天翼印染厂废水处理工艺.docx 66页

'┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书摘要随着我国印染工业的迅猛发展，印染过程中产生的废水中有机物含量高、色度大、可生化性差，印染废水对环境的污染也越来越严重。本设计为印染废水和生活废水处理及排放工程设计，根据废水的水质特点和特征，最终采用气浮—水解酸化—生物接触氧化的综合水处理工艺，该工艺能有效地处理废水中的难降解物质和SS类，设计出水最终实现出水符合中华人民共和国国家标准（GB8978-1996）《污水综合排放标准》的要求，之后通过详细的设计计算确定处理工艺中各构筑物的尺寸并完成主要构筑物的平剖面图Autocad的绘制，且对相应的附属设备进行了选型。最后对污水在流动过程中的水头损失进行计算，并根据污水厂的地形及布置原则绘制了污水处理厂的平面布置图和高程图，最终完成设计。关键词：印染废水；生物接触氧化；厌氧；好氧处理共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书AbstractWiththerapiddevelopmentofChina"sprintingindustry,printinganddyeingwastewaterpollutionoftheenvironmenthasbecomeincreasinglyserious.Printinganddyeingwastewatergeneratedintheprocess,organicpollutantscontent,colorlarge,poorbiodegradability,waterqualityandquantitychanges,wastewatercontainsalotofhardbiodegradationofchemicalsandresidualdrugcomposition,thebiodegradabilityofwastewaterdegradation,poor.Thedesignfortheprintinganddyeingwastewateranddomesticwastewatertreatmentanddisposal,engineeringdesign,basedonwastewatercharacteristicsandfeaturesofwaterquality,andultimatelybyhydrolyticacidification-biologicalcontactoxidation-airintegratedwatertreatmentprocess,theprocesscaneffectivelydealwithwastematerialintherefractoryandtheSSclass,andultimatelymeetthenationalstandardwater(GB8978-1996)"Integratedwastewaterdischargestandard"requirements,accordingtothemaintreatmentprocessinthecalculationofstructures,structuresoftheCADdrawingofthemap(acidification,biologicaloxidationetc.)andsewagetreatmentplantsbyhandtheoverallplanandbudgetforcompletionoftheproject,finallycompletedthedesign.Keywords:dyewastewater;biologicalcontactoxidation;anaerobic;aerobictreatment共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书目录摘要1Abstract2目录3第一章绪论5文献综述51.印染废水的来源和特点52.印染废水的处理方法63.我国印染废水的处理现状10第二章方案比较112.1方案的制定与比较112.2方案比较12第三章污水处理构筑物的设计计算133.1筛网133.2调节池133.3气浮池143.3.1设计说明143.3.2加压溶气气浮设计参数143.3.3参数选取153.3.4设计计算153.4水解酸化池173.4.1设计说明173.4.2设计参数173.4.3池体设计与计算173.5生物接触氧化池203.5.1设计说明203.5.2设计计算参数213.5.3填料容积负荷213.5.4污水与填料总接触时间213.5.5池体设计计算223.5.6校核BOD负荷243.5.7填料选择计算243.5.8接触氧化池需气量计算253.6二沉池263.6.1设计说明263.6.2设计参数273.6.3池体的设计与计算27第四章污水厂污泥处置与处理314.1污泥量的确定与计算314.2污泥处理工艺流程314.3集泥池314.3污泥浓缩池32共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书4.3.1设计参数324.3.2池体设计计算334.4污泥脱水间364.4.1设计参数364.4.2设计计算36第五章污水厂平面布置和高程布395.1厂址的选择395.2平面布置说明395.3高程布置说明40第六章污水处理过程中的设计计算426.1计算说明426.2.1污水流经各构筑物的水头损失426.2.2链接管道的水头损失436.2.3构筑物高程的计算446.3污泥构筑物高程计算456.3.1链接管道的水头损失466.3.2构筑物高程的确定48第七章污水处理工程经济分析507.1编制依据507.2工程总造价507.2.1土建部分507.2.2设备部分517.2.3工程直接投资527.2.4其他费用527.2.5工程总造价537.3运营费用537.3.1成本估算有关单价537.3.2动力费537.3.3工资福利费547.3.4运营水费547.3.5运营维修费547.3.6运营管理费547.3.7年运行成本54结束语55参考文献56谢词57附录:英文翻译58共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第一章绪论文献综述印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106～4×106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。肥东天翼包装有限公司生产过程中会产生少量的印染废水，排放量约为450d/t印刷废水在印染过程中产生的印染废水是在印刷过程中产生的印染残液、擦板废水、制版废水、清晰废水等的总称，是一种比较难于治理的工业废水，废水中含有大量的金属离子、油墨、碱、机油等，水质复杂，难降解的有机物含量高，可生化性差，碱性大，色度高，处理难度比较大，水质参数见下表：CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/LpH/色度倍水量m3/h工业废水12000250035007-8800010生活污水4002002007-8/10综合废水6200135018507-8400020污染物的排放，直接增加了纳污水体的污染负荷，如不进行处理，对水体水质造成严重的影响，因此，企业为了自身今后的发展对社会负责，应该设计出一套比较完善的污水处理体系。1.印染废水的来源和特点印染废水主要来自退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花、整理工段。正是这些生产过程决定了印染废水具有以下特点：色度大、有机物含量高。印染废水总体上属于有机性废水，其中所含的颜色及污染物主要有天然有机物质及人工合成有机物所构成。水质变化大。印染废水是印染企业生产过程中排放的各种废水混合后的总称。因此COD高时可达2000～3000mg/L，且BOD、COD之比小于0.2，可生化性差。pH值变化大。由于不同纤维织物在印染加工中所使用的工艺不同，在染色或印花中需要在不同条件下进行染色，因此不同纤维织物在印共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书染加工中所排放废水的pH值是不同的。水温水量变化大。由于加工品种、产量的变化，导致水温水量的不稳定。2.印染废水的处理方法由于印染企业生产品种的多样性及生产工艺的多样性，而且废水具有印染废水成分复杂，色度深，碱性强，水量大，生物难降解物多，脱色困难，运行费用高的特点，因而印染废水的处理采用物理、化学、生物等多种方法组合进行。2.1物理法--吸附法（活性炭吸附为主）在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法(多半用于三级处理)，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。SaitoT.等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93%、92%和63%，活性炭吸附能力可达到500mgCOD/g炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。但若废水BOD5＞200mg/L，则采用这种方法是不经济的。吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明，在pH＝12的印染废水中，用硅聚物(甲基氧)作吸附剂，阴离子染料去除率可达95%～100%。2.2化学法印染废水的化学处理方法主要有化学混凝法、化学氧化法和光催化氧化法等。2.2.1化学混凝法化学混凝法是向水中投加化学混凝剂，使废水中的某些污染物由溶解状态或胶体状态为凝胶状态，集结为絮体，絮体吸附、捕集悬浮物并使之进一步集结沉淀下来。混凝法适应性强、工艺流程简单、基建投资低、占地面积小、操作管理方便、对疏水性燃料脱色效率高，是污水处理的常用方法。龙一飞等人[7]采用聚合氯化铝铁（PAFC）对黄冈某印染厂生产废水进行研究。结果表明，PAFC在投加量为80mg/L，pH为8～10，搅拌速度为70～120r/min，搅拌时间3～4min共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书时，脱色率达到93﹪，COD的去除率达到86﹪。蒋少军[8]通过对FMC（新型无机盐絮凝剂FMC-MgCl2的简称）絮凝剂处理印染废水的试验研究发现，FMC作为印染废水絮凝剂使用，有很好的脱色效果。由于高效复合混凝剂能同时发挥几种混凝剂的优点，降低各组分的用量，使混凝法处理印染废水既有效又经济。所以也被广泛使用。卞慧芳等人[9]采用聚合硫酸铁（PFS）和聚丙烯酰胺（PAM）复合絮凝剂处理江苏某染织集团的印染废水，该厂原水COD为1600～1700mg/L，pH值为12～14，色度为1200，色泽为深紫色，利用复合絮凝剂处理效果好，COD的去除率达76.3﹪，色度的去除率高达98﹪。2.2.2化学氧化法化学氧化是降解废水中有机物的有效方法。它是利用氧化剂（臭氧、过氧化氢、二氧化氯及高锰酸钾）的氧化性质，在一定条件下将废水中的污染物降解或改变其化学结构，从而去除或降低其对环境污染的过程。二氧化氯是一种具有强氧化性和氧化过程中很少有有机卤代物产生的氧化剂。在水处理的氧化消毒及造纸、纸浆工业的漂白等行业已经广泛使用。二氧化氯处理印染废水主要是氧化破坏染料的发色基团和助色基团，达到显著的脱色效果。二氧化氯除与酸性靛蓝等燃料等发生反应外，还与许多直接染料和活性染料反应使染料褪色。2.2.3光化学氧化法光化学氧化是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的，根据氧化剂的种类不同，可分为UV/H2O2、UV/O3及UV/H2O2/O3等系统。臭氧氧化法是近几年研究的一个热点。O3分子反应选择性强，在处理印染废水时，能与含双键的染料直接发生加成反应，提高废水的可生化性[16]。臭氧氧化法成本较高，而且受臭氧生产能力限制。因此单独的臭氧处理技术并不是一种有效的去除有机物的方法，所以常将臭氧技术与其它技术联合使用，如O3-固体催化技术、O2-H2O2/UV、O3/UV技术等。O3/UV技术就是O3在紫外线（UV）作用下，转化为·OH等强氧化性物质，以氧化有机物[17]，增强氧化效率。2.2.4光电催化氧化法目前高级氧化工艺逐渐受到人们的青睐。这些氧化新技术在难降解有机工业废水处理方面的研究十分活跃，有些已进人工业试验阶段。尤其电催化高级氧化技术、光催化氧化以及两者的协同效应的研究正成为该领域研究的热点[20，21]共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书。光催化氧化技术它是以半导体材为催化剂，半导体材料的外层具有特殊的电子结构，即具有较深的价带能级。当它们受到能量大于带隙能量的光照射时，处于价带上的电子就被激发到导带上，从而使导带上生成高活性电子，价带上生成带正电荷的空穴（h+），产生的电子-空穴对在电场的作用下向颗粒的外表面迁移，迁移到表面的电子具有很强的还原能力，可与氧气结合生成O2-离子，而光和电子一空穴具有极强的得电子能力，可将部分有机物直接氧化，也可将OH-氧化成OH自由基，而·OH又几乎可将所有有机物氧化分解CO2、H2O等无毒无害物质。光催化氧化反应可利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用,氧化分解废水中的有机污染物质,使废水的各项污染指标大幅度降低。2.3生物处理法生物处理技术是在一定的人工技术措施条件下，利用微生物的新陈代谢作用，将废水中的污染物一部分转化为微生物细胞物质，另一部分转化分解为简单的小分子有机物或无机物，从而达到净化废水水质、消除其对环境的污染和危害的目的。生物处理具有处理效率高、处理效果好、适用范围广、成本低、运行管理费用小及可处理的水量大，方法较成熟等优点。所以被广泛应用于污水处理中。废水生物处理分为好氧生物处理和厌氧生物处理两种方法。2.3.1好氧生物处理法好氧处理是一种在提供游离氧的提前下，以好氧微生物为主，使有机物降解、稳定的无害处理方法。根据微生物在水中的存在状态，可分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥由于具有很强的吸附能力和分解、氧化有机物的能力以及良好的沉降性能，所以成为最常用的好氧处理方法。余杭某印染厂采用AB生化法工艺处理印染废水,时间表明,该工艺处理效果良好，进水平均水质：COD为1440mg/L，色度1500倍，AB两段COD去除率分别为50﹪和85﹪，总去除率达到95﹪，另外，斜板初沉池由于投加了FeSO4和石灰乳作为混凝剂具有很好的脱色效果，脱色率达到93﹪以上。出水水质均达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）规定的以及标准，达标率100﹪[24]。