养猪场废水处理工艺设计毕业设计.doc

长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 1 养猪场废水处理工艺设计养猪场废水处理工艺设计毕业设计毕业设计 目录目录 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 1 养猪污水的来源 1 1 2 养猪污水的特点 1 1 3 养猪污水对环境的危害 1 1 4 养猪污水的资源化 2 1 5 养猪污水的处理方法 2 第二章第二章 方案设计说明方案设计说明 7 7 2 1 工程设计资料 7 2 1 1 设计资料 7 2 1 2 设计依据 7 2 1 3 指导思想 7 2 2 养猪污水处理工艺流程的设计 8 2 2 1 方案选择 8 2 3 处理工艺流程设备说明 11 2 3 1 格栅间 11 2 3 2 沉砂池 11 2 3 3 调节池 11 2 3 4 初沉池 12 2 3 5 中间水池 12 2 3 6 氨吹脱塔 12 2 3 7 上流式厌氧污泥床 UASB 13 2 3 8 生物接触氧化池 14 2 3 9 二沉池 15 2 3 10 污泥贮池 15 2 3 11 污泥浓缩池 15 2 3 12 污泥脱水 16 2 3 13 粪渣干化场 16 2 3 14 消毒池 16 2 3 15 计量堰 16 2 3 16 其他附属构筑物 16 2 3 17 主要设备 17 第三章第三章 设计计算设计计算 1818 3 1 格栅 18 3 1 1 格栅设计数据 18 3 1 2 格栅设计计算 19 3 2 沉砂池 24 3 2 1 沉砂池设计主要原则 24 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 2 3 2 2 平流式沉砂池的设计参数 24 3 2 3 设计计算 24 3 3 调节池 29 3 3 1 设计数据 29 3 3 2 设计要点与设计要求 29 3 3 3 设计计算 30 3 4 初沉池的设计 32 3 4 1 简介 32 3 4 2 沉淀池的一般设计原则及设计参数 32 3 4 3 设计计算 33 3 5 中间水池 37 3 5 1 简介 37 3 5 2 中间水池设计计算 37 3 6 氨吹脱塔 38 3 6 1 简介 38 3 6 2 设计计算 38 3 7 上流式厌氧污泥床 UASB 42 3 7 1 简介 42 3 7 2 设计计算 43 3 8 生物接触氧化池 50 3 8 1 简介 50 3 8 2 设计依据 51 3 8 3 设计计算 51 3 9 二次沉淀池 55 3 9 1 简介 55 3 9 2 设计参数 55 3 9 3 设计计算 56 3 10 贮泥池 59 3 10 1 贮泥池的作用 59 3 10 2 贮泥池计算 59 3 11 污泥浓缩池 60 3 11 1 简介 60 3 11 2 设计计算 60 3 12 污泥脱水机房 64 3 12 1 简介 64 3 12 2 机械脱水前预处理 64 3 12 3 带式压滤机设备选型 65 3 13 粪渣干化场 67 3 13 1 简介 67 3 13 2 设计计算 67 3 14 消毒池 68 3 14 1 简介 68 3 14 2 紫外线消毒的优点 68 3 14 3 影响紫外线消毒的因素 68 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 3 3 14 4 紫外消毒设备 69 3 14 5 设计要点 69 3 14 6 设计计算 70 3 15 计量设备 71 3 15 1 计量设备布置原则 71 3 15 2 咽喉式计量槽的一般规定 72 第四章第四章 污水处理站的平面布置与高程布置污水处理站的平面布置与高程布置 7373 4 1 污水处理站的平面布置 73 4 1 1 简介 73 4 1 2 各处理单元构筑物的平面布置 73 4 1 3 管 渠的平面布置 73 4 1 4 辅助建筑物 74 4 2 污水处理站的高程布置 75 4 2 1 简介 75 4 2 2 污水高程 75 4 2 3 污泥高程 82 4 2 4 损失计算 84 4 2 5 确定高程 86 第五章第五章 投资预算投资预算 8787 5 1 工程建设投资预算 87 5 1 1 工程建设投资欲算 87 5 1 2 设备投资欲算 87 致谢致谢 8989 参考文献参考文献 9090 附件附件 9191 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 1 第一章 绪论 1 1 养猪污水的来源 随着畜牧业的发展 畜产废水排放量日益增加 对农业生态环境和水体环境产 生的负面影响也日益严重 养猪场污水主要是猪的排泄物 猪尿及部分猪粪 和猪 舍冲洗水的混合物 据有关部门测算 头猪日排泄粪尿按 6kg 计 年产粪尿达 2 5t 一个千头猪场日排泄粪尿达 6t 年排量达 2500t 如果用水冲式清粪 头 猪日排污量约为 30kg 年排污水达 万多 t 污水中悬浮物 有机物及氨氮含量均 较高 其中五日生化需氧量 BOD5介于 600 7000mg L 化学需氧量 COD 浓度可达 13000 17000mg L 1 1 2 养猪污水的特点 养猪场污水排水量大 污染负荷高 有机物浓度高 固液混杂 而养猪行业的 利润水平又低 因而要求污水处理工程投资低 运行费用低 处理效率高 因此 我们必须研究出投资少 运行成本低 管理方便 处理效果好的装置和相配套的发 酵工艺 尽可能使污水处理后得到资源化利用 既消除污染 又化害为利 促进经 济发展 1 3 养猪污水对环境的危害 目前 我国的养猪业集约化程度较低 养猪业带来的污染问题尚未引起广泛关 注 而养猪业集约化比率增高 排泄物中含有的氮 