《500立方米日處理量的含氟廢水處理工程設(shè)計(jì)》12000字（論文）

500立方米日處理量的含氟廢水處理工程設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-1"\h\u15130500立方米日處理量的含氟廢水處理工程設(shè)計(jì) 1226301諸論 144622設(shè)計(jì)說明書 4314923主要構(gòu)筑物計(jì)算 7271093.2.2粗格柵 1574933.2.4兼氧調(diào)節(jié)池 20149203.2.6生物接觸氧化反應(yīng)池 2322596（1）生物接觸氧化池的有效容積V 234083（2）接觸氧化池總面積A 248688（3）接觸氧化池分格 2414097（4）有效接觸時間t 2429653（5）接觸氧化池總高度H0 2428869K，常數(shù)，K=0.33×(p75)×S00.46=3.52； 2510540（8）需氣量 2522402（7）鼓風(fēng)機(jī)的選擇 2522098H=h1+h2+h3 192234高程計(jì)算 29115485各設(shè)備對污染物的去除率 33190096經(jīng)濟(jì)分析與維護(hù) 34237127總結(jié) 363530參考文獻(xiàn) 37內(nèi)容提要含氟廢水是一種具有生物毒性、難降解、難凈化的一種高濃度廢水，會嚴(yán)重影響人體健康和污染人類賴以生存的環(huán)境。本設(shè)計(jì)針對某光伏電池企業(yè)500m3/d含氟廢水?dāng)M建立污水處理廠，接納生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)廢水、生活區(qū)生活廢水，將生產(chǎn)廢水通過pH調(diào)節(jié)池、絮凝混凝反應(yīng)池、沉淀池、污泥池、過濾器后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排入城市下水道；將生活廢水通過格柵、兼氧調(diào)節(jié)池、初沉池、生物接觸氧化反應(yīng)池、二沉池、消毒池、過濾器后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)回用于廠區(qū)綠化及雜用。關(guān)鍵詞含氟廢水沉淀法物化處理1諸論1.1研究背景及意義含氟廢水主要來源于電池、玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程。在生產(chǎn)過程中使用了氫氟酸（HF），會排放大量的高濃度含氟廢水，氟成為生產(chǎn)廢水的主要污染物。廢水中的氟一般是以離子的形式存在的，且還常含有有機(jī)污染物或無機(jī)鹽類污染物。若排放的廢水中氟含量超過國家排放標(biāo)準(zhǔn)，將破壞土壤結(jié)構(gòu)和土壤質(zhì)量，威脅微生物的分解能力和動植物的生命健康，嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。再者，氟是人體必需的微量元素之一，人體含氟量一般控制在0.4~0.6mg/L，含量過低或過高都會影響人體的生命健康。人們在日常飲用水中，若長期飲用氟離子濃度大于1mg/L的水，嚴(yán)重會引起氟斑牙和氟骨癥等一些其他疾病。因此，處理含氟廢水不可避免，尋找一種操作簡單、低成本且處理效果高的除氟技術(shù)具有重要意義。含氟廢水排放標(biāo)準(zhǔn)參照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的三級排放標(biāo)準(zhǔn)，見表1.1。表1.1含氟生產(chǎn)廢水處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)pHCODmg/LSSmg/L氟化物mg/L氨氮mg/LPO43-（以P計(jì)）GB8978—19966~950040020————CJ343—2010——————3581.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外處理含氟廢水的方法主要有化學(xué)沉淀法和混凝沉淀法、離子交換樹脂法、吸附法、電凝聚法、電化學(xué)法和膜分離法等。其中沉淀法是向廢水中加入一些能與氟離子反應(yīng)生成難溶氟化物的物質(zhì)，然后通過固液分離將其去除;電化學(xué)法主要是通過電解產(chǎn)生金屬絮狀，然后通過靜電吸附或離子交換去除氟離子主要以電絮凝法和電滲析法為主;吸附法是利用吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)，氟離子與吸附劑發(fā)生離子交換或化學(xué)反應(yīng)殘留在吸附劑中;離子交換樹脂法是根據(jù)樹脂的陰離子與氟離子交換進(jìn)而達(dá)到去除氟離子的目的。國內(nèi)大多采用化學(xué)混凝沉淀技術(shù)處理工業(yè)含氟廢水，即利用沉淀劑與混凝劑聯(lián)用來解決沉降慢且脫水困難的問題，該法具有設(shè)備簡單、處理效果良好和成本低等優(yōu)點(diǎn)。在光伏廢水處理行業(yè)中，化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、吸附法，由于實(shí)用性較強(qiáng)經(jīng)常聯(lián)合使用，處理效果更佳。1.3含氟廢水處理工藝介紹1.3.1化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法除氟是在含氟廢水中加入氯化鈣、氫氧化鈣和氧化鈣等化學(xué)物質(zhì)，使其與氟離子形成氟化鈣沉淀以達(dá)到除氟的目的。此工藝在含氟廢水處理工藝中應(yīng)用較為廣泛，操作簡單，成本低，投資少、除氟效果明顯，普遍適用于大規(guī)模高濃度含氟廢水的處理。但氟化鈣本身具有一定的溶解性，并且會與氫氧化鈣共溶，這常會導(dǎo)致處理后的廢水中氟含量仍然有20~30mg/L，很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時存在污泥量大、二次污染嚴(yán)重等問題。因此，常需要對廢水進(jìn)行二次處理甚至多次處理才能達(dá)到排放的要求。