【導讀】水污染控制工程課程設(shè)計中山大學東校區(qū)污水處理廠設(shè)計說明書

　　

【正文】 用于處理污水生化處理系統(tǒng)所產(chǎn)生剩余污泥的一種處理水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 33 構(gòu)筑物。厭氧消化池是消化池在無氧條件下，借助兼性菌及專性厭氧細菌降解有機污染物，分解產(chǎn)生以甲烷為主的污泥氣這一基本原理來處理剩余污泥。 設(shè)計說明 本設(shè)計采用兩相消化中，第一相消化池容積用投配率 100％，第二相消化池用投配率用 15％ —— 17％，在此采用 16％。 設(shè)計計算 1) 第一相消化池 進入消化池污泥量： dmQ / 3? 有效容積： V=PQ = : 消化池直徑取 D 取 2m 集氣罩直徑 d1取 池底下錐底直徑 d2取 集氣罩高度 h1取 上錐體高度 h2取 消化池柱體高度 h3應(yīng)大于 D/2＝ 1m,取 小錐體高度 h4取 則消化池總高度為 H＝ h1+h2+h3+h4＝ +++＝ m C. 消化池各部分容積的計算 集氣罩容積為 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 34 V1＝ 311 3 1 mhd ???? ?? 弓形部分容積為 V2= 322222 )()43(24 mhDh ???????? ?? 圓柱部分容積為 V3= 323 24 mhD ???? ?? 下錐體部分容積為 322222244)2 (2 )22()2(22)2(3mddDDhV??????? ???????????? ???? ?? 則消化池的有效容積為 3430 mVVV ?????? 2) 第二相消化池 進入消化池污泥量： dmQ / 3? 有效容積： V=PQ =＝ : 消化池直徑 D取 4m 集氣罩直徑 d1取 池底下錐底直徑 d2取 集氣罩高度 h1取 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 35 上錐體高度 h2取 2m 消化池柱體高度 h3應(yīng)大于 D/2＝ 2m,取 小錐體高度 h4取 1m 則消化池總高度為 H＝ h1+h2+h3+h4＝ +2++1＝ m C. 消化池各部分容積的計算 集氣罩容積為 V1＝ 3211 mhd ???? ?? 弓形部分容積為 V2= 3222222 )2443(224)43(24 mhDh ???????? ?? 圓柱部分容積為 V3= 323 44 mhD ???? ?? 下錐體部分容積為： 322222244)2 (2 )24(13)2(22)2(3mddDDhV??????? ???????????? ???? ?? 則消化池的有效容積為 3430 mVVV ?????? 污泥脫水 目前，常用的污泥脫水設(shè)備有板框壓濾脫水機、帶式壓濾脫水機和離心脫水 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 36 機。本設(shè)計采用帶式壓濾脫水機。帶式壓濾機的基本原理是通過設(shè)置一系列壓輥及滾筒，將上下層濾帶張緊，濾帶間的污泥不斷受擠壓剪切后，加速泥水的分離。帶式壓濾機一般分為三個階段，重力脫水段，楔形預壓段，中 /高壓段。 設(shè)備選型： 帶式壓濾機兩臺 性能參數(shù)：濾帶有效寬度 1000mm 泥餅含水率 70%~80% 用電功率 紫外線消毒 常用的消毒殺菌方法 加氯消毒 加氯消毒是投加液氯或氯化合物。當在不含氨的水中加入氯氣后 , 產(chǎn)生下列反應(yīng) : Cl +HO=HOCl+H +Cl , HOCl=H +OCl HOCl 和 OCl 都有較強的氧化能力 , 其中 HOCl 容易擴散到細菌表面 , 并滲入細菌體內(nèi) ,借氯原子的氧化作用破壞細菌體內(nèi)的酶 , 從而達到滅菌效果。氯氣是劇毒 危險品 , 存儲氯氣的鋼瓶屬高壓容器 , 有潛在威脅 , 需要按安全規(guī)定興建氯庫和加氯間 。 消毒過程中如存在一定的有機物質(zhì)則可能生成有害的有機氯化物。氯化合物具有危險性小 , 對環(huán)境影響較小 , 但運行成本較高 。 