磷及剩余饲料将导致单位面积 土地上的排泄量显著增加 如果不加以重视 会给环境带来严重的后果 养猪废水含有大量的氮和磷 如果氮和磷被排入水体 则容易导致水体富营养 化 污染水体 以硝酸盐形式存在于水中的氮倘若被人饮用 则会对人体健康造成 损害 而土壤中的养分过剩 则会使打破土地的生态平衡 排泄物中残留的抗生素 等对人类健康的损害也引起了人类健康学家和畜牧业工作者的重视 规模化养猪场 每天排放的污水量大 集中 并且污水中含有大量污染物 如残留的兽药以及大量 的病原体等 因此如果污水不经过处理就排放于外界环境或直接农用 将会导致当 地生态环境和农田的严重污染 2 因为我国畜禽养殖企业长期以来只是片面追求经济效益 环保意识薄弱 对粪 便污水处理方法落后 致使大量的粪便随冲洗水直接排放 甚至有的将粪便直接排 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 2 入外界水环境中 严重污染了大江大河的水质 养猪场排放含粪尿的污水中的生化 指标极高 其中 COD 值和 BOD 值远远超过国标 高浓度的有机污水排入江河湖泊中 造成水质不断恶化 其中污水中高浓度的氮 磷是造成水体富营养化的主要原因 使水中的藻类过度生长 从而导致鱼类的大量死亡 Roland 等 1993 严重威胁到了 水产业的发展 畜禽粪便污水不仅污染到了地表水 至使地表水中的硝酸盐含量超 出规定范围 50mg L 而且其有毒 有害成分还容易进入到地下水中 严重污染地 下水 一旦地下水被污染了 是极难治理恢复的 将会造成较持久性的污染 养猪 场在污染周围环境的同时 也污染了自身的环境 严重地威胁了畜牧养殖业的自身 可持续发展 猪体内的微生物主要是包含在粪便内通过消化道排出体外 通过养猪场污物的 排放进入外界环境中从而造成严重的微生物污染 如果对这些粪污不加以无害化处 理 大量的有害病菌一旦进入环境 不但会直接威胁畜禽自身的生存 还会严重威 胁到人体健康 3 1 4 养猪污水的资源化 使养猪场的粪污得到资源化利用 畜禽养殖业污水中含有较多的氮 磷 钾等 养分 污水经过适当的净化处理可以用于农田 绿地的灌溉 进入渔塘养鱼 有条 件时还可考虑回用冲洗畜舍 固体粪污经处理后可作为高效有机肥 利用畜禽粪便 生产有机肥 不仅可减轻畜禽粪便对环境的污染 还可提高土壤有机质含量 提高 土壤肥力 1 5 养猪污水的处理方法 1 5 1 物理处理方法 物理处理是指通过物理方面的重力或机械力作用使污水水质发生变化的处理过 程 物理处理方法有 格栅 沉淀 过滤等 物理方法主要是去除污水中较大的悬 浮物和杂质 饲料残渣 猪毛猪尿及其它可以堵塞或磨损管道和水泵的物质 还有 污水经化学处理的反应产物 污水生物处理后生成的活性污泥或生物膜 4 1 5 2 化学处理方法 化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质 化学处理方法有 混凝 消毒 中和等 污水化学处理对象有 污水中溶解性 的有害物质 如酸碱性有机物 和各种有机溶剂等 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 3 1 5 3 生物处理方法 生物处理是微生物在酶的催化作用下 利用微生物的新陈代谢功能 对污水中 的污染物质进行分解和转化 1 厌氧生物处理技术 厌氧生物处理时在没有分子氧及化合态氧存在的条件下 兼性细菌与厌氧细菌 降解和稳定有机物的生物处理方法 5 1 水解酸化池 水解酸化池主要包括以下几个部分 池体 一般为矩形或圆形 水解酸化池的经济高度一般为 4 6m 之间 另外 可以对 水解酸化池进行分格 分格后 每一单元尺寸减少 可提高配水的均匀性 同时有 利于维护和检修 配水系统 常用的配水方式有 一管一孔布水 一管多孔配水方式 分枝式配水方式 出水收集装置 水解酸化池的出水可以采用设于池水表面三角出水堰进行收集 排泥系统 当水解酸化池内污泥达到一定高度后应进行排泥 排泥的高度的设定应考虑排 出低活性的污泥 保留高活性的污泥 通常污泥的排放点设在污泥区的中上部 可 采用定时排泥方式 每日排泥一至二次 作用机理 通常把厌氧发酵过程分为四个阶段 即 a 水解阶段 b 酸化阶段 c 酸衰退阶段 d 产甲烷阶段 水解阶段 能使固体有机物降解为污水中的溶解性 物质 以及将大分子有机物质降解为小分子物质 在产酸阶段 碳水化合物等有机 物被降解为有机酸 主要是乙酸 丁酸等 水解和酸化反应进行得相对较快 一般 不容易将它们分开 此阶段的主要微生物是水解 产酸细菌 5 水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质 将环状结构转化为链状结构 进一步提高了废水的 BOD COD 比 增加了废水的可生化性 为后续的消毒处理创造 了良好的环境 污水经过水解反应后可提高其生化性能 降低污水 pH 值 减少污泥 产量 为后续好氧生物处理创造有利条件 2 升流式厌氧污泥床反应器 UASB 上升式厌氧污泥床反应器是由荷兰的 Lettinga 教授等在 1972 年研制 于 1977 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 4 年开发的 由于在反应器内可以培养出大量厌氧颗粒污泥 使反应器的负荷很大 对一般的高浓度有机污水 当水温在 30 左右时 负荷可达 10 20KgCOD m3 d 5 UASB 法与其它厌氧反应器相比 具有一系列的优点 1 污泥床内生物量多 2 容积负荷率高 污水在反应器内的水力停留时间短 因此所需池容大大减小 3 设备简单 操作方便 无需设污泥回流装置 不需填充填料 也不需要设置机 械搅拌装置 造价相对便宜 便于管理而且不存在堵塞问题 3 厌氧生物滤池 