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啤酒厂污水处理工艺步骤设计

摘 要

啤酒工业在中国迅猛发展同时，排出了大量啤酒污水，给环境造成了极大威胁。啤酒污水处理厂处理水量为5000,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为800mg/L ,COD浓度为1400mg/L ，SS浓度为350mg/L, Ph=6～10 。因该污水BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后排放水要严格达成国家二级排放标准,即：BOD ≤20mg/L ，COD ≤100 mg/L ，SS ≤70mg/L ，Ph=6～9。
本文分析了啤酒生产中污水产生步骤，污染物及关键污染起源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了污水治理工艺，提出了UASB+CASS组合工艺步骤。可将污水COD由1400 mg/L降至50～100 mg/L ，BOD从800mg/L降至20 mg/L以下，SS由350 mg/L降到70 mg/L以下，出水符合标准。
本设计工艺步骤为：
啤酒污水 → 格栅 → 污水提升泵房 → 水力筛 → 调整池 → UASB反应器 → CASS池 → 处理水
该处理工艺含有结构紧凑简练，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点。为啤酒工业污水处理提供了一条可行路径。含有良好经济效益、环境效益和社会效益。

关键词：啤酒污水 UASB CASS

Sewage Treatment Process Design of Beer Factory

Abstract

With the rapid development of brewery industry in China, more brewery wastewater is discharged, which endangers enviroment.
The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 5000, regardless of the specified future development. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 800 mg/L , the concentration of COD is 1400 mg/L , the concentration of SS is 350 mg/L，and pH is 6～10 . For the beer waste water's BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the two effluence standard in the country, which is as following: BOD ≤ 20 mg/L , COD ≤ 100 mg/L , SS ≤ 70 mg/L ,pH = 6～9 .
According to the product scale of beer brewery, the main standard of draining water\natural materials, and so on, the main process technology of the beer waste water disposal station is defined as UASB + CASS .Practice of project indicate, when COD of wastewater reduces from 1400mg/l to 50~100mg/l, BOD reduces from 800mg/l to 20mg/l, SS reduces from 350mg/l to 70mg/l, so that drains out can reaches the Standard.
The technological process of this design is:
Beer waste water → Screens → The sewage lift pump house → shuili shai → Regulates tank → Reaction tank of UASB → Tank of CASS → Treatment water
This technology of wastewater treatment has many traits. Such as, well-knit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity. Practice indicates that the composed craft has reliable function, its investment is little, and its running and management is uncomplicated.

Key words: beer waste water UASB CASS

目 录

摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1序言 1
1.1研究意义及目标 1
1.2研究目标和关键问题 1
1.3研究现实状况和内容 1
2工艺步骤选择及说明 2
2.1工程概况 2
2.1.1工厂概况 2
2.1.2设计依据..…………………………………...……………………………………..2
2.1.3设计范围 2
2.1.4设计标准 2
2.2污水处理工艺步骤 2
2.2.1建设规模 2
2.2.2设计原水水质指标 3
2.2.3设计出水水质指标 3
2.2.4处理工艺步骤选择 3
2.2.5处理工艺路线确实定 3
2.3关键处理构筑物设计及选型 4
2.4污水处理站总体部署 5
2.4.1部署标准 5
2.4.2管线设计 5
2.4.3部署特点 6
2.4.4高程部署 6
3工艺步骤计算……………………………………………………….………..…………………8
3.1啤酒污水处理构筑物设计和计算 8
3.1.1格栅 8
3.1.2集水池 11
3.1.3泵房 11
3.1.4水力筛 12
3.1.5 酸化调整池 13
3.1.6 UASB反应池 15
3.1.7 CASS反应池 24
3.2污泥部分各处理构筑物设计和计算 33
3.2.1集泥井 33
3.2.2污泥浓缩池 34
3.2.3 污泥脱水间 36
3.3构筑物高程计算 38
3.3.1污水构筑物高程计算 38
3.3.2污泥高程计算 40
参考文件 42
谢辞 43

