制药废水处理厂--毕业设计计算书(共39页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上设计计算书原水水量 Q=3100=129.17m/h=0.036m3/s 一、 格栅1 设计参数Q=3100=129.17m/h=0.036m3/s 。栅前流速v=0.7m/s,过栅流速v=0.9m/s栅条宽度s=0.01m,格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m,格栅倾角=60单位栅渣量=0.05m3栅渣/103m3污水。(无当地数据。)格栅计算如图3.1: 图3.1 格栅计算图2 设计计算(1)栅条宽度:B=s(n-1)+en, 式(3.1)式中:n-格栅间歇数 B-栅槽宽度(m) S-栅条宽度(m)一般栅条宽度为0.010.025 e-栅条净间隙,e=10-4
2、0mm,取e=20mm Qmax-最大设计流量,Qmax=Q=3100m/d -格栅倾角,度。取=600 h-栅前水深,m。设栅前水深h=0.4m v-过栅流速,m/s。最大设计流速时为v=0.8-1.0m/s。平均设计流量为0.3m/s,取v=0.9m/s。-经验系数= n取9。 B=s(n-1)+en=0.01 (9-1)+0.02 9=0.26m(2)过栅的水头损失 式(3.2) 其中 =(s/e)4/3 h0:计算水头损失 水损一般为0.08-0.15。 k:系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3 :阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时=2.42 h1-过栅水头损失
3、,m g-重力加速度,9.8m/s2 h0=2.42=0.173m h=kh0=30.173=0.51m(3)栅后槽的总高度h总由下式决定: H总=h+h1+h2 式中:h-栅前水深,m. h=0.4m h1-格栅前渠道超高,一般取h1=0.3m h2-格栅的水头损失H总=h+h1+h2=0.4+0.3+0.5=1.2m(4)格栅的总建筑长度 进水渠道渐宽部位的长度 式(3.3) 式中: B1-进水渠道宽度,取B1=0.2m -进水渠道渐宽部分的展开角,一般取=200 m, 取L1=0.08m总建筑长度: 式(3.4) 式中:H1-格栅前的渠道深度,m。H1=h+h1=0.4+0.3=0.7m
4、(5) 每日栅渣量 式(3.5) 式中:W-每日栅渣量,m3/d Q-日设计流量,m3/d W1-栅渣量,m3/(103m3.污水),栅条间隙为1625mm时,W1=0.100.05 m3/(103m3.污水),栅条间隙为3050mm时,W1=0.100.05 m3/(103m3.污水),本设计取栅条间隙e=20mm,所以取栅渣量W1=0.07 想m3/(103m3.污水),则:。因为栅渣量大于0.2m3/d,为改善劳动与卫生条件,应采用机械清渣格栅,选用XGC-500型旋转式格栅除污机一组。二、 配水井设计计算1 设计计算(1) 容积: 调节池容积极端至少按大于5分钟流量计算容积。按一台泵最
5、大流量6分钟总的出水流量设计,则集水井的有效容积V 2(2)面积 取有效水深H为2.4m,则面积F 集水池长度取l=3.2m,则宽集水池平面尺寸 保护水深为0.6m,则实际池深为3.0m2 泵位及安装潜污泵直接安置于集水池内,经核算集水池面积远大于潜污泵的安装要求,潜污泵检修采用移动吊架。三、 提升泵房1 设计说明采用絮凝沉淀池+UASB+SBR工艺方案,污水处理系统简单,工艺管线可以充分优化,故污水只考虑一次提升。2 设计计算(1)污水泵流量该制药厂污水水量变化不大,但考虑到安全稳定性,污水泵总提升能力按Qmax考虑,即Qmax=129.171.3=167.92m3/h。(2)污水提升前水位
6、为,污水总提升扬程为:1.0+3+0.84.8m。选4PWL污水泵3台,另备用1台,单台泵提升能力72120m3/h,扬程1210.5m,电动机功率7.5Kw,转速960r/min,外形尺寸1000mmmm。污水提升泵房占地面积为20.06.510.0=1300.0(m3)。(3) 集水池容积:按一台泵最大流量时5min出流量设计,则集水池的容积: 式(3.6)面积:取有效水深H为2m,则面积 式(3.7) 保护水深为1.0m 则实际池深为3.0m集水池长度取3.5m,则宽取 式 (3-8) 集水池平面尺寸:。(4)提升泵房螺旋泵泵体室外安装,电机、减速机、电控柜、电磁流量计等室内安装,另外需
