1、水處理設施設計與運行課程設計報告題目 淀粉污水處理設施初步設計 時間 班級 姓名 序號 指導教師 21目 錄一原水（5分）1二設計目標（5分）1三處理工藝及原理（15分）1（一）方案流程圖（2分）1（二）帶控制點工藝流程圖（5分）1（三）工藝過程及工作原理（4分）1（四）在線檢測與控制策略（4分）2四設備和構筑物的設計與計算（30分）2（一）（設備或構筑物名稱1）2（二）（設備或構筑物名稱2）2五高程布置（5分）3六標準設備、儀表技術要求（5分）3七總結（5分）4一原水（5分）原污水含淀粉、蛋白質、纖維素、糖類等，呈棕色。BOD5=3000mg/L，COD=5000mg/L，SS=2500mg

2、/L，TN=250mg/L，PH=3.0-7.5。為可生化性較強的高濃度有機污水。二設計目標（5分）處理水量: 出水達到國家污水綜合排放標準（二級）,控制項目為PH、色度、SS、BOD5、COD和NH3-N。水質要求污染因子原廢水水質出水水質BOD53000mg/L30mg/LCOD5000mg/L100mg/LSS2500mg/L30mg/LTN250mg/L-PH3.07.569色度-40 mg/LNH3-N-25（30）mg/L三處理工藝及原理（15分）（一）方案流程圖（2分）沼氣玉米蛋白 燒堿 蒸汽 水封 空氣羅茨風機原水集水池引水罐(1)泵(1)沉降罐調節池引水罐(2)泵(2)中和池

3、加熱器分水器UASB緩沖池缺氧池曝氣池豎流沉淀池出水 污泥 泥水 硝化液 污泥 玉米蛋白 泵(4) 泵(4) 泵(4) 泵(4) 上清液 泵（5）集泥池泵（6）污泥干化場干污泥 滲濾液 （二）帶控制點工藝流程圖（5分）（三）工藝過程及工作原理（4分）原水先經過集水池，使廢水中較大的有機顆粒（主要玉米蛋白）沉降下來，然后經過引水罐1以及泵1到沉降罐再次沉降有機顆粒物，出水自流進入調節池，進行控制進水流量，待水質穩定使其混合均勻后進入引水罐2，再通過泵2進入中和池，在此進行污水的投藥中和（加堿）以調節污水的濃度及ph值，污水在此反應大約520分鐘，然后通過加熱器及分水器將污水送入UASB，要處理的

4、污水從厭氧污泥處理設備底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出加以回收利用，而污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降到集泥池，然后通過泵5上清液回流到調節池進行往復循環處理，從UASB流出的水進入緩沖池將沉降的污泥回流到分水器再次處理，然后進入缺氧池將大分子有機顆粒分解成小分子有機顆粒，進入曝氣池后通過羅茨風機向曝氣池通風以去除CO2以此大大提高中和排水的PH值，進入曝氣池體中的污水在有氧的環境中，與池中微生物形成微生物生物圈，利用微生物對池體污水的生物降解凈化作用，達到污水治理的目的，實現水質凈化和水質的

5、改善，到達豎流沉淀池后污水是從上向下以流速v做豎向流動，對污水中的懸浮顆粒進行攔截和過濾，從而使沉降下來分別回流至缺氧池進行消化作用以除去總氮，回流到UASB再次處理，部分通過集泥池和泵5將上清液再次回流到調節池進行水質均衡調節，部分水則通過泵6到達污泥干化廠進行處理然后產出干污泥，污泥干化廠的部分污泥通過滲透液到達調節池，達標的部分水質則通過豎流沉淀池直接出水。（四）在線檢測與控制策略（4分）全廠運行采用集中監視、分散控制的集散系統。總控制室設有操作站、監視器、打印機、彩色硬拷貝和彩色模擬盤，分控制室內設現場控制器PLC，按編制運行，并將采集的大量信息輸至總控制室進行處理，廠內還設有電腦對廠

6、區主要部位及進水泵房、鼓風機房等主要設施通過電腦進行監視。四設備和構筑物的設計與計算（30分）（一） 集水池設計水量： 水力停留時間：有效水深取：，超高集水池的有效容積： 水面面積：橫斷面積為：尺寸為：（二） 格柵格柵由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在廢水渠道的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護作用，另外可減輕后續構筑物的處理負荷。設計參數：取細格柵；柵條間隙d=3mm；柵前水深 h=0.4m；格柵前渠道超高 h2=0.3m; 過柵流速v=0.6m/s；安裝傾角=45；設計流量：設計草圖如下圖所示：1、柵條間隙數(n)： 取n=13條式中： Q - 設計流量，m3/s

