【導讀】本項目要求對給定的船舶生活廢水進行治理設計。船舶廢水的基本特征為高SS、高有機物、易造成水體富營養(yǎng)化，其水質成分復雜，污染物含量高，生物難降解物質多，處理難度大，成本較高。所以研究處理工藝技術具。有重要的現實意義。備選擇與選型計算，輔助設備選型，系統(tǒng)布置，編寫設計說明書。綜述，要求＞3000字，文獻＞10篇；附件：1篇英文文獻翻譯。設計的主要任務是根據船舶生活污水性質、排放規(guī)模的要求完成船上污水。處理的初步設計和單項處理構筑物設計。構筑物平面圖及剖面圖及部分大樣圖。該船舶生活污水處理規(guī)模為4t/d。

　　

【正文】 ∕L ） 進 水 水 質 2020 900 設計去除率 80% 90% 設計出水水質 400 100 UBF 反應器容積及主要 工藝 尺寸的確定 (1)UBF 反應器容積的確定 本設計采用容積負荷法確立其容積 V， V=QS0/NV （ 3— 15） 式中： V— 反應器的有效容積 (m3) 段碩鵬：船舶生活污水處理的設計 14 S0— 進水有機物濃度 (kgCOD/L) V=4?取有效容積系數為 ,則實際體積為 (2) 主要構造尺寸的確定 UBF反應器采用圓形 池子，布水均勻，處理效果好。 取水力負荷 q1=（ m2d ） 反應器表面積 ： A=Qmax/q1=反應器高度 ： H=V/A=mAD ???? ? 取 D=1m UBF 進水配水系統(tǒng)設計 (1) 設計原則 ： ① 進水必須要反應器底部均勻分布，確保各單位面積進水量基本相等，防止短路和表面負荷不均； ② 應滿足污泥床水力攪拌需要，要同時考慮水力攪拌和產生的沼氣攪拌； ③ 易于觀察進水管的堵塞現象，如果發(fā)生堵塞易于清除。 本設計采用圓形布水器，每個 UBF 反應器設 ５ 個布水點。 (2)設計參數 池子的流量 Q1=(3) 設計計算 查有關數據，對顆粒污泥來說，容積負荷大于 4m3/()時，每個進水口的負荷須大于 2m2,則 布水孔個數 n必須滿 足 пD 2/4/n2 即 nпD 2/8=?1?1/8= 取 n=1 個 則 ， 每個進水口負荷 a=п D2/4/n=?1?1/4/1= 可設 1個圓環(huán)，圓環(huán)設 1 個孔口 。 圓環(huán) 1個孔口設計 ： 服務面積： S1=1?= 折合為服務圓的直徑為： mS 1 ???? 用此直徑用一個虛圓，在該圓內等分虛圓面積處設一實圓環(huán)，其上布 1個孔口 ， 則圓環(huán)的直徑計算如下： ?d12/4=S1/2 mSd 11 ???? ? 安徽工程大學畢業(yè)設計 15 加堿系統(tǒng) 在厭氧生物處理中，產甲烷菌最佳節(jié) pH 值是 ～ ，由于厭氧過程的復雜性，很難準確測定和控制反應器內真實的 pH 值，這就要和靠堿度來維持和緩沖，一般堿度要 2020～ 5000mgCaCO3/L 時，就會導致其 pH 值下降，所以，反應器內堿度須保持在 1000mgCaCO3/L 以上，因為為保證厭氧反應器內 pH 值在適當的范圍內，必須向反應器中直接加入致堿或致酸物質。間接調節(jié) pH 值。主要致堿藥品有： NaCO NaHCO NaOH 以及 Ga(OH)2。 在 UBF 反應器中安裝 pH 指示儀，并在加堿管路上設有計量裝置，將計量裝置和pH指示儀用信號線連接起來，根據 UBF 反應器中 pH 值的大小來調整加堿量 ，當UBF 反應器中 pH 值 過低時，打開 加堿管路上 的開關，往 UBF 反應器中 加堿，使pH值 下降；反之，當 UBF 反應器中 pH 值 過高時，關閉 加堿管路上 的開關，停止加堿，使 pH 值 上升 。 沉淀柜 設計概述 沉淀按工藝布置的不同，可分為初次沉淀和二次沉淀．處理的對象是懸浮物質，同時可去除部 分 BOD5，可改善生物處理構筑物的運行條件并降低其 BOD5負荷．本工藝不需要設置二次沉淀池，故省略。 沉淀按池內水流方向的不同，可分為平流式、幅流式和豎流式沉淀池．