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摘要硅鋼堿廢水主要含有油和鐵屑等懸浮物，水呈堿性，常用中和、氣浮法結合生物處理的工藝達到除油降COD的目的。馬鋼采用了二級反應、二級氣浮及生物接觸氧化法的工藝，此工藝出水水質好，達到國家一級排放標準。而漣鋼的工藝采用了二級中和槽、高效澄清池和過濾器，對于含油量大的污水，除油效果并不理想。本設計中的污水水量200m3/h,含油量3000mg/L，COD=1000mg/L，SS=400mg/L，pH=9-13，出水水質要求達到國家一級排放標準。參考馬鋼的工藝，考慮設計水量較小，采用SBR生物處理，其工藝流程簡單，運轉靈活，基建費用低；處理效果好，出水水質穩(wěn)定；具有較好的除磷脫氮效果；污泥沉降性能良好；本工藝固定投資包括土建費、設備器材費、安裝費、管理費、工程預備費等其他費用，工程總投資達196.6萬元；污水處理成本包括動力費、勞力費、藥劑費、檢修維修費、折舊費等其他費用，綜合成本為0.94元/m3。關鍵詞：堿性廢水SBR反應池冷卻塔經(jīng)濟性分析AbstractAlkalinesilicon-wastewatercontainingoilandironfilingsandothermajorsuspensions.Waterwasalkaline.NeutralizationandflotationcombinedwithbiologicaltreatmentprocessoftentousedtoachievethepurposeofdegreasingandCODreduction.MaanshanIronandSteelCompanyusestwolevelreactor,twolevelflotationandbiologicalcontactoxidationprocess.Thisprocesseffluentqualitybettermeetingthenationalemissionstandards.TheprocessLIANGANGusestwolevelneutralizationtank,highefficiencyclarifiersandfilters.Forthehighcontentofoil-water,degreasingisnotideal.Thedesignrateofthesewagewateris200m3/h,oilcontentof3000mg/L,COD=1000mg/L,SS=400mg/L,pH=9-13,effluentdischargestandardsrequiredtoachievethenationallevel.Thefixedinvestmentprocesscostsincludecivilengineeringcosts,equipmentandmaterialcosts,installationfees,managementfees,reservefundandotherprojectcosts.Projecttotalinvestmentof1.966millionyuan;Sewagetreatmentcostsincludepowercosts,laborcosts,pharmacycosts,repairmaintenance,depreciationfeesandothercosts.Overallcostis0.94yuan/m3.

Keywords:alkalinewater;Reactorcoolingtower;SBRreactor;EconomicAnalysis

目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1前言 11.2硅鋼堿廢液中主要污染物 11.2.1懸浮物 11.2.2油類 21.3硅鋼堿廢液處理方法現(xiàn)狀 21.3.1物理法 21.3.2物理化學法 31.3.3化學法 41.3.4生物法 51.4SBR污水生物處理技術 51.4.1SBR的工藝流程 51.4.2SBR工藝的優(yōu)越性 61.5本課題研究的目的與意義 7第2章堿廢液處理工藝的分析與選擇 82.1馬鋼硅鋼堿廢液處理工藝 82.1.1工藝流程 82.1.2堿廢水處理系統(tǒng)操作運行方式 82.2漣鋼冷軋廠堿液處理工藝 92.3工藝選擇 102.3.1工藝流程 102.3.2輔助系統(tǒng) 11第3章工藝計算 123.1概要 123.1.1設計任務與目的 123.1.2設計原始資料 123.1.3藥劑和加藥設備 123.1.4污水提升泵 133.1.5污泥提升泵房 133.2設計計算 143.2.1調節(jié)池 143.2.2反應池 143.2.3折板絮凝池 143.2.4一級氣浮池 183.2.5二級氣浮池 203.2.6中間水池 213.2.7冷卻塔 213.2.8SBR反應器 243.2.9排放水池 313.2.10鼓風機房 313.2.11污泥處理系統(tǒng) 33第4章總體布置 414.1平面布置 414.1.1平面布置時的注意事項 414.1.2主要構筑物一覽表 424.1.3布置結果 434.2高程布置 444.2.1高程布置時的注意事項 444.2.2高程計算 444.2.3布置結果 47第5章經(jīng)濟性分析 485.1固定投資預算 485.1.1第一部分費用 485.1.2第二部分費用 505.1.3第三部分費用 515.1.4工程總投資合計 515.2污水處理成本 515.2.1動力費 515.2.2工資福利費 525.2.3檢修維修費 525.2.4藥劑費用 525.2.5折舊費 525.2.6行政管理費和其他費用 525.2.7綜合成本 53致謝 54參考文獻 55附錄 56第1章緒論1.1前言硅鋼生產(chǎn)過程中的清洗脫脂工藝段采用的清洗方式為堿噴洗、堿刷洗、高壓水噴洗、水刷洗、水噴洗、熱風干燥等。硅鋼表面清洗是硅鋼生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),其表面清洗質量直接影響硅鋼的質量，清洗一方面是要清洗掉鋼板表面的灰塵及鐵銹,更重要的是要清洗掉鋼板表面的油污,以利于硅鋼的表面處理。堿洗水中的潤滑油脂與金屬粉塵、氧化鐵皮顆粒等懸浮物粘合在一起，形成鐵油混合物。由于冷卻水水量大，使用后溫升較高，出水水質變化大，鐵油混合物在濃度高時形成了具有較大粘性的“油泥”，而在濃度低時形成低濃度含油廢水，具有很大的危害。廢水及污泥需進行一定的處理后才能達到排放標準。1.2硅鋼堿廢液中主要污染物硅鋼堿液的主要污染物是水中的懸浮物和油份，以及因此而產(chǎn)生的具有很高粘性的“油泥”。1.2.1懸浮物廢液中大量懸浮物的主要成分為粗、細氧化鐵皮、泥砂等雜質，水中懸浮物粒徑分布情況可參考表1-1。