1、I设计总说明本设计为某东莞市珠江啤酒有限公司啤酒废水处理设计。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 3000m3/d，不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD 浓度为 1200mg/L,COD 浓度为 1500mg/L，SS 浓度为 300mg/L。因该废水 BOD 值和 COD 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二级排放标准,即：BOD30mg/ L， COD100mg/ L，SS70mg/ L 。经分析知该处理水质属易生物降解又无明显毒性的废水，可采用两级生
2、物处理以使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除污水中的悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法,包括厌氧生物处理法中的 UASB 法和好氧生物处理法中的 SBR法，可有效去除污水中的 BOD、COD。本设计工艺流程为：啤酒废水 格栅 污水提升泵房 调节沉淀池 UASB 反应器预曝气沉淀池 SBR 池 处理水（污泥）整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。关键词：啤酒废水处理 ,高浓度有机废水,UASB 法,SBR 法 全套图纸加 153893706IIBrief introductionThis design is the beer waste w
3、ater treatment of Dongguan Zhujiang Beer Company. The degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of the beer waste water is that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water, therefore its biochemical oxygen
4、 demand is also high.The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 3000 , dm/3regardless of the specified future development. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 1200mg/L, the concentration of COD is 1500mg/L, the concentration of SS
5、is 300mg/L. For the beer waste waters BOD and COD is high, it could pollute the enviroment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the two effluence standard in the country, which is as following: BOD30mg/ L, COD100mg/ L, SS70mg/ L.Af
6、ter the analysis, the quality of this processing water belongs to the waste water that easy biology degrade and not have the obvious poison, could use two levels of biological treatments to cause the water drained meet the designated standard. First level of processing mainly uses the physical metho
7、ds, which removes the suspended matter and the inorganic substance in the sewage.Second levels of processing mainly uses the biology methods, consists of UASB of demand oxygen biology methods and SBR of anaerobic oxygen biology methods, which could remove BOD, CODin the waste water. The technologica
8、l process of this design is:Beer waste water Screens The sewage lift pump house Regulates precipitating tank Reaction tank of UASB pre-aeration sedimentation tank Tank of SBR IIITreatment water (sludge) .The entire technological process have the characteristics of lower investment, good treatment ef
9、fect, easy technology process，using small area, running steady, and consuming lower energy.Keyword: Beer waste water treatment ，High concentration of organic waste water ，UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)process ，SBR (Sequencing Batch Reactor) processs 目 录1 绪论 .11.1 题目背景 .11.2 设计资料 22 处理工艺方案的确定
10、.32.1 好氧处理工艺 32.2 厌氧处理工艺 42.3 工艺确定 53 啤酒废水处理工艺流程 .63.1 工艺流程图 63.2 工艺流程的说明 64 处理工艺构筑物设计 .84.1 格栅 84.1.1 设计说明 .84.1.2 设计计算 .84.2 调节池的设计 9 4.2.1 设计说明 .94.2.2 设计计算 104.3 一次污水泵设计计算 .114.3.1 设计说明 114.3.2 集水井 11IV4.3.3 污水泵计算 114.3.4 引水筒的设计计算 134.4 UASB 的设计 154.4.1 设计说明 154.4.2 UASB 反应器工艺构造设计计算 .164.4.3 布水系
11、统的设计计算 204.4.4 出水渠设计计算 224.4.5 UASB 排水管设计计算 .254.4.6 排泥管的设计计算 254.4.7 沼气管路系统设计计算 264.4.8 UASB 的其他设计 .304.5 二次污水提升泵设计计算 .314.5.1 设计说明 314.5.2 污水泵设计计算 314.5.3 污水泵房 324.6 预曝气沉淀池设计计算 .334.6.1 设计说明 334.6.2 预曝气沉淀池工艺构造计算 334.6.3 曝气量计算 354.6.4 沉淀池出水渠计算 354.6.5 排泥 374.6.6 进水配水 374.7 SBR 反应池设计计算 .374.7.1 设计计算
12、说明 374.7.2 SBR 反应池容积计算 384.7.3 SBR 反应池运次运行时间与水位控制 394.7.4 排水口高度和排水管管径 39 4.7.5 排泥量机排泥量系统 404.7.6 需氧量设计计算 41V4.8 鼓风机房设计 .424.8.1 供风量 424.8.2 供风风压 424.8.3 鼓风机的选择 424.8.4 鼓风机风布置 424.9 污泥处理系统 .434.9.1 产泥量 434.9.2 污泥处理方式 434.9.3 集泥井容积计算 434.9.4 集泥井排泥泵 444.10 污泥浓缩池设计计算 .444.10.1 设计说明 444.10.2 容积计算 444.10.
