环境工程造纸污水处理论文 40页

'环境工程造纸污水处理毕业论文目录第1章前言11.1造纸废水的简介11.1.1引言11.1.2造纸废水处理的实际意义11.1.3国内外研究现状11.1.4处理工艺现状11.1.5工程设计方案的选择原则31.2设计概况41.2.1设计名称41.2.2设计内容41.2.3设计主管单位41.2.4设计编制原则41.2.5工程技术采用的主要技术规范和标准5第2章工程概况62.1设计的基本规划62.1.1处理方案的选择62.1.2污水治理规划与对策62.1.3污水处理系统的设计规模62.1.4水质目标62.2工程技术参数7III 2.2.1设计规模72.2.2污水量变化系数72.2.3设计水质指标72.2.4设计水的排放效果72.2.5污水的排放72.3厂址选择72.3.1厂址选择条件72.3.2交通运输和水电8第3章工程计算93.1工程设计93.1.1处理工艺93.1.2工艺流程93.1.3工艺说明93.1.4处理水的去向103.1.5污泥的处理及出路103.2主要构筑物的设计计算103.2.1纤维回收机103.2.2集水调节池113.2.3UASB反应器的设计133.2.4SBR反应器的设计173.2.5污泥浓缩池的设计22第4章管道计算254.1管道的选型计算254.1.1污水管道的选型原则254.1.2污水管道的选型254.1.3污泥管道的选型25第5章总体设计265.1平面布置26III 5.2管道水力损失计算275.3高程布置275.3.1高程布置原则275.3.2高程确定285.4仪表及自控设计295.4.1设计说明295.4.2设计标准295.4.3系统构成305.4.4中心控制室30第6章工程概算316.1人员配置316.2废水处理厂造价概算316.3经济概算32第7章安全与节能347.1环保措施347.2节约能源34第8章结论与建议358.1结论358.2建议35致谢36参考文献37III 西南科技大学本科毕业生论文第1章前言1.1造纸废水的简介1.1.1引言随着我国造纸业的迅速发展，造成环境污染尤其是水的污染越来，据统计资料显示，目前我国有大中小型造纸厂总数10000余家，年排放废水量高达40多亿立方米，占全国工业总排放量的18.6%；从废水中污染物排放量看，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%；从色度排放量看，制浆造纸业、纺织印染和制革更是稳居前三位。所以制浆造纸废水的排放给环境带来了极大压力，也带来了一系列与经济发展不相适应的问题。在许多地区，制浆造纸带来的污染已经或正在成为当地主要的污染源。如何在保证造纸业健康发展的同时，改善人们生活和居住环境，提高生活质量，加快社会主义经济建设步伐，是当前国民经济发展的一项重要任务。随着我国造纸业的迅速发展，造纸废水污染将不断加剧，其污染防治迫在眉睫。1.1.2造纸废水处理的实际意义[1-2]造纸废水由于有机物浓度高的特点，带来严重的水质污染问题，不仅影响经济发展，而且还危及生态安全，并对人的生命健康产生有害影响。鉴于造纸废水具有很大的危害性，所以必须经过专门的污水处理厂进行净化、消毒等处理，才能排入城市水管道或环境水体，这样才能保证良好生态环境和人民的身体健康。1.1.3国内外研究现状国外造纸发达国家对于制浆造纸废水的治理一直不遗余力，从环境立法上对废水排放更是从严要求。我国制浆造纸工业产量持续增长已居世界第三位，导致森林资源匮乏，不得不以非木纤维尤其是禾草原料制浆造纸再加是企业规模过小，设备简陋工艺落后，从而导致造纸业污染及其严重，甚至有“一个小造纸厂污染一条河”的说法。所以造纸废水的有效处理和排放是目前的迫切需求。1.1.4处理工艺现状[3]目前制浆造纸废水处理按其流程，可分为以下处理工艺：一级处理工艺由滤池、调节池组成。由于制浆造纸废水37 西南科技大学本科毕业生论文有机污染物浓度高，悬浮物高，为了降低二级处理工艺的污染负荷量，采用化学混凝和絮凝气浮工艺或沉淀处理工艺作为强化一级处理的系统也日趋增多。二级处理工艺目前主要以生物厌氧处理和生物好氧处理为主导工艺。生物厌氧处理多为上流式厌氧污泥床反应器(UASB)，而好氧部分选择性比较大，有活性污泥法、生物膜法、氧化沟法、SBR法和两段活性污泥法等。为了降低制浆造纸废水的处理成本，减少污水处理的投资费用，实际处理工程中经常进行各种处理方法的组合，最大限度的发挥各段处理工艺的优势，提高处理效果。而近年来我国对环境质量要求进一步提高，对造纸行业排放水要求更加严格，二级生物处理法处理后的制浆造纸废水再进行三级处理，使处理后的水更加清澈，成为可再用的资源。三级处理技术措施主要有混凝沉淀法、过滤法、活性碳吸附法和化学氧化法等。制浆造纸废水主要污染成分为有机污染物，属于高浓度有机废水，因此制浆造纸废水生化处理工艺已成为制浆造纸废水处理系统最重要的组成部分之一。制浆造纸废水的化处理技术与其它工业废水处理和城市污水处理技术一样，主要是利用微生物的吸附作用和新陈代谢作用原理处理废水，微生物以废水中有机物为营养源，通过微生物一系列的生物过程，将高分子复杂的有机污染物分解为低分子简单物质，使废水经生化处理后达标排放。在制浆造纸废水二、三级处理工艺中常用以下几种处理机制：(1)上流式厌氧污泥床反应器(UASB)上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是厌氧处理的一个有代表性的形式。在这种反应器中，废水从底部均匀进入并向上运动，反应器下部为浓度较高的污泥床，上部为浓度较低的悬浮污泥床。正常情况下，有机物负荷可达到l5kgCOD/m3.d，COD去除率为90%左右时，其污泥负荷可高达30-50kgCOD/m3.d。