制药废水处理工艺设计(下)

毕业设计第1页共18页3.4水解酸化池水解酸化池为厌氧污泥反应器中的一种。在水解酸化池内，利用水解和产酸菌的作用将不溶性有机物水解为可溶性有机物，将大分子物质分解为小分子物质，大大提高了污水的可生化性，为下一步的好氧处理提供良好条件。3.4.1设计参数最大设计流量Qmax=4500m3/d=0.052m3/s，废水在水解酸化池中的水力停留时间T=6h，水解酸化池内废水上升速度v上升=1.0m/s。3.4.2设计计算水解酸化池的有效容积V有效：VvT有效上升代入数据得：3187.541125Vm有效（式3.41）水解酸化池的有效高度H有效：HvT上升有效代入数据得：1.244.8Hm有效（式3.42）为了增加水解酸化反应器中活性污泥的浓度，提高反应速率，在池中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料，填料高度2.5m，满池布置，填料下部区域为活性污泥层，填料底部距池底1.5m，填料上部距水面高度为0.5m，取池子的超高为0.5m，则水解池的实际总高度zH：2.51.50.50.55zHm（式3.43）按有效池容计算，水解酸化池的有效截面积S截面：0.4VSH有效截面有效代入数据得：2750/5150Sm截面（式3.44）将水解酸化池分为两格，每格尺寸为15m×5m×5m。复核水解池上升流速：187.5/1501.25/QvmhS有效（式3.45）毕业设计第2页共18页符合0.8～1.8m/h的范围。3.4.3布水系统设计计算水解酸化池良好运行的条件之一是保障污泥与废水之间的充分接触，因此水池底部布水系统应该尽可能地布水均匀，这样才能产生比较好的水力搅拌作用。水解酸化池的布水系统形式有多种，本设计中拟采用最简单的穿孔管布水器。穿孔管布水器的布置一般是沿池长方向设置总布水管，沿池宽度方向间隔布置配水横管，即采用“丰”字形布置。配水管下部交叉开有布水孔。从横管端面来看，布水孔的夹角为45°。为了配水均匀，配水管一般采用对称布置，以总布水管为对称线，这种布水系统的特点是采用较长的配水支管以增加沿程阻力，以达到布水均匀的目的。配水支管上布水孔的设置应满足下列条件：①配水支管直径不小于50mm，出水孔眼应沿配水管中心线两侧向下交叉布置，从管横断面上看出两侧出水孔的夹角为45°。②水孔最小孔径不宜小于15mm，以免进水中的杂物堵塞孔眼，一般孔径在15～25m之间。③配水支管应位于服务面积的中心，配水支管上出水孔距池底的高度约20～25cm，孔口流速不小于2m/s。取孔口流速为2.5m/s，孔径为18mm，则单池内孔口数量kn20.026412.53.140.009kn个（式3.46）为方便安装，取40个。设计进水总管管径为150mm，支管管径为100mm。3.4.4排泥系统设计每座池子各设一根排泥管，池子在污泥量过多时可以进行排泥，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。设计排泥管管径为200mm。3.5生物接触氧化池生物接触氧化池又称淹没式生物滤池，它与其它滤池主要的不同在于滤池内充满污水，滤料淹没在污水之中，并且采用人工供氧方式。氧化池中的生物膜生长在填料表面，废水与附着在填料上的生物膜接触，在微生物的作用下，使废水得到净化，由此可见，生物接触氧化池是一种介于曝气池与生物滤池之间的水处理构筑物，毕业设计第3页共18页它兼有两种构筑物的特点。3.5.1设计参数设计最大流量Qmax=4500m3/d=0.052m3/s，进水BOD5的浓度L1=425mg/L（按水解酸化池去除15%计算），容积负荷FW=2.5kgBOD5/（m3·d）。