水处理工程课程设计报告-江苏万邦金桥制药股份有限公司胰岛素污水处理 17页

水处理工程课程设计报告题目江苏万邦金桥制药股份有限公司胰岛素污水处理设施初步设计时间2010学年2学期17-18周班级：姓名：序号：指导教师：2010年6月24日1\n目录一．设计说明1（一）原水1（二）设计目标1（三）处理工艺及原理11.方案流程图12.带控制点工艺流程图33.工艺过程及工作原理34．在线检测、控制策略3（四）设备和构筑物的设计与计算（20分）3（五）高程布置图14二．设计图纸（20分）14三．总结（5分）141\n一．设计说明（一）原水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）设计目标执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4三级标准。即出水PH=6-9，SS≤400mg/L，BOD5≤300mg/L，COD≤500mg/L，动植物油≤100mg/L，硫化物≤1.0mg/L。（三）处理工艺及原理1.方案流程图1\n沼气石灰乳+PAC+PAM真空泵浮渣蒸汽浮渣空气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→出水回流污泥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2\n2.带控制点工艺流程图3.工艺过程及工作原理　UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床4．在线检测、控制策略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）平流沉淀池的的设计内容包括流入装置、流出装置、沉淀区、污泥区、排泥和排浮渣设备的选择等1.沉淀区的设计沉淀区尺寸常按表面负荷或停留时间和水平流速计算。（1）.沉淀池有效水深h2h2=q.tq——表面负荷，初次沉淀池采用1.5~3.0m3/(m2.h)；t——停留时间，一般取1~3h；在本次设计中q=2m3/(m2.h)，t=1hh2=q.t=2m(2).沉淀区有效容积v115\n已知处理水量为Q=50m3/d,t=1hv1=Qmax.tv1=2.08m3(3)沉淀区长度LL=3.6vtV——污水处理中一般不大于5mm/s。v=5mm/s,t=1h=3600sL=6.5m(4).沉淀区总宽BB=A/LA=Q/q=2.08/2=1.1B=1.1/6.5=0.16m2．调节池调节池，采用钢筋混凝土池，以防沉淀物在调节池中沉淀下来，设调节池有效水深2.5m，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，若水质水量变化大时，可取10-12小时的流量，甚至采用24小时流量计算，容积公式V=QT;调节池：砖混，已知一个，停留时间t=8h,Q=2.08m3/h,所以V=16.64m3设H=2m，B=L=即B=L=5.7m示意图15\n3.中和池4.沉淀池2（1）.沉淀池有效水深h2h2=q.tq——表面负荷，初次沉淀池采用1.5~3.0m3/(m2.h)；t——停留时间，一般取1~3h；在本次设计中q=2m3/(m2.h)，t=1hh2=q.t=2m(2).沉淀区有效容积v1已知处理水量为Q=50m3/d,t=1hv1=Qmax.t，v1=8.3m3v1=2.08m3(3)沉淀区长度LL=3.6vtV——污水处理中一般不大于5mm/s。v=5mm/s,t=1h=3600sL=6.5m(4).沉淀区总宽BB=A/L15\nA=Q/q=2.08/2=1.1B=1.1/6.5=0.17m5.厌氧接触池厌氧停留时间取t=10小时，有效水深取h=3米，长宽比为2：1长取l=10米，宽取b=5米。有效容积：V=l*b*h=150m36.沉淀池3沉淀池3的设计计算有效水深h2h2=q.tq——表面负荷，初次沉淀池采用1.5~3.0m3/(m2.h)；t——停留时间，一般取1~3h；在本次设计中q=2m3/(m2.h)，t=1hh2=q.t=2m(2).沉淀区有效容积v1已知处理水量为Q=50m3/d,t=1hv1=Qmax.tv1=2.08m3(3)沉淀区长度LL=3.6vtV——污水处理中一般不大于5mm/s。v=5mm/s,t=1h=3600sL=6.5m(4).沉淀区总宽BB=A/LA=Q/q=2.08/2=1.1B=1.1/6.5=0.17m15\n7.UASB（1）反应区①额定有效容积V=②有效水深及布水点设直径D=1.0m，1个进水点有效水深：h1==2.0m每点服务面积：f0=0.785×1.02=0.785m2∙个-1（合理）③校核最大空塔水流速度：umax=Qmax/F=0.50/0.785=0.64m.h-1＜1.0(合理)沼气最大产量:Qgmax=Qmax.