味精废水处理环境工程课程设计

第1章绪论
味精生产过程中所排放的废水量大，尤其是味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有“五高一低”的特点，是一种治理难度很大的工业废水。

由于不能有效地治理味精废水，不少味精厂被列入全国重点污染源 3000 家单位之列。

味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题。

目前国外都还没有成熟的成套技术应用于生产实践。

主要的问题是一次性投资过大，或者日常运行费用过高,大多数味精厂无法承受,不得不长期维持超标排放的现状。

但面对环境的日益恶化，国家制定了严格的排放标准，味精生产企业在面对现状的同时，需要及时改进味精废水处理工艺，引进新技术。

在味精废水中含有许多宝贵的资源，厂家可以根据废水中所含物质不同，对废水进行分析和适宜的处理工艺。

因此，根据味精废水的特点，必须采取切实有效的措施，对其进行综合治理。

在减小废水对环境造成污染的同时，回收废水中的菌体蛋白，取得一定的经济效益和环境效益。

根据某味精厂废水特点及地理特征，并考虑环保、经济，特设计了气浮-UASB-SBR和气浮-UASB-接触氧化法两个方案，并做出比较选择。

1.1 设计基础资料
某味精厂位于华东某市，该厂采用硫酸冷冻等电法制取味精。

生产车间实行三班制，水量变化较大，日排水量为2500 m3/d。

建设单位提供场地基本平坦，设计围350×350米，东西长，南北宽；此外，附近还有大块农田可征用。

污水自场地东北角流入，流入点管底标高为-1.30m(±0.00m以生产车间室地坪为准)。

处理后污水要求由场地东南角排出，排出点标高在-1.20米。

气象资料：
年平均气温：15.90C；
极端最高气温：35.00C；
极端最低气温：-5.00C；
最热月月平均气温：32.50C；
最冷月月平均气温：-0.520C；
全年平均降水量：750mm。

1.2 水质水量和处理要求
该废水排放量为2500 m3/d，水量变化较大，处理后水质要求达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)中(新扩改企业)一级标准，进水水质和排放标准见下表1。

表1 进水水质和排放标准
1.3 设计有关依据及规
1、本工程执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)中(新扩改企业)一级标准；
2、可行性研究报告的批准文件和工程建设单位的设计委托书。

3、厂家提供的设计文件及基础资料数据；
4、《快速给排水设计手册》，中国建筑工业，1994；
5、《给排水设计手册》（第五册：城市排水、第六册：工业排水），中国建筑工业，1986。

第2章总体设计
2.1 设计方案的选择与确定
本项目污水处理的特点：污水的BOD/COD>0.3, 可生化性很好，污水的各项指标都比较高，含有大量有机物，非常有利于生物处理。

同时淀粉废水中含有大量的蛋白，可以用气浮工艺分离提取。

根据水质情况及同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用厌氧与好氧相结合的方法来处理，废水首先经过气浮处理，去除大部分悬浮物，特别是蛋白质；然后经过厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷，获得能源—沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，在进行好氧处理后达标排放。

气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面上面实现固液或液液分离的过程。

气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒（固体或液滴）附着以及上浮分离等连续步骤。

它是近几年发展起来的一种技术，在工业废水及生活污水处理方面得到广泛应用。

在众多的厌氧工艺中选用上流式厌氧污泥床(USAB)，它在处理高浓度有机废水方面与其它生物处理相比具有以下几大优点：
（1）成本低。

运行过程中不需要曝气，比好氧工艺节省大量电能。

同时产生的沼气可作为能源进行利用。

产生的剩余污泥少且污泥脱水性好，降低了污泥处置费用。

（2）反应器负荷高，体积小，占地少。

（3）运行简单，规模灵活。

无需设置二沉池，规模可大可小，较为灵活，特别有利于分散的点源治理。

（4）二次污染少。

通过以上分析及废水水质水量情况，拟采用“气浮—UASB—SBR 法”和“气浮—UASB—接触氧化法”两套工艺进行比较。

两种工艺从技术上来说，都能达到预期的处理效果，而且工艺简单，污泥处理的难度小，在技术上都是可行的，且都为成熟工艺，但是气浮—UASB—SBR法要比气浮—UASB—接触氧化法管理简单，避免了产生二次污染，适合此污水处理管理技术水平现状。

综合以上对比分析，本工程以采用气浮—UASB—SBR方案工艺方案作为最终方案。

2.2 工艺流程说明
2.2.1 工艺流程图
气浮+UASB+SBR法污水及污泥处理工艺流程
2.2.2 流程说明
该味精废水处理工艺由提取蛋白、厌氧生物处理和好氧生物处理3部分组成。

