- 2022-04-21 发布 |
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文档介绍
长春市某皮革含铬污水处理工程设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： n学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日n指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日n评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日n长春市某皮革含铬污水处理工程设计教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计第一章引言1.1制革污水的来源与特点制革生产主要包括准备、鞣制和整饰三个工段，工艺流程如图1所示。生皮组批水洗脱脂脱毛膨胀脱碱浸酸（准备工具）鞣制中和染色填充加油填充vvvv(鞣制工段)揩油干燥喷浆定型熨平（整理工段）成品图1制革生产工艺流程(1)准备工段：在该工段中，污水主要来源于水洗、脱毛、脱脂等。主要污染物有三类：一是有机废物，包括泥浆、蛋白质、油脂等；二是无机废物，包括盐、硫化物、石灰、Na2CO3、NH4+、NaOH等；三是有机化合物，包括表面活性剂、脱脂剂等。鞣前准备工段的废水排放量约占制革总废水量的50%以上，污染负荷占总排放量的60%左右，是制革废水的主要来源；(2)鞣制工段：在该工段钟，废水主要来自鞣质、加油等，主要污染物为无机盐、重金属铬等。其废水排放量约占制革总废水量的8%左右。(3)整理工段：在该工段中，废水主要来自喷浆等，废水排放量约占制革总废水量的25%左右。表1为各主要生产工序加入辅料及废水主要污染物特征。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计表1各主要生产工序加入辅料及废水主要污染物特征序号工序加入辅料作用废水成分1浸水渗透剂、防腐剂使皮恢复鲜皮状态血、水溶性蛋白、盐、2脱脂脱脂剂、表面活去除皮表面及肉部渗透剂性剂油脂表面活性剂、蛋白质、3脱毛浸灰石灰、硫化钠去除表皮及毛，并盐松散胶原4片皮-纤维皮膨胀硫化钠、石灰、硫氢化钠、蛋白质、毛、油脂5灰皮洗水-分层皮块6脱灰铵盐、无机酸洗掉表面灰皮块7软化及洗水酶及助剂脱去皮肉外部灰，铵盐、钙盐、蛋白质酶中和裸皮及蛋白质8浸酸NaCl、无机酸、皮身软化，降低皮温酸、食盐有机酸9鞣制铬粉及助剂、碳对鞣皮酸化使胶原铬盐、硫酸钠、碳酸钠酸氢钠稳定10中和水洗乙酸钠、碳酸氢钠中和酸性皮中性盐11染色加脂染料、有机酸、加上色并使革柔软丰满染料、油脂、有机酸及脂剂及助剂助剂制革废水有如下几个特点：(1)制革废水排放量大；(2)制革废水污染严重；(3)水量随时间变化大；(4)水质差别大；(5)污染物浓度高成分复杂。(1)制革废水排放量大：制革业每年产生的废水量约为8000万吨，占我国工业废水排放量的1.6%。通常每生产一张猪皮用0.3-0.5t水，每生产一张牛盐湿皮用水1.0-1.5t，每生产一张水牛皮要用水1.5-2.0t，根据产品品种和生坯类别不同，每生产1t原料皮需用60-120t水，耗水量与排出的废水量大致相等[1]。(2)制革废水污染严重：制革废水成分复杂，其特点是碱性大，色度浓，COD、BOD含量高，悬浮物多，还含有有毒物质如铬、硫等。皮革废水中的铬来源主要是鞣制过程。铬的利用率一般为60%-70%，其余的30%-40%的铬则残留在废水中。据此推算，全国制革行业每年排放的1500万吨含铬废水中，排出的铬达4000吨之多，这些废水除少量进行处理外，大部分直接进入水体和环境中。这既是巨大的浪费，又造成了严重的污染危害。以加工1吨原料皮计算，产生的73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计肉渣为120千克，毛5-7千克，剖层废料133千克，削匀皮屑57千克，修边产生的下脚料88千克，磨革粉尘3千克。据统计，我国皮革行业每加工1t原料皮所消耗的有毒、有害化工原料为：硫化钠40kg，红矾50kg。(3)水量随时间变化大：制革工业往往是间歇排水。在排水量高峰期期间，排水量占全部排水量的70%。(4)水质差别大：废水水质不仅因生产品种，生皮类型的不同而不同，一天之内各小时排出的废水也有很大差别。(5)污染物浓度高成分复杂：废水中悬浮物含量高，耗氧量高，色深味臭，废水中含有大量的蛋白质，脂肪，染料等有机物及硫化物，氯化物，Cr3+等无机盐[2]。1.2制革废水的危害由于制中废水中有机物含量及硫、铬含量高，耗氧量大，其废水的污染情况十分严重，主要表现在以下几方面。(1)色度：皮革废水色度较大，采用稀释法测定稀释倍数，一般在600-3500倍之间，主要由植鞣(利用植物单宁做鞣剂与皮纤维结合)、染色、铬鞣和灰碱废液组成，如不经处理而直接排放，将使地面水颜色不正常，影响水质。(2)碱性：皮革废水总体偏碱性，综合废水pH值在8-10之间。其碱性主要来自于脱毛等工序用的石灰、烧碱和Na2S。碱性高若不加处理会影响地面水pH值和农作物的生长。(3)悬浮物：皮革废水中的ρ(ss)高达2000-4000mg/L。主要由油脂、碎肉、皮渣、石灰、毛、泥沙、血污，以及一些不同工段的废水混合时产生的蛋白质、Cr(OH)3等絮状物组成。若不加处理而直接排放，这些固体悬浮物可能会堵塞机泵、排水管道和排水沟。此外，大量的有机物及油脂也会增高地面水耗氧量，造成水体污染，危及水生生物的生存。(4)硫化物：硫化物主要来自灰碱法脱毛废液，少部分来自于采用硫化物助软的浸水废液及蛋白质的分解产物。含硫废液在遇到酸时易产生H2S气体，含硫污泥在厌氧情况下也会释放出H2S气体，对水体和人造成极大的危害。(5)氯化物及硫酸盐：氯化物及硫酸盐主要来自于原皮保藏、浸酸和鞣制工序、其含量为2000-73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计3000mg/L。当饮用水中氯化物含量超过500mg/L时可明显尝出咸味，如高达4000mg/L时会对人体产生危害。