工業(yè)廢水課程設計終結版

1、課程設計 第1章 概述1.1 設計題目4000m3/d棉紡染整廢水處理工藝初步設計1.2 設計目的通過本次課程設計，進一步消化工業(yè)廢水處理工程所學內容，并使學習的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學理論知識進行初步工程設計的能力。通過設計了解工程設計的內容、方法、步驟，培養(yǎng)確定工業(yè)廢水處理工程的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖紙、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。1.3 設計任務某印染有限公司主要經營家用紡織品，產生污水的工序有棉紡的軋卷、煮煉、退漿、染色等工序，分別排放含有漿料、燒堿、雙氧水(次氯酸鈉)、滲透劑、淀粉酶、染料、食鹽、保險粉、堿劑等物質的廢水。設計處理水量為4000 m3/d。年有效工

2、作日300天，三班制生產，8小時/班。出水執(zhí)行紡織染整工業(yè)污染物排放標準（GB42871992）級標準，并通過當地環(huán)保部門審批。進水水質和出水水質標準如表所示：項目指標CODCrmg/LBOD5mg/L懸浮物mg/L氨氮mg/L總磷mg/L色度倍pH進水80040040010130012出水1002570151407根據印染廢水的特點及相關資料進行棉紡染整廢水處理工藝初步設計，具體內容有：1、污水處理工藝設計； 2、污水處理構筑物設計； 3、污泥處理構筑物設計。1.4 設計成果1、設計說明書一份；2、計算書一份；3、設計圖紙A2圖2張以上，包括高程圖和平面布置圖1.5 原始資料1、進水水量：4

3、000m3/d。2、進水水質：該染整有限公司廢水主要來自生產過程中的棉紡的扎卷、前整理煮煉廢水、退漿、染色等工段，分別排放含有漿料、燒堿、雙氧水(次氯酸鈉)、滲透劑、淀粉酶、染料、食鹽、保險粉、堿劑等物質的廢水。排水水質狀況為：COD=800mg/L BOD5=400mg/L SS=400mg/L 色度=300pH=123、排放標準：出水水質達到紡織染整工業(yè)廢水排放標準（GB4278-1992）規(guī)定的一級排放標準。紡織染整工業(yè)污染物排放標準（GB42871992）級標準項目指標CODCrmg/LBOD5mg/L懸浮物mg/L氨氮mg/L總磷mg/L色度倍pH出水100257015140691.

4、6設計參考文獻及資料1.環(huán)境工程設計手冊第三編2.水污染控制工程（高等教育出版社 高廷耀編著）3.水處理工程典型設計實例（化學工業(yè)出版社）4.污水處理工藝及工程方案設計（中國建筑工業(yè)出版社）5.紡織染整廢水處理技術及工程實例（化學工業(yè)出版社 陳季華主編）6.紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范國家環(huán)保部編第2章棉紡染整工藝產污分析 該廠生產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、等2.1產污分析及廢水性質 2.1.1退漿退漿一般是用化學藥劑將織物上所攜帶的漿料去除（毛、絲綢無此步驟），使纖維更好的與染親和，同時也可以去除織物纖維中部分天然雜質，一般采用堿法退漿。退漿廢水水量少，

5、但污染嚴重，是染整廢水有機物的重要來源。棉及棉紡織、機織產品在制成織物時，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合，又需將織物上的漿料退掉，產生退漿廢水。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。退漿廢水棉織物上的漿料和纖維本身的部分雜質在漂染前必須去除。退漿廢水一般占廢水總量的15左右，污染物約占總量的一半。退漿廢水是堿性的有機廢水，含有各種漿料分解物、纖維屑、酸和酶等污染物，廢水呈淡黃色。退漿廢水的污染程度和性質視漿料的種類而異：過去多用天然淀粉漿料，淀粉漿料的BOD5CODcr值為0.30.5；目前

6、使用較多的化學漿料(如PVA)的BOD5CODcr值為0.1左右；近年來改性淀粉逐漸有取代化學漿料的趨勢，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5CODcr值為0.50.8。2.1.2煮練煮煉是將織物在濃堿液中蒸煮，以去除退漿后殘留在織物上分子量較大的天然雜質（蠟狀物質、果膠和油脂），并時織物具有較好的吸水性。便于印染過程中染料的吸附與擴散。煮練液主要是燒堿，并投加硅酸鈉或亞硫酸氫鈉等助劑作為表面活性劑。煮練液一般為黑褐色，PH很高，有機污染物濃度高，達到數千mg/L.2.1.3染色純棉或棉混紡織物染色生產工藝： 水燒 水燒 水燒 水助劑 堿 堿 堿 染料坯布燒毛退漿煮煉絲光染色漂洗整理成品 染

