲置进水进水/曝气进水/曝气进水/曝气曝气沉淀池曝气沉淀沉淀/撇水撇水进水进水/曝气进水/曝气进水/曝气池进水/曝气进水/曝气曝气沉淀沉淀/撇水撇水/闲置进水进水/曝气3.5.3反应池容积计算根据运行周期时间安排和自动控制特点，CASS反应池设置4个，2个1组交替运行一天。（1）CASS反应池容积单池容积为(3.24)反应池总容积式中：——排出比的倒数；——周期数；N——池数。（2）CASS反应池的构造尺寸CASS池为满足运行灵活及设备安装的需要，设计为长方形，一端为进水区，一端为出水区。有效水深取H=5m，超高h取0.5m，由于B/H=1~2，L/B=4~6,故取：B=1.5H=1.5×4=6m，L=35m单池容积.专业学习资料.n........S=CASS池沿长度方向设一道隔墙，将池体分为预反应区和主反应区两部分，靠近进水端为CASS池为预反应区，另一端为主反应区。据资料，预反应区L1=(0.16-0.25)L,取L1=0.235=7m。故CASS反应池尺寸为（3）CASS池液位控制排水结束时最低水位：(3.25)基准水位h2为5.0m；超高0.5m；保护水深=0.5m污泥层高度：保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀及拍你的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始时由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀结束与开始由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束有水位控制。（4）连通孔口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，因单格宽6m，根据表3-6[28]，此时连通孔的数量取为2。表3-6：连通孔数量表池宽B(m）4681012个数123451）连通孔面积A1A1按下式进行计算：(3.26)式中：A1——连通孔面积，m2u——孔口流速，取u=40m/h；H1——有效水深与最低水位的差值，H=5-3=2m。Q，n，N，B，L1同上。计算得：.专业学习资料.n........2）孔口尺寸设计孔口沿墙均布，孔口宽度取0.8m，孔高为1.40/0.8=1.75m。（5）复核出水溶解性BOD5处理水中非溶解性BOD5的值：BOD5=7.1bXaCe(3.27)式中：Ce——处理水中悬浮固体浓度45mg/L；Xa——活性微生物在处理水中的所占比例，取0.4；b——微生物自身氧化速率，一般为0.05~0.1，本设计取0.08。计算得：BOD5=7.10.08×0.4×45=10.244mg/L故水中溶解性BOD5要求小于45－10.244=34.776mg/L，而该设计出水溶解性DOD5:Se===7.14mg/L<34.776mg/L设计结果满足设计要求。（6）进出水系统1）进水计算进水采用DN250的进水管，在每一组UASB进水管上设阀门，以便控制每池的进水量，进水管直接将水送进预反应区。2）出水计算排出口高度：为保证每次换水Q=41.7m3/h的水量及时快速的排出，以及排水装置运行的需要排水口需设在反应池最低水位之下约0.5m~0.7m处，本设计选0.7m。排出装置：CASS池采用滗水器出水，每池设一个柔性管式滗水器一个，型号：KRB-200；排水能力：0~200m3/h，最大排水高度为2.5m。（6）污泥系统计算1)产泥量计算CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥（生物污泥△XV），还有少部分来自进水悬浮物沉淀形成。2)CASS生物代谢产泥量为：(3.28)式中：——微生物代谢增值系数，kgVSS/kgCODb——微生物自身氧化率，d-1，Xr——回流污泥浓度，mg/L；V——反应池容积，m3。Sr——去除的COD浓度，kgCOD/m3.专业学习资料.n........Ls——COD污泥负荷，kgCOD/kgVSS。本设计取=0.75，b=0.05，则△X=（0.75-）45000.22=643.5kg/d,设剩余污泥含水率为99%，则排泥量为:(3.29)3）复核污泥龄=(3.30)式中：——污泥龄，d；Y——污泥产率系数，一般为0.4～0.8取0.5Kd——衰减系数，一般为0.04～0.075取0.07NS同上。