在利用UASB反应器处理造纸废水时，有机物体积负荷率、营养平衡状况和碱度对厌氧污泥粒化特性的影响很大。目前，该技术己被广泛用于城市污水、制糖废水、石油化工废水、造纸废水、印染废水、制革废水等工业废水处理。(2)氧化沟法(DO)氧化沟法是一种新型活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，废水和活性污泥的混合液在曝气渠道中不断循环流动，因此被称为“氧化沟”。氧化沟采用的水力停留时间长达1040h，污泥龄一般大于1d，有机负荷低，仅为0.05~0.15kgBOD/kgVSS37 西南科技大学本科毕业生论文.d，悬浮状有机物在氧化沟内可以被彻底的降解，因而已实质上相当于延时曝气活性污泥法。目前，该技术己被广泛用于城市污水、石油化工废水、造纸废水、印染废水、制革废水等工业废水处理。(3)间歇式活性污泥法(SBR)SBR是间歇式活性污泥法的简称。它是近年来在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术。废水在同一反应池内按时间顺序实现进水、曝气、沉淀、排水、闲置五个阶段。与传统活性污泥法相比，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。不设二沉池和污泥回流设备，不设调节池，将厌氧消化（或缺氧）、好氧分解和沉降集中在同一反应器中，通过控制时间程序完成处理运行。SBR是完全混合式曝气，具有调节水质和水量的功能。近年来，SBR法处理造纸废水逐渐被应用和推广。(4)吸附生物降解法(AB法)AB工艺是吸附—生物降解(Adsorption-Biodegradation)工艺的简称。其由A段—吸附絮凝池和B段—生物氧化两个曝气池串联而成。两段有各自的沉淀池和独立的污泥回流系统。A段为吸附段，该段曝气池有机负荷高，停留时间短，在缺氧(兼氧)环境下工作;B段为生物氧化段，B段曝气池在低负荷下运行。AB法与传统的生物处理法相比，在去除效率、运行稳定性、工程投资和运行费用方面均具有明显的优势。近年来被广泛应用于城市污水处理和工业废水处理中。(5)生物接触氧化法生物接触氧化法目前在制浆造纸废水处理工艺得到较多的应用。它是生物滤池(生物膜法)和活性污泥法的结合产物。与活性污泥法不同的是生物接触氧化法在氧化池中，大部分微生物附着在固体填料表面上，形成两种悬浮—附着微生物共生的形态。生物接触氧化法用于较高工业废水处理中，一般采用两段处理流程，两段法流程对于水量、水质的冲击负荷具有很强的耐冲击能力。制浆造纸废水由于废水排放的瞬间性和有机污染负荷变化较大，因此采用一段法在第一段氧化池中的微生物遭受毒害时，导致处理能力降低，而对第二段影响较小，出水水质仍保持稳定。1.1.1工程设计方案的选择原则[4]工程设计方案的选择应遵循三条原则：（1）技术合理37 西南科技大学本科毕业生论文应正确处理技术的先进性和成熟性的辨证关系。一方面，应该重视工艺所具备的技术指标的先进性，同时充分考虑中国的国情和工程的性质。造纸废水的水量大，危害也较大，所以要考虑工艺的成熟性和可靠性，在提倡技术先进的同时，要首要考虑技术的合理，把风险降到最低。（2）经济节能节省工程投资是污水处理厂建设的重要前提。合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能的减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这一点尤为重要。（3）易于管理造纸废水的处理在我国还处于较低的水平，专业人才相对缺乏，在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能的做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。1.1设计概况1.1.1设计名称制浆造纸废水处理系统的设计1.1.2设计内容设计水量3000m3/d制浆造纸废水处理系统1.1.3设计主管单位西南科技大学环境与资源学院环境工程系1.1.4设计编制原则本工程方案的编制遵循以下原则：（1）认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、规范、标准。（2）在总体规划的指导下，采取统一规划，使工程建设与城市发展相协调，既保护环境又最大限度的发挥工程效益。（3）采用适合本地区条件的技术，选用高效节能的污水处理工艺，并充分利用污水厂厂址地形，因地制宜地采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省、运行费用低、技术可靠、运行稳定。（4）妥善处理、处置污水处理过程中产生的污泥，避免二次污染37 西南科技大学本科毕业生论文（5）选择国内或国外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备和控制系统。1.1.1工程技术采用的主要技术规范和标准《污水综合排放标准》(GB8978—1996)《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)《水污染物排放标准》(GB4426-89)《造纸废水污染物排放标准》（GB3544-2001）《工业厂房墙板设计与施工规程》（JGJ2-79）《造混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-95）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）《工程技术标准》《工程制图标准》37 西南科技大学本科毕业生论文第1章工程概况1.1设计的基本规划1.1.1处理方案的选择UASB-SBR工艺相对于其它处理工艺来说，污水处理效果更加稳定可靠，工艺控制调节灵活，工艺流程先进、简洁、可靠，便于操作管理，工程实施切实可行，运行维护管理方便，投资运行费用节省，整体工艺协调优化，积极稳妥地引进、采用先进的污水处理和污泥处理的新工艺、新技术和新材料。