1000t吨每天混凝沉淀法中水回用处理工艺设计计算说明书Word格式.docx
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五﹑设计要求及处理工艺流程
1.本次课程设计为初步工艺设计及部分构筑物设计计算,设计要求如下:
(1)工艺设计:
给出污水混凝-沉淀深度处理工艺流程图,并说明理由;
给出设计高程图,要求为一次提升,自然流动。
(2)给出所要求的单个构筑物结构设计,设计并计算,给出设计图,具体见设计成果一栏。
2.处理工艺流程
来自于二级生物处理的污水,经格栅间截留大颗粒有机物和漂浮物后,通过计量槽后,经过一次污水提升泵进入深度污水处理系统,经深度污水处理后符合要求的出水进入城市中水回用管道。
深度处理的具体工艺流程由自己根据进出水水质资料进行设计。
3.设计说明和设计深度
(1)原水进入絮凝设备,在絮凝设备内让药剂迅速而均匀的扩散到水中,使其水解产物与原水中的微粒充分作用完成胶体脱稳,以便进一步去除。
(2)原水经投药、混合絮凝后,水中的悬浮杂质已形成粗大的絮凝体,要在沉淀池中分离出来完成澄清的作用。
(3)原水经沉淀处理后,进入过滤池,进一步去除悬浮物。
(4)出水的消毒处理。
(5)水厂污泥处理
第二节基本资料
一﹑污水处理水量与水质
进入水处理厂的城市中水的水量与水质为:
设计流量:
日处理废水10000m3
中水水质:
pH值~7.0
水温4.5~25℃
CODCr≤50mg/L
BOD5≤20mg/L
SS≤250mg/L
TN≤5mg/L
TP≤0.05mg/L
二﹑处理要求
中水经深度处理后应符合以下要求:
pH值~7.0
CODcr≤20mg/L
BOD5≤15mg/L
SS≤10mg/L
三﹑气象及水文资料
风向:
冬季主导风向为西北风,夏季主导风向为东南风。
风速:
平均风速<
2m/s,最大风速20m/s。
气温:
年平均温度为6℃
最冷月平均为-13.5℃(1月)
最热月平均为22℃(7月)
水文:
年平均降水量:
417.5mm
年平均蒸发量:
1824.2mm
地下水初见水位,6~8m
四﹑地形地貌:
厂区地势由西向东呈下降趋势。
第二章中水回用处理工艺简介
第一节市政污水的特点及景观和工业给水的水质要求
一﹑市政污水的特点
市政污水主要来源为生活污水,人们在日常生活活动中产生的废水,主要是生活废料和人的排泄物,其中包括厨房洗涤、淋浴、洗衣等的废水以及冲洗厕所等的污水。
二﹑及景观和工业给水的特点及水质要求
1.再生水作为景观环境用水不同于天然景观水体(GB3838-2002《地表水环境质量标准》中的V类水域),它可以全部由再生水组成或大部分由再生水组成;
而天然景观水体只接受少量的污水,其污染物本底值很低,水体的稀释自净能力较强。
具体景观用水水质详见下表1。
2.根据CJ/T48-1999《生活杂用水水质标准》,城市工业给水处理的出水水质见表2。
项目
要求
浊度
5度
溶解性固体
1000mg/L
悬浮性固体
5mg/L
色度
30度
臭
无不快感觉
pH值
6.5~9.0
BOD5
10mg/L
CODCr
50mg/L
氨氮(以N计)
总硬度(以CaCO3计)
450mg/L
氯化物
300mg/L
阴离子合成洗涤剂
0.5mg/L
铁
0.4mg/L
锰
0.1mg/L
游离余氯
管网末端水不小于0.2mg/L
总大肠菌群
3个/L
表2 城市工业给水处理的出水水质主要要求
污水回用技术包括传统处理(絮凝、沉淀过滤)、活性炭吸附、超滤膜法和反渗透等。
