天津爱普生有限公司油墨废水处理工艺设计 毕业设计论文

天津爱普生有限公司油墨废水处理工艺设计DESIGNOFINKWASTEWATERTREATMENTPROCESSFORTIANJINEPSONCO,ITD专业环境工程姓名指导教师姓名申请学位级别学士论文提交日期2012年6月10日学位授予单位天津科技大学摘要油墨废水是一种污染大、难处理的废水，其主要污染物为油性墨、水性墨、淀粉颗粒及微量不溶性杂质。油墨废水的特点为油污含量高，COD含量高，色度高，难生物降解。这种废水如果不加治理，会对环境和人类造成极大危害。本设计采用水解酸化法和生物接触氧化法综合处理油墨废水。利用生物接触氧化技术，池内生物固体量多，充氧条件好，故可以很大程度地去除水中的COD。由于油墨废水中含有大量难降解有机物，所以用水解酸化法能很好的提高废水的可生化性，解决了传统生物法不能处理难降解有机物的问题，大大提高了处理效率。本设计选用的处理工艺为首先通过格栅进行大颗粒物拦截，然后通过集水池调节废水流量和PH值，再通过提升泵进入水解酸化池进行初步处理，进入生物接触氧化池去除大量COD，最后经消毒池，出水达到国家油墨废水一级排放标准（GB254632010）。污泥进入污泥浓缩池，经压滤机浓缩处理后干泥外运。本设计对采用的各主要构筑物、污泥处理系统等进行了选型设计与计算，并绘制了工艺流程图等相关图纸。关键词油墨废水；废水处理；水解酸化；生物接触氧化技术ABSTRACTINKWASTEWATER,ATYPEOFWASTEWATERWITHHIGHCONTAMINATIONANDDIFFICULTYTOTREAT,CHARACTERIZEDBYHIGHOILCONTENT,HIGHCOD,DEEPCOLORANDREFRACTORYTOBIODEGRADATION,CONTAINSOILYINK,AQUEOUSINK,STARCHGRANULEANDMARGINALAINSOLUBLEIMPURITIESHUMANSANDWHOLEENVIRONMENTWOULDBEGREATLYJEOPARDIZEDIFTHEINKWASTEWATERISNOTTREATEDINKWASTEWATERWILLBECOMPREHENSIVELYTREATEDTHROUGHHYDROLYTICACIDIFICATIONANDBIOCONTACTOXIDATIONPROCESSINTHISDESIGNITUSESBIOCONTACTOXIDATIONTECHNIQUE,WITHHIGHBIOMATTERANDGREATOXYGENFILLINGCONDITIONS,TODEEPLYREMOVECODINWASTEWATERBECAUSEOFAMOUNTSOFNONBIODEGRADABLEORGANICSININKWASTEWATER,BIOCONTACTOXIDATIONCANMAKENONBIODEGRADABLEONESBECAMEBIODEGRADABLEONESANDSOLVETHEPROBLEMTHATTRADITIONALBIOFILTERPROCESSISHARDTOREMOVENONBIODEGRADABLEORGANICS,GREATLYIMPROVINGTHEEFFICIENCYOFTREATMENTTHETREATMENTTECHNOLOGYOFTHISDESIGNREADSASFOLLOWSFIRSTATALL,BEFORETHEFLOWOFWASTEWATERANDPHAREADJUSTEDTHROUGHCOLLECTINGTANK,THEGRILLEWILLBLOCKLARGEPARTICLESINTHESECONDPLACE,THEWASTEWATERWILLBEPRELIMINARILYTREATEDINHYDROLYTICACIDIFICATIONPONDFROMTHEHOUSEOFLIFTPUMP,ANDTHENITISDEEPLYTREATEDINBIOCONTACTOXIDATIONPONDFINALLY,THEWASTEWATERENTERSINTOSEDIMENTATIONTANKTOSUBSIDEANDREACHTHEFIRSTLEVELOFTHEINKWASTEWATERPOLLUTANTDISCHARGESTANDARDSGB254632010THESLUDGEENTERSINTOTHESLUDGECONCENTRATIONPOOLANDITISSHIPPEDOUTAFTERTHECONCENTRATIONPROCESSINGTHROUGHTHEPRESSUREFILTERTHEMAINSTRUCTURE,THESLUDGETREATMENT,ETCAREDEVISEDANDCALCULATEDINTHISDESIGNANDTHERELEVANTDRAWINGSSUCHASTHEFLOWDIAGRAMFORPROCESSAREDRAFTEDALSOKEYWORDSINKWASTEWATERWASTEWATERTREATMENTHYDROLYTICACIDIFICATIONBIOCONTACTOXIDATIONTECHNIQUE目录第一章绪论1第二章设计说明书3第一节工程概述3第二节油墨废水处理概况4第三节本设计工艺流程确定9第三章设计计算书18第一节格栅18第二节调节池19第三节水解酸化池21第四节生物接触氧化池21第五节沉淀池22第六节污泥浓缩池24第七节设备选型26第八节消毒设施27第四章高程布置29第五章平面布置32第一节处理单元构筑物的平面布置32第二节管渠的平面布置32第三节厂区道路和围墙设计33第四节辅助建筑物33第五节本设计废水处理厂的平面布置34第六章成本估算35第一节投资估算35第二节废水处理成本计算36第七章环境经济损益分析38参考文献41致谢43附录44第一章绪论一、油墨废水简介水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉，它同土地、能源等要素一起构成人类经济与社会发展的基本条件。油墨废水是一种污染大、难处理的废水。其特点为油污含量高，COD含量高，色度高，难生物降解。其主要污染物为油性墨、水性墨、淀粉颗粒及微量不溶性杂质。生产油墨常使用乙醇、异丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有机溶剂。总之，油墨废水污染严重，是工业废水治理的一个重要环节1。随着我国印刷和包装业的快速发展，使得处在印刷和包装业上游的油墨工业发展很快。我国油墨的综合生产能力近年来一直维持在每年22万T以上，油墨总产量占世界油墨的510，并每年以10以上的速度递增。据中国石油和化学工业协会统计，2008年我国油墨产量已突破40万T。到目前，我国油墨产量位于美国、德国、日本之后，居世界的第四位。据估计，全国大大小小油墨厂总数已经超过800家，主要分布在经济较发达和印刷厂比较集中的地区，如珠江三角洲、长江中下游、渤海湾和胶东地区2。所以，随着油墨相关行业的发展，处理油墨废水逐渐成为处理工业废水中一个必不可少的元素，我国自2010年10月1日起实施油墨工业废水排放标准（GB254632010）3，自实施起，油墨工业企业的水污染物排放不再执行废水综合排放标准（GB89781996）。二、天津爱普生公司简介天津爱普生有限公司于1989年成立，系中日合资企业，生产打印机用关键部件，主要产品有针式打印机用打印头和喷墨打印机用墨盒。其主要废水来来源于生产墨盒的过程，此过程会产生大量的水性油墨废水，故针对这种废水进行治理。（一）地理环境天津爱普生有限公司坐落于天津市区。天津北起蓟县黄崖关，南至滨海新区翟庄子沧浪渠，南北长189公里；东起滨海新区洒金坨以东陡河西干渠，西至静海县子牙河王进庄以西滩德干渠，东西宽117公里。天津市域面积119173平方公里，疆域周长约12908公里，海岸线长153公里，陆界长113748公里。天津市地处华北平原东北部，东临渤海，北枕燕山，北与首都北京毗邻，距北京120公里，是拱卫京畿的要地和门户。东、西、南分别与河北省的唐山、承德、廊坊、沧州地区接壤。对内腹地辽阔，辐射华北、东北、西北13个省市自治区，对外面向东北亚，是中国北方最大的沿海开放城市。（二）气候条件天津地处北温带位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属温带季风性气候。虽临近渤海湾，但半封闭的内海海湾对天津的气候影响不大。主要气候特征是，四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪，因此，春末夏初和秋天是到天津旅游的最佳季节。天津的年平均气温约为116139度，7月最热，月平均温度278度；1月最冷，月平均温度43度。年平均降水量在360970毫米之间，（19492010）平均值是600毫米上下，降水稀少。最大冻土深度为80CM。第二章设计说明书第一节工程概述一、设计依据及原则（一）设计依据（1）该厂的进出水水质水量资料；（2）油墨工业水污染物排放标准（GB254632010）；（3）给水排水快速设计手册；（4）有关设备材料厂商的设备、材料报价及仪表、控制设备的报价等；（5）室外排水设计规范GB500142006；（6）废水综合排放标准（GB897896）；（7）机械设备安装工程施工及验收规范（TJ23178）；（8）地下工程防水技术规范（GBJ161987）；（9）低压配电装置及线路设计规范（GB500541992）；（10）电器装置的继电保护和自动装置设计规范（GB500621992）；（11）国家建筑标准设计给水排水标准图集（合订本S1、S2、S3）；（12）国家建筑标准设计矩形钢筋混凝土清水池（96S824）；（13）城市区域环境噪声标准（GB309693）；（14）恶臭污染物排放标准（GB1455493）；（15）其它有关的废水处理设计规范与国家及地方标准等；（16）有关的土建及工程施工、安装定额等。（二）设计原则（1）严格执行国家有关环境保护的各项规定，废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。