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文檔簡介
1 Abstract This design is one beer waste water treatment. The degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of the beer waste water is that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water, therefore its biochemical oxygen demand is also high. The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 3000 dm /3 , regardless of the specified future development. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 960mg/L, the concentration of COD is 2500mg/L, the concentration of SS is 500mg/L. For the beer waste waters BOD is high, it could pollute the enviroment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the two effluence standard in the country, which is as following: BOD 30mg/ L, COD 100mg/ L, SS70mg/ L. After the analysis, the quality of this processing water belongs to the waste water that easy biology degrade and not have the obvious poison, could use two levels of biological treatments to cause the water drained meet the designated standard. First level of processing mainly uses the physical methods, which removes the suspended matter and the inorganic substance in the sewage.Second levels of processing mainly uses the biology methods, consists of UASB of demand oxygen biology methods and SBR of anaerobic oxygen biology methods, which could remove BOD, CODin the waste water. The technological process of this design is: Beer waste water Screens The sewage lift pump house Regulates precipitating tank Reaction tank of UASB Tank of SBR Treatment water The entire technological process have the characteristics of lower investment, good treatment effect, easy technology process, using small area, running steady, and consuming lower energy. Keyword: Beer waste water treatment High concentration of organic waste water UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)process SBR (Sequencing Batch Reactor)processs 2 摘 要 本設(shè)計為某啤酒廢水處理設(shè)計。設(shè)計程度為初步設(shè)計。啤酒廢水水質(zhì)的主要特點是含有大量的有機(jī)物,屬高濃度有機(jī)廢水,故其生化需氧量也較大。該啤酒廢水處理廠的處理水量為 4000 dm /3 ,不考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。原污水中各項指標(biāo)為:BOD 濃度為 960mg/L,COD 濃度為 1700mg/L, SS 濃度為 500mg/L。