电厂废水设计

1、成绩南京工程学院课程设计说明书设计题目:电厂废水处理课程设计课 程 名 称：电厂含煤废水处理工艺设计院（系、部):坏境工程学院专业：电力环保班级：电力环保101姓名：吉伟学号：216100319起 止 日 期：2013-07-01-2013-07-05指 导 老 师：郑凯目 录、 前言（概述） .2二、设计任务 .2三、设计原则 .3四、设计步骤 .7五、设计计算 .8（一）原始数据 .8（二）计算步骤及结果 .9（三）主要设备 .16（四）设计参数 .16六、设计结果得讨论说明 .1七、参考文献 .1八、设计图纸 .附表一、前言（概述）水就是宝贵得资源，就是工农业生产与人民生活必不可少得物质

2、基础之一。做好 水资源得合理利用，减少废水排放及其对环境得影响，实现废水得综合利用与“零” 排放就是一件大事，就是贯彻国家环保法,节水、节能、降耗得一项措施。火力发电厂外排得冲灰废水来自灰场得溢流水与灰系统得渗漏排水。在20世纪 80年代以前，火力发电厂大多采用直排式、低浓度得水力冲灰系统，大流量、低浓度 得灰浆直接排入灰场。山于排入灰场得水量很大，超过了灰场得蒸发量与渗漏量，因 此产生了灰场外排水。这些外排水因pH值与含盐量较高（pH值一般大于9,有时达到10、5以上)，直接排入外部水体会对环境造成污染。为了节约用水，减少外排水量，很多火力发电厂将灰场溢流水送回电厂循环冲灰, 实现了冲灰水得

3、循环使用。但就是，在灰水回用得过程中，过水设备、管道得结垢就 是一个严重得问题。为了解决上述问题，很多火力发电厂将直流式冲灰系统改为灰浆浓缩系统，在厂 区内将灰浆浓缩进行浓缩,清水直接返回冲灰系统循环使用；浓缩后得灰浆，流量较 小，送入灰场，由于水量小，一般不会产生溢流。近年来。随着火力发电厂粉煤灰综合利用技术得推广，许多火力发电厂已经将水 力冲灰系统改造为干除灰系统。干灰用作建材，原有灰场得负荷逐渐减轻，库容正在 逐步恢复。当干灰外销量小得时候，釆用水力冲灰。在冬季北方施工低谷期间，因使 用粉煤灰得一些建材厂减产或停产，很多火力发电厂使用水力冲灰。要对冲灰废水进行回用，重点要解决冲灰系统得结

4、垢问题;灰系统得结垢与灰得 性质、冲灰水得水质、冲灰方式等因素有关。二、设计任务(一)课程设计得目得通过本课程设计进一步巩固本课程所学习得核心内容，掌握设计得内容以 及相关参数得选择与计算，并使所学习得知识系统化，培养学生运用所学习知 识进行水处理工艺得设计。本次课程设计，就是让学生针对给定得处理工艺， 选择相应得参数计算，绘制工艺图，使学生具有初步得水处理单元得设计能力。(二)课程设计课题得内容与要求(1)查阅相关资料，山给定得进、出水得水质参数,确定废水处理得工艺路线。该 工艺处理方案须能保证出水水质达到要求，同时乂经济可行。(2)根据设汁手册，汁算出工艺流程中一套主要处理设施得尺寸以及相

5、关数据。(3)同时须绘制出废水处理得工艺流程图。(4)编写设计说明书：设计说明书包括封面、录、正文(包括工艺原理、结构、工艺特点、该工艺得 实际应用、设计计算、设备详图、设计总结等内容)、参考文献等。要求文字通顺、 内容正确完整，装订成册，杜绝图表得抄袭。(5)图纸要求：用A3纸张打印。三、设计原则1 1、含煤废水水质及出水设置水质水质项目出口水质排放标准PH8、56为SS(mg/L)1000030COD(mg/L)3000120F (mg/L)23010硫酸根(mg/L)500亚硫酸根(mg/L)500Ca (mg/L)2502+Mg (mg/L)100对处理设备不利影响; 使酸性或碱性废水

6、得到中与，使处理中pH值保持稳定; 调节水温； 处理设备发生故障,起到临时事故贮水池作用。为了使废水进行充分混合，防止悬浮物在调节池内沉淀与累积，在调节池内设有 空气搅拌、机械搅拌、水力搅拌等。釆用空气搅拌得调节池，在池底或一侧装有曝气穿孔管，穿孔管与鼓风机空气管 相连接，用压缩空气搅拌。釆用机械搅拌得调节池，在池内安装机械搅拌设备，为了减少搅拌功率，尽可能 将调节池设置在沉砂池后。如对于悬浮物浓度在200mg/L左右得城市废水，单位池容 搅拌功率可介于0、004、0、008kW/ho釆用水力搅拌得调节池，采用水力强制循环搅拌，在调节池内设穿孔管，穿孔管 与水泵得压力水管相连接，用压力水进行强

