酿造废水处理工程设计

酿造废水处理工程设计

****学院毕业设计（论文）题目徐州酱醋厂600m3/d酿造废水处理工程设计姓名＿***＿＿＿＿系（部）环境工程与化学系专业环境监测与治理＿指导教师***徐州酱醋厂600m3/d酿造废水处理工程设计n摘要该设计主要设计了徐州酱醋厂废水处理流程。通过筛网-调节池-UASB工艺厌氧处理-传统推流式活性污泥法好氧处理-竖流式沉淀池，然后沉淀池的水到煤渣过滤吸附池，之后出水就可以达到国家规定的排放标准。其中二沉池和UASB反应池的污泥通过污泥浓缩池和污泥干化床就可以外运出去。其中二沉池的水通过煤渣吸附池之后，去色效果相当的好。其中SS，BOD5以及COD通过格栅、好氧、厌氧及二沉池之后，达到设计要求的排放要求。另外根据所提供的资料中该厂废水流量小的特点，构筑物都只设计为一座。达到了经济实用的特点。关键词：水污染，处理工艺，UASB反应池，好氧处理，经济XUZHOUVINEGARANDSOYFACTORY600m3/dBREWINGWASTEWATERTREATMENTENGINEERINGDESIGNnABSTRACTThedesignofthemaindesignoftheXuzhouVinegarandsoyfactorywastewatertreatmentprocessessauce.Throughthescreen-adjustpool-UASBanaerobictreatmentprocess-thetraditionalplug-flowactivatedsludgeaerobictreatment-vertical-flowsedimentationtanks,sedimentationtanksandthenintothewaterpoolcinderadsorptionfilter,andthenthewatercanreachthestateofemissionstandards.WhichthesecondarysedimentationtankandsludgeUASBreactiontankthroughthesludgeconcentrationtankandsludgedryingbedscanSINOTRANSout.Secondarysedimentationtankinwhichthewatertankthroughthecinderafteradsorptiontoaverygoodcoloreffects.InwhichSS,BOD5andCODthroughthegrille,aerobic,anaerobicandsecondarysedimentationtank,thedesignrequirementstomeetemissionrequirements.Inaddition,accordingtotheinformationprovidedintheplantwastewaterflowcharacteristicsofsmallstructuresdesignedforonlyone.Toachievethecharacteristicsoftheeconomicalandpractical.KEYWORDS:WaterPollution、treatmentprocess,UASBreactiontank,aerobictreatment,economicn目　录前　言1第1章概述21.1课题资料21.2污水排放状况21.3设计水量、水质要求21.3.1水质要求21.3.2排放要求2第2章污水处理工艺流程的选择42.1酱醋废水处理方法42.1.1好氧生物处理42.1.2厌氧生物处理52.1.3处理方法的比较52.2工艺流程简图82.3工艺流程的描述102.4各个构筑物的去除率10第3章调节池113.1调节池的作用113.2调节池的几种形式：113.3调节池的计算12第4章UASB工艺系统144.1UASB的作用144.1.1引言144.1.2UASB的由来144.1.3UASB的工作原理154.1.4UASB内的流态和污泥分布154.1.5外设沉淀池防止污泥流失174.1.6UASB的设计174.1.7UASB的启动19n4.1.8工艺的优缺点194.1.9结语20第5章UASB反应器计算215.1UASB反应器所需容积及主要尺寸的确定215.1.1UASB反应器的有效容积215.1.2UASB反应器的形状和尺寸215.1.3时间（HRT）和水力负荷率（Vr）215.2三相分离器的设计225.2.1沉淀区设计225.2.2沉淀区斜壁角度与深度设计225.2.3气液分离设计235.2.4分隔板的设计245.3排泥系统设计255.3.1UASB反应器中污泥总量的计算255.3.2BOD污泥负荷255.3.3产泥量计算265.4出水系统的设计计算265.4.1出水槽设计计算265.4.2出水渠设计计算275.4.3出水管设计计算275.5沼气收集系统的设计计算275.5.1管路设计285.5.2封罐的设计计算285.5.3气水分离器285.5.4沼气柜容积确定28第6章竖流式沉淀池296.1竖流式沉淀池设计计算296.1.1沉淀池各部分尺寸的确定296.1.2喇叭口及反射板尺寸的确定306.1.3污泥斗的计算30第7章煤渣过滤吸附池32n第8章污泥浓缩池338.1氧化池排泥量338.2二沉池污泥量338.3浓缩池工作部分高度338.4超高h2取0.3m348.5缓冲层高h3取0.3m348.6污泥斗容积348.7浓缩后污泥体积34第9章污泥干化床359.1作用359.2设计数据359.3计算35结论36谢辞37参考文献38外文资料翻译40中文翻译46n前　言本课题的意义是为使污水经过一定方法处理后，达到设定的某些标准，排入水体、排入某一水体或再次使用等的采取的某些措施或者方法等。少排入自然系统中的有害物质。达到节约水资源,减少污水对环境的污染的目的。另外本课题要达到的技术要求为国家先进水平。普通曝气法及其变法普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5，在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟)，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。活性污泥法的新发展对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，在曝气方式上确取得了较大的成果，上流式厌氧污泥床反应器(UASB)依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。还有人为地固定微生物包埋固定化法，它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。本课题要解决的问题是废水中的较高的ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ和色度达到国家《污水综合排放标准》GB8978—1996一级标准。主要采用了传统推流式活性污泥法好氧处理和UASB厌氧处理工艺，达到了较好的效果。n第1章概述1.1课题资料徐州酱醋厂位于徐州市主城区，是一个有着近百年历史的食品酿造企业，中国调味品协会理事会员单位，江苏省调味品行业的骨干企业和排头兵。生产和经营酱油、食醋、酱类、酱腌菜及腐乳等五大系统近百个产品，年产规模五万吨，是淮海经济区规模最大、实力最强的酱醋生产企业。酱油精选优质大豆、小麦为主要原料，生产工艺如下：脱脂大豆润水蒸料冷却通风制曲成曲制醅、发酵成熟酱醅浸淋生酱油配兑、灭菌贮藏、包装食醋精选优质大米为主要原料经独特工艺酿制，生产工艺如下：大米浸泡、磨浆调浆、液化糖化酒精发酵醋酸发酵压滤配兑、灭菌贮藏、包装1.2污水排放状况排放废水主要来源酱油、食醋生产中的洗榨布水、罐装生产的洗瓶水以及生产后的保洁及工人的洗浴水。废水中的主要成分包括粮食残留物、发酵过程产物、氨基酸、醋酸、微量洗涤剂、消毒剂、大量的盐分、各种微生物及微生物的分泌物和代谢产物，废水呈现较高的ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ和色度。1.3设计水量、水质要求1.3.1水质要求设计水量：600m3/d1.3.2排放要求出水达到国家《污水综合排放标准》GB8978—1996一级标准。表1进水水质及排放标准n项目进水水质排放标准COD（mg/l）3000≤100BOD52000≤20SS500≤70pH6-76-9n第二章污水处理工艺流程的选择2.1．酱醋废水处理方法鉴于酱醋废水自身的特性，酱醋废水不能直接排入水体。目前常根据BOD5/CODcr比值来判断废水的可生化性，即：当BOD5/CODcr>0.3时易生化处理，当BOD5/CODcr>0.25时可生化处理，当BOD5/CODcr<0.25难生化处理，而废水的BOD5/CODcr的比值>0.3所以，处理酱醋废水的方法多是采用好氧生物处理，也可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。目前国内的酱醋厂酿造废水的污水处理工艺，都是以生物化学方法为中心的处理系统。80年代中前期，多数处理系统以好氧生化处理为主。由于受场地、气温、初次投资限制，除少数采用塔式生物滤池，生物转盘靠自然充氧外，多数采用机械曝气充氧，其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行。目前，国内外普遍采取生化法处理酱醋废水。根据处理过程中是否需要曝气，可以把升华处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。2.1.1好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充足的情况下，利用好氧微生物的生命活动氧化废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）。