【某高浓度乳品废水处理工艺设计15000字（论文）】

③安全要求UASB反应堆的所有家具和电气设备都应使用防爆装置，并禁止在现场使用明火。3.5SBR反应器的设计计算sbr法属于一种完全混和法，其中最为具备空间推流法和对有机物的特性是可降解的，随着时间的推移，有机基质的数量减少了。3.5.1SBR设计计算1）反应池有效容积周期内进水量：Q0=208×2.0=416(m3)1天内周期数n=24/8=3有效容积：最小水量：反应池中污泥体积：，合格校准周期进水量，周期进水量应满足下式因为所以合格。2）确定单座反应池尺寸sbr的有效存储深度约为5.0米，极限存储深度约为0.5米，因此sbr的总高度为5.5米，sbr存储面积大约为832/5=166.4(m2)，假设sbr的长宽比=2：1，sbr池的宽度约为9.1m，池的长度约为18.2m。SBR反应池最低水位为：SBR反应池污泥高度为：2.5−0.9=1.6（m）可以看出，sbr的最低排水层与污泥点之间的距离应该是1.6米，即超过0.5米的缓冲层，这符合要求。3.5.2需氧量及曝气系统的设计计算1）需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算公式为：根据类似项目的经验数据，假设a1=0.55，b1=0.15，需氧量为：2）供气量计算设查表知200C、300C时溶解氧饱和度分别为CS(20)=9.17mg/L、CS(30)=7.63mg/L空气扩散器出口处的绝对压力pb是：1.013×105+9.8×103×H=1.013×105+9.8×103×4.7=1.474×105(pa)空气离开曝气池时，氧气的百分比是：曝气池中的平均溶解氧饱和度为（在最坏的温度条件下）：在水温为200c时，曝气池中的平均溶解臭氧饱和度的公式为：200C时脱氧清水充氧量为：计算时取值ɑ=0.82，β=0.95，，ρ=1.0，则计算得：SBR反应池供气量Gs为：每立方米污水的供气量为：去除每千克BOD5的供气量为：3）布气系统的计算反应池的平面面积为：9.1×18.2×4=662.48m2每个扩散气的服务面积大小取2.1m2，则池子需662.48/2.1=315个，取320个扩散器，每个池子大小需80个。如果一个总体管路系统的一个总体管路压力测量损失大约就只取0.5kpa，则压力扩散器的总体压力测量损失大约就只取5kpa。安全起见，取9.8kpa。根据一个小型空压机正常工作时所有必需的空气压力和该机供气量中的gs来决定选用该机的空压机。由于SBR反应池交替运行，故空气干管供气量为32.78m3/min。空气管道的最不利管线计算。由此可得：空气管路总水头损失为：200mmH2O，则曝气系统总压力损失为：h=0.058+0.10+0.20=0.358（mH2O）3.5.3排泥系统设计计算1）SBR反应池产泥量计算SBR反应池的产泥量为：污泥含水率取P=99%，则排泥量为：2）排泥系统设计从每一个SBR反应池底部到污泥坑的坡度为i=0.01。在每一个症状池出入口端底部设置一个长，宽，深各为2m的污泥池。在污泥池中心设置DN250的出口管用于在重力作用下排放污泥，之后四个反应器的污泥被收集在主出口管中并排入污泥收集井。3）运行时间和水位控制设计考虑到平均流量，SBR反应池的有效深度为5.0米，即进水管上游1.62米，进水管末端下游5.0米。排水时水深为5.0m，其中在河道排水工程完成后的最大泊位水深深度应为1.62m。进行的时间水位从最初开始、到最后终止和连续排水直到完成由系统自动化的进行水位管理控制；曝光排气的最初开始、沉淀的最初开始与最终结束、排水的最终开始结束是由进行时间长度来进行控制的；曝光排气的最终结束的开始是由水位和沉淀时间共同控制的。3.5.4鼓风机房布置鼓风机房的平面尺寸为（10.0×8.0）平方米，鼓风机房的净高为5.0米。鼓风机房应有两个9.8平方米的房间和一个3.0平方米的工作/控制室。