某 啤 酒 生 产 废 水 处 理 厂 设 计
某啤酒生产废水处理厂设计
第一章总论
一、 研究背景与意义：
水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。
80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1 650万t，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。啤酒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），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。该废水中主要含糖类，醇类等有机物，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。啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的啤酒废水，有机物含量也处于高峰。鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度相当严重。
基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为目的来设计啤酒废水处理工艺是啤酒生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任!
二、本废水处理厂设计工程概况
设计排放废水量为3000m/d。COD 2500mg/L,PH值约为6。
废水经处理后，要求达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准，其主要水质指标见表1.1。
表1.1 原水水质和设计要求
3
工厂所在地气象资料如下：
温度：多年平均气温14.5℃。月均最冷气温-12℃，最热气温26.8℃,最高气温40.1℃,极端最低气温-18.9℃，最大温差26.6℃。
降雨量：年降雨量637.5mm,小时最大降雨量41.7mm，地区最大时降雨量Q=1807.0m3/h。 日照：平均日照率65%， 你按照时间2451h，冬日照率56.7%，消极照率66.0%。 风速：夏季平局风速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季为南风向，冬季为北风。
地质条件；该地区地下含水层的透水性好，多为粗沙、粉细沙和加油粗沙的松散土层。地下水位埋深已超过50m.基本处于疏干状态。
地形地势：处理站地势较低，自西北向东南方向有缓坡，坡度为0.5%。300m内没有生活区和办公楼。处理站面积为200m×200m。南北向方形。
根据当地资料及工艺方案比较,采用UASB-SBR处理工艺。
第二章：本设计工艺流程
本设计采用人工清渣格栅。由于设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。
啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6.5～7.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入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的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入SBR池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、SBR反应池的剩余污泥先收集到集泥井，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，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。
本设计的方案确定：研究表明，UASB+SBR法成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。颗粒污泥的形成时厌氧细菌群不断繁殖，积累结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质，故对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用；适当高的水利负荷将长生污泥的水利筛选，淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥同时产生剪切力，使污泥不对流旋转，有利于丝状菌相互缠绕成球。此外，一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件，因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度，例如：产甲烷细菌生长的最适宜PH 值为6.8～7.2。一定的碱度既能维持细菌生长所需的PH 值，又能保证足够的平衡缓冲能力。由于啤酒废水的碱度一般为500～800mgL-1（以CaCO3 计），碱度不足，所以需投加姑爷碳酸钠或氧化钙加以补充。应该指出，啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂，它为UASB的成功运行提供了有利的条件。
总之，UASB+SBR法具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面积小等一系列优点，很适用于高浓度啤酒废水的治理。其不足之处是工艺先进, 因此对管理人员的素质要求较高。