7、色是將織物從染液浸泡、穿過，使織物染上所需顏色。染液是將染料和各種助劑按照一定劑量在水中混合而配置成的。純棉織物是在常溫下染色,染色過程中一定量染料上染到織物上，剩余染料則排放到廢水中。使用的助劑是為促使染料更好地上染到織物上，并增強染色的牢度，創(chuàng)造一個好的染色環(huán)境。染色中使用的各類助劑最終幾乎全部殘留在染色殘液及其后的漂洗水中。因此染色排放的廢水含有一定量染色殘液，與印花相比，污染物濃度較高。棉織物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。.2.2 廢水特點 廢水成分復雜、水質水量變化大；有機物濃度高、色度深，堿性高；廢水中除

8、含有殘余染料、助劑外還含有一定量的漿料。第3章 廢水的處理方案和工藝流程確定 根據產污分析和廢水特點，并結合紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范（HJ471-2009）來確定處理方案和工藝流程。3.1紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范（HJ471-2009) 技術規(guī)范（HJ471-2009）第6章廢水處理工藝設計3.1.1 工藝選擇原則(6.1)6.1.1 在工藝設計前，應對廢水的水質、水量及變化規(guī)律進行全面調查，并進行必要的分析試驗。 6.1.2 染整廢水處理應采用生物處理為主、物化處理為輔的綜合處理工藝。 6.1.3 工藝路線的選擇應根據廢水的水質特征、處理后水的去向、排放標準，并進行技術經濟比

9、較后確定。 6.1.4 應考慮當地的自然條件選擇工藝。環(huán)境溫度低的北方地區(qū)，不宜采用生物濾池或生物轉盤等生物膜技術；地下水位高、地質條件差的場所，一般不宜選用構筑物深度較大、施工難度較高的工藝。 3.1.2各類染整廢水的處理工藝(6.2)6.2.1 棉及棉混紡染整廢水可選用以下處理工藝。 （1）混合廢水處理工藝：格柵pH 調整調節(jié)池水解酸化好氧生物處理物化處理。 （2）廢水分質處理工藝：煮練、退漿等高濃度廢水經厭氧或水解酸化后再與其他廢水混合處理；堿減量的廢堿液經堿回收再利用后再與其他廢水混合處理。 6.2.2 毛染整廢水宜采用的處理工藝為：格柵調節(jié)池水解酸化好氧生物處理。 洗毛廢水應先回收羊

10、毛脂再采用厭氧生物處理好氧生物處理， 然后混入染整廢水合并處理或進入城鎮(zhèn)污水處理廠。 6.2.3 絲綢染整廢水宜采用的處理工藝為：格柵調節(jié)池水解酸化好氧生物處理。 絹紡精煉廢水宜采用的處理工藝為：格柵涼水池（可回收熱量）調節(jié)池厭氧生物處理好氧生物處理。 繅絲廢水應先回收絲膠等有價值物質再進行處理，處理工藝：格柵、柵網調節(jié)池好氧生物處理6 HJ 4712009 沉淀或氣浮。 6.2.4 麻染整廢水處理根據生物脫膠廢水、化學脫膠廢水、洗麻廢水的水質水量以及與染整廢水混合后的實際水質，宜采用的處理工藝為：格柵沉沙池pH 調整厭氧生物處理水解酸化好氧生物處理物化處理生物濾池。 若麻脫膠廢水比例較高，則

11、應單獨進行厭氧生物處理或者物化處理后再與染整廢水混合處理。 6.2.5 滌綸為主的化纖染整廢水可選用以下處理工藝： （1）對含堿減量的滌綸染整廢水：格柵pH 調整調節(jié)池物化處理好氧生物處理。其中，堿減量廢水應先收對苯二甲酸再混入染整廢水。 （2）對滌綸染色廢水：格柵pH 調整調節(jié)池好氧生物處理物化處理。 6.2.6 蠟染工藝過程中應減少尿素用量。由于廢水中污染物濃度較高，且含氮量也較高，通常采用水解酸化具有脫氮功能的兼氧、好氧生物處理工藝，具體參數應通過試驗確定。 6.2.7 采用磷酸鹽助劑時，工藝過程中產生的廢水應單獨進行化學除磷，如進行氫氧化鈣（石灰水）沉淀等。 6.2.8 當要求執(zhí)行特別

