水處理工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 胰島素污水處理設(shè)施初步設(shè)計(jì)

1、水處理工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目xx制藥股份胰島素污水處理設(shè)施初步設(shè)計(jì) 目錄一.設(shè)計(jì)說明40分2一原水1分2二設(shè)計(jì)目標(biāo)1分2三處理工藝及原理8分31.方案流程圖1分32.帶控制點(diǎn)工藝流程圖3分53.工藝過程及工作原理2分64.在線檢測(cè)、控制策略2分6四設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算20分61平流式沉淀池1的計(jì)算62.調(diào)節(jié)池的計(jì)算83.中和池95.厭氧接觸池的計(jì)算126. 平流式沉淀池3的計(jì)算14的設(shè)計(jì)計(jì)算168.曝氣池1推流式活性污泥曝氣池的計(jì)算219. 沉淀池4(豎流沉淀池)的計(jì)算2410曝氣池2推流式接觸氧化池的計(jì)算2611沉淀池5斜管沉淀池的計(jì)算2912. 污泥濃縮池間歇式沉降濃縮池的計(jì)算31五高程

2、布置圖5分33六標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、儀表技術(shù)要求5分36二設(shè)計(jì)圖紙20分37三.總結(jié)5分37參考文獻(xiàn)38一.設(shè)計(jì)說明40分一原水1分原污水含豬胰腺碎渣、豬油、酒精、丙酮、檸檬酸、乙酸鋅、食鹽、H2SO4、H3PO4、氨水等，腥臭渾濁，呈灰白色，BOD5=15000mg/L、COD=30000mg/L、SS=700mg/L、PH=3-6、NH3-N=350mg/L、TP=500mg/L、動(dòng)植物油=150mg/L，NaCl=7.5g/L，可生化性強(qiáng)，處理出水通過城市管網(wǎng)進(jìn)入污水處理廠。二設(shè)計(jì)目標(biāo)1分該廠處理水量100m3/d，使出水水質(zhì)符合?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)?GB8978-1996表4三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。即出水PH=

3、6-9，SS400mg/L，BOD5300mg/L，COD500mg/L，動(dòng)植物油100mg/L，硫化物1.0mg/L。三處理工藝及原理8分1分 石灰乳+PAC+PAM 真空泵 浮渣 浮渣 浮渣 沼氣 沼氣 空氣 空氣原污水沉淀池1調(diào)節(jié)池中和池沉淀池2厭氧接觸池脫氣器沉淀池3分水器UASB曝氣池1沉淀池4曝氣池2沉淀池5出水 污泥回流 回流污泥 污泥 污泥 污泥 污泥 污泥 污泥污泥濃縮池混合器離心脫水機(jī)泥餅 混凝劑3分2分 原污水首先流入平流式沉淀池1，去除局部的大顆粒懸浮物及浮渣，經(jīng)初沉后流入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池主要調(diào)節(jié)水量的大小同時(shí)去除一些浮渣，后流入中和池調(diào)節(jié)污水的PH值，中和后的污水流入平

4、流式沉淀池2，去除殘存的浮渣和懸浮物。經(jīng)預(yù)處理的污水流入?yún)捬踅佑|池，在厭氧接觸池內(nèi)經(jīng)攪拌使污水與污泥充分混合，通過厭氧菌的厭氧消化作用去除污水中的一些大分子有機(jī)物,經(jīng)厭氧處理后的污水流入脫氣器用真空泵抽出厭氧菌分解有機(jī)物產(chǎn)生的沼氣，后流入平流式沉淀池3進(jìn)行第三次沉淀，沉淀完的上清液通過分水器由底部均勻進(jìn)入U(xiǎn)ASB的污泥反響區(qū)，有機(jī)物主要在這里被分解，污水穿過污泥層進(jìn)入U(xiǎn)ASB上層的別離區(qū)，別離區(qū)主要把厭氧分解出的沼氣、污泥固體和液體分開，固體經(jīng)沉淀后由回流縫回流到下層反響區(qū)，氣體分流后進(jìn)入器室。處理后的水由別離區(qū)進(jìn)入推流式活性污泥曝氣池1，在曝氣池內(nèi)通過好養(yǎng)菌進(jìn)一步分解有機(jī)物，經(jīng)曝氣后的水進(jìn)入

