某制药公司800废水处理工程设计方案书--大学毕业设计论文.doc

安徽建筑大学环境与能源工程学院

工业废水处理工程设计大作业

作业名称：某制药公司800m3/d废水处理工程
专 业：建筑与土木工程
班 级：三班
姓 名：王涛
学 号：20153303021

2016年06月3日

目录
一、概述 4
1.1 项目背景 4
1.2 设计依据及设计目标 4
1.2.1 设计依据 4
1.2.2 设计目标 4
1.3 设计原则 4
1.4 设计范围 5
二、设计规模及进出水水质 5
2.1 污水来源 5
2.2 设计水量 5
2.3 设计进出水水质 5
三、污水处理系统工艺 6
3.1 水质特点分析 6
3.2 设计思路 6
3.3 污水处理工艺技术确定 6
3.3.1 物化处理工艺 6
3.3.2 生化处理工艺 7
3.4 制药废水处理工艺的选择与确定 10
3.5 各主要单元预期处理效果 10
四、主要处理构筑物及设备 12
4.1 格栅 12
4.2 调节池 12
4.3 水解酸化池 12
4.4 UASB反应器 13
4.5 接触氧化池 13
4.6 SBR反应器 13
4.7 污泥浓缩池 13
五、废水处理工艺的平面布置和高程布置 14
5.1平面布置 14
5.2高程布置 14
六、工程概算 14
七、计算书 15
1 格栅的设计计算 15
2 调节池的设计计算 17
3 水解酸化池 18
4 UASB反应器的设计计算 19
5 接触氧化池设计计算 22
6 SBR设计计算 23
7 污泥浓缩池的设计计算 25

一、概述
1.1 项目背景
某制药公司生产乙酰螺旋霉素产生的废水分两部分：一部分为高浓度溶媒分离水，颜色为黄褐色；另一部分为低浓度冲洗板框、滤布废水。
1.2 设计依据及设计目标
1.2.1 设计依据
《室外排水设计规范》
GB50014-2006
《给水排水工程构筑物结构设计规范》
GB50069-2002
《室外给水设计规范》
GB50013-2006
《建筑给水排水设计规范》
GB50015-2003
《城市工程管线综合规划规范》
GB50289-1998
《给水排水构筑物工程施工及验收规范》
GB50141-2008
《城镇污水处理厂污染物排放标准》
GB18918-2002
《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》
CJJ31-89
《工业企业总平面设计规范》
GB50187-1993
《安徽省市政工程单位估价表》（2000）

《安徽省建设工程造价咨询服务项目及收费标准》（2006）

1.2.2 设计目标
（1）经处理后确保达到排放标准
（2）工艺应是耗电省的节能技术
（3）污水站环境美观，与厂区总体规划相协调
（4）投资和运行费用较低
1.3 设计原则
（1）执行国家关于环境保护方面的政策、法规、规范及标准；确保污水达标排放；
（2）选择的处理工艺力求技术先进可靠、经济合理、高效节能，在确保污水达标排放前提下，最大限度减少工程投资和日常运行费用；
（3）选择的处理工艺应具有操作方便、易于维护的特点；
（4）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥以及废气，避免产生二次污染；
（5）选择先进、可靠、高效、运行管理方便、维修维护简便的污水处理设备；
（6）采用先进可靠的自动化控制技术，提高污水处理站的管理水平，保证污水处理站工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人的劳动强度；
（7）污水站整体设施与周围环境相协调；
（8）结合现场的环境条件，合理降低工程造价及系统的运行费用。
1.4 设计范围
本工程设计范围为污水处理工程内的工艺、设备、土建、电控及管道等工程内容，进站污水管和出站污水管仅包括污水站区域范围外1.0m。
以下工程内容不属于本方案设计范围：
（1）进入污水处理站的污水管、自来水管、供电电缆、通讯设施、处理后的排水管；
（2）土建工程暂按非不良地基进行设计（地基承载力按160Kpa考虑），若属不良地基，其处理费用（地基处理、降水措施、护坡等）另计；
（3）污泥运输车、化验设备等的购置；
（4）调试验收期间水、电、药剂等费用；
（5）调试期间以及运行期间的水质检测和环保验收费用。
二、设计规模及进出水水质
2.1 污水来源
污水主要来源于生产乙酰螺旋霉素产生的废水，分两部分：一部分为高浓度溶媒分离水，颜色为黄褐色；另一部分为低浓度冲洗板框、滤布废水。
2.2 设计水量
设计处理废水总量为800m3/d。
2.3 设计进出水水质
（1）设计进水水质
本工程设计进水指标见表2.1
：
表2.1 设计进水水质 单位：mg/L(pH除外)
污染项目
CODcr
BOD
SS
pH
污水
13000
6400
2200
6.5~8.5
（2）设计出水水质
本项目废水经厂区污水处理站处理后执行《发酵类制药工业水污染物排放标准》具体水质指标见表2.2：
表2.2 设计出水水质 单位：mg/L(pH除外)
污染项目
CODcr
BOD
SS
pH
污染物浓度
120
40
60
6~9

