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第二章 设计说明书
2.1设计概况
2.1.1设计任务及要求
a.西安牧童乳业有限公司生产废水工程设计
根据设计任务书提供的参考资料及相关标准、规范进行该项目的设计。包
括: 通过查阅资料，了解国内外机械废水的处理现状，处理工艺及处理设施的运
行情况；进行该项目的工程设计，包括确定工艺流程、各构筑物的设计计算及绘
制工程设计图纸等。
b.设计成果及要求
1.设计说明书（兼方案论证）；2.设计计算书；3.设计图纸，包括：（1）污
水处理系统总平面布置图1张；（2）污水处理系统高程图1张；（3）提升泵房图
1张；（4）初沉池及附属设备图1张；（5）单项处理构筑物图3～4张；（4）大
样图2－4张。设计图纸均由AUTOCAD绘制，必须符合相关的设计规范。
2.1.2设计规模及水质
(1)设计规模
进水水量600 m3/d
(2)进水水质
BOD5＝750mg/L
CODcr＝1250 mg/L
SS＝200 mg/L
(3)出水水质
出水水质标准如下
即：CODCr≤
135 mg/L BOD5≤50 mg/L
SS≤70 mg/L
NNH3≤20mg/L
PH 6～9
2.2进出水水质
单位：mg/L CODcr BOD5 SS
进 水 1250 750 200
出 水 ≤135 ≤50 ≤70
2.3处理程度的计算
BOD5去除率：（750-50）/750*100%=93.3%
CODcr去除率：（1250-135）/1250*100%=89.2%
SS去除率：（200-70）/200*100%=65%
2.4采用的处理工艺流程
2.4.1处理工艺的选择
目前应用较多的处理工艺有：好氧处理，气浮+好氧处理，厌氧+好氧处理，
以及水解酸化+好氧处理。
“气浮 +好氧处理 ”工艺
气浮法可去除废水中的悬浮物、油类和部分有机物的目的，对于乳品废水，
有机物的去除率能达到50%以上。然后再采用生化处理手段降解去除水中残余的
有机物，保证出水达标排放。该工艺缺点是投药量大、运行成本高；另外，气浮
产生的浮渣由于大部分是蛋白类物质、脂类、油脂类等，浮渣的脱水困难。
单独采用好氧处理
好氧工艺对乳品废水具有较好的处理效果。但需要鼓风曝气，废水浓度高
时，单独采用好氧处理占地面积大，运行成本高；同时停产检修后需要较长的时
间。
“水解酸化 +好氧处理 ”工艺
该工艺将厌氧反应控制在水解酸化阶段，将水中复杂的、大分子量的有机物
分解为小分子、易于生物降解的有机物，为后续好氧处理创造稳定可靠的处理条
件。但水解酸化对有机物的去除率低，后续好氧工艺能耗高，运行成本仍然较高。
且存在水解酸化产生臭气、酸化池内污泥沉降性能不好等问题。
“厌氧 +好氧处理 ”工艺
该处理方法适用于处理中、高浓度有机废水，由于采用了厌氧处理技术，系
统具有较强的处理能力、运行稳定、能耗低、运行成本低，并可回收一定的沼气，
产生的剩余污泥量少。对乳业废水，由于废水自身的特性（含油、蛋白等较多）
抑制厌氧菌的活性以及容易引起污泥上浮，采用厌氧处理在技术上有一定的难
度 ，国内应用还较少。蒙牛乳业某污水处理系统将废水在调节池预先进行水解
酸化，成功消除了油脂和蛋白对厌氧的不利影响，从而把厌氧技术成功的应运到
乳业废水。此工艺投资少、处理效果好、能耗和运行成本低、运行管理简单方便。 本设计采用厌氧+好氧工艺，工艺概括为UASB+CASS工艺。
2.5污水处理构筑物设计
2.5.1格栅
2.5.1.1设计说明
格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，
用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理
设施能正常运行的装置。格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，用于截流较大
的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护做用。另外，可以减轻后续构筑物的处理
负荷。
2.5.1.2参数选取
格栅过栅流速一般采用0.6～1.0m/s 格栅前渠道内的水流速度，一般采用0.4～0.9m/s
格栅倾角，一般采用45～60o，人工清渣的格栅倾角小时较省力，但占地多
格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m
机械清渣不小于0.2m3/d
2.5.1.3设计参数
本次设计选取细格栅，格栅每天开启2h，隔12h开启一次；
栅条间隙b=6mm；
栅前水深 h=0.4m；过栅流速v=0.9m/s；
安装倾角α=60°；设计流量Q=0.083m3/s；
2.5.1.4计算所得的参数
栅条数取n=36
栅槽有效宽度B=0.566m
过栅水头损失h1=0.51m
取栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=0.7m,
则总高度H=h+h1+h2 =1.2m
进水渠道渐宽部分长度l1=0.23m，栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
l2=0.115m, 栅槽总长度L=2.25m
每日栅渣量W=0.048 m3/d , 采用人工清渣.
