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淀粉污水处理设施初步设计-课程设计

水处理设施设计与运行课程设计报告

题目淀粉污水处理设施初步设计

时间

班级姓名序号

指导教师

一．原水（5分） (1)

二．设计目标（5分） (1)

三．处理工艺及原理（15分） (1)

（一）方案流程图（2分） (1)

（二）带控制点工艺流程图（5分） (1)

（三）工艺过程及工作原理（4分） (1)

（四）在线检测与控制策略（4分） (2)

四．设备和构筑物的设计与计算（30分） (2)

（一）××××××（设备或构筑物名称1） (2)

（二）××××××（设备或构筑物名称2） (7)

五．高程布置（5分） (20)

六．标准设备、仪表技术要求（5分） (23)

七．总结（5分） (24)

一．原水（5分）

原污水含淀粉、蛋白质、纤维素、糖类等，呈棕色。BOD5=3000mg/L，COD=5000mg/L，SS=2500mg/L，TN=250mg/L，PH=3.0-7.5。为可生化性较强的高浓度有机污水。

二．设计目标（5分）

处理水量: s

7003

0081

出水达到国家污水综合排放标准（二级）,控制项目为PH、色度、SS、BOD5、COD 和NH3-N。

三．处理工艺及原理（15分）

（一）方案流程图（2分）

淀粉污水处理设施初步设计-课程设计

沼气

玉米蛋白烧碱蒸汽

（二）带控制点工艺流程图（5分）

（三）工艺过程及工作原理（4分）

原水先经过集水池，使废水中较大的有机颗粒（主要玉米蛋白）沉降下来，然后经过引水罐1以及泵1到沉降罐再次沉降有机颗粒物，出水自流进入调节池，进行控制进水流量，待水质稳定使其混合均匀后进入引水罐2，再通过泵2进入中和池，在此进行污水的投药中和（加碱）以调节污水的浓度及ph值，污水在此反应大约5~20分钟，然后通过加热器及分水器将污水送入UASB，要处理的污水从厌氧污泥处理设备底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出加以回收利用，而污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降到集泥池，然后通过泵5上清液回流到调节池进行往复循环处理，从UASB流出的水进入缓冲池将沉降的污泥回流到分水器再次处理，然后进入缺氧池将大分子有机颗粒分解成小分子有机颗粒，进入曝气池后通过罗茨风机向曝气池通风以去除CO2以此大大提高中和排水的PH值，进入曝气池体中的污水在有氧的环境中，与池中微生物形成微生物生物圈，利用微生物对池体污水的生物降解净化作用，达到污水治理的目的，实现水质净化和水质的改善，到达竖流沉淀池后污水是从上向下以流速v做竖向流动，对污水中的悬浮颗粒进行拦截和过滤，从而使沉降下来分别回流至缺氧池进行消化作用以除去总氮，回流到UASB再次处理，部分通过集泥池和泵5将上清液再次回流到调节池进行水质均衡调节，部分水则通过泵6到达污泥干化厂进行处理然后产出干污泥，污泥干化厂的部分污泥通过渗透液到达调节池，达标的部分水质则通过竖流沉淀池直接出水。

（四）在线检测与控制策略（4分）

全厂运行采用集中监视、分散控制的集散系统。总控制室设有操作站、监视器、打印机、彩色硬拷贝和彩色模拟盘，分控制室内设现场控制器PLC ，按编制运行，并将采集的大量信息输至总控制室进行处理，厂内还设有电脑对厂区主要部位及进水泵房、鼓风机房等主要设施通过电脑进行监视。

四．设备和构筑物的设计与计算（30分）

（一）集水池

设计水量： s m h m d m Q /0081.0/16.29/700333===

水力停留时间：h t 6=

有效水深取：m h 5.5=，超高m 5.0

集水池的有效容积： 3174616.29m t Q V =?=?= 水面面积：m m h V A 328.315

.5174，取=== 横断面积为：m m B L 58?=?

尺寸为：m m m H B L 658??=??

