绍兴市古越酒厂废水处置工艺设计_毕业设计说明书

内蒙古科技大学
本科生毕业设计说明书
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绍兴市古越酒厂废水处置工艺设计
摘要
本设计为某黄酒废水处置设计，设计程度为初步设计。

黄酒废水水质的要紧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。

该啤酒废水处置厂的处置水量为3000d
m/3，不考虑远期进展。

原污水中各项指标为：BOD浓度为5500mg/L，COD浓度为7200mg/L，SS浓度为4175mg/L，PH为。

经分析知该处置水质属易生物降解又无明显毒性的废水，可采纳两级生物处置以使出水达标。

一级处置要紧采纳物理法，用来去除污水中的悬浮物质和无机物。

二级处置要紧采纳生物法，包括厌氧生物处置法中的UASB法和好氧生物处置法中的SBR法，可有效去除污水中的BOD、COD。

本设计工艺流程为：
废水→ 格栅→ 污水提升泵房→ 平流沉淀池→ 调剂池→ UASB反映器
→ SBR池→出水
因该废水BOD值较大，不经处置会对环境造成庞大污染，故要求处置后的排放水要严格达到国家二级排放标准，即：BOD≤30mg/ L，COD≤150mg/ L，SS≤70mg/ L，PH 6～9 。

整个工艺具有总投资少，处置成效好，工艺简单，占地面积省，运行稳固，能耗少的优势。

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………关键词：废水高浓度有机废水 UASB SBR
Shaoxing Yue Winery Wastewater
Wreatment Wrocess Wesign
Abstract
This design for a wine wastewater treatment design, design for the preliminary design level. The main features of wastewater quality wine is rich in organic matter, a high concentration organic wastewater, so the BOD as well. The brewery wastewater treatment plants water is 3000, without regard to long-term development. Indicators in the raw sewage as: BOD concentration of 5500mg / L, COD concentration of 7200mg / L, SS concentration of 4175mg / L, PH .
The analysis of the process water is known to readily biodegradable no obvious toxic waste, can be two biological treatment to effluent standards. A process mainly uses physical method, used to remove suspended matter in sewage and inorganic. Mainly biological secondary treatment, including biological treatment in anaerobic UASB and aerobic biological treatment method in the SBR method can effectively remove sewage BOD, COD. The design process: Wastewater → grill→ advection sedimentation tank →regulation pool→ UASB reactor → SBR tank → water
Because of the effluent BOD values greater without treatment would cause enormous environmental pollution, and called for the treated effluent to strictly meet the national emission standards, namely: BOD ≤30mg / L, COD ≤ 150mg / L, SS ≤ 70mg / L, PH 6 ~ 9.
The whole process has a total investment of less good effect, simple process, covers an area of provincial, stable operation, low energy consumption
advantages.
Key words: Wine wastewater High concentration organic wastewater UASB SBR
目录
摘要 (I)
Abstract ...................................................... I I 目录........................................................ I V 第一章概述 (1)
研究目的与意义 (1)
经常使用污水的处置方式 (1)
拟选用的设计流程 (2)
UASB--SBR法流程 (2)
UASB--接触氧化工艺流程 (2)
估量处置成效 (3)
第二章废水处置构筑物设计与计算 (4)
格栅的设计计算 (4)
格栅的作用 (4)
格栅设计参数 (4)
设计计算 (4)
污水提升泵房设计 (7)
选泵前扬程计算 (8)
选泵 (8)
附属设施 (9)
平流沉淀池的设计与计算 (9)
初沉池的选择 (9)
设计参数及数据 (10)
设计计算 (10)
调剂池的设计与计算 (16)
设计参数的设定 (16)
设计计算 (16)
升温 (16)
潜污泵 (16)
搅拌 (17)
UASB反映器的设计与计算 (18)
设计说明 (18)
设计参数及数据 (18)
设计计算 (18)
SBR反映器的设计计算 (29)
设计参数 (29)
反映池设计计算 (31)
鼓风曝气系统设计计算 (32)
计量设备 (38)
计量设备的选择 (38)
设计参数 (38)
设计计算 (39)
第三章污泥部份遍地理构筑物设计计算 (42)
浓缩池的设计计算 (42)
设计参数 (42)
设计计算 (42)
机械脱水间的设计计算 (46)
脱水污泥量的计算 (46)
脱水机的选择 (47)
贮泥池设计计算 (47)
第四章废水处置厂布置 (50)
处置厂平面布置 (50)
处置厂高程布置 (50)
高程布置原那么 (50)
污水处置构筑物高程布置 (51)
污泥处置构筑物高程布置 (53)
第五章工程概预算 (55)
编制概预算依据的基础资料 (55)
估算范围 (55)
要紧参考文献 (59)
附录英文文献及翻译 (60)
结论 (78)
致谢 (79)
第一章概述
1.1研究目的与意义
黄酒是我国的民族特产，也称为（ricewine），属于酿造酒，活着界三大酿造酒（黄酒、和）中占有重要的一席。

