某啤酒生產(chǎn)廢水處理工程設(shè)計(jì)

1、前 言中國是一個(gè)水資源短缺的國家, 人均水資源占有量不足 2,200立方米, 只有 世界平均水平的三成, 是全球人均水資源最貧乏的國家之一。 同時(shí), 中國也是世 界上水污染極為嚴(yán)重的國家。 2006年,中國廢水排放總量達(dá)到 536.8億噸,其 中工業(yè)廢水排放量 240.2億噸,占排放總量的 44.7%。水污染不僅造成了數(shù)額巨大的經(jīng)濟(jì)損失,更是直接危害到了百姓的飲水安 全。中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站在 2006年對(duì) 113個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市月均監(jiān)測(cè)取水總量為 15.9億噸, 其中不達(dá)標(biāo)水量 4.4億噸, 占總量的 27.7%。 農(nóng)村的狀況就更為嚴(yán)重, 我國首次農(nóng)村飲用水與環(huán)境衛(wèi)生現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果顯示, 44.36

2、%的農(nóng)村飲用水未達(dá) 到基本衛(wèi)生安全。 全國仍有三億多農(nóng)村人口飲水不達(dá)標(biāo), 其中因水污染造成九千 多萬人飲用水不安全。而這其中以工業(yè)廢水的排放和污染最為嚴(yán)重。而隨著我國啤酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 啤酒廢水也成了污染排放的大戶。到目前我國啤酒生產(chǎn)廠已有近 1000多家,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(duì) 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(duì)自然水體的影響非常大。“七五” 以來, 我國對(duì)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, 特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院和科研單位,對(duì)啤酒廢水的處理進(jìn)行了各方面的試 驗(yàn)、

3、研究和實(shí)踐,取得了行之有效的成功經(jīng)驗(yàn),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(diǎn)和不足之處, 但各自都有較為成功的經(jīng)驗(yàn)。 目前還有不少新的處理方法和工 藝優(yōu)化組合正在試驗(yàn)和研究,有的已取得了理想的成效,不久將應(yīng)用于實(shí)踐中。第一章 概 述水是生命之源, 是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ), 是不可替代的寶貴資源。 我國卻是一個(gè)水資源十分短缺的國家, 人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的四 分之一, 嚴(yán)重制約著我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是以環(huán)境

4、的代價(jià)為前 提。 隨著近代我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的騰飛, 社會(huì)主義工業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展, 水資源污 染尤其是工業(yè)廢水污染也嚴(yán)重惡化。 工業(yè)廢水的污染以其污染大、 污染物濃度高、 廢水排放量大、 廢水中含有多種有毒有害物質(zhì)、 廢水成分復(fù)雜以及水量變化大等 特點(diǎn)而成為目前我們所面臨的主要問題。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)廠已有近 1000多家,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(duì)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(duì)自然水體的影響非常大?！捌呶濉?以來, 我國對(duì)啤酒廢水的處理工藝和技術(shù)

5、進(jìn)行了大量的研究和探索, 特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院和科研單位,對(duì)啤酒廢水的處理進(jìn)行了各方面的試 驗(yàn)、研究和實(shí)踐,取得了行之有效的成功經(jīng)驗(yàn),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(diǎn)和不足之處, 但各自都有較為成功的經(jīng)驗(yàn)。 目前還有不少新的處理方法和工 藝優(yōu)化組合正在試驗(yàn)和研究,有的已取得了理想的成效,不久將應(yīng)用于實(shí)踐中。 下面主要介紹一下處理啤酒廢水常用的幾種方法:(一酸化 SBR 法處理啤酒廢水其主要處理設(shè)備是酸化柱和 SBR 反應(yīng)器。這種方

6、法在處理啤酒廢水時(shí),在 厭氧反應(yīng)中, 放棄反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、 控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段, 將反應(yīng)控制在 酸化階段, 這樣較之全過程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn):(1 由于反應(yīng)控制在水解、 酸化階段反應(yīng)迅速, 故水解池體積小; (2 不需要收集產(chǎn)生的沼氣, 簡(jiǎn)化了構(gòu)造, 降低了造價(jià), 便于維護(hù), 易于放大; (3 對(duì)于污泥的降解功能完全和消化池一樣,產(chǎn)生的剩余污泥量少。 同時(shí), 經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性 COD 比例大幅度增加, 有利于 微生物對(duì)基質(zhì)的攝取, 在微生物的代謝過程中減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié), 這將加速有 機(jī)物的降解,為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。 (4酸化 SBR 法處理高濃 度啤酒廢水效果比較理

