電廠廢水設計

1、精選文檔成績南京工程學院課 程 設 計 說 明 書設計題目： 電廠廢水處理課程設計 課 程 名 稱： 電廠含煤廢水處理工藝設計 院（系、部）： 環(huán)境工程學院 專 業(yè)： 電力環(huán)保 班 級： 電力環(huán)保101 姓 名： 吉 偉 學 號： 216100319 起 止 日 期： 2013-07-012013-07-05 指 導 老 師： 鄭凱 精選文檔目 錄一、 前言（概述） 2二、 設計任務2三、 設計原則3四、 設計步驟7五、 設計計算8（一） 原始數(shù)據(jù) 8（二） 計算步驟及結果9（三） 主要設備 16（四） 設計參數(shù) 16六、 設計結果的討論說明 1七、 參考文獻 1八、 設計圖紙附表一、 前言（

2、概述）水是寶貴的資源，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活必不可少的物質(zhì)基礎之一。做好水資源的合理利用，減少廢水排放及其對環(huán)境的影響，實現(xiàn)廢水的綜合利用和“零”排放是一件大事，是貫徹國家環(huán)保法，節(jié)水、節(jié)能、降耗的一項措施。火力發(fā)電廠外排的沖灰廢水來自灰場的溢流水和灰系統(tǒng)的滲漏排水。在20世紀80年代以前，火力發(fā)電廠大多采用直排式、低濃度的水力沖灰系統(tǒng)，大流量、低濃度的灰漿直接排入灰場。由于排入灰場的水量很大，超過了灰場的蒸發(fā)量和滲漏量，因此產(chǎn)生了灰場外排水。這些外排水因pH值和含鹽量較高（pH值一般大于9，有時達到10.5以上），直接排入外部水體會對環(huán)境造成污染。為了節(jié)約用水，減少外排水量，很多火力發(fā)電廠將

3、灰場溢流水送回電廠循環(huán)沖灰，實現(xiàn)了沖灰水的循環(huán)使用。但是，在灰水回用的過程中，過水設備、管道的結垢是一個嚴重的問題。為了解決上述問題，很多火力發(fā)電廠將直流式?jīng)_灰系統(tǒng)改為灰漿濃縮系統(tǒng)，在廠區(qū)內(nèi)將灰漿濃縮進行濃縮，清水直接返回沖灰系統(tǒng)循環(huán)使用；濃縮后的灰漿，流量較小，送入灰場，由于水量小，一般不會產(chǎn)生溢流。近年來。隨著火力發(fā)電廠粉煤灰綜合利用技術的推廣，許多火力發(fā)電廠已經(jīng)將水力沖灰系統(tǒng)改造為干除灰系統(tǒng)。干灰用作建材，原有灰場的負荷逐漸減輕，庫容正在逐步恢復。當干灰外銷量小的時候，采用水力沖灰。在冬季北方施工低谷期間，因使用粉煤灰的一些建材廠減產(chǎn)或停產(chǎn)，很多火力發(fā)電廠使用水力沖灰。要對沖灰廢水進行回

4、用，重點要解決沖灰系統(tǒng)的結垢問題；灰系統(tǒng)的結垢與灰的性質(zhì)、沖灰水的水質(zhì)、沖灰方式等因素有關。二、 設計任務(一) 課程設計的目的通過本課程設計進一步鞏固本課程所學習的核心內(nèi)容，掌握設計的內(nèi)容以及相關參數(shù)的選擇與計算，并使所學習的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學生運用所學習知識進行水處理工藝的設計。本次課程設計，是讓學生針對給定的處理工藝，選擇相應的參數(shù)計算，繪制工藝圖，使學生具有初步的水處理單元的設計能力。（二）課程設計課題的內(nèi)容與要求(1)查閱相關資料，由給定的進、出水的水質(zhì)參數(shù)，確定廢水處理的工藝路線。該工藝處理方案須能保證出水水質(zhì)達到要求，同時又經(jīng)濟可行。(2)根據(jù)設計手冊，計算出工藝流程中一套主要處