酿酒技术独树一帜，成为东方酿造界的典型代表和表率。

其中以浙江为代表的麦曲稻米酒是黄酒历史最悠长、最有代表性的产品；山东老酒是北方黄酒的典型代表；福建龙岩沉缸酒、福建老酒是稻米黄酒的典型代表。

黄酒以大米、黍米为原料，一样酒精含量为14%—20%，属于低度酿造酒。

黄酒含有丰硕的营养，含有21种氨基酸，其中包括有特中未知氨基酸，而人体自身不能合成必需依托食物摄取8种必需氨其酸黄酒都具有，故被誉为“液体蛋糕”。

黄酒行业的迅速进展，同时也带来了环境污染问题的日趋严峻。

黄酒生产排出的废水有机物污染物含量高，耗氧量大，未经处置排入江河将严峻污染水体，给工农业生产、居民生活及水产养殖等造成严峻要挟。

其中废水污染物的成份大部份为可生化降解的有机物，低碳醇、脂肪酸含量大，这部份物质需经驯化方为生物所氧化。

废水中所含戊醇属高度阻抗物质，不能被生物氧化。

小剂量持续地侵入人体，通过相当长的时刻才显露出对人体的慢性危害或远期危害，乃至阻碍到子孙后代。

1.2经常使用污水的处置方式
目前全国各大厂家利用以下几种工艺处置黄酒废水：（1）厌氧-好氧-物化三级处理工艺；（2）好氧-物化二级处置工艺；（3）固态发酵工艺；（4）UASB-CASS工艺；（5）一体化曝气工艺。

其中UASB-CASS工艺对高浓度有机废水去除率较高，工艺简单，操作方便，且费用较低，适合季节性生产厂家。

1.3 拟选用的设计流程
1.3.1 UASB--SBR 法流程
因为只用UASB 处置黄酒废水，出水的COD 5仍然打不到废水排放标准，故将UASB 和SBR 两种处置单元进行组合，所形成的处置工艺突出了各自处置单元的优势，使处置流程简练，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置单元，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置时期的有机物量，因此降低了好氧处置时期的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处置进程的费用大幅度减少。

采纳该工艺既降低处置本钱，又能产生经济效益。

出水
泥饼鼓风机沼气
压滤液
浓缩池
进水格栅上清液平流沉淀池污泥脱水间调节池
图绍兴黄酒废水处置工艺流程
1.3.2 UASB--接触氧化工艺流程
该工艺处置成效好、操作简单、稳固性高。

上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的黄酒废水处置工艺具有处置效率高、运行稳固、能耗低、容易调试和易于每一年的从头启动等特点。

只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种，就能够够保证污泥菌种的平稳增加。

整个工艺对COD 的去除率达%，对悬浮物的去除率达%～98%，该工艺
超级适合在黄酒废水处置中推行应用。

出水
接触氧化池泥饼沼气压滤液
浓缩池
进水格栅上清液平流沉淀池污泥脱水间调节池二沉池
图绍兴黄酒废水处置工艺流程
1.4 估量处置成效
设计排放废水量为3000m 3/d ，COD 7200mg/L ，PH 值约为6。

废水经处置后，要求达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准，其要紧水质指标见表。

表 废水水质及排放标准
项目
CODCr(mg/L) BOD 5(mg/L) SS(mg/L) pH 原水
1500～3000 800～1600 250～1200 5～11 排放标准 ≤100 ≤30 ≤70 6～9 注：该废水中的酵母、酒糟经过回收和综合利用，故COD 、BOD 含量降低。

