啤酒废水CASS工艺毕业设计说明书定稿

摘 要

啤酒工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的啤酒废水，给环境造成了极大的威胁。本设计为木兰县金桥啤酒厂啤酒废水处理设计，设计程度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为10000m3/d,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为1800 mg/L ,COD浓度为2200 mg/L ，SS浓度为120 mg/L 。因该废水BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—2005），即：BOD ≤ 20 mg/L ，COD ≤ 80 mg/L ，SS ≤ 70mg/L 。

本设计工艺流程为：

啤酒废水 → 格栅/污水提升泵→ 调节沉淀池 →UASB反应器 → CASS池 →巴氏计量槽→ 处理出水

工程实践表明UASB+CASS组合工艺对啤酒废水是一种有效的处理工艺，且该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点。

关键词： 啤酒废水 UASB CASS

I

目录

摘 要 .......................................................................................................................................... I ABSTRACT ..................................................................................................... 错误！未定义书签。 第1章 概述 ................................................................................................................................ 5 1.1基本设计资料 .................................................................................................................. 5 1.1.1设计题目 .......................................................... 5 1.1.2设计背景 .......................................................... 5 1.1.3基本资料 .......................................................... 5 1.2设计内容、原则 .............................................................................................................. 6 1.2.1设计依据及规范 ................................................... 6 1.2.2设计内容 .......................................................... 6 1.2.3设计原则 .......................................................... 7 第2章 工艺方案论证、选择 ................................................................................................. 8 2.1水质分析 ........................................................................................................................... 8 2.1.1啤酒工业废水的来源及水质特征 .................................... 8 2.1.2 处理程度 ......................................................... 9 2.2工艺选择 .............................................................. 9 2.2.1方案对比 .......................................................... 9 2.2.2工艺流程 ......................................................... 11 2.2.3工艺说明 ......................................................... 12 第3章 污水处理部分设计计算 ........................................................................................... 13 3.1格栅 .................................................................................................................................. 13 3.1.1设计说明 ......................................................... 13 3.1.2设计计算 ......................................................... 13 3.1.3计算草图 ......................................................... 15

II

3.2 提升泵 ............................................................................................................................ 15 3.2.1设计说明 ......................................................... 15 3.2.2设计计算 ......................................................... 16 3.3 调节沉淀池 .................................................................................................................... 16 3.3.1设计说明 ......................................................... 16 3.3.2设计计算 ......................................................... 16 3.4 UASB反应器 ................................................................................................................... 21 3.4.1设计说明 ......................................................... 21 3.4.2反应器所需容积及主要尺寸的确定 ................................ 21 3.5 CASS反应池 ................................................................................................................... 26 3.5.1设计参数 ......................................................... 26 3.5.2 设计计算 ........................................................ 27 3.5.3鼓风机房设计 .................................................... 33 3.6 巴氏计量槽 .................................................................................................................... 37 3.6.1 设计说明 ....................................................... 37 3.6.2设计参数 ......................................................... 37 3.6.3设计计算 ......................................................... 38 第4章 污泥处理部分设计计算 ........................................................................................... 40 4.1处理量 ............................................................................................................................. 40 4.2 构筑物的设计计算 ..................................................................................................... 40 4.2.1集泥井设计 ....................................................... 40 4.2.2污泥浓缩池 ....................................................... 41 4.2.3污泥提升泵房 .................................................... 43 4.2.4污泥脱水间 ....................................................... 44 第5章 厂区平面布置及高程布置....................................................................................... 46 5.1厂区平面布置 ................................................................................................................ 46 5.1.1平面布置原则 .................................................... 46 5.1.2平面布置 ......................................................... 47 5.2厂区高程布置 ................................................................................................................ 49 5.2.1设计说明 ......................................................... 49 5.2.2高程布置原则 .................................................... 49

III

5.2.3水处理构筑物高程水力计算 ....................................... 49 5.2.4污泥处理构筑物高程水力计算 .......................................................................... 52 第6章 设备及构筑物 ............................................................................................................ 54 6.1设备及构筑物一览表 ................................................................................................... 54 第7章 工程概算 ..................................................................................................................... 56 7.1 工程概算编制说明 ....................................................................................................... 56 7.1.1 编制废水处理厂工程概、预算的基础资料 ......................... 56 7.1.2 工程造价分析 .................................................... 56 7.2工程概算 ......................................................................................................................... 57 7.2.1 基本建设投资估算 ............................................... 57 7.2.2 工器具购置费 .................................................... 59 7.2.3 工程建设其他费用计算 ........................................... 59 7.2.4 预备费用计算 .................................................... 59 7.2.5运行费用 ......................................................... 60 第8章 环境影响评价 ............................................................................................................ 64 8.1环境质量标准与污染物排放标准 .............................................................................. 64 8.1.1环境质量标准 .................................................... 64 8.1.2污染物排放标准 .................................................. 64 8.2项目建设和生产对环境的影响 .................................................................................. 66 8.2.1大气污染源 ....................................................... 66 8.2.2污废水 ........................................................... 66 8.2.3固体废弃物 ....................................................... 66 8.2.4噪声 ............................................................. 66 8.3 环境保护措施初步方案 .............................................................................................. 67 8.3.1大气环境治理 .................................................... 67 8.3.2污废水治理 ....................................................... 67 8.3.3固体废弃物治理 .................................................. 68 8.3.4噪声治理 ......................................................... 68 8.4安全措施 ......................................................................................................................... 68 8.5评价结论 ......................................................................................................................... 69

IV

第1章 概述

1.1基本设计资料

1.1.1设计题目

木兰县金桥啤酒厂1万吨/天污水处理设施初步设计

1.1.2设计背景

啤酒废水中有机物含量较高，废水中含有较高浓度的蛋白质、脂肪、纤维、碳水化合物、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，即造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质，因此，啤酒废水需要处理与利用[1]。

木兰县金桥啤酒厂废水主要来自生产过程中的工艺废水，包括麦芽车间（浸麦废水）、糖化车间（糖化，过滤洗涤废水）、发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水）、灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。废水中有机物含量较高，CODcr含量为2200mg/L, BOD5/CODcr=082,可生化性较好。

1.1.3基本资料

1．处理规模

废水处理工程的设计规模10000m3d，流量变化系数 kz?1.052.进水水质和处理要求

处理后水质要求达到国家《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—2005），进水水质和排放标准见表1。

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表1-1 进水水质和排放标准

项 目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS/(mg/L) 进水水

2200 1280 120

质 排放标

80 20 70

准

PH值 6.5～8.5 6.0～9.0

3．气象资料

哈尔滨市木兰县年平均气温3.6℃。最冷月份是1月份，平均气温-24.8℃，最热月份是7月份，平均气温是28.0℃，年平均冻土深度为2.05m

1.2设计内容、原则

1.2.1设计依据及规范

有关设计文件和基础数据；

1、国家《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—2005）； 2、《室外排水设计规范》2005年修订（GB50014—2005）； 3、《建筑给水排水设计规范》（GBJ15—88）； 4、《给水排水设计手册》（1—11册）。

