化妆品废水处理回用工程设计毕业设计

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1、河北工业大学城市学院2010届毕业论文毕业设计说明书作 者： 学 号： 063497 系： 能源与环境工程学院 专 业： 环境工程 题 目： 化妆品废水处理回用工程设计 指导者： 评阅者： 年 月 日80毕业论文中文摘要化妆品废水处理回用工程设计摘要： 化妆品工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的化妆品废水，给环境造成了极大的威胁。本设计为某化妆品废水处理回用设计。化妆品废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即：BOD 20mg/L ，COD 100 mg/L ，SS 70mg

2、/L ，Ph=69。本文分析了化妆品生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+CASS的组合工艺流程。出水符合标准，处理后的水经过滤、消毒达到回用目的。该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点，实践表明该组合工艺处理性能可靠，投资少，运行管理简单。为化妆品工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的环境效益和社会效益。关键词： 化妆品废水 UASB CASS毕业论文外文摘要Title The Wastewater Treatment And Reuse Design of Beijing YanJin

3、g Beer Group Company AbstractWith the rapid development of brewery industry in china, more brewery wastewater is discharged, which endangers environment. This design is one beer waste treatment and reuse system. The degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of t

4、he beer waste water is that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water. It could pollute the environment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the two effluence standard in t

5、he country, which is as following: BOD 20mg/L,COD100MG/L,SS70mg/L, pH =69.This paper analyzes the generation process of wastewater, the major contaminats and their major sources in beer production. It also introduces the primary biological processing techniques of aerobic and anaerobic. According to

6、 the product scale of beer brewery, the main standard of draining waternatural materials, and so on, the main process technology of the beer waste water disposal station is defined as UASB+CASS. that drains out can reaches the standard. The water was managed reach the aim of circle using by filtrate

7、 and antisepsis.This technology of wastewater treatment has many traits: Such as ,well-knit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity. Practice idiactes that the composed craft has reliable function, its running and management is uncomplicated. Keywords： beer waste water

8、, UASB , CAST目 次1 绪论11.1工厂概况11.2研究现状11.3研究背景与意义41.4本设计工程概况42 工艺路线的确定及选择依据62.1 化妆品废水的处理工艺比较62.2回用水处理的工艺82.3 处理工艺路线的确定122.4 本设计工艺流程133 化妆品废水处理构筑物设计与计算153.1 格栅的设计计算153.1.1 格栅的作用153.1.2设计参数153.1.3设计计算153.2 集水池的设计183.2.1设计说明183.2.2设计参数193.2.3设计计算193.3 泵房的设计193.3.1 设计说明193.3.2设计参数203.3.3设计计算203.4 水力筛的设计21

9、3.4.1 设计说明213.4.2设计参数213.4.3设计计算213.5 调节池223.5.1设计说明223.5.2设计参数223.5.3设计计算223.6 UASB反应池的设计233.6.1 设计说明243.6.2 设计参数263.6.3 UASB反应器的设计计算263.7 CAST反应池363.7.1 设计说明363.7.2 设计参数363.7.3 设计计算373.8 混凝池的设计与计算453.8.1 设计说明453.8.2设计参数463.8.3设计计算464.1混合单元数484.2混合时间484.4校核GT值485.4栅条设计49a.竖井隔墙孔洞尺寸50b.各段水头损失51c.各段停留

10、时间523.9 过滤池的设计与计算533.9.1设计说明533.9.2设计参数533.9.3设计计算533.10 加氯间的设计与计算573.10.1设计说明573.10.2设计参数583.10.3设计计算584 污泥部分各处理构筑物设计与计算584.1集泥井584.1.1设计说明584.1.2设计参数594.1.3设计计算594.2 污泥浓缩池604.2.1设计参数604.2.2参数选取604.2.3设计计算604.3 污泥脱水间624.3.1设计参数624.3.2工艺流程634.3.3设计计算635 构筑物高程计算655.1污水构筑物高程计算655.1.1污水流经各处理构筑物水头损失655.

