酒精废水水处理毕业设计(初稿)

第三章废水处理构筑物的设计计算3.1格栅的设计计算3.1.1设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续处理构筑物的处理负荷。格栅对悬浮物的去除率为5%~10%。3.1.2设计参数取中格栅；栅条间隙d=2mm;栅前水深h=0.2m;过栅流速v=0.5m/s；安装倾角α=45°；设计流量Q=200m³/d=0.0023m3/s，K=2.3则Qmax=200×2.3=460/d=0.0053m3/s对各污染物的去除率取如表3-1。表3-1格栅进出水指标水质指标CODBODSSPH进水水质（mg/L）200001150060003.0-4.5去除率（%）10107-出水水质（mg/L）180001035055803.0-4.53.1.3设计计算格栅的计算草图如下：图3-1格栅设计示意图3.1.3.1栅条间隙数(n)栅条间隙数计算公式计算如下：bhvn45sinQmax（3-1）式中：Qmax——设计流量，m3/sα——安装倾角，度b——栅条间隙，mh——栅前水深，mv——过栅流速，m/s18.75.02.0002.045sin0.0053n取193.1.3.2栅槽的有效宽度（B）设计采用Φ2的圆钢为栅条，即s=0.002m，则格栅宽：B1=s(n−1)+bn（3-2）式中：s——格条宽度，mn——格栅间隙数b——栅条间隙，mB1=0.002×(19−1)+0.002×19=0.074m栅槽宽度一般比格栅宽大0.2~0.3m，则栅槽宽为：B=0.3m3.1.3.3进水渠渐宽部分长度（l1）设进水渠道内流速为0.5m/s，则进水渠道宽为m053.05.02.00053.0B1，渐宽部分展开角α1=20°。则：111tan2lBB（3-3）式中：B——栅槽宽度，mB1——进水渠道宽度，mα1——进水渠展开角，度m34.020tan2l11BB3.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度为：ml17.0234.02l123.1.3.5过栅水头损失（h1）取k=3，β=1.79（栅条断面为圆形），v=0.5m/s。sin2)(23/41gvdskh（3-4）式中：k——系数，水头损失增大倍数β——系数，与断面形状有关s——栅条宽度，md——栅条静隙，mv——过栅流速，m/sα——格栅安装倾角，度m5.0045sin1.892.50)02.0002.00(9.71323/41h3.1.3.6栅槽总高度（H）取栅前水深渠道超高h2=0.3；栅前槽高H1=h+h2=0.5m则总高度H=h+h1+h2=0.2+0.05+0.3=0.55m3.1.3.7栅槽总长度（L）栅槽总长度为：m33.245tanH0.15.0121llL3.1.3.8每日栅渣量（W）取3331101.0mmW,K总=2.3，则31max1086400总KWQW（3-5）式中：Qmax——设计流量，m³/sW1——栅渣量，m³/sm2.00102.3864001.0053.003W因为0.02m³/d0.2m³/d,所以采用人工清渣。3.2固液分离HF型回转式固液分离机时一种由独特的耙齿装配成一组回转格栅，在电机减速器的驱动下，耙齿进行逆水流方向回转驱动。耙齿链运转到设备的上部时，由于槽轮和弯轨的导向，使每组耙齿之间产生相对自清运动，绝大部分固体物质靠重力落下，另一部分则依靠清扫器的反向运动把粘在耙齿上的杂物清扫干净。特点：该设备的最大优点是自动化程度高、分离效率高、动力消耗小，无噪音。耐腐蚀性能好，在无人看管的情况下可保证连续稳定工作。设置了过载安全保护装置，在设备发生故障时，会产生光报警并自动停机，可以避免设备超负荷工作。本设备可以根据需要任意调节设备运动间隙，实现周期性运转，可以根据格栅前后液位差自动控制，并且有手动控制功能，以方便检修，用户可根据不同的工作需要任意选用。由于该设备构造设计合理，在设备工作时，自身具有很强的自净能力，不会发生堵塞现象，所以日常维修工作量很少。本设计采用的两台HF-300型回转式固液分离机（一用一备），对各种污染物的去除率见表3-2。设备参数见表3-3。.表3-2固液分离进出水指标水质指标CODBODSSPH进水水质（mg/L）180001035060003.0-4.5去除率（%）202070-出水水质（mg/L）14400828018003.0-4.5表3-3.HF-300型回转式固液分离机性能参数型号耙齿节距（mm）耙齿线速度（m/min）电机功率（kw）栅前水深（m）栅前流速（m/s）栅隙（mm）过栅流量（m3/d）HF-30010020.37-0.751.00.8117803.3污水提升泵房的设计计算3.3.1设计说明泵房采用全地下式。考虑两台水泵，其中一台备用。3.3.2设计参数设计流量Q=200m³/d=8.3m³/h=0.0023m³/s取Q=5L/s，则每台泵的流量为5L/s3.3.3设计计算3.3.3.1选泵前总扬程估算在污水处理构筑物高程的布置中，污水提升泵房的池底距水平面h=4.0m。根据平面布置图中沿程水头损失和局部水头损失的计算，径泵房提升后的上游水位标高为h1=2.529m。设提升泵的出水管长为4.0m，管径取为300m，则提升泵水头损失为：Σh=il=0.00463×4=0.01852m泵站内水头损失假设为0.2，考虑自由水头为0.1，则水泵扬程为：1.02.01hhhH总选择50QW18-15-1.5型污水泵两台，一用一备，设备的具体技术参数见表3-4。表3-4200QW300-10-22型污水泵技术参数表型号流量（m3/h）扬程(m)转速(r/min)功率（kw）效率（%）重量（kg）50QW18-15-1.5181528401.562.860查给排水设计手册得50QW18-15-1.5型污水泵的安装尺寸为610mm×400mm，提升泵房里面需要安装两台泵，泵房的尺寸为5.0m×5.0m×4.0m。