生物膜是另一类生物处理方法的统称，微生物附着在介质表面上形成生物膜，污水同生物膜接触后，有机物被吸收转化为稳定的无机物质和原生质。生物膜法和活性污泥法的处理效果差不多，优点是剩余污泥量少且不会产生污泥膨胀，占地少，运行管理方便，但易发生生物膜堵塞的危险，所以生物膜不适合处理高SS的废水。经常与其他方法联合使用。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书2.3.2厌氧生物处理法厌氧生物处理是指在没有游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的一种无害化处理方法。该法具有运转费用低，而且可回收利用的甲烷以及剩余污泥量少的优点。厌氧处理高浓度（一般BOD5≥2000mg/L）的有机废水有很好的优势。李亚新等人[26]设计的厌氧生物滤池试验,得到了较好效果,可使COD率去除达70%～86.6%，色度去除60%～84%,出水水质稳定。刘建荣等人[27]在厌氧流化床中投加高效脱色菌，采用聚集-交联固定法把高效脱色菌固定于活性污泥上,并在反应器中加磁粉，使产生稳恒弱磁场，以对微生物产生正磁效应，用以处理模拟染料废水，在水力停留仅3小时的情况下，可使COD去除44%～49%，色度去除90%以上。Knapp等人[28]也在实验室处理了实排染料废水，在严格厌氧条件下，在蛋白质含量较高的培养基中，脱色率达77%。2.3.3好氧-厌氧联合处理法由于印染废水的水质变化大，许多染料在好氧条件下属于难降解物质,由于在厌氧条件下能不完全降解,因此在传统的好氧生物处理装置前增加厌氧(水解)处理的厌氧(水解)—好氧串联工艺,可以使印染废水中难以生物降解的有机物水解为较易生物降解的物质,改善废水的可生物降解性,从而提高传统流程的去除率.总之，通过厌氧处理以提高印染废水的可生化性，使出水水质稳定，减少了负荷冲击，以利于后续的好氧处理。曾国驱等人[29]采用ABR结合SBR法处理印染废水，结果表明，当进水色度为280～3550倍，COD为130～986mg/L时，出水色度为8～40倍，COD为30.0～97.1mg/L时，去除率分别为89﹪～99﹪和32﹪～95﹪；组合工艺的好处还有以下体现，当ABR在废水处理过程中，由于脱色而产生苯胺物质，ABR出水中的苯胺升高，经过SBR放入处理，总出水苯胺浓度为0.20～0.95mg/L，去除率为50﹪～98﹪。曾丽璇等人[30]采用的水解酸化、接触氧化及水解酸化一接触氧化相结合这三种工艺处理珠海市斗门区某织染有限公司的印染废水，试验结果显示，针对COD为532mg／L、色度为512倍的原水，在总停留时间24h的情况下，采用水解酸化一接触氧化工艺在三种处理工艺中较有效，可以获得84﹪的COD去除率及88﹪的脱色率，而且该工艺对原水水质的pH有强的适应能力。据报道[31]，江苏某集团排放印染废水9000　m3/d,该废水主要来自退浆、煮炼、染色、印花等工序，其中退浆、煮炼、丝光、染色、印花等工序所产生的废水量占总废水量的90%以上,煮炼、丝光等工序需在碱性条件下进行,产生的废水呈强碱性。废水浓度BOD5为177.7mg/L,COD为共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1500mg/L,SS为400mg/L，pH为11.7，色度为350倍，出厂废水浓度BOD5为22.2mg/L，COD为141mg/L，SS为44.4mg/L，pH为8.6，去除率分别为87.5%，90.6%，88.9%，87.1﹪3.我国印染废水的处理现状目前，印染废水的处理方法很多，各自具有一定的优缺点，因此要达到良好的处理效果，必须采用多种方法的联合，做到取长补短。随着人们环保意识的增强，废水处理技术的不断发展，印染废水的处理技术将会不断地发展和完善。在选择处理工艺时，必须考虑水质与工艺的特点，合理制定工艺，并开发新型处理方法，使处理效果不断提高，并有效降低处理成本，从而使其对环境的危害越来越小。在关注污染治理的同时更应注重预防，采用环境友好型的染料和助剂，加强废水回用率，为污染的防治开辟了一种新的途径。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第二章方案比较2.1方案的制定与比较CODmg/LBOD5mg/LSSmg/LPH/色度倍水量m3/h工业废水12000250035007-8800010生活污水4002002007-8/10综合废水6200135018507-8400020处理污水设计基本资料：根据所给的水质和要求，现基本确定两套工艺：方案一水解—好氧—气浮工艺处理印染废水的工艺流程，工艺流程中一级处理：格栅和调节池；二级处理：水解酸化池、生物接触氧化池、混凝气浮池。先采用调节池提高废水的可生化性，再水解酸化池和接触氧化池进一步去除水中的COD和BOD。最后通过混凝气浮工艺去处水中的SS降低废水色度。以保证出水水质达标。方案二水解酸化—UASB—SBR工艺处理印染废水的工艺流程，工艺中首先采用格栅截留水中较大的悬浮物和漂浮物，之后通过水解酸化池的处理增加污水的可生化性，再由UASB+SBR工艺处理后，进过活性炭吸附后出水。接触氧化池水解酸化池气浮池调节池筛网污水二沉池污泥脱水污泥浓缩池污泥外运方案一水解-好氧-气浮工艺处理印染废水共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书污泥回流生物活性炭调节、酸化池格栅，中和池消毒池SBRUASB废水滤液污泥浓缩脱水干泥外运剩余污泥方案二酸化-UASB-SBR工艺处理印染废水2.2方案比较两种处理工艺在各个阶段的比较1方案各阶段优缺点前处理方案一中采用了筛网对污水进行初步处理，方案二采用的是格栅，由于本设计水量太小，所以用格栅不能保证格栅能稳定工作，方案一中采用的管道过滤器在处理小水量的污水中价格低且运行稳定厌氧阶段在厌氧反应阶段，方案一中采用水解酸化池较方案二中的UASB具有以下优点：（1）由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，因而水解酸化所需体积小；（2）处理过程中不产生沼气，不需要沼气收集装置，简化了构造，降低了造价；（3）废水经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。好氧阶段在好氧处理单元，生物接触氧化法兼具活性污泥法和生物膜法的优点。SBR法虽然不用二沉池，但是其不连续出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力，而且不连续出水，使得SBR工艺串联其它才处理工艺时较为困难。去除色度的阶段方案一中采用活性炭对污水进行消毒和进一步脱色，方案二采用的是混凝气浮的工艺对污水共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书进一步去除色度和降低废水的COD值，确保废水的色度和COD指标达标。而且方案二中的混凝气浮的工艺具有于技术投资省、设备简单、占地少等优点，且对色度的去除效果明显，而活性炭吸附处理高色度废水的技术还不成熟，却成本比较高。综上所述，方案一比方案二优越，本设计采用方案一对肥东天翼包装厂的废水进行有效处理。第三章污水处理构筑物的设计计算3.1筛网设计说明1选定网眼尺寸污水中悬浮物为纤维类物质，所以筛网的网眼应小于2000um。2筛网种类根据生产的产品性能，选用倾斜式筛网，筛网材料为不锈钢。水利负荷0.6-2.4m3min·m2。3算选筛网面积A参数：取水力负荷：q=1.5m3min·m2Q=450m3d=0.31m3min面积：A=Qq=0.311.5=0.21m2设计取A=0.3m2表3-1筛网进出水水质项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)去除率(%)COD620050000BOD135010800色度(倍)400030000SS18501600113.2调节池污水的最大设计流量为取水力停留时间HRT=1.0小时，调节池高2.0米，其中超高0.5米。（1）调节池的有效容积式中：Q———废水的设计流量，m/d；共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书V———电解槽的有效容积,m；T———操作时间，min。（2）调节池面积取调节池的长为2.2m，宽为2.0m。(3)进出水均采用DN200的钢管，流速V=0.70m/s，i=0.004。(4)由于调节池也有少许污泥的产生，去设计污泥量为3.84m3/d。(5)由于调节池泥量产生量少，采用人工清渣，以节省费用。3.3气浮池3.3.1设计说明原水进水是含有大量的悬浮物，这些悬浮物质轻、细小，难于沉淀。由于废水中ss含量高，因此决定此次生化后续处理系统采用气浮系统进行废水初级处理，悬浮物质经过投加絮凝剂反应，形成较大的矾花后，气浮利用清水池中的溶气水，经过释放机产生大量的微小气泡，这些气泡在上升的过程中携带着水中的悬浮物一同升至水面，形成浮渣，浮渣由刮渣机刮入污泥池，从而进行泥水分离，以保证废水处理系统的平稳运行和达标。3.3.2加压溶气气浮设计参数1气浮池的有效水深，一般取2.0～2.5m，长宽比一般为2:1～3:1，竖流式应为1:1。一般单格宽度不超过6m，长度不超过15m为宜。2接触区水流上升速度，下端取20mm/s左右，上端5～10mm/s，水力停留时间大于1min。接触区设隔板，其角度一般为70o，隔板下端可设一直段，其高度一般取800～1000mm。隔板顶部和气浮池水面之间的高度应计算确定，该高度扣除最大泥渣层高度（10～20cm）后为堰上水深，其净过水断面应满足5～10mm/s的流速。3分离区水流向下流速一般取1～2.5mm/s（包括溶气回流量）。水力停留时间一般为10～20min，其表面负荷约为6～8m3/(m2·h)，最大不超过10m3/(m2·h)。4回流溶气及部分溶气的回流比（或溶气水比）应计算确定，一般为15%～30%。5压力溶气罐应设压力表、水位计、安全阀并设水位、压力控制器、自动控制，必要时可装填料，并应符合下列要求：1）溶气罐一般采用阶梯环填料，填料层高度应为罐高的1/2，并不少于0.8m，液位控制高为罐高的1/4～1/2（从罐底计）。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书2）溶气罐设计工作压力一般为0.3～0.5MPa。3）水力负荷为300～2500m3/(m2·h)。4）溶气罐水力停留时间应大于2～3min（有填料时取低值），并应计算确定。5）溶气罐设计高径比应大于2.5～4，有条件时取高值。3.3.3参数选取①已知设计流量Q=450m3/d=18.75m3/h=0.0052m3/s，②接触上升流速Vc=12mms，停留时间tc=60s，①浮分离速度Vc=2mms，溶器罐过流密度I=150m3(h·m2)，②溶器罐压力P=3.5kgfcm2=3.43×105pa，气浮池分离室停留时间t=18min。（由于气浮池的设计资料太少，因此气浮池设计是参照《城市污水回用深度处理设施设计计算书》进行计算的）表3-6气浮池进出水水质项目进水水质（mg/l）出水水质(mg/l)去除率（%）COD5000350030色度300060080BODSS1080160070032015803.3.4设计计算1.混凝气浮的投药量得计算。加药方式采用在气浮池前通过静态混合器投加，根据所查文献资料的参考选用PAC和PAM混合投加的方式投加混凝剂，最终初定投药量为20、1.8mg/l。具体投药量根据实际运行情况确定。（在投药过程中也可投加一些复合混凝剂，在去除色度方面有很好的效果。）管径采用DN250。2．气浮池所需空气量Q_g=QR^，a_e∅=18.75×0.15×60×1.2=202.5Lh—试验条件下回流比取15%—试验条件下的释气量取60—水温校正系数，1.1～1.3，取1.23．所需空气机额定气量（为安全系数，在1.2～1.5之间，取1.4）共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书Qg，=∅，Qg60×1000=1.4×202.560×1000=0.0047m3min选用Z—0.025/6—D1型空压机4．加压溶气所需水量QP=Qg736ηPKT=202.5736×0.8×3.5×3.32×10-2=3.00m3h—选定的溶气压力，3.43×105pa，即3.5kgfcm2—溶解度系数，取3.32×10-2—溶气效率，取80%实际回流比R,=QpQ=3.018.75=16％5．压力容气罐（选用1座）Dd=4Qp2πI=4×3.023.14×150=16.9m3h选用标准填料=0.6m,则实际过流密度I=QpF=3.02π4（0.6）2=5.31m3（h·m2）6．接触室尺寸气浮池个数N=1，单室表面积Ac=(Q+QP)VC=(18.75+3.00)0.012×3600=0.5m2令池宽Bc=1.0m，则接触室长度Lc=AcBc=0.50.5=1.0m接触室出口断面高H2=Lc=1.0m，接触室气水接触水深Hc，=tcVc=60×0.12=0.72m，取Hc，=0.8m，接触室总水深Hc=Hc，+H2=0.8+1.0=1.8m7．分离室表面积As=Q+QPVs=18.75+3.000.002×3600=3.0m令池宽Bs=1.0m，则分离室长度Ls=AsBs=3.01.0=3.0m分离室总水深Hs=Vst=0.0002×60×18=2.16m8．气浮池容积W=AcHc+AsHs=0.5×1.8+3.0×2.2=7.5m39．时间校核接触室气水接触时间tc=Hc，Vc=0.80.012=66.7s＞60s，符合要求共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书气浮池总停留时间T=60W(Q+Qp)=60×7.5(18.75+3.0)=20min10.污泥产生量气浮池浮渣=∆COD×Q×0.45+∆SS×Q+PAC×Q×0.9+PAM×Q=1.5×524×0.45+1.280×524+0.35×524×0.9+2×20=1228.7kgDS/d污泥产生量：Qs=Wds1000×（1-0.98）=1228.71000×（1-0.98）=61.4m3d3.4.1设计说明水解酸化就是将大分子有机物转化成小分子有机物，可提高废水的可生化性（B/C），即是提高BOD。它是厌氧生化的第一过程，即产酸阶段。水解酸化对DO有严格的要求，一般在0-0.5，高于0.5变成了好氧，等于0是严格意义的厌氧即产甲烷阶段，因此水解酸化一般均要设置通入空气量，保证DO值。水解酸化不一定会使COD降低，很多情况下还可能使COD增加，当然也有COD降低的。水解酸化的水力停留时间一般不超过6小时。水解酸化池一般设置成长方形且超过2格。为提高水解酸化池酸化处理效果,水解酸化池中设置潜水搅拌机,避免污泥沉淀。无论是搅拌泵搅拌、脉冲搅拌等都没有问题。鼓风机不一定要，但如果后面的好氧池要用风机，建议你将输气管接入酸化池并设置曝气软管，这样酸化池在必要时也可作好氧池用，也可作辅助搅拌用，在有机负荷高的情况下，适量的曝气不会对酸化造成影响的，如单独配风机就没必要了。