三、污水处理系统工艺
3.1 水质特点分析
废水呈间歇式排放，水质水量波动较大。本方案主要考虑溶媒分离水与板框清洗水混合后的废水治理
3.2 设计思路
根据该项目的废水水质特征、排放标准，确定废水处理工艺。本方案的设计思路如下：
（1）废水中含有较难处理的有机污染物，故污水处理前端设置预处理，主要进行开环断链，降解大分子有机物，并提高废水的可生化性。
（2）生化法处理能力大，运行费用低、工艺成熟，在废水处理中占有十分重要的地位，是去除COD的主要途径，因此本设计将设置生化工艺流程。
3.3 污水处理工艺技术确定
3.3.1 物化处理工艺
本方案考虑先采用经济有效的物化法对生产废水进行预处理，再进行生化处理。预处理阶段主要进行开环断链，提高废水的可生化性，并去除部分废水中的污染物。
污水处理的物化法有混凝法、化学沉淀法、氧化法、吸附法等等。混凝法为污水处理常用工艺，主要用于去除水中悬浮物；氧化法为向废水中加入氧化剂，改变废水中有机物的分子结构等，使难生物降解的物质转变为可生物降解；吸附法为利用多孔性的固体物质吸附水中污染物到固体物质表面，从而去除污染物的方法。
（1）混凝法
混凝法，是水处理的一种重要方法，用以去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质。大颗粒的悬浮固体由于受是重力的作用而下沉，可以用沉淀等方法除去。但是，微小粒径的悬浮固体和胶体，能在水中长期保持分散悬浮状态，即使静置数小时以上，也不会自然沉降。混凝的原理就在于投加各种药剂来破坏这种稳定，从而达到去除目的。
其基本原理是：废水中的微小悬浮物和胶体粒子很难用沉淀方法除去，它们在水中能够长期保持分散的悬浮状态而不自然沉降，具有一定的稳定性。混凝法就是向水中加入混凝剂（例如PAC、PAM等）来破坏这些细小粒子的稳定性。首先使其互相接触而聚集在一起，然后形成絮状物并下沉分离的处理方法。前者称为凝聚，后者称为絮凝，一般将这二个过程通称为混凝。具体地说，凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微小絮粒的过程，而絮凝是使微絮粒通过吸附、卷带和架桥而形成更大的聚体的过程。然后通过沉淀的方法除去。
（2）芬顿氧化
芬顿试剂是亚铁离子(Fe2+)和过氧化氢(H2O2)进行化学氧化的废水处理方法。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，也称芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。
芬顿氧化法可有效地处理含DMF等有机物的废水以及用于废水的脱色、除恶臭。反应方程式如下：
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+HO·
Fe3++H2O2+HO-→Fe2++H2O+HO·
Fe3++H2O2→Fe2++HO2+H+
HO2+ H2O2→H2O+O2↑+ HO·
3.3.2 生化处理工艺
（1）SBR
SBR的全称是序批式活性污泥法，这种污水处理技术是运用间歇式曝气的方法来运行活性污泥。工艺的主要在SBR反应器中主要完成进水、反应、沉淀、排水和闲置等。SBR工艺与传统的活性污泥法相比的不同之处在于：在一个构筑物中完成生物降解和沉淀分离两个过程。反应器采用缺氧混合和曝气反应反复交替进行运行使得该工艺具有良好的脱氮除磷性能。
SBR工艺的主要优点如下：
（a）构造简单，节约基建和运行费用：同池进行曝气沉淀，省去二沉池等；
（b）多种运行方式，满足不同处理需求：运行过程中各阶段可自由调节；
（c）处理效果好，对不同水质有较强的适应性；
（d）反应器中底物浓度高，产泥量低；
SBR工艺的主要缺点如下：
（a）容积利用率低；
（b）设备复杂使得运行费用较高；
（c）反应器内流量不稳定，有较大的水头损失。
（2）厌氧水解酸化工艺