这种方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法。（1）活性污泥法活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多，运行最可靠的方法，具有投资省，处理效果好等优点。该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。废水进入曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解水中的有机物，污泥和水的分离则由沉淀池来完成。据报道，进水CODcr为1200－1500mg/L时出水CODcr可降至50－100mg/L.去除率为94％－96％。活性污泥处理废水的缺点时动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀。污泥膨胀的原因是废水中碳水化合物含量过高，而N,P,Fe等营养物质缺乏，各营养成分比例失调，微生物不能正常生长而死亡。解决的办法是投加含N,P的化学药剂，但这将使处理成本提高。而较为经济的方法是把生活污水（其中N,P浓度较大）和废水混合。间歇式活性污泥法（SBRn）通过间歇曝气可以使动力消耗显著降低，同时，废水处理时间也短于普通活性污泥法。（2）深井曝气法深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法，曝气池由下降管以及上升管组成。将废水和污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入两管中，混合液则由上升管排至固液分离装置，即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的。其优点是：占地面积少，效能高，对氧的利用率大，无恶臭产生等。据测定，当进水BOD5浓度为2400mg/L时，出水浓度可降为50mg/L,去除率高达97．92％。当然，深井曝气也有不足之处，如施工难度大，造价高，防渗漏技术不过关等。（3）生物膜法与活性污泥法生物膜法时在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理，不会出现污泥膨胀的问题。生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表，在废水治理中均被采用，主要是降低废水中的BOD5。生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气。这种方法可以得到很高的固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效果高，占地面积也小于活性污泥法。2.1.2厌氧生物处理厌氧生物处理适用于高浓度有机废水。它是在无氧条件下，靠厌氧细菌的作用分解有机物。在这一过程中，参加生物降解的有机基质有50％～90％转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。因此，废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注。厌氧生物处理包括多种方法，但以升流式厌氧污泥床(UASB)技术在废水的治理方面应用最为成熟。UASB的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气－液－固分离系统（三相分离室）。废水从反应器低部加入，在向上流穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）。气，液，固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出，截至1990年9月,全世界已建成30座生产性UASB反应器处理废水，总容积达60600立方米。2.1.3处理方法的比较1.酸化—SBR法处理废水此方法主要处理设备是酸化柱和SBRn反应器。这种方法在处理废水时，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）酸化—SBR法处理高浓度废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。要想使此方法在处理废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求（1）酸化—SBR法处理中高浓度废废水，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）酸化—SBR法处理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。2.UASB—好氧接触氧化工艺处理废水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UASBn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%，该工艺非常适合在废水处理中推广应用。3.新型接触氧化法处理废水此方法处理过程为：废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物，出水进入调节池，然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理，通过风机强制供风使废水与填料接触，维持生化反应的需氧量，VTBR反应器出水进入沉淀器，去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷，之后流人气浮设备去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水。4．生物接触氧化法处理废水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。5．内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理废水此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式，厌氧采用内循环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℃，而本工程的废水水质超出了这个范围。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。内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。UASB反应器的出水水质一般都比较稳定，在回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高UASB反应器对进水水温、pH值和COD浓度的适应能力，只需在UASB反应器进水前对其pH和温度做一粗调即可。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：实践证明，采用内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理废水是可行的，其运行结果表明COD总去除率高达95％以上。②由于采用的是内循环UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式，可根据生产的季节性、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。n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。升流式厌氧污泥床UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed，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。因此选用该设计工艺流程。2.2工艺流程简图n2.3工艺流程的描述污水先通过筛网到调节池里，然后经过泵的提升到UASB厌氧池，通过管道到推流式曝气池，经管道到二沉池，最后到煤渣吸附过滤池，然后水可以直接排出了。其中污泥浓缩池和污泥干化床中的清水回流到调节池。二沉池的污泥一部分回流到好氧池，另一部分污泥通过泵的提升到污泥浓缩池，和UASB厌氧池里的污泥一起浓缩，然后经过污泥干化床后外运出去。2.4各个构筑物的去除率调节池，调节污水pH值UASB厌氧池，可降解的COD去除率达到70—80％左右推流式曝气池，BOD去除率为85%，COD去除率为80%二沉池，BOD5去除率为80%n第3章调节池3.1调节池的作用为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业及其他废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。分类：水量调节池和水质调节池。作用：对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水，水量有大有小，不均匀，调节池就是起到了调节水量的作用，保证设备能够正常运行，不会因为水量大而溢出，也不因为水量小而空转。分类：水量调节池和水质调节池。3.2调节池的几种形式：（1）水槽沿对角线方向设置，废水由左右两侧进入池内后，经过不同的时间才流出水槽，水槽中的废水是在不同的时间内流进来的，就是说浓度都是不相同的，这样就达到自动调节的目的，为了防止废水在池内短路，可以在池内设置若干纵向隔板，废水中的悬浮物会在池内沉淀，可设沉渣斗，通过排泥管定期排出池外，如果调节池的溶积很大，需要设置的沉渣斗过多，管理太麻烦，可考虑将调节池做成半底，用压缩空气搅拌废水，以防止沉淀，调节池的有效水深采取1.5-2m，纵向隔板间距为1-1.5m。（2）池内设置许多折流短墙，使废水在池内来回折流，配水槽设在调节池上，通过许多孔口溢流，投配到调节池的前后各个位置内，使废水在池内得到混合、均衡，调节池的起端入流量可控制在1/3—1/4流量，剩余的流量可通过其他各投配口等量投入到池内。