鼓风机房的鼓风机单元之间应有至少1.5米的距离。3.6清水池的设计计算清水处理池的有效流量应确定为日平均流量的40％。：V=5000×40%=2000m3管径以最高日平均时的出水量为单位，q=5000÷24=208.33(m3/h)，进水管一般采用400mm的出水管，进入池后易可以通过降低出口管道的高度来避免空气阻力，可以将其向下弯曲，也可以在进入水池时将其弯曲。出口管通常是一个400毫米长的排水管，安装一个排污泵将污水排入管网。根据相关国家标准和设计图纸，使用普通钢筋混凝土的处理池的具体建筑规格和设计尺寸，对于单个矩形的普通钢筋混凝土池，其有效容积要求为2000立方米，高度标准为h=6.00米，L×B=21.76m×15.32m3.7接触消毒池和加氯间的设计计算（1）设计参数二级脱水处理完成后所用于出水的其他中性化合物添加后的氯水溶剂时刻用量一般控制为6-15mg/l，为了有效地用量提高和保证确保其脱水消毒的使用效果，规定二级添加后的氯与所出水之间的化学接触剂应时刻用量不应大于超过1h或小于30min。采用隔板式接触反应池。（2）接触池容积表面积如果隔断的数量是两个，走廊的总宽度：经过校准，只满足有效停留时间的要求（3）加氯间的计算功能：提供消毒剂，确保药品的安全储存和运输。构筑物尺寸：表3.2加氯间设计加氯设备类型：瑞高系列加氯机型号REGAL-2100数量：1台使用容量为120公斤的液氯钢瓶，日加氯量为钢瓶的2/3。两个加氯机用于日常加氯，单次加氯能力为1.5-2.5公斤/小时。配置两台注水泵，一台用于操作使用，一台用于备用，要求注水能力为Q=1-3m3/h，压力至少为10mH2O。3.8污泥构筑物设计计算3.8.1集泥井设计计算为了便于建造排水污泥和重力浓缩机，万有引力浓缩池前应建一个污泥收集井。本项目所采用的设计是一个圆形的池子，该种池的有效重量分别为：：本项目的工程设计将首先采用共同相邻的施工方法来建设收集污泥井和收集污泥泵站，并考虑收集污泥井的容积大小和污泥泵的整体尺寸要求来确定污泥泵站的整体尺寸。因此，按照图中的定义，排水污泥泵站的水平表面积大小通常应该是l×l×b=4.5米×3米。3.8.2污泥浓缩池的设计计算污水处理系统的污泥日排放总量为V=160.1立方米/天。进入污泥浓缩池的污泥含水量为98%，压实后的污泥含水量为97%。污泥干重：：：3）浓缩池总高度有效水深为4米。污泥池顶部宽1.0米，底部宽0.2米，坡度为60°，：污泥池总高度H：H=h1+h2+h3+h4+h5则H=4+0.5+0.6+0.7+0.05=5.85(m)：4）排水和排泥的设计排水：排水可直接靠重力排出，利用池外集中后的自然注水，并在池子周围各处建有一周的上泄坝。池内进水口的上层出水溢流管用于直接排出顶层的水，而进水口的下层出水溢流管也可选择DN200毫米。污泥排放：浓缩的污泥被泵入污泥池，排放管为DN400毫米。5）机械设备选择NG-10浓缩器是为了促进加药后的污泥絮凝，并确保刮泥效果。3.8.3污泥脱水机房设计项目工程设备中的两台污泥脱水和过滤机全部设备采用一台dyq型机油带式自动压榨污泥过滤机，根据污泥流量大小选用一台dyq1500b型机油带式自动压榨污泥过滤机。脱水机房平面尺寸为L×B=（10.0×8.0）m2。3.9污水厂高程水力计算1）污水高程水力计算初步设计时应按照规定的标准对水头流量和损失区间进行估算，如表3.3。