2022年安徽职业技术学院课程设计方案.docx

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1、安徽职业技术学院水处理工程课程设计任务书班级环保 922专业环境监测治理技术课程名称水处理工程指导老师 张波老师组长张学林 A小组成员 郑良义 B 肖镭 B 李卓 B 张慧 B 李静 B 汪星 A 王成超 C 杨珍珍 B 笪良钱 B 季益飞 王 丙 东 C ） 马 雪 磊C ）化 学 工 程 系2021 年 6 月目录第 1 章总论 11.1 设计任务和内容 11.2 基础资料 2第 2 章污水处理工艺流程说明3第 3 章处理构筑物设计运算43.1 格栅和泵房 43.1.1 格栅 43.1.2 污水提升泵房73.1.3 细格栅 73.2 沉淀池 103.3 UASB 反应池的设计运算123.4

2、 SBR反应池的设计运算213.5 污泥提升泵及浓缩池设计运算26第 4 章污水厂总体布置294.1 污水处理工程设施组成294.2 平面布置 294.3 场区道路布置304.4 场区绿化布置30第 5 章污水处理厂高程的说明30第 6 章经营治理 326.1 劳动定员 326.2 人员培训 326.3 技术治理 32第 7 章相关问题的争论33第 8 章主要参考文献 34第 9 章致谢 351 / 38第 1 章总论80 岁月以来，我国啤酒工业得到快速进展，到目前我国啤酒生产厂已有800 多家，据 1996 年统计我国啤酒产量达 1 650 万 t ，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有

3、机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视；啤酒废水主要来自麦芽车间浸麦废水），糖化车间 糖化，过滤洗涤废水），发酵车间发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间 洗瓶，灭菌废水及瓶子破裂流出的啤酒）以及生产用冷却废水等；该废水中主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严峻危害；啤酒废水的水质和水量在不同季节有肯定差别，处于高峰流量时的啤酒废水，有机物含量也处于高峰；鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100 吨啤酒所排放出的 BOD值相当于1

4、4000 人生活污水的污染程度相当严峻；BOD值，悬浮固体SS值相当于 8000 人生活污水的 SS，其水是生命之源，是人类赖以生存和进展的物质基础，是不行替代的珍贵资源；我国却是一个水资源特别短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严峻制约着我国社会主义经济的进展；经济的腾飞是以环境的代价为前提的；随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业出现飞速进展，水资源污染特别是工业废水污染也严峻恶化；工业废水的污染以其污染 大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题；基于水污染的危害性和严峻性，以爱护环

5、境为宗旨，以达到国家废水排放标准为目的来设计啤酒废水处理工艺是啤酒生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任.1.1 设计任务和内容一、设计题目啤酒生产废水处理厂设计二 、设计任务依据规划和所给的其它原始资料，设计污水处理厂，详细内容包括：1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；2、对主要处理设施 格栅、沉砂池、曝气池、污泥浓缩池）进行工艺运算附必要的运算草图）；3、按扩初标准，画出污水处理厂平面布置图，内容包括表示出处理厂的范畴，全部处理构筑物及帮助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高

6、程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；5、编写设计说明书、运算书；三、设计成果1、设计运算说明书一份；2、设计图纸：污水处理厂平面布置图、污水处理厂工艺流程高程布置图、构筑物单体详图各一张；1.2 基础资料一、设计资料1. 基本情形某啤酒厂年产啤酒 20 万吨；啤酒通常以麦芽和大M 为原料，经制麦芽、糖化、发酵、后处理等工艺酿制而成，整个工艺的每个环节均有废水产生；2. 设计依据废水水量及水质：出 水 水 量 ： 10000m3/d， COD 2500mg/L， BOD 5 1100mg/L ， SS 400mg/L， pH：7.59.4 水温为常温；气象水文资料：风向：夏季东南风为主冬季西

