乳业污水处理工艺设计

沈阳大学毕业设计 论文 海拉尔三元乳业污水处理厂工艺设计 专业 环境工程 班级 2005 级 1 班 姓名 王小林 目 录 沈阳大学毕业设计 论文 引 言 3 1设计说明书 8 1 1 设计任务 8 1 2 流程说明 8 2 污水处理设计 9 2 1 中格栅 9 2 2 调节池 11 2 3 气浮池 12 2 4 水解酸化池 15 2 5 接触氧化池 17 2 6 二沉池 19 3 污泥部分的计算 24 3 1 集泥井 24 3 2 污泥浓缩池 25 3 3 污泥脱水 27 4 高程的计算 28 4 1 高程布置原则 28 4 2 水头损失 28 4 3 高程计算 29 5 泵的选型 32 6 工程概算及效益分析 33 6 1 工程初步投资预算 33 6 2 经济效益分析 33 6 3 环境效益分析 34 结 论 35 致 谢 36 参 考 文 献 37 沈阳大学毕业设计 论文 No 1 摘 要 本文是乳业污水的处理工艺设计 以解决其废水带来的环境污染问题 奶制品工业废水具有污染物浓度较高 易生化降解 悬浮物含量高等的 特点 针对其废水特点 考虑成本 处理技术 进出水水质等因素 最终确 定水解酸化 接触氧化的处理工艺 流程简述为 首先对污水进行一级处理 主要构筑物有格栅 调节池和 气浮池 目的是去除大部分的悬浮物 继而进行生化处理 主要构筑物为水 解酸化和接触氧化池 废水中的难降解有机物通过水解酸化变为易降解的 小分子有机物 再通过好氧处理变为 CO2和生物质 这种缺氧 好氧联合的方 法对减轻好氧生物处理负荷 提高有机物去除率 降低污泥量极为有利 处 理后的出水能达到国家 污水综合排放标准 GB8978 1996 的一级排放 标准 本文对主要构筑物进行计算 编制设计说明书 并绘制工艺流程 构筑 物平面及高程 主要构筑物共五张图纸 关键词 曝气 沉淀 水解酸化 接触氧化 沈阳大学毕业设计 论文 No 2 Abstract This is the dairy wastewater treatment process design and it aim to reduce the environment pollution by dairy wastewater Dairy industrial wastewater has the characteristics of high concentration of pollutants easy biodegradation higher content of suspended solids In view of the wastewater s characteristics the hydrolytic acidification contact oxidation process was ultimately determined considering the cost the processing technology and the emission standard The process can be summarized as follows Firstly primary treatment was carried out to remove most of the suspended solids and the main structures include grille pool and air conditioning pool And then hydrolysis acidification and contact oxidation pond were used as biological treatment Refractory organic matter was degraded into mall molecule organic compound through the role of hydrolysis and then was oxidized into CO2 and biomass The hydrolytic acidification contact oxidation process was beneficia to lessen load increase organic matter removal and reduce sludge volume Treated water can reach the first level emission standard of GB8978 1996 In this paper the calculation of main structures the preparation of design manuals and five blueprints including