5、豎流式沉淀池4，將污泥沉淀下去，上清液水進(jìn)入推流式接觸氧化池繼續(xù)由好氧微生物分解剩余有機(jī)物，最終經(jīng)斜管沉淀池沉淀后出水。在處理過程中的一局部污泥回流到工藝中，另一局部那么被送入間歇式沉降污泥濃縮池，被處理成泥餅運(yùn)出。4.在線檢測(cè)、控制策略2分全廠運(yùn)行采用集中監(jiān)視、分散控制的集散系統(tǒng)?？偪刂剖以O(shè)有操作站、監(jiān)視器、打印機(jī)、彩色硬拷貝和彩色模擬盤。分控制室內(nèi)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制器PLC，按編制的程序控制運(yùn)行，并將采集的大量信息輸至總控制室進(jìn)行處理。廠內(nèi)還設(shè)有電腦監(jiān)視系統(tǒng)，對(duì)廠區(qū)主要部位及進(jìn)水泵房、鼓風(fēng)機(jī)房、離心脫水機(jī)房等主要設(shè)備的運(yùn)行情況，通過電腦進(jìn)行監(jiān)視。四設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算20分1平流式沉淀池1的計(jì)

6、算1沉淀區(qū)有效水深 (1-1)式中 外表負(fù)荷，初次沉淀池采用1.5/(m2.h)停留時(shí)間，一般?。辉诒敬卧O(shè)計(jì)中外表負(fù)荷=2.0 m3/(m2.h)，停留時(shí)間；那么： (2).沉淀區(qū)有效容積 (1-2)式中 _ 最大設(shè)計(jì)流量，/ 處理水量，停留時(shí)間；那么：(3)沉淀區(qū)長度 13式中 - 最大設(shè)計(jì)時(shí)的平均流速，污水處理中，一般不大于。且 ；取；那么：(4).沉淀區(qū)總寬B； 14式中 沉淀區(qū)總面積，；那么：(5).校核長寬比4.0符合要求6沉淀池總高度計(jì)算 (15)式中 - 沉淀池總高度，m; -； -沉淀區(qū)高度，m; -污泥局部高度m，一般采用污泥斗高度與池底坡度的高度之和。 且 - 梯形的高度,

7、m; - 泥斗高度，m。那么: 示意圖： 調(diào)節(jié)池，采用鋼筋混凝土池，以防沉淀物在調(diào)節(jié)池中沉淀下來，通常情況下，用于工業(yè)廢水的調(diào)節(jié)池，可按6-8h的廢水量計(jì)算，假設(shè)水質(zhì)水量變化大時(shí)，可取10-12小時(shí)的流量，甚至采用24小時(shí)流量計(jì)算。1池容 21式中 -； -那么： 2調(diào)節(jié)池面積 式中 _ 。 代入得 取調(diào)節(jié)池。示意圖：中和池是中和酸性或堿性廢水的水處理構(gòu)筑物，按水的流向分平流式和豎流式又分升流式和降流式，濾料粒徑一般為30-50mm，不得混有粉料雜質(zhì)，當(dāng)廢水中含有可能堵塞濾料的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，過濾速度一般不大于5m/h，接觸時(shí)間不小于10minm，本設(shè)計(jì)采用升流失中和濾池。 1.沉淀區(qū)有

8、效水深 (4-1)式中 外表負(fù)荷，初次沉淀池采用1.5/(m2.h)停留時(shí)間，一般??；在本次設(shè)計(jì)中外表負(fù)荷=2.0 m3/(m2.h)，停留時(shí)間；那么： (2).沉淀區(qū)有效容積 (4-2)式中 _ 最大設(shè)計(jì)流量，/ 處理水量，停留時(shí)間；那么：(3)沉淀區(qū)長度 43式中 - 最大設(shè)計(jì)時(shí)的平均流速，污水處理中，一般不大于。且 ；?。荒敲矗?4).沉淀區(qū)總寬B； 44式中 沉淀區(qū)總面積，；那么：(5).校核長寬比4.0符合要求 6.沉淀池總高度計(jì)算 (45)式中 - 沉淀池總高度，m; -超高，采用0.3； -沉淀區(qū)高度，; -污泥局部高度m，一般采用污泥斗高度與池底坡度的高度之和。 且 - 梯形的

9、高度,m; - 泥斗高度，m。那么: 示意圖： 1.水力停留時(shí)間該設(shè)計(jì)中，污水的可生化性強(qiáng)，有機(jī)物濃度超高，故水力停留時(shí)間??；2曝氣池內(nèi)活性污泥濃度曝氣池內(nèi)活性污泥濃度，一般采用，設(shè)計(jì)中取。3.回流污泥濃度 式中 那么： 4.污泥回流比 式中 解得:5.平面尺寸計(jì)算回流比：, 回流污泥濃度： 根據(jù)公式得根據(jù) 式中 那么： 厭氧池容積 ；水深取，那么：厭氧池面積 ；厭氧池直徑：示意圖： 6. 平流式沉淀池3的計(jì)算1.沉淀區(qū)有效水深 (4-1)式中 外表負(fù)荷，二次沉淀池采用1.02.0m3/(m2.h)停留時(shí)間，一般?。辉诒敬卧O(shè)計(jì)中外表負(fù)荷=2.0 m3/(m2.h)，停留時(shí)間；那么： (2).沉

