《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)---淀粉廢水處理工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　2011 年 8月 29日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　綜述</b></p><p>　　1.1項(xiàng)目概況·······

2、;····································

3、83;·3</p><p>　　1.2廢水排放的危害和工程建設(shè)的必要性·····················3</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)依據(jù)和原則

4、</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)依據(jù)······························

5、················3</p><p>　　2.2設(shè)計(jì)原則···············

6、83;······························4</p><p>　　三.廢水處理工程的建設(shè)規(guī)模

7、及目標(biāo)</p><p>　　3.1廢水種類及設(shè)計(jì)水量······························&#

8、183;·····4</p><p>　　3.2設(shè)計(jì)水質(zhì)··························

9、;····················4</p><p>　　3.3排放標(biāo)準(zhǔn)···········&#

10、183;··································4</p>

11、<p><b>　　四.廢水處理方案</b></p><p>　　4.1工藝流程·························&

12、#183;····················4</p><p>　　4.2流程簡(jiǎn)述··········

13、3;···································5</p&

14、gt;<p>　　4.3其他構(gòu)筑物································

15、3;···········5</p><p><b>　　五.工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1設(shè)計(jì)參數(shù)············&

16、#183;·································6</p><

17、p>　　5.2設(shè)計(jì)計(jì)算··································&#

18、183;···········6</p><p>　　5.2.1UASB的尺寸計(jì)算··················

19、3;·················7</p><p>　　5.2.2進(jìn)水排水系統(tǒng)計(jì)算·············&

20、#183;····················7</p><p>　　5.2.3三相分離器的設(shè)計(jì)·········

21、3;························7</p><p>　　5.2.4出水區(qū)的設(shè)計(jì)······

22、83;·······························8</p><p>　　5.2.5每日

23、沼氣產(chǎn)量····································

24、··8</p><p>　　5.2.6產(chǎn)泥量計(jì)算·····························

25、···········8</p><p>　　六.總結(jié)·····················

26、······························9</p><p>　　七．參考文獻(xiàn)·

27、3;····································&#

28、183;·······9</p><p><b>　　一、綜述</b></p><p><b>　　項(xiàng)目概況</b></p><p>　　為了使淀粉廠排出的廢水能夠達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排水標(biāo)準(zhǔn)，使河流免受其污染，必須對(duì)該廢水進(jìn)行處理，本項(xiàng)目就是主要是針對(duì)含有淀

29、粉廢水的處理，采用UASB工藝。其工作原理可簡(jiǎn)述如下，淀粉廠排出的含淀粉的污水經(jīng)管道進(jìn)入處理廠，首先經(jīng)格柵過(guò)濾較大的雜質(zhì)，再進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行對(duì)污水的調(diào)節(jié)，經(jīng)提升泵進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器和生物接觸氧化池將有機(jī)物分解，然后進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，部分污泥回流調(diào)節(jié)池，剩余污泥濃縮脫水外運(yùn)。厭氧消化時(shí)有沼氣產(chǎn)生作為能源加以利用。</p><p>　　UASB反應(yīng)器是目前應(yīng)用最廣泛的高效厭氧反應(yīng)器，其研究應(yīng)用一直很受青睞，它的中

30、文名稱為升流式厭氧污泥床反應(yīng)器，是由荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)教授Lettinga領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于1971～1978年間開(kāi)發(fā)研制的，利用重力場(chǎng)對(duì)不同密度的物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了三相分離器。后來(lái)經(jīng)不斷的改進(jìn)20世紀(jì)80年代我國(guó)開(kāi)始對(duì)UASB反應(yīng)器進(jìn)行研究，并嘗試處理啤酒污水。與其他的反應(yīng)器相比具有容積負(fù)荷高，水力停留時(shí)間長(zhǎng)，能耗低，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好等特點(diǎn)，因此截止2000年底我國(guó)現(xiàn)在已有59%的工程采用此.法

31、。</p><p>　　本次所處理的污水流量為4000t/d；CODcr:8000mg/L；BOD:4500mg/L；SS:400mg/L; PH值：6～9。通過(guò)對(duì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)出水CODcr小于100ml/L；BOD5小于等于20mg/L；SS小于等于70mg/L；PH在6~8之間。</p><p>　　1.2廢水排放的危害及工程建設(shè)的必要性</p><p>　　近

