健康医疗器械公司环保工程设计
废水处理工程设计
健康医疗器械公司环保工程设计
废水处理工程设计
摘
目前着医疗事业发展医疗器械需求量断增加市场越越种医疗器械生产商珠海市健康医疗器械厂生产次性菌塑料注射器医导丝导废水源乙醇等机溶剂清洗外购针头注射器成品环氧乙烷灭菌废水超声波清洗废水医疗器械厂废水机物浓度高生化性较
通分析类医疗设备厂水质废水量采升流式厌氧污泥床（UASB）循环式活性污泥系统（CASS）联合处理厌氧氧混合工艺够降低污水中污染物浓度时构筑物提出设计参数
该医疗器械厂设计规模日处理污水600m3中进水CODcr2300mglBOD51400mglSS450mglNH3N60mgl出水水质应达广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级标准
关键词：医疗器械生产废水厌氧+氧组合工艺升流式厌氧污泥床（UASB）循环式活性污泥系统（CASS）
Environmental engineering design of health medical device company Design of wastewater treatment engineering
Abstract
Today with the rapid development of medical industry the consumption of medical devices has increased and social medical equipment manufacturers are also increasing Zhuhai health medical device factory mainly produces disposable sterile plastic syringes and medical guide wire catheters The main source of its sewage is to use ethanol and other organic solvents to clean the purchased needles and syringes the sewage of sterilization with ethylene oxide and ultrasonic cleaning wastewater This kind of sewage has high concentration of organic matter and good biochemical
By analyzing the parameters of water quality and quantity of sewage from similar medical device plants this project adopts the combination process of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) and cyclic activated sludge system (CASS) to treat the sewage Reducing pollutant concentration in wastewater by combination of anaerobic and aerobic processes and the design parameters of each structure were proposed The medical equipment scale of factory design for sewage treatment capacity is 600 m3 every day CODcr BOD5 SS NH3 N concentration of 2300 mgL respectively 1400 mgL 450 mgL 60 mgL effluent water quality should reach the water pollutant discharge limits of Guangdong province (DB44262001) the first second time level Ⅱ class standards
Key words medical equipment production sewage anaerobic + aerobic combination process upflow anaerobic sludge blanket (UASB) cyclic activated sludge system (CASS)
目 录
1 前言 1
11 废水生产情况 1
111产品生产流程废水类型 1
2设计概况 2
21设计目意义 2
22设计原 2
221设计 2
222设计原 2
23设计需解决问题 2
24废水处理方法选择 2
25 工艺设计选 3
251设计原始资料 3
252设计出水水质执行标准 3
253 工艺选 4
254 废水污泥处理工艺流程图 5
255废水处理工艺流程说明 6
256污泥处理工艺流程说明 6
257 构筑物作 6
258 水质处理效率表 6
3 废水处理部分构筑物设计计算 8
31 设计流量确定 8
32 中格栅 8
321 设计简图 8
322 中格栅设计参数 8
323 设计计算 9
324 格栅选型 11
33 集水池提升泵 11
331 设计简图 11
332 中格栅设计参数 12
333 设计计算 12
334 水泵选型 12
34 流式沉淀池 13
341 设计简图 13
342 设计参数 13
343 设计计算 14
35 UASB反应池 16
351 设计简图 16
352 设计参数 16
353 设计计算 17
36 CASS反应池 23
361 设计简图 24
362 设计参数 24
363 设计计算 24
4 污泥处理部分构筑物设计计算 35
41 污泥量 35
42 集泥井 35
421 设计参数 35
422 设计计算 35
43 污泥浓缩池 36
431 设计简图 36
432 设计参数 36
433 设计计算 37
44 污泥消化池 38
441 设计简图 38
442 设计参数 39
443 设计计算 39
45 污泥调理池 42
46 污泥脱水间 43
5 处理构筑物览表 45
6 总体布置 46
61 面布置 46
611 面布置原 46
62 高程布置 46
621 高程布置原 46
622 水头损失计算 46
7 工程概预算 50
71 设备成概预算 50
72 运行成概预算 50
73 副产品回收济效益 50
8 总结 51
参考文献 52
致谢 53
附图 54
1 前言
11废水产生情况
项目健康医疗器械厂生产次性菌塑料注射器医导丝导
111产品生产流程废水类型
图11 医导丝导生产流程图
图12 次性菌塑料注射器生产流程图
生产工艺出工序产生废水见表11
表11 废水类型
产品
工序
废水类型
医导丝导
灭菌
含环氧乙烷高浓度灭菌废水
次性菌塑料注射器
冷
冷废水
乙醇清洗
含乙醇等机溶剂高浓度机废水
超声波水洗
超声波废水
灭菌
冷废水
般废水COD浓度2000mgl高浓度机废水设计中灭菌废水机溶剂清洗废水高浓度机废水具间歇排放混合废水浓度高特点中BOD5COD值高污水生化性较工厂废水产生量均600m3d
2 设计概况
21设计目意义
设计里查阅相关文献书籍解国医疗器械制造行业废水处理工艺现状基础探索通采升流式厌氧污泥床（UASB）+周期循环活性污泥法（CASS）厌氧+氧组合工艺医疗器械生产废水进行处理废水达广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级排放标准[1]厌氧+氧工艺效降低高浓度机废水中污染物浓度具高效节优势
22 设计原
221设计
（1）污水综合排放标准（GB89781996）
（2）广东省水污染物排放限值（DB44262001）
（3）建筑排水设计规范（GB500152010）
222设计原
（1）工程总体布局合理求计算构筑物尺寸选择合适设备
（2）工程设计设备安装验收资料应满足国家相关专业验收技术规范标准
（3）做设计时应考虑长期短期影响达设计求标准
（4）减少周边环境影响
23 设计需解决问题
（1）研究医疗器械公司废水组成物质特征环境构成危害
（2）确定废水处理工艺流程工艺流程进行说明
（3）工艺流程中构筑物进行参数选取设计计算
（4）步中已设计构筑物进行型号选择
（5）完成整体布置包括工程面布置高程布置
（6）工程概预算包括设备成运行成副产品回收济概预算
24 废水处理方法选择
表21 废水处理工艺选择
处理方式
解释
种类
物理法
利重力机械力等种物理分离技术方法废水中水溶污染物滤
气浮蒸发滤等
化学法
利化学药剂废水中产生混凝中氧化原等化学变化达污染物效果
氧化原萃取吸附离子交换等
物理化学法
通物理化学处理净化方式运者单项运实现废水处理处理工程中通相转移废水中污染物
混凝电渗析等
生物法
微生物通酶催化利微生物氧化原性溶解吸收溶溶解机污染物分解转化废水中污染物质污染物废水中转化稳定物质生物处理明显优势低成省力没二次污染产生等
厌氧法：AF＼AFB＼UASB等
氧法：活性污泥法氧化沟等
高浓度机废水选择生物法处理原三环境污染方面生物法害物质转化成二氧化碳水氮气污泥等毒害物质污泥利作肥料二处理效果方面生物法利微生物污染物降解较彻底三济方面生物法处理费相较低设计选生物法处理废水
25 工艺设计较选择
251设计原始资料
（1）设计进水水质
表22 设计进水水质
控制指标
CODcr（mgL）
BOD5（mgL）
SS
NH3N
pH
2300
1400
450
60
69
（2）废水日处理量：600m3d
252设计出水水质执行标准确定
设计厂址选珠海市斗门斗门镇黄杨道龙山工业片区废水系列处理排入虎跳门水道排出黄茅海根珠海市表水功区划图虎跳门水道处第Ⅲ水域珠海市海水水质功区划图黄茅海海水水质第三类
根污水综合排放标准（GB89781996）中排入GB3838Ⅲ类水域划定保护区游泳区外排入GB3097中二类海域污水执行级标准
根广东省水污染物排放限值（DB44262001）中类控制区指根GHZB1划分Ⅲ类水域（划定保护区游泳区外）GB3097划分二类海域排入类控制区污水执行级标准
表23 出水水质确定
控制指标
CODcr （mgL）
BOD5（mgL）
SS
NH3N
pH
污水综合排放标准（GB89781996）第Ⅱ类污染物级标准B标准
100
20
70
15
69
广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级标准
90
20
60
10
69
终出水水质标准
90
20
60
10
69
总率
9609
9857
8666
8333
253 工艺选
生物法处理废水般分氧生物处理厌氧生物处理厌氧+氧组合处理三种类型
氧处理常工艺接触氧化法活性污泥法生物滤池法等氧处理工艺优点：
反应速度快较短反应时间效降解机物缺点：运行费高厌氧处理工
艺技术种高效机物矿化技术厌氧生物机物转化成甲烷二
氧化碳高浓度机废水适优点高效低耗高负荷运行存出
水水质理想等缺点查阅资料发现工艺优缺点采厌氧+氧组合处理方式够集合两者优点弥补足分子机物难氧细菌利先通厌氧处理够分子机物转化成分子机物更氧细菌降解采组合工艺实现高合理处理器械厂生产废水[2]
（1）厌氧生物处理工艺常：厌氧消化池厌氧生物滤池厌氧接触法升流式厌氧污泥床反应器等优缺点见表
表24 厌氧工艺优缺点
工艺
特点
优点
缺点
厌氧消化池
水力停留时间固体停留时间相
设备简单适高浓度机废水
设备处理时间较长出水水质达标
厌氧生物滤池
反应池放置滤料微生物滤料生长
反应池保持较高浓度微生物
滤料费较高容易清洗
厌氧接触法
污水先混合接触池回流厌氧污泥混合真空脱气器留沉淀池
水力负荷时间短具定耐击负荷力
固液分离效果差
升流式厌氧污泥床反应器
三相分离器
气固液分离设计合理机负荷力高水力停留时间短
水质负荷突然变化较敏感
综述升流式厌氧污泥反应器（UASB）污泥浓度较高容积负荷高时反应器设置三相分离器需续工艺里设置沉淀池加污水发酵程中会产生甲烷气气泡做升运动样污泥床部污泥保持悬浮状态需设置搅拌器根国现处理啤酒淀粉等高浓度生产废水现状作参考UASB降低废水中机污染物浓度时具脱氮磷效果设计中厌氧工艺选择UASB[3]
（2）氧生物处理工艺：曝气生物滤池法生物接触氧化法周期循环活性污泥法等优缺点见表
表25 氧工艺优缺点
工艺
特点
优点
缺点
曝气生物滤池法
微生物吸附着载体表面利污水机营养物质吸附氧气生物膜部扩散生物膜中发生生物氧作
硝化效果
抗击负荷力强
构筑物占面积
滤料容易堵塞
生物接触氧化法
池充满填料填料布满生物膜污水生物膜广泛接触利膜微生物新陈代谢作净化污水
单位容积生物量处理力高水力停留时间短需污泥回流
周期循环活性污泥法
序批式活性污泥法工艺基础进行改造反应池分生物选择区兼性区反应区三区域工艺工作分曝气沉淀排水闲置四阶段
需二沉池污泥回流系统占面积少
综述周期循环活性污泥法（CASS）SBR工艺进行改良根文献等资料知前段生物选择区工作原理利活性污泥快速吸收作加速溶解性较污染物质时降解难溶解污染物兼性区功：缓水质进步促进磷释放氮反硝化作反应区呢保持氧状态降解机物硝化反硝化步进行认CASS反应器三区域合理分布稳定机污染物定脱氮磷效果设计中选择CASS作氧段处理工艺[3]
254 废水污泥处理工艺流程图
图21 废水污泥处理工艺流程图
255废水处理工艺流程说明
污水处理工艺UASB+CASS作核心处理工艺效降低生产废水中BODCODSS浓度医疗器械厂生产车间废水首先流入中格栅拦截污水中较SS漂浮物然流集水池提升水泵废水引入流式沉淀池进行泥水分离接着根重力作流入UASB反应池流入CASS反应池废水达标外排
256污泥处理工艺流程说明
污水线产生污泥先流入集泥井进入浓缩池压缩污泥体积消化调理脱水外运资质部门处理
257 构筑物作
（1）中格栅：拦截较悬浮物
（2）集水池：调节水量
（3）沉淀池：废水中量SS泥水分离
（4）USSB反应池：生物反应沉淀作降低BODCOD浓度
（5）CASS反应池：具生物脱氮磷作降低BODCOD浓度
（6）集泥井：时贮存污水线产生污泥
（7）污泥浓缩池：降低污泥量方便机组进步运行
（8）污泥消化池：污泥性质稳定机物含量降低处停滞状态分解
（9）污泥调理池：添加化学药剂提高污泥脱水效率
（10）污泥脱水：污泥达 80含水率具固体特性方便运输
258水质处理效率表
水质处理效率根文献资料参考书发表工程运行资料验参数构筑物满足设计条件确定[4]
表26 水质处理效率表
构筑物
CODcr
（mgl）
BOD5
（mgl）
SS
（mgl）
NH3N
（mgl）
PH
中格栅
进水水质
2300
1400
450
60
69
出水水质
2300
1400
360
60
69
率
0
0
20
0
集水池
进水水质
2300
1400
360
60
69
出水水质
2300
1400
360
60
69
率
0
0
0
0
沉淀池
进水水质
2300
1400
360
60
69
出水水质
2070
1260
72
60
69
率
10
10
80
0
UASB
进水水质
2070
1260
72
60
69
出水水质
414
126
576
48
69
率
80
90
20
20
CASS
进水水质
414
126
576
48
69
出水水质
83
19
4032
48
69
率
80
85
30
90
3 废水处理部分构筑物设计计算
31 设计流量确定
（1）污水总变化系数KZ
KZ27Q011
（式31）
式中：Q设计流量ls
KZ2769011218