反应器的上升流速为0.5-1.8m/h，最大上升流速在持续时间超过三小时的情况下不超过1.8m/h。3.4.2设计参数取水力停留时间为2.0h，水解酸化池的最大设计流量为528m3表3-2水解酸化池进出水水质项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)去除率(%)COD3500150045BOD70050030色度(倍)60030050SS32022030共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.4.3池体设计与计算（1）水解酸化池的容积式中：V———水解酸化池的容积，；HRT———停留时间，h。K———总变化系数，1.5（2）近期设一组水解池分成两格设每格宽2.0m，反应器的高度取3.5m，按长宽比为2：1设计，则每组水解池的池长为2×2×2=8m。则每组水解池的池容为8×4×2.5=80.00m3为了提高水解酸化反应器的反应效率，在池中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料，填料层高度为1.0m,填料底部距池底0.5m，填料上部位为清水区，清水区高度取0.5m，反应器超高0.2m。（3）水解池的上升流速校核反应器的高度确定后，反应器高度取2米，反应器的高度与上升流速之间的关系如下：式中：V———上升流速，m/s；H———反应器高度，m符合设计要求。（4）配水方式采用穿孔管布水器（分枝状布水方式），配水支管出水口距池底100mm，位于所服务面积的中心，出水管孔径15mm(一般取15-20mm)之间。单孔布水负荷为0.5-1.5m2,取0.6m2，出水孔处设置45导流板，每格水解酸化池的面积为，则每格出水孔个数为。（5）出水收集出水设置在水解池顶部，尽可能均匀手机处理过的污水，出水槽上加三角堰。出水三角堰计算（90°）①采用H=0.05m共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书①每格三角堰流量qQ=1.40H2.25=1.40×0.052.25=0.00167m3s②角堰个数nn=Q0q=0.0300.00167=18④三角堰中距LL=Bn=218=0.11m⑤集水槽集水槽宽度BB=0.9Q0.4,为确保安全，集水槽设计流量Q=（1.2-1.5）Q0B=0.9×（1.3×0.030）0.4=0.25m槽深度出口处水深为临界水深hk=3Q2gB2=31.3×0,03029.8×0.252=0.14集水槽起端水深h0=1.73hk=1.73×0.14=0.24m设出水水槽自由跌落高度为h2=0.1m，则集水槽总深度h=H＋h2+h0=0.05＋0.1＋0.24=0.39m（6）污泥斗容积每格水解酸化池设2个污泥斗，污泥斗上口面积污泥斗下口面积污泥斗得高度每个污泥斗的容积（7）反应器的总高度式中：———反应器的总高度，；———坡底落差，。H=4.3+1.3=5.6m（8）污泥产生量干污泥量Wds=YQ•(p0–pe)式中：———污泥干重（；———污泥的产泥系数，；取0.3-0.4共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书———进水COD的浓度，；———出水COD的浓度，。污泥体积每天排泥一次。采用静压排泥，排泥管管径取150mm.（9）每格水解池分别进水进出水管均采用钢管，管径200mm,流速V=0.64m/s,1000i=2.833.5生物接触氧化池3.5.1设计说明接触氧化池主要由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等构成，具体结构如图所示。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图3-1生物接触氧化池的构造示意图生物接触氧化池设计要点：（1）生物接触氧化池一般不应少于2座；（2）设计时采用的BOD5负荷最好通过实际确定。也可以采用经验数据，一般处理城市污水可用1.0～1.8kgBOD5/(m3d)，处理BOD5≤500mg/L的污水时可用1.0～3.0kgBOD5/(m3d)；（3）污水在池中的停留时间不应小于1～2h（按有效容积计）；（4）进水BOD5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；（5）填料层高度一般大于3.0m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高度为1m，蜂窝孔径不小于25mm；当采用小孔径填料时，应加大曝气强度，增加生物膜脱落速度；（6）每单元接触氧化池面积不宜大于25m2，以保证布水、布气均匀；（7）气水比控制在(10～15)：1。因废水的有机物浓度较高，本次设计采用二段式接触氧化法。设计一氧池填料高取3.5m，二氧池填料高取3m。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.5.2设计计算参数平均日污水量480m3/d=0.0056m3/d.表3-3接触氧化池进出水水质项目进水水质（mg/l）出水水质(mg/l)去除率（%）COD1500150.090色度3008070BODSS50022043.211094503.5.3填料容积负荷根据生物接触氧化法污水处理工程技术规范中的p12中的说明，一般接触氧化的容积负荷Nv取0.5-3.0之间，本实验取：Nv=1.6kgBOD5/(m3·d)式中Nv—接触氧化的容积负荷,kgBOD5/(m3·d);3.5.4污水与填料总接触时间t=24×S01000×NV=24×5001000×1.6=7.43h式中S0——进水BOD5值，mg/L。设计一氧池的接触氧化时间占总接触时间的60％：t1=0.6t=0.6×7.43=4.46h设计二氧池的接触氧化时间占总接触时间的40％：t2=0.4t=0.4×7.43=2.97h3.5.5池体设计计算一氧池填料体积V1V1=Qt1=480×4.4624=89.2m3一氧池总面积A1-总:A1-总=V1h1=89.23.5=25.5m3>25m3一氧池格数n取2格,共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书设计一氧池宽B1取4米,则池长L1:L1=89.23.5×4=6.4m剩余污泥量：在《生物接触氧化池设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.3～0.4kgDS/kgBOD5，含水率96％～98％。本设计中，污泥产率以Y＝0.4kgDS/kgBOD5，含水率97％。则干污泥量用下式计算：Wds=YQS0-Se+X0-Xh-XeQ式中WDS——污泥干重，kg/d；Y——活性污泥产率，kgDS/kgBOD5；Q——污水量，m3/d；S0——进水BOD5值，kg/m3；Se——出水BOD5值，kg/m3；X0——进水总SS浓度值，kg/m3；Xh——进水中SS活性部分量，kg/m3；Xe——出水SS浓度值，kg/m3；。设该污水SS中60％可为生物降解活性物质，泥龄SRT取5d，则一氧池污泥干重：wDS=0.4×480×5×0.50-0.20+0.22-0.6×0.22-0.08×480×5=307.2(kg/5d)污泥体积：QS=WDS/(1-97%)=307.2/(1000*0.03)=10.24m3污泥斗容积计算公式VS=13×h(A,+A,,+2A,+A,,)式中Vs——污泥斗容积，m3；h——污泥斗高，m；A＇——污泥斗上口面积，m2；A〃——污泥斗下口面积，m2；设计一氧池泥斗高3.0m，泥斗下口取1.0m×1.0m，则一氧池污泥斗体积：VS=13×3×25.5+1.0+225.5+1.0=31.65m3＞10.244m3一氧池超高h1-1取0.5m，稳定水层高h1-2取0.5m，底部构造层高h1-4取0.8m，则一氧池总高H1：H1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4+h泥斗=0.5+0.5+3.5+0.8+3.0=8.3(m)则一氧池尺寸：L1*B1*H1=6.4m×4.0m×7.3m二氧池填料体积V1V2=QT2=480×2.9724=59.4m3共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书二氧池总面积A1-总:A2-总=V2/h2-3=59.4/3=19.8(m2)。二氧池格数n取1格,设计二氧池宽B1取4米,则池长L2:L2=19.8/4=5.0m设该污水SS中60％可为生物降解活性物质，泥龄SRT取5d，则二氧池污泥干重：WS=0.4×480×5×0.20-0.043+0.08-0.08×0.6-0.043×480×5=150.02kg/d污泥体积：QS=WDS1-0.97=150.021000×0.03=5.40m3本设计接触氧化池泥斗高1.5m，泥斗下口取0.5m×0.5m，则二氧池泥斗体积：VS2=13×1.5×（19.8+0.25+219.8×0.25）=11.17m3＞5.40m3二氧池超高h2-1取0.5m，稳定水层高h2-2取0.5m，底部构造层高h2-4取0.8m，则二氧池总高H2：H2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4+h泥斗=0.5+0.5+3+0.8+1.5=6.3m则二氧池尺寸：L2×B2×H2=5.0m×4.0m×6.3m一氧池污泥和二氧池污泥汇合。污泥量＝10.24＋5.40＝15.72m3，选用DN200mm排污管，流速=0.7m/s，i＝0.56%，排泥时间＝3.57min。3.5.6校核BOD负荷BOD容积负荷为：I=QS0V1+V2×1000=480×108089.2+59.4×1000=3.5kg/（m3.d）BOD去除负荷为：I=Q（S0-Se）V1+V2×1000=480×1080-4389.2+59.4×1000=3.36kg/（m3.d）均符合设计要求。3.5.7填料选择计算本设计采用YCDT立体弹性填料,YCDT型立体弹性填料筛选的聚烯烃类和聚共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条制毛工艺，将丝条穿插着固着在耐腐、高强度的中心绳上，由于选材和工艺配方精良，刚柔适度，使丝条呈立体均匀排列辐射状态，制成了悬挂式立体弹性填料的单体，填料在有效区域内能立体全方位舒展满布，使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换，生物膜不仅能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积，又能进行良好的新陈代谢，这一特征与现象是国内目前其他填料不可比拟的。由于该填料独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使其具有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击，处理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。YCDT型立体填料与硬性类蜂窝填料相比，孔隙可变性大，不易堵塞；与软性类填料相比，材质寿命长，不粘连结团；与半软性填料相比，比表面积大，挂膜迅速、造价低廉。因此，该填料可确认是继各种硬性类填料、软性类填料和半软性填料后的第四代高效节能新颖填料。YCDT型立体填料材质特征[26]如表3-2所示。表3-4YCDT填料材质特性结构部件材质比重断裂强力拉伸强度(MPa)连续耐热温度(℃)脆化温度(℃)耐酸碱稳定性丝条中心绳聚烯烃类(聚酰胺)0.930.95120N71.4DaN≥30≥1580-10080-100-15-15稳定稳定主要技术参数：填料单元直径：150mm丝条直径：0.35mm安装距离：150mm成膜后重量：50～100kg/m3填料上容积负荷：2-3kgCOD/m3·d比表面积：50～300m2/m3空隙率：>99％填料安装：一段接触氧化池内填料安装的根数：取管间距为0.15m，长：0.15×(n+1)=6.4n=41宽：0.15×(n+1)=4.0n=26则一段接触氧化池填料安装根数：(41×26)×2＝2132根二段接触氧化池内填料安装的根数：长：0.15×(n+1)=5.0n=32宽：0.15×(n+1)=4.0n=26则二段接触氧化池填料安装根数：(32×26)＝832根氧化池共有填料:2132+832=2964根填料安装：采用悬挂支架，将填料用绳索或电线固定在氧化池上下两层支架（10cm）上，以形成填料层。用于固定填料的支架可用塑料管焊接而成，栅孔尺寸与栅条距离与填料安装尺寸相配合。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.5.8接触氧化池需气量计算Q气=D0×Q=18×480=8640m3/d=6m3/min式中Q气—需气量,m3/d,D0—1m3污水需气量，m3/m3，一般为15～20m3/m3；Q—污水日平均流量，m3/d一氧池需气量：Q1-气=0.6Q气=0.6×6=3.6m3/min二氧池需气量：Q2-气=0.4Q气=0.4×6=2.4m3/min接触氧化池曝气强度校核：一氧池曝气强度：Q1-气A1=3.625.5/2=0.28[m3/m2*min]=16.8[m3/m2*h]二氧池曝气强度：Q2-气A2=3.619.8=0.18[m3/m2*min]=10.9[m3/m2*h]二池均满足《生物接触氧化法设计规程》要求范围的[10～20m3/(m2*h)].综合以上计算，接触氧化池总需气量Q气＝28.7m3/h，加上15%的工程预算QS=28.7×1+15%=33.0m3/min3.6二沉池3.6.1设计说明1.池型选择一般情况下，污水处理厂常用的初沉池有平流式、辐流式和竖流式三种，它们各自得优缺点及适用范围见表3—5表3—5平流式、辐流式和竖流式沉淀池比较池型优点缺点适用条件（1）沉淀效果好（2（1）配水不易均匀（2（1）适用于地下水位高及地质较差地区共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书平流式）对冲击负荷和温度变化的适应能力强（3）施工建议，造价较低）采用多斗排泥石每个泥斗需单独设排泥管排泥，操作量大（2）适用于大、中、小型污水处理厂竖流式（1）排泥方便，管理简单（2）占地面积小（1）池子深度大（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力较差（3）造价较高（4）池径不宜过大，否则布水不均适用于中、小型污水处理厂辐流式（1）多为机械排泥，运行效果好，管理效果好（2）排泥设备已趋定型机械排泥设备复杂，对施工质量要求高（1）用于地下水位较高地位（2）用于大、中型污水处理厂由于印染废水中悬浮物（SS）浓度较高，且处理量小，故设此竖流式沉淀池来去除废水中的悬浮物质及各种杂质等。