包头市某淀粉厂污水处理工艺设计 125页

'内蒙古科技大学毕业设计说明书包头市某淀粉厂污水处理工艺设计摘要本设计的目的是处理包头市某淀粉厂的废水，其中主要污染指标为：化学需氧量COD16000mg/L，生化需氧量BOD9000mg/L，固体悬浮物SS4000mg/L，pH值4.0—5.0,污水流量为4500m3/d。处理后要求达到的水质标准为：化学需氧量COD150mg/L，生化需氧量BOD60mg/L，固体悬浮物SS100mg/L，pH值6.0—9.0。由于本设计要求出水水质很高，所以需要进行二级处理工艺。由于淀粉废水是高浓度有机废水，拟采用厌氧与好氧相结合的方法。本次设计过程包括了废水处理工艺流程的确定和设计计算。主要有格栅、调节沉淀池、UASB、预曝气沉淀池、SBR反应池及污泥处理部分设计，通过以上设计及处理，使废水处理达到排放标准。本设计经计算后确定了格栅、调节沉淀池、UASB、预曝气沉淀池、SBR反应池及污泥部分的构筑物尺寸，并在附图中对必要的构筑物进行描述，成果图有污水厂平面图、污水厂高程图、调节沉淀池图、UASB图、SBR反应池图及浓缩池图。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书包头市某淀粉厂污水处理工艺设计摘要本设计的目的是处理包头市某淀粉厂的废水，其中主要污染指标为：化学需氧量COD16000mg/L，生化需氧量BOD9000mg/L，固体悬浮物SS4000mg/L，pH值4.0—5.0,污水流量为4500m3/d。处理后要求达到的水质标准为：化学需氧量COD150mg/L，生化需氧量BOD60mg/L，固体悬浮物SS100mg/L，pH值6.0—9.0。由于本设计要求出水水质很高，所以需要进行二级处理工艺。由于淀粉废水是高浓度有机废水，拟采用厌氧与好氧相结合的方法。本次设计过程包括了废水处理工艺流程的确定和设计计算。主要有格栅、调节沉淀池、UASB、预曝气沉淀池、SBR反应池及污泥处理部分设计，通过以上设计及处理，使废水处理达到排放标准。本设计经计算后确定了格栅、调节沉淀池、UASB、预曝气沉淀池、SBR反应池及污泥部分的构筑物尺寸，并在附图中对必要的构筑物进行描述，成果图有污水厂平面图、污水厂高程图、调节沉淀池图、UASB图、SBR反应池图及浓缩池图。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书关键词：淀粉废水；UASB；SBR反应器AsewagetreatmentprojectpressdesignofastarchfactoryinBaotouAbstractThepurposeofthedesignisstarchwastewatertreatment.Itsmainpolluteparameterinclude:ChemicalOxygenDemand(COD)16000mg/L,Bio-ChemicalOxygenDemand(BOD)9000mg/L,SuspendedSolid(SS)4000mg/L,thevalueofpH4.0—5.0.Thewaterdischargeis4500m3/d.Thetreatedwaterisrequiredtoreachthefollowingstandards:ChemicalOxygenDemand(COD)150mg/L,Bio-ChemicalOxygenDemand(BOD)60mg/L,SuspendedSolid(SS)100mg/L,thevalueofpH6.0~9.0Astheeffluentqualityrequirementofthedesignisstrict,sothewastewaterneedforsecondarytreatment.Becausestarchwastewaterishighconcentrationoforganicwastewater,Iwanttousethemethodofobligateandaerobic.Thedesignprocess,includingdeterminethewastewatertreatmentprocessanddesigncalculations…Themainpartsincludethescreening,theadjustmentprecipitates,theUpflowAnaerobicSludgeBed(UASB),thePre-aerationsedimentation,theSequencingBatchReactor(SBR)tankandthepartofthesludgetreatment.Accordingtotheaboveofdesignandtreatment,makewastewatertreatmentattaintheexhaustionstandards.Thisdesigndeterminesthesizeoftheaboveseriesoftreatmentbuilding.Andthisdesignmakethedescriptionofthemindiagram.Keywords:starchwastewater,UpflowAnaerobicSludgeBed(UASB),SequencingBatchReactor(SBR)tank117 内蒙古科技大学毕业设计说明书目录摘要………………………………………………………………………………………ⅠAbstract…………………………………..………………………………………………Ⅱ第一章 前言……………………………………………………………………………...11.1 研究背景……………………………...…………………………………………11.1.1一级处理工艺…………………………………………………….………....21.1.2二级处理工艺…………………………………………………………….....31.2 设计过程和方法………………………………………………….………..……31.2.1设计过程………………………………………………………….…………31.2.2设计方法………………………………………………………………….…31.3 设计说明书结构……………………………….………..………..……….…….4第二章 污水处理方案的选择及可行性分析…………………………………………..52.1 污水处理工艺流程选择的一般原则…..….....………..………………………52.1.1污水应达到的处理程度……….………...………....…..………………….52.1.2污水处理工艺的投资和运行费用...…….….……...……...………………52.1.3合理利用现有资源并充分利用资源……....……...………..…...…..…….52.1.4考虑分级处理与排放和利用情况….……………...………....……..…….52.1.5考虑施工和运行管理情况……….….………………...…………………..62.1.6操作人员的经验和管理水平…….……………………...…………...……62.1.7场地的建设条件………...…….…………………...………………………62.2 处理工艺选择概述………...……...……………...…….………………………62.2.1传统活性污泥法……….…..…………………..………………………….62.2.2生物滤池……….…………………….....………………………...……….62.2.3氧化沟工艺………….………………….......…….……………………….72.2.4 SBR法……….…………….………………….………….....…………….72.2.5117 内蒙古科技大学毕业设计说明书 UASB厌氧污泥床反应器….…….………...….…………...…………….82.2.6生物接触氧化法………..….……….……….……...…………………….92.3 污水处理方案的可行性分析….……….…………………….…….…………...92.3.1淀粉污水处理研究现状及发展趋势…….…..…….…………….……….92.3.2淀粉厂污水处理主要采用的处理方法概述…….……………..……….102.3.3淀粉厂污水处理方案及其工艺比较……….……..…..…….…….…….132.3.4淀粉厂污泥处理方案的确定….……………………………...…………162.4 主要构筑物的设备选型…………….…………….…..….……………………182.4.1格栅……………………….…………..…..…..….………………………182.4.2提升泵房…………………..……..…………...………………………….182.4.3调节沉淀池……….………….……..………...………………………….192.4.4 UASB反应器………..………..…………………………………………192.4.5预曝沉淀池……….…………..……………….…………………………192.4.6 SBR反应池…….…………..…….…………...…………………………202.4.7巴氏计量槽………………….....……..…………………………………202.4.8重力浓缩池………….……..……..…………..…………………………202.4.9机械脱水间……….………..……...………….…………………………212.4.10主要附属构筑物…………...………………………………..…………21第三章 污水处理工艺设计计算………..…………………………………..…………223.1 格栅的设计计算…………...............….………………………………………223.1.1设计说明...………………...….….…….……..…………………………223.1.2格栅的设计参数及其规定…………...……....…………………………223.1.3格栅的设计计算…………..……………….....…………………………233.2提升泵房的设计计算.........……………………………………………………253.2.1设计说明...……………….…………..………….………………………253.2.2泵房的设计依据……….……………..…………………………………263.2.3提升泵房的设计计算……..…………..…………...……………………273.3 调节沉淀池……………….………...………………………………………...283.3.1设计说明...……………….…………..…………….………………...….283.3.2调节陈电池的设计参数…………….…………..………………………293.3.3调节沉淀池的设计计算…...……..……………..………………………293.4 UASB的设计计算……………...………....……...……..………...…………313.4.1设计说明...…………...…….……..………..……………………………313.4.2 UASB的设计参数………..….…………………………………………323.4.3 UASB工艺构造设计计算...….....…………...........……………………323.4.4 UASB布水系统设计计算...…….…….…………………..……………373.4.5 UASB出水渠设计计算....……....……………………...………………383.4.6 UASB排水管设计计算...…...…..………………………...……………403.4.7 UASB排泥管设计计算...……….………….…………..………………403.4.8 UASB沼气管路设计计算........……………….……..…………………413.4.9 UASB的其他设计...…...……....………………………………………443.5 预曝沉淀池的设计计算……..…………....…………….……………………453.5.1设计说明...……………….……..………………………………………453.5.2 预曝沉淀池工艺构造设计计算...……….....………….………………453.5.3 预曝沉淀池曝气装置设计计算.…………….……...…………………483.5.4 预曝沉淀池出水渠设计计算....…….............…………………………483.5.5 预曝沉淀池排泥设计计算...….....……………………….……………493.5.6预曝沉淀池进水配水设计计算…….…………….……………………493.6 SBR反应池的设计计算…..…………..……….………..……………………493.6.1设计说明...……………….……..…………............……………………493.6.2 SBR反应池容积计算...….....…….……….………..…….……………503.6.3 SBR反应池运行时间与水位控制….………….…...…………………513.6.4 排泥量及排泥系统设计计算....…….....……….……...………………523.6.5 需氧量及曝气系统设计计算...…......……….…………...……………533.6.6 巴歇尔计量槽的计算…….……….………..…………….……………573.7　清水池的设计计算…..…….…..……...……...………………………………583.7.1设计说明...……………….……….…..………..………………………593.7.2 清水池的设计计算...….....…………...………………….……………59第四章 污泥处理工艺设计计算……….….…………………………117 内蒙古科技大学毕业设计说明书………………...604.1 设计说明………….………….……...…………..……………………………..614.2 污泥浓缩池设计计算.…………………………..……………………………..614.2.1设计说明...…..……….…………………….……………………………614.2.2 污泥浓缩池池容积计算........….….…….………..……….……………614.2.3 污泥浓缩池工艺构造尺寸………………………..……………………624.2.4 污泥浓缩池排水和排泥.....…….…......…………..……………………634.3 污泥脱水系统设计……..……….………….……………...………………….654.3.1污泥贮柜设计…………………..………………………………………654.3.2污泥脱水机房设计.....…...…..….…..….………….………...…………65第五章 污水处理厂平面布置和高程布置…….……………………………………...685.1 污水处理厂的厂址选择.…….…………………………….………………….675.2 污水处理厂的平面和高程布置..………………………….………………….685.2.1平面布置...…..………......……..…………………….…………………685.2.2 高程布置.........….……..……………..………………..….……………705.2.3 水力及高程计算….………..……….…….……………………………71第六章 工程概预算….……………………….………………….…………………….816.1 编制概预算依据的基础资料….……………………….…………………….816.2处理水成本计算..…………………………….……………………………….81第七章 结论……………..……………………………..………….…………………..85参考文献……………….………………………….……………………………………86附录……………………………………………..…...…………………………………88117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章前言毕业设计是完成教学计划的全部课程后,必需进行的重要实践性教学环节。它是向实际工程、设计转变的过渡环节。毕业设计的目的是使学生综合运用所学的理论知识，根据“环境保护法”和设计规范以及党和政府颁布的各项政策和法令，依据原始资料，设计一座城市或工业企业的污水处理厂，具体指导思想如下：1.总结、巩固所学知识，通过具体设计，扩大和深化专业知识，提高解决实际工程技术问题的独立工作能力；2.熟悉建造一座现代化污水处理厂的设计程序，掌握各类处理构筑物的工艺计算，培养分析问题的能力；3.广泛阅读各类参考文献及科技资料，正确使用设计规范，熟练应用各种设计手册，标准设计图集以及产品目录等高等工具书，进一步提高计算、绘图的技能和编写好设计说明书，完成工程师的基本训练。通过毕业设计，综合运用和深化所学理论知识，培养独立思考，分析问题、解决问题的能力，使学生能够灵活运用所学知识来解决实际问题。1.1研究背景中国是水资源匮乏的国家，人均水资源的占有量仅为世界人均占有量的1/4，同时水资源在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地区人均水资源更低。中国的水资源在分布上有很不均匀，严重缺水城市有50多个。根据有关资料统计，截止到1997年底，全国污水日排放量为1×103m3，全国各类水体82%的河段受到污染，其中已有39%的河段受到严重污染。70%以上的城市河段不适合作为饮用水，50%的城市地下水受到污染，长江的七大水系水质不断恶化，湖泊水库普遍受到污染，沿海水体发生赤潮和富营养化现象增多。由于废水中混合了各种污染物，排进自然水体，日积月累，最终会造成地下水和地表水的污染。严重时将导致自然界中的某一水系丧失实用价值。水是人类生存的生命线，也是工业、农业和整个经济建设的生命线。水资源的短缺是影响中国经济发展的最大障碍之一。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章前言毕业设计是完成教学计划的全部课程后,必需进行的重要实践性教学环节。它是向实际工程、设计转变的过渡环节。毕业设计的目的是使学生综合运用所学的理论知识，根据“环境保护法”和设计规范以及党和政府颁布的各项政策和法令，依据原始资料，设计一座城市或工业企业的污水处理厂，具体指导思想如下：1.总结、巩固所学知识，通过具体设计，扩大和深化专业知识，提高解决实际工程技术问题的独立工作能力；2.熟悉建造一座现代化污水处理厂的设计程序，掌握各类处理构筑物的工艺计算，培养分析问题的能力；3.广泛阅读各类参考文献及科技资料，正确使用设计规范，熟练应用各种设计手册，标准设计图集以及产品目录等高等工具书，进一步提高计算、绘图的技能和编写好设计说明书，完成工程师的基本训练。通过毕业设计，综合运用和深化所学理论知识，培养独立思考，分析问题、解决问题的能力，使学生能够灵活运用所学知识来解决实际问题。1.1研究背景中国是水资源匮乏的国家，人均水资源的占有量仅为世界人均占有量的1/4，同时水资源在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地区人均水资源更低。中国的水资源在分布上有很不均匀，严重缺水城市有50多个。根据有关资料统计，截止到1997年底，全国污水日排放量为1×103m3，全国各类水体82%的河段受到污染，其中已有39%的河段受到严重污染。70%以上的城市河段不适合作为饮用水，50%的城市地下水受到污染，长江的七大水系水质不断恶化，湖泊水库普遍受到污染，沿海水体发生赤潮和富营养化现象增多。由于废水中混合了各种污染物，排进自然水体，日积月累，最终会造成地下水和地表水的污染。严重时将导致自然界中的某一水系丧失实用价值。水是人类生存的生命线，也是工业、农业和整个经济建设的生命线。水资源的短缺是影响中国经济发展的最大障碍之一。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章前言毕业设计是完成教学计划的全部课程后,必需进行的重要实践性教学环节。它是向实际工程、设计转变的过渡环节。毕业设计的目的是使学生综合运用所学的理论知识，根据“环境保护法”和设计规范以及党和政府颁布的各项政策和法令，依据原始资料，设计一座城市或工业企业的污水处理厂，具体指导思想如下：1.总结、巩固所学知识，通过具体设计，扩大和深化专业知识，提高解决实际工程技术问题的独立工作能力；2.熟悉建造一座现代化污水处理厂的设计程序，掌握各类处理构筑物的工艺计算，培养分析问题的能力；3.广泛阅读各类参考文献及科技资料，正确使用设计规范，熟练应用各种设计手册，标准设计图集以及产品目录等高等工具书，进一步提高计算、绘图的技能和编写好设计说明书，完成工程师的基本训练。通过毕业设计，综合运用和深化所学理论知识，培养独立思考，分析问题、解决问题的能力，使学生能够灵活运用所学知识来解决实际问题。1.1研究背景中国是水资源匮乏的国家，人均水资源的占有量仅为世界人均占有量的1/4，同时水资源在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地区人均水资源更低。中国的水资源在分布上有很不均匀，严重缺水城市有50多个。根据有关资料统计，截止到1997年底，全国污水日排放量为1×103m3，全国各类水体82%的河段受到污染，其中已有39%的河段受到严重污染。70%以上的城市河段不适合作为饮用水，50%的城市地下水受到污染，长江的七大水系水质不断恶化，湖泊水库普遍受到污染，沿海水体发生赤潮和富营养化现象增多。由于废水中混合了各种污染物，排进自然水体，日积月累，最终会造成地下水和地表水的污染。严重时将导致自然界中的某一水系丧失实用价值。水是人类生存的生命线，也是工业、农业和整个经济建设的生命线。水资源的短缺是影响中国经济发展的最大障碍之一。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书人类使用过的水，污染杂质只占0.1%左右，比海水的3.5%少得多，其余绝大部分是可再用的清水。污水经过适当再生处理，可以重复利用，实现水在自然界中的良性大循环。城市污水就近可得，易于收集，易于处理，数量巨大，稳定可靠。淀粉是绿色植物进行光合作用后的产物，是人类生命活动中必不可缺少的基础物质，淀粉的化学成分及结构尽管复杂，但用途甚广。淀粉是一种非常重要的工业原料，它不仅应用在食品工业领域而且在制酒、制药、纺织、化工等行业也被广泛应用。淀粉在加工过程中会产生大量的高浓度酸性有机废水，其含量随生产的波动而时有变化，其COD值通常在10000mg/L左右。目前，我国淀粉生产企业600多家，年产量已达400万吨，按现在的加工工艺，每生产1吨淀粉大约产出6吨废水，可见整个淀粉制造业每年产生的废水量甚多。这些废水中主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机酸、尘土、矿物质及少量的油脂，易腐败发酵，使水质发黑发臭，排入江河会消耗水中的溶解氧，促进藻类及水生植物繁殖，量大时河流严重缺氧，发生厌氧腐败，散发恶臭，鱼、虾、贝类等水生动物可能会因此而窒息死亡。因此，搞好淀粉废水的治理及综合回收利用越来越受到环境科学工作者的重视。