某毛纺厂废水处理工艺初步设计毕业论文 35页

'学校代码：11517学号：201010407120HENANINSTITUTEOFENGINEERING毕业设计题目某毛纺厂废水处理工艺初步设计学生姓名张玉辉专业班级环境工程1041班学号201010407120院（部）资源与环境学院指导教师（职称）范晓远（讲师）完成时间2014年6月10日 河南工程学院论文版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。论文作者签名：年月日 河南工程学院毕业设计原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日 河南工程学院毕业设计（论文）任务书题目某毛纺厂废水处理工艺初步设计专业环境工程学号201010407120姓名张玉辉一、主要内容：（1）企业概况某毛纺厂购买洗净羊毛为原材料加工毛呢，所排废水主要为染毛、染呢、洗呢废水，其中染毛、染呢废水污染负荷较重，主要是因各种染料和染化助剂残留造成的污染。生产过程中每天约产生2.98万m3废水。（2）气象资料：毛纺厂所在地属温带大陆气候，四季分明，冬春季节干旱，盛行西北风，风沙大，降雨少。冬季寒冷，夏季比较炎热，降雨量集中，秋季明朗，日照充足，是一年中的黄金季节。主要气象条件如下：气温：年平均温度：7.8℃极端最低气温：-25.7℃极端最高气温：40.9℃最冷月一月份平均气温：-14.9℃最热月七月份平均气温：29.2℃年平均降水量：427.1mm日最大降水量：100.4mm一小时最大降水量：75.9mm风向：冬季主导风向：西北；夏季主导风向：东南水位：地面下：6.0-7.5m冻土深度：最大冻土深度：1360mm（3）设计水量：根据企业的生产规模及企业提供的资料，应考虑生产过程中废水排放的波动性。（4）设计进水水质： 类别COD/mg.L-1BOD-1-1-1-15/mg.LSS/mg.L硫化物/mg.L色度/mg.LpH染毛4901782952.40686.62废水染呢3401222001.61546.71废水洗呢5602007401.60566.54废水综合4501652201.81666.61废水（5）出水水质：要求处理后的水符合《毛纺工业水污染排放标准》GB28937-2012直接排放标准。（6）废水处理站区地下水水位标高为185.50米，站区地质情况符合施工要求。（7）该厂可提供的用地面积为120×120米，场地基本平坦，其地面标高为193.00米。混合废水自处理站区东南角进入，废水进水总管标高为188.00米。二、基本要求：1.选择先进可靠的技术，确定合理的处理工艺方案2.进行该污水处理厂主要构筑物及处理设备的设计计算3.做出该污水处理厂的高程图4.做出该污水处理厂的平面布置图5.做出主要构筑物的工艺施工图三、主要参考资料：(1)《建设项目环境保护设计规定》；(2)《给水排水设计手册》；(3)《给水排水标准规范实施手册》；完成期限：2014年5月指导教师签名：专业负责人签名：2013年12月20日 某毛纺厂废水处理工艺初步设计目录摘要............................................................................................................................................................IABSTRACT..........................................................................................................................................II1设计基本内容..............................................................................................................................12设计的基本要求........................................................................................................................13设计参数的选取.........................................................................................................................13.1排水体制.............................................................................................................................13.2设计水量.............................................................................................................................13.3水质........................................................................................................................................13.3.1进水水质........................................................................................................................13.3.2出水水质........................................................................................................................23.4气象资料.............................................................................................................................23.5污水处理厂相关符合条件.......................................................................................33.6污水处理工艺流程的选择.......................................................................