印染廢水污水處理廠設(shè)計畢業(yè)論文

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1、 前 言 1 第一章 設(shè)計任務書 2 1.1 畢業(yè)設(shè)計題目 2 1.2 畢業(yè)設(shè)計目的 2 1.3 畢業(yè)設(shè)計任務 2 1.4 原始資料 2 1.4.1進水水量 2 1.4.2進水水質(zhì) 2 1.4.3排放標準 2 1.4.4氣象與水文資料 3 1.4.5廠區(qū)地形 3 1.5 畢業(yè)設(shè)計成果 3 第二章 廢水的處理方案和工藝流程 4 2.1 廢水性質(zhì) 4 2.1.1 廢水來源 4 2.1.2 廢水特點 4 2.2 方案確定 5 2.3 工藝流程 6 2.3.1 具體工藝流程如下 6 2.3.2 流程說明 7 第三章 構(gòu)筑物的設(shè)計與計算 8 3.1

2、格柵和篩網(wǎng) 8 3.1.1設(shè)計參數(shù) 8 3.1.2設(shè)計計算 8 3.1.3 格柵示意圖 10 3.1.4 格柵機的選型 10 3.1.5 篩網(wǎng) 10 3.2 調(diào)節(jié)池 11 3.2.1 加酸中和 11 3.2.2池體積算 11 3.2.3布氣管設(shè)置 12 3.3 提升泵房 15 3.4 水解酸化池 15 3.4.1 介紹 15 3.4.2 池體積算 15 3.4.3布水配水系統(tǒng) 16 3.5 生物接觸氧化池 18 3.5.1 介紹 18 3.5.2 填料的選擇與安裝 19 3.5.3 池體的設(shè)計計算 19 3.5.4曝氣裝置 20 3.5.5 進出水系統(tǒng)

3、 23 3.6 豎流式二沉池 23 3.6.1 構(gòu)造 23 3.6.2 設(shè)計計算 24 3.6.3 進出口形式 26 3.6.4 排泥方式 26 3.7 混凝反應池 27 3.7.1 混凝劑的選擇 27 3.7.2 配制與投加 27 3.7.3 混合方式 27 3.7.4 反應設(shè)備——機械絮凝池 27 3.8 消毒接觸池 29 3.8.1 消毒劑的選擇 30 3.8.2 消毒設(shè)施計算 31 3.9 可行性達標分析 31 第四章 污泥的處理與處置 33 4.1 污泥濃縮 33 4.1.1 污泥量計算及濃縮池的選擇 33 4.1.2池體計算 33 4.2貯泥池

4、 34 4.2.1貯泥池的作用 34 4.2.2其他設(shè)計參數(shù) 34 4.3污泥泵房設(shè)計 35 4.3.1 污泥泵的選擇 35 4.3.2 泵房設(shè)計 35 4.4 污泥脫水機房 35 4.4.1 設(shè)備選型 35 4.5 污泥管道 37 第五章 平面與高程布置 38 5.1 平面布置 38 5.1.1 平面布置的一般原則 38 5.1.2 主要構(gòu)筑物建和筑物的尺寸 39 5.2 高程布置 40 5.2.1 水頭損失的計算 40 第六章 工程項目概預算 42 6.1 工程投資概預算 42 6.1.1 建設(shè)費用 42 6.1.2 設(shè)備費用 43 6.1.3 管材附

5、件費用 44 6.1.4其他費用 44 6.2 勞動定員、運行管理 45 6.2.1 勞動定員 45 6.2.2運行費用 45 總結(jié) 47 致謝 48 參考文獻 49 49 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)境重點污染源之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染行業(yè)每年排放印染廢水約有0 .6109m3，而其中大部分皆未能實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放。主要問題是:印染廢水量大，成分復雜，生物難降解物多，脫色困難，運行費用高等 印染廢水主要來自退漿、煮幼是、漂白、絲光、染色、印花、整理工段。生產(chǎn)工段的特點決定了印染廢水具有“高濃度、高色度、高

6、pH、難降解、多變化”，五大特征。針對印染廢水的五大特征日前國內(nèi)對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80年代開發(fā)的水解酸化工藝，能使廢水中的部分有機物得到降解，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，尤其對懸浮性COD去除率較高，經(jīng)水解處理后，溶解性有機物比例發(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，便于維護管理.當處理要求不高時，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)計任務書 1.1