淀粉工业是以玉米，马铃薯，小麦，大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品的工业。淀粉工业约需1.7吨原料才能得到1吨产品，在生产过程中，需水量很大，废水排放量也大，而且废水都是含大量淀粉，蛋白质，糖类，脂肪等有机物的高浓度有机废水，如不加以处理直接排放到水体中，将造成水体缺氧，使水生动物窒息，给水环境带来巨大的危害。淀粉废水主要来源于甘薯流送渠和洗涤水，从筛网或离心机提取淀粉后的薯浆废水，薯浆脱水后的压榨机和沉淀池排出来的蛋白质水，淀粉洗涤和精制中排出的较稀的蛋白质水，淀粉渣贮槽废水，冷凝器和真空干燥器的冷凝水，生产设备洗刷废水等，除此之外，还有少量地面冲洗废水。1.1.1一级处理工艺污水的一级处理也称前处理,它由格栅、调节沉淀池组成，属于物理处理，主要是去除污水中从大块垃圾到粒径为毫米的悬浮物。（1）117 内蒙古科技大学毕业设计说明书典型的一级处理工艺在水泵和污水处理系统前均设置格栅，以拦截较大的污染物，保证后续处理构筑物和设备的正常运行。（1）调节沉淀池的作用是调节废水的水质和水量以及废水的PH值并达到使悬浮颗粒沉淀达到固液分离的目的。进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进入调节池的废水相混合，以此来均衡水质。所以对于工业废水适当尺寸的调节沉淀池，对水质水量的调节和沉淀是厌氧反应稳定运行的保证。1.1.2二级处理工艺二级处理为污水处理的核心工艺，二级处理又称生物处理，一般由生物处理构筑物和设备组成，它的作用是除去水中的呈胶体和溶解状态的有机污染物。废水的生物处理主要为好氧生物处理和厌氧生物处理。经二级处理的废水一般可以达到排放水体和灌溉农田的水质标准。二级处理工艺主要包括氧化沟工艺、工艺、SBR工艺，生物滤池和UASB反应器。1.2设计过程和方法设计过程主要分为资料查阅、设计计算、图纸绘制、设计说明书的撰写、答辩准备及答辩几个阶段组成。1.2.1设计过程（1）设计的准备阶段：分析设计任务和内容，根据原水水质性质和水处理目标查阅相关的资料，了解相关的国家规范，以低成本高效率的原则，根据以上选择一个合理、可行的设计方案；（2）对各个主要废水、污泥处理设备和构筑物进行合理选型；（3）设备和构筑物的具体结构尺寸、数量计算及其水利计算；（4）各处理构设备和筑物高程计算；（5）编写设计说明书和计算书；（6）绘制主体构筑物的平、剖面图和厂区平面图(手工图、CAD图);（7）提交设计成果并进行预答辩;（8）根据指导教师提出的不足之处修改并完善设计成果;117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）答辩准备及答辩．1.2.2设计方法设计主要依据经验和资料、处理要达到的要求以及设计规范进行设计，初步选出两套淀粉废水的处理工艺进行比较，最后确定合适的处理工艺流程。1.3设计说明书结构主要由前言部分和污水处理方案的选择及可行性分析、主要构筑物设备的设计计算、附录、参考文献和后记组成。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第二章污水处理方案的选择及可行性分析2.1污水处理工艺流程选择的一般原则2.1.1污水应达到的处理程度污水应达到的处理程度是选择处理工艺主要依据。污水处理程度主要取决于处理以后水的出路和去向。出水排放是最常用的去向。所以当处理后的水排放到水体时，污水处理程度一般以工业污水二级处理工艺所能达到的处理程度来确定工艺流程。工业污水处理后的第二个去向是回用，主要用于灌溉，其次是作为城市景观用水，如喷洒绿地、公园、冲洗街道和厕所、以及作为城市景观的补给水等。2.1.2污水处理工艺的投资和运行费用污水处理所选用的处理工艺的投资和运行费用也是选择处理工艺流程的重要因素。在处理水应达到的水质标准前提下，根据水质、水量选择几种可行的工艺流程进行全面的技术经济比较，从而择优选择工艺合理、工程投资和运行费用较低的处理工艺。污水处理工艺的工程投资和运行费用是工艺流程选择的重要因素之一。根据处理的水质、水量，选择可行的几种工艺流程进行全面的技术经济比较，确定工艺先进合理、工程投资和运行费用较低的处理工艺。如城市污水和SS浓度较高，水质水量变化较大的情况下，采用AB法活性污泥工艺，不仅比普通活性污泥法处理效果好，同时能除氮脱磷，在一般情况下可节省基建投资约20%，节省能耗15%左右。2.1.3合理利用现有资源并充分利用资源根据当地自然、地形条件及土地与资源情况，因地制宜，综合考虑选择适合当地情况的处理工艺。要尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧河道。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书2.1.4考虑分级处理与排放和利用情况例如根据当地城市规划，先建一期工程，再建二期工程；根据当地财力情况可先建一级处理，以后再建二级处理。同时根据排放和利用情况，如某市污水处理厂一部分采用一级处理后排海，一部分采用二级处理后回用于农田灌溉，还有一部分采用深度处理后回用于城市杂用水。2.1.5考虑施工和运行管理情况如地下水位较高，地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。也应考虑所确定处理工艺运行简单、操作方便，便于实现自动控制等。2.1.6操作人员的经验和管理水平要使工艺能达到预期的处理目标，操作管理人员具有十分重要的作用。同样的处理设备由于操作人员的不同可能产生不同的效果。因此在工艺选择时，应尽量选择符合当地习惯和使用要求的净水工艺。2.1.7场地的建设条件不同处理工艺对占地或地基承载力、搞浮力等会有不同的要求，因此在工艺选择时还应结合建设场地可能提供的条件进行综合考虑。有些处理工艺与气候、水温关系密切，在选用时还应充分注意当地的气候条件和水温情况。2.2处理工艺选择概述2.2.1传统活性污泥法传统活性污泥法是处理城市污水最广泛使用的处理方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质传统活性污泥法处理效果较好，去除率可达90%—95%，适用于处理净化程度和稳定程度要求较高的废水，对废水的处理程度比较灵活，日常运行费用较低，但管理要求较高。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书但曝气池容积大，占地面积多且曝气池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，增加动力费用，并且曝气池对冲击负荷适应性较弱。2.2.2生物滤池生物滤池是生物膜法的一种主要设施，普通生物滤池的处理效果好，去除率可达90%以上，出水可下降到25mg/L以下，出水水质稳定。生物滤池构造简单，操作容易；污水在池内停留时间比较短，污水中的有毒物质对生物膜的破坏相对较小；当负荷低时，出水水质可以高度硝化，污泥量少，依靠自然通风供氧，运行费用低；但是当微生物附着在滤料固定的表面生长时，不能随环境变化而改变反应器中生物量，所以对污水浓度和流量的变化适应性差，对于季节和环境温度变化也会受一定影响。生物滤池占地面积达，易于堵塞，灰蝇很多，影响环境卫生。负荷率高时有机物转化不彻底，排出的生物膜容易腐化。2.2.3氧化沟工艺氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，他的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，取得曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.3～0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。氧化沟是常规活性污泥法的一种改型和发展。它的基本特征是曝气池呈封闭的沟渠形,污水和活性污泥的混合液在其中作不停的循环流动,其水力停留时间长达10—40h,污泥龄一般大于20d,有机负荷则很低。氧化沟和SS的处理率均为95%以上，总氮的处理率为70%～80%，采用氧化沟处理污水时,可不设初次沉淀池,二次沉淀池可与曝气部分分设,此时需要设污泥回流系统。氧化沟的剩余污泥量较一般的活性污泥法少得多,而且已经有好氧硝化,因而不再需要硝化处理,可在浓缩、脱水之后加以利用或最终处置。氧化沟的低负荷有利于硝化脱氮反应，抗水量、水质变化及水温低能力强，处理效果稳定。反应池内MLSS浓度、碱度等基本一致。剩余污泥得到好氧分解，比标准法污泥稳定。反应池HRT长，水深较浅，故占地面积较大。管理机械较少，维护管理方便。但是对于大中型污水处理厂，基建费用和运行费用较高。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书2.2.4SBR法SBR是序批式或性污泥法的简称，SBR工艺的曝气池在流态上属完全混合，在有机物降解上，确是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。SBR工艺的基本运行模式，其基本操作流程有进水、反应、沉淀、出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。反应器中的底物浓度和微生物浓度随反应的时间而变化，而且反应过程是不连续的，因此运行过程是典型的非稳态过程。在运行期间，反应器中活性污泥处于一种交替的吸附，吸收，生物降解和活化过程的不断变化过程。SBR工艺能同时具有脱氮和除磷的功能，的去除率达95%，且产泥量少。SBR工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼备二沉池的功能，无污泥回流设备；耐冲击负荷，在一般情况下无需设置调节池；反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效的防止丝状菌膨胀；该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。SBR法工艺特点：活性污泥混合液能在理想静态条件下沉淀分离；每一个反应池在一个周期内可按好氧——缺氧——厌氧条件运行，可实现生物硝化与反硝化；与氧化沟相比，SBR法占地面积小；反应池内易积蓄浮渣；出水为间歇式排放，应注意消毒接触池容积的设计。2.2.5UASB厌氧反应器升流式厌氧污泥床(UASB)反应器由荷兰Wagningen农业大学的Lettinga教授等于1977年开发出来的。目前高浓度污水的生物处理首推厌氧UASB反应器，它在世界范围的厌氧反应器中占有2/3的市场。UASB反应器的工艺特性是反应器的上部设置气、液、固三相分离器，下部为污泥悬浮区和污泥床区。废水从反应器底部流入，向上升流至反应器顶部流出；污泥床区117 内蒙古科技大学毕业设计说明书可以保持很高的污泥浓度，废水中的大部分有机污染物在此被转化分解为甲烷和二氧化碳。因为沼气搅动和气泡对污泥的吸附作用，在污泥床区上方形成了一个污泥悬浮层。反应器上部的三相分离器完成气、液、固三相分离，被分离出的沼气从上部导出，污泥自动滑落到悬浮污泥层，处理出水从澄清区流出反应器。UASB反应器温度在30~35时，COD的去除率达70%~90%，去除率〉85%，适合于处理高、中浓度的工业有机废水。升流式厌氧污泥床在构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。UASB反应器的水利停留时间较短，容积负荷率高，中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/m³·d左右，甚至高达15—40kgCOD/m³·d；污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20—30g/L，污泥龄可达30天以上；设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置。造价相对较低，便于管理，而且不存在堵塞问题。2.2.6生物接触氧化法生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术。生物接触氧化法的工作原理：生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，使废水得到净化。生物接触氧化法的特点：由于填料的比表面极大，池内的充氧条件好；生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀的问题，运行管理简便；由于生物固体量多，水流又属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产量较低。生物接触氧化法的工艺特点：操作简单，运行方便，易于维护管理，没有污泥回流，不产生污泥膨胀也不产生滤池蝇；采用比表面积大的填料，能保持较多的生物量和较高浓度的活性生物量，抗冲击负荷能力强，有机负荷率高，池容积小，占地面积少；生物相丰富，食物链长，处理效果稳定可靠；二沉池固液分离不充分时，可增设滤池。但当设计或运行不当时，填料可能堵塞。此外，布水、曝气不易均匀，可能在局部出现死角。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书2.3污水处理方案的可行性分析2.3.1淀粉污水处理研究现状及发展趋势2.3.1.1淀粉废水处理研究现状淀粉工业是以玉米，马铃薯，小麦，大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品的工业。淀粉工业约需1.7吨原料才能得到1吨产品，在生产过程中，需水量很大，废水排放量也大，而且废水都是含大量淀粉，蛋白质，糖类，脂肪等有机物的高浓度有机废水，如不加以处理直接排放到水体中，将造成水体缺氧，使水生动物窒息，给水环境带来巨大的危害。淀粉是一种非常重要的工业原料，它不仅应用在食品工业领域而且在制酒、制药、纺织、化工等行业也被广泛应用。淀粉在加工过程中会产生大量的高浓度酸性有机废水，其含量随生产的波动而时有变化，其COD值通常很高。淀粉是一中重要的工业原料，它的用途很广，除供食品与加工食品外，更广泛的应用于纺织，造纸，医药，发酵，铸造，化工等行业。目前，我国年产淀粉300万吨。在淀粉生产过程中，废水排放量很大，每产1吨淀粉排放废水10—20立方米。目前，我国淀粉生产企业600多家，年产量已达400万吨，按现在的加工工艺，每生产1吨淀粉大约产出6吨废水，可见整个淀粉制造业每年产生的废水量甚多。这些废水中主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机酸、尘土、矿物质及少量的油脂，易腐败发酵，使水质发黑发臭，排入江河会消耗水中的溶解氧，促进藻类及水生植物繁殖，量大时河流严重缺氧，发生厌氧腐败，散发恶臭，鱼、虾、贝类等水生动物可能会因此而窒息死亡。废水主要来源于甘薯流送渠和洗涤水，从筛网或离心机提取淀粉后的薯浆废水，薯浆脱水后的压榨机和沉淀池排出来的蛋白质水，淀粉洗涤和精制中排出的较稀的蛋白质水，淀粉渣贮槽废水，冷凝器和真空干燥器的冷凝水，生产设备洗刷废水等，除此之外，还有少量地面冲洗废水。2.3.1.2淀粉废水处理发展趋势（1）淀粉厂废水的利用117 内蒙古科技大学毕业设计说明书淀粉废水中含有丰富的营养物质，如能从淀粉废水中回收有用物质，既变废为宝，综合利用，有能减少废液处理的费用。我国在利用淀粉废料生产饲料酵母，提取淀粉酶方面都有研究。（1）合理使用原材料淀粉生产80%是以玉米为原料，其余是以薯类，小麦，大麦，燕麦，以及其他富含淀粉的植物块根等为原料。原料中除含淀粉外，还含有其他的多种成分—蛋白质，脂肪，纤维素，无机盐等。淀粉具有不溶于冷水和比重大于水的特征。以玉米为原料生产淀粉大致有以绝干计60%的玉米成为商品淀粉，还有30%的玉米成为副产品，其余部分则成为废液派出场外。开发和选用无害或少害的原材料，以替代有害的原材料；定量控制原料的添加量，提高原料（转化为产品）的转化率，减少原材料流失和消耗；对原料充分进行综合利用，对流失的原料进行循环利用和重复利用。对原材料的合理选用，可显著降低生产成本，提高经济效益，减少废物和污染物的排放量。2.3.2淀粉厂污水处理主要采用的处理方法概述：2.3.2.1淀粉废水的基本处理方法污水处理的基本方法，就是采用各种技术与手段，将污水中所含的污染物质分离去除，回收利用，或将其转化为无害物质，使水得到净化。现代污水处理技术，按原理可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法3类。（1）物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。主要方法有筛滤法，沉淀法，上浮法，气浮法，过滤法和反渗透法。（2）化学处理法：利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质（包括悬浮的、溶解的、胶体的等）。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、气提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产污水。（3）生物化学处理法：是利用微生物的代谢作用，使污水中呈悬浮、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法(好氧氧化法)和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有机废水与废117 内蒙古科技大学毕业设计说明书水处理过程中产生的污泥，现在也开始用于处理城市污水和低浓度有机污水。目前用于处理淀粉厂污水的主要方法有沉淀分离法、化学絮凝法、单纯暴气法、生物处理法（活性污泥法、厌氧生物法、厌氧好氧法、生物膜法等）、以膜分离技术、光合细菌等方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性。生产废水中的污染物是多种多样的，往往需要采用几种方法的组合，才能处理不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的与排放标准。由于此淀粉厂的COD浓度非常高,所以选用厌氧+好氧工艺对淀粉废水进行处理。2.3.2.2厌氧处理工艺选择近年来，厌氧处理技术得到很快发展，常用的先进技术有厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床和厌氧过滤器。厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。它采用完全混合式消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的废水，预处理要求低，一需要设置池内完全混合搅拌，池外还要设消化液沉淀池。其处理效率比传统厌氧消化技术有提高，但中温消化时容积负荷只有1.0—3.0kgCOD/(·d)，其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大。本设计处理对象为较好生化处理的废水。为提高处理效率，节省工程投资和占地，因此不宜采用厌氧接触法。上流式厌氧污泥床（UASB），属采用了滞留型厌氧生物处理技术，在底部有污泥床，依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分离器，进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物污泥停留时间长，处理效率高，适合于处理较易生化降解，和SS浓度均较高的废水(一般要求进水SS不大于4000mg/L)。常温条件下对于较易生物降解有机废水，容积负荷可达4—8kgCOD/(·d)。厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术，在反应器内充填一部填料，使生物污泥附着在填料上生长，不易随出水流失，且填料对于改善水流均匀性有益，并起到—117 内蒙古科技大学毕业设计说明书定过滤截留作用。但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不适合处理有机物浓度过高的废水，且要求进水SS浓度应较低，—般要求SS<200mg/L。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本次设计进水水质(SS浓度较高)。综合以上分析，结合类似工程资料，本设计厌氧处理装置采用UASB。2.3.2.3好氧处理工艺选择有机废水经厌氧处理，出水的/会降低，出水可生化性较原污水差。采用一般好氧生物处理方法(活性污泥法和生物膜法)，处理厌氧处理出水，其去除率约只有60％，而处理同等浓度的原有机废水，可达80％。尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好，但难以适应大于250mg/L的来水。近年来开发了一些处理此类废水(进水浓度较高，可生化性较差，不易生化降解)的工艺技术，如A-B法活性污泥工艺、氧化沟活性污泥法、SBR法等。这些方法均能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较好的处理效果。以上三种方法中，SBR法具有特别显著的特点：首先由于采用间歇运行，运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在；污泥不断内循环，排泥量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水时水流处于静止状态，故处理效果优于一般活性污泥法。其次由于进水、曝气、沉淀、排水等工序在一个池内进行，省去了沉淀池和污泥回流设施，故而其工程投资和占地面积均小于一般活性污泥法。综合以上分析，本设计好氧处理采用SBR工艺。2.3.3淀粉厂污水处理方案及其工艺比较2.3.3.1淀粉厂污水处理方案方案1：UASB-SBR法的处理工艺：其具体处理流程见图2.1：117 内蒙古科技大学毕业设计说明书格栅调节沉淀池UASB预曝沉淀池SBR污泥浓缩池nonnongsuochi脱水机房泥饼外运出水进水图2.1UASB—SBR法的工艺流程图方案2：化学絮凝—活性碳吸附法处理工艺：其具体流程图见2.2：进水反应池管道反应器斜板沉淀池上清水砂滤池碳塔出水排放图2.2化学絮凝—活性碳吸附法处理工艺流程图2.3.3.2淀粉厂污水处理工艺及比较1.方案1UASB-SBR法的工艺特点此工艺采用厌氧与好氧相结合，厌氧是该工艺的主体，选择何种厌氧工艺是关系到处理效果好坏的关键。在众多厌氧工艺中，上流式厌氧污泥床反应器即UASB具有投资低，容积负荷高，处理效果好的特点。好氧设备采用SBR法的曝气池，117 内蒙古科技大学毕业设计说明书工艺流程简单，构筑物少，占地省，造价低，设备费。