13、3 工艺构造尺寸 454.10.4 排水和排泥 454.11 污泥脱水系统设计 .464.11.1 污泥贮柜 464.11.2 污泥脱水机房 465 污水处理站平面布置和高程布置 495.1 构筑物和建筑物主要设计参数 .515.2 污水处理站平面布置 .515.3 污水处理站高程布置 .526 投资估算 536.1 估算范围 .536.2 编制依据 .536.3 估算 .536.4 年估算运行成本 .56总结 .57参考文献 .58VI致谢 .59附表 2 张附工程图纸 6 张11 绪论1.1 题目背景中国啤酒工业的发展较快，2004 年，全国的啤酒总产量为 2910 万千升，较 1980年
14、的 68.8 万千升增长了 42 倍，其中广东省的啤酒产量为 253.68 万千升，同比增长22.3%，全国产量排名第二位，全省啤酒利税总额 17.06 亿元。从市场的角度来看，经济的发展对啤酒生产和消费有巨大的拉动作用，随着国家经济的发展、人民生活水平的提高，我国的啤酒市场仍有较大的发展空间，根据国家轻工总局的发展规划，预计2010 年全国啤酒总产量将达到 3200 万千升 1。2004 年，广东省的啤酒年人均消费量为 20.37 升，与全国平均水平相当，但远远落后于上海、北京、山东、辽宁、福建等省市，与广东省的经济地位极不相称，随着广东省经济的进一步发展，必将极大地带动全省的啤酒消费量，因
15、此，广东省的啤酒行业仍有很大的发展空间。广州珠江啤酒集团有限公司是目前中国啤酒企业的强者之一，其品牌“珠江啤酒”在华南地区享有盛誉，多年来其啤酒产量稳居广东省第一，2004年，广州珠江啤酒集团有限公司基本实现了 110 万千升的啤酒年产量，约占广东省啤酒产量的 43.4%，产销比达到 100%，产品供不应求，其中珠江啤酒在东莞的年销售量接近 20 万千升，占有近 60%的东莞啤酒市场份额，是珠江啤酒在广东区域内除广州之外最大的啤酒市场。目前，东莞市场上销售的珠江啤酒主要靠广州珠江啤酒集团有限公司下属企业生产、分装后，采用汽车运输的方式投入东莞市场 1。东莞珠江啤酒有限公司啤酒废水处理问题显得越
16、来越重要，国内外有很多对啤酒废水处理工艺的研究都取得一定成效。通过各种工艺的优缺点比较，选出符合该设计的工艺。啤酒废水的来源及特性如下：啤酒生产的主要原料为麦芽、大米、酒花等，在生产过程中不加入任何有毒有害难降解的物质，因此废水中主要是粮食酿酒后的残留物，其主要成分是麦糟、酒花残渣、酵母菌残体、粗蛋白、糖类、多种氨基酸、醇、维生素、残余啤酒、淀粉、少量洗涤用碱及少量生活污水，属于有害无毒的有机废水，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。主要特征如下： 1， 2（1）有机物浓度较高(COD ：15003500 mgL)，可生化性良好，BC值在06左右，有毒物质少，营养配
17、比适中，适合进行生物降解；2（2）排放不均匀，水质、水量波动较大，要求处理系统必须有一定的可调性和抗冲击能力；pH值变化较大，大约在5l2之间；（3）悬浮物浓度较高，含有较大量的麦皮、渣皮；（4）氮、磷含量较高，要求处理系统须有较好的脱氮除磷能力；（5）含有一定量的硅藻土，容易引起处理系统的堵塞。1.2 设计资料设计处理能力为日处理啤酒废水 3000m3，最大时废水约 230m3/h。原水水质指标及处理后水质要求如下表 1.1：表 1.1 水质要求CODcr BOD5 SS出水水质（mg/l） 1500 1200 300排水水质（mg/l） 60 20 2032 处理工艺方案的确定2.1 好氧
18、处理工艺八十年代国内主要采用好氧法，好氧法分为传统的活性污泥法和生物膜法。此两种处理工艺技术成熟，易启动，处理效果好，BOD- COD cr去除率一般可达80%-90%以上;但占地面积大，曝气耗能，运行费用高，许多厂家经济上难以承受，活性污泥法还具有产泥量大、易发生污泥膨胀等缺点。在传统好氧法的基础上，人们进行了许多改进，将一些新工艺引入啤酒废水的治理工作中 3。好氧生物处理主要分为生物膜法和活性污泥法两大类 3。生物膜法具有单位体积内生物量大、对进水中污染物变化的适应能力较强、没有污泥膨胀、无需污泥回流等优点。但其缺点在于处理精度低、出水水质偏高，对难以被生物降解的物质吸附能力较差，同时污泥
