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1、徐州工业职业技术学院水处理设施设计与运行课程设计报告 题目 薯干酒精废液处理设施初步设计 时间2012/2013学年1学期17-18周 班级 姓名 序号 指导教师 2012年12月18日目录一、原水1二、设计目标1三、处理工艺及原理1（一）方案流程图1（二）带控制点工艺流程图3（三）工艺过程及工作原理5四、设备和构筑物的设计与计算61、沉淀过滤池62、调节池73、引水罐84、分水器96、缓冲池187、平流沉淀池198、活性污泥曝气池219、竖流沉淀池2210、接触氧化池2411、斜管沉淀池2512、污泥浓缩池27五、高程布置29六、标准设备、仪表技术要求30七、总结31参考文献：32一、原水
2、原污水含酒糟（纤维素、植物蛋白）、酒精、杂醇、多糖、菌蛋白等，浑浊，呈棕黄色。BOD5=24000mg/L，COD=40000mg/L，SS=18000mg/L，PH=4.0。为高浓度、高温度、高悬浮物的可生化性较强的有机污水。污水经城市管网排入城镇污水处理厂。 二、设计目标1. 处理水量为300m3/d、2. 出水达到国家污水综合排放标准（一级)，控制项目BOD5CODSSPH200mg/L350mg/L200mg/L69三、处理工艺及原理（一）方案流程图沼气 空气罗茨风机泵（2） 酒糟 水封 回流原水沉淀过滤池调节池引水罐泵（1）分水器UASB缓冲池 平流沉淀池活性污泥曝气池竖流沉淀池接触
3、氧化池斜管沉淀池出水 污泥 污泥 污泥 污泥 泵（3） 泵（4） 泵（5） PAM 上清液 泵（6）污泥浓缩池泵（7）混合器离心脱水机泥饼 滤液说明：（1）沉淀过滤池停留时间t=3天，SS去除率=50-60，COD去除率=40-50，出水COD=20000mg/L,SS=7000mg/L。（2）UASB的COD和SS去除率=80-85，出水COD=3000mg/L,SS=1050mg/L。（3）平流沉淀池出水COD=2400mg/L，SS=200mg/L。（4）活性污泥曝气池的COD去除率为90，出水经沉淀后COD=240mg/L,SS=80mg/L。（5）接触氧化池的COD去除率=80，出水
4、经沉淀后COD=48mg/L，SS=10mg/L。（二）带控制点工艺流程图（三）工艺过程及工作原理原水进入沉淀过滤池水中的悬浮物质在重力作用下下沉，从而与水分离排出酒糟，通过调节池对水量和水质进行调节，调节节污水pH值、水温，进入引水罐，通过泵1进入分水器进行分水，进入UASB去除有机污染物污泥沉淀，通过缓冲池减缓水流，部分污水在回流作用下进入泵2回流到到分水器中，剩余的进入到平流沉淀池分离水中悬浮颗粒污泥沉淀进入活性污泥曝气池，曝气池为活性污泥中的好氧微生物提供氧气使其分解污水中的有机物，从曝气池排出进入到竖流沉淀池进行分离水中悬浮颗粒沉淀污泥，罗茨风机鼓入空气到活性污泥曝气池和接触氧化池稳
5、定工作特性，污水进入到接触氧化池利用氧化池中填料上生长的氧化膜及污水中还存在着的微生物对污水中的污染物净化。，进入到斜管沉淀池分离悬浮物颗粒，使水质得到澄清，出水UASB、竖流沉淀池、平流沉淀池沉淀污泥通过泵3泵4泵5进入到污泥浓缩池上清液通过泵6回流到调节池，剩余污泥从浓缩池排出通过泵7进入混合器投加混凝剂，液氯及酸碱中和使其瞬间快速高效混合，通过离心脱水机使固液分离，滤液回流到调节池，泥饼排出。（四）在线检测与控制策略检测泵（1）的流量用电磁流量计进行监测，检测值传输到计算机上，并与计算机上显示数值进行比较，检测值小于设定值使水泵加快，检测值大于设定值使水泵减慢。部分通过泵（2）回流调节P
6、H值，用PH试纸检测PH值。接触氧化池的量控制在23，利用溶解氧传感器检测溶解氧的量，若溶解氧的大小与设定值不同，则手动调节罗茨风机的风量，改变溶解氧的大小。播放播放器加载中.正在发送.此邮件已成功发送。再回一封四、设备和构筑物的设计与计算1、沉淀过滤池1、设计参数 t=2h h=o.8m2、设计流量：300 m3/d=12.5 m3/h3 沉淀过滤池的有效容积v V=Qt=12.5x2=25 m34沉淀过滤池面积 ss=v/h=25/0.8=31.25m5沉淀过滤池的长、宽L=B=5.6m如图:2、调节池采用钢筋混凝土结构，埋地设置1、设计参数水力停留时间T=6h（6h8h）2、设计流量：3
