Ⅰ 基於PLC的污水處理廠自動控制系統
工業污水處理自動控制系統設計
論文編號:ZD444 論文字數:30827,頁數:52,有開題報告,任務書,文獻綜述,CAD圖
摘要: 介紹了工業污水處理自動控制系統設計的基本原理及思想,敘述了工業污水處理系統中的自動控制過程及系統實施的實現方法,並對應用可編程式控制制器實現污水處理各個過程的控制及控制系統的組成做了詳細的描述。此外,可編程序控制器具有可靠性高、編程簡單、抗干擾強等一系列優點,所以廣泛應用於工業控制領域,而由於PC機具有較好的人機界面和控制決策能力,讓PLC與PC機之間通過匯流排RS422/485通信,使得PLC在人機交互性能方面的功能大大加強。這次的工業污水處理自動控制系統設計達到了當今現代自動化所追求的標准化、科技化、人性化三項要求,使得該系統具有很強的可靠性、維護性和智能性。
關鍵詞:工業污水處理 PLC 控制系統 通信
Automatic control system of instrial sewage disposal
Abstract: Have introced basic principle and thought that the automatic control system of instrial sewage disposal is designed, have narrated the implementation method that the automatically controlled course and system in instry's sewage disposal system are implemented, and to using the programmable controller to realize that has done detailed description in control of each course of sewage disposal and composition of the control system. In addition can programme controller have dependability high , programming simple , anti-interference a series of advantages such as being better, so apply to the instry controlled field extensively, and because the PC has better man- machine interface and controls decision ability , let PLC and PC through communication , RS422/485 of bus , , make PLC function in human-computer interaction performance strengthen greatly. The automatic control system of instrial sewage disposal this time has nowadays been designed and reached modern automation standardization, technicalization, three requests of humanization pursued, making should have very strong dependability , maintenance and intelligent systematically.
Keywords: processing instry dirty water PLC control system communication
目 錄
摘要
Abstract
第一章 我國工業發展現狀以及水資源概述 1
1.1 工業發展現狀及未來發展對策 1
1.2 水資源概述 5
第二章 我國工業污水的處理系統 7
2.1 概述 7
2.2 工業污水處理工藝 7
2.3 工業污水處理設備 10
2.4 工業污水處理工程材料 10
2.5 工業污水處理工程式控制制 11
第三章 可編程式控制制器應用技術 12
3.1 可編程式控制制器的歷史與發展趨勢 12
3.2 可編程序控制器的基本功能、特點和應用范圍 13
3.3 可編程序控制器的工作原理 16
第四章 污水處理系統控制方案設計及選型 19
4.1 系統控制設計要求 19
4.2 系統工藝流程 20
4.3 系統硬體設計 20
4.4 PLC的選型與硬體配置確定 21
4.5 I/O分配 22
4.6 軟體設計 24
4.7控制與顯示面板設計 27
4.8系統的特點 28
4.9 工作過程、安裝與布線的注意事項 29
第五章 污水處理系統的通信 31
5.1 PLC通信概述 31
5.2 通信方式 31
5.3 RS485串列通信介面及通信介質 32
5.4污水處理系統通信方案設計 33
總結 35
參考文獻 36
致謝 38
附錄1 系統梯形圖 39
附錄2 程序清單 42
附錄3 顯示控制面板圖 44
附錄4 總接線圖 45
附錄5 攪拌器電動機控制圖 46
Ⅱ 我是新手 急求一篇醫院污水處理設計方案!
