毕业设计-啤酒厂废水处理工艺设计.docx

青岛理工大学毕业设计用纸
摘要
本文针对啤酒车间废水处理工艺进行初步设计。啤酒废水含有许多有机的物质，这些有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。
啤酒废水中BOD5/CODcr值高，在50％及以上，非常有利于生化处理。同时生化处理与物理法、化学法相比较；一是处理工艺比较成熟；二是处理效率高，CODcr、BOD5去除率高，一般可达80％~90％以上；三是处理成本低（运行费用省）；经过对各种处理工艺的对比，最终选择水解酸化+生物接触氧化作为处理工艺。
本工艺流程设有格栅、调节池，对污水进行预处理，去除水中较大的悬浮颗粒和调节水质水量。生化处理采用生物接触氧化法，可提高有机物去除效率。沉淀池用来进行泥水分离。
本流程简单稳定，对水量、水质的变化有很强的适应能力，同时确保出水的COD、BOD和SS以及总氮，总磷指标达到标准。通过初步预算，该工艺也将带来可观的经济效益和良好的环境效益。
本文对格栅、调节池、水解池、生物接触氧化池、沉淀池、污泥池等主要构筑物进行计算，编制设计说明书，并绘制工艺流程、构筑物平面及高程、主要构筑物共八张图纸。
关键词：
啤酒废水；水解酸化；生物接触氧化；

Abstract
According to the beer effluent treatment plant preliminary design process. Beer wastewater containing many organic substances, these high organic concentration, although non-toxic, but easy to corruption, discharged into the water body will consume large amount of dissolved oxygen, causing serious pollution of water environment.
The value of BOD5\CODcr of brewery wastewater is high, in the 50% and above, is very conducive to biochemical treatment. At the same time, biochemical treatment and physical method, chemical method are compared; one is processing technology more mature; two is the high treatment efficiency, high removal rate of CODcr, BOD5, generally up to 80%~90%; three is the low processing cost (cost); after comparing the various treatment processes, the final choice of hydrolytic acidification-biological contact as the process of oxidation.
This process is arranged in the grid, regulation pool, pretreatment of wastewater, the removal of larger particles suspended in the water and water quality regulation. Biological treatment by biological contact oxidation method, can improve the removal efficiency of organic compounds. Sedimentation tank for slurry separation.
This simple process stability, change of water flow, water quality has a strong ability to adapt, while ensuring that the effluent COD, BOD and SS as well as the total nitrogen, total phosphorus index reaches the standard. Through the preliminary budget, this process will bring considerable economic benefits and environmental benefits.
Regulation pool, the grille, hydrolysis tank, biological contact oxidation tank, sedimentation tank, sludge tank main structures are calculated, prepare the design specification, and rendering process, structures plane and elevation, the main structures of eight drawings.
Keywords: beer wastewater; hydrolytic acidification; biological contact oxidation;

目录
1绪论 7
1.1工厂所在地概况 7
1.2啤酒废水来源及特点 8
1.3啤酒废水主要处理工艺 8
1.3.1好氧工艺 8
1.3.2厌氧工艺 10
1.3.3厌氧－好氧工艺 12
1.4处理工艺确定 14
1.4.1设计任务及标准 14
1.4.2处理工艺选择 15
2水处理构筑物参数计算 18
2.1格栅 18
2.2调节池 23
2.3水解池 25
2.4接触氧化池 28
2.5沉淀池 31
3污泥处理系统 35
4管道布置 38
4.1污水管道 38
4.2污泥管道 39
4.3鼓风管道 40
5平面及高程布置 42
5.1平面布置 42
5.2高程布置 43
6工程预算 45
6.1土建工程预算 45
6.2设备及管材预算 46
6.3其他费用 47
6.4运行成本预算 47
结论 ………………………………………………………………….……46
致谢…………………………………………………………………..……47
参考文献： 49

