日处理1500吨屠宰废水毕业设计.doc

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1、日处理1500吨屠宰废水目录第1章 设计概述11.1 设计依据11.2设计原则1 1.3 工艺流程图21.4 水质平衡计算2第2章 主体构筑物计算42.1 格栅的计算4 2.1.1 格栅的作用42.2 隔油池的计算72.3 配水井102.3.1 作用102.3.2 设计要求102.3.3 设计条件112.3.4 设计计算112.4 调节池的计算122.5 UASB反应器的计算132.5.2 UASB反应器容积的确定132.5.3主要构造尺寸的确定132.5.3.1 UASB进水配水系统设计142.5.3.2三相分离器的设计162.5.3.3气液分离设计182.5.3.4排泥系统设计192.6

2、SBR反应池20 2.6.1设计说明20 2.6.2 SBR反应池容积计算21 2.6.3排泥量及排泥系统22 2.6.4需氧量及曝气系统设计计算23 2.6.5空气管计算25 2.6.6滗水器252.7接触消毒池与加氯间262.8 集泥井272.8.1 设计说明272.9 泵房282.10污泥浓缩池282.10.1 设计说明282.10.2 设计参数292.11 污泥脱水间30第3章 管道及高程布置设计计算32 3.1各构筑物间管道323.1.2 污水管道水头损失计算36 3.2高程计算403.2.1高程布置原则403.2.2 高程计算40第4章 工程概算及处理成本434.1 工程费用434

3、.1.1 土建工程434.1.2 管道工程444.1.3 机电设备安装工程454.1.4 工程的其他费用454.1.5 技术经济指标46致谢48参考文献49第1章 设计概述1.1 设计依据1、设计水量：1.5kt/d屠宰废水。2、 设计水质: 表1-1 废水水质参数项目水量Q(kt/d)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)动植物油(mg/L)值1.51500-35001000-2500300-50050-60100-150注：水温为常温。3、排放标准：屠宰废水经处理后应达到以下标准：肉类加工工业污染物排放标准（GB13457-92）中一级排放标准。即：

4、表1-2 排放标准污染物COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)动植物油(mg/L)pH排出标准 100307015206-91.2设计原则屠宰废水一般呈红褐色，有难闻的腥臭味，其中含有大量的血污、油脂质、毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物、粪便等污物，固体悬浮物含量高。这类容易降解的有机废水，生物处理工艺是最经济和有效的处理方法之一。根据本次设计屠宰污水的特点：污水的BOD/COD0.3,可生化性很好，污水的各项指标都比较高，含有大量有机物，非常有利于生物处理。考虑屠宰废水水质特点，对比各种处理方法的优缺点，得出目前屠宰废水最经济有效的处理技术为：以生

5、物法为主，辅助必要的物理、化学等方法作预处理。在北方地区，尤其是经济不发达的北方地区，考虑到气温低，占地要求小，运行费用要求低等因素。1.3 工艺流程图1.4 水质平衡计算水质平衡计算表如图1-3，以COD为例说明：进水COD的量：一级处理去除COD的量：二级处理去除COD的量：COD的去除率：表13：水质平衡计算表项目 BOD5 （%）COD（%）SS（%）NH4-N（%）动植物油一级处理15305080二级处理9096857030表14：水质平衡计算一览表处理单元BOD5CODSSNH4-N 动植物油进水mg/l出水mg/l去除率 %进水mg/l出水mg/l去除率 %进水mg/l出水mg/

6、l去除率 %进水mg/l出水mg/l去除率 %进水mg/l出水mg/l去除率 %一级处理2500175030350024503050025050606001503080二级处理175026.398.52450989625062.5756012803019.530总去除率%95.797.287.58075.9第2章 主体构筑物计算2.1 格栅的计算2.1.1 格栅的作用格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水管道，泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发等，以减轻后续处理构筑物的处理负荷。2.1.2 中格栅的设计计算（1）设计参数设计最大水量：

