毕业设计（论文）河北东发化工染料工业废水处理工艺设计

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1、河北农业大学毕业设计河北农业大学本 科 毕 业 设 计题 目： 河北东发化工染料工业废水处理工艺设计 学 院：城乡建设学院 专业班级：给水排水工程0902班学 号： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称：讲师 2013年05月30日1目录摘要1前 言1第一章 设计任务书21.1 设计题目21.2染料废水的产生21.3印染废水的危害21.4废水的水量及水质情况21.5印染废水的排放标准31.6 设计依据31.7 设计原则41.8 设计范围41.9设计任务41.9.1 课程设计题目41.9.2 处理水质41.9.3 设计内容41.9.4 设计成果5第二章 废水的处理方案和工艺流程62.1 废水

2、性质62.1.1 废水来源62.1.2 废水特点62.2 方案确定62.3 工艺流程92.3.1流程说明92.3.2具体工艺流程92.4预计处理效果9第三章 各构筑物的设计与计算113.1泵前中格栅113.1.1设计参数：113.1.2设计计算123.1.3 格栅机的选型133.1.4 筛网133.2污水提升泵房133.2.1.设计参数133.2.2.泵房设计计算143.3均质池153.3.1池体积计算153.3.2布气管设置153.4中和池163.4.1加酸中和163.4.2池体积计算173.5混凝沉淀池173.5.1混凝沉淀原理173.5.2沉淀池体积计算173.6水解酸化沉淀池183.6

3、.1 介绍183.6.2 池体计算193.6.3布水配水系统193.7厌氧池223.7.1.设计参数223.7.2.设计计算223.8氧化沟243.8.1.设计参数243.8.2.设计计算243.9沉淀池293.9.1构造293.9.2设计参数293.9.3设计计算293.9.4 进出口形式323.9.5 排泥方式323.10接触消毒池与加氯间333.10.1设计参数333.10.2设计计算34第四章 污泥的处理与处置364.1回流污泥泵房364.1.1.设计说明364.1.2.回流污泥泵设计选型364.2剩余污泥泵房364.2.1.设计说明364.2.2.设计选型374.3污泥浓缩池374.

4、3.1.设计参数374.3.2.设计计算374.4贮泥池及污泥脱水机房414.4.1设计参数414.4.2设计计算414.4.3配套设备41第五章 平面与高程布置435.1 平面布置435.1.1 平面布置的一般原则435.1.2总平面图布置结果435.2 高程布置455.2.1各构筑物水位计算455.2.2高程确定46第六章 工程项目概预算486.1 工程投资概预算506.1.1 建设费用506.1.2设备费用516.1.3管材及附件费用516.1.4管材附件费用526.1.5其他费用526.2 劳动定员、运行管理526.2.1 劳动定员526.2.2运行费用526.2.3 吨处理成本546

5、.3效益分析546.3.1环境效益分析546.3.2社会效益546.3.3经济效益54第七章 电气自动化说明557.1概述557.2自控仪表设计原则557.3自控系统的组成557.3.1中央管理计算机557.3.2现场控制器567.3.3控制方式56第八章 环境影响评价及工程措施578.1 环境影响评价578.2 工程技术措施57总结59参考文献60致 谢613污水厂设计说明书摘要随着染料工业的发展,其生产废水已成为主要的水体污染源。目前染料已有成千上万种之多,它们不但具有特定的颜色,而且结构复杂,以高分子络合物为多。且生物降解性较低,大多具有潜在毒性,在环境中的归趋依赖于很多未知因子。这些特

6、点致使染料废水难以找到行之有效的处理方法。关键字：颜色 生物降解性低前 言 随着化工染料工业的迅速发展，染料品种和数与日益增加，染料废水已成为水系环境重点污染源之一。据不完全统计，全国印染行业每年排放染料废水约有0 .6109m3，而其中大部分皆未能实现稳定达标排放。主要问题是:染料废水量大，成分复杂，生物难降解物多，脱色困难，运行费用高等染料废水主要来自退浆、漂白、丝光、染色、印花、整理工段。生产工段的特点决定了染料废水具有高浓度、高色度、高pH、难降解、多变化，五大特征。针对染料废水的五大特征日前国内对染料废水的生化处理工艺通常采用“水解酸化+好氧化”工艺。20世纪80年代开发的水解酸化工

