腈纶化工污水处理厂改扩建工程-——生物流化床处理设计(共42页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上腈纶化工污水处理厂改扩建工程 生物流化床处理设计辽宁石油化工大学,环境与生物工程学院、环境工程专业摘 要生物流化床工艺是一项污水处理新技术。它是采用相对密度大于1的细小惰性颗粒为载体,使微生物生长于载体表面形成生物膜,以达到处理废水的作用。本设计采用生物流化床。该污水处理厂平均处理水量为6000m3/d,最大处理水量为21720m3/d。污水进水水质为BOD为 125mg/L,COD为370mg/L,SS为200mg/L;出水达到国家二级排放标准,即:BOD560mg/L,COD100mg/L,SS100mg/L。工艺流程图如下图:污水处理主要构筑物各部分尺寸及工艺参
2、数为:格栅采用中格栅2座,其长、宽、高分别为:2.46m、1.13m、0.73m,采用机械清渣;细格栅2座,其长、宽、高分别为:2.55m、1.3m、0.8m,采用机械清渣;沉砂池采用曝气式沉砂池2座,按两格并联设计,沉砂池长度为7.14m,宽度为2.1m,总高度为2.85m;初沉池采用4座竖流式初沉池, 沉淀池的直径为1.33m,总高度为7.13m;生物流化床,床层截面积为24m2,总高度为3.2m;二沉池采用2座辐流式二次沉淀池,每座沉淀池的直径为13m,总高度为4.71m;污水采用二氧化氯消毒,消毒接触池的长、宽、高分别为:52m,1.2m,2.95 m。关键词:生物流化床,污水处理,工
3、艺流程,工艺参数,工艺设计Acrylic Chemical Sewage Treatment Site Local Rebuild Engineering Biological Fluidized Bed DesignGUO Heng-yu(Liaoning shihua university, Environmental and Biological Engineering Institute of Environmental Engineering 0721,Fushun)ABSTRACTBiological fluidized bed process is a new sewage di
4、sposal technology. It is a relative density greater than 1 small inert particles as the carrier, so that microorganism growth on the surface carriers forming biofilm in order to achieve the role of wastewater treatment.biological fluidized bed process is adopted in this design. The average amount of
5、 wastewater treatment works is 41000m3/d. The maxi amount is 50000m3/d. The quality of wastewater is 150mg/L for BOD, COD for 375mg/L, SS for 200mg/L; the quality of the effluence is: BOD5 20mg/L, COD60mg/L, SS20mg/L. The drawing of this process is as follows:The measurement in every parts of main s
6、tructures of municipal wastewater and technics parameter are: grid adopts two set of central grid, the length, width, height is 2.46m,1.13m and 0.73m, respectively,adopting mechanical to clear the dreg. Fine grid has two sets, whose length, width, height is 2.55m,1.3m and 0.8m, respectively, adoptin
7、g mechanical to clear the dreg. Desilting basin adopts two-set parallel aeration desilting basin,whose length , width , height is 7.14m, 2.1m and 2.85m, respective. Primary sedimentation tank adopts four-set vertical flow sedimentation tank,whose total height is 7.13m,the total diameter is 1.33m.Bio