7、- 格柵傾角，取 b - 柵條間隙，取0.003m h - 柵前水深，取0.4m v - 過柵流速，取0.6m/s； 2、柵槽總寬度(B)設計采用寬40 mm長70 mm，迎水面為圓形的矩形柵條,即s=0.04m B=S(n-1)+bn =0.04(13-1)+0.00313 =0.519 m式中： S - 格條寬度，取0.04m n - 格柵間隙數，13條 b - 柵條間隙，取0.003m3、進水渠道漸寬部分長度()設進水渠道內流速為0.5m/s,則進水渠道寬=0.17m,漸寬部分展開角取為20 則 = = =0.47m式中：-進水渠道間寬部位的長度，m -柵槽總寬度，m - 進水渠道寬度，

8、m - 進水渠展開角，度4、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（） -格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，m5、過柵水頭損失（）取k=3,=1.83(柵條斷面為半圓形的矩形)，v=0.6m/s 式中： -計算水頭損失，m -過格柵水頭損失，m - 系數，水頭損失增大倍數 - 形狀系數，與斷面形狀有關 - 格柵條寬度，m - 柵條間隙，m - 過柵流速，m/s - 格柵傾角，度6、柵槽總高度(H)取柵前渠道超高：柵前槽高：則總高度： 7、柵槽總長度(L) 式中： -格柵前槽高，8、每日柵渣量(W) 取： 則 式中： - - - （三） 引水罐容積的計算進污水流量： 面積進水容積：式中：管徑取

9、200mm，高度取2m 式中：引水罐直徑取1000mm 引水罐示意圖（四） 調節池調節池，采用鋼筋混凝土池，以防沉淀物在調節池中沉淀下來，通常情況下，用于工業廢水的調節池，可按6-8h的廢水量計算，若水質水量變化大時，可取10-12小時的流量，甚至采用24小時流量計算。1、尺寸設計（1）池容式中： -； -則： V = 29.16 7 204 m（2）調節池面積 式中 -調節池水深一般在35m之間，取3.5m，超高0.5m 代入得 取調節池 長寬高=10m9m3.5m 示意圖: （五）中和池中和池是中和酸性或堿性廢水的水處理構筑物，按水的流向分平流式和豎流式（又分升流式和降流式），濾料粒徑一般

10、為30-50mm，不得混有粉料雜質，當廢水中含有可能堵塞濾料的物質時，應進行預處理，過濾速度一般不大于5m/h，接觸時間不小于10min，濾床厚度一般為11.5m，本設計采用升流式中和濾池。（六）UASBUASB反應設備示意圖UASB升流式厭氧生物反應器（Upflow Anaerobic Sludge Blanket)，它的工藝特征是在反應器的適當位置（上部）設計有適合于該廢水的氣、固、液的三相分離器；反應器中部為污泥懸浮層區，其間設置有軟性填料，其表面極易存留生物膜形態生長的微生物群體，在其空隙中則截留了大量懸浮狀態下生長的微生物。因此，廢水通過填料層，有機物被截留，吸附及代謝分解；下部為污

11、泥床區。設計水量： (1)反應器的體積 式中 。設計中取 ， ；則(2)反應器的高度選擇適當的反應器高度的原則是運行上和經濟上綜合考慮，從運行方面考慮反應器高度的選擇要考慮如下因素： 高流速增加污水系統擾動，因此增加污泥與進水有機物之間的接觸； 土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反高程選擇應該使污水（或出水）可不用或減少用提升； 考慮當地氣候和地形條件，一般將反應器建在半地下減少建筑和保溫費用； 最經濟的反應器高度一般是46m之間，并且大多數情況下這也是最優的運行范圍等。 本設計中取反應器高度 (3)反應器的面積和反應的長、寬在反應器高度已知的情況下，反應器截面積的關系如下： 式中 則：

12、計算已知： 根據一般情況下長寬比為2:1，則將UASB設計成長方形池子，布水均勻，處理效果好。實際表面水力負荷為 則滿足設計要求4）三相分離器設計三相分離器設計計算草圖見下圖設計說明三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設計主要包括沉淀區、回流縫、氣液分離器的設計。沉淀區的設計三相分離器的沉淀區的設計主要是考慮沉淀區的面積和水深，面積根據廢水量和表面負荷率決定。由于沉淀區的厭氧污泥及有機物還可以發生一定的生化反應產生少量氣體，這對固液分離不利，故設計時應滿足以下要求：1）沉淀區水力表面負荷凈水的,故取=0.02g/cms由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： =則： , 因為 ,所