district layout flow chart elevation chart main structures were accomplished Keywords aeration sedimentation hydrolytic acidification contact oxidation 沈阳大学毕业设计 论文 No 3 引引 言言 工业废水 industrial wastewater 包括生产废水和 生产污水 是指工业生产过程中产生的废水和废液 其中含有随水流失的工业生产用 料 中间产物 副产品以及生产过程中产生的污染物 生产过程中排出的 水 其中 食品废水是工业废水中 的一种 食品工业原料广泛 制品种类繁多 排出废水的水量 水质差异很大 废水中主要污染物有 1 漂浮在废水中固体物质 如菜叶 果皮 碎肉 禽羽等 2 悬浮在废水中的物质有油脂 蛋白质 淀粉 胶体物质等 3 溶解在废水中的酸 碱 盐 糖类等 4 原料夹带的泥砂及其他有 机物等 5 致病菌毒等 食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量 高 易腐败 一般无大的毒性 其危害主要是使水体富营养化 以致引起 水生动物和鱼类死亡 促使水底沉积的有机物产生臭味 恶化水质 污染 环境 食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外 一般均宜采 用生物处理 如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高 可采用 两级曝气池或两级生物滤池 或多级生物转盘 或联合使用两种生物处理 装置 也可采用厌氧 需氧串联的生物处理系统 1 乳品行业发展 随着奶制品工业的发展 其工业废水带来的环境压力也越来越大 它 能使水体富营养化 以致引起水生动物和鱼类死亡 促使水底沉积的有机物 沈阳大学毕业设计 论文 No 4 产生臭味 恶化水质 污染环境 由此可见 必须对其废水进行必要的处 理之后才能进行排放或处理 1 1 乳品行业废水得来源及特点 乳制品废水是炼乳 干酪 奶油 乳制清凉饮料 冰激凌以及乳制品点 心生产过程中排出的废水 废水主要来自容器及设备的清洗水 主要成分含 有制品原料 其中牛奶加工厂含有处理原乳 0 2 BOD20 300mg L 污染较 低 而干酪 奶油加工产废水污染程度较高 COD 达 3000 mg L BOD 全达 2400 mg L 含总氮 N 达 90 mg L 总磷 P 达 16 mg L 含油脂达 200 mg L 悬浮物达 600 mg L 废水中原料成品如奶油 炼乳应作为副产物尽量 回收并在生产过程中减少其流失 废水常采用隔油 沉淀气浮 电化学絮凝 等物化处理法及生物滤池 曝气池 气化沟 生物塘等生化处理方法进行处 理 乳业废水的主要特征为 污染物浓度较高 易生化降解 悬浮物含量高 该废水 BOD COD 0 6 可生化性好 适合生化处理 1 2 设计的目的 意义 本设计需要处理的乳业废水属于工业废水 主要来源于奶品制造车间 废水具有 污染物浓度较高 易生化降解 悬浮物含量高等特点 处理难度 较大 一旦处理不妥 势必对环境造成极大的危害 本设计能使奶业废水经过工艺处理后 出水各项指标均可以达到 污水 综合排放标准 GB8978 1996 的一级排放标准 不仅能有效减少这种废水 对环境的危害及对人类健康的影响 并且处理后的出水还可以部分回用 达 沈阳大学毕业设计 论文 No 5 到合理有效利用水资源的目的 2 废水处理现状及趋势 目前对乳品的废水处理方法一般采用的是物化法 气浮 混凝沉淀 吸 附等 去除效果不好 运行费用高 管理不便 现阶段的处理方法除进行 适当预处理外 一般均宜采用生物处理 如对出水水质要求很高或因废水中 有机物含量很高 可采用两级曝气池或两级生物滤池等 2 1 好氧处理工艺 20 世纪 80 年代初 奶业废水处理主要采用好氧技术处理 包括活性污 泥法 生物滤池法和接触氧化法等 传统活性污泥法由于污泥产量大 脱 N 能力差 操作管理技术要求严 目前 已被其它工艺代替 20 世纪 90 年代 以来 SBR 工艺得到了发展和应用 2 2 生物接触氧化法 该方法于 20 世纪 70 年代由日本初创 它是在生物反应器内装载填料 利用微生物自身得附着作用 在填料表面形成生物膜 使污水在与生物膜接 触过程中得到净化 它比活性污泥法有一定的优势 在奶业污水处理中得到 了广泛应用 但由于奶业废水中的进水 COD 比较高 处理中一般采用两级接 触氧化工艺 但该法对于较大型污水厂填料需要量过大 不便于运输和装填 切污泥排放量大 2 3 SBR 法及改进工艺 1 SBR 法 序批间歇活性污泥法 是 20 世纪 70 年代由 Zrvine 等研究出来 的方法 应用十分广泛 CASS 工艺是对 SBR 