啤酒生产废水处理厂设计

啤酒生产废水处理厂设计内容摘要：

污泥斗的容积 V2= 13 h2（ a12+a1a2+a22） =13 (8 2+8+ 2) = V2 W 符合设计要求，采用 机械泵吸泥 （五）进水布置 进水起端两侧设进水堰，堰长为池长 2/3 UASB 反应池的设计计算 一、 UASB 反应器的作用 UASB，即上流式厌氧污泥床，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。 它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。 二． UASB 反应器的工作原理 UASB，即上流式厌氧污泥床，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（包括沉淀区）和气室三部分组成。 在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。 要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。 沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的水处理工程课程设计 13 气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。 沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 它的污泥床内生物量 多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题 三、设计参数 （一）参数选取 容积负荷（ Nv）： (m3 d)； 污泥产率： ； 产气率： （二）设计水质 （如下表所示） UASB 反应器进出水水质指标 水质指标 COD BOD SS 进水水质 (mg/l) 2325 1023 200 去除率（ %） 75 80 50 出水水质 (mg/l) 582 205 100 （三）设计水量 Q=10000 m3/d=217 m3/h= m3/s 四、设计计算 水处理工程课程设计 14 ＋－预埋套管排水管进水管预埋管检修孔 （一）反应器容积计算 UASB 有效容积： V 有效 ＝vNSQ 0 式中： Q 设计流量， m3/s S0 进水 COD 含量 ,mg/l Nv 容积负荷 ,kgCOD/(m3 d) V 有效 ＝ 232510000 ＝ 5167 将 UASB 设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好 取水力负荷 q＝ [m3/(m2 h)] 水处理工程课程设计 15 则 反应器表面积 A= Qq= 217/=272m2 反应器高度 h=VA＝ 5167/272=19m 采用 4 座相同的 UASB 反应器 则 A1=4A＝ 271/4=68m2 D= 6844 1 A = 故取 D=10m 则实际横截面积为 2A =14 π D2=14 102 = 实际表面水力负荷为 q1=Q/A ＝ 217/4/ = q1在 — ，符合设计要求。 （二）配水系统设计计算 本系统设计为圆形布水器，每个 UASB 反应器设 36 个布水点 (1)参数 每个池子流量： Ｑ＝ 217/4=(2)设计计算 布水系统设计计算草图见下图： 水处理工程课程设计 16 圆环直径计算：每个孔口服务面积为 : a= 36/41 2D ＝ a在 1～ 3m2之间，符合 设计 要求 可设 3个圆环，最里面的圆环设 6个孔口，中间设 12个，最外围设 18个孔口 1)内圈 6 个孔口设计 服务面积： 1S ＝ 6= 2 折合为服务圆的直径为： d= 1 S= 用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布 6个孔口，则圆的直径计算如下： 121214 Sd  则 d1＝12S ＝  = 水处理工程课程设计 17 2)中圈 12 个孔口设计 服务面积： S2=12 = 折合成服务圆直径为：   214 SS  =    = 中间圆环直径计算 如下： 14 π ()＝ 12 S2 则 d2= 3） 外圈 18个孔口设计 服务面积： S3=18 = 折合成服务圈直径为：  )(4 321 SSS  = 外圆环的直径 d3计算如下： 14 π ()=12 S3 则 d3＝ (三） 三相分离器设计 三相分离器设计计算草图见下图 : 图 UASB 三相分离器设计计算草图 水处理工程课程设计 18 (1)设计说明 三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。 三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。 (2)沉淀区的设计 三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。 由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求： 1）沉淀区水力表 面负荷 2）沉淀器斜壁角度设为 50176。 ,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。 3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≦ 2m/h 4）总沉淀水深应大于 5）水力停留时间介于 ～ 2h 如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果 沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ＝ 50176。 沉淀区面积为： A=1/4π D2=1/4 102= 表面水力负荷为： q=Q/4A=  = 符合设计要求。 (3)回流缝设计 h2的取值范围为 — , h1一般取 取 h1=,h2=,h3 = b1=h3/tgθ 式中： b1下三角集气罩底水平宽度， m。 θ 下三角集气罩斜面的水平夹角； h3下三角集气罩的垂直高度， m。 b1= = b2=102 = 下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速 V1 可用下 水处理工程课程设计 19 式计算： V1=Q1/S1 式中： Q1反应器中废水流量， m3/h； S1下三角形集气罩回流逢面积， m2； V1=(217/4)/( ) =V12m/s,符合设计要求 上下三角形集气罩之间回流逢中流速 (V2)可用下式计算： V2 =Q1/S2， 式中： Q1反应器中废水流量， m3/h； S2 上三角形集气罩回流逢之间面积， m2； 取回流逢宽 CD=,上集气罩下底宽 CF= 则 DH=CDsin50 176。 = DE=2DH+CF =2 + = 2S =π (CF+DE)CD/2 = 则 2V = Q1/4S2 = 217 =V22m/s 故符合设计要求 确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知： CH=CDsin40176。 =  ＝ AI=DItg50176。 =12 ()tg50 176。 =12 ()tg50 176。 = 故 h4=CH+AI=+= h5 = 由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为 ： 水处理工程课程设计 20 CF2h5 tg40176。 =tg40 176。 = BC=CD/sin40176。 =176。 = DI=12(DEb2)=12()= AD=DI/cos50176。 =176。 = BD=DH/cos50176。 =176。 = AB=ADBD== (4)气液分离设计 d=(气泡 )， T=20℃ ρ 1=, ρ g=10 3g/cm3 V=, ρ = μ = Vρ 1= = s 一般废水的μ 净水的μ ,故取μ = s 由斯托克斯公式可得气体上升速度为： Vb =   2118 drrmgr g =    == Va=V2=则： baVV = = （四） 排泥系统设计 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,则四座 UASB 反应器中污泥总量： dk g s sVGG ss /77505155167 。 2. 产泥量计算 厌氧生物处理污泥产量取： ① UASB 反应器总产泥量 dk g V S SEr Q CX / 2 2 2 0 0 0  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 75%。 ② 据 VSS/SS = ，△ X=水处理工程课程设计 21 单池产泥 △ X1 = △ X/4 = 1526/4= kgSS/d ③污泥含水率为 98%，当含水率＞ 95%，取 31000 /s kg m  ，则 污泥产量     hmPXW ss /%9811000 15261 3  单池排泥量 hmWsi / 3 ④污泥龄  dXGc 6775 05  3. 排泥系统设计 在 UASB 三相分离器底部 设置一个排泥口，每天排泥一次。