UASB-SBR工艺采用先进的节能技术，降低污水处理厂的能耗及运行成本，并且采用先进、可靠的自动化控制技术，提高污水处理厂的管理水平，保证污水处理工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人的劳动强度。根据以上分析，本次制浆造纸废水处理工艺选用UASB-SBR工艺。1.1.2污水治理规划与对策为保证该污水处理厂能够顺利收集造纸废水，在建厂的同时进行污水管道、污水提升泵站和污水截流措施的配套建设。污水管道和污水提升泵站的能力应考虑截流倍数。1.1.3污水处理系统的设计规模根据排放污水的量，本设计采用3000m3/d的设计流量。1.1.4水质目标水质目标的确定取决于污水经处理排放后对排放点的影响，根据设计要求，出水水质要达到《造纸工业水污染物排放标准》GB3544-2001中的一级标准。表2-1一级排放标准主要指标出水标准生化需氧量(BOD5)100mg/L化学需氧量(CODCr)400mg/LpH6～9SS100mg/L37 西南科技大学本科毕业生论文1.1工程技术参数1.1.1设计规模总规模：3000m3/d1.1.2污水量变化系数由于该造纸厂污水的最大排放量Qmax=3000m3/d，因此本设计以3000m3/d的流量设计。1.1.3设计水质指标表2-2污水主要水质指标水质指标生化需氧量(BOD5)2500mg/L化学需氧量(CODCr)6500mg/LpH9～10SS650mg/L1.1.4设计水的排放效果表2-3设计水出水指标进水出水去除率CODCr6500400mg/L94%BOD52500100g/L96%SS650100mg/L85%PH9-1071.1.5污水的排放该厂处理后出水的出路：由于经处理后的污水有机物含量还是比较高，不能直接排入江河或直接回用，所以应该将处理水排入市政下水道，经城市污水处理厂处理后排入江河或经过再次处理而直接回用。1.2厂址选择1.2.1厂址选择条件37 西南科技大学本科毕业生论文污水处理厂尽量建造在造纸厂附近，这样能减少管道的布置，节约成本，同时有利于与城市管道的连接，方便处理后出水的排放；自然条件的选择应该与当地的气候、风向、人文、管理选择有关，选择位置应该在下风向。气象与水文资料如下：风向：多年主导风向西南风气温：最冷月平均气温1.00C最热月平均气温32.00C极端气温，最高为35.00C，最低气温-1.00C，最大冻土深度0.1cm水文：降水量多年平均为每年800mm蒸发量多年平均为每年680mm地下水位，地面下5-6m地质：厂区周围工程地质良好，适合于建造污水处理厂1.1.1交通运输和水电厂内应有规划道路，方便污泥的外运。供水系统是市政的自来水供水系统，职工的取暖系统和天然气运输管道连接，电源采用变电站出来的交流电压。37 西南科技大学本科毕业生论文第1章工程计算1.1工程设计[5-15]1.1.1处理工艺本设计采用UASB-SBR工艺，其工艺简单实用，成本低，效率高，构筑物少，处理效果稳定，耐冲击，占地少，低耗高效，管理方便，维护简单，是处理造纸废水较合理、有效的方案。1.1.2工艺流程污水调节池SBR污泥浓缩池城市污水管道泥饼外运污泥脱水系统UASB纤维回收机图3-1污水处理工艺流程1.1.3工艺说明(1)污水的预处理：纤维回收机、调节池(2)污水的生化处理：UASB、SBR池(3)污泥处理：污泥浓缩池，污泥脱水机房(4)处理出水的退水渠(5)供电系统(6)监控系统(7)厂区基础设施：照明、道路1.1.4处理水的去向37 西南科技大学本科毕业生论文经处理后的污水，可通过出水管渠排入城市污水管道，使其进入城市污水处理系统进一步处理。1.1.1污泥的处理及出路泥饼是主要固体废弃物，检验确认完全无害后，可作农肥或供园林部门用非于娱乐场所绿化。污泥最终处理如作为肥料出售使用，宜通过一套生产治理做成复合肥，装袋后再投入市场。如泥饼检验不合格，可运往城市垃圾卫生填理厂统一处理。1.2主要构筑物的设计计算1.2.1纤维回收机1.工作原理本设计拟采用15-20微米孔隙过滤。微滤机是一种机械过滤的装置，有传动装置、溢流堰布水器、冲洗水装置等主要部件组成。滤网为不锈钢丝网，其工作原理是将处理水从水管口进入溢流堰布水器，经短暂稳流后，由出水口均匀溢出，分布在反方向旋转的滤筒滤网上，水流与滤筒内壁产生相对剪切运动，固形物被截流分离，顺着筒内螺旋导向板翻滚，由滤筒另一端排出。从滤网滤出的废水在滤筒两侧的防护罩导流作用下从正下方出水槽中流走。该机滤筒外配有冲洗水管，用压力水（3Kg/cm2）呈扇形喷射以冲洗疏通滤网，保证滤网始终保持良好的过滤能力。2.设备特点（1）结果简单，运转平稳，维修方便，寿命长；（2）过滤能力大，效率高，一般废水纤维回收率大于80%；（3）占地小、费用低、低速运转、自动保护、安装方便、节水节电；（4）全自动连续工作，不需专人看管，回收纤维浓度可达12%以上；（5）通过换不同网目的滤网可代替浓缩机和圆网脱水机使用。3.设备选型根据Q=125m3/h所以本设计选择KWLJ系列纤维回收机（山东滕州市科创轻共机械有限公司）。