（式32）
（2）设计流量Qmax
QmaxKZ*Q
（式33）
式中：Q设计流量m3d
Qmax218*6001308 m3d545 m3h0015 m3s
（式34）
32中格栅
321 设计简图
图31 设计简图
322 中格栅设计参数
（1）栅前流速：06ms （参考水污染控制工程般采0409ms）
（2）栅流速：06ms （参考水污染控制工程般采0610ms）
（3）栅前水深：023m
（4）栅条宽度：002m20mm （参考水污染控制工程选圆形栅条）
（5）栅条间隙：002m20mm（参考水污染控制工程中格栅间隙1040mm）
（6）格栅安装倾角：60° （般45°75°机械清渣般等70°工清渣般
等60°）
（7）超高：03m
323 设计计算
（1）格栅栅条间隙数n
nQmaxsin∝bℎv
（式35）
式中：Qmax设计流量m3s
∝格栅安装倾角°
b栅条间隙m
h栅前水深m
v栅流速ms
n0015∗sin60002∗023∗06505 取n5条
（式36）
（2）格栅栅条数n1
n1n1514
（式37）
（3）中格栅栅槽总宽度B
BS(n1)+nb
（式38）
式中：S栅条宽度m
B002(51)+002*5018 m
（式39）
（4）验证栅流速v
vQmaxsin∝bℎn0015sin605∗002∗023060ms
（式310）
（5）栅水头损失h2
h2K*ho
（式311）
hoε∗v2g2∗sin∝
（式312）
式中： ho计算水头损失
K系数格栅堵塞水头损失增取3
g重力加速度取98ms
ε阻力系数栅条断面形状关表计算
表31 阻力系数表
栅条断面形状
公式
说明
锐边矩形
εβ∗sb43
β242
迎水面半圆形矩形
β183
圆形
β179
迎水背水面半圆形矩形
β167
正方形
ε（b+sb∈−1）2
∈−收缩系数 般采064
ε179∗00200243179
（式313）
h23∗179∗062∗982∗sin600085 m
（式314）
（6）格栅前槽高H1
H1h+h1
（式315）
式中：h1栅前渠道超高 m
H1023+03053 m
（式316）
（7）栅槽高H2
H2 h+h1+h2023+03+00850615 m
（式317）
（8）进出水渠道宽度B1
B1Qmaxℎv渠
（式318）
V渠进出书渠道流速取06ms
B10015023∗0601 m
（式319）
（9）进水渠渐宽部分长度L1
L1B−BI2tan∝1
（式320）
式中：∝1进水渠道渐宽部位展开角取20°
L1018−0102tan20011
（式321）
（10）出水渠渐宽部分长度L2
L205 L105*0110055 m
（式322）
（11）格栅槽总长度L
L L1+ L2+05+1+H1tan∝011+0055+05+1+054tan60197 m
（式323）
（12）日栅渣量W
WQmax∗W1∗86400KZ∗1000
（式324）
式中：W1单位体积污水栅渣量取005m3（103m3污水）
W0015∗005∗86400218∗10000029 m3d
（式325）
W<02 m3d采工清渣
324 格栅选型
设计中格栅选常强度结构牢固钢格板格栅具防腐力表面光泽等特点性参数见表
表32 格栅性参数表
项目
技术参数
项目
技术参数
名称
镀锌钢格板
材质
Q235
栅架间距
20mm
栅条直径
20mm
规格
定制
抗压强度
高优
33 集水池提升泵
集水池效容积根进水水量变化水泵力水泵工作情况等素确定效容积
应泵流量56分钟容积设计集水池容积采台水泵10分钟流量容量
设置水泵备台水泵流量55m3h
331 设计简图
图32 集水池设计简图
332设计参数
（1）停留时间：10min
（2）效水深：15m
（3）超高：05m
（4）池长：25m
（5）池宽：2m
333 设计计算
（1）集水池理效容积V
VQmax*T
（式326）
式中：Qmax设计流量m3min
T停留时间min
V091*1091m3
（式327）
（2）池子面积A
AVℎ
（式328）
式中：h总高效水深加超高m
A9115+05455 m2
（式329）
（3）实际效容积V实
V实a*b*h
（式330）
式中：a池长m
b池宽m
V实25*2*（15+05）10 m3
（式331）
334 水泵选型
设计选南京制泵集团生产QX型潜水泵性参数[11]
表33 水泵性参数表
型号
流量m3h
扬程m
转速rmin
功率kw
QX65103
65
10
2870
3
34 流式沉淀池
341 设计简图
图33 沉淀池设计简图
342 设计参数
医疗器械厂验设计参数表
表34 沉淀池设计验参数
沉淀时间
表面水力负荷
污泥含水率
固体负荷
1540h
1020m3m2h
9698
≤150kgm2c
（1）表面水力负荷沉淀时间效水深关系表水排水设计手册节选
表35 表面水力负荷沉淀时间效水深关系表
表面负荷
m3m2h
沉淀时间t（h）
H220m
H225m
H230m
20
10
13
15
15
13
17
20
12
17
21
25
10
20
25
30
设计选择表面负荷15 m3m2h沉淀时间13h效水深20m
（2）沉淀池数量：2
（3）沉淀池水流速：5mms
（4）超高h1：03m
（5）池底坡度般001002取i001
（6）沉淀池进水SS验值：360mgl
（7）沉淀池进水SS验值：72mgl
（8）污泥含水率：985
（9）污泥容重：含水率96取1000kgm3
（10）两次排泥时间间隔：4h
343 设计计算
（1）沉淀池表面积A
AQmaxq
（式332）
式中：Qmax设计流量m3h
q表面水力负荷m3m2h
A545815 3639 m2 圆整取A37 m2
（式333）
（2）沉淀池效水深h
hqt
（式334）
式中：t沉淀时间h
h15*13195 m 圆整取h2 m
（式335）
（3）沉淀区效容积V
VAh37*274 m3
（式336）
（4）沉淀池长度L
L36VSt
（式337）
式中：VS水流速mms
L36*5*13234 m
（式338）
（5）沉淀池总宽度B
BAL 37234 158 m
（式339）
（6）单格沉淀池宽
bB2 1582 079 m
（式340）
（7）校核沉淀池长宽高例
①沉淀池长宽 L b 234 079 296
根室外排水设计规范（GB500142006）沉淀池格长宽少4296＞4符合设计规范
②沉淀池长深 L ℎ 234 2 117
根室外排水设计规范（GB500142006）沉淀池格长宽少8117＞4符合设计规范
（8）污泥斗需容积V1
V1 Qmax∗24∗CO−C1∗1001000∗r∗（100−ρ）∗T
（式341）
式中：Qmax设计流量 m3h
COC1沉淀池进出水SS浓度mgl
r污泥容重kgm3
ρ污泥含水率
T两次排泥时间间隔d
V1 5458∗24∗360−72∗1001000∗1000∗（100−985）∗017 427 m3 圆整取 43m3
（式342）
（9）单污泥斗需容积V2
V2 V12 432 215 m3
（式343）
（10）污泥斗设计
设计设污泥斗口长：36m 口长：1m坡度60°
①污泥斗高h436−12*tan60225 m
（式344）
②单污泥斗实际容积V2’ 13∗ℎ1∗（S+S+S+S）
13∗225∗（36∗079+1∗079+36∗079+1∗079）
288 m3
（式345）
V2’单污泥斗理容积13符合设计求
③ 污泥斗实际总容积V1’2 V2’576 m3
（式346）
V1’污泥斗总理容积13符合设计求
（11）沉淀区梯形部分高度h5
h5(L+L1L2)*i
（式347）
式中：L1挡板距离出水口距离取03m
L2污泥斗口长m
i坡度取001
h5(234+0336)*00102 m
（式348）
（12）沉淀池总高度H
Hh1+h2+h3+h4+h5
（式349）
式中：h1超高m
h2效水深m
h3机械排泥高度取03m
h4污泥斗高m
h5沉淀区梯形部分高m
H03+2+03+225+02505 m 圆整取H5 m
（式350）
（13）吸泥机选型
沉淀池水排水工艺流程中重环节沉淀池排泥直接影响水质处理效果
设计中采机械排泥效减轻劳动强度保证沉淀效果
根积水排水设计手册第11册常设备HJX3型桁架式吸泥机适污水处理流式二次沉淀池排泥种吸泥机结构吸泥固定桥架驱动系统驱动桥架沉淀池吸泥泵污泥吸引流集泥井中参数表[11]
表36 吸泥机性参数
型号
池宽
驱动功率
行车速度
钢轨
HJX32
2m
032*2KW
10mmin
9kgm
35 UASB反应池
UASB反应池布水系统反应区三相分离器排泥系统沼气收集系统组成[5]
351 设计简图
图34 UASB池设计简图
352设计参数
（1）设计流量：600m3d
（2）UASB反应器进水机物浓度：2070mgCODcrl
（3）容积负荷：53kgCODcr（m3d） 参考啤酒行业等高浓度机废水处理行业验值
（4）工程设计反应池数量：2座
（5）效水深：5m
353 设计计算
3531 反应池设计计算
（1）UASB反应池效容积VU
VU Q∗S01000N
（式351）
式中：Q设计流量m3d
SoUASB进水机物浓度mgCODcrl
N容积负荷kgCODcr(m3*d)
VU 600∗20701000∗53 23434 m3 圆整取VU234 m3
（式352）
（2）单池效容积Vd
Vd Vu2 2342 117 m3
（式353）
（3）UASB反应器尺寸
①单池横截面积Sd
Sd Vd ℎ1
（式354）
式中：h1效水深m
Sd 117 5 234 m
（式355）
②设单池长75m宽35m
长宽7535214 接2较合理
校核单池横截面积75*352625m2 ＞234m2 符合设计求
③设计反应池总高H65m中超高h205mh36m（般应时反应池装液量7090）
④单池实际容积V单实
V单实 L单*B单*h3
（式356）
式中：L单单池长m
B单单池宽m
V单实75*35*61575 m3
（式357）
⑤反应池实际总容积V实
V实2V单实2*1575315 m3
（式358）
⑥UASB反应器体系效系数
ηVuV实 234315*1007429
（式359）
介7090间符合设计求
（4）水力停留时间T
TVu∗24Q 234∗24600 936h
（式360）
（5）水力负荷q
q Q2Sd 6002∗2∗234 053 m3(m2h) ＜ 1 符合求
（式361）
3532 布水系统设计计算
设计采池长方设置总布水池间隔设置配水横横开孔方式称
孔布水进水孔进水负担孔口流速20ms配水中心距池底般2025cm[5]
（1）设计参数
①总径：200mm
②总流速：095ms
③孔口流速：22ms
④单孔服务面积：3m2（验值24m2）
（2）单池布水点数n
n S单S荷
（式362）
式中：S荷单孔服务面积m2
n 2343 78 圆整n8
（式363）
（3）布水孔径d
d4∗Q单3600∗n∗π∗u
（式364）
式中：Q单单池设计流量m3h
u孔口流速m3h
d4∗2523600∗8∗π∗22 00158 取d0016 m
（式365）
（4）常温容积负荷Nv53kgCOD（m3*d）产气率04m3kgCOD需满足空塔
水流流速Uk≤10kmh空塔气流流速Ug≤10mh
验证空塔水流流速Uk Q2S单 600242∗234 053＜1符合求
空塔气流流速Ug Q∗S0∗r∗η2S单 60024∗207∗08∗042∗234 035＜1符合求
3533 三相分离器构造设计
三相分离器功气液固三相分离沉淀区回流缝气液分离器构成[7]
35331 沉淀区设计
设计中短边行长边边布置2集气罩构成2单元池设计2
三相分离器
（1）单元宽度b
b B单2 352 175 m
（式366）
（2）沉淀区表面符合率 ξ
ξ252234 053＜1 符合设计求
（式367）
35332 回流缝设计
（1）图三相分离器结构示意图
图35三相分离器设计简图
（2）设计参数
①三角形集气罩斜面水夹角α55°
②三角集气罩垂直高度h308m
③三角形集气罩端三角斜面间水距离回流缝宽度b3CD025m
（3）设计计算
①三角集气罩垂直高度b1
b1ℎ3tan55 056 m
（式368）
②相邻两三角形集气罩间水距离b2
b2b2b11752*056062 m
（式369）
③三角形回流缝面积S1
S1 b2*L单*n062*75*2 944 m2
（式370）
④三角集气罩间污泥回流缝中混合液升流速V1
V1 Q1S1
（式371）
式中：Q1单池设计流量m3h
V1 252944 132ms ＜ 20ms 符合设计求
（式372）
⑤三角形回流缝面积S2
S2b3*L单*2*n025*75*2*275 m2
（式373）
⑥三角形集气罩间回流缝中流速V2
V2 Q1S2 25275 166 ms
（式374）
综：V1＜V2＜2ms符合设计求
⑦确定三角形集气罩相位置尺寸图BC
BC b3sin35 025sin35 043 m
（式375）
35333 气液分离设计
（1）设计参数
①AB02 m
②AD029 m
③集气罩覆盖水深h205m
（2）图算：
CECD*sin55025*sin55020 m
（式376）
CBCEsin55020sin55025 m
（式377）
AFh3cos3508cos35097 m
（式378）
DFAFAD097029068 m
（式379）
h4（AB*cos55+b22）*tan55
（02*05736+0622）*14281061 m
（式380）
h5DF*sin55068*sin55056 m
（式381）
35334 三相分离器UASB高度设计
（1）三相分离区总高h
hh2+h3+h4h5
05+08+061056135 m 取h14m
（式382）
UASB总高H65m沉淀区高14m污泥区高2m悬浮区高26m超高05m
35335 排泥系统设计计算
（1）设计参数
①厌氧生物处理污泥产生量根验值1kgCOD产生00510kgVSS设计取r007
②污泥含水率：98
③污泥密度：1000kgm3
（2）UASB污泥反应器总污泥产量X
Xr*Q*So*η
（式383）
式中：Q设计流量m3d
So进水COD浓度mgl
r厌氧生物处理污泥产生量kg
ηCOD效率
X007*600*2070*08*00016955 kgVssd 取X70 kgVssd
（式384）
已知：VssSS08
XssX087008875 kgVssd
（式385）
（3）单池产泥量 Xss’
Xss’ XSS2 8752 4375 kgVssd
（式386）
（4）污泥总体积W
W Xssρ（1−ϖ）
（式387）
式中：ϖ 污泥含水率
ρ污泥密度
W 8751000（1−98） 4375 m3d
（式388）
（5）排泥系统设计
UASB三相分离器05m距离底部400mm高处设置排泥口两排泥口天排泥次
35336 沼气收集系统设计计算
（1）设计参数
①设计产气率取04m3kgCOD
②集气罩根集气收集单池2根集气
（2）总产气量G
Gr*Q*So*η
（式389）
式中：r产气率m3kgCOD
Q设计流量m3d
So进水COD浓度mgl
η –COD率
G04*600*2070*08*000139744 m3d 圆整取G398 m3d
（式390）
（3）单池产气量 Gd
Gd G2 3982 199 m3d
（式391）
（4）根集气气流量Vj
Vj Gd24∗3600∗n
（式392）
式中：n单池集气根数
Vj 19924∗3600∗2 000115 m3s
（式393）
根资料显示集气室沼气出气径dmin100mm