表1-1國內部分冶金企業(yè)堿洗液中氧化鐵皮粒度組成表粒徑/mm含量/%粒徑/mm含量/%<0.00753.870.085一0.0953.510.0075一0.0157.500.095一0.112.830.015一0.0221.820.11一0.121.360.022一0.03116.650.12一0.154.970.031一0.0419.540.15一0.185.450.041一0.0751.950.18一0.251.850.075一0.0850.97>0.25油類鋼鐵企業(yè)含油廢水中所含的油份主要為潤滑油脂以及液壓油，一般油份在水中成浮油、分散油、乳化油、溶解油和油/固體物五種不均勻狀態(tài)分布。根據(jù)來源和油類在水中的存在形式不同,含油廢水分為四類:（1）浮油。以連續(xù)相漂浮于水面，形成油膜或油層。油在水中以W/O型存在，這種油的油滴粒徑較大，油粒粒徑>100um;（2）分散油。以含潤滑油為主體的廢水，以微小油滴懸浮于水中，油在水中以O/W型存在，不穩(wěn)定，經(jīng)靜置一定時間后往往變成浮油，其油滴粒徑為10-100um;（3）乳化油。以乳化油為主體的廢水，油在水中以O/W型存在，水中往往含有表面活性劑使油成為穩(wěn)定的乳化液，油滴粒徑極微小，一般小于10um，大部分為0.1-20um;（4）溶解油。是一種以化學方式溶解的微粒分散油，油粒直徑比乳化油還要細，有時可小到幾納米。1.3硅鋼堿廢液處理方法現(xiàn)狀1.3.1物理法應用物理作用沒有改變廢水成分的處理方法稱為物理處理法。操作單元（OperatingUnits）：調節(jié)（Adjust）、離心分離（CentrifugalSeparation）、除油（OilElimination）、過濾（Filtration）等。廢水經(jīng)過物理處理過程后并沒有改變污染物的化學本性，而僅使污染物和水分離。物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理處理法包括重力分離、離心分離、粗粒化、過濾等方法。（1）重力分離法重力分離法是典型的初級處理方法，是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在靜止或流動狀態(tài)下實現(xiàn)油珠、懸浮物與水分離，分散在水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層，油珠上浮速度取決于油珠顆粒的大小，油與水的密度差，流動狀態(tài)及流體的粘度。重力分離法的特點是:能接受任何濃度的含油廢水，同時除去大量的污油和懸浮固體等雜質，但處理出水往往達不到排放標準。在穩(wěn)定的流速和油含量的特定條件下，可作為二級處理的預處理。常用的設備是隔油池，包括平流隔油池(API)、斜板隔油池(PPI)、波紋斜板隔油池或稱高效除油器(CPI)[1]。(2)離心分離法借施加離心力來加速油水分離的有效技術很多。在離心分離機里，靠設備轉動產(chǎn)生的離心力使液體沿環(huán)狀路徑運動。在水力旋流器里，液體是靠對著水力旋流器的環(huán)狀結構的切向噴射被迫進入環(huán)流運動。離心分離是利用油水間的密度差進行分離，常常用來分離分散油。離心分離的優(yōu)點是設備體積小、重量輕、除油效率高;缺點是高流速產(chǎn)生的紊流將部分分散油剪碎，使之成為更細的分散物，加上停留時間短，因此對分離水中乳化油不是很有效的。其次運轉費用很高。它適用于污水量小、占地受到嚴格限制的海上采油平臺和油船等場合[2]。(3)粗?；^粗?；侵负蛷U水通過一個裝有粗?；牧系脑O備時，油珠粒徑由小變大的過程。粗?；椒夹g關鍵是粗?；牧?。從材料的形狀來看，可分為纖維狀和顆粒狀;從材料性質看，可分為親油疏水性和親水性。粗?；椒ǔ偷男Ч?，與表面活性劑的存在和多少有關，有微量表面活性劑的存在，能抑制粗?；男Ч?，因而該法對含有表面活性劑的乳狀含油廢水的除油會失效。粗粒化法無需外加化學試劑，無二次污染，設備占地面積小，且基建費用較低，但出水含油量較高，如處理油含量大于100mg/L的廢水時，出水含油量一般高于10m/L，常需再進行深度處理[3]。(4)過濾技術一般用做二級處理或深度處理，以除油和懸浮物。常見的顆粒介質過濾技術有多層濾料過濾技術、雙向過濾技術、移動床過濾技術等。該技術出水水質好、設備投資小，操作方便，但反沖洗操作要求較高。纖維過濾技術以纖維材料為濾料，有纖維球過濾器和纖維束過濾器，后者可在30m/h濾速和30NTL原水濁度下，使水中的懸浮物、液體大分子、有機物、細菌、病毒等降到最低限度[4]。膜分離技術中的交叉流膜介質過濾器處理含油水時，含油水沿膜平行流動，流動力阻止其中的固體顆粒堵塞膜，反沖洗水量幾乎為零。它比旋流器和浮選器的除油效率高，但比氣浮技術的設備和運行費用高。0.2um-0.8um陶質膜、0.03um聚礬膜、0.2um聚醚礬膜和無孔纖維素結晶膜是美國介紹的4種有發(fā)展前景的膜材料[5]。1.3.2物理化學法廢水中的污染物在處理過程中是通過相轉移的變化而達到去除的目的的處理方法稱為物理化學處理。操作單元（OperatingUnits）：混凝（Coagulation）、氣?。‵loatation）、吸附(Adsorption)、離子交換(IonExchange)、電滲析(Electro-dialysis)、擴散滲析(DiffusionDialysis)、反滲透(ReverseOsmosis)、超濾(UltraFiltrate)等。污染物在物化過程中可以不參與化學變化或化學反應，直接從一相轉移到另一相，也可以經(jīng)過化學反應后再轉移通常包括氣浮和吸附法兩種。(l)氣浮法氣浮法是使大量微細氣泡吸附在欲去除的顆粒(油珠)上，利用浮力將污染物帶出水面，從而達到分離目的的方法。是因為空氣微泡由非極性分子組成，能與疏水性的油結合在一起，帶著油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分離效率很高。目前使用的氣浮法包括加壓氣浮法、變壓氣浮法、葉輪氣浮法和擴散板氣浮法等。加壓氣浮工藝是用加壓泵將加有混凝劑的含油廢水打人加壓溶氣罐中，同時與注人溶氣罐的壓縮空氣混合后上浮。其缺點是能耗高、絮凝劑用量大且占地面積大。變壓氣浮裝置是由氣浮裝置、浮選裝置和溶氣系統(tǒng)組成，它集凝聚、氣浮、撇油、沉淀和刮泥為一體，是適宜于含油廢水深度處理的水質凈化設備，但工藝還不成熟[6]。(2)吸附法吸附法主要是利用固體吸附劑去除廢水中多種污染物。根據(jù)固體表面吸附力的不同，吸附可分為表面吸附、離子交換吸附和專屬吸附三種類型[7]。表面吸附是因為固體具有巨大的表面積和表面能而存在表面吸附作用，它屬于一種物理吸附:吸附質由于靜電作用，每吸附一部分離子，同時也放出等當量的離子，這種吸附是離子交換吸附，它屬于物理化學吸附。近年來有學者還提出了專屬吸附。