屠宰废水处理工艺设计计算说明书

.1.1学号：********题目类型：设计(设计、论文、)理工大学GUILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本科毕业设计(论文)题目：寿光六和屠宰厂屠宰废水处理工艺初步设计学院：环境科学与学院专业(方向)：环境工程班级：环境工程11-1学生：**指导教师：***2015年5月15日理工大学毕业设计（论文）独创性声明本人声明所呈交的设计（论文）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致的地方外，设计（论文）中不包含其他人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对设计（论文）的研究成果做出贡献的个人和集体，均已作了明确的标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。设计（论文）作者签名：日期：年月日理工大学设计（论文）使用授权声明本设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅或借阅。本人授权理工大学可以将本设计（论文）的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本设计（论文）。设计(论文)作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日摘要屠宰业是我国支柱产业之一，屠宰废水同时也成为我国最大的有机污染源之一。而很多屠宰厂尚没设置废水和回用处理设备，从而加剧了环境污染，其污染力度不可轻视。进水水质指标:SS=1200mg/L；BOD5=1000mg/L；COD=1650mg/L；动植物油=50mg/L；氨氮=110mg/L。本设计针对寿光六和屠宰厂屠宰废水设计工艺，设立气浮池除油脂，生物氧化工艺阶段采用的是水解酸化和SBR反应池，经过处理的水质指标：SS≤70mg/L；BOD5≤30mg/L；COD≤100mg/L；动植物油≤20mg/L；氨氮≤15mg/L；大肠杆菌≤5000个/L；pH=6—9。出水水质排放满足《肉类加工工业水污染排放标准》(GB13457-92)一级标准。工程初步投资估算为276.62万元，运行处理成本为1.2元/m³，整个工艺具有投资小，占地少，能耗低，环境污染小等特点。关键字：屠宰有机废水；气浮法；水解酸化；SBR反应池ThepreliminarydesignofShouguangLiuheslaughterwastewatertreatmentplantStudent:**Teacher:***Abstract:Slaughterindustryisoneofthepillarindustriesinourcountryanditswastewateralsobecameoneofthelargestorganicpollution.Theenvironmentalpollutionisexacerbatedthatcannotbeunderestimated,becausemanyslaughterhousesstillhavengotawastewatertreatmentandreuseequipment.ThedesignfortheslaughterofShouGuangLiuHedesignprocesswastewater,biotechnologystageoxidationusetheacidhydrolysispoolandSBRreactionpool.Theeffluentqualityindicators:SS≤70mg/L;BOD≤30mg/L;COD≤100mg/L;animalandvegetableoils≤20mg/L;ammonia≤15mg/L;coli≤5000a/L;pH=6-9,whichqualityachieve"meatprocessingindustrialwaterpollutiondischargestandard"(GB13457-92)inⅠstandard.Theentireprocessiswithacharacteristicoflessinvestment,lessfootprint,lowenergyconsumption,lessenvironmentalpollution.Keywords:Slaughterorganicwastewater；Flotationmethod；HydrolysisAcidification；SBR目录TOC\o"1-3"\h\z\u摘要IAbstractII第1章屠宰废水综述及处理方法51.1绪论51.2现今屠宰废水的处理工艺5l.2.1好氧生物处理51.2.2厌氧生物处理71.3生物好氧反应工艺流程9第2章工程概况、设计规、工艺流程102.1本工程概况102.1.1城市现状102.1.2自然条件资料102.2设计原则、围与规102.2.1设计原则102.2.2设计围112.2.3设计参考规112.3确定112.3.1设计水质水量112.3.2废水处理方案的确定112.3.3工艺流程的确定12第3章详细工艺设计计算153.1粗格栅设计计算153.1.1设计参数153.1.2栅条间隙数153.1.3栅槽宽度163.1.4过栅水头损失163.1.5栅后槽总高度163.1.6栅槽总长度173.1.7每日栅渣量173.2污水提升泵设计计算183.3泵后细格栅设计计算183.3.1栅条间隙数183.3.2栅槽宽度183.3.3过栅水头损失193.3.4栅后总高度193.3.5细格栅总长度193.3.6每日栅渣量203.4平流沉砂池设计计算213.4.1进出水量情况213.4.2设计参数：213.4.3沉砂池部分长度213.4.4过水断面面积213.4.5池总宽度223.4.6沉砂斗容积223.4.7每个沉砂斗容积233.4.8沉砂斗尺寸设计233.4.9沉砂室总高度233.4.10验算最小流速243.5气浮池设计计算253.5.1设计参数253.5.2