化工專業(yè)畢業(yè)論文--味精廠味精廢水處理工程設計

1、化工專業(yè)畢業(yè)論文-味精廠味精廢水處理工程設計 1 緒論目前國內廢水的排放要求越來越嚴格而味精廢水作為污染的重要來源在處理和排放時受到了各方關注隨著經濟的飛速發(fā)展和技術的不斷進步我國已經成為味精的生產和消費大國據報道我國的味精生產量約占世界產量的一半但是味精生產過程中所排放的廢水量大尤其是味精發(fā)酵液經等電提取谷氨酸后排放的母液具有五高一低的特點是一種治理難度很大的工業(yè)廢水3000 家單位之列1味精廢水的治理已經成為制約味精生產企業(yè)發(fā)展的重大難題 目前國內外都還沒有成熟的成套技術應用于生產實踐主要的問題是一次性投資過大或者日常運行費用過高大多數味精廠無法承受不得不長期維持超標排放的現狀但面對環(huán)境的

2、日益惡化國家制定了嚴格的排放標準味精生產企業(yè)在面對現狀的同時需要及時改進味精廢水處理工藝引進新技術在味精廢水中含有許多寶貴的資源廠家可以根據廢水中所含物質不同對廢水進行分析和適宜的處理工藝因此根據味精廢水的特點必須采取切實有效的措施對其進行綜合治理在減小廢水對環(huán)境造成污染的同時回收廢水中的菌體蛋白取得一定的經濟效益和環(huán)境效益本文是以遼寧沈陽味精廠味精廢水處理工程設計為例大家通過工藝的選擇處理過程和設備選取等會對味精廢水處理有一定新的認識11 味精廢水的來源與危害com 味精廢水的來源味精生產廢水主要來源于提取味精后的發(fā)酵廢液或離子交換尾液生產過程中各種設備調漿罐液化罐糖化罐發(fā)酵罐中和脫色罐等的

3、洗滌廢水離子交換樹脂洗滌與再生廢水液化至糖化糖化至發(fā)酵等各階段的冷卻水濃縮結晶遺棄的結晶母液以及各種洗滌消毒廢水廢水外觀呈黃褐色發(fā)酵廢液是一股極高濃度的廢水一般每生產1t味精約有25t發(fā)酵廢液排出這與發(fā)酵工藝原料及菌種有關我國目前生產水平大約是原發(fā)酵液中含酸量能達58國外先進水平一般為1014毫無疑問發(fā)酵時單位體積產酸愈高發(fā)酵廢液的單位排放量 以成品味精計 愈少發(fā)酵廢液中含25的濕菌體及蛋白質等固形物 菌體中富含蛋白質脂肪核酸等營養(yǎng)物質 含有等無機鹽消泡劑色素尿素各種有機酸小于1的其他氨基酸0608殘?zhí)?小于1以及115 的味精此外還含有00501左右的核昔酸類降解產物由于提取方法的不同廢發(fā)酵

4、液的性質會有所不同廢水水質自然就不盡相同2此外所用原料不同發(fā)酵廢液的性質也會有所變化一般情況下發(fā)酵廢液的cod高達6080glbod高達3150gl谷氨酸15懸浮物1718gl要徹底地治理味精廢水造成的污染清潔生產和綜合利用是發(fā)展的趨勢一方面必須改進味精生產工藝現狀積極探索研究新工藝新方法大力推廣清潔生產從源頭上遏制污染的產生另一方面對產生的味精廢水必須處理和利用相結合盡可能提取廢水中有用物質實現經濟效益和環(huán)境效益的雙豐收3com 味精廢水的危害 通常所說的味精廢水是指味精發(fā)酵液提取谷氨酸后排放的母液由于谷氨酸的提取工藝不同排放的廢水水質也有所差別但大多都具有codcr高bod5 高菌體含量高

5、硫酸根 改用硫酸調ph前為氯離子 含量高氨氮含量高及 ph 值 1532 低五高一低的特點4由于味精廢水往往具有較強的酸性若不加處理就大量排放勢必會改變水體的ph值從而污染環(huán)境影響農作物生長危害漁業(yè)生產高cod高bod的主要原因是谷氨酸殘?zhí)莝s與氨氮所致如不經處理直接排放會引發(fā)環(huán)境問題破壞生態(tài)平衡味精廢水中大量有機物質和含非蛋白氮硫或氯的無機物質非常適合微生物生長而有害于除反芻動物及個別動物如兔以外的其它生物 包括江河湖泊里魚蝦 同時也直接傷害了飲用該水源的人類本身通過破壞水中動物生態(tài)平衡又進一步造成對環(huán)境水源水質的嚴重損害污染嚴重的河段水的顏色發(fā)黑味道發(fā)臭隨著日趨漸嚴的環(huán)保法規(guī)的完善和全民環(huán)