1 序言
1.1研究意义及目标
鉴于啤酒污水本身特征，啤酒污水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业污水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出BOD值相当于14000人生活污水BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水SS，其污染程度是相当严重，所以要对啤酒污水进行一定处理。
1.2研究目标和关键问题
啤酒生产关键以大麦和大米为原料，辅以啤酒花和鲜酵母，经长时间发酵酿造而成。污水关键起源于麦芽制造、糖化、发酵、洗瓶及灌装等工序。啤酒污水富含糖类、蛋白质、淀粉、果胶、醇酸类、矿物盐、纤维素和多个维生素，是一个中等浓度有机污水，可生化性好。污水连续排放，水质水量有一定波动。
生产过程中产生污水关键起源于玉米洗涤浸泡等工艺过程。该污水含有污染物浓度较高、pH值低等特征，若不经处理直接排入水体中，会造成水体严重富营养化，破坏水体生态平衡，对环境造成严重污染。
1.3研究现实状况和内容
啤酒污水关键来自麦芽车间（浸麦污水），糖化车间（糖化，过滤洗涤污水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤污水），灌装车间（洗瓶，灭菌污水及瓶子破碎流出啤酒）和冷却水和成品车间洗涤水，办公楼、食堂、浴室生活污水等。工业污水关键含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，即使无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量溶解氧，对水体环境造成严重危害。啤酒污水水质和水量在不一样季节有一定差异，处于高峰流量时啤酒污水，有机物含量也处于高峰。中国啤酒厂污水中：CODcr含量为：1000～2500mg/L，BOD5含量为：600～1500 mg/L，该污水含有较高生物可降解性，且含有一定量凯氏氮和磷。 因为啤酒污水BOD/COD比高达0.5以上，全部含有良好生物可降解性能，处理方法关键选择生物氧化法。在生物氧化过程中，有些微生物如球衣细菌（俗称丝状菌）、酵母菌等虽能适应高有机碳、低N量环境，因为球衣细菌、酵母菌等微生物体系大、密度小菌胶团细菌不能在活性污泥法处理构筑物中正常生长，这也是早期活性污泥处理啤酒污水不理想关键原因之一。所以，早期啤酒污水在进行生物氧化处理时，通常采取生物膜法，通常可选择生物接触氧化法。生物接触氧化法利用池内填料聚集球衣细菌等微生物，使处理取得理想效果，所以啤酒厂污水处理站关键工艺提议采取生物接触氧化法。也可先采取厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。现在中国啤酒厂工业污水污水处理工艺，全部是以生物化学方法为中心处理系统。

2 工艺步骤选择及说明
2.1工程概况
2.1.1工厂概况
通常啤酒厂年产啤酒5～10万吨，生产污水关键为：麦芽、糖化、发酵、加工过程中原料浸出物、灌装车间污水及洗涤用酸碱污水。生产污水多为间歇排放，水量、水质改变大。现在，污水排至市政管网，但伴随国家对环境保护日益重视及对环境保护要求逐步提升，厂方在加大生产投入同时，对环境保护工作也日益重视，在增加经济效益同时，为发明愈加好环境效益和社会效益，树立良好企业形象。啤酒厂领导及相关部门领导必需决定新建生产污水处理工程。
2.1.2设计依据
1.中国污水综合排放标准（GB8978-1996）。
2.啤酒行业污水处理相关资料。
3.啤酒厂方提供基础资料。
2.1.3设计范围
本工程设计范围为：生产污水流入污水处理场界区始至全出理工艺步骤出水达标为止，其内部工艺单元全部工程内容，其中包含水工艺、土建、电气设备等专业内容。
2.1.4设计标准
1.严格实施国家环境保护局相关法规，按要求排放标准，使处理后污水各项指标达成甚至优于排放标准。
2．采取优异、合理、成熟可靠处理工艺，并含有显著环境效益、社会效益和经济效益。
3.工艺设计和设备选型能够在生产运行过程中含有较大灵活性和调整余地、能适应水质、水量改变，确保出水稳定，达标排放。
4.在运行过程中，便于操作管理，便于维修，节省动力消耗和运行费用。
2.2污水处理工艺步骤
2.2.1建设规模
经对啤酒厂污水处理工程中原水水质了解，本设计规模按日最大处理水量Q=5000m3/d 设计（包含处理站自用水排水量）。

2.2.2设计原水水质指标
CODcr=1400mg/L
BOD5=800 mg/L
SS=350mg/L
PH=6～10
2.2.3设计出水水质指标
CODcr≤100 mg/L
BOD5≤20 mg/L
SS≤70 mg/L
PH=6～9
2.2.4处理工艺步骤选择
厌氧—好氧处理技术是一个有效除去有机污染物并使其碳化技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度污水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺10%～15%；产泥量少，约为好氧处理10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。
厌氧法缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，所以常常需对厌氧处理后污水深入用好氧方法进行处理，使出水达标。常见厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器和其它反应器相比有以下优点：

