水污染课程设计说明书资料.docx

水污染课程设计说明书资料.docx

《水污染课程设计说明书资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染课程设计说明书资料.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

水污染课程设计说明书资料

第一章 概述

豆制品废水是一种高浓度有机废水，其COD、BOD高至上万毫克每升，且水量大，主要有洗豆水、泡豆水、浆渣分离水、压滤水、各生产工艺容器的洗涤水、地面冲洗水等。

随着豆制品加工的不断扩大，环境污染问题也越来越引起人们的重视，若处理不善，未达标就排入水体，会造成严重的环境污染。

豆制品废水排放相对集中，有机物浓度高，适用于生物方法处理。

其污染物大都是可降解的有机物，可生化性达到0.55~0.65；废水的C：

N：

P平均为100：

4.7：

0.2，适合微生物的生长；除pH较低外，豆制品废水的有毒有害物质很少。

根据实际工程经验，豆制品废水处理易出现以下问题：

（1）豆制品生产属于间歇生产方式，排水时间较集中，水量和水质很不均匀；

（2）SS高达1000~1500mg/L，厌氧条件下易在废水表面形成浮渣层；（3）高浓度废水在厌氧处理过程中易酸化，使厌氧单元的处理效果恶化；（4）好氧阶段采用活性污泥法处理，易产生污泥膨胀。

以80年代上海为例，每年排入水体的BOD达3000t以上，严重污染了受纳水体。

因此，采用适用的豆制品废水处理工艺是非常必要的。

第二章工艺选择及计算

一、水质水量情况

（一）、进水水质

1.1污水性质：

高浓度有机废水

1.2设计水量：

2600m3/d

1.3设计水质：

COD=3000mg/L

BOD=1500mg/L

SS=2500mg/L

pH=6～7

T：

常温

（二）、处理要求

经系统处理后，出水水质排放指标为：

COD≤60mg/L

BOD≤20mg/L

SS≤50mg/L

pH=6～9

二、设计原则

1、选择工艺成熟可靠，且切实可行的方案。

2、要求操作管理方便，投资较低、经常性运行费用低，处理系统能稳定运行，且污水处理系统有较长的使用寿命。

3、在设计中充分考虑设备要耐腐蚀，噪声要达标，以免影响周围环境。

4、系统抗冲击负荷能力强，能适合波动性生产。

三、处理工艺流程图

出水

焚烧

图1水处理工艺流程图

四、工艺简单描述

首先，废水经格栅去除大颗粒悬浮物后（格栅由一组平行的金属栅或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行），流入调节池，进行pH、水质、水温调节，再通过位差流入平流式初沉池，污水在平流式初沉池，污水在厌氧流化床内通过和厌氧污泥的充分接触、传质、反应，能稳定的去除80%（保守值）以上的COD。

厌氧流化床运行产生污泥量非常少，可以忽略不计。

其次，厌氧出水经过沉淀池以去除少许携带出来的污泥后再自流入好氧-厌氧处理系统（SBR），使残留的污染物在有氧的条件下，通过好氧微生物的新陈代谢进一步去除污水中残留的COD等污染物（去除率可以达到90%），再次，好氧出水夹杂的活性污泥经过缺氧系统泥水分离后满足最终排放的要求，产生的少量剩余污泥进行脱水处理，用于焚烧发电。

五、典型设备——厌氧流化床的介绍

（一）、流化床示意图：

图3流化床示意图

（二）、流化态原理

在圆柱形流化床的底部，装置一块多孔液体分布板，分布板上堆放着被微生物覆盖的惰性颗粒载体，液体从床底的进水管进入，经过分布板均匀的向上流动，通过固体床层由顶部出口管流出。

