本设计为某黄酒废水处理设计,设计程度为初步设计。黄酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该黄酒废水处理厂的处理水量为12000m3/d,高浓度废水3500m3/d，低浓度废水1250m3/d，不考虑远期发展。原污水中各项指标均非常高，严重超出国家标准，故要求处理后的排放水要严格达到国家一级排放标准。又因为高低浓度废水的物质浓度相差较大，且水量也有很大差异，故将高低浓度废水分开处理，之后再混合。
本设计采用厌氧好氧相结合的方法降低污水中的有机污染物。本设计工艺主要是用UASB工艺和UCT工艺处理黄酒废水的。其流程为：黄酒废水（高） → 格栅 →调节池→UASB→集水池→UCT→辅流式二沉池。设计中对UASB、UCT工艺所涉及到的设施等进行了严密计算，在预算方面充分考虑到各方面可能涉及到的花费。整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。
关键词：黄酒废水处理； UASB处理；UCT工艺
Abstract
The graduate work is a primary design for yellow wine wastewater treatment. The main characteristic of the rice wine wastewater is that it is high concentration organic wastewater containing large amounts of organic matters. So it needs large amount of oxygen in biochemical reaction. The treatment plant of the rice wine wastewater can treat water of 12000 m3/d, high concentration wastewater of 3500 m3/d, low concentration wastewater of 1250 m3/d, it doesn't consider of long-term development. Each index of the original sewage is all very high, exceeds national standard seriously. The level of the discharge water after treatment demands to reach grade 1 national standard strictly. Because of large difference between high concentration wastewater and low concentration wastewater in material concentration, they will be handled separately, and then mixed together. This design employed the anoxia-oxidation method to reduce the organic pollutants of the wastewater., using UASB and UCT. Its process is: Rice wine wastewater (high) - grilling – regulating ponds - UASB -Collecting tank - UCT - the second pond of auxiliary streaming. The design did a tight calculation on the establishment that involved in USAB and UCT process, it also has taken the budgetary on many terms into consideration. The whole process has the advantages of less investment, good effect of the treatment, simple process, covers little area, stable operation and less energy consumption.
Key words： rice wine wastewater treatment; UASB processing; UCT process
目 录
1 绪言 ............................................................................................................. 1 2 设计依据、原则和范围 ............................................................................. 3 2.1 设计依据 ............................................................................................... 3 2.2 设计规范 ............................................................................................... 3 2.3 设计原则 ............................................................................................... 4 3 工程规模、进水水质及处理程度 ............................................................. 5 3.1 工程内容 ............................................................................................... 5 3.2 进水水量、水质 ................................................................................... 5 3.3 排放标准 ............................................................................................... 5 4 废水处理工艺的确定 ................................................................................. 7 4.1 废水特性 ............................................................................................... 7 4．2 主要废水处理工艺的比较与选择 .................................................... 8 4．3工程实例 .......................................................................................... 15 4.4工艺确定比较 ..................................................................................... 22 5 工艺流程确定及简介 ............................................................................... 26 5.1 工艺流程图 ......................................................................................... 26 5.2 流程简介 ............................................................................................. 26 6 工艺计算 ................................................................................................... 28 6.1. 中格栅 ................................................................................................ 28 6.2 调节池 ................................................................................................. 31 6.3 UASB ................................................................................................... 33 6.4 集水池 ................................................................................................. 44 6.5 UCT确定 ............................................................................................. 45 6.6 二沉池 ................................................................................................. 50
6.7 贮泥池 ................................................................................................. 57 6.8 污泥提升及回流泵房： ..................................................................... 59 6.9 污泥浓缩脱水一体机房 ..................................................................... 59 6.10鼓风机房 ........................................................................................... 60 7 总平面布置 ............................................................................................... 62 7.1 总平面布置原则 ................................................................................. 62 7.2 总平面布置结果 ................................................................................. 62 8 高程布置 ................................................................................................... 64 8.1 设计原则 ............................................................................................. 64 8.2 构筑物高程计算： ............................................................................. 64 9 经济核算 ................................................................................................... 68 9.1 构筑物费用 ......................................................................................... 68 9.2设备费用 ............................................................................................. 69 9.3不可预见费用 ..................................................................................... 70 9.4工程总投资 ......................................................................................... 70 9.5运行费用 ............................................................................................. 70 10 结 论 ..................................................................................................... 72 致 谢 ........................................................................................................... 73 参 考 文 献 ................................................................................................. 74 附录：英文文献及翻译 ............................................................................... 76
1 绪言
水是人们生活和生产活动的重要资源之一，但由于自然界的水资是有限的 ，分布也很不均匀。近几十年来，随着工业和城市建设的发展，我国城市的环境污染特别是水污染问题日趋严重，我国是一个人均水资源占有量匮乏的国家，仅为世界人均值的四分之一，而且时空分布不均，开发利用难度大，许多地区和城市严重缺水，与此同时，全国年排污量为350亿立方米，但城市污水集中处理率仅为7%，80%的污水未经有效处理就排入江河湖海，使我国的水污染情况十分严重，并进一步加剧了水资源的短缺。可以说水污染严重和水资源的短缺已成为严重制约我国社会经济持续发展、危害生态环境、影响人民生活和身体健康的突出问题，迫切需要加以解决。
纺织，印染，造纸，食品等产业现在都日益壮大起来，这些工业废水的排放给环境带来的破坏，污染了河流土地等重要资源，所以为了保护我们赖以生存的环境，维护生态平衡而有不影响人类的正常发展，国家规定废水要经过处理，达标后才可排放
食品工业废水是造成城市水体污染的重要来源之一，其中酿酒废水（啤酒废水，黄酒废水，白酒废水以及酒槽废水等）给水体造成了巨大的污染伤害。为了将这种伤害免除或将程度减少到最低，国家再三提高了废水处理指标标准。本设计就是针对黄酒废水进行处理。