5、理設施的尺寸以及相關數(shù)據(jù)。(3)同時須繪制出廢水處理的工藝流程圖。(4)編寫設計說明書： 設計說明書包括封面、目錄、正文（包括工藝原理、結構、工藝特點、該工藝的實際應用、設計計算、設備詳圖、設計總結等內(nèi)容）、參考文獻等。要求文字通順、內(nèi)容正確完整，裝訂成冊，杜絕圖表的抄襲。(5)圖紙要求：用A3紙張打印。三、設計原則1、 含煤廢水水質(zhì)及出水設置水質(zhì)水質(zhì)項目出口水質(zhì)排放標準PH8.569SS（mg/L）1000030COD(mg/L)3000120F(mg/L)23010硫酸根（mg/L）500亞硫酸根（mg/L）500Ca(mg/L)250Mg(mg/L)1002、設計設備流程圖格柵氧化箱攪拌

6、池初沉池曝氣池二沉池混凝箱絮凝箱澄清池 出水沖灰水 3、 各設備的原理和作用3.2 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池是對水質(zhì)與水量進行調(diào)節(jié)的構筑物，分為在線調(diào)節(jié)與離線調(diào)節(jié)兩種方式，具有下列功能： 減少或防止沖擊負荷對處理設備不利影響； 使酸性或堿性廢水得到中和，使處理中pH值保持穩(wěn)定； 調(diào)節(jié)水溫； 處理設備發(fā)生故障，起到臨時事故貯水池作用。為了使廢水進行充分混合，防止懸浮物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉淀與累積，在調(diào)節(jié)池內(nèi)設有空氣攪拌、機械攪拌、水力攪拌等。采用空氣攪拌的調(diào)節(jié)池，在池底或一側裝有曝氣穿孔管，穿孔管與鼓風機空氣管相連接，用壓縮空氣攪拌。采用機械攪拌的調(diào)節(jié)池，在池內(nèi)安裝機械攪拌設備，為了減少攪拌功率，盡可能將調(diào)節(jié)池設置

7、在沉砂池后。如對于懸浮物濃度在200mg/L左右的城市廢水，單位池容攪拌功率可介于0.0040.008kW/h。采用水力攪拌的調(diào)節(jié)池，采用水力強制循環(huán)攪拌，在調(diào)節(jié)池內(nèi)設穿孔管，穿孔管與水泵的壓力水管相連接，用壓力水進行強制循環(huán)。3.3 澄清池 澄清池是將攪拌、絮凝和沉淀結合在一起，其處理過程如下：混凝沉淀。在高效澄清器內(nèi)的離分離區(qū)，藥液與廢水充分反應，通過電性中和、吸附架橋及網(wǎng)撲卷掃作用使廢水中懸浮物由小顆粒凝聚為易沉積的大顆粒，并逐漸形成礬花，常用的混凝劑為聚合氯化鋁（PAC），助凝劑為聚丙烯酰胺（PAM）。在離心力的作用下，水體中的大顆粒物質(zhì)旋流至裝置中的泥濃縮區(qū)；小顆粒物質(zhì)在藥劑的作用下

8、迅速形成絮體，當絮體增大到一定程度，隨自身重力作用下滑至污泥濃縮區(qū)。3.4 氣浮池3.5 無閥濾池無閥濾池去除懸浮物（即降濁度）：天然水中常含有泥砂、粘土、淀粉、腐殖質(zhì)、纖維素、灰塵等雜質(zhì)和病毒、藻類、細菌等生物，它們在水中呈懸浮、膠體和高分子狀態(tài)存在，其總含量稱濁度（單位ppm）。水的濁度在循環(huán)過程中不斷增加，濁度的升高會使碳鋼腐蝕速率提高，袋式過濾器，成為水質(zhì)控制中的第四個重要指標（硬度、鹽度、堿度和濁度）。    無閥濾池持濃縮倍數(shù)：循環(huán)水在通過冷卻塔時水份不斷蒸發(fā)，因為蒸發(fā)掉的水中不含鹽份，所以隨著蒸發(fā)過程的進行，精密過濾器，循環(huán)水中的溶解鹽類不斷被濃縮，

