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盐城工学院本科毕业设计说明书(2007)1第三章工程设计与计算3.1调节池的设计计算[21]3.1.2一般规定⑴设计水量应按分期建设考虑:A.当污水为自流进水时,应按每期的最大设计流量计算。B.当污水为提升进水时,应按每期工作水泵的最大组合流量计算。C.在合流制处理系统中,应按降雨时的设计流量计算,沉淀时间不宜小于30min。⑵沉淀池的个数或分格数不应小于2个,并宜按并联系列考虑。⑶当无实测资料时,城市污水沉淀池的设计数据可参照。⑷池子的超高至少采用0.3m。⑸沉淀池的有效水深(H)、沉淀时间(t)与表面负荷(q)的关系见表2-2,当表面负荷一定时,有效水深与沉淀时间之比亦为定值。即H/t=q。一般沉淀时间不小于1.0h;有效水深多采用2~4m,见表3-2表3-2沉淀池(H、t、q)关系表表面负荷(q)(m3/m2·h)沉淀时间(t,h)H=2.0mH=2.5mH=3.0mH=3.5mH=4.0m3.22.52.01.51.01.01.171.331.01.21.42.01.01.251.501.751.61.331.672.02.332.672.02.53.03.54.0某淀粉生产废水处理工程设计2⑹沉淀池的缓冲层高度,一般采用0.3~0.5m。⑺污泥斗的斜壁与水平面的倾角,方斗不宜小于60°,圆斗不宜小于55。⑻排泥管直径不宜小于200mm。⑼沉淀池的污泥,采用机械排泥时可连续排泥或间歇排泥。不采用机械排泥时应每日排泥,初次沉淀池的静水头不应小于1.5m,生物膜法后不应小于1.2m,曝气池后不应小于0.9m。⑽采用多斗排泥时,每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。⑾当每组沉淀池有两个池以上时,为使每个池的入流量均等,应在入流口设置调节阀门,以调整流量。⑿当采用重力排泥时,污泥斗的排泥管一般采用铸铁管,其下端伸入斗内,顶端敝口,伸出水面,以便于疏通。在水面以下1.5~2.0m处,由排泥管接出水平排出管,污泥借静水压力由此排出池外。⒀进水管有压力时,应设置配水井,进水管应由池壁接入,不应由池底接入,且应将进水管的进水弯头朝向井底。本设计选择平流式沉淀池3.1.4设计说明设计一个集水池,把淀粉废水集中起来,以便处理流量、水质不均的淀粉废水。3.1.5设计计算⑴已调节一个班次的运行时间为调节要求,则调节池有效容积为V=Q1×T有效=33.33×8=266.67(m3)式3-1[14]Q1—小时水量(m3/h)T有效—有效时间(h)取有效水深为h1=2m,则有效面积F为F=V/h1=266.67/2=133.33m2取池长13.33m,池宽10m⑵污泥斗的设计盐城工学院本科毕业设计说明书(2007)3设调节池有2个污泥斗,污泥斗坡取50°,污泥斗上、下为正方形,上口边长a取1.8m,下底边长al取为0.5m则污泥斗高h4=25.08.1tg50°=0.8m⑶污泥斗容积:V′=3221212417.1)5.08.15.08.1(8.031)(31maaaah⑷调节池总高度H调节池总高度H=h1+h2+h3+h4超高h2=0.3m,有效高度h1=2.0m,缓冲高度h3=0.3m,污泥斗设h4=0.8m,h4=0.5×tg10°=0.09m调节池总高度H=2.0+0.3+0.3+0.8+0.3+0.09=3.79(m)3.2UASB反应器的设计计算(升流式厌氧污泥床反应器)[22~24]⑴反应器内径14.4cm,总高度1.95m,其中分离器部分高度为0.45m。⑵悬浮层及污泥床区总高度为1.5m,反应器总有效容积为28.5L,另沿高度方向设置12个采样口。⑶反应器通过夹套循环水进行保温,温度控制在(33~37)℃。⑷污泥床:污泥浓度范围40000~80000mg/L,降解量一般占全部的70﹪~90﹪。⑸污泥悬浮层:污泥浓度范围15000~30000mg/L,污泥容积指数30~40mg/L,降解量一般占全部10﹪~30﹪。