（5）设计
池2根集气先通根单池然汇入两池沼气材质：钢单池沼气道坡度i05
①单池沼气气流量
qiGd24∗3600 19924∗3600 00023m3s
（式394）
D取150mm充满度取08
流速vqi∗408∗D∗314 00023∗408∗015∗314 0024 ms
（式395）
②两池沼气气流量q
qG24∗3600 39824∗3600 000461 m3s
（式396）
总D取250mm充满度06
流速v’q∗406∗D∗314 000461∗406∗025∗314 0039 ms
（式397）
（6）沼气柜容积
沼气柜设计容积应3h产气量体积
V沼气柜G24∗3 39824∗3 4975 m3 圆整取V沼气柜50m3
（式398）
设计选300钢板水槽导轨湿式储气柜尺寸∅5000mm*H6000mm
353361 水封灌设计
密封水灌控制官腔两相间界面高度液面高者波动时浮渣等会引起出气堵塞抑导致气体部分进入沉降室
（1）设计参数
①集气罩中出气气压H1取2mH2O
②贮气罐压强Ho取400mmH2O
③水封罐直径：05m
（2）水封高速H
H H1Ho 20416 m
（式399）
（3）水封灌面积S
S14∗π∗d2∗4 314*025*0250196 m2
（式3100）
36 CASS反应池
361 设计概图
图36 CASS反应池设计简图
362设计参数
（1）进水COD浓度414mglCOD率根验值取80
（2）进水BOD浓度126mglBOD率根验值取85
（3）BOD5污泥负荷01 kgBOD5kgMLSS
（4）混合液污泥浓度：3700mgl
（5）充水：03
（6）曝气水深：3m
（7）缓层高度：05m
（8）排水时间：05h
363 设计计算
（1）曝气时间ta
ta 24∗λ∗SoNs∗X
（式3101）
式中：λ−充水
So进水BOD浓度mgl
NsBOD污泥符合值kgBOD5kgMLSS
X混合液污泥浓度mgl
ta 24∗03∗12601∗3700 245 h
（式3102）
（2）沉淀时间to
to Hλ+εu
（式3103）
u46*10000*X−126
（式3104）
式中：ε缓层高度m
H曝气水深m
u污泥界面沉降流速ms
u46*10000*3700−126146 ms
（式3105）
to 3∗03+05146 095 h
（式3106）
（3）运行周期T
Tta+to+tp
（式3107）
式中：tp排水时间h
T245+095+0539 h 圆整取T4h
（式3108）
（4）日周期数N
N 24T 244 6
（式3109）
（5）滗水器选择
水排水设计手册（第11册 常设备）中选型选择XB型旋转滗水器适种中型城市生活污水类工业废水处理设计选湖北洪城通器械限公司生产XB500滗水器参数[11]
表37 滗水器性参数
型号
出水力 （m3h）
堰口宽度2L（m）
滗水调深度H（m）
XB500
500
5
30
3631 反应池容积尺寸
（1）设计参数
①反应池数量：2座
（2）单池容积Vd
Vd Qn∗N∗λ
（式3110）
式中：Q设计流量m3d
n反应池数量
Vd 6002∗6∗03 1666 m3
（式3111）
（3）CASS池体尺寸确定
设计中CASS池长方形池体端进水区端出水区池长方安
装隔墙反应池分预反应区反应区两部分池体构造图：
图37 池体构造图
中池体宽高应12范围较合理长宽应46区间设单池长L16m单池宽B4m
①校验宽高133长宽4符合设计求
②校验单池实际容积Vd’L*B*H16*4*3224m3＞1666m3 符合求
③单池面积Si Vd＇H 224 3 7466 m2
（式3112）
④预反应区长L1理反应区016025倍设计L102L02*1632m
（4）连通口尺寸
隔墙底部设置连通孔连通预反应区反应区两区域水流设连通孔数n’3孔口流速v30mh孔口高度h孔05m
①连通孔孔口面积S孔
S孔 Q24∗n∗n＇∗v+B∗L1+Ho
（式3113）
Ho Qn∗N∗Si
（式3114）
式中：Q日污水量m3d
n反应池数量
n’−连通孔数
N−日运行周期数
v孔口流速mh
B单池长m
L1预防应区长m
Ho设计池高水位滗水机低水位间距离m
Ho 6002∗6∗7466 066 m
（式3115）
S孔 60024∗2∗3∗30+4∗32+066045 m2
（式3116）
②孔口宽度b孔
b孔 S孔ℎ孔 04505 09 m
（式3117）
3632 污泥COD负荷计算
日COD量：600∗414∗08100019872 kgd
（式3118）
COD污泥负荷Ns’ Q∗Sun∗X∗V
（式3119）
式中：Q设计处理流量m3d
Su进出水COD浓度差mgl
n反应池数
X污泥浓度mgl
V反应区池体体积 m3
Ns’ 600∗33122∗3700∗1536017 kgCOD（kgMLSSd）
（式3120）
3633 污泥量排泥系统设计
（1）参考验数值：微生物代谢增长系数a083微生物身氧化率b005
CASS池代谢产泥量△X（abNs＇）*Q*Su（083005017）*600*0331210810 kgd
（式3121）
设计污泥含水率P98
排泥量Qs △X1000∗（1−P） 108101000∗（1−098） 54 m3d
（式3122）
（2）排泥系统设计
池池底排泥坡度i001池底出水口布设10*10*05m3排泥坑池排泥坑中接DN150出泥根
3634 曝气系统设计
（1）设计参数
①微生物氧化1kgCOD需氧量a105kg
②微生物身耗氧量b1018kg
③20℃30℃时水中溶解氧饱度分Cs（20）917mglCs（30）763mgl
④空气扩散器氧转移率：15
（2）单池需氧量O2
O2a1*Q*Su*0001+b1*X* Vd’
（式3123）
式中：Q单池设计流量m3d
Su进出水COD浓度差值mgl
X污泥混合浓度mgl
Vd’单池实际容积m3
O205*6002*3312*0001+018*3700*22419886 kgd
（式3124）
（3）单池时耗氧量O2h
O2h O224 1988624 8286 kgh
（式3125）
（4）供氧量计算
①微孔曝气器出口处绝压力P1
P11013*10^5+98*10^3*H
（式3126）
式中：H曝气水深m
P11013*10^5+98*10^3*3130700 pa
（式3127）
②空气离开反应池时候氧百分 O
O 21（1−Ea）79+21（1−Ea）∗100
（式3128）
式中：Ea空气扩散器氧转移率
O 21（1−015）79+21（1−015）∗100 1843
（式3129）
③利温度30℃时CASS曝气池中混合液均溶解氧饱度Csb（30）
Csb（30）Cs（30）*（P12066∗105+Q42）
763*（1307002066∗105+184342）485 mgl
（式3130）
④20℃时CASS曝气池中混合液均溶解氧饱度Csb（20）
Csb（20）Cs（20）*（P12066∗105+Q42）
917*（1307002066∗105+184342）982 mgl
（式3131）
⑤20℃脱氧清水充氧量Ro
Ro O2h∗Csb（20）α∗β∗ρ∗Csb30−C∗1024（30−20）
（式3132）
式中：α氧转移折算系数般08085设计取082
β氧溶解折算系数参考值09097设计取095
ρ密度1kgl
C废水中实际溶解氧浓度取2mgl
Ro 828∗982082∗095∗1∗485−2∗1024（30−20） 2999kgh
（式3133）
⑥曝气池均供气量Gb
Gb Ro03∗Ea 299903∗015 66646m3h
（式3134）
⑦立方米废水供气量Gf
Gf 66646∗225 5331 m3
（式3135）
⑧1kgCOD耗空气量：
5331∗225∗3312∗0001 16098 m3
（式3136）
3635 曝气系统设计
活性污泥曝气系统曝气方式分鼓风曝气系统表面机械曝气系统设计采鼓风曝气鼓风曝气系统鼓风机空气输送道曝气装置组成工作原理：空气压缩通道输送曝气装置曝气装置空气中氧转移混合液中[8]
（1）微孔曝气器
曝气板（壳）材质般分刚玉微孔曝气器橡胶膜微孔曝气器聚乙烯微孔曝气器三类设计采天津国水设备工程限公司生产橡胶膜盘式微孔曝气器性参数[11]：
表38 橡胶膜盘式微孔曝气器性参数
型号
规格mm
水深
m
供气量[m3（h*）]
服务面积（m2）
充氧力（kgh）
理动力效率（[kg(kw*h)]）
氧利率
阻力损失（pa）
BZPI1
Φ215
45
23
0306
01550250
553715
20830
28203440
①微孔曝气器数量n
n Sis
（式3137）
式中：Si单池面积m2
s曝气器服务面积取03m2
n 746603 2488 圆整取n249
（式3138）
②校核供气量
曝气器供气量 Gbn 66645249 267 m3h* 23 m3h* 范围符合设计求
（2）道布设图
图38道布设图
鼓风机房出根空气干径D300mm流速v115ms两CASS池设根支径D100mm流速v210ms支构筑物方延伸CASS池底池底长方形状布设圈支垂直池长方池宽方行计算池底布设28根空气支径D60mm流速v35ms支中心距离ab05m
根支安装9曝气器曝气器中心距离05m设计中安装252微孔曝气器满足实际需曝气量
选择1条鼓风机房开始远长路空气流量变化处设计算节点编号列表进行空气道计算
空气路计算示：
表39空气路计算表
段
编号
段长度
m
空气流量
m3h
空气流速
ms
径
mm
局部阻力
98Pa
程阻力
98Pa
压力损失
98Pa
12
4
792
15
300
104
1152
11552
23
2
768
10
100
50
768
5768
34
45
744
10
100
1035
768
11118
45
2
720
10
100
40
768
4768
56
05
696
5
60
85
384
1234
67
05
672
5
60
75
384
1134
78
05
648
5
60
65
384
1034
89
05
624
5
60
5
384
884
910
05
600
5
60
45
384
834
1011
05
576
5
60
4
384
784
1112
05
552
5
60
35
384
734
1213
05
528
5
60
3
384
684
1314
05
504
5
60
25
384
634
1415
05
480
5
60
2
384
584
1516
05
456
5
60
15
384
534
1617
05
432
5
60
1
384
484
1718
05
408
5
60
05
384
434
1819
05
384
5
60
0
384
384
1920
05
360
5
60
0
384
384
2021
05
336
5
60
0
384
384
2122
05
312
5
60
0
384
384
2223
05
288
5
60
0
384
384
2324
05
264
5
60
0
384
384
2425
05
240
5
60
0
384
384
2526
05
216
5
60
0
384
384
2627
05
192
5
60
0
384
384
2728
05
168
5
60
0
384
384
2829
05
144
5
60
0
384
384
2930
05
120
5
60
0
384
384
3031
05
96
5
60
0
384
384
3132
05
72
5
60
0
384
384
3233
05
48
5
60
0
384
384
3334
4
24
5
60
0
384
384
合计
49342
（3）鼓风机选型
①表知空气道总压力损失Pℎ*9849342*984835KPa
（式3139）
②需风机力G 6664660 111 m3min
（式3140）
选择台沈阳鼓风机厂生产DG超型离心鼓风机性参数：
表310 鼓风机性参数表
流量
m3min
压缩介质
出口压力（kPa）
轴功率
（kW）
电动机功率（kW）
电动机形式
35
空气
15
41
55
TEFC（全封闭式风扇冷）
4 污泥处理部分构筑物设计计算
41 污泥量
废水处理程中日产生污泥沉淀池UASB反应器CASS反应器
总污泥量QQ沉+Quasb+Qcass
（式41）
式中：Q沉沉淀池日产生污泥量43 m3d
QuasbUASB日产生污泥量4375 m3d
QcassCASS日产生污泥量54 m3d
Q43+4375+5414075 m3d
（式42）
42 集泥井
421设计参数
（1）效容积：1410 m3 （根总污泥量确定）
（2）效水深：4 m
（3）超高：03m
422 设计计算
（1）集泥井底面积S
S Vℎ
（式43）
式中：V集泥井效容积m3
h效水深m
S 14104 352 m2
（式44）
（2） 集泥井长a宽b
设集泥井底正方形abS352187 m 圆整ab2m
校核集泥井效容积V’a*b*h2*2*416m2 符合设计求
（式45）
（3）集泥井总高H
Hh+h1
（式46）
式中：h1超高m
H4+0343m
（式47）
综述：集泥井2x2x43长方体
（4）污泥泵选型
设计选江苏亚太泵业集团生产QW型潜水排污泵性参数
表41排污泵性参数表
型号
流量m3h
扬程 m
电机功率 kw
转速 rmin
50QW181515
18
15
15
2840
43污泥浓缩池
431设计简图
图41浓缩池设计简图
432设计参数
（1）污泥进泥含水率：98 排泥含水率：975
（2）污泥固体负荷（固体通量）：剩余污泥般采3060kg（m2d）设计取45 kg（m2d）
（3）浓缩停留时间：防止污泥厌氧腐化取14h
（4）效水深：3m
（5）污泥室容积排泥时间：应根排泥方法两次排泥间隔时间定采定期排泥时两次排泥时间间隔般8h
（6）采竖流式重力浓缩池般设刮泥机污泥室截锥体斜壁水面形成角度应55°
（7）构造：水密性钢筋混凝土结构排泥进泥径D150mm
（8）超高：03m
（9）缓层清液高度：1m
（10）浓缩池数：2
433设计计算
（1）污泥固体浓度C
C（1ρ1）*r
（式48）
式中：ρ1污泥进泥含水率
r污泥密度kgm3
C（108）*100020 kgm3
（式49）
（2）重力浓缩池表面积A
A QCM
（式410）
式中：Q日污泥处理量m3d
M固体通量kg（m2d）
A 1410∗2045 24m2
（式411）
（3）单浓缩池表面积Ad
Ad A224212 m2
（式412）
（4）浓缩池直径D
D 4∗Adπ 4∗12π 123 m
（式413）
（5）工作部分高度h2
h2 TQ24A
（式414）
式中：T浓缩池停留时间h
h2 14∗141024∗24 131m
（式415）
（6）校核效水深H’
H’h1+h2+h3
（式416）
式中：h1超高m
h3清水区高度m
H’03+13+126m
（式417）
（7）污泥浓缩体积V1
V1 Q∗（1−ρ1）1−ρ2
（式418）
式中：ρ2污泥排泥含水率
V1 1410∗（1−098）1−0975 432m3
（式419）
（8）污泥斗设计
污泥斗设计倾角55°泥斗口直径d15m口直径d2m
①污泥斗需容积V
V V1∗t2∗24
（式420）
式中：t两次排泥时间间隔取8h
V 432∗82∗24 072m3
（式421）
②设计污泥斗高度h4
h4 d−d2∗ tan55 2−152∗ tan55 035m
（式422）
③污泥斗实际容积V’
V’ ℎ43∗（S口+S口+S口∗S口）
（式423）
式中：S口污泥斗口面积m2
S口污泥斗口面积m2
