【基于ABR-SBR組合工藝的城鎮(zhèn)污水處理工藝設(shè)計(jì)12000字（論文）】

基于ABR-SBR組合工藝的城鎮(zhèn)污水處理工藝設(shè)計(jì)多年來城市中工業(yè)化模式越來越大，城鎮(zhèn)中的污水排放量及排放品種不停的變多，給城鎮(zhèn)污水處理帶來了許多難題。我國借鑒了大量世界上先進(jìn)的污水處理經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在其基礎(chǔ)上不斷消化，根據(jù)我國實(shí)際情況不斷改進(jìn)，逐漸變成符合我國實(shí)際情況的污水處理工藝技術(shù)[1]。本設(shè)計(jì)以城鎮(zhèn)污水為主要處理對象，有機(jī)物濃度高COD高達(dá)3000-12000mg/l，氨氮高達(dá)800-2200mg/l，SS為mg/L，TP為1.4mg/L，NH3-N為18mg/L，TN為30mg/L。比較多種工藝，選取ABR-SBR工藝，處理后的水質(zhì)可以符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)濟(jì)花費(fèi)每天處理每噸廢水約3元。關(guān)鍵詞城鎮(zhèn)廢水，ABR-SBR工藝，工藝參數(shù)，經(jīng)濟(jì)花費(fèi)目錄TOC\o"1-2"\h\u142551緒論 4128851.1研究背景 515701.2設(shè)計(jì)依據(jù) 51761.3設(shè)計(jì)概況 6111612工藝流程比選與確定 696842.1工藝選擇原則 697742.2處理工藝的選擇與比較 7307692.3處理工藝流程的確定及說明 9267243廢水處理工藝構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 1017333.1粗格柵 10147573.2提升泵房 139013.3細(xì)格柵 13110993.4調(diào)節(jié)池 16149113.5氣浮池 17267693.7SBR 21169103.8消毒池 25266023.9污泥濃縮池 26763.10污泥脫水間 27303274廠區(qū)布置與構(gòu)筑物高程設(shè)計(jì)計(jì)算 28323764.1廠區(qū)布置原則 28280634.2高程布置 28303625技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 29216375.1總投資概算 2970715.2運(yùn)行費(fèi)用分析 31367結(jié)論 3317817致謝 3425471參考文獻(xiàn) 351緒論 1.1研究背景多年來城市中工業(yè)化模式越來越大，城鎮(zhèn)中的污水排放量及排放品種不停的變多，給城鎮(zhèn)污水處理帶來了許多難題。當(dāng)今中國城鎮(zhèn)的污水排放總量大約700億噸，每天排放約2億噸。城鎮(zhèn)污水大部分來源于人們的日常活動(dòng)，污染程度較高，如果處理不當(dāng)，將會對自身及周圍水環(huán)境造成極大的影響。這些污水不僅會污染水源，而且會造成湖水、河水等水源中的藻類等大量繁殖，影響其中魚蝦的生存環(huán)境，致使水源變臟、變臭，進(jìn)一步加重污染情況。如果直接將污水排入地下，還會影響土壤以及地下河流和水源污染，會對環(huán)境造成極大的影響。同時(shí)，目前世界上許多國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口增長速度變快，水資源的極度缺少成為了人們不可忽視的問題。如何將城市廢水最大程度的處理，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)使用已經(jīng)成了整個(gè)世界不可忽略的的問題。我國相對于世界其他具有污水處理的經(jīng)驗(yàn)的國家來說，污水處理行業(yè)經(jīng)驗(yàn)明顯不足，所以我國借鑒了大量世界上先進(jìn)的污水處理經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在其基礎(chǔ)上不斷消化，根據(jù)我國實(shí)際情況不斷改進(jìn)，逐漸變成符合我國實(shí)際情況的污水處理工藝技術(shù)[1]。所以，研究怎么處理城鎮(zhèn)廢水，以及研究出相應(yīng)的優(yōu)化工藝，是目前應(yīng)當(dāng)首先考慮的問題。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《環(huán)境工程技術(shù)規(guī)劃-工程設(shè)計(jì)要求》（征求意見稿），生態(tài)環(huán)境部；（2）《環(huán)境工程設(shè)計(jì)文件編制指南》HJ2050-2015，生態(tài)環(huán)境部，2015年；（3）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ14-87），1997年；（4）《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ106-87），2001年；（5）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996），1996年；（6）北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，《給水排水設(shè)計(jì)手冊》，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002年；（7）張自杰，《環(huán)境工程手冊》（水污染防治卷），北京：高等教育出版社，1996年；（8）國家發(fā)展改革委、建設(shè)部，《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法與參數(shù)》（第三版），北京：中國計(jì)劃出版社，2006年；（9）張自杰，《排水工程》（上、下冊，第五版），北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015年；（10）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002），2002年；（11）馬英，《環(huán)境工程制圖與CAD》，北京：中國勞動(dòng)社會保障出版社，2010年。