啤酒厂废水处理设计

目录 引言 2 1设计依据及原则 8 1 1设计背景 8 1 2水质水量和处理要求 8 1 3工程设计依据及规范 8 1 4设计原则 8 2 工艺比较 9 2 1技术比较 10 2 2比较结果 10 2 3方案确定 10 3 生物接触氧化 气浮工艺 10 3 1格栅计算 11 3 2调节池计算 19 3 3二级接触氧化池计算 20 3 4沉淀池计算 25 3 5气浮池计算 28 3 6污泥浓缩池计算 30 4 高程计算 33 4 1高程布置原则 33 4 2计算高程 34 5 水泵的选择 36 5 1水泵的计算 37 5 2选泵 37 6 工程概算 37 7 结论 39 8 致谢 40 9 参考文献 41 摘要 啤酒废水进行处理 啤酒废水含有许多有机的物质 这些有机物浓度较 高 虽然无毒 但易于腐败 排入水体要消耗大量的溶解氧 对水体环境造 成严重危害 啤酒废水中 BOD5 CODcr值高 一般在 50 及以上 非常有利于生化处理 同时生化处理与普通化法 化学法相比较 一是处理工艺比较成熟 二是处 理效率高 CODcr BOD5去除率高 一般可达 80 90 以上 三是处理成本 低 运行费用省 经过对各种处理工艺的对比 选择生物氧化气浮法来处 理工艺 本工艺流程设有格栅 调节池 对污水进行预处理 去除水中较大的悬 浮颗粒和调节水质水量 二级生化处理采用生物接触氧化法 可提高生化效 果 最后再设立消毒池 杀灭废水中的细菌和微生物 此流程不仅能有效去 除有机物 而且对水量 水质的变化有很强的适应能力 同时确保污水 COD 和 BOD 指标达标排放 经过本工艺处理的出水能达到国家 污水综合排放标准 GB9878 1996 的一级排放标准 通过初步预算 该工艺也将带来可观的经济效益和 良好的环境效益 本文对格栅 调节池 初沉池 生物接触氧化池 二沉池 污泥池等主 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 啤酒废水 高浓度 生物接触氧化 Abstract This is designed to wastewater treatment for beer brewery wastewater contains many organic substances the higher the concentration of these organisms although nontoxic but easy to corruption into the water body to consume a large amount of dissolved oxygen and cause serious harm to the aquatic environment Brewery Wastewater BOD5 CODcr value is high generally 50 or more is very conducive to biochemical treatment while biochemical treatment and general method chemical method comparison First mature treatment process Second processing efficiency CODcr BOD5 removal rate was high generally up to 80 90 three processing cost is low operating expenses Province through the comparison of various treatment processes choose to deal with biological oxidation flotation process This process has grill adjust pool on the pretreatment of wastewater to remove larger suspended particles in water and adjust the quality and quantity Secondary biological treatment by biological contact oxidation can increase the biological effect Finally a decontamination pool kill bacteria and microorganisms in wastewater This process can remove not only organic but also water water quality has a strong adaptability to change while ensuring that the effluent COD and BOD discharge standard indicators After this