11、1.2污水管渠头损失655.1.3高程确定675.2 污泥高程计算675.2.1污泥管道水头损失675.2.2污泥处理构筑物的水头损失685.2.3污泥高程布置686 效益分析691 经济效益692 环境效益693 社会效应69附录A 主要处理构筑物设计及选型701格栅池702.集水池703.酸化调节池714.UASB反应器725.CAST池736.混凝747.过滤池758.加氯机759.集泥井7510.污泥浓缩池7611.污泥脱水间7612.主要设备76结论78参考文献79致谢801 绪论1.1工厂概况1980年建厂，1993年组建集团。目前全国市场占有率达到10.5%以上，华北市场50%，

12、北京市场92%以上；积极完成股份制改造，由产品经营转向产品与资本双向经营，1997年两地上市，独特的“红酬背景、A股身份”股权结构模式，为燕京快速稳定发展提供了雄厚的资金保障。目前，燕京已发展成为拥有有形资产96亿元、商标商誉价值137.45亿元，员工22500人，占地289万平方米，拥有控股子公司（厂）25个，其中化妆品生产企业17个，相关和附属产品企业8家。燕京总部是亚洲最大的化妆品生产厂。从1997年起，燕京化妆品集团公司用三年的时间建设30万吨精品化妆品生产线。德国霍夫曼公司的糖化工艺设备引了进来，德国西门子公司的自动控制系统引了进来，德国凯塞曼公司的发酵用的管板技术引了进来，德国克朗

13、斯公司和KHS公司的灌装设备引了进来，德国沙多利斯公司的精滤机引了进来，德国沙多利斯公司和美国波尔公司的膜过滤系统引了进来，所有自动控制系统软件都由德国PROIEIT公司提供。1.2研究现状化妆品行业是食品工业中耗水量较大的行业，虽然各企业间有较大的差别，一般来说，每生产1 t化妆品的耗水量从8-25 t不等，以生产1t化妆品产生20 m3计算，我国化妆品工业每年排放的废水量达 3.72108 m3 ，而多数化妆品厂尚未进行综合利用和废水处理，因而给环境造成严重污染。化妆品是目前世界上消费量最大的酒类饮料,全球化妆品产量已连续多年稳步增长,2000年世界主要化妆品生产国的化妆品总产量约1635

14、亿公升。我国的化妆品产量自1993年达到1190万吨,列美国之后成为世界第二,经过9年时间,2002年达到2386万吨，超过美国成为世界上化妆品生产和消费量最大的国家。化妆品废水主要来自麦芽车间（浸麦废水），糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的化妆品）以及生产用冷却废水等。化妆品工业废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。化妆品废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的化妆品废水，有机物含量也处于高峰。国内化妆品厂废水中：CODc

15、r含量为：10002500mg/L，BOD5含量为：6001500 mg/L，该废水具有较高的生物可降解性，且含有一定量的凯氏氮和磷。化妆品废水按有机物含量可分为3类：清洁废水如冷冻机冷却水，麦汁冷却水等。这类废水基本上未受污染。清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装置清洗水等，这类废水受到不同程度污染。含渣废水如麦糟液、冷热凝固物。剩余酵母等，这类废水含有大量有机悬浮性固体。鉴于化妆品废水自身的特性，化妆品废水不能直接排入水体，据统计，化妆品厂工业废水如不经处理，每生产100吨化妆品所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度

16、是相当严重的，所以要对化妆品废水进行一定的处理。降低废水的有机物浓度，使之达到国家排放标准，是处理化妆品废水的中心任务。由于化妆品废水无毒无害，可生化性强，选用生物处理法比较经济可行。目前国内的化妆品厂工业废水的污水处理工艺，都是以生物化学方法为中心的处理系统。80年代中前期，多数处理系统以好氧生化处理为主。由于受场地、气温、初次投资限制，除少数采用塔式生物滤池，生物转盘靠自然充氧外，多数采用机械曝气充氧，其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行。随着人们对于节能价值和意义的认识不断变化与提高，开发节能工艺与产品引起了国内环保界的重视。1988年开封化妆品厂

17、国内首次将厌氧酸化技术成功的引用到化妆品厂工业废水处理工程中，节能效果明显，约节能3050%，而且使整个工艺达标排放更加容易和可靠。减少液体用量而BOD量保持相同,则浓度提高。所以,唯一可节省的费用只有减少用水和减少废水量。显然,降低耗水量的重要措施有把片式巴氏杀菌器的液体送往糖化室闭路温度控制,冷凝水重复使用,最后把冲淋水加以回收重复使用洗涤机和巴氏杀菌器排出来的水设置就地清洗系统,间歇冲淋,“干”谷类和酒花的处理，解冻液体的循环使用软管的直径软管的锁合；软管的直径；软管的锁合。用于处理化妆品厂废水的方法为排放至河中农田喷雾处理,排放至城市下水道,整个废水量作局部处理,强度大的部分作局部处理