计算得：===25d4）污泥回流系统、剩余污泥排出系统设计污泥回流回流比：70%，回流量：Q回=70%×4500=3150m3/d回流时间：t=TA+Tf=1.7+4=5.7h回流污泥泵在回流过程中是间歇运行的，则单个CASS池进泥流量为：q=剩余污泥排出由上述计算知，剩余污泥量QS=64.35m3/d,每周期每池产生量：q=，(3.31)每个周期的排泥时间为0.3h，则泵的流量为23.3m3/h。.专业学习资料.n........每个池子设6根DN150穿孔排泥管，每个池子设一个污泥泵，穿孔排泥管的污泥由污泥泵抽吸，一部分回流到CASS池预反应区，一部分排到集泥井。一个污泥泵，出泥用口用一个三通连接，分别通DN150的污泥回流管，DN200排泥管。因此污泥泵的流量为96.25+23=119m3/h。据此选得污泥泵为：型号：150QW150-18-15；流量为150m3/h,；扬程为18m，功率为15kw，出泥管径为DN150。（7）需氧量计算1）平均需氧量（3.32）式中：R————平均需氧量，kgO2/d；————活性污泥微生物每代谢1kgBOD需氧量，啤酒废水取0.35————1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，啤酒废水取0.354.S0,Se,V,Nw同上。计算得：=2）标准需氧量R=（3.33）Csb（T）=Cs（T）（+）（3.34）Ot=（3.35）式中：R0———水温20℃，气压1.103×105pa时，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；R———在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，㎏/h；———杂质影响修正系数，取值范围=0.78～0.99，本例选用=0.82；———含盐量修正系数，本例取=0.95；———气压修正系数，取其等于1；Pa———所在地区大气压力，Pa；T———设计污水温度，T=25℃；Cs（20）———20℃时氧在清水中饱和溶解度，取Ca（20）=9.17mg/LCSb（T）———设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L；Cs（T）———设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度，水温25℃时，CS（25）=8.4mg/L；Pb———空气扩散装置处的绝对压力，pa，Pb=P+9.8×103H；.专业学习资料.n........P———大气压力，P=1.013×105；H———空气扩散装置淹没深度，取微孔曝气装置安装在距池底0.2m处，淹没深度3.8m；Ot———气泡离开水面时，氧的百分比，%；EA———空气扩散装置氧转移效率，一般为6~12%，氧转移效率EA按15%C———曝气池内平均溶解氧浓度，取C=2mg/L。计算得：Pb=P+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×3.8=1.385×105POt=CSb（25）=Cs（25）（+）=7.63×（R=3）空气扩散装置的供气量G===878m3/h（8）空气管系统设计曝气系统管道布置方式为，相邻的两个廊道的隔墙上设1根干管，共2根干管，在每根干管上设5条配气竖管，全曝气池共设4×5=20条配气竖管。空气管道布置计算图见图3-8。.专业学习资料.n........图3-8空气管路计算图每根竖管的配气量为：m3/h曝气池平面面积为：选用管式曝气膜片曝气头，参数性能见表3-7。表3-7曝气头性能表项目标准值适用范围服务面积（m2/个）0.50.2~1.0水深（m）52~6通气量（m3/h，个）86~18充氧能力（kg/h)10.9~1.5氧利用率（%）3835~42理论动力效率（kg/kw,h)84~9阻损（mmh2o）350200~400每个空气扩散器的服务面积按0.37m3计，则所需空气扩散器的总数为：为安全计，本设计每个曝气池采用450个空气扩散器，每个支.专业学习资料.n........管上安设的空气扩散器的数目为：每个空气扩散器的配气量为m3/h选择一条从鼓风机开始的最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算。