ΔC.a=0.50×24×(4.0-0.5)×0.4=16.8m3.d-1，最大空塔气速:ugmax=Qgmax/F=16.8/(24×0.785)=0.89m.h-1＜1.0m.h-1(合理)（2）三相分离区按图设置三相分离区，要求u1＜u2(ua)＜u3≤2.0m·h-1，＞。15\n①校核流速a.计算u1=0.785×0.62=0.28m2u1max=Qmax/F1=0.50/0.28=1.79m.h-1<2.0m·h-1（合理）b.计算u23GC===0.52mCE=sin50°CF=sin50°×0.1=0.08mGE=GC+CE=0.52+0.08=0.60m∵=∴IE=HC×GE/GC=0.4×0.60/0.52=0.46mF2=(1/2)（L2.GE－L1.GC）=(1/2)（2IE.π.GE－2HC.π.GC）=π（IE.GE－HC.GC）=3.14(0.46×0.60-0.4×0.52)15\n=0.21m2u2max(uamax)=Qmax/F2=0.50/0.21=2.38≈2.0m.h-1（基本合理）c.计算u3F3=(D2－D22)=0.785(1.02－0.802)=0.28m2u3max=Qmax/F3=0.50/0.28=1.79m.h-1<2.0m·h-1（合理）②沼气分离效果a.计算BC/ABBC==0.12mAB=AF===0.16mBC/AB=0.12/0.16=0.75b.计算ub/ua①最大表面负荷率qmax=Qmax/F0=0.50/0.785=0.64m.h-1＜1.0(合理)②有效水深H3=tmin.qmax=0.5×0.64=0.3m8.曝气池1推流式曝气池的设计计算处理水量Ｑ＝2.08,原污COD=1800mg/l,有效容积负荷率NV=1.0kgCOD／m3.d推流式曝气池的体积V=QC×24／NV=50m3／h×0.4kg／m3.24／1.0kgCOD／m3.d=480m3.设计曝气池长宽深池深取3m,则曝气池的面积为F=480／3=160m2,池宽取4m,B／H=4／3=1.3介于1-1.5之间，符合规定。池长L=F／B=16／4=4m,L／B=10大于或等于10,符合规定取超高0.8m,则池总高度为3+0.8=3.8m15\n罗茨风机的计算选用微孔曝气器，曝气器的尺寸I型D=215mm，空气流量1.5—3m3／个.h服务面积0.25—0.5平方／个，空气管设计流量干管为10-15m／s，支管为5m／s，曝气器表面距池底安装高度为I型250mm。A=40×6=240m2曝气器的个数n=240÷0.5=480个Qs=480×2÷60=16m3／min污水处理一般选取L系列罗茨鼓风机罗茨风机选用型号为在19.6kpa的RD-127型罗茨风机。口径为125Amm转速为1450r／min，Qs=17.7m3／min轴功率La=5.0kw序号型号流量/(m3/min)风压/kpa电机功率/KW数量/台1RD-12717.77.55.029.沉淀池4沉淀池4为竖流沉淀池，竖流沉淀池的设计计算1.进水秒流量u：2.中心管面积f：3.中心管直径d：4.中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3：15\n5.沉淀部分有效断面积A：6.沉淀池直径D：7.沉淀区有效深度h2：8.截圆锥部分容积v1：9.沉淀池总高度H：式中：qmax——每池最大设计流量，m3/s；v0——中心管内流速，有反射板，取100mm/s；v1——中心管喇叭口与反射板之间缝隙的流速，取40mm/s；d1——喇叭口直径（=1.35d），m；v——池内水流速度，m/s，视具体废水而定30—50mm/s,取50mm/s；t——沉淀时间，取1.5h；h1——池超高，取0.5m；h4——缓冲层高度，m，一般为0.3m；h5——污泥室截圆锥部分高度，取3m；R——截圆锥上部半径，取4m；r——截圆锥下部半径，取0.5m示意图如下15\n10.曝气池2曝气池2为推流式接触氧化池(1).长宽高计算（长宽比5-10，宽深比1-2，有效水深2-9m）设长宽比为5：1有效水深2m取两个廊道则取B=3.6mL=5m（2）、有效容积计算V=L*B*H=18*3.6*3=36m311.沉淀池5为斜管沉淀池斜管沉淀池的设计与计算（1）斜管沉淀池的设计a)清水区面积清水区上升流速V1=3.0mm/s,采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚0.4mm，边距d=30mm,水平倾角为60。则清水区面积：A=Q/V1=0.0278/（3.0×10-3）=9.27m2其中斜管结构占用面积换照3%计算，则实际清水区需要面积为：A1=9.27/(1-0.03)=9.56m2为了配水均匀，采用清水区平面尺寸B×L为3.4m×3m，进水区沿3.4m长边布置。