3.6.2设计参数设计流量Qmax=524m3/d=0.0061m3/s设计1个沉淀池，进出水水质要求如表3—3（竖流式沉淀池设计参数选取及计算是参照《给排水设计手册5》进行的）表3—3进出水水质要求CODBODSS进水水质/(mg/L)150.043.2111.0去除率/%10.010.060.0出水水质/(mg/L)135.038.944.43.6.3池体的设计与计算①设计要求一般选用圆形或正方形，在这里采用圆形，一般直径为（4～7）m（≤10m）。沉淀区呈圆柱体，污泥斗为截头倒锥体。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书废水从中心管自上而下流入经反射板折向上升，澄清水由池四周的锯齿堰溢流入出水槽，出水槽前设挡板，用来隔除浮渣，污泥斗倾角为50°～60°，污泥靠静压力由污泥管排出，污泥管直径一般为150mm。中心管内流速u0≤30mm/s，末端喇叭口及反射板见图3—2，径深比D/h2≤3，缝隙中污水流速v1在池中不大于20mm/s，v=0.5～1.0mm/s,二沉池沉淀时间T=1.5～2h。d1=1.35dd1.75d171.3d1图3—2竖流式沉淀池中中心管计算草图②设计计算1、中心管面积与直径取u0=30mms=0.03m3sf1=Q1U0=0.00610.03=0.21m2直径d0=4f1π=4×0.213.14=0.51m2、缝隙高度取v1=0.01msh3=Q1v1πd1=0.00610.01×3.14×1.35×0.51=0.28m3、沉淀池总面积和直径沉淀池总面积f2=Q1q=0.00610.0006=10.11m2总面积A=f1+f2=0.21+10.11=10.32m2池径D=4Aπ=4×10.323.14=3.63m，取4m共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书4、沉淀池的有效沉淀高度h2=qt=0.0006×1.5×3600=3.24m符合3h2=9.72＞4（D）5、校核集水槽出水堰负荷集水槽每米出水堰负荷Q1π·D=0.0061×10003.14×4=0.486Ls小于2.9L/s,符合要求.6、每天污泥总产量(理论泥量)Q(C1-C2)1000(1-P0)=524×（111-44.4）1000×1-0.96×1000=0.87m3d池子所需容积V1=0.9m37、污泥斗高度(h5)取,截头直径为1mh5=4-12tan60°=2.60m8、池总高H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.24+0.28+0.3+2.60=6.729、校核污泥容积V2=π3h5R2+Rr+r2=π3×2.6×22+2×0.5+0.52=14.3m3>合格,每天排泥一次。10、进水部分设计采用中心进水，中心管采用铸铁管DN200mm，出水处设置有反射板。污水设计流量Q1=0.0061m3s管内流速：v=4Q1πD2=4×0.00613.14×0.202=0.80ms在0.8ms-1.5ms之间，符合要求。11、出水部分设计①集水槽的设计采用周边集水槽，单侧集水，池子只有一个总出水口。集水槽为矩形断面，取槽深h=0.6m,底宽b=0.5m,集水槽壁厚0.1m，则集水槽宽度为：b=0.5+0.1×2=0.7m②出水堰的设计采用锯齿堰出水，以加大过堰流速，避免郁积，其尺寸为：堰顶宽a=80mm，堰高h=40mm，堰间距L=a+2h=80+2×40=160mm，假设采用单侧集水，并控制堰上负荷q=5～8m3/m·h，取q=5m3/m·h，则：堰周长L=Q1×3600q=0.0061×36005=4.4m，共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书竖流式沉淀池周长为：L=πD=3.14×4=12.56m＞12.1m，因此采用单侧集水符合要求。集水槽宽0.5m，深0.6m，堰流入槽池壁0.5m，则：堰内宽度为：4－0.5×2=3m，实际堰长为：3×3.14=9.42m，齿型堰总数为：9.420.16=59个，堰流量为：Q59=0.006159=0.0001m3s出水损失：采用三角堰（见图3—3），图3—3三角堰示意图由三角堰过堰流量公式：Q=1.4H12.5得，H1=0.022m考虑自由跌水水头损失0.15m，则出水堰总水头损失为：0.022+0.15=0.172m第四章污水厂污泥处置与处理4.1污泥量的确定与计算印染废水污水处理过程产生的污泥来自以下几部分：1调节池，Q1=3.92m3/d，污泥含水率98%2水解酸化池，Q2=10.08m3/d，污泥含水率98%；共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3接触氧化池，Q3=27.65+10.08m3/d，污泥含水率97%4竖流沉淀池，Q4=0.87m3/d污泥含水率98%。5气浮池，Q5=61.4m3/d，污泥含水率为98%总污泥量：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=3.92+16.8+15.72+0.87+61.4=98.71m3d取100m3/d.平均含水率为4.2污泥处理工艺流程污泥处理的工艺流程一般有以下几种：（1）生污泥浓缩消化机械脱水最终处理（2）生污泥浓缩机械脱水最终处理（3）生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处理（4）生污泥浓缩自然干化农田本设计选用第2种方法。4.3集泥池为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设，在重力浓缩池前设置一集泥池，通过对集泥池的最高水位的控制来达到自流排泥，反应池的污泥可利用自重流入。集泥井设计计算参数选取：停留时间HRT=24h；设计总泥量Q=100采用方形池子，池子的有效体积为：V=Q=100m3，设1座池子，池子有效深取3.5m；池子面积为：A=VH=1004=25m2，取=25.0m2，水面超高取0.5m则实际高度为4m。集泥井的尺寸为：L×B×H=5m×5m×4m共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书4.3污泥浓缩池4.3.1设计参数①固体负荷(固体通量)M一般为10~35，取M=30；②浓缩时间取T=24h；③设计污泥量Q=100m3/d；④浓缩后污泥含水率为96%；⑤浓缩后污泥体积：⑥设计水量：Qmax=528m3d=22m3h；⑦反应池有效水深为1.5~3.0m；⑧反应池停留时间0.5~1小时；⑨反应池保护高度0.3~0.5m。一般规定连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式。污泥浓缩池面积应按污泥曲线试验数据决定的污泥固体负荷来进行计算。浓缩池的有效水深一般采用4m，当为竖流式污泥浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s进行核算。浓缩池的容积并应按浓缩10~16h进行核算，不宜过长。否则将发生厌氧分解或反硝化。连续式污泥浓缩池，一般采用圆形竖流或辐流沉淀池的形式。污泥室容积，应根据排泥方法和两次排泥间隔时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8h。浓缩池较小时可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度，应不小于50º，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。辐流式污泥浓缩池的池底坡度，当采用消泥机时，可采用0.003。当采用刮泥机时可采用0.01。不设刮泥设备时，池底一般设有泥斗。其泥斗与水平面的倾角应不小于50º。刮泥机的回转速度为0.75~4r/h，吸泥机的回转速度为1r/h。同时在刮泥机上可安设栅条，以便提高浓缩效果，在水面设除浮渣装置。当农村习惯采用湿污泥作为肥料时，污泥的浓缩与储存可采用间歇式湿污泥池。池型为圆形或矩形，其有效深度一般为1.0~1.5m，池底采用人工基础，池底坡度一般采用0.01，倾向一端，并在不同深度设上清液排出管，湿污泥池的容积，根据污泥运输等条件决定。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书浓缩池的上清液，应重新回流到初沉池前进行处理。污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应考虑防臭式脱臭措施。其他设计数据可参用沉淀池有关规定。4.3.2池体设计计算（1）池体边长根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足式中：———入流污泥量，；———固体通量，；———浓缩池的设计横断面面积，；———入流固体浓度，。入流固体浓度I的计算如下：W1=Q1×1000×1-98％=3.92×1000×1-98％=74.4kgdW2=Q2×1000×1-98％=16.8×1000×1-98％=336kgdW3=Q3×1000×1-97％=15.72×1000×1-97％=314.4kgdW4=Q4×1000×1-98％=0.87×1000×1-98％=17.4kgdW5=Q5×1000×1-98％=61.4×1000×1-98％=1228kgdC=W1+W2+W3+W4+W5Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=74.4+336+314.4+17.4+12283.92+10.08+38.45+0.87+61.4=QcQ=17.2kgm3浓缩后的污泥浓度为：式中：———浓缩后污泥浓度，kgm3；———污泥浓缩后体积，m3d；———入流固体浓度，kgm3。C1=QCV1=100×17.257.5=29.90kgm3共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书浓缩池的横断面面积为：A=QCM式中：———设计污泥量，m3d；———入流固体浓度，kgm3；———浓缩池横断面面积，m2；———固体通量，kg(m2·d)A=100×17.230=57.3m2采用2座圆形辐流式浓缩池，则浓缩池的直径为D=4Aπ=4×57.33.14×2=6.0m取6.0m(2)池体高度停留时间取HRT=24h则有效高度为式中：———浓缩池的有效高度，m；———设计污泥量，m3d；———停留时间，h；———浓缩池的横断面面积，m2。h2=50×24×224×57.3=1.7m取h2=1.7m＜4m，符合要求。池体超高，取h1=0.5m，缓冲区高，取h3=0.5m则池子有效水深H1=h1+h2+h3=0.5+1.8+0.5=2.8m①污泥斗污泥斗上锥体直径取d1=2.0m，下锥体直径d2=0.8m，池底坡度i=0.05(采用刮泥机)，污泥斗倾角取50°，则由池底坡度造成的深度h4为：h4=12×D-d1×i式中：h4———由池底坡度造成的深度，m；D———浓缩池的直径，m；d1———污泥斗上椎体直径，m。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书h4=12×8-2×0.05=0.15m则污泥斗高度h5=12×（d1-d2）tan50°=12×（2-0.8）tan50°=0.95m污泥斗圆锥体高度h，=d1h42d2=2×0.152×0.8=0.19m则污泥斗的容积为V1=13×1-d22×h，-h4d12×h，×π×d12×h，4=13×1-0.82×0.19-0.154×0.19×3.14×4×0.194=0.19m3每池隔8小时清理一次污泥（3）池体总高度H=H1+h4+h5式中：H———池体总该度，m；H1———池子有效水深，m；h4———由池底坡度造成的深度，m；h5———污泥斗高度，m。H=H1+h4+h5=2.7+0.15+0.95=3.8m①排水口可用薄壁三角堰自由跌落出流，使每齿的出水流速均较大，不易在齿角处积泥或孽生藻类。设计最大水流量Q=54×97.31％m3d=52.55m3d=6.08×10-4m3s，出水集水槽自由跌落深度取值为0.100m。②出水槽尺寸设计根据设计要求，出水槽槽深取为600mm，宽度为500mm，厚度为100mm。本设计采用NZS1-14型中心传动浓缩机，具体技术参数如下表所示：表4-1NZS-14中心传动刮泥机技术参数型号功率(kW)外缘线速度(m/min)推荐池深(m)H池底坡度（i）NZS1-140.751.563.51:12共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书4.4污泥脱水间4.4.1设计参数设计泥量Q0=57.5m3d；含水率96%，处理后的污泥含水率75%-80%，处理能力2-6，按每天工作10小时设计。4.4.2设计计算（1）污泥体积Q=Q0100-p1100-p2式中Q———脱水后污泥量，m3d；———脱水前污泥量，m3d；———脱水前含水率（%）；———脱水后含水率（%）；———脱水后干污泥重量kgdQ=57.5×100-96100-80=11.5m3dM=Q×1-p2×1000=11.5×1-0.80×1000=2300kgd污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。（2）机型选取DYQ-B脱水机广泛应用于污泥机械脱水，具有连续生产、耗电少、处理量大和操作维修方便等优点，本机具有较长的重力脱水区，使自由水与污泥充分分离，设有预压辊、低压辊和高压辊的压力脱水系统，使污泥逐渐加压脱水。根据计算所得的污泥量的大小，可选取DYQ500B型带式压榨过滤机两台(一用一备)，其工作参数如表4-2共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书表4-2DYQ500-B行脱水机技术参数型号带宽/处理量/速度/重力过滤面积/压榨过滤面积/功率/DYQ500B5001.5-30.5-52.83.21.1冲洗耗水量/冲洗水压/气压/泥饼含水率/%外形尺寸（长/重量/t0.3-0.570-7835002.2(3)投药装置投药量采用聚炳烯酰胺作为脱水剂，投加量以干重量的千分之二计，则脱水用量为：M=1452×0.002=2.90kg需要纯度为90%的固体聚丙烯酰胺为2.900.9=3.2kg调配的絮凝剂溶液浓度为0.2%-0.4%，则溶液所需溶要罐最小容积为1600L，选择ZJ-700型折浆式搅拌机一台表4-3ZJ-700搅拌机技术参数型号功率(kW)池形尺寸(mm)桨叶距池底高(mm)转速(r/min)高ZJ-47041200×12001100180130药液投加选用JZ400/1.0型计量泵2台（一用一备），其性能如下表表4-4JZ400/1型计量泵技术参数型号流量(L/h)排出压力(MPa)泵速(次/min)电动机功率(KW)进、出口直径(㎜)重量(kg)JZ400/1.04000.5-1.01260.7520263(4)脱水间尺寸根据压滤机和投药装置的尺寸和台数，布置脱水间尺寸：设计压滤机的长度设计压滤机与投药装置并排横向排列，其总长为1台压滤机的长度3500mm，一台加药机的长度为1200mm，设装置与墙壁相隔0.8m，中间过道为1.2m，装置与装置间距为0.8m，则脱水间长度：L=0.8×2+1.2+1.2+3.5=7.5m；脱水间宽度：B=0.8×2+1.102×2+1.2=5.004m；取5m脱水间高度：H=4m；共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书脱水间尺寸：L×B×H=7.5×5×4m3。