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文档简介

1、目录 1 设计任务与基本资料 21.1 设计任务 22 工艺流程说明 22.1 设计意义和原则 22.1.1 设计原则 22.1.2 设计目的 22.1.3 设计的各构筑物的作用 32.2 工艺流程图 32.3 工艺流程的说明 43. 设计计算 43.1 格栅的设计 43.1.1 设计过程 43.1.2 栅格的处理效果 53.2 泵房 53.3 调节池的设计 53.4 絮凝池的设计 63.4.1 设计过程 63.4.2 絮凝池的处理效果 93.5 竖流沉淀池设计 93.5.1 设计参数设定 93.5.2 设计计算: 103.6 生物接触氧化池 113.6.1 设计过程 113.6.2 生物接触

2、氧化池的处理效率 123.7 二沉池的设计 123.8 污泥浓缩池的设计 143.9 污泥压滤机 153.10 经过流程处理后的出水水质 164. 运行费用的核算 164.1 主要构筑物 164.2 建设运行的估算 175. 总结 181设计任务与基本资料1.1设计任务本设计任务为重金属厂生产废水的处理,设计处理量2000m3/d。根据厂方提供的实验数据,进水水质数据和污水综合排放标准gb897&1996 的标准值对比,要求重金属废水排放达到如下表1-1,表1-2,表1-3要求:表 1-1 .PH SS Pb Cu CODcr 项目101280mg/l400mg/l30mg/l100mg/l进

3、水1-2表.PH CODcr Cu SS 项目 Pb69 150mg/l出水 150mg/l 1mg/l1mg/l 1-3表.PH SS Pb Cu CODcr 项目 98.75%98.75%62.5%处理效率一工艺流程说明22.1设计意义和原则设计原则严格执行环境保护的各项规定,确保经 处理后污水的排放水质达到环保(1)局有关规定。采用先进、可靠、简单的工艺使先进性和可靠性有机结合。(2)采用目前国内成熟的先进技术,尽量降低工 程投资和运行费用。(3) (4)平面布置和工程设计时,布局力求合理通畅,尽量 节省占地。(5)废水处理站运行和维护管理操作应尽量简单方便。设计目的加深对污水处理课程内

4、容通过对生活污水处理工艺的设计,巩固学习成果,设计和绘图的能力。培养和提高计算、掌握污水处理设计的方法,的学习与理解, 锻炼和提高分析和基本能独立完成生活污水的处理工艺设计,在教师的指导下, 解决工程的能力。设计的各构筑物的作用生物接触氧竖流式沉淀池、该 设计的所选用的池主要有桨板式机械絮凝池、化池、二沉池。桨板式机械絮凝池:絮凝效果好,水头损失小,可适应水质、水量的变(1)化。大小量均适用,并适用于水量变化较大的水厂。)竖流式沉淀池:排泥方便, 管理简单,占地面积小。适用于处理水量不 (2大的小型污水处理厂。生物多样 化,处理时间短;生物活性高,生物接触氧化池:(3)体积负荷高,传质效果好;

5、生物浓度高,污泥产量低,无需回流;出水稳定,动力消耗相对较低;挂膜比较方便,时间较短;无污泥膨胀问题。二沉池:其作用主要是使污泥分离,使水 澄清和进行污泥浓缩。其工作(4)效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度2.2工艺流程图(废水项目 项目格栅Pb Pb金属废水调节池 Cu CuCODcr CODcrSS SSPH PH进水80mg/l30mg/l400mg/l100mg/l1012泵房1012 95 mg/l 80mg/l出水 360 mg/l 30mg/l处理效率10%5%浆板式机械絮凝池竖流式沉淀池(废酸)加药浆板式机械絮凝池竖流式沉淀池污泥浓缩池池(废酸)加药接触氧化池