12、排放限值時，應進行深度處理。 3.2 依據紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范（HJ471-2009)確定污水處理方案通常印染廢水的處理方法有：物理法、化學法、生物法等。其中物理法處理效果較差；化學法所需投加藥劑量大，但投資占地??；生物法是一種較為普遍的處理方法。目前，國內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。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開始受到人們的重視。而隨著廢水排放標準要求越來越嚴格，單獨

13、的生物處理難以達到排放要求。結合實際情況，采用生物處理為主，再輔以化學處理技術，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。本設計采用厭氧水解酸化處理技術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。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：廢水經調節(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，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斷鏈

14、成低分子鏈，復雜的有機物轉變?yōu)楹唵蔚挠袡C物，從而改善后續(xù)的好氧生化處理條件。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，可避免污泥膨脹現象。在生化處理后串聯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分解為小分子物質，同時有效降解廢水中的表面活性劑，較好的控制后續(xù)好氧工

15、藝中產生的泡沫問題。經水解酸化器處理后的出水進入接觸氧化池。接觸氧化池內設有填料，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，前者BOD體積負荷可高5倍，所需處理時間只有后者的1/5。根據實際經驗，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形成生物膜，生物膜的剝

16、落與增長可以自動保持平衡，所以無需回流污泥，運轉十分方便。其污泥產量遠低于活性污泥法。延時曝氣混凝沉淀：可以得到高質量的出水，混凝劑投量小設備簡單污泥量較小，但流程復雜，占地面積大，基建和運行費用較高。綜上所述，并結合紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范（HJ471-2009)中6.2.1確定方案為厭氧水解酸化生物接觸氧化混凝沉淀。3.3 污水處理工藝流程3.3.1 具體工藝流程如下：鼓風機泵房污泥回流格柵水解酸化池混凝沉淀池污泥脫水上層濾液調節(jié)池污泥外運豎流沉淀池污泥濃縮池剩余污泥初沉池接觸氧化池濾液篩網3.3.2 工藝流程說明1. 首先廢水先通過格柵去除較大的懸浮物和漂浮物，然后再通過具有清洗

17、功能的濾網設備，因為廢水中棉毛短絨、纖維、纖維凝絮物較多。2. 紡織印染廠由于其特有的生產過程，造成廢水排放的間斷性和多邊性，是排出的廢水的水質和水量有很大的變化。而廢水處理設備都是按一定的水質和水量標準設計的，要求均勻進水，特別對生物處理設備更為重要。為了保證處理設備的正常運行，在廢水進入處理設備之前，必須預先進行調節(jié)。因此，接著進入調節(jié)池,在此進行水量的調節(jié)和水質的均衡，同時起到預處理作用 。紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范（HJ471-2009)中規(guī)定當廢水 pH 值小于 6 或大于 9 時應采取 pH 調整措施，由于該棉紡染整廢水PH=12，堿性比較強所以需同時加酸中和。3. 然后用泵

18、提升至水解酸化池。水解工藝是將厭氧發(fā)酸階段過程控制在水解與產酸階段。利用水解和產酸菌的反應，將不溶性有機物水解成溶解性有機物、大分子物質分解成小分子物質，提高污水的可生化性，減少污泥產量，使污水更適宜于后續(xù)的好氧處理。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，從數量上降低了后續(xù)構筑物的負荷。4.水解酸化出水經初沉池流入接觸氧化池,在接觸氧化池內經微生物作用去除絕大部分的有機物和色度后入二沉淀池。 5.水解酸化池出水再進入二沉淀。二沉池選用豎流式較合適，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)、出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)等五

19、部分。廢水由中心管上部進入，從管下部溢出，經反射板的阻攔向四周分布，然后在由下而上在池內垂直上升，上升流速不變。澄清水油池周邊集水堰溢出。污泥貯存在池底泥斗內，由排泥管排出。6.二沉池出水再進入混凝沉淀池進行深度處理，通過水中加入混凝劑達到去除各種懸浮物，降低出水的濁度和色度，達標排放。濃縮后的污泥進行脫水，泥餅外運，濃縮池的上清液及脫水的濾液則回流至調節(jié)池，也可對水量和水質起到調節(jié)作用。標準10025704069總去除率88.596.098.689.5 計算書第1章 各構筑物的設計與計算1.1 格柵和濾網1.1.1 格柵的設計參數應符合紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范（HJ471-2009)

