印染廢水污水處理廠設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

前 言1第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書21.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目21.2畢業(yè)設(shè)計(jì)目的21.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)21.4 原始資料21.4.1進(jìn)水水量21.4.2進(jìn)水水質(zhì)21.4.3排放標(biāo)準(zhǔn)21.4.4氣象與水文資料31.4.5廠區(qū)地形31.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果3第二章 廢水的處理方案和工藝流程42.1 廢水性質(zhì)42.1.1 廢水來(lái)源42.1.2 廢水特點(diǎn)42.2 方案確定52.3 工藝流程62.3.1 具體工藝流程如下62.3.2 流程說(shuō)明7第三章 構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算83.1 格柵和篩網(wǎng)83.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)83.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算83.1.3 格柵示意圖103.1.4 格柵機(jī)的選型103.1.5 篩網(wǎng)103.2 調(diào)節(jié)池113.2.1 加酸中和113.2.2池體積算113.2.3布?xì)夤茉O(shè)置123.3 提升泵房153.4 水解酸化池153.4.1 介紹153.4.2 池體積算153.4.3布水配水系統(tǒng)163.5 生物接觸氧化池183.5.1 介紹183.5.2 填料的選擇與安裝193.5.3 池體的設(shè)計(jì)計(jì)算193.5.4曝氣裝置203.5.5 進(jìn)出水系統(tǒng)233.6 豎流式二沉池233.6.1 構(gòu)造233.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算243.6.3 進(jìn)出口形式263.6.4 排泥方式263.7 混凝反應(yīng)池273.7.1 混凝劑的選擇273.7.2 配制與投加273.7.3 混合方式273.7.4 反應(yīng)設(shè)備機(jī)械絮凝池273.8 消毒接觸池293.8.1 消毒劑的選擇303.8.2 消毒設(shè)施計(jì)算313.9 可行性達(dá)標(biāo)分析31第四章 污泥的處理與處置334.1 污泥濃縮334.1.1 污泥量計(jì)算及濃縮池的選擇334.1.2池體計(jì)算334.2貯泥池344.2.1貯泥池的作用344.2.2其他設(shè)計(jì)參數(shù)344.3污泥泵房設(shè)計(jì)354.3.1 污泥泵的選擇354.3.2 泵房設(shè)計(jì)354.4 污泥脫水機(jī)房354.4.1 設(shè)備選型354.5 污泥管道37第五章 平面與高程布置385.1 平面布置385.1.1 平面布置的一般原則385.1.2 主要構(gòu)筑物建和筑物的尺寸395.2 高程布置405.2.1 水頭損失的計(jì)算40第六章 工程項(xiàng)目概預(yù)算426.1 工程投資概預(yù)算426.1.1 建設(shè)費(fèi)用426.1.2設(shè)備費(fèi)用436.1.3 管材附件費(fèi)用446.1.4其他費(fèi)用446.2 勞動(dòng)定員、運(yùn)行管理456.2.1 勞動(dòng)定員456.2.2運(yùn)行費(fèi)用45總結(jié)47致謝48參考文獻(xiàn)4949前 言隨著染料紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，染料品種和數(shù)量日益增加，印染廢水已成為水系環(huán)境重點(diǎn)污染源之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)印染行業(yè)每年排放印染廢水約有0 .6×109m3，而其中大部分皆未能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。主要問(wèn)題是:印染廢水量大，成分復(fù)雜，生物難降解物多，脫色困難，運(yùn)行費(fèi)用高等 印染廢水主要來(lái)自退漿、煮幼是、漂白、絲光、染色、印花、整理工段。生產(chǎn)工段的特點(diǎn)決定了印染廢水具有“高濃度、高色度、高pH、難降解、多變化”，五大特征。針對(duì)印染廢水的五大特征日前國(guó)內(nèi)對(duì)印染廢水的生化處理工藝通常采用“水解酸化+好氧氧化”工藝。20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的水解酸化工藝，能使廢水中的部分有機(jī)物得到降解，分子量明顯減小，生物降解性能明顯提高.能提高后續(xù)的好氧處理效果，尤其對(duì)懸浮性COD去除率較高，經(jīng)水解處理后，溶解性有機(jī)物比例發(fā)生了變化，水解出水溶解性COD比例可提高一倍。此外，該工藝可減少系統(tǒng)污泥產(chǎn)最，便于維護(hù)管理.當(dāng)處理要求不高時(shí)，好氧處理可優(yōu)選接觸氧化法，以節(jié)省資金且操作管理方便。 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 武漢市某600m3/d印染廢水處理工程初步設(shè)計(jì)1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，對(duì)污水處理工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行工程師所必需的綜合訓(xùn)練，在不同程度上提高研究、查閱文件、撰寫論文或設(shè)計(jì)說(shuō)明書、計(jì)算書及工程設(shè)計(jì)繪圖的能力。