【正文】 ................................................ 43 主要構(gòu)筑物水面標(biāo)高 ................................................................................................................ 43 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................................. 44 謝 辭 ................................................................................................................................................. 45 合肥學(xué)院 2020 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及資料 日處理 3萬(wàn)噸氮肥廠(chǎng)廢水處理工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的 （ 1）掌握工業(yè)污廢水處理工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的步驟和方法，學(xué)會(huì)收集設(shè)計(jì)相關(guān)資料，并知道如何從多種工藝計(jì)方案中選最合適的方案。 該設(shè)計(jì) 采用吹脫法 +AO 工藝 處理氮肥廠(chǎng)的氨氮廢水 。污水處理流程為： 細(xì)格柵 到 初沉 池，初沉池到調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池到吹脫塔，吹脫塔到 AO 池， AO 池到二沉池 。 （ 2）掌握污水處理工藝設(shè)計(jì)的基本技能，例如，資料查閱、工藝比較選擇、 參數(shù)確定、設(shè)計(jì)計(jì)算與設(shè)備選型。 （ 2） 設(shè)計(jì)中各個(gè)構(gòu)筑物的參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范選取，保留一定的安全系數(shù)。 （ 3）污水處理區(qū)的平面布置，包括污水處理站的主要處理單元，生產(chǎn)構(gòu)筑物及附屬建筑 （ 4）處理工藝方案的主要工藝流程圖，包括各處理單元的主要構(gòu)筑物。 廢水 pH 值對(duì)吹脫率有較大的影響。增加氣液接觸時(shí)間和接觸面積有利于傳質(zhì)過(guò)程。蓋點(diǎn)即是所謂的折點(diǎn)。 生化法 生化法在廢水處理中有廣泛的應(yīng)用，利用微生物硝化作用和反硝化作用，先把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽亞硝酸鹽， 然后轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)水體中氨氮含量的降低。綜合考慮上述各種處理方法，結(jié)合進(jìn)出水水質(zhì)狀況及經(jīng)濟(jì)實(shí)際，本設(shè)計(jì)采用吹脫 法 +AO法處理氮肥廠(chǎng) 高濃度氨氮廢水， 它主要優(yōu)點(diǎn)是 技術(shù)比較成熟， 處理后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用 氨氮 ，因而應(yīng)用較廣 。 （ 3） 吹脫 PH變化 表 21 為 pH、氨氮濃度、曝氣方式和氨氮去除率的關(guān)系 表 2 pH、氨氮濃度、曝氣方式和氨氮去除率的關(guān)系 [9] pH 3 5 7 9 11 13 氨氮分離率（ % ） 4 0 . 5 5 1 . 1 8 0 . 8 9 5 . 2 9 6 . 8 9 6 . 9 吹脫后廢水 pH 2 . 6 3 . 8 6 . 2 7 . 1 7 . 8 7 . 9 備注 采用 H 2 SO 4 或 N aOH 調(diào)節(jié)廢水的 pH AO 法工藝 AO 工藝法在污廢水生 物處理中有廣泛的應(yīng)用， A(厭氧段 )，可以脫氮除磷； O(好氧段 )，用來(lái)降低廢水中有機(jī)物的含量。 圖 1 處理工藝流程圖 其他工程方案 初沉池 初沉池的作用是用來(lái)去除廢水中的密度較大的物質(zhì)和部分漂浮物 其 類(lèi)型 有 平流式、輻流式、豎流式 三 種。 本設(shè)計(jì)中氮肥廠(chǎng)廢水中漂浮物較少，因此只設(shè)置一組細(xì)格柵 [14]。 h— 柵前水深，設(shè) h=； v— 過(guò)柵流速， 通常為 ～ ，本設(shè)計(jì)取 / 。 基本參數(shù)的確定 (1)沉淀池 一些相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可參考下表 。 （ 4）貯砂斗所需容積 V1 設(shè)清除沉砂的時(shí)間間隔 T=2d 則： 36611 6 0 8 6 4 0 0Q T XV ???????? X1——— 污水沉砂量 ； （ 5）沉砂斗 尺寸計(jì)算 設(shè)沉砂斗 底部寬為 3m，斗壁 傾角 取 為 60176。 廢水中含有 高濃度氨氮 ， 當(dāng) pH 較高時(shí) ，廢水 與吹入的空氣 接觸，氨氮 從液相轉(zhuǎn)移到氣象 ， 氨氮濃度 降低， PH值下降，廢水的可生化性 增加 。 查閱相關(guān)資料可知塔板厚度取 48 .5 mm 故塔高 H =1 8. 45 +1 +1 +0 . 04 85 4 2= 24 m ⑤ 塔徑的確定 FLV= L/ V ( ρL/ ρv)0. 