第三章 啤酒废水处理构筑物设计与计算
第一节 格栅的设计计算
一、格栅的作用
格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。 二、设计参数
取中格栅；栅条间隙d=10mm；
栅前水深 h=0.4m；过栅流速v=0.6m/s；
安装倾角α=45°；设计流量Q=3000m/d=0.035m/s 三、设计计算
3
3
3.1格栅设计计算草图
（一）栅条间隙数
(n)
n=
式中：
3
Q ------------- 设计流量，m/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
0..35⨯sin450
=12.26 n=
0.01⨯0.4⨯0.6
取n=13条
（二）栅槽有效宽度(B)
设计采用φ20圆钢为栅条,即s=0.02m
B=S(n-1)+en 式中：
S -------------- 格条宽度，m n -------------- 格栅间隙数 b -------------- 栅条间隙，m B=0.02×(13-1)+0.01×13=0.37m
（三）进水渠道渐宽部分长度(l1)
设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽B1=0.175m, 渐宽部分展开角取为20°
则l1=
B-B1
2⨯tga1
式中：B -------------- 栅槽宽度，m
B1 -------------- 进水渠道宽度，m
a1-------------- 进水渠展开角度
l1=
0.37-0.175
=0.27 0
2⨯tg20
（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）
l2= l1/2=0.27/2=0.135m
（五）过栅水头损失（h1）
取k=3,β=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.6m/s
s4/3v2
h1 = kb()sina
d2g
式中：k -------- 系数，水头损失增大倍数
β-------- 系数，与断面形状有关 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
⎛0.02⎫h1=3⨯1.79 ⎪
⎝0.01⎭
（六）栅槽总高度(H)
0.62⨯sin450=0.176m 2⨯9.8
取栅前渠道超高h2=0.3m 栅前槽高H1=h+h2=0.7m
则总高度H=h+h1+h2=0.4+0.176+0.3=0.876m
（七）栅槽总长度(L)
L=l1+l2+0.5+1.0+
（八）每日栅渣量(W)
取W1=0.06m/10m
则W=
式中：
Q ----------- 设计流量，m/s
W1 ---------- 栅渣量(m/10m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
W=
3
333
3
33
H10.7
=0.27+0.135+0.5+1.0+=2.605m °°
tg45tg45
K2=1.5
Q⨯W1⨯86400
K2⨯1000
0.035⨯0.06⨯864003
=0.12 m/d(可采用人工清渣)
1.5⨯1000
第二节 调节沉淀池的设计计算
一、调节沉淀池的作用
啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，由于啤酒废水中悬浮物(ss)浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。调节池还可用来均衡调节污水水质、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。
二、设计参数
水力停留时间T=6h;设计流量Q=3000m/d=125m/h=0.035m/s,采用机械刮泥除渣。处理参数如表3.4。
表3.4 调节沉淀池进出水水质指标
三、设计计算
调节沉淀池的设计计算草图见下图3.5：
图3.5 调节沉淀池设计计算草图
（一） 池子尺寸
池子有效容积为：V=QT=125×6=750m
取池子总高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m,则池面积A=V/h=750/5=150m 池长取L=25m,池宽取B=8m,则池子总尺寸为L×B×H=25×8×5.5=1100m
3
3
3 3
3
3
（二） 调节池的搅拌器
使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6－640/3-303/c/s 1台
（三） 理论上每日的污泥量
W=
式中：
Q ------------ 设计流量，m3/d C0 ------------ 进水悬浮物浓度，kg/m3 C1 ------------ 出水悬浮物浓度，kg/m3 P0 ------------ 污泥含水率，以97%计
Q⨯(C0-C1)1
⨯
1000(1-P0)r
r ------------ 污泥密度，以1000kg/m3计
W=
3000⨯(500-250)13
⨯=25m/d
1000⨯1-0.971000
（四）污泥斗尺寸
取斗底尺寸为400×400，污泥斗倾角取50°
则污泥斗的高度为：h2=(4-0.2) ×tg50°
=4.529m
污泥斗的容积V2= =
122
h2（a1+a1a2+a2） 3
122
×4.592×(8+8×0.4+0.4) 3
3
=101.7m
V总>W符合设计要求，采用机械泵吸泥
（五）进水布置