1.2.2设计内容

1、根据企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址；

2、处理厂工艺流程设计说明； 3、处理构筑物型式选型说明；

4、处理构筑物或设施的设计计算； 5、主要辅助构筑物设计计算； 6、主要设备设计计算选择；

7、污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置；

8、处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制； 9、编制主要设备材料表。

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1.2.3设计原则

1、严格执行有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到或优于国家《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—2005）；

2、针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备，最大可能的发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能的降低工程造价，同时结合企业的生产情况，对污水进行综合治理；

3、工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放；

4、工艺运行过程中考虑操作自动化，减少劳动强度，便于操作、维修；

5、建筑构筑物布置合理，降低噪声，消除异味，改善周围环境。

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第2章 工艺方案论证、选择

2.1水质分析

2.1.1啤酒工业废水的来源及水质特征

制造啤酒的原料为大麦、大米、酒花、酵母和特殊质量的水，酿造工艺一般可分为制麦和酿造两步生产过程。废水主要来自麦芽制作、酿酒与发酵、包装3 个工序，制麦浸渍废水主要含糖类、果胶等有机物, 其色度深, 水量较大, 极易腐败变质。该股废水与包装工序排出的冲洗水一同被称为啤酒厂的低浓度有机废水。酿造过程排出的废水主要是糖化锅洗涤水、麦槽贮存池底部流出的麦糟水及发酵罐洗涤水。这股废水污染物浓度高, 但水量较小,属高浓度有机废水[2]。啤酒废水来源及水质特征见表2-1.

表2-1生产啤酒的废水来源及水质特征

废水来源 糖化车间的糖化锅、煮沸锅、过滤槽等设备的洗涤废水

发酵车间发酵罐、清酒罐及管道洗涤废水

包装车间洗涤废水

锅炉烟尘处理废水

水质特点

高浓度有机废水，排水量相对较小，且非连续排放,时变化性大,水质非常不稳定。但是其污染负荷高,其主要成分包括糖类、果胶、糖化麦槽、啤酒花、酵母残渣、蛋白质、纤维素等有机物和少量无机物。

废水排放浓度相对较低,排放大且连续,水质相对稳定

废水排放浓度较低,排放大而且连续,水质相对稳定

含浮尘颗粒物较多

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2.1.2 处理程度

表2-２ 进出水水质及处理程度

进水 出水 处理程度

COD(mg/L) 2200 <80 96.36%

BOD5(mg/L)

1800 <20 98.89%

SS(mg/L) 120 <70 41.67%

pH 6.5-8.5 6.0-9.0

2.2工艺选择

2.2.1方案对比

在啤酒生产过程中产生的生产废水含有糖类、醇类、蛋白质、纤维素等溶解性有机物质,泥砂、浮沉颗粒等无机物。为了减轻后续处理构筑物的处理负荷, 保护后续处理设施, 应在处理设施的前端安装格栅, 以截留原污水中较大的悬浮物或漂浮物。厂区内废水的水质水量变化较大, 为了保证后续处理构筑物运行的稳定性, 应在格栅之后设置调节沉淀池。调节沉淀池有调节水质、水量、沉淀及一定的水解作用[3]。原水的BOD5/CODCr= 0.82>0.3, 属高浓度可生化有机废水, 故可采用生化处理方法。由于原水的BOD5 较高, 要求达到的处理效果也较高, 拟采用厌氧—好氧的处理路线。厌氧法处理高浓度有机废水较经济, 既节能又可回收沼气。废水中难降解的CODCr经厌氧处理后转化为较易降解的CODCr,高分子有机物转化为低分子有机物, 但出水有机物浓度仍较高, 达不到排放标准。好氧生物处理法工艺成熟、稳定性好、出水水质较好。因此,采用厌氧—好氧的处理路线较合理。 适用于1万吨左右啤酒废水处理的工艺主要采用厌氧与好氧串联，如：UASB+CASS、UASB+接触氧化等[3]，以下是两种处理方法在啤酒废水中的应用实例。

(一)：黑龙江新三星集团公司啤酒厂位于黑龙江省尚志市一面坡镇， 距哈尔滨市东南154Km,年平均气温2.3℃。最冷月份是1月份，平均气温-20.3℃，最热月份是7月份，平均气温是21.6℃，年平均冻土深度为1.79m[6]。

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工程规模及处理程度：

该啤酒厂目前生产能力为15万吨／a ， 排放废水量6000m3/d考虑到将来产量还会提高， 因此设计排放废水量为8000m3/d设计进出水水质见表:

广西某啤酒厂目前生产规模由原来的3 万t/ a发展到现在10 万t/ a

废水处理工艺流程 ：

滤渣外运 废水 格栅 集水井 提升泵 预沉池 水解酸化池

外运 污泥脱水机 污泥浓缩池 污泥泵 SBR池 排水

图2-1 三星啤酒废水处理工艺流程图

本厂的处理工艺中污染物处理程度较高，由于处理出水水质好而且稳定， 经过简单过滤消毒即可用于锅炉烟气的水膜除尘和冲洗车辆。本工程的缺点是： 碱的消耗量较大，主要原因是啤酒废水的碱度较低， 容易水解酸化， 必须额外加碱补充碱度，以防止UASB的酸化。然而该工程中需要两次提升，所需动力消耗较大。 （二）

广东的啤酒生产淡旺季明显，生产量受市场制约，废水排放不均衡。根据广东某啤酒厂废水处理负责部相关负责人统计，该厂的啤酒废水产量平均为6000～8000 t／d[4]。实测原水水 质情况如表:

表2-3啤酒废水指标

CODr 1500~2000

BOD5 1000~1200

SS 250~350

PH 6.4~8.5

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沼气回收利用 处理工艺流程： UASB反应池 水力筛 啤酒废水 粗格栅 细格栅 集水池 压滤液回流 上清液回流 污泥资 CASS反应污泥浓缩池 集泥池 污泥脱水 源化利用 达

标排放

图2-2广东某啤酒厂废水处理工艺流程图

将UASB和CASS两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益和社会效益[5]。

UASB+CASS组合工艺处理啤酒废水试验表明，最佳工艺条件为：啤酒废水在调节沉淀池内停留时间为8h,UASB容积负荷为7.2kgCODcr/(m3?d)，反应时间为15h；CASS氧化池内容积负荷为0.55kgCODcr/(m3?d)，处理后出水水质稳定。