32、些年來(lái)，越來(lái)越多的水污染事件頻繁發(fā)生，造成了人員死亡和財(cái)產(chǎn)的巨大損失，廢水排放到河流，對(duì)河流產(chǎn)生嚴(yán)重污染，大多魚蝦死亡，動(dòng)植物大量死亡滅絕，蚊蠅滋生，各種病菌對(duì)于人類來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就是災(zāi)難。水是生命的源泉，水是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，擁有干凈的水資源就擁有健康的身體，和美好的環(huán)境。雖然我國(guó)水資源總量很大，但是人均水資源僅為世界平均水平的四分之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)用水量不斷加大，水污染現(xiàn)象嚴(yán)重并呈現(xiàn)越來(lái)越難趨勢(shì)，可以想象我們的將來(lái)勢(shì)必嚴(yán)重缺水，因

33、此為黨和國(guó)家在社會(huì)主義初級(jí)階段建設(shè)和發(fā)展提供合格的水資源是十分必要的。為人民提供一個(gè)舒適整潔的環(huán)境更是我們這一工程必須承擔(dān)的責(zé)任。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)依據(jù)和原則</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　（1）國(guó)家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)；</p><p

34、>　?。?）有關(guān)法律、法規(guī)及設(shè)計(jì)規(guī)范。</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　本工程設(shè)計(jì)方案報(bào)告的編制遵循以下原則：</p><p>　?。?）認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，根實(shí)際情況，采用切</p><p>　　實(shí)可行的治理方案，符合處理效果好、建設(shè)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、管理操

35、作簡(jiǎn)便的要求。</p><p>　?。?）廢水進(jìn)行綜合治理，化害為利，解決生產(chǎn)污水造成的污染，</p><p>　　力求充分發(fā)揮建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　（3）根據(jù)廢水水質(zhì)的特點(diǎn)，做到投資省、運(yùn)行費(fèi)用低，技術(shù)可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好。</p><p>　　三、廢水處理工程的建設(shè)規(guī)模及目標(biāo)</p>

36、;<p>　　3.1廢水種類及設(shè)計(jì)水量 </p><p>　　本設(shè)計(jì)處理廢水是淀粉廠的排出的廢水，設(shè)計(jì)流量為4000t/d.</p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)水質(zhì)</b></p><p>　　CODcr：8000mg/L；BOD：4500mg/L；SS:400mg/L；pH值：6～9。</p><p>

37、;<b>　　3.3排放標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　CODcr≤100ml/L；BOD5≤20mg/L；SS≤70mg/L；pH在6～8之間。</p><p><b>　　四、廢水處理方案</b></p><p><b>　　4.1工藝流程</b></p><p><

38、;b>　　4.2流程簡(jiǎn)述</b></p><p>　　正如上圖所介紹的那樣，淀粉廢水首先經(jīng)粗格柵和細(xì)格柵將較大的漂浮物和部分懸浮物過(guò)濾掉；經(jīng)過(guò)濾的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所處理的污水適合后續(xù)處理，不會(huì)對(duì)微生物以及其他的構(gòu)筑物產(chǎn)生影響，通過(guò)對(duì)污水的調(diào)節(jié)可將污水通過(guò)提升泵將其抽到較高的位置自上而下直接流入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器進(jìn)行厭氧消化（在反應(yīng)器底部有一個(gè)高濃度的高活性的污泥層，大部分有機(jī)物在這里轉(zhuǎn)化為

39、CO2和CH4，上部設(shè)有三廂分離器完成氣固夜的分離）；分離后的清水則在上部流出來(lái)此時(shí)污水仍有較多的有機(jī)物，需要進(jìn)行好養(yǎng)氧化處理因此進(jìn)入生物接觸氧化池；最后進(jìn)入二沉池將生物膜和各種懸浮物沉淀；出水后水質(zhì)則可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，污泥濃縮部分回流到調(diào)節(jié)池，剩余污泥脫水外運(yùn)。這就是整個(gè)過(guò)程的粗略的概述。</p><p>　　4.3其他主要構(gòu)筑物</p><p><b>　　4.

40、3.1格柵 </b></p><p>　　格柵由一組平行的金屬柵條制成，斜放在污水提升泵集水池前的重力流水渠道上，用以阻擋污水中的殘留在污水中成懸浮或漂浮的大塊固體物，如草木，塑料制品，纖維及其他的雜質(zhì)，以防止閥門，管道，水泵，吸泥管及其他后續(xù)處理設(shè)備的堵塞和損壞。由于本設(shè)計(jì)處理的是工業(yè)廢水，所以選擇中格柵（30mm）和細(xì)格柵(15mm)，采用機(jī)械清渣，傾角60度，柵條間距20mm，篩網(wǎng)孔眼0.25

