廢水處理生物接觸氧化池設(shè)計(jì)

1、 1水污染控制工程水污染控制工程課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題 目 廢水處理生物接觸氧化池設(shè)計(jì) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 完成日期 目 錄一、前言一、前言 .41.1 制革工藝簡(jiǎn)介.41.2 生物接觸氧化法.5二、設(shè)計(jì)任務(wù)二、設(shè)計(jì)任務(wù) .5三、工藝流程選擇三、工藝流程選擇 .63.1 工藝流程圖.63.2 工藝流程說(shuō)明.6 2四、設(shè)計(jì)說(shuō)明四、設(shè)計(jì)說(shuō)明 .7五、工藝設(shè)備計(jì)算五、工藝設(shè)備計(jì)算 .75.1 生物接觸氧化池池體的設(shè)計(jì).85.1.1生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積） （V）.85.1.2生物接觸氧化池的總面積（A）和池?cái)?shù)（N）.85.1.3生物接觸氧化池的池深（h）.85.1.4生物

2、接觸氧化池內(nèi)有效停留時(shí)間（t）.95.2 供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì).95.2.1需氧量（Oa）.95.2.2供氣量（Qa）.95.2.3布?xì)馄髟O(shè)計(jì).105.3 二沉池的計(jì)算.115.3.1沉淀區(qū)表面積（A）.115.3.2沉淀區(qū)有效水深（h2）.115.3.3沉淀區(qū)有效容積（V）.115.3.4沉淀池總長(zhǎng)度（L）.115.3.5沉淀區(qū)的總寬度（B）.115.3.6污泥斗的容積（V）.125.3.7沉淀池的總高度（H）.12六、主要構(gòu)筑物圖六、主要構(gòu)筑物圖 .13七、小結(jié)七、小結(jié) .14八、參考文獻(xiàn)八、參考文獻(xiàn) .14九、圖紙附件九、圖紙附件 .14 3一、一、前言前言1.1 制革工藝簡(jiǎn)介制革工藝簡(jiǎn)介皮革

3、工業(yè)是具有悠久歷史的傳統(tǒng)行業(yè)，由于其獨(dú)特的衛(wèi)生性能和力學(xué)性能，特別適合于穿、用等方面，備受人們青睞。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，在“全球經(jīng)濟(jì)一體化”的影響下，我國(guó)的皮革工業(yè)得到了快速發(fā)展，已成為我國(guó)向全球供應(yīng)商品的出口創(chuàng)匯產(chǎn)業(yè)，但目前制革行業(yè)的發(fā)展受到兩大因素的制約：綠色技術(shù)性貿(mào)易壁壘 和 制革制革“三廢三廢”對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染。制革加工的過(guò)程是借助化學(xué)、機(jī)械、生物等手段，將原料皮中除膠原蛋白之外的其他成分，如毛、表皮、油脂、纖維間質(zhì)等逐步清除，并適度分散膠原纖維，再加入鞣質(zhì)交聯(lián)，加脂劑潤(rùn)滑，著色劑染色，涂飾劑涂飾的過(guò)程。換言之，制革就是以化工手段為主對(duì)天然高

4、分子材料加工處理的過(guò)程，是在保持膠原纖維基本結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行的多相非均質(zhì)的化學(xué)物理變化過(guò)程。統(tǒng)計(jì)資料表明，皮革生產(chǎn)只有原皮質(zhì)量的 25%-30%的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為成革，其余的則成為固體廢物和污染物；鉻鹽鞣制時(shí)只有 60%-70%的鉻真正起到鞣制作用，可見(jiàn)，制革工業(yè)對(duì)環(huán)境造成的污染是相當(dāng)嚴(yán)重的。制革廢水因含有機(jī)物濃度高、懸浮雜質(zhì)多、水量大及含有毒物質(zhì)而成為輕工行業(yè)較難處理的廢水之一。經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)的調(diào)查，在具有一定規(guī)模的 2300 多家制革企業(yè)中，大約只有不到 10%的企業(yè)采取了不同程度的廢水治理措施 1 。制革行業(yè)廢水污染中排放量最大的是化學(xué)耗氧量（COD） ，其次為懸浮物、5 日生化耗氧量（BOD5

