某农药厂废水处理工艺设计下学习资料.docx
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某农药厂废水处理工艺设计下学习资料
4.4SBR反应池
4.4.1设计说明
设计方法有两种:
负荷设计法和动力设计法,本工艺采用负荷设计法。
根据工艺流程论证,SBR法具有比其他好氧处理法效果好,占地面积小,投资省的特点,因而选用SBR法。
该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。
污水连续按顺序进入每个池,SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。
SBR工艺的一个完整的操作过程,也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程,包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段,如图3-3。
这种操作周期是周而复始进行的,以达到不断进行污水处理的目的。
对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换,即达到多种功能的要求,非常灵活。
进水期反应期沉淀期排水期闲置期
图4-3SBR工艺操作过程
SBR工艺的操作过程如下:
①进水期
进水期是反应池接纳污水的过程。
由于充水开始是上个周期的闲置期,所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液,这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。
SBR工艺间歇进水,即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器,待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。
因此,充水期的SBR池相当于一个变容反应器。
混合液基质浓度随水量增加而加大。
充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。
SBR充水过程,不仅水位提高,而且进行着重要的生化反应。
充水期间可进行曝气、搅拌或静止。
②反应期
在反应阶段,活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中,反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。
SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。
能提高处理效率,抗冲击负荷,防止污泥膨胀。
③沉淀期
相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池,停止曝气搅拌后,污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。
本身作为沉淀池,避免了泥水混合液流经管道,也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。
此外,SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的,所以受干扰小,沉降时间短,效率高。
④排水期
活性污泥大部分为下周期回流使用,过剩污泥进行排放,一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右,污水排出,进入下道工序。
⑤闲置期
作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性,并起反硝化作用而进行脱水。
4.4.2设计参数
(1)周期参数
综合各方面的情况,选定周期参数为:
周期数N=4(1/d)
周期长TC=6h
进水时间Tc=0.5h/周期
反应时间TF=4h/周期
沉淀时间Ts=1h/周期
排水时间Tg=0.5h/周期
(2)池数n=5池
(3)设计高水位H=5m
(4)安全高度=0.7m
(5)设计水量
最高日流量Qd=2.0×2000=4000m3/d
最高时流量Qh=2.0×2000/24=166.67m3/h
(6)确定泥龄=10d
(7)水最低温度T=
(8)污泥指数依经验取SVI=150mL/g
(9)进水浓度:
=200mg/L
出水浓度:
=10mg/L
(10)SS进水浓度:
=200mg/L
SS出水浓度:
=5mg/L
(11)NH3-N进水浓度:
=25mg/L
NH3-N出水浓度:
=10mg/L
4.4.2设计计算
1)计算污泥产率系数(公式来自《城市污水回用技术手册》)
(4-26)
2)计算污泥量
(1)反应污泥量
(4-27)
(2)总污泥量
=10.83(t)(4-28)
3)计算池容
(4-29)
4)排水深度
5)污泥浓度XL
(可行)
6)单池参数
单池池容:
单池池面积:
易知最小面积尺寸可选为:
25m18m
因此单池尺寸为:
25m18m×5.0m
单池贮水容积:
=×=25m18m0.426=191.7m3(4-30)
5个池总容积=5=5191.7=958.5
7)核算污泥负荷
(4-31)
4.4.3SBR反应池运行时间与水位控制
SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑,则进水前水深为3.2m,进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。
5.0m水深中,换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。
(见图4.2)
图4.2SBR池高程控制图
进水开始与结束由水位控制,曝气开始由水位和时间控制,曝气结束由时间控制,沉淀开始与结束由时间控制,排水开始由时间控制,排水结束由水位控制。
4.4.4排水口高度和排水管管径
(1)排水口高度
为保证每次换水=4166.7的水量及时快速排出,以及排水装置运行的需要,排水口应在反应池最低水位之下约0.5-0.7,设计排水口在最高水位之下2.5。
(2)排水管管径
每池设自动排水装置一套,出水口一个,排水管1根;固定设于SBR墙上。
排水管管径DN1000。
设排水管排水平均流速为1.5,则排水量为:
==0.106()=360.4()(4-32)
则每周期(平均流量时)所需排水时间为:
==0.961()(4-33)
4.5过滤池
4.5.1设计说明
根据国标规定,中水过滤处理宜采用机械过滤或接触过滤。
使用新型滤器、滤料和新工艺时,可按实验资料设计。
过滤器(池)可按下列要求设计:
1)进水浊度宜小于20度。
2)滤器(池)宜采用双层滤料滤器(池),滤料可采用无烟煤和石英砂。
亦可采用单层石英砂滤料滤器(池)。
3)滤器(池)过滤速度宜采用8—10m/h.