7、北风为主气温：年平均气温： 8最高气温： 38，最低气温： -23，冻土深度： 80cm，地下水位： 5m， 地震裂度： 6 级地基承载力：各层均在 120Kpa 以上拟建污水处理厂的场地为 60 100 平方 M 的平整地 ,位于主厂区的南方；啤酒生产车间排出的污水可自流到污水厂边的集水池 V=200m 3,池底较污水厂地平面低 3.00m）；接纳管道管底标高比污水厂地平面低 3M ；3. 处理后出水水质要求处理后水质要求：COD 150mg/L ， BOD 5 60mg/L， SS 200mg/L， pH ： 6916 / 38第 2 章污水处理工艺流程说明工艺挑选的缘由，工艺流程图，该工

8、艺原理本设计采纳人工清渣格栅；由于设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中；提升泵细格栅调剂池UASB池SBR池回流污泥粗格栅集水池回流滤液上清液泥饼外运脱水间污泥浓缩池排放啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调剂池进行水质水量的调剂；进入调剂池前，依据在线PH 计的 PH 值用计量泵将酸碱送入调剂池，调剂池的PH 值在 6.57.5 之间；调剂池中出来的水用泵连续送入UASB 反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度；厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜；UASB 反应器内的污水流入 SBR 池中进行好氧处理，而后达标出水；来自UASB 反应器、 SB

9、R 反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化；污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置；本设计的方案确定：争论说明，UASB+SBR 法胜利处理高浓度啤酒废水的关键是培育出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥；颗粒污泥的形成时厌氧细菌群不 断繁衍，积存结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充分的养分基质，故对颗 粒污泥的形成和进展具有打算性的促进作用；适当高的水利负荷将长生污泥的 水利挑选，剔除沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥同时产生剪切 力，使污泥不对流旋转，有利于丝状菌相互缠绕成球；此外，肯定的进水碱度 也

10、是颗粒污泥形成的必要条件，由于厌氧生物的生长要求适当高的碱度，例如：产甲烷细菌生长的最相宜PH 值为 6.8 7.2；肯定的碱度既能爱护细菌生长所需的 PH 值，又能保证足够的平稳缓冲才能；由于啤酒废水的碱度一般为500800mgL-1以 CaCO3 计），碱度不足，所以需投加姑爷碳酸钠或氧化钙加以补充；应当指出，啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂，它为UASB 的胜利运行供应了有利的条件；总之， UASB+SBR 法具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面 积小等一系列优点，很适用于高浓度啤酒废水的治理；其不足之处是工艺先进, 因此对治理人员的素养要求较高；第 3 章处理构筑物设

11、计运算3.1 格栅和泵房3.1.1 格栅一）、格栅的作用格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起爱护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷；二）、设计参数取中格栅；栅条间隙 b=25mm；栅前水深 h=0.4m ；过栅流速 v=0.9m/s ；安装倾角 =60；设计流量式中：Q maxsin an =bhvQ - 设计流量， m3/s -格栅倾角，度b-栅条间隙， mh -栅前水深， mv -过栅流速， m/s0n0.116sin 60 11.990.025取 n=12 条2 栅槽有效宽度 B0.40.9设计采纳 20 圆钢为栅条 ,

12、 即 s=0.02m B=Sn-1+bn式中：S-格条宽度， mn -格栅间隙数b -栅条间隙， m B=0.0212- 1+0.01 12=0.523 进水渠道渐宽部分长度 l 1设进水渠道内流速为 0.9m/s, 就进水渠道宽B = Qmax =0.116=0.32m渐宽部分绽开角取为 201V进h0.90.4就 l 1= BB12tga1式中： B -栅槽宽度， mB1 -进水渠道宽度， ma1 -进水渠绽开角度l 1= 0.5220.32tg 200= 0.28m4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l 2）l 2= l 1/2=0.28/2=0.14m5 过栅水头缺失 ，v=0.9m

13、/sS 432h1=sinb2g式中： k -系数，水头缺失增大倍数-系数，与断面外形有关S -格条宽度， mb -栅条净隙， mmv -过栅流速， m/s-格栅倾角度h1= 32.4240.0230.92sin 600 =0.2m6 栅槽总高度 H取栅前渠道超高 h2=0.5m栅前槽高 H1=h+h2 =0.9m0.02529.8就总高度 H=h+h1+h2=0.4+0.2+0.5=1.1m7 栅槽总长度 LL=l1 +l 2+0.5+1.0+8 每日栅渣量 WH 1tan=0.28+0.14+0.5+1.0+0.9tan 600=2.44m33 31.0 ）取 W1=0.06m /10 m