13、以滿足設計要求，可以脫除直徑等于或大于0.01cm 的氣泡。(3)三相分離器與UASB 高度設計 三相分離區總高度：為集氣罩以上的覆蓋水深，取0.5m。； 則： 即：UASB 總高H = 8.7m，沉淀區高2.6m，污泥區高1.5m，懸浮區高1.1m，超高0.5m。（七）缺氧池（1） 有效容積： （2） 尺寸：取D=3.0m 用2個池子 則：（3） 示意圖如下圖（八）曝氣池（推流式活性污泥曝氣池）設計進水COD=3000mg/L，出水COD=600mg/L；則（1）COD負荷率的確定取0.0185 =1800mg/L ，取0.75（2）確定混合液污泥濃度X查表確定SVI為90100之間，取值9

14、5，取r=1.2，R=50%。 （3）確定曝氣池容積 （4）確定曝氣池各部位尺寸設一組曝氣池，則容積為 池深取2.5m,則曝氣池的的面積為池寬取3m， 池長：示意圖如下圖：（5）曝氣系統的設計與計算本設計采用鼓風曝氣系統。查表得a=0.6；b=0.2最大需氧量的計算：取K=1.35每日去除COD值： 最大需氧量與平均需氧量之比： (6)供氣量計算采用網狀模型中微孔空氣擴散器，敷設于距池底0.2m處，淹沒水深1.3m,計算溫度為。 查表得：水中溶解氧飽和度： 空氣擴散器出口處的絕對壓力按下式計算，即：代入各值，得空氣離開曝氣池面時，氧的百分比按下式計算，即：式中： 代入值，得曝氣池混合液中平均氧

15、飽和度（按最不利溫度條件考慮）按下式計算，即：最不利溫度條件，按考慮，代入各值，得: 換算在條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計算，即:代入各值，得：相應的最大時需氧量為：曝氣池平均供氣量，按下式計算，即：代入各值，得 曝氣池最大時供氣量去除每千克COD的供氣量：每立方米污水供氣量（九）豎流沉淀池廢水中含有一些顆粒雜質及加藥混凝形成的絮花在此得到充分的沉淀處理，以減輕后續設施的進水負荷，采用豎流式沉淀池（排泥方便，管理簡單，占地面積小）(1)中心管面積設中心管內流速為，且該設計的流量為：式中 則： 中心管管徑為： ,（2）沉淀池有效高度，即中心管高度：式中： v池內水流速度，m/s，取0.000

16、7m/st沉淀時間，取1.5h；(3)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度, 喇叭口的管徑取中心管直徑的1.35倍：式中： 反射板直徑： 中心管喇叭口與反射板之間縫隙的流速，取0.001m/s；喇叭口直徑，m；（4）沉淀池總面積及沉淀池直徑取沉淀池的表面負荷為，則有沉淀池水平流速每座沉淀池的沉淀區面積所以，池子的總面積為沉淀池直徑為： （5）污泥斗及污泥斗高度取，截頭直徑0.4m,則 污泥室截圓錐部分高度m；（6）沉淀池的總高度式中： 池超高，取0.3m；緩沖層高度，m，一般為0.3m；R截圓錐上部半徑，取4m；r截圓錐下部半徑，取0.5m如圖示：豎流式沉淀池五高程布置（5分）高程布置原則如下：

17、1、選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進行水力計算,并應適當留有余地，以保證在任何情況下，處理系統都能夠運行正常。2、計算水頭損失時，一般應以近期最大流量作為構筑物和管渠的設計流量；計算涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，并酌加擴建時的備用水頭。3、設置終點泵站的污水處理廠，水力計算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點，逆污水處理流程向上倒退計算，以使處理后污水在洪水季節也能自流排出，而水泵需要的揚程則較小，運行費用也較低。但同時應考慮到構筑物的挖土深度不宜過大，以免土建投資過大和增加施工上的困難。還應考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。4、在作高程布

18、置時還應注意污水流程與污逆流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。在決定污泥干化場，污泥濃縮池，消化池等構筑物的高程時，應注意它們的污泥水 能自動排入污水入流干管或其它構筑物的可能。六標準設備、儀表技術要求（5分）序號名稱數量技術要求備注1水泵 水泵工作效率高、密封結構，無二次污染、具備手動自動及遠程操作控制功能、水泵運轉無雜音、壓力控制誤差小；泵的材料為316不銹鋼并采用涂料2豎流式沉淀池23.6 m6.4m2.5h3UASB反應器2反應器應設有防護欄桿、防滑梯等；沼氣柜應加裝 8.0 m6.0m2.1d4鼓風機3風量：13.88立方米每分鐘；升壓：6000mmAg；配套電機功率：37KW;采用雙頭油箱冷卻；設備的泄露、振動和噪音符合國家標準；風機材料為性能較高的不銹鋼及鐵且外部刷高溫磁漆SSR150-18.03-30(2用1備)5分