【《含油乳化液废水处理工艺的设计计算书案例》9500字】

⑤刮渣机的选择选用JX—1型星式刮渣机，出渣槽设于圆池直径方向一侧，排渣管直径DN=150mm，具体参数如表5-4所示。

表6-4JX—1型星式刮渣机的参数型号池体直径D/m轨道中心圆直径/m电机型号电动机功率/kW电动机转数/（r/min）行走速度（m/min）JX—12~4D+0.1AO—56240.12144041.3.2混凝气浮池污泥量计算式中，V—混凝气浮池总污泥量，m3/d；Q—总设计水量，60m3/d；Kz—污水流量总变化系数，1.0；P1—污泥含水率，98%；c1—进水悬浮物浓度，mg/L；c2—出水悬浮物浓度，mg/L；—污泥浓度，1.0×103kg/m3代入数据，得1.4Fenton氧化沉淀池设计计算1.4.1Fenton氧化沉淀池加药量计算(1)硫酸投加量①H2SO4的加药量式中：y1—H2SO4的加药量，mg/L；pH1—进水pH值，无量纲；pH2—出水pH值，无量纲；M—H2SO4的摩尔质量，g/mol。②H2SO4的投加量式中：m1—H2SO4的投加量，g/d；Q—日处理最大水量，m3/d；y1—H2SO4的加药量，mg/L。③药品配制浓度为50%时，密度约为1.42g/cm3，所需溶液的体积为：1座氧化池所需溶液的体积为：④加药设备根据氧化池每小时所需溶液的体积，选取2台LMI-A型加药设备（一用一备）。加药设备具体参数详见<5.11加药间的设计说明>。(2)过氧化氢投加量①H2O2的加药量式中：y2—H2O2的加药量，mg/L；K1—C(H2O2)与ΔC(COD)的比值，无量纲，一般采用1.0~2.0；COD0—进水COD值，mg/L；CODe—出水COD值，mg/L。②H2O2的投加量式中：m2—H2O2的投加量，g/d；Q—日处理最大水量，m3/d；y2—H2O2的加药量，mg/L。③药品配制浓度为30%时，密度约为1.11g/cm3，所需溶液的体积为：1座氧化池所需溶液的体积为：④加药设备根据氧化池每小时所需溶液的体积，选取4台RYZ-1200型加药设备（三用一备）。加药设备具体参数详见<5.11加药间的设计说明>。(3)FeSO4·7H2O投加量①FeSO4·7H2O的加药量式中：y3—FeSO4·7H2O的加药量，mg/L；K2—C(Fe2+)与C(H2O2)的比值，无量纲，一般采用0.1~1.0，本设计取1.5；y2—H2O2的加药量，mg/L。②单池FeSO4·7H2O的投加量式中：m3—FeSO4·7H2O的投加量，g/d；Q—日处理最大水量，m3/d；y3—FeSO4·7H2O的加药量，mg/L。③药品配制浓度为20%时，密度约为1.18g/cm3，单池所需溶液的体积为：2座氧化池所需溶液的体积为：④加药设备根据氧化池每小时所需溶液的体积，选取3台RYZ-1600型加药设备（两用一备）。加药设备具体参数详见<5.11加药间的设计说明>。(4)氢氧化钠投加量①NaOH的加药量式中：y4—NaOH的加药量，mg/L；pH1—进水pH值，无量纲，反应后pH由3升到5；pH2—出水pH值，无量纲；M—NaOH的摩尔质量，g/mol。②NaOH的投加量式中：m4—NaOH的投加量，g/d；Q—日处理最大水量，m3/d；y4—NaOH的加药量，mg/L。③药品配制浓度为10%时，密度约为1.11g/cm3，所需溶液的体积为：1座氧化池所需溶液的体积为：④加药设备根据氧化池每小时所需溶液的体积，选取2台LMI-A型加药设备（一用一备）。加药设备具体参数详见<5.11加药间的设计说明>。(5)混凝剂投加量①混凝剂的投加量式中：m5—混凝剂的投加量，g/d；Q—日处理最大水量，m3/d；y5—混凝剂的加药量，mg/L。②药品配制浓度为10%时，密度约为1.13g/cm3，所需溶液的体积为：1座氧化池所需溶液的体积为：③加药设备根据氧化池每小时所需溶液的体积，选取2台SAM-2型加药设备（一用一备）。