厌氧生物滤池是密封的水池 池内放置填料 微生物附着生长在填料上 平均 停留时间可长达 100d 左右 滤料可采用拳状石质滤料 如碎石 卵石等 粒径在 40mm 左右 也可以采用塑料填料 塑料填料具有较高的孔隙率 质量也轻 但是价 格较贵 根据对一些有机污水的实验结果 当温度在 25 30 时 在使用拳状滤料时 体积负荷可达 3 6 KgCOD m3 d 在使用塑料填料时 体积负荷可达 3 10 KgCOD m3 d 厌氧生物滤池的主要优点是 处理能力较高 率池内可以保持很高的微生物浓 度 不需另设泥水分离设备 出水 SS 较低 设备简单 操作方便等 厌氧生物滤池的主要缺点是 滤料费用较高 滤料容易堵塞 特别是下部 生物膜 很厚 堵塞后 没有简单有效地清洗方法 2 好氧生物处理技术 污水的好氧生物处理技术是在有氧存在的条件下 利用好氧微生物 将有机物 降解的污水处理方法 污水中存在的各种有机污染物 主要是以胶体状或溶解态存 在 这部分有机物经过一系列的生化反应 逐级降解 最终将转化为无机物 达到 无害化 1 活性污泥法 性污泥法是目前污水处理中应用最广泛的好氧生物处理技术 也是一项极具发 展前景的污水处理技术 近几十年以来 对其生物反应和净化机理的研究取得了长 足的发展 工艺流程渐渐成熟 合理 活性污泥法适用于大规模 较高浓度的污水 处理 活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法 活性污泥法是向 废水中连续通入空气 经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 5 其上栖息着以菌胶团为主的微生物群 具有很强的吸附与氧化有机物的能力 3 1 氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的一种变型 其曝气池呈封闭的沟渠型 所以它在水力流 态上不同于传统的活性污泥法 它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠 污水渗入其 中得到净化 最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的 而是加以护坡处理的土沟 渠 是间歇进水间歇曝气的 从这一点上来说 氧化沟最早是以序批方式处理污水 的技术 氧化沟的技术特点 氧化沟利用连续环式反应池 Cintinuous Loop Reator 简 称 CLR 作生物反应池 混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环 氧 化沟通常在延时曝气条件下使用 氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置 向反应池中的物质传递水平速度 从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环 2 间歇式活性污泥法 SBR 法 SBR 是序列间歇式活性污泥法 Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process 的简称 是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术 又称序 批式活性污泥法 与传统污水处理工艺不同 SBR 技术采用时间分割的操作方式替 代空间分割的操作方式 非稳定生化反应替代稳态生化反应 静置理想沉淀替代传 统的动态沉淀 它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作 SBR 技术的核心是 SBR 反应池 该池集均化 初沉 生物降解 二沉等功能于一池 无污泥回流系统 5 2 生物膜法 生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物 即生物膜 进行有机污 水处理的方法 生物膜是由高度密集的好氧菌 厌氧菌 兼性菌 真菌 原生动物 以及藻类等组成的生态系统 其附着的固体介质称为滤料或载体 生物膜自滤料向 外可分为庆气层 好气层 附着水层 运动水层 生物膜法的原理是 生物膜首先 吸附附着水层有机物 由好气层的好气菌将其分解 再进入厌气层进行厌气分解 流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜 如此往复以达到净化污水的目 的 1 生物转盘 生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种 是污水灌溉和土地处理的 人工强化 这种处理法使细菌和菌类的微生物 原生动物一类的微型动物在生物转 盘填料载体上生长繁育 形成膜状生物性污泥 生物膜 污水经沉淀池初级处 现后与生物膜接触 生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养 使污水 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 6 得到净化 在气动生物转盘中 微生物代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的 曝气管供给 转金表面覆有空气罩 从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转 金转动 当转金离开污水时 转金表面上形成一层薄薄的水层 水层也从空气中吸 收溶解氧 2 生物流化床 生物流化床是指为提高生物膜法的处理效率 以砂 或无烟煤 活性炭等 作 填料并作为生物膜载体 废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态 