7、想,去除率均在 94%以上,最高達(dá) 99%以上。要想使此方 法在處理啤酒廢水達(dá)到理想的效果時(shí)運(yùn)行環(huán)境要達(dá)到下列要求:(1酸化 SBR 法處理中高濃度啤酒廢廢水, 酸化至關(guān)重要, 它具有兩個(gè)方面的作用, 其一是對(duì) 廢水的有機(jī)成分進(jìn)行改性, 提高廢水的可生化性; 其二是對(duì)有機(jī)物中易降解的污 染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響 SBR 反應(yīng)器的處理效果, 有機(jī)物去 除主要集中在 SBR 反應(yīng)器中。 (2酸化 SBR 法處理啤酒廢水受進(jìn)水 堿度和反應(yīng)溫度的影響,最佳溫度是 24,最佳堿度范圍是 500750mg/L。視 原水水質(zhì)情況, 如堿度不足, 采取預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)行本工藝處理; 若溫

8、度差別不 大,運(yùn)行參數(shù)可不做調(diào)整,若溫度差別較大,視具體情況而定。(二 UASB 好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池, 處理主 要過程為:廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī),轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)對(duì) SS 的 去除率達(dá) 10%以上,隨著 麥殼類有機(jī)物的去除,廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、 水量的作用, 還由于廢水在池中的停留時(shí)間較長(zhǎng)而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。 由于 增加了厭氧處理單元, 該工藝的處理效果非常好。 上流式厭氧污泥床能耗低、 運(yùn) 行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好,有效地降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運(yùn)行能耗 (因?yàn)?好氧處理單元的能耗直接和處理負(fù)荷成正比

9、 。 好氧處理 (包括好氧生物接觸氧化 池和斜板沉淀池 對(duì)廢水中 SS 和 COD 均有較高的去除率, 這是因?yàn)閺U水經(jīng)過厭氧 處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。 該工藝處理效果好、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定 性高。 上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理共議具有處理 效率高、運(yùn)行穩(wěn)定 、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動(dòng)等特點(diǎn)。(三新型接觸氧化法處理啤酒廢水此方法處理過程為 :廢水首先通過微濾機(jī)去除大部分懸浮物,出水進(jìn)入調(diào) 節(jié)池,然后中提升泵打入 VTBR 反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理,通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制供風(fēng)使廢 水與填料接觸,維持生化反應(yīng)的需氧量, VTBR 反應(yīng)器出水進(jìn)入沉淀器,去除一 部分脫落的

10、生物膜以減輕氣浮設(shè)備的處理負(fù)荷, 之后流人氣浮設(shè)備去除剩余的生物膜, 污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。 該處理工藝有以下主要特點(diǎn): VTBR 反應(yīng)器由廢舊酒精罐改造而成, 節(jié)省了投資。 與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比, 具有一次 性投資低,運(yùn)行穩(wěn)定,處理效果好等特點(diǎn)。冬季運(yùn)行時(shí),在 VTBR 反應(yīng)器外部 加了一層保溫材料, 使罐中始終保持較高的溫度, 提高了生物的活性。 因 VTBR反應(yīng)器高達(dá) 10m 左右,水深大,所選用風(fēng)機(jī)為高壓風(fēng)機(jī),耗電量大。(四生物接觸氧化法處理啤酒廢水該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理, 水解酸化菌通過新陳代謝 將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì), 將大分子有機(jī)物降解為小

11、分子有機(jī)物。 水 解酸化不僅能去除部分有機(jī)污染物, 而且提高了廢水的可生化性, 有益于后續(xù)的 好氧生物接觸氧化處理。 該工藝在處理方法、 工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理 的,充分利用各工序的優(yōu)勢(shì)將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而,如果由于某些構(gòu)筑物 的構(gòu)造設(shè)計(jì)考慮不周會(huì)影響運(yùn)行效果, 致使出水水質(zhì)不理想, 使生物接觸氧化池 的出水 (靜沉 30 min的澄清液 COD 為 500600 mg/L,經(jīng)混凝氣浮處理后出水 COD 仍高達(dá) 300 mg/L,遠(yuǎn)高于排放要求 (150 mg/L。 但是此處理方法在設(shè)計(jì)和 運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)以下問題 :(1水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時(shí) 排除。 由于該廢水

