化工专业毕业论文--味精厂味精废水处理工程设计 72页

化工专业毕业论文--味精厂味精废水处理工程设计1绪论目前国内废水的排放要求越来越严格而味精废水作为污染的重要来源在处理和排放时受到了各方关注随着经济的飞速发展和技术的不断进步我国已经成为味精的生产和消费大国据报道我国的味精生产量约占世界产量的一半但是味精生产过程中所排放的废水量大尤其是味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有五高一低的特点是一种治理难度很大的工业废水3000家单位之列[1]味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题目前国内外都还没有成熟的成套技术应用于生产实践主要的问题是一次性投资过大或者日常运行费用过高大多数味精厂无法承受不得不长期维持超标排放的现状但面对环境的日益恶化国家制定了严格的排放标准味精生产企业在面对现状的同时需要及时改进味精废水处理工艺引进新技术在味精废水中含有许多宝贵的资源厂家可以根据废水中所含物质不同对废水进行分析和适宜的处理工艺因此根据味精废水的特点必须采取切实有效的措施对其进行综合治理在减小废水对环境造成污染的同时回收废水中的菌体蛋白取得一定的经济效益和环境效益本文是以辽宁沈阳味精厂味精废水处理工程设计为例大家通过工艺的选择处理过程和设备选取等会对味精废水处理有一定新的认识11味精废水的来源与危害ncom味精废水的来源味精生产废水主要来源于提取味精后的发酵废液或离子交换尾液生产过程中各种设备调浆罐液化罐糖化罐发酵罐中和脱色罐等的洗涤废水离子交换树脂洗涤与再生废水液化至糖化糖化至发酵等各阶段的冷却水浓缩结晶遗弃的结晶母液以及各种洗涤消毒废水废水外观呈黄褐色发酵废液是一股极高浓度的废水一般每生产1t味精约有25t发酵废液排出这与发酵工艺原料及菌种有关我国目前生产水平大约是原发酵液中含酸量能达58国外先进水平一般为1014毫无疑问发酵时单位体积产酸愈高发酵废液的单位排放量以成品味精计愈少发酵废液中含25的湿菌体及蛋白质等固形物菌体中富含蛋白质脂肪核酸等营养物质含有等无机盐消泡剂色素尿素各种有机酸小于1的其他氨基酸0608残糖小于1以及115的味精此外还含有00501左右的核昔酸类降解产物由于提取方法的不同废发酵液的性质会有所不同废水水质自然就不尽相同[2]此外所用原料不同发酵废液的性质也会有所变化一般情况下发酵废液的COD高达6080gLBOD高达3150gL谷氨酸15悬浮物1718gL要彻底地治理味精废水造成的污染清洁生产和综合利用是发展的趋势一方面必须改进味精生产工艺现状积极探索研究新工艺新方法大力推广清洁生产从源头上遏制污染的产生另一方面对产生的味精废水必须处理和利用相结合尽可能提取废水中有用物质实现经济效益和环境效益的双丰收[3]com味精废水的危害通常所说的味精废水是指味精发酵液提取谷氨酸后排放的母液由于谷氨酸的提取工艺不同排放的废水水质也有所差别但大多都具有CODCR高BOD5高菌体含量高硫酸根改用硫酸调pH前为氯离子含量高氨氮含量高及pH值1532n低五高一低的特点[4]由于味精废水往往具有较强的酸性若不加处理就大量排放势必会改变水体的pH值从而污染环境影响农作物生长危害渔业生产高COD高BOD的主要原因是谷氨酸残糖SS与氨氮所致如不经处理直接排放会引发环境问题破坏生态平衡味精废水中大量有机物质和含非蛋白氮硫或氯的无机物质非常适合微生物生长而有害于除反刍动物及个别动物如兔以外的其它生物包括江河湖泊里鱼虾同时也直接伤害了饮用该水源的人类本身通过破坏水中动物生态平衡又进一步造成对环境水源水质的严重损害污染严重的河段水的颜色发黑味道发臭随着日趋渐严的环保法规的完善和全民环保意识的提高废水处理工艺的实施面临着严峻的挑战[5]1造成富营养化破坏受纳水体水质的NH3-N值已放在了监测因子的首位2恶臭气味的产生H2S气体排出对周边空气环境的影响造成对生态环境的破坏3受产品低利润空间的限制企业无法承受过高的改造投资费用和运行费用4地下水和地表水随着新水法的执行实行有偿使用和总量收费5处理时高能耗高投入6味精废水有机物浓度高色度大且不易沉淀废水中NH3-N及的含量高较难处理此种污水虽然营养高但直接进入生化处理也很难达到良好的效果影响水体的营养组成成分对水中生物生存产生极为严重的影响从多年的生产试验和研究结果看来单独采用某一种方法治理难以达到满意的效果在味精废水的治理中必须根据生产的工艺废水的水质水量当地的环境以及回收利用的情况联合采用物理的化学的以及生物的方法并进行优化组合方可实现味精废水的综合治理[6]12味精废水处理国内外现状n味精废水具有水量大污染物浓度高成分复杂有机物氨氮硫酸根含量高等特点处理难度极大虽然味精生产企业科研机构及有关的大专院校都对味精废水的治理进行了大量的研究但是目前国内外都还没有成熟的成套技术应用于生产实践主要的问题是一次性投资过大或者日常运行费用过高大多数味精厂无法承受不得不长期维持超标排放的现状味精生产过程中产生的废水量很大处理比较困难据报道每生产1t味精大约要排出1015t提取谷氨酸后的母液全国每年要排放1000多万吨这种高浓度有机废水不仅严重污染了自然环境而且制约了味精行业的发展国内味精废水处理采用厌氧生物处理法厌氧-好氧生物处理法混凝除菌体高速离心机分离和膜处理除菌体法等这些方法各有千秋但仅属于中小试阶段或多或少存在一些问题因而未被味精厂生产性采用[7]我国台湾地区味精废水处理都不外是用兼氧-好氧法处理沉淀过滤氧化海抛浓缩作肥料等方法但不大适合大陆应用在国外日本协和株式发酵会社对发酵液菌体采用蝶式自动分离机分离分离出菌体作饲料其母液及过程废水根据CODSSpH3种处理方法高浓度废水经浓缩后作有机肥料中浓度废水使用活性污泥-絮凝沉淀的方法低浓度废水直接使用活性污泥法[8]13选题的意义n我国大小河川总长42万公里湖泊756万平方公里占国土总面积的08水资源总量28000亿立方米人均2300立方米只占世界人均拥有量的14居121位为13个贫水国之一目前中国640个城市有300多个缺水232亿人年均用水量严重不足人口数量的几何增长现代工业废水的乱排乱放城市垃圾农村农药喷洒等等造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺无法为所用污染水70-80直接排放我国污水的处理能力只占20左右全国每年排污量约300亿吨全国各大城市地下水不同程度受到污染全国78条主要河流有54条遭污染我国七大水系长江珠江松花江黄河淮河海河辽河七大水系中有一半河段受到污染86城市河段污染超标比较严重的有黄河淮河辽河太湖巢湖滇池等河流湖泊[9]20世纪80年代以来沈阳市城市建设规模和发展速度一直受水资源匮乏问题所困绕影响了全市国民经济的发展目前沈阳市人均水资源占有量仅为338m3是全国人均水资源占有量的1429％是世界人均水资源占有量的0028％已被列入全国严重缺水城市之一[10]因此地下水资源量的多少未来变化趋势如何能否满足城市发展建设的需要一直是该市各级领导及有关部门十分关注的问题沈阳市一方面水资源严重匮乏同时在供水用水环节中又存在极大的费主要表现在水的有效利用率低一是农业用水有效利用系数较低只有05左右与世界先进国家相比差距很大二是工业用水和生活用水浪费严重沈阳市工业万元增加值用水量为48m3是发达国家的2～3倍自来水管网年久失修跑冒滴漏损失率达24而世界上先进国家的损失率不超过10n另外由于公众节水意识淡薄节水器具普及率偏低水污染威胁中国威胁中华民族的生存我国最大的污染源之一味精工业废水的排放量每天10000吨PH值35含有大量有机物和非蛋白氮严重地污染着水源我国的环保工作者呕心沥血地奋战了多年就因为没有找到一种产出大于投入的治理方法而战胜不了金钱和眼前利益的驱动味精生产废水每天源源不断地流入过去养育了我们祖先现在养育着我们将来还要养育我们子孙后代的江河湖泊从资源的综合利用和节能效果来看利用味精废水生产生物蛋白饲料具有低成本低能耗无污染高效益等优点该治理方案是一条适合我国国情的味精废水治理方法[11]由于该方案利用有机废水制取生物蛋白饲料为社会提供廉价优质的蛋白饲料添加剂解决我国蛋白饲料不足的现状社会效益显著同时由于加工成本低廉设备投资少因此可使味精厂家在完全彻底治理味精废水污染的同时取得显著的经济效益800td精制废水排放量2000td洗米废水排放量300td生活杂水400td设计规模4000tdcom味精废水混合水质表1-1味精废水混合水质Tablet1-1Thetreatmentofmixedwater项目单位含量项目单位含量BODCODSSSO42-mgLmgLmgLmgL4500102005204167pH值氨氮Cl-mgLmgL453300n1334注其他指标参考相关企业具体情况com气象资料1气温年平均76℃夏季平均245℃冬季平均-125℃2非采暖季节主导风向为南风3冰冻期为135d4年平均降雨量为8355mmcom水文资料1水体资料1河流最小流量01m3s最小流速05ms河流最大流量23m3s最大流速19ms河流最高水位25m正常水位135m最低水位112m2河底高程602m3河底水质comL平均ss为50mgLb地下水深度-46mcomcom地面标高为655mcom工程地质资料1土壤承载力16tm22设计地震裂度8度15设计内容1味精废水水质水量分析n2味精废水处理工艺流程的选择3主要处理构筑物的设计4泵站的初步工艺设计5处理站平面布置和高程布置2味精废水水质分析与工艺方案比选21废水水质分析味精生产工艺有两种发酵法和水解法日前我国生产厂家多采用发酵法生产味精是用淀粉质为原料经酸水解成葡萄糖或直接采用制糖的糖蜜为原料利用谷氨酸细菌的发酵作用而生成谷氨酸而味精废水主要来源于从发酵液中提取谷氨酸的提取工段日前提取工艺有离了交换法一步冷冻等电点法浓缩等电点法以及锌盐法[12]生产过程中产生的废水CODBOD浓度高氯离子硫酸根离子含量大pH值和温度较低属于典型的高浓度有机废水而A悬浮物含量高不沉淀废水很难处理本项目污水处理的特点污水的BODCOD045可生化性很好污水的各项指标都比较高含有大量有机物非常有利于生物处理同时淀粉离交废水中含有大量的蛋白可以用气浮工艺分离提取设计中的味精废水处理时的进水水质出水水质及去除率见下表2-1表2-1味精废水的处理情况Tablet2-1MSGwastewatertreatmentsituation项目BODmgLCODmgLSSmgL氨氮nmgLpH值SO42-mgLCl-mgL进水水质排放标准去除率4500100971020030097152015071233007097945694167133422味精废水处理主要工艺目前国内行业废水主要是采用纯厌氧好氧厌氧前段水解酸化段好氧的处理工艺其中好氧处理主要有好氧塘活性污泥法接触氧化生物滤池生物转盘及SBR法等等厌氧处理主要有厌氧塘厌氧滤池普通厌氧池厌氧接触反应器UASB等[13][14]它是近几年发展起来的一种技术在工业废水及生活污水处理方面得到广泛应用n在众多的厌氧工艺中选用水解酸化生物接触氧化的方法它在处理高浓度有机废水方面有一下优点1以厌氧水解酸化生物接触氧化法处理高浓度抗生素有机废水在经济和技术上是可行的该法克服了常规好氧活性污泥法处理高浓度有机废水能耗高稀释水量大占地面积大以及运转费用高等缺点此工艺可实现高浓度进水和高去除容积负荷氧化池本工艺处理能力大对冲击负荷有较强的适应性污泥生成量少运行费用低勿需污泥回流且可降低基建费用HCR系统由反应器脱气池及二沉池组成两组喷嘴是系统核心其主要特点是反应器容积小系统占地面积少溶解氧含量高系统封闭运行稳定性好容积负荷高耐冲击负荷强有机物去除率高污水处理综合成本低结构紧凑美观环境经济效益明显由于味精废水的COD很高仅经过HCR一级反应处理还不能是出水达到排放标准因此还要在HCR后续生物生物接触氧化池BCO1格栅的作用格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害格栅的拦截物成为栅渣其中包括数十种杂物大至腐木小到树杈木塞塑料袋破布条石块瓶盖等2格栅的分类格栅一般由相互平行的格栅条格栅框和清渣耙3部分组成格栅按不同的方法可分为不同的类型按格栅条间距3的大小不同格栅分为粗格栅中格栅和细格栅三类其栅条间距分别为410mm1525mm和大于40mmn按清渣方式不同格栅分为人工清渣格栅和机械清渣格栅两种人工清渣格栅主要是粗格栅按栅耙的位置不同格栅分为前清渣式格栅和后清渣式格栅前清渣式格栅要顺水流清渣后清渣式格栅要逆水流清渣按形状不同格栅分为平面格栅和曲面格栅平面格栅在实际工程中使用较多按构造特点不同格栅分为抓扒式格栅循环式格栅弧形格栅回转式格栅转鼓式格栅和阶梯式格栅com格栅设计参数1清渣方式在栅渣量不大于02m3d时采用人工清渣当栅渣量大于02m3d时采用机械清渣2栅条间隙要求当人工清渣时格栅间隙以2540mm为宜当机械清渣时格栅间隙以1025mm为宜3当泵前的格栅间隙不大于25mm时水泵后可不再设置格栅4栅渣量栅渣量以每单位水量产渣量计格栅间隙1625mm时01005m310m3污水格栅间隙3050mm时003001m310m3污水5栅前流速污水在栅前渠道内的流速一般控制在0408ms可保证污水粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积6过栅流速即污水通过格栅的流速一般控制在0610ms过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走若小于06ms会造成栅前渠道的流速小于04ms使栅前渠道发生淤积7n过栅水头损失污水的过栅水头损失与污水的过栅流速有关一般在0205m之间8格栅的倾角宜采用60°70°有时为90°9栅渣的容重一般为960kgm3含水率一般为80格栅断面形状参数可按表3-1选用表3-1栅条断面形状及一般尺寸和局部阻力系数Tablet3-1Thegateofthisformandtheusualsizeandpartialresistancecoefficients栅条断面形状一般采用尺寸mm公式说明正方形边长20取064圆形直径20β179锐边矩形宽10厚50β242迎水面为半圆形的矩形迎水面背水面均匀宽10厚50宽10厚50β183β167com格栅的设计计算格栅计算简图如图3-1所示图3-1Fig3-1Gridcomputing1设计说明格栅安装在废水渠道集水井的进口处用于拦截较大的悬浮物或漂浮物防止堵塞水泵机组及管道阀门同时还可以减轻后续构筑物的处理负荷由于处理水量不是很大采用人工清渣结构为地下钢混结构2设计参数选择n设计流量4000m3d1667m3h0046m3s格栅间隙d10mm过栅流速u06ms安装倾角60°栅前渠道超高03m栅前水深h根据最优水利断面公式Q式中Q-------设计流量m3s------进水渠宽mu-------过栅流速ms取u06ms则040m则栅前水深h020m3设计计算1格栅的间隙数n3-1式中n-------格栅间隙数Q------设计流量m3su-------过栅流速msh-------栅前水深md-------格栅间隙mm------格栅倾角°取60°则357取n36个2栅槽的有效深度B设计采用20圆钢为栅条即s002mn3-2式中B-------栅条有效宽度mS-------栅条宽度mn-------格栅间隙数d-------格栅间隙mm则002×36－1001×36106m11m3进水渠道渐宽部分长度取渐宽部分展开角20°3-3式中------进水渠道渐宽部分长度mB------栅条有效宽度mB1------进水渠宽m-----渐宽部分展开角°20°则4栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度3-4式中------进水渠道渐宽部分长度m------栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m则048m5通过格栅的水头损失格栅条断面为矩形断面k3β242u06ms3-53-6式中-------格栅水头损失mn------计算水头损失mg-------重力加速度msk-------系数格栅受污物堵塞时水头损失增大系数一般采用3-------阻力系数与栅条断面形状有关可按手册提供的计算公式和相关系数计算则有3×242××032m3-76栅槽总高度H栅前槽高3-8------栅前渠道超高03mh-------栅前水深m-----栅前槽高m则020306m栅后槽高3-9式中-------栅前渠道超高03mh--------栅前水深m------栅后槽高m-------格栅水头损失m则0203203082m7栅槽总长度L8每日栅渣量W在格栅间隙001的情况下设栅渣量每1000m3污水产渣007m33-10式中nW-------每日栅渣量-------栅渣量------总变化系数取15则＜02图3Fig3-2Calculationchart设计水量Q1667m3水力停留时间T05h水面超高05m1集水池的有效容积V3-11式中V--------集水池的有效容积m3Q--------设计最大水量m3hT---------水力停留时间h则VQT1667×0584m32集水池的高度H有效水深取3mH3-12式中H--------集水池的高度m-------水面超高m