复件 某屠宰厂废水处理工程的初步设计.doc

1 1 1 设计 论文 题目及专题 某屠宰厂废水处理工程的初步设计 2 2 学生设计 论文 时间 自 2011 年 7 月 1 日开始至 2011 年 7 月 14 日止 3 3 设计 论文 所用资源和参考资料 1 水量及水质 设计水量 1000t d 1 设计水质 见下表 2 项目BOD5CODSSNH4 NTPpH 值 平均值101020003504066 5 9 0 注 除 pH 外 其余的单位均为 mg L 2 处理要求 处理要求根据受纳水体的使用功能确定 3 厂区条件 气象与水文资料 1 风向 多年主导风向为西南风 水文 降水量多年平均为每年 2370mm 蒸发量多年平均为每年 1800mm 地下水水位 地面下 6 7m 年平均水温 20 厂区地形 厂区地形平坦 污水站选址区域平均海拔标高在 19 21m 2 左右 黄海高程 平均地面标高为 20m 平均地面坡度为 0 3 0 5 地势为西北高 东南低 厂区征地面积为东西长 300m 南北长 350m 进水条件 进水水头 无压 3 进水管底标高 18m 距厂区围墙东铡 300m 有一河流 河流最大流量 33m2 s 最小流量为 4 1 733m2 s 最高水位为 445m 50 年一遇 使用功能主要为一般工业用水 及景观用水 属 地表水环境质量标准 GB3838 2002 中的 IV 类水体 4 4 设计参考资料 给排水设计手册 1 4 5 9 10 册 2 胡纪萃等 废水厌氧生物处理理论与技术 中国建筑工业处理版社 聂梅生等 水工业设计手册 水工业工程设备 中国建筑工业出版社 5 5 设计 论文 应完成的主要内容 根据设计资料和设计要求 确定工艺流程 进行构筑物工艺计算 在此 基础上进行平面及高程布置 具体内容如下 1 工艺流程的选择 论述现有有机废水处理的流程及各处理单元的功能及相互作用关系 根据设计资料 确定合理的设计工艺流程 计算和确定各处理单元的设计效率 2 构筑物工艺设计计算 1 确定主要构筑物的形式 工艺尺寸 2 主要配套设备能力计算及选型 3 水力计算 4 平面及高程布置 1 论述平面布置原则 在此基础上 依据厂区气象 工程地质 构筑 物形式及相互连接等确定本设计的平面布置 2 论述高程布置原则 在此基础上确定本设计的高程布置 3 平面布置和高程布置应在充分考虑工艺布置要求与工厂实际用地可 用面积之间的关系 宜尽可能地紧凑 以节约用地 6 6 提交设计的要求 独立思考 独立完成 完成主要处理构筑物的设计布置 3 工艺选择 设备选型 技术参数 性能 详细说明 提交的成品 设计说明书 工艺流程图 高程图 厂区平面布置图 目 录 第一章 前言 1 1 第二章 概论 2 2 2 1 设计任务及依据 2 2 1 1 设计任务 2 2 1 2 设计依据 2 2 2 设计要求 3 2 3 设计原则 3 第三章 水质特性及水量 3 3 3 1 废水来源 及危害 3 3 1 1 废水特征 3 3 2 废物组成 4 3 2 1 水质 水量 4 第四章 屠宰废水处理工艺流程 4 4 4 1 工艺比较分析及方案确定 5 4 2 处理工艺流程 7 4 3 各工序 BOD 去除率分析表 8 4 4 工艺设计说明 9 第五章 主要设备计算与选型 1010 5 1 粗格栅的设计计算 10 5 1 1 设计说明 10 5 1 2 设计参数 10 5 1 3 设计计算 11 5 2 集水井 12 5 3 筛滤机 13 4 5 4 气浮除油池 13 5 4 1 设计说明 12 5 4 2 气浮池计算 14 5 5 UASB 反应器设计 16 5 5 1 设计说明 16 5 5 2 UASB 的设计计算 17 5 6 SBR 反应器的设计 28 5 6 1 设计说明 28 5 6 2 SBR 反应器的设计计算 28 5 7 污泥部分各处理构筑物设计与计算 34 5 7 1 集泥井 34 5 7 2 污泥贮柜 34 5 7 3 污泥浓缩池 34 5 7 4 机械脱水间 37 5 7 5 污水提升泵房 37 第六章 高程布置及平面布置 3939 6 1 高程布置 39 6 2 平面布置 40 6 2 1 布置原则 40 6 3 管道 41 第七章 工程投资估算 4343 7 1 工程投资概算 43 7 1 1 概算说明 43 7 1 2 工程概算 43 7 2 主要技术经济指标 44 第八章 结论及体会 4646 参考文献 4747 致谢 4848 5 第一章第一章 前前 言言 屠宰业是我国出口创汇和保障供给的支柱产业之一 屠宰废水来自牧畜 禽类 鱼 类宰杀加工 是我国最大的有机污染源之一 我国大部分城市已基本上实现了禽畜的 定点集中屠宰 据调查 屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的 6 随着经济 的发展和人民生活水平的提高 肉类食品加工工业将会有更大的发展 屠宰废水的污 染还有不断加剧的趋势 而环保部门要求具有一定规模的屠宰场都必须建立专门的废 水处理站 屠宰废水主要来自猪禽类屠宰和加工环节 水量大 颜色深 有机物浓度 高 废水中含有大量血液 油脂 碎肉 粪便和毛发 并带有难闻的臭味 含有高浓 度的有机质而不易降解 处理难度较大 环境污染严重 一般屠宰废水的水质具有如 下特点 屠宰废水一般呈红褐色 有难闻的腥臭味 其中含有大量的血污 油脂质 毛 肉屑 