从而在单位 时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供养 并利用填料沸腾状态强化废水生物 处理过程的构筑物 构筑物中填料的表面积超过 3300m2 m3 填料 填料上生长的生 物膜很少脱落 可省去二次沉淀池 床中混合液悬浮固体浓度达 8000 40000mg L 氧的利用率超过 90 根据半生产性试验结果 当空床停留时间为 16 45 分钟时 BOD 和氮的去除率均大于 90 此时填料粒径为 1mm 膨胀率为 100 BOD 负荷 16 6kg BOD5 m3 d 生物硫化床工艺效率高 占地少 投资省 在美 日等国 已用于污水硝化 脱氮等深度处理和污水二级处理及其他含酚 制药等工业废水处 理 3 生物接触氧化法 生物接触氧化法是以附着在载体 俗称填料 上的生物膜为主 净化有机废水 的一种高效水处理工艺 具有活性污泥法特点的生物膜法 兼有活性污泥法和生物 膜法的优点 在可生化条件下 不论应用于工业废水还是养殖污水 生活污水的处 理 都取得了良好的经济效益 该工艺因具有高效节能 占地面积小 耐冲击负荷 运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统 3 本设计的处理废水为养猪废水 拟采用的主要工艺是 氨吹脱塔 UASB 生物 接触氧化 最终给出水要达到 畜禽养殖业污染物排放标准 GB18596 2001 的 要求 设计中将采用 CAD 制图 绘制污水厂平面布置图 高程图 格栅与沉砂池 氨吹脱塔 二沉池 污泥浓缩池 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 7 第二章 方案设计说明 2 1 工程设计资料工程设计资料 2 1 1 设计资料 1 水质水量 a 水量 设计规模为3000 m3 d b 污水水质 表 1 污水水质 项目 cr CODmg L 5 BODmg L pH SSmg L 3 NHNmg L 设计 浓 度9000 130003900 49009 113200 3500450 650 出水 浓 度400 150 6 9 200 80 2 1 2 设计依据 1 污水处理场委托设计合同 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 8 畜禽养殖业污染物排放标准 GB18596 2001 2 1 3 指导思想 1 设计方案必须在经济上合理 在保证出水水质条件下 尽量节省投资 安 全可靠 管理方便 2 以养殖场可持续发展为目标 即以污水处理 有机肥加工等进行优化组合 做到能量多极利用 物质良性循环 形成没有污染的农业生态系统 3 剩余污泥是优质的有机肥料 可加工成高效有机复合肥出售 2 2 养猪污水处理工艺流程的设计养猪污水处理工艺流程的设计 2 2 1 方案选择 方案 格栅 集水池 PH 调整池 加药池 板框过滤机 厌氧池 兼氧生物滤池 污泥浓缩 反冲洗 鼓风机 回水 出水 砂滤池 沉淀池 生物接触氧化池 图 1 方案 工艺流程 简述 方案 利用的是厌氧 兼氧 生物接触氧化法处理养猪污水的工艺流程 工艺流程中初级处理的设备为 6 1 格栅 去除大块的呈悬浮状态的污染物 为后续处理构筑物或水泵机组提供 保护作用 2 集水池 把污水储存起来同时均质均量 保证污水处理设备和设施的正常运 行 3 板框压滤机 去除污水中较大的猪粪便和毛等 工艺流程中二级处理构筑物主要是厌氧池 兼氧生物滤池 生物氧化池和沉淀 池 6 7 1 厌氧池 主要用来去除有机物 提高污水的可生化性 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 9 2 兼氧池 兼氧池的作用 首先是反硝化 获得不含硝酸盐的污泥 进而提高 释磷效率 再者是利用好氧池中的硝酸盐除磷 3 生物接触氧化池 其优点有容积负荷高 占地小 污泥少 不产生丝状菌膨 胀 无需污泥回流 管理方便等 生物接触氧化池停止工作后 重新启动快 因而 企业因节假日或设备检修停止生产无污水排放对其影响较小 尽管生物接触氧化法 投资较高 但因其能适应企业污水管理水平较低和用地较紧张等困难处境 所以应 用越来越广泛 此方案的优点 本工艺的主要优点是采用了厌氧 兼氧 好氧处理工艺 有机物 及氮磷能够较完全地去除 板框压滤机用于去除水中淀粉状悬浮颗粒以及胶质 此方案的缺点 因为板框压滤机是间歇工作的 其工作时间 间隔时间需要通 过实验确定 所以设计工作量就相对来说很大 不宜于计算和应用 板框压滤机是 间歇式工作的 所以板框压滤机在这个位置也会影响后续构筑物的连续运行 方案 沼气 空气 污水 集水池 PH 调整池 折流厌氧塘 兼性塘 强化好氧塘 排放 污泥 污泥脱水 污泥浓缩 贮泥池 图 2 方案 工艺流程 说明 方案 采用的是 折流厌氧塘 兼氧塘 强化好氧塘工艺 对养猪污水 进行处理 5 8 7 1 折流厌氧塘 可以将可生物降解有机物质转化为 CO2和 CO4 此厌氧塘相对较深 混合度比较 好 可以尽量减小单位体积的表面积 进而尽可能减小氧气传递 臭味扩散和表面 热的损失 2 兼性塘的厌氧状态 可将部分有机物通过厌氧过程转化为 CO2和 CO4 氧 化塘的好氧状态 可将部分有机物好氧降解 同时好氧状态能够氧化厌氧状态产生 的还原性化合物 减少臭味和氧化溶解性化合物 兼性塘容易受周围环境条件影的 响而发生变化 3 强化好氧塘 与活性污泥系统相似 通过充分混合保持微生物处于悬浮状态 将有机质降解 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 10 为二氧化碳和水 同时转化为生物量而去除有机物 通过好氧硝化使有机物得到稳 定化 方案 的优点 本工艺较为简单 