9、鹽類不斷增加。為了不使循環(huán)水中的鹽度越來越高，必須排放掉一部分循環(huán)水（稱排污水），并不斷補充新鮮水（稱補充水）。新鮮水的鹽度與經(jīng)過濃縮過程仍的循環(huán)水中的鹽度是不同的，兩者的比值稱濃縮倍數(shù)（k）3.6 清水池清水池為貯存水廠中凈化后的清水，以調(diào)節(jié)水廠制水量與供水量之間產(chǎn)差額，并為滿足加氯接觸時間而設置的水池。清水池是給水系統(tǒng)中調(diào)節(jié)水廠均勻供水和滿足用戶不均勻用水的調(diào)蓄構筑物。清水池作用是讓過濾后的潔凈澄清的濾后水沿著管道流往其內(nèi)部進行貯存，并在清水中再次投加入液氯進行一段時間消毒，對水體的細菌、大腸桿菌等病菌進行殺滅以達到滅菌的效果。清水池的有效容積包括調(diào)節(jié)容積、消防用水量和水廠自用水和安全儲量

10、。水廠的調(diào)節(jié)容積可憑運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，按照最高日用水量的估算3.7 污泥收集裝置（含污泥重力濃縮器） 污泥需要及時處理，這樣污水處理廠能夠正常運行，有害有毒物質(zhì)能得到妥善處理或利用，容易腐化發(fā)臭的有機物也能得到穩(wěn)定處理，而有用物質(zhì)能夠得到綜合利用，變害為利。 初次沉淀污泥含水率介于95%97%，剩余活性污泥達99%以上，對污泥后續(xù)處理造成很大困難，故對污泥進行減容。濃縮法，用于降低污泥中含水占最大比例的空隙水，是減容的主要方法。 我們組設計的是間歇式重力濃縮池。運行時，應先排除濃縮池中的上清液，騰出池容，再投入待濃縮的污泥。為此應在濃縮池深度方向的不同高度設上清液排除管。濃縮時間一般不宜小于12h。四

11、、設計步驟（1） 根據(jù)實際工況給定的數(shù)據(jù)，初步確定工藝流程中的設備。（2） 由給定的流量數(shù)據(jù)設計廢水調(diào)節(jié)池，保證后續(xù)設備進口流速合適。（3） 含煤廢水中的懸浮物SS、碳酸氫根、鎂離子、氯離子、硫酸根離子、硅酸根離子等物質(zhì)較多，在澄清池中可以通過加混凝劑，通過化學反應和絮凝沉淀來除去。（4） 廢水中COD含量較高，通過氣浮法除去，我們組選擇容氣氣浮池。（5） 由于廢水中還含有細小煤顆粒和少量雜質(zhì)，在加一個無閥濾池來保證出水水質(zhì)。（6） 處理后清水收集于清水池，這些處理后水可用于煤系統(tǒng)自用水廠房地面沖洗油罐噴淋廠區(qū)綠化。（7） 含煤廢水中煤含量很高，廢水調(diào)節(jié)池、氣浮池、濾池中排出的煤含量很高，而且

12、其熱值含量高可以回收用于燃燒發(fā)電。（8） 主要根據(jù)流量，和給定參數(shù)數(shù)據(jù)來計算各部分設備大小尺寸。（9） 由計算出的尺寸數(shù)據(jù)來畫圖。 3、設計過程中遇到的問題（未寫） 在設計過程中我們在設計濾袋大小的時候出現(xiàn)了一點問題，工況含塵量很大，所需濾袋個數(shù)較多，由于受到濾料性能的限制，在過濾風速上不能過大，也不能過小。確定濾袋大小、個數(shù)后，我們有對其進行了分室，每一室濾袋的排列都有說明，這一點會影響后期灰斗的設計，與濾袋連接的花板我們還需要考慮其支撐是否良好，需要設置其支撐架。 設計完濾袋后，我們對除塵器的進出口進行了設計，因為采用的是多室除塵器，所以在設計進出口管道的時候會需要考慮分支和匯總的問題。還

13、需考慮在什么方向上進氣或者出氣，又要設計在除塵器的什么部位等等，另外在進氣口還需設計兩塊氣流均布板。 脈沖清灰裝置的設計需要考慮在什么方向進壓縮氣體，如何噴吹，噴吹管與花板的距離，還需要考慮采用哪種脈沖閥，脈沖周期等。脈沖噴吹時需要的文氏誘導管與濾袋的銜接問題也需要考慮。 灰斗的設計則需要考慮坡度角、儲灰量、清灰周期、保溫性能等問題。五、設計計算（一）原始數(shù)據(jù)項目PHSS(mg/L)COD(mg/L）含煤廢水10.7170210項目總硬度(mg/L）總堿度(mg/L）進水流量Q(m3/d)含煤廢水9018050（二）計算步驟和結果1.含煤廢水收集裝置2.調(diào)節(jié)池2.1確定調(diào)節(jié)流量所需要的調(diào)節(jié)池容