1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)印染廢水的特點(diǎn)及相關(guān)資料進(jìn)行廢水處理工程設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容有：1、污水處理工藝設(shè)計(jì)； 2、污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)； 1.4 原始資料1.4.1進(jìn)水水量600m3/d。1.4.2進(jìn)水水質(zhì) 該染整有限公司廢水主要來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程中的煮煉、漂白、染色及整理等工段，使用的主要染料為：分散染料占70%，活性、直接及其它染料占30%。使用的助劑有：純堿、元明粉、柔軟劑、洗滌劑、雙氧水、硫酸等。其生產(chǎn)工序?yàn)椋号鞑?煮煉-漂白-染色-整理-成品。排水水質(zhì)狀況為：Q=600m3/d，COD=1200mg/L，BOD5=400mg/L，PH=9.0，SS=400mg/L，NH3-N=30，色度350倍。1.4.3排放標(biāo)準(zhǔn) 出水水質(zhì):項(xiàng) 目pHCODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)色度(倍)水 質(zhì)6-9£ 100£30£70£15£ 501.4.4氣象與水文資料： 風(fēng)向：主導(dǎo)風(fēng)向SE。 水文：全年降雨量為1000mm； 全年最高氣溫41，最低-8，年平均氣溫為17。 極限凍土深度為60cm。1.4.5廠區(qū)地形： 水處理廠選址區(qū)域地勢(shì)平坦，平均地面標(biāo)高為80.00m（黃海絕對(duì)標(biāo)高）。廠區(qū)征地面積約90m×65m。接納管道管底標(biāo)高比污水廠地平面低3m。地下水位-8m。1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果1、污水處理廠總平面布置圖，1張；2、各單項(xiàng)處理構(gòu)筑物工藝施工圖及細(xì)部詳圖4張；3、工程設(shè)計(jì)說(shuō)明及計(jì)算一份。第二章 廢水的處理方案和工藝流程2.1 廢水性質(zhì)2.1.1 廢水來(lái)源 該廠生產(chǎn)廢水主要來(lái)自前處理及染色兩個(gè)工序，前處理一般包括退漿、煮煉、絲光、漂白等。棉及棉紡織、機(jī)織產(chǎn)品在制成織物時(shí)，為使絲線光滑，并提高其強(qiáng)度和耐磨性能，需對(duì)線紗進(jìn)行上漿。而在織物染色前，為使纖維和染料更好的親和，又需將織物上的漿料退掉，產(chǎn)生退漿廢水。退漿廢水有一定的粘性、且呈堿性、有機(jī)污染物含量隨漿料品種而異，一般都較高。其中化學(xué)PVA屬于難生物降解物質(zhì)。煮煉、絲光均在堿性條件下進(jìn)行，以去除織物纖維上含有的草刺、果膠、蠟脂等，并使織物的紋絡(luò)更清晰，其產(chǎn)生的廢水呈堿性、有機(jī)污染物含量亦比較高。棉及棉混紡織物染色所用染料主要為：活性染料，使用的助劑主要有：燒堿、純堿、硫酸、食鹽、表面活性劑、勻染劑等。2.1.2 廢水特點(diǎn)（1）印染廢水不是“一種”廢水，而是一個(gè)大類，不同纖維（棉、毛、絲、麻、滌綸、腈綸、氨綸、棉綸等），所采用染料不同（活性、陽(yáng)離子、分散、靛蘭、酸性染料等），前處理和染色工藝不同，所用的助劑也不同，其污染種類和濃度相差很大，所以處理工藝和所選參數(shù)差別很大，例如針織、絲綢、毛紡、牛仔染整相對(duì)污染較低，棉印染、化纖印染濃度很高，二者相差很大。（2）水量大：無(wú)論從單位產(chǎn)品排水量或全行業(yè)排水總量均如此。（3）以有機(jī)污染為主，但是可生化性（B/C）低，處理難度高。（4）屬高濃度有機(jī)廢水，其中某些工序?qū)贅O高濃度，例如退漿、煮煉、堿減量工序。（5）廢水中的污染物主要是前處理工藝中的纖維殘余物（纖維屑、膠質(zhì)、蠟等）、殘留于廢水中的染料、幾乎全部助劑。（6）基本上都是有害物質(zhì)（指長(zhǎng)遠(yuǎn)影響小于有毒污染物質(zhì)）。由于染料上染率都很高，殘留的經(jīng)過(guò)廢水處理基本分解，部分工藝用絡(luò)化合物，但量較少，一般經(jīng)處理后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（7）絕大部分廢水呈堿性，色澤較深，尤其染整廢水，顏色隨染料而異。（8）溫度高、難以生物降解：印染廢水的水溫通常為3040，甚至高達(dá)50以上，不能直接生化處理；此外，印染廢水中含有大量的助劑及表面活性劑，不僅難生物降解，還會(huì)在生物降解曝氣時(shí)產(chǎn)生大量泡沫阻礙充氧。2.2 方案確定 通常印染廢水的處理方法有：物理法、化學(xué)法、生物法以及聯(lián)用方法等。其中物理法中應(yīng)用最多的是吸附法，它具有費(fèi)用低、脫色效果較好，但應(yīng)對(duì)吸附染料后的吸附劑的再生及廢吸附劑的處理還是存在不小問(wèn)題；化學(xué)法所需投加藥劑量大，但投資占地省；生物法是一種較為普遍的處理方法。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)印染廢水以生物處理為主，占80%以上，尤以好氧生物處理法占大多數(shù)。而隨著染料漿料的成分日益復(fù)雜，單純的好氧生物處理難度越來(lái)越大，出水難以達(dá)標(biāo)。此外，好氧法的高運(yùn)行費(fèi)用及剩余污泥處理或處置問(wèn)題歷來(lái)是廢水處理領(lǐng)域沒(méi)有解決好的一個(gè)難題。