淀粉污水處理設(shè)施初步設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、水處理設(shè)施設(shè)計(jì)與運(yùn)行課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目 淀粉污水處理設(shè)施初步設(shè)計(jì) 時(shí)間 班級(jí) 姓名 序號(hào) 指導(dǎo)教師 目 錄一原水（5分）1二設(shè)計(jì)目標(biāo)（5分）1三處理工藝及原理（15分）1（一）方案流程圖（2分）1（二）帶控制點(diǎn)工藝流程圖（5分）1（三）工藝過程及工作原理（4分）1（四）在線檢測(cè)與控制策略（4分）2四設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算（30分）2（一）××××××（設(shè)備或構(gòu)筑物名稱1）2（二）××××××（設(shè)備或構(gòu)筑物名稱2）2五高程布置（5分）3六標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、儀表技術(shù)要求（5分）3七總結(jié)（

2、5分）4一原水（5分）原污水含淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素、糖類等，呈棕色。BOD5=3000mg/L，COD=5000mg/L，SS=2500mg/L，TN=250mg/L，PH=3.0-7.5。為可生化性較強(qiáng)的高濃度有機(jī)污水。二設(shè)計(jì)目標(biāo)（5分）處理水量: 出水達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（二級(jí)）,控制項(xiàng)目為PH、色度、SS、BOD5、COD和NH3-N。水質(zhì)要求污染因子原廢水水質(zhì)出水水質(zhì)BOD53000mg/L30mg/LCOD5000mg/L100mg/LSS2500mg/L30mg/LTN250mg/L-PH3.07.569色度-40 mg/LNH3-N-25（30）mg/L三處理工藝及原理（15

3、分）（一）方案流程圖（2分）沼氣玉米蛋白 燒堿 蒸汽 水封 空氣羅茨風(fēng)機(jī)原水集水池引水罐(1)泵(1)沉降罐調(diào)節(jié)池引水罐(2)泵(2)中和池加熱器分水器UASB緩沖池缺氧池曝氣池豎流沉淀池出水 污泥 泥水 硝化液 污泥 玉米蛋白 泵(4) 泵(4) 泵(4) 泵(4) 上清液 泵（5）集泥池泵（6）污泥干化場(chǎng)干污泥 滲濾液 （二）帶控制點(diǎn)工藝流程圖（5分）（三）工藝過程及工作原理（4分）原水先經(jīng)過集水池，使廢水中較大的有機(jī)顆粒（主要玉米蛋白）沉降下來，然后經(jīng)過引水罐1以及泵1到沉降罐再次沉降有機(jī)顆粒物，出水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行控制進(jìn)水流量，待水質(zhì)穩(wěn)定使其混合均勻后進(jìn)入引水罐2，再通過泵2進(jìn)入中

4、和池，在此進(jìn)行污水的投藥中和（加堿）以調(diào)節(jié)污水的濃度及ph值，污水在此反應(yīng)大約520分鐘，然后通過加熱器及分水器將污水送入U(xiǎn)ASB，要處理的污水從厭氧污泥處理設(shè)備底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出加以回收利用，而污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降到集泥池，然后通過泵5上清液回流到調(diào)節(jié)池進(jìn)行往復(fù)循環(huán)處理，從UASB流出的水進(jìn)入緩沖池將沉降的污泥回流到分水器再次處理，然后進(jìn)入缺氧池將大分子有機(jī)顆粒分解成小分子有機(jī)顆粒，進(jìn)入曝氣池后通過羅茨風(fēng)機(jī)向曝氣池通風(fēng)以去除CO2以此大大提高中和排水的PH值，進(jìn)入曝

5、氣池體中的污水在有氧的環(huán)境中，與池中微生物形成微生物生物圈，利用微生物對(duì)池體污水的生物降解凈化作用，達(dá)到污水治理的目的，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化和水質(zhì)的改善，到達(dá)豎流沉淀池后污水是從上向下以流速v做豎向流動(dòng)，對(duì)污水中的懸浮顆粒進(jìn)行攔截和過濾，從而使沉降下來分別回流至缺氧池進(jìn)行消化作用以除去總氮，回流到UASB再次處理，部分通過集泥池和泵5將上清液再次回流到調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)均衡調(diào)節(jié)，部分水則通過泵6到達(dá)污泥干化廠進(jìn)行處理然后產(chǎn)出干污泥，污泥干化廠的部分污泥通過滲透液到達(dá)調(diào)節(jié)池，達(dá)標(biāo)的部分水質(zhì)則通過豎流沉淀池直接出水。（四）在線檢測(cè)與控制策略（4分）全廠運(yùn)行采用集中監(jiān)視、分散控制的集散系統(tǒng)?？偪刂剖以O(shè)有操作站、