第二章废水处置构筑物设计与计算
2.1格栅的设计计算
2.1.1格栅的作用
格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。

倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的入口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。

在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处置设施能正常运行。

2.1.2格栅设计参数
采纳细格栅，栅条间隙d=7mm=；
栅前水深h=；过栅流速v=s；
安装倾角α=60°；设计流量Q=3000m3/d=s。

2.1.3设计计算
图格栅计算草图
一、栅条间隙数
ehv
Sin Q n α
=
（2-1） 式中：
Q ------------- 设计流量，m 3/s ； α------------- 格栅倾角，°，取 α=60°； e ------------- 栅条间隙，m ； h ------------- 栅前水深，m ； v ------------- 过栅流速，m/s 。

318.303
.05.0007.0600347.0n ==⨯⨯︒
=
Sin
二、栅槽有效宽度
B=S(n-1)+en （2-2）
式中：
S -------------- 栅条宽度，m ，取S=10mm=； n -------------- 格栅间隙数； b -------------- 栅条间隙，m 。

B=×(31-1)+×31=
3、进沟渠道渐宽部份长度
m B B L 353.020tan 225.0507.0tan 2111 =︒
-=-=
α （2-3）
式中：
L-- 进沟渠道渐宽部份长度，m；
B -------------- 栅槽宽度，m；
B1 -------------- 进沟渠道宽度，m；
1
-------------- 进沟渠展开角，°，一样取用20°。

4、栅槽与出沟渠道连接处的渐窄部份长度
L2=L1/2=2= （2-4）
五、过栅水头损失
m 046 .0
60
sin
81
.9
2
3.0
007
.0
01
.0
42
.2
3
sin 2
2
3
4
2
3
4
0 1
=
︒
⨯
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
⨯
⨯
=
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
=
=α
β
g
v
b
s
k
kh
h
式中：
h1 ------- 过栅水头损失，m；
h0 ------- 计算水头损失，m；
k -------- 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一样k=3；
β-------- 系数，与断面形状有关，本次选择β=；
S -------- 格条宽度，m；
d -------- 栅条净隙，mm；
v -------- 过栅流速，m/s；
α-------- 格栅倾角，°。

六、栅槽总高度
取栅前渠道超高：h 2=； 栅前槽总高度：H 1=h+h 2=+=； 栅槽总高度：H=h+h 1+h 2=++=。

7、栅槽总长度
L=l 1+l 2+++1
45
H tg （2-5） =++++︒
+tg603
.05.0 =
八、每日栅渣量
1000
86400
1max ⨯⨯=
z K W Q W （2-6）
式中：
Q ----------- 设计流量，m 3/s ；
W 1 ---------- 栅渣量(m 3/103m 3污水)，取～,粗格栅用小值，细格栅 用大值，中格栅用中值，本次取W 1=103m 3污水； K 总----------- 污水流量转变系数，取 K 总=。

d m W /20.01000
50.186400
1.00347.03=⨯⨯⨯=
2.2 污水提升泵房设计
污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处置构筑物内畅通的流动，它由机械间、集水池、格栅、辅助间等组成，机械间内设置水泵机组和有关的附属设备，
格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还能够在必然程度上调剂来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，辅助间一样包括贮藏室，修理间，休息室和茅厕等。

2.2.1 选泵前扬程计算
设计流量为Q=3000m 3/d=125m 3/h=s ；
通过格栅的水头损失为，设进水管渠内水面标高为； 格栅后的水面标高为： 设集水池的有效水深为： 那么集水池的最低工作水位为： 所需提升的最高水位为；
集水池最低工作水位与所提升最高水位之间高差为：
==
出水管管线水头损失计算如下：
出水管Q=s ，选用管径为300mm 的铸铁管，v=s ，i=‰。

出水管线长度估为40m ，局部系数为8。

出水管管线水头损失为：
m g v iL h 15.081
.92493.08400013.022
2=⨯⨯+⨯=+=ξ （2-7）
泵站内的管线水头损失假设为，考虑自由水头为，那么水泵总扬程为：
H=+++=
2.2.2 选泵
依照流量Q=125m 3/h ，扬程H=。