污水处理厂二级出水水质与发电厂冷却水水质的要求很接近,因此采用物理处理工艺就可以达到发电厂循环冷却水的要求。
第二节中水会用处理工艺简介
污水经过二级生物处理后。
仍然还会有一定的SS,CODcr,BOD5,但作为景观用水和工业补给水时,通常还需要作进一步的净化处理,将水中的悬浮物,有机物和部分氧化还原物等通过混凝处理,沉淀处理,过滤处理后,水中的悬浮固体含量可以降至5mg/l以下,通过杀菌处理后,便可作为景观用水和工业给水了。
本设计的主要流程包括格栅,混凝,沉淀,消毒等工艺。
一﹑本设计的工艺流程图如下所示
二﹑工艺流程说明
经过二级生物处理后的中水,其中仍然含有少量的悬浮物﹑有机物和COD。
如上图所示:
通过格栅,截留住颗粒较大的固体悬浮物→计量槽,提高污水处理厂的工作效率和管理水平,并累积技术资料以及总结技术经验为以后的处理提供可靠的依据。
→一次提升水泵,把中水提高到必要的高度,使其在后续的处理工艺过程中能够自发流动。
→进入混凝过程,其中包括投药设备和混合设备。
投药过程,助凝剂首先在溶液池中配制成浓药液,通过定量投药箱投加高压水头中,通过水射器使其充分混合并且稀释后投加到中水中。
→隔板式混合池使助凝剂与中水充分混合。
→进入辐流式沉淀池,用于分离活性污泥或去除生物膜法中脱落的生物膜,是三级处理工艺中一个重要的组成成分。
→生物滤池进一步净化→消毒设备,进一步消毒杀菌,完成中水回用处理,提供工业给水和景观用水。
第三章主要工艺设备介绍,计算及布置特点
第一节格栅
格栅是由一组或数组平行的金属栅条,塑料呈钩或金属网筛,框架集相关装置组成,倾斜安装污水渠道,泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端,用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物,防止堵塞和缠绕水泵机组,管道阀门,处理构筑物配水设施,进出水口,减少后续浮渣,保证污水处理设施的正常运行。
格栅的主要设计参数是你确定栅条间隙宽度,栅条间隙宽度与处理规模,污水的性质及后续处理设备有关,一般以不堵塞水泵和污水处理厂的处理设备,保证整个污水处理系统能正常运行为原则。
本设计的基本参数与尺寸包括宽度B,长度L,栅条间隙B,可根据污水渠道,泵房集水井进口尺寸,水泵型号等参数选择不同的数值。
一﹑格栅的设计与计算
1.格栅的选择:
进厂污水道埋深大,选用平面矩形机械格栅,清渣形式视格栅而定。
2.格栅的设计:
Qmax-最大设计流量,m3/s
S-栅条宽度,m;
b-栅条净间隙,m;
v-流水经过格栅的速度,m/s;
n-栅格间隙数;
h-栅前水深,m;
h0-计算水头损失,m;
h1-格栅前渠道超高,一般取h1=0.3m;
h2-过栅水头损失,m;
а-格栅安装倾角,(。
);
H-栅后槽总高度,m;
H1-格栅前槽高,m。
设栅前水深为1.0m,栅条间隙b取8mm,选条宽s为10mm(矩形),流速v取0.6m/s,α取30。
(人工清渣α为30。
︿60。
)
1n=
=17
则n-1=16
2B=s(n-1)+bn=10×
10-3×
16+8×
17=0.296m
3S=β(s/b)4/3=2.42×
(10×
10-3/8×
10-3)=3.2586m
4h0=ξ
sinα
=3.2586×
(0.62/2×
9.81)×
2/1
=0.02990m
5h2=k.h0=3×
0.02990=0.0897m
6H=h+h1=1.3m
7格栅的长度:
L=H1/sinα=2.6m.
