屠宰厂废水处理站工艺初步设计 36页

屠宰厂废水处理站工艺初步设计1设计任务本设计为某屠宰场废水处理工艺的初步设计，其处理水量Q=2500m3/do出水满足《肉类加工工业水污染物排放标准》的一级处理标准。具体进出水水质如表1所示。表1屠宰废水进出水水质表主要污染物名称CODCrbod5SSNH3-N油大肠杆菌pH进水浓度(mg/1)2000800600501501076-8出水浓度(mg/1)<80<25<60<15<1550006.0-8.5根据表1",可以计算出各项污染物的去除效率，结果如下：(1)CODCr去除率=(2000-80)/2000x100%=96%(2)BOD5去除率=(800-25)/800x100%=96.875%(3)SS去除率=(600-60)/600x100%=90%(4)NH3-N去除率=(50-15)/50x100%=70%(5)动植物油去除率=(150-15)/150x100%=90%在选择流程时，至少要保证所选的流程有如上的处理效果，才能达到本次设计的基本要求。n2污水处理方案的确定2.1设计思路根据屠宰废水的特点及处理的难点，设计思路大体如下：（1）一级处理：排放的废水先后流经粗细两道格栅，主要去除较大悬浮物和漂浮物，防止污水提升泵等机械设备堵塞。然后流入隔油沉淀池，废水中含有泥沙等，这些可通过自然沉淀去除，沉淀的泥沙定期用污泥泵打入污泥浓缩罐。油脂则漂浮在水面，可以人工捞出冋收处理。由于其废水水质水量波动较大，以确保后续处理效果和运行稳定性，在处理工艺流程中设置调节池，以均化水质水量。保证系统平稳运行。还可以通过调节池均化其本身的酸、碱度，以使废水的pH值满足后续处理工艺的耍求。废水中含有的血污、油脂、油块等,通过混凝气浮得到有效的去除。（2）二级处理：对于屠宰废水中难降解、浓度较高的CODCr>BOD5,预处理过程中不能完全去除，故二级处理采用生化处理，本设计采用水解酸化■好氧生物处理技术。水解酸化池主要目的将大分子有机物分解成小分子有机物，以便在好氧过程中进一步得到去除。（3）三级处理：好氧处理后的出水，溢流到沉淀池中，沉淀后上清水进入消毒池，沉淀池中的污泥定期用泥浆泵打入污泥浓缩罐屮。2.2方案确定2.2.1废水处理流程通过比较研究，本方案采用水解酸化——生物接触氧化为主体的n生化工艺，辅以隔油沉淀池、调节池，气浮池，消毒池相结合的思路,工艺流程图如下所示：屠宰废水集油池隔油枕淀池池池二TJ浮调气水解酸化池鼓风机>接触竜化池:III|7二沉池污泥池消备池消毒剂一达标毎放口污泥外运达标排放图1工艺流程不意图3.1格栅的设计3.1.1格柵的作用格栅是污水处理的笫一道工序，它的作用主要是拦截可能堵塞水泵机组和阀们的污水中较大的悬浮物、漂染物、纤维物质和固体颗粒n物质，从而保证后续处理构筑物的处理能正常运行。在本流程中，采用一粗一细两道格栅来确保处理效果。3丄2粗格柵的设计计算（1）计算最人流量QmaxQ=2500m3/d=0.029m3/s=1.86Qmax=QxKz=2500x1.86=0054m3/s24x60x60式中：Qmax——最大设计流量，m3/s设计屮取污水过栅流速v=0.8m/s根据最优水力断面公式Qmax=4加1VVV0.6则栅前水深/7=^=0.21m2(2)栅条间隙数n仝杠砸=0.054岳莎“97取n=8个bvh0.05x0.6x0.21式中：匕—格栅倾斜角，本次设计取60度；b格栅净间距，m,本次设计取50mm；h——栅前水深，m；v过栅流速，m/s;Qmax一最大设计流量，m3/Son(2)栅槽宽度BB=s(n-1)+勿2=0.01x(8—1)+0.05x8=0.47m式屮：s栅条宽度，m,设计采用圆钢为栅条，s=0.01m；n——栅条间隙数，个；b——格栅净间距，m；B——格栅槽宽度，m(3)格栅水头损失设栅条断面为锐边矩形，卩=2.42匚=卩(-)4/3b=2.42x(―)4M.280.05h0=(^v2sin6z)/2g=0.28x0.6><0.6>Hitga图2格栅设计计算示意图3.1.3细格栅的设计计算3