5= 1/ 43 4 12 .9 ( 10 00 /1 . 16 5)0. 5= 6. 75 10 4； 取板間距 HT= 0. 45 m ； 圖 5 篩板塔的泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖 查圖 5 得 C20=0 .0 8, 對(duì)數(shù)值進(jìn)行修正 C =C20( σ /2 0)0. 2= 0. 0 8( 71 .2 /2 0)0. 2=0 .1 03 ； 最大空 氣流 速的確定： Uma x=C( ρL ρv / ρv)0 .5； =0 .1 03 { （ 10 00 1 .1 65 ） / 1. 16 5}0. 5= 3. 0 16 m/ s。39。39。 ①實(shí)際氣液比 （ G/L） min=(X1X2)/(Y2eY1)=( 80%)/( )= （ G/L） =()（ G/L） min= = (取系數(shù)為 ) 所以 G= 567936 29/= 107m3，即為 106kmol/h。 (1)設(shè)計(jì)流量 3 3 330 00 0 / 12 50 / 0. 34 8 /Q m d m h m s? ? ? (2)停留時(shí)間 T=； (3) 有效水深 h=6m，保護(hù)高 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)調(diào)節(jié)池有效容積 調(diào)節(jié)池容積按下式計(jì)算 QTV? 式中： V — 調(diào)節(jié)池有效容積， m3 Q — 平均進(jìn)水流量， m3/h T — 停留時(shí)間， h 3V Q T 0. 34 8 36 00 0. 5 62 6. 4 m? ? ? ? ? (2)調(diào)節(jié)池尺寸 有效水深 h=6m，保護(hù)高 ，則調(diào)節(jié)池總高度為 H= 合肥學(xué)院 2020 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 則 調(diào)節(jié)池面積為 21V 6 2 6 .4A 6 9 .6 mh6? ? ? 式中： 21 ,— —V m h m調(diào) 節(jié) 池 面 積 ， 調(diào) 節(jié) 池 有 效 水 深 ， 采用矩形池，取池長(zhǎng)為 ，則池寬為 調(diào)節(jié)池采用外加動(dòng)力攪拌 。 初沉池池長(zhǎng)度 L=6m 斗壁水平傾角為 60176。 (8)每日柵渣量 100086400 1QWW ?? 式中， W— 單位柵渣量 ,取 ~,此處取 本設(shè)計(jì) 中廢水為氮肥廠(chǎng)廢水 ， 設(shè)置一組 細(xì)格柵 ， 取 W1= /103m3 污水。 圖 2 細(xì)格柵設(shè)草圖 (1)格柵 柵條 之間 間隙 的 數(shù) 量 60s b h vs inQn ???? ???? ? ,取 92 個(gè) 式中： Q— 最大設(shè)計(jì)流量， ? m3 /s； ? — 格柵傾角 。 格柵的設(shè)計(jì) ，應(yīng)考慮到 能 使整個(gè)處理 工藝流程的 正常運(yùn)行， 使 處理設(shè)施或管道等均不產(chǎn)生堵塞 現(xiàn)象 。 合肥學(xué)院 2020 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 吹脫完之后的廢水經(jīng) AO 池、二沉池，再排入城鎮(zhèn)污水管道。 水中離子態(tài)的氮如 NH4+等會(huì)隨著廢水堿性的逐漸增加，而更有利于被吹脫出。通常情況下，采用物化法和生物法相結(jié)合的工藝具有較好的處理效果。 折點(diǎn)加氯法處理效果相對(duì)穩(wěn)定，有較高的處理效率， 條件適宜， 可以達(dá)到 90%， 而且溫度對(duì)處理效果影響不大。隨著近來(lái)技術(shù)的進(jìn)步，蒸汽用量已經(jīng)大幅下降，故新型蒸汽汽提脫氨法也有不少的應(yīng)用。 (2) 蒸汽汽提 法 蒸汽汽提法是通過(guò)蒸汽把污水中游離態(tài)氨轉(zhuǎn)化成氨氣逸出水面，機(jī)理類(lèi)似于吹脫法一，在較高 ph 情 況下，使廢水接觸到蒸汽，將氨氮從廢水中帶出。 （ 1）空氣吹脫 法 空氣吹脫法 目前較為成熟，首先向吹脫塔中送入空氣，空氣在吹脫塔下方進(jìn)入，液體在合肥學(xué)院 2020 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 上部進(jìn)入，淋灑在吹脫塔的填料上。 表 1 廢水 進(jìn)、出水水質(zhì) 項(xiàng)目 進(jìn)水水質(zhì) 出水水質(zhì) COD（ mg/l） 800 100 BOD5（ mg/l） 250 50 SS（ mg/l） 300 60 NH4N（ mg/l） 1000 50 pH 8～ 9 6～ 9 （ 1）《中華人民共和國(guó) 環(huán)境保護(hù)法 》； （ 2020 修訂版） （ 2）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提供 廢水量及水質(zhì)數(shù)據(jù)； （ 3）《中華人民共和國(guó)水污染防治法》； （ 2020 修訂版） （ 4）《國(guó)務(wù)院關(guān)于編制全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃的意見(jiàn)》， （ 5）環(huán)保部門(mén)對(duì)污染治理的指示與要求； （ 6）《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB13458－ 2020）； （ 7）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 ?GBJ1487?