图2
第二节计量槽
为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平,并积累技术资料以总结技术经验为以后的处理厂提供可靠的依据必须设置计量设施准确掌握污水量,污泥量,以及动力耗量;
常采用巴氏计量槽,其优点是水头损失小,不易发生沉淀,精确度可达到95%以上,缺点是施工技术要求高。
见下图3
第三节一次提升水泵
一﹑选择水泵
水量取115L/s,取整为120L/s;
扬程估算H=(出水井水位标高-集水池最低水位标高)+管路损失+自由水头;
考虑取用2台水泵(1用1备用),则每台水泵容量为120/1=120L/s;
集水池容积用相当于一台泵5分钟的容量,则
W=
=36m2
有效水深采用H=2m,则集水池面积F=36/2=18m2
总扬程中过栅水头损失为0.897m,取0.9m;
出水井水位标高可在地面标高再加4.5m,即出水口标高=5+4.5=9.5m;
集水池最低工作水位为进水管管内高程为1m+0.6×
0.75m=1.45m;
又因为有效水深取2m;
所以高程H’=(9.5-1.45)+2+0.1=10.15m;
故集水井最低水位与所需提升最高水位差为10.15m;
进水管管线水头损失:
进水管Q=115L/s,选用600mm的铸铁管,查手册v=1.16m/s,1000i=2.77m;
一台水泵运转时Q=170L/s,v=0.58m/s。
设进水管中心埋深为0.9m;
局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为(设管线长10m)
[10+(9.5-5+0.9)]×
2.77/1000×
1.3=0.06m
泵站内管线水头损失假设为1.5m,考虑自由水头为1m,则总扬程
H=10.15+0.06+1.5+1=12.71m
选用8PWL型污水泵,每台Q=170L/s,H=14m。
二﹑进水泵房设计布置
采用圆形、合建、半地下钢筋混凝土结构的泵房,泵房直径取9m。
具体布置见下图4:
第四节混凝
混凝过程是通过向水中加入某种药剂,使难以沉淀的微小悬浮物和胶体杂质迅速的凝结成较大的颗粒。
混凝设备包括:
混凝剂的溶解,配置和投加设备,混合设备和反应设备。
一﹑混凝剂的选择
用于水处理的混凝剂应该满足如下要求:
混凝效果良好,对人体健康无害,价廉易得,使用方便。
混凝剂的种类较多,它影响的因素很多,如水中杂质的成分和浓度,水温,水的PH值,碱度以及混凝剂的性质和混凝条件。
该设计处理的是中水,PH~7.0,水温4.5~25℃,CODcr≤50mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤250mg/L
本设计选择20~80mg/L的聚合氯化铝与0.3~0.5mg/L左右的阴离子聚丙烯酰胺,就可以除去COD70%,悬浮固体90%以上。
可以达到设计的要求》
二﹑水利条件
混凝过程中水里条件对絮凝体的形成影响极大,整个过程可以分为两个阶段,混合和反应。
混合阶段要使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。
三﹑混凝剂剂量的选择确定
污水中含有大量的有机物时,需要投加较多的的混凝剂才有混凝效果,优势投加量可达10~1000mg/L,因为影响混凝的因素很多。
在生产和实用上靠试验来确定最佳计量。
四﹑混凝剂的溶解配置和投加设备
加药方式
优点
缺点
干投法
加药设备比湿投法小
加药设备不易腐蚀
可以迅速增大药量
吸湿性药剂不可使用
加药量不易准确称量
加药量少时不宜调节
湿投法
易于调节,即使加药量较少也可以
可以在压力管内进行
便于操作
加药设备比干投法复杂
加药设备容易腐蚀,需防腐措施
本设计采用的是湿投法,将混凝剂先溶解,再配置成一定浓度的溶液后定量的投加,因此包括溶解配置设备和投加设备。
五﹑混凝剂的溶解和配置
混凝剂在溶解池中进行溶解,溶解池又搅拌器使药剂加速溶解。
此设备中采用机械搅拌,用电机带动。
药剂溶解完全后,经浓药液送入溶液池,用清水稀释到一定的浓度备用。
无机混凝剂溶解浓度为10%~20%,有机高分子混凝剂溶液的难度一般用0.5%~1.0%。