方法的改进 即循环式活性污泥 沈阳大学毕业设计 论文 No 6 法 它的运行分 3 个阶段 进水 曝气 回流阶段 沉淀阶段及涉水 排泥 阶段 整个反应池分为 3 个区 选择区 预反应区 及主反应区 各区可以 交替进水 易于自动化操作 废水与回流污混合后 进入生物选择区 该区 内不曝气 利用微生物大量吸附废水中的有机物 能快速有效地降低废水中 的有机物浓度 预反应区采用半限制性曝气方式 溶解氧控制在 0 5mg l 以 内 有机物初步降解 主反应区为好氧曝气 溶解氧控制在 2 3mg l 进行 硝化和降解有机物 2 4 厌氧 好氧处理技术 2 针对不同废水中污染物的浓度及处理特性 采用厌氧 好氧主体组合工 艺进行适当的工艺组合 在厌氧水解产酸段 可使难降解有机物分解成易降 解的水分子有机物 在厌氧反应器中利用容积负荷高 动力能耗低的特点 将有机负荷大幅度降低 再利用好氧生物反应器处理浓度有机废水的优势 使处理水达标排放 3 处理方案的确定 综合比较以上工艺 好氧生物处理对低浓度废水有较高的 COD 去除率 大于 90 但是需要大量的投资和场地 能耗较高 受外界环境 温度等 影响较大 厌氧生物处理对高浓度废水有较高的 COD 去除率 他克服了好氧 生物处理的大多数缺点 还能进行生物质能转化 大幅度降低处理成本 因 而越来越多的厂家采用 其最大缺陷是出水的 COD 的浓度仍然很高难以达到 污水综合排放标准 的要求 虽然土地利用系统能够改善水质 节约水源 增加土壤有机质的含量但是占地面积大 易产生臭味 还可能引起土壤盐碱 沈阳大学毕业设计 论文 No 7 化 要想得到理想的处理效果 实现奶制品工业废水治理的环境效益和经济 效益相统一 必须采用将两种或三种技术结合使用 才是解决奶业污水问题 的根本出路 因此本设计采用好氧 厌氧处理方法处理奶业废水 该方法占 地面积小 一次性投资少 运行费用低 运行稳定性好 操作管理十分方便 适用于奶业污水厂得废水处理 具体工艺流程见图 1 进水 中格栅 调节池 气浮池 水解酸化池 接触氧化池 二沉池 事故池 集泥池 污泥浓缩池 脱水机房 出水 污泥外运 图 1 工艺流程图 沈阳大学毕业设计 论文 No 8 1 设计说明书 1 1 设计任务 1 污水水量 Q 1500m3 d 2 进水水质 如表 1 所示 表 1 污水进水水质 项目 CODcrBODSS 氨氮 进水浓度 mg l 160080030025 3 出水水质 如表 2 所示 表 2 污水出水水质 项目 CODcrBODSS 氨氮 出水浓度 mg l 100 30 70 15 出水满足国家一级排放标准 污水综合排放标准 GB8978 1996 1 2 流程说明 乳品废水集中排入格栅间 首先通过格栅去除较大的颗粒悬浮物 后自 流入调节池使废水的水质和水量调节均衡 出水经过提升泵进入水解酸化池 进行反应 再由水解酸化池进入接触氧化池 最后进入二沉池 二沉池出水 达标排放 排出污泥进入污泥处理设备 最终污泥外运 沈阳大学毕业设计 论文 No 9 2 污水处理设计 2 1 中格栅 2 1 1 设计说明 格栅 3 由一组或多组相平行的金属栅条与框架组成 倾斜安装在进水 的渠道 以拦截去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的污水中较粗大的悬浮物 并保证后续处理设施正常运行 本设计采用的是中格栅 2 1 2 设计参数 格栅间隙 16 25mm 栅前流速 0 4 0 8m s 过栅流速 0 6 1 0m s 过栅水头损失 0 08 0 15m 设栅前水深 h 0 2m 取过栅流速 v 0 6 m s 沈阳大学毕业设计 论文 No 10 栅条间隙宽度 b 0 016m 格栅倾角 70 变化系数 K 1 5 2 1 3 设计计算 4 1 栅条间隙数 n Qmax 1 5Q 1 5 1500 2250m d 0 026m s 个 max sin0 026sin70 12 713 0 016 0 2 0 6 Q n bhv 图 2 格栅各部分结构尺寸 2 栅槽宽度 B 查表取栅条宽度 S 0 01m 则栅槽宽度为 10 01 13 10 016 130 328BS nbnm 3 进水渠道渐宽部分长度 4 1 l 设进水渠道宽 渐宽部分展开角 经验 则 1 0 21Bm 1 20 沈阳大学毕业设计 论文 No 11 1 1 1 0 3280 21 0 162 2220 BB lm tgtg 栅前流速为 符合要求 max 1 0 026 0 62 0 2 0 21 Q m s Bh 4 栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度 2 l 1 2 0 162 0 081 22 l lm 5 通过栅条的水头损失 1 h 4 2 3 1 sin 2 Sv hk Bg