1.3.3化學法應用化學原理和化學作用將廢水中的污染物成分轉化為無害物質，使廢水得到凈化的方法稱為化學處理。操作單元（OperatingUnits）：中和（Neutralization）、化學沉淀（ChemicalPrecipitation）、藥劑氧化還原（ChemicalOxidationReduction）、臭氧氧化(OzoneOxidation)、電解(Electrolysis)、光氧化法(Photo-Oxidation)等。污染物在經(jīng)過化學處理過程后改變了化學本性，處理過程中總是伴隨著化學變化?；瘜W處理方法主要用于處理廢水中不能單獨用物理方法或生物方法去除的一部分膠體和溶解性物質。所采用的化學處理方法主要有:混凝沉淀、電化學法等。（1）混凝沉淀法混凝沉淀法是借助混凝劑對膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn)，在絮凝劑的作用下，發(fā)生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶解性污染物質。油田采出水中的乳化油通常占含油量的10%，它是一種水包油型乳化油。并且在石油開采過程中加入一定分散劑，使得乳化油呈穩(wěn)定狀態(tài)。因此，要達到油水分離的目的，首先應破乳。混凝沉淀法就是通過向含油廢水中加入化學混凝劑，使含油廢水破乳。經(jīng)過處理后，油顆粒發(fā)生凝聚，粒徑變大，浮力也隨之增大，促使油水產(chǎn)生分離，而以懸浮物為主的礬花則下沉得以去除。目前，我國各大油田所采用的絮凝劑多為含高價陽離子的鋁鹽，同時輔以一些有機高分子助劑，從中和、架橋兩方面協(xié)同作用使水質達到處理要求。(2)電化學法電氣浮法是一種利用電化學方法去除水中的懸浮物、油類、有機物等有害雜質的廢水處理單元操作。它是將正負相同的多組電極安插于廢水中，當通以直流電時，產(chǎn)生電解、顆粒極化、電泳、氧化、還原、電解產(chǎn)物間及廢水間的相互作用等。按陽極材料是否溶解可將電氣浮法分為電凝聚氣浮和電解氣浮。當采用可溶性材料如鐵、鋁等作陽極時，稱為電凝聚氣浮。當用不溶性或惰性材料如石墨、鉑、二氧化釘?shù)茸麝枠O時，則稱為電解氣浮。1.3.4生物法利用微生物的代謝作用氧化、分解、吸附廢水中可溶性的有機物及部分不溶性有機物，并使其轉化為無害的穩(wěn)定物質從而使水得到凈化的方法稱為生物處理。操作單元（OperatingUnits）:好氧生物處理(AerobicBiologicalTreatment)、厭氧生物處理(AnaerobicBiologicalTreatment)。生物處理過程的實質是一種由微生物參與進行的有機物分解過程，分解有機物的微生物主要是細菌，其它微生物如藻類和原生動物也參與該過程，但作用較小。廢水經(jīng)隔油池和氣浮處理后，可采用活性泥法、滴濾法、曝氣法或接觸氧化法等生化方法處理。一種代表性的工藝流程見圖1-1[8]。國外也有報道在經(jīng)APT隔油池和氣浮處理后采用氧化塘法進一步處理，氣浮單元出水含油量為40mg/L，在氧化塘停留時間超過20天后，出水含油量低于18mg/L。生化曝氣池溶氣氣浮API隔油池生化曝氣池溶氣氣浮API隔油池廢液二沉池處理水二沉池圖1-1廢水處理工藝流程1.4SBR污水生物處理技術1.4.1SBR的工藝流程SBR工藝的核心處理設備是一個序批式間歇反應器(SBR反應器),整個運行周期由進水、反應、沉淀、出水和閑置5個基本工序組成,所有工序都在一個設有曝氣或攪拌裝置的反應器內依次進行。處理過程中,不斷進行這種操作周期,以實現(xiàn)污水處理的目的。反應器進水前處于靜止或待機狀態(tài),沉淀后的上清液已經(jīng)排空,反應器內還貯存著高濃度的活性污泥混合液,其實質是連續(xù)流活性污泥法的污泥回流功效。整個進水工藝完成后方開始攪拌或曝氣,此時,反應器起到了緩沖和調節(jié)水質水量的作用,因此SBR工藝對污染負荷變動影響小,對水質、水量變化的適應性好。進水完成后,開始反應操作。可以根據(jù)不同的要求來選擇具體方法,控制曝氣時間可以實現(xiàn)硝化、磷的吸收以及氨氮、SS和BOD的去除等不同的要求[9];控制曝氣或攪拌強度可以使反應器內維持厭氧或缺氧狀態(tài),實現(xiàn)硝化、反硝化過程[10]。沉淀工序的作用相當于CFS工藝的二沉池,曝氣或攪拌完成后,反應器處于靜止狀態(tài),活性污泥進行重力沉淀和上清液分離。此時,污泥沉淀接近理想沉淀,避免連續(xù)出水帶走密度小、活性好的污泥顆粒,普通活性污泥工藝的VSS/SS為0.6左右,而SBR工藝的VSS/SS可以提高到0.8以上。因此,SBR工藝沉降時間短、沉淀效率高,污泥能夠保持較好的活性。沉降時間由不同的污水類型及出水水質要求而定,一般為1h～2h[11]。沉淀完成后,排出上清液,恢復到周期開始時的最低水位。剩余清液可以用作循環(huán)水或稀釋水,起到緩沖作用;反應池底部的大部分活性污泥用于下一周期的回流污泥使用,剩余污泥排放。與其他工藝不同,SBR反應器有一個閑置階段,其作用是微生物通過內源呼吸恢復活性,溶解氧濃度下降,起到一定的反硝化作用而進行脫氮,為下一周期創(chuàng)造良好的初始條件。由于經(jīng)過閑置期后的微生物處于一種饑餓狀態(tài),活性污泥的比表面積很大,因而在新的運行周期的進水階段活性污泥便可發(fā)揮其較強的吸附能力對有機物進行初始吸附去除。另外,待機工序可使池內溶解氧進一步降低,為反硝化工序提供良好的工況。1.4.2SBR工藝的優(yōu)越性SBR工藝鑒于其獨特的序批式特點,有許多其他工藝無法比擬的特性,與普通活性污泥法相比,其優(yōu)越性在于:(1)工藝流程簡單,運轉靈活,基建費用低。SBR工藝中主體設備就是一個SBR反應器,所有操作都在這個反應器中進行,只是在不同時間段內分別進行泥水混合、有機物氧化、硝化、脫氮、磷的吸收與釋放以及泥水分離等,所以SBR污水處理系統(tǒng)構筑物少,基建費用低。此外,隨著自動化技術的不斷發(fā)展,工藝的運行管理也變得更加簡單。(2)處理效果好,出水水質穩(wěn)定。SBR工藝在時間上具有理想的推流式反應器特性,反應器中的基質和微生物濃度隨時間不連續(xù)變化,其運行是典型的非穩(wěn)態(tài)過程。在曝氣反應階段,反應器內的混合也處于完全混合狀態(tài),但其基質和微生物濃度的變化在時間上是一個推流過程,且呈現(xiàn)出理想的推流狀態(tài)。Ngwwn-Jern指出:如果為了去除生活污水中的有機物,用SBR法曝氣15min就夠了,用SBR工藝處理啤酒廢水的試驗,經(jīng)2h的曝氣便將反應器中的COD從2000mg/L降到150mg/L[12]。(3)具有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝通過不同工序時間上的優(yōu)化組合,可以實現(xiàn)厭氧、缺氧、好氧狀態(tài)的交替出現(xiàn),很好地滿足了生物除磷脫氮的理論條件。