农药废水处理设计Word格式.docx
《农药废水处理设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农药废水处理设计Word格式.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
污染物浓度高，COD每升可达数万毫克；
毒性大、有恶臭，水质、水量不稳定。
废水对环境污染非常严重，因此，农药废水处理的目的就是降低农药生产废水中污染物浓度，提高回收利用率，力求达到无害化。
1.2设计资料
1.2.1农药厂工程概况
该厂主要生产农药——乐果，日产有机磷农药废水60m3，根据乐果合成废水的排放量（2.1m3/t）来计算，日产乐果农药量为30t左右。
由于乐果有机磷废水性质的特殊性，决定了其不能进入城市污水厂来处理，而有不能直接排放。
因此，必须在排放前进行有效的处理。
1.2.2水质，水量资料
（1）水量：
日排高浓度有毒废水60m3，则Q=60m3/d
（2）水质：
COD为187057mg/L，
BOD5为35934mg/L,
有机磷（以P计）为7901mg/L，
硫化物为269mg/L，
乐果（以P计）为1445mg/L，
PH为2~3。
1.2.3排放标准及废水出路
达到国家下达的排放标准
COD<
250mg/L,
BOD5<
80mg/L,
有机磷（以P计）<
10mg/L,
硫化物<
1.0mg/L
乐果（以P计）<
0.5mg/L
PH值6~9
处理后的出水一部分用来乐果生产工序的洗涤水及冲洗水，其余的直接排放出去。
1.3设计依据，指导思想和原则
1.3.1设计依据
（1）毕业设计任务书。
（2）乐果有机磷农药废水水质资料。
（3）环境工程设计和给水排水设计有关技术规范和设计手册。
1.3.2设计资料
有机磷农药废水的主要特点之一是易被生物体内的酶和微生物降解，国普遍采用活性污泥法,如美国用此法处理对硫磷农药废水，其BOD5去除率达90%，西欧，日本等国的农药废水80%也大多采用生化法。
与化学法相比，该法操作简单，运行费用低。
我国曾对有机磷农药废水的处理进行研究，认为生化法处理稀有机磷废水（COD<
5000mg/L）是可行的，但一般应在生物处理前对废水进行预处理。
1.3.3废水处理厂（站）平面布置的基本设计原则
（1）构筑物的布置应尽量紧凑。
（2）处理构筑物与生活、管理设施宜分别集中布置，并保持一定的距离，各自的位置和朝向力求合理。
（3）处理构筑物宜按流程顺序布置。
（4）处理构筑物之间的距离应满足管线（闸阀）敷设和施工的要求，并应使操作运行和检修方便，一般可采用5~10m。
（5）各处理构筑物之间的管线应短捷，避免迂回曲折，做到水流通畅。
（6）考虑到处理厂（站）发生事故的可能性与检修的需要，应设置超越全部处理构筑物的超越管、单元处理构筑物之间的超越管和单元构筑物的放空管。
1.3.4废水处理厂（站）的高程布置
（1）尽量采用重力流，减少提升（进水泵站、终点泵站），以降低电耗，方便运行。
（2）应选择距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应留有余地，以免因水头不够而发生涌水，影响设施的正常运行。
（3）废水处理厂（站）的出水管高程，应使最后一个处理构筑物的出水能自行流出，不受后续水体的顶托。
（4）调节池可采用半地下式或地下式，以实现一次提升的目的。
第二章设计方案的确定
1方案确定
本方案根据设计要求采用SBR活性污泥法来处理有机磷农药废水。
SBR反应器是集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器。
SBR（SequencingBatchReactor）法工艺的主要特点是：
工艺过程简单，投资省，占地面积小，适应性强，耐冲击负荷能力强，可随污水的变化和排放要求的不同，进行人为的调节和控制，可控制丝状菌的过度增殖，减少或不产生污泥膨胀、运行稳定可靠；
必要时可除氮、除磷，达到深度处理要求。
SBR处理系统是通过其主要反应器——曝气池的运行操作而实现的。
曝气池的运行操作是有流入、反应、沉淀、排放、待机（闲置）等5个工序所组成。
这5个工序都在曝气池这一个反应器内进行、实施（见图）。
各工序的功能分别是：
（1）流入工序
在污水注入之前，反应器处于5道工序中最后的闲置段（待机段），处理后的废水已经排放，器内残存着高浓度的活性污泥混合液。
污水注入、注满后再进行反应，从这个意义上说，反应器起到调节池的作用，因此，反应器对水质、水量的变动有一定的适应性。