黄酒是我国的民族特产，也称为米酒（ricewine），属于酿造酒，在世界三大酿造酒（黄酒、葡萄酒和啤酒）中占有重要的一席。酿酒技术独树一帜，成为东方酿造界的典型代表和楷模。其中以浙江绍兴黄酒
为代表的麦曲稻米酒是黄酒历史最悠久、最有代表性的产品；山东即墨老酒是北方粟米黄酒的典型代表；福建龙岩沉缸酒、福建老酒是红曲稻米黄酒的典型代表。黄酒以大米、黍米为原料，一般酒精含量为14%—20%，属于低度酿造酒。黄酒含有丰富的营养，含有21种氨基酸，其中包括有特中未知氨基酸，而人体自身不能合成必须依靠食物摄取8种必需氨其酸黄酒都具备，故被誉为“液体蛋糕”。黄酒在我国传承了数代至今，其兴盛之地在南方居多，而南方江浙一代水体污染较严重，故合理的处理黄酒废水是非常重要的。
2 设计依据、原则和范围
2.1 设计依据
a.国家现行的建设项目环境保护设计规定。 b.国内外有关该类废水治理的技术资料。 c.业主提供的基础资料。
d.同类废水治理的工程经验和技术。 e.设计技术规范与标准。
该废水处理项目的设计、施工与安装严格执行国家的专业技术规范与标准，
2.2 设计规范
其主要规范与标准如下：
1.《室外排水设计规范》(GBJ14-87)
2.《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－20XX)
3.《环境噪声标准》（GB5096-93）
4.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准
5.《建设项目环境保护管理条例》（国务院令第253号，1998.11.29） 6.《地面水环境质量标准》(GB3838－20XX)
2.3 设计原则
本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定： a.采用成熟、合理、先进的处理工艺。
b.废水处理具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余。 c.在满足工艺要求的条件下，尽量减少建设投资,降低运行费用。 d.处理设施具有较高的运行效率，以较为稳定可靠的处理手段完成工艺要求。
e.处理设施应有利于调节、控制、运行操作。
f.在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命。 g.根据地形地貌，结合站区自然条件及外部物流方向，并尽可能使土石方平衡，减少土石方量，以节约基建投资，降低运行费用。
h.总图设计应考虑符合环境保护要求；
i.工程竖向设计应结合周边实际情况提出雨水排放方式及流向； j.管线设计应包括各专业所有管线，并满足工艺的要求； k.所有设计应满足国家相关专业设计规范和标准；
l.所有设备的供应安装应满足国家相关专业施工及安装技术规范； m.所有工程及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范和标准。
3 工程规模、进水水质及处理程度
3.1 工程内容
本工程建设内容包括：从污水管网接入污水处理站开始，至污水处理站总出水排放口为止。
3.2 进水水量、水质
污水站的处理水量为12000m3/d，其中坛装基酒生产废水（高浓度废水）约3500m3/d，洗瓶废水（低浓度废水）约8500m3/d。 项目 高浓度废水 低浓度废水 Ph CODCr（mg/l） 13000 BOD5（mg/l） 6500 NH3-N（mg/l） 65 TP（mg/l） SS（mg/l） 7~8 18 450 8~9 1250 500 30 10 500 3.3 排放标准
根据环保部门的要求，本污水处理厂需达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中表4中一级标准的要求后排放。即： 序号
污染物名标准限值 序号 污染物名称 标准限值 称 1 2 3 pH CODcr BOD5 6~9 100 20 4 5 6 NH3-N TP SS 15 0.5 70
4 废水处理工艺的确定
4.1 废水特性 该厂工艺流程为：
大米 → 浸米 → 洗米 → 蒸饭 → 淋饭拌饭 → 加曲 → 糖化发酵 → 后发酵 → 压榨 → 酿酒着色 → 煎酒 → 装罐
根据该厂的建设规模，确定污水站的处理水量为12000m3/d，其中坛装基酒生产废水（高浓度废水）约3500m3/d，洗瓶废水（低浓度废水）约8500m3/d。水量大 ，浓度高
黄酒生产过程中，会产生多种废水和废气 ，废水需要处理，废气可以利用。废水主要来源于浸米，洗米、糖化、发酵、洗瓶及罐装等工序。
4.1.1高浓度废水
浸米及洗米——废水中的主要污染物为长链淀粉、短链淀粉、糊精、植物蛋白及可溶性糖类等，淀粉的沉淀性能较好，含量较多，先经投药沉淀，可以去除大部分的淀粉，但可溶性糖类不能去除，此项目废水需要进行生化处理。本项目废水的可生化性较好，好氧生化处理可以将废水中的污染物给予充分的降解。
发酵和装罐——工序的废弃物是废酵母，酵母是在黄酒发酵过程中沉淀下来的。一般生产需要，沉淀下来的酵母经洗涤后重复使用，但多
余和失去活力的酵母，如不经综合利用则随废水排出，酵母除含水80-85%外，其他组分是蛋白质、脂肪、纤维、灰分和无机氮浸出物。； 4.1.2低浓度废水
洗瓶水、杀菌水、地面冲洗水及流出的残酒等，其排放量较大，COD浓度为800-1000mg/L，约占总量的70%-80%，采用连续排放。由于排放方式的波动，导致污水水质的波动较大。
此外，酿造过程还有大量的冷却水和电渗析产生的废水，这些废水基本未受污染，可以循环使用。
根据以上废水特性，选择工艺对这种废水进行处理，以下工艺均可实现对此废水的处理
4．2 主要废水处理工艺的比较与选择
4.2.1 水解酸化—SBR法处理黄酒废水
机械搅拌 出水
↓ ↑
废水→ 粗细格栅 → 调节池 → 泵 → 水解酸化池 → SBR
加药 ↓
污泥泵→ 污泥浓缩池 → → 反应池 → 污泥泵 → 压滤机 →泥饼
其主要处理设备是水解酸化池和SBR反应器。这种方法在处理黄酒
废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：
（1）由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小； （2）不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大；
（3）对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。同时，经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。
（4）水解酸化—SBR法处理高浓度黄酒废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。
但要想使此方法在处理黄酒废水达到理想的效果时运行环境需要达到下列要求：
（1）水解酸化—SBR法处理中高浓度黄酒废废水，酸化至关重要，它具有两个方面的作用，其一是对废水的有机成分进行改性，提高废水的可生化性；其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果，有机物去 除主要集中在SBR反应器中。
（2）水解酸化—SBR法处理黄酒废水受进水碱度和反应温度的影响，最佳温度是24℃，最佳碱度范围是500～750mg/L。视原水水质情况，如碱度不足，采取预调碱度方法进行本工艺处理；若温度差别不大，运行参数可不做调整，若温度差别较大，视具体情况而定。
4.2.2 UASB—好氧接触氧化工艺处理黄酒废水
高浓度废水 格栅 沉砂池 分离机 调节池 泵 UASB 沼气
低浓度废水 格栅 沉砂池 分离机 调节池 泵 水解池
离心风机 接触氧化池
泥饼外运 带式压滤机 污泥泵 污泥浓缩池 气浮池 排放
此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池，处理主要过程为：废水经过转鼓过滤机，转鼓过滤机对SS的 去除率达10%以上，随着麦壳类有机物的去除，废水中的有机物浓度也有所降低。调节池既有调节水质、水量的作用，还由于废水在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用。由于增加了厌氧处理单元，该工艺的处理效果非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好，有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗(因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比)。好氧处理(包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池)对废水中SS和COD均有较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。
该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定 、能耗低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种，就能够保证污泥菌种的平稳增长，经过3个月
的调试UASB即可达到满负荷运行。整个工艺对COD的去除率达96.6%，对悬浮物的去除率达97.3%～98%，该工艺非常适合在啤酒废水处理中推广应用。
4.2.3 生物接触氧化法处理黄酒废水：
机械格栅 水解池一沉池进水 → → 调节池 → → → 接触氧化池 二沉池 出水 污泥浓缩池 污泥脱水池 干污泥 该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理，水解酸化菌通过新陈代谢将水中的固体物质水解为溶解性物质，将大分子有机物降解为小分子有机物。水解酸化不仅能去除部分有机污染物，而且提高了废水的可生化性，有益于后续的好氧生物接触氧化处理。
该工艺在处理方法、工艺组合及参数选择上是比较合理的，充分利用各工序的优势将污染物质转化、去除。然而，如果由于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果，致使出水水质不理想，使生物接触氧化池的出水(静沉30 min的澄清液)COD为500～600 mg/L，经混凝气浮处理后出水COD仍高达300 mg/L，远高于排放要求(150 mg/L)。
因此当采用此工艺处理啤酒废水时要遵循下列要求：①采用水解酸化作为预处理工序时应考虑悬浮物去除措施。②采用推流式生物接触氧
化池时，为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水。③应严格控制溶解氧浓度，供氧不足会造成生物膜大范围脱落，导致运行失败。 4.2.4 UASB反应器＋氧化沟工艺处理黄酒废水
沼气 气柜 锅炉 调污 格 达标 节二沉池 氧化沟 UASB 水 栅 排放 池 回流 污泥浓缩池 过量厌氧泥 剩泥 污泥脱水机 泥渣外运 此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式，厌氧采用UASB技术，好氧处理用地有一处狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟工艺。本处理工艺的关键设备是UASB反应器。该反应器是利用厌氧微生物降解废水中的有机物，其主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统，沼气收集系统四个部分。
厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽，最佳pH为6.5－7.8，最佳温度为35℃－40℃。这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节。这无形中增加了电器。仪表专业的设备投资和设计难度。
UASB反应器采用环状穿孔管配水，通过三相分离器出水，并在三相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器，它由玻璃钢板成60°安装而成，能在最大程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥。
此处理工艺主要有以下特点：①实践证明，采用UASB反应器＋氧化沟工艺处理黄酒废水是可行的，其运行结果表明CODCr总去除率高达95％以上。②由于采用的是UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式，可根据啤酒生产的季节性、水质和水量的情况调整UASB反应器或氧化询处理运行组合，以便进一步降低运行费用。
4.2.5 UASB+SBR法处理黄酒废水
低浓度 格栅 泵 泵 泵 锅炉房 集水池 集水池 水利筛 废水 高浓度 格栅 一级泵 二级泵 UASB SBR 排 水利筛 集水池 废 反应池 反应池 放 水 滤液 沼气 上清液 泥饼 污泥脱水间 污泥浓缩池
UASB—SBR工艺流程图
本处理工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，
使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。并且UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。UASB去除COD达7 500 kg/d，以沼气产率为0.5m3/kgCOD计算，UASB产气量为3 500m3/d(甲烷含量为55%～65%)。沼气的热值约为22 680kJ/m3，煤的热值为21 000 kJ/t计算，则1m3沼气的热值相当于1 kg原煤，这样可节煤约4 t/d左右，年收益约为39.6万元。
4.2.6 UASB+UCT工艺处理黄酒废水
进水 调节池 UASB 出 水 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 剩余污泥 UCT是南非开普敦大学开发类似于A2/O工艺的一种脱氮除磷工艺。工艺流程如下图：
回流（1~2)Q NO3 ¯回流 进水 厌氧池 缺氧池 出水 好氧池 二沉淀 污泥回流（0.5Q） 剩余污泥
UCT工艺与A2/O工艺不同之处在于沉淀池污泥回流到缺氧池
而不是回流到厌氧池，这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池，破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率。增加了从缺氧池到厌氧池的混合液回流，由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD，而硝酸盐很少，为厌氧段内所进行的有机物水解反应提供了最优的条件。在实际运行过程中，当进水中总凯氏氮TKN与COD的比值高时，需要降低混合液的回流比以防止NO3-进入厌氧池。
本处理工艺是利用UASB工艺与UCT工艺结合，利用UASB的高效除有机物和UCT的高效除氮磷。
综合以上处理工艺和废水水质特性（因为设计废水的有机浓度非常高，一般工艺很难达到所需标准），故选择以下两种工艺对其进行处理。其有实际的工程实例证明可达到处理效果。
4．3工程实例
4.3.1 浙江塔牌绍兴酒厂废水处理
(1)浙江塔牌绍兴酒厂废水处理和新能源示范工程简介
浙江塔牌绍兴稻厂是一家外贸出口企业，主要生产国内外享有盛誉
的传统绍兴黄酒，废水处理和新能源示范工程是年产2万吨黄酒生产线的环境保护配套工程，工程总投资180万元。主体设备罐引进德国Lipp技术和设备射作，采用不锈钢复合板双咬口工艺卷制厌氧罐、贮气柜和SBR曝气池。不仅解决了钢筋混凝土施工工期长，质量较难控制的缺点，而且增加了使用寿命和运行可靠程度。该工程于1997年7月验收合格，至今运行正常。
(2) 废水水质与水量