拟选用型立式污水泵，每台水泵的流量为Q=140m 3/h ，扬程为H=。

选择集水池与泵房合建的圆型水泵房，考虑选用2台水泵，一用一备。

2.2.3附属设施
(1)本污水泵站为自灌式，不必引水装置；
(2)为了松动集水坑内的沉渣，从水泵的压水管上接出一根直径为50mm的钢管伸入集水坑中，按期将沉渣冲起，由水泵抽走；
(3)水泵间室内地面做成%坡度，机械间地板上设排水沟和集水坑，排水沟断面250mm×500mm，沿墙设置，坡度i=，集水坑直径为500mm，深700mm，在水泵吸水口周围接出50mm白铁管伸入集水坑，水泵在低水位工作时，将坑中污水抽走；
(4)本污水泵站的集水池利用通风管自然通风，在屋顶设置风帽，机械间进行自然通风，在屋顶设置风帽；
(5)起重设备选用电动葫芦。

2.3平流沉淀池的设计与计算
2.3.1初沉池的选择
初沉池去除可沉物和漂浮物，减轻后续处置设施的负荷，使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离成效，而且对胶体物质具有必然的吸附去除作用。

必然程度上，初沉池可起到调剂池的作用，对水质起到必然程度的均质成效。

减缓水质转变对后续生化系统的冲击。

本设计采纳平流式沉淀池，方便集水口处与调剂池合建，简单操作，占地较小，降低本钱。

平流沉淀池的特点：
一、平流式沉淀池的池型呈长方形，废水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。

在池的入口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，偏向贮泥斗。

二、平流式沉淀池具有对冲击负荷和温度转变的适应能力较强，施工简单，造价低的优势；适用于地下水位较高及地质较差的地域；适用于大、中、小型污水处置厂。

2.3.2 设计参数及数据
1、每格长度与宽度之比不小于4，长度与深度之比采纳8~12；
2、采纳机构排泥时，宽度依照排泥设备确信；
3、池底纵坡一样采纳~；采纳多斗时，每斗应设单独排泥管及排泥闸阀，池底横向坡度采纳。

4、刮泥机的行进速度为~min ，一样采纳~min 。

5、一样按表面负荷计算，按水平流速校核。

最大水平流速：初沉池为7mm/s ；二沉池为5mm/s 。

6、进出口处应设置挡板，高出池内水面~。

挡板淹没深度：入口处视沉淀池深度而定，不小于，一样为~；出口处一样为~。

挡板位置：距进水口为~；距出水口为~。

7、池子进水端用穿孔花墙配水时，花墙距进水端池壁的距离应不小于1~2m ，开孔总面积为过水断面积的6%~20%。

表 平流沉淀池进出水水质指标
2.3.3 设计计算
设计中采纳两组平流沉淀池，一备一用，N=1，平均设计流量Q=3000m 3/d ，即：
m d m KQ Q ax 33m 0521.0450030005.1==⨯== （2-8）
水质指标
COD BOD SS 进水水质 7200 5500 4175 去除率（%） 7 7 60 出水水质(mg/L)
6696
5115
1670
1、沉淀池表面积
'
q 3600
⨯=
Q A 式中
A--------------------沉淀池表面积，m 2； Q-------------------设计流量，m 3/s ；
q'-------------------表面负荷，m 3/(m 2 h)，一样采纳~(m 2 h)，采纳 q'=(m 2 h)。

275.932
3600
0521.0m A =⨯=
2、沉淀部份有效水深
t q '2h = （2-9）
式中
h 2----------------沉淀部份有效水深，m ；
t-----------------沉淀时刻，h ，一样~，设计中取t=。

3、沉淀部份有效容积
3'm 1.2836005.10521.03600t =⨯⨯=⨯⋅=Q V （2-10）
4、沉淀池长度
6.3t v ⨯⋅=L （2-11）
式中
L-------------沉淀池长度，m ；
v---------------设计流量时的水平流速，mm/s ，一样采纳s mm v /5≤，
设计中取v=5mm/s 。

m L 276.35.15=⨯⨯=
五、沉淀池宽度
m L A B 47.327
75.93===
（2-12） 六、沉淀池格数
设计中取沉淀池分格的每格宽度，即格数n 1=1。