19、沉降性能也较差。活性污泥法是世界范围内应用最广的好氧处理工艺，其优点在于处理精度高于生物膜法，池内的污泥絮体可以吸附一定难以被生物降解的物质，并随剩余污泥排出，因此出水水质可以达到较高的标准，是一种可以做到近乎彻底的处理工艺。传统的活性污泥法缺点是需要的处理池容积较大，适应不同污染物种类突然改变的能力较弱，污泥膨胀现象出现几率较高。序批间歇式活性污泥法简称 SBR 法。其特点 1：（1）运行方式灵活，脱氮、除磷效果好。SBR 在操作过程中，可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求，调整一个运行周期中各个工段的运行时间、反应器的混合液容积的变化和运行状态以满足多功能的要求，具有极强的灵活性。
20、（2）工艺简单，节省费用。与普通活性污泥法工艺相比，SBR 原则上不需要二沉池、回流污泥及其设备，一般情况下不必设调节池，多数情况下可以省去初沉池。 （3）反应推力大。在采用限制曝气和半曝气方式运行时，有机浓度的变化在时间上是一个理想的推流过程，从而使它保持了最大的反应推动力。（4）能有效地防止丝状菌膨胀。SBR 工艺提供了时间序列上的废水处理，从而决定了它具有很多传统活性污泥工艺所不具有的优点。大量的试验证明研究和实际运行结果表明它具有如下特点：（1）不需要单独的沉淀池和刮污泥等机械设备装置。 （2）不需污泥循环系统。 （3）固液的分离是在表面负荷很小的条件下进行的。 （4）可以控制污泥膨胀
21、。 （5）通过微处理器很容易地控制整个过程。 生物接触氧化法具有以下特点：（1）由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良4好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触池具有较高的容积负荷。 （2）生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。 （3）由于生物固体量多，水流又属完全混合型，因此生物氧化池对水质水量的骤变又较强的适应能力。 （4）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其 F/M 保持较低水平，污泥产量较低。2.2 厌氧处理工艺厌氧反应器主要有厌氧滤器(AF)、厌氧流化床反应器(AFBR)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、
22、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)和内循环厌氧反应器(IC)这几种反应器形式。目前高浓度有机污水较多采用UASB、EGSB和IC反应器，(表2.1)是三种反应器的性能对比。表 2.1 不同厌氧反应器的比较 2项目 UASB EGSB IC容积 810 2050 2050液体上升流速（m/h）0.51 46 48处理效率 高 高 高反应器进水流量 稳定可控 稳定可控 变动不可控耐负荷冲击 强 强 最强进水分布器堵塞 会 会 不会沼气处理 简单，无需沼气缓冲器简单，无需沼气缓冲器复杂，需要沼气缓冲罐提升泵扬程要求 低 高 最高建筑高度 /7 /13 /20占地面积 较大 小 较小罐/池体材料 水泥
23、水泥/钢结构 钢结构，需要保温关键部位安装 容易 容易 较复杂运行费用 低 较低 较高在已开发的厌氧反应器中，UASB反应器已研究最为深入、应用最为广泛，已大量5成功应用于各种废水的处理。选择UASB反应器作为厌氧主体反应器，相比较而言，具有以下的特点 1，4 ：（1）具有较高的有机负荷，水力负荷能满足要求， （2）污泥颗粒化后使反应器耐不利的条件的冲击能力增强。 （3）可节省搅拌和回流污泥所需的设备和能耗；（4）在反应器上部设置了气固液三相分离器，对沉降良好的污泥或颗粒污泥可以自行分离沉降并返回反应器主体，不须附设沉淀分离装置、辅助脱气装置及回流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用；（