（2）在不影响处理效果的前提下，充分利用原有的构筑物和设施，节省工程费用，减少占地面积和运行费。针对本工程的具体情况和特点，采用成熟可靠的处理工艺和设备，尽量采用新技术、新材料，实用性与先进性兼顾，以实用可靠为主。（3）本处理工艺流程要求耐冲击负荷，有可靠的运行稳定性。（4）降低噪声，改善废水处理站及周围环境。（5）针对本工程的具体情况和特点，采用成熟可靠的处理工艺和设备，尽量采用新技术、新材料，实用性与先进性兼顾，以实用可靠为主。（6）处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地，以适应水质、水量变化。（7）本处理工艺流程要求耐冲击负荷，有可靠的运行稳定性。二、设计水质水量及排放标准（一）设计水量平均设计水量Q5000M3/D（二）进水水质废水处理厂进水水质见表21所示。表21进水水质（三）出水水质处理程度执行油墨工业废水污染物排放标准（GB254632010）中的一级标准，见表22所示。表22出水水质第二节油墨废水处理概况油墨废水是在包装印染行业中产生的废水，是一种污染大、难处理的废水。其特点为油污含量高，COD含量高，色度高，难生物降解。其主要污染物为油性墨、水性墨、淀粉颗粒及微量不溶性杂质。生产油墨常使用乙醇、异丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有机溶剂。因此采取必要措施减少油墨废水对环境的影响是迫在眉睫。目前国内外对油墨废水处理已做了大量的工作，物理法、化学法，生物法都项目CODCRBOD5总磷总氮PHSS色度指标（MG/L）20005001260784001000项目CODCRBOD5总磷总氮PHSS色度指标（MG/L）150301050697080得到了应用，然而单种方法处理其成本高、效果差。国内现阶段处理油墨废水主要有化学混凝、铁屑微电解、混凝气浮接触氧化、混凝气浮微电解SBR、化学氧化混凝等组合工艺，各有其优缺点4。一、生物处理法生物处理法主要用于工业废水的二级处理，但由于油墨废水的难生物降解特性，单一的生物法就很难满足处理的需求。但随着废水处理技术的改进，逐渐解决了这一难题。天津爱普生公司利用酸化水解过程配合生物法处理油墨废水达到了很好地处理效果。总的来看，生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点，为了迎合这种方法在油墨废水处理工艺上的应用，故革新了技术，从而使得该技术在国内外广泛采用。但是生物降解法处理设施规模大，停留时间长，投资费用较高，对废水的水质条件要求严格，废水的PH值、温度、营养、有毒物质浓度、进水有机物浓度、溶解氧量等多种因素都会影响到细菌的生长和出水水质，这也就对操作管理提出了较高要求。（一）序批式活性污泥法（SBR）SBR是序批式活性污泥法的简称，它是从加入及排放反应器发展而来的，SBR的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。所谓序列包括两层含义1、不同SBR池的运转是按顺序进行，由于废水大都是连续或半连续排放，SBR为2个池或多个池交替运行，因此，从总体上废水连续按顺序依次进入每个反应器，它们相互协调作为一个有机的整体完成废水净化功能。但对每一个SBR池是间歇进水的。2、每个SBR的运行操作分阶段、按时间次序进行。SBR工艺特点1、SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中，能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷。2、SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地；运行稳定性好，能承受较大的水质水量冲击。3、可抑制丝状菌生长繁殖，不易发生污泥膨胀，污泥指数SVI较低，有利于活性污泥的沉淀和浓缩。4、SBR装置结构简单，运转灵活，操作管理方便。5、采用SBR法处理小城镇废水，要比用普通活性污泥法节省基建投资30。6、各项运行控制参数都能通过计算机加以控制，易于实现系统优化运行。7、投资省，运行费用低。（二）周期循环曝气活性污泥法（CASS）周期循环延时曝气活性污泥法，简称CASS，是80年代初在澳大利亚发展起来的。在SBR池内增加了一个生物选择器是CASS最大的特点，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，生物选择器的容积约占整个池子的10。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段，这种吸收阶段又称为基质积累，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生5。CASS工艺特点（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低。（2）沉淀效果好。