7、 畢業(yè)設(shè)計題目 武漢市某600m3/d印染廢水處理工程初步設(shè)計 1.2 畢業(yè)設(shè)計目的 綜合運用所學的基本理論、基本知識和基本技能，對污水處理工程進行設(shè)計，分析解決實際問題，進行工程師所必需的綜合訓練，在不同程度上提高研究、查閱文件、撰寫論文或設(shè)計說明書、計算書及工程設(shè)計繪圖的能力。 1.3 畢業(yè)設(shè)計任務 根據(jù)印染廢水的特點及相關(guān)資料進行廢水處理工程設(shè)計，具體內(nèi)容有： 1、污水處理工藝設(shè)計； 2、污水處理構(gòu)筑物設(shè)計； 1.4 原始資料 1.4.1進水水量 600m3/d。 1.4.2進水水質(zhì) 該染整有限公司廢水主要來自生產(chǎn)過程中的煮煉、漂白、染

8、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)工序為：坯布-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排放標準 出水水質(zhì): 項 目 pH CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) NH3-N (mg/L) 色度 (倍) 水 質(zhì) 6-9 100 30 70 15

9、 50 1.4.4氣象與水文資料： 風向：主導風向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)域地勢平坦，平均地面標高為80.00m（黃海絕對標高）。廠區(qū)征地面積約90m65m。接納管道管底標高比污水廠地平面低3m。地下水位-8m。 1.5 畢業(yè)設(shè)計成果 1、污水處理廠總平面布置圖，1張； 2、各單項處理構(gòu)筑物工藝施工圖及細部詳圖4張； 3、工程設(shè)計說明及計算一份。 第二章 廢水的處理方案和工藝流程

10、 2.1 廢水性質(zhì) 2.1.1 廢水來源 該廠生產(chǎn)廢水主要來自前處理及染色兩個工序，前處理一般包括退漿、煮煉、絲光、漂白等。棉及棉紡織、機織產(chǎn)品在制成織物時，為使絲線光滑，并提高其強度和耐磨性能，需對線紗進行上漿。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、有機污染物含量隨漿料品種而異，一般都較高。其中化學PVA屬于難生物降解物質(zhì)。煮煉、絲光均在堿性條件下進行，以去除織物纖維上含有的草刺、果膠、蠟脂等，并使織物的紋絡更清晰，其產(chǎn)生的廢水呈堿性、有機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

11、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 （1）印染廢水不是“一種”廢水，而是一個大類，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）屬高濃度有機廢水，其中某些工序?qū)贅O高濃度

12、，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)（指長遠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)過廢水處理基本分解，部分工藝用絡化合物，但量較少，一般經(jīng)處理后能達到排放標準。 （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30—40℃，甚至高達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，還會在生物降解曝氣時產(chǎn)生大量泡沫阻礙充氧。 2.2 方

13、案確定 通常印染廢水的處理方法有：物理法、化學法、生物法以及聯(lián)用方法等。其中物理法中應用最多的是吸附法，它具有費用低、脫色效果較好，但應對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題；化學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，國內(nèi)外對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雜，單純的好氧生物處理難度越來越大，出水難以達標。此外，好氧法的高運行費用及剩余污泥處理或處置問題歷來是廢水處理領(lǐng)域沒有解決好的一個難題。由于上述原因印染廢水的厭氧生物處理技術(shù)開始受到人們的重視。而隨著廢水排放標準要求

14、越來越嚴格，單獨的生物處理難以達到排放要求。結(jié)合實際情況，采用生物處理為主，再輔以化學處理技術(shù)，組成一個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污染物和一定顏色的能力、且基本穩(wěn)定的特點又發(fā)揮了物理化學法去除顏色和剩余有機污染物能力的特點，而且運行成本相對較低。 本設(shè)計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： （1）抗沖擊負荷能力較強，可廣泛應用于有機物濃度高、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，

15、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、曝氣攪動自動脫落。 （5）剩余污泥量小，也不存在污泥膨脹問題，運行管理方便。 （6）附著在填料表面的微生物量大、種類多，并形成了從細菌—原生動物—后生動物的食物鏈，微生物代謝活性強，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，利用厭氧型兼性細菌和厭氧菌，將廢水中高分子化合物

