酒糟废水处理工艺设计.doc

江苏科技大学苏州理工学院

2023 届毕业设计（论文）

某酒业集团酒糟废水解决工艺设计
系 部： 机械与材料工程
专业名称： 环境工程
班 级： 09428141
学 号：
作 者: 刘 丽
指导教师: 翟林智

2023年 6 月 13 日

江苏科技大学苏州理工学院本科毕业论文

某酒业集团酒糟废水解决工艺设计

Vinasse wastewater treatment process design

摘 要

近年来，随着经济的发展，酒糟生产废水中具有的高浓度有机物成为水污染的重要来源。
论文针对某酒业集团的酒糟废水解决工程进行设计，采用UASB-CASS工艺对废水进行解决。解决结果表白，进水COD为20230mg/L，出水在300mg/L左右，COD的总去除率达成98.5%，进水BOD5为9400mg/L，出水在150mg/L左右，BOD5的总去除率为98.4%，进水SS为1200mg/L，出水为200mg/L左右，SS的去除率为83.3%，达成了《污水综合排放标准》（GB8978-96）中新扩改公司发酵行业二级标准和《室外排水设计规范》（GB50014-2023）标准的排放规定。

关键词：酒糟废水；UASB反映器；曝气调节池；CASS工艺

Abstract
Recently, with the development of economy, the Wine-Making Industry is developing rapidly, Water pollution is the most sever in alcohol industry.
The paper is the design for vinasse wastewater treatment works. The UASB-CASS as the main process for wastewater treatment. The processing results show that influent COD of 21000mg / L, the effluent is 300mg / L, COD removal rate of about 98.5%; influent BOD5 of 9400mg / L, the effluent is 150mg / L, BOD5 removal rate of about 98.4%;influent SS of 1200mg / L, the effluent is 200mg / L, SS removal rate of about 83.3%, to《Integrated wastewater discharge standard 》(GB8978-96) emission requirements of the new extension and renovation business, the fermentation industry two standards and 《Outdoor drainage design code standard》(GB50014-2023).

Keywords: Vinasse wastewater; UASB reactor; Aeration tank; CASS schematic

目 录
第一章 绪论 1
1.1酒糟废水的来源及特性 1
1.1.1 酒糟废水的来源 1
1.1.2 酒糟废水的特性 1
1.2.国内外研究现状 1
1.2.1 国外研究现状 1
1.2.2 国内研究现状 3
1.3 设计规定及方案的选择 3
1.3.1 设计规定 3
1.3.2 方案的选择 3
1.3.3工艺流程图 4
1.4研究内容与研究意义 4
1.4.1 课题研究内容 4
1.4.2 课题研究意义 4
第二章 设计基本规定 5
2.1设计原则 5
2.2设计依据 5
2.3厂址选择 5
2.4污水解决工艺选择准则 6
2.5 排放标准 6
第三章 重要污水解决构筑物设计计算 7
3.1 格栅 7
3.1.1 格栅示意图 7
3.1.2 格栅的设计计算 7
3.2 集水池 9
3.3 污水提高泵房 9
3.3.1 污水提高泵房的设计计算 9
3.3.2提高泵的水泵选型 9
3.4 水力筛 10
3.5 调节池 10
3.6 UASB厌氧反映罐 10
3.7 CASS反映池 18
第四章 污泥部分各解决构筑物设计与计算 26
4.1 集泥井 26
4.2 污泥浓缩池 26
4.3 污泥脱水间 27
第五章 构筑物高程计算及平面布置 30
5.1污水构筑物高程计算 30
5.1.1污水流经各解决构筑物水头损失 30
5.1.2 污水管渠水头损失计算表 30
5.1.3高程拟定 30
5.1.4高程布置原则及注意事项 32
5.2平面布置 32
第六章 经济估算 34
6.1指标总造价估算 34
6.2污水成本计算 35
结 语 36
致 谢 37
参考文献 38