厌氧水解酸化可有效防止生化过程中产生的污泥膨胀，缓冲调节进水水质和水量的冲击负荷，使中间体废水中某些难降解物和有色物质转化，从而提高处理系统的COD去除率及脱色率。好氧处理产生的污泥全部回流到厌氧生化段，使污泥进行厌氧消化，减少系统的剩余污泥量。为了保持池内有一定的生物量，需内挂弹性立体填料。
（3）生物膜法
在相同运行条件下，生物膜系统处理效果优于活性污泥系统，其CODcr，BOD5和油脂去除率分别可达97%，99%和82％，出水水质可达废水综合排放二级标准。曝气生物滤池（BAF）用于污水二级处理后的深度处理，与传统的活性污泥法相比，曝气生物滤池中活性微生物浓度高，反应器体积小，抗冲击负荷强，耐高温，不发生污泥膨胀，出水水质高；但是水头损失大，对进水SS的要求高，产泥量略大，污泥稳定性较差。
（4）厌氧生物滤池
厌氧生物处理法主要用于处理高浓度有机废水。在制药中间体废水的处理中使用很多种改进了的方法，针对废水的各种处理工艺的特点不同、处理对象的特点不同，各种厌氧法的处理效果也有所不同。与好氧法相比，厌氧法在获得同样高的BOD5去除率条件下具有成本低，产生的淤泥少、稳定、易脱水，占地面积小，操作方便，且产生的甲烷可作为燃料再利用等优点。但废水中含有的氨氮浓度较高，再加上厌氧分解有机物过程产生的氨氮较多。
（5）生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，主要由曝气鼓风机和专用曝气器组成,生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点：
a)由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；
b)由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；
c)剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。
（6）上流式厌氧污泥床(UASB)
UASB 即上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed)反应器，反应器工作时，污水 经过均匀布水进入反应器底部，颗粒污泥（污泥絮体）在上升的水流和气泡作用下处于悬浮状态。反应器下部是浓度较高的污泥床，上部是浓度较低的悬浮污泥层，有机物在此转化为甲烷和二氧化碳气体在反应器的上部有三相分离器，沼气与水、污泥进入三相分离区分离，污泥回流入污泥区，沼气收集利用，水溢流外排。UASB的COD负荷较高，反应器中污泥浓度高达100—150 g/L。
特点和优势
a）COD去除效果高，可达50%～80%；
b）分离效果好，并考虑到泡沫和浮渣的影响及清除；
c）模块式组装结构，便于安装，施工工期短；
d）采用工程塑料，防腐性能好，使用寿命长；
e）不会发生废水短路等现象，防止酸败的发生；
f）易观察到进水管布水情况，当堵塞被发现后易被清除。
单纯采用好氧或厌氧处理法很难达到排放的标准要求。为达到较好的出水水质，实际应用中需要进行各种工艺结合处理，构成组合工艺
3.4 制药废水处理工艺的选择与确定
拟采用UASB+好氧接触氧化+SBR联合处理工艺处理该中间体废水。设计采用的废水处理工艺流程如下图3所示
图3 工艺流程图
废水先通过格栅，去除颗粒较大的悬浮物，然后进入调节池，根据pH值情况，投加碱进行中和，调节废水的pH 值至6.0~9.0 之间。出水进入UASB反应器去除大部分有机物后在水解酸化池中发生反应，将未去除的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，好氧接触氧化池中发生好氧反应进一步去除有机物。出水进入SBR反应器去除部分氨氮和COD。沉淀污泥、生化剩余污泥经污泥脱水后外运，填埋处理。
3.5 各主要单元预期处理效果
本工艺设计主要构筑物处理效果如下表3所示：

