水处理工程课程设计报告 胰岛素污水处理设施初步设计

1、水处理工程课程设计报告题目xx制药股份胰岛素污水处理设施初步设计 目录一.设计说明40分2一原水1分2二设计目标1分2三处理工艺及原理8分31.方案流程图1分32.带控制点工艺流程图3分53.工艺过程及工作原理2分64.在线检测、控制策略2分6四设备和构筑物的设计与计算20分61平流式沉淀池1的计算62.调节池的计算83.中和池95.厌氧接触池的计算126. 平流式沉淀池3的计算14的设计计算168.曝气池1推流式活性污泥曝气池的计算219. 沉淀池4(竖流沉淀池)的计算2410曝气池2推流式接触氧化池的计算2611沉淀池5斜管沉淀池的计算2912. 污泥浓缩池间歇式沉降浓缩池的计算31五高程

2、布置图5分33六标准设备、仪表技术要求5分36二设计图纸20分37三.总结5分37参考文献38一.设计说明40分一原水1分原污水含猪胰腺碎渣、猪油、酒精、丙酮、柠檬酸、乙酸锌、食盐、H2SO4、H3PO4、氨水等，腥臭浑浊，呈灰白色，BOD5=15000mg/L、COD=30000mg/L、SS=700mg/L、PH=3-6、NH3-N=350mg/L、TP=500mg/L、动植物油=150mg/L，NaCl=7.5g/L，可生化性强，处理出水通过城市管网进入污水处理厂。二设计目标1分该厂处理水量100m3/d，使出水水质符合?污水综合排放标准?GB8978-1996表4三级标准。即出水PH=

3、6-9，SS400mg/L，BOD5300mg/L，COD500mg/L，动植物油100mg/L，硫化物1.0mg/L。三处理工艺及原理8分1分 石灰乳+PAC+PAM 真空泵 浮渣 浮渣 浮渣 沼气 沼气 空气 空气原污水沉淀池1调节池中和池沉淀池2厌氧接触池脱气器沉淀池3分水器UASB曝气池1沉淀池4曝气池2沉淀池5出水 污泥回流 回流污泥 污泥 污泥 污泥 污泥 污泥 污泥污泥浓缩池混合器离心脱水机泥饼 混凝剂3分2分 原污水首先流入平流式沉淀池1，去除局部的大颗粒悬浮物及浮渣，经初沉后流入调节池，调节池主要调节水量的大小同时去除一些浮渣，后流入中和池调节污水的PH值，中和后的污水流入平

4、流式沉淀池2，去除残存的浮渣和悬浮物。经预处理的污水流入厌氧接触池，在厌氧接触池内经搅拌使污水与污泥充分混合，通过厌氧菌的厌氧消化作用去除污水中的一些大分子有机物,经厌氧处理后的污水流入脱气器用真空泵抽出厌氧菌分解有机物产生的沼气，后流入平流式沉淀池3进行第三次沉淀，沉淀完的上清液通过分水器由底部均匀进入UASB的污泥反响区，有机物主要在这里被分解，污水穿过污泥层进入UASB上层的别离区，别离区主要把厌氧分解出的沼气、污泥固体和液体分开，固体经沉淀后由回流缝回流到下层反响区，气体分流后进入器室。处理后的水由别离区进入推流式活性污泥曝气池1，在曝气池内通过好养菌进一步分解有机物，经曝气后的水进入

5、竖流式沉淀池4，将污泥沉淀下去，上清液水进入推流式接触氧化池继续由好氧微生物分解剩余有机物，最终经斜管沉淀池沉淀后出水。在处理过程中的一局部污泥回流到工艺中，另一局部那么被送入间歇式沉降污泥浓缩池，被处理成泥饼运出。4.在线检测、控制策略2分全厂运行采用集中监视、分散控制的集散系统。总控制室设有操作站、监视器、打印机、彩色硬拷贝和彩色模拟盘。分控制室内设现场控制器PLC，按编制的程序控制运行，并将采集的大量信息输至总控制室进行处理。厂内还设有电脑监视系统，对厂区主要部位及进水泵房、鼓风机房、离心脱水机房等主要设备的运行情况，通过电脑进行监视。四设备和构筑物的设计与计算20分1平流式沉淀池1的计