进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3
第三节 UASB反应池的设计计算
一、UASB反应器的作用
UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。
它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。
二．UASB反应器的工作原理
UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器，由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题 三、设计参数 （一）参数选取
容积负荷（Nv）：4.5kgCOD/(m·d)；
污泥产率：0.1kgMLSS/kgCOD；
产气率：0.5m/kgCOD
（二）设计水质 （如下表3.6所示）
（三）设计水量
Q＝3000m/d=125 m/h=0.035 m/s 四、设计计算
（一）反应器容积计算
UASB有效容积：V有效＝ 式中：
3
3
3
3
3
Q S0
Nv
Q ------------- 设计流量，m/s S0 ------------- 进水COD含量,mg/l Nv -------------容积负荷,kgCOD/(m·d)
V有效＝
3
3
0.035⨯23253
=1550m
4.5
2
将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好 取水力负荷q＝0.8[m/(m·h)] 则 A=
3
Q1252
= =157m 0.8q
h=
V1550＝=10m A157A1572
＝=39.25 m
44
采用4座相同的UASB反应器 则 A1=
D= 故取D=8m
4⨯A1
π
=
4⨯39.25
=7.5m
3.14
则实际横截面积为
11
A2=πD2=×3.14×8=50.24m2
44
实际表面水力负荷为
q1=Q/A ＝
125
=0.83
4⨯50.24
符合设计要求 （二）配水系统设计计算
本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设36个布水点 (1)参数 每个池子流量：
Ｑ＝125/4=31.25m/h
(2)设计计算
布水系统设计计算草图见下图3.7：
图3.7 UASB布水系统设计计算草图
3
圆环直径计算：每个孔口服务面积为:
a=
1
πD2/36＝1.40m2 4
2
a在1～3m之间，符合设计要求
可设3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个，最外围设18个孔口
1)内圈6个孔口设计
服务面积：S1＝6×1.40=8.40m 折合为服务圆的直径为：
d=
2
4S1
π
=
4⨯8.4
=3.3m 3.14
用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔口，则圆的直径计算如下：
πd12
4
则d1＝ 2)中圈12个孔口设计
=
1S1 2
2S1
π
＝
2⨯8.4
=2.3m
3.14
服务面积：S2=12×1.40=16.8m 折合成服务圆直径为：
2
4S1+S2
π
48.4+16.8 =5.67m
3.14
1122
π(5.67-d2)＝S2 42
则d2=4.63m
=
中间圆环直径计算如下：
3）外圈18个孔口设计
服务面积：S3=18×1.4=25.2m 折合成服务圈直径为：
2
4(S1+S2+S3)
π
=8.01m
外圆环的直径d3计算如下：
1122
π(8.01-d3)=S3 42
则d3＝6.94m
（三）三相分离器设计
三相分离器设计计算草图见下图3.8:
图3.8 UASB三相分离器设计计算草图
(1)设计说明
三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。
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。 (2)沉淀区的设计
三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。
由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：
1）沉淀区水力表面负荷
2）沉淀器斜壁角度设为50°,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。 3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≦
2m/h
4）总沉淀水深应大于1.5m 5）水力停留时间介于1.5～2h
如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果 沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ＝50° 沉淀区面积为：
A=1/4πD2=1/4×3.14×82=50.24m2
表面水力负荷为：
q=Q/4A=
125
4⨯50.24
=0.62
符合设计要求。
(3)回流缝设计
取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m 如图2.4所示：b1=h3/tgθ 式中：
b1----------下三角集气罩底水平宽度，m;
θ----------下三角集气罩斜面的水平夹角； h3----------下三角集气罩的垂直高度，m; b1=
1.5
tg50
°
=1.26m