treatment the water can reach the national Integrated Wastewater Discharge Standard GB9878 1996 of an emission standard Through the initial budget the process will also bring considerable economic benefits and good environmental benefits This article on the grill adjust pool primary sedimentation tank biological contact oxidation tank secondary settling tank sludge tank and other major structures are calculated the preparation of design specifications and the mapping of processes structures and elevation plane the main structures of five drawings Keywords Brewery wastewater high concentration biological contact oxidation 引言 随着经济的快速发展 餐饮娱乐行业发展迅速 带动着啤酒产业的迅猛 发展 问题也随之而来了 啤酒废水就是一个比较严重的问题 近年来我国 啤酒行业喜人 连续四年列世界第一位 但我国啤酒的吨酒耗水量大 废水 排放量接近于耗水量的 90 对环境造成了严重污染 1 啤酒废水的特点 啤酒生产主要以大麦和大米为原料 辅以啤酒花和鲜酵母 经长时间发 酵酿造而成 该污水具有污染物浓度较高 pH 值低等特征 若不经处理直接 排入水体中 会导致水体严重富营养化 破坏水体的生态平衡 对环境造成 严重污染 啤酒废水按有机物含量可分为 3 类 清洁废水如冷冻机冷却水 麦汁冷却水等 这类废水基本上未受污 染 清洗废水如漂洗酵母水 洗瓶水 生产装置清洗水等 这类废水受 到不同程度污染 含渣废水如麦糟液 冷热凝固物 剩余酵母等 这类废水含有大量有 机悬浮性固体 啤酒工业废水主要含糖类 醇类等有机物 有机物浓度较高 虽然无毒 但易于腐败 排入水体要消耗大量的溶解氧 对水体环境造成严重危害 所 以啤酒废水的处理势在必行 2 啤酒废水处理现状与趋势 目前 国内外普遍采用生化法处理啤酒废水 根据处理过程中是否需要 曝气 可把生物处理 法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类 好氧生物处理是在氧气充足的条件下 利用好氧微生物的生命活动氧化 啤酒废水中的有机物 其产物是二氧化碳 水及能量 释放于水中 这类 方法没有考虑到废水中有机物的利用问题 因此处理成本较高 活性污泥法 生物膜法 深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法 其中 性污泥法 是中 低浓度有机废水处理中使用最多 运行最可靠的方法 具有投资省 处理效果好等优点 该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池 废水进入 曝 气池后 与活性污泥 含大量的好氧微生物 混合 在人工充氧的条件下 活性污泥吸附 并氧化分解废水中的有机物 而污泥和水的分离则由沉淀池 来完成 要得到理想的处理结果 实现啤酒废水治理的环境效益和经济效益的统 一 必须将两种或三种技术结合使用 这是解决啤酒废水污染问题的根本出 路 例如 把厌氧和好氧处理池串联使用 依靠前者把废水的高负荷降低 再以后者把低浓度废水处理达标 其动力消 耗则可由前一过程的质能转化 予以补偿 又如 把生物处理与土地利用结合起来 既能有效净化废水 还 能起到互补作用 产生更高的经济效益 啤酒废水属中高浓度有机废水 有很好的可生化性 但生产季节性较强 排放不连续 尤其是地面冲洗水 水量和浓度波动较大 该厂将各车间的废 水汇集到一起 因无机负荷并不高 不适合目前国内常用的 厌氧 好氧 方法中对原水 COD 6000mg L 的要求 啤酒废水中含有大量有机碳而氮源含量较少 在进行传统的生化处理 中 其含氮量远远低于 BOD N 100 5 质量比 的要求 致使有些啤酒厂采 用传统活性污泥法时 在不补充氮源情况下处理效果很差 甚至无法运行 经多种方案比较 确定采用 CASS 法处理啤酒废水 3 本设计的目的和意义 综上所述 啤酒工业废水主要含糖类 醇类等有机物 有机物浓度较高 虽然无毒 但易于腐败 排入水体要消耗大量的溶解氧 对水体环境造成严 重危害 本设计的目的就是针对啤酒废水设计一套处理工艺流程 使其出水 能达到国家排放标准 即避免了其可能带来的环境污染问题 也能为企业节 省大量排污费用 有良好的环境效益和经 1 设计原则依据及要求 1 1 设计依据 1 中华人民共和国国家标准 