6、压滤机二沉池外运污泥出水.2.2重金属废水处理工艺流程图图2.3工艺流程的说明 均匀重金属废水经格栅预处理后进入金属废水调节池,废水在此稳定水量、在第一个絮凝反应池投通过泵 房将废水定量提升至浆板式机械絮凝池。水质后,流经沉淀池随沉淀物进入污泥 浓缩池沉淀后同时进行充分搅拌, 加适量混凝剂,99.5Cu,废水在第二个絮凝 反应池投加适量废酸调节PH值,控制到以去除这沉淀物进入污泥浓缩池,达到 最佳沉淀也避免反溶解,进行反应产生沉淀后,的效果。然后废水自流进入生物 接触氧化池后在二沉池进行Pb样达到去除金属污下沉污泥经管道同样进入污泥 浓缩池。固液澄清分离,上清液达到要求排放,污泥则外滤液流回到

7、金属废水调 节池进行处理,泥经浓缩池处理后经过压滤机,运。 设计计算 3. 3.1格栅的设计设计过程 设计参数:,栅前水深h=0.4m,栅条宽度S=10mm栅条间隙宽度(粗)b=16mm =70o过栅流速u=0.8m/s,安装倾斜角a n 格栅的间隙数量 /s 1.3=0.03m3Q=0.023 xmax) /buh=0.03 (Sin70o)/0.016x0.4n= Q x (Sin a 0.8=6max栅条框架内栅条数目为 门-1=5条(2) 格栅槽总宽度BB=S( n-1)+b n=0.01(6-1)+0.016 x 6=0.146m(3) 过栅水头损失h2栅条形状选迎水面为半圆形的矩形

8、,B =1.834/3=1.83(0.01/0.016)4/3=0.978mB (s/b)=? 2v?inh?)2g0.978 x 0.8A2 x Sin70o/2 x =9.81=0.03mh =kh0.03=0.09mx =82.(4) 栅后槽的总高度HH=h+h+h=0.4+0.3+0.09=0.79m 21(5)格栅的总长 L取B1水渠宽度为0.03m.进水渠道渐宽展开角度a =20o丄=(B-B) /2tg a =(0.146-0.03 ) /2tg20o=0.159m mL=0.5L=0.5 x 0.159=0.08m, H=h+h=0.4+0.3+0.7m1121L=L+L+0.

9、5+1.0+H/tg a 仁0.159+0.08+0.5+1+0.7/ tg20o=3.66m 112(6)每日栅渣 量WW1 取 0.05. K 取 1.5W= Q W 86400/K 10001max =0.03 x 0.05 x 86400/1.5 x 1000=0.0864m3/d所以格栅的规格长宽高为 Lx Bx H=3.66mx 0.146mx 0.79m栅格的处理效果栅格的处理效果如表3-1格栅的进水水质、岀水水质及处理效率表3-13.2泵房选用2台型号为100-100单级立式管道泵,一备一用。流量为100m3/h扬程为 12.5m,其参数见表3-2。表3-2泵房参数.流量 扬程

10、 效率 转速 电机功率 汽蚀佘量泵型号(m) (kw) (m) (r/min) (%) (l/s) (m3 /h)4.5 27.85.5 12.576 29003.3调节池的设计设计参数:水力停留时间 T=4h,设计流量 Q=2000 m3/d=83.3 m3/h 则Q/h31.3=108.29 m X 1.3=83.3 X =Qax(1)调节池的有效容积V=QT=108.29X 4=433.16 m3 max(2)调节池水面面积采用方形调节池,池长L=池宽B,设池长有效水深h=4m超高为0.5m,池子的 总高度H=4.5m则池面积:A=V/h=433.16/4=108.29m2(3) 调节池

11、的尺寸池长取L=10m池宽取B=10m则池子的尺寸为LX BX H=10nX 10mX4.5m(4) 搅拌设备的选择搅拌功率一般按1 m3污水48W选配搅拌设备,该调节池取5W则调节池配潜 水搅拌机的总功率为433.16 m3 X 5=2165.8W 则取一台2.2KW的潜水搅拌机安 装在调节池进水端。(5) 提升泵选择在调节池的集水坑中安装2台自动搅匀潜污泵,一用一备,水泵的基本参数为:水泵的流量Q=70 m3/h;配电机功率5KW3.4絮凝池的设计设计过程设计参数: 絮凝时间为1520min。机械絮凝池的深度一般为34m絮凝池一般不少于 2组。池内一般设34档搅拌机,每档可用隔墙或穿孔墙分