沈耀良、趙丹介紹了SBR工藝脫氮除磷功能的改進運行方式,指出在曝氣和沉淀階段之間增加一個停曝階段,可強化反硝化作用;可改變沉淀、排水和排泥的運行程序和操作方式,以防止磷的提前釋放[13]。陳紅、李昊翔在考察SBR工藝各階段運行時間、碳氮比對氮磷去除率的影響后,指出SBR工藝在進水攪拌階段使磷得到充分的釋放;在停曝攪拌階段混合液得到了充分的反硝化,提高了脫氮效果,同時由于抑制了聚磷菌釋放磷而提高了除磷效果[14]。(4)污泥沉降性能良好。SBR反應器中基質濃度梯度大,污泥泥齡短,厭氧、缺氧、好氧狀態(tài)同時存在,這些條件有助于改善污泥沉降性能,控制絲狀菌的過度繁殖,減少污泥膨脹。(5)對水質水量變化的適應性強。單獨的進水期使污水在反應器中充分混合,對污水負荷起到緩沖調節(jié)作用,如果在特定時間內濃度沖擊負荷較大時,也可以回流上周期的處理水進行稀釋。1.5本課題研究的目的與意義水污染是我國面臨的主要環(huán)境問題之一。隨著我國工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水的排放量日益增加，達不到標準的工業(yè)廢水排入水體后，會污染地表水和地下水。硅鋼堿廢水呈堿性，含油大量油和不容性懸浮物。油漂浮在水面既損美觀，又會散發(fā)令人厭惡的氣味，燃點低的油類還有引起火災的危險。堿性的水不僅對生物有危害作用，對器材和設備也有損害作用。本設計的目的即是避免排水污染。本課題通過處理工藝流程的設計，使硅鋼堿廢水凈化，達到國家一級排放標準。進水水質為：Oil=3000mg/L，COD=1000mg/L,SS=400mg/L,水溫60～80℃,pH=9-13；出水水質可達到：COD≤100mg/L，SS≤70mg/L,Oil≤8mg/L,pH=6-9。既帶來了環(huán)境效益，避免了污水對環(huán)境的污染：也有經(jīng)濟效益，其出水可用于循環(huán)水和景觀水。第2章堿廢液處理工藝的分析與選擇2.1馬鋼硅鋼堿廢液處理工藝2.1.1工藝流程酸堿廢水來自硅鋼各機組排放的廢水,酸堿廢水采用分開處理的工藝,其中酸廢水處理最大能力60m3/h,堿廢水處理最大能力120m3/h。堿性廢水主要進水參數(shù):PH值:9-13，Oil:3000mg/L，NaSiO2:6000mg/L（按SiO2計），溫度：60硅鋼排放的堿性廢水流入堿廢水調節(jié)池，調節(jié)池的出水用泵提升到一級反應池，在一級反應池內投加Ca(OH)2控制PH值為10左右，使水中大量硅酸鹽轉化為硅酸鈣沉淀物，水池內投加PAC、PAM，促使硅酸鈣絮凝，壓縮油顆粒雙電層，降低電位，使廢水中乳化油破乳，便于氣浮分離。出水進入絮凝池，投加PAM形成大的礬花，經(jīng)過一級氣浮池后污泥同微氣泡一起浮出水面，經(jīng)撇渣機撇進浮渣收集槽。一級氣浮池底部污泥定期排至浮渣收集槽。一級氣浮池出水不能達標排放，需進一步降低水中油和懸浮物。出水進入二級反應池，投加硫酸，將PH值降至7左右，進一步壓縮油顆粒雙電層而破乳，出水進入二級絮凝池，投加PAC和PAM形成大的礬花，進入二級氣浮池去除油和懸浮物，大量污泥同氣泡一起浮出水面，經(jīng)撇渣機撇進浮渣收集槽。二級氣浮池底部污泥定期排至浮渣收集槽。二級氣浮池出水進入中間水池，中間水池內一部分水送氣浮罐形成溶氣水供氣浮裝置用，一部分送冷卻塔冷卻，出水進入接觸生物氧化池，降解COD后出水經(jīng)沉淀池后進入排放水池。氣浮浮渣收集池內污泥定期泵送至污泥濃縮池進一步處理。2.1.2堿廢水處理系統(tǒng)操作運行方式弱堿廢水提升泵共有2臺，提升泵電機為變頻電機，采用變頻器調節(jié)控制，出水總流量控制在100～120m3/h之間并可調。一級反應池出水pH值小于9.0時，石灰乳投加氣動閥自動開啟。當一級反應池出水PH值大于9.6時，石灰乳投加氣動閥自動關閉或人工操作。二級反應池出水pH值大于8.0時，濃硫酸投加氣動閥自動開啟。當二級反應池出水pH值小于6.5時，濃硫酸投加氣動閥自動關閉或人工操作。當中間水池pH值大于6或小于9時，中間水池回流氣動閥關閉或人工操作；當中間水池pH值小于6或大于9時，中間水池回流氣動閥開啟，回流至堿廢水調節(jié)池。堿廢水送冷卻塔提升泵為2臺，水池水位在大于3.2米時，工作泵自動開啟；水池水位降至低水位2.0米時，工作泵停止或人工操作。堿性廢水堿性廢水泵硫酸，pH=7二級氣浮池調節(jié)池浮渣收集槽中間水池二級絮凝池二級反應池PACPAMPAM一級氣浮池一級反應池Ca(OH)2pH=10絮凝池浮渣收集槽氣浮罐冷卻塔接觸生物氧化池沉淀池排放水池圖2-1堿廢液處理工藝流程圖2.2漣鋼冷軋廠堿液處理工藝漣鋼冷軋廠的各機組產(chǎn)生的工業(yè)廢水主要為含油、乳化液廢水、含酸、堿廢水、含鉻廢水，同時循環(huán)水處理站過濾器反洗排水也排至廢水處理站，經(jīng)處理達標后排至全廠排水管網(wǎng)部分流到污水處理廠部分外排。廢水總量最大為300m3/h，堿廢水處理量平均200m3/h，最大處理能力300m3/h，各機組排放的堿廢水、循環(huán)水站排出的過濾器反洗水流入兩個堿廢水調節(jié)池，調節(jié)池的出水用泵提升至第一級中和槽、一級中和槽出水自流到第二級中和槽。中和槽中投加酸堿藥劑并加以曝氣處理，使廢水中的Fe2+轉化為更易沉淀的Fe(OH)3。二級中和槽出水通過分配槽流入反應澄清池，分配槽中投加絮凝劑，使絮體進一步增大，提高沉淀效果。澄清池出水排入最終中和池。廢水在最終中和池經(jīng)投加藥劑調節(jié)pH值，自流至中間水池，中間水池的水用泵送至核桃殼過濾器過濾，其出水自流至回用排放水池，水質如不達標時可以通過泵回流到廢水調節(jié)池重新進行處理。過濾器反洗排水則排放至堿系統(tǒng)調節(jié)池。澄清池的污泥通過污泥泵定時輸送至高密度污泥罐和濃縮池，輸送至高密度污泥罐的污泥與按廢水pH值投加的石灰液混合后自流至堿廢水一級中和槽。另外的污泥輸送至濃縮池濃縮。工藝流程簡圖2-2。堿廢水堿廢水調節(jié)池（曝氣）中和藥劑（曝氣）核桃殼過濾器回用排放水池最終pH調節(jié)池一、二級中和槽絮凝劑pH調節(jié)劑高效反應澄清池圖2-2堿廢水處理工藝簡圖2.3工藝選擇2.3.1工藝流程堿廢水中含有油、堿和鐵離子(相當部分為二價鐵離子),漣鋼冷軋廠堿液處理工藝中出水除油的步驟簡單，達不到要求。馬鋼處理工藝中用絮凝沉淀法除鐵效果較好。工藝圖如圖2-3所示：堿性廢水堿性廢水泵硫酸，pH=7二級氣浮池調節(jié)池浮渣收集槽中間水池二級絮凝池二級反應池PACPAC一級氣浮池一級反應池Ca(OH)2pH=10一級絮凝池浮渣收集槽氣浮罐冷卻塔SBR反應池排放水池圖2-3堿廢液處理工藝圖本工藝中利用溶氣氣浮除油，提高水中DO量并加石灰除鐵。