印染工業(yè)廢水處理工藝設(shè)計(jì)

目錄第1章

緒論1.印染廢水的來源2.印染廢水的特點(diǎn)及危害2.1印染廢水的特點(diǎn)2.2印染廢水的特點(diǎn)和危害3.印染廢水的處理方法第2章

實(shí)驗(yàn)部分1.引言2.材料與方法2.1印染廢水2.2廢水處理方案及工藝流程3.各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1格柵和篩網(wǎng)3.2調(diào)節(jié)池3.3鼓風(fēng)機(jī)房3.4水解酸化池3.5生物接觸氧化池3.6豎流式二沉池3.7混凝反應(yīng)池3.8斜板沉淀池選擇多斗重力排泥。3.9污泥的處理與處置3.9.1污泥濃縮3.9.1.1污泥量計(jì)算及濃縮池的選擇3.9.1.2池體計(jì)算3.9.1.3其他設(shè)計(jì)參數(shù)3.9.2污泥脫水機(jī)房3.9.3污泥管道4.設(shè)備歸納4.1主要構(gòu)筑物和建筑物的尺寸4.2主要設(shè)備及管道5.工程投資概預(yù)算5.1構(gòu)筑物、建筑物土建費(fèi)用5.2設(shè)備費(fèi)用5.3管材及附件費(fèi)用5.4其他費(fèi)用6.結(jié)果與討論致