而硫酸盐含量超过100mg/L时也会使水味变苦，饮用后易产生腹泻。(1)铬离子：皮革废水中的铬离子主要以Cr3+形态存在，含量一般在60-100mg/L。Cr3+虽然比Cr6+对人体的直接危害小，但它能在环境和动植物体内积蓄，对人体健康产生长远影响。六价铬的毒性是三价铬的100倍，且更易被人体吸收积累，当体内铬含量较高时，会导致流鼻涕、打喷嚏、鼻出血、皮肤糜烂、呼吸道感染，甚至癌变[3]。(2)化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)：由于皮革废水中蛋白质等有机物含量较高又含有一定量的还原性物质，所以COD和BOD都很高，若不经处理直接排放会引起水污染，促进细菌繁殖；同时废水排入水体后要消耗水体中的溶解氧，当水体的溶解氧低于4mg/L时，鱼类等水生生物的呼吸将会变得困难及至死亡[4]。(3)酚类：酚类主要来自于防腐剂。酚对人体及水生生物的危害非常严重，是一种有毒物质，同家规定允许排放的最高浓度是0.5mg/L。总之，皮革厂业废水水量大，污染负荷高。属于以有机物为主体的综合性污染，必须加以行效、充分的治理。1.3皮革厂含铬废水治理的基本技术制革工业废弃物主要包括废水和固体废弃物。经过长期发展，目前我国制革工业在废水处理技术方面初步形成了较为完善的技术体系，但限于企业的规模、经济效益等各方面情况，废弃物处理技术水平和推广范围有一定局限性。目前主要应用的废水处理系统包括单项废水处理和综合废水处理两个部分。相比废水处理我国制革工业固体废弃物的处理技术相对比较滞后。制革工业单项废水处理主要是处理鞣前工段中脱毛浸灰废液、脱脂废液、鞣制工段的铬鞣废液[5]。目前主要应用技术涉及以下几个方面。1.3.1含硫脱毛浸灰废水的处理浸灰工序中产生的废液含有大量的Ca(OH)2、硫化物、蛋白质和油脂、毛发等，废水占总废水量的10%-20%左右，硫化物含量占制革废水硫化物总量的90%以上。目前常用的处理方法主要有下面几种。(1)铁盐沉降法用铁盐(FeSO4或FeCl3)与S2-形成FemSn沉淀，用来去除S2-。这种方法虽然73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计处理彻底，但生成大量黑色污泥，处理困难，对于高浓度含硫废水，药剂消耗大，费用高。化学反应方程式：Fe2++S2-=FeS，工艺流程如图2所示。进入水处理系统上清液脱毛废液加稀硫酸加铁盐或压缩静置澄清调pH值亚铁盐空气搅拌沉淀污泥排入污泥处理系统图2化学沉淀法处理灰碱脱毛废液工艺流程(2)化学混凝法加入碱式AlCl3等混凝剂，使废水中的悬浮物和胶体形成絮状体，再用沉淀或气浮法分离。该法对悬浮物去除率达60%以上，对COD和硫化物的去除率可达70%以上，但出水硫化物通常不达标，需进一步处理。(3)催化氧化法硫离子是一种强还原剂，空气是一种弱氧化剂，在空气的作用下，废水中的S2-被氧化成S2O32-。2S2-+2O2+H2O→S2O32-+2OH-硫酸锰作为催化剂，促进空气中的氧对S2-离子氧化。在供氧连续的条件下，废水中的S2-不仅被氧化成游离态的硫，而且还可以氧化成S2O32-、SO32-或者SO42-，从而将废水中的有害硫化物转化成无害物质。Mn2++2OH-→Mn(OH)22Mn(OH)2+O2→2H2MnO32S2-+4H2MnO3+H2O→S2O32-+4Mn(OH)2+OH-73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计该法优点是投资低，操作安全，硫去除率高。为进一步提高硫去除率并回收利用废水中的蛋白质，可在MnSO4催化氧化后，添加FeSO4作为辅助脱硫剂，并调节pH=5.0左右，析出的蛋白质可作为动物饲料[6]。1.3.2铬鞣废水的处理废铬液中较高浓度的Cr3+主要以Cr(OH)SO4(碱式硫酸铬)形式存在。铬鞣过程中铬盐的吸收率仅为60%-70%，即有30%-40%的铬盐进人水中，这部分废水通常约占制革废水总量的3%，各制革厂处理这部分废水首先采用Cr3+回收技术，回收技术主要包括以下几种。(1)加碱沉淀法加碱沉淀法可同时处理废水和回用铬，而且工艺相对成熟、适应性比较广泛、投资少、操作简单。加碱沉淀的关键是碱剂的筛选，国内最常用的是NaOH，从经济角度出发，也可以用CaO沉淀，国外用得较多的是MgO[7]，表2为不同碱剂的特点。表2不同碱剂特点碱剂优点缺点NaOH沉淀效率高，纯度高价格较Ca(OH)2高，沉淀团小Ca(OH)2净化效果好，来源广，廉价沉淀为混合物，难以分离纯化MgO沉淀快又致密，容易压滤等价格比NaOH更高碱沉淀反应式：Cr(OH)SO4+2NaOH→Cr(OH)3+Na2SO4…………........………(1)按上式反应，氢氧化钠用于生成氢氧化铬及中和其他酸类物质，调整溶液的pH值。保持适当过量的氢氧化钠，有助于反应进行。Cr(OH)3+H2SO4→Cr(OH)SO4+2H2O………………….................…(2)按上式反应，硫酸用于生成碱式硫铬，生成碱式硫酸铬的阴离子数目，由硫酸铬的碱度而定[8]。用碱沉淀发去铬率可达99.6%到99.95%，滤液含铬低于1mg/L符合国家排放标准。(2)循环使用法①直接循环法：该法最早由澳大利亚的M.H.Davis和J.G.Scroggie[9]73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计提出，废铬鞣液收集后，经过滤、测试、材料补充，直接用于浸酸和铬鞣。浸酸液使用一定次数后排放掉，铬鞣液可长期使用，每次要冷却、沉淀、加酸、蒙囿剂、盐等。加盐是为了调节离子强度，废铬液的离子强度对皮革质量影响很大。Boas，tD.A.、Manzo的研究表明，经过适当的酸化处理，废液中的铬鞣剂完全可以很容易地渗透到皮内，使皮张粒面清晰[10]。此方法操作简单，可减少铬的排放，节约成本，国外大部分制革厂采用此方法处理铬鞣废水，国内也有一部分厂家使用。但由于水中含有油质、蛋白质，随着废铬液的循环使用，其浓度会越来越高，影响铬鞣的质量，因此短时间使用此方法可以达到一定效果，但长时间使用会给皮革质量带来影响。②间接循环回用法：铬鞣废液除了直接循环利用之外，还可以将铬鞣废液用于浸酸、主鞣后期提温以及复鞣等工序。