24、5）在反应器内不需投加填料和载体，提高了容积利用率，避免了堵塞问题。2.3 工艺确定根据以上好氧和厌氧处理工艺的比较，厌氧好氧联合工艺是较佳的技术手段，该工艺投资小，运行成本低，单位面积的污水处理能力高，污泥产量大大减少，适于难生物降解的污水处理，是一种经济实用、高质高效的啤酒废水处理技术。本设计选取将 UASB 和 SBR 两种处理单元进行组合，使处理流程简洁，节省运行费用。而把 UASB 作为整个废水达标排放的一个预处理单元，它具有良好的耐冲击性，可去除 85以上的 COD，并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阶段的有机物量，因此降低了 SBR
25、 好氧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。USABSBR 工艺，处理效率高，并具有脱氮除磷的功能。63 啤酒废水处理工艺流程3.1 工艺流程图该啤酒厂生产废水处理工艺流程如图 3.1 所示：格栅 集水井污水提升泵调节池污水提升泵 预曝气沉淀池池UASB反应器 SBR集泥井污泥提升泵浓缩池脱水间鼓风机水封气柜泥饼外运原污水沼气出水图 3.1 啤酒废水处理工艺流程图3.2 工艺流程的说明废水通过格栅截留大颗粒有机物和漂浮物，由于截污量较小，采用人工清渣方式。一次污水提升泵，设置集水井，污水泵设置地面上露天放置（考虑环境气温不低7于3） ，污水泵配套引水筒。调节沉淀
26、池在调节水量同时，去除一部分格栅无法截留的悬浮颗粒有机物，该池采用半地下式结构，便于沉淀物的排除。二次污水提升泵，泵房为地下式泵房，自灌启动，直接从调节池吸水，泵房出水干管上设置流量计。为保证 UASB 运行所需水温，在污水泵吸水井中设置蒸汽管，直接加热污水，并在水泵出水管上设置水温自控装置，冬季污水温度（约 16）偏低时，通过加热维持在 2426左右。UASB 为主要的生化处理装置，全钢结构，地上式，考虑保温。沼气部分，设计水封罐、气水分离器。预曝气沉淀池，要改变厌氧出水的溶解氧含量，沉淀去除 UASB 出水带来的悬浮污泥。该池为地上式，钢筋混凝土结构。SBR 池为半地下式，钢筋混凝土结构，
27、运行中采用自动控制。处理出水排入市政污水管。啤酒废水各级处理效果如下 1，5，6 ：调节沉淀池进水 CODcr1500mg/L，BOD 51200 mg/L， SS300 mg/L，去除率分别为 CODcr25、BOD 510、SS40 ，出水水质分别为1125 mg/L、1020 mg/L、180 mg/L。UASB 的去除率分别为CODcr87.5、 BOD590.0、 SS70.0，出水水质分别为 140.6 mg/L、102 mg/L、54 mg/L。预曝气沉淀池去除率为 CODcr20.0、BOD 510.0、SS40.0，出水水质分别为 112.5 mg/L、91.8 mg/L、3
28、2.4 mg/L。SBR 的出水水质为 60 mg/L、20 mg/L、60 mg/L，去除率分别为 CODcr46.7、BOD 578.2、 SS38.3。84 处理工艺构筑物设计41 格栅4.1.1 设计说明 格栅主要是拦截废水中较大颗粒和漂浮物，如破布，瓶子，菜叶，麦末等，防止由于堵塞或反应池容积的减少而使得系统完全失效，对水泵起保护的作用，以确保后续处理的顺利进行。该厂处理的是生产废水，尽管 SS 含量不低，但较大漂浮物及较大颗粒少，格栅拦截的污染物不多，故选用人工清渣方式。设计流量：平日流量 Qd3000m 3/d125 m 3/h=0.035 m3/s最大日流量 Qmax=Kz Q
29、d=1.83125228.75 m3/h0.0635 m 3/s设计参数：栅条间隙 e 0.02m，过栅流速 v=0.6m/s,栅前水深 h0.4m，安装倾角 60 。4.1.2 设计计算1、栅条的间隙数n 12 条 ehvQsimax 6.042.sin5（4.1）2、栅槽宽度设计采用 10 圆钢的栅条，即 S0.01m.B=S(n-1)+en=0.01(12-1)+0.02120.35m （4.2）3、进水渠道渐宽部分的长度设计水渠宽 B1=0.25m，其渐宽部分展开角 20。L1= 0.14m tan220t5.3（4.3）4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L 1/20.14/2