謝參考文獻(xiàn)第1章

緒論1.印染廢水的來源隨著印染紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，印染工業(yè)品種和數(shù)量日益增加，印染廢水已成為水體環(huán)境重點(diǎn)污染源之一。印染廢水中的污染物主要來自織物纖維本身和加工過程使用的染化料，在印染生產(chǎn)的前處理過程中排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色印花過程排出染色廢水、皂洗廢水和印花廢水，整理過程排出整理廢水。現(xiàn)介紹各工序排出的廢水。（1）前處理產(chǎn)生的廢水①退漿廢水。退漿是用化學(xué)藥劑將織物上所帶的漿料退除（被水解或酶分解為水溶性分解物），同時(shí)也除掉纖維本身的部分雜質(zhì)。退漿廢水是堿性有機(jī)廢水，含有漿料分解物、纖維屑、酶等，其COD、BOD5都很高。退漿廢水水量較少，但污染較重，是前處理廢水有機(jī)污染物的主要來源。當(dāng)采用淀粉漿料時(shí)，廢水的BOD5含量約占印染廢水的45%左右；當(dāng)采用PVA或CMC化學(xué)漿料時(shí)，廢水的BOD5下降，但COD很高，廢水更難處理。PVA漿料是造成印染廢水處理效果不好的主要原因之一。②煮煉廢水。煮煉是用燒堿和表面活性劑等的水溶液，在高溫（120℃）和堿性（pH=10～13）條件下，對(duì)棉織物進(jìn)行煮煉，去除纖維所含的油脂、蠟質(zhì)、果膠等雜質(zhì)，以保證漂白和染整的加工質(zhì)量。煮煉廢水呈強(qiáng)堿性，含堿濃度約為0.3%，呈深褐色，BOD5和COD值較高。③漂白廢水。漂白是用次氯酸鈉、雙氧水、亞氯酸鈉等氧化劑去除纖維表面和內(nèi)部的有色雜質(zhì)。漂白廢水的特點(diǎn)是水量大，污染程度較輕，BOD5和COD均較低，屬較清潔廢水。④絲光廢水。絲光是將織物在氫氧化鈉濃溶液中進(jìn)行處理，以提高纖維的張力強(qiáng)度，增加纖維的表面光澤，降低織物的潛在收縮率和提高對(duì)染料的親和力。絲光廢水一般經(jīng)蒸發(fā)濃縮后回收，由末端排出的少量絲光廢水堿性較強(qiáng)。（2）染色和印花廢水①染色廢水。染色廢水的主要污染物是染料和助劑。由于不同的纖維原料和產(chǎn)品需要使用不同的染料、助劑和染色方法，加上各種染料的上染率不同和染液的濃度不同，使染色廢水水質(zhì)變化很大。染色廢水的色澤一般較深，且可生化性差。其COD一般為300~700mg/L，BOD5/COD一般小于0.2，色度可高達(dá)幾千倍。②印花廢水。印花廢水主要來自配色調(diào)漿、印花滾筒、印花篩網(wǎng)的沖洗廢水，以及印花后處理時(shí)的皂洗、水洗廢水。由于印花色漿中的漿料量比染料量多幾倍到幾十倍，故印花廢水中除染料、助劑外，還含有大量漿料，BOD5和COD都較高。由于印花滾筒鍍筒時(shí)使用重鉻酸鉀，滾筒剝鉻時(shí)有三氧化鉻產(chǎn)生。這些含鉻的雕刻廢水應(yīng)單獨(dú)處理。③整理廢水。整理廢水含有樹脂、甲醛、表面活性劑等。整理廢水?dāng)?shù)量較小，對(duì)全廠混合廢水的水質(zhì)水量影響也小[1]。2.印染廢水的特點(diǎn)及危害2.1印染廢水的特點(diǎn)印染廢水的特點(diǎn)如下：①水量大。②以有機(jī)物污染為主。除酸、堿外，廢水中的大部分污染物是天然或合成有機(jī)物。③處理難度較大。印染品種的變化以及化學(xué)漿料的大量使用，使廢水含難生物降解的有機(jī)物，可生化性差。因此，印染廢水是較難處理的工業(yè)廢水之一。④部分廢水含有毒有害物質(zhì)。如印花雕刻廢水中含有六價(jià)鉻，有些印染（如苯胺類印染）有較強(qiáng)的毒性。⑤COD高，可生化性差。印染生產(chǎn)基本原料是苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚類等，廢水COD濃度高，BOD/COD值較低（一般<0.25）。同時(shí)，一般的活性污泥不容易適應(yīng)多變的印染中間體廢水，影響生物的降解能力。⑥鹽度高。在印染生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的無機(jī)鹽，同時(shí)印染也要通過鹽析來回收印染，但加入水中的無機(jī)鹽基本無法回收，都隨生產(chǎn)廢水排出，根據(jù)生產(chǎn)印染的品種和工藝的不同，印染工業(yè)廢水中的含鹽量在12~15g/L，有的甚至高達(dá)20%，而普通的活性污泥耐鹽度1~2g/L，通常無法適應(yīng)印染工業(yè)廢水的高鹽環(huán)境。⑦色度高、組分復(fù)雜，由于印染廠生產(chǎn)的印染和中間體品種多，顏色多，且疏水性、親水性、陽(yáng)離子、陰離子等等各種類型的印染都在混合廢水中，加上PVA漿料和新型助劑的使用，致使印染工業(yè)廢水難于生化處理。2.2印染廢水的特點(diǎn)和危害印染廢水含大量的有機(jī)污染物，排入水體將消耗溶解氧，破壞水生態(tài)平衡，危及魚類和其它水生生物的生存。沉于水底的有機(jī)物，會(huì)因厭氧分解而產(chǎn)生硫化氫等有害氣體，惡化環(huán)境。在使用化學(xué)氧化法去除色度時(shí)，雖然能使水溶性印染的發(fā)色基被破壞而褪色，但其殘余物的影響仍然存在。印染廢水大部分偏堿性，進(jìn)入農(nóng)田，會(huì)使土地鹽堿化；染色廢水的硫酸鹽在土壤的還原條件下可轉(zhuǎn)化為硫化物，產(chǎn)生硫化氫。3.印染廢水的處理方法目前，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)。而隨著近年來化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，給處理增加了難度。原有的生物處理系統(tǒng)大都由原來的70%COD去除率下降到50%左右，甚至更低。色度的去除是印染廢水處理的一大難題，舊的生化法在脫色方面一直不能令人滿意。此外，PVA等化學(xué)漿料造成的COD占印染廢水總COD的比例相當(dāng)大，但由于它們很難被普通微生物所利用而使其去除率只有20%~30%。然而，好氧法的高運(yùn)行費(fèi)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(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。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)量，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[2]。第2章