16、斷鏈成低分子鏈，復雜的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚挠袡C物，從而改善后續(xù)的好養(yǎng)生化處理條件。實踐表明，水解酸化處理單元對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)，可進一步脫色和去除水中的COD，以確保處理水水質(zhì)達標排放。 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)類或長鏈大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，同時有效降解廢水中的表面活性劑，較

17、好的控制后續(xù)好氧工藝中產(chǎn)生的泡沫問題。經(jīng)水解酸化器處理后的出水進入接觸氧化池。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于填料表面，部分懸浮生長于水中，兼有活性污泥和生物濾池的特點。廢水經(jīng)水解和接觸氧化處理后采用混凝沉淀工藝進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體積負荷可高5倍，所需處理時間只有前者的1/5。根據(jù)實際經(jīng)驗，接觸氧化法具有BOD容積負荷高，污泥生物量大，相對而言處理效率較高，而且對進水沖擊負荷（水力沖擊負荷及有機濃度沖擊負荷）的適應力強。維護管理方便，工藝操作簡便，基建費用低。 由于微生物是附著在填料上

18、形成生物膜，生物膜的剝落與增長可以自動保持平衡，所以無需回流污泥，運轉(zhuǎn)十分方便。其污泥產(chǎn)量遠低于活性污泥法。 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) 細格柵 鼓風機房 消毒池 污泥回流 泵 濾液 2.3.2 流程說明 廢水通過格柵、篩網(wǎng)去除較大的懸浮物和漂浮物后進入調(diào)節(jié)池,在此進行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均衡，同時加酸中和，然后用泵提升至水解酸

19、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)進行增溶和縮水體積反應,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)混凝沉淀進行深度處理,達標排放。 二沉池的剩余污泥經(jīng)濃縮后脫水，泥餅外運，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)計與計算 3.1 格柵和篩網(wǎng) 格柵和篩網(wǎng)作為廢水的預處理設(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

20、后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。 3.1.1設(shè)計參數(shù) （1）污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應符合下列要求： 人工清除 25～40mm 機械清除 16～25mm 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),一般應采用人工清渣。 （3）格柵傾角一般用45～75。 （4）通過格柵的水頭損失一般采用0.08～0.15m。 （5）過柵流速一般采用0.6～1.0m/s,柵前流速一般為0.4～0.9m/s。 3.1.2設(shè)計計算 （1）水量日變化系數(shù)k

21、 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，過柵流速v=0.9m/s，柵條凈間隙b=0.02m，格柵傾角α=75 n=Qmaxsina1/2/(bhv) n=0.015（sin75）1/2/(0.020.30.9) =2.73 所以n取4個 其中：Qmax——最大設(shè)計流量（m3/s） Qmax=6002.1

22、8/86400=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=0.01m B=s（n-1）+bn=0.01（4-1）+0.024=0.11m， （4）進水渠道漸寬部分的長度L1 設(shè)進水渠道寬B1=0.11m，其漸寬部分展開角度α1=20，則進水渠道內(nèi)的流速 v= Qmax/(h B1 ) v=0.015/0.3/0.11=0.45m/s,介于0.4～0.9m/s,符合規(guī)范要求。 L1=(B- B1)/2tgα1

23、 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度L2 L2= L1/2=0.22/2=0.11m （6）通過格柵的水頭損失h1 設(shè)柵條斷面為圓形， β=1.79 阻力系數(shù) ∮=β(s/b)4/3 h1 = h0k=∮(v2/2g)ksina =1.79（0.01/0.02) 4

24、/3(0.92/19.6)3sin75=0.085m 滿足水頭損失0.08～0.15的要求。 其中k為格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般取3。 （7）柵后槽總高度H 設(shè)柵前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.3+0.085+0.3=0.685m （8）柵槽總長度L 柵前渠道深 H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m L= l1+l2+0.5+1.0+ H1/tgα =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

25、產(chǎn)0.07 即w1=0.07m3/1000 m3 W=Qmaxw186400/(kz 1000) W=0.0150.07246060/(2.181000)=0.042＜0.2m3 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 格柵機的選型 參考《給水排水設(shè)計手冊》第11冊，選擇旋轉(zhuǎn)式固液分離機，其安裝傾角為75進水流速0.9m/s,水頭損失<19.6kPa,柵條凈距15～40mm,取兩座。 3.