6、監(jiān)視器、打印機(jī)、彩色硬拷貝和彩色模擬盤，分控制室內(nèi)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制器PLC，按編制運(yùn)行，并將采集的大量信息輸至總控制室進(jìn)行處理，廠內(nèi)還設(shè)有電腦對(duì)廠區(qū)主要部位及進(jìn)水泵房、鼓風(fēng)機(jī)房等主要設(shè)施通過電腦進(jìn)行監(jiān)視。四設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算（30分）（一） 集水池設(shè)計(jì)水量： 水力停留時(shí)間：有效水深?。海呒氐挠行莘e： 水面面積：橫斷面積為：尺寸為：（二） 格柵格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在廢水渠道的進(jìn)口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對(duì)水泵起保護(hù)作用，另外可減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。設(shè)計(jì)參數(shù)：取細(xì)格柵；柵條間隙d=3mm；柵前水深 h=0.4m；格柵前渠道超高 h2=0.3m; 過柵

7、流速v=0.6m/s；安裝傾角=45°；設(shè)計(jì)流量：設(shè)計(jì)草圖如下圖所示：1、柵條間隙數(shù)(n)：取n=13條式中： Q - 設(shè)計(jì)流量，m3/s - 格柵傾角，取 b - 柵條間隙，取0.003m h - 柵前水深，取0.4m v - 過柵流速，取0.6m/s； 2、柵槽總寬度(B)設(shè)計(jì)采用寬40 mm長(zhǎng)70 mm，迎水面為圓形的矩形柵條,即s=0.04m B=S×(n-1)+b×n =0.04×(13-1)+0.003×13 =0.519 m式中： S - 格條寬度，取0.04m n - 格柵間隙數(shù)，13條 b - 柵條間隙，取0.003m3、進(jìn)水

8、渠道漸寬部分長(zhǎng)度()設(shè)進(jìn)水渠道內(nèi)流速為0.5m/s,則進(jìn)水渠道寬=0.17m,漸寬部分展開角取為20° 則 = = =0.47m式中：-進(jìn)水渠道間寬部位的長(zhǎng)度，m -柵槽總寬度，m - 進(jìn)水渠道寬度，m - 進(jìn)水渠展開角，度4、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度（）-格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長(zhǎng)度，m5、過柵水頭損失（）取k=3,=1.83(柵條斷面為半圓形的矩形)，v=0.6m/s式中： -計(jì)算水頭損失，m -過格柵水頭損失，m - 系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù) - 形狀系數(shù)，與斷面形狀有關(guān) - 格柵條寬度，m - 柵條間隙，m - 過柵流速，m/s - 格柵傾角，度6、柵槽總高

9、度(H)取柵前渠道超高：柵前槽高：則總高度：7、柵槽總長(zhǎng)度(L)式中： -格柵前槽高，8、每日柵渣量(W) ?。?則 式中： - - - （三） 引水罐容積的計(jì)算進(jìn)污水流量： 面積進(jìn)水容積：式中：管徑取200mm，高度取2m式中：引水罐直徑取1000mm 引水罐示意圖（四） 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池，采用鋼筋混凝土池，以防沉淀物在調(diào)節(jié)池中沉淀下來，通常情況下，用于工業(yè)廢水的調(diào)節(jié)池，可按6-8h的廢水量計(jì)算，若水質(zhì)水量變化大時(shí)，可取10-12小時(shí)的流量，甚至采用24小時(shí)流量計(jì)算。1、尺寸設(shè)計(jì)（1）池容式中： -； -則： V = 29.16 × 7 204 m³（2）調(diào)節(jié)池面積式中 -調(diào)