7、艺，能使废水中的部分有机物得到降解，分子量明显减小，生物降解性能明显提高.能提高后续的好氧处理效果，尤其对悬浮性COD去除率较高，经水解处理后，溶解性有机物比例发生了变化，水解出水溶解性COD比例可提高一倍。此外，该工艺可减少系统污泥产最，便于维护管理.当处理要求不高时，好氧处理可优选氧化沟法，以节省资金且操作管理方便. 本文将介绍以水解酸化沉淀池+厌氧池氧化沟为主的处理工艺处理染料废水的工程实例.第一章 设计任务书1.1 设计题目河北东发化工染料工业废水处理工艺设计 1.2染料废水的产生印染废水污染在工业污染中占有较大的比例，2005年，我国规模以上印染企业印染布加工总量超过了300亿米，加

8、上未能被统计的一些小型印染厂，估计年印染加工总量为350亿米左右。按每印染加工100米织物平均产生废水5吨计，全年国内印染企业将产生出 17.5 亿吨印染废水。从我国染料行业废水治理技术的现状来看，尽管经过多年努力，已取得一批实用技术，解决了不少问题，但总体上没有实质性的突破，特别是产品结构及工厂布局等不合理因素的存在，加重了废水的治理难度。印染废水的污染物大部分为有机物，并随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异。一般情况下，印染废水水质 pH 值为 6-10,COD（化学需氧量）为 400-1000毫克升，BOD（生物需氧量）为 100-400 毫克升，SS（悬浮物）为 100-200毫克升，

9、色度为 100-400 倍。从技术角度看，印染废水是很复杂的一个大类废水。其特点之一是污染物成分差异性很大，很难归类求同。特点之二是主要污染指标 COD 高，BOD 和 COD的比值一般在 0.25 左右，可生化性较差。特点之三是色度高，混合水中显色分子离子微粒大小重量各异性大，较难脱色。印染各工序排出废水主要有八大类，其水质特点特性差异较大。1.3印染废水的危害印染废水由染整工序中排出的助剂、染料、浆料等组成。造成印染废水色度的是排放出的染料，印染加工过程中约有 1020的染料随废水排出，废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，对水生生物和微生物造成影响，不利于水体自净，同时造成视觉上的污染

10、，给环境构成较大破坏。而且随着花色品种的增加，染整工艺不断更新，其中某些工艺导致了污染的加重。如近年来广泛使用的碱减量工艺，由于纤维中大量的对苯二甲酸被溶出，导致 COD 含量大幅增加，其废水中 COD 可达 2000080000mg/l；同样原理，海岛丝工艺的废水中 COD 高达 20000100000mg/l。这些新工艺的采用为印染废水的处理增加了难度。近年来由于内地各地政府招商引资力度加大，很多外商投资利润较高的印染行业，分散布局在内陆湖和小河流流域，水域自净能力差，使得印染行业的污染破坏更加显得突出。1.4废水的水量及水质情况1、 水量大。2、 浓度高。大部分废水呈碱性,COD 较高,

11、色泽深。3、 水质波动大。印染厂的生产工艺和所用染化料,随纺织品种类和管理水平的不同而异，而对于每个工厂,其产品都在不断变化。因此,废水的污染物成分浓度的变化与波动十分频繁。4、 以有机物污染为主，除酸,碱外,废水中的大部分污染物是天然或合成有机物。5、处理难度较大。染料品种的变化以及化学浆料的大量使用,使废水含难生物降解的有机物,可生化性差，因此,印染废水是较难处理的工业废水之一。6、部分废水含有毒有害物质。如印花雕刻废水中含有六价铬,有些染料(如苯胺类染料)有较强的毒性。7、BOD5 与 CODcr 的比值一般在 0.4 以下，直接可生化性能不太好。1.5印染废水的排放标准国家按照不同年限