26、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)眼應小于2000μm。 （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。水力負荷0.6～2.4m3/(minm2)。 （3) 所需篩網(wǎng)面積A 水力負荷：q=0.8m3/(minm2)，Qmax=1308m3/d=1.09m3/min 面積： F= Qmax/ q =0.91/0.8=1.36m2 設(shè)計取F=1.4m2 3.2 調(diào)節(jié)池 紡織印染廠由于其特有的生產(chǎn)過程，造

27、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)和水量標準設(shè)計的，要求均勻進水，特別對生物處理設(shè)備更為重要。為了保證處理設(shè)備的正常運行，在廢水進入處理設(shè)備之前，必須預先進行調(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=Nzak/a =130810310-54010-31.2

28、41.1/201=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——反應不均勻系數(shù)，1.1～1.2 3.2.2池體積算 1） 參數(shù)：廢水停留時間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V V=Qmaxt =54.58=436m3 3) 調(diào)節(jié)池尺寸 設(shè)計調(diào)節(jié)池平面尺寸為矩形，有效水深為4米，則面積F F=

29、V/h =436/4=109m2 設(shè)池寬B=8m，池長L=F/B=109/8= 13.625m,取L=14m 保護高h1=0.6m，則池總高度H=h+h1=4+0.6=4.6m 3.2.3布氣管設(shè)置 （1）空氣量D D=D0Q =3.5600=2100m3/d=1.75m

30、3/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d d=（4D/v）1/2 =[40.029/(3.146)]1/2=0.078m,取80mm。 校核管內(nèi)氣體流速 v=4D/d2 =40.029/(3.140.082)= 6.07m/s 在范圍5～10m/s內(nèi)。 （3）支管直徑d1

31、 空氣干管連接兩支管，通過每根支管的空氣量q q=D/2=0.029/2=0.015 m3/s 則只管直徑 d1=（4q/v1）1/2 =[40.015/(3.143)]1/2=0.079m,取80mm 校核支管流速 v1=4q/d12 =40.015/(3.140.0802)=2.98m/s 在范圍1～3m/s內(nèi)。 （4） 穿孔管直徑d2

32、 沿支管方向每隔2m設(shè)置兩根對稱的穿孔管，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-21)/2=（14-2）/2=6,穿孔管的個數(shù)n=(6+1)22=28。每根支管上連有14根穿孔管。 通過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 =[40.0013/(3.145)]1/

33、2=0.018m，取20mm 校核流速 v2=4q1/d22 =40.0013/(3.140.022)=4.14m/s 在范圍3～5m/s內(nèi)。 (5） 孔眼計算 孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成45處，并交錯排列，孔眼間距b=80mm，孔徑=3mm，每根穿孔管長L=2m，那么孔眼數(shù) m=L/b+1 =2/0.08+1=26個

34、 孔眼流速 v3=4q1/2m =40.0013/(3.140.003226)=7.07m/s 符合5～10m/s的流速要求。 (6） 鼓風機的選型 ①空氣管DN=72mm時，風管的沿程阻力h1 h1=iLαTαP =11.538.61.001.0=443.9Pa 式中i——單位管長阻力，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊，i=11.5Pa/m L——風管長度，m αT——溫度為20℃時，空氣密度的修正系數(shù)為

35、1.00 αP——大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數(shù)為1.0 風管的局部阻力 h2= ξv2/2g =3.07.5921.205/(29.8)=6.12Pa 式中ξ——局部阻力系數(shù)，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊得3.0 v——風管中平均空氣流速，m/s ρ——空氣密度，kg/m3 ②空氣管DN=20mm時，風管的沿程阻力h1 h1=iLαTαP =60.71041.001

36、.0=6312.8Pa 式中i——單位管長阻力，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊，i= 60.7Pa/m L——風管長度，m T——溫度為20℃時，空氣密度的修正系數(shù)為1.00 P——大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數(shù)為1.0 風管的局部阻力 h2= 24ξv2/2g =243.47.9521.205/(29.8)=317.1Pa 式中ξ——局部阻力系數(shù)，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊得3.4 v——風管中平均空氣流速，m/s ρ——空氣密度，kg/m3 風機所需風壓為44