实验和工程中曾遇到SV高达96的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。（3）不易发生污泥膨胀。CASS反应池中存在着较大的浓度递度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出茵胶团细菌，使其成为曝气池中的优势茵属，有效地抑制丝状茵的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。（4）剩余污泥量小，性质稳定。CASS法泥龄为2530天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。（三）A/O法缺氧好氧废水处理工艺，简称A/O工艺，该工艺具有较强的适应能力，其特点是脱氮效果较好，不产生污泥膨胀，耐冲击负荷，排泥量少，高容积负荷，特别适合于中小型废水处理站选用。A/O工艺由缺氧池和好氧池串联而成，可以在去除有机物的同时取得良好的脱氮效果。该工艺的显著特点是将脱氮池设置在除碳过程的前部，其工艺流程为，先将废水引入缺氧池，把原废水中的有机物作为回流污泥中的反硝化菌的碳源，将回流混合液中的大量硝态氮（NOXN）还原成N，从而脱氮；废水继续进入好氧池，大部分有机物在此得到降解，好氧池后设置二沉池，部分沉淀污泥回流至缺氧池，为缺氧过程提供充足的微生物，同时将好氧池内混合液回流至缺氧池，以保证缺氧池有足够的硝酸盐。A/O工艺虽然具有适应能力强、耐冲击负荷、处理效果稳定可靠等优点，但是由于此工艺对水质要求严格，不适用于可生化性差的水体，故不适用油墨废水处理6。A/O法工艺特点1、脱氮除磷效果稍差，脱氮效率7080，除磷只有2030，但BOD去除率较高，可达95。2、缺氧池在前，废水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。3、该工艺还可以在中间隔以档板，以降低工程造价。4、好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。（四）A2/OA2/O是ANAEROBICANOXICOXIC的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺（A/O）的基础上进一步改造而开发出来的，其核心是在厌氧好氧工艺（A/O）中间加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端。该工艺同时具有脱氮除磷的目的。A2/O工艺特点1、该工艺运行费用较高，所以当处理后的废水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。2、该工艺处理效率显著，对氮磷有极好的去除效率，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市废水厂。（五）酸化水解生物接触氧化工艺利用厌氧过程中的水解酸化阶段产酸菌的作用，将废水中各种大分子等有机化合物转变成能被生物降解的小分子有机化合物，提高BOD5/CODCR的值，从而改善废水的可生化性。废水经过水解酸化后，B/C由原来的016左右提高到035以上，大大提高了废水的可生化性，为后续生物接触氧化处理及达标排放创造了有利条件。生物接触氧化对冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少，池内生物膜经驯化后，适应能力很强，CODCR去除率高。经水解酸化后的生物接触氧化平均去除率达90以上，达到排放标准。二、物理法（一）吸附法吸附法就是采用吸附剂除去污染物的方法。煤渣（活性炭）具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是最常用的一种吸附剂。经实验可发现，煤渣具有对油墨废水很好的吸附效果。在水温28度，原废水PH值下，4060目的煤渣对CODCR的去除率可以达到88，色度可达20倍。（二）铁屑微电解工艺张涛7等采用铁屑微电解工艺对一家油墨生产企业油墨废水作了试验研究。原水首先用HCL调节PH后，得到沉降预处理，CODCR从50008000MG/L降到8001000MG/L，色度从不透光降到160倍。出水再经微电解和石灰乳中和沉淀。通过对微电解主要工艺参数PH、焦炭量、铁屑量、反应时间的静态和动态试验，得到微电解的最佳工艺条件PH为40、铁屑量10、焦炭用量占填料量1667、反应时间60MIN。废水的CODCR再次去除50，色度去除90。原水经沉降预处理和铁屑微电解两段处理，CODCR去除率达85，色度的去除率达95。三、化学法（一）UV/FENTON法采用H2SO4，CAO，H2O2，FESO47H2O，紫外光对照对油墨废水进行处理，同时达到降低CODCR值及脱色效果，并探讨了各因素对结果的影响。脱色阶段根据FESO47H2O的投加量，相应加入CAO，形成FEOH2絮状沉淀。