表3.3构筑物自身水头损失构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m格栅0.25调节池0.20UASB0.30SBR0.30：：提升泵站前的高度损失格栅水头损失：取值为0.25m提升泵房（集水池）→格栅的水头损失：：局部水头损失：合计：0.04+0.26+0.25=0.55m调节池→提升泵房（集水池）：沿程水头损失：局部水头损失：调节池水头损失：取值为0.2m合计：0.03+0.21+0.2=0.44mUASB→调节池：管道沿程损失：管道局部损失：UASB池的水头损失：取值为0.3mSBR→UASB：管道沿程损失：管道局部损失：SBR池的水头损失：取值为0.3m合计：0.3+0.13+0.48=0.91m清水池→SBR：管道沿程损失：管道局部损失：清水池水头损失：取值为0.2m合计：0.2+0.18+0.21=0.59m消毒池→清水池：管道沿程损失：管道局部损失：消毒池水头损失取0.2m合计：0.16+0.21+0.2=0.57m消毒池→巴氏计量槽管道沿程损失：合计：2.16m污水处理结构的高度损失计算如表3.4所示。表3.4污水处理结构的高度损失计算名称参数沿线方向的损失（m）全部或局部的损失(m）总损耗（m）终结点的水面相对高度（m）巴氏计量槽至消毒池L=400m，i=0.54%2.1602.16-0.2消毒池至清水池L=30m，i=0.54%消毒池水损为0.2m0.160.210.570.87清水池至SBRL=30m，i=0.59%清水池水损为0.2m0.180.210.591.46SBR至UASBL=55m，i=0.65%SBR水损为0.3m0.360.480.912.37UASB至调节池L=20m，i=0.64%UASB水损为0.3m0.130.230.663.03调节池至提升泵（集水池）L=5m，i=0.59%调节池水损为0.2m0.030.210.443.47提升泵（集水池）至格栅L=5m，i=0.74%格栅水损为0.25m0.040.260.554.022）各构筑物高程计算如下：消毒池水面标高=710.00-0.20=709.80m；池底标高=710-2.00=708m池顶标高=710+0.20+0.20=710.4m。故采用地下结构清水池水面标高=709.8+4.00=713.8m；池底标高=713.8-6.00=707.8m池顶标高=713.8+0.3=714.1m；故采用半地下结构SBR反应池水面标高=713.8+3=715.8m；池底标高=715.8-5.5=710.3m池顶标高=715.8+0.3=716.1m；故采用地上结构UASB反应池水面标高=716.1+3=719.1m；池底标高=719.1-5=714.1m池顶标高=719.1+0.3=719.4m；故采用地上结构调节池水面标高=719.1+4=723.1m；池底标高=723.1-5=718.1m池顶标高=723.1+0.2=723.3m；故采用地上结构合建泵房（集水池和泵合建）水面标高=723.1-7.5=715.6m；池底标高=723.1-10=713.1m池顶标高=715.6+0.2=715.8m；故采用地上结构格栅水面标高=715.6+0.4=716m；池底标高=716-2=714m池顶标高=716+0.25=716.25m；故采用地上结构3.10污泥处理站高程水力计算1）UASB－集泥井uasb的排泥车排泥物进入总量最高限制速度为4.22m3/h，需要在一小时内全部将泥排完，且按照正常车运行的排泥方式依次对泥进行顺序排泥。则uasb污水反应池的管道排放污泥排水管长度标高大约为-5.02m。管路流量：Q=4.22m3/h=0.012m3/s管径：d=200mm，流速密度v=1.2m/s，1000i=8.1；地下管线管道总长：l=80m.则沿程水头损失为：局部水头损失为：uasb钻井排污污泥管在集合式钻井排污污泥管钻井的进出口管道处的物理高程的高度根据公式确定：-5.02-0.65-0.06=-5.73米2）SBR——集泥井sbr的总量排泥速度施工过程总量排泥限制速度为1.9m3/h，需要在一小时内全部水泥排完，且按照正常有序运行的排泥方式依次有序进行人工排泥。则坑坑sbr池的基层集泥混凝土地面和坑坑的泥土基底基层标高应该是-4.63米。