20、中格柵格網技術要求6.3.1 格柵、格網6.3.1.1 格柵柵距應按最大小時廢水量設計，粗、細格柵至少各一道。 6.3.1.2 處理廢水量較大時，宜采用具有自動清洗功能的機械格柵。 6.3.1.3 機械格柵應有便于維修時起吊的設施、出渣平臺和欄桿。 6.3.1.4 棉毛短絨、纖維、纖維凝絮物較多時，應采用具有清洗功能的濾網設備。 6.3.1.5 廢水中纖維物很多時，應在車間排水口就地去除。 6.3.1.6 處理含細粉和短纖維的牛仔服染整、水洗廢水時，應先通過沉沙池和濾網設備進行沉沙和過濾處理。并結合給排水設計手冊.第09冊.專用機械確定格柵的參數和類型 一.格柵柵條間隙應符合下列要求：人工清除

21、 2540mm，機械清除 1625mm，最大間隙 40mm(二.在大型污水處理廠或泵站前當每日格柵渣量大于0.2m3一般應采用機械清渣設備。三.格柵傾角一般用45°-75°之間的四.通過格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。五.過柵流速一般采用0.61.0m/s,柵前流速一般為0.40.9m/s。1.1.2 各部分具體計算一.柵條間隙數n和柵槽寬度B設柵前水深h=0.4m，過柵流速v=1.0m/s，柵條間隙寬度e=20mm，格柵傾角=50° Qmax=4000×=0.08 m3/sn=Qmaxsina½/ehv=8.8個 ，取整為9柵槽寬度

22、B柵條斷面為銳邊矩形斷面，柵條寬度s=0.01mB=s·（n-1）+e·n=0.01×（9-1）+0.02×9=0.26m二.進水渠道漸寬部分的長度L1設進水渠道寬B1=0.11m，其漸寬部分展開角度1=20°，則進水渠道內的流速v= Qmax/hb=0.08/0.4x0.3=0.67m/s,介于0.40.9m/s,符合規(guī)范要求。L1=(B- B1)/2tg1=（0.26-0.11）/2tg20°=0.21m三.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2L2= L1/2=0.21/2=0.11m四.通過格柵的水頭損失h1設柵條斷面為圓形

23、=1.79 計算水頭損失h0=·(v2/2g)·sin 阻力系數=·(s/e)4/3 過柵水頭損失：h1= h0·k=·(v2/2g)·sin·k=·(s/e)4/3·(v2/2g)·sin·k （其中k為格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般取3) 代入數據得：過柵水頭損失h1=1.79x（0.01/0.02) 4/3x(12/19.6)x3xsin50°=0.083m 滿足水頭損失0.080.15的要求五.柵后槽總高度H設柵前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.

24、4+0.083+0.3=0.783m0.8m六.柵槽總長度L柵前渠道深H1=h+h2=0.4+0.3=0.7mL= l1+l2+0.5+1.0+ H1/tg=0.21+0.11+0.5+1.0+0.7/tg50° =2.41m七.每日柵渣量W在格柵間隙20mm的情況下，設柵渣量為每1000m3污水產0.07m3即w0=0.07m3/1000 m3W=Qmax·w0×86400/kz =0.08××0.07×86400/(1.7×1000)=0.28m3/d>0.2m3/d所以用機械清渣。1.1.3 格柵示意圖 如圖1-

25、1 格柵1.1.4格柵機的選型 參考給水排水設計手冊第11冊，選擇LXG鏈條旋轉背耙式格柵除污機，其安裝傾角為50°進水流速1.2m/s,水頭損失<19.6kPa,柵條凈距1540mm。1.2 調節(jié)池 紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范（ HJ 4712009 ）6.3.2 調節(jié)池 6.3.2.1 調節(jié)池的有效容積宜按平均小時流量的 612 h 水量設計。 6.3.2.2 調節(jié)池宜設計為敞開式，若為封閉式應有通排風設施。 6.3.2.3 調節(jié)池內應設置水力混合或動力攪拌裝置。 6.3.2.4 當調節(jié)池采用空氣攪拌時，每 100 m3有效池容的氣量宜按 1.01.5 m3/min