.13.1设计计算(1)最大流量QmaxQmax=QxKz=2500x1.86=o.O54m3/s24x60x60n=Q杯航=0.054血莎二3985取叶购个bvh0.01x0.6x0.21n式中：a——格栅倾斜角；b格栅净间距，m,木次取10mm；h——栅前水深，m；v过栅流速，一般取0.6・1.0m/s,本次设计取0.6m/sQmax—最大设计流量，m3/s(3)栅槽宽度3B=s(n-1)+=O.Olx(40-1)+0.01x40=0.79m式中：s——栅条宽度，m；n——栅条间隙数，个；b——格栅净间距，m；B——格栅槽宽度，m二个格栅，二用一备(4)格栅水头损失设栅条断面为锐边矩形,沪2.42"卩(s/b)4/3=2.42x(0.01/0.01)4/3=2.42h()=($v2sina)/2g=2.42x0.6><0.6><10mx3.4mo3.3隔油池的设计3.3.1隔油池的作用屠宰废水中含有大量油类物质，设置隔油池，可以通过油与水的比重差异，分离去除污水中的可浮油和部分悬浮颗粒。本设计采用平流式隔油池。3.2.2设计参数设计流量Q=2500m3/d323设计计算(1)隔油池有效容积V=Qt=式中：Q——废水设计流量，m3/h；t——废水在隔油池内的停留时间，h,—般采用1.5h-2.0h,本次设计取n2.0ho(1)隔油池的过水断面面积Ac4Q2500x1000/2A.===4〃广3.6v3.6x2x24x60x60式中：Ac——过水断面积，n?；V——废水在隔油池内的水平流速，一般取2~5mm/s,本次设计取2mm/so(2)隔油池表面积AA==134x104.2=96人pX360.04x36式屮：匕—表示隔油池面积修正系数，无量纲；匕卩油滴的上浮速度，cm/s,一般为0.04cm/s;Q——设计废水量，m3/ho(3)隔油池的宽度计算B=nb=2x4=8m式中：b——隔油池每个格间的宽度，m,单格宽也有要求，一般如果有刮泥机，和刮泥机宽度匹配，没有的话取整数，2,2.5,3,4m等，本次设计取4m；n——隔油池间隔数，按规定隔油池格间数不得小于2,本次设计取n=2.(4)隔油池的长度L计算n=12」mrA96.8L=——=B8（7）隔油池建筑高度H的计算H=h+hi=l+0.5=L5m式屮：H——隔油池建筑高度，m;h隔油池工作水深，m；经验值不超过2m,取lm。山——池水面以上的池壁高度,m，一般不小于0.4m,取0.5m。（8）除油除渣设备内设一台刮泥机。上撇浮油、下刮沉泥，刮泥机往复运行，往复频率根据现场调整。浮油撇入浮油池内，污泥由潜污泵送至污泥浓缩池中。3.4气浮池的设计3.4.1设计说明气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附、并使带气颗粒与水分离。同时减轻后续处理构筑物的压力。该气浮池采用平流式气浮池。3.4.2设计参数取反应时间lOmin；试验条件下的释气量弧，取30L/m3o3.4.3设计讨=J（1）气浮所需的空气量Q的计算Qg=QR'qm=2500/24"5%x30xl.2=562.5L/hn式中：Qg——气浮所需的空气量，L/h；WWW.bysj580.com毕业设计论文代做平台QQ3139476774Q——气浮池设计水量，m3/h；R1——试验条件下的回流比，%,一般为5%・25%,本次设计取15%；S——试验条件下的释气量，L/m3；（P——水温校正系数，取1.1~1.3,本次取1.2。（2）加压溶气所需水量Qp的计算Q=2562.5157加3/h卩736〃心736x80%><2.5x2.43x10-2式中：P选定溶气压力；Kt——溶解度系数,MPa；7——溶气效率。