计算结果见表3-8。.专业学习资料.n........表3-8空气管路计算表管段编号管段长度lm空气流量空气流速Vm/s管径Dmm配件管段当量长度l0m管段计算长度l0+lm压力损失h1+h2m3/hm3/min9.8Pa/m9.8pa123456789101117-160.351.950.033——30弯头一个0.621.120.40.5016-150.353.900.065——30三通一个1.181.681.42.7815-140.355.850.096——30三通一个1.181.680.260.8614-130.355.850.130——30三通一个1.181.680.351.1613-120.357.800.163——30三通一个异型管一根1.181.680.551.9312-110.359.750.195——30三通一个异型管一根1.181.680.31.8211-100.3513.560.228——30四通一个11.81.680.181.7210-91.227.120.26——30三通一个闸阀一个异型管一根1.181.680.174.709-81.235.120.594.550三通一个2.183.382.909.808-71.270.241.173.980三通一个异型管一个3.835.031.256.297-67.5175.602.936.0100四通一个弯头两个11.3018.532.0037.066-57351.205.856.0150四通一个弯头一个异型管一个6.4113.411.0013.415-47702.411.7011.5150四通一个弯头一个6.4113.413.1041.574-371053.617.5612.0200四通一个弯头一个11.4818.480.8515.713-271404.823.4112.5200四通一个弯头一个11.4818.480.916.63.专业学习资料.n........2-116.5175629.2715.0200四通一个弯头一个20.9237.421.2546.781-030351258.5315.0300三通一个阀门一个33.2763.270.2213.92合计216.64pa（9）鼓风机压力计算曝气器的淹没深度H=4.5m，空气压力可按下式进行估算：鼓风机所需压力为：这里取60。选择3台HDSR-200回转曝气鼓风机两用一备，其性能参数如下表3-9：表3-9HDSR-200回转曝气鼓风机性能参数流量（m3/min）压缩介质可配套电机（kW）功率（kW）电机压力（V）25~26空气557.5220.专业学习资料.n........第四章污泥处理构筑物设计计算4.1污泥浓缩池污泥浓缩的对象是孔隙水，浓缩的目的是为了缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用的污泥浓缩池分为竖流式浓缩池和辐流式浓缩池2种。本设计采用辐流式污泥浓缩池浓缩来自集泥井的剩余污泥。4.1.1设计参数1.污泥量：Q=Q1+Q2=102.6m3/d=4.275m3/h；2.浓缩池个数：一个；3.浓缩前污泥含水率：P=99%；4.浓缩后污泥含水率：P0=96%：4.1.2设计计算设计计算如下：（1）沉淀部分有效面积F=(4.1)式中：F———沉淀部分有效面积，m2；C———流入浓缩池的剩余污泥浓度，kg/m3，一般采用10kg/m3；G———固体通量kg/(m2h),一般采用0.8~1.2kg/(m2h)，本设计取1.0kg/(m2h)；Q———入流剩余污泥流量m3/h。计算得：F=m2（2）沉淀池直径D=(4.2)（3）浓缩池容积V(4.3).专业学习资料.n........式中：V———浓缩池容积，m3；T———浓缩池浓缩时间，h，一般为10~16h，本设计采用14h。Q同上。计算得：V=4.27514=59.85m3（4）沉淀池有效水深h2=（5）浓缩后剩余污泥Q1=(4.4)式中：Q1———浓缩后剩余污泥量，m/s；Q，P，P0同上。计算得：Q1=（6）池底高度辐流式沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成i=0.01的坡度。刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度：h4=，设计中取0.04m。