骨屑 内脏杂物 未消化的食物 粪便等污物 固体悬浮物含量高 屠宰废水有机物含量高 可生化性好其中高浓度有机质不易降解 处理难度较 大 宰废水中的营养物主要是氮 磷 其中氮主要以有机物或铵盐形式存在 而磷主 要以磷酸盐的形式存在 从国内外屠宰类废水的处理工艺方法及各自的优缺点入手 针对屠宰废水高含油量 高碳磷比和高碳氮比等特点 可以知道 屠宰废水最经济有效的方法应以生物法处理为 主 辅助以必要的物理 化学等预处理方法 这样不仅达到预期处理效果和预防水体富 营养化 而且还能产生清洁能源 沼气 节约能源 所以厌氧法 好养处理高浓度有 机废水是将来研究的重要方向 6 第二章第二章 概论概论 2 12 1 设计任务及依据设计任务及依据 2 1 12 1 1 设计任务设计任务 本设计方案的编制范围是某屠宰厂废水处理工艺 处理能力为 1000 内容包括dm3 处理工艺的确定 各构筑物的设计计算 设备选型 平面布置 高程计算 经济技术 分析 完成绘制处理工艺流程组图 各构筑物设计计算图 处理工艺组合平面布置及 高程布置图 2 1 22 1 2 设计依据设计依据 中华人民共和国环境保护法 和 水污染防治法 污水综合排放标准 GB8978 1996 肉类加工工业水污染物排放标准 GB13457 1992 给水排水工程结构设计规范 GBJ69 84 2 22 2 设计要求设计要求 必须确保污水厂处理后达到排放要求 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠 在设计中一定要遵守现行的设计规 范 保证必要的安全系数 对新工艺 新技术 新结构的采用积极慎重的态度 污水处理厂设计必须符合经济的要求 污水厂设计应当力求技术合理 在经济合理的原则下 必须根据需要 尽可能 采用先进的工艺 机械和自控技术 但要确保安全可靠 污水厂设计必须考虑安全运行的条件 污水厂的设计在经济条件允许情况下 场内布局 构 建 筑物外观 环境及 卫生等可以适当注意美观和绿化 2 32 3 设计原则设计原则 在确保污水处理效果同时 还应合理安排水资源的综合利用 节约用地 节约劳 7 动力 同时应当合理设计 合理布局 作到技术可行 运行可靠 经济合理 第三章第三章 水质特性及水量水质特性及水量 3 13 1 废水来源及危害废水来源及危害 3 1 1 废水特征 宰猪经过放血 开膛分解 内脏清洗等工艺 屠宰过程中排放的废水含 有大量的血污 油脂 毛 内脏杂物 未消化的食物及粪便等污染物 并带 有令人不适的血红色及血腥味 而且还含有大肠菌 粪便链球菌等危害人体 健康的致病菌 这些废水具有浓度变化大 有机物含量高等特点 直接排入 环境将严重污染水体 废水来源于屠宰车间 主要包括 1 屠宰前冲洗牲畜的废 水 2 烫毛 清洗胴体废水 3 清洗内脏废水 4 冲洗车间地面 器具废水 5 冲洗圈栏废水 屠宰过程排放的废水中血污染最为严重 通常放出的血均回收利 用 既减少处理负荷又增加收入 屠宰过程中排放的废水含有大量的血污 油脂 毛 内脏杂物 未消化的食物及粪便等污染物 并带有令人不适的血红色及血腥味 而且 还含有大肠菌 粪便链球菌等危害人体健康的致病菌 这些废水具有浓度变化大 有 机物含量高等特点 直接排入环境将严重污染水体 3 23 2 废物组成废物组成 屠宰废水中还含有大量的冲洗水和其它废水 水中所含物质以可沉淀物居多 如猪 尿粪 泥砂等 污水组成如下表 表表 3 13 1 屠宰废水组成屠宰废水组成 污染物类别污染物种类 处理简述 气相 固相 液相 臭气 沼气 二氧化碳等 肉渣 内脏 粪便等畜毛等难降 解物 砂粒 可降解有机物 氮 磷等 油 脂 其它悬浮物 水封 从下水道排放 水管排空 分离 厌氧分解 格栅分离 沉淀 生化分解 细菌利用 重力分离 隔油 过滤 吸附 3 2 1 水质 水量 屠宰过程中废水往往集中在短时间内排放 水量波动较大 废水水量 1000 m3 d 8 悬浮物 动植物油 氨氮 生化需氧量 化学需氧量 大肠菌群数 BOD5 CODCr 个 L 悬浮物 级别 标 准 值 浓 度 与 总 量 加 工 类 别 肉制 品加 工 排放浓度mg L 60 100 350 25 50 300 80 120 500 15 20 60 15 20 排放总量 kg t 原料 一 二 三 级 级 级 一 二 三 级 级 级 一 二 三 级 级 级 一 二 三 级 级 级 一 二 三 级 级 级 一 二 三 级 级 级 0 35 0 6 2 0 0 15 0 3 1 7 0 45 0 7 2 9 0 09 0 12 0 35 0 09 0 12 5000 10000 废水进 出水质及排放标准如表 肉加工工业水污染物排放标准 GB13457 1992 一级标准 表表 3 33 3 设计进 出水水质及排放标准设计进 出水水质及排放标准 表表 3 33 3 设计进 出水水质及排放标准设计进 出水水质及排放标准 项目 BOD5CODSSNH4 NTP pH 值 平均值 101020003504066 5 9 0 出水标准 25 80 60 15 0 5 6 0 8 5 第四章第四章 屠宰废水处理工艺流程屠宰废水处理工艺流程 4 14 1 工艺比较分析及方案确定工艺比较分析及方案确定 化学法化学法 常用于处理屠宰废水的化学法主要有水解 混凝沉淀等 此法一般作 为废水的预处理 也可作为废水的最终处理 碱性水解和酶水解 