1.3設(shè)計(jì)概況1.3.1廢水的進(jìn)出水水質(zhì)（1）設(shè)計(jì)水質(zhì)本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)模：水量8000t/d，進(jìn)水水質(zhì)見表1-1。表1-1進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)CODcr（mg/L)BOD5（mg/L)SS（mg/L)TP（mg/L)TN（mg/L)NH3-N（mg/L)濃度4503002001.43018（2）設(shè)計(jì)目標(biāo)本設(shè)計(jì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)具體指標(biāo)如下表1-2所示表1-2污水綜合排放一級A標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)CODcrBOD5SSTPTNNH3-N排放限值≤50mg/L≤10mg/L≤10mg/L≤0.5mg/L≤15mg/L≤5mg/L根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，我們可以計(jì)算出本工藝所處理的農(nóng)藥廢水所需達(dá)到的最低污染物去除率如表1-4所示：表1-4廢水處理出水水質(zhì)所需達(dá)到的去除率指標(biāo)CODcr（mg/L)BOD5（mg/L)SS（mg/L)TP（mg/L)TN（mg/L)NH3-N（mg/L)進(jìn)水4503002001.43018出水≤50≤10≤10≤0.5≤15≤5去除率≥88.89%≥96.67%≥95%≥64.29%≥50%≥72.22%2工藝流程比選與確定2.1工藝選擇原則我們在設(shè)計(jì)進(jìn)行該工藝時(shí)既要考慮該工藝是否能夠適合于該廠使用，也需要充分考慮該工藝的社會經(jīng)濟(jì)效益和污染物處理的效果，所以我們在設(shè)計(jì)該工藝時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格地遵循以下的原則：（1）可行性以及高效性首先應(yīng)確保工藝的可行性以及出水污染物含量是否能符合相關(guān)排放規(guī)范。對于難降解有機(jī)物采取化學(xué)藥劑去除。（2）避免“二次污染”應(yīng)避免或減少有毒有害物質(zhì)再次出現(xiàn)，防止其對環(huán)境造成“二次污染”。（3）技術(shù)成熟合理設(shè)計(jì)所采用技術(shù)滿足農(nóng)藥企業(yè)廢水處理性質(zhì)，能夠有效降低廢水中有機(jī)物含量，符合技術(shù)準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)。（4）經(jīng)濟(jì)效益工藝的經(jīng)濟(jì)效益決定其是否適合該廠進(jìn)行選用，對于小型農(nóng)藥廠而言，我們所選取的工藝須具備良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在使用藥品時(shí)，應(yīng)提前確認(rèn)使用情況和處理效果，以避免大量的藥劑消耗所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。（5）便于運(yùn)行管理應(yīng)選擇產(chǎn)地面積小，自動(dòng)化水平高、操作簡便、易于保養(yǎng)的工藝，以提高管理水平。2.2處理工藝的選擇與比較本工程的主要任務(wù)為去除城鎮(zhèn)廢水中含有的高濃度有機(jī)物、SS、TP、TN、氨氮等。單一的工藝難以達(dá)到更高的處理效果，故本工藝選擇厭氧和好氧相結(jié)合的組合工藝進(jìn)行處理。 2.2.1預(yù)處理技術(shù)比選在城鎮(zhèn)廢水處理技術(shù)中，由于城鎮(zhèn)廢水的水質(zhì)比較不穩(wěn)定，故設(shè)置粗格柵和細(xì)格柵來去除部分無機(jī)顆粒物，同時(shí)設(shè)置調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，再往其中加入PAC和PAM，通過PAC壓縮雙電層、電性中和、卷帶網(wǎng)捕以及吸附橋連等四個(gè)方面的作用來進(jìn)行絮凝，將能被氧化劑氧化造成COD的顆粒物質(zhì)沉淀下來過濾掉，從而降低COD。且PAC呈現(xiàn)陽電性，能夠去除污水中帶陰電荷的金屬離子。PAM主要起助凝作用，可以吸附廢水中的重金屬離子等，也對廢水進(jìn)行二次處理。2.2.2組合工藝比選時(shí)至今天，國內(nèi)外有許多污水處理的組合工藝，如ABR-循環(huán)活性污泥系統(tǒng)（CASS）[2]、ABR-SBR[3]、GAC/DMBR[4]等。（1）ABR-循環(huán)活性污泥系統(tǒng)（CASS）1969年Goronszy教授從事可變?nèi)莘e污泥法的研究工作，1978年利用活性污泥基質(zhì)再生理論，將生物選擇器和SBR工藝結(jié)合起來，開發(fā)出CASS工藝。CASS工藝是將變?nèi)莘e活性污泥和生物選擇器結(jié)合起來，并且有一個(gè)分建或合建式生物選擇器，以序批曝氣-非曝氣方式運(yùn)行的充-放式間隙活性污泥處理工藝。該城鎮(zhèn)污水廠的氨氮濃度高達(dá)800-2200mg/L，該工藝好氧段選擇具有良好脫氮除磷功能的CASS工藝，進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮，減輕對受納水體的污染。