18、,整个废水量作完全处理。80年代以来，我国化妆品工业得到迅速发展，到目前我国化妆品生产厂已有800多家，据1996年统计我国化妆品产量达1650万t，既成为世界化妆品生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，化妆品废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。化妆品废水主要来自麦芽车间（浸麦废水），糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的化妆品）以及生产用冷却废水等。该废水中主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。化妆品废水的水质和水

19、量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的化妆品废水，有机物含量也处于高峰。鉴于化妆品废水自身的特性，化妆品废水不能直接排入水体，据统计，化妆品厂工业废水如不经处理，每生产100吨化妆品所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度相当严重。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为目的来设计化妆品废水处理工艺是化妆品生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任!“七五”以来，我国对化妆品废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对化妆品废水的处理进行了各方面的试验、研究和

20、实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践。尽管目前污水处理技术众多, 但其发展目标是一致的,即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。根据国内外研究动向,化妆品废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面:(1) 充分利用新技术对现有的化妆品废水处理工艺进行因地制宜的技术改造,采用高效节能

21、的生物反应器。(2) 实行污水规模化集中处理,可免除重复性设备投资,易于采用新技术。(3) 化妆品废水中含有多种有用物质,在处理前应尽量回收有用的固体物质,经加工后作饲料添加剂或药品,在处理时应多考虑变废为宝,提高经济效益。(4) 针对化妆品废水中有机物含量高、生物降解性差的特点,同时考虑能源紧张的形势, 主要采用厌氧-好氧联合技术,并将产生的污泥干化后作肥料使用。(5) 当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点,而化妆品废水有害无毒,如能将其净化后回收利用, 可达到节约水资源的目的。(6) 在污水处理中实行自动化控制技术,实现反应器自控管理, 将会节省人力。(7) 开发生物基因技术在环保领域的

22、应用,向着节能、回收有用物质的方向发展。1.3研究背景与意义水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。1.4本设计工程概况1. 设计任务 本工程设计范围为污水接入构筑物至二级出水排出为

23、止的水处理工艺施工图设计。 为了解决水资源紧张问题，要求进行污水回用，用于冲洗厕所，绿化、洗车，因此要求设计污水回用系统。2. 水量及水质资料1.废水处理量为7500 m3/d。 2.水质资料其主要水质指标见表1-1。表1-1 原水水质和设计要求水质指标COD5（mg/L）CODcr（mg/ L）SS（mg/ L）pHNH3-N(mg/l)原 水120017003005636出 水206020692原水的TN=45mg/l。3. 执行标准1.污水综合排放标准GB8978-1996中的二级标准。BOD 20mg/L ，COD 100 mg/L SS 70mg/L ，pH=692.回用水质执行北京

24、市杂用水质标准：CODcr50mg/l BOD55mg/l SS5mg/l pH=6.591.4.4 处理效率： 100% 式中： Co物质进水的浓度（mg/l）Ce 物质出水的浓度（mg/l） BOD5: E1=100%=98.33% CODcr: E2=100%=96.47% SS: E3=100%=93.33%1.4.5 工厂所在地气象资料如下：温度：多年平均气温14.5。月均最冷气温-12，最热气温26.8,最高气温40.1,极端最低气温-18.9，最大温差26.6。降雨量：年降雨量637.5mm,小时最大降雨量41.7mm，地区最大时降雨量Q=1807.0m3/h。日照：平均日照率6

25、5%， 你按照时间2451h，冬日照率56.7%，消极照率66.0%。风速：夏季平局风速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季为南风向，冬季为北风。2 工艺路线的确定及选择依据2.1 化妆品废水的处理工艺比较化妆品废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理化妆品废水。（一）好氧处理工艺化妆品废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR

26、工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST)是由美国Goronszy教授开发出来的，该工艺的核心为间歇式反应器，在此反应器中按曝气与不曝气交替运行，将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成，属于SBR工艺的一种变型。该工艺投资和运行费用低、处理性能高，尤其是优异的脱氮除磷效果，已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理中。1. 工作原理CAST反应池分为预反应区和主反应区，运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲

27、置完成一个周期，CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除，出水总氮浓度小于5mg/L。1)预反应区为水力缓冲区，大小与高峰流量有关，若在非曝气阶段，不进水可将其省去。2)主反应区在可变容积完全混合反应条件下运行，完成含碳有机物和包括氮、磷的污染物的去除。运行时通过控制溶解氧的浓度使其从0缓慢上升到2.5mg/L来保证硝化、反硝化以及磷吸收的同步进行。CAST工艺保持了典型的完全混合特性，具有较强的耐冲击负荷能力；CAST设置生物选择器，促进絮凝型细菌的生长和繁殖，从而抑制了污泥膨胀的发生，高效地进行硝化反硝化，脱氮除磷效果显著。另外，CAST工艺流程简单，采用矩形结构，

28、运行时，不需要大量的污泥回流，自动化程度高，所以建设和运行费用低。（二）水解好氧处理工艺水解酸化可以使化妆品废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。化妆品废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理化妆品废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。（三）厌氧好氧

29、联合处理技术 厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%15%；产泥量少，约为好氧处理的10%15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作

30、用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。（四）不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较，见表2-1。表2-1 不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点好氧处理工艺生物接触法采用两级接触要花工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和填装，且污泥排放量大氧化沟工艺简单，运行方便管理，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高

31、SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。好氧厌氧工艺水解好氧技术节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少UASB好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严从表中可以看出厌氧好氧联合处理在化妆品废水处理方面有较大优点，故化妆品废水厌氧好氧处理技术是最好的选择。2.2回用水处理的工艺1.混凝池水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。混凝沉淀（或浮上）法是目前国内外普遍用来提高水质的一种既经

32、济又简单的方法。(1)混凝原理混凝过程涉及：水中胶体的性质；混凝剂在水中的水解；胶体与混凝剂的相互作用。 1)电性中和作用机理电性中和作用机理包括压缩双电层与吸附电中和作用机理： 压缩双电层加入电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双电层作用，使电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚作用。压缩双电层机理适用于叔采哈代法则，即：凝聚能力离子价数6。该机理认为z电位最多可降至0。因而不能解释以下两种现象： 混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；与胶粒带同样电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。 吸附电性中和这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶

33、粒等，来降低z电位。其特点是：当药剂投加量过多时，z电位可反号。2) 吸附架桥吸附架桥作用是指高分子物质和胶粒，以及胶粒与胶粒之间的架桥。高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象： 高分子投量过少，不足以形成吸附架桥； 但投加过多，会出现“胶体保护”现象。3) 网捕或卷扫金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕与卷扫。所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。(2) 混凝剂和助凝剂 1)混凝剂混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；对人体无危害；使用方便；货源充足，价格低廉。目前混凝剂的种类有不少于200300种，分为无机与有机两大系列，见表2-3。与硫酸铝相比

34、，三氯化铁具有以下优点：适用的pH值范围较宽；形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实；处理低温低浊水的效果优于硫酸铝；但三氯化铁腐蚀性较强。硫酸亚铁一般与氧化剂如氯气同时使用，以便将二价铁氧化成三价铁。2)助凝剂助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类：酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等；加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2 nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂；氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加Cl2、O3等。(3).混凝剂投加混凝剂投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等。表 2

35、-3 混凝剂的分类1)计量设备计量设备有：转子流量计；电磁流量计；苗嘴；计量泵等。无机铝系硫酸铝适宜pH：5.58明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）铁系三氯化铁适宜pH：511，但腐蚀性强硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合氯化铁有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物国外开始增多，国内尚少阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）两性型：使用极少天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等微生絮凝剂2)投加方式泵前投加 ：安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，图中水封箱是为防止空气进入。高位溶液池重力投加：适用取水泵房距水厂较远者，安全

36、可靠，但溶液池位置较高。水射器投加：设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大限制，但效率低，易磨损。泵投加：不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有利于药剂与水混合。(4)混凝设备1)混合设备水泵混合投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好，节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不大于150m。管式混合管式静态混合器：流速不宜小于1m/s，水头损失不小于0.30.4m，简单易行。扩散混合器，是在管式孔板混合器前加一个锥形帽，锥形帽夹角90。顺流方向投影面积为进水管总截面面积的1/4，开孔面积为进水管总截面面积的3/4，流速为1.01.5m/s，混合时间23