（3）池子由两个或三个池子组成，池内装设空气管道，每池间歇独立运行，轮流倒用，第一池充满水后，水流入第二池，第一池内的水用空气搅拌均匀后，用泵抽升到后续构筑物，抽空再循抽第二池的水，这种池基建费用很大。n（4）用堰顶溢流出入，这种形式的调节池只调节水质的变化，而不能调节水量的变化，如后续处理设备要求处理水量均匀，则需使调节池内的水位能自由波动，以便贮存，补充短缺，在采取重力自流的情况下，要求调节池内的最低水位超过后续处理构筑物的最后水位，出水采用浮子定量设备。3.3调节池的计算（1）调节池容积计算取调节池停留时间为8小时，则调节池容积为V=1.2×600×8/24=240m3（2）调节池结构设一座调节池，并将其分为两格，在池中设有泥斗，取底面坡度为0.1，则设计调节池尺寸为长×宽×高=12×6×2.5m调节池进水为淹没孔，在调节池中还设有排空管，池内出水用泵抽到后续构筑物中，调节池设有两格间，当水量较小时可关闭一间。（3）调节池如图所示：n图3-1调节池设计草图n第4章UASB工艺系统4.1UASB的作用4.1.1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-flowAnaerobicSludgeBed，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。4.1.2UASB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（granularnsludge）。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。4.1.3UASB的工作原来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，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。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。4.1.4UASB内的流态和污泥分布nUASB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。根据UASB内污泥形成的形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程大致分为三个运行期：（1）接种启动期：从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达到5kgCOD/m3．d左右，此运行期污泥沉降性能一般；（2）颗粒污泥形成期：这一运行期的特点是有小颗粒污泥开始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至最低时本运行期即告结束，这一运行期污泥沉降性能不太好；（3）颗粒污泥成熟期：这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个UASB。当污泥床容积负荷达到16kgCOD/m3．d以上时，可以认为颗粒污泥已培养成熟。该运行期污泥沉降性很好。4.1.5外设沉淀池防止污泥流失n在UASB内虽有气液固三相分离器，混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区固液分离不佳，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度。为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内。设置外部沉淀池的好处是：（1）污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期；（2）去除悬浮物，改善出水水质；（3）当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性；（4）回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。n4.1.6UASB的设计UASB在UASB内虽有气液固三相分离器，混合液进入沉淀区前已把气体分离，但由于沉淀区内的污泥仍具有较高的产甲烷活性，继续在沉淀区内产气；或者由于冲击负荷及水质突然变化，可能使反应区内污泥膨胀，结果沉淀区固液分离不佳，发生污泥流失而影响了水质和污泥床中污泥浓度。为了减少出水所带的悬浮物进入水体，外部另设一沉淀池，沉淀下来的污泥回流到污泥床内。设置外部沉淀池的好处是：（1）污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期；（2）去除悬浮物，改善出水水质；（3）当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性；（4）回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。UASB的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为3－8m，多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时，需要的沉淀面积大，为了保证反应区的一定高度，反应区的面积不能太大时，则可采用反应区的面积小于沉淀区，即污泥床上部面积大于下部的池形。气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用，因此设计时应给予特别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几点要求：1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀；2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角；3、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2.h；4、处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中；5、应防止集气器内产生大量泡沫。第2、3两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度－面积比来加以满足。n对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制；对于中等浓度和高浓度污水，在极高负荷下，单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在国内外所取得的成果表明，只要负荷率不超过20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未见到有大于10m的报道，第三代厌氧反应器除外。污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的工作是具有重要意义，对于整个有机物去除率更加至关重要。特别要注意避免气泡进入沉淀区，要使固——液进入沉淀区之前就与气泡很好分离。在气——液表面上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区，所以在设计中必须事先就考虑到：（1）采用适当的技术措施，尽可能避免浮渣的形成条件，防范浮渣层的形成；（2）必须要有冲散浮渣的设施或装置，在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下，能够及时破坏浮渣层的形成，或能够及时排除浮渣。如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀地分布在床断面上，其中的关键是要均匀——匀速、匀量。UASB容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行。设计时可通过试验决定参数或参考同类废水的设计和运行参数。4.1.7UASB的启动1、污泥的驯化UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。最好的办法加以驯化，一般需要3－6个月，如果靠设备自身积累，投产期最长可长达1－2年。实践表明，投加少量的载体，有利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成；比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化；比甲烷活性高的厌氧污泥可缩短启动期。2、启动操作要点（1）最好一次投加足够量的接种污泥；n（2）启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外，使较重的活性污泥在床内积累，并促进其增殖逐步达到颗粒化；（3）启动开始废水COD浓度较低时，未必就能让污泥颗粒化速度加快；（4）最初污泥负荷率一般在0.1－0.2kgCOD/kgTSS.d左右比较合适；（5）污水中原来存在的和厌氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前，不应随意提高有机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验；（6）可降解的COD去除率达到70—80％左右时，可以逐步增加有机容积负荷率；（7）为促进污泥颗粒化，反应区内的最小空塔速度不可低于1m/d，采用较高的表面水力负荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒。4.1.8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。