在厭氧處理中高濃度有機(jī)廢水具有容積負(fù)荷高、對水質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)、可回收能源、剩余污泥少、占地少等優(yōu)點(diǎn)。但出水COD比較高，往往需要后續(xù)處理，該污水處理廠的COD高達(dá)3000-12000mg/L，其工藝的出水COD含量會特別高，需要后續(xù)處理，將進(jìn)一步擴(kuò)大成本。（2）GAC/DMBR動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器(DMBR)是一種將生物處理和動(dòng)態(tài)膜分離相結(jié)合的新型污水處理工藝，采用大孔徑廉價(jià)材料作為膜基材，通過自生或預(yù)涂的方式在膜基材上形成一層穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)膜，實(shí)現(xiàn)近于微濾/超濾的過濾效果[5]，近期的研究表明，向DMBR中投加顆粒物質(zhì)可以改善活性污泥的性質(zhì)、提高動(dòng)態(tài)膜的過濾性能及除污能力。顆?；钚蕴?GAC)作為一種常用的顆粒材料，GAC具有較大的比表面積和抗壓縮性，一方面可以強(qiáng)化污染物的吸附去除，控制膜污染;另一方面可以增加動(dòng)態(tài)膜的孔隙率、改善其結(jié)構(gòu)，提高膜過濾性能。該工藝操作簡單、占地面積小、成本低。相較于傳統(tǒng)的DMBR工藝來說，GAC/DMBR工藝對于氨氮和COD的去除效率達(dá)到90%以上，符合該工廠COD和氨氮含量高的情況。但是排放的污泥平均粒徑遠(yuǎn)大于其他工藝平均水平，該污水廠的懸浮物多，還有大量的細(xì)菌，排放的污泥會進(jìn)一步變多，處理起來也會變得十分麻煩，也就進(jìn)一步的擴(kuò)大了處理成本。（3）ABR-SBRABR-SBR工藝主體由ABR工藝和SBR工藝兩部分組成。ABR工藝根據(jù)產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度不同，在大量水解細(xì)菌和酸化細(xì)菌的作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，該廠污水中含有大量的細(xì)菌，ABR-SBR工藝可以將其溶解掉。ABR工藝不短流、不堵塞、無需攪拌、易啟動(dòng)[6]。SBR-接觸氧化法以間歇曝氣的方式來運(yùn)行的活性污泥廢水有機(jī)物進(jìn)行降解。SBR工藝有良好的去除COD能力，城鎮(zhèn)廢水中COD含量高達(dá)3000-12000mg/L，SBR工藝可以有效的去除污水中大部分的COD，能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。且SBR裝置能很好的去除城鎮(zhèn)污水中的氨氮。經(jīng)過排放的污泥粒徑小，且不產(chǎn)生臭氣。對于城鎮(zhèn)污水處理廠而言，該工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性良好、投資較低、占地面積小、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、污水承載力較好、可以起到節(jié)約開支的作用。綜上所述，選擇ABR-SBR組合工藝作為該污水處理廠的處理工藝。2.3處理工藝流程的確定及說明2.3.1工藝流程簡介城鎮(zhèn)廢水經(jīng)過格柵后，通過泵的作用進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行對水量水質(zhì)的調(diào)節(jié)，再往其中加入PAC和PAM，通過PAC壓縮雙電層、電性中和、卷帶網(wǎng)捕以及吸附橋連等四個(gè)方面的作用來進(jìn)行絮凝，將能被氧化劑氧化造成COD的顆粒物質(zhì)沉淀下來過濾掉，從而降低COD。且PAC呈現(xiàn)陽電性，能夠去除污水中帶陰電荷的金屬離子。PAM主要起助凝作用，可以吸附廢水中的重金屬離子等。經(jīng)過處理的廢水進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離，經(jīng)過分離的廢水進(jìn)入ABR，廢水中的大量細(xì)菌和不溶性有機(jī)物通過生物處理，溶解為溶解性有機(jī)物，產(chǎn)物一部分為無臭沼氣，一部分為污泥，排入污泥濃縮池，一部分為預(yù)處理的廢水，進(jìn)入預(yù)曝沉淀池繼續(xù)處理。預(yù)曝沉淀池將ABR中難分解的懸浮物去除掉，并給廢水曝氣充氧，減緩進(jìn)入SBR的沖擊，產(chǎn)生的污泥匯總到污泥濃縮池。預(yù)處理廢水進(jìn)入SBR之后，以間歇曝氣的方式進(jìn)行有機(jī)物的降解，進(jìn)一步處理廢水中的雜質(zhì)。達(dá)標(biāo)后的水進(jìn)行排放，未達(dá)標(biāo)的水質(zhì)回流到氣浮池循環(huán)處理，產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池，污泥回流液進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理，污泥經(jīng)壓縮，在污泥脫水間脫水后，將泥餅外運(yùn)。2.4.2工藝主體圖2-1工藝流程圖3廢水處理工藝構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算平均流量總變化系數(shù)取設(shè)計(jì)流量為：0.152m3/s。3.1粗格柵粗格柵是用來去除可能堵塞水泵機(jī)組及\t"/item/%E7%B2%97%E6%A0%BC%E6%A0%85/_blank"管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。粗格柵是由一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。