V’ 0353∗（π4∗22+π4∗152+π4∗22∗π4∗152）086m3＞072m3 符合设计求
（式424）
44污泥消化池
441 设计简图
图42 消化池设计简图
442设计参数
（1）设计采圆柱形消化池固定式池顶盖
（2）消化温度3335℃消化时间2530d设计取消化温度35℃消化时间30d
（3）消化池污泥进泥含水率975排泥污泥含水率92消化分解率45
（4）消化池底坡i8
443设计计算
设计中设集气罩高度h11m锥体高度h21m消化柱高度h34m锥体高度h41m集气罩直径d11m锥体直径d21m圆锥体直径D5m
（1）消化池总高H
Hh1+h2+h3+h41+1+4+17m
（式425）
（2）集气罩容积V1
V1 π∗d124∗ℎ1 π∗124∗1 0785m3
（式426）
（3）弓形部分容积V2
V2 π24∗ℎ2∗（3D2+4ℎ22） π24∗1∗（3∗52+4∗12）1033m3
（式427）
（4）圆柱体部分容积V3
V3 π∗D24∗ℎ3π∗524∗4785m3
（式428）
（5）锥体部分容积V4
V4 13πℎ4∗[(D2)2+D2∗d22+(d22)2] 13π∗1∗[(52)2+52∗12+(12)2]811m3
（式429）
（6）消化池实际容积Vo
VoV3+V4785+8118661m3
（式430）
（7）消化池理容积Vo’
Vo’ XP
（式431）
式中：X污泥浓缩体积m3
P污泥投配取5
Vo’ 4325864m3
（式432）
设计出消化池容积Vo8661m3＞理值Vo’864m3符合设计求
（8）集气罩表面积F1
F1 π4∗d12+π∗d1∗ℎ1 π4∗12+π∗1∗1392m2
（式433）
（9）池顶表面积F2
F2 π4∗4ℎ22+D π4∗4∗12+5706m2
（式434）
（10）池盖表面积F3
F3F1+F2392+7061099m2
（式435）
（11）池底表面积F4
F4 π∗l∗（D2+d22）314∗1008∗（52+12）11775m2
（式436）
（12）搅拌设备设计计算
设计采螺旋式机械搅拌确保消化池里面混合搅拌良污泥颗粒厌氧微生物均匀接触消化池液位变化较搅拌器应特设计搅拌器参数设计：
①螺旋桨搅拌污泥量q
q mVo3600t
（式437）
式中：m设备安全系数取2
Vo消化池效容积m3
t次搅拌需时间取3h
q 2∗8663600∗3 0016m3s
（式438）
②螺旋桨效断面Fo
Fo πd24∗（1−δ2）
（式439）
式中：d螺旋桨直径取01m
δ螺旋桨叶片占断面积系数取025
Fo 314∗0124∗（1−0252）0007m2
（式440）
③污泥流螺旋桨速度Vn
Vn qFo 00160007 217ms
（式441）
④螺旋桨螺距h
hπ∗d∗tanφ
（式442）
式中：φ螺旋叶片倾斜角取815℃
hπ∗01∗tan8150045m
（式443）
⑤螺旋桨转速n
n Vo∗60ℎ∗cos2φ 864∗600045∗cos2815118323rmin
（式444）
⑥螺旋桨需功率N
N qH102∗σ
（式445）
式中：σ螺旋桨效率取80
N 0016∗1102∗08 000019kw
（式446）
⑦中心直径D
D 4qπc
（式447）
式中：c中心流速般0304取03ms
D 4∗0016314∗03 026m
（式448）
（13）消化污泥泥质
消化分解率P45VSSSS 65
（式449）
①消化VSS分解量432*（10975）*65*450031m3d
（式450）
②消化SS总量432*（10975）00310076m3d
（式451）
③天排泥量0076÷（1092）0955m3d
（式452）
45污泥调理池
（1）调理池结构设计
①设长a1m宽b1m高h2m
调理池效容积Va*b*h1*1*22m3＞0955m3d符合设计求
②污泥面应该电机保持02m安全距离超高02m调理池总高H2+02+0224m
（式453）
（2）絮凝剂选择
聚合氯化铝（PAC）做絮凝剂絮凝剂投加量应根污泥泥质进行实验室调试设计做计算
（3）集泥井款污泥泵台
（4）搅拌器选型
根技术求选变频框式潜水搅拌器性参数[11]
表42 搅拌器性参数表
型号
搅拌机尺寸 mm
电动机功率 kw
转速 rmin
D
ho
h1
Ι
Ⅱ
Ⅲ
Ι
Ⅱ
Ⅲ
JBKI1700
1700
2600
400
075
037
037
8
52
39
46污泥脱水间
（1）污泥泵选型
选G型单螺杆泵性参数表[11]
表43 污泥泵性参数表
型号
转速rmin
压力MPa
流量m3h
电机功率kw
进口法兰通径mm
出口法兰通径mm
扬程m
G301
960
06
5
22
50
40
60
（2）带式压滤机选型性参数：
表44 压滤机性参数表
型号
DYA1500
滤带宽度（mm）
1500
效滤带面积（m2）
404
湿泥处理量（m3h）
410
泥饼含水率（）
6681
滤带运行速度（mmin）
1385
机功率（kw）
15
清洗水流量（m3h）
812
设备质量（kg）
5230
外形尺寸（mm）
5150*2326*2650（L*W*H）
（3）脱水间设计
根带式压滤机尺寸污泥泵提升尺寸设备设备间间距设备墙体间距运送泥饼设备尺寸货车尺寸等初步确定脱水间长宽高
①带式压滤机尺寸（mm）：5150*2326*2650
②污泥泵尺寸（mm）：1200*300*400
③输送泥饼设备尺寸（mm）：6000*500*3000
④货车尺寸（mm）：6200*2200*2700
⑤设备间间距（mm）：1000
⑥设备墙体间距离（mm）：1500
：脱水间宽B2326*2+1000+1500*28652mm取B9m
（式454）
脱水间长度L5150+300+500+2200+1000*2+1500*213150mm取L14m
（式455）
脱水间高度H3000+15004500mm取H5m
（式456）
（3）脱水间设计简图
图43 脱水间设计简图
5 处理构筑物览表
表51 处理构筑物览表
序号
构筑物名称
数量
尺寸（长x宽x高）m
设备
结构特点
1
中格栅
1
197x01 x 06
定制格栅机两台
钢筋混凝土直壁行渠道
2
集水池
1
25 x2 x2
QX65103潜水泵两台
钢筋混凝土
3
沉淀池
2
234 x079 x5
HJX32型桁架式吸泥机两辆
钢筋混凝土
4
UASB反应池
2
75 x35 x65
300钢板水槽导轨湿式储气柜
钢筋混凝土
5
CASS反应池
2
16 x4 x35
XB500型旋转滗水器
BZPI1橡胶膜盘式微孔曝气器249
DG超型离心鼓风机架
钢筋混凝土
6
集泥井
1
2 x2 x43
50QW181515型潜水排污泵台
钢筋混凝土
7
污泥浓缩池
1
Ф123 x43
钢筋混凝土
8
污泥消化池
1
Ф5 x7
定制螺旋桨搅拌器台
钢筋混凝土
9
污泥调理池
1
1x1x2
JBKI1700变频框式潜水搅拌器
50QW181515型潜水排污泵台
钢筋混凝土
10
污泥脱水间
1
131x865x45
G301单螺杆污泥泵
DYA1500带式压滤机
钢筋混凝土
6总体布置
61面布置
废水处理面布置包括：污水处理构筑物布置污泥处理构筑物布置
种道道路绿化等布置
611面布置原
（1）构筑物间应该布置紧凑节约便理[10]
（2）处理构筑物布置应该处理工艺流程序布置样避免线迂回[10]
（3）污泥构筑物应该布置成单独组合[10]
62高程布置
621高程布置原
（1）构筑物间应充分利原形条件重力流
（2）构筑物链接道应该量减少连接长度水流直避免迂回
（3）进行高程安排时应首先计算构筑物水头损失计算值考虑预留安全值作安全素考虑
（4）考虑工厂长期发展应该增加水量预留水头损失
622 水头损失计算
构筑物水头损失三部分组成：结构身水头损失连接道损失计量
头损失
（1）污水流构筑物结构水头损失表
表61 污水流构筑物结构水头损失表
构筑物名称
水头损失（m）
构筑物名称
水头损失（m）
中格栅
03
UASB反应器
10
集水池
02
CASS反应器
06
沉淀池
06
（2）污泥流构筑物结构水头损失表
表62 污泥流构筑物结构水头损失表
构筑物名称
水头损失（m）
构筑物名称
水头损失（m）
集泥井
08
污泥消化池
10
污泥浓缩池
12
污泥调理池
10
污泥脱水间
13
（3）污水连接道水头损失h包括：程损失h1局部损失h2
hh1+h2il+ζv22g
（式61）
式中：i单位长水头损失m(根径流速查线算图)
l连接段长度m
ζ局部阻力系数查水排水设计手册
v连接流速ms
g重力加速度ms2
（4）污泥连接道水头损失h’包括：程损失h1’局部损失h2’
根哈森威廉姆斯公式
h’ h1’+ h2’682*LD117∗vCH185+ξ∗v22g
（式62）
式中：L输泥长度m
D输泥径m
v连接流速ms
CH哈森威廉姆斯系数
ζ局部阻力系数
g重力加速度ms2
查表知污泥含水率98时CH81污泥含水率96时CH61
（5）污水污泥构筑物计量头水头损失
表63 污水污泥构筑物计量头水头损失表
构筑物名称
水头损失（m）
构筑物名称
水头损失（m）
中格栅
01
集泥井
01
集水池
01
污泥浓缩池
01
沉淀池
01
污泥消化池
01
UASB反应器
03
污泥调理池
01
CASS反应器
02
污泥脱水间
01
（6）污水渠水头损失计算表
表64 污水渠水头损失表
段
设计流量ls
径
mm
坡度
i
流速
ms
长
m
ζ
连接道损失m
结构水头损失
m
计量头损失
m
总损失 m
进水中格栅
15
300
00036
089
5
0018
0
01
0118
中格栅集水池
15
300
00036
089
2
00072
03
01
04072
集水池沉淀池
75
250
00036
095
7
15
6658575
02
01
6958575
沉淀池UASB
75
250
00036
095
2
026
1156985
06
01
1856985
UASBCASS
75
250
00036
095
2
017
07589825
1
03
2058983
CASS出水
15
300
00036
089
3
035
13692515
06
02
2169252
（7）污泥渠水头损失计算表
段
设计流量ls
径
mm
坡度
1000i
流速
ms
长
m
连接道损失m
结构水头损失
m
计量头损失
m
总损失 m
CASS集泥井
016
200
10
138
2
0130519
08
01
1030519
集泥井浓缩池
016
200
10
138
9
0380885
12
01
1680886
浓缩池消化池
016
200
10
138
3
0286671
1
01
1386672
消化池调理池
016
200
10
138
2
0246168
1
01
1346168
调理池脱水间
016
200
10
138
2
0597534
13
01
1997535
（8）构筑物高程布置
高程计算公式：池底标高水面标高效水深
（式63）
池顶标高水面标高+超高
（式64）
序号
构筑物
水面标高m
池底标高m
池顶标高m
1
中格栅
090
113
000
2
集水池
050
200
000
3
沉淀池
600
200
650
4
UASB
400
100
450
5
CASS
200
100
250
6
集泥井
030
430
000
7
污泥浓缩池
400
000
430
8
污泥消化池
260
240
460
9
污泥调理池
110
110
130
10
污泥脱水间
450
000
450
7 工程概预算
71 设备成概预算
序号
构筑物名称
预算值万元
建筑工程
设备
安装工程
数
合计
1
中格栅
45
00
20
1
65
2
集水池
50
50
20
1
120
3
沉淀池
100
35
20
2
310
4
UASB反应池
150
100
50
2
600
5
CASS反应池
150
100
50
2
600
6
集泥井
20
20
10
1
50
7
污泥浓缩池
80
10
10
1
100
8
污泥消化池
80
50
20
1
150
9
污泥调理池
50
20
10
1
80
10
污泥脱水间
80
100
30
1
210
合计
2285
72 运行成概预算
（1）电费：参考类型废水处理工程年运行时间300天计算需电费约20万元
（2）药剂费：设计做计算
（3）泥饼外运费：概外运费年5万元
（4）设备定期维护检修费：10万元
合计废水处理运行成约35万元
73副产品回收济效益
废水处理设计副产品回收济收益沼气回收UASB反应器运行时产生量沼气日产生398m3沼气吨沼气约产生05元收益年产生沼气收益：398*300*05597万元
8 总结
设计针珠海市健康医疗器械厂排放污水进行工艺设计设计容选择适合废水处理工艺进行构筑物尺寸设计污泥处理构筑物设计厂区面布置高程布置项目工程概预算
项目污水高浓度机废水参考国高浓度机废水处理方法结合工厂实际情况采厌氧氧组合工艺中厌氧部分选择升流式厌氧污泥床（UASB）氧部分选择周期性循环活性污泥法（CASS）该医疗器械厂进水CODcrBOD5SSNH3N浓度分2300mgL1400 mgL450 mgL60 mgLPH69间工艺处理出水水质CODcr（83mgl）BOD5（19mgl）SS（4032mgl）NH3N（48mgl）PH69间满足广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级标准出水排放标准设计医疗器械生产时产生高浓度机废水处理效果理想CODcr总率达9639BOD5总率达9864SS总率达9104NH3N总率达92
外设计针净化废水时沉淀池UASB反应池CASS池产生污泥作出处理浓缩消化调理脱水稳定污泥性质效压缩污泥体积外运资质方处理
套处理工艺设计稳定运行预计投资预算228万元未运行成35万元年年副产品收益达597万元含乙醇环氧乙烷等物质高浓度机废水较效果设计行
参考文献
[1］ 欧红香陈光浩需彦昭等．体化AO装置处理医疗器械生产废水应研究［J］．水处理技术201743(9)：8488
[2］史学峰怡刘辉．UASB+CASS工艺处理乳液废水中应［J］．环境持续发展2015288(5)：8488106108
[3]贾春玉 啤酒废水UASB+CASS组合处理工艺技术[D]吉林学2013
[4］ 刘玉程鹏台明青等．预处理UASBAO高级氧化工艺处理制药废水实例［J］．水处理技术201642(11)：126128
[5］ 谭万春编 UASB工艺工程实例［M］．北京：化学工业出版社20092
[6］ 孙丽娜马越阎玉荣．UASB反应器工程设计运行［J］．中国沼气201331(5)：4447
[7］ 胡纪革．UASB反应器三相分离器设计方法［J］．中国沼气199210(3)：59
[8］ 宋桂杰张韵．CASS工艺中曝气系统节技术探讨［J］．水排水200945(S1)6772
[9］ 韩洪军编．污水处理构筑物设计计算［M］．哈尔滨：哈尔滨工业学出版社20026
[10］ 水排水设计手册第5册（城市排水）［M］．北京：中国建筑工业出版社198612
[11］ 水排水设计手册第11册（常设备）［M］．北京：中国建筑工业出版社198612
[12］ 高廷耀顾国维周琪编水污染控制工程（第四版册）［M］高等教育出版社201412
[13］ 高廷耀顾国维周琪编水污染控制工程（第四版册）［M］高等教育出版社201412
附录
附图1：废水污泥处理系统高程布置图
附图2：废水污泥处理系统面布置图
附图1：废水污泥处理系统高程布置图
附图2：废水污泥处理系统面布置图
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健康医疗器械公司环保工程设计
