毕业设计某镇皮革制碱混合废水处理docWord文件下载.docx
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(4)注意周边环境的保护,避免二次污染。
2.3、设计水质水量及排放标准
平均设计水量Q=38000m3/d;
2.3.2进水水质:
皮革制碱污水处理厂进水水质见表1:
表1进水水质表
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
COD(mg/l)
NH3-N(mg/l)
170
150
400
50
2.3.3出水水质:
处理后排放水水质要求见表2:
表2出水水质表
COD(mg/l)
30
100
15
3、工艺流程
3.1、工艺选择
根据处理污水的性质和特点,拟采用生物处理方法。
本设计采用Carrousel氧化沟为主要的处理构筑物。
Carrousel氧化沟系统是多沟串联氧化沟系统,在每组沟渠的转弯处安装有表面曝气机,兼有供氧和推流搅拌的作用,污水在沟道内转折巡回流动,处于完全混合状态有机物不断氧化得以去除。
由于氧化沟的长度较长,水中溶解氧的水平会产生较大的差距,从而可在氧化沟中形成富氧区、低氧区进而能够形成生物脱氮的环境。
当有机负荷低时,还可以停用其中的若干曝气机,在保证水流搅拌混合循环的前提下,节约能源消耗。
此工艺在我国已经得到了大量的应用,实践证明该工艺具有设备简单,管理方便,运行稳定,处理水质好的优点。
3.2、工艺流程图
外运
废水
排出
污泥回流
污泥外运
3.3工艺说明
(1)调节池:
在调节池的入口设置pH监测仪。
废水在进入水解酸化池之前主要通过降温装置使温度降到40℃以下,以保证微生物的正常代谢。
其作用是调节水质水量。
(2)格栅:
通过拦截较大的污染物来初步去除难处理的污染杂质。
沉砂池:
去除比较大的无机颗粒。
在沉砂池中部设置格栅,主要是去除一些大的杂物,在池的前段开始加酸,通过搅拌机搅动使酸碱充分反应。
沉砂池内不设曝气管,格栅机械清渣。
(3)初次沉淀池:
减轻后续处理设备的负荷,保证生物处理设备净化功能的正常发挥。
(4)卡鲁塞尔型氧化沟:
Carrousel氧化沟系统是六廊道串联氧化沟系统,在每组沟渠的转弯处安装有表面曝气机,兼有供氧和推流搅拌的作用,污水在沟道内转折巡回流动,处于完全混合状态有机物不断氧化得以去除。
(5)二次沉淀池:
使泥水得到分离,处理水得到澄清。
(6)集泥井:
收集上一级构筑物产生的污泥。
4、制革废水各单元设计说明书
4.1调节池
(1)设计日平均水量为:
38000m3/d;
停留时间:
6h;
有效水深:
3m;
超高:
0.3m;
容积加大系数:
0.7。
图1调节池示意图
(2)由图可知流量在12~18h时段较高
(3)调节池的尺寸
A=WT/h=2614.77m2
(4)设长为80m,则宽为33m
纵向隔板间距采用6.5m,将池分为5格
4.2格栅的设计计算
栅前流速v1=0.7m/s
污水通过栅条流速v2=0.3m/s
栅条宽:
S=0.01m
栅条间隙D=0.01m
单位栅渣量:
w=0.05m3/103m3
格栅倾角取600
(1)确定栅前水深,由最优水力断面公式
(2)每日栅渣量
w=Qw1=38000*0.05/1000=1.9m3/d>
0.2m3/d
所以采用机械格栅
(3)格栅数量
设两组并列的格栅,每组50个
(4)栅槽的宽度:
B2=s(n-1)+dn=0.01(50-1)+0.025*50=1.74m
(5)栅条高度:
超高采用h1=0.3m,则栅条高度
H1=h+h1=0.56+0.3=0.86m
(6)通过格栅的水头损失:
阻力系数,与栅条的形状有关,当为矩形断面时,β=2.42