6、保意識的提高廢水處理工藝的實施面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)5 1 造成富營養(yǎng)化破壞受納水體水質的nh3-n值已放在了監(jiān)測因子的首位2 惡臭氣味的產生h2s氣體排出對周邊空氣環(huán)境的影響造成對生態(tài)環(huán)境的破壞3 受產品低利潤空間的限制企業(yè)無法承受過高的改造投資費用和運行費用 4 地下水和地表水隨著新水法的執(zhí)行實行有償使用和總量收費 5 處理時高能耗高投入 6 味精廢水有機物濃度高色度大且不易沉淀廢水中nh3-n及的含量高較難處理此種污水雖然營養(yǎng)高但直接進入生化處理也很難達到良好的效果影響水體的營養(yǎng)組成成分對水中生物生存產生極為嚴重的影響從多年的生產試驗和研究結果看來單獨采用某一種方法治理難以達到滿意的效果在味精

7、廢水的治理中必須根據生產的工藝廢水的水質水量當地的環(huán)境以及回收利用的情況聯(lián)合采用物理的化學的以及生物的方法并進行優(yōu)化組合方可實現味精廢水的綜合治理612 味精廢水處理國內外現狀味精廢水具有水量大污染物濃度高成分復雜有機物氨氮硫酸根含量高等特點處理難度極大雖然味精生產企業(yè)科研機構及有關的大專院校都對味精廢水的治理進行了大量的研究但是目前國內外都還沒有成熟的成套技術應用于生產實踐主要的問題是一次性投資過大或者日常運行費用過高大多數味精廠無法承受不得不長期維持超標排放的現狀味精生產過程中產生的廢水量很大處理比較困難據報道每生產1t味精大約要排出1015t提取谷氨酸后的母液全國每年要排放1000 多萬

8、噸這種高濃度有機廢水不僅嚴重污染了自然環(huán)境而且制約了味精行業(yè)的發(fā)展國內味精廢水處理采用厭氧生物處理法厭氧-好氧生物處理法混凝除菌體高速離心機分離和膜處理除菌體法等這些方法各有千秋但僅屬于中小試階段或多或少存在一些問題因而未被味精廠生產性采用7我國臺灣地區(qū)味精廢水處理都不外是用兼氧-好氧法處理沉淀過濾氧化海拋濃縮作肥料等方法但不大適合大陸應用在國外日本協(xié)和株式發(fā)酵會社對發(fā)酵液菌體采用蝶式自動分離機分離分離出菌體作飼料其母液及過程廢水根據codssph3種處理方法高濃度廢水經濃縮后作有機肥料中濃度廢水使用活性污泥-絮凝沉淀的方法低濃度廢水直接使用活性污泥法813 選題的意義我國大小河川總長42萬公

9、里湖泊756萬平方公里占國土總面積的08水資源總量28000億立方米人均2300立方米只占世界人均擁有量的14居121位為13個貧水國之一目前中國640個城市有300多個缺水232億人年均用水量嚴重不足人口數量的幾何增長現代工業(yè)廢水的亂排亂放城市垃圾農村農藥噴灑等等造成本來已是極少的淡水資源加劇短缺無法為所用污染水70-80直接排放我國污水的處理能力只占20左右全國每年排污量約300億噸全國各大城市地下水不同程度受到污染全國78條主要河流有54條遭污染我國七大水系長江珠江松花江黃河淮河海河遼河七大水系中有一半河段受到污染86城市河段污染超標比較嚴重的有黃河淮河遼河太湖巢湖滇池等河流湖泊920世

10、紀80年代以來沈陽市城市建設規(guī)模和發(fā)展速度一直受水資源匱乏問題所困繞影響了全市國民經濟的發(fā)展目前沈陽市人均水資源占有量僅為338m3是全國人均水資源占有量的1429是世界人均水資源占有量的0028已被列入全國嚴重缺水城市之一10因此地下水資源量的多少未來變化趨勢如何能否滿足城市發(fā)展建設的需要一直是該市各級領導及有關部門十分關注的問題沈陽市一方面水資源嚴重匱乏同時在供水用水環(huán)節(jié)中又存在極大的費主要表現在水的有效利用率低一是農業(yè)用水有效利用系數較低只有0 5左右與世界先進國家相比差距很大二是工業(yè)用水和生活用水浪費嚴重沈陽市工業(yè)萬元增加值用水量為48m3是發(fā)達國家的23倍自來水管網年久失修跑冒滴漏損

11、失率達24 而世界上先進國家的損失率不超過10 另外由于公眾節(jié)水意識淡薄節(jié)水器具普及率偏低水污染威脅中國威脅中華民族的生存我國最大的污染源之一味精工業(yè)廢水的排放量每天10000噸ph值35含有大量有機物和非蛋白氮嚴重地污染著水源我國的環(huán)保工作者嘔心瀝血地奮戰(zhàn)了多年就因為沒有找到一種產出大于投入的治理方法而戰(zhàn)勝不了金錢和眼前利益的驅動味精生產廢水每天源源不斷地流入過去養(yǎng)育了我們祖先現在養(yǎng)育著我們將來還要養(yǎng)育我們子孫后代的江河湖泊從資源的綜合利用和節(jié)能效果來看利用味精廢水生產生物蛋白飼料具有低成本低能耗無污染高效益等優(yōu)點該治理方案是一條適合我國國情的味精廢水治理方法11由于該方案利用有機廢水制取生