4.1.9结语UASB工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，生产性规模不等。实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。n第5章UASB反应器计算5.1UASB反应器所需容积及主要尺寸的确定5.1.1UASB反应器的有效容积V有效=Q(C0-Ce)/Nv=600×（3000-3000×20%）×10-3/6.5=221.6m3Q设计处理量，m3/dC0、Ce进出水CAD浓度mg/lNvCOD容积负荷，kgCOD/(m3d)5.1.2UASB反应器的形状和尺寸升流式厌氧污泥床选用矩形，从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比为2：1，设计反应器有效高度为h=4m，则横截面积S=V有效/h=221.6/4=55.4m2设吃长L约为池宽B的2倍，则可取B=5.5mL=11m一般应用时反应器装液量为70%~90%.本工程中设计反应器总高H=4m其中超高为0.5m反应器的总容积V=BLH=5.5×11×(4-0.5)=272.25m3有效容积为221.6m3n则体积有效系数为82%，符合有机负荷要求5.1.3时间（HRT）和水力负荷率（Vr）tHRT=（221.6/600）×24=9hVr=Q/S=600/24/55.4=0.5m3/m2h水力负荷Vr=0.1～0.9符合要求进水分配系统的设计（1）布水点的设计由于所取容积负荷为6.5kgCOD/m3d,因此每个点的布水负荷面积大于2m2本次设计池中共设置20个布水点，则每个的符合面积为Si=S/n=55.4/20=2.77m2(2)配水系统形式UASB反应器的进水分配系统使用V型穿孔管配水，共设置布水孔20个，出水流速u选2.34m/s则孔径为d=（4Q/3600nu3.14）1/2=[4×(600/24)/3600×20×3.14×2.34]1/2=0.014m采用连续进料方式，布水孔孔口向下，布水管离UASB反应器底部200mm（3）上升水流速度和气流速度常温下容积负荷为Ns=6.5kgCOD/m3d，沼气产率r=0.35m3/kgCOD采用接种消化污泥为依据计算则空塔水流速度UR=Q/S=(600/24)/55.4=0.46m/h《1.0m/h空塔气流速度Ug=QCoηr/s=（600/24）×3.0×0.8×0.35/55.4=0.38m/h《1.0m/hΗ为COD去除率，取80%5.2三相分离器的设计5.2.1沉淀区设计本次设计中与短边平行，沿长边布置5个集气罩构成4个分离单元，则设置4个三相分离器，三相分离器的长度为5米，每个单元宽度为L=S/B/4=55.4/5/4=2.8m其中沉淀区长B1n=5m宽度b=2.0m，集气罩顶宽度a=0.8厚0.2m沉淀室底部进水口宽度b1=1m沉淀区面积S1=Nb1B=4×5×2=40m2沉淀区表面负荷q′=Q/S1=600/24/40=0.625m3/m2h<0.7符合要求沉淀室进水口面积S2=nBb1=4×5×1=20m2沉淀室进水口水流上升速度V2=Q/S2=600/24/20=1.25m3/m2h<2.0m3/m2h符合要求5.2.2沉淀区斜壁角度与深度设计设计UASB反应器沉淀区最大水深为1.5m，h1=0.3m（超高），h2=0.5m，h3=1.0m，倾角α=arctan【h3/0.5（b+0.4-b1）】=arctan【1/0.5(2.0+0.4-1)】=55.01°符合要求（三相分离器沉淀区斜壁倾斜度应在45~60°之间）5.2.3气液分离设计3.1图三相分离器气夜分离设计图在分离器设计中，必须满足VN/VM>MN/MB设倾角β=60°，γ=70°，b2n=0.4m，分隔板下端距反射锥垂直距离MN=0.15m则缝隙宽度L1=MNsinβ=0.15×sin60°=0.13m废水总流量为600m3/d据资料，设有0.7Q=420m3/d的废水通过进水缝进入沉淀区，另有0.3Q=180m3/d的废水通过回流缝进入沉淀区，则VM=0.3Q/24nL1B=180/24×4×2×0.13×5=1.45m/h<2符合要求Mc=b2/2sinβ=0.4/2sin60°=0.231m设BC=0.4m，则MB=BC-MC=0.4-0.231=0.17mAB=2BCcos30°=2×0.4×cos30°=0.693mBD=AD=AB/2cos20°=0.693、2×cos20°=0.369mCD=BCsin30°+BDsin20°=0.4sin30°+BDsin20°=0.4sin30°+0.369sin20°=0.327m则h5=CD+MN-MCcosβ=0.327+0.15-0.231cos60°=0.362m脱水条件校核，设能分离气泡的最小值径dg=0.01m，常温（25℃）下清水运动粘滞系数r=1.01×10-2cm2/s，废水密度ρ1=1.03g/cm3，气体密度ρg=1.2×10-3g/cm3气泡碰撞系数β=0.95则清水动力粘度V`=rβ1=1.01×10-2×1.03=1.04×10-2g/cms因处理对象为废水，其动力粘度V一般大于V`,可取V=2.0×10-2g/cmsVN=βg（ρ1-ρ2）dg2/18V则气泡上升速度（可分离的最小气泡为）VN=0.95×981×（1.03-1.2×10-3）×0.012/18×2.0×10-2=0.266cm/s=9.58m/h验证：VN/VM=9.58/1.45=6.61MN/MB=0.15/0.17=0.9VN/VM>MN/MB,合理所以设三相分离器可脱除dg>=0.01cm的沼气泡,分离效果良好5.2.4分隔板的设计如图三相分离器气液分离设计图b2=0.4mb3=1/2(b-b2)=1/2(2-0.4)=0.8m气体因受浮力作用气泡上升速度在进水缝中VN=9.58m/h则进水缝斜向上速度分量为VNsina=9.58×sin55.01°=7.85m/hn在玩进水缝水流速度应满足V<7.85m/h否则水流把气泡带进沉降区假设水流速度V刚好等于7.85m/h,前面计算中已经设有420m3/h废水通过回流缝进入沉降区,则三相分离器的进水缝纵截面总面积为S进水缝总=Q进水缝/V=420/(24×7.58)=2.23m2,共有4组(8条)进水缝,每条进水缝纵截面面积S进水缝单=S进水缝总/n=2.23/8=0.28m2进水缝宽度L2=S进水缝单/B=0.28/5=0.06m应满足L2与L1相当级数且L2>0.06m现设计L2=0.09则进水缝中水流速度V=Q进水缝/S进水缝=420/24×2×4×0.09×5=4.86m/h<7.85m/h满足设计要求Δh=L2/cosa=0.09/cos55.01°=0.16mh4=b3tana+Δh-h3=0.8×tan55.01°+0.16-1=0.31m设进水缝下板上端比进水缝上板下端高出0.15m则进水缝下板长度为(0.15+h4/sina=(0.15+0.31)/sin55.01°=0.562m进水缝上板长度为:h3/sina=1/sin55.01°=1.221m5.2.5三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高h=h2+h3+h4+h5=0.5+1+0.31+0.362=2.172mUASB反应器总高H=4.5m，超高为h1=0.5m5.3排泥系统设计5.3.1UASB反应器中污泥总量的计算板设计中，反应器最高液面为5m其中沉淀区高1.8m，污泥浓度为ρ1=0.5gss/l，悬浮区高度1.0m，污泥浓度ρ2=2.0gss/l，污泥床高2.0m，污泥浓度ρ3=15.0gss/l则反应器内污泥总量M=Sh1`ρ1+Sh2`ρ2+Sh3`ρ3=55.4×(1.8×0.5+1.0×2+2×15)=55.4×n(0.9+2+30)=1822.7kgss5.3.2BOD污泥负荷F/M=SBOD5Q/M=(2.0-0.3)×600/1822.7=0.56kgBOD5/kgss.d5.3.3产泥量计算根据经验数据每去除1kgCOD产生0.05～0.10kgvss取X=0.05kgvss/kgCOD，则产泥量为ΔX=XQSr=0.05×600×3.0×0.8=72kgvss/dQ设计处理量Sr去除的COD浓度取VSS/SS=0.8则ΔX`=72/0.8=90kgss.d污泥含水率P为98%,因含水率>95%,取ρS=1000kg/m3则污泥产量为Qs=ΔX`/[ρS(1-P)]=90/1000×(1-98%)=4.5m3/d5.3.4污泥龄的计算污泥龄Qc=M/ΔX=1822.7/72=25.32d5.3.5排泥系统计算在三相分离器下0.3m处设置2个排泥口，排空时由污泥泵从排泥管强排，进水管也可兼做排泥管,UASB反应器每3个月排泥一次，污泥排入集泥池，再由污泥泵送入污泥浓缩池，排泥管选DN100的钢管，排泥总管选用DN150的钢管5.4出水系统的设计计算5.4.1出水槽设计计算为了保持出水均匀，沉淀区的出水系统通常采用出水渠，一般每个单元三相分离器沉淀区设一条出水渠，而出水渠每隔一定距离设三角出水堰池中设有4个单元三相分离器，出水槽共有4条，槽宽bc=0.12m反映其流量q=600/（24×3600）=0.007m3/s设出水槽槽口附近水流速度Vc=0.25m/s则n槽口附近水深hf=q/Vcbc=(0.007/4)/(0.25×0.12)=0.059M取槽口附近水槽深hc为0.15m，出水槽坡度为0.01出水槽溢流堰共有8条，每条长5m设计90°三角堰，堰高40mm，堰口宽80mm，则堰口水面宽b`=40mmUASB处理水量为7.0L/S,溢流负荷为1～2L/ms,设计溢流负荷为1.05L/ms则堰上水面总长L=q/f=7.0/1.05=6.7m三角堰数量n三角堰=L/b’=6.7/40×10-3=167个则每条溢流堰三角堰数量为167/88=21个,共21个80mm的堰口,21个80mm的间隙堰上水头校核每个堰出流率为q’=q/n三角堰=0.007/167=4.2×10-5m3/s,按90°三角堰计算公式q’=1.43h2.5则堰上水头为h=(q’/1.43)0.4=(4.2×10-5/1.43)0.4=0.0154m5.4.2出水渠设计计算UASB反应器沿长边设一条矩形出水渠,4条出水槽的出流流至此出水渠,出水渠保持水平,出水由一个出水口排出出水渠宽bQ=0.6m,坡度0.01,设出水渠渠口附近水流速度VQ=0.25m/s,则渠口附近水深hgf=q/bQVQ=0.007/(0.6×0.25)=0.047m考虑渠深应以出水槽槽口为基准计算,所以出水渠渠深hq=0.047+0.15=0.2m5.4.3出水管设计计算UASB反应器排水点为7.0L/S,选用DN100钢管排水,约为0.17m/s,充满度设计为0.6,设计坡度为0.0015.5沼气收集系统的设计计算n由于有机负荷较高,产气量大,因此设置一个水封罐,水封罐出来的沼气先通入气水分离器,然后再进入沼气贮柜5.5.1管路设计（1）集气室沼气出水管,每个集气罩的沼气用一根集气管收集,共有5根集气管,用钢管,每根集气管内最大气流量gmax=G/n沼气管=504/(3600×24×5)=1.17×10-3G为总集气量=QCoηr=600×3×0.8×0.35=5.4m-3ηCOD去除率r沼气产生率Co进水COD浓度设计集气管直径为DN100,设置300mm立管出气共5根(2)沼气主管5根集气管先汇入沼气主管,采用钢管,沼气主管管道坡度为0.5%.