A 式中 形状系数 栅条边为锐边矩形时取 2 42 K 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般采用 3 则 4 2 3 1 0 010 6 2 42sin7030 066 0 0162 9 8 hm 6 栅后槽总高度 H 设栅前保护超高 则 2 0 3hm 12 0 20 0660 30 57Hhhhm 7 栅槽总长度 L 1 12 0 20 3 0 5 1 00 1620 081 0 5 1 01 92 70 H Lllm tgtg 8 每日栅渣量 W 当格栅间隙在 16 25mm 时 为 0 10 0 05m 1000m 取每 1000m 污 1 W 水产 0 08m 栅渣 变化系数取 1 5 则 Z K 3 max1 8640086400 0 026 0 08 0 12 10001000 1 5 Z QW Wmd K 沈阳大学毕业设计 论文 No 12 2 2 调节池 2 2 1 设计说明 调节池 5 可对进水水量和水质进行一定的调节 此处设立调节池的目 的是为了对沉淀池的出水进行收集 并对水质进行调节 2 2 2 设计参数 设停留时间 T 2h 2 2 3 设计计算 1 池有效容积 5 V QT 62 5 2 125m 2 取池总高 H 2m 其中超高 0 5m 有效水深 h 1 5m 3 池面积 A V h 125 2 62 5m2 4 池长取 L 10m 池宽取 B 6m 5 池子总尺寸为 L B H 10m 6m 2m 调节池几何尺寸长 10m 宽 6m 深 2 米 含超高 2 3 气浮池 2 3 1 设计说明 气浮池 6 的功能是提供一定的容积和池表面积 使微气泡与水中悬浮 颗粒充分混合 接触 粘附 并使带气颗粒与水分离 同时减轻后续处理构 筑物的压力 该气浮池采用部分回流的平流式气浮池 沈阳大学毕业设计 论文 No 13 2 3 2 设计参数 取反应时间 15min 6 2 3 3 设计计算 1 气浮所需的空气量 Qg 6 Qg Q R e 62 5 10 40 1 2 300L h 式中 Q 气浮池设计水量 m3 h R 试验条件下的回流比 取 5 25 e 试验条件下的释气量 L m3 水 温校正系数 取 1 1 1 3 2 所需空压机额定气量 Qg Qg Qg 60 1000 1 4 300 60000 0 007m3 min 3 加压溶气所需水量 Qp Qp hm pK Q T g 39 8 1043 2 5 2 80736 300 736 3 2 式中 P 选定溶气压力 Kt 溶解度系数 MPa 溶气效率 表 3 不同温度下的 Kt值 温度 010203040 Kt 3 77 10 22 95 10 22 43 10 22 06 10 21 79 10 2 4 压力溶气罐直径 沈阳大学毕业设计 论文 No 14 因压力溶气罐的过流密度 I 取 150m3 h m2 故溶气罐直径 d m I QP 27 0 150 39 8 44 5 接触池的表面积 Ac 接触室上升流速 c 20mm s 则接触室平面面积 Ac 2 98 0 3600001 0 20 39 8 24 1500 m v QQ c p 式中 Q 气浮池设计水量 m3 h Qp 加压溶气水量 m3 h 接触室宽度选用 bc 0 50m 则接触室长度 气浮池宽度 B m b A c c 96 1 5 0 98 0 接触室出口的堰上流速 1 选取 20mm s 则堰上水位 Hc bc 0 5m 6 气浮池分离尺寸 气浮池分离室流速 vs 2mm s 则分离室平面面积 As 2 8 9 3600001 0 2 39 8 24 1500 m v QQ s p 分离室长度 Ls m B As 5 96 1 8 9 7 气浮池水深 H vst 2 10 316 60 1 92 t 取 15min 8 气浮池的容积 W Ac As H 0 98 9 8 1 92 20 7m3 则总停留时间 沈阳大学毕业设计 论文 No 15 T min 5 17 39 8 24 1500 7 206060 p QQ W 接触室气水接触时间 tc tc 60s s v H c c 66 02 0 60 0 92 1 9 气浮集水管 集水管采用穿孔管 全池共用两根 管间距 1 04m 每根管的积水量 q hm QQ p 45 35 2 39 8 24 1500 2 3 V0 0 97 2 35m sgh23 081 9 2 每根集水管的孔口总面积 w 2 0 007 0 35 2 64 03600 45 35 m qv q 设孔口直径为 15mm 则每孔面积 0 000177m 2 孔口数 n 只40 000177 0 007 0 0 w 气浮池长为 5m 穿孔管有效长度 L 取 4 7m 则孔距 l n L m118 0 0 