-------有效水深m则H05335m3集水池的水面面积AAn3-13式中A--------集水池的水面面积m2V--------集水池的有效容积m3-------有效水深m则Am2取30m24集水井的横断面积为L×B3-14式中L-------集水池的长度mB-------集水池宽m将集水池设置为正方形则集水池的横断面积L×B6×5169m2则集水池的设计尺寸为L×B×H6×5×3m3所以该池的规格尺寸为6m×5m×35m集水坑长宽高数量为1座在集水池中安装UHZ-50C型浮球式液位计一台可自动控制提升水泵的启动和停止即高水位时自动启泵低水位时自动停泵超高水位时双泵启动同时连续跟踪显示水池comUHZ-50C型浮球式液位计1UHZ-50C型浮球式液位计D的工作原理液位计采用连通器的原理使容器内液体等高引入到液位计主体管内在主体管内的漂浮的浮球组件根据浮力原理和磁性耦合原理在主体管外附靠着能反映磁现象的翻柱作为液面的显示随主体管内液位的变化浮球组件的高低也相应变化从而使主体管外的翻柱作180°n的翻转当液位上升时翻柱由白色转为红色当液面下降时翻柱由红色转为白色显示器的红白届位处为容器内介质液位的实际高度从而实现液面的检测目的2UHZ-50C型浮球式液位计D的特点1适用于容器内液体介质的液位测量除现场显示外还可以配远传变送器液位控制器等功能2显示直观醒目显示方向可根据用户要求改变显示方向3测量范围大不受容器高度限制4显示器组件与被测介质完全隔离密封性好安全可靠5结构简单安装方便维修简易6耐腐蚀防爆com水泵选择1泵房分类1按排水的性质分为污水泵站雨水泵站合流泵站立交排水泵站污泥泵站等2按在排水系统中的作用分为终点泵站中途提升泵站加压泵站接力泵站等3按使用水泵的泵型分为离心泵站轴流泵站混流泵站潜水泵站立式泵站卧式泵站等4按主体地下构筑物的平面形状分为圆形泵站矩形泵站矩形与梯形组合形泵站或其他异形泵站5按集水池与机器间的组合情况分为合建式泵站和分建式泵站6按水泵的启动方式分为自灌式泵站和非自灌式泵站7按机器间地面同室外地面的相对高程分为半地下式泵站和全地下式泵站8按使用情况分为永久性泵站半永久性泵站及临时泵站n2规模1泵站规模一般根据设计流量大小确定单位是m3sm3hm3d已经建成泵站的规模也可以用装机总容量表示2泵站的设计流量由上游排水系统管道终端的设计流量提供远期设计流量由城镇排水规划确定3泵站建设规模应能满足近期及远期发展的需要在远期流量已经确定的情况下泵站征地应该一次完成并根据资金和具体情况尽量一次建成或土建一次完成设备分期安装3泵站组成1进水交汇井汇合不同方向来水尽量保持正向进入集水池2进水闸门截断进水为机组的安装检修集水池的清池挖泥提供方便当发生事故和停电时也可以保证泵站不受淹泡一般采用提板式铸铁闸门配用手动或手电两用启闭机械3格栅拦截进水中大于格栅间隙的污杂物保护水泵的正常工作格栅上的污杂物可以用人工清捞也可以用机械清污机自动清捞4前池集水池前池可以调整进水流态集水池的容积可以调蓄变化的进水量提供水泵机组稳定运行的条件前他和集水池一般为钢筋混凝土结构前池的布置应满足水流顺畅流速均匀的要求集水他的布置应满足调蓄容积和水泵吸水管安装的工艺要求5机器间包括主厂房和副厂房主厂房设置水泵电机机组及天车等附属设备立式水泵有时单独设置水泵间及电机间n副厂房的组成由布置形式决定一般除设置配电及启动设备外还设有值班室控制室6出水池汇集各台水泵的出水调节出水压力通过出水总管排出泵站7出水闸门防止在水泵停止运转时受纳水体或下游排水系统通过出水总管向泵站侄流并且为水泵的检修维护提供方便8滋流道或事故排出口9沉泥井为了减少集水池的淤积市政排水管道在进入泵站前宜加设沉泥井沉泥井的窝泥深度可采用管底以下0610m沉泥糟的形状要满足机械挖泥的要求3站址选择的原则1一般原则a符合厂区总体规划b靠近排水系统需要提升的管段c靠近下游的受纳水体或排水系统d尽量减少拆迁少占农田e选择地势较低的位置以便减少挖深但不得位于可能发生积水或受洪水威胁的地段f具有比较良好的工程地质条件g交通便利附近有可以利用的电源水源热源h位于城镇夏季最大频率风向的下风侧并尽量满足环境保护的要求i排水泵站宜设计成单独的建筑物为了减少臭味噪声的污染应结合当地的环境条件与住房和公共建筑保持必要的距离2n占地面积泵站占地面积与泵站性质规模大小以及所处的位置有关根据雨水和污水泵站性质和水量的不同占地面积控制的指标见表3-2表3-2占地面积控制的指标Tablet3-2Targetareaofcontrol雨水泵站污水泵站流量QLs占地指标[m2Ls]流量QLs占地指标[m2Ls]Q200000406Q2000153020000Q100000507200000Q1000204010000Q500006081000Q60025505000Q10000811600Q30040704本味精废水处理站设为合建式合建式泵房的优点是布置紧凑占地少水头损失小管理方便5水泵扬程H计算其中污水进厂水位为-4m集水池有效水深为3m其中集水池中放水泵的集水坑处深度为05m超高05m污水经过格栅的水头损失为02m在集水池中水头损失为015m水泵吸压水管路含至出水井管路的压力损失估算为15m自由水头损失为15m提升到池体的水位高为319m所以有H43050201515153191375m6水泵选择查水泵样本选择水泵选用150WLⅠ190-18型污水泵两台一用一备泵的性能参数如下流量190m3h扬程H18m转速n1450rmin轴功率129kW电机功率为189kW水泵效率为79由水泵样本查得200WLI792-27型水泵基座平面尺寸为1600mm×1300mm混凝土基础平面尺寸比机座平台尺寸各边加大200mm并考虑施工情况取整即为1800mm×1500mm水泵基础并排布置基础间距12m便于水泵的维修n33气浮池由于味精废水中离交废水占有很大比重且含有大量的蛋白所以设气浮池分离提取蛋白质提高经济效益同时减轻后续处理构筑物的压力com气浮利用高度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬浮污染物使其浮力大于重力和阻力从而使污染物上浮至水面形成泡沫然后用刮渣设备自水面刮除泡沫实现固液或液液分离的过程称为气浮气浮是向水中注入或通过电解的方法产生大量的微气泡使其与废水密度接近水的固体或液体污染物微粒黏附形成密度小于水的气浮体在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣进行固液或液液分离的一种处理技术废水中污染物微粒能较稳定的吸附在气泡上并随气泡上浮分离的前提条件因此被去除的污染物微粒应具有疏水性表面为提高气浮法的分离效果往往采取措施改变固体或液体污染物微粒的表面特性悬浮颗粒与气泡粘附的原理水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质颗粒表面易被水湿润该颗粒属亲水性如不易被水湿润属疏水性亲水性与疏水性可用气液固三相接触时形成的接触角大小来解释在气液固三相接触时固液界面张力线和气液张力线之间的夹角称为湿润接触角以θ表示根据气泡产生的方式气浮法分为a电解气浮法b散气气浮法分为扩散板曝气气浮和叶轮气浮c溶气气浮法分为溶气真空气浮和加压溶气气气浮法的优点1n气浮设备能在短时间内较为彻底地去除沉降速度很小的颗粒通常需1520min即可完成固液分离的过程在水量水质相同的条件下以沉淀池具有较高的去除效率和较小的反映容器积可节省基建投资2气浮过程所生成的浮渣其含水率较沉淀池污泥含水率低污泥量少且表面刮渣也较方便3若用气浮池代替活性污泥中的二沉池则可以消除污泥膨胀的影响4气浮法对去除水中表面活性剂及嗅味等有明显效果5对低温低浊及含藻类多的水源气浮法比沉淀法可取得更好的精华效果气浮的缺点1电耗较大每吨水比沉淀法多消耗电002004kwh2减压阀或低压释放器易堵塞维修工作量大3浮渣易受较大风雨的干扰本设计中气浮选取叶轮曝气气浮法其优点是气浮设备不易堵塞适用于处理悬浮物浓度高的废水但产生的气泡较大气浮效率低1-叶轮2-盖板3-转轴4-轴套5-轴承6-进气管7-进水槽8-出水槽9-泡沫槽10-刮沫板11-整流板图3Fig3-3Impellerfloataiontankcom叶轮气浮池的设计计算设计水量Q4000m3d1667m3h00463m3s1气浮池的容积WW3-15式中W-------气浮池的容积m3-------放大系数一般取1114Q--------废水流量m3minnT---------气浮持续时间一般取1620min则W14m32气浮池总表面积FF3-16式中F-------气浮池总表面积m2h-------气浮池的工作水深m一般取1520最大不超过