12、中懸浮物濃度較高, 因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大, 而原工藝僅在水 解酸化池前端設(shè)計(jì)了污泥斗, 所以池子的后部很快就淤滿了污泥。 另外, 隨著微 生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團(tuán), 使得傳質(zhì)面積減小。 針 對(duì)污泥淤積情況, 在水解酸化池前可增設(shè)一級(jí)混凝氣浮以去除水中的懸浮物, 經(jīng) 此改進(jìn)后水解酸化池能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、有效地運(yùn)行,其出水 COD 也從 11001200 mg/L降至 900 1000mg/L,收到了較好的效果。不過,增設(shè)混凝氣浮增加了運(yùn) 行費(fèi)用,而且氣浮過程中溶入的 O2還可能對(duì)水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此,在 設(shè)計(jì)采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時(shí), 可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便

13、及時(shí)排 除沉淀污泥。 此外, 為防止填料表面形成污泥團(tuán)應(yīng)采用比表面積大、 不結(jié)泥團(tuán)的 半軟性填料。 (2 如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想, 生物接觸氧 化池前端的有機(jī)物負(fù)荷較高,使得供氧相對(duì)不足,此時(shí)該處的生物膜呈灰白色, 處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài), 而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。 同時(shí), 水中的生 物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高, 對(duì)微生物也有一定的抑制作用。 這些因素使得生 物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用, 處理效果不理想。 鑒于此, 可一采取階段曝氣措施即多點(diǎn)進(jìn)水, 污水沿池長(zhǎng)多點(diǎn)流入生物接觸氧化池以均分負(fù)荷, 消除前 端缺氧及抑制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。 改為多點(diǎn)進(jìn)水并經(jīng)過

14、一段時(shí)間的穩(wěn)定 運(yùn)行后,生物接觸氧化池的出水 (30 min的澄清液 COD 為 200300 mg/L。再經(jīng) 混凝氣浮工序處理后最終出水 COD 0.3m/s 。 微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧, 直到 DO 值降為零, 混合液呈 缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用,混合液進(jìn)入有氧區(qū),完成一次循環(huán)。在這 個(gè)系統(tǒng)中, BOD 降解是一個(gè)連續(xù)過程,硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。設(shè)計(jì)目的二次沉淀池主要是對(duì)氧化溝處理后的污水進(jìn)行沉淀分離,上層清水達(dá)標(biāo)排 放,泥沉入底部進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。設(shè)計(jì)參數(shù)(豎流式表面負(fù)荷:q = 1.5 m3/m2 h;池體直徑:D = 7.5 m;停留時(shí)間:t = 2

15、h.工作原理沉淀池是應(yīng)用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構(gòu)筑物。 沉淀池在廢水處理中 廣為使用。 它的型式很多, 按池內(nèi)水流方向可分為平流式、 豎流式和輻流式三種。 本設(shè)計(jì)使用豎流式沉淀池, 豎流式沉淀池池體平面為圓形或方形。 廢水由設(shè)在沉 淀池中心的進(jìn)水管自上而下排入池中, 進(jìn)水的出口下設(shè)傘形擋板, 使廢水在池中 均勻分布, 然后沿池的整個(gè)斷面緩慢上升。 懸浮物在重力作用下沉降入池底錐形污泥斗中, 澄清水從池上端周圍的溢流堰中排出。 溢流堰前也可設(shè)浮渣槽和擋板, 保證出水水質(zhì)。設(shè)計(jì)作用為方便污泥的后續(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(duì)污泥進(jìn)行濃縮處理,以降

16、低污泥的含水率。設(shè)計(jì)參數(shù)濃縮時(shí)間取 T = 18 h ;設(shè)計(jì)污泥量 Q = 140.56 m3/d ;濃縮后污泥含水率為 96% ;工作原理由于采用氧化溝工作, 所以污泥量較少, 污泥性質(zhì)穩(wěn)定, 因此只須采用簡(jiǎn)單 的濃縮 -脫水工藝即可。用以減縮污泥的間隙水,降低污泥含水率,減少污泥體 積。本設(shè)計(jì)采用間歇式重力濃縮池, 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。設(shè)計(jì)作用用以去除污泥中的毛細(xì)水和表面附著水,縮小污泥體積,減輕其重量,本 工藝采用 DY 型帶式壓濾機(jī)。設(shè)計(jì)參數(shù)壓濾后污泥含水率為 75% ;選取 DYD-1