4.5.2设计参数
1)设计水量:
Q=1.05×4000=4200m3/d。
根据工程实际需要,需考虑5%的水厂自用水量(包括反冲洗用水)。
2)冲洗时间:
t=6min,停留时间:
=40min,工作周期时间:
=24h
3)冲洗强度:
q=13L/(sm2)
4)滤速:
v=10m/h
4.5.3设计计算
1)滤池的实际工作时间:
滤池工作时间为24小时,每次冲洗6分钟,停留40分钟,一天冲洗两次,滤池实际工作时间为:
T=--2t=24-0.67-0.2=23.13h
2)滤池总面积:
F=Q/vT=4200/(10×23.13)=18.15m2
采用一个滤池,考虑到工程实际情况,设滤池尺寸为:
4.4m×4.4m
3)滤池总高:
设承托层高度采用0.3m;滤料层高度:
无烟煤层为350mm,石英砂层为300mm,即为0.65m;滤料上水深为1.0m;超高采用0.3m;滤板高度采用0.1m;则滤池总高度为:
H=0.3+0.65+1.0+0.3+0.1=2.35m
4.6消毒池
4.6.1设计说明
国标规定中水处理必须设有消毒设施,并应符合下列要求:
1)消毒剂宜采用次氯酸钠、二氧化氯或二氯异氰尿酸钠;
2)投加消毒剂应采用自动定比投加,与被消毒水充分混合接触;
3)采用氯化消毒时,加氯量一般为有效氯5—8mg/L,消毒接触时间应大于30min。
当中水水源为生活污水时,应适当增加加氯量;
4)二氧化氯较氯不易保存,故必须购买即加即反应设备。
4.6.2设计参数
1)设计流量:
=4000/d=166.67/h
2)接触消毒时间t=1.0h
3)有效水深:
h=1.0m,超高为0.3m
4)二氧化氯投加量:
q=5.0g/m3
4.6.3设计计算
1)消毒池容积:
V=t=166.67×1.0=166.67m3
2)消毒池面积:
S=V/h=166.67/1.0=166.67
采用一个消毒池,易知最小面积尺寸可选为:
13m13m
因此消毒池尺寸为13m×13m1.3m
3)每天加氯量:
M=0.001qQmax=0.001×5.0×4000=20kg/d
4)二氧化氯发生器选型:
选HT99一3000型高效复合二氧化氯发生器。
4.7中水池
4.7.1设计说明
根据国标,处理设施后应设计中水贮存池(箱)。
中水贮存池(箱)的调节容积应按处理量及中水用量的逐时变化曲线求算。
在缺乏上述资料时,其调节容积可按下列计算:
1)连续运行时,中水贮存池(箱)的调节容积可按日中水量的25%—35%计算。
2)间歇运行时,中水贮存池(箱)的调节容积可按处理设备运行周期计算。
3)当中水供水系统设置供水箱时,其供水箱的调节容积不得小于中水系统日用水量的50%。
4)中水贮存池或中水供水箱上应设自来水补给管,其管径按中水最大时供水量确定。
自来水补给管上应安装水表。
中水池(箱)内的自来水补给管应采取自来水防污染措施。
4.7.2设计参数
本设计中采用中水池,不设置供水箱。
中水池的容积按连续运行时的日中水量(=40000)的25%计算。
4.7.3设计计算
1)中水池容积:
V=0.25=0.25×4000=1000m3
2)2)设计规格为:
23m×23m×2.0m
3)超高为0.3m,所以总高为2.3m
4.7.4设备选型
根据《环境保护设备选用手册—水处理设备》,选用两台50WQ18—7—0.75(流量18m3/h,功率0.75kw)潜水泵作为中水回用提升泵,一用一备。
4.8污泥浓缩罐
由于产生的污泥量很小,且污泥中含有的污染物相对较少,可只设一个污泥浓缩罐,其直径为1.2m,有效深度为1.2m,有效容积为1.36m3,且此罐可移动运输,罐体采用耐腐蚀的钢材,每10天运输一次,将污泥运到附近污水处理厂进行处理。
5投资估算及成本分析
5.1投资估算内容
废水处理设计规模为2000。
投资估算内容包括,废水处理过程中各种建(构)筑物、站区平面、工艺设备、电气及自动化仪表等全部土建、设备及安装工程,以及其它基本建设费用。
5.2编制依据
1)设计方案确定的土建、设备及安装工程量;
2)国家城市给水工程技术研究中心编制的《给水排水工程概预算与经济评价手册》(1993年);
3)《给水排水设计手册》(第十册《技术经济》);
5.3各构筑物费用概算
表5.3主要土建构筑物费用概算表
序号
名称
设计尺寸(m)
工程量(m3)
价格(万元)
1
格栅渠道
2.7×0.8×0.62
0.42
0.13
2
曝气沉砂池
12×2.756×3.3
4.06
0.56
3
SBR池
25.0×18.0×5.0
117.09
50.28
4
过滤池
1.0×1.0×2.35
1.27
0.47
5
消毒池
2.5×1.5×1.3
1.33
0.73
6
中水池
3.0×3.0×2.3
3.45
0.95
7
污泥浓缩罐
直径1.2×高1.2
1.36
0.35
8
配电室
6.0×4.0×5.0
20.86
1.80
9
值班室
6.0×4.0×5.0
20.86
1.80
10
污泥泵房
6.0×4.0×5.0
20.86
1.80
合计
58.87
5.4运行成本估算
本工艺的运行成本主要由设备消耗的电费,药剂费和管理费用组成。
1)药剂费
表5-5药剂费表
序号
药剂
投加量(kg/d)
单价(元/kg)
费用(元/d)
1
二氧化氯
0.83
15
12.45
2)电费(每度(kw/h)电按0.5元计算)
表5.4运行电费表
序号
名称
功率(kw)
运行数量(台)
每天运行时间(h)
耗电量(kw/h)
电费(元)
1
污水提升泵
7.5
1
2.0
15.0
7.5
2
污
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