（7）污泥斗容积h5=(4.5)式中：α———污泥倾角，为保证排泥顺畅，一般取α=55°；a———污泥斗上口半径，m，取a=1.5m；b———污泥斗下口半径，m，取b=0.5m。计算得：h5=容积：V1=(4.6)污泥斗中污泥停留时间：T=(4.7).专业学习资料.n........（8）浓缩池总高度H=(4.8)式中：H———浓缩池总高度，m；h1———超高，m，取0.3m；H2，h4，h5同上。计算得：H=（9）浓缩池后分离出的污水量q=这污水回流到调节池内。（10）溢流堰浓缩池经溢流堰出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量为q=0.0017m3/s。设出水槽宽b=0.2m，深0.05m，则水流速为0.18m/s。溢流堰周长：C=溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰22.30/0.16=139.4个，取140个。每个三角堰流量：q0=溢流堰水深：(4.9)三角堰后自由跌落0.10m。（11）溢流管溢流水量3.2m3/h,设溢流管径DN100,v=0.12m/s。（12）刮泥装置采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。（13）排泥管剩余污泥量约为25.65m3/d,泥量很小，采用污泥管径DN200，使用污泥泵间歇将泥抽入脱水机房。（14）脱水后污泥量.专业学习资料.n........设计计算如下：脱水后污泥量：Q=M=(4.10)式中：M———脱水后干污泥重量，kg/d；Q———脱水后污泥量，m3/d；Q0———脱水前污泥量，m3/d；P1———污泥脱水前的含水率；P2———污泥脱水后的含水率。计算得：Q==污泥脱水后形成泥饼用小车外运。脱水机选择：选用DYF-1500型带式压滤机，其性能参数如下表4-1：表4-1DYF-1500型带式压滤机性能参数带型mm功率kW处理量t/h滤饼水分%入料浓度g/t水压MPa重量kg15002.21-660>1000.65800.专业学习资料.n........第五章污水处理厂平面和高程设计5.1平面布置内容平面布置内容包括污水厂内各处理构筑物、连接各处理构筑物的管道、辅助性建筑物；道路及绿地等。5.2平面布置的原则（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理；（2）处理构筑物应尽可能沿处理流程布置，避免管线的迂回，并充分利用地形以减少土方量；（3）经常有人出入的建筑物应布置在夏季主导风向的上风向；（4）有合理的绿化面积；（5）在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管道、渠的要求，一般间距可取值5~10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气罐等，其间距应按有关规定确定；（6）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，方便管理；（7）变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设；（8）污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；（9）污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；（10）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。5.3管线设计5.3.1污水管线设计（1）进水管：污水进厂管采用DN250的钢管将污水从地面沟渠接入格栅。（2）构筑物连接管：构筑物连接管详见表5-1：表5-1构筑连接管管段管径D（mm）管材CASS河流300钢管`UASBCASS300.专业学习资料.n........污泥浓缩池调节池1005.3.2污泥管污泥管见下表5-2：表5-2污泥管管段管径D（mm）管材UASB浓缩池200钢管CASS浓缩池200浓缩池脱水间2005.3.3给水管根据需要，厂区的生活区和各个构筑的的消防设施虚设给水管。从厂区东面接入一根给水管，管径：DN100，钢管。5.3.4空气管从鼓风机房引一根空气管至CASS。管道为DN300的钢管。