因該廢水 BOD值較大 ,不經(jīng)處理會對環(huán)境造成巨大污染,故要求處理后的排放水要嚴(yán)格達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn) ,即: BOD 30mg/ L, COD 100mg/ L, SS 70mg/ L。 經(jīng)分析知該處理水質(zhì)屬易生物降解又無明顯毒性的廢水,可采用兩級生物處理以使出水達(dá)標(biāo)。一級處理主要采用物理法,用來去除污水中的懸浮物質(zhì)和無機(jī)物。二級處理主要采用生物法 ,包括厭氧生物處理法中的 UASB法和好氧生物處理法中的 SBR法,可有效去除污水中的 BOD、 COD。本設(shè)計工藝流程為: 啤酒廢水 格柵 污水提升泵房 調(diào)節(jié)沉淀池 UASB反應(yīng)器 SBR池 處理水 整個工藝具有總投資少,處理效果好,工藝簡單,占地面積省,運行穩(wěn)定,能耗少的優(yōu)點 。 關(guān)鍵詞:啤酒廢水處理 高濃 度有機(jī)廢水 UASB 法 SBR 法 目 錄 第一章 概述 . 5 第一節(jié) 研究目的與意義 . 5 第二節(jié) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 5 第三節(jié) 擬采用設(shè)計流程 . 5 第四節(jié) 預(yù)計處理效果 . 6 第二章 啤酒廢水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算 . 7 第一節(jié) 格柵的設(shè)計計算 . 7 一 、 設(shè)計說明 . 7 二 、 設(shè)計參數(shù) . 7 三、設(shè)計計算 . 7 第二節(jié) 調(diào)節(jié)沉淀池的設(shè)計計算 . 9 一 、 設(shè)計說明 . 9 二 、 設(shè)計參數(shù) . 10 三、設(shè)計計算 . 10 第三節(jié) UASB反應(yīng)器的設(shè)計計算 . 11 一 、 設(shè)計說明 . 11 3 二 、 設(shè)計參數(shù) . 11 三、設(shè)計計算 . 12 第四節(jié) SBR反應(yīng)器的設(shè)計計算 . 10 一 、 設(shè)計說明 . 17 二 、 設(shè)計參數(shù) . 18 三、設(shè)計計算 . 19 第三章 污泥部分各處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算 . 23 第一節(jié) 重力溶縮池的設(shè)計計算 . 23 一 、 設(shè)計說明 . 23 二 、 設(shè)計參數(shù) . 23 三、設(shè)計計算 . 24 第二節(jié) 機(jī)械脫水間的設(shè)計計算 . 25 一 、 設(shè)計說明 . 25 二 、 設(shè)計參數(shù) . 26 三、設(shè)計計算 . 26 第三節(jié) 污水提升泵房的設(shè)計 計算 . 26 一 、 設(shè)計說明 . 26 三、設(shè)計計算 . 26 第四章 結(jié)論 . 28 謝辭 . 13 參考文獻(xiàn) . 30 第二篇 設(shè)計計算書 第一章 概述 一、 研究目的與意義 80 年代以來,我國啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展,到目前我國啤酒生產(chǎn)廠已有 800多家,據(jù) 1996 年統(tǒng)計我國啤酒產(chǎn)量達(dá) 1 650 萬 t,既成為世界啤酒生產(chǎn)大國,又成為較高濃度有機(jī)物污染大戶,啤酒廢水的排放和對環(huán)境的污染已成為突出問題,引起了各有關(guān)部門的重視。 由于啤酒廢水中含有大量的有機(jī)物,排放對自然水體的影響非常大?;谒廴镜奈:π院蛧?yán)重性,以保護(hù)環(huán)境為宗旨, 以達(dá)到國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)為要求來設(shè)計啤酒廢水排放設(shè)備,所以此排放系統(tǒng)的設(shè)計旨在控制廢水的 COD濃度,減少對環(huán)境的污染。 二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 “七五”以來,我國對啤酒廢水的處理工藝和技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和探索,4 特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計院和科研單位,對啤酒廢水的處理進(jìn)行了各方面的試驗、研究和實踐,取得了行之有效的成功經(jīng)驗,逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結(jié)合法、水解酸化與 SBR相組合等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處,但各自都有 較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究,有的已取得了理想的成效,不久將應(yīng)用于實踐中。 