污水簡介
一般醫院污水由來自住院部、門診室、實(化)驗室、食堂、浴室、衛生間、試版劑室、洗衣權房等場所排放的污水組成。醫院污水中含有一些特殊的污染物,如葯物、消毒劑、診斷用劑、洗滌劑,以及大量病原性微生物、寄生蟲卵及各種病毒,如蛔蟲卵、肝炎病毒、結核菌和痢疾菌等。
污水特點
該污水是一種低濃度污水,水質與一般生活污水類似,其中除含有有機的和無機的污染物,如各種葯物、消毒劑、手術遺棄物等污染物,還含有大量病菌、病毒和寄生蟲,成份較為復雜。與工業污水和生活污水相比,它具有水量小,污染力強的特點。該污水如未經處理而直接排入水體,必然會污染水源,傳播疾病,會對周圍水域及土壤等造成較嚴重的污染,從而危害人們的日常生活。
處理方法
此類污水含大量有機物,可生化性好。針對醫院污水的特點和排放水質的要求,經綜合分析並結合醫院污水處理的有關規定,吸收相關企業污水處理實際經驗, 尤其是同類型污水處理中的設計、運行經驗, 本工程採用生化處理和二氧化氯消毒工藝,採用缺氧和好氧並用的方法來降低污水的COD和BOD,使污水達到凈化的效果。二氧化氯消毒是一種成熟、有效的消毒措施,而且操作和維護管理都比較方便。
Ⅲ 哪位高手能幫忙做下水污染控制工程課程設計啊,以前有自己做過的也行,萬分感謝了~
設計任務書(一)
河北某市污水處理廠工程設計
一.工程概況
某污水處理廠服務約50萬人,匯水面積為40km2,設計規模一期為160000m3/d,遠期為320000m3/d,利用國外貸款建設。城市排放的污水中,生活污水佔35%,工業污水佔65%,通過管道排放到市郊,再經37km的明渠排入周圍河流。
二.設計水質水量及排放質量
1.設計處理水質水量
設計處理能力160000m3/d(最大可處理208000m3/d)。
由於受城市排水體系和實際進水量變化的影響,幾年來其污水處理量基本保持在130000m3/d左右。進水水質中生活污水水質比較穩定,而工業廢水水質波動較大,污水廠實際進、出水質見下表。
項 目 BOD5(mg/L) COD(mg/L) SS(mg/L) pH值 有毒物質 重金屬
進水 100-200 150-350 80-200 7-9 - 微量
出水 ≤30 ≤120 ≤30 6-9 - 微量
設計進水水質為(未考慮有毒物質及重金屬)
BOD5 200mg/L COD 400mg/L SS 250mg/L pH值 7-9
2.排放標准
出水水質達到國家二級排放標准,設計出水水質為
BOD5 ≤20mg/L COD ≤120mg/L SS ≤25mg/L pH值 6-9
三、處理工藝方案的選擇及流程
1.處理工藝確定原則
為了同時達到污水處理廠高效穩定運行和基建投資省、運行費用低的目的,依據下列原則進行了污水處理工藝方案選擇:
①技術成熟,處理效果穩定,保證出水水質達到排放標准;
②投資低,運行費用省,低投入高效益;
③選定工藝的技術設備先進、可靠,國產化程度高,性能好。
2.處理工藝的確定
採用普通活性污泥法。
污水進廠後經自動粗格柵進入集水池,在集水池內設潛水泵,污水提升後經細格柵進入曝氣沉沙池去除沙粒,再經初沉池去除大部分懸浮固體,初沉出水經廠內高架渠道進入曝氣池。曝氣池採用循環推流反應形式,其出水經平流式二沉池分離後排入周圍河流。
初沉污泥與二沉剩餘污泥首先進入前濃縮池,經濃縮後進入蛋形消化池中溫消化,使污泥穩定。消化後的污泥經後濃縮池進一步濃縮,減少體積,用帶式壓濾機進行脫水,泥餅外運處置。
3.處理工藝簡介
活性污泥法是一種好氧處理過程。污水在曝氣池中通氣充氧,使各種活性污泥微生物大量生長繁殖,能形成菌膠團的細菌形成絮狀體,原生動物附著其上,絲狀細菌與真菌也交織穿插期間,形成一顆顆懸浮於混合液中的絮體顆粒,每一顆粒就是一個微生物群體。這樣的活性污泥顆粒與進入曝氣池的污水相接觸,即發生對污水中污染物的吸附、分解、吸收等作用,經過一段時間的通氣後,污水中的有機物質大部分被同化為微生物有機體,然後進入沉澱池。絮狀化的活性污泥顆粒能很好地沉降至池底部,上清液即為處理過的水,可排出系統外。沉澱的污泥一部分補充、迴流到曝氣池,與未處理污水混合重復上述作用;另一部分污泥則作為剩餘污泥排出。
三.設計工藝要求
工藝採用普通活性污泥法(或多點進水)。
污水進廠前設有總閘門一道,在總閘門前另有直接排放的溢流管道。
污水進廠後經自動粗格柵進入集水池,
在集水池內設潛水泵,
污水提升後經細格柵進入旋流沉沙池去除沙粒,
再經初沉池去除大部分懸浮固體,
初沉出水經廠內高架渠道進入曝氣池。曝氣池採用循環推流反應形式,