................33.6.1污水处理级别的确定.................................................................................................33.6.2工艺流程应考虑的因素............................................................................................33.6.3污水处理工艺流程的确定.......................................................................................33.6.4SBR工艺的操作工序及特点..................................................................................54主要构筑物的选择和计算...................................................................................................74.1格栅........................................................................................................................................74.1.1格栅的作用及选择.....................................................................................................74.1.2格栅的设计标准..........................................................................................................84.1.3格栅的计算...................................................................................................................84.2集水井................................................................................................................................104.2.1集水井及提升泵的注意事项.................................................................................104.2.2提升泵的选型.............................................................................................................114.3SBR工艺计算...............................................................................................................11 某毛纺厂废水处理工艺初步设计4.3.1参数的选取及计算...................................................................................................124.3.2反应池容积计算........................................................................................................134.3.3需氧量计算.................................................................................................................144.4污泥处理构筑物的设计计算................................................................................164.4.1污泥浓缩池.................................................................................................................164.4.2污泥脱水......................................................................................................................174.5消毒池................................................................................................................................185污水厂平面布置与高程布置............................................................................................205.1平面布置...........................................................................................................................205.2高程布置...........................................................................................................................21结束语....................................................................................................................................................25致谢..........................................................................................................................................................25参考文献...............................................................................................................................................26附录..........................................................................................................................................................27 