41、mm.</p><p><b>　　4.3.2調(diào)節(jié)池</b></p><p>　　由于進(jìn)水的水質(zhì)，水量不穩(wěn)定，防止沖擊負(fù)荷的發(fā)生，并且PH變化不定時(shí)，具有較強(qiáng)的毒性時(shí)，綜合考慮到這些方面的原因，調(diào)節(jié)池的作用就不可忽視。由于本次處理污水濃度較大，設(shè)置沉淀器和酸化污泥分離設(shè)備。</p><p>　　4.3.3預(yù)沉池 </p><

42、;p>　　此設(shè)備主要是去除污水中不容的小顆粒，能夠大量去除SS（約為50%），為UASB反映其提供良好的操作環(huán)境，出水更有保證。采用停留時(shí)間為1.5-2.0h.</p><p><b>　　4.3.4UASB</b></p><p>　　如圖所示這就是UASB剖面圖，它是一個(gè)由低端高濃度的污泥組成，污水從下端進(jìn)入上端流出期間產(chǎn)生沼氣，容積負(fù)荷高。</p&g

43、t;<p>　　圖2 UASB剖面圖</p><p>　　4.3.4生物接觸氧化池</p><p>　　厭氧處理只能去除科生物降解的有機(jī)物，一般不能去除氨氮和硫化物，有機(jī)物也不能達(dá)標(biāo)，所以需要再接一個(gè)好養(yǎng)處理，生物接觸氧化池能利用好氧微生物的氧化代謝作用將有機(jī)物轉(zhuǎn)化因此更很好解決以上出現(xiàn)的問(wèn)題。</p><p><b>　　4.3.5.二沉

44、池</b></p><p>　　這是一個(gè)非常重要的構(gòu)筑物，能夠?qū)⒚撀涞奈⑸锖徒^大部分的懸浮物沉淀與此。對(duì)于出水具有十分必要的意義。這里采用輻流式沉淀池。</p><p>　　4.3.6.污泥濃縮池</p><p>　　將沉淀的污泥利用重力脫水，減少污泥容量。</p><p>　　五、UASB工藝設(shè)計(jì)</p><

45、;p><b>　　5.1設(shè)計(jì)參數(shù) </b></p><p>　　通過(guò)對(duì)同類工業(yè)的廢水用UASB反應(yīng)器處理運(yùn)行結(jié)果的調(diào)查，得出以下經(jīng)驗(yàn)已知常溫條件下（20～25℃）對(duì)進(jìn)水容積負(fù)荷可在5-10Kg/COD(m3/d),COD和SS去除率分別為85%和70%，沼氣表現(xiàn)產(chǎn)率為0.4m3/kgCOD污泥表現(xiàn)產(chǎn)率0.05KgVss/kgCOD,Vss/SS=0.8，厭氧污泥可實(shí)現(xiàn)顆?；?。</

46、p><p>　　平均流量Q=4000M3/d=167M3/h=0.046M3/s；進(jìn)水COD濃度S0=8000mg/L；我們?nèi)∪莘e負(fù)荷Nv=9.0Kg/COD(m3/d)；溫度在常溫條件下（20～25℃）。</p><p>　　則處理后的預(yù)期出水水質(zhì)：</p><p>　　COD：8000×（1-0.85）=1200 mg/L；</p><

47、p>　　BOD：4500×(1-0.85)=675 mg/L；</p><p>　　SS：400×(1-0.7)=120mg/L。</p><p><b>　　5.2設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　5．2．1．UASB反應(yīng)器的尺寸計(jì)算</p><p>　　其反應(yīng)器的有效容積：V=Q*So/

48、Nv=4000*8/9.0=3555.6m³；考慮有效容積3556M3，采用三座矩形UASB反應(yīng)器，每個(gè)高度為10m，表面積為118.5M2長(zhǎng)和寬分別為16.4m和7.2m;表面水力負(fù)荷q=Q/A=167/(131.68*3)=0.42<1.0,符合要求。</p><p>　　5．2．2進(jìn)水排水系統(tǒng)</p><p>　　采用產(chǎn)孔板配水，每個(gè)反應(yīng)器設(shè)10根d=0.15m長(zhǎng)8m

49、每根孔管之間的距離為1.5m，孔距為1.8m，每根四個(gè)孔，共有40個(gè)孔穿孔中心距反應(yīng)器低0.2m，配孔徑采用15mm，反應(yīng)器的進(jìn)水量為0.046/3=0.015M3/s,每個(gè)孔的進(jìn)水流速為0.015/(40/4*3.14159*0.015*0.015)=2.12m/s，每個(gè)孔的服務(wù)面積：118.5/40=2.95m3,在1-3之間，符合要求。</p><p>　　5．2．3三相分離器的設(shè)計(jì)</p>