37 西南科技大学本科毕业生论文图3-2纤维回收机示意图表3-1纤维回收机性能参数型号过滤面积m2过滤水能力T/H滤筒转速r/min电机功率（KM）滤筒直径mm滤筒有效长度mmSS去除率%COD去除率%KWLJ514150-3004-63Ф1500350070351.进出水水质情况表3-2纤维回收机进出水水质情况表进水水质mg/L去除率％出水水质mg/LCOD6500354225BOD2500102250SS650701951.1.1集水调节池1.设计说明调节池在污水处理中的最佳位置，应依据每个处理系统的具体情况而定。水量调节池实际上是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度，水深一般为6m左右，最低水位为死水位。调节池的形状宜为方形或圆形，以利形成完全混合状态37 西南科技大学本科毕业生论文。长池宜设多个进口和出口。调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排出漂浮物和泡沫装置，以及洒水消泡装置。出口宜设测流装置，以监控所调节的流量。1.设计计算（1）在24小时周期内的污水平均流量为：m3/h（2）调节池的有效容积设计有效停留时间为t=6h=125×6=750()考虑增加理论调节池容积的10%～20％。则调节池的容积应为：=1.2=1.2×750=900()（3）调节池的尺寸设调节池内的有效水深为6m,超高0.5米，调节池出水由水泵提升。根据计算的调节池容积，考虑到进水的标高，确定调节池的尺寸为：采用方形池，池长L与池宽B相等。则池表面积为：㎡L=B=12.3m取L=B=13m在池底设集水坑，设池底以i=0.01的坡度坡向集水坑，给水坑设计为2m×2m。2.潜水搅拌机的选配为了防止污水中的悬浮物的沉积和使污水均匀，可采用水泵强制循环进行搅拌，也可以采用专用的搅拌设备进行搅拌。根据调节池的有效容积，搅拌功率一般按1污水4～8W选配搅拌设备。该工程取4W，调节池选配潜水搅拌机的总功率为：900×4=3600（W）选择3台(二用一备）潜水搅拌机，单台设备的参数为：功率：2.2kw叶轮直径:320mm叶轮转速:740r/min型号：QJB022-320（永嘉扬子江泵业有限公司）37 西南科技大学本科毕业生论文图3-3潜水搅拌机示意图1.进出水水质情况表3-3调节池进出水水质情况表进水水质mg/L去除率％出水水质mg/LCOD4225103802.5BOD2250102025SS1955185.25pH9-106-91.1.1UASB反应器的设计1．设计参数选择（根据《给水排水常用数据手册》）容积负荷Nv＝8Kg/(md)污水停留时间6小时污泥产率：0.1kgMLSS/kgCOD产气率：0.5m/kgCOD2．设计计算（1）.反应器有效容积计算m3(注：S0为进水COD浓度)（2）.截面积计算为了方便UASB内三相分离器的设计与施工，将UASB设计为方形池子。取UASB高（H）为6米，超高取0.5米37 西南科技大学本科毕业生论文则：A＝/H＝1426/6＝238㎡考虑在发生意外事故的时候能不影响工艺的运行同时可以很好的维修,因此在这里设计了两座UASB反应器。则：实际截面积=119㎡≈120㎡设计反应器尺寸为：12m×10m（3）布水系统设计若每个孔口的服务面积设计为4.0㎡,则单座反应器所需要的布水孔有：个布水管安在距池底0.6m处。为便于安装，取5行管道，6个布水孔/根。布水孔行距2m、列距2m（4）三相分离器的计算为了方便布局，本反应器拟设计5个三相分离器。①沉淀区的设计<1>注意事项a.沉淀区表面水力负荷<1.0m/hb.沉淀器斜壁角度在之间,使污泥不至于积累,尽快落入反应区内。c.进入沉淀区前,沉淀槽底缝隙的流速2m/hd.总沉淀水深1.5me.水力停留时间介于1.5-2h以上条件都能满足,则可以达到良好的分离效果。<2>沉淀器(集气罩)斜壁倾角取50沉淀区面积为:②回流缝的设计取则，37 西南科技大学本科毕业生论文图3-4三相分离器简图由此可得：b2=2－0.6×2=0.8m上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V=Q/S，则下三角集气罩之间的污泥回流缝中的混合液的上升液流速取回流逢宽CD=0.5m,上集气罩下底宽CF=1m则:DH=CD×sin50°=0.38mDE=2DH+CF=2×0.38+1=1.76m则净水的μ,故取μ=0.02g/cm·s由斯托克斯公式可得气体上升速度为：Vb===0.266cm/s=9.58m/hVa=V2=1.04m/h，所以符合要求。1．出水系统设计采用锯齿型出水槽出水,槽宽取0.2米,槽高取0.4米。37 西南科技大学本科毕业生论文1．排泥设计计算污泥量为:3802.5×0.6×0.1×3000×10=684.45kgMLSS/d每日的产泥量684.45kgMLSS/d,则每个UASB日产泥量为342.225kgMLSS/d。剩余污泥含水率按99%计算，每天排放湿污泥量：（干泥），可用100㎜排泥管排泥,每天排泥一次，采用重力排泥。2．产气量计算每日产气量：3802.5×0.6×0.5×3000×10＝3422.25每日的产气量3422.25,则每个UASB日产气量为1711.125。选取125mm排气管排气，并将排出气体用集气罐收集。3．进出水水质情况表3-4UASB反应器进出水水质进水mg/L去除率出水mg/LCOD3802.560%1521BOD5202555%911.25SS185.2520%148.21.1.1SBR反应器的设计1.设计说明经过UASB和沉淀池处理后的污水，COD、BOD含量仍然还很高，要达到排水标准，必须要进一步处理，本设计选择了好氧处理。