14、K2=1.1，取 0.1 0.01, 粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值W0.1160.011.0100086400 =0.1 m3 /d3.1.2污水提升泵房一、泵房的挑选挑选半地下矩形自灌式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作便利；二、泵房的挑选运算0取 60h-栅前水深m取 0.4mv-过栅流速m/s取 0.9m/sb-栅条间隙m取 0.01m0.116sin 600n 29.90.010.40.9取 n=30 条+bn式中: B-栅槽宽 mS-栅条宽度 m取 0.01b-栅条间隙 m0.01n-栅条间隙数个B=0.0130- 1+0.01 30=0.592、渠道宽度1）进

15、水渠道渐宽部分的长度 l 1进水渠内流速为 v 进= Qmax =0.116=0.725m/s0.4-0.8 ）B1h0.40.4l 1 = BB1 =0.590.4=0.26m2tg2tg 20k- 考虑污物堵塞，格栅阻力增大系数，一般取3，-阻力系数 ， 其 值与 栅条 断面 外形 有关 ,当为矩 形时 Sb4 / 3，矩形断面时， =2.42所以2.42 0.014 / 3 =2.420.01v20.92h0=sin2 g=2.4229.8sin 60=0.087m故： h1=0.0873=0.261m4、栅槽总高度 H由公式 H=h+h1+h2式中： h2- 栅前渠道超高，一般采纳 0

16、.5m故： H=0.4+0.261+0.5=1.161m5、栅槽总长度 L由公式 L=l1+lH 12+1.0+0.5+tg式中： l 1- 进水渠道渐宽部分的长度 ml 2- 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度m H1- 栅前渠道深 m，H1=h+h2故： L=0.26+0.13+1.0+0.5+0.40.5=2.41m6、每日栅渣量tg 60由公式86400QmaxW1 W=1000K z式中： W- 栅渣量33 3W1-栅渣量 m /10 m 污水 ,与栅条间隙有关，取0.1 0.01 ，粗格栅用小值、细格栅用大值、中格栅用中值， 所以 W1 取 0.1Kz- 工业污水流量变化系数 1.0

17、代入数值86400W =0.1160.1=1.002m3/d10001.03W 0.2 m /d ，所以宜采纳机械清渣7、选型依据所运算的格栅宽度和长度，参考平面格栅的基本尺寸挑选2 台旋转式格栅除污机，另外再选用一台备用；参数栅宽度/mm格栅倾角栅条间隙 /mm电机功率 /KW型号XG1000100060- 80 1-20113.2 沉淀池一、调剂沉淀池的作用啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调剂，由于啤酒废水中悬浮物ss浓度较高，此调剂池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗， 有足够的水力停留时间，保证后续处理

18、构筑物能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的；调剂池仍可用来均衡调剂污水水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调剂池出水水质匀称，防止污染物沉淀，调剂池内宜设置搅拌、混合装置；3二、设计参数3水力停留时间T=6h；设计流量 Q=10000 m机械刮泥除渣；处理参数如下表；d = 417 m3h = 0.116ms ,采纳调剂沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质 mg/l25001100400去除率 23251023200三、设计运算调剂沉淀池的设计运算草图见下图3.5调剂沉淀池设计运算草图一）

19、池子尺寸池子有效容积为： V=QT=417 6=2502m3取 池 子 总 高 度 H=5.5m, 其 中 超 高 0.5m, 有 效 水 深 h=5m, 就 池 面 积A=V/h=2502/5=500.4 m3池 长 取 L=60m, 池 宽 取 B=8m, 就 池 子 总尺 寸 为 L B H=60 8 5.5=2640m3二） 调剂池的搅拌器使废水混合匀称，调剂池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6640/3-303/c/s 1台三） 理论上每日的污泥量WQC0C1 110001式中：P0 rQ - 设计流量， m 3/dC 0 - 进水悬浮物浓度， kg/ m3C 1- 出水悬浮物浓度

