水控課程設(shè)計---某酒廠廢水處理

1、<p>　　水污染控制工程課程設(shè)計書</p><p>　　-------某酒廠廢水處理</p><p><b>　　一．設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　1.1本次課程設(shè)計要達到的目的</p><p>　　通過本課程設(shè)計進一步鞏固本課程所學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容，掌握設(shè)計的內(nèi)容以及相關(guān)參數(shù)的選擇與計算，并使所學(xué)習(xí)知

2、識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)習(xí)知識進行水處理工藝的設(shè)計。本次課程設(shè)計，是讓學(xué)生針對給定的處理工藝，選擇相應(yīng)的參數(shù)計算，繪制工藝圖，使學(xué)生具有初步的水處理單元的設(shè)計能力。</p><p>　　1.2本課程設(shè)計課題的內(nèi)容和要求</p><p>　　1.2.1 查閱相關(guān)資料，由給定的進、出水的水質(zhì)參數(shù)，確定廢水處理的工藝路線。該工藝處理方案須能保證出水水質(zhì)達到要求，同時又經(jīng)濟可行。</p&g

3、t;<p>　　1.2.2 根據(jù)設(shè)計手冊，計算出工藝流程中一套主要處理設(shè)施的尺寸及相關(guān)數(shù)據(jù)。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計計算數(shù)據(jù)，繪制出設(shè)備詳圖。</p><p>　　同時需繪制出廢水處理的工藝流程圖。</p><p>　　1.2.5 編寫設(shè)計說明書：</p><p>　　設(shè)計說明書包括封面、目錄、正文（包括工藝原理、結(jié)構(gòu)、工

4、藝特點、該工藝的實際應(yīng)用、設(shè)計計算、設(shè)備詳圖、設(shè)計總結(jié)等內(nèi)容）、參考文獻等。要求文字通順、內(nèi)容正確完整，裝訂成冊，杜絕圖表的抄襲。</p><p>　　圖紙要求：用A3紙張打印。</p><p>　　1.3對本課程設(shè)計成果的要求</p><p>　　一般由設(shè)計說明書、數(shù)據(jù)計算、圖紙、課程設(shè)計報告組成。</p><p>　　課程設(shè)計說明書要求用

5、A4紙編寫，課程設(shè)計說明書的封面要統(tǒng)一打印，課程設(shè)計說明書裝訂順序如下：</p><p>　　課程設(shè)計說明書（論文）封面</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　參考資料</b></p>&l

6、t;p><b>　　二．設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　2.1該企業(yè)廢水水質(zhì)情況</p><p>　　廢水流量：Q=3000</p><p>　　進水水質(zhì)：COD=2500; =1600; SS=500;</p><p>　　TN=35； TP=10; pH=5.8～13.5。</p>&

7、lt;p>　　出水水質(zhì)：處理后廢水達到GB8978-1996一級標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　COD=60； =30； SS=70；</p><p>　　TN=15； TP=0.5；pH=6～9。</p><p><b>　　2.2工藝流程</b></p><p>　　系統(tǒng)來得含廢水經(jīng)格柵后，去除大的懸

8、浮物，然后，經(jīng)泵提升后進入細格柵，回收細小纖維物質(zhì)，經(jīng)細格柵后的廢水進入調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水量，然后，再經(jīng)泵提升，進入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池加藥采用水力攪拌，使藥劑與廢水混合反應(yīng)均勻，調(diào)節(jié)pH。混合反應(yīng)后的水進入初沉池，初沉池采用平流式塵沙池除去部分的ss、TN、TP，經(jīng)過初步處理的水再經(jīng)提升泵打入氧化溝。池底污泥斗沉淀的污泥部分經(jīng)泵打入污泥濃縮池。氧化溝采用卡魯塞爾氧化溝（用加藥泵加鐵鹽，提高處理效率，以達到出水要求），污水在氧化溝內(nèi)深度處理，進

9、入二沉池，再經(jīng)過二沉池的作用除去ss、TN、TP，達到出水要求后排出。二沉池池底污泥斗沉淀的污泥部分經(jīng)泵打入污泥濃縮池，部分回流至卡魯塞爾氧化溝以提高處理效率。污泥濃縮池的污泥經(jīng)濃縮后經(jīng)板框壓縮機脫水后運走。</p><p><b>　　2.2工藝原理</b></p><p>　　(1)工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，不需建污泥消化池，還可以將二沉池與曝氣池合建，省去了污泥回