17、000型帶式壓榨過濾機(jī),其工作參數(shù)如下。表 2-3:DYD-1000型帶式壓榨過濾機(jī)工作參數(shù)濾帶寬度(mm 1000 壓榨脫水面(m 2 5.0濾帶線速度(r/min 0.8-5.5 電機(jī)總功率(KW 2.85漲緊工作壓力(MPa 1.0-1.8 主機(jī)外形尺寸(mm 300018002040糾偏工作壓力(MPa 1.5 重量(kg 4700重力脫水面積(m 2 3.5 泥餅含水率(% 70-80工作原理DY 型帶式壓濾機(jī)以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動(dòng)力,使污泥水分被強(qiáng)制 通過過濾介質(zhì)形成濾液, 而固體顆粒被截留在介質(zhì)上, 形成濾樣, 從而達(dá)到脫水 的目的,脫水過程一般分為三個(gè)階段:重力脫水段,

18、楔形預(yù)壓榨段,中、高壓剪 切脫水段。其特點(diǎn)是:能連續(xù)運(yùn)行,操作管理簡(jiǎn)單,附屬設(shè)備較少,機(jī)器制作容易,出 泥含水率低且穩(wěn)定,從而投資、勞動(dòng)力、能源消耗和維護(hù)費(fèi)用較低。 結(jié)構(gòu)緊湊、整體剛性好。 無級(jí)調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng),可以隨時(shí)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度,適應(yīng)性強(qiáng)。 制沖洗噴嘴及防堵塞裝置,使濾帶沖洗干凈。 控制系統(tǒng)自動(dòng)糾偏,并有限位開關(guān)保護(hù)濾帶,確保設(shè)備正常運(yùn)行。 處理最大,脫水效果好,運(yùn)行費(fèi)用低。 附屬設(shè)備選用名牌產(chǎn)品,性能可靠。 可提供 PLC 遠(yuǎn)程控制接口,利于管理。2.4、平面布置(1處理站構(gòu)(建筑物的布置應(yīng)緊湊,節(jié)約用地和便于管理。 池形的選擇應(yīng)考慮減少占地,利于構(gòu)(建筑物之間的協(xié)調(diào); 構(gòu)(建筑物單體數(shù)量除

19、按計(jì)算要求計(jì)算外,亦應(yīng)利于相互間的協(xié)調(diào)和 總圖的協(xié)調(diào)。 構(gòu)(建筑物的布置除按工藝流程和進(jìn)出水方向順捷布置外,還應(yīng)考慮 與外界交通、氣象、人居環(huán)境和發(fā)展規(guī)劃的協(xié)調(diào),做好功能劃分和局部利用。 (2構(gòu)(建筑物之間的間距應(yīng)按交通、管道敷設(shè)、基礎(chǔ)工程和運(yùn)行管理需 要考慮。(3管線布置盡量沿道路與構(gòu)(建筑物平行布置,便于施工與檢修。(4做好建筑、道路、綠地與工藝構(gòu)筑物的協(xié)調(diào),做到即使生產(chǎn)運(yùn)行安全方 便,又使站區(qū)環(huán)境美觀,向外界展現(xiàn)優(yōu)美的形象。具體做好以下布置: 污水調(diào)節(jié)池和污泥濃縮池應(yīng)與辦公區(qū)或廠前區(qū)分離; 配電應(yīng)靠近引入點(diǎn)或電耗大的構(gòu)(建筑物,并便于管理; 沼氣系統(tǒng)的安全要求較高,應(yīng)遠(yuǎn)離明火或人流、物流

20、繁忙區(qū)域; 重力流管線應(yīng)盡量避免迂回曲折。(1污水管 進(jìn)水渠:原污水溝上截流閘板的設(shè)置和進(jìn)站控制閘板的設(shè)計(jì)由啤酒廠完 成。 出水管: DN200鑄鐵管或陶瓷管, q17.4L/s,v0.9m/s, i0.006。 超越管:考慮運(yùn)行故障或進(jìn)水嚴(yán)重超過設(shè)計(jì)水量水質(zhì)時(shí)廢水的出路,在 UASB 之前設(shè)置超越管,規(guī)格 DN200鑄鐵管或陶瓷管, i0.006。 溢流管:濃縮池上清液及脫水機(jī)壓濾水含微生物有機(jī)質(zhì) 0.5%1.0%,需 進(jìn)一步處理,排入調(diào)節(jié)池。設(shè)置溢流管, DN200鑄鐵管, i0.004。(2污泥管調(diào)節(jié)池、 UASB 、 CASS 反應(yīng)池污泥池均為零力排入集泥井,站區(qū)排泥管均選 用 DN2