7、校核长宽比及长深比
长宽比L/b=27/=>4 （符合长宽比大于4的要求，幸免池内水流产生短流现象）； 长深比L/h 2=27/3=9>8 （符合长深比8~12之间的要求）。

八、污泥部份所需容积
按去除水中悬浮物计算
6
022110)100(100
86400)(⨯--=
n p K T C C Q V γ （2-13）
式中
Q-------------平均污水流量，m3/s ；
C-进水悬浮物浓度，mg/L ，本设计中取C1=4175mg/L ；
C2-------------出水悬浮物浓度，mg/L ，一样采纳沉淀率%60~%40=η，本设计中取%60=η；
K 2-------------生活污水总转变系数，取K 2=1； γ-------------污泥容重，t/m 3，约为1；
P 0-------------污泥含水率，%；本设计中取P 0=95%，
T-------------两次清除污泥距离时刻，d ，一样采纳重力排泥时，T=1~2d 。

采纳机械刮泥排泥时，T=~，本设计中采纳机械刮泥，T=2h=；
36
43.1010
1)95100(11100
083.086400%)601(41750347.0m V =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=
9、污泥斗容积
污泥斗设在沉淀池的进水端，采纳机械排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为避免污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一样小于，污泥斗倾角大于60°。

︒-=60tan )(2/114a a h （2-14）
)(3
1
121241aa a a h V ++=
（2-15） 式中
h 4-------------污泥斗高度，m ； a-------------沉淀池污泥斗上口长，m ；
a-沉淀池污泥斗下口长，m ，一样采纳~，采纳a 1=。

m h 60.260tan )5.05.3(2/14=︒-=
3322110.43m m 35.12)5.05.35.05.3(60.23
1
>=⨯++⨯⨯=V
10、沉淀池总高度
H=h 1+h 2+h 3+h 4 （2-16）
式中
h-沉淀池超高，m ，一样采纳~，本设计取； h 3-------------缓冲层高度，m ，一样采纳；
h 5-------------污泥部份高度，m ，一样采纳污泥斗高度与池底坡底i=%的高度之和，即h 5=+（）=；
H=+++==
11、进沟渠道
沉淀池进水端设进沟渠道，接过来的DN300进水管从进沟渠道中部汇入，污水沿进沟渠道向双侧流动，通过潜孔进入配沟渠道，然后由穿孔花墙流入沉淀池。

111/H B Q v = （2-17）
式中
B-进沟渠道宽度，m ；取H 1=；
H-进沟渠道水深，m ，B 1：H 1一样~，取H 1=。

s m s m v /4.0/434.03.04.0/0521.01>=⨯=
12、进水穿孔墙
进水采纳配沟渠道通过穿孔花墙进水，配沟渠道宽，有效水深，穿孔花墙的开孔总面积为过水断面面积的6%~20%，那么过孔流速为
1
222n h B Q
V =
（2-18）
式中
B 2-------------孔洞的宽度，m ，取； h 2-------------孔洞的高度，m ，取； n-孔洞的数量，个，取8个。

s m V /434.08
15.01.00521
.02=⨯⨯=
13、出水堰
沉淀池出水通过出水堰跌落进入出沟渠道，然后汇入出水管道排走。

出水堰采纳矩形薄壁堰，堰后自由跌落水头~，堰上水深H 为
gH bH m Q 20= （2-19）
式中
m 0-------------流量系数，一样采纳； b-------------出水堰顶水深，m 。

gH 25.345.00521.0H ⨯⨯=
H=
出水堰后自由跌落采纳，那么出水堰水头损失为。

14、出沟渠道
沉淀池出水端设出沟渠道，出水管与出沟渠道连接，将污水送至调剂池。

s m s m v v /4.0/434.013>==
出沟渠道与进沟渠道是一致的，其宽度、水深一样。

出水管道采纳钢筋混凝圆管，管径DN300，管内流速v=s ，水力坡度i=‰。

15、进水挡板、出水挡板
沉淀池设进出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙，挡板高出水面，伸入水下，出水挡板距出水堰，挡板高出水面，伸入水下，在出水挡板处设浮渣搜集装置，用来搜集拦截的浮渣。