12、分别规定了纺织染整工业水污染物最高允许排放浓度和最高允许排水量。1992 年 7 月 1 日起立项的纺织染整工业建设项目及其建成后投产的企业按表 1.1 执行。表 1.1 允许排放浓度和最高允许排水量最高允许排水量（m3/百米布）最高允许排放浓度，mg/L分级缺水区丰水区生化需氧量化学需氧量色度（稀释倍数）PH值悬浮物氨氮硫化物六价铬铜苯胺类二氧化氯级25100406-970151.00.50.51.00.5级2.22.540180806-9100251.00.51.02.00.5级3005006-94002.00.52.05.00.5注：1）百米布排水量的布幅以914mm计，宽幅布按比例折算

13、。1.6 设计依据（1）给排水设计手册； （2）给水排水快速设计手册（排水手册）；（3）给水排水设计规范（排水手册）；（4）三废处理工程技术手册（废水卷）；（5）纺织染整工业污染物排放标准（GB4287-92）；（6）室外排水设计规范（GBJ14-1997）；（7）其他相关文献书籍及资料。 1.7 设计原则（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家及地方的有关法规、规范和标准。（2）结合场地实际情况，充份利用构建筑物，尽量节省工程投资和占地面积。（3）采用先进、成熟、可靠的处理工艺，确保处理出水达到排放标准。（4）设备器材采用国内外成熟、高效、优质的设备，并设计适当的自动控制水平，以方便管理运

14、行。（5）综合考虑环境效益、经济效益和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资与运行费。（6）处理系统具有较大的灵活性和操作弹性，以适应污水水质，水量的变化。应达到工艺先进，运行稳定，管理简单，运行成本合理，维修方便等特点。1.8 设计范围（1）工艺设计（含污泥处理）；（2）从污水进入格栅至处理出水井之间构筑物及配套设施设计；（3）平面图、高程图布置；筛网调节池印染污水印染污水格栅（4）工程投资概算。1.9设计任务1.9.1 课程设计题目河北东发化工染料废水处理厂设计1.9.2 处理水质进水水质：pH=910.5， CODcr=5067mgL， BOD5=1067 mgL， 色度45

15、0倍。出水水质：执行纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)3中级标准： CODcr=100 mgL， BOD5=20 mgL，色度50倍1.9.3 设计内容 1.方案确定 按照原始进水资料以及出水的水质要求进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择处理的构筑物并说明选择的理由。进行工艺流程中各个处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明说。 2.设计计算 进行各处理单元处理效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行采纳数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算，经济效益分析和投资估算。 3.平面和高程图布置 根据构筑物的尺寸，合理的进行平面布置；

16、高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行各构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算而定。 4.编写设计说明说、计算书1.9.4 设计成果 1.废水处理厂总平面布置图1张（含土建、设备、管道、设备清单等） 2.处理工艺流程图1张 3.主要简单构筑物（氧化池、沉淀池）平面、剖面图2张 4.设计说明书、计算书一份第二章 废水的处理方案和工艺流程2.1 废水性质2.1.1 废水来源 该厂生产废水主要来自前处理及染色两个工序，前处理一般包括退浆、煮炼、丝光、漂白等。棉及棉纺织、机织产品在制成织物时，为使丝线光滑，并提高其强度和耐磨性能。而在织物染色前，为使纤维

17、和染料更好的亲和合，又需将织物上的浆料退掉，产生退浆废水。退浆废水有一定的粘性、且呈碱性、有机污染物含量随浆料品种而异，一般都较高。其中化学PVA属于难生物降解物质。煮炼、丝光均在碱性条件下进行，以去除织物纤维上含有的草刺、果胶、蜡脂等，并使织物的纹络更清晰，其产生的废水呈碱性、有机污染物含量亦比较高。棉及棉混纺织物染色所用染料主要为：活性染料，使用的助剂主要有：烧碱、纯碱、硫酸、食盐、表面活性剂、匀染剂等。2.1.2 废水特点 废水成分复杂、水质水量变化大；有机物浓度高、色度深，碱性高；废水中除含有残余染料、助剂外还含有一定量的浆料。2.2 方案确定1、工艺流程的比较城市污水处理厂的方案，既