三、 擬采用的設(shè)計流程 1. USBA-SBR 法流程 因為用只用 UASB處理啤酒廢水出水的 COD5仍然打不到廢水排放標(biāo)準(zhǔn),故將 UASB 和 SBR 兩種處理單元進(jìn)行組合,所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點,使處理流程簡潔,節(jié)省了運行費用,而把 UASB 作為整個廢水達(dá)標(biāo)排放的一個預(yù)處理單元,在降低廢水濃度的同時,可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時,由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)物量,因此降低了好氧處 理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量,從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本,又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益 。 四、 預(yù)計處理效果 設(shè)計排放廢水量為 3000m3/d。 COD2500mg/L,PH 值約為 6。 廢水經(jīng)處理后,要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB 8978 1996)的一級標(biāo)準(zhǔn),其主要水質(zhì)指標(biāo)見表 1.1。 表 1.1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 項目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH 原水 1500 3000 800 1600 250 1200 5 11 排放標(biāo)準(zhǔn) 100 30 70 6 9 注:該廢水中的酵母、酒糟經(jīng)過回收和綜合利用,故 COD、 BOD含量降低。 5 第二章 啤酒廢水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算 第一節(jié) 格柵的設(shè)計計算 一 、 設(shè)計說明 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成,安裝在廢水渠道的進(jìn)口處,用于截留較大的懸浮物或漂浮物,主要對水泵起保護(hù)作用,另 外 可減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。 二、設(shè)計參數(shù) 取中格柵;柵條間隙 d=10mm; 柵前水深 h=0.4m;過柵流速 v=0.6m/s; 安裝傾角 =45;設(shè)計流量 Q=3000m3/d=0.035m3/s 三 、 設(shè)計計算 H1 hh2h1h1hHB1B11B1500 10002H1tg圖 2 . 1 格 柵 設(shè) 計 計 算 草 圖(一)柵條間隙數(shù) (n) m a x s i nQan bhv= 式中: Q - 設(shè)計流量, m3/s - 格柵傾角,度 b - 柵條間隙, m h - 柵 前水深, m v - 過柵流速, m/s 6 0 . 0 3 5 s i n 4 50 . 0 1 0 . 4 0 . 6on =創(chuàng)12.26= 取 n=13 條 (二)柵槽有效寬度 (B) 設(shè)計采用 20圓鋼為柵條 ,即 s=0.02m B=S(n-1)+en 式中: S - 格條寬度, m n - 格柵 間隙數(shù) b - 柵條間隙, m B=0.02(1 3-1)+0.011 3 =0.37m (三)進(jìn)水渠道漸寬部分長度 (l1) 設(shè)進(jìn)水渠道內(nèi)流速為 0.5m/s,則進(jìn)水渠道寬 B1=0.175m, 漸寬部分展開角取為 20 則 l1=112BBtga- 式中: B - 柵槽寬度, m B1 - 進(jìn)水渠道寬度, m 1a- 進(jìn)水渠展開角,度 l1= 0.37 0.1752 20tg -=0.27 (四)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度( l2) l2= l1/2=0.27/2 =0.135m (五)過柵水頭損失( h1) 取 k=3, =1.79(柵條斷面為圓形 ), v=0.6m/s h1 = 24 / 3( ) s i n2svkdgba式中: k - 系數(shù),水 頭損失增大倍數(shù) - 系數(shù),與斷面形狀有關(guān) 7 S - 格條寬度, m d - 柵條凈隙, mm v - 過柵流速, m/s - 格柵傾角,度 h1= 24 / 30 . 0 2 0 . 63 1 . 