12、隔,以免短流。 搅拌机桨板中心处线速度从第一档的0.5 0.6 m /s,逐渐减小到末档的0.10.2m /s,不得大于 0.3m/s。 每台搅拌器上桨板总面积宜为絮凝池水流截面积的10%-20 %,不宜超过25%,以免池水随桨板同步旋转,减弱絮凝效果。 桨板长度不大于叶轮直径 75%,宽度为1030cm桨板宽度与长度之比b/ L=1 /10-1 /15,桨板宽度一般采用0. 1-0 . 3m下桨板底端处,3m 0垂直轴式搅拌器的上桨板顶端应设于反应池水面下 设于距池底0. 30. 5m处,桨板外缘与池侧壁间距不大于 0. 25m所有搅拌轴及叶轮等机械设备应采取防腐措施。轴承与轴架宜设于池外,

13、以免 进入泥沙,致使轴承严重磨损和轴杆折断。1) 反应池容积VQmaxt 108.3*203 mV=36.? 6066 ; Qmax设计处理水量最大流量,t反应时间,通常1520min, t=20min。2) 反应池串联格数及尺寸反应池采用两排,3格串联,设置6台搅拌机。每格有效尺寸为:B=3.0m,L=3.0m,H=4.0m3 4.0 =216m X 3.0 L H=6X 3.0V=6B。0.3m。池子总高度为 4.3m 反应池超 高取)叶轮直径及桨板尺寸3,叶轮外缘距池子内壁距离取 0.25m2=2.5mX叶轮直径为:D=3.0-0.25块,内外81.5m,每根轴上桨板数桨板叶片宽度采用0

14、.15m,桨板长度采用 块。侧各旋转桨板面积与絮凝池过水断面面 积之比为:池子周围设置4块固定挡板。固定挡板的宽为0.2m,高为1.8m,四块挡板的面积与絮凝池过水断面面积之比为:桨板总面积为水流截面积的10%20%符合要求。1250?550 )叶轮中心点旋转半径为:R=4mn990550?25)每台搅拌机桨板中心点旋转线速度取第一格:v=0.5m/s 第二格:v=0.35m/s 第三格:v=0.2m/s 321每台搅拌机每 分钟的转速为:60v160*0.5?31r/min n仁 第一格:n R22n*0.960* v6010.35?3.92r /min?第二格:n仁n R20.9* n 2

15、.2.160*060v第三格:n仁min/.r 13? n R20.9n 2*隔墙过水孔面积。隔墙过水孔面积按照下一档桨板外缘线速度计算,则搅拌机外缘线速度分别为:第二格:第三格:V3 33/s/d=0.023m每条生产线设计流量为 Q=2000m.023 =0.047m第一、第二格絮凝池 间隔墙过水孔面积为4860.02302第二、第三格絮凝池间隔墙过水孔面积为 )搅拌机功率计算设桨板相对水流的线速度为桨板旋转线速度的0.75倍,则相对于水流的叶轮转速为: 取阻力系数 C=1.1, d第一格絮凝池搅拌机所耗功率为:P1=135.34W第二格絮凝池搅拌机所耗功率为:第三格絮凝池搅拌机所耗功率为

16、:三台搅拌机合用一台电动机时,电动机所耗的功率总和为: 电动机总机械效率取=0.75,传动效率取=0.70,电动机功率为:2i.-3 ) PaG值核算(按水温15C计,=1.14 x 10s)絮凝池速度梯度73*.34p1135s51/?0.G1=第一格:216uv *1.14/10003*46.23 p2s.68/?23G2=第二格:216uv 1.14/1000*3 p38.54*s 18/?10.?33=第 三格:2161.14/1000* uv11.p?190s 72?27./G=平均速度梯度:2161.14/1000* uv 5410 范围内。在10经过验算,速度梯度与平均速度梯度均