废水处理工程设计
健康医疗器械公司环保工程设计
废水处理工程设计
摘
目前着医疗事业发展医疗器械需求量断增加市场越越种医疗器械生产商珠海市健康医疗器械厂生产次性菌塑料注射器医导丝导废水源乙醇等机溶剂清洗外购针头注射器成品环氧乙烷灭菌废水超声波清洗废水医疗器械厂废水机物浓度高生化性较
通分析类医疗设备厂水质废水量采升流式厌氧污泥床（UASB）循环式活性污泥系统（CASS）联合处理厌氧氧混合工艺够降低污水中污染物浓度时构筑物提出设计参数
该医疗器械厂设计规模日处理污水600m3中进水CODcr2300mglBOD51400mglSS450mglNH3N60mgl出水水质应达广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级标准
关键词：医疗器械生产废水厌氧+氧组合工艺升流式厌氧污泥床（UASB）循环式活性污泥系统（CASS）
Environmental engineering design of health medical device company Design of wastewater treatment engineering
Abstract
Today with the rapid development of medical industry the consumption of medical devices has increased and social medical equipment manufacturers are also increasing Zhuhai health medical device factory mainly produces disposable sterile plastic syringes and medical guide wire catheters The main source of its sewage is to use ethanol and other organic solvents to clean the purchased needles and syringes the sewage of sterilization with ethylene oxide and ultrasonic cleaning wastewater This kind of sewage has high concentration of organic matter and good biochemical
By analyzing the parameters of water quality and quantity of sewage from similar medical device plants this project adopts the combination process of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) and cyclic activated sludge system (CASS) to treat the sewage Reducing pollutant concentration in wastewater by combination of anaerobic and aerobic processes and the design parameters of each structure were proposed The medical equipment scale of factory design for sewage treatment capacity is 600 m3 every day CODcr BOD5 SS NH3 N concentration of 2300 mgL respectively 1400 mgL 450 mgL 60 mgL effluent water quality should reach the water pollutant discharge limits of Guangdong province (DB44262001) the first second time level Ⅱ class standards
Key words medical equipment production sewage anaerobic + aerobic combination process upflow anaerobic sludge blanket (UASB) cyclic activated sludge system (CASS)
目 录
1 前言 1
11 废水生产情况 1
111产品生产流程废水类型 1
2设计概况 2
21设计目意义 2
22设计原 2
221设计 2
222设计原 2
23设计需解决问题 2
24废水处理方法选择 2
25 工艺设计选 3
251设计原始资料 3
252设计出水水质执行标准 3
253 工艺选 4
254 废水污泥处理工艺流程图 5
255废水处理工艺流程说明 6
256污泥处理工艺流程说明 6
257 构筑物作 6
258 水质处理效率表 6
3 废水处理部分构筑物设计计算 8
31 设计流量确定 8
32 中格栅 8
321 设计简图 8
322 中格栅设计参数 8
323 设计计算 9
324 格栅选型 11
33 集水池提升泵 11
331 设计简图 11
332 中格栅设计参数 12
333 设计计算 12
334 水泵选型 12
34 流式沉淀池 13
341 设计简图 13
342 设计参数 13
343 设计计算 14
35 UASB反应池 16
351 设计简图 16
352 设计参数 16
353 设计计算 17
36 CASS反应池 23
361 设计简图 24
362 设计参数 24
363 设计计算 24
4 污泥处理部分构筑物设计计算 35
41 污泥量 35
42 集泥井 35
421 设计参数 35
422 设计计算 35
43 污泥浓缩池 36
431 设计简图 36
432 设计参数 36
433 设计计算 37
44 污泥消化池 38
441 设计简图 38
442 设计参数 39
443 设计计算 39
45 污泥调理池 42
46 污泥脱水间 43
5 处理构筑物览表 45
6 总体布置 46
61 面布置 46
611 面布置原 46
62 高程布置 46
621 高程布置原 46
622 水头损失计算 46
7 工程概预算 50
71 设备成概预算 50
72 运行成概预算 50
73 副产品回收济效益 50
8 总结 51
参考文献 52
致谢 53
附图 54
1 前言
11废水产生情况
项目健康医疗器械厂生产次性菌塑料注射器医导丝导
111产品生产流程废水类型
图11 医导丝导生产流程图
图12 次性菌塑料注射器生产流程图
生产工艺出工序产生废水见表11
表11 废水类型
产品
工序
废水类型
医导丝导
灭菌
含环氧乙烷高浓度灭菌废水
次性菌塑料注射器
冷
冷废水
乙醇清洗
含乙醇等机溶剂高浓度机废水
超声波水洗
超声波废水
灭菌
冷废水
般废水COD浓度2000mgl高浓度机废水设计中灭菌废水机溶剂清洗废水高浓度机废水具间歇排放混合废水浓度高特点中BOD5COD值高污水生化性较工厂废水产生量均600m3d
2 设计概况
21设计目意义
设计里查阅相关文献书籍解国医疗器械制造行业废水处理工艺现状基础探索通采升流式厌氧污泥床（UASB）+周期循环活性污泥法（CASS）厌氧+氧组合工艺医疗器械生产废水进行处理废水达广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级排放标准[1]厌氧+氧工艺效降低高浓度机废水中污染物浓度具高效节优势
22 设计原
221设计
（1）污水综合排放标准（GB89781996）
（2）广东省水污染物排放限值（DB44262001）
（3）建筑排水设计规范（GB500152010）
222设计原
（1）工程总体布局合理求计算构筑物尺寸选择合适设备
（2）工程设计设备安装验收资料应满足国家相关专业验收技术规范标准
（3）做设计时应考虑长期短期影响达设计求标准
（4）减少周边环境影响
23 设计需解决问题
（1）研究医疗器械公司废水组成物质特征环境构成危害
（2）确定废水处理工艺流程工艺流程进行说明
（3）工艺流程中构筑物进行参数选取设计计算
（4）步中已设计构筑物进行型号选择
（5）完成整体布置包括工程面布置高程布置
（6）工程概预算包括设备成运行成副产品回收济概预算
24 废水处理方法选择
表21 废水处理工艺选择
处理方式
解释
种类
物理法
利重力机械力等种物理分离技术方法废水中水溶污染物滤
气浮蒸发滤等
化学法
利化学药剂废水中产生混凝中氧化原等化学变化达污染物效果
氧化原萃取吸附离子交换等
物理化学法
通物理化学处理净化方式运者单项运实现废水处理处理工程中通相转移废水中污染物
混凝电渗析等
生物法
微生物通酶催化利微生物氧化原性溶解吸收溶溶解机污染物分解转化废水中污染物质污染物废水中转化稳定物质生物处理明显优势低成省力没二次污染产生等
厌氧法：AF＼AFB＼UASB等
氧法：活性污泥法氧化沟等
高浓度机废水选择生物法处理原三环境污染方面生物法害物质转化成二氧化碳水氮气污泥等毒害物质污泥利作肥料二处理效果方面生物法利微生物污染物降解较彻底三济方面生物法处理费相较低设计选生物法处理废水
25 工艺设计较选择
251设计原始资料
（1）设计进水水质
表22 设计进水水质
控制指标
CODcr（mgL）
BOD5（mgL）
SS
NH3N
pH
2300
1400
450
60
69
（2）废水日处理量：600m3d
252设计出水水质执行标准确定
设计厂址选珠海市斗门斗门镇黄杨道龙山工业片区废水系列处理排入虎跳门水道排出黄茅海根珠海市表水功区划图虎跳门水道处第Ⅲ水域珠海市海水水质功区划图黄茅海海水水质第三类
根污水综合排放标准（GB89781996）中排入GB3838Ⅲ类水域划定保护区游泳区外排入GB3097中二类海域污水执行级标准
根广东省水污染物排放限值（DB44262001）中类控制区指根GHZB1划分Ⅲ类水域（划定保护区游泳区外）GB3097划分二类海域排入类控制区污水执行级标准
表23 出水水质确定
控制指标
CODcr （mgL）
BOD5（mgL）
SS
NH3N
pH
污水综合排放标准（GB89781996）第Ⅱ类污染物级标准B标准
100
20
70
15
69
广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级标准
90
20
60
10
69
终出水水质标准
90
20
60
10
69
总率
9609
9857
8666
8333
253 工艺选
生物法处理废水般分氧生物处理厌氧生物处理厌氧+氧组合处理三种类型
氧处理常工艺接触氧化法活性污泥法生物滤池法等氧处理工艺优点：
反应速度快较短反应时间效降解机物缺点：运行费高厌氧处理工
艺技术种高效机物矿化技术厌氧生物机物转化成甲烷二
氧化碳高浓度机废水适优点高效低耗高负荷运行存出
水水质理想等缺点查阅资料发现工艺优缺点采厌氧+氧组合处理方式够集合两者优点弥补足分子机物难氧细菌利先通厌氧处理够分子机物转化成分子机物更氧细菌降解采组合工艺实现高合理处理器械厂生产废水[2]
（1）厌氧生物处理工艺常：厌氧消化池厌氧生物滤池厌氧接触法升流式厌氧污泥床反应器等优缺点见表
表24 厌氧工艺优缺点
工艺
特点
优点
缺点
厌氧消化池
水力停留时间固体停留时间相
设备简单适高浓度机废水
设备处理时间较长出水水质达标
厌氧生物滤池
反应池放置滤料微生物滤料生长
反应池保持较高浓度微生物
滤料费较高容易清洗
厌氧接触法
污水先混合接触池回流厌氧污泥混合真空脱气器留沉淀池
水力负荷时间短具定耐击负荷力
固液分离效果差
升流式厌氧污泥床反应器
三相分离器
气固液分离设计合理机负荷力高水力停留时间短
水质负荷突然变化较敏感
综述升流式厌氧污泥反应器（UASB）污泥浓度较高容积负荷高时反应器设置三相分离器需续工艺里设置沉淀池加污水发酵程中会产生甲烷气气泡做升运动样污泥床部污泥保持悬浮状态需设置搅拌器根国现处理啤酒淀粉等高浓度生产废水现状作参考UASB降低废水中机污染物浓度时具脱氮磷效果设计中厌氧工艺选择UASB[3]
（2）氧生物处理工艺：曝气生物滤池法生物接触氧化法周期循环活性污泥法等优缺点见表
表25 氧工艺优缺点
工艺
特点
优点
缺点
曝气生物滤池法
微生物吸附着载体表面利污水机营养物质吸附氧气生物膜部扩散生物膜中发生生物氧作
硝化效果
抗击负荷力强
构筑物占面积
滤料容易堵塞
生物接触氧化法
池充满填料填料布满生物膜污水生物膜广泛接触利膜微生物新陈代谢作净化污水
单位容积生物量处理力高水力停留时间短需污泥回流
周期循环活性污泥法
序批式活性污泥法工艺基础进行改造反应池分生物选择区兼性区反应区三区域工艺工作分曝气沉淀排水闲置四阶段
需二沉池污泥回流系统占面积少
综述周期循环活性污泥法（CASS）SBR工艺进行改良根文献等资料知前段生物选择区工作原理利活性污泥快速吸收作加速溶解性较污染物质时降解难溶解污染物兼性区功：缓水质进步促进磷释放氮反硝化作反应区呢保持氧状态降解机物硝化反硝化步进行认CASS反应器三区域合理分布稳定机污染物定脱氮磷效果设计中选择CASS作氧段处理工艺[3]
254 废水污泥处理工艺流程图
图21 废水污泥处理工艺流程图
255废水处理工艺流程说明
污水处理工艺UASB+CASS作核心处理工艺效降低生产废水中BODCODSS浓度医疗器械厂生产车间废水首先流入中格栅拦截污水中较SS漂浮物然流集水池提升水泵废水引入流式沉淀池进行泥水分离接着根重力作流入UASB反应池流入CASS反应池废水达标外排
256污泥处理工艺流程说明
污水线产生污泥先流入集泥井进入浓缩池压缩污泥体积消化调理脱水外运资质部门处理
257 构筑物作
（1）中格栅：拦截较悬浮物
（2）集水池：调节水量
（3）沉淀池：废水中量SS泥水分离
（4）USSB反应池：生物反应沉淀作降低BODCOD浓度
（5）CASS反应池：具生物脱氮磷作降低BODCOD浓度
（6）集泥井：时贮存污水线产生污泥
（7）污泥浓缩池：降低污泥量方便机组进步运行
（8）污泥消化池：污泥性质稳定机物含量降低处停滞状态分解
（9）污泥调理池：添加化学药剂提高污泥脱水效率
（10）污泥脱水：污泥达 80含水率具固体特性方便运输
258水质处理效率表
水质处理效率根文献资料参考书发表工程运行资料验参数构筑物满足设计条件确定[4]
表26 水质处理效率表
构筑物
CODcr
（mgl）
BOD5
（mgl）
SS
（mgl）
NH3N
（mgl）
PH
中格栅
进水水质
2300
1400
450
60
69
出水水质
2300
1400
360
60
69
率
0
0
20
0
集水池
进水水质
2300
1400
360
60
69
出水水质
2300
1400
360
60
69
率
0
0
0
0
沉淀池
进水水质
2300
1400
360
60
69
出水水质
2070
1260
72
60
69
率
10
10
80
0
UASB
进水水质
2070
1260
72
60
69
出水水质
414
126
576
48
69
率
80
90
20
20
CASS
进水水质
414
126
576
48
69
出水水质
83
19
4032
48
69
率
80
85
30
90
3 废水处理部分构筑物设计计算
31 设计流量确定
（1）污水总变化系数KZ
KZ27Q011
（式31）
式中：Q设计流量ls