50、<p><b>　　b</b></p><p><b>　　bb</b></p><p><b>　　bb</b></p><p><b>　　bbb</b></p><p>　　圖3 單元三相分離器計(jì)算示意圖</p><p

51、>　　三相分離器有上下兩層重疊的三角形集氣罩組成，由穿孔管進(jìn)水配水，采用明渠出水，沉淀區(qū)的面積為反應(yīng)器的水平面積，則沉淀區(qū)的表面積負(fù)荷率為：q=Q/A=167/(131.68*3)=0.42<1.0,符合要求。設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55度，取保護(hù)高度0.5m下三角高度1.4m，上三角高度h2=0.5m。</p><p>　　則有b1=h3/tg55=1.4/1.428=0.98；設(shè)單元三相分

52、離器寬b=3m，則下集氣罩之間的寬度為b2=1.04m；下集氣罩之間的間隙b2中的水流上升速度v1，回流縫總面積：a1=1.04*7.2*6=44.89m2；</p><p>　　則v1=167/2/44.89=1.86m/h，上三角集氣罩之間縫隙的水流上升流速為v2,則設(shè)b2=0.5m；回留縫隙的總面積a2=2.76*2*6*7.2=43.2m2；</p><p>　　則v2=167/2

53、/43.2/=1.93；a為控制斷面，可以滿足v1<v2<2.0m/h的條件，具有良好的固液分離要求。因此上三角下端C至下三角斜面的垂直距離： </p><p>　　CEsin55=0.5*0.819=0.41, BC=CE/sin35=0.29/0.5736=0.71m,取AB=0.45,上三角位置就可以去定了，其高為：h4=(ABcos55+b2)tg55（0.4*0.5

54、736+1.04/2*1.4281=1.11，</p><p>　　已知上三角形集氣罩的水深為0.5m，則上下三角形集氣罩的位置就去定了。</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)確定的三相分離器的構(gòu)造，校核氣液分離的條件如下：</p><p>　　沿AB方向水流的速度：</p><p>　　Va=167/2/0.29/6/2=3.33m/h，</

55、p><p>　　設(shè)氣泡在A點(diǎn)的上升速度Vb,設(shè)氣泡的直徑dg=0.01cm，在常溫下密度1.03g/cm3，ρg=1200g/cm3.V=0.010cm2/s,в=0.95，</p><p>　　根據(jù)μ=0.0101*1.03=0.0104g/(cm*s)一般的取廢水的為0.02 g/(cm*s) </p><p>　　則Vb=0.95*9.81/18/0.02*(1.

56、03-0.0012)*0.0001=0.266cm/s=9.58m/h</p><p>　　根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果有：BC/AB=1.577，Vb/VA=2.876</p><p>　　則可滿足Vb/VA> BC/AB的要求?？擅摮鲋睆酱笥诨虻扔?.01cm的氣泡。</p><p>　　5.2.4出水渠的設(shè)計(jì)</p><p>　　考慮把配水

57、管兼做排泥管用，可均勻排除泥床的污泥，并在反應(yīng)器的1/2高處，和三相分離器下三角以下0.5m處各設(shè)d=100mm排泥管一根，并在池底設(shè)放空管。</p><p>　　5.2.5每日沼氣的產(chǎn)生量</p><p>　　4000*8*0.85*0.4=10880m3/(沼氣/d)</p><p>　　5.2.6產(chǎn)泥量計(jì)算</p><p>　　每日表現(xiàn)

58、產(chǎn)泥量為：4000*8*0.85*0.005=1360KgVSS/d;</p><p>　　則1360/0.8=1700KgSS/d。</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　以上就是我親自設(shè)計(jì)的UABR反應(yīng)器，首先我要說(shuō)的就是這個(gè)反應(yīng)器適合處理高濃度的有機(jī)廢水，本設(shè)計(jì)主要針對(duì)含淀粉的廢水，理論上可以完成預(yù)期的效果，但

59、本人水平有限，可能有些地方略有疏忽，到實(shí)際操作時(shí)還要根據(jù)污水的處理量，濃度，溫度等的變化做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并期盼老師能給我以批評(píng)指導(dǎo)。</p><p>　　其次，通過(guò)此次的課程設(shè)計(jì)我獲益良多，平時(shí)在書本上學(xué)到的理論看似簡(jiǎn)單，但實(shí)踐起來(lái)期間的復(fù)雜程度是無(wú)法想象的！不過(guò)這也鍛練了我的意志力，并立志一定要把這門科學(xué)好學(xué)活！ </p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b>&l