污水处理厂的课程设计.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除白酒 课废 程水 设处 计理班级 姓名 学号 组员 目录第一章 概述3一、研究目的与意义3二、国内外研究现状3三、拟采用的设计流程3四、预计处理效果4第二章 白酒废水处理构筑物设计与计算4第一节 格栅的设计计算4一、设计说明4二、设计参数5三、设计计算5第二节 调节沉淀池的设计计算7一、设计说明7二、设计参数7三、设计计算8第三节 UASB反应器的设计计算9一、设计说明9二、设计参数10三、设计计算10第四节 SBR反应器的设计计算16一、设计说明16二、设计参数17三、设计计算17第三章 污泥部分各处理构筑物设计与计算21第一节 重力浓缩池的设
2、计计算21一、设计说明21二、设计参数21三、设计计算22第二节 机械脱水间的设计计算23一、设计说明23二、设计参数23三、设计计算23第三节 污水提升泵房的设计与计算24一、设计说明24二、设计计算25参考文献26第一章 概述一、研究目的与意义 白酒是我国特有的、具有悠久历史的传统酒种。截止2006年12月底,全国共发放白酒生产许可证8788张。在如此庞大生产规模的背后,潜藏严重的环境污染问题。资料显示,每生产1吨酒精,要产生1215吨左右的酒糟废液,其BOD5值为25g/L30g/L,CODcr值80g/L120g/L。白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。
3、由于白酒废水中含有大量的有机物,排放对自然水体的影响非常大。基于水污染的危害性和严重性,以保护环境为宗旨,以达到国家废水排放标准为要求来设计白酒废水排放设备,所以此排放系统的设计旨在控制废水的COD浓度,减少对环境的污染。二、国内外研究现状 随着白酒行业的快速发展,我国对白酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索,特别是轻工业系统的设计院和科研单位,对白酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践,取得了行之有效的成功经验,逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其
4、特点和不足之处,但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究,有的已取得了理想的成效,不久将应用于实践中。三、拟采用的设计流程UASB-SBR法流程 因为只用UASB处理白酒废水出水的COD5仍然达不到废水排放标准,故将UASB和SBR两种处理单元进行组合,所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点,使处理流程简洁,节省了运行费用,而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元,在降低废水浓度的同时,可回收所产沼气作为能源利用。同时,由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量,因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量,从而使整个废水处理过程的费用大幅度减
5、少。采用该工艺既降低处理成本,又能产生经济效益。 四、预计处理效果设计排放废水量为1000m3/d。COD15000mg/L,pH值约为5.6。废水经处理后,要求达到污水综合排放标准(GB 89781996)中的二级标准,其主要水质指标见表1.1。表1.1 废水水质及排放标准项目CODCr (mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH原水1500095007505.6排放标准15015010069注:该废水中的酵母、酒糟经过回收和综合利用,故COD、BOD含量降低。 第二章 白酒生产废水处理构筑物设计与计算第一节 格栅的设计计算一、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在废水
6、渠道的进口处,用于截留较大的悬浮物或漂浮物,主要对水泵起保护作用,另外可减轻后续构筑物的处理负荷。二、设计参数取细格栅;栅条间隙b=4mm;栅前水深 h=0.4m;过栅流速v=0.6m/s;安装倾角=45;设计流量Q=1000m3/d=0.012m3/s三、设计计算(一)栅条间隙数(n) 式中: Q - 设计流量,m3/s - 格栅倾角,度 b - 栅条间隙,m h - 栅前水深,m v - 过栅流速,m/s=10.5 取n=11条(二)栅槽有效宽度(B)设计采用20圆钢为栅条,即s=0.02m B=S(n-1)+en 式中:S - 格条宽度,m n - 格栅间隙数 b - 栅条间隙,m B=
7、0.02(11-1)+0.00411=0.244m(三)进水渠道渐宽部分长度(l1)设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽B1=0.175m,渐宽部分展开角取为20 则式中:B - 栅槽宽度,m B1 - 进水渠道宽度,m - 进水渠展开角,度 l1=0.095(四)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2) l2= l1/2=0.095/2=0.048m(五)过栅水头损失(h1)取k=3,=1.79(栅条断面为圆形),v=0.6m/s h1 = 式中:k - 系数,水头损失增大倍数 - 系数,与断面形状有关 S - 格条宽度,m d - 栅条净隙,mm v - 过栅流速,m/s - 格
8、栅倾角,度h1=0.596m(六)栅槽总高度(H)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=0.4+0.596+0.3=1.296m(七) 栅槽总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+=0.095+0.048+0.5+1.0+=2.343m(八)每日栅渣量(W) 取W1=0.06m3/103m3 K2=1.5 则W= 式中:Q - 设计流量,m3/s W1 - 栅渣量(m3/103m3污水),取0.10.01,粗格栅用小值,细格栅用大值,中格栅用中值 W=0.04m3/d(可采用人工清渣)第二节 调节沉淀池的设计计算一、设计说明白酒废水的水
9、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节,由于白酒废水中悬浮物(ss)浓度较高,此调节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。二、设计参数水力停留时间T=6h,设计流量Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s,采用机械刮泥除渣。表2.1 调节沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)150009500750去除率(%)101050出水水
