课程设计印染厂废水处理工艺设计 39页

'目录摘要-1-第一章概况-2-1.1设计题目：某印染厂废水处理工艺设计-2-1.2水质水量基本情况-2-1.3污水处理方案的比选及确定-2-1.4工艺流程简图-5-第二章主要构筑物说明-2-2.1格栅-6-2.2调节池-6-2.3气浮池-6-2.4污水泵房-7-2.5水解酸化池-7-2.6A/O工艺-8-2.7浓缩池-8-2.8污泥脱水-8-第三章、构筑物设计计算-9-3.1格栅-9-3.2调节池-10-3.3污水泵房-13-3.4气浮池-13-3.5水解酸化池-17-3.6A/O工艺-19-3.7二沉池的计算-22-3.8混凝反应池-25-3.9:斜板沉淀池-28-3.10Ph调节池-30-3.11集泥井-30-3.12污泥的处理流程-30-3.13脱水车间-32-第四章、平面和高程布置-34-4.1平面布置-34-4.2高程布置原则-35-4.3高程布置结果-35-第五章参考文献-38-第六章总结-39--38- 摘要在经济快速发展和社会日益进步的今天，污染已经成为全球所关心的问题。解决环境污染是当今社会必须要考虑的问题。随着生产技术的更新换代带来印染废水的增加及其水质的变化，印染废水排放量大，污染物浓度高，是工业废水中较难治理的废水之一。随着印染行业的发展，PVA浆料、新型难降解的染色剂的使用，印染废水污染日趋严重，处理难度也不断提高。纺织印染行业是水污染大户，研究、开发、推行低投入的水污染治理措施势在必行，怎样处理好印染废水，选择怎样的工艺流程是比较经济和合理有效的，已经成为全世界所共同研究和开发的项目。目前，在发达国家已有比较先进的处理工艺和方法，取得的成绩斐然。我国目前印染废水处理用得多的是生物膜法，物理方法和化学作为辅助，排水也可以达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的I级标准，对我们的环保事业是一个比较重要的支持。生物处理方法是目前世界上应用比较广泛的方法，因其具有环保高效的特点，因而被世界很多国家所接受和运用。由于本组成员水平有限，资料收集的广度和深度有一定的局限性，设计书中难免会有一些不妥之处，敬请老师给出宝贵的改进意见。关键词：印染废水、厌氧+好氧处理、课程设计-38- 第一章概况1.1设计题目：某印染厂废水处理工艺设计1.2水质水量基本情况某印染厂有职工2500人，该厂印花生产线年生产能力为9000万米，生产过程中主要采用印地可素、纳夫妥、硫化和少量分散染料等还原性染料。所产生的主要废水是退浆漂炼废水、印花废水和料房冲洗水，分别由1＃、2＃、3＃出水口排出，各出水口排水量逐时变化情况的实测结果列于表1，其混合废水经24小时的逐时取样混合后实测如表2所列。目前，该废水未经处理就排入附近河道，对河道造成了严重的污染。为此，该厂拟建造一废水处理站对该厂生产废水与生活污水一起进行处理（该厂位于老城区，下水道系统尚未完善）。根据上述的情况，拟建9020m3/d污水处理设施，建后排放水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准。（1）拟建废水处理站西郊500米左右为河道，该河道95%保证率枯水量为195m3/h，流速为1.4m/s，夏季温度为17℃，水中溶解氧含量为7mg/l，BOD5为2mg/l，最高洪水位（95%保证率）为189.89米。上游1公里以内无用水点，下游10公里处有分散饮用水源。（2）该印染厂位于江南某镇，该地区的夏季主导风向为东南风。废水处理站区地下水水位标高为190.50米（吴凇标高），站区地质情况符合施工要求。（3）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192.00米（吴凇标高）。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（吴凇标高）。（4）废水处理站建设用各类建材均有供应。（5）废水处理站所需用电由该厂供应。处理站设计中可不考虑机修车间，食堂和浴室等公共设施由厂方统一解决。1.3污水处理方案的比选及确定目前，印染废水的处理工艺主要有以下几种：1、厌氧-好氧生物处理组合工艺；2、吸附-生物降解工艺；3、膜生物反应器-38- 1.3.1A/O工艺A/O工艺法，也叫厌氧好氧工艺法，主要用于水处理方面A就是厌氧段，主要用于脱氮除磷；O就是好氧段,主要用于去除水中的有机物。它除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氮、磷，对于高浓度有机废水及难降解废水，在好氧段前设置水解酸化段，可显著提高废水可生化性。A/O法脱氮工艺的特点：（a）流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；（b）反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；（c）曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；（d）A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。1.3.2吸附-生物降解工艺吸附-生物降解工艺也叫AB工艺，也是目前广泛采用的处理工艺。