3.2.2设计计算:⑴UASB反应器有效容积和主要尺寸V=QSo/NV式中V—反应器有效容积,m3Q—污水流量,m3/dSo—污水进水中有机物浓度,gCOD/L某淀粉生产废水处理工程设计4NV——容积负荷,kgCOD/(m3d)V=QSo/NV=(800×4.41)/8.4=420m3设计有效水深H=5m超高为0.5m则A=V/H=420/5=84m2L=14mB=6m该UASB反应器为长宽高为14×6×5.5,有效容积为420m3,容积负荷设为8.4m3/d。(反应器有效高度一般为4~6m,取5.5m),超高0.5m。⑵进水配水系统目前UASB反应器所采用的进水方式为间隙式进水,脉冲式进水,连续均匀式进水和连续进水与间隙回流相组合的进水方式等。本设计采用连续进水的运行方式。⑶三相分离器包括沉淀区设计、回流缝设计、气相分离设计。沉淀区的总水深大于1.5m,停留时间为1.5~2.0h。回流缝中混合液上升流速小于2.0m/h,以使回流缝和沉淀区的水流稳定。⑷出水系统每个单元三相分离器设一个出水槽,出水槽宽度采用20cm。⑸浮渣清楚系统沉淀区液面的浮渣层可用刮渣机清除,构造与沉淀池和气浮池的刮渣机相同。⑹排泥系统为了使污泥床区的污泥均匀分布,保证出水效果,必须进行均匀的多点排泥。一般污泥床区每10m2设一个排泥口。UASB反应器处理工艺具有较高的处理能力和处理效率,尤其适用于各种好浓度的有机废水的处理。随着对UASB反应器处理工艺的研究不断深入和发展,以及对实际运行情况的总结,该工艺将得到更加广泛的应用。3.3曝气池的设计计算[25]盐城工学院本科毕业设计说明书(2007)5普通活性污泥曝气池一般呈廊道型,根据所需长度,可为单廊道、二廊道以及三廊道和四廊道。为了避免短路,廊道长度比一般不小于10:1。曝气池表面呈长方形状,污水从池首端到尾端,混合液内影响活性污泥净化功能的各种因素,如F:M值、活性污泥微生物的组成和数量、有机物的组成和数量等都在连续地变化,有机物降解速率、耗氧速率也在连续地变化。⑴廊道长宽比一般不小于10:1⑵廊道宽深比一般不小于1~2m⑶池深一般在2~5mQ1=33.33m3/h反应时间T=5.67hV=T×Q1=33.33×5.67=189m3设计有效水深H=4.2m超高为0.3m则A=V/H=189/4.2=45m2L=9mB=5m曝气池的长=9m,宽=5m,深=4.5m,曝气池的有效容积为189m3,曝气吃的容积负荷为4.7kgCOD/(m3d),曝气时间h=5.67h,超高为0.3m。3.4沉淀池的设计计算[26,27]3.4.2设计要点⑴考虑沉淀池污泥发生腐败、设置刮泥、排泥设备,迅速排除沉泥。⑵考虑可悬浮物及污泥上浮,设备浮渣去除设备。⑶表面负荷以25~50m3/(m2·d)为标准,沉淀时间以1.0~2.0h为标准。⑷进水端考虑整流措施,采用阻流板、有孔整流壁、圆桶形整流板。⑸采用溢流堰,堰上负荷不大于250m3/(m2·d)。⑹长方形池,最大水平流速为7mm/s。⑺污泥区容积,静水压排泥不大于2d污泥量;机械排泥时考虑4h排泥量。⑻排泥静水压大于等于1.50m。3.4.3设计参数⑴沉淀池设计流量取最大设计流量,初次沉淀时间取1~2h,初次沉淀池某淀粉生产废水处理工程设计6表面负荷1.5~2.5m3/(m2·h)。⑵池的长宽比不小于4,长深比采用8~12。⑶设计有效水深不大于3.0m。⑷缓冲层高度在非机械排泥时,采用0.5m;机械排泥时,则缓冲层上缘高出刮泥板0.3m。⑸池底坡度一般为0.01~0.02。3.4.4计算公式⑴池子总表面积A=Qmax3600/q′式4-1A—池的总面积(m2)设计取1.5m3/(m2.h)A=Qmax600/q′Qmax——最大设计流量(m3/s)q′—表面负荷[m3/(m2.h)],本=43.133/1.5=28.76m2⑵沉淀部分有效水深h2=q′th2——沉淀部分有效水深(m)t—沉淀时间(h)取2hh2=q′t=1.5×2=3m⑶沉淀部分有效容积V′=A×h2=28.76×3=86.28m3⑷池长L=vt3.6L—池长;v—最大设计流量时的水平流速,V取0.25m/sL=0.25×2×3.6=1.8m⑸水流断面积A′=Qmax/v=43.133/0.25=172.5m2⑹池总宽度B设n=2,每格宽b=0.6mB=n×b=2×0.6=1.2m3.5生物接触氧化池的设计[28]盐城工学院本科毕业设计说明书(2007)7生物接触氧化池每个平面形状宜采用矩形,沿水流方向池长不宜大10m。