4 7 4 2 4 水解酸化池 2 4 1 设计说明 水解酸化沉淀池 7 实际上是水解和酸化两个过程在一个池内完成的沉 淀池 从工程上划分为水解阶段和酸化阶段 在水解阶段 固体物质降解为 沈阳大学毕业设计 论文 No 16 溶解性的物质 大分子物质降解为小分子物质 在酸化阶段 碳水化合物降 解为脂肪酸 主要产物是醋酸 丁酸和丙酸 另外 有机酸和溶解的含氮化 合物分解成氨 胺 碳酸盐和少量的 CO2 水解和酸化进行的较快 难于把 他们分开 此阶段的主要微生物是水解菌和产酸 2 4 2 设计参数 取停留时间 t 为 4h 2 4 3 设计计算 1 池表面积 A 7 A m25 62 0 1 5 62 q max Q 式中 A 池表面积 m2 Qmax 设计流量 m3 h q 表面负荷 水解酸化池表面负荷一般取 0 8 1 5 m3 m2 h 2 有效水深 h h qt 1 4 4m 式中 t 停留时间 一般取 4 5h 3 有效容积 V Ah 62 5 4 250 m3 4 反应池的布水系统设计 水解池的布水系统采用 丰 型布局 配水管出水口向下距池底约 20cm 沈阳大学毕业设计 论文 No 17 出水孔孔径取 30cm 以免杂物堵塞孔眼 5 布水管根数 n n 9 0 3 30 N L 式中 L 池长 m 取池长为 9m N 布水管间距 6 池子总尺寸 池子总尺寸为 L B H 9m 7m 4m 池内添加一个搅拌机 2 5 接触氧化池 2 5 1 设计说明 生物接触氧化 8 是在生物反应器内装载填料利用微生物自身的附着作 用 在填料表面形成生物膜 使污水在与生物膜接触过程中得到净化 10 有 机物在接触氧化池中 通过好氧微生物的作用 被降解为生物质和 CO2 通 过这种方法被从污水中去除掉 生物接触氧化池主要是由池体 填料床 曝气装置 进出水装置等组成 生物接触氧化池池体在水平面上多呈圆形 矩形或方形 用钢板焊接制成或 用钢筋混凝土浇灌砌成 池体总高度一般约为 4 5 5 0m 其中 填料床高 度为 3 0 3 5m 底部布气层高度为 0 6 0 7m 顶部稳定水层为 0 5 0 6m 2 5 2 设计参数 每日进水量 Q 1500m3 d 沈阳大学毕业设计 论文 No 18 进水 5 BOD 浓度 650 mg l 出水 5 BOD 浓度 20 mg l 2 5 3 设计计算 1 滤池的有效容积 V 8 3 3 945 100 1 206501500 m 式中 V 氧化池有效容积 3 m Q 日均污水流量 3 m d a L 进水 5 BOD 浓度 mg l t L 出水 5 BOD 浓度 mg l M 容积负荷 gBOD5 m3 d 取 1 0 kg BOD5 m3 d 2 滤池总面积 0 h V F 2 315 3 945 m H V 式中 F 氧化池总面积 2 m 0 h 填料层总高度 m 一般取 3m 3 滤池格数 个 取 14 个 f F n 7 13 23 315 式中 n 氧化池格数 个 n 2 f 每格氧化池面积 m2 f 25 m2 取 23m2 4 校核接触时间 M LLQ V ta 沈阳大学毕业设计 论文 No 19 h Q nfH t6 1524 1500 32513 24 5 氧化池总高度 32100 hhhhH 式中 0 h 填料高度 m 1 h 超高 一般取 0 5m 2 h 填料层上部水深 一般为 0 4 0 5m 3 h 填料至池底的高度 在 0 5 1 5 m 之间 mH8 48 05 05 03 0 填料采用蜂窝状填料 每层填料高 1 米 采用 3 层填料 6 需气量 QDD 0 式中 D0 1m3污水所需气量 m3 m3 一般为 15 20 m3 m3 Q 日均污水流量 3 m d D 15 1500 22500 3 m d 曝气装置采用穿孔管布气 孔眼直径为 3 5mm 孔眼中心距为 50 100mm 左右 安放在池底 0 5m 处 7 风机的选择 9 设安装可距池底 1 0m 处 则安装水深为 4 0 1 0 3 0m 则风机所需风 压为 接触氧化池中安装有曝气管 1 59 8071 53 09 80744 13HKPa 气源由鼓风机房提供 根据风量和风压 选用 RD 125 9 鼓风机 2 台 一备一用 沈阳大学毕业设计 论文 No 20 2 6 二沉池 2 6 1 设计说明 二次沉淀池 10 是活性污泥系统的重要组成部分 它用以澄清混合液 并回收 浓缩活性污泥 其效果的好坏 直接影响出水的水质和回流污泥的 浓度 因为沉淀和浓缩效果不好 出水中就会增加活性污泥悬浮物 从而增 加出水的 BOD 浓度 同时 回流污泥浓度也会降低 从而降低曝气池中混合 液浓度 影响净化效果 本设计采用周边进水周边出水辐流式二沉池 2 6 2 设计参数 水量 Q 1500m d 62 5 m h 0 017 m s 表面负荷 