该法使用碱性物质或酶水解以减少废水中的脂肪颗粒 常 作为屠宰废水的预处理 通常采用石灰 NaOH 脂肪酶 细菌酶等 其中石灰经济实 用但是会产生大量的废渣 用 NaOH 进行预处理时 控制 NaOH 的质量浓度在 150 300mg L 范围内 可使平均脂肪颗粒降到处理前脂肪颗粒 Din 的 73 7 9 用胰脂肪酶进行预处理效果最佳 胰脂肪酶 PL 250 可使脂肪颗粒粒径最大降到处理前 废水中脂肪颗粒的 60 3 而且胰脂肪酶更适用于水解牛刚 S 肪 用细菌酶处理 细菌酶的使用量较多时才能达到明显的水解效果 但是用碱性水解处理屠宰废水会导 致废水的 pH 值出现波动 难以控制 使后续生物氧化法等工艺不易正常运行 混凝处理 常用的混凝剂有铝盐 铁盐等 其中聚合硫酸铁混凝处理屠宰废水 效果较好 为减少铝盐的使用量 也可用聚合氯化铝 PAC 和聚乙烯铵混合作为混凝 剂 在聚合硫酸铁的合成中 加入任意比例的铝盐和一定比例的硅酸盐 以及少量的 聚丙烯酰胺生成一种新混凝剂 CPFA CS 此复合无机高分子混凝剂具有较宽的 pH 值 和温度适用范围 用它作为混凝剂处理屠宰废水 CODcr 和色度去除串分别可达 75 和 95 以上 一次混凝处理即可达到或接近废水综合排放标准 单纯的混凝处理存在一个明显的问题就是屠宰工序中产生的血水难以除去 并且 同时产生大量的污泥和废渣 所以如果在使用混凝剂处理前先对屠宰废水进行适当变 性处理 再采用硫酸亚铁和氧化钙复合混凝剂处理 出水 CODcr 的质量浓度可以降 到 197 4mg L 有较好的处理效果 且此法简便 高效 有较好的环境效益 但是该法 处理的废水限于 CODcr 的质量浓度小于 1000mg L 的废水 混凝法处理废水处理成本低 低温下具有较好的处理效果 此法多用于处理浓度 较低的废水 或作为高浓度废水预处理 以降低后续的生物处理的负荷 生物法生物法 据屠宰废水水质特点知其具有较好的可生化性 且在有机物含量 有 机元素种类和 pH 值等方面都较适合于采用生物法进行处理 因此目前在屠宰废水处理 技术的选择上 生物法是经济有效的处理方法 好氧生物处理法 传统的活性污泥法 CODcr 去除率一般为 80 左右 BOD5 为 90 处理后的废水一般难以达到废水综合排放标准 而采用序批间歇活性污泥法 简称 SBR 法 可大大突破这一界限 SBR 法用于宰鸡厂废水处理 CODcr 去除率可达 到 95 以上 屠宰厂的废水经预沉池 厌氧 SBR 反应等工艺处理后 出水水质可优 于 GB8978 1996 一级排放标准 在 SBR 法的基础进行改造后出现了二段 SBR 法 其特点是系统设两段 SBR 池串联 分别培养出适宜于不同有机物的专性菌 从而使不 同种类的有机物在不同的生化条件下都得到充分降解 该法对水质水量的变化适应能 力强 运行灵活 抗冲击能力强 出水的水质稳定 易实现自动化控制 生物膜法 序批式生物膜法具有良好的反硝化脱氮功能 水力条件好 抗冲 击负荷强 生物浓度高 可适合世代时间较长的消化菌生长 在相同运行条件下 生 物膜系统处理效果优于活性污泥系统 其 CODcr BOD5和油脂去除率分别可达 97 99 和 82 出水水质可达废水综合排放二级标准 达到相同的污染物去除率 10 时 生物膜系统的运行管理更方便 且克服了活性污泥系统存在的一些问题 例如 该方法不会存在污泥流失问题 不需要设置搅拌装置即可达到脱氮效果 且不存在污 泥上浮现象 但序批式生物膜法对油脂 SS 色度的去除有限 故要设除油脂池和滤 柱 厌氧生物处理 与好氧法相比 厌氧法在获得同样高的 BOD5去除率条件下 具有成本低 产生的淤泥少 稳定 易脱水 占地面积小 操作方便 且产生的甲烷 可作为燃料再利用的优点 但常用的 UASB AF ASBR 等高效厌氧反应器受废水中 悬浮固体及其油脂 脂肪浓度的影响较大 如果废水中含有的氨氮浓度较高 或者厌 氧分解有机物过程产生的氨氮较多 使得水质达不到排放标准 就必须采用如下叙述 的组合工艺 为了既获得更好的处理效果 又可以降低处理成本 屠宰废水的处理往往采用多 种方法相结合的工艺 下面叙述几种典型的组合工艺 加压生物接触氧化一混凝沉淀组合工艺 该工艺适合处理中浓度的屠宰废水 试验结果表明 生物反应器压力平均为 300kPa 进水 P CODcr 约为 1100 1700mg L P BOD5 约为 600 900mg L BOD 容积负荷 以 BOD5计 平均 7 6kg m3 d 出水先经过加压生物接触氧化处理后 提高废水中的溶解氧和有机物 的降解速率 再经混凝沉淀后可达到现有企业的二级排放标准 该工艺处理中浓度废 水效率较高 但处理成本高 难于维护与管理 a 二段高速上流式厌氧污泥床 UASB 法和溶解空气浮选一升流式厌氧污泥床 DAF UASB 法是在单个 UASB 法上的改进工艺 适合处理含高浓度悬浮固体 脂肪 颗粒和油脂的屠宰废水 二段高速上流式厌氧污泥床 UASB 法的第一阶段为使用絮凝 剂淤泥的 UASB 反应器 可以去除脂肪颗粒 油脂等不溶解的 CODcr 第二阶段为使 用粒状淤泥的 UASB 反应器 去除溶解性的 COD 此法 CODcr 去除率可达 90 以上 b 水解酸化一生物吸附再生一接触氧化工艺 该工艺特别适合于处理高浓度 水质水量变化较大的废水 在进水 COD 为 1500 4000mg L 的条件下 COD 去除率可 达 95 以上 该法采用 