實(shí)驗(yàn)部分1.引言綜合運(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)際問題，在不同程度上提高研究、查閱文件、撰寫論文或設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書及工程設(shè)計(jì)繪圖的能力。本文將介紹以水解酸化與生物接觸氧化為主的處理工藝處理印染廢水的工程實(shí)例。水解-好氧工藝開發(fā)的目的是針對(duì)傳統(tǒng)的活性污泥工藝具有投資大、能耗高和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，試圖采用厭氧處理工藝替代傳統(tǒng)的好氧活性污泥工藝。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—生物接觸氧化—混凝沉淀工藝。2.材料與方法2.1印染廢水本實(shí)驗(yàn)使用的印染廠廢水中的污染物主要來自織物纖維本身和加工過程使用的染化料，在印染生產(chǎn)的前處理過程中排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色印花過程排出染色廢水、皂洗廢水和印花廢水，整理過程排出整理廢水。該印染廠排放的廢水3500m3/d。主要來自生產(chǎn)過程中的退漿、煮煉、漂白、絲光、染色及整理等工段，成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大；有機(jī)物濃度高、色度深，堿性高；廢水中除含有殘余印染、助劑外還含有一定量的漿料。根據(jù)原有污水處理廠多年的運(yùn)行資料以及現(xiàn)有蓄水池水樣取樣分析，并按照環(huán)保部門的要求，確定印染廢水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)如表2-1[3]。表2-1進(jìn)出水水質(zhì)一覽表COD(mg/l)BOD(mg/l)pHSS(mg/l)色度(倍)進(jìn)水水質(zhì)500~800250~3508~11360~600480~600出水水質(zhì)100206~97040去除率85.5%96.0﹪—98.6﹪89.5﹪2.2廢水處理方案及工藝流程2.2.1方案確定水解酸化—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。延時(shí)曝氣——混凝沉淀：可以得到高質(zhì)量的出水，混凝劑投量小設(shè)備簡(jiǎn)單污泥量較小，但流程復(fù)雜，占地面積大，基建和運(yùn)行費(fèi)用較高[4]。2.2.2工藝流程鼓風(fēng)機(jī)印染廢水通過格柵、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)濃縮后進(jìn)入消化，濃縮后的污泥進(jìn)行濃縮、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)[5]。3.各構(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[6]。3.1.1格柵的設(shè)計(jì)參數(shù)1）柵條間隙數(shù)n設(shè)柵前水深h=0.4m，過柵流速v=1m/s，柵條間隙寬度b=0.02m，格柵傾角α=60°n=Qmaxsina?/bhv==8.1個(gè)，取9個(gè)其中：Qmax————最大設(shè)計(jì)流量（m3/s）

Qmax=3500×=0.07m3/s2）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×（9-1）+0.02×9=0.26m3）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，其漸寬部分展開角度α1=20°，則進(jìn)水渠道內(nèi)的流速v=Qmax/hb=0.07/0.4x0.3=0.58m/s,介于0.4～0.9m/s，符合規(guī)范要求。L1=(B-B1)/2tgα1=（0.26-0.11）/2tg20°=0.22m4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度L2L2=L1/2=o.22/2=0.11m5）通過格柵的水頭損失h1：0.094m6）柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.094+0.3=0.794m≈0.8m7)柵槽總長(zhǎng)度L柵前渠道深H1=h+h2=0.4+0.3=0.7mL=l1+l2+0.5+1.0+H1/tgα=0.22+0.11+0.5+1.0+0.7/tg60°=2.24m8）每日柵渣量W：0.23m3

參考[7]，選擇LXG鏈條旋轉(zhuǎn)背耙式格柵除污機(jī)，其安裝傾角為60°進(jìn)水流速1.2m/s，水頭損失<19.6kPa，柵條凈距15~40mm。3.1.2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(fù)荷0.6~2.4m3/(min·m2)。（3)所需篩網(wǎng)面積A水力負(fù)荷：q=2.0m3/(min·m2)，Qmax=6370m3/d=4.42m3/min面積：F=Qmax/q=4.42/2.0=2.21m2，設(shè)計(jì)取F=2.2m3.2調(diào)節(jié)池

紡織印染廠由于其特有的生產(chǎn)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(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)過程中投加的NaOH引起的，原廢水pH為11，即[OH-]=10-3mol/L，加酸量Ns為Ns=Nz·a·k/a=6370×103×10-3×40×10-3×1.24×1.1/24×1=14.48kg/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)，1.1~1.2；當(dāng)硫酸用量超過10kg/h時(shí)，可采用98﹪的濃硫酸直接投配。硫酸直接從貯酸槽泵入調(diào)配槽，經(jīng)閥門控制流入調(diào)節(jié)池反應(yīng)。3.2.2池體積計(jì)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=Qt=265×8=2120m3