提取蛋白采用气浮分离技术，淀粉生产车间的废水流过格栅，先去除大的悬浮物，然后进入集水井，集水井的废水泵入气浮池提取蛋白饲料，湿蛋白饲料经烘干制成干蛋白饲料。

气浮分离后的废水流入调节沉淀池，以调节水量并沉淀去除部分悬浮物。

厌氧生物处理采用UASB技术，调节沉淀池废水用泵压入UASB 进行厌氧生物处理，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罐、气水分离器、脱硫器处理后进入沼气储柜进行利用。

UASB出水自流进入预曝沉淀池，预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的悬浮物和H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。

好氧生物处理采用SBR技术，预曝沉淀池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。

调节沉淀池、UASB、预曝沉淀池、SBR等处理单元产生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥浓缩池，污泥经浓缩后进入污泥
脱水间进行机械脱水，产生的泥饼作为有机农肥外运。

污泥浓缩池
的上清液和污泥脱水间的压滤液排入集水井进行再处理。

第3章 工艺流程的计算
3.1 污水处理部分
3.1.1 格栅
1、设计说明
格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，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。

由于处理量不是很大，采用人工清渣。

结构为地
下钢混结构。

2、设计参数
Q=2500 m 3/d=0.029 m 3/s 设计流量==Q K Q Z max 1.3ⅹ0.029=0.04 m 3
/s 设格条间隙b=20mm ；栅前水深h=0.3m ；过栅流速v=0.9m/s ；安装
倾角α=600；栅条宽度s=10mm 。

3、设计计算
(1) 格栅的间隙数n ：
n=να
bh Q sin m ax = 9.03.002.060sin 04.00
⨯⨯⨯=7
式中 n -------格栅间隙数；
Q max ------设计流量，m ³/s ；
v -------过栅流速，m/s ；
h-------栅前水深，m ；
b -------格栅间隙，mm 。

α------格栅倾角,取α=60°。

(2) 栅槽宽度B
B=s(n-1)+bn=0.01×(7-1)+0.02×7=0.20m
式中 B -------栅条有效宽度，m ；
S-------栅条宽度，m ；
n -------格栅间隙数；
b -------格栅间隙，m 。

(3) 进水渠道渐宽部分长度
设进水渠道宽取B 1=0.10m ，渐宽部分展开角1α=200
L 1 =
11tan 2αB B -= 020tan 210.020.0⨯- = 0.14m 式中 1L ------进水渠道渐宽部分长度，m ；
B -- ----栅条有效宽度，m ；
B1------进水渠宽，m ；
1α-----渐宽部分展开角，取1α=20°。

（4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
L 2 = L 1/2 = 0.07m
（5） 过栅水头损失
采用栅条断面为矩形的格栅，取k=3，
h 1=kh 0=αξsin 22g v k =k ανβsin 2)(234g d s =︒⨯⨯⨯⨯⨯60sin 8.92)9.0()02.001.0(42.23234
=0.097 式中 1h -------格栅水头损失，m ；
0h ------计算水头损失，m ；
g -------重力加速度，m/s ；
k-------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般
采用3；
ζ-------阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的
计算公式和相关系数计算。

β-------取2.42
（6） 栅后槽总高度
取栅前渠道超高h 2=0.3m,栅前槽高1H =2h h +=0.3+0.3=0.6m
H= h + h 1 + h 2=0.3+0.097+0.3=0.7
式中 2h ------栅前渠道超高，2h =0.3m ；
h -------栅前水深，m ；
1H -----栅前槽高，m 。

(7) 栅槽总长度L ： =+
+++=αtan 0.15.0121H L L L 0.14+0.07+1.5+060
tan 6.0=2.06 （8）每日栅渣量W
取W1=0.05m 3栅渣/103 m 3污水
)/m3(13.010003.18640005.004.010********max d K W Q W z =⨯⨯⨯=⨯⨯= 式中 W-------每日栅渣量，)/m3(d ；
1W -------栅渣量，)/m3(d ；
z K ------总变化系数，取1.3
进水管标高-1.3m ，超高0.3m ，栅前水深0.3m ，栅前水面标高-
1.0m,栅前顶标高-0.7m ，栅后水面标高-1.1m 。

3.1.2集水井
1、设计说明
由于工业废水排放的不连续性，为了方便操作，减少施工工程量,
气浮池设在地上,所以在气浮池之前和格栅之后设一集水井，其大小
主要取决于提升泵的能力，目的是防止水泵频繁启动，以延长污水
泵的使用寿命。