根据污水处理构筑物和污泥构筑物的设计计算结果，将构筑物的规格列成表格的形式，并将污水处理过程中用到的设备附在后面，具体如下表所表4-5污水构筑物一览表序号名称规格L×B×HD(m)数量主要设备1调节池2.2×2.0×2.51座潜污泵2水解酸化池4.0×2.0×3.52座翻腾式无隔膜电解槽3接触氧化池2.2×2.0×2.52座重力排泥4竖流式沉淀池D=4.0，H=6.71座分两格不同管径布水5生物接触氧化6.4×4.0×8.32座半软性填料，HBW-2型微孔曝气器9污泥池5.0×5.0×4.01座10污泥浓缩池D=6.0,H=3.81座11污泥脱水间7.5×5.0×4.01座DYQ-B带式压滤机两台共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第五章污水厂平面布置和高程布5.1厂址的选择在城镇总体规划中，污水厂的位置范围已有规定。但是，在污水厂的总体设计时，对具体厂址的选择，仍须进行深入的调查研究和详尽的技术经济比较。其一般原则如下：（1）厂址与规划居住区或公共建筑群的卫生防护距离应根据当地具体情况，与有关环保部门协商确定，一般不小于300m1）厂址应在城镇集中供水水源的下游，至少500m（2）厂址应尽可能少占农田或不占良田，且便于农田灌溉和消纳污泥。（3）厂址应尽可能摄在城镇和工厂夏季主导风向的下方。（4）厂址应设在地形有适当坡度的城镇下游地区，使污水又自流的可能，以节约动力消耗。（5）厂址应考虑汛期不受洪水的威胁。（6）厂址的选择应考虑交通运输、水电供应地质、水文地质等条件。（7）厂址的选择应结合城镇总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。5.2平面布置说明平面布置的一般原则：（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。（2）池形的选择应考虑占地多少及经济因素。圆形池造价较低，但进出水构造较复杂。方形池或矩形池池墙较厚，但可利用公共墙壁以及节约造价，且布置可紧凑，减少占地。一般小型处理厂采用圆形池较为经济，而大型处理厂则以采用矩形池为经济。除了占地、构造和造价等因素以外，还应考虑水力条件、浮渣清除，以及设备维护等因素。（3）每一单元过程的最少池数为两座，但在大型污水厂中，由于个别尺寸的限制，往往多池。当发生事故，一座池子停止运转时，其余的池子负荷增加，必须计算其对出水水质的影响，以确定每一座池子的尺寸。（4）处理构筑物应尽可能地按六成顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。（5）经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房布置在夏季主风向的上风向一方，在北方地区，并应考虑朝阳。（6）在布置总图时，应考虑安装充分的绿化地带。（7）总图布置应考虑远近期结合，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。远景设施的安排应在设计中仔细考虑，共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书除了满足远景处理能力的需要而增加的处理池以外，还应为改进出水水质的设施预留场地。（1）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5～10m。（2）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。污泥消化池映距初次沉淀池较近，已缩短污泥管线，但消化池鱼其他构筑物之间的距离不应小于20m，贮气罐与其他构筑物的间距则应根据容量大小按有关规定办理。（3）变电站的位置已设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设。（4）污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。根据平面布置图及厂址选择的要求，我在设计布置厂区平面图时，将办公楼、实验室等设在了主导风向的上风向，顺着工艺流程依次布置，并且采用室内处理，即构筑物多数设在室内，如：竖流式沉淀池、调节池、中和池、加热池、UASB等设在一个屋内，并考虑部分池子合用公共墙壁；生物接触氧化池、气浮池、清水池等建在一个屋内，同样考虑了部分池子合用公共墙壁；且厂区绿化考虑占总面积的30%。5.3高程布置说明在进行平面布置得同时，必须进行高程的布置，以确定各处理构筑物及连接管渠的高程、并绘制处理流程的纵断面图。在整个污水处理过程中，应尽可能使污水和污泥为重力流，但在多数情况下，往往须抽升。高程布置得一般规定如下：（1）为了保证污水在各构筑物之间能顺利自流，必须精确计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程损失、局部损失及构筑物本身的水头损失。此外，还应考虑污水厂扩建时预留的储备水头。（2）进行水力计算时，还应考虑距离最长，损失最大的流程，并按最大设计流量计算。当有二个以上并联运行的构筑物时，应考虑某一构筑物发生故障时，其余构筑物负担全部流量的情况。计算时还须考虑管内淤积，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地，以防止水头不够而发生涌水现象。（3）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能自流进行农田灌溉。（4）各处理构筑物的水头损失，可以进行估算。（5）污水厂的场地竖向布置，应考虑土方平衡，并考虑有利排水。根据上述高程图的布置说明，本工艺高程图布置是按照污水和污泥能够重力流进行设计的，由于多数池子是建在室内的，因此在高程布置时，构筑物多为半地下式建筑，只有少数几个构筑物是利用泵进行提升的，如：污泥泵房到竖流式沉淀池，加热池至UASB等考虑重力流不能进行，因此设有泵提升。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第六章污水处理过程中的设计计算6.1计算说明为了使污水和污泥能在各处理构筑物之间通畅流动，以保证处理厂正常运行，必须进行高程布置，以确保各处理构筑物、泵房以及各连接管渠的高程，同时计算决定各部分水面标高。水力计算时，应选择一条距离最长、损失最大的流程，并按最大设计流量计算，同时要留有充分的余地，以使实际运行时能有一定的灵活性。水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水流程向上倒推计算，以使处理后的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，但同时应考虑土方平衡，并考虑有利排水。污水厂污水的水头损失主要包括：水流经过各处理构筑物的手头损失；水流经过连接前后两构筑物的管渠的水头损失；包括沿程损失与局部损失；水流经过量水设备的损失。污泥的水头损失同污水的水头损失一样也应满足自流等因素。6.2.1污水流经各构筑物的水头损失①竖流式沉淀池的水头损失出水部分损失：由三角堰过堰流量公式Q1=1.4H152=0.071m，考虑自由跌水水头损失0.15m，则出水堰总水头损失为：0.071+0.15=0.221m。为了安全起见，取进水水头损失0.219m,则竖流沉淀池的总水头损失为：0.221+0.219=0.440m。②其他构筑物水头损失表6-1构筑物水头损失一览表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失(m)筛网0.2-0.4（取0.2）生物接触氧化0.3-0.5（取0.4）调节池0.2-0.4（取0.2）竖流式沉淀池0.3-0.5（取0.4）水解酸化池0.4-0.7（取0.5）气浮池0.4-0.7（取0.4）构筑物的总水头损失为h1=0.2+0.2+0.5+0.4+0.4+0.4=2.10m共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书6.2.2链接管道的水头损失在水处理过程中，为了简便计算，一般认为水流为均匀流。污水在管道的流动过程中需要在适当的位置安装蝶阀和弯管。查表得，蝶阀的局部阻力系数为值取0.30，直径为250的弯管的局部阻力系数值0.58，直径为300的弯管的局部阻力系数为0.52，管径为200的等径丁字管的局部阻力系数为1.5，由300到250的异径丁字管的局部阻力系数为为1.57，由250到300的异径丁字管的局部阻力系数为1.6。进出水的局部阻力系数分别0.2和0.3。那么污水在流动的过程中，沿程水头损失和局部水头损失的具体计算过程如下表表6-2污水沿程和局部阻力系数表名称蝶阀数量（个）标准铸铁弯管数量（个）等径丁字管（个）异径丁字管（个）进水管—调节池10000.2+1×0.3=0.5调节池池—气浮池10000.2+0.3=0.5气浮池—水解酸化池23100.2+0.3×2+0.58×3+1.6+0.3=4.44水解酸化池—(一氧池)42100.2+0.3×4+0.58×2+1.6+0.3=4.46（一氧池）—（二氧池）21100.2+0.3×2+0.58×1+1.6+0.3=3.28（二氧池）—竖流式沉淀池23000.2+0.3×2+0.58×3+1.6+0.3=4.44表6-3管道水头损失计算表共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书管道流量（l/s）管径（mm）坡度I(‰)流速V(m/s)管长(m)I进水管—调节池5.562003.9890.8736.60.1450.5000.0160.161调节池—气浮池5.562003.9890.872.00.0090.5000.0160.025气浮池—水解酸化池5.562002.830.6410.10.0294.4400.1460.175水解酸化池—（一氧池）5.562002.830.6412.70.0364.4600.1480.184（一氧池）—（二氧池）5.562002.830.643.50.0103.2800.1080.118（二氧池）—竖流式沉淀池5.562003.9890.8715.00.0604.4400.1460.2060.869那么构筑物的水头损失和管道的水头损失之和为：h总=h1+h2=2.10+0.869=2.969m6.2.3构筑物高程的计算污水处理厂的整体地势比较平坦，将地面标高作为相对标高，按结构原则确定提升泵房的池底埋深-4.000m，水面标高为-0.500m,气浮池底埋深表6-4构筑物水面标高和池底标高共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书名称上游标高(m)下游标高(m)平均标高(m)池底埋深(m)竖流式沉淀池0.4-6.72二氧池—竖流式沉淀池0.230.630.4二氧池0.41.030.630.83-5.47一氧池—二氧池0.1231.1531.03一氧池0.41.5531.1531.353-6.947水解酸化池—一氧池0.221.7731.553水解酸化池0.52.2731.7732.023-3.577气浮池—水解酸化池0.1772.452.273气浮池0.52.952.452.70.4调节池—气浮池0.1123.0622.95调节池0.2　　-0.5-26.3污泥构筑物高程计算污泥在管道中流动设为重力流，水头损失也包括沿程水头损失和局部水头损失。当采用污泥管道输送污泥时，重力流输泥管道的设计采用0.01-0.02的坡度，压力流管道输送污泥时采用最小设计流速，使污泥处于稳流状态下。则管道的沿程损失沿程水头损失式中：CH—污泥浓度系数；D—污泥管管径，m；L—管道长度，m；v—管内流速，m/s；ε—局部阻力系数。调节池泥量为Q1=3.92m3d，经过0.8小时可排入贮泥池，水解酸化池到贮泥池的泥量为Q1=10.08m3d，含水率98%，经过0.8小时可排入贮泥池，接触氧化池到贮泥池的泥量为Q3=38.45m3d，含水率97%，经过0.8小时可排入贮泥池，二沉池到贮泥池的泥量为Q4=1.0m3d，含水率97%，经过0.3小时可排入贮泥池，贮泥池泥量为Q=54.10m3d，经过1.5小时排入污泥浓缩池，污泥浓缩池泥量为Q=31.16m3d，经过1小时排入脱水间。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书表6-5污泥构筑物水头损失构筑物名称水头损失(m)贮泥池0.2-0.3（取0.2）污泥浓缩池0.6-0.8（取0.8）污泥脱水间0.8-1.2（取1.0）那么构筑物的总水头损失为6.3.1链接管道的水头损失碟阀的局部阻力系数取0.30，进出水的局部阻力系数分别去0.2和0.3，等径丁字管的局部阻力系数为0.3，DN200和DN150的弯管局部阻力系数均为0.48，等径丁字管的局部阻力系数为1.5，异径丁字管的局部阻力系数为3.1。阻力系数表见下表所示。表6-6阻力系数表共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书名称蝶阀数量（个）弯管数量等径丁字管数量（个）异径丁管数量（个）调节池—贮泥池22（管径200）110.2+2×0.3+2×0.48+1.5+3.1+0.3=6.66气浮池—贮泥池11(管径150一个)010.2+1×0.3+0.48+3.1+0.3=4.38水解酸化池—贮泥池22（管径200）110.2+2×0.3+2×0.48+1.5+3.1+0.3=6.66（一氧池）—贮泥池23（管径150）010.2+2×0.3+3×0.48+3.1+0.3=5.64（二氧池）—贮泥池23（管径150）010.2+2×0.3+3×0.48+3.1+0.3=5.64竖流式沉淀池—贮泥池21(管径150一个)010.2+2×0.3+0.48+3.1+0.3=4.68贮泥池—污泥浓缩池13010.2+0.3+3×0.48+3.1+0.3=5.34污泥浓缩池—脱水间11010.2+0.3+0.48+3.1+0.3=4.38那么污水在流动的过程中，沿程水头损失和局部水头损失的具体计算过程如下表。查计算表得污泥含水率为98%时，污泥浓度系数CH=81，污泥含水率为97%时。污泥浓度系数CH=71.