37、3.9+6.12+6312.8+317.1=7080Pa≈7.08KPa。 綜合以上計算，鼓風機氣量12.15m3/min，風壓7.08KPa SSR型羅茨鼓風機主要用于水處理，氣力輸送，真空包裝，以輸送清潔不含油的空氣。其進口風量1.18～26.5m3/min,出口升壓9.8～58.8kPa,該機顯著特點是體積小，重量輕，流量大，噪聲低，運行平穩(wěn)，風量和壓力特點優(yōu)良。查閱《給水排水設(shè)計手冊》11冊常用設(shè)備P485。 結(jié)合氣量1.75104m3/d，風壓7.08KPa進行風機選型，查《給水排水設(shè)計手冊》11冊，選SSR型羅茨鼓風機，型號為SSR—150 表3-1

38、 SSR型羅茨鼓風機規(guī)格性能 型號 口徑 A 轉(zhuǎn)速 r/min 風量 m3/min 壓力 kPa 軸功率Kw 功率 Kw 生產(chǎn)廠 SSR-150 150 970 15.2 9.8 5.58 7.5 章丘鼓風機廠 3.3 提升泵房 水泵的選擇 ①設(shè)計水量為600 m3/d，設(shè)離心泵2臺，一開一備，則單臺流量為 Q=600/24=29.2m3/h,所需揚程為7m ②型號：50WQ/D242-1.5 主要性能參數(shù)：流量：30 m3/h 揚程：10m 功率：1.5kw 轉(zhuǎn)速：2840r/min 泵重：58kg 排出口徑：50

39、m 3.4 水解酸化池 3.4.1 介紹 水解工藝是將厭氧發(fā)酸階段過程控制在水解與產(chǎn)酸階段。它取代功能專一的初沉池，對各類有機物去除率遠遠高于傳統(tǒng)初沉池。因此，從數(shù)量上降低了后續(xù)構(gòu)筑物的負荷。此外，利用水解和產(chǎn)酸菌的反應，將不溶性有機物水解成溶解性有機物、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，可以用較短的時間和較低的電耗完成凈化過程。 3.4.2 池體積算 （1）池表面積F F=Qmaxq =（1308/24）1.0=54.5m2 其中Qmax——最大設(shè)計流量（m3/h）

40、 q——表面負荷，一般為0.8～1.5m3/(m2.h),取1.0 （2）有效水深h h=qt =1.04=4m 停留時間t一般在4～5h，本設(shè)計采用4h。 （3）有效容積V V=Fh =54.54=218m3，取218m3 設(shè)池寬B=8m， 則池長 L=F/B =54.5/8=6.8m 取8m （4）池體總高H

41、H=h+h2=4+0.3=4.3m 其中h2是超高，取0.3m 3.4.3布水配水系統(tǒng) （1） 配水方式 本設(shè)計采用大阻力配水系統(tǒng)，為了配水均勻一般對稱布置，各支管出水口向下距池底約20cm，位于所服務面積的中心。 查《曝氣生物濾池污水處理新技術(shù)及工程實例》其設(shè)計參數(shù)如下： 表3-2 管式大阻力配水系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)表 干管進口流速 1.0～1.5m/s 開孔比 0.2﹪～0.25﹪ 支管進口流速 1.5～2.5m/s 配水孔徑 9～12mm 支管間距 0.2～0.3m 配水孔間距 7～30mm （2

42、）干管管徑的設(shè)計計算 Qmax=1308m3/d=54.5m3/h=0.015m3/s,干管流速v1=1.2m/s，因為該池設(shè)有兩個進水管，所以每個進水管流速v=2.4m/s 則干管橫截面面積 A=Qmax/ v1 =0.015/1.2=0.013m2 管徑D1 D1=(4A/)1/2 =（40.013/3.14）1/2=0.128m 由《給排水設(shè)計手冊》第一冊選用DN=200mm的鋼管

43、 校核干管流速： A=πD12/4 =3.140.1282/4=0.015m2 v1=Qmax/A =0.015/0.015=1.2 m/s,介于1.0～1.5m/s之間 （3） 布水支管的設(shè)計計算 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=73.3≈73個，則支管數(shù)n=2（73-1）=144根 b．布水支管管徑及長度的確定

44、 每根支管的進口流量q=Qmax/n=0.015/144=0.000126 m3/s,支管流v2=2.0m/s 則 D2=（4q/πv2）1/2 =[40.000126/(3.142.0)]1/2=0.0089m,取D2=10mm 校核支管流速：v2=4q/πD22=40.000126/(3.140.010)=1.61 m/s,在設(shè)計流速1.5～2.5 m/s之間，符合要求。 （4）出水孔的設(shè)計計算 一般孔徑為9～12mm，本設(shè)計選取孔徑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，從管的橫截斷