第一章 绪论
1.1酒糟废水的来源及特性
1.1.1 酒糟废水的来源
某酒业集团生产规模庞大，产生了大量的酒糟生产废水，现决定根据自身的实际情况建造一个解决酒糟废水的工厂，将酒糟废水不仅可以达标排放，还可以循环运用其中的能源资源，为公司发明更多的财富。
1.1.2 酒糟废水的特性
通常酒糟废液的COD、BOD和SS等有机物的浓度很高，污染负荷高并呈现酸性，但是可生物降解性能却很好。产生废水的污染也是不容小觑的，据相关研究发现，中国1.4万人整整一年所产生的生活污水就抵得上1000t啤酒废水产生的BOD值[1]。如此庞大的高浓度的废水量，对环境产生的影响也是很大的，假如不通过解决直接排放到水源中，那会严重危害到人们的正常生活，因此成为突出的环境问题，引起了全国各界人民的关注。
1.2.国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
（1）EGSB+SBR工艺
EGSB即膨胀颗粒污泥床，是第三代厌氧反映器在上流式厌氧污泥床反映器的研究成果的基础上开发的，其构造与UASB有相似的地方，重要都分为进水配水系统、反映区、三相分离区和出水渠系统，与UASB不同的地方在于EGSB的上升流速不久，其颗粒污泥在反映器中膨胀化的速度高于UASB反映器，大大提高了它的解决能力。与UASB相比，EGSB可以解决浓度更低的有机废水，出水更均匀一些，所以COD的去除率和容积负荷更高些[2]。
EGSB具有如下优点：对水的温度、酸碱度规定不高，还具有高的液体表面上升流速和COD去除负荷；使用的范围广，不需要提前酸化，流程操作；厌氧污泥颗粒粒径较大，反映器的抗冲击负荷能力强；具有较高的高径比，占地面积小。
序批式活性污泥法（SBR），是一种按间歇曝气的方式运作的污水解决技术。合用于间歇排放和流量变化很大的场合，该工艺不需要设调节池，也没有污泥回流系统，SVI值不高，污泥容易沉淀，一般不会发生污泥膨胀的现象。该工艺相对于其他工艺来说有工艺简朴、耐负荷冲击，占地少、运营灵活的优势，但是该工艺的自动化控制规定很高，排水时间相对比较少，因此对滗水器的规定就非常高，后解决设备如消毒设备、接触池的容积规定，还容易产生浮渣的问题，无法解决[3]。
（2）UASB+缺氧池+接触氧化池
升流式厌氧污泥床UASB工艺具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点[4]，且UASB中没有载体，污水可以直接从底部进入，下部是浓度高的污泥床，上部是浓度低的悬浮污泥层，因此污水中的污染物能转化成再生清洁能源。UASB对于不同浓度的污水适应性比较强，结构简朴，操作方便，造价也不算高，技术比较成熟，比普通的厌氧反映器的COD去除率高3倍，所以得到广泛应用。
厌氧池是相对厌氧和好氧来讲，一般溶解氧控制在0.2mg/L-0.5mg/L之间。它既可以对污泥进行消化解决还可以对生物进行预解决还能配合好氧池进行脱氮除磷，将大分子有机物分解成小分子有机物，提高废水的可生化性。
接触氧化池具有活性污泥法的特点，兼有活性污泥和生物膜法的共同优点。其生化过程重要分为两个阶段，一方面是有机物被吸附在污泥上或存在细胞内进行生物合成，另一方面是第二阶段的生化过程以氧化为主，速度较慢。接触氧化池的出水水质好并且稳定，生物膜活性恢复较快，适合短期间断的运营需要。