污水综合指标排放标准 GB8978 96 2 室外排水设计规范 2000 年版 3 给水排水设计手册 4 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 1 2 设计原则 1 力求处理工艺操作方便运转灵活 确保出水水质满足 污水综合 排放标准 GB9878 1996 的一级排放标准 2 使污水处理构筑物之间的布置紧凑 减小处理厂占地面积 从而 降低投资 3 严格执行国家和地方的有关标准 规范 法律 法规 1 3 设计任务 本设计为上海复新肉联厂屠宰废水的处理工艺初步设计 其处理水量为 Q 2400m3 d 出水要求达到 污水综合排放标准 GB9878 1996 的一级 排放标准 具体进出水水质如表 1 所示 表 1 屠宰废水进出水水质览表 主要污染物名称CODCrBOD5SS p H 进水浓度 mg l9 出水浓度 mg l 100 20 706 9 根据表 1 可以计算出各项污染物的去除效率 结果如下 1 CODCr去除率 1500 100 1500 93 33 2 BOD5去除率 900 20 900 97 78 3 SS 去除率 500 70 500 86 0 在选择流程时 至少要保证所选的流程有如上的处理效果 才能达到本 次设计的基本要求 2 污水处理方案的确定 2 1 设计思路 根据啤酒废水的特点及处理的难点 设计思路大体如下 1 水中 ss 等物理性污染物 一般采用物理方法如格栅 沉淀池和混 凝等工艺去除 结合本水质的特点 选择合理的工艺单元 构筑物及其型式 2 对于难降解的 COD 单纯采用好氧或是厌氧的方法很难保证出水 达标 故拟采用生物接触氧化法 同时选择经济合理的组合方式和构筑物型 式 3 虽然设计任务中对氮磷的去除没做具体要求 但是考虑到其存在 的客观性 在设计方案的敲定中 也考虑到对氮磷的部分去除 4 工艺方案确定后 具体的构筑物选型和设计时 要尽量做到组合 的优化 比较准确的设计好各构筑物 2 2 方案比较 根据啤酒废水特点和出水要求 暂定以下三种污水处理方案 1 酸化 SBR 法处理啤酒废水 其主要处理设备是酸化柱和 SBR 反应器 这种方法在处理啤酒废水时 在厌氧反应中 放弃反应时间长 控制条件要求高的甲烷发酵阶段 将反应 控制在酸化阶段 优点是水解池体积小 造价低 易于维护 产生的剩余污 泥少 2 UASB 好氧接触氧化工艺处理啤酒废水 此处理工艺中主要处理设备室上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池 对 SS 的去除率在 10 以上 上流式厌氧污泥床能耗低 运行稳定 出水水质 好 好氧处理对水中的 SS 和 COD 均有较高的去除率 此工艺的处理效果好 操作简单 稳定性高 只要投加占厌氧池体积 1 3 的厌氧污泥菌种 就能够保证污泥菌种的平稳增长 对悬浮物的去除率 达 96 6 该工艺适合用在啤酒废水处理中 3 新型接触氧化法处理啤酒废水 废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物 出水进入调节池 然后提升 泵 VTBR 反应器中进行生化处理 通过风机强制供风使废水与填料接触 维 持生化反应的需氧量 VTBR 反应器出水进入沉淀器 去除一部分脱落的生物 膜以减轻气浮设备的处理负荷 之后流入气浮设备去除剩余的生物膜 污泥 及浮渣送往污泥浓缩池浓缩后脱水 以上三种方案均有较高的 COD 去除率 但是考虑到废水中含有悬浮固 体 SS 及一定量的氮磷时 生物接触氧化 气浮法有一定的优势 并且在获 得同样的出水效果前提下 其建设和运行费用更低 2 3 方案确定 2 3 1 污水处理流程 通过比较研究 本方案采用生物接触氧 气浮法化为主体的处理工艺 工艺流程如下所示 废水 格栅 调节池 二级接触氧化池 沉淀池 气浮池 出水 2 3 2 污泥处理流程 本流程污泥的主要来源为格栅 调节池池和沉淀池 需要进行浓缩 和脱水的处理后才能外运 处理流程如下 污泥 污泥浓缩池 污泥脱水 外运泥饼 2 3 3 各级处理单元污染物去除率分析 根据处理要求和处理工艺流程 各级处理单元的污染物去除率分析如下 表 2 所示 表 2 各级处理单元的污染物去除率分析 序号名称项目 CODcr mg l BOD5 mg l SS mg l 进水 1500900500 出水 3501 格栅 调节池 去除率 30 进水 1500900350 出水 58 525 2722 接触氧化池 沉 淀池 去除率 87 93 70 进水 58 525 272 出水 4118143 气浮池 去除率 30 30 80 3 污水处理构筑物设计 3 1 格栅的作用 格栅是污水处理厂的第一道处理构筑物 它的作用是保护水泵 用以拦 截可能堵塞水泵机组和阀们的污水中较大的悬浮物 漂染物 纤维物质和固 体颗粒物质 从而保证后续处理构筑物的处理能正常运行 3 1 1 设计参数 设计流量 Q 2400m3 d 100m3 h 0 0278m3 s 最大设计流量 Qmax 0 0278 1 5 0 0417m3 s 