h1=kh0=3*0.00283=0.0085m≈0.01m
k—格栅受污泥堵塞时水头损失增大倍数,取3
(7)栅槽总高度
H=h+h1+h2=0.56+0.3+0.01=0.87m
图2格栅示意图
(8)栅槽总长度
L=l1+l2+1.0+0.5+H1/tan450
=0.85+0.43+1.0+0.5+0.86/tan600
=3.3m
L2=l1/2=0.86/2=0.43m
l1—进水部分渐宽部分长度
l2—栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
α1-进水渠道渐宽部分展开角,取200
4.3、沉砂池的设计
选用钟式沉砂池Q=440L/S,停留时间t=20~30s,取t=25s,有效水深h=Q/A=1.05m
查表选取型号550,则相关参数如下:
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
3.65
1.5
0.75
0.4
1.7
0.6
0.51
0.58
0.8
1.45
图3钟式沉砂池示意图
4.4沉淀池的设计与计算(采用竖流式沉淀池)
沉淀时间t=1.5h;
中心管内流速v0=0.03m/s;
污水在沉淀区的上升流速一般在0.0005~0.001m/s之间,这里取0.0008m/s。
(1)Q=38000/86400=0.44m3/s=1583.3m3/h
(2)中心管面积与直径
采用8座沉淀池,设每座池中心管面积14.7/8=1.84m2
f1—中心管截面积,m2
d0—中心管直径,m
Q1—每个池的最大设计流量,m3/s
V0—中心管内的流速
(3)沉淀池的有效沉淀高度,即中心高度
h2=vt×
3600=0.0008×
1.5×
3600=4.32m
v—污水在沉淀区的上升流速
t—沉淀时间,初沉淀池取1.0—2.0h,取1.5h
h2—有效沉淀高度
(4)中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度
d1=1.35d0=1.35*1.5=1.925
v=0.04m/s
h3—间隙高度
v1—间隙流出速度,一般不大于40mm/s
d1—喇叭口直径
(5)反射板直径
d2=1.3d1=1.3*1.9=2.47m
(6)沉淀池总面积及沉淀池直径
①每座沉淀池的沉淀区面积
f2=Q’/V=(0.44/8)/0.0008=69m2
每座池的总面积为阿A=f1+f2=83.7m2
②每座池的直径
(7)污泥斗及污泥斗高度
取α=600,截斗直径0.4m,则
h5=(10-0.4)tan600/2=7.6m
缓冲层高度h4,取0.3m
(8)沉淀池的总高度
H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4.3+0.23+0.3+7.6=12.7m
h1—超高,取0.3m
图4竖流式沉淀池示意图
4.5氧化沟的设计与计算
污泥龄Qc=15d;
污泥产泥系数Y=0.5kgMLSS/kgBOD5;
污泥浓度X=4000mg/l;
污泥自身氧化率Kd=0.05d-1;
水流量Q=38000m3/d;
氧化沟进水BOD5:
L0=170;
Le=30mg/l;
污泥含水率p=99.2%。
(1)氧化沟总容积计算
①硝化区的容积计算
②氧化沟总容积
K—具有活性作用的污泥的总污泥量的比例
(2)氧化沟采用6廊道式卡鲁塞尔氧化沟,取池深H=4m,超高取0.3m,宽b=8m
则沟总长=V/Hb=20727.2/(4*8)=647.73m
弯道处长度:
5*4*π+16+12π=116.5m
则单个直道长:
(647.725-116.5)/6=88.5m
故氧化沟总池长:
88.5+8+16=112.5≈113m
