第七章水处理工程设计实例

第七章水处理工程设计实例内容摘要：

搅拌推进装置： 1台，功率：。 2 腈纶污水 ① 1＃ 集水池设计 2＃集水池收集腈纶生产污水。 设计流量为 225m3/h，设计 HRT＝ 4h，则有效容积为900m3。 共设 4 个池子。 每池尺寸为： 20 ，其中超高为。 搅拌推进装置：2 台，功率：。 ② 2＃ 中和池设计 2＃ 中和池调节腈纶污水的 pH。 设计停留时间 HRT＝ 1h，设 2个池子，每池设计尺寸：20 ，其中超 高为。 搅拌推进装置： 1 台，功率： ， ③ 2＃ 事故池设计 2＃ 事故池当腈纶生产污水中 CN－ 5 mg/L 时，污水进入事故池，随后采用小流量逐环境工程概论 161 步排出的方法，进入 2＃ 集水池。 设计 2 个池子，每池尺寸为： 8 ，超高为 1m，实际有效容积为 ，实际 HRT 为。 搅拌推进装置： 1 台，功率：。 3 混合污水 混合污水：设计流量为 350m3/h，进水水质为： COD＝ 1323g/l， BOD5＝ 449 mg/l，TSS＝ 135 mg/l， CN－ = mg/l， NH3－ N＝ 138 mg/l。 ① 混凝气浮池设计 设 2个混凝气浮池，每池处理量为 175m3/h，采用全加压式工艺，溶气时间为 3min，则每个溶气罐的容积为 175 3/60＝。 设溶气罐的总高度为 5m，则直径为 ，实际溶气时间为。 若溶气所需的空气量按照被处理污水量的 3％进行计算，则总需空气量为 350 3％＝ ，每个溶气罐所需空气量为。 每个溶气罐实际溶气 量为： ()350/2 2020＝。 设溶气效率为 60％，则每罐需要 ＝。 气浮池池体设计：取表面水力负荷率 q39。 ＝ 4m3/， HRT＝ 40min，则总容积为 350 40/60＝ ，设 2 个池子，每池容积为。 每池表面积 A＝ 175/4＝ ,H 有效＝＝ ，取超高为 ，取 B＝ 5m，则 L＝ ＝ ： 5 3mm3。 集水管数： 175/25＝ 7根，释放器个数： 175/4＝ 个，取 44 个，分为 2 排布置，每侧 22个。 混凝剂： PFS，投加量： 50 mg/L，助凝剂：聚丙烯酰胺，投加量： 1 mg/L。 去除率： COD＝ 25％， BOD5＝ 30％， NH3－ N＝ 5％， CN－ ＝ 20％， TSS＝85％。 则出水水质为： COD＝ mg/l， BOD5＝ mg/l， NH3－ N＝ mg/l， CN－ ＝ mg/l， TSS＝ mg/l。 ② 水解酸化反应池设计 设计流量为 350 m3/h，设计 HRT＝ 4h，则所需容积为 1400 m3,设 4 个池子，则每池需要 350m3，总尺寸为： 20 6 ，其中超高为。 搅拌推进装置： 4 台，功率：。 去除率： COD＝ 30％， BOD5＝ 15％， NH3－ N＝ 5％， CN－ ＝ 70％。 则出水水质为： COD＝ mg/l， BOD5＝ mg/l， NH3－ N＝ mg/l， CN－ ＝ mg/l。 磷酸投加量（ PO4－ m3）：按 10 mg/L 投加量计， ③ SBR 反应池设计 共计 设计 5 个池子，每池容积为 840m3 ，有效尺寸为： 50 ，超高为。 SBR 反应池分 5 组交替运行，每天工作周期： 4（详见运行周期图），每周期工作时间： 6h，进水： ，曝气反应： （进水同时曝气可达 5h），沉淀 ，排水 ，排出比： 23％，反硝化投加甲醇比： mg甲醇 / ，硝化投加碱度（以 CaCO3计）： mgCaCO3/ mgN，总需氧量： 8757 kgO2/d，微孔曝气系统氧利用率： 15％，供气量： 160m3/min， COD污泥产率： kgCOD/ kgMLSS，污泥泥龄： 30 天，排泥量： 1215 kg/d。 每次进水量为 350＝ 420m3，每次 COD 量 420 ＝ kg，每次 BOD5量为＝ 420 ＝ kg。 