AB法生物处理的高效性表现为：首先，A段与B段分隔，与单段系统相比，微生物群体完全隔开的两段系统能取得更佳和更稳定的处理效果；其次，对于一个连续工作的A段，由于外界连续不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核生物，提高了处理工艺的稳定性。工艺特征：1、工艺不设初沉池，A段起到“微生物选择器”和中间反应器的作用，A段只能成活抗冲击负荷能力强的原核细菌，世代期短，对原废水的适应性强。B段污染物负荷较低，污泥龄较长，具有产生硝化反应的条件。-38- 2、A段对污染物的去除主要是以物理化学作用为主导的吸附功能，某些重金属和难降解有机物质均有一定程度的去除，对负荷、温度、pH值以及毒性等作用具有一定的适应能力。A段对污染物的去除率介于40%~70%，A段出水水质、水量较稳定，对系统的冲击负荷有很好的缓冲作用。B段承受的负荷约为总负荷的30%~60%，曝气池容积较传统活性污泥法可减少40%左右，反应池容积小、造价低、能耗少，出水稳定。3、A段因负荷高，污泥量大，通常高出传统活性污泥法的10%~15%，污泥后续处理负担较重。4、工艺简单，可分期建设，并可用于老的废水处理厂改造，以扩大处理能力，提高处理效果。1.3.3膜生物反应器膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。在实际应用中，膜污染、高能耗是影响膜生物反应器广泛应用的主要障碍。1.3.4方案的确定本设计是针对某地印染厂排放的废水特点，经过了多方的比较和选择，选定了如下的处理方案：印染废水的水质如下，COD：663.8~890.2mg/L，BOD：291.6~415.7mg/L，pH：8~11，SS：133.2~237.8mg/L，TN：1.8~2.5mg/L，TP：18.5~20.4mg/L。由于废水的有机负荷不高，可生化性差，综合经济，技术和环境等因素，本工艺主要采用中和+厌氧+好氧处理。其中，调节池调节pH值，厌氧池提高废水的可生化性，好氧池降低有机物浓度。为了提高污泥的去除率，本工艺采用气浮池代替沉淀池去除悬浮物。色度较高，主要是印染废水中含有的难降解的染料较多造成的，通过厌氧+好氧处理可以有效的脱色，所以没必要加脱色剂。经过处理的出水水质好，能够满足GB8798-1996《污水综合排放标准》一级要求，达标排放。本工艺以低投入，高标准的思想设计。它具有几大特色：一、化学药剂使用少，主要是中和药剂费；二、采用A/O法，污泥产量低，减少了污泥处理费；三、构筑物设备相对简单，安装费相对较低；四、土地占用少，运行费用较低；五、出水水质好。对-38- 该印染厂的水质水量分析的知：我们设计的主要任务是去除废水中的磷，所以我们选用A/O和投加药剂相结合的工艺处理。其中A/O的除磷效率为80%、投加药剂的除磷效率为90%。经处理的出水达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》、国家《污水综合排放标准》的一级标准。附表：污染物的处理程度基本项目BOD5CODSSTNTPpH进水水质40080020022010出水水质20602020.57处理效率95%92.5%90%-97.5%-1.4工艺流程简图第二章、主要构筑物说明-38- 2.1格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。小型污水处理厂和污水处理站截污量小，一般可采用人工清除截留物。本方案废水流量较大，选取机械格栅。2.2调节池为减少水量和水质变动对废水处理工艺过程的影响，在废水处理系统之前宜设置调节池，以资均和水质、存盈补缺，使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质，以达到理想的处理效果。调节池的另一目的是为酸碱中和提供环境。1、调节池的几何形状宜为方形或圆形，以利形成完全混合状态。长形池宜设多个进口和出口。2、调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫的装置，以及洒水消饱装置。3、为使在线调节池运行良好，宜设混合和曝气建置。4、调节池出口宜设测流装置，以监控所调节的流量。提升泵可设于调节池的前面或后面。由于该厂废水的水质和水量变化均化较大，所以采用矩形均化池，两边进水中间出水。2.3气浮池在纺织印染废水中含有有机的胶体微粒、呈乳浊状的各种油脂类杂质、细小纤维和疏水性合成纤维的纤毛等。这些杂质经过混凝所产生的絮凝体的颗粒小、质量轻、沉淀性能较差。生物处理构筑物排出混合液中的生物污泥的沉淀性能也较差。这种污水应用沉淀法分离往往需要较长时间，占地面积相对较大。所以，这些年来部分纺织印染企业开始应用气浮分离技术。纺织印染废水所含上述杂质或生物污泥可直接采用气浮法分离。但如果预先投加混凝剂进行混凝，则其分离效果将更为显著。此外，气浮还可作为剩余活性污泥、生物膜污泥和混凝化学污泥的浓缩方法。-38- 按气泡产生的方式不同，气浮法可分为两大类，即布气气浮法和加压溶气气浮法。本工艺采用部分加压溶气气浮法。而设计方法有经验数据法和实验数据法两种。经验设计数据如下：a、加压压力300~500kPa（3~5kg/cm2）b、溶气罐停留时间3~5minc、气浮池停留时间30~60mind、气浮池表面负荷2~10m3/(m2·h)e、气浮池上升流速0.5~3mm/s1.5~3.0mf、气浮池水平流速2~5mm/sg、气浮池有效水深矩形池，圆形池≥1.8mh、挂沫机移动速度0.6m/min2．