2.5.2集水池
2.5.2.1设计说明
由于格栅间歇式开启，故在格栅前要设一集水池。
2.5.2.2池子尺寸 池子有效容积为：V=3203m
取池子总高度H=4.5m,其中超高0.5m,有效水深h=4m
则池面积A=802m
池长取L=10m,池宽取B=8m
则池子总尺寸为L×B×H=10m×8m×4.5m
2.5.3调节池
2.5.3.1设计说明
调节池用来进行水质水量的均匀混合，在调节池内采用穿孔管间歇式曝气搅
拌，实现水质的均匀并防止固体颗粒沉淀。
2.5.3.2池子尺寸
池子有效容积为：V=3203m
取池子总高度H=4.5m,其中超高0.5m,有效水深h=4m
则池面积A=802m
池长取L=10m,池宽取
B=8m
则池子总尺寸为L×B×H=10m×8m×4.5m
2.5.4UASB反应器
2.5.4.1设计说明
UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，
效率高的厌氧反应器。废水经沉淀去除废水中的悬浮物后，进入UASB(上流式
厌氧污泥床)进行厌氧处理， 通过在UASB池中培养厌氧菌，分解水中的有机物，
其COD去降率可达80%以上。厌氧处理采用高效的升流式厌氧污泥床，具有容
积负荷高、污泥产量小、效果稳定、能耗低等特点。一方面降低了后续好氧生化 处理的负荷，减少了运行费用；另一方面回收沼气，可作为能源回用于锅炉燃烧，
降低了煤耗。这种反应器结构简单，不用填料，没有悬浮物堵塞等问题。
它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较
短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装
置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管
理，且不存在堵塞问题。处理各种有机废水时，在反应器内培养颗粒污泥形成污
泥床，废水由底部进入，向上流过污泥床区与大量的厌氧菌接触，废水中的有机
物大部分被厌氧菌分解成沼气，沼气与水和污泥在三相分离器中进行分离，沼气
通过气室、水封、阻火罐等收集至锅炉。处理后的水由反应器顶部流出，进入好
氧生化池进行进一步的处理。厌氧反应可处理高浓度废水，具有动力消耗小、容
积负荷大、可产生一定的生物能、运行管理方便等特点。
2.5.4.2参数选取
经过对同类工业废水用UASB反应器处理运行结果的参考，已知常温条件
下（20～25℃）条件下UASB反应器的进水容积负荷率可达(4～7)kgCOD/
（m3·d）,COD的去除率可达到85%以上，沼气表现产率为0.5 m3/kgCOD（去
除），污泥的表现产率为0.1kgMLSS/kgCOD(去除)，厌氧污泥可实现颗粒化。
设计参数选取如下：
设计参数选取如下： 容积负荷（vN ）4.5kgCOD/(m3·d)；
污泥产率0.1kgMLSS/kg/COD；
产气率0.5m3/kg/COD。
2.5.4.3反应器
V有效＝166.673m，取有效容积系数为0.8，则实际体积为2083m
A=31.25m2 h=6.65m，取H=7m，超高0.5m
将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好，采用2座相同的UASB
反应器，取D=5m。
2.5.4.4进水配水系统
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。
本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设18个布水点，设2个圆环，
里面的圆环设6个孔口，外围设18个孔口。每个孔口服务面积为: a= 1.09m2
内圈圆环直径d1=2.04m
外圈圆环直径d3=4.08m
2.5.4.5三相分离器
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、回流缝、的设计。
（1）沉淀区
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）沉淀区水力表面负荷<1.0m/h
2）沉淀器斜壁角度设为50°,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。
3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h
