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文档简介
1、水果加工厂污水处理设备和水 果加工厂污水处理设备价格山东万青环保科技有限公司果汁厂生产污水处理设备厂家报价本公司汇集多名环保行业的顶尖技术人才,总结环保行业从业活动中出现的 各项诟病,在传统污水处理设备的生产和工艺上,引进国外先进技术,改进, 攻克了多项技术难题,研发出的新一代污水处理设备,具备更全面强大的综合 能力。公司注重培养销售人员的现场实战能力,公司销售人员均派往全国各地, 参与现场工程的设计施工调试等工作,做到技术人员与销售人员高度协调,以 全面解决客户的各种难题。摘要果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序,罐装工段的洗瓶、灭菌、破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较咼浓度的糖类
2、、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等。果汁废水中含有的糖类主要为果糖、葡 萄糖、蔗糖,三者所占的比例为 2: 1: 1.废水中含有大量的有机酸,不同的生 产工艺阶段,所产生的废水具有不同的特点,即使在同一阶段,废水水质也因产品不同 而差异较大。本文介绍了有关UASB+SBR勺处理流程和设计的计算、调节池、UASB 池、SBR也、污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物UASB也、SBR池做了详细的说明。UASB+SBRt理高浓度有机废水,其关键是培养出沉降 性能良好的厌氧颗粒污泥。采用此工艺,不但使处理流程简洁,也节省了运行 费用,在降低废水浓度的同时,还可以回收在处理
3、过程中所产沼气作为能源的利用。以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。关键字:高浓度废水 废水处理UASB SBR沼气回收第一章概述一果汁废水特点1、果汁废水构成企业废水组成较为复杂,一般都有十多种废水需要处理,他们是:洗果排 放水、设备清洗废水、消毒清洗废水、果汁冷凝水、设备冷却水、空调冷却水、 设备外部清洗水、地面清洗水及其他排放废水。2、主要废水水质描述、生产废水总排放池出口水质浓度,随企业的设备、工艺、管理的差异排水水质有较大波动。(2)、生产设备清洗废水:清洗废水周期性集中排水,对污水处理设施有较大冲击,一般需将清洗设备的高浓度酸碱水、消毒水等先做预处理(中和),然后再排入污水
4、处理系统。、超滤反冲产生的浓废水(锅底水):其中固形物占5-8%,每天排放约25-35t,CODS度60000-80000mg/L,个别情况达到10万mg/L以上。需单独预 处理后出水再可引入污水站系统,进行集中处理。、消毒废水:设备清洗后需要消毒,消毒废水若直接排入污水处理系统,因其含有杀菌剂,将抑制生化过程的进行,导致微生物不能存活,所以这部分废水在直接排入生化系统前,需要在调节池中进行专门的处理,以保证系统正常运行。、果汁冷凝水:该水为稀果汁浓缩单元产生的废水,水量较大,清澈透明,一般认为无污染,但分析证实该水COD为2000-2500 mg/L,感官虽好,但污染较重。处理工艺只能用厌氧
5、、好氧两级工艺。、洗果排放水:该部分废水排放量及排放水质各企业差别较大,就目前 各企业的排放情况来看,此部分废水悬浮物很大、含泥量很高,必须经过预处 理方能保证后续水处理设施的正常运行。有机物浓度有机物浓度高,一般情况下C0D>6000mg/LB0D>4000mg/lSS (悬浮物)含有大量的果渣、果肉、果屑等物质,一般情况下SS>4000mg/L黏性含有果胶等胶体,废水黏性大水质、水量变化由于加工品种及产量经常变化,导致排放不均匀、水质 水量变化大,CODS化值高时可达2000-3000mg/L,SS变化值 可达 1000-2000mg/L。PH 左右果汁废水中含有大量果酸
6、,因此PH较低,最低时可达4.0营养兀素营养成分单一,C:N较咼,缺之氮、磷兀素水温20-25摄氏度.研究背景与意义水是生命之源,是人类赖以生存和发展的物质基础,是不可替代的宝贵资 源。我国却是一个水资源十分短缺的国家,人均水资源占有量仅为世界平均水 平的四分之一,严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的 代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞,社会主义工业呈现飞速发 展,水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、 污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。果汁废水主要来自
