淀粉厂污水处理设计说明书.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淀粉厂废水处理厂设计学院(部): 地球与环境学院 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 年 月 日安徽理工大学课程设计(论文)任务书 地球与环境学院 院系 环境工程 教研室学 号学生姓名专业(班级)设计题目 淀粉厂废水处理厂设计设计技术参数 设计依据废水水量及水质:废水水量:2300m3/d,COD=9500mg/L,BOD5=4500mg/L,SS=350mg/L,pH:56,水温30oC气象水文资料:风向:春季:南风(东南),夏季:南风(东南、西南),气温:年平均气温:78 oC,最高气温:34 oC,最低气温:-10 oC,冻土深度:60cm
2、,地下水位:4-5m,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80*30平方米的平坦地,位于主厂区的南方。生产车间排水经管道自流到污水厂边的集水池(V=50m3,池底较污水厂地平面低4.00m)。处理水排水管的管底标高比主厂区低5米设计要求1.确定废水处理站的工艺流程,选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸(附必要的草图);2废水处理站的工艺平面布置图,内容包括:标出水厂的范围、全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性(A3号纸打印);3. 废水处理站工艺流程高程布置,表示原水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及污水厂排放口的标
3、高(A3号纸打印);工作量1.设计计算说明书1份;2.图纸2张;3.设计成果打印并装订好,与图纸一起放入档案袋中。工作计划1.资料收集与整理3天;2.资料分类与整理3天;3.绘制有关图纸3天;4.编写设计说明书3天参考资料1水污染控制工程第三版 下册 高等教育出版社2给水排水设计手册 北京:中国建筑工业出社指导教师签字教研室主任签字学生姓名: 学号: 专业班级 课程设计题目: 淀粉厂废水处理厂设计 指导教师评语: 成绩: 指导教师: 2015 年 月 日目录1. 概述61.1淀粉厂概况62工艺设计62.1设计水量的确定62.2污水水质及处理程度62.3污水处理工艺方案选择72.3.2 污水处理
4、工艺选择72.3.3 污水处理工艺流程93处理工艺构筑物设计103.1分流格栅槽的设计103.1.1 格栅的设计103.2调节池的设计123.2.1 设计说明123.2.2 设计计算123.3一次污水泵设计计算133.3.1 设计说明133.3.2 集水井计算133.3.3 污水泵计算133.4 UASB设计计算153.4.1 设计说明153.4.2 UASB反应器工艺构造设计计算163.4.3三相分离器设计与计算193.4.4 UASB其他设计233.5 BR的设计与计算243.6 风机的设计27SBR反应池设计计算273.6.1 设计计算说明273.6.2 SBR反应池容积计算283.6.
5、3 SBR反应池运行时间与水位控制293.6.4 排水口高度和排水管管径293.6.5 排泥量及排泥系统303.6.6 需氧量及曝气系统设计计算303.7 二次污水提升泵设计计算333.7.1 设计说明333.7.2 污水泵设计计算34鼓风机房设计36供风风量36鼓风机的选择36鼓风机房布置363.8 污泥处理系统373.8.1 产泥量373.8.2 污泥处理方式373.8.3 集泥井容积计算373.9.4 集泥井排泥泵384. 污水处理厂的总体布置384.1 构筑物和建筑物主要设计参数384.2 污水处理站平面布置404.2.1 布置原则404.2.2 管线设计404.2.3 平面布置特点4
6、04.3 污水处理站高程布置405.致谢411概述 1.1淀粉厂概述该淀粉厂以玉米为原料生产淀粉,原料玉米经高温浸泡,然后破碎,再进行胚芽分离、细磨和离心分离,可以得到玉米皮浆、黄浆水和淀粉乳。黄浆水送至贮存沉淀池,未沉淀黄浆水作为废水排放,沉淀下来的黄浆水由泵打入板框压滤机中脱水,产生黄浆水(排放)和湿黄蛋粉(作精饲料)。玉米皮浆送入卧式离心分离机,滤出物生产上烘干得到粗渣(去做粗饲料),同时滤出液作为黄浆水排放。这一系列淀粉及副产品生产过程中,在离心分离、沉淀、板框压滤等过程会产生大量高浓度的黄浆水,另在浸泡、破碎、细磨等过程亦生产出大量废水。黄浆水的COD浓度高达800010000mg/
7、L,直接外排会严重污染环境。若采用厌氧发酵工艺处理,可生产出沼气,变废为宝。因排出口废水的COD、BOD5、SS等指标大大超过国家的排放标准,为保护环境,该淀粉厂拟建废水处理站来处理包括黄浆水在内的生产废水。2工艺设计 2.1设计水量的确定根据该厂的生产规模可确定污水水量为:日处理淀粉废水2300m3 /d 2.2污水水质及处理程度据测定,该淀粉厂的污水水质如下:pH值:4.06.0水温:2232COD:9500 mg/LBOD5:4500 mg/LSS:350 mg/L根据环保部门要求,废水处理站投入运行后,外排废水应达到国家标准污水综合排放标准GB8978-1996中规定的二级标准,即:C