由于上述原因印染廢水的厭氧生物處理技術(shù)開(kāi)始受到人們的重視。而隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越嚴(yán)格，單獨(dú)的生物處理難以達(dá)到排放要求。結(jié)合實(shí)際情況，采用生物處理為主，再輔以化學(xué)處理技術(shù)，組成一個(gè)完整的綜合治理流程，既保留了生物處理方法可去除較大量有機(jī)污染物和一定顏色的能力、且基本穩(wěn)定的特點(diǎn)又發(fā)揮了物理化學(xué)法去除顏色和剩余有機(jī)污染物能力的特點(diǎn)，而且運(yùn)行成本相對(duì)較低。本設(shè)計(jì)采用厭氧水解酸化處理技術(shù)作為好氧生物處理工藝的預(yù)處理，共同組成厭氧水解好氧的生物處理混凝沉淀工藝。其中水解酸化好氧工藝有如下特點(diǎn)： （1）抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于有機(jī)物濃度高、水質(zhì)水量變化較大的工業(yè)廢水的處理。 （2）污水經(jīng)水解酸化后，B/C的比值有所升高，使其可生化性提高，便于后續(xù)生化處理。（3）該工藝穩(wěn)定性好，污泥沉降性好，受外界氣溫變化影響小，便于操作、管理。（4）填料掛膜容易，老化、脫落的生物膜隨著水力沖刷、曝氣攪動(dòng)自動(dòng)脫落。（5）剩余污泥量小，也不存在污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理方便。（6）附著在填料表面的微生物量大、種類多，并形成了從細(xì)菌原生動(dòng)物后生動(dòng)物的食物鏈，微生物代謝活性強(qiáng)，出水水質(zhì)良好。好氧生物處理方法主要有A/O法、生物接觸氧化法。水解酸化A/O工藝混凝沉淀：廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)入水解酸化池，水解池中接觸填料。由于廢水中含有染料等難降解的物質(zhì)，且色澤較深，在水解酸化池中，利用厭氧型兼性細(xì)菌和厭氧菌，將廢水中高分子化合物斷鏈成低分子鏈，復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的有機(jī)物，從而改善后續(xù)的好養(yǎng)生化處理?xiàng)l件。實(shí)踐表明，水解酸化處理單元對(duì)活性染料廢水具有較好的脫色作用。厭氧好氧處理工藝，它在傳統(tǒng)的活性污泥法好氧池前段設(shè)置了缺氧池，是微生物在缺氧、好氧狀態(tài)下交替操作進(jìn)行微生物篩選，經(jīng)篩選的微生物不但可有效去除廢水中的有機(jī)物，而且抑制了絲狀菌的繁殖，可避免污泥膨脹現(xiàn)象。在生化處理后串聯(lián)混凝沉淀物化處理系統(tǒng)，可進(jìn)一步脫色和去除水中的COD，以確保處理水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。水解酸化生物接觸氧化混凝沉淀：水解酸化將污水中的染料、助劑、纖維類等難降解的苯環(huán)類或長(zhǎng)鏈大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，同時(shí)有效降解廢水中的表面活性劑，較好的控制后續(xù)好氧工藝中產(chǎn)生的泡沫問(wèn)題。經(jīng)水解酸化器處理后的出水進(jìn)入接觸氧化池。接觸氧化池內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)于填料表面，部分懸浮生長(zhǎng)于水中，兼有活性污泥和生物濾池的特點(diǎn)。廢水經(jīng)水解和接觸氧化處理后采用混凝沉淀工藝進(jìn)一步去除色度和降低廢水中的COD值。A/O法與接觸氧化池在BOD去除率大致相同的情況下，后者BOD體積負(fù)荷可高5倍，所需處理時(shí)間只有前者的1/5。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，接觸氧化法具有BOD容積負(fù)荷高，污泥生物量大，相對(duì)而言處理效率較高，而且對(duì)進(jìn)水沖擊負(fù)荷（水力沖擊負(fù)荷及有機(jī)濃度沖擊負(fù)荷）的適應(yīng)力強(qiáng)。維護(hù)管理方便，工藝操作簡(jiǎn)便，基建費(fèi)用低。 由于微生物是附著在填料上形成生物膜，生物膜的剝落與增長(zhǎng)可以自動(dòng)保持平衡，所以無(wú)需回流污泥，運(yùn)轉(zhuǎn)十分方便。其污泥產(chǎn)量遠(yuǎn)低于活性污泥法。綜上所述，確定厭氧水解酸化生物接觸氧化混凝沉淀組合方案。2.3 工藝流程2.3.1 具體工藝流程如下：儲(chǔ)泥室污泥濃縮池豎流式二沉池接觸氧化池混凝沉淀池脫水間水解酸化池調(diào)節(jié)池篩網(wǎng)細(xì)格柵鼓風(fēng)機(jī)房消毒池污泥回流泵濾液2.3.2 流程說(shuō)明廢水通過(guò)格柵、篩網(wǎng)去除較大的懸浮物和漂浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池,在此進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均衡，同時(shí)加酸中和，然后用泵提升至水解酸化池,該池僅控制在酸性發(fā)酵階段,以提高廢水的可生化性;水解酸化出水流入接觸氧化池,在接觸氧化池內(nèi)經(jīng)微生物作用去除絕大部分的有機(jī)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,在池內(nèi)進(jìn)行增溶和縮水體積反應(yīng),使剩余污泥大幅減少,剩余污泥經(jīng)濃縮后可直接脫水。 為了得到更好的水質(zhì),生化出水再經(jīng)混凝沉淀進(jìn)行深度處理,達(dá)標(biāo)排放。 二沉池的剩余污泥經(jīng)濃縮后脫水，泥餅外運(yùn)，濃縮池的上清液及脫水的濾液則回流至污水處理系統(tǒng)。