7、冲洗水果、粉碎、榨汁等工序,罐装工段的洗瓶、灭菌、 破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶 物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等果汁废水的水质和水量在不同季节有一定 差别,处于高峰流量时的果汁废水,有机物含量也处于高峰。鉴于果汁废水自 身的特性,果汁废水不能直接排入水体,因此果汁废水的处理是工业废水处理 中重要的一个方面。三.本设计工程概况表1.1废水水质及排放标准项目CODCr(mg/L) BOD(mg/L)SS(mg/L)pH原水1200080008000512排放标准< 100< 30< 7069第二章工艺路线的确定及选择依据2.1处理方法比较
8、果汁废水中大量的污染物是溶解性的糖类、果酸,这些物质具有良好的生物可降解性,处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理。(一)好氧处理工艺高浓度有机废水处理主要采用好氧处理工艺,主要由普通活性污泥法、生 物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大,脱氮除磷 能力差,操作技术要求严,目前已被其他工艺代替。近年来,SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBRX艺具有以下优点:运行方式灵活,脱氮除磷效果好,工艺简单,自动化程度高,节省费用,反应推动力大,能有效防止丝状菌的膨胀。CASST艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单,占地面 积小,投资较低;有
9、机物去除率高,出水水质好,具有脱氮除磷的功能,运行 可靠,不易发生污泥膨胀,运行费用省。(二)水解一好氧处理工艺水解酸化可以使废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有 机物,出水的可生化性能得到改善,这使得好氧处理单元的停留时间小于传统 的工艺。与此同时,悬浮物质被水解为可溶性物质,使污泥得到处理。水解反 应工艺式一种预处理工艺,其后面可以采用各种好氧工艺,如活性污泥法、接 触氧化法、氧化沟和SBR等。废水经水解酸化后进行接触氧化处理,具有显著 的节能效果,COD/BO值增大,废水的可生化性增加,可充分发挥后续好氧生物 处理的作用,提高生物处理废水的效率。因此,比完全好氧处理经济一些
10、。(三)厌氧一好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术,它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水,厌氧比好氧处理不仅运转费用低,而且可回收沼气;所需反应器体积更小;能耗低,约为好氧处理工艺的10%- 15%产泥量少,约为好氧处理的10%-15%对营养物需求低;既可应用于小规模,也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷,出水往往不达标,因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理,使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB AF、FASB等, UASB反应器与其他反应器相比有以下优点: 沉降性能良好,不设沉淀池,无需污泥回流 不填载体,构造简
11、单节省造价 由于消化产气作用,污泥上浮造成一定的搅拌,因而不设搅拌设备 污泥浓度和有机负荷高,停留时间短同时,由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量,因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量,从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。(四)不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较,见表 1-1。表1-1不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点好氧工-艺生物接触氧化法米用两级接触氧化工艺,可防止咼糖含量废水引 起污泥膨胀现象;但需要填料过大,不便于运输和 装填,且污泥排放量大氧化沟工艺简单,运行管理方便,出水水质好,但污泥 浓度高,污水停留时间长,基建
12、投资大,曝气效率 低,对环境温度要求高SBR法占地面积小,机械设备少,运行费用低,操作简 单,自动化程度咼;但还需曝气能耗,污泥产量大。厌氧 好氧 工艺水解一好氧技 术节能效果显著,且BOD/CO值增大,废水的可生 化性能增加,可缩短总水力停留时间,提高处理效 率,剩余污泥量少UAS好氧技 术技术上先进可行,投资小,运行成本低,效果好, 可回收能源,产出颗粒污泥产品,由一定收益;操 作要求严从表中可以看出厌氧一好氧联合处理在啤酒废水处理方面有较大优点,故果汁废水厌氧一好氧处理技术是最好的选择。果汁废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池,用污水泵将废水提升至 调节池,在调节池进行水质水量的调节。