1.3.2混凝沉淀法混凝沉淀法除氟是應(yīng)用較多的一種方法，適用于大規(guī)模處理廢水。其原理是在含氟廢水中加入具有混凝效果的混凝劑，然后調(diào)節(jié)pH到適當(dāng)值，廢水中的氟化物被形成的膠體或沉淀所吸附，從而達(dá)到去除氟離子的目的。絮凝劑可分為有機(jī)絮凝劑、無機(jī)絮凝劑和微生物絮凝劑3類。其中，鐵鹽、鋁鹽屬常見的絮凝劑。不同混凝劑的除氟機(jī)理有所不同，除氟效果也不同?；炷恋矸ú僮鬏^為容易，混凝沉淀法的優(yōu)點(diǎn)在于混凝沉淀中絮凝劑的投加量少，且可以一次性處理大量的廢水，設(shè)備簡單且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但混凝后污泥量較大，出水中會混入無機(jī)鹽離子，反應(yīng)后廢水中仍存在含氟絡(luò)合物，除氟效果不徹底。1.3.3吸附法吸附法是應(yīng)用最廣泛的除氟方法，其既可直接用于低氟含量廢水處理，又可作為化學(xué)沉淀法和混凝沉淀法處理后的深度處理。吸附法除氟工藝原理是通過向含氟廢水中投加具有多孔性的吸附介質(zhì)，廢水中的氟離子通過離子交換作用、物理吸附或化學(xué)反應(yīng)交換或依附在吸附介質(zhì)上，以達(dá)到除去氟元素的目的。常用的氟離子吸附介質(zhì)有改性沸石、活性炭、活性氧化物、離子交換樹脂、鋁系吸附劑、天然高分子吸附劑以及稀土元素的氧化物等。吸附劑在清洗后具有可再生的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用。此工藝簡單，成本低，吸附劑原料易得、性能優(yōu)良，種類繁多、選擇范圍廣，該法主要用于低濃度的含氟廢水，出水水質(zhì)穩(wěn)定。但吸附劑存儲要求嚴(yán)格，使用壽命短、吸附容量有限，導(dǎo)致再生頻繁且再生工序煩瑣，再生后吸附劑的吸附容量也會降低，還會產(chǎn)生二次污染。1.3.4膜分離法膜分離法包括電滲析法和反滲透法。1.3.4.1電滲析法電滲析法是基于離子通過離子交換膜的選擇性透過性，以直流電為傳輸離子的驅(qū)動力，產(chǎn)生兩種新的溶液，其中一種溶液的特定離子含量高于另一種溶液。電滲析法不需要納濾和反滲透的高壓，常用于電解質(zhì)溶液的濃縮、稀釋或脫鹽。電滲析法是一種特殊的膜法，截留氟離子效率高，去除效果好，但在去除氟過程中，會受電極結(jié)垢以及濃差極化現(xiàn)象的影響，從而導(dǎo)致消耗更多電能。1.3.4.2反滲透法反滲透法除氟工藝是基于物理過濾的原理以廢水中膜兩側(cè)的壓力差為推動力，利用反滲透膜的選擇透過性使水分子透過，氟離子則留在廢水中，實(shí)現(xiàn)與混合物的分離。此工藝操作簡單、占地空間少、能耗低，技術(shù)先進(jìn)，在含氟濃度較低的廢水處理時，效果顯著。但是，反滲透膜價格昂貴，耐高溫和酸堿度的變化能力有限，膜分離過程中膜材料易被堵塞污染損壞，使用壽命較短，需要反復(fù)清洗直至更換膜片，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。并且對高濃度氟廢水的去除效果不理想，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化除氟應(yīng)用。1.3.5聯(lián)合處理工藝針對各行業(yè)對含氟廢水處理經(jīng)濟(jì)成本以及處理水量要求的不同，同時能夠滿足含氟廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，常采用以傳統(tǒng)混凝沉淀為基礎(chǔ)與其他工藝相結(jié)合的聯(lián)合處理工藝，如鈣鹽混凝沉淀與二次混凝沉淀或吸附處理工藝結(jié)合。在實(shí)際含氟廢水處理工程中，單一傳統(tǒng)混凝沉淀工藝處理后的廢水中還殘存有10~20mg/L的氟離子，尚未達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。而采用傳統(tǒng)混凝沉淀與深度處理相結(jié)合的組合工藝后，處理后的出水中氟離子濃度滿足國家要求的小于10mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。1.4本課題研究意義太陽能光伏發(fā)電可以將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，具有能源取之不盡用之不竭、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是未來重要的能源。山西某光伏有限公司是一家致力于從事晶體硅錠、太陽能硅片、太陽能電池片到成品光伏組件的綜合型企業(yè)。在生產(chǎn)過程中，使用了氫氟酸（HF），氟成為生產(chǎn)廢水的主要污染物。高濃度含氟工業(yè)廢水一般含有呈氟離子形態(tài)的氟，游離于水體中危害人體健康。本選題針對某光伏電池500m3/d含氟廢水?dāng)M建立污水處理廠，擬設(shè)該光伏電池公司每天排放生產(chǎn)廢水量為400m3，另外，排放生活廢水100m3，為接納生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)廢水、生活區(qū)生活廢水，將生產(chǎn)廢水處理到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的三級標(biāo)準(zhǔn)，然后排入城市下水道；將生活廢水處理達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）的要求，回用于廠區(qū)綠化及雜用。含氟生產(chǎn)廢水中主要污染物為高濃度氟和廢酸，給出主要參數(shù)：pH、COD、總懸浮物、總磷、氟化物。對400m3/d的生產(chǎn)廢水，本設(shè)計(jì)擬采用沉淀法，通過加藥劑或其他藥物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀而去除。主要構(gòu)筑物包括調(diào)節(jié)池、絮凝混凝反應(yīng)池、沉淀池、污泥池等，進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，達(dá)到出水水質(zhì)要求。