因本次設計的設計流量不大，擬采用豎流式沉淀柜 設計參數 ①池的直徑通常為 4～ 7m，不宜不大于 8m，池徑與有效水深之比： D/h2 ≤ 3。中心管下端應設喇叭口和反射板，喇叭口直徑及高度為中心管直徑的 倍。反射板表面與水平面的傾角為 17176。，反射板距泥面不小于 ②中心管管內流速不大于 3030mm/s /ｓ，中心管底端與反射 板縫隙高度在 ～，縫隙中水流速度為 V1,:初沉池 V1≤ 30mm/s ③池直徑 D小于 7m 時，溢澄清污水沿周邊流出； D池徑大于 7m 時，應增設幅流式集水支渠． ④排泥管下端距池底≤ ，上端超出水面≥ ． ⑤浮渣擋板距集水槽 ～ ，板上端超出水面 ～ ,淹沒深度 ～． 典型構筑物 見附圖 附圖 3 段碩鵬：船舶生活污水處理的設計 16 設計計算 （ 1）中心管面積 設中心管流速ｖ 0＝ /ｓ，采用池數ｎ＝１，則每池最大設計流量為 qmax= 000 05 1000 05 a x ??nQm3/ｓ 則中心管面積 f= 20m ax mvq ? （ 2）沉淀部分有效面積 設表面負荷 q1＝ （ m2ｈ），則上升流速 ｖ＝ｕ 0＝ /ｈ＝ /ｓ A=vqmax =m? （ 3） 沉淀柜直徑 D=? )(4 fA? = )001 (4 ?? =8m （ 4）沉淀柜有效水深 設沉淀時間 T＝ ，則 ?2h 4/20 =3600 ?? = （ 5）較核柜徑水深比2hD 2hD = ? ∴符合要求 （ 6） 中心管直徑 ?fd 40 ? 安徽工程大學畢業(yè)設計 17 = ? = （ 7） 中心管喇叭口下緣至反射板的垂直距離 11max3 dv qh ??? ? 式中： h3 —— 中心管喇叭口下緣至反射板的垂直距離，ｍ v1 —— 污水由中心管喇叭口與反射板之間縫隙流處的流速，ｍ /ｓ d1 —— 喇叭口直徑 。 d1＝ ＝ ＝ 代入各值，得 mh ???? （ 8） 污泥斗及污泥斗高度 取α＝ 60176。，截頭直徑 d2=，則 ???? tgdDh 2 25 = ?602 tg?? = （ 9） 沉淀柜總高度 H=h1＋ h2＋ h3＋ h4＋ h5 式中： H —— 沉淀池總高度， m h1 —— 池子超高，ｍ；取為 h2 —— 沉淀池有效水深，ｍ h3 —— 中心喇叭口至反射板的垂直距離，ｍ h4—— 緩沖層高，因泥面很低，取為 0 h5—— 污泥斗高度，ｍ 將各值代入，得 H=+++0+＝ （ 10） 沉淀柜池出水部分設計 污水流量 Q＝ ，集水槽內的流量ｑ 集 ＝ Q 則 ｑ 集 ＝ ＝ 池設一個出口，集水槽的寬度為 B0=(kｑ 集 ) 式中： K—— 安全系數，取值 代入各值，得 B0 ＝ ( )＝ 集水槽的起點水深為ｈ 起 ＝ ，則 ｈ 起 ＝ ＝ ｍ 集水槽的終點水深為ｈ 終 ＝ ，則 ｈ 終 ＝ ＝ 段碩鵬：船舶生活污水處理的設計 18 MBR 反應柜 設計概述 膜 生物反應器工藝（ MBR工藝）是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術，也稱膜分離活性污泥法。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，水力停留時間（ HRT）和污泥停留時間（ SRT）可以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。一方面，膜截留了反應池中的微生物，使反應池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污 水的生化反應進行得更迅速更徹底，另一方面，由于膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明從而省掉二沉池。因此，膜 生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實現自動控制等優(yōu)點，是目前最有前途的廢水處理新技術之一。 