13、进入调节池前,根据在线PH计的PH值用计量泵将碱性水送入调节池,调节池的PH值在6.57.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入混凝沉淀池,在混凝沉淀池中进行混凝,然后用水泵将 水送入UASB反应器进行厌氧消化,降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼 气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入SBR池中进行好氧处理,而后达 标出水。来自,调节池,混凝沉淀池,UASB反应器、SBR反应池的剩余污泥先收集到集泥井,在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩,浓缩后进入污泥 脱水机房,进一步降低污泥的含水率,实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥 饼,装车外运处置。第三章设计原则及设计规范一、设计原则1、执
14、行国家环境保护的政策,符合国家和地方有关的法规、规范及标准,污水经处理后达标排放。2、根据企业规划和实际情况,力求做到系统布局合理,节省投资,又便于运行管理,充分发挥工程投资效益.3、采用高效、节能、先进、可靠的污水处理新工艺、新技术,实现污水处理站的低耗高效。4、在已建成相同类型处理站的基础上进行优化,尽可能降低投资和运行费用。&操作管理方便,操作人员的劳动强度低。7、污水处理系统适合生产性变化。二、设计规范和标准1、室外排水设计规范 GB50101-20052、污水综合排放标准 GB8978-19963、给水排水工程结构设计规范GB 500069 20024、国家现行的建设项目环境
15、保护法规、条例;5、其他有关设计规范设计计算书一、预计处理效果表1.1废水水质及排放标准项目CODCr(mg/L) BOD(mg/L)SS(mg/L)pH原水1200080008000512排放标准< 100< 30< 7069、工艺流程图第一节格栅的设计计算、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在废水渠道的进口处,用于截留较大的悬浮物或漂浮物,主要对水泵起保护作用,另外可减轻后续构筑物的处理负荷。二、设计参数取中格栅;栅条间隙d=10mm栅前水深h=0.4m ;过栅流速v=0.6m/s ;安装倾角 a =45°设计流量 Q=2500m3/d=0.029
16、m3/s三、设计计算(一) 栅条间隙数(n)式中:Q 设计流量,m3/sa 格栅倾角,度b 栅条间隙,mh 栅前水深,mv 过栅流速,m/sn =10.16取n=11条(:设计采用一)栅槽有效宽度(B)© 20圆钢为栅条,即s=0.02mB=S( n-1)+en式中:S 格条宽度, mn 格栅间隙数b 栅条间隙, mB=0.02X (11-1)+0.01 X 11 =0.31m(三)进水渠道渐宽部分长度 (l1) 设进水渠道内流速为 0.5m/s, 则进水渠道宽 B1=0.175m, 渐宽部分展开角取为 20° 则 l 1= 式中:B 栅槽宽度, mB 1 进水渠道宽度,
17、m 进水渠展开角,度l 1=0.27m四)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度( l2 )l2= l1/2=0.27/2=0.135m(五)过栅水头损失( h1)取k=3, B =1.79(栅条断面为圆形),v=0.6m/sh 1 =式中:k 系数,水头损失增大倍数B 系数,与断面形状有关S 格条宽度, md 栅条净隙, mmv 过栅流速, m/sa 格栅倾角,度h1=0.176m(六)栅槽总高度 (H)取栅前渠道超高 h2=0.3m栅前槽高 H1=h+h2=0.7m则总高度 H=h+h1+h2=0.4+0.176+0.3=0.876m(七) 栅槽总长度 (L)L=l1+l 2+0.5+1.0+
18、=0.27+0.135+0.5+1.0+=2.605m(八) 每日栅渣量 (W)取 W1=0.05m3/10 3m3 K 2=1.5则 W=式中:Q 设计流量, m3/sW1栅渣量(m3/103m污水),取0.10.01,粗格栅用小值,细格栅用大值,中格栅用中值W=0.08 m3/d( 可采用人工清渣 )( 九 ) 集水池的设计计算 在调节沉淀池之前和格栅之后设一集水池,其大小主要取决于提升水 泵的能力,目的是防止水泵频繁启动。以延长水泵的使用寿命。设计参数 水力停留时间 HRT=1h, 有效水深 h1=4.0m , 超高 h2=0.5m;3设计计算集水池容积V=Q/T= (2500/24 )
