某工业园废水处理工艺毕业设计说明书.doc

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某工业园废水处理工艺毕业设计说明书
一． 本毕业设计( 论文) 课题的目的和要求
( 1) 目的: 为了带动地方经济发展, 各地在不断地招商引资, 经济发展的同时也带来了环境污染问题。为了保护环境, 大部分企业被规划集中在工业园内, 便于废水的集中处理。由于工业园内各企业的性质不同、 使用的原材料不同、 采用的生产工艺不同等诸多因素, 其综合废水水质复杂, 增大了废水处理难度。本课题的目的在于经过对工业园内不同企业的废水来源、 废水性质等的调查分析, 采用先进可靠的处理技术及工艺对工业园内的综合废水进行工艺设计, 使学生对工业废水的来源、 特点及主要的污染物、 特征、 危害有一定了解, 学习国内外先进的已应用于实际工程的废水处理技术, 掌握当前先进可靠的处理技术方法及工艺设计, 为以后工作及科研研究打下良好基础。
( 2) 要求: 要求学生树立正确的指导思想及严谨的科学态度, 按学校毕业设计要求完成毕业设计。
二． 本毕业设计( 论文) 课题的技术要求与数据( 或论文主要内容) :
本设计为食品加工废水处理工程设计。具体参数如下:
1.气象资料
气温: 最高39.8℃, 最低-16.8℃。
主导风向: 夏季东南风, 冬季西北风。
2. 设计水量及水质:
Q= 0m3/d, 其中水产品加工废水Q1=7000m3/d, COD=500～800mg/L, SS=200～300mg/L, 氨氮=50～150 mg/L; 蔬菜加工废水Q2=8000 m3/d, COD=300～500mg/L, SS=200～350mg/L, 肉类加工废水Q3=5000m3/d。COD=800～1200mg/L, 氨氮=50～150mg/L, SS=150～250mg/L。
计算综合水质:
COD1=( 7000×500＋8000×300＋ 5000 ×800 ) ÷ 0=495mg/L
COD2=( 7000×800 ＋8000×500＋ 5000 ×1200) ÷ 0=780mg/L
氨氮1=( 7000×50＋5000×50) ÷ 0＝30mg/L
氨氮2=( 7000×150＋50001×50) ÷ 0＝90mg/L
SS1=(7000×200＋8000×200＋5000×150)÷ 0=187.5mg/L
SS2=( 7000×200＋8000×200＋5000×150) ÷ 0＝307.5mg/L
即总废水水质:
COD=495～780mg/L
BOD5=247.5～390mg/L[1]

【1】COD与BOD5的转换系数为0.5
SS=187.5～307.5mg/L
氨氮=30～90mg/L
3.出水水质: 达到《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》( DB37/676- ) 一级标准表1。( 单位mg/L)
COD
BOD5
氨氮
SS
PH
60
30
10
50
7.2【2】
三． 水处理工艺流程
混合废水进水闸→粗格栅→细格栅→集水井污水提升泵→曝气沉砂池→