（3）IC+A/O工艺
膨胀颗粒污泥床反映器IC反映器，也是在UASB反映器的基础上发展的，如同两个UASB反映器上下串联，由混合区、颗粒污泥膨胀床、内循环解决系统、出水系统组成。重要的核心是内循环解决系统，高浓度的废水在通过反复的循环，有机物的浓度会大大减少，因此传质效果比较好，抗冲击负荷强[5]。
A/O工艺充足运用了缺氧生物和好氧生物的特点，使废水得到净化，污水的沉降性能比较好，污泥在消化后容易稳定，但合用于小型的工厂，费用高，沼气的运用效率低，经济效益差。
（4）UASB+氧化塘
该工艺特别合用于郊外的生产公司，由于氧化塘的废水停留时间比较长，占地面积比较大，国内一般不采用该工艺。
1.2.2 国内研究现状
我国对于酒糟废水的解决工艺重要是采用厌氧-好氧共同进行的解决工艺。好氧工艺中最常用的就是生物接触氧化、SBR、氧化沟、活性污泥法，最近CASS工艺的发展也很迅速，厌氧工艺最常用的就是UASB和水解酸化两种工艺[6]。
活性污泥法是一种在人工的条件下，运用好氧活性污泥对污水中的各种微生物进行连续培养和混合的方法，对设备的规定不高，程序简朴，但是规定污水中的有机物可溶易分解，还要有足够的溶解氧，还要考虑解决系统工程中的影响因素。
水解酸化是一种介于好氧和厌氧工艺之间的一种工艺，它跟其他工艺组合可以有效减低运营成本，提高解决效率，它还具有很好的可生化性，为后续的解决奠定良好的基础。水解和酸化是厌氧消化的两种阶段，重要是将费溶解性物质转化为溶解性物质，利于后面的好氧解决。
1.3 设计规定及方案的选择
1.3.1 设计规定
某酒业集团拟建一污水解决工程，解决水量为1000 m3/d，污水解决规定满足酒精行业污染物二级排放标准(GB8978-1996)规定。进、出水水质指标如表1-1所列。
表1-1 酒糟废水水质水量表
Table 1-1 Vinasse wastewater quality and quantity table
水质指标
COD(mg/L)
BOD5(mg/L)
SS(mg/L)
pH
进水
20230
9400
1200
6
出水
≤300
≤150
≤200
6～9
1.3.2 方案的选择
上流式厌氧污泥床反映器（UASB）的污泥浓度比较高，不需要混合搅拌设备，污泥床内无需添载体，这样节省了大量资金也不会出现堵塞的现象，有机负荷也比较高，但是任何一种工艺都不会十全十美的，UASB也存在着一些局限性，污泥床内会出现短流的现象，耐负荷冲击稍微差一点，但是丝毫不影响它成为国外厌氧工艺的主流技术，并且它的发展速度也尤为惊人。在本设计中我也将采用UASB工艺作为我的厌氧解决工艺。
CASS工艺作为单一的污泥悬浮生长系统，运用同一个反映器中的混合微生物完毕有机物的氧化、脱氮除磷的一系列过程。CASS工艺是由预反映区和主反映区组成的，对难降解的有机物的解决效率高，抗冲击能力是最佳的，并且它无需设初次沉淀池和二次沉淀池及污泥回流设备，因此与其他工艺比较而言，它的建设费用是最低的，工艺流程比较短，占地面积也少，在运营管理方面也比较简朴，难降解的有机物对于CASS工艺来说，二级解决的投资能达成三级的出水解决标准，系统在控制上也比较简朴。其自身就决定不会发生污泥膨胀，但最大的局限性是断续进水。经比较，CASS工艺作为设计好氧解决工艺[7]。
1.3.3工艺流程图