3m气浮池的工作水深h可以通过下式计算3-17式中-------气水混合物密度kgL一般取067kgLH--------气浮池中的静水压力m气浮池中的静水压力H可以通过下式计算3-18式中g--------重力加速度u--------叶轮的圆周线速度ms一般取1015ms--------压力系数一般取0203所以取067kgL则工作水深为所以气浮池的总表面积m2n3气浮池个数m3-19式中m--------气浮池个数F---------浮池总表面积m2f---------气浮池面积m2为保证气浮池上升水流的均匀性f不宜过大一般其边长不超过叶轮直径D的6倍故f一般为36则f3636×m2则气浮池个数个m4个f9㎡则气浮池总表面积F4×936㎡气浮池的实际总容积为3-20式中------气浮池的实际总容积m3F--------浮池总表面积m2h--------气浮池的工作水深m则36×23828m3共分为4格每格容积为m3每格表面积为9㎡23m水面超高取03m则总高度为26m每格气浮池采用正方形边长L6D则气浮池总长度为4×312m宽度为3mcom叶轮设计与计算叶轮直径多采用400700mm周边线速多采用1015ms1叶轮吸入的水气混合流量计算按下式n3-21式中q--------叶轮吸入的水气混合流量Ls------曝气系数一般取035QmLs2叶轮转速计算叶轮转速按下式计算3-22式中n-------叶轮转速rminu-------叶轮的圆周线速度msD------叶轮直径m则有rmin3叶轮功率计算叶轮所需功率按下式计算3-23式中N-------叶轮轴功率KW-------叶轮效率一般取0203其他同上则34调节池com调节池n城市污水和工业废水在一天24h内排出的水量和水质是波动变化的这样对废水站的处理设备特别是生物处理设备或生化反应系统处理功能正常发挥是不利的甚至可能遭到破坏因此应在污水处理系统前设置均化调节池以均和水质存盈补缺使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质并达到理想的处理效果主要起均衡水量作用的调节池称为均量池主要起均和水质作用的调节池称为均质池既可均量又可均质的调节池称为均化池设计调节池时应考虑的问题l调节池的几何形状宜为方形或圆形以利形成完全混合状态长形池宜设多个进口和出口2调节池中应设冲洗装置溢流装置排除漂浮物和泡沫的装置以及酒水消泡装置3为使在线调节池运行良好宜设混合和曝气装置混合所需的功率约为00040008Kwm3池容所需曝气量约为0010015m3空气minm3池表面积4调节池出口宜设测流装置以监控所调节的流量提升泵可设于调节池的前面或后面本设计中的味精废水主要是各车间生产后排出的含有不同物质不同水量的废水车间进行24h工作机器不停转所以水量的变化在很小的一个范围内变化主要是在高峰期生活用水的排放由于生活废水占的比例不大所以设计中按水量不变来设计则本设计中的调节池设均质调节池com设计计算设计参数n停留时间T8h设计水量Q4000m3d1667m3h00463m3s有效水深h45m池底坡度i001计算简图如下图3Fig3-4Calculationchart1池子尺池子有效容积V3-24式中V--------池子有效容积m3T--------停留时间8hQ-------设计流量m3h则1667×813336m3设计中采用的调节池容积考虑增加理论调节容积的1020V13336×111467m32池断面面积AA3-25式中A-------池断面面积m2h--------有效水深则Am2取A245m2池子设计成正方形则边长为157mn3池体高度H取池体超高05m则池体高度Hh450550m4理论上每日的污泥量3-26式中W---------每日的污泥量m3dQ--------设计水量m3dC0--------进水悬浮物浓度kgm3C1--------出水悬浮物浓度kgm3P0--------污泥含水率5潜污泵调节池集水坑内设3台自动搅匀污水泵一备一用水泵基本参数型号100QW120-10-55水泵流量120m3h出口直径D100mm扬程H10m转速n1440rmin配电机功率N55KW6搅拌机为防止污水中悬浮物的沉积和使水均匀采用DQT型低速潜水推流器进行搅拌搅拌功率一般按48kW选搅拌设备调节池选潜水搅拌机的总功率为1467×55n80685kW选择3台DQT055型潜水搅拌机单台设备功率为55Kw叶轮直径为1800mm叶轮转速为42rmin两用一备35混凝沉淀池com混凝混凝处理是向水中加入混凝剂通过混凝剂的水解或缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附与架桥作用使胶粒被吸附黏结或者通过混凝剂的水解产物来压缩胶体颗粒的扩散层达到胶粒脱稳而相互聚结的目的混凝过程包括凝聚和絮凝两个阶段各种废水都是水和水中均匀分布的细小颗粒所组成的分散体系按颗粒的大小分散体系可分为三类颗粒粒径小于1nm的真溶液颗粒粒径为1100nm的胶体溶液以及颗粒粒径大于100nm的悬浮液真溶液中的颗粒由于粒度很小不会引起光线散射水呈透明状胶体溶液与悬浮液中的颗粒能使光散射水呈浑浊状在通常情况下胶体溶液和部分悬浮液颗粒粒径小于100用混凝方法处理絮凝过程是在外力作用下具有徐宁性能的微絮粒相互接触碰撞从而形成更大的稳定的絮粒以适应沉降分离要求为了达到完善的絮凝效果在絮凝过程中要给水流适当的能量增加颗粒碰撞机会并且不使已经形成的絮粒破坏絮凝过程需要足够的反应时间com混凝作用及其影响因素1混凝作用混凝通常置于固液分离设备前与分离设备组合起以下作用1n有效地去除原水中的悬浮物和胶体物质降低出水浊度和BOD混凝一般适用于粒度在1nm100的分散体系可用在流程的不同位置上也可用于污泥的调理2有效地去除水中的微生物病原菌和病毒3去除污水中的乳化油色度重金属离子及其他一些污染物4混凝沉淀可去除污水中磷的9095是最便宜而高效的除磷方法5投加混凝剂可改善水质有利于后续处理如用石灰作混凝剂同时提高了污水的pH值有利于吹脱除氮有些混凝剂可作为化学沉淀剂氧化还原剂和催化剂6二级处理出水经混凝沉淀处理之后可获得靓号出水混凝剂促使胶粒脱稳凝聚从机理上解释主要有两种一是双电层压缩机理投人的高价正离子可以进人胶体的扩散层从而使胶体扩散层厚度减薄压缩双电层这样当两个胶粒相互接近时由于扩散层厚度降低电位降低且碰撞时的间距缩小排斥能峰降低相互间吸力增大因此只要药投量适宜排斥能峰降到某一值使胶粒动能可以超越它时两胶粒就可靠近发生凝聚二另一种是化学架桥作用机理主要是指离分子物质与胶粒的吸附与桥连也可理解为两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而联结在一起实质上当溶液中有溶胶微粒与聚合物时聚合物分子迅速被吸附结合于微粒表面占据表面上一个或几个吸附位而分子的其余部分则伸人溶液中当它再结合到另一微粒表面的辛白吸附位时就形成颗粒间的化学架桥生成絮凝体n在解释混凝过程时往往要同时应用这两种机理才较完善例如当解释铝盐或铁盐在水中的混凝作用时压缩双电层机理可以较好地解释凝聚过程即胶粒失稳在布朗运动作用下生成微粒或微絮凝体而化学架桥机理则较好地解释了絮凝过程即凝聚生成的细小絮凝体在架桥物质存在和水流搅动中生成粗絮凝体2混凝的影响因素混凝过程的作用是将水中呈分散状态的微粒杂质聚集成较粗的絮凝体从而通过沉淀过滤等过程从水中分离混凝的影响因素除水力条件外主要是水温和水质两方面水温水温对混凝效果的影响是多方面的一是影响混凝剂的水解过程混凝剂的水解大多是吸热反应水温较低时混凝剂水解速率降低水解不完全从而影响混凝效果另一方面水温低时颗粒布朗运动减弱粘度增大颗粒碰撞次数减少影响混凝效果水温降低的同时剪切力增大难以形成较大的絮凝体pH值pH值会影响混凝剂水解产物的存在形态与性能例如铝盐铁盐等混凝剂在逐级水解时都释放出氢离子使原水pH值有所降低当pH值低至偏离铝盐或铁盐适宜pH范围时高电荷低聚合度产物偏多虽然有利于压缩双电层使胶粒脱稳但絮凝作用很差整个混凝效果不佳而原水中碱度足够时投加混凝剂不致引起pH值下降因此为取得较好的混凝效果原水应有一定的碱度当碱度不足时应同时兼投一定量的碱剂浊度物质水中形成浊度的物质的组成与特性主要是电位值颗粒粒径吸附容量等也影响混凝效果此外如果颗粒的吸附量大表明胶粒扩散层中离子数量多要取得较好的混凝效果必须投加更多的混凝剂以提供较多的高价阳离子使胶粒充分脱稳3混凝剂n按照所加药剂在混凝过程中所起的作用混凝剂可分为凝聚剂和絮凝剂两类分别起胶粒脱稳和结成絮体的作用硫酸铝三氯化铁等传统混凝剂实际上属于凝聚剂采用这类凝聚剂时在混凝的絮凝阶段往往自动出现尺寸足够大容易沉淀的絮体因而