45、面看兩側(cè)出水孔的夾角為45。又因為水解酸化池的橫截面積為1018=180m2，去開孔率0.2﹪，則孔眼總面積S=1800.2﹪=0.36m2 配水孔眼d=9mm，所以單孔眼的面積為 S1=πd2/4 =3.140.0092/4=6.3610-5m2 所以孔眼數(shù)為0.36/（6.3610-5）=5662個，每個管子上的孔眼數(shù)是5662/144=39個。 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式生物濾池，其反應器內(nèi)設(shè)

46、置填料，經(jīng)過充氧的廢水與長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，按推流方式進行。氧化池分格可使每格微生物與負荷條件（大小、性質(zhì)）相適應，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 （

47、1） 填料的選擇 結(jié)合實際情況，選取孔徑為25mm的的玻璃鋼蜂窩填料，其塊體規(guī)格為800800230mm，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)計與計算》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4～6mm的扁鋼焊接而成，為便于搬動、安裝和拆卸，每塊單元格柵尺寸為500mm～1000mm。 3.5.3 池體的設(shè)計計算 （1）有效容積V V=24Q(La-Lt)/M

48、 =2425（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——容積負荷，取2.2kgCOD/(m3d) （2）氧化池總面積F F=V/H

49、 =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3m3m=9m2 （4）校核接觸時間 t=nfH/Q =493/25=4.3h >2h 合格 （5）氧化池總高度H0 H0=H+h1+h2+（

50、m-1）h3+h4 =3+0.5+0.4+（3-1）0.3+1.5=6.0m 其中h1——保護高，0.5～0.6m h2——填料上水深，0.4～0.5m h3——填料層間隙高，0.2～0.3m h4——配水區(qū)高，不進檢修者為0.5m，進入檢修者為1.5m m——填料層數(shù)，取3 污水在池內(nèi)的實際停留時間t=nf（H0- h1）/Q=49(6.0-0.5)/25=7.92h.

51、 （6)需氧量D D=D0Q =15600=9000m3/d D0——每立方米污水需氧量，15～20 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 =493=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

52、分發(fā)揮降解有機污染物物的作用、維持氧化池的正常運行和提高生化處理效率有很大關(guān)系，并且同氧化池的動力消耗密切相關(guān)。 按供氣方式，有鼓風曝氣、機械曝氣和射流曝氣，目前國內(nèi)用得較多得是鼓風曝氣。這種方法動力消耗低，動力效率較高，供氣量較易控制，但噪聲大。 鼓風充氧設(shè)備采用穿孔管，孔眼直徑為4～6mm，空口速度為5～10m/s，氧的利用率為6～7﹪。選用大阻力系統(tǒng)，布氣比較均勻，安裝方便，一次投資省。 （1）總需氧量D D=D0Q =15600=9.0103m3/d=7.5m3/min=0.125m3/s

53、 式中D0——每立方米污水需氧量，15～20m3/m3 （2）空氣干管直徑d d=（4D/πv）1/2 =[40.125/(3.1412)]1/2=0.115m=115mm,取120mm 校核管內(nèi)氣體流速v=4D/πd2=40.125/(3.140.1202)= 11m/s 在范圍10～15m/s內(nèi)。 （3）支管直徑d1 池體分為4格，每格連一根支管，通過每根支管的空氣量q q=D/4=0.125/4=0.042m3/s , 則只管直徑 d1=（4q/πv1）1/2

54、 =[40.042/(3.146)]1/2=0.094m,取95mm 校核支管流速 v1=4q/d12 =40.042/(3.140.0952)=5.93m/s 在范圍5～10m/s內(nèi)。 （4）穿孔管直徑d2 沿支管方向每隔750mm設(shè)置兩根對稱的穿孔管，每根支管上連接3根穿孔管，通過每根穿孔管的空氣量q q1=q/3 =0.