1绪论
1.1工厂所在地概况
长春市是吉林省省会，东北亚区域国际化大都会，中国汽车工业、电影事业的摇篮，中国副省级城市，中国特大城市之一。中国第一汽车集团公司和长春电影制片厂座落于此，是中国最早的汽车工业基地和电影制作基地，有东方底特律之称。
长春市位于北半球中纬地带，欧亚大陆东岸的中国东北松辽平原腹地，居北纬43°05’～45°15’；东经124°18’～127°02’。幅员20604平方公里。西北与松原市毗邻，西南和四平市相连，东南与吉林市相依，东北同黑龙江省接壤。长春地区地貌由山地、台地和平原组成，东高西低，形成了“一山四岗五分川”的地貌格局。
长春市地处中国东北松辽平原腹地，市区海拔在250--350米之间，地势平坦开阔。属大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自东向西递减。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和利用大自然提供了良好的气候环境。
由于地理位置、地形结构与大气环流相配合的作用，具有如下基本特征：四季分明。春季较短，干燥多风；夏季温热多雨，炎热天气不多；秋季气爽，日夜温差大；冬季漫长较寒冷。
长春市年平均气温4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C，日照时间2688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。
1.2啤酒废水来源及特点
啤酒生产加工过程包括: 制麦、糖化、发酵、罐装，其生产加工过程中排放的废水，水量大，不稳定，BOD/COD高，利于生化处理，N、P含量较少，SS含量高，毒害小。废水主要来自麦芽车间(浸麦废水)，糖化车间(糖化，过滤洗涤废水)，发酵车间(发酵罐洗涤，过滤洗涤废水)以及灌装车间(洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒)等其中酿造过程的涮洗水及包装过程的洗瓶水，约占废水总量的啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差别，一般夏季啤酒消费量大，废水水量处于高峰，有机物含量也较高[1]，各工艺废水特点如下：
(1) 浸麦废水: 水量较小，有机物浓度中等，颜色较深，容易腐败，含有多种糖类、果胶及蛋白化合物，水中悬浮固体含量较少且与麦粒的干净程度有关。
(2) 糖化发酵废水: 水量较大，有机物含量很高，水中含有废酵母、蛋白凝固物、多种糖类、醇类、纤维素及废酒糖等悬浮固体，属高浓度有机废水。
(3) 包装洗涤废水: 水量大，有机物含量低，水中含有部分残留啤酒、洗涤剂及部分无机物。
(4) 其它废水: 如厂区生活污水等[2]。
1.3啤酒废水主要处理工艺
1.3.1好氧工艺
好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命代谢活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量，处理效果好，主要有如下几种工艺。
⑴活性污泥法　
活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、运行最可靠的方法，具有投资省、处理效果好等优点。该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。废水进入曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。活性污泥法处理啤酒废水的缺点是动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀。可以通过投加化学药剂解决，但这将使处理成本提高。
⑵SBR工艺及CASS工艺
SBR是序批式间歇活性污泥法的简称, 是近年来被国内外引起重视、研究并大力推广应用的一种污水生物处理新技术。SBR工艺是通过时间上的交替运行实现传统活性污泥法的运行全过程。该工艺只有一个SBR池,但同时具有调节池、曝气池和沉淀池的功能。运行过程分为进水、曝气、沉淀、滗水、闲置五个阶段。与传统活性污泥法相比,SBR工艺所具有的优点非常明显: 工艺简单,调节池体积小或不设,无二沉池和污泥回流,运行方式灵活；结构紧凑,占地少,基建、运行费用低；反应过程浓度梯度大,不易发生污泥膨胀；抗负荷冲击能力强,处理效果好；厌氧(缺氧)和好氧交替发生,同时脱氮除磷而不需额外增加反应器[3]。
在SBR工艺的基础上，有发展出CASS(循环式活性污泥法)工艺，CASS工艺与其他工艺相比,特点如下:CASS池的变容运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性；选择器的设置加强了微生物对磷的释放、反硝化、对有机物的吸附吸收等作用,增加了系统运行的稳定性；周期内反应器以厌氧→缺氧→好氧→缺氧→厌氧的方式运行,有比较理想的脱氮除磷效果。
⑶深井曝气法　
深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法，曝气池由下降管以及上升管组成。将废水和污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入两管中，混合液则由上升管排至固液分离装置，即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的。其优点是：占地面积少，效能高，对氧的利用率大，无恶臭产生，但是也有施工难度大，造价高，防渗漏技术不过关等缺点。
⑷生物膜法　
与活性污泥法不同，生物膜法是在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理，不会出现污泥膨胀的问题。生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表，在啤酒废水治理中均被采用，主要是降低啤酒废水中的BOD5[4-5]。生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法。它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置 等部分组成，依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧.该法运转稳定、动力 消耗少，但低温对运行影响大，在处理高浓度废水时需增加转盘组数。
生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气.这种方法可以得到很高的 生物固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效率高，占地面积也小于活性污泥法。
1.3.2厌氧工艺
厌氧工艺是利用厌氧微生物在无需提供氧气的情况下，通过自身代谢过程将废水中的有机物转化为无机物(CH4,CO2,H2O)和少量细胞产物。一般认为，可将厌氧生物处理技术主体反应器经历3个时代。
⑴第一代厌氧反应器
从1881年法国“Cosmos”杂志报道应用厌氧生物技术处理市政污水中的大量易腐败有机物起，厌氧生物处理技术已经有了百余年的历史。第一代厌氧反应器以厌氧消化池为代表，最初的厌氧反应器采用污泥与废水完全混合的模式，污泥停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)相同，厌氧微生物浓度低，处理效果差。一般其容积负荷在4～5kg COD/ ( m3·d) 以下[ 6]。第1代厌氧反应器主要用于污泥和粪肥的消化,以及生活污水的处理。
⑵第二代厌氧反应器
随着人们对厌氧生物处理技术研究的深入，以提高厌氧微生物浓度和停留时间，强化传质作用，缩短液体停留时间为基础的一系列高速厌氧反应器(High-rateAnaerobicReactor)相继出现。主要有厌氧滤器( AnaerobicFilter,简称AF)、厌氧流化床(Anaerobic FluidizedBed,简称AFB) 反应器、上流式厌氧污泥床( Up-flowAnaerobicSludgeBed,简称UASB) 反应器等。其中以UASB反应器为代表。该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水，UASB工艺因其工艺结构紧凑，处理能力大，效果好，投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用。
UASB反应器底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气-液-固分离系统（三相分离室）。废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）。气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出，对啤酒废水CODcr的去除率为60%～70%。UASB反应器可以将固体停留时间和水力停留时间分离,能保持大量的活性污泥和足够长的污泥龄,并注重培养颗粒污泥,属高负荷系统。但大多数的UASB反应器在处理固体悬浮物浓度较高的废水时易引起堵塞和短流。同时, 初次启动和形成稳定颗粒污泥用时较长。此外,还需要设计合理的三相分离器专利技术。UASB工艺处理出水一般达不到排放标准，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放。
UASB反应器较其他反应器有以下优点：
① 降性能好，不用设沉淀池，无需污泥回流
② 不需填载体，构造简单，节省造价
③ 由于消化产气作用，污泥上浮起到一定的搅拌作用，因而不需设搅拌设备，降低维护成本
④ 污泥浓度和有机负荷高，停留时间短