而 SBR 池内 MLSS 总量为： 5 840＝ 10500 kgMLSS。 则 Ls(COD)＝ 24/10500 ＝ kgCOD/ ； Ls(BOD5)＝ 24/10500 ＝ kgBOD5/。 ④ 生物活性炭反应池设计 结构尺寸： 8000 5000mm，总有效容积： 800m3活性炭： 480m3COD 容积负荷：环境工程概论 162 kgCOD/，出水 COD： 103 mg/L，去除率： 30％，出水 BOD5： 5 mg/L，需氧量：258 kgO2/d。 微孔曝气系统氧利用率： 15%，供气量： 3m3/min ⑤ 压力陶粒过滤装置设计 压力过滤装置 8 座，陶粒： 60m3，粒径： 2～ 4mm，出水 COD： 93 mg/L，去除率：10％，出水 BOD5： 25 mg/L，出水 SS： 40 mg/L 4 处理后最终出水水质 CODcr ≤ 93 mg/L， BOD5 ≤ 25 mg/L， NH3N ≤ 17 mg/L， CN－ ≤ mg/L， TSS≤ 40 mg/L 5 运行费用计算 ① 主要机电设备实际用电量计算 主要机电设备的实际使用率和事故状态使用率 (按 10%)计算列表如下： 表 9－ 4 腈纶废水处理主要机电设 备的实际使用率 序号 名 称 电机功率 (KW) 数 量 (台 ) 使用率 (%) 实际使用功率 (KW) 1 液下搅拌推进装置 10 100 15 2 液下搅拌推进装置 2 10 3 (1).鼓风机 175 1 100 175 (2).鼓风机 175 1 23 4 鼓风机 1 100 5 事故泵 30 2 10 6 6 (1).3集水井污水提升泵 30 1 100 30 (2).3集水井污水提升泵 30 1 60 18 7 气浮加压泵 15 4 100 60 8 (1).生物活性炭反应池进水泵 30 1 100 30 (2).生物活性炭反应池进水泵 30 1 60 18 9 (1).压力陶粒过滤池进水泵 30 1 100 30 (2).压力陶粒过滤 池进水泵 30 1 60 18 10 反冲洗泵 37 2 20 15 11 厂内污水泵 11 1 100 11 12 气浮刮渣机 4 100 6 合计 每 m3污水耗电量为 (KW)247。 350(m3/H)=(KWH/m3)。 ② 药剂耗量计算 药剂品种有：次氯酸纳、氢氧化纳、硫酸、磷酸、碱式氯化铝、 PAM、甲醇。 次氯酸钠： 每天的用量根据事故发生量而定。 氢氧化钠：按 pH 值而定。 盐酸：按 pH 值而定。 磷酸： 86 kg/d(按 10 mg/L 投加量计 )。 碱式氯化铝： 420 kg/d(按 50 mg/L 投加量计 )。 PAM： 126 kg/d(按气浮 1 mg/L，污泥脱水 mg/L 计 )。 甲醇： 435 kg/d(按投加 30％计 )。 CaO：按补充 60％计，按 CaCO3折算为 CaO，投加量为 3570 kg/d。 环境工程概论 163 四、设计小结 (1)含氰污水选用预处理，主体处理和后续处理工艺具有抗冲击 能力强、去除难分解物质和氨氮效率高、出 水水质好等特点。 (3) 预处理工艺对事故状态的高毒性污水采用小流量排放逐步处理的方式，对正常浓度和含氰含低聚物等难分解物质进行混凝气浮和水解酸化处理，具有去除率高和调整BOD/COD 值的特点，有利于主体处理工艺。 (4) 主体处理工艺采用世界上较先进的 SBR 工艺技术，具抗冲击，氨氮去除率高，运行管理灵活等优点。 (5) 后续处理采用生物活性炭新技术，可有效去除难分解物质的残留，使出水水质低于排 放标准，有利于污水的综合利用。 