传统绍兴黄酒生产有明显的季节性。黄酒废水的产生与排放也表现出相应的季节性，传统黄酒最适应冬季酿造，生产时间一般为10月份至次年3月份。其余季节进行瓶酒灌装生产。7～8月高温季节一般停产。黄酒生产排放废水分为高浓度废水(COD >1o 000 mg／L)，中低浓度废水(COD口<10 000 rag／L)，其水质水量列于表1。高浓度废水主要有米浆废水、前酵缸冲洗废水、带槽洗坛废水、淋饭废水。高浓度废水富古淀粉、糖类、蛋白质等有机物质，是造成水环境污染的主要污染源，中低浓度废水主要有瓶l】6装车间杀菌废水、厂内职工的生活污水等。
(3) 废水处理工艺流程
为了提高废水处理系统的处理效率，节约工程投资，减少能源消耗，降低运行成本，根据清污分流原则及实际生产可操作性，本方案对高浓度废水和中低浓度废水进行分流处理。高浓度废水先采用厌氧消化，充分利用厌氧消化能耗低、处理效率高、耐负荷能力强、能回收生物质能源等特点，使92 以上的COD在酸化罐和厌氧消化罐中降解。厌氧消化采用复合式上流厌氧污泥床工艺。厌氧出水再与中低浓度的杀菌废水和生活污水混合，调节混合废水的BOD／COD 比值，提高可生化性能 混合废水进A序批式括性污泥法(sBR)好氧处理，好氧生化处理后出水达标排
放。废水处理工艺流程见图2。废水处理系统各单元COD、BOD 控制指标见表2。 高浓度废水 低浓度废水 水量(t/d) 90 60 COD(mg/l) 25000 1000 BOD(mg/l) 15000 600 SS(mg/l) 4000 250 PH 4 5.5
气 水 分 脱硫塔 离 器 废水 集水池 酸化池 进料泵 UASB 稀 废出水SBR 配水池 水 图2 废水处理工艺流程
表2 处理单元COD BOD 控制指标
处理单元 水量(t/d) 滞留期(b) 进水 90 酸化池 90 24 厌氧罐 90 120 配水池 150 24 SBR 150 12 出水 150
PH 4.5 4.0 7.2 6.5 8 8 小于300 COD(mg/l) 25000 18750 2000 1220 183 去除率(%) 25 90 预曝20 86 BOD(mg/l) 15000 10500 525 444 预44 小于150 去除率(%) 30 95 曝20 90 产物 4 主要技术经济指标
1012m3/d沼气 处理能力：高浓度废水90 t／d，中低浓度废水60t／d COD负荷是：2310 kg／COD·d。
出水指标：捧放量150 t／d COD<300 mg／L BODs<150 mg／L SS＜200 mg／L pH 6～9
占地面积：1．350平方米。 总装机容量：47千瓦。 日耗电量：359千瓦·小时。 平均每吨废水耗电：2．4千瓦·小时。 平均每公斤COD耗电：0．155千瓦·小时。 工程总投资：180万元。
运行费用：l1．34万元／年。 沼气收益：7．28万元／年。实际运行费：4．06万元／年。
平均每吨废水处理成本0．90元，每公斤COD处理成本0．137元。 日产沼气1 012立方米(每年10月～3月份)，每立方米沼气热值5 500大卡，以沼气价格0．60元计算，每天收入607元，120天收益7．28万元，沼气收入与运行费用支出相抵后尚需支出4．06万元
根据传统黄酒季节性生产的特点，10月份至趺年3月份生产旺季，有高浓度废水和中低浓度废水，水解酸化单元、厌氧单元、好氧单元，全负荷运行。其余月份只有中低浓度废水，水解酸化单元和厌氧单元停开。中低浓度废水经好氧单元处理后即可达标排放
5.工程运行检测结果
检测时间; 1997-11-19到1997-11-21，两个生产周期采样三次。
表3 监测结果表
项目 PH PH PH SS SS SS COD 时间 19 20 21 19 20 21 19 进水(集水池) 4.81 4.90 4.78 1430 964 390 7590 出水 7.55 7.74 7.54 26 17 17 45.9
COD COD BOD BOD BOD 20 21 19 20 21 8580 5250 5620 4280 3730 59.6 55.0 73.2 89.4 42.0
综上所述，废水经处理后，出水水质pH、SS、COD~-项指标选到《污水综合排放标准，GB 8978—1996一级标准。出水水质BOD 指标达到《污水综合排放标准GB 8978—1996二级标准 4.3.2 上海某酿酒药业有限公司处理黄酒废水
上海某酿酒药业有限公司的主要产品为和酒，生产原料为黄酒、蜂蜜和构祀子。为治理生产过程中排放的废水，厂方先后两次投资进行废水治理。由于生产规模扩大，废水排放量急剧加，废水处理工程需要扩建。
该厂通过技术改进，利用UASB与改进后的AA/O工艺即UCT工艺对黄酒废水进行处理，达到了很好的处理效果
1．废水水质水量
本厂废水总量为7500M3/d其中包括米泔水等高浓度有机废水，以及淋饭水，洗罐冲洗废水等。废水排放执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中表4中一级标准的要求后排放。
(1) 高浓度有机废水
水量: 2000m3 / d ;COD : 8000mg/ L ; BOD :2500mg/ L ; SS :300mg/ L 。
(2) 低浓度有机废水
水量: 5500m3 / d ; COD : 700mg/ L ; BOD :450mg/ L ; SS :500mg/ L 。
(3) 处理后出水水质COD ≤100mg/ L ;BOD ≤50mg/ L ;
SS ≤100mg/ L 。
2．工艺流程图
沼 气 高浓度废水 调节池 UASB 二沉池 出 水 剩 余 污泥 好氧池 缺氧 厌氧 低浓度废水 筛网 该厂有高低浓度两种废水，进行分流处理，高浓度废水先经调节池调节水质和水量，之后进入UASB反应器，在反应器中有机物被大量消耗，COD值降低很多，UASB可以降50%-70%的有机物。之后进入UCT工艺段，在进入UCT之前，低浓度废水经筛网（低浓度废水中含有洗瓶废水，其中含有标签纸）与前处理过的高浓度废水混合，二者一同进入UCT工艺
段，经厌氧，缺氧，好氧处理后，进入二沉池，澄清出水。二沉池剩余污泥回流至UCT缺氧段。
3.处理效果 项目 进水 出水 去除率% 调节池 8345 6890 17% UASB 6890 3160 54% UCT 3160 780 75% 二沉池 780 60 92，3% 总去除效率可达到99.5%
4.4工艺确定比较
UASB+SBR工艺与UASB+UCT工艺进行比较
4.4.1技术可行性分析
（1）集水井和水解酸化池与调节池的比较
集水井加水解酸化池一方面可以集水调节水量也可以通过水解酸化池去除一部分COD,但是处理对象是黄酒废水,则处理效果并不太理想而且造成浪费,要铺设多一部分管道,而且本设计高低浓度废水分别进水,此处水量不大,只有3500m3/s,故用调节池更经济一些,而且调节池也是对水质水量进行调节
（2）UASB
二者在厌氧部分均用了UASB（升流式厌氧污泥床反应器）它是第二代废水厌氧生物处理反应器的典型代表，与传统的厌氧生物处理工艺相比，不仅十分有效地实现了水力停留时间与污泥停留时间的分离，使反
应器中可截留大量的生物量，使水力停留时间大大缩短，同时由于其特殊的水力特征使反应器中污泥以颗粒化存在，由此极大的改善了污泥的沉降的分离性能，大大延长了污泥在反应器中的停留时间，显著提高了其处理能力。
（3）UCT工艺与SBR工艺的比较
UCT工艺是AA/O的改良工艺，UCT工艺与A2/O工艺不同之处在于沉淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厌氧池，这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池，破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率。增加了从缺氧池到厌氧池的混合液回流，由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD，而硝酸盐很少，为厌氧段内所进行的有机物水解反应提供了最优的条件。在实际运行过程中，当进水中总凯氏氮TKN与COD的比值高时，需要降低混合液的回流比以防止NO3-进入厌氧池，现在对于AA/O工艺以及它的改良工艺已经趋于成熟，当实用在工程上时，在操作运行方面会相对轻松，调试时间上也会缩短
SBR工艺是序批式间歇活性污泥法，传统的SBR工艺脱氮除磷效果并不好，但经过改良后，其具有高效的脱氮除磷效果，改良后与传统工艺相比它也有很多优点如流程简单，造价低等，但是它对控制条件与结构选择有相当严格的标准，故而很难调试，而且对自动化程度也要求很高
所以，在比较总工艺流程的复杂程度与调试，运行方面综合考虑，还是选择方案二，UASB+UCT工艺进行对本厂的黄酒废水进行处理比较有利。
4.4.2 经济比较
假设钢筋混凝土每立方米500元
方案一
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 序号 11 12 工程名称 中格栅 调节池 UASB厌氧池 集水池 UCT反应池 二沉池 污泥泵房 贮泥池 工程名称 鼓风机房 污泥脱水机房 体积指标（元/m3) 1351.48 374.41 806.12 373.15 806.12 328.52 363.29 396.13 体积指标（元/m3) 1107.40 1100.21 体积（m3) 0.57 1167 1713 336 2953 1373 200 101.67 体积（m3) 200.00 2250.00 共计 个数 1.00 1.00 2.00 1.00 2.00 2.00 1.00 1.00 个数 1.00 1.00 （元） 工程价格（元） 770 436 2761767.12 125.3 4760944.72 900.68 72658 40274.5 工程价格（元） 221.5 2475472.5 10113570.32 （元） 注：体积指标包括土建直接费，配水管及安装直接费 间接费为直接费的20% 投资总计 （元） 23711181.71 方案二
序号 1 2 3 工程名称 中格栅 集水池 水解酸化池 体积指标（元/m3) 1351.48 374.41 437 体积（m3) 0.57 1167 451 个数 1.00 1.00 1.00 工程价格（元） 770 436 197.1
4 5 5 6 7 8 11 12 UASB反应池 配水井 SBR反应池 二沉池 污泥泵房 贮泥池 鼓风机房 污泥脱水机房 806.12 373.15 806.12 328.52 363.29 396.13 1107.40 1100.21 1600 336 5734 1373 200 101.67 200.00 2250.00 共计 2.00 1.00 2.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 （元） 2579200 125.3 9229377.6 900.68 72658 40274.5 221.5 2475472.5 11846222 注：体积指标包括土建直接费，配水管及安装直接费 间接费为直接费的20% 投资总计 （元） 3553866.4 （元） 从上表可以看出UASB+SBR工艺的建设费用比UASB+UCT工艺的多一些,故选用方案一.
综合以上方案，决定选择方案一，稍加改动进行处理
5 工艺流程确定及简介
5.1 工艺流程图
沼 气 高浓度废水 调节池 UASB 二沉池 出 水 剩 余 污泥 好氧池 缺氧 厌氧 低浓度废水 筛网
5.2 流程简介
采用厌氧与好氧相结合的处理方式，高低浓度废水分别处理
(1)
高浓度废水经格栅进入调节池，虽然废水中SS并不高，但是为了阻隔废水中的漂浮物（由于人为或其他原因进入的）设置了粗格栅，之后
废水进入调节池调节水质和水量，同时调节PH。废水进入UASB反应器，高浓度废水COD值大幅度下降。 (2)
经过UASB处理后的废水，要与经过筛网的低浓度废水汇流（低浓度废水中含有洗瓶废水，其中含有标签纸要加筛网去除，以免影响后续工艺运行）。此过程发生在集水池中，由集水池混合均匀高低浓度废水。 (3 ) 之后进入UCT工艺段处理，UCT工艺是A2/O工艺的改良工艺主要为
了解决A2/O工艺中污泥回流到厌氧时带入的大量硝酸盐破坏厌氧条件所改进。三池型将污泥回流到缺氧池前端，通过缺氧池反硝化去除硝酸盐，然后从缺氧池出水混合液分流一部分进入厌氧池，作为厌氧池的污泥回流。
(4) 最后经二沉池泥水分离后，澄清出水
6 工艺计算
6.1. 中格栅
中格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的负荷，并使之正常运行的装置。
污水处理站的污水由一根半径为250mm的管从生产车间直接接入格栅间。 6.1.1 设计参数
设计流量Q=3500m/d=41L/s；
栅前流速v１=0.7m/s，过栅流速v２=0.8m/s； 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=10mm； 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=45°； 单位栅渣量ω１0.05m３栅渣/10３m３污水。 6.1.2设计计算
BvQ1112计算得:（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式
B12Q1v120.0410.34m0.72３
栅前槽宽
，则栅前水深
hB10.340.17m22
所以栅前槽宽为0.34m，栅前水深为h=0.17m。
n（2）栅条间隙数：设计一组格栅。
设计中 S取0.01.
Qmaxsin0.041sin4521ehv20.010.170.8(取n=22)
（3）栅槽宽度：B２=s（n-1）+bn=0.01（21-1）+0.01×21=0.41m。
L1（4）进水渠道渐宽部分长度中α1为进水渠展开角）
BB10.410.340.10m2tan12tan20（其
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1=0.10m （6）过栅水头损失（h1） 设栅条断面为锐边矩形断面
h1kh0
2svksinb2g430.010.8 32.42sin45 0.0129.810.17(m) 其中h0 =εv2 sinα/2g ε=β(S/e) , β=2.42，v＝0.8m/s h0：计算水头损失
k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42
432（7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高h2=0.3
则栅前槽总高度H1=h+h2=0.17+0.3=0.47m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.17+0.17+0.3=0.64m （8）格栅总长度：L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα =0.1+0.1+0.5+1.0+0.47/tan45° =2.17m
（9）每日栅渣量（W）
在格栅间隙为21mm情况下，设栅渣为0.05m3/103m3
WQmaxW1864000.0410.05864000.11(m3/d)Kz10001.551000
图4-1 中格栅计算草图
6.2 调节池
6.2.1设计计算
平均流量 Q=3500m3/d=146m3/h=40.55L/S≈41L/S。设计停留时间取8h。
有效容积 V’=Q×HRT=（3500 m3/d /24h）×8h＝1167m3 有效水深 有效水深取h=4m
表面积 则调节池的表面积A为： A=V/h2=1167/4=292m2 总高度 1.取调节池为长方形，则边长为：L= 24m 2取超高为h1=0.1m
3.进水高度为-1.2m，水面高度应低于-1.2m,所以调节池总 1.2+4+0.1=5.3m
工艺尺寸为：24m×12.2m×5.3m
采用铸铁管进出水,流量为3500 m3/d=41L/s. 取管径为250mm,流速V=0.84m/s. 1000i=4.87,出水管径与进水管径取相同的. 6.2.2 升温
由于调节池后接入UASB反应器,反应器采用中温厌氧,所以废水应在调节池内进行加热.一般采用铺设蒸汽管进行加热,但是黄酒废水生产过程中会产生大量剩余蒸汽,此处可以加以利用,在管线上增加一个交换器即可.