⑶第三代厌氧反应器
虽然第2代厌氧生物反应器在应用中取得了很大的成功，但为了解决UASB反应器在运行中出现的短流、死角和堵塞等一些问题，进一步增强厌氧微生物与废水的混合与接触，提高负荷及处理效率，扩大适用范围，人们在其基础上继续研究和开发了第3代反应器。主要有厌氧颗粒污泥膨胀床( ExpandedGranular SludgeBed, 简称EGSB)、厌氧内循环反应器( Inside Cycling, 简称IC)、厌氧折板式反应器( Anaerobic BaffledReactor, 简称ABR)、厌氧序列式反应器( Anaerobic Sequencing Batch Reactor, 简称ASBR)、厌氧膜生物系统( AnaerobicMembrane Biosystem, 简称AMBS)等，因为运行控制困难或构造太复杂，目前生产实践中第3代厌氧反应器应用较少。这一代的代表为EGSB和IC反应器，容积负荷超过10kg COD/ ( m3·d) 。
第3代厌氧反应器在将固体停留时间和水力停留时间相分离的前提下，使固、液两相充分接触，从而既能保持大量污泥又能使废水和活性污泥之间充分混合、接触，以达到真正高效的目的。第3代反应器的厌氧膜生物系统采用了昂贵的膜技术；其他系统存在着运行控制难的缺陷，影响其稳定运行[7]。
1.3.3厌氧－好氧工艺
单独采用好氧工艺，虽然技术成熟、处理效果好，但因动力消耗高、占地面积较大等缺点，导致好氧工艺性价比较低，不适用于现在这个能源稀缺的时代；单独采用厌氧工艺，又很难达到处理要求，所以厌氧与好氧工艺结合，取长补短，得到广泛的应用。啤酒废水处理中，常用的厌氧+好氧工艺有如下几种：
⑴水解酸化工艺
废水
格栅
预处理
水解池
接触氧化池
气浮池
浓缩池
外运
排放
脱水
剩余污泥
回流污泥
图1 水解酸化工艺典型流程图