加压溶气水量253.5.3供气量263.5.4溶气灌设计263.5.5气浮池尺寸设计273.5.6气浮池集水管、集渣槽设计293.5.7气浮池产泥量303.6水解酸化池设计计算303.6.1池表面积303.6.2有效水深313.6.3有效容积313.6.4出水堰设计313.6.5池污泥产量323.7SBR反应池设计计算323.7.1设计参数323.7.2周期进水量323.7.3反应池容积333.7.4运行水位设计343.7.5剩余污泥量353.7.6需氧量363.7.7供气量363.7.8布气系统设计383.8污泥浓缩池设计计算393.8.1设计参数393.8.2总剩余污泥量393.8.3池面面积393.8.3池高403.8.4浓缩后体积403.8.5上清液回流计算413.9消毒池41第4章平面及高程布置424.1平面布置原则及说明424.2高程布置424.2.1高程布置原则424.2.2沿程阻力损失及标高确定424.2.3部分构筑物水头损失434.2.4废水管渠水利计算444.2.5构筑物高程统计444.2.6主要设备46第5章初步经济技术分析475.1总投资475.1.1土方、混凝土、钢筋费用估算475.1.2主要设备清单475.2运行成本估算485.2.1人员编制485.2.2成本分析48第6章运行中可能出现问题和对策50结论51参考文献52致53第1章屠宰废水综述及处理方法1.1绪论屠宰业是我国的主要产业之一，产生的废水主要来源于畜牧业、家禽类、鱼类的宰杀与加工，同时也成为主要的有机污染源之一。调查发现，屠宰废水的排放量占全国工业废水排放量的6%，随着经济的发展和人民生活水平的逐步提高，肉类食品加工工业也会有更大的发展，而目前我国很多屠宰厂尚没设置对废水回用和处理的设施，高浓度有机物的污染给水环境极大的压力，屠宰废水直接排放随处可见，屠宰废水的污染不容忽视。此设计针对寿光六和屠宰场的屠宰废水的水质水量而设计处理工艺。屠宰废水呈红褐色，有腥味，含有大量血污、砂砾、皮毛、碎骨肉、油脂和脏杂物。COD、BOD、氨氮和SS等指标均较高，COD达到1500mg/L～2000mg/L、BOD为800mg/L～1200mg/L、SS为800mg/L～1500mg/L、动植物油为40mg/L～60mg/L、氨氮为100mg/L～120mg/L，可生化性优良，无毒性。屠宰废水在生产过程中受运营情况的影响，水质水量波动围较大。1.2现今屠宰废水的处理工艺l.2.1好氧生物处理好养生物处理广泛运用于各类污水处理，且处理效果良好。但传统活性污泥法处理屠宰废水却很难达到出水指标要求，且还存在其他困难和不适应：屠宰废水水量变化较大，很难满足连续进水的曝气池对水流稳定性的要求；容易发生污泥膨胀；剩余污泥量较大、处理及维护费用高；难以满足脱氮要求；生物反应池容积较大。针对以上传统活性污泥法存在的问题，适用于屠宰废水处理的新工艺被研发出并成功应用。1.2.1.1序批式活性污泥系统(SBR)序批式活性污泥法（SBR法）是在序批式反应器中完成进水、反应、沉淀、滗水和闲置等工序，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。序批式活性污泥法工艺作为一种新型好氧生物处理法，简易、高效、低耗，正在被广泛应用于屠宰废水的处理。其主要优点有:（1）处理效率高，运行稳定，池厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。  （2）耐冲击负荷，池滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用。 （3）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。（4）反应池存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 （5）适用脱氮除磷，控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替运行。（6）工艺流程简单、造价低，便于维护管理，占地面积小。图1SBR反应周期SBR法用于屠宰废水处理，COD和BOD去除率可达到90%以上。废水经预沉池、厌氧水解、SBR等工艺处理后，出水水质可优于（GB8978-1996)中一级排放标准。对于需要脱氮的而在废水，控制污泥负荷为低负荷，高泥龄。另外控制溶解氧浓度可以使50％左右的氮通过同步硝化反硝化去除，通过控制这种脱氮过程对减少处理费用和提高出水水质具有重要意义。CASS法（循环式活性污泥法）属于SBR的改进工艺，在反应器前增加一个生物选择器，该工艺主反应区的部分剩余污泥回流到选择器，实现了连续进水，剩余污泥性质稳定。运作方式上沉淀阶段不进水，使排水稳定性得到保障。1.2.1.2AB法AB法简称是生物吸附活性污泥法，A段在很高的负荷(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​680020.htm"\t"_blank​)下运行，负荷率通常为传统活性污泥法(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​1856911.htm"\t"_blank​)的50-100倍，停留时间只有30-40min，泥(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​416969.htm"\t"_blank​)龄仅为0.3-0.5d。较高的污泥负荷(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​680020.htm"\t"_blank​)使真核生物无法生存。