7 9 ( ) s i n 4 50 . 0 1 2 9 . 8 創(chuàng) =0.176m (六)柵槽總高度 (H) 取柵前渠道超高 h2=0.3m 柵前槽高 H1=h+h2=0.7m 則總高度 H=h+h1+h2 =0.4+0.176+0.3 =0.876m (七)柵槽總長度 (L) L=l1+l2+0.5+1.0+145Htg =0.27+0.135+0.5+1.0+ 0.745tg =2.605m (八)每日柵渣量 (W) 取 W1=0.06m3/103m3 K2=1.5 則 W= 12864001000QWK 式中: Q - 設(shè)計流量, m3/s W1 - 柵渣量 (m3/103m3污水 ),取 0.1 0.01,粗 格柵用小值,細(xì)格柵用大值,中格柵用中值 W= 0 . 0 3 5 0 . 0 6 8 6 4 0 01 . 5 1 0 0 0=0.12 m3/d(可采用人工清渣 ) 第二節(jié) 調(diào)節(jié)沉淀池的設(shè)計計算 一 、 設(shè)計說明 啤酒廢水的水量和水質(zhì)隨時間的變化幅度較大,為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運行,需對廢水的 水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié),由于啤酒廢水中懸浮物 (ss)濃度較高,此調(diào)節(jié)池也兼具有沉淀池的作用,該池設(shè)計有沉淀池的泥斗,有足夠8 的水力停留時間,保證后續(xù)處理構(gòu)筑物能連續(xù)運行,其均質(zhì)作用主要靠池側(cè)的沿程進(jìn)水,使同時進(jìn)入池的廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蟪鏊?,以達(dá)到與不同時序的廢水相混合的目的。 二 、 設(shè)計參數(shù) 水力停留時間 T=6h;設(shè)計流量 Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s,采用機(jī)械刮泥除渣。 表 2.1 調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 2500 960 500 去除率( %) 7 7 50 出水水質(zhì) (mg/l) 2325 893 250 三 、 設(shè)計計算 調(diào)節(jié)沉淀池的設(shè)計計算草圖見下圖 2.2: 圖 2 . 2 調(diào) 節(jié) 沉 淀 池 設(shè) 計 計 算 草 圖24000進(jìn)水55002500010008000500(一) 池子尺寸 池子有效容積為: V=QT=1256= 750m3 取池子總高度 H=5.5m,其中超高 0.5m,有效水深 h=5m 則池面積 A=V/h=750/5=150m3 9 池長取 L=25m,池寬取 B=8m 則池子總尺寸為 L B H=25 8 5.5 (二) 理論上每日的 污泥量 W=010()1 0 0 0 (1 )Q C CP? - 式中 : Q - 設(shè)計流量, m3/s C0 - 進(jìn)水懸浮物濃度, kg/m3 C1 - 出水懸浮物濃度, kg/m3 P0 - 污泥含水率, % W= 3 0 0 0 ( 5 0 0 2 5 0 ) 11 0 0 0 ( 1 0 . 9 7 ) 1 0 0 0? ?=25m3/d (三)污泥斗尺寸 取斗底尺寸為 400 400,污泥斗傾角取 50 則污泥斗的高度為: h2=(4-0.2) tg 50 =4.529m 污泥斗的容積 V2= 13h2( a12+a1a2+a22) =134.592(8 2+80.4+0.4 2) =101.7m3 V 總 W符合設(shè)計要求,采用機(jī)械泵吸泥 (四)進(jìn)水布置 進(jìn)水起端兩側(cè)設(shè)進(jìn)水堰,堰長為池長 2/3 第三節(jié) UASB 反應(yīng) 器的設(shè)計計算 一 、 設(shè)計說明 UASB,即上流式厭氧污泥床,集生物反應(yīng)與沉淀于一體,是一種結(jié)構(gòu)緊湊,效率高的厭氧反應(yīng)器。 它的污泥床內(nèi)生物量多,容積負(fù)荷率高,廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間較短,因此所需池容大大縮小。 設(shè)備簡單,運行方便,勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置,不需充填填料,也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置,造價相對較低,便于管理,且不存在堵塞問題。 