對100m3/d生活廢水，以生化及物理處理為主，主要構(gòu)筑物包括格柵、沉淀池、調(diào)節(jié)池、接觸氧化反應(yīng)池、消毒池等，進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，并能達(dá)到生活用水回用標(biāo)準(zhǔn)。2設(shè)計(jì)說明書2.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)某光伏電池企業(yè)500m3/d含氟廢水處理工程2.2設(shè)計(jì)目的掌握生產(chǎn)廢水和生活廢水的處理流程，在設(shè)計(jì)過程提高分析解決實(shí)際問題的能力，在不同程度上鍛煉研究、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。2.3設(shè)計(jì)要求（1）將生產(chǎn)廢水處理到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的三級標(biāo)準(zhǔn)，然后排入城市下水道見表2.1。表2.1含氟生產(chǎn)廢水處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)pHCODmg/LSSmg/L氟化物mg/L氨氮mg/LPO43-（以P計(jì)）GB8978—19966~950040020————CJ343—2010——————358（2）將生活廢水處理達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）的要求，回用于廠區(qū)綠化及雜用，見表2.2。表2.2生活廢水處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目pH色度嗅濁度限值6~9400mg/L無不快感覺10NTU項(xiàng)目溶解性總固體BOD5NH3-NLAS限值1000mg/L20mg/L20mg/L1.0mg/L項(xiàng)目DO余氮大腸桿菌限值1.0mg/L按接觸時間30min后≥1.0mg/L，管網(wǎng)末端≥0.05mg/L3個/L2.4設(shè)計(jì)資料已知參數(shù)：（1）含氟生產(chǎn)廢水待處理量400m3/d，生活廢水待處理量100m3/d，每日工作時間24h。在光伏電池生產(chǎn)中使用了氫氟酸（HF），鹽酸（HCl）、硝酸（HNO3）、氫氧化鉀（KOH）、氫氧化鈉（NaOH）、異丙醇等化工原料，見表2.3表2.3生產(chǎn)過程中添加的化工原料序號材料名稱數(shù)量（含量）備注1氫氟酸242L（40%）按一條生產(chǎn)線生產(chǎn)20000片/d計(jì)算，水量為80t/h，共有五條生產(chǎn)線，廢水量為400m3/d。每日時間按24h計(jì)2硝酸144L（40%）3鹽酸90L（40%）4氫氧化鉀40L（40%）5氫氧化鈉36kg（98%）6異丙醇104L（98%）（2）進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)生產(chǎn)廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)見表2.4表2.4設(shè)計(jì)生產(chǎn)廢水進(jìn)水水質(zhì)項(xiàng)目pHCODSSPO43-氟化物進(jìn)水水質(zhì)4100mg/L30mg/L0.5mg/L80mg/L生活廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)見表2.5表2.5設(shè)計(jì)生活廢水進(jìn)水水質(zhì)項(xiàng)目pHCODSSBOD進(jìn)水水質(zhì)6~8400mg/L300mg/L200mg/L2.5設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）含氟生產(chǎn)廢水和生活廢水處理設(shè)備的整體布局；（2）格柵、沉淀池、調(diào)節(jié)池、絮凝混凝反應(yīng)池、接觸氧化池、沉淀池、消毒池、污泥池的設(shè)計(jì)及相關(guān)輔助設(shè)備的計(jì)算；（3）各設(shè)備對污染物的去除率、阻力損失及設(shè)備流程水位的計(jì)算；（4）經(jīng)濟(jì)分析與運(yùn)行維護(hù)；（5）對本設(shè)計(jì)的評述或有關(guān)問題的分析討論；（6）含氟生產(chǎn)廢水和生活廢水處理設(shè)備工藝流程圖，并在圖上標(biāo)注系統(tǒng)主要參數(shù)。（7）設(shè)計(jì)圖紙4—5張包括：1）含氟生產(chǎn)廢水處理廠平面布置圖（1：200—1：500）（1張）2）含氟生產(chǎn)廢水處理設(shè)備工藝流程圖（1張）3）含氟生產(chǎn)廢水處理構(gòu)筑物詳圖（1-2張）4）含氟生產(chǎn)廢水處理廠高程布置圖（縱向1：50—1：100，橫向1：100—1：200）（1張）2.6設(shè)計(jì)思路對于400m3/d的含氟生產(chǎn)廢水，擬采用沉淀法，通過加藥劑或其他藥物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀而去除，排出的廢水經(jīng)pH調(diào)節(jié)池加Ca(OH)2調(diào)節(jié)酸度，形成CaF2沉淀，在絮凝混凝反應(yīng)池內(nèi)，通過加混凝劑PAC和助凝劑PAM使CaF2絮凝，進(jìn)入沉淀池沉淀，經(jīng)吸附過濾器分離凈化，沉淀產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池后脫水外運(yùn)。對于100m3/d的含氟生活污水，以生化及物理處理為主，排出的污水先經(jīng)過粗格柵、細(xì)格柵去除水中殘留的懸浮物、沙礫等污染顆粒，進(jìn)入兼氧調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)水量，后由提升泵提升至初沉池，接著經(jīng)過生物接觸氧化反應(yīng)池進(jìn)行好氧處理，使廢水中的有機(jī)物降解后進(jìn)入二沉池凈化，接著進(jìn)入過濾器再次進(jìn)行分離凈化，再經(jīng)加氯消毒達(dá)到排放要求。