溶液池的容积V可按下式计算:
V=
=
=
=80.3m3
溶解池的容积V1+(0.2~0.3)V≈16m3
式中:
V—溶液池容积,m3
Q—处理的水量,m3
A—混凝剂的最大投加量,mg/L
W—溶液的质量分数,%
N—每天配置的次数,本设计每天5次
处理率的计算:
COD的去除率
YCOD=
×
100%=
100%=60%
YCOD5=
100%=75%
Yss=
=
100%=98%
六﹑混合设备
常用的混合方式有水泵混合,隔板混合和机械混合,该设计选用隔板混合;
在混合池内设有数块隔板,水流通过隔板孔道时产生急剧的收缩和扩散,使药剂与原水充分混合。
隔板间距约为吃宽的2倍。
隔板孔道交错设置,流过孔道时的流速不应该小于1M/S,池内的平均流速不小于0.6M/S。
混合时间一般为10~30S。
在处理水量稳定时,隔板混合的效果较好。
第五节沉淀池的设计及计算
一﹑概述
辐流式沉淀池半桥式周边传动刮泥活性污泥法处理污水工艺过程中沉淀池的理想配套设备适用于一沉池或二沉池,主要功能是为去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物。
一般适用于大中池径沉淀池。
中心支座与旋转桁架以铰接的形式连接,刮泥时产生的扭矩作用于中心支座时即转化为中心旋转轴承的圆周摩擦力,因而受力条件较好;
中心进水、排泥,周边出水,对水体的搅动力小,有利于污泥的去除。
二﹑混凝沉淀池的设计计算
辐流式沉淀池型呈圆形或正方形,直径(或边长)6-60M,池周水深1.5-3.0M,用中心转动刮泥机排泥,池底坡度为0.05。
1.沉淀部分水面面积:
设表面负荷q’=1.5m3/(m2·
h),n=1个,
F=
=277.78m2
2.池子直径:
D=
=18.81m,D取19m。
3.沉淀部分有效水深:
设t=1.5h,
h2=q,t=1.5×
1.5=2.25m
4.沉淀部分有效容积:
V’=
t=
1.5=625m3
污泥斗容积:
设r1=1.0,r2=0.5,α=60
,则
h5=(r1-r2)tanα=(1.0-0.5)tan60
=0.87m
V1=
(r12+r1r2+r22)=
(1.02+1.0×
0.5+0.52)=1.6m3
5.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积:
设池底径向坡度为0.05,则
h4=(R-r1)×
0.05=(9.5-1)×
0.05=0.425m
V2=
(R2+Rr1+r12)=
(9.52+9.5×
1+12)=44.82m3
6.污泥总容积:
V1+V2=1.6+44.82=46.42m3
7.沉淀池总高度:
设h1=0.3m,h2=0.5m,
H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+0.5+2.25+0.425+0.87=4.345m
8.沉淀池池边高度:
H’=h1+h2+h3=3.05m
9.径深比:
D/h2=19/2.25=8.44(符合要求)
第六节普通快滤池
一﹑普通快滤池的主要构造
普通快速滤池站的设施,主要由以下几个部分组成:
1.滤池本体,它主要包括进水管渠、排水槽、过滤介质(滤料层),过滤介质承托层(垫料层)和配(排)水系统。
2.管廊,它主要设置有五种管(渠),即浑水进水管、清水出水管、冲洗进水管、冲洗排水管及初滤排水管,以及阀门、一次监测表设施等。
3.冲洗设施,它包括冲洗水泵、水塔及辅助冲洗设施等。
4.控制室,它是值班人员进行操作管理和巡视的工作现场,室内设有控制台、取样器及二次监测指示仪表等。
二﹑普通快速滤池的设计要点和主要参数
1.滤池数量的布置不得少于2个,滤池个数少于5个时宜采用单行排列,反之可用双行排列,单个滤池面积大于50平方米时,管廊中可设置中央集水渠。
2.单个滤池的面积一般不大于100平方米,长宽比大多数在1.25:
1~1.5:
1之间,小于30平方米时可用1:
1,当采用旋转式表面冲洗时可采用1:
1、2:
1、3:
1。
3.滤池的设计工作周期一般在12~24个小时,冲洗前的水头损失一般为2.0~2.5m。
