制药厂抗生素废水处理工艺设计.doc

制药厂抗生素废水处理工艺设计制药厂抗生素废水处理工艺设计 摘要摘要 本次毕业设计以制药厂抗生素废水为主要水源 设计抗生素废水的主 要处理工艺 该废水生物化学需氧量高 而且有高浓度的BOD和COD 有机 物 以及悬浮固体 SS 在资料分析基础上 比较了现在的多种抗生素废 水处理 最终确定以水解酸化 两级生物处理 AB法 处理抗生素废水 该设计工艺中包括了相关处理构筑物设计计算 通过设计 使该厂废水处理 水达到国家排放标准 关键词关键词 抗生素废水 水解酸化 AB 法 COD BOD 2 33 Pharmaceutical antibiotic wastewater treatment process design Abstract The graduation design with pharmaceutical factory antibiotic wastewater as the main source of antibiotic wastewater design the main treatment process The wastewater biological chemical oxygen demand COD high and have high levels of BOD and COD organic matter and suspended solids SS Based on the data analysis compares the variety of antibiotic wastewater treatment now and finally determined that two levels by hydrolysis acidification biological treatment AB method deal with antibiotic wastewater This design process includes correlation processing structures design calculation through the design make the factory wastewater treatment water reach national emission standard Key words pharmary sewage sewage treatment difflunce acidificatio Adsorption Biodegration BOD COD 3 33 目目 录录 论文总页数 32 页 前言 1 1 概述 1 1 1 课题研究背景 1 1 2 原始资料 1 2 抗生素废水的处理工艺 2 2 1 目前抗生素废水处理存在的问题 2 2 2 抗生素废水处理方法的比较 2 2 3 本设计处理工艺的确定 3 4 抗生素废水处理主要构筑物的计算 3 4 1 格栅 3 4 1 1 设计参数 3 4 1 2 设计计算 3 4 2 集水井的设计计算 5 4 3 平流式沉砂池 6 4 3 1 设计参数 6 4 3 2 设计计算 6 4 4 水解酸化池 8 4 4 1 设计参数 8 4 4 2 设计计算 8 4 5 曝气池 8 4 5 1 设计参数 8 4 5 2 设计计算 9 1 抗生素废水处理程度计算 9 3 曝气池曝气系统计算 10 4 剩余污泥计算 14 4 6 沉淀池 20 4 6 1 设计参数 20 4 6 2 设计计算 20 4 7 浓缩池 24 4 7 1 设计参数 24 4 7 2 设计计算 24 4 8 机械脱水间 25 4 8 1 预处理 25 4 8 2 脱水设备 26 4 8 3 脱水间的尺寸 26 5 污水处理厂的高程计算 26 4 33 5 1 处理厂污水处理流程的高程布置的主要任务 26 5 2 设计的原则 27 5 3 计算部分 27 6 结论 29 附件 29 参考文献 30 致 谢 31 声 明 32 前言前言 水是生命之源 是地球上唯一不可替代的自然资源 我国人均水资源占 有量仅为世界平均水平的 1 4 水源不足 水体污染河水环境生态恶化已成 为人类发胀的制约因素 保护水资源 防止水污染 改善水环境生态是我们 义不容辞的责任 随着现代工业的发展 水污染问题日益严重 特别是生物化工行业污 染问题尤为严重 淀粉工业 啤酒工业及抗生素工业等再生产过程中产生大 量的高浓度有机废水 水体污染严重 本设计研究的盐酸林可霉素 洁霉素 废水属于制药废水中的抗生素废水 抗生素的生产原料主要为粮食产品 原 料消耗大 只有少部分转化为产品和供微生物生命活动 大部分仍留在废水 中 废水的来源主要集中在结晶母液中 洁霉素的生产方法为生物发酵法 此外为提高药效 还将发酵法制得的抗生素用化学 生物或生化法进行分子 结构改造而制成各种衍生物 即半合成抗生素 其生产过程的后加工工艺中 还包括有机合成的单元操作 可能排出其他废水 因此在废水排放前要对其 实行处理然后再达标排放 