某农药厂废水处理工艺设计(下)

4 44 4 SBRSBR 反应池反应池 4 4 1 设计说明 设计方法有两种 负荷设计法和动力设计法 本工艺采用负荷设计法 根据工艺流程论证 SBR 法具有比其他好氧处理法效果好 占地面积小 投资省的特点 因而选用 SBR 法 该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反 应器组成 污水连续按顺序进入每个池 SBR 反应器的运行操作在时间上也是按次序 排列的 SBR 工艺的一个完整的操作过程 也就是每个间歇反应器在处理废水 时的操作过程 包括进水期 反应期 沉淀期 排水排泥期 闲置期五个阶段 如图 3 3 这种操作周期是周而复始进行的 以达到不断进行污水处理的目的 对于单个的 SBR 反应器来说 在时间上的有效控制和变换 即达到多种功能的 要求 非常灵活 曝 气 进 水 进水期 反应期 沉淀期 排水期 闲置期 图 4 3 SBR 工艺操作过程 SBR 工艺的操作过程如下 进水期 进水期是反应池接纳污水的过程 由于充水开始是上个周期的闲置期 所 以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液 这也就相当于活性污泥法中污 泥回流作用 SBR 工艺间歇进水 即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入 反应器 待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作 因此 充水期的 SBR 池相当于一个变容反应器 混合液基质浓度随水量增加而加大 充水过程 中逐步完成吸附 氧化作用 SBR 充水过程 不仅水位提高 而且进行着重要 的生化反应 充水期间可进行曝气 搅拌或静止 反应期 在反应阶段 活性污泥微生物周期性地处于高浓度 低浓度的基质环境中 反应器相应地形成厌氧 缺氧 好氧的交替过程 SBR 反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 能提高处理效率 抗冲击 负荷 防止污泥膨胀 沉淀期 相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池 停止曝气搅拌后 污泥絮体靠重 力沉降和上清液分离 本身作为沉淀池 避免了泥水混合液流经管道 也避免 了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎 此外 SBR 活性污泥是在静止时沉降而不 是在一定流速下沉降的 所以受干扰小 沉降时间短 效率高 排水期 活性污泥大部分为下周期回流使用 过剩污泥进行排放 一般这部分污泥 仅占总污泥的 30 左右 污水排出 进入下道工序 闲置期 作用是通过搅拌 曝气或静止使其中微生物恢复其活性 并起反硝化作用 而进行脱水 4 4 2 设计参数 1 周期参数 综合各方面的情况 选定周期参数为 周期数 N 4 1 d 周期长 TC 6h 进水时间 Tc 0 5h 周期 反应时间 TF 4h 周期 沉淀时间 Ts 1h 周期 排水时间 Tg 0 5h 周期 2 池数 n 5 池 3 设计高水位 H 5m 4 安全高度 0 7m f H 5 设计水量 最高日流量 Qd 2 0 2000 4000m3 d 最高时流量 Qh 2 0 2000 24 166 67m3 h 6 确定泥龄 10d c 7 水最低温度 T C 20 8 污泥指数 依经验取 SVI 150mL g 9 进水浓度 200mg L 5 BOD o S 出水浓度 10mg L 5 BOD e S 10 SS 进水浓度 200mg L o X SS 出水浓度 5mg L T X 11 NH3 N 进水浓度 25mg L k N NH3 N 出水浓度 10mg L be N 4 4 2 设计计算 1 计算污泥产率系数 公式来自 城市污水回用技术手册 072 11017 0 1 072 1 1075 017 0 2 01 200 200 6 075 0 9 0 072 1 17 0 1 072 175 0 17 0 2 01 6 075 0 1520 1520 15 15 T c T co s X KY 4 5 84 0 kgBODkgSS 26 2 计算污泥量 1 反应污泥量 1000 10200 95 0 1040001000 eOcd SSYQXF 