12、物蛋白飼料為社會提供廉價優(yōu)質的蛋白飼料添加劑解決我國蛋白飼料不足的現狀社會效益顯著同時由于加工成本低廉設備投資少因此可使味精廠家在完全徹底治理味精廢水污染的同時取得顯著的經濟效益800 td精制廢水排放量2 000 td洗米廢水排放量300td生活雜水400 td設計規(guī)模4000tdcom 味精廢水混合水質表1-1 味精廢水混合水質tablet1-1 the treatment of mixed water項目單位含量項目單位含量bodcodssso42-mglmglmglmgl4500102005204167ph值氨氮cl-mglmgl4533001334注其他指標參考相關企業(yè)具體情況com

13、 氣象資料 1 氣溫年平均76夏季平均245冬季平均-125 2 非采暖季節(jié)主導風向為南風 3 冰凍期為135d 4 年平均降雨量為8355mmcom 水文資料1 水體資料 1 河流最小流量01m3s最小流速05ms河流最大流量23m3s最大流速19ms河流最高水位25m正常水位135m最低水位112m 2 河底高程602m 3 河底水質coml平均ss為50mglb地下水深度-46mcomcom地面標高為655mcom 工程地質資料 1 土壤承載力16tm2 2 設計地震裂度8度15 設計內容 1 味精廢水水質水量分析 2 味精廢水處理工藝流程的選擇 3 主要處理構筑物的設計 4 泵站的初步

14、工藝設計 5 處理站平面布置和高程布置2 味精廢水水質分析與工藝方案比選21 廢水水質分析味精生產工藝有兩種發(fā)酵法和水解法日前我國生產廠家多采用發(fā)酵法生產味精是用淀粉質為原料經酸水解成葡萄糖或直接采用制糖的糖蜜為原料利用谷氨酸細菌的發(fā)酵作用而生成谷氨酸而味精廢水主要來源于從發(fā)酵液中提取谷氨酸的提取工段日前提取工藝有離了交換法一步冷凍等電點法濃縮等電點法以及鋅鹽法12生產過程中產生的廢水codbod濃度高氯離子硫酸根離子含量大ph值和溫度較低屬于典型的高濃度有機廢水而a懸浮物含量高不沉淀廢水很難處理本項目污水處理的特點污水的bodcod 045可生化性很好污水的各項指標都比較高含有大量有機物非常

15、有利于生物處理同時淀粉離交廢水中含有大量的蛋白可以用氣浮工藝分離提取設計中的味精廢水處理時的進水水質出水水質及去除率見下表2-1表2-1 味精廢水的處理情況tablet2-1 msg wastewater treatment situation項目bod mglcodmglssmgl氨氮mglph值so42-mglcl-mgl進水水質排放標準去除率 4500100971020030097152015071233007097945694167133422 味精廢水處理主要工藝目前國內行業(yè)廢水主要是采用純厭氧好氧厭氧前段 水解酸化段 好氧的處理工藝其中好氧處理主要有好氧塘活性污泥法接觸氧化生物濾池

16、生物轉盤及sbr法等等厭氧處理主要有厭氧塘厭氧濾池普通厭氧池厭氧接觸反應器uasb等1314它是近幾年發(fā)展起來的一種技術在工業(yè)廢水及生活污水處理方面得到廣泛應用在眾多的厭氧工藝中選用水解酸化生物接觸氧化的方法它在處理高濃度有機廢水方面有一下優(yōu)點 1 以厭氧水解酸化生物接觸氧化法處理高濃度抗生素有機廢水在經濟和技術上是可行的該法克服了常規(guī)好氧活性污泥法處理高濃度有機廢水能耗高稀釋水量大占地面積大以及運轉費用高等缺點此工藝可實現高濃度進水和高去除容積負荷氧化池本工藝處理能力大對沖擊負荷有較強的適應性污泥生成量少運行費用低勿需污泥回流且可降低基建費用hcr系統(tǒng)由反應器脫氣池及二沉池組成兩組噴嘴是系統(tǒng)

17、核心其主要特點是反應器容積小系統(tǒng)占地面積少溶解氧含量高系統(tǒng)封閉運行穩(wěn)定性好容積負荷高耐沖擊負荷強有機物去除率高污水處理綜合成本低結構緊湊美觀環(huán)境經濟效益明顯由于味精廢水的cod很高僅經過hcr一級反應處理還不能是出水達到排放標準因此還要在hcr后續(xù)生物生物接觸氧化池bco1 格柵的作用格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截以免其對后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成損害 格柵的攔截物成為柵渣其中包括數十種雜物大至腐木小到樹杈木塞塑料袋破布條石塊瓶蓋等 2 格柵的分類 格柵一般由相互平行的格柵條格柵框和清渣耙3部分組成格柵按不同的方法可分為不同的類型按格柵條間距3的大小不同格柵分為粗格柵中格柵和細格

