目录

1.进水水质

2.设计规范

3.工艺比较

4.工艺的确定

5.工艺的计算       

5.1格栅的设计与计算

5.2平流式沉砂池的设计与计算

5.3初沉池的设计与计算

5.4厌氧池的设计与计算

5.5UASB反应池的设计与计算

5.6生物接触氧化池的设计与计算

5.7气浮池的设计与计算

6.1气浮浓缩池的设计与计算

7高程计算及选泵

柠檬酸综合废水处理工艺设计

1.进水水质

 2.设计规范

第二类污染物最高允许排放浓度（1998年1月1日后建设的单位）（单位：mg/L）

去除率的计算

BOD₅的去除率

COD的去除率为

SS的去除率为

3.工艺比较

3.1由于BOD/COD=61.2%，可生化性好，所以选用生物处理技术。

3.2由于进水的COD很高，达到8500mg/L，故选用厌氧生物处理技术。厌氧生物处理技术包括：化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触、上流式厌氧污泥床反应器、分段厌氧处理、厌氧膨胀床和厌氧流化床、厌氧生物转盘、两相厌氧法。

3.2.1厌氧生物滤池：

①处理能力较高，池内可以保持很高的生物浓度，不另设泥水分离设备，出水SS低，设备简单，操作方便

②滤料费用高，滤料易堵，滤料没有简单的清洗方法。

因此，悬浮固体高的污水不适用此法。

3.2.2UASB的优点：

   ①构造简单巧妙，运行管理方便。

   ②反应器内可以培养厌氧颗粒污泥，维持很高的生物量。

   ③UASB反应器对各类废水有很大的适应性。

   ④能耗低，产泥量少，还能产生生物能­—沼气。

3.2.3厌氧接触法：从厌氧反应器排出的混合液中污泥附有大量的气泡，在沉淀池中易于上浮到水面而被水带走，固液分离不佳。

3.2.4厌氧膨胀床和厌氧流化床：能耗大。

3.2.5厌氧生物转盘：工程造价高。

综上所述：厌氧处理应选用UASB。

3.3为达到《污水排放标准》（GB8978—1996）中的一级标准，厌氧处理法后面还需好氧生物处理。在此选择生物接触氧化法。

生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理技术，兼有他们的特点，具有以下优点：

①具有较高的容积负荷

②不需污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理方便。

③由于生物固体多，水流属完全混合型，故对水质水量骤变有较强的适应能力。

④生物接触氧化池有机负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产率低。

3.4为保证后续构筑物的正常运行，需进行预处理，需要格栅，沉砂池，初沉池等预处理构筑物。

4.工艺的确定

5.工艺计算

5.1格栅的设计与计算

格栅的设计就是用来截留污水中较大较粗的、漂浮物和悬浮物。

5.1.1每日栅渣量W：

①根据柠檬酸废水的水质，单位体积污水栅渣量W₁取0.05。

②由于柠檬酸废水的水量比较稳定，故污水流量总变化系数K₂取1.2。

    

＞0.2     故选用机械格栅。

5.2.2格栅槽总宽度B：

①根据柠檬酸废水的水质可以设计中格栅，格栅净间隙b=20mm

②由于选用的是机械格栅，故格栅安装倾角

③污水流经格栅的速度取m/s，栅前水深h取h=0.2m。

④栅条宽度取S=10mm

格栅槽总宽度

5.2.3过栅水头损失

①格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，取

②栅条形状取迎水、背水面均为半圆形的矩形

5.2.4栅后槽的总高度H：

①栅前水深

②格栅前渠道超高一般取0.3m

5.2.5格栅的总长度L：

①进水渠道宽度，进水渠道渐宽部位的展开角度

②进水渠道渐宽部位的长度

③格栅槽与出水渠道连接外的渐窄部位长度

    则

若设计曝气沉砂池

5.2曝气沉砂池沉砂池的设计与计算:

沉砂池的设计目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。

5.2.1总有效体积

①最大设计流量时停留时间：

②总有效体积

5.2.2池断面面积A

①最大设计流量时的水平流速；②池断面面积

5.2.3池总宽度B

①有效水深一般取②池总宽度

5.2.4尺长L

，因为＜1-1.5

所以不符合曝气沉砂池的设计要求，应设计平流沉砂池。

5.2平流式沉砂池的设计与计算

5.2.1沉砂部分的长度L

①最大设计流量时的速度取②最大设计流量时的停留时间取

③沉砂池沉砂部分长度

5.2.2水流断面面积

5.2.3池总宽度B

①设计有效水深取②池总宽度

5.2.4贮砂斗所需的体积V

①食品废水的沉砂量一般取②排砂时间间隔取

③污水总流量变化系数

④

5.2.5贮砂斗各部分尺寸的计算

①设贮砂斗底宽，斗壁与水平面的倾角为；

②贮砂斗的高度取

则贮砂斗的上口宽为

③设斗的形状为方形斗，则下口，上口

④贮砂斗的容积为

5.2.6贮砂室的高度

假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，

则

5.2.7池总高度H

①池的超高一般取

②

5.2.8核算最小流速

①最小流量时工作沉砂池的数目取

②最小流量时沉砂池中过水断面面积

③＞最小流速

符合设计要求

5.3初沉池的设计与计算       

考虑沉淀效率和占地面积，在此选用斜管沉淀池

5.3.1沉淀池表面积A

①-表面水力负荷，可按普通沉淀池表面水力负荷的2倍取，在此取

②0.91-斜板面积利用系数  ③-池数，在此取2个

④沉淀池表面积

每座斜管沉淀池的表面积为，取长为，则宽为

5.3.2池内停留时间：

①斜管上部清水区高度，一般取，②斜管自身垂直高度一般取

③停留时间，取SS沉淀效率为80%

5.4厌氧池的设计与计算

水解酸化池可以作为独立的一级厌氧生物处理工艺，也可以作为二相厌氧生物处理工艺的第一相，目的是改善污水的可生化性，降低后续生物处理负荷，提高后续处理工艺的稳定性和效果。

5.4.1消化区的有效容积

①消化时间去      ②污水的设计流量

水解酸化池的有效容积为

有效水深取，，取尺长，池宽                    

取超高0.4m，设计池深6.4m，填料与池底上方0.4 m，填料有效深度5m。

BOD的去除率可达60%    SS的去除率可达75%

5.5UASB的设计与计算

5.5.1池体体积的设计

①容积负荷取

②进水有机物浓度取

池体体积为：

取UASB反应池的有效高度为：，则面积为

取四座UASB反应器，则每座UASB反应器的面积为

单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形的长宽比为时，最合适

取每座UASB反应池的长度为，宽度为   

5.5.2三相分离器的设计与计算

三相分离器应同时具有一下两个功能：能收集从分离器下的反应室产生的沼气及使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。

5.5.2.1沉淀区的设计

三相分离器的沉淀区的设计同二沉池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积与水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。

设计应满足以下要求

①  沉淀区的水力表面负荷应小于

②       沉淀器斜壁角设为，使得污泥不致积累，尽快落入反应区内

③       进入沉淀区前，沉淀槽底缝的流速

④       总沉淀水深应大于

⑤       水力停留时间在

5.5.2.2回流缝的设计

在集气罩之间回流缝处过水断面最小，脱气相分离器由上下两组重叠的三角形集气罩组成，根据几何关系可得，其中下三角形集气罩底的宽度，是下三角形集气罩斜面水平夹角取，是下三角形集气罩的垂直高度，取，则，设三相分离器的宽度，保护水层高度取

则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（污泥回流缝之一）

反应器的三相分离器单元数取，反应器的宽度，则下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速

上三角形集气罩下端与下三角形集气罩斜面之间的水平距离的回流缝，水流的上升流速为

（上三角集气罩回流缝的宽度取）

5.5.2.3气液分离设计

由三相分离器构造可知，欲达到良好的气液分离效果，上下两组三角形集气罩测斜边下端必须有一定的重叠。重叠的水平的距离越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小。重叠量一般应达到10~20。

