第二章 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、设计说明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；格栅前渠道超高 h2=0.3m过栅流速v=0.6m/s；安装倾角=45；设计流量Q=5000m3/d=0.058m3/s三、设计计算（一）栅条间隙数(n)=0.058(sin45)0.010.40.6 =20.32取n=21条 式中： Q - 设计流量，m3/s - 格栅倾角，取450 b - 栅条间隙，取0.01m h - 栅前水深，取0.4m v - 过栅流速，取0.6m/s；（二）栅槽总宽度(B)设计采用宽10 mm长50 mm，迎水面为圆形的矩形栅条,即s=0.01m B=S(n-1)+bn =0.01(21-1)+0.0121 =0.41 m式中： S - 格条宽度，取0.01m n - 格栅间隙数， b - 栅条间隙，取0.01m （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=0.17m,渐宽部分展开角取为20 则 l1= =(0.41-0.17)2tg20 =0.32式中：l1-进水渠道间宽部位的长度，m L2-格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，m B - 栅槽总宽度，m B1 - 进水渠道宽度，m - 进水渠展开角，度（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2） l2= l1/2=0.32/2 =0.16m（五）过栅水头损失（h1）取k=3,=1.83(栅条断面为半圆形的矩形)，v=0.6m/s ho=（Sb）4/3V22gsin =1.83(0.010.01) 4/30.6229.8sin45 =0.024 m h1=kh0 =30.024 =0.072 m式中： h0-计算水头损失，m h1-过格栅水头损失，m k - 系数，水头损失增大倍数 - 形状系数，与断面形状有关 S - 格栅条宽度，m b- 栅条间隙，m v - 过栅流速，m/s - 格栅倾角，度（六）栅槽总高度(H)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+0.072+0.3 =0.772 m（七）栅槽总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+=0.32+0.16+0.5+1.0+ =2.68 m式中： H1-格栅前槽高， H1=hh2=0.4+0.3=0.7（八）每日栅渣量(W) 取W1=0.06m3/103m3 K2=1.0 则W= =0.0580.08864001.51000 =0.27 /d (采用机械清渣) 式中： Q - 设计流量，m3/s W1 - 栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值.取0.08 K2-污水流量总变化系数.第二节 调节沉淀池的设计计算一、设计说明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。二、设计参数水力停留时间T=6h;设计流量Q=5000m3/d=208m3/h=0.058m3/s,采用机械刮泥除渣。表2.1 调节沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)20001010350去除率（%）7750出水水质(mg/l)1860939.3175三、设计计算调节沉淀池的设计计算草图见下图2.2： （一） 池子尺寸池子有效容积为：V=QT=2086=1248m3 取池子总高度H=2.5m,其中超高0.5m,有效水深h=2m 则池面积A=V/h=1248/2=624m3池长取L=35m,池宽取B=20m则池子总尺寸为LBH=35202.5（二） 理论上每日的污泥量 W=Q*(C0-C1)/1000(1-0.97)式中： Q - 设计流量，m3/d C0 - 进水悬浮物浓度，mg/L C1 - 出水悬浮物浓度，mg/L P0 - 污泥含水率，%W=5000*(350-175)/(1000*1000(1-0.97)=29.2m3/d（三）污泥斗尺寸取斗底尺寸为500500，污泥斗倾角取60 则污泥斗的高度为：h2=(5-0.2) tg60=8.3136m 污泥斗的容积V2= h2（a12+a1a2+a22） =8.3136(202+200.5+0.52) =1136.88m3 V总W符合设计要求，采用机械泵吸泥（四）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反应器的设计计算一、设计说明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、设计参数（一）参数选取设计参数选取如下：容积负荷（Nv）6.0kgCOD/(m3d)； 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD；产气率0.5m3/kgCOD（二）设计水质表2.2 UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)1860939.3175去除率（%）759087出水水质(mg/l)465 93.9322.75（三）设计水量 Q5000m3/d=208m3/h=0.058 m3/s三、设计计算 （一）反应器容积计算UASB有效容积：V有效 式中： Q - 设计流量，m3/s S0 - 进水COD含量,mg/l Nv -容积负荷,kgCOD/(m3d)V有效50001.860/6.0=1550m3 将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取水力负荷q0.8m3/(m2h) 则 A= = 208/0.8=260m2 h=1550/260=6.0m 采用4座相同的UASB反应器则A1=260/4= 65 m2 D= (465/3.14)1/2 =9.1m 取D=9.5m 则实际横截面积为=D2=3.149.52 =70.85m2 实际表面水力负荷为q1=Q/A208/(470.85) =0.731.0 故符合设计要求（二）配水系统设计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：208/4 = 52 m3/h(2)设计计算布水系统设计计算草图见下图2.3： 圆环直径计算：每个孔口服务面积为:a= 1.97m2a在13m2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：61.97=11.82m2折合为服务圆的直径为：= (411.82/3.14)1/2=3.9m 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： 则d1 (211.82/3.14)1/2=2.7m 2)中圈12个孔口设计服务面积：S2=121.97=23.64m2折合成服务圆直径为：= (4(11.82+23.64)/3.14)1/2=6.72m 中间圆环直径计算如下：(6.722-d22)S2 则d2=5.49m3）外圈18个孔口设计服务面积：S3=181.97=35.46m2 折合成服务圈直径为： =9.50m 外圆环的直径d3计算如下：(9.502-d32)=S3则d38.23m（三）三相分离器设计 三相分离器设计计算草图见下图2.4：