19、x 1=104.1 m(2) 集水池的总高 H=h 1h2=4.0 0.5=4.5m,(3) 集水池的面积 A=V/H=104.1/4.5=23.1m2 取 A=24rn集水池的横截面为: L x B=6x 4(m2)则集水池的尺寸为: L xBxH=6x4x4.5 (m3)(4) 一次提升泵选取:提升流量 Q=150 m3/d ,扬程 10m第二节调节沉淀池的设计计算一、设计参数水力停留时间 T=6h;设计流量 Q=2500md=104m3/h=0.029m3/s表2.1调节沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)1200080008000去除率(%101010出水水
20、质(mg/l)1080070007200二、设计计算(一)池子尺寸池子有效容积为:V=QT=10架 6=624m取池子总高度 H=4.5m,其中超高0.5m,有效水深h=4m则池面积 A=V/h=624/4=156m池长取L=20m池宽取B=8m则池子总尺寸为 LX BX H=20X 8X 4.5(二)理论上每日的污泥量W=式中:q 设计流量,m/sC0 进水悬浮物浓度,kg/m3C 1 出水悬浮物浓度,kg/m3P0 污泥含水率,%W=66rfd(三)污泥斗尺寸取斗底尺寸为400X 400,污泥斗倾角取50则污泥斗的高度为:h2=(4-0.2)X tg50=4.529m(四)进水布置进水起端
21、两侧设进水堰,堰长为池长 2/3(五)PH调节在调节池中设置PH指示器,控制阀门的开启,调节强碱废水的排入,从而控制调节池中废水的PH.第三节沉淀池设计2.1设计参数333(1) 设计流量 Q=3400 m/d=141.67 m /h=0.039m/s(2) 设计水质参数表8竖流式沉淀池进出水水质指标水质指标COD(哑 / L)BOD(哑 / L)SS(mg/ L)进水水质1080070007200设计去除率102080%设计出水水质9720560014402.2设计计算设置两座沉淀池(1)中心管的面积(f)与直径(d°)取中心管流速v°=25mm/s贝 U f= q/ v
22、 0 q-每个池子的设计流量(nVs )F=0.029/0.0008=36.25 m(4) 沉淀池的直径 DD=6.8m 取 D=7.0m( 5)沉淀部分有效水深 h2h2=v t 3600t- 沉淀时间 (h) 取 t=1.2h则 h2=0.0008 1.2 3600=3.46mD/h2<3 符合要求符合95%(6) 校核集水槽的出水堰负荷出水堰负荷: q/( D)=0.029/3.14/7=1.31L/s<2.9 L/s(7) 沉淀部分所需容积 VV=c 1 进水悬浮物的浓度 (t/m 3)c 2 出水悬浮物的浓度 (t/m 3) 污泥容重,其值为 1Kz 工业废水水量变化系数
23、,本设计为 1.3污泥含水率,初沉池污泥一般为95% 97%本设计采用T 排泥间隔时间 (d ) 取 T =1d所以 V=123.4 m 3(8) 圆截锥部分容积设圆锥下底的直径为0.4m,取锥角为55°贝U h5 =(R r) tan55 ° =4.7mV=63.9 m3(9) 沉淀池的总高 H设超高hi和缓冲层高h4都为0.3m。H= h1 +h 2 +h 3 +h 4 +h5=0.3+3.46+0.23+0.3+4.7=8.99m沉淀池排泥量计算:W=( Css0- Css1 ) *Q*50%=4000kg/d第四节 UASB 反应器的设计计算一、设计说明UASB即上
24、流式厌氧污泥床,集生物反应与沉淀于一体,是一种结构紧凑,效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多,容积负荷率高,废水在反应器内的水力停留时间较短,因此所需池容大大缩小。设备简单,运行方便,勿需设沉淀池和污泥回流装置,不需充填填料,也不需在反应区内设机械搅拌装置,造价相对较低,便于管理,且不存在堵塞问题。二、设计参数(一)参数选取设计参数选取如下:容积负荷(Nv) =10.2kgCOD/(m?d);污泥产率 O.lkgMLSS/kgCOD产气率 0.5m33Q = 2500m/d=104 m /h=0.029 m /s三、设计计算(一)反应器容积计算UASBt效容积: V有效=式中:q 设计流量
25、,m/sS0 进水 COD含量,mg/lNv 容积负荷,kgCOD/(m3?d)3V有效=2500m将UASBS计成圆形池子,布水均匀,处理效果好取 H=9m采用4座相同的UAS皈应器则A仁 69.4 m2D=9.4m/kgCOD(二)设计水质表2.2UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)972056001440去除率(%909085出水水质(mg/l)972560200(三)设计水量取 D=10m则实际横截面积为=n D2= X 3.14 X 102=78.5m 2 实际表面水力负荷为q1=0.6<1.0故符合设计要求(二) 配水系统设计本系统设计为圆