6、算1沉淀区有效水深 (1-1)式中 外表负荷，初次沉淀池采用1.5/(m2.h)停留时间，一般取；在本次设计中外表负荷=2.0 m3/(m2.h)，停留时间；那么： (2).沉淀区有效容积 (1-2)式中 _ 最大设计流量，/ 处理水量，停留时间；那么：(3)沉淀区长度 13式中 - 最大设计时的平均流速，污水处理中，一般不大于。且 ；取；那么：(4).沉淀区总宽B； 14式中 沉淀区总面积，；那么：(5).校核长宽比4.0符合要求6沉淀池总高度计算 (15)式中 - 沉淀池总高度，m; -； -沉淀区高度，m; -污泥局部高度m，一般采用污泥斗高度与池底坡度的高度之和。 且 - 梯形的高度,

7、m; - 泥斗高度，m。那么: 示意图： 调节池，采用钢筋混凝土池，以防沉淀物在调节池中沉淀下来，通常情况下，用于工业废水的调节池，可按6-8h的废水量计算，假设水质水量变化大时，可取10-12小时的流量，甚至采用24小时流量计算。1池容 21式中 -； -那么： 2调节池面积 式中 _ 。 代入得 取调节池。示意图：中和池是中和酸性或碱性废水的水处理构筑物，按水的流向分平流式和竖流式又分升流式和降流式，滤料粒径一般为30-50mm，不得混有粉料杂质，当废水中含有可能堵塞滤料的物质时，应进行预处理，过滤速度一般不大于5m/h，接触时间不小于10minm，本设计采用升流失中和滤池。 1.沉淀区有

8、效水深 (4-1)式中 外表负荷，初次沉淀池采用1.5/(m2.h)停留时间，一般取；在本次设计中外表负荷=2.0 m3/(m2.h)，停留时间；那么： (2).沉淀区有效容积 (4-2)式中 _ 最大设计流量，/ 处理水量，停留时间；那么：(3)沉淀区长度 43式中 - 最大设计时的平均流速，污水处理中，一般不大于。且 ；取；那么：(4).沉淀区总宽B； 44式中 沉淀区总面积，；那么：(5).校核长宽比4.0符合要求 6.沉淀池总高度计算 (45)式中 - 沉淀池总高度，m; -超高，采用0.3； -沉淀区高度，; -污泥局部高度m，一般采用污泥斗高度与池底坡度的高度之和。 且 - 梯形的

9、高度,m; - 泥斗高度，m。那么: 示意图： 1.水力停留时间该设计中，污水的可生化性强，有机物浓度超高，故水力停留时间取；2曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度，一般采用，设计中取。3.回流污泥浓度 式中 那么： 4.污泥回流比 式中 解得:5.平面尺寸计算回流比：, 回流污泥浓度： 根据公式得根据 式中 那么： 厌氧池容积 ；水深取，那么：厌氧池面积 ；厌氧池直径：示意图： 6. 平流式沉淀池3的计算1.沉淀区有效水深 (4-1)式中 外表负荷，二次沉淀池采用1.02.0m3/(m2.h)停留时间，一般取；在本次设计中外表负荷=2.0 m3/(m2.h)，停留时间；那么： (2).沉

10、淀区有效容积 (4-2)式中 _ 最大设计流量，/ 处理水量，停留时间；那么：(3)沉淀区长度 43式中 - 最大设计时的平均流速，污水处理中，一般不大于。且 ；取；那么：(4).沉淀区总宽B； 44式中 沉淀区总面积，；那么：(5).校核长宽比4.0符合要求 6.沉淀池总高度计算 (45)式中 - 沉淀池总高度，m; -超高，采用0.3； -沉淀区高度，; -污泥局部高度m，一般采用污泥斗高度与池底坡度的高度之和。 且 - 梯形的高度,m; - 泥斗高度，m。那么: 示意图： 设计水量 (1)反响器的体积 式中 。设计中取，；那么(2)反响器的高度选择适当的反响器高度的原那么是运行上和经济上