8、logical fluidized bed process, whose Cross-sectional area of bed and height is 24m2 and 3.2m, respective.secondary sedimentation tank adopts two-set radical flow sedimentation tank,whose total height is 13m,the total height is 4.71m.This design adopts chlorine dioxide to disinfect. The length of the
9、 disinfection contact basin is 52m, width for 1.2m, height for 2.95 m.Keyword: biological fluidized bed process, municipal wastewater, technological process, technological parameters, process design.专心-专注-专业目 录1文献综述1.1 水污染现状近年来,随着国民经济和人类社会的不断向前发展,资源浪费、环境污染等一系列问题日益突出。工业企业的迅速发展和城市人口的高度集中导致了世界用水量的迅猛增长,
10、相应地导致了工业废水和生活污水排放的大幅增加。2003年,全国废水排放总量为460亿吨,比上年增加4.7%。其中城镇生活污水排放量247.6亿吨,占废水排放总量的53.8%。城镇生活污水中化学需氧量排放量821.7万吨,占化学需氧量排放总量的61.6%。废水中氮氨排放量129.7万吨,其中生活氮氨排放量89.3万吨,占氮氨排放量的68.9%。可是,2003年,我国生活污水的处理率仅为25.8%。远低于“十五”环保规划规定的要求,所以“十五”期间及以后的重点十解决水污染问题1。不难看出,中国水质污染情况已经相当严重,如不进行水污染控制,难以适应新时期下经济的高速增长,甚至连人的饮用水都将出现危机
11、。1.2 水污染种类现代污水处理工艺习惯上按作用原理划分为物理处理,化学处理、生物处理三类工艺2。(1)化学处理法离子交换法、电渗析法、电解、中和、萃取、氧化还原等。利用化学反应的作用,将污水中的各种形态的污染物质分离出来加以去除或回收。(2)物理处理法物理处理工艺是利用物理作用来分离废水中的悬浮物或乳浊物,在处理过程中不改变污染物的化学性质。(3)生物处理法 利用微生物的新陈代谢作用,将污水中的溶解性、胶体状态的有机污染物转化为无害物质或将其稳定化,从而使污水得到净化。主要可分为两大类。一类是好氧生物处理法,即好氧微生物在有氧环境中利用碳氧化或氨氮化作用将水中的碳、氮等转化,进行无害化处理或
12、稳定化处理。主要工艺有活性污泥法和生物膜法两种3。另一类是厌氧生物处理法,即在厌氧状态下,厌氧菌将水中的碳、氮磷等无害化处理,多用于高浓度有机污水和污水处理过程中产生的处理,随着对该法研究的深入,现在也可以用于处理城市污水和低浓度有机污水。1.3 生物流化床概念生物流化床是采用相对密度大于1的细小惰性颗粒,如砂、焦炭、陶粒、活性炭等为载体,使微生物生长于载体表面形成生物膜。污水在流化床内自下而上流动,载体处于流动状态。由于流化床内生物固体浓度很高,氧和有机物的传质效率也高,因此,生物流化床是一种高效的生物处理构筑物4。1.4 生物流化床的原理生物流化床中载体处于流态化是由于上升的水流(或气流与
13、水流)所造成的。流化床底部设有布水设备,顶部设有出水口,污水自下而上流动使床体内载体颗粒呈悬浮或流化状态,水流经过颗粒层会产生一定的压力降。1.5 生物流化床的特点与传统的好养生物处理及其生物膜法相比,好养生物流化床具有以下突出的优点5:(1)生物固体浓度高(一般可达10-20g/L),因此水力停留时间可大大缩短,容积负荷则相应提高7-8kgCOD/(m3.d)以上,基建费用也可相应减少。(2)不存在活性污泥法中常发生的污泥膨胀问题和其他生物膜法中存在的污泥堵塞现象。(3)能适应不同浓度范围的废水,能适应较大的冲击负荷(4)由于负荷高和床体高度大,占地面积可大大缩小。1.6 生物流化床的工艺流
14、程图常用的生物流化床工艺流程如下6:图1.1 生物流化床工艺的流程图1.7 生物流化床的发展和展望生物流化床技术是一种前景广阔、值得深入研究的高效节能的废水处理方法。生物流化床同时硝化和反硝化已经取得了一定的成绩,但还有些问题尚待解决。2基础资料2.1设计指导思想及设计原则污水处理厂设计的指导思想就是充分利用各种技术和手段将污水中所含的有害物质去除,回收利用或将其转化为无害物质。使水得到净化,达到国家污水综合排放标准(GB89781996)中二级标准7。设计原则是在保证达到污水排放标准的基础上,尽量占用土地少,经济投资少,最大可能的节约人力,物力,财力,为国家节省能源。此外,对于一个现代化的污