3主要構(gòu)筑物計(jì)算3.1生產(chǎn)含氟廢水設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1水量計(jì)算設(shè)計(jì)流量Q=400m3/d=16.67m3/h=0.005m3/s最大流量Qmax=400×1.3=520m3/d=21.67m3/h=0.006m3/s平均流量Q=400m3/d3.1.2pH調(diào)節(jié)池投加Ca(OH)2調(diào)節(jié)酸度，中和PH在5～8。（1）投加Ca(OH)2的量，取濃度為10mg/L，計(jì)算得：G=則每日投加：G（2）調(diào)節(jié)池有效容積V式中，V，調(diào)節(jié)池容積，m3；Qcp，廢水平均流量，m3/h；計(jì)算得：V=16.67（3）調(diào)節(jié)池水面面積AA=式中，A，調(diào)節(jié)池水面面積，m2；V，調(diào)節(jié)池容積，m3；h，有效水深，m，一般取2-5m，取池子總高度H=2.5m，其中超高0.5m，有效水深h=2m；計(jì)算得：A=（4）調(diào)節(jié)池尺寸采用矩形池，則L取池長L=4m，池寬B=4m，則池子的總尺寸為L（5）提升泵選型調(diào)節(jié)池集水坑內(nèi)設(shè)兩臺廢水提升泵，型號為50WQ-20-15-1.5，水泵的基本參數(shù)為水泵流量Q=20m3/h，揚(yáng)程H=15m，功率為N=1.5kW。（6）攪拌空氣S=A式中，S，攪拌空氣量，m3/min；A，調(diào)節(jié)池水面面積，m2；q，攪拌強(qiáng)度，m3/(m2?min)，取q=0.08m3/(m2?min)；計(jì)算得：S=16.673.1.3絮凝混凝反應(yīng)池（1）投加藥量計(jì)算1）投加混凝劑PAC聚合氯化鋁，通常濃度為50～100mg/L，此處濃度取60mg/L。計(jì)算得：G=則每日投加：G2）投加助凝劑聚丙烯酰胺PAM，通常濃度為2～5mg/L，此處濃度取5mg/L。計(jì)算得：G=則每日投加：G（2）混合攪拌池選擇機(jī)械混合1）攪拌池有效容積VV=Qt式中，Q，平均流量，m3/s；t，混合時間，一般10～30s，取20s；計(jì)算得：V=0.0052）攪拌池當(dāng)量直徑D采用長方形，池深H=1m，池長與池寬相等，即L=B=0.317m。D=計(jì)算得：D=3）混合攪拌功率NqN式中，Nq，混合功率，kW；Q，混合攪拌池流量，m3/s；μ，水的粘度，20℃時為1.005×10-3Pa?s；G，500~1000s-1，取1000s-1；計(jì)算得：N（3）絮凝反應(yīng)池選擇機(jī)械絮凝池1）每池有效容積V1V式中，Q，平均流量，m3/d；T，絮凝時間，一般10~30min，取20min；計(jì)算得：V采用兩個，交替使用。2）絮凝池尺寸采用矩形池子，池長L=2.36m，池寬B=2.36m。則有效水深hh=計(jì)算得：h=取總高度H=1.3m，其中超高0.3m，則池子總尺寸：L3.1.4沉淀池采用豎流沉淀池（1）中心管面積ff=式中，qmax，每池最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；v0，中心管內(nèi)流速，m/s，取0.03m/s；計(jì)算得：f=（2）中心管直徑d0d計(jì)算得：d（3）校核中心管流速v0v計(jì)算得：v（4）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3?d式中，v1，污水由喇叭口與反射板之間的縫隙流出速度，m/s，取0.02m/s；d1，喇叭口直徑，m；計(jì)算得：d?取h3=0.15m。（5）沉淀部分有效斷面積FF=v式中，v，污水在沉淀池中流速，m/s；q，表面負(fù)荷，m3/(m2?h)，取1；計(jì)算得：F=（6）沉淀池邊長BB=計(jì)算得：B=取B=5m。（7）沉淀部分有效水深h2?式中，t，沉淀時間，h，取2h；計(jì)算得：??（8）沉淀池有效容積VV=B計(jì)算得：V=5（9）污泥室錐體部分高度h5上口直徑取3.5m，截頭直徑取0.5m，傾角α=60°?取h5=2.6m。（10）沉淀池總高度H=式中，h1，超高，m，取0.4m；h2，沉淀部分有效水深，m；h3，中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m；h4，緩沖層高，m，取0.35m；h5，污泥室錐體部分高度，m；計(jì)算得：H=0.4+2+0.15+0.35+2.6=5.5m（11）污泥泵豎流沉淀池內(nèi)設(shè)2臺污泥泵，一用一備，型號為50GW-20-15-1.5，水泵的基本參數(shù)為水泵流量Q=20m3/h，揚(yáng)程H=15m，功率為N=1.5kW。3.1.5污泥濃縮池采用幅流濃縮池（1）污泥量計(jì)算1）沉淀池剩余污泥量Q式中，V，沉淀池有效容積，m3；θc，污泥齡，R，污泥回流比，50%；計(jì)算得：Q2）根據(jù)水量的3%計(jì)算，污泥量：400×3%=12m3/d3）污泥總量QQ=0.104+12=12.104（2）濃縮池有效面積A=式中，Q，污泥量，m3/h；C，污泥固體濃度，一般采用3~5g/L，取5g/L；G，固體通量，為20kg/(m3?d)；計(jì)算得：A（3）濃縮池直徑DD計(jì)算得：D=取D=2m（4）濃縮池容積VV=QT式中，T，濃縮池濃縮時間，h，一般采用10~16h，取T=12h；計(jì)算得：V=（5）濃縮池有效水深h2?計(jì)算得：?（6）池底高度h4?式中，i，池底坡度，取0.01；計(jì)算得：?（7）污泥斗高度h5?式中，a，污泥斗上口直徑，m，取2m；b，污泥斗底部直徑，m，取1m；β，泥斗傾角，圓形污泥斗一般采用55°；計(jì)算得：?取h5=0.7m（8）污泥斗容積V1V計(jì)算得：V（9）濃縮池后污泥量計(jì)算1）濃縮池后剩余污泥流量Q1Q式中，p1，污泥含水率，為99%；p2，出泥濃度，為95%；計(jì)算得：Q2）則脫水后污泥泥餅量Q23）