30、 0.0795、过栅水力损失h1= 4/3 sin.k1.79（0.01/0.02） 4/3 sin6030.034m )(eSgv2 8.9260（4.4）取 h150mm=0.05m6、栅后槽总高度设栅前渠超高 h2=0.3mHh+h 1+h2=0.4+0.034+0.3=0.75m （4.5）7、栅槽总高度L=L1+L2+0.5+1.0+ 0.140.70.51.0 2.11m tan1H60tan3.4（4.6）8、每日栅渣量在 e20mm 时，设栅渣量为每 1000m3 污水产 0.05 m3 渣 7，8W 0.15m 3/d 10864maxzKQ108.645（4.7）采用人工格
31、栅。格栅计算示意图如下图 4.1：10图 4.1 格栅计算示意图4.2 调节池的设计4.2.1 设计说明根据生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求，调节池停留时间取 8.0h。调节池采用半地下式，便于利用一次提升的水头，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定的保温作用，由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构可靠性高时，故障少，只设一个调节池。4.2.2 设计计算调节池调节周期 T8.0h调节池有效容积 VTQ H8.0125 1000m 3调节池有效水深 h4m调节池规格 2m8m16m4m，V 有 1024 m 3调节池设污泥斗四个，每斗上口面积 8m8m，下口面积 1m
32、1m，泥斗高 3.5m。每个泥斗面积Vi=h/3(S1+S2+ )=3.5/3(82+12+ )=85m2 21S218（4.8）11泥斗容积共 V=4Vi=340m3调节池每日沉淀污泥重为W30040 30000.36t （4.9）湿污泥体积约为 V=0.36/2.5%=14.4m3(设污泥密度为 1t/m3)泥斗可存约三天污泥。调节池最高水位设置为3.00m，超高为 0.50m，顶标高为 3.50m。最低水位0.50m，池底标高3.20m。调节池出水端设吸水段。调节池设计计算见图 4.2。图 4.2 调节池工艺计算图4.3 一次污水泵设计计算4.3.1 设计说明一次污水泵从集水井中吸水压至
33、调节池，污水泵设置于地面上，不能自灌，设置引水筒。4.3.2 集水井污水泵总提升能力按 Qmax 考虑，即 Qmax228.75m 3/h，选三台泵，则每台流量为76.25 m3/h。选 100WQ90-19-7.5 污水泵三台 9，另备用一台，单泵提升能力 90 m3/h，扬程19m，转速 1450r.min-1，电动机功率 7.5kw，占地尺寸 1100mm500mm。12集水井容积按最大一台泵 5min 出流量计算，则其容积为6.7m 36085集水井最高水位（与格栅槽连接）0.5m，最低水位 0.3m，井底0.3m，平面尺寸 5.0m1.5m，安装三台 100WQ 污水泵于集水井一侧地
34、面上，平均流量时相当一用二备。4.3.3 污水泵计算1、污水泵流量Qb 76.25 m3/h 3max（4.10）取 80 m3/h。2、污水泵扬程管路水头损失计算 污水泵吸水管损失，不计引水筒水头损失。管径 DN150，v 0.93m/s，i0.011，L3.0m沿程损失 hiLiL0.01130.033（m）引水筒出水管 hi1=0.0261.00.026（m）计算取 DN125，v 1.32m/s，i0.026，L1.0m局部水头损失，各项局部阻力悉数如下 9。吸水管入口 11.0引水筒出水管闸阀 20.20则 hj1=(1+2) + 3=(1.0+0.20) +0.1gv81.9230
35、81.920.061（m） （4.11）污水泵出水管水头损失出水管管径 DN100mm，Q63.3m 3/h，v2.0m/s，i0.081，管段长 5.0m，则沿程水头损失为Hi2=iL2=0.0815.00.4（m） 13（4.12）出水管各项局部阻力系数为异径管 DV80mm100mm 10.07止回阀 DN100mm 2=0.75闸阀 DN100mm 3=0.290弯头 DN100mm 40.6hj2=(1+2+3+4) （0.03+7.5+0.2+0.60 ） =1.67m gv2 81.920（4.13）污水泵管路总水头损失 h1=hh=hi1+ hi1+hj1+hi2+hj2=0.