不需另加絮凝剂有些混凝剂特别是合成聚合物它们往往不只起絮凝剂的作用而是起凝聚剂和絮凝剂的双重作用混凝剂的分类如表3-3所示表3-3混凝剂的分类Tablet3-3Coagulantclassification无机混凝剂无机低分子混凝剂无机阳离子混凝剂无机阴离子混凝剂无机高分子混凝剂铝盐无机高混凝剂分子铁盐无机高混凝剂分子硅酸金属盐及各种复合混凝剂有机混凝剂人工合成有机高分子混凝剂有机阳离子型混凝剂有机阴离子型混凝剂非离子型有机混凝剂天然有机高分子混凝剂微生物混凝剂微生物混凝剂通过比较絮凝剂选用聚合氯化铝PACPAC的适宜pH为59使用碱化度B4060比其他铝盐铁盐低对设备腐蚀性小效率高耗药量小絮体大而重沉淀快对处理后水的pH值和碱度下降小受水温影响小投加过量对混凝效果影响小适应各类水质由于废水中还有硫酸根离子在PAC加入810分钟后再加入石灰CaO含量70904中和池由于从调节池出来的废水依n然显酸性因此选用碱性药剂对废水pH进行调节本设计选用氢氧化钠作为中和药剂因为氢氧化钠具有组成均匀杂质少易于投加易于储藏和运输在水中溶解度高反应速度快等特点虽然价格比较昂贵相对于氢氧化钙中和来说省却了后续污泥处理麻烦从整个过程来看选用氢氧化钠作中和药剂还是比较合适则用氢氧化钠将废水在中和池中把pH调节到7氢氧化钠在水中的溶解度为300mgL因此添加药剂时采用乳剂添加方式乳剂中氢氧化钠含量为30中和池中和时间为t1h采用圆形则中和池的容积V为3-28式中　V--------中和池的容积m3Q--------设计水量m3ht--------中和时间h则每个中和池的容积为m3取170m3取中和池直径为D112m则池深m取超高m则中和池总高度为m5混凝装置混凝装置由混凝剂投配设备混合搅拌设备和反应设备组成混凝剂投配设备混凝剂投配设备分干式和湿式两种这两种设备中都有定量投配设备和比例投配设备之分在选择投配设备时应考虑下列因素a投配速度最高投配量与最低投配量b投配量的准确程度c投配量记录方式dn投配的控制方式即自动控制还是手动控制e投配过程是否使用动力f混凝剂贮存和运输条件干式投配与湿式投配的特点如表3-4所示表3-4两种方式的特点Tablet3-4Twokindsofmethods优点缺点干式①投配装置规模较小②投配设备无腐蚀问题③可方便地增加设备①不能采用吸湿性摇凝剂②如准确掌握投量必须使用高档的投配设备③投配量少时不易调节湿式①适用于各种形式的混凝剂③易于调节③可以在压力管道内进行投药①投配设备比较复杂体积较大②有设备腐蚀间题需要慎重选择设备的材料③混凝剂一般应以溶液形式贮存考虑到加入PAC和石灰两种絮凝剂和两种絮凝剂的特性且先加PAC后加石灰考虑味精厂将来扩建废水增加的可能性PAC投加方式选为选为重力投配设备石灰投加选用石灰投加系统每种设备各设置两台均为一备一用混凝剂混合与搅拌设备为了提高混凝反应速率促进絮体的形成应对水进行足够的搅拌以使混凝剂迅速在水中扩散与水混合均匀最常用的混合设备有下列几种na桨板式机械混合槽混合槽多呈圆形内设机械搅拌轴上叶片转动速度应在15ms以上混合槽停留时间按1015s设计b分流隔板式混合槽在渠道上设水平回流或上下回流隔板隔板间距一般为60100cm流速应在15ms以上转弯处的过水断面为平流渠道过水断面的1215倍c水泵混合将混凝剂溶液投加在水泵吸水井或吸水管内通过水泵叶轮进行混合需要注意的是泵混合必须在水泵内侧和吸水管内壁等处衬以耐酸耐腐材料几种混合设备的优缺点列于表3-5需要对几种混合设备进行综合比较后选取符合设计要求的一种表3-5几种混合设备的比较Tablet3-5Comparisonofseveralmixingequipment型式优点缺点适用条件浆板式机械棍合槽混合效果良好水头损失较小维护管理较复杂每m设备容量豁耗动力0175kW各种水量分流隔板式混合槽混合效果较好水头损失大占地面积大大中水量水泵混合设备简单混合较为充分效果好不另外消耗动能管理较复杂特别是在吸水管较多时不宜在距离太长时便用各种水量综合考虑后选水泵混合混合的方式com絮凝池的设计计算1絮凝池的选择絮凝池主要有一下四种a隔板絮凝池隔板絮凝池适用于大中型水厂一般处理水量规模大于30000m3d单个池的处理水量为103104m3dbn板絮凝池折板絮凝池是近年来发展的一种絮凝池布置形式它是把池内呈直线的隔板改成呈折线的隔板折板絮凝池适用于各种规模的水厂但是需要水量变化不大c网格絮凝池网格絮凝池是在池内沿流程一定距离的过水断面中设置网格水流通过网格时相继收缩扩大形成涡流造成絮粒碰撞网格絮凝池的絮凝效果好絮凝时间相对较少水头损失小其缺点是网眼易堵塞池内平均流速较低容易积泥d机械絮凝池机械絮凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌使水中的颗粒相互碰撞完成絮凝的絮凝池机械絮凝池的絮凝效果好可以根据水质水量变化随时改变浆板的转速水头损失少缺点是机械维修困难考虑到本设计的设计水量和经济条件等设计中絮凝池选择折板絮凝池池中水流在同向折板间曲折流动或在异向折板之间缩放流动提高了颗粒碰撞的絮凝效果缩短了絮凝时间池的的体积减小折板絮凝池安装维修较困难费用相对高一点折板絮凝池的设计要点1絮凝时间一般为615min2折板通常采用平板夹角相对折板峰高为0304m平行折板间距为0306m折板宽度为0506m长度为0820m3絮凝过程中的流速逐渐降低隔板间距逐步增大分段数一般不少于3段各段流速见下表3-6表3-6各段流速Tablet3-6Paragraphsflow项目前段中段末段流速ms025035015025005015上下弯和过水孔洞流速ms03020160100305015251201501201501201502设计计算n设两组折板絮凝池絮凝时间T15min池体池体超高03m单个絮凝池设计水量Q单个絮凝池有效容积VV3-29式中V-------单个絮凝池有效容积m3Q-------单池设计水量m3hT-------絮凝时间min则Vm32絮凝池长度L3-30式中L-------絮凝池长度mV-------单个絮凝池有效容积m3H-------有效水深m取H15B--------单组池宽取B3m则各折板的间距絮凝池的絮凝过程为3段第一段第二段第三段将絮凝池垂直水流方向分为六格每格净宽为08m每两个为一絮凝段第一二格采用单通道导波折板第三四格采用单通道同波折板第五六格采用直板图3Fig3-5Foldingflocculationfloorplan二格n3-31式中-------第一二格折板间距m-------通过第一二格折板的水量-------第一段流速msL-------每格净宽m则取026m第三四格3-32式中------第三四格折板间距m------通过第三四格折板的水量------第二段流速ms则取038m第五六格3-33式中--------第五六格折板间距m-------通过第五六格折板的水量-------第二段流速ms则取079m4水头损失h计算3-343-353-363-37式中-----总水头损失m水头损失mnmn--------缩放组合的个数-------渐放段水头损失m-------渐放段段阻力系数-------渐缩段阻力系数-------转弯或孔洞处阻力系数-------相对峰的断面积-------相对谷的断面积-------峰速ms-------谷速ms-------转弯或孔洞处流速①第一格通道数为4单通道的缩放组合个数为3个n4×312②③④⑤⑥⑦06m⑧渐放段水头损失⑨渐缩段水头损失⑩转弯或孔洞的水头损失011m第二格的计算同第一格第三格为单通道折板3-38式中------每一转弯的阻力系数n------转弯的个数v------板间流速ms-----同上n计算数据如下①第三格通道数为4单通道转弯数为②折角为90°③则第四格的计算同第三格第五格为单通道直板3-39式中------转弯处阻力系数n-------转弯次数v-------平均流速ms①第五格通道数为3两块直板180°转弯次数进口出口孔洞2个②180°转弯进口孔③v010ms絮凝池的总水头损失H3-405絮凝池的G值3-41式中G------速度梯度------水的容重------水的动力粘度T------反应时间水温为则n符合范围com沉淀池1沉淀池初次沉淀池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离当污水进入初次沉淀池后流速迅速减小至002ms以下从而极大地减小了水流夹带悬浮物的能力使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥而相对密度小于1的