26、形布水器,每个 UASB反应器设36个布水点(1) 参数 每个池子流量: q= l04/4=26m3/h(2) 设计计算布水系统设计计算草图见下图 2.3:圆环直径计算:每个孔口服务面积为 :2a= = 2.2ma在13rm之间,符合设计要求可设 3个圆环,最里面的圆环设 6个孔口,中间设 12个,最外围设 18个孔口1) 内圈 6 个孔口设计服务面积: =6X 2.2=13.2m2折合为服务圆的直径为:=4.10m用此直径作一个虚圆,在该圆内等分虚圆面积处设一实圆 环,其上布 6 个孔口,则圆的直径计算如下:则d1 =2.9m2) 中圈 12 个孔口设计服务面积: S2=12X 2.2=26
27、.4m2折合成服务圆直径为:=7.1m中间圆环直径计算如下:n (5.67 2-d 22) = S2则 d2=3.92m3)外圈 18 个孔口设计2服务面积:S3=18X 2.2=39.6m折合成服务圈直径为:=10.04m外圆环的直径 d3 计算如下:22n (8.01 -d3)= S3则 d3= 6.24m(三)三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图 2.4:设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。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。(2) 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
28、率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体,这对固液分离不利,故设计时应满足以下要求:1 )沉淀区水力表面负荷 <1.0m/h2)沉淀器斜壁角度设为 50°, 使污泥不致积聚,尽快落入反应区内。3)进入沉淀区前,沉淀槽底逢隙的流速三2m/h4)总沉淀水深应大于 1.5m5)水力停留时间介于1.52h如果以上条件均能满足,则可达到良好的分离效果沉淀器(集气罩)斜壁倾角50°沉淀区面积为:A=1/4 n dJ=1/4 X 3.14 X 82=50.24m2表面水力负荷为:q=Q/A=0.51<1.0符合设计要求。(3)回流缝设计取 h1
29、=0.3m,h2=0.5m,h 3=1 .5m如图 2.4 所示:bi=h3/tg 0式中:b 1 下三角集气罩底水平宽度, m;9 下三角集气罩斜面的水平夹角;h 3 下三角集气罩的垂直高度, m;b1=1.26mb2=8-2 X 1.26=5.48m下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速V可用下 式计算:V1=Q1/S1式中:Q1 反应器中废水流量, m3/h ;S1 下三角形集气罩回流逢面积, m2;V1=0.9m/hVi<2m/s,符合设计要求上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算:V2=Q1/S 2,式中:Q 1 反应器中废水流量, m3/h ;2S2 上
30、三角形集气罩回流逢之间面积, m2;取回流逢宽CD=1.2m上集气罩下底宽CF=6.0m则 DH=CDX sin50 °=0.92mDE=2DH+CF=2 X 0.92+6.0=7.84m=n (CF+DE)CD/22=26.07m2则 V2= Q 1/S 2 =0.8m/h<V1<2m/s故符合设计要求 确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸,由图可知:CH=CDs in40° = = 0.77mAI=DItg50 ° = (DE-b2)X tg50°= (7.84-5.48)Xtg50°=1.41m 故 h4=CH+AI=0.77+
31、1.41=2.18 h5=1.0m由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为:CF-2h 5tg40 ° =6.0-2 X 1.0 X tg40 ° =4.32mBC=CD/sin40 ° =1.2/sin40 ° =1.87mDI= (DE-b2)= (7.84-5.84)=1.18m AD=DI/cos50° =1.18/cos50 ° =1.84mBD=DH/cos50 ° =0.92/cos50 ° =1.43mAB=AD-BD=1.84-1.43=0.41(4) 气液分离设计d=0.01cm(气泡),T=20&
32、#176; C p i=1.03g/cm3, p g=1.2 X 10-3g/cm32V=0.0101cm 2/s, p =0.95 卩=V p 1=0.0101 X 1.03=0.0104g/cm s般废水的卩 >净水的卩,故取卩=0.02g/cm s 由斯托克斯工式可得气体上升速度为:Vb =0.266cm/s=9.58m/hVa=V2=1.60m/h则: = =5.9, = =4.56>, 故满足设计要求(四)出水系统设计采用锯齿形出水槽,槽宽0.2m,槽高0.2m(五)排泥系统设计产泥量为: 9720X0.9X0.1 X 2500X 10-3=2100kgMLSS/d每日产