图 1-1 工艺流程图
Fig 1-1 Process flow diagram
1.4研究内容与研究意义
1.4.1 课题研究内容
调研收集分析有关资料，根据水质水量，对解决工艺方案进行选择；充足考虑解决规定，工艺设计尽也许考虑周全；为避免二次污染，对工艺解决过程中产生的污泥进行适宜解决处置。
1.4.2 课题研究意义
酒糟废水中具有高浓度的有机物，对水资源的污染是相称严重的，设计选用了UASB+CASS工艺解决酒糟废水，减少了废水中有机物COD、BOD、SS的浓度，酒糟废水的有机物的去除率达成了95%，满足《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978-1996）中关于新扩改公司酒糟行业二级标准和环保部门规定的污水排放标准。
第二章 设计基本规定
2.1设计原则
（1）解决的工艺在技术方面要有优势，还能根据不同的季节温度适应出水，在经济成本方面不能浪费要尽也许节省，减少总体建设费用，符合我国的基本国情；（2）达成国家的一级污水排放标准和各个地区规定的排放标准，污染物的排放总量要在控制范围之内；（3）设计所采用的各项指标数据要有真实可靠性，遵守设计规范规定，安全系数要有保证，不仅能满足当前的解决规定，还要有长远目光，以后发展还能继续使用；（4）设计工艺的目的是净化废水，回收运用资源；（5）考虑周边环境的影响，尽也许减少废气废渣的排放，保证环境事故对环境的影响尽也许小[8]。
2.2设计依据
（1）建设单位提供的废水量及水质状况，水质化验数据；（2）环保部门规定的排放标准，回用水的水质标准；（3）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中关于新扩改公司酒糟行业的二级标准；（4）环境工程设计手册《水污染防治卷》中相关的设计参数与技术规定；（5）《室外排水设计规范》（GB50014-2023）中的规定标准。
2.3厂址选择
污水厂的地点的选择也是非常重要的，不仅对周边的环境有影响，并且对工厂以后的运营管理投资的各个方面也是有一定的影响的，我们在建设工厂的时候一些的调查研究和现场的勘察也是有必要的，应当遵照以下原则：（1）必须要在居民重要生活饮用水和生活区的下游，距离水源的距离要大于500m，还要在生活区的夏季重要风向的下风向；（2）工厂与住宅区和公共的建筑群要有一定的安全防护距离，一般来说都大于300m；（3）工厂尽量不要占用种植农田，应当运用一些废弃的旧厂址，还要方便农田的灌溉运送等；（4）厂址的基地要牢固，充足运用地形的优势，以便减少资源的浪费，方便施工；（5）还要考虑到长期的发展，留有发展的余地。
2.4污水解决工艺选择准则
（1）在污水污泥的解决工艺技术，重要单元的结构等方面要比较先进并且合理，设施在运营过程中要比较稳定，在操作管理上要简朴化；（2）污水解决工艺路线要贴切工程的实际，从实际出发，选择有前瞻性的路线，保证高效，节能，成本低，维修方便；（3）污水应当要达成的污水解决限度，适当考虑水体的自净能力，通过实验拟定工艺流程；（4）解决过程不会产生第二次污染，还要适当考虑本地的自然社会条件。
2.5 排放标准
酒糟废水经解决后的排放需要达成《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978-1996）中关于新扩改公司酒糟行业二级标准和环保部门规定的污水排放标准，即：pH6~9、COD≤300mg/L、BOD5≤150mg/L、SS≤200mg/L。