KZ2769011218
（式32）
（2）设计流量Qmax
QmaxKZ*Q
（式33）
式中：Q设计流量m3d
Qmax218*6001308 m3d545 m3h0015 m3s
（式34）
32中格栅
321 设计简图
图31 设计简图
322 中格栅设计参数
（1）栅前流速：06ms （参考水污染控制工程般采0409ms）
（2）栅流速：06ms （参考水污染控制工程般采0610ms）
（3）栅前水深：023m
（4）栅条宽度：002m20mm （参考水污染控制工程选圆形栅条）
（5）栅条间隙：002m20mm（参考水污染控制工程中格栅间隙1040mm）
（6）格栅安装倾角：60° （般45°75°机械清渣般等70°工清渣般
等60°）
（7）超高：03m
323 设计计算
（1）格栅栅条间隙数n
nQmaxsin∝bℎv
（式35）
式中：Qmax设计流量m3s
∝格栅安装倾角°
b栅条间隙m
h栅前水深m
v栅流速ms
n0015∗sin60002∗023∗06505 取n5条
（式36）
（2）格栅栅条数n1
n1n1514
（式37）
（3）中格栅栅槽总宽度B
BS(n1)+nb
（式38）
式中：S栅条宽度m
B002(51)+002*5018 m
（式39）
（4）验证栅流速v
vQmaxsin∝bℎn0015sin605∗002∗023060ms
（式310）
（5）栅水头损失h2
h2K*ho
（式311）
hoε∗v2g2∗sin∝
（式312）
式中： ho计算水头损失
K系数格栅堵塞水头损失增取3
g重力加速度取98ms
ε阻力系数栅条断面形状关表计算
表31 阻力系数表
栅条断面形状
公式
说明
锐边矩形
εβ∗sb43
β242
迎水面半圆形矩形
β183
圆形
β179
迎水背水面半圆形矩形
β167
正方形
ε（b+sb∈−1）2
∈−收缩系数 般采064
ε179∗00200243179
（式313）
h23∗179∗062∗982∗sin600085 m
（式314）
（6）格栅前槽高H1
H1h+h1
（式315）
式中：h1栅前渠道超高 m
H1023+03053 m
（式316）
（7）栅槽高H2
H2 h+h1+h2023+03+00850615 m
（式317）
（8）进出水渠道宽度B1
B1Qmaxℎv渠
（式318）
V渠进出书渠道流速取06ms
B10015023∗0601 m
（式319）
（9）进水渠渐宽部分长度L1
L1B−BI2tan∝1
（式320）
式中：∝1进水渠道渐宽部位展开角取20°
L1018−0102tan20011
（式321）
（10）出水渠渐宽部分长度L2
L205 L105*0110055 m
（式322）
（11）格栅槽总长度L
L L1+ L2+05+1+H1tan∝011+0055+05+1+054tan60197 m
（式323）
（12）日栅渣量W
WQmax∗W1∗86400KZ∗1000
（式324）
式中：W1单位体积污水栅渣量取005m3（103m3污水）
W0015∗005∗86400218∗10000029 m3d
（式325）
W<02 m3d采工清渣
324 格栅选型
设计中格栅选常强度结构牢固钢格板格栅具防腐力表面光泽等特点性参数见表
表32 格栅性参数表
项目
技术参数
项目
技术参数
名称
镀锌钢格板
材质
Q235
栅架间距
20mm
栅条直径
20mm
规格
定制
抗压强度
高优
33 集水池提升泵
集水池效容积根进水水量变化水泵力水泵工作情况等素确定效容积
应泵流量56分钟容积设计集水池容积采台水泵10分钟流量容量
设置水泵备台水泵流量55m3h
331 设计简图
图32 集水池设计简图
332设计参数
（1）停留时间：10min
（2）效水深：15m
（3）超高：05m
（4）池长：25m
（5）池宽：2m
333 设计计算
（1）集水池理效容积V
VQmax*T
（式326）
式中：Qmax设计流量m3min
T停留时间min
V091*1091m3
（式327）
（2）池子面积A
AVℎ
（式328）
式中：h总高效水深加超高m
A9115+05455 m2
（式329）
（3）实际效容积V实
V实a*b*h
（式330）
式中：a池长m
b池宽m
V实25*2*（15+05）10 m3
（式331）
334 水泵选型
设计选南京制泵集团生产QX型潜水泵性参数[11]
表33 水泵性参数表
型号
流量m3h
扬程m
转速rmin
功率kw
QX65103
65
10
2870
3
34 流式沉淀池
341 设计简图
图33 沉淀池设计简图
342 设计参数
医疗器械厂验设计参数表
表34 沉淀池设计验参数
沉淀时间
表面水力负荷
污泥含水率
固体负荷
1540h
1020m3m2h
9698
≤150kgm2c
（1）表面水力负荷沉淀时间效水深关系表水排水设计手册节选
表35 表面水力负荷沉淀时间效水深关系表
表面负荷
m3m2h
沉淀时间t（h）
H220m
H225m
H230m
20
10
13
15
15
13
17
20
12
17
21
25
10
20
25
30
设计选择表面负荷15 m3m2h沉淀时间13h效水深20m
（2）沉淀池数量：2
（3）沉淀池水流速：5mms
（4）超高h1：03m
（5）池底坡度般001002取i001
（6）沉淀池进水SS验值：360mgl
（7）沉淀池进水SS验值：72mgl
（8）污泥含水率：985
（9）污泥容重：含水率96取1000kgm3
（10）两次排泥时间间隔：4h
343 设计计算
（1）沉淀池表面积A
AQmaxq
（式332）
式中：Qmax设计流量m3h
q表面水力负荷m3m2h
A545815 3639 m2 圆整取A37 m2
（式333）
（2）沉淀池效水深h
hqt
（式334）
式中：t沉淀时间h
h15*13195 m 圆整取h2 m
（式335）
（3）沉淀区效容积V
VAh37*274 m3
（式336）
（4）沉淀池长度L
L36VSt
（式337）
式中：VS水流速mms
L36*5*13234 m
（式338）
（5）沉淀池总宽度B
BAL 37234 158 m
（式339）
（6）单格沉淀池宽
bB2 1582 079 m
（式340）
（7）校核沉淀池长宽高例
①沉淀池长宽 L b 234 079 296
根室外排水设计规范（GB500142006）沉淀池格长宽少4296＞4符合设计规范
②沉淀池长深 L ℎ 234 2 117
根室外排水设计规范（GB500142006）沉淀池格长宽少8117＞4符合设计规范
（8）污泥斗需容积V1
V1 Qmax∗24∗CO−C1∗1001000∗r∗（100−ρ）∗T
（式341）
式中：Qmax设计流量 m3h
COC1沉淀池进出水SS浓度mgl
r污泥容重kgm3
ρ污泥含水率
T两次排泥时间间隔d
V1 5458∗24∗360−72∗1001000∗1000∗（100−985）∗017 427 m3 圆整取 43m3
（式342）
（9）单污泥斗需容积V2
V2 V12 432 215 m3
（式343）
（10）污泥斗设计
设计设污泥斗口长：36m 口长：1m坡度60°
①污泥斗高h436−12*tan60225 m
（式344）
②单污泥斗实际容积V2’ 13∗ℎ1∗（S+S+S+S）
13∗225∗（36∗079+1∗079+36∗079+1∗079）
288 m3
（式345）
V2’单污泥斗理容积13符合设计求
③ 污泥斗实际总容积V1’2 V2’576 m3
（式346）
V1’污泥斗总理容积13符合设计求
（11）沉淀区梯形部分高度h5
h5(L+L1L2)*i
（式347）
式中：L1挡板距离出水口距离取03m
L2污泥斗口长m
i坡度取001
h5(234+0336)*00102 m
（式348）
（12）沉淀池总高度H
Hh1+h2+h3+h4+h5
（式349）
式中：h1超高m
h2效水深m
h3机械排泥高度取03m
h4污泥斗高m
h5沉淀区梯形部分高m
H03+2+03+225+02505 m 圆整取H5 m
（式350）
（13）吸泥机选型
沉淀池水排水工艺流程中重环节沉淀池排泥直接影响水质处理效果
设计中采机械排泥效减轻劳动强度保证沉淀效果
根积水排水设计手册第11册常设备HJX3型桁架式吸泥机适污水处理流式二次沉淀池排泥种吸泥机结构吸泥固定桥架驱动系统驱动桥架沉淀池吸泥泵污泥吸引流集泥井中参数表[11]
表36 吸泥机性参数
型号
池宽
驱动功率
行车速度
钢轨
HJX32
2m
032*2KW
10mmin
9kgm
35 UASB反应池
UASB反应池布水系统反应区三相分离器排泥系统沼气收集系统组成[5]
351 设计简图
图34 UASB池设计简图
352设计参数
（1）设计流量：600m3d
（2）UASB反应器进水机物浓度：2070mgCODcrl
（3）容积负荷：53kgCODcr（m3d） 参考啤酒行业等高浓度机废水处理行业验值
（4）工程设计反应池数量：2座
（5）效水深：5m
353 设计计算
3531 反应池设计计算
（1）UASB反应池效容积VU
VU Q∗S01000N
（式351）
式中：Q设计流量m3d
SoUASB进水机物浓度mgCODcrl
N容积负荷kgCODcr(m3*d)
VU 600∗20701000∗53 23434 m3 圆整取VU234 m3
（式352）
（2）单池效容积Vd
Vd Vu2 2342 117 m3
（式353）
（3）UASB反应器尺寸
①单池横截面积Sd
Sd Vd ℎ1
（式354）
式中：h1效水深m
Sd 117 5 234 m
（式355）
②设单池长75m宽35m
长宽7535214 接2较合理
校核单池横截面积75*352625m2 ＞234m2 符合设计求
③设计反应池总高H65m中超高h205mh36m（般应时反应池装液量7090）
④单池实际容积V单实
V单实 L单*B单*h3
（式356）
式中：L单单池长m
B单单池宽m
V单实75*35*61575 m3
（式357）
⑤反应池实际总容积V实
V实2V单实2*1575315 m3
（式358）
⑥UASB反应器体系效系数
ηVuV实 234315*1007429
（式359）
介7090间符合设计求
（4）水力停留时间T
TVu∗24Q 234∗24600 936h
（式360）
（5）水力负荷q
q Q2Sd 6002∗2∗234 053 m3(m2h) ＜ 1 符合求
（式361）
3532 布水系统设计计算
设计采池长方设置总布水池间隔设置配水横横开孔方式称
孔布水进水孔进水负担孔口流速20ms配水中心距池底般2025cm[5]
（1）设计参数
①总径：200mm
②总流速：095ms
③孔口流速：22ms
④单孔服务面积：3m2（验值24m2）
（2）单池布水点数n
n S单S荷
（式362）
式中：S荷单孔服务面积m2
n 2343 78 圆整n8
（式363）
（3）布水孔径d
d4∗Q单3600∗n∗π∗u
（式364）
式中：Q单单池设计流量m3h
u孔口流速m3h
d4∗2523600∗8∗π∗22 00158 取d0016 m
（式365）
（4）常温容积负荷Nv53kgCOD（m3*d）产气率04m3kgCOD需满足空塔
水流流速Uk≤10kmh空塔气流流速Ug≤10mh
验证空塔水流流速Uk Q2S单 600242∗234 053＜1符合求
空塔气流流速Ug Q∗S0∗r∗η2S单 60024∗207∗08∗042∗234 035＜1符合求
3533 三相分离器构造设计
三相分离器功气液固三相分离沉淀区回流缝气液分离器构成[7]
35331 沉淀区设计
设计中短边行长边边布置2集气罩构成2单元池设计2
三相分离器
（1）单元宽度b
b B单2 352 175 m
（式366）
（2）沉淀区表面符合率 ξ
ξ252234 053＜1 符合设计求
（式367）
35332 回流缝设计
（1）图三相分离器结构示意图
图35三相分离器设计简图
（2）设计参数
①三角形集气罩斜面水夹角α55°
②三角集气罩垂直高度h308m
③三角形集气罩端三角斜面间水距离回流缝宽度b3CD025m
（3）设计计算
①三角集气罩垂直高度b1
b1ℎ3tan55 056 m
（式368）
②相邻两三角形集气罩间水距离b2
b2b2b11752*056062 m
（式369）
③三角形回流缝面积S1
S1 b2*L单*n062*75*2 944 m2
（式370）
④三角集气罩间污泥回流缝中混合液升流速V1
V1 Q1S1
（式371）
式中：Q1单池设计流量m3h
V1 252944 132ms ＜ 20ms 符合设计求
（式372）
⑤三角形回流缝面积S2
S2b3*L单*2*n025*75*2*275 m2
（式373）
⑥三角形集气罩间回流缝中流速V2
V2 Q1S2 25275 166 ms
（式374）
综：V1＜V2＜2ms符合设计求
⑦确定三角形集气罩相位置尺寸图BC
BC b3sin35 025sin35 043 m
（式375）
35333 气液分离设计
（1）设计参数
①AB02 m
②AD029 m
③集气罩覆盖水深h205m
（2）图算：
CECD*sin55025*sin55020 m
（式376）
CBCEsin55020sin55025 m
（式377）
AFh3cos3508cos35097 m
（式378）
DFAFAD097029068 m
（式379）
h4（AB*cos55+b22）*tan55
（02*05736+0622）*14281061 m
（式380）
h5DF*sin55068*sin55056 m
（式381）
35334 三相分离器UASB高度设计
（1）三相分离区总高h
hh2+h3+h4h5
05+08+061056135 m 取h14m
（式382）
UASB总高H65m沉淀区高14m污泥区高2m悬浮区高26m超高05m
35335 排泥系统设计计算
（1）设计参数
①厌氧生物处理污泥产生量根验值1kgCOD产生00510kgVSS设计取r007
②污泥含水率：98
③污泥密度：1000kgm3
（2）UASB污泥反应器总污泥产量X
Xr*Q*So*η
（式383）
式中：Q设计流量m3d
So进水COD浓度mgl
r厌氧生物处理污泥产生量kg
ηCOD效率
X007*600*2070*08*00016955 kgVssd 取X70 kgVssd
（式384）
已知：VssSS08
XssX087008875 kgVssd
（式385）
（3）单池产泥量 Xss’
Xss’ XSS2 8752 4375 kgVssd
（式386）
（4）污泥总体积W
W Xssρ（1−ϖ）
（式387）
式中：ϖ 污泥含水率
ρ污泥密度
W 8751000（1−98） 4375 m3d
（式388）
（5）排泥系统设计
UASB三相分离器05m距离底部400mm高处设置排泥口两排泥口天排泥次
35336 沼气收集系统设计计算
（1）设计参数
①设计产气率取04m3kgCOD
②集气罩根集气收集单池2根集气
（2）总产气量G
Gr*Q*So*η
（式389）
式中：r产气率m3kgCOD
Q设计流量m3d
So进水COD浓度mgl
η –COD率
G04*600*2070*08*000139744 m3d 圆整取G398 m3d
（式390）
（3）单池产气量 Gd
Gd G2 3982 199 m3d
（式391）
（4）根集气气流量Vj
Vj Gd24∗3600∗n
（式392）
式中：n单池集气根数
Vj 19924∗3600∗2 000115 m3s
（式393）
根资料显示集气室沼气出气径dmin100mm