5、） ，另外，S2-、NH3+、Cr3+等的排放量也很大。目前，我國(guó)對(duì)制革廢水的處理遠(yuǎn)達(dá)不到環(huán)境保護(hù)的要求，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變及環(huán)境保護(hù)力度的加大，我國(guó)近幾年因制革廢水未作處理或經(jīng)處理后仍未達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)而被迫關(guān)閉的中小制革廠數(shù)百家，因此，及時(shí)總結(jié)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，研究開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情制革污水處理工藝，具有重要意義。 制革廢水的主要來(lái)源：制革工藝流程中的準(zhǔn)備階段和鞣質(zhì)階段（均在水溶液中化學(xué)處理過(guò)程） 。制革廢水的特點(diǎn)：1、水量大； 2、水量和水質(zhì)波動(dòng)大（間歇排水） ； 3、污染物濃度高，成分復(fù)雜，懸浮物多，色深，含有毒有害物質(zhì)等。 41.2 生物接觸氧化法生物接觸氧化法生物法在處理各種工業(yè)廢水中具

6、有十分重要的地位，因制革廢水中 COD、BOD5含量高，故采用生物法處理廢水效果顯著，其中，生物接觸氧化法具有運(yùn)行費(fèi)用低，處理時(shí)間短，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，體積負(fù)荷高，空氣用量少等明顯優(yōu)勢(shì)。生物接觸氧化法在池中設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中，因此，它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點(diǎn)。生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過(guò)人工曝氣供給。生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生膜的生長(zhǎng)，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外。圖 1.1 生物接觸氧化池本文

7、主要采用生物接觸氧化法對(duì)制革廢水進(jìn)行處理，并對(duì)處理工藝流程進(jìn)行了介紹，完成了工藝流程、平面布置和主要構(gòu)筑物 CAD 圖的繪制，針對(duì)皮革廢水自身的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了處理工藝。二、設(shè)計(jì)任務(wù)二、設(shè)計(jì)任務(wù)某皮革廠生產(chǎn)廢水經(jīng)預(yù)處理后，擬采用好氧生物接觸氧化法處理，廢水日產(chǎn)生量為1000m3/d，原廢水平均 BOD5為 250mg/L。經(jīng)小試取得的設(shè)計(jì)參數(shù)為：容積負(fù)荷率取 1.5 kg BOD5 /(m3d)時(shí)，出水 BOD5為 30mg/L，試設(shè)計(jì)生物接觸氧化池、供氣系統(tǒng)和二沉池，用Auto CAD 畫(huà)出處理工藝流程圖、平面布置圖，并畫(huà)出接觸氧化池及二沉池的設(shè)計(jì)圖。 5三、工藝流程選擇三、工藝流程選擇3.1 工

8、藝流程圖工藝流程圖 圖 3.1.1 制革廢水的處理工藝流程3.2 工藝流程說(shuō)明工藝流程說(shuō)明各工段廢水匯總排放廢水處理站，先經(jīng)旋轉(zhuǎn)式機(jī)械隔柵去除較大顆粒的懸浮固體，如毛、肉渣、革削等，廢水經(jīng)淺層沉砂池后除去較重顆粒后進(jìn)入集水池，后用泵提升到初沉池，經(jīng)沉淀以去除大量的泥沙等無(wú)機(jī)物和部分有機(jī)質(zhì)。初沉池出水進(jìn)行 pH 值調(diào)節(jié)后進(jìn)入預(yù)曝調(diào)節(jié)池，均勻水量、水質(zhì)，并去除部分硫化物及有機(jī)物，再用泵提升到混凝氣浮處理單元進(jìn)一步去除水中的硫化物及部分有機(jī)物?；炷龤飧〕鏊M(jìn)入主處理單元生物接觸氧化池進(jìn)行生物處理，出水再經(jīng)輻流式二沉池沉淀，二沉池出水通過(guò)加藥在終沉池內(nèi)進(jìn)一步沉淀處理，使出水達(dá)標(biāo)排放。生物接觸氧化池剩余