本工序所用时间，根据实际排水情况和设备条件确定，从工艺效果上要求，注入时间以短促为宜，但这在实际上是难以作到的。
（2）反应工序
这是本工艺最主要的一道工序。
污水注入达到预定高度后，既开始反应操作，根据污水处理的目的，如BOD去处、硝化、磷的吸收以及反硝化等，采取相应的技术措施，如前三项，则为曝气，后一项则为缓速搅拌，并根据需要达到的程度以决定反应的时间。
在本工序的后期，进入下一步沉淀过程之前，还要进行短暂的微量曝气，以吹脱污泥近傍的气泡或氮、以保证沉淀过程的正常进行，如需要排泥，也在本工序后期进行。
（3）沉淀工序
本工序相当于活性污泥连续系统的二次沉淀池。
停止曝气和搅拌，是混合液处于静止状态，活性污泥与水分离，由于本工序是静止沉淀，沉淀效果一般良好。
沉淀工序采取的时间基本同二次沉淀池，一般为1.5~2.0h。
（4）排放工序
经过沉淀后产生的上清液，作为处理水排放。
一直到最低水位，在反应器内残留一部分活性污泥，作为种泥。
（5）待机工序
也称闲置工序，即在处理水排放后，反应器处于停滞状态，等待下一个操作周期开始的阶段。
此工序时间，应根据现场具体情况而定。
表：
活性污泥法处理有机磷农药废水的设计运行参数
处理方法
鼓曝气
表面加速曝气
深层曝气
深井曝气
SBR
容积负荷1[kgBOD5/（m3.d）][kgCOD/（m3.d）]
1.03~1.50（C）
1.60~1.699（C）
0.45（B）
10~30（C）
1.13-2.93（C）
污泥负荷2[kgBOD5/（kgss.d）[kgCOD/（kgss.d）]
0.45~0.529（C）
0.31~0.91（C）
0.14（B）
0.5~2.0（B）
0.18~0.24（B）
混合液的.MLSS
2~5
12-15
6-10
7-12
需氧量（kgO2/kgBOD5）
0.78-0.88
0.66-1.00
0.32-0.46
0.50-3.00
0.94-1.33
曝气时间（h）
9-12
16
6
-
7
COD或BOD5去处率
77（C）95（B）
70~93（C）96（B）
80~88（B）
90~95（C）
85~94（C）99以上（B）
有机磷去处率
91
85
80
88~96
89~95
回流比（%）
33~100
50-100
注：
1（C）表示以kgCOD/（m3·
d）;
（B）表示以kgBOD5/（m3·
d）
2．（C）表示以kgCOD/（kgSS·
d）计；
（B）表示以kgBOD5/（kgSS·
d）计
3．（C）表示COD的去处率；
（B）表示BOD5的去处率
由上表可见，SRB处理工艺的曝气时间相对别的活性污泥处理工艺来说是比较短的，且COD、BOD和有机磷的去除效果也是很好的。
2工艺选定
在废水进SBR反应器之前，废水要经过一系列的预处理来使进水符合SBR池的进水要求。
常见的有机磷农药废水预处理方法：
2.1吸附法
吸附剂可采用活性炭或树脂。
活性炭主要是利用其多孔结构和巨大的比表面积吸附有机磷农药废水中的有机物，起处理后的废水可降至被生物氧化的水平。
乐果废水吸附前BOD5/COD为0.21~0.23，吸附后出水的比值可达0.6~0.8，大大提高了乐果废水的可生化性。
吸附剂用树脂，其特点是效果好、处理量大、性能稳定，可回收废水中有机物。
2.2水解法
水解法可分为碱性水解和酸性水解两种。
2.2.1碱性水解
有机磷农药在大多数情况下可以发生水解反应，在水解过程中，P-O（S）键或（S）O-X键破裂，生成无毒或低毒的产品，水解速率很大程度上取决于PH值的高低。
常用的碱是NaOH或石灰乳。
如采用石灰乳来进行碱性水解时，废水PH值维持在11左右，常温常压下搅拌6h，水解后COD去除50%左右，有机磷去除80%以上，但此法会产生较大的臭味。
2.2.2酸性水解沉磷法
在酸性条件下，是废水中的硫代磷酸脂水解成二烷基磷酸，在进一步水解成正磷酸和硫化氢，之后在碱性条件下从水中逸出的硫化氢和石灰乳中和，生成硫氢酸钙，正磷酸和石灰乳中和生成磷酸钙。
2.3湿试氧化法
废水COD超过50000mg/L时采用，该法是将农药废水在高温、高压条件下，不断通入空气（或氧气），使有毒的有机物氧化成无毒物质。
温度一般为230~2400C，压力6.5~7.5Mpa，反应时间1h，COD去除50%左右，有机磷去除90%以上，有机硫去除80%以上。
由以上资料可得：
碱性水解的原材料——石灰在市场上的来源比较广，且价格便宜；
碱性水解可以在常温、常压下反应。