其长宽比宜采用1:2~1:1,有效面积不宜大于100m2。生物接触氧化池由上至下应包括构造层、填料层、稳水曾和超高。其中,构造层高宜采用0.6~1.2m,填料层高宜采用2.5~3.5m,文水曾高宜采用0.4~0.5m,超高不宜小于0.5m。生物接触氧化池浸水端宜设导流槽,其宽度不宜小于0.8m。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.3~0.5m,至池底的距离不宜小于0.4m。生物接触氧化池应在填料下方满平房均匀曝气。当采用穿孔管曝气时,每根穿孔管的水平长度不宜大于5m;水平误差不宜大于±2nm,全池不宜大于±3nm,且应有调节气量和方便维修的设施。生物接触氧化池设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为2.0~3.0L/(s·m)。生物接触氧化池底部应设有放空设施。当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时,应由消除泡沫措施。3.5.1接触氧化池的构造(见表3-3)表3-3生物接触氧化池的设计参数名称设计参数说明(1)BOD的容积负荷1000~1800gBOD5一般通过试验确定(2)进水BOD浓度100~250mg/L(3)有效接触时间1~2h(4)滤层总高度≥3m一般应分层装填,每层厚为1m,蜂窝孔径≥25mm(5)气水比10~15:1应按满足池中DO=2.5~3.5mg/L校核(6)单格池面积≤25m2某淀粉生产废水处理工程设计83.5.2生物接触氧化池计算⑴设计流量Q=800m3/d⑵进水BOD(La)经沉淀池处理后,BOD5的去除率达35%,则La=(1-35%)×400=260(mg/l)⑶出水BOD5(Lt)Lt达到(GB8978-1996)中的二级标准Lt=30mg/l⑷BOD5去除率y=%5.88%10026030260%100LaLtLa⑸容积负荷(m)依照设计手册为1000-1800gBOD5/m3.d本设计选择M=1200gBOD5/m3.d⑹气水比(Do)Do=20m3(气)/m3(废水)⑺滤池容积(V)V=Q(La-Lt)/M=800(260-30)/1200=153.33m3⑻滤池总面积(F)取滤料有效高度,H=3mF=V/H=153.33/3=51.1(m2)⑼滤池格数(n)n=1⑽滤池尺寸L×B=7.2×7.2(m2)盐城工学院本科毕业设计说明书(2007)9⑾校核接触时间t=24nfH/Q=1×7.22×3×24/800=4.67(h)⑿滤池总高度(Ho)Ho=H+h1+h2+(m-1)h3+h4h1-超高(m),h1=0.5~0.6(m)取h1=0.5mh2-填料上水深(m)h2=0.4~0.5(m)取h2=0.5mh3-填料层间隙高(m)本项目选择半软性填料,不需分层h3=0h4-配水区高度(m)采用穿孔管曝气,不进入检修取h4=0.5mHo=0.5+0.5+3.0+0.5=4.5(m)⒀污水在池内的实际停留时间(t’)T′=24nf(Ho-h1)/Q=7.22×(4.5-0.5)×24/800=6.22(h)⒁填料总体积(V′)V′=7.22×3=155.52(m3)⒂所需空气量(D)D=DoQ=20×800=16000m3/d=111.1m3/min⒃罗茨鼓风机的选择本项目设计计算生物接触氧化池静压力为4000mn(H2O),所需空气量为111.1m3/min,所以应选择风量>111.1m3/min,静压力>4000mm(H2O)的罗茨鼓风机,依据设计手册,查得鼓风
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