总池宽:
6*8=48m(未计池壁厚),壁宽0.5m
总池宽B=515m
(3)剩余污泥量计算
①剩余活性污泥量
②湿污泥量
③水力停留时间
t=24V/Q=2.4*20727.2/38000=13h在10—24之间,符合要求。
④污泥负荷
在0.05~0.15之间,所以符合要求。
(4)最大需氧量的计算
符合要求最大需氧量计算。
(5)曝气设备
采用泵型叶轮曝气器:
①标准供氧量
R0—标准需氧量,kg/h
T—设计温度,OC
1.024—温度系数
α,β—修正系数,取α=0.9,β=0.95
CS(T)—温度TOC时,界面处溶解氧的浓度,mg/l
C—标准大气压条件下氧的饱和度
查表可知:
Cs(20OC)=9.17mg/l,Cs(15OC)=10.15mg/l
②对泵型叶轮曝气器有
Qos—泵型叶轮在标准条件下的充氧量,kg/h;
V—叶轮转速,m/s;
D—叶轮直径
Kn—池型修正系数;
20oc时脱氧清水的需氧量Ros
Ros=(11780*9.17)/[0.9(0.95*1*9.17-2)1.024(20-20)]
=17883.58kg/d=745.15kg/h
查设备手册,符合上述计算,选用PE193泵型高强度表面曝气机,其各项参数为:
叶轮直径1930MM;
电机额定功率:
55kw;
转速为:
34.5—51.6r/min;
清水充氧量:
48—130kg/h;
提升力:
1037—2993kgf;
叶轮升降动程:
+180—100mm;
重量:
3t;
叶轮运行的最佳外缘线速度:
4.5—5m/s。
取v=5.5m/s,查表得对矩形池修正系数K1=0.9,K2=1.34;
Qos=0.379*0.9*52.8*
③曝气机数量
氧化沟采用PE193泵型高强度表面曝气机8台,7用1备。
(6)污泥回流系统的设计
回流污泥量QR
QR=37287m3/d
X0—进水悬浮物固体浓度,由于初沉淀池去除SS效率为50%
X0=150
50%=75mg/l
XR—回流污泥浓度,8000mg/l
X—混合液固体浓度
回流比R=QR/Q=37287/38000=0.98
图5氧化沟示意图
4.6二沉池的计算与设计(采用幅流式沉淀池)
q0—表面负荷,取1.5m3/(m2*h)
n—二沉池数量,取2
t—沉淀时间,取2.0h
i—坡度,取0.1
(1)单池表面积和池径
考虑到D值,并查设备手册,确定选用ZG—30型周边传动刮泥机,
电动机功率2.2KW,w=1.5~2.5
(2)二沉池有效水深h2
h2=q0t=
(3)二沉池有效容积V’
V’=A1h2=527.8
3=1583.4m3
(4)单池每日污泥体积V
C1—混合液污泥浓度值,4000mg./l=4
10-3t/m3
C2—排出水污泥浓度值,30mg./l=0.03
KZ—变化系数,取1.5
r—污泥密度,取1t/m3
p—污泥含水率,99.2%
刮泥机的周边线速度w=2.0m/min
(5)设计泥斗容积
①设r1=2.0m,r2=1m,α=600
h5=(r1-r2)tanα=1.73m
h5—污泥斗高度,m
泥斗以上部分圆锥部分体积V2
②斜底坡高:
h4=(R-r1)I=(13-2)
0.1=1.1m
③贮泥区总体积V
V=V1+V2=12.68+229.11=241.8m3>
196.4m3
(6)二沉池总高度H
设超高h1=0.3m,缓冲层高h3=0.3m
H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.3+1.1+1.73
=6.43m
(7)二沉池周边总高度H’
H’=h1+h2+h3=3.6m
图6二沉池示意图
4.7集泥井的计算与设计
因处理回流的污泥量较大,采用较大的停留时间,则泥井的容积较大;