6.2.3潜污泵
调节池集水坑内设2台自动搅匀潜污泵，一用一备，水泵的基本参数为
型号为150QW100-40-30
水泵流量Q=200m3/h 扬程H=22m, 转速 980 功率30
效率60.1% 出口直径150mm 重量900kg
尺寸 长宽为600mm*480mm, 取装泵的槽为2000*1000 水泵最低水位为距底387mm,高为525mm,取槽高为1500mm 6.2.4 搅拌
为防止污水中悬浮物的沉淀和使水质均匀，可采用水泵强制循环进行搅拌，也可采用专用搅拌设备进行搅拌。
水泵强制搅拌，是在调节池底部设穿孔管，穿孔管与水泵压力水相连，用压力水进行搅拌。水泵强制循环搅拌的优点是不需要在池内安装其他专用搅拌设备，并可根据悬浮物沉积的程度随时调节压力水循环的强度。其缺点是穿孔管容易堵塞，检修也不太方便，影响使用。所以，目前工程上常采用潜水搅拌机进行搅拌。
根据调节池的有效的容积，搅拌功率一般按1 m3污水4-8W选配搅拌设备。该处理站取5W，调节池选配潜水搅拌机的总功率为：500×5=2500W
选配2台潜水搅拌机单台设备的功率为0.85KW叶轮直径为
260mm。叶轮转速为740r/min。型号为MXAT4.0/12-615/480
将2台潜水搅拌机，分别安装在中间部位。 6.2.5计算草图
最高水位出水进水i=0.01潜污泵图4-3均质调节池计算草图
6.3 UASB
6.3.1 设计参数
(1) 污泥参数 设计温度T=35℃
容积负荷NV=14kgCOD/(m3.d) 污泥为颗粒状 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD, 产气率0.5m3/kgCOD
(2) 设计水量Q=3500m3/d=145.83m3/h=0.041 m3/s。 (3) 水质指标
表5 UASB反应器进出水水质指标
水 质 指 标 COD（㎎∕L） BOD（㎎∕L） SS（㎎∕L） 进 水 水 质 设计去除率 设计出水水质
6.3.2 UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定 (1) UASB反应器容积的确定 反应器有效容积
13000 85% 1950 6500 90% 650 450 50% 225 VQS0Fv
式中：Q——UASB反应器的进水流量，m3/d； S0——进水有机物质量浓度，mg/l；
Fv——进水有机物容积负荷，kgCOD/m3·d。
根据酿酒废水容积负荷取值标准以及进水浓度值,取容积负荷为14 kgCOD/m3·d
V3500133250m3 14(2) 主要构造尺寸的确定
UASB反应器采用方形钢混结构池子，布水均匀，处理效果好。 取水力负荷q=0.5m3/m2·h 反应器表面积
Q145.8m3/hA291.6m232q0.5m/m•h反应器高度 H=V/A=3250/291.6=11.2m，超高取0.5m，总高H=11.7m
采用2座方形的UASB反应器， 每池面积为A1=A/2=145.8 m2 取池子边长为L=12.07m，取12.1m
则实际横截面积 A1=12.1×12.1=146.41m2
实际表面水力负荷 q1=Q/A2=146.41/292.6=0.5m3/m2·h q1在0.5—1.5m/h之间，符合设计要求。 6.3.3 UASB进水配水系统设计
(1) 设计原则
① 进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；
② 应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；
③ 易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。 本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设32个布水点。 (2)设计参数
每个池子的流量 Q1=145.8/2=73m3/h (3) 设计计算
查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m2， 即布水孔个数n必须满足
即
LL2， nLL12.112.174，取n=64个 22LL12.112.12.29m2 则 每个进水口负荷 an64nUASB的进水布置用枝状分布，采用对称布置得方式，个支管出水口向下，距池底20cm，并位于服务面积的中心点。在出水口下方设有角度为15°的锥形反射板，使废水在其服务面积内均匀分布。出水口支管直径取20mm。具体布置图见下图。
8008001500150015001500150015001500800 1500 进水管150015001500 150015001500800
12100UASB布水系统示意图
6.3.4 三相分离器的设计
1、 设计说明 UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验， 三相分离器应满足以下几点要求：
沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；
三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m；
沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；
沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m；
进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h； 总沉淀水深应≥1.5m； 水力停留时间介于1.5～2h；
分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上； 以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。 2、 设计计算
（1）、沉淀区的面积为： A=L×L=12.1×12.1=146.41m2， 表面负荷率为：
qQ730.5 m3/m2·h＜1.0 m3/m2·h，符合设计要求。 A146.41（2）回流缝的设计
设三相分离器的宽度为2.42，上下三角行集气罩斜面水平夹角为θ＝55°，取保护水层高度h1 = 0.5 m ,下三角形高度h3 = 1.2 m ，上三角形顶水深h2 = 0.5 m ，设UASB池的回流缝的数目为5 ，则下三角形集气罩底部宽为：
b1
h3 tg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。
b1h31.20.84m tgtg55则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离为： b2=b-2b1=2.42-2×0.84=0.74m 则下三角形回流缝面积为：
S1=b2×L×n=0.74×12.1×5=44.77m2，
下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算：
V1式中：
Q1 S1Q1——反应器中废水流量，m3/h； S1——下三角形集气罩回流缝面积，m2。
V1731.63m/h2m/h，符合设计要求。 44.77设上三角形集气罩回流缝的宽度b3 = 0.35 m ,则上三角形回流缝面积为：
S2=b3×L×2n=0.35×12.1×10=42.35m2
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。
V2731.72m/h 42.35则V1 < V2 < 2.0 m/s,符合设计要求。
确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知： BC = b3/sin35°= 0.35/0.5736 ＝ 0.61 m 设AB = 0.4 m ，则上三角形高为： h4 = (AB·cos55°+ b2/2)·tg55 = (0.4 × 0.5736 + 0.74/2) × 1.4281 = 0.856 m （3）气液分离设计
取d = 0.01cm(气泡)，T = 200С，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 。由斯托克斯工式可得气体上升速度为：
Vbrgr1rgd20.266cm/s9.58m/h18m
Va = V2 = 1.98 m/h ， 则：
Vb9.58BC0.61 = = 1.5 4.91，AB0.40Va1.98BCVb > ,
ABVa
故满足设计要求，可以脱除直径等于或大于0.01cm的气泡。
6.3.5 出水设计
设计原则
（1）采用多槽出水堰与二沉池相同，在汇水槽上加三角堰 （2）出水槽设于反应器顶部，尽量是出水均匀
（3）要避免出水堰过多堰上水头低和安装不平，形成的三角堰被漂浮物阻塞，堰上水头大于25mm，水位于齿1/2处.
故采用锯齿形出水渠，渠宽0.2m,高0.2m，每个反应器设计5条出水渠，基本保证出水均匀.三角堰角度为90,尺寸为60mm*60mm,每条出水槽单边设10个三角堰,在汇如总槽处留0.1m. 6.3.6 排泥系统设计
①剩余污泥量：污泥产率以Y=0.1kgMLSS/kgCOD计
WYQS0Se0.13500131.953867.5kg/d3.867t/d 合97%含水量的湿泥128.9t/d
②排泥管：
污泥浓度取960kg/m3
Q=1000×128.9/960=134.2m3/d
每个UASB的污泥量为Q’=134.2÷2= 67.14m3/d 采用DN400排泥管，每天排泥一次 6.3.7 产气量计算
每日产气量 G=13000×0.80×0.5×3500×10－3 =18200 m3/d=758 m3/h
储气柜容积一般按照日产气量的25%～40%设计，大型的消化系统取高值，小型的取低值，本设计取25%。储气柜的压力一般为2～3KPa，不宜太大。 6.3.8 加热系统
设进水温度为15°C，反应器的设计温度为35°C。那么所需要的热量：
QH= dF. γF.( tr－t) . qv /η QH－加热废水需要的热量，KJ/h； dF－废水的相对密度，按1计算； γF－废水的比热容，kJ/(kg.K)； qv－废水的流量，m3/h tr－反应器内的温度，°C t－废水加热前的温度，°C η－热效率，可取为0.85
所以 QH=4.21(35－15) 83.3/0.85=8232KJ/h
此设计是黄酒废水处理工艺,在生产黄酒废水时,会产生大量的剩余蒸汽,可以通过交换机对UASB提供热量.
出水槽配水管
UASB构造断面示意图
6.3.9 水封罐设计
UASB使用的沼气总管取管径为200mm。 水风罐的高度设计 H=h1+h3-H2 H----水封的有效高度
h1---集气室顶部到出水水面的高度
h3---集气室的空间高度 一般不小于0.7-1.0m一般应尽量取高，以保证沼气的顺畅排放。
H2---集气室至水封箱间沼气总管及计量设备的阻力损失 此处h1取0.5m，h3取1.75m，H2取0.25m，则高度为H=0.5+1.75-0.25=2.0m
水封罐的长宽为2m*3m,最后尺寸为长*宽*高=3m*2m*2m
6.4 集水池
6.4.1 集水池容积的确定
由于废水是高低浓度混合排放的，考虑采用四台泵10min流量来作为
集水池的容积：
VQT1200010*4334m32460
取集水池深5.5米，面积A=61m2 取集水池为正方形，长宽为8m 6.4.2 潜污泵
集水池内设置潜污泵型号为600QW3750-17-250,设置五台这种潜污泵，四用一备。
水泵参数： 型号600QW3750-17-250 流量 3750m3/h 扬程 17m 转速 740r/min 功率 250kw
效率 86.77% 出口直径 ６００mm 重量 4690kg
由于要设置潜污泵，这种泵的基座尺寸为1.3m*1.2m要设置五台. 6.4.3 搅拌机
由于高低浓度废水在这里汇水,为保证水质均匀,不对后续工艺造成影响,故设两台搅拌机.选配2台潜水搅拌机，单台设备的功率为
0.85KW叶轮直径为260mm。叶轮转速为740r/min。 6.4.4 集水池总高的确定
取超高0.3m
集水池总高为5.8m，由于集水池是高低浓度废水混合的构筑物，低浓度废水以-1.2m的标高从场外进入.为了经济原因,集水池建于地下-1.2m处这是为了保证水不回流.故而池高变成5.8+1.2=7.0m. 6.4.5 进水出水管确定
此处水进行汇流,出水管应增大管径,流量为12000m3/l 采用铸铁管 管径为D=450MM v=0.88 1000i=2.46
6.5 UCT确定
6.5.1 UCT工艺常用设计参数
水 质 指 标 COD（㎎∕L） BOD（㎎∕L） SS（㎎∕L） 进 水 水 质 设计去除率 设计出水水质
KgBOD/kgMLVSS.d=0.1-0.2 SRT=10-30 MLSS(mg/l)=2000-4000 HRT 厌氧区1-2 缺氧区2-4 好氧区4-12
1950 95% 100 650 96% 20 225 68% 70 曝气池内活性污泥浓度Xv： 一般采用2000-4000mg/l,这里取3000 回流污泥浓度：
Xr=1000000*r/SVI=1000000*1.2/100=12000mg/l SVI—污泥指数，一般采用100 r---系数，一般采用1.2 污泥回流比R： 已知Xv=R/(R+1)*Xr‘
Xr‘=fXr=0.75*12000=9000mg/L 3000=R/(R+1)*9000 R=0.5 TN去除率：e=（S1-S2）/S1*100% S1—进水TN浓度 S2—出水TN浓度 设计中取S2=15mgl
进水TN浓度：高浓度废水为65，低浓度废水为30.此处取TN浓度为40.会
高浓度废水水量为3500，低浓度废水水量为8500，则 则TN浓度=（3500*65+8500*30）/12000=40.2 则：e=（40-15）/40*100%=62.5% 内回流倍数：
R内 =e/(1-e)=0.625/(1-0.625)=1.67,设计中取R内为170% 6.5.2 平面尺寸计算
总有效容积
V=QT
V=12000*10.5/24=5250m3 厌氧区内水力停留时间为1.5 h; 缺氧区内水里停留时间1.5h; 好氧区内水里停留时间为7.5 总水力停留时间为10.5h 平面尺寸
曝气池总面积 A=V/h A---曝气池总面积 h---曝气池有效水深
设计中h取4m A=12000*10.5/4*24= 1312.5m2 超高取0.5m，总高为4.5m
曝气池取2个，则每组曝气池面积为A1 A1=A/2=1312.5/2=656.3m2
每组曝气池共设六个廊道，第一廊道为厌氧段，第二廊道为缺氧1段，第三廊道为缺氧2段，后三廊道为好氧段，每廊道宽取7m，则每廊道长 L=A1/bn
b为每廊道宽度，取7m n为廊道数，取5个
L=656.3/(7*5)=18.75m
此处理单元是两座池子共壁合建，且有许多内循环流，从好氧池到缺氧池回流的污水和污泥是采用排放沟的在共用个墙壁上设一个排放沟尺寸为
宽*高=400m*400m
6.5.3 需氧量及曝气系统设计计算
需氧量计算
UCT反应池需氧量Oa以去除1kgCOD需要消耗0.75kgO2计算
Oa=0.75QSr=0.75*12000*（1950-100）=16650kgO2/d
两池每周期需氧量为Qa1=Oa/2*n=16650/(2*7.5)=1110 kgO2/周期 一周期曝气7.5h,所以单位时间曝气量为:
QaTQah=Ta=1110/7.5=148kg/d=103.57m3/h
(在标准状况下氧气的密度为1.429kg/m3) 需要空气量的计算
Q空气Qah=1681.33m3/h
0.28*0.22其中0.22为可变微控曝气器氧利用率 曝气器及空气管计算
设计采用可变微孔曝气器,型号为BZ-PJ215-80铺设于好氧池底，通气量取2.5m3/h,充氧能力在0.1-0.2kg/h之间,取0.1312kg/h
数量n=Qah/0.1312=1128个.单池曝气头数量为564个. 空气管选用管径为200的总管,管径为150的支管
搅拌机，由于UCT工艺有三次回流,污泥污水均有回流,为保证混合均匀,设搅拌机在在缺氧池和厌氧池内,每段设两台搅拌机于池对角处,共设八台搅拌机,其型号于集水池相同
6.5.4 水泵
回流硝化液从好氧池由泵提升到回流沟中于污泥混合,之后一起流到缺氧池中,故需两台污水泵,型号为200QW-300-10-22,转速970r/min,功率22kw
6.5.5 剩余污泥量
W=aQ平 Sr-bVXv+LrQ平 *50% W---剩余污泥量
a---污泥产率系数，一般采用0.5-0.7，这里取0.6 b---污泥自身氧化系数，一般采用0.05-0.1，这里取0.05 Q平----平均日污水量 Lr----反应池去除的SS浓度
高浓度废水进水SS为450 mg/L，低浓度废水进水浓度为500 mg/L，经前处理工艺处理后假设此处SS浓度为350mg/l，出水浓度取70mg/L.