A段中产生的污泥(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​416969.htm"\t"_blank​)量较大，约占整个系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中有机物含量较高；而B段在很低的负荷(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​680020.htm"\t"_blank​)下运行，围一般为＜0.15kgBOD/(kgMLSSd)，水力停留时间为2-5小时，污泥龄(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​1359593.htm"\t"_blank​)较长。主要培育在低有机物浓度条件下的微生物。AB法同样适用于水量变化大的屠宰废水，尤其是悬浮有机物浓度高的废水，一般不设初沉池，但AB法对污染物的去处率略低，难以满足脱氮要求。1.2.1.3氧化沟氧化沟(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​638168.htm"\t"_blank​)是活性污泥法的一种变型。其特点是污水和活性污泥在曝气(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​641848.htm"\t"_blank​)渠道中不断循环流动。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷较低，污泥龄长，本质上属于延时曝气系统(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​view​/​1291095.htm"\t"_blank​)。氧化沟对水质、水温、水量的变动有较强的适应性，具备脱氮除磷功能。污泥产率低且稳定，适合大水量的屠宰废水处理，且土地占地需求大。图2氧化沟工艺1.2.1.4水解酸化--好氧生物处理一般屠宰废水经过一级处理后，还存在大量的大分子有机物悬浮物废水中，在进入生物反应池前，设置水解酸化池，从而开发出水解酸化一好氧生物处理工艺，水解酸化池，大分子有机物被氧化分解为小分子有机物，为后续反应提供优质的底物和可生化性，不仅降低了一部分有机污染物，还提高了好氧处理效果和整个系统的抗冲击能力和稳定性。水解酸化对于屠宰废水有机物预处理显得十分必要。1.2.2厌氧生物处理厌氧生物处理在现今得到了重视和广泛应用，处理高浓度工业废水取得不错收益，厌氧消化具有下列特点：无需搅拌和供氧，能量消耗少；能产生大量含甲烷的沼气(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​subview​/​43456​/​10308542.htm"\t"_blank​)，是很好的能源物质，产生良好的经济效益；可高浓度进水，维持高污泥浓度(​http:​/​​/​baike.baidu.com​/​subview​/​640268​/​640268.htm"\t"_blank​)；初次启动时间长；温度控制要求较高；对毒物影响较敏感；遭破坏后，恢复周期较长；剩余污泥稳定；投资费用低、管理简易，有广阔的应用前景。图3厌氧接触法处理工艺（1）普通厌氧消化池普通厌氧消化池又称传统消化池，多用于大型污水场脱水后的剩余污泥厌氧处理，也可用以处理高浓度有机废水、悬浮固体含量高和大颗粒的有机废水、含有难降解有机物的工业废水。普通消化池体积较大，且负荷较低，其根本原因在于固体停留时间直接等于水力停留时间。为了保证厌氧微生物于厌氧反应器得以生长繁殖，污泥龄应该是甲烷菌世代时间的2～3倍，为此普通消化池在中温条件下的停留时间应为20～30d，如果消化池不进行搅拌或加热，停留时间甚至可以长达30～90d。但受限于温度控制，在中低温条件下，处理效率会大打折扣，因此不太适用于温度差别过大和土地要求占地高的区域。（2）厌氧序批式活性污泥系统(ASBR)ASBR是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺，完整的运行周期与SBR工艺相似，被誉为屠宰废水处理中很有发展前景的工艺。ASBR工艺的主要优点有：构造简单，投资小；生物絮凝和固液分离效果好；水头损失小，动力费用低；生化反应推动力大；可形成以甲烷把叠球菌为主体的球状颗粒污泥；对碱度需求量小，降低了运行费用。（3）高效厌氧反应器近年来，高效厌氧生物反应器成为研究处理屠宰废水的主要方向。通过强化传质和提高污泥浓度后，高效厌氧反应器可在短时间达到良好的处理效果，相比传统厌氧消化池，高效厌氧反应器最大的优点是抗负荷能力高、水力停留时间短、占地面积小。目前用于屠宰废水的工艺主要有：上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流床反应器(ABR)、厌氧流化床(AFB)、厌氧滤池(AF)、厌氧固定膜反应器(AFFR)、循环反应器(IC)等。其中UASB反应器结构紧凑、简单、负荷能力高，水解大分子有机物效率，因而广受青睐。其反应原理为：废水被均匀的引入反应器的底部，污水向上通过含有颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程中，所产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)于部的循环，维持颗粒污泥的形成。在污泥层形成的气体附着在污泥颗粒上，被附着和没有附着的气体升向反应器顶部。上升到表面的污泥通过撞击三相反应器气体发射器底部，引起附着气泡污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒会沉淀到污泥床的表面，被附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器集气室。置于单元缝隙之下气体发射器的挡板作用是防止沼气气泡进入沉淀区，以免引起沉淀区的絮动，阻碍颗粒沉淀。包含部分剩余固体和污泥颗粒液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于分离器的斜壁沉淀区过流面积在越接近水面会增加，因此上升流速在接近排放点时降低。流速降低污泥絮体可以在沉淀区絮凝和沉淀，累积在三相分离器上的污泥絮体一定程度上超过维持在斜壁上的摩擦力，将会滑回反应区，这部分污泥又与进水有机物发生反应。