其出水經平流式二沉池分離後排入周圍河流。
初沉污泥與二沉剩餘污泥首先進入前濃縮池,
經濃縮後進入蛋形消化池中溫消化,使污泥穩定。
消化後的污泥經後濃縮池進一步濃縮,減少體積,用帶式壓濾機進行脫水,泥餅外運處置。
四、工程設計
1.總平面設計
(1)平面布置原則
總平面布置包括:污水與污泥處理、工藝構築物及設施的總平面布置,各種管線、管道及渠道的平面布置,各種輔助建築物與設施的平面布置,總圖平面布置時應遵從以下幾條原則。
1.處理構築物與設施的布置應順應流程,集中緊湊以便節約用地和運行管理。
2.工藝構築物不用改設施與不同功能的輔助建築物應按功能的差異分別相對獨立布置並協調好與環境條件的關系(如地形走勢,污水出口方向、風向)。
3.構建之間的間距應滿足交通,管道(渠)敷設,施工和運行管理等方面的要求。
4.管道(線)與渠道的平面布置應與其高程布置相協調,應順應污水處理廠各種介質輸送的要求,盡量避免多次提升和迂迴曲折,便於節能降耗和運行維護。
5.協調好輔建築物、道路、綠化與處理構建築物的關系,做到方便生產運行保證安全暢通美化廠區環境。
(2)平面布置特點
1.布置緊湊,流線清楚。
2.生活活動區,污水區、污泥區,界線分明從大門進去為綜合樓,形成入口的生活區,該區位於主導風向的上風向,距離格柵、污泥區很遠,加強綠化,環境較好。
3.污泥區位於下風向且在廠區的最下角,消化池距離構建築物較遠,不影響其它設施。
4.生產輔助區距需檢修用電等較多的構築較近,方便了工作人員。
5.廠區內道路設計考慮工作人員可以順利到達任何地點。
6.設有後門,生產過程中產生的柵渣,沉砂、泥餅等由後門運走,而不走前門,避免了影響大門處生活區的環境清潔。
廢水處理的工藝流程,是由若干不同功能的單元處理構築物(設備)和輸配水管渠所組成。隨著廢水處理技術的發展,一方面同一功能處理設施的類型在不斷增多,另一方面,同一設施的處理功能有的也在擴展。在污水處理廠的工藝流程及構築物類型確定後,廢水處理的工藝計算任務主要是確定構築物(設備)及管渠的幾何尺寸和數量,以及輔屬裝置、材料及葯品等的規格及用量。從而為處理廠的布置等提供依據。
①青島市李村河污水處理廠設計規模17×104m3/d,格柵底距地面8.0m。粗格柵間採用半地下形式,內設機械粗格柵3台,柵條間隙25mm,格柵寬度1.36m,經格柵截留的柵渣由皮帶運輸機收集、螺旋輸送機提升後進入地面的柵渣箱,而且在格柵近水面設置寬度1.0 m的檢修平台。4台通風機設在半地下式房間內,取風口設在渠道和房間內,通風機風量8000 m3/h。流經粗格柵的污水由提升泵房提升後進入細格柵間,細格柵間設計3台階梯式機械格柵,柵條間隙6 mm,格柵寬度1.28 m,細小的柵渣經螺旋壓實機脫水後外運。 ②呼和浩特市辛辛板污水處理廠設計規模10×104m3/d,格柵底距地面5.4m。粗格柵間採用地面式,設置機械格柵2台,柵條間隙25mm,格柵寬度2.0m,高度8.4m,設計時在屋頂設2.5m×1.5m的天窗,使格柵間高度由11.5m降低至6.2m。排風機的取風口設在過水渠道內維修人員經常出現的地方,共設2台排風機,通風量8 250m3/h。
工藝流程:
三、主要構築物
序號
名稱
規格(m)
數量(座)
設計參數
主要設備
1 格柵 L×B=3.16×1.65 2 計流量Q=165600m3/d
柵條間隙b=15mm過柵流速v=1.0m/s 機械除渣機兩套
2 提升泵房 L×B×H=10×8×5 1 計流量Q=165600m3/d
單泵流量Q=2400m3/h 潛污泵4台手動起閉機
3 沉砂池 L×B=18×3.22 2 計流量Q=165600m3/d
水平流速v=0.3m/s有效水深h=1.0m 砂水分離器
4 初沉池 L×B=×27×6 2 計流量Q=165600m3/d
q=2.0m3/(m2·h)停留時間t=1.5h 刮泥機 貯渣斗
5
曝氣池 L×BH=71.5×7.55 2 計流量Q=120000m3/d BOD=200,去處效率90% 鼓風機 微孔曝氣器
6 二沉池 D×H=46.1×6.15 2 計流量Q=120000m3/d
q=1.5m3/(m2·h)
停留時間t=2.5h 刮泥機 出水堰板
(1)粗格柵(兩組,一用一備)
功能:去除污水中的較大漂浮雜物以保證污水提升泵的正常運行,採用機械格柵,正常情況下兩條渠道同時運行,事故時一條運行。
主要參數:設計最大流量Qmax =208000 m3/d =2.4 m3/s