2.2.2工艺流程

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沼气储柜 沼气 鼓风机曝气 CASS 原水 格栅 泵 调节沉淀UASB 污泥脱水污泥浓缩上 清 液 污泥脱水压 滤 液 出水 泥饼外运 污泥脱水图2-3本设计啤酒废水处理工艺流程图

2.2.3工艺说明

1．进水进入格栅，拦截漂浮物和悬浮物，防止沉淀，减轻后续处理设施负荷，保证污水处理系统的稳定运行，废水经过格栅进入栅后的污水提升泵，将废水提升至调节沉淀池。

2．从格栅间出来的废水进入调节池，均化水质水量并进一步沉淀去除悬浮物。

3．废水进入UASB进行厌氧处理，大部分有机物在UASB反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封器、进入沼气储柜进行利用。

４. UASB的出水自流进入CASS进行好氧生物处理，进一步降解废水中的有机物。

５. 调节沉淀池、UASB、CASS等处理单元产生的污泥排入污泥浓缩池中进行处理。

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第3章 污水处理部分设计计算

3.1格栅

3.1.1设计说明

格栅安装在废水渠道的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后续构筑物的处理负荷，用机械清渣，构为地下钢混结构。

3.1.2设计计算

（1）格栅的间隙数

Qmaxsin?0.12?sin600 n???19.9?20个

bhv0.02?0.4?0.7式中：Qmax—设计最大水量（m3/s） ? — 格栅倾角，取600

b —格栅间隙宽度取0.02m

h —栅前水深，设为0.4m v —过栅流速，取0.7m/s，（一般0.6?1.0m/s）

（2）栅槽宽度： B?s(n?1)?bn?0.01m?(20?1)?0.02m?20?0.6m 设栅条宽度s?0.01m，采用锐边矩形断面

（3）进水渠道肩宽部分长度l1：

设进水渠宽B1?0.45m，其渐宽部分展开角度?1?200

l1?B?B10.6m?0.45m??0.22(m) 02tg?12tg2013

（4）栅槽于出水渠道连接处的渐窄部分长度l2 l2?l10.22m??0.11(m) 22（5）通过格栅的水头损失h 设格栅断面为锐边矩形断面

设计水头损失h?h0k

v2计算水头损失h0??sin?

2g???()43 形状系数??2.42

sbs4v2h??()3sin?k

b2g0.01430.72?2.42()??sin600?3

0.0219.6?0.062m

（6）栅后槽总高度H

设栅前渠道超高h2?0.3m

H?h?h1?h2?0.4?0.62?0.3?0.762m （7）栅槽总长度L

L?l1?l2?0.5?1.0?H0.4?0.3?0.22?0.11?0.5?1.0??2.24(m)tg?tg600

（8）每日栅渣量W

在格栅间隙为20mm情况下，设栅渣量为1000m3污水产

0.07m3栅渣（格栅间隙16?25mm，产栅渣量为

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。 0.1?0.05m3/103m3）

W?86400QmaxW110000?0.07??0.7(m3/d)

1000Kz1000因W?0.2m3/d，所以采用机械清渣。

3.1.3计算草图

h2H1hh1h1hHB1B1B11500H1tg10002

图3-1 格栅设计计算草图

3.2 提升泵

3.2.1设计说明

污水提升泵选用潜污泵，放入格栅后过水渠中。

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3.2.2设计计算

提升流量：Q = 416.7m3/h

扬程：Ｈ=提升最高水位+水泵水头损失= 6.62m

选用150QW-210-7-7.5型潜污泵，它的作用是将格栅中的废水提升至调节池池中，设3台泵（2用1备）。提升泵参数：Q=210m3/h，H=7.5m，电动机功率为7.5kW，出水口径250mm，通过固体物最大直径100mm。安装尺寸：长970mm，宽425mm,高890mm。 3.3 调节沉淀池

3.3.1设计说明

啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节[6]。

3.3.2设计计算

（1） 池子总表面积A

A?3600Qmaxq''10000?1.05?360024?3600??218.75m2

2.0式中q为表面负荷，取2.0 （2） 沉淀部分有效水深h2

'h2?qt?2.0?1.5?3(m)

'（3） 沉淀部分有效容积V

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V'?Qmax?t?3600?（4） 池长L

10000?1.05?1.5?656.25m3

24vt 设水平流速v?4.0mm/s L?3.6L?3.6?1.5?4.0?22(m)

（5） 池子总宽度B

B?A218.75??10(m) L22（6） 池子个数n 设每个池子宽b?5m

n?B?10?2（个） b5（7） 校核长宽比

L?22?4.4?4.0 符合要求 b5（8） 污泥部分需要的容积V V?Qmax(C1?C2)?86400?T?100

Kz(100?P0) 式中：Qmax——最大设计流量（m3/s） C1——进水悬浮物浓度（t/m3） C2——进水悬浮物浓度（t/m3） T——两次清楚污泥间隔时间（d） KZ——污水量总变化系数 P %）0——污泥含水率（10000?1.05?(1200?70%?1200)?10?6?1?100 V?

1.05?1.0?(100?95)3 ?72m

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（9） 每格池污泥所需容积V'' V?V''?72?36m3 n2污泥斗容积V1

（10）

'' h3?5.0?0.5tg600?3.9m 21'' V1?h4(f1?f2?f1f2)

31??3.9?(5.02?0.52?5.0?0.5) 3

?39.36m3（11）

污泥斗以上梯形部分污泥容积V2

' h3?(22?5)?0.01?0.17m

l1?22m l2?5.0m V2?(l1?l2)'?h4?b?22.0?5.0?0.17?5.0?11.47m3 22（12） 污泥斗和梯形部分污泥容积

V1?V2?39.36?11.47?50.83m3?36m3 设计满足要求

（13）

池子总高度Ｈ

设超高为h1?0.5m，则

H?h1?h2?h3?0.5?3.0?4.07?7.57m

'''其中h3?h3?h3?0.17?3.9?4.07m

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图3-2调节沉淀池简图

（14）

进水穿孔花墙

进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，进水渠道宽0.5m，有效水深0.6m，穿孔花墙的开口面积为过水断面面积的20%左右，则过孔流速为

V2?Q187.75??0.09m/s

B2h2n10.2?0.4?8 式中 V2——穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用0.05~0.15m/s

B2——孔洞的宽度（m）

h2——孔洞的高度（m）

n1——孔洞数量（个）

设计中取B2?0.2m,h2?0.4m,n1?8个

（15）

出水堰

沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走，出水堰采用矩形薄壁堰，自由跌落水头0.1~0.15m，掩上水深H为