图四UASB反应器示意图1.3生物好氧反应工艺流程目前，研究屠宰废水处理的工艺很多，也被广泛运用于实践中。而水解酸化+SBR法的生物处理法在屠宰废水中的应用也是成熟的，水解酸化制造一个厌氧条件，一高废水进入SBR池的可生化性。因此，本设计拟采用水解酸化+SBR反应池的生物处理工艺。第2章工程概况、设计规、工艺流程2.1本工程概况2.1.1城市现状寿光六和屠宰厂生产过程中所产生的屠宰废水有机物以及氨氮含量较高，如不经处理直接排放，将对附近水体造成严重污染。为此，作为该项目投产的配套设施，须新建一屠宰废水处理设施。该厂以畜类屠宰加工为主，经处理后废水水质须达到《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）中表2新建企业水污染物一级标准排放限值所要求。2.1.2自然条件资料气象资料：气候温和，年平均气温12.4℃，最高月平均气温为26℃，极端最高气温为41℃，最低-3.4℃。常年主导风向为南风，夏季平均风速为3m/s，冬季平均风速为3.5m/s。水文资料：废水经处理后排入附近的河流，河流的历史最高洪水位为190.8m（黄海标高，下同），20年一遇的洪水位为187.6m，95%保证率的枯水位为182.0m，常水位185.1m；多年平均流量310.4m3/s；平均流速3.0m/s；平均水温25℃。地质资料：废水处理厂地面标高经平整后标高为194.2m；地基承载力为300-400KPa；地下水位在地面以下5-7m；地震烈度小于5度。2.2设计原则、围与规2.2.1设计原则(1)根据屠宰废水特点，选择较合适、成熟的工艺路线，既要求做到技术可靠保证出水达标排放，出水稳定，又需设备简单、操作简便、易于日常维护管理，能耗尽可能低。(2)在保证处理后出水达标的前提下，充分考虑土地需求，尽量的减少占地面积，减轻基建投资压力。设计平面布置图纸时，布局力求合理、顺畅、美观，符合工程建设标准。(3)具备一定的自动化控制水平，同时兼顾经济平衡合理性。(4)建设整个工艺系统时，做到施工方便，工期尽量短。2.2.2设计围根据对屠宰废水特点的分析和处理出水水质要求进行初步设计，经论证选择技术上可行、经济上合理的处理方案，然后确定具体的、符合实际的工艺流程。对所选流程中的主要构筑物进行工艺计算，主要设备进行选型。根据任务书要求，进行合理的平面布置。确定自动控制及监测方案，进行初步的技术经济分析，包括工程投资和人员编制、成本分析等，附必要的图纸。2.2.3设计参考规1.《肉类加工业污染物排放标准》(GB13457－1992)中的一级排放标准2.《环境保护法》和《水污染防治法》3.《室外排水设计规》（GBJ14-87）4.《给水排水手册》5.《环境噪声标准》（GB5096-93）2.3方案确定2.3.1设计水质水量根据所给设计任务书中给定流量Q=2000m3/d，处理出水水质执行《肉类加工业污染物排放标准》(GB13457－1992)中一类标准。表2进水水质及排放标准水质指标COD(mg∕L）BOD（mg∕L）SS（mg∕L）动植物油（mg∕L）NH3-N（mg/L）pH值进水水质1500-2000800-1200800-150040-60100-1206～9出水水质≤100≤30≤70≤20≤156～92.3.2废水处理方案的确定屠宰废水中的BOD，COD值较高，且废水中的BOD/COD=0.53-0.6＞0.4，可生化性良好，有利于进行生物处理。同时介于较高的SS浓度，需要在在生物之前进行物化处理，化学处理工艺成熟，处理效率也高。同时，运行费用、处理成本低。由于屠宰牲猪量的不可预见性，导致屠宰废水水量污染物的波动较大；屠宰废水为间歇产生废水；要求污水处理设备占地小，运行管理成本有限性等因素，经过各种工艺比较选择，本设计选定处理工艺为SBR工艺。该工艺符合条件要求，且处理效率高，占地少，投资省，运行灵活，污泥性能良好，出水水质可达标。最主要的是SBR法具备脱氮功能，完全可以满足该工艺脱氮的需求。水解酸化—SBR工艺处理屠宰废水，具有工艺简易、处理流程短、操作简便、投资省、运行费用低等特点，适合于小型企业屠宰废水处理。本工艺对废水水量及有机负荷冲击均具备较好的缓冲能力，依据设计处理程序运行，基本无污泥膨胀现象发生，系统工作稳定。综上所述，本设计针对屠宰废水处理，工艺选择为水解酸化—SBR（厌氧—好氧相结合）工艺，既能满足出水水质达标，又尽可能的减少了投资，降低运行费用。2.3.3工艺流程的确定主要工艺为水解酸化—SBR工艺。具体设计工艺为：一级处理取用粗格栅，原污水经粗格栅处理后只是格挡了大体积的漂浮物，之后经过提升泵房提升至细格栅，进一步阻隔大体积悬浮物；一级半处理采用平流沉砂池，初步去除大颗粒悬浮有机污染物，且平流沉砂池也起到调节水量的作用，为后续处理提供了稳定性。在实际运行过程中，废水中可能会产生大量浮渣，需要设置表面刮渣机定期刮渣收集，沉淀的污泥中也含油大量有机物，需要进行分选；之后设置气浮池，采用加压溶气气浮法进行清除废水中的SS，SS需要达到出水水质要求，气浮池的去油能力也优于一般隔油池，经气浮池出水动植物油达标。SBR反应池主要用于降解有机物，出水要求BOD和COD达标，是整个处理工艺的核心。SBR运行方式灵活，通过调整，可以降解掉部分难降解有机物，是处理屠宰肉类加工废水的常规工艺，由于该设计进水氨氮浓度较高，需要脱氮处理，好氧、缺氧回流。SBR法是在一个反应池完成进水、生物降解、硝化和反硝化脱氮、重力沉淀分离、出水等过程，基本工序分五步完成，即进水、反应、沉淀、排水和闲置5。每个SBR池需要设置曝气系统、滗水系统和剩余污泥排出系统。按实际处理最大水量设计2座SBR反应池交替运行。据SBR脱氮要求的模拟实验，强化脱氮措施，确定了屠宰加工废水生物脱氮的最佳运营模式：进水—曝气（8h）--厌氧搅拌（1h）（添加碳源）--后段微曝气（0.5h）--沉淀（1h）--出水（0.5h）--闲置，总运行周期为11小时。进水阶段采用限制或班限制性曝气方式。COD需达标，前段曝气4小时即可，而氨氮需要在曝气6小时后出水才能达标，为了让反硝化进行的更为彻底，曝气时间提高到8小时。厌氧搅拌，使反硝化进程较快，外加碳源对反硝化处理结果有影响，宜采用甲醇。