从而减小对环境的污染 1 概述概述 1 11 1 课题研究背景课题研究背景 水是人类维系生命的基本物质 是工农业生产和城市发展不可缺少的重 要资源 切实防止水污染 保护水资源已成了当今人类的迫切任务 在水的社会循环中 生活污水和工业生产废水的排放 是形成水污染的 主要根源 但随着人口的膨胀和经济的发展 水资源短缺的现象正在很多地 区相继出现 水污染及其所带来的危害更加剧了水资源的紧张 并对人类的 生命健康形成了威胁 水污染的治理就成为当前迫切的任务 本设计中的废水属于制药废水中的抗生素 洁霉素 废水 抗生素废水 是高色度 成分复杂 含难降解生物且毒性物质多的高浓度有机废水 1 2 其 COD BOD 值高且波动大而难处理 3 4 污染物主要是发酵残余营养物 包括发酵代谢产物 残余的消沫剂 凝聚剂 破乳剂和残留的抗生素及其降 解物 以及酸 碱有机溶剂和其他化工原料等 成分复杂 含量不定 可生 化性差 1 21 2 原始资料原始资料 制药厂概况和进出水水质概况 该制药厂所在城市的主导风向为东南风 常年平均气温为 15 26 平均地面标高为 25m 该厂废水的主要成分为盐酸林可霉素原料 2 33 药的生产废水 要求日处理量为 4000 吨 天 生产废水要求日处理量为 4000 吨 天 生活污水为 100 吨 天 表 1 制药厂水质状况表 项目BODCODcrSSpH 生 产 废 水4007 8 进 水 生活污 水 2004002007 8 出水 30 150 1506 5 8 5 注 各项进水设计标准单位都为 mg L 2 2 抗生素废水的处理工艺抗生素废水的处理工艺 2 12 1 目前抗生素废水处理存在的问题目前抗生素废水处理存在的问题 抗生素废水是一类含难降解物质和生物毒性物质的高浓度有机废水 国 内 300 多家企业生产占世界产量 20 30 的 70 多个品种的抗生素 废水排 放量大 水体污染严重 目前国内外应用的处理技术不多且不够成熟 已建 成的以好氧生物处理技术为主的工程 投资和处理成本高 废水实际处理率 很低 欧 美 日等国从 40 年代生产青霉素时就已经开始处理其废水 因 受当时处理技术的限制至 70 年代几乎全部采用好氧处理技术 而从 70 年代 开始他们将这类原料药生产向发展中国家转移 其原因之一就是废水处理问 题 因此开发经济有效的抗生素废水处理技术具有重要的意义 2 22 2 抗生素废水处理方法的比较抗生素废水处理方法的比较 目前大多的抗生素废水处理多是采用常规的深井曝气或厌氧发酵等生 物处理工艺降解废水中的有机物 5 处理效果较差 难以稳定达标 国内外 对抗生素工业废水的处理主要采用生物法 厌氧 缺氧及好氧 也有的采用 化学絮凝 生物法工艺 一般而言 抗生素品种较单一 直接采用生物法工 艺的较多 6 7 8 而对多品种抗生素工业废水的处理 因废水成份十分复杂 抗生素形成的生物毒性相互叠加 单纯依靠生物法处理 出水难达到行业排 放标准 所以 必须辅以化学絮凝先进行预处理 达到排除生物毒性物质干 扰 降低废水浓度的目的 马寿权 韦巧玲 9 等采用絮凝 水解酸化 二段接触氧化 再絮凝工艺处 理盐酸四环素 盐酸林可霉素及克林霉素磷酸酯等抗生素废水 邓良伟 10 等研究了絮凝 厌氧 两级好氧工艺处理青霉素 四环素 利福平和螺旋霉 素等抗生素废水 这些工艺处理效果较好 但运行费用很高 工艺流程很复 杂 多品种抗生素生产企业规模大 废水日排放量上万吨 昂贵的运行费用 3 33 使企业难以承受 这是造成我国抗生素废水大多未经过深度处理就排放的重 要原因之一 2 32 3 本设计处理工艺的确定本设计处理工艺的确定 针对上述处理方法中存在的问题 本设计采用水解酸化 AB 生物法工 艺处理抗生素废水 该工艺流程短 节能 为大型企业抗生素废水的处理提 供了新颖 实用且净化效果良好的工艺路线 工艺流程 进 水 水解酸化 池 A 段曝气池中沉池 化池 B 段曝气 池 二沉池 化池 污泥浓 缩池 外运 污泥回流 污泥回流 出水 图 1 水解酸化 AB 工艺流程图 工艺特点 通过水解酸化池 污水中难以生化的有机物在常温下经过厌氧菌胞外酶 的作用 将大分子有机物水解酸化变成小的分子 将大部分不溶性有机物降 解为溶解性物质 变成可生化的底物 为好氧处理创造条件 具有优良的污染物去除效果 较强的抗冲击负荷能力 良好的脱氮除磷 效果和投资及运转费用较低等 1 对有机底物去除效率高 2 系统运行稳定 主要表现在 出水水质波动小 有极强的耐冲击负 荷能力 有良好的污泥沉降性能 3 有较好的脱氮除磷效果 4 节能 运行费用低 耗电量低 可回收沼气能源 经试验证明 AB 法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用 20 25 4 抗生素废水处理主要构筑物的计算抗生素废水处理主要构筑物的计算 4 4 1 1 格栅格栅 4 1 14 1 1 设计参数设计参数 栅条间隙d 10mm 栅前水深 h 0 6m 过栅流速V 0 4m s 安装倾角 60 设计流量Q 0 052m3 s 4 1 