柵條間隙寬度b=25.0mm
柵前水深h=1.0m
過柵流速v=0.8m/s
格柵傾角α=60°
柵條寬度S=0.01m(柵條斷面為銳邊矩形)
柵條間隙數:
n==112
柵槽寬度:
B=S(n-1)+bn=3.91m
進水渠道漸寬部分的長度:
設進水渠寬B1=2.3m,漸寬部分展開角α1=20°
L1=(B–B1)/2tgα1=2.21m
漸窄部分長:L2= L1/2=1.10m
過柵水頭損失:
h1=4/3 ()k=0.061m
柵後總高度:設柵前渠道保護高度h2 =0.3m
H=h+ h1+ h2=1.36m≈1.4m
柵槽總長度:
L= L1+ L2+0.5+1.0+H1/tgα=5.56m
每日柵渣量:
在格柵間隙為25mm的情況下,設柵渣量為0.03m3/103m3污水,Kz設為1.2。
W=86400Qmaxw1/1000Kz=5.2 m3/d>0.2m3/d
因此需要採用機械清渣。
(2)集水池和提升泵房
使用矩形合建自灌乾式泵房,集水池與機器間由隔牆分開,只有吸水管和葉輪淹沒在水中,機器間可經常保持乾燥,以利於對水泵的檢修和保養,又可避免污水對軸承、管件、儀表的腐蝕。
設計流量Qmax =208000 m3/d =2.4 m3/s
採用流量為0.6 m3/s的潛水泵,4用一備。
集水池分成2格,總有效容積為一台水泵8分鍾的出水量:
V=qt=288 m3
設集水池有效水深為2.0m
集水池面積F=144m2,寬度採用10m,長度為14.4米,取15米
水泵所需揚程:H=3.3+0.1+0.2+0.6+0.2+0.6+0.5+0.4+1.5=7.4m
(3)細格柵
功能:去除污水中較為細小的漂浮雜物,以保證後續處理流程的正常運行。
建兩組,設計流量為Q=Qmax/3= 0.8m3/s
柵條間隙e=6mm
柵前水深h=0.8m
過柵流速v=1.0m/s
格柵傾角α=60°
同粗格柵計算得:
柵條間隙數n=155
柵槽寬度B=2.47m
進水渠道漸寬部分的長度L1=1.33m
漸窄部分長L2=0.66m
水頭損失h1=0.633m
柵後總高度H=1.73m
柵槽總長L=4.12m
每日柵渣量W=5.2 m3/d>0.2m3/d
所以需要機械清渣
(4)旋流沉砂池
功能:污水從沉砂池的切向進入,具有一定的流速,砂粒產生離心力,密度較大的砂粒沿池壁及沉砂池獨特的結構沉降到池底集砂斗。沖洗系統將避免集砂斗中沉砂板結,而且將附著在砂粒上的有機物顆粒與砂粒分離,使有機物顆粒從集砂斗中返還到污水中。槳葉的旋轉使水流呈復雜的渦旋狀態,生成輕微的上升流速,從而帶動有機物顆粒隨水流流入下一道工序進行處理。通過改變槳葉的轉速與集砂斗的間隙使沉砂池的沉砂效果、有機物顆粒的分離效果達到最佳。集砂斗內的沉砂通過先進的空氣提升系統(或砂漿泵)提升到無軸螺旋砂水分離器,實現砂粒與污水的徹底分離。
旋流沉砂池系統在運行中,進出口水流速度較高,處理量較大,除砂效果好,佔地面積小,設備結構簡單,節約能源,運行可靠,整個系統PLC控制,實現中控、連續自動運行,操作及維護方便,適合大、中、小型污水處理廠使用,對於國內的污水處理中平流式沉砂池是一種很好的替代產品
主要參數:設計流量Qmax =20.8萬m3/d =2.4 m3/s
設計停留時間 t=60s
進水管流速 v1 =0.3m/s
池內水流上升速度 v2 =0.06m/s
沉砂池錐底部分高度 h4 = 1.5m
超高 h1 = 0.5m
中心管底至沉沙面得距離 h3 = 0.3m
宜分作三池進水沉沙n=3。
① 進水管直徑:
d= ==1.84m
② 沉砂池直徑:
D===4.52m
水流部分高度:
h2= v2t = 0.0660 = 3.6m
沉沙部分所需容積:
V==10.37 m3
⑤ 圓截錐部分實際容積:
V1=
⑥ 池總高度:
H = h1+h2+h3+h4 = 0.5+3.6+0.3+1.5 = 5.9m
(5)初沉池(輻流式)
輻流沉澱池的池型呈圓形,採用中心進水周邊出水形式。水流在池中呈水平方向向四周輻流,泥斗設在池中央,池底向中心傾斜,污泥通常用刮泥(或吸泥)機械排除。輻流沉澱池採用機械排泥,運行較好,設備較簡單,排泥設備已有定型產品的優點。
主要參數:設計流量Qmax =20.8萬m3/d =2.4 m3/s
表面負荷q=2.0m3/(m2h)
池數n=3
沉澱時間t=2h
沉澱部分水面積:
F=Qmax/nq=1440m2
池子直徑:
D==42.8m
沉澱部分有效水深:
h2=qt=4m