7、制循环。3.33.3澄清池澄清池就是将搅拌、絮凝与沉淀结合在一起，其处理过程如下：混凝沉淀。在高效澄清器内得离分离区，药液与废水充分反应，通过电性中与、 吸附架桥及网扑卷扫作用使废水中悬浮物山小颗粒凝聚为易沉积得大颗粒，并逐渐 形成矶花,常用得混凝剂为聚合氯化铝（PAC）,助凝剂为聚丙烯酰胺（PAM）。在离心力 得作用下，水体中得大颗粒物质旋流至装置中得泥浓缩区；小颗粒物质在药剂得作用 下迅速形成絮体，当絮体增大到一定程度，随自身重力作用下滑至污泥浓缩区。3.43.4气浮池3.53.5无阀滤池无阀滤池去除悬浮物（即降浊度）：天然水中常含有泥砂、粘土、淀粉、腐殖质、 纤维素、灰尘等杂质与病毒、藻

8、类、细菌等生物,它们在水中呈悬浮、胶体与高分子 状态存在，其总含量称浊度（单位ppm）。水得浊度在循环过程中不断增加，浊度得升高 会使碳钢腐蚀速率提高，袋式过滤器，成为水质控制中得第四个重要指标（硬度、盐 度、碱度与浊度）。无阀滤池持浓缩倍数:循环水在通过冷却塔时水份不断蒸发，因为蒸发掉得水中 不含盐份，所以随着蒸发过程得进行，精密过滤器，循环水中得溶解盐类不断被浓缩, 盐类不断增加。为了不使循环水中得盐度越来越高，必须排放掉一部分循环水（称排 污水），并不断补充新鲜水（称补充水）。新鲜水得盐度与经过浓缩过程仍得循环水中得盐度就是不同得，两者得比值称浓缩倍数(k)3.63.6清水池清水池为贮存

9、水厂中净化后得清水，以调节水厂制水量与供水量之间产差额，并 为满足加氯接触时间而设置得水池。清水池就是给水系统中调节水厂均匀供水与满足用户不均匀用水得调蓄构筑物。清水池作用就是让过滤后得洁净澄清得滤后水沿着管道流往其内部进行贮存，并 在清水中再次投加入液氯进行一段时间消毒，对水体得细菌、大肠杆菌等病菌进行杀 灭以达到灭菌得效果。清水池得有效容积包括调节容积、消防用水量与水厂自用水与安全储量。水厂得 调节容积可凭运转经验，按照最高日用水量得估算3.73.7污泥收集装置(含污泥重力浓缩器)污泥需要及时处理，这样污水处理厂能够正常运行，有害有毒物质能得到妥善处 理或利用，容易腐化发臭得有机物也能得到

10、稳定处理，而有用物质能够得到综合利用, 变害为利。初次沉淀污泥含水率介于95%、97%,剩余活性污泥达99%以上，对污泥后续处理造 成很大困难，故对污泥进行减容。浓缩法，用于降低污泥中含水占最大比例得空隙水， 就是减容得主要方法。我们组设讣得就是间歇式重力浓缩池。运行时，应先排除浓缩池中得上清液，腾 出池容，再投入待浓缩得污泥。为此应在浓缩池深度方向得不同高度设上清液排除 管。浓缩时间一般不宜小于12ho四、设计步(1)根据实际工况给定得数据，初步确定工艺流程中得设备。(2)由给定得流量数据设计废水调节池，保证后续设备进口流速合适。(3)含煤废水中得悬浮物SS、碳酸氢根、镁离子、氯离子、硫酸根

11、离子、硅酸根离 子等物质较多，在澄清池中可以通过加混凝剂,通过化学反应与絮凝沉淀来除去。(4)废水中COD含量较高，通过气浮法除去，我们组选择容气气浮池。(5)山于废水中还含有细小煤颗粒与少量杂质，在加一个无阀滤池来保证出水水质。(6)处理后清水收集于清水池，这些处理后水可用于煤系统自用水厂房地面冲洗油 罐喷淋厂区绿化。(7)含煤废水中煤含量很高,废水调节池、气浮池、滤池中排出得煤含量很高，而且 其热值含量高可以回收用于燃烧发电。(8)主要根据流量，与给定参数数据来计算各部分设备大小尺寸。(9)由计算出得尺寸数据来画图。3 3、设计过程中遇到得问题(未写)在设计过程中我们在设计滤袋大小得时候出