3.1.1柵前水深則柵前水深式中：B1——柵前槽寬，m；Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；v1——柵前流速，m/s；h——柵前水深，m。3.1.2柵條間隙數(shù)(取n=23)式中：Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；E——格柵間隙，m；H——柵前水深，m；v2——過柵流速，m/s；N——柵條間隙數(shù)。Α——格柵安裝傾角，（°）；——經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。3.1.3柵槽總寬度式中：B——柵槽總寬度，m；S——柵條寬度，m；n——柵條間隙數(shù)。e——格柵間隙，m；3.1.4進(jìn)水渠道漸寬部分長度式中：L1——進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m；B——柵槽總寬度，m；B1——柵前槽寬，m；α1——進(jìn)水渠展開角。3.1.5柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度式中：L2——柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，m；L1——進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m。3.1.6過柵水頭損失（h2）根據(jù)《水污染控制工程》（第四版），無特殊要求時(shí)，柵條邊選用矩形。因柵條邊為矩形截面，取k=3且ε=β(S/b)4/3，則式中：h2——過柵水頭損失，m；k——系數(shù)，格柵受污染物堵塞后的，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3。h0——計(jì)算水頭損失，m；ε——阻力系數(shù)，與柵條斷面幾何形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)β=2.42。g——重力加速度，9.81m/s2；v2——過柵流速，m/s；3.1.7柵后槽總高度（H）取柵前渠道超高h(yuǎn)1=0.3m，則柵前槽總高度式中：H——柵后槽總高度，m；H1——柵前槽總高度，m；h——柵前水深，m；h1——柵前渠道超高，m。柵后槽總高度3.1.8格柵總長度式中：L——格柵總長度，m；L1——進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m；L2——柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，m。3.1.9每日柵渣量式中：W——每日柵渣量，m3/d；W1——單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1~0.01。Kz——污水流量總變化系數(shù)。0.67m3/d>0.2m3/d，故采用機(jī)械清渣。3.2提升泵房(1)設(shè)計(jì)流量Q(2)設(shè)計(jì)揚(yáng)程H=11m。(3)設(shè)備選型選擇三臺150WL300-11-15立式污水泵（兩用一備），詳細(xì)數(shù)據(jù)見表3-1。表3-1150WL300-11-15泵數(shù)據(jù)型號流量/（m3/h）揚(yáng)程/m轉(zhuǎn)速/（r/min）軸功率/kW150WL300-11-1530011146011.93.3細(xì)格柵細(xì)格柵是一種可連續(xù)清除流體中雜物的固液分離設(shè)備，是城市污水處理、自來水廠、電廠進(jìn)水口、紡織、食品加工、造紙、皮革等行業(yè)生產(chǎn)工藝中不可缺少的專用設(shè)備，是目前國內(nèi)普遍采用的固液篩分設(shè)備。3.3.1柵前水深則柵前水深式中：B1——柵前槽寬，m；Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；v1——柵前流速，m/s；h——柵前水深，m；3.3.2柵條間隙數(shù)(取n=45)式中：Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；e——格柵間隙，m；h——柵前水深，m；v2——過柵流速，m/s；n——柵條間隙數(shù)。α——格柵安裝傾角，（°）；——經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。3.3.3柵槽總寬度式中：B——柵槽總寬度，m；S——柵條寬度，m；n——柵條間隙數(shù)。e——格柵間隙，m。3.3.4進(jìn)水渠道漸寬部分長度式中：L1——進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m；B——柵槽總寬度，m；B1——柵前槽寬，m；α1——進(jìn)水渠展開角。3.3.5柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度式中：L2——柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，m；L1——進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m；3.3.6過柵水頭損失（h2）根據(jù)《水污染控制工程》（第四版），無特殊要求時(shí)，柵條邊選用矩形。因柵條邊為矩形截面，取k=3且ε=β(S/b)4/3，則式中：h2——過柵水頭損失，m；k——系數(shù)，格柵受污染物堵塞后的，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3。h0——計(jì)算水頭損失，m；ε——阻力系數(shù)，與柵條斷面幾何形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)β=2.42。