表2不同温度下的K（值温度（°C）010203040Kt3.77x10^2.95x10-22.43xW22.06x1O'21.79x1O'2（3）接触池的表面积Ac接触室上升流速％,—般取10—20mm/s,本次设计取20mm/s,则接触室平面面积：出-104+15.7十6川冬20x0.001x3600式中：Q——气浮池设计水量，m3/h；Qp——加压溶气水量，m3/h；n（4）分离室的表血积As分离速度（分离至的向下平均水流速度）Vs，—般取WWW.bysj580.com毕业设计论文代做平台QQ31394767741.5一3mm/s木次设计取2.5mm/sAs二(Q+QP)/Vs=(104+15.7)/(2.5x0.001x3600)=13.3m2(2)气浮池的容积计算选定池的平均水深H为2m,则V=(Ac+As)H=(1.66+13.3)x2=29.9m3校核：t=—=29,92=17.3min在10-20min内,所以符合要Q104求。则总停留时间:*竺厶60x29.9_6.4nun0+0,104+15.7(3)溶气罐直径Dd的计算因压力溶气罐的过流密度I取1000m3/(m2-d),故溶气罐直径Dd=4©711(4)溶气罐高h的计算h=2h1+h2+h3+h4=2x0.09+0.2+1.0+1.1=2.48m式中：h——罐顶，底封头高度(根据罐直径而定)，h2布水区高度，一般取0.2・0.3m,本次设计取0.2m；nh3贮水区高度，一般取1.0m；h4填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.0・1.3m,本次设计取1.1m(2)空压机额定气量QJ的计算Qf=0Qg/(6OxlOOO)=L4x562・5/6OOOO=O.O13m3/min式中：0——安全系数，一般取1.2-1.5,本次设计1.4。3.5水解酸化池的设计3.5.1水解酸化池作用水解酸化池是利用水解发酵菌在微氧条件下完成有机物降解的过程。由于屠宰废水COD含量较高且含有大量难降解有机物，通过水解酸化反应，可以将难降解有机物分解为小分子、易降解的有机物,提高废水的可生化性，还可以去除一部分COD,减轻后续好氧处理的负荷。水解酸化池的工艺分为膜法和泥法，本设计采用前者，即水解酸化菌附着于池内填料上生长，水流通过填料时，生物膜即吸附水屮有机物完成生物反应。3.5.2设计参数容积负荷N尸3・OkgCOD/(m3d)；溶解氧DO<0.3mg/l；3.5.3设计计算(1)有效池容积v=S2=2x2500^66WnM，3式中：Q——流量，m3/d；S——进水COD浓度，g/1；Nv——COD容积负荷，kgCOD/(m3d)o(1)池子尺寸取有效水深h=5m,则池子表面积为心彳=竽~336沪(2)复核HRT=-=^-=6.03h,符合要求。Q104(3)填料容积Vr=-V=-xl667«lllU?,采用3层组合填料，每层lm,33安装在距池底0.8m的处。膜法池底仍可积泥，可以安装潜水搅拌机。可按每立方米10W功率配备搅拌机，共分4小格，选用4台潜水搅拌机。3.6接触氧化池的设计3.6.1接触氧化池作用生物接触氧化是在生物反应器内装载填料，利用微生物自身的附着作用在填料表面形成生物膜，使污水在与生物膜接触过程中得到净化。有机物通过好氧微生物的作用，被降解为生物质与co2,进而从污水中去除掉。3.6.2设计参数BOD5容积负荷M=1.0xl03kg/(m3d)；填料层高度H=3m(填料层高宜采用2.5~3.5m)；n进水BOD5浓度La=800mg/l；出水BOD5浓度Lc=25mg/L3.6.3设计讨式中:V=M1000Q——流量，m3/d；La——进水BOD5浓度,mg/1；Lc——岀水BOD5浓度,mg/lo(1)生物接触氧化池的有效容积V如7)=2500x(800-25)=1937.5肿(1)生物接触氧化池的总而积A4V1937.5““2A=—==645.8/7：^H3式中:H——填料层高度，m,—般采用3m。(2)池深HoHo=//+/?]+方2+力3+=3+0・5+0.5+0.5=4.5m式屮：H——填料层高度，m；1超高，m,0.5-0.6m,本次设计取0.5m；h2填料层上水深,m，一般为0.4~0.5m,本次设计取0.5m；仏——填料至池底的高度，一般采用0.5m；(3)有效停留时间t=0.775J(4)空气量D计算根据实验，确定气水比为20：1,即每立方米污水需气量为20n?。