10 二 、 設(shè)計參數(shù) (一)參數(shù)選取 設(shè)計參數(shù)選取如下: 容積負(fù)荷( Nv) 4.5kgCOD/(m3 d); 污泥產(chǎn)率 0.1kgMLSS/kgCOD; 產(chǎn)氣率 0.5m3/kgCOD (二)設(shè)計水質(zhì) 表 2.2 UASB 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 2325 893 250 去除率( %) 75 80 50 出水水質(zhì) (mg/l) 581 179 125 (三)設(shè)計水量 Q 3000m3/d=125 m3/h=0.035 m3/s 三、設(shè)計計算 (一)反應(yīng)器容積計算 UASB有效容積: V 有效 0vQSN 式中: Q - 設(shè)計流量, m3/s S0 - 進(jìn)水 COD含量 ,mg/l Nv -容積負(fù)荷 ,kgCOD/(m3 d) V 有效 3000 2.3254.5=1550m3 將 UASB設(shè)計成圓形池子,布水均勻,處理效果好 取水力負(fù)荷 q 0.8m3/(m2 h) 則 A= Qq= 1250.8=157m2 h=VA 1550157=10m 采用 4座相同的 UASB反應(yīng)器 則 A1=4A 1574=39.25 m2 D= 14 Ap = 4 39.253.14 11 =7.5m 取 D=8m 則實際橫截面積為 2A=14 D2=143.14 82 =50.24m2 實際表面水力負(fù)荷為 q1=Q/A 1254 50.24=0.83凈水的 ,故取 =0.02g/cm s 由斯托克斯工式可得氣體上升速度為: Vb = 21()18 gg dr rrm -= 320 . 9 5 9 . 8 1 ( 1 . 0 3 1 . 2 1 0 ) 0 . 0 11 8 0 . 0 2 - - 創(chuàng)=0.266cm/s 16 =9.58m/h Va=V2=1.60m/h 則: baVV =9.581.60 =5.9, BCAB =1.870.41 =4.56 baVV BCAB ,故滿足 設(shè)計 要求。 (四) 出水系統(tǒng)設(shè)計 采用鋸齒形出水槽,槽寬 0.2m,槽高 0.2m (五) 排泥系統(tǒng)設(shè)計 產(chǎn)泥量為: 23250.750.1 300010 -3=523.1kgMLSS/d 每日產(chǎn)泥量 523.1kgMLSS/d,則每個 USAB 日產(chǎn)泥量 130.8 kgMLSS/d,可用150mm排泥管,每天排泥一次。 (六) 產(chǎn)氣量計算 每日產(chǎn)氣量: 23250.75 0.5 300010 -3=2615.6m3/d 第四節(jié) SBR 反應(yīng)器的設(shè)計計算 一、設(shè)計說明 經(jīng) UASB處理后的廢水 ,COD含量仍然很高 ,要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) ,必須進(jìn)一步處理 ,即采用好氧處理。 SBR結(jié)構(gòu)簡單,運行控制靈活,本設(shè)計采用 4個 SBR反應(yīng)池,每個池子的運行周期為 6h 二、設(shè)計參數(shù) (一)參數(shù)選取 (1)污泥負(fù)荷率 Ns取值為 0.13kgBOD5/(kgMLSS d) (2)污泥濃度和 SVI 污泥濃度采用 3000 mgMLSS/L,SVI 取 100 (3)反應(yīng)周期 SBR周期采用 T=6h,反應(yīng)器一天內(nèi)周期數(shù) n=24/6=4 (4)周期內(nèi)時間分配 反應(yīng)池數(shù) N=4 進(jìn)水時間: T/N=6/4=1.5h 反應(yīng)時間: 3.0h 靜沉?xí)r間: 1.0h 排水時間: 0.5h (5)周期進(jìn)水量 17 Q0=24QTN=3000 624 4=187.5m3/s (二)設(shè)計水量水質(zhì) 設(shè)計水量為: Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s 設(shè)計水質(zhì)見下表 2.3: 表 2.3 SBR反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 581 179 125 去除率( %) 80 85 65 出水水質(zhì) (mg/l) 116 27 43 三、設(shè)計計算 (一)反應(yīng)池有效容積 V1=00snQSXN 式中: n - 反應(yīng)器一天內(nèi)周期數(shù) Q0 - 周期進(jìn)水量 ,m3/s S0 - 進(jìn)水 BOD含量 ,mg/l X - 污泥濃度 ,mgMLSS/L Ns - 污泥負(fù)荷率 V1= 4 1 8 7 .5 1 7 93 0 0 0 0 .1 3創(chuàng) =344.2 (二)反應(yīng)池最小水量 Vmin=V1-Q0=344.2-187.5=156.7m3 (三)反應(yīng)池中污泥體積 Vx=SVI MLSS V1/106=1003000 344.2/106=103.2 m3 VminVx,合格 (四)校核 周期進(jìn)水量 周期進(jìn)水量應(yīng)滿足下式: Q0(1- MLSS MLSS /106) V =(1- 1003000 /10 6) 344.2 =240.9m3 而 Q0=187.5m3240.9m3 故符合設(shè)計要求 (五)確定單座反應(yīng)池的尺寸 SBR有效水深取 5.0m,超高 0.5m,則 SBR總高為 5.5m, SBR的面積為 344.2/5=68.84m2 設(shè) SBR的長:寬 =2: 1 18 則 SBR的池寬為: 6m;池長為: 12.0m. SBR反應(yīng)池的最低水位為: 156.76.0 12.0=2.18m SBR反應(yīng)池污泥高度為: 103.26.0 12.0=1.43m 2.18-1.43=0.75m 可見, SBR 最低水位與污泥位之間的距離為 0.6m,大于 0.5m 的緩沖層高度符合設(shè)計要求。 (六)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) (1)確定需氧量 O2 由公式: O2=a Q(S0-Se)+b XvV 式中: a - 微生物對有機(jī)污染物氧化分解 過程的需氧率, kg Q - 污水設(shè)計流量, m3/d S0 - 進(jìn)水 BOD 含量 ,mg/l S0 - 出水 BOD 含量 ,mg/l b - 微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化 過程的需氧率, kg Xv - 單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮 固體( MLVSS) 量 ,kg/m3 取 a =0.5, b =0.15;出水 Se =27mg/L; Xv=fX =0.753000=2250mg/L =2.25kg/m 3; V=41V=4 344.2=1376.8m3 代入數(shù)據(jù)可得: O2=0.5 3000( 179-25)/1000+0.15 2.25 1376.8 =695.7kg O2/d 供氧速率 為 : R= O2/24 =695.7/24=29 kg O2/h (2)供 氣 量的計算 采用 SX-1 型曝氣器,曝氣口安裝在距池底 0.3m 高處,淹沒深度為4.7m,計算溫度取 25。 該曝氣器的性能參數(shù)為: Ea=8%, Ep=2 kgO2/kWh; 服務(wù)面積 1-3m2; 供氧能力 20-25m3/h 個; 19 查表知氧在水中飽和容解度為: Cs(20)=9.17mg/L, Cs(25)=8.38mg/L 擴(kuò)散器出口處絕對壓力為: bP=0P+9.810 3H =1.01310 5+9.810 34.7 =1.4710 5pa 空氣離開反應(yīng)池時氧的百分比為: 2 1 (1 )7 9 2 1 (1 )At AEO E-= +- = 2 1 (1 0 .0 8 )7 9 2 1 (1 0 .0 8 )-+-=19.65% 反應(yīng)池中容解氧的飽和度為: Csb(25)= Cs(25)5()2 . 0 2 6 1 0 4 2btPO+ =8.38 551 . 4 7 1 0 1 9 . 6 5()2 . 0 2 6 1 0 4 2 + =10.0mg/L Csb(20)= Cs(20)5()2 . 0 2 6 1 0 4 2btPO+ =9.17 551 . 4 7 1 0 1 9 . 6 5()2 . 0 2 6 1 0 4 2 + =10.9mg/L 取 =0.85, =0.95,C=2, =1,20時,脫氧清水的充氧量為: R0= ( 2 0 )( 2 5 2 0 )( 2 5 ) 1 . 0 2 4sbsbRCCCa b r -?=52 8 . 8 6 1 0 . 90 . 8 5 0 . 9 5 1 0 . 0 2 1 . 0 2 4? =43.8 kg O2/h 供氣量為: Gs= R0/0.3Ea = 43.80.3 0.08=1826m3/h =30.43m3/min (3)布?xì)庀到y(tǒng)的計算 20 反應(yīng)池的平面面積為: 6.01 2.04= 288m2 每個擴(kuò)散器的服務(wù)面積取 1.7m2,則需 288/1.7=170個。 取 170個擴(kuò)散器,每個池子需 50 個。 布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計如下圖 2.5: 圖 2 . 5 S B R 反 應(yīng) 氣 布 氣 系 統(tǒng) 設(shè) 計 草 圖(4)空氣管路系統(tǒng)計算 按 SBR 的平面圖,布置空氣管道,在相鄰的兩個 SBR 池的隔墻上設(shè)一根干管,共兩根干管,在每根 干管上設(shè) 5對配氣豎管,共 10條配氣豎管。 則每根配氣豎管的供氣量為: 31826 3 6 5 . 2 /5 mh=本設(shè)計每個 SBR池內(nèi)有 50個空氣擴(kuò)散器 則每個空氣擴(kuò)散器的配氣量為: 31826 3 6 . 5 2 /50 mh=選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長管路作為計算管路,在空氣流量變化處設(shè)計算節(jié)點。 