b)斜管长度l斜管内水流速度为：V2=V/sin60.=3.0/0.866=0.0035m/s=3.5mm/s颗粒沉降速度μ0=0.4mm/sL=（1.33V2-μ0sin60。）d/μ0cos60。=（1.33×3.5-0.35×0.866）×30/0.35×10.5=746mm考虑到管段紊流，积泥等因素，过渡区采用200mm，斜管总长为以两者之和，即946mm，按照1000mm计c)沉淀池高度清水区高1.2m，布水区高1.5m，斜管高1000×sin60。=0.87m穿孔排泥斗槽高0.8m超高0.3m，池子总高度：H=0.3+1.2+1.5+0.87+0.8=4.7m12.污泥浓缩池污泥浓缩池为间歇式沉降浓缩池；15\n设计计算（1）.池面积计算浓缩池面积通常采用固体通量法进行计算。固体通量即单位时间内，通过单位面积的固体物重量，单位（kg/m2.h）。浓缩池面积按式计算。A>=QC0/GL式中A——浓缩池面积，m2Q——入流污泥量，m3/hC0——入流污泥固体浓度,kg/m3GL——极限固体通量，kg/m2.h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1~250~70初沉污泥4~680~100改良曝气活性污泥3~5.170~85活性污泥0.5~1.020~30腐殖污泥1.6~2.070~90初沉污泥与活性污泥混合1.2~2.050~80初沉污泥与改良曝气活性污泥4.0~5.180~120初沉污泥与腐殖污泥混合2.0~2.470~90(2).池深度计算浓缩池总深度由压缩区高度、上清液区高度、池底坡、超高4部分组成。一般上清液区高度取1.5m，超高取0.3m。间歇式重力浓缩池的构造图运行时，应首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，在浓缩池深度方向的不同高度设上清夜排出管。浓缩时间一般不宜小于12小时。13.混合器混合器为螺旋式15\n（五）高程布置图（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2×2×2.5钢混32钢混13斜管沉淀池20×15×5钢混14竖流沉淀池5泵50QW130-30-22150QW140-18-1566球型手阀PVC107针型手阀T18止回阀T39罗茨风机210管道PVC30二．设计图纸（20分）详见附件，包括：1.封面；2.目录；3.首页图；4.设备、仪表一览表；5.带控制点工艺流程图；6.高程布置图；7.非标设备及构筑物图。三．总结（5分）通过对生物制药厂污水处理厂各个构筑物的设计得出，经过处理后，出水中的污染物含量均符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4三级标准15\n，可以直接排放。通过上面的生化处理可使河流的污染大大降低，有利于河流流域水体功能的恢复，地下水化学成分被恢复，更重要的是，污水经过处理后对整个生态环境的污染大大地降低，不但能够保护人民的身体健康，同时也可以为某间接带来改善投资环境、吸引外资、增加农副产品和工业产品的质量，减少城市自来水厂的净化处理成本。污水处理厂运行后，每年产生的干污泥含有大量有利于植物生长的肥分，将污泥作为农作物或园林绿化用的肥料，除可获得一定的增产效果外还可改良土壤结构。建设这座污水处理厂不但能够切实有效的保护水资源，并能够促进水资源的可持续发展进而带动经济的可持续发展。兴建某污水处理厂是一件功在当代，利在千秋，利国利民的事情，势在必行。参考文献1.赵毅,山程军主编.《流体力学》.上海:同济大学出版社2.上海市政工程设计研究室主编.《给水排水设计手册》.第三册.城镇给水管网.北京:中国建筑工业出版社3.中国市政工程华北设计研究室主编.《给水排水设计手册》.第12册.器材与装置.第二版.北京:化学工业出版社4.史惠祥主编.《实用水处理设备手册》.北京:化学工业出版社5.中国工程西北设计院主编.《给水排水设计手册》.第11册.常用设备.北京:中国建筑工业出版社6.中国市政工程西南设计院主编。《给排水设计手册》。第1册。常用资料。第一版。中国建筑工业出版社7.汪岁羽主编.《给水排水管网工程》.北京:化学工业出版社8.作者：刘强、李亚峰、蒋白懿《给排水工程识图》化学工业出版社9.作者：尹士君、李亚峰等《水处理构筑物设计与计算》化学工业出版社10.作者：吕宏德《水处理工程技术》中国建筑工业出版社11.作者：史惠祥陈杭飞《实用水处理手册》化学工业出版社12.作者：南国英张志刚《给水排水工程专业工艺设计》13.作者：崔玉川员建陈宏平《给水长处理设施设计计算》化学工业出版社14.作者：马金《建筑给水排水工程》清华大学出版社15