环境工程设计报告.doc

环境工程课程设计 丝绸废水处理工艺设计环境工程设计课程论文1 概述1.1设计依据及设计任务1.1.1设计题目丝绸废水处理工程工艺设计1.1.2设计依据1、国家污水综合排放标准（GB8978-1996）2、地面水环境质量标准（GB3838-88）3、室外排水设计规范（GBJ14-87，97年修订版）4、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-89）5、污水处理组合工艺及工程实例金兆丰、余志荣1.2废水水质水量a.污水量：丝绸废水：1250m3/d参考污水处理组合工艺及工程实例，印染污水排放量约占全厂排水量的60%-80%.本设计规模选择1600m3/db.污水水质：丝绸废水：COD=700mg/LBOD5=300mg/LSS=300mg/LPH=8色度=400倍1.3处理要求污水排放达到国家标准污水综合排放标准（GB 8978-1996）一级标准，即COD100mg/L 、BOD520mg/L、SS70mg/L、色度稀释倍数为50 、pH69。1.4去除率去除率公式为：式中：C0进水物质浓度；Ce出水物质浓度。(1)BOD5去除率：E=（300-20）/300=93.3%；(2)CODcr去除率：E=(700-100)/700=85.7%；(3)SS去除率：E=(300-70)/300=76.7%；2污水处理站方案的确定2.1确定污水处理方案的原则a.确定污水处理方案的原则：1污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；2污水处理站的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；3.为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；4.污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水；5.提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；6.查阅相关的资料确定其方案。b.最佳的处理方案要体现以下优点：1.保证处理效果，运行稳定；2.基建投资省，耗能低，运行费用低；3.占地面积小，泥量少，管理方便。2.2 污水处理方案的确定根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定废水处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的废水处理工艺流程。2.2.1处理标准的确定丝绸废水：COD=700mg/L； BOD5=300mg/L； SS=300mg/L；PH=8； 色度=400倍2.2.2丝绸废水特征丝绸废水产生于煮练、碱洗、酸洗、增白、染色、印花等工序，主要污染物为COD、BOD5、SS、色度，并且含有一定量的丝胶、蛹油、残余染料以及化学试剂。2.2.3污水处理工艺选择针对丝绸废水的上述特点，工艺选择如下：该废水中含有一定浓度的悬浮物，主要为丝绸纤维。该悬浮物为可回收利用资源，如果不加以回收，不仅造成资源浪费，还会增加后续的生物处理单元负荷。故设置格栅、筛网，通过阻力截留法进行分离回收。工业废水和城市污水的水量、水质总是随着时间的转移而不断变化，流量和浓度的不均则会给处理设备带来不少困难，或者使其无法保持在最优的工艺条件运行。为改善废水处理设备的工作条件，故设置利用调节池对废水进行调节。对于工业废水水质水量随时间变化幅度较大的特点，更适合使用能使不同时间不同浓度的废水混合的差流式调节池。虽然需要修建复杂的池体，但是基本上没有运行费用，从长远和经济的角度来说也更加适合。在经过预处理的废水中，仍然含有一定的更短的丝绸纤维。设置沉淀池对于这部分悬浮物的除去效率并不理想，因而选择加压溶气气浮，使悬浮物随微小气泡浮出水面，进而机械刮除。不仅提高了废水中短纤维的除去效率，也免去了沉淀池排出沉淀物的麻烦。该厂废水BOD/COD=0.428，废水可生化性不高，如果在上述处理后直接接活性污泥法、氧化沟等生物处理工艺，处理效果将难以达到预期效果，故选择水解酸化池与后续工艺组合使用。水解（酸化）处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，可为后续处理奠定良好基础。生物处理工段比较了活性污泥法、氧化沟和生物接触氧化法的特点，从该厂水量较小、以及经济和占地方面进行比较，最后选择生物接触氧化法处理。生物接触氧化法是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理法，兼具两种方法的优点，而且可以在一定时间内间歇运行和便于重新启动。而且该厂废水量不大，所建造的生物接触氧化池体不大，不会使用较多的生物填料。废水中残余的短纤维不仅不会影响好氧生物氧化，而且还有可能增加生物填料的数量。接触氧化池后，设置竖流式沉淀池做二沉池，适用于该厂水量较小的特点，同时也节省了用地，方便了排泥。