则沼气主管内最大气流量g=G/24×3600=504/(24×3600)=0.0059m3/s主管直径与沼气流量的关系式为g=aπd2v/4a充满度取0.6则流速v=0.826m/sd=124mm所以沼气主管直径为DN=150=d沼气=d5.5.2封罐的设计计算去水封高度为1.2m,水封罐面积一般为进气管面积的4倍,则水封罐面积S水封罐=(1/4)πd2沼气×4=(1/4)×3.14×0.152×4=0.08m2水封罐直径取0.3m5.5.3气水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用,选用φ500mm×H1800mm钢制气水分离器,气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。5.5.4沼气柜容积确定该处理站日处理沼气504m3，在玩沼气柜容积应为3h产气量的体积来确定V沼气柜=qt=（504/24）×3=63m3BOD去除率为85%COD去除率为80%n第6章竖流式沉淀池竖流式沉淀池又称立式沉淀池，是池中沸水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升（对于生活污水一般为0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用1-1.5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出的竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度达，施工困难，造价高。常用于处理水量小于20000m3/d的污水处理厂。理论依据：竖流式沉淀池中，水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗粒进行拦截和过滤。因而竖流式沉淀池的效率比平流式沉淀池要高6.1竖流式沉淀池设计计算6.1.1沉淀池各部分尺寸的确定1）沉淀区高度设污水上升流速V=0.6mm/s沉淀时间为1.7hh2=Vt×3600=0.6×10-3×1.7×3600=2.7m2）沉淀区的有效断面面积：f2=Qmax/r=600×1.2/（3600×24×0.0007）=12m23）中心管有效过水断面面积：f1=Qmax/ro=600×1.2/（3600×24×0.1）=0.083m2≈0.1m2因设有反射板，流速Vo=0.1m/sn4)沉淀池总面积A=f1+f2=0.1+12=12.1m2≈12m2确定采用一座沉淀池,则表面积为A1=12m25)中心管管径d=√4f1/4π=√4×0.1/(4×3.14)=0.18m6)沉淀池直径D=√4A1/π=√4×12/3.14=4m验证:D/h2=4/2.7<3符合条件6.1.2喇叭口及反射板尺寸的确定中心管直径为0.18m喇叭口直径为d1=1.35×0.18=0.25m反射板直径为d2=1.3×0.25=0.32m中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高为V1取0.03mh3=qmax/V1πd1=600×1.2/(24×3600)÷(0.03×3.14×0.25)=0.36m6.1.3污泥斗的计算贮泥斗的倾角按55°考虑,则贮泥斗的高度h5=3.4m,保护高度及缓冲层均取0.3m则沉淀池的总高度为H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.7+0.5+0.36+3.4=8.3m6.1.4沉淀池出水部分的设计计算1)出水堰:出水堰采用水平薄壁堰,出水槽设于池外,堰沿池内壁设置,故堰长为L=∏d=3.14×4=12.56m由10块钢堰板拼接,每块堰板长为L1=L/10=1.256m单位堰长流量q为q=Q/L=600×1.2/3600×24÷12.56=0.00067m3/ms=0.67L/ms因为水平堰q=1.86ho3/2Ho=3√(q/1.86)2=3√(0.00067/1.86)2=0.0051m即堰上水头为5.1mm取1cm出水槽:出水槽中设一出水总管,故出流槽分为两半,均匀接纳经堰口流来的澄清水,槽为平底,槽中水流为非均匀流设池壁厚为0.05m,槽宽b=0.15m,则槽的起端水深为nhk=1.733√1.5×(600×1.2/3600×24)2÷(9.8×0.152)=1.73×0.093=0.16m取槽起端处水深为0.16m，为使澄清水经堰后有自由跌落，取槽深为0.2m外墙另加保护高度0.2mn第7章煤渣过滤吸附池煤渣过滤吸附池为连续过滤换渣池，煤渣为该厂锅炉房排出的废渣，池子的特点是：a采用压缩空气提渣，解决煤渣滤池的提渣难题。b滤池连续运行提渣时不损坏滤层，出水水质好，池底部总是吸附饱和的煤渣。c煤渣成层自下运动，煤渣利用率高。煤渣滤池几何尺寸为长3.0m，宽3.0m，高3.0m，滤速为1.0m/h，煤渣每周更换一次，煤渣采用压缩空气提渣管提渣，提渣管提渣是利用气、水、渣密度不同而将渣由底部提升出池，提渣管的压缩空气由空压机提供，其空压机型号为3w-0.9/7，额定排气量为0.9m3/min，额定排气压力约为0.7Mpa工作时在0.3～0.4Mpa压力下即可将煤渣提出，另外，为了防止煤渣在滤池中板结，在煤渣池底部分别设置一些压缩空气喷嘴，通过压碎空气松动池中煤渣。n第8章污泥浓缩池氧化池，二沉池排泥量8.1氧化池排泥量按BOD5去除率计算（活性污泥法）设每去除1kgBOD5产生0.3～0.4kg污泥Lr为BOD5进出水浓度差值，y为BOD5去除率为80%，ρ为污泥容量以1000kg/m3W=0.4QLry/1000=(300-20)×80%×600×0.4/1000=53.76kg/d设污泥含水率p=99%则V=W/(1-P)×1000=53.76/0.01×1000=5.376m3/dUASB系统中产生污泥量BOD5去除率为85%W’=0.4QLry/1000=(2000-300)×85%×600×0.4/1000=346.8kg/d污泥含水率为99%V’=W/(1-P)×1000=346.8/0.01×1000=34.68m3/d8.2二沉池污泥量按BOD5去除率计算污泥含水率为99.2%～99.6%，Lr为BOD5进出水浓度差值，yob污泥产率系数0.4～0.8经生物接触氧化池后的二沉池BOD5进水浓度300×（1-80%）=60mg/lW=yobQLr=0.6×600×(60-20)×10-3=14.4kg/d污泥干重V=W/(1-P)×1000=14.4/(1-0.994)×1000=2.4m3/d浓缩池总处理污泥量Q=5.376+34.68+2.4=42.456m3/d8.3浓缩池工作部分高度取污泥浓缩时间T=15h则h1=TQ/24A=15×42.456/24×9.5=2.8mn8.4超高h2取0.3m8.5缓冲层高h3取0.3m8.6污泥斗容积设污泥斗坡度为55°污泥斗下底直径D1=1.2m上底直径D2=3.5m，近两日污泥量为80m3/d=V可根据V=Πh5/（D22+D1D2+D12）求得h5=4.3m浓缩池总高度H=h1+h2+h3+h5=2.8+0.3+0.3+4.3=7.7m8.7浓缩后污泥体积P1为经二沉池进入浓缩池污泥含水率99.2%～99.6%P2污泥浓缩后污泥含水率97%～98%V2=Q(1-p1)/(1-p2)=42.456×(1-0.994)/1-0.97=8.5m3n第9章污泥干化床板框压滤机设计计算9.1作用由重力浓缩后的污泥含水率比较高，需将污泥进行脱水后外运选用水平自动板框压滤机9.2设计数据1压滤机产率一般为2～4kg/m3h2压滤脱水周期1.5～4h9.3计算压滤机过滤面积A=1000(1-P)×Q/L=1000×(1-97%)×(42.456/24)/4=13.3m2（根据压滤机面积选择性能）P污泥含水率Q无计量m3hL污泥产率n结论本设计主要针对将酱醋厂酿造废水处理工程进行了一系列的设计，采用了好氧处理以及UASB厌氧处理工艺。升流式厌氧污泥床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。竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易。另外对UASB也进行了详细的设计，比如三相分离器、布水方式等。n谢辞该毕业设计即将结束之际，我要感谢在这一学期在毕业设计阶段所有帮助过我的人们。首先，我要最衷心地感谢的是——我的导师施老师，本设计是在*老师悉心指导下完成的，期间施老师给与了我许多关心和指导。感谢在一起互帮互助了一学期的毕业设计同组组员孙源。我还要感谢有一批在毕设期间在学业和生活上都给予我莫大帮助的同学朋友们，是你们给了我巨大的鼓舞和动力；没有你们就没有我的顺利毕业。