21、00鑄鐵管, i = 0.02。集泥井至濃縮池, 濃縮池排泥泵貯泥柜, 貯泥柜至脫水機(jī)間均為壓力輸送污 泥管。 集泥井排泥管 DN250, 鋼管, v0.9m/s。 濃縮池排泥管, 貯泥柜排泥管, DN150, 鋼管, v1.0m/s。(3沼氣管沼氣管從 UASB 至水封罐為 DN100鋼管,從水封罐向氣水分離器及沼氣柜為 DN150,鋼管,沼氣管道逆坡向走管, i = 0.005。(4給水管沿主干道設(shè)置供水干管 200DN , 鍍鋅鋼管。 引入污泥脫水機(jī)房供水支管 DN50, 鍍鋅鋼管。引入辦公綜合樓泵房及各地均勻?yàn)?DN32,鍍鋅鋼管。(5雨水外排依靠路邊坡排向廠區(qū)主干道雨水管。(6管道埋

22、深 壓力管道 在車行道之下,埋深 0.70.9m ,不得不小于 0.7m ,在其他 位置 0.50.7m ,不宜大于 0.7m 。平面布置特點(diǎn):布置緊湊,構(gòu)(建筑物占地面積比例大。重點(diǎn)突出,運(yùn)行 及安全重點(diǎn)區(qū)域 UASB 放于站前部,引起注意,但未靠近廠區(qū)主干道。美化環(huán)境, 集水井、調(diào)節(jié)池側(cè)面、污泥儲(chǔ)存池設(shè)于站后部。2.5、高程布置污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物和 泵房的標(biāo)高, 確定處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及其標(biāo)高; 通過計(jì)算確定各部 位的水面標(biāo)高; 從而使污水能夠在處理構(gòu)筑物之間順暢的流動(dòng), 保證污水處理工 程的正常運(yùn)行。污水處理工程的高程布置一般遵守如下

23、原則:(1.認(rèn)真計(jì)算管道沿程損失、 局部損失、 各處理構(gòu)筑物、 計(jì)量設(shè)備及聯(lián)絡(luò)管 渠的水頭損失;考慮最大時(shí)流量,事故流量的增加,并留有一定的余地;還應(yīng)當(dāng) 考慮到當(dāng)某座構(gòu)筑物停止運(yùn)行時(shí), 與其相鄰的其余構(gòu)筑物及其連接管渠能通過全 部流量。(2.避免處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費(fèi)水頭的現(xiàn)象, 充分利用地形高差, 實(shí)現(xiàn) 自流。(3.在認(rèn)真計(jì)算并留有余量的前提下, 力求縮小全程水頭損失及提升泵站的 揚(yáng)程,以降低運(yùn)行費(fèi)用。(4.需要排放的處理水, 在常年大多數(shù)時(shí)間能夠自流排入水體。 注意排放水 位不一定選取水體多年最高水位, 因?yàn)槠涑霈F(xiàn)時(shí)間短, 易造成常年水頭浪費(fèi), 而 應(yīng)選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放水位,

24、當(dāng)水體水位高于設(shè)計(jì)排水位時(shí), 可進(jìn)行 短時(shí)間的提升排放。(5.應(yīng)盡可能使污水處理工程的出水渠不受水體洪水的頂托,并能自流。處理裝置及構(gòu)筑物的水頭損失(6.盡可能利用地形坡度, 使污水按處理流程在構(gòu)筑物之間能自流, 盡量減 少提升次數(shù)和水泵所需揚(yáng)程。(7.協(xié)調(diào)好站區(qū)平面布置與各單體埋深, 以免工程投資增大、 施工困難和污 水多次提升。(8.注意污水流程和污泥流程的配合,盡量減少提升高度。(9.協(xié)調(diào)好單體構(gòu)造設(shè)計(jì)與各構(gòu)筑物埋深,便于正常排放,又利檢修排空。第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1 泵前中格柵(1確定格柵前水深,根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 21211vB Q =計(jì)算得 :柵前槽寬10.32B m = B