18、柵三類其柵條間距分別為410mm1525mm和大于40mm按清渣方式不同格柵分為人工清渣格柵和機械清渣格柵兩種人工清渣格柵主要是粗格柵按柵耙的位置不同格柵分為前清渣式格柵和后清渣式格柵前清渣式格柵要順水流清渣后清渣式格柵要逆水流清渣按形狀不同格柵分為平面格柵和曲面格柵平面格柵在實際工程中使用較多按構造特點不同格柵分為抓扒式格柵循環(huán)式格柵弧形格柵回轉式格柵轉鼓式格柵和階梯式格柵com 格柵設計參數 1 清渣方式在柵渣量不大于02m3d時采用人工清渣 當柵渣量大于02m3d時采用機械清渣 2 柵條間隙要求當人工清渣時格柵間隙以2540mm為宜 當機械清渣時格柵間隙以1025mm為宜 3 當泵前的格

19、柵間隙不大于25mm時水泵后可不再設置格柵 4 柵渣量柵渣量以每單位水量產渣量計 格柵間隙1625mm時01005m310m3污水 格柵間隙3050mm時003001 m310m3污水 5 柵前流速污水在柵前渠道內的流速一般控制在0408ms可保證污水粒徑較大的顆粒不會在柵前渠道內沉積 6 過柵流速即污水通過格柵的流速一般控制在0610ms過大則會使攔截在格柵上的軟性柵渣沖走若小于06ms會造成柵前渠道的流速小于04ms使柵前渠道發(fā)生淤積 7 過柵水頭損失污水的過柵水頭損失與污水的過柵流速有關一般在0205m之間 8 格柵的傾角宜采用60°70°有時為90° 9

20、柵渣的容重一般為960kgm3含水率一般為80格柵斷面形狀參數可按表3-1選用表3-1柵條斷面形狀及一般尺寸和局部阻力系數tablet3-1 the gate of this form and the usual size and partial resistance coefficients柵條斷面形狀一般采用尺寸mm公式說明正方形邊長20取064圓形直徑20 179銳邊矩形寬10 厚50 242迎水面為半圓形的矩形迎水面背水面均勻寬10 厚50寬10 厚50 183 167com 格柵的設計計算 格柵計算簡圖如圖3-1所示圖3-1fig3-1 grid computing 1 設計說明 格

21、柵安裝在廢水渠道集水井的進口處用于攔截較大的懸浮物或漂浮物防止堵塞水泵機組及管道閥門同時還可以減輕后續(xù)構筑物的處理負荷由于處理水量不是很大采用人工清渣結構為地下鋼混結構 2 設計參數選擇設計流量4000m3d 1667m3h 0046m3s格柵間隙d 10mm過柵流速u 06ms安裝傾角 60°柵前渠道超高 03m柵前水深h 根據最優(yōu)水利斷面公式q 式中 q-設計流量m3s -進水渠寬m u-過柵流速ms取u 06ms則 040 m 則柵前水深h 020 m 3 設計計算 1 格柵的間隙數n 3-1 式中 n-格柵間隙數 q-設計流量m3s u-過柵流速ms h-柵前水深m d-格柵

22、間隙mm -格柵傾角 ° 取 60°則 357 取 n 36個 2 柵槽的有效深度b 設計采用20圓鋼為柵條即s 002m 3-2 式中 b-柵條有效寬度m s-柵條寬度m n-格柵間隙數 d-格柵間隙mm則 002×361001×36 106 m 11m 3 進水渠道漸寬部分長度取漸寬部分展開角 20° 3-3 式中 -進水渠道漸寬部分長度m b- -柵條有效寬度m b1-進水渠寬m -漸寬部分展開角° 20° 則 4 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 3-4 式中 -進水渠道漸寬部分長度m -柵槽與出水渠道連接處的漸窄

23、部分長度m 則 048 m 5 通過格柵的水頭損失 格柵條斷面為矩形斷面 k 3 242u 06ms 3-5 3-6 式中 -格柵水頭損失m-計算水頭損失mg-重力加速度msk-系數格柵受污物堵塞時水頭損失增大系數一般采用3-阻力系數與柵條斷面形狀有關可按手冊提供的計算公式和相關系數計算則有 3×242×× 032m 3-7 6 柵槽總高度h 柵前槽高 3-8-柵前渠道超高 03m h-柵前水深m -柵前槽高m則 0203 06 m 柵后槽高 3-9 式中 -柵前渠道超高 03m h-柵前水深m -柵后槽高m -格柵水頭損失m 則 0203203 082 m 7

24、柵槽總長度l 8 每日柵渣量w在格柵間隙001的情況下設柵渣量每1000m3污水產渣007m3 3-10 式中 w-每日柵渣量-柵渣量-總變化系數取15 則 02圖3fig3-2 calculation chart設計水量q 1667m3水力停留時間t 05h水面超高 05m 1 集水池的有效容積 v 3-11 式中 v-集水池的有效容積m3 q-設計最大水量m3h t-水力停留時間h 則 v qt 1667×05 84 m3 2 集水池的高度 h 有效水深取 3m h 3-12 式中 h-集水池的高度m -水面超高m -有效水深m 則 h 053 35 m 3 集水池的水面面積 a

25、 a 3-13 式中 a-集水池的水面面積m2 v-集水池的有效容積m3 -有效水深m 則 a m2 取30m2 4 集水井的橫斷面積為 l×b 3-14 式中 l-集水池的長度m b-集水池寬 m 將集水池設置為正方形則集水池的橫斷面積l×b 6×5 169 m2則集水池的設計尺寸為 l×b×h 6×5×3 m3 所以該池的規(guī)格尺寸為6m×5m×35m集水坑長寬高數量為1座在集水池中安裝uhz-50c型浮球式液位計一臺可自動控制提升水泵的啟動和停止即高水位時自動啟泵低水位時自動停泵超高水位時雙泵啟動同時