4 27 kg7220 2 总污泥量 10 83 t 4 28 kg T T XFXT F c 10830 4 6 7220 3 计算池容 s sh ff T SVIXT SVIXT THQ HHV 1300 2 62400 2 11300 15010830 215010830 1533 8362400 7 07 0 2 4 3 11749m 29 4 排水深度 m Vn Q H h 426 0 5 117492 33 832424 5 污泥浓度 XL 可行 11749 10830 426 0 5 5 V XT HH H V XT HI H XLLgLg 6 01 1 6 单池参数 单池池容 3 2166 5 10830 m n V Vi 单池池面积 2 2 433 5 2166 m H Vi Ai 易知最小面积尺寸可选为 25m 18m 因此单池尺寸为 25m 18m 5 0m 单池贮水容积 25m 18m 0 426 191 7m3 Vi o AiH 4 30 5 个池总容积 5 5191 7 958 5V V 3 m 7 核算污泥负荷 4 13 0 19084 0 10 200 10200 84 0 10 5 dkgMLSSkgBOD S Ls o 31 4 4 3 SBR 反应池运行时间与水位控制 SBR 池总水深 5 0m 按平均流量考虑 则进水前水深为 3 2m 进水结束后 5 0m 排水时水深 5 0m 排水结束后 3 2m 5 0m 水深中 换水水深为 1 8m 存泥水深 2 0m 保护水深 1 2m 保护水深的 设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响 见图 4 2 图 4 2 SBR 池高程控制图 进水开始与结束由水位控制 曝气开始由水位和时间控制 曝气结束由时 间控制 沉淀开始与结束由时间控制 排水开始由时间控制 排水结束由水位 控制 4 4 4 排水口高度和排水管管径 1 排水口高度 为保证每次换水 4166 7的水量及时快速排出 以及排水装置运行的V 3 m 需要 排水口应在反应池最低水位之下约 0 5 0 7 设计排水口在最高水位之m 下 2 5 m 2 排水管管径 每池设自动排水装置一套 出水口一个 排水管 1 根 固定设于 SBR 墙上 排水管管径 DN1000 mm 设排水管排水平均流速为 1 5 则排水量为 m s 0 106 360 4 4 2 4 qdv 2 0 31 5 4 3 m s 3 m h 32 则每周期 平均流量时 所需排水时间为 0 961 4 12 V q 4166 7 12 360 4 h 33 4 54 5 过滤池过滤池 4 5 1 设计说明 根据国标规定 中水过滤处理宜采用机械过滤或接触过滤 使用新型滤器 滤料和新工艺时 可按实验资料设计 过滤器 池 可按下列要求设计 1 进水浊度宜小于 20 度 2 滤器 池 宜采用双层滤料滤器 池 滤料可采用无烟煤和石英砂 亦可采 用单层石英砂滤料滤器 池 3 滤器 池 过滤速度宜采用 8 10m h 4 5 2 设计参数 1 设计水量 Q 1 05 4000 4200m3 d 根据工程实际需要 需考虑 5 的水厂自用水量 包括反冲洗用水 2 冲洗时间 t 6min 停留时间 40min 工作周期时间 24h o t o T 3 冲洗强度 q 13L s m2 4 滤速 v 10m h 4 5 3 设计计算 1 滤池的实际工作时间 滤池工作时间为 24 小时 每次冲洗 6 分钟 停留 40 分钟 一天冲洗两次 滤池 实际工作时间为 T 2t 24 0 67 0 2 23 13h o T o t 2 滤池总面积 F Q vT 4200 10 23 13 18 15m2 采用一个滤池 考虑到工程实际情况 设滤池尺寸为 4 4m 4 4m 3 滤池总高 设承托层高度采用 0 3m 滤料层高度 无烟煤层为 350mm 石英砂层为 300mm 即为 0 65m 滤料上水深为 1 0m 超高采用 0 3m 滤板高度采用 0 1m 则滤池总高度为 H 0 3 0 65 1 0 0 3 0 1 2 35m 4 64 6 消毒池消毒池 4 6 1 设计说明 国标规定中水处理必须设有消毒设施 并应符合下列要求 1 消毒剂宜采用次氯酸钠 二氧化氯或二氯异氰尿酸钠 2 投加消毒剂应采用自动定比投加 与被消毒水充分混合接触 3 采用氯化消毒时 加氯量一般为有效氯 5 8mg L 消毒接触时间应大 