进水渠内有效水深一般为 0 2 0 5 m 现取值 h 0 3m 栅前流速 0 4 0 8m s 现取值为 v1 0 8m s 过栅流速 0 6 1 0m s 现取值为 v 0 7m s 进水渠道宽m max 1 0 0417 0 199 0 3 0 7 Q B hv 3 1 2 设计计算 3 1 2 1 中格栅设计计算 中格栅栅条间距为 10 40mm 现取值为 b 20mm 0 020m 栅条间隙数 n n 取值为 10 3 1 max sin0 0417sin60 9 24 0 020 0 3 0 7 Q n bhv 式中 最大设计流量 m3 s max Q 格栅倾角 取 60 格栅净间距 m 现取值为 0 020m b 栅前水深 m h 过栅流速 m s v 图 3 格栅设计计算示意图 栅槽宽度 B 设栅条断面为锐边圆形断面ms02 0 3 2 1 0 02 10 1 0 020 100 38 Bs nbnm 式中 栅条宽度 m s 栅条间隙数 个 n 格栅净间距 m b 进水渠道渐宽部分的长度 1 l 设渐宽部分展开角度 1 20 则 3 3 1 1 1 0 380 199 0 249 2tan2tan20 BB lm 式中 栅槽宽度 m B 进水渠宽 m 1 B 渐宽部分展开角度 1 校核栅前流速 符合要求 max 1 0 0417 0 698 0 199 0 3 Q m s Bh 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l 3 4 1 2 0 249 0 124 22 l lm 式中 进水渠道渐宽部分的长度 m 1 l 通过格栅的水头损失 1 h 设栅条断面为锐边矩形断面 见下表 4 查得42 2 表 4 阻力系数计算公式 栅条断面形状公式形状系数 锐边矩形2 42 迎水面为半圆形的矩形1 83 圆形1 79 迎水 背水均为半圆形的 矩形 3 4 b s 1 67 正方形 2 1 b sb 收缩系数 一般为 0 64 3 5 4 422 3 3 1 0 020 7 sin2 42 sin6030 0073 20 1992 9 8 sV hkm bg 式中 形状系数 栅条宽度 m s 格栅间距 m b 过栅流速 m s v 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般采用数值k 为 3 格栅倾斜角 60 栅后槽总高度 H 3 6 mhhhH6073 0 3 00073 0 3 0 21 式中 栅前水深 m h 通过格栅的损失 m 1 h 超高 一般采用 0 3m 2 h 栅槽总长度 L 3 7 1 12 0 20 3 0 5 1 00 2490 1240 5 1 02 16 tantan60 H Lllm 式中 进水渠道渐宽部分的长度 m 1 l 栅槽与出水渠道连接处的窄部分的长度 m 2 l 栅前渠道深 m 1 H5 03 02 0 21 hhH 格栅倾角 60 每日栅渣量 W 在格栅间隙 16mm 的情况下 设栅渣量为每 1000m3污水产 0 1m3 3 8 33 max1 8640086400 0 0417 0 1 0 24 0 2 10001000 1 5 z QW Wmdmd K 式中 栅渣量污水 格栅间隙为 16 25mm 时 0 10 0 05 1 W 33 10m 1 W 格栅间隙为 30 50mm 时 0 03 0 01 1 W 污水流量总变化系数 1 2 1 5 现取 1 5 z k 渣量大于时 为了改善劳动与卫生条件用械清渣格栅 10 dm 2 0 3 校核 3 9 max 1 0 0417 0 467 1 5 0 199 0 3 z Q vm s k Bh 式中 栅前水速 一般取 0 4m s 0 9m s 1 vm s 最小设计流量 min Q 3 ms 进水断面面积 A 2 m 设计流量 Q 3 ms 在之间 符合设计要求 1 v0 4 0 9m sm s 3 1 2 2 细格栅设计计算 细格栅栅条间距为 3 10mm 现取 b 9mm 0 009m 栅条间隙数 n n 取值为 22 max sin0 0417sin60 20 5 0 009 0 3 0 7 Q n bhv 式中 最大设计流量 m3 s max Q 格栅倾角 60 格栅净间距 m b 栅前水深 m h 过栅流速 m s v 栅槽宽度 B 设栅条断面为锐边矩形断面 ms02 0 1 0 02 22 1 0 009 220 618 Bs nbnm 式中 栅条宽度 m s 栅条间隙数 个 n 格栅净间距 m b 进水渠道渐宽部分的长度 1 l 设渐宽部分展开角度 1 20 则 1 1 1 0 6180 199 0 576 2tan2tan20 BB lm 式中 栅槽宽度 m B 进水渠宽 m 1 B 渐宽部分展开角度 1 校核栅前流速 符合要求 max 1 0 0417 0 698 0 199 0 3 Q m s Bh 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 2 l 