表2-1 厌氧-好氧联合处理技术优点
厌氧
好氧
工艺
水解—好氧技术
节能效果显著，且BOD/COD值增大，污水可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提升处理效率，剩下污泥量少
UASB—好氧技术
技术上优异可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严

从表中能够看出厌氧—好氧联合处理在啤酒污水处理方面有较大优点，故啤酒污水厌氧—好氧处理技术是最好选择。
2.2.5处理工艺路线确实定
经过上述分析比较，本案选择厌氧—好氧处理。其工艺步骤图2-1所表示。
图2-1 啤酒污水处理工艺

啤酒污水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将污水提升至水力筛，然后进入调整池进行水质水量调整。进入调整池前，依据在线pH计pH值用计量泵将酸碱送入调整池，调整池PH值在6.5～7.5之间。调整池中出来水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生沼气被搜集到沼气柜。UASB反应器内污水流入CASS池中进行好氧处理，以后达标出水。来自UASB反应器、CASS反应池剩下污泥先搜集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，深入降低污泥含水率，实现污泥减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处理。
2.3关键处理构筑物设计及选型
关键设备见表2-2。

表2-2 关键设备一览表
序号
设备名称
型号、规格
单位
数量
1
机械格栅
HF-300 栅隙15mm
台
2
2
污水提升泵
100QW120-10-5.5
Q=30L/s H=10.0m N=5.5KW
台
3
3
固定过滤机
HS120
台
3
4
潜水搅拌机
QJB7.5/6－640/3-303/c/s
N=7.5KW
台
1
5
配水泵
150QW1100-15-11
Q=30L/s H=15m N=11.0KW
台
3
6
加药装置
AHJ-I
套
1
7
气水分离器
φ500×1800（H）mm
台
1
8
水封器
φ500×1200（H）mm
台
2
9
沼气贮罐
φ7000㎜×H6000㎜
个
1
10
鼓风机
DG超小型离心鼓风机
N=75.0KW
台
2
11
盘式膜片式曝气器
QMZM-300
根
423
12
滗水器
XBS—300 N=1.5KW
台
2
13
污泥提升泵
80QW50-10-3 N=3KW
台
2
14
带式压滤机
DYQ-1000
套
1