18、要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A/A/O法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计.ASBR法工艺流程：污水 一级处理 曝气池 处理水工作原理：1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。特点：大

19、多数情况下，无设置调节池的心要。SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。自动化程度较高。得当时，处理效果优于连续式。单方投资较少。占地规模大，处理水量较小。B厌氧池氧化沟工作流程：污水中格栅提升泵房调节池中和池混凝沉淀池水解酸化沉淀池厌氧池氧化沟二沉池接触池处理水排放工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如

20、除磷脱氮。工作特点：在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。污泥龄较长，一般长达1530天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。污泥产量低，且多已达到稳定。自动化程度较高，使于管理。占地面积较大，运行费用低。脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。C A/A/O法优点：该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占

21、地面积少于其它的工艺 。在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。 缺点：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。 D 一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）一体化氧化沟

22、集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。基本运行方式大体分六个阶段（包括两个过程）。阶段A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自动调节向上关闭，沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处于闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，

23、处理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出。阶段B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量增加，将逐步成为富氧状态。第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。阶段C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。阶段D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开， 第三沟出水堰关停止出水。同时， 第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此

24、时，第一沟作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同的是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段E：污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。阶段E与阶段B类似，所不同的是两个外沟功能相反。阶段F：该阶段基本与C阶段相同，第三沟内的转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。其主要特点：工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在9

25、0-95或更高。COD得去除率也在85以上，并且硝化和脱氮作用明显。产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。综上所述，任何一种方法，都能达到去除CODcr的效果，且出水水质良好，但相对而言，SBR法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，一体化反映池需要设分区，或增设侧渠，使氧化沟的内部结构变得复杂，检修不方便。厌氧池氧化沟虽然一次性投资较大，但占地面积也不少，但耗电量低，运行费用较低。本

26、设计的处理水量较大，且处理水量可达3万吨/天，因此，采用厌氧池氧化沟为本设计的工艺方案。 根据任务书上所给的原始资料，与上海石洞口污水厂比较，有很多相类似的地方。因此在做本设计时，参照其运行设计污水厂方案。2.3 工艺流程2.3.1流程说明废水通过格栅、筛网去除较大的悬浮物和漂浮物后进入调节池,在此进行水量的调节和水质的均衡，同时加酸中和，然后用泵提升至水解酸化池,该池仅控制在酸性发酵阶段,以提高废水的可生化性;水解酸化出水流入厌氧池和氧化沟,在厌氧池和氧化沟内经微生物作用去除绝大部分的有机物和色度后入沉淀池,沉淀池的污泥部分回流到水解酸化池,在池内进行增溶和缩水体积反应,使剩余污泥大幅减少,

27、剩余污泥经浓缩后可直接脱水。 沉淀池的剩余污泥经浓缩后进入消化，浓缩后的污泥进行浓缩、脱水，泥饼外运，浓缩池的上清液及脱水的滤液则回流至污水处理系统。2.3.2具体工艺流程 污泥外运贮泥池浓缩池 中格栅泵房均质池中和池混凝沉淀池水解酸化沉淀池厌氧池氧化沟沉淀池出水控制井接触消毒池防洪沟2.4预计处理效果 表2.1 各处理单元处理效果预测 CODcr 色度PH中和池进水mg/L5067450910.5出水mg/L506745078去除率%00混凝沉淀池进水mg/L506745078出水mg/L304010078去除率%4078CODcr色度PH水解酸化沉淀池进水mg/L304010078出水mg

28、/L15208078去除率%5020厌氧池+氧化沟+沉淀池进水mg/L15208078出水mg/L1005078去除率%9337标准1005069总去除率98.088.8第三章 各构筑物的设计与计算3.1泵前中格栅中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。格栅，是由一组平行的金属或尼龙等非金属材料的栅条支撑的框架，设在处理构筑物之前，垂直或斜置于污水流经的渠道上，主要功能是去除污水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理系统的正常运行。一般情况下分为粗细两道格栅。目前格栅的种类繁多