b2=8-2×1.26=5.48m
下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速V1可用下计算：
V1=Q1/S1 式中：
Q1----------反应器中废水流量，m3/h； S1----------下三角形集气罩回流逢面积，m2；
V125/4
1=
π⨯5.482
/4 =1.32m/h
V1
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
式中：
Q1----------反应器中废水流量，m3/h；
S2 ----------上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；
取回流逢宽CD=1.2m,上集气罩下底宽CF=6.0m 则 DH=CD×sin50°
=0.92m
DE=2DH+CF =2×0.92+6.0 =7.84m
S2=π(CF+DE)CD/2
=26.07m2
则 V2= Q1/4S2
125= 4⨯26.07
=1.20m/h
V1
确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：
CH=CDsin40°=1.2⨯sin40o＝0.77m
1
AI=DItg50°=(DE-b2)×tg50°
21
=(7.84-5.48)×tg50°
2
=1.41m
故 h4=CH+AI=0.77+1.41=2.18 h5=1.0m
由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为： CF-2h5tg40°=6.0-2×1.0×tg40°=4.32m BC=CD/sin40°=1.2/sin40°=1.87m
11
DI=(DE-b2)=(7.84-5.84)=1.18m
22 AD=DI/cos50°=1.18/cos50°=1.84m BD=DH/cos50°=0.92/cos50°=1.43m AB=AD-BD=1.84-1.43=0.41 (4)气液分离设计
d=0.01cm(气泡)，T=20℃
ρ1=1.03g/cm3, ρg=1.2×10-3g/cm3 V=0.0101cm2/s, ρ=0.95
μ= Vρ1=0.0101×1.03 =0.0104g/cm·s
一般废水的μ>净水的μ,故取μ=0.02g/cm•s 由斯托克斯公式可得气体上升速度为：
r⨯g
(r1-rg)d2 Vb = 18m
=0.012 =0.266cm/s
=9.58m/h
Va=V2=1.60m/h
则：
9.58BC1.87Vb
==5.9, ==4.56
AB0.41Va1.60
BCVb
> ,故满足设计要求。 ABVa
（四） 排泥系统设计
1. UASB反应器中污泥总量计算
一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,则四座UASB反应器中污泥总量：G=VGss=1550⨯15=23250kgss/d 。
2. 产泥量计算 厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgMLSS/kgCOD ① UASB反应器总产泥量
∆X=rQC0E=0.07⨯3000⨯2.325⨯0.75=366.19kgVSS/d 式中：
△X———— UASB反应器产泥量，kgVSS/d ； r ———— 厌氧生物处理污泥产量，kgVSS/kgCOD； Co———— 进水COD浓度kg/m； E———— 去除率，本设计中取75%。
② 据VSS/SS = 0.8，△X=366.19/0.8=457.74 kgSS/d 单池产泥 △Xi = △X/4 = 457.74/4=114.44 kgSS/d
③污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取ρs=1000kg/m3，则 污泥产量 Ws=
3
∆X457.74
==22.89m3/h
ρs1-P1000⨯1-98%22.89
=5.73m3/h 4
单池排泥量 Wsi=
④污泥龄
θc=
G23250==50.79(d) ∆X457.74
3. 排泥系统设计
在UASB三相分离器底部设置一个排泥口，每天排泥一次
第四节 SBR反应池的设计计算
一、SBR反应器的作用
经UASB处理后的废水,COD含量仍然很高,要达到排放标准,必须进一步处理,即采用好氧处理。SBR结构简单，运行控制灵活，本设计采用4个SBR反应池，每个池子的运行周期为6h。
二、SBR技术的工作原理
SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作。在运行方式和反应过程上有别于传统的活性污泥法，它集进水、厌氧、好氧、沉淀于一池, 无污泥回流系统，以灵活地变换运行方式以适应不同类型废水的处理要求。SBR 工艺采用间歇运行方式,污水间歇进入处理系统,间歇排出。一般来说,它的一个运行周期包括5个阶段：
第1 阶段,进水期( Fill)。污水在该时段内连续进入处理池,直到达到最高运行液位,并且借助于池底泵的搅动,使废水和池中活性污泥充分混合。此时活性污泥中菌胶团(由细菌、藻类、原生动物、后生动物等组成) 将对废水中的有机物产生吸附作用,COD 和BOD 为最大值。
第2 阶段,反应期(React )。进水达到设定的液位后,开始曝气,采用推流曝气或完全混合曝气方式,使废水中的有机物与池中的微生物充分吸收氧气,水中的溶解氧(DO) 达到最大值,COD 不断降低。
第3 阶段,静置期(Settle)。既不曝气也不搅拌,反应池处于静沉状态,进行高效的泥水分离。COD 降为最小值,随着水中的溶解氧不断降低,厌氧反应也在进行。