第三章 重要污水解决构筑物设计计算
3.1 格栅
3.1.1 格栅示意图

图3-1 格栅示意图
Fig 3-1 Grille schematic diagram
格栅是生产工艺中不可缺少的专业设备，可以连续清除废水中的固体，达成固液分离的效果。
3.1.2 格栅的设计计算
（1）格栅栅条的间隙数
设栅前流速为0.5m/s，过栅流速0.6m/s，栅前水深h=0.2m，栅条的宽度为S=10mm，栅条的间隙宽度b=12mm，角度α=60°，流量Q=1000m3/d=41.67m3/h =0.012m3/s。
（3-1）
所以，n取8条。
（2）进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠道宽，其渐宽部分展开角度， 进水渠道的流速为：
（3-2）
（3-3）

（3）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（3-4）
（4）栅槽的宽度
设栅条宽度S = 0.01m，有 （3-5）
（5）通过格栅的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面，则，，K为系数，格栅受污染堵塞时水头损失增长倍数，一般取K=3
（3-6）
（6）栅后槽总的高度
设栅前渠道的超高

（7）栅后槽总长度

（8）每日的栅渣量
在格栅间隙为0.012m时，取栅渣量为，生活污水流量总变化系数，一般取1.5
W=< 0.2 m3/d （3-7）
根据格栅的标准采用人工清渣。
3.2 集水池
集水池的容积要满足格栅和污水提高泵的规定，它的容积有死水容积和有效容积两个部分，它的重要作用是汇集储存和均衡废水的水质水量，以保证设备设施的正常运营。集水池容积过大会导致淤积和建设资金浪费，过小的话又不能满足调节规定，所以要选择合适的集水池很必要。
设计每台泵的流量为Q=0.028 m3/s≈0.03 m3/s ，流速设定为0.3m/h-0.8m/h。一台泵30min的容量就相称于集水池设计的容积，则集水池的容积为：
m3 （3-8）
假设集水池的有效水深是h=2m,

其尺寸=5.3m×5.3m。
3.3 污水提高泵房
3.3.1 污水提高泵房的设计计算
设计采用的是自灌式半地下式泵房，扬程的计算为：
H=h+h+h+h=9.3299+0.0368+0.6+0.3=10.2667m
式中，h1为调节池中最低与最高水位之间的高度差取9.3299m；h2出水管管线水头损失0.0368m；h3泵房内的管线水头损失0.6m；h4自由水头损失0.3m。
3.3.2提高泵的水泵选型
根据设计的流量Q=41.67m3/h，水泵的总扬程为10.2667m，所以设计选用150QW200-22A型潜污泵，每台水泵流量Q=41.67m3/h，水泵扬程取H=10.3m，选取两台水泵，一台备用性能见表3-1。
表3-1 泵的选型
Table 2-1 Performance parameters of the pumps
流量（m3/h）
扬程（m）
转速（r/min）
出口直径（mm）
电动机功率（kW）
150
12
1450
150
85
3.4 水力筛
水力筛可以有效减低废水中悬浮物的浓度，就能减轻后面构筑物的解决负荷，它运用水流自身的重力工作，没有任何的能量消耗。去除悬浮物，沉淀物等。
根据设计流量Q = 1000m3/d = 41.67m3/h =0.012m3/s，选用HS120型水力筛三台，两台用一台备用，其性能如表3-2所列。
表3-2 HS120型水力筛规格性能
Table 3-2 HS120 type hydraulic screen performance specifications
解决水量（m3/h）
筛隙(mm)
设备空重(kg)
设备运营重量(kg)
1000
1.5
460
1950
3.5 调节池
调节池的作用是保证后续的构筑物的进水水量的稳定性，调节池的水质水量还能根据酒糟废水的排放量大小的变化自行调节，根据时间的变化而调节，保证了后面构筑物的正常运转，调节池的结构可靠性高，只需设1个即可。
设调节池的有效水深取4.5m，水力停留时间取6h，超高取0.5m，有效池的容积为670m3。调节池的面积为：
A=148.9 m2
调节池的尺寸取14m×11.6m。
3.6 UASB厌氧反映罐
1．UASB反映器的结构尺寸
（1）水质指标，如表3-3所列[9]。
表3-3 UASB反映器进出水的水质指标
Table 3-3 UASB reactor and out of the water quality indicators
水质指标
COD(mg/L)
BOD(mg/L)
SS(mg/L)
进水水质
20230
9400
1200
设计去除率
98.5%
98.4%
83.3%
设计出水水质
300
150
200
（2）UASB反映器的有效容积
=2500 m3 （3-9）
式中，Q表达设计流量，m3/d，S0表达进水的有机物浓度，kgCOD/m3，Nv是容积负荷，kgCOD/(m3·d)。
（3）UASB反映器的形状和尺寸
工程设计2座UASB反映器
① 设厌氧反映器UASB的有效高度h=5m，则反映器的横截面积：，则反映器的单池面积：
②设计单池池长L=22m， 则宽m，取b=12m；单池的截面积：
③设计UASB反映器总高H=5.5m，其中超高0.5m。UASB反映器单池有效反映容积：
UASB反映器的单池总容积：，单个反映器实际尺寸：22m×12m×6 m
由于设计采用反映器数量有2座，则UASB的反映器总容积：