26、設計；當采用射流攪拌時，功率應不小于 10 W/m3；當采用液下（潛水）攪拌器時，設計流速宜采用 0.150.35 m/s。 6.3.2.5 調節(jié)池應設排空集水坑，池底應有坡向集水坑的坡度。 由于廢水排放的間斷性和多邊性，使排出的廢水的水質和水量有很大的變化。廢水處理設備是按一定的水質和水量標準設計的，要求均勻進水，特別對生物處理設備更為重要。為了保證處理設備的正常運行，在廢水進入處理設備之前，必須預先進行調節(jié)。為了調節(jié)水質，在調節(jié)池底部設置攪拌裝置，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。1.2.1 加酸中和廢水呈堿性主要是由生產過程中投加的NaOH引起的，原水PH為1

27、2，即OH-=0.01mol/l,所以含堿量Nz=4000×103×0.01×0.04=4.0×104×0.04 =1600kg/d加酸量G為:G=Nz·a·k/24 其中G酸總耗量，kg/h Nz廢水含堿量，kg/d a酸性藥劑比耗量，取1.24 k反應不均勻系數，1.11.2 代入數據計算得：G=1600×1.24×1.1/24=2182.4/24=90.9kg/h1.2.2池體積算1. 參數：調節(jié)池的有效容積宜按平均小時流量的 612 h 水量設計,選取停留時間t=10h，采用穿孔空氣攪拌，氣水比3

28、.5：1 2. 調節(jié)池有效體積V V=(Q/24)×t=(4000/24)×10=1666.7m3 其中Q為廢水流量，m3/d3. 調節(jié)池尺寸 設計調節(jié)池平面尺寸為矩形，有效水深h為5m，則面積S S=V/h=1666.7/5=333.3m2 設池寬B=15m，池長L=S/B=333.3/15= 22.2m,取L=22m 保護高h1=0.6m，則池總高度H=h+h1=5+0.6=5.6m1.2.3布氣管設置1. 空氣量Q1 Q1=D0Q=3.5×4000=1.4×104m3/d=0.16m3/s 式中D0每立方米污水需氧量，3.5m3/m3 2. 空氣干

29、管直徑d d=（4Q1/v）1/2=4×0.16/(3.14×12)1/2=0.130m=130mm 校核管內氣體流速v=4Q1/d2=4×0.16/(3.14×0.132)= 12.1m/s 所以在范圍1015m/s內3.支管直徑d1 空氣干管連接兩支管，通過每根支管的空氣量q q=Q1/2=0.16/2=0.08 m3/s 則支管直徑d1=（4q/v1）1/2=4×0.08/(3.14×6)1/2=0.130m,取130mm，校核支管流速v1=4q/d12=4×0.08/(3.14×0.1302)=6.0m/s

30、 所以在范圍510m/s內4. 穿孔管直徑d2 沿支管方向每隔2m設置兩根對稱的穿孔管，靠近穿孔管的兩側池壁各留1m，則穿孔管的間距數為(L-2×1)/2=（22-2）/2=10,穿孔管的個數n=(10+1)×2×2=44。每根支管上連有22根穿孔管。通過每根穿孔管的空氣量q1，q1=q/22=0.08/22=0.0036m3/s 則穿孔管直徑d2=（4q1/v2）1/2=4×0.0036/(3.14×8)1/2=0.02m，取值25mm，校核流速v2=4q1/d22=4×0.0036/(3.14×0.0252)=7.3m/

31、s 所以在范圍510m/s內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?？籽坶g距50-100mm取孔眼間距b=50mm,孔徑3-5mm,q取孔徑=3mm，每根穿孔管長l=3m。 那么孔眼數：m= l/b+1=3/0.05+1=61個?？籽哿魉賤3=4q1/2m=4×0.0036/(3.14×0.0032×61)=8.35m/s, 符合510m/s的流速要求6. 鼓風機的選型空氣管DN=130mm時，風管的沿程阻力h1h1=iLTP=11.5×39.0×1.00×1.0=448.5Pa式中i單位管長阻

32、力，查給水排水設計手冊第一冊，i=11.5Pa/m L風管長度，m T溫度為20時，空氣密度的修正系數為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數為1.0風管的局部阻力h2=v2/2g=3.0×7.482×1.205/(2×9.8)=10.3Pa 式中局部阻力系數，查給水排水設計手冊第一冊得3.0 v風管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3空氣管DN=25mm時，風管的沿程阻力h1h1=iLTP=60.7×106×1.00×1.0=6434.2Pa式中i單位管長阻力，查給水排水設計手冊第一冊，i=60.7Pa/m L風