17、较适合。絮凝池的处理效果、表桨板式机械絮凝池的处理效果见表3-3混凝沉淀池I的进水水质、岀水水质及处理效率表 3-3 1012 进水 80mg/l 360mg/l 30mg/l 95mg/l1012 252 mg/l 岀水 1.2 mg/l 80mg/l 28.5 mg/l30%96%处理效率 一70%0混凝沉淀池n的进水水质、岀水水质及处理效率表3-4项目 Pb Cu CODcr SS PH1012 1.2mg/l 28.5mg/l 252 mg/l进水 80mg/l8.59.5 0.048 mg/l176.4mg/l 岀水 3.2mg/l 8.55mg/l处理效率96%30%96%70%3

18、.5竖流沉淀池设计设计参数设定设计2座竖流式沉淀池,中心进水,周边出水。取中心管流速为v=0.03m/s ,32h, 沉淀时间为2.0h,泥斗锥角50 ,池底边长表面负荷/m,超高为h=0.4m, 缓冲层咼h o =0.341.设计计算:1 )中心管计算3 /s,最大设计流量Q=0.03mamaxQ中心管有效面积 f0.03/0.03=1m = =1vmax4Q1.13m =直径 d?/o=O.O21m/s,取缝隙流出的速度为 v413=1.5m d=1.35d=1.35 x喇叭口直径11.5=1.98m=1.3d1=1.3 x反射板直径d2 2 )中心管喇叭口到反射板之间高度030.maxQ

19、=0.303(m) =h 3?iv 14.15*30.021* 11 )沉淀区有效水深3 ;取废水在沉淀池中流速 v =2m/h,沉淀时间t =1.5 h2.0=3.0m x 则沉淀区有效水深h=vt=1.5 2 )沉淀区总面积4maxQ030.2 =f=54m沉淀区有效断面积2v 36002/2 + f= 1+54 =55m沉淀区总面积A= f 2 i 5 )尺寸计算A44?55=8.37 m,取=沉淀池直径D =D=8.4 m;?池径不宜过大,一般采用 47m不大于10m故D=8.4m适合池直径与沉淀区高度比值 D/ h=8.4/3=2.5 3 ( 适合)26)污泥斗计算8.4Q5tg50

20、 = 4.7 (; 泥斗深 h5=2仙)X 8.4 XX V=泥斗容积为 4.7(0.5 + + 3 )沉淀池总高度 7. H=h+ h+ h+ h+ h=0.4 + 3+ 0.303 + 0.3 + 4.7=8.703(m) 52341 从而得出竖流沉淀池 的尺寸为直径D为8.4m,总高为8.703m3.6生物接触氧化池设计过程设计参数进水 COD浓度 L =176.4mg/L a 出水 COD浓度 L =58.2mg/Le3 d)1kgCOD/(m COD容积负荷M为取一级生物接触氧化池的1)生物接触氧化 池填料容积3 , mV=Q(La-Le)/M=2000*1.3*(0.1764-0.

21、0582)/1=307.323; m 式中 V 填料的总有效容积,3; Q日平均污水量,m 进水CODS度,mg/L;丄一一 出水 COD浓度,mg/L; eMCOD容积负荷率,gCOD/(m3 d)。2) 生物接触氧化池总面积2 a=V/H=307.32/3=102.44 m; m式中A接触氧化池总面积,H 填料层咼度,m,取3nt3) 设一座接触氧化池,分3格,每格接触氧化池面积2f=A/3=34.15 m 宽:每格池的尺寸长:4) 污水与填料接触时间t=V/Q=307.32/2600*24=2.8 h式中t 污水在填料层内的接触时间,h05) 接触氧化池总高度H=H+h+h+(m-1)h