Q式中，p3，脫水后污泥泥餅含水率，為80%；計(jì)算得：Q（10）濃縮池總高度HH=式中，h1，超高，m，取0.3m；h2，濃縮池有效水深，m；h3，緩沖層高度，一般采用0.3~0.5m，取0.49m；h4，池底高度，m；h5，污泥斗高度，m；計(jì)算得：H=0.3（11）污泥壓濾機(jī)選用2臺板框壓濾機(jī)，一用一備，型號為BAS4/320，過濾面積為4m2，重量為650kg。3.1.6吸附過濾器選型選用2臺石英砂過濾器，一用一備，型號為ZX-SYS1800，罐體尺寸為?1800×3050，處理量為25m3/h。3.2生活廢水設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1水量計(jì)算設(shè)計(jì)流量Q=100m3/d最大流量Qmax=100×1.3=130m3/d=5.42m3/h=0.002m3/s平均流量Q=100m3/d3.2.2粗格柵（1）柵條的間隔數(shù)n

n=式中，Qmax，最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；α，格柵傾角，取75°；b，柵條間隙，m，取0.016m；h，柵前水深，m，取0.01m；v，過柵流速，m/s，取0.6m/s；m，設(shè)計(jì)使用格柵數(shù)量，本設(shè)計(jì)中設(shè)2道，1道備用。計(jì)算得：

n=則n=11個（2）柵槽寬度BB=S(n式中，S，柵條寬度，m，取0.02m；n，柵條間隔數(shù)；b，柵條間隙，m，取0.016m；計(jì)算得：

B=0.02（3）通過格柵的水頭損失h1??ξ式中，h1，設(shè)計(jì)水頭損失，m；h0，計(jì)算水頭損失，m；g，重力加速度，m/s2，取9.81m/s2；k，系數(shù)，格柵受污染物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；ξ，阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)；β，當(dāng)柵條為矩形斷面時，β=2.42；S，柵條寬度，m，取0.02m；計(jì)算得：

ξ??（4）柵后槽總高度HH式中，h，柵前水深，m；h1，通過格柵的水頭損失，m；h2，柵前渠道超高，m，取0.3m；計(jì)算得：

H（5）柵槽總長度L1）進(jìn)出取到漸寬部分的長度L1L式中，B，柵槽寬度，m；B1，進(jìn)水渠寬，m，取0.05m；α1，漸寬部分展開角度，取20°；計(jì)算得：

L2）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2LLH式中，H1，柵前渠道深，m；計(jì)算得：

L（6）每日柵渣量WW式中，W1，柵渣量，m3/103m3污水，取0.08；Kz，生活污水量總變化系數(shù)，取1.3（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）；計(jì)算得：

W采用人工清渣。3.2.3細(xì)格柵（1）柵條的間隔數(shù)n’

n’=式中，Qmax，最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；α’，格柵傾角，取60°；b’，柵條間隙，m，取0.005m；h’，柵前水深，m，取0.01m；v’，過柵流速，m/s，取0.6m/s；m’，設(shè)計(jì)使用格柵數(shù)量，本設(shè)計(jì)中設(shè)2道，1道備用。計(jì)算得：

n’=則n’=32個（2）柵槽寬度B’B’=S’(n’式中，S’，柵條寬度，m，取0.01m；n’，柵條間隔數(shù)；b’，柵條間隙，m，取0.005m；計(jì)算得：