8、OD100 mg/LBOD520 mg/LSS70 mg/LpH值:6.09.0根据设计进、出水水质,确定本工程处理程度见下表 表1-1 污水处理程度表 指标水质BOD5SSCOD pH进水(mg/l)4500350950056出水(mg/l)207010069处理程度(%)998098/ 2.3污水处理工艺方案选择 2.3.1 常规二级处理工艺 根据我国现行室外排水设计规范(GBJl487),污水处理厂的处理效率见下表。表1-2 污水处理厂的处理效率表处理级别处理方法主要工艺处理效率(%)SSBOD5一级沉淀法沉淀40502030二级生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60906590活性污
9、泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70956595从上表可见,二级活性污泥法的处理效率最高。 2.3.2 污水处理工艺选择据分析,在淀粉生产中,来自于玉米浸泡、剥离、离心分离、黄浆水沉淀与压滤,玉米皮浆的离心分离过程的生产废水,会有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物质,含有蛋黄粉、玉米芯、玉米皮等不溶性细小颗粒有机物,另外还含有泥砂等无机物。其中主要以有机物为主,并不含有害物质,具有较好的可生化性,属高浓度可生化有机废水。由于进水水质和处理去除率均很高(表1-1),应采用厌氧-好氧的处理路线,废水首先通过厌氧处理装置,大大降低进水有机负荷,获得可利用的能源沼气,并使出水达到好氧处理可接受的浓度,再进行
10、好氧处理后达标排放。(1)厌氧处理工艺选择上流式厌氧污泥床(UASB)属采用滞留型厌氧生物处理技术,在底部有污泥床,依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率,依靠顶部的三相分离器,进行气、液、固分离,能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物污泥停留时间长,处理效率高,适合于处理生化降解,COD和SS浓度均较高的废水(一般要求进水SS不大于4000mg/L)。常温条件下,对于较易生物降解的有机废水,容积负荷可达48kgCOD/(m3d),结合类似工程资料,本工程废水厌氧处理装置采用UASB。(2)好氧处理工艺选择有机废水经厌氧处理,出水的BOD5/COD会降低,出水可生化性较原污水差。采用一般好
11、氧生物处理方法,处理厌氧处理出水,其COD去除率约只有60%,而处理同等浓度的原有机废水,COD去除率可达80%。尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好,但难以适应BOD5大于250mg/L的污水浓度,近年来开发了一些处理此类废水(进水浓度较高,可生化性较差,不易生化降解)的工艺技术,如A-B法活性污泥工艺、氧化沟活性污泥法、SBR法等。这些方法均能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较好的处理效果。以上三种方法中,SBR法具有特别显著的特点:首先由于采用间歇运行,运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在;污泥不断内循环,排泥量少,生物固体平均停留时间长;沉淀和排水时水流处于静止状态,故处理
12、效率高于一般的活性污泥法。其次由于进水、曝气、沉淀、排水等工序在一个池内进行,省去了沉淀池和污泥回流设施,故而其工程投资和占地面积均小于一般活性污泥法。综合以上分析,本工程好氧处理采用SBR法工艺。 2.3.3 污水处理工艺流程该淀粉厂生产废水处理工艺流程如图1-1所示。对该处理工艺流程作以下说明。废水通过格栅截留大颗粒有机物和漂浮物,由于截污量较小,采用人工清渣方式。雨季或生产不正常时排出雨水或事故废水,通过分流格栅槽中溢流口闸板控制。一次污水提升泵,设置集水井,污水泵设置地面上露天放置(考虑环境气温不低于-3),污水泵配套引水筒。调节沉淀池在调节水量的同时,去除一部分格栅无法截留的悬浮颗粒
13、有机物,如玉米碎粒、玉米皮、泥砂等。该池采用半地下式结构,便于沉淀物的排除。二次污水提升泵泵房为地下式泵房,自灌启动,直接从调节池吸水,泵房出水干管上设置流量计。为保证UASB运行所需水温,在污水泵吸水井中设置蒸汽管,直接加热污水,并在水泵出水总管上设置水温自控装置,冬季污水温度偏低时,通过加热维持在2426左右。UASB为主要的生化处理装置,全钢结构,地上式,考虑保温。沼气部分,设计水封罐、气水分离器。SBR池为半地下式,钢筋混凝土结构,运行中采用自动控制。处理出水排入市政污水管。淀粉废水各级处理效果如下表:表1-4 淀粉废水各级处理效果表进水浓度(mg/L)出水浓度(mg/L)去除率(%)