则UASB的总池面积为：
总有效反映容积：，符合规定
UASB体积有效系数：，符合UASB规定的有机负荷的规定。
2．三相分离器的构造设计
（1）UASB沉淀区的设计
UASB的水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)
（3-10）
<1.0 （3-11）
符合UASB的颗粒污泥和水力负荷规定。
设计4个集气罩，与短边平行，按长边均匀分布，则构成了4个分离部分，即沉淀区的每个池子设立4个三相分离器。
设三相分离器的长度B=9m，则每个均匀分布的宽度为：，反映器的水平面积即为每个单池的截面积，即250m2 。则沉淀区的表面负荷率为：＜1.0-2.0。
（2）三相分离器的回流缝的设计

图3-2 三相分离器的平面图
Fig.3-2 Schematic diagram of three phase separator
设上下三角形集气罩斜面水平的夹角为55°，三相分离器中下三角集气罩的垂直高度取h3 = 1.1 m，则

式中，b1代表三相分离器中下三角集气罩底的水平宽度，m；h3为三相分离器中下三角集气罩的垂直高度，m；θ是三相分离器中下三角集气罩斜面水平夹角。则相邻的两个下三角形集气罩之间的水平距离为：

则分离器中下三角形回流缝的面积为：

下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)计算：

V1=，符合设计规定
式中，S1是下三角形集气罩回流逢面积，m2。
上三角形回流缝面积为：
式中，b3是上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度，即CD=0.45m。
上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：，
式中，Q2表达反映器中设计的废水流量，m3/h；S2表达上三角形集气罩回流逢之间面积，m2。V1<V2<2.0 m/s，符合设计规定。
拟定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：

CD=0.45m

设AB=0.4m，则

（3）校核三相分离器的气液分离
若假定分离器内的气泡上升流速和水流流速不发生变化，则沿AB方向上的水流速度为：
（3-12）
式中，B是三相分离器的长度，N表达每个池的三相分离器的数量。
取，在常温下，，， ，，。一般废水的μ>干净水的μ，故取。
由斯托克斯公式可得气体上升速度可知气泡上升的速度为：
（3-13）
式中，表达碰撞系数，取0.95；表达废水的动力粘滞系数，0.02g/cm·s；是液体密度，g/cm3；是沼气密度，g/cm3；d是气泡的直径，cm；是液体的运动粘滞系数，cm2/s。
由公式计算可得：
，；故可脱去的气泡。
（4）三相分离器与UASB的高度设计
三相分离区总高度，h2为集气罩以上的覆盖水深，设计取0.5m。

设计中UASB的总高H=6m，沉淀区高为2.5m，污泥区高为1.5m，悬浮区高为1.5m，超高为0.5m。
3．布水系统的设计计算
设计的解决流量、废水的进水浓度和容积负荷等因素都关系到反映器布水点数量的设立。
设污泥颗粒的各个布水点的面积约为2m2～5m2，布水系统的出口流速为2 m/s～5m/s。
（1）本酒糟废水工艺的设计采用的是多管多孔的配水方式，管道不容易堵塞，及时发生堵塞的情况也会很容易观测到堵塞的情况。
在UASB的每个反映器上设立一根直径为100mm的总水管，12根直径为50mm的支水管，支管分别位于总水管的两侧，相同一侧每两根支管之间的中心距设为2.5m，配水孔的孔径取15mm，孔间距取2m，将每根水管设3个配水孔，每个孔的服务面积为：2.5×2=5m，水管的孔口向下。
（2）布水孔的孔径计算：
有12根支水管，每根支水管有3个配水孔，则布水孔的数量为：3×12=36个。
设出水的流速为2.2m/s，则孔径的计算为：
取14mm （3-14）
在距离UASB反映器底部200mm处设立布水管。
（3）验证
在常温下，污泥的容积负荷（）一般为；产气率为；空塔的水流速度是,空塔的沼气上升流速是。
空塔的水流速度： 符合规定。 （3-15）
空塔的气流速度： （3-16）
满足规范规定。
4. 排泥系统的设计计算
（1）UASB反映器中的污泥量的计算