具体设计时要选取适当的设计参数及合适的提升水
泵型号，以达到要求。

２、设计参数
设计水量:
水力停留时间：T=6h
水面超高取：h 1=0.5m
有效水深取：h 2= 4.5m
3、设计计算
集水井的有效容积：V=Q·T=104.2×6=625m 3
集水井的高度：H=h 1+h 2=4.5+0.5=5m 集水井的水面面积:A=V/h 2=625/4.5=139m 2，取140m 2
集水井的横断面积为：L×B=14×10(m 2)
则集水井的尺寸为：L×B×H=14×10×5(m3)
所以该池的规格尺寸为14m×10m×5 m3，数量为1座。

最高水位-1.9m，顶标高为-1.4m，池底标高为-6.4m。

在集水井中安装UHZ-50C型浮球式液位计一台，可自动控制提升水泵的启动和停止，即高水位时自动启泵，低水位时自动停泵，超高水位时双泵启动，同时连续跟踪显示水池液位。

4、泵的选择
提升流量Q=104.2 m3/h
扬程H=提升最高水位－泵站吸水池最低水位－水泵水头损失
=4-（-6.4）+2.5=12.9m
选用IS100-80-125型无堵塞自吸污水泵，它的作用是将集水井中的废水提升至气浮池中，设2台泵（1用1备），泵的出口安装电磁流量计进行水量计量。

提升泵参数：Q=120m3/h，H=16.5m，电动机功率为11Kw。

提升泵房设计尺寸：5m×4m×4.5m。

安装在地面。

3.1.3 气浮池
1、设计说明
由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。

本设计中气浮选取叶轮曝气气浮法。

其优点是气浮设备不易堵塞，适用于处理悬浮物浓度高的废水。

1-叶轮；2-盖板；3-转轴；4-轴套；5-轴承；6-进气管；7-进水槽；
8-出水槽；9-泡沫槽；10-刮沫板；11-整流板
叶轮气浮池
2、设计参数
设计水量Q=2500 m 3/d=0.029 m 3/s
气浮延续时间t=18min
叶轮圆周线速度u=11m/s
叶轮直径D=0.40m
3、设计计算
（1） 气浮池总容积
W= Qt α= 1.2×0.029×60×18=37.5 m ³ 取38 m ³ 式中 W -------气浮池的容积，m ³；
α-------放大系数，一般取1.1~1.4；
Q --------废水流量，m³/min，；
t---------气浮持续时间。

（2） 气浮池总面积
F =h
W 式中 F -------气浮池总表面积，m 2；
h -------气浮池的工作水深，m ，一般取1.5~2.0，最大不超
过3m 。

气浮池的工作水深h 可以通过下式计算： ρH
=h
式中 ρ-------气水混合物密度，kg/L ，一般取0.67kg/L ；
H --------气浮池中的静水压力，m ；
气浮池中的静水压力H 可以通过下式计算：
g
u H 22
ϕ=
式中 g --------重力加速度，2/s m ；
u --------叶轮的圆周线速度，m/s ，一般取10~15m/s ； ϕ--------压力系数，一般取0.2~0.3。

所以 g u H 22ϕ==)(54.18
.921125.02
m =⨯⨯
取ρ=0.67kg/L ，则工作水深为： ρ
H
=
h =
)(3.267
.054
.1m = 所以气浮池的总表面积 F=W/h=38/2.3=16.6 m 2
气浮池采用正方形，边长不宜超过叶轮直径的6倍，即l=6D ，则每个气浮池的表面积一般为f=36D 2 （3） 气浮池数目的计算m f=36D 2=36×(0.4)2=5.76 m 2
m=F/f=16.6/5.76=2.9 取m=3 式中 m --------气浮池个数； F ---------浮池总表面积，m 2； f ---------气浮池面积，m 2 （4） 叶轮设计与计算
叶轮吸入的水气混合流量 )1(601000q α-⨯=
m Q = )
35.01(3601000
60029.0-⨯⨯⨯⨯ = 14.9L/s
式中 q --------叶轮吸入的水气混合流量L/s ； α------曝气系数，一般取0.35；
Q 、m 同前。

叶轮转速计算 D u π60n =
= 4
.014.311
60⨯⨯ = 526 r/min 式中 n -------叶轮转速，r/min ； u -------叶轮的圆周线速度，m/s ； D ------叶轮直径，m 。

叶轮所需功率按下式计算： ηρ102q H N =
= 2
.01029
.1454.167.0⨯⨯⨯ = 0.75Kw 式中 N -------叶轮轴功率，Kw ；
η-------叶轮效率，一般取0.2~0.3。