2.4污水处理站总体部署
2.4.1部署标准
（1）处理站构（建）筑物部署应紧凑，节省用地和便于管理。
① 池形选择应考虑降低占地，利于构（建）筑物之间协调；
② 构（建）筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间协调和总图协调。
③ 构（建）筑物部署除按工艺步骤和进出水方向顺捷部署外，还应考虑和外界交通、气象、人居环境和发展计划协调，做好功效划分和局部利用。
（2）构（建）筑物之间间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。
（3）管线部署尽可能沿道路和构（建）筑物平行部署，便于施工和检修。
（4）做好建筑、道路、绿地和工艺构筑物协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美形象。
具体做好以下部署：
① 污水调整池和污泥浓缩池应和办公区或厂前区分离；
② 配电应靠近引入点或电耗大构（建）筑物，并便于管理；
③ 沼气系统安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域；
④ 重力流管线应尽可能避免迂回曲折。
2.4.2管线设计
（1）污水管
① 进水管：原污水沟上截流闸板设置和进站控制闸板设计由啤酒厂完成。DN=500㎜。
② 出水管： DN400钢管或铸铁管，q=60L/s,v=0.92m/s, i=0.006。
③ 超越管：考虑运行故障或进水严重超出设计水量水质时污水出路，在UASB之前设置超越管，规格DN400铸铁管或陶瓷管，i=0.006。
④ 溢流管：浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%～1.0%，需深入处理，排入调整池。设置溢流管，DN150钢管，i=0.004。
（2）污泥管
UASB、CASS反应池污泥池均为重力排入集泥井，站区排泥管均选择DN200钢管，i = 0.02。
集泥井至浓缩池，浓缩池排泥泵贮泥柜，贮泥柜至脱水机间均为压力输送污泥管。集泥井排泥管DN200，钢管，v=1.0m/s。浓缩池排泥管，贮泥柜排泥管，DN200，钢管，v=1.0m/s。
（3）沼气管
沼气管从UASB至水封罐为DN100钢管，从水封罐向气水分离器及沼气柜为DN150，钢管，沼气管道逆坡向走管，i = 0.005。
（4）给水管
沿主干道设置供水干管200DN，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50， 镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均匀为DN32，镀锌钢管。
（5）雨水外排
依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。
（6）管道埋深
① 压力管道 在车行道之下，埋深0.7～0.9m，不得大于0.7m，在其它位置0.5～0.7m，不宜大于0.7m。
② 重力管道 由设计计算决定，但不宜小于0.7m（车行道下）和0.5m（通常市区）。
2.4.3部署特点
平面部署特点：部署紧凑，构（建）筑物占地面积百分比大。关键突出，运行及安全关键区域UASB放于站前部，引发注意，但未靠近厂区主干道。美化环境，集水井、调整池侧面、污泥储存池设于站后部。
2.4.4高程部署
污水处理工程污水处理步骤高程部署关键任务是确定各处理构筑物和泵房标高，确定处理构筑物之间连接管渠尺寸及其标高；经过计算确定各部位水面标高；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅流动，确保污水处理工程正常运行。
污水处理工程高程部署通常遵守以下标准：
(1).认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠水头损失；考虑最大时流量，事故流量增加，并留有一定余地；还应该考虑到当某座构筑物停止运行时，和其相邻其它构筑物及其连接管渠能经过全部流量。
(2).避免处理构筑物之间跌水等浪费水头现象，充足利用地形高差，实现自流。
(3).在认真计算并留有余量前提下，努力争取缩小全程水头损失及提升泵站扬程，以降低运行费用。
(4).需要排放处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选择水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选择常常出现高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间提升排放。
(5).应尽可能使污水处理工程出水渠不受水体洪水顶托，并能自流。处理装置及构筑物水头损失
(6).尽可能利用地形坡度，使污水按处理步骤在构筑物之间能自流，尽可能降低提升次数和水泵所需扬程。
(7).协调好站区平面部署和各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水数次提升。
(8).注意污水步骤和污泥步骤配合，尽可能降低提升高度。
(9).协调好单体结构设计和各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。

3工艺步骤计算
3.1啤酒污水处理构筑物设计和计算
3.1.1格栅
3.1.1.1设计说明
格栅关键是拦截污水中较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理顺利进行。
3.1.1.2设计参数
设计流量Q=5000m3/d=208.33 m3/h=0.058m3/s ；
栅条宽度S=10mm 栅条间隙d=15mm 栅前水深h=0.4 m
格栅安装角度α=60°，栅前流速0.7m/s ,过栅流速0.8m/s ；
单位栅渣量W=0.07m3/103 m3 污水 。
3.1.1.3设计计算
因为本设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。格栅图3-1。

图3-1 格栅示意图

(1)栅条间隙数

式中：
Q ———— 设计流量，m3/s
α ———— 格栅倾角，度
b ———— 栅条间隙，m
h ———— 栅前水深，m
v ———— 过栅流速，m/s
n , 取n = 12条。
(2)栅槽宽度

栅槽宽度通常比格栅宽0.2～0.3m，取0.3 m。
即栅槽宽为0.29+0.3=0.59 m ，取0.6 m。
(3)进水渠道渐宽部分长度
设进水渠道宽B1=0.5 m ，其渐宽部分展开角度α1= 60°

(4)栅槽和出水渠道连接处渐宽部分长度

(5)经过格栅水头损失
取k=3,β=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.8m/s ，则
h1 =
式中：
k -------- 系数，水头损失增大倍数
β-------- 系数，和断面形状相关
S -------- 格条宽度，m
d -------- 栅条净隙，mm
v -------- 过栅流速，m/s
α-------- 格栅倾角，度
h1 =
= 0.088 m
(6)栅后槽总高度
设栅前渠道超高h2=0.3m
H=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.788≈0.8m
(7)栅后槽总长度

(8)每日栅渣量
栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取W1 = 0.07m3/103m3 K2 = 1.5 ，则：
W =
式中：
Q ----------- 设计流量，m3/s
W1 ---------- 栅渣量(m3/103m3污水)，取0.07m3/103m3
W =
= 0.23 m3/d ＞ 0.2 m3/d (采取机械清渣)
选择HF-500型回转式格栅除污机，其性能见下表3-1