12、现了一点问题,工况含尘量很 大，所需滤袋个数较多，山于受到滤料性能得限制，在过滤风速上不能过大，也不 能过小。确定滤袋大小、个数后，我们有对其进行了分室,每一室滤袋得排列都 有说明，这一点会影响后期灰斗得设计，与滤袋连接得花板我们还需要考虑其支 撑就是否良好，需要设置其支撑架。设计完滤袋后，我们对除尘器得进出口进行了设计,因为采用得就是多室 除尘器，所以在设计进出口管道得时候会需要考虑分支与汇总得问题。还需考 虑在什么方向上进气或者出气,乂要设计在除尘器得什么部位等等，另外在进气 口还需设计两块气流均布板。脉冲清灰装置得设计需要考虑在什么方向进压缩气体，如何喷吹,喷吹管 与花板得距离，还需要考

13、虑采用哪种脉冲阀,脉冲周期等。脉冲喷吹时需要得文 氏诱导管与滤袋得衔接问题也需要考虑。灰斗得设计则需要考虑坡度角、储灰量、清灰周期、保温性能等问题。五、设计计算(一)原始数据项UPHSS(mg/L)COD(mg/L)含煤废水10、7170210项U总硬度(mg/L)总碱度(mg/L)进水流量Q(m3/d)含煤废水9018050（二）计算步骤与结果1 1、含煤废水收集装置2 2、调节池2、1确定调节流量所需要得调节池容积 计算各时段终了时得废水累积量： 绘制累积容积与时间曲线（累积曲线），从原点到累积曲线末端所作直线得斜 率，得到调节池得控制出水流量。 所需调节池容积作一条与控制出水线平行预废水

14、累积曲线最低处相切得直线，从切点作一个竖 线，竖线在废水累积曲线与切点之间得差值，为调节池容积。2、2计算废水在调节池中得停留时间调节池容积,ml调节池控制出水流量,n?/h;2、3确定调节池搅拌功率假设调节池单位池容积所需得搅拌功率为0、006 kW,所需搅拌功率二0、 006XV（kW）;2、4确定调节池主要尺寸调节池有效水深1、52m;纵向隔板间距为1、01、5mo设计为纵向池长6米, 横向取5米圆柱体。2、5确定调节池构造为了防止废水在池内短路，可在池内设置纵向隔板，池内设置沉渣斗，废水中悬 浮物在池内沉淀，通过排渣管定期排出池外；如调节池容积过大，可考虑将调节池设 计成平底。为了改善

15、调节池得调节效率，一般采用对角线出水调节形式。无阀滤池得作用与原理，就是一种没有阀门得快速滤池，在运行过程中，出水水 位保持稳定，进水水位则随滤层得水头损失增加而不断在吸管内上升，当水位达到虹 吸管得管顶，并形成虹吸就是,及自动开始滤层反洗，冲洗废水沿虹吸管排出池外。3 3、澄清池3、1澄清池沉淀区表面积A二二2、6m:式中沉淀区表面积,m;最大设计流量；表面水力负荷,q为0、8、2,取0、8。3、2澄清池沉淀区有效水深h2二1、25X0、5二0、625m式中沉淀区有效水深,m;沉淀时间，初沉池取0、52、Oh,这里取0、5ho3、3澄清池沉淀区有效容积二2、6X0、625=1、625m33、

16、4澄清池沉淀池长度L二3、6X0、001X0、5X3600二6、48m式中 最大设计流量时得水平流速,mm/s;-般不大于5mm/s,取 1 mm/s3、5沉淀区总宽度二0、403、6沉淀池数量二二 1式中沉淀池数量或分格数;每座或每格沉淀池得宽度;取0、40mo3、7沉淀区容积=2、5m3式中 每日每人产生得污泥量;取0、3、0、8L/人d,取为0、5。设计人口数;设计为10000人。两次排泥时间间隔,d,初沉池取2d,二沉池取2h,其余取4h。3、8澄清池总高度二0、 3+0、 625+0、 3+0、 2二1、 425m% _沉淀池超高，一般取0.3m：K_沉淀区有效水深,m；% _缓冲层