当然，还有一份感激之情难于言表，那就是感谢我的父母。  再次，我还要感谢大学三年来所有的任课老师，是他们把科学的方法和知识传授给了我。最后，感谢所有在毕业设计期间给与我帮助的老师，同学和朋友们，衷心的谢谢大家！n参考文献[1]史惠祥实用水处理设备手册化学工业出版社2000[2]罗辉环保设备设计与应用高等教育出版社2006[3]王利平水工程概预算与技术经济评价化学工业出版社2004[4]梅特卡夫和埃迪公司、秦裕衍等译.废水工程.化学工业出版社，2004[5]张雁秋.水污染控制工程.煤炭工业出版社，2002[6]顾夏声等.水处理工程.清华大学出版社，2000[7]王凯军、左剑恶等.UASB工艺的理论与工程实践.中国环境科学出版社，2000[8]崔玉川、杨崇豪、张东伟.城市污水回用深度处理设施设计计算.化学工业出版社2004[9]钱汉卿、左宝昌.化工水污染防治技术.中国石化出版社，2004[10]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨工业大学出版社，2002[11]给水排水设计手册，第三册.城市给水.中国建筑工业出版社[12]严煦世主编.给水排水工程快速设计手册，第一册.给水工程.中国建筑工业出版社[13]国家城市给水排水工程技术研究中心编.给水排水工程概算与经济评价手册.中国建筑工业出版社[14]张仁江.三种高浓度有机工业废水厌氧生物处理技术的研究[硕士学位论文].南开大学，2000[15]刘江勋.混合工业废水的处理研究[硕士学位论文].华南理工大学，2002[16]卢爱平.厌氧生物处理技术在两种高浓度有机工业废水处理中的应用研究[硕士学位论文].南开大学，2001[17]朱光远.微电解－厌氧水解－SBR工艺处理制药废水的研究[硕士学位论文].湖南大学，2001[18]Yamaguchi,Takashi.ProcessbehaviorofUASBreactortreatingawastewatercontaininghighstrengthsulfate.WaterResearch，1999[19]Gonçalves,RicardoFranci.CombiningUpflowAnaerobicSludgeBlanket(UASB)ReactorsandSubmergedAeratedProfilersforSecondaryDomesticWastewaterTreatment.WaterScienceandTechnology，1999[20]Parawira,W.，Kudita,I.Astudyofindustrialanaerobictreatmentofopaquebeerbrewerywastewaterinatropicalclimateusingafull-scaleUASBreactorseededwithactivatedsludge.ProcessBiochemistry，2005n[21]Lepistö,Raghida，Rintala,Jukka.Extremehemophilic(70°C),VFA-fedUASBreactor:performance,temperatureresponse,loadpotentialandcomparisonwith35and55°CUASBreactors.WaterResearch，1999[22]Mahmoud,Nidal，Zeeman,Grietje.Anaerobicsewagetreatmentinaone-stageUASBreactorandacombinedUASB-Digestersystem.WaterResearch，2004[23]Machdar,Izarul，Harada,Hideki.Anovelandcost-effectivesewagetreatmentsystemconsistingofUASBpre-treatmentandaerobicpost-treatmentunitsfordevelopingcountries.WaterScienceandTechnology，1996n外文资料翻译Modernsewagetreatmenttechnologies,dividedbytreatment,canbedividedintoPrimary,secondaryandtertiarytreatment.Primarytreatment,removalofsewagewasmainlyastateofsuspendedsolidpollutants;physicalapproachmosthadcompletedonlyprimarytreatmentrequirements.Afterprimarytreatmentofsewage,BODremovalisgenerallyaround30%lessthanthedischargestandard.Primarytreatmentsecondarytreatmentisthepre-treatment.Secondarytreatment,mainlyintheremovalofsewagewasastateofcolloidalanddissolvedorganicpollutants(BOD,CODmaterial),morethan90%removalratetomeettheemissionstandardsfororganicpollutants.Tertiarytreatment,furthertreatmentofrefractoryorganicmatter,nitrogenandphosphoruscanleadtoeutrophication,suchassolubleinorganic.Theprimarymeansofbiologicalnitrogenandphosphorusremovalmethod,coagulation-sedimentationmethod,methodofsand,activatedcarbonadsorption,ionexchangeandanalysis,suchaselectro-osmosis.Theentireprocessfortheadoptionoftheoriginalcoarsegridcutupgradesewagepumpsewagehasbeenupgradedaftertherateofcelldeletionorsieve,andafterenteringthegritchamber,sand,aftertheseparationofsewagewaterintothefirstsedimentationtank,morethanfortheprimarytreatment(thatis,physicaltreatment),primarysedimentationtankofwaterintothebio-processingequipment,thereareactivatedsludgeandboil,(oneactivatedsludgeaerationtankreactorthere,oxidationditchandsoon,includingthebiologicalfilterboilpool,biowheel,bio-contactoxidationandbiologicalfluidizedbed),bio-processingequipmentofthewaterintothesecondarysedimentationtank,secondarysedimentationtankofwaterhasbeensterilizedordischargeintothetertiarytreatment,primarytreatmentfortheendofthis2treatment,tertiarytreatment,includingbiologicalnitrogenandphosphorusremovalmethod,coagulation-precipitation,sandfiltration,activatedcarbonadsorption,ionexchangeandelectrodialysis.Secondarysedimentationtankofthesludgensedimentationtankbacktotheinitialorbiologicaltreatmentequipment,aspartofenteringthesludgethickeningtank,andthenintothesludgedigestiontank,afterdehydrationanddryingequipment,thefinaluseofsewagesludge.Thesearethesewagetreatmentplanttodealwiththebasicprocessflow,seeflowchartonpageone.