工艺流程可见图1，该工艺的特点是控制在厌氧过程的水解酸化阶段，不产沼气。充分利用水解产酸菌世代周期短、可迅速降解有机污染物的特性，在其作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用下，将大分子物质、难以生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，由此提高了污水的可生化性，使污水在后续的好氧池中以较少的能耗和较短的停留时间得到处理，从而提高了污水的处理效率，并减少了污泥生成量[2]。水解池较之全过程的厌氧池具有以下的优点：
① 不需要密闭的池，不需要搅拌器，不需要三相分离器，降低了造价和便于维护；
② 水解、产酸阶段的产物主要是小分子的有机物，可生化性一般较好，故水解池可以改变原污水的可生化性，从而减少了反应时间和处理能耗；
③ 由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善了处理厂的环境；
④ 由于第一、第二阶段反应迅速，故水解池体积，节省基建投资，于水解池对固体有机物的降解，减少了污泥量，具有消化池的功能；
⑤ 工艺仅产生很少的剩余活性污泥，实现了污水、污泥一次处理，不需要中温消化池。
⑵厌氧反应器－好氧工艺
废水
格栅
预处理
厌氧池
好氧池
二沉池
浓缩池
外运
排放
脱水
剩余污泥
回流污泥
图2 厌氧反应器－好氧工艺典型流程图
调节池
沼气回收利用

典型的厌氧反应器－好氧工艺流程可见图2.该工艺特点是：由于厌氧－好氧生物处理把单独好氧处理和单独厌氧处理有机地结合起来，具有二者的功能和优点，厌氧处理完全厌氧并回收沼气，完成大部分有机污染物的处理，常采用的厌氧反应器有UASB反应器或IC反应器等。好氧处理作为厌氧处理的后处理，进一步处理污水，使之达标排放，好氧工艺以接触氧化法、SBR(CASS) 法居多。实践证明厌氧－好氧工艺处理啤酒废水是成熟可靠地工艺，目前正构成我国啤酒废水处理工艺的主流技术。
1.4处理工艺确定
1.4.1设计任务及标准
本次设计出水水质达到《啤酒工业污染物排放标准》GB19821-2005中的排放标准，进水水质及排放标准可见表1.

表 1 废水水质及出水要求
项目
CODCr
BOD5
SS
氨氮
pH
进水平均值（mg/L除PH）
2000
1500
450
30
6-7
出水要求（mg/L除PH）
≤80
≤20
≤70
≤15
6-9
去除率（%）
96
98.7
84.4
50
-
设计平均流量为9000m3/d.
技术要求：
①要求工艺先进，技术可靠，经济优化的方案。要求布局合理，占地面积较小。
②污水站主体设施采用半地上式钢混结构。
采用的主要规范和标准
1.《室外排水设计规范》 （GBJ14-87）
2.《污水排入城市下水道水质标准》 （CJ3082-1999）
3.《地表水环境质量标准》 （GHZBI-1999）
4.《泵站设计规范》 （GB/T50265-97）
5.《污水综合排放标准》 （GB8978-1996）
6.《给水排水制图标准》 （GBJ106-87）

1.4.2处理工艺选择
几种常用的处理工艺比较，可见表2.