10、淀區(qū)有效容積 (4-2)式中 _ 最大設(shè)計(jì)流量，/ 處理水量，停留時(shí)間；那么：(3)沉淀區(qū)長度 43式中 - 最大設(shè)計(jì)時(shí)的平均流速，污水處理中，一般不大于。且 ；??；那么：(4).沉淀區(qū)總寬B； 44式中 沉淀區(qū)總面積，；那么：(5).校核長寬比4.0符合要求 6.沉淀池總高度計(jì)算 (45)式中 - 沉淀池總高度，m; -超高，采用0.3； -沉淀區(qū)高度，; -污泥局部高度m，一般采用污泥斗高度與池底坡度的高度之和。 且 - 梯形的高度,m; - 泥斗高度，m。那么: 示意圖： 設(shè)計(jì)水量 (1)反響器的體積 式中 。設(shè)計(jì)中取，；那么(2)反響器的高度選擇適當(dāng)?shù)姆错懫鞲叨鹊脑敲词沁\(yùn)行上和經(jīng)濟(jì)上

11、綜合考慮，從運(yùn)行方面考慮反響器高度的選擇要考慮如下因素： 高流速增加污水系統(tǒng)擾動(dòng)，因此增加污泥與進(jìn)水有機(jī)物之間的接觸； 土方工程隨池深增加而增加，但占地面積那么相反高程選擇應(yīng)該使污水或出水可不用或減少用提升； 考慮當(dāng)?shù)貧夂蚝偷匦螚l件，一般將反響器建在半地下減少建筑和保溫費(fèi)用； 最經(jīng)濟(jì)的反響器高度一般是46m之間，并且大多數(shù)情況下這也是最優(yōu)的運(yùn)行范圍等。 本設(shè)計(jì)中取反響器高度 (3)反響器的面積和反響的長、寬在反響器高度的情況下，反響器截面積的關(guān)系如下： 式中 那么：根據(jù)長寬比為2:1，那么將UASB設(shè)計(jì)成長方形池子，布水均勻，處理效果好。實(shí)際外表水力負(fù)荷為 滿足要求4三相別離器設(shè)三相別離器設(shè)計(jì)

12、計(jì)算草圖見下列圖4-1圖4-1 UASB三相別離器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明三相別離器要具有氣、液、固三相別離的功能。三相別離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液別離器的設(shè)計(jì)。沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)三相別離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和外表負(fù)荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反響產(chǎn)生少量氣體，這對(duì)固液別離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求：1沉淀區(qū)水力外表負(fù)荷凈水的,故取=0.02g/cms由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： =那么：, 因?yàn)?,故滿足設(shè)計(jì)要求?？梢悦摮睆降扔诨虼笥?的氣泡。(3)三相別離器與UASB 高度設(shè)計(jì) 三相別離區(qū)總高

13、度 h= h2 + h3 + h4h5 h2 為集氣罩以上的覆蓋水深，取。； 那么： UASB 總高H = ，沉淀區(qū)高，污泥區(qū)高，懸浮區(qū)高，超高。8.曝氣池1推流式活性污泥曝氣池的計(jì)算設(shè)計(jì)算進(jìn)水COD=9000mg/L，出水COD=1800mg/L；那么：1COD負(fù)荷率確實(shí)定K2取0.0185 =1800mg/L =2確定混合液污泥濃度X查表確定SVI為90100之間，取值95，取r=1.2，R=50%。 3確定曝氣池容積 4確定曝氣池各部位尺寸設(shè)一組曝氣池，那么容積為 池深取,那么曝氣池的的面積為池寬取2m，。池長：設(shè)兩廊道式曝氣池，廊道長:取超高1.0m,那么池子的總高度為: 5曝氣系統(tǒng)的

14、設(shè)計(jì)與計(jì)算本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。每日去除COD值：最大需氧量與平均需氧量之比：(6)供氣量計(jì)算采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深1.3m,計(jì)算溫度為。 查附錄2，得：水中溶解氧飽和度： 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力按下式計(jì)算，即：代入各值，得空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比按下式計(jì)算，即：式中： 代入值，得曝氣池混合液中平均氧飽和度按最不利溫度條件考慮按下式計(jì)算，即：最不利溫度條件，按考慮，代入各值，得: 換算在條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計(jì)算，即:代入各值，得：相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為：曝氣池平均供氣量，按下式計(jì)算，即：代入各值，得 曝氣池最大時(shí)供氣量去除每千克CO