采用1d的停留时间。
集泥井污泥流量:
Qs=190m3/d;
集泥井有效水深:
h1=3.5m;
超高h2=0.5m。
集泥井的直径:
4.8浓缩池的设计与计算
流入污泥的含水率P1=99.2%;
处理后的污泥含水率P2=95%
浓缩池的面积A
为防止雨水的影响,流量加大20%设计
污泥流量QS=190m3/d
污泥固体浓度C=8g/l
固体通量M=45kg/(m2d)
(1)浓缩池的总面积
(2)浓缩池的直径D
(3)刮泥机选择及数据修正
由以上数据,查设备手册,确定选择NG—8型浓度刮泥机
设备参数:
池径为:
D’=8m
池周边深为:
H=3.5~4
周边线速度w=1.5m/min
驱动功率W=0.8
则池面积A’=πD'
2/4=50.24m2
(4)浓缩池有效水深h2
设污泥停留时间T=10~18h,取T=15h
(5)浓缩池总高度H
设超高h1=0.5m;
缓冲层高度h3=1.0m;
泥斗高度h4=1.4m
斜坡高度h5=[(D’-d1)/2]×
0.1=0.25m
浓缩池总高度:
H==h1+h2+h3+h4+h5=0.5+2.4+1+1.4+0.25=5.55m
浓缩池周边高度:
H’=h1+h2+h3=3.9m
2.5<
H’<
4m,符合要求
图7污泥浓缩池示意图
4.9脱水车间的设计
流入污泥的含水率为95%,流量:
Q=190m3/d
处理后的污泥含水率为70%
(1)脱水过滤产率为
L—过滤产率,kg.m-2.S-1
W—单位体积滤液产生的滤饼干重,kg/m3
P—过滤压力,N/m2
μ—滤液动力粘液层度,N*S/m2
γ—比阻,m/kg
m—过滤时间tc与过滤周期之比
t—过滤周期,s
C0—原污泥中固体物质浓度,g/ml
CK—滤饼量,ml
C0=1-95%=5%=0.05g/ml
CK=1-70%=30%=0.3g/ml
W=0.06g/ml=60g/l
一般取过滤压力P≤0.59Mpa,取P=0.59Mpa,
查表得200C时,μ=0.001N*S/m2,查阅相关比阻实验报告
γ=46.4
1011m/kg,取过滤时间tc=35min,过滤周期t=90min,则m=tc/t=0.389
(2)设压滤机每天工作4h,则每小时处理的污泥量为
W—原污泥干固体重量,kg/h
α—安全系数,常用α=1.5
(3)所需过滤机面积为:
查设备手册选用BAS20-635-45型自动板框压滤机,压滤机面积为20m2/台
所以需要1台
5、污水处理厂平面与高程布置
5.1各构筑物自身水头损失:
各构筑物自身水头损失如表3所示,其水头损失包括流经构筑物时的水头损失以及出口堰的水头损失。
表3各构筑物水头损失表
构筑物
水头损失(m)
调节池
0.2
格栅
0.01
钟式沉砂池
竖式初沉池
0.45
氧化沟
辐流式二沉池
0.55
集泥井
0.1
浓缩池
0.5
5.2管道沿程水力损失的计算
(1)设计水量为0.44m3/s,设流速为0.9m/s
D=
则管径为0.78m,查管道表管径D=800mm=0.8m
回算v=0.88m/s
(2)沿程水力损失为:
还曾-威廉公式
l-管道长度,m
D-管径q-流量
C-系数,选择铸铁管,取120
取l=20m,代入公式得:
h1=0.02m
(3)局部水力损失为:
采用一个进口ξ=0.5,一个出口ξ=0.49,一个分支流三通ξ=1.5,一个闸阀ξ=0.17,
2.66
h2=0.105m
h=h1+h2=0.125m
D=
取l=51m,代入公式得:
h1=0.05m
采用一个进口ξ=0.5,一个出口ξ=0.49,一个直流汇合三通ξ=0.75,二个900弯头ξ=1.4,一个闸阀ξ=0.17,
3.31
h2=0.131m
h=h1+h2=0.181m
D-管径q-流