空氣管道內(nèi)的空氣流速的選定為: 干支管為 10 15m/s; 21 通向空氣擴(kuò)散器的豎管 、 小支管為 4 5m/s; 空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑,根據(jù)通過的空氣量和相應(yīng)的流速按排水工程下冊附錄 2加以確定。 空氣管路的局部阻力損失,根據(jù)配件類型按下式 1 .20 5 5 .5l K D=式中: 0l- 管道的當(dāng)量長度, m D - 管徑, m K - 長度換算系數(shù),按管件類型不同確定 折算成當(dāng)量長度損失0l,并計算出管道的計算長度0ll+(m), 空氣管路的沿程阻力損失,根據(jù)空氣管的管徑 D(mm),空氣量m3/min,計算溫度 和曝氣池水深,查排水工程下冊附錄三求 得,得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為: 12()hhS+ 96.21 9.8 0.943 kpa 空氣擴(kuò)散器的壓力損失為 5.0kpa,則總壓力損失為: 0.943 5.0 5.943 kpa 為安全起,設(shè)計取值為 9.8kpa 則空壓機(jī)所需壓力 p=(5-0.3) 9.810 3+9.810 3 =56 kpa 又 Gs=37.64m3/min 由此條件可選擇羅茨 RME-20型鼓風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速 1170r/min,配套電機(jī)功率為 75kw (七)污泥產(chǎn)量計算 選取 a=0.6,b=0.075,則污泥產(chǎn)量為: x=aQSr-bVXv =0.6 3000(1 79-25)/1000-0.075 1376.82.25 =44.9kgMLVSS/d 第三章 污泥部分各處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算 第一節(jié) 重力濃縮池的設(shè)計計算 一、設(shè)計說明 為方便污泥的后續(xù)處理機(jī)械脫水,減小機(jī)械脫水中污泥的混凝劑用量以及機(jī)械脫水設(shè)備的容量,需對污泥進(jìn)行濃縮處理,以降低污泥的含水率。 本設(shè)計采用 間歇式重力濃縮池,運行時,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。 22 二、設(shè)計參數(shù) (一)設(shè)計泥量 啤酒廢水處理過程產(chǎn)生的污泥來自以下幾部分: (1)調(diào)節(jié)沉淀池, Q1=25m3/d,含水率 97%; (2)UASB反應(yīng)器, Q2=30m3/d,含水率 98%; (3)SBR反應(yīng)器, Q3=8m3/d,含水率 99%; 總污泥量為: Q= Q1+ Q2+ Q3=63 m3/d 平均含水率為: 2563 97%+306398%+ 86399%=97.7% (二)參數(shù)選取 固體負(fù)荷(固體通量) M一般為 10 35kg/m3d 取 M=30 kg/m3d=1.25kg/m3d; 濃縮時間取 T=24h; 設(shè)計污泥量 Q=63m3/d; 濃縮后污泥含水率為 96%; 濃縮后污泥體積:1 1 0 0 9 7 . 7V 6 31 0 0 9 6 =36.2m3/d 三、設(shè)計計算 (一) 池子邊長 根據(jù)要求,濃縮池的設(shè)計橫斷面面積應(yīng)滿 足: A Qc/M 式中: Q-入流污泥量, m3/d ; M-固體通量, kg/m3 d; C-入流固體濃度 kg/m3。 入流固體濃度( C)的計算如下: 1 2 31 2 3W W WC Q Q Q + 1W=1Q1000(1 -97%)=750kg/d 3W=3Q1000(1 -98%)=600kg/d 4W=4Q1000(1 -99%)=80kg/d 那么, Qc=1W+2W+3W=1430kg/d=59.6kg/h C=1430/63=22.7 kg/m3 23 濃縮后污泥濃度 為: 1C=1430/36.2=39.5kg/m3 濃縮池的橫斷面積為: A=Qc/M=51m2 設(shè)計三座正方 形濃縮池,則每座邊長為 B=7m 取 B=7.5m,則實際面積 A=7.5 7.5=57m2 (二)池子高度 停留時間,取 HRT=24h 則有效高度2h=1.3m,取2h=1.5m 超高,取1h=0.5m 緩沖區(qū)高,取3h=0.5m 池壁高1H=1h+2h+3h=2.5m (三)污泥斗 污泥斗下錐體邊長取 0.5m,高度取 7m. (四)總高度 H=2.5+7=9.5m 設(shè)計計算草圖見下圖 3.1: 第二節(jié) 機(jī)械脫水間的設(shè)計計算 一、設(shè)計說明 污泥經(jīng)濃縮后,尚有 96%的含水率,體積仍很大,為了綜 合利用和最終處置,需對污泥作脫水處理。 