1、南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書（論文）目錄第一章  概 述1第二章工藝選擇及計(jì)算1一、水質(zhì)水量情況1（一）、進(jìn)水水質(zhì)1（二）、處理要求1二、設(shè)計(jì)原則2三、處理工藝流程圖 2四、工藝簡(jiǎn)單描述2五、典型設(shè)備厭氧流化床的介紹：3（一）、流化床示意圖3（二）、流化態(tài)原理3六、流化床設(shè)計(jì)計(jì)算4（一）設(shè)計(jì)參數(shù)4（二）設(shè)計(jì)計(jì)算4（三）、載體的選擇10七、設(shè)備尺寸布置圖10第三章 總結(jié)10參考文獻(xiàn)11第一章  概 述豆制品廢水是一種高濃度有機(jī)廢水，其COD、BOD高至上萬毫克每升，且水量大，主要有洗豆水、泡豆水、漿渣分離水、壓濾水、各生產(chǎn)工藝容器的洗滌水、地面沖洗水等。隨著豆制品加工的不斷擴(kuò)大

2、，環(huán)境污染問題也越來越引起人們的重視，若處理不善，未達(dá)標(biāo)就排入水體，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。豆制品廢水排放相對(duì)集中，有機(jī)物濃度高，適用于生物方法處理。其污染物大都是可降解的有機(jī)物，可生化性達(dá)到0.550.65；廢水的C：N：P平均為100：4.7：0.2，適合微生物的生長(zhǎng)；除pH較低外，豆制品廢水的有毒有害物質(zhì)很少。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，豆制品廢水處理易出現(xiàn)以下問題：（1）豆制品生產(chǎn)屬于間歇生產(chǎn)方式，排水時(shí)間較集中，水量和水質(zhì)很不均勻；（2）SS高達(dá)10001500mg/L，厭氧條件下易在廢水表面形成浮渣層；（3）高濃度廢水在厭氧處理過程中易酸化，使厭氧單元的處理效果惡化；（4）好氧階段采用活性污泥

3、法處理，易產(chǎn)生污泥膨脹。以80年代上海為例，每年排入水體的BOD達(dá)3000t以上，嚴(yán)重污染了受納水體。因此，采用適用的豆制品廢水處理工藝是非常必要的。第二章工藝選擇及計(jì)算一、水質(zhì)水量情況 （一）、進(jìn)水水質(zhì) 1.1 污水性質(zhì)：高濃度有機(jī)廢水1.2 設(shè)計(jì)水量：2600m3/d1.3 設(shè)計(jì)水質(zhì)： COD = 3000 mg/L BOD = 1500 mg/L SS = 2500 mg/L pH = 67 T ： 常溫 （二）、處理要求 經(jīng)系統(tǒng)處理后，出水水質(zhì)排放指標(biāo)為： COD 60mg/L BOD 20 mg/L SS 50 mg/L pH = 69二、設(shè)計(jì)原則1、 選擇工藝成熟可靠，且切實(shí)可行的

4、方案。2、要求操作管理方便，投資較低、經(jīng)常性運(yùn)行費(fèi)用低，處理系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，且污水處理系統(tǒng)有較長(zhǎng)的使用壽命。3、在設(shè)計(jì)中充分考慮設(shè)備要耐腐蝕，噪聲要達(dá)標(biāo)，以免影響周圍環(huán)境。4、系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，能適合波動(dòng)性生產(chǎn)。三、處理工藝流程圖污泥脫水 污泥貯池 排渣SBR混凝沉淀池配水井平流初沉池?fù)]發(fā)酸回收利用含揮發(fā)酸污水調(diào)節(jié)池細(xì)格柵厭氧流化床出水焚燒 圖1 水處理工藝流程圖四、工藝簡(jiǎn)單描述首先，廢水經(jīng)格柵去除大顆粒懸浮物后（格柵由一組平行的金屬柵或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行)，流入調(diào)節(jié)