1 2 0 618 0 309 22 l lm 式中 进水渠道渐宽部分的长度 m 1 l 通过格栅的水头损失 1 h 设栅条断面为锐边矩形断面 见上表查 1 得42 2 4 422 3 3 1 0 020 7 sin2 42 sin6030 46 20 0092 9 8 sV hkm bg 式中 形状系数 栅条宽度 m s 格栅间距 m b 过栅流速 m s v 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 一般采用数值为k 3 格栅倾斜角 60 栅后槽总高度 H 12 0 20 100 30 60Hhhhm 式中 栅前水深 mh 通过格栅的损失 m 1 h 超高 一般采用 0 3m 2 h 栅槽总长度 L 1 12 0 30 3 0 5 1 00 6180 3090 5 1 02 77 tantan60 H Lllm 式中 进水渠道渐宽部分的长度 m 1 l 栅槽与出水渠道连接处的窄部分的长度 m 2 l 栅前渠道深 m 1 H6 03 03 0 21 hhH 格栅倾角 60 每日栅渣量 W 在格栅间隙 16mm 的情况下 设栅渣量为每 1000m3污水产 0 1m3 33 max1 8640086400 0 0417 0 10 0 24 0 2 10001000 1 5 z QW Wmdmd K 其中 栅渣量污水 格栅间隙为 16 25mm 时 0 10 0 05 1 W 33 10m 1 W 格栅间隙为 30 50mm 时 0 03 0 01 1 W 污水流量总变化系数 1 2 1 5 z k 由于渣量大于 宜采用机械清渣 dm 2 0 3 校核 max 1 0 0417 0 46 1 5 0 199 0 3 z Q vm s k Bh 式中 栅前水速 一般取 0 4m s 0 9m s 1 vm s 最小设计流量 min Q 3 ms 进水断面面积 A 2 m 设计流量 Q 3 ms 在之间 符合设计要求 1 v0 4 0 9m sm s 3 2 调节池 3 2 1 调节池作用 调节池的作用是减小和控制污水水量 水质的波动 为后续处理提供最 佳运行条件 水量及水质的调节可以提高废水的可处理性 减少在生化处理 过程中可能产生的冲击负荷 对微生物有毒的物质可以得到稀释 短期排出 的高温废水还可以得到降温处理 3 2 2 设计参数 设计水量 Q 2400m3 d 100m3 h 0 0278m3 s 水力停留时间 T 6h 3 2 3 设计计算 1 调节池有效容积 池子有效容积 V QT 100 6 600 m3 2 调节池尺寸 取池总高 H 2m 其中超高 0 5m 有效水深 h 1 5m 则池面积 2 600 1 5400AVhm 池长取 L 20m 池宽取 B 10m 为了更好的调节水质 此处设两个调 节池 则池子总尺寸为 L B H 20m 10m 2m 因为排放的啤酒废水执行 污水综合排放标准 GB8978 1996 中的一 级排放标准 所以流程不用加酸化池来调节酸度 3 空气管设计 空气量 根据空气主管 支管及穿孔管内气体hmQDQs 4004100 3 流速的要求范围 管径分别选择 150mm 80mm 和 40mm 其中空气主管 1 根 支管 10 根 每根支管连接 2 根穿孔管 为避免堵塞 穿孔管孔径取 4mm 孔眼间距 100mm 4 总水头计算 mhHH7 15 02 1 0 式中 H 总水头损失 m H0 穿孔管安装水深 m h 管距阻力损失 m 一般调节池的管距阻力损失不超过 0 5m 根据空气量 Qs和 H 选择罗茨鼓风机 型号为 LSR125 1WD 一台 3 3 二级接触氧化池 3 3 1 接触氧化池作用 生物接触氧化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 有机物通 过好氧微生物的作用 被降解为生物质和 CO2 进而被从污水中去除掉 3 3 2 设计参数 设计流量 Q 2400m3 d 100m3 h 0 0278m3 s 容积负荷 BOD5容积负荷 M 3 0 103kg m3d 填料层高度 H 3m 3 3 3 设计计算 一 第一级接触氧化池设计水质如表 5 表 5 第一级接触氧化池进出水水质指标 水质指标 CODBOD 进水水质 mg l 1500900 去除率 6870 出水水质 mg l 480270 1 第一级接触氧化池的有效容积 即填料体积 M LLQ V ta 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 3 0 103 kg BOD5 m3 d 3 3 2400900270 504 3 0 10 Vm 2 氧化池总面积 H V F 式中 F 氧化池总面积 2 m H 填料层总高度 m 一般取 3m 取 L B 14 12 m 2 504 168 3 V Fm H 3 氧化池格数 f F n 式中 n 氧化池格个数 n 2 f 每格氧化池面积 m2 f 25 m2 取 25 m2 个 取 6 个 168 6 72 25 n 4 