运行管理费用低。静止沉淀，分离效果好，出水水质高。由于工业废水的来水量不均匀，所以需要设置调节池来调节处理废水流量，使得出来水量均匀。原生产废水经机械格栅截留大块飘浮物后，进入调节池均匀调节水质与水量。调节池设机械搅拌装置，通过机械搅动使原水混合均质，阻止悬浮物沉淀，悬浮物随水流入气浮池。为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。与生活污水相比，工业废水的昼夜水量的不稳定性且波动较大，会影响到后续处理设施的本定运行，为解决水量和水质的变化对水处理设施正常工作的严重影响，则在水处理系统前要设调节池，既可调节水量和水质，也可调节池内是酸性废水和碱性废水中和；短期排出高温废水也可利用调节池以平衡水温。调节沉淀池池出水流入UASB厌氧反应器，由于淀粉废水呈酸性，会使后续厌氧处理过程受到抑制，产甲烷菌不能承受低pH值的环境，UASB反应器运行的最佳pH值为6.8~7.2。UASB，即上流式厌氧污泥床反应器，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。UASB反应器是由荷兰瓦赫宁根农业大学的G·Lettinga等人在20世纪70年代研制的。80年代以后，我国开始研究UASB在工业废水处理中的应用，90年代该工艺在处理工程中被广泛采用。现在UASB是应用最广泛的厌氧反应器。预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的悬浮物和H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。预曝沉淀池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。调节沉淀池、UASB、预曝沉淀池、SBR等处理单元产生的污泥排入污泥浓缩池进行浓缩，提高污泥的含固率，使污泥含水率低于95％。污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水，产生的泥饼外运，污泥浓缩池上清夜及机械压滤液回流至调节沉淀池再继续处理。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书2.方案2化学絮凝—活性炭吸附法的工艺特点方案2与方案1的不同，方案1采用生物法，而方案2采用化学絮凝法。直接采用自然沉淀，处理时间长，BOD5的去除率低，如果加入药剂采用化学混凝法则破坏胶体的稳定作用，使分散状态的有机物脱稳，凝聚，形成积聚状态的粗颗粒物质从水中分离出来。混凝沉淀法比物理沉淀法去除效果好，处理时间短。通过混凝可以除去分子量较大的有机物，而分子量较小的有机物可以通过活性炭吸附出去。(1)化学絮凝—活性炭吸附法处理工艺基本流程：处理流程为：废水→反应池（加入混凝剂，可利用工业废渣DSZ，调节PH值为9—11）→管道反应器（加入絮凝剂，可用PAM）→斜板沉淀池→上清水（用工业废酸调节PH值为6—9）→砂滤池→炭塔→出水排放。(2)化学絮凝—活性炭吸附法主要特点：国内外常用的淀粉废水处理方法是生化法，该方法具有技术成熟，效果较好，运行可靠的特点。其缺点是占地面积大，基建投资高，技术难度大，操作管理复杂等。国内一些中小型淀粉厂由于技术和经济条件有限，尤其是北方地区，冬季气温低，采用生化法处理废水更加困难。用化学絮凝—活性炭吸附法处理淀粉废水具有基建投资少，但化学试剂较贵，工艺简单，操作容易，能耗低，对气温的变化适应性强的特点。特别适合中小型淀粉厂。2.3.4淀粉厂污泥处理方案的确定2.3.4.1污泥浓缩、脱水方式选择污水处理厂沉淀池的排泥水含固率一般仅为0.2%—1.0%，需经浓缩后缩小污泥体积，再将浓缩后的污泥送往后续工艺进行污泥脱水，通常要求浓缩污泥的含固率达到3%左右，以满足污泥脱水机械高效率地进行污泥脱水的需要。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书常用的污泥浓缩、脱水方式有重力浓缩、机械脱水和机械浓缩、机械脱水两种。重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。浓缩前由于污泥浓度较高，颗粒间彼此接触支撑。浓缩开始后，在上层颗料的重力作用下，下层颗料间隙中的水被挤出界面，颗料间相互拥挤的得更加紧密。通过这种拥挤和压缩过程，污泥浓度进一步提高，从而实现污泥浓缩。重力浓缩、机械脱水方式的优点是减少了需脱水污泥的体积，有效减少脱水机数量，设备投资大大节省，降低电耗，脱水污泥浓度较均匀，使脱水机运行稳定；其缺点是需建浓缩池，土建费用较高，占地面积较大。而机械浓缩、机械脱水方式恰好相反，可取消浓缩池，节省占地面积，减少土建费用，但由于需脱水泥量大，浓度低且不均匀，致使浓缩脱水设备处理能力下降，数量增多，因而设备费用大大提高，电耗增大，且泥饼含固率不稳定。综上所述，重力浓缩、机械脱水方式技术上优于机械浓缩、机械脱水方式，重力浓缩、机械脱水方式虽土建费用较高，但设备费用较低，总费用低于机械浓缩、机械脱水方式，因此本设计采用重力浓缩、机械脱水方式。2.3.4.2污泥脱水方式的基本构造及特点污水处理厂污泥脱水机械，目前主要采用的有带式压滤机、板框自动压滤机和离心脱水机三种类型，三类污泥脱水机械的基本特点分别简述如下：1．带式压滤机带式压滤机是由上下两条张紧的滤带夹着污泥层，从一连串按规律排列的辊筒中呈“S”型弯曲经过。靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力或剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固率较高的泥饼，从而实现污泥脱水。带式压滤机的处理能力取决于脱水机的带速和滤带张力以及污泥的脱水性能，而带速张力又取决于所要求的脱水效果。如果进泥量太大或固体负荷太高，将降低脱水效果。国产带式脱水机处理能力一般较小，污泥固体负荷仅为150—250kg/m·h，进口优质带式脱水机处理能力可达250—400kg/m·h。不同种类的污泥要求不同的工作状态，实际运行中，应根据进泥泥质的变化，随时调整脱水机的工作状态，主要包括带速的控制，带张力的调节。2．板框自动压滤机板框自动压滤机是间隙操作的加压过滤设备，广泛用于制糖、制药、化工、染料、冶金、洗煤、食品和水处理等部门，以压滤形式进行固体与液体的分离。它是对物料适应性较广的一种大、中型分离机械设备。板框自动压滤机过滤机构由滤板压缩板、橡胶隔膜等组成。滤板采用增强聚丙烯模压而成，强度高、117 内蒙古科技大学毕业设计说明书重量轻，机架全部为高强度的钢焊接件，采用液压装置仟为压紧、松动滤板的动力机构，并用电接点压力表自动保压。用电气系统控制自动拉板，通过控制板上的按钮，实现所需动作，其中配备有多种安全装置，确保人员安全。板框自动压滤机具有以下特点：滤饼双向交叉洗涤功能，有用滤饼或滤液回收率高，振打与滤布曲张机构相结合，卸料干净利落；拉板机械液压传动，动作灵活，稳定可靠；下藏式滤布自动清洗机构配备专利喷嘴组件，清洗更彻底；PLC全自动控制，可实现固液分离操作的全自动程序控制，双向中间进料，污泥迅速充满滤室，缩短进料时间；回转式集液盘，结构新颖。板框压滤机对进泥含固率要求较低，一般为2%—3%即可，而出泥含固率高于带式压滤机和离心脱水机，运行过程是周期性地泵入污泥压滤和脱除泥饼的间隙过程；根据滤板堵塞情况，一定的运行周期后冲洗滤布一次，个别滤析或橡胶隔膜损坏后易及时更换，较快恢复正常运行，设备体形庞大，但噪声较小，电耗较低。3．离心脱水机卧螺离心式污泥脱水机组是包括主机和辅助设备在内的一整套机组。机组为全封闭结构。无泄漏，可24小时连续运行。主要结构特点有：采用较大的长径比，延长了物料的停留时间，提高了固形物的去除率；采用独特的螺旋结构，增强了螺旋对泥饼的挤压力度，提高了泥饼的含固率；采用先进动力平衡技术，减少振动，采用独特的差转速调节技术，增大了螺旋卸料扭矩和负载能力。离心机设备效率高，占地小，机房内外环境清洁，整套机组采用先进的自动化集成控制技术，转速和差转速无级可调，具有安全保护和自动报警装置，运行稳定可靠，主要缺点是噪声大，电耗稍高，旋转叶片等部件要求耐磨性强，制造材质和加工精度要求严格，价格稍贵。2.3.4.3污泥脱水设备选型上述三类污泥脱水设备各有特点，选型时应结合工程规模、场地条件、管理水平、资金条件等实际情况，主要从设备运行可靠性、系统自动化程度、污泥脱水效果、建设投资和处理成本等方面综合考虑进行合理选型。综上所述，本设计采用离心脱水机。2.3.4.4污泥最终处置117 内蒙古科技大学毕业设计说明书脱水泥饼的最终处置，目前国内外水厂一般采用送往指定地点进行填埋的方法。这种单纯的填埋处置法遇到的最大问题是随着城市的发展，使得寻找合适的填埋场所越来越困难，这是国内外面临的共同难题。很多的研究建议，水厂污泥的物理与化学特性使其应有多种用途。因此如何利用变废为利尚有待进一步的研发，本工程采用泥饼外运并最终予以填埋。2.4主要构筑物的设备选型2.4.1格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。本设计中格栅取为中格栅,进水渠道宽=0.65m,栅槽有效宽度B=1.7m,栅槽总长度为L=3.7m,栅槽总高度H=0.6m。2.4.2提升泵房采用2台MF系列污水泵，单台提升流量93.75m3/h。采用TLW系列污水泵（150TLW—350ⅡB）3台，二用一备。该泵提升流量102m3/h，扬程7.4m，转速66r/min，功率970kW。占地面积为π42＝78.54m2，即为圆形泵房D＝8m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深5.5m，水泵为自灌式。2.4.3调节沉淀池为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，由于本设计处理流程不设初沉池，此调节池也兼有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行。池子有效容积V=1372,池子总高度H=6.0m,其中超高0.5m,有效水深h=5.5m,池子总长度L=16m,池子宽度B=16m。设计4个污泥斗,斗底尺寸为8000×8000，每个污泥斗倾角为45°,总高度为2.0m。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书2.4.4UASB反应器UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。将UASB设计成圆形池子，布水均匀,采用2座相同的UASB反应器,每座池体直径D=9m，有效高度h=9.0m，水面超高为0.5m。进水采用底部中心进水，配水系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设16个布水点,设2个圆环，最里面的圆环设4个孔口。2.4.5预曝气沉淀池污水经UASB反应器厌氧处理后，污水中含一部分有厌氧活性的絮状颗粒，在UASB反应器中难以沉淀去除，故而使其在此曝气沉淀池中去除，由于经曝气作用，厌氧活性丧失，沉淀效果增强，同时在该沉淀池中没有沼气气流影响，故而沉淀效果亦增强。另外，UASB出水中溶解氧含量几乎为零，若直接进入好氧处理构筑物，会使曝气池中好氧污泥难以适应，影响好氧处理效果，通过预曝气亦可以吹脱去除一部分UASB反应器出水中所含带的气体。预曝气沉淀池参考曝气沉砂池和竖流沉淀池设计。曝气利用穿孔管进行，压缩空气引自鼓风机房。曝气后污水从挡墙下直接进入沉淀池，沉淀后污水经池周出水。所产生污泥由重力自排入集泥井，每天排泥一次。曝气时间30min，沉淀时间2h，沉淀池表面负荷0.7—1.0/（·h）。曝气区平面尺寸2m×12m，池高4.0m，其中超高0.5m，水深3.5m。沉淀区平面尺寸6m×6m，池总高10.0m，其中沉淀有效水深9.5m。沉淀池总深度H=++++=10.0m2.4.6SBR反应池经UASB处理后的废水，含量仍然很高,要达到排放标准，117 内蒙古科技大学毕业设计说明书必须进一步处理，即采用好氧处理。SBR结构简单，运行控制灵活。SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有比传统污水处理工艺更多的优点。本设计采用4个SBR反应池，每个池子的运行周期为10.0h，其中进水时间为2.0h，反应时间为4.0—4.5h，静沉时间为1.5h，排水时间为2h。每个SBR的池宽为8.0m，池长为15.0m，有效水深为5.5m，超高0.5m，池子总高度为6.0m。SBR反应器的曝气系统采用鼓风曝气法，水下曝气器采用SX—1型空气扩散器。2.4.7巴氏计量槽为了准确的掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，提高污水处理厂的运行管理水平，需在污水处理系统上设置计量设备。本设计采用在SBR池后设置巴氏计量槽作为计量设备，这种计量设备精确度高，水头损失小，底部洗刷力大，不易沉积杂物，但施工技术要求高。计量槽颈部有一较大坡度，颈部后的扩大部分具有较大的反坡，当水流至颈部时产生临界水深急流，而流至扩大部分时则产生水跃。因此，在所有其他条件相同时，水深随流量变化。量得水深后，便可按有关公式求得其流量。经查表计算得，巴氏计量槽喉宽b=0.60m。2.4.8重力浓缩池为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。设计一座圆形浓缩池，每座池子直径为13.2m，池子总高度为H=6.8m，超高取为0.5m。污泥斗高度为0.7m。2.4.9机械脱水间经浓缩池浓缩后为含水率P=95％的污泥共351/d。设污泥贮柜为φ7.5m×H8.0m，则贮泥有效容积为353.25。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书选用DYQ—2000型脱水机一台。脱水机技术指标：干泥生产量400—460kg/h，泥饼含水率70％—80％，主机调速范围0.97—4.2r/min，主机功率1.1kW，系统总功率25.2kW，滤带有效宽度2000mm，滤带运行速度1.04—4.5r/min。外形尺寸4800mm×3000mm×2500mm，机组质量6120kg。脱水机房建筑尺寸为(12.0×9.0)。2.4.10主要附属构筑物主要附属构筑物列表如下：表2.1序号名称规格尺寸(m)单位数量1综合楼15×8座12鼓风机房7×5座13机修间8×6座14配电间8×6座15停车场20×15座16娱乐中心35×15座17传达室8×8座18食堂15×8座1117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第三章污水处理工艺设计计算3.1格栅的设计计算3.1.1设计说明格栅是最简单的过滤设备，又一组或多组平行的金属栅条制成，斜置于渠道中，设于污水处理厂所有构筑物之前，或设在泵站前。格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。污水处理用的格栅分为泵前格栅和明渠格栅两种。泵前格栅的作用是保护水泵；而明渠格栅的作用是保证后续处理系统的正常运行。本设计选用的是明渠格栅。格栅的清渣方法，分为人工清除和机械清除两种。本设计处理生产废水，尽管SS含量不低，但较大漂浮物及较大颗粒少，格栅拦截的污染物不多，但事为改善劳动条件选用机械清渣方式。3.1.2格栅的设计参数及其规定1．污水处理系统前的格栅栅条间隙，应符合：（a）人工清除25~40mm;(b)机械清除16~25mm;(c)最大间隙40mm。2．栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：（a）格栅间隙16~25mm，0.10~0.05（栅渣/污水）;(b)格栅间隙30~50mm，0.03~0.01（栅渣/污水）。3．在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2）一般采用机械清渣。4．机械格栅一般不少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用。5．为了防止栅条间隙堵塞，污水通过栅条间距的流速一般采用0.6～1.0，最大流量时可高于1.2～1.4，栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9。6．117 内蒙古科技大学毕业设计说明书栅条断面的选取：由于举行断面较圆形断面刚度较好，因此选用矩形断面的栅条。7。格栅倾角一般采用，机械清除为，国内一般采用。3.1.3格栅的设计计算=1000/h=187.5/h=0.0116/s=11.574L/s总变化系数=2.06最大设计污水量=387.18/h=0.0239/s=23.877L/s污水渠断面尺寸为300mm×300mm设栅前水深h=0.2m，过栅流速υ=0.6m/s1．栅条间隙数式(3.1)式中：n—格栅间隙数；—最大设计流量，；e—栅条间隙宽度，m;取e=20mm；h—栅前水深，m;取h=0.2m；v—过栅流速，m/s;取v=0.6m/s；—格栅倾角；取=。则==58个2.栅槽宽度B=S（n－1）+en+0.2式(3.2)B=S（n－1）+en+0.2=0.01×（58－1）+0.015×58+0.2=1.65m实取1.7m3.设渐宽部分展开角=，进水渠道内的流速为0.4m/s进水渠道渐宽部分长度117 内蒙古科技大学毕业设计说明书=式(3.3)式中:—进水渠道渐宽部位的长度,m；—进水渠道的宽度，m；—进水渠道渐宽部位的展开角度，取=。则===1.374m柵槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度===0.687m4.通过格柵的水头损失，m=k=ξsinαξ=β=k=βsinαk式(3.4)式中:—设计水头损失，m；—计算水头损失，m；g—重力加速度，m/s；k—格柵受污物堵塞时水头损失增大倍数，采用3；ξ—阻力系数，设柵条断面为锐边矩形断面，β=2.42。则=k=βsinαk=2.42××sin75×3=0.075m5.柵后槽总高度H，m设柵前渠道超高=0.1m则H=h++=0.2+0.075+0.3=0.6m117 内蒙古科技大学毕业设计说明书6.柵前槽高=h+=0.2+0.3=0.5m7.柵槽总长L=++1.0+0.5+=1.374+0.687+1.0+0.5+=3.7m8.每日柵渣量W，/dW=式（3.5）式中:—柵渣量，/10污水，取0.15/10。则W==0.68/d9.格栅的选取选取ZHG型回转式格栅除污机两台,型号XHG1800,设备宽度1800mm，沟宽1900mm，电机功率1.10-1.50KW，格栅间距20mm。格栅设计计算见图3.1。图3.1格栅水力计算示意图117 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.2提升泵房的设计计算3.2.1设计说明由于工业废水排放的不连续性，为了避免的地基处理的难度，在调节沉淀池和格栅之间设置一集水井来调节水量。在集水井内安装提升泵，用于提升进水的高度，减少水力损失，属于合建式的一种。集水井的大小取决于提升泵的能力，目的是防止水泵频繁启动，以延长水泵的使用寿命。3.2.2泵房的设计依据1．水泵的选择应依据水量，水质和所需要的扬程等因素确定，一般应符合要求。2．水泵应选用同一型号，当水量变化大时，应考虑水泵大小搭配，但型号不宜太多或采用可调速电动机。3．泵房内工作泵不宜少于2台，污水泵房内的备用泵台应根据地区重要性泵房特殊性，工作泵型号的台数等因素确定，但不得少于1台，雨水泵房一般不设备用泵。4．应采用节约能耗措施。5．水泵吸水管及出水管流速，应符合下列要求：（1）吸水管流速为0.7-1.5m/s（2）出水压力管流速为0.8-2.5m/s6．泵房内起重设备，据水泵最重要的部件或电动机的重量，可按下列规定选用：（1）起重量小于0.5t的地面式泵房，采用固定吊钩或移动吊架（2）起重量在1t以下时，采用手动单轨单梁式起重设备（3）起重量在1-3t时采用手动或电动单轨单梁式起重设备（4）起重量在3t以上时采用电动单轨单梁式起重设备7．主要机组的布置和通道宽度，应符合下列要求：（1）相邻两机组基础间净距：电机容量小于等于55KW时，不得小于117 内蒙古科技大学毕业设计说明书0.8m；（1）配电箱前面通道宽度：低压配电时不小于1.5m，高压配电时不小于2.0m，当采用在配电箱后面检修时，后面距离墙壁不得小于1.0m；（2）有桥式起重设备的泵房内，应有吊运设备的通道；（3）无吊车起重设备的泵房，一般在每个机组的一侧应有比机组宽度大0.5m的通道，但不得小于本条第一款的规定；（4）相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电机转子在检修时能够拆卸，并不得小于0.8m如电动机容量大于55kw时则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。8．当需要在泵房内检修设备时，应留有检修设备的位置，其面积应该根据最大设备的外形尺寸确定，并在周围设宽度不小于0.7m的通道。9．排水泵房宜设计成自灌式，并应符合下列要求：（1）在吸水管上应设有闸阀；（2）宜按集水池的水位变化自动控制运行。10．泵房高度应遵循下列规定：（1）无吊车起重设备时，室内地面以上有效高度不小于0.3m（2）有吊车起重设备时，应保证吊起物体底部与所越过的固定物体的顶部有不小于0.5m的净空。（3）有高压配电设备的房屋高度，应根据电气设备外形尺寸确定。11．泵房内应有排除积水设施。12．立式水泵的传动轴当装有中间轴承时应设置养护工作台。13．泵房内地面铺设管道时，应根据需要设置跨越设施，若架空铺设时，不得跨越电气设备和阻碍通道，通行处的管低距离地面不宜小于2.0。14．当两台或两台以上水泵用一条出水管时，每台水泵的出水管上均应设置闸门。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.2.3提升泵房的设计计算采用UASU+SBR工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入调节沉淀池，然后通过UASB反应池、预曝沉淀池、SBR反应器，最后由出水管道排出。污水提升前水位-4.00m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位1.865m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=1.865-（-4.00）=5.865m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=7.188m再根据设计流量52.08L/s=187.5m3/h，采用MF系列污水泵，单台提升流量93.75m3/h。