由于该废水色度高，仍需要进一步处理，故在二沉池之后设置化学脱色池，改善处理效果。2.3工艺流程的确定工艺设计流程图如下：丝绸废水格栅筛网调节池气浮池氧化脱色池生物接触氧化池水解酸化池二沉池达标排放或深度处理后回用化学脱色剂3 污水处理系统的设计计算3.1进水格栅计算本设计采用粗格栅设栅前水深h=0.3m,过栅流速v=0.6m/s，栅间间隙宽度b=10mm=0.01m，格栅倾角=75，流量Q=1600m3/d=0.186m3/s1、 栅条间隙数n为n=11个2、 格栅宽度：栅条宽度s=0.01mB=s(n-1)bn=0.01(11-1)+0.01110.21m3、进水渠道渐宽部分长度： 进水渠宽B1=0.15m, 1=204、 出水渠道渐窄部分：5、 水过渠水头损失：取，6、 栅后槽中高度：取栅前渠道超高7、 总长度：采用人工清渣。格栅计算示意图如右所示3.2筛滤池的设计筛滤池规格筛网采用网孔D=5mm的铁丝网3.3 调节池的设计本设计采用穿孔导流槽式调节池1、 调节池有效容积：停留时间取6h2、 调节池尺寸计算：有效水深采用2m，调节池的面积为 池宽取10m,池长则为20m 保护高为0.4m，池总高H=h1+h2=2.4m3.4 气浮池的设计本设计采用加压溶气气浮法。1、 溶气水体积的计算：2、 气浮池接触室以及分离室的计算：取接触室流速=0.015m/s，接触室表面积为取分离室流速=0.002m/s，分离室表面积为气浮池有效水深取h2=2.5m核算：，故可行3、 气浮池规格计算：气浮池表面积取13.5m2按,取长 宽接触室长度，宽取h1=0.4m,h3=0.4m,气浮池总高H为气浮池结构如下图3.5 水解酸化池的设计1、水解酸化池的容积：取HRT=2.5h2、 直径计算：有效水深取H=4.0m，超高取0.5m3、 上升流速核算： 符合要求反应器布水系统采用一管多孔布水，出水为堰板溢流水解酸化池如下图3.6生物接触氧化池的设计1、确定设计参数：污水量Q=1600m3/d进水COD=700mg/L BOD5=300mg/L出水COD=100mg/L BOD5=20mg/LBOD5去除率：E=（300-20）/300=93.3%填料容积负荷，有效接触时间，汽水比为15:12、计算：填料容积接触氧化池总面积：填料层高取3m接触氧化池格数：选用一般式生物接触氧化池，1座，分6格故 符合要求单格尺寸检验停留时间接触氧化池总高污水实际停留时间所需填料容积所需供气量：每格氧化池所需空气量：生物接触氧化池结构如下图 3.7 二沉池的设计1、设计参数选择：表面负荷取 沉降时间取 在设有反射板的情况下，设中心管内流速保护高度取 缓冲层高度取 泥斗壁倾角取3、 计算中心管断面面积中心管直径：沉淀区断面积：沉淀区表面积：沉淀池直径：，取D=6m沉淀区有效水深：喇叭口直径：设中心管出流速度 喇叭口与反射板间高度：污泥部分所需容积： 取排泥周期T=1d污泥斗实际体积：沉淀池总高：3.7化学脱色池停留时间选取为规格为m4 高程设计计算各构筑物内水头损失：格栅：0.1m筛网：0.5m调节池：0.2m气浮池：0.4m水解酸化池：0.3m接触氧化池：0.1-0.3m二沉池：0.4-0.5m采用2种管径，一种DN150，一种DN22520，水粘度系数=1.002经过计算可得到以下两个沿途阻力公式：DN=225，v=0.47m/s， DN=150，v=0.95m/s， 进厂管DN=300mm，标高0.000m1、 进厂管格栅进厂管：0.000m格栅上游上位：0.000m池底高程：0.000-0.300=-0.300m池顶高程：0.000+0.200=0.200m栅后水面高程：0.000-0.091=-0.091m池底高程：-0.091-0.300=-0.391m2、 筛滤池：水面高程：-0.091-0.5=-0.591m3、 调节池接口处损失：0.2m水面高程：-0.591-0.2=-0.791m池顶高程：-0.791+0.4=-0.391m池底高程：-0.791-2=-2.791m4、 调节池气浮池 L=3m气浮池内部损失：0.4m沿程损失：局部损失：调节池出口： 气浮池入口： 总损失：5、 气浮池：水面高程：-0.791-0.421=-1.212m池顶高程：-1.212+0.4=-0.812m池底高程：-1.212-2.5=-3.712m6、 气浮池水解酸化池 L=2.5m水解酸化池内部损失：0.3m沿程损失：气浮池出口：水解酸化池入口：总损失：7、 水解酸化池：水面高程：-1.212-0.3878=-1.600m池底高程：-1.600-4.0=-5.600m池顶高程：-1.600+0.5=-1.1m8、 水解酸化池接触氧化池 L=5m接触氧化池内部损失：0.3m沿途损失：m水解酸化池出口：接触氧化池入口：总损失：9、 接触氧化池：水面高程：-1.600-0.4066=-2.007m池底高程：-2.007-5.3=-7.307m池顶高程：-2.007+0.5=-1.507m10、接触氧化池二沉池 L=4m二沉池内部损失：0.5m沿程损失：m接触氧化池出