AB 两段组合工艺 A 段负荷高 污泥絮体具有较强的吸附能 力和良好的沉降性能 抗冲击负荷能力很强 对有毒物质的影响具有很大的缓冲作 用 但是污泥量较高 需采取相应的污泥处理措施 B 段二沉池出水中的少量难沉降 的脱落生物膜通过气浮处理进一步去除 以提高出水水质 c 升流式厌氧污泥床过滤器 UASBAF 一序批式活性污泥法 SBR 工艺 该工艺 是适用于水质波动较大 蛋白质含量高的废水处理 其中升流式厌氧污泥过滤器是将 升流式厌氧污泥床 UASB 和厌氧滤池 AF 组合为一体的反应器 适应于间歇进水的屠 11 宰废水 容积负荷 以 COD 计 为 0 114 0 346kg m3 d 而 SBR 为序批式活性污 泥法 在同一池内按进水 反应 沉淀 排水分阶段周期进行 耐水量水质冲击负荷 SBR 非常适应于屠宰废水每天有规律地间歇排放的特点 有机物先经过 UASBAF 厌氧 消化后 分解生成的氨氮经过 SBR 后去除率达 68 6 该工艺具有工艺流程简单 耐冲击负荷 运行管理简便 工程造价省和运行费用低等特点 适合于小型肉类加工 厂的屠宰废水处理工程 考虑屠宰废水水质特点 对比各种处理方法的优缺点 得出目前屠宰废水最经济 有效的处理技术为 以生物法为主 辅助必要的物理 化学等方法作预处理 例如以 采用生物处理法为主体的二级 SBR 法工艺路线处理效果较好 厌氧生物处理成本低 但不能较好地去除氨氮 故对于出水水质要求较高的情况下 通常经过厌氧处理 UASB 法 后 还需进行好氧处理或采用化学法去除氨氮才能达到水质排放要求 好 氧法不仅可以获得很高的 CODcr 去除率 而且还可以去除氮 磷 但成本很高 所以 对于高浓度屠宰废水 通常首先经厌氧生物法处理 然后使用好氧法处理 综合使用 厌氧和好氧生物法的优点 可以获得高 CODcr 去除率 同时去除氮 磷 还降低成本 4 24 2 处理工艺流程处理工艺流程 屠宰废水中的有机物主要为蛋白质和脂肪 该类物质属大分子长链有机物 难以被 一般的好氧菌直接利用 在其生物降解过程中 一般先通过酶的作用分解成氨基酸 碳水化合物等小分子有机物后方可被好氧菌直接利用 因此可采用上流式厌氧污泥反 应床法 工艺流程采用预处理 厌氧 好氧生化工艺 屠宰废水的预处理是整个系统 能否有效运行的关键 屠宰废水中固体悬浮物 SS 420mg l 该类悬浮物属易腐化的 有机物 必须及时拦截 一方面可防止后续管道设备的堵塞 另一方面即时清理可避 免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成为溶解性有机质 导致废水 CODCr BOD5浓度 提高 屠宰废水包括含有大量猪粪 未消化饲料的圈栏冲洗水和一般屠宰废水两大类 预处理段采用人工格栅 机械格栅 气浮除油池的方式 好氧段采用目前国际领先的 适用于屠宰废水的一种低投资 节能 运转费低 去除率高的 UASB 反应池和 SBR 反 应池 本设计采用 UASB SBR 反应工艺流程 出水水质可达到相关规定的标准 屠宰废水处理工艺流程图如下 12 沼气 鼓风机 进水 出水 泥饼外运 图图 3 13 1 屠宰废水处理工艺流程屠宰废水处理工艺流程 4 34 3 各工序各工序 BODBOD 去除率分析表去除率分析表 表表 4 14 1 各工序各工序 BODBOD 去除率分析表去除率分析表 序号 工序名称 进水 BOD 浓度 mg L 出水 BOD 浓度 mg L 去除率 1 2 3 4 粗格栅 细转筛 气浮除油池 UASB 反应池 SBR 反应池 1035 879 8 528 184 8 879 8 528 184 8 23 15 40 65 90 4 44 4 工艺设计说明工艺设计说明 废水经粗格栅后去除较大悬浮固体和毛发等杂质后直接进入集水井 然后经细筛网 去除较细颗粒物和悬浮物等 含高脂油污水进入气浮除油池除去浮于表面或悬浮的油 下层污水流入厌氧水解池 UASB 在厌氧菌胞外酶的作用下 将大分子有机物水解酸 化变成小分子 将大部分不溶性有机物降解为溶解性物质 然后泵入 SBR 反应池 SBR 反应池水位到设定液位后进行射流曝气 使废水与活性污泥充分混合 曝气结束 待泥沉下后 上清液排放 2 只 SBR 反应池 交替运行 污泥积存到一定水位时 将 泥排至污泥池 SBR 生物反应器采用分步控制生化处理过程 以进气 曝气反应 沉 降 出水和静置等 5 个阶段为一个运行周期 给系列化处理提供最佳条件 进行高效 格栅 筛网隔油池 UASB SBR 浓缩池 污泥脱水 间 13 率的脱氮除磷 SBR 生化系统具有完全混合特点的推流式反应器 又是一个理想状态 的二沉池 此外 SBR 系统污泥沉降性能较好 污泥增殖和产泥量均较小 特别适用 于生化性好且水量不大的废水 从 SBR 出来的水可达标排放 第五章第五章 主要设备计算与选型主要设备计算与选型 5 15 1 粗格栅设计计算粗格栅设计计算 5 1 15 1 1 设计说明设计说明 屠宰废水的预处理是整个系统能否有效运行的关键 屠宰废水中固体悬浮物 SS 高达 1000mg l 该类悬浮物属易腐化的有机物 必须及时拦截 一方面可防止 后续管道设备的堵塞 另一方面即时清理可避免悬浮固体有机质腐化溶入废水中而成 为溶解性有机质 导致废水 CODCr BOD5浓度提高 屠宰废水包括含有大量猪粪 未 消化饲料的圈栏冲洗水和一般屠宰废水两大类 