采用TLW系列污水泵（150TLW—350ⅡB）3台，二用一备。该泵提升流量102m3/h，扬程7.4m，转速66r/min，功率970kW。占地面积为π42＝78.54m2，即为圆形泵房D＝8m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深5.5m，水泵为自灌式。计算草图3.2如下：图3.2提升泵房计算草图117 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.3调节沉淀池3.3.1设计说明与生活污水相比，工业废水的昼夜水量的不稳定性且波动较大，会影响到后续处理设施的本定运行，为解决水量和水质的变化对水处理设施正常工作的严重影响，则在水处理系统前要设调节池，既可调节水量和水质，也可调节池内是酸性废水和碱性废水中和；短期排出高温废水也可利用调节池以平衡水温。由于淀粉废水的悬浮物（SS）浓度很高，所以设置调节沉淀池，该池设有泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行。其匀质作用只要靠池侧的沿程进水，使同时进池的废水变成前后进水，以达到不同时序的废水相混合的目的。根据生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求，调节池停留时间取7.0h。由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构可靠性高时，故障少，只设一个调节池。3.3.2调节沉淀池的设计参数：1．设计流量4500/d，即187.5/h；2．调节沉淀池的调节效果：进水浓度16000mg/L，去除率25%，去除后浓度为12000mg/L；进水浓度9000mg/L，去除率25%，去除后浓度为6750mg/L；进水浓度4000mg/L，去除率87.5%，去除后浓度为800mg/L；3.3.3调节沉淀池的设计计算1.调节池容积V=T式（3.6）式中：V—有效容积，；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书Q—设计水量，/d；T—水力停留时间，h;取T=7.0h。则V=T=7×187.5=1312.51．调节沉淀池总高H=式（3.7）式中：—调节沉淀池超高，m;取=0.5m；h—有效水深，m。则H==3.5+0.5=4.0m调节池规格16m×16m×4.0m，3.污泥斗尺寸（1）调节池设污泥斗四个，每斗上口面积8m×8，下口面积1.0m×1.0m，泥斗倾角，泥斗高2.0m。（2）每个泥斗容积=（++）==53.3（3）泥斗容积共V=4=213.1调节沉淀池设计计算见图3.3。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书图3.3调节池工艺计算图4.调节池每日沉淀污泥体积为V=式(3.8)式中：Q—设计处理流量，/d；—进水SS，；—沉淀池出水SS，；—污泥含水率。则V=/d5．若调节沉淀池中污泥含水率为97.5%则调节沉淀池每日沉淀污泥重为W=360(197.5%)=96．进出水设计为使调节沉淀池进水均匀，设置配水槽，配水槽长14m，宽0.5m，深0.6m。槽底设20个配水孔，孔径φ100mm。出水采用浮子式出水。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.4UASB的设计计算3.4.1设计说明UASB，即上流式厌氧污泥床反应器，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。UASB反应器是由荷兰瓦赫宁根农业大学的G·Lettinga等人在20世纪70年代研制的。80年代以后，我国开始研究UASB在工业废水处理中的应用，90年代该工艺在处理工程中被广泛采用。UASB反应器与其它大多数厌氧生物处理装置不同之处是：（1）废水由上向下流过反应器；（2）污泥无需特殊的搅拌设备；（3）反应器顶部有特殊的三向分离器。UASB一般包括进水配水区、反应区、三相分离区、气室等部分，UASB反应器的工艺基本出发点如下：1.为污泥絮凝提供有利的物理—化学条件，厌氧污泥即可获得并保持良好的沉淀性能；2.良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，能抵抗较强的冲击。较大的絮体具有良好的沉降性能，从而提高设备内的污泥浓度；3.通过在反应器内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流进入反应器。UASB处理有机工业废水具有以下特点：1.污泥床污泥浓度高，平均污泥浓度可达20—40gVSS/L；2.当水温为30左右时，负荷率达10—20kgCOD/(·d)，对于有机负荷高的废水，其负荷率可达25—45kgCOD/(·d)；3.反应器内无混合搅拌设备，无填料，维护管理较简单；4.系统较简单，不需另设沉淀池和污泥回流设施。3.4.2UASB的设计参数本设计所处理淀粉生产废水，属高浓度有机废水，生物降解性好，UASB反应器作为处理工艺的主体，拟按下列参数设计：117 内蒙古科技大学毕业设计说明书1．设计流量4500/d，即187.5/h2．UASB处理效果：进水浓度12000mg/L，去除率87.5%，去除后的浓度为1500mg/L；进水浓度6750mg/L，去除率90%，去除后的浓度为675mg/L；进水浓度800mg/L，去除率40%，去除后的浓度为480mg/L；3．容积负荷=45kgCOD/(·d)；4．产气率r=0.4/kgCOD；5．污泥产率X=0.15kg/kgCOD。3.4.3UASB工艺构造设计计算3.4.3.1UASB总容积计算1．UASB反应器的总容积V=式(3.9)式中:Q—设计处理流量，/d；Sr—去除的有机污染物浓度，kg/；Nv—容积负荷，kgCOD/(·d)。则V===10502．UASB反应器的形状和尺寸（1）单池体积选用两个池子，每个池子的体积为=V/2=525（2）单池有效容积假定UASB体积有效系数为90％，则每池的需容积为=583117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（3）核算有机负荷选用直径为9000mm的反应器两个，若反应器总高为H=9.5+0.5=9.5m，反应器总容积为V=604。有效反应容积约为=543〉525符合有机负荷要求。3.4.3.2三相分离器的设计UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的没计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起着十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求：（1）混合液进入沉淀区之前，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀；（2）沉淀区的表面水力负荷应在0.7/（·h）以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽底缝隙的流速不大于2.0m/h；（3）沉降斜板倾角不应小于，使沉泥不在斜板积聚，尽快回落入反应区内；（4）出水堰前设置挡板，以防止上浮污泥流失。某些情况下，应设置浮渣清除装置。（5）三相分离器设计须确定三相分离区数量，大小斜板尺寸、倾角和相互间关系如图2.1所示。1．三相分离器的基本构造由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体、污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区。沉淀澄清后的处理水经排水系统均匀的加以收集，并将其排出反应器，相当于废水处理工艺中的二次沉淀池，并同时具有污泥回流的作用。2．三相分离器的构造计算117 内蒙古科技大学毕业设计说明书1——沉淀室2——集气室3——气液分离器4——污泥回流缝图3.4三相分离器示意图小斜板（反射锥）临界长度计算。反射锥临界长度计算公式为AO´=式(3.10)式中：q─通过缝隙的流量，m3/h;L─回流缝隙长度，m;N─缝隙条数；r─上斜板到器壁的距离，m;β─下斜板与器壁的夹角。且其中Up由斯托克斯公式计算：Up＝式(3.11)式中：Up─气泡自由上升速度，cm/s;B─气泡的碰撞系数；g─重力加速度，g/cm2；ρi─液体密度，g/cm3；ρg─气体密度，g/cm3；μ─液体动力粘度，g/(cm.s);117 内蒙古科技大学毕业设计说明书dg─气泡直径，cm。且μ＝γ·ρ1式(3.12)式中：γ─液体的运动粘滞系数，cm2/s.设水温为25°C，气泡直径dg为0.02cm,废水ρi为g/cm3；气体ρg为1.15×10－3g/cm3；β取0.95，净水γ＝0.0089cm2/s则净水动力μ´＝γρ1＝0.0089×1.02＝0.00908g/(cm•s);因处理对象为废水，μ比净水的μ大，其值取为净水的2.5倍，则废水动力粘度为μ＝μ´×2.5＝0.0227g/(cm.s),气泡在净水中的上升速度为Up=单池处理水量q=设计回流缝数量n=1,宽度r=0.6m,下斜板倾角α＝54°即β＝36°计算出回流缝长度L=(4.5-0.2-0.3)×2×π=25.12(m)计算回流缝后，进一步计算下斜板临界长度AO´＝取小斜板长度L小＝1.5AO´=1.53m，其水平L小水平＝0.94m,垂直L小垂直＝1.29m图3.5三项分离器计算草图117 内蒙古科技大学毕业设计说明书图中D1=1.9m,D2=5.2m,D3=4.6m,大集气罩的收气面积占总面积的比例为，符合要求。沉淀区面积式(3.13)D=9.0mH=9.5m其中超高H1=0.5m,三相分离器高度H2=3.5m,反应区高H3=4.5m,反应器底污泥区高H4=1.0m.，集气罩顶直径D1=1.9m，大斜板长L大＝2.94m，倾角α2＝54.3º，小斜板长L=2.0m,倾角α1＝53.1º。沉淀区负荷为0.53m/h，复合要求。回流缝的过水流速为符合要求。脱气条件校核：如果水是静止的，则沼气将以UP=0.9～1.0cm/s的流速上升，可以进入气室中。但由于在三相分离器中，水是变相流动的，因此沼气气泡不仅获得了水的加速度，而且运动发生了方向改变。气泡进入气室，必须保证满足以下公式要求UP/v>L2/L1式(3.14)式中：Up─气泡垂直上升速度；V─气泡实际缝隙流速；L2─回流缝垂直长度；L1─小斜板与大斜板重叠长度。则据三相分离器的设计结果得：UP/v＝式(3.15)L2/L1＝（0.6×tg53.1）/{(5.2-4.6)×1/2×tg53.1}=2.0可见UP/v〉〉L2/L1满足脱气条件要求。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.4.4UASB布水系统设计计算1．设计说明为了保证两个UASB反应器运行负荷的均匀，并减少污泥床内出现沟流短路等不利因素，设计良好的配水系统是很必要的，特别是在常温条件下运行或处理低浓度废水时，因有机物浓度低，产气量少，气体搅拌作用较差，此时对配水系统的设计要求高一些。布水形式为两两分中。各台UASB反应器进水管上设置调节阀和流量计，以均衡流量。在UASB反应器内部采用适应圆池要求的环形布水器。反应器布水点数量设置与处理流量、进水浓度、容积负荷等因素有关，本次设计拟每2—4设置一个布水点。2．布水器的设计计算（1）布水点负荷面积布水器设置16个布水点，则每点负荷面积为（2）布水器布水点计算布水器设环管一根，支管4根，环管上(即外圈)设12个布水点，支管上设4个布水点，布水点共16个。（3）管径计算按均匀布置原则，环管(外圈)环径为7.5m，支管上（内圈）环径为2.75m。UASB反应器布水器中心管流量为，中心管流速选为0.8m/s，则中心管管径为=。布水器支管均分流量为0.0065/s，支管管内流速选为1.2m/s，则管径计算为=83mm，取80mm。环管均分流量为12×/s，环管流速假定为1.5m/s，则环管管径计算为,取150mm。布水孔16个，流速选为1.5m/s，孔径计算为。3．布水器配水压力计算117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）布水器配水压力：=++式（3.16）式中：—布水器配水时最大淹没水深，m；—UASB反应器水头损失，m；—布水器布水所需自由水头，m。其中=9.5m=0.3m=2.5m则=12.3m3.4.5UASB出水渠设计计算每个UASB反应器沿周边设一条环形出水渠，渠内侧设溢流堰，出水渠保持水平，出水由一个出水口排出。1．出水渠设计计算环形出水渠在运行稳定，溢流堰出水均匀时，可假设为两侧支渠计算。单个反应器流量26.04L/s，侧支渠流量为13.02L/s。根据均匀流计算公式q=K式（3.17）K=WC式（3.18）C=式（3.19）式中：q—渠中水流量，/s；i—水力坡度，定为i=0.005；K—流量模段，/s；C—谢才系数；W—过水断面面积，；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书R—水力半径，m；n—粗糙度系数，钢取n=0.012。计算K=q/=13.02×假定渠宽b=0.15m，则有W=0.15h式（3.20）X=2h+0.15式（3.21）R==式（3.22）式中：h—渠中水深，m；X—渠湿周，m。代入K=W···即K=W·则有0.184=0.15h××解方程可得：h=0.1m可见渠宽b=0.15m，水深h=0.1m则渠中水流流速约为υ=符合明渠均匀流要求。2．溢流堰设计计算每个UASB反应器处理水量26.04L/s，溢流负荷为1—2L/(m·s)。（1）设计溢流负荷取f=1.0L/(m·s)，则堰上水面总长为L===26.04m设计三角堰，堰高H=40mm，堰口宽B=80mm，堰上水头h=20mm，则堰口水面宽b=40mm。（2）三角堰数量n=个，设计取n=650个（3）出水渠总长为=3.14×（9－0.3）=27.32m117 内蒙古科技大学毕业设计说明书设计堰板长（80+130）×10=2100mm，共10块，每块堰10个80mm堰口，10个间隙。（4）堰上水头校核每个堰出流率为q=按三角堰计算公式q=1.43式（3.23）式中：q—出流率；h—堰上水头，m。则堰上水头为H=3.4.6UASB排水管设计计算单个UASB反应器排水量26.04L/s，选用DNl50钢管排水，υ约为1.47m/s。两台UASB反应器排水量52.08L/s，选用DN200钢管排水，υ约为1.66。UASB反应器溢流出水渠出水由短立管排入DNl50排水支管，再汇入设于UASB走道下的DN200排水总管。3.4.7UASB排泥管设计计算1．产泥量的计算产泥系数r=0.15kg干泥/(kgCOD·d)设计流量Q=187.5/h进水浓度去除率E=87.5%（1）UASB反应器总产泥量为△X=rQSr=RQE=0.15×4500×12×0.875=7087.5kg（干）/d=295.3kg（干）/h每池产泥△=△X/2=3644kg（干）/d117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2）设污泥含水量为98％，因含水率P>95％，取ρ=1000kg/，则污泥产量为每池排泥量/d2．排泥系统设计因处理站设置调节沉淀池，故进入UASB中砂的量较少，UASB产生的外排污泥主要是有机污泥，故UASB只设底部排泥管，排空时由污泥泵从排泥管强排。在距UASB底部1.6m处，设置一个排泥口，反应器每天排泥一次，污泥直接排入污泥井，再由污泥泵送入污泥浓缩池，排泥钢管选钢管DN200。由计算所得污泥量选择污泥泵，型号为50WQ15—15—1.5。主要性能为：流量15/h，；扬程15m；电机功率1.5KW；数量两台。3.4.8UASB沼气管路系统设计计算1．产气量计算设计流量Q=187.5/h进水=12000mg/L去除率E=87．5％产气率E=0.4气/kgCOD则总产量为G=eQE=187.5×12×0.875×0.4=787.5/h每个USAB反应器产气量/h2．沼气集气系统布置两台反应器设置—个水封罐，水封罐出来的沼气进入气水分离器，气水分离器设置一套两级，从分离器出来去沼气贮柜。集气室沼气出气管最小直径为DN100，且尽量设置不短于300mm117 内蒙古科技大学毕业设计说明书的立管出气，若采用横管出气，其长度不宜小于150mm。每个集气室设置独立出气管至水封罐。3．沼气管道计算（1）产气量计算每池产气量为393.75/h，则大集气罩的出气量为/h小集气罩的出气量为/h该沼气容重为r=1.2kg/，换算为计算容重r’=0.6kg/的出气量分别为=169.3125×=239.444/h=317.4/h（2）沼气管道压力损失计算沼气出气管的流速分别为0.58m/s0.76m/s及远小于5m/s，符合规范对流速的要求。沼气收集管道压力一般较低，约为200—300mm，其管道内气体压力损失可按下式计算式(3.24)式中:L—管道长度，m；G—气体容重为0.6kg/时的流量，/h；r—气体容重，kg/；K—摩擦系数；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书D—管径，cm。计算公式中查《给水排水设计手册》得=35000。对大集气罩出气管，DNl00，G16.296/h，L15m，υ0.7m/s，则计算出0.100mm，局部损失为mm，总压力损失为h==0.102mm对小集气罩出气管，DNl00，G21.6/h，υ0.93m/s，则计算出mm，局部损失为%×=0.036mm，总压力损失为h==0.106mm可见沼气管道压力损失均很小。因此，对于沼气贮柜之前的低压沼气管道，可以认为管路压力损失为0，这种水封罐的水封取与集气槽里面的压力减去沼气柜的压力的值即可，这样计算方法偏于安全。4．水封罐的设计计算见图3.6。图3.6水封罐设计图水封罐一般设于消化反应器和沼气柜或压缩机房之间，起到调整和稳定压力，兼作隔绝和排除冷凝水之用。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书水封高度H=式中:反应器至储气罐的压头损失和储气罐内的压头，取400mm；集气罩中出气气压。为了保证储气罐内压头的安全，取2m。则=2-0.4=1.6m取水封罐总高度为H=2.5m。水封罐直径2000mm，设进气管DN200钢四根，出气管DNl50钢一根，进水管DN52钢一根，放空管DN50钢一根，并设液面计。5．气水分离器气水分离器起到对沼气干燥作用，选用φ500mm×H2000mm，钢制气水分离器，气水分离器中预装钢丝填料，在各级气水分离器前设置过滤器以净化沼气。在分离器出气管上装设流量计、压力表及温度计。6．沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气787.524，则沼气柜容积应为平均时产气量的3h体积来确定，即3×（）=2362.5设计选用2500钢板水槽内导轨湿式贮气柜(C—1416A)。3.4.9UASB的其他设计1．取样管设计为掌握UASB运行情况，在每个UASB上设置取样管。在距反应器底1.1—1.2m位置，污泥床内分别设置取样管4根，各管相距1.0m左右，取样管选用DN50钢管，取样口设于距地坪1.0m处，配球阀取样。2．UASB的排空由UASB池底排泥临时接上排泥泵强制排空。3．检修（1）人孔为便于检修，各UASB反应器在距地坪1.0m处设800mm人孔一个；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）通风为防止部分容重过大的沼气在UASB反应器内聚集，影响检修和发生危险，检修时可向UASB反应器中通入压缩空气，因此在UASB反应器一侧预埋空气管(由鼓风机房引来)；（2）采光为保证检修的采光，除采用临时灯光处，还可移走UASB反应器的活动顶盖，或不设UASB顶盖。4.给排水在UASB反应器布置区设置一根DN32供水管供补水、冲洗及排空中使用。5.通行在距UASB反应器顶面之下1.1m之处设置钢架、钢板行走平台，并连接上台钢梯。6.安全要求（1）UASB反应器的所有电器设施，包括泵、阀、灯等一律采用防爆设备；（2）禁止明火火种进入该布置区域，动火操作应远离该区及沼气柜；（3）保持该区域良好通风。3.5预曝气沉淀池设计计算3.5.1设计说明污水经UASB反应器厌氧处理后，污水中含一部分有厌氧活性的絮状颗粒，在UASB反应器中难以沉淀去除，故而使其在此曝气沉淀池中去除，由于经曝气作用，厌氧活性丧失，沉淀效果增强，同时在该沉淀池中没有沼气气流影响，故而沉淀效果亦增强。另外，UASB出水中溶解氧含量几乎为零，若直接进入好氧处理构筑物，会使曝气池中好氧污泥难以适应，影响好氧处理效果，通过预曝气亦可以吹脱去除一部分UASB反应器出水中所含带的气体。预曝气沉淀池参考曝气沉砂池和竖流沉淀池设计。曝气利用穿孔管进行，压缩空气引自鼓风机房。曝气后污水从挡墙下直接进入沉淀池，沉淀后污水经池周出水。所产生污泥由重力自排入集泥井，每天排泥一次。3.5.2预曝气沉淀池工艺构造设计计算处理效果：117 内蒙古科技大学毕业设计说明书进水水质1500mg/L，675mg/L，SS480mg/L出水水质1200mg/L，607.5mg/L，SS288mg/L预曝气沉淀池，曝气时间30min，沉淀时间2h，沉淀池表面负荷0.7—1.0（·h）。曝气量为0.2/污水。1.有效容积计算曝气区×0.5=93.75沉淀区=（）×2.0=3752.工艺构造设计计算预曝气沉淀池工艺构造如图3.7。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书图3.7预曝沉淀池工艺构造图设计一座曝气沉淀池。曝气区平面尺寸2m×12m，池高4.0m，其中超高0.5m，水深3.5m，总容积为96。曝气区设进水配槽，尺寸为2m×12m×0.3m×0.8m，其深度0.8m(含超高)。沉淀区平面尺寸6m×6m，池总高10.0m，其中沉淀有效水深5.0m，沉淀区总容积384。沉淀池总深度H为H=++++式（3.25）式中：—超高，取=0.4m；—沉淀区高度，=4.0m；—隙高度，取=0.2m；—缓冲层高度，取=0.4m；—污泥区高度，=5.0m。即沉淀池总深H=10m沉淀池污泥斗容积为)117 内蒙古科技大学毕业设计说明书=()=24.3753.沉淀污泥量计算预曝气沉淀池污泥主要因悬浮物沉淀产生，不考虑微生物代谢造成的污泥增量。进水SS480mg/L，出水288mg/L，则所产生污泥量为：kg(干)/d污泥容重为1000kg/，含水率为98％，其污泥体积为V=每日污泥流量为9.6/d。污泥斗可以容纳4d的污泥。3.5.3预曝沉淀池曝气装置设计计算1.