用于浸酸：经过滤的铬鞣废液进入储存池，加酸调节pH值至工艺需要范围，然后泵入浸酸转鼓中用于浸酸，浸酸后废液直接排放。用于主鞣后期提温：将储存池中的铬鞣废液加热到65-70℃(具体根据工艺要求确定)，然后泵人铬鞣转鼓中，铬鞣结束后排放，经过滤进入储存池，如此循环下去。用于复鞣：经过滤的铬鞣废液进入储存池，加酸调节pH值至工艺需要范围，然后泵入复鞣转鼓中用于铬复鞣，然后再进行后续操作。(3)液膜法液膜是一层很薄的液体膜，与水污染控制密切相关的是乳状液型液膜，其结构如图3[11]。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计图3液膜法处理制革含铬废水示意图液膜分离体系的形成是：先将液膜材料与一种作为接受相的试剂水溶液混合，形成含有许多小水滴(内水相)的油包水乳状液，再将此乳状液分散在水溶液连续相中，于是便形成了由外水相、膜相和内水相组成的“水包油包水”液膜分离体系。外水相的分离对象透入液膜后，有流动载体将其输送至内水相得以分离和浓缩，当达到预期的分离程度后，停止搅拌，乳状液小球迅速凝结，乳状层与连续相分离。将分离出来的乳状液破乳后，回收浓集的内相，循环使用膜相。膜法分离技术选择性好，操作简单，效率高，将其应用于制革行业六价铬的分离，既可以用于含铬废水的处理，又可以找到制革原材料中Cr6+的分离检测的技术方法，有利于环境保护和铬资源的回收。由于制革废水中铬的含量较高，不宜直接使用液膜法处理。可将制革废水先经过预处理后，使铬的浓度达到某一低浓度，再经过乳状液膜法处理，可使铬的浓度达到规定的排放标准(0.5mg/L)，这样非常有利于制革废水的直接排放和制革活性污泥的资源化。目前液膜分离法涉及的范围包括石油化工、环境保护、湿法冶金、生物工程及医学等领域。专家们认为液膜技术将是继萃取法的第二代分离净化技术。(4)萃取回收法铬鞣废液经格栅，筛网过滤后，收集于贮液池中，由贮液池泵入萃取罐中与萃取剂进行逆流多级反应。萃取管内设有搅拌器来增加两相接触面积和传质系数，使水中的铬离子转移至萃取液中，再进行静置分离。这样萃取几段后，Cr3+在水相中和在萃取剂中浓度达到动态平衡时，萃取剂将无法再萃取水相中Cr3+，这时需要将萃取剂再生，选取硫酸铬反萃液。将其重新调整后回用于鞣制工段，萃取剂NaOH可再生循环使用。该法是将铬鞣废液泵入萃取设备中，与萃取剂逆流多级反应，使水中铬离子进入萃取设备中进行反萃取，反萃液为硫酸铬，萃取剂用NaOH进行再生。这种方法对萃取剂的选择要求比较高，不仅要有良好的选择性也要易于回收和再生，同时要求热稳定性能要好，毒性和黏度要小，还要有一定的化学稳定性。所以此种方法目前采用的很少[12]。(5)吸附法73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计固-液界面普遍存在吸附，吸附剂具有较强的对水量及水质变化的抗冲击能力，且吸附后可以再生，不易造成二次污染，来源比较广泛，价格也相对便宜，因此具有较好的经济性。根据水质及污染物的具体情况，恰当地选择吸附剂，就可以取得理想的净化效果。吸附法的优点是能较迅速处理废水的铬离子，并且处理效果较好，吸附速度快，过程进行完全，一般可达90%以上，而且吸附操作通常在常温常压下进行，操作费用少。但是吸附法消耗吸附剂，实际运行时，吸附剂的运输、装料比较困难，最重要的是处理的铬离子仅仅是从废水中迁移到吸附剂中，对吸附后吸附剂中的铬离子脱附(吸附剂的再生)仍存在一定的技术难度[13]。1.3.3综合废水的处理综合处理即经过单独处理的废水和其他工段的废水合并后集中处理。悬浮物含量高，成分复杂，废水中含有S2-、Cr3+、Cl-。综合废水的特点是：悬浮物含量高，成分复杂，废水中含有S2-、Cr3+、Cl-等有害无机离子和表面活性剂，染料、单宁、蛋白质等难降解有机物。综合废水在进行好氧生物处理之前，要先经过混凝沉淀或混凝气浮等一级处理。好氧生物处理多为活性污泥法，接触氧化法，生物转盘法，氧化塘法和氧化沟法等。(1)SBR法SBR属于活性污泥法的一种，它是由5个阶段组成(见图4)，即进水(Fill)、反应(React)、沉淀(Settle)、排水(Decant)、闲置(Idle)，从污水流入开始到待机时间结束算一个周期。在一个周期内，一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应池内进行，这种周期周而复始反复进行[14]。进水阶段反应阶段沉淀阶段排水阶段闲置阶段图4SBR工艺的操作过程SBR法一个最显著的特点是它将反应和沉淀两道工序放在同一反应器中进行，扩大了反应器的功能。时间顺序运行的特点，使其运行十分灵活，73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计可以适应多种复杂操作的需要，还可一池多用。SBR污水处理技术与传统污水处理技术是不同的。SBR技术采用的是时间分割操作替代空间分割操作，非稳态生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代动态沉淀等，它在运行上实现了有序和间歇操作相结合。(2)氧化塘生化处理因受厂内地方限制，采用氧化塘的体积较小，废水停留时间只有1周左右，氧化塘中废水都处于厌氧或兼性状态，该过程对COD的去除率为75-81.4%，废水中COD浓度降低到550-650mg/L，还不能达到国家废水排放要求。由于开挖较浅、处理负荷高，氧化塘水底的污泥沉积量也较大，这也是氧化塘处理效果较低的另一原因[15]。氧化塘是能耗最低的生物处理方法，由于我国大多数制革企业都位于乡镇或郊区，占地较丰富，便于建设氧化塘，所以，根据工厂现有占地范围设计了氧化塘处理构筑物，以降低废水的COD浓度，全面改善制革废水的水质，并且降低企业的废水处理费用。(3)接触氧化法接触氧化法是一种生物膜处理方法，具有较强的耐冲击负荷能力，污泥生成量少，无污泥膨胀，易维护管理。广东江门制革厂，扬州制革厂采用此法。该法对有机物去除率BOD5在95%左右，COD在92%左右，S2-在98%左右[2]。如设计不当，容易产生堵塞，维护也比较困难。一旦出现问题，出问题的系统就得停止运行才能进行维护。