29、，发展较快，从格栅的型式来分，可分为链式机械格栅除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等等。本污水处理项目采用的型式为：链式机械格栅除污机。因为格栅与水泵房合建在一起。因此在格栅的设计中，做了一定的修改，特别是在格栅构造和外型上的设计，突破了传统的“两头小，中间大”的设计模式，改建成长方体形状利于均衡水流速度，有效的减少了粗格栅的堵塞。建成一座潜地式格栅，因此在本次得设计中，将不计算栅前高度，格栅高度，直接根据所选择的格栅型号进行设计。3.1.1设计参数：（1）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除 2540mm机械清除 1625mm最大间隙 40mm（

30、2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。（3）格栅倾角一般用4575。（4）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。（5）过栅流速一般采用0.61.0m/s,栅前流速一般为0.40.9m/s。 本次设计流量Q=3104m3/d=347L/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60单位栅渣量1=0.05m3栅渣/1000m3污水3.1.2设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数(取n=36)（3）

31、栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（36-1）+0.0236=1.07m（4）进水渠道渐宽部分长度（其中1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1） 其中=（s/e）4/3，k=3 h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42（7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.5+0.103+0.3=0.90m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0

32、.77/tan=0.1+0.05+0.5+1.0+0.77/tan60=2.09m（9）每日栅渣量=Q平均日1=1.0m3/d0.2m3/d 所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：3.1.3 格栅机的选型 参考给水排水设计手册第11册，选择LXG链条旋转背耙式格栅除污机，其安装倾角为60进水流速1.2m/s,水头损失19.6kPa,栅条净距1540mm。3.1.4 筛网（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2000m。（2) 筛网种类根据生产的产品规格性能，选用倾斜式筛网，筛网材料为不锈钢。水力负荷0.62.4m3/(minm2)。（3) 所需筛网面积A水力负

33、荷：q=2.0m3/(minm2)，Qmax=30000m3/d=20.83m3/min面积：F= ，设计取F=10.53.2污水提升泵房3.2.1.设计参数污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能依靠重力流在后续处理构筑物内畅通的流动。 设计流量：Q=347L/s.3.2.2.泵房设计计算采用氧化沟工艺方案，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。污水经提升后入均质池，中和池，混凝沉淀池，水解酸化池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。污水提升前水位-12.594m（

34、既泵站吸水池最底水位）,提升后水位4.87m。所以，提升净扬程Z=4.87-（-12.59）=17.46m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=19.46m再根据设计流量347L/s=1250m3/h，采用2台400QW1500-26-160系列污水泵，单台提升流量1500m3/h，一用一备。，扬程26m，转速745r/min，功率160kW。占地面积为5278.54m2，即为圆形泵房D10m,高18.9m,泵房为地下式，水泵为自灌式。计算草图如下：3.3均质池3.3.1池体积计算纺织印染厂由于其特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多边性，使排出的废水的水质和水量有很大的变化，再者还有

35、生活污水的排放变化。而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理设备更为重要。为了保证处理设备的正常运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。 为了调节水质，在调节池底部设置搅拌装置，常用的两种方式是空气搅拌和机械搅拌，选用空气搅拌，池型为矩形最常见的一种异程式均质池，为常水位，重力流。与沉淀池主要不同之处在于沉淀池中水流每一质点流程都相同；而均质池中水流每一质点的流程则由短到长，都不相同，再结合进出水槽的配合布置，使前后时程的水得以相互混合，取得随机均质的效果。根据试验和工程实践，其效果是肯定的。这种均质池设在泵前泵后均可。但应注意，这种池只能均质，不能

36、均量。均质池容积： V=Q/24=30000/24=2233立方米 式中1.4为经验系数。由于均质的机理有很大的随机性，故均质池的设计关键，在于从构造上使周期内先后到达的污水，有机会充分混合。均质池尺寸为20m22.4m，有效水深5m，调节时间2.5小时，水面上设有两台从新加坡进口的桨式搅拌器，起搅拌混合作用。由于氧化沟有较强的耐冲击负荷，所以均质池的HRT较短。3.3.2布气管设置1）空气量D 式中D0每立方米污水需氧量，3.5m3/m3 2）空气干管直径d ,取360mm。 校核管内气体流速 在范围1015m/s内。3）支管直径d1 空气干管连接两支管，通过每根支管的空气量q 则只管直径,