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去按照初次沉淀池的形状和水流特点国内通常将初次沉淀池分为平流式竖流式辐流式及斜板管四种每种沉淀池均包含进水区沉淀区缓冲区污泥区和出水区五个区四种初次沉淀池的优缺点和适用条件的比较平流沉淀池的优点为沉淀效果好对冲击负荷和温度变化适应性强施工方便平面布置紧凑占地面积小缺点是配水不均匀采用机械排泥时设备易腐蚀采用多斗排泥时排泥不易均匀操作工作量大适用于地下水位较高地质条件较差的地区并适用于大中小型污水厂辐流式沉淀池的优点为用于大型污水处理厂沉淀池个数较少比较经济便于管理机械排泥设备已定型排泥较方便缺点是池内水流不稳定沉淀效果相对较差排泥设备比较复杂对运行管理要求较高池体较大对施工质量要求较高适用于地下水位较高的地区适用于大中型污水处理厂竖流式沉淀池的优点为占地面积小排泥方便运行管理简单缺点是池体深度较大施工困难对冲击负荷和温度的变化适应性差造价相对较高池径不易过大适用于小型污水处理厂或工业废水处理站n斜管板沉淀池的优点为沉淀效果好占地面积小排泥方便缺点是易堵塞造价高适用于原有沉淀池的挖潜或扩大处理能力适用于作初沉池通过几种工艺的比较和对实际情况的综合考虑考虑设计中采用平流式沉淀池平流式沉淀池的主要设计参数有以下几种1池子的长宽比不小于4以3～58一般采用8～1203～12mmin05m机械排泥时缓冲层上缘高出刮泥板03m4池底纵坡不小于001一般采用001～0025一般按表面负荷计算按水平流速校核最大水平流速为7mms2池体设计本设计中设n2两个平流式沉淀池停留时间t2h有效水深取H25m1单池容积3-42式中------单池容积m3------设计流量m3h-------停留时间h-------沉淀池个数则2池宽B平流式沉淀池为了与前面的絮凝池配合便于工作宽度取与絮凝池相同的宽度即B3m3池长n3-43式中------沉淀池长度m------沉淀池宽m------有效水深m则取225m校核长宽比符合规范3-44长深比符合规范3-454进水穿水墙a过渡段于沉淀池之间采用钢筋混凝土穿孔布水墙墙长3墙高28m其中有效水深25m超高03m穿孔墙上的孔口流速采用则孔口总面积b孔洞个数N孔洞形状采用正方形尺寸为10cm×10cm则5出水渠采用薄壁堰出水堰口应保证水平堰口水平设置出水渠宽度采用07m则渠内水深h3-47取为保证自由溢水出水渠的超高定位01m则渠道深度为h03m6排泥设施为取得较好的排泥效果采用机械排泥即在池末端设集水坑通过排泥管定时开启阀门靠重力排泥池内存泥区高度为01m池底由15‰坡度坡向末端积泥坑每池一个坑的尺寸为排泥管兼沉淀池放空管其直径应按下式计算n3-48式中H0-----池内平均水深m此处为250126mt-------放空时间s此处按3h计则取100mm管径的钢管根据沉淀池宽度和有效水深选择型桁架架式吸泥机7沉淀池水利条件复核①水力半径R3-49②弗劳德数Fr内36水解酸化池水解酸化处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段即在大量水解细菌酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程从而改善废水的可生化性为后续处理奠定良好基础com水解酸化池的作用及原理n水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质将环状结构转化为链状结构进一步提高了废水的BODCOD比增加了废水的可生化性为后续的好氧生化处理创造了良好的环境水解酸化处理有机废水取其厌氧处理的前两个阶段水解阶段酸化阶段不需密封及搅拌在常温下进行即可提高废水的可生化性由于水解酸化反应迅速故池容小停留时间短水解酸化反应能适应较大的水质范围出水水质稳定水中有机物为复杂结构时水解酸化菌利用电离H和-OH将有机物分子中的C-C打开一端加入H一端加入-OH可以将长链水解为短链支链成直链环状结构成直链或支链提高污水的可生化性水中SS高时水解菌通过胞外粘膜将其捕捉用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物出水就变的清澈了1水解池的容积每个水解池的容积VVKzQt3-50式中V--------水解池体积m3Kz------总变化系数取1Q-------每个水解池的设计流量m3∕ht-------水力停留时间h取8h则V1×85×8680m3池中填料高度H4m则水解池截面积为m2设水解池4格每格面积为425m2取池宽为3m则池长145m底部布水区的高度取05m清水区高度在填料层以上05m超高取05mH405050555m水解池最终尺寸为4×145m×3m×55m水解池选用组合纤维填料696m3其主要技术参数见表3-7表3-7组合纤维填料主要技术参数Tablet3-7型号塑料环片直径nmm填料直径mm单片间距离mm理论比表面积m2m3ZV-150-80751508020002水解池上升流速校核已知反应器高度为H4m反应器的高度与上升流速之间的关系如下3-51式中v-------上升流速m∕hQ------每个水解池的设计流量m3∕hV------水解池体积m3A------反应器表面积m2t-------水力停留时间取8h则m∕h水解反应器的上升流速v0518m∕hv符合设计要求3进水堰设计已知每格酸化池进水流量m3∕s1堰长设计取出水堰负荷q105L∕smP377中记载取出水堰负荷不宜大于17L∕sm3-52式中L------堰长m-----出水堰负荷L∕sm05L∕smQ-----设计流量m3s则取堰长L5m2出水堰长的形式及尺寸出水收集器采用UPVC自制90°n三角堰出水直接查第二版《给排水设计手册》第一册常用资料P683页当每个水解池的进水设计流量为Q85m3∕h时过水堰水深为195mm每格堰板设9个堰口取出水堰负荷q105L∕smP377中记载取出水堰负荷不宜大于17L∕sm3-533堰上水头3-54式中h1------堰上水头mq-------每个三角堰出流量m3∕h则4集水水槽宽B3-55式中B-------堰上水头mQ1------设计流量m3∕s为了确保安全集水槽设计流量则m因此水槽宽度取110mm5集水槽深度集水槽的临界水深hk3-56式中B------堰上水头mQ0-----安全设计流量m3∕s则3-57集水槽的起端水深3-58式中h0------起端水深m则设出水槽自由跌落高度h2010m100mm则集水槽总深度hh1h2h00017010017029mn4进池出水管设计取水在管中的流速为v208m∕s则3-59式中d1-----出水管直径mm----过堰流速m∕s则取DN70管5污泥回流泵设计计算在水解酸化池中按污泥回流泵的流量为QpQ1000236m3∕s计算取污泥回流管设计流速v305m∕s数据取自《建筑给排水设计手册》污泥回流管的直径为3-60式中d2-------出水管直径mm-------过堰流速m∕s则取DN80管6布气系统设计采用穿孔管布气此阶段废水中的COD去除率为50需气量按表面曝气强度计算取为3m3m2·h则水解池的总需气量为GS4×142×3×36×31840m3h1干管空气流量取空气干管流速为10ms取250mmGGS418404460m3hn水解池采用穿孔管曝气搅拌防止底部污泥沉积每根穿孔管长度取为48m每格水解池布置二行三列则每根穿孔管的空气流量为取空气支管流速为8ms取70mm7mm则孔眼面积38mm2取孔眼流速为单个孔眼流量为每根支管孔眼数为个校核孔眼流速为37生物接触氧化池com生物接触氧化池接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法这种方法的主要设备是生物接触氧化滤地在不透气的曝气地中装有焦炭砾石塑料蜂窝等填料填料被水浸没用鼓风机在填料底部曝气充氧空气能自下而上夹带待处理的废水自由通过滤料部分到达地面空气逸走后废水则在滤料间格自上向下返回池底活性污泥附在填料表面不随水流动因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动不断更新从而提高了净化效果生物接触氧化法具有处理时间短体积小净化效果好出水水质好而稳定污泥不需回流也不膨胀耗电小等优点滤料间水流缓慢水力冲刷力小生物膜只能自行脱落剩余污泥不易排走滞留在滤料之间易引起水质恶化影响处理效果滤料更换构筑物维修困难在曝气池中设置填料将其作为生物膜的载体待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料与生物膜接触生物膜与悬浮的活性污泥共同作用达到净化废水的作用1容积负荷高耐