26、連續(xù)跟蹤顯示水池com uhz-50c型浮球式液位計 1 uhz-50c型浮球式液位計d的工作原理液位計采用連通器的原理使容器內液體等高引入到液位計主體管內在主體管內的漂浮的浮球組件根據浮力原理和磁性耦合原理在主體管外附靠著能反映磁現象的翻柱作為液面的顯示隨主體管內液位的變化浮球組件的高低也相應變化從而使主體管外的翻柱作180°的翻轉當液位上升時翻柱由白色轉為紅色當液面下降時翻柱由紅色轉為白色顯示器的紅白屆位處為容器內介質液位的實際高度從而實現液面的檢測目的 2 uhz-50c型浮球式液位計d的特點1 適用于容器內液體介質的液位測量除現場顯示外還可以配遠傳變送器液位控制器等功能2 顯

27、示直觀醒目顯示方向可根據用戶要求改變顯示方向3 測量范圍大不受容器高度限制4 顯示器組件與被測介質完全隔離密封性好安全可靠5 結構簡單安裝方便維修簡易6 耐腐蝕防爆com 水泵選擇1 泵房分類 1 按排水的性質分為污水泵站雨水泵站合流泵站立交排水泵站污泥泵站等 2 按在排水系統(tǒng)中的作用分為終點泵站中途提升泵站 加壓泵站接力泵站 等 3 按使用水泵的泵型分為離心泵站軸流泵站混流泵站潛水泵站立式泵站臥式泵站等 4 按主體地下構筑物的平面形狀分為圓形泵站矩形泵站矩形與梯形組合形泵站或其他異形泵站 5 按集水池與機器間的組合情況分為合建式泵站和分建式泵站 6 按水泵的啟動方式分為自灌式泵站和非自灌式泵

28、站 7 按機器間地面同室外地面的相對高程分為半地下式泵站和全地下式泵站 8 按使用情況分為永久性泵站半永久性泵站及臨時泵站2 規(guī)模 1 泵站規(guī)模一般根據設計流量大小確定單位是m3sm3hm3d已經建成泵站的規(guī)模也可以用裝機總容量表示 2 泵站的設計流量由上游排水系統(tǒng)管道終端的設計流量提供遠期設計流量由城鎮(zhèn)排水規(guī)劃確定 3 泵站建設規(guī)模應能滿足近期及遠期發(fā)展的需要在遠期流量已經確定的情況下泵站征地應該一次完成并根據資金和具體情況盡量一次建成或土建一次完成設備分期安裝3 泵站組成 1 進水交匯井匯合不同方向來水盡量保持正向進入集水池 2 進水閘門截斷進水為機組的安裝檢修集水池的清池挖泥提供方便當發(fā)

29、生事故和停電時也可以保證泵站不受淹泡一般采用提板式鑄鐵閘門配用手動或手電兩用啟閉機械 3 格柵攔截進水中大于格柵間隙的污雜物保護水泵的正常工作格柵上的污雜物可以用人工清撈也可以用機械清污機自動清撈 4 前池集水池前池可以調整進水流態(tài)集水池的容積可以調蓄變化的進水量提供水泵機組穩(wěn)定運行的條件前他和集水池一般為鋼筋混凝土結構前池的布置應滿足水流順暢流速均勻的要求集水他的布置應滿足調蓄容積和水泵吸水管安裝的工藝要求 5 機器間包括主廠房和副廠房主廠房設置水泵電機機組及天車等附屬設備立式水泵有時單獨設置水泵間及電機間副廠房的組成由布置形式決定一般除設置配電及啟動設備外還設有值班室控制室 6 出水池匯集

30、各臺水泵的出水調節(jié)出水壓力通過出水總管排出泵站 7 出水閘門防止在水泵停止運轉時受納水體或下游排水系統(tǒng)通過出水總管向泵站侄流并且為水泵的檢修維護提供方便 8 滋流道 或事故排出口 9 沉泥井為了減少集水池的淤積市政排水管道在進入泵站前宜加設沉泥井沉泥井的窩泥深度可采用管底以下0610m沉泥糟的形狀要滿足機械挖泥的要求3 站址選擇的原則 1 一般原則a符合廠區(qū)總體規(guī)劃b靠近排水系統(tǒng)需要提升的管段c靠近下游的受納水體或排水系統(tǒng)d盡量減少拆遷少占農田e選擇地勢較低的位置以便減少挖深但不得位于可能發(fā)生積水或受洪水威脅的地段f具有比較良好的工程地質條件g交通便利附近有可以利用的電源水源熱源h位于城鎮(zhèn)夏季

