啤酒厂啤酒废水处理工艺设计毕业论文

啤酒厂啤酒废水处理工艺设计毕业论文内容摘要：

＋ ＋ ＋ 60tan ＝ m （ ） 每日栅渣量 在 e＝ 20 mm 时，设栅渣量为每 1000m3 污水产 m3 渣 [23， 24] W＝1000864001max zKWQ＝ 10 86 40   ＝ m3/d （ ） 采用人工格栅。 格栅计算示意图如下图 ： 图 格栅计算示意图 调节池的设计 设计说明 根据生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求，调节池停留时间取 h。 调节池采用半地下式，便于利用一次提升的水头，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定的保温作用，由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构可靠性高时，故障少，只设一个调节池。 设计计算 调节池调节周期 T＝ h 调节 池有效容积 V＝ TQd＝ 208＝ 1664 m3 调节池有效水深 h＝ 4 m 调节池规格 2 m8 m16 m4 m， V 有 ＝ 1024 m3 调节池设污泥斗四个，每斗上口面积 8 m8 m，下口面积 1 m1 m，泥斗高 m。 每个泥斗面积 Vi=h/3(S1+S2+ 21SS )=(82+12+ 22 18  )=85 m2 （ ） 泥斗容积共 V=4Vi=340 m3 调节池每日沉淀污泥重为 W＝ 30040％ 5000＝ t （ ） 湿污泥体积约为 V’=(设污泥密度为 1 t/m3) 泥斗可存约三天污泥。 调节池最高水位设置为＋ m，超高为 m，顶标高为 m。 最低水位－ m，池底标高－ m。 调节池出 水端设吸水段。 调节池设计计算见图。 图 调节池工艺计算图 污水泵设计计算 设计说明 污水泵从集水井中吸水压至调节池，污水泵设置于地面上，不能自灌，设置引水筒。 污水泵总提升能力按 Qmax 考虑，即 Qmax＝ m3/h，选五台泵，则每台流量为 m3/h。 选 污水泵五台 [25]，另备用一台，单泵提升能力 90 m3/h，扬程 19 m，转速 1450 ，电动机功率 kw，占地尺寸 1100 mm500 mm。 污水泵房 污水泵单台占地 L1297 mmB596 mm，高 H530 mm。 污水泵房地下一层，深 m，平面面积（ ） m2，设积水坑 300 mm500 mm500 mm 一个，地面排水由污水泵吸水管预留管排出。 污水泵房地上一层，高 m，平面面积为（ ） m2，设手动葫芦及单轨小车。 污水泵设就地控制柜一组，设流量计于控制柜，并远程传至中控室。 UASB 的设计 设计说明 UASB反应器是由荷兰赫宁根农业大学的 20世纪 70年代研制的。 80 年代以后，我国开始研制 UASB 在工业废水处理中的应用， 90 年代该工艺在处理工程中被广泛采用 [20]。 本工程所处理啤酒生产废水，属高浓度有机废水，生物降解性好， USAB 反应器作 为处理工艺的主体， 停留时间为 h， 拟按下列参数设计。 设计流量 5000 m3/d，即 208 m3/h 进水浓度 CODCr 2020 mg/L,CODCr 去除率 E＝ ％； 容积负荷 Nv＝ 8 kgCOD/( )(按常温 23℃ )； [27， 28] 产气率 r＝ m3/kgCOD 污泥产率 X＝ kg/kgCOD UASB 反应器工艺构造设计计算 UASB 总容积计算 UASB 总容积 V＝ NvQSr （ ） 式（ ）中 Q——设计处理流量， m3/d； Sr——去除的有机污杂物浓度， kg/m3； Nv——容积负荷， kgCOD/( )。 则 V＝ 8 %  ＝ 820（ m3） 选用 6 个池子，每个池子的体积为 Vi＝ V/6＝ 820/6＝ 137（ m3） 假定 UASB 体积有效系数 90％，则每池的需容积为 Vi＝ 152 m3 若选用直径 φ5000 mm 的反应器 6 个，则容器水力负荷约为 m3/( ),基本符合要求 [25]。 工艺构造设计 UASB 的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离 器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。 对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重 要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求 [28]。 ① 混合液进入沉淀区之前，必须将其中的气泡予以脱出，以防气泡进入沉淀影响沉淀。 ② 沉淀区的表面水力负荷应在 m3/()以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽底缝隙的流速不大于 m/h。 ③ 沉降斜板倾角不应小于 50176。 ，使污泥不在斜板积聚，尽快回落入反应区内。 ④ 出水堰前设置挡板，以防止上浮污泥流失；某些情况下，应设置浮杂清除装置。 三相分离器设计须确定三相分离区数量，大小斜板尺寸、倾角和相互间关系。 小斜板（反射锥）临界长度 计算。 [21， 24] 反射锥临界长度计算公式为 AO’＝sin1〔 （ q/LNUp）＋ r〕 （ ） 式（ ）中 q——通过缝隙的流量， m3/h； L——回流缝隙长度， m； N——缝隙条数； Up——气泡的上升速度， m/s； r——上斜板到器壁的距离， m； β——下斜板与器壁的 夹角。 且其中 Up 由斯托克斯公式计算： Up＝18Bg（ ρ1－ ρ2） dg2 （ ） 式（ ）中 Up——气泡自由上升速度， cm/s； B——气泡碰撞系数； g——重力加速度， 980cm/s2； ρ1——液体密度， g/cm3； ρg——气 体密度， g/cm3； μ——液体动力粘度， g/()； dg——气体直径， cm。 且 μ＝ γ. ρ1 （ ） 式（ ）中 γ——液体的运动粘滞系数， cm2/s； 设水温为 25℃ ，气泡直径 dg 为 cm，废水 ρ1 为 g/cm3，气体 ρg 为 10－ 3 g/cm3,β 取 ，净水 γ＝ cm2/s，则净水动力粘度为 μ’＝ γ. ρ1＝ ＝ （ g/） 因处理对象为废水， μ 比净水的 μ 大，其值取为净水的 倍，则废水动力粘度为 μ＝ μ’＝ g/（ ） ,气泡在静止水中上升速度为 Up＝   （ － 10－ 3） =(cm/s)＝ 10－ 2（ m/s） 单池处理水量为 q＝620836001＝ 10－ 2（ m3/s） 设计回流缝隙数量 n＝ 1，宽度 r＝ m，下倾板倾角 α＝ 54176。 ,即 β＝ 36176。 ，计算出回流缝长度 L＝（ － － ） 2π＝ （ m） 计算回流缝后，进一步计算下斜板临界长度 AO’＝36sin1〔（ 10－ 2/110－ 2）＋ 〕 ＝ （ m） （ ） 取小斜板长度 L 小 ＝ m， AO’＝ m，其水平 L 小水平 ＝ m，垂直 L 小垂直 ＝ m，三相分离器设计如下图 所示。 图 三相分离器工艺计算图 图中 D1＝ m， D2＝ m， D3＝ m， α1＝ 176。 ， α2＝ 176。 大集气罩的收气面积占总面积的比例为 A3/A＝   225 )( ＝ 52％ 符合要求 沉淀区面积 S＝41π（ 5－ ） 2－41π＝ （ m2） （ ） 回流缝的过水流速为： v＝ 6/208＝ （ m/h） 符合要求。 UASB 设计结果： D＝ m， H＝ m，其中超高 H1＝ m，三相分离器高度H2＝ m，反应区高 H3＝ m，反应器底污泥区高 H4＝ m。 集气罩顶直径 D1＝ m，大斜板长 L 大 ＝ m，倾角 α2＝ 176。 ，小斜板长 L 小 ＝ ,倾角 α1＝ 176。 脱气条件校核 如果水是静止的，则沼气将以 Up＝ ～ cm/s 的流速上升，可以进入气室中。 但由于在三相分离器中，水是变相流动，因此沼气气泡不仅获得了水的加速，而且运动发生了方向改变。 气泡进入气室，必须保证满足以下公式要求 Up/vL2/L1 （ ） 式（ ）中 Up——气泡垂直上升速度； v——气泡实际缝隙流速； L2——回流缝垂直长度； L1——小斜板与大斜板重叠长度。 根据三相分离器设计结果，得 Up/v＝)(＝ L2/L1=(176。 )/〔 ()21 176。 〕 ＝ 可见 Up/vL2/L1,满足脱气条件要求。 产泥量 的计算 产泥系数 r＝ kg 干泥 /（ ） 设计流量 Q＝ 208 m3/h 进水 COD 浓度 S0＝ 1500 mg/L CODCr 去除率 E＝ ％ 则 UASB 反应器总产泥量为 △ X＝ rQSr＝ rQS0E＝ 50006 ＝ kg（干） /d＝ kg（干） /h （ ） 每池产泥 △ Xi＝ △ X/6＝ kg（干） /d 设污泥含水量为 98％，因含水率 P95％，取 ρ＝ 1000 kg/m，则污泥产量为 Qs＝%)981( ＝ （ m3/d） （ ） 每池排泥量 Qsi＝ ＝ （ m3/d） 沼气管路系统设计计算 产气量计算 设计流量 Q＝ 208 m3/h 进水 CODCr S0＝ 1500 mg/L COD 去除率 E＝ m3 气 /kgCOD 则总产量为 G＝ eQSr＝ eQS0E＝ 208＝ （ m3/h） （ ） 每个 UASB 反应器产气量 Gi＝ G/6＝ m3/h 沼气集气系统布置 由于有机负荷较高，产气量大，每三台反应器设置一个水封罐，水封罐出来的沼气分别进入气水分离器，气水分离器设置一套两级，共两个，从分离器出来去沼气贮柜。 集气室沼气出气管最小直径为 DN100，且尽量设置不短于 300 mm 的立管出气，若采用横管出气，其长度不宜大于 150 mm。 每个集气室设置独立出气管至水封罐。 水封罐的设计计算 见图 图 水封罐计算图 水封罐一般设于消化反应器和沼气柜或压缩机房之间，起到调整和稳定压力，兼作隔绝和排除冷凝水之用。 UASB 反应中大集气罩中出气气体压力为 p1＝ mH2O（ 1 mH2O＝ 9800Pa） ,小集气罩中出气体压力为 p2＝ mH2O，则两者气压差为 △ p＝ p2p1＝ （ mH2O） （ ） 故水封罐中该两收气管的水封深度差为 mH2O。 沼气柜压力 p≤400 mmH2O,取为 mH2O，则在忽略沼气管路压力损失（ 这种计算所得结果最为安全），水封罐所需最大水封为 H0＝ p2－ p＝ － ＝ (mH2O) （ ） 取水封罐总高度为 H＝ m。 水封罐直径 1800 mm，设进气管 DN100 钢管四根，出气管 DN150 钢一根，进水管 DN52 钢。