5.4污水处理厂高程布置5.4.1污水各处理构筑物之间连接管渠水力计算污水个处理构筑之间连接管渠水力计算见表5-3。.专业学习资料.n........表5-3管渠水力计算表管段设计流量L/s管径Dmm管段类别流速m/s1000i长度m沿程损失h1m局部损失m总水头损失mCASS河流52300重力流0.712.75200.05500.055UASBCASS52300重力流0.842.2880.0530.080.133污泥浓缩池调节池1.7100重力流0.6810.1320.3230.0660.389污水各处理构筑物水头损失见表6-2.表5-4污水处理各构筑物水头损失构筑物水头损失（m）格栅0.01调节池0.20UASB0.30CASS0.505.4.2污水各构筑物间高程布置本设计拟对污水进行一次提升，提升点为调节池至平流式沉淀池，取污水厂地面标高为0.00m。污水厂排水至河流的管地标高为-1.50m，结合表5-3、表5-4进行布置。表5-5：各构筑物液面标高构筑物水面上游标高m水面下游标高m构筑物水面标高m地面标高mCASS河流0.70-1.500.00CASS1.200.700.850.00UASBCASS1.401.200.00UASB1.701.401.550.00调节池-0.70-0.90-0.800.00格栅调节池-0.60-0.700.00.专业学习资料.n........格栅-0.50-0.60-0.550.005.4.3污泥各处理构筑物间连接管渠计算污泥各处理构筑物间连接管渠计算见下表5-6：表5-6污泥处理构筑物管渠计算表管段设计流量L/s管径Dmm管段类别流速m/sCh长度m沿程损失h1m局部损失m总水头损失mUASB浓缩池0.93200重力流1.290300.2040.1180.332CASS浓缩池1.3200重力流1.290370.1840.1480.232浓缩池脱水间0.57200压力流1.26050.0820.020.1025.4.4污泥各处理构筑物高程布置污泥各处理构筑物高程布置见表5-7：表5-7污泥处理构筑物标高构筑物泥面上游标高m泥面下游标高m构筑物泥面标高m地面标高mCASS浓缩池0.850.520.00UASB浓缩池1.551.320.00浓缩池0.768-0.2320.2680.005.4.5污泥泵污泥泵选用25GW8-10-11型，共两台，一用一备，其性能参数如下表5-8：.专业学习资料.n........表5-825GW8-22-11型污泥泵性能参数流量（m3/min）口径（mm）扬程（m）电机功率（kW）转速（r/min）825101.12825.专业学习资料.n........第六章技术经济计算6.1工程造价估算工程总造价包括废水处理工程、污泥处理工程、其他附属构筑物的建造费，设备购买费以及安装费用。从总体来说包含所有工程建造的费用。6.1.1土建费用土建部分的工程投资估算包括土方计算、挖方计算以及墙体建筑费用等，土建部分挖方量及墙体体积具体估算见表6-1，地面构筑物采用砖混结构，砖混面积见表6-2。表6-1土建部挖方量与墙体体积构筑物尺寸L×B×H(R)挖深h材料数量挖方量m3墙体体积m3格栅3×2×22钢筋混凝土1125.2调节池20×16×5.55.5钢筋混凝土11760143.2UASB18×10×6.51.1钢筋混凝土2396217.6CASS35×6×5.52钢筋混凝土41782528.8浓缩池R=3.753.0钢筋混凝土16122.1总计3011917钢筋混凝土按每立方300元计，挖方按每立方40元计，则：钢筋混凝土费用：917×300=27.51万元挖方费用：3011×40=12.05万元表6-2：砖混面积构筑物尺寸L×B×H(R)材料数量面积m2办公楼15×6×6砖混1342传达室5×4×3砖混194仓库12×4×4砖混1224.专业学习资料.n........脱水间9×5×6.5砖混1272鼓风机房5×4×4砖混1112总计1044砖混结构按每平方300元计，则砖混结构造价为：1044×300=31.32万元土建工程总费用：27.51+12.05+31.32=70.88万元6.1.2设备估价设备估价见表6-3。