22、+h3012 1) X 0.2+0.5=4.5m=3.0+0.5+0.5+(1-式中H 接触氧化池的总高度,m 0 H填料层高度,m取3.0m;h池体超高,m,取0.5m; 1 h填料上部的稳定水层深,m,取0.5m; 2h填料层间隙高度,m取0.2m; 3 m填料层数,取为1层;h 配水区高度,m取0.5m。4生物接触氧化池选用组合纤维填料,其主要 技术参数如下表3-5 :表3-5生物接触氧化池技术参数填料直径单片间距离理论比表面积塑料环片直径型号 32) /m(mm) (mm)(mm) (m2000 80ZV-150-80751506)需气量D=D0*Q=15*2600=39000m3D1

23、 m3污水需气量,一般取1520。7) 污泥产量按每去除IkgCOF生0.15kg污泥计算,则生物接触氧化池的污泥产量W为:W=(0.1764-0.0582)*2600*0.15=46.10kg/d生物接触氧化池的处理效率生物接触氧化池的处理效率见表 3-6生物接触氧化池的进水水质、岀水水质及处理效率3-6表项目Pb Cu CODcr SS PH67 176.4mg/l 8.55 mg/l 进水 3.2 mg/l 0.048 mg/l78 0.014mg/l 4.275 mg/l58.2mg/l 0.96 mg/l 岀水70%50%67%处理效率70%3.7二沉池的设计)二沉池的表面积1.3h

24、m/Qmax108.332 m83.33A? 23nq)nYh?1.3巾(1。一设计的初沉池座数,此处取n=1, n23 /h=1.3m ) / (mq-水力表面负荷,一般取0.6 1.5。此处取 q。2 )直径 2A4RB3108.4?,此处取 10.3m。m?0.3D?3.143)沉 淀池有效水深32?i)?2.3mh/(m?3.0mh?q? ?1.302t 沉淀时间,范围 1.5 2.5h。此处取 t=2.3h。有效水深应采用2.0 4.0m,符合要求。4)沉淀区有效容积3mi99m/225)沉淀池坡底落差D?d10.3?21)? ?h()Q05Q207m 422i 坡向污泥斗的底板坡度

25、,取 i=0.05111337)污泥6)污泥斗以上圆锥体部分的污泥容积V1 ?i3.14?1207222234 m)8)?R?r ?)?5.15?I115?(5?V.R/?斗高度oQ87m5m)?an60njr彳2能n?1.Q5h? irl、r2分别为污泥斗上、下部分的半径,取 r1=1m, r2=0.5m00=6Oa沉淀池底面与污泥斗壁的夹角,角度应大于55,此处取a 8 )污泥斗容积?h3.14?0.87222235m.1594?)? ?V? ?rr ?1?05105) ,2111233)污泥总体积9.333 = 8.67= +1.594 + =7.08VmmiVVH10) 沉淀池总高度/

26、?iH?h1?2/?i3?i4h5?0.h1沉淀池超高,取h1=0.3m; h2 有效水深3m;h3缓冲层高度,当直径大于20m时,采用机械排泥,取h3=0.3mh4沉淀池底坡落差;h5 污泥斗高度。11) 沉淀池池边高度m5m?n?0.3hQ3m?3.0hH?i?12所以该二沉池的尺寸为直径 10.3m,总高4.68m.3.8污泥浓缩池的设计1) 日产污泥量浓缩池污泥量为混凝沉淀池i、u和二沉池的污泥量之和,由初沉污泥量公式V1=100Cn Qmax/1000X (100-P) p计算得,其中C0为进水中悬浮物质量的浓度,n为沉淀池中的悬浮物的去除率,P为污泥的含水率,% p为污泥的密度,以