处理构筑物较少 采用了折流式厌氧塘 这 是一种将可生物降解有机物质转化为二氧化碳和甲烷的厌氧工艺 此厌氧塘相对较 深 混合度比较好 厌氧塘不需设置机械搅拌 有机物硝化过程中释放出来的气体 能够引起一定程度的混合 该工艺可以将污水中的大部分可溶性有机物降解酸化去 除 另外本工艺投资较少 运行费用较低 处理效率高 方案 的缺点 兼性氧化塘易受周围环境影响 与季节和地理有关 在寒冷地 区 氧化塘在冬季易结冰 严重影响其性能 方案 粪渣干化场 消毒池 粪渣 污水 格栅 沉砂池 调节池 初沉池 氨吹脱塔 UASB 生物接触氧化池 二沉池 污泥 污泥 污泥脱水 污泥浓缩池 贮泥池 图 3 方案 工艺流程 说明 氨吹脱塔可以用来降低污水中的高含量的氨氮 粪渣干化场 利用空地 修整出干化场来处理粪渣 这样可以减轻污泥处理压力 7 方案 优点 本工艺比其他方案多了调节池 因为猪圈的冲洗污水 开始时和 最后时污水量是不一样的 所以调节池可以调节各个时间的污水量 均衡水量水质 从而使后续处理可以很好的进行 本方案的另一个优点就是它设计了氨吹脱塔 可 以处理污水中高含量的 3 NHN 方案 采用的生物接触氧化法特点是 1 生物膜微生物相丰富 包括细菌 真 菌 原生动物和后生动物 2 生物接触氧化法的有机负荷较高 处理效率高 占地 面积小 3 生物接触氧化法运行得当还可以实现脱氮 可作为深度处理技术 4 操 作简单 易于维护和管理 无需污泥回流 没有污泥膨胀问题 污泥生成量少 污 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 11 泥颗粒较大 易于沉淀去除 5 对冲击负荷有较强的适应能力 在间歇运行时仍能 保持良好的处理效果 更适用于产生污水量不均匀的企业 比较 方案 与方案 相比 方案 采用的是兼性生物滤池 其缺点就是容易 堵塞 因为本设计中污水的 SS 较高 所以生物滤池容易被破坏 而 方案采用的 是氧化塘 虽然它的占地面积较大 但是它不存在堵塞问题 所以 相比较来说 方案 较好 方案 和方案 比较来说 方案 更加全面 它考虑到了氨氮的去除 采用了 氨吹脱技术 同时又省掉了兼性厌氧池 所以 方案 更加简单经济 综上所述 本次设计采用方案 2 3 处理工艺流程设备说明处理工艺流程设备说明 2 3 1 格栅间 格栅渠道为地下式钢筋混凝土结构 格栅间地上部分为地上式砖混结构 格栅间 尺寸 7 67m 1 80m 1 附属设备 机械格栅 型号 NC 800 2 栅宽 B 494mm 栅隙 b 8mm 安装角度 75 数量 2 台 闸门 数量 4 道 2 3 2 沉砂池 沉砂池 尺寸 mmmHBL358 1 2 10 6 有效水深 0 38m 座数 1 座 格数 2 格 座 沉砂斗 上口尺寸 mm6 06 0 下口尺寸 0 40 4mm 高度 0 63m 进水渠道 宽度 0 6m 高度 0 5m 出水槽 宽度 0 6m 有效水深 0 3m 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 12 出水管道 管径 300mm 材质 钢管 排砂管道 管径 200mm 穿孔墙孔 尺寸 mm1 005 0 个数 10 个 格 间距 0 01m 2 3 3 调节池 设计中 拟将泵房直接设置在调节池中 即调节池末端设置有污水提升泵 调节池 尺寸 1 mmmHBL5 311 2 15 有效容积 500m3 布水廊道 宽度 11m 配水孔 直径 66mm 个数 50 个 格 附属设备 搅拌机 型号 QBG 型鼓风式潜水曝气搅拌机 配套电机 功率 4kw 转速 730 minr 潜污泵 型号 150QW 210 10 11 规格 Q 210m3 h H 10m 效率 73 数量 3 台 两用一备 起重机 数量 1 台 2 3 4 初沉池 本设计采用平流沉淀池 可以有效地收集污泥 沉淀池 尺寸 mmmHBL9 82 5 2 16 座数 1 座 有效水深 2 25m 有效容积 3 188m 污泥斗 容积 3 39m 尺寸 上 mm76 2 下 mm5 05 0 泥斗高度 5 63m 2 3 5 中间水池 因为氨吹脱技术要求污水由塔顶一次性经过填料后滴落下来 所以要通过水泵 将水打到氨吹脱塔 因而在初次沉淀池和氨吹脱塔之间添加一个中间水池 可以将 泵设在池子里 以便于对水的提升 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 13 中间水池 尺寸 mmmHBL3 337 4 有效容积 3 42m 个数 1 座 水泵 型号 150QW 210 10 11 数量 2 台 1 备 1 用 2 3 6 氨吹脱塔 因为养猪污水中含有的量很大 所以 为了后续构筑物可以顺利工作 3 NHN 需要将其氨氮去除 本设计中选用氨吹脱塔来脱除氨氮 氨吹脱塔 直径 6 2m 填料 材质 石灰 层数 2 层 高度 2 5m 层 间隙高度 0 5m 鼓风机 型号 罗茨鼓风机 RG 350 数量 2 座 口径 350A 转速 670 minr 排气压力 9 8kPa 理论流量 3 224 1 minm 所需轴功率 49kw 所配电机功率 55kw 2 3 7 上流式厌氧污泥床 UASB 污泥床 有效容积 3 3000m 座数 4 座 截面形状 矩形 单池尺寸 mm 4 1012 三相分离器 单元数 6 个 座 高度 1 99m 配水系统 方式 多孔多管 总水管 直径 100mm 数量 1 根 4 座 支管 直径 50mm 数量 10 根 座 间距 1 0m 配水孔 直径 30mm 孔距 1m 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 14 个数 10 个 出水系统 出水槽 深度 0 2m 宽度 