堿液進入曝氣調節(jié)池中，利用調節(jié)池的曝氣裝置，可氧化部分有機還原性物質，降解部分COD，氧化二價鐵，并且一、二級中和罐的溶解氧（DO）供應不上Fe2+轉化成Fe3+所需要的DO將影響后續(xù)處理工藝。用泵將廢水提升至一級反應池，一級絮凝池出水到一級氣浮池，緊接著二級反應池、絮凝池、氣浮池。反應池中投加中和藥劑，并加以曝氣處理，提供足夠的DO，氣浮池中的浮渣經(jīng)撇渣機撇進浮渣收集槽。二級反應池出水加絮凝劑進入絮凝池，完成絮凝過程，并在氣浮池中完成固液分離，使出水中油和懸浮物達標。中間水池起調節(jié)作用，保證SBR間歇進水的穩(wěn)定性，其出水一部分進入氣浮罐，用于氣浮池；一部分進入SBR反應池，降解COD，出水排入集中水池，外排。2.3.2輔助系統(tǒng)污泥處理設施含油及堿污泥主要來自絮凝池和SBR反應池,這兩部分污泥經(jīng)重力式污泥濃縮后,進行二級厭氧消化處理，后由污泥泵送板框壓濾機脫水,經(jīng)脫水后的泥餅含水率小于75%,干泥外運。濾液流入堿廢水調節(jié)池。廢油回收設施廢油回收系統(tǒng)主要收集氣浮池上部通過刮油刮渣機將這部分廢油先儲存在浮渣收集槽內,最后進入貯油槽內設蒸汽間接加熱后,進入廢油分離槽加酸進行油水分離后,上部浮油自流至廢油槽,下部廢水進入堿廢水調節(jié)池,廢油外賣。曝氣用低壓空氣供給系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由2臺羅茨鼓風機組成,用于向堿廢水處理系統(tǒng)中的SBR反應池提供低壓空氣進行曝氣。第3章工藝計算3.1概要3.1.1設計任務與目的本課題通過對馬鋼硅鋼堿廢水處理系統(tǒng)的調研，對現(xiàn)有工藝各段進行檢測和分析，發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，并提出改進措施，最終確定200m3所選用的污水處理工藝為：廢水從進水到曝氣調節(jié)池，由污水泵進入一級反應池，一級絮凝池，一級氣浮池，然后進入二級反應池，二級絮凝池，二級氣浮池，經(jīng)過中間水池，再進入SBR反應池，最后排入水體。污泥處理流程為：從SBR反應池排出的污泥進入污泥井，通過潛污泵送入濃縮池，接著進入消化池，然后進入脫水機房，最后外運處置。廢水處理后的出水要達到國家污水綜合排放標準（GB8978—1996）中的一級排放標準。本設計所選擇的二次氣浮和SBR工藝完全能達到所期望的處理效果。3.1.2設計原始資料由于鋼材在軋制或進行其他后處理工序（如：涂層、退火等）前必須進行酸洗和堿洗，以去除鋼材表面的氧化鐵和油脂，所以堿性廢水會含有大量的油。要是不經(jīng)過處理就直接排放的話將會造成水體嚴重污染。進水水量為：4800m3/d；進水水質為：Oil=3000mg/L，COD=1000mg/L,SS=400mg/L,水溫60～80℃,pH=9-13；出水水質要求：COD≤100mg/L，SS≤70mg/L,Oil≤8mg/L,pH=6-9。3.1.3藥劑和加藥設備混凝藥劑采用硫酸鋁[Al2(SO4)3·18H2O],必要時助凝劑采用活化硅酸。中和藥劑采用硫酸。除鐵氧化劑采用石灰[Ca(OH)2],也可起中和作用。小型加藥設備主要由計量泵，攪拌器，溶藥罐，輸藥軟管等組成，用于投加含各種藥劑的溶液。加藥設備采用RYZ-1200型加藥溶藥設備，溶藥罐直徑1200mm,高度1500mm,容量1.5m3，攪拌機功率0.37kW,轉速1390r/min，進水管直徑DN25mm，出液管直徑DN32mm，料斗容積100L，設2臺。此特性為：溶藥罐中設置液位檢測儀，當最低液位時，自動關閉出液閥，同時打開進水閥；當進水達到設定液位時，打開攪拌機后即開啟輸送器，由恒速電機帶動的雙螺旋輸送桿開始加藥，通過控制輸送器運行時間，精確控制藥劑投加量；至最高液位后，便自動關閉進水閥，延時一定時間后攪拌停止，即完成一個工作周期。此外，采用POLYMETRONpH表監(jiān)測反應池中的pH值，控制中和藥劑的投入量。POLYMETRONpH表由變送器9135和電極8350組成，具有多種溫度補償方式并可由用戶編輯溫補系數(shù)。8350探頭采用耐腐蝕、耐高溫材料，適用于苛刻的條件。POLYMETRONpH表9135型的性能規(guī)格：量程0-14pH，精度±0.05pH，被測介質溫度0-110度，壓力小于106Pa，探頭阻抗150-500Ω，工作溫度-20-60度。全投藥過程采用自動化控制，減少人工誤差和勞力成本。加藥間尺寸B×L×H=5×8×4(m)，倉庫尺寸B×L×H=3×5×4(m)3.1.4污水提升泵本次工藝流程較為復雜，故污水考慮二次提升。流入的污水水溫在60～80℃，pH=9-13，所以要求泵具有耐腐蝕、耐高溫的特點。第一次提升流量Q=200m3/h，揚程H=4.55m，選用KWPh80-250型水泵3臺，二用一備，流量Q=22-113m3/h,轉速1450r/min,揚程H=4-20m,電動機功率2.2-11kW，效率77%，葉輪外徑D=100mm。第二次提升流量Q=200m3/h，揚程H=1.91m，選用KWPk100-250型水泵3臺，二用一備，流量Q=35-111m3/h,轉速960r/min,揚程H=1.5-9m,電動機功率1.1-4kW，效率75%，葉輪外徑D=180-260mm。第二次提升泵前設集水井，可起調節(jié)冷卻塔進水量的作用，集水井有效水深取2m，直徑取2m，保護高0.5m。3.1.5污泥提升泵房由污泥提升泵將從二級消化池出來的污泥提升至污泥脫水設備，由計算可得需要提升的污泥高度為7m，則可選用IP50-32-250型污水泵2臺，一用一備，其流量為6.3m3/h，揚程12.5m，轉速1450r/min，功率2.2kW，汽蝕余量3.0m。3.2設計計算3.2.1調節(jié)池設計參數(shù)：設計流量Q=200m3有效容積：V=ＱＴ＝200×1=200m調節(jié)池設為矩形，有效水深為4.0米，則池面積A=V/H=50m26米,保護高h1取0.5，則池體總高H：H=H0+h1=4.5m池中設集水坑，長為2m，寬0.8m，深度為0.8m。池結構尺寸：B×L×H=6×9×5.3(m).3.2.2反應池廢水經(jīng)污水泵提升后，到達反應池，并向池中投加石灰，以便于鐵離子的去除，并在池中設攪拌機，起加速反應和混合的作用。流量Q=200m3/h，停留時間T=1h，則反應池有效容積為：V=QT=2選用WFJ-300（臥式）型反應攪拌機，槳葉直徑為3m，漿板長度為4m，安裝軸離水底的高度為1.75m，反應池尺寸B×L×H=3.6×13.5×4.2(m)一座3.2.3折板絮凝池折板尺寸及布置折板絮凝池的優(yōu)點是：水流在同波折板之間曲折流動或在異波折板直接縮、放流動且連續(xù)不斷，以至形成眾多的小漩渦，提高了顆粒碰撞絮凝的效果。