15、D的供氣量：每立方米污水供氣量9. 沉淀池4(豎流沉淀池)的計(jì)算(1)中心管面積設(shè)中心管內(nèi)流速為，且該設(shè)計(jì)的流量為；式中 。那么： 中心管管徑為：2沉淀池有效高度，即中心管高度：(3)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度：式中 反射板直徑 4沉淀池總面積及沉淀池直徑每座沉淀池的沉淀區(qū)面積所以，池子的總面積為沉淀池直徑為： 5污泥斗及污泥斗高度取，截頭直徑0.4m,那么6沉淀池的總高度式中： Q每池最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；v0中心管內(nèi)流速，有反射板，取/s；v1中心管喇叭口與反射板之間縫隙的流速，取/s；d1喇叭口直徑1.35d0，m；v池內(nèi)水流速度，m/s，t沉淀時(shí)間，取1.5h；h1池超高，取

16、；h4緩沖層高度，m，一般為；h5污泥室截圓錐局部高度m；R截圓錐上部半徑，取4m；r截圓錐下部半徑，取如圖示：豎流式沉淀池 10曝氣池2推流式接觸氧化池的計(jì)算1根底參數(shù)設(shè)計(jì)水量為廢水從UASB 反響器出來后，與第二股廢水混合，混合情況如下表5所示：生物接觸氧化法處理水質(zhì)情況進(jìn)水水質(zhì)去除率出水水質(zhì)COD 540 90%200(2)設(shè)計(jì)參數(shù) 生物接觸氧化池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不小于2 個(gè)，并按同時(shí)工作設(shè)計(jì)。 容積負(fù)荷范圍M：10001500gBOD/(m3d)。 污水在氧化池內(nèi)的有效接觸時(shí)間一般為1.53.0h。 填料層總高度一般為3m，當(dāng)采用蜂窩型填料時(shí)，一般應(yīng)分為裝填，每層高為1m，蜂窩孔徑不小

17、于25mm。 進(jìn)水BOD 濃度應(yīng)控制在150300mg/L。 接觸氧化池中溶解氧含量一般應(yīng)維持在 2.53.5 mg/L，氣水比為(1520)：1。 接觸氧化池每格的面積一般不大于25m2，以保證布水布?xì)饩鶆颉?3) 一般規(guī)定： 生物接觸氧化池每個(gè)(格)平面形狀宜采用矩形，沿水流方向池長不宜大于10m。其長寬比宜采用1:21:1。有效面積不宜大于100m2。 生物接觸氧化池由下至上應(yīng)包括構(gòu)造層、填料層、穩(wěn)水層和超高。其中，構(gòu)造層高宜采用 0.61. 2m，填料層高宜采用 2.53.5m，穩(wěn)水層高宜采用0.40.5m，超高不宜小于0.5m。 生物接觸氧化池進(jìn)水端宜設(shè)導(dǎo)流槽，其寬度不宜小于0.8m

18、。導(dǎo)流槽與生物接觸氧化池應(yīng)采用導(dǎo)流墻分隔。導(dǎo)流墻下緣至填料底面的距離宜為0.3，至池底的距離宜不小于。 生物接觸氧化池應(yīng)在填料下方滿平面均勻曝氣。 當(dāng)采用穿孔管曝氣時(shí)，每根穿孔管的水平長度不宜大于5m；水平誤差每根不宜大于土2mm，全池不宜大于土3mm，且應(yīng)有調(diào)節(jié)氣量和方便維修的設(shè)施。 生物接觸氧化池應(yīng)設(shè)集水槽均勻出水。集水槽過堰負(fù)荷宜為2.03.0L/(sm)。 生物接觸氧化池底部應(yīng)有放空設(shè)施。 當(dāng)生物接觸氧化池水面可能產(chǎn)生大量泡沫時(shí)，應(yīng)有消除泡沫措施。 生物接觸氧化池應(yīng)有檢測(cè)溶解氧的設(shè)施。3設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 接觸氧化池有效容積 取容積負(fù)荷 (2) 接觸氧化池面積 取接觸氧化填料層總高度H=3