4.对于单层石英砂滤料滤池,饮用水的设计滤速一般采用8~10米/小时,当要求滤后水浊度为1度时,单层砂滤层设计滤速在4~6米/小时,煤砂双层滤层的设计滤速在6~8米/小时。
5.滤层上面水深,一般为1.5~2.0米,滤池的超高一般采用0.3米。
6.单层滤料过滤的冲洗强度一般采用12~15L/s·
m2,双层滤料过滤冲洗强度在12~16L/s·
m2。
7.单层滤料过滤的冲洗时间在7~5分钟,双层滤料过滤冲洗时间在8~6分钟。
三﹑普通快速滤池在建造设计中注意的问题
1.配水系统干管末端应装有排气管;
2.滤池底部应设有排空管;
3.滤池闸阀的起闭一般采用水力或电力,但当池数少时且阀门直径等于小于300mm时,也可采用手动;
4.每个池应装上水头损失计和取样设备;
5.池内与滤料接触的壁面应拉毛,以避免短流造成出水水质不好;
6.池底坡度约为0.005,坡向排空;
7.各种密封渠道上应设入孔,以便检修;
四﹑普通快速滤池的优缺点
1.单层滤料
优点:
(1)运行管理可靠,有成熟的运行经验;
(2)池深较浅;
缺点:
(1)阀门比较多;
(2)一般大阻力冲洗,需要设有冲洗设备;
2.双层滤料
优点:
(1)滤速比单层的高;
(2)含污能力较大(约为单层滤料的1.5~2.0倍),工作周期较长;
(3)无烟煤做滤料易取得,成本低;
(1)
滤料径粒选择较严格;
(2)
冲洗时要求高,常因煤粒不符合规格发生跑煤现象;
(3)
煤砂之间易积泥。
第七节消毒池
第四章附属设备及说明
第一节混凝剂溶液的投加设备
药剂的投入原水中必须要计量及定量,并能随时调节添加量,该设备用的是转子流量计。
配置好的药剂溶液通过浮球阀进入恒位水箱,相中液位靠浮球阀保持恒定。
本设计中药剂的投加方式为水射器投加。
第二节消毒剂的投加设备及说明
本设计所采用的是二氧化氯消毒
一﹑二氧化氯发生器的工作原理及作用
1.二氧化氯发生器简介
种操作简单、高转化率、高纯度、多用途、环保型化学法中、小型二氧化氯多级发生器。
这种二氧化氯发生器,是由釜式反应器通过耐酸导管和水射式真空机组组成。
釜式反应器采用的是两级或多级反应器,主反应釜内设有空气分布器,副反应釜设置了平衡管,使反应更彻底,反应后的残液可达标排放。
生成的二氧化氯制得水溶液,也可以制得稳定二氧化氯溶液。
2.技术要求
1)发生器的二氧化氯产量应不低于额定值;
2)发生器产生的消毒剂溶液中,二氧化氯(以有效氯计)占总有效氯的质量百分数不小于95%;
3)主要原料如亚氯酸钠的转化率不低于80%。
二﹑管道混合器的概念作用及原理
管道混合器具有快速高效,低能耗的管道螺旋混合。
对于两种介质的混合时间短,扩散效果达90%以上。
可节省药剂用量约20~30%。
而且结构简单占,地面积小。
采用玻璃钢材质具有加工方便,坚固耐用耐腐蚀等优点。
在给排水和环保工程中对投加各种混凝剂、助凝剂、臭氧、液氯及酸碱中和、气水混合等方面都非常有效。
对提高水处理效果,节省能源,具有重大的经济意义。
管道混合器一般为三节组成(也可根据混合介质的性能增加节数)。
每节混合器有一个180°
扭曲的固定螺旋叶片,分左旋和右旋两种。
相邻两节中的螺旋叶片旋转方向相反,并相错90°
。
为便于安装螺旋叶片,筒体做成两个半圆形,两端均用法兰连接,筒体缝隙之间用环氧树脂粘合,保证其密封要求。
混合器的螺旋叶片不动,仅是被混合的物料或介质的运动,流体通过它除产生降压外,它不用外部能源。
主要是流动分割、径向混合、反向旋转,两种介质不断激烈掺混扩散,达到混合目的。
第三节污泥处理工艺及设备
一﹑污泥处理工艺概述
污泥井→污泥泵→污泥浓缩罐→螺杆泵→水利循环澄清池→堆肥
二﹑污泥处理工艺设备介绍
1.污泥井
收集污泥的容器,把系统产生的污泥集在一起,便于后续的处理。
2.污泥泵
潜水污泥泵既要有传统潜水污水泵的作用,还要有渣浆泵的耐磨性和耐蚀性特点,同时还应具备搅拌器的工作能力。
3.污泥浓缩罐
污泥浓缩的装置,使污泥的含水率减低,减少污泥的体积,便于后续处
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