25、h m = (2柵條間隙數(shù) 212.9n = 0.162tan 2tan 20B B L m -=(其中1為進(jìn)水渠展開角(5柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 120.082L L m = (6過柵水頭損失(h 1因 柵 條 邊 為 矩 形 截 面 , 取k =3, 則42v h kh k m g =其中=(s/e 4/3h:計(jì)算水頭損失k:系數(shù),格柵受污物堵塞后,水頭損失增加倍數(shù),取 k=3 :阻力系數(shù),與柵條斷面形狀有關(guān),當(dāng)為圓形斷面時(shí)=1.79 (7柵后槽總高度(H 取柵前渠道超高 h 2 =0.3m,則柵前槽總高度 H1=h+h2=0.16+0.3=0.46m柵后槽總高度 H=h+h

26、1 +h2=0.16+0.072+0.3=0.532m(8格柵總長(zhǎng)度 L=L 1 +L2+0.5+1.0+0.46/tan=0.10+0.05+0.5+1.0+0.46/tan60=2.2m(9每日柵渣量=Q平均日 1=0.15m3/d 0.2m3/d所以宜采用人工清渣。(10格柵選型采用回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵,具體規(guī)格見 表 3-1。 表 3-1 回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵規(guī)格格柵寬度 /mm 柵條間隙/mm整機(jī)功率/kw柵條截面積 /(mm mm HG-800 800 1050 0.75 1050 (11計(jì)算草圖見圖 3-1: 進(jìn) 水工作平臺(tái)柵條圖1 中格柵計(jì)算草圖圖 3-1 格柵計(jì)算草圖3.2 調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)流

27、量:Q=3000 m 3/d =125 m 3/h(1有效容積 V=QT=1256=750m3(2池體面積取池子總高度 H=5.5m,其中超高 0.5m ,有效水深 h=5m,則池子的面積為: A=V/h=750/5=150m2(3池子尺寸池長(zhǎng)取 15m ,池寬取 10m ,則總尺寸為 L B H=15105.53.3 過濾機(jī)過濾機(jī)設(shè)計(jì)水量為 Q=3000m3/d=0.035m3/s 進(jìn)出水指標(biāo)見表 3-2。表 3-2 過濾機(jī)去除效果表COD BOD SS 進(jìn)水 mg/L 2000 1600 500 出水 mg/L 1900 1520 250 去除率 %5550選取 WYB-5型臥式葉片過濾機(jī)

28、,其技術(shù)參數(shù)見表 3-3。表 3-3 WYB-5型臥式葉片過濾機(jī)技術(shù)參數(shù)過濾面積 /m2 筒體直徑 /mm 工作壓 /mPa 工作溫度 /59000.4 150每日的渣量:W=310( 3000(500250 25/1000(1 1000(10.971000Q Co C m d p p -=-3.4 污水提升泵房采用氧化溝工藝方案, 污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單, 對(duì)于新建污水處理廠, 工藝管線 可以充分優(yōu)化, 故污水只考慮一次提升。 污水經(jīng)提升后入水解酸化池, 然后自流 通過氧化溝和二沉池,最后由出水管道排入河流。 各構(gòu)筑物的水面標(biāo)高和池底埋深見第四章的高程計(jì)算。污水提升前水位 -2.5m (既泵站吸水

29、池最底水位 , 提升后水位 4.9m 。 所以,提升凈揚(yáng)程 Z=4.9-(-2.5 =7.4m 水泵水頭損失取 2m從而需水泵揚(yáng)程 H=Z+h=9.4m再根據(jù)設(shè)計(jì)流量 125m 3/h=34.7L/s, 采用 2臺(tái) QW 系列污水泵, 單臺(tái)提升流量 140m 3/h。采用 QW 系列污水泵(150QW140-18 3臺(tái),二用一備。該泵提升流 量 140m 3/h,揚(yáng)程 18m ,轉(zhuǎn)速 1460r/min,功率 8.84kW 。計(jì)算草圖如下: 圖 3-2 泵房草圖3.5 水解酸化池設(shè)計(jì)流量 Q=3000m3/d=0.035m3/sBOD5=1600mg/L,COD=2000mg/L(1池有效容積

30、設(shè)停留時(shí)間 t=8hV=Qt=1258=1000m3(2池表面積取有效水深 h=5mF= V /h=200設(shè) 3個(gè)水解酸化池,則每個(gè)表面積為 F =200/3=66.7 m2(3長(zhǎng)寬的確定設(shè)長(zhǎng) L 為寬 B 的 2倍,則2B B=66.7 m2得 B=5.8 m 在這里取 6m所以 L=2B=12m, V實(shí)際 =612=72m3取超高為 0.3 m 則總高為 H=5.3 m(4出水堰負(fù)荷設(shè)三角形堰板角度為 90,堰上水位深為 0.03米。齒的個(gè)數(shù) n=Q/Q =0.035/0.000232576 =150 (個(gè) (5布水的設(shè)計(jì)采用穿孔管布水,使底部進(jìn)水均勻。水解酸化池 L B H=12 m6