氧化池总高度 mhmhhhHH4 55 03 035 05 03 43210 式中 H 滤料层高度 m 超高 m 1 h 填料上水浸没的深度 m 2 h 填料层间隙高 m 3 h h4 配水区高度 m m 填料层数 层 为 3 层 5 校核接触时间 符合要求 3 19 h Q nfH t96 3 100 3226 6 需气量计算 按照气水比计算 取值为 15 1 即每 m3污水需气量为 15m3 3 20 hmQDD 18002 110015 3 max0 式中 气水比 污水 m3 空气 m3 0 D 最大设计水量 m3 h max Q 7 曝气设计 采用 260 弓型棕刚玉曝气头 其服务面积为 0 3 0 75m2 个 则需要 22 6 0 5 264 个 为安全计取 300 个 空气管道布置如图 2 所示 考虑各管道内的空气流速 总管直径取 350mm 干管直径取 250mm 支管直径取 100mm 每小格安装 5 根支管 每根支管安装 10 个曝气头 设 30 根干管 每根干管上设 1200 30 40 个空气扩散器 图 2 空气管路图 8 鼓风机选择 风压 P 15 H 15 4 7 19 7kPa 3 2 1 式中 H 扩散设备的浸水深度 m 15 为估算管道压力及扩散设备压力损失之和 kPa 根据风量 D 和风压 P 选择型号为 LSR300WZ 罗茨鼓风机 5 台 其中 1 台备用 二 第二级接触氧化池 设计水质见表 3 表 3 第二级接触氧化池进出水水质指标 水质指标 CODBOD 进水水质 mg l 480270 去除率 9595 出水水质 mg l 2414 1 第二级接触氧化池的有效容积 即填料体积 M LLQ V ta 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 0 6kg BOD5 m3 d 3 3 7 426 106 0 142701000 mV 2 氧化池总面积 0 h V F 式中 F 氧化池总面积 2 m 0 h 填料层总高度 m 一般取 3m 2 2 142 3 7 426 m H V F 3 氧化池格数 f F n 式中 n 氧化池格数 个 n 2 f 每格氧化池面积 m2 f 25 m2 取 22 35 m2 个6 35 22 2 142 n 4 校核接触时间 h Q nfH t66 9 24 1000 335 226 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 取 0 5m 3 h 填料至池底的高度 在 0 5 1 5 m 之间 取 0 5m mH5 45 05 05 03 0 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 1000 15000 3 m d 3 4 沉淀池的设计 3 4 1 沉淀池作用 接触氧化池中的生物膜会老化脱落 而沉淀池的作用就是从废水中分离 出脱落的生物膜 确保出水达标 采用 2 座竖流式沉淀池 3 4 3 设计参数 表面负荷 q 2 5m3 m2h 空隙内流速 v1 0 02 m s 沉淀时间 t 1 5h 中心管内流速 v0 0 03 m s 3 4 3 设计计算 1 中心管面积 3 22 2 0 max 93 0 03 0 2 1100 m v q f 式中 qmax 单池最大设计流量 m3 s V0 中心管内流速 m s 2 中心管直径 3 23 m f d1 14 3 93 0 44 0 3 中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度 3 24 m dv q h17 0 135 1 14 3 02 0 2 1100 01 max 3 式中 v1 喇叭口与反射板之间的缝隙内流速 m s 4 沉淀部分有效断面积 3 25 2max 48 5 2 2 1100 m v q F 式中 v 沉降区内流速 m s 其与表面负荷 q 数值上相等 5 沉淀池直径 8m 符合要求 m fF D9 7 14 3 93 0 48 4 4 6 沉淀池有效水深 3 26 mvth75 3 5 15 2 2 式中 t 沉降时间 h 7 校核池径水深比 D h2 7 9 3 75 2 1 3 符合要求 8 污泥产量 由于 SS 去除产生的污泥量 dkgSSqW ca 408 70240 24100 1 由于 COD 去除产生的污泥量 3 27 dkgaCCqW ca 2743 0 100480 24100 2 式中 Ca Cc 分别代表进口和出口 COD 的浓度 mg l a 污泥表观增长系数 取值为 0 3 则污泥产量 W W1 W2 408 274 682kg d 9 污泥部分需要的容积 按照污泥停留时间为 2h 计算 3 28 3 9 18 997 0 1 100024 2682 1 24 m P WT V 式中 T 污泥停留时间 h r 污泥容重 kg m3 取值为 1000 kg m3 P 污泥含水率 10 污泥斗 污泥斗为圆截锥形 设底部直径 d 为 0 