0 4m 坡度 0 001 排水管 管径 300mm 充满度 0 55 排泥系统 排泥管 数量 4 个 材质 钢管 管径 D 200mm 污泥泵 型号 CP T 51 5 65 流量 hm 6 3 扬程 16m 电机功率 1 5kw 数量 4 台 回流缝 上三角回流缝总面积 2 44 37m 下三角回流缝总面积 2 97 19m 宽度 0 3m 沼气收集系统 集气管 数量 6 个 池 直径 100mm 沼气主管 直径 150mm 管道坡度 0 5 充满度 0 8 沼气总管 直径 500mm 充满度 0 6 2 3 8 生物接触氧化池 该工艺是本方案设计处理达标的核心部分 本设计中 拟定容积负荷为 4 5kgBOD5 m3 d 气水比为 15m3气 m3污水 单池的面积 25m2 生物接触氧化池 有效容积 3 2566m 单格池子尺寸 5 0m 5 0m 4 6m 数量 共 34 格池子 结构形式 半地下式钢筋混凝土 附属设备 填料 形式 弹性立体填料 类型 ZH901 弹性立体填料 规格 15080mmmm 安装距离 150mm 成膜后重量 3 6080 kg m 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 15 总体积 621m3 鼓风机 型号 L52LD 罗茨式 转速 980r min 数量 3 台 二用一备 配套电机 型号 Y225M 6 功率 30kw 重量 1190kg 空气管道 干管 管径 40mm 数量 2 根 支管 管径 20mm 数量 24 根 间距 200mm 孔眼 直径 6mm 数量 60 个 根 间距 80mm 进水系统 进水总渠道 宽度 0 8m 深度 0 8m 配水孔 尺寸 mm2 02 0 数量 12 个 格 出水系统 形式 三角堰 堰宽 0 33m 三角堰个数 15 个 池 2 3 9 二沉池 本设计二沉池采用的是平流式沉淀池 沉淀池 有效容积 3 375m 尺寸 mmmHBL77 5 68 5 22 污泥斗 上口尺寸 mm368 5 下口尺寸 mm 11 排泥系统 排泥管 直径 200mm 2 3 10 污泥贮池 污泥来源有三处即初沉池 二沉池和 UASB 反应器 三者排放的时间不同 所 以需要一个池子来汇集这三处的污泥 污泥贮池 尺寸 6 0m 5 0m 2m 座数 2 座 污泥泵 型号 CP T 51 5 65 数量 2 座 1 用 1 备 2 3 11 污泥浓缩池 污泥浓缩池 形式 竖流式浓缩池 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 16 直径 4 0m 高度 6 8m 结构形式 钢筋混凝土结构 数量 1 座 中心进泥管 管径 0 32m 污泥斗 容积 3 12m 高度 2 5m 倾角 55 出水系统 溢流堰 形式 三角堰90 数量 100 个 周长 13 82m 溢流管 管径 150mm 出水槽 宽度 0 1m 深度 0 05m 排泥系统 排泥管 管径 200mm 2 3 12 污泥脱水 污泥脱水是污泥处理的最后一步 拟采用带式压滤机 污泥脱水机房 尺寸 10m 6m 结构形式 砖混结构 带式压滤机 型号 DYL1000 功率 0 75kW 数量 2 台 外型尺寸 462015802380mmmmmm 重量 3200kg 处理量 3 36 5 mh 附属设备 空气压缩机 滤带冲洗泵 计量泵或转子流量计 污泥泵 其他 2 3 13 粪渣干化场 粪渣干化场 面积 180 2 m 尺寸 mm56 块数 6 块 预留 2 块 2 3 14 消毒池 渠道 深度 0 40m 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 17 宽度 0 45m 断面积 2 18 0 m 长度 7 92m 2 3 15 计量堰 长度 2 85m 宽度 0 8m 2 3 16 其他附属构筑物 1 鼓风机房 鼓风机房中设置安装所有的鼓风机 结构形式为砖混结构 尺 寸为 10 0m 5m 2 配电室 尺寸为 5m 5m 3 仓库 尺寸为 10m 5m 4 化验室 尺寸为 10m 5m 5 机修间 尺寸为 10m 5m 2 3 17 主要设备 表 1 主要设备一览表 序号设备名称规格型号单位数量备注 1 机械格栅 NC 800 台 2 格栅 2 闸门 道 4 格栅 3 鼓风机 QBG040 台 3 调节池 4 潜污泵150QW 210 10 11台 3 调节池 5 起重机 台 1 调节池 7 填料弹性立体填料 m 3621 生物接触池 9 鼓风机L52LD 罗茨式台 3 生物接触池 10 刮泥机 XCG17 台 2 二沉池 11 提升泵150QW 210 10 11台 2 中间水池 12 起重机 台 1 污泥泵房 13 脱水机DYL1000台 2 污泥脱水 14 紫外线设 备 UV3000PLUS 座 1 消毒池 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 18 第三章 设计计算 3 1 格栅格栅 格栅一般安装在污水处理厂 污水泵站之前 用以拦截大块的悬浮物或漂浮物 以保证后续构筑物或设备的正常工作 格栅一般由互相平行的格栅条 格栅框和清 洗耙三部分组成 5 3 1 1 格栅设计数据 1 设计流量 dmQ 3000 3 max 2 栅前进水管道数据 栅前水深 进水渠宽 与渠内流速 之间的关系为h 1 B 1 v hBQv 1max1 设栅前水深 0 20m h 进水渠宽度 0 50m 1 B 渠内水流速 0 35 m s 1 v 取栅前管道超高 0 30m 2 h 3 格栅 对于养猪污水 格栅一般采用细格栅 4 10mm 所以取格条间距 b 8mm 格 栅倾角通常采用 45 75 采用人工清理格栅时 