24 1 2 设计计算设计计算 4 33 1 栅条间隙数n 个 bhv Q n sin max 式中 最大设计流量 m3 s max Q 格柵倾角 o 栅条间隙 m b 栅条间隙 个 n 栅前水深 m h 过栅流速 m s v 则 个 7 18 4 06 001 0 60sin052 0 n 取19个 2 栅槽宽度B 设计采用 20圆钢为栅条 即S 0 015m 则栅槽宽度 B S n 1 bn 0 015 19 1 0 01 19 0 5m 3 通过格柵的水头损失 sin 2 2 3 4 1 g v b S kh 式中 k 系数 水头损失增大倍数 取k 3 系数 与断面形状有关 2 42 栅条断面为锐边矩形 S 栅条宽度 b 栅条净间隙 过栅流速 m s v 格栅倾角 度 60 mh1 060sin 8 92 4 0 10 15 42 2 3 2 3 4 1 4 进水渠道渐宽部分的长度L1 设进水渠道内流速为0 6m s 则进水渠道宽m vh Q B22 0 4 06 0 052 0 max 1 5 33 1 1 1 2 tg BB L 式中 B 栅槽宽度 m B1 进水渠道宽度 m 进水渠展开角 取 1 20 1 则 m L33 0 20tan2 22050 1 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m L L165 0 2 33 0 2 1 2 5 栅槽总高度 设栅前渠道超高mh3 0 2 mhhhH0 13 01 06 0 21 6 栅槽总长度 m tgtg H LLL5 2 60 9 0 5 00 1165 0 33 0 60 5 00 1 1 21 7 每日栅渣量 1000 86400 1max WQ W 式中 Q 设计流量 m3 s 栅渣量 m3 103m3污水 取0 1 0 01 粗格栅用小值 细格栅用 1 W 大值 中格栅用中值 取 333 1 10 1 0mmW dmdmW 2 0 41 0 1000 864001 0052 0 33 采用机械清渣 4 4 2 2 集水井的设计计算集水井的设计计算 本设计采用北京市杂质泵厂生产的 150QWS 10 无堵塞污水潜水泵 2 台 无备用 水泵流量 Q 145m3 h 集水井有效容积根据进水水量变化 水 泵能力和水泵工作情况等因素确定 一般不得小于最大一台水泵 5min 的出 水量 因此 集水井容积 V为安全起见 取 33 11 12min5 145mhmV V 18m3设集水井尺寸为 3m 2m 3m 6 33 4 4 3 3 平流式沉砂池平流式沉砂池 4 3 14 3 1 设计参数设计参数 污水在池内的停留时间 t 40s 设计有效水深 h 0 30 设贮砂斗上 2 m 口宽 贮砂斗底宽斗壁与水平面的倾角为 75 排砂间隔ma2 1 5 0 1 ma 时间 T 2d 沉砂池池底坡度为 0 06 4 3 24 3 2 设计计算设计计算 1 长度 L vt 式中 L 最大设计流量时的流速 取 0 16m s t 最大设计流量时的流行时间 取 40s 则 L 0 16 50 8m 2 水流断面面积 A 2 325 0 16 0 052 0 m v Q A 3 池总宽度 B m h A B08 1 3 0 325 0 2 4 每格池子宽度 0 b 单组池子取 2 格 则每格池子宽度 m b b54 0 2 08 1 2 0 取mb6 0 0 5 沉砂室所需容积 设排砂时间的间隔 T 2d 污水的沉砂量 X 30 污水 363 10 mm 3 66 25 0 100 1 86400230052 0 10 86400 m K TXQ V z 取 0 5 3 m 6 每个沉砂斗容积 0 V 设每一格池子有两个沉砂斗 则 3 0 125 0 22 m V V 7 沉砂斗各部分尺寸 设贮砂斗底宽斗壁与水平面倾角为 75 沉砂斗上口宽 5 0 1 ma ma2 1 则沉砂斗高 7 33 m aa h3 175tan 2 5 02 1 75tan 2 3 沉砂斗容积 3 2121 3 0 ffff h V 2 15 02 15 0 3 3 1 22 3 07 1 m 取 1 1 3 m 8 沉砂室高度 3 h 采用重力排砂 池底坡度 i 0 06 坡向砂斗 则 233 06 0 lhh 2 2 06 0 3 aL h 1 5m 9 沉砂池总高度 H 设超高mh3 0 1 mhhhH1 25 13 03 0 321 平流式沉砂池计算草图 图 2 平流式沉砂池计算草图 8 33 4 4 4 4 水解酸化池水解酸化池 4 4 14 4 1 设计参数设计参数 表面水力负荷 q 取 1 1 水力停留时间取 4h 水解酸化池 hmm 23 的上升流速 v 0 5 1 8m h 4 4 24 4 2 设计计算设计计算 1 几何尺寸计算 表面积 A 1 A 2 170 1 1 3600052 0 3600 m q Q q 表面水力负荷 取 1 1 hmm 23 设计一组水解酸化池 按长宽比 2 1 设计 则每组水解酸化池池长为 