流化床上装有压差计。

当液体流过床层时，随着流体流速的不同床层会出现固定床阶段、流化床阶段、和传送阶段。

生物流化床提高处理效率的原因：

1、扩大了微生物栖息繁殖的表面积，提高了供氧能力，使单位容积内的生物量进一步提高。

2：

强化生物膜与污水之间的接触，加快两者之间的相对运动，提高传质效率。

图3流化床载体的三种状态

六、流化床设计计算

（一）设计参数

选用设计资料参数如下：

①参数选取：

a）容积负荷（Nv）为：

6kgCOD/（m3·d）

b）污泥产率为：

0.1kgMLSS/kgCOD

c）产气率为：

0.5m3/kgCOD

②设计水量：

Q=2600m3/d=108.33m3/h=0.03m3/s

水质指标

COD（㎎∕L）

BOD（㎎∕L）

SS（㎎∕L）

进水水质

2100

1050

1350

设计去除率.com

80%

85%

30%

设计出水水质

157.5

945

表1流化床处理效果

（二）设计计算

1.反应器容积计算

流化床的有效容积为V有效=

式中：

V有效————反应器有效容积，m3；

S0、Se————进出水COD的浓度,kgCOD/m3；

Q————设计流量，m3/d；

Nv————容积负荷,kgCOD/（m3·d）。

V有效=

=728m3

采用2座相同的流化床，则每座流化床的有效容积为：

V单=728/2=364m3

根据经验，取有效水深h=6m

则底面积：

采用圆形池比矩形池较经济

根据底面积可以计算得知：

半径R=

取半径R=4.5m，则直径为9m

则实际横截面积为：

A1=Π·R2=63.62m2

实际总横截面积为：

A=63.62×2=127.24m2

本工程设计中反应器总高取H=6.5m（超高h1=0.5m）

则单个反应池的容积为：

V=A×H=63.62×6.5=413.53m3

反应池的总容积为V总=413.53×2=827.06m3。

水力停留时间为：

表面水力负荷为：

对于颗粒污泥，表面水力负荷q=0.1-0.9m3/（m2·h），故符合设计要求。

2.三相分离器设计

三相分离器的主要作用是将气体（反应过程中产生的沼气）、固体（反应器中的污泥）和液体（被处理的废水）等三相加以分离。

将沼气引入集气室，将处理出水引入出水区，将固体颗粒导入反应区。

它由气体收集器和折流挡板组成。

三相分离器设计计算草图见图2:

图2三相分离器草图

（一）设计说明

三相分离器要具有气、液、固三相分离、污泥回流的功能。

三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。

本工程设计中，每池设置1个三相分离器，三相分离器的直径为9m。

1）沉淀区的设计

三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。

设计时应满足以下要求：

沉淀区水力表面负荷<1.0m/h；

沉淀器斜壁角度在45°-60°之间，使载体颗粒不致积聚，尽快落入反应区内；

进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；

总沉淀水深应大于1.5m；

水力停留时间介于1.5～2h。

⑥沉淀区（集气罩）斜壁倾角θ＝50°。

⑦沉淀区的沉淀面积即为反应器的横截面积，即63.62m2。

如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。

沉淀区的表面水力负荷为：

q=Q/A=

q<1.0m3/（m2·h）符合设计要求。

2）回流缝设计

设单元三相分离器的直径为9m

上下三角形集气室斜面水平夹角为θ＝50°

取保护水层高度（即超高）h1=0.4m

上三角形顶水深h2=0.5m

下三角形高度h3=2.0m

则下三角形集气室底部宽为：

式中：

b1————下三角集气室底水平宽度，m

θ———上下三角集气室斜面的水平夹角

h3————下三角集气室的垂直高度，m

则相邻两个下三角形集气室之间的水平距离：

b2=d–2b1=9–2×1.68=5.64m

则下三角形回流缝的面积：

下三角集气室之间的污泥回流逢中混合液的上升流速（V1）可用下式：

V1=Q1/S1

式中：

Q1————反应器中废水流量，m3/h；

S1————下三角形集气室回流逢面积，m2。

V1=

设上三角形集气室回流缝的宽度CD=1.4m，上集气罩下底宽CF=6.0m则上三角形回流缝面积为：

S2=

m2

上下三角形集气室之间回流逢中流速（V2）可用下式计算：

V2=Q1/S2

式中：

Q1————反应器中废水流量，m3/h；

S2————上三角形集气室回流逢的之间面积，m2。

V2=

则V2<2.0m/h，符合设计要求。

确定上下三角形集气室的相对位置及尺寸，由图可知：

CH=CD×sin40°=1.4×sin40°＝0.9m

设上集气罩下底直径CF=6m，则：

DH=CD×sin50°=1.4×sin50°＝1.07m

DE=2DH+CF=2×1.07+6=8.14mDI=（DE-b2）/2=（8.14-5.64）/2=1.25m

AI=DItan50°=1.25×tan50°=1.50m

故h4=CH+AI=0.9+1.50=2.40m

取h5=0.7m，由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：

D=CF-2h5·tan40°=6-2×0.7×tan40°=4.83m

BC=CD/sin40°=1.4/sin40°=2.18m

AD=DI/cos50°=1.25/cos50°=1.94m

BD=DH/cos50°=1.07/cos50°=1.66m

AB=AD-BD=1.94-1.66=0.28m

3）气液分离设计

取d=0.01cm（气泡），T=200С

水的密度ρ1=1.03g/cm3

空气的密度ρg=1.2×10-3g/cm3

水的运动粘度ν=0.0101cm2/s

碰撞系数ρ=0.95

水的粘度μ=νρ1=0.0101×1.03=0.0104g/cm·s。

一般废水的粘度μ废水﹥净水的粘度μ净水，故取μ=0.02g/cm·s。

由斯托克斯公式可得气体上升速度为：

=

=0.266cm/s

=9.58m/h

取Va=V2=1.85m/h，则：

，故满足设计要求.