7、Q=62.5m3/h栅条间隙：e=0.025m格栅倾角：a=60栅前水深：h=0.4m过栅流速：=0.6m/s渠道超高：h2=0.3m（2）设计计算 栅条间隙数： 栅槽宽度：取栅条宽度S=0.01m 进水渠道渐宽部分长度： 若进水渠宽B1=0.05m，渐宽部分展开角，则 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： 栅水头损失：设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则 栅后槽总高度：取栅前渠道超高h2=0.3m,栅前槽高 H= 栅槽总长度： 每日栅渣量：栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取W1 = 0.06m3/103m3 ，K总 = 2 ，则 因

8、此设计采用人工清渣。图2-1粗格栅尺寸示意图2.1.3 细格栅的设计计算（1）设计参数设计最大水量：Q=62.5m3/h栅条间隙：e=0.005m格栅倾角：a=60栅前水深：h=0.4m过栅流速：=0.6m/s渠道超高：h2=0.3m（2） 设计计算 栅条间隙数： 栅槽宽度：取栅条宽度S=0.01m 进水渠道渐宽部分长度： 若进水渠宽B1=0.1m，渐宽部分展开角，则 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： 栅水头损失：设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则 栅后槽总高度：取栅前渠道超高h2=0.3m,栅前槽高 H= 栅槽总长度： 每日栅渣量：栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗

9、格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取W1 = 0.06m3/103m3 ，K总 = 2 ，则 因此设计采用人工清渣。图2-2 细格栅尺寸示意图2.2 隔油池的计算2.2.1 隔油池的作用本次设计根据实际经验采用平流式隔油池。这种隔油池的优点是构造简单，便于运行管理，除油效果稳定。去除含油废水中比重小于1的浮油和分散油，回收油分进行再利用。比重大于1.0的杂质沉于池底，定期清理去除。2.2.2 设计参数（1）进水PH值应在6.58.5的范围内；（2）宜采用自流进水，避免剧烈搅动；（3）去除油粒粒径150m；（4）停留时间1.52h，有效水深1.52m；取水力停留时间T=1.5h。 取有效水深

10、h=1.5m（5）水平流速一般为25mm/s，不宜大于15mm/s；取水平流速v=3mm/s。（6）深宽比0.30.5，超高不小于0.4m，取超高h=0.5m。（7）集泥斗按8h沉渣计，含水率9597%计；（8）池内刮有泥速度不超过15 mm/s；（9）集油管管径为200300mm，池宽4.5m时，串联数小于4根；（10）排泥阀直径不小于200mm，端头设压力水冲泥管；（11）池顶应设非燃烧材料盖板并设蒸汽消防；（12）池子不少于2间，并能单独工作。2.2.3 设计计算 本设计采用平流式隔油池，按废水的停留时间计算法。1.隔油池总容积W 最大设计流量Q=62.5m3/h,取水力停留时间T=1.

11、5h 2.隔油池过水断面积AC 废水在池中水平流速v=3mm/s 3.隔油池间数n 取隔油池每格宽为2.5m，则取工作区水深h=1.5m， 隔油池间数,取n=2个 隔油池实际水流速为： 4.油池有效长度L 取v=3mm/s 取16米5.隔油池总表面积A A=nbL=22.516=80m26.隔油池总体积V V=nbLh=641.5=120m37.隔油池建筑高度H 取超高h=0.5m H=h+h=2+0.5=2.5m8.油泥量 （1）悬浮物的去除率为=36% （2）进口悬浮物浓度为500mg/l（3）去除量LV=50036%=180mg/l 设排泥时间t=8h，油泥重w=QLVt=62.5180