g——重力加速度，9.81m/s2；v2——過柵流速，m/s；3.3.7柵后槽總高度（H）取柵前渠道超高h(yuǎn)1=0.3m，則柵前槽總高度式中：H——柵后槽總高度，m；H1——柵前槽總高度，m；h——柵前水深，m；h1——柵前渠道超高，m；柵后槽總高度3.3.8格柵總長度式中：L——格柵總長度，m；L1——進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m；L2——柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，m；3.3.9每日柵渣量式中：W——每日柵渣量，m3/d；W1——單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1~0.01。Kz——污水流量總量，m3/d0.67m3/d>0.2m3/d，故采用機(jī)械清渣。3.4調(diào)節(jié)池主要起對水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)作用,以及對污水pH值、水溫,有預(yù)曝氣的調(diào)節(jié)作用,還可用作事故排水。所以對于工業(yè)廢水適當(dāng)尺寸的調(diào)節(jié)池,對水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)是厭氧反應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行的保證。調(diào)節(jié)池的作用是均質(zhì)和均量,一般還可考慮兼有沉淀、混合、加藥、中和和預(yù)酸化等功能。3.4.1調(diào)節(jié)池容積V計(jì)算式中：Q——設(shè)計(jì)流量，m3/h；S——水力停留時(shí)間，取6h；3.4.2調(diào)節(jié)池面積A計(jì)算取池子總高度H=5.5m，其中超高0.5m，有效水深h=5m，則池子面積為式中：h——有效水深，m；S——有效容積，m3；3.4.3調(diào)節(jié)池的尺寸池長取L=20，池寬取20，則池子總尺寸為3.4.4調(diào)節(jié)池的攪拌器使廢水混合均勻，調(diào)節(jié)池設(shè)下一臺LFJ-350反應(yīng)攪拌機(jī)。3.4.4加藥設(shè)計(jì)PAC為聚合氯化鋁，PAM為聚丙烯酰胺。前者為絮凝劑，后者為助凝劑。先加PAC形成礬花,后加PAM進(jìn)一步絮凝小礬花成大污泥顆粒,其中加PAC時(shí)需注意,最好前期快速攪拌,后期慢速攪拌,最后再加PAM。該設(shè)計(jì)投加量PAC約0.1%（國標(biāo)，10%有效含量），PAM約1-3ppm。Q=8000t/d，即投加PAC約8噸，PAM約8~24千克，取20千克。選用2套Baike形加藥裝置。3.5氣浮池氣浮法在污水處理中起到分離污染物的作用。利用高度分散的微小氣泡作為載體粘附于廢水中污染物上,使其浮力大于重力和上浮阻力,從而使污染物上浮至水面,形成泡沫,然后用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫,實(shí)現(xiàn)固液或液液分離。3.5.1氣固比氣固比（α）的定義是溶解空氣量（A）與原水中懸浮固體含量（S）的比值，可用下式表示：氣固比選用涉及原水水質(zhì)、出水要求、設(shè)備、動(dòng)力等因素，對于所處理的廢水最好經(jīng)過氣浮實(shí)驗(yàn)來確定氣固比，無試驗(yàn)資料時(shí)一般取值0.005-0.06，廢水中懸浮固體濃度不高時(shí)取下限，如選用0.005-0.006，懸浮固體較高時(shí)，選用上限，本次設(shè)計(jì)中SS高達(dá)200g/m3，所以氣固比采用0.05。在溶氣壓力P下溶解的空氣，經(jīng)減壓釋放后，理論上釋放空氣量A為：式中：A——減壓至101.325kPa時(shí)釋放的空氣量，kg/d；ρ——空氣密度，g/L，一般取20℃下為1.164g/L；Cs——在一定溫度下，一個(gè)大氣壓時(shí)的空氣溶解度，mL/L，一般取20℃下為18.7mL/L；P——溶氣壓力（絕對壓力），大氣壓atm，一般溶氣壓力為0.2-0.4mpa，取0.3mpa；P0——當(dāng)?shù)貧鈮海ń^對壓力），大氣壓atm，一般為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；∫——加壓溶氣系統(tǒng)的溶氣效率，為實(shí)際空氣溶解度與理論溶解度之比，與溶氣罐等因素有關(guān)，通常取0.5-0.8。QR——加壓溶氣水的流量，m3/d。氣浮的懸浮固體干重S為：式中：S——懸浮固體干重，g/d；Q——?dú)飧√幚淼膹U水量，m3/d；Sa——廢水中的懸浮固體濃度，g/m3。因此，氣固比可寫成（單位：g/g）?設(shè)計(jì)兩座SBR池，單座池體容積為1530m3，池體有效水深為5.5m，則表面積為278m3，SBR單池長度為20m，寬度為14m。3.5.2氣浮所需空氣量已知?dú)夤瘫葹?.05，可利用下式計(jì)算回流澄清水的流量：因此澄清液回流比：氣浮所需要空氣量：式中：Q——?dú)飧√幚淼膹U水量，m3/h；R’——澄清液回流比，%αc——釋氣量，L/m3，溶氣壓力為0.3mpa時(shí)，釋氣量為40L/m3。k——水溫校正系數(shù)，取1.1-1.3（主要考慮水的粘度影響，試驗(yàn)時(shí)水溫與冬季水溫相差大者取最高值）。3.5.3溶氣罐溶氣罐直徑按下式計(jì)算：式中：Dd——溶氣罐直徑，m；I——過流密度，m3/(m2×d)，一般對于填料罐，I選用2500-5000m3/(m2×d)。溶氣罐高度：式中：h1——罐頂、底封頭高度（根據(jù)罐直徑而定），m；目前多采用以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓形封頭。按【JB1154-73】規(guī)定，封頭高度與公稱直徑的關(guān)系：H1=h1+h2+δ h1——曲面高度；h2—直邊高度；δ—壁厚由Dd=1.30m 查表取h1=325mmh2=40mmδ=10mm則h2——布水區(qū)高度，一般取0.2-0.3m；h3——貯水區(qū)高度，一般取1.0m；h4——填料層高度，一般取1.0-1.3m。