气浮池分为3格，每格工作水深2.3m ，水面超高0.3m ，总高
度2.6m 。

梅格均采用正方形，边长为6D ，即2.4m ，则气浮池总长为2.4×3=7.2m ，宽度2.4m 。

选择叶轮直径为400mm ，转速526r/min ，功率为0.75Kw 。

3.1.4 调节池
1、设计说明
工业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。

由于淀粉废水中悬浮物（SS ）浓度较高，此调节池也兼具有沉淀的作用。

该池设有沉淀的污泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行。

其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。

此外，酸性或碱性污水在调节池里可中和。

采用半地下钢混结构。

2、设计参数 停留时间T=6h
设计水量：Ｑ=2500m 3/d=0.029m 3/s
有效水深h=4.5m
预计处理效果
3、设计计算 （1） 池子尺寸
池有效容积：V=QT=0.029×3600×6≈626m 3 取池总高H=5m ，其中超高0.5m ，有效水深h=4.5m 则池面积：A=V/h=626/4.5=139m 2 池长取L=15m ，池宽取B=10m 池子总尺寸为：L×B×H=15m×10m×5m （2） 理论上每日的污泥量：
d P C C Q W /m 301000
1
)96.01(1000)225700(2500)1(1000)(3010=⨯-⨯-⨯=--=
式中 W---------每日的污泥量，m 3/d ； Q-------- 设计水量，m 3/d ；
L
C 0--------进水悬浮物浓度，kg/m 3；
C 1--------出水悬浮物浓度，kg/m 3； P 0--------污泥含水率，%。

（3）污泥斗
污泥斗底采用500mm ×500mm ，上口采用4000mm ×4000mm ，污泥斗斜壁与水平夹角为600，则污泥斗高度 h 1=
060tan 2
1000
/500100/4000-=3.03m
污泥斗容积V 1 =2121(3
1S S S S h ++ )=1/3×3.03×(0.52+4.02+)0.45.022+ =20.48 m 3
20.48×2>30 所以采用两个这样的污泥斗。

（4）搅拌机
为防止污水中悬浮物的沉积和使水均匀，采用DQT055型潜水搅拌机进行搅拌，单台设备功率为5.5Kw ，叶轮直径为1800mm ，叶轮转速为42r/min 。

两用一备。

（5）污水泵
调节池集水坑设2台自动搅匀污水泵，一备一用。

水泵基本参数： 型号：QW120-130-20-15 水泵流量：130 m ³/h 出口直径：D=125mm 扬程H=20m 转速n=1450r/min 配电机功率：N=15KW
调节池规格为15m ×10m ×5m ，污泥斗采用2个底采500mm ×500mm ，上口4000mm ×4000mm ，深度为3.03m 。

采用DQT055型潜水搅拌机搅拌，QW120-130-20-15污水泵排水。

每天排泥一次。

3.1.5 UASB 反应器
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。

为了满足池厌氧状态并防止臭气散逸，UASB 池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设水封装置。

池所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。

2、设计参数 设计水质
3、设计计算
设计容积负荷为)/(103d m kgCOD N v ⨯= UASB 的有效容积30QS 250010.80.9
243010
v V m N ⨯⨯=
==有效 （1） UASB 反应器的形状和尺寸
工程设计反应器6座，槽截面为矩形。

反应器有效高度为h=7m ，则 横截面积22430
347h 7
V S m ==
=有效 单池面积2347
586
i S m =
= 设池长L=12m,则宽58 4.812
i S B m L =
==,取B=5m
设计反应器总高H=7.5m ，其中超高0.5m 单池有效反应容器：3406i i V S h m ==有效 单个反应器实际尺寸：1257.5450⨯⨯=m 3 总池面积：2586348i S S n m ==⨯=总 总有效反应器容积：3V n 40662436i V m ==⨯=有效有效
设计UASB 反应器规格为每个12×5×7.5m 3，数量为6。

（2） 水力停留时间（HRT ）及水力负荷率（r V ） 2436
23Q
104.2
V t h ==
=有效有效 33104.20.30m /()348
r Q V m h S =
==⨯总 据参考文献，对颗粒污泥，水力负荷()33r V 0.1~0.9m /m h =⨯，故符合要求。

（3） 三相分离器构造设计计算
a.沉淀区设计
根据一般设计要求，水流在沉淀室的表面负荷率
()'33q 0.7m /m h <⨯，沉淀室底部进水口表面负荷一般小于
()332.0m /m h ⨯。

本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置6个集气室，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。