结果表明，当条件为PH3，H2O2FESO47H2O12，紫外光照射时间为2H，FESO47H2O在脱色阶段与氧化阶段加人量的比值为11时，CODCR去除率达931，脱色率已达908。（二）化学混凝/混凝沉淀法化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低废水的浊度和色度，但对可溶性有机物无效，常用于油墨废水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。混凝法的关键在于混凝剂。目前一般采用聚合硫酸铁作混凝剂，对CODCR的去除效果较好，但对色度、F的去除效果较差。吴敦虎9等对PH4565、CODCR600017000MG/L、色度100350倍、SS2006500MG/L、外观呈蓝紫色的油墨废水进行了混凝法脱色试验。对混凝剂种类及投药量、PH、助凝剂种类及投药量等工艺条件进行了优选。其中最佳混凝条件如下混凝剂为聚合氯化铁，投药量为100MG/L，PH适用范围为4855。助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，分子量为1500万，离子度40，投药量04MG/L，处理后的废水脱色率达到970以上。小结油墨废水治理技术能否成功应用，主要受3个因素制约处理效果、投资运行费用以及是否会造成二次污染。目前的处理方法已经能逐渐同时满足以上三个因素，这些处理方法它们各有优缺点，必须要因地制宜地选择适合自身特点的技术方法，并加以改进，以实现降低成本并达到良好处理效果的要求。第三节本设计工艺流程确定一、概述油墨废水治理的基本原则是优先考虑印染工艺改革和技术革新，推广清洁生产工艺，尽量减少各生产工序的排污，对废水的水质、水量实行总量控制，以减轻末端废水处理系统的负荷，根据处理手段的不同，油墨废水处理方法可分为生化法和物化法。二、油墨废水处理方法比较油墨废水油污含量高，COD含量高，色度高，难生物降解。其主要污染物为油性墨、水性墨、淀粉颗粒及微量不溶性杂质。由于物化法由于要消耗大量的化学药剂，运行成本非常高，所以很少采用。现在普遍采用生化法。生化法可分为普通活性污泥法，A/O法，酸化水解生物接触氧化，SBR法，其主要特点如下1、普通活性污泥法在过去采用较普遍，但是由于油墨废水的可生化性差，难以使COD及氨氮达标。2、A/O法对氨氮有很好的去除效果，但由于油墨废水的COD较高，可生化性差，难以使COD达标。3、SBR法操作复杂，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好。4、A2/O法虽然能够处理难生物降解的废水，并能较好的处理氮和磷，但由于处理费用较高，管理较复杂，所以不适于处理氮磷含量较少的油墨废水。5、酸化水解生物接触氧化法不但解决了油墨废水可生化性差，难以直接生物处理的难题，而且能去除废水中少量的氮磷。此法利用厌氧和好氧的结合以达到普通A/O处理无法达到的效果，能够大量去除COD同时也节约了费用，作为处理油墨废水的首选方案10。四、工艺流程说明根据以上油墨废水的特点，并结合国内外先进油墨废水处理技术，选用酸化水解生物接触氧化的生化法处理油墨废水。（一）工艺流程图根据以上分析与方案比选，选定该项目废水处理工艺为水解酸化生物接触氧化生化结合的处理工艺，精细化后工艺流程图见21。图21油墨废水处理流程（二）污泥工艺污泥处理工艺主要包括污泥浓缩、污泥脱水两部分，见图22。图22污泥处理流程四、主要工艺原理（一）水解酸化原理水解酸化是一种厌氧反应工艺，它利用水解和产酸微生物，将废水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，使得废水在后续的好氧单元以较少的能耗和较短的停留时间下得到处理。废水首先流入水解酸化池，由于废水的B/C比较低，故可生化性性较差，需要通过水解酸化改善废水的可生化性。水解酸化菌利用H2O电离的H和OH将有机物分子中的CC打开，一端加入H，一端加入OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高废水的可生化性。水中SS高时，水解干泥出厂回生化处理污泥浓缩池污泥泵污泥脱水机调节池上清液水解酸化池二沉池滤液油墨废水格栅调节池水解酸化池生物接触氧化池沉淀池消毒池出水菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。废水经过水解酸化池停留时间为25H时，分别可取得高达457、423和930的COD、BOD5和SS去除率，大大的改善了废水的可生化性，为后续的生物接触氧化减轻负荷。同时能去除少量的氮磷。另外经水解处理后，溶解性有机物比例发生了很大变化，水解出水溶解性COD比例可以提高一倍以上。众所周知，微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞体内，而不溶性大分子物质首先要通过细胞外酶的分解才可直接进入微生物体内的代谢过程。所以废水经水解处理后，有机物在微生物的代谢途径上减少了一个重要环节，无疑将加速有机物的降解11。