于 30min 当中水水源为生活污水时 应适当增加加氯量 4 二氧化氯较氯不易保存 故必须购买即加即反应设备 4 6 2 设计参数 1 设计流量 4000 d 166 67 h max Q 3 m 3 m 2 接触消毒时间 t 1 0h 3 有效水深 h 1 0m 超高为 0 3m 4 二氧化氯投加量 q 5 0g m3 4 6 3 设计计算 1 消毒池容积 V t 166 67 1 0 166 67m3 max Q 2 消毒池面积 S V h 166 67 1 0 166 67 2 m 采用一个消毒池 易知最小面积尺寸可选为 13m 13m 因此消毒池尺寸为 13m 13m 1 3m 3 每天加氯量 M 0 001qQmax 0 001 5 0 4000 20kg d 4 二氧化氯发生器选型 选 HT99 一 3000 型高效复合二氧化氯发生器 4 74 7 中水池中水池 4 7 1 设计说明 根据国标 处理设施后应设计中水贮存池 箱 中水贮存池 箱 的调节 容积应按处理量及中水用量的逐时变化曲线求算 在缺乏上述资料时 其调节容 积可按下列计算 1 连续运行时 中水贮存池 箱 的调节容积可按日中水量的 25 35 计算 2 间歇运行时 中水贮存池 箱 的调节容积可按处理设备运行周期计算 3 当中水供水系统设置供水箱时 其供水箱的调节容积不得小于中水系统 日用水量的 50 4 中水贮存池或中水供水箱上应设自来水补给管 其管径按中水最大时供 水量确定 自来水补给管上应安装水表 中水池 箱 内的自来水补给管 应采取自来水防污染措施 4 7 2 设计参数 本设计中采用中水池 不设置供水箱 中水池的容积按连续运行时的日中 水量 40000 的 25 计算 max Q 3 m 4 7 3 设计计算 1 中水池容积 V 0 25 0 25 4000 1000m3 max Q 2 2 设计规格为 23m 23m 2 0m 3 超高为 0 3m 所以总高为 2 3m 4 7 4 设备选型 根据 环境保护设备选用手册 水处理设备 选用两台 50WQ18 7 0 75 流量 18 m3 h 功率 0 75kw 潜水泵作为中水回用提升泵 一用一备 4 84 8 污泥浓缩罐污泥浓缩罐 由于产生的污泥量很小 且污泥中含有的污染物相对较少 可只设一个污 泥浓缩罐 其直径为 1 2m 有效深度为 1 2m 有效容积为 1 36m3 且此罐可 移动运输 罐体采用耐腐蚀的钢材 每 10 天运输一次 将污泥运到附近污水处 理厂进行处理 5 5 投资估算及成本分析投资估算及成本分析 5 15 1 投资估算投资估算内容内容 废水处理设计规模为 2000 投资估算内容包括 废水处理过程中各dm 3 种建 构 筑物 站区平面 工艺设备 电气及自动化仪表等全部土建 设备 及安装工程 以及其它基本建设费用 5 25 2 编制依据编制依据 1 设计方案确定的土建 设备及安装工程量 2 国家城市给水工程技术研究中心编制的 给水排水工程概预算与经济评 价手册 1993 年 3 给水排水设计手册 第十册 技术经济 5 35 3 各构筑物费用概算各构筑物费用概算 表 5 3 主要土建构筑物费用概算表 序号名称设计尺寸 m 工程量 m3 价格 万元 1 格栅渠道 2 7 0 8 0 620 420 13 2 曝气沉砂池 12 2 756 3 34 060 56 3 SBR 池 25 0 18 0 5 0117 0950 28 4 过滤池 1 0 1 0 2 351 270 47 5 消毒池 2 5 1 5 1 31 330 73 6 中水池 3 0 3 0 2 33 450 95 7 污泥浓缩罐直径 1 2 高 1 2 1 360 35 8 配电室 6 0 4 0 5 020 861 80 9 值班室 6 0 4 0 5 020 861 80 10 污泥泵房 6 0 4 0 5 020 861 80 合计 58 87 5 45 4 运行成本估算运行成本估算 本工艺的运行成本主要由设备消耗的电费 药剂费和管理费用组成 1 药剂费 表 5 5 药剂费表 序号药剂投加量 kg d 单价 元 kg 费用 元 d 1二氧化氯0 831512 45 2 电费 每度 kw h 电按 0 5 元计算 表 5 4 运行电费表 序号名称功率 kw 运行数量 台 每天运行时间 h 耗电量 kw h 电费 元 1污水提升泵7 512 015 07 5 2污水提升泵0 75124 018 09 0 3潜水曝气机0 