9、污泥排至調(diào)節(jié)預(yù)曝池中，利用污泥活性，吸附分解有機(jī)物，提高廢水預(yù)處理的效果?；炷恋沓亍⒔K沉池污泥輸送至污泥濃縮池，濃縮池和初沉池污泥用泵輸送至干化場(chǎng)，干化污泥外運(yùn)，干化出水回集水池。 6四、設(shè)計(jì)說(shuō)明四、設(shè)計(jì)說(shuō)明生物接觸氧化池工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是計(jì)算填料的有效容積和池子的尺寸，計(jì)算空氣量和空氣管道系統(tǒng)。目前一般是在用有機(jī)負(fù)荷計(jì)算填料容積的基礎(chǔ)上，按照構(gòu)造要求確定池子具體尺寸、池?cái)?shù)以及池的分級(jí)。生物接觸氧化池設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）生物接觸氧化池一般不應(yīng)少于 2 座；（2）設(shè)計(jì)時(shí)采用的 BOD5負(fù)荷最好通過(guò)實(shí)際確定。也可以采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般處理城市污水可用 1.01.8kgBOD5/(m3d)，處理 BO

10、D5500mg/L 的污水時(shí)可用 1.03.0 kgBOD5/(m3d)；（3）污水在池中的停留時(shí)間不應(yīng)小于 12h（按有效容積計(jì)）；（4）進(jìn)水 BOD5濃度過(guò)高時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)出水回流系統(tǒng)；（5）填料層高度一般大于 3.0 m，當(dāng)采用蜂窩填料時(shí)，應(yīng)分層裝填，每層高度為 1 m，蜂窩孔徑不小于 25 mm；當(dāng)采用小孔徑填料時(shí)，應(yīng)加大曝氣強(qiáng)度，增加生物膜脫落速度；（6）每單元接觸氧化池面積不宜大于 25m2，以保證布水、布?xì)饩鶆颍唬?）氣水比控制在(1015)：1。五、工藝設(shè)備計(jì)算五、工藝設(shè)備計(jì)算目前，生物接觸氧化法在國(guó)內(nèi)的污水處理領(lǐng)域，特別在有機(jī)工業(yè)廢水生物處理、小型生活污水處理中得到廣泛的應(yīng)用，

11、成為污水處理的主流工藝之一。作為其中最重要的凈化設(shè)備生物接觸氧化池主要由池體、填料和進(jìn)水布?xì)庋b置組成。生物接觸氧化法的設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括：、生物接觸氧化池池體的設(shè)計(jì)、供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、二沉池的設(shè)計(jì) 75.1 生物接觸氧化池池體的設(shè)計(jì)生物接觸氧化池池體的設(shè)計(jì)5.1.1 生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積）生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積） （V）V = 2 （5-veoLSSQ）（1）= = 146.7 m35 . 130-250*1000）（ 式中：Q設(shè)計(jì)污水處理量，1000m3/d； So、Se進(jìn)水、出水 BOD5，250mg/L 和 30mg/L； Lv填料容積負(fù)荷，1.5kg BOD5

12、/m3（填料）d5.1.2 生物接觸氧化池的總面積（生物接觸氧化池的總面積（A）和池?cái)?shù)（）和池?cái)?shù)（N） A = = = 48.9 m2 0hV0 . 37 .146（5-2） N = = = 2 （5-1AA5 .249 .483） 式中：h0填料高度，3.0m； A1每座池子的面積，24.5m2 故：池的單格平面尺寸為長(zhǎng) 5m，寬 4.9m，單格尺寸為 5m*4.9m5.1.3 生物接觸氧化池的池深（生物接觸氧化池的池深（h） h = h0 + h1 + h2 + h3 （5-4） = 3.0 + 0.5 + 0.5 + 0.5 = 4.5 m 式中：h1超高，0.5m； h2填料層上水深，

13、0.5m； 8 h3填料至池底的高度，0.5m5.1.4 生物接觸氧化池內(nèi)有效停留時(shí)間（生物接觸氧化池內(nèi)有效停留時(shí)間（t） t = = = 0.1467 d （5-QV10007 .1465）5.2 供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為提高氧的利用率，本文中選擇擬定供氣系統(tǒng)：、前提：池內(nèi)氣水順流，氣流和水流均自下向上流經(jīng)填料區(qū)；、鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣；、布?xì)庋b置為多孔管，分布于距池底以上 0.2m 處，孔徑為 5.0mm，孔在管兩側(cè)交錯(cuò)排列 3 。5.2.1 需氧量（需氧量（Oa） Oa = aQ（S0-Se）+bXV （5-6） = 0.75*1000*（0.25-0.03）+ 0.12*4*146

