水污染控制工程课程设计Word格式文档下载.docx
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1、预曝沉淀池设计(包括设计说明、曝气沉淀池工艺构造计算、曝气装置设计计算、沉淀池出水渠计算、排泥、进水配水)
2、SBR设计计算(包括设计计算说明、SBR反应池容积计算、SBR反应池运行时间与水位控制、排水口高度和排水管管径、排泥量及排泥系统、需氧量及曝气系统设计计算)
3、鼓风机房设计(包括供风量、供风风压、鼓风机的选择、鼓风机房布置)
4、剖面图绘制
5、PPT制作
1、污泥处理设计(包括产泥量、污泥处理式、集泥井容积计算、集泥井排泥泵)
2、污泥浓缩池设计计算(包括设计说明、容积计算、工艺构造尺寸、排水和排泥、污泥脱水系统设计、污泥贮柜、污泥脱水机房)
3、主要构筑物参数
4、整体设计整合
5、高程图绘制
1.设计任务书
1.1设计目的
课程设计是环境科学专业教学计划中的一个重要的实践性教学环节。
通过工程设计,综合运用和深化所学理论知识;
学会调查研究、收集设计资料,根据工程要求和设计规选择、制定设计案,并利用标准图集和设计手册等完成设计任务;
进一步提高设计计算、绘图、编制工程预算,编写设计说明书和计算书及使用计算机技能;
培养独立分析和解决一般工程实际问题的能力,使学生受到工程师的基本训练。
通过本设计,使学生巩固和加深对水污染控制工程的基本理论和基本概念的理解,掌握水处理处理厂(站)的设计计算要点。
使学生初步具有水处理处理厂(站)的设计能力。
1.2设计任务及容
拟新建某淀粉厂废水处理厂一座,
(1)收集相关资料,确定废水水量水质及其变化特征和处理要求;
(2)对废水处理工艺进行分析比较,提出适宜的处理工艺案和工艺流程;
(3)结合水质水量特征,确定各处理构筑物的型式;
(4)进行全面的处理工艺设计计算,确定各构筑物尺寸构造和设备选型;
(5)进行厂区平面布置及水力高程计算;
本次课设为某淀粉厂废水处理厂设计,规模为2300m3/d。
根据某淀粉厂排放的废水特点及提供的占地面积,本设计案通过UASB工艺,SBR工艺,稳定、经济技术合理且具有良好除氮除磷功能的处理工艺,保证废水达到《污水综合排放标准》(GB25461-2010)一级标准,同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。
1.3设计背景及资料
1.3.1设计背景
食品工业是以粮食和农副产品为主要原料的加工工业。
这类行业用水量大,废水排放量也大,尤其以淀粉工业废水的排放量占首位。
我国淀粉行业有600多家企业。
在国,每生产1m3淀粉就要产生10~20m3废水,有的甚至更多。
废水中主要含有淀粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等污染物,随生产工艺的不同,废水中的COD浓度在2000~20000mg/l之间。
这些淀粉废水若不经过处理直接排放,其水中所含有的有机物,进入水体后迅速消耗水中的溶解氧,造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生动物的生存,同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气,恶化水质。
1.3.2设计依据
(1)废水水量及水质:
废水水量:
2300m3/d=26.62L/s,Kz=1.88
COD=9500mg/L
BOD5=4500mg/L
SS=350mg/L
pH:
5~6
水温30oC
(2)气象水文资料:
风向:
春季:
南风(东南)
夏季:
南风(东南、西南)
秋季:
南风、北风
冬季:
西北风
气温:
年平均气温:
7~8oC
最高气温:
34oC
最低气温:
-10oC
冻土深度:
60cm
地下水位:
4-5m
地震裂度:
6级
地基承载力:
各层均在120kPa以上
(3)拟建污水处理厂的场地:
为80×
30平米的平坦地,位于主厂区的南。
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。
1.3.3处理后出水水质要求
处理后水质要求:
COD≤100mg/L
BOD5≤20mg/L
SS≤70mg/L
6~9
1.4污水水指标
表1-1污水水质指标
指标
BOD5
CODcr
SS
TN
NH3-N
TP
pH
废水进水水质(mg/L)
4500
9500
350
-
5-6
出水水质(mg/L)
20
100
70
6-9
处理程度(%)
99.6
98.9
80
/
2.工艺流程的设计及说明
2.1工艺流程的选择与确定
2.1.1常规二级处理工艺
根据我国现行《室外排水设计规》(GBJl4—87),污水处理厂的处理效率见下表。
表2-1污水处理厂的处理效率表
处理级别
处理法
主要工艺
处理效率(%)
一级
沉淀法
沉淀
40—50
20—30
二级
生物膜法
初次沉淀、生物膜法、二次沉淀
60—90
65—90
活性污泥法
初次沉淀、曝气、二次沉淀
70—95
65—95
从上表可见,二级活性污泥法的处理效率最高。
但活性污泥法有多种运行式,现将各种运行法做一比较,见下表。
表2-2活性污泥法工艺比较
法
优点
缺点
适用对象
传统活性污泥法
BOD去除率高达90-95%
工作稳定
构造简单
维护便
占地大投资高
产泥多且稳定性差
抗冲击能力较差
运行费用较高
出水要求高的大中型污水厂
吸附再生活性污泥法
构造简单维护便
具有抗冲击负荷能力
运行费用较低
BOD去除率80-90%
剩余污泥量大且稳定性较差
悬浮性有机物含量高的大中型污水厂
完全混合活性污泥法
抗冲击负荷能力强
占地不多投资省
构造较复杂
污泥易膨胀
设备维修工作量大
污水浓度高的中小型污水厂
氧化沟法
BOD去除率95%以上