33、管長度，m T溫度為20時，空氣密度的修正系數為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數為1.0風管的局部阻力h2=24×v2/2g=24×3.4×7.902×1.205/(2×9.8)=313.1Pa式中局部阻力系數，查給水排水設計手冊第一冊得3.4 v風管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3風機所需風壓為448.5+6.10.3+6434.2+313.1=7206.1Pa7.21KPa。綜合以上計算，鼓風機氣量9.6m3/min，風壓7.21KPa 查得：SSR型羅茨鼓風機主要用于水處理，氣力輸送等行業(yè)。其進口風量 1.1

34、826.5m3/min,出口升壓9.858.8kPa,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。查給水排水設計手冊第11冊并結合氣量1.38×104m3/d，風壓7.21KPa進行風機選型，選SSR型羅茨鼓風機，型號為SSR150表2-1 SSR型羅茨鼓風機規(guī)格性能型號口徑A轉速r/min風量m3/min壓力kPa軸功率Kw功率KwSSR659.84.167.51.3 水解酸化池1.3.1 介紹水解工藝是將厭氧發(fā)酸階段過程控制在水解與產酸階段。從數量上降低了后續(xù)構筑物的負荷。此外，利用水解和產酸菌的反應，將不溶性有機物水解成

35、溶解性有機物、大分子物質分解成小分子物質，提高污水的可生化性，減少污泥產量，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。1.3.2 池體積算1） 池表面積S=Qmaxq其中Qmax最大設計流量（m3/h） q表面負荷，一般為0.81.5m3/(m2.h),取1.2代入數據得:S=Qmaxq=（4000/24）×1.2=200.0m22） 有效水深h=qt（紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范規(guī)定水解酸化池有效水深一般不小于 4 m） 停留時間t一般在45h，本設計采用5h 代入數據得: h=qt=1.2×5=6m3）有效容積V V=Fh=200

36、15;6=1200m3設池寬B=12m 則池長L=S/B=16.7m 取17m1.3.3布水配水系統(tǒng)1） 配水方式 本設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及工程實例其設計參數如下：干管進口流速1.01.5m/s開孔比0.20.25支管進口流速1.52.5m/s配水孔徑912mm支管間距 0.20.3m配水孔間距730mm 2） 干管管徑的設計計算 Qmax=4000m3/d=0.05m3/s，選取干管流速v1=1.0/s；設該池有兩個進水管，則每個進水管流速v=2.0m/s；所以干管橫截面面積A

37、=Qmax/ v1=0.05/2.0=0.025m2 管徑D1=(4A/)1/2=（4×0.025/3.14）1/2=0.178m 由給排水設計手冊第1冊選用DN=200mm的鋼管 校核干管流速：A=2/4=3.14×O.22/4=0.034m2 v1=Qmax/A=0.05/0.034=1.47 m/s,介于1.01.5m/s之間3） 布水支管的設計計算確定布水支管個數 取布水支管的中心間距為0.25m，支管的間距數n=L/0.25=17/0.25=68個，則支管數n=2×（68-1）=134根確定布水支管管和長度 每根支管的進口流量q=Qmax/n=0.05/

38、134=0.000373 m3/s,支管流速v2=1.8m/s則D2=（4q/v2）1/2=4×0.000373/(3.14×1.8)1/2=0.0162m, 取D2=17mm；校核支管流速：v2=4q/D22=4×0.000373/(3.14×0.0172)=1.6 m/s所以在設計流速1.52.5 m/s之間，因此符合要求。4) 出水孔的設計計算孔徑一般為912mm，本設計選取孔徑為9mm的出水孔；出水孔沿配水支管中心線兩側向下交叉布置，從管的橫截斷面看兩側出水孔的夾角為45°。因為水解酸化池的橫截面積s=12×17=204m2，

39、且開孔率為0.2所以孔眼總面積S=204×0.2=0.408m2 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，所以孔眼數為n=S/S1=0.408/(6.36×10-5) = 6415個,每個管子上的孔眼數是6415/134=47.9,取值48。1.4 生物接觸氧化池參照生物接觸氧化法污水處理技術規(guī)范HJ2009-2011進行設計和計算1.4.1 介紹（1） 生物接觸氧化處理技術也稱淹沒式生物濾池，其實質之一是在池內填充填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物