某毛纺厂废水处理工艺初步设计某毛纺厂废水处理工艺初步设计摘要本文通过选择适宜的工艺流程和参数，设计使用SBR工艺对某毛纺厂废水进行3/d，进水水质为：COD=450mg/L，BOD处理。设计进水水量为3万m5＝165mg/L，SS＝220mg/L，硫化物＝1.81mg/L。设计主要工艺流程为格栅、集水井、SBR反应池、消毒池、污泥浓缩池、污泥脱水机房。根据设计手册选取设计参数，对主要构筑物进行设计计算，绘制了平面布置图、高程布置图和主要构筑物图。经过该工艺处理，COD的去除率为90%，BOD5的去除率为95%，SS的去除率为60%，硫化物的去除率为90%。出水可达到《毛纺工业水污染排放标准》GB28937-2012直接排放标准。关键词毛纺废水；SBR工艺；活性污泥I 某毛纺厂废水处理工艺初步设计THEPRELIMINARYDESIGNOFAWOOLENMILLWASTERWATERTREATMENTABSTRACTThroughtheselectionofrationaltechnologyandparameter,SBRprocesscanbeusedtotreatwastewaterfromwoolenmillefficiently.wastewaterflowrateis30000m3/d,influentCODconcentrationis450mg/L,BOD5concentrationis165mg/L，SSconcentrationis220mg/L,sulfideconcentrationis1.81mg/L.Thetreatmentprocessesincludesthegrill,SBRreactionpool,pooldisinfection,sludgethickenerandsludgedewateringmachineroom.Accordingtodesignmanualchoosingproperdesignparameter,whichisusedtodesignandcalculateforthemainconstructions,andcompletesewagetreatmentgenerallayout,Elevationlayout,mainequipmentdrawing.Aftertreatment,theremovalrateofCODis90％,theremovalrateofBOD5is95％,theremovalrateofSSis60％,theremovalrateofsulfideis90％.ThefinaleffluentwassatisfactorywithChineseDischargeStandardofforthewoolspinningindustryWastewaterTreatmentPlantdischargestandardGB28937-2012directemissionsstandards.KEYWORDSwoolspinningwastewater,SBRprocess,activatedsludgeII 某毛纺厂废水处理工艺初步设计1设计基本内容（1）企业概况某毛纺厂购买洗净羊毛为原材料加工毛呢，所排废水主要为染毛、染呢、洗呢废水，其中染毛、染呢废水污染负荷较重，主要是因各种染料和染化助剂残留造成的污染。生产过程中每天约产生2.98万m3废水。（2）设计水量：根据企业的生产规模及企业提供的资料，应考虑生产过程中废水排放的波动性。（3）废水处理站区地下水水位标高为185.50米，站区地质情况符合施工要求。（4）该厂可提供的用地面积为120×120米，场地基本平坦，其地面标高为193.00米。混合废水自处理站区东南角进入，废水进水总管标高为188.00米。2设计的基本要求（1）选择先进可靠的技术，确定合理的处理工艺方案（2）进行该污水处理厂主要构筑物及处理设备的设计计算（3）做出该污水处理厂的高程图（4）做出该污水处理厂的平面布置图（5）做出主要构筑物的工艺施工图（6）设计说明书的编制：包括单元构筑物的设计、附属设备的设计、设备选型与运行费用、投资估算。撰写课程设计报告：按照课程设计的要求与规范完成报告3设计参数的选取3.1排水体制该毛纺厂所处地区日最大降水量为：100.4mm，一小时最大降水量为：75.9mm。小时和日最大降雨量比较大。故排水体制采用完全分流制。3.2设计水量生产过程中每天约产生2.98万m3的废水。设计水量为3万m3/d。3.3水质3.3.1进水水质1 某毛纺厂废水处理工艺初步设计表3-1进水水质类别CODcr/mg.L-1BOD-1-1-15/mg.LSS/mg.L硫化物/mg.L色度/倍pH染毛废水4901782952.40686.62染呢废水3401222001.61546.71洗呢废水5602007401.60566.54综合废水4501652201.81666.613.3.2出水水质毛纺厂污水处理后,直接排放到就近河流。污水处理厂出水水质参考《毛纺工业水污染物排放标准》（GB28937-2012）直接排放标准，并努力为提高水的质量,从而可以确定我们要求污水厂污水水质控制如下:COD≤120mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤70mg/L，硫化物≤1.0mg/L，色度≤70，pH=6-9。（1）去除率CCe0E100%C(3-1)0式中：C0:原污水浓度；Ce:出水浓度。表3-2进出水各种指标去除率COD/mg.L-1BOD5/mg.L-1SS/mg.L-1硫化物/mg.L-1色度/mg.L-1pH进水水质4501652201.81666.61出水水质12030701.0706-9去除率73.33%81.82%68.18%44.75%//3.4气象资料毛纺厂所在地属温带大陆气候，四季分明，冬春季节干旱，盛行西北风，风沙大，降雨少。冬季寒冷，夏季比较炎热，降雨量集中，秋季明朗，日照充足，是一年中的黄金季节。