5.5.2.4进水配水系统的设计

采用一管多孔的布水方式，沿尺长反向布5根长度13.5进水管，每根管之间的中心距为，配水孔径18，孔距1.6，每根布水管距离池底0.22，孔径向下，连续进水。

5.5.2.5出水系统的设计

采用锯齿形出水堰，出水渠宽度常采用，高度20，每个反应器设置5个出水堰，保证出水均匀。

5.5.2.6沼气产量计算

假设沼气产量按计算

则

假设UASB对COD的去除率为90%。

5.6接触氧化池的设计与计算

5.6.1生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）V

①进水BOD的量为

②出水BOD的量为

③填料容积负荷取

④有效体积

5.6.2生物接触氧化从的总面积和池数

①填料层高度取

②总面积为

③取接触氧化池数目

④每座池子的面积，长度取，宽度取

5.6.3池深的设计

①池子超高取  ②填料层上水深取

③填料至池底的高度一般取

则池深为

5.6.4有效停留时间

5.6.4供气量与空气管道系统的设计

生物接触氧化法的供气量不仅要满足微生物降解污染物的需氧量而且要满足氧化池的混合强度，故取   供气量为

每座池子需要的空气量   取空气流过干管的流速为  则干管直径为，取

每座池子设置9根穿孔管，取空气流过穿孔管的流速为  则穿孔管的孔径为

  取

穿孔管孔眼直径取，孔眼空气流速  则每个孔眼通过的气量为

    则每根穿孔管上的孔眼数

个

5.7气浮池的设计与计算

采用部分回流加压溶气气浮法，部分回流加压溶气气浮流程是将部分澄清液进行回流加压，入流废水则直接进入气浮池。对溶气及减压释放过程有利。

5.7.3.1理论上释放的空气量A的计算

①空气密度取  

②在一定温度下，一个大气压时的空气溶解度取

③容气压力取④加压容气系统的容气效率取

⑤加压溶气水的流量取

⑤则减压至常压时释放的空气量

5.7.3.2气浮的悬浮固体干重

①气浮处理的废水量取②废水中的悬浮固体浓度取

③悬浮固体干重

则气固比为

5.7.3.3溶气罐的设计与计算

溶气罐直径的计算：

①对于填料罐取

②

溶气罐高度的计算：

①  罐顶、罐底封头高度取

②  布水区高度取

③  贮水区高度取

④  填料层高度取

溶气罐高度

5.7.3.4气浮池的设计与计算

①接触室水流的上升流速取

②接触室的表面积

接触室的长取，则接触室的宽为

③分离室表面负荷取

⑤       分离室的表面积

气浮池的长度取，则气浮池的宽为

气浮池分离室的分离时间取

   超高取   则池深为

气浮池有效容积为

气浮池实际容积为

池内总停留时间为：

6.1污泥量的计算

①初沉污泥量：可根据污水中悬浮固体浓度、去除率、污水流量及污泥含水率

②剩余活性污泥量（活性污泥法）

剩余活性污泥量以VSS计：

接触氧化池剩余污泥

 UASB产生剩余污泥量为：

  

总污泥量为

因此设计一个的集泥井

尺寸为

6.2气浮浓缩池的设计

6.2.1气浮池表面积的计算

污泥的性质：含水率99%，泥温20℃   污泥量为

要求：污泥含固率达5%    压力溶气罐的表压为

取污泥负荷为  污泥密度为

则气浮浓缩池的表面积为

取长度为，宽度为

6.2.2回流比的计算

根据经验气固比取0.02       采用填料的压力罐

20℃时，空气的饱和溶解度为

流入的污泥浓度为

  即  解得

则回流水量为

溶气罐净体积为（不包括填料）按溶气水停留计算

以水力负荷校核气浮池面积

    符合设计要求

7.高程布置    根据平面布置，计算各构筑物间的水损，进行构筑物高程设计。各构筑物间的管道按满流设计，计算沿程水损和局部水损。

①沿程水损：   式中为计算管段长度，为水力坡度

②局部水损：     式中，为局部阻力系数，弯头阻力系数为0.35，三通为1.3。      管径取  本设计流量为7200

  各构筑物及附属构筑物的相对高程

泵的扬程为：   取为

流量为：

所以选泵的型号为：IS125-100-200   转速为1450 四台（三用一备）