一般与水平面成 45 60 倾 角放置 如果倾角小 清理时较省力 但是占地面积则较大 机械清渣的格栅 倾 角一般取 60 70 养猪污水处理中 由于污水悬浮物含量高 水量大 清除污 物数量大 为了减轻工人的劳动量 一般应该考虑采用机械清渣格栅 在本设计中 拟采用机械清渣格栅 格栅的倾角为 75 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 19 为了防止栅条间隙堵塞 污水通过栅条间隙的流速通常采用 0 6 1 0m s 最大 流量可高于 1 2 1 4m s 但如用平均流量速度为 0 3m s 需另外校核最大流量的流 速 栅条断面形状 尺寸及阻力系数计算公式 锐形矩形 s b 4 3 2 42 格栅断面形状示意图 4 取水管道渐宽部分展开角度 1 20 5 本设计中 格栅间距为 8mm 所以设栅渣量为每 1000m3污水产 0 12m3 3 1 2 格栅设计计算 bhv Q n 21 max sin 1 栅条的间隙数 n 式中 最大设计流量 0 0347m3 s max Q max Q 格栅倾角 75 格栅间隙 0 008m bb 栅前水深 0 5 m hh 过栅流速 0 3 m s vv 设计中采用两格格栅 每格中 28 3 05 0008 0 75 sin0347 0 21 n 2 栅槽宽度B bnnsB 1 式中 栅条宽度 设 0 01m ss 栅条间隙 0 008m bb 栅条间隙数 28 个 nn 每格栅宽度 mB494 0 28008 0 128 01 0 取置两格格栅之间隔墙厚为 0 2m 栅槽宽度 mBB19 1 2 0494 0 22 02 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 20 h H B B LHtanL 图 格栅水力计算示意图 3 进水管道渐宽部分的长度 1 L 1 1 1 tan2 BB L 式中 栅槽宽度 以求得 1 19m BB 进水渠宽 设计采用两格格栅 0 5m 1 B 1 B 进水管道渐宽部分展开角度 设 20 1 mL95 0 20tan2 5 019 1 1 4 栅槽与出水管道连接处的渐窄部分长度 2 L 2 1 2 L L 则 m L L475 0 2 95 0 2 1 2 5 通过格栅的水头损失 1 h k g h sin 2 2 1 式中 阻力系数 其值与栅条断面形状有关 设计栅条断面为锐边 34 b s 矩形断面 则 b 0 008m 42 2 01 0 s 过栅流速 v 0 3m s v 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 21 重力加速度 g 9 8m s2 g 格栅倾角 75 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般采用 3 kk mh05 0 375sin 8 92 3 0 008 0 01 0 42 2 2 34 1 6 栅后槽总高度H 21 hhhH 栅前水深 0 5m hh 设计水头损失 m 1 h05 0 1 h 栅前管道超高 一般取 0 3 m 2 h 2 h mH85 0 3 005 0 5 0 7 栅槽总长度L tan 5 00 1 1 21 H LLL 式中 进水管道渐宽部分的长度 m 1 L95 0 1 L 栅槽与出水管道连接处的渐窄部分长度m 2 L475 0 2 L 栅前管道深 栅前管道深为栅前水深和超高的和 1 H 1 H m 5 03 02 0 1 H mL06 3 75tan 5 0 5 00 1475 0 95 0 8 每日栅渣量W 1000 31max dm WQ W 式中 栅渣量 污水 一般当格栅间隙为 0 008m 时 0 12 1 W 333 10 mm 1 W 333 10 mm 则 dm 6 30 1000 2 103000 W 3 因为 0 2m3 d 所以应该采用机械清渣 W 9 设备选型 9 格栅选型 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 22 通过以上计算 本设计选用 NC800 型机械格栅 NC 型机械格栅工作原理 NC 型机械格栅由机架 动力装置 齿耙和电控箱组 成 斜置于污水渠道中 和地面形成一定的倾角 栅条和机架固定在一起 栅条用 于拦截污水中的固体污物 以传动链条带动固定数组的除污齿耙 连续不断地将污 水中固体污物提升至顶端 链条运动时 固体物均掉落到栅条后的收集箱内 NC 型机械格栅特点和用途 NC 型机械格栅采用的是机械清理机构 机构紧凑 采用不同的齿耙可对不同的污水进行固液分离 电器控制 操作实现自动化 能耗 少 并且劳动强度低 连续除渣干净 分离效率高 噪声低 NC800 型机械格栅的主要技术参数 表 1 NC 型机械格栅的主要技术参数 技术参数 电机功率 0 45kW有效栅隙 b 8mm水流速度 1m s 1 运动速度 3m min 1设备宽度 B 800mm有效栅宽 B2 680mm 表 2 格栅安装参数 安装参数 安装角度 75 格栅槽深度 H 2000mm格栅地面高度 H1 610mm 支座长度 L 3014mm 因为格栅设备的尺寸固定 所以要适当调整格栅计算尺寸 通过上表中参数得 mBB68 0 2 则设计两格栅宽度 mBB56 1 2 068 0 22 02 渐宽部分长度 m BB L5 1 20tan2 5 056 1 tan2 1 1 渐窄部分长度 m L L73 0 2 46 1 2 1 2 整体格栅管道的尺寸都应按 NC 800 的实际参数相应地进行调整 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 23 