表3-1 HF-500型回转式格栅除污机性能规格表
型号
电动机功率（Kw）
设备宽（mm）
设备高（mm）
设备总宽（mm）
沟宽（mm）
沟深（mm）
导流槽长度（mm）
设备安装长（mm）
HF-500
1.1
500
5000
850
580
1535
1500
2500
3.1.2集水池
3.1.2.1设计说明
集水池是聚集准备输送到其它构筑物去一个小型贮水设备，设置集水池作为水量调整之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和进水量，确保正常运行。
3.1.2.2设计参数
设计流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ；
3.1.2.3设计计算
集水池容量为大于一台泵五分钟流量，设三台水泵（两用一备），每台泵流量为Q=0.029 m3/s≈0.03 m3/s 。
集水池容积采取相当于一台泵30min容量
m3
有效水深采取2m，则集水池面积为F=27 m2 ，其尺寸为 5.8m×5.8m。
集水池结构 集水池内确保水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必需时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池中轴线对称部署，每台水泵在吸水时应不干扰其它水泵工作，为确保水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。
3.1.3 泵房
3.1.3.1设计说明
泵房采取下圆上方形泵房，集水池和泵房合建，集水池在泵房下面，采取全地下式。考虑三台水泵，其中一台备用。
3.1.3.2设计参数
设计流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s
取Q=60L/s，则一台泵流量为30 L/s。
3.1.3.3设计计算
(1)选泵前总扬程估算
经过格栅水头损失为0.2m，集水池最低水位和所需提升常常高水位之间高差为：
78.5-73.412=4.5 m
(2)出水管水头损失
总出水管Q=60L/s，选择管径DN250，查表v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=30L/s，选择管径DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程30%，则总损失为：

(3)水泵扬程
泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：
H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m 取8m。
(4)选泵
选择100QW120-10-5.5型污水泵三台，两用一备，其性能见表3-2

表3-2 100QW120-10-5.5型污水泵性能
流量
30L/s
电动机功率
5.5KW
扬程
10m
电动机电压
380V
转速
1440r/min
出口直径
100㎜

轴功率
4.96KW
泵重量
190kg
效率
77.2%

3.1.4水力筛
3.1.4.1 设计说明
过滤污水中细小悬浮物
3.1.4.2 设计参数
设计流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s
3.1.4.3 设计计算
机型选择 选择HS120型水力筛三台（两用一备），其性能如表3-3，

3-3 HS120型水力筛规格性能
处理水量（m3/h）
筛隙(mm)
设备空重(Kg)
设备运行重量(Kg)
100
1.5
460
1950

图3-2 水力筛外形图

3.1.5 酸化调整池
3.1.5.1 设计说明
调整池是用来均衡调整污水水量、水质、水温改变，降低对生物处理设施冲击，为使调整池出水水质均匀，预防污染物沉淀，调整池内宜设置搅拌、混合装置。
3.1.5.2 设计参数
设计流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ；
调整池停留时间T=5.0h 。
3.1.5.3 设计计算
(1)调整池有效容积
V = QT = 208.33×5 =1041.65 m3
(2)调整池水面面积
调整池有效水深取5.5米，超高0.5米，则

(3)调整池长度
取调整池宽度为15 m，长为13 m，池实际尺寸为：长×宽×高=15m ×13m ×6m = 1170 m3。
(4)调整池搅拌器
使污水混合均匀，调整池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1台
(5)药剂量估算
设进水pH值为10，则污水中【OH-】=10-4mol/L,若污水中含有碱性物质为NaOH,所以CNaOH=10-4×40=0.04g/L，污水中共有NaOH含量为5000×0.04=200kg/d，中和至7，则污水中【OH-】=10-7mol/L，此时CNaOH=10-7×40=0.4×10-5g/L，污水中NaOH含量为5000×0.04×10-5=0.02kg/d，则需中和NaOH为200-0.02=199.98 kg/d，采取投酸中和法，选择96%工业硫酸，药剂不能完全反应加大系数取1.1，
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O
80 98
199.98㎏ 244.976㎏
所以实际硫酸用量为 kg/d。
投加药剂时，将硫酸稀释到3%浓度，经计量泵计量后投加到调整池，故投加酸溶液量为

(6)调整池提升泵
设计流量Q = 30L/s,静扬程为80.9-71.05=9.85m。
总出水管Q=60L/s，选择管径DN250，查表v=1.23m/s,1000i=9.91,设管总长为50m，局部损失占沿程30%，则总损失为：