16、排泥管
沉淀池采纳重力排泥，排泥管直径DN300mm ，排泥管伸入污泥斗底部。

排泥管上端高出水面，便于清通和排气，排泥静水压头采纳。

17、刮泥装置
沉淀池采纳潜水式行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板伸入池底，刮泥机行
走时将污泥推入污泥斗内。

2.4 调剂池的设计与计算
2.4.1 设计参数的设定
设计流量h m d d Q K Q /5.187/m 4500/m 30005.1333==⨯==，本设计中取停留时刻T=12h ，调剂池超高h 1=，有效水深h 2=。

2.4.2 设计计算
1、调剂池的有效容积
3m 2250125.187=⨯==QT V （2-20）
2、调剂池尺寸 面积
324505
2250
m h V A ===
（2-21） 取长L=，宽B=；
池子总尺寸为：324503.55.215.21m H B L =⨯⨯=⨯⨯；
采纳铸铁管进出水，流量为4500 m3/d=52L/s 。

取管径为300mm ，流速V=s ，1000i=，出水管径与进水管径取相同的。

2.4.3 升温
由于调剂池后接入UASB 反映器，反映器采纳中温厌氧,因此废水应在调剂池内进行加热。

一样采纳铺设蒸汽管进行加热，可是黄酒废水生产进程中会产生大量剩余蒸汽，此处能够加以利用，在管线上增加一个互换器即可。

2.4.4 潜污泵
调剂池集水坑内设2台自动搅匀潜污泵，一用一备 水泵的大体参数：
型号为150QW100-40-30
水泵流量Q=200m3/h 扬程H=22m,
转速980 功率30kW
效率% 出口直径150mm
重量900kg
尺寸长宽为600mm⨯480mm，取装泵的槽为⨯；
水泵最低水位为距底387mm，高为525mm，取槽高为1500mm。

2.4.5搅拌
为避免污水中悬浮物的沉淀和使水质均匀，可采纳水泵强制循环进行搅拌，也可采纳专用搅拌设备进行搅拌。

水泵强制搅拌，是在调剂池底部设穿孔管，穿孔管与水泵压力水相连，用压力水进行搅拌。

水泵强制循环搅拌的优势是不需要在池内安装其他专用搅拌设备，并可依照悬浮物沉积的程度随时调剂压力水循环的强度；其缺点是穿孔管容易堵塞，检修也不太方便，阻碍利用。

因此，目前工程上常采纳潜水搅拌机进行搅拌。

依照调剂池的有效的容积，搅拌功率一样按1m3污水4~8W选配搅拌设备，该处置站取5W，调剂池选配潜水搅拌机的总功率为
5
2250=
⨯
=
11250
11
W25
kW
.
选配4台潜水搅拌机单台设备的功率为叶轮直径为620mm，叶轮转速为480r/min，型号为QJB4/12-620/3-480，三备一用。

将4台潜水搅拌机，别离安装在中间部位。

2.5UASB反映器的设计与计算
2.5.1设计说明
UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反映与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反映器。

它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反映器内的水力停留时刻较短，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，也不需在反映区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于治理，且不存在堵塞问题。

2.5.2设计参数及数据
一、参数的选取
设计参数选取如下：
Q=3000m3/d=125m3/h=s；
容积负荷（Nv）(m3·d)；
污泥产率kg COD；
产气率kg COD。

二、设计水质
表UASB反映器进出水水质指标
水质指标COD BOD SS 进水水质(mg/l) 6696 5115 1670
去除率（%）75 90 87
出水水质(mg/l) 1674
2.5.3设计计算
一、UASB反映器容积的确信
反映器有效容积
v N QS V 0
=
（2-22）
式中：
Q---------------UASB 反映器的进水流量，m 3/d ； S 0----------------进水有机物质量浓度，mg/l ； N v ---------------进水有机物容积负荷，kgCOD/m 3·d 。