10、流系統(tǒng)。</p><p>　　(2)處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，當(dāng)考慮脫氮時，這種優(yōu)勢尤為明顯。</p><p>　　(3)污泥產(chǎn)量少，污泥性能穩(wěn)定，不需進行硝化處理。</p><p>　　(4)能承受水量、水質(zhì)沖擊負荷，對高濃度的工業(yè)廢水有很大的稀釋能力。氧化溝技術(shù)是一種具有突出優(yōu)點的廢水處理技術(shù)，在我國目前技術(shù)經(jīng)濟條件下，很值得重視。</p><

11、;p>　　通過各種氧化溝的對比和按照任務(wù)要求的計算，選擇使用卡魯賽爾氧化溝。</p><p>　　2.3卡魯塞爾氧化溝</p><p>　　卡魯塞爾氧化溝是60年代末期由荷蘭DHV公司研制成功的。其構(gòu)造特征如圖1所示。 由圖可見，這是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內(nèi)作不停的循環(huán)流動?？斎麪栄趸瘻喜捎么怪卑惭b的低速表面曝氣機，每組溝渠安裝一個，均安設(shè)在

12、一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。這不僅有利于生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，而且創(chuàng)造了良好的生物脫氮的環(huán)境。</p><p>　　如前所述，卡魯塞爾氧化溝由于采用了表面曝氣機，其水深可采用3.6～5.5m， 溝內(nèi)水流速度約為0.3～0.5m/s。由于表曝機周圍的局部地區(qū)能量強度比傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池中的強度高得多，因此氧的轉(zhuǎn)移效率大大提高。當(dāng)有機負荷較低時，可 以停止某

13、些表曝機的運行或降低水位，在保證水流攪拌混合循環(huán)流動的前提下，節(jié)約能量消耗。</p><p>　　卡魯塞爾氧化溝系統(tǒng)的規(guī)模小至200m3/d，大至657000m3/d。其BOD5 去除率可達95～99％，脫氮效率可達90％，除磷效率約為70～80％，如配以投加鐵鹽，除磷效率可達95％。</p><p>　　主要問題是發(fā)現(xiàn)氧化溝中有污泥沉淀現(xiàn)象，最大積泥高度達1.0m以上，并有污泥成團上翻。

14、說明推動力尚不能滿足需要。此外，實際運行的動力費用也較原設(shè)計值為高</p><p>　　三.主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算(卡魯塞爾氧化溝)</p><p><b>　　3.1設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　單組污水進水平均流量Q＝40000m3／d，因氧化溝屬于水力停留時間較長的延時曝氣，混合稀釋性能好，可不考慮時變化系數(shù)。把已知水質(zhì)指標(biāo)和嚴(yán)于《

15、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)指標(biāo)列于表1。</p><p>　　表1 污水進水及出水的水質(zhì)指標(biāo)</p><p>　　由進水水質(zhì)可知：m(BOD)／m(COD)=0．4>O．3，生化性較好：</p><p>　　理論上m(BOD)Im(TN)>2．86時反硝化過程才能進行，實際運行要求m(BOD)／m(TN)應(yīng)大于3。

16、本工程m(BOD)m(TN)=45.7>4，因此可采用脫氮工藝；</p><p>　　進水中的BOD是作為營養(yǎng)物質(zhì)供給聚磷菌活動的基質(zhì)。故m(BOD)／m(TP)是衡量能否達到除磷的重要指標(biāo)。一般認為該值大于20， 比值越大。除磷效果越明顯。本工程m(BOD)／m(TP)=160?？刹捎蒙锍坠に嚕?lt;/p><p>　　氧化溝前加初沉池可去除20％～30％,40％～50％SS，設(shè)計

17、初沉池去除效率為25％,SS去除效率為40％。所以進入氧化溝為: 1600×0.75=1200;; COD=1875;; SS=300。</p><p><b>　　3.2氧化溝計算</b></p><p>　　設(shè)計溫度10℃，最高溫度25℃；泥得到穩(wěn)定。</p><p>　　選取MLSS＝4000mg

18、／L，并設(shè)定其70％是揮發(fā)性的。即MLVSS／MLSS＝0.7。</p><p>　　選用卡羅塞爾式氧化溝</p><p>　　曝氣裝置：倒傘式表曝機</p><p>　　曝氣池DOC=2 mg/L</p><p>　　污泥自身氧化速率取0.05，</p><p>　　污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.50mgVSS／mgBOD5&

19、lt;/p><p>　　3.2.1 好氧區(qū)容積計算</p><p>　　確定出水中溶解性BOD含量，使出水中BOD的質(zhì)量濃度為20 ms／L。</p><p>　　∵VSS／SS≈MLVSS／MLSS＝0.7，為：</p><p>　　∴出水的SS含可降解有機物為20×0.7＝14mg/L</p><p>　　溶