决定预处理工序采用碱性水解法。
处理工艺流程图如下：
10%石灰乳稀释水，酸或碱
清液排放
SBR活性污泥法处理有机磷农药废水的工艺流程
４．SBR反应器 ５．絮凝沉淀池 ６．污泥浓缩池
废水先进储液池，然后用泵提升至碱解预处理池，用10%的石灰乳液调废水PH为11，经预处理的废水进调节池稀释，使COD为3000mg/L左右，然后用泵打入SBR反应池中进行生物处理，SBR中的清液排入絮凝沉淀池，用石灰水进行絮凝，沉淀后的上清液排放，渣和污泥经浓缩后焚烧处理。
第三章主要构筑物的确定
1．储液池
储液池用来储存有机磷农药废水。
储液池为钢筋混凝土结构，地下式，为防止雨水进入调节池，并设置保护措施，四周铁栏杆高出地面1m左右。
2．碱解预处理池
此时的废水用石灰乳中和可制备沉淀磷酸钙（达到除磷的效果），收率达90%~95%，整个处理过程总磷去除率>
85%~95%，同时有硫化氢逸出（达到除硫的效果）。
经上述处理后，废水的生物可降解性得到改善，可作为生化处理的预处理作用。
3．调节池
调节池的作用是使得废水的流量或浓度在无剧烈的变化，不受废水的高峰流量或浓度变化的影响，同时把废水水质调至符合后续构筑物处理要求的进水要求，从而使管道和处理构筑物工作正常。
4．SBR反应器
SBR池是本设计中的最重要的一个环节，其处理的效果将直接与有机磷废水的最后排放有很大关系。
池中有鼓风曝气系统、空气扩散装置与经驯养的细菌，通过细菌的好氧反应从而达到去除BOD、COD、P等的效果。
5．絮凝沉淀池
SBR的上清液要用石灰水进行絮凝后才能排放（调节PH和沉淀）。
6．污泥浓缩池
由于在废水进行碱水解时投入了石灰乳，有大量的渣（磷酸钙）产生；
SBR反应器有剩余污泥排放；
絮凝沉淀池也有沉淀产生，这些固体都要先经浓缩脱水后在进行处理。
第四章计算说明书
1．设计最大流量
Q=60m3/d=2.5m3/h
2．储液池
钢筋混凝土结构，设计成矩形。
设计的储液池能够容纳3天的有机磷农药废水，故：
m3
由
得：
L=10m，B=6m，H=3m
其中的高3m是有效水深，要设超高0.5m，总高为3.5m。
3．预处理池
钢筋混凝土结构，设计成圆形。
此时用10%的石灰乳中和废水，把废水的PH值调至11，石灰乳的用量为0.3m3/m3废水，设计其容积能容纳1天的废水量。
则其体积为：
m3
由
D2H得：
D=6m，H=2.1m
其中的2.1m为有效水深，设超高与斗深共0.9m，则总高为3m。
进水水质：
COD为187057mg/L，（η=51%）
有机磷（以P计）为7901mg/L，（η=80%）
硫化物为269mg/L，（η=89%）
乐果（以P计）为1445mg/L，（η=80%）
出水水质：
COD=91658mg/L
有机磷=52mg/L
硫化物=29mg/L
乐果（以P计）=289mg/L
4．调节池
此时，经预处理后的废水的COD和BOD仍然很大，不能马上进行生物处理。
将预处理的废水进调节池稀释，使COD为3000mg/L左右，然后用泵打入SBR反应池中进行生物处理。
此时调节池的容积为：
L=30m，B=20m，H=4.1m
其中的4.1m为有效水深，设超高0.4m，总高为4.5m。
进水水质COD=91658mg/L
BOD5=35934mg/L
PH=1~2
出水水质COD=3000mg/L
BOD5=1178mg/L
有机磷=114mg/L
乐果（以P计）=9.5mg/L
PH值为11
5．SBR池（矩形）
SBR反应器运行示意见图：
设计参数：
循环周期12hSVI=129
MLSS=7g/LQ=60m3/d
污泥沉降体积
VS=MLSS
SVI=7
129=903（m3）
设两个反应器
每次处理水需要体积
Vw=
（m3）
n--------------SBR个数
N-------------每天周期数
------------每天进SBR的水量（m3）
因废水在调节池中需要用水稀释至COD为3000mg/L,且预处理时石灰乳用量为0.3m3/m3废水，则
/3000
=2384（m3/d）
Vw=
=596（m3）
一个SBR反应器的有效容积
V有=Vs/2+Vw=1048（m3）
SBR尺寸（设计成矩形）
由V=LBH得
L=20m,B=12m,H=4.37m
则有效水深为4.37m，设超高为0.63m
得：
总高度（
）为5m
所以SBR反应器容积：
=1200（m3）
运行程序
进水1h，曝气7h，沉淀2h，放空1h，闲置1h。
空气用量
曝气系统用鼓风曝气，按气液比=37：