加药设备具体参数详见<5.11加药间的设计说明>。(6)絮凝剂投加量①絮凝剂的投加量式中：m6—絮凝剂的投加量，g/d；Q—日处理最大水量，m3/d；y6—絮凝剂的加药量，mg/L。②药品配制浓度为1%时，密度约为1.01g/cm3，所需溶液的体积为：1座氧化池所需溶液的体积为：③加药设备根据氧化池每小时所需溶液的体积，选取2台SAM-2型加药设备（一用一备）。加药设备具体参数详见<5.11加药间的设计说明>。1.4.2Fenton氧化沉淀池污泥量设计计算Fenton氧化沉淀池进水COD浓度为25270mg/L，COD去除率62%，出水COD浓度9602.6mg/L，按每去除1kgCOD产生0.4kg干污泥进行估算，可知，每天去除的COD量：干污泥质量：W2，kg产生的干污泥体积V2，m31.4.3Fenton氧化沉淀池几何尺寸计算机械混合槽通过加药设备向池中投入H2SO4，将废水的pH值调整至3左右，配备两套pH值监控仪，型号为PE—7ES；池体两套，即每池设计处理能力为720m3/d；池体结构选用钢制结构（加强级防腐、抗渗），反应时间取4h，则机械混合槽单个池体有效容积为：则机械混合槽的单个池体几何尺寸为：L×B×H=6m×4m×5.5m，其中池体保护高为0.5m。Fenton氧化池池体结构选用钢制结构（加强级防腐、抗渗），每条生产线的设计处理能力为720m3/d，通过两套加药设备依次加入FeSO4和H2O2，反应时间取4h，则Fenton氧化池单个池体有效容积为：则Fenton氧化池的单个池体几何尺寸为：L×B×H=6m×4m×5.5m，其中池体保护高为0.5m。pH值调整混合槽Fenton试剂氧化反应结束后，pH值由3上升变为5，任为酸性，不利于后续连续生化反应的顺利进行，故要投加一定量的NaOH将废水pH值调整至8。pH值调整混合槽池体结构选用钢制结构（加强级防腐、抗渗），每条生产线的设计处理能力为720m3/d，则pH值调整混合槽单个池体有效容积为：则pH值调整混合槽的单个池体几何尺寸为：L×B×H=6m×4m×5.5m，其中池体保护高为0.5m。Fenton氧化沉淀池中的沉淀池中心管截面积f，m2式中，f—中心管截面积，m2；q—设计流量，q=Q/2=8.3×10-3m3/s；—中心管内流速，不大于30mm/s，取25mm/s。中心管直径d0，m式中，f—中心管截面积，m2；d0—中心管直径，m。校核中心管流速中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3，m式中，q—设计流量，q=Q/2=8.3×10-3m3/s；h3—中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度；—间隙流出速度，≤0.015m/s，本设计取0.01m/s。反射板直径喇叭口高度沉淀部分有效断面面积F,m2设表面负荷率q=1.5m3/(m2·h)沉淀速度沉淀有效断面面积沉淀池池体边长B，m有效水深h2，m其中，水力停留时间t=1.5hFenton氧化沉淀池产泥量V=451.22m3/d=18.8m3/h每条生产线产泥量V1=V/2=9.4m3/h排泥周期1.0h设污泥斗下边长b=0.2m，上边长B=4.5m，污泥斗角度θ=45°污泥斗高度h5，m污泥斗容积V2沉淀池总高度H，m式中，h1—预留安全超越高度，0.5m；h2—有效水深，2.25m；h3—中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，0.28m；h4—缓冲层高度，0.32m；h5—污泥斗高度，2.15m。