曝气量计算设计流量为4500/d，曝气量为0.2/污水。则供气量为0.16/min。2.曝气装置利用穿孔管曝气，曝气管设在进水一侧。供气管供气量0.16/min，则管径选DN50时，供气流速约为1.4m/s。曝气管长6.0m，共两根，每池一根。在曝气管中垂线两下侧开φ4mm孔，间距280mm，开孔20个，两侧共40个，孔眼气流速度为4m/s。3.5.4预曝沉淀池出水渠计算1.溢流堰计算设计流量为187.5/h，即52.08L/s设计溢流负荷2.0—3.0L/(m·s)设计堰板长4000mm，共10块，总长40000mm117 内蒙古科技大学毕业设计说明书堰板上共设三角堰10个，每个堰口宽度为100rnm，堰高50mm。堰板高150mm。共有400个堰，每堰出流率为q/n=52.08/400=0.1302L/s则堰上水头为：m则每池堰口水总长为0.024×2×400=19.2m校核堰上负荷为52.08/19.2=2.7L/（m·s）符合要求2.出水渠计算每池设计处理流量187.5/h，即52.08×/s。每池设出水渠一条，长13m。出水渠宽度为b=0.9=0.9×=0.30m渠内起端水深为末端渠内深为假设平均水深为h=0.30m则渠内平均流速为υ=设计出水渠断面尺寸为b×h=（0.5×0.5）出水渠过水断面面积为A=0.30×0.30=0.09过水断面湿周为χ=2h+b=2×0.30+0.30=0.90m水力半径为R=A/χ=0.09/0.9=0.1m流量因素c=水力坡降i=117 内蒙古科技大学毕业设计说明书渠中水头损失为3.5.5预曝沉淀池排泥设计计算预曝气沉淀池内污泥贮存在1—2d后，每天排泥一次，采用重力排泥，流入集泥井，排泥管管径DN200mm。3.5.6预曝沉淀池进水配水设计计算为使预曝气沉淀池曝气区进水均匀，设置配水槽。配水槽长5m，宽0.3m，深0.8m。槽底设10个配水孔，每池5个，孔径φ100mm。3.6SBR反应池设计计算3.6.1设计说明根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法处理效果好、占地面积小、投资省的特点，因而选用SBR法。设计处理流量/h。SBR法的处理效果为：进水1200mg/L、607.5mg/L、SS288mg/L；出水120mg/L、30.3755mg/L、SS86.4mg/L。由于SBR法处理对象为经过厌氧处理后的淀粉废水，其可生化性亦不如原污水，但/仍为0.77。而且该废水中不含特别难降解的污染物和有害物质，SBR运行周期中反应时间根据类似工程经验确定为4—5h，且运行周期中不设闲置阶段。SBR运行每一周期时间为10.0h，其中进水2.0h，反应(曝气)4.0—4.5h，沉淀1.5h，排水2.0h。SBR处理污泥负荷设计为=0.15kg/（kgVSS·d）117 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.6.2SBR反应池容积计算根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置四个。1.污泥量计算SBR反应池所需污泥量为MLSS==5130kg（干）≈23t设计沉淀后污泥的SVI=150ml/g则污泥体积为·MLSS=1.2×150××5130=923.42.SBR反应容积SBR反应池容积V=++式（3.26）式中：—代谢反应所需污泥容积，；—反应池换水容积，；—保护容积，。为SBR反应池的进水容积，即=(4500/24)×2=375单池污泥容积为=/4=230.85则V=375+230.85+=375+230.85+50=655.853.SBR反应池构造尺寸SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。SBR反应池单池平面(净)尺寸为(16×8)，水深为5.5m，池深为6m。单池容积为V=16×8×6=768117 内蒙古科技大学毕业设计说明书则保护容积为=50四池总容积∑V=4V=2880SBR反应池总尺寸（32×16×6）3.6.3SBR反应池运行时间与水位控制SBR反应池总水深5.0m。按平均流量考虑，则进水前水深为4.0m，进水结束后5.0m。排水时水深为5.0m，排水结束后4.0m。5.0m水深中，换水水深为1.5m，存泥水深2.0m，保护水深1.5m。保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。进水系统采用矩形断面的钢筋混凝土明渠进行配水。为保证均匀配水，水渠末端不发生雍水，因此保证末端流速υ≤0.3m/s。通过进水孔淹没流进入SBR池。1.进水孔尺寸的确定（堰流高度）取孔口尺寸长×宽=1m×1m式（3.27）式中：μ—系数，取0.7。则水头损失2.进水渠尺寸的确定Q=AυA=取渠宽为1m，则水深h=m取超高0.2m，则总高H=0.13+0.2=0.33m进水渠计算见图3.8。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书图3.8进水渠计算图进水短管选用DN150。3.出水系统设计SBR出水系统采用排水泵抽水，选用ZW—100—80—20型排水泵3台，两用一备。每池接出DN300排水管一根，水进入排水槽，由DN150出水管进行出水。3.6.4排泥量及排泥系统设计计算1.SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生代谢的增殖污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为△X=a·Q×Sr－b··V=a·QSr－b·=（a－b/）QSr式（3.28）式中：a——微生物代谢增殖系数，kgVSS/kgBOD；B——微生物自身氧化率，1/d。根据淀粉废水性质，参考类似经验数据，设计a=0.83，b=0.05，117 内蒙古科技大学毕业设计说明书则有△X=×4500×（607.5-30.375）×=1289.9kg/d假定排泥含水率为98％，则排泥量为/d考虑一定安全系数，则每天排泥量为65/d。2.排泥系统每池排泥坑中接出泥管DN100一根，总排泥管选用DN150。排泥管安装高程相对地面为0.4m。选用6PWL型排泥3台，两用一备。3.6.5需氧量及曝气系统设计计算1.需氧量计算SBR反应池需氧量计算式为=a’·QSr+b’·X·V=a’·QSr+b’·(QSr/)式（3.29）式中：a’—微生物代谢有机物需氧率，kg/kg；b’—微生物自氧需氧率，l/d。根据类似工程经验数据，取a’=0.55，b’=0.15，则需氧量为=0.55×4500（607.5－30.375）×+0.15×（1/0.15）×4500×（607.5－30.375）=4025.44kg/d=167.73kg/h2.供气量计算设计采用塑料SX—1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度4m。SX—1型空气扩散器的氧转移效率为=8％。查表知20℃、30℃时溶解氧饱和度分别为=9.17mg/L、=7.63mg/L，空气扩散器出口处的绝对压力为=1.013×+9.8××4=1.405×Pa空气离开曝气池时，氧的百分比为117 内蒙古科技大学毕业设计说明书=19.6%曝气池中溶解氧平均饱和度为(按最不利温度条件计算)=7.63（）=8.749mg/L水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为×9.17=10.73mg/L20℃时脱氧清水充氧量为Ro=计算时取值α=0.82，β=0.95，=2.0，P=1.0，则计算得Ro==1.65=30.525kg/hSBR反应池供气量为==/h=21.198/min每立方污水供气量为空气/污水去除每千克的供气量为=26.6空气/kg去除每千克的供氧量为=0.142kg/kg3.空气管计算空气管的平面布置如图3.9。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为四个SBR池供气。在每根支管上设6117 内蒙古科技大学毕业设计说明书条配气竖管，为SBR池配气，四池共四根供气支管，24条配气竖管。每条配气管安装SX—1型扩散器3个，每池共18个扩散器，全池共60个扩散器。每个扩散器的服务面积为60/15（个）=4/个。扩散器布置如图3.10。图3.9SBR池空气管平面布置图图3.10SBR池底扩散器布置图空气支管供气量为117 内蒙古科技大学毕业设计说明书×0.25=5.3/min由于SBR反应池交替运行，四根空气支管不同时供气，故空气干管供气量亦为10.6/min。每根竖管的供气量为/min=53/h每个空气扩散器的配气量为/min=4.416/h空气管道的最不利管线计算如图3.11。图3.11SBR池空气管路计算图本处理站需提供压缩空气的处理构筑物及其供风量为预曝气沉淀池0.16/min，SBR反应池10.6/min，总供风量为10.76/min。拟选用SD36×35-20/7000鼓风机两台，一用一备。基础尺寸1780mm×820mm。鼓风机房平面尺寸7m×5m。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风百叶窗进入，由鼓风机进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上装设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。3.6.6巴歇尔计量槽的计算这种计量设备的精确度达95%—98%，其优点是水头损失小，底部刷洗力大，不易沉积杂物。取喉宽b=0.6m117 内蒙古科技大学毕业设计说明书=0.5b+1.2=0.5×0.6+1.2=1.5m=0.6m=0.9m=1.2b+0.48=1.2×0.6+0.48=1.2m=b+0.3=0.6+0.3=0.9mQ=0.920代入0.0521=0.920上游水深=0.154m设计为自由流，则≤0.7，=0.7则=0.7×0.154=0.065m则水头损失m计量槽设计见图3.12。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书图3.12计量槽设计计算图3.7清水池的设计计算3.7.1设计说明清水池是水处理单元的重要组成部分之一，不仅起调节水量的作用，更重要的是起消毒反应器的作用，通过增加消毒液与水的接触时间来增强消毒效果。随着近几年世界范围对消毒副产物的重视，清水池结构的优化逐渐受到人们的重视。清水池结构的改进，可以减少水中的副产物[17]。3.7.2设计计算清水池的有效容积按一小时流量计：配管及布置进出水管应分设，以保证池水能经常流动。(1)进水管管径按最高日平均时水量计算，，采用117 内蒙古科技大学毕业设计说明书水管，进水管标高应考虑避免由于池中水位变化而形成进水管的气阻，可采用降低进水管标高或进水管进池后用弯管下弯。(1)出水管管径按最高日平均时水量计算，，采用水管，当二级泵房设有吸水井时，清水池出水管（至吸水井）一般设置一根。(2)溢水管管径一般与进水管相同，管端为喇叭口，管上不得安装阀门。溢水管出口应设置网罩，以防爬虫等沿溢水管进入池内。(3)排水管管径可按两小时内将池中水排空计算，但最小管径不得小于100mm，采用排水管。为了便于排空池水，池底应有一定坡度。为了避免池内水的短流，且满足加氯后的接触需要，池内应设导流墙。为清洗水池时排水方便，水池导流墙底部，隔一定间距设有流水孔。除此，还应在池顶设置通气孔及检修孔。池顶覆土厚度应满足地下水抗浮要求，且符合保温要求。(4)水位指示水池内水位的变化应有水位仪就地指示。采用电容式水位传示仪，该水位仪适用于水塔、水池等贮水构筑物的水位传示，可连续测量液位，将被测量液位转换成直流讯号，远距离传送到控制调度室，并可发出上下限报警讯号或控制电动机的开停，还可连续测量同一液体的两个液位之差。清水池的具体尺寸，采用钢筋混凝土蓄水池国家标准图，对于有效容积为小时处理水量立方米的矩形钢筋混凝土蓄水池，其高度，117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第四章污泥处理工艺设计计算4.1设计说明1.产泥量根据前面计算知，有以下构筑物排泥。调节沉淀池360/dP=97.5%UASB353.925/dP=98.0%117 内蒙古科技大学毕业设计说明书预曝气沉淀池9.6/dP=98.0%SBR反应池65/dP=99.0%则污水处理系统每日总排泥量为V=788.5=32.8/h。2.污泥处理方式污水处理系统各构筑物所产生污泥每日排泥一次(除SBR池外)，集中到污泥集泥井，然后再由污泥打至污泥浓缩池，经浓缩后送至贮泥柜暂放，再由污泥泵送至脱水机房脱水，形成的泥饼外运作农肥(因为污泥中无有害污染物，而有机质含量较高)。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24.0h。其中各构筑物排泥，污泥泵抽送污泥时间1.0—1.5h(除SBR外)。污泥浓缩时间20.0h，浓缩池排水与排泥时间2.0h，闲置时间0.5—1.0h。3.集泥井容积计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为788.5，需在1.5h内抽送完毕，集泥井容积确定为4小时的排泥的体积，即131.4。此外，为保证SBR排泥能按其运行方式进行，集泥井容积应外加12.8。则集泥井总容积为131.4+65=196.4。集泥井有效泥深为4.5m，则平面面积应为A=式（4.1）式中：V—集泥井容积，；H—集泥井高度，m。则A=设计集泥井平面尺寸为(7×6)。集泥井为地下式，池顶加盖，由潜污泵抽送污泥。集泥井总容积为6×7×6=252。4.污泥提升泵房117 内蒙古科技大学毕业设计说明书污泥提升泵房尺寸为4×4×10，泵房内中安装潜污泵两台，购三台，使用两台，备用一台。选用50QW40—15—4潜污泵。该泵技术性能为40/h，15.0m，电动机功率4kW，转速1440r/min，质量W121kg。4.2污泥浓缩池设计计算4.2.1设计说明主要浓缩方法有重力浓缩和气浮浓缩。气浮浓缩适用于比重接近于1的活性污泥，适用于含油废水处理。故本设计不考虑气浮浓缩。污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，运行周期为24.0h，其中进泥1.0—1.5h，浓缩16．0h，排水和排泥2.0h，闲置0.5—1.0h。浓缩前污泥量为788.5，含水率P=98％。4.2.2污泥浓缩池容积计算浓缩20.0h后，污泥含水率为95.5％，浓缩后污泥体积为V=式（4.2）式中：—浓缩前污泥量，；—浓缩前含水率；—浓缩后含水率。则V=则污泥浓缩池所需容积应不小于788.5+315.4=1103.94.2.3污泥浓缩池工艺构造尺寸设计污泥浓缩池一个（1）浓缩池面积式（4.3）式中：A—浓缩池面积,；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书Q—污泥量,；C—污泥浓度,,取C=6；Z—固体通量,。则（2）浓缩池直径m（3）污泥斗高度：取上口宽1.16m，下口宽0.36m，坡度为则（4）有效水深式（4.4）式中：T—停留时间，h,取T=16h；Q—污泥量,。则（5）污泥斗高度：取上口宽1.16m，下口宽0.36m，坡度为则（6）浓缩池总高度式（4.5）式中：—浓缩池总高度，m；—浓缩池超高，m，取=0.5m；—缓冲层高，m，取=0.3m；—污泥斗高度，m，取=0.7m。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书则H=浓缩池的构造见图4.1图4.1浓缩池构造和尺寸图（6）上清液溢流堰和集水槽设计上清液溢流堰宽度B=0.35m,H=0.35m，集水槽B=0.6m,H=1.0m。4.2.4污泥浓缩池排水和排泥（1）排水浓缩后池内上层清夜利用重力排放，浓缩池周边设一周出水堰，由出水堰排上清液管出水，排上清液管选。（2）排泥浓缩后污泥又泵送入污泥贮柜，出泥管选（3）污泥泵的选择选用2PN污泥泵一台，该泵的技术参数如下；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书流量：扬程H：H=6.5m转速n：n=1450r/min电动机功率N：N=10KW质量W：W=150kg占地面积：1250mm×500mm（4）刮泥机的选择NG型浓缩池刮泥机主要是进一部分离浓缩池污泥中的自由水分，以减少污泥的体积，提高污泥的浓度，将浓缩后污泥排出池外，再刮泥臂上有栅条，以利于提高沉淀效率本设计选用NG40——50C型浓缩池刮泥机。技术参数如下：刮泥板长4——5m池深3.5——4m周边线速度2.0——3.0m/min驱动功率0.7——1.1KW污泥浓缩池构筑物示意图如图4.2所示：117 内蒙古科技大学毕业设计说明书图4.2污泥浓缩池示意图4.3污泥脱水系统设计4.3.1污泥贮柜设计设计浓缩后需排出污泥316，污泥贮柜容积应为V≥316。设污泥贮柜为φ3.5m×H5.0m，则贮泥有效容积为V=>316可满足污泥贮存要求。污泥贮柜除进出泥管外，需设置泥位计、通风孔、人孔。4.3.2污泥脱水机房设计1.污泥产量干污泥产量为调节沉淀池9.0t/dUASB7.08t/d117 内蒙古科技大学毕业设计说明书预曝气沉淀池0.19t/dSBR反应池1.3t/d合计干污泥量为17.57t/d经浓缩池浓缩后为含水率P=95％的污泥共351/d。2.污泥脱水机根据所需处理污泥量选用DYQ—2000型脱水机一台。该脱水机处理能力为430kg(干)/h，则工作时间7.3h。脱水机技术指标：干泥生产量400—460kg/h，泥饼含水率70％—80％，主机调速范围0.97—4.2r/min，主机功率1.1kW，系统总功率25.2kW，滤带有效宽度2000mm，滤带运行速度1.04—4.5r/min。外形尺寸4800mm×3000mm×2500mm，机组质量6120kg。3．投药装置投药量：根据对城市污水污泥、淀粉厂污水站污泥絮凝剂脱水试验知，常用絮凝剂的投药量分别为：5.0％—8.0％，硫酸铝8.0％—12.0％，聚合氯化铝3.0％—10.0％，聚丙烯酰胺1.5‰—2.5‰。投药系统按投加聚丙烯酰胺考虑。设计投药量为2.0‰，则每日需药剂为17570×2.0/1000=35.14kg需用纯度为90％的固体聚丙烯酰胺为35.14/0.9=39kg调配的絮凝剂溶液浓度为0.2％—0.4％，则溶解所需溶药罐最小容积为9750L。选用BJQ—14—0.75溶药搅拌机一台，药液罐规格1.5m×φ1.2m，有效容积为1357L，搅拌电动机功率为0.75kW。药液投加选用JZ—450/8计量泵，投药量为450L/h，投药压力为8.0kgf/(1kgf/=98kPa)，计量泵外形占地尺寸为825mm×890mm，高为880mm(含基础)。4．其他配套设备（1）污泥进料泵单螺杆泵一台GFN65×2A，该泵输送流量0.5—15.0/h，输送压力为4.0kgf/，电动机功率为7.5kW，占地尺寸2100mm×l200mm。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2）滤带清洗水泵DA1—80×5清水泵一台，该泵流量25.2—39.6/h，扬程44—64mm，电动机功率为7.5kW，占地尺寸为1400mm×700mm。（3）空压机Z—0.3/7移动式空压机一台，输送空气流量为0.3/min，压力为7.0kgf/。5.脱水机房面积脱水机房建筑尺寸为(12.0×9.0)。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第五章污水处理厂平面布置和高程布置5.1污水处理厂的厂址选择污水厂的厂址选择是进行设计的前提，应根据选址条件和要求综合考虑。选出使用可靠、管理系统优化、工程造价低、施工及管理条件好的厂址。选址时应考虑以下几个方面：（1）应符合城市或企业现状和规划对厂址的要求。（2）应与选定的污水处理工艺相适应，如选定氧化沟、稳定塘或土地处理系统作为处理工艺时，必须有适当的可利用的土地面积。（3）厂址选择，应做到尽量少占用农田或不占用农田，应选择在有扩建条件的地方，为今后发展留有余地。（4）厂址必须位于给水源下游，并应设在城镇、工厂厂区、及生活区的下游和夏季主风向的下风向；为保证卫生要求，厂址应与城镇、厂区、生活区及农村居民区保持300米以上的距离，但也不宜太远，以免增加管道长度，提高造价。（5）厂址应选在工程地质条件较好的地方，在有抗震要求的地区还应考虑地震、地质条件。目的是减少基础处理和排水费用，降低工程造价并有利于施工。一般应选在地下水位较低、地基承载力较大、陷湿性等级不高、岩石无裂地带以及对工程抗震有利的地段。（6）厂址应尽量靠近供电电源，以利安区运行和降低输电线路费用，对大型和不允许间断供水的工程还需要连接两路电源。（7）厂址应尽量选择在交通便利的地方，以利施工运输和运行管理，否则就要增辟道路，增加施工量和工程造价。（8）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近或方便运输，当处理谁排放时，应与受纳水体接近。（9）117 内蒙古科技大学毕业设计说明书厂址不应设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，应考虑不受洪水的威胁。（1）要充分利用地形，应选择在有适当坡度的地方，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量。若有可能，应采用污水不经过水泵提升而自流进入处理构筑物的方案，以节省动力费用，降低处理成本。5.2污水处理厂的平面和高程布置5.2.1平面布置污水处理厂包括生产性的构筑物和泵站，鼓风机房，药剂间，化验室等建物，以及辅助性的机修间，仓库，办公室，值班室等，在厂区还用道路系统，室外照明系统和绿化设施。在构筑物和建筑物的个数和尺寸确定以后，要根据流程和厂区的地形，地质条件，进行总平面布置。总平面布置根据污水处理厂的规模大小，采用1：200~1：1000的比例尺绘制。1.平面布置的原则和要求：（1）各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水利要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：a)贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通、避免迂回曲折。b)土方量做到基本平衡，并避免劣质土壤地段。c)在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5～10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化罐等，其间距应按有关规定确定。