20、解性(BOD)=0.7</p><p><b>　　=0.7</b></p><p>　　=13.6 mg/L，</p><p>　　其中設(shè)BOD速率常數(shù)為0．23。</p><p>　　則出水中溶解性質(zhì)量濃度S==20—13.6=6.4 mg/L。</p><p>　　② 污泥齡 是根據(jù)理論同時

21、參照經(jīng)驗確定。在有硝化的污水處理廠，泥齡必須大于硝化菌的世代周期，設(shè)計通常采用一個安全系數(shù)， 以應(yīng)付高峰流量，確保硝化作用的進行，其計算式為：</p><p>　　=() </p><p>　　式中：--硝化菌比生長速率，， </p><p>　　=,其中

22、=15 mg/L、溶解氧=2 mg/L、氧的半速常數(shù)取1.3。</p><p>　　安全系數(shù)，取值范圍2.0～3.0，在這取3.0。</p><p><b>　　=0.47</b></p><p><b>　　==17.8 d,</b></p><p>　　本工程確定污泥泥齡為18d</p&g

23、t;<p><b>　　好氧區(qū)容積為：</b></p><p>　　水力停留時間t1＝V1／Q＝6058／3000=2d=48h</p><p>　　3.2.2 反硝化缺氧溝段容積計算</p><p>　　由于泥齡＝18d，即可計算出生物污泥的產(chǎn)量Px：</p><p><b>　　需要去除的氮

24、量為：</b></p><p><b>　　16.1</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　、——進、出水總氮的質(zhì)量濃度，；</p><p>　　——生物污泥的產(chǎn)量；</p><p>　　—— 生物污泥中氮的質(zhì)量分數(shù)，取12．4％

25、。</p><p>　　反硝化速率由公式：已知設(shè)計溫度T=10℃；取城市污水的 ；常數(shù)θ＝1.08,則：</p><p><b>　　則缺氧區(qū)容積為，</b></p><p>　　缺氧溝段水力停留時間</p><p>　　3.2.3 除磷厭氧溝段容積計算</p><p>　　按經(jīng)驗數(shù)據(jù)，厭氧溝段水

26、力停留時間采用＝2h。則厭氧溝段容積，</p><p>　　3.2.4氧化溝總?cè)莘e計算</p><p><b>　　氧化溝總?cè)莘eV</b></p><p><b>　　總水力停留時間t=</b></p><p>　　3.2.5 曝氣量計算</p><p><b>　

27、　G=</b></p><p>　　G是以下部分的代數(shù)和：</p><p><b>　　降解的需氧量：</b></p><p><b>　　硝化需氧量：</b></p><p>　　排放剩余活性污泥所造成的減少的量，因此部分并未耗氧，應(yīng)予以扣除：</p><p>

28、　　反硝化過程的產(chǎn)氧量：</p><p>　　排放剩余活性污泥所造成的，因為此部分不耗氧，應(yīng)予以扣除：</p><p>　　式中：Q—污水設(shè)計流量，</p><p>　　—剩余活性污泥排放量，</p><p>　　，—進、出水氨氮濃度，</p><p><b>　　—還原的濃度，</b></

29、p><p><b>　　計算得G=4095</b></p><p>　　將G折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量，</p><p>　　式中：—不同污水的氧轉(zhuǎn)移速率參數(shù)0．5—0．95，取0．8；</p><p>　　不同污水的飽和溶解氧參數(shù)0．90～0．97，取0．9；</p><p><b>　　取

30、1.0；</b></p><p>　　20℃時水中溶解氧飽和度9.07；</p><p>　　10℃時水中溶解氧飽和度11.26；</p><p>　　C—混合液中溶解氧濃度，2；</p><p><b>　　T—溫度，取10。</b></p><p>　　3.2.6 回流污泥量及剩余

31、污泥總量計算</p><p>　　根據(jù)懸浮固體平衡公式，Q＋＝(Q＋)X。因：Q＝3000；＝進水懸浮固體＝300；XR＝回流污泥濃度＝10000；X＝混合液懸浮固體＝4000,可得</p><p>　　3000×300＋×10000＝(3000＋)×4500，解得</p><p><b>　　則回流率 R＝</b&g

32、t;</p><p><b>　　剩余活性污泥量＝</b></p><p>　　如果污泥是以90％含水量從回流活性污泥管道中排除(濃度10000mg/L)，則剩余污泥的體積為1304.4／10＝1304.4。</p><p><b>　　四. 設(shè)備選型</b></p><p><b>　　

