某啤酒厂污水处理站工艺设计书

某啤酒厂污水处理站工艺设计书3+00033任 务 设 计 书1设计题目某啤酒厂废水处理站工艺设计2设计资料（1） 水量及水质设计水量 4000m /d设计水质 设计水质见表 1-1。表 1-1 主要设计水质资料项 目BOD5CODSSNH4-NT-PpH 值平均值101020003504066.59.0注：除 pH 值外，其余项目单位均为 mg/L.（2） 处理要求 处理要求根据受纳水体的使用功能确定（3） 厂区条件a. 地势平坦b. 气象条件最低气温 -12 C最高气温 41 C年平均气温 15 C多年平均降雨量 560 mm/y主导风向 SEc工程地质土壤 II 级失陷性黄土地下水位 -8m厂区平均海拔高程 453m（4） 进水条件来水水头 无压来水管底标高 450m（5） 排水条件 距离厂区围墙西侧 300m 有一河流，河流最大流量 33m /s；最小流 量 1.7m /s；最高水位 445m（50 年一遇）。使用功能主要为一般工业用水及 景观用水，属地表水环境质量标准GB3838-2002 中 IV 类水域。3设计内容依据设计资料和设计要求，确定工艺流程，进行构筑物工艺谁及计算，在此基础上进行 平面及高程布置，具体内容如下：（1） 工艺流程选择A 论述现有有机废水处理的流程及各处理单元的功能及相互作用关系；B 依据设计资料，确定设计工艺工艺流程；C 计算和确定各处理单元的设计效率。（2） 构筑物工艺设计计算A 确定主要构筑物（格栅、调节池、UASB、接触氧化池、气浮池等）的形式、工艺尺 寸；B 主要配套设备能力计算机选型。（3） 水力计算 系统水利计算（构筑物水力计算、构筑物连接管渠水力计算等）。 （4） 平面及高程布置#a 论述平面布置原则，在此基础上，依据厂区气象、工程地质、构筑物形式及相互连 接等确定本设计的平面布置。b 论述高程布置原则，在此基础上确定本设计的高程布置。c 平面及高程布置应充分考虑工艺布置要求和工程实际可用地面积之间的关系，宜尽 可能地紧凑，以节约用地。4设计成果A计算说明书（设计内容的详细陈述、依据、计算过程、系统框图、构筑物单线图）； B处理厂平面图（1 ）C UASB 或接触氧化池工艺图（1 ）5设计周期二周6其他说明的问题A 本次课程设计设计的工艺装备，参照有关设计手册及产品说明书进行选型。B 由于时间原因，本次课程设计不进行污泥处理系统的设计、计算。7主要参考资料A 张希衡 水污染控制工程 北京 冶金工业出版社，2000B 给水排水设计手册（1 册、4 册、5 册、9 册、10 册） 北京 中国建筑工业出版 社，1985C 胡纪萃等 废水厌氧生物处理理论与技术 北京 中国建筑工业出版社，2003D 聂梅生等 2000水工业设计手册水工业工程设备北京，中国建筑工业出版社，33工 艺 流 程 选 择考 虑 到 啤 酒 废 水 的 水 质 特 点 及 处 理 出 水 要 求 达 到 污 水 综 合 排 放 标 准 （GB8978-1996）中二级标准（由受纳水体的使用功能确定），本次课程设计采用 上流式厌氧污泥床+好氧接触氧化工艺，工艺流程图如图 2-1所示。空气鼓风机房加压溶气系统进水格栅调节池泵UASBB接触氧化池气浮池溶气水出水栅渣浓缩池上清液剩余污泥浓缩池（卫生填埋）压滤水压 滤泥饼（再用卫生填埋）构 筑 物 设 计 计 算一、 格栅根据水工业设计手册水工业工程设备（总编：聂梅胜 中国建筑工业出版 社，2000），选择 HZ-I 型，单台处理能力 120m /h，共 2 台二、 调节池（1） 工艺尺寸 取调节时间为 8h，则池容 VV =Qt =166.7m3/ h 8 h =1333.6 m3有效水深 H 取 3m。则调节池表面积 AVA = =444.5( m H2)设计调节池长宽分别为 21m，则调节池实际有效水深为 2.9m。设计超高 0.6m， 保护水深（池底）0.5m，则调节池深度为 3.94m。（2） 工艺装备 调节池内置搅拌机 2 台，单台功率 9.0kW。三、 提升泵站调节池最低水位 442m；UASB 出水水位：458m； UASB 水头损失：2.8m。 因此，需要提升泵的扬程不小于 18.8m。处理水量：5000m /d提升泵选型：100QW70-22-11，3 用 1 备。四、UASB333采用矩形 UASB，三相分离器有上下两层折板型集气罩组成。配水采用穿孔管， 出水采用三角堰。（1） 反应区A反应区容积 V。容积负荷取 6kgCOD/（m d），则反应区容积 VV =4000 2000 10 6-3=133.3(m 3 )采用 3 座 UASB 并联运行，则每座 UASB 反应区容积 V 为 444.4m ，每座处理水量 Q =55.6m/h。B反应区表面积 A。反应区高度 h 取 5m，则反应区表面积 A2444.4A = =88.9(m 2 )5取反应区宽为 6.7m，则长为 13.3mC 反应区水力停留时间 t444.4t = =8.0( h)55.6D 沉淀区表面负荷 q。设计三相分离器沉淀区的沉淀面积即为反映的水平面积q =55.688.9=0.625m 3 /( m 2 h)（2） 三相分离器 三相分离器有多种结构形式，本次课程设计按图 2-2所示三相分离 器结构进行设计。A沉淀区a下部折板取 V =1.8m/h，则 155.6 =1.8 6.7 6b b =0.768 ( m )根据几何关系：6a +3b =6.65 a =0.724 ( m)下部折板倾角取600，则下部折板区高度h1h =a tan 60 0 =0.724 3 =1.254( m ) 1b上部折板取V =2 m / h 2则55.6 =2 6.7 12b b =0.346m取上、下折板重叠垂直距离为 0.28m。