7、00 m3/d=12.5m/h设计计算(1)调节池有效容积V=QT=12.56=75 m3(2)调节池水面面积取池子高度2.5m,超高0.5m有效水深h=2m (2m4m)则池面积A=V/h=75/2=37.5m3(3)调节池的尺寸池宽取8m则长L=37.5/8=4.7m池子总高度H=2+0.5+2=4.5m 壁厚度取0.1m如图: 3、引水罐（1）进水流量Q=300=12.5管径取d=0.2m （2）引水罐面积A=Q/u=12.5/12= 1.o4 u取0.5m/s=12m/h（3） 进水容积 引水高h=2m， R=0.2m=Rh=3.140.20.22=0.2512（4）引水罐容积V=50
8、=0.251250=12.56引水罐直径取d=2m （5）引水罐高H=V/d0=12.56/(3.1412)m=4m（6） 引水罐示意图： 4、分水器将堰口设计成如右图所示h1堰口底部到水面距离，h1=0.025m.h2堰口底部到堰顶距离，h2=0.05m.q=1.418*10-4m3/s,水的停留时间t=2min。L1挡板宽度，L1=0.5m。将分水器设计为正方体。L2分水器的棱长，L2=0.5m，i0分水器与内壁及分水器序列之间的距离，i0=0.2m，i0壁厚，i0=0.1m1. 1.所需设堰口数n1=Q/q=300/24/3600/(1.418*10-4)=25个2. 2.分水器的个数n
9、2=n1/2=25/2=12个将分水器平均分成4列，每列设3个分水器。3. 3.分水器的有效体积V=Qt=300/(243600) 120=0.42m34. 4.分水器的总体积V总=（0.54+0.27+0.12）3=46.67m35. 5.分水器的有效面积A=（0.54+0.27）2=11.56m26. 6.分水器的总面积A总=（0.54+0.27+0.12）2=12.96m2.如图：5、UASB 式中 则：计算已知： 根据一般情况下长宽比为2:1，则将UASB设计成长方形池子，布水均匀，处理效果好。实际表面水力负荷为 则满足设计要求4）三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图设计说明三相
10、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。沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计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净水的,故取=0.02g/cms由斯托克斯公式可得气体上升速度为： =则： , 因为 ,所以满足设计要求，可以脱除直径等于或大于0.01cm 的气泡。(3)三相分离器与UASB 高度设计 三相分离区总高度： 为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。； 则： 即：UASB 总高H
11、= 8.7m，沉淀区高2.6m，污泥区高1.5m，悬浮区高1.1m，超高0.5m。如图: 6、缓冲池1已知进水量Q=300 m3 /d=12.5 m3 /h 设 t=10min=0.17h 2 池子体积V V=Qt=12.5o.17=2.125 m3 3池子长、宽、高L=B=H=1.29m如图: 7、平流沉淀池1流量：平均日流量300m3 /d=12.5 m3 /h2沉淀池总表面积计算由 设表面负荷为：q=1.2 m3 /(m2 h)Q=300m3 /d=12.5 m3 /hA=Q/q=12.5/1.2=10.42m23沉淀池有效水深计算取沉淀时间为 t=2.0 hh2=qt=1.22.0=2
12、.4 m4沉淀部分有效容积计算V1=Qt=12.52.0=25m35池长 设v=4 mm/sL=vt3.6=42.03.6=29 m6池子总宽度B=A/L=10.42/29=0.36 m7池子个数计算 设每池格的池宽b=0.3mn=B/b=18校核池的长宽比、长深比长宽比：L/b=10.42/0.3=34.74 符合要求长深比：L/h=29/2.4=12 符合要求9沉淀池的总高度-超高，采用0.30.5m；-沉淀区高度，0.6m;-污泥部分高度m，取1mH=h1+h2+h3+h4=0.3+2.4+0.6+1=4.3 m沉淀池总长度L=0.5+0.3+29=29.8 m如图:8、活性污泥曝气池尺
13、寸为：300050004500mm ,1座，半地上，钢砼结构。（1）曝气池有效容积（V）V=QC (COD)/Nv=300m3/240.4=5 m3式中Nv -为污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS.d)C-COD浓度0.4kgCOD/ m3/h（2）面积A=V/h h为水深取4米 池宽B取4米则B/H=1:1在范围（12）长 L=A/B=3.515/4=0.79m设两个廊道廊道长 L/2=0.79/2=0.395m超高取0.5米则总高度H=4+0.5=4.5m隔膜曝气头直径约为250毫米，服务面积为0.4平方每个左右即每平方米水面需要2.5个曝气头才能达到较好的混合效果，计算曝气头的用量。