表2 几种常用处理工艺比较
处理方法
主要处理技术、经济比较
好
氧
工
艺
氧化沟
工艺较简单，运行管理方便，处理效果好，出水水质好；但是污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高
生物接触氧化法
采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大
SBR法
占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。
厌氧
好氧
联合
工艺
水解—好氧技术
节能效果显著，且BOD5/CODcr值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少。
厌氧反应器—好氧技术
技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，产出颗粒污泥产品，有一定收益；操作要求严；适用于中、高浓度有机废水。
本次设计处理流量较大，采用单独的好氧工艺成本太高，资源耗费大，而采用单独的厌氧工艺又不能达到设计要求，所以本次设计确定选择厌氧－好氧工艺处理技术。本次设计CODcr=2000mg/L,属于低浓度有机废水，厌氧反应器适用于中、高浓度有机废水，故无法利用厌氧反应器—好氧工艺；水解工艺作为好氧阶段的前处理直接提高整个系统处理效率，因此，本次设计采用水解—好氧工艺。好氧阶段采用生物接触氧化法。
厌氧生物处理相比好氧生物处理，在难降解有机物的处理上有更大的优越性。主要是一些大分子化合物，首先要经过水解过程，而好氧微生物的水解能力较弱，使有机物的降解缓慢。厌氧生物处理则利用了水解酸化阶段，使一些难降解有机物得到水解。在水解和酸化阶段，主要的微生物是水解菌和产酸菌，均为兼氧性细菌，因此它不需要严格的厌氧条件，对温度、PH的变化不敏感，便于控制。经水解和酸化预处理后，BOD5/CODcr大大提高，COD的去除率显著高于传统的活性污泥工艺。生物接触氧化法是兼有活性污泥和生物膜法特点的生物处理工艺，与活性污泥法相比，它具有生物活性好，F/M比值大，处理负荷高、处理时间短、可间歇运行等特点。接触氧化池内放置有填料，有效地增大了单位容积的生物膜面积，大大提高了处理效率。
具体工艺流程可见图3.
废水
格栅
预处理
水解池
接触氧化池
沉淀池
浓缩池
外运
排放
脱水
剩余污泥
回流污泥
图3 水解酸化工艺流程图

2水处理构筑物参数计算
2.1格栅
⑴格栅作用
作为污水处理第一道污水处理构筑物，其作用是：拦截可能堵塞水泵机组和阀们的污水中较大悬浮物、漂染物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证水泵及后续处理构筑物的处理能正常运行。
⑵设计参数
设计流量（最大日均流量）Q=9000m3/d=375m3/h=0.104m3/s；
进水渠内有效水深为0.2~0.5 m，现取值h=0.3m；
栅前流速一般为0.4~0.8m/s；现取值为v1=0.8m/s；
过栅流速0.6~1.0m/s；现取值为v=0.6m/s；
进水渠道宽 B1=Qhv=0.1040.3×0.6=0.578m
(3)设计计算
细格栅栅条间距为3~10mm，现取b=8mm=0.008m，格栅设计示意图可见图4.
①栅条间隙数n
n=Qsinαbhv=0.104×sin75°0.008×0.3×0.6=71 (n取71)
式中： Q—— 最大日均流量，m3/s；
—— 格栅倾角，取=75°；
b—— 格栅净间距，m；
h—— 栅前水深，m；
v—— 过栅流速，m/s；