管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：
H=9.85+0.64+1.5+1.0=12.99m 取13m。
选择150QW100-15-11型污水泵三台，两用一备，其性能见表3-5

表3-5 150QW100-15-11型污水泵性能
流量
30L/s
电动机功率
11KW
扬程
15m
电动机电压
380V
转速
1460r/min
出口直径
150㎜
轴功率
4.96KW
泵重量
280kg
效率
75.1%

3.1.6 UASB反应池
3.1.6.1设计说明
UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气搜集系统组成。UASB反应池有以下优点：
n 沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流
n 不填载体，结构简单节省造价
n 因为消化产气作用，污泥上浮造成一定搅拌，所以不设搅拌设备
n 污泥浓度和有机负荷高，停留时间短
3.1.6.2设计参数
设计流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ；
进水COD=1400mg/L 去除率为80% ；
容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；
污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD ；
产气率为：0.4m3/kgCOD 。
3.1.6.3 设计计算
(1)UASB反应器结构尺寸计算
1.反应器容积计算 (包含沉淀区和反应区)
UASB有效容积为：
V有效 =
式中：
V有效 ------------- 反应器有效容积，m3
Q ------------- 设计流量，m3/d
S0 ------------- 进水有机物浓量,kgCOD/m3
Nv ------------- 容积负荷,kgCOD/(m3·d)
V有效 =
= 1556 m3
2. UASB反应器形状和尺寸 工程设计反应器2座，横截面为矩形
①反应器有效高度为5m，则

②单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为适宜
设池长L=16m，则宽 ，取10m 。
单池截面积：
③设计反应池总高H=6.5m，其中超高0.5 m （通常应用时反应池装液量为70%-90%）
单池总容积
单池有效反应容积
单个反应器实际尺寸 16m×10 m×6.5 m
反应器数量 2座
总池面积
反应器总容积
总有效反应容积 ， 符合有机符合要求UASB体积有效系数 在70%-90%之间，符合要求
④ 水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)

符合设计要求。
(2) 三相分离器结构设计
1. 设计说明
三相分离器要含有气、液、固三相分离功效。三相分离器设计关键包含沉淀区、回流缝、气液分离器设计。
2. 沉淀区设计
三相分离器沉淀区设计同二次沉淀池设计相同，关键是考虑沉淀区面积和水深，面积依据污水量和表面负荷率决定。
本工程设计中，和短边平行，沿长边每池部署6个集气罩，组成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=10m ，每个单元宽度b=L/6=16/6=2.667m 。
沉淀区沉淀面积即为反应器水平面积，即160 m2 。
沉淀区表面负荷率
3. 回流缝设计 图3-3是三相分离器结构示意图

图3-3 三相分离器结构示意图
设上下三角形集气罩斜面水平夹角α= 55°，取h3 = 1.1m；
b1 = h3/tgθ
式中：
b1———— 下三角集气罩底水平宽度，m;
α———— 下三角集气罩斜面水平夹角；
h3———— 下三角集气罩垂直高度，m;
b1 = = 0.77 m
则相邻两个下三角形集气罩之间水平距离：
b2 = b - 2 b1 = 2.667 – 2 × 0.77 = 1.13 m
则下三角形回流缝面积为：
S1 = b2·l·n = 1.13 × 10 × 6= 67.8 m2
下三角集气罩之间污泥回流逢中混合液上升流速(V1)可用下式计算：
V1 = Q1/S1
式中：
Q1———— 反应器中污水流量，m3/h；
S1 ———— 下三角形集气罩回流逢面积，m2；
V1 = = 1.53 m/h < 2.0 m/s,符合设计要求。
设上三角形集气罩下端和下三角斜面之间水平距离回流缝宽度b3 =CD= 0.45 m ,则上三角形回流缝面积为：
S2 = b3·l·2n = 0.45 × 10 × 2 × 6 = 54 m2
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：
Q2———— 反应器中污水流量，m3/h；
S2 ———— 上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；
V1 = = 1.92 m/h
V1 < V2 < 2.0 m/s,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：
BC = b3/sin35°= 0.35/0.5736 ＝ 0.61 m
4. 气液分离设计 由图2-3可知：
CE = CDSin55°= 0.45×Sin55°=0.37m
CB =
设AB=0.4m ，则
h4 = (AB·cos55°+ b2/2)·
= (0.4 × 0.5736 + 0.72/2) × 1.4281