三相分离器长度B=5m ，每个单元宽度L 12b 2.0m 66
=== 沉淀区的表面负荷率：
33104.2/60.30/()58
i i Q m m h S ==⨯ )/(26.033h m m ⨯<)/(7.033h m m ⨯,符合要求。

b.回流缝设计
单元三相分离器结构示意图
如图，设上下三角形集气罩斜面水平夹角∂为55︒，取3 1.2h m =； 3
10.84()tan55h b m =
=︒
212 2.020.840.32()b b b m =-=-⨯= 式中：1b ——下三角形集气罩底的宽度，m ； 3h ——下三角形集气罩的垂直高度，m ；
2b ——相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回
流缝之一），m ； b ——单元三相分离器的宽度，m.
回流缝计算示意图
下三角形集气罩之间缝隙b 2中的水流（不考虑气的影响）上升流速v 1的计算为：
21260.321223.04()a nb l m ==⨯⨯=
11104.2/60.75(/)23.04
i Q v m h a =
== 式中：1v ——下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流
速，m/h ；
1a ——下三角形集气罩回流缝的总面积，2m ； l ——反应器的宽度，即三相分离器的长度B ，m ； n ——反应器的三相分离器的单元数。

为使回流缝水流稳定，固液分离效果良好，污泥能顺利回流，一般12/v m h <。

上三角集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速，设3b =CD=0.35m
2232260.351250.4()a nb l m ==⨯⨯⨯= 22104.2/60.34(/)50.4
i Q v m h a =
== 式中：2v ——上三角集气罩下端与下三角集气罩斜面之间水平距
离的回流缝中水流的速度，m/h ； 2a ——上三角形集气罩回流缝的总面积，2m ； 3b ——上三角形集气罩回流缝的宽度，m 。

为了使回流缝和沉淀区的水流稳定，确保良好的固液分离效果和污泥回流，要求满足：h m v v /0.212<<。

c.气液分离设计 由上图可知：
CE=CDsin55︒=0.35sin550.29()m ⨯︒= CB=
0.29
0.50()sin35sin35CE m ==︒︒
设AB=0.5m ，则
240.62(cos55)tan55(0.5cos55)tan550.85()22
b h AB m =︒+
︒=︒+︒= 校核液气分离。

如上图所示，假定气泡上升流速和水流速度不
变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉淀区的必要条件是：
BC AB
b a v AD v AB >或。

沿AB 方向水流速度：104.2/6
1.0(/)20.29526
i a Q v m h CE B n ===⨯⨯⨯⨯⨯⨯
气泡上升速度：
()2
b l g g
v d 18βρρμ
=
⨯-⨯ l μνρ=
设气泡直径d=0.01cm ；35︒C 下，
()3l 33g 21.03g /cm ,
1.1510g /cm ,
0.0101cm /s,
0.95,
0.01011.030.0104g /cm s ρρνβμ-==⨯===⨯=⨯⎡⎤⎣⎦
由于污水动力黏滞系数值比净水的大，取0.02g /(cm s)⨯。

()32b 0.95981
v 1.031.15100.010.266(cm/s)9.58(m/h)180.02
-⨯=
⨯-⨯⨯==⨯
BC 0.62
1.24;AB 0.5== 9.589.581.00b a v v == b a v BC v AB
> 可脱去d 0.01cm ≥的气泡。

d.三相分离器与UASB 高度设计 三相分离区总高度2345h h h h -h =++
2h 为集气罩以上的覆盖水深，取0.5 m 。

3AF h /sin551.46(m)=︒=
DF AF-AD=1.46-0.5-0.41=0.55(m)= 5h DFsin 550.55sin 550.45(m)=︒=⨯︒= 2345h h h h -h =++=0.5+1.2+0.85-0.45=2.1
UASB 总高H=7.5m ，沉淀区高2m ，污泥床高2.5m,悬浮区高2.5m,超高0.5m 。

出水处于沉淀去处1m 处。

（4） 布水系统的设计计算
有资料知，颗粒污泥3v N 4kgCOD /(m d)>⨯，每个布水点服务2~52m ，出水口流速2~5m/s 。

配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设1根D=150mm 的总水管，20根d=50mm 的支水管，支管分别位于总水管两侧，同侧每两根支管之间的中心距为0.6m ，配水孔径取15mm ，孔距1m ，每根水管有12个配水孔，每个孔的服务面积21.022(m )⨯=，孔口向下。

总管流速22
104.2
0.41(/)360036000.15
Q u m s D ππ=
==⨯⨯ 布水孔2012240⨯=个出水流速为2m/s,则孔径计算为：
3.6()d mm =
==
本设计取10mm
布水管设置在离UASB 反应器底部200mm 处。