12、8/1000=90kg 按含水率96%计,油泥重为w=w/(1-96%)=90/0.04=2250kg 取油泥密度为1000kg/m3,则油泥体积为V=2250/1000=2.25m3 单个污泥斗容积V1=V/6=3m39.污泥斗各部分尺寸 取上口宽a=2.7m，下口宽b=0.5m，倾角为450 则斗深h1=(a-b)/2tg450=1.1m 斗容积为V1=h1/3(a2+b2+ab)=3.26m310.污泥斗以上梯形部分污泥容积 h1=(28.8+0.3-2.7)0.01=0.264m l1=28.8+0.3+0.5=29.6m l2=2.7m m311. 污泥斗和梯形部分污泥容积 V=V1

13、+V2=3.26+11.5=24.76 m33m3隔油池总高度H/=H+h1+h1=2.5+1.1+0.264=3.864m，取3.8m。12.蒸汽消防管与加热蒸汽管采用Dg150为总管，两只分管为Dg50，每件消防管在水面宜上0.2m处，加热管深入水面以下。13.盖板 池表面选用水泥盖板，防雨和防止轻质油及挥发物质挥发。设计面积为3027=810m214.刮油刮泥机选型号为LGYN-4.5链板式刮油刮泥机，功率为1.5KW，刮板行走速度为1.6mm/s。2-3平流式隔油池计算草图2.3 配水井2.3.1 作用考虑构筑物均匀配水，保证构筑物经济有效的运行。2.3.2 设计要求（1）水力配水设施

14、基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等；（2）配水渠道中的水流速度应大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失；（3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道，向其引水的环形配水，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是：A、应取中心管直径等于引水管直径；B、中心管下的环形孔高应取0.25-0.5D；C、当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比大于1.5的突然扩张；D、在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流；E、当进水流量为设计负荷，配水均匀误差为0.1%；当进水流量偏离设计负荷25%时，配水均匀度误差为2.9%。2.3.3 设计条件（1）设计流量 （2）

15、设计流速 2.3.4 设计计算（1）进水管径 配水井进水管的设计流量为Q=1500m3/d=17L/s，查给排水设计手册第一册确定进水管直径D=250mm，管内流速v=1.0m/s。（2）矩形宽顶堰 进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入两个水斗再由管道接入两座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为q=62.5/2=31.25m3/h。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。 堰上水头H 因单个出水溢流堰的流量q=17/2=8.5L/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。 。 自由跌水h=0.1m。最后由两根设在井底的管径D=800

16、mm的管道分别送往隔油池。 水深为2m，超高0.5m，直径2m。 堰顶厚度B。根据有关实验资料，当属于矩形宽顶堰。取B=0.4m，这时 所以，该堰属于矩形宽顶堰。配水漏斗上口口径D 按配水井内径的1.5倍设计， 2.4 调节池的计算2.4.1. 设计说明 废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，由于废水中悬浮物(ss)浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，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，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的

17、目的。2.4.2.设计参数 (1)水力停留时间T=6h; (2)设计流量Q=1500m3/d=62.5m3/h=0.017m3/s, 采用机械刮泥除渣2.4.3 设计计算（1）池子尺寸 池子有效容积为： V=QT=62.56=375m3 取池子总高度H=2.5m,其中超高0.5m,有效水深h=2m 则池面积A=V/h=375/2=187.5m3 ，池长取L=16m,池宽取B=12m 则 池子总尺寸为LBH=16122.5 （2） 理论上每日的污泥量 W=Q(C0-C1)/1000(1-0.97) 式中： Q - 设计流量， C0 - 进水悬浮物浓度，mg/L C1 - 出水悬浮物浓度，mg/L

18、 P0 - 污泥含水率，% W=1500(1000-500)/(10001000(1-0.97)=25 （3）污泥斗尺寸 取斗底尺寸为500500，污泥斗倾角取60 则污泥斗的高度为：h2=(5-0.2) tg60 =8.3136m 污泥斗的容积： =138.3136(202+200.5+0.52) =1136.88m3 V总W符合设计要求，采用机械泵吸泥 （4）进水布置 进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3。2.5 UASB反应器的计算2.5.1设计说明上流式厌氧生物反应器（UASB），其基本原理是：反应器主体分为上下两个区域，即反应区和气、液、固三相分离区，在下部的反应区内是沉淀性能良好