7、要考虑一定的检修空间。四、 机械搅拌反应池1 主要设计参数(1)T1520min,平均G2070 S1,GT110110(2)设34档搅拌机,每档用隔墙或穿孔墙分隔,以免短流。(3)第一级(进口处)搅拌机浆板中心处线速度0.50.6 m/s;最后一级(出口处)搅拌机浆板中心处线速度0.1-0.2 m/s;(4)浆板总面积宜为水流截面积的1020,不宜超过25(5)浆板长度不大于叶轮直径75,宽度宜1030cm。(6)垂直轴:1)浆板顶应设于水面下0.3m; 2)浆板底应设于池底以上0.30.5m; 3)浆板长度不大于叶轮直径的75%; 4)浆板距池壁间距不大于0.25m; 5)每块浆板宽度为长
8、度的1/101/15,一般为1030cm。 2 设计计算:(1)反应池的容积: 产水量为3100m3/d=129.17/h.絮凝时间T一般取15-20min 这里取T=18min。设置一个絮凝反应池,所以n=1。则每个反应池的有效容积为: (有效容积比较小,搅拌器采用垂直轴式安装)机械絮凝池如图: 图3.2 机械絮凝池计算图 (2)絮凝池的布置: 取絮凝池长L=6m,分成三格,宽度B=2m,平面尺寸22,则高度 水池超高取0.25m,则水池总高度为3.45m。取每个隔板的厚度为0.2m。则总长度为6+2*0.2=6.4m。 (3)搅拌器的布置: 搅拌器采用垂直轴式安装。 由于浆板距池壁间距不大
9、于0.25m,这里取0.2m,又由L1=B=2m,则叶轮直径为2-0.4=1.6m。 浆板长度不大于叶轮直径的75%,则浆板的长度最大为1.675%=1.2m, 这里取浆板长度的最大值,即l=1.2m。 每块浆板宽度为长度的1/101/15,一般为1030cm,这里取浆板的宽度为10cm。旋转轴设在池中央,浆板分内外两侧设置,则外侧浆板外缘旋转半径=1.6/2=0.8m.外侧浆板内缘旋转半径=0.8-0.1=0.7m.将内侧浆板的中心点设置在叶轮半径中心处,则内侧浆板外缘旋转半径=0.4+0.05=0.45m.内侧浆板内缘旋转半径=0.4-0.05=0.35m 同时浆板顶应设于水面下0.3m;
10、浆板底应设于池底以上0.30.5m; 对与第一格和第三格浆板顶设在水面下0.7m处,浆板底设在距池底1.23m处,而第二格浆板顶设在水面下1.23m处,浆板底设在距池底0.7m处。叶轮中心点旋转线速度的采用:对于第一台搅拌器 =0.5m/s 第二台搅拌器 =0.35m/s 第三台搅拌器 =0.2m/s (4)浆板相对于水的旋转角速度: 设浆板相对于水流的线速度等于浆板线速度的0.65倍,则相对于水的旋转角速度为: (为叶轮中心点的旋转半径)(6)浆板所需功率计算: 以第一格为例,带入公式计算的P1=68.50W 同理可得=23.90W =4.64W(7)电动机功率: 取=0.85则 kw同理可
11、得=0.0375KW =0.0073KW8)计算速度梯度G值(水温按15计,此时=1.1610-4s/m)第一格 第二格 第三格 则絮凝池总平均速度梯度为:GT36.61860=3.96104 经核算,G值和GT值均较合适。五、 沉淀池设计计算(1)参数选取水力停留时间 T=8h设计流量Q=3100m3/d=129.17m3/h=0.036m3/s(2)池子尺寸池有效容积 取池总高H=5.5m,其中超高 0.5m,有效水深 h=5m,则池面A=V/h=1033.36/5=206.67m2。池长取L=20m,池宽取B=10m,每个格子的长度为。设计一个池子两个格子,两个污泥斗。每个格子的尺寸为(
12、)池子的总尺寸为(3)理论每日污泥量(4)调节沉淀池设计计算图,见图3.3:图3.3 沉淀池设计计算图(5)污泥斗尺寸 污泥斗高度 取斗底尺寸为300300, 泥斗倾角取500,则污泥斗的高度(h2)为: 每个污泥斗的容积 m3 V总= 2V2=397.2 m3 V总W, 故符合设计要求.(6)进水布置进水起端两侧设进水堰,堰长为池长 ,进水堰断面尺寸()。六、 水解酸化池设计计算1 水解池的容积水解池的容积 式中:水解池容积,m3;总变化系数,1.5; 设计流量,m3/h;水力停留时间,h,取6h;则制药废水中水解池,分为4格,每格的长为8m,宽为8米,设备中有效水深高度为4.5m,则每格水
13、解池容积为290m3,4格的水解池体积为1160m3。2 水解池上升流速校核已知反应器高度为:;反应器的高度与上升流速之间的关系如下:式中: 上升流速(m/h);设计流量,m3/h;水解池容积,m3;反应器表面积,m2;水力停留时间,h,取6h;则水解反应器的上升流速,符合设计要求。3 配水方式采用总管进水,管径为DN400,池底分支式配水,支管为DN100,支管上均匀排布小孔为出水口,支管距离池底100mm,均匀布置在池底。4 进水堰设计已知每格沉淀池进水流量;4.1堰长设计 取出水堰负荷(根据城市污水厂处理设施设计计算P377中记载:取出水堰负荷不宜大于)。式中:堰长m;出水堰负荷,取1.