（5）排泥系统设计计算
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15VSS/L ，则6座UASB 反应器中污泥总量：
24301536450(/)ss G VC kg d ==⨯=
产泥量计算：
厌氧生物处理污泥产量取r 0.08kgVSS/kgCOD =。

流量Q=104.2h m /3
进水COD 浓度3010800/10.8/C mg L kg m ==
去除率E=90%
a.UASB 反应器总产泥
00.08104.22410.80.901945(/)X rQC E kgVSS d ∆==⨯⨯⨯⨯=。

b.据VSS/SS=0.8；19452431(/)0.8X kgSS d ∆=
=。

单池产泥2431405(/)66
i X X kgSS d ∆∆===。

c.污泥含水率为98%，当含水率>95%，取3s 1000kg/m ρ=，则 污泥产量32431122(/)1000(198%)
si W m d ==⨯-； 单池排泥量312220(/)6si W m d =
=。

污泥龄：3645015()2431
c G
d X θ===∆ 排泥系统设计：
在距UASB 反应器底部100cm 和200cm 高处，各设置两个排泥口，共4个排泥口。

排空时由污泥泵从排泥管强排。

反应器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。

排泥管选钢管D=200mm 。

（6）出水系统设计计算
出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。

出水是否均匀对处理效果有很大的影响且其形式与三相分离器及沉淀区设计有关。

出水槽设计：
对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有12条，槽宽0.2m 。

a) 单个反应器流量：3104.2/60.0048(/)36003600
i i Q q m s ===
b) 设出水槽槽口附近水流速度为0.2m/s ，则
槽口附近水深=/60.0048/60.020.20.2
i q m ua ==⨯ 取槽口附近槽深为0.20m ，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸12m 0.2m 0.2m ⨯⨯，出水槽数量为6座。

溢流堰的设计：
a. 出水槽溢流堰共有24条（122⨯），每条长12m ；设计90︒三角堰，堰高50mm, 堰口宽100mm ，则堰口水面宽50mm （堰上水头最小为25mm ）。

每个UASB 反应器处理水量4.8L/s ，查知溢流负荷为1~2L/(m s ⨯)设计溢流负荷
)/(0.1s m L f ⨯=，则堰上水面总长为： 4.8 4.8()1.0
i q L m f ===。

三角堰数量：'34.896()5010
L n b -=
==⨯个，取100个 b.堰上水头校核 每个堰出流率：3
534.810 4.810(/)100
i q q m s n --⨯===⨯ 按90︒三角堰计算公式 2.5q 1.43h = 则堰上水头：)(016.043.1108.443.154.0m q h =⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-。

c.出水渠设计计算
反应器沿长边设一条矩形出水渠，24条出水槽的出水流至此出水渠。

设出水渠渠口附近水流速度为0.2m/s 。

出水渠附近水深=0.04050.506()0.40.2
i q m u a ==⨯⨯ 以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.2+0.51=0.710.75m ≈ 离出水渠最远的出水槽到渠口的距离为13.85m ，出水渠长为
13.85+0.1=13.95m 。

出水渠尺寸：13.950.40.75
⨯⨯；向渠口坡度为0.001。

m m m
3.1.6 预曝沉淀池
１、设计说明
污水经UASB反应器厌氧处理后，污水中含有一部分具有厌氧活性的絮状颗粒，在UASB反应器中难以沉淀去除，故而使其在此曝气沉淀池中去除，由于经曝气作用，厌氧活性丧失，沉淀效果增强，同时在该沉淀池中没有沼气气流影响，因而沉淀效果亦增强。

另外，UASB出水中溶解氧含量几乎为零，若直接进入好氧处理构筑物，会使曝气池中好氧污泥难以适应，影响好氧处理效果。

通过预曝气亦可以去除一部分UASB反应器出水中所含的气体。

预曝沉淀池参考曝气沉砂池和竖流式沉淀池设计。

曝气利用穿孔管进行，压缩空气引自鼓风机房。

曝气后污水从挡墙下直接进入沉淀池，沉淀后污水经池周出水。

所产生的污泥由重力自排入集泥井，每天排泥一次。

采用半地下钢混结构。

２、设计参数
（1）设计水量：Q=2500m3/d=104.2m3/h=0.029m3/s
（2）设计水质：
表4-5 预计处理效果
项目COD BOD SS
进水水质(mg/L) 1080 480~576 210~245
（3） 预曝沉淀池，曝气时间30min ，沉淀时间2h ，沉淀池表面负荷
0.7～1.0m 3/(m 2.h)，曝气量为0.2m 3/m 3污水。