33、泥量2430kgMLSS/d则每个USAB0产泥量607.5 kgMLSS/d,可用150mn排泥管,每天排泥一次。(六)产气量计算1. 每日产气量: 9720X0.90X0.5X2500X10-3=10000m3/d每个UASB反应器的产气量2 沼气主管 每池集气管通到一根主管,然后再汇入两池沼气主管。采用钢管,单池沼气主管管道坡度为 0.5%.单池沼气主管内最大气流量取D=150伽,充满度为0.8,则流速为3 两池沼气最大气流量为取DN=250w,充满度为0.6 ;流速为2. 水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的,因为当液面太高或波动时,浮渣或浮沫可能会引起
34、出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室,同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。 水封高度式中:H 0 反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头为保证安全取贮气罐内压头,集气罩中出气气压最大H取2m HO,贮气罐内压强H0为400 mm H2Q水封灌 水封高度取 1.5 m ,水封灌面积一般为进气管面积的 4倍,则水封灌直径取 0.5m。3. 沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气 10000 ,则沼气柜容积应为 3h 产气量的体积确定,即 。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜,尺寸为© 6000 mx H10000伽。第五节 SBR 反应器的设计计算一、设计说明经UASB处理后的废水
35、,COD含量仍然很高,要达到排放标准,必须进一步处理 即采用好氧处理。SBR吉构简单,运行控制灵活,本设计采用4个SBR反应池,每个池子的运行周期为 6h二、设计参数(一) 参数选取(1) 污泥负荷率Ns取值为 0.13kgBOD5/(kgMLSS>d)(2) 污泥浓度和 SVI污泥浓度采用4000 mgMLSS/L,SVI取100(3) 反应周期SBF周期采用T=6h,反应器一天内周期数n=24/6=4(4) 周期内时间分配 反应池数N=4进水时间:T/N=6/4=1.5h反应时间:3.0h静沉时间:1.0h排水时间:0.5h(5) 周期进水量3Q0= =156.25m /s(二) 设
36、计水量水质333设计水量为:Q=2500n/d=104m/h=0.029m /s设计水质见下表2.3 :表2.3SBR反应器进出水水质指水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)972560200去除率(%919580出水水质(mg/l)882840三、设计计算(一)反应池有效容积V1=式中:nXNs反应器一天内周期数 周期进水量,m3 * */s 进水BOD含量,mg/l 污泥浓度,mgMLSS/L 污泥负荷率(四) 校核周期进水量周期进水量应满足下式:Qv(1-SVI MLSS /106) V=(1- 100 X 4000 /10 6) X 280.453=176.46m3而 Q0=15
37、6.25m3<176.46m3 故符合设计要求(五) 确定单座反应池的尺寸SBR有效水深取5.0m,超高0.5m,则SBR总高为5.5m,2SBF的面积为 280.45/5=56.09m设SBR的长:宽=2: 1贝U SBR的池宽为:5.5m;池长为:11.0m.SBR反应池的最低水位为:1.97mSBR反应池污泥高度为:1.24m1.97-1.24=0.73m可见,SBR最低水位与污泥位之间的距离为 0.8m,大于0.5m的缓冲层高度符合设计要求。(六) 鼓风曝气系统(1) 确定需氧量 O2由公式:Q=a' Q(S-Se)+b / XvV式中:a / 微生物对有机污染物氧化分解
38、过程的需氧率, kgQ 污水设计流量, m3/dS 0 进水 BOD含量,mg/lS 0 出水 BOD含量,mg/lb / 微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率, kgXv 单位曝气池容积内的挥发性悬浮3固体(MLVSS 量,kg/m取 ax =0.5, b / =0.15 ;出水 Se =111mg/L;Xv=fXX =0.75 X 3000=2250mg/L =2.25kg/m3;V=4 =4X298.08=1192.32m3 代入数据可得:O 2=0.5X2500X(700-28)/1000+0.15 X 2.25X 1192.08=1242.3kg O2/d供氧速率为:R= O2/
39、24=1242.3/24=51.8 kg O2/h(2) 供气量的计算采用SX-1型曝气器,曝气口安装在距池底 0.3m高处,淹没深度为4.7m,计算温度取25C。该曝气器的性能参数为:Ea=8%, Ep=2 kgO2/kWh; 服务面积 1-3m2;供氧能力20-25m3/h 个; 查表知氧在水中饱和容解度为:C s(20)=9. 1 7mg/L , Cs(25) =8.38mg/L 扩散器出口处绝对压力为:=+9.8 X 103x H53=1.013 X105+9.8X103X4.75=1.47X 105pa空气离开反应池时氧的百分比为:= =19.65% 反应池中容解氧的饱和度为:C s