影响水解酸化的因素（1）PH值对于水解酸化处理系统来说，由于浓度低不存在酸的抑制问题，因此，可以不控制PH值的范围，一般PH在6575之间。（2）温度水解处理工艺对温度无特殊要求，通常在常温下运行，也可获得较为满意的水解。（二）生物接触氧化生物接触氧化法，是一种用于处理废水的生物反应器，内部填充有惰性过滤材料，材料表面生长生物群落，利用好氧微生物处理废水。在反应器中，有机物被微生物生化降解，去除率较高。同时，废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离，清液回到调节池进一步处理后排放12。废水中的NH3，在好氧条件下，自养型亚硝化菌与硝化菌将NH3氧化为NO3N的过程，是生物脱氮的第一步，其生物化学反应式为亚硝化单胞菌2NH43O22NO24H2O4H硝化杆菌2NO2O2NO3硝化菌在硝化放能过程中，获得能量同时，部分氨被同化为细胞组织，需消耗废水中的碱度，每氧化LG氨氮，将消耗碱度（以CACO3计）7LG。硝化反应总生物化学反应式11NH437O24CO2HCO3C5H7NO221NO320H2O42H影响硝化过程的主要因素见表23。表23影响硝化过程的主要因素五、工艺流程特点本工艺采用“水解酸化生物接触氧化”为主体工艺处理油墨废水，有如下特点（1）工艺路线成熟，处理效果稳定可靠13。（2）对难生物降解，色度高的废水有特效。（3）运行费用低，且处理效果较好，废水经生物法处理后，色度去除率高达998，COD去除率可达90。（4）本工艺采用水解酸化技术，不仅改善废水可生化性，而且能去除少量氮磷。（5）抗冲击负荷能力强，运行稳定。六、主要构筑物介绍（一）调节池对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。调节池的主要作用因素影响效果PH值当PH值为8084时（20），硝化作用速度最快。温度温度高时（最适宜水温为35），硝化速度快。BOD负荷若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在03KG（BOD5）/KG（SS）D以下。溶解氧氧是生物硝化作用的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应进行。污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为V0305D1（温度20，PH8084）。在实际运行中，污泥停留时间一般应取2。1、调节水量和水质。2、调节废水PH值、水温。3、有预曝气作用。4、可用作事故排水池。一般车间不连续排水时都要做成有水量缓冲功能的，若有多股水，水质差别较大，尤其是PH这样进生化系统必须调整到正好这样的参数有很大变化时，应考虑均质。无论是工业废水，还是生活污水，水量水质在一日24小时内都有变化。一般认为，对大、中型城市废水处理厂而言，因其服务区域大，区域内住宅、商店、办公楼、机关等不同类型建筑物的排水变化规律不同，有互补作用，再加上废水管网对水量水质的均衡作用，所以城市废水处理厂不设调节池，调节池主要在工业废水处理站内作为均衡水量和水质的预处理构筑物而被大量应用14。综上，本工艺选用的调节池不带曝气设备和污泥斗，只用作调节水质和水量。（二）格栅格栅主要用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞造成伤害。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道上、泵房集水井的进口处或废水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物。格栅结构如图23。图23格栅结构示意图格栅栅条间的空隙宽度可根据清除污物的方式和水泵的要求来设定，人工清除格栅间隙一般为1625MM。沉砂池或沉淀池前的格栅一般采用1530CM，最大为40CM。常用的机械清渣设备有三种，即链条式、移动式及钢丝绳牵引式格栅清污机。按格栅栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅3类。按格栅的清渣方法，有人工格栅和机械格栅两种。格栅设备一般用于废水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口处，主要作用是去除废水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。综上，本工艺由于没有大颗粒悬浮物，所以只采用一座细格栅，用于拦截小粒径颗粒。（三）水解酸化池水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的废水处理工艺，是一个比较重要的工艺。水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H和OH将有机物分子中的CC打开，一端加入H，一端加入OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高废水的可生化性。