Lr=350-70=280 mg/L=0.28kg/m3 Sr----反应池去除BOD浓度
高浓度废水进水BOD为6500 mg/L，低浓度废水进水BOD浓度为500 mg/L，经前处理工艺处理后，假设此处BOD浓度为200 mg/L，出水BOD浓度为20 mg/L
Sr=200-20=180 mg/L=0.18kg/m3
W= 0.6*12000*0.18-0.05*6000*3+0.28*12000*50%=2076kg/d
6.6 二沉池
沉淀池可分为平流式，辐流式，竖流式和斜板式沉淀池
平流式沉淀池一般用于初沉池，竖流式和斜板式一般用于中小型企业，而辐流式沉
池则用于作为二沉池和大中型企业。故而选用辐流式沉淀池作为此设计的二沉池。
选择两组辐流式沉淀池，N=2，每组流量为0.07m3/s 沉淀池表面积
F=Q*3600/q F----沉淀池部分有效面积 Q----设计流量
q----表面负荷，一般采用0.5- 1.5m3/(m2* h)
设计中取1.0m3/(m2* h) F=0.07*3600/1=252m3 沉淀池直径
D=4F/3.144*252/3.1418m 设计中直径取18m，半径为9m
沉淀池有效水深
h2=q*t
t一般为1.5-3.0h，设计中取3h h2=1.0*3=3m
径深比
D/h2=18/3=6m 合乎（6-12）的要求
污泥部分所需容积
2(1R)Q0XV1= 1/2(XXr)N
V1----污泥部分所需容积 Q0----污水平均流量 R------污泥回流比，，取50% X------曝气池中污泥浓度 Xr-----二沉池排泥浓度 Xr=1000000*r/SVI X=R/(1+R)*Xr
SVI-----污泥容积指数，一般采用70-150 这里取100 r--------系数， 取1.2
Xr=12000 mg/L X=4000 mg/L
2(10.5)*0.07*3600*4000(400012000)*0.5V1==378m3
则二沉池排除的污泥量为(378*4000*1000)/12000=12600L/d
沉淀池总高
H=h1+h2+h3+h4+h5 H---沉淀池总高m
h1---沉淀池超高m 取0.3m h2---沉淀池有效水深m 3m h3----沉淀池缓冲层高度m， 0.3m
h4----沉淀池底部圆锥体高度m h5----沉淀池污泥区高度m
设计中取h1=0.3 h3=0.3m h2=3m
根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05
h4=（r-r1）*i
r1---沉淀池进水竖井半径，一般用1m h4=（9-1）*0.05=0.4m h5=（V1-V2）/F V2-----沉淀池底部圆锥体容积
V2=3.14/3*0.4*（r*r+r*r1+r1*r1）=38.1m3 h5=（378-38.1）/252=1.35m 取1.4m H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.3+0.4+1.4=5.4m
进水管设计
Q1=Q+RQ0
=0.07+0.07*0.5=0.105m3/S Q1---进水管设计流量(m3/s) Q---单池设计流量(m3/s) R----污泥回流比
Q0---单池污水平均流量(m3/s) 进水管径取400mm 流速
v=Q1/A=4Q1/3.14*D1*D1 =0.835m/s
进水竖井计算
D2=2M
进水竖井采用多孔配水，配水孔尺寸a*b=0.3m*0.5m, 共设4个沿井壁均匀布置;
流速v： v=Q1/A=0.105/(0.3*0.5*4)=0.175m/s 小于（0.15-0.2），符合要求。
孔距l： l=（D2*3.14-0.3*6）/4=0.87m
稳流筒计算
筒中流速 v3=0.03-0.02m/s （设计中取0.02） 稳流筒过流面积：
f=Q1/v3=0.105/0.02=5.25m2 稳流筒直径D3 D3=(4fD2*D2)3m 3.14 出水槽计算
采用双边90三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。
每侧流量：
Q=0.07/2=0.035m3/S 集水槽中流速v=0.4m 设集水槽宽B=0.4m 槽内终点水深h2：
h2=Q/Vb=0.035/0.4*0.4=0.22m 取0.3m
槽内起点水深h1：
2hk32 h1= h2h2 hk3aQ2 gB2hk----槽内临界水深 a-----系数，一般为1 g-----重力加速度
hk=0.092m h1=0.31m
设计中取出水堰后自由跌落0.1m，集水池高度：0.1+0.31=0.41m。取0.45m，集水槽断面尺寸为：0.4m*0.45m
出水堰设计
q=Q/n n=L/b L=L1+L2
0.4q h=0.7
q0Q/L
q----三角堰单堰流量 Q-----进水流量 L------集水堰总长度 L1-----集水堰外侧堰长 L2-----集水堰内侧堰长 n------三角堰数量 b------三角堰单宽 h------堰上水头
q0-----堰上负荷
设计中取b=0.06m，水槽距池壁0.5m L1=(18-0.06)*3.14=56.33m L2=（18-0.06-0.2*2）*3.14=55.07m L=L1+L2=111.40m n=L/b=111.4/0.06=1857个 q=Q/n=0.04L/S h=0.18
q0=Q/L= =0.61 0.07*1000114出水管
支出水管直径
水量为0.07m3/s, 选用铸铁管
管径为300mm, 流速为0.99m/s, 1000i为5.17 总出水管直径
水量为0.14 m3/s 选用铸铁管
管径为D=450MM 流速为0.88 m/s 1000i为2.46. 排泥装置
沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2-3m/min
刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。
排泥管管径500mm 回流污泥量为75
配水井的设计计算
配水井中心管直径
D2=4Q/3.14v2
D2----配水井中心管直径
V2----中心管内污水流速，一般大于等于0.6m/S Q-----进水流量
设计中V2取0.6 m/S Q=0.14m3/S D2=0.55M
配水井直径 D3=
4Q2 D23.14*v3D3----配水井直径
V3----配水井内污水流速，一般为0.2-0.4m/S 设计中取0.3m/S D3=0.94M 设计中取1m
.集水井直径
4QD32 D1=3.14*v1 D1---集水井直径
V1---集水井内污水流速，一般为0.2-0.4m/S 设计中取0.25m/S D1=1.61M, 取2m 进水管管径为300mm
校核流速v=4Q/2*3.14*D*D=0.99(m/s),大于0.7。符合要求 出水管管径D=450MM，流速为0.88 m/S
出水进水排泥
本设计处理工艺为强化脱氮除磷工艺,故不可选用污泥浓缩池,污泥浓缩池的停留时间过长,会导致磷的再次释放,使上清液中含有磷.
6.7 贮泥池
-剩余污泥量134200L/d 二沉池排泥量为12600L/d
则污泥为0.0017m3/S, 每天产泥量为0.0017*86400=146.88m3/d
贮泥池容积
V=(QT)/(24n) V---贮你池计算容积 Q---每日产泥量 T---贮泥时间, 取8 n---贮泥池个数 取1
V=146.88*8/24*2=48.96m3，取50m3 贮泥池设计容积
V=a2h122h3(aabb2 3)
h3tg(ab)/2 V----贮泥池容积
h2----贮泥池有效深度
h3----污泥斗高度 a-----污泥贮池边长 b----污泥斗底边长
n----污泥贮池个数，采用1个
----污泥斗倾角，一般采用60
设计中n=1，a=4.5 h2=3.0 污泥斗底为正方形,
h513tg60(4.2)3.031m
V=3.031+60.75=63.781大于50m3 符合要求 3.贮泥池高度
hh1h2h3 h---贮泥池高度
h1---超高, 一般用0.3m h2----污泥贮泥池有效深度 h3----污泥斗高 h=0.3+3.0+3.1=6.4m 设计中h取6.4m 4.管道部分
边长b=1.0
贮泥池中设DN=200mm的吸泥管一根。
6.8 污泥提升及回流泵房：
取回流比R=0.8，设两台回流污泥泵（一用一备），则污泥量为：
3Q=6.12 m/h
选用污泥泵的型号为100WL I 80-8，一用一备，单台提升能力为80m3/h，提升高度为8m，轴功率为2.5KW，电动机功率为4.0KW。
泵房尺寸：10m*5m*4m
6.9 污泥浓缩脱水一体机房
设计流量按期高峰流量
3m进泥量Q=610m3/d=25.42/h，含水率P2=97%。 3出泥饼Q=73.2m3/d=3.05m/h，含水率P2=75%
选用离心带式污泥脱水机2台（1用1备），带宽2m，投加聚丙烯酰胺
32﹪0，处理能力为600kg/h，每台脱水机的冲洗用水量25m/h，
单机处理能力Q=20～28m3/hr，处理后的泥饼含水率η≤80%，电机功率N=55kw。
污泥进泥泵数量2台（1用1备），流量Q=6～30m3/hr，扬程H=20m，电机功率N=7.5kw
每根进泥管道中应配置1台污泥切割机，以切割大颗粒直径的进泥杂质。污泥切割机数量总计2台，单台流量Q=5～50m3/hr，电机功率
N=4.0kw。
加药泵应采用螺杆泵，数量2台，流量Q=0.1～0.4m3/hr，扬程H=20m，电机功率N=0.37kw
自动配制投加絮凝剂系统数量为1套，包括容器、搅拌设备、阀、仪表、管路、管件等。所有与液体接触部分均采用不锈钢或非腐蚀性材料。自动配制投加絮凝剂系统的电机功率N=25kw
在2台脱水机的泥饼出料口设置1台水平螺旋输送机，以将经脱水后的泥饼转输送至倾斜螺旋输送机上。螺旋输送机处理能力4m3/hr，水平长度L=10m，电机功率N=4.0kw
污泥脱水机房内设置2台电动葫芦，以分别作脱水机检修及药剂起吊用，起用于脱水机的电动葫芦重量Q=2t,起升高度H=9m, 电机功率N=3.4kw
用于药剂起吊用的电动葫芦重量Q=1t，起升高度H=9m, 电机功率N=1.7kw
污泥脱水机房内设置8套壁式轴流风机，以改善室内通风条件。轴流风机单台风量Q=4000 m3/h，风压H=81Pa, 电机功率N=0.37kw
尺寸为15.5m（长）×10m（宽）×6.8m（高）
6.10鼓风机房
功能：用于放置鼓风机，向UCT反应池好氧池内池通空气。 根据好氧池池内所空气量，选用四台RC—80型，转速为1450 r/min罗茨鼓风机，三用一备，排气压力为19.6KPa，进口流量Qs=4.01m3/min，所需轴功率La=2.6kw，所配电动机功率为4KW，选用苏州电机厂Y112M—2型三相鼠笼式异步电动机四台。
根据鼓风机和电机的安装尺寸以及依照鼓风机房的设计原则，确定鼓风机房的尺寸为10m（长）×5m（宽）×5m（高）。
7 总平面布置
7.1 总平面布置原则
1)处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。
2)工艺构筑物及设施与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系。
3)构（建）筑物之间的间距应满足交通、管道敷设、施工和运行管理方面的要求。
4)管道与渠道的平面布置应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节约能耗和运行维护。
5)协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。
7.2 总平面布置结果
污水处理厂主要由格栅，调节池，UASB反应器，UCT，辐流沉淀池，污泥浓缩池，鼓风机房和配电间等设施组成。
为美化厂容，净化空气，衰减噪声，创造舒适的生产和生活环境。设计考虑在道路路肩两侧以及建筑物周围一切空隙地带种植树木、草皮。为丰富厂区景观，在人流较多的地区设置花坛。周围场地范围内种
植绿篱、花卉，以观赏性植物为主。
本设计考虑沿路一侧设有消防给水管道，并设有消火栓。
8 高程布置
8.1 设计原则
简洁流畅使各构筑物之间联系管道最短
1) 确保污水一次提升后各构筑物之间能借重力自流排放 2) 根据受纳水体水位确定各构筑物水位标高，并适当预留中水回用处理需要的水位
3) 厂内地平标高的确定尽可能使土方就地平衡，以降低工程投资
8.2 构筑物高程计算：
污水厂位于南方某地，出水直接排入厂边河流中。
污水厂地面相对标高±0.00m，来水标高为-1.200m，接纳河流标高-1.8m，综合考虑各处理单元的实际情况，对高程作以下布置： 8.2.1 辐流式沉淀池出水：
辐流式沉淀池出水管DN=450mm
管道长度(从平流式沉淀池至河道)：L=320m 流速为0.88m/s 坡度：1000i=2.43
管道沿程损失：h=I*L=0.0022*320=0.78m
局部阻力损失：考虑为沿程损失的30% 0.78*0.3=0.23
管道总水头损失：H=h+h’=0.78+0.23=1.01m
辐流式沉淀池应出水标高：-1.8+1.01= -0.79m,得负数，故取出水标高为2.0m
辐流式沉淀池出水渠水面标高：2.0m
自由跌水0.1m，故辐流式沉淀池水面标高为2.1m 辐流式沉淀池池顶标高：2.1+0.3= 2.4m 辐流式沉淀池池底标高：2.4-5.0= -2.6m
沉淀池泥斗深0.4m，则泥斗底部标高：-2.6-0.4= -3.0m 8.2.2 UCT辐流式沉淀池：
UCT出水管DN=400mm
管道长度(从UCT至辐流式沉淀池)：L=78.397m 管内流速V=1.11m/s 坡度：i=0.00443
管道沿程损失：h=I*L=0.00443*78.397=0.35m 局部阻力损失：考虑为沿程损失的30% 0.35*0.3=0.11 管道总水头损失：H=h+h’=0.35+0.11=0.46m 通过辐流式沉淀池的水头损失：0.25m 水面标高：2.1+0.46+0.25= 2.81m UCT池顶标高：2.81+0.5=+3.31m UCT池底标高：3.31-4.5= -1.19m
8.2.3 集水池UCT：
集水池出水管DN=400mm
管道长度(从集水池至UCT)：L=94.64m 管内流速V=1.11m/s 坡度：i=0.0043
管道沿程损失：h=I*L=0.00443*94.64=0.42m
局部阻力损失：考虑为沿程损失的30% 0.42*0.3=0.126m 管道总水头损失：H=h+h’=0.42+0.126=0.546m 通过UCE的水头损失：0.2m 总水头损失：0.546+0.2=0.746m
但集水池是高低浓度废水汇水的地方,低浓度废水管道管低标高为-1.2m,所以集水池水面标高应低于-1.2m,以保证不发生回水,使构筑物不能正常运行.