31、m5.3 m3.6 氧化溝擬用卡魯塞爾(Carrousel 氧化溝,去除 BOD 5與 COD 之外,還具備硝化 和一定的脫氮除磷作用, 使出水 NH 3-N 低于排放標(biāo)準(zhǔn)。 氧化溝按處理量設(shè)計(jì)分 1座,每座氧化溝設(shè)計(jì)流量為Q 1 =3000m 3/d=35L/s?？偽勰帻g:18dMLSS=5000mg/L,MLVSS/MLSS=0.7 則 MLVSS=3500曝氣池:Do =2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N 氧化,可利用氧 2.86mgO 2/NO3 N 還原=0.8 =0.9其他參數(shù):a=0.6kgVSS/kgBOD5b=0.05d-1脫氮速率:q dn =0.0312kg

32、NO3-N/kgMLVSSdK 1=0.23d-1Ko 2=1.3mg/L剩余堿度 100mg/L(保持 PH 7.2:所需堿度 7.1mg 堿度 /mgNH3-N 氧化;產(chǎn)生堿度 3.0mg 堿度 /mgNO3-N 還原 硝化安全系數(shù):3.5脫硝溫度修正系數(shù):1.08(1堿度平衡計(jì)算:1設(shè)計(jì)的出水 5BOD 為 20 mg/L,則出水中溶解性 5BOD =20-0.7201. 42(1-e -0.235 =6.4 mg/L2采用污泥齡 18d ,則日產(chǎn)泥量為:0. 63000(9126. 4857. 911000(10. 0518 r m a Q S bt -=+ kg/d一般情況下其中有

33、12.4%為氮,近似等于 TKN 中用于合成部分為: 0.124857.9=106.38 kg/d即:TKN 中有106.38100035.463000=mg/L用于合成。 需用于氧化的 NH 3-N =75-15-35.46-2=22.54 mg/L 需用于還原的 NO 3-N =22.54-11.1=11.44 mg/LBOD 5 :設(shè)水解酸化池對(duì) BOD 的去除率為 40%,則進(jìn)水為 912mg/L 3堿度平衡計(jì)算已知產(chǎn)生 0.1mg/L堿度 /除去 1mg BOD 5,且設(shè)進(jìn)水中堿度為 280mg/L ,剩余堿度 =280-7.122.54+3.011.44+0.1(912-6.4 =

34、244.88 mg/L 計(jì)算所得剩余堿度以 C a CO 3計(jì),此值可使 PH 7.2 mg/L(2硝化區(qū)容積計(jì)算: 硝化速率為 (+=-22158. 105. 015098. 021047. 0O K O N N eO T T n (+=-23. 12102247. 0158. 11505. 01515098. 0e =0.204 d -1故泥齡:9. 4204. 011=nw t d 采用安全系數(shù)為 3.5,故設(shè)計(jì)污泥齡為:3.54.9=17.15d 原假定污泥齡為 18d ,則硝化速率為:10. 05618n =d -1 單位基質(zhì)利用率:n bu a+=kg 5BOD /kgMLVSS.

35、dMLVSS=fMLSS=0.75000=3500 mg/L 硝化容積:0( 0.4183000(9126.42290.5(1 3500(10.0818C n c KY S S V X kd -=+m 3水力停留時(shí)間:2290.52418.33000n t =h (3反硝化區(qū)容積:12 時(shí),反硝化速率為:(20029. 0 (03. 0-+=T dn M F q (12209126. 40. 03 0. 0291. 0816400024-=+=0.023kgNO3-N/kgMLVSS.d還原 NO 3-N 的總量 =11.44300034.321000=kg/d 脫氮所需 MLVSS=34.3

36、2=kg 脫氮所需池容:1492.17dn V = m 3 水力停留時(shí)間:532.9244.33000dn t =h (4厭氧區(qū)容積K 污水量總變化系數(shù)Y 污泥產(chǎn)率系數(shù),取 0.4kgVSS/kgBOD5污泥齡,取 18d So-S去除的 BOD5的量 Kd衰減系數(shù),取 0.08d -1 X MLVSS=3500mg/LV3=Q(Q1+Q2/24=3000(4.3+3/24=912.5m3 好氧區(qū)停留時(shí)間 t 3=3h (4氧化溝的總?cè)莘e: 總水力停留時(shí)間:總?cè)莘e:(5氧化溝的尺寸:氧化溝采用 4廊道式卡魯塞爾氧化溝,取池深 4.0m ,寬 6m ,則氧化 溝 總 長(zhǎng) :3735.9m =,