3.5.4接觸室的表面積Ac選定接觸室中水流的上升速度uc后，按下式計(jì)算：式中：Ac——接觸室的容積，m2；Q——?dú)飧√幚淼膹U水量，m3/h；QR——回流加壓水量，m3/h；uc——接觸室水流的上升流速，m/h，上升流速一般為10-20mm/s，取15mm/s；接觸室的容積一般應(yīng)按停留時(shí)間大于60s進(jìn)行復(fù)核。取接觸室寬Bc為12m，則長Lc為：取長Lc為26m所以Lc×Bc=26m×12m3.5.5分離室的表面積As根據(jù)表面負(fù)荷率計(jì)算：式中：As——分離室的表面積，m2；Q——?dú)飧√幚淼膹U水量，m3/h；q——分離室表面負(fù)荷率，m3/(m2·h)，一般取6-8m3/(m2·h)，這里取7m3/(m2·h)。矩形氣浮池 矩形氣浮池分離室的長寬比一般取1：1-2：1。取分離室寬Bs=35m，則長Ls為：取長Ls為54m所以Ls×Bs=54m×35m3.6ABR3.6.1反應(yīng)器體積計(jì)算按有機(jī)負(fù)荷計(jì)算按停留時(shí)間計(jì)算式中：V——反應(yīng)器有效容積，m3；Q——廢水流量，m3/d；S0——進(jìn)水有機(jī)物濃度，gCOD/L或gBOD5/L；q——容積負(fù)荷，kgCOD/m3·d；HRT——水力停留時(shí)間，d。已知進(jìn)水濃度COD為450mg/L，COD去除率取80%，參考國內(nèi)淀粉設(shè)計(jì)容積負(fù)荷q=2.7~8.0kgCOD/m3·d，取q=8.0kgCOD/m3·d。按有機(jī)負(fù)荷計(jì)算反應(yīng)器有效容積取反應(yīng)器實(shí)際容積360m33.6.2反應(yīng)器尺寸采用矩形池體。一般經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)器高度（深度）為4~6m，本設(shè)計(jì)選擇5m。超高0.5m。長度取12m，寬度取6m，所以反應(yīng)器的尺寸為12×6×5.5m。3.6.3反應(yīng)器上下流室設(shè)計(jì)進(jìn)水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌功能，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)原則：確保各單位面積的進(jìn)水量基本相同，防止短路現(xiàn)象發(fā)生；盡可能滿足水力攪拌要求，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合；很容易觀察到進(jìn)水管的堵塞；當(dāng)堵塞被發(fā)現(xiàn)后，很容易被清楚?？紤]施工維修方便，取下向流室水平寬度為940mm，選擇上流和下流室的水平寬度比為4：1。當(dāng)進(jìn)水COD大于3000mg/L時(shí)，上向流速宜控制在0.1~0.5m/h；進(jìn)水COD小于3000mg/L時(shí)，上向流速宜應(yīng)控制在0.6~3.0m/h。本次設(shè)計(jì)COD=450mg/L，所以上向流速取2.3m/h，即0.639mm/s。因?yàn)樯狭骱拖铝魇业膶挾缺葹?：1，所以下向流速取9.2m/h，即2.56mm/s。3.6.4配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇折流口沖擊流速2.85mm/s，以上求知反應(yīng)器縱向?qū)挾葹?×7.7=15.4m，則折流口寬度式中：h——折流口寬度，m；Q——進(jìn)水流量，m3/d；v——折流口沖擊流速，mm/s；B——上反應(yīng)器縱向?qū)挾?，m。折流口設(shè)一45°斜板，使得平穩(wěn)下流的水流速在斜板斷面驟然流速加大，對底部的污泥床形成沖擊，使其浮動(dòng)達(dá)到使水流均勻通過污泥層的目的。3.6.5反應(yīng)器各隔室落差設(shè)計(jì)如果進(jìn)水水位差僅比反應(yīng)器的水位稍高（水位差小于100mm），將經(jīng)常發(fā)生堵塞，因?yàn)檫M(jìn)水的水頭不足以消除阻塞，若水位差大于300mm，則很少發(fā)生這種堵塞，設(shè)計(jì)選擇反應(yīng)器各隔室水力落差350mm。3.6.6氣體收集裝置沼氣的產(chǎn)氣量一般按0.4~0.5Nm3/kg（COD）估算。 沼氣產(chǎn)量：式中：Qzq——沼氣產(chǎn)量，Nm3/h；α——沼氣的產(chǎn)氣量，Nm3/kg；選用氣流流速5m/s，則沼氣單池總管管徑： 選擇管子規(guī)格DN80。3.6.7排泥量計(jì)算污泥系數(shù)：r=0.15干泥/（kgCOD/d），設(shè)計(jì)流量：Q=8000m3/d，COD=450mg/L=0.45kg/m3，厭氧處理效率E=80%設(shè)污泥含水率為98%，因含水率P>95%，取污泥密度ρ=1000kg/m3，則污泥產(chǎn)量為：3.7SBR3.7.1反應(yīng)器參數(shù)選擇進(jìn)水COD=450mg/L；BOD污泥負(fù)荷Ls=0.1kgBOD/(kgMLSS·d)；池?cái)?shù)N=2；周期n=1；反應(yīng)池水深H=3.5m；排出比；安全高度ε=0.5m；MLSS濃度X=4000mg/L。3.7.2曝氣時(shí)間（TA）進(jìn)水BOD，則3.7.3沉淀時(shí)間（Ts）初期沉降速度，則3.7.4排出時(shí)間（TD）排出時(shí)間為2h，與沉淀時(shí)間合計(jì)為3h。一個(gè)周期所需要的時(shí)間為：Tc≥TA+Ts+TD=4.5+1.03+2=7.53h3.7.5排出時(shí)間（TF）3.7.6反應(yīng)器池容計(jì)算反應(yīng)池有效容積：由進(jìn)水時(shí)間和進(jìn)水量的變動(dòng)理論，求得一個(gè)循環(huán)周期的最大流量比r=1.5，超過一個(gè)周期，進(jìn)水量?Q與V的對比為：考慮流量比，反應(yīng)池的修正容量為：取反應(yīng)池水深3.5m，則需要水面積取反應(yīng)器長l=100m，則寬為b=52m。