B’=0.01（3）通過格柵的水頭損失h1’??ξ式中，h1’，設(shè)計(jì)水頭損失，m；h0’，計(jì)算水頭損失，m；g，重力加速度，m/s2，取9.81m/s2；K，系數(shù)，格柵受污染物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；ξ’，阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)；β’，當(dāng)柵條為矩形斷面時，β=2.42；S’，柵條寬度，m，取0.01m；計(jì)算得：

ξ??（4）柵后槽總高度H’H’式中，h’，柵前水深，m；h1’，通過格柵的水頭損失，m；h2’，柵前渠道超高，m，取0.3m；計(jì)算得：

H’（5）柵槽總長度L’1）進(jìn)出取到漸寬部分的長度L1’L式中，B’，柵槽寬度，m；B1’，進(jìn)水渠寬，m，取0.15m；α1’，漸寬部分展開角度，取20°；計(jì)算得：

L2）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2’LLH式中，H1’，柵前渠道深，m；計(jì)算得：

L（6）每日柵渣量W’W’式中，W1’，柵渣量，m3/103m3污水，取0.1；Kz，生活污水量總變化系數(shù)，取1.3（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）；計(jì)算得：

W’采用人工清渣。3.2.4兼氧調(diào)節(jié)池兼氧調(diào)節(jié)池有幾方面的作用，一方面保證生物處理設(shè)施進(jìn)水水量均衡：另一方面少量空氣攪拌使池內(nèi)的水質(zhì)充分混合；其次是吹脫有害氣體和部分氨氮；另外利用接觸氧化池回流的部分剩余活性污泥的活性，降解部分有機(jī)污染物，以減輕后續(xù)好氧段的處理負(fù)荷。采用穿孔管或傘流式曝氣頭曝氣，水力停留時間為6~8h。（1）調(diào)節(jié)池有效容積VV式中，V，調(diào)節(jié)池容積，m3；Qcp，廢水平均流量，m3/h；T，停留時間，取8h；計(jì)算得：

V（2）調(diào)節(jié)池水面面積AA式中，A，調(diào)節(jié)池水面面積，m2；V，調(diào)節(jié)池容積，m3；h，有效水深，m，一般取2-5m。取池子總高度H=4m，其中超高1m，有效水深h=3m；計(jì)算得：

A（3）調(diào)節(jié)池尺寸采用矩形池，取池長L=4m，池寬B=3m，則池子的總尺寸為L（4）潛污泵選型調(diào)節(jié)池集水坑內(nèi)設(shè)兩臺潛污提升泵，型號為50WQ-10-10-0.75，水泵的基本參數(shù)為水泵流量Q=10m3/h，揚(yáng)程H=10m，功率為N=0.75kW。（5）攪拌空氣采用穿孔管或傘流式曝氣頭曝氣，S式中，S，攪拌空氣量，m3/min；A，調(diào)節(jié)池水面面積，m2；q，攪拌強(qiáng)度，m3/(m2?min)，取q=0.08m3/(m2?min)；計(jì)算得：

S3.2.5初沉池共設(shè)計(jì)兩座沉淀池，一用一備。（1）池子總面積AA式中，Qmax，最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；q’，表面負(fù)荷，m3/(m2?h)，取值范圍為1.2~2.0，取1.2m3/(m2?h)；計(jì)算得：

A=（2）沉淀部分有效水深h2?式中，t，沉淀時間，h，取1h；計(jì)算得:

?（3）沉淀部分有效容積V’V’計(jì)算得：

V’=0.002（4）池長L及池子總寬度B每格池子分格寬度b取0.6m，由于水量較小，不設(shè)分格，則n=1L=B=bn計(jì)算得：

L=B=0.6（5）校核長深比LL（6）污泥部分需要的總?cè)莘eVV式中，C1，進(jìn)水懸浮物濃度，t/m3；C2，出水懸浮物濃度，t/m3；T，兩次清除時間間隔，d，取2d；γ，污泥密度，t/m3，取1；ρ0計(jì)算得：

V=（7）污泥斗容積V2污泥斗上口直徑取3m，下口直徑取0.5m，傾角α=60°?V式中：h4’，污泥斗高度，m；f1，污泥斗上口面積，m2；f2，污泥斗下口面積，m2；計(jì)算得：

V（8）沉淀池總高度HH=式中：h1，超高，取0.3m；h2，有效水深，為1.2m，h3，緩沖層高度，取0.3m；h4，污泥部分高度，取2.2m。計(jì)算得：

H=0.33.2.6生物接觸氧化反應(yīng)池接觸氧化池內(nèi)裝有彈性球型懸浮填料。（1）生物接觸氧化池的有效容積VV式中，Q，日平均流量，m3/d，為100m3/d；S0，進(jìn)水時BOD5的濃度，mg/L，為200mg/L；Se，出水時BOD5的濃度，mg/L，為20mg/L；qv，填料容積負(fù)荷，BOD5kg/(m3×d)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般處理城市污水可用1.0～1.8kgBOD5/(m3×d)，取1kgBOD5/(m3×d)；計(jì)算得：