臭氧消毒 臭氧在常溫常壓下極不穩(wěn)定 , 分解時放出新生態(tài)氧 O: 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 37 O3 =O2 +O O具有強氧化能力 , 對微生物如病毒、芽孢等具有很強的殺傷力 , 不需要很長的接觸時間就能殺死一般的細菌。臭氧除了不受水中氨氮和 pH 值影響外 , 同時還能氧化水中的有機物 , 去除嗅、味和色度。 缺點是基本建設(shè)投資大 , 耗電量大 , 運行成本高。目前 , 主要用于游泳池水和飲用水的消毒 。 紫外光消毒 通常在 200～ 400nm 范圍內(nèi)的光波 , 被稱為紫外光。依其在不同的物理及醫(yī)學上的用途分類 :A 波段 , 黑斑效應(yīng)紫外線 400～ 320nm 。B 波段 , 紅斑效應(yīng)紫外線 320～ 275nm 。C 波段 , 滅菌紫外線 275～ 200nm 。D 波段 , 真空紫外線 200～ 100nm 。 紫外線 C 波段 通過對微生物的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死 , 從而起到消毒殺菌的作用。 紫外線對核酸的作用可導致鍵和鏈的斷裂、股間交聯(lián)和形成光化產(chǎn)物等 , 改變了 DNA 的活性 , 造成致死性損傷 , 從而使微生物自身不能復制 , 無法繁殖 。 紫外線消毒的特點 : ①殺菌能力強 , 殺菌效率高且穩(wěn)定 , 能有效的消滅如賈第蟲或隱孢子囊蟲等病菌 。 ②殺菌速度快 , 停留時間短 。 ③不需投加化學藥劑 , 沒有運輸及貯存化學藥物之危險 , 不會產(chǎn)生有害副產(chǎn)品 , 無二次污染 。 ④系統(tǒng)組裝式模塊設(shè)計 , 便于安裝及維護等操作 , 并且可滿足污水廠擴容的需要 。 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 38 ⑤可通過在線自動化監(jiān)測儀器在線監(jiān)測污 水水質(zhì)變化 , 由控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)紫外光燈的輸出強度 , 實現(xiàn)自動化的控制 。 ⑥全自動化清洗系統(tǒng) , 保證紫外光投加量的穩(wěn)定 , 減少操作工人的勞動強度 , 改善勞動條件 。 ⑦系統(tǒng)所需用地面積少 , 土建費用低 。 ⑧設(shè)備一次性投資高 , 紫外光燈管壽命短。 熱處理消毒 熱處理消毒是最徹底的消毒方法。為保證可靠的滅菌效果 , 廢水要在高壓、高溫的條件下加熱一定時間 , 處理水排放前又要降低到排放要求的溫度。該法適用于一些要求高、危險性大的廢水 , 如用于醫(yī)院、基因工程工廠、動物尸體銷毀 站等的廢水消毒。 膜過濾法 主要用于飲用水和特種工業(yè)用水的消毒處理。但能耗高 , 化學藥劑昂貴 , 成本也高 ,目前還處在研究階段 , 尚無法在城市污水處理中推廣應(yīng)用 。 消 毒 劑 優(yōu) 點 缺 點 適 用 條 件 氯液 效果可靠、投配簡單、投量準確，價格便宜 氯化形成的余氯及某些含氯化合物低濃度時對水生物有毒害，當污水含工業(yè)污水比例大時，氯化可能生成致適用于，中規(guī)模的污水處理廠 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 39 表 71 常見消毒工藝的比較 根據(jù)上述比較，本設(shè)計采用紫外 線消毒。 紫外光通過改變細菌、病毒和其它癌化合物 。 漂 白 粉 投加設(shè)備簡單，價格便宜。 