表6-3：设备投资估价表设备名称型号单位数量单价估算费用（万元）格栅除污机HF-300套29500/套1.9水力筛RHG-0518A套118000/台1.8滗水器MRD-200套415000/套6.0管式膜片曝气头QMZM-300个180010/个1.8泵80JYWQ-50-10台33500/台1.0525GW8-10-1.1台23000/台0.6鼓风机HDSR-200台35000/台1.5中心驱动刮泥机ZXG-500台130000/台3带式压滤机DYF-1500台245000/台9合计26.65万元安装费10%总设备费用2.665万元运输费3%总设备费用0.80万元总计30.115万元6.1.3工程直接投资工程施工的直接投资费用包括土建费用和设备费用两部分，计算结果为：70.88+30.15=101.03万元.专业学习资料.n........6.1.4工程建造其他费用工程设计费：101.03×1.5%=15.16万元工程调试费：101.13×1.5%=15.16万元不可预见费：101.13×5%=5.06万元施工管理费：101.13×3%=3.04万元工程税金：101.13×1.5%=15.16万元其他部分费用总计：53.58万元6.2工程总造价由7.1节计算可得本污水厂设计总造价为：总造价=101.03+53.58=154.61万元6.3运营经费6.3.1员工工资本设计污水处理厂污水量为4500m3/d，采用职工人数为5人，管理人员及干部1人占20%，工人4人占80%。人均工资3000元/月，年底一个月双薪，则一年年薪为6.3.2电费用电量见表6-4：表6-4用电量设备数量单机功率（kw）总计（kw*h）污水提升泵23.06.0鼓风机33.09.0污泥回流泵45.522.0污泥提升泵23.06.0搅拌机4520.0压滤机22.24.4格栅除污机10.750.75刮泥机15.55.5总计73.65按工业电费0.8元每千瓦，则年电耗费用为：73.65×24×365×0.8=51.62万元/年.专业学习资料.n........6.3.3运营水费取污水厂每日耗水量为20m3，水费为，则每日水费为60元，年水费为：60×365=2.2万元/年。6.3.4运营总费用年运营总费用为22.75+51.62+2.2=76.57万元/年。6.4折旧费工程总投资为154.61万元，综合折旧率包括基本折旧率与大修率，一般采用6.2%，其中折旧率4.5%，大修率1.7%，则折旧费为6.5污水处理单价年处理成本=运营费用+折旧费=76.57+9.59=万元/年废水的处理单价为：681400/(4500×365)=0.53元/m3。.专业学习资料.n........第七章总结本设计完成了青岛啤酒厂4500m3/d生产废水处理工程的设计。在设计中结合目前高浓度有机废水的处理概况以及该废水的水质特点，通过方案比较后选择UASB和CASS组合的工艺对该厂废水进行处理。通过本设计的工艺，污水出厂可达到《啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值》（GB19821-2005）。通过本次课程设计，让我不仅学到了很多知识而且提高了自己的能力。从最开始的文献综述，让我提高了查阅文献的能力；工艺比选，让我对专业知识进一步的了解与掌握；污水处理构筑物的计算，让我提高了自己的设计能力和计算能力；图纸的绘画，使我对污水构筑物的理解进一步加深。也是通过本次课程设计进一步巩固和加深了前几学期学到与见到的理论知识，并加以实践，做到了知道该怎么学习及学到后怎样应用到实际生活生产当中，学以致用，训练了自己的综合能力。.专业学习资料.n........参考文献[1]李娜,胡腆,冯强.中国啤酒生产的物质.能量消耗及环境影响分析[J].生态杂志,2008,27(8):1373-1378.[2]邹东恢,李国全,李淡.啤酒生产技术与装备新发展的展望[J].农产品加工学刊,2008,(7):251-253.[3]周波,张振家,曾庆荣等.啤酒废水的综合治理[J].工业水处理,2001,21(11):44-47.[4]王凯军,秦人伟.发酵工业废水处理[M].北京:化学工业出版社,2000[5]王文甫.啤酒生产工艺[M].北京:轻工业出版社,1997[6]贺延龄.废水的厌氧处理[M].北京:中国轻工业出版社,1998[7]唐小囡.啤酒废水处理工艺及浅析[J].辽宁城乡环境科技,2003,06:24-25.[8]林年丰,郑平,陈健松.SBR法的特点及其在生物脱氮中的应用[J].环境污染与防治,2002,24(2):98-100.[9]梅荣武,刘想之,高深度活性污泥法处理啤酒废水[J].给水排水,2000,26(4):39-40.[10]李科林,孟范平.