本设计拟用4个SBR反应池，每个池子运行周期为6h2.设计简图图3-5SBR示意图3.设计计算37 西南科技大学本科毕业生论文①确定参数（根据《给水排水常用数据手册》）池内污水温度为20℃；污泥泥龄取10d；池内混合液挥发性悬浮附体（MLVSS）与混合液悬浮固体（MLSS）之比为：f=0.8；池中的MLSS取X=2000mg/L；污泥负荷率Ls取值为0.25kgBOD/kg.MLSS.d；SVI值=60；反应周期：SBR周期采用T=6h，周期数n=4；期内时间的分配，反应池数为N=4；进水时间：T/N＝6/4＝1.5h反应时间：3.0h；静沉时间：1.0h，排水时间：0.5h；一周期进水量②反应池有效容积③反应池最小水量④反应池中污泥体积由于,所以符合要求⑤校核周期进水量，应满足下式：因为=187.5<300.7，所以符合要求⑥确定单座反应器的尺寸SBR有效水深取5.0m，超高0.5m，则SBR总高度为5.5m，SBR的面积为341.7/5＝68.34m取70m2则令其长×宽：10m×7mSBR反应池的最低水位：SBR反应池中污泥高度为：2.2－0.59＝1.61m由于SBR最低水位与污泥位之间距离差为1.61m，大于0.5m的缓冲层，所以符合要求。37 西南科技大学本科毕业生论文1.污泥产量计算按污泥泥龄计算：剩余污泥按含水率99%计算，每天排放湿污泥量：2.鼓风曝气系统计算⑴确定需氧量O2取,活性污泥微生物分解有机物过程需氧率b’=0.12kgO2/(kgMLSS.d),活性污泥微生物内源代谢过程的需氧率：Se=100mg/L代入公式：得：＝0.5×3000×（911.25－100）÷1000＋0.12×1.6×1366.8＝1329.3kg/d供氧速率R＝/24=1329.3/24=55.4kg/h⑵供气量的计算已知SBR池有效水深为5m，采用鼓风曝气，设曝气扩散器安装距池底0.2m，则扩散器上静水压4.8m，其他相关参数选择：α值取0.7，β值取0.95，ρ=1，曝气设备堵塞系数F取0.8，采用管式微孔扩散设备，EA=18%，扩散器压力损失：4kPa，200C水中溶解氧饱和度为9.17mg/L。a.扩散器出口处绝对压力：Pd=P+9.8×103H=(1.013×105+9.8×103×4.8)Pa=1.48×105Pab.空气离开SBR池面时，气泡含氧体积分数计算：c.200C时SBR池混合液中平均氧饱和度计算：mg/Le.将计算需氧量换算为标准条件（200C，脱氧清水）下充氧量：37 西南科技大学本科毕业生论文=112.4kg/hf.供气量计算每个SBR池需要供气量为：=9.3m3/min[3]布气系统的计算一个反应池的平面面积为：10×7＝70㎡曝气设备的选择原则：在实际工程应用中，多数采用微孔曝气，且微孔曝气效率高，能耗少。不易造成微孔堵塞。曝气管安在距池底0.4m处。设气速度为：150，则需要的曝气头个数为：曝气池面积为70，为便于安装，取5行管道，14个曝气头/根。曝气头行距0.5m、列距0.71m.图3-5单个SBR反应池布气系统设计简图1.设备选型（1）曝气设备的选型：根据供气量选择公称直径DN=40mm的微孔曝气管。（2）空压机的选择：供气量需要，考虑到设备的性能，取1.2的安全系数，这供气量为：37 西南科技大学本科毕业生论文4个反应池共需供气量：12.6×4=50.4m3/min由以上条件可以选择空压机：TRE—150（二台，一用一备）表3-5TRE—150性能参数型号口径/mm转速/r/min理论流量/m/min进口流量/m/min轴功率/KW/h电机功率/KW/hTRE—15015012506065.072.190（3）空气管道的选择池内的曝气支管中最大设计气速为：查《给水排水管材实用手册》得：支管：时，，，主管道：，时，，，（4）出水管道的选择计算参数：出水管中水流一般控制在0.8～2.5m/s之间，但在任何情况下就不小于0.7m/s，设出水管坡度ｉ=0.003，充满度为h/d=0.5，取v=1m/s。流量,即Q=104L/s时，由公式Q=，得根据以上的计算结果，选择管径相近的管道，因此选择PVC-U系列，公称直径DN=520mm,则：v==在0.8～2.5m/s之间，符合规定。所有构筑物之间用该管径的管道连接。37 西南科技大学本科毕业生论文出水管道水淹深度：1.进出水水质情况表3-6SBR反应器进出水水质情况表进水水质去除率%出水水质CODmg/L152175%380.25BOD5mg/L911.2590%91.125SSmg/L148.235%96.331.1.1污泥浓缩池的设计1.设计说明设污泥浓缩池一座，收集生化处理池中的污泥，并进行处理，这些污泥含水率很高。对于小型污水处理站，采用间歇式重力浓缩池。间歇式重力浓缩池进泥、排泥是间歇进行的。在池子上部设置上清液排出管。运行时，应先排除上清液，然后排除污泥，排空池容，再投入下一个循环。2.污泥浓缩池示意图图3-6浓缩池示意图3.