主要气象条件如下：气温：年平均温度：7.8℃极端最低气温：-25.7℃极端最高气温：40.9℃最冷月一月份平均气温：-14.9℃最热月七月份平均气温：29.2℃年平均降水量：427.1mm日最大降水量：100.4mm2 某毛纺厂废水处理工艺初步设计一小时最大降水量：75.9mm风向：冬季主导风向：西北；夏季主导风向：东南水位：地面下：6.0-7.5m冻土深度：最大冻土深度：1360mm3.5污水处理厂相关符合条件（1）废水处理站区地下水水位标高为185.50米，站区地质情况符合施工要求。（2）该厂可提供的用地面积为120×120米，场地基本平坦，其地面标高为193.00米。混合废水自处理站区东南角进入，废水进水总管标高为188.00米。3.6污水处理工艺流程的选择3.6.1污水处理级别的确定选择污水处理过程应该首先确定最终处理水的排放处性质即接受水体的性质要求,根据接受水体的不同从而确定加工水平及排放标准，排水应满足行业直接排放标准即《毛纺工业水污染物排放标准》（GB28937-2012）。3.6.2工艺流程应考虑的因素确保出水水质达到相关行业排放标准的要求；要降低运行资金和基础建设的投资,节省社会资源；处理技术成熟比较可靠、先进而且适用、运行效果比较要稳定；运转比较灵活，运行管理十分方便；污泥需处理后达到稳定，可积极地选用污水处理厂污水处理新技术；减小设施的建筑和占地面积；适应当地的实际具体情况；污水的进水水质的特点；出水有机负荷的含量[2]；污泥排出的污泥特性和后期使用方法对于污水处理厂的出水水质，尽量要满足出水氮磷含量的要求和回收水利用水的排放要求；还有污水出水污染物去除率。3.6.3污水处理工艺流程的确定在选定污水处理工艺流程时可以采用下面介绍的方法综合考虑。（1）经济比较SBR池扮演了多个角色:调解混合池、反应池(厌氧、缺氧和好氧三种)、沉淀池和部分浓缩池。基本上所有的操作都在这样一个反应器中完成,在不同的时间内进行泥水混合,有机物的氧化、消化、脱氮,磷的吸收与释放以及泥水分离等。它不需要设二沉池和污泥回流设备,一般情况下也不用设调节池和初沉池。所以,采用SBR工艺3 某毛纺厂废水处理工艺初步设计的污水处理系统大大减少构筑物的数量,节约了基建费用[3]。因本设计提供的污水处理站可提供的用地面积仅为120×120米,SBR具有布置紧凑、节省占地的优点。所以从经济方面来说用SBR合适。（2）技术比较SBR工艺特点是沉淀性能好，有机物去除效率高，难降解废水处理效率高，不易发生丝状菌膨胀，其CODCr去除率一般可达90％以上，BOD5去除率可达95％以上。由于本设计CODCr去除率、BOD5去除率分别达到73.33%、81.82%即可满足排放要求。所以在除掉CODCr和BOD5方面选择SBR工艺满足要求。并且本毛纺厂BOD5/COD=0.37>0.3，可以进行生化性处理，从此方面考虑，本设计用SBR工艺合适。SBR工艺的污水SS含量应控制在300mg/L以内为宜，不能超过500mg/L，否则，将影响SBR的正常运行。反应池中本毛纺厂SS在200-295mg/L之间，没有超过SBR工艺的SS限值。由于SBR工艺本身有沉淀池的作用，可对污水中的SS进行沉淀作用。同时，反应池中的微生物还可以降解部分SS，经过反应池的污水SS的去除率可达60%左右。去除率基本符合本设计要求[4]。因此，本设计在考虑SS的情况下可选择SBR工艺。SBR工艺技术成熟，操作简单，适合中小型污水厂的处理。综上所述，最终确定用SBR工艺。硫化物的去除①利用好氧无色硫细菌去除水中硫化物的可行性。向反应池的主反应区中适当进含硫污泥，在曝气阶段好氧硫细菌生长，将废水中的硫化物去除。硫化物的去除率可达90%以上，被去除的硫化物几乎全部转化为单质硫，同时有机物的去除率约为10%[5]。②利用化学沉淀法去除硫化物。利用一些金属与硫化物作用生成不溶性的沉淀，最常用的沉淀剂是铁盐[6]。表3-3进出水各种指标按设计进行情况下的去除率COD/mg.L-1BOD5/mg.L-1SS/mg.L-1硫化物/mg.L-1色度/mg.L-1pH进水水质4501652201.81666.61出水水质458880.18706-9去除率90%95%60%90%//4 某毛纺厂废水处理工艺初步设计3.6.4SBR工艺的操作工序及特点（1）工作原理及基本运行操作SBR工艺处理污水,其核心处理设备是一个序批式间歇反应器(SBR反应器),SBR省去了许多处理构筑物,所有反应器都在一个SBR反应器中运行,通过时间控制来使SBR反应器实现各阶段的操作目的,在流态上属于完全混合式,实现了时间上的推流,有机污染物随着时间的推移而降解。SBR工艺整个运行周期由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个基本工序组成,都在一个设有曝气或搅拌的反应器内依次进行。在处理过程中,周而复始地循环这种操作周期,以实现污水处理目的。现将整个工艺的操作要点与功能阐述如下。①进水工序污水注入之前,反应器处于待机状态,此时沉淀后的上清液已经排空,反应器内还储存着高浓度的活性污泥混合液,此时反应器内的水位为最低。注入污水,注入完毕再进行反应,从这个意义上说,反应器又起到了调节池的作用,所以SBR法受负荷变动影响较小,对水质、水量变化的适应性较好。②反应工序当污水达到预定高度时,便开始反应操作,可以根据不同的处理目的来选择相应的操作。例如控制曝气时间可以实现BOD的去除、消化、磷的吸收等不同要求,控制曝气或搅拌器强度来使反应器内维持厌氧或缺氧状态,实现消化、反硝化过程。③沉淀工序本工序中SBR反应池相当于二沉池，停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，活性污泥进行重力沉淀和上清液分离。SBR反应器中的污泥沉淀是在完全静止的状态下完成的,受外界干扰小。此外，静止沉淀还避免了连续出水容易带走密度轻、活性好的污泥的问题。因此，SBR工艺沉降时间短、沉淀效率高，能使污泥保持较好的活性。沉淀时间依据污水类型以及处理要求具体设定，一般为1h～2h。④出水工序排出沉淀后的上清液,恢复到周期开始时的最低水位,剩下的一部分处理水,可以起到循环水和稀释水的作用。沉淀的活性污泥大部分作为下个周期的回流污泥作用,剩余污泥则排放[4]。⑤闲置工序5 某毛纺厂废水处理工艺初步设计SBR池处于空闲状态，微生物通过内源呼吸复活性，溶解氧浓度下降，起到一定的反硝化作用而进行脱氮，为下一运行周期创造良好的初始条件。由于经过闲置期后的微生物处于一种饥饿状态，活性污泥的表面积更大，因而在新的运行周期的进水阶段，活性污泥便可发挥其较强的吸附能力对有机物进行初始吸附去除。另外，待机工序可使池内溶解氧进一步降低，为反硝化工序提供良好的工况。（2）SBR工艺性能特点①工艺流程简单，运转灵活，基建费用低。SBR工艺中主体设备就是一个SBR反应器，从上面的分析也可以看出，一个SBR池扮演了多个角色：调解混合池、反应池(厌氧、缺氧和好氧三种)、沉淀池和部分浓缩池。基本上所有的操作都在这样一个反应器中完成，在不同的时间内进行泥水混合，有机物的氧化、消化、脱氮，磷的吸收与释放以及泥水分离等。