3.5.2设计与计算（1）池子容积V：1241000WLQVF式中：V──生物接触氧化池有效容积(填料体积)，3m；1L──进水BOD5，1425/LmgL；Q──设计流量，3/mh；WF──容积负荷，kgBOD5/（m3·d）；代入数据得：324425187.576510002.5Wm（式3.47）（2）废水与填料接触时间t：1241000wLtF代入数据得：244254.0810002.5th（式3.48）（3）池子的接触时间t：按占总接触时间的60%计，一级氧化池的接触时间1t10.60.64.082.448htt（式3.49）按占总接触时间的40%计，二级氧化池的接触时间20.40.44.081.632htt（式3.50）（4）池子的填料体积V：VQt代入数据得：31187.52.448459Vm（式3.51）毕业设计第4页共18页32187.52.448306Vm（式3.52）（5）池子的面积A：VAH式中：H──氧化池的填料层高度，一级氧化池取3.5m，二级氧化池取3m。代入数据得：214591313.5Am（式3.53）223061023Am（式3.54）（6）每格池子的面积：Afn式中：n──池子的格数，一般2n，一级氧化池取6格，二级氧化池取4格；A──氧化池截面积，m2。代入数据得：2113121.8256fm，取2122.09fm（式3.55）2210225.54fm，接近225m，取2217.64fm（式3.56）6格池子沿水流方向以两排三列的方式排列运行。（7）池子的总高度：0123HHhhh式中：0H──池子的总高度,m；1h──超高，取0.5m；2h──填料层上部水深，取0.5m；3h──配水区高度，设不需入内检修则取0.5m。以上参数一级氧化池和二级氧化池均取相同值。代入数据得：013.50.50.50.55Hm（式3.57）0230.50.50.54.5Hm（式3.58）（8）每格池子的最终尺寸（长宽深）：一级氧化池：4.74.75mmm毕业设计第5页共18页二级氧化池：5.055.054.5mmm（9）池子所需空气总量D：0DDQ式中：0D──31m污水需氧量，一般为3215~20/mm，取3218/mm；代入数据得：318450081000/Dmd＝＝（式3.59）（10）一级氧化池所需空气量1D（按接触时间计算）：12.4484.08DD代入数据得：312.4488100048600/4.08Dmd（式3.60）每格池子需气量3311/648600/68100/337.5/qDmdmh（式3.61）（11）二级氧化池所需空气量2D：21DDD代入数据得：32810004860032400/Dmd（式3.62）每格池子需气量3312/632400/65400/225/qDmdmh（式3.63）3.5.3曝气系统设计计算（1）每个微孔曝气头的服务面积按20.5m计算，则所需微孔曝气头的总数为：一级氧化池：22.5/0.545个，取为60个；（式3.64）二级氧化池：25.5/0.551个，取为56个；（式3.65）（2）每个微孔曝气头的配气量为：一级氧化池：3337.5605.6m/h/（式3.66）二级氧化池：3225564.0m/h/（式3.67）（3）管路布置：一级氧化池：一根干管连结6根支管，每根支管下有12根分配管；每根支管的输气量为337.53m/h；每根分配管的输气量为3337.5/12=28.13m/h；每根分配管上的毕业设计第6页共18页微孔曝气头的个数为60/12=5个，设计每个微孔曝气头的中心间距为390mm。一级接触氧化池的空气总管和支管的管径分别为200mm和100mm，分配管管径为60mm。二级氧化池：一根干管连接4根支管，每根支管下有8根分配管；每根支管的输气量为2253m/h；每根分配管的输气量为3225/8=28.13m/h；每根分配管上的微孔曝气头的个数为56/8=7个。二级接触氧化池的空气总管和支管的管径分别为200mm和90mm，分配管管径为54mm。（4）微孔曝气器选型：采用YHQW-215型微孔曝气器，技术参数如表3.3所示。表3.3微孔曝气器的主要技术指标项目参数项目参数服务面积（m2/个）0.25~0.5氧利用率（%）57.10~51.14通气量（m3/h）2~3理论动力效率（kgO2/kw·h）5.07~5.76阻力损失（Pa）2400~4168充氧能力（kg2/h）0.32~0.63（5）鼓风机选型：采用L84WD型的鼓风机，技术参数如表3.4所示。