其中Q——最大設(shè)計(jì)流量，m3/h3)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5米，則面積F

F=V/h=2120/5=424m2

設(shè)池寬B=15m，池長(zhǎng)L=F/B424/15=28.2m,取L=28m

保護(hù)高h(yuǎn)1=0.6m，則池總高度H=h+h1=5+0.6=5.6m3.3鼓風(fēng)機(jī)房磚混結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為19.5×8.4×6.3m，內(nèi)設(shè)三臺(tái)SSR型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)為SSR-150，兩用一備。表2-2SR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SSR209.85.587.5章丘鼓風(fēng)機(jī)廠3.4水解酸化池3.4.1介紹水解是指有機(jī)物進(jìn)入微生物細(xì)胞前、在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應(yīng)。酸化是一類典型的發(fā)酵過程，微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機(jī)酸。

從機(jī)理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個(gè)階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，特別是工業(yè)廢水，主要將其中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理?；旌蠀捬跸に囍械乃馑峄哪康氖菫榛旌蠀捬跸^程的甲烷發(fā)酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸相是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分開，以創(chuàng)造各自的最佳環(huán)境。3.4.2池體積計(jì)算1）池表面積FF=Qmaxq=（6370/24）×1.0=265.4m2其中Qmax——最大設(shè)計(jì)流量（m3/h）

q—表面負(fù)荷，一般為0.8~1.5m3/(m2.h)，取1.02）有效水深h

h=qt=1.0×4=4m

停留時(shí)間t一般在4~5h，本設(shè)計(jì)采用4h。3）有效容積V

V=Fh=265.4×4=1061.6m3，取1062m3設(shè)池寬B=12m則池長(zhǎng)L=A/B==22.1m，取22m3.5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(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過充氧的廢水與長(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2-2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。出水圖2-3推流式接觸氧化池

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。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[8]。（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(dòng)、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(jì)計(jì)算1）有效容積V

V=Q(La-Lt)/M=3500（111.5-24.5）×10-3/1.3=234.2m3

其中

Q—平均日廢水量m3/d，3500m3/d=146m3/h

La—進(jìn)水BOD5的濃度，mg/l

Lt—出水BOD5的濃度，mg/l

M—容積負(fù)荷，BOD5≤500時(shí)可用1.0~3.0kg/(m3·d)，取1.3kg/(m3·d)2）氧化池總面積F

F=V/H=234.2/3=78m2

H—填料總高度，一般取3m3）氧化池格數(shù)n

n=F/f=78/9=8.6，取8格

f—每格氧化池面積，≤25m2采用9m2

氧化池平面尺寸采用3m×3m=9m24）校核接觸時(shí)間t

t=nfH/Q=8×9×3/146=1.48h≈1.5h，符合1.0~3.0h的要求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，0.5~0.6m

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(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=8×9×(6.0-0.5)/146=2.7h，符合要求。

6）需氧量DD=D0Q=15×3500=52500m3/d=36.5m3/min

D0—每立方米污水需氧量，15~20m3/m3

每格氧化池所需空氣量D1=D/8=36.5/8=4.557m3/min7)填料總體積V’

選用直徑為25mm的蜂窩型玻璃鋼填料，V’=nfH=8×9×3=216m33.5.4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)用得較多的是鼓風(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?xì)獗容^均勻，安裝方便，一次投資省。選R系列標(biāo)準(zhǔn)型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)為SSR-150。表2-3SR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)，不過多地占用池的有效容積等。當(dāng)處理水量為6370m3/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[9]。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(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。澄清水油池周邊集水堰溢出。污泥貯存在池底泥斗內(nèi)，由排泥管排出。示意圖如下：1—進(jìn)水管；4—污泥管；5—擋板；6—集水槽；7—出水管圖2-4豎流式二沉池俯視圖圖3-4二沉池剖面草圖

圖2-5豎流式二沉池正視圖3.6.2設(shè)計(jì)計(jì)算1）中心管面積f每座沉淀池承受的最大水量qmax=Qmax/n=0.07/4=0.0175m3/sf=qmax/v0=0.0175m3/s/0.030=0.58m2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4座2）中心管直徑d0d0=（4f/）1/2=(4×0.58/3.14)1/2=0.86m，取0.9m校核中心管流速f‘=d02/4=3.14×0.92/4=0.64m2v0’=qmax/f‘=0.0175/0.64≈0.03m/s=30mm/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=0.0175/(0.015×3.14×1.35)=0.28m