取集水池水面标高为-1.2m,集水池中设多台泵,可以提供后续工艺的污水的正常流速所需的动力
集水池池顶标高0.1(取0.1m的高度是为了防止地表水的流入) 集水池池低标高-7.0m 水面标高-1.2m 8.2.4 UASB 集水池：
UASB出水管DN=250mm
管道长度(从UASB至集水池)：L=36.08m 流速V=0.84m/s.
1000i=4.87
管道沿程损失：h=I*L=0.0049*36.08=0.18m
局部阻力损失：考虑为沿程损失的30% 0.18*0.3=0.053m 管道总水头损失：H=h+h’=0.18+0.053=0.0.233m
因为集水池将前面构筑物的水压全部损失掉了,且集水池埋于地下,UASB是池顶水槽出水的,故UASB采用半埋式建设.
UASB池底标高为-5.85m UASB池顶标高为+5.85m UASB水面标高为+5.35m 8.2.5 调节池 UASB：
调节池进水水管DN=250mm 管道长度(从格栅至调节池)：L=36.8m 管内流速V=0.84m/s 坡度：i=0.00487
管道沿程损失：h=I*L=0.00487*36.8=0.018m
局部阻力损失：考虑为沿程损失的30% 0.018*0.3=0.0054m 管道总水头损失：H=h+h’=0.018+0.0054=0.0.234m 通过UASB的损失为1.5m
总水头损失为1.5+0.0234=1.525m
由于进水水位在-1.2m处,故调节池埋与地下 调节池底在地下-5.2m, 地上0.1m, 水位在-1.2m
9 经济核算
9.1 构筑物费用
序工程名称 号 2.17*0.41*0.61 2 3 池 4 5 6 7 8 9 10 房 共计 （元） 10113570.32 集水池 UCT反应池 二沉池 污泥泵房 贮泥池 鼓风机房 污泥脱水机1100.21 15.5*10*6.8 1.00 2475472.5 373.15 806.12 328.52 363.29 396.13 1107.40 中格栅 调节池 UASB厌氧806.12 7 8*8*7 1.00 125.3 4760944.72 900.68 72658 40274.5 221.5 1351.48 4 374.41 24*12.2*5.3 12.1*12.1*11.2.00 2761767.12 1.00 436 1.00 770 体积指标（元/m3) 尺寸（m) 个数 工程价格（元） 18.75*35*4.5 2.00 R=9,h=5.4 10*5*4 4.5*4.5*6.4 10*5*5 2.00 1.00 1.00 1.00
9.2设备费用
名称 搅拌机 潜污泵 潜水泵 潜水泵 鼓风机 电动机 电动机 脱水机 液位控UQZ-51型浮球1液位计 制计 加药系假药泵及相关配置 统 回流泵 螺旋输处理能力为4m3/hr 送机 合计 111.5 1 6.0 3BA-6A型回流泵 2 1.2 一用一备 2 4.0 1 0.80 离心带式污泥脱水机 2 15 规格型号 MXAT4.0/12-615/480搅拌机 150QW100-40-30型潜污泵 600QW3750-17-250型潜水泵 200QW-300-10-22型潜水泵 RC—80型罗茨鼓风机 Y112M—2型三相鼠笼式异步4 24 三用一备 数量 12 2 5 2 4 估算（万） 18 6.0 12.5 8.0 16 三用一备 一用一备 四用一备 备注
9.2.1 电气费用
包括电控、仪表、电缆,约为总设备费的3%, W3= 111.5*0.03=3.35万元
9.2.2 管道、管件及安装费用
以基建费用与设备费用总和的10%来计。即 W4=（1011+111.5）*10%=112.3万元 9.2.3 设计调试费用
以直接投资的8%来计，即
W5=（1011+111.5+3.35+112.3）*8%=978.53万元
9.3不可预见费用
以基建费用与设备费用总和的8%来计。即 W6=(1011+111.5)*8%=89.8万元
9.4工程总投资
W=W1+W2+W3+W4+W5=2216.58万元
9.5运行费用
9.5.1直接运行费用
电费
该工艺实际电耗约6000Kw，按工业每度电价1.2元计，处理水量为12000m3/d
Q1=7200*1.2/12000=0.6元/吨水 人员工资
专职人员工资平均为2000元/人, 本处理站生产部门可分为污水处理组和污泥处理组。参照环保局有关规定按岗配置，结合该污水处理站实际情况，确定本废水处理站的职工12人
Q2=2000*12/12000/30=0.067元/吨水 药剂费用
包括调节PH值，一体机房加药剂，预计费用 Q3=0.4元/吨水 直接费用总计
处理每吨水的直接费用为：
每吨水处理费用为Q=Q1+Q2+Q3==1.1元/吨水 9.5.2 间接运行费用
间接运行费用主要为系统折旧费和维修费 折旧费
按直线折旧法 折旧率为7%，年折旧额=7%*机械设备的资产原值 =7%*2216.58=155.16万元 折合水花费=155.16/12000=0.013元/吨水 维修费
以系统折旧费的40%来计 V2=0.013*40%=0.005元/吨水 间接费用总计
处理每吨水的间接费用为：V=V1+V2=0.018元/吨水
10 结 论
设计是对四年学习的考核，是与实际结合最密切的一次设计，通过这次的设计让我首先体会到入手和查找资料的难度，在有了一定的思路之后，随之而来的就是工艺、参数、计算公式等的问题。在解决这些问题的过程中，学会了如何结合各种，如何选择合适的处理方案。虽然其中还有不足之处，但是却是我在这四年的大学生活里面学到东西最多的时候。在此次设计中我的知识量和独立思考能力进步了很多，学会了从很多方面去考虑问题。
这次涉及的课题是一个我以前从没接触过的黄酒废水，通过老师的指导和查阅资料，确定了UASB厌氧工艺，UCT的好氧工艺，并且能按指标出水。总的来看，UASB厌氧反应器在很多酿酒废水处理厂中得到了运用，证明了它的处理效果好，并且UCT在处理黄酒废水这种COD浓度较高的废水时也有一定优势。
致 谢
在整个设计过程中，导师周广柱给予了我极大的帮助。在他的引导下我们弄清了整个设计的思路，让我们初步具有了一个水处理工程的概念，为我们提供了宝贵的实际工程经验及工程参数，使我们能将所学的理论知识正确地运用于设计中，提高了设计效率，也学到了书本以外的知识。
在此，特向他们表示真切的感谢！并且感谢在这段时间中帮助过我的所有老师和同学！
参 考 文 献
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[3] 陶俊杰 于军亭 编 城市污水处理技术及工程实例[M]. 北京：化学
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附录：英文文献及翻译
The current situation and development of UASB
anaerobic process
Abstract: This paper introduces the origin of UASB reactor, the working principles, characteristics, the development and application of the latest research progress, pointing out that the recent UASB reactor research focus.
Key words: UASB; anaerobic treatment process; 1. Introduction :
Anaerobic biological treatment as the use of anaerobic metabolism of microorganisms, without the provision of energy sources under the conditions of organic matter as to be restored by hydrogen donor, while generating energy value of the methane gas. Anaerobic biological treatment applies not only to high concentrations of organic wastewater, influent BOD up to the highest concentration of tens of thousands of mg / l, can also be applied in low concentrations of organic wastewater, such as sewage, and other cities.
Anaerobic biological treatment process and low consumption, organic volume load, generally 5-10 kgCOD/m3.d, up to a maximum of 30-50 kgCOD/m3.d; less residual sludge; on the nutritional needs of low anaerobes, MDR-toxic, biodegradable organic molecular weight high impact resistant
capacity of strong output of methane is a kind of clean energy.
In the whole of society to promote a recycling economy and the implementation of the concerns of the industrial waste recycling today, anaerobic biological treatment of sewage is clearly enables the optimization of resources. In recent years, the anaerobic wastewater treatment process developed very rapidly, with new technology, new methods emerging, including anaerobic contact method, the up-flow anaerobic sludge bed anaerobic stall plate, anaerobic biological filter , anaerobic expanded bed and fluidized bed, and the third generation of anaerobic process EGSB and IC anaerobic reactor, developed very rapidly.
And the up-flow anaerobic sludge blanket UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Bed, Note: hereinafter referred to UASB) owing to the anaerobic process of anaerobic filters and activated sludge characteristics of the dual, as can be transformed into the pollutants in the sewage 10% of renewable clean energy - a biogas technology. The different solid content of the sewage adaptability also strong, and its structure, operation and maintenance management operation is relatively simple and relatively low cost, technology is now mature, and increasingly sewage treatment industry attention, was widely weled and Application .
This paper attempts to UASB technology and the operation of the UASB design features, as well as areas for a start briefly described.