40、膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。 其基本結構如圖： 圖4-1 生物接觸氧化池示意圖（2） 基本工藝生物接觸氧化處理技術通常分為一段（級）處理工藝流程、二段（級）處理工藝流程法和多（級)段處理工藝流程。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部分格，按推流方式進行。出水進水圖3-2 推流式接觸氧化池 氧化池分格可使每格微生物與負荷條件（大小、性質）相適應，有利于微生物專性培養(yǎng)馴化，提高處理效率。1.4.2 填料的選擇與安裝（1） 填料的選擇 結合實際情況，選擇孔徑為25mm的的玻璃鋼蜂窩填料，其塊體規(guī)格為800&

41、#215;800×230mm，空隙率為98.7，比表面積為158m2/m3,壁厚0.2mm。（參考污水處理構筑物設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、安裝和拆卸，每塊單元格柵尺寸為500mm1000mm。1.4.3 池體的設計計算1）有效容積V V=Q(La-Lt)/M 其中 Q平均日廢水量m3/d La進水BOD5的濃度 mg/l Lt出水BOD5的濃度 mg/l M容積負荷，BOD5500時可用1.03.0kg/(m3·d),取3.0kg/(m3&

42、#183;d) 代入數據得：V=Q(La-Lt)/M=4000×（400-25）×10-3/3.0=500m32）氧化池總面積F F=V/H H填料總高度，一般取3m 代入數據得：F=V/H=500/3=166.7m2 3）氧化池格數n n=F/f f每格氧化池面積，25m2采用25m2 氧化池平面尺寸采用4m×4m=16m2 代入數據得：n=F/f=166.7/16=10.4 取為10格4）校核接觸時間t t=nfH/Q=160×3/166.7=2.8h,正好符合1.03.0h的要求5) 氧化池總高度H0 H0=H+h1+h2+（m-1）h3+h4=3

43、+0.5+0.4+（3-1）×0.3+1.5=6.0m 其中h1保護高，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，不進檢修者為0.5m，進入檢修者為1.5m m填料層數，取3 污水在池內的實際停留時間t=nf（H0- h1）/Q=160×(6.0-0.5)/=167=2.7h，符合要求。 6） 需氧量D=D0Q D0每立方米污水需氧量，1520 m3/ m3 代入數據得：D=D0Q=15×4000=60000m3/d=41.7m3/min 每格氧化池所需空氣量D1= D/10=41.7/10=4.2 m3/mi

44、n7)填料總體積V 選用直徑為25mm的蜂窩型玻璃鋼填料，V=nfH=10×16×3=480m33.4.4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系，并且同氧化池的動力消耗密切相關。 按供氣方式，有鼓風曝氣、機械曝氣和射流曝氣，目前國內用得較多的是鼓風曝氣。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。鼓風充氧設備采用穿孔管，孔眼直徑為35mm，間距50-100mm,空口速度為510m/s，氧的利用率為67。選用大阻力系統(tǒng)，布氣比較均勻，安裝方便，一次投資省。1）

45、總需氧量D D=D0Q 式中D0每立方米污水需氧量，1520m3/m3 D=D0Q=15×4000=6.0×104m3/d=41.7m3/min=0.69m3/s 2）空氣干管直徑d d=（4D/v）1/2=4×0.69/(3.14×12)1/2=0.271m取300mm。 校核管內氣體流速v=4D/d2=4×0.69/(3.14×0.32) 10.0m/s 在范圍1015m/s內。3）支管直徑d1 池體分為10格，每格連一根支管，通過每根支管的空氣量q q=D/8=0.69/10=0.069m3/s 則支管直徑d1=（4q/v1）1

46、/2=4×0.069/(3.14×6)1/2=0.121m,取125mm，校核支管流速v1=4q/d12=4×0.069/(3.14×0.1252)=5.6m/s 在范圍510m/s內4）穿孔管直徑d2 沿支管方向每隔750mm設置兩根對稱的穿孔管，每根支管上連接8根穿孔管，通過每根穿孔管的空氣量q1 q1=q/8=0.069/8=0.0086m3/s 則小支管直徑d2=（4q1/v2）1/2=4×0.0086/(3.14×4)1/2=0.052m，取75mm。 孔眼直徑采用=3mm，間距為750mm，每根穿孔管上的孔眼數為2，孔眼流

47、速v3=4q1/22=4×0.0086/(2×3.14×0.032)=6.1m/s,符合510m/s的流速要求。（5) 風機選型空氣管DN=300mm時，風管的沿程阻力h1h1=iLTP=5.9×20.4×1.00×1.0=120.36Pa式中i單位管長阻力，查給水排水設計手冊第一冊，i=5.9Pa/m L風管長度，m T溫度為20時，空氣密度的修正系數為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數為1.0風管的局部阻力h2=v2/2g=3.32×102×1.205/(2×9.8)=20.41Pa式