19、m，那么接觸氧化池總面積：(3) 池子總高度 設(shè)計(jì)中取(4) 選用半軟性材料，那么填料總體積： (5) 所需空氣量：采用多孔管鼓風(fēng)微孔曝氣供氧，取氣水比，那么所需總空氣量：那么選用HWB2 型微孔曝氣器，如表6所示。 表6 HWB2 型微孔曝氣器參數(shù) 型號(hào)HWB2曝氣板材料陶瓷板氧利用率/%2025孔徑/m150曝氣量13動(dòng)力效率/(kgO2/kWh)46孔隙率/%4050效勞面積阻力/Pa 1500350011沉淀池5斜管沉淀池的計(jì)算斜板沉淀池設(shè)計(jì)成圓形池，可以節(jié)省占地。1沉淀池水外表積：式中 那么： 2沉淀池平面尺寸 式中 那么： 3池內(nèi)停留時(shí)間 式中 設(shè)計(jì)中取，那么：4斜板下緩沖層高為了

20、布水均勻并不會(huì)擾動(dòng)下沉的污泥，(5)沉淀池的總高度式中 那么：斜板沉淀池示意圖： 12. 污泥濃縮池間歇式沉降濃縮池的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用間歇式沉降濃縮池，運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先排除濃縮池中的上清液，騰出池容，再投入待濃縮的污泥，為此應(yīng)在濃縮池深度方向的不同高度上設(shè)上清液排除管。1設(shè)計(jì)參數(shù)固體負(fù)荷固體通量M一般為1035kg/m3d，取M=30 kg/m3d=/m3d；濃縮時(shí)間取T=24h；設(shè)計(jì)污泥量Q=70 m3/d；濃縮后污泥含水率為96% ；2設(shè)計(jì)計(jì)算濃縮后污泥體積：式中 V0污泥含水率變?yōu)镻0時(shí)污泥體積池子邊長 根據(jù)要求，濃縮池的設(shè)計(jì)橫斷面面積應(yīng)滿足： 式中： Q-入流污泥量，m3/d ； M-固體通

21、量，kg/m3d； C-入流固體濃度kg/m3。固體通量應(yīng)通過試驗(yàn)確定，如無實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可參考下表；污泥種類污泥固體通量kg/(m2.h)濃縮污泥濃度(g/L)生活污水污泥 125070初沉污泥 46 80100改進(jìn)曝氣活性污泥7085活性污泥2030腐殖污泥7090初沉污泥與活性污泥混合5080初沉污泥與改進(jìn)曝氣活性污泥80120初沉污泥與腐殖污泥混合7090入流固體濃度C的計(jì)算如下： = 1000(1-98%) = 490 kg/d = 1000(1-99%) = kg/d 那么， = + =kg/d = kg/m3濃縮后污泥濃度為： = 26.77 kg/m3濃縮池的橫斷面積為：A = Q

22、c/M = 7031.22 m2設(shè)計(jì)一座正方形濃縮池，那么邊長B = 5.7 m5.7 = 32.5 m2池子高度取停留時(shí)間HRT = 20h ，有效高度= QT/24A = 7020/2431.22 = m ，超高 = m ，緩沖區(qū)高 = m 。那么池壁高：污泥斗污泥斗下錐體邊長取 m ，污泥斗傾角取50那么污泥斗的高度為： 污泥斗的容積為：總高度.設(shè)計(jì)計(jì)算草圖如圖4-5:圖4-5 污泥濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算草圖五高程布置圖5分高程布置原那么如下：1、選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。并應(yīng)適當(dāng)留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運(yùn)行正常。2、計(jì)算水頭損失時(shí)，一般應(yīng)以近期最大流

23、量作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量；計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的管渠和設(shè)備時(shí)，應(yīng)以遠(yuǎn)期最大流量為設(shè)計(jì)流量，并酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水頭。3、設(shè)置終點(diǎn)泵站的污水處理廠，水力計(jì)算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向上倒退計(jì)算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚(yáng)程那么較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不宜過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。還應(yīng)考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。4、在作高程布置時(shí)還應(yīng)注意污水流程與污逆流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。在決定污泥干化場(chǎng)，污泥濃縮池，消化池等構(gòu)筑物的高程時(shí)，應(yīng)注意它們的污泥水 能自動(dòng)排入污水入流干管或其它構(gòu)筑物的可能。在本設(shè)計(jì)中取最后一個(gè)構(gòu)筑物的標(biāo)高為水平標(biāo)高為0.00m,那么其高程圖標(biāo)高如下:六標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、儀表技術(shù)要求5分序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)材料數(shù)量備注1平流沉淀池4鋼混32調(diào)節(jié)池43鋼混13斜管沉淀池20155鋼混14豎流沉淀池鋼混15泵50Q W130-30-22