19、的厌氧污泥床；高浓度有机废水通过布水系统进入反应器底部，向上流过厌氧污泥床，与厌氧污泥充分接触反应，有机物被转化为甲烷和二氧化碳，气、液、固由顶部三相分离器分离。出水COD的去除率可达到85%以上，容积负荷510kgCOD/（m3.d），分离后的沼气可作为能源利用。2.5.2 UASB反应器容积的确定 1. 本设计采用容积负荷法确立其容积V V=QS0/NV V反应器的有效容积(m3) S0进水有机物浓度(kgCOD/L) V=15002/10=300m3 取有效容积系数为0.8,则实际体积为375m32.5.3主要构造尺寸的确定本设计UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好,采用两个

20、UASB并联运行。取水力负荷 q1=1m3/（m2d）反应器表面积 A=Q/q1=62.5/1=62.5m2 反应器高度 H=V/A=375/62.5=6m 取H=6m采用1座UASB反应器，则直径为： 取D=9m则实际横截面积 A2=3.14D2/4=63.6 m2 实际表面水力负荷 q1=Q/A2=62.5/63.6=0.98q1在0.51.5m/h之间，符合设计要求。2.5.3.1 UASB进水配水系统设计 (1) 设计原则 进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均； 应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌； 易于观察进水管

21、的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。本设计采用圆形布水器，UASB反应器设30个布水点。设计参数池子的流量 Q1=62.5m3/h(3) 设计计算查有关数据6，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m3/(m2.h)时，每个进水口的负荷须大于2m2 则 布水孔个数n必须满足 D2/4/n2 即nD2/8=3.1499/8=32 取n=30个 则 每个进水口负荷 a=D2/4/n=3.1499/4/30=2.12m2 可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图4 内圈5个孔口设计 服务面积： S1=52.12=10.6m2折合为服务圆的直径为： 用此直径用一个虚圆，在该

22、圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口则圆环的直径计算如下： 3.14d12/4=S1/2 中圈10个孔口设计 服务面积： S1=102.12=21.2m2 折合为服务圆的直径为： 则中间圆环的直径计算如下：3.14(6.362d22)/4=S2/2 则 d2=5.2m 外圈15个孔口设计 服务面积： S3=152.12=31.8m2 折合为服务圆的直径为 则中间圆环的直径计算如下：3.14(92d32)=S3/2 则 d3=7.8m布水点距反应器池底120mm；孔口径15cm 图2-4 UASB布水系统示意图2.5.3.2三相分离器的设计(1) 设计说明 UASB的重要构造是指反应器内

23、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：沉淀区的表面水力负荷1.0m/h；三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.51.0m；沉淀区四壁倾斜角度应在4560之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；沉淀区斜面高度约为0.51.0m；进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速2m/h；总沉淀水深应1.5m；水力停留时间介于1.52h；分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。(2) 设计计算本设计

24、采用无导流板的三相分 沉淀区的设计沉淀器（集气罩）斜壁倾角 =50沉淀区面积： A=3.14D2/4=63.59m2表面水力负荷q=Q/A=62.5/(463.59)=0.246m3/(m2.h)0.2m 取CE=1.0mCF上三角形集气罩底宽，取CF=6.0mEH=CEsin50=1.0sin50=0.766mEQ=CF+2EH=6.0+21.0sin50=7.53mS2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14(6.0+7.53) 1.0/2=21.24m2v2=62.5/4/21.24=0.73m/h v2v1258.9m3 （322）采用超高0.5m，故全池深为4.5m （4） 池内