排水結(jié)束時(shí)水位基準(zhǔn)水位高峰水位警報(bào)，溢流水位污泥界面3.7.7需氧量計(jì)算有機(jī)物需氧化需氧量O1式中：a——去除每1kgBOD的需氧量，kgO2/kgBOD，a=0.45；S0，S1——進(jìn)水BOD與出水BOD，kg/m3；Q——進(jìn)水量，m3/d。微生物自身氧化需氧量O2式中：b——微生物自身氧化系數(shù)，kgO2/kgMLSS，b=0.12；X——MLSS濃度，kg/m3；V——好氧池有效容積，m3。維持好氧池一定溶解氧的需氧量式中：d——好氧池末端溶解氧濃度，d=1.5mg/L；Qr——回流污泥濃度，m3/d；Qc——回流混合液量，m3/d。所以反應(yīng)池總需氧量曝氣時(shí)間為3h，每小時(shí)的需氧量反應(yīng)池進(jìn)水需氧量：反應(yīng)池出水需氧量：3.7.8曝氣裝置（1）供氧能力設(shè)混合液DO為1.5mg/L，池內(nèi)水深3.5m查《化工原料》，水中溶解氧飽和度分別為Cs（20）=9.17mg/L，Cs（30）=7.63mg/L。微孔曝氣器出口處的絕對壓力（Pb）為：微孔曝氣器的氧轉(zhuǎn)移效率（E）為15%，則空氣離開曝氣池時(shí)氧的百分比為：曝氣池中的平均溶解氧飽和度（按最不利溫度條件考慮）為： 代入數(shù)據(jù)得溫度為20℃時(shí)，曝氣池中的溶解氧飽和度為：溫度為20℃時(shí)，脫氧清水的充氧量為：式中：α——氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)，一般為0.8~0.85，取0.85；Β——氧溶解折算系數(shù)，一般為0.9~0.97，取0.97；ρ——密度，kg/L，為1.0kg/L；CL——廢水中實(shí)際溶解氧濃度，mg/L；Rt——需氧量，kg/L，為2298.13kg/L；（2）鼓風(fēng)能力取氧利用率EA為15%。根據(jù)供氧能力，求得曝氣空氣量為：（空氣密度為1.29kg/m3）3.7.9剩余污泥量的計(jì)算式中：?X——剩余污泥量，kg/d；Y——污泥產(chǎn)率系數(shù)，一般為0.4~0.8，參照類似工程取0.5；Q——設(shè)計(jì)平均日污水量，m3/d；S0——反應(yīng)池進(jìn)水五日生化需氧量，kg/m3；Se——反應(yīng)池出水五日生化需氧量，kg/m3；Kd——衰減系數(shù)，d-1，一般為0.04~0.075，參照類似工程取0.05；V——反應(yīng)池的總?cè)莘e，m3；Xv——反應(yīng)池混合液揮發(fā)性懸浮物固體（MLVSS）平均質(zhì)量濃度，kg/m3；∫——進(jìn)水懸浮物的污泥轉(zhuǎn)換率（MLSS/SS），kg/kg，無實(shí)驗(yàn)資料時(shí)可取0.5~0.7；SS0——反應(yīng)池進(jìn)水懸浮物質(zhì)量濃度，kg/m3；SSe——反應(yīng)池進(jìn)水懸浮物質(zhì)量濃度，kg/m3。設(shè)污泥含水率為98%，因含水率P>95%，取污泥密度ρ=1000kg/m3，則污泥產(chǎn)量為：3.8消毒池消毒是指殺死病原微生物、但不一定能殺死細(xì)菌芽孢的方法。通常用化學(xué)的方法來達(dá)到消毒的作用。用于用于消毒的化學(xué)藥物叫做消毒劑。是使消毒劑與污水混合，進(jìn)行消毒的構(gòu)筑物。3.8.1消毒池設(shè)計(jì)參數(shù)二級處理出水的加氯量為6~15mg/L，為了提高和保證消毒效果，規(guī)定加氯的接觸時(shí)間不應(yīng)小于30min。采用隔板式接觸反應(yīng)池。流量Q=0.0926m3/s。水力停留時(shí)間T=0.5h=30min，設(shè)計(jì)投氯量為6.0mg/L。平均水深h=2.0m，隔板間隔b=3.5m。3.8.2消毒池池容式中：V——消毒池容積，m3；Q——設(shè)計(jì)流量，m3；T——水力停留時(shí)間，min表面積：式中：A——消毒池表面積，m2；h——平均水深，m隔板數(shù)采用兩個(gè)，則廊道總寬（取11m）消毒池長度為實(shí)際消毒池容積池深?。ǔ?.5m）3.8.3加氯間的功能及尺寸提供消毒劑，保證藥品安全儲存。3.8.4加氯設(shè)備類型：瑞高（REGAL）系列加氯機(jī)型號：REGAL-2100數(shù)量：1臺設(shè)計(jì)最大加氯量3.9污泥濃縮池采用兩座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥3.9.1濃縮池池體設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)污泥固體負(fù)荷：qs=45kgSS/(m2·d)，污泥含水率P1=99.2%，濃縮池污泥量總和為ABR和SBR的污泥量之和，由前面計(jì)算可知，ABR的產(chǎn)泥量為21.6m3/d，SBR的產(chǎn)泥量為216m3/d。每座污泥總流量：Qw=1188kg/d=118.8m3/d=4.95m3/h。每座濃縮池所需表面積：濃縮池直徑：取D=6m水力負(fù)荷：有效水深：式中：T-污泥濃縮時(shí)間，采用13h。濃縮池有效容積：3.9.2排泥量與存泥容積設(shè)濃縮后排出含水率P2=96.0%的污泥按2h貯泥時(shí)間計(jì)泥量則貯泥區(qū)所需容積：泥斗容積：式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.1m；r1——泥斗的上口半徑，取1.0m；r2——泥斗的下口半徑，取1.0m。設(shè)池底坡度為0.07，池底坡降為：所以池底可貯泥容積：因此，總貯泥容積為：符合設(shè)計(jì)要求3.9.2排泥量與存泥容積濃縮池的超高h(yuǎn)2取0.3m，緩沖層高度h3取0.3m，則濃縮池的總高度H：3.10污泥脫水間進(jìn)泥量Qw=118.8m3/d，含水率P=96%根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊知，對于混合污泥，當(dāng)揮發(fā)性固體小于75%，進(jìn)泥含水率為92%~96.5%，投加的有機(jī)高分子混凝劑量為污泥干重的0.15%~0.5%時(shí)，其生產(chǎn)能力一般為130~300kg干污泥/（m·h），脫水后泥餅含水率為75~80%。