它不需要设二沉池和污泥回流设备，一般情况下也不用设调节池和初沉池。所以，采用SBR工艺的污水处理系统大大减少构筑物的数量，节约了基建费用，而且往往具有布置紧凑、节省占地的优点。②处理效果良好，出水可靠。从反应动力学角度分析，SBR反应器有其独具的优越性。根据活性污泥反应动力学模型，目前连续流生物处理反应器主要有完全混合和推流式两种流态，在连续流的推流式反应器中，曝气池的各断面上只有横向混合，不存在纵向的“返混”。基质浓度从进水处的最高逐渐降解至出水处的最次浓度，提供了最大的生化反应推动力。在运行的曝气反应阶段,反应器内的混合液虽然处于完全混合状态,但其基质和微生物的浓度随时间而逐渐降低,相当于一种时间意义上的推流状态。所以SBR反应器实现了连续流中两种反应器的特点。③较好的除磷脱氮效果。除磷脱氮是一个相对复杂的过程,需要在处理过程中提供厌氧、缺氧、好氧各阶段,以实现硝化反硝化脱氮和吸收释放磷的目的。在SBR法中,在一个单一的反应器就可达到不同目的。因为在SBR法通过5个工序时间上的安排,较容易地实现厌氧、缺氧与好氧状态交替出现,可以最大限度地满足生物脱氮除磷理论上的环境条件。④污泥沉降性能良好。活性污泥膨胀是活性污泥处理过程中常常发生的问题。污泥膨胀问题90%以上是丝状菌污泥膨胀,由于丝状菌过度繁殖,菌胶团的生长繁殖受到抑制,很多丝状菌伸出污泥表面之外,使得絮状体松散,沉淀性恶化。SBR法可以有效控制丝状菌的过度繁殖,污泥SVI较低,是一种污泥沉降性能较为良好的工艺。⑤对水质水量比变化的适应性强。处理效果会受到水质水量的影响,主要是因为6 某毛纺厂废水处理工艺初步设计它会改变处理环境,而微生物对其生存环境条件的要求往往比较严格。所以,从理论上分析,完全混合式反应器比推流式反应器有更强的耐冲击负荷的能力。SBR工艺虽然对于时间来说是理想的推流式处理过程,但反应器构造上保持了典型的完全混合式的特性。因此能承受较大的水质水量的波动,具有较强的耐冲击负荷的能力。图3-1污水处理工艺流程图4主要构筑物的选择和计算4.1格栅4.1.1格栅的作用及选择格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在泵房集水井的进口处，一般设有专门的格栅井，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、蔬菜、粪便等，以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质成为栅渣。关于格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。栅条截面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故大都采用矩形截面。按格栅栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅（50~100mm）、中格栅（16~40mm）和细格栅（3~10mm）3类。按格栅的清渣方法，有人工格栅、机械格栅和水力清除格栅三种。按格栅构造特点不同可分为抓耙式、循环式、弧形、回转式、转鼓式、旋转式、齿耙式和阶梯式等多种形式。格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2m3/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。4.1.2格栅的设计标准主要设计参数7 某毛纺厂废水处理工艺初步设计（1）格栅宽度：总宽不小于进水渠道的2倍，空隙总有效面积应大于进水渠有效断面积的1.2倍。（2）栅条间隙：机械清渣：b=16~25mm，人工清渣：b=30~50mm。（3）格栅倾角：人工清渣时不应大于700，机械清渣时宜为450~750，格栅上端应设平台，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距池壁0.5~0.7m。（4）格栅工作平台：人工清除时平台应高出栅前设计，最高水位为0.5m；机械清除时平台应等于或略高于格栅中的地面标高；两侧过道宽度采用0.6~1.0m；机械清除时应预留安置除渣机、减速箱、皮带输送机等辅助设施的位置；格栅平台临水侧应设栏杆；平台上应装置给水阀门，并设具有活动盖板的检修机；平台靠墙应设挂安全带的挂钩，平台上方应设置起重量为0.5~1.0t的工字梁和电动葫芦。（5）过栅流速：一般采用0.6~1.0，栅前管内污水流速0.4~0.9m/s。（6）通过格栅的水头损失，一般采用0.08~0.15m。（7）每日栅渣量：格栅间隙b=16~25mm和b=30~50mm时分别为1~0.05m3栅渣/103m3污水和0.03~0.01m3栅渣/103m3污水[7]。根据以上的设置原则，本工艺采用矩形断面细格栅一道，采用机械清渣，并将格栅设在集水井之前。4.1.3格栅的计算由前述资料得知：总水量Q=347.2L/s，污水厂进水管为管径150mm的HDPE管（高密度聚乙烯管）。计算如下所示：(1)栅条间隙数设细格栅栅前水深h=0.8m，过栅流速v1=0.6m/s，栅条净间隙b=10mm，安装角度α=700，栅条间隙数（每台格栅），代入数值1Qsin2nbhv1（4-1）100.347sin702n35.050.010.80.6取n=36(2)格栅的建筑宽度B设栅条宽度S=0.01m8 某毛纺厂废水处理工艺初步设计BSn1bn0.01(361)0.01360.71（4-2）(3)格栅的水头损失h1：（设栅条断面为锐边矩形断面）242vSvhsinK=()3sinK1(4-3)2gb2g式中：v--污水流经格栅的速度，m/s；--阻力系数，其值与格栅栅条的断面几何形状有关；--锐边矩形=2.42；K--考虑到由于格栅受污染物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用式：K=3.36v-1.32求定。一般采用K=3。代入数值得420.010.6h2.42()3sin7030.13m1（4-4）0.0119.6（4）格栅后槽总高度H：（栅前渠道超高一般取h2=0.3m）Hhhh0.80.130.3=1.23m(4-5)12（5）进水渠道渐宽部位的长度进水渠道渐宽部分长度L1：设进水管渠道宽B1不小于进水管直径0.15m的二倍，且栅宽大于进水渠宽的1.2倍，故取B01=0.4m，其渐宽部分展开角度α1=20BB0.710.41L0.43m（4-6）12tan2tan201（6）格栅的总建筑长度LL=L1+L2+1.0+0.5+H1/tgα(m)（4-7）式中：L2——格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般L2=0.5L1；α01——进水渠道渐宽部位的展开角度，一般α1=20；H1——格栅前的渠道宽度，m。（H1=h+h2=1.1m）。