1.5IC反应器设计计算1.5.1IC反应器有效容积本设计废水量较大，为防止对构筑物产生过大的冲击，并且保证较高的去除率，IC反应器设两条生产线，每条生产线的设计水量q=Q/2=720m3/d。IC反应器有效容积V，m3式中，NV—体积负荷率，kgCOD/（m3·d）；C0—COD进水浓度，kg/m3；e—COD去出率V—IC反应器有效容积，m3查找相关材料，第一个反应室的体积负荷率Nv=22kgCOD/（m3·d），去除COD的80%左右；第二反应室的体积负荷率Nv’=8kgCOD/（m3·d），去除COD的10%左右。根据公式，代入数据：第一反应室有效容积第二反应室有效容积每个IC反应器的有效容积1.5.2IC反应器的几何尺寸其高径比H/D一般为4～8，设计取4；高度在15～20m，由得IC反应器的直径D，m反应器高度H，m负荷率：IC反应器底面积：第二反应室高度H2，m第二反应室高度H1，m则第二反应室距离水面2.0m。1.5.3IC反应器的循环量第一反应室内液体升流速度取10m/h（10～20m/h），第二反应室的上升流速取2m/h（2～10m/h），发生厌氧反应时产生的沼气流在上升时具有携带作用，可以将周边液体受力抬升。第一反应室所产生的沼气量Q沼气，m3/h式中，0.36—每去除1kgCOD会生成0.36m3沼气；C0—COD进水浓度，kg/m3；e—COD去出率。水力停留时间：沼气上升到顶部气液分离器，气、液两相分离之后，气体从上部排气管排至储气柜，回流液经中心管回流到底部，与底部进水均匀混合。设计取沼气携带废水量2m3/m3(1～2m3/m3)，产气量为82.9m3/h，故回流废水量：循环泵循环量为40m3/h，则总循环量：选择型号UMC100循环泵4台，每条生产线2台第一反应室混合液升流速度校核：1.5.4气液固分离器几何尺寸底部配水系统均匀布水，使水流上升速度较快，先流过第一级三相分离器，有机物开始被厌氧微生物降解，少量水流通过收集管将沼气带到位于反应器顶部的气液分离器中，气体排入到储气罐，而液体通过中心回流管回流至底部；大部分的水流继续向上抬升到第二级三相分离器。同理，水流溢出到出水渠，通过出水管排出；分离出来的固体颗粒沉淀聚集，由集泥点收集，由排泥管排出。具体流程示意请看图6-1。图6-1IC反应器构造简图沉淀区设计计算沉降速度式中，vs—颗粒污泥沉降速度，cm/s；—颗粒污泥密度，g/cm3，取1.05g/cm3；—水的密度，g/cm3；Dp—颗粒粒径，取10mm；—水的粘滞系数，981cm/s2；v—水的运动粘滞系数，cm2/s；T—水温，℃。代入数据，得沉淀区斜壁角取50°，上部集气罩与挡板距离500mm。三相分离器总高度h取1.5m气液分离设计集气罩底与下挡板重叠0.15m（0.1~0.2m）式中，—废水的动力粘滞系数，2×10-2cm/s2；—水的密度，g/cm3；—沼气容重，1.2×10-3g/cm3；—颗粒碰撞系数，0.95；—气泡直径，0.01cm。代入数据，得则∴气相不会进入沉淀区。反应器顶部气液分离器设计气液分离器设计尺寸：直径D=1400m的，中间圆筒部分高1.2m，下锥角度30°，上下锥体均高400mm。1.5.5进水配水系统设计①布水形式布水器为可调节式布水器，循环时、停止运行这两个时间段分别打开、闭合。底面积总共15.9m2，拟设6个布水点，单个布水点的负荷面积Si=15.9/6=2.65m2。②配水系统进水配水设施选用无堵塞式系统，如图6-2所示。 图6-2 IC反应器补水系统示意图6个布水点呈对称布置，以便均匀布水，底部布水器设计为锥形形状，中间进水，水流均匀向四周扩散，出水口口径约50mm。单点配水面积Si=2.65m2时，取出水流速为0.04m/s，则配水管管径：1.5.6出水系统的设计出水渠宽度0.2m，围反应器一圈设置，每隔一定距离设置1个三角出水堰。设出水渠渠口附近流速为0.15m/s，则水深：设计出水渠渠高为0.2m，保持出水均匀。