(4)氧化沟工艺制革废水生物处理具有一定的特殊性，即冲击负荷大、含盐量高，又含有一定数量的难生物降解的有机物以及铬和硫化物带来的毒性问题。在很多生物处理技术中，氧化沟因其停留时间长、稀释能力强、适宜于污染负荷低的废水处理、抗冲击负荷能力强的特点，被实践证明是目前较成熟的制革废水处理工艺。许多工程经验证明：氧化沟工艺对Cr3+、硫化物的预处理要求不是很高。从氧化沟的运行效果来看，只要有足够的水量、水质调节时间，保证进氧化沟的S2-浓度低于100-150mg/L、Cr3+浓度低于10mg/L，经生物驯化、适应，系统均能正常运行，氧化沟工艺对COD、S2-的去除率能达到87%、99%[16]。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计1.4工程实例1.4.1浙江通天星集团制革厂(1)工程概况浙江通天星集团制革厂根据市场要求和企业经营决策，技改项目将原有年产300万张猪皮革生产线改为牛皮革生产线，使年生产能力达到45万张牛皮。制革厂现有1套1000t/d处理能力的废水处理设施已不能满足处理能力和要求，因此必须对现有治理设施进行改造和扩建，设计规模为4000t/d。污水处理站于2001年5月份竣工并投入试运行。2001年12月通过环保局验收[2]。(2)水量、水质及处理要求①设计最大时处理能力：225t/h。②设计废水水质。废水水质数据如表3所列。表3废水水质数据(单位：mg/L)项目pH值CODcrBOD5S2-Cr3+SSNH3-N数值8-103000120050-100501500-200060③出水水质要求污水排放执行国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，见表4。表4出水水质要求(单位：mg/L)项目pH值CODcrBOD5S2-总铬SS色度NH3-N数值6-9<100<30<1.0<1.5<70<50<15(3)处理工艺①原有污水处理工艺，工艺流程图如图8所示。含铬废水加药加药沉渣池排放气浮池气浮池沉淀池预沉池浸灰脱灰废水沉渣池鞣前综合废水73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计（一级）（二级）（一级）（二级）图8原有污水处理工艺流程②新改进工艺设计流程图如图9。旋转格栅沉渣池反切式细格栅综合废水反应池污泥池空气泵预沉池调节池生物选择器剩污氧化沟余泥污回二沉池箱式压滤机加药泥流清水池超声波流量计泥饼外运排放图9废水处理工艺流程1.4.2江苏省某牛皮制革厂江苏省某牛皮制革厂，为国内较大型牛皮制革生产厂家之一，其废水排放量约1800m3/d，有机污染物浓度高，悬浮物多，含有重金属铬等有毒物质，且外观污浊、气味难闻，周围群众反应强烈。该企业原有一套污水处理系统，采用催化氧化脱硫后，再经混凝沉淀处理外排。随着当地对环保要求的提高，原有设施处理后的总排水已远远不能达到GB8978-1996废水排放标准中有关制革废水的二级排放标准。为此，公司对原有污水处理系统进行改造。该厂废水浓度高：CODcr=16000mg/L，Cr3+=800mg/L，S2-=300mg/L73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计；低时：CODcr=600mg/L，Cr3+=2mg/L，S2-=10mg/L；混合废水呈碱性，有毒，难降解物质含量高，外观污浊，气味难闻，排放量为1200-1800m3/d，水质指标：pH为8.5-10，CODcr为5000-12000mg/L，BOD5为2000-6000mg/L，Cr3+为80-180mg/L，S2-为40-200mg/L，SS为3000-5000mg/L，TSS为8000-16000mg/L，色度为120-300倍，图10是该厂处理工艺。空气石灰MnSO4FeSO4、PAM格栅综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放集水池综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放预曝调节池综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放竖流式沉降器综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放各路制革废水泵NaOH、PAC、PAM空气PAC、PAM回用一体化气浮装置综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放一体化/斜板二沉池综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放强化活性污泥池综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放达标排放泵回流污泥剩余污泥滤液回流调节池OH、PAM污泥储池综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放带式压滤机综合废水空气泵剩污余泥污回加药泥流泥饼外运排放外运泵图10江苏省某牛皮制革厂处理工艺1.5设计内容与意义我们生活中的制革废水主要来自以各类动物皮为原料进行加工处理的制革工业，在加工过程中产生大量的废弃物和废水。它的生化需氧量高，悬浮物多，带有色泽及臭味，并含有硫化物、铬、植物鞣剂及酚类合成鞣剂等有害物质，是一种较难治理的工业废水。废水主要来源于鞣前准备，鞣制和其他湿加工工段。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计鞣前准备工段，在该工段中，污水主要来源于水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂，鞣前准备工段的污水排放量约占制革总水量的70%以上，污染负荷占总排放量的70%左右，是制革污水的最主要来源。污染最重的是脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水，这3种废水约占总废水量的50%，但却包含了绝大部分的污染物，各种污染物占其总量的质量分数为：CODcr80%，BOD575%，SS70%，硫化物93%，氯化钠50%，铬化合物95%。