擬采用帶式壓濾機(jī)使污泥脫水,它有如下脫水特點: (1)濾帶能夠回轉(zhuǎn),脫水效率高 (2)噪聲小,能源節(jié)省 (3)附屬設(shè)備少,維修方便,但必須正確使用有機(jī)高分子 混凝劑,形成大而強(qiáng)度高的絮凝。 帶式過濾脫水工藝流程見下圖 3.2: 二、設(shè)計參數(shù) 設(shè)計泥量 Q=36.2 m3/d;含水率為 96%。 三、設(shè)計計算 據(jù)設(shè)計泥量帶式壓濾機(jī)采用 PFM-1000 型,帶寬 1m,主機(jī)功率 1.5kw,處理后的污泥含水率為 75 80%,處理能力為 7 8 m3/h,按每天工作 8小時設(shè)計。 外形尺寸:長 寬 高 =4500 1890 1860 24 第三節(jié) 污水提升泵房的設(shè)計與計算 一、設(shè)計說明 污水泵房用于提升污水廠的污水,以保證污水能在后續(xù)處理構(gòu)筑物內(nèi)暢通的流動,它由機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間等組成,機(jī)器間內(nèi)設(shè)置水泵機(jī)組和有關(guān)的附屬設(shè)備,格柵和吸水管安裝在集水池內(nèi),集水池還可以在一定程度上調(diào)節(jié)來水的不均勻性,以便水泵較均勻工作,格柵的作用是阻攔水中粗大的固體雜質(zhì),以防止雜物阻塞和損壞水泵,輔助間一般包括貯藏室,修理間,休息室和廁所等。 二、設(shè)計計算 (一)設(shè)計流量 Q=3000m3/d=125m3/h=34.7l/s (二)選泵前總揚程估算 經(jīng)過格柵的水頭損失為 0.18m,進(jìn)水管渠內(nèi)水面標(biāo)高為 -2.335m 則格柵后的水面標(biāo)高為: -2.335-0.18=-2.515m 設(shè)集水池的有效水深為 2m 則集水池的最低工作水位為: -2.515-2=-4.515m 所需提升的最高水位為 6.778m 故集水池最低工作水位與所提升最高水位之間高差為: 6.78-(-4.52)=11.30m 出水管管線水頭損失計算如下: 出水管 Q=34.7l/s,選用管徑為 200mm 的鑄鐵管 查給水排水設(shè)計手冊第 1冊得: V=1.33m/s,1000i=19.1 出水管線長度估為 37m,局部系數(shù)為 8 則出水管管線水頭損失為: 22viLgx+= 21 9 . 1 1 . 3 33 7 81 0 0 0 2 9 . 8? =1.50m 泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為 2.0m,考慮自由水頭為 1m,則水泵總揚程為: H=11.30+1.50+2.0+1.0 25 =15.8m (三)選泵 根據(jù)流量 Q=125m3/h,揚程 H=15.8m 擬選用 150WLI170-16.5型立式污水泵,每臺水泵的流量為 Q=170m3/h,揚程為 H=16.5m。 選擇集水池與機(jī)器間合建的圓形水泵站,考慮選用 2臺水泵,其中一臺備用。 選用 150WLI170-16.5型污水泵是合適的 (四)附屬設(shè)備選擇 (1)本污水泵站為自灌式,無須引水裝置 (2)為了松動集水坑內(nèi)的沉渣,從水泵的壓水管上接出一根直徑為 50mm的鋼管伸入集水坑中,定期將沉渣沖起,由水泵抽走。 (3)水泵間室內(nèi)地面做成 0.01坡度,機(jī)器間地板上設(shè)排水溝和集水 坑,排水溝斷面 250mm500mm ,沿墻設(shè)置,坡度 i=0.01,集水坑直徑 為 500mm,深 700mm,在水泵吸水口附近接出 50mm白鐵管伸入集水坑, 水泵在低水位工作時,將坑中污水抽走。 (4)本污水泵站的集水池利用通風(fēng)管自然通風(fēng),在屋頂設(shè)置風(fēng)帽,機(jī) 器間進(jìn)行自然通風(fēng),在屋頂設(shè)置風(fēng)帽。 (5)起重設(shè)備選用電動葫蘆。 第四章 結(jié)論 通過以上流程處理,出水水質(zhì)為: COD: 116 BOD: 27 SS: 43 基本達(dá) 到國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。 本次畢業(yè)設(shè)計 ,使我對工程設(shè)計的內(nèi)容和步驟有了更進(jìn)一步的了解,從大體上講 ,本次設(shè)計達(dá)到了預(yù)期的效果 ,達(dá)到了作為本科畢業(yè)生所應(yīng)符合的要求 . 這次畢業(yè)設(shè)計使我深深地認(rèn)識到 :工科畢業(yè)生做設(shè)計工作所要求的嚴(yán)謹(jǐn)性 ,對于工程二字的沉重性 ,我開始意識到工程二字要求我們對專業(yè)知識有很深地了解 ,在熟練掌握專業(yè)知識的基礎(chǔ)上靈活運用 .本次設(shè)計為某啤酒廢水處理,是一個真實性課題 ,在重新熟悉課本和認(rèn)真查閱資料的基礎(chǔ)上,并結(jié)合設(shè)計任務(wù)書的要求 ,我對
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