沉澱部分有效容積:
V==6480m3
污泥部分所需容積:
V=SNT/1000n=20.83m3
污泥斗容積:
設污泥鬥上部分半徑r1=2m,污泥斗下部半徑r2=1m, 傾角=,
h5=(r1-r2)tg=1.73m
污泥斗容積 :V1=h5(r12+r1r2+r22)=12.7m3
⑦ 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積:
設池底徑向坡度0.05,則圓錐體高度
h4=(R-1)0.05=0.97m
圓錐體部分污泥容積:
V2=h4(R2+Rr1+r12)=504.8m3
⑧ 污泥斗總容積:
V=V1+V2=517.5m3>20.83m3
⑨ 沉澱池總高度:
設h1=0.3m, h3=0.5m
H=h1+h2+h3+h4+h5=7.5m
沉澱池池邊高度:
H′=h1+h2+h3=4.8m
⑩ 徑深比:
=10.7 符合要求
(6)曝氣池
曝氣池採用氧化溝池形,分2組,每組布置成4個廊道,每個廊道長82~88 m,寬9.5 m,水深7 m,每組容積22 284 m3,總容積44 568m3。平均水力停留時間5.1h。在曝氣池中,污水被強制形成循環流,其流態具有推流型和完全混合型的雙重特點。因此,不但具有較強的抗沖擊能力,而且也不易發生短流。 曝氣充氧系統採用鼓風射流曝氣器,射流器共638個,分成8組,在每個廊道的池底內布設 1組。每組由1台水泵提供工作介質,其中6台工作介質採用迴流污泥,2台使用曝氣池內混合液。該曝氣系統屬中微孔曝氣,鼓風機送入空氣在射流器內與活性污泥充分混合後擴散至池面,因而具有較高的氧利用率,在標准工況下,曝氣系統的動力效率可達2.2 kg O2/(kW•h)。射流器的工作介質推動池內水流循環,並使全池污泥保持懸浮狀態。
主要參數:設計流量Qmax =20.8104 m3/d =2.4 m3/s
進水水質:BOD5 200mg/L COD 400mg/L SS 250mg/L
出水水質:BOD5 ≤20mg/L COD ≤120mg/L SS ≤25mg/L
污泥迴流比:R=0.5
① 處理效率:
E=La-Lt/La*100%=90%
② 曝氣池容積:
設混合液懸浮物濃度為3g/L,系數f=0.7,則Nw=0.73=2.1kg/m3,取污泥負荷Fw=0.4
曝氣池容積V=QLr/NwFw=44568m3
③ 名義停留時間:
Tm=V/Q=0.214d=5.1h
Ts=V/(1+R)Q=3.4h
④ 污泥產量:
設污泥增殖系數a=0.6,污泥自身氧化率b=0.08
Y=aFw-bVNw=14977kg/d
⑤ 泥齡:
Tw=1/(aFw-b)=6.25d
⑥ 曝氣池需氧量:
設氧化每千克BOD需氧a1=0.5kg,污泥自身氧化需氧率b1=0.16kg/kgMLSS*d
O=a1QLr+b1VNw=33695kg/d
(7)二沉池
採用平流式沉澱池,沉澱效果好,施工簡易,造價較低。
主要參數:設計水量:Qmax =20.8104 m3/d =2.4 m3/s
表面負荷:q=1.5(m3/m2h)
水力停留時間:t=2h
污泥濃度:x=3500mg/L
污泥迴流液濃度:x1=10000mg/L
池數n=4
① 沉澱部分有效面積:
A=Qmax/nq=1445m2
② 沉澱部分有效水深:
h2=qt=3m
③ 沉澱部分有效容積:
V==4333m3
④ 池長:
設水平流速0.004m/s
L=vt*3.6=28.8米
⑤ 池寬:
B=A/L=50.2m
⑥ 污泥部分所需總容積:
設T=2日,每人每日污泥量取S=0.5升/人*日
V=SNT/1000=500m3
⑦ 污泥斗容積:
設污泥鬥上部分半徑r1=2m,污泥斗下部半徑r2=1m, 傾角=,
hs=(r1-r2)tg=1.73m
污泥斗容積 :V1= hs(r12+r1r2+r22)=43.5m3
⑧ 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積:
設池底徑向坡度0.05,則圓錐體高度
h4=(R-1)0.05=0.97m
圓錐體部分污泥容積:
V2=h4(R2+Rr1+r12)=527.6m3
⑨ 污泥斗總容積:
V=V1+V2=571.1 m3>500 m3
⑩ 沉澱池總高度:
設緩沖層高度h3=0.5米
H=h1+h2+h3+h4+h5=6.5m
沉澱池邊高度
H』=h1+h2+h3=3.8m
(8)污泥濃縮池
採用連續流重力濃縮池,池型為圓形,豎流式。