圈栏冲洗水经一化粪池预处理后再与一般屠宰废水废水合并后进入废水处理站 化粪池内沉积的猪粪和未消化饲料通过挤压式固液分离机抽提并干燥后 含水率可达 70 以下 作为鱼类饲料 一般屠宰废水预处理的两种主要方法 气浮和筛滤 过滤孔径 1 5mm 其中气 14 H1 h h H h1 h2 h1 B1 H1 B tana l1l2 B1 5001000 浮主要应用于废水量较小的处理站 其缺点主要是设备复杂 不易管理 运行成本高 卫生条件差 筛滤则主要应用于废水量较大的屠宰废水的预处理 管理方便 运行稳 定 另外在筛滤机前需依次设置粗格网 25mm 保护措施 5 1 25 1 2 设计参数设计参数 人工清除人工清除 25 40mm 机械清除 16 25mm 最大间隙 40mm 格栅间隙格栅间隙 16 25mm 栅渣 污水 格栅间隙 333 0 10 0 05 10mm 30 50mm 栅渣 污水 格栅数格栅数 格栅不宜少于 2 台 如为 1 台时 应设人工清除格栅备用 水流速和倾角水流速和倾角 过栅流速一般采用 0 6 1 0m s 倾角一般采用 00 45 75 栅渣栅渣 栅渣的含水率一般为 80 密度约为 960kg m3 水头损失水头损失 通过格栅的水头损失一般采用 0 08 0 15m 动力装置动力装置 机械格栅的动力装置一般宜设在室内 或采用其他保护设备的措施 通风设施通风设施 设备格栅装置的构筑物 必须考虑设有良好的通风设施 吊运设备吊运设备 格栅间内应安设吊运设备 以进行格栅及其他设备的检修 栅渣的 日常清除 粗 细格栅粗 细格栅 污水处理厂亦可设置粗 细两道格栅 格栅计算示意图如下 图图 5 15 1 格栅计算示意图格栅计算示意图 15 5 1 35 1 3 设计计算设计计算 1 1 格栅间隙数格栅间隙数 0 078 变化系数 设栅前水深 h 0 35m 过栅流 max Q1 5 Z K 速 v 0 7m s 栅条间隙宽度 b 0 025m 格栅倾角 600 格栅数为 2 8 个 n Nbhv Q sin max 7 035 002 02 60sin078 0 2 2 格栅宽度格栅宽度 设栅条宽度 S 0 01m B S n 1 bn 0 01 8 1 0 02 8 1 13 m 3 3 进水渠道渐宽部分的长度进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠道宽 B1 1 0m 其渐宽部分的展开角 20 进水渠道内的流速为 0 82m s 1 1 l 1 1 2 tg BB m tg 179 0 202 0 113 1 4 4 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度 2 l 2 1 l m11 0 2 22 0 5 5 通过格栅的水头损失通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面 2 42 3 K 1 h 3 4 b S k g v sin 2 2 3 4 02 0 01 0 42 2 m15 0 360sin 6 19 7 0 0 2 6 6 栅后槽总高度栅后槽总高度 设栅前渠道超高 则 2 0 3hm mhhhH8 03 015 0 35 0 21 7 7 栅槽总长度栅槽总长度 1 lL 60 0 15 0 1 2 tg H l 16 m tg 1 2 60 3 035 0 0 135 011 0179 0 8 8 每日栅渣量每日栅渣量 在格栅间隙为 20mm 的情况下 设栅渣量为每 1000m3污水产 0 1 m3 1000 86400 1max Z K WQ W dmdm 2 0 225 0 10005 12 864001 0078 0 33 宜采用机械清渣 5 25 2 集水井集水井 根据题意 水力停留时间为 2 小时 可算出池的有效容积 V有效 41 7 2 83 4 m3 池子的规格尺寸为 L 5m W 5m H 5m 5 35 3 筛滤机筛滤机 5 3 15 3 1 设备选型设备选型 经过粗格栅后 污水进一步初处理 采用网间隙较小的筛网去处相对小的杂物 根 据实际 可选 GTL 型滚筒式筛滤机 表表 5 15 1 GTLGTL 型滚筒式筛滤机主要技术参数型滚筒式筛滤机主要技术参数 17 型 号名 称 GTL 50 GTL 100 GTL 200 处理水量 31 mh 设备长 mm 设备宽 mm 设备高 mm 进水 管径 mm 出水 反洗 电机功率 KW 50 3300 820 1665 DN125 DN150 DN25 0 75 50 150 3960 1340 2310 DN200 DN250 DN25 0 75 150 250 4483 1844 2950 DN250 DN300 DN25 1 5 从上表中可以看出 选 GTL 100 型号的过滤机符合本设计工程 筛网格间隙取 5mm 要经过泵把废水抽到此装置 然后再处理 5 4 隔油池 采用平流式隔油调节池 可去除原水中的不可溶解的有机物 以便减轻后 续处理构筑物的处理负荷 并使之正常运行 隔油调节池尺寸为 长 宽 14 4m 8m 本设计根据工程实际情况 废水 停留时间为 1 5h 刮油机由钢丝绳或链条牵引 移动速度为 2m min 池 底设有坡向污泥斗的 0 02 的坡度 隔油调节池的设计流量为 54 21m3 h 隔油调节池分为 2 格 建筑高度为 2m 18 