二.Structurestodealwithalltheenergyconsumptionanalysis1.UpgradingthesewagepumpingstationAccesstosewagetreatmentplants,sewagehasbeencutintothecoarsegridtoupgradethesewagepumpingstation,sewagepumpafterthegritchambertothefirstpool.Pumptoruntospendalotofenergy,accountingfortheoveralloperationofwastewatertreatmentplantofalargeproportionofenergyconsumption,whichistoraisethesewageflowandtheheadofthe.2.GritChamberGritchamber'sfunctionistoremovelargerparticlesoftheinorganic.Gritchamberlocatedinthegeneralpumpingstationbeforethepre-invertedsiphoninordertoreducetheinorganicparticlestothewaterpumps,pipewearandtear;alsocanbelocatedattheprimarysedimentationtankbeforesoastoreducethesedimentationtanksludgetreatmentcapacityandimprovethetreatmentofconditionsofstructures.Gritchambercommonlyusedarestratosphericgritchamber,aeratedgritchamber,gritchamberDoleandbell-typegritchamber.Chamberpoolneedsofenergysupplyismainlysandandwaterseparatorsandsuctionmachines,aswellasthegritchamberaerationoftheaerationsystem,Dolebell-typegritchamberandgritchamberofthepowersystem.3.InitialsedimentationtanksSedimentationtankisthefirsttimeathemeofasewagetreatmentplanttodealwithstructures,orasasecondarysewagetreatmentplantlocatedinthepre-treatmentbiologicaltreatmentstructuresinfrontofstructures.ProcessingispartofSSandBOD5;biologicaltreatmentcanimprovethestructureoftheoperatingconditionsandreducetheBOD5load.Primarysedimentationtank,includingthestratosphericsedimentationtanks,sedimentationtanksandtheflowconvergenceverticalflowsedimentationtanks.nPrimarysedimentationtankisthesludgedischargethemainenergyequipment,suchaschainbeltMudScraper,scrapingmudwriteJavamachines,suctionpumps,butbecauseoftheimpactofsludgedischargecycle,theprimarysedimentationtankisrelativelylowenergyconsumption.Figureatypicalmunicipalsewagetreatmentprocesses4.BiologicaltreatmentstructuresProcessforbiologicalwastewatertreatmentunitenergyconsumptionaccountedforwastewatertreatmentplantdirectlytoalargeproportionofenergyconsumption,itandthesludgetreatmentprocessunitenergyconsumptionofthewastewatertreatmentplantanddirectlyaccountedfor60%ofenergyconsumption.Aerationactivatedsludgeaerationsystemtospendalotofpower,itsbasicallyalinkoperation,andgreaterpower,orelsenotgoodaerationeffect,treatmenteffectisnotgood.Oxidationditchtreatmentprocessinstalledaeratorsisalotofequipmentpowerconsumption.Boilactivatedsludgeprocessingequipmentandlowerenergyconsumptioncompared,buttheapplicationoflessistheneedtopromotethetreatmentprocess.5.SecondarysedimentationtankTheabilityofthesecondarysedimentationtankismainlyconsumedinthepumpingandsewagesludgeindicatesthattheremovaloffloatingdebris,thepowerconsumptionisrelativelylow.6.SludgetreatmentSludgetreatmentprocessintheenrichmentpool,sludgedewatering,dryingmustconsumealargeamountofelectricity,sludgetreatmentunitenergyconsumptionisquitelarge,thepowerconsumptionofthesedeviceshavegreatpower.三.Structuresforeachoftheenergy-savingwaytodealwith1.UpgradingthesewagepumpingstationUpgradingthesewagepumpingstationinordertocutenergyconsumption,mainlyonaccountofhowthepumpeffluenttoenhanceenergysavings,choosethecorrectscientificpumps,waterpumpssothatparagraphisintheefficientandeffectivemeansofrationaluseofterrain,toreducetheheighttoupgradensewagereducethewaterpumpshaftpowerNistheeffectivewaytocarryoutregularmaintenanceofwaterpumpstoreducethefrictioncanalsoreducepowerconsumption.2.GritChamberChambertoadoptthestratosphere,toavoidtheneedforpowerequipmentusingthegritchamber,gritchamber,suchasthestratosphere.Rankedbyweightsand,sandtoavoidtheuseofmachineryrow,thesemeasurescanbringaboutconsiderablesavingsinenergyconsumption.3.InitialsedimentationtanksSedimentationtankoftheinitiallowenergyconsumption,energyconsumptionofmajorequipmentinthesludge,theuseofhydrostaticpressurelawwillnodoubtsignificantlyreduceenergyconsumption.4.BiologicaltreatmentstructuresScholarsfromabroadthroughthecost-benefitanalysisofenergyconsumptionandcomparedthebiologicaltreatmentprocess,theybelievethatthemajorityoftreatmentfacilitiesistheenergyconsumptionoccurredinthemotorofsuchasingledevice,thussavingtheentireplantshouldimprovethepowerfactor,selecthigh-performancemechanicalandelectricalequipmentandreducepeakrequirementsaspects.Theirenergy-savingmeasuresincludeboththeelectricmotortoimproveperformance,butalsothefunctioningoftheprocesstosolvetheproblem,butalsoaproductofwastewatertreatmentplantintheenergyrecovery(EnergyRecovery).Aerationsystem,considerableenergyconsumption,energyconsumptionofaerationsystemefficiencystudyoftheaerationequipmentisalwaysinvolvedinthetransformationandinnovation.Althoughanewtypeofaerationequipmentandstyles,butstillcanbedividedinto2categories:thefirstisonekindsoftheporoussubmergedtheproliferationofthefirstairnozzleorairbubblestopassoxygenintotheaqueoussolutionmethod,thefirstistheuseoftwokindsofmechanicalagitationsewagetotheatmosphereofoxygendissolvedinwatermethod.Microporousaeration,aerationandthespreadofthelayoutofthefirstregulationoftheaerationsystemaretheeffectiveenergy-savingmeasures.Innthetraditionalactivatedsludgetreatmentplantaerationtankthinkoffront-endanaerobiczone,submergedstirrerwithamixtureofenergyconservation,biologicalphosphorusremovalprogram.Thissimpletransformationcansavenearly20%ofaerationenergyconsumption,iftakingintoaccountthemixed-useenergy,energyefficiencyhasreached12%.Automaticcontrolsystemappliedtoenergy-savingwastewatertreatment,aerationsystem,aerationstage,dissolvedoxygenconcentrationgradientexists,whichreducesenergyconsumption,butalsotoimprovethetreatmentefficiency,reducesludgevolume.Boiltreatmentprocessusinganaerobictreatmentcansignificantlyreduceenergyconsumption.5.SecondarysedimentationtankSecondarysedimentationtankofthesludgeandsludgeequipmenttoimprovethewayisaneffectivewaytoreducepowerconsumption.6.SludgetreatmentSludgetreatmentsystemresearchfocusesonenergy-savingdealwiththeenergyrecoverysludge.Organicpollutantsinsewagesludgefromtherecoveryofenergyfortheprocessasearlyasthebeginningofthelastcenturyhasbeenputinpractice,butbeforetheenergycrisishasbeenignored.Therearetwowaystorecovery:First,theuseofanaerobicdigestiongas,first,theuseofthermalincinerationofsludge.Thenatureofthestabilityofgastodigest,easystorage,itcanbetheinternalcombustionengineorfuelcellintomechanicalenergyorelectricity,wasteheatrecoverycanalsobeheatedinthesludgedigestion.Thereforetheuseofdigestedsewagegastoresolvethedifferentlevelsofenergyself-sufficiencyissues.Etalcomparedgasgeneratorsandfuelcellsusetwoformsthattheutilizationofhigh-energyfuelcells,withverygooddevelopmentprospects.Tomaximizetheuseofdigestiongasistoimprovetheenergyefficiencyofthemainways.GasgeneratorsetsandnetworkresearchandapplicationofpowergenerationinChinahavebeenanexample,large-scalesewagetreatmentplantgascomprehensiveutilizationofthepossibleways.nAnotherwayofenergyrecoveryisthefieldofmunicipalsolidwasteincinerationinasewagetreatmentplantbuiltnextto,solidwasteandsewagesludgewillbeburnedalongwithaccesstoelectricityfortheoperationoftreatmentplants.Municipalwastewatertreatmentanalysisofenergyconsumptionandenergysavingtechnologyanddevelopmenttoolsareoftennotsynchronized.Sewagetreatmentasaresultofenergybalanceanalysisofthelackof,energy-savingmeasuresisoftenleadedtheformulationandimplementation.Mostenergy-efficientwaysandmeansoftreatmentplantsareoftenoperatedbythemanagementstaffofthetreatmentfacilitycombinedwiththeactualsituation,withexperientialandindividual,andmaynotbeapplicabletootherwastewatertreatmentplantorwastewatertreatmentplantsimilarprocess;Ontheotherhandbroadlyspeaking,thesewagetreatmentareasoftechnologicalinnovation,newmaterialsandnewequipmentimplicationoftheuseofallthepotentialenergyefficiency,andwaysandmeansofenergy-savingisoftenverybroad.n中文翻译现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。以上是污水处理厂处理工艺的基本流程，流程图见下页图一。二．各个处理构筑物的能耗分析1．污水提升泵房进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。2．沉砂池n沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。3．初次沉淀池初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。图一城市污水处理典型流程4．生物处理构筑物污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例，它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运行的，且功率较大，否则达不到较好的曝气效果，处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的处理工艺。5．二次沉淀池二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。6．污泥处理污泥处理工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的，这些设备的电耗功率都很大。三．针对各个处理构筑物的节能途径1．污水提升泵房污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约，正确科学的选泵，让水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。2．沉砂池n采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。3．初次沉淀池初次沉淀池的能耗较低，主要能量消耗在排泥设备上，采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。4．生物处理构筑物国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(EnergyRecovery)。曝气系统的能耗相当大，对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案。这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗,如果算上混合用能,节能也达到12%。自动控制系统的应用于污水处理节能，曝气系统进行阶段曝气，溶解氧存在浓度梯度，既减少了能耗，又可以改善处理效果，减少污泥量。生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。5．二次沉淀池二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。6．污泥处理污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。n消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高,具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。