实际运行周期根据水质情况反应时间可灵活调整，在保证脱氮前提下，适当减少曝气时间，可以降低运行成本。曝气系统采用罗茨鼓风机，滗水系统选用旋转式滗水器，剩余污泥排放至污泥浓缩池。消毒池采用二氧化氯消毒试剂，经济环保。二氧化氯消毒剂具有强氧化性、脱色、除臭和杀菌消毒作用，对屠宰废水有机污染物有一定的氧化作用。药剂投加量约为2mg/L～3mg/L。SBR反应池和水解酸化池污泥定期排向污泥浓缩池，污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，浓缩后的污泥运往脱水车间进行污泥脱水后外运。沉砂池浮渣进行分选洗砂后与气浮池浮渣一同运往污泥干化车间，在设计中，尽量不使用或少用提升设备，多采用重力流向，降低能耗。具体工艺流程图见图：图5工艺流程图流程说明：屠宰废水首先经过粗格栅，初步阻隔水量的猪毛，脏碎块等大块杂物，如不及时清除去除会造成后续狗处理工艺的堵塞。粗格栅之后经过提升泵房提升至细格栅处理区，再次拦截大体积漂浮物，定期清渣。废水经过细格栅，进入平流沉砂池，通过重力沉淀去除部分悬浮物，同时起到调节水量的作用。之后通向气浮池，主要去除废水中的油脂和悬浮物，经过气浮池后油脂和SS均需达标。之后进入水解酸化池，利用产酸菌和水解的反应，将难降解的大分子有机物，如血红素分解成小分子可降解有机物，去除部分有机物后并提高可生化性，降低了后续好氧工艺的土建造价和能耗。水解酸化池出水直接进入SBR反应池，周期反应为进水、反应、沉淀、排水、闲置依次在同一池里进行，两个SBR反应池交替运行。SBR池中脱除BOD和COD，同时兼顾脱氮，出水达标流入消毒池，投加二氧化氯消毒剂，约停留30min，之后排放。第3章详细工艺设计计算3.1粗格栅设计计算3.1.1设计参数（1）过栅流速取值围一般为0.6-1.0m/s（2）格栅安装倾角采用60°-75°，特殊时可用90°（3）通过格栅的水头损失一般为0.08-0.2m（4）栅前水流速度取值围一般为0.4-0.9m/s（5）栅前水深取值围一般为0.3-0.5m（6）格栅间需设置工作台，且台面高出栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有清洗设备（7）工作台两侧过道宽≥0.7m，工作台正面过道宽度，人工清渣不小于1.2m，机械清渣不小于1.5m平均设计水量Q=2000m3/d，取集中时间6小时排放，最大流量Qm=2000/（6*60*60）=0.093m3/s取栅条间隙b=0.05m过栅流速V=0.6m/s安装倾角α=75°栅前水深h=0.4m3.1.2栅条间隙数栅条间隙数n：代入得　　　　　=8个3.1.3栅槽宽度栅槽宽度B：已知n=8，b=0.05m取S=0.01m由公式式中：S—栅条宽度，mb—栅条间隙，mn—栅条间隙数,个代入得：m取0.5m3.1.4过栅水头损失过栅水头损失（m）：式中：--计算水头损失，m--格栅受污染堵塞时水头损失增大系数，取k=3式中：V—过栅流速，m/sε—阻力系数，断面为锐边矩形时，，其中=2.42代入得：==0.04m3.1.5栅后槽总高度栅后槽总高度H(m)：式中：---栅前渠道超高，取0.3m代入得：H=0.4+0.04+0.3=0.74m3.1.6栅槽总长度栅槽总长度L（m）：其中：式中：--进水渠道渐宽部分长度，m--栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，m--进水渠宽，m--进水渠道渐宽部分展开角,一般为20°--栅前渠道深，m取进水渠宽=1.5m代入得：==1.87m3.1.7每日栅渣量每日栅渣量W（m³/d）：式中：--栅渣量标准，污水当格栅间隙为：16-25mm时，=0.1—0.05当格栅间隙为：30-50mm时，=0.03—0.1--污水变化系数。屠宰废水取1.5代入得：>0.2㎡/d故采用机械清渣，设２组，一备一用。粗格栅选型为GS-600钢丝绳格栅。3.2污水提升泵设计计算废水处理站地面标高平整后为标高为194.2m，地下水位为地下5-7m，设进水管进水标高为188.0m。水泵提升高差为△Z=197.19-188=9.19m。依据提升高差值△Z和流量Q进行水泵选型，流量Q=0.093m³/s提升泵选型为150WL300-11型潜水泵，扬程为11m，配用功率为15KW，抽功率为11.9KW，效率为76%3.3泵后细格栅设计计算取三组细格栅设计计算，两用一备用。最大设计流量为Qm=0.093/2=0.047m³/s设计参数取值取栅条间隙b=0.01m栅前水深h=0.4m过栅流速V=0.6m/s安装倾角α=75°3.3.1栅条间隙数栅条间隙数n（个）：代入得：个3.3.2栅槽宽度栅槽宽度B（m）：式中：S—栅条宽度，m取细格栅S=0.01mb—格栅间隔，m为0.01m代入得：m3.3.3过栅水头损失过栅水头损失（m）：式中：--计算水头损失，mε—阻力系数，断面为锐边矩形时，，其中=2.42--格栅受污染堵塞时水头损失增大系数，取k=3代入得：=m3.3.4栅后总高度栅后槽总高H（m）：式中：--栅前水深，m为0.4m--过栅水头损失，m为0.129m--超高部分高度，m取0.3m代入得：m3.3.5细格栅总长度进水渠道水头损失部分长度（m）：式中：—栅槽宽度，m为0.39m--进水渠宽，m取进水宽度为0.32m--进水渠道渐宽部分展开角,取20°代入得：=0.096m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m）：==m细格栅总长度L（m）：代入得：=1.83m3.3.6每日栅渣量每日栅渣量W（m³/d）式中：--由于泵前已设粗格栅，取为0.05m³/10³m³代入得：m³/d>0.2m³/d因此采用机械清渣，两用一备，选型为GS-400钢丝绳格栅。