进水管 配水槽 进水阀 链带式刮油刮泥机 集油管 出水槽 出水管 图 1 2 平流式隔油池结构示意图 本设计中按废水的停留时间计算法计算 1 1 隔油池总容积 W W Qt 式中 Q 隔油池设计流量 T 废水在隔油内的设计池内的设计停留时间 h 一般在 1 5h 2h 取 1 5h W 54 21 1 5 81 32m3 取 81 m3 1 2 隔油池的过水断面 Ac Ac Q 3 6v 式中 v 废水在隔油池中的水平流速 mm s 取 2mm s Ac 54 21 3 6 2 7 53 1 3 隔油池格间数 n n Ac b h 式中 b 隔油池每个格间的宽度 m 由于刮泥刮油机跨度规格的限制 一般为 2 0 2 5 3 0 4 5 6 0 这里取 4 5 h 隔油池每个格间的有效水深 取 1 5m 19 n 7 53 1 5 4 5 1 12 取 2 格 1 4 隔油池的有效长度 L L 3 6v t 3 6 2 1 5 10 8m 1 5 隔油池建筑高度 H H h h h 池水面以上的池壁超高 取 0 5m H 1 5 0 5 2 0m 选用 4GSMP 2 型机电一体化刮油刮渣机 跨度为 4 0m 刮渣速度 1 5m s 刮油速度 3 0m s 水解酸化池水解酸化池 水解酸化池是常见的一级处理工艺 是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段 水解酸化过程具有改善污水可生化性的特点 同时可去除废水中的部分有机物 并减 少最终排放的剩余污泥量 3 1 池体设计 本设计采用停留时间为 t 4h 则有效容积 166 8 m3 取 170m3 4 7 41 tQV 因水解酸化池上升流速应控制在 0 8 1 8m h 较合适 本设计中 v上升 1 4m h 有效高度 5 6m44 1 tvH有效 3 2 反应池各部分尺寸 水解酸化池的进水系统采用 DN 175mm 的钢管进水 反应池截面积 30 m2 6 5 170 有效 H V A 采用水解酸化池平面尺寸为 12 8LB 取池超高为 h1 0 5m 池总高为 01 50 55 5Hhhm 20 本设计中 工程中为了增加水解酸化反应器中活性污泥的浓度 提高反应速率 在池 中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料 填料高度 2 5m 满池布置 填料下部区域 为活性污泥层 填料底部距池底 1 5m 水解池上升流速核算 1 39 符合要求 0 5 1 8m h 30 7 41 A Q v 反应池选用跳跃式 3 3 出水系统设计 水解酸化池的出水收集系统与常规的二沉池的出水类似 本设计采用三角堰汇水槽汇 水 再用出水管出水 采用 90 三角堰出水 每米堰板设 5 个堰口 详细如下 3 3 1 出水堰负荷 堰长 L 7m 则出水堰负荷 1 65l s m 7360024 10001000 L Q q 沿池宽方向布置 3 3 2 出水堰出水流量 smsl q q 00033 0 33 0 5 65 1 5 3 3 3 3 堰上水头 因为 5 2 2 1 4qh 则0 035 取 h2 0 04m 5 2 2 4 1 q h 3 3 4 集水槽宽 0 17m 4 0 4 0 360024 1000 3 19 09 0 QB 集水槽起端水深为 16 0 09 0 73 1 73 1 0 k hh 21 进水 反应 沉淀 出水 待机 闲置 设出水渠自由跌落高度 h1为 0 1m 则集水槽总水深为 排水管选用 DN 175mm 的钢管作为排水管 mhhhh30 0 021 3 3 5 集水槽水深 集水槽临界水深为 m gB Q hk09 0 17 0 8 9 0116 0 3 1 3 2 2 3 2 2 5 65 6 SBRSBR 反应器的设计反应器的设计 5 6 15 6 1 设计说明设计说明 SBR 活性污泥法是在单一的反应器内 按时间顺序进行进水 反应 曝气 沉淀 排水 待机 闲置 等基本操作 从污水的流入开始到待机时间结束为一个周期操作 这种周期周而复始 从而达到污水处理的目的 SBR 工艺操作流程图如下 图图 5 55 5 SBRSBR 工艺操作流程图工艺操作流程图 进水期进水期 指从反应器开始进水直到反应器最大达容积时的一段时间 在此期间 可分为 3 种进水方式 曝气 好氧反应 搅拌 厌氧反应 及静置 在曝气的情况下 有机物在进水过程中已经开始被大量氧化 在搅拌过程的情况下则抑制好氧反应 运 行时可根据不同微生物的生长特点 废水的特性 要达到的处理目标和设计要求 分 别采用非限制曝气 半限制曝气和限制曝气的方式进水 反应器反应器 反应的目的是在反应器内最大水量的情况下完成进水期已开始的反应 根据反应的目的的决定进行曝气或搅拌 即进行好氧反应或厌氧反应 在反应阶段通 过改变反应条件 不仅可以达到有机物降解的目的 而且可以达到脱氮 除磷的效果 22 沉淀期沉淀期 沉淀的目的是固液分离 本工序相当于二沉池 停止曝气和搅拌 沉 淀絮体和上清液分离 沉淀过程一般是由时间控制的 沉淀时间在 0 5 1 0h 之间 甚 至可能达到 2h 以便于下一个排水工序 污泥层要求保持在排水设备的下面 并且在 排放完成之前不上升超过排水设备 排水期排水期 排水的目的是排除曝气池沉淀后的上清液 留下活性污泥 作为下一 个周期的菌种 上清液恢复到循环开始时的最低水位 