4m 截锥高度为 h5 截锥侧 壁倾角 a 55 则 3 29 mtgtga dD h28 5 55 2 4 0 2 9 7 2 2 5 则污泥斗体积 3 30 322225 2 7 90 2 095 3 2 095 3 3 28 5 14 3 3 mrRrR h V V2 V 可见污泥斗足够容纳产生的污泥量 11 池子总高度 3 31 mhhhhhH5 928 5 017 0 75 3 3 0 54321 式中 h1 超高 m h3 缓冲层高度 m 采用静压排泥 排泥管下端距池底 0 15m 上端超出水面 0 5m 选择直 径为 250mm 3 5 气浮池 3 5 1 气浮池作用 气浮池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 6 3 5 2 设计参数 设回流比取 15 试验条件下的释放量 40 3 mL 选定的容器压力 0 3Mpa 3 5 3 设计计算 1 气浮所需空气量 Qg Qq QR c a 式中 Q 气浮池设计水量 hm 3 R 试验条件下的回流比 取 15 试验条件下的释放量 取 40 c a 3 mL 3 mL 水温校正系数 一般取 1 1 1 3 取 1 3 Qq QR 41 715 0 041 3 330L h c a 2 加压容器水量 Qp Qp t pk Qq 736 式中 P 选定的容器压力 MPa 取 0 3MPa k 溶解度系数 根据水温查表取 2 95 t 2 10 容器效率 一般取 0 6 0 8 取 0 6 Qp 84 4 t pk Qq 736 2 1095 2 3 06 0736 330 h m3 3 接触室的表面积 Ac Ac c p QQ 选定接触室中水流的上升流速 后 取 10 20mm s 取 10mm s s Ac 3 5 c p QQ 606001 0 4 84 7 41 2 m 4 分离室的表面积 As As s p QQ 选定分离速度分离室的向下平均水流速度一般 取 1 5 3mm s 取 2 s mm s As 17 5 s p QQ 6060002 0 4 84 7 41 2 m 对矩形分离室长宽比一般取 1 2 1 长取 5 米 宽取 3 5 米 5 气浮池的净容积 W W A H c A s 3 5 11 5 42 2 3 m 式中 H 平均水深取 2m 6 容器罐直径 Dd 过流密度 I 取 3500 145 8 3 m 2 dm 3 m 2 hm Dd 0 86m I Qp 4 8 14514 3 4 844 7 容器罐高 Z 2Z Z Z Z 1234 式中 Z 罐顶 底封头高度 根据罐直径而定 m 1 Z 布水区高 m 一般取 0 2 0 3m 取 0 3 2 Z 贮水区高 m 一般取 1 0m 3 Z 填料层高 m 当采用阶梯环时 可取 1 0 1 3m 取 1 3m 4 Z 2Z Z Z Z 2 0 3 1 0 1 3 2 65m 1234 025 0 8 空压机额定空气量 Q q 100060 q Q 式中 安全系数一般取 1 2 1 5 取 1 4 Q 1 4 7 7m h q 100060 q Q 100060 33 0 6 10 3 4 污泥处理系统的设计计算 4 1 污泥浓缩池 4 1 1 污泥浓缩池作用 污泥浓缩用于降低污泥中的空隙水 减少污泥体积 经过污泥浓缩 污 泥含水率可由原来的 99 7 降低为 97 98 4 1 2 设计参数 污泥浓缩池采用辐流式重力浓缩池 根据 4 5 3 二沉池计算结果 浓缩 池进口污泥流量 Q 300m3 d 含水率为 99 7 污泥固体通量 M 20 kg m2 d 污泥固体浓度 C 3 kg l 4 1 3 设计计算 1 浓缩池面积 4 1 2 45 20 3300 m M CO A 式中 C 污泥固体浓度 kg l M 污泥固体通量 kg m2 d 则浓缩池直径 m A D8 14 3 4544 3 浓缩池高度 4 2 m A TQ h4 3 4524 30012 24 1 式中 T 污泥浓缩时间 h 4 浓缩池总深度 4 3 mhhhH2 45 03 07 1 3211 式中 h2 超高 m h5 缓冲层高度 m 采用中心驱动式刮吸泥机 1 台 为增强浓缩功效 刮泥机上有垂直栅条 吸泥管将污泥吸到上部的集泥槽中 通过中心导流筒内的排泥管排泥 进泥管和排泥管均采用管径 D 300mm 上清液送回至调节池 4 2 贮泥池及污泥泵 4 2 1 贮泥池作用 污泥从浓缩池被排除后 没有压力进入污泥脱水机房 因此应设贮泥池 由浓缩池和预处理产生的污泥进入贮泥池 再由污泥泵将其提升 以便顺利 进入污泥脱水机房 如果污泥脱水性能不理想 也可作为泥质调理池 加入 混凝剂改善其脱水性能 提高脱水效果 4 2 2 设计计算 1 污泥量确认 来自浓缩池污泥量约为 含水率为 97 dmQ 30 97100 7 99100 300 3 2 集泥井污泥量 dmQQQ 2 6130 2 31 3 213 2 贮泥池容积 4 4 2 33 8 2444 2 61 mTQV 式中 T 污泥停留时间 h 3 