14、调节沉淀池CODCr9500750025BOD54500405010SS35021040UASBCODCr750090088SBRCODCr90010088.8BOD540502098SS2107066.7原污水 分流格栅槽 污水提升泵 调节沉淀池 出水 SBR UASB 污水提升泵 集泥井3处理工艺构筑物设计 3.1分流格栅槽的设计 3.1.1 格栅的设计(1)设计说明:格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物,以确保后续处理的顺利进行。该厂处理站仅处理生产废水,尽管SS含量不低,但较大漂浮物及较大颗粒少,格栅拦截的污染物不多,故选用人工清渣方式。栅条选圆钢,栅条宽度S=0.01m,栅条间隙b
15、=0.02m。格栅安装倾角=60,便于除渣操作。(2)设计计算设计污水量Q=2300m3/d=0.027m3/s,对食品工业来说所产生的废水的时变化系数=1.52.0,取=1.8,且日变化系数=1,故总变化系数所以最大时量。即最大时量为污水沟断面尺寸为300mm450mm设栅前水深h=0.3m,过栅流速v=0.7m/s 确定水深h: 格栅的间隙数(n): ,取18。栅槽的有效宽 B=S(n-1)+b*n=0.01(18-1)+0.0218=0.53(m)栅槽实取宽度B=0.53m,栅条19根。 进水渠道渐宽部分长度 进水渠道宽取B1=0.37 m,渐宽部分展开角=20 故栅槽与出水渠道连接处的
16、渐窄部分长度 =1/2=0.11m 通过格栅的水头损失h1圆形栅条阻力系数过栅水头损失故取 格栅后槽总高度H:超高采用h2=0.3 格栅前槽高 H1=h+h2=0.185+0.3=0.485m 格栅后槽高 H=H1+h1=0.485+0.1=0.585m 格栅总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+= 0.22+0.11+0.5+1.0+0.485/tan60=2.11m 每日格栅渣量(b为格栅间隙)当b为1625mm时,格栅渣量为0.100.05m3/1000m3污水;当b为3040mm时,格栅渣量取0.030.01m3/1000m3污水。格栅间隙b取20mm,故W1=0.078m3/
17、103W=所以采用人工清除。综上,设两组粗格栅,每组n=18;一用一备。 3.2调节池的设计 3.2.1 设计说明根据生产废水排放规律,后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求,调节池停留时间取8.0h。调节池采用半地下式,便于利用一次提升的水头,并便于污泥重力排入集泥井,并有一定的保温作用,由于调节池内不安装工艺设备或管道,考虑土建结构可靠性高时故障少,只设一个调节池。3.2.2 设计计算调节池调节周期T=8.0h调节池应有容积V=TQH=82300/24=895.8=766.4m3调节池有效水深h有效=4m调节池规格14m14m5m,V有效=14144= 784m3调节池设污泥斗四个,每个污泥
18、斗的上口面积7m7m,下口面积0.7m0.7m,泥斗倾角45,泥斗高3.15m。每个泥斗容积泥斗容积共V=4Vi=228.4m3调节池每日沉淀污泥重为W=2500mg/L40%2300m3/d=2.3t/d湿污泥体积约为V=2.3/2.5%=92m3(设污泥密度为1t/m3,污泥含水率97.5%)泥斗可存约两天半污泥。(图1-2)调节池最高水位设置为+3.50m,超高为0.50m,顶标高为4.00m。最低水位-0.50m,池低标高-3.70m。调节池出水端设吸水段。 3.3一次污水泵设计计算 3.3.1 设计说明一次污水泵从集水井中吸水压至调节池,污水泵设置于地面上,不能自灌,设置引水筒。 3
19、.3.2 集水井计算污水泵总提升能力按考虑,即,选三台泵,则每台流量为,取60m3/h。选80WGF污水泵三台,另备用一台,单泵提升能力70.0 m3/h,扬程16.5m,电动机功率5.5kw,占地尺寸1100mm500mm。集水井容积按最大一台泵5min出流量计算,则其容积为集水井最高水位(与格栅槽连接)-0.5m,最低水位-2.5m,井低-3.0m,平面尺寸5.0m1.5m,安装三台80WGF污水泵于集水井一侧地面上,平均流量时相当于一用二备。 3.3.3 污水泵计算(1)污水泵流量 取60m3/h(2)污水泵扬程污水泵吸水管水头损失(不记引水筒水头损失)管径DN150,v=0.93m/s
20、,i=0.011,L=3.0m局部阻力系数:吸水管入口 1=1.0 引水筒出口 2=0.20沿程阻力损失:hL1=iL=0.0113=0.033m局部阻力损失:hM1=0.053m引水筒出水管水头损失管径DN125,v=1.32m/s,i=0.026,L=1.0m局部阻力系数:引水筒出水管闸阀 =0.10沿程阻力损失:hL2=iL=0.0261=0.026m局部阻力损失:hM2=0.009m污水管出水管水头损失管径DN100,Q=58.32m3/h,v=2.0m/s,i=0.081,L=5.0m局部阻力系数:异径管DV80mm100mm 1=0.03 止回阀DN100 mm 2=7.5 闸阀D
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