（5）设计
池2根集气先通根单池然汇入两池沼气材质：钢单池沼气道坡度i05
①单池沼气气流量
qiGd24∗3600 19924∗3600 00023m3s
（式394）
D取150mm充满度取08
流速vqi∗408∗D∗314 00023∗408∗015∗314 0024 ms
（式395）
②两池沼气气流量q
qG24∗3600 39824∗3600 000461 m3s
（式396）
总D取250mm充满度06
流速v’q∗406∗D∗314 000461∗406∗025∗314 0039 ms
（式397）
（6）沼气柜容积
沼气柜设计容积应3h产气量体积
V沼气柜G24∗3 39824∗3 4975 m3 圆整取V沼气柜50m3
（式398）
设计选300钢板水槽导轨湿式储气柜尺寸∅5000mm*H6000mm
353361 水封灌设计
密封水灌控制官腔两相间界面高度液面高者波动时浮渣等会引起出气堵塞抑导致气体部分进入沉降室
（1）设计参数
①集气罩中出气气压H1取2mH2O
②贮气罐压强Ho取400mmH2O
③水封罐直径：05m
（2）水封高速H
H H1Ho 20416 m
（式399）
（3）水封灌面积S
S14∗π∗d2∗4 314*025*0250196 m2
（式3100）
36 CASS反应池
361 设计概图
图36 CASS反应池设计简图
362设计参数
（1）进水COD浓度414mglCOD率根验值取80
（2）进水BOD浓度126mglBOD率根验值取85
（3）BOD5污泥负荷01 kgBOD5kgMLSS
（4）混合液污泥浓度：3700mgl
（5）充水：03
（6）曝气水深：3m
（7）缓层高度：05m
（8）排水时间：05h
363 设计计算
（1）曝气时间ta
ta 24∗λ∗SoNs∗X
（式3101）
式中：λ−充水
So进水BOD浓度mgl
NsBOD污泥符合值kgBOD5kgMLSS
X混合液污泥浓度mgl
ta 24∗03∗12601∗3700 245 h
（式3102）
（2）沉淀时间to
to Hλ+εu
（式3103）
u46*10000*X−126
（式3104）
式中：ε缓层高度m
H曝气水深m
u污泥界面沉降流速ms
u46*10000*3700−126146 ms
（式3105）
to 3∗03+05146 095 h
（式3106）
（3）运行周期T
Tta+to+tp
（式3107）
式中：tp排水时间h
T245+095+0539 h 圆整取T4h
（式3108）
（4）日周期数N
N 24T 244 6
（式3109）
（5）滗水器选择
水排水设计手册（第11册 常设备）中选型选择XB型旋转滗水器适种中型城市生活污水类工业废水处理设计选湖北洪城通器械限公司生产XB500滗水器参数[11]
表37 滗水器性参数
型号
出水力 （m3h）
堰口宽度2L（m）
滗水调深度H（m）
XB500
500
5
30
3631 反应池容积尺寸
（1）设计参数
①反应池数量：2座
（2）单池容积Vd
Vd Qn∗N∗λ
（式3110）
式中：Q设计流量m3d
n反应池数量
Vd 6002∗6∗03 1666 m3
（式3111）
（3）CASS池体尺寸确定
设计中CASS池长方形池体端进水区端出水区池长方安
装隔墙反应池分预反应区反应区两部分池体构造图：
图37 池体构造图
中池体宽高应12范围较合理长宽应46区间设单池长L16m单池宽B4m
①校验宽高133长宽4符合设计求
②校验单池实际容积Vd’L*B*H16*4*3224m3＞1666m3 符合求
③单池面积Si Vd＇H 224 3 7466 m2
（式3112）
④预反应区长L1理反应区016025倍设计L102L02*1632m
（4）连通口尺寸
隔墙底部设置连通孔连通预反应区反应区两区域水流设连通孔数n’3孔口流速v30mh孔口高度h孔05m
①连通孔孔口面积S孔
S孔 Q24∗n∗n＇∗v+B∗L1+Ho
（式3113）
Ho Qn∗N∗Si
（式3114）
式中：Q日污水量m3d
n反应池数量
n’−连通孔数
N−日运行周期数
v孔口流速mh
B单池长m
L1预防应区长m
Ho设计池高水位滗水机低水位间距离m
Ho 6002∗6∗7466 066 m
（式3115）
S孔 60024∗2∗3∗30+4∗32+066045 m2
（式3116）
②孔口宽度b孔
b孔 S孔ℎ孔 04505 09 m
（式3117）
3632 污泥COD负荷计算
日COD量：600∗414∗08100019872 kgd
（式3118）
COD污泥负荷Ns’ Q∗Sun∗X∗V
（式3119）
式中：Q设计处理流量m3d
Su进出水COD浓度差mgl
n反应池数
X污泥浓度mgl
V反应区池体体积 m3
Ns’ 600∗33122∗3700∗1536017 kgCOD（kgMLSSd）
（式3120）
3633 污泥量排泥系统设计
（1）参考验数值：微生物代谢增长系数a083微生物身氧化率b005
CASS池代谢产泥量△X（abNs＇）*Q*Su（083005017）*600*0331210810 kgd
（式3121）
设计污泥含水率P98
排泥量Qs △X1000∗（1−P） 108101000∗（1−098） 54 m3d
（式3122）
（2）排泥系统设计
池池底排泥坡度i001池底出水口布设10*10*05m3排泥坑池排泥坑中接DN150出泥根
3634 曝气系统设计
（1）设计参数
①微生物氧化1kgCOD需氧量a105kg
②微生物身耗氧量b1018kg
③20℃30℃时水中溶解氧饱度分Cs（20）917mglCs（30）763mgl
④空气扩散器氧转移率：15
（2）单池需氧量O2
O2a1*Q*Su*0001+b1*X* Vd’
（式3123）
式中：Q单池设计流量m3d
Su进出水COD浓度差值mgl
X污泥混合浓度mgl
Vd’单池实际容积m3
O205*6002*3312*0001+018*3700*22419886 kgd
（式3124）
（3）单池时耗氧量O2h
O2h O224 1988624 8286 kgh
（式3125）
（4）供氧量计算
①微孔曝气器出口处绝压力P1
P11013*10^5+98*10^3*H
（式3126）
式中：H曝气水深m
P11013*10^5+98*10^3*3130700 pa
（式3127）
②空气离开反应池时候氧百分 O
O 21（1−Ea）79+21（1−Ea）∗100
（式3128）
式中：Ea空气扩散器氧转移率
O 21（1−015）79+21（1−015）∗100 1843
（式3129）
③利温度30℃时CASS曝气池中混合液均溶解氧饱度Csb（30）
Csb（30）Cs（30）*（P12066∗105+Q42）
763*（1307002066∗105+184342）485 mgl
（式3130）
④20℃时CASS曝气池中混合液均溶解氧饱度Csb（20）
Csb（20）Cs（20）*（P12066∗105+Q42）
917*（1307002066∗105+184342）982 mgl
（式3131）
⑤20℃脱氧清水充氧量Ro
Ro O2h∗Csb（20）α∗β∗ρ∗Csb30−C∗1024（30−20）
（式3132）
式中：α氧转移折算系数般08085设计取082
β氧溶解折算系数参考值09097设计取095
ρ密度1kgl
C废水中实际溶解氧浓度取2mgl
Ro 828∗982082∗095∗1∗485−2∗1024（30−20） 2999kgh
（式3133）
⑥曝气池均供气量Gb
Gb Ro03∗Ea 299903∗015 66646m3h
（式3134）
⑦立方米废水供气量Gf
Gf 66646∗225 5331 m3
（式3135）
⑧1kgCOD耗空气量：
5331∗225∗3312∗0001 16098 m3
（式3136）
3635 曝气系统设计
活性污泥曝气系统曝气方式分鼓风曝气系统表面机械曝气系统设计采鼓风曝气鼓风曝气系统鼓风机空气输送道曝气装置组成工作原理：空气压缩通道输送曝气装置曝气装置空气中氧转移混合液中[8]
（1）微孔曝气器
曝气板（壳）材质般分刚玉微孔曝气器橡胶膜微孔曝气器聚乙烯微孔曝气器三类设计采天津国水设备工程限公司生产橡胶膜盘式微孔曝气器性参数[11]：
表38 橡胶膜盘式微孔曝气器性参数
型号
规格mm
水深
m
供气量[m3（h*）]
服务面积（m2）
充氧力（kgh）
理动力效率（[kg(kw*h)]）
氧利率
阻力损失（pa）
BZPI1
Φ215
45
23
0306
01550250
553715
20830
28203440
①微孔曝气器数量n
n Sis
（式3137）
式中：Si单池面积m2
s曝气器服务面积取03m2
n 746603 2488 圆整取n249
（式3138）
②校核供气量
曝气器供气量 Gbn 66645249 267 m3h* 23 m3h* 范围符合设计求
（2）道布设图
图38道布设图
鼓风机房出根空气干径D300mm流速v115ms两CASS池设根支径D100mm流速v210ms支构筑物方延伸CASS池底池底长方形状布设圈支垂直池长方池宽方行计算池底布设28根空气支径D60mm流速v35ms支中心距离ab05m
根支安装9曝气器曝气器中心距离05m设计中安装252微孔曝气器满足实际需曝气量
选择1条鼓风机房开始远长路空气流量变化处设计算节点编号列表进行空气道计算
空气路计算示：
表39空气路计算表
段
编号
段长度
m
空气流量
m3h
空气流速
ms
径
mm
局部阻力
98Pa
程阻力
98Pa
压力损失
98Pa
12
4
792
15
300
104
1152
11552
23
2
768
10
100
50
768
5768
34
45
744
10
100
1035
768
11118
45
2
720
10
100
40
768
4768
56
05
696
5
60
85
384
1234
67
05
672
5
60
75
384
1134
78
05
648
5
60
65
384
1034
89
05
624
5
60
5
384
884
910
05
600
5
60
45
384
834
1011
05
576
5
60
4
384
784
1112
05
552
5
60
35
384
734
1213
05
528
5
60
3
384
684
1314
05
504
5
60
25
384
634
1415
05
480
5
60
2
384
584
1516
05
456
5
60
15
384
534
1617
05
432
5
60
1
384
484
1718
05
408
5
60
05
384
434
1819
05
384
5
60
0
384
384
1920
05
360
5
60
0
384
384
2021
05
336
5
60
0
384
384
2122
05
312
5
60
0
384
384
2223
05
288
5
60
0
384
384
2324
05
264
5
60
0
384
384
2425
05
240
5
60
0
384
384
2526
05
216
5
60
0
384
384
2627
05
192
5
60
0
384
384
2728
05
168
5
60
0
384
384
2829
05
144
5
60
0
384
384
2930
05
120
5
60
0
384
384
3031
05
96
5
60
0
384
384
3132
05
72
5
60
0
384
384
3233
05
48
5
60
0
384
384
3334
4
24
5
60
0
384
384
合计
49342
（3）鼓风机选型
①表知空气道总压力损失Pℎ*9849342*984835KPa
（式3139）
②需风机力G 6664660 111 m3min
（式3140）
选择台沈阳鼓风机厂生产DG超型离心鼓风机性参数：
表310 鼓风机性参数表
流量
m3min
压缩介质
出口压力（kPa）
轴功率
（kW）
电动机功率（kW）
电动机形式
35
空气
15
41
55
TEFC（全封闭式风扇冷）
4 污泥处理部分构筑物设计计算
41 污泥量
废水处理程中日产生污泥沉淀池UASB反应器CASS反应器
总污泥量QQ沉+Quasb+Qcass
（式41）
式中：Q沉沉淀池日产生污泥量43 m3d
QuasbUASB日产生污泥量4375 m3d
QcassCASS日产生污泥量54 m3d
Q43+4375+5414075 m3d
（式42）
42 集泥井
421设计参数
（1）效容积：1410 m3 （根总污泥量确定）
（2）效水深：4 m
（3）超高：03m
422 设计计算
（1）集泥井底面积S
S Vℎ
（式43）
式中：V集泥井效容积m3
h效水深m
S 14104 352 m2
（式44）
（2） 集泥井长a宽b
设集泥井底正方形abS352187 m 圆整ab2m
校核集泥井效容积V’a*b*h2*2*416m2 符合设计求
（式45）
（3）集泥井总高H
Hh+h1
（式46）
式中：h1超高m
H4+0343m
（式47）
综述：集泥井2x2x43长方体
（4）污泥泵选型
设计选江苏亚太泵业集团生产QW型潜水排污泵性参数
表41排污泵性参数表
型号
流量m3h
扬程 m
电机功率 kw
转速 rmin
50QW181515
18
15
15
2840
43污泥浓缩池
431设计简图
图41浓缩池设计简图
432设计参数
（1）污泥进泥含水率：98 排泥含水率：975
（2）污泥固体负荷（固体通量）：剩余污泥般采3060kg（m2d）设计取45 kg（m2d）
（3）浓缩停留时间：防止污泥厌氧腐化取14h
（4）效水深：3m
（5）污泥室容积排泥时间：应根排泥方法两次排泥间隔时间定采定期排泥时两次排泥时间间隔般8h
（6）采竖流式重力浓缩池般设刮泥机污泥室截锥体斜壁水面形成角度应55°
（7）构造：水密性钢筋混凝土结构排泥进泥径D150mm
（8）超高：03m
（9）缓层清液高度：1m
（10）浓缩池数：2
433设计计算
（1）污泥固体浓度C
C（1ρ1）*r
（式48）
式中：ρ1污泥进泥含水率
r污泥密度kgm3
C（108）*100020 kgm3
（式49）
（2）重力浓缩池表面积A
A QCM
（式410）
式中：Q日污泥处理量m3d
M固体通量kg（m2d）
A 1410∗2045 24m2
（式411）
（3）单浓缩池表面积Ad
Ad A224212 m2
（式412）
（4）浓缩池直径D
D 4∗Adπ 4∗12π 123 m
（式413）
（5）工作部分高度h2
h2 TQ24A
（式414）
式中：T浓缩池停留时间h
h2 14∗141024∗24 131m
（式415）
（6）校核效水深H’
H’h1+h2+h3
（式416）
式中：h1超高m
h3清水区高度m
H’03+13+126m
（式417）
（7）污泥浓缩体积V1
V1 Q∗（1−ρ1）1−ρ2
（式418）
式中：ρ2污泥排泥含水率
V1 1410∗（1−098）1−0975 432m3
（式419）
（8）污泥斗设计
污泥斗设计倾角55°泥斗口直径d15m口直径d2m
①污泥斗需容积V
V V1∗t2∗24
（式420）
式中：t两次排泥时间间隔取8h
V 432∗82∗24 072m3
（式421）
②设计污泥斗高度h4
h4 d−d2∗ tan55 2−152∗ tan55 035m
（式422）
③污泥斗实际容积V’
V’ ℎ43∗（S口+S口+S口∗S口）
（式423）
式中：S口污泥斗口面积m2