斜板隔油沉淀池池→奥贝尔氧化沟→平流式二沉池→混凝沉淀池→紫外消毒池→

水外排、 部分回用
工艺流程说明

【2】《水污染防治手册》北京市环境保护科学研究所 编
【3】《水污染防治工程·技术与实践》刘建勇等编 P216 、 220、 233

四、 处理工艺单元的功能【3】
初沉池在生物处理构筑物的前面, 处理的对象是SS( 约可去除40%～50%以上) , 同时可去除部分BOD5( 约占20%～30%。主要是主要是悬浮性的) 。二沉池设在生物处理构筑物的后面, 用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥, 初沉池、 活性污泥及其后的二沉池的总去除率分别为70%～90％, BOD5总去除率为65%～95%。
氧化沟作为废水工艺处理的核心部分, 是整个工艺的核心部
分, 主要去除大部分的有机物、 无机污染物和氨氮, 以达到相对应的国家排污标准。
深度处理的对象主要是污水中的胶体和微笑悬浮状态的有机和无机污染物, 从宏观而言, 就是去除污水的浊度和色度。
各主要构筑物水质进出的情况:
从斜板沉淀隔油池出来的水质
SS=93.8～153.8mg/L(去50%的去除率计算)
BOD5=173.3～273 mg/L(去30%的去除率计算)
氧化沟的二沉池出来的水质
取SS=50 mg/L BOD5=30 mg/L 氨氮=9mg/L( 均在去除率范围)
四． 处理的水质水量特点及处理方案的选择
该综合废水水质水量变化很适合生化处理, 且含有很多砂、 浮渣和油, 因此要加强一级处理的功能。由于出水水质要求达到一级标准, 对氨氮、 SS、 BOD5的去除率较高, 根据前人的处理成功经验, 针对肉类、 水产品类、 蔬菜类加工废水的处理方案大部分为厌氧、 好氧处理相结合, 从参考水质水量与本设计相近的成功案例过程中, 本设计者决定采用以奥贝尔为主体的水处理工艺。奥贝尔氧化沟在处理氨氮、 SS、 BOD5成效方面显著, 在综合的角度看, 综合了普通活性污泥法多个池子的功能, 实际占地面积并不多, 切合工程实际。
五． 设计及详细计算过程
设计污水日平均流量Q= ÷24÷36000=0.23m3/s( 828 m3/h)
取总变化系数Kz=1.5
Qmax=0.23×1.5=0.35 m3/s( 1242 m3/h)
（一） 一级处理
1. 格栅【4】【4】《给水排水设计手册-第五册》P288
设粗细格栅格
栅格栅上部设置工作平台, 其高度高出格栅前最高设计水位0.5m, 工作平台上设有安全和冲洗设施, 格栅工作平台两侧边道宽度1.0m, 工作平台正面过道宽1.5m。
栅渣经过机械破碎输送, 压榨脱水后外运
设置除臭处理装置, 格栅间设置通风设施及有害有毒气体的检测与报警装置。
( 1) 栅条的间隙数: 设栅前水深h=0.4m, 过栅流速v=1.0m, 栅条间隙宽度b粗=0.02m, b细=0.005m, 格栅倾角70。
n粗 = = =42个
n细= = 168个
其中n-栅条间隙数( 个) , Qmax-最大设计流量( m3/s) , α-格栅倾角(), b-栅条间隙( m) , h-栅前水深( m) , v-过栅流速( m/s)
(2)栅槽宽度B: 设栅条宽度S=0.01m, B=S( n-1) +bn
B粗=0.01×(42-1)+0.02×41=1.25m
B细=0.01×( 148-1) +0.005×168=0.84m
( 4) 进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠宽=0.65m, 其渐宽部分展开角度=20( 进水渠道内流速为0.8 m/s)
= = = 0.82m
= = = 0.26m
( 5) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
= = = 0.41m
= = = 0.13m
( 6) 经过格栅的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面=sin
其中-形状系数, K-系数, 格栅受污染物赌塞时水头损失增大倍数, 一般采用3.
=sin=0.138m
=sin=0.877m
( 7) 栅后槽总高度H
设栅前渠道超高=0.3m
=h++=0.4+0.138+0.3=0.838m
=h++=0.4+0.877+0.3=1.577m