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Q=m0bH2gH 式中 m0——流量系数，一般采用0.45m

b ——出水堰宽度（m） H——出水堰水深（m） 0.122/2?0.45?5?H2gH H?0.03m

出水堰后自由跌落采用0.15m，则出水堰水头损失为0.18 (16)出水渠道

沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至ＵＡＳＢ反应器。

出水槽宽度设为0.5m，出水渠道水深0.6m，高1.28m。

（17）进水挡板、出水挡板

沉淀池设进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙0.5m，挡板高出水面0.2m，深入水下0.5m。出水挡板距出水堰0.3m，挡板高出水堰0.2m，射门如水下0.5m，在出水挡板处设一个浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。

（18）刮泥装置

沉淀池采用链条式刮泥机，型号为GL5×25，行走时将池顶部浮渣刮至浮渣槽，将池底部污泥刮至污泥斗。其规格与性能如下表：

表3-1 GL型链板式刮泥机规格和性能

型号

池宽（米）

刮板块

数

刮泥速度（m/min）

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电动机功率（KW） 链条破断力（t）

第5章 厂区平面布置及高程布置

5.1厂区平面布置

5.1.1平面布置原则

1.各处理单元构筑物的平面布置

处理构筑物是污水处理厂的主要构筑物，在做平面布置时，应该根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区平面布置中的位置。对此，应考虑：

（1）贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠，让它们便捷、直通，避免迂回曲折。

（2）土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。 （3）在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5-10m。

（4）各处理构筑物在平面布置上，应考虑尽量紧凑。 （5）污泥处理构筑物应尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。

2.管、渠的平面布置

（1）在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。

（2）应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。 （3）在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。

3.辅助建筑物的平面布置

污水厂内的辅助建筑物有鼓风机房、配电所、维修间，它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。

（1）辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。

（2）生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持

46

一定距离，应位于厂区夏季主风向的上风向。

（3）操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。

4.厂区绿化

平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环绕。

5.道路布置

在污水处理厂内应合理的修建道路，方便运输，要设置通向各处理构筑物和无助建筑物的必要通道，通道的设计应符合如下要求：

（1）主要车行道的宽度：单车道为3-4m，双车道为6-7m，并应有回车道。

（2）车行道的转弯半径不宜小于6m。 （3）人行道的宽度为1.5-2m。

（4）通向高架构筑物的副题倾角不宜大于45o （5）天桥宽度不宜小于1m。

5.1.2平面布置

1.工艺流程布置

工艺流程布置根据设计任务书提供的厂址，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便。

2.构（建）筑物平面布置

处理厂总占地面积13208平方米，按照功能，将污水厂布置分成三个区域：

（1）污水处理区，该区域位于污水厂中部，由各项污水处理设施组成，成直线型布置。包括格栅间、调节沉淀池、UASB反应器和CASS池。

（2）污泥处理区，该区域位于污水厂东北部，厂区主导风向的下风向，有各项污泥处理设施组成，呈直线型布置。包括集泥井、污泥浓缩池和污泥脱水间，考虑曝气及运输污泥便捷，将鼓风机房、配电室、维修间及车库也设置于本区域。

（3）生活区，该区主要设置办公楼、化验室及中控室，为不使这些建筑过与分散，将办公楼与化验室、中控室合建于同一座楼房，并靠近污水厂大门，便于外来人员联系。生

47

活区位于污水厂南部，厂区主导

风向的上风向。 3.污水厂管线布置 （1）污水工艺管道

污水经提升泵提升后，按照处理工艺流经各个处理构筑物后排入水体。

（2）污泥工艺管道

污水厂在处理污水的同时，也要处理产生的污泥。污泥来自调节沉淀池、UASB反应器、和CASS反应池，按照工艺处理后运出厂外。

（3）厂区排水管道系统包括三部分，构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各建筑物排水管。这些污水的污染物浓度很高，不能直接排放，设计中收集后接入调节池继续进行处理。

（4）空气管道

空气管道由鼓风机房至CASS反应池。 （5）沼气管道

UASB产生的沼气一部分通过水封塔和气水分离器进入沼气贮柜储存，一部分送入锅炉房燃烧，供整个处理厂采暖，以节省开支[11]。

（6）超越管道

考虑到事故检修时不影响污水厂运行，设置超越管线，因该厂所处理废水为工业废水，有机物浓度高，不能直接排放，设置超越管线从格栅至厂区出水口。

（7）厂区给水管道和消防栓布置

有厂外接入送至各建筑物用水点。厂区内每隔50m间距设置1个室外消防栓。

4.厂区道路布置 （1）主厂道布置

UASB与调节沉淀池、UASB与CASS池连接的道路设为主场道，道宽为6m。

（2）车行道布置

厂区内各主要构（建）筑物间布置车行道，道宽为7m，呈环状布置，以便车辆回程。

（3）步行道布置

对于无物品器材运输的建筑物，设步行道与主厂道或车行道联系。

5.厂区绿化布置

48

利用道路与构筑物间的带状空地进行绿化，绿化带以草皮为主，靠路一侧种植绿篱，临靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一些花卉。

5.2厂区高程布置

5.2.1设计说明

污水处理厂高程布置的主要任务是： 1.确定各处理构筑物及泵房的标高；

2.确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高； 3.通过计算各确定部位的水面标高，从而能够使污水沿处理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。

5.2.2高程布置原则

1.认真计算管道沿程损失、局部损失，各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。

2.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。

3.需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放至市政管网。

4.应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。

5.2.3水处理构筑物高程水力计算

1.构筑物水头损失

构筑物水头损失见表5-1。

表5-1 构筑物水头损失

49

构筑物名称 格栅 调节沉淀池 配水井

水头损失（cm）

10 25 15

构筑物名称 UASB反应器 CASS反应池 巴氏计量槽

水头损失（cm）

37 35 23

2.管渠水力计算

（1）细格栅至调节沉淀池

l1?5m，l2?23.75mDN?400mm，DN?300mm，V1?0.97m/s，V2?0.86m/si1?3.43000，i2?4.0000

h1?i?L?5?3.434.0?23.75??0.127m 10001000V12V22h2??2?弯头??三通??闸阀??2?弯头?2g2g0.9720.862 ?(2?0.95?1.5?0.2)??0.78?2?2?0.982?0.98?0.201m?h?h1?h2?0.127?0.201?0.328m（2）调节沉淀池至UASB反应器

l?13m，DN?150mm，V?0.89m/s，i?h1?il?10.5?13?0.136m 100010.5 1000V20.892h2?(2?弯头???闸阀)?(2?0.78?0.2)??0.06m