第三章 構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 格柵和篩網(wǎng)格柵和篩網(wǎng)作為廢水的預(yù)處理設(shè)備，常設(shè)置在污水處理工藝流程中的核心處理設(shè)施之前，用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，用來(lái)去除那些可能堵塞水泵機(jī)組管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的裝置。3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：人工清除 2540mm機(jī)械清除 1625mm最大間隙 40mm（2）在小型污水處理廠或泵站前原格柵(每日柵渣量小于0.2m3),一般應(yīng)采用人工清渣。（3）格柵傾角一般用45°75°。（4）通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。（5）過(guò)柵流速一般采用0.61.0m/s,柵前流速一般為0.40.9m/s。3.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）水量日變化系數(shù)k k=2.7/Q0.11=2.7/(600000/86400)0.11=2.18（2）柵條間隙數(shù)n 設(shè)柵前水深h=0.3m，過(guò)柵流速v=0.9m/s，柵條凈間隙b=0.02m，格柵傾角=75°n=Qmaxsina1/2/(bhv) n=0.015×（sin75°）1/2/(0.02×0.3×0.9) =2.73 所以n取4個(gè) 其中：Qmax最大設(shè)計(jì)流量（m3/s） Qmax=600×2.18/86400=0.015 m3/s（3）格柵槽寬度B柵條斷面為銳邊矩形斷面，柵條寬度s=0.01mB=s×（n-1）+b×n=0.01×（4-1）+0.02×4=0.11m，（4）進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度L1設(shè)進(jìn)水渠道寬B1=0.11m，其漸寬部分展開(kāi)角度1=20°，則進(jìn)水渠道內(nèi)的流速v= Qmax/(h× B1 ) v=0.015/0.3/0.11=0.45m/s,介于0.40.9m/s,符合規(guī)范要求。L1=(B- B1)/2tg1 L1=（0.26-0.11）/2tg20°=0.22m （5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度L2L2= L1/2=0.22/2=0.11m（6）通過(guò)格柵的水頭損失h1設(shè)柵條斷面為圓形， =1.79 阻力系數(shù)=·(s/b)4/3 h1 = h0·k=·(v2/2g)·k·sina =1.79×（0.01/0.02) 4/3×(0.92/19.6)×3×sin75°=0.085m 滿足水頭損失0.080.15的要求。其中k為格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般取3。（7）柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH=h+h1+h2=0.3+0.085+0.3=0.685m（8）柵槽總長(zhǎng)度L柵前渠道深 H1=h+h2=0.3+0.3=0.6mL= l1+l2+0.5+1.0+ H1/tg =0.22+0.11+0.5+1.0+0.6/tg75° =2.24m（9）每日柵渣量W在格柵間隙20mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.07即w1=0.07m3/1000 m3W=Qmax·w1×86400/(kz ×1000) W=0.015×0.07×24×60×60/(2.18×1000)=0.0420.2m3 所以用人工清渣,取兩座格柵。3.1.3 格柵示意圖 圖3-1 格柵3.1.4 格柵機(jī)的選型 參考給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第11冊(cè)，選擇旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)，其安裝傾角為75°進(jìn)水流速0.9m/s,水頭損失<19.6kPa,柵條凈距1540mm,取兩座。3.1.5 篩網(wǎng)（1) 選定網(wǎng)眼尺寸污水中懸浮物為纖維類物質(zhì)，所以篩網(wǎng)的網(wǎng)眼應(yīng)小于2000m。（2) 篩網(wǎng)種類根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格性能，選用傾斜式篩網(wǎng)，篩網(wǎng)材料為不銹鋼。水力負(fù)荷0.62.4m3/(min·m2)。（3) 所需篩網(wǎng)面積A水力負(fù)荷：q=0.8m3/(min·m2)，Qmax=1308m3/d=1.09m3/min面積：F= Qmax/ q =0.91/0.8=1.36m2設(shè)計(jì)取F=1.4m2 3.2 調(diào)節(jié)池 紡織印染廠由于其特有的生產(chǎn)過(guò)程，造成廢水排放的間斷性和多邊性，是排出的廢水的水質(zhì)和水量有很大的變化。而廢水處理設(shè)備都是按一定的水質(zhì)和水量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，要求均勻進(jìn)水，特別對(duì)生物處理設(shè)備更為重要。為了保證處理設(shè)備的正常運(yùn)行，在廢水進(jìn)入處理設(shè)備之前，必須預(yù)先進(jìn)行調(diào)節(jié)。 為了調(diào)節(jié)水質(zhì)，在調(diào)節(jié)池底部設(shè)置攪拌裝置，常用的兩種方式是空氣攪拌和機(jī)械攪拌，選用空氣攪拌，池型為矩形。