4污水泵房污水处理场的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站是污水处理厂的关键所在。2.5水解酸化池利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使污水更适宜于后续的好氧处理，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程。1、反应器的高度选择适当高度的原则应从运行上的要求和经济方面综合考虑。从运行上选择反应器的高度要考虑如下影响因素：2、高流速增加系统扰动，因此增加污泥与金水有机物之间的接触；3、过高的流速会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而反应器的高度也就会受到限制；4、土方工程随池深（或深度）增加而增加，但占地面积则相反；5、高程选择应该使得污水（或出水）可以不用提升或降低提升高度；6、池子建造在半地下可减少建筑费用和保温费用；7、反应器的经济高度（深度）一般是在4~6m之间，在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。-38- 反应器的面积和反应器的长、宽度在确定反应器的容积和高度后，对矩形池必须确定反应器的长和宽。从布水均匀性和经济性考虑，单个矩形池的长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加十分显著；采用公用壁的（或多组）矩形池，池的长宽比对造价有较大的影响，但是影响因素相应增加。从目前的时间看，但反应器的宽度＜10m（单池）是成功的。反应器长度在采用渠道或管道布水时不受限制。2.6A/O工艺A/O工艺法，主要用于水处理方面A就是厌氧段，主要用于脱氮除磷；O就是好氧段,主要用于去除水中的有机物。它除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氮、磷，对于高浓度有机废水及难降解废水，在好氧段前设置水解酸化段，可显著提高废水可生化性。2.7浓缩池污泥处理系统产生的污泥，含水率很高，体积很大，输送、处理或处理或处理都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减少为原来的几分之一，从而为后续处理或处理带来方便。首先，经浓缩之后，可使污泥管的管径减少输送泵的容量最少。浓缩之后采用消化工艺时，可减少消化池容积，并降低加热量；浓缩之后直接脱水，可减少脱水机台数，并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。污泥浓缩主要有重力浓缩，气浮浓缩和离心浓缩三种工艺形式。1、浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高贮泥能力小。2、重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多。3、离心浓缩：适用于不适合重力浓缩的污泥，由于其靠离心力浓缩，且为封闭结构，故效果较好。但运行成本较高。综上所述，本设计采用连续式重力浓缩池。2.8污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用板框式压滤机，脱水后的污泥运到垃圾填埋场进行卫生填埋。-38- 第三章、构筑物设计计算3.1格栅3.1.1设计参数最大流量Qmax:平均流量Q：栅前水深h=0.4m过栅流速V=0.9m/s栅条宽度S=10mm(断面为矩形)栅条间隙b=20mm格栅倾角=计算水头损失h0系数K=3重力加速度g=9,81栅前渠道超高h1=0.3矩形栅条阻力系数进水渠道渐宽部位长度，其中为进水渠道宽度，m,为进水渠道渐宽部位展开角度；格栅与出水渠道连接处的渐宽部位长度L2，一般取,格栅前槽高H1,m，单位体积污水栅渣量取0.08污水流量总变化系数取23.1.2设计计算1、格栅间隙n:取n=13个2、格栅总宽度B:3、过栅水头损失h2：4、栅后槽总高度H:5、格栅总长度L：-38- 6、每日栅渣量W:W大于0.2m3/d采取机械清渣3.1.3格栅机的选择参考《积水排水设计手册》第十一册，选择LXG链条旋转背耙式格栅除污机，性能规格井深H(nm)井宽B（nm）导航中心距（nm）设备宽（nm）进水流速（m/s）设备倾角水头损失（kPa）电动机功率（kw）栅条净距（nm）<6000<2800B+90B+4500.960~85<19.61.1（B<1000）15~40格栅尺寸：3.2调节池3.2.1调节池的尺寸已知设计流量，停留时间T=8h，采用穿孔管空气搅拌，气水比为4.5：11、调节池有效容积V2、调节池尺寸调节池平面形状为矩形，其有效水深取4.0m，调节池面积为调节池分2座，则每个池子的面积池宽B取15.0m，则池长L为保护高=0.5m，则池总高H为则调节池的尺寸LBH=25m15m4.5m-38- 3.2.2中和（1）加酸量式中c：废水中碱的浓度，即的浓度，mol/m³，取0.1：硫酸的摩尔质量，kg/mol，取K：反应不均匀系数，一般K=1.1~1.2，取1.22：1mol硫酸含有2mola：工业硫酸的纯度，取98%。