27、 1000kg/m3 计。竖流式沉淀池 I 污泥量为: V1=100C0 Qmax/1000X (100-P) p =100X 95 x 70 x2600/1000 X( 100-97) X 1000=576.3 m3/d竖流式沉淀池 U 污泥量为: V2=100C0 Qmax/1000X (100-P) p =100X 28.5 x 70X 2600/1000 X (100-97) X 1000=172.9 m3/d二沉池的污泥量为:V3=100Cn Qmax/1000X (100-P) p =100X 8.55 X 50X2600/1000 X (100-99) X 1000=111.5

28、m3/d所以日产污泥量 V=V1+V2+V3=576.3+172.9+111.5=860.35 m3/d2) 废水处理过程中日产污泥固体总量(污泥干重)V=3%V1+3%V2+2%V3=X%76.3+3%X 172.9+2%X 111.5=26.7 m3/d3) 混合污泥的总含水率P1P1=100% V/V=26.7/860.35 X 100%=96.9%4) 浓缩池的面积A?m2 (10kg/0.5为M浓缩池固体通量;C0=10g/L其中进泥浓度取 A=VC0/M,)。(m2 ? d ),本设计取 2.7kg/ (m2 ? h,即 64.8kg/h ) 10/64.8=91.9m2 即A=

29、VC0/M=860.35X 5) 浓缩直径 4A/3.14=10.8m D=6)浓缩池高度浓缩池工作部分有效水深高度h2则 h2=Vt/24A=860.35 X 14/24 X 91.9=5.4m池底坡度造成的深度h3设泥斗的上口直径D1为2m;池底坡度为0.05则 h3=(D-D1)/2 X 0.05=(10.8-2)/2 X 0.05=0.22m泥斗高h4设D1为2m 下口 D2直径为1.2m;则 h4= (D1/2-D2/2 ) tg60 = (1-1.2/2 ) tg60 =0.69m.取缓冲高度h5=0.3m;超高h1=0.3m所以浓缩池的总高 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.

30、3+5.4+0.22+0.69+0.3=6.9m7) 浓缩后污泥的体积V浓缩后混合污泥含水率为96%则V”=V(1-P1”(1-P2)=860.35(1-96.9%”(1-96%)=666.7 m3/d所以该浓缩池的尺寸为直径10.8m,总高为6.9m3.9污泥压滤机选择2米重型压渣机,其参数如下表 3-7 :表3-7重型压渣机参数主机功率11kw21kw总装机容量 5500*2900*2700 (mm)主机外型尺寸13500kg主机重量滤带有效宽度2000mm耗气量滤带冲洗水压力处理量0.3-0.8mpa滤带张紧及纠偏气压12m3/h 耗水量 2-10m/min带速0.10.25m3/h0.

31、3-0.5mpa2035m3/h3.10经过流程处理后的出水水质经过一轮的工艺处理废水后,其水质情况见表3-8经工艺流程处理后最后岀水水质情况3-8表项目Pb Cu CODcr SS PH67 进水 252 mg/l 3.2 mg/l 28.5 mg/l 1.2 mg/l78 岀水 14.25 mg/l0.36 mg/l 0.96 mg/l 83.16 mg/l70%67%50%处理效率4. 运行费用的核算4.1主要构筑物整个工艺流程的主要构筑物见表4-1表4-1工艺流程的主要构筑物序号名称 规格尺寸 单位 数量1X 0.15 x 0.79m3座 B1 格栅 L xx H=3.661 座 x

32、LXBX H=102 X调节池 105 m31 H3 x R=5泵房 x座 312 格3桨板式机械絮凝池x4 x LxBH=3K 34.3 m4 5 D x竖流式沉淀池 H=84x 座8.703 m36 xx H=8.266生物接触氧化池 格3 xx LB1 4.683 mH=10.3D7 x二沉池 x3座1 座36.9mxx 8 污泥浓缩池DH=10.81R=2 9压滤机x HX座34.2建设运行的估算工程投资估算见表4-2表4-2土建投资估算表序名尺数结价万4.5m5m1钢1调节101m3钢泵31230钢12桨板式机械絮凝34.37钢竖流式沉淀488.703412钢生物接触氧化3 钢 110.64.683二沉池6 1 6.9

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