5、池，進(jìn)行pH、水質(zhì)、水溫調(diào)節(jié)，再通過位差流入平流式初沉池，污水在平流式初沉池，污水在厭氧流化床內(nèi)通過和厭氧污泥的充分接觸、傳質(zhì)、反應(yīng)，能穩(wěn)定的去除80%（保守值）以上的COD。厭氧流化床運(yùn)行產(chǎn)生污泥量非常少，可以忽略不計(jì)。其次，厭氧出水經(jīng)過沉淀池以去除少許攜帶出來的污泥后再自流入好氧-厭氧處理系統(tǒng)（SBR），使殘留的污染物在有氧的條件下，通過好氧微生物的新陳代謝進(jìn)一步去除污水中殘留的COD等污染物（去除率可以達(dá)到90%），再次，好氧出水夾雜的活性污泥經(jīng)過缺氧系統(tǒng)泥水分離后滿足最終排放的要求，產(chǎn)生的少量剩余污泥進(jìn)行脫水處理，用于焚燒發(fā)電。五、典型設(shè)備厭氧流化床的介紹（一）、流化床示意圖：圖3流化

6、床示意圖（二）、流化態(tài)原理在圓柱形流化床的底部，裝置一塊多孔液體分布板，分布板上堆放著被微生物覆蓋的惰性顆粒載體，液體從床底的進(jìn)水管進(jìn)入，經(jīng)過分布板均勻的向上流動(dòng)，通過固體床層由頂部出口管流出。流化床上裝有壓差計(jì)。當(dāng)液體流過床層時(shí)，隨著流體流速的不同床層會(huì)出現(xiàn)固定床階段、流化床階段、和傳送階段。生物流化床提高處理效率的原因：1、擴(kuò)大了微生物棲息繁殖的表面積，提高了供氧能力，使單位容積內(nèi)的生物量進(jìn)一步提高。2：強(qiáng)化生物膜與污水之間的接觸，加快兩者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高傳質(zhì)效率。圖3 流化床載體的三種狀態(tài)六、流化床設(shè)計(jì)計(jì)算（一）設(shè)計(jì)參數(shù)選用設(shè)計(jì)資料參數(shù)如下：參數(shù)選?。篴) 容積負(fù)荷（Nv）為：6kg

7、COD/(m3·d)b) 污泥產(chǎn)率為：0.1kgMLSS/kgCODc) 產(chǎn)氣率為：0.5m3/kgCOD 設(shè)計(jì)水量：Q=2600m3/d=108.33m3/h=0.03m3/s水 質(zhì) 指 標(biāo) COD（L） BOD（L） SS（L） 進(jìn) 水 水 質(zhì) 210010501350設(shè)計(jì)去除率.com 80%85% 30%設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 157.5945表1 流化床處理效果（二）設(shè)計(jì)計(jì)算 1.反應(yīng)器容積計(jì)算 流化床的有效容積為V有效 = 式中：V有效 反應(yīng)器有效容積，m3；S0、Se 進(jìn)出水COD的濃度,kgCOD/m3；Q 設(shè)計(jì)流量，m3/d； Nv 容積負(fù)荷,kgCOD/(m3·d

8、)。V有效 = =728m3 采用2座相同的流化床，則每座流化床的有效容積為： V單=728/2 = 364m3 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取有效水深h = 6m 則底面積： 采用圓形池比矩形池較經(jīng)濟(jì)根據(jù)底面積可以計(jì)算得知：半徑R=取半徑R=4.5m，則直徑為9m則實(shí)際橫截面積為：A1 = ·R2 = 63.62m2 實(shí)際總橫截面積為：A = 63.62×2 = 127.24m2本工程設(shè)計(jì)中反應(yīng)器總高取H = 6.5m(超高h(yuǎn)1=0.5m)則單個(gè)反應(yīng)池的容積為：V = A×H =63.62×6.5 = 413.53m3反應(yīng)池的總?cè)莘e為V總 =413.53×2