啤酒工业废水处理与利用技术研究进展[J].中南林学院学报,1999,19(1):712-715.[11]秦麟源.废水生物处理[M].上海:同济大学出版社,1989.[12]张季惠.啤酒废水处理的研究[J].西北民族大学学报（自然科学版）,2004.25(54):22-27.[13]刘永淞.间歇活性污泥法处理啤酒废水试验研究[J].中国给水排水,1989,5(3):18-20.[14]刘峰.啤酒厂废水处理技术浅析[J].污染防治技术,2007,7805:68-69.[15]强绍杰,黄政新.CASS工艺在啤酒废水处理中的应用[J].给水排水,1998.24(3):30-32.[16]徐立根.CASS法在啤酒废水治理中的应用[J].环境保护,1999.(12):14-15.[17]刘咏,钱家忠,李如忠.生化法处理啤酒废水的技术分析与展望[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2003,01:145-149.[18]周刚,庄梦军.高寒地区采用CASS法处理啤酒废水[J].有色金属加工,2001,02:26-29.[19]贺延龄．废水的厌氧生物处理[M].中国轻工业出版社.[20]张振家,周长波.UASB-SBR工艺处理啤酒生产废水[J].中国给水排水,2001,17(9):54-56.[21]郝瑞霞,贾胜温.我国啤酒工业废水治理技术现状及发展趋势[J].河北化工学院学报,1998,(19):75-79.[22]王凯军.厌氧工艺的发展和新型厌氧反应器[J].环境科学,1998,19(1):94-96.[23]吴允,张勇.啤酒生产废水处理新技术-内循环反应器[J].环境保护,1997,9:18-19.[24]王凯军,王晓惠.厌氧处理技术发展现状与未来发展领域[J].中国沼气,1999,17(4):14-17.[25]左剑恶,王妍春.膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器的研究进展[J].中国沼气,2000,18(4):3-8.[26]左永泉.啤酒废水处理技术的应用[J].环境工程,2000,18(1):26-28.[27]谌建宇,刘晓文.厌氧UASB-新型生物接触氧化工艺处理啤酒废水[J].给水排水,2000,26(4):34-56.[28]季斌,姜家展.三孔啤酒有限公司废水处理工程设计[J].给水排水,1998,24(1):32-34.[29]季斌,姜家展.三孔啤酒有限公司废水处理工程设计[J].给水排水,1998,24(1):32-34.[30].专业学习资料.n........史立河,吕卫利.UASB-生物接触氧化工艺处理啤酒废水工程实例[J].给水排水,2002,28(7):38-40.[31]皱启闲,吴静.唐山欧联豪门啤酒废水处理站设计[J].环境程,2001,19(1):18-19.[32]张自杰，顾夏声，等．UASB排水工程下册[M]．中国建筑工业出版社，2000，6．[33]任志强，谷峰，路永奇.．CASS工艺处理城市污水的设计与运行[J]．工业用水与废水，Vol.42；No.2；Apr．2011：78-83．[34]田立江，姚志彬．SBR工艺与CASS工艺的比较[J].江苏环境科技，2003，16（2）：14-15．[35]环境保护部．升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范[Z]．2012-03-19．[36]张国柱．CASS工艺处理城市污水的应用及优化研究[D]．哈尔滨工业大学，2006．[37]杨亚静，李亚新．CASS工艺的理论与设计计算[J]．科技情报开发与经济，2005，15（13)．[38]崔玉川，刘振江，等．城市污水厂处理设施设计计算[M]．北京：化学工业出版社，2004．[39]阮文权，等.废水生物处理工程设计实例详解.[M].化学工业出版社，2005,12..专业学习资料.n........致谢衷心感谢我的指导老师贾勇老师！在我的毕业设计过程中贾老师给予很多意见和建议，并及时发现设计中的错误并指导我改正，从而使我顺利的完成毕业设计。贾老师严谨的学术作风和诲人不倦的师德使我在毕业设计的完成期间受益匪浅。衷心感谢安徽工业大学能源与环境学院的各位老师在学习期间给我的帮助。感谢李善钊，黄友文，黄贤玲等同学对我生活和学习的帮助。感谢环121的同学对我的帮助。.专业学习资料.