V（2）接觸氧化池總面積AA式中，H，填料總高度，取1.5m，設(shè)1段，每段高1.5m；計(jì)算得：

A（3）接觸氧化池分格設(shè)接觸氧化池分為n=1格，每格接觸氧化池的面積A0為12m2<25m2每格接觸接觸氧化池的尺寸為L×B=4m×3m長寬比L:B=1.3，滿足接觸氧化池長寬比宜取1~2要求。（4）有效接觸時間tt=式中，n，接觸氧化池格數(shù)；L，接觸氧化池長，m；B，接觸氧化池寬，m；H，填料層高度，m；Q，設(shè)計(jì)流量，m3/h；計(jì)算得：

t=（5）接觸氧化池總高度H0H式中，h1，超高，0.5~0.6m，取0.5m；h2，填料上水深，0.4~0.5m，取0.5m；h3，填料層間隙，0.2~0.5m，取0.5m；h4，配水區(qū)高度，采用穿孔管曝氣，不進(jìn)入檢修者h(yuǎn)4=0.5m，進(jìn)入檢修者h(yuǎn)4=1.5m，取1.5m；計(jì)算得：

H（6）廢水在池內(nèi)實(shí)際停留時間TT式中，p，接觸氧化池內(nèi)填料充填率，取70%；K，常數(shù)，K=0.33×(p75)×S00.46=3.計(jì)算得：

T=3.52ln（7）所需填料體積V’V計(jì)算得：

V’=1（8）需氣量接觸氧化池曝氣采用在填料下方穿孔管鼓風(fēng)曝氣方式。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，氣水比為5:1（符合CECS128:2001），總需氣量為Q曝氣強(qiáng)度

q（7）鼓風(fēng)機(jī)的選擇選用SSR型三葉螺旋羅茨鼓風(fēng)機(jī)（SSR—80）為微生物提供溶解氧，一用一備，溶解氧控制在1.5~2.0mg/L，水力停留時間6~12h。風(fēng)量Q為6.5m3/min，功率K為7.5KW。3.2.7二沉池選擇豎流二沉池（1）中心管面積ff=式中，qmax，每池最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；v0，中心管內(nèi)流速，m/s，取0.03m/s；計(jì)算得：

f=（2）中心管直徑d0d計(jì)算得：

d取大值d0=0.3m=300mm。（3）校核中心管流速v0v計(jì)算得：

v（4）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3?d式中，v1，污水由喇叭口與反射板之間的縫隙流出速度，m/s，取0.02m/s；d1，喇叭口直徑，m；計(jì)算得：

d?取h3=0.1m。（5）沉淀部分有效斷面積FF=v式中，v，污水在沉淀池中流速，m/s；q，表面負(fù)荷，m3/(m2?h)，取1；計(jì)算得：

F=（6）沉淀池邊長BB=計(jì)算得：

B=取B=3m。（7）沉淀部分有效水深h2?式中，t，沉淀時間，h，取2h；計(jì)算得：

??（8）污泥室錐體部分高度h5上口直徑取2m，截頭直徑取0.5m，傾角α=60°?取h5=1.3m。（9）沉淀池總高度H=式中，h1，超高，m，取0.3m；h2，沉淀部分有效水深，m；h3，中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m；h4，緩沖層高，m，取0.3m；h5，污泥室錐體部分高度，m；計(jì)算得：

H=0.3+2+0.1+0.3+1.3=4m（10）污泥回流泵二沉池內(nèi)設(shè)2臺污泥回流泵，一用一備，型號為50WQH-10-9-0.75，水泵的基本參數(shù)為水泵流量Q=10m3/h，揚(yáng)程H=9m，功率為N=0.75kW。3.2.8過濾器選型選用2臺活性炭過濾器，一用一備，型號為QC-HXT1000，罐體尺寸為?1000×3840，處理流量為7.5m3/h。3.2.9消毒池選擇二氧化氯（CIO2）進(jìn)行消毒（1）二氧化氯投藥量m式中，m，每小時ClO2投加量，g/h；a，每升廢水投加量，mg/L，取3；Q，廢水流量，m3/d；計(jì)算得：

m=3（2）消毒池容積VV=式中，Qmax，最大設(shè)計(jì)流量，m3/h；t，消毒所需時間，h，取3h；計(jì)算得：

V=5.42（3）消毒池有效水深h2設(shè)計(jì)取池長L=3m，池寬B=3m，設(shè)導(dǎo)流隔板，分為3廊道，每廊道寬1m。?計(jì)算得：

?（4）消毒池總高度HH=h1?式中，h1，超高，m，取0.3m；h2，消毒池有效水深，m；h3，池底坡度高，m；i，池底坡度，%，范圍為2%~3%，取3%；計(jì)算得：