同液氯缺點外，沿尚有投量不準確， 溶解調(diào)制不便，勞動強度大 適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠 臭 氧 消毒效率高，并能有效地降解污水中殘留的有機物，色，味，等，污水中 PH，溫度對消毒效果影響小，不產(chǎn)生難處理的或生物積累性殘余物 投資大成本高，設(shè)備管理復雜 適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠 次 氯 酸 鈉 用海水或一定濃度的鹽水，由處理廠就地自制電解產(chǎn)生，消毒 需要特制氯片及專用的消毒器，消毒水量小 適用于醫(yī)院、生物制品所等小型污水處理站 紫外線 紫外線利用率高，殺菌效能好；無毒和化學藥 品，安全可靠 ；占地面積少 設(shè)備構(gòu)造復雜，投資費用較高 適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 40 微生物細胞的遺傳物質(zhì)（ DNA） ,使其不再繁殖而達到對水和廢水進行消毒的目的。紫外光波長為 200～ 310nm 的殺菌能力最強。紫外線消毒應(yīng)用于污水處理工程時，由于受到處理規(guī)模、設(shè)備技術(shù)性能及投資運行費用等因素的限制，使用不廣泛。近年來隨著公眾對環(huán)境、健康問題的關(guān)注以及新型設(shè)備的出現(xiàn)正在逐漸推廣使用。 紫外線消毒器主要有兩種，浸水式和水面式。浸水式是把光源置于水中。此法的特點是在紫外線利用率高，殺菌效能好，但設(shè)備的構(gòu)造復雜。水面式紫外線消毒器構(gòu)造簡單，利用反射罩將紫外光輻射到水中。由于反射罩吸收紫外光，以及光線散射，殺菌效果不如前者。 設(shè)計計算 設(shè)計說明 本設(shè)計中選用加拿大 TROJAN公司生產(chǎn)的紫外線消毒系統(tǒng) UV3000PLUS,其設(shè)備主要參數(shù)如下： 設(shè)備型號 處理水量 /（ m3/d） 性能 出水水質(zhì)要求 每模塊燈管數(shù) /根 每根燈管功率 燈管清洗方式 峰值 均值 UV3000PLUS 5700～76000 2900～38000 二級出水每TSS:10～30mg/L 4/6/8 250 機械加化學自動清水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 41 3800m3/d需 14根 燈管 UVT=45％～70％ 洗 設(shè)計計算 1) 燈管數(shù) 選用 UV3000PLUS 紫外光消毒設(shè)備，每 3800m3/d 需 14 跟燈， 故 （根）平 151438 0040 03 ???n （根）峰 261438007084 ???n 擬選用 4根為 1個模塊，則模塊數(shù) N (個 )N（個） 2) 消毒渠設(shè)計 按設(shè)備要求渠道要求為 89cm，設(shè)渠中水流速度 。 渠道過水斷面面積 60 0*24* 08 4 mvQA ??? 渠道寬度 mHAB ??? 若燈管間距為 6cm，沿渠道寬度可安裝 5個模塊，故可用兩個 UV 燈組，每個 UV 燈組 5 個模塊。 3) 渠道長度 每個渠道長度為 ，兩個燈組間距 ，渠道出水設(shè)堰板調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)堰與燈組間距 ，則渠道總長 L為： 水污染控制工程課程設(shè)計 中山大學東校區(qū)污水處理廠 設(shè)計說明書 42 L＝ 2*++＝ 復核輻射時間 )( *2t s?? （符合要求） CASS 工藝自動控制系統(tǒng) CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，對污染物質(zhì)的降解是一個時間上的推流過程，微生物處于缺氧 — 好氧 — 厭氧交替運行的過程，因此具有較好的脫氮除磷效果， CASS工藝采用自動控制設(shè)計。 CASS工藝整個處理系統(tǒng)控制采用Programmable Logical Controller可編程器作為中央控制器 ，其優(yōu)點有： 1）可靠性高、抗干擾能力強 為保證 PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠工作 ，在設(shè)計和生產(chǎn)過程中采取了一系列提高可靠性的措施。 2）可實現(xiàn)三電一體化 PLC將電控、電儀、計算機集于一體，可靈活方便地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。 3）易于操作、編程方便、維修方便 可編程控制器的梯