处理含重金属的污水的工艺流程设计Word格式.docx
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2工艺流程说明
2.1设计意义和原则
2.1.1设计原则
(1)严格执行环境保护的各项规定,确保经处理后污水的排放水质达到环保局有关规定。
(2)采用先进、可靠、简单的工艺使先进性和可靠性有机结合。
(3)采用目前国内成熟的先进技术,尽量降低工程投资和运行费用。
(4)平面布置和工程设计时,布局力求合理通畅,尽量节省占地。
(5)废水处理站运行和维护管理操作应尽量简单方便。
2.1.2设计目的
通过对生活污水处理工艺的设计,巩固学习成果,加深对污水处理课程内容的学习与理解,掌握污水处理设计的方法,培养和提高计算、设计和绘图的能力。
在教师的指导下,基本能独立完成生活污水的处理工艺设计,锻炼和提高分析和解决工程的能力。
2.1.3设计的各构筑物的作用
该设计的所选用的池主要有桨板式机械絮凝池、竖流式沉淀池、生物接触氧化池、二沉池。
(1)桨板式机械絮凝池:
絮凝效果好,水头损失小,可适应水质、水量的变化。
大小量均适用,并适用于水量变化较大的水厂。
(2)竖流式沉淀池:
排泥方便,管理简单,占地面积小。
适用于处理水量不大的小型污水处理厂。
(3)生物接触氧化池:
体积负荷高,处理时间短;
生物活性高,生物多样化,传质效果好;
生物浓度高,污泥产量低,无需回流;
出水稳定,动力消耗相对较低;
挂膜比较方便,时间较短;
无污泥膨胀问题。
(4)二沉池:
其作用主要是使污泥分离,使水澄清和进行污泥浓缩。
其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度
2.2工艺流程图
(
图2.2重金属废水处理工艺流程图
2.3工艺流程的说明
重金属废水经格栅预处理后进入金属废水调节池,废水在此稳定水量、均匀水质后,通过泵房将废水定量提升至浆板式机械絮凝池。
在第一个絮凝反应池投加适量混凝剂,同时进行充分搅拌,流经沉淀池随沉淀物进入污泥浓缩池沉淀后以去除Cu,废水在第二个絮凝反应池投加适量废酸调节PH值,控制到9~9.5,达到最佳沉淀也避免反溶解,进行反应产生沉淀后,沉淀物进入污泥浓缩池,这样达到去除金属Pb的效果。
然后废水自流进入生物接触氧化池后在二沉池进行固液澄清分离,上清液达到要求排放,下沉污泥经管道同样进入污泥浓缩池。
污泥经浓缩池处理后经过压滤机,滤液流回到金属废水调节池进行处理,污泥则外运。
3.设计计算
3.1格栅的设计
3.1.1设计过程
设计参数:
栅条宽度S=10mm,栅条间隙宽度(粗)b=16mm,栅前水深h=0.4m,
过栅流速u=0.8m/s,安装倾斜角α=70º
(1)格栅的间隙数量n
Qmax=0.023×
1.3=0.03m³
/s
n=Qmax
(Sinα)/buh=0.03
(Sin70º
)/0.016×
0.4×
0.8=6
栅条框架内栅条数目为n-1=5条
(2)格栅槽总宽度B
B=S(n-1)+bn=0.01(6-1)+0.016×
6=0.146m
(3)过栅水头损失h2
栅条形状选迎水面为半圆形的矩形,β=1.83
=β(s/b)4/3=1.83(0.01/0.016)4/3=0.978m
=0.978×
0.8^2×
Sin70º
/2×
9.81=0.03m
h2=kh0=3×
0.03=0.09m
(4)栅后槽的总高度H
H=h+h1+h2=0.4+0.3+0.09=0.79m
(5)格栅的总长L
取B1水渠宽度为0.03m.进水渠道渐宽展开角度α1=20º
L1=(B-B1)/2tgα1=(0.146-0.03)/2tg20º
=0.159m
L2=0.5L1=0.5×
0.159=0.08m,H1=h+h1=0.4+0.3+0.7m
L=L1+L2+0.5+1.0+HI/tgα1=0.159+0.08+0.5+1+0.7/tg20º
=3.66m
(6)每日栅渣量W
W1取0.05.K取1.5
W=QmaxW1×
86400/K1000
=0.03×
0.05×
86400/1.5×
1000=0.0864m³
/d
所以格栅的规格长宽高为L×
B×
H=3.66m×
0.146m×
0.79m
3.1.2栅格的处理效果
栅格的处理效果如表3-1
表3-1格栅的进水水质、出水水质及处理效率
360mg/l
95mg/l
—
10%
5%
3.2泵房
选用2台型号为100-100单级立式管道泵,一备一用。
流量为100m³
/h扬程为12.5m,其参数见表3-2。
表3-2泵房参数
泵型号
流量
扬程
(m)
效率
(%)
转速
(r/min)
电机功率
(kw)
汽蚀佘量
(m3/h)
(l/s)
100-100
100
27.8
12.5
76
2900
5.5
4.5
3.3调节池的设计