19m 宽为 9 2m 有效水深 2 mqth4 441 1 有效容积 V 3 3 7494 4171mhAV 水解池上升流速核算 4 符合要求 hm HRT h AHRT V A Q v 1 1 4 4 4 2 反应器的配水系统 水解酸化池底部设计按多槽形式设计 有利于布水均匀与克服死区 采 用穿孔管进水配水方式 出水孔口处需设置 45 导流板 布水点数个45 7 3 170 0 A A n 式中 单孔布水负荷 取 3 7 0 A 2 m 3 排泥设备 采用静压排泥装置 沿矩形池纵向多点排泥 排泥点设在污泥区中上部 污泥排放采用定时排放 每日 1 2 次 由于反应器底部可能会积累颗粒物 需在池底部设排泥管 距池底约 100mm 4 4 5 5 曝气池曝气池 4 5 14 5 1 设计参数设计参数 9 33 表 2 AB 工艺设计参数 数值 项目 段 段 水力停留时间 HRT h BOD5 污泥负荷 kgBOD5 kgMLSS d 污泥浓度 mg l 污泥龄 d 污泥回流比 0 5 3 8 2 5 2000 300 0 0 3 0 7 20 50 1 24 64 0 15 0 3 3000 4000 10 25 50 100 4 5 24 5 2 设计计算设计计算 1 抗生素废水处理程度计算 表 3 抗生素废水处理程度 A 段曝气池B 段曝气池项目 进水浓 度 mg L 出水浓 度 mg L 去除率 进水浓 度 mg L 出水浓 度 mg L 去除率 B0D1130509555093094 C0D3429188645188615092 SS2371663016612425 2 曝气池容积计算 曝气池容积 1 NX QS V 0 式中 V 曝气池容积 Q 最大设计流量 S0 进水 VBOD5浓度 N BOD 污泥负荷 A 段取 5kgBOD5 kgMLSS d B 段取 0 15 kgBOD5 kgMLSS d X 污泥浓度 A 段取 4000 mg l B 段取 5000 mg l 则 A 段曝气池容积 NX QS V 0 3 254 40005 11304493 m B 段曝气池容积 3 3048 500015 0 5094493 mV 水力停留时间 2 10 33 符合要求 h Q V T h Q V T B B A A 2 16 4493 3048 35 1 4493 254 确定曝气池各部分尺寸 3 A 段曝气池 设一组曝气池 其容积为 254 有效水深 h 3 5m 3 m 则 A 池有效容积 2 6 72 5 3 254 mS 采用单廊道式推流式曝气池 池宽 B 3 5m 曝气池长度 m B S L 8 18 5 3 6 72 校核 2 1 03 1 5 3 6 3 h B h B 满足 满足10 5 6 5 6 3 20 B L B L 取超高为 0 3m 则 A 段暴气池总高度 H 0 3 3 5 3 8m B 段曝气池 设曝气池两组 有效水深 h 4 5m 则 单池容积 3 1524 2 3048 mVB 单池有效容积 2 4 435 5 3 1524 mSB 单 采用单廊道式推流式曝气池 廊道宽 b 8 7m 单组池长 m B S L B 50 7 8 4 435 单 校核 2 1 93 1 5 4 7 8 h b h b 满足 10 5 7 5 7 8 50 b L b L 满足 取超高为 1 0m 则 B 段曝气池总高 H 4 5 1 0 4 8m 3 曝气池曝气系统计算 1 需氧量 A 段曝气池实际需氧量 1 ArAA QSaAOR 式中 A 段曝气池需氧量 kg d A AOR 11 33 A 段需氧系数 kgO2 kg BOD5 一般为 0 4 0 6 取 0 6 A a A a A 段曝气池去除的 BOD5 kgBOD5 m3 Ar S 污水设计流量 m3 d Q 则 dkgLmgdmAORA 1674 5091130 44936 0 3 B 段曝气池实际需氧量 2 rBrBB bQNQSaAOR 式中 B 段曝气池需氧量 kg d B AOR B 段需氧系数 取 1 23 B a B a B 段曝气池去除的 BOD5 kgBOD5 m3 Br S 去除 1kgNH3 N 需氧量 4 57 kgO2 kgNH3 Nbb 需要硝化的氮量 0 r N r N 污水设计流量 m3 dQ 则 dkglmgdmAORB 26470 30509 449323 1 3 总需氧量 3 dkgAORAORAOR BA 432126471674 2 标准需氧量 A 段 B 段均采用鼓风曝气 将是极需氧量 AOR 换成标准需氧量 SOR 20 20 024 1 T LTSm S CC CAOR SOR 式中 a 由于污水中含有杂质 对氧的转移产生影响 a 1 La La K K 清水中的 污水中的 氧的总转移系数 此值表曝气过程中氧的总传递性 1 s s C C 清水中的 污水中的 12 33 压力修正系数 5 10013 1 所在地区的实际气压 曝气池中溶解氧浓度 A 段B 段 L ClmgC