式中，Gss表达UASB污泥床的平均浓度，一般取15VSS/L。
（2）产泥量计算
①UASB反映器的总产泥量：
（3-17）
式中，△X表达UASB反映器的产泥量，；Co表达进水COD的浓度，；
E是去除率，本设计中取98.5%；r是厌氧生物反映器解决污泥产量，取0.07。
②据，则总的产泥量：
则单池的产泥量为：
③污泥的含水率为98%，根据规范规定，当含水率＞95%，取，则污泥的产量：
（3-18）
单池的排泥量：
④污泥龄： （3-19）
（3）排泥的系统设计
设立6个排泥口，在距离厌氧反映器底部的100cm和200cm，各设立3个。选取直径为200mm的钢管作为排泥管。
5．出水系统的设计计算
（1）出水槽设计：
在设计中每个反映池都有4个单元三相分离器，出水槽共有4条，每个槽宽0.2m。则单个反映器流量:
设出水槽槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近的槽的深为： （3-20）
取槽口的水深为0.20m，出水槽的坡度为0.01；出水槽的尺寸12m×0.2m×0.2m；出水槽数量为4座。
（2）溢流堰设计
①出水槽的溢流堰共有8条（4×2），每条溢流堰的长为10m；本设计选取90°的三角堰，三角堰的堰高取50mm，堰口的宽为100mm，则堰口睡眠宽50mm。
每个UASB反映器解决水量大约为8.3L/s，查资料可知溢流堰的负荷为1～2，设计溢流负荷，
则堰上水面总长为：
三角堰的数量：个
每条溢流堰的数量：个，取21个。
一条溢流堰上共有21个100mm的堰口，21个700mm的间隙。
②堰上水头的校核
每个堰的出流率： （3-21）
按90°三角堰计算公式出流率：
堰上水头： （3-22）
（3）出水渠的设计计算
UASB厌氧反映器沿长边设立一条矩形的水渠，有4条出水槽的出水流到此出水渠。设出水渠的宽为0.4m，坡度为0.001，出水区渠口附近的水流速度为0.2m/s。
渠口附近水深为： （3-23）
以出水槽的槽口为基准来计算，则出水渠的渠深为：，距离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为13.85m，出水渠长为，出水渠尺寸为：13.95m×0.4m×0.35m；向渠口坡度为0.001。
（4）UASB排水管的设计计算
流量Q=8.3L/s，选用D=150mm钢管排水，设计充满度值取0.6。则管内水流速度为： （3-24）
6．集气系统的设计系统
（1）沼气的产气计算
沼气重要产生于厌氧阶段。设计产气率，取r=0.4m3/
①总的产气量为： （3-25）
则单个UASB反映器的产气量为：
②集气管
每个集气罩的沼气都需要用一根集气管来收集，单个池子共有27根集气管。每根集气管内最大气流量为：，据资料表白，集气室内沼气出气管的最小直径取100mm。
③沼气重要管道
每个池子有27根集气管通到一根单池主管，然后再汇入两池的沼气主管。单池沼气主管管道坡度为0.5%。
单池沼气主管内的最大气流量为：，取D=150mm，设计充满度值取为0.8，则流速为:
④沼气总管的最大气流量为：，取D=100mm，设计充满度值取为0.6；则流速为：。
（2）水封罐的设计
①水封罐
取水封罐的高度为2.5m，直径为1500mm，进气管和出气管各一根，D=200mm，进水管和放空管各一根D=50mm，并设液面计。
②水封高度：