：：从集泥井到脱水污泥池和浓缩池的总流量损失可以计算如下：2，1+0，3=2，4米浓缩池被埋在2.0米深处，以方便人工搬运。根据上述测量和计算，我们清楚地知道，这个区域的污泥处理电梯和泵的实际扬程应该是：污泥处理结构的处理高度计算公式表3.5概述了处理高度计算公式。表3.5污泥处理结构的处理高度计算公式总表名称设计流量m3/h管径mmi‰Vm/s管长m沿程损失m局部损失mm合计mUASB至集泥井4.222000.0081.280.00.650.060.71SBR至集泥井1.91500.0181.11001.840.061.90集泥井至污泥浓缩池6.72500.0071.230.02.100.302.404投资估算4.1污水处理厂生产管理及人员安排污水处理厂采用三班倒制度。具体的管理结构和工作人员数量见下表：表4.1工作人员表人员工程编制各个生产岗位及部门班/日人/工程班固定员（人）行政管理与后勤厂长、副厂长122办公室222财务、统计222司机及勤杂212生产、技术人员污泥脱水236生产运行与管理339化验室122辅助生产机电、设备维修326合计314.2投资估算1.直接费土建费钢筋混泥土量：该主体结构的建筑主体三层建筑结构是一个单层钢筋混凝土三层框架结构，墙厚250mm，池塘的底层厚300mm。则各类型建筑主体结构的基本总体体积钢筋混凝土的建筑体积可用公式表示为：格栅间：(3.25×0.83)×0.3+(3.25×0.83)×0.25+(3.25×1.99×2)×0.25+(0.83×1.99×2)×0.25=5.54m3提升泵房：（8×6×0.3）+（8×6×0.25）+（8×8×0.25×2）+（6×8×0.25×2）=82.4m3调节池：（20.8×10×0.3）+（20.8×5×0.25×0.2）+（10×5×0.25×2）=92.6m3UASB反应池：（（10×7.14×0.3）+（10×5×0.25×2）+（7.14×5×0.25×2））×6=385.62m3SBR反应池：（（18.2×9.1×0.3）+（18.2×5.5×0.25×2）+（9.1×5.5×0.25×2））×4=497.952m3鼓风机房：（10×8×0.3）+（10×8×0.25）+（10×5×0.25×2）+（8×5×0.25×2）=89m3清水池：（21.76×15.32×0.3）+（21.76×6×0.25×2）+（15.32×6×0.25×2）=211.25m3消毒池：（5×11×0.3）+（5×2.3×0.25×2）+（11×2.3×0.25×2）=34.9m3加氯间：（4×9×0.3）+（4×9×0.25）+（4×3×0.25×2）+（9×0.25×3×2）=39.2m3集泥井：（4.5×3×0.3）+（4.5×3.5×0.25×2）+（3×3.5×0.25×2）=17.18m3污泥浓缩池：（3.14×4.95×4.95×0.3）+（3.14×9.9×5.85×0.25）=68.55m3污泥脱水机房：（10×8×0.3）+（10×8×0.25）+（10×3×0.25×2）+（8×3×0.25×2）=71m3故污水处理厂构筑物混凝土总量（考虑到沟渠用混凝土所以加200m3）：V=5.54+82.4+92.6+385.62+497.952+89+211.25+34.9+39.2+17.18+69.55+71+200=1796.2m3土壤挖方和填方量：挖方量为1000m3填方量为500m3开挖需要500m3以上的填方。因为土石方量很小，它被用来加高工厂现场的建筑物和附属结构的土壤。工厂中这些建筑物的面积为6788.5立方米，相当于0.1米的填充高度。土壤基本上是合适的，不需要从工厂中移除。附属构筑物面积：综合楼（三层）：50×20×3=3000m2；食堂（两层）：30×10×2=600m2；宿舍（两层）：30×20×2=1200m2；鼓风机房：10×8=800m2；污泥脱水车间及集泥井：10×8+4.5×3=93.5m2；机修房、配电间：20×10=200m2；故附属构筑物总面积为：A=3000+600+1200+800+93.5+200+500+20+375=6788.5m2污水和淤泥管道。