（2）调配槽有效容积V式中n：每日稀释次数，一般n=3~6，取4：稀释后硫酸浓度，=5%~10%，取5%：稀释后硫酸密度，kg/m³，查表知，5%的硫酸密度为1032kg/m³。（3）沉渣量M式中B：每千克药剂产盐量，按当量计算为1.42e：每千克药剂中杂质含量，取0.01S：中和前污水悬浮物含量，0.07kg/m³c：中和后溶于水中的盐量，kg/m³，取0kg/m³d：中和后出水带走的悬浮物含量，kg/m³，取0.07kg/m³由于调节池湍流现象明显，且污泥量较小，不设污泥管。3.2.3单个调节池曝气1、空气管计算空气量=1984.5/2=445.5m³/h=0.13m³/s-38- 查《给水排水设计手册》第5册，选取钢板圆形风管=120mm，此时在10~15m/s范围内，满足要求。空气支管：共设2根支管，每根支管的空气流量q=/2=0.065m³/s取=120mm，则=5.75m/s在5~10之间，满足要求。穿孔管：每根支管连接15根穿孔管，每根穿孔管的空气流量=0.0043m³/s取=25mm，则=8.8m/s满足要求2、孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列，孔眼间距b=185mm，孔径=4mm，穿孔管厂为9m，孔眼数m=90个，则孔眼流速v为3、管路阻力计算a动压动压按总管计算，查表的b沿程压力损失估计总管厂25m，支管厂13m，穿孔管长9m。查表的：总管为21.03Pa/s，支管为5.25Pa/s，穿孔管为9.3mm/m，则c局部阻力损失估计d布气孔阻力e穿孔管安装水深造成的压力：有效水深为4.0m-38- f总需水头=109+1414+2117+10+39200=43kPa3.3污水泵房在计算高程布置时计算出总损失为8.92m。根据需求我们选用QY200-10-3型排水泵两台，一用一备。其性能参数如下：型号QY200-10-3，流量200m3/h,扬程10m,转速2860r/min,功率20Kw,出口直径200mm。3.4气浮池3.4.1加压融气气浮法是目前应用范围最广泛的一种气浮方法。空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和和空气以微气泡的形式释放出来。很设计采用部分回流加压溶气气浮法，用泵将处理装置出水（约为废水量的20%~30%）压入容器罐形成微气泡。本法不会打碎絮体，可提高处理水水质，在染料、染色废水处理中普遍使用。BOD53.4.2气浮池所需空气量1、加压溶气水的流量：回流比R，%，R=20%~30%，本设计取R=25%2、实际所需空气量：式中：:空气密度，，见下表（一）:水温校正系数，取1.1~1.3，本设计取1.2:在一定温度下，一个大气压时的空气溶解度，,见下表（一）:加压溶气系统的溶气效率，通常取0.5~0.9，见下表（二）:溶气压力（绝对压力），kPa,p=300~500kPa,本设计取400kPa-38- 表(一)阶梯环填料罐（层高1m）的水温、压力与溶气效率关系水温/℃51015溶气压力/MPa0.20.30.4~0.50.20.30.4~0.50.20.30.4~0.5溶气效率/%768380778481808683水温/℃202530溶气压力/MPa0.20.30.4~0.50.20.30.4~0.50.20.30.4~0.5溶气效率/%859090889292939898表(二)空气的密度及在水中溶解度温度/℃空气密度ρ/(g•L-1)溶解度Cs/(mL•L-1)01.25229.2101.20622.820116418.7301.12715.7401.09214.2根据上表，取k=1.2,假设水温为30，溶气压力p=400kPa,f=90%，=1.164,得：3.4.3溶气罐计算1、容器罐直径：-38- 式中：I—过流密度，对于填料罐，，本设计取则选用标准调料罐有效容积：式中：T—停留时间，min，取4min。则溶气罐高h：式中：—灌顶、底封头高度，取0.1m—布水区高度，一般取0.2~0.3m,本设计取0.3m—贮水区高度，一般取—填料层高度，，本设计取1.2m则3.4.4通过以上计算，选用TR-6型压力溶气罐，其参数如下：直径600mm；总高度3520mm；出水口距支座底高度为500mm；接管直径进水口125mm；出水口直径125mm；进气口15mm；释放器选型：TJ-II型溶气释放器3.4.5反应池1、接触池：a接触室面积A：式中：—接触室水流上升流速，，本设计取-38- 则b接触室尺寸：取池长为1m，则池宽B:设有效水深为3.0m，超高为0.5m，则总高H为3.5m。接触室尺寸为：c校核：，合格2、分离室a分离室面积：式中：—分离室水流的上升流速，，取则b分离室的尺寸：取池宽为4.6m则池长L：有效水深3.0m，超高取0.5m，则总高H为3.5m。分离室尺寸为：c校核：其中为分离室表面负荷，一般符合要求3、气浮池气浮池有效容积:总停留时间T:-38- 气浮池的尺寸：3.5水解酸化池3.5.1设计参数水力停留时间HRT取5h进水流量上升流速本设计取1.03.5.2设计计算1、容积V:2、有效水深h：保护高0.5m则池总高为5.5m3、池表面积F:设定2个酸化池，每个池表面积每个池宽为8m则池长为12.5m水解酸化池的尺寸：3.5.3布水配水系统1、配水方式本设计采用大阻力配水系统，为了配水均匀一般对称布置，各支管出水口向下距池底大约20cm，位于所服务面积的中心。