表3 各主要处理单元预期处理效果一览表
处理单元
指标
CODCr
（mg/L）
BOD
（mg/L）
SS
（mg/L）
调节池
进水（mg/L）
13000
6400
2200
出水（mg/L）
11700
5760
1760
去除率（%）
10%
10
20
水解酸化池
进水（mg/L）
11700
5760
1760
出水（mg/L）
9360
4032
1408
去除率（%）
20
30
20
UASB
进水（mg/L）
9360
4032
1408
出水（mg/L）
1404
806
774
去除率（%）
85
80
45
接触氧化池
进水（mg/L）
1404
806
774
出水（mg/L）
421
151
580
去除率（%）
70
70
25
SBR
进水（mg/L）
421
151
580
出水（mg/L）
63
22
58
去除率（%）
85
85
90

四、主要处理构筑物及设备
4.1 格栅
栅条间隙数n：7；
栅条宽度S：10mm；
栅槽总长度L：1.67m；栅槽宽度B：0.13m；
栅后槽总高度H：0.4m；每日栅渣量W：0.021m3/d。
采用人工清渣，定时清洗格栅。
格栅共设两组，按一组工作设计，一组工作，一组备用。
4.2 调节池
池数：1座；
有效容积：400m3；有效水深：4.0m；
尺寸：L×B×H=10m×10m×4.3m；
调节时间：12h；
池底设集水坑，以坡度i=0.01的坡度水流向集水坑，内设潜污泵。
集水坑的尺寸： 1m×1m×0.5m。
配套设备：设置型号为WQ6-22-1.5型潜污泵污水提升泵3台，2用1备，N=1.5kW。
4.3 水解酸化池
池数：1座；
有效容积：167m3；
有效水深：5m；
尺寸：L×B×H=8.2m×4.1m×5.5m；
停留时间：5h

4.4 UASB反应器
反应器：2座；
有效容积：936m3；
有效水深：5m；
尺寸（单座）：Φ5.5m×12.3m；
停留时间：31.2h。
4.5 接触氧化池
池数：2座；
有效容积：165 m3；
有效水深：3m；
尺寸（单座）：L×B×H=5.5m×5m×5.2m；
主要设备：选用型号为Y225M-6的三叶罗茨鼓风机3台,两用一备，额定曝气量3×26.2 m3/ min，N=2×30kW。
4.6 SBR反应器
每周期处理水量367m3 反应器个数n =2；
周期时间8小时；
进水时间2小时；
曝气时间4小时；
沉淀时间1.5小时；
排水时间0.5小时；
反应器总容积625m3；
反应器尺寸（单池）L×B×H=5m×3m×6.5m；
主要设备：选用型号为Y160M1-2的鼓风机4台，N=11kW，额定曝气量4×7.9 m3/ min。
XB-1800型旋转式滗水器4台。
4.7 污泥浓缩池
尺寸：直径4.06m，高度4.5m；
池数：2座；
有效水深：3.9m；
浓缩时间：12h；
主要设备：HHX-20型桁架式虹吸式刮泥机1台，功率为0.75kW。
五、废水处理工艺的平面布置和高程布置
5.1平面布置
（1）布局不能过于松散，减少水处理工艺的占地面积和管线连接的长度，便于设备的工作和运行管理。
（2）充分利用地势，尽量使得土方挖填平衡来减少填挖土方量，减少施工费用；
（3）各构筑物间管线连接应尽可能简单，尽量避免交错交叉，并考虑工程施工、设备检修的方便；此外，超越管道的设置也很有必要，以便于构筑物和工艺设备等停产检修时为保证必要的废水处理量而采取的备用措施。
（3）构筑物布置时应注意进出口朝向和当地风向
5.2高程布置
（1）水利计算时，应选择一条距离最长且水头损失最大的流程进行计算，并适当留有余地，以防止水头不够而造成涌水现象，影响工艺处理系统的正常运行；
（2）计算水头损失时，以最大流程作为构筑物与管渠的设计流量；
（3）高程计算时，常以受纳水体的最高水位作为起点，以便使处理后的废水能够自流排出；
（4）在高程布置和平面布置时，都应注意废水流程和污泥流程的相呼应，尽量减少提升污泥量，并考虑污泥处理设施排出的废水能够自流进入泵站集水池或其他废水处理设施。
六、工程概算
此处理工艺的建设投资包括处理工程中各构筑物、污泥处理各构筑物、其他附属建筑物、工程管线、道路、绿化等。在进行投资估算时，根据地方或者国家的市政工程费用定额，按照单体构筑物、厂区总平面工程等进行第一部分工程费用计算。在获得第一部分工程费用的基础上，按照相关定额规定，计算得到第二部分工程费用，第二部分费用包括设计费、安装调试费和员工培训费用，二者相加即可得到工程总投资。该废水处理工艺工程总投资估算如表5所示。
表5 废水处理工程总投资估算
序号
工程或费用名称
估算价格（万元）
合计
（万元）
土建工程
安装工程
设备购置
工具购置
其他费用
一
第一部分工程费用
116.8
2
37.5
44