37、取360mm，校核支管流速 在范围510m/s内。4）穿孔管直径d2 沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留1m，则穿孔管的间距数为,穿孔管的个数。每根支管上连有24根穿孔管。通过每根穿孔管的空气量q1， 则穿孔管直径，取60mm， 校核流速 在范围510m/s内。5）孔眼计算 孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45处，并交错排列，孔眼间距b=40mm，孔径=8mm，每根穿孔管长l=2m，那么孔眼数个。 孔眼流速, 符合510m/s的流速要求。3.4中和池3.4.1加酸中和废水呈碱性主要是由生产过程中投加的NaOH引起的，原水PH为10.5，即OH-=2.110-4mo

38、l/l,加酸量Ns为其中 Ns酸总耗量，kg/h； Nz废水含碱量，kg/h； a酸性药剂比耗量，取1.24 k反应不均匀系数，1.11.2当硫酸用量超过10kg/h时，可采用98的浓硫酸直接投配。硫酸直接从贮酸槽泵入调配槽，经阀门控制流入调节池反应。3.4.2池体积计算 中和池容积： V=Qt/60=12501.5/60=32m3中和池尺寸为4m4m，有效水深2m，反应时间1.5min。在中和池内投加聚合硫酸铁和少量浓硫酸，起到调节pH值和快速混凝反应作用。聚合硫酸铁的投加量：100克每立方米废水溶液中和池设有机械搅拌机，还设有一套投加混凝剂系统和pH自动、手动控制加酸系统，使pH值在7-9

39、之间。另设有储酸槽和储混凝剂槽，均采用UPVC板衬里防腐，有效容积分别为1m3 和8m3。3.5混凝沉淀池3.5.1混凝沉淀原理在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。混凝澄清法在水处理中的应用是非常广泛的，它既可以降低污水的浊度、色度等水质的感观指标，又可以去除多种有毒有害污染物。混凝反应池采用折板絮凝反应池，折板间距根据水流速度由大到小变化。反应总时间20min。沉淀池采用平流式。3.5.2沉淀池体积计算平流式沉淀池分4格，每格沉淀池流量为： Q=m3/h=0.087m3/s池子总表面积：A=沉淀部分有效水深：H2=qt=m沉淀部分有效容积：V

40、=AH2=6253=1875m3池长：L=3.6vt=m池宽：B=m污泥量：V1=0.005m3长宽比： 满足要求每格池子污泥部分所需容积：V2=m3污泥斗容积：V3=梯形部分高度：h=（32.4+0.3-3）污泥斗以上部分污泥容积：V4=V3+V4=15.77+8.87=24.64m3 满足要求设缓冲层高度为0.5m，超高0.3m，则池子总高度4.10m。计算草图如下：3.6水解酸化沉淀池3.6.1 介绍水解工艺是将厌氧发酸阶段过程控制在水解与产酸阶段。它取代功能专一的初沉池，对各类有机物去除率远远高于传统初沉池。因此，从数量上降低了后续构筑物的负荷。此外，利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有

41、机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使污水更适宜于后续的好氧处理，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程。水解酸化沉淀池的构造与竖流沉淀池有相似之处，也可由普通沉淀池改造而成，水解酸化池布水系统至关重要，因为池内的布水死区易引起污泥腐败上浮而影响处理效果。水解酸化沉淀池一般表面负荷取0.8至1.5m3/(h),停留时间为4至5小时。3.6.2 池体计算1）池表面积F其中Qmax最大设计流量（m3/h） q表面负荷，一般为0.81.5m3/(m2.h),取1.02）有效水深h 停留时间t一般在45h，本设计采用4h。3）有效容积V 设池宽B=3