L=0.43+0.5×0.43+1.5+1.1/tg700=2.55m（7）格栅每日栅渣量W：在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量W1为每1000m3污水产0.07m3栅渣。QW864001W（4-8）K1000Z式中：KZ--污水流量总变化系数，取Kz=1.5。代入数值得：0.3470.07864003W1.40m/d1.510001.4m3>0.2m3所以宜采用机械清渣。9 某毛纺厂废水处理工艺初步设计主要设备：GH-1400型链条回转式多耙平面格栅除污机；电动机功率为1.1~1.5k。图4-1格栅水力计算示意图4.2集水井4.2.1集水井及提升泵的注意事项进入污水处理厂的污水经过细格删进入集水井。之后被提升泵提升至SBR的预处理池，泵运行需消耗大量的能量。占污水厂运行总能耗相当大的比例。这与污水流量和要提升的扬程有关。泵组的运行操作应考虑以下几项原则：（1）保证来水量与抽水量一致。如果来水量大于抽水量，上游没有及时采取溢流措施，则可能淹泡格栅间；反之来水量小于抽水量，则可能使水泵处于干运状态，易损坏设备。（2）应保持集水池的高水位运行，这样可降低泵的扬程，在保证抽水量的前提下降低能耗。（3）泵房内每台机组投运次数及时间保持基本均匀。因为每台泵的吸口都对应着集水池内的一部分容积，如果某台长时间不投运，集水池内对应的部分将成为死区，会导致泥砂沉积[5]。（4）控制水泵的开停次数不要过于频繁，否则易损坏电机并降低使用寿命。10 某毛纺厂废水处理工艺初步设计4.2.2提升泵的选型提升泵的选择应以最大流量来选择，污水的最大流量为0.347m3/s，采用两台污水提升泵一用一备，每台泵的流量Q不小于1249.2m3/h水泵扬程的估算：各构筑物间的连接管水头损失以0.5m计，格栅水头损失以0.13m计，预处理池水头损失以0.5m计，曝气池的水头损失以0.5m计。进水口平均水面标高为：188.00m超高取0.5m。格栅与泵房间的水损为0.5m，泵房水损为2m，泵房的自由水损为1m，则水泵扬程为：H=（188.00-184.00+0.5+2+1）m=7.5m(4-9)因此采用2台400QW1500-10-75，一用一备，每台水泵的流量为1500m3/h。泵的性能如下：表4-1泵的性能指标流量扬程转速功率效率出口直径重量型号m3/hmr/minkw%mmkg400QW1500-11500109807582.140013900-754.3SBR工艺计算本设计采用SBR工艺，非限制性曝气进水，设计指标如下：表4-2进出水指标及去除率COD/mg.L-1BOD5/mg.L-1SS/mg.L-1硫化物/mg.L-1色度/mg.L-1pH进水水质4501652201.81666.61出水水质12030701.0706-9去除率73.33%81.82%68.18%44.75%//4.3.1参数的选取及计算①选取参数反应池n=6个,有效深度H=5m,排水比为m=1/4,长宽比L:B=2:1，MlSS浓度XT=3000mg/L,MLVSS浓度XV=2400mg/L,污泥负荷Ls=0.25[kgBOD5/(kg·MlSS·d)]。②参数的计算11 某毛纺厂废水处理工艺初步设计（1）曝气时间24Qm243470.25TA2.78h(4-10)LX0.253000sT取TA=3hX3000mgL/0C（2）沉淀时间Ts当MLSS浓度T时,T取104v4.610TXmaxT(4-11)4=4.610103000=1.56H50.250.5mTS1.1h(4-12)v1.56max安全水深ε取0.5m沉淀时间TS取1h（3）排水时间:排水时间T[8]D取1h。（4）一周期总时间：TTTT3115hCASD(4-13)TC设定为6h，进水1h，同时进水曝气可闲置1h周期数24N4次6由上面所述，反应器（内设曝气和搅拌装置）个数n1=6；周期时间t=6h；周期数n=4；进水1h；反应和曝气时间3h；沉淀时间1h；排水时间1h。污水处理厂6个反应池的组合运行表如下：表4-3反应池的组合123456A进水/曝气曝气曝气沉淀滗水休整B曝气曝气沉淀滗水休整进水/曝气C曝气沉淀滗水休整进水/曝气曝气D沉淀滗水休整进水/曝气曝气曝气E滗水休整进水/曝气曝气曝气沉淀F休整进水/曝气曝气曝气沉淀滗水12 某毛纺厂废水处理工艺初步设计4.3.2反应池容积计算每个SBR反应池容积m3：4Qd3.0103v3333.3m（）(4-14)Tmnn0.25661SBR反应池内部尺寸/m：取反应池有效水深H5m，长：宽L:B=2=：1vT3333.3L2236.5m(4-15)H5池宽B0.5L18.25m(4-16)图4-2SBR反应池滗水器相关指标如表4-4所示：表4-4滗水器型号型号滞水量（m3／h）堰口长度L（mm）滗水可调深度H（m）XBS-5050-12005001.4-3.04.3.3需氧量计算采用鼓风曝气，设曝气池有效水深H=5.0m，曝气扩散器安装距池底0.2m，则扩散器上静水压4.8m，其它相关参数选择：取值0.7,取值0.95，=1，曝气设备堵塞系数F取0.8，采用管式微孔扩散设0备，E=18%，扩散器压力损失：4kPa，20C水中溶解氧饱和度为9.17mg/L。A扩散器出口处绝对压力：13 某毛纺厂废水处理工艺初步设计3p=+9.810pHd53=1.01310+9.8105-0.2(4-17)5=1.4810Pa空气离开曝气池水面时，气泡含氧体积分数：21（1-E）21（1-0.18）A1000100017.90(4-18)00007921(1E)7921（1-0.18）A020C时曝气池混合液中平均氧饱和度：pd0c=c+ss52.0261042(4-19)51.481017.9=9.175+=10.64mgL/2.02610420将计算需氧量换算为标准条件下（20C脱氧清水）充氧量：XYQ(SS)(4-20)Vobs0eY0.6Y0.333(4-21)obs1K10.0810dc式中：取Y=0.6KgMLVSS/KgBOD5,Kd=0.08/d,10。cQ(SS)0eO1.42X2v0.6830000（165-30）1.420.33330000(16530)（4-22）0.684041(Kg/d)oc2s(20)o=s(-20)Tc-c1.024Fs(T)40419.17=(20-20)kgd/(4-23)0.7(0.95110.64-2)1.0240.8=7778.8kg/d=324.1kg/h曝气池供气量：Os324.13G===6430.5mh/(4-24)s0.28E0.2818%A每个池子曝气量14 某毛纺厂废水处理工艺初步设计3G"=6430.5/3m/hs（4-25）3=2143.5m/h选三台风机两用一备，单台风机量：36430.5/2=3215.25m/h(4-26)风机选型：表4-5风机型号型号风量（m3／h）功率（KW）转速（r/min）重量（Kg）CF-3-433681.11450784.4污泥处理构筑物的设计计算4.4.1污泥浓缩池浓缩的主要目的是减少污泥体积，以便后续的单元操作。