水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。但是COD在表象上是不一定有变化的，所以在设计时选择的参数和废水中有机物的性质是至关重要的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物，这样在调试阶段工艺控制好以后，处理效果就会大大提高15。水解酸化池在实际是要考虑的因素有水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力等水解酸化池具体作用1、可将大分子物质转化为小分子物质，将环状结构转化为链状结构，进一步提高了废水的BOD/COD比，增加了废水的可生化性，为后续的好氧生化处理创造了良好的环境。2、水解酸化处理有机废水，取其厌氧处理的前两个阶段（水解阶段、酸化阶段），不需密封及搅拌，在常温下进行即可提高废水的可生化性。3、由于水解酸化反应迅速，故池容小，停留时间短，水解酸化反应能适应较大的水质范围，出水水质稳定。（四）生物接触氧化池生物接触氧化（BIOCONTACTOXIDATION）由浸没在废水中的填料和人工曝气系统构成的生物处理工艺。在有氧的条件下，废水与填料表面的生物膜反复接触，使废水获得净化16。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物接触氧化之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对废水进行充氧，并使池体内废水处于流动状态，以保证废水与废水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在废水与填料接触不均的缺陷。生物接触氧化池的填料具有如下特性1、填料应采用对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能好、机械强度大、经久耐用、价格低廉的材料。2、当采用炉渣等粒状填料时，填料层下部05M高度范围内的填料粒径宜采用5080MM，其上部填料粒径宜采用2050MM。3、当采用蜂窝填料时，孔径宜采用2530MM。材料宜为玻璃钢、聚氯乙烯等。4、不同类型的填料可组合应用。5、填料上的污泥浓度与负荷，如表23所示。表23填料上的污泥浓度与负荷填料种类填料上污泥浓度KGMLSS/M2填料层有机负荷KGBOD5/M3D软性填料05152030半软性填料15201520纤维束组合填料05252025弹性立体填料25301520悬浮填料35556595生物接触氧化法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，主要由曝气鼓风机和专用曝气器组成，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点171、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。2、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷。3、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力。（五）沉淀池沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。它的类型很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种18。1、平流式沉淀池由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。平流式沉淀池多用混凝土筑造，或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。2、竖流式沉淀池池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。3、辐流式沉淀池池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于15米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。小结本工艺由于需要保证较高的出水水质，故选用竖流式沉淀池作为二沉池。（六）污泥浓缩池污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。减少水处理构筑物排出的污泥的含水量，以缩小其体积的一种污泥处理方法。适用于含水率较高的污泥。例如活性污泥，其含水率高达99左右。当污泥含水率由99降至96时，污泥的体积可缩小到原来的1/4。为了对污泥有效地、经济地进一步处理，须先进行浓缩。浓缩后的污泥含水率一般为9597。污泥浓缩中所排出的污泥水含有大量有机物质，一般混入原废水一起处理，不能直接排放，以免污染环境。