表6-7管道水头损失计算表管道流量（l/s）管径（mm）流速（m/s）管长（m）共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书调节池—贮泥池1.11500.0641.5810.1736.660.00130.17气浮池—贮泥池20.52000.6542.5810.2494.380.090.34水解酸化池—贮泥池4.72000.1542.5810.2496.660.00740.26接触氧化池（一）—贮泥池2.81500.1641710.2135.640.0070.22接触氧化池（二）—贮泥池1.51500.08534.5710.1795.640.0020.18竖流式沉淀池—贮泥池0.281000.03614.5810.0504.680.00030.053贮泥池—污泥浓缩池27.81501.5717710.0525.340.660.71污泥浓缩池—脱水间16.01500.906.2710.0144.380.180.192.08那么构筑物的水头损失与管道损失之和为h总=h1+h2=2.0+2.08+4.08m6.3.2构筑物高程的确定同样将地面比高作为相对标高，现将污泥脱水间的埋深设为水平标高，在根据各污泥处理构筑物之间的水头损失来推求其它构筑物的池底埋深。表6-8污泥构筑物水面标高及池底标高名称上游标高(m)下游标高(m)平均标高（m）池底埋深污泥脱水间1.0004.0000.000共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书污泥浓缩池—污泥脱水间0.0503.9504.0003.925污泥浓缩池0.6000.7000.1000.400-2.800贮泥池—污泥浓缩池0.2000.9000.7000.800贮泥池0.2001.1000.9001.000-3.000通过计算结果可以看出，在贮泥池收集污泥的管道中，水解酸化池到贮泥池的水头损失为0.22m，竖流式沉淀池的池底标高为-6.95m，集泥池泥管道的埋深为-3.000m，集泥池的埋深比竖流沉淀池浅，那么就需要在贮泥池里加设污泥提升泵。污泥提升泵的扬程为H=0.22+6.95-3.00=4.17m选择两台50QW18-15-1.5潜污泵，一用一备，具体技术参数如下表所示表6-950QW18-15-1.5技术参数一览表型号流量扬程（m）转速（r/min）电动机功率（kW）效率（%）重量（kg）50QW18-15-1.5181528401.562.860污泥浓缩池的池底埋深为-2.000m，所以污泥经过浓缩池处理后必须将斗底的污泥抽送到污泥脱水间，污泥浓缩池斗底埋深为-3.200m,由于浓缩池处理后的污泥含水率为96%，固选择两台EH236单螺杆泵，一用一备。具体技术参数如下表所表6-10EH236技术参数一览表型号流量（转速（r/min）轴功率(kW)重量(kg)EH2365.207100.6724第七章污水处理工程经济分析7.1编制依据依据《安徽省市政工程费用定额》标准，及《安徽省市政工程费用定额的补充规定》中工业排放工程费率。土石方工程计取地区材料基价系数，按《安徽省市政工程费用定额》中土石方工程费率计算。构筑物材料价格根据现市场平均价格。国内设备按厂家出厂价格另加运杂费用，引进设备按岸价另加国内运杂费用。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书7.2工程总造价7.2.1土建部分池子按容积算，600-700元/，设备按重量算，10000-12000元/t，安装费为设备费10%，管道按重量算，6000元/t，管道安装费为管道费的6%,水费2.1元/t，电费0.5元/度。表7-1土建部分投资估算（单位：万元）序号名称规格型号数量单位估算（万元）1调节池2.2×2.0×2.5，钢筋混凝土结构1座0.662水解酸化池2.0×2.0×2.0，钢筋混凝土结构2座1.163生物接触氧化池（一氧池）3.4×4.0×7.3，钢筋混凝土结构2座26.204生物接触氧化池（二氧池）5.0×4.0×6.3，钢筋混凝土结构1座8.805鼓风机房4.0×3.0×4.01间3.36共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书6气浮池3.5×1.0×2.01座0.506竖流式沉淀池D=4m，H=6.72m，钢筋混凝结构1座5.917集泥池4.0×5.0×5.0，钢筋混凝土结构1座3.928污泥浓缩池D=6.0，H=3.9m,砖混结构2座7.419污泥脱水间7.5×5.0×4.0，砖混结构1间12.6010检修间3.0×3.0×3.0，砖混结构1间1.8911值班室4.0×4.0×3.0，砖混结构1座3.3612休息室5.0×10.0×4.0，砖混结构1座14.0014道路与人行道平面面积约为3003.015绿化平面面积约为4504.0合计96.777.2.2设备部分具体设备价格参照中国水处理设备网(http://www.sclsbw.com/)的报价信息，均为近期市场平均价格。备注中已被一用在计算时按照两台计算，具体估算如表表7-2设备部分投资估算（单位：万元）序号名称规格型号单位数量估算备注1风机BT35-11台21一用一备2污水泵250QW250—17—2250QW18-15-1.5台43一用一备3布水装置不同管径布水管套314曝气器HWB—2套20.35曝气装置不同管径曝气管套20.86鼓风机REM-200台24.4一用一备7空压机Z—0.025/6—D1台12.28刮泥机ZGX-16台11.69浓缩机NZS1-14台11010带式压滤机DYQ500B台25.5一用一备共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书11搅拌机ZJ-700台11.512计量泵JZ400/1.0台20.6一用一备13阀门与管道阀门有21个，污水污泥管长210.5m1.214半软性填料1015立体弹性填料1016其它2.017运输费3.913%总设备费18安装费9.7710%总设备费18合计111.387.2.3工程直接投资工程施工的直接投资费用包括土建费用和设备费用两部分，计算结果为直接投资=土建费用+设备费=96.77+111.38=208.150万元7.2.4其他费用工程设计费：208.15×1.5％=3.122万元工程调试费：208.15×1.5％=3.122万元不可预见费：208.15×5％=10.408万元施工管理费：208.15×3％=6.244万元工程税金：208.15×0.5％=1.041万元其他部分费用总计：23.937万元7.2.5工程总造价（直接费用+间接费用）×1.035=（208.150+23.937）×1.035=240.210045万元，约为240.21万元。7.3运营费用7.3.1成本估算有关单价(1)电表读值综合电价0.50元/(kw·h)；(2)工资福利3.0万元/(人·年)；(3)大修提成费率2.1%；维护综合费率1.0%。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书7.3.2动力费电解池每天工作24小时，用电量24×0.0003×495=3.564（kw·h）风机每天工作24小时，用电量24×0.068=1.632（kw·h）污水泵每天工作12小时运转，用电量12×22×2=288（kw·h）曝气器每天24小时运转，用电量24×2×5=240（kw·h）刮泥机每天工作10小时，用电量10×0.75=7.5（kw·h）浓缩机每天运转10小时，用电量为10×0.75=7.5（kw·h）空压机每天工作12小时，用电量为12×4=48（kw·h）带式压滤机每天运转12小时，用电量为12×1.1=13.2（kw·h）搅拌机每天运转12小时，用电量为12×4=48（kw·h）计量泵每天运转12小时，用电量为12×0.75=9（kw·h）其他用电量与照明估计为5（kw·h）合计每日用电量3.564+1.632+288+240+7.5+7.5+48+13.2+48+9+5=671.396（kw·h）电表综合电价为671.396×0.5=335.698元/日，即每年电费12.253万元7.3.3工资福利费全厂定6人。共计费用为3.0×6=18万元/年7.3.4运营水费按每日用水120计，水费单价1.5元，水费为120×1.5×365=6.5700万元/年7.3.5运营维修费维修费按1.2%计，则年费为111.38×1.2％=1.337万元/年运行折旧费按十年计111.38×（1-5％）10=10.581万元/年7.3.6运营管理费12.253+20.000+6.570+10.581×10％=4.940万元/年共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书7.3.7年运行成本合计年运行费用为：12.253+18.000+6.570+10.581+4.94=52.344万元/年则本工厂处理每天处理1m3污水的成本为54.344×104450×365=3.2元结束语忙碌了两个多月，我的毕业设计在导师的亲切关怀和悉心指导下完成了。这是我大学生涯交上的最后一个作业了。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，在对CAD制图等相关技术很不熟练的情况下，我开始了学习和操作，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩设计一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获。虽然我的设计不是很成熟，还有很多不足之处，但是这次做论文的经历使我终身受益，让我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力。对我的人生来说，毕业将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。大学四年，但它给我的影响却不能用时间来衡量，这四年以来，经历过的所有事，所有人，都将是我以后生活回味的一部分，是我为人处事的指南针。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书参考文献[1]邹庆军.厌氧一好氧工艺处理维生素C废水[J].工业用水与废水,2006,37（1）:79-80.[2]侯爱东,王飞,徐畅.过滤-中和-UASB-氧化沟[J].环境导报,2003（9）：30-31.[3]张自杰,林荣忱.《排水工程》[M].2000,北京：中国建筑工业出版社.[4]杨景亮,罗人明.黄群贤.UASB+AF处理维生素C废水的研究[J].环境科学,1993,15（6）54-57.[5]竺建荣,李晓娜,汪善全.SBR工艺处理维生素C废水试验研究[J].环境科学导刊,2007,26（1）:73-75.[6]赵国鹏,张招贤.电解法处理生活污水和工业废水[J].电镀与涂饰,2008，28（1）:37-42.[7]韩凤霞,程玉来.电解法处理有机废水的初步研究[J].科研开发,2006,22（1）:22-26.[8]张乐华.朱又春.李勇.电解法在废水处理中的应用及研究进展[J].工业水处理,2001,21（10）:5-8.[9]穆娜,程玉来,电解法对屠宰加工废水的处理效果的影响研究[J].食品与机械,2005,21（3）:32-34.[10]朱琳娜,吴超,何争光.Fenton试剂法处理难生物降解有机废水最新进展[J].能源技术与管理,2006（2）:59-62．[11]屈阁,王志等.混凝-砂滤-微滤-反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水[J].膜科学与技术,2008,28（3）:72-78.[12]邢书彬,任立人.制药工业废水污染控制技术研究[J].节能减排,2009,17（3/4）:16-19.[13]马承愚,彭英利.《高浓度难降解有机废水的治理与控制》[M].北京:化学工业出版社,133.[14]李吉玉,魏东,朱继光等.UASB-生物接触氧化工艺处理制药废水实例[J].环境污染与防治,2006,30（10）:103-105.[15]薛珂、杨庆峰.反渗透专用阻垢剂性能的动态评价方法[J].化工进展,2006,25（8）:907-912.[16]李万羽.电钴车间氯气收集及吸收装置改造[J].新疆有色金属,2007.[17]M.Salgot,E.Huertas,S.WebeJuanArévaloa,GloriaGarralónb,FidelPlazab,Begoña共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书Morenoa,JorgePéreza,MiguelÁngelGómeza.Wastewaterreuseaftertreatmentbytertiaryultrafiltrationandamembranebioreactor(MBR):acomparativestudy,Desalination243(2009)32–41.[1]JoongHwanMo,YongHwanLee,JaephilKim,JaeYunJeong,JonggeonJegal.Treatmentofdyeaqueoussolutionsusingnanofiltrationpolyamidecompositemembranesforthedyewastewaterreuse.DyesandPigments76(2008)429e434.谢词大学四年的学习即将以毕业设计的结束画了一个句号。在此首先感谢大学四年，各位老师对我的教诲。很幸运，在我大学的最后一次作业的完成中，能得到老师的指导与帮助。老师严谨治学的态度，在我心里留下深刻的影响。在以后的工作中，我要学习王师生老师的求实精神。在这里，真诚的向老师说一句：老师，感谢您，祝您一切都好。同时感谢所有帮助过我的老师、同学、朋友，感谢你们，希望你们在以后的日子里，开心、快乐。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书附录:英文翻译利用混合培养蛋白质组提供的活性污泥进行污水处理保罗威廉姆斯，玛格丽特威尔乐，菲利普西斯摘要背景：通过在混合培养的活性污泥系统中对高活性蛋白质的鉴定，该研究提供了重要的强化生物除磷（除磷）微生物转换功能的证据。方法/主要调查结果：一个实验室规模的序批式反应器已成功运行了不同程度的除磷试验，去除量约25，40和55毫克/升。对未培养多聚磷酸酯的积聚有机体“增强生物除磷系统”。除磷失败时，污泥多集中在四分子形成的A-变形杆菌纲中，具有代表性和重复性的双向凝胶分离蛋白形成的所有污泥样本。对污泥中磷酸盐的去除所产生的凝胶中的638个蛋白质点进行相匹配所得到的结果中。其中111个和46个蛋白质的切除，确定是可利用新的污泥宏基因组序列。其中大部分接近匹配，从“增强生物除磷系统”蛋白质，可直接联系到除磷过程。这些措施包括能源发电，聚羟基脂肪酸酯制备，糖酵解，糖原异生，糖原合成，乙醛酸所涉及/三羧酸循环酶，B氧化脂肪酸，脂肪酸合成和磷酸盐运输。对和细胞压力反应有关的多种蛋白质进行检测。结论/意义：重要的是，这项研究提供了""Accumulibacter""的新陈代谢活动向除磷的化学产品形态转化联系起来的直接的证据。