AL 5 0 lmgC BL 2 取值 0 82 0 95 C 2 0mg l 0 8 A B 均采用网状型中微孔空气扩散装置 该装置的特点 不易堵塞布 气均匀 氧的利用率较高 表 4 水温和溶解氧情况 水温 T o 溶解度 mg L 水温 T o 溶解度 mg L 水温 T o 溶解度 mg L 014 621011 33209 17 114 231111 08218 99 213 841210 83228 83 313 481310 60238 63 413 131410 37248 53 512 801510 15258 38 612 48169 95268 22 712 17179 74278 07 811 87189 54287 92 911 59199 35297 77 由表 4 可查得 LmgCS 38 8 25 LmgCS 17 9 20 空气扩散口处绝对压力 ab PHp 535 10336 1 108 910013 1 空气离开曝气池时氧的百分比 54 17 100 2 01 2179 2 01 21 100 1 2179 1 21 A A t E E O 曝气池中平均溶解氧浓度 Lmg Op CC tb SSm 95 8 42 54 17 10066 2 10336 1 38 8 4210066 2 5 5 5 25 25 于是 A 段曝气池标准需氧量为 13 33 2025 20 20 024 1 5 095 8 195 0 82 0 17 9 1674 024 1 T LTSm SA A CC CAOR SOR 2077 7kgO2 d 87kgO2 h B 段曝气池标准需氧量 2025 20 20 024 1 5 095 8 195 0 82 0 17 9 2647 024 1 T LTSm SB B CC CAOR SOR 4042 9 kgO2 d 169 kgO2 h 总标准需氧量 dkgOSORSORSOR BA 2 6 6120 9 4042 7 2077 3 曝气池供氧量 A 段供气量 1 hm E SOR G A A AS 1450100 203 0 87 100 3 0 3 B 段供气量 2 hm E SOR G B B AS 7 2816100 203 0 169 100 3 0 3 总供气量 3 hmGGG BSASS 4267 7 28161450 3 每污水的供气量 4 3 m A 池 1450 187 2 7 75污水空气 33 mm B 池 2817 187 2 15 06污水空气 33 mm 4 所需空气压力 P 相对压力 hhhhhP 4321 式中 供风管道沿程和局部阻力之和 取 0 2m 21 hh 21 hh 曝气器淹没水头 取 4 3m 3 h 3 h 曝气器阻力 取 0 4m 4 h 4 h 富于水头 取 0 5mh h 14 33 于是 mhhhhhP4 55 04 03 42 0 4321 5 供风管道计算 根据曝气池平面图布置空气管道 a A 段曝气池设有一根干管 4 根配气竖管 每根竖管的配气量 2078 4 519 5 hm 3 曝气池的平面面积 2 6 726 320m 每个空气扩散器的服务面积按 0 5计 2 m 则所需要空气扩散器的总数 72 6 0 5 144 个 每个竖管上安装的空气扩散器的数目 144 4 36 个 采用江苏宜兴天地环保机械设备有限公司生产的 BG 型微孔陶瓷 曝气 b B 曝气池设有 1 根干管 干管上设 10 根配气竖管 每根竖管的配气量 4043 10 40 43 hm 3 曝气池的平面面积 2 4357 850m 每个空气扩散器的服务面积按 2 0计 2 m 则所需要空气扩散器的总数 435 2 0 217 5 个 取 240 个 每个竖管上安装的空气扩散器的数目 240 10 24 个 采用江苏宜兴天地环保机械设备有限公司生产的 WZP 中孔曝气器 6 鼓风机的选定 空气扩散装置安装在距曝气池池底 0 2m 因此 鼓风机所需要的压力为 KPaP KPaP B A 8 588 95 15 4 498 95 35 1 鼓风机的供气量 min 95 46 2817 min 17 24 1450 33 33 mhmG mhmG B A 根据所需要的压力及空气量决定采用 A 段曝气池鼓风机采用型号 RE 200 的罗茨鼓风机 口径 200 mm 转速 730r min 排气压力 49 0Kpa 进口流量 30 8所需轴功率min 3 m 29 8KW 所配电动机功率 37 KW B 段曝气池鼓风机采用型号 RMF 300 的罗茨鼓风机 口径 15 33 300mm 转速 750r min 排气压力 58 8Kpa 进口流量 74 6所需min 3 m 轴功率 101KW 所配电动机功率 132KW 4 剩余污泥计算 A 段剩余污泥计算 干重 1 1000 1 1000 1 0 eAA SSQaTSSATSSQX段出水进水 式中 A 段剩余污泥量 kg d A X A 段污泥增长系数 一般为 0 3 0 5kg