10、節(jié)池水深一般在35m之間，取3.5m，超高0.5m 代入得 取調(diào)節(jié)池 長(zhǎng)×寬×高=10m×9m×3.5m 示意圖:（五）中和池中和池是中和酸性或堿性廢水的水處理構(gòu)筑物，按水的流向分平流式和豎流式（又分升流式和降流式），濾料粒徑一般為30-50mm，不得混有粉料雜質(zhì)，當(dāng)廢水中含有可能堵塞濾料的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，過濾速度一般不大于5m/h，接觸時(shí)間不小于10min，濾床厚度一般為11.5m，本設(shè)計(jì)采用升流式中和濾池。（六）UASBUASB反應(yīng)設(shè)備示意圖UASB升流式厭氧生物反應(yīng)器（Upflow Anaerobic Sludge Blanket)，它的工藝

11、特征是在反應(yīng)器的適當(dāng)位置（上部）設(shè)計(jì)有適合于該廢水的氣、固、液的三相分離器；反應(yīng)器中部為污泥懸浮層區(qū)，其間設(shè)置有軟性填料，其表面極易存留生物膜形態(tài)生長(zhǎng)的微生物群體，在其空隙中則截留了大量懸浮狀態(tài)下生長(zhǎng)的微生物。因此，廢水通過填料層，有機(jī)物被截留，吸附及代謝分解；下部為污泥床區(qū)。設(shè)計(jì)水量： (1)反應(yīng)器的體積式中 。設(shè)計(jì)中取 ， ；則(2)反應(yīng)器的高度選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器高度的原則是運(yùn)行上和經(jīng)濟(jì)上綜合考慮，從運(yùn)行方面考慮反應(yīng)器高度的選擇要考慮如下因素： 高流速增加污水系統(tǒng)擾動(dòng)，因此增加污泥與進(jìn)水有機(jī)物之間的接觸； 土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反高程選擇應(yīng)該使污水（或出水）可不用或減少用提

12、升； 考慮當(dāng)?shù)貧夂蚝偷匦螚l件，一般將反應(yīng)器建在半地下減少建筑和保溫費(fèi)用； 最經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)器高度一般是46m之間，并且大多數(shù)情況下這也是最優(yōu)的運(yùn)行范圍等。 本設(shè)計(jì)中取反應(yīng)器高度 (3)反應(yīng)器的面積和反應(yīng)的長(zhǎng)、寬在反應(yīng)器高度已知的情況下，反應(yīng)器截面積的關(guān)系如下：式中 則：計(jì)算已知： 根據(jù)一般情況下長(zhǎng)寬比為2:1，則將UASB設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形池子，布水均勻，處理效果好。實(shí)際表面水力負(fù)荷為 則滿足設(shè)計(jì)要求4）三相分離器設(shè)計(jì)三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見下圖設(shè)計(jì)說明三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)主要是考慮沉淀區(qū)

13、的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求：1）沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷<1.0m/h2）沉淀器斜壁角度設(shè)為50°,使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。3）進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h4）總沉淀水深應(yīng)大于1.5m5）水力停留時(shí)間介于1.52h如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果沉淀器（集氣罩）斜壁傾角50°(1)回流縫設(shè)計(jì) 取,如圖上圖所示：式中： -下三角集氣罩底水平寬度，m; -下三角集氣罩斜面的水平夾角； -下三角集氣罩的垂直高度，m; 則下

14、三角形回流縫面積為：下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速()可用下式計(jì)算：式中： -反應(yīng)器中廢水流量，； -下三角形集氣罩回流逢面積，；, 符合設(shè)計(jì)要求 設(shè)上三角形集氣罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫的寬度 CD=0.5m則上三角形回流縫面積為：上下三角形集氣罩之間回流逢中流速()可用下式計(jì)算：式中： -反應(yīng)器中廢水流量，；-上三角形集氣罩回流逢之間面積，； 2.0 m/s，符合設(shè)計(jì)要求。確定上下三角形集氣罩相對(duì)位置及尺寸，由圖可知： (2)氣液分離設(shè)計(jì)由上圖可知：設(shè)AB=0.4m則校核氣液分離：假定氣泡上升流速和水流流速不變 則：沿AB 方向水流速度：取d=0.01cm(氣泡