最后，结果进行了与当前除磷代谢模型的讨论。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书引文：威尔梅斯磷，韦克斯勒男，邦德特等（2008）混合培养蛋白质组提供透视功能的活性污泥进行污水处理。公共科学图书馆1/3（3）：e1778.doi：10.1371/journal.pone.0001778编辑：安娜路易斯里塞巴，波特兰州立大学，美国收稿:2007年8月23日;接受:2008年1月31日;发布:2008年3月12日版权所有：2008威尔梅斯等。这是一个开放获取文章下的知识共享署名条件许可，它允许分布式无限制的使用和分配，在任何媒介的复制，提供的原始作者和来源均计入.资金来源：该项目获得安格利亚供水方面的财政支持。星期三是支持的一个环境科学研究生助学金，英国文化协会志奋领奖学金，还有来自德国学术交流中心和研究的文化卢森堡部短期研究奖学金，高等教育和研究学院研究奖学金。小巴和兆瓦收到了生物技术与生物科学研究理事会的授权与支持。BB/D013348/1竞争性权益：作者已宣布没有利益冲突存在。电子邮箱：phil.bond@uq.edu.au¤当前地址：地球和行星科学系，加州大学伯克利分校，加州，美国大学¤b现行地址：先进的水资源管理中心，昆士兰，布里斯班，昆士兰大学，澳大利亚简介在各自的环境中对了解微生物群落组成及功能，有越来越多的兴趣。分子主要由环境样品中的16SrRNA基因来分析，大大提高了我们微生物多样性的知识[1]。最近，宏基因组测序项目，更是在选定的环境中提供遗传的多样性和潜在的细节，如海水样本[2,3]和活性污泥[4]，直接分析大型环境样品的基因组DNA。一个巨大的挑战就是对于几个与这些微生物生态系统功能相似的微生物多样性的了解。由于在环境微生物样品生物量中最重要的是目前无法获得作为孤立的纯培养，这项工作就需要在现场的去解决。在最近的工作中，研究中采用传统上的共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书纯粹方法，蛋白质组分析和转录被应用到检测基因表达谱，并提供为混合环境样品中微生物直接作用的功能。我们最近的一次工作确立了在蛋白质组的方法可以成功地应用于在环保中检测蛋白的表达，比如活性污泥样本[5]。从那时起至今描述混合培养蛋白质组（称为metaproteomics）[6]的研究屈指可数。其中包括从河口断面[7]婴儿粪便样本[8]，淡水样品照射之后重金属[9]和受污染土壤和地下水[10]蛋白质表达谱的检查。从土壤和水的蛋白质组学分析方法，以确定这些环境微生物的生物分类群[11]的差异表达的蛋白质是由细菌群落镉暴露后发生的[12]。值得注意的是，高通量生物膜酸性矿坑的蛋白质组学研究目前已在进行[13]，其中一种蛋白质（2000）证实了大量新的蛋白被认为是在该环境中节约能源的重要组成部分[13]。因此，尽管调查的数量有限，混合培养蛋白质组的方法已经突显了对微生物生态系统整体功能的深入了解的潜力[6]。生物污水处理厂（污水处理厂）采用的活性污泥法代表地球上使用最广泛的生物科技过程。其中有机碳等营养成分，主要是氮和磷（P）的迁移必须避免使地表水[14]恶化。污水处理厂的改造，可以强化生物除磷（除磷）的过程，这些污水处理厂的特点是厌氧处理阶段先于好氧阶段。这些系统将选取特定的细菌，在它们的细胞内积聚大量（细菌），这导致废水处理过程中所含的P被去除。虽然生物除磷是用于全球成功的方法，该系统的确有时的处理效果不佳，但是它的性能和操作的改善对全球气候变化提示了水资源在未来的拮据紧迫。我们对于了解除磷的生物化学过程有极大的兴趣。然而，整个过程中最细节的地方仍然不清楚，这是因为尽管在许多尝试中，磷酸盐聚集生物体（PAOs的）影响对磷的去除效率[15]。然而，在除磷和细菌代谢中，代谢模型已经可以达到形容底物活性的要求。在最初的厌氧阶段，PAOs从短链挥发性脂肪酸（VFAs）聚和肝糖和synthesise聚羟基脂肪酸酯（PHAs的）的降解存储。在随后的好氧阶段，聚和糖原开始储存，并使PHAs降低。随着分子生物学技术的出现，介于实验室规模除磷系统的优势，发现PAOs的B-亚群成员和Rhodocyclus属近亲[16-19]。。这个PAOs的集团暂名为""增强生物除磷系统""（此处描述为phosphatis;[19]）。虽然""phosphatis""仍然落后，PAOs的这些亲缘关系的身份优势最近提供了在微生物功能现场调查的机会。这些研究有很多，包括污泥利用[20]，化学计量学和动力学的除磷估计[21,22]。最近的一项重大成就是对除磷[4]宏基因组序列的收购。这些都是在澳大利亚和美国从两个除磷实验室规模获得经营反应器，从此被称为分别盎司和美国的污泥。这两个反应堆丰富了""Aphosphatis""和Garcı"a-Martı"n等。[4]随后，为了组建一个综合美国的基因组"Aphosphatis""宏基因组序列，推断"""Aphosphatis：在除磷所采用的代谢途径phosphatis""。提供了除磷蓝图的很多信息，但是，它并没有提供直接的基因蓝图的信息功能的信息，推测代谢仍然需要验证，系统动力学仍然难以实现。混合培养蛋白质组可以用来从一个复杂的系统研究并提供蛋白表达的代谢和生理活动的直接证据。最近，我们通过使用二维聚丙烯酰胺凝胶电泳（2D-PAGE）和质谱为基础的蛋白质鉴定[5]共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书组合蛋白质的方法对蛋白质进行定量检测。该蛋白质的检测方法是可行的，因为现在更多的宏基因组序列提供了更多的机会来确定蛋白质。在本研究中，我们比较了不同污泥除磷性能的蛋白表达。包括聚丙烯酰胺凝胶电泳蛋白定量检测和质谱为基础的蛋白质识别（二页）[5]。最近，我们通过使用二维聚丙烯酰胺凝胶（四页）和质谱蛋白质为基础的蛋白质鉴定蛋白质的组合方法[5]进行定量检测。该蛋白质的鉴定方法是可行的，因为现在更多的宏基因组序列提供更多的机会来确定蛋白质。在本研究中，我们比较了不同的污泥除磷性能蛋白的表达。我们将中心问题除磷代谢鉴定专注于高活性的蛋白质。许多蛋白质进行检测可以直接联系除磷的新陈代谢和占主导地位的烯烃""Aphosphatis""。此外，我们证明了其高活性的蛋白质并未曾与除磷相联系，因此，可能需要在今后包括代谢模式存在的活动中发现。结果与讨论各代污泥具有不同的除磷性能序批式反应器（SBR）是由反应器中的磷含量（如磷酸盐）的变化除磷，期间运行了四个不同层次，更是超过100天的过程。三种有良好的除磷性能污泥的获得。对于这些污泥，进水磷酸盐-P的去除完成了28.5，42.4和55.2毫克/升，每一种情况下这是至少有三年年龄污泥稳定运行的结果。这些淤泥被称为EBPR28，EBPR42和EBPR55，分别为（见表1）。周期反应堆的研究表明，这三种污泥进行了典型的除磷（表1，图。S1）代谢转化。这包括由排泄磷酸盐在有氧相的调价下吸收的厌氧阶段释放到培养基中的磷酸盐。相对于上述污泥，第四种污泥没有执行除磷。当磷酸盐的SBR-P的饲料增加至70.7毫克/升时除磷性能失效，平均66.7毫克/L的磷酸盐-P留在反应器污水中。这些污泥被称为nEBPR70。EBPR70污泥中检测到水平低的磷转换的周期的研究和并未失效的除磷（表1和图。S1D）相一致。该nEBPR70碳的转换，类似于在厌氧醋酸摄取不完整（图S1D）的条件下，厌氧PHA累积（见表1）除磷污泥的观测。这种表现是糖原累积生物体（聚糖菌）厌氧/好氧活性污泥系统[23]中除磷失败的一个特点。在除磷过程和污泥微生物群落分析nEBPR对污泥微生物群落进行了采用荧光分析原位杂交法（FISH）。大多数细胞是用DAPI阳性染色体与EUBMIX作为探针（98％）进行细菌鉴定。除磷产生的污泥在每除P阶段增加一级，在形成独特的球形细胞群生物过程中都占主导地位（图1A，B及C）。除磷污泥28，除磷污泥42和除磷污泥55为B-亚群特异性探针阳性信号（63，68和72％的细胞EUBMIX结合，分别表S1）和""Aphosphatis""特异性探针PAO651（61，67和69％的EUBMIX结合细胞，分别表S1）。这些结果和有类似性能的除磷污泥中发现的磷含量和生物量[5,18,24,25]相类似。这些数量的细胞均属于被发现显着不同特性的三种除磷污泥（方差分析，磷，0.05）β-Proteobacteria和""Aphosphatis""，因此，提供Rhodocyclus型PAOand除磷性能优势之间的因果关系。高浓度的a-Proteobacteria的也观察到EBPR28，EBPR42和EBPR55污泥，分别为34，29和25％（表S1）。如描述reviously[25]，这些共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书onsisted主要为四分体编排球状细胞。因此，这些Rhodocyclus型的PAOs形成的四分体A-变形菌的减少。另一种建议是可能由于这两个生物群体相互竞争的结果[15]。与此相对应的除磷污泥，已观察到除磷污泥（一维图）nEBPR70的污泥是以四分体为主排列的球状细胞，并再次确定为-亚（53EUBMIX结合细胞％）。该nEBPR70污泥仍然显示出了B-亚群（41EUBMIX结合细胞％）的特性，但""Aphosphatis""任然出于相当低浓度的范围（1％;表S1）中。该群落的A-变形菌与其他厌氧有氧条件下污泥中P的去除的调查同样显著[14,26,27]。因此，我们的研究除磷失败时再次牵连这聚糖菌亚门作为可支配时的细胞类型。表1.检测到的除磷转换过程的不同阶段序批式间歇反应器（SBR）性能的综述污泥除磷污泥28除磷污泥42除磷污泥55除磷污泥70SBR法含磷酸盐-P的（毫克/升）28.542.455.270.7污泥浓度（克/升）1.9(0.14)2.2(0.63)磷含量（％）12.121.224.32.7厌氧磷释放量（毫克/gMLSS）64.060.684.28.8厌氧PHA累积（毫克/克污泥）56.136.552.340.4括号内的标准差。分类号：10.1371/journal.pone.0001778.t001共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图1。这项研究中活性污泥的显微镜分析。材料与方法序批式反应器的操作和采样一个交替厌氧/好氧阶段实验室规模的SBR法操作参照文献[5,25]。简单地说，反应堆有一个体积为2L，并于6小时120分钟循环工作的厌氧阶段组成，一期为210分钟的有氧30分钟的沉淀/调迁操作阶段。最初，该反应器运行了约1.5个月，直到性能获得稳定，除磷，去除约25毫克/升。在这个时间点（0天的操作）密集采样例程开始。这需要测量进水的磷酸盐-P（饲料）和在分别用于每隔102天（天=330分）反应堆结束的好氧阶段。在反应堆运行第十天，对一个周期进行了研究。这包括采集磷酸盐-P的样本，醋酸，聚羟基脂肪酸酯（PHA）的混合液悬浮固体（污泥）和全部磷含量的分析。在这个时间点，在反应器内活性污泥完全去除的28.5mg/L磷酸-P（反应堆在好氧阶段结束没有磷酸盐），这构成了这在项研究中所描述的EBPR28污泥。在17日的运作，在一个完整的周期进行了研究磷酸盐-P的含量浓度增加至约40毫克/升，这49天彻底消除污泥的是42.4毫克/升磷酸-P。这构成了在这项研究中所描述的EBPR42污泥。共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书在57天填料中磷酸盐-P的浓度增加约55毫克/升和循环研究进行了71天。污泥被完全去除55.2毫克/升磷酸-P，因此，这构成了在这项研究中所描述的EBPR55污泥。反应堆运行78天后，在填料磷酸盐-P的浓度增加至约70毫克/升。在此之后，在82天好氧阶段结束时反应器的除磷性能开始波动为57.6毫克/升磷酸-P每座。不过，反应器在6天时恢复其去处性能。从92日起，反应堆7天后逐渐失去了其除磷性能完全丧失除磷性能。1污泥龄。在99天，另一个周期进行了研究，好氧阶段的结束在填料中含有70.7毫克磷酸-P/升，59.6毫克磷酸-P/升留在反应器中。这构成了在这项研究中所描述的nEBPR70污泥污泥。化学分析如前所述磷酸盐磷，乙酸，混合液悬浮固体（污泥）和总P的分析[5]。聚羟基脂肪酸酯（PHA的）进行量化后修改采用的气相色谱中的辅助材料与酸醇[16]S1的描述。基质辅助激光解吸离子化飞行时间（的MALDI-TOF）质谱（MS），四极杆飞行时间（的Q-TOF）的MS/MS和蛋白质鉴定如前所述在切除点进行处理和消化[5]。在质谱分析中获得的蛋白质鉴定策略的详情，载于文件中一辅助材料。简言之，消化蛋白质样品用Bruker的UltraFlexMALDI-ToF/ToF质谱仪（布鲁克道尔顿公司，考文垂，英国）进行了分析。样品使用了Q-飞行时间质谱仪（微团，埃尔斯特里，英国）进行进一步分析。使用蛋白质搜索工具（http://www.matrixscience.com）对由此产生的肽质量指纹图谱进行了全面检查（盎司污泥，Phrap三宏基因组数据库;美国污泥，Phrap组装;美国污泥，爵士大会）[4]。使用最好的微生物组样品（IMG公司/M）的系统（实验稿综合微生物基因组;2006年9月1号，http://www.jgi.doe.gov/）[31]MASCOT对宏基因组序列进行了详细的信息检索。对于群列和所研究框架，生成使用Genbank数据库文件IMG/M并使用Artemis的版本8[53]进行了分析。支持信息材料中一辅助材料和方法发现：分类号：10.1371/journal.pone.0001778.s001（0.10MB的文档）表S1污泥定量分析（括号内为标准差）的结果。发现：分类号：10.1371/journal.pone.0001778.s002（0.03MB的文档）表中二综述了除磷matchset（括号内为标准差）的2D-PAGE分析。凝胶表明在个别检测点数量和复制的整个胶套吻合（3例）。发现：分类号：10.1371/journal.pone.0001778.s003（0.02MB的文档）表三使用MALDIToF质谱（数字点1-39）和Q-TOF质谱/质谱（40号点-46）获得的蛋白质鉴定结果和蛋白质的其他信息，包括（编号点指图3。）。发现：分类号：10.1371/journal.pone.0001778.s004（0.88MB的文档）共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图中一发现：分类号：10.1371/journal.pone.0001778.s005（4.07MB的文档）致谢吉尔班菲尔德（美国加州大学伯克利分校，伯克利，加利福尼亚州，美国）和乔安妮彼得斯（盎格鲁水，剑桥，英国）公认的支持和鼓励。菲尔Hugenholtz，赫克托Garcı"aMartı"n和维克多Kunin（联合基因组研究所，核桃河，美国加利福尼亚州）对未公布数据的提供表示感谢。参考文献1.HugenholtzP,GoebelBM,PaceNR(1998)Impactofculture-independentstudiesontheemergingphylogeneticviewofbacterialdiversity.JBacteriol180:6793–6793.2.DeLongEF,PrestonCM,MincerT,RichV,HallamSJ,etal.