37、s。节管长度不小于500mm。水头损失约0.30.4，直径在DN200DN1200。 (5)絮凝设备隔板絮凝池隔板絮凝池分往复式和回转式。 隔板絮凝池的水头损失由局部水头和沿程水头损失组成。往复式总水头损失一般在0.30.5m，回转式的水头损失比往复式的小40左右。隔板絮凝池特点：构造简单、管理方便，但絮凝效果不稳定，池子大,适应大水厂。隔板絮凝池的设计参数：流速：起端0.5-0.6m/s，末端0.2-0.3m/s段数：46段；转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.21.5倍；絮凝时间：2030min；隔板间距：不大于0.5m，池底应有0.020.03坡度直径不小于150mm的排泥管；廊道的最

38、小宽度不小于0.5m；各段的水头损失，总水头损失。折板絮凝池通常采用竖流式，它将隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰对波谷平行安装称“同波折板”，波峰相对安装称“异波折板”。与隔板式相比，水流条件大大改善，有效能量消耗比例提高，但安装维修较困难，折板费用较高。机械絮凝池搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安装位置分水平轴式和垂直轴式。第一格搅拌强度最大，而后逐步减小，G值也相应减小，搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。 穿孔旋流絮凝池由若干方格组成。分格数一般不少于6格。流速逐渐减小，G也相应减小以适应絮凝体形成，孔口流速宜取0.61.0m/s，末端流速宜取0.20.3m/s。絮凝时

39、间1525min。穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。 网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流式。每个竖井安装若干层网格或栅条，各竖井间的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水端逐渐减少，一般分3段控制。前段为密网或密栅，中段为疏网或疏栅，末段不安装网、栅。2. 滤池采用拥有成熟运转经验的普通快滤池。它的优点是采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，单池面积可较大；降速过滤，效果好。虹吸滤池池深比普快滤池大，冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响，冲洗效果不如普通快滤池稳定。故而以普快滤池作为过滤处理构筑物。3. 消

40、毒水的消毒处理是化妆品废水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。2.3 处理工艺路线的确定通过上述分析比较，本案选用厌氧好氧处理。其工艺流程如图2-1所示。图1-1 化妆品废水处理工艺化妆品废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进

41、入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6.57.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入CAST池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、CAST反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。2.4 本设计工艺流程设计采用厌氧-好氧的方法处理，工艺选用USBA-CAST法。由于出水要回用，执行北京市杂用水回用标准，所以

42、，要在出水后加混凝池和沉淀池，经消毒后回用。UASB-CAST法处理化妆品废水并回用的工艺流程，图2-2：进水中水回用泥外运污泥粗格栅集水池固定筛调节池UASB反应器CAST反应器污泥浓缩池污泥脱水池PAM罐酸碱罐沼气贮柜达标排放污泥污水混凝池过滤池消毒间图2-2 UASB-CAST法处理化妆品废水并回用工艺流程图本设计采用人工清渣格栅。由于设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。化妆品生产废水先经粗格栅取出粗大杂物后进入集水池，用污水泵将废水抽提至固定水利筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程产生的沼气被收

43、集到火炬内燃烧或利用。UASB反应器内出水流入CAST反应池中进行好氧处理。从CAST反应池出来的废水经过混凝池、过滤池，再加氯消毒，使出水各项指标都达到标准，部分出水回用。来自UASB反应器、CAST反应池的剩余污泥先在污泥浓缩池内被浓缩，中心斗泥中的污泥被污泥泵送到脱水机房，进行进一步降低污泥含水率，实现污泥的减量化。脱水机给料泵将浓缩池中的污泥送入脱水机的泥药混合器中，与来自絮凝剂投配站的絮凝剂混合后进入脱水机。污泥经脱水机脱水后形成泥饼，装车外运处置。3 化妆品废水处理构筑物设计与计算3.1 格栅的设计计算3.1.1 格栅的作用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

44、，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。3.1.2设计参数(1) 设计流量Q = 7500m3/d = 312.5 m3/h =0.087m3/s ；;(2) 取中格栅；栅条间隙b=20mm；(3) 栅前水深 h=0.6m；格栅前流速0.5 m/s；过栅流速v=0.6m/s；(4) 安装倾角=60； (5) 单位栅渣量W = 0.09m3/103 m3 废水 。(6) 栅前渠道内的流速采用0.40.9 m/s.（7）格栅间隙1625mm，栅渣0.100.05 m/10 m污水3.1.3设计计算图3-1 格栅草图1.格栅设计计算草图1.1栅条间隙数(