废水管道的长度：钢筋混凝土管，长480米，DN400污泥回流管道的长度：通常为钢管，长度500米，DN400剩余污泥管道的长度：钢管，100米长，DN200管道剩余部分的长度：加强型聚丙烯异型排水管，长度1000米，DN400公共工程。厂区道路面积：5000平方米预拌混凝土的体积：5000×0.3=1500立方米种植面积：10000平方米雨水管道：1000米。400米DN350，600米DN300照明线：1000米根据《国家市政工程统一预算定额》（2010年），钢筋混凝土的成本估计为每立方米1，200美元，现场开挖法按每立方米100美元的长度计算，地面及其直接附属的主体构筑物以每平方1300元的米为长度基准，道路钢筋混凝土排水管以每立方400元的米为长度基准，DN400钢筋混凝土排水管以每米300元的米为长度基准，DN400钢管以每米250元的米为长度基准，DN200钢管以每米200元的米为长度基准，DN400增强板用聚丙烯模压式管道排水管以每米200元为基计，DN350钢筋混凝土按每米200元的长度标准计，DN300钢筋混凝土按每米150元的长度标准计，地面建筑绿化以一年每平方米100元的长度标准计，工厂照明是基于每米建筑长度100元的费率，则：表4.2土建费用计算构筑物钢筋混凝土费用：挖填方费用：地面附属建筑物建设费用：厂区道路混凝土费用：绿化费用：雨水管网建设费用：照明线路费用：污水管线：回流污泥管线：剩余污泥管线：其余管线：1796.2×1200=215.54万元1000×100=10万元6788.5×1300=882.5万元1500×400=60万元10000×100=100万元400×200+600×150=17万元1000×100=10万元480×300=14.4万元500×250=12.5万元400×200=8万元1000×200=20万元合计：1349.94万元此处，污水处理厂在旧址内对于征用50000平方米的土地，按每平方米600元的设计成本计算，50000×600=3000万元，因此，建设项目的总成本：故土建工程总费用：1349.94+3000=4349.94万元（2）机械设备费用表4.3机械和设备的名称、数量和价格名称型号产品数量单位总价（万元）合计订货额（万元）格栅GLGS123型1台1010污泥泵及配电设备150WL-145-103台515UASB设备-6套1060SBR设备-4套1560鼓风机设备-1套2020消毒池设备-1套1010加氯间-1套55污泥处理设备-1套2020各种药剂、试剂3办公设备、资料柜5厂区娱乐设施10合计218工厂办公室总共有六套电脑和辅助设备，每套费用为20000元，共计120000元。中央控制室的一套控制设备需要200万人民币。建设总投资预计为50万元人民币，网络中会使用监测供水、水位和地下水质量的设备和仪器。在污泥回流泵站安装1套超声波液位差仪。1套用于残余污泥测量的磁力流量计。安装在烟囱总管出口处的一根总管装有总管压力气体传递流量温度计1套、1个压力气体传输流量计设置在主管室。2套电磁流量计，用于配料和测量污泥脱水。1套实时分析仪用于测定COD，1套实时分析仪用于测定次氯酸盐消毒池出水中的NH4+-N。1套超声波液位计，用于巴氏计量罐。此外，污水处理厂还配备了一套特殊的应急电力设施和设备（主要包括输电和变电站连接线），一条备用应急电源线和一条输电线路，预计项目投资规模为150万元。设备累计费用：218+12+200+50+150=630万元直接费用=4349.94+630=4979.94万元2.间接费3.第二部分费用第二部分费用=直接费用×10%=4979.94×10%=497.994万元4.