在折板的每一個每一個轉角處，兩折板之間的空間可以視為CSTR型單元反應器。眾多的CSTR型單元反應器串聯(lián)起來，就接近推流型（PF型）反應器。因此，從總體上看，折板絮凝池接近于推流型。與隔板絮凝池相比，水流條件大大改善，亦即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝時間可以縮短。本設計采用單通道折板絮凝池。設計參數(shù)：流量Q=200m3/h=0.056m3/s，總絮凝時間為20min，有效水深取3米，單池寬B=2m。布置：設2座池并聯(lián)，每座設計流量Q1=100m3/h，每段絮凝區(qū)分為串聯(lián)運行的二格，第一、二段采用相對折板，第三段采用平行折板。折板布置采用單通道。折板尺寸見圖3-1，布置見圖3-2，板寬采用500mm，夾角120°，板厚60mm。圖3-1折板尺寸計算圖圖3-2絮凝池折板布置圖各段絮凝區(qū)計算第一段絮凝區(qū)：設通道寬為1.0m，設計流速v1=0.35m/s,則峰距為b1：b1=0.056/(0.35×1.0)=0.16m谷距b2=b1+2c=0.16+0.25×2=0.66m則邊峰距b3:b3=[B-2b1-3(t+c)]/2=[2-2×0.16-3(0.03+0.25)]/2=0.42m側邊谷距：b4=b3+c=0.42+0.25=0.67m中間部分谷速:v2=0.056/(0.66×1.0)=0.1m/s側邊峰速:v1′=0.056/(0.42×1.0)=0.13m/s側邊谷速:v2′=0.056/(0.67×1.0)=0.1m/s水頭損失計算：中間部分：漸放段損失：h1=§1(v12-v22)/2g=0.5(0.352-0.12)=0.0029m漸縮段損失：h2=[1+§2-(F1/F2)2]v12/2g=[1+0.1-(0.16/0.66)2]0.352/2g=0.0065m如圖布置，每格有6個減縮和漸放，故每格水頭損失為：h=6(0.0029+0.0065)=0.0564m側邊部分:漸放段損失：h1′=§1(v1′2-v2′2)/2g=0.5(0.132-0.12)=0.00018m漸縮段損失：h2′=[1+§2-(F1′/F2′)2]v12/2g=[1+0.1-(0.42/0.67)2]0.132/2g=0.00061m每格有6個減縮和漸放，故每格水頭損失為：h′=6(0.00018+0.0061)=0.0047m進口及轉彎部分：共一個進口，一個上轉彎和二個下轉彎，上轉彎處水深H4為0.2m，下轉彎水深H3為1.0m，進口流速取v3=0.3m/s上轉彎流速：v4=0.056/0.2×0.1=0.28m/s下轉彎流速：v5=0,056/1.0×1.0=0.056m/s上轉彎取1.8，下轉彎及進口取3.0，則每格進口及轉彎損失h〞為：h〞=3×0.32/2g+2×3×0.0562/2g+1.8×0.282/2g=0.0219m總損失：每格總損失：∑h=h+h′+h〞=0.0564+0.0047+0.0219=0.083m第一絮凝區(qū)總損失：hf1=2h=2×0.083=0.166m第一絮凝區(qū)停留時間：T1=2×1.0×2×3.4/0.056×60=4.0min第一絮凝區(qū)平均G1值：G1=(rhf1/60uT1)1/2=(1000×0.166/60×1.029×10-4×4.0)1/2=82s-1第二段絮凝區(qū)：設通道寬為1.2m，設計流速v1=0.25m/s,則峰距為b1：b1=0.056/(0.25×1.2)=0.19m谷距b2=b1+2c=0.19+0.25×2=0.69m則邊峰距b3:b3=[B-2b1-3(t+c)]/2=[2-2×0.19-3(0.03+0.25)]/2=0.39m側邊谷距：b4=b3+c=0.39+0.25=0.64m中間部分谷速:v2=0.056/(0.69×1.2)=0.07m/s側邊峰速:v1′=0.056/(0.39×1.2)=0.12m/s側邊谷速:v2′=0.056/(0.64×1.2)=0.07m/s水頭損失計算：(與第一段絮凝區(qū)計算基本相同)中間水頭損失：h=6(0.003+0.0054)=0,0504m側邊水頭損失：h′=6(0.00024+0.00054)=0.0047m進口及轉彎水頭損失：進口流速取v3=0.3，上轉彎流速v4=0.056/0.2×0.12=0.233m/s，下轉彎流速：v5=0.056/1.0×1.2=0.047m/s則每格進口及轉彎損失h〞為：h〞=3×0.32/2g+2×3×0.0472/2g+1.8×0.2332/2g=0.019m每格總損失：∑h=h+h′+h〞=0.0504+0.0047+0.019=0.0741m第二絮凝區(qū)總損失：hf2=2h=2×0.0741=0.1482m第二絮凝區(qū)停留時間：T2=2×1.2×2×3.4/0.056×60=4.9min第二絮凝區(qū)平均G1值：G2=(rhf2/60uT2)1/2=(1000×0.1482/60×1.029×10-4×4.9)1/2=70s-1第三段絮凝區(qū)第三絮凝區(qū)采用平行直板，布置見圖:平均流速取0.1m/s通道寬度：b=0.056/0.1×0.455=1.23m水頭損失：共一個進口及三個轉彎，流速采用0.1m/s，§=3.0則單格損失為：h=4×3.0×0.12/2g=0.0061m總水頭損失：hf3=2h=2×0.0061=0.0183m停留時間：T3=2×1.23×2×3.4/0.056×60=5.0min速度梯度：G3=(rhf3/60uT3)1/2=(1000×0.0183/60×1.029×10-4×5.0)1/2=24.3s-排泥系統(tǒng)計算采用穿孔管排泥，管材采用塑料管?？籽坶g距，一般采用0.3-0.8m，孔眼直徑采用0.02-0.03m，孔眼向下與垂線成45度交叉排列。管與管之間的中心距采用1.5-2.0m孔眼間距S取0.4m，則孔眼個數(shù)m=L/S-1=19個?？籽壑睆讲捎胐=0.025∑ω0=md2π/4=19×0.0252×3.14/4=0.009m不均勻度ms取0.70，則對應的孔口總面積與穿孔管截面積之比Kω為0.38.則穿孔管面積：ω=∑ω0/Kω=0.009/0.38=0.024又ω=D02π/4得穿孔管直徑D0為150mm，管壁厚度δ=0.005m,則孔口阻力系數(shù)ξδ=（d/δ）0.7=3.1,則穿孔管末端流速為：v={2g(H-0.2)/[ξδ（1/Kω）2+2.5+λL(m+1)(2m+1)/6D0m2+(λl/D1+ξ)D04/D14=1.6m/sλ取0.05,H有效水深為4m,無孔輸泥管長度l取10m，管徑D1為200穿孔管末端的流量為：Q=ωv=0.024×1.6=0.0384m3/s穿孔管第一孔眼處水頭損失：h0=ξδ(v/Kω)2/2g=0.27m穿孔管段的沿程損失為：h1=[2.5+λL(m+1)(2m+1)/6D0m2]v2/2g=0.46m無孔輸泥管段沿程損失：h2=λlD04v2/2gD1D14=0.46m無孔輸泥管局部損失：h3=ξD04v2/2gD14=0.21m總損失為1.4m保護高取0.5m,池尺寸B×L×H=2×8×4.8(m)3.2.4一級氣浮池設計說明氣浮法固液分離或液液分離的一種技術。