31、最大頻率風向的下風側并盡量滿足環(huán)境保護的要求i排水泵站宜設計成單獨的建筑物為了減少臭味噪聲的污染應結合當地的環(huán)境條件與住房和公共建筑保持必要的距離 2 占地面積泵站占地面積與泵站性質規(guī)模大小以及所處的位置有關根據雨水和污水泵站性質和水量的不同占地面積控制的指標見表3-2表3-2 占地面積控制的指標tablet3-2 target area of control雨水泵站污水泵站流量q ls 占地指標m2 ls 流量q ls 占地指標m2 ls q 200000406q 2000153020000 q 100000507200000 q 1000204010000 q 500006081000 q

32、 60025505000 q 10000811600 q 30040704 本味精廢水處理站設為合建式合建式泵房的優(yōu)點是布置緊湊占地少水頭損失小管理方便5 水泵揚程h計算其中污水進廠水位為-4m集水池有效水深為3m其中集水池中放水泵的集水坑處深度為05m超高05m污水經過格柵的水頭損失為02m在集水池中水頭損失為015m水泵吸壓水管路含至出水井管路的壓力損失估算為15m自由水頭損失為15m提升到池體的水位高為319m所以有h 4305020151515319 1375m6 水泵選擇查水泵樣本選擇水泵選用150wl190-18型污水泵兩臺一用一備泵的性能參數如下流量190m3h揚程h 18m轉速

33、n 1450rmin軸功率129kw電機功率為189kw水泵效率為79由水泵樣本查得200wli792-27型水泵基座平面尺寸為1600mm×1300mm混凝土基礎平面尺寸比機座平臺尺寸各邊加大200mm并考慮施工情況取整即為1800mm×1500mm水泵基礎并排布置基礎間距12m便于水泵的維修33 氣浮池由于味精廢水中離交廢水占有很大比重且含有大量的蛋白所以設氣浮池分離提取蛋白質提高經濟效益同時減輕后續(xù)處理構筑物的壓力com 氣浮 利用高度分散的微小氣袍作為載體粘附于廢水中的懸浮污染物使其浮力大于重力和阻力從而使污染物上浮至水面形成泡沫然后用刮渣設備自水面刮除泡沫實現固液

34、或液液分離的過程稱為氣浮氣浮是向水中注入或通過電解的方法產生大量的微氣泡使其與廢水密度接近水的固體或液體污染物微粒黏附形成密度小于水的氣浮體在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣進行固液或液液分離的一種處理技術 廢水中污染物微粒能較穩(wěn)定的吸附在氣泡上并隨氣泡上浮分離的前提條件因此被去除的污染物微粒應具有疏水性表面為提高氣浮法的分離效果往往采取措施改變固體或液體污染物微粒的表面特性懸浮顆粒與氣泡粘附的原理 水中懸浮固體顆粒能否與氣泡粘附主要取決于顆粒表面的性質顆粒表面易被水濕潤該顆粒屬親水性如不易被水濕潤屬疏水性親水性與疏水性可用氣液固三相接觸時形成的接觸角大小來解釋在氣液固三相接觸時固液界面張力線和

35、氣液張力線之間的夾角稱為濕潤接觸角以表示 根據氣泡產生的方式氣浮法分為a電解氣浮法b散氣氣浮法分為擴散板曝氣氣浮和葉輪氣浮c溶氣氣浮法分為溶氣真空氣浮和加壓溶氣氣氣浮法的優(yōu)點 1 氣浮設備能在短時間內較為徹底地去除沉降速度很小的顆粒通常需1520min即可完成固液分離的過程在水量水質相同的條件下以沉淀池具有較高的去除效率和較小的反映容器積可節(jié)省基建投資 2 氣浮過程所生成的浮渣其含水率較沉淀池污泥含水率低污泥量少且表面刮渣也較方便 3 若用氣浮池代替活性污泥中的二沉池則可以消除污泥膨脹的影響 4 氣浮法對去除水中表面活性劑及嗅味等有明顯效果 5 對低溫低濁及含藻類多的水源氣浮法比沉淀法可取得更

36、好的精華效果 氣浮的缺點 1 電耗較大每噸水比沉淀法多消耗電002004kwh 2 減壓閥或低壓釋放器易堵塞維修工作量大 3 浮渣易受較大風雨的干擾本設計中氣浮選取葉輪曝氣氣浮法其優(yōu)點是氣浮設備不易堵塞適用于處理懸浮物濃度高的廢水但產生的氣泡較大氣浮效率低1-葉輪2-蓋板3-轉軸4-軸套5-軸承6-進氣管7-進水槽8-出水槽9-泡沫槽10-刮沫板11-整流板圖3fig3-3 impeller floataion tankcom 葉輪氣浮池的設計計算設計水量q 4000m3d 1667 m3h 00463 m3s 1 氣浮池的容積w w 3-15 式中 w-氣浮池的容積m3 -放大系數一般取11

37、14 q-廢水流量m3min t-氣浮持續(xù)時間一般取1620min 則 w 14 m3 2 氣浮池總表面積f f 3-16 式中 f-氣浮池總表面積m2 h-氣浮池的工作水深m一般取1520最大不超過3m氣浮池的工作水深h可以通過下式計算 3-17 式中 -氣水混合物密度kgl一般取067kglh-氣浮池中的靜水壓力m氣浮池中的靜水壓力h可以通過下式計算 3-18 式中 g-重力加速度 u-葉輪的圓周線速度ms一般取1015ms -壓力系數一般取0203所以 取 067kgl則工作水深為 所以氣浮池的總表面積m2 3 氣浮池個數 m 3-19 式中 m-氣浮池個數 f-浮池總表面積m2 f-氣