9、= 827.06m3。水力停留時(shí)間為： 表面水力負(fù)荷為： 對(duì)于顆粒污泥，表面水力負(fù)荷q = 0.1-0.9m3/( m2·h)，故符合設(shè)計(jì)要求。2.三相分離器設(shè)計(jì) 三相分離器的主要作用是將氣體（反應(yīng)過程中產(chǎn)生的沼氣）、固體（反應(yīng)器中的污泥）和液體（被處理的廢水）等三相加以分離。將沼氣引入集氣室， 將處理出水引入出水區(qū)， 將固體顆粒導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)。它由氣體收集器和折流擋板組成。三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖見圖2:圖2 三相分離器草圖(一) 設(shè)計(jì)說明三相分離器要具有氣、液、固三相分離、污泥回流的功能。三相分離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。本工程設(shè)計(jì)中，每池設(shè)置1個(gè)三相分離器，三

10、相分離器的直徑為9m。1）沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求：沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷 < 1.0 m/h；沉淀器斜壁角度在45°-60°之間，使載體顆粒不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)；進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速 2 m/h；總沉淀水深應(yīng)大于1.5 m；水力停留時(shí)間介于1.52 h。沉淀區(qū)（集氣罩）斜壁傾角50°。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器的橫截面積，即63.62m2。如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果。沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷為：q = Q/A =

11、 q < 1.0m3/( m2·h)符合設(shè)計(jì)要求。2）回流縫設(shè)計(jì)設(shè)單元三相分離器的直徑為9m上下三角形集氣室斜面水平夾角為50°取保護(hù)水層高度（即超高）h1 = 0.4m上三角形頂水深h2 = 0.5m下三角形高度h3 = 2.0m則下三角形集氣室底部寬為：式中：b1下三角集氣室底水平寬度，m 上下三角集氣室斜面的水平夾角h3下三角集氣室的垂直高度，m 則相鄰兩個(gè)下三角形集氣室之間的水平距離：b2 = d2b1 = 92×1.68 = 5.64m則下三角形回流縫的面積： 下三角集氣室之間的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式： V1 = Q1/S1式

12、中： Q1 反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S1 下三角形集氣室回流逢面積，m2。V1 = 設(shè)上三角形集氣室回流縫的寬度CD = 1.4m，上集氣罩下底寬CF=6.0m 則上三角形回流縫面積為： S2 = m2上下三角形集氣室之間回流逢中流速(V2)可用下式計(jì)算： V2 = Q1/S2式中：Q1 反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S2 上三角形集氣室回流逢的之間面積，m2。 V2 = 則 V2 < 2.0m/h，符合設(shè)計(jì)要求。確定上下三角形集氣室的相對(duì)位置及尺寸，由圖可知： CH=CD×sin40°=1.4×sin40°0.9m設(shè)上集氣罩下底直徑CF=6m，

13、則：DH=CD×sin50°=1.4×sin50°1.07mDE=2DH+CF=2×1.07+6=8.14m DI=(DE-b2)/2=(8.14-5.64)/2=1.25m AI=DItan50°=1.25×tan50°=1.50m故 h4=CH+AI=0.9+1.50=2.40m取h5=0.7m，由上述尺寸可計(jì)算出上集氣罩上底直徑為： D=CF-2h5·tan40°=6-2×0.7×tan40°=4.83mBC=CD/sin40°=1.4/sin40&

14、#176;=2.18m AD=DI/cos50°=1.25/cos50°=1.94m BD=DH/cos50°=1.07/cos50°=1.66m AB=AD-BD=1.94-1.66=0.28m 3）氣液分離設(shè)計(jì)取d = 0.01cm(氣泡)，T = 200水的密度1 = 1.03g/cm3空氣的密度g = 1.2×10-3g/cm3水的運(yùn)動(dòng)粘度 = 0.0101cm2/s碰撞系數(shù) = 0.95 水的粘度=1 = 0.0101×1.03 = 0.0104g/cm·s。一般廢水的粘度廢水凈水的粘度凈水，故取= 0.02g/c

15、m·s。由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： = = 0.266cm/s = 9.58m/h取Va = V2 = 1.85m/h ，則： ，故滿足設(shè)計(jì)要求.4）產(chǎn)氣量計(jì)算采用每去除1千克COD產(chǎn)生0.5立方米沼氣做參數(shù)則每日產(chǎn)氣量為：Qg = Q·（S0-Se）··E 式中： Q 設(shè)計(jì)流量，m3/d； 產(chǎn)氣率，m3/kgCOD；S0、Se 進(jìn)出水COD的濃度，kgCOD/m3；E 去除率，本設(shè)計(jì)中取80%。Qg =（2100-420）×10-3 ×0.80×0.5×2600= 1747.2m3/d5）集氣管的設(shè)計(jì) 取