3.4平流沉砂池设计计算3.4.1进出水量情况3.4.2设计参数：（1）最大防冲刷流速为0.3m/s，最小防淤流速为0.15m/s（2）最大设计流量的停留时间不少于30s，一般为30-60s（3）设计有效水深应该不大于1.2m，一般采用0.25-1.0m，每格池宽不宜小于0.6m（4）进水头部采取消能整流措施（5）池底坡度一般采用0.02以上3.4.3沉砂池部分长度沉砂池部分长度L（m）：式中：V—最大流速，m/s，取0.2st—最大流量时的停留时间，s，取40s代入得：m3.4.4过水断面面积过水段面积A（㎡）：式中：--最大设计流量，m³/sV—最大流速，m/s代入得：=0.62㎡3.4.5池总宽度池总宽度B（m）：取各数n=2个，取每格宽0.9m，则总宽度B=nb=0.92=1.8m有效水深（m）：代入得：==0.35m校核长宽比和长深比一般长宽比不小于4，以4-5m为宜长深比不小于8，以8-12m为宜符合要求3.4.6沉砂斗容积沉砂斗容积V（m³）：式中：--污水沉砂量，取3m³/m³Qm—最大设计流量，为0.093m³/sT—清除沉沙时间间隔，取2d清除一次代入得：=0.48m³3.4.7每个沉砂斗容积每个沉砂斗容积（m³）：设一分格有2个砂斗，总共有4个砂斗则=0.12m³3.4.8沉砂斗尺寸设计取沉砂斗底宽=0.5m，斗璧与水平面倾角为60°，斗高取=0.3m沉沙斗上口宽a（m）：m沉砂斗容积校核：式中：--污泥斗高，m为0.3m代入得：=0.14m³所以0.14m³>0.12m³符合要求3.4.9沉砂室总高度沉砂室高度（m）：采用重力排沙，设定池底坡度为i=0.06式中：0.2—壁厚度，ma—沉沙斗上口宽，mL—沉沙池长度，m--砂斗上口至水面高，m代入得：m沉砂池总高度H（m）：式中;--沉砂池超高，m取0.3m--有效水深，m为0.35m--沉砂斗高度，m为0.3m代入得：m3.4.10验算最小流速式中：n—最小流量时，工作沉砂池个数，取1个w—工作沉砂池水流断面面积，㎡--最小流速限定为0.15m/sb—每小格宽度，m，0.9m--有效水深，m，0.35m代入得：=0.38m/s>0.15m/s符合要求平流沉砂池实际尺寸为：沉砂池表面刮渣机选型为GMZ1500中心驱动行车式刮渣机，功率0.37KW，行车速度5.04m/min3.5气浮池设计计算采用平流式部分回流加压溶气气浮法设计3.5.1设计参数（1）溶气压力取值围一般为0.2-0.4Mpa，本设计取0.3Mpa（2）气固比α在无实验资料时的取值围是0.005-0.06，其中悬浮固体含量高时，取上限，本设计取0.04（3）加压溶气效率f通常取值围一般为0.8-0.9，本设计取0.83.5.2加压溶气水量加压溶气水量（m³/d）：式中：--气固比，为0.04--空气容重，g/L--一定条件下空气溶解度，mLP—溶气压力,atm为4atmf—加压溶气效率，为0.8--污水中悬浮物颗粒浓度，kg/m³Q—进水流量，为2000m³/d温度在20°时，查表得空气容重=1164mg/L，溶解度=18.7mL/L，设前段工艺对SS去除率为50%，进水悬浮物含量=mg/L=0.575kg/m³代入得：=960m³/d则回流比R==48%3.5.3供气量实际供气量（kg/d）和空压机选型：式中：--一定条件下，一个大气压溶解度，mL/LP—溶气压力，atmf—加压溶气效率，为0.8--加压溶气水量，为960m³/d代入得：=46kg/d空压机所需额定气量（m³/min）：式中：--空压机效率系数，取1.3代入得;=0.036m³/min按照和溶气压力，进行空压机的选型，空压机选型为Z0.05/6型空压机，功率为0.75KW。3.5.4溶气灌设计溶气罐直径(m):式中：--设计流量，m³/dI—过流密度，m³/㎡d，取值围2500-5000，取4000代入得：=0.64m取700mm溶气罐高度h（m）：式中：--罐顶、底的封头高度，m，与公称直径相关，取0.1m--布水区高度，一般取0.2-0.3m，本设计取0.3m--蓄水区高度，一般取1.2-1.4m，本设计取1.3m--填料层高度，一般取0.8-1.3m，本设计取1.2m代入得：=3.0m溶气罐填料采用阶梯环填料，压力溶气罐的选型为YJ800型，填料规格为38mm3.5.5气浮池尺寸设计接触室水流上升速度取值围是10-20mm/s，本设计取15mm/s接触室表面积（㎡）式中;--总流量，m³/h回流量与设计流量之和--水流上升速度，为0.015m/s代入得：=2.3㎡接触室长和宽（m）：根据工程经验，取接触室长度=3m则接触室宽度：m取1m接触室实际平面面积为：㎡接触室堰上水深（m）：接触室出口堰上流速V应小于等于接触室上升流速为宜=1m接触室水汽接触时间（s）：=66.7s式中：--气浮池分离室水深，取值围是1.8-2.2m本设计取2m--水流上升速度，m/s接触室水汽接触时间应大于60s，实际计算=66.7s，符合气浮分离室：分离室表面积（㎡）：式中：--分离室水流向下平均流速，取值围是1-1.5mm/s,本设计取1.5mm/s代入得：㎡分离室长度（m）：式中：--分离室宽度，m且/围在2:1-3:1，本设计取2:1代入得：m取5m气浮池水深H（m）：式中：--分离室水流向下平均流速，取值围是1-1.5mm/s,本设计取1.5mm/s--分离室的停留时间，取值围是10-20min，本设计取15min代入得：=1.35m气浮池容积W（m³）：式中：--接触室表面积，㎡--分离室表面积，㎡代入得：=33.86m³总停留时间T(min)校核：min总停留时间T围于15-30min，符合取长宽比为2:1，则气浮池实际尺寸为：3.5.6气浮池集水管、集渣槽设计采用穿针管，集水孔眼流速（m/s）：式中：--集水孔眼流量系数，取0.9--集水孔眼水头损失，取0.3代入得：m/s集水孔眼总面积（㎡）：式中：Q—总流量，m³/sq—孔收缩系数，取0.98代入得：㎡集水孔眼总数量n（个）：取孔径15mm，则单孔面积㎡回流情况下：个水平成45°角，分排交错排列。清理浮渣选型用PGY4000链条式刮渣机清渣，刮渣行速0.6m/min，功率为0.75KW，定期清渣。3.5.7气浮池产泥量气浮池产泥量（m³/d）：取污泥含水率为96%，污泥浓度为1000kg/m³，投加混凝剂后气浮池对SS去除率为90%。