2g2?9.8?h?h1?h2?0.136?0.06?0.2m （3）UASB反应器至CASS池

l1?3m，l2?25m，DN?150mmDN?200mm，V1?0.89m/s，V2?0.98m/s

i1?10.58.66，i2? 10001000

50

GL-5×25

5 12 0.26 0.4 15

3.4 UASB反应器

3.4.1设计说明

UASB（上流式厌氧污泥床）是集生物反应与沉淀于一体的一种结构紧凑效率高的厌氧反应器。为了满足池内厌氧状态并防止臭气散逸，UASB池上部采用盖板密封，出气管设水封装置。池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理[7]。

3.4.2反应器所需容积及主要尺寸的确定 根据国内生产运行经验,在常温条件下，UASB反应器的进水容积负荷选用6.0kgCOD/(m3?d)，COD、BOD的去除率分别为92%、85%，污泥产率0.0k1gSS/kgC（O去D除），沼气产率。 0.41m3/kgCOD（去除）

（1） 反应区设计计算

UASB反应器有效容积（配水系统上缘至三相分离器下缘之间的空间）

VR?24QS010000?22003 ??3666.7m3N06.0?10每座反应器容积不宜超过400~500m3，所以采用8座UASB反应器，则每座有效容积为V?3666.7m38常用范围为3.0~6.0m，设有效水深为H4.5m，则每座反应器面

?458.3m3，有效水深

积A?VH?458.34.5?102m3，设反应器宽Ｋ为7.5m，则长Ｌ为

21

13.6m，L?K?13.6?7.5m。

校核UASB反应器废水上升流速vr

vr?Q10000??0.51m

hqf102?8?24vr常用范围0.25~1.00mh 校核水里停留时间t

t?V3666.7??8.8(h) Q1000024（2）三相分离器设计计算

三相分离器沉淀区的表面积同反应区的水平面积，即沉淀区

3Q10000mv???0.51的表面负荷率为r 小于m2?hA102?8?2431.0m0m2?h，符合设计要求。

设上下三角集气罩斜面水平倾角分别为550和600（常用

550~600），下三角形集气罩进水缝隙aa上升流速va取1.4m，则

h该

A1?缝隙总表面积

A1为

Q10000??37.2m2 va8?24?1.4取5个缝隙（即上集气罩有5个），则每条缝隙宽k2为

k2?A137.2??1m L?57.5?5取保护高度h1?0.5m，上三角形顶水深h2?0.5m（常用

0.5m~1.m0），则有沉淀室进水缝隙废水流速v2取1.5mh，则进

水缝隙总表面积

22

A2?Q10000??34.7m2 v28?24?1.5每条缝隙宽

A234.7cd???0.58m

L?107.5?10bd?cd0.58??1.16m 0sin300.5取ab?0.4m，上三角形集气罩的位置即可确定，其高度h4为

R21)tg550?(0.4?0.5?)?1.428?1m 22大于0.6m，符合设计要求。 h4?(ab?cos600?h5?ab?sin600?0.4?0.866?0.35m

已知上三角形集气罩顶的水深为0.5m（一般0.5m~1.0m），则上下三角形集气罩在反应器内的位置已经确定。

根据构造，校核气液分离的条件是否符合要求： 斯笃克斯公式：

v1??g(?1??2)d2 18?式中????1

根据上式公式，d取0.01cm，200下?1?1.03g/cm3，

?2?0.0012g/cm3，????1?0.0101?1.03?0.0104g由于废水的?一般比净水的?大，故?取0.02g气泡在A点的上升流速v1为

v1?(cm2?s)，

(cm?s)，于是

0.95?981?(1.03?0.0012)?0.012?0.266(cm/s)?9.58(m/h)18?0.02

根据前面计算有：

23

ab0.4v1.50??0.34 2??0.16

v19.58bd1.16abv2> ，废水可顺利排出，满足设计要求。 bdv1AdB图3-3 三相分离器设计计算简图

（3）布水器设计计算

采用穿孔管配水，每座反应器设7根DN80mm，长6米的穿孔管，穿孔管的中心间距为1.7米，配水管直径为?15mm（一般

15~25mm），孔距为2米，每个孔的服务面积为1.7?2.0?3.4m2（一般2—4m2），孔口向下，配水管底部距池底为0.25m，每座反应器共有28个出水孔。 （4）出水系统的设计计算

采用锯齿形出水渠，渠宽0.2米，渠高0.25米，每个反应器设有5个出水渠，每个上三角形集气罩顶上设一条出水渠，基本保证出水均匀。

（5）排泥系统的设计

考虑可均匀排除污泥床区的污泥，在三相分离器下0.8米和池底上0.4米各设d?200mm排泥管一根，并在池底设放空管。

UASB反应器每1个月排泥一次，污泥排入集泥井，再由污泥泵送入污泥浓缩池。排泥管选DN=200的铸铁管管，排泥总管也选用DN=200的铸铁管。 （6）沼气产量计算 每日沼气产量：

24

Qa?10000?1.05?2.2?0.92?0.41?8298m3

（7）沼气集气系统布置

集气室沼气出气管：每个集气罩的沼气用一根集气管收集，共有11根集气管，集气管直径选DN150，共11根,钢管。 （8）水封罐设计

水封罐主要是用来控制三相分离器的集气室中气液两项界面高度的，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，同时兼有排泥和排除冷凝水作用。

水封高度： H?H1?H0

式中 H0——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压头最大H1取2mH2o，贮气罐内压强H0为400mmH2o。

水封高度取1.5m，水封罐面积一般为进气管面积的4倍

11则S??d2?4??3.14?0.252?4?0.196m2，水封罐直径

44取0.5m

沼气柜容积的确定：

由计算可知该处理站日产沼气，则沼气柜的容积设定为3小

8298?3?1037m3，设计沼气柜时产气量的容积，即V?qt?24尺寸为15?10?7米。 （9）产泥量计算

每日产泥量：设计参数：

产泥系数 r=0.010kg干泥/(kgCOD)

设计流量 Q=10000 m3/d 进水COD浓度 S0=2200mg/L CODCr去除率 E=92.0% UASB每日产泥量为

Qw?rQS0e?0.01?10000?1.05?2200?92%?10?3?212.52KgMLSS/d

25

则QS(10)?897?179.4m3/d

1000(1?99.5%)''（7） 需氧量：O2?aQ (S0?Se)?bVX 式中： a'——活性污泥生物代谢１kgBOD需氧量，

0.42~0.53

b'——１kg活性污泥自身氧化需氧量，

0.11~0.18

O2?0.4?510?000?(270?20)?/10?00 0.1578432 ?406kg6 d/ ?169k.g4 h标准状态下脱氧清水充氧量：

R0?RCs(20)?[?CS(T)?CL]?1.024T?20

查表得CS(20)?9.17 ??0.85 ??0.95 CL?2mg/L

P0.98?105??0.97 ??551.013?101.013?10① 由工程所在地海拔高度P?300m查得P?0.98?105pa ② 设微孔曝气头安装在距地底0.3米处，淹没深度为 H?0.3?5.0?0.3?4.7m