10、质(mg/l)135008550375三、设计计算调节沉淀池的设计计算草图见下图2.2: (一) 池子尺寸池子有效容积为:V=QT=41.676=250m3 取池子总高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m 则池面积A=V/h=250/5=50m3池长取L=12.5m,池宽取B=4m则池子总尺寸为LBH=12.545.5(二) 理论上每日的污泥量 W=式中: Q - 设计流量,m3/s C0 - 进水悬浮物浓度,kg/m3 C1 - 出水悬浮物浓度,kg/m3 P0 - 污泥含水率,%W= =12.5m3/d(三)污泥斗尺寸取斗底尺寸为400400,污泥斗倾角取60 则污泥斗的高度
11、为:h2=(2-0.2) tg60=3.12m 污泥斗的容积V2= h2(a12+a1a2+a22) =3.12(42+40.4+0.42) =18.47m3 V总W符合设计要求,采用机械泵吸泥(四)进水布置进水起端两侧设进水堰,堰长为池长2/3第三节 UASB反应器的设计计算一、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。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
12、塞问题。二、设计参数(一)参数选取设计参数选取如下:容积负荷(Nv)10kgCOD/(m3d); 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD;产气率0.5m3/kgCOD(二)设计水质表2.2 UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)135008550375去除率(%)909060出水水质(mg/l)1350855150(三)设计水量 Q1000m3/d=41.67 m3/h=0.012 m3/s三、设计计算 (一)反应器容积计算UASB有效容积:V有效 式中:Q - 设计流量,m3/s S0 - 进水COD含量,mg/l Nv -容积负荷,kgCOD/(m3d)V
13、有效=1350m3 将UASB设计成圆形池子,布水均匀,处理效果好取水力负荷q0.3m3/(m2h) 则 A= Q/q= =138.9m2 h=V/A=10m 采用4座相同的UASB反应器则 A1=A/4=34.73m2 D= =6.65m 取D=7m则实际横截面积为=D2=3.1472=38.48m2 实际表面水力负荷为q1=Q/A =0.271.0故符合设计要求(二)配水系统设计本系统设计为圆形布水器,每个UASB反应器设36个布水点(1)参数每个池子流量:41.67/4=10.42m3/h (2)设计计算 布水系统设计计算草图见下图2.3: 圆环直径计算:每个孔口服务面积为:a= 1.0
14、7m2a在13m2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个孔口设计服务面积:61.07=6.42m2折合为服务圆的直径为:=2.86m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,则圆的直径计算如下: 则d1= = 2.02 2)中圈12个孔口设计服务面积:S2=121.07=12.84m2折合成服务圆直径为: = =4.95m 中间圆环直径计算如下:(4.952-d22)S2 则d2=4.04m3)外圈18个孔口设计服务面积:S3=181.07=19.26m2 折合成服务圈直径为: =7m 外圆环的直径d3
15、计算如下:(72-d32)=S3 则d36.06m(三)三相分离器设计 三相分离器设计计算草图见下图2.4:(1)设计说明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、气液分离器的设计。(2)沉淀区的设计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/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)进入沉淀区前,沉淀槽底逢隙的流速2m/h4
16、)总沉淀水深应大于1.5m5)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50沉淀区面积为:A=1/4D2=1/43.1472=38.48m2表面水力负荷为:q=Q/A=41.67/4*38.48=0.271.0符合设计要求。(3)回流缝设计取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m如图2.4所示:b1=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; b1= =1.26m b2=7-21.26=4.48m 下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速V1可用下式计
17、算: V1=Q1/S1 式中: Q1-反应器中废水流量,m3/h; S1-下三角形集气罩回流逢面积,m2; V1= =0.66m/hV12m/s,符合设计要求 上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算: V2=Q1/S2,式中: Q1-反应器中废水流量,m3/h; S2 -上三角形集气罩回流逢之间面积,m2; 取回流逢宽CD=1.2m,上集气罩下底宽CF=5.0m 则 DH=CDsin50=0.92m DE=2DH+CF=20.92+5.0=6.84m =(CF+DE)CD/2=22.32m2 则 V2= Q1/S2=0.47m/hV1净水的,故取=0.02g/cms 由斯托克斯工
18、式可得,气体上升速度为: Vb = =0.266cm/s=9.58m/h Va=V2=1.60m/h则: =20.4, =4.56 ,故满足设计要求。(四)出水系统设计 采用锯齿形出水槽,槽宽0.2m,槽高0.2m(五)排泥系统设计产泥量为:135000.90.1100010-3=1215kgMLSS/d每日产泥量1215kgMLSS/d,则每个USAB日产泥量303.75kgMLSS/d,可用200mm排泥管,每天排泥一次。(六)产气量计算每日产气量:135000.90.5100010-3=6075m3/d第四节 SBR反应器的设计计算一、设计说明经UASB处理后的废水,COD含量仍然很高,
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