式中：--进气浮池的SS浓度，为575mg/LQ—设计进水量，m³/d代入得：m³/d3.6水解酸化池设计计算进入水解酸化池流量m³/h3.6.1池表面积池表面积A（㎡）：式中：q—水利表面负荷，取0.9N—容积负荷，取1.5kg代入得：=51㎡3.6.2有效水深有效水深h（m）：h=qt式中：t—停留时间，h，屠宰废水取值围6-8h，本设计取7h代入得;h=0.87=5.6m3.6.3有效容积有效容积V（m³）：V=Ah=515.6=290m³设计时水解酸化池分为2格，则每格体积为145m³，表面积为145/5.6=26㎡，长宽比取1.5:1，则每格工艺设计参数为6.3m4.2m5.6m，实际取6.5m4.5m6m（0.5m超高，0.5m缓冲层高度）布水管：取布水服务区面积为S=0.5㎡/个，则布点个数为n=A/S=51/0.5=102个3.6.4出水堰设计取三角形堰角度90°，单齿流量（m³/s）：式中：--堰口水深，m，取0.03m代入得：m³/s出水堰个数n（个）：个3.6.5池污泥产量水解酸化池污泥量W（m³/d）：取污泥含水率97%，污泥密度为1.035t/m³，水解酸化池有机物去除率50%m³/d3.7SBR反应池设计计算3.7.1设计参数（1）进水水量Q=85m³/h（2）MLSS浓度取值围2500-4000mg/L，本设计取4000mg/L（3）脱氮时污泥负荷应采用低负荷，应小于等于0.1，本设计取值0.1，此时污泥容积系数SVI为90（4）BOD污泥容积负荷=X=40.1=0.4（5）据研究的屠宰废水SBR脱氮处理最佳运营周期：限制性进水（0.5h）---曝气（7h）---厌氧搅拌（0.5h）---后段微曝（0.5h）---沉淀（1h）---出水（0.5h）---闲置（2h），运行周期为12小时，一天周期数为2次（6）反应池个数一般不少于2个，水深一般为3.5—4.5mm，本设计取2个反应池交替运行，水深h取4m（7）周期进水体积与反应池容积比值，即充水比1/m，取值围是0.15—0.3，脱氮时取低值，具备良好的抗冲击能力，氨氮去除率高，但周期进水量小，运营不经济，综合考虑进水本设计取0.2（8）进水氨氮较高时，为了满足硝化要求，污泥泥龄宜取25天左右及以上3.7.2周期进水量周期进水量（m³）：m³式中：T—运行周期，hN—一天周期数，个反应有效时间（）：式中：--进水BOD浓度，mg/L，经前段工艺处理，BOD为600mg/L--污泥负荷，为0.08X—MLSS浓度，为4000mg/L1/m—充水比，取0.2代入得：h取9h3.7.3反应池容积反应池容积V（m³）：式中：--周期进水量，m³n—一天的周期数，为2个周期--容积负荷，为0.4代入得：m³反应池修正容积：由于SBR进水量和进水时的灵活性，取循环周期最大流量比r=1.5式中：r—最大流量比，取1.51/m—充水比，为0.2--进水量修正系数代入得：m³校核周期进水量和有效容积V：式中：--周期进水量校核值，m³，需大于代入得;＞500m³符合有效容积应满足：代入得：m³＜1320m³符合所需水面面积为：1320/4=325㎡取长宽比为2:1，单座反应池尺寸为（0.5m超高）3.7.4运行水位设计排水结束水位=m基准水位=m高峰水位=H=4m溢流水位=4+0.5（超高部分）=4.5m污泥界面=-0.5=2.4m图7SBR运行水位图3.7.5剩余污泥量随温度的变化有关剩余生物污泥△（kg/d）：式中：--污泥自身氧化率，通过查表得Y—污泥转化率，取0.35f—MLVSS/MLSS的比值，取0.75，--进出水水质中浓度，mg/L代入得：kg/d设污泥含水率为99.5%计算，湿污泥量为76m³/d复核污泥龄：d符合要求复核出水：式中：--进水浓度，mg/L--系数，取0.018--反应池有效时间，为8hn--SBR反应池个数，为2个代入得：mg/L符合出水指标3.7.6需氧量需氧量计算：需氧量包含有机物氧化需求量，硝化需氧量和反硝化产气量，即AOR=+-式中：Q—设计流量，m³/d，S—进出水BOD浓度，mg/L，N—进出口氨氮浓度，mg/L--剩余污泥排放量，kg/d代入得：=692kg/d需氧速率R：R==kg/h式中：t—一天曝气时间，h3.7.7供气量供氧量（kg/h）和供气量计算：式中：，--20°和T°时平均饱和溶解氧浓度，mg/L--污水氧转移修正系数，取0.82--污水氧饱和度修正系数，取0.95--压力修正系数，与实际大气压的比值，取0.95--混合液Do浓度，取2mg/L--饱和溶解氧浓度，查表得20°时，=9.17mg/L，25°时=8.25mg/LP—曝气池出口处绝对压力,Pa--气泡离开地面氧百分比（%）H—曝气器安装深度，m，取安装在矩形池底0.3m处，淹没深度3.7mEA—氧转移速率，%，取20%代入得：Pamg/Lmg/L74.5kg/h标准状态下鼓风机供气量（kg/h）：kg/h=1614.2m³/h（取空气密度1.3kg/m³）所需空气压力H（Pa）：式中：--管道阻力损失，m，取0.8--曝气器侵没水深，m,为3.7--曝气器阻力损失，m，取0.7代入得：KPa通过和H进行鼓风机选型，鼓风机选型为RD-150罗茨鼓风机，鼓风机房采取消声措施。3.7.8布气系统设计反应池平面面积为：㎡取单个曝气头的服务面积为1.5㎡，则需要441/1.5=294个曝气头，每个反应池需要设置147个每个曝气头的曝气量：m³/h选定管道气体流速：干管为15m/s，支管为10m/s，小支管为5m/s干管直径（m）：m取公称直径200mm支管直径（m）：m取公称直径120mm式中：4—取4行管道小支管直径（m）：m取公称直径70mm式中：20—取20支小支管本设计中滗水深度为1.0m，现今比较适用用的是旋转式滗水器，根据滗水深度要求，具体选型为BFR150旋转滗水器，出水管管径DN150。3.8污泥浓缩池设计计算3.8.1设计参数采用间歇式重力沉淀池进行设计计算。