第4 阶段,排水期(Decant)。上清液由滗水器排出。
第5 阶段,闲置期( Idle )。性污泥中微生物充分休息,恢复活性,为了保证污泥的活性,防止出现污泥老化现象,还须定期排出剩余污泥,为新鲜污泥提供足够的空间生长繁殖。 三、设计参数
（一）参数选取 (1)污泥负荷率
Ns取值为0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)
(2)污泥浓度和SVI
污泥浓度采用3000 mgMLSS/L,SVI取100 (3)反应周期
SBR周期采用T=6h,反应器一天内周期数n=24/6=4 (4)周期内时间分配 反应池数N=4
进水时间：T/N=6/4=1.5h 反应时间：3.0h 静沉时间：1.0h 排水时间：0.5h (5)周期进水量 Q0=
QT3000⨯63
==187.5m/s
24⨯424N
3
3
3
（二）设计水量水质
设计水量为：Q=3000m/d=125m/h=0.035m/s 设计水质见下表3.9：
三、设计计算
（一）反应池有效容积
V1=
nQ0S0
XNs
式中：
n ------------ 反应器一天内周期数 Q0 ------------ 周期进水量,m/s S0 ------------ 进水BOD含量,mg/l X ------------- 污泥浓度,mgMLSS/L Ns ------------- 污泥负荷率
V1=
3
4⨯187.5⨯179
=344.2
3000⨯0.13
（二）反应池最小水量
3
Vmin=V1-Q0=344.2-187.5=156.7m
（三）反应池中污泥体积
Vx=SVI·MLSS·V1/106=100×3000×344.2/106=103.2 m3
Vmin>Vx 满足设计要求
（四）校核周期进水量
周期进水量应满足下式：
Q0
（五）确定单座反应池的尺寸
SBR有效水深取5.0m,超高0.5m,则SBR总高为5.5m, SBR的面积为344.2/5=68.84m 设SBR的长︰宽=2︰1
则SBR的池宽为：6m；池长为：12.0m. SBR反应池的最低水位为：
2
3
3
3
66
故符合设计要求
156.7
=2.18m
6.0⨯12.0103.2
=1.43m
6.0⨯12.0
SBR反应池污泥高度为：
2.18-1.43=0.75m
可见，SBR最低水位与污泥位之间的距离为0.6m,大于0.5m的缓冲层高度，符合设计
要求。
（六）鼓风曝气系统
(1)确定需氧量O2
由公式：O2= aˊ⨯Q(S0-Se)+ bˊ⨯Vx⨯V 式中：
aˊ----------- 微生物对有机污染物氧化分解 过程的需氧率，kg Q ----------- 污水设计流量，m/d S0 ------------ 进水BOD含量,mg/l S0 ------------ 出水BOD含量,mg/l
3
bˊ------------ 微生物通过内源代谢的自身氧化 过程的需氧率，kg
Xv ------------ 单位曝气池容积内的挥发性悬浮 固体（MLVSS）量,kg/m
取aˊ=0.5, bˊ=0.15；出水Se =27mg/L； Xv=f×X =0.75×3000=2250mg/L =2.25kg/m； V=4V1=4×344.2=1376.8m
代入数据可得：
O2=0.5×3000×(179-25)/1000+0.15×2.25×1376.8
=695.7kg O2/d 供氧速率为： R= O2/24
=695.7/24=29 kgO2/h (2)供气量的计算
采用SX-1型曝气器，曝气口安装在距池底0.3m高处，淹没深度为4.7m，计算
温度取25℃。
该曝气器的性能参数为：
Ea=8%，Ep=2 kgO2/kWh； 服务面积1～3m； 供氧能力20～25m/h·个；
查表知氧在水中饱和容解度为：
Cs(20)=9.17mg/L，Cs(25)=8.38mg/L 扩散器出口处绝对压力为：
3
Pb=P0+9.8×10×H
32
3
33
=1.013×10+9.8×10×4.7
=1.47×10pa
空气离开反应池时氧的百分比为：
5
53
Ot=
21(1-EA)
79+21(1-EA)
=
21(1-0.08)
79+21(1-0.08)
=19.65% 反应池中容解氧的饱和度为：
Csb(25)= Cs(25)
PbO2⎫
+⎪ 5
42⎭⎝2.026⨯10⎛
⎛1.47⨯10519.65⎫
=8.38 2.026⨯105+42⎪⎪
⎝⎭
=10.0mg/L
Csb(20)= Cs(20)
PbO2⎫
+⎪ 5
42⎭⎝2.026⨯10⎛
⎛1.47⨯10519.65⎫
=9.17 2.026⨯105+42⎪
⎭⎝
=10.9mg/L
取α=0.85,β=0.95,C=2,ρ=1,20℃时，脱氧清水的充氧量为：
R0=
RCsb(20)
a[brCsb(25)-C]⨯1.024
(25-20)
=
28.86⨯10.9
5
0.85[0.95⨯10.0-2]⨯1.024
=43.8 kg O2/h
供气量为：Gs= R0/0.3Ea =
43.8
0.3⨯0.08
33
=1826m/h
=30.43m/min
(3)布气系统的计算
反应池的平面面积为：
6.0×12.0×4=288m
每个扩散器的服务面积取1.7m,则需288/1.7=170个。 取170个扩散器，每个池子需50个。 布气系统设计如下图3.10：
图3.10 SBR反应器布气系统设计草图
22
（七）污泥产量计算
选取a=0.6,b=0.075,则污泥产量为：
△X=aQSr-bVXv
=0.6×3000×(179-25)/1000-0.075×1376.8×2.25 =44.9kgMLVSS/d