根据几何关系：(0.28 / tan 60a =0.5470+0.346 / sin 600) 2 +2 a=0.768 +2 0.724上部折板倾角取 55 0 ，则上部折板高h =a tan 55 0 2=0.781mc. 上部分离区高度。设计水力停留时间取 2.0h，依据表面负荷q =0.625m 3 /( m 2 h)o43332得上部分离区高度h1h =0.625 2.0 =1.25( m ) 1（3） 布水区 采用穿孔管配水，每个 UASB 设 10 根 d50mm、长 6.7m 的穿孔管。 每两根管的中心距为 1.209m。穿孔管中心距反应器底 0.2m。配水孔孔径采用5mm，孔距为 0.2m总的孔口数量N =6.70.210 =335个单孔流量q =p4d2u出孔流速u=4Q 4 55.6=3600Npd2 3600 335 3.14 0.0052=2.349m/s孔口向下 45 、交错布置。（4） 出水区 采用三角堰出水，出水区宽 0.2m、高 0.2m。为保证出水的均匀性， 每个 UASB 设 6 条出水渠。（5） UASB 结构及布置结果 UASB 结构及布置结果（图略）（6） 产气量 UASB 的 COD 去除率按 80%计，Y 取 0.04g VSS/gCOD，则 CH4产量V =0.35 Q（c-c ）-1.42 Y Q (c - c ) 10-3 CH ( 标准状态 ) 0 e 0 e=0.35 40002000 80% -1.42 0.04 4000 2000 80% 10-3=2112.77（m3）取 CH 沼气体积的 51%，则沼气体积（标准状态）为42112.77/0.51=4142.7（m ）（7） UASB 剩余污泥排放 剩余污泥排放管选 d200mm 4 根，分别布于池底和反应 区 1/3 高度处。五、接触氧化池（1） 接触氧化池尺寸 原水 BOD 为 1010mg/L，UASB 去除率为 80%，则接触氧5化池进水 BOD 为 202mg/L；容积负荷 L 取 1kg BOD /（m d），则接5 V 5触氧化池容积 VV =4000 202 10 1-3=808(m 3 )设计接触氧化池两池，并联运行，则单池有效容积为 V =404m 。 设计有效水深（填料区）为 3m，则单池面积 A 为 134.7m 。0接触池宽取 3.0m，则长为 44.9m。按 3 廊道布置，在每廊道的长度为 15.0m。接触时间 tt =4042000 24 = 4 . 848 ( h)取下部布气管安装高度 50cm。333o-2333c2s2取上部处随高度 0.5m；下部布气区高度 0.5m；下部补气管安装高度（矩池底）0.2m； 设计保护高度 0.3m。则接触氧化池总高度为H=3.0+0.5+0.5+0.3=4.3（m）（2） 填料 填料区高度为 3m（等于有效水深），填料选软性填料，充填率取 75%，填 料支架尺寸选 1.5m*1.5m*1.5m。（3） 供气量 取气水比为 20：1，则供气量 Q 为a3空气 / h )3333.3( mQ =20 4000 =8000( m 3 / h ) a即（4） 工艺装备 风机 3 台，2 用 1 备，单台风量 Q=3000m 空气/h；风压 h=4.5m。 六、气浮池采用平流式气浮池；溶气方式为压力溶气。（1） 溶气水量 Q Q 取处理水量的 10%，即 Q =400m /d=16.7m /hr r r（2） 实际供气量 Q溶气压力取 200400kPa，按 300kPa 计算。溶气效率取0.7。kr 取 20C 时空气的地溶解度系数 2.43*10 （L/mkPa）。Q =aQ k p 16.7 2.43 10 -2 300 r t =h 0.7=173.9( L / h )（3）空压机额定供气量 Q 安全与空压机效率系数取 1.4aQa=1.4 173.9 =243.46 L / h =4.058 L / min（4）溶气罐 溶气时间取 5min，则溶气罐有效容积V =Q t =16.7 r560=1.39(m 3 )设计溶气罐 2 个，并联运行，则单罐容积为 0.695m 。溶气罐有效高度取 2m，则 直径 D 为D =0.695 41.5 3.14=0.77( m )（5）贮气罐 为避免空气压缩机频繁启动，应设置贮气罐。取贮气罐有效容积为 0.8m ，可调压力倍数为 2。共设两组，并联运行。（6）接触室表面积 A 取 V =15mm/sc c166.7 +16.6A = =3.39( m 15 3600 10 -32)两座并联运行，则单座接触室面积 Ac=1.70m 。（7）分离室表面积 A 。取 V =1.8mm/ss s166.7 +16.6A = =25.9(m 2 ) 1.8 3600 10 -3=（8）两座并联运行，则单座表面积 A =12.95m 。s气浮池平面尺寸 分离室宽度取 3m，则分离室长为 6.813m 接触室宽取 3m，则接触室长为 0.817m单座气浮池平面尺寸为 3x（6.813+0.817）=22.89m（9） 有效水深取 2.5m（10） 定气压溶机选型 定压机额定供气量 5.555L/min，根据溶气罐的工作压力 （ 200-400kPa） 及 储 气 罐 可 调 压 力 倍 数 ， 要 求 空 压 机 的 工 作 压 力 为 400-800kPa