据调查我国现有制革企业近万家，年排废水量达到1×108t左右，年排放总量CODcr：l8×104t，BOD5：8×104t，SS：l2×104t，铬：3500t，硫：5000t[1]。制革工业对环境带来的污染是严重的。由于制革污水的特殊性，治理难度非常大，那么就应该根据时代的进步，科学技术的发展，提出合理的、与时俱进的污水排放标准，否则将影响皮革行业的正常发展。从这一点上，主要体现在现在制革行业已是微利时代，竞争激烈，如果在污水处理方面使其所排放的污水都要达到一级标准，投资太大，就很难在制革生产的技术、设备的技术改造有所发展。制革污泥的综合利用开发研究，制革行业每所所产生的制革污泥约有5000万吨。环保方面恰好对制革污泥的排放几乎没有要求，只对制革行业的污水排放要求达到《污水综合排放标准》，所能查到的是对于农用污泥的标准要求，即含铬量≤1000mg/kg干污泥。制革污泥中含有约70%的有机物，制革污泥中如果不含铬，它的利用前景还是非常广阔的。每kg干污泥含有约3000大卡的热量，可以进行热能的回收，但如果含铬废水在进行焚烧时，Cr3+会被转化成Cr6+，而Cr6+的毒性更大；制革污泥还可进行厌氧发酵处理，进行沼气能源回收，经厌氧发酵后的制革污泥，又是非常好的农用肥料，用在农田中，可以防止土地的板结；也可以加入桔杆直接发酵，用作农肥。但如果铬不回收，我们测试的数据是制革污泥中含铬23000mg/kg干污泥，而且用在农田中，农作物的果实中含铬量最高，这样就直接影响到人体的身体健康。所以，前提还是铬必须回收。但制革行业开展水污染防治及环境保护的力度还明显不够，特别是中小规模的企业的发展进一步加剧了对环境的污染。因此有必要从生产的源头开始，对生产全过程进行资源利用和污染物的控制，走清洁生产的道路，以期形成循环经济的模式，有利于环境保护和经济的可持续性发展。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计第二章本设计工艺流程的确定2.1设计资料2.1.1设计规模革鞣废水日处理量为600m3/d，按24小时运行，平均时流量25m3/h。综合废水日处理量为5000m3/d，按24小时运行，平均时流量208.3m3/h。2.1.2原水水质制革废水中COD、BOD的含量较高，如表2-1所示。表2-1综合废水原水水质项目pH值COD/(mg/L)BOD5/(mg/L)SS/(mg/L)原废水7-8250090015002.1.3出水水质执行《国家综合污水排放标准》(GB8978-96)中新建皮革行业二级标准，如表2-2所示。表2-2国家综合污水排放标准pH值COD/(mg/L)BOD5/(mg/L)SS/(mg/L)6-93001501502.2处理效果本设计中主要构筑物对COD、BOD的去除率如表2-3所示。表2-3综合废水处理效果分析项目COD/(mg/L)BOD5/(mg/L)73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计UASB进水2000675出水340130去除率83%80%Carrousel进水340130出水18030去除率47%77%2.3具体工艺流程及设计说明2.3.1工艺流程图加药装置调节池含铬废水格栅初沉池综合废水UASB沼气回用氧化沟二沉池排出污泥浓缩带式压滤机污泥外运图2-1工艺流程简图2.3.2工艺流程设计说明制革废水中含有大量的铬化物，须先单独处理以减少综合废水处理的负荷，73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计在废水中加入碱沉淀铬化物。综合废水先通过格栅去除废水中的大悬浮物，以使后续处理正常运转。由于水量较大，所以经过格栅出来的废水须经过调节池，调节水量和水质后进入下一步。因为原皮需要浸粗盐保存，所以废水中可能含有大量的悬浮物需通过初沉池去除。由于废水中COD，BOD含量较高，所以需在具有高去除效果的UASB和氧化沟的共同作用下去除已达到排放标准。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计第三章处理工艺构筑物的设计计算3.1原始设计参数原水水量Q=5000m3/d=208.33m3/h=57.87L/s，取流量总变化系数KT=1.72，设计流量Qmax=KTQ=0.05787×1.72=0.1m3/s。3.2含铬废水部分处理设计混凝沉淀池混凝池格栅井污泥酸化回收含铬废水上清液至调节池图3-1含铬废水处理工艺流程图含铬废水中铬化物的主要存在形式为碱式硫酸铬Cr(OH)SO4，加碱调节pH值至8-8.5可以产生Cr(OH)3沉淀，回收可以配制浸酸液的铬鞣液进行再利用。含铬废水经过格栅去除废水中的悬浮物，再进入混凝池，在混凝池中加入碱液，碱液为4mg/L的NaOH，NaOH价格低，沉降性能好，经过碱液与废水的充分混合后进入反应沉淀池，反应充分后上清液排至综合污水处理部分的调节池，污泥回收浸酸制成铬鞣液。3.2.1格栅井由于含铬废水水量小，日处理量为600m3/d，所以为了减少造价不使用机械格栅，使用格网定期进行人工清渣。共设三道格网，第一道格网孔隙为40mm，第二道格网孔隙为20mm，用于截流废水中较大的悬浮物，第三道格网孔隙为5mm，用于截流废水中细小的悬浮物。3.2.2混凝池由于含铬废水水量很小，所以选用一体式小型加药设备，其主要由计量泵、搅拌器、溶药罐、输药软管等组成，具有无毒无味、耐酸耐碱、耐冲击、耐高低温、不渗漏、不易老化等特点。根据流量选用LMI-A型一体式小型加药溶药设备，其基本参数如表3-1。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计表3-1LMI小型加药溶药设备的规格型号外形尺寸容积/L流量/(L/h)计量泵搅拌器/kW工作压力(D×H)/(mm×mm)/MPaLMI-A465×10001800~0.750.0220.175<1.733.2.3混凝沉淀池采用带污泥斗的平流式沉淀池，因为含铬废水流量很小，所以一天处理一回即可，则反应沉淀池的有效容积为20m3，池形为矩形，设长宽比为4，有效水深h=3m。