48、中局部阻力系數，查給水排水設計手冊第一冊得3.32 v風管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3空氣管DN=125mm時，風管的沿程阻力h1h1=iLTP=3.65×34×1.00×1.0=124.1Pa式中i單位管長阻力，查給水排水設計手冊第一冊，i=3.65Pa/m L風管長度，m T溫度為20時，空氣密度的修正系數為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數為1.0風管的局部阻力h2=32×v2/2g=32×3.33×5.62×1.205/(2×9.8)=205.4Pa式中局部阻力系數，查給水排

49、水設計手冊第一冊得3.33 v風管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3風機所需風壓為120.36+20.41+124.1+205.4=470.27Pa 綜合以上計算，風壓0.470KPa 選L系列標準型羅茨鼓風機，型號為3L300-1，一備一用表4-2 3L300-1型羅茨鼓風機規(guī)格性能型號口徑A轉速r/min風量m3/min壓力KPa軸功率Kw功率Kw3L300-1300110041.399.812.25221.4.5 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，保持池內負荷均勻，方便運行和維護，不過多地占用池的有效

50、容積等。采用廊道布水，廊道設在氧化池一側，寬度取0.4m，出水裝置采用周邊堰流的方式。1.5 豎流式二沉池1.5.1 構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，經反射板的阻攔向四周分布，然后在由下而上在池內垂直上升，上升流速不變。澄清水油池周邊集水堰溢出。污泥貯存在池底泥斗內，由排泥管排出。示意圖如下： 1進水管 4污泥管 5擋板 6集水槽 7出水管圖5-1 豎流式二沉池俯視圖 圖3-4 二沉池剖面草圖圖5-2 二沉池剖面草圖1.5.2 設計計算1） 中

51、心管面積f f=qmax/v0 qmax=Qmax/n其中Qmax最大設計流量，m3/s v0中心管內流速，不大于30mm/s,取30mm/s n沉淀池個數，采用4座 qmax 為每座沉淀池承受的最大水量 qmax=Qmax/n=4000/24/3600/4=0.0116m3/s f=qmax/v0=0.0116/0.03=0.38m22）中心管直徑d0d0=（4f/）1/2=(4×0.38/3.14)1/2=0.69m,取為0.7m校核中心管流速 f=d02/4=3.14×0.72/4=0.38m2 v0= qmax/f=0.0116/0.380.03m/s=30mm/s

52、因此滿足要求3）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3 h3=qmax/v1d1 其中 h3 在0.250.5m之間 v1污水由中心管喇叭口語反射板之間的縫隙流出的速度，不應大于40mm/s,取v1=0.015m/s d1/喇叭口直徑，d1=1.35× d0 =1.35×0.7 = 0.95m 代入數據得：h3=qmax/v1d1=0.0116/(0.015×3.14×0.95)=0.26m 所以符合要求4）沉淀部分有效斷面積F 表面負荷設q為1.5m3/(m2h)F= qmax/kzv=0.0116/（1.82×0.0004）=15m2v污水

53、在沉淀池中的流速，v=q×1000/3600=0.4mm/s5)沉淀池直徑D D=4(F+f)/1/2=4×(15+0.38)/3.141/2=4.4m,取D=5m 6）沉淀部分有效水深h2停留時間t為2h，則 h2=vt=0.0004×3600×2=2.88m，采用3m 為保證水流自下而上做垂直流動， D/h不大于3； 因 D/h=5/3=1.73，所以滿足要求。7）校核集水槽出水堰負荷：集水槽每米出水負荷為 qmax/D=11.6/3.14×5=0.73L/(s·m)<2.9L/(s·m) 符合要求8） 沉淀部分所

54、需總容積：污泥含水率P0=99.5% 進水懸浮物濃度C1=400 mg/l ,C2=70mg/l T=2V= qmax（C1C2）T×86400×100/ KZ·r（100- P0） =40.4m3 每個池子所需污泥容積為 40.4/4=10.1m39）圓截錐部分容積V 貯泥斗傾角范圍為55-60°取值60°，則h5=（R-r）×tan60=(2.5-0.2)=4.0m V1=h5(R2+Rr+r2)/3 其中 R圓截錐上部半徑 r圓截錐下部半徑 h5圓截錐部分的高度代入數據得： V1=h5(R2+Rr+r2)/3=3.14×4.0×(2.52+2.5×0.2+0.22)/3=