主要參數:
產泥總量14977kg/d
含水率ρ=99.2% ,濃度=40Kg/m3
縮後:污泥濃度40g/L,含水率ρ=96%
濃縮池有效水深h=4m
濃縮時間10h
① 污泥混合後的濃度:
C=(127368.5+224140)/14977=13.2Kg/m3
② 濃縮池面積:
設固體通量為 M = 55Kg/m2d
A==847m2
③ 濃縮池直徑:
D==19.5m
④ 濃縮池工作部分高度:
h1==3.7m
⑤ 濃縮池總高度:
設濃縮池超高h2=0.3m,緩沖高度h3=0.3m,濃縮池高度
H=h1+h2+h3=3.7+0.3+0.3=4.3 m
(9)消化池
污泥消化池採用定容式蛋型,共3座,每座尺寸為:最大直徑24 m,總高度42.93 m,液體高度40.93 m,每座容積10400 m3。消化池採用中溫消化,由2台沼氣鍋爐和3套熱交換器及3台污泥循環泵組成的污泥加熱系統。設計沼氣最大產氣量為13000 m3/d。
蛋型消化池與其他消化池相比,有以下特點:①池底不易積砂或積泥,因而不會使有效池容縮小;②易攪拌混合,池內無死區,可使有效池容增至最大;對於同樣的混合效果,混合攪拌的能耗低於其他池型;③上部不易集結浮渣;④對於同樣的容積,其表面積較其他池型小,因而熱損失小;⑤結構穩定,不易產生裂縫;⑥池型呈流線型,較美觀。
(10)污泥濃縮壓濾機房
功能:對剩餘污泥進行濃縮壓濾脫水,使污泥含水率降低到盡可能低的程度,以減少污泥體積並便於裝卸作業。使用帶式壓濾機。
帶式壓濾機是依據化學絮凝接觸過濾和機械擠壓原理而製成的高效固液分離設備,因其具有工藝流程簡單、自動化程度高、運行連續、控制操作簡便和工作過程可調節等一系列優點,正得到越來越廣泛的應用。經絮凝的污泥首先進入重力脫水區,大部分游離水在重力作用下通過濾帶被濾除;隨著濾帶的運行,污泥進入由兩條濾帶組成的楔形區,兩條濾帶對污泥實施緩慢加壓,污泥逐漸增稠,流動性降低,過渡到壓榨區;在壓榨區,污泥受到遞增的擠壓力和兩條濾帶上下位置交替變化所產生的剪切力的作用,大部分殘存於污泥中的游離水和間隙水被濾除,污泥成為含水率較低的片狀濾餅;上下濾帶經卸料輥分離,憑借濾帶曲率的變化並利用刮刀將濾餅刮落,實現物料的固液分離,而上、下濾帶經沖洗後重新使用,進行下一周期的濃縮壓濾。
構築物1座,平面尺寸66m×40m。日排泥乾重18600kg/d,剩餘污泥混合液流量2360m3/d,進泥含水率92%,出泥含水率78%。主要設備選用帶寬2.0m為帶式濃縮壓濾機8套,單台處理能力濃縮段25 m3/h、壓濾段9 m3/h,設計工作時間10 h。
Ⅳ 模擬一個污水污水處理的項目概況
第1章 概 述
1.1畢業設計(論文)的主要內容(含主要技術參數)
1.1.1 設計題目
某城市污水二級處理廠工藝設計(30萬噸/日)
1.1.2 設計規模及水質
1、設計規模:
該污水處理廠服務范圍為某城區生活污水和工業廢水。污水量為30×104m3/d,其中生活污水和工業廢水所佔比例約為6:4。
2、設計進水水質:
根據污水處理廠工程可行性研究報告並參考類似工程,確定污水處理廠進廠水質指標如下:
COD:480mg/L; BOD5:230mg/L; SS:250mg/L ;
NH3-N:35mg/L; TN:45 mg/L; TP:4 mg/L;
水溫:≥12ºC; pH:6~9; 總鹼度:280 mg/L(以CaCO3計)
3、污水處理廠出水水質:
出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB 18918-2002)中的一級B標准,具體主要水質指標如下:
COD:≤60 mg/L; BOD5:≤20 mg/L; SS:≤20 mg/L;
NH3-N:≤8 mg/L; TN:≤20 mg/L; TP:≤1 mg/L。
1.1.3 基礎資料
1、氣象條件:
年平均氣溫:11℃;
極端最高氣溫:42.4℃;
極端最低氣溫:-18.8℃;
年平均降水量:637.9 mm;
平均日照時數:2147.3小時;
最大風速:17.0 m/s;主導風向為東北風,次主導風向為西南風。
2、水文地質
潛水:主要分布在黃土狀土、粉土、粉細砂和礫石層的孔洞中,水位埋深平均4~5 m;
承壓水:地下30 m深度;
地質:地表沉積物由第四紀全新世素填土,沖擊風積黃土狀土,沖擊粉質粘土、粉土、粉細紗和礫石層構成,厚度5~20 m。
3、地形地貌
規劃污水處理廠廠區地面平坦,適合於工程建設,地面平均高程:420m。