第四章 污泥部分各处理构筑物设计与计算
第一节 集泥井的设计计算
一、设计说明
污水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次，集中到集泥井，然后在由污泥泵打到污泥浓缩池。
污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24h,其中各构筑物排泥、污泥泵抽送污泥时间为1.0～1.5h，污泥浓缩时间为20.0h,浓缩池排水时间为2.0h,闲置时间为0.5h～1.0h。 二、设计参数
设计泥量
啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分： ①UASB反应器，Q1 =26.16 m/d,含水率98% ； ②SBR反应器，Q2 =44.90m/d,含水率99% ；
总污泥量为：Q = Q1 + Q2 =71.06m/d，设计中取72m/d。 三、设计计算
考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为72m/d，需在1.5h内抽送完毕，集泥
井容积确定为污泥泵提升流量（72m/d）的10min的体积，即7.8m。
此外，为保证SBR运行方式进行，集泥井容积应外加37.23 m。则集泥井总容积为7.8+37.23=45.00 m。
集泥井有效深度为3.0m，则其平面面积为
3
3
3
3
3
3
3
3
3
A=
V45
==15m2 H3
设集泥井平面尺寸为4.0×4.0m。集泥井为地下式，池顶加盖，由污泥泵抽送污泥。 集泥井最高泥位为-0.5m,最低泥位为-3m池底标高为-3.5m。浓缩池最高泥位为2 m。则排泥泵抽升的所需净扬程为5 m，排泥泵富余水头2.0 m，管道水头损失为0.5 m，则污泥泵所需扬程为5+2+0.5=7.5 m。
选择两台80QW50-10-3型潜污泵提升污泥（一用一备）。其性能如表4.1
表4.1 QW50-10-3型潜污泵性能
第二节 污泥浓缩池的设计计算
一、设计说明
为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。
本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。 二、设计参数 （一）设计泥量
啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分： ①UASB反应器，Q1 =26.16 m/d,含水率98% ； ②SBR反应器，Q2 =44.90m/d,含水率99% ； 总污泥量为：
Q = Q1 + Q2 =71.06m/d，设计中取72m/d
平均含水率为：
3
3
3
3
26.1644.9
⨯98%+⨯99%=97.34% 7272
（二）参数选取
固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/md 取M=30 kg/md=1.25kg/md； 浓缩时间取T=24h； 设计污泥量Q=72 m/d； 浓缩后污泥含水率为96%； 浓缩后污泥体积：V1=
三、设计计算 （一）容积计算 浓缩后污泥体积：
3
3
3
3
100-97.34
⨯72=47.88m3/d
100-96
V=V0⨯
1-P0100-98
=72⨯=36 m3/d 1-P100-96
V0——污泥含水率变为P0时污泥体积
（二）池子边长
根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：
A≧Qc/M
式中：
Q----------------入流污泥量，m/d ； M----------------固体通量，kg/m·d； C----------------入流固体浓度kg/m。
入流固体浓度（C）的计算如下：
333
C＝
W1+W2
Q1＋Q2
W1 = Q1×1000×(1-98%) = 523.8 kg/d W2 = Q2×1000×(1-99%) = 449kg/d
那么，Qc = W1 +W2 = 972.8kg/d
C = 972.8/72 = 13.51 kg/m
浓缩后污泥浓度为：
3
C1 = 972.8/36 = 27.03 kg/m3
浓缩池的横断面积为：
A = Qc/M = 972.8/30 = 32.43 m
设计两座正方形浓缩池，则每座边长为B=5.7m 取B=5.8m,则实际面积A=5.8×5.8=33.6m
2
2
H1 = h1+h2+h3 = 2.7 m
（三）池子高度 停留时间取HRT=20h
则有效高度h2= QT/20A=72×20/24×32.43=1.85 取h2=1.9m 超高，取h1=0.5m 缓冲区高，取h3=0.5m 池壁高H1=h1+h2+h3=2.9m （四）污泥斗
污泥斗下锥体边长取0.5 m ，污泥斗倾角取50°则污泥斗的高度为：
H4 = (5.8/2-0.5/2)×tg50 = 3.28 m
污泥斗的容积为：
122
H4（a1+a1a2+a2） 312 23
= ×3.28×(5.8+ 5.8×0.5 + 0.5)= 40.23m
3
V2 =
（五）总高度
H=2.9+3.28=6.18m
设计计算草图见下图4.1：
图4.1 污泥浓缩池设计计算草图
（六） 排水口
浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管管道排入格栅间，浓缩池设四根排水管于池壁，管径DN150㎜。于浓缩池最高处设置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管。
第五章 平面图及高程图
平面图及高程图见附图。