200
1
污水处理工程
191

191
（1）
隔栅
1

1
（2）
调节池
11.2

11.2
（3）
UASB反应器
39.7

39.7
（4）
水解酸化池
10.8

10.8
（5）
好氧接触氧化池
22.9

22.9
（6）
SBR反应器
31.2

31.2
2
污泥处理工程
6.6

6.6
（1）
污泥浓缩池
4.6

4.6
（2）
污泥脱水车间
2

2
3
附属建筑物
0

2

2
（1）
绿化带
0

2

2
4
总平面工程
10

10
5
生产辅助设备

40

40
二
第二部分费用

50
50
三
预备费用

100
100
四
工程总投资

350

七、计算书
1 格栅的设计计算
（1）最大设计流量:

（2）栅条间隙数n

式中： n——栅条间隙数，个；
α——格栅倾角，取α=20°；
b——栅条间隙，采用细格栅，取0.01m；
h——栅前水深，设h=0.1m；
v——过栅流速，取v=0.6m/s
则
（3）格栅宽度 B

式中：S——栅条宽度，取0.01m
（4）进水渠道渐宽部分的长度l1
设进水渠宽B1=0.10m；渐宽部分展开角度a1=20°

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度l2

（6）通过格栅的水头损失
设栅条断面为栅条形状选用迎水、背水均为半圆形的矩形(β=1.67；K=3)

式中：h0——设计水头损失，m;
ξ——形状系数，
K——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用k=3;
g——重力加速度，取g=9.81m/s2
则：
过栅水头损失
（7）栅前槽总高度H
设栅前渠道超高，则
栅后槽总高
栅前槽总高
（8）栅槽总长度L

（9）每日栅渣量

式中：W1——单位体积污水栅渣量，细格栅取0.1；
Kz——污水流量总变化系数，取1.74
格栅的日栅渣量为：W=0.021<0.2m3/d
宜采用人工清渣
2 调节池的设计计算
本设计水力停留时间取18h。
调节池容积计算三种方式：
①小时流量×日最大变化系数（1.4）×停留时间
②水量的30-40%，最多40-50%
③V=QT
对于调节池而言，体积过大，对水质水量的调节效果较好，但造价和投资成本较高；体积过小，则混合效果不理想。
（2）调节池水深确定：
调节池水深可设置在1.5m-5m之间。太深，则混合效果不好；太浅，则调节池造价过大。本设计有效水深设置为4m，超高取0.3m，故总高度为4.3m
（3）调节池尺寸的确定
①设计参数：
水力停留时间T=12h
设计流量Q=800m3/d=33.33m3/h
②调节池有效容积
V=QT=33.33×12=400m3
③调节池水面面积
调节池有效水深为h=4m，超高0.3m。调节池水面面积为A=V/h=100m2
调节池的尺寸为
3 水解酸化池
①水解池的容积