14、N=A/Ao=3.515/0.4=8.89个式中N-曝气头用量，个A 曝气池水面积，平方米Ao曝气头服务面积，平方米个隔膜曝气头的工作风量为23立方米每个每小时供气量G=ng=92.5=22.5g-每个曝气头的工作风量取2.5m3/(个/h)如图:9、竖流沉淀池中心筒内流速0.03m.s-1，反射锥倾角17，喇叭口底与反射锥间缝隙流速0.02m.s-1，污泥最大回流比60%，表面负荷率1.0m3.m-2.h-1，停留时间1.5h，泥斗倾角55。1.中心筒直径：d0 =2Qmax/(0.785u0)1/2=(2300)/(0.7850.03243600)1/2=0.54m=540mm断面积：f=
15、0.785 d02 =0.7850.542 =0.229m22.喇叭口直径：d1=1.35 d0 =1.350.54=0.729m高：h1= d0 =0.54m3.喇叭口底与反射锥间缝隙高：h3=2Qmax/u3d1=(2300)/(0.022436003.140.729)=0.152 m4.反射锥锥底直径：d2=1.3 d1 =1.30.729=0.9477m高度h2=tg17d2/2 =tg171.2/2=0.142m5.沉淀区面积：F=Qmax/q=300/24/3.0=4.17m26.沉淀池直径：D=(f+F)/0.7851/2=(0.229 +4.17)/0.7851/2=2.66m
16、7.有效水深：h2=qt=3.01.5=4.5m，D/h2=2.66/4.5=0.59=3（合理）8.泥斗高度：锥底直径0.05m，h5=1/2 (D-d)tg=1/2(2.66-0.05)tg55=1.87m9.缓冲层高度：h4=0.30m10.出水齿 深20mm直角堰齿单齿流量：q0=1.343h02.47=1.3430.012.47=1.54210-5m3.s-齿数n=Qmax/q0,=300/24/(36001.54210-5)=225个，齿间距d=D/n=3.142.66/372=0.02m如图 10、接触氧化池（1）氧化池有效容积（填料层体积）： （2)氧化池面积： 有效水深h=3
17、.0m A=V/h=60/3.0=20（m） （3)氧化池分为两座，每池2格单池面积： f=A/N=20/2=10 池单格面积： a=f/n=10/2=5(m2) 池平面尺寸： 单格尺寸长取4m，格宽22/4=5.5m 单格尺寸为：4m5.5m （4)池深 H=H+h1+h2（m-1）+h3+h4+h5 =3+0.6+0.5+0.3(3-1)+1.5=6.2m如图:11、斜管沉淀池1、进水量颗粒沉降速度2、设计参数（1）有效系数 表面负荷取 （1.53）（2）清水区上升速度（3）采用塑料片感压六边形蜂窝管 管厚 边距 水平倾角3、沉淀池水表面积4、沉淀池有效水深5、斜管的长度(1)管内流速：（
18、2）斜管长度（3）考虑管端紊流，积泥等因素，过渡区采用250mm（4）斜管总长 按1000mm计，即6、池子高度（1）采用保护高度0.3m（2）清水区 3m（3）布水区 1.5m（4）穿孔排泥斗高（5）斜管高度 (6)池子总高 H=0.3+3+1.5+2.32+0.87=7.99m 如图: 12、污泥浓缩池1采用重力浓缩法，此处污泥种类为混合污泥。设计参数如下：1)进泥含水率 W1:P1=98%99% 取P1=99%2)出泥含水率 P2=94%96% 取P2=94%3).水力负荷 q=4.010.0 m3/(m2d),取q=5.0 m3/(m2d)4）.固体通量 M=2580 kg/(m2d)
19、,取M=46.5 kg/(m2d)5）.溢流 TSS/(mg/L)=300800(mg/L)2.污泥浓度的计算 （污泥浓度按1000kg/m3计)当污泥含水率65%,污泥浓缩后，体积重量比原体积重量含水率之间的关系为V1:V2=W1:W2=(100-P2):(100-P1)=C1:C2式中 V1，W1，C1 污泥含水率为P1时的污泥体积、重量与固体浓度V2，W2，C2 污泥含水率为P2时的污泥体积、重量与固体浓度由P1=99% 得C1=(1-P1)*103=(1-0.99)*103kg/m3.同理，由P2=94% 得C2=60kg/m3.3污泥池面积污泥通量 M=50kg/(m2d)A=QC/