14、積 計算各時段終了時的廢水累積量： 繪制累積容積與時間曲線（累積曲線），從原點到累積曲線末端所作直線的斜率，得到調(diào)節(jié)池的控制出水流量。 所需調(diào)節(jié)池容積作一條與控制出水線平行預廢水累積曲線最低處相切的直線，從切點作一個豎線，豎線在廢水累積曲線與切點之間的差值，為調(diào)節(jié)池容積。 2.2計算廢水在調(diào)節(jié)池中的停留時間 調(diào)節(jié)池容積，m3； 調(diào)節(jié)池控制出水流量，m3/h； 2.3確定調(diào)節(jié)池攪拌功率假設調(diào)節(jié)池單位池容積所需的攪拌功率為0.006 kW，所需攪拌功率 = 0.006×V（kW）； 2.4確定調(diào)節(jié)池主要尺寸 調(diào)節(jié)池有效水深1.52m；縱向隔板間距為1.01.5m。設計為縱向池長6米，橫向

15、取5米圓柱體。 2.5確定調(diào)節(jié)池構造為了防止廢水在池內(nèi)短路，可在池內(nèi)設置縱向隔板，池內(nèi)設置沉渣斗，廢水中懸浮物在池內(nèi)沉淀，通過排渣管定期排出池外；如調(diào)節(jié)池容積過大，可考慮將調(diào)節(jié)池設計成平底。為了改善調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)效率，一般采用對角線出水調(diào)節(jié)形式。無閥濾池的作用和原理，是一種沒有閥門的快速濾池，在運行過程中，出水水位保持穩(wěn)定，進水水位則隨濾層的水頭損失增加而不斷在吸管內(nèi)上升，當水位達到虹吸管的管頂，并形成虹吸是，及自動開始濾層反洗，沖洗廢水沿虹吸管排出池外。3.澄清池3.1 澄清池沉淀區(qū)表面積A =2.6m2 式中 沉淀區(qū)表面積，m2； 最大設計流量； 表面水力負荷，q為0.82，取0.8。3.2

16、 澄清池沉淀區(qū)有效水深h2 =1.25×0.5=0.625m 式中 沉淀區(qū)有效水深，m； 沉淀時間，初沉池取0.52.0h,這里取0.5h。3.3 澄清池沉淀區(qū)有效容積 =2.6×0.625=1.625m3 3.4 澄清池沉淀池長度L =3.6×0.001×0.5×3600=6.48m 式中 最大設計流量時的水平流速，mm/s；一般不大于5mm/s, 取1/s3.5 沉淀區(qū)總寬度 =0.403.6 沉淀池數(shù)量 =1 式中 沉淀池數(shù)量或分格數(shù)； 每座或每格沉淀池的寬度；取0.40m。 3.7 沉淀區(qū)容積 =2.5m3 式中 每日每人產(chǎn)生的污泥量；

17、取0.30.8L/人·d，取為0.5。 設計人口數(shù)；設計為10000人。 兩次排泥時間間隔，d，初沉池取2d，二沉池取2h， 其余取4h。 3.8 澄清池總高度 =0.3+0.625+0.3+0.2=1.425m 3.9 貯泥斗容積 =×1×(2+1+3)=1.58m3 式中 分別取為2,1m。 h4 貯泥斗高度，取為1m。 貯泥斗以上梯形部分污泥容積 =0.3×0.77×（）=0.44 式中 h4'' 梯形部分高度，m,取為0.3m。4氣浮池壓力溶氣氣浮池的設計計算4.1 氣浮所需空氣量 氣固比； 減壓至101.325kPa時