16、排氣管的管徑為500mm，產(chǎn)生的沼氣量Qg =1747.2m3/d則排氣的速度為： 6）三相分離器與流化床的高度設(shè)計(jì)三相分離器總高度： h = h2 + h4+h5=0.5+2.40+0.7=3.6m流化床的總高: H =4m(超高h(yuǎn)1=0.4m)3、進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. 布水板的設(shè)置進(jìn)水方式的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)水濃度及進(jìn)水流量來定，本設(shè)計(jì)采用連續(xù)均勻的進(jìn)水方式，一板多孔的布水方式。兩個(gè)池子的總管管徑取DN200mm，流速為1.5m/s；每個(gè)池子的總管管徑取DN150mm，長(zhǎng)L=10m，流速為1.35 m/s。每個(gè)反應(yīng)池采用樹枝穿孔管配水，每個(gè)反應(yīng)池中設(shè)置4根支管，布水支管的直徑采用DN100mm。為了

17、使布水板出水均勻，要求出口流速不小于2m/s，取其流速為u = 2m/s，布水孔孔徑應(yīng)該小于載體粒徑,載體粒徑為0.53.0mm，則布水器孔徑取0.3mm，則計(jì)算得知布水板需要的孔徑數(shù)目為： （1）出水槽設(shè)計(jì)為了保持出水均勻，出水系統(tǒng)通常采用出水槽。此設(shè)計(jì)中沿反應(yīng)器的四周設(shè)置出水槽，而出水槽每隔一定的距離設(shè)三角出水堰。每個(gè)反應(yīng)池有1個(gè)單元三相分離器，出水槽槽寬be = 0.3m。反應(yīng)器流量： 取出水槽口附近水流速度為vc = 0.3m/s，槽口附近水深為0.3m，出水槽坡度為0.1。 （2）溢流堰設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)900三角堰，堰高5mm，堰口寬為100mm。 三角堰數(shù)量為： 溢流堰上共有528個(gè)100

18、mm的堰口。 （3）出水渠設(shè)計(jì)沿直徑方向設(shè)置矩形出水渠，長(zhǎng)為8.0m，出水槽的出水流至此出水渠。設(shè)出水渠寬0.8m，坡度0.01，出水渠渠口附近水流速度為0.3m/s則渠口附近水深：以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì)算，出水渠渠深：0.3+0.0083=0.3083m，出水渠取0.5m深，出水渠的尺寸為：8.0m×0.8m×0.5m（三）、載體的選擇 本次設(shè)計(jì)選擇聚苯乙烯球作為載體，載體粒徑為0.53.0mm，載體形狀盡量 接近于球體，表面粗糙，以利于微生物附著生長(zhǎng)。載體填充率為48%。 七、設(shè)備尺寸布置圖 設(shè)備尺寸圖詳見附圖1第三章 總結(jié)為期兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)鍛煉了我查閱資料，進(jìn)行方案構(gòu)思的能力。在設(shè)計(jì)過程中我們按照老師的要求逐步完善設(shè)計(jì)方案，對(duì)老師提吃的問題進(jìn)行認(rèn)真的修改。較好地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了很多缺點(diǎn)與不足。理論和實(shí)際的設(shè)計(jì)過程還是有一定差別的。課堂上，我們只是在接受理論知識(shí)的熏陶，真正實(shí)際操作的機(jī)會(huì)并不多，課程設(shè)計(jì)一開始的時(shí)候手忙腳亂，不知從何下手。但在老師的辛勤指導(dǎo)和同學(xué)們的互幫互助下，我順利的完成了課程設(shè)計(jì)。經(jīng)過課程設(shè)計(jì)我們都體會(huì)到很多東西不是我們想象的那么簡(jiǎn)單，從工藝的選擇，尺寸的計(jì)算，到最后平面圖的繪制，每