它是通過某種方法產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水底氣浮體，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，進行固液或液液分離。氣浮法用于從廢水中去除比重小于1的懸浮物、油類和脂肪，并用于污泥的濃縮。有電解氣浮法，散氣氣浮法，溶氣氣浮法。加壓溶氣氣浮法是目前應用最廣泛的一直氣浮方法?？諝庠诩訅簵l件下溶于水中，再使壓力降至常壓，把溶解的過飽和空氣以微氣泡的形式釋放出來。其工藝由空氣飽和設備、空氣釋放設備和氣浮池等組成。與其他方法相比，它具有以下特點：（1）水中的空氣溶解度大，能提供足夠的微氣泡，可滿足不同要求的固液分離，確保去除效果。（2）經(jīng)減壓釋放后產(chǎn)生的氣泡粒徑?。?0-100um）、粒徑均勻、微氣泡在氣浮池中上升速度很慢、對池擾動小，特別使用于絮凝體松散、細小的固體分離。（3）設備和流程都比較簡單，維護管理方便。設計要點（1）要充分研究原水水質，分析采用氣浮工藝的合理性。（2）在有條件的情況下，應對原水進行氣浮實驗室實驗或模型實驗。（3）根據(jù)實驗結果選擇恰當?shù)娜軞鈮毫盎亓鞅?。通常溶氣壓力選用0.2-0.4MPa，回流比取5%-10%。（4）根據(jù)實驗選定的絮凝劑種類及其投加量和完成絮凝的時間及難易程度，確定絮凝的形式和絮凝時間。通常絮凝時間取10-20min。（5）為避免打碎絮凝粒，絮凝池易與氣浮池連建。進入氣浮接觸室的水流盡可能分布均勻，流速一般控制在0.1m/s。（6）接觸室應對氣泡與絮粒提供了良好的接觸條件，其寬度還應考慮安裝和檢修的要求。水流上升速度一般取10-20mm/s，水流在室內的停留時間不宜小于60s。（7）接觸室內的溶氣釋放器，需根據(jù)確定的回流水量、溶氣壓力及各種型號的釋放器的作用范圍確定合適的型號與數(shù)量，并力求布置均勻。（8）氣浮分離室應根據(jù)帶氣絮粒上浮分離的難易程度確定水流（向下）流速，一般取1.5-2.5mm/s，即分離室表面負荷率取5.4-9.0m3/（m2·h）。（9）氣浮池的有效水深一般取2.0-2.5m，池中水流停留時間一般為15-30min。（10）氣浮池的長寬比無嚴格要求，一般以單格寬度不超過10m，池長不超過15m為宜。(11)氣浮池排渣，一般采用刮渣機定期排除。集渣槽可設置在池的一端、二端或徑向。刮渣機的行車速度宜控制在5m/min以內。（12）氣浮池集水應力求均布，一般采用穿孔集水管，集水管內的最大流速宜控制在0.5m/s。（13）壓力溶氣罐一般采用階梯環(huán)為填料，填料層高度通常采用1.0-1.5m。罐直徑一般根據(jù)水截面負荷率100-200m3/（m2·h）選取，罐高度在2.5-3.5m之間。設計計算設計參數(shù)：流量Q=200m3/h，進水懸浮物SS=400mg/l，油3000mg/l，一級處理后懸浮物SS=120mg/l，油300mg/l，由實驗得每千克去除物需氣體。絮凝時間采用15min，回流比R取10%，接觸室上升流速采用20mm/s，氣浮分離速度采用2mm/s，溶氣罐過流密度取150m3/(h·m2)，溶氣罐壓力定為0.25MPa，氣浮分離室停留時間為16min。計算A/SA/S=每日釋放的空氣質量/每日流入氣浮池的懸浮物,空氣密度為1.3kg/m3，則20L空氣的質量為0.02×1.3=0.026kg，即A/S=0.026/3.4=0.0076每日氣浮池接納的總固體量QsQs=200×24×(400+3000)×10-3=16320kg/d每日需氣量QgGg=A×Qs/S=0.0076×16320=124kg/d,折合為Qg=95.4m3/d=0.066m空氣壓縮機所需額定氣量QRˊQRˊ=Qg/60×1000=0.066×1.4=0.093m3/min,故選用Z-0.10/10-D1型空壓機一臺，為安全計，增設一臺備用，其排水量為0.1m3/min,排氣壓力1.0MPa,轉速1180r/min，儲氣罐容積0.04m3，外形尺寸B×L×H=330×860×720(m加壓溶氣水量Qp=RQ=10%×200=20m3/h，同時根據(jù)所需壓力，選取IS65-50-160A型號水泵（額定流量為23.4m3/h，揚程為壓力溶氣罐直徑D=(4Qp/3.14I)1/2=(4×20/3.14×150)1/2=0.41m，選用標準填料罐，TR-4型溶氣罐一只,其直徑為400mm，總高3315mm，工作壓力為0.2-0.5MPa,過水流量為319-565m3/d，進水直徑80mm，出水直徑100mm，進氣管徑14mm，地腳螺栓間距405mm，地腳螺栓孔數(shù)-孔徑3×20氣浮接觸室尺寸接觸室平面面積Ac=(Q+Qp)/Vc=(200+20)/20×0.001×3600=3.1m接觸室寬度選用bc=0.6m，則接觸室長度（即氣浮池寬度）B=Ac/bc=3.1/0.6=5.1m接觸室出口的堰上流速以不超過接觸室上升速度為宜，故堰上水位H2=bc=0.6m氣浮分離室尺寸分離室平面面積Ac=(Q+Qp)/Vs=(200+20)/2×0.001×3600=30.6m分離室長度Ls=As/B=30.6/5.1=6.0m氣浮池水深H=Vst/1000=2×16×60/1000=1.92m氣浮池容積W=(As+Ac)H=(30.6+3.1)×1.92=64.7m總停留時間:T=60w/(Q+Qp)=60×64.7/(200+20)=17.6min接觸室氣水停留時間：tc=(H-Hc)/Vc=(1.92-0.6)/0.02=66s(＞60s)氣浮池集水管集水管采用穿孔管，沿池長方向均布四根，管間距1.02m，每根管的積水量q=(Q+Qp)/4=55m3/h，選用管徑D=200mm，管中最大流速為0.51m/s。若允許氣浮池與后續(xù)處理有0.3米的水位差（及允許穿孔管孔眼有近于0.3米的水頭損失），則集水口的流速Vo=u(2gh)1/2=0.97(2×9.8×0.3)=2.35m/s，每根集水管的孔口總面積w=q/Vo=55/0.64×2.35×3600=0.0101m2，式中為孔口收縮系數(shù)，取0.64。設孔口直徑為15mm，則每孔面積w0=0.000177m2，孔數(shù)n=w/w0=57，取60只。氣浮池長6.0m，穿孔管有效長度取5.7m，則孔距l(xiāng)=L/n=5.7/60=0.095m。