设计参数如下表：干管进口流速/1.0~1.5开孔比/%0.2~0.25支管进口流速/1.5~2.5配水孔径/mm9~12支管间距/0.2~0.3配水孔间距/mm70~3002、干管管径a主干管D取则取D=250mm此时流速-38- b干管由于有两个酸化池，则取此时流速3、布水支管取布水支管间距0.3m，则支管的间距数为个，支管数根，每根支管的进口流量q:根据、，则DN20mm、取每根支管的长度4、出水孔的设计计算：取12mm的孔径的出水孔，出水孔于配水支管底部沿垂直中心线45°交叉布置。取开孔比为0.2%，则孔眼总面积S:单个孔眼面积S′：孔眼数N:每根管子孔眼数N′：校核：布水管厂，则配水孔间距:配水孔间距70~300mm，符合要求。-38- 3.6A/O工艺3.6.1厌氧池水力停留时间取2.5h，流量厌氧池容积:活性污泥回流比R厌氧池的实际停留时间：3.6.2好氧池容积水力停留时间：式中，—好氧池生物固体停留时间（O-SRT），d,一般为2~7d，本设计取4d—好氧池进水溶解性BOD浓度，,本设计为195—好氧池进水悬浮物浓度（SS）,,本设计为50a—溶解性BOD的转化率，,一般a=0.5~0.6，本设计取0.6b—SS的污泥转化率，,一般b=0.9~1.0c—污泥能源呼吸分解系数，，一般c=0.025~0.035，本设计取0.030好氧池容积:-38- 有效水深为4m，超高为0.5m则总高为4.5m池宽取5m,有3格，则池长L：取19m好氧池的尺寸则厌氧池的长L也为19m,有效水深4m,超高为0.5总高为4.5m厌氧池宽：取7m厌氧池尺寸3.6.3好氧池需氧量：有机物氧化需氧量：式中：—有机物氧化需氧量，，—反应池进水BOD浓度，，本设计为195—出水BOD浓度，，本设计为20a—去除每BOD需氧量，a=0.45则内源呼吸需氧量：式中：—内源呼吸需氧量，b—单位MLSS内源呼吸需氧量，，b=0.12则维持好氧池溶解氧浓度需氧量:式中：—好氧池出水量浓度，,一般取1.5~2.0，本设计取2.0-38- 则需氧量:3.6.4空气量计算本设计采用鼓风曝气，设曝气池的有效水深为4.0m，曝气扩散器安装距池底0.2m，则扩散器上静水压3.8m。值取0.7，值取0.95，，曝气设备堵塞系数F取0.8，采用管式微孔曝气扩散设备，.扩散器压力损失：4kPa.水中溶解氧饱和度为10.08则扩散器出口处绝对压力：空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数:时曝气池混合液中平均氧饱和度：标况下充氧量曝气池供气量：鼓风机出口风压P：管路压力损失5.5kPa，扩散器压力损失4kPa，则-38- 3.6.5活性污泥微生物每日在曝气池内的净增殖量，：式中：Y—产率系数，kg,—每日有机物去除量，kg/d—曝气池内挥发性悬浮固体总量，kg，则非生物污泥量:剩余污泥总量：3.6.6污泥泥龄：3.7二沉池的计算3.7.1设计参数：q取水平流速取沉淀时间2.5h3.7.2设计计算1、沉淀区表面积A:2、有效水深3、沉淀区有效容积4、池长5、总池宽6、设计沉淀池的数量为4个，单个池宽b=B/n=11/4=2.7m7、校核:符合要求-38- 8、污泥部分的容积V污泥区的容积按不小于按2h的贮泥量计。式中X—混合液污泥浓度，mg/L—回流污泥浓度，mg/LR—回流比，%每个沉淀池所需污泥部分容积=V/4=326/4=81m³9、污泥斗的容积污泥斗为方斗，每个沉淀池设两个污泥斗，每个污泥斗容积式中—污泥斗的上口面积，=2.72.7=7.29m²—污泥斗的下口面积，=0.50.5=0.25m²—污泥斗的高度，两个污泥斗的总容积为24.65=9.3m³10、污泥斗以上梯形部分的容积式中L—梯形上部的长度，即沉淀池长22.5ml—梯形下部的长度，l=2.72=5.4m—梯形部分的高度，=（22.5-5.4-0.5）0.01=0.17m11、污泥区的总高度污泥区厚度式中:—为单个池子面积，即=A/n，m²=1.57+0.17+1=2.74m12、沉淀池的总高度H设缓冲层高度=0.3m，超高=0.3m=0.3+2+0.3+2.74=5.34m-38- 13、进出水系统计算1）进水花墙采用砖砌进水花墙，孔眼形式为半砖孔洞，尺寸为=0.1250.063=0.00788m²。孔眼流速一般为0.2~0.3m/s，取=0.2m/s，孔眼总面积式中:—每个沉淀池进水流量，为0.055/4=0.014m³/s孔眼数个，取8个，则实际孔眼流速孔眼布置成2排，每排孔眼数为4个2）出水堰（1）堰长L式中:—出水堰负荷，。取1.6（2）出水堰的形式和尺寸：采用90°三角堰出水，每米堰板设五个堰口。每个堰口出流量（3）堰口水头（4）集水槽宽B，为确保安全，集水槽实际流量Q=1.3（5）槽深度集水槽临界水深集水槽起端水深设出水槽自由跌落高度=0.1m-38- 则集水槽总深度h=++=0.035+0.12+0.1=0.26m3.8混凝反应池3.8.1混凝剂的选择结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用聚合氯化铝（PAC）。其特点：碱化度比其他铝盐、铁盐混凝剂低，对设备腐蚀较小，混凝效率高，耗药量少，除磷率高，沉淀快。PAC受温度影响小，适用于各类水质。3.8.2.配制与投加配制方式选用对于混凝剂的投加采用湿投法，湿投法中应用最多的是重力投加。