15、水厂来说,技术的先进性,环境的优美,为厂区的工作人员提供一个良好的工作环境都是非常必要的8。2.2设计任务与内容污水处理厂工艺流程的确定;污水处理厂各处理构筑物的设计计算;编制设计说明书,包括各部分计算书);绘制部分主要构筑物的工艺施工图;绘制污水处理厂的平面布置图,包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图。2.3 原始资料(1)污水进水质及水量 Q=6000m3/d;BOD5225mg/L;COD800mg/L;SS300mg/L;PH69;TN10 mg/L;NH3-N200mg/L。(2)处理后要求达到的水质标准 BOD560mg/L;COD100mg/L;SS100mg/L;N
16、H3-N0.2m3/d宜采用机械清渣。3.2细格栅细格栅计算草图同图3.1。(1)每组栅条的间隙数设栅前水深h=0.4m;过栅流速0.9m/s;栅条间隙宽度0.016m;格栅倾角60。格栅设两组,按两组同时工作设计,一格停用,一格工作校核,则:n= =41个(2)栅槽宽度栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3m设S=0.01mB=S(n-1)+bn+0.2=(3)进水渠道渐宽部分长度设进水渠道宽B1=0.85m,其渐宽部分展开角度 1=30L1= =0.43m(4)栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度= =0.22m(5)过栅水头损失h1因为栅条断面形状为锐边矩形,取形状系数 h1= ()k =2.4
17、2=0.13m (6)栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.13+0.3=0.8m为避免造成栅前涌水,故将栅后槽底下降h1作为补偿。(7)栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+=0.43+0.22+0.5+1.0+=2.55m (其中H1 =h+h2=0.4+0.3=0.7m)(8)每日栅渣量在格栅间隙为16mm时,设栅渣量为0.1(m3/103m3污水),有 W=0.2m3/d宜采用机械清渣。3.3曝气沉砂池3.3.1设计参数及其规定(1)城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。(2)沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。(3)设计流
18、量应按分期建设考虑:(a)当污水为自流进入时,应按每期的最大设计流量计算;(b)当污水提升进入时,应按每期工作水泵的最大组合流量计算;(c)在合流制处理系统中,应按降雨时的设计流量计算。(4)沉砂池个数或分格数不应小于2,并宜按并联系列设计。当污水量较小时,可考虑1格工作,1格备用。(5)城市污水的沉砂量可按106m3污水沉砂30m3计算,其含水率为60%,容重为1500kg/m3 ;合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定11。(6)砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算,斗壁与不平面的倾角不应小于55。(7)除砂一般宜采用机械方法,并设置贮砂池或晒砂场。采用人工排砂时,排砂管直径不应小于200mm
19、。(8)当采用重力排砂时,沉砂池和贮砂池应尽量靠近,以缩短排砂管长度,并设排砂闸门与管的首端,使排砂管畅通和易于养护管理。(9)沉砂池的超高不宜小于0.3m。(10)最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15 m/s。(11)最大流量是停留时间不小于30s,一般采用3060s。(12)有效水深不应大于1.2m,一般采用0.251m;每格宽度不宜小于0.6m。(13)进水头部应采取消能和整措施。(14)池底坡度一般为0.010.02,当设置除砂设备时,可根据设备要求考虑池底形状。3.3.2设计计算曝气沉砂池计算草图见图3.2。图3.2 曝气沉砂池 Fig.3.2 Aeration-desilti
20、ng tank (1)池子总有效容积取最大流量时的流行时间t=2min即 V=Qt60=0.25260=30(m3)(2)水流断面积取最大设计流量时的水平流速v1=0.06m/sA=4.2(m2)(3)池子总宽度取设计的有效水深h2=2mB=2.1(m)(4)每个池子的宽度取n=2格b=1.1(m)(5)池长L=7.14(m)(6)每小时所需的空气量取每立方米污水所需要的空气量d=0.2m3/m2q=dQ=0.20.=180(m3/h)(7)取沉砂斗的下底宽a1=0.5m, 斗壁与水平面倾角为,斗高h3=0.35m故沉砂斗的上口宽 A=+a1=+0.5=1.0(m)设沉砂池为沿池长方向的梯形断
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