表3.4L84WD鼓风机性能技术参数风机型号转速（r/min）升压p（kPa）进气量（m3/min）轴功率（Kw）配套电极整机重（Kg）9.8型号功率3L63WC980272.1650.49Y315S-67521003.5.4填料及支架的选择填料是生物膜的载体，同时兼有截留悬浮物的作用。因此，填料是氧化池的关键，直接影响生物接触氧化池的处理功能。同时，填料关系到接触氧化池技术的合理性。本设计中拟采用盾式纤维填料，盾式纤维填料的特点是材料耗费小，比表面大，空隙率大，质轻，纵向强度大，挂膜容易，衰老的生物膜易于脱落。在实际的工程应用中，安装盾式填料常采用悬挂支架，悬挂支架则选用螺纹钢条进行焊接而成。为了避免绑在支架上的绳索受激烈的搅动气流的有影响而断裂，不应使用尖锐断面的材料作支架。悬挂支架的结构简单、制作方便造价适宜且较实用，应用范围广泛。毕业设计第7页共18页3.7二沉池二沉池的主要作用是使泥水分离，使构筑物的出水澄清，以便于排放。平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流式沉淀池均可以作为二沉池使用。3.7.1二沉池的两项负荷（1）水力表面负荷［m3/（m2·h）］：用此项负荷保证出水水质良好。（2）固体表面负荷［kg/（m2·d）］：用此项负荷保证能在二次沉淀池中能得到足够的浓缩，以便供给曝气池所需的回流污泥，从而维持良好的运行。根据经验，一般二次沉淀池的固体负荷可达到150kg/（m2·d）。关于沉淀池的设计数据见表3.6表3.6污水沉淀池设计数据沉淀池类型沉淀时间（h）表面水力负荷（m3/m2h）污泥含水率（%）初次沉淀池1.0～2.01.5～3.095～97二次沉淀池生物膜法1.5～2.51.0～2.096～98活性污泥法1.5～2.51.0～1.599.2～99.63.7.2二沉池的选择根据本设计中的参数，拟采用处理能力较小的竖流式沉淀池作为二沉池。3.7.3设计说明（1）为了使水流在沉淀池内分布均匀，池子与有效水深之比不大于3。池子直径不宜大于8m，一般采用4~7m；最大可取10m。（2）中心管内流速不大于30mm/s。（3）反射板的直径为喇叭口直径的1.3倍，反射板表面与水平面的倾角为17°。（4）中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在0.25-0.5m的范围内时，缝隙中污水的流速在初沉池中不大于20mm/s，在二次沉淀池中不大于15mm/s。（5）当池子直径小于7m时，澄清污水沿周边流出；当直径D≥7m时，应增设辐射式集水支渠。（6）排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超出水面不小于0.4m。（7）浮渣挡板距集水槽0.25-0.5m，高出水面0.1-0.15m，淹没深度0.3-0.4m。3.7.4设计参数最大设计流量为0.052m3/d，污水在中心管内的流速v0=0.03m/s，污水在沉淀区毕业设计第8页共18页的流速为0.015m/s。3.7.5设计计算（1）设计采用两座沉淀池，则每池最大设计流量maxq：maxmaxQqn代入数据得：3max0.0520.026/2qms（式3.68）（2）中心管面积f：max0qfv式中：0v──污水在中心管内的流速，取00.03/vms。代入数据得：20.0260.870.03fm（式3.69）（3）中心管直径0d：04fd代入数据得：040.871.1m3.14d（4）中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度3h：max311qhvd式中：1v──水由中心管与反射板之间的流速，设10.015/vms；1d──喇叭口直径，设11.351.11.49dm。代入数据得：