式中：£>01n?污水所需气量，m3/n?,—般为15-20m3/m3,本次设计取20m3/m3；nQEl均污水流量，m3/do3.7二沉池的设计3.7.1沉淀池的作用废水中含有的颗粒物质在重力作用沉淀，被收集去除。按水流方向划分为平流式，辐流式，竖流式三种形式。每种沉淀池包括五个区,即进水区，沉淀区，缓冲区，污泥区，出水区。本次设计采用竖流式沉淀池。3.7.2沉淀池的设计该沉淀池采用中心进水，周边出水的竖流式沉淀池1座，采用刮泥机。3.7.2.1沉淀池的设计参数设计进水量：Q=2500m3/d=0.029m3/s最大设计水量：Qmax=0.054n?/s污水在沉淀池中的流速：v=0.02m/s污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度：v^O.Olm/SoVi—般不大于40mm/so喇叭口直径:di=1.35m水力停留吋间（沉淀吋间）:t=2h污泥清除时间：Idn中心管流速Vo=20mm/s3・7・2・2沉淀池的设计（1）沉淀池的最大设计流量qmaxqmax_Qmax-0.054m/s式中：Qmax——最大设计水量，H?/S（2）中心管面积ff=qmax/vo=O.O54x1000/20=2.7m2式中：qmax最大设计水量，m3/s；v0屮心管流速，m/So（3）中心管直径dodi=1.35do故do=2m式中：d0中心管直径，m。（4）中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3h3=qmax/3・14vidi=0.054/（3.14x0.01x2.7）=0.64m式中：V1——污水市中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度,m/sdi——喇叭口直径,m（5）沉淀池有效端面积AA=qmax/v=0.054/0.02=2.7m2式中：v污水在沉淀池中的流速，m/s；n(1)沉淀池直径DD=[4x(A+f)/3.14]1/2=[4x(2・7+2.7)/3.14]1/2=3.7m取D=4m<8m,符合要求式中：D沉淀池直径，m(2)沉淀部分有效水深h2h2=vtx3600=0.02x2x3600=144m其中D/h2=1.85/1・44=1・3<3,符合要求式中：v污水在沉淀池中的流速，m/s；t——沉淀时间，ho(3)污泥体积VV=qmax(CrC2)x86400x100xT/[K2xzx(100-p0)]=0.027x(600-60)x86400xl00xl0_3xl/[1.5x1000x(100-95)]=16.8m3式中：G—进水悬浮物浓度，600mg/1C2—出水悬浮物浓度，60mg/1心一总变化系数，K2=1.5；n/一污泥容量,取r=lt/m3；nT—两次清除污泥相隔吋间，d每个池子污泥体积：16.8/2=8.4m3(1)池子圆锥部分容积115=(D-r)/2]xtga=[(6-0.l)/2]tg45°=2.95m式中：R——锥底上部半径，m；r——锥底下部半径，gh5——截锥高度，m；a截锥侧壁倾角,设a=45。Vi=3・14Xh5X(R2+Rxr+r2)/3=3.14x2.95x(3.52+3.5x0.1+0.12)/3=39m3>3.54m3(2)沉淀池总高度H设沉淀池保护高度hi=0.3m,缓冲高度h4=0.5moH=hi+h2+h3+h4+h5=0・3+5.04+l・27+0・5+2・95=9・32m式屮：hi超咼，m；hq缓冲层咼，m；h5——污泥室圆截锥部分的高度，m4污泥处理系统的设计计算4.1污泥浓缩池4.1.1污泥浓缩池作用n污泥浓缩用于降低污泥中的空隙水，减少污泥体积。经过污泥浓缩，污泥含水率可由原來的99.7%降低为97%〜98%。4.1.2设计参数WWW.bysj580.com毕业设计论文代做平台QQ3139476774n污泥浓缩池采用辐流式重力浓缩池。浓缩池进口污泥流量Q=300n?/d(含水率为99.7%)。