武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书
(7)单格宽度应该小于10m,长度应不大15m,刮砂机行车速度为5m/min。 (8)压力容器罐环阶梯填料层高为1~1.5m,罐径根据过水截面负载率为100~150m3/(m3?hr),罐高2.5~3.0m。
(9)接触室的水流上升速度一般取10~20mm/s,室内水流停留时间不宜小于60s,H以1.5~2.0m为宜。
(10)容器释放器的选择根据选定的回流量,溶气压力及各种型号释放器的作用范围综合选择。
4.2.3.1溶气量和溶气压力
在气浮系统中,常用的基本参数是气固比,即空气析出量与欲除去污染物的比值G/S=气浮中析出的空气量(kg/h)/污水中应去除的污染物量(kg/h): G/S=qsa(c1-c2)/(Qsi)=a(kp-1)/si; 其中:
气浮池为全加压溶气气浮池则q=Qmax=16.2m3/hr Sa为一个大气压下空气在水中的饱和溶气量,mg/L
k为实际空气溶解度与理论空气溶解度之比,有填料时为0.8,无时为0.5
p为绝对大气压
Si为水中欲除去的污染物浓度=C悬+C油=180+110=290mg/L
又由于水中的悬浮物浓度较大,油较多,G/S应该选择的较大,即选择为0.04
在30℃下,a=15.7mg/L
综上有0.04=15.7*(0.8*p-1)/290;可以得到p=2.94kg/L 4.3.2.2气浮池尺寸计算
(1)接触池。不设置接触池进水与花墙之间间距1m,花墙采用窄缝进水,以便于均匀布水
(2)分离池。取停留时间为t=20min,vs选用2.0mm/s. H=vs*t=2*10-3*20*60=2.4m取超高为0.3m,则H总=2.7m。
分离室面积为As=Q/vs=0.0045/(2.0*0.001)=2.25m2;取宽B为1.0m,则长L为2.25m。
4.2.3二级气浮的计算
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(1)气固比
C0=C悬+C油=40+38=78mg/L C1=C悬+C油=16+7.6=23.6mg/L 取G/S=0.03,P=3kg/cm,Sa=15.7
则有0.03=15.7*(0.8*3-1)*R/(78+23.6)可以解出R=13.9%,取14%。 所以回流水Qp=16.2*0.14=2.268 m3/hr。 (2)接触室尺寸。
设一个溶气罐,其Q=4.536 m3/hr;接触室水流上升速度为vs=20mm/s 接触池的表面积Ac=(Q+Qp)/vs=(4.536)/(20*10-3*3600)=0.06㎡ 设长Lc=0.3m;则宽Bc=0.2m (3)分离室尺寸
取分离室的向下水流速度vs为2mm/s,则分离室的表面积As=(Q+Qp)/vs=(4.536)/(2*10-3*3600)=0.6㎡,取分离室的宽为0.6m,则分离室的长为Ls=As/B=0.6/0.6=1m,Ls:Bs=1:0.6=1.67,介于1~2之间,设计符合要求。高取2.7m
则二级气浮池的总体积为V=(0.06+0.6)*2.7=1.782m
3
2
4.2.3 UASB的计算
(1)设计参数
选用设计资料参数如下:
a)容积负荷(Nv)为:6kgCOD/(m3·d) b)污泥产率为:0.1kgMLSS/kgCOD c)产气率为:0.5m3/kgCOD
d)设计水量:Q=0.005m/s
(2)反应器容积计算UASB有效容积为V/6=63.47m3
式中:V有效——反应器有效容积,m3;
S0、Se——进出水COD的浓度,kgCOD/m3;
Q——设计流量,m3/d;
有效
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=Q(S0-Se)/Nv=200(2.24-0.336)
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Nv——容积负荷,kgCOD/(m·d)。
有效容积只有63.47 m3,所以只需一个反应器就可以,根据经验UASB最经济的高度在3—6m,取有效深度为4m,则底面积为A=63.47/4=15.87m,有关资料显示长宽比为2比1,基建投资费用最低。所以取长L为5.29m,宽B为3m。高H超高0.2m取4.2m。 (3)进水系统设计 1.布水点的设置:
进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量来定,本设计采用连续均匀的进水方式,一管多点的布水方式。每个反应池各6个出水孔。所取容积负荷为6kgCOD/(m3·d),据资料,每个点的布水负荷面积大于2m2。每个布水点的负荷面积为:15.87/6=2.6m>2m,满足设计要求。 2.布水管的设置
每个反应池采用树枝穿孔管配水,每个反应池中设置4根支管,布水支管的直径采用DN100mm。布水支管的中心距为2m,管与墙的距离为1m;出水孔孔距1.2m,出水孔距墙为0.7m。孔口向下并与垂线呈45°角。
两个池子的总管管径取DN200mm,流速为1.5m/s;每个池子的总管管径取DN150mm,长L=10m,流速为1.35 m/s。
为了使穿孔管隔空出水均匀,要求出口流速不小于2m/s,取其流速为u=2m/s 则布水孔径为{4Q(3600nπu)}0.5=20mm (4)排泥系统设计