即利用重力作用将药液压入水中，操作简单，投加安全可靠。3.8.3PAC的投加量1)PAC的投加量式中:—混凝剂的投加量，mg/L—进水溶解性总磷浓度，mg/Lm—混凝剂的投加摩尔比，取m=1.5P—磷的原子量，P=31Al—铝的原子量，Al=272）液体混凝剂的投加量式中:—液体混凝剂投加量，mg/L—液体PAC的浓度（以计），%。取=16.0%—液体PAC的密度；。取1.32O—氧的原子量。3）每日混凝剂用量式中:Q—进水流量，m³/d-38- 3.8.4设备选择反应设备中的混合形式包括水泵混合、管式混合、多孔隔板混合、多流隔板混合和桨板式机械搅拌混合。由于桨板式具有混合效果好，水头损失小的优点，因此本设计采用垂直轴桨板机械混凝反应池，此种反应池采用电动机经减速装置驱动搅拌设备对水进行搅拌，旋转轴的位置多为垂直轴式，反应池由隔墙分成2~4格，每格间一搅拌机，搅拌速度可采用变速电动机或变速箱进行调节，以适应进水水质和水量的变化。3.8.5设计参数1）桨板尺寸：每台搅拌机机上桨板总面积为水流面积的10%~20%，最大不超过25%，以免水流随桨板共同旋转而减弱搅拌效果。桨板长度小于叶轮直径的75%，板宽10~30cm。2）叶轮旋转线速度：叶轮半径中心的线速度相当于池中水流平均速度，第一格为0.5~0.6m/s，以后逐渐减小，最后一格为0.2~0.33m/s,不得大于0.3m/s。3）反应时间：一般为15~30min，本设计取T=30min。4）叶轮尺寸：水平轴叶轮直径为反应池水深减去0.3m，叶轮末端与反应池侧壁间距小于0.25m。3.8.6设计计算1）每个反应池有效容积V（m³）为式中:Q—每日流量（m³/h）T—反应时间（min）,取30minN—反应池个数，取3。反应池的平面尺寸：池分三格，每格尺寸为2.5×2.5m，则反应池的面积F=2.5×2.5m=6.25m²2）反应池的平均水深H=V/3F=33.3/（3×6.25）=1.8m反应池超高=0.3m，则反应池总高为H+=2.1+0.3=2.4m。反应池分格隔墙的过水孔道上下交替布置，每格间设置一台搅拌机。-38- 3）搅拌机计算叶轮直径D=2m，叶轮外缘旋转直径=D/2=1m，叶轮外缘中心线速度：叶轮转速计算如下：，取10r/min，取4r/min,取2r/min。式中:—叶轮外缘桨板中心线速度（m/s）—叶轮外缘桨板中心旋转直径（m）桨板长度l=1.4m，l/D=1.4/2=0.7m<0.75m(符合要求)。取桨板宽度b=0.12m，断面宽度B=2.5m。每根轴上设八块桨板，内外各4块，桨板总面积与反应池过水断面面积之比为桨板叶轮所需功率的计算如下：b/l=0.12/1.4<1，则式中:r—水的密度—阻力系数，与桨板长宽比b/l有关，当b/l<1时，取1.0第一格外侧桨板所需功率第一格内侧桨板所需功率-38- 第一格桨板所需总功率=31.38+4.77=36.15kw第二格桨板所需总功率=2.64kw第三格桨板所需总功率=0.29kw设三台搅拌机合用一台电动机，则电动机功率3.9:斜板沉淀池斜板沉淀池斜板沉淀池是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行斜板的沉淀池。特点是沉淀效率高、池子容积小和占地面积小。斜板沉淀池水流方向主要有异向流、侧向流、同向流三种，在这里采用侧向流。3.9.1、参数设计1）颗粒沉降速度:大致为0.3~0.6mm/s。2）有效系数：最小为0.2，一般在0.7~0.8之间。3）斜板角：为了排泥方便常用50°~60°。4）板距P：侧向流常用100mm。5）板内流速v：一般为10~20mm/s。6）在侧向流斜板的池内，为了防止水流不经斜板部分通过，应设置阻流墙，斜板顶部应高于水面。7）为了使水流均匀分配和收集，侧向流斜板沉淀池的进出口应设置整流墙。进口处整流墙的开孔率应使过口流速不大于絮凝池出口流速，以免絮粒破碎。8）取污泥量为进水总量的0.5%，即3.9.2、设计计算1）斜板面积A需要斜板实际面积：其中:Q—最大设计流量，m³/s—颗粒沉降速度，取0.4mm/s-38- —有效系数，取0.75—斜板水平斜角，60°2）斜板高度计算h：式中：—斜板长度，取1.5m3）池宽B式中：v—板内流速，取20mm/s4）池长L斜板间隙数：N=B/P=2.2/0.1=22个池长：L=/Nl=366/(221.5)=11m5)池内停留时间t式中：—斜板区上部水深，0.5~1.0mh—斜板高度q—表面负荷，3.0~6.0,取4.07）沉淀池高度HH=++++=0.3+0.8+1+0.9+1.3=4.3m3.9.3进出口形式沉淀池的进出口布置应做到在进水断面上水流均匀分布，为避免已形成絮体的破碎，本设计采取穿孔布置。沉淀池出口布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，采用指形槽出水，指形槽的长度L式中：q—设计单位堰宽负荷，120~480，取300-38- 出水进去指形槽后采用锯齿三角堰自流流出。3.9.4、排泥方式选择重力排泥3.10Ph调节池为使出水Ph达到排放标准，故设置Ph调节池。Ph调节池采用折流式，尺寸为10m6m。3.11集泥井每日的总排泥量为445m³。需在1.5h内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提升流量的10min的体积。