36、033+0.026+0.061+0.41+1.67=2.2(m) （4.14）污水泵提升高度 h2=3.0-(-2.5)=5.5(m)出水管出水自由水头 h3=2.0m则污水泵所需扬程 H 为H h1+h2+h3=2.2+5.5+2.0=9.7(m) （4.15）3、一次污水泵的启动 集水井最高水位0.5m，最低水位2.5m ，中间水位2.0m 和1.0m，通过手动和电动两种方式控制，使水位为2.0m、1.0m 时启动一台和两台污水泵，当水位为2.5m 时，泵全部停止工作。4.3.4 引水筒的设计计算引水筒引水效果好，结构简单，投资少，操作方便，不能自灌时引水筒选用为引14水设备。引水筒吸水管
37、容积为V1 d12L 0.1523.50.062（ m3） 4（4.16）则引水筒容积约为V=3V10.19 m3 （4.17）假定引水筒直径为 D550mm，引水筒高度为 H0.9m ，其容积为 V0.21 m 3 。1、 引水筒容积的计算泵启动前气体容积 V1 D2L+ D12L4 0.5520.15 0.152340.089（m 3） （4.18）2、泵启动后气体压力计算泵启动前引水筒内气体压力 p1大气压10.3mH 2O（1 mH 2O9800Pa）吸水管内流速为V 0.95 （m/s ） 24dq215.0（4.19）雷诺数 Re 107633Rekp2000rv013.95说明水
38、流为层流运动状态15则沿程阻力系数 0.017 25.0Re316425.073（4.20）沿程损失 h1 gdvL215.089237.020.017（mH 2O） （4.21）局部阻力系数，进口 11.0，出口 21.0局部损失 h2 （1.01.0） 0.092（m） gv8.9250（4.22）总水头损失 h h1+h20.0170.0920.109（mH 2O） （4.23）泵中心到最低液面水头为 2.85mhz泵启动后气体压力 p2=p1（ hhz ） 10.3（0.1092.85）7.37（mH 2O） （4.24）泵启动后气体体积 V2 1p37.0890.12（m 3） （4
39、.25）3、引水筒净高的计算泵启动气体体积 V2 引起的液面下降高度 H0 为16H0 = =0.55(m) AV2)159.0.(42（4.26）出水管管径 DN10010，启动后泵浸没深度 0.20m（至泵中心） ，出水管中心到筒底距离为 0.10m，则引水筒净高为H0.150.550.20.11.0（ m） （4.27）引水筒净容积为V D2H d12（H0.15）4 0.5521.0 0.152（1.0 0.15）0.22（m） 4（4.28）4.4 UASB 的设计4.4.1 设计说明UASB 反应器是由荷兰赫宁根农业大学的 G.Lettinga 等人在 20 世纪 70 年代研制的
40、。80 年代以后，我国开始研制 UASB 在工业废水处理中的应用，90 年代该工艺在处理工程中被广泛采用 4。UASB 一般包括进水配水区、反应区、三相分离区、气室等部分、UASB 反应器的工艺基本出发点如下。 5 为污泥絮凝提供有利的物理化学条件，厌氧污泥即可获得并保持良好的沉淀性能； 良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，能抵抗较强的冲击，较大的絮体具有良好的沉降性能，从而提高设备内的污泥浓度；17 通过在反应器内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一前絮凝和沉淀，然后回流入反应器。UASB 处理有机工业废水具有以下特点 11。 污泥床污泥浓度高，平均污泥浓度可达 2040
41、gVSS/L； 有机负荷高，中温发酵时容积负荷可达 812kgCOD/ （m 3.d） ； 反应器内无混合搅拌设备，无填料，维护管理较简单； 系统较简单，不需另设沉淀池和污泥回流设施。本工程所处理啤酒生产废水，属高浓度有机废水，生物降解性好，USAB 反应器作为处理工艺的主体，拟按下列参数设计。设计流量 3000m3/d，即 125 m3/h进水浓度 CODcr1500 mg/L,CODcr 去除率 E87.5；容积负荷 Nv8kgCOD/( m3.d)(按常温 23)； 11，12产气率 r0.4m 3/kgCOD污泥产率 X0.1kg/kgCOD4.4.2 UASB 反应器工艺构造设计计算