（二）格栅

格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。

设计参数：取细格栅；栅条间隙d=3mm ；栅前水深 h=0.4m ；格栅前渠道超高 h2=0.3m; 过栅流速v=0.6m/s ；安装倾角α=45°；

设计流量：s m h m d m Q /0081.0/16.29/700333===

设计草图如下图所示：

格栅设计计算草图

1、栅条间隙数(n)： max sin Q a

n bhv

.26.04.0003.045sin 0018.00

=???=

取n=13条

式中： Q ------------- 设计流量，m3/s

α------------- 格栅倾角，取045

b ------------- 栅条间隙，取0.003m

h ------------- 栅前水深，取0.4m

v ------------- 过栅流速，取0.6m/s ；

2、栅槽总宽度(B)

设计采用宽40 mm 长70 mm ，迎水面为圆形的矩形栅条,即s=0.04m

B=S ×(n-1)+b ×n

=0.04×(13-1)+0.003×13

=0.519 m

式中：

S -------------- 格条宽度，取0.04m

n -------------- 格栅间隙数，13条

b -------------- 栅条间隙，取0.003m

3、进水渠道渐宽部分长度(1L )

设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽1B =0.17m,

渐宽部分展开角1取为20°

则 1L =112B B tg

20217.0-519.0tg ? =0.47m

式中：

1L --------------进水渠道间宽部位的长度，m

B --------------栅槽总宽度，m

1B -------------- 进水渠道宽度，m

1-------------- 进水渠展开角，度

4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（2L ）

m L L 235.02

47.0212=== 2L ----------格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，m

5、过栅水头损失（1h ）

取k=3,β=1.83(栅条断面为半圆形的矩形)，v=0.6m/s

0234045sin 2)(?÷÷??=g V b

S h β 045sin 8.926.0)003.004.0(83.1234

?÷÷??= m 75.0=

75.03011?=?=h k h

m 25.2=

式中：

0h --------计算水头损失，m

1h ---------过格栅水头损失，m

1k -------- 系数，水头损失增大倍数

β-------- 形状系数，与断面形状有关ξ

S -------- 格栅条宽度，m

b -------- 栅条间隙，m

v -------- 过栅流速，m/s

α-------- 格栅倾角，度

6、栅槽总高度(H)

取栅前渠道超高：m h 3.02=

栅前槽高：m h h H 7.03.04.021=+=+=

则总高度：21h h h H ++=

m 95.23.025.24.0=++=

7、栅槽总长度(L)

0121450.15.0tg H L L L ++++=

m tg 905.2457.00.15.0235.047.00=+

+++=

式中：

1H ------格栅前槽高，m h h H 7.03.04.021=+=+=

8、每日栅渣量(W)

取：333110/1.0m m W = 0.32=k

则 10008640021???=

k W Q W 1000

3864001.00018.0???= d m /005.03=

式中：

Q -----------s m /3设计流量，

1W ---------- 用中值

细格栅用大值，中格栅，粗格栅用小值，污水），取栅渣量（01.0~1.010/333m m 2k ----------- 污水流量总变化系数

（三）引水罐容积的计算

进污水流量： s m h m d m Q /0081.0/16.29/700333=== 面积s m u m u Q S /2.0;04.02

.0360016.292取=?== 进水容积：32200628.021.014.3m h R V =??==π

式中：管径取200mm ，高度取2m

3014.30628.05050m V V =?==

式中：引水罐直径取1000mm

mm m R V H 400045.014.314.32

2==?==π高

引水罐示意图

（四）调节池

调节池，采用钢筋混凝土池，以防沉淀物在调节池中沉淀下来，通常情况下，用于工业废水的调节池，可按6-8h 的废水量计算，若水质水量变化大时，可取10-12小时的流量，甚至采用24小时流量计算。

1、尺寸设计

（1）池容

V Q t =?

式中： Q ---------

3/Q m h --流量，； t ---------7h 调节时间，取

则： V = 29.16 × 7 ≈ 204 m 3

（2）调节池面积

V A H =

式中 H ---------调节池水深一般在3~5m 之间，取3.5m ，超高0.5m

代入得 2683

204m H V A ≈== 取调节池长×宽×高=10m ×9m ×3.5m

示意图:

调节池10m 9m

（五）中和池

中和池是中和酸性或碱性废水的水处理构筑物，按水的流向分平流式和竖流式（又分升流式和降流式），滤料粒径一般为30-50mm ，不得混有粉料杂质，当废水中含有可能堵塞滤料的物质时，应进行预处理，过滤速度一般不大于5m/h ，接触时间不小于10min ，滤床厚度一般为1~1.5m ，本设计采用升流式中和滤池。