2. The origin of UASB
In 1971 Holland (Wageningen) Agricultural University Ladingge (Lettinga) Professor physical structural design, the use of the gravitational
field of the role of different density material difference, invented the three-phase separator. The activated sludge wastewater retention time and stay separated, and formed a upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor on the prototype. Netherlands CSM 1974 in its 6 m3 reactor sugar beet processing wastewater, it was found that the activated sludge formation mechanism of its own fixed biological polymer structure, granular sludge (granular sludge). The emergence of granular sludge, not only for the promotion of a representative of the UASB anaerobic reactor, the second generation of applications and development, but also for the third-generation anaerobic reactor laid the foundation for the birth. Currently, the UASB process in Europe has been generally formed granular sludge, which makes anaerobic UASB technology in Europe have been quick to popularize. China in 1981 began UASB reactor research, the technology in China has been the actual application. UASB reactor is the most widely used high-rate anaerobic reactor, the technology at home and abroad anaerobic treatment has bee one of the mainstream technologies.
3. UASB reactor structure and the basic principles (1) the position of UASB reactor
Figure 1 is a schematic diagram of the UASB reactor. UASB reactor, the main part of Mainly divided into two regions, namely, three-phase reaction zone and the area of separation. Reaction zone which UASB reactor for the main work.
(2) of the UASB reactor principle
UASB sludge from the reaction zone, the gas-liquid-solid
three-phase separator (including precipitation area) gas chamber posed of three parts. Reaction in the region hold a large number at the bottom of anaerobic sludge, sludge concentrations can reach 50 to 100 g / l or higher, the precipitation has good performance and cohesion of the sludge in the bottom of a sludge layer. To deal with the sewage sludge from the anaerobic sludge bed at the bottom and flows of sludge was mixed layer contacts, as water and upward mobility of the large number of gas increased agitation to form a good natural role, and part of the sludge in the response the above form a relatively thin sludge suspension, suspended sludge concentration area generally from 5 to 40 g / l range. Suspension into the area of separation, the first gas chamber was set to enter separation, slurry containing wastewater from entering the settlement room, the sludge in the settlement, returned to the reaction zone by the slant to clarify the water from the overflow. Sludge in the microbial deposition of organic matter in sewage, it turned into gas. Tiny gas bubbles to form the release, tiny bubbles rising in the course of the merger, and gradually form larger bubbles in the sludge bed methane because of the disturbance to form a sludge concentration in the sludge and thin together with increased access to three water phase separator, encountered gas separator plate at the bottom of reflection, the reflection plate% for the four weeks, and then enter the water through the chamber, concentrated in the gas chamber with catheter export, the solid-liquid mixture into the three-phase reflection Separator sedimentation, sewage sludge in the flocculation, particle gradually increasing, and the role of gravity in the settlement. Precipitation ramps to the wall of sewage quagmire
oblique wall slip back anaerobic reactor area, the reaction region accumulated a large number of sludge, and sludge from the treated effluent from the upper sediment overflow weir area, and then discharged sludge bed.
The basic requirements are:
(1) To provide a conducive sludge flocculation of the physical, chemical and mechanical conditions, access to anaerobic sludge sedimentation and maintain a good performance;
(2) Good sludge bed often form a fairly stable biological phase, and maintain specific probiotics environment, the strong resistance to disturbance force, the larger floc precipitation has good properties, thereby enhancing the equipment sludge concentration;
(3) in the sludge bed equipment through the establishment of a precipitation area, the fine particles of sludge sedimentation in the sludge layer further flocculation and sedimentation, and then back into the sludge bed.
4. UASB reactor, the process features
UASB reactor operation of three important premise: ① reactor in the form of a good settlement or granular sludge floc sludge; ② produced gas and uniform distribution of water formed by mixing a good role ③ rational design The three-phase separator, the good performance of precipitation can remain in the sludge in the reactor. (1) the use of microorganisms immobilized cell technology - sludge particles of UASB reactor using bacteria immobilized cell technology - Implementation of the sludge particles HRT and sludge retention time of the separation, thus prolonging
the sludge sludge age, and maintain a high concentration of sludge. Anaerobic sludge particles with good performance and the settlement higher than methane-producing activity, and relatively small carrier density than artificial, generated by the sludge and gas to achieve full access to the Matrix, a saving of agitation and) for upward movreturn the equipment and sludge energy consumption need not attached precipitation separation devices. At the same time the reactor without adding fillers and vector volume increased utilization. (2) from the gas and water distribution uniformity formed by mixing the natural good in the role of the UASB reactor, gas and water production increased flow and the formation of bubbles on the reaction region Shangcuan sludge particles have an important Hierarchical role. This role not only affect the process of sludge particles, and also the formation of the granular sludge quality greatly affected. At the same time the role of mixing the sludge and to achieve full access to the matrix. (3) the rational design of the three-phase separator is the application of three-phase separator in the UASB reactor, the most important equipment. Application of the three-phase separator degassing save auxiliary devices, can be collected from the reaction zone gas separator at the same time so that the suspension of sediments down to the good performance of precipitation will remain in the sludge in the reactor.
5. UASB state and the flow of sludge
UASB flow pattern within a plex reaction pattern on the region and gas production and reaction zone highly relevant, in general, the reaction zone in the lower layer of sludge, as the result of gas production, partly through the
magnanimity of more sections, forming a Unit increased airflow, the mixture of lead (referring to the sludge and waterement. At the same time, this gas, and water around the downward movement of media, resulting in mixed reverse this flow pattern resulting flow of water short. This increase in the gas away from the flow of easy to form a corner. In these dead ends, but also has a certain production levels, the formation of sludge and water mixed slow and weak, so that in the formation of sludge layer varying degrees of mixing zone, the size of the mixing zone of the process and short. Suspension layer of the mixture, as gas liquid currency movements led to a higher rate of rise and fall, a strong mixed. Gas production in the relatively few cases, and sometimes suspended sludge layer and the boundary layer is obvious, and more gas production in the circumstances, this interface not obvious. The trial showed that precipitation in the region was pushing water flow, but there is still a precipitation zone dead zone and mixing zone. UASB the sludge concentration and equipment related to the organic loading rate. Wastewater treatment is sugar, and distribution of sludge in the UASB load relations. As can be seen from Figure sludge layer of sludge concentration of suspended sludge concentration, the suspension of the upper and lower parts of the sludge concentration difference of smaller, that is close to pletely mixed flow pattern, the response to the district awarded sludge, when organic load at the high level of suspended sludge boundary layer and not obvious. Test shows that the sewage through the bottom of the 0.4-0.6 m high, 90% of the organic matter is converted. This shows that anaerobic sludge is highly active and changed the anaerobic treatment for a
long time that the concept of the slow process. In anaerobic sludge, the accumulation of a large number of high activity of anaerobic sludge such equipment is the main reason for huge capacity, which in turn is attributable to the sludge sedimentation good performance.
UASB has a high volume of organic loading rate, mainly because of the equipment, in particular the sludge layer retain a large number of anaerobic sludge. Of the stability and efficiency to a great extent depend on the settlement with excellent performance and high methane activity of the sludge, especially granular sludge. On the contrary, if the response to the region's sludge-loose flocculation of existence, often floating sludge loss of the UASB not stable under high load operation.
6. Affect the performance of the UASB reactor main factors (1) anaerobic wastewater treatment temperature are also divided into low temperature, high temperature in the three categories of mild, the temperature range with the corresponding microbial growth range should be. So far the majority of anaerobic wastewater treatment system in the temperature range operation, to 30 ℃ to 40 ℃ most mon, and the best temperature at 35 ℃ to 40 ℃. High-temperature process in more than 50 ℃ to 60 ℃ of operation. Low-temperature anaerobic sludge of moderate activity was significantly lower than that in high-temperature, the reactor load is relatively low, but for some lower temperature of wastewater, low-temperature process is the choice of programmes.
(2) pH value of the pH value of anaerobic wastewater treatment is the most important factor in the impact. Anaerobic treatment, hydrolysis and
acid producing bacteria on the pH of a greater range of adaptability, but the pH-sensitive methane bacteria suitable for the growth of pH 6.5 to 7.8, which is under normal circumstances should be controlled by the anaerobic treatment of pH.
(3) nutrient and trace elements anaerobic bacteria from wastewater treatment process, but it should maintain a good environment for the growth of bacteria, the bacteria have sufficient guarantees of its own cell material pounds. Based on the chemical position of cells, which include nutrients nitrogen, phosphorus, potassium and sulfur, as well as calcium, magnesium, iron, and other growth or a small number of essential trace elements.
(4) alkalinity and volatile acid concentration to ensure that traditional theory that the formation of granular sludge reactor, alkalinity should be maintained at the 1000 ~ 5000 mgCaCO3 / l within the scope of the reactor if the alkalinity of less than 1000 mgCaCO3 / l, , PH value would lead to its decline in its first-class Tang study has been confirmed to ensure that the UASB reactor sludge particles is the alkalinity of the minimum 750 mgCaCO3 / l. In the UASB reactor, the concentration of volatile acidity of security control in the 2000 mg / l (HAC) within the VFA when the concentration is less than 200 mg / l, it is the best.
(5) the influent concentration of suspended solids in the water to control the suspended solids (SS) concentration of strict control requirements UASB reactor process with other anaerobic treatment process significantly different. Generally speaking, in the wastewater SS / COD ratio should be controlled below 0.5.
(6) the control of toxic and hazardous substances control ① ammonia concentration: the level of ammonia concentration on anaerobic microorganisms produce two kinds of different influences. When its concentration in the 50-200 mg / l, in the anaerobic reactor could stimulate microbial role in the concentration of 1500-3000 mg / l, will produce significantly inhibit microbes. Generally preferable to control the concentration of ammonia in the 1000 mg / l following. ② sulfate (SO2-4) concentration control: UASB reactor in the sulfate ion concentration should not exceed 50 mg / l, in the course of operation of the UASB COD/SO2-4 ratio should be greater than 10. ③ other toxic substances: lead UASB reactor deal with the causes of the failure, in addition to the above-mentioned several other than the presence of toxic substances must also be paying very close attention to, these substances are mainly the following: heavy metals, alkaline earth metals, trichloromethane, cyanides, phenols, such as nitrates and chlorine.
7, the advantages and disadvantages of UASB the main advantages of USAB are:
1, high concentrations of sludge in the UASB, the average concentration of sludge 20-40 gVSS / 1;
2, the high organic load, hydraulic retention time is short, when used in the fermentation temperature, the volume load is generally around 10 kgCOD/m3.d;
3, no mixer equipment, on the fermentation process of the rise in gas campaign to the Department of sludge bed in a suspended state of the sludge,
the sludge layer on the bottom there is a certain degree of agitation;
4, sludge bed are not available carrier, cost savings and avoid blocking fill in the problem;
5, UASB internal has three-phase separator, and are normally not sedimentation tanks, precipitation was separated sludge blanket reactor back to the region, usually no sludge can be returned equipment.
Main weaknesses are:
1, in the suspension of water need to be properly controlled and should not be too high, generally in the control of 100 mg / l following;
2, sludge bed short reflow phenomenon, affecting processing capability; 3, water quality and more sensitive to sudden changes in load, impact resistance is not good.
8, the Applied Research Status
(1) such as activated technology Lepisto earlier study carried out in this respect. The UASB granular sludge technology is the core of the formation of granular sludge is directly related to the operation of the UASB reactor success. Many studies on the anaerobic granular sludge train. So far, the cultivation of anaerobic granular sludge has been made a lot of useful experience. WU Yun such as China to add to the sludge inoculated bentonite and non-ionic polyacrylamide, beer production wastewater treatment, within four weeks of formation of a stable granular sludge bed. Zheng equality on the anaerobic treatment of wastewater pharmaceutical activated technology.