38、浮池面積m2為保證氣浮池上升水流的均勻性f不宜過大一般其邊長不超過葉輪直徑d的6倍故f一般為36 則 f 36 36×m2則氣浮池個數 個m 4個f 9則氣浮池總表面積f 4×9 36 氣浮池的實際總容積為 3-20 式中 -氣浮池的實際總容積m3 f-浮池總表面積m2 h-氣浮池的工作水深m 則 36×23 828m3共分為4格每格容積為 m3每格表面積為923m水面超高取03m則總高度為26m每格氣浮池采用正方形邊長l 6d則氣浮池總長度為4×3 12m寬度為3mcom 葉輪設計與計算葉輪直徑多采用400700mm周邊線速多采用1015ms 1 葉輪

39、吸入的水氣混合流量計算按下式 3-21 式中 q-葉輪吸入的水氣混合流量ls -曝氣系數一般取035 qm ls 2 葉輪轉速計算 葉輪轉速按下式計算 3-22 式中 n-葉輪轉速rmin u-葉輪的圓周線速度ms d-葉輪直徑m則有 rmin 3 葉輪功率計算葉輪所需功率按下式計算 3-23 式中 n-葉輪軸功率kw-葉輪效率一般取0203 其他同上則 34 調節(jié)池com 調節(jié)池城市污水和工業(yè)廢水在一天24h內排出的水量和水質是波動變化的這樣對廢水站的處理設備特別是生物處理設備或生化反應系統(tǒng)處理功能正常發(fā)揮是不利的甚至可能遭到破壞因此應在污水處理系統(tǒng)前設置均化調節(jié)池以均和水質存盈補缺使后續(xù)處

40、理構筑物在運行期間內能得到均衡的進水量和穩(wěn)定的水質并達到理想的處理效果 主要起均衡水量作用的調節(jié)池稱為均量池主要起均和水質作用的調節(jié)池稱為均質池既可均量又可均質的調節(jié)池稱為均化池設計調節(jié)池時應考慮的問題 l 調節(jié)池的幾何形狀宜為方形或圓形以利形成完全混合狀態(tài)長形池宜設多個進口和出口 2 調節(jié)池中應設沖洗裝置溢流裝置排除漂浮物和泡沫的裝置以及酒水消泡裝置 3 為使在線調節(jié)池運行良好宜設混合和曝氣裝置混合所需的功率約為00040008kwm3池容所需曝氣量約為0010015m3空氣 minm3池表面積 4 調節(jié)池出口宜設測流裝置以監(jiān)控所調節(jié)的流量提升泵可設于調節(jié)池的前面或后面本設計中的味精廢水主要

41、是各車間生產后排出的含有不同物質不同水量的廢水車間進行24h工作機器不停轉所以水量的變化在很小的一個范圍內變化主要是在高峰期生活用水的排放由于生活廢水占的比例不大所以設計中按水量不變來設計則本設計中的調節(jié)池設均質調節(jié)池com 設計計算設計參數停留時間t 8h設計水量q 4000m3d 1667m3h 00463m3s有效水深h 45m池底坡度i 001 計算簡圖如下圖3fig3-4 calculation chart 1 池子尺 池子有效容積v 3-24 式中 v-池子有效容積m3 t-停留時間8h q-設計流量m3h 則 1667×8 13336m3 設計中采用的調節(jié)池容積考慮增加

42、理論調節(jié)容積的1020 v 13336×11 1467 m3 2 池斷面面積a a 3-25 式中 a-池斷面面積m2 h-有效水深則 a m2 取a 245m2池子設計成正方形則邊長為157m 3 池體高度h取池體超高 05m則池體高度h h 4505 50 m 4 理論上每日的污泥量 3-26 式中 w-每日的污泥量m3d q- 設計水量m3d c0-進水懸浮物濃度kgm3 c1-出水懸浮物濃度kgm3 p0-污泥含水率 5 潛污泵調節(jié)池集水坑內設3臺自動攪勻污水泵一備一用水泵基本參數型號100qw120-10-55水泵流量120 m3h出口直徑d 100mm揚程h 10m轉速n

43、 1440rmin配電機功率n 55kw 6 攪拌機為防止污水中懸浮物的沉積和使水均勻采用dqt型低速潛水推流器進行攪拌攪拌功率一般按48kw選攪拌設備調節(jié)池選潛水攪拌機的總功率為1467×55 80685kw選擇3臺dqt055型潛水攪拌機單臺設備功率為55kw葉輪直徑為1800mm葉輪轉速為42rmin兩用一備35 混凝沉淀池com 混凝混凝處理是向水中加入混凝劑通過混凝劑的水解或縮聚反應而形成的高聚物的強烈吸附與架橋作用使膠粒被吸附黏結或者通過混凝劑的水解產物來壓縮膠體顆粒的擴散層達到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結的目的混凝過程包括凝聚和絮凝兩個階段各種廢水都是水和水中均勻分布的細小顆粒所