3其绝对压力Pb?P?9.8?10H

?1.013?105?0.98?105?4.7 ?1.47?105Pa

31

微孔曝气头转移效率EA为20%，则气泡离开水面时含氧量

Qt：

Qt?21(1?EA)

79?21(1?EA) ?21(1?20%)

79?21(1?20%) ?17.5%

夏季清水氧饱和度CS(30)?7.63mg/L，则曝气池内平均溶解氧饱和度CSb(30) CSb(30)?CS(30)(PbQt?) 52.026?10421.47?10517.5?) ?7.64?(52.026?1042 ?8.7mg/L 则夏季标准需氧量R0 R0?R(30)?CS(20)?[??CSb(30)?CL]?1.02430?20

?239.6kg/h （8）供气量GS?R0239.6??4278.6m3/h

0.28EA0.28?0.2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R?20%，则提升回流污泥所需空气量为：

8?20%?10000?666.7m3/h G1?24则系统总需气量：

32

G?GS?G1?4278.6?666.7?4945.3m3/h （9）曝气系统布设：

单座曝气池平面面积为A?(43.6?7.2)?9?327.6m2 设每个曝气头服务面积为0.5m2

A327.6??655，设计取676个曝气头 0.50.5在相邻2个曝气池隔墙设1根干管，每根干管设4根配气竖管，每根竖管配13跟支管，每根支管设有13个曝气头，曝气器型号为HWB-2，其技术参数如表3-2

则曝气头总数为

表3-2 HWB-2型微孔曝气器技术参数表

直径 mm 200 氧利用率% 20~29

厚度 mm

20 动力效率kgO2/kwh

4~6

150~350

0.3~0.5

ABS

微孔平均孔径um

150 阻力mmh2O

曝气量m3/h个

1~3 服务面积m2/个

曝气板 陶瓷板 托盘

（10）排泥设置

每池池底坡向排泥坡度i = 0.01 ，池出水端池底设（0.8×0.8×0.4）m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN200 1根，剩余污泥在提升泵作用下排入集泥井。污泥提升泵的型号为50QW-25-10-1.5，其性能参数如下表：

表3-3 50QW-25-10-1.5型潜水排污泵性能参数表

排除口流量扬程转速功率效率重量径（mm） （m3/h） （m） （r/min） （kw） （%） （kg）

50 25 10 2840 1.5 67.5 60

3.5.3鼓风机房设计

1．供气量 本处理需提供压缩空气的处理构筑物及供风量为： CASS反应池1.37m3/min。

2．供风风压 CASS反应池需供风风压为5.0mH2O，鼓风机供风以CASS反应池为准.

33

3．鼓风机选择

综合以上计算，鼓风机总供风量及风量为Gs=1.37m3/min，风压为Ps=5.0mH2O。

所以拟选用RB-50型罗茨鼓风机两台，一用一备，该鼓风机技术性能如下：转速n=2000r/min，口径DN=50mm，出风量1.62m3/min，出风升压49.0kPa，电机功率N=4.0kW,机组重80kg，占地尺寸为L493mm×M476mm,机组高H275mm。 4．鼓风机房布置

鼓风机房平面尺寸6.0m×5.0m，鼓风机房净高5.0m，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。

表3-4空气管路损失

管段 编号

管段 长度 L（m）

空气

流量 Q m3/h 1.83

空气 流速 v m/s 1.03

管径 D mm

管段管段配 当量计算件 长度 长度

L0（m） L0+L

（m） 三通10.53 个， 弯头1个

三通10.26 个

三通10.26 个

三通10.26 个

三通10.26 个

三通10.26 个

三通10.26 个

三通10.87 个，异型管1个

34

压力损失 h1+h2 pa/m 0.9

Pa 1.08

1-2 0.67 25 1.20

2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9

0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67

3.66 5.49 7.32 9.15 10.98 12.81 14.64

2.07 3.10 4.14 5.18 6.21 7.25 3.58.

25 25 25 25 25 25 38

0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 1.54

1.1 1.1 1.2 1.2 1.2 1.5 0.35

1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.80 0.54

9-10 0.67 10-11 0.67 11-12 0.67 12-13 0.67 13-14

0.67

14-15 0.67 15-16 0.67 16-17 0.67 17-18 0.67 18-19 0.67 19-20 5.0

16.47 4.03 18.3 4.48 20.13 4.93 21.96 5.38 23.79

3.36

47.58 6.73 71.37 3.94 95.16 4.20 118.95 5.41 142.74 5.05 166.53 16.36 38 三通1个

38 三通1个

38 三通1个

38 三通1个

50

弯头1个，三通1个，异型管1个

50

三桶1个 80 四通1个，异型管1个 100 四通1个，异型管1个 100 四通1个 100 四通1个 60 四通1个，阀门1个，异型管1个

35

0.44 1.11 0.44 1.11 0.44 1.11 0.44 1.11 1.83 2.50

0.61 1.28 2.14

3.81 2.80 3.47 1.40 2.07 1.40 2.07 2.28 7.28 0.5 0.56 0.6 0.67 0.75 0.83 0.85 0.94 0.32

8.0

0.8 1.02

0.25 0.87

0.17 0.59

0.2 0.41

0.38 0.79

0.45 1.33

20-21 8.89 333.06 11.78 100

21-22 8.89 666.12 10.47 150

22-23 8.89 999.18 15.71 150

23-24 12.56 1332.24 11.78 200

24-25 9.3 1332.24 11.78 200

25-26 8.89 2664.48 10.47 300

26-27 26.5 4945.3 19.44 300

弯头24.20 个，三通一个，异型管1个

四通19.10 个，弯头2个，异型管1个

四通16．83 个，弯头2个

四通12.87 一个， 弯头2个，异型管1个

弯头16.43 个， 三通1个

三通131.4 个，弯头1个，异型管4个

弯头20.38 个

13.09 0.86 4.19

17.99 0.6 5.82

15.72 1.0 7.50

25.43 0.65 8.81

15.43 0.65 4.62

40.29 0.7

22.45

26.88 0.83 22.31

36

图3-5曝气器布置简图

3.6 巴氏计量槽

3.6.1 设计说明

为提高污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为处理厂的放、扩建提供可靠的依据，必须设计量设备，正确掌握污水量、污泥量、空气量，以及动力消耗等。本设计中为节省投资，仅在污水厂的总出水管上设置计量设施，对二级处理水进行计量[9]。

计量设备采用咽喉式计量堰中最常用的巴氏计量槽，其优点是：水头损失小，底部洗刷力强，不易沉积杂物，精确度可达95%~98%，缺点是：施工技术要求高，尺寸如不准确 ，即影响测量精度，因此施工时应注意保证质量。