d)各处理构筑物在平面布置上，应考虑尽量紧凑。（2）管、渠的平面布置a)117 内蒙古科技大学毕业设计说明书在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设又能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行。a)应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。b)在厂区内还有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大部都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的敷设。在污水处理厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。（3）辅助建筑物污水处理厂内的辅助建筑物有：泵、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修、仓库、食堂等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。如鼓风机房应设于曝气池附近，就节省管道和动力；变电所设于耗电量大的构筑物附近等。化验室应远离机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。办公室、化验室等均与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。2.污水厂的道路设计应符合下列要求：（1）主要车道的宽度单车车道3.5米，双车车道为6~7米，应有会车道。（2）车行道的转弯半径不宜小于6米。（3）人行道的宽度为1.5~2米。（4）通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45度。（5）天桥宽度不宜小于1米。5.2.2高程布置在污水厂内,各构筑物之间的水流一般是依靠重力流动的,前面的构筑物中的水位应高于后面构筑物中的水位,水面标高的设计应综合原污水管渠标高、厂区地面标高、地形、排水的水体、各处理构筑物的水头损失等来确定。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。处理厂高程布置应遵循以下原则：（1）高程布置与平面布置的关系，做到减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。（2）污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量减少两者的提升次数和高度。（3）协调好污水处理厂高程布置与单体竖向设计，即便于正常排放，又利于检修排空。（4）污水处理厂在常年大多数时间里能自流排放水体。（5）计算各构筑物水头损失时，应选择距离最长、水头损失最大的流量进行水力计算。应考虑最大时的流量，雨天时和事故时流量增加，并留有适当余地，以保证在任何情况下，处理系统能正常运行。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，并随时增加扩建时的备用水头。（6）避免处理构筑之间的越水等浪费水头的现象，充分利用地形差来实现自流。（7）在认真计算并留有余地的前提下，力求缩小全程水头损失以及提升泵站的全扬程，以减低运行费用。（8）尽可能使污水处理的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。5.2.3水力及高程计算计算污水流动中的水头损失包括：（1）污水流经各处理构筑物的水头损失。主要产生在进水和出水和需要的跌水（多处在出口处），而流经处理构筑物自身的水头损失较少；（2）污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失。包括沿程和局部水头损失；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书1．水力计算计算水头损失时应选择一条最长、水头损失最大流量作为构筑和管渠的设计流量来计算水头损失。本设计的高程计算以计算进水管道为标高起点，以此类推计算各个构筑物的水面标高。地面标高±0.00.（1）管道沿程损失计算公式：式（5.1）式中：—沿程管道水头损失，m；i—坡度；—管道长度，m。管道局部水头损失计算公式：式（5.2）式中：—局部水头损失，m；—局部阻力系数；—管道内流速，。构筑物间的管道布置表见表5.1表5.1污水处理构筑物间的管道布置表管渠名称设计流量/s尺寸mmi‰流速m/s长度m进水口—提升泵房0.05214001.800.755.0提升泵房—调节沉淀池0.05214001.800.758.28调节沉淀池—UASB0.02603002.320.7019UASB—预曝沉淀池0.02603002.320.7020.7预曝沉淀池—SBR0.05214001.800.759.26SBR—清水池0.05214001.800.758.6（2）构筑物的沿程损失的计算:117 内蒙古科技大学毕业设计说明书a)进水口—提升泵房式（5.3）式中：—沿程管道水头损失，m；i—坡度；—管道长度，m。则=0.009mb)提升泵房—调节沉淀池式（5.4）式中：—沿程管道水头损失，m；i—坡度；—管道长度，m。则=0.015mc)调节沉淀池—UASB式（5.5）式中：—沿程管道水头损失，m；i—坡度；—管道长度，m。则=0.044md)UASB—预曝沉淀池式（5.6）式中：—沿程管道水头损失，m；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书i—坡度；—管道长度，m。则=0.048ma)预曝沉淀池—SBR式（5.7）式中：—沿程管道水头损失，m；i—坡度；—管道长度，m。则=0.017mb)SBR—清水池式（5.8）式中：—沿程管道水头损失，m；i—坡度；—管道长度，m。则=0.015m（3）构筑物的局部损失的计算：a)进水口—提升泵房式（5.9）式中：—局部水头损失，m；—局部阻力系数；—管道内流速，。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书则=ma)提升泵房—调节沉淀池式（5.10）式中：—局部水头损失，m；—局部阻力系数；—管道内流速，。则=mb)调节沉淀池—UASB式（5.11）式中：—局部水头损失，m；—局部阻力系数；—管道内流速，。则=mc)UASB—预曝沉淀池式（5.12）式中：—局部水头损失，m；—局部阻力系数；—管道内流速，。则=md)预曝沉淀池—SBR117 内蒙古科技大学毕业设计说明书式（5.13）式中：—局部水头损失，m；—局部阻力系数；—管道内流速，。则=ma)SBR—清水池式（5.14）式中：—局部水头损失，m；—局部阻力系数；—管道内流速，。则=m污水处理构筑物间的水头损失列于表5.2表5.2污水处理构筑物间的水头损失管渠名称沿程损失m局部损失m水头损失m构筑物水头损失,m总损失m进水口—提升泵房0.0090.0140.0230.30.323提升泵房—调节沉淀池0.0150.0140.0290.40.429调节沉淀池—UASB0.0440.0190.0631.51.563UASB—预曝沉淀池0.0480.0760.1240.60.724预曝沉淀池—SBR0.0170.0140.0310.60.631SBR—清水池0.0150.0830.0980.20.2981．污水处理高程计算设计SBR的埋深为2米。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）SBR反应器SBR的水面标高为3.5mSBR的池顶标高为4mSBR的池顶标高-2m（2）预曝沉淀池预曝沉淀池的水面标高为3.5+0.631=4.13m预曝沉淀池的池顶标高为5.13m预曝沉淀池的池底标高为-5.13m（3）UASB反应器UASB反应池的水面标高为4.131+0.724=4.86mUASB反应池的池顶标高为5.36mUASB反应池的池底标高为-4.14m（4）调节沉淀池调节沉淀池的水面标高为4.855+1.563=6.42m调节沉淀池的水面标高为6.92m调节沉淀池的水面标高为-0.92m（5）格栅提升泵房格栅前进水水位-0.023格栅后水位-0.323提升泵房的最提水位为-4.0m（6）清水池清水池水面标高为1.40m清水池池顶标高为1.90m清水池池底标高为-4.10m1．污泥处理高程计算污泥处理的高程计算，从调节沉淀池开始，本设计中污泥从构筑物中是依靠重力排放到集泥井的。（1）调节池——集泥井调节池排泥总量为15，需要在一小时内排完，且按运行方式依次排泥。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书调节池集泥坑坑底标高为0.92m。管路流量：管径：管线长：则沿程水头损失为：调节池排泥管在集泥井入口处的标高为：0.92-1.26-0.051=-0.39m（2）UASB——集泥井UASB排泥总量为14.75，需要在一小时内排完，且按运行方式依次排泥。则UASB反应池池底标高为-4.14m。管路流量：管径：管线长：则沿程水头损失为：UASB排泥管在集泥井入口处的标高为：-4.14-0.65-0.06=-4.85m（3）预曝沉淀池——集泥井预曝沉淀池排泥总量为0.4，需要在一小时内排完，且按运行方式依次排泥。则预曝沉淀池池底标高为-5.13m。管路流量：117 内蒙古科技大学毕业设计说明书管径：管线长：则沿程水头损失为：预曝沉淀池排泥管在集泥井入口处的标高为：-5.13-0.65-0.06=-5.84m（4）SBR——集泥井SBR排泥总量为2.71，需要在一小时内排完，且按运行方式依次排泥。则SBR池集泥坑坑底标高为-2.00m。管路流量：管径：管线长：则沿程水头损失为：SBR排泥管在集泥井入口处的标高为：-2.00-0.18-0.083=-2.26m(1)集泥井——污泥提升泵房集泥井每日排泥总量为32.8，需要在一小时内排完，且按运行方式依次排泥。管路流量：管径：管线长：117 内蒙古科技大学毕业设计说明书则沿程水头损失为：集泥井到污泥提升泵反的总损失为：0.06+0.12=0.18m设集泥井的池底标高为-5.00m则集泥井的池顶标高为+0.00污泥提升泵房埋深7.5m,顶部标高为2.5m为了便于人工操作，将浓缩池埋深3.0m污泥浓缩池的最高泥面标高：6.8-3-0.5=3.3m污泥浓缩池的池顶标高=泥面标高+超高=3.3+0.5=3.8m污泥浓缩池的池底标高=池顶标高-池体高度=3.8-6.8=-3.0m根据上述计算结果得知污泥提升泵的实际扬程为：污泥处理构筑物的水头损失列于表5.3表5.3污泥处理构筑物间的水头损失名称设计流量m3/h管径mmi‰Vm/s管长m沿程损失m局部损失mm合计m调节池至集泥井1515012.60.751001.210.051.26UASB至集泥井14.752008.10.8800.650.060.71预曝沉淀池至集泥井0.42008.10.8800.650.060.71SBR至集泥井2.714001.80.751000.180.080.26集泥井至污泥提升泵房32.83008.01.270.060.120.18117 内蒙古科技大学毕业设计说明书第六章工程概预算污水厂概预算包括：编造说明、总概预算书、单位工程概预算表以及主要设备和材料清单及部分组成。单位工程概预算是具体取定单项工程内各个专业设计建设费用的文件，它是综合概预算的组成部分，是指由独立的施工条件，可以单独作为成本计算对象的专业性工程。给水排水工程根据项目的性质、作用，可分为土建工程、设备安装工程、管道工程三种类型。每项单位工程概预算，系由直接费、间接费、计划利润和税金等部分组成。下面具体介绍一下各个费用的含义:1.直接费是指直接用于建筑安装工程上的有关费用。直接费由人工费、材料费、设备费、施工机械费用和其他直接费用等项目组成。2.间接费由施工管理费和其他间接费用组成。6.1编制概预算依据的基础资料1.全国统一安装工程概预算第7版及设计任务书。2.内蒙古地区建筑安装工程费用。3.本地区市政工程相关文件及水文、地质、气象等资料。4.人工费均执行内蒙古自治区建设厅“建制”1997关于工程概预算定额人工费通知“19.68元/工日”的报价，所以合计的总价上浮1.2倍。5.设备加工费，按生产厂报价机工程建设全国机电设备1998年价格汇编计费；杂费按设备原费的7%计6.2估算范围污水处理厂污水处理工程，污泥处理工程，其他附属建筑工程，及其他公用工等。另外包括部分厂外工程（供电线路，通讯线路，临时道路等）。1.污水处理工程117 内蒙古科技大学毕业设计说明书下面是本设计的概预算表：表6.1设计的概预投资估算表：序号工程费用名称概算价值/万元建筑工程设备安装工程个数合计1格栅4.72.917.62提升泵房15．512.01.3128.83调节池20.25.02.5383.14UASB32.330.23.22131.45SBR22.48.22.54132.410清水池2.32.83.518.611配水井4.52.817.312办公楼42.57.45.0154.913浓缩池27.08.30.7136.014鼓风机房8.65.11.2114.915传达室1.090.880.3012.2717场地绿化50.302.3020.20172.818食堂32.244.0136.2419机修车间1.360.880.3012.5420配电室6.7748.091.951113.6221加药间1.202.800.9314.9322脱水机房3.5025.90.84130.2423合计921.84估算设计材料费为150万元。总计直接费用为1071.84万元。间接费用：取直接费用的,则间接费用为307.40万元。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书管理费用：取直接费用的,则管理费用为19.61万元。设计费用：取直接费用的3.86%，则设计费用为41.05万元。预备费用：取直接费用的则预备费用为117.47万元。其它费用：取直接费用的。则其他费用为22.50万元。总造价：1597.87万元。1.处理水成本计算：（1）动力费（通常即为电费）：式（6.1）式中：―设计供水量，；―工作全扬程，；―电费单价，元/度；―水泵和电机效率，一般取；―日变化系数，取1；―变压器容量，千伏安；―元/千伏安·月。则（2）药剂费：（元/年）式（6.2）式中：―混凝剂平均投加量；―混凝剂单价（元/吨）；―消毒剂平均投加量；117 内蒙古科技大学毕业设计说明书―消毒剂单价（元/吨）则（元/年）（3）工资福利费：式（6.3）式中：―职工每人每年的平均工资福利费，取20000元；―劳动定员，取25人。则元/年（4）折旧提成费：（元/年）式（6.4）式中：―工程总费用，取20000000元；―综合折旧提成率，一般取3.8%。则（元/年）（5）检修维护费：（元/年）（6）其它费用：因此，年经营费用为：年处理水量为：单位制水成本为：117 内蒙古科技大学毕业设计说明书（元/）第七章结论本次毕业设计的任务是处理包头市某淀粉厂污水，设计水量是4500/d，处理后的排放水质达到国家二级排放标准。通过查阅大量资料进行了废水的工艺流程、设备、构筑物尺寸形状的确定，废水处理厂地的平面布置、高程布置以及废水处理的工程概预算，需要的图纸绘制。在设计中详细学习了很多废水处理技术单元，了解了预处理、一级处理、二级处理、深度处理的方法。在本设计中预处理用到了格栅，一级处理用到了调节池，二级处理主要用到了生物处理中的UASB和SBR工艺。在工艺选择过程中详细了解了各种处理方法的原理、适用范围及优缺点。如详细了解了调节池、水解酸化池、污泥浓缩池等细节问题。毕业设计不同于平时的学习，有很多不懂的新内容存在，大部分内容需要自己查找资料。通过查找资料解决遇到的困难，既可以学到新的知识又可以将以前学过的专业知识系统化、条理化，这样可以锻炼查找资料、筛选资料的、独立分析问题、解决问题的能力，培养了大胆设想、勇于创新的学习态度。在对诸多构筑物的设计以及在对构筑物的画图上，我也发现了不少的问题。最重要的是我们对各个构筑物的计算是欠缺的，尤其是在构筑物的细部构造上有很多都算不出其尺寸。这将是我们以后设计计算中需要注意的重点所在，因为这些计算关系到我们计算机绘图的依据，使我们在计算机绘图上不在盲目。总之，毕业设计是一次提高学生综合能力的过程。它培养学生综合运用所学基础理论和专业知识解决实际问题的能力，提高收集资料，查阅文献，使用工具书的能力，以及撰写说明书的能力，并进一步提高使用计算机和外语翻译的水平。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书参考文献[1]尹士君、李亚峰等编著.水处理构筑物设计与计算.北京:化学工业出版社，2004[2]崔玉川、刘振江、张绍怡等编著.城市污水厂处理设施设计计算.北京:化学工业出版社，2004[3]韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002[4]曾科、卜秋平、陆少鸣主编.污水处理厂设计与运行.北京:化学工业出版社，2001[5]闪红光主编.环境保护设备选用手册——水处理设备.北京:化学工业出版社，2001[6]金兆丰、徐竟成、余志荣、屈计宁主编．城市污水回用技术手册[M]，北京:化学工业出版社，2004[7]高廷耀、顾国维主编．水污染控制工程（第二版）.北京:高等教育出版社，1999[8]张林生主编．水的深度处理及回用技术.北京.化学工业出版社，2004[9]史惠祥、陈杭飞、卢贤飞主编．实用水处理设备手册.北京:化学工业出版社，2001[10]郑俊、吴浩汀、程寒飞主编.曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例.北京:化学工业出版社，2003[11]李朋俊、孙鸿燕．环保机械与设备.中国环境科学出版社，2005[12]化学工业出版社编.水处理工程典型设计实例（第二版）.北京:化学工业出版社，2005[13]王宝贞、王琳．水污染治理新技术.科学出版社,2004[14]中国市政工程西南设计院.给水排水设计手册（第三册）.北京:中国建筑工业出版社，1986[15]郑铭、陈万金主编．环保设备－原理·设计·应用.北京:117 内蒙古科技大学毕业设计说明书化学工业出版社，2001[16]罗辉、胡亨魁、周才鑫主编.环保设备设计与应用.北京：高等教育出版社,2003[17]周彤．污水回用决策与技术.北京：化学工业出版社,2002[18]杨岳平、徐新华、刘传富主编．废水处理工程及实例分析.北京：化学工业出版社,2003[19]韩魁声、齐杰、白春学、陈荣光主编．污水生物处理工艺技术.大连：大连理工大学出版社,2004[20]任南琪、王爱杰主编.厌氧生物技术原理与应用.北京：化学工业出版社,2004[21]中国市政工程西南设计院.给水排水设计手册（第十一册）.北京：中国建筑工业出版社,1986[22]朱亮、张文研主编.水处理工程运行与管理.北京：化学工业出版社，2004[23]高俊发、王彤、郭红军主编．城镇污水处理及回用技术.北京:化学工业出版社，2004[24]张志刚、杨开、刘俊良主编.给水排水工程专业课程设计.北京:化学工业出版社，2004117 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录A英文文献及翻译ChemicalandPetroleumEngineering,Vol.37,Nos.5–6,2001INDUSTRIALECOLOGYPURIFICATIONOFINDUSTRIALWASTEWATERSUSINGREAGENTSV.P.Malkin1andV.I.Kuzin2Currently,thefollowingmethodsaremostpopularforpurificationofindustrialwastewatersfromheavy-metalions:precipitationofmetalionsbyaddingreagents,hyperfiltration,electro-orphysicochemicaltreatment,treatmentofindustrialwastewatersinamagneticfield,combinedmethodsofpurificationofwastewaters,heattreatment,etc.Industrialwastewaterscontainingheavy-metalionsaregenerallyneutralizedbyaddingtothewastewatersavari-etyofwater-solublealkalinereagents,suchascalciumoxide,hydroxidesofsodium,calcium,magnesium,etc.,sodiumcar-bonate,andothers[1].Inpractice,neutralizationisrarelycarriedoutinpureform,anditisgenerallyaccompaniedbyreac-tionsleadingtoprecipitationofthemetalspresentintheindustrialwastewaters:theionsturnintodifficultlysolublehydrox-ides,whichprecipitate.Thus,thealkalisusedforneutralizationofacidicindustrialwastewatersareconsumedforreductionoftheH-ionconcentrationinthemaswellasforformationofhydroxidesofthemetals.Notinfrequently,morereagentisusedforpre-cipitationofmetalsthanforneutralizationoffreeacids.ThepHvaluescorrespondingtothestartandendofprecipitationanddissolutionofmetalhydroxidesinaqueoussolutionsweredeterminedin[2].Toneutralizeindustrialwastewaterscontainingionsofheavymetals,generallylimeisused;itisaddedtothewaterintheformofa5–10%suspension(aslime117 