42、1.3m 则池长 去除效率：=水解池出水： BOD=mg/l单格表面积：S=3.6.3布水配水系统1） 配水方式 本设计采用大阻力配水系统，为了配水均匀一般对称布置，各支管出水口向下距池底约20cm，位于所服务面积的中心。 查曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例其设计参数如下： 表3.1 管式大阻力配水系统设计参数表干管进口流速1.01.5m/s开孔比0.20.25支管进口流速1.52.5m/s配水孔径912mm支管间距0.20.3m配水孔间距730mm 2） 干管管径的设计计算 Qmax=30000m3/d=1250m3/h=0.347m3/s,干管流速v1=1.2m/s，因为该池设有两个进

43、水管，所以每个进水管流速v=2.4m/s则干管横截面面积管径由给排水设计手册第一册选用DN=550mm的钢管校核干管流速： ,介于1.01.5m/s之间3）布水支管的设计计算a布水支管数的确定 取布水支管的中心间距为3m，支管的间距数个，则支管数根b布水支管管径及长度的确定 每根支管的进口流量,支管流速v2=2.0m/s，则,取D2=100mm校核支管流速：,在设计流速1.52.5 m/s之间，符合要求。4) 出水孔的设计计算一般孔径为912mm，本设计选取孔径9mm的出水孔。出水孔沿配水支管中心线两侧向下交叉布置，从管的横截断面看两侧出水孔的夹角为45。又因为水解酸化池的横截面积为m2，去开

44、孔率0.2，则孔眼总面积m2配水孔眼d=9mm，所以单孔眼的面积为m2，所以孔眼数为个，每个管子上的孔眼数是个。计算草图如下： 水解酸化沉淀池平面图1：100 3.7厌氧池3.7.1.设计参数设计流量：最大日平均时流量为Q=Q/Kh=347/1.5=231.5L/s，每座设计流量为Q1=115.8L/s，分2座水力停留时间：T=2.5h污泥浓度：X=3000mg/L污泥回流液浓度：Xr=10000mg/L考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。 3.7.2.设计计算（1）厌氧池容积：V= Q1T=115.810-32.53600=1042

45、m3 （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m。 则厌氧池面积：A=V/h=1042/4=261m2 厌氧池直径：m （取D=19m） 考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m。 （3）污泥回流量计算： 回流比计算 R =X/（Xr-X）=3/（10-3）=0.43 （4）计算草图如下：3.8氧化沟3.8.1.设计参数拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按近期设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q1=10000m3/d=115.8L/s。总污泥龄：20d

46、MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2700曝气池：DO2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3N还原0.9 0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSSdK1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH7.2):所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.083.8.2.设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水为2

47、0 mg/L，则出水中溶解性20-0.7201.42（1e-0.235）=6.4 mg/L2）采用污泥龄20d，则日产泥量为： kg/d 设其中有12.4为氮，近似等于TKN中用于合成部分为： 0.124550.8=68.30 kg/d 即：TKN中有mg/L用于合成。 需用于氧化的NH3-N =34-6.83-2=25.17 mg/L 需用于还原的NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L 3）碱度平衡计算 已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.125.17+3.014.17+0.1（1906.4）=132.16

48、mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH7.2 mg/L（2）硝化区容积计算： 硝化速率为 =0.204 d-1故泥龄：d 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为： d-1 单位基质利用率： kg/kgMLVSS.d MLVSS=fMLSS=0.753600=2700 mg/L 所需的MLVSS总量= 硝化容积：m3 水力停留时间：h（3）反硝化区容积： 12时，反硝化速率为： =0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d还原NO3-N的总量=kg/d 脱氮所需MLVSS=kg 脱氮所需池容： m3 水力停留时间：h

49、（4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间：h 总容积：m3 （5）氧化沟的尺寸： 氧化沟采用6廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度:则单个直道长: 故氧化沟总池长=96.2+7+14=117.2m，总池宽=76=42m（未计池壁厚）。 校核实际污泥负荷 （6）需氧量计算： 采用如下经验公式计算: 其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。 经验系数：A=0.5 B=0.1 需要硝化的氧量：Nr=25.171000010-3=251.7kg/dR=0.51000

