华润雪花啤酒长春有限公司污水4000m3d污水改扩建工程项目毕业设计论文

华润雪花啤酒长春有限公司污水4000m3d污水改扩建工程项目毕业设计论文内容摘要：

： 机型选取 选用 HS120 型水力筛三台（两用一备），其性能如表 22， 13 HS120 型水力筛 规格性能 处理水量（ m3/h） 筛隙 (mm) 设备空重 (Kg) 设备运行重量 (Kg) 100 460 1950 15 图 12 水力筛外形图 酸化 调节池 调节池是用来均衡调节污水水量、 水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。 设计参数。 设计流量 Q = 4000m3/d = m3/h =； 调节池停留时间 T=。 设计计算 : 调节池有效容积 : V = QT = 5 = m3 调节池水面面积 : 16 调节池 有效水深取 米，超高 ，则 A=VA= 调节池的长度 : 取调节池宽度为 11 m，长为 14 m，池的实际尺寸为：长宽高 =14m 11m 6m = 924 m3。 调节池的搅拌器 : 使废水混合均匀 ，调节池下设 潜水搅拌机 ，选型 － 640/3303/c/s1台 药剂量的估算 : 设进水 pH 值 平均 为 10，则废水中【 OH】 =104mol/L,若废水中含有的碱性物质为 NaOH,所以 CNaOH=104 40=，废水中共有 NaOH 含量为 4000=160kg/d，中和至 7，则废水中【 OH】 =107mol/L，此时 CNaOH=107 40= 105g/L，废水中 NaOH 含量为 4000 105=，则需中和的 NaOH为 = kg/d，采用投酸中和法，选用 96%的工业硫酸，药剂不能完全反应的加大系数取 ， 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O 80 98 ㎏ ㎏ 所以实际的硫酸用量为 = kg/d。 投加药剂时，将硫酸稀释到 3%的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加酸溶液量为 224． =调节池的提升泵 : 设计流量 Q = 25L/s,静扬程为 =。 总出水管 Q=50L/s，选用管径 DN250， 查表的 v=,1000i=,设管17 总长为 50m，局部损失占沿程的 30%，则总损失为： 40(1+) = ≈ 管线水头损失假设为 ，考虑自由水头为 ,则水泵总扬程为： H=+++= 取 13m。 选泵： 型号： 150WQ/1502015； 流量 ： 100 m3/h； 扬程 ： 23m；功率： 15Kw； 生产商：凯泉泵业 ； 数量： 3 台 ,二用一备 UASB 反应池 UASB 反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。 UASB 反应池有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流。 不填载体，构造简单节省造价。 由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备。 污泥浓度和有机负荷高，停留时间短 设计参数 : 设计流量 Q = 4000m3/d = m3/h =； 进水 COD=3150mg/L 去除率为 85% ； 容积负荷（ Nv）为： (m3 d)； 污泥产率为： ； 产气率为：。 设计计算 : UASB 反应器结构尺寸计算 : 反应 器 容积计算 (包括沉淀区和反应区 ): UASB 有效容积为： V 有效 =QS/Nv 式中： V 有效 反应器有效容 积 ， m3； Q 设计流量 ， m3/d； S 进水有机物浓 量 ,kgCOD/m3； Nv 容积负荷 ,kgCOD/(m3 d)； 18 V 有效 = 4000 = 1400 m3 UASB反应器的形状和尺寸 : 工程设计反应器 2座，横截面为矩形 反应器有效高度为 5m，则 横截面积 S = V有效 h = 14005 = 280m2 单池面积 Si = V有效 h = 2802 = 140m2 单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在 2： 1 以下较为合适 设池长 L=15m，则宽 B= SL = 14015 = ， 取 10m。 单池截面积： Si = LB = 1510 = 150m2 设计反应池 总高 H=，其中超高 m （一般应用时反应池装液量为70%90%） 单池总容积 Vi = SiH = 150(−) = 900m3 单池有效反应容积 V有效 = Sih = 150 5 = 750m3 单个反应 器 实际尺寸 15m 10 m m 反应器数量 2 座 总池面积 S总 = Si n = 1502 = 300m2 反应器总容积 V = Vin= 9002 = 1800m3 总有效反应容积 V有效 = Vi 有效 n = 7502 = 1500m3 1400m3 符合要求 UASB 体积有效系数 15001800 100% = % 在 70%90%之间，符合要求 水力停留时间（ HRT）及水力负荷率 (Vr) 19 tHRT=V 有效 /Q=1500 ⁄ = Vr=V 有效 /Q = 2 = [m3/(m2*h)] 符合设计要求。 三相分离器构造设计 : 三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。 三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。 三相分离器 沉淀区的设计 : 三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。 