45、n)式中： Q 设计流量，0.104m3/s； 格栅倾角，60度； b 栅条间隙，0.020m； h 栅前水深，0.6m； v 过栅流速，0.6m/s。 取n=17条1.2 栅槽有效宽度(B) B=S(n-1)+bn 式中： S 格条宽度，0.010m； n 格栅间隙数，18； b 栅条间隙，0.020m；栅槽有效宽度 B=0.01(17-1)+0.02017 =0.5m1.3 进水渠道渐宽部分长度(l1)设进水渠道宽B1=0.30m, 则进水渠道内流速为,符合要求。渐宽部分展开角取为20 则l1=式中： B 栅槽宽度，0.7m ； B1 进水渠道宽度，0.60m； 进水渠展开角度，20度。

46、l1= =0.28m1.4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2） l2= l1/2=0.28/2 =0.14m1.5 过栅水头损失（h1）取k=3,b=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.6m/sh1 = 式中：k 系数，水头损失增大倍数，取3； b 系数，与断面形状有关，取1.79； S 格条宽度，0.010m； d 栅条净隙，0.020m； v 过栅流速，0.6m/s； 格栅倾角，60度。h1= =0.078m1.6 栅槽总高度(H)取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽高H1=h+h2=0.6+0.049=0.649m则总高度H=h+h1+h2 =0.6+0.078+0.3 =0.97

47、8m1.7 栅槽总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+=0.28+0.14+0.5+1.0+ =2.28m1.8 每日栅渣量(W)栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.05,粗格栅用小值取W1=0.05 m3/103m3 K2 = 1.2，细格栅用大值，中格栅用中值，本设计采用粗格栅则：式中：Q 设计流量，0.104m3/s；W1 栅渣量(m3/103m3污水)，取0.01m3/103m3 ； (采用机械清渣)选用HF-500型回转式格栅除污机，其性能见下表3-1。表3-1 HF-500型回转式格栅除污机性能规格表型号电动机功率（Kw）设备宽（mm）设备高（mm）设备总宽（mm）

48、沟宽（mm）沟深（mm）导流槽长度（mm）设备安装长（mm）HF-5001.150050008505801535150025003.2 集水池的设计3.2.1设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。3.2.2设计参数设计流量Q = 7500m3/d = 312.5 m3/h =0.087m3/s ；Qmax=1.2Q=0.1044 m3/s。3.2.3设计计算集水池的容量为大于一台泵五分钟的流量，设三台水泵（两用一备），每台泵的流量为Q=0.0522 m3/s0.055

49、 m3/s 。集水池容积采用相当于一台泵30min的容量 有效水深1.52.0m，采用2m，0.5m超高。集水池面积为 F=27 m2 ，其尺寸为 7.2m7.2m。集水池构造 集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。3.3 泵房的设计3.3.1 设计说明1. 设计依据1.1 设计水量应按最大时水量考虑，并满足最大充满度时的流量要求。1.2 选泵时要尽量选择同类型水泵，以便于检修，但还须满足低流量要求。1.3 泵站构筑物不允许地下水的水渗入

50、，应设有高出地下水位0.5m的预防措施。1.4 污水泵站的集水池与机器间合建在同一构筑物内时，二者之间须用防水隔墙分开，不允许渗漏。2. 泵房的形式泵房采用下圆上方形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑三台水泵，其中一台备用。3.3.2设计参数设计流量Q = 7500m3/d = 312.5 m3/h =0.087 m3/s ；取Q=90L/s，则一台泵的流量为45 L/s。3.3.3设计计算1. 选泵前总扬程估算经过格栅水头损失为0.2m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为： 1.5-（-2.978）=4.478m=4.5m2. 出水管水头损失总出水管Q=

51、 90 L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=45 L/s，选用管径DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：3. 水泵扬程 泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为： H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m 取8m。4. 选泵选择100QW120-10-5.5型污水泵三台，两用一备，其性能见表3-2。表3-2 100QW120-10-5.5型污水泵性能流量30L/s电动机功率5.5KW扬程10m电动机电压380V转速1440r/min出口