3.6.2设计参数

本设计流量Q?0.122m3/s，根据《给水排水设计手册》第1册，第693页，表10-3选择测量范围为0.010~0.150m3/s的巴氏计量槽，其各部分尺寸为：

W=0.15m，B=1.275m，A=1.300m，2/3A=0.867m，C=0.45m，D=0.66m

37

如图7.1所示：

上游观测孔下游观测孔平面图3-6巴氏计量槽简图

3.6.3设计计算

1.计量槽总长度

计量槽应设在渠道的直线段上，直线上的长度应不小于渠宽的8~10倍，上游渠道长度应不小于渠宽的2~3倍，故取上游L1?3m，下游渠道长度应不小于渠宽的4~5倍，计量槽上游直线段长度L1=3B1

L1=3B1=3×0.66=1.98m 计量槽下游直线段长度L2=5B2

L2=5B2=5×0.45=2.25m 计量槽总长度L

L=L1+B+L20.225+0.5=1.98+1.275+2.25+0.225+0.5=6.23m 2.计量槽水位

当W?0.15m，Qmax?0.035m3/s时，H1?0.23m，为保证自由流条件：

H2/H1?0.7,取H2/H1?0.7，则H2?0.161m 3.渠道水力计算

Q0.035（1）上游流速 V???0.35m/s

DH1?????0.231水力坡降，据明渠流水力计算公式 V?R2/3I1/ 2nnVI?(2/3)2 式中，n——粗糙系数，n=0.013；

R

38

R——水力半径，

DH1W?????0.23R????0.15m；

X2H2?D2???????????0.013?0.352I?()?0.00026

0.152/3（2）下游计算方法同上游，结果为：

Q0.035V???0.48m/sCH20.45?0.161R?CH20.45?0.161??0.094m

2H2?C2???????????0.013?????2)?0.00090.0942/34.水厂出水管

I?(采用重力流铸铁管，流量为0.122m3/s，DN=400mm，v=0.97m/s

39

第4章 污泥处理部分设计计算

4.1处理量

啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分： 1)调节沉淀池，Q1=72m3/d，含水率95%

1）UASB反应器，Q2=42.5m3/d，含水率99.5% 2）CASS反应池，Q3=179.4m3/d，含水率99.5%

3总污泥量：Q?Q 72.0?42.5?179.4?294.0md1?Q2?Q3?4.2 构筑物的设计计算

4.2.1集泥井设计

调节沉淀池产泥72m3/d，UASB产泥42.5m3/d，CASS池产泥179.4m3/d，总泥量Qv?72?42.5?179.4?294m3/d，考虑各构筑物为间歇排泥，每日排泥量为294m3/d，需在1.5h内抽送完毕，则集泥井容积设为污泥提升流量的10min的体积，即

32.6m3，为保证沉淀池排泥按其运行方式运行，则集泥井容积设

定为40m3，有效水深设2.5m为，则平面面积为16m2，圆池直径

2.5m16m2D?16?4?4.5m 3.14

40

4.2.2污泥浓缩池

1．设计说明

污泥处理系统产生的污泥，含水率很高，体积很大，输送、处理或处置都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而为后续处理或处置带来方便。浓缩之后采用消化工艺时，可减小消化池容积，并降

[10]

低加热量，浓缩之后直接脱水，可减少脱水机台数。

2．设计计算

进入浓缩池的剩余污泥量为Q?72?42.5?179.4?294m3/d，采用一座辐流式浓缩池。

3． 设计参数

① 混合污泥进水含水率：98%~99%，出泥含水率：94%~96%

固体通量：25~80kg/m2?d

② 浓缩时间：12h?T?24h ③ 浓缩池有效水深不小于3米，一般4米为宜 ④ 集泥装置：当采用吸泥机时，池底坡度为0.03

当采用刮泥机时，池底坡度不宜小于0.01 ⑤ 浓缩池超高h2一般取0.3米 ⑥ 缓冲层高度h3一般取0.3米

（1） 计算污泥浓度（污泥为混合污泥）

设进泥含水率P1?98.5%，浓缩后污泥含水率P2?94%

333则C1?(1?P )?10?(1?98.5%)?10?5kg/m1333 C2?(1?P2)?10?(1?94%)?10?60kg/m

（2） 浓缩池面积

污泥固体通量根据表查得取30kg/m2?d，则

QC294?5??49m2，设计采用一座浓缩池 M30 则浓缩池直径为：

A?

41

D?4?49?8.0m 3.14（3） 浓缩池高度：取停留时间T?12h，则

TQ12?294??3.0m h1?24A24?49（4） 设超高h2?0.6m （5） 池底坡度造成的深度h3为

D?a18.0?2.4i??0.03?0.084m 22（6） 泥斗深度

h3? 设a1?2.4m a2?1.0m 污泥斗倾角?为550

(a1?a2)?tg550?1.0m 2（7） 有效水深

则 h4? H1?h1?h2?3.0?0.6?3.6?3m 符合要求 （8）浓缩池纵深度

H?H1?h3?h4?3.6?0.084?1.0?4.984m （9）剩余污泥量

100?P

100?P0式中 Q1——浓缩后剩余污泥量（m3/s）；

100?98.5Q1?0.0068??0.0017m3s?146.88m3d

100?94

（10）浓缩后分离出污水量

P?P0 q?Q?100?P03

式中 q——浓缩后分离出的污水量（m/s）； Q——进入浓缩池的污泥量（m3/s）； P——浓缩前污泥含水率，98.5%；

P0——浓缩后污泥含水率，一般采用94%。

Q1?Q

42

P?P0591.498.5?94???0.0051m3s?444.5m3/d

100?P024?3600100?94（11）溢流堰

浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。

辐流浓缩池示意图见图4-1 q?Q?