在0.25~0.5m之間

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—喇叭口直徑，取1.35m4）沉淀部分有效斷面積F

表面負(fù)荷設(shè)q為1.5m3/(m2h)F=qmax/kzv=0.0175/（1.82×0.0004）=24m2v—污水在沉淀池中的流速，v=q×1000/3600=0.4mm/s5)沉淀池直徑D

D=[4(F+f)/]1/2=[4×(24+0.58)/3.14]1/2=5.6m，取D=6m6）沉淀部分有效水深h’停留時(shí)間t為2h，則

H2=vt=0.0004×2×3600=2.88m，采用3m

D/h=6/3=2﹤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/πD=17.5/3.14×6=0.93L/(s·m)<2.9L/(s·m)符合要求。8）沉淀部分所需總?cè)莘e：污泥含水率P0=99.5%

進(jìn)水懸浮物濃度C1=43.9，C2=12，T=2V=qmax（C1–C2）T×86400×100/KZ·r（100-P0）=42.4m3每個(gè)池子所需污泥容積為42.4/4=10.6m3。9）圓截錐部分容積V貯泥斗傾角取45°，h5=（R-r）tg55°=(3-0.2)=4.0m

V1=h5(R2+Rr+r2)/3=3.14×2.8×(2.82+2.8×0.2+0.22)/3=24.7m3>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+0.28+0.3+4.0=7.88m3.6.3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，減小下層沉淀水的卷起，采用指形槽出水。3.6.4排泥方式

選擇多斗重力排泥，其排泥濃度高、排泥均勻無干擾且排泥管不易堵塞。由于從二沉池中排出的污泥含水率達(dá)99.6﹪，性質(zhì)與水相近，故排泥管采用300mm。3.7混凝反應(yīng)池3.7.1混凝劑的選擇本設(shè)計(jì)采用混凝沉淀處理，通過水中加入混凝劑達(dá)到去除各種懸浮物，降低出水的濁度和色度。

結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)比分析常用混凝劑，選用聚合氯化鋁（PAC）。其特點(diǎn)是：堿化度比其他鋁鹽鐵鹽混凝劑低，對(duì)設(shè)備腐蝕較小混凝效率高耗藥量少絮體大而重，沉淀快。聚合氯化鋁受溫度影響小，適用于各類水質(zhì)。3.7.2配制與投加配制方式選用機(jī)械攪拌。對(duì)于混凝劑的投加采用濕投法，濕投法中應(yīng)用最多的是重力投加。即利用重力作用，將藥液壓入水中，操作簡(jiǎn)單，投加安全可靠。

3.8斜板沉淀池斜板沉淀池沉淀效率高、池子容積小和占地面積小。按水流方向分為上向流、側(cè)向流和同向流三種，這里采用側(cè)向流。3.8.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）顆粒沉降速度μ：大致為0.3~0.6mm/s。（2)有效系數(shù)：根據(jù)資料介紹最小為0.2，一般在0.7~0.8之間。（3）傾斜角：為了排泥方便常用50°~60°。（4）板距P：側(cè)向流常用100mm。（5）板內(nèi)流速v：可參考相當(dāng)于平流式沉淀池的水平流速，一般為10~20mm/s。（6）在側(cè)向流斜板的池內(nèi)，為了防止水流不經(jīng)斜板部分通過應(yīng)設(shè)置阻流墻，斜板頂部應(yīng)高出水面。（7）為了使水流均勻分配和收集，側(cè)向流斜板沉淀池的進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置整流墻。進(jìn)口處整流墻的開孔率應(yīng)使過口流速不大于絮凝池出口流速，以免絮粒破碎。3.8.2設(shè)計(jì)計(jì)算1）斜板面積A