实例三 制糖废水处理工程设计 一、基础资料 设计进水量：根据业主提供的资料，糖厂有二个排放口， 水量情况如下： 第一排放口， Q1＝ ,第二排放口， Q2＝ 总排放量 Σ Qi＝ Q1＋ Q2＝ m3/d＝ 200 m3/h 设计进水水质： 第一排放口， CODcr＝ mg/l, SS＝ 975 mg/l, pH＝ 第二排放口， CODcr＝ mg/l,SS＝ 3208 mg/l, pH＝ 排放标准： CODcr＝ 160 mg/l, SS＝ 70 mg/l, pH＝ 6－ 9 二、设计原则和工艺流程的确定 制糖废水具有有机污 染浓度高，可生化性较好的特点。 根据这一特点在选择处理工艺时，要充分考虑处理工艺的投资成本和运行成本，以得到较好的投资效益和环境效益。 在采用生物处理技术时，当废水的 CODcr 达到 1500 mg/l以上时，厌氧生物技术将明显优于好氧生物技术，二者的运行成本之比约为 1： 3，而且厌氧生物技术还具有以下一些特点： ①处理设备负荷高，占地小。 ②产生的剩余污泥量少， 而且 剩余污泥的脱水性能好。 ③对废水中的营养物需求量少。 ④不要对高浓度废水进行稀释 .厌氧生物技术在处理高浓度废水具有明显优势的同时，也有它的不足。 厌氧处理后的出 水 CODcr 等有机污染物浓度高于好氧，无法达到排放要求。 因此，需要将二种技术加以组合，才能达到理想的目的。 UASB 发明后，目前已成为应用最为广泛的厌氧处理方法。 根据表 1 的比较和本工程废水特征，厌氧处理技术采用 UASB 工艺。 废水经过厌氧处理后尚不能达到排放要求，还需采用好氧处理，由于处理的对象主要是含碳有机废水，无须脱氮除磷，因此，采用采用常规的活性污泥法。 由于废水中含有较高的 SS，为减轻 UASB 的负荷，在进 UASB前，对废水进行气浮处理。 沼气 脱硫 沼气利用 进水 调节池 气浮池 pH 调整池 UASB 曝气池 二沉池 排放 环境工程概论 164 图 9－ 5 制糖废水处理工艺流程 表 9－ 5 制糖废水处理各段工艺处理效果预测 位置 CODcr ( mg/l) 去除率 (%) SS ( mg/l) 去除率 (%) 第一排放口 － 975 － 第二排放口 － 3208 － 调节池平均出水 － － 气浮出水 7133 30 149 90 UASB 出水 1070 85 － － 好氧出水 160 85 70 55 三、全过程工艺设计计算 1 调节池设计 调节池数为 1只，停留时间为 6 h，有效容积为 1200 m3。 自动格栅为 1 台，栅 距为 5 mm，功率为 kW；手动格栅 1 台，不锈钢材质，栅距为 5mm，提升水泵 3台，2 用 1 备，单泵流量为 110 m3/h，单泵功率： 2 UASB 反应池设计 采用常温消化，设计容积负荷为 8 kgCODcr/ ，有效容积为 4280 m3 ，反应池数为 2 只，三相分离器 2 只，温度传感器 2 只，沼气脱硫装置 2 只。 3 涡流气浮池设计 气浮池数为 2 只，单池处理能力为 110 m3/h，单池功率为 4 kW，加药装置 2 只， 4 曝气池设计 曝气池数为 2 只，污泥负荷为 kgCODcr/ ，污泥浓度为 3500 mg/l，有效容积为 3670 m3，单池容积为 1835 m3，有效水深为 ，曝 气头数为 1230 只 5 沉淀池设计 沉淀池数为 2只，表面负荷为 1 m3 /m3 .h，池子直径为 Ф 12。 刮泥机 2 只，单机功率为 6 回流污泥井设计 回流量为 140 /m3 .h，回流泵数 3 台， 2 用 1备，单泵流量为 70 /m3 .h，单泵功率为。 污泥井尺寸： Ф 5。 7 污泥浓缩池设计 污泥浓缩池数为 2只，浓缩池尺寸： Ф 10，浓缩池水深为 4 m，浓缩机 2台，单机功率。 8 污泥均衡池设计 污泥均衡池数为 1只，均衡池尺寸： Ф 10，均衡池 水深为 3 m，液下搅拌机 1台，单机功率为。 9 脱水机房及堆棚设计 离心机 2台 ,单机功率为。 螺杆泵 2 台，加药系统 2 套，计量泵 2 台。 皮带运输机 2 台。 机房及堆棚尺寸： 14 10m 10。