44、組成的分散體系按顆粒的大小分散體系可分為三類顆粒粒徑小于1nm的真溶液顆粒粒徑為1100nm的膠體溶液以及顆粒粒徑大于100nm的懸浮液真溶液中的顆粒由于粒度很小不會引起光線散射水呈透明狀膠體溶液與懸浮液中的顆粒能使光散射水呈渾濁狀在通常情況下膠體溶液和部分懸浮液顆粒粒徑小于100用混凝方法處理絮凝過程是在外力作用下具有徐寧性能的微絮粒相互接觸碰撞從而形成更大的穩(wěn)定的絮粒以適應沉降分離要求為了達到完善的絮凝效果在絮凝過程中要給水流適當的能量增加顆粒碰撞機會并且不使已經形成的絮粒破壞絮凝過程需要足夠的反應時間com 混凝作用及其影響因素 1 混凝作用 混凝通常置于固液分離設備前與分離設備組合起以

45、下作用 1 有效地去除原水中的懸浮物和膠體物質降低出水濁度和bod混凝一般適用于粒度在1nm100的分散體系可用在流程的不同位置上也可用于污泥的調理 2 有效地去除水中的微生物病原菌和病毒 3 去除污水中的乳化油色度重金屬離子及其他一些污染物 4 混凝沉淀可去除污水中磷的9095是最便宜而高效的除磷方法 5 投加混凝劑可改善水質有利于后續(xù)處理如用石灰作混凝劑同時提高了污水的ph值有利于吹脫除氮有些混凝劑可作為化學沉淀劑氧化還原劑和催化劑 6 二級處理出水經混凝沉淀處理之后可獲得靚號出水混凝劑促使膠粒脫穩(wěn)凝聚從機理上解釋主要有兩種一是雙電層壓縮機理投人的高價正離子可以進人膠體的擴散層從而使膠體擴

46、散層厚度減薄壓縮雙電層這樣當兩個膠粒相互接近時由于擴散層厚度降低電位降低且碰撞時的間距縮小排斥能峰降低相互間吸力增大因此只要藥投量適宜排斥能峰降到某一值使膠粒動能可以超越它時兩膠粒就可靠近發(fā)生凝聚二另一種是化學架橋作用機理主要是指離 分 子物質與膠粒的吸附與橋連也可理解為兩個大的同號膠粒中間由于有一個異號膠粒而聯(lián)結在一起實質上當溶液中有溶膠微粒與聚合物時聚合物分子迅速被吸附結合于微粒表面占據表面上一個或幾個吸附位而分子的其余部分則伸人溶液中當它再結合到另一微粒表面的辛白吸附位時就形成顆粒間的化學架橋生成絮凝體在解釋混凝過程時往往要同時應用這兩種機理才較完善例如當解釋鋁鹽或鐵鹽在水中的混凝作用時

47、壓縮雙電層機理可以較好地解釋凝聚過程即膠粒失穩(wěn)在布朗運動作用下生成微?；蛭⑿跄w而化學架橋機理則較好地解釋了絮凝過程即凝聚生成的細小絮凝體在架橋物質存在和水流攪動中生成粗絮凝體2 混凝的影響因素混凝過程的作用是將水中呈分散狀態(tài)的微粒雜質聚集成較粗的絮凝體從而通過沉淀過濾等過程從水中分離混凝的影響因素除水力條件外主要是水溫和水質兩方面水溫 水溫對混凝效果的影響是多方面的一是影響混凝劑的水解過程混凝劑的水解大多是吸熱反應水溫較低時混凝劑水解速率降低水解不完全從而影響混凝效果另一方面水溫低時顆粒布朗運動減弱粘度增大顆粒碰撞次數減少影響混凝效果水溫降低的同時剪切力增大難以形成較大的絮凝體ph值ph值會

48、影響混凝劑水解產物的存在形態(tài)與性能例如鋁鹽鐵鹽等混凝劑在逐級水解時都釋放出氫離子使原水ph值有所降低當ph值低至偏離鋁鹽 或鐵鹽 適宜ph范圍時高電荷低聚合度產物偏多雖然有利于壓縮雙電層使膠粒脫穩(wěn)但絮凝作用很差整個混凝效果不佳而原水中堿度足夠時投加混凝劑不致引起ph值下降因此為取得較好的混凝效果原水應有一定的堿度當堿度不足時應同時兼投一定量的堿劑濁度物質水中形成濁度的物質的組成與特性主要是電位值顆粒粒徑吸附容量等也影響混凝效果此外如果顆粒的吸附量大表明膠粒擴散層中離子數量多要取得較好的混凝效果必須投加更多的混凝劑以提供較多的高價陽離子使膠粒充分脫穩(wěn)3 混凝劑 按照所加藥劑在混凝過程中所起的作用混凝劑可分為凝聚劑和絮凝劑兩類分別起膠粒脫穩(wěn)和結成絮體的作用硫酸鋁三氯化鐵等傳統(tǒng)混凝劑實際上屬于凝聚劑采用這類凝聚劑時在混凝的絮凝階段往往自動出現尺寸足夠大容易沉淀的絮體因而