设计计算设计参数：进泥浓度：10g/L；污泥含水率P1＝99.0％，污泥总流量：Q＝1800kg/d=180m3/d=7.5m3/h；设计浓缩后含水率P2=95.0％；污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d)；污泥浓缩时间：T=12h；贮泥时间：t=4h37 西南科技大学本科毕业生论文（1）浓缩池池体计算浓缩池所需表面积浓缩池直径水力负荷有效水深h1=uT=0.1912=2.28m浓缩池有效容积V1=Ah1=3.14×3.5522.28=90.2(m3)（2）排泥量与存泥容积浓缩后排出含水率P2＝95.0％的污泥,则Qw′=按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积V2＝4Qw′＝41.5＝6()泥斗容积==2.93(m3)式中h4——泥斗的垂直高度，取1.6mr1——泥斗的上口半径，取1mr2——泥斗的下口半径，取0.5m37 西南科技大学本科毕业生论文设池底坡度为0.08，池底坡降为h5=故池底可贮泥容积=因此，总贮泥容积为Vw=V3+V4=2.93+3.59=6.52m3≥V2＝6()（满足要求）（3）浓缩池总高度浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为=2.28+0.30+0.30+1.6+0.2=4.68(m)（4）浓缩池排水量　Q=Qw-Qw′=7.5-1.5=6(m3/h)1.设备选型由于回流污水的量少，故难以准确计算出所需管道的管径，因此本设计取规定的最小管径，选用UPVC系列，公称直径DN=100mm.根据污泥量选择排泥设备为：NL80-12型立式泥浆泵其参数为：表3-7泥浆泵的参数型号流量扬程转速重量NL80-1280～12011～131450145Kg37 西南科技大学本科毕业生论文第1章管道计算1.1管道的选型计算1.1.1污水管道的选型原则根据规定，为确定管系在良好的水力条件下工作，必须满足下列几个水力要素的要求：（1）管道坡度：污水的标准坡度、最小坡度，见《规范》中的表。其中最大坡度不大于0.15(长度小于1.5m的管段可不受此限)。（2）管道流速：为使悬游物在污水中的杂质不致于沉在管底，并且使水流能及时地冲刷管壁的污物，必须有一个最小保证流速。（3）管道充满度：所谓充满度指管道中的水深h与管径d的比值。《规范》中规定沟道、管道都有一个充满度的限值。1.1.2污水管道的选型（1）计算参数设进出水管管道坡度ｉ=0.0037,吸水管中的流速常采用0.7～1.5m/s，本设计取v=1m/s，取管道充满度为h/d=0.8。（2）计算选型取最大设计流量Q=125m3/h,即Q=35L/s时，由公式Q=，得：根据以上的计算结果，选择管径相近的管道，因此选择UPVC系列，公称直径DN=250mm，所有构筑物之间用该管径的管道连接。1.1.3污泥管道的选型由于污泥（含水率99%）属塑性流体，层流状态下阻力较大，紊流状态下阻力较小。所以设计输泥管道时，通常采用较大流速。输泥管道最小流速为1.0～2.0，取设计流速为，设计流量为，充满度为h/d=0.5。由于产生的污泥量少，故难以准确计算出所需管道的管径，因此本设计取规定的最小管径，选用UPVC系列，公称直径DN=140mm.37 西南科技大学本科毕业生论文第1章总体设计1.1平面布置污水处理站的平面布置就是将站内各种构筑物及附属建筑设施的相对位置的平面布局。它包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总体平面布置时应遵从以下几条原则：　　（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管　理。（2）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。（3）构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。（4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。（5）协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。（6）整个构筑物建成地埋式，池顶留有人孔和设备孔，即地埋式。地上建筑物有配电室、控制室和加氯间等，池顶覆土绿化，并留有人孔。整个工艺在流程上污水采用一次提升。（7）处理站内应有通风措施。　　（8）构筑物基础采用钢筋混凝土板基础，池壁采用钢筋混凝土整体现浇，材料采用C25混凝土，内掺水泥渗量10%UEA膨胀剂和抗渗剂，构筑物抗渗标号P8，抗冻标号D100。　　（9）37 西南科技大学本科毕业生论文构筑物内抹面为5道刚性防水，外喷刷防水涂料，涂料颜色与周围环境协调。1.1管道水力损失计算沿程水力损失为:其中：-管道长度，mD-管径，mm-流量，m3/h局部水力损失为：其中：ξ-局部阻力系数-流速，m/s根据管道沿程损失计算软件：鸿业水力计算工具计算粗略得出各管道沿程水力损失如下表表4-1各构筑物间管道的水头损失表管渠管渠设计参数（m）（m）Q（m3/h）DN（mm）1000i（m/s）（m）纤维回收机—调节池1252502.30.840.0090.0028调节池—UASB1252502.30.8440.10820.0325UASB—SBR反应池1252502.30.8480.11250.0337由于污泥排泥量很少，所以污泥的排泥流量很小，因此对于污泥管道的水力损失这里取0.10m1.2高程布置1.2.1高程布置原则（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。37 西南科技大学本科毕业生论文（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。（3）注意污水与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。（4）协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。