例如剩余活性污泥的含水率高达99%，若含水率减小为98%，则相应的污泥体积降为原体积的一般。污泥浓缩的技术界限大致为：活性污泥含水率可降至97%-98%[9]。污泥浓缩的方法有很多种，其中重力浓缩应用最广。本设计采用重力浓缩，静压排泥。①设计规定及参数(1)进泥含水率：剩余活性污泥，污泥量一般为10-21(L/m3),其含水率一般为99.2%～99.6%(2)浓缩时间不宜小于12h，但也不能超过24h。(3)污泥固体负荷：污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2.d)。(4)有效水深一般宜为4m,最低不小于3m。②运行参数(1)设计流量：Q=300Kg/d(2)进泥浓度10g/L(3)污泥浓缩时间12h(4)贮泥时间4h(5)上部直径2.5m(6)进泥含水率99.4%(7)出泥含水率96.0%15 某毛纺厂废水处理工艺初步设计(8)浓缩池总高3.15m泥斗容积：22h5(r1rr12r2）(4-27)V3223.141.73(2.52.51.51.5)=3=23m3图4-3设有重力的污泥浓缩池a、平面；b、剖面4.4.2污泥脱水将污水含水率降低到80%的操作称为脱水。脱水后的污泥具有具体特性，成泥块状，能装车运输，便于最终处置与利用。污泥脱水方法有过滤脱水、离心脱水，过滤脱水又分真空过滤、压力过滤。本设计采用带式压滤机进行脱水。其优点：滤饼含水率可降至80%-85%；消耗动力少，并可以连续运行。带式压滤机工艺简单，是目前广为采用的污泥脱水设备。(1)带宽2.0m的脱水机过滤产率根据毛纺厂污水处理厂运行结果而定，当滤饼含水率达80﹪时，滤布移动速度为v=0.85m/min,过滤产率为26kg/h，则滤布宽为2.0m的滚压带式压滤机的过滤产率为：262.0=260(kg干泥/h)(4-28)0.2考虑1.3的安全系数，则过滤产率:16 某毛纺厂废水处理工艺初步设计260=200(kg干泥/)h1.3(4-29)(2)压滤机台数n若脱水机工作每日3班，24h运行。则所需压滤机台数2980n==1(4-30)24200取n=1设计选用带宽2.0m的滚压带式压滤机2台，一用一备。（3）附属设备①污泥投配设备。选用2台单螺杆污泥投配泵，与2台滚压带式压滤机一一对应，每台投配泵的流量：W29803Q===1.6m/h(4-31)24(1-p)n1000241-96%21000投配泵的扬程应根据吸泥液位和压滤机高差及管路的水头损失计算。②加药系统。利用带式压滤机脱水的污泥的调理药剂一般采用合成有机聚合物。设计选用聚丙烯酰胺，药剂的投加量一般为0.15%～0.5%（污泥干重），按0.3%计算，故：每日药剂投加量=29800.3%(4-32）=8.94(kg/d)配置成浓度为1%的溶液（密度按水的密度计算）体积：V8.94=8.94Ld/=0.89md3/(4-33)1%脱水房每日工作为三班制，每班配药一次，则每次配药的体积v=0.89/3=0.3m3(4-34)考虑一定的安全系数和搅拌时的安全超高，因此设计选用1个容积为1m3的药箱，配备1台搅拌机，桨叶直径d=900mm,功率P=0.75kW，桨板外缘线速度5～6m/min。聚丙烯酰胺投加浓度为0.1%，故选用2套在线稀释设备，包括2台水射器和2台流量计量仪，以及配套的调节控制阀件。聚丙烯酰胺药剂得投加采用单螺旋泵，共2台，每台泵的投加流量：0.893Q0.0124m/h=12.4Lh/(4-35)243③反冲洗泵17 某毛纺厂废水处理工艺初步设计根据滚压带式压滤机带宽和运行速度，每台脱水机反冲洗耗水量为10～12m3/h,反冲洗水压不小于0.5MPa。故选用2台离心清水泵，一用一备。4.5消毒池紫外线消毒具有较强的杀菌能力，能有效的杀死大多数病菌、病菌孢子，以及水中有害微生物，并可有效控制水中氮的含量，降低消毒剂等的使用量，也减少了水中毒素的累积提高了水质。而且紫外线的消毒方式是一种无害灭菌方式，不会对水质二[9]次污染。（1）流量443Q=2.3101.3=3.010md/(4-36)（2）灯管数3我们是初步选用的UV3000PLUS型号的紫外消毒灯管设备，每三千八百md/就需要十四根灯管，故42.31014n==84.785（根）(4-37)3800拟选用6跟灯管为一个模块，则模块数NN=14.2取N=14（3）消毒渠设计按设备要求渠道深度为1.29m，设渠道中水流速度为0.3m/s。渠道过水断面积为：4Q3.0102A===1.16（m)(4-38)v0.3243600渠道宽度：A1.16B=0.90(m）取B=1m(4-39)H1.29复核流速：4Q3.010v===0.33（m/s)A1.160.92436004Q2.310v===0.25（m/s)（4-40）平A1.160.924360018 某毛纺厂废水处理工艺初步设计故选用UV3000PLUS系统，2个UV灯组，每个灯组7个模块。每个灯组长度为2.46m，2个灯组间距1m，渠道出水设堰板调节，调节堰与灯组间距1.5m，则渠道总长度L为L=22.46+1.0+1.5=7.42(m)取L=8m(4-41)复核辐射时间22.46t==14.91（s(）符合要求）(4-42)0.3322.46t==19.68s（）(4-43)平0.25（4）计算结果分析某毛纺厂污水处理厂的消毒设备紫外线消毒系统我们选UV3000PLUS型号的消毒系统，现在确定结果如下：现在2个UV消毒灯组，而且每个UV消毒灯组7个模块，每个模6根消毒灯管。采用串联布置，设置超越渠。5污水厂平面布置与高程布置5.1平面布置污水处理厂平面设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等的相对位置进行平面布置，包括处理构筑物与辅助构筑物，各种管线，辅助建筑物，以及道路、绿化等。处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应遵循如下原则[12]：（1）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段（2）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距应按有关规定执行。（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，以减少占地面积。（5）处理厂内的绿化面积一般不小于全厂总面积的30%。（6）产生臭气和噪声的构筑物和辅助建筑物的布置，应注意其对周围环境的影响。19 某毛纺厂废水处理工艺初步设计（7）处理厂内的雨水管道、污水管道、给水管道、电气埋管等管线应全面安排，避免相互干扰，管道复杂时可考虑设置管廊。（8）在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干道宽6～9m，次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m，曲率半径9m。平面布置图的比例一般采用1:500-1:1000。