3.4调节池设计计算3.4.1设计说明以及设计参数酒精废水的水质和水量随时间变化的幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需要对废水的水质和水量进行调节。因为酒精废水中悬浮物（SS）含量较高，所以该调节池也具备沉淀池的功能，设计时需要设计沉淀池的污泥斗，并且要有足够的水力停留时间，以保证后续处理构筑物能连续运行。其均质作用主要靠池侧的沿程进水，是同时进入池内的废水转变为前后出水，以达到不同时序的废水相混合的目的。调节池还可以用来均衡调节污水水质、水温的变化，以降低对生物处理设施的冲击。采用机械刮泥除渣,对各种污染物的去除率见表3-5。表3-5调节池进出水指标水质指标CODBODSSPH进水水质（mg/L）14400828018003.0-4.5去除率（%）101050-出水水质（mg/L）1296074529007.0设计流量Q=200m³/d=8.3m³/h；水力停留时间为8h。则调节池容积为：37.6683.8mQtV本设计设1座调节池，则单池体积为：66.7m3。设计有效水深为2m。反应池单池面积：2.4332.766mHVA取35m2。单池尺寸为：7m×5m×2m。图3-2调节沉淀池计算草图3.4.2药剂量估算采用泵直接加压投药，设进水pH为4.0，则废水中的[H+]=10-4mol，若废水中含有的酸性物质为H2SO4,则[H2SO4]=98×0.5×10-4=0.0049g/L，废水中共有H2SO4的含量为200×0.0049=0.98kg/d，中和至7,则废水中[H+]=10-7mol/L，此时[H2SO4]=98×0.5×10-7=0.49×10-5g/L,废水中H2SO4的含量为200×0.49×10-5=0.00098kg/d，需要中和的NaOH为:0.98-0.00098=0.979kg/d。采用投碱中和法，选用NaOH，药剂不能完全反应的时候，加大系数取1.1。3.4.3理论上每日污泥量每日污泥量计算公式如下：1)1(1000)(010PCCQW(3-6)式中：Q——设计流量，m3/dC0——进水悬浮物浓度，kg/m3C1——出水悬浮物浓度，kg/m3P0——污泥含水率，以97%计γ——污泥密度，以1000kg/m3计dW/m610001)7.901(1000)9001800(20033.5UASB反应器的设计计算3.5.1．设计参数常温下容积负荷（Nv）：6.5kgCOD/(m³﹒d)污泥产率：0.1kgMLSS/kgCOD产气率：0.5m³/kgCOD处理水量：Q=200m³/d3.5.2．设计水质表3-6UASB反应器进出水指标水质指标CODBODSSpH进水水质（mg/L）1296074529007.0去除率（%）758545-出水水质（mg/L）32401117.84957.03.5.3UASB反应器有效容积及主要尺寸的确定3.5.3.1UASB反应器的有效容积VNSQV0有效（3-7）33995.696.12200m3.5.3.2UASB反应器的形状和尺寸UASB反应器的经济有效高度为4~6m，由于建造圆形反应器的三相分离器比矩形复杂，所以本设计采用矩形。设计反应器有效高度H=10m；则横截面积：2.93910399mHVS有效（3-8）共设2座UASB反应器。每池的面积为：220239.9mnSSi矩形长宽比为约2：1；所以B=3m；L=7m；则单池的截面积为:212m一般应用是反应器的装液量为70％～90％(体积有效系数)；设计反应器总高度为11.5m，其中超高为0.5m。单池容积：3231)5.05.11(21mHSVii总容积：34622231mnVVi有效容积为399m³，则体积有效系数为%86%100462399，符合有机负荷要求。3.5.3.3水力停留时间HRT和水力负荷率VrhtHRT.45524200462）（hmmSQVr./4.0213.823对于颗粒污泥，水力负荷率）（hmmVr./9.0~1.023，符合要求。3.5.4.进水分配系统的设计3.5.4.1布水点的设置进水方式采用连续均匀进水方式，布水点的数量与处理水量、进水浓度、容积负荷等因素有关。所取容积负荷为6.5kgCOD/m³.d,每个布水点的布水面积在0.5～2m²，本设计的布水点的负荷面积取0.90m²。布水点的个数：240.902122mmSSni个3.5.4.2.配水系统设计配水系统形式采用多管多孔配水方式。反应器设置一根进水总管DN=100mm，6根进水支管DN=50mm，支管分布在总管的两侧，同侧每两根支管中心间距为1.75m，每根水管有4个孔,孔距为0.75m，孔口向下并于垂线成45度角。为使配水均匀，要求出口流速不小于2m/s。设u=2m/smmnuQd.5514.322436005.14436004本设计取φ=15mm；验证常温下，容积负荷（Nv）为：6.5kgCOD/(m3·d)；产气率为：0.5m3/kgCOD；需满足空塔流速uk≤1.0m/h,空塔沼气上升流速ug≤1.0m/h。空塔水流速：h/19.09.02415.41mSQuk＜1.0m/h空塔气流速度：h/93.09.0245.075.096.1215.401mSSQug＜1.0m/h，符合设计要求。为增强污泥和废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，建议进水点距池底200~250mm，本工程布水管距管底200mm。3.5.5三相分离器的设计三相分离器有3个主要功能和3个组成部分：气液分离、固液分离和污泥回流3个功能以及气封、沉淀区和回流缝3个组成部分。3.5.5.1沉淀区设计沉淀室内设计日平均表面负荷率小于0.7