式中，H0表达反映器到贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头损失，为了保证安全，所以集气罩中的出气气压最大取2m，水封高度取400mm。
（3）气水分离器
选用钢制的气水分离器4个，气水分离器中有钢丝作为填料，并配有流量计压力表，气水分离器的作用是干燥沼气。
（4）气柜
由上述计算可知该解决站天天产沼气量是7880，则沼气柜容积应为3h产气量的体积拟定，即。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为。
3.7 CASS反映池
CASS工艺是由预反映区和主反映区组成的，对难降解的有机物的解决效率高，抗冲击能力是最佳的，并且它无需设初次沉淀池和二次沉淀池及污泥回流设备。CASS法是运用不同的微生物在不同的负荷条件下，增殖速度的不同，废水生物的脱氮除磷机理的不同而作用的，是SBR反映器的优化工艺。CASS反映池总共有4个阶段，分别是进水-曝气期、沉淀期、滗水期和闲置期。生物降解过程发生在进水-曝气期，固液分离过程则是发生在沉淀期和滗水期两个阶段[10]。
1.运营周期及时间的拟定
（1）水质指标，如表3-4所列。
表3-4 CASS反映器进出水的水质指标
Table 3-4 CASS reactor and out of the water quality indicators
水质指标
COD(mg/L)
BOD(mg/L)
SS(mg/L)
进水水质
2200
752
645
设计去除率
98.5%
98.4%
83.3%
设计出水水质
300
150
200
（2）沉淀时间
设曝气池的水深为H = 5m，缓冲层高度 =0.5 m，则沉淀时间为：
（3-26）
（3-27）
(3) 曝气时间
设计混合液的污泥浓度为：X=4000mg/L ；BOD污泥负荷（Ns）为：0.5kgBOD/kgMLSS，充水比为0.32。
（3-28）
式中，表达进水BOD值，mg/L。
（4）运营周期T
设排水时间td=0.5h,则运营周期为：，每日周期数：。
2.反映池的容积及构造
(1)反映池的容积
设计中采用2个CASS池，则单池的容积为：
（3-29）
反映池的总容积为：
（2）CASS反映池的构造尺寸
CASS池的构造如图3-3所示。

图3-3 CASS池结构示意图
Fig 3-3 CASS assumption diagram
CASS池隔为预反映区和主反映区两部分，靠近CASS池进水端容积的10%左右作为预反映区，作为兼氧吸附区和生物选择区，而另一部分则为CASS池的主反映区。
根据设计资料表白，，，取B=10m,，预反映区长，取。
总体积为：
单池面积：
（3）连通口尺寸
设连通孔的个数n为3个，CASS池子的个数n为2个，设计流水速度，U取50m/h。则连通孔的孔口面积A1为：
（3-30）
池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度：
（3-31）
孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于1.0，故取0.9，则宽为3。
3.污泥COD的负荷计算
由预计COD去除率得其COD的去除量为：，则每日去除的COD值为：

COD污泥负荷：
（3-32）
式中，Q表达天天解决的水量，；n表达CASS池子的个数；X是设计污泥浓度，mg/L；V是主反映区池体积，；SU是进水COD浓度与出水浓度之差，mg/L。
4.产泥量及排泥系统
（1）CASS池的产泥量
CASS池生物代谢产泥量根据经验数据，设计，，
（3-33）

假定排泥含水率为98%，则排泥量为：
（3-34）
（2）排泥系统
设立排泥坡度，在每池的出水端池底设（1.0×1.0×0.5）m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN200一根。
5.需氧量及曝气系统的设计计算
（1）需氧量计算
根据实际运营经验，设计微生物氧化1kgCOD的参数取0.53，微生物自身耗氧参数取0.18，则一个池子需氧量为：

（3-35）
则每小时耗氧量为：
（2）供气量计算
温度为20°和30°的水中溶解氧饱和度分别为：
，
微孔曝气器出口处的绝对压力为：

式中，H为最大水深，m。
设计空气扩散器的氧转移率值15%，空气离开主反映区池时的氧比例为：
（3-36）
温度为30℃时，曝气池中混合液平均溶解氧饱和度为：
（3-37）
温度为20℃时，曝气池中混合液平均溶解氧饱和度为：
（3-38）
设计取密度=1.0kg/L，氧转移折算系数=0.82，氧溶解折算系数=0.95，需氧量R=66.68kg/L，温度为20℃时