有较高脱氮效果
系统简单管理便
产泥少且稳定性好
曝气池占地多投资高
悬浮性BOD低有脱氮要求的中小型污水厂
间歇式活性污泥法
无须设置调节池
SVI值较低,污泥易于沉淀不产生污泥膨胀现象
可以进行脱氮和除磷
运行操作比较烦琐
曝气装置容易堵塞
高浓度可生化有机废水的污水厂
2.1.2工艺案选择
本项目污水处理的特点:
污水的BOD/COD=0.474,大于0.45,可生化性好,污水的各项指标都比较高,含有大量有机物,非常有利于生物处理。
废水中主要以有机物为主,该污水含有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物,并不含有害物质,该污水的BOD5和CODcr的含量均很高,出水要求也高,均达到98%以上。
根据水质情况及同行业废水治理现状,技术水平,该废水采用厌氧与好氧相结合的法来处理,因为水量变化较大,废水首先经过调节沉淀池,调节水量;
然后经过厌氧处理装置,大大降低进水有机负荷,获得能源—沼气,并使出水达到好氧处理可接受的浓度,再进行好氧处理,最后经过混凝沉淀池进一步去除氮磷后达标排放。
2.1.3厌氧处理工艺比较与选择
近年来,厌氧处理技术得到很快发展,常用的先进技术有厌氧接触工艺、厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥床。
厌氧接触工艺:
厌氧接触工艺是在传统的完全混合反应器(CompleteStirredTankReactor,简写作CSTR)的基础上发展而来的,在一个厌氧的完全混合反应器后增加了污泥分离和回流装置,从而使污泥停留时间(SRT)大于水力停留时间(HRT),有效的增加了反应器中的污泥浓度。
厌氧接触工艺用于高浓度有机污水,为了强化有机物与池厌氧污泥的充分接触,必须连续搅拌;
同时为了提高处理效率,必须连续进水排水。
但这样会造成厌氧污泥的大量流失,因此反应器后要串联沉淀池将厌氧污泥沉淀并回流至厌氧反应器。
厌氧接触工艺存在以下缺点:
①负荷较低,在沉淀池中的固液分离较为困难;
②受污泥浓度的制约,在高的有机负荷下,厌氧接触工艺也会产生类似好氧活性污泥的污泥膨胀问题。
③厌氧接触工艺系统较为复杂,反应器需要搅拌装置,运转设备多,管理比较复杂。
厌氧生物滤池:
是密封的水池,池放置填料,污水从池底进入,从池顶排出。
微生物附着生长在滤料上,平均停留时间可长达100d左右。
其主优点是:
处理能力较高;
滤池可以保持很高的生物浓度;
不需另设泥水分离设备,出水SS较低;
设备简单、操作便等。
一般要求SS<200mg/L。
而该污水的进水SS高达434mg/L,因此,不适用此法。
上流式厌氧污泥床反应器(UASB):
上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是一种高效的生物处理装置。
在反应器底部装有厌氧污泥,污水反应器底部进入,在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触。
产生的生物气附着在污泥颗粒上,使其悬浮于污水,形成下密上疏的悬浮污泥层。
气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升,能起一定的搅拌作用。
有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层,撞在三相分离器上使气泡脱离,污泥固体又沉降到污泥层,部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于静沉作用而被截留下来,滑落到反应器。
UASB反应器运行的三个重要前提是:
①反应器形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥;
②由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用;
③设计合理的三相分离器,使沉降性能良好的污泥能保留在反应器。
UASB反应器存在以下问题:
①需要性能优良的气、液、固三相分离器保证其出水水质,由此也造成构造的复杂化,并占去了一定的容积。
②UASB反应器抗冲击负荷能力低,当进水的浓度低或SS高时会导致污泥大量流失,影响出水水质。
表2-3多种厌氧处理法比较表
综合以上分析,结合该工程的实际情况,本工程污水厌氧处理装置采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。
2.1.4好氧处理工艺比较与选择
有机污水经厌氧处理之后,有机物浓度大大降低,出水的BOD5/COD也降低,污水的可生化性也大大降低。
因此,宜采用好氧处理。
由于UASB对氮和磷几乎没有去处理率,所以后面的好氧处理工艺的主要作用是去除氮和磷。
近年有多可以去除氮和磷的好氧处理工艺技术,主要有A2O工艺、UCT工艺、SBR工艺等多种工艺。
这三种工艺的优缺点如下表:
表2-4常用生物脱氮除磷工艺性能特点
工艺名称
A2O工艺
同时脱氮除磷;
反硝化过程为消化提供碱;
反硝化过程同时去除有机物;
污泥沉降性能好;
回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区,对除磷效果有影响;
脱氮受回流比影响;
聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物;
UCT工艺
减少了进入厌氧区的硝酸盐量,提高了除磷效率;
对有机物浓度偏低的污水,除磷效果有所改善;
脱氮效果好;
操作较为复杂;
需增加附加回流系统;
SBR工艺
间歇运行,每一阶段都有优势菌存在;
污泥不断循环,
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