(2006)Communitygenomicsamongstratifiedmicrobialassemblagesintheocean’sinterior.Science311:496–503.3.VenterJC,RemingtonK,HeidelbergJF,HalpernAL,RuschD,etal.(2004)EnvironmentalgenomeshotgunsequencingoftheSargassoSea.Science304:66–74.4.Garcı´a-Martı´nH,IvanovanN,KuninV,WarneckeF,BarryKW,etal.(2006)Metagenomicanalysisoftwoenhancedbiologicalphosphorusremoval(EBPR)sludgecommunities.NatBiotechnol24:1263–1269.5.WilmesP,BondPL(2004)Theapplicationoftwo-dimensionalpolyacrylamidegelelectrophoresisanddownstreamanalysestoamixedcommunityofprokaryoticmicroorganisms.EnvironMicrobiol6:911–920.6.WilmesP,BondPL(2006)Metaproteomics:studyingfunctionalgeneexpressioninmicrobialecosystems.TrendsMicrobiol14:92–97.7.KanJ,HansonTE,GinterJM,WangK,ChenF(2005)MetaproteomicanalysisofChesapeakeBaymicrobialcommunities.SalineSystems1:7–19.8.KlaassensES,deVosWM,VaughanEE(2007)Metaproteomicsapproachtostudythefunctionalityofthemicrobiotainthehumaninfantgastrointestinaltract.ApplEnvironMicrobiol73:1388–1392.9.MaronPA,RanjardL,MougelC,LemanceauP(2007)Metaproteomics:anewapproachforstudyingfunctionalmicrobialecology.MicrobEcol53:486–493.10.BenndorfD,BalckeGU,HarmsH,vonBergenM(2007)Functionalmetaproteomeanalysisofproteinextractsfromcontaminatedsoilandgroundwater.ISMEJournal1:224–234.11.SchulzeWX,GleixnerG,KaiserK,GuggenbergerG,MannM,etal.(2005)Aproteomicfingerprintofdissolvedorganiccarbonandofsoilparticles.Oecologia142:335–343.12.LacerdaCMR,ChoeLH,ReardonKF(2007)Metaproteomicanalysisofabacterial共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书communityresponsetocadmiumexposure.JProteomeRes6:1145–1152.13.RamRJ,VerBerkmoesNC,ThelenMP,TysonGW,BakerBJ,etal.(2005)Communityproteomicsofanaturalmicrobialbiofilm.Science308:1915–1920.14.SeviourRJ,MinoT,OnukiM(2003)Themicrobiologyofbiologicalphosphorusremovalinactivatedsludgesystems.FEMSMicrobiolRev27:99–127.15.BlackallLL,CrocettiG,SaundersAM,BondPL(2002)Areviewandupdateofthemicrobiologyofenhancedbiologicalphosphorusremovalinwastewatertreatmentplants.AntonieVanLeeuwenhoek81:681–691.16.BondPL,ErhartR,WagnerM,KellerJ,BlackallLL(1999)Identificationofsomeofthemajorgroupsofbacteriainefficientandnonefficientbiologicalphosphorusremovalactivatedsludgesystems.ApplEnvironMicrobiol65:4077–4084.17.BondPL,HugenholtzP,KellerJ,BlackallLL(1995)Bacterialcommunitystructuresofphosphate-removingandnon-phosphate-removingactivatedsludgesfromsequencingbatchreactors.ApplEnvironMicrobiol61:1910–1916.18.CrocettiGR,HugenholtzP,BondPL,SchulerA,KellerJ,etal.(2000)Identificationofpolyphosphate-accumulatingorganismsanddesignof16SrRNA-directedprobesfortheirdetectionandquantitation.ApplEnvironMicrobiol66:1175–1182.19.HesselmannRPX,WerlenC,HahnD,vanderMeerJR,ZehnderAJB(1999)Enrichment,phylogeneticanalysisanddetectionofabacteriumthatperformsenhancedbiologicalphosphateremovalinactivatedsludge.SystApplMicrobiol22:454–465.20.LeeN,NielsenPH,AspegrenH,HenzeM,SchleiferKH,etal.(2003)Longtermpopulationdynamicsandinsituphysiologyinactivatedsludgesystemswithenhancedbiologicalphosphorusremovaloperatedwithandwithoutnitrogenremoval.SystApplMicrobiol26:211–227.21.FilipeCDM,DaiggerGT,GradyCPL(2001)Stoichiometryandkineticsofacetateuptakeunderanaerobicconditionsbyanenrichedcultureofphosphorus-accumulatingorganismsatdifferentpHs.BiotechnolBioeng76:32–43.22.OehmenA,YuanZG,BlackallLL,KellerJ(2005)Comparisonofacetateandpropionateuptakebypolyphosphateaccumulatingorganismsandglycogenaccumulatingorganisms.BiotechnolBioeng91:162–168.23.SeviourRJ,MaszenanAM,SoddellJA,TandoiV,PatelBKC,etal.(2000)Microbiologyofthe‘G-bacteria’inactivatedsludge.EnvironMicrobiol2:581–593.24.McMahonKD,DojkaMA,PaceNR,JenkinsD,KeaslingJD(2002)Polyphosphatekinasefromactivatedsludgeperformingenhancedbiologicalphosphorusremoval.ApplEnvironMicrobiol68:4971–4978.25.WilmesP,BondPL(2006)Towardsexposureofelusivemetabolicmixed-cultureprocesses:theapplicationofmetaproteomicanalysestoactivatedsludge.WaterSciTechnol54:217–226.26.BeerM,KongYH,SeviourRJ(2004)Aresomeputativeglycogenaccumulatingorganisms共67页第66页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(GAO)inanaerobic:aerobicactivatedsludgesystemsmembersofthealpha-Proteobacteria?Microbiology150:2267–2275.27.WongMT,TanFM,NgWJ,LiuWT(2004)Identificationandoccurrenceoftetrad-formingAlphaproteobacteriainanaerobic-aerobicactivatedsludgeprocesses.Microbiology150:3741–3748.28.Baker-AustinC,DopsonM,WexlerM,SawersRG,BondPL(2005)Molecularinsightintoextremecopperresistanceintheextremophilicarchaeon‘Ferroplasmaacidarmanus’Fer1.Microbiology151:2637–2646.29.GygiSP,CorthalsGL,ZhangY,RochonY,AebersoldR(2000)Evaluationoftwo-dimensionalgelelectrophoresis-basedproteomeanalysistechnology.ProcNatlAcadSciUSA97:9390–9395.30.GessesseA,DueholmT,PetersenSB,NielsenPH(2003)Lipaseandproteaseextractionfromactivatedsludge.WaterRes37:3652–3657.31.MarkowitzVM,KorzeniewskiF,PalaniappanK,SzetoE,WernerG,etal.(2006)Theintegratedmicrobialgenomes(IMG)system.NucleicAcidsRes34:D344–D348.32.AldorIS,KeaslingJD(2003)Processdesignformicrobialplasticfactories:metabolicengineeringofpolyhydroxyalkanoates.CurrOpinBiotechnol14:475–483.33.RehmBHA(2006)Geneticsandbiochemistryofpolyhydroxyalkanoategranuleself-assembly:Thekeyroleofpolyestersynthases.BiotechnolLett28:207–213.34.WaltermannM,SteinbuchelA(2005)Neutrallipidbodiesinprokaryotes:Recentinsightsintostructure,formation,andrelationshiptoeukaryoticlipiddepots.JBacteriol187:3607–3619.35.SatoS,NomuraCT,AbeH,DoiY,TsugeT(2007)Poly[(R)-3-hydroxybutyrate]formationinEscherichiacolifromglucosethroughanenoyl-CoAhydratase-mediatedpathway.JBiosciBioeng103:38–44.36.HesselmannRPX,VonRummellR,ResnickSM,HanyR,ZehnderAJB(2000)Anaerobicmetabolismofbacteriaperformingenhancedbiologicalphosphateremoval.WaterRes34:3487–3494.37.ComeauY,HallKJ,HancockREW,OldhamWK(1986)Biochemicalmodelforenhancedbiologicalphosphorusremoval.WaterRes20:1511–1521.38.WentzelMC,Lo¨tterLH,EkamaGA,LoewenthalRE,MaraisGVR(1991)Evaluationofbiochemicalmodelsforbiologicalexcessphosphorusremoval.WaterSciTechnol23:567–576.39.PereiraH,LemosPC,ReisMAM,CrespoJPSG,CarrondoMJT,etal.(1996)Modelforcarbonmetabolisminbiologicalphosphorusremovalprocessesbasedoninvivo13C-NMRlabellingexperiments.WaterRes30:2128–2138.40.MinoT,ArunV,TsuzukiY,MatsuoT(1987)Effectofphosphorusaccumulationonacetatemetabolisminthebiologicalphosphorusremovalprocess.In:RamadoriR,ed.BiologicalPhosphateRemovalFromWastewaters.Rome,Italy:PergamonPress,Oxford.pp27–38.共67页第66页 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