S口污泥斗口面积m2
V’ 0353∗（π4∗22+π4∗152+π4∗22∗π4∗152）086m3＞072m3 符合设计求
（式424）
44污泥消化池
441 设计简图
图42 消化池设计简图
442设计参数
（1）设计采圆柱形消化池固定式池顶盖
（2）消化温度3335℃消化时间2530d设计取消化温度35℃消化时间30d
（3）消化池污泥进泥含水率975排泥污泥含水率92消化分解率45
（4）消化池底坡i8
443设计计算
设计中设集气罩高度h11m锥体高度h21m消化柱高度h34m锥体高度h41m集气罩直径d11m锥体直径d21m圆锥体直径D5m
（1）消化池总高H
Hh1+h2+h3+h41+1+4+17m
（式425）
（2）集气罩容积V1
V1 π∗d124∗ℎ1 π∗124∗1 0785m3
（式426）
（3）弓形部分容积V2
V2 π24∗ℎ2∗（3D2+4ℎ22） π24∗1∗（3∗52+4∗12）1033m3
（式427）
（4）圆柱体部分容积V3
V3 π∗D24∗ℎ3π∗524∗4785m3
（式428）
（5）锥体部分容积V4
V4 13πℎ4∗[(D2)2+D2∗d22+(d22)2] 13π∗1∗[(52)2+52∗12+(12)2]811m3
（式429）
（6）消化池实际容积Vo
VoV3+V4785+8118661m3
（式430）
（7）消化池理容积Vo’
Vo’ XP
（式431）
式中：X污泥浓缩体积m3
P污泥投配取5
Vo’ 4325864m3
（式432）
设计出消化池容积Vo8661m3＞理值Vo’864m3符合设计求
（8）集气罩表面积F1
F1 π4∗d12+π∗d1∗ℎ1 π4∗12+π∗1∗1392m2
（式433）
（9）池顶表面积F2
F2 π4∗4ℎ22+D π4∗4∗12+5706m2
（式434）
（10）池盖表面积F3
F3F1+F2392+7061099m2
（式435）
（11）池底表面积F4
F4 π∗l∗（D2+d22）314∗1008∗（52+12）11775m2
（式436）
（12）搅拌设备设计计算
设计采螺旋式机械搅拌确保消化池里面混合搅拌良污泥颗粒厌氧微生物均匀接触消化池液位变化较搅拌器应特设计搅拌器参数设计：
①螺旋桨搅拌污泥量q
q mVo3600t
（式437）
式中：m设备安全系数取2
Vo消化池效容积m3
t次搅拌需时间取3h
q 2∗8663600∗3 0016m3s
（式438）
②螺旋桨效断面Fo
Fo πd24∗（1−δ2）
（式439）
式中：d螺旋桨直径取01m
δ螺旋桨叶片占断面积系数取025
Fo 314∗0124∗（1−0252）0007m2
（式440）
③污泥流螺旋桨速度Vn
Vn qFo 00160007 217ms
（式441）
④螺旋桨螺距h
hπ∗d∗tanφ
（式442）
式中：φ螺旋叶片倾斜角取815℃
hπ∗01∗tan8150045m
（式443）
⑤螺旋桨转速n
n Vo∗60ℎ∗cos2φ 864∗600045∗cos2815118323rmin
（式444）
⑥螺旋桨需功率N
N qH102∗σ
（式445）
式中：σ螺旋桨效率取80
N 0016∗1102∗08 000019kw
（式446）
⑦中心直径D
D 4qπc
（式447）
式中：c中心流速般0304取03ms
D 4∗0016314∗03 026m
（式448）
（13）消化污泥泥质
消化分解率P45VSSSS 65
（式449）
①消化VSS分解量432*（10975）*65*450031m3d
（式450）
②消化SS总量432*（10975）00310076m3d
（式451）
③天排泥量0076÷（1092）0955m3d
（式452）
45污泥调理池
（1）调理池结构设计
①设长a1m宽b1m高h2m
调理池效容积Va*b*h1*1*22m3＞0955m3d符合设计求
②污泥面应该电机保持02m安全距离超高02m调理池总高H2+02+0224m
（式453）
（2）絮凝剂选择
聚合氯化铝（PAC）做絮凝剂絮凝剂投加量应根污泥泥质进行实验室调试设计做计算
（3）集泥井款污泥泵台
（4）搅拌器选型
根技术求选变频框式潜水搅拌器性参数[11]
表42 搅拌器性参数表
型号
搅拌机尺寸 mm
电动机功率 kw
转速 rmin
D
ho
h1
Ι
Ⅱ
Ⅲ
Ι
Ⅱ
Ⅲ
JBKI1700
1700
2600
400
075
037
037
8
52
39
46污泥脱水间
（1）污泥泵选型
选G型单螺杆泵性参数表[11]
表43 污泥泵性参数表
型号
转速rmin
压力MPa
流量m3h
电机功率kw
进口法兰通径mm
出口法兰通径mm
扬程m
G301
960
06
5
22
50
40
60
（2）带式压滤机选型性参数：
表44 压滤机性参数表
型号
DYA1500
滤带宽度（mm）
1500
效滤带面积（m2）
404
湿泥处理量（m3h）
410
泥饼含水率（）
6681
滤带运行速度（mmin）
1385
机功率（kw）
15
清洗水流量（m3h）
812
设备质量（kg）
5230
外形尺寸（mm）
5150*2326*2650（L*W*H）
（3）脱水间设计
根带式压滤机尺寸污泥泵提升尺寸设备设备间间距设备墙体间距运送泥饼设备尺寸货车尺寸等初步确定脱水间长宽高
①带式压滤机尺寸（mm）：5150*2326*2650
②污泥泵尺寸（mm）：1200*300*400
③输送泥饼设备尺寸（mm）：6000*500*3000
④货车尺寸（mm）：6200*2200*2700
⑤设备间间距（mm）：1000
⑥设备墙体间距离（mm）：1500
：脱水间宽B2326*2+1000+1500*28652mm取B9m
（式454）
脱水间长度L5150+300+500+2200+1000*2+1500*213150mm取L14m
（式455）
脱水间高度H3000+15004500mm取H5m
（式456）
（3）脱水间设计简图
图43 脱水间设计简图
5 处理构筑物览表
表51 处理构筑物览表
序号
构筑物名称
数量
尺寸（长x宽x高）m
设备
结构特点
1
中格栅
1
197x01 x 06
定制格栅机两台
钢筋混凝土直壁行渠道
2
集水池
1
25 x2 x2
QX65103潜水泵两台
钢筋混凝土
3
沉淀池
2
234 x079 x5
HJX32型桁架式吸泥机两辆
钢筋混凝土
4
UASB反应池
2
75 x35 x65
300钢板水槽导轨湿式储气柜
钢筋混凝土
5
CASS反应池
2
16 x4 x35
XB500型旋转滗水器
BZPI1橡胶膜盘式微孔曝气器249
DG超型离心鼓风机架
钢筋混凝土
6
集泥井
1
2 x2 x43
50QW181515型潜水排污泵台
钢筋混凝土
7
污泥浓缩池
1
Ф123 x43
钢筋混凝土
8
污泥消化池
1
Ф5 x7
定制螺旋桨搅拌器台
钢筋混凝土
9
污泥调理池
1
1x1x2
JBKI1700变频框式潜水搅拌器
50QW181515型潜水排污泵台
钢筋混凝土
10
污泥脱水间
1
131x865x45
G301单螺杆污泥泵
DYA1500带式压滤机
钢筋混凝土
6总体布置
61面布置
废水处理面布置包括：污水处理构筑物布置污泥处理构筑物布置
种道道路绿化等布置
611面布置原
（1）构筑物间应该布置紧凑节约便理[10]
（2）处理构筑物布置应该处理工艺流程序布置样避免线迂回[10]
（3）污泥构筑物应该布置成单独组合[10]
62高程布置
621高程布置原
（1）构筑物间应充分利原形条件重力流
（2）构筑物链接道应该量减少连接长度水流直避免迂回
（3）进行高程安排时应首先计算构筑物水头损失计算值考虑预留安全值作安全素考虑
（4）考虑工厂长期发展应该增加水量预留水头损失
622 水头损失计算
构筑物水头损失三部分组成：结构身水头损失连接道损失计量
头损失
（1）污水流构筑物结构水头损失表
表61 污水流构筑物结构水头损失表
构筑物名称
水头损失（m）
构筑物名称
水头损失（m）
中格栅
03
UASB反应器
10
集水池
02
CASS反应器
06
沉淀池
06
（2）污泥流构筑物结构水头损失表
表62 污泥流构筑物结构水头损失表
构筑物名称
水头损失（m）
构筑物名称
水头损失（m）
集泥井
08
污泥消化池
10
污泥浓缩池
12
污泥调理池
10
污泥脱水间
13
（3）污水连接道水头损失h包括：程损失h1局部损失h2
hh1+h2il+ζv22g
（式61）
式中：i单位长水头损失m(根径流速查线算图)
l连接段长度m
ζ局部阻力系数查水排水设计手册
v连接流速ms
g重力加速度ms2
（4）污泥连接道水头损失h’包括：程损失h1’局部损失h2’
根哈森威廉姆斯公式
h’ h1’+ h2’682*LD117∗vCH185+ξ∗v22g
（式62）
式中：L输泥长度m
D输泥径m
v连接流速ms
CH哈森威廉姆斯系数
ζ局部阻力系数
g重力加速度ms2
查表知污泥含水率98时CH81污泥含水率96时CH61
（5）污水污泥构筑物计量头水头损失
表63 污水污泥构筑物计量头水头损失表
构筑物名称
水头损失（m）
构筑物名称
水头损失（m）
中格栅
01
集泥井
01
集水池
01
污泥浓缩池
01
沉淀池
01
污泥消化池
01
UASB反应器
03
污泥调理池
01
CASS反应器
02
污泥脱水间
01
（6）污水渠水头损失计算表
表64 污水渠水头损失表
段
设计流量ls
径
mm
坡度
i
流速
ms
长
m
ζ
连接道损失m
结构水头损失
m
计量头损失
m
总损失 m
进水中格栅
15
300
00036
089
5
0018
0
01
0118
中格栅集水池
15
300
00036
089
2
00072
03
01
04072
集水池沉淀池
75
250
00036
095
7
15
6658575
02
01
6958575
沉淀池UASB
75
250
00036
095
2
026
1156985
06
01
1856985
UASBCASS
75
250
00036
095
2
017
07589825
1
03
2058983
CASS出水
15
300
00036
089
3
035
13692515
06
02
2169252
（7）污泥渠水头损失计算表
段
设计流量ls
径
mm
坡度
1000i
流速
ms
长
m
连接道损失m
结构水头损失
m
计量头损失
m
总损失 m
CASS集泥井
016
200
10
138
2
0130519
08
01
1030519
集泥井浓缩池
016
200
10
138
9
0380885
12
01
1680886
浓缩池消化池
016
200
10
138
3
0286671
1
01
1386672
消化池调理池
016
200
10
138
2
0246168
1
01
1346168
调理池脱水间
016
200
10
138
2
0597534
13
01
1997535
（8）构筑物高程布置
高程计算公式：池底标高水面标高效水深
（式63）
池顶标高水面标高+超高
（式64）
序号
构筑物
水面标高m
池底标高m
池顶标高m
1
中格栅
090
113
000
2
集水池
050
200
000
3
沉淀池
600
200
650
4
UASB
400
100
450
5
CASS
200
100
250
6
集泥井
030
430
000
7
污泥浓缩池
400
000
430
8
污泥消化池
260
240
460
9
污泥调理池
110
110
130
10
污泥脱水间
450
000
450
7 工程概预算
71 设备成概预算
序号
构筑物名称
预算值万元
建筑工程
设备
安装工程
数
合计
1
中格栅
45
00
20
1
65
2
集水池
50
50
20
1
120
3
沉淀池
100
35
20
2
310
4
UASB反应池
150
100
50
2
600
5
CASS反应池
150
100
50
2
600
6
集泥井
20
20
10
1
50
7
污泥浓缩池
80
10
10
1
100
8
污泥消化池
80
50
20
1
150
9
污泥调理池
50
20
10
1
80
10
污泥脱水间
80
100
30
1
210
合计
2285
72 运行成概预算
（1）电费：参考类型废水处理工程年运行时间300天计算需电费约20万元
（2）药剂费：设计做计算
（3）泥饼外运费：概外运费年5万元
（4）设备定期维护检修费：10万元
合计废水处理运行成约35万元
73副产品回收济效益
废水处理设计副产品回收济收益沼气回收UASB反应器运行时产生量沼气日产生398m3沼气吨沼气约产生05元收益年产生沼气收益：398*300*05597万元
8 总结
设计针珠海市健康医疗器械厂排放污水进行工艺设计设计容选择适合废水处理工艺进行构筑物尺寸设计污泥处理构筑物设计厂区面布置高程布置项目工程概预算
项目污水高浓度机废水参考国高浓度机废水处理方法结合工厂实际情况采厌氧氧组合工艺中厌氧部分选择升流式厌氧污泥床（UASB）氧部分选择周期性循环活性污泥法（CASS）该医疗器械厂进水CODcrBOD5SSNH3N浓度分2300mgL1400 mgL450 mgL60 mgLPH69间工艺处理出水水质CODcr（83mgl）BOD5（19mgl）SS（4032mgl）NH3N（48mgl）PH69间满足广东省水污染物排放限值（DB44262001）第Ⅱ类污染物第二时段级标准出水排放标准设计医疗器械生产时产生高浓度机废水处理效果理想CODcr总率达9639BOD5总率达9864SS总率达9104NH3N总率达92
外设计针净化废水时沉淀池UASB反应池CASS池产生污泥作出处理浓缩消化调理脱水稳定污泥性质效压缩污泥体积外运资质方处理
套处理工艺设计稳定运行预计投资预算228万元未运行成35万元年年副产品收益达597万元含乙醇环氧乙烷等物质高浓度机废水较效果设计行
参考文献
[1］ 欧红香陈光浩需彦昭等．体化AO装置处理医疗器械生产废水应研究［J］．水处理技术201743(9)：8488
[2］史学峰怡刘辉．UASB+CASS工艺处理乳液废水中应［J］．环境持续发展2015288(5)：8488106108
[3]贾春玉 啤酒废水UASB+CASS组合处理工艺技术[D]吉林学2013
[4］ 刘玉程鹏台明青等．预处理UASBAO高级氧化工艺处理制药废水实例［J］．水处理技术201642(11)：126128
[5］ 谭万春编 UASB工艺工程实例［M］．北京：化学工业出版社20092
[6］ 孙丽娜马越阎玉荣．UASB反应器工程设计运行［J］．中国沼气201331(5)：4447
[7］ 胡纪革．UASB反应器三相分离器设计方法［J］．中国沼气199210(3)：59
[8］ 宋桂杰张韵．CASS工艺中曝气系统节技术探讨［J］．水排水200945(S1)6772
[9］ 韩洪军编．污水处理构筑物设计计算［M］．哈尔滨：哈尔滨工业学出版社20026
[10］ 水排水设计手册第5册（城市排水）［M］．北京：中国建筑工业出版社198612
[11］ 水排水设计手册第11册（常设备）［M］．北京：中国建筑工业出版社198612
[12］ 高廷耀顾国维周琪编水污染控制工程（第四版册）［M］高等教育出版社201412
[13］ 高廷耀顾国维周琪编水污染控制工程（第四版册）［M］高等教育出版社201412
附录
附图1：废水污泥处理系统高程布置图
附图2：废水污泥处理系统面布置图
附图1：废水污泥处理系统高程布置图
附图2：废水污泥处理系统面布置图
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