有關(guān)規(guī)定； （ 8） 氮肥廠(chǎng)所處位置的具體情況（包括位置、氣候、水源等） （ 9）環(huán)境工程手冊(cè) （ 1）污水處理工藝方案的確定 及各處理單元的選擇，包括工藝流程、各單元構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算、設(shè)備選型 。 設(shè)計(jì)基本要求 （ 1） 設(shè)計(jì)方案應(yīng)符合實(shí)用的要求，必須確保污水處理后能夠達(dá)標(biāo)排放。 Air stripping method。 設(shè)計(jì) 主 要任 務(wù)是確定污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì) 規(guī)模、進(jìn)行多方案比較、選定工藝流程、 各單體設(shè)計(jì)、 進(jìn)行高程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)備選型、 總平面布置。 廢水處理后排入城市管網(wǎng) 。 （ 3）掌握工藝流程圖、平面布置圖、高程圖及主要構(gòu)筑物 圖紙的繪制； 掌握設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的基本寫(xiě)作規(guī)范。 （ 3） 設(shè)計(jì)工藝必須考慮經(jīng)濟(jì)條件，力求處理效率和運(yùn)營(yíng)花費(fèi)達(dá)到最佳平衡。 （ 5）污水處理站各處理單元水 頭 損失及高程計(jì)算，高程圖的繪制，主要處理構(gòu)筑物的三視圖。吹脫過(guò)程中， NH4+轉(zhuǎn)化為 NH3， 其反應(yīng)原理如下 4 3 2 ? N H O H N H H O??? ? ? 廢水酸堿度、溫度、氣水比等都可以影響到吹脫效果。將蒸汽作為氣相進(jìn)入吹脫塔，氨從廢水中進(jìn)入蒸汽，隨后在塔頂部蒸餾成液氨，或者濃氨氣回收，或是用酸吸收。此法的機(jī)理為，氯氣與氨在水互相接觸反應(yīng)生成無(wú)害的氮?dú)?，逸出水面。生化法的?yōu)點(diǎn)有，脫除氨氮效率較高，無(wú)二次污染，耗能普遍低于物理化學(xué)法 [6]。 空氣吹脫法 +AO 法 （ 1）原理 ： 即 把氣 體通入水中，氣液充分接觸 后 ， 由于氣體分壓的差異，氨氮會(huì)從液相轉(zhuǎn)移到液相 ，從而 降低廢水中氨氮的濃度 。 AO 法去除氨氮原理：廢水中氨氮，在好氧的條件下（ O段），經(jīng)過(guò)硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮， AO 池中硝態(tài)氮回流至 A 段時(shí)，缺氧條件下，經(jīng)過(guò)兼性厭氧的反硝化菌的作用，硝態(tài)氮被還原為氮?dú)膺M(jìn)入空氣，從而達(dá)到降低廢水中氮含量的自的 [11]。 各類(lèi)型的沉淀池各有長(zhǎng)短，其比較見(jiàn)下表 。 基本參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)設(shè)置一組細(xì)格柵， 根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 具體實(shí)際 ，確定細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 過(guò)柵流速 /ms?? 柵條間隙寬度 20b mm? 格柵傾角 60??? 柵渣量 W1= /10m3污水 柵條寬度 ? 設(shè)計(jì)流量 Q=30000m179。v m s? (2)柵槽有效寬度 B=S（ n1） +bn= （ 921） + 92= 式中： S— 單根 根格柵條的寬度 （ m） ，取 S= (3)進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 合肥學(xué)院 2020 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) a n2 a n2 BBL 111 ???? ? 式中： B1— 進(jìn)水明渠寬度，本設(shè)計(jì)取 B1=； ? 1— 漸寬角度，本設(shè)計(jì)取 ? 1=20176。 表 7 沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) [13] 沉淀池類(lèi)型 沉淀時(shí)間（ h ） 表面水力負(fù)荷[ m3/( m2/h)] 每人每日污泥量[ g / ( 人 高 dh ： )(260t a n)B(2t a nh 1d ????? b? 砂斗上口寬 度 2b ： a n a n2b 12 ??????? bh d? 合肥學(xué)院 2020 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 沉砂斗 容積 V： 322212122 m69)()222(6 ???????? bbbbhV d ，取 70m3 （ 6）沉砂室高度 沉砂室 采用 重力排砂 ，池底 的 坡度為 。 基本參數(shù)的確定 (1)設(shè)計(jì)流量 3 3 33 0 0 0 0 / 1 2 5 0 / 0 .3 4 8 /Q m d m h m s? ? ? (2)塔內(nèi) 空氣 流速 ~ /mh? ? ； 設(shè)計(jì)計(jì)算 吹脫塔 計(jì)算公式見(jiàn)表 10 表 10 吹脫塔計(jì)算公式 [16] 名 稱(chēng) 公 式 符 號(hào) 說(shuō) 明 吹脫塔的氣液