图4 格栅设计计算示意图
② 栅槽宽度B
设栅条断面为锐边圆形断面s=0.008m，则栅条宽度
B=sn-1+bn=0.008×71-1+0.008×71=1.13m
式中：s—— 栅条宽度，m；
n—— 栅条间隙数，个；
b—— 格栅净间距，m；
③进水渠道渐宽部分长度l1
设渐宽部分展开角度α=20°,
则 l1=B-B12tanα1=1.13-0.5782tan20°=0.76m
式中：B—— 栅槽宽度，m；
B1—— 进水渠宽，m；
α1—— 渐宽部分展开角度；
校核栅前流速： QB1h=0.1040.578×0.3=0.60m/s，符合要求
④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2
l2=l12=0.762=0.38m
式中：l1—— 进水渠道渐宽部分的长度,m；
⑤通过格栅的水头损失h1
设栅条断面为锐边矩形断面，查表得β=2.42[10].
h1=β(sb)43v22gsinαk=2.42×(0.0080.008)430.622×9.8sin75°×3=0.13m
式中：β—— 形状系数；
s—— 栅条宽度，m；
b—— 格栅间距，m；
v—— 过栅流速，m/s；
k—— 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用数值为3；
α—— 格栅倾斜角（75°）；
⑥ 栅后槽总高度H：
H=h+h1+h2=0.3+0.13+0.3=0.73m
式中：h—— 栅前水深m
h1—— 通过格栅的损失m
h2—— 超高，一般采用0.3m
⑦ 栅槽总长度L：
L=l1+l2+0.5+1.0+h+h2tanα
=0.76+0.38+0.5+1.0+0.3+0.3tan75°=2.80m
式中：—— 进水渠道渐宽部分的长度，m；
—— 栅槽与出水渠道连接处的窄部分的长度，m；
—— 格栅倾角（75°）；
根据情况所需，选用机械格栅较好，本次设计选用XGS1200型旋转式格栅。
⑧ 每日栅渣量W：
在格栅间隙8mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.15m3.
W=86400×Q×W11000Kz=86400×0.104×0.151000×1.4=0.963m3/d
式中：W1——栅渣量m3/103污水，取W1=0.15 ；
Kz——污水流量总变化系数1.2~1.5,此处取Kz=1.4；
由于渣量大于0.2m3/d，宜采用机械清渣。
校核：
v1=QKzB1h=0.1041.4×0.578×0.3=0.43m/s
式中：v1—— 栅前水速，m/s；一般取0.4m/s—0.9m/s；
Q—— 设计流量，m3/s；
B1—— 进水渠道宽，m；
h—— 栅前水深，m；
在0.4m/s—0.9m/s之间，符合设计要求。
2.2调节池
⑴设计说明
调节池的作用是：均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。
⑵设计参数
设计流量：Q=9000m3/d=375m3/h
停留时间：T=6.0h
⑶调节池尺寸
①调节池的有效容积V
V=QT=375×6.0=2250m3
式中：Q—— 设计流量，m3/h；
T—— 停留时间，h；
②调节池水面面积A
调节池有效水深h0=5.5m，超高0.5m，则
A=Vh0=22505.5=409.1m2
③调节池尺寸
设调节池长L=21m，宽度B=20m，则实际有效容积
v1=L×B×H=21×20×5.5=2310m3
调节池的实际尺寸为：
长×宽×高=21×20×6=2520m3
⑷空气管路
调节池设空气管曝气，主要的作用是通过曝气搅拌防止杂物在调节池内沉淀下来，避免池底积累大量污泥，造成调节池有效调蓄容积减少，同时由于停留时间较长，曝入一定量空气可以避免污水腐败产生大量臭气。另一方面，对污水的预氧化处理更加保证出水水质[8]。
调节池内采用穿孔管曝气，根据《民用建筑生活污水处理工程设计规定》，调节池空气搅拌气量每100m3池容积1.0~2.0m3/min，调节池容积为2520m3，所需空气量Q气=25.2m3/min。
①穿孔管布置
空气管内流速控制在10m/s左后，则管道内径
d=4Q气πv=4×25.23.14×10×60=0.231m
选用De280mm的UPVC管，内径为239mm，则管内流速
v=4Q气πd2=4×25.23.14×0.2312×60=10.03m/s
符合设计要求。
共设100根支管，两侧各50根，起端空气流速控制在10m/s左右则支管直径
d=4Q气100πv=4×25.23.14×10×60×100=0.023m
选用De32mm的UPVC管，内径为27mm，校核其流速
v=4Q气100πd2=4×25.23.14×0.0232×60×100=10.1m/s
符合设计要求。
穿孔直径取为dk=3mm，孔口流速vk=30m/s，则孔眼数n为
n=4Q气πdk2vk=4×25.23.14×0.0032×30×60=1982
取n=2000个，每根支管的开孔数为20个，斜45°交叉布置，沿支管方向间隔500mm。
②鼓风机
调节池所需空气量Q气=25.2m3/min=1512m3/h，选用DF2.5A型号风机两台，一备一用，其性能如下表3。
表 3 DF2.5A风机性能
型号
电动机型号
功率（kW）
风量（m3/h）
转速（r/min）
全压（Pa）
DF2.5A
YDW550-4
0.55
1600
1100
265