(1)反应沉淀池表面积A根据有效水深为3m，可计算出(2)反应池沉淀池宽度B根据长宽比为4，可计算出(3)反应沉淀池宽度L(4)污泥斗容积设两个污泥斗，与水平面倾斜角度为60°，单个污泥斗斗地面积为500×500mm，单个污泥斗容积为：73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计式中V1——单个污泥斗容积，m3；h3——污泥斗高，m；f1——污泥斗上口面积，m2；f2——污泥斗下口面积，m2；n——污泥斗个数，n=2；i——污泥斗倾角，°，i=60°；l1——污泥斗上口宽度，m；l2——污泥斗下口边长，m；l2=0.5m。则污泥斗总容积为2.7m3×2=5.4m3。(1)沉淀池总高度HH=h1+h2+h3式中h1——沉淀池超高，m；一般取0.3m。H=0.3+2.3+1.6=3.9(m)(2)排泥管排泥管一般取150-300mm，采用D=200mm的铸铁管，壁厚10mm。下端伸入斗底中央处，顶端敞口，伸出水面，便于疏通和排气。一般在水面以下1.5-2.0m处，采用2.0m，与排泥管连接水平排出管。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计3.3中格栅的设计3.3.1设计参数(1)变化系数：KT=1.72；(2)平均日流量：Qd=5000m3/d；(3)最大日流量：Qmax=0.1m3/s；(4)设过栅流速：v=0.6m/s；(5)栅前水深：h=0.4m(6)格栅安装倾角：α=60°。3.3.2设计计算(1)栅前水深(h)进水渠宽B1==2h=0.58m(3-1)h=B1/2=0.29m式中：v1——栅前流速，0.4m/s-0.9m/s，取v1=0.6m/s。(2)格栅间隙数(3-2)式中Qmax——最大废水设计流量m3/s；Ө——格栅安装倾角，取60°；h——栅前水深，m；b——栅条间隙宽度，取21mm；v——过栅流速m/s。(3)栅渠尺寸：B2=s(n-1)+nb=0.01×(26-1)+26×0.021=0.80m(3-3)73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计式中：s——栅条宽度取0.01m；B2——格栅宽度m。(1)进水渠道渐宽部分长度：(3-4)式中：——渐宽部分的展开角，一般采用。栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：L2=0.5×L1=0.15m(3-5)(2)通过格栅的水头损失h1：(3-6)式中：β——当为矩形断面时为2.42；k——格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3。(3)栅后槽总高度H1：设栅前渠道超高h2=0.3mH1=h+h1+h2=0.29+0.043+0.3=0.633m(3-7)(4)栅槽总长度L：L=L1+L2+1.0+0.5(3-8)=0.30+0.15+1.0+0.5+=2.29m(5)每日栅渣量W：(3-9)73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计式中：W1——栅渣量（污水），取0.06。宜采用机械清渣，选用NC—300型机械格栅：设备宽度300mm，有效栅宽200mm，有效栅隙21mm，运动速度3m/min，电机功率0.18kw，水流速度≤1m/s，安装角度60°，支座长度960mm，格栅地下深度500mm，格栅地面高度360mm，格栅进深250mm。3.4污水提升泵的设计3.4.1设计说明污水泵房用于提升污水厂的污水，使其能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，格栅的作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等。3.4.2设计计算(1)设计流量Qmax=0.1m3/s(2)选泵前总扬程估算经过格栅的水头损失为0.3m，进水管渠内水面标高为-1m。则格栅后的水面标高为：-1-0.3=-1.3m设集水池的有效水深为4m。则集水池的最低工作水位为-1.3-4=-5.3m根据第五章高程计算结果，所需提升的最高水位为1.432m。故集水池最低工作水位与所提升最高水位之间高差为：73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计1.432-(-5.3)=6.732m出水管管线水头损失计算如下：出水管Q=0.06m/s，选用管径为300mm的铸铁管。根据《给水排水设计手册》第1册得：出水管线长度估为20m，则出水管管线水头损失为：水头损失=hf+h2=1.5==0.3m泵站内的管线水头损失假设为2.0m，考虑自由水头为2m，则水泵总扬程为：H=6.732+0.3+2.0+2.0=11.032m3.4.3选泵根据流量Q=208.3m3/h，扬程H=11.032m。拟选用200ZZB-20型无堵塞自吸污水泵，考虑选用2台水泵，其中一台备用。其参数如下：流量：224m3/h；扬程：22m；转速：1450r/min；电动机功率：55kw；进出口直径：200mm；通过固体物最大直径：75mm；气蚀余量：4m；73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计自吸时间：100s/5m。3.5细格栅的设计3.5.1设计参数(1)变化系数：KT=1.72；(2)平均日流量：Qd=5000m3/d；(3)最大日流量：Qmax=0.1m3/s；(4)设过栅流速：v=0.6m/s；(5)栅前水深：h=0.4m；(6)格栅安装倾角：α=60°。3.5.2设计计算(1)栅前水深(h)进水渠宽B1==2h=0.58m(3-10)h=B1/2=0.29m式中：v1——栅前流速，0.4m/s-0.9m/s，取v1=0.6m/s。(2)格栅间隙数(3-11)式中：Qmax——最大废水设计流量m3/s；Ө——格栅安装倾角，取60°；h——栅前水深m；b——栅条间隙宽度，取10mm；v——过栅流速m/s。