依照酿酒废水容积负荷取值标准和进水浓度值，取容积负荷为m 3·d 。

39.20070
.10696
.63000m V =⨯=
二、要紧构造尺寸的确信
UASB 反映器采纳圆形钢混结构池子，布水均匀，处置成效好。

取水力负荷：q=[m 3/m 2·h] 反映器表面积
22505
.0125
m q Q A ===
反映器有效深度
m A V h 0.8250
9.2007===
采纳4座相同的UASB 反映器，那么
215.624250
4m A A == m A D 92.85
.62441
=⨯=
=
π
π
取D=
那么实际横截面积为：222
26.6394
1
4
m D A =⨯⨯=
=
ππ； 实际水力负荷：0.149.06.634/125/1<=⨯==A Q q m 3/m 2·h 。

3、配水系统 设计原那么
① 进水必需要反映器底部均匀散布，确保各单位面积进水量大体相等，避免短路和表面负荷不均；
② 应知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 易于观看进水管的堵塞现象，若是发生堵塞易于清除。

本设计采纳圆形布水器，每一个UASB 反映器设30个布水点。

每一个池子流量Q=125/4=h ；
查有关数据，对颗粒污泥来讲，容积负荷大于4m 3/(m 2·h)时，每一个进水口的负荷须大于2m 2；
即：布水孔个数n 必需知足242
>n
D π，即328.318
98
2
2
==⨯=
<
ππD n
取n=30个；
每一个进水口负荷 22
2
12.230
494m n
D a =⨯⨯=
=
ππ；
可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图：
图 UASB 反映器布水系统计算草图
① 内圈5个孔口设计 效劳面积：S 1=⨯= 折合为效劳圆的直径为：
m S 67.314.36
.10441
=⨯=
π
（2-23）
用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口 那么圆环的直径计算如下：
2
4
1
2
1S d =
π m S d 6.214.36
.10221
1=⨯=
=
π
② 中圈10个孔口设计 效劳面积： S 2=⨯=
合为效劳圆的直径为：
m
S S 36.614.3)
2.216.10(4)
(421=+⨯=
+π
那么中间圆环的直径计算如下：
2
)36.6(4
2
2
22S d =
-π
d 2=
③ 外圈15个孔口设计 效劳面积： S 3=⨯= 折合为效劳圆的直径为
m
S S S 0.914.3)
8.312.216.10(4)
(4321=++⨯=
++π
那么中间圆环的直径计算如下：
2
)9(4
3
232S d =
-π
d 3=
布水点距反映器池底120mm ；孔口径15cm 4、三相分离器设计 (1) 设计说明
UASB 的重要构造是指反映器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接阻碍气、液、固三相在反映器内的分离成效和反映器的处置成效。

对污泥床的正常运行和取得良好的出水水质起十分重要的作用，依照已有的研究和工程体会，三相分离器应知足以下几点要求：
沉淀区的表面水力负荷<h ；
三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采纳～；
沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，使污泥不积聚，尽快落入反映区内； 沉淀区斜面高度约为～；
进入沉淀区前，沉淀槽底裂缝的流速≤2m/h ； 总沉淀水深应≥； 水力停留时刻介于～2h ；
分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm 以上； 以上条件如能知足，那么可达到良好的分离成效。

(2) 设计计算
本设计采纳无导流板的三相分 ① 沉淀区的设计
沉淀器（集气罩）斜壁倾角：θ=50° 沉淀区面积：
222
59.6394
4
m D A =⨯=
=
π
π （2-24）
表面水力负荷：
)/(0.1)/(49.059
.634125
2323h m m h m m A Q q <=⨯==
（2-25） 符合要求 ② 回流缝设计
h 2的取值范围为~，h 1一样取； 取h 1=，h 2=，h 3=； 依据图中几何关系，
m h b 0.250tan 4
.2tan 31=︒
==
θ （2-26） m b b b 0.50.220.9212=⨯-=-=
式中
b-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，°；
h 3-------------下三角集气罩的垂直高度，m ；
下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v 1，可用下式计算：
h m h m b b Q S Q v /0.2/59.14
/4/1254
221
111<====ππ （2-27） 符合要求
式中
Q-反映器中废水流量，m 3/s ；
S-下三角形集气罩回流缝面积，m 2。