出水三角堰每米设置5个，则出水堰总个数：即本设计选取80个三角堰，使用DN125铸铁管排水。1.5.7排泥系统的设计计算底面积较小，故设4个排泥点，分别在一、二级三相分离器以下500mm的位置，设置两个集泥口（以中心回流管为对称轴分布），口径Ф=200mm。一般情况下每去除1kgCOD，可产生0.05～0.1kgVSS，本设计取X=0.05kgVSS/kgCOD，设计流量Q=720m3/d，进水COD浓度为9602.6mg/L，出水COD浓度为960.3mg/L。则每天去除的COD量为：每条生产线的产泥量：总泥量：挥发性悬浮固体浓度占混合液悬浮固体浓度的比例取80%，即f=0.8，则总产泥量：总干污泥量：1.5.8沼气的收集、储存和利用IC反应器沼气产量：式中，V—每降解1kgCOD产生0.4m3CH4，CH4/kgCOD代入数据，得沼气总量：其中q=252m3/h选用2个300钢板槽作为储气柜，尺寸Φ10000mm×H10000mm沼气中含有甲烷、二氧化碳、硫化氢等成分，其中甲烷气体占比70%左右，沼气产量：沼气发电的产电率2kW·h/m3，则单个IC反应器产生的沼气的产电量：IC反应器产生的沼气总发电量：采用沼气发电，可以抵消厂区内部分用电，降低生产成本。1.6中间水池设计计算水池容积式中，Q—设计流量，60m3/h；t—水力停留时间，4h。水池平面面积式中，h—水深，取8m。∴平面尺寸为L×B=6m×5m∴几何尺寸为L×B×H=6m×5m×8m1.7SBR反应池设计计算1.7.1反应池容积计算1.设计参数BOD-污泥负荷：NS=0.25kgBOD/(kgMLSS•d)；0.1～0.25kgBOD/(kgMLSS•d)反应池水深：H=5m（4～6m）反应池数：N=4个排出比：1/m=1/3MLSS浓度：X=3000mg/L（1500～5000mg/L）活性污泥界面以上最小水深：ε=0.5m2.反应池运行周期及有效反应容积（1）曝气时间式中，S0—进水BOD，382.47mg/L代入数据，得沉降时间TS，h初期沉降速度式中，t—水温，℃。水温10℃时，水温20℃时，所以沉降时间TS，h①在水温10℃时②在水温20℃时沉降时间在1.19~2.39h间变化，取TS=2.0h③排出时间TD：取排出时间TD=1.0h④一个周期所需时间TC周期次数n：则每个周期8h。⑤进水时间：各个周期的工序时间如表6-5所示。表6-5每周期各工序时间表工序进水曝气沉淀排水时长0.9h4.1h2.0h1.0h反应池容积计算①反应池总有效容积容积变动因子：每池实际池体容积：②SBR反应池构造尺寸每个反应池表面积：取SBR池长l=12.0m，则池宽b=1.9m，取7.0m（符合l:b=1:1~2:1）则单池的平面尺寸为：L×B=12m×7m③设计水位的计算各水位示意如图6-3所示。图6-3各水位示意图闲置水位高度h1，m基准水位高度h2，m高峰水位h3=5m安全超越高度取0.5m，警报、溢流水位h4，m1.7.2需氧量及曝气装置设计计算单池需氧量计算式中，Sr—去除的BOD5，kg/m3XV—MLVSS浓度，mg/L，f=VSS/SS=0.75a'—代谢每千克BOD所需氧的千克数，取0.60b'—污泥自身氧化需氧率，取0.20代入数据，得本设计出水不考虑氮、磷浓度，所以氨氮、反硝化等过程需氧量均取0。∴单池总需氧量AOR=132.3kg/d=18.6kgO2/周期标准需氧量：式中，CSM(20)—20°C时氧在清水中的平均饱和溶解度，mg/L；α—氧总转移系数，0.9；β—氧在污水中饱和溶解度修正系数，0.95；ρ—气压修正系数，取1.2；C—曝气池内平均溶解氧浓度，2mg/L不同温度下水中溶解氧的饱和度：CS(20)=9.17mg/L，CS(30)=7.63mg/L。采用TR型水下曝气器，设于SBR反应池底0.3m处，淹没深度H=4.0m。