18、所釋放的空氣量，g/d； 懸浮固體干重，g/d； 空氣密度，g/L； 在一定溫度下，一個大氣壓時的空氣溶解度，ml/L； 加壓溶氣系統(tǒng)的溶氣效率，實際空氣溶解度與理論溶解度之比，取0.50.9； 溶氣壓力（絕對壓力）； 標準壓力（101.325kPa）； 加壓溶氣水的流量，m3/d； 氣浮處理的水量，m3/d； 廢水中懸浮固體濃度，g/m3。當無資料或無實驗數(shù)據(jù)時一般取0.005-0.0064.2 溶氣罐溶氣罐直徑的計算：取過流密度，空罐選用=1000= 填料罐選2500 m3/(m2×d)溶氣罐高：灌頂、罐底封頭高度，布水區(qū)高度 ，貯水區(qū)高度，填料層高度。取代入公式 h=0.4+0

19、.2+1+1=3m 4.3 氣浮池4.3.1 接觸室的表面積：取接觸室水流上升速度= 0.01m/s= 4.3.2分離室的表面積： m3/d =2.08 m3/d 取分離室表面負荷q=6 m3/(m2×h) 根據(jù)表面負荷計算： 按照分離速度（分離室取分離速度則= 對矩形氣浮分離室的長寬比取1：1.則 長=寬=1.5m4.3.3 氣浮池的凈容積： 取池的平均水深=1m = 5.無閥濾池5.1平面尺寸的計算由于方案中的處理流量為Q=50m3/d，所以無閥濾池的體積就可以經(jīng)由資料查閱計算得到： 式中 無閥濾池的總有效容積，m3經(jīng)驗系數(shù)，一般采用1-2設計供水量，m3/d設計中取 Q=50m

20、3/d 無閥濾池設計成圓柱體，即可以設計成為底面半徑為2m，高度約為5m的圓柱體無閥濾池。6.清水池6.1 平面尺寸計算6.1.1 清水池的有效容積式中 V清水池的總有效容積，m3 K經(jīng)驗系數(shù)，一般采用10%20% Q設計供水量，m3/d設計中取k=10% Q=50m3/d 清水池設一座6.1.2 清水池的平面尺寸 清水池的面積式中 A每座清水池的有效面積，m2 h清水池的有效水深，m 設計中h取1m取清水池的寬度B為2m，則清水池長度L為 L取3m，則清水池實際有效容積為清水池超高0.5m，則總高H為1.5m。6.2 管道系統(tǒng)6.2.1 清水池的進水管管徑D1 Q=1.215m3式中V進水管

21、管內(nèi)流速，m/s 一般采用0.71.0m/s，設計中取V=0.7m/s設計中取進水管管徑為DN800，進水管內(nèi)實際流速為0.6m/s6.2.2 清水池的出水管式中 Q1最大流量，m3/h K 變化系數(shù)，一般采用1.32.5，設計中變化系數(shù)K=1.5Q 設計水量，m3/d出水管徑式中V1出水管內(nèi)流速，m/s 一般采用0.71.0m/s，設計中取V1=0.7m/s設計中取出水管管徑為DN900，則流量最大時出水管內(nèi)的流速為0.72m/s7.污泥收集池 污泥收集池為該設計的輔助設備，沒有具體設計尺寸要求。（三）主要設備序號名稱1流量計2含煤廢水收集池3調(diào)節(jié)池4澄清池5氣浮池6無閥濾池7清水池8污泥收

22、集裝置（含污泥收集斗、收集槽、濃縮器）（四）設計參數(shù)六、設計結果的討論說明 根據(jù)所給原始數(shù)據(jù)中的煙氣溫度為175，我們進行了濾料的篩選，我選擇了合成纖維濾料中的聚四氟乙烯纖維。聚四氟乙烯纖維是性能最為良好的一種化學合成纖維，在各種pH值下抗化學侵蝕性能良好，連續(xù)耐溫可達220-260，短期達280。機械強度、抗彎折、耐磨等性能也均優(yōu)于其他合成纖維。但是聚四氟乙烯纖維的造價高，因而使用范圍受到限制。 根據(jù)濾料的強度以及能承受的最大過濾風速，并且在脈沖噴吹清灰方式情況下，我所選擇過濾風速為3.0m/min。通過查找參考文獻，確定了濾袋大小，其直徑為0.20m，長度為10.0m。根據(jù)煙氣量，煙氣含塵濃度，灰的容量等計算得到需要7