4、進水管標高:
進水管位於規劃污水處理廠西側,進水管管內底標高:415m;
5、受納水體
受納水體位於廠區東側300米,該河流水質符合《地表水環境質量標准》中的Ⅲ類標准。30年一遇河水最高水位417m。
1.2畢業設計(論文)題目應完成的工作(含圖紙數量)
畢業實習報告一份;
英文翻譯一篇;
階段成果書面報告;
畢業設計圖紙6張(合A1圖紙),主要包括總平面圖、工藝流程圖、高程布置圖及主要單體構築物的平面、剖面圖。要求至少有一張手繪圖(合A1圖紙)。
畢業設計計算說明書一本,包括:(1)封面;(2)畢業設計(論文)任務書;(3)設計總說明或摘要;(4)英文設計總說明或英文摘要;(5)目錄;(6)正文;(7)參考文獻;(8)附錄;(9)致謝。
1.3 處理程度
污水處理程度是由對象和地區排放標准決定
1.3.1 進出水的水質
BOD5
(mg/L) CODCR
(mg/L) SS
(mg/L) NH3-N
(mg/L) T-N
(mg/L) TP
(mg/L)
進水 230 480 250 35 45 4
出水 ≦20 ≦60 ≦20 ≦8 ≦20 ≦1
1.3.2 去除率
E= ×100%
式中:C0——進水物質濃度;
Ce——出水物質濃度。
(1)BOD5去除率:E= ×100%=91.3%;
(2)CODcr去除率:E= ×100%=87.5%;
(3)SS去除率:E= ×100%=92%;
(4)NH3-N去除率:E= ×100%=77.1%;
(5)TN去除率:E= ×100%=55.6%。
(6)TP去除率:E= ×100%=75%。
1.3.3 PH值
PH值6~9,在可生化處理的范圍內,符合要求。
Ⅳ 某煉油廠採用吸附進行深度處理,處理量為X m3\d,廢水COD=120 mg\L,出水要求低於30 mg\L,要求設計該吸附塔
設計任務書
一、 設計題目
活性炭吸附廢水的吸附塔設計
二、 設計任務及操作條件
1、處理水量Q=200m3/h
2、原水COD平均120mg/L
3、出水COD小於30mg/L
4、活性炭吸附量q=(0.12~0.2)g COD/g炭
5、活性炭與水接觸時間10~30min
6、污水在塔中的下降流速5~10m/h
7、反沖洗水的線速度28~32m/h
8、反沖洗時間4~10min
9、沖洗間隔時間72~144h
10、炭層沖洗膨脹率30%~50%
11、水力輸炭管道流速0.75~1.5m/s
12、水力輸炭水量與炭量體積比例10:1
三、設計內容
1、設計方案的確定及流程說明
2、吸附塔的面積、塔徑、高度、容積、活性炭質量、再生周期等計算
3、吸附塔附屬結構的選型與設計
4、吸附塔工藝流程圖
5、吸附塔計算圖
6、設計說明
7、參考文獻
設計方案和流程的說明
由於電鍍廢水中Cr6+屬於有毒重金屬離子,不能直接排放。根據國家環境標准對廢水的處理要求,考慮經濟性與實用性,選用活性炭吸附,採用二塔並聯降流式固定裝置。
吸附是一種物質在另一種物質表面上進行自動累積或濃積的現象,可以發生在氣-液,氣-固,液-液兩相之間。在污水處理中,吸附則是利用多孔性固體物質的表面吸附污水中的一種或多種污染物,從而達到凈化水質的目的。活性炭是常用吸附劑之一。
固定床吸附器最大的優點是結構簡單、造價低、吸附器磨損少、使用方便。它是污水處理中常用的吸附裝置。污水連續地流過裝有吸附劑的固定床層,被吸附後的污水連續排出。當出水水質不符合要求(即床層被穿透)時,則停止進水,將吸附劑再生。固定床根據水流方向又分為升流式和降流式兩種。降流式水流自上而下,出水水質較好,但水頭損失大,需對床層定期進行反沖洗。而升流式水流由下而上流動,這種床型水頭損失增加較慢,運行時間較降流式長。
根據處理水量、原水水質及處理要求,固定床可分為單床和多床系統,單床一般用於處理規模小的工藝。多床層又分並聯、串聯兩種,該設計根據實際要求選擇大規模處理,出水要求低的並聯方式。
設計參數選擇及計算
1、設計參數選擇
處理水量200m3/h、原水COD平均120mg/L、出水COD=30mg/L、活性炭的吸附量q=0.14gCOD/g炭、活性炭與水接觸的時間30min、污水在塔中下降的流速V=8m/h、反沖洗水的線速度28m/h、反沖洗時間6min、反沖洗間隔時間80h、炭層沖洗膨脹率45%、水力輸炭管道流速0.8m/s、水力輸炭水量與炭量體積比例10:1、炭層密度ρ=0.43t/m3。
計算
①吸附塔的面積:
2
②每個塔的面積:
2