每日产生的悬浮固体PSS=Q·(S0-Se)·η·E=200*(2.24-0.336)*0.1*0.85 =32.368kgSS/d 式中:
Q——设计流量,m3/d; η——污泥产率,kgSS/kgCOD;
S0、Se——进出水COD的浓度,kgCOD/m3; E——去除率,本设计中取85%。 每日产泥量为:w=100pss/r/(100-p) 式中:
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2
2
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Pss——产生的悬浮固体,kgSS/d; P——污泥含水率,以98%计; r——污泥密度,以1000kg/m3计。 W=100*32.368/2/1000=1.618m/d
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4.2.4A/O的计算
(1)A/O工艺设计参数 本次设计参数确定为: 设计温度T=20℃
取污泥浓度(MLSS)XR=2.5g/L
设计流量为Q=200m3/d=8.3 m3/h=0.0023m3/s (2)硝化系统的污泥龄ΘCO
根据流量实际情况,选取Y=0.6,Kd=0.06,MLVSS/MLSS=0.7,硝化菌的生长速率取a=0.1。
ΘCO=F/a=2/0.1=20d。F
为污泥龄设计安全系数,一般取1.5-2.5,取2
(3)好氧池的设计
V1=YQ(S0-Se)ΘCO/[X(1+KdΘCO)]
=0.6*200*(336-50.4)*20/[2500*0.7*(1+0.06*20)]
=178m3
水深设为3m,则有效面积为A=178/3=59.3m2,取60 拟采用廊道式推流反应池,廊宽b=2m,廊道数n=3个; 好氧池的长度L=A/(bn)=60/6=10m 宽高比位2/3(满足0.8—1.5) 长宽比为10/2(满足5-10)
取超高0.5m,反应吃的总高度为3.5m (4)缺氧区设计
取生物反应池进水总凯氏氮浓度为160mg/L(氨氮浓度为80mg/L,凯氏氮为有机氮与氨氮的总量),反应池出水总氮浓度24mg/L,混合液挥发性悬浮固体浓度XV为4gMLVSS/L,反硝化速率Kde为0.05gNO3--N(gMLVSS*d)。
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Vn=[Q(Nk-Nte)-0.12△XV]/(KdeXV)=[200*(160-24)-0.12*6360]/(0.05*4000) =132.184m3
S=Vn/h=132.184/3=44.06m2,宽b=8m,长L=5.5m,超高0.5m,设为3.5m (5)回流量比设计
取污泥回流比R取50%在污泥回流比R=0.5时,内回流比(混合液回流比Ri
在300%处对氨氮的去除效果最好。所以,取混合液回流比Ri=300% (5)二沉池
二沉池如上沉淀池设计
5总结
经过了一周每天一点点的努力,积累起来,我就完成了这份课程设计。刚开始接触水污染控制工程这门课程的时候,对缺氧—好氧工艺的了解仅仅是局限于课本上的流程和原理,对它的构筑物并不是十分清楚,而且对其他相关的活性污泥法的性能和曝气设备都没有具体详细的概念。虽然大二的时候,已经开始学习做化工原理课程设计,也进行了关于填料塔的课程。设计。但是,因为一开始对污水处理工艺的了解并不到位,导致了这次课程设计从开始就有些棘手。后来在同学的解说下大概的理清了思路。于是从总体的反应池体积开始,慢慢细分到缺氧池、好氧池的尺寸,还有相关管道的设计和设备的使用,结合理论上的计算和参数,把各种相关公式和参数联系起来,但是又由于不同参考书有不同的解法。所以,我必须在大量查找资料,详细了解后,选定适合的方法和参数。由于时间紧张,事情繁多,本次还有许多不完善的地方,但是我尽可能做的更好。
本次设计主要是对较小流量含油废水进行处理,主要是对其中SS、动植物油、BOD(COD)、氨氮进行处理,分别针对性运用了混凝沉淀、排油+二级气浮、缺氧/好氧法。
参考文献
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[10]王社平,高俊发.污水处理厂工艺设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2011.
致谢
课程设计即将完成,我的环境工程学学习也要告一段落,借此机会,我要对两星期来帮助过我的人予以感谢。
历时将近一周的时间终于将这篇论文写完,在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。感谢我的论文指导老师对我进行了无私的指导和帮助。另外,在校图书馆查找资料的时候,图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢!
感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。
感谢我的同学和朋友,在我写论文的过程中给予我了很多你问素材,还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。
由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友批评和指正!
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