1（经验值）计算
W空=
R---------气液比
---------处理水量
N-----------循环周期
t------------每个周期的曝气时间
=6301（m3/h）
SBR池的剩余污泥量：
（kg/d）
Q---------平均进SBR的日污水量（m3/d）
LV--------Co－Ce，Co、Ce分别为进出水的BOD5浓度（kg/m3）
V--------反应池总有效容积
Xv-------反应池MLVSS浓度，等于0.75MLSS（g/L）
a--------污泥增殖系数。
取0.5
b--------污泥自身氧化率。
取0.1
=760（kg/d）
每日排放污泥量
假定每天10%的污泥更新，以保持种泥的活性和运行效果。
排泥量：
V-------反应器体积
R-------回流比
t--------污泥龄（取7天）
所以
（m3/池
天）
.SBR池的进水系统：
Q=60m3/d,管径DN200,设计流速1.6m/s
出水系统：
出水口设在池子的中下部，出水口底部距池底高为1.3m。
流量Q=Q0=2384m3/h=622.2L/s
设计流速为0.8m/s，两个出水口，一个出水口的流量为311.1L/s
管径
管径取300mm，校核流速
.排泥管径确定
设排泥时间为15min，这段时间包括在待机的时间内。
设排泥流速为1.2m/s
设计流量Q为：
Q=0.090m3/s
设计管径：
为防堵塞，管径采用DN350钢管。
校核流速：
与1.2非常接近，满足要求。
SBR池进水水质及处理效果
BOD5=1178mg/L（η=93%）
COD=3000mg/L（η=99%）
有机磷=114mg/L（η=95%）
乐果=9.5mg/L（η=95%）
出水水质BOD5=12mg/L
COD=210mg/L
有机磷=5.7mg/L
乐果（以P计）=0.48mg/L
6．絮凝沉淀池
V=1050m3
所以：
L=20m，B=10m，H=5.25m
7．浓缩池
（1）.碱解预处理池的产渣量：
=18（m3石灰乳/天）
（2）.SBR池污泥排放量：
（m3/d）
（3）.絮凝沉淀池的渣量：
（少量）
设计参数
设计流量300m3/d，固体通量G为20kg/m3·
d，浓缩后污泥的含水率96.5%，设计浓缩时间为12小时，进泥含水率为99.5%。
a.浓缩池的总面积：
设计为两个浓缩池，每个浓缩池面积：
采用设计尺寸为5×
5m
b.浓缩池工作高度：
设超高h2=0.5m，缓冲层高度h3=0.4m
c.泥斗的计算
设计泥斗上口尺寸为：
0.8×
0.8m
下口尺寸为：
0.4×
0.4m
泥斗倾角为：
600
d.浓缩池底坡度I取0.1
则池体倾斜部分高度为：
e.浓缩池总高度计算：
（设计采用4.5m）
f.浓缩后的污泥体积：
P1－进泥浓度，取99.5%
P2－出泥浓度，取95%
Q－污泥量，m3/d
浓缩后的渣外运焚烧处理，以免造成二次污染。
8．空气管路的计算
SBR池曝气采用鼓风曝气（微孔曝气器）。
微孔曝气器的特点：
微孔有自动关闭功能，从而有效地防止污泥堵塞曝气器。
在曝气时，膜片表面微孔打开，形成微小气泡，布气均匀，氧的利用率达18%以上。
橡胶曝气头具有良好的耐酸，碱性能。
采用YBM-2型膜片微孔曝气器，性能如下：
直径（mm）500空气量（m3/h
个）6~9
氧利用率（%）18.4~27.7服务面积（m2/个）1.5~2
取每个曝气装置的空气量为9m3/h，则许曝气装置的个数为：
6301/8=787（个）
为安全起见，取800个，装在距池底0.2m处。
在池内共设5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，则共有50根配气竖管。
将表中11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为：
109.37
9.8=1.072kPa
网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为：
5.88+1.072=6.952kPa
为安全起见，设计取值9.8kPa。
每根竖管上设有曝气头数目：
（个）
管短编号
管短长度L
（m）
空气
m3/h
流量
m3/min
空气流速
m/s
D
mm
配件
管段当量长度Lo（m）
管段计算长度Lo+L
压力
9.8
（Pa/m）
损失
（Pa）
1
2
3
4
5
8
9
10
11
16-15
0.6
0.13
32
弯头1个
升级会员 