曝气器出口处的绝对压力Pb为：式中，Pb—出口处绝对压力（Pa）；P—大气压力，为1.013×105Pa；H—淹没深度，m。氧转移效率（EA）取25%（18%~30%），则O2的百分比为：式中，Qt—空气中氧的百分比，%；EA—曝气器的氧转移效率。代入数据，得曝气池中溶解氧平均饱和度（按最不利条件计算）：式中，CSb（30）—池内混合液溶解氧饱和度平均值，mg/L；CS—在大气压力条件下，氧的饱和度，mg/L；T=20℃时，池中O2饱和溶解度CSm（20），mg/L代入数据，得水温为20℃时，脱氧清水需要补充的氧气量：代入数据，得单池空气用量：代入数据，得其中，ρ空气=1.29kg/m3，则单池空气用量431.9m3/h布气系统设置查《给排水设计手册（第一册）——常用设备》选用型号75—TR2型潜水曝气机16台；每池平均布置4台，具体技术参数如表6-6所示。

表6-675—TR2型潜水曝气机的参数型号空气管直径/mm电动机供气量/m3·h-1·m-1水深/m供氧量/kg·h-1重量/kg外形尺寸/mm转数/r·min-1功率/kWABC75—TR28015007.512538.2~11.3240872700271曝气池布置SBR反应池共设4座，每座几何尺寸为：L×B×H=12m×7m×5.5m（水深5.0m，预留安全超越高度0.5m）体积420m3。1.7.3池内产泥量式中，∆X—剩余污泥量，kg/d；Y—污泥产率系数，1.0；Q—设计水量，m3/d；S0—进水BOD5浓度，0.382kg/m3；Se—出水BOD5浓度，0.0574kg/m3；Kd—衰减系数，d-1（0.4~0.0075，取0.075）V—反应池总容积，m3；XV—反应池混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）平均质量浓度，3kg/m3；f—进水悬浮物污泥转化率（MLSS/SS），kg/kg（0.5~0.7，取0.5）SS0—进水SS浓度，0.0554kg/m3；SSe—出水SS浓度，0.0111kg/m3代入数据，得单池剩余污泥量（干污泥）：则SBR反应池总干污泥重：30.33×4=121.32kg/dSBR反应池湿污泥总重量：SBR反应池产生的湿污泥总体积：V=1.066m3/d1.7.4上清液排除装置用滗水器排水，排水时可以自动调整滗水气高度，排水口在水面以下，以防水面浮渣被排出。每池水量Q=360m3/d，池数N=4，周期n=3，排出时间T0=1.0h每池排出复合：选用BFR125滗水器8台，每池2台，滗水能力80m3/d，出水管径125mm。1.8紫外线消毒渠设计计算设计选择紫外线消毒，紫外线消毒较其他方式有着高效、经济、环保、安全等优点。1.8.1紫外线灯管数量选用UV3000PTP紫外线消毒设备，每3800m3/d需要28根灯管。紫外线灯管数量每个模块设4根灯管，设置三个模块。1.8.2消毒渠设计设计渠中水流速度为0.048m/s，则渠道截水断面面积为：取渠深h为0.5m，故渠道宽度：模块宽450mm，取模块间距为10cm，则沿渠道宽度安装3个模块。渠道长度：设计模块长度L1=500mm，出水设自动调节堰。进水口和调节堰两者均与灯组间隔1.0m，调节堰离渠道末端边缘0.5m，则渠道总长为：复核光照接触时间：1.8.3消毒渠尺寸预留安全超越高度取0.5m，则消毒渠总高度为1.0m。故其尺寸为：L×B×H=4m×0.7m×1m1.9事故池设计计算按能维持5.0h工作时间考虑则，事故池体积：设池高H=4.5m（预留安全超越高度h=0.5m）则事故池面积：平面尺寸：L×B=12m×1.5m则实际面积78m2，实际容积312m3。1.10加药间加药间几何尺寸：L×B×H=15.0m×7.5m×7.0m1.11污泥处理设备设计计算1.11.1