11、综合考虑，从运行方面考虑反响器高度的选择要考虑如下因素： 高流速增加污水系统扰动，因此增加污泥与进水有机物之间的接触； 土方工程随池深增加而增加，但占地面积那么相反高程选择应该使污水或出水可不用或减少用提升； 考虑当地气候和地形条件，一般将反响器建在半地下减少建筑和保温费用； 最经济的反响器高度一般是46m之间，并且大多数情况下这也是最优的运行范围等。 本设计中取反响器高度 (3)反响器的面积和反响的长、宽在反响器高度的情况下，反响器截面积的关系如下： 式中 那么：根据长宽比为2:1，那么将UASB设计成长方形池子，布水均匀，处理效果好。实际外表水力负荷为 满足要求4三相别离器设三相别离器设计

12、计算草图见下列图4-1图4-1 UASB三相别离器设计设计说明三相别离器要具有气、液、固三相别离的功能。三相别离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液别离器的设计。沉淀区的设计三相别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，面积根据废水量和外表负荷率决定。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响产生少量气体，这对固液别离不利，故设计时应满足以下要求：1沉淀区水力外表负荷净水的,故取=0.02g/cms由斯托克斯公式可得气体上升速度为： =那么：, 因为 ,故满足设计要求。可以脱除直径等于或大于 的气泡。(3)三相别离器与UASB 高度设计 三相别离区总高

13、度 h= h2 + h3 + h4h5 h2 为集气罩以上的覆盖水深，取。； 那么： UASB 总高H = ，沉淀区高，污泥区高，悬浮区高，超高。8.曝气池1推流式活性污泥曝气池的计算设计算进水COD=9000mg/L，出水COD=1800mg/L；那么：1COD负荷率确实定K2取0.0185 =1800mg/L =2确定混合液污泥浓度X查表确定SVI为90100之间，取值95，取r=1.2，R=50%。 3确定曝气池容积 4确定曝气池各部位尺寸设一组曝气池，那么容积为 池深取,那么曝气池的的面积为池宽取2m，。池长：设两廊道式曝气池，廊道长:取超高1.0m,那么池子的总高度为: 5曝气系统的

14、设计与计算本设计采用鼓风曝气系统。每日去除COD值：最大需氧量与平均需氧量之比：(6)供气量计算采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深1.3m,计算温度为。 查附录2，得：水中溶解氧饱和度： 空气扩散器出口处的绝对压力按下式计算，即：代入各值，得空气离开曝气池面时，氧的百分比按下式计算，即：式中： 代入值，得曝气池混合液中平均氧饱和度按最不利温度条件考虑按下式计算，即：最不利温度条件，按考虑，代入各值，得: 换算在条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即:代入各值，得：相应的最大时需氧量为：曝气池平均供气量，按下式计算，即：代入各值，得 曝气池最大时供气量去除每千克CO

15、D的供气量：每立方米污水供气量9. 沉淀池4(竖流沉淀池)的计算(1)中心管面积设中心管内流速为，且该设计的流量为；式中 。那么： 中心管管径为：2沉淀池有效高度，即中心管高度：(3)中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度：式中 反射板直径 4沉淀池总面积及沉淀池直径每座沉淀池的沉淀区面积所以，池子的总面积为沉淀池直径为： 5污泥斗及污泥斗高度取，截头直径0.4m,那么6沉淀池的总高度式中： Q每池最大设计流量，m3/s；v0中心管内流速，有反射板，取/s；v1中心管喇叭口与反射板之间缝隙的流速，取/s；d1喇叭口直径1.35d0，m；v池内水流速度，m/s，t沉淀时间，取1.5h；h1池超高，取

16、；h4缓冲层高度，m，一般为；h5污泥室截圆锥局部高度m；R截圆锥上部半径，取4m；r截圆锥下部半径，取如图示：竖流式沉淀池 10曝气池2推流式接触氧化池的计算1根底参数设计水量为废水从UASB 反响器出来后，与第二股废水混合，混合情况如下表5所示：生物接触氧化法处理水质情况进水水质去除率出水水质COD 540 90%200(2)设计参数 生物接触氧化池的个数或分格数应不小于2 个，并按同时工作设计。 容积负荷范围M：10001500gBOD/(m3d)。 污水在氧化池内的有效接触时间一般为1.53.0h。 填料层总高度一般为3m，当采用蜂窝型填料时，一般应分为装填，每层高为1m，蜂窝孔径不小