污泥固体通量M=20kg/(m2-d)；污泥固体浓度C=3kg/1。4.1.3设计计算(1)浓缩池面积A=er=300x3=4W(4-i)M20式中：C污泥固体浓度，kg/1；M污泥固体通量，kg/(m2-d)o则浓缩池直径D==«8m。(1)浓缩池高度7^=12x300=34/?；(4-2)24A24x45式中：T——污泥浓缩时间，ho(2)浓缩池总深度H=h[+h2~irh3=3.4+0.3+0.5=4.2m(4-3)式中：h2——超高，m；h5——缓冲层高度，m。采用GJ-8型中心驱动式刮吸泥机1台，功率0.37KW。进泥管和排泥管均采用管径D=300mm,上清液送回至调节池。4.2贮泥池及污泥泵n4.2.1贮泥池作用污泥从浓缩池被排除后，没有压力进入污泥脱水机房，因此应设贮泥池。由浓缩池和预处理产生的污泥进入贮泥池，再由污泥泵提升至脱水机房。4.2.2设计计算(1)污泥量确认①来自格栅和隔油池污泥量约为：=SAm3/d24(27(^-C2)100_24x2500x(600-60)/(100-P)103~1000x(100-96)x103式中：Q——废水设计流量，m3/d;CjG——分别为进水和出水的SS浓度，mg/L;P泥渣含水率,%;Y——泥渣容重，kg/m［当含水率在95%以上时。可取1000kg/m3;T——排泥周期，一般取，1〜2天，这里取1天②根据5.1.3计算结果，來自浓缩池污泥量约为：104x(100-99.7)=7W/J(含水率为96%)。2(100-96)③集泥井污泥量2；=2；+2；=8.1+7.8=15.9m3(2)贮泥池容积n巧=0；卩=15.9x4=63.6,7?式中：T——污泥停留时间，ho(1)贮泥池上部尺寸n采用方形池了，具体尺寸为LxBxH0=7mx7mx4m，则上部容积为196m3o(1)斗部容积①将贮泥池设为正方形取斗底边l=2m,池，侧壁倾角a=50。，泥斗高度hi=(7-2)tg50°/2-2.5m则斗内有效容积为V0=-x2.5x[22+72+(22x72)1/2]=56.25m3(2)贮泥池总高度设超高h2=0.5m,则总高H=hi+h2+Ho=2.5+O.5+4=7m。(3)校核贮泥池总容积为196+56・25=252>207,符合耍求。选择型号G30-1污泥泵一台，功率1.2KW。4.3污泥脱水4.3.1污泥脱水作用浓缩后的污泥含水率将为97%左右，但体积还是很庞大。为了综合利用和最终处置，需要对污泥进行脱水处理。经过脱水处理的污泥含水率可以降为60〜70%,便于运输和储存。4.3.2设计选型污泥脱水常用的设备有离心机，带式和板框式压滤机，本设计釆用离心机进行脱水，其具有以下优点：n(1)全封闭运行，现场清洁无污染；WWW.bysj580.com毕业设计论文代做平台QQ3139476774n(1)絮凝剂、清洗水用量少，H常运行成木低廉；(2)设备布局紧凑，占地面积小，可明显减少征地及基建投资。选型为LW-350型卧旋离心机，设计处理量4—10m3/h,功率为30KWo在不投加药剂的情况下，处理后滤饼的含水率也可V80%。干污泥定期拉走处理，脱出的废水回到调节池。5污水处理站平面及高程布置5.1污水处理站平面布置5.1.1各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理的主体建筑物，在对它们进行平而布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：(1)贯通连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免曲折，造成管理不便。(2)土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段。(3)在各处理构筑物之间应保持一定间距，以满足放工要求，一般间距要求5〜10m,如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。