(3)栅渠尺寸：73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计B2=s(n-1)+nb=0.01×(54-1)+54×0.01=1.07m(3-12)式中：s——栅条宽度，取0.01m；B2——格栅宽度。(1)进水渠道渐宽部分长度：(3-13)式中：——渐宽部分的展开角，一般采用。(2)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：L2=0.5×L1=0.34m(3)通过格栅的水头损失h1：(3-14)式中：β——当为矩形断面时为2.42；k——格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3。(4)栅后槽总高度H1：设栅前渠道超高h2=0.3mH1=h+h1+h2=0.29+0.12+0.3=0.71m(5)栅槽总长度L：L=L1+L2+1.0+0.5+(3-15)=0.67+0.34+1.0+0.5+=2.85m(6)每日栅渣量W：73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计(3-16)式中：W1——栅渣量(污水)，取0.073.6调节池的设计3.6.1设计参数根据经验值设水力停留时间为8h，池形为矩形，长宽比为3，有效水深h3=4m。3.6.2设计计算(1)调节池有效容积VV=QmaxT(3-17)式中：Qmax——设计最大流量，358.3m3/hT——水力停留时间，h；T=8hV=358.3×8=2866.4(m3)(2)调节池表面积A根据有效水深h3为7m，可计算出(3-18)(3)取调节池宽度B=16m(4)调节池长度L(3-19)(5)调节池高度H73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计H2=h3+h4式中：h4——调节池超高，m；h4=0.5m；H2=7+0.5=7.5(m)(6)出水集水槽设计a集水槽宽度b式中：k——安全系数；一般取1.2-1.5；设k=1.3。b集水槽水深h5(3-20)式中v1——集水槽中流速，m/s；设v1=0.5m/s。c集水槽总高为0.25m+0.4m=0.65m，0.4m为超高部分。(7)溢流堰设计a每个溢流堰流量q(3-21)73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计b三角堰个数n′(3-22)实际取213个。c三角堰中心距(3-23)(8)进水集水槽设计a集水槽宽度b(3-24)式中：k——安全系数；一般取1.2-1.5；设k=1.3。b=2×0.9×1.3×0.1=2.3(m)b集水槽水深h6(3-25)式中：v2——集水槽中流速，m/s；设v2=0.1m/s。c集水槽总高为0.43m+0.3m=0.73m，0.3m为超高部分。(9)进水孔计算a单个孔眼面积采用矩形的半砖孔洞，其尺寸为125×63mm。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计=0.125×0.063=0.0079(m)b孔眼总面积A0(3-26)式中：v3——孔眼流速，m/s；一般宽口处为0.2-0.3m/s，狭口处为0.3-0.5m/s；设v3=0.2m/s。c孔眼总数n0(3-27)实际取37个，则孔眼实际流速为：(3-28)d孔眼布置孔眼间间距为：(3-29)孔眼设在水面下0.1m处。(10)挡流板进水与出水均采用挡流板。进水挡流板的作用为均匀和稳定是污水进入调节池。设挡流板高出水面0.1m，浸没在水面下0.3m，距进水口处0.7m。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计出水挡流板的作用为阻拦漂浮物，定期进行人工清渣。设挡流板高出水面0.1m，浸没在水面下0.3m，距出水口处0.4m。(11)放空管在池底设一根放空管，用于定期对调节池的清洗，泄空时间不宜超过6h，其直径d可根据下式计算：(3-30)式中t——泄空时间，s；设t=3h=10800s则放空管为直径230mm的铸铁管。3.7初沉池的设计3.7.1设计概述平流式沉淀池平面为矩形形状，污水在沉淀池内流速稳定，水流平稳，沉淀效果比较好，占地面积比较少，对水温，水量有较好的适应能力，施工方便，但有时池内配水不均匀。3.7.2设计参数平流式沉淀池沉淀时间一般为1.0h-2.0h，表面水力负荷为1.5-3.0m3/m2h，排泥管直径不得小于200mm，缓冲高度为0.5m，缓冲层高于刮泥板0.3m，沉淀池池底坡度为0.01-0.02。3.7.3设计计算(1)池子总面积设表面负荷q´=2.5m3/(m2.h)，设计流量Qmax=0.1m3/s73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计(3-30)(1)沉淀部分有效水深h2=q′﹒t=2.5×1.0=2.5m（停留时间t=1.0h）(2)沉淀部分有效容积V′=Qmax﹒t×3600=0.1×1.0×3600=360m3(3)池长设水平流速，则v=3.50mm/s，L=3.6vt=3.6×3.5×1.0=12.6m，取L=13m(4)池子总宽度B=A/L=144/13=11m(5)池子个数设每个池子宽b=3m，则n=B/b=11/3=4个(6)校核长宽比L/b=13/3=4.2＞4.0(符合要求)(7)污泥部分需要的总容积式中：C——进SS浓度300mg/L，η=50%，污泥含水率P=97%，=1000kg/m3，Q=208.3m3/h(3-32)73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计其中1，2分别为进水和出水的悬浮固体浓度，设每次清除污泥间隔时间为2d，1=300mg/l=0.3kg/m3，2=60mg/l=0.06kg/m3(1)每格池污泥所需容积(10)污泥斗容积泥斗倾角设为60o，泥斗斗底尺寸为250×250mm，上口尺寸为2500×2500mm泥斗高度为污泥斗以上梯形部分污泥容积梯形上底长l1=13+0.3+0.25=13.55m；梯形下底长l2=2.5m；梯形高度h4'=(13+0.3+0.25-2.5)×0.01=0.111m；梯形部分污泥容积为(11)污泥斗和梯形部分污泥容积V1+V2=4.4+2.7=7.1m3(12)池子总高度取池子保护层高度h1为0.3m，缓冲层高度h3为0.5m，污泥层高为h4=h4'+h4"=1.9+0.111=2.011m初沉池污泥量73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计(3-33)式中：C——进入初沉池污水中悬浮物浓度，mg/L；——初沉池沉淀效率，一般取50%；P1——污泥含水率，一般取95%-97%；Q——污水流量，m3/d；——初沉池污泥密度，以1000kg/m3计。