17、于25mm。 进水BOD 浓度应控制在150300mg/L。 接触氧化池中溶解氧含量一般应维持在 2.53.5 mg/L，气水比为(1520)：1。 接触氧化池每格的面积一般不大于25m2，以保证布水布气均匀。(3) 一般规定： 生物接触氧化池每个(格)平面形状宜采用矩形，沿水流方向池长不宜大于10m。其长宽比宜采用1:21:1。有效面积不宜大于100m2。 生物接触氧化池由下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。其中，构造层高宜采用 0.61. 2m，填料层高宜采用 2.53.5m，稳水层高宜采用0.40.5m，超高不宜小于0.5m。 生物接触氧化池进水端宜设导流槽，其宽度不宜小于0.8m

18、。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.3，至池底的距离宜不小于。 生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。 当采用穿孔管曝气时，每根穿孔管的水平长度不宜大于5m；水平误差每根不宜大于土2mm，全池不宜大于土3mm，且应有调节气量和方便维修的设施。 生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为2.03.0L/(sm)。 生物接触氧化池底部应有放空设施。 当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时，应有消除泡沫措施。 生物接触氧化池应有检测溶解氧的设施。3设计计算(1) 接触氧化池有效容积 取容积负荷 (2) 接触氧化池面积 取接触氧化填料层总高度H=3

19、m，那么接触氧化池总面积：(3) 池子总高度 设计中取(4) 选用半软性材料，那么填料总体积： (5) 所需空气量：采用多孔管鼓风微孔曝气供氧，取气水比，那么所需总空气量：那么选用HWB2 型微孔曝气器，如表6所示。 表6 HWB2 型微孔曝气器参数 型号HWB2曝气板材料陶瓷板氧利用率/%2025孔径/m150曝气量13动力效率/(kgO2/kWh)46孔隙率/%4050效劳面积阻力/Pa 1500350011沉淀池5斜管沉淀池的计算斜板沉淀池设计成圆形池，可以节省占地。1沉淀池水外表积：式中 那么： 2沉淀池平面尺寸 式中 那么： 3池内停留时间 式中 设计中取，那么：4斜板下缓冲层高为了

20、布水均匀并不会扰动下沉的污泥，(5)沉淀池的总高度式中 那么：斜板沉淀池示意图： 12. 污泥浓缩池间歇式沉降浓缩池的计算本设计采用间歇式沉降浓缩池，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。1设计参数固体负荷固体通量M一般为1035kg/m3d，取M=30 kg/m3d=/m3d；浓缩时间取T=24h；设计污泥量Q=70 m3/d；浓缩后污泥含水率为96% ；2设计计算浓缩后污泥体积：式中 V0污泥含水率变为P0时污泥体积池子边长 根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足： 式中： Q-入流污泥量，m3/d ； M-固体通

21、量，kg/m3d； C-入流固体浓度kg/m3。固体通量应通过试验确定，如无实验数据，可参考下表；污泥种类污泥固体通量kg/(m2.h)浓缩污泥浓度(g/L)生活污水污泥 125070初沉污泥 46 80100改进曝气活性污泥7085活性污泥2030腐殖污泥7090初沉污泥与活性污泥混合5080初沉污泥与改进曝气活性污泥80120初沉污泥与腐殖污泥混合7090入流固体浓度C的计算如下： = 1000(1-98%) = 490 kg/d = 1000(1-99%) = kg/d 那么， = + =kg/d = kg/m3浓缩后污泥浓度为： = 26.77 kg/m3浓缩池的横断面积为：A = Q

22、c/M = 7031.22 m2设计一座正方形浓缩池，那么边长B = 5.7 m5.7 = 32.5 m2池子高度取停留时间HRT = 20h ，有效高度= QT/24A = 7020/2431.22 = m ，超高 = m ，缓冲区高 = m 。那么池壁高：污泥斗污泥斗下锥体边长取 m ，污泥斗倾角取50那么污泥斗的高度为： 污泥斗的容积为：总高度.设计计算草图如图4-5:图4-5 污泥浓缩池设计计算草图五高程布置图5分高程布置原那么如下：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

23、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、设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒退计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程那么较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。4、在作高程布置时还应注意污水流程与污逆流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化场，污泥浓缩池，消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水 能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。在本设计中取最后一个构筑物的标高为水平标高为0.00m,那么其高程图标高如下:六标准设备、仪表技术要求5分序号名称规格型号材料数量备注1平流沉淀池4钢混32调节池43钢混13斜管沉淀池20155钢混14竖流沉淀池钢混15泵50Q W130-30-22