图4-1 辐流浓缩池示意图

（12）溢流管

设溢流管管径DN200mm，管内流速v＝0.20m/s。 （13）刮泥装置

浓缩池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。

（14）排泥管

剩余污泥量0.0017m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN200mm。间歇将污泥排入污泥脱水间。

4.2.3污泥提升泵房

进污泥泵房的作用主要是对经由浓缩池重力浓缩后的污泥的提升作用，根据污泥的产量选择50QW25-10-1.5型潜污泵2台(1用1备)；

43

4.2.4污泥脱水间

1．设计说明

污水处理厂污泥经浓缩后含水率仍在94%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%～80%，从而大大缩小污泥的体积。

2．脱水污泥量计算 脱水后污泥量

100?P1 Q?Q0100?P2M?Q?1?P2??1000

式中 Q—脱水后污泥量（m3/d）；

3

Q0—脱水前污泥量（m/d）； P1—脱水前污泥含水率（％）； P2—脱水后污泥含水率（％）； M—脱水后干污泥重量（kg/d）；

设计中取Q0=146.88m3/d，P1=94%，P2=75%

100?P100?941Q?Q0?146.88??35.25m3d

100?P2100?75M?Q?1?P2??1000?35.25??1?75%??1000?8812.5kgd 污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统

前端进行处理。

3．脱水机的选择

机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法。目前常用的脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、板框压滤法、带式压滤法、离心机。各种脱水机的主要特点见表4-1。

名称 真空转鼓过滤

机

表4-1 常用脱水机主要特点 特点 适用范围 能够连续生产，可以

应用较少，适用于工

自动控制，构造复杂，附

业企业

属设备多，运行费用高

44

板框压滤机 带式压滤机

离心机

构造简单，劳动强度大，不能连续工作 可以连续工作，脱水效率高、噪音小、能耗低、

操作管理方便

构造简单、脱水效果好，动力消耗大，噪声较

大 适合小型污泥处理装置

应用广泛，适合大中小型污泥处理装置

应用广泛，适用大中小型污泥处理装置

设计中选用LWD430W型卧螺离心式污泥脱水机一台，其主要技术指标为，处理能力10-18m3/h，泥饼含水率70-80％，

?1712?900外形尺寸3260

絮凝剂聚丙烯酰胺投量按干污泥量的2.0‰。

45

Qv?1760212.521760??42.5m3/d

1000(1?p)1000?(1?99.5%)

3.5 CASS反应池

国内很早便对CASS工艺开展研究，经过长时间的理论研究和试验，逐渐成熟。国外在2000年前就已经广泛应用于生活废水和工业废水的处理，效果显著，但国内业界长期处于观望状态，直到2000后才陆续应用该工艺于实际生产中。目前该工艺已经在啤酒废水处理方面斩露头角。最为典型的数北京航空航天城的生活污水处理，运行头两年没有排泥，经济效益显著[8]。

本工艺采用四座CASS池,共壁建造。CASS池子的结构简图如图

图3-4 CASS池结构示意图

3.5.1设计参数

① 选择区、兼氧区、主反应区长度比为1:5:30 ② 污泥负荷率：Ns?0.05~0.5kgBOD5/kgMLSS?d ③ 污泥浓度：X?2500~4000mg/L ④ 池内回流比：R=20%

⑤ 反应池宜采用矩形池，水深H为4~6米

26

⑥ 宽深比：B：H为1~2 ⑦ 长宽比：L：B为4~6

⑧ 冲水比?：仅需除磷时宜为0.25~0.5 需脱氮时宜为 0.15~0.3

UASB去除BOD85%，则CASS池进水BODS0为

1800?15%?270mg/L

要出水要求Se为20mg/L

3.5.2 设计计算

（1） 曝气时间ta

设混合液污泥浓度X?2500mg/L，冲水比??0.27，污

泥负荷??0.27Ns?0.17kgBOD/kgMLSS，则： ta?24?S024?0.27?270??3.9?4h NsX0.17?2500（2） 沉淀时间ts

当污泥浓度小于3000mg/L时，污泥界面沉降速度为

u?7.4?104TX?1.7

式中：T——污水温度

① 当冬季污水温度T?10℃时，污泥界面沉降速度为

u?7.4?104?10?2500?1.7=1.2mg/h

0.27?5?0.5?1.5h

u1.2② 当夏季污水温度T?30℃时，污泥界面沉降速度为 ts??u?7.4?104?30?2500?1.7?3.7m/h

27

?H??ts??H??u?0.27?5?0.5?0.5h

3.7则ts在0.5~1.5h之间 ③ 运行周期

t?ta?ts?tb?td

式中：td——排水时间，h

设排水时间td?0.5h，则ts?tb?td?2h 则t?6h

每日周期数：

n2?24?24?4

t6（4） 曝气池容积V

V?Q(S0?Se)10000?(270?20)??7843m3

NsXf0.17?2500?0.75设4座曝气池，则n1?4，每座池体积V单?7843?1961m3

4（5） 池体布置

设有效水深H?5m

则A单?1961?392m2

5设宽B?9m，则L?AB?3929?43.6m 校核长宽比

L43.6??4.84 符合要求 B9CASS是连续进水，间断排水，池内有效容积由变动容积V1和固定容积组成，变动容积值池内设计最高水位至滗水器排放最低水位之间的容积，相应水深H1，固定容积由两部分组成，一部分是活性污泥最高泥面至池底之间的容积V3，相应水深H3，另一部分时滗水水位和泥面之间的容积，是由防止滗水时污泥流失的最

28

小安全距离决定的容积V2，相应水深H2。

预反应区L1?7.2m（预反应区与总反应区的比例为1:5） 则H1?Q10000??1.6m n1n2A4?4?392H3?H?X?SVI?10?6?5?2500?120?10?6?1.5m

式中SVI——污泥体积指数（取120mL/g） 则H2?H?H1?H3?5?1.6?1.5?1.9m 隔墙底部连通孔口尺寸

A?BLHQ?11

24n1n3uu式中：n3——连通孔个数，取n3=4

u——孔口流速m/h，一般为20~50m/h，取

50m/h

10000?1.059?7.2?1.6?

24?4?4?5050 ?0.55?2.1

A? ?2.65m2 设孔高0.8米 则孔宽为

A2.65??0.8m 0.8n30.8?4导流孔设在池底部，且沿墙均匀分布。

校核出水溶解性BOD5（根据设计要求出水水质BOD5应

小于10.55mg/L）

Se?

24S0

24?kzXftan229

式中kz——动力学参数，0.0168~0.028，取0.022

Se?24?270?9.47?10.55，符合设

24?2500?0.75?4?4?0.022计要求

（6） 最大剩余污泥量

S?SeX?kdVf ?XV?YQ0 10001000 式中：Y ——活性污泥增值系数，0.4~0.7，取0.6 Se——出水BOD，mg/L，为20mg/L kd——污泥自身氧化系数，0.04~0.1，与污水温度有关

冬季T=10℃

kdt?kd20?(?t)t?20

式中：kdt — t℃时污泥自身氧化系数

kd20—20℃时污泥自身氧化系数，0.04~0.075 (?t)— 温度系数，1.02~1.06取1.04 冬季T?10℃时

kd(10)?kd20?(?t)10?20?0.06?1.0410?20?0.041(d?1)

冬季剩余污泥量

270?202500?XV(10)?0.6?1000??0.041?7843?0.75?

10001000 ?897kg/d 设剩余污泥含水率为99.5%

QS?则湿污泥量：

?X 式中Ｐ为剩余污泥含水率

1000(1?p)

30

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