3.2.1 加酸中和廢水呈堿性主要是由生產(chǎn)過(guò)程中投加的NaOH引起的，原水PH為9，即OH-=10-5mol/l,加酸量Ns為Ns=Nz·a·k/a =1308×103×10-5×40×10-3×1.24×1.1/20×1=0.036kg/h 其中 Ns酸總耗量，kg/h； Nz廢水含堿量，kg/h； a酸性藥劑比耗量，取1.24 k反應(yīng)不均勻系數(shù)，1.11.23.2.2池體積算1） 參數(shù)：廢水停留時(shí)間t=8h，采用穿孔空氣攪拌，氣水比3.5：1 2) 調(diào)節(jié)池有效體積VV=Qmaxt =54.5×8=436m3 3) 調(diào)節(jié)池尺寸 設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池平面尺寸為矩形，有效水深為4米，則面積FF=V/h =436/4=109m2 設(shè)池寬B=8m，池長(zhǎng)L=F/B=109/8= 13.625m,取L=14m 保護(hù)高h(yuǎn)1=0.6m，則池總高度H=h+h1=4+0.6=4.6m3.2.3布?xì)夤茉O(shè)置（1）空氣量DD=D0Q =3.5×600=2100m3/d=1.75m3/min=0.029m3/s式中D0每立方米污水需氧量，3.5m3/m3 （2）空氣干管直徑dd=（4D/v）1/2 =4×0.029/(3.14×6)1/2=0.078m,取80mm。 校核管內(nèi)氣體流速v'=4D/d2 =4×0.029/(3.14×0.082)= 6.07m/s 在范圍510m/s內(nèi)。（3）支管直徑d1 空氣干管連接兩支管，通過(guò)每根支管的空氣量q q=D/2=0.029/2=0.015 m3/s 則只管直徑d1=（4q/v1）1/2 =4×0.015/(3.14×3)1/2=0.079m,取80mm 校核支管流速v1'=4q/d12 =4×0.015/(3.14×0.0802)=2.98m/s 在范圍13m/s內(nèi)。（4） 穿孔管直徑d2 沿支管方向每隔2m設(shè)置兩根對(duì)稱的穿孔管，靠近穿孔管的兩側(cè)池壁各留1m，則穿孔管的間距數(shù)為(L-2×1)/2=（14-2）/2=6,穿孔管的個(gè)數(shù)n=(6+1)×2×2=28。每根支管上連有14根穿孔管。 通過(guò)每根穿孔管的空氣量q1 =q/28=0.018/14=0.0013m3/s 則穿孔管直徑 d2=（4q1/v2）1/2 =4×0.0013/(3.14×5)1/2=0.018m，取20mm 校核流速v2'=4q1/d22 =4×0.0013/(3.14×0.022)=4.14m/s 在范圍35m/s內(nèi)。(5） 孔眼計(jì)算 孔眼開(kāi)于穿孔管底部與垂直中心線成45°處，并交錯(cuò)排列，孔眼間距b=80mm，孔徑=3mm，每根穿孔管長(zhǎng)L=2m，那么孔眼數(shù)m=L/b+1 =2/0.08+1=26個(gè) 孔眼流速v3=4q1/2m =4×0.0013/(3.14×0.0032×26)=7.07m/s 符合510m/s的流速要求。(6） 鼓風(fēng)機(jī)的選型空氣管DN=72mm時(shí)，風(fēng)管的沿程阻力h1h1=iLTP =11.5×38.6×1.00×1.0=443.9Pa式中i單位管長(zhǎng)阻力，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)，i=11.5Pa/m L風(fēng)管長(zhǎng)度，m T溫度為20時(shí)，空氣密度的修正系數(shù)為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時(shí)的壓力修正系數(shù)為1.0風(fēng)管的局部阻力 h2= v2/2g =3.0×7.592×1.205/(2×9.8)=6.12Pa 式中局部阻力系數(shù)，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)得3.0 v風(fēng)管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3空氣管DN=20mm時(shí)，風(fēng)管的沿程阻力h1 h1=iLTP =60.7×104×1.00×1.0=6312.8Pa 式中i單位管長(zhǎng)阻力，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)，i=60.7Pa/m L風(fēng)管長(zhǎng)度，m T溫度為20時(shí)，空氣密度的修正系數(shù)為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時(shí)的壓力修正系數(shù)為1.0風(fēng)管的局部阻力h2= 24×v2/2g =24×3.4×7.952×1.205/(2×9.8)=317.1Pa式中局部阻力系數(shù)，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)得3.4 v風(fēng)管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3風(fēng)機(jī)所需風(fēng)壓為443.9+6.12+6312.8+317.1=7080Pa7.08KPa。綜合以上計(jì)算，鼓風(fēng)機(jī)氣量12.15m3/min，風(fēng)壓7.08KPa SSR型羅茨鼓風(fēng)機(jī)主要用于水處理，氣力輸送，真空包裝，以輸送清潔不含油的空氣。其進(jìn)口風(fēng)量1.1826.5m3/min,出口升壓9.858.8kPa,該機(jī)顯著特點(diǎn)是體積小，重量輕，流量大，噪聲低，運(yùn)行平穩(wěn)，風(fēng)量和壓力特點(diǎn)優(yōu)良。查閱給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)11冊(cè)常用設(shè)備P485。