3、设计计算
（1） 有效容积计算
曝气区：V 1=104.2×0.5=52.1m 3
沉淀区：V 2=104.2×2.0=208.4m 3
（2） 工艺构造设计计算
曝气区平面尺寸为2×6.5m ×2.0m ，池高3.5m ，其中超高0.5m ，水深3.0m ，总容积为78m 3。

曝气区设进水配槽，尺寸6.5m ×0.3m ×0.8m ，其深度0.8m （含超高）。

沉淀区平面尺寸为6.5m ×6.5m ×2m ，池总高6.0m ，其中沉淀有效水深3.0m ，沉淀区总容积253.5m 3，沉淀池负荷为66.7/(6.5×6.5×3.0)=0.74 m 3/(m 2.h)，满足要求。

沉淀池总深度：H=h 1+h 2+h 3+h 4+h 5，其中，超高h 1=0.4m ，沉淀区高度h 2=2.0m ，隙高度h 3=0.2m ，缓冲层高度h 4=0.4m ，污泥区高度h 5=3.0m ，则H=6.0m 。

沉淀池污泥斗容积为：
32221222153.47)7.05.67.05.6(0.33
1)(31m a a a a H V i =⨯++⨯⨯=++= 总容积：V=2V i =94.6m 3
（3） 每天污泥产量（理论泥量）
预曝气沉淀池污泥主要因悬浮物沉淀产生,不考虑微生物代造成的污泥增量.
d m P C C Q V /7.71000
)96.01(1000)122245(2500)1(1000)(3021=⨯-⨯-=--= （4） 曝气装置设计计算
设计流量Q=104.2m 3/h ，曝气量为0.2m 3/m 3污水,则供气量为104.2×0.2/60=0.35m 3/min ，单池曝气量取0.18 m 3/min,供气压力为4.0～5.0mH 2O(1mH 2O=9800p a )。

曝气装置 利用穿孔管曝气,曝气管设在进水一侧。

供气管供气量0.36m 3/min ，则管径选DN50时，供气流速约为2m/s ，曝气管供气量为0.16m 3/min ，供气流速为2.0m/s 时，管径为DN32。

曝气管长6.0m ，共两根，每池一根。

在曝气管中垂线下侧开φ4mm 孔，间距280mm ，开孔20个，两侧共40个，孔眼气流速度为4m/s 。

（5）沉淀池出水渠计算
溢流堰计算 设计流量单池为52.1m 3/h ，即14.5L/s 设计溢流负荷2.0~3.0L/(m ·s)
设计堰板长1300mm ，共5块，总长6500mm.。

堰板上共设有900三角堰13个，每个堰口宽度为100mm ，堰高50mm ，堰板高150mm 。

每池共有65个堰，每堰出流率为q/n=14.5/65=0.22L/s
则堰上水头损失为：m q h 03.0)40
.11022.0()40.1(4.034.0=⨯==- 则每池堰口水面总长为：0.03×2×65=3.9m
校核堰上负荷为：14.5/3.9=3.72[L/(m •s)].符合要求。