查《给水排水水井手册》第11册P297，选用150QW210-7-7.5的潜污泵。具体参数如下表型号流量m3/h扬程（m）转速（r/min）功率（Kw）效率（%）出口直径（mm）重量（kg）150QW210-7-7.5210714407.580.5150190则提升流量的10min的体积为35m³，设集泥井有效泥深为3.5m，则平面面积为A=V/H=10m²集泥井为圆形，则其直径为3.6m集泥井超高为0.3m，则集泥井的尺寸为3.6m3.8m3.12污泥的处理流程3.12.1说明污泥处理流程为：浓缩—脱水—处置（1）污泥浓缩污泥中含有大量的水分，为了便于处理和运输，需要减少污泥的含水量，缩小其体积。污泥浓缩是指通过污泥增稠来降低污泥的含水率，压缩污泥的体积，以便于后期处理。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩3种。本设计主要采用重力浓缩。根据它的运行方式，浓缩污泥池可分为连续式和间隙式两种。-38- 污泥经浓缩后，仍含有97%的水分，体积很大，可用管道输送。为了综合利用和进一步处置，必须对污泥进行干化处置。经脱水后的污泥含水率为65%~85%，污泥由流体流体转换为潮湿的固体，形成泥饼，体积减少。污泥脱水的方法有自然干化和机械脱水两种方式。本设计采用机械脱水，机械脱水也是目前国内外都在大力发展各种机械脱水技术。机械脱水的特点是占地面积小、工作效率高、卫生条件好。机械脱水的设备类型很多，常用的有真空过滤机、压力过滤机和离心脱水等。污泥的干燥和焚烧经污泥浓缩和脱水后，含水率约为60%~80%，可经过干燥进一步脱水，使含水率降低至30%左右。有机物可以直接焚烧，一方面可以去除水分，另一方面还可以同时氧化污泥中的有机物质。焚烧后的有机污泥变成稳定的灰渣，可用以筑路材料或其他建筑填充材料等。3.12.2污泥浓缩池1、设计参数进泥浓度：剩余污泥含水率：设计浓缩后含水率：污泥浓缩时间：T=12h污泥固体负荷：污泥斗斗壁倾角：45°2、设计计算a污泥量污泥浓缩池面积：采用圆形建造，直径为11.5mb浓缩后上清液体积浓缩后含水率的污泥，则浓缩后上清液体积为:-38- c浓缩后污泥体积和存泥体积浓缩后污泥体积泥斗容积：取泥斗高，泥斗直径d浓缩池高度清水区高度：污泥浓缩去高度：取超高污泥浓缩池总高度：3.12.3刮泥机选型查《给水排水设计手册》第11册，通过对浓缩池尺寸的计算，选ZXG-10型中心传动刮泥机。刮泥机规格性能：池径10m，刮泥板外缘线速度2.2m/min，电动机功率0.75kW，推荐池深4.0m，工作桥高度320mm。3.13脱水车间3.13.1污泥脱水机选用BAJZ型自动版框压滤机。板框压滤机容量大小即过滤面积A计算如下：式中：进口污泥含水率，95%Q：污泥量，kg/hV：过滤速度，，取4根据A的值，选择BAJZ30A/800-50型自动板框压滤机两台，每天运行2次。其性能如下：过滤面积30m²，虑室面积750L，板框尺寸1000mm1000mm，虑框厚度60mm，虑板数16，虑框数15，虑室厚度25mm，滤布规格51mm-38- 1.13mm，过滤压力0.6MPa，电动机功率11kW，重量10000kg。3.13.2车间尺寸脱水车间平面尺寸：另附：各构筑物的预去除效率；格栅：项目CODBOD5SSTPpH进水(mg/L)8004002002010出水(mg/L)688348702010去除率14%13%65%--调节池：项目CODBOD5SSTPpH进水(mg/L)688348702010出水(mg/L)62033070208去除率10%5%---气浮池：项目CODBOD5SSTPpH进水(mg/L)62033070208出水(mg/L)55829856207去除率10%10%20%--水解酸化池：项目CODBOD5SSTPpH进水(mg/L)55829856207出水(mg/L)33419345207去除率40%35%20%--A/O工艺项目CODBOD5SSTPpH进水(mg/L)33419345207出水(mg/L)80402047去除率76%89.6%56%80%--38- 混凝反应池:项目CODBOD5SSTPpH进水(mg/L)80402047出水(mg/L)4520100.57去除率44%50%50%87.5%-第四章、平面和高程布置4.1平面布置平面的布置应满足规范设计，必须对工艺处理中的总平面处以整齐划一。各处理单元构筑物必须是相互紧凑衔接的要求，尽可能减少污水站的占地面积。平面布置原则1、处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。2、处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。3、经常有人工作的建筑物如办公，化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。1、在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水的工作人员提供一个优美舒适的环境。2、总图布置应考虑远近结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。3、构筑物之间的距离应考虑敷设灌渠的布置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5到10米。