52、直径100轴功率4.96KW泵重量190kg效率77.2%3.4 水力筛的设计3.4.1 设计说明水力筛的功能是过滤废水中的细小悬浮物。3.4.2设计参数设计流量Q = 7500 m3/d = 312.5 m3/h =0.087 m3/s 3.4.3设计计算1.机型选取 选用HS120型水力筛三台（两用一备），其性能如表3-3， 3-3 HS120型水力筛规格性能处理水量（m3/h）筛隙(mm)设备空重(Kg)设备运行重量(Kg)1001.54601950图3-2 水力筛外形图3.5 调节池3.5.1设计说明调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出

53、水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。3.5.2设计参数设计流量Q = 7500 m3/d = 312.5 m3/h = 0.087 m3/s ；调节池停留时间T=5.0h 。3.5.3设计计算1. 调节池有效容积 V = QT = 312.55 =1562.5 m32. 调节池水面面积 调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则 3. 调节池的长度 取调节池宽度为19 m，长为15 m，池的实际尺寸为：长宽高=15m 19m 6m = 1710 m3。4. 调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6640/3-303/c/s，1台。5. 药剂

54、量的估算设进水pH值为6，则废水中【H+】=10-6mol/L,若废水中含有的酸性物,所以=10-6982=0.04910-3g/L，废水中共有含量为75000.049=367.5kg/d，中和至7，则废水中【H+】=10-7mol/L，此时=10-7982=0.4910-5g/L，废水中H2SO4含量为75000.4910-5=0.03675kg/d，则需中和的为367.5-0.03675=367.46325 kg/d，采用投碱中和法，选用96%的工业碱，药剂不能完全反应的加大系数取1.1， 2NaOH + Na2SO4 + H2O 80 98299.97 367.46325所以实际的碱用量

55、为。投加药剂时，将碱稀释到3%的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加碱溶液量为： 6. 调节池的提升泵设计流量Q = 45L/s,静扬程为80.9-71.05=9.85m。总出水管Q=90L/s，选用管径DN250，查表得v=1.23m/s,1000i=9.91,设管总长为50m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为： H=9.85+0.64+1.5+1.0=12.99m 取13m。选择150QW100-15-11型污水泵三台，两用一备，其性能见表3-4。表3-4 150QW100-15-11型污水泵性能流量30L/s电动机

56、功率11KW扬程15m电动机电压380V转速1460r/min出口直径150轴功率4.96KW泵重量280kg效率75.1%3.6 UASB反应池的设计UASB反应器根据功能不同可将反应器分为进水配水系统、反应区、三相分离器、出水系统、气室、浮渣清除系统和排泥系统。3.6.1 设计说明1. UASB反应器容积的设计设废水在UASB反应器的停留时间为T，流量为Q，则反应器的体积VQT。2. 反应器的几何尺寸反应器的高度：选择适当高度反应器的原则是运行上和经济上综合考虑，从运行方面考虑采用反应器高度的选择要考虑如下影响因素： 高流速增加污水系统扰动，因此增加污泥与进水有机物之间安的接触。 过高的流

57、速会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而反应器的高度液就会受到限制。 在采用传统的UASB系统的情况下，上升流速的平均值一般不超过0.5m/h。 深度对于厌氧消化效率的影响问题是与CO2溶解度有关，亨利定律表明饱和度和浓度随着在沼气中的CO2分压的增加而增加。反应器越深溶解的CO2浓度越高，因此，p H值越低。如果pH值低于最优值，从而会危害厌氧消化的效率。 从经济上反应器高度的选择要考虑如下因素：土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反，高程选择应该使得污水（或出水）可不用或少用提升。 考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下以减少建筑和保温费用。

58、最经济的反应器高度一般是在46m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。设反应器的高度为H，则其面积为A=V/H。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长度比为2：1以下较为合适。反应器的上升流速：V=Q/A=H/T3. UASB反应器进水配水系统的设计:进水系统兼有机配水和水力搅拌的功能。3.1 连续进水布水方式该方式确保进水可以等量的分布在反应器，每个进水管线仅仅与一个进水点相连接是最为理想的情况。这种配水系统的特点是一根配水管只服务一个配水点，只有保证每根配水管流量相等，即可取得等流量的要求。为了保证每一个进水点达到其应得的进水流量，建议采用在高于反应器水箱式（或渠道式）进水分配系统。如图3-4所示： 图3-4 水箱式进水分配系统3.2 一管多孔配水方式（穿孔管配水系统）为了配水均匀，配水管中心距采用1.02.0m，出口距也可