H=0.3+1.81+3%4高程計(jì)算市區(qū)排水管網(wǎng)進(jìn)入廠區(qū)污水管引入標(biāo)高為452.3m，廠區(qū)設(shè)計(jì)地面相對標(biāo)高為455.4m。4.1沿程水頭損失計(jì)算hf?式中，i，每米管道的水頭損失（水力坡度），m/m；L，管段長，m。4.2局部水頭損失計(jì)算hj?式中，ξ，局部阻力系數(shù)；v，管內(nèi)流速，m/s。4.3總水頭損失?4.4計(jì)算結(jié)果4.4.1生產(chǎn)含氟廢水部分見表4.1、4.2、4.3。表4.1生產(chǎn)含氟廢水部分構(gòu)筑物管渠沿程阻力hf序號名稱設(shè)計(jì)流量（m3/h）DN(mm)1000iv（m/s）長度L（m）hf（m）1廠區(qū)污水管至pH調(diào)節(jié)池21.672000.5440.2127.60.0152pH調(diào)節(jié)池至絮凝混凝反應(yīng)池21.672000.5440.217.40.0043絮凝混凝反應(yīng)池至沉淀池21.672000.5440.2173.50.044沉淀池到污泥濃縮池21.672000.5440.21110.0065沉淀池到過濾器21.672000.5440.21110.0066過濾器至排出廠區(qū)21.672000.5440.2136.70.019表4.2生產(chǎn)含氟廢水部分構(gòu)筑物管渠局部阻力hj序號名稱項(xiàng)目阻力系數(shù)ξhj（m）1廠區(qū)污水管至pH調(diào)節(jié)池突然縮小0.80.002匣閥1個0.22pH調(diào)節(jié)池至絮凝混凝反應(yīng)池出口1個0.50.003進(jìn)口1個13絮凝混凝反應(yīng)池至沉淀池進(jìn)口1個0.50.003出口1個14沉淀池至污泥濃縮池進(jìn)口1個0.50.003出口1個15沉淀池至過濾器進(jìn)口1個0.50.003出口1個16過濾器至排出廠區(qū)進(jìn)口1個0.50.003出口1個1表4.3生產(chǎn)含氟廢水部分各構(gòu)筑物損失及水位標(biāo)高名稱水位標(biāo)高（m）∑h進(jìn)水452.30.017pH調(diào)節(jié)池452.2831.5453.7830.007絮凝混凝反應(yīng)池453.7760.5453.2760.043沉淀池453.2330.3452.9330.009污泥濃縮池452.9240.3452.6240.009過濾器452.6150.25452.3650.022排出廠區(qū)452.3434.4.2生活廢水部分見表4.4、4.5、4.6。表4.4生活廢水部分構(gòu)筑物管渠沿程阻力hf序號名稱設(shè)計(jì)流量（m3/h）DN(mm)1000iv（m/s）長度L（m）hf（m）1廠區(qū)污水管至格柵5.421001.310.2130.50.042格柵至兼氧調(diào)節(jié)池5.421001.310.212.30.0033兼氧調(diào)節(jié)池至初沉池5.421001.310.212.30.0034初沉池至生物接觸氧化反應(yīng)池5.421001.310.21610.085生物接觸氧化反應(yīng)池至二沉池5.421001.310.2130.50.046二沉池至消毒池5.421001.310.2130.0047消毒池至過濾器5.421001.310.2130.0048過濾器至排出廠區(qū)5.421001.310.2115.30.02表4.5生活廢水部分構(gòu)筑物管渠局部阻力hj序號名稱項(xiàng)目阻力系數(shù)ξhj（m）1廠區(qū)污水管至格柵突然縮小0.80.002匣閥1個0.22格柵至兼氧調(diào)節(jié)池匣閥1個0.20.005水泵入口1個1出口1個13兼氧調(diào)節(jié)池至初沉池進(jìn)口1個0.50.003出口1個14初沉池至生物接觸氧化反應(yīng)池進(jìn)口1個0.50.003出口1個15生物接觸氧化反應(yīng)池至二沉池進(jìn)口1個0.50.003出口1個16二沉池至消毒池進(jìn)口1個0.50.003出口1個17消毒池至過濾器進(jìn)口1個0.50.003出口1個18過濾器至排出廠區(qū)進(jìn)口1個0.50.003出口1個1表4.6生活廢水部分各構(gòu)筑物損失及水位標(biāo)高名稱水位標(biāo)高（m）∑h進(jìn)水452.30.042格柵452.2580.15452.1080.008兼氧調(diào)節(jié)池452.12454.10.006初沉池454.0940.3453.7940.083生物接觸氧化反應(yīng)池453.7110.5453.2110.043二沉池453.1680.2452.9680.007消毒池452.9610.3452.6610.007過濾器452.6540.3452.3540.023排出廠區(qū)452.3315各設(shè)備對污染物的去除率5.1生產(chǎn)含氟廢水部分各設(shè)備對污染物的去除率見表5.1。表5.1生產(chǎn)含氟廢水部分各設(shè)備對污染物的去除率項(xiàng)目pH氟化物（mg/L）SS（mg/L）PO43-（mg/L）COD（mg/L）生產(chǎn)廢水進(jìn)水480300.5100pH調(diào)節(jié)池出水5～880300.5100去除率絮凝混凝反應(yīng)池出水5～816270.5100去除率-80%10%--沉淀池出水5～81150.570去除率-30%80%-30%污泥濃縮池出水5～81150.570去除率過濾器出水5～8111.50.570去除率--70%--排放標(biāo)準(zhǔn)6～920400-5005.2生活廢水部分各設(shè)備對污染物的去除率見表5.2。表5.2生活廢水部分各設(shè)備對污染物的去除率項(xiàng)目pHSS（mg/L）BOD5（mg/L）COD（mg/L）生活廢水進(jìn)水6～8300200400粗格柵出水6～8270200400去除率-10%--細(xì)格柵出水6～8257200400去除率-5%--兼氧調(diào)節(jié)池出水6～8257180320去除率--10%20%初沉池出水6～8231126196去除率-10%30%30%生物接觸