该水位离污泥层还有一定的保 护高度 SBR 排水一般采用滗水器 滗水所用的时间由滗水能力来决定 一般不会影响下 面的污泥层 待机期待机期 沉淀之后到下个周期开始的期间称为待机工序 曝气池处于空闲状态 等待下一个周期的开始 在待机期间根据工艺和处理目的 可以进行曝气 混合 去 除剩余污泥 待机期的长短由原水流量决定 SBR 运行中另一个重要步骤是排放剩余污泥 在一个 SBR 运行过程中 排放剩余污 泥通常在沉淀期或闲置期 5 6 25 6 2 SBR 反应器的设计计算反应器的设计计算 一般说明一般说明 由于 SBR 为间歇进水 所以采用两个反应器 参数选择参数选择 进水 COD 460mg L BOD 污泥负荷 0 1kgBOD kgMLSS s L 池数 N 2 周期 n 1 反应池水深 H 4 0m 排水比 安全高度 11 4m 0 5m MLSS 浓度 X 4000mg L B C 0 4 即 BOD COD 0 4 0 3 所以可生化 性好 反应池运行周期各工序的计算反应池运行周期各工序的计算 a 曝气时间 A T 进水 BOD 则460 0 4184 O B SCODmg L C 0 24 24 184 2 76 0 1 44000 S A S Th L mX b 沉淀时间 S T 初期沉降速度 41 2641 26 max 4 6 104 6 1040001 33 A vCm h 23 则 max 1 1 3 50 5 4 1 0 1 33 S H m Th v c 排出时间 排出时间为 2h 与沉淀时间合计为 3h 计 一个周期所需要的时间 o T 为 2 8 1 02 05 8 CASO TTTTh d 进水时间 F T 5 8 2 9 2 F C T Th N 反应池池容计算反应池池容计算 反应池有效池容 3 4 62 5125 1 2 m vQm nN 由进水时间和进水量的变动理论 求得一个循环周期的最大流量变动比 r 1 5 超过一 个周期 进水量 Q 与 V 的对比为 Q V r 1 m 1 5 1 0 125 考虑流量比 反应池的修正容量为 V 1 Q V 125 1 125 140 6 V 3 m 取反应池水深 4 0m 则所需水面面积 2 140 6 35 4 Am 取反应器长 L 8m 宽 W 4 5m SBR 反应池设计运行水位如下图所示 警报 溢流水位 高峰水位 基准水位 5 h 24 排水结束水位 H 4 h 污泥界面 2 h 3 h 图图 5 65 6 SBRSBR 反应池设计运行水位草图反应池设计运行水位草图 排水结束时水位 2 1114 1 4 02 7 1 1254 1 m hHm Q m V 基准水位 3 11 43 6 1 125 1 hHm Q V 高峰水位 4 4 0hm 警报 溢流水位 54 0 540 54 5hhm 污泥界面 12 0 52 70 52 2hhm 需氧量计算需氧量计算 a 需氧量 需氧量为有机物 BOD 氧化需氧量 微生物自身氧化需氧量 a O 1 O 保持好氧池一定的溶解氧所需氧量之和 即 2 O 3 O a O 1 O 2 O 3 O 有机物氧化需氧量 1 O 01e OaQ SS 式中 a 去除每 1kgBOD 的需氧量 kg kgBOD 取 a 1 0 2 O 进水 BOD 与出水 BOD kg 0 S e S 3 m Q 进水量 m3 d 微生物自身氧化需氧量 2 O bXV 取 b 0 12 2 O 25 维持好氧池一定溶解氧的需氧量 3 O 取 d 1 5mg d 3 3 10d QQQ rc o 所以 1 062 5 0 147 0 03 7 313 kg d 1 O 0 124125 60 kg d 2 O 1 562 5 0 094 kg d 3 O 3 10 反应总需氧量 7 313 60 0 094 67 4 kg d a O 1 O 2 O 3 O 曝气时间为 2 2h 每小时的需氧量 2 67 4 30 64 2 2 a OkgOh b 曝气装置 i 供氧能力 设混合液 DO 为 1 5mg L 池内水深 3 5m 查 化工原理 水中溶解氧饱和度分别为 9 17mg L 7 63 mg L 20s C 30s C 微孔曝气器出口处的绝对压力 为 b P 555 1 013 109 8 3 3 101 336 10ppa 微孔曝气器的氧转移效率 E 为 15 则空气离开曝气池时氧的百分比为 21 1 100 18 43 7921 1 E Ot E 表表 5 25 2 空气的密度及在水中溶解度空气的密度及在水中溶解度 温度 oC 空气密度 g L 溶解度 Ds mL L 0 10 20 30 40 1 252 1 206 1 164 1 127 1 092 29 2 22 8 18 7 15 7 14 2 曝气池中的平均溶解氧饱和度 按最不利温度条件考虑 为 26 3030 5 42 2 066 10 sm b s QP t CC 代入数据得 30 1 33618 43 7 638 28 2 06642 sm Cmg L 温度为 时 曝气池中的溶解氧饱和度为 0 20 C 20205 42 2 066 10 b smsm QP t CC 1 33618 43 9 17 2 06642 9 95 mg L 温度为时 脱氧清水的充氧量为 0 20 C 一般 0 8 0 85 取 0 85 0 9 0 97 