⑸调节池潜水泵
调节池内水位为0.75m，水解池内水位为5.0m，加上池内上升速度，提升泵扬程为10m。选用200QW400-10的潜水泵，其性能如下表4.
表4 200QW400-10潜水泵性能
型号
出水口径
流量
扬程
转速
轴功率
配用功率
泵效率
重量
200QW400-10
200mm
400m3/h
10m
1470r/min
13.09kW
18.5kW
81.2%
660kg
2.3水解池
⑴池体尺寸
设计水量：Q=9000m3/d=375m3/h，停留时间THRT=4.0h，则有效容积
V有效=QT=375×4.0=1500m3
取池高H=5.5m，超高0.5m，H有效=5m，则水解池水平面积
A=V有效H有效=15005=300m2
取长×宽=L×B=20×15=300m2，则水解池的实际尺寸为：
长×宽×高=L×B×H=20×15×5.5=1650m3
⑵上升流速核算
上升流速按按下式计算：
v=QA=HTHRT=5.54=1.375m/h
v=0.5~1.8m/h，符合设计要求。
⑶布水系统
采用分支式配水方式，沿池长方向布置两根主管，共设置80根支管，每根主管40根，每根主管两侧各20根，每根支管开孔3个，共240个孔，则每个孔的布水负荷为：300240=1.25m2，在05~1.5m2之间,符合设计要求。
主管采用DN110mm的PVC管，支管采用DN63mm的PVC管。
取出水孔径为20mm，则孔口流速为：
v=4Q80πd2=4×3753.14×0.022×3600×80=4.15m/s
v大于2.0m/s，符合设计要求。配水管布置如下：
① 两条主管沿池长方向平行布置，两侧均匀分布支管，间隔1m；
② 支管出水口向下距池底200mm，位于服务面积中心；
③ 出水孔正对池底，设45°导流板，使出水散布池底。
⑷出水系统
出水采用汇水槽上加设三角堰。出水系统的作用是把水解池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。
①出水槽设计
沿水解池靠接触氧化池的四边各设一出水槽，出水槽流量为Q=0.104m3/s，设出水槽宽为0.5m，出水槽口附近水流速度为0.3m/s，则槽口附近水深
h1=Qvb=0.1040.5×0.3=0.69m
式中：h1—— 槽口水深，m；
v—— 槽口附近水流速度，m/s；
b—— 水槽宽，m；
取槽口附近水深为0.70 m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸64.4m×0.5m×0.70 m；出水槽数量为1座。
②溢流堰设计
出水槽溢流堰设计900三角堰，堰高50㎜，堰口水面宽b=50㎜。
查知溢流负荷为1-2 L/（m·s），取设计溢流负荷f = 1.80 L/（m·s），则堰上水面总长为：
L=Qf=0.104×1031.80=27.8m
三角堰数量：
n=L0.05=556个
溢流堰上共有556个100㎜的堰口，556个48㎜的间隙。
⑸排泥系统
取清水区高度为1.2m，设置三个排泥点，分别距池底2.0m、2.5m、3.0m，预设日排泥一次，另设污泥液面监测仪，根据污泥面高度确定具体排泥时间。
⑹预计处理效果
预计处理效果如表5.
表5 水解池处理效果
项目
CODCr
BOD5
SS
进水水质（mg/L）
2000
1500
450
去除率（%）
45
35
80
出水水质（mg/L）
1100
825
84.4

2.4接触氧化池
⑴设计参数
设计流量Q=9000m3/d=375m3/h；
进水CODcr：1100mg/L;
进水BOD5:825mg/L；出水BOD5：20mg/L；
BOD负荷： 2000 gBOD5/(m3·d)；
⑵接触氧化池尺寸
氧化池的有效容积
V=Q(La-Lt)M=9000×(825-20)2000=3623m3
式中：Q—— 设计日均水量，m3/d;
La—— 进水BOD5浓度，mg/L；
Lt—— 出水BOD5浓度，mg/L;
M—— 容积负荷，gBOD5/(m3·d)；
取填料层总高度H=3m，则氧化池总面积
F=VH=36233=1208m2
取每个氧化池面积为f=25m2，则氧化池个数
n=Ff=120825=48.32
取氧化池个数为50个，每个尺寸5m×5m，校核接触时间：
t=nfHQ=50×25×3375=10h，符合设计要求。
设计接触氧化池个数为5个，其中氧化池个数为10个，平面尺寸为50m×5m，5个接触氧化池并排，中间间隔2m，则整个接触氧化池尺寸为：50m×33m
取超高h1=0.5m，填料上水深h2=0.5m，填料层间隙h3=0.2m，配水区高度h4=1.0m填料层数m=3层，则接触氧化池总高度：
H0=H+h1+h2+m-1h3+h4=5.4m
污水在池内的实际停留时间：
t