釋放器的選型根據(jù)選定的溶氣壓力0.25MPa及回流溶氣水量20m3/h，選定TV-Ⅱ型釋放器，直徑200mm,這時該釋放器的出流量為2.32m3/h，則釋放器的個數(shù)N=20/2.32=9，采用單行布置，釋放器間距為5.1/9=0.57m。集渣槽設于氣浮池進水端，寬0.5m。采用橋式刮渣機逆向刮渣，刮渣機選用TQ-6型。其規(guī)格是：氣浮池凈寬5-6m,軌道中心距5.23-6.23m,電動機功率1.1kW,軌道型號11kg/m.則池體結構尺寸為：池尺寸B×L×H=5.1×6.6×2.8(m)，保護高取0.8m。3.2.5二級氣浮池（1）設計參數(shù)：流量Q=200m3/h，進水懸浮物SS=120mg/L，油300mg/L，二級處理后懸浮物SS=30mg/L,油30mg/L，其余參數(shù)同一級氣浮池。（2）計算A/SA/S=每日釋放的空氣質量/每日流入氣浮池的懸浮物,空氣密度為1.3kg/m3，則20L空氣的質量為0.02×1.3=0.026kg，即A/S=0.026/0.42=0.062（3）每日氣浮池接納的總固體量QsQs=200×24×(120+300)×10-3=2016kg/d（4）每日需氣量QgGg=A×Qs/S=0.062×2016=124.992kg/d,折合為Qg=96.15m3/d=0.067m3/min（5）空氣壓縮機所需額定氣量QRˊQRˊ=Qg￡/60×1000=0.067×1.4=0.093m3/min,故選用Z-0.10/10-D1其余計算同一級氣浮池。3.2.6中間水池流量Q=200m3V=QT=600m3，取有效水深5m，保護高取0.5m則池體結構為L×B×H=12×10×5.5m3.2.7冷卻塔采用圓形逆流式機械通風冷卻塔已知條件：流量Q=200m3/h，進水溫度t1=47℃，出水溫度t2=32℃，根據(jù)保證率90%，求得當?shù)貧庀髤?shù)：干球溫度θ=25.7℃，濕球溫度τ=22.8℃，相對濕度ψ=80%，大氣壓力99.3kPa。選用三層錯排塑料折波淋水填料，填料高H=1200mm，尾高Z=2.5m，淋水填料的熱力特性N=1.57λ0.74，阻力特性△P/ρ1g。熱力計算（1）求不同氣水比λi時的冷卻數(shù)Ni值△t=47-32=15當△t=15℃時，在0.5～1.2范圍內。選λ由K=1-t2/[586-0.56(t2-20)]=1-32/[586-0.56(32-20)]=0.945,tm=(t1+t2)/2=(47+32)/2=39.5又τ1=22.8，ψ=1，P=99.3kPa，查空氣含熱量計算圖得：i1=69kJ/kg;同樣，由P、ψ=1、t1和t2查圖得i1〞=242.8kJ/kg，i2〞=112.3kJ/kg。又求得i2=i1+Cw△t/Kλ,im=(i1+i2)/2。則計算出：1/(i2〞-i1)、1/(i1〞-i2)、1/(im〞-im)。則N=Cw△t/6K[1/(i1〞-i1)+4/(im〞-im)+1/(i1〞-i2)]按λ=1.2、1.4、1.6三種情況求出相應的N值，列于表3-1中。（2）求氣水比λD按上表3-1求得的λ值與其對應的N值，即λ1=1.2時，N1=0.98;λ2=1.4時，N=0.94;λ3=1.6時，N=0.91，繪出N=f(λ)關系曲線于淋水填料熱力特性曲線圖上，由交點得出設計氣水比λD=0.67。表3-1N值計算表序號條件t(℃)i〞(kJ/kg)P=93.3kPai(kJ/kg)P=93.3kPai〞-i(kJ/kg)1/(i〞-i)N1λ=1.2i232i169i2〞-i143.30.02310.98△t=15im39.5im96.7im〞-im70.80.0141K=0.945i147i2124.4i1〞-i2118.40.00842λ=1.4i232i169i2〞-i143.30.02310.94△t=15im39.5im92.7im〞-im74.80.0134K=0.945i147i2116.5i1〞-i2126.30.00793λ=1.6i232i169i2〞-i143.30.02310.91△t=15im39.5im89.8im〞-im77.70.0129K=0.945i147i2110.5i1〞-i2132.30.0076（3）求進塔空氣量G=λDQ=0.67×200×103=134×103由θ=25.7，ψ=80%，P=99.3查給水排水設計手冊第4冊，得空氣密度=1.15kg/m3。將G換成體積流量，得G′=134×103/3600×1.15=42.8m3（4）求塔的段數(shù)和面積設塔內平均風速為vm=1.5m/s，則塔的總面積F為F=G′/vm=42.8/1.5≈30m設單段塔，冷卻塔斷面尺寸取D=6.0m空氣動力計算（1）通風阻力計算塔內濕空氣的平均密度ρm=0.98×1.15=1.13kg/m淋水密度：q=200/30=6.7m3/(m2h)每段塔的空氣量：g=G′=42.8m3/s進風口面積：FA=3.5×3.5=12.25m2淋水裝置的截面積，等于塔內的截面積：F1=30m2除水器氣流通過斷面積：F2=20m2配水系統(tǒng)氣流通過斷面積：F3=22m2風筒收縮后斷面積:F4=12m2風筒出口斷面積：F5=15m2導風裝置長度：L=4.5m各部分的通風阻力計算見表3-2，得通風總阻力：H=41.12Pa表3-2通風阻力計算序號部位阻力系數(shù)ζ風速v(m/s)H=ζρmv2/2(Pa)1進風口ζ10.55v1=g/FA3.493.792導風裝置ζ21.2038v2=0.5v11.752.083進入淋水填料氣流轉彎ζ30.5v3=g/F11.430.574折波淋水填料ζ4v41.523.265配水裝置ζ51.1017v5=g/F31.952.366除水器ζ61.625v6=g/F22.144.207風機進風口(減縮管形)ζ70.19v7=g/F43.571.378風筒出口ζ80.76v8=g/F52.853.50∑H41.12（2）通風機選擇將空氣按密度ρ=1.2kg/m3換算得：GD=30×1.15/1.2=28.75根據(jù)GD=28.75m3/s和H=41.12Pa,選用LF47型風機，風機葉片角度2度，葉輪直徑4700mm。效率η1為83%，取機械效率η2為0.9.安全系數(shù)K=1.2，則電機功率為：N=GDHK/η2η1=28.75×41.12/0.83/0.9=1.6kW淋水填料選用折波形淋水填料。其板面為突出折波和圓錐體突頭（高25mm）。折波間距12mm，錐體間距75mm，片厚0.4mm。每米厚度上約33片，單元高度400mm，設三層組裝，高度為1200mm。利用板面上的圓錐體來保持片與片的距離，折板拼裝時用粘結劑連接。各層間布置成錯排，錯排在熱力和阻力性能上較好，填料整體剛性也好。折波型的板面加強了水和空氣的擾流，其散熱面積較大。板面上的圓錐突頭能使兩片之間落下的水流層層濺開，增加了散熱面。配水系統(tǒng)采用旋轉管式配水系統(tǒng)