25、最低水位：4.5-187.5/12/6=1.9m71.45/12/6=1m （323）图2-6 SBR设计计算草图2.6.3排泥量及排泥系统（1）SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为= （324）式中： a微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD b微生物自身氧化率，l/d根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70，b=0.05,则有：=(0.7-0.05/0.3)1500280=224kg/d（325）假定排泥含水率为P=99.2%，则排泥量为：=/1000(1-p)=28kg/d （326）考虑一定安全系

26、数，则每天排泥量为30m3/d。2.6.4需氧量及曝气系统设计计算（1）需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为O2= （327）式中：a微生物代谢有机物需氧率，kg/kg b微生物自氧需氧率，l/dSr去除的BOD5(kg/m3)经查有关资料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量为：=0.51500280+0.191500280/0.3=476kg/d=19.8kg/h （328） （2）供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。查表知20，30时溶解氧饱和度分别为， 空气扩散器出口处的绝对压力P

27、b为： （329）空气离开反应池时，氧的百分比为：Ot=19.6% （330）反应池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）=7.63()=1.177.63=8.93(mg/) （331）水温20时曝气池中溶解氧平均饱和度为：=1.179.17=10.73(mg/L) （332）20时脱氧清水充氧量为： （333） 式中：污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.780.99) 污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.90.97) Cj混合液溶解氧浓度，取c=4.0 最小为2 气压修正系数=1反应池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，计算得：=1.38=1.3819.8

28、=27.32(kgO2/h) （334）SBR反应池供气量Gs为: =27.32/0.3/0.08=1138.3/h=18.9/min（335）每立方污水供气量为: =1138.3/187.5=6.1 (m3空气/m3污水)（336）VF反应池进水容积(m3/h)去除每千克BOD5的供气量为: =1138.3/187.5/0.28=21.7 () （337） Sr去除的BOD5()去除每千克BOD5的供氧量为: =27.32/187.5/0.28=0.52 () （338）2.6.5空气管计算空气管的平面布置如图所示。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为2个S

29、BR池供气。在每根支管上设24条配气竖管，为SBR池配气，2池共2根供气支管，48条配气管竖管。每条配气管安装SX-I扩散器21个，每池共504个扩散器，全池共1080个扩散器。每个扩散器的服务面积为112.5m2/504个=2.25m2/个。空气支管供气量为： （339）1.25安全系数由于SBR反应池交替运行，2根空气支管不同时供气，故空气干管供气量为5.9m3/min。2.6.6滗水器现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。目前SBR使用的滗水器主要有旋

30、转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。堰式及浮筒式滗水器等适合于小水量工程。采用滗水器。根据排水水量可分为50、100、200、300(h)等。 根据本次设计的排水流量，选用100h的滗水器。2.6.7鼓风机房鼓风机房要给SBR池供气，选用TS系列罗茨鼓风机。 选用TSD-150型鼓风机三台，工作两台，备用一台。 设备参数： 流量20.40m/min ；升压44.1kPa；配套电机型号Y200L-4；功率30kW；转速1220r/min；机组最大重量730kg。设计鼓风机房占地LB=125=60m2

31、。2.7接触消毒池与加氯间消毒的目的主要是利用物理或化学的方法杀灭废水中的病原微生物，以防止其对人类及禽畜的健康产生危害和对生态环境造成污染。对于医院污水、屠宰工业及生物制药等行业所排废水，国家及各地方环保部门制定的废水牌坊标准中都规定了必须达到的细菌学标准。近年来实施较多的工业水回用和中水回用工程中，消毒处理也都成为必须考虑的工业步骤之一。2.7.1 设计参数 设计流量：Q=1500 m3/d 水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：8.0mg/L平均水深：h=2.0m隔板间隔：b=1.5m2.7.2 设计计算(1)接触池容积: 表面积 ，取16隔板数采用2个，则廊道总宽为B3 13m。接触池长度,取5.5m 长宽比 实际消毒池容积为 池深取 (其中0.3m 为超高)经校核均满足有效停留时间的要求(2）加氯量计算：设计最大加氯量为