③吸附塔直徑:
④吸附塔炭層的高度:
⑤每個吸附塔的炭層容積:
3
⑥每塔填充活性炭質量:
⑦每塔每天應處理的水量:
⑧每個吸附塔每天應吸附的值:
⑨活性炭再生周期:
三、吸附塔附屬結構的選型和設計
⒈活性炭
活性炭是最常用的非極性吸附劑,由木炭、堅果殼、煤等含碳原料經炭化與活化製得的一種多孔性含碳物質,有大的比表面積(600~1500m2/g),吸附容量大,吸附能力強,該設計屬於液相吸附,一般用孔徑為(210-3~0.1)的活性炭。它有穩定的化學性質,易再生與再利用,來源廣、價格低。它對鉻陽離子也有還原作用;在選用活性炭處理裝置設備時應選不銹鋼材料,防止活性炭與普通鋼材接觸發生嚴重的化學腐蝕。
2. 支撐裝置
位於填料底部,安裝平穩,既要保證能夠支撐填料層的質量,又要保證液體能通暢的流動,具有耐腐蝕性,耐壓,耐沖擊。根據以上要求我們常選用不銹鋼作為支架材料。
液體分布裝置
讓液體分布裝置設在塔頂,讓廢水均勻的分
布在填料表面,設備的耐腐性強。考慮易於維修又使布水
均勻,且具有一定的水力沖刷強度及直徑大小,選用
不銹鋼材料的可拆卸多孔管布水裝置。
4.液體出口裝置
沉降式,出口位於塔底。管與塔接觸部分密封性好,防止出現液封現象,保證出水通暢流出,還要防腐蝕,耐壓,耐沖擊。選排水管的直徑為100mm,多用價格低、容易得的鑄鐵。
5.反沖洗設備
防止堵塞,設在吸附層的下方,孔管布水,孔徑為10mm,使沖洗水在整個底部平面均勻分布,沖洗時間為6min,每80h沖洗一次。以長久利益來看,選用費用高,操作簡單,能較長時間向塔內輸水,泵小、耗電較均勻的沖洗水塔來排沖洗後的水。
四、吸附塔工藝流程圖 吹出氣
A、B並聯吸附,C再生; 加料
下一個階段是:A再生,B、
C並聯吸附;再下一個階段
是:A、C並聯吸附時,B再
生。這樣以此類推。 A B C
產品
部分產品用作再生氣
吸附塔計算圖
設計說明
1、設計要求:
①處理水量大、出水水質高、可回收、吸附劑可再生、設備耐腐性強。
②採用柱狀活性炭進行吸附,不易堵塞。若用粉末活性炭吸附,要防火防爆,而且對設備要求也高,投資高,麻煩。
③反沖洗時要讓沖洗水均勻分布,有足夠的沖洗時間,沖洗後的水要及時排出。
④活性炭的再生:吸附劑在達到吸附飽和後,必須進行脫附再生才能重復使用。所謂再生,及在吸附劑本身不發生或很少發生變化的情況下,用某種方法把吸附質從吸附劑空隙中除去,恢復它的吸附能力,這樣就可以大大的減少水處理運行成本。再生分為:加熱再生法,化學氧化再生法,溶劑再生法。我們選用加熱再生法,它是目前最常用最有效的一種再生方法。其再生步驟如下:
a. 脫水:使活性炭和含鉻電鍍廢水進行分離。
b. 乾燥:加熱到100~150℃,將吸附在活性炭細孔中的水分蒸發出來,同時使一部分低沸點的有機物也夠揮發出來。
c. 炭化:加熱到300~700℃,使高沸點有機物熱分解,一部分低沸點有機物揮發,另一部分被炭化留在活性炭細孔中。
d. 活化:加熱到700~1000℃,將炭化階段留在活性炭細孔中的殘留物用活化氣體(如水蒸汽、CO2及O2)進行氧化反應,反應產物以氣態形式逸出,達到重新造孔的目的。
e. 冷卻:把活化後的活性炭用水急劇冷卻,防止氧化。
主要設計參數:
參 數 內容 吸附塔面積A 每個塔面積A』 吸附塔直徑D 吸附塔炭層高度h 每個塔炭層的容積V 每塔填充活性炭質量M 每塔每天應處理水量Q1 每個吸附塔每天吸附COD值 活性炭在生周期T
數 值 25m2 12.5m2 4m 4m 50m3 21.5t 2400t 216kg/d 14d
影響吸附的因素:
①吸附劑的種類:一般來說,極性吸附劑易吸收極性吸附質,非極性吸附劑易吸收非極性吸附質。
②活性炭的比表面積:比表面積(600~1500m2/g)越大,吸附能力越強,吸附量越大。
③孔結構:孔徑越大,比表面積越小,吸附能力差。該設計屬於液相吸附,孔徑一般為(210-3~0.1)。
④ 溫度:其他條件不變的條件下,低溫有利吸附,升溫有利脫附。
⑤pH值:在酸性溶液中,活性炭的吸附率要比在鹼性溶液中高一些。
⑥接觸時間: 在進行吸附操作時,應保證吸附質與活性炭有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,以充分利用活性炭的吸附能力。吸附速度越大,吸附時間就越短。
七、參考文獻
《環境工程原理》 化學工業出版社 主編:張柏欽,王文選 2003,7
《水污染控制技術》 化學工業出版社 主編:王金梅,薛敘明 2004,3