q 2 0m3 m2h 沉淀时间 t 2 0h 超高 h1 0 3m 污泥斗高度 h4 1 0m 池区坡度为 0 06 2 6 3 设计计算 1 沉淀部分水面面积 F 10 m263 15 22 5 62 nq max Q F 沈阳大学毕业设计 论文 No 21 式中 设计流量 m3 h max Q 池数 个 n 表面负荷 m3 m2h q 2 池子直径 取 D 5m m46 4 14 3 63 1544 F D 式中 沉淀部分水面面积 m2F 3 实际水面面积 2 22 m63 19 4 514 3 4 D F 式中 池子直径 mD 4 实际表面负荷 在 1 0 2 0 之间 符合要求 h F Q m m 59 1 63 192 5 62 n q 2 3 max 式中 设计流量 m3 h max Q 池数 个 n 实际水面面积 m2F 5 单池设计流量 h m n Q Q 3 max 0 25 31 2 5 62 式中 最大设计流量 m3 h max Q 池数 个 n 6 校核堰口负荷 沈阳大学毕业设计 论文 No 22 m D Q s l 28 0 514 3 6 32 25 31 6 32 q 0 ms l 3 4 式中 单池设计流量 m3 h 0 Q 池子直径 mD 7 校核固体负荷 kg m2 d 15062 114 63 19 24225 315 01241 2 F QNR q W 式中 污泥回流比 R 最大设计流量 m3 h max Q 混合液悬浮物浓度 MLSS kg m3 W N 实际水面面积 m2 F 8 澄清区高度 m18 3 63 19 225 31t h 0 2 F Q 式中 单池设计流量 m3 h 0 Q 实际水面面积 m2 F 沉淀时间 h 设 t 2ht 按在澄清区最小允许深度 1 5m 考虑 1 5m 2 h 9 污泥区高度 m79 1 63 19625 0 5 1225 315 01 5 0 t1 h u 0 2 FCN NQR W W 式中 污泥回流比 R 单池设计流量 m3 h 0 Q 沈阳大学毕业设计 论文 No 23 混合液悬浮物浓度 MLSS kg m3 W N 污泥停留时间 h t 底流浓度 kg m3 Cu 实际水面面积 m2F 10 池边深度 h2 m 取 h2 6 0m27 5 3 079 1 18 3 3 0hh 22 11 沉淀池高度 设池区坡度为 0 06 污泥斗直径 d 2m 则池中心与池边落差 m12 0 2 15 06 0 2 d 060h3 D 取超高 污泥斗高度 则沉淀池总高 H 1 0 3hm 4 1 0hm H h1 h2 h3 h4 0 3 6 0 12 1 7 42m 沈阳大学毕业设计 论文 No 24 3 污泥部分的计算 乳业废水处理过程产生的污泥来自一下几个部分 1 气浮池 11 里的残渣 量少 可忽略 2 水解酸化及接触氧化池内产生的污泥 在二沉池中沉淀成为剩余污泥 需要处理 如上分析 产生的污泥总量为 12 d m 4 20 10951001000 1007075015 6224 10100 100243 33 21 P CCQT VW 式中 Q 废水设计流量 m3 d C1 C2 分别为进水和出水的 SS 浓度 mg L P 泥渣含水率 泥渣容重 kg m3 当含水率在 95 以上时 可取 1000 kg m3 T 排泥周期 一般取 1 2 天 这里取 1 天 沈阳大学毕业设计 论文 No 25 3 1 集泥井 为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设 在重力浓缩池前设置一集泥井 通过对集泥井的最高水位的控制来达到自流排泥 反应池的污泥可利用自重 流入 为半地下式 池顶加盖 由潜污泵抽送污泥 参数选取 13 停留时间T 6h 设计总泥量Q 20 4m3 d 1 采用圆形池子 池子的有效体积为 V QT 20 4 6 24 5 1m 2 池子有效深度取2m 则池面积为 A V 2 2 55m2 3 集泥井的直径 D 1 8m 取2m A4 14 3 55 2 4 4 实际面积 A 3 14m2 水面超高0 3m 则实际高度2 3m 3 2 污泥浓缩池 本设计采用污泥重力浓缩池 14 进入浓缩池的剩余污泥量 20 4m3 d 1 沉淀部分有效面积 G CQ F 2 5 18 8 0 1048 1 m 式中 F 沉淀部分有效面积 C 流入浓缩池的剩余污泥浓度 m3 一般采用 10 m3 G 固体通量 h 一般采用 0 8 1 2 h 现取值 为 G 0 8 h Q 入流剩余污泥量 m3 h 2 沉淀池直径 F D 4 m85 4 14 3 5 184 沈阳大学毕业设计 论文 No 26 式中 D 沉淀池直径 m 设计中取 5 0m 3 浓缩池的容积 QTV 3 68 231648 1 m 式中 V 