20、， kg/ m3P 0 - 污泥含水率，以 97%计r - 污泥密度，以 1000kg/ m3 计W= 100004002001=67 m3 /d100010.971000 tg502=4.529m污泥斗的容积1V2=3h 3=101.7m3V 2 W 符合设计要求，采纳机械泵吸泥五）进水布置进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/33.3 UASB 反应池的设计运算一、UASB 反应器的作用UASB ，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器；它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小；设备简洁，运行便利，勿需

21、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， 便于治理，且不存在堵塞问题；二 UASB 反应器的工作原理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，由污泥反应区、气液固三相分别器包括沉淀区）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结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，逐步形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成

22、一个污泥浓度较淡薄的污泥和水一起上升进入三相分别器，沼气遇到分别器下部的反射板时，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别器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐步增大，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， 使反应区内积存大量的污泥，与污泥分别后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床；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；设备简洁，运行便利，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， 便于治理，且不存

23、在堵塞问题三、设计参数一）参数选取3容积负荷 ；3污泥产率： 0.1kgMLSS/kgCOD；产气率： 0.5m /kgCOD二）设计水质去除率 COD232575582BOD102380205SS20050100三）设计水量333Q=10000m/d=217m/h=0.116m /s四、设计运算检修孔预埋套管排水管进水管预埋管V 有效100004.52325 5167将 UASB设计成圆形池子，布水匀称，处理成效好取水力负荷 q 0.8m3/m2 h就反应器表面积 A= Qq反应器高度h=VA=217/0.8=272m25167/272=19m采纳 4 座相同的 UASB反应器1就A = A

24、 271/4=68m24D=4A1468=9.3m3.14故取 D=10m就实际横截面积为2A = 1D2= 13.14 10244=78.5m2实际表面水力负荷为q1=Q/A217/4/78.5=0.69q1 在 0.5 1.5m/h 之间，符合设计要求； 参数每个池子流量： 217/4=54.25m3 /h2 设计运算布水系统设计运算草图见下图：圆环直径运算：每个孔口服务面积为 :a= 14D 2 / 36 2.2m22a 在 13m 之间，符合设计要求可设 3 个圆环，最里面的圆环设6 个孔口，中间设 12 个，最外围设 18 个孔口1内圈 6 个孔口设计2服务面积： S1 6 2.2=

25、13.2m折合为服务圆的直径为：d=4S1413.23.14=4.1m2用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环， 其上布 6 个孔口，就圆的直径运算如下：Sd11142就 d12S1 213.23.14=2.9m2中圈 12 个孔口设计服务面积： S2=12 2.2=26.4m2折合成服务圆直径为：4 S1S2=4 13.226.43.14=7.10m中间圆环直径运算如下：147.1022-d 2 1 S22就 d2=5.8m3）外圈 18 个孔口设计服务面积： S3=18 2.2=39.6m折合成服务圈直径为：24 S1S2S3=10.04m外圆环的直径 d3 运算如下：1 1

26、0.04 2-d4就 d3 8.69m32= 1 S32 三）三相分别器设计三相分别器设计运算草图见下图:图 UASB 三相分别器设计运算草图1 设计说明三相分别器要具有气、液、固三相分别的功能；三相分别器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分别器的设计；2 沉淀区的设计三相分别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，面积依据废水量和表面负荷率打算；由于沉淀区的厌氧污泥及有机物仍可以发生肯定的生化反应产生少量气体，这对固液分别不利，故设计时应满意以下要求：1 ）沉淀区水力表面负荷 1.0m/h2） 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）