本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置 5个集气罩，构成 5 个分离单元，则每池设置 5 个三相分离器。 三相分离器长度 B=10m ，每个单元宽度 b=L/5=15/5=3 m。 沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即 150 m2。 沉淀区的表面负荷率 QS = = *m3 (m2h )+ − 回流缝设计 如图 13是三相分离器的结构示意图 图 13 三相分离器结构示意图 设上下三角形集气罩斜面水平夹角 α = 55176。 ，取 h3 = ； b1 = h3/tgθ h4bb2b1b3h2h1h3DCBAEV1V220 式中： b1———— 下三角集气罩底水平宽度， m； α ———— 下三角集气罩斜面的水平夹角； h3———— 下三角集气罩的垂直高度， m； b1 = = m 则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离： b2 = b 2 b1 = 3 – 2 = m 则下三角形回流缝面积为： S1 = b2 l n = 10 5= 73 m2 下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速 (V1)可用下式计算： V1 = Q1/S1 式中： Q1———— 反应器中废水流量， m3/h； S1 ———— 下三角形集气罩回流逢面积， m2； V1 = m/s,符合设计要求。 设上三角形集气罩 下端与下三角斜面之间水平距离的 回流缝的宽度 b3 =CD= m ,则上三角形回流缝面积为： S2 = b3 l 2n = 10 2 5 = 45 m2 上下三角形集气罩之间回流逢中流速 (V2)可用下式计算： V2 = Q1/S2， 式中： Q2———— 反应器中废水流量， m3/h； S2 ———— 上三角形集气罩回流逢之间面积， m2； V2 = V1 V2 m/s,符合设计要求。 21 确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知： BC = b3/sin35176。 = ＝ m 气液分离设计 由图 33可知： CE = CDSin55176。 = Sin55176。 = CB = 0 .3 7 0 .6 45 5 5 5CE mSin Sin 设 AB= ，则 h4 = (AB cos55176。 + b2/2) 55tg176。 = ( + ) = m 校核气液分离。 假定气泡上升流速和水流流速不变 沿 AB方向水流速度： Va = Qi/(CEB 2N) = (102 6) = 式中 ： B———— 三相分离器长度 N———— 每池三相分离器数量 气泡上升速度： Vb = 21()18 gg dr rrm180。 式中： d———— 气泡直径， cm； ρ 1———— 液体密度， g/cm3； ρ g———— 沼气密度， g/cm3； ρ ———— 碰撞系数，取 ； μ ———— 废水的动力粘滞系数， s； V———— 液体的运动粘滞系数， cm2/s 取 d = (气泡 )， 常温下 ，ρ 1 = , ρ g = 10 3g/cm3 ， V = , ρ = ，μ = Vρ 1 = = s。 一般废水的μ 净水的μ ,故取μ = s。 由斯托克斯工式可得气体上升22 速度为：  320 . 9 5 9 8 1 1 . 0 3 1 . 2 5 1 0 0 . 0 1 0 . 2 6 6 ( / ) 9 . 5 8 ( / )1 8 0 . 0 2b c m s m hV         ；  ； baV BCV AB ； 可脱去 d≧ 的气泡。 三相分离器与 UASB高度设计 三相分离区总高度 h= h2 + h3 + h4– h5 h2为集气罩以上的覆盖水深，取。 DF= AF−AD = − − = m h5 = DFsin55176。 = sin55176。 = m h = h2 + h3 + h4 − h5 = + + − = m UASB 总高 H = ， 沉淀区 高 ，污泥区高 ，悬浮区高 ，超高。 布水系统设计计算 : 配水系统采用穿孔配管，进水管总管径取 200 ㎜，流速约为 m/s。 每个反应器设置 10 根 DN150 ㎜支管，每根管之间的中心距离为 m，配水孔径采用 16㎜，孔距 m，每孔服务面积为 = ㎡，孔径向下，穿孔管距离反应池底 m，每个反应器有 66个出水孔，采用连续进水。 布水孔孔径 : 共设置布水孔 66个，出水流速 u 选为 ，则孔径为 d = √4Q/3600nπu= √(4)/(360066) = 验证 : 常温下，容积负荷 （ Nv）为： (m3 d)； 产气率为： ；需满足空塔水流速度 uk≤ m/h,空塔沼气上升流速 ug≤ m/h。 空塔水流速度 uk = QS = = 𝑚/ℎ 负荷要求 空塔气流速度 23 ug = QCorηS = 4000/24 = 𝑚/ℎ 符合要求。 排泥系统设计计算 UASB 反应器中污泥总量计算 一般 UASB 污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,则两座 UASB 反应器中污泥总量： G = VGss = 140015 = 21000kgss/d 产泥量计算 厌氧生物处理污泥产量取 ： UASB反应器总产泥量 : ∆X = rQC0E = 4000 = 式中 ： △ X———— UASB 反应器产泥量， kgVSS/d ； r ———— 厌氧生物处理污泥产量， kgVSS/kgCOD； Co———— 进水 COD浓度 kg/m3； E———— 去除率，本设计中取 85%。 据 VSS/SS = ，△ X=单池产泥 △ Xi = △ X/2 = 882/2 = 441。