4、污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。5、变电站的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免厂内架空敷设。6、污水站内管线种类很多，合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。7、如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管沟内，以利于维护和检修。-38- 11、污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。4.2高程布置原则1、选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。2、计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和灌渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。3、设置终点泵站的污水处理站，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒退计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建筑投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。4、在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化场，污泥浓缩池，消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。4.3高程布置结果1、污水干管直径和系数的确定:流速V的取值范围为1.0~1.5m/s，查《给水排水设计手册》第一册，取DN=300mm校核：符合要求查表得知1000i=3.3，i=0.00332、沿程和局部损失（局部损失取沿程损失的0.2倍）格栅至调节池（管道长7m）:取0.03m调节池至气浮池（管道长15m）:取0.06m气浮池至水解酸化池（管道长10m）:取0.04m-38- 水解酸化池至A/O反应池（管道长30m）:取0.12mA/O反应池至平流式二沉池（管道长8m）：取0,03m平流式二沉池至混凝反应池（管道长15m）：取0.06m混凝反应池至斜板沉淀池（管道长10m）:取0.04m斜板沉淀池至厂界（管道长20m）：取0.08m3、流经处理构筑物的水头损失如下表：构筑物名称水头损失/m本设计取值/m构筑物名称水头损失/m本设计取值/m格栅0.1~0.150.1A/O反应池1.5~2.52.0调节池0.2~0.40.25平流式沉淀池0.15~0.250.2气浮池0.2~0.30.3机械混凝反应池0.1~0.20.2水解酸化池0.2~0.40.3斜板沉淀池0.2~0.30.2废水高程计算列表项目沿程和局部损失/m自由跌水/m各构件水头损失/m高程名称高程/m收纳水体收纳水体189.89排水总管0.3排水管出口190.190.08斜板池出口总渠至厂界190.27-38- 斜板沉淀池末端至厂界损失斜板沉淀池内部损失0.2斜板沉淀池内部损失190.47混凝池至斜板沉淀池损失0.04混凝池至斜板沉淀池190.51混凝池内部损失0.2混凝池内部损失190.71平流沉淀池至混凝池损失0.06平流沉淀池至混凝池190.77平流池内部损失0.2平流池内部损失190.97A/O工艺至平流沉淀池损失0.03A/O工艺至平流沉淀池损失191.0A/O工艺内部损失2.0A/O工艺内部损失193．0水解酸化池至A/O工艺损失0.12水解酸化池至A/O工艺损失193.12水解酸化池内部损失0.3水解酸化池内部损失193.42气浮池至水解酸化池损失0.04气浮池至水解酸化池损失193.46气浮池内部损失0.3气浮池内部损失193.76格栅0.80.1格栅188.99-38- 调节池4.00.25调节池184.74高程差：第五章参考文献1.《环境工程设计手册》；2.《给水排水设计手册》第一、十一册等；3.《环境工程设备设计手册》4城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）。5《污水综合排放标准》。6各类《工业污染物排放标准》。7崔玉川等编，城市污水处理厂处理设施设计计算，化工出版社，2004。8孙力平等编，污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社，2001。9童华等编，环境工程设计，化学工业出版社。10废水生物处理工程设计实例详解。11.张自杰等编，废水处理理论与设计，中国建筑工业出版设，200212.李亚新等编，活性污泥法理论与技术，中国建筑工业出版设，200713.张学洪等编，工业废水处理工程实例，冶金工业出版社，200914.马承愚等编，高浓度难降解有机废水的治理与控制，化工出版社，200615．张林生等编，印染废水处理技术及典型工程，化工出版社，200716.胡洪营等编，环境工程原理，高等教育出版社，200517.柴晓利等编，环境工程专业毕业设计指南，化学工业出版社，2008-38-'