27、进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h4） 总沉淀水深应大于 1.5m5） 水力停留时间介于 1.5 2h假如以上条件均能满意，就可达到良好的分别成效沉淀器 集气罩）斜壁倾角 50沉淀区面积为：A=1/4D2=1/4 3.14 102=78.5m2表面水力负荷为：q=Q/4A=4217=0.69 回流缝设计h2 的取值范畴为 0.51.0m,h1 一般取 0.5取 h1 =0.5m, h2 =0.7m,h 3 =2.4mb1=h3/tg 式中：b1-下三角集气罩底水平宽度， m；-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；b 1=2.4/ tg50=2.01mb 2=1

28、0- 2 2.01=5.98m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18 / 38式运算：V1=Q1/S 1Q式中：31-反应器中废水流量， m/h ；2S1-下三角形集气罩回流逢面积， m；2V1=217/4/3.14 5.98 /4=1.93m/hV1可用下式运算：V2 =Q1/S 2，式中：1Q-反应器中废水流量， m3/h ；2S2 -上三角形集气罩回流逢之间面积， m；取回流逢宽 CD=1.4m,上集气罩下底宽 CF=6.0m就 DH=CDsin50 =1.07m DE=2DH+CF=21.07+6.0=8.14mS2 =CF+DECD/2=31.09m2就 V2

29、 = Q1/4S 2=217431.09=1.75m/sV2tg50 = 1 8.14-5.98tg50 2=1.29m故 h 4 =CH+AI=0.90+1.29=2.19 h 5 =1.0m由上述尺寸可运算出上集气罩上底直径为：19 / 38CF-2h5 tg40 =6.0- 21.0 tg40 =4.32mBC=CD/sin40=1.4/sin40=2.18mDI= 12DE-b2 = 128.14-5.98=1.08mAD=DI/cos50 =1.08/cos50 =1.68m BD=DH/cos50 =1.07/cos50 =1.66m AB=AD-BD=1.68-1.66=0.02

30、4 气液分别设计d=0.01cm 气泡，T=203-331 =1.03g/cm , g=1.2 10 g/cm V=0.0101cm2/s, =0.95= V1 =0.01011.03=0.0104g/cms一般废水的 净水的 , 故取=0.02g/cm s由斯托克斯公式可得气体上升速度为：Vb =rg2r1r g d= 0.951818m9.810.021.0331.21020.01=0.266cm/s=9.58m/hVa=V2=1.60m/h就： VbVa= 9.58 =5.91.60四） 排泥系统设计1. UASB 反应器中污泥总量运算一般 UASB 污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组

31、成，平均浓度为15gVSS/L,就四座UASB反应器中污泥总量 ：GVGss5167 1577505kgss/ d ；2. 产泥量运算厌氧生物处理污泥产量取： 0.07kgMLSS/kgCOD UASB反应器总产泥量XrQC 0 E0.07100002.3250.751220.63kgVSS/ d式中： X UASB反应器产泥量， kgVSS/d ；r 厌氧生物处理污泥产量， kgVSS/kgCO；DC3o 进水 COD浓度 kg/m ；E 去除率，本设计中取 75%；20 / 38 据 VSS/SS = 0.8 ， X=1220.63/0.8=1526kgSS/d单池产泥 X1 = X/4

32、= 1526/4=381.5kgSS/d36 / 38污泥含水率为 98%，当含水率 95%，取s1000kg / m3 ，就污泥产量WsXs 1P10001526198%376.3m/ h单池排泥量污泥龄GWsi7750576.3450.78 d19.075m3 / hcX15263. 排泥系统设计在 UASB 三相分别器底部设置一个排泥口，每天排泥一次；3.4 SBR 反应池的设计运算一、SBR反应器的作用经 UASB处理后的废水 ,COD 含量仍旧很高 , 要达到排放标准 , 必需进一步处理, 即采纳好氧处理； SBR结构简洁，运行掌握敏捷，本设计采纳4 个 SBR反应池，每个池子的运行周期为 6h；二、SBR技术的工作原理SBR是 序列 间歇 式 活 性污 泥法 ；污水在该时段内连续进入处理池 , 直到达到最高运行液位 , 并且借助于池底泵的搅动 , 使废水和池中活性污泥充分混合；此时活性污泥中菌胶团 由细菌、藻类、原生动物、后生动物等组成