（1）当为剩余活性污泥时，含水率一般为99.2%-99.6%，污泥固体负荷宜采用30-60kg/(㎡.d)（2）浓缩停留时间不宜小于12小时，但也不要超过24小时，以防止污泥腐化（3）有效水深一般为4m，最低不小于3m3.8.2总剩余污泥量总剩余污泥量Q（m³/d）：m³/d3.8.3池面面积污泥浓缩池池面面积A（㎡）：式中：Q—剩余污泥量，m³/dC—剩余污泥固体浓度，g/LM—污泥浓缩池固体通量，kg/(㎡d)，取35kg/(㎡d)W—剩余污泥量，kg/d代入得：g/L㎡池径D（m）：m取8m3.8.3池高池高H(m)：取污泥停留时间为18h，则工作部分高度：式中;T—污泥停留时间，h，取18hQ—污泥量，m³/d代入得：m取1.5m超高取0.3m，缓冲层高度取0.4m，污泥斗部取1m则池总高度H（m）：m3.8.4浓缩后体积污泥浓缩后体积（m³）：式中：--浓缩前含水率，取99%--浓缩后含水率，取96%代入得：m³/d浓缩后的污泥通过污泥提升泵提升送至脱水车间脱水后外运。3.8.5上清液回流计算式中：--浓缩后的污水量，m³/h--污泥量，m³/h，--污泥浓缩前后含水率，取代入得：m³/h3.9消毒池消毒池采用矩形形状设计，设挡板，水流环形流动，投加的消毒试剂为二氧化氯，具备对有机废水氧化消毒的能力，经济环保。第4章平面及高程布置4.1平面布置原则及说明(1)工艺构筑物尽量按顺序布置摆放，避免管线迂回，少用多弯型的管道设置，充分利用好土地面积，降低能耗，减少建设工作量。(2)工艺构筑物应该尽可能布置紧凑，减短连接管渠，便于维护管理。考虑到运行管理要求需在构筑物之间辅设管渠、阀门等设备，在构筑物之间留够一定的人行榄道间距。(3)需要人工活动的地点，比如办公区、化验室、中心控制室等，应该布置在夏季主导风向上风向，另外还需要尽量远离鼓风机房，避免受噪声干扰。(4)污泥构筑物需要尽可能集中布置，以便于安全和管理。污泥区应该设在夏季主导风向的下风向，并远离办公区及休息区。(5)工艺构筑物还需适当合理设置超越管线，以便在某些池子维修核查时，能越过或进入备用池子处理，达标排放处理废水。4.2高程布置4.2.1高程布置原则（1）充分利用地势情况，尽量少使用提升设备，多利用重力自流进入下一个处理单元，减少能耗。（2）协调高程和平面布置的关系，既要做到减少占地，又必须有利于废水、污泥输运。（3）各工艺构筑物反应池高程布置应该尽可能使上表面水平同高，便于维护管理，而且美观。（4）选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当预留余地水头损失，以保证在任何情况下处理系统能够正常运行。4.2.2沿程阻力损失及标高确定根据流量Q，先确定管径D，再确定流速V。管路水头损失计算沿程水头损失：局部水头损失：管道总阻力损失：式中：--沿程水头损失，m--局部水头损失，mi—水利坡度，查询《给水排水手册》得L—连接管段长度，m--局部阻力系数，查阅《给水排水设计手册》获得V—连接管中流速，m/s其中管道进口局部损失系数1=0.5；管道出口局部损失系数2=1.0；管道分支=1.5连接管中流速一般取0.7-1.5m/s，进入沉淀池流速慢些，进入反应池流速快些，而流速过低时会使管径变大。一般进出管计量仪表中水头损失可取0.2m4.2.3部分构筑物水头损失表4污水流经个处理构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.1-0.15污水潜流入池0.25-0.5沉砂池0.1-0.25污水跌水入池0.5-1.5沉淀池生物滤池平流0.2-0.4装有旋转式布水器2.7-2.8竖流0.4-0.5装有固定喷洒布水器4.5-4.75辐流0.5-0.6混合池0.1-0.3双层沉淀池0.1-0.2污泥干化场2-3.5曝气池消毒池0.34.2.4废水管渠水利计算表5废水管渠水利计算表构筑物及管道连接流量Q（m³/h）管径D(mm)坡度i（‰）流速V（m/s）管长L(m)沿程水损（m）局部水损（m）合计（m）出水口至消毒池83.315080.8100.0800.0200.100消毒池至SBR池83.315070.7580.0561.0291.085SBR池至水解酸化83.32006.50.9570.0460.4230.492水解酸化至气浮池83.32006.71.0100.0670.2510.318气浮池至沉砂池83.32004.50.780.0360.4750.511沉沙池至细格栅169.23002.80.790.0250.5250.550细格栅至提升泵169.23003.00.7560.0180.4290.4474.2.5构筑物高程统计最低点出水处为厂地面平整区表面标高194.2m，考虑构筑物和其他水头损失，需要适当增加构筑物高程，逆推至进水口，并根据水头损失进行提升水泵选型。各构筑物池底、池顶和水面标高计算如下：消毒池:水面标高：194.2-0.2=194.0m池底标高：194.2-0.5=193.7m池顶标高：194.2+0.3+0.1=194.6mSBR池:水面标高：194.0+1.08=195.08m池底标高：195.08-4.0=191.08m池顶标高：195.08+0.5=195.58m水解酸化池:水面标高：195.3+0.492=195.80m池底标高：195.80-5.6=190.2m池顶标高：195.80+0.4=196.2m气浮池:水面标高：195.8+0.32=196.12m池底标高：196.12-1.35=194.77m池顶标高：196.12+0.30=196.42m平流沉砂池:水面标高：196.12+0.52=196.64m池底标高：196.64-1.23=195.41m池顶标高：196.64+0.30=196.94m细格栅:水面标高：196.64+0.55=197.19m池底标高：197.19-0.7=196.49m池顶标高：197.19+0.50=197.69m提升泵房:水泵出口水面标高：197.19+0.45=197.64m水泵出口水渠池底标高：197.64-0.8=196.84m水泵出口水渠池顶标高：197.64+0.5=198.14m泵房水面标高：188.20-0.2=188.0m池底标高：188.0-0.7=187.3m池顶标高：194.2+0.3=194.5m污泥浓缩池；泥面标高：194.40-0.6=193.80m池底标高：193.80-3.2=190.60m池顶标高：193.80+0.3=194.10m4.2.6主要设备表6主要设备表序号设备名称规格型号扬程/m功率/kw数量