贮泥池上部尺寸 采用方形池子 具体尺寸为 L B H0 7m 7m 4 m 则上部容积为 196m3 4 斗部容积 将贮泥池设为正方形取斗底边 l 2m 池 侧壁倾角 50 泥斗高度 h1 7 2 tg50 2 2 5m 取保护高度为 1 0m 则斗内有效容积为 V0 2 5 22 72 22 72 1 2 56 25m3 3 1 5 贮泥池总高度 设超高 h2 0 5m 则总高 H h1 h2 H0 2 5 0 5 5 8 m 6 校核 贮泥池总容积为 196 56 25 252 244 8 符合要求 选择螺旋输送机 1 台 功率 1 5kW 4 3 污泥脱水 4 3 1 污泥脱水作用 浓缩后的污泥含水率将为 97 左右 但体积还是很庞大 为了综合利用 和最终处置 需要对污泥进行脱水处理 经过脱水处理的污泥含水率可以降 为 60 70 便于运输和储存 4 3 2 设计选型 选择型号为 DNYD 1000 的压滤机一台 污泥处理量 kg h 200 500 处理后滤饼的含水率可以达到 65 干污泥定期拉走处理 脱出的废水回到调节池 5 污水处理站平面及高程布置 5 1 污水处理站平面布置 5 1 1 各处理单元构筑物的平面布置 处理构筑物是污水处理的主体建筑物 在对它们进行平面布置时 应根 据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件 确定它们在厂区内的 平面布置应考虑 1 贯通连接各处理构筑物之间管道应直通 应避免曲折 造成管理 不便 2 土方量做到基本平衡 避免劣质土壤地段 3 在各处理构筑物之间应保持一定间距 以满足放工要求 一般间 距要求 5 10m 如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行 4 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑 减少占地面积 5 1 2 辅助建筑物 污水处理的辅助建筑物有泵房 办公室 集中控制室 水质分析化验室 等 其建筑面积按具体情况而定 辅助建筑物之间往返距离应短而方便 安 全 化验室化验室应与处理构筑物保持适当距离 并应位于处理构筑物夏季 主风向所在的上风向处 综上所述 设计污水处理站平面布置图时 要根据工艺要求满足各种管 道布置间距 满足良好的交通功能 有良好的绿化环境 对四周环境没有污 染 又要满足各种功能要求 节约用地的原则 本设计的平面布置详见相关图纸 5 2 污水处理站高程布置 5 2 1 高程布置原则 污水处理厂高程布置的任务是 确定各处理构筑物和泵房等的标高 选 定各连接管渠的尺寸并决定其标高 计算决定各部分的水面标高 以使污水 能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动 保证污水处理厂的正常运行 污水处理厂的水流常依靠重力流动 以减少运行费用 为此 必须精确 计算其水头损失 初步设计或扩初设计时 精度要求可较低 水头损失包 括 1 水流流过各处理构筑物的水头损失 包括从进池到出池的所有水 头损失在内 在作初步设计时可做估算 2 水流流过连接前后两构筑物的管道 包括配水设备 的水头损失 包括沿程与局部水头损失 3 水流流过量水设备的水头损失 水力计算时 应选择一条距离最长 水头损失最大的流程进行计算 并 应适当留有余地 以使实际运行时能有一定的灵活性 5 2 2 污水处理高程计算 1 水头损失计算 根据要求 管道损失一般不超过构筑物损失的 30 而总水头损失为管 道损失和经过构筑物的损失之和 所以可以认为总水头损失约是污水流经构 筑物损失的 1 3 倍 本流程所设计的污水处理构筑物水头损失见表 3 表 3 各个构筑物的水头损失 构筑物 名称 格栅调节池接触氧化池沉淀池 水头损失 取值范围 m 0 15 0 30 6 0 70 25 0 50 5 0 6 实际取值 m 0 30 60 50 5 则有 粗格栅至细格栅水头损失为 h0 0 15 1 3 0 195m 细格栅至调节池水头损失为 h1 0 3 1 3 0 39m 调节池至接触氧化池的水头损失为 h2 0 6 1 3 0 78m 接触氧化池至沉淀池的水头损失为 h5 0 5 1 3 0 65m 沉淀池至排水口的水头损失为 h6 0 6 1 3 0 79m 沿线损失约 2 805m 2 高程计算 为简化计算 将地平面标高设定为 0m 二沉池液面标高 0 79m 接触氧化池液面标高 1 44m 调节池液面标高 4 39m 气浮池液面标高 2 65m 泵站 设于细格栅后 建成地下式 底部标高为 4m 细格栅液面标高 0 89 粗格栅液面标高 0 5m 本设计高程标注详见相关图纸 6 污水泵站的设计 6 1泵站的设计 采用集水池与机器间合建的矩形泵站 集水池容积采用相当于 4 台水泵 10 分钟的容积 W 100 10 60 16 7m3 有效水深 H 3m 则积水池面积为 F 16 65m2 则集水池尺寸为 4m 4m 2 5m 泵站简图如图 3 所示 泵轴中心线 图 3 泵站示意图 考虑到提升泵的