33、4.1 表曝機 </b></p><p>　　當(dāng)曝氣機的動力效率為時，所需曝氣機功率</p><p><b>　　kw。</b></p><p>　　據(jù)表2（附后）查得選用75kw，LSA100HP型氧化溝慢速表曝機兩臺，超高1m。總供氧量（以為計，下同）55，富余45。根據(jù)水力模型數(shù)據(jù)。 氧化溝溝寬與倒傘直徑的最佳比例為2．

34、2～2．4倍。溝深與直徑的比例約為1．1～1．2 倍，在此條件下， 曝氣機可達到最佳的推流及曝氣效果。本工程氧化溝采用4廊道。本工程曝氣機葉輪直徑D=2750mm，確定氧化溝最佳溝寬：B=6.6m、有效水深H=3.3，超高為0.8m。</p><p>　　彎道內(nèi)直徑取9m，外直徑取15.6m，則彎道體積127.5</p><p><b>　　則氧化溝總長：</b>&l

35、t;/p><p>　　，取4個溝槽，長向=86，寬向=</p><p>　　在氧化溝上方建兩座人行橋，寬度為4m。</p><p>　　在氧化溝中，由于氧化溝長達86米，為防止發(fā)生污泥沉淀，確定在氧化溝中設(shè)置潛水低速推進器4臺，功率5．5kW， </p><p><b>　　4.2 出水系統(tǒng)</b></p>

36、<p>　　4.2.1 出水渠設(shè)計計算</p><p>　　氧化溝沿邊長設(shè)一條矩形出水渠，水槽的出流流至此出水渠。出水渠保持水平，出水由一個出水口排出。</p><p>　　設(shè)出水渠寬，長12m，坡度0.015。設(shè)出水渠渠口附近水流速度，則渠口附近水深</p><p>　　氧化溝水深3m處設(shè)出水口</p><p>　　以出水槽槽口為

37、基準(zhǔn)計算，出水渠渠深</p><p>　　4.4.2 出水管設(shè)計計算</p><p>　　因設(shè)計流量為，選用DN700鋼管排水，充滿度為0.6，設(shè)計坡度為0.0015。</p><p>　　4.4.3 進水管設(shè)計計算</p><p>　　選用DN800鋼管進水</p><p>　　4.4.4 放空管設(shè)計計算</p

38、><p>　　選用 DN400 鋼管做放空管</p><p><b>　　五.設(shè)計總結(jié)：</b></p><p>　　本次設(shè)計中流量不大，但COD、BOD值較高，在經(jīng)過去圖書館查閱設(shè)計手冊和去網(wǎng)上查閱資料，參考其他人的設(shè)計后確定了使用卡魯塞爾氧化溝工藝采用氧化溝后工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，不需建污泥消化池，還可以將二沉池與曝氣池合建，省去了污泥回流

39、系統(tǒng)。能承受水量、水質(zhì)沖擊負荷，對高濃度的工業(yè)廢水有很大的稀釋能力。氧化溝技術(shù)是一種具有突出優(yōu)點的廢水處理技術(shù)，在我國目前技術(shù)經(jīng)濟條件下，很值得重視。設(shè)計過程中遇到了很多問題，經(jīng)過和同組同學(xué)商量和老師知道后解決了問題。畫CAD圖的時候不僅重新復(fù)習(xí)了CAD，還發(fā)現(xiàn)了計算時忘記計算的參數(shù)，補齊，最后達到了設(shè)計要求。此次課程設(shè)計結(jié)束了，發(fā)現(xiàn)了很多缺點，需要不斷改正，可以為以后的工作積累經(jīng)驗?？傊?，兩周的時間里收獲頗豐。</p>

40、<p><b>　　六.參考文獻：</b></p><p>　?、?污水處理廠工藝設(shè)計手冊 高俊發(fā) 化學(xué)工業(yè)出版社 2003</p><p>　　⑵ 黃銘榮主編，《水污染治理工程》，高等教育出版社，2002年。</p><p>　?、?張自杰主編，《排水工程》，中國建筑工業(yè)出版社，2001年。</p><p&g

41、t;　?、?張自杰主編，《環(huán)境工程手冊—水污染防治卷》，高等教育出版社，1996年。</p><p>　?、?唐受印主編，《廢水處理工程》，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年。</p><p>　?。?）賀永華　沈東升，卡魯塞爾氧化溝處理城市污水的設(shè)計計算，《環(huán)境工程》，2008年8月</p><p>　?。?）閃紅光主編.環(huán)境保護設(shè)備選用手冊之水處理設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出