kgBOD5 取 0 4 A a A a kg kgBOD5 进 出水 BOD5浓度 e SS 0 Q 污水设计流量 m3 d 则 1000 1 5091130 44934 0 1000 1 166237 4493 A X 319 1116 1435 kg d 湿污泥量 m3 d 2 A 段污泥含水率 PA 98 98 7 取 PA 98 6 则 A 段湿污泥量 dm P X Q A A S 103 10 986 0 1 1435 10 1 3 33 污泥龄 3 A 段污泥龄 d Na AA c 5 0 54 0 11 B 段剩余污泥量计算 干重 1 1000 1 0 eBB SSQaX 式中 B 段剩余污泥量 kg d A X B 段污泥增长系数 一般为 0 5 0 65kg kgBOD5 取 B a 16 33 0 52kg kgBOD5 B a 进 出水 BOD5浓度 e SS 0 Q 污水设计流量 m3 d 则 dkgXB 1119 1000 1 30509 449352 0 湿污泥量 m3 d 2 B 段污泥含水率 PB 99 2 99 6 R 取 PB 99 5 B 段湿污泥量 dm P X Q B B S 224 10 995 0 1 1119 10 1 3 33 污泥龄 3 B 段污泥龄 d Na BB c 8 12 15 0 52 0 11 5 回流污泥量 A 段污泥回流量 1 污泥回流比为 R 50 污泥回流量 hmdmQRQ AAR 6 93 224644935 0 33 选用山东双轮集团有限公司生产的 4 6LRB33A 型泥浆泵一台 水泵设计参 数为 流量 Q 93 6m3 h 扬程 H 31 4m 转速 1470r min 轴功率为 13 9KW B 段污泥回流量 2 污泥回流比为 R 80 污泥回流量 hmdmQRQ BBR 8 149 359544938 0 33 选用山东双轮集团有限公司生产的 4 6LRB33A 型泥浆泵一台 水泵设计参 数为 流量 Q 190m3 h 扬程 H 25m 转速 1470r min 轴功率为 20KW 6 曝气池进水设计 1 A 段曝气池进出水系统设计 17 33 进水设计 1 进水与回流污泥进入集水槽混合 再由进水潜空进入曝气池 a 进水管 进水管设计流量 Q 0 052m3 s 管道流速 v 1 5m s 管径m v Q d209 0 5 114 3 052 0 44 取进水管径 DN200mm 校核管道流速sm d Q v 53 1 2 0 4 14 3 052 0 4 22 b 配水渠道 配水渠道设计流量 Q 1 R Q 2 1 0 5 0 052 0 078m3 s 渠道流速 v 0 4m s 渠道过水断面面积 2 2 0 4 0 078 0 m v Q A 取渠道断面 b h 0 4m 0 5m 渠道超高取 0 5m 则渠道总高为 0 5 0 5 1 0m c 进水孔 进水孔过孔流量 Q 0 039 m3 s 孔口流速 v 1 0m s 孔口过水断面面积 2 078 0 0 1 078 0 m v Q A 设进水潜孔两个 孔口断面 b h 0 4m 0 2m 出水设计 2 a 采用平顶堰出水 5 1 2 HgmbQ 式中 b 堰宽 取 3 6m m 流量系数 取 0 32 H 堰上水头 m b Q H05 0 6 386 1 078 0 86 1 3 2 3 2 18 33 b 集水槽宽 mmkqB40 0 32 0 078 0 159 09 0 4 004 取 集 其中 k 安全系数 取 1 5 集水槽起点水深 mBh5 040 0 25 1 25 1 2 集水槽终点水深 mBh3 040 0 75 0 75 0 1 图 3 平顶堰计算图 c 出水管 出水管设计流量 Q 0 078m3 s 管道流速 v 1 1m s 管径m v Q d21 0 1 114 3 078 0 44 取出水管径 DN200mm 2 B 段曝气池进出水系统设计 进水设计 1 两组曝气池合建 进水与回流污泥进入集水槽混合 再由进水潜孔潜流 进入曝气池 a 进水管 进水管设计流量 Q 0 052m3 s 管道流速 v 0 8m s 管径m v Q d288 0 8 014 3 052 0 44 取进水管径 DN300mm 校核管道流速sm d Q v 74 0 3 0 4 14 3 052 0 4 22 b 配水渠道 19 33 配水渠道设计流量 Q 1 R Q 2 1 0 8 0 052 0 0936m3 s 渠道流速 v 0 2m s 渠道过水断面面积 2 468 0 2 0 0936 0 m v Q A 取渠道断面 b h 0 6m 0 6m 渠道超高取 1 0m 则渠道总高为 1 0 0 6 1 6m c 进水孔 进水孔过孔流量 Q 0 0936m3 s 孔口流速 v 0 5m s 孔口过水断面面积 2 1872 0 5 0 0936 0 m v Q A 设每组曝气池有进水潜孔三个 则孔口断面 b h 0 4m 0 4m 出水设计 2 a 采用平顶堰出水 