40、b(25) = Cs(25)=8.38=10.0mg/LC sb(20) = Cs(20)=9.17=10.9mg/L取a =0.85, B =0.95,C=2, p =1,20 C时,脱氧清水的充氧量为:R0=43.8 kg O 2/h供气量为: Gs= R0/0.3Ea3=1826m3/h3=30.43m3/min(3) 布气系统的计算反应池的平面面积为:25.5X11.0X4=242m2每个扩散器的服务面积取1.4m2,则需242/1.4=170个。取 170个扩散器,每个池子需 50个。布气系统设计如下图 2.5:(4) 空气管路系统计算按SBR的平面图,布置空气管道,在相邻的两个 S
41、BR池的隔墙上设一根干 管,共两根干管,在每根干管上设 5 对配气竖管,共 10条配气竖管。则每根配气竖管的供气量为:本设计每个SBR也内有50个空气扩散器则每个空气扩散器的配气量为:选择一条从鼓风机房开始的最远最长管路作为计算管路,在空气流量变化 处设计算节点。空气管道内的空气流速的选定为:干支管为1015m/s;通向空气扩散器的竖管、小支管为 45m/s;空气干管和支管以及配气竖管的管径,根据通过的空气量和相应的流速按排水工程下册附录 2 加以确定。空气管路的局部阻力损失,根据配件类型按下式式中: 管道的当量长度, mD 管径, mK 长度换算系数,按管件类型不同确定折算成当量长度损失 ,
42、并计算出管道的计算长度 (m),空气管路的沿程阻力损失,根据空气管的管径D(mm)空气量mVmin,计算温度°C和曝气池水深,查排水工程下册附录三求得,得空气管道系统的总压力损失为:=96.21 X 9.8=0.943 kpa空气扩散器的压力损失为 5.0kpa ,则总压力损失为:0.943+ 5.0 = 5.943 kpa为安全起,设计取值为 9.8kpa33 则空压机所需压力 p=(5-0.3) X 9.8X 103+9.8X103=56 kpa又 Gs=37.64m3/min由此条件可选择罗茨RME-20型鼓风机转速 1170r/min ,配套电机功率为 75kw(七)污泥产量
43、计算选取 a=0.6,b=0.075, 则污泥产量为:x=aQSr-bVXv=0.6X 2500X (200-40)/1000-0.075 X 1192.08 X 2.25 =38.84kgMLVSS/d第二章污泥部分各处理构筑物设计与计算第一节 重力浓缩池的设计计算一、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。二、设计参数(一)设计泥量果汁废水处理过程
44、产生的污泥来自以下几部分:(1)调节沉淀池, Q1=66m3/d, 含水率 97%; (2沉淀池,Q 3=82 m3/d含水率98%(3)UASB反应器,C3=22riT/d,含水率 98%(4)SBR 反应器, Q4=10m3/d, 含水率 99%;总污泥量为:3Q= Q1+ Q2+ Q3+ Q4=180 m3/d 平均含水率为: 97.6%(二)参数选取固体负荷(固体通量)M般为1035kg/m3d 取 M=30 kg/m3d=1.25kg/m3d;浓缩时间取 T=24h;设计污泥量 Q=180m3/d ;浓缩后污泥含水率为 96%;浓缩后污泥体积: 108m3/d三、设计计算(一)池子边
45、长根据要求,浓缩池的设计横断面面积应满足:A 三 Qc/M式中:Q 入流污泥量, m3/d ;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:=X 1000 x (1-97%)=1980kg/d =X 1000 x (1-98%)=1640kg/d X 1000X (1-98%)=400kg/d X1000X(1-99%)=100kg/d 那么, Qc= + + + =4120kg/d=172kg/hC=4120/180=22.8kg/m浓缩后污泥浓度为:=4120/108=38.1kg/m 3浓缩池的横断面积为:A=Qc/M=137m2设计三座圆形浓缩池
46、,则每座 D=6.6m则实际面积 A=140m2(二)池子高度 停留时间,取 HRT=24h则有效高度 =1.3m,取=1.5m超高,取 =0.5m缓冲区高,取 =0.5m池壁高 = + + =2.5m(三)污泥斗污泥斗下锥体边长取 1.0m ,污泥斗倾角取 50°则污泥斗的高度为:H = (6.6/2- 1.0/2) x tg50 ° = 3.3 m(四) 总高度H=2.5+3.3=5.8m第二节 集泥井一、设计说明 污水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次,集中到集泥井,然后 在由污泥泵打到污泥浓缩池。污泥浓缩池为间歇运行,运行周期为 24h, 其中各构筑物排泥、污