1.1.1高程确定设计调节池处的地坪标高作为相对标高±0.00，按设计要求，确定池底埋深-6.50m，再计算出设计水面标高为6-6.50＝-0.50m，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。具体结果见污水、污泥处理高程图。设构筑物水头损失：表5-1各构筑物水头损失表构筑物水头损失（m）纤维回收机0.200调节池0.200UASB0.160SBR反应池0.200浓缩池0.100地面高程为0m；调节池最高水位-0.50m；(1)纤维回收机最高水位为：进水管标高+0.50m，出水管标高-0.40m(2)出水后由泵提升3m，UASB最高水位为：3-0.50-0.160-0.1082-0.0325=2.1993m(3)出水经UASB后，SBR反应池最高水位为：2.1993-0.200-0.1125-0.0337=1.8531m37 西南科技大学本科毕业生论文(4)出水经SBR反应池后，浓缩池最高水位为1.8531-0.100-0.100=1.6531m表5-1各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)纤维回收机进水管+0.50----UASB+2.20-3.80纤维回收机出水管-0.40----SBR池+1.85-4.15调节池-0.50-6.50污泥浓缩池+1.65-2.73由于调节池水位较低，为克服系统所带来的水头损失，因而在调节池内采用潜污泵对废水进行提升，提升高度为3米，根据《给水排水设计手册》第11册，选用QW型潜水排污泵。用途：QW型离心式潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上，研制而成的新型潜水排污泵。供水送水水温不超过40℃，pH值4-10，海拔高度不超过1000m，带有固体及各种长纤维的污泥、废水、生活污水以及腐蚀性、侵蚀性介质，适用于市政污水处理厂、泵站、工厂、医院、建筑、宾馆排水。其主要性能参数见表5-2：表5-2QW型离心式潜污泵性能型号流量m3/h扬程m转速r/min电动机功率kW效率%出口直径mm重量kg生产厂250QW125-15-3125151430357．9250125浙江省乐清市水泵厂1.1仪表及自控设计1.1.1设计说明SBR工艺之所以在国外得到广泛应用，得益于自动化技术发展及在污水处理工程中的应用。SBR工艺的特点是程序工作制，可根据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。37 西南科技大学本科毕业生论文1.1.1设计标准为提高监控系统运行可靠性，提高污水处理站科学管理水平，拟采用由可编程序控制器构成的小型分散式计算机监视控制及数据采集系统（SCDA系统）水质连续量仪表是监控系统的关键设备，有些水质连续测量仪表，例如：PH计，污泥浓度计，溶解氧测量仪等需采用国外进口设备，系统构成及设备选择的设计原则是远行可靠，技术先进，便于维修，节约投资。1.1.2系统构成监控系统由可靠性较高的可编程序控制器及计算机构成一个两极分散式系统。该系统由中心控制主三个现场控制站及一个化验室，化验数据输入终端构成。1.1.3中心控制室在处理厂内设中心控制室，用于监控管理整个污水处理站的工艺流程及供电系统，整套控制系统采用现场可编程控制（PLC）与微机集中控制，在中心监控室设有一台工控机和模拟显示屏。显示全厂工艺流程及工艺设备的开停状态。37 西南科技大学本科毕业生论文第1章工程概算1.1人员配置污水站的日常运转由3人负责，因此成本较低。专业环保运营服务公司及物业管理公司可将每月的污水费连同、清洁费、保安费等一起征收。污水设施的运行由专业环保公司负责，可保证整个设施的正常运行。1.2废水处理厂造价概算此污水处理站的设计概算依据2005年《四川省市政工程费用定额》标准以及《全国市政工程预算定额单位估价表》中的定额基价进行经济估算。工程投资：包括土建、设备、电器仪表、管道、及其它附属设备。（1）主要设备清单表6-1主要设备价目览表名称型号备注总价(万元)纤维回收机KXSJ52台，1台备用10潜水搅拌机QJB022-3203台2.5滗水器FPS-65滗水高3-4m,4台8微气泡曝气管直径40mm140个4三相分离器定做10台8空压机TRE—1502台，1台备用2.5排泥泵NL型立式泥浆泵2台，1台备用2自动加药机REGAL-21002台，1台备用3电控部分8管道及附件10合计58万元37 西南科技大学本科毕业生论文（2）土建部分投资估算　表6-2土建投资价目表名称规格单价(元/m3)总价(万元)纤维回收机房9×6×4m380012调节池13×13×6.5m380092SBR池10×7×5.5×4m3800123UASB12×10×6.5×2m3800124污泥浓缩池3.14×3.552m380014空压机房6×5×4.5m380011污泥脱水房7×6×4.5m380015办公室8×6×4.5m380017机修房10×6×4.5m380021电控室10×6×4.5m380021合计450万元（3）工程总投资表6-3工程总投资价目表项 目一期价(万元)设备部分58土建部分450安装调试费6设计费10不可预见费10合计5341.1经济概算37 西南科技大学本科毕业生论文经济费用包括动力费用、药剂费用、工资（管理费￥20000.00元/人·年）、折旧费用（占总建设投资的6%）、维修费用（占总建设投资的5%）以及其他的费用（占总建设投资的4%）。动力费用：药剂费用：a─调节池调节pH所需加硫酸量，7g/m3b─硫酸的单价，600元/吨工资福利：折旧费用：维修费用:其它费用:工程年运行费用：单位水总处理成本：37 西南科技大学本科毕业生论文第1章安全与节能1.1环保措施污水厂处理对环境的影响主要在臭气与噪声两个方面。