14、0;设计流量,m3/s;则m,取堰长。4.2出水堰的形式及尺寸出水收集器采用UPVC自制90三角堰出水。直接查第二版给排水设计手册第一册常用资料P683页,当设计水量为=129.17m3/h时,过堰水深为232mm,每米堰板设4个堰口,过堰流速为v1=1.65m/s。取出水堰负荷q=1.0l/(sm)(根据城市污水厂处理设施设计计算P377中记载:取出水堰负荷不宜大于)。每个三角堰口出流量为4.3堰上水头式中:堰上水头m;每个三角堰出流量,m3/h;则m。 4.4集水水槽宽B式中:堰上水头m;设计流量,m3/s;为了确保安全集水槽设计流量=(1.21.5)则m,因此水槽宽取280mm。4.5集
15、水槽深度集水槽的临界水深:式中:堰上水头m;安全设计流量,m3/s;则m。集水槽的起端水深:式中:起端水深m;则m;取;设出水槽自由跌落高度:。则集水槽总深度m4.6进水堰简略图图3.4 出水三角堰尺寸图图3.5 集水槽剖面图5进好氧池出水管设计取水在管中的流速为,(数据取自建筑给排水设计手册)式中:出水管直径,mm;过堰流速,m/s;则m,取DN200管。6污泥回流泵设计计算在水解酸化池中,按污泥回流泵的流量为计算。取污泥回流管设计流速,(数据取自建筑给排水设计手册),污泥回流管的直径为式中:出水管直径,mm;过堰流速,m/s;则m,取DN200管。七、 UASB反应器设计计算1 设计参数(
16、1) 参数选取设计参数选取如下:容积负荷(NR) 6kg COD/(m3.d)污泥产率 0.1kg MLSS/kg COD产气率 0.5m3/kg COD(2) 设计水量Q=3100m3/d=129.17m3/h=0.036m3/s2 反应器容积计算(1) UASB有效容积 式(3.9)式中:S0-进水中有机物浓度,kg COD/m3 Q-进水流量,m3/d NV-反应区有机物容积负荷,取NV=6.0kg COD/(m3.d)将UASB设计成圆形池子,布水均匀,处理效果好。取水力负荷 q=0.6m3/(m3.h),一般取0.5q0.9m3/(m3.h)。, 取h=6.5m采用4座相同的UASB
17、反应器。,取 D=8.5m(2) 横截面积 式(3.10)(3) 实际表面水力负荷, 一般取0.5q0.9,故符合要求。3 配水系数设计(1)本系数设计为圆形布水器,每个UASB反应器设36个布水点,采用连续均匀进水。每个池子流量:(2) 圆环直径计算:每个孔口服务面积a在13m2之间,符合要求。可设3个圆环,最里面的圆环设6个孔口,中间设12个孔口,最外面设18个孔口。(3) 内圈6个孔口设计服务面积:折合为服务区圆点直径 用此直径作一虚圆,在该虚圆内等分面积处设计实圆环,其上布6个孔口。则圆的直径计算如下:,则(4)中圈12个孔口设计服务面积:折合服务圆直径为中间圆环的直径如下: ,则 d
18、2=4.89m(5) 外圈18个孔口设计服务面积:折合为服务圆直径:则外圆环的直径d3计算如下:,则 d3=7.37m布水系统如图3.3:图3.6 UASB布水系统图4 三相分离器设计(1)三相分离器的设计主要包括沉淀区,回流缝,气液分离器的设计。(2) 沉淀区设计设计时应满足以下要求: 沉淀区水力表面负荷1.0m/h。 沉淀器斜壁角度约为500,使污泥不致积聚,尽快落入反应区内。 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1.52h。如果以上条件均能满足,则可达到良好的分离效果。沉淀器(集气罩)斜壁倾角=500,沉淀区面积m2,表面水力负荷,符合要求
19、。(3) 回流缝设计取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=2.0m,如图3.7所示:图3.7 UASB设计计算图 ,式中: b1-下三角集气罩水平宽度,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。b2=8.5-21.85=4.8m下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速度可用下式计算: 式(3.11) 式中:Q1-反应器中废水流量,m3/h S1-下三角形集气罩回流缝面积,m2,符合要求。上下三角形集气罩之间回流中流速可用下式确定:,S2为上三角形集气罩回流缝面积,取回流缝宽CD=1.0m,上集气罩下底宽CF=5.0m。则,符合要求。确定上下三角形集气罩相对
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