内蒙古科技大学毕业设计说明书milk).Theslimepresentinthelimemilkfacilitatescoagulationofapartofthemetalhydroxidesandotherinsolublematters[3].Precipitatesformedontreatmentofindustrialwastewaterswithsodadonotthickenaswellasthoseformedontreat-mentwithlimebecausetheflocculatingpropertiesofsodaarepoorer.Theprimarydemeritofsodaandcausticsodaasreagentsistheirhighcostandscarcity[1].Moreover,heavy-metalionsdonotalwaysprecipitatecompletelyenoughontreat-mentofwastewaterswithsolublealkalis[4].Inadditiontocopper,zinc,andiron,manyindustrialwastewaterscontainionsofmanganese,cadmium,lead,nickel,cobalt,andothermetalsinquantitiesfarexceedingthemaximumpermissibleconcen-trations(MPC).However,theeffectoftreatmentwithalkalisonthecontentofionsofthereferredmetalshasnotbeenstudiedwellenough[3].So,asurveyhasbeenmadeofthepatentsonchemicalandelectrochemicalmethodsofremovalofmetalionsfromwastewatersthatwerereportedduringtheyears1985–1996intheCIS(CommonwealthofIndependentStates),theUSA,Japan,Germany,theUnitedKingdom,andFrance.Ithasbeenestablishedthatthefollowingreagentsinvariouscombinationscanbeusedforprecipitationofmetalionsfromwastewaters:alkalis;sodiumsulfide;isopropylalcohol;phenol-formaldehyderesin;gasofthermaldecompositionofoilshale;phosphate-containingreagentsandanalkali;ironsulfateandanalkali;amixtureofsodiumsilicate,ethanol,andcalciumchloride;ironoxidesinpowderform;sodiumorammoniumcarbonate;zincoxideandbariumsulfide,andslimefromsodiumsulfideplant;cellulosexanthate;acomplexreagentconsistingofamixtureofpolyurethane,calciumcarbonate,ironandalu-117 内蒙古科技大学毕业设计说明书TABLE1Doseofreagent(sodiumsulfide),g/literPHDryweightofprecipitate,g/literHardness,meq/litermg/litermg/litermg/litermg/litermg/litermg/literOriginalwater4.2—32.723.39.4210116.9124.3169.60.56.60.08731.722.39.4200951.25333.0166.41.08.20.21130.221.88.4197047.3444.0188.81.59.00.25827.720.86.9198253.69.099131.22.09.80.35125.019.84.9198353.51221.121.6minumsulfates,polyacrylamide,aminosulfonicacid(sulfacid),andoxalicacid;formamide;chelate-formingagentsfromalco-hols,polyamines,olefins,andhalogenderivativesofhydrocarbons;chelate-formingdithiocarbamicagentsbasedonpolyvinylchloride,ammonia,carbondisulfide,andanalkali;nitrohumicacidwithahigh-molecularbinder;sorbentsbasedonreactionsofpolyaminesandhalogenderivativesofhydrocarbons;derivativesoftriazinewithalkalis;andotherorganicreagents.Testswerecarriedoutontheuseofsodiumsulfideasareagentforpurificationofwastewatersofintegratedmin-ingandoreconcentrationcomplexestoassesstheeffectofthisreagentonthesaltcompositionofthewastewater(Table1).Thetestswereperformedinmeasuringbeakers(100ml),intowhichwereput50mlofthewastewaterandtherequisiteamountofa5%sodiumsulfidesolution.Afterstirringvigorouslyandsettling(for2h),theprecipitatewasseparatedandthekeyindicesofthesaltcompositionweredeterminedinthepurifiedwastewater.ThedatainTable1showthatwithincreaseofthesodiumsulfidedoseto2.0g/literthepHofthewastewaterrisesto9.8.Thedryweightoftheprecipitateformedasaresultofthetreatmentincreasesfrom87to351mg/liter,whereupon117 内蒙古科技大学毕业设计说明书thetotalhardnessofthewastewateraswellasthecontentsofcalciumandmagnesiumionsandsulfatesdiminish.Waterswithsuchasaltcompositionfullyconformtothespecificationsforrecycledwatersforflotationofcopper-andzinc-containingores[5];suchwaterscanbestoredinhydraulicallysealedreservoirsandreturnedtothereturncycleofthewatersupplysystemfororeflotation.Thechiefadvantagesofsodiumsulfidetreatment,inourview,areriseofpHto~10.0andfalloftotalhardnessto25.0meq/literandofsulfitecontentto1982mg/liter(withconversionofsulfatesfrompoorlysolublecompoundshavingcal-ciumandmagnesiumionsintohighlysolublecompoundshavingsodiumions),whichpreventsprecipitationofsaltsfromtherecycledwaterandovergrowingofpipelines.Asaresult,itbecomespossibletocreateclosedwateruseandwaterdisposalsystemsforintegratedminingandoreconcentrationcomplexes,whichpreventswastewaterdischargeintowaterreservoirs,groundwater,orirrigationfields.Upontreatmentofacidicindustrialwastewaterswithsoda,basiccarbonatesareformedasaresultofhydrolyticdecompositionofneutralcarbonates.Thecompositionofthebasiccarbonatesdependsonthereactionconditions(pH,tem-perature,concentration,etc.).Insolutionscontainingionsoftrivalentiron,hydrolyticdecompositionoccursveryfast,andalmostinstantlyaprecipitateisformedthatconsistsofhydroxidesofthesemetals.ThebasiccarbonatesofmostmetalsbegintoprecipitateatlowerpHvaluesthanthecorrespondinghydroxides,butsodaconsumptionforprecipitationofmetalionsishigherthanlimeorcausticsodaconsumption.Theexplanationforthisisthatinmetalionprecipitationwithsoda,thereisabicarbonateformationstageandthatanexcessofthereagentisrequiredtodrivethereactiontoformationofbasiccarbonates.Sodaconsumptioncanbereducedbyremovingfromthewatercarbonicacidformedonneutralization.ThisisachievedbyblowingairafterattainmentofapH117 内蒙古科技大学毕业设计说明书of4.0–4.5.Evolutionofcarbondioxideintheprocessofneutralizationofindustrialwastewaterswithsodaproducesaflotationeffect(thegasbubbles,byenvelopingtheprecipitateparticles,liftthemupward,therebyfacilitatingfloatingupofapartoftheprecipitateinthesettlingtanks).Thesestudiesrevealedthatthesaltcompositionofwastewatersofintegratedminingandoreconcentrationcom-plexescanbealteredinthesodiumsulfidetreatmentprocessthroughmixingofthereagentwiththewastewaterbybubblingTABLE2ParameterOriginalwaterSodiumsulfidetreatmentapplyingbubblingwithfluegasesTreatmentwith10%limemilkapplyingbubblingwithfluegases*afterprecipitationsimultaneouslywithprecipitationafterneutralizationSimultaneouslwithneutralizationPH3.558.3/8.38.0/8.27.8/7.97.6/7.4,meq/liter23.321.5/21.818.2/18.828.5/28.828.2/27.0,mg/liter21011980/19771802/18071976/19591802/1807Dryweightofprecipitate,mg/liter—100/95507/513—/86107/339*Thedataatafluegasdoseof0.1m3aregiveninthenumeratorandat0.3m3/1m3ofwastewater,inthedenominator.withfluegases.Fluegasescontaincarbondioxidewhichreactswithcalciumionsgivingpoorlysolublecalciumcarbonateandisareducingagentrequiredforconversionofthiosulfatesintosulfides.Theresultsoftreatmentofwastewaterswithsodiumsulfide(2.0g/liter)andlimemilk,accompaniedbybubblingwithfluegases,arecitedinTable2.Forthetreatment,inallcases,usewasmadeof100mlofthewastewater,andthefluegasesproducedbyburningnaturalgaswerefedintwodosesof0.1and0.3m3per1m3ofthewastewater.117 内蒙古科技大学毕业设计说明书FromTable2itwillbeseenthatbubblingwithfluegasesbothbeforeandduringthereactionhasnonotableeffectonthesaltcompositionofwastewatersandapplicationofbubblingisnotworthwhileinthiscase.Itisknownthatinanumberofnonferrousmetallurgicalworks,forriddingwastewatersofmetalions,useismadeofmilledlimestone[6]thatcontains,afteritscalcination,anadmixtureoflime.Theexperimentsontreatmentofwastewatersofintegratedminingandoreconcentrationcomplexeswithlime-stonewereperformedinmeasuringbeakers(100ml),inwhichweretaken50mlaliquotsofthewastewaterandthesewereneutralizedwitha10%suspensionoflime(minedinthecomplexitself)totherequiredpHvalue(atintervalsof0.5unitsonthegraduatedcurveofapH-340meter).Themetalioncontentwasdeterminedchemicallyandbyquanti-tativespectralanalysis.Theexperimentalresultsshowedthatintheanalyzedwastewatersthecontentsofcopper,zinc,iron,manganese,cobalt,nickel,cadmium,andleadexceedtheMPCoffisherywater(MPC-F)by3600,1840,17,2,53,21,38,and2times,respectively.Thecontentsofvanadium,barium,strontium,andchromiuminthewastewatersareintheMPC-Frange.TheMPC-Fofsilver,lithium,zirconium,andyttriumwasnotdetermined.Thus,asaresultoftreatmentofindustrialwastewatersofintegratedminingandoreconcentrationcomplexeswithasuspensionoflime,thereoccursamany-folddecreaseinthecontentofionsoftoxicmetals.ThebestresultisachievedinthepHrange9.5–10.5.Inthisrange,theefficiencyofremovalofionsis(%):copper99.86,zinc100,yttrium100,lead100,cobalt100,cadmium100,nickel99.05,manganese98.85,silver94.71,zirconium99.31,lithium65.7,chromium40,andiron64.Limetreatmentproducespracticallynoeffectonvanadium,barium,andstrontiumcontent.Afterpurification,themetalioncontentinthewastewatersmatchestheMPC-FandMPCofwaterusableforagriculturalirrigation,withtheexceptionofcopperandironwhosecontentisrespectively5and8timesinexcessof117 内蒙古科技大学毕业设计说明书MPC-F.Amethodisknowninwhichionsofheavymetalsareremovedfromindustrialwastewatersbyusingcalciumhydroxideandanaluminum-containingreagent(aluminouscement)[7].Themethodisrecommendedforpurificationofminewatersandwastewatersofcopperconcentrationplants.Inthismethod,tricalciumaluminate,aconstituentofalumi-nouscement,reactswiththedissolvedsulfateions,whichareremovedfromthewaterasadifficultlysolublecompound(cal-ciumhydrosulfoaluminate).Essentiallyhigh-basicityaluminatesreactwithsulfateions.Inordertoconvertlow-basicitycalciumaluminates,whichcomprisethegreaterpartofthecement,intohigh-basic-ityones,thesolutionistreatedaswellwithcalciumoxidefor1hinaballmill.Inthisprocess,themetalsareremovedfromTABLE3Contentofheavy-metalions,mg/literCuZnPbNiCoCrVAgMnCdFeMPC-FOriginalwastewaterTreatmentwithlimeTwo-stagetreatmentMPCofdryprecipitate0.010.010.030.010.010.10.10—0.50.0050.33.616.40.070.210.530.020.020.0179.60.195.00.005——0.002—0.0120.020.0040.142—1.7———0.002—0.0120.020.0004——0.210.01.00.161.02.00.5———0.215—70Note.Thesensitivityofthequantitativespectralmethodis0.0004mg/liter.wastewatersashydroxidesandthesulfates,ascalciumhydrosulfoaluminate.Arequirementforsuchamethodofpurifica-tionisexecutionofthereactionatapH≥12.0.117 