5 1 2 HgmbQ 式中 b 堰宽 17 6m m 流量系数 取 0 32 H 堰上水头 m b Q H02 0 6 1786 1 0936 0 86 1 3 2 3 2 b 集水槽宽 mmkqB60 0 63 0 0936 0 159 09 0 4 004 取 集 其中 k 安全系数 取 1 5 集水槽起点水深 mBh75 0 60 0 25 1 25 1 2 集水槽终点水深 mBh45 0 60 0 75 0 75 0 1 c 出水管 出水管设计流量 Q 0 0936m3 s 管道流速 v 1 3m s 管径m v Q d302 0 3 114 3 0936 0 44 20 33 取出水管径 DN300mm 4 4 6 6 沉淀池沉淀池 4 6 14 6 1 设计参数设计参数 池子的直径与有效水深之比不小于 3 1 池子的直径不大于 8 2 中心管流速不大于 30 0mm s 反射板距泥面至少 0 3m 3 喇叭口直径及高为中心管直径的 1 35 倍 4 反射板的直径为喇叭口直径的 1 3 倍 反射板表面与水平面的倾角为 5 17 度 中心管下端至反射板表面之间的缝隙度在 0 25 0 5m 范围内时 6 缝隙中的污水的流速不大于 20mm s 池子的直径小于 7m 澄清污水沿周边流出 排泥管下端距池底不 7 大于 0 2m 管上端超出水面不小于 0 4m 浮渣挡板距集水槽 0 25 0 5m 高出水面 0 1 0 15m 淹没深度 8 0 3 0 4m 水在沉淀区上升流速 v 0 00055m s 间隙流速 v1 10mm s 9 超高取 h1 0 3m 10 4 6 24 6 2 设计计算设计计算 A 段沉淀池 表面负荷 沉淀时间 T1 2h 2 23 1 hmmq B 段沉淀池 表面负荷 沉淀时间 T2 4h 0 1 23 2 hmmq 1 沉淀池表面面积 中沉池 2 1 1 6 93 2 2 187 m q Q A 二沉池 2 2 2 2 187 0 1 2 187 m q Q A 2 中心管面积与直径 中沉池采用两个池子 二沉池采用四个池子 1 0 0 max 1 4 f d v Q f 21 33 式中 中心管截面积 m2 1 f 中心管直径 m 0 d 中心管内的流速 m s 中沉池取 0 03m s 二沉池取 0 0015m s 0 v 于是 2 3 01 11 86 0 03 0 2 052 0 m sm sm v Q f 取 1100mmm f d05 1 14 3 86 0 4 14 3 4 11 0 2 3 02 12 86 0 015 0 4 052 0 m sm sm v Q f 取 1100mmm f d05 1 14 3 86 0 4 14 3 4 12 0 3 中心管喇叭口到反射板之间的间隙宽度 设污水由中心管喇叭口与反射板之间的间隙流出的速度smv 02 0 1 喇叭口直径 取 1400mmmdd42 1 05 1 35 1 35 1 01 m dvn Q h29 0 4 102 0 14 3 2 052 0 11 3 4 反射板的直径 取 1800mmmd82 1 40 1 30 1 30 1 1 5 沉淀池总面积和直径 A D ffA v Q f 4 21 max 2 式中 沉淀区面积 m2 2 f 沉淀池面积 m2A 沉淀池直径 mD 22 33 于是 中沉池 表面负荷 2 23 1 hmmq smhmv 00056 0 2 符合要求 取 38 1 6 3 8 6 8 6 76 6 14 3 29 474 14 3 4 29 4743 4686 0 43 46 00056 0 2 052 0 2 2 2 21 2 12 h D mm A D mffA m v Q f 二沉池 表面负荷 0 1 23 2 hmmq smhmv 00028 0 1 符合要求 取 38 1 6 3 76 6 8 6 76 6 14 3 29 474 14 3 4 29 4743 4686 0 43 46 00028 0 4 052 0 4 2 2 21 2 22 h D mm A D mffA m v Q f 6 沉淀池有效沉淀高度 vth3600 2 于是 中沉池 取 4 0m mvTh03 4 200056 0 36003600 121 二沉池 取 4 0mmvTh03 4 400028 0 36003600 222 径深比为 37 1 0 4 8 6 符合要求 h D 7 圆锥部分的容积 设锥体下底直径为 0 4m 污泥斗的倾角为 55 322225 1 5 7 582 02 04 34 3 3 47 4 14 3 3 14 3 47 4 55 2 4 08 6 2 mrrRR h V mtgtg dD h 8 沉淀池总高度 设沉淀池的超高 h1 0 3m 缓冲层 h4 0 3m H h1 h2 h3 h4 h5 23 33 0 3 4 0 0 3 0 3 4 5 9 4m 因此 中沉池和最终沉淀池均采用直径 6 8m 的圆形竖流式沉淀池 9 采用静压排泥法 静水压力 h 1m 