14、.7 = 235.4 kg/d = 9.8 kg/h 式中：a去除每 1kgCOD 的需氧量，0.75kgO2/kgCOD； S0，Se進(jìn)、出口 BOD 濃度，0.25kg/m3和 0.03 kg/m3； Q進(jìn)水量，1000m3/d； b微生物自身氧化系數(shù)，0.12kgO2/kgMLSS； XMLSS 濃度，4kg/m3； V池容積，146.7m35.2.2 供氣量（供氣量（Qa）采用微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底 0.2m 處，淹沒(méi)水深 4.3m，計(jì)算溫度為 30。 9水中溶解氧的飽和度：Cs（20）=9.17mg/L；Cs（30）=7.63 mg/L空氣擴(kuò)散器出口絕對(duì)壓力（Pb）： Pb =

15、 P + 9.8*103 H （5-7） = 1.013*105 + 9.8*103*4.3 = 1.43105 Pa空氣離開(kāi)池面時(shí)，氧的體積分?jǐn)?shù) O： O = 100% （5-)1 (2179121AAEE）（8） = 18.43%式中：EA空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)換效率，對(duì)網(wǎng)狀膜微孔空氣擴(kuò)散器，取 12%20溫度下，脫氧清水的充氧量 RO: RO = 4 （5-)20(3020024. 1*sst TLCCCR）（）（）（9） = = 18.21 kg/h)263. 7*0 . 1*9 . 0(*024. 1*8 . 017. 9*8 . 9)2030(式中：氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù) 0.8；氧溶解折算系數(shù)

16、 0.9；密度 1.0kg/L；CL廢水中實(shí)際溶解氧濃度，2mg/L；Rt需氧量，9.8kg/h 供氣量Qa = = = 505.8 m3/h （5-A00.3ER12. 0*3 . 021.1810） 每池所需空氣量Qa1 = = = 252.9 m3/h （5-2aQ28 .50511）每池有 4 根支管，管長(zhǎng) 5m，管中心間距 1m，孔距 50mm，每根管有出氣孔 100 個(gè)。每根支管所需空氣量qa1 = = = 63.2 m3/h （5-na1Q49 .252 1012） 孔口空氣流速v = = = 8.95 m/s （5-nd36004q2a1100*0.005*360063.2*4

17、213）5.2.3 布?xì)馄髟O(shè)計(jì)布?xì)馄髟O(shè)計(jì)設(shè)空氣干管流速 V=10m/s，支管流速 v=5m/s；干管直徑D1 = = = 0.095 m 取 100 mm （5-VQ36004a110*36009 .252*414）支管直徑d1 = = = 0.067 m 取 65 mm （5-v36004qa15*360063.2*415）5.3 二沉池的計(jì)算二沉池的計(jì)算 因本設(shè)計(jì)水量較少（1000m3/d） ，故考慮采用平流式二沉池。5.3.1 沉淀區(qū)表面積（沉淀區(qū)表面積（A）A = = = 170 m2 （5-qmaxQ06. 118016）式中：Qmax污水最大時(shí)流量，180m3/h；q表面水利負(fù)荷，

18、1.06m3/（m2h）5.3.2 沉淀區(qū)有效水深（沉淀區(qū)有效水深（h h2 2） h2 = qt = 1.06*2 = 2.12 m （5-17）式中：t沉淀時(shí)間，2h5.3.3 沉淀區(qū)有效容積（沉淀區(qū)有效容積（V V） V = Qmaxt = 360 m3 （5- 1118）5.3.4 沉淀池總長(zhǎng)度（沉淀池總長(zhǎng)度（L L） L= 3.6vt = 28.8 m （5-19） L = 0.5 + 0.3 + 28.8 = 29.6 m式中： v最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，4mm/s；流入口至擋板距離為 0.5m，流出口至擋板距離為 0.3m5.3.5 沉淀區(qū)的總寬度（沉淀區(qū)的總寬度（B B） B = = 6.0 m （5-LA20）5.3.6 污泥斗的容積（污泥斗的容積（V V） W = = 10.8 m3 （5-）（）（p100100T*10CCQ21） 式中：W每日污泥量，m3；污泥容重，1000kg/m3； P0污泥含水率，97%； T兩次排泥的時(shí)間間隔，0.08d； C0、C1進(jìn)出水的懸浮固體濃度，4kg/m3，0.02kg/m3 V = h4（f