綜上，采用 MBR 法處理船舶生活廢水 設計參數 污水進水水質： BOD5 :100mg/l, COD:400mg/l， SS： 145mg/l， PH:，進水流量： 4m3/d。 污 水出水水質： BOD5 :25 mg/l, COD:125mg/l， SS:35mg/l， PH:6～ 。 設計計算 （ 1）膜組件的選型 膜通量（η） 概念：單位時間內通過單位膜面積的水量（單位： m179。/㎡ d） 膜通量的選擇與污泥過濾的性能、污水水質及運行的環(huán)境條件有關，一般情況下為： m179。/㎡ d 原水 CODcr、 BOD5 濃度較低，可生化性強時，如洗浴廢水，可取高限。反之，原水濃度較高，可生化性較差時，如工業(yè)廢水，取低限。 本例η取 m179。/㎡ d 膜組件有效面積 A（ ㎡） m a x ??? ηQ 膜組件有效面積 s= ㎡ /組 膜支架張數計算（每天按 20 小時運行計算） 安徽工程大學畢業(yè)設計 19 ???? ηQn e、膜組件選型： ES50 n0 =50 膜組件選型的時候，每個單元應選同類類型，雙排布置時，選擇組件對稱布置；單排布置時，單排膜組件不超過 10 組。 N= n247。 n0 ≈ 1 考慮到實際需要，采用一組膜組件，單排布置。 （ 2）膜反應（ MBR）柜有效容積計算 系列的平面布置尺寸為 1 1m，池身為 ,有效水深為 1m 則膜生物反應器有效 容積（ V 效）： V 效 =221=4m179。 膜生物反應器總容積： V 總 =22=6m179。 MBR 池容積負荷計算校驗 采用 BOD 容積負荷率計算校驗 XfN LLQV e ba )??? （ 設缺氧池對進水 BOD 去除率為η為 20%（一般在 20%— 50%之間） 3 2 0 0%2010a ????? ）（LL eN 為污泥負荷濃度現取 ? d X為混合液濃度現取 5kg/ 3m (一般在 5— 12 kg/ 3m ) f 為混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，現取 （一般取— ）： 有效）（（ VXfN LLQV e ba ???? ?????? 3024020) 因為 有效VV? ，固取池容積為 4 3m ,缺氧池容積為 2 3m h =1 m則池子長 寬為 2 2m， 現取缺氧池面積 1S 為 1 1 ㎡， 膜生物反應池面積 0S 為 1 1 段碩鵬：船舶生活污水處理的設計 20 MBR 池保護高度為 ， H = 鼓風機的選型 MBR 池所需鼓風量的計算 膜裝置洗凈所需空氣： N:膜組件數 n0：單位膜組件中膜支架數， ES50 n0=50 每張膜支架洗凈所需要的空氣量 q=1015L/min 取 q=12L/min MBR 所需鼓風量： m i n/ 0 mNG ??????? B．生物處理所需要的空氣量： 需氧量 b V X fSSaQbSaLO eaD ????? )( 01 Qd=4m179。/d V： MBR 池有效容積 So：原水中 BOD5 含量（ mg/L） Se：處理后出水中 BOD5 含量（ mg/L） MBR 池內污泥濃度取 X=12020 mg/L； a 值取 由實際運行裝置獲得 f=； b 值取 OD=（ 90025） 310 4+412 =+ =．dO2 所需空氣量： eOG ?= =179。/d = m179。/min 由于生物氧化所需空氣量小于膜洗凈所需要空氣量，鼓風機的選擇應以膜洗凈所需要空氣量為依據，可選送風量為 1 m179。/min 左右的風機 風口的壓力以池深為依據，本例水池深度為 ,考慮到風管阻力降，可取風壓 P1500mm水柱的風機 。 （ 2）調節(jié)柜所需鼓風量計算 調節(jié)池曝氣量： 曝氣強度 q 為 179。/m179。． h 調節(jié)池容積 V= m179。 Q1= 安徽工程大學畢業(yè)設計 21 = m179。/min 風口的壓力以池深為依據，考慮到風管的阻力降，可取風壓 P≥池深 + 調節(jié)池的池深為 ,風壓≥ 2130mm水柱 （ 3） 鼓風機選型 所需鼓風機的風量