(6) 排泥设计
预曝气沉淀池污泥贮存1~2天后，每天排泥一次，采用重力排泥，流入集泥井，排泥管管径为200mm 。

(7) 进水配水
为使预曝气区进水均匀，设置配水槽,配水槽长6.5m ，宽
0.3m ，深0.8m ，槽底设10个配水孔，每池5个，孔径φ100mm 。

3.1.7 SBR 池
１、设计说明
经UASB 反应器处理的废水，COD 含量仍然比较高，要达到排放标准，必须进一步处理，即采用好氧处理。

SBR 结构简单,运行控制灵活.本设计拟采用４个SBR 反应池，每个池子的运行周期为6h 。

2、 设计参数 项目
COD BOD SS 进水水质(mg/L)
810 384~461 105~122 去除率(%)
90 95 70 出水水质(mg/L) 81 19.2~23.1 31.5~36.6
① 污泥负荷率：N S 取值为0.15kgBOD 5/(kg MLSS . d)
② 污泥浓度和SVI ：污泥浓度采用3000mgMLSS/L ；污泥体积系数SVT 采用100
③ 反应周期数：SBR 周期数采用T=6h ，反应器1d 周期数：n=24/6=4
④ 周期的时间分配 反应池数N=4
进水时间：T/N=6/4=1.5h
反应时间：3.0h
静沉时间：1.0h
排水时间：0.5h
⑤ 周期进水量：3025.1564
246250024m N QT Q =⨯⨯==
（２）反应池有效容积：300160715
.0300043725.1564m XN S nQ V S =⨯⨯⨯== （３）反应池最小水量：Ｖmin=Ｖ1-Ｑ0=607－156.3=450.7m 3 （４）反应池中污泥体积
36611.18210
607300010010m V MLSS SVI V x =⨯⨯=⋅⋅= Ｖmin ＞Ｖx ，符合要求
（５）校核周期进水量
周期进水量应满足下式：
0Q ＜366425607)10
30001001()101(m V MLSS SVI =⨯⨯-=⋅-， 符合要求
（６）确定单座反应池的尺寸
SBR 的有效水深取7m ，超高0.5m ，则SBR 总高为7.5m SBR 的面积为：607/7=86.8m 2
设计SBR 反应池规格9.7×9×7 m 3
SBR 反应池最低水位为：450.7/(9.7×9)=5.2m
SBR 反应池的污泥高度为：182.1/(9.7×9)=2.1m
可见，SBR 最低水位与污泥泥位之间的距离为：5.2-2.1>0.5m 的缓冲层，符合要求。

(7) 鼓风机房设计
所以拟选用TSD-150鼓风机三台，二用一备，该鼓风机技术性能如下：转速n=1220r/min ，口径DN=200mm ，出风量19.8m 3/min ，出风升压53.9kPa ，电机功率N=30kW 。

鼓风机房平面尺寸12.5m ×6.0m ，鼓风机房净高6.5m 。

3.2 污泥处理
3.2.1 污泥量
淀粉工业废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：
（１）调节沉淀池，Q 1=30m 3/d ，含水率96%
（２）UASB 反应器，Q 2=122m 3/d ，含水率96%
（３）预曝沉淀池，Q 3=8m 3/d ，含水率96%
（４）SBR 反应器，Q 4=6m 3/d ，含水率96%
总污泥量：Q=Q 1+Q 2+Q 3+Q 4=166m 3/d
3.2.2 集泥井
为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设，在重力浓缩池前设置一集泥井，通过对集泥井的最高水位的控制来达到自流排泥，反应池的污泥可利用自重流入。

为半地下式，池顶加盖，由潜污泵抽送污泥。

（１）参数选取：停留时间T=6h ，设计总泥量Q=166m 3/d
采用圆形池子，池子的有效体积为：V=QT=166×6/24=41.5m 3 池子有效深度取3m ，则池面积为：A=V/3=13.8m 2
则集泥井的直径：m A D 2.414
.38.1344=⨯==
π 取D=4.5m 则实际面积A=15.9m 2
水面超高0.3m ，则实际高度3.3m
（2） 集泥井排泥泵
集泥井安装潜污泵1台，1用1备，选用150QW100-15-11型潜污泵，该泵技术性能为Q b =100m 3/h ，H b =15.0m ，电机功率11Kw 。

3.2.3污泥重力浓缩池
参数选取：固体负荷（固体通量）M 取30 kg/(m 3.d)；浓缩时间取T=24h ；设计污泥量Q=166 m 3/d ，浓缩后污泥含水率96% 浓缩后的污泥体积：V 1=V 0×(C 0/C)=166×[(1-98%)/(1-96%)]=83m 3/d
根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A ≥QC/M ， 式中 Q ─入流污泥量,m 3/d;
M ─固体通量,Kg/(m 3·d);
C ─入流固体深度(kg/m 3).
入流固体深度（Ｃ）的计算如下：43214321Q Q Q Q W W W W C ++++++=
W 1=Q 1×1000(1-96%)=1200kg/d
W 2=Q 2×1000(1-96%)=4880kg/d
W 3=Q 3×1000(1-96%)=320kg/d
W 4=Q 4×1000(1-96%)=240kg/d
那么，QC=W 1+W 2+W 3+W 4=6640kg/d=276.7Kg/h ，
C=6640/166=40kg/m 3
池子尺寸
浓缩池的横断面面积：A=QC/M=6640/30=221.3m 2
设计两座正方形污泥浓缩池，则每座边长为取B=11m 高度计算
停留时间，取T=24h ，则有效容积：V=QT=166m 3
有效高度：h 2=V/A=166/221.3=0.75m ，取h 2=1m ，超高
h 1=0.3m ，缓冲层高h 3=0.5m
污泥斗下锥边长0.7m,高度3m ，则池壁高：H 1=h 1+h 2+h 3=1.8m ，总高度：H=5.8m
澄清液量 V 2=Q-V 1=166-83=83m 3 3.2.4污泥脱水间。