闸门 在格栅槽前后设置两道闸门 两组格栅共设置四道闸门 手电两用型 本设计中选用的是明杆式铜密封圆形闸门 图为明杆式铜密封圆形闸门外形及安装图 启闭机 用来控制阀门的开闭 无论手动或电动 均采用螺杆启闭机 按螺杆分为明杆 和暗杆 本设计中采用的是明杆式 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 24 图为蜗杆涡轮式螺杆启闭机 1 电动机 2 圆柱齿轮 3 涡轮蜗杆 3 2 沉砂池沉砂池 沉砂池设置的目的是去除污水中泥沙 煤渣等相对密度较大的无机颗粒 以免 影响后续处理构筑物的正常运行 沉砂池的工作原理是以重力分离或离心分离为基础 即控制进入沉砂池的污水 流速或旋流速度 使相对密度大的无机颗粒下沉 而有机悬浮颗粒则随水流带走 沉砂池可分为平流式沉砂池 竖流式沉砂池 曝气沉砂池等三种基本形式 本设计采用的是平流式沉砂池它具有截留无机颗粒效果较好 工作稳定 构造 简单 排沉砂较方便等优点 3 2 1 沉砂池设计主要原则 1 污水厂的沉砂池的只数或分格数应不少于 2 个 2 一般认为大于 0 21mm 粒径的砂粒是造成后续处理问题的主要原因 所以传 统上沉砂池设计是基于去除粒径 0 21mm 以上 相对密度为 2 65 的砂粒 3 设计流量应按分期建设考虑 当污水自流进入时 应按每期的最大设计 流量计算 当污水为提升进入时 应按每期工作水泵的最大组合流量计算 在 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 25 合流制处理系统中 应按降雨时的设计流量计算 4 城镇污水的沉砂量可按每立方米污水沉砂 0 03L 计算 其含水率约为 60 容重约为 1500kg m3 5 沉砂斗得容积不应大于 2 日沉砂量 沉砂斗壁的倾角不应小于 55 沉砂 池排砂宜采用机械方式 并经砂水分离贮藏或外运 人工排砂时 排砂管径不应小 于 200mm 同时考虑防堵塞措施 6 沉砂池的超高不宜小于 0 3m 6 3 2 2 平流式沉砂池的设计参数 1 污水在池内的最大流速为 0 3m s 最小流速应不小于 0 15m s 2 最高时流量时 污水在池内的停留时间不应小于 30s 一般取 30 60s 3 有效水深不应大于 1 2m 一般采用 0 25 1 0m 每格宽度不宜小于 0 6m 4 池底坡度一般为 0 01 0 02 当设置除砂设备时 可根据除砂设备的要求 确定池底的形状 3 2 3 设计计算 1 沉砂部分的长度L tvL 式中 沉砂池的长度 m L 设计流速 设 vsmv 15 0 停留时间 设 tst40 mtvL0 64015 0 2 水流断面面积A v Q A max 式中 水流断面面积 m2 A 设计流速 设vsmv 15 0 2max 23 0 15 0 0347 0 m v Q A 3 池总宽度 B 取 n 2 格 一格使用 一格备用 bnB 式中 为单格宽度 设 bmb6 0 mbnB2 16 02 4 设计有效水深 2 h 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 26 b A h 2 式中 有效水深 m 2 h 水流断面面积 A 2 23 0 mA 单池宽度 m b6 0 b m b A h38 0 6 0 23 0 2 有效水深不应大于 1 2m 一般采用 0 25 1 0m 每格宽度不宜小于 0 6m 所 以此设计符合要求 5 沉砂室所需容积V z K XTQ V max 86400 式中 变化系数 取值为 1 50 z K 含砂量 设其值为污水 X 363 40 10mm 停留时间 设其为 2d T 3 66 max 16 0 50 1 10 4020347 0 86400 10 86400 m K XTQ V z 6 沉砂斗高 3 h 2211 3 3 ffff V h 式中 沉砂斗的高度 m 3 h 沉砂斗上口面积 设 1 fmmf6 06 0 1 沉砂斗下口面积 2 fmmf4 04 0 2 m ffff V h63 0 4 04 04 04 06 06 06 06 0 16 033 2211 3 校核沉砂斗角度 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 27 3 6 1 0 63 0 4 06 0 2 1 tan 3 h 角约为 80 大于 55 符合要求 7 沉砂室高度 3 h 2 2 2 33 bL ihh 式中 沉砂室高度 m 3 h 沉砂池底坡度 一般采用 0 01 0 02 本设计取 0 02 i 沉砂斗上口宽度 0 6m 2 b m bL ihh678 0 2 6 026 02 063 0 2 2 2 33 8 池总高度H 321 hhhH 式中 沉砂池总高度 m H 沉砂池超高 设为 0 3m 1 h mhhhH358 1 678 0 38 0 3 0 321 9 验算最小流速 min v min1 min min An Q v 式中 最小流速 m s 一般采用 min v0 15 vm s 最小流量 一般采用 min Q 3 msQ75 0 沉砂池格数 个 最小流量时取 1 1 n 最小流量时的过水断面面积 设为 0 6 min AA smsm An Q v 15 0 19 0 23 0 6 0 0347 0 75 0 min1 min min 10 进水渠道设计 长 春 工 业 大 学 毕 业 设 计 28 设计中以格栅的出水通过 DN200mm 的管道 以 1 1m s 的平均流速送入沉砂池 的进水渠道 污水在渠道内的流速为 11 1 HB Q v 式中 进水渠道水流速度 m s 1 v 进水渠道宽度 设为 0 6m 1 B 进水渠道水深 0 5m 1 H sm HB Q