水力停留时间T=4h,设计流量Q=2000m³
/d=83.3m³
/h
则Qmax=Q×
1.3=83.3×
1.3=108.29m³
(1)调节池的有效容积
V=QmaxT=108.29×
4=433.16m³
(2)调节池水面面积
采用方形调节池,池长L=池宽B,设池长有效水深h=4m,超高为0.5m,池子的总高度H=4.5m
则池面积:
A=V/h=433.16/4=108.29m²
(3)调节池的尺寸
池长取L=10m,池宽取B=10m,则池子的尺寸为
L×
H=10m×
10m×
4.5m
(4)搅拌设备的选择
搅拌功率一般按1m³
污水4~8W选配搅拌设备,该调节池取5W,则调节池配潜水搅拌机的总功率为433.16m³
×
5=2165.8W。
则取一台2.2KW的潜水搅拌机安装在调节池进水端。
(5)提升泵选择
在调节池的集水坑中安装2台自动搅匀潜污泵,一用一备,水泵的基本参数为:
水泵的流量Q=70m³
/h;
配电机功率5KW。
3.4絮凝池的设计
3.4.1设计过程
①絮凝时间为15—20min。
机械絮凝池的深度一般为3~4m。
絮凝池一般不少于2组。
池内一般设3—4档搅拌机,每档可用隔墙或穿孔墙分隔,以免短流。
②搅拌机桨板中心处线速度从第一档的0.5~0.6m/s,逐渐减小到末档的0.1~0.2m/s,不得大于0.3m/s。
③每台搅拌器上桨板总面积宜为絮凝池水流截面积的10%-20%,不宜超过25%,以免池水随桨板同步旋转,减弱絮凝效果。
④桨板长度不大于叶轮直径75%,宽度为10~30cm。
桨板宽度与长度之比b/L=1/10-1/15,桨板宽度一般采用0.1-0.3m。
⑤垂直轴式搅拌器的上桨板顶端应设于反应池水面下0.3m处,下桨板底端设于距池底0.3~0.5m处,桨板外缘与池侧壁间距不大于0.25m。
⑥所有搅拌轴及叶轮等机械设备应采取防腐措施。
轴承与轴架宜设于池外,以免进入泥沙,致使轴承严重磨损和轴杆折断。
1)反应池容积V
V=
=36.1m3
Qmax——设计处理水量最大流量,m3/h;
t——反应时间,通常15~20min,t=20min。
2)反应池串联格数及尺寸
反应池采用两排,3格串联,设置6台搅拌机。
每格有效尺寸为:
B=3.0m,L=3.0m,H=4.0m
V=6B·
L·
H=6×
3.0×
4.0=216m3
反应池超高取0.3m。
池子总高度为4.3m。
3)叶轮直径及桨板尺寸
叶轮外缘距池子内壁距离取0.25m,
叶轮直径为:
D=3.0-0.25×
2=2.5m
桨板叶片宽度采用0.15m,桨板长度采用1.5m,每根轴上桨板数8块,内外侧各4块。
旋转桨板面积与絮凝池过水断面面积之比为:
池子周围设置4块固定挡板。
固定挡板的宽为0.2m,高为1.8m,四块挡板的面积与絮凝池过水断面面积之比为:
桨板总面积为水流截面积的10%~20%,符合要求。
4)叶轮中心点旋转半径为:
R=
5)每台搅拌机桨板中心点旋转线速度取
第一格:
v1=0.5m/s第二格:
v2=0.35m/s第三格:
v3=0.2m/s
每台搅拌机每分钟的转速为:
n1=
第二格:
第三格:
隔墙过水孔面积。
隔墙过水孔面积按照下一档桨板外缘线速度计算,则搅拌机外缘线速度分别为:
V2´
=1.25W2=1.25*0.389=0.486m/s
V3´
=1.25W3=1.25*0.222=0.278m/s
每条生产线设计流量为Q=2000m3/d=0.023m3/s
第一、第二格絮凝池间隔墙过水孔面积为
=0.047m2
第二、第三格絮凝池间隔墙过水孔面积为
=0.083m2
6)搅拌机功率计算
设桨板相对水流的线速度为桨板旋转线速度的0.75倍,则相对于水流的叶轮转速为:
w´
1=
2=
3=
取阻力系数CD=1.1,
第一格絮凝池搅拌机所耗功率为:
P1=135.34W
第二格絮凝池搅拌机所耗功率为:
P2=
第三格絮凝池搅拌机所耗功率为:
P3=
三台搅拌机合用一台电动机时,电动机所耗的功率总和为:
电动机总机械效率取
1=0.75,传动效率取
2=0.70,电动机功率为:
p=
7)絮凝池速度梯度G值核算(按水温15℃计,
=1.14×
10-3Pa
s)
G1=
G2=
G3=
平均速度梯度:
G=
,在104~105范围内。
经过验算,速度梯度与平均速度梯度均较适合。
3.4.2絮凝池的处理效果
桨板式机械絮凝池的处理效果见表3-3、表3-4
表3-3混凝沉淀池Ⅰ的进水水质、出水水质及处理效率
360mg/l
95mg/l
1.2mg/l
252mg/l
28.5mg/l
96%
30%
70%
表3-4混凝沉淀池Ⅱ的进水水质、出水水质及处理效率
1.2mg/l
28.5mg/l
3.2mg/l
0.048mg/l
176.4mg/l
8.55mg/l
8.5~9.5
3.5竖流沉淀池设计