浓缩池的容积 m3 T 浓缩池浓缩时间 h 一般采用 10 16h 现取值为 T 16h 4 沉淀池有效水深 F V h 2 m28 1 5 18 68 23 式中 沉淀池有效水深 m 2 h 5 浓缩后剩余污泥量 smdm P P QQ 109 7 8 6 97100 99100 4 20 100 100 353 0 1 式中 浓缩后剩余污泥量 m3 s 1 Q P 浓缩前含水率 P0 浓缩后含水率 6 池底高度 设计中取 0 03mi D h 2 4 m024 0 01 0 2 85 4 式中 池底高度 m 4 h 池底坡度 一般采用 0 01i 7 污泥斗容积 泥斗高度 m 5 batgh 14 1 2 01 55 tg 式中 污泥斗高度 m 5 h 沈阳大学毕业设计 论文 No 27 污泥斗倾角 为保证排泥顺畅 圆形污泥斗倾角一般采用 55o 污泥斗上口半径 m 现取值为 1m a 污泥斗底部半径 m 现取值为 0 2mb 污泥斗的容积为 m3 3 1 22 51 babahV 48 1 2 02 011 14 1 3 1 22 式中 污泥斗容积 m3 1 V 污泥斗高度 m 5 h 8 浓缩池总高度 mhhhhhh05 3 14 1 03 0 3 028 1 3 0 54321 式中 浓缩池总高 m h 超高 m 一般采用 0 3m 1 h 缓冲层高度 m 一般采用 0 3 0 5m 现取值为 0 3m 3 h 设计中取沉淀池总高度 3 1m 3 3 污泥脱水 污水处理 15 过程中所产生的污泥 一般是带水的粒状或絮状物质的疏 松结构 因此在污泥处理和处置中都需降低其含水率 污泥脱水的方法 一 般有自然干化 机械脱水 及污泥烘干 焚烧等方法 本设计采用带式压滤机 TOP 1000 16 式 处理量 150 450 kg h 干污 泥 这种脱水方法的特点是 滤带可以回旋 脱水效率高 噪音小 能源消 耗省 附属设备少 操作管理维修方便 但必须正确地选用有机高分子混凝 沈阳大学毕业设计 论文 No 28 剂 其中干泥量为 20 4 3 0 61m3 d 因此选用一台压滤机 外形尺寸 长 宽 高 5 2 3m 4 高程的计算 4 1 高程布置原则 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 重力流考虑为宜 高程主要是有三部分组成 即构筑物本身的 连接管 渠 的及计量设备的水头损失等 高程布置时 17 以地面为参照物 地面的标高为 然后根据水m00 0 头损失通过水力计算推前后个构筑物控制标高 高程布置时应尽量做到 17 1 充分利用地形地势及城市排水系统 使污水经一次提升便能顺利自流 沈阳大学毕业设计 论文 No 29 通过污水处理构筑物 排出厂外 2 协调好高程布置与平面布置的关系 做到既减少占地 又利于污水污 泥输送 并有利于减少工程投资和运行成本 3 做好污水高程布置与污泥高程布置的配合 尽量同时减少两者的提升 次数和高度 4 协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计 既便于正常排放 又有利于检修排空 4 2 水头损失 高程主要是有三部分组成 即构筑物本身的 连接管 渠 的及计量设 备的水头损失等 10 本设计中的高程计量设备的水头损失不计算 故忽略 计算构筑物本身 的及连接管 渠 的水头损失两部分之和 构筑物本身的水头损失 18 为 1 中格栅的水头损失为 0 18m 2 调节池的水头损失为 0 2m 3 气浮池的水头损失为 0 3m 4 水解酸化池的水头损失为 0 4m 5 接触氧化池的水头损失为 0 5m 6 二沉池的水头损失为 0 38m 连接管 渠 的水头损失按构筑物本身的水头损失的 30 18 计 则有 中格栅出口至调节沉淀池间的总损失为 H1 0 18 1 3 0 23m 沈阳大学毕业设计 论文 No 30 调节池出口至气浮池间的总损失为 H2 0 20 1 3 0 26m 气浮池出口至水解酸化池的总损失为 H3 0 3 1 3 0 39m 水解酸化池出口至接触氧化池间的总损失为 H4 0 4 1 3 0 52m 接触氧化池出口至二沉池的总损失为 H5 0 5 1 3 0 65m 二沉池出口至集泥池的总损失为 H6 0 38 1 3 0 5m 4 3 高程计算 4 3 1 污水部分高程计算 19 取水面标高高程为 0 00m 则有 二沉池液面高程为 0 5m 二沉池底高程为 7 12m 取接触氧化池液面高程为 1 15m 接触氧化池池底高程为 3 15m 取水解酸化池和接触氧化池液面高差为 0 52m 则水解酸化池液面高程为 1 15 0 52 1 67m 水解酸化池池底高程为 1 67 4 2 33m 取气浮池液面与水解酸化池液面高差为 0 39m 则气浮池液面高程为 1 67 0 39 2 06m 