42、1、 UASB 总容积计算UASB 总容积 V NvQSr（4.29）式（4.29）中 Q设计处理流量，m 3/d；Sr去除的有机污杂物浓度，kg/m 3；18Nv容积负荷，kgCOD/( m 3.d)。则 V 492（m 3）8%5.7130选用 4 个池子，每个池子的体积为 ViV/4492/4123（m 3）假定 UASB 体积有效系数 90，则每池的需容积为 Vi137 m 3若选用直径 5000mm 的反应器 4 个，则器水力负荷约为 0.4m3/( m2.h),基本符合要求 9。若反应器总高为 H7.70.38.0m，反应器总容积为 151.2 m3。有效反应容积约为 124.7
43、m3，符合有机负荷要求 5。2、工艺构造设计 UASB 的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求 12。混合液进入沉淀区之前，必须将其中的气泡予以脱出，以防气泡进入沉淀影响沉淀。沉淀区的表面水力负荷应在 0.7m3/(m2.h)以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽底缝隙的流速不大于 2.0m/h。沉降斜板倾角不应小于 50，使污泥不在斜板积聚，尽快回落入反应区内。出水堰前设置挡板，以防止上浮污泥流失；某些情况下，应
44、设置浮杂清除装置。三相分离器设计须确定三相分离区数量，大小斜板尺寸、倾角和相互间关系。小斜板（反射锥）临界长度计算。 4，7反射锥临界长度计算公式（该公式的推导便是依据以上三相分离器的设计要求得19出的）为AO （ q/LNUp）r sin1（4.30）式（4.30）中 q通过缝隙的流量，m 3/h；L回流缝隙长度， m；N缝隙条数；Up气泡的上升速度，m/s；r上斜板到器壁的距离，m； 下斜板与器壁的夹角。且其中 Up 由斯托克斯公式计算：Up （ 1 2）d g2 8Bg（4.31）式（4.31）中 Up气泡自由上升速度，cm/s；B气泡碰撞系数；g重力加速度，980cm/s 2； 1液体
45、密度，g/cm 3； g气体密度，g/cm 3；20 液体动力粘度，g/(cm.s)；dg气体直径，cm。且 . 1 （4.32）式（4.32）中 液体的运动粘滞系数，cm 2/s；设水温为 25，气泡直径 dg 为 0.02cm，废水 1 为 1.02g/cm3，气体 g 为1.15103 g/cm3, 取 0.95，净水 0.0089cm 2/s，则净水动力粘度为 . 10.00891.02 0.00908（g/cm.s）因处理对象为废水， 比净水的 大，其值取为净水的 2.5 倍，则废水动力粘度为 2.50.0227g/ （cm.s）,气泡在静止水中上升速度为Up （1.02 1.151
46、03 ）0.02 2027.1895=0.93(cm/s)0.9310 2 （m/s）单池处理水量为 q 0.8610 2 （m 3/s）415360设计回流缝隙数量 n1，宽度 r0.6m，下倾板倾角 54,即 36，计算出回流缝长度 L（3.5 0.20.3）2 18.85（m）计算回流缝后，进一步计算下斜板临界长度AO （0.8610 2 /18.8510.93102 ）0.636sin11.104（m） （4.33）取小斜板长度 L 小 1.2，AO1.2m，其水平 L 小水平 0.94m，垂直 L 小垂直211.29m，三相分离器设计如下图 4.3 所示。图 4.3 三相分离器工艺计算图图中 D11.0m，D 22.8m，D 33.8m， 153.1， 254.3大集气罩的收气面积占总面积的比例为A3/A 52 符合要求25)4.1(沉淀区面积 S （5 0.6） 2 1.0214.5（m 2） 441（4.34）沉淀区负荷为 0.53m/h，符合要求。回流缝的过水流速为：v 2.86（m/h） 符合要求。6.02184/5UASB 设计结果： D5.0m ，H8.0m，其中超高 H10.3m，三相