50、0(0.32-0.0064)+0.169552.7+4.6251.7-2.6141.7=4235.25kg/d=176.47kg/h取T=30，查表得=0.8,=0.9,氧的饱和度=7.63 mg/L，=9.17 mg/L 采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为： 查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则 取n=3台（7）回流污泥量： 可由公式求得。式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度取10g/L。则： （50100，实际取60）考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回

51、流到氧化沟的污泥总量为49%Q。 （8）剩余污泥量： 如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为： （9）氧化沟计算草草图如下：氧化沟剖面图1：2003.9沉淀池3.9.1构造辐流式沉淀池，池体平面圆形为多，也有方形的。废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓。 辐流式沉淀池半桥式周边传动刮泥活性污泥法处理污水工艺过程中沉淀池的理想配套设备适

52、用于一沉池或二沉池，主要功能是为去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物。一般适用于大中池径沉淀池。周边传动，传动力矩大，而且相对节能；中心支座与旋转桁架以铰接的形式连接，刮泥时产生的扭矩作用于中心支座时即转化为中心旋转轴承的圆周摩擦力，因而受力条件较好；中心进水、排泥，周边出水，对水体的搅动力小，有利于污泥的去除。选用辐流式较合适，其排泥简单，管理方便。3.9.2设计参数 设计进水量：Q=10000 m3/d （每组） 表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h

53、堰负荷：取值范围为1.52.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)3.9.3设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算：m2（2）沉淀池直径： 有效水深为 h=qbT=1.02.5=2.5m4m （介于612）（3）贮泥斗容积： 为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积： 则污泥区高度为 （4）沉淀池总高度： 取沉淀池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则池边总高度为 h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m设池底度为i=0.05，则池底坡度降为 则池中心总深度为H=h+h5=4.9+0.53=5.43m （5）校核堰负

54、荷： 径深比 堰负荷以上各项均符合要求（6）辐流式沉淀池计算草图如下： 3.9.4 进出口形式沉淀池的进口布置应做到在进水断面上水流均匀分布，为避免已形成絮体的破碎，本设计采取穿孔墙布置。沉淀池出口布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，采用指形槽出水。3.9.5 排泥方式设计污泥量较小,污泥处理流程为：浓缩消化脱水干化处置。 污泥浓缩污泥中含有大量的水分，为了便于处理和运输，需要减少污泥的含水量，缩小其体积。污泥浓缩是指通过污泥增稠来降低污泥的含水率，压缩污泥的体积，以利于后期处理。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩，离心浓缩和气浮浓缩3 种。中小型规模主要采用重力

55、浓缩。根据它的运行方式，污泥浓缩池可分为连续式和间歇式两种。 污泥脱水与干化污泥经浓缩后，仍含有95%97%的水分，体积很大，可用管道输送。为了综合利用和进一步处置，必须对污泥进行干化处理。经脱水后的污泥含水率为65%85%，污泥由流体转换为潮湿的固体，形成泥饼，体积减少。污泥脱水的方法有自然干化和机械脱水两种方式。污泥的自然干化可分为晒砂场和干化场。晒砂场用于沉砂池沉渣的脱水，干化场用于初次沉淀污泥，腐殖污泥，消化污泥，混合污泥和化学污泥的脱水。晒砂场一般为长方形，混凝土底板，四周有围墙或围堤。地板上有一层厚800mm，粒径50600mm 的砾石滤水层。渗出的水由排水管集中回流到沉砂池前雨污水合并处理。污泥干化场使污泥自然干化的主要构筑物，它可分为自然滤层干化场和人工滤层干化场两种。前者适用于自然土质渗透性良好，地下水位较低的地区。人工滤层干化场是人工修建的一片砂滤场，它也可分为敞开式干化场和有盖式干化场两种。人工滤层干化场是由不透水层，排水系统，滤水层，输泥管，隔墙和围堤等部分组成。污泥干化场的优点是方法简单，不需要机械设备，在小型污泥站有使用价值。但是它占地面积大，