目前帶式壓濾機(jī)的最大帶寬為3m。本次設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)型的帶式壓濾機(jī)，型號為HQBFP-SF-1，該壓濾機(jī)長為4140mm，寬1620mm，高2000mm，重量為5t，驅(qū)動(dòng)器功率1.5kw，耗水量10m3/h，耗氣量1.0m3/h。選用兩臺，一臺備用。脫水機(jī)房尺寸10×10×3m3。泥餅外運(yùn)4廠區(qū)布置與構(gòu)筑物高程設(shè)計(jì)計(jì)算4.1廠區(qū)布置原則總平面布置應(yīng)遵循以下原則[11]：（1）總圖布置節(jié)省占地，同時(shí)考慮運(yùn)輸、環(huán)境衛(wèi)生、安全、綠化等因素；（2）綠化帶設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和廠區(qū)排放污染物情況以及綠化帶距離廠區(qū)的距離，應(yīng)當(dāng)達(dá)到既可以有效隔離噪聲，也可提高廠區(qū)空氣質(zhì)量。為保證廠區(qū)的美觀，殼子啊構(gòu)筑物周圍設(shè)1.5～3m綠化帶，主干道4m，次干道寬2m[12]；（3）廠區(qū)布置應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊，產(chǎn)地面積少，構(gòu)筑物之間有通道連接，同時(shí)考慮運(yùn)輸、環(huán)境衛(wèi)生、安全、綠化等因素；（4）在處理構(gòu)筑物之間，應(yīng)保持一定距離，以保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取值5~10m。4.2高程布置4.2.1高程布置原則1、構(gòu)置物高程設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮地形等一些列因素，避免多次提升；2、綜合考慮整體布局，以達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)投資和運(yùn)行使用；3、協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計(jì)，既便于正常排放，又有利于檢修排空。4.2.2水頭損失及高程計(jì)算總水頭損失H為：式中：h1——沿程水頭損失h2——局部水頭損失h3——構(gòu)筑物水頭損失i——本高程設(shè)計(jì)計(jì)算中按給水排水設(shè)計(jì)手冊中要求坡度一般取0.5%，無量綱取水平面標(biāo)高為0.00m，出水高度為-0.50m，根據(jù)總的水頭損失，采用倒推法[13]，故以消毒池為例。根據(jù)給排水工程設(shè)計(jì)依據(jù)計(jì)算如下：沿程水頭損失h1為：；局部水頭損失大致為：；構(gòu)筑物沉消毒池的水頭損失根據(jù)《水頭估算表》可得h3范圍為0.2~0.3，取h3=0.30。故總水頭損失H為：因?yàn)樵O(shè)計(jì)出水高度為-0.5m，故消毒池水面標(biāo)高；由于消毒池超高0.5m故，構(gòu)筑物標(biāo)高H頂為：；池體高2.5m故，構(gòu)筑物底面標(biāo)高H底為：。其余構(gòu)筑物高程計(jì)算匯總于下表7所示：表7主要構(gòu)筑物高程一覽表構(gòu)筑物名稱構(gòu)筑物尺寸L×B×H（m）總水頭損失（m）有效水深（m）標(biāo)高（m）構(gòu)筑物底面水面構(gòu)筑物粗格柵細(xì)格柵調(diào)節(jié)池氣浮池ABRSBR消毒池1.9×0.7×0.61.9×0.7×0.620×20×5.52×3×3.512×6×5.520×14×5.510.5×8×2.50.300.300.510.380.430.430.380.630.635.03.05.03.02.03.13-1.87-2.38-0.77-3.25-1.6-2.133.433.132.622.231.751.40-0.133.733.633.122.732.251.900.385技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析5.1總投資概算（1）建筑費(fèi)用投資概算根據(jù)有關(guān)排水工程投資估算、概算指標(biāo)并結(jié)合當(dāng)?shù)叵嗨乒こ糖闆r。建筑投資估算表表見下表5-1：表5-1建筑投資概算表編號名稱數(shù)量規(guī)格L×B×H（m）結(jié)構(gòu)造價(jià)/（萬元）1粗格柵11.9×0.7×0.6鋼混0.0712細(xì)格柵11.9×0.7×0.6鋼混0.0713調(diào)節(jié)池120×20×5.5鋼混664氣浮池12×3×3.5鋼混0.635ABR池112×6×5.5鋼混11.886SBR池220×14×5.5鋼混92.47消毒池110.5×8×2.5磚混5.258污泥濃縮池26×2×2.5磚混0.759污泥脫水間110×10×3磚混7.510土建費(fèi)小計(jì)186.006（2）設(shè)備安裝工程概算主體處理工藝設(shè)備、儀器價(jià)格見表5-2：表5-2設(shè)備安裝工程概算表序號設(shè)備名稱規(guī)格單位數(shù)量費(fèi)用估算（萬元）1提升泵150WL300-11-15臺30.4142加藥裝置Baike只10.803PH計(jì)PHS-3C臺20.055數(shù)字流量計(jì)DN250臺10.306攪拌器LFJ-350只10.267加氯機(jī)REGAL-2100臺11.1611加藥攪拌裝置鑫鼎昊臺20.8012風(fēng)機(jī)BK8016臺30.6013帶式壓濾機(jī)HQBFP-5F-1臺24.5614液位控制器YWJ-01套