由于本毛纺厂废水处理厂面积小，平面布置图的比例采用1:1。（9）平面布置图应标出坐标轴线、风玫瑰图、构筑物与辅助建筑物、主要管渠、围墙及相关位置，列出构筑物与辅助建筑物一览表和工程数量表如下表所示。表5-1构筑物一览表序号构筑物名称数量1细格栅12集水井13SBR反应池64消毒池15污泥浓缩池16脱水机房17配电室18风机房15.2高程布置污水处理厂高程设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等相对高程作竖向布置；通过计算确定各单元处理构筑物和泵站的高程，各单元处理构筑物之间连接管渠的高程和各部位的水面高程，使污水能够沿处理流程在构筑物之间通畅地流动。为降低运行费用和维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点就是先确定最大构筑物的地面标高，进而根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据SBR反应池的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。由进水闸门井至格栅选用钢筋混凝土圆管。不可压缩粘性流体在任意水平圆管内做稳态流动，没有外功加入，流速为um，管道直径为d,截面1-1’和2-2’距离为L,两截面的静压力分别为p1、p2。20 某毛纺厂废水处理工艺初步设计图5-1圆直管阻力图据范宁公式：2λlumΔPf（5-1）2dλ------摩擦系数用雷诺数Re判断流体的流动状态查环境工程原理附录3得：水的粘度μ=1.005mPas(20摄氏度)du0Re1070（5-2）u查<<环境工程原理>>第二版摩擦系数与雷诺数Re及相对粗糙度n的关系表可以得到摩擦系数λ=0.048日最高处理污水量：3.0×104m3/d下面计算局部阻力损失：如下图，经查第二版<<环境工程原理>>书得，阻力系数ξ=0.5，局部阻力损失：h=ξv2/2g图5-2水流方式由进水渠至格栅：21 某毛纺厂废水处理工艺初步设计2vh0.09m(5-3)2g由格栅至提升泵：2v(5-4)h0.09m2g由提升泵至SBR反应池：池长2m2lumPf(5-5)2dh0.0482000010000.960.96/2120000.37m在反应池内两个SBR池同时工作Q=Q日/2查钢筋混凝土圆管（非满流，n=0.014）水力计算表得：um=0.79m/s2lumPf(5-6)2dh0.0482000010000.790.79/2120000.37mSBR反应池内部水力损失：由进水渠至好氧池，由好氧池至兼氧池，由兼氧池至主反应池，共三次阻力损失。各处均按90度方形管计算，ξ=1.32v1.30.790.79(5-7)h0.04m2g29.83h=0.12m由SBR反应池至消毒池，渠长2m2lumPf(5-8)2dh0.0482000010000.790.79/2120000.37m污水厂水头损失计算结果见表5-2。22 某毛纺厂废水处理工艺初步设计表5-2水头损失一览表序号构筑物名称分项名称水位标高/m水头损失/m1SBR反应池到消毒池//0.372消毒池消毒池水位193.750.093反应池反应池水位195.000.124集水井到反应池//0.375集水井集水井水位192.000.096细格栅到集水井//0.097细格栅细格栅水位188.000.1323 某毛纺厂废水处理工艺初步设计结束语如今污水的处理对人们来说意义十分重要。处理污水的工艺又各种各样，本设计根据处理规模的大小、处理效果、处理内容、处理的代价、水质特点等方面最终确定SBR工艺。本设计出水水质能够达到行业直接排放标准要求。本设计严格按照污水处理厂设计的基本内容来执行，即按照选择处理厂的厂址——处理工艺流程设计——处理构筑物选型——构筑物设计计算——辅助构筑物设计计算——主要设备设计计算——污水处理厂总体布置——设计图绘制——主要设备材料表步骤进行设计。24 某毛纺厂废水处理工艺初步设计致谢某毛纺厂污水处理初步设计历时三个月的时间最终完成。在这三个月时间里，我查阅了许多相关资料，解决了设计过程中的各种难题。非常感谢我的老师——范晓远老师，她用温和的话语和慈善的笑容对我进行耐心的指导和帮助。比如，范老师在我开题答辩时两次对我的答辩内容提出不合理的地方，并耐心的帮助我斧正，让我及时解决了问题。非常感谢本人的同学和挚友，在本人设计计算的时候中给予本人了很多信息，还在排版和毕业设计的撰写过程中提供大力的帮助。非常感激这次毕业设计的经历，让我对大学期间所学的理论知识进行了综合的应用，使我的知识更加巩固。非常感谢所用到的设计手册和文献的各位作者。愿所有帮助我的人健康快乐！25 某毛纺厂废水处理工艺初步设计参考文献[1]朱虹,孙杰,李剑超.印染废水处理技术[M].北京:中国纺织出版社,2004.14-35.[2]张祥中.小城镇给水排水工程规划探讨《给水排水》[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.101-121.[3]张杰，于尔捷.《给水排水工程快速设计手册》[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.20-26.[4]肖大松.SBR法处理城市生活污水的研究[J].重庆环境科学,1996,(4):39-41.[5]佟玉衡.实用废水处理技术[M].北京:化学工业出版社,1998.6-15.[6]李家珍.染料染色工业废水处理[M].北京:化学工业出版社,1997.3-5.[7]张杰等.《给水排水设计手册》[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.30-38.[8]张自杰.《排水工程》[M].第四版,北京:中国建筑工业出版社,2011.16-33.[9]顾夏声.《水处理生物学》[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.5-11.[10]蒋展鹏.环境工程学[M].北京:高等教育出版社,2005.19-55.[11]沈耀良.废水生物处理新技术—理论与应用[M].北京:中国环境科学出版社,1999.9-18.[12]陈季华,奚旦立,杨大通.废水处理工艺设计及实例分析[M].北京:高等教育出版社,1998.22-35.[13]IsikM,SponzaDT.Anaerobic/aerobictreatmentofasimulatedtextilewastewater[J].Sep.Purif.Techcol.,2008,(1):64-72.[14]ZhengHui,WangXingzu,SunDezhi.Anaerobicphoto-rotatingbiological.contactor/aerobicbiofilmforthetreatmentofazodyewastewater[J].hcdustrialWaterTreatment,2009(1):49-52.26'