55、042/3=0.014m3/s 則小支管直徑 d2=（4q1/πv2）1/2 =[40.014/(3.144)]1/2=0.068m，取75mm 孔眼直徑采用Φ=3mm，間距為750mm，每根穿孔管上的孔眼數(shù)為2，孔眼流速 v3=4q1/2πΦ2 =40.014/(23.140.032)=9.9m/s 符合5～10m/s的流速要求。 （5) 風機選型 ①空氣管DN=250mm時，風管的沿程阻力h1

56、 h1=iLαTαP=5.920.41.001.0=120.36Pa 式中i——單位管長阻力，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊，i=5.9Pa/m L——風管長度，m αT——溫度為20℃時，空氣密度的修正系數(shù)為1.00 αP——大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數(shù)為1.0 風管的局部阻力 h2=ξv2ρ/2g =3.326.1721.205/(29.8)=6.44Pa 式中ξ——局部阻力系數(shù)，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊得3.32 v

57、——風管中平均空氣流速，m/s ρ——空氣密度，kg/m3 ②空氣管DN=125mm時，風管的沿程阻力h1 h1=iLTP =3.65341.001.0=124.1Pa 式中i——單位管長阻力，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊，i=3.65Pa/m L——風管長度，m αT——溫度為20℃時，空氣密度的修正系數(shù)為1.00 αP——大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數(shù)為1.0 風管的局部阻力 h2=32ξv2ρ/2g =323.3

58、35.4521.205/(29.8)=161.5Pa 式中ξ——局部阻力系數(shù)，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊得3.33 v——風管中平均空氣流速，m/s ρ——空氣密度，kg/m3 風機所需風壓為120.36+6.44+124.1+161.5=412.4Pa 綜合以上計算，鼓風機氣量12.15m3/min，風壓0.412KPa 選R系列標準型羅茨鼓風機，型號為SSR—150 表3-3 SR型羅茨鼓風機規(guī)格性能 型號 口徑 A 轉(zhuǎn)速 r/min 風量 m3/min 壓力 KPa 軸功率 Kw 功率 Kw 生產(chǎn)廠 RMF-2

59、40 250 980 78.0 9.8 19 22 沙鼓風機廠 3.5.5 進出水系統(tǒng) 由于氧化池的流態(tài)基本上是完全混合型，因此對進出水的要求并不十分嚴格，滿足下列條件即可：進、出水均勻，保持池內(nèi)負荷均勻，方便運行和維護，不過多地占用池的有效容積等。當處理水量為1308m3/d時，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=200mm 3.6 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水區(qū)、沉淀區(qū)、出水

60、區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)等五部分。廢水由中心管上部進入，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)計計算 （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

61、 =0.015 m3/s/0.030=0.50m2 其中Qmax——最大設(shè)計流量，m3/s v0——中心管內(nèi)流速，不大于30mm/s，取30mm/s n——沉淀池個數(shù)，采用1座 （2）中心管直徑d0 d0=（4f/π）1/2 =(40.50/3.14)1/2=0.87m,取為1.0m 校核中心管流速 f =πd02/4

62、 =3.141.002/4=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/v1πd1 =0.018/(0.0153.141.35)=0.28m 其中v1——污水由中心管喇叭口語反射板之間的縫隙流出的速度，設(shè)v1=0.015m/s d1——喇叭

63、口直徑，取1.35m （4）沉淀部分有效斷面積F 表面負荷設(shè)q為1.5m3/(m2h) F= qmax/v =0.015/0.0005=30m2 v——污水在沉淀池中的流速，取v=0.5mm/s （5）沉淀池直徑D D=[4(F+f)/ π]1/2 =[4(30+0.5)/3.14]1/2=6.2m,取D=6m （6

64、）沉淀部分有效水深h2 停留時間t為2h，則 h2=3600vt =0.000523600=3.6m D/ h2=6/3.6<3，滿足要求。 （7）校核集水槽出水堰負荷：集水槽每米出水負荷為 qmax/πD =15/3.146=0.96L/(sm)<2.9L/(sm) 符合要求 （8）沉淀部分所需總?cè)莘e： W= qmax（C1–C2）T206060100/ r（100- P0）

65、 =42.4m3 污泥含水率P0=99.5% 進水懸浮物濃度C1=43.9 出水懸浮物濃度C2=12 兩次清除污泥間隔時間T=2d r —污泥的容量（kg/m3），取1000 kg/m3 Kz—生活污水流量總變化系數(shù) 每個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=πh5(R2-r2)/3

66、 =3.142.8(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h1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=7.28m 3.6.3 進出口形式 沉淀池的進口布置應做到在進水斷面上水流均勻分布，為避免已形成絮體的破碎，本設(shè)計采取穿孔墻布置。 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