7521218 09 0 4潜水搅拌机1 521236 018 0 5污泥输送泵3 7113 71 85 6微孔曝气器0 7511612 06 0 7PLC 电柜 1241 50 75 8其他30 015 0 合计134 267 1 3 运行成本总费用 67 1 12 45 79 55 元 d 5 55 5 项目总投资项目总投资 表 5 6 项目总额预算表 单位 万元 建筑工程 设备直接费设计费安装调试费运输费其他费用总计 58 87 13 201 321 321 321 3277 39 项目总投资为 77 39 万元 其中建筑工程费 13 87 万元 设备及工器具购 置费 13 20 万元 设计费 1 32 万元 安装调试费 1 32 万元 运输费 1 32 万元 工程建设其他费用 1 32 万元 6 6 总结总结 本次毕业设计的任务是进行某农药厂废水处理工艺设计 我选择了一个方 向就是含磷废水的处理 其间 我完成了废水处理设计方案的技术经济比较和 优选 污染工程系统设计以及图纸的绘制工作等 在本次某农药厂废水处理工艺设计中我主要是从以下几个方面做的 第一步 选取有机磷农药的代表敌百虫农药 对该农药厂废水的水质情况 进行分析 具体分析的水质情况有 PH 值 浊度 NTU COD 进行废水预处 理 在这步中用到了中格栅和细格栅 第二步 根据水质的分析情况 制定出适合的处理工艺 之后是经过曝气 沉砂池 12m 2 756m 3 3m SBR 反应池 25 0m 18 0m 5 0m 过滤池 1 0m 1 0m 2 35m 消毒池 2 5m 1 5m 1 3m 中水池 3 0m 3 0m 2 3m 污泥浓缩罐 直径 1 2m 高 1 2m 并用 CAD 做出工 艺流程图 总平面设置图和主要构筑物设计图等 第三步 根据计算 结合实际 选取合适的施工设备 以及各个设备的个 数 第四步 预算出工艺流程所选用设备以及处理工艺中的成本 还有废水处 理过程中 生产的可利用资源 跟农药生产量进行比较 分析出经济指标 总的来说 这次毕业设计让我在各方面都有了提高 受益良多 参参 考考 文文 献献 1 易惟谦 我国农药废水污染的防治现状 J 精细化工中间体 1980 2 53 54 2 陈伟青 谢有奎 有机磷农药废水净化方法的进展 J 西南给排水 2006 4 1 3 3 兰剑平 有机磷农药废水治理工艺 J 化工文摘 2009 4 31 33 4 周美 正叶枫 孙国蓉等 农药厂废水中总磷的测定 J 水资源保护 2004 1 67 68 5 谢冰 史家梁 岳宝等 有机磷农药废水处理技术 J 化工环保 1999 19 2 89 92 6 张春红 白艳红 陈杰瑢 王刚等 有机磷农药废水降解方法研究新进展 J 西安交通大学能源与动力工程学院环境系 2010 36 1 1 4 7 李涛 谭欣 任俊革等 光催化氧化生物法处理有机磷农药废水 J 2005 26 1 75 77 8 黄琼辉 蔬菜农药残留现状及治理对策 J 福建农业科技 2002 5 1 43 44 9 陈士夫 梦月 跃武等 光催化降解有机磷农药废水的可行性 J 化工部 科技攻关项目 1996 14 3 10 12 10 周绍箕 汪继国 吴政等 离子交换纤维处理农药废水的研究 J 材料 工程系 2002 6 35 37 11 葛湘锋 高级光催化氧化技术处理有机磷农药废水的研究 M 暨南大 学 2005 1 9 12 赵文玉 靳虹 王启山 赵孟亮等 HCR 工艺处理有机磷农药废水的试 验研究 J 西安建筑科技大学学报 2004 36 2 82 83 13 文远高 刘宏菊 房伟等 SBR 法处理有机磷农药废水的研究 J 工业 水处理 2002 22 1 40 42 14 梁立丹 武书彬 我国有机磷农药废水的生化法处理研究进展 J 环境 污染治理技术与设备 2002 3 3 69 71 15 刘国斌 张本兰 SBR 生化法处理有机磷农药废水 J 化工环保 2000 20 3 53 55 16 Liu Y N Jin D Lu X P et al Study on degradation of dimethoate solution in ultrasonic airlift loop reactor J Ultrasonic s Sonochemistry 2008 15 5 755 760 17 Lan W S Gu J D Zhang J L et al Coexpression of two detoxify