2. 曝气除油沉砂池【5】【5】《给水排水设计手册-第五册》P289
每立方米的污水曝气量为0.2空气, 空气扩散装置设在池的一侧, 距池底约0.8m, 送气管设置调节气量调节阀。
（1） 池子总有效容积
设t=3min, v=t×60=0.345×3×60=62
（2） 水流断面积A
设=0.09m/s
A= ==3.8
（3） 沉砂池设两格, 一备一用, 每格尺寸如图三所示, 池宽1.45m, 池底坡度0.5m, 超高0.4m, 全池总高: 0.4+2+0.5+0.4=3.3m
(4)每格沉砂池实际的进水断面面积
=1.6×2.0+)×0.5=3.8
(5)池长
L= = =16m
(6)每格沉砂池沉砂斗容量
=0.6×0.4×16=3.8
(7)每格沉砂池实际沉砂量, 设含砂量为30/)污水=30×0.6÷×86400×1=1.56
( 8) 每小时所需的空气量: 设曝气管浸没水深为2.0m, 查表2可得单位长所需的空气量为29/(m·h)
q=29×16×(1+15%)×2=1067.2m3
式中(1+15%)为考虑到进出口条件而增长的池长
3 斜板隔油沉淀池【5】【5】《给水排水设计手册-第5册P312和《水处理构筑物设计与计算》尹士君 李亚峰编P53
池子水面面积: 设n=4个,
( 1) F = = =75.8m2
其中Q-日平均流量( m3 /h) ,q、 =设计表面负荷[m3/(m2·h),n=池数( 个) , 0.91-斜板区面积利用系数
(2) 池子边长: a===9m
( 3) 池内停留时间: 设h2=0.5m, h3=1×sin60=0.866m
t = = =27min<30min
其中h2-斜板区上部水深( m) , h3-斜板高度( m)
(4)污泥 部分所需容积: 设T=2d
V= = = 38.2m3
其中c1-进水悬浮物浓度( t/ m3) , c2-出水悬浮物浓度( t/ m3) ( t/ m3) , -污泥含水率( %)
( 5) 污泥斗容积
设a1=1m
h5=( =7m,
V1 = (2a2+2aa1+2a12)=(2×92+2×9×1+2×12)=212 m3>38.2m3
(6)池子总高度
设h1=0.3m, h4=0.5m,
H= h1 +h2+ h3 +h4+ h5=0.3+0.5+0.866+0.5+7=9.166m
4 奥贝尔氧化沟【6】【6】《给水排水设计手册-第5册P357和《水处理构筑物设计与计算》尹士君 李亚峰编P300
（1） 工艺介绍
奥贝尔( Orbal) 氧化沟是由南非的Huisman设计和开发, 后将技术转让给美国的Envirex公司, 得到进一步的研究与发展。该系统是由多个椭圆同心沟渠组成, 污水首先进入最外环的沟渠, 然后依次进入下一层沟渠, 最后由中心沟渠流出, 进入二沉池。
氧化沟采用三层沟渠, 沟深为3.5各沟渠深度不超过沟寛, 应尽量减少直线段的长度, 一般弯曲部分占总容积的80%～90%, 或建成圆形。
三沟设计参数的比例关系为:
容积比 ( 60%～70%) : ( 20%～30% : 10%
溶解氧 ( 0～0.5) : ( 1.0～1.5) : ( 1.5～3.0)
充氧量分配 65:25:10
曝气盘的间距至少250mm, 曝气盘的动力效率为250～500m3/(kW·h)
(2)计算过程
A )计算硝化菌的生长速率和在设计环境下硝化所需要的最小污泥平均停留时间
=0.47[][][1-0.833(7.2-PH)]
= 0.47[][][1-0.833(7.2-7.2)]
=0.217
其中-硝化菌的生长率( d-1)
N-出水的NH4+-N的浓度( mg/L)
T-温度( )
DO-氧化沟中的溶解氧浓度( mg/L)
-氧的半速常数O2 mg/L)
= = =4.61d
B) 选择安全系数来计算氧化沟设计污泥停留时间
θcd=SF =2.5×4.61=11.53d
式中SF-安全系数, 与水温, 进出水水质、 水量等因素有关, 一般取2.0～3.0
但由于考虑对污泥进行部分的稳定( 考虑污水厂污泥不进行厌氧或好氧消化稳定, 因此设计污泥龄30d, 使其部分稳定, 对应的生长速率=1/30=0.033d-1
C )计算去除有机物及硝化所需的氧化沟的体积
V = = =5718m3
其中
Y-污泥产率系数( kgVss/kg去除BOD5) , 对城市污水取0.3～0.5
SO-进水BOD5 ( mg/L)
-出水BOD5 ( mg/L)
Kd-污泥内源呼吸系数( d-1) , 对城市污水, 取0.03～0.10 d-1
X-混合液污泥浓度( kgMLVSS/L) , 考虑脱氮时, X取2.5～3.5kgVSS/L)
D) 计算反硝化所要求增加的氧化沟的体积
=rDN×1.09(T-20)(1-DO)
=0.10×1.09( 15-20) ×( 1-0.5)
=0.0325mgNO3—N/(mgVss.d)
每日产生的生物污泥量为
△XVSS=Q()
= 0×(273-30)×()×10-3
=572kg/d
产生的生物污泥中约含有12%氮,
由此, 生物合成的需氮量为: 12%×572=68.64kg/d
折合成每单位体积进水用于生物合成的氮量为: 68.64×1000÷ 0=3.34mg/L
反硝化NO3-N量△NO3为: 90-9-3.34=77.57 mg/L
所需去除氮量△S: 77.57× 0／1000=1551.4kg/d
因此V、 =△S=1551.4/(3.0×0.0325)=15912m3
V总=V+ V、 =5718+15912=21630 m3
设两座氧化沟, 则每座10815 m3
设深为4.5m,氧化沟的工艺尺寸如下表3

外沟
中沟
内沟
比例
60%
28%
10%
体积
6489
3246
1082
S
1442
721
240
a
35
27
19
b
22
11
5
其中a、 b为椭圆的长半轴和短半轴
C)需氧量的确定: 速率常数K取0.22d-1.
O2=Q-1.42△XVSS+4.5Q( NO-Ne) -0.56△XVSS-2.6Q△NO3
= -1.42×572+4.5××( 90-9) -0.56×572-2.6×77.57
=9384kg/d
其中t-BOD试验天数, t=5d
N0-进水氨氮浓度( mg/L)
Ne-出水氨氮浓度( mg/L)
如取水质修正系数α=0.85, β=0.95, 压力修正系数ρ=1.温度为20, 25时的饱和溶解氧分别为:
C20=9.17 mg/L, C25=8.4 mg/L
标准状态需氧量为:
SOR = = =14981kg/d
=624kg/h氧设备的选定, 氧的密度?

D) 回流污泥量计算
选取污泥回流比为60%, 则回流的污泥量QR=60%× 0=1 m3/d
5.二沉池
采用平流式沉淀池【7【7】《给水排水设计手册-第5册P357
池子总表面积q、 =1.0m3/(m2·h) 【8【8】《给水排水设计手册-第5册P293表5-13
A= = = 828m2
(1) 沉淀部分有效水深:
h2= q、 t=1.0×2.0=2m
(2) 沉淀部分有效容积:
V、 =Qt×3600=0.23×2×3600=1656m3
( 3) 池长: 设水平流速v=3.7mm/s,
L=vt×3.6=3.7×2×3.6=27m