結(jié)合氣量1.75×104m3/d，風(fēng)壓7.08KPa進(jìn)行風(fēng)機(jī)選型，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)11冊(cè)，選SSR型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)為SSR150表3-1 SSR型羅茨鼓風(fēng)機(jī)規(guī)格性能型號(hào)口徑A轉(zhuǎn)速r/min風(fēng)量m3/min壓力kPa軸功率Kw功率Kw生產(chǎn)廠SSR-15015097015.29.85.587.5章丘鼓風(fēng)機(jī)廠3.3 提升泵房水泵的選擇設(shè)計(jì)水量為600 m3/d，設(shè)離心泵2臺(tái)，一開(kāi)一備，則單臺(tái)流量為Q=600/24=29.2m3/h,所需揚(yáng)程為7m型號(hào)：50WQ/D242-1.5主要性能參數(shù)：流量：30 m3/h 揚(yáng)程：10m功率：1.5kw轉(zhuǎn)速：2840r/min泵重：58kg排出口徑：50m3.4 水解酸化池3.4.1 介紹水解工藝是將厭氧發(fā)酸階段過(guò)程控制在水解與產(chǎn)酸階段。它取代功能專一的初沉池，對(duì)各類有機(jī)物去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)初沉池。因此，從數(shù)量上降低了后續(xù)構(gòu)筑物的負(fù)荷。此外，利用水解和產(chǎn)酸菌的反應(yīng)，將不溶性有機(jī)物水解成溶解性有機(jī)物、大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，提高污水的可生化性，減少污泥產(chǎn)量，使污水更適宜于后續(xù)的好氧處理，可以用較短的時(shí)間和較低的電耗完成凈化過(guò)程。3.4.2 池體積算（1）池表面積FF=Qmaxq =（1308/24）×1.0=54.5m2其中Qmax最大設(shè)計(jì)流量（m3/h） q表面負(fù)荷，一般為0.81.5m3/(m2.h),取1.0（2）有效水深hh=qt =1.0×4=4m 停留時(shí)間t一般在45h，本設(shè)計(jì)采用4h。（3）有效容積V V=Fh =54.5×4=218m3，取218m3設(shè)池寬B=8m， 則池長(zhǎng)L=F/B =54.5/8=6.8m 取8m（4）池體總高HH=h+h2=4+0.3=4.3m 其中h2是超高，取0.3m3.4.3布水配水系統(tǒng)（1） 配水方式 本設(shè)計(jì)采用大阻力配水系統(tǒng)，為了配水均勻一般對(duì)稱布置，各支管出水口向下距池底約20cm，位于所服務(wù)面積的中心。 查曝氣生物濾池污水處理新技術(shù)及工程實(shí)例其設(shè)計(jì)參數(shù)如下：表3-2 管式大阻力配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表干管進(jìn)口流速1.01.5m/s開(kāi)孔比0.20.25支管進(jìn)口流速1.52.5m/s配水孔徑912mm支管間距 0.20.3m配水孔間距730mm（2）干管管徑的設(shè)計(jì)計(jì)算 Qmax=1308m3/d=54.5m3/h=0.015m3/s,干管流速v1=1.2m/s，因?yàn)樵摮卦O(shè)有兩個(gè)進(jìn)水管，所以每個(gè)進(jìn)水管流速v=2.4m/s則干管橫截面面積A=Qmax/ v1 =0.015/1.2=0.013m2 管徑D1D1=(4A/)1/2 =（4×0.013/3.14）1/2=0.128m 由給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)選用DN=200mm的鋼管校核干管流速：A=D12/4 =3.14×0.1282/4=0.015m2 v1'=Qmax/A =0.015/0.015=1.2 m/s,介于1.01.5m/s之間 （3） 布水支管的設(shè)計(jì)計(jì)算a布水支管數(shù)的確定 取布水支管的中心間距為0.3m，支管的間距數(shù)n=L/0.3=22/0.3=73.373個(gè)，則支管數(shù)n=2×（73-1）=144根b布水支管管徑及長(zhǎng)度的確定 每根支管的進(jìn)口流量q=Qmax/n=0.015/144=0.000126 m3/s,支管流v2=2.0m/s則D2=（4q/v2）1/2 =4×0.000126/(3.14×2.0)1/2=0.0089m,取D2=10mm校核支管流速：v2'=4q/D22=4×0.000126/(3.14×0.010)=1.61 m/s,在設(shè)計(jì)流速1.52.5 m/s之間，符合要求。（4）出水孔的設(shè)計(jì)計(jì)算 一般孔徑為912mm，本設(shè)計(jì)選取孔徑9mm的出水孔。出水孔沿配水支管中心線兩側(cè)向下交叉布置，從管的橫截?cái)嗝婵磧蓚?cè)出水孔的夾角為45°。又因?yàn)樗馑峄氐臋M截面積為10×18=180m2，去開(kāi)孔率0.2，則孔眼總面積S=180×0.2=0.36m2配水孔眼d=9mm，所以單孔眼的面積為S1=d2/4 =3.14×0.0092/4=6.36×10-5m2所以孔眼數(shù)為0.36/（6.36×10-5）=5662個(gè)，每個(gè)管子上的孔眼數(shù)是5662/144=39個(gè)。3.5 生物接觸氧化池3.5.1 介紹（1） 生物接觸氧化也稱淹沒(méi)式生物濾池，其反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過(guò)充氧的廢水與長(zhǎng)滿生物膜的填料相接觸，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。其基本結(jié)構(gòu)如圖： 圖3-2生物接觸氧化池示意圖（2） 基本工藝生物接觸氧化法通常分為一段法、二段法和多段法。