气浮池池底高程为 2 06 3 0 94m 取调节池液面与气浮池液面高差为 0 26m 则调节池液面高程为 2 06 0 26 2 32m 沈阳大学毕业设计 论文 No 31 调节池底高程为 2 32 2 0 5 0 82m 取中格栅和调节沉淀池的液面高差为 0 23m 则中格栅液面高程为 2 32 0 23 2 55m 中格栅底高程为 2 55 0 57 0 3 2 28m 4 3 2 污泥部分高程计算 污泥处理流程如下 集泥池 污泥浓缩池 污泥脱水间 泥饼外运 1 集泥池 污泥浓缩池 沿程损失 20 h1 il 20 10 10 3 0 2m 局部按沿程的 20 考虑 h2 0 2 0 2 0 04m 合计 0 24m 从集泥池到污泥浓缩池考虑 0 6m 静压差 则集泥池泥面为 1 15 0 24 0 6 0 31m 2 浓缩池 脱水间 沿程损失 20 h3 il 10 10 10 3 0 1m 局部按沿程的 10 考虑 h2 0 1 0 1 0 01m 合计 0 11m 从集泥池到脱水间考虑 0 5m 静压差 则脱水间泥面为 0 31 0 11 0 5 0 3m 可选用 1PN 型泥浆泵 21 2 台 Q 7 2 16m3 h H 14 12m 沈阳大学毕业设计 论文 No 32 5 泵的选型 泵房用于提升污水厂的污水 以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的 流动 Q 1500m3 d 62 5m3 h 0 017m3 s 共设三台水泵 其中一台为备用泵 则每台泵的流量为 q Q 2 750m3 d 31 25m3 h 0 0086m3 s 进水管底高程 35 5m 污水经泵站提升后排入细格栅 其水面高程为 37 55m 沈阳大学毕业设计 论文 No 33 粗格栅与所需提升最高水位之间的高差为 H1 37 55 35 5 2 05m 1 出水管管线水头损失计算 22 总出水管 Q 0 017m3 s 设流速为拟用流速smv 8 1 m v Q D11 0 8 114 3 017 0 44 则选用管径的钢管mD110 校核s 查表得 设总出水管管心埋深为 smv 76 1 mi 1 381000 mH0 2 3 按局部损失为沿线损失 30 的计 则泵站外管线损失为 m iHHL H94 0 1000 3 1 1 380 20 215 1000 301 32 4 泵站内的管线水头损失假设为 1 0m 考虑自由水头为 1m 则水泵总扬程为 H 2 0 1 2 2 0 1 0 0 8 7m 根据设计流量 Q 62 5m3 h 扬程 H 5m 设计中拟选用 IS80 65 160 型 17 水 泵三台 两用一备 23 每台水泵的流量为 Q 30m3 h 扬程为 H 7 2m 6 工程概算及效益分析 6 1 工程初步投资预算 工程初步投资预算如表 4 所示 23 表 4 工程投资估算表 单位 万元 工程或费用名称建筑工程费用安装工程费用设备购置费用合计 一 污水污泥处理部 分 202 954 23193 26450 39 粗格栅 3 433 43 事故池 2 342 34 沈阳大学毕业设计 论文 No 34 气浮池 3 782 584 2110 57 调节池及提升泵房 6 012 678 7117 39 水解酸化池 54 8719 6456 98131 49 接触氧化池 20 805 3518 1244 27 二沉池 19 899 767 3436 99 风机房 18 797 562 3528 7 污泥浓缩池 43 873 427 4654 75 污泥脱水间 29 123 2588 09120 46 二 附属设备 120 8787 96208 83 综合办公楼 110 8733 96144 83 配电室 10 0054 0064 00 6 2 经济效益分析 1 投资费用 工程总投资为 659 22 万元 2 运行费用 包括人工费 电费 折旧费等 其中人工费为 6 万 电费 15 万 折旧及维护修理费 27 万 合计 48 万元 3 经济效益分析 本废水处理工程总投资 659 22 万元处理水量为 1500m3 d 每年可减少因超标排放而发生地排污费用 73 89 万元 6 3 环境效益分析 每年可削减污染物排放 CODCr 756 0 t BOD 405 0 t 悬浮物 235 0 t 氨氮 7 6t 大量减少对水环境污染 节约水资源 避免了环境纠纷 沈阳大学毕业设计 论文 No 35 结 论 本设计采用气浮 水解酸化池 接触氧化池工艺处理乳业废水 技术成 熟 管理方便 能使水质稳定达标排放 具有显著的经济效益 实现了环境 效益和经济效益的统一 通过对方案的设计 初步计算和工程概算 认为本设计的工艺主要具有 以下特点 1 气浮装置可去除废水中大部分的悬浮物 有利于后继生化处理 2 本流程采