17、高度，无机械刮泥0.5m,有机械刮泥，高出刮泥板0.3m几 _污泥区高度,in;3、9贮泥斗容积=1 XIX (2+1+V3)=l. 58m33式中分别取为2, Imoh? _贮泥斗高度，取为Imo贮泥斗以上梯形部分污泥容积二0、3X0、77X (L6 + 2 2)二、442式中h； _梯形部分高度,m,取为0、3mo4.4.气浮池压力溶气气浮池得设计计算4、1气浮所需空气量CiCi气固比；A A减压至101、325kPa时所释放得空气量,g/d;S悬浮固体干重,g/d;f f取0、 50、空气密度,g/L;在一定温度下，一个大气压时得空气溶解度,ml/L;加压溶气系统得溶气效率，实际空气溶解

18、度与理论溶解度之比,9;P溶气压力（绝对压力）；p。标准压力（101、325kPa）;QR 加压溶气水得流量,n?/d;Q 气浮处理得水量,m3/d;5a 废水中悬浮固体浓度,g/m3o当无资料或无实验数据时一般取0、005-0、0064 4、2 2溶气罐溶气罐直径几得讣算：取过流密度，空罐选用7=1000填料罐选2500 m7（m2Xd）溶气罐高方:灌顶、罐底封头高度，饥布水区高度，需贮水区高度，山填料层高度。取代入公式右h二0、 4+0、 2+1+1二3m4、3气浮池4、3、1接触室得表面积九:取接触室水流上升速度=0、01m/s4、3、2分离室得表面积仏：Q m3/d 二2、08 m3/

19、d取分离室表面负荷 q=6 m3/(m:Xh)根据表面负荷讣算：q按照分离速度分离室取分离速度匚则lilis s对矩形气浮分离室得长宽比取1:1、则 长二宽二1、5m4、3、3气浮池得净容积V:虫山取池得平均水深居lm5、 无阀滤池5、1平面尺寸得计算由于方案中得处理流量为Q=50m7d,所以无阀滤池得体积就可以经山资料查阅讣算得到：Vs = kQ式中% 无阀滤池得总有效容积,m3经验系数，一般采用1-20设计供水量,n?/d设计中取k = L2 Q二50n?/dVs = kQ = .2x 5 0/?3 = 60nr无阀滤池设计成圆柱体，即可以设讣成为底面半径为2m,高度约为5m得圆柱体无 阀

20、滤池。6 6、 清水池6 6 1 1平面尺寸计算6、1、1清水池得有效容积式中V清水池得总有效容积,n?K经验系数，一般采用109广20%Q设计供水量,n?/d设计中取 k=10% Q=50m3/d清水池设一座6、1、2清水池得平面尺寸清水池得面积式中A每座清水池得有效面积,m2h清水池得有效水深,m设计中h取lm取清水池得宽度B为2m,则清水池长度L为L取3m,则清水池实际有效容积为清水池超高0、5m,则总高H为1、5m。6.6. 2 2 管道系统6、2、1清水池得进水管管径口 0=1、215ms式中V进水管管内流速,m/s 般采用0、7、1、Om/s,设计中取V二0、7m/s 设汁中取进水

21、管管径为DN800,进水管内实际流速为0、6m/s6、2、2清水池得出水管式中Qi最大流量,m3/hK 变化系数，一般采用1、3、2、5,设计中变化系数K二1、5Q 一设计水量,m/d出水管径式中Vi出水管内流速,m/s 一般采用0、71、Om/s,设计中取VK、7m/s设计中取出水管管径为DN900,则流量最大时出水管内得流速为0、72m/s7、污泥收集池污泥收集池为该设计得辅助设备，没有具体设计尺寸要求。（三）主要设备（四）_设计参数序号名称1流量计2含煤废水收集池3调节池4澄清池5气浮池6无阀滤池7清水池8污泥收集装置（含污泥收集 斗、收集槽、浓缩器）(1)高俊发主编,环境工程手册水污染防治卷，高等教育出版社，1996年(5)唐受印主编,废水处理工程，化学工业出版社,2004年六、设计结果得讨论说明根据所给原始数据中得烟气温度为175C,我们进行了滤料得筛选，我选 择了合成纤维滤料中得聚四氟乙烯纤维。聚四氟乙烯纤维就是性能最为良好得 一种化学合成纤维，在各种pH值下抗化学侵蚀性能良好，连续耐温可达 220-260C,短期达280Co机械强度、抗弯折、耐磨等性能也均优于其她合成 纤维。但就是聚四氟乙烯纤维得造价高，因而使用范围受到限制。根据滤料得强度以及能承受得最大过滤风速，并且在脉冲喷吹清灰方式 悄况下，我所选择过滤风速为3、Om/min