(4)各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，减少占地而积。5.1.2辅助建筑物污水处理的辅助建筑物有泵房、办公室、集中控制室、水质分析化验室等，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便、安全。化验室化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风向处。n综上所述，设计污水处理站平面布置图吋，要根据工艺要求满足各种管道布置间距，满足良好的交通功能，有良好的绿化环境，对以周环境没有污染，又要满足各种功能要求，节约用地的原则。本设计的平面布置详见相关图纸。5.2污水处理站高程布置5.2.1高程布置原则污水处理厂高程布置的任务是:确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物Z间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩初设计时，精度要求可较低）。水头损失包括：（1）水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；在作初步设计时可做估算。（2）水流流过连接前后两构筑物的管道（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失。（3）水流流过量水设备的水头损失。水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并应适当留有余地；以使实际运行时能有一定的灵活性。5.2.2污水处理高程计算（1）水头损失计算nWWW.bysj580.com毕业设计论文代做平台QQ3139476774n根据要求，管道损失一般不超过构筑物损失的30%,而总水头损失为管道损失和经过构筑物的损失之和，所以可以认为总水头损失约是污水流经构筑物损失的1.3倍。本流程所设计的污水处理构筑物水头损失见表3。表3各个构筑物的水头损失构筑物名称格栅调节池隔油池水解酸化池接触氧化池沉淀池水头损失取值范围(m)0」〜0」50.2〜0.30.2〜0.30.2〜0.40」〜0.30.25〜0.3实际取值(m)0.150.20.20.30.20.3则有：①粗格栅至细格栅水头损失为ho=O・15xl.3=O.195m；②细格栅至调节池水头损失为hi=0.15x1.3=0.195m；③调节池至隔油池的水头损失为h2=0.2xl.3=0.26m；④隔油池至水解酸化池的水头损失为h3=0.2xl.3=0.26m；⑤水解酸化池至接触氧化池的水头损失为114=0.3x1.3=0.39m；⑥接触氧化池至沉淀池的水头损失为h5=0.2xl.3=0.26m；⑦沉淀池至排水口的水头损失为h6=0.3xl.3=0.39mo沿线损失约2.21m。(2)高程计算为简化计算，将地平面标高设定为0m。①沉淀池液面标高0.15m；②接触氧化池液面标高2.02m;n①水解酸化池液面标高2.41m；②隔油池液面标高2.67m；③调节池液面标高2.93m；④泵站（设于细格栅后）建成地下式，底部标高为一3m；⑤细格栅液面标高一0.70m；⑥粗格栅液面标高一0.5mo本设计高程标注详见相关图纸。6污水泵站的设计6」泵站的设计采用集水池与机器间合建的矩形泵站。集水池容积釆用相当于4台水泵10分钟的容积：W=200xl0/60=33.3m有效水深H=3m,则积水池面积为F=16.65m2o则集水池尺寸为4mx4mx2.5mo泵站简图如图3所示。图3泵站示意图考虑到提升泵的数量和集水池尺寸，建成占地5mx6m的矩形泵站。n6.2选泵(1)总扬程估算泵长总扬程=自由水头+沿线水头损失+泵站水头损失=1.0+4.39+4+1.5+匕10.89m(2)流量拟采用3台水泵(其中1台备用),每台水泵的流量为100n?/h。考虑总扬程和流量，选择4PW型污水提升泵，流量为120n?/h,扬程为12m,电机功率为7.5KWo