冲击负荷能力强2具有膜法的优点剩余污泥量少具有活性污泥法的优点辅以机械设备供氧生物活性高泥龄短n能分解其它生物处理难分解的物质5容易管理消除污泥上浮和膨胀等弊端6宜于处理工业废水com生物接触氧化池设计计算设计中设两个生物接触氧化池1每个池的有效容积3-61式中------每个池的有效容积m3------每个池的设计水量m3h------进水浓度600mgL------出水浓度100mgL-------填料容积负荷1000gBODm3d则m32总面积取填料层高度m3-62式中------总面积㎡-----填料层高度m则m33滤池分格n设滤池格数n15格则每格滤池面积为m2一般m2m则m4校核有效接触时间3-63式中------有效接触时间hn------每格滤池面积m2n------滤池个数则h一般不应小于12h符合要求5池体尺寸取超高m一般0506m填料上水深一般0405m填料层间隙高一般023m配水区高度不进入检修一般m进入检修m3-64m池总容积m33-656废水在池内实际停留时间3-677所需填料总体积m33-68填料是生物膜的载体是接触氧化处理工艺的核心部位直接影响接触氧化工艺的净化功能填料应具备以下条件a生物膜生成固着性能良好b比表面积较大c空隙率高d具有一定的强度坚固耐用e化学及生物学的稳定性强不溶出有毒有害物质不造成二次污染f耐腐蚀耐老化不变形ng比重与水接近不使水中构筑物承担过大的荷载h形状规范尺寸均一i价格适宜供应充分便于安装和运输生物接触氧化池选用组合纤维填料1040m3其主要技术参数见表3-8表3-8组合纤维填料主要技术参数Tablet3-8Themaintechnicalparametersoffiberfillercombination型号塑料环片直径mm填料直径mm单片间距离mm理论比表面积m2m3ZV-150-80751508020008需氧量按每去除一公斤COD消耗一公斤氧气计算生物接触氧化池的需氧量OC为OC2000×600-8010001040KgO2d生物接触氧化池采用可变微孔曝气器曝气其充氧效率EA取15％则一段接触氧化池每天所需的空气量GS为m3s3-69式中GS------需气量m3空气dEA------氧转移效率％21％----143----氧的容重Kgm3曝气装置选用HWB－1-8微孔曝气器的主要性能参数Tablet3-8Microporousdiffusersmainperformanceparameters型号规格工艺参数动力效率面积比有效水深m通气量nm3hEAHW－1φ200625452017～26HWB－1N为取N为36个则一级生物接触氧化池所需要曝气器为480个9空气管设计1干管取干管流速为10ms则干管直径dg为3-70取dg200mm则干管流速vg为142ms2支管每格生物接触氧化池采用一根曝气支管向池中引入空气取支管流速为5ms则支管直径为dj为3-71取dj80mm则支管流速vj为434ms与初沉池相比二沉池的特点①活性污泥混合液的浓度较高有絮凝性能其沉降属于成层沉淀②活性污泥的质量较轻易产生异重流因此其最大允许的水平流速对平流式辐流式而言或上升流速竖流式都应低于初沉池③由于二沉池还起着污泥浓缩的作用所以需要适当增大污泥区的容积二次沉淀池是好氧活性污泥处理工艺的重要组成部分为使活性污泥处理过程有效运转二沉池必须满足1使生物固体从液相中有效地分离出来2使回流到曝气池的生物固体在其中得到必要的浓缩以保证回流污泥具有较高的生物固体浓度com二沉池设计计算n采用平流式沉淀池1池子总表面积A3-72式中A-----------沉淀池的总表面积m2Q------最大设计流量m3hq----------表面水利负荷m3m2h取1m3m2h则m22沉淀池部分的有效水深h23-72式中h2------沉淀池部分的有效水深mt--------沉淀时间h二沉池的沉淀时间设为2h则m3沉淀部分有效容积V3-73式中V----------沉淀部分有效容积m3则m34池长L3-74式中L------沉淀池长m------最大设计流量时的水平流速二沉池取5mms则m5沉淀池总宽度Bn3-75式中B------沉淀池总宽度m则m6池子个数n设每格池宽b23m则3-76式中n------池子个数b------每格池宽m则7校核尺寸比例1长宽比＞4＞88每日污泥量W3-77式中W-------每日污泥量m3dQ-------设计日流量m3d------污泥含水率------进水悬浮物浓度kgm3------沉淀出水的悬浮物浓度kgm3每个池污泥量m39污泥斗容积V2泥斗倾角采用60°泥斗斗底尺寸为300mm×300mm上口为1550mm×1550mm3-78m3-79式中nV2-------污泥斗容积m3-------泥斗高度m-------斗上口面积m2-------斗下口面积m2则m310污泥斗以上梯形部分污泥容积V33-80式中V3------污泥斗以上梯形部分污泥容积m3-------梯形上底长m-------梯形下底长m-------梯形高度mb-------每个池子宽度m其中360303366m155m则36003－55×0010m所以m311池子总高度H3-81式中-------沉淀池超高取03m-------沉淀池有效水深m-------缓冲层高度m-------污泥部分高度m取05mn其中m则mm3贮泥井集泥深度取h2m则贮泥井的直径m取超高为08m则贮泥井的高度H28mcom污泥浓缩脱水机房污泥浓缩脱水一体机选用SND500整机长L3800mm机座长L12850mm整机宽B21200mm机架宽B1960mm整机高H2000mm选用两台交替使用脱水机房尺寸12m×9m4废水处理站的平面布置和高程布置41废水处理站的平面布置com布置原则水厂平面布置应结合工程目标和建设条件在确定的工艺组成和处理构筑物形式的基础上进行平面布置和竖向设计应满足各建筑物的功能和流程要求废水站附属建筑和附属设施应根据水战规模生产和管理体制结合当地实际情况确定1按功能分区配置得当2充分利用地形平衡土方降低工程费用3功能明确布置紧凑4污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求结合厂址地形气候和地质条件优化运行成本便于施工维护和管理等因素经技术经济比较确定5必要时应预留适当余地n6构建筑物应注意风向和朝向7生产构筑物间连接管道的布置宜水流顺直避免迂回8站内应根据需要在适当的地点设置滤料管配件等露天露天堆放场地9污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观节省材料选材适当并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调10污水厂周围根据现场条件应设置围墙其高度不宜小于20m废水站内应设置通向个构筑物和附属建筑物的道路可按下列要求设计1宜设置环形道路2主要车行道的宽度单车道为35～com～com～com～20m45°6天桥宽度不宜小于10m7车道通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求并应符合当地有关部门的规定废水处理站的平面布置如下图图4-1废水处理站的平面布置Fig4-1Wastewatertreatmentstationlayout42废水处理站的高程布置com布置原则废水处理站高程布置的任务是确定各处理构筑物和泵房等的标高选定各连接管区的尺寸并决定其标高计算决定各部分的水面标高以使被处理的水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动保证废水站的正常运行n在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时应考虑下列事项选择一条距离最长水头损失最大的流程进行水力计算并应适当留有余地以保证在任何处理情况下处理系统能够正常运行污水尽量经一次提升就应能靠重力通过构筑物而中间不应再经加压提升计算水头损失时一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计流量污水处理后应能自流排入下水道或者水体包括洪水季节一般按25年1遇防洪标准考虑高程的布置既要考虑某些处理构筑物如沉淀池调节池沉砂池等的排空但构筑物的挖土深度又不宜过大以免土建投资过大和增加施工的难度高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合尽量减少需提升的污泥量污泥浓缩池消化池等构筑物高程的确定应注意它们的污泥排入污水井或者其他构筑物的可能性进行构筑物高