排泥管管径用 200mm 管下端距池底 0 1m 管上端超 出水面 0 5m 浮渣挡板距集水槽 0 3m 高出水面 0 1m 淹没水深 0 3m 10 出水方式设计 采用周边集水槽 单侧集水池设有一个出水口 a 集水槽宽 集水槽宽 mmkqB30 0 26 0 26 0 5 19 09 0 4 004 取 集 其中 k 安全系数 取 1 5 集水槽起点水深 mBh225 0 30 0 75 0 75 0 1 集水槽终点水深 mBh375 0 40 0 25 1 25 1 2 槽深取 0 3m b 出水溢流堰采用 90 的三角堰 1 堰上水头 即三角口底部至上液面的高度 h 0 02mOH2 2 单个三角堰的流量 smhq 00008 0 02 0 4 14 1 3 2 5 2 5 3 三角堰的个数 个650 00008 0 052 0 q Q n 单个中沉池所需的三角堰个数 取 160 个个325 2 650 n 单个二沉池所需的三角堰个数 取 160 个个163 4 650 n 4 三角堰的尺寸如图所示 H 2h 0 04m B 4h 0 08m 5 三角堰的总长度 中沉池 mnBL 8 1208 0 160 mBDL84 184 028 614 3 2 二沉池 24 33 mnBL 8 1208 0 160 mBDL84 184 028 614 3 2 6 三角堰的堰宽 中沉池 004 0 160 8 1284 18 m n LL b 二沉池 004 0 160 8 1284 18 m n LL b 图 4 三角堰草图 4 74 7 浓缩池浓缩池 4 7 14 7 1 设计参数设计参数 污泥含水率浓缩前 P1 99 浓缩后 P2 97 污泥固体通量 M 30 浓缩时间 T 16h 排泥间隔时间 t 8h 超高 h1 0 3m 污泥斗 2 dmkg 的倾角 60 浓缩污泥容重取 1000kg 3 m 4 7 24 7 2 设计计算设计计算 本设计采用间歇式重力浓缩池 1 污泥量及污泥浓度 浓缩池的污泥主要来源于中沉池 最终沉淀池 dmQQQ BA 327224103 3 污泥混合后的浓度 Lg QQ CQCQ C 7 4 327 52244103 21 2211 2 浓缩池的面积 2 23 50 30 7 4327 m M CQ A 25 33 4 浓缩池的直径 设计两座浓缩池 则单个池子的直径为 mD0 5 2 23 50 5 浓缩池工作部分高度 取污泥浓缩时间 T 16h m A TQ h26 4 23 5124 16327 24 2 6 污泥斗部分高度 设浓缩池下底直径为mD6 0 1 m DD h7 360tan 2 6 00 5 tan 2 1 3 7 污泥斗体积 mDDDD h V46 19 6 06 055 3 8 3 3 222 221 2 1 4 8 浓缩池总高度 取超高 h1 0 3m 则 H h1 h2 h3 0 3 4 3 3 7 8 3m 9 浓缩后污泥体积 由于污泥混合后的浓度为 4 7g L 可以近似地认为浓缩池进泥后的含 水率 P1 99 5 浓缩后的污泥含水率 P2 96 浓缩后污泥体积 3 2 1 2 9 40 96 0 1 995 01 327 1 1 m P PQ V 10 浓缩后污泥所占的高度 mH1 1693 0 23 51 46 19 9 40 4 84 8 机械脱水间机械脱水间 4 8 14 8 1 预处理预处理 在污泥进入脱水机械前 需经过预处理 目的是为了改善污泥脱水性能 提高机械脱水效果与机械脱水设备的生产能力 加入聚合铣混凝剂用量为污 泥干重的 0 2 0 5 1 确定污泥的体积 V 41 d 3 m 26 33 2 确定污泥的浓度 污泥含水率为 96 则 1000 1000 100 96 得 40Kg 3 m 3 确定污泥的干重 G V 41 40 1640Kg d 则 W G 1000 1 64 d 3 m 4 投药量 W0 41 20 820g d 0 82Kg d 4 8 24 8 2 脱水设备脱水设备 1 选用带式压滤机一台无备用 型号 DY 1000 滤带有效宽度 1000mm 运行速度 0 8 9m min 重 力过滤面积 3 1m2 压榨过滤面积 4 6m2 电机功率 3KW 外形尺寸 5750 1556 2683 mm 4 8 34 8 3 脱水间的尺寸脱水间的尺寸 L 5750 2 2000 9750mm 取 10 0m B 1556 2 2000 5556mm 取 6 0m 5 污水处理厂的高程计算污水处理厂的高程计算 5 5 1 1 处理厂污水处理流程的高程布置的主要任务处理厂污水处理流程的高程布置的主要任务 确定处理构筑物之间的连接灌渠的尺寸及标高 通过计算确定各部位的 水面标高 从而能够使污水沿处理流程在各构筑物之间通畅流动 保证污水 处理厂的正常进行 为了降低运行费用和便于维护管理 污水在处理构筑物 之间的流动 以按重力流考虑 为此 必须精确的计算污水流动中的水头损 失 污水流动中的水头损失包括 1 污水流经各处理构筑物的水头损失