37、缺 氧 段 長(zhǎng) 度 為 532.922.224342.424m +=則單個(gè)直道長(zhǎng) :28.64m -= 故氧化溝總池長(zhǎng) =35+6+12=46.6m,總池寬 =64=24m(未計(jì)池壁厚 。 (6需氧量計(jì)算:采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 :326. 26. 4 /(NO N MLSS B S A d kg O r r -+=其中:第一項(xiàng)為合成污泥需氧量, 第二項(xiàng)為活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量, 第三項(xiàng)為硝化污泥需氧量 , 第四項(xiàng)為反硝化污泥需氧量。 經(jīng)驗(yàn)系數(shù):A=0.5 B=0.1 需要硝化的氧量:N r =2.611.44300010-3=89.232kg/d R=0.53000(0.912-0.0064+

38、0.15000 +4.667.62-89.232 =2080.2kg/d=86.68kg/h取 T=30, 查表得 =0.8,=0.9,氧的飽和度 30(s C =7.63 mg/L, 20(s C =9.17 mg/L采用表面機(jī)械曝氣時(shí), 20 時(shí)脫氧清水的充氧量為: 20 (20(0024. 1-=T T s s C C RC R 302086. 689. 170. 800. 917. 6321. 024160. 74/k g h -=-= 查手冊(cè),選用 DY325型倒傘型葉輪表面曝氣機(jī),直徑 =3.5m, 電機(jī)功率 N =55kW,單臺(tái)每小時(shí)最大充氧能力為 125kgO 2/h, 每座氧

39、化溝所需數(shù)量為 n, 則 0160. 741. 29125125R n = 取 n=2臺(tái) (7回流污泥量: 可由公式 XX XR r -=求得。式中:X=MLSS=3.5g/L,回流污泥濃度 r X 取 10g/L。則:3. 50. 538103. 6R =-(50%100%,實(shí)際取 60% 考慮到回流至厭氧池的污泥為 10%, 則回流到氧化溝的污泥總量為 50%Q。 (8剩余污泥量: 857. 92400. 2530001405. 6/0. 71000w Q k g d = 如由池底排除,二沉池排泥濃度為 10g/L,則氧化溝產(chǎn)泥量為:31405. 6140. 56/10m d =(9氧化溝

40、計(jì)算草草圖見圖 3-3。 出水管至流量計(jì)井及二沉池圖 3-3 氧化溝計(jì)算草圖(10 說明:導(dǎo)流墻應(yīng)設(shè)于偏向彎道的內(nèi)側(cè), 以使較多的水流向內(nèi)匯集。 為了避免彎 道出水靠中心隔墻一側(cè)的流速過低,造成回水或引起污泥下沉,導(dǎo)流墻在下 游方向需延伸一個(gè)溝寬的長(zhǎng)度。 (詳見附氧化溝圖3.7 二沉池該沉淀池采用豎流式沉淀池,采用吸泥機(jī)。設(shè)計(jì)進(jìn)水量:Q=3000 m 3/d表面負(fù)荷:q 范圍為 1.0 1.5 m 3/ m 2.h ,取 q =1.5 m 3/ m 2.h水力停留時(shí)間(沉淀時(shí)間 :T=2 h堰負(fù)荷:取值范圍為 1.5 2.9L/s.m(1設(shè)中心管內(nèi)流速 V0=0.03 m/sq=Q/n =3000/2246060=0.0175 m3/sf=q/V0 =0.0175/0.03=0.585 m2 (2沉淀部分有效面積上升流速:V=q =1.5 m/h =0.0004 m/s A=q/V =0.035/0.00042 =43.75 m2 (3池子直徑(D 7.5m = 8 m (4有效水深取停留時(shí)間 t=2 h, 則:h 2=Vt 3600=0.000423600=2.88 m (5校核池徑水深比D/h2=7.5/2.88=2.6 3 (符合要求 (6校核集水槽每米出水堰的進(jìn)水負(fù)荷q 0=q/3.14D = 0.01751000/3.147.5 = 0