而目前使用較多的是推流法。推流法是將一座生物接觸氧化池內(nèi)部分格，按推流方式進(jìn)行。氧化池分格可使每格微生物與負(fù)荷條件（大小、性質(zhì)）相適應(yīng)，利于微生物專性培養(yǎng)馴化，提高處理效率。 出水原水圖3-3 推流式接觸氧化池3.5.2 填料的選擇與安裝（1） 填料的選擇 結(jié)合實(shí)際情況，選取孔徑為25mm的的玻璃鋼蜂窩填料，其塊體規(guī)格為800×800×230mm，空隙率為98.7，比表面積為158m2/m3,壁厚0.2mm。（參考污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算玻璃鋼蜂窩填料規(guī)格表）（2） 安裝 蜂窩狀填料采用格柵支架安裝，在氧化池底部設(shè)置拼裝式格柵，以支持填料。格柵用厚度為46mm的扁鋼焊接而成，為便于搬動(dòng)、安裝和拆卸，每塊單元格柵尺寸為500mm1000mm。3.5.3 池體的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）有效容積VV=24Q(La-Lt)/M =24×25（0.8-0.45）/2.2=95.5m3 其中 Q平均日廢水量m3/d，600m3/d=25m3/h La進(jìn)水COD的濃度 mg/l，La=800mg/L Lt出水COD的濃度 mg/l，Lt=450mg/L M容積負(fù)荷，取2.2kgCOD/(m3·d)（2）氧化池總面積FF=V/H =95.5/3=31.8m2 H填料總高度，一般取3m（3）氧化池格數(shù)n n=F/f n=31.8/9=3.5 取4格 f每格氧化池面積，25m2采用9m2 氧化池平面尺寸采用3m×3m=9m2（4）校核接觸時(shí)間t=nfH/Q =4×9×3/25=4.3h >2h 合格 （5）氧化池總高度H0 H0=H+h1+h2+（m-1）h3+h4 =3+0.5+0.4+（3-1）×0.3+1.5=6.0m 其中h1保護(hù)高，0.50.6m h2填料上水深，0.40.5m h3填料層間隙高，0.20.3m h4配水區(qū)高，不進(jìn)檢修者為0.5m，進(jìn)入檢修者為1.5m m填料層數(shù)，取3 污水在池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間t'=nf（H0- h1）/Q=4×9×(6.0-0.5)/25=7.92h. （6)需氧量DD=D0Q =15×600=9000m3/d D0每立方米污水需氧量，1520 m3/ m3 每格氧化池所需空氣量D1= D/4=9000/4=2250 m3/ d（7)填料總體積V 選用直徑為25mm的蜂窩型玻璃鋼填料V'=nfH =4×9×3=108m3 3.5.4曝氣裝置 曝氣裝置是氧化池的重要組成部分，與填料上的生物膜充分發(fā)揮降解有機(jī)污染物物的作用、維持氧化池的正常運(yùn)行和提高生化處理效率有很大關(guān)系，并且同氧化池的動(dòng)力消耗密切相關(guān)。 按供氣方式，有鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和射流曝氣，目前國(guó)內(nèi)用得較多得是鼓風(fēng)曝氣。這種方法動(dòng)力消耗低，動(dòng)力效率較高，供氣量較易控制，但噪聲大。鼓風(fēng)充氧設(shè)備采用穿孔管，孔眼直徑為46mm，空口速度為510m/s，氧的利用率為67。選用大阻力系統(tǒng)，布?xì)獗容^均勻，安裝方便，一次投資省。（1）總需氧量DD=D0Q =15×600=9.0×103m3/d=7.5m3/min=0.125m3/s 式中D0每立方米污水需氧量，1520m3/m3 （2）空氣干管直徑dd=（4D/v）1/2 =4×0.125/(3.14×12)1/2=0.115m=115mm,取120mm 校核管內(nèi)氣體流速v'=4D/d2=4×0.125/(3.14×0.1202)= 11m/s 在范圍1015m/s內(nèi)。（3）支管直徑d1 池體分為4格，每格連一根支管，通過(guò)每根支管的空氣量q q=D/4=0.125/4=0.042m3/s , 則只管直徑d1=（4q/v1）1/2 =4×0.042/(3.14×6)1/2=0.094m,取95mm 校核支管流速v1'=4q/d12 =4×0.042/(3.14×0.0952)=5.93m/s 在范圍510m/s內(nèi)。 （4）穿孔管直徑d2 沿支管方向每隔750mm設(shè)置兩根對(duì)稱的穿孔管，每根支管上連接3根穿孔管，通過(guò)每根穿孔管的空氣量qq1=q/3 =0.042/3=0.014m3/s 則小支管直徑d2=（4q1/v2）1/2 =4×0.014/(3.14×4)1/2=0.068m，取75mm 孔眼直徑采用=3mm，間距為750mm，每根穿孔管上的孔眼數(shù)為2，孔眼流速v3=4q1/22 =4×0.014/(2×3.14×0.032)=9.9m/s 符合510m/s的流速要求。（5) 風(fēng)機(jī)選型空氣管DN=250mm時(shí)，風(fēng)管的沿程阻力h1 h1=iLTP=5.9×20.4×1.00×1.0=120.36Pa 式中i單位管長(zhǎng)阻力，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)，i=5.9Pa/m L風(fēng)管長(zhǎng)度，m T溫度為20時(shí)，空氣密度的修正系數(shù)為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時(shí)的壓力修正系數(shù)為1.0風(fēng)管的局部阻力h2=v2/2g =3.32×6.172×1.205/(2×9.8)=6.44Pa 式中局部阻力系數(shù)，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)得3.32 v風(fēng)管中平均空氣流速，m/s空氣密度，kg/m3空氣管DN=125mm時(shí)，風(fēng)管的沿程阻力h1h1=iLTP =3.65×34×1.00×1.0=124.1Pa式中i單位管長(zhǎng)阻力，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)，i=3.65Pa/m L風(fēng)管長(zhǎng)度，m T溫度為20時(shí)，空氣密度的修正系數(shù)為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時(shí)的壓力修正系數(shù)為1.0風(fēng)管的局部阻力h2=32×v2/2g =32×3.33×5.452×1.205/(2×9.8)=161.5Pa式中局部阻力系數(shù)，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)得3.33 v風(fēng)管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3風(fēng)機(jī)所需風(fēng)壓為120.36+6.44+124.1+161.5=412.4Pa 綜合以上計(jì)算，鼓風(fēng)機(jī)氣量12.15m3/min，風(fēng)壓0.412KPa 選R系列標(biāo)準(zhǔn)型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)為SSR150表3-3 SR型羅茨鼓風(fēng)機(jī)規(guī)格性能型號(hào)口徑A轉(zhuǎn)速r/min風(fēng)量m3/min壓力KPa軸功率Kw功率Kw生產(chǎn)廠RMF-24025098078.09.81922沙鼓風(fēng)機(jī)廠3.5.5 進(jìn)出水系統(tǒng) 由于氧化池的流態(tài)基本上是完全混合型，因此對(duì)進(jìn)出水的要求并不十分嚴(yán)格，滿足下列條件即可：進(jìn)、出水均勻，保持池內(nèi)負(fù)荷均勻，方便運(yùn)行和維護(hù)，不過(guò)多地占用池的有效容積等。當(dāng)處理水量為1308m3/d時(shí)，采用廊道布水，廊道設(shè)在氧化池一側(cè)，寬度取0.4m，出水裝置采用周邊堰流的方式。出水管道DN=200mm3.6 豎流式二沉池3.6.1 構(gòu)造選用豎流式較合適，其排泥簡(jiǎn)單，管理方便，占地面積小。豎流式沉淀池，按池體功能的不同把沉淀池分為進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)等五部分。廢水由中心管上部進(jìn)入，從管下部溢出，經(jīng)反射板的阻攔向四周分布，然后在由下而上在池內(nèi)垂直上升，上升流速不變。澄清水由池周邊集水堰溢出。污泥貯存在池底泥斗內(nèi)，由動(dòng)力系統(tǒng)提升至污泥管支管外排。示意圖如下： 圖3-4 二沉池剖面草圖圖3-4 二沉池剖面草圖圖3-4 豎流式二沉池示意圖3.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）每座沉淀池承受的最大水量qmax=Qmax/n =0.015/1=0.015 m3/s f=qmax/v0 =0.015 m3/s/0.030=0.50m2 其中Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/s v0中心管內(nèi)流速，不大于30mm/s，取30mm/s n沉淀池個(gè)數(shù)，采用1座（2）中心管直徑d0d0=（4f/）1/2 =(4×0.50/3.14)1/2=0.87m,取為1.0m 校核中心管流速f '=d02/4 =3.14×1.002/4=0.64m2 v0'= qmax/f' =0.015/0.64 =28mm/s 滿足要求。（3）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3 h3=qmax/v1d1 =0.018/(0.015×3.14×1.35)=0.28m 其中v1污水由中心管喇叭口語(yǔ)反射板之間的縫隙流出的速度，設(shè)v1=0.015m/s d1喇叭口直徑，取1.35m（4）沉淀部分有效斷面積F 表面負(fù)荷設(shè)q為1.5m3/(m2h) F= qmax/v =0.015/0.0005=30m2v污水在沉淀池中的流速，取v=0.5mm/s（5）沉淀池直徑DD=4(F+f)/ 1/2 =4×(30+0.5)/3.141/2=6.2m,取D=6m（6）沉淀部分有效水深h2停留時(shí)間t為2h，則h2=3600vt =0.0005×2×3600=3.6m D/ h2=6/3.6<3，滿足要求。（7）校核集水槽出水堰負(fù)荷：集水槽每米出水負(fù)荷為qmax/D =15/3.14×6=0.96L/(s·m)<2.9L/(s·m) 符合要求（8）沉淀部分所需總?cè)莘e： W= qmax（C1C2）T×20×60×60×100/ r（100- P0） =42.4m3 污泥含水率P0=99.5% 進(jìn)水懸浮物濃度C1=43.9 出水懸浮物濃度C2=12 兩次清除污泥間隔時(shí)間T=2dr 污泥的容量（kg/m3），取1000 kg/m3Kz生活污水流量總變化系數(shù)每個(gè)池子所需污泥容積為 42.4/1=10.6m3（9）圓截錐部分容積V 貯泥斗傾角取45°h5=（R-r）tg45° =(3-0.2)×1=2.8m V1=h5(R2-r2)/3 =3.14×2.8×(32-0.22)/3=37.5m3>10.6m3 其中 R圓截錐上部半徑 r圓截錐下部半徑 h5圓截錐部分的高度（10）沉淀池總高度H 設(shè)超高h(yuǎn)1和緩沖層h4各為0.3m，則 H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.3+3.6+0.28+0.3+2.8=7.28m3.6.3 進(jìn)出口形式沉淀池的進(jìn)口布置應(yīng)做到在進(jìn)水?dāng)嗝嫔纤骶鶆蚍植?，為避免已形成絮體的破碎，本設(shè)計(jì)采取穿孔墻布置。 沉淀池出口布置要求在池寬方向均勻集水，并盡量潷取上層澄清水，減小下層沉