式中 Q—设计流量，m3/h；
HRT—水力停留时间，h，取HRT=5h
水解酸化池分为一座，设池宽为2m，有效水深为5m，超高0.5m。按长宽比2:1设计，则水解池池长为4m。水解酸化池尺寸为
②水解池上升流速核算
反应器的高度确定后，反应器的高度与上升流速之间的关系如下

式中 v—上升流速，m/h；
H—反应器高度，m；
HRT—水力停留时间，h。

③配水方式
采用穿孔管布水器（分支式配水方式），配水支管出水口距池底200mm，位于所服务面积的中心；出水管孔径为20mm（一般在15～25mm之间）。
④出水收集
出水采用钢板矩形堰
⑤排泥系统设计
采用静压排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。
污泥排放采用定时排泥，每日1～2次。另外，由于反应器底部可能积累颗粒物质和小砂砾，需在水解池底部设排泥管。
4 UASB反应器的设计计算
（1）反应器所需容积及主要尺寸的确定
（a）设计参数
容积负荷（Nv）4.0kgCOD/(m3·d);
污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD
产气率0.5m3/kgCOD
COD去除率65%
（b）UASB反应器的有效容积
对于中等浓度的废水，一般情况下，有机容积负荷率是限制因素，反应器的容积与废水量、废水浓度和允许的有机物容积负荷去除率有关。设计容积负荷为Nv=4.0kgCOD/(m3·d)，则UASB反应器的有效容积为：

式中： V有效——反应器有效容积，m³；
Q——废水流量，m³/d；
SO、Se——进、出水COD浓度kgCOD/m3
Nv——容积负荷,取4.0kgCOD/(m3·d)
(c)UASB反应器的形状尺寸
将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好。
假设反应器有效水深h=5m
则反应器横截面积S

式中：——反应器横截面积，m2；
共设4座圆形UASB反应器，现在采用一座圆形UASB反应器
则反应器的直径D

式中：D——反应器的直径，m；
S——反应器横截面积，m2
则，UASB反应池的尺寸为：
则实际横截面积S实

实际水力负荷q实

对于颗粒废泥，水力负荷q=0.1~0.9 m3/(m2·h)，故符合要求。
（d）采用公壁建造矩形池比圆形池经济，单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2:1以下较合适。取池长L=7m，池宽B=4m，则
单池截面积 ；总截面积
（e）设计反应器总高 H=5.3m（超高0.3m）
单池总容积
反应池总容积
（f）水力停留时间

水力负荷
对于颗粒废泥，水力负荷q=0.1~0.9 m3/(m2·h)，故符合要求。
（2）三相分离器构造设计
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
（a）沉淀区设计
根据一般设计要求，沉淀区水力表面负荷应小于0.7m3/（m2·h），沉淀室底部进水口表面负荷一般小于2.0 m3/（m2·h）。
本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置4个集气罩，构成4个分离单元，则每池设置4个三相分离器。三相分离器长度B=5m，每个单元宽度b=L/b=7/4=1.75m，沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即93.6m2。沉淀区的表面水力负荷为：
，符合设计要求。
（b）回流缝设计
设上下三角形集气罩斜面水平夹角α=55°，取h3=1.0m；

式中b——单元三相分离器的宽度（m）
b1——下三角形集气罩底宽（m）
h3——下三角形集气罩垂直高度（m）
b2——相邻两个下三角形集气罩之间水平距离（m）

可保证良好的固液分离效果
式中V1——下三角形集气罩之间废泥回流缝中混合液上升流速（m/h）
——下三角形集气罩回流缝的总面积（m2）
n——三相分离器的单元数（个）
设b3=CD=0.3m

式中V2——上三角形集气罩下端与下三角形集气罩水平距离的回流缝中水速（m/h）
a2——上三角形集气罩回流缝总面积（m2）
b3——上三角形集气罩回流缝宽度(m)
（c）气液分离设计

设AB=0.5m，则

校核气液分离：
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
设沿AB方向水速:

气泡上升速度

；
满足，所以可脱去的气泡。
（d）三相分离器与UASB高度设计
h2为集气罩以上覆盖水深，取0.5m

UASB反应器有效水深5m，沉淀区高1.75m，废泥区高2m，悬浮区高1.25m，超高0.3m。
5 接触氧化池设计计算
采用氧化池两座
（1）氧化池有效容积（填料层体积）

（2）废水停留时间

取停留时间11小时
（3）氧化池总面积A
取有效水深（填料层高度）h3=3m，则

（4）氧化池总长L
取氧化池总宽为B=5m，则

（5）反应池总高

式中h1——超高（m）
h2——填料层上部水深（m）
h4——配水区高（m）
（6）曝气系统
采用隔膜曝气头，用量n′=2.5个/m2水面，额定工作风量g为2~3m3/(个·h)，则曝气头数量（个）
（7）理论供风量
按汽水比为19m3/ m3估算
G=G0Q=19 ×3000=57000m3/ d=2375m3/h
6 SBR设计计算
（1）反应池运行周期各工序
反应器个数=2，周期时间t=8h,周期数=3，每周期处理水量
V=HRT·Q=8×33.33=266m3
每周期分为进水、曝气、沉淀、排水4个阶段。
其中进水时间
根据滗水器设备性能，排水时间
MLSS取3600mg/L, 污泥界面沉降速度：
曝气滗水器高度，安全水深，沉淀时间为

曝气时间：
反应时间：
初期沉淀速度

则：

（2）反应池容积
SBR 反应池容积，可按下式计算：

式中：V——反应池有效容积，m3；
Q’——每个周期进水量，m3，每个周期进水量为；
So——反应池进水氨氮含量，mg/L，300 mg/L；
LS ——反应池的氨氮污泥负荷，（kgMLSS·d），
取0.05kgNH4-N/（kgMLSS·d）；
X——反应池内混合液悬浮固体（MLSS）平均浓度，kgMLSS/m3
取3.6kgMLSS/m3；
TR——每个周期反应时间，h。

设计SBR池2座，单座池体容积为312.5m3，池体有效水深为4m， SBR单池长度9m，宽8.7m，超高0.5m。
（3）校核总停留时间
，符合要求HRT在20h~30h之间。
（4）需氧量
（a）有机物氧化需氧量O
kgO2/d=10.69kgO2/h
式中：a——去除每1.0kgNH3-N的需氧量，kgO2/kgNH3-N,取a=4.57；
S0,Se——进水NH3-N与出水NH3-N，kg/m3；
Q——进水量，m3/d。
（b）平均供气量
(m3/h)
Gsmax=1.9×Gs=1.9×240=450(m3/h)
（5）滗水器设计
本设计采用XB-1800型旋转式滗水器。
设计滗水量：Q=15m3/h，滗水深度：H=2m；滗水时间t取2h
7 污泥浓缩池的设计计算
（1）计算污泥浓度C(kg/m3)
进泥含水率：P1=99.2%；出泥含水率：P2=97%；污泥浓度：1000kg/m3。
进泥浓度：C1 = (1- P1)×1000 = 8(kg/m3)
出水浓度：C2 = (1- P2 )×1000 = 30(kg/m3)
（2）浓缩池面积A(m2)
取污泥通量M=30kg/(m3·d)
流入浓缩池的总污泥量Q

Q=Q1+Q`=10.8+50=60.8m3/d

（3）直径D(m)

（4）浓缩池深度H(m)
（a）污泥浓缩区高度h1
取停留时间T=12h，则
(m)
（b）池底坡度造成的深度h4

（c）泥斗深度h5
取泥斗上部直径r1=1.4m，下部半径r2=0.6m；α=60°
h5=(r1-r2)tan60°=(1.4-0.6)tan60°=1.38m
(m3)
有效水深H1
取超高h2=0.3m，缓冲层高h3=0.5m
H1=h1+h2+h3=1.86+0.3+0.5=2.66(m)
污泥浓缩池总高度H
H=H1+h4+h5=2.66+0.0225+1.38=4.06(m)
(5)浓缩后污泥体积