A=Qmax/μ=0.07/（0.75×0.0004)=233m2

需要斜板實(shí)際總面積：A‘=A/cos=233/cos60°=233/0.5=466m2

其中Qmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/s

Qmax=6370m3/d=265.4m3/h=0.07m3/s

μ—顆粒沉降速度，取0.4mm/s

—有效系數(shù)，取0.75

—斜板水平傾角，60°2）斜板高度計(jì)算h：

h=lsin=1.5×sin60°=1.3m

l為斜板長(zhǎng)度，取1.5m。3）池寬B

B=Qmax/vh=0.07/(0.02×1.3)=2.69m,取2.7m

v—板內(nèi)流速，取20mm/s。4)斜板組合全長(zhǎng)計(jì)算

斜板間隙數(shù)：N=B/P=2.7/0.1=27個(gè)

斜板組合全長(zhǎng)：L=A‘/Nl=466/(27×1.5)=11.5m。5)復(fù)核顆粒沉降需要長(zhǎng)度

顆粒沉降所需時(shí)間：t=L’/v=h/μ,而h=Ptg

顆粒沉降需要長(zhǎng)度：L’=Ptgv/μ=0.1×0.02×tg60°/0.0004=8.06m

實(shí)際長(zhǎng)度11.5m>8.06m,滿足顆粒沉降時(shí)的設(shè)計(jì)要求。6）池內(nèi)停留時(shí)間t

t=（h2+h）×60/q’=(1.0+1.3)×60/3.0=46min<60min，符合要求。

其中h2—斜板區(qū)上部水深，0.5～1.0m

h—斜板高度

q‘—表面負(fù)荷，3.0~6.0m3/(m2·h)，取3.0m3/(m2·h)。7）沉淀池高度H

H=h1+h2+h3+h4+h=0.3+1.0+1.0+0.95+1.3=4.55m

其中h1——超高，0.3m

h3——緩沖層高度，0.6～1.2m

h4——污泥斗高度。3.8.4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，減小下層沉淀水的卷起，采用指形槽出水。指形槽的長(zhǎng)度L：L=（Qmax/q-B）/2=(6370/300-2.7)=21.4m式中Qmax—沉淀池處理水量，m3/d

q—設(shè)計(jì)單位堰寬負(fù)荷[m3/(m·d)]，120~480m3/(m·d)，取300m3/(m·d)出水進(jìn)入指形槽后采用鋸齒三角堰自流流出。3.8.5排泥方式

選擇多斗重力排泥。3.9污泥的處理與處置3.9.1污泥濃縮3.9.1.1污泥量計(jì)算及濃縮池的選擇由2.4出水效果可知，進(jìn)水COD濃度為600mg/L，二沉池出水COD濃度為40mg/L,整體去除效率=（600-40）/600=93.3﹪。按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.3kg污泥，整套工藝產(chǎn)生的污泥質(zhì)量為6370×103×600×10-6×0.939×0.3=1076.7kg/d。因?yàn)閺亩脸嘏懦龅奈勰嗟暮蕿?9.4﹪，則每天產(chǎn)生的濕污泥量Q=1076.7/[1000×(1-99.4%)]=179.4m3/d。污泥濃縮主要有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮三種工藝形式。目前國(guó)內(nèi)以重力濃縮為主，其操作簡(jiǎn)便，維護(hù)、管理及動(dòng)力費(fèi)用低。根據(jù)運(yùn)行方式不同重力濃縮分為連續(xù)式和間歇式，前者適用于大、中型污水處理廠，后者應(yīng)用于小型污水廠。結(jié)合實(shí)際情況，選用連續(xù)式重力濃縮池。3.9.1.2池體計(jì)算1）濃縮池總面積AA=QC/M=179.4×8/50=28.7m2

式中C—污泥固體濃度，8g/L

M—濃縮池污泥固體通量，30~60kg/(m2·d)，取50kg/(m2·d)。2）單池面積A1

A1=A/n=28.7/1=28.7m2,取29m2

式中n—濃縮池個(gè)數(shù)。3）濃縮池直徑DD=(4A1/)1/2=(4×29/3.14)1/2=6.1m，取6m。4）設(shè)計(jì)濃縮時(shí)間T