20、M=(30010)/46.5=64.52m2采用两个浓缩池（n=2) 有A1=A/n=64.52/2=32.26m2.浓缩池直径D=(4A1/)= (432.26)/=6.41m4浓缩池面积取浓缩时间T=16h,则有效水深为h2=TQ/24A=(16300)/(2464.52)=3.099m3m 符合规定池底坡度造成的深度：采用刮泥机，池底坡度为0.01，则h4=DI/2=(6.410.01)/2=0.03205m泥斗高度h5 取圆锥下部直径为2m，污泥斗斜壁与水平的夹角为450，则h5=(6.1-2)tan450/2=2.05m取超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，则浓缩池总深度为
21、H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.099+0.3+0.03205+2.05=6.1m 如图: 五、高程布置六、标准设备、仪表技术要求序号名称数量技术要求1罗茨风机22、罗茨风机采用三叶罗茨风机，采用双头油箱冷却，带水冷却循环装置。3、罗茨风机轴承采用原装进口的SKF或NSK轴9、设备的泄漏、振动和噪音符合国家标准。10、设备铭牌必须符合国家现行标准，固定牢靠。4、风机设计使用寿命不低于12年。2水泵21、 设备制造和材料符合国家及部颁的有关行业标准和规定。2、 提供设备必须是全新的、成熟的、安全可靠的、技术先进以及完整的水泵设备。3、 泵的额定工作点应在泵的高效区域：选择的叶轮尺寸
22、应尽量小于所选用的泵可选用最大叶轮尺寸。4、 在距离工作点1米处侧得噪声小于85分贝3溶解氧传感器11、显示方式：数码管LED显示2、量程范围：容氧020mg 温度：040摄氏度3、工作环境：0-45摄氏度 相对湿度小于100RH4、温度补偿：040摄氏度稳定性：=2% 重复性：=2% 响应时间：=30S5、输出阻抗：14M欧6、测量范围：020mg7、使用寿命：2年4电磁流量计11、必须符合国家相关标准、规范要求2、电极材料316L不锈钢；密封材料氯丁橡胶3、流量计公称压力=1.0MPa4、电源220V AC, 50HZ, 功率=30W5、电磁流量计累计无故障运行时间应不少于10000h6、
23、流量计密封性良好七、总结1原污水含酒糟（纤维素、植物蛋白）、酒精、杂醇、多糖、菌蛋白等，浑浊，呈棕黄色。BOD5=24000mg/L，COD=40000mg/L，SS=18000mg/L，PH=4.0。为高浓度、高温度、高悬浮物的可生化性较强的有机污水。污水经城市管网排入城镇污水处理厂。2出水达到国家污水综合排放标准（一级)，控制项目为BOD5200mg/L、COD350mg/L、SS200mg/L、PH69。3处理工艺：原水进入沉淀过滤池水中的悬浮物质在重力作用下下沉，从而与水分离排出酒糟，通过调节池对水量和水质的进行调节，调节污水pH值、水温，进入引水罐，通过泵1进入分水器进行分水，进入U
24、ASB去除有机污染物污泥沉淀，通过缓冲池减缓水流，部分污水在回流作用下进入泵2回流到到分水器中，剩余的进入到平流沉淀池分离水中悬浮颗粒污泥沉淀进入活性污泥曝气池，曝气池为活性污泥中的好氧微生物提供氧气使其分解污水中的有机物，从曝气池排出进入到竖流沉淀池进行分离水中悬浮颗粒沉淀污泥，罗茨风机鼓入空气到活性污泥曝气池和接触氧化池稳定工作特性，污水进入到接触氧化池利用氧化池中填料上生长的氧化膜及污水中还存在着的微生物对污水中的污染物净化。，进入到斜管沉淀池分离悬浮物颗粒，使水质得到澄清，出水UASB、竖流沉淀池、平流沉淀池沉淀污泥通过泵3泵4泵5进入到污泥浓缩池上清液通过泵6回流到调节池，剩余污泥从
25、浓缩池排出通过泵7进入混合器投加混凝剂，液氯及酸碱中和使其瞬间快速高效混合，通过离心脱水机使固液分离，滤液回流到调节池，泥饼排出。4该工艺切实可行。 参考文献：1王金梅，薛叙明.水污染控制技术 第二版. 化学工业出版社. 2012-06. 2伊学农 主编，王晓，毕桂军，王强 副主编.污水处理厂运行与设备维护管理. 化学工业出版社. 2011-02. 3中国环境保护产业协会水污染治理委员会小城镇污水处理技术装备实用指南化学工业出版社，2007-9第1版，4纪轩水处理技术与管理知识问答丛书中国石化出版社，2008-03-01，5陶俊杰，于军亭，陈振选城市污水处理技术及工程实例第二版北京：化学工业出版社，2005-06，6买文宁生物化工废水处理技术及工程实例第一版北京：化学工业出版社，2002-07，7李颖环境工程CAD北京：机械工业出版社，2010-06，8张辰，范建伟，金招丰。污水处理组合工艺及工程实例，北京，环境科学与工程出版中心，2003， 9中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-96）一级排放标准；10给水排水设计手册建筑给水排水11给水排水设计手册3城镇给水12中国环境保护产业协会水污染治理委员会小城镇污水处理技术装备实用指南化学工业出版社