工程预备款工程前期准备款=（第一部分费用+第二部分费用）×10%=（4979.94+497.994）×10%=547.79万元5.总投资总投资=第一部分费用+第二部分费用+工程预备=4979.94+497.994+547.79=6025.724万元5设备选择和考虑5.1设备的选择表5.1设备选择1、厂商的选择：所有网络设备尽可能选取同一厂家的产品，这样在设备可互连性、协议互操作性、技术支持和价格等方面都更有优势。从这个角度来看，产品线齐全、技术认证队伍力量雄厚、产品市场占有率高的厂商是网络设备品牌的首选。2、扩展性考虑：在网络的层次结构中，主干设备选择应预留一定的能力，以便将来扩展，而低端设备则够用即可，因为低端设备更新较快，且易于扩展。其交换结构也应能根据网络的扩容灵活地扩大容量。其软件应具有独立知识产权，应保证其后续研发和升级，以保证对未来新业务的支持。3、可靠性：由于升级的往往是核心和骨干网络，其重要性不言而喻，一旦瘫痪则影响巨大。4、可管理性：一个大型网络可管理程度的高低直接影响着运行成本和业务质量。因此，所有的节点都应是可网管的，而且需要有一个强有力且简洁的网络管理系统，能够对网络的业务流量、运行状况等进行全方位的监控和管理。5、安全性：随着网络的普及和发展，各种各样的攻击也在威胁着网络的安全。不仅仅是接入交换机，骨干层次的交换机也应考虑到安全防范的问题，例如访问控制、带宽控制等，从而有效控制不良业务对整个骨干网络的侵害。6、QoS控制能力：随着网络上多媒体业务流（如语音、视频等）越来越多，人们对核心交换节点提出了更高的要求，不仅要能进行一般的线速交换，还要能根据不同的业务流的特点，对它们的优先级和带宽进行有效的控制，从而保证重要业务和时间敏感业务的顺畅。7、标准性和开放性：由于网络往往是一个具有多种厂商设备的环境，因此，所选择的设备必须能够支持业界通用的开放标准和协议，以便能够和其他厂商的设备有效地互通。5.2设备选型考虑因素表5.2设备选择因素1、设备保证产品质量的程度。2、设备生产效率的高低。3、设备消耗能源及原材料的高低。4、设备的可靠性、耐用性程度。5、设备运行的安全性保证程度。6、设备的成套性。7、设备对品种和作业条件变化的适应性。8、设备投产后的经济效益。6结论通过对高浓度乳品污水的水质和水量特征以及当前处理工艺的分析和调查，表明该高浓度乳品污水处理系统采用的UASB+SBR组合工艺是稳定的，能够承受高浓度乳品污水和高水量波动对污水处理系统的影响。该高浓度乳品废水处理系统的工艺设计以处理量5000m3/d、COD含水量5000mg/l和水质条件为基础，通过详细的理论计算，在满足出水要求的前提下，确定各构筑物和反应器的尺寸和标高，对今后的实际工程设计具有重要意义。具体研究包括：（1）经过对高浓度乳品废水的分析和总结，提出处理高浓度乳品废水的工艺为UASB+SBR，通过采用这种组合工艺，配合具体的工程设计，使废水出水达到一级排放标准；（2）工艺确定后，应根据确定的水量、水质以及废水工艺、设备、结构的定型和定型，广泛征求意见，进行工程设计，工程设计的范围应包括：表6.1本次设计内容①格栅包括栅条的安装宽度、间隙和渠道深度、安装时的倾角、栅槽的安装宽度、栅条之间的渠道间隙深度系数、进入进出口处的渠道渐宽段的连接长度、槽与其进入口处的渠道相互连接入口处渐窄段的连接长度、栅槽总高度、栅槽总长度等；②提升泵房尺寸和集水池尺寸等；③调节池的停留时间、数量、尺寸等；④uasb三相反应器的整体结构设计，包括三相水力的连续停留时间、反应器的整体数量、三相水力分离器的整体结构设计、单个三相反应器的整体容积、尺寸、布水器的设计、沼气设计系统、排泥设计等；⑤sbr反应器的设计和数量的计算，sbr池体的数量、水力停留时间、单体容积、尺寸、需氧量及曝气系统的设计、供气量计算、布气系统的计算、排泥系统的设计、鼓风机房布置等；⑥清水池的建筑设计和尺寸的测量：主要包括清