程布置时应与厂区的地形地质条件相联系当地形有自然坡度时有利于高程布置当地形平坦时既要避免沉砂池在地面上架的很高这样会导致构筑物造价的增加尤其是地质条件较差地下水位较高时4-1式中-----连接管水头损失m-----沿程水头损失m-----局部水头损失m------单位管长的水头损失m-----连接管段长度m------连接管中流速m一般取07～15ms------局部阻力系数900弯头阀门则各构筑物的连接管水头损失见下表表4-1构筑物的连接管水头损失Tablet4-1Structureoftheconnectingpipeheadloss管渠及构筑物名称流量nm3h管渠设计参数水头损失mDmmI‰VmsLm00801202集水井至接触氧化835200527075240080079016接触池至集配水井8352005270754002010n012集配水井至水解酸化83520052707525013015023水解酸化至集配水井83520052707515008006014集水井至混凝沉淀8352005270758n002600750101混凝沉淀至中和池中和池至调节池调节池至气浮池气浮池至泵房83583516671667200200250250527527107107075075119119n91514500500801500540240060601202901403101742各构筑物的水头损失见下表表4-2各构筑物的池体损失Tablet4-2VariousstructuresPondloss构筑物名称水头损失m格栅02气浮池04调节池015混凝沉淀池03水解酸化池03生物接触氧化池02二沉池集水池02n0153构筑物高程布置表见下表表4-3各构筑物高程Tablet4-3VariousstructuresElevation构筑物名称总水头损失m水面标高m池底标高m池顶标高mm二沉池集水井生物接触氧化池集水井水解酸化池集水井混凝沉淀池调节池气浮池0204031032038034025073046000n040711031411752273319-375-16-389-097-259-025-05-177089030712113317005523n3233494052351234323285265结论根据辽宁省沈阳市水资源短缺和味精废水排放不合符国家标准严重危害环境的现状本次设计我选择了辽宁沈阳味精厂味精废水处理工程设计作为我的毕业设计n在本次设计中分析原水水质和查阅处理出水水质要求结合当前的技术经济等多方面因素进行工艺比选最终选择了一套建设相对简单且易管理即符合味精废水排放标准又符合当前的经济水平的处理工艺设计中设计了气浮池用于提取味精废水中所含大量的蛋白质提高经济效益同时对于其他物质进行一定的去除还设置有调节池使后续处理的水量稳定便于控制对于混凝沉淀过程设计中采取折板絮凝池对味精废水的处理效率有很大提升对于水解酸化池和生物接触氧化池都进行了详细的设计和计算设计还进行了味精废水处理站的平面布置高程布置对比国内其他味精厂的废水处理沈阳味精厂的味精废水处理即经济同时又提高了经济效益致谢谢谢参考文献[1]王凯军秦人伟发酵工业废水处理[M]北京化学工业出版社2000383436[2]石振清王静com治理技术与设备2001228185[3]周晓检厌氧发处理味精水中氯离子的影响水处理技术1992·1815867·[4]许玉东味精废水处理工艺设计[J]环境工程2002631820[5]邵巍味精废水处理工艺中的氨氮硫酸根问题环境保护199911[J]食品与发酵工业20012771518[7]朱静平胡勇有厌氧氨氧化工艺研究进展〔J〕200632814[9]谢宪章降低味精废水COD的方法研究上海环境科学1990·9101315·[10]郑平冯孝善废物生物处理〔M〕20067682[11]刘庆余张峥com术1991·1717477[12]金新梅味精废水的微生物转化与效益环境污染与防治1997·1921316[13]TetzlaffTAJenksWSStabilityofcyanuricacidtophotocata-lyticdegradationinpollutedwaterOrganicLetters199913463465[14]ShinHSAhnDWShinSUCharacterizationofphosgene-freeMICnwastewaterJournalofEnvironmentalScienceandHealthPartAEnvironmentalScienceandEngineeringTox-icandHazardousSubstanceControl1997A32821392153附录A工业废水回用的接触反应策略摘要无论从控制污染还是资源恢复的角度接触反应都是被广泛应用并极具经济效益在生物接触反应理论以近于完善的今天基于水资源恢复和回用的化学接触反应技术正在逐渐兴起本论文将要探讨化学接触反应在水资源回用中的原理文章中阐述了氧化接触反应化学在对新技术的巩固和利用方面的用途是相当多的明确来讲氧化还原催化作用和活性氧转移氧化剂具有很多优点本文将涉及上述技术的设计关键词COD去除率催化氧化氧化还原催化剂工业水处理1．绪论在欧洲工业水回用尚未形成规模然而从欧洲气候的长远变化和越来越多的地上凿洞及河流取水现象来预测低价水将愈加稀少由于水价的提高研究水资源恢复及再利用的技术将成为可行的贸易运作方式因此改善污水水质的研究将是未来关注的热点水不在是自然界的廉价溶剂而是易于污染难于净化的材料一旦扩散到环境中将会侵入生物圈的各个部分n污染物仅仅是被置于错误地方的一种物质因而科研的目的就是将它们保存在安全无害的避免和最小化是是污染物去处的前期步骤当然避免在这样一个任何变化都会导致严重结果的星球上是不可能具有选择性的另外所谓避免也指简单的液相与气相之间的转化液相与气相污染物的消除都分别存在其利害关系但值得注意的是气体污染物的去除的发展远先进于水中COD的去除因此液相中污染物的去除是值得关注的由于研究不能面面俱到第三步可以从前两步骤中得到借鉴彻底清洁是昂贵的即使你有一个成本高效的途径它仍然会降低资产回报和降低经济合理性目前水资源循环利用的最优技术便是膜技术它是唯一能够利用化学工艺产生充分清洁渗透作用的技术但是膜技术难以单独运行大都依赖于上向流过滤和处理向下流中含污染物的滞留物的技术由此要在水质提高工艺中做到面面俱到就要求多种工艺综合运用因此废水水质提高的大体规则如下1尽可能避免污染考虑所有使污染最小化的措施2隔离受污染水体3源头处理河水高浓度低流量4在完整的处理周期中测量和鉴定污染物找到运行管理费用的最高值尽量使其与常规费用相接近本篇论文将要考虑到受污水影响的工业以及处理滞留物的技术滞留物包括由污水管道排出的污染物本文将要阐述需要克服的问题及解决问题过程中应用技术多样化的程度另外解释了价格控制员如何影响未来技术的发展方向2．工业处理工业庞大的污水出流量如下所示这些处理工业涉及污水处理的诸多领域列举一些示例如下精炼化学药品媒质特质n石油化工产品药物农用化学品食品饮料纸浆造纸市政污水处理21精练厂将原油送往炼油厂的过程中会对水体造成污染无论是由海面钻探平台引出的输油管道被水冲刷干净还是储油船的压舱水都会带来一系列水质改良问题22化学药品合成媒介或特殊化学药品在烘干前常需大量清水冲掉杂质或残余可燃性溶媒23石油化工产品乙烯车间需要去除生产过程中形成的酸性气体在通过高温分解来提高加工选择性之前添加硫化物更加剧了这一情形通常采用腐蚀性擦洗的办法引发了大量废水处理的问题24药物和农用化学品这些工业在合成时需要冲洗步骤包括以水为基础的表面活性剂和湿介质25食品和饮料清洁工艺需水产生BODCOD26纸浆和造纸n生产过程中大量用水---除了标准牛皮纸处理纸浆漂白阶段需要水合过氧化物和酶所以充分了解人类社会活动怎样对水质造成的污染是至关重要的一份市政处理厂流速的调查显示了未经处理工业废水的重要影响3处理技术去除出流水体COD和污染物的处理技术这些可行的或处于发展中的工艺示例依据大体的反映机理规则可被划分为几类如果催化工艺中的吸附过程被忽略的话则分类如下1生物催话作用2以空气氧为基础的接触反应3化学氧化4无催化作用的化学药剂氧化5利用-OH或活性氧转移的催化作用生物催化作用在市政污水处理中发挥了极佳的作用为去除水中有机物提供了经济高效的途径在使用不同种类的细菌来增加技术的灵活性方面取得了很大进展一个遗留问题---怎样处置脱水后的活性污泥污泥量意味着这是一个棘手的问题作为肥料这一应用途径是有限的吸收了重金属的污泥是有毒性的反抗的有毒的COD这种情况下焚烧和使用填埋来安全处理灰烬是必要的以空气为基础的氧化是十分吸引人的因为如果不需氧化剂就意味着不需纯级的氧气不幸的是它仅是微