T=24Ah/Q=24×29×4/179.4=15.5h，介于10~16h之間。

其中h—有效水深，一般為4m。5）濃縮池總高度HH=h+h2+h3=4+0.5+0.3=4.8m式中h2—超高，0.5m

h3—緩沖層高度，0.3m。6)濃縮后污泥體積V2

V2=Q(1-P1)/(1-P2)=179.4(1-99.4﹪)/(1-97.5﹪)=43m3

式中P1—進(jìn)泥含水率，99.2~99.6﹪，取99.4﹪

P2—出泥含水率，97~98﹪，取97.5﹪。3.9.1.3其他設(shè)計(jì)參數(shù)1）污泥室容積和排泥時(shí)間

定期排泥，兩次排泥時(shí)間間隔為8h，則污泥室的容積應(yīng)大于8h產(chǎn)生的污泥量，即179.4×8/24=59.8m3。設(shè)貯泥池的有效水深為4m，貯泥池的直徑D=（4V/h）1/2=(4×59.8/3.14×4)1/2=4.4m，取4.5m。2）構(gòu)造

由于濃縮池較小，可采用豎流式濃縮池，不設(shè)刮泥機(jī)。池體用水密性鋼筋混凝土建造。污泥管、排泥管、排上清液管等管道用鑄鐵管。3.9.2污泥脫水機(jī)房磚混結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為20×10×4.5m，內(nèi)設(shè)DY型帶式壓榨過濾機(jī)一臺(tái)及氣浮加藥設(shè)備1套，加藥間內(nèi)設(shè)次氯酸鈉發(fā)生器四套（三用一備，單套加氯量2.0kg/h，N=5kw）。3.9.3污泥管道進(jìn)泥管中污泥的含水率為99.5﹪，污泥在管道內(nèi)的水力特征與污水的水里特征相似，選用300mm的管徑；排泥管中污泥的含水率為97.5﹪，查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五冊(cè)《污泥管最小設(shè)計(jì)流速》表選用200mm的管徑，最小設(shè)計(jì)流速為0.8m/s。4.設(shè)備歸納4.1主要構(gòu)筑物和建筑物的尺寸設(shè)計(jì)確定污水處理廠主要構(gòu)筑物及建筑物的尺寸大小如表2-4所示。表2-4構(gòu)筑物與建筑物的主要尺寸序號(hào)名稱數(shù)量平面尺寸B×L（m2）備注1格柵間13×5鋼筋混凝土2調(diào)節(jié)池115×28鋼筋混凝土3泵房16×12鋼筋混凝土4水解酸化池118×22鋼筋混凝土5接觸氧化池83×3鋼筋混凝土6配水井1D=1.5鋼筋混凝土7二沉池4D=6鋼筋混凝土8加藥間16×6鋼筋混凝土9絮凝池22.5×2.5鋼筋混凝土10斜板沉淀池12.7×11.5鋼筋混凝土11污泥泵房23×6鋼筋混凝土12污泥濃縮池1D=6磚混13貯泥池1D=4.5磚混14污泥脫水間19×12鋼筋混凝土15鼓風(fēng)機(jī)房26×9磚混16機(jī)修間16×12磚混4.2主要設(shè)備及管道表2-5主要設(shè)備及管道一覽表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1鼓風(fēng)機(jī)SSR-150臺(tái)21用1備2鼓風(fēng)機(jī)RMF-240臺(tái)21用1備3污水泵200QW400-10-30臺(tái)21用1備4污泥泵KWPK200-500臺(tái)21用1備5污泥泵KWPK200-500臺(tái)21用1備6帶式壓榨過濾機(jī)DY--1000臺(tái)17空壓機(jī)Z—0.3/7臺(tái)18污泥進(jìn)料泵GFN65×2A臺(tái)21用1備9濾帶清洗水泵2DA-8×2臺(tái)21用1備10空氣管鋼管DN250m2011空氣管鋼管DN125m10712空氣管鋼管DN75m9613空氣管鋼管DN25m14014進(jìn)出水管鋼管DN275m18015進(jìn)出水管鋼管DN200m5016排泥管鑄鐵管DN200m2005.工程投資概預(yù)算5.1構(gòu)筑物、建筑物土建費(fèi)用表2-6構(gòu)筑物土建費(fèi)用構(gòu)筑物容積（m3）數(shù)量（個(gè)）單價(jià)（元/m3）合計(jì)（萬元）調(diào)節(jié)池21201600127.2水解酸化池1062160063.72接觸氧化池830160044.8二沉池234450046.8絮凝池4425004.4斜板沉淀池14515007.25污泥濃縮池14515007.25貯泥池10015005總計(jì)306