15、)，T=20一般廢水的>凈水的,故取=0.02g/cm·s由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： =則： , 因?yàn)?,所以滿足設(shè)計(jì)要求，可以脫除直徑等于或大于0.01cm 的氣泡。(3)三相分離器與UASB 高度設(shè)計(jì)三相分離區(qū)總高度：為集氣罩以上的覆蓋水深，取0.5m。；則： 即：UASB 總高H = 8.7m，沉淀區(qū)高2.6m，污泥區(qū)高1.5m，懸浮區(qū)高1.1m，超高0.5m。（七）缺氧池（1） 有效容積：（2） 尺寸：取D=3.0m 用2個(gè)池子 則：（3） 示意圖如下圖（八）曝氣池（推流式活性污泥曝氣池）設(shè)計(jì)進(jìn)水COD=3000mg/L，出水COD=600mg/L；則（1）CO

16、D負(fù)荷率的確定取0.0185 =1800mg/L ，取0.75（2）確定混合液污泥濃度X查表確定SVI為90100之間，取值95，取r=1.2，R=50%。（3）確定曝氣池容積 （4）確定曝氣池各部位尺寸設(shè)一組曝氣池，則容積為 池深取2.5m,則曝氣池的的面積為池寬取3m， 池長(zhǎng)：示意圖如下圖：（5）曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。查表得a'=0.6；b'=0.2最大需氧量的計(jì)算：取K=1.35每日去除COD值：最大需氧量與平均需氧量之比：(6)供氣量計(jì)算采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深1.3m,計(jì)算溫度為。 查表得：水中溶解氧飽和度：

17、 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力按下式計(jì)算，即：代入各值，得空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比按下式計(jì)算，即：式中： 代入值，得曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利溫度條件考慮）按下式計(jì)算，即：最不利溫度條件，按考慮，代入各值，得:換算在條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計(jì)算，即:代入各值，得：相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為：曝氣池平均供氣量，按下式計(jì)算，即：代入各值，得曝氣池最大時(shí)供氣量去除每千克COD的供氣量：每立方米污水供氣量（九）豎流沉淀池廢水中含有一些顆粒雜質(zhì)及加藥混凝形成的絮花在此得到充分的沉淀處理，以減輕后續(xù)設(shè)施的進(jìn)水負(fù)荷，采用豎流式沉淀池（排泥方便，管理簡(jiǎn)單，占地面積?。?1)中心管面積設(shè)中心管內(nèi)

18、流速為，且該設(shè)計(jì)的流量為：式中 則： 中心管管徑為： ,（2）沉淀池有效高度，即中心管高度：式中： v池內(nèi)水流速度，m/s，取0.0007m/st沉淀時(shí)間，取1.5h；(3)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度, 喇叭口的管徑取中心管直徑的1.35倍：式中： 反射板直徑： 中心管喇叭口與反射板之間縫隙的流速，取0.001m/s；喇叭口直徑，m；（4）沉淀池總面積及沉淀池直徑取沉淀池的表面負(fù)荷為，則有沉淀池水平流速每座沉淀池的沉淀區(qū)面積所以，池子的總面積為沉淀池直徑為： （5）污泥斗及污泥斗高度取，截頭直徑0.4m,則 污泥室截圓錐部分高度m；（6）沉淀池的總高度式中： 池超高，取0.3m；緩沖層

19、高度，m，一般為0.3m；R截圓錐上部半徑，取4m；r截圓錐下部半徑，取0.5m如圖示：豎流式沉淀池五高程布置（5分）高程布置原則如下：1、選擇一條距離最長(zhǎng)，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算,并應(yīng)適當(dāng)留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運(yùn)行正常。2、計(jì)算水頭損失時(shí)，一般應(yīng)以近期最大流量作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量；計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的管渠和設(shè)備時(shí)，應(yīng)以遠(yuǎn)期最大流量為設(shè)計(jì)流量，并酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水頭。3、設(shè)置終點(diǎn)泵站的污水處理廠，水力計(jì)算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向上倒退計(jì)算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚(yáng)程則較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不宜過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。還應(yīng)考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。4、在作高程布置時(shí)還應(yīng)注意污水流程與污逆流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。在決定污泥干化場(chǎng)，污泥濃縮池，消化池等構(gòu)筑物的