取 0 97 20 20 30 1 024 O sm T Lsm R C t R CC 30 20 17 22 9 95 0 850 97 1 0 8 28 1 51 024 24 34 kg h ii 鼓风能力 取氧利用率 为 15 根据供氧能力 求得曝气空气里为 A E 空气密度为 3 24 34 540 89 419 3 0 30 3 0 15 O A R Gkg hmh s E 1 29kg 3 m iii 布气系统计算 布气采用 WK 型曝气器 反应平面面积为 8m 5m 设 100 个曝气器 则每个曝气器的曝气量 3 419 3 4 19 100100 Gs mh 设空气干管流速 为 15m s 支管流速为 10m s 小支管流速为 5m s 则 1 v 2 v 3 v 空气干管直径 27 1 44419 3 0 100 m 3600 v3600 3 14 15 Gs D 干管 选用 DN100mm 钢管 设支管数量为 n 5 则空气支管直径 44419 3 0 054 m 5 3600 v5 3600 3 14 10 2 Gs D 支管 选用 DN60mm 钢管 安装曝气器的小支管数量为 n 10 则小支管管径 3 44419 3 0 039 m 20 3600 v20 3600 3 14 5 Gs D 小支管 选用 DN40mm 钢管 iv 鼓风机供气压力估算 曝气器的淹没深度 H 3 3m 空气压力可按此式估算 P 1 5 H 9 8 1 5 3 3 9 8 47 04 k a P d 上清液排出装置 滗水器 现在的SBR 工艺一般都采用滗水器排水 滗水器排水过程中能随水位的下降而下降 使排出的上清液始终是上层清液 为防止水面浮渣进入滗水器被排走 滗水器排水口 一般都淹没在水下一定深度 目前SBR 使用的滗水器主要有旋转式滗水器 套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种 本工艺采用旋转式滗水器 旋转式滗水器属于有动力式滗水器 应用广泛 本工艺采用XB 1800型旋转式滗水器 设计滗水量 Q 62 5m h 滗水深度 H 2m 滗水时间t取2h 滗水所需时间 3 125 2 0 62 5 Th SBR 反应器进出水水质指标如下 表表 5 35 3 SBRSBR 反应器进出水质情况反应器进出水质情况 水质指标CODBOD SS 28 进水水质 mg l 去除率 出水水质 mg l 460 83 78 184 8 85 28 150 65 53 5 75 7 污泥部分各处理构筑物设计与计算污泥部分各处理构筑物设计与计算 5 7 15 7 1 集泥井集泥井 总排泥量总排泥量 根据前面计算所知 SBR产泥量为 60m3 d P 99 则每日的总 排泥量为 V 60 m3 d 集泥井尺寸设计集泥井尺寸设计 设有效泥深为4m 设计尺寸L B 6 4 24m 集泥井为地 2 下式 池顶加盖 潜污泵抽送污泥 池底相对标高 4 5m 最高泥位 0 5m 最低泥位 4 0m 污泥提升泵的选择污泥提升泵的选择 选择WQ型排泥泵 功率 1 5kW 型号 50WQ25 10 1 5 大流量 15m3 h 扬程 10m 5 7 25 7 2 污泥贮柜污泥贮柜 浓缩后需排出污泥 28 7m d 污泥贮柜容积应 28 7m 设污泥贮柜 4m 33 H 3 0m 则贮泥有效容积为V 可满足污泥贮存要求 32 7 28 7 3734 4 m 5 7 35 7 3 污泥浓缩池污泥浓缩池 设计说明设计说明 为方便污泥的后续处理机械脱水 减小机械脱水中污泥的混凝剂用 量以及机械脱水设备的容量 需对污泥进行浓缩处理 以降低污泥的含水率 本设计采用间歇式重力浓缩池 运行时 应先排除浓缩池中的上清液 腾出池容 再投入待浓缩的污泥 为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管 设计参数设计参数 设计泥量 屠宰废水处理过程产生的污泥来自以下几部分 1 气浮隔油池 Q1 12 7m3 d 含水率 97 2 UASB 反应器 Q2 13 5m3 d 含水率 98 3 SBR 反 应器 Q3 3 8m3 d 含水率 99 总污泥量为 Q Q1 Q2 Q3 12 7 13 5 3 8 30 m3 d 29 平均含水率为 12 7 13 53 8 97 98 99 97 7 303030 参数选取 固体负荷 固体通量 M 一般为 10 35kg m3d 取 M 30 kg m3d 1 25kg m3h 浓缩时间取 T 24h 设计污泥量 Q 30m3 d 浓缩后污泥含水率为 96 则 浓缩后污泥体积 3 10097 7 V309 92 1 10096 Xmd 设计计算设计计算 池子边长 根据要求 浓缩池的设计横断面面积应满足 A Qc M 式中 Q 入流污泥量 m3 d M 固体通量 kg m3 d C 入流固体浓度 kg m3 入流固体浓度 C 的计算如下 123 123 WWW C QQQ 11 10001 97 381 WQkg d 22 W Q 1000 1 98 270kg d 33 W Q 1000 1 99 38kg d 那么 Qc 689kg d 28 7kg h 1 W 2 W 3 W C 689 30 22 97 kg m3 浓缩后污泥浓度为 689 9 92 69 5kg m3 1 C 30 浓缩