上下三角形集气罩之间回流缝流速V 2的计算：
V 2=Q 1/S 2 （2-28）
式中
S 2-------------上三角形集气罩回流缝面积，m 2；
CE-------------上三角形集气罩回流缝的宽度，m ，CE>，取CE=；
CF-------------上三角形集气罩底宽，m ，取CF=。

EH=CE ⨯sin50=⨯°=
EQ=CF+2EH=+⨯⨯°=
S 2=π(CF+EQ).CE/2=π+⨯2=
h m v /47.124
.214/1252== v 2<v 1<h 符合要求
确信上下集气罩相对位置及尺寸
BC=CE/cos50°=cos50°=
HG=(CF －b 2)/2=
EG=EH+HG=
AE=EG/sin40°=sin40°=
BE=CE ⨯tan50°=
AB=AE －BE=
DI=CD ⨯sin50°=AB ⨯sin50°=⨯°=
h 4=AD+DI=BC+DI=
h 5=
气液分离设计
由图可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必需重叠，重叠的水平距离（AB 的水平投影）越大，气体分离成效越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离成效的阻碍越小，因此，重叠量的大小是决定气液分离成效好坏的关键。

由反映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v a ，同时假定A 点的气泡以速度v b 垂直上升，因此气泡的运动轨迹将沿着v a 和v b 合成速度的方向运动，依照速度合成的平行四边形法那么，那么有：
AB
BC AB AD v v a b == （2-29） 要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是：
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=>AB BC AB AD v v a b 在消化温度为35℃，沼气密度g ρ=L ；水的密度ρ=m 3；
水的运动粘滞系数v=×10-4m 2/s ；取气泡直径d=
依照斯托克斯（Stokes ）公式可得气体上升速度v b 为
()μ
ρρβ182
d g v g b -= （2-23） 式中
vb-------------气泡上升速度，cm/s ；
g-------------重力加速度，cm/s 2；
β-------------碰撞系数，取
μ-------------废水的动力粘度系数，g/，μ=vβ
()h m s cm v b 06.27/752.095
.00072.01801.01015.1029.9941081.995.02
32==⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=- 水流速度
h m v v a 67.12==,
校核：
37.1847
.106.27==a b v v 99.178
.0556.1==AB BC 即
AB
BC v v a b > 故设计知足要求
图三相分离器设计草图
五、排泥系统的设计
每日产泥量为
=6696×××3000×10-3= kg MLSS/d
X
每一个UASB每日产泥量为
W=4= MLSS/d
可用300mm的排泥管，天天排泥一次。

六、产气量计算
每日产气量
G=3000×6696×75%××10-3 =7533 m3/d= m3/h
储气柜容积一样依照日产气量的25%～40%设计，大型的消化系统取高值，小型的取低值，本设计取38%。

储气柜的压力一样为2～3KPa，不宜太大。

7、加热系统设计计算
设进水温度为15°C ，反映器的设计温度为35°C 。

那么所需要的热量：
ηγ/)(v r F F H q t t d Q -= （2-24）
式中
Q H -------------加热废水需要的热量，KJ/h ；
d F -------------废水的相对密度，按1计算；
γF -------------废水的比热容，KJ/(kg ·K)；
q v -------------废水的流量，m 3/h
t r -------------反映器内的温度，°C ；
t-------------废水加热前的温度，°C ；
η-------------热效率，可取为。

Q H =⨯⨯(35－15)⨯125/=12352KJ/h
天天沼气的产量为7533m 3，其要紧成份是甲烷，沼气的平均热值为L 。

每小时的甲烷总热量为：（7533/24）⨯⨯=⨯ KJ/h ，因此足够加热废水所需要的热量。

八、加碱系统
在厌氧生物处置中，产甲烷菌最正确节pH 值是~，由于厌氧进程的复杂性，很难准确测定和操纵反映器内真实的pH 值，这就要和靠碱度来维持缓和冲，一样碱度要2000~5000mgCaCO 3/L 时，就会致使其pH 值下降，因此，反映器内碱度须维持在1000mgCaCO 3/L 以上，因为为保证厌氧反映器内pH 值在适当的范围内，必需向反映器中直接加入致碱或致酸物质，间接调剂pH 值。

要紧致碱药品有：NaCO 3、NaHCO 3、NaOH 和Ca(OH)2。