(2) wastewater treatment field Lettinga and his colleagues in the laboratory, the first volume of 60 L of the UASB reactor pilot study. The
results show that the treatment plant handling good effect, and its organic loading rates as high as 10 Kg COD / (m3 • d), then a volume of 6 m3, 30m3 and 200 m3 of semi-production pilot study on temperature conditions, the volume of 6 m3 Beet sugar processing devices wastewater COD load capacity of up to 36 Kg / (m3 • d); potato processing wastewater treatment COD load of 15 Kg / (m3 • d) above, the COD removal rate of 70% -90%. Subsequently, the Netherlands, Germany, Sweden, Belgium and the United States by researchers UASB reactor for the potato processing wastewater, broad beans processing wastewater, wastewater slaughtered, canned products processing wastewater, wastewater methanol, acetic acid waste water and wastewater fiberboard or small test production test, achieving better results. According to inplete statistics, from 1990, the rest of the world has 205 production-scale UASB system operational, in 1993, this figure had risen to more than 400. So far, in Europe UASB process has been generally formed granular sludge. UASB technology application in China from the development since the 1980s, more and more extensive applications. From the late 1980s to deal with distillery, brewery wastewater (UASB process with a single), to the late 1990s, and the bined use of other technology, such as the UASB + AF wastewater with high concentrations of polyester, PUASB pressure, such as pharmaceutical wastewater treatment. At the same time has also been successfully applied in urban sewage treatment and sewage treatment.
9, the development trend of UASB
Although UASB technology application in China has made
considerable headway, but there are still gaps with foreign standards, should be further strengthened in the UASB reactor and its ancillary equipment and engineering equipment on the exploration and practice. At the same time, in the following aspects, UASB anaerobic treatment process is also a new development: ① temperature UASB reactor operation; ② high-temperature anaerobic treatment; ③ to deal with the non-accumulation or not a new granular sludge UASB reactor; ④ treatment to contain high concentrations of toxic substances in wastewater; ⑤ low concentration of anaerobic treatment of wastewater. Anaerobic processing system with high-load, low investment and low operating costs, such as energy can be recovered some advantages, very suitable for China's national conditions. Along with the continuous deepening of research and development, and believe that the UASB anaerobic application process is very broad.
UASB
厌氧处理工艺的现状与发展
摘 要:本文介绍了UASB反应器的由来、工作原理、特点、最新开发和应用研究进展,指出了近期UASB反应器的研究重点。
关键词:UASB;厌氧处理工艺； 1. 引言
厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。
厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。
在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。
而升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理
相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。
本文试图就UASB的运行机理和工艺特征以及UASB的设计启动等方面作一简要阐述。
2. UASB的由来
1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granular sludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。目前,在欧洲的UASB工艺已普遍形成了颗粒污泥,这使得厌氧UASB工艺在欧洲迅速得到了推广和普及。我国于1981年开始了UASB反应器的研究工作,该技术在我国已得到了实际的推广应用。UASB反应器是目前应用最为广泛的高速厌氧反应器,该技术在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一。
3. UASB反应器的基本构造和原理 (1) UASB反应器的构成
图1是UASB反应器的示意图。UASB反应器的主体部分
主要分为两个区域,即反应区和三相分离区。其中反应区为UASB反应器的工作主体。
(2) UASB反应器的工作原理
UASB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，污泥浓度可达到50~100g/l或更高，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，由于水的向上流动和产生的大量气体上升形成良好的自然搅拌作用,并使一部分污泥在反应区的上方形成相对稀薄的污泥悬浮区,悬浮区污泥浓度一般在5~40g/l范围内。悬浮液进入分离区后,气体首先进入集气室被分离,含有悬浮液的废水进入分离区的沉降室,污泥在此沉降,由斜面返回反应区,澄清后的处理水溢流排出。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。
基本出要求有：
1）为污泥絮凝提供有利的物理、化学和力学条件，使厌氧污泥获得并保持良好的沉淀性能；
2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，保持特定的微生态环境，能抵抗较强的扰动力，较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度；
3）通过在污泥床设备内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀
区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床内。
4、UASB反应器的工艺特点
UASB反应器运行的3个重要的前提是:①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥;②出产气和进水的均匀分布所形成的良好的搅拌作用;③设计合理的三相分离器,能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内。(1)利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化UASB反应器利用微生物细胞固定化技术-污泥颗粒化实现了水力停留时间和污泥停留时间的分离,从而延长了污泥泥龄,保持了高浓度的污泥。颗粒厌氧污泥具有良好的沉降性能和高比产甲烷活性,且相对密度比人工载体小,靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触,节省了搅拌和回流污泥的设备和能耗;也无需附设沉淀分离装置。同时反应器内不需投加填料和载体,提高了容积利用率。(2)由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用在UASB反应器中,由产气和进水形成的上升液流和上窜气泡对反应区内的污泥颗粒产生重要的分级作用。这种作用不仅影响污泥颗粒化进程,同时还对形成的颗粒污泥的质量有很大的影响。同时这种搅拌作用实现了污泥与基质的充分接触。(3)设计合理的三相分离器的应用三相分离器是UASB反应器中最重要的设备。三相分离器的应用省却了辅助脱气装置,能收集从反应区产生的沼气,同时使分离器上的悬浮物沉淀下来,使沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。
5. UASB内的流态和污泥分布
UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产气量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产气的结果，部分断面通过的气量较多，形成一股上升的气流，带动部分混合液（指污泥与水）作向上运动。与此同时，这股气、水流周围的介质则向下运动，造成逆向
混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升气、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具有一定的产气量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度有关。悬浮层内混合液，由于气体币的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。在产气量较少的情况下，有时污泥层与悬浮层有明显的界线，而在产气量较多的情况下，这个界面不明显。有关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，但沉淀区仍然还有死区和混合区。
UASB内污泥浓度与设备的有机负荷率有关。是处理制糖废水试验时，UASB内污泥分布与负荷的关系。从图中可看出污泥层污泥浓度比悬浮层污泥浓度高，悬浮层的上下部分污泥浓度差较小，说明接近完全混合型流态，反应区内污泥的颁，当有机负荷很高时污泥层和悬浮层分界不明显。试验表明，污水通过底部0．4－0．6m的高度，已有90％的有机物被转化。由此可见厌氧污泥具有极高的活性，改变了长期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概念。在厌氧污泥中，积累有大量高活性的厌氧污泥是这种设备具有巨大处理能力的主要原因，而这又归于污泥具有良好的沉淀性能。
UASB具有高的容积有机负荷率，其主要原因是设备内，特别是污泥层内保有大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和高效性很大程度上取决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定运行。
6. 影响UASB反应器性能的主要因素
(1)温度厌氧废水处理也分为低温、中温和高温三类,其温度范围与
相应的微生物生长范围相对应。迄今大多数厌氧废水处理系统在中温范围运行,以30℃~40℃最为常见,其最佳处理温度在35℃~40℃。高温工艺多在50℃~60℃间运行。低温厌氧工艺污泥活力明显低于中温和高温,其反应器负荷也相对较低,但对于某些温度较低的废水,低温工艺也是可供选择的方案。
(2)pH值pH值是废水厌氧处理最重要的影响因素之一。厌氧处理中,水解菌与产酸菌对pH有较大范围的适应性,但对pH敏感的甲烷菌适宜的生长pH为6.5~7.8,这也是通常情况下厌氧处理所应控制的pH值。
(3)营养物与微量元素厌氧废水处理过程由细菌完成,因此应维持良好的细菌的生长环境,保证细菌有足够的合成自身细胞物质的化合物。依据组成细胞的化学成分,其中主要包括营养物氮、磷、钾和硫以及钙、镁、铁等其他的生长必须的少量的或微量的元素。
(4)碱度和挥发酸浓度传统理论认为要保证颗粒污泥的形成,反应器内碱度应维持在1000~5000mgCaCO3/l的范围内,如果反应器内的碱度小于1000mgCaCO3/l时,会导致其PH值下降;唐一等人在其研究中已经证实,保证UASB反应器内的污泥颗粒化的最低碱度是750mgCaCO3/l。在UASB反应器中,挥发酸的安全浓度控制在2000mg/l(以HAC计)以内,当VFA的浓度小于200mg/l时,一般是最好的。
(5)进水中悬浮固体浓度的控制对进水中悬浮固体(SS)浓度的严格控制要求是UASB反应器处理工艺与其他厌氧处理工艺的明显不同之处。一般来说,废水中的SS/COD的比值应控制在0.5以下。
(6)有毒有害物质的控制①氨氮浓度的控制:氨氮浓度的高低对厌氧微生物产生2种不同影响。当其浓度在50-200mg/l时,对反应器中的厌氧微生物有刺激作用;浓度在1500-3000mg/l时,将对微生物产生明显的
抑制作用。一般宜将氨氮浓度控制在1000mg/l以下。②硫酸盐(SO2-4)浓度的控制:UASB反应器中的硫酸盐离子浓度不应大于5000mg/l,在运行过程中UASB的COD/SO2-4比值应大于10。③其他有毒物质:导致UASB反应器处理工艺失败的原因,除上述几种以外,其他有毒物质的存在也必须加以十分注意,这些物质主要是:重金属、碱土金属、三氯甲烷、氰化物、酚类、硝酸盐和氯气等。
7. UASB工艺的优缺点 UASB的主要优点是：
(1) UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1； (2) 有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；
(3) 无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；
(4) 污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题； (5) UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。
主要缺点是：
(1) 进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；
(2) 污泥床内有短流现象，影响处理能力；
(3) 对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。 8. 应用研究现状
(1)启动技术方面Lepisto等较早开展此方面的研究。由于颗粒污泥是UASB技术的核心,颗粒污泥的形成与否直接关系到UASB反应器运行
的成败。许多研究集中在厌氧颗粒污泥的培养上。迄今,对厌氧颗粒污泥的培养已取得了许多有益的经验。我国吴允等向接种污泥内加入膨润土和非离子型聚丙烯酰胺,处理啤酒生产废水,4周内形成了稳定颗粒污泥床。郑平等研究了制药废水的厌氧处理启动技术。
(2)废水处理领域Lettinga博士和他的同事首先在实验室进行了容积为60L的UASB反应器的试验研究。结果表明,该处理装置的处理效果很好,其有机负荷率COD高达10Kg/(m3•d),此后进行了容积为6m3、30m3及200m3的半生产性试验研究,中温条件下,应用6m3容积的装置处理甜菜制糖废水的COD容积负荷高达36Kg/(m3•d);处理马铃薯加工废水COD负荷为15 Kg/(m3•d)以上,COD去除率为70%-90%。其后,荷兰、德国、瑞典、比利时和美国的研究者用UASB反应器进行了土豆加工废水、蚕豆加工废水、屠宰废水、罐头制品加工废水、甲醇废水、乙酸废水及纤维板废水的小试或生产性试验,都取得了较好的效果。据不完全统计,至1990年,世界各地已有205个生产规模的UASB系统投入运行,到1993年,这个数字已增加到400多。至今,在欧洲的UASB工艺已普遍形成了颗粒污泥。UASB工艺在我国的应用从80年代发展至今,应用越来越广泛。从80年代末的处理酒厂、啤酒厂废水(用单一UASB工艺),到90年代末期,与其他工艺联合使用,如UASB+AF处理高浓度涤纶废水、PUASB加压处理制药废水等。同时也已经成功应用于城市污水处理和生活污水的处理。
9. UASB工艺的发展趋势
虽然UASB工艺在我国的应用已经有了较大发展,但与国外水平尚有差距,应进一步加强在UASB反应器及其配套设备的设备化和工程应用上的探索和实践。同时,在以下几个方面,UASB厌氧处理工艺也正在实现新的发展:①低温下UASB反应器的运行;②高温厌氧处理;③用于处理不积
累或不产生新的颗粒污泥的UASB反应器;④处理含有高浓度毒性物质的废水;⑤低浓度废水的厌氧处理。厌氧处理系统具有负荷高、投资少、运行费用低、可以回收部分能源等优点,非常适合我国国情。随着研究的不断深入与发展,相信UASB厌氧处理工艺的应用前景是十分广阔的。
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