4）产气量计算

采用每去除1千克COD产生0.5立方米沼气做参数

则每日产气量为：

Qg=Q·（S0-Se）·η·E

式中：

Q————设计流量，m3/d；

η————产气率，m3/kgCOD；

S0、Se————进出水COD的浓度，kgCOD/m3；

E————去除率，本设计中取80%。

Qg=（2100-420）×10-3×0.80×0.5×2600=1747.2m3/d

5）集气管的设计

取排气管的管径为500mm，

产生的沼气量Qg=1747.2m3/d

则排气的速度为：

6）三相分离器与流化床的高度设计

三相分离器总高度：

h=h2+h4+h5=0.5+2.40+0.7=3.6m

流化床的总高:

H=4m（超高h1=0.4m）

3、进水系统设计

1.布水板的设置

进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量来定，本设计采用连续均匀的进水方式，一板多孔的布水方式。

两个池子的总管管径取DN200mm，流速为1.5m/s；每个池子的总管管径取DN150mm，长L=10m，流速为1.35m/s。

每个反应池采用树枝穿孔管配水，每个反应池中设置4根支管，布水支管的直径采用DN100mm。

为了使布水板出水均匀，要求出口流速不小于2m/s，取其流速为u=2m/s，布水孔孔径应该小于载体粒径,载体粒径为0.5~3.0mm，则布水器孔径取0.3mm，则计算得知布水板需要的孔径数目为：

（1）出水槽设计

为了保持出水均匀，出水系统通常采用出水槽。

此设计中沿反应器的四周设置出水槽，而出水槽每隔一定的距离设三角出水堰。

每个反应池有1个单元三相分离器，出水槽槽宽be=0.3m。

反应器流量：

取出水槽口附近水流速度为vc=0.3m/s，槽口附近水深为0.3m，出水槽坡度为0.1。

（2）溢流堰设计

设计900三角堰，堰高5mm，堰口宽为100mm。

三角堰数量为：

溢流堰上共有528个100mm的堰口。

（3）出水渠设计

沿直径方向设置矩形出水渠，长为8.0m，出水槽的出水流至此出水渠。

设出水渠宽0.8m，坡度0.01，出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s

则渠口附近水深：

以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：

0.3+0.0083=0.3083m，出水渠取0.5m深，出水渠的尺寸为：

8.0m×0.8m×0.5m

（三）、载体的选择

本次设计选择聚苯乙烯球作为载体，载体粒径为0.5～3.0mm，载体形状尽量

接近于球体，表面粗糙，以利于微生物附着生长。

载体填充率为48%。

七、设备尺寸布置图

设备尺寸图详见附图1

第三章总结

为期两个星期的课程设计锻炼了我查阅资料，进行方案构思的能力。

在设计过程中我们按照老师的要求逐步完善设计方案，对老师提吃的问题进行认真的修改。

较好地完成了设计任务，同时也发现了很多缺点与不足。

理论和实际的设计过程还是有一定差别的。

课堂上，我们只是在接受理论知识的熏陶，真正实际操作的机会并不多，课程设计一开始的时候手忙脚乱，不知从何下手。

但在老师的辛勤指导和同学们的互帮互助下，我顺利的完成了课程设计。

经过课程设计我们都体会到很多东西不是我们想象的那么简单，从工艺的选择，尺寸的计算，到最后平面图的绘制，每一个步骤都会遇到很多问题，我们需要不断的查阅有关资料。

在做污水处理构筑物的选择与计算，相关参数的选取时，所产生的困惑使我不断的查阅资料、询问同学老师，就是这些困难让我明白了做一项设计是一件不容易的事情，也是通过这次课程设计，我学会了如何到设计手册和规范当中选取适合自己设计的参数，以及对书本理论知识的进一步加深，更好地理解水处理工艺中工艺的选择，构筑物的选择和参数选取与计算。

这几天一直在在忙着写报告、画图，感觉自己很忙，虽然遇到了很多困难，但是我尽了自己最大的努力去克服，然而还是会有许多疏忽和遗漏的地方，计算的时候感觉计算过程很完美，但是在绘制平面图的时候就会发现，还是有很多需要改进的地方。

就是这么一路修修改改，完成了课程设计。

课设的过程中确实可以学到很多东西，自己的能力也得到了很大的锻炼，领略到了别人在处理专业问题是体现出来的优秀品质，更是体会到了在完成一件事情时探讨和向别人学习是非常重要的。

做完此次设计让我对将来工作中会出现的问题有了一定的了解，也是我对本专业有了更深的认识。

参考文献

1、《水质工程学》，中国建筑工业出版社，2005年

2、《城市污水回用技术手册》，化学工业出版社，2004年

3、《给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社，2004年

4、《污水处理厂工艺设计手册》，化学工业出版社，2003年

5、《三废处理设计手册》（废水卷），化学工业出版社

6、《室外排水设计规范》GBJ14-87

7、《给排水制图标准》GB/T50106-2001