(13)沉淀出水BOD值：S1=S0(1-25%)=0.9(1-25%)=0.675kg/m3；沉淀出水COD值：S2=S0'(1-20%)=2.5(1-20%)=2kg/m3。3.8UASB反应器的设计3.8.1设计参数(1)污泥参数设计温度T=25℃；容积负荷NV=8kgCOD/(m3.d)，污泥为颗粒状；产气率0.3m3/kgCOD；设计水量Q=5000m3/d=208.3m3/h=0.06m3/s。(2)水质指标表5UASB反应器进出水水质指标水质指标COD（mg/L）BOD（mg/L）进水水质2000675设计去除率83%81%设计出水水质3401303.8.2UASB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73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计UASB有效容积：Vr＝(3-34)式中：Q——设计流量，m3/d；C0、Ce——进、出水COD浓度，mgCOD/L；Nv——容积负荷，kgCOD/(m3·d)。Vr＝＝1037.5m3(1)主要构造尺寸的确定UASB反应器的断面形状一般有矩形、方形和圆形、大型装置为便于设置气、液、固三项分离，多采用矩形池。从布水均匀性和经济型考虑，矩形池长宽比在2:1左右比较合适。由于最经济的反应器高度在4-6m之间，取h=4m，则表面积为：(3-35)设2个USAB反应器并联，则每个UASB截面面积为129.7m2则每个UASB反应器尺寸长L×宽B×高H为15×8.7×4m3(2)水力停留时间(HRT)和水力负荷率(Vt)73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计对于颗粒污泥，水力负荷Vt在0.1-0.9m3/(m2·h)之间符合要求。3.8.3配水系统设计(1)布水点的设置进水配水系统的主要作用是将废水均匀地分配到整个反应器的底部，并进行水力搅拌。进水方式的选择根据水量而定，通常采用连续均匀进水方式。可选择一管一点或一管多点的布水方式，布水点数与处理废水的流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。查UASB反应器进料喷嘴数设置标准，取每个进水点负荷面积为2m2/个。则每点的负荷面积为n=S/Si=64.85，取n=65个则每个UASB反应器有65个布水点。UASB反应器的进水分配系统的形式主要有树枝管式、穿孔管式、多管多点式和上给式四种，本设计使用一管多孔式的U形穿孔管大阻力配水。为配水均匀，配水管的中心距和出水孔距均采用1.0-2.0m，出水孔孔径一般为10-20mm，常取15mm，孔口向下或与垂线呈45°角，单个出水孔的服务面积一般为2-4m2，本设计区2m2。配水管中心线距池底一般为200-250mm，配水管直径不少于100mm。为了穿孔管各孔出水均匀，要求孔口流速不小于2m/s。进水点距反应器池底200-300mm。共设置布水孔65个，出水流速一般控制在2.0-2.5m/s之间，本设计取2.0m/s。则孔径-(3-36)(2)上升水流速度和气流速度空塔水流速度(3-37)73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计空塔沼气上升速度<1.0m/h式中：η——COD去除率，取83%；r——配水管直径，取r=0.15m。3.8.4三相分离器设计(1)设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、气液分离器、分隔板的设计。(2)沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：①沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；②三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5-1.0m；③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；④沉淀区斜面高度约为0.5-1.0m；⑤进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；⑥总沉淀水深应≥1.5m；表面水力负荷为：q′<1.0m3/（m2·h），符合要求。(3)集气罩宽度设上、下三角形集气罩斜面与水平夹角为60°，取保护高h1=0.5m，下三角形高h3=1m，上三角形顶水深h2=0.5m。73n长春市某皮革含铬污水处理工程设计b1===0.58m若在UASB池长方向上设7个处理单元，单元三相分离器宽b=L/7=15/7=2.14m则下集气罩之间的宽度b2=b-2b1=2.14-2×0.58=0.98m。(1)回流缝设计上部液面距反应器顶部h1>0.2m，取h1=0.3m；集气罩顶以上的覆盖水深h2在0.5-1.0m之间，取h2=0.5m；沉淀区斜面的高度h3在0.5-1.0m之间，取h3=1m；下回流缝总面积A1=7b2B=7×0.98×8.7=59.68m2；下三角形集气罩之间缝隙b2中的水流上升速度v1v1=Qmax/A1=208.3/(2×59.68)=1.75m/h上回流缝总面积设b3=0.4mA2=b3×B×2n=0.45×8.7×2×7=54.81m2上三角形集气罩之间缝隙b3中的水流上升速度v2v2=Qmax/A2=208.3/(2×54.81)=1.9m/h以A2为控制断面，满足v1查看更多