该项工程对UASB反应器的选择，很好的减少了臭气和噪声的影响。在处理站平面布置中，各构筑物设备尽量选用噪音小的，如潜水泵，潜水搅拌器等。主要是在运行过程中除去噪音，周围有隔音措施，尽量减少对外界的影响，如选用低噪音风压机曝气，为风压机配备减振台座、进出口消声器等减噪设备，风机房配置隔声门、消声窗等降噪设备，以减少噪音外泄。UASB反应器内尾气一般采取气体收集方式处理，在场地条件受限制的情况下，采用高空排放处理的方式。污水及污泥管道检查井设通风口。在污水及污泥处理建筑物内，均根据消防规定要求设置消火栓和灭火器，消防用水由城市供水网提供，为防止火灾发生，在中控室设置火灾自动报警装置。1.2节约能源采用经济有效的手段去除污水中的有机污染物，在保护环境的同时，尽量节省能耗是污水处理厂设计的重要原则。污水处理能耗主要是电能，在我国大型污水处理厂运行费中（不含折旧费），电费一般占50%～70%。（1）选用节能的曝气设备和自动调节供气量；（2）选用国内外先进的节能设备和高质量的电气设备，如低损耗变压器；（3）选用无功率自动补偿装置；（4）合理选择变电室位置（靠近风压机），力求使其处于负荷中心；（5）对污水、污泥提升泵和充氧曝气等主要处理工艺全部设计为闭路自控，根据运行要求，自动合理地调整工况，保证高效率工作。37 西南科技大学本科毕业生论文第1章结论与建议1.1结论根据国家有关标准要求，制浆造纸污水的处理是迫不及待的，它是人类健康的保障。本设计在我国的制浆造纸污水的处理中只是一项基本的处理方案，采用的处理方法可能不够成熟，但对于一般的制浆造纸污水是适用的。它有以下特点：　（1）制浆造纸污水经处理后，减小了对周围环境的污染。（2）处理量可大可小，适合类似于制浆造纸污水的工业废水处理。（3）本设计采用的工艺流程处理水效果好，且投资小，经济合算。（4）污水处理站建成后，环境效益可观。1.2建议（1）完善管道设施，使制浆造纸能够顺利的进入污水处理系统，沿途有泄露检查等装置，以防止污水外泻，造成不必要的危害和损失。（2）严格按照国家标准检查出水情况，要做到准确无误。如不符合标准，应立即停止排放，并且做好防护措施。（3）加强保护措施，禁止儿童在污水处理构筑物处玩耍等，让事故问题不要发生。工作人员要经过专门培训才能上岗。（4）雨季做好防护工作，减少水量的排放，特别是下雨后要对水质进行细致的检查，避免雨水引起浓度改变而导致出水不符合标准。（5）建议在污水处理过程中的加药量要严格控制，根据进水量随时调节，尽可能降低加药成本。（6）建议各设备定期维护。37 西南科技大学本科毕业生论文致谢大学四年让我获取了很多的知识，不管是在学业上，还是在思想上，都要比以前更加成熟。感谢自己的大学良师，是他们传道授业解惑。这次设计使我将学过的课程贯穿起来，形成了一个体系，不仅巩固了以前学过的知识，弥补了知识漏洞，还为以后的工作打下了扎实的基础。但是，通过这次设计也暴露了不少问题，比如以前学过的知识不扎实，进行的实践少，阅读文献资料少，忽视了对计算机的应用，从而在使用AUTOCAD绘图的时候遇到了不少麻烦。因此，在以后，我会尽力弥补这些不足。这次毕业设计能够按时顺利的完成，在此非常感谢我的指导老师-杨秀政老师给了我莫大的帮助，在我遇到问题的时候，每次都是杨老师给我指点了方向，有了他的悉心指导，我才能够按时按量的完成本篇论文。最后，还要感谢其它老师和同学在此次毕业设计中提供的大量的无私的帮助。由于知识量不够丰富，如果文中出现疏漏和错误，恳请老师们批评指正。37 西南科技大学本科毕业生论文参考文献[1]徐新阳，于锋主编.污水处理工程设计.北京：化学工业出版社,2003[2]给水排水设计手册编写组编著.给水排水设计手册.北京：中国建筑工业出版社,1973[3]冯生华主编.城市中小型污水处理厂的建设与管理.北京：化学工业出版社,2001[4]曾科,卜秋平,陆少鸣主编.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社,1995[5]崔玉川,刘振江主编.城市污水厂处理设施设计计算.北京：化学工业出版社,2004[6]郑铭,陈万金主编.环保设备—原理·设计·应用.北京：化工工业出版社,1999[7]化学工业出版社组织编写.水处理工程典型设计实例.北京：化学工业出版社,2000[8]唐受印,戴友之主编.水处理工程师手册.北京：化学工业出版社,2001[9]林宣狮主编.小区废水处理工程.北京：中国环境科学出版社,2004[10]张统主编.间隙式活性污泥法污水处理技术及工程实例.北京：化学工业出版社,2002[11]高俊发等主编.污水处理厂工艺设计手册.北京：化学工业出版社,2003[12]孙力平等编著.污水处理新工艺与设计计算实例.北京：科学出版社,2002[13][美]C.P.LeslieGrady,Jr等著.废水生物处理.张锡辉等译.第二版.北京：化学工业出版社，2003[14]E.Greavesetal.OperationalPerformanceofPackageSewageTreatmentPlantsinNorthWestEngland.Wat.Sci.Tech.Vol.22.No.3/4.PP.25-32,1990[15]Gillot,S.Heduit,A.Effectofairflowrateonoxygentransferinanoxidationditchequippedwithfinebubblediffusersandslowspeedmixers.WaterResearch,200037'