内蒙古科技大学毕业设计说明书TheexperimentsdemonstratedthatlimingofindustrialwastewaterstakesplacesuccessfullyonlyuptoapHof11.2,beyondwhichthewastewateracquiresthepropertiesofabuffersolution,andasubstantialquantityofcalciumhydrox-ideisrequiredtoraisethepHto12.0.Insomeproductionfacilities,acidicwastewaterscontainingheavy-metalionsaresubmittedtotwo-stagetreatment.ThewastewaterpassessuccessivelythroughareactorwhereitisneutralizedwithlimetopH=7.0–7.5andflowsintoaradi-alsettlingtank.Theprecipitatethickenedinthesettlingtankispumpedoutintoasludgecollector,wherefromitisfedintoavacuumfilter.Polyacrylamideisaddedtothewastewaterbeforeitentersthesettlingtank.Wastewatercontaining10–20mgofsuspendedparticlesperliterisfedintoathree-sectioncoagulator.Iron(II)sul-fiteisaddedtothefirstsection,ferricchlorideandcalciumhydroxidetothesecond,andpolyacrylamidetothethirdsection.Inthefirstandsecondsectionsthewastewaterisaeratedtooxidizesulfurousanhydrideintosulfuricanhydrideaswellastopreventoxidationofarsenic.Fromthecoagulatorthewastewaterflowsintotheradialsettlingtank,wherefromasmallerpartoftheprecipitatereturnstothesecondandthirdsectionsofthecoagulatorandthegreaterpartissubmittedtotreatment.Fromthesettlingtankthewastewaterflowsintoatwo-layeredfilterfilledwithsandatthebottomandwithalayerofcoalatthetop.Thesizeofsandgrainsis0.8–1.2mmandofcoalgrains,1.6–2.5mm.However,thewastewaterpurifiedbythedescribedmethodcontainsasmuchas3mgofzincperliter,whichisfarinexcessoftheMPCnorm.Basedonthestudiesmade,atwo-stagemethodhasbeendevelopedforpurificationofwastewaterscontainingheavy-metalionsbytreatingthemwithlimemilkandsodiumhydrophosphate[8].Dominanceofforwardreactionoverreversecanbeachievedbybindingtheionsofthemetalspresentinthesolutioninequilibriumwiththeprecipitateintodif-ficultlysolublephosphatesofthesemetals(byaddingsodiumhydrophosphatetothesystem).Inthisprocess,thetotalalka-linityofthesolutiondiminishesbecausesodiumhydrophosphatesolution117 内蒙古科技大学毕业设计说明书representsabuffersystemwithapH=7.5,and,moreover,furtherdissolutionofhydroxidesofthemetalsandpassingofthemetalionsintothesolutionareaverted.Theexperimentsontwo-stageprecipitationofmetalionswereconductedinmeasuringbeakers(100ml)intowhichthewastewaterinaliquotsof50mlwereputandtheseweretreatedwith10%suspensionoflimemilktopH=8.5–9.0.Next,a10%solutionofsodiumhydrophospahteindosesof100mg/literwasaddedslowly(indrops)tothebeakers.ThereuponthepHdroppedandstabilizedintherange7.2–7.8.Aftersettlingfor2h,thepresenceofmetalsinthewastewaterwasdeter-minedbychemicalandquantitativespectralmethods.Theresultsoftwo-stagetreatmentofwastewatersofintegratedminingandoreconcentrationcomplexesarefur-nishedinTable3.Ascanbeseen,copper,lithium,andmanganeseionsarecompletelyremovedfromthewastewatersandsilverandironioncontentisreduced10times.AdistinctivefeatureofthemethoddevelopedisimplementationofthereactionataFig.1.Curvesdepictingzincionprecipitationfromindustrialwastewatersbytreatmentwithvariousreagentsa)sodiumhydrophosphate,b)limemilk,c)sodasolution,andd)trisodiumphosphate;1–3)zinccontent500,200,and100mg/liter.117 内蒙古科技大学毕业设计说明书Fig.2.Curvesdepictingzincionprecipitationbystage-by-stagetreatmentofindustrialwastewaterswiththesystems:a)trisodiumphosphate–sodaandb)limemilk–sodiumhydrophosphatelowerpHaswellasthenecessityfortwo-stagetreatment(notsingle-stagetreatmentsimultaneouslywithtworeagents).ThisprocedureallowspurificationofwastewaterstotheMPC-FlevelwithculminationofthereactionatpH=7.8.Theprospectofstage-by-stagetreatmentofwastewaterscontainingheavy-metalionsforthoroughpurificationisconfirmedalsobytheeffectivenessoftreatmentofindustrialwastewatersusingreagentsliketrisodiumphosphateandsoda.Inthisscheme,metalionsareprecipitatedwitha10%sodasolutionuptoapHof8.5–9.0.InFigures1and2areplottedthedataontheselectionoftheoptimumpHforneutralizationofindustrialwastewaterscontainingheavy-metalions(forexample,zincions)withlimemilk,sodiumhydrophosphate,trisodiumphosphate,andsodaaswellasfortwo-stagetreatmentofindustrialwastewaterswiththesystemslimemilk–sodiumhydrophosphateandtrisodiumphosphate–soda.Ifthemetalioncontentinthewastewatersissignificant(Fe57mg/liter,Cu1.7,Cr125,Zn580,andPb39mg/liter),themetalionconcentrationcannotbebroughttotheMPC-Flevelbytwo-stagetreatment(afterthetreatment,thezincioncontentis0.93mg/liter).Inindustrialwastewatershavingacomplexsaltcomposition,thepHvaluescorrespondingtothestartandendofprecipitationofhydroxidesmovesignificantlyupward.Potentiometrictitrationcurvesobtainedthroughneutralizationofwastewaterscontainingheavy-metalionsshowthatthisprocessoccursstagebystage;in117 内蒙古科技大学毕业设计说明书thefirststage,theprocessofneu-tralizationoffreeacidsoccursfast,whereasinthesecond,theprocessslowsdownduetosignificantconsumptionofthereagentforhydroxideformation.Atthepresentstage,theresolutionoftheelucidatedproblemconsistsindevelopingandinvestigatingprocessesandapparatusesofstage-by-stagechemicaltechnologyofpurificationofindustrialwastewaterscontainingheavy-metalions,fol-lowedbyrecoveryofthepurifiedwastewatersandutilizationoftheprecipitateobtained.Thisnecessitatesskillfulandjudi-cialcombinationofprocessesofbasicproductiontechnologyandnatureconservationmeasures,thoroughanalysisandvali-dationofthemethods(procedures)usableforpurification,andrecoveryandutilizationofthesecondaryproduct(industrialwastewater)withoutdisruptingtheecologicalbalanceoftheenvironment.REFERENCES1．L.V.Milovanov,PurificationofWasteWatersofNonferrousMetallurgicalWorks,Metallurgiya,Moscow(1981),pp.238–241.2．Yu.Yu.Lur’eandA.I.Rybnikova,MethodsofChemicalAnalysisofIndustrialWasteWaters,Khimiya,Moscow(1953),p.176.3．D.N.SmirnovandV.S.Genkin,PurificationofWasteWatersinMetalTreatmentProcesses,Metallurgiya,Moscow(1980),p.195.4．G.G.Lutsenko,A.I.Tsvetaeva,andI.N.Sverdlov,PhysicochemicalPurificationofMunicipalWasteWaters,Stroi-izdat,Moscow(1982),p.88.5．R.N.Shchekaleva,EfficientWaterSupplySystemsandMethodsofStabilizationofReturnWaterofCopperCon-centrationPlantsoftheUrals,Alma-Ata(1977),pp.102–196.117 内蒙古科技大学毕业设计说明书6．S.V.YakovlevandYu.M.Laskov,SewerSystems,Stroiizdat,Moscow(1972),p.279.7．USSRInventor’sCertificateNo.872462,“Methodofremovalofsulfateionsfromwastewaters,”Byull.Izobr.,No.38(1984).8．USSRInventor’sCertificateNo.981248,“Methodofremovalofheavy-metalionsfromwastewaters,”Byull.Izobr.,No.48(1992).117 内蒙古科技大学毕业设计说明书投加药剂对工业废水的净化的影响目前，下面的方法对于净化来自重金属离子的工业废水是最受欢迎的：通过投加药剂使金属离子沉淀，超滤，电渗析或物化处理，在磁场环境下工业废水的处理结合了净化废水的方法，热处理等。含有重金属离子的工业废水通常是通过向废水里投加各种水溶性的碱性药剂来中和的，例如，氧化钙，氢氧化钠，氢氧化钙，氢氧化镁，碳酸钠和其它的物质等。在实际中，中和反应很少以单纯的形式发生，它通常都伴随导致工业废水中含有的金属发生沉淀的反应：离子变成很难溶解的氢氧化物沉淀。因此，用于中和酸性废水中的碱是被用来降低废水中的氢离子浓度和形成金属氢氧化物。通常，更多的药剂被用来沉淀金属而不是中和过多酸。反应前后沉淀和溶解态的金属氢氧化物在水溶状态下相应的pH值是被限定的。通常，石灰被用来中和含金属离子的工业废水；它以5%—10%的浓度被加到水中（像石灰奶液）。在石灰液中的粘性物促使部分金属氢氧化物和其它不溶物质的凝固。用碳酸钠处理工业废水形成的沉淀物没有用石灰处理的沉淀物紧密，因为碳酸钠的凝聚能力更弱一些。作为药剂的碳酸钠和腐蚀性碳酸钠最根本的缺点是它们的昂贵和短缺。此外，在用可溶性碱处理废水时重金属离子并不是完全充分的沉淀。除了铜，锌，铁，许多工业废水还含有氧化锰离子，镉，铅，镍，钴和其它超过最大可允许浓度量的金属。但是，碱在处理含有上面提到的金属离子的效果还没有被研究的足够透彻。因此，在1985—1996年在CIS，美国，日本，德国，英国，法国用化学和电化学的方法去除废水中的金属离子的专利权的调查已经有报道。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书下面药物的各种化合物已被确认能用于沉淀废水中的金属离子：碱；硫化钠；异丙基乙醇；苯酚-甲醛树脂；油页岩热分解产生的气体；含碳酸盐和碱的药剂；铁硫酸盐和碱；钠硅酸盐，乙醇和氯化钙的混合物；氧化铁粉状形式；钠或氨基碳酸盐；氧化锌和硫化钡，和来自钠硫化物工厂的烂泥；纤维素磺酸盐；一个复杂的试剂由聚氨基甲酸酯，碳酸钙，硫酸铝和铁，聚丙烯酸，氨酸和醋浆草酸混合组成；甲酰胺，鳌合物模型药剂聚酰胺，乙醇，石蜡和卤素衍生物的碳氢化合物；基于乙烯聚合物的氯化物，氨，二硫化碳，碱的鳌合物模型试剂；高分子含氮酸的粘合剂；聚酰胺反应和卤素衍生物的碳氢化合物的吸附剂；碱的三氮六环衍生物；其它有机试剂。硫化钠作为净化综合采矿和矿石复杂的含量百分比的废水中起的作用的实验用来估定这些药剂对含盐废水的影响。实验在烧杯（100ml）中完成，在烧杯中放入50ml废水和必不可少的5%硫化钠溶液。在充分搅拌和沉淀（2h）后，沉淀物分解了，并且主要的盐的指示在已净化的废水中被确定了。表1试剂（硫化钠）用量，g/LPH值沉淀的干重，g/L硬度Meq/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L原水4.2—32.723.39.4210116.9124.3169.60.56.60.08731.722.39.4200951.2333.0166.41.08.20.21130.221.88.4197047.3444.0188.81.59.00.25827.720.86.9198253.69.099131.22.09.80.35125.019.84.9198353.51221.121.6表1中的数据表明随着硫化钠的剂量升至2.0g/L，废水的pH值升至9.8。干重形成的沉淀物导致处理结果由85mg/L增至351mg/L，因此，废水的总硬度以及钙离子，镁离子，硫酸盐的含量都减小。有含盐组成的水至少符合回收再利用的标准，用来漂洗含铜、锌的矿石。这样的水被储存在密闭的水封罐里，回收再利用水然后被送到提供系统用来漂洗矿石。在我们看来，硫化钠处理最主要的优点是使pH值升至10.0，并且降低水的总硬度至25meq/L，硫化物的含量至1982mg/L，这就抑制了回收水和过长管道中盐沉淀物。结果，使得制造循环用水和连续生产作业的采矿和矿石集中处理的水处理系统成为可能。这就防止了废水排入贮水池，地下水或灌溉水。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书在用钠处理酸性工业废水之上，碱式碳酸盐的性质取决于反应条件（pH值，温度，浓度等）。在溶解状态三价铁离子很快地发生水解，并且几乎沉淀一形成，就形成这些金属的氢氧化物。大多数金属的碱式碳酸盐比相应的氢氧化物在更低的pH值就开始沉淀，但碳酸钠用来沉淀金属离子的消耗量比石灰或腐蚀性碳酸钠的消耗量要高。解释这个现象是用碳酸盐沉淀金属离子，有一个重碳酸盐形成阶段，那就是说需要过量的试剂来促使反应形成碱式碳酸盐。碳酸盐的消耗量能通过移去中和反应中的水碳酸来降低。这通过吹入空气使pH值达到4.0—4.5来完成。用碳酸钠处理工业废水的中和反应过程中二氧化碳产生气浮的效果（这些气泡包住沉淀颗粒，使它们上升，因此，促使沉淀池中的部分沉淀物漂浮除去）。这些研究表明，连续生产作业的采矿和矿石浓度复杂的废水中盐成分能在钠硫化物处理中通过向废水中通气与药剂混合来改变。管道中的气体含有能和钙离子反应生成几乎不溶于水的氧化钙，并且使硫代硫酸盐变成硫化物所需要的很少的药剂。表2参数原水硫化钠在治理烟气中鼓泡的应用10%的石灰乳在治理烟气中的应用降水之后降水时中和之后中和时PH3.558.3/8.38.0/8.27.8/7.97.6/7.4,meq/liter23.321.5/21.818.2/18.828.5/28.828.2/27.0,mg/liter21011980/19771802/18071976/19591802/1807沉淀的干重,mg/liter—100/95507/513—/86107/339用硫化钠（2g/L）和石灰乳混合向管道里通气处理废水的结果列于表2。在所有的情况这个处理的用量是100ml废水。通过燃烧天然气所获得的气体被供给为每立方米废水0.1—0.3立方米气体。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书从表2可以看出，在反应开始和进行时在含有盐组成的废水中通气没有明显的效果，并且在这种情况下，应用气泡也是不值得做的。众所周知，在很多的非铁冶金工厂，为了去除废水中的金属离子，用煅烧后的工厂制造的石灰石和石灰的混合物。用石灰石处理连续生产作业的采矿和矿石浓度复杂的废水的实验是在测量烧杯（100ml）中完成的，烧杯中盛放50ml废水，用10%的石灰悬浮液中和达到需要的pH值。金属离子的含量通过化学方法和定量光谱分析法测定出来。表3重金属离子含量,mg/literCuZnPbNiCoCrVAgMnCdFeMPC-F两阶段石灰MPC干沉淀处理原废水0.010.010.030.010.010.10.10—0.50.0050.33.616.40.070.210.530.020.020.0179.60.195.00.005——0.002—0.0120.020.0040.142—1.7———0.002—0.0120.020.0004——0.210.01.00.161.02.00.5———0.215—70注意准确的定量波谱分析值是0.0004毫克/升实验的结果表明在分析后的废水中，铜，锌，铁，氧化锰，钴，镍，镉，铅的含量均超出渔业水中MPC的3600，1840，17，2，53，21，38，且分别为两倍。钒，钡，锶和铬的含量均在MPC—F范围内。银，锂，锆和钇的浓度MPC—F中没有限定。因此，由于用悬浮石灰处理连续生产作业的采矿和矿石浓度复杂的工业废水，总的金属离子含量大量的降低了。最好的结果是使pH值在9.5—10.5这个范围之间。在这个范围，去除离子的效果是（%）：铜99.86，锌100，钇100，铅100，钴99.3，镉100，镍99.05，氧化锰98.85，银94.71，锆99.31，锂65.7，铬40和铁64。石灰处理实际上对钒，钡，和锶的含量没有产生影响。在净化后，废水中金属离子的含量与MPC—F和MPC中可用于农业灌溉的水相一致，含量分别超出MPC—F中5和8倍的铜和铁除外。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书用氢氧化钙和含铝试剂去除工业废水中重金属离子的方法众所周知。这个方法被推荐用于净化采矿水和含有一定量铜工业废水。在这个方法中，铝酸盐是明矾水泥中的成分，与可溶性硫酸盐反应，作为很难溶解的化合物从水中除去。本质上，强碱铝酸盐与硫酸盐离子反应。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录B图纸117 内蒙古科技大学毕业设计说明书117 内蒙古科技大学毕业设计说明书117 内蒙古科技大学毕业设计说明书117 内蒙古科技大学毕业设计说明书117 内蒙古科技大学毕业设计说明书致谢这次设计使我对污水处理的工艺流程及设计原理有了更加深刻的了解，在这里对指导老师以及在这次设计中帮助过我的伙伴们予以最真诚的感谢。本设计在选题及研究过程中得到张铁军老师的细心指导。张老师多次询问设计进程，并为我指点迷津，帮助我开拓设计思路，精心点拨、热忱鼓励。另外还为我设计的细节问题到处搜集资料，并且提供了大量而详实的各种设计实例，并在我最为困惑迷茫的毕业设计初期给我信心和动力，替我指明了设计的方向，不断启发，循循善诱，这使我如沐春风，受益终身。张老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时几个月，却给以终生受益无穷之道。另外我还要感谢我同组的其他同学，在本次毕业设计的整个过程中，以及毕业论文的写作、修改和定稿过程中，他们对我的构思以及论文的内容提出了宝贵的意见，使我在完成论文的同时也深受启发和教育，在这里向他们表示最诚挚的谢意。最后，还要感谢一直以来支持我鼓励我的好朋友，好同学，好室友。是你们为我营造了一个愉快而又严肃认真的学习和生活环境，令这段日子成为我终生最美好的回忆。诚挚地感谢张老师一直以来给予我的指导，我的设计成果便是对老师的回报。张老师的严谨治学态度和一丝不苟的工作作风，也给了我极大鼓舞，使我受益匪浅，激励我在日后的学习工作中不断努力，再次表示感谢。由于我的水平有限，本设计还有不少不足之处，恳请老师批评指正。117 内蒙古科技大学毕业设计说明书117'