47、泥泵抽送 污泥时间为1.01.5h,污泥浓缩时间为20.0h,浓缩池排水时间为2.0h,闲置时 间为0.5h1.0h。二、设计参数设计泥量总污泥量为: Q = 180 m3/d三、设计计算考虑各构筑物为间歇排泥,每日总排泥量为180 m3/d ,需在 1.5h 内抽送完毕,集泥井容积确定为污泥泵提升流量的10min的体积,即20nL此外,为保证SBF排泥能按其运行方式进行,集泥井容积应外加37.23 m3c则集泥井总容积为 20+37.23=57 m3。集泥井有效深度为3.0m,则其平面面积为设集泥井平面尺寸为5.0 X 5.0m。集泥井为地下式,池顶加盖,由污泥泵抽 送污泥。集泥井最咼泥位为
48、-0.5m,最低泥位为-4m池底标咼为-4.08m。浓缩池最咼泥 位为2.5 m。则排泥泵抽升的所需净扬程为 6.5 m,排泥泵富余水头2.0 m,管 道水头损失为 0.5 m ,则污泥泵所需扬程为 6.5+2+0.5=9 m。第三节 机械脱水间的设计计算一、设计说明污泥经浓缩后, 尚有 96%的含水率, 体积仍很大, 为了综合利用和最终处置,需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水,它有如下脱水特点:(1) 滤带能够回转,脱水效率咼(2) 噪声小,能源节省(3) 附属设备少,维修方便,但必须正确使用有机咼分子混凝剂,形成大而强度咼的絮凝。污泥经浓缩后, 尚有 96%的含水率, 体积仍很
49、大, 为了综合利用和最终处置,需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水二、设计参数设计泥量 Q=180 m3/d ;含水率为 96%。三、设计计算据设计泥量带式压滤机采用 PFM-1000型,带宽1m主机功率1.5kw,处理 后的污泥含水率为7580%处理能力为78 m3/h,按每天工作8小时设计。外形尺寸:长X宽X高 =4500 X 1890 X 1860第四节 污水提升泵房的设计与计算一、设计说明 污水泵房用于提升污水厂的污水,以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动,它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成,机器间内设置水泵机组 和有关的附属设备,格栅和吸水管安装在集水池内,集水池还
50、可以在一定程度 上调节来水的不均匀性,以便水泵较均匀工作,格栅的作用是阻拦水中粗大的 固体杂质,以防止杂物阻塞和损坏水泵,辅助间一般包括贮藏室,修理间,休 息室和厕所等。二、设计计算(一)设计流量33Q=2500m3/d=104m3/h=29.9l/s(二)选泵前总扬程估算经过格栅的水头损失为0.18m,进水管渠内水面标高为-2.335m则格栅后的水面标高为:-2.335-0.18=-2.515m设集水池的有效水深为 2m则集水池的最低工作水位为:-2.515-2=-4.515m所需提升的最高水位为 6.778m故集水池最低工作水位与所提升最高水位之间高差为:6.78-(-4.52)=11.3
51、0m出水管管线水头损失计算如下:出水管Q=34.7l/s,选用管径为200mm勺铸铁管查给水排水设计手册第 1 册得: V=1.33m/s,1000i=19.1出水管线长度估为37m,局部系数为8则出水管管线水头损失为:=1.50m泵站内的管线水头损失假设为 2.0m,考虑自由水头为1m,则水泵总扬程为:H=11.30+1.50+2.0+1.0=15.8m(三)选泵根据流量 Q=104m3/h, 扬程 H=8m拟选用 150WLI170-16.5 型立式污水泵,每台水泵的流量为Q=170m3/h ,扬程为 H=16.5m。选择集水池与机器间合建的圆形水泵站,考虑选用 2 台水泵,其中一台备用。
52、选用 150WLI170-16.5 型污水泵是合适的器间进行自然通风,在屋顶设置风帽。(5)起重设备选用电动葫芦。第三章 高程布置(一)高程设计任务及原则其主要任务是:确定各处理构筑物和泵房的标高,确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高,通过计算确定各部位的水面标高,从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动,保证污水处理厂的正常运行。高程布置原则如下:( 1) 选择一条距离最长,水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地,以保证在任何情况下,处理系统都能够运行正常。( 2) 计算水头损失时,一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流 量;计算涉及远期流量的管渠和设备时,应以远期最大流量为设计流量,并酌 加扩建时的备用水头。( 3) 设置终点泵站
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