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。1、重力浓缩法采用污泥浓缩池，有连续式和间歇式两种。浓缩池的构造类似沉淀池，大多采用直径为520米的圆池，内设搅拌机械作缓慢搅拌。污泥在浓缩池中的停留时间，一般为12小时左右。浓缩池的表面污泥固体负荷率，视污泥性质而不同，初次沉淀池污泥为100150公斤/米2日，活性污泥为2040公斤/米2日。在浓缩池中，固体颗粒借重力下降，水分从泥中挤出，浓缩污泥从池底排出，污泥水从池面堰口外溢连续式或从池侧出水口流出。2、气浮浓缩法气浮浓缩法和重力浓缩法相反，使污泥颗粒附上微细气泡而上浮至水面，然后用刮板将浓缩污泥刮入排泥槽，污泥水则从池底流出。对于颗粒比重仅略大于1的污泥，如活性污泥和需气消化法的污泥，本法尤为适用。气浮浓缩常用溶气气浮法，设备有气浮池、加压泵、溶气罐和减压释气器（阀）。溶气压力一般为0305兆帕。每平方米气浮池每日处理的固体量，对一般废水污泥为100200公斤，对活性污泥为25100公斤。为提高气浮浓缩效果，亦可投加混凝剂19。小结本设计采用较为普遍的重力浓缩法进行污泥浓缩，在保证效果的同时缩小了成本。第三章设计计算书第一节格栅一、设计标准一般在废水处理系统前设置的格栅，其栅条间隙为201机械清除时，310MM；2最大间隙，10MM。栅渣含水率一般取80，容重960KG/M3。格栅安装倾角一般为4575，过栅流速一般采用0712M/S，格栅前流水速度一般为0409M/S。二、格栅的设计说明格栅安装角度均为60。日处理量5000M3，Q0058M3/S，QMAX0110M3/S，取KZ19三、格栅的具体设计计算主要介绍细格栅的设计计算（一）栅条的间隙数设栅前水深H050M，过栅流速V07M/S，栅条间隙宽度B0005M，格栅倾角60，格栅设2组，按2组同时工作设计，一格停用一格工作校核。则栅条的间隙数580705SIN61SIN。MAXBHVQN（31）取N59个（二）栅槽宽度B设栅条宽度S10MM（001M），则栅槽宽度BSN1BN0015910005590875（M）（32）（三）进水渠道渐宽部分长度设进水渠道宽B1050M，渐宽部分展开角120，此时进水渠道内的流速为058M/S7202502。11TGTGLM（33）（四）栅槽与出水渠道连接部分处的渐窄的部分长度3602712（M）（34）（五）过栅水头损失设栅条为矩形断面，取K3）M（0586SIN8192701243SIN。3421GVKH（35）（六）栅后槽总高度取栅前渠道超高H203M，栅前槽高H1HH2050308M）（8603051MH（36）（七）栅槽总长度（37）121005148（八）每日栅渣量3310/MWDMKQZ/56016984018643MAX（38）栅渣量大于02M3/D，所以采用机械刮泥设备。第二节调节池一、调节池的体积VVQT（39）式中V调节池的体积（M3）Q实际流量（M3/S）T调节时间（H）设计中取T2H，则V0058236004176M3二、调节池的面积AV/H（310）式中A调节池的面积（M2）H调节池有效水深（M）设计中取H20M，则A4176/22088（M2）三、调节池池长LBA（311）式中L调节池池长（M）B调节池池宽（M）设计中取B12M，则L2088/12174（M）四、隔板数N51（312）式中N隔板数（格）（格）N取8个12158调节池有效水深取20M，面积为2088M2，取池宽为12M，池长为174M，纵向隔板间距为15M，将池宽分8格。五、理论上每日的污泥量100MAXPCQW（313）式中QMAX最大设计流量（M3/S）C0进水悬浮物浓度（KG/M3）C1出水悬浮物浓度（KG/M3）P0污泥含水率，取值97设计中取C0100KG/M3，C170KG/M3，则M3/D011100701000197011六、污泥斗尺寸取污泥斗尺寸为11M2，污泥斗倾角取45，污泥斗上口面积为22M2，则污泥斗的高度为H11（M）污泥斗的容积为321211FFV（314）式中V1污泥斗的容积（M3）H1污泥区高度（M）F1污泥斗的上口面积（M2）F2污泥斗的下口面积（M2）501601607531VM30032M3污泥斗的最小尺寸为0032M3，因此合格。七、进水布置进水起端中间设进水堰，堰长为池长2/3，堰宽为05M，高16M。八、出水设置出水直接用清水泵从最低水位处将废水打进下一个构筑物中，泵进口设置在污泥斗上口正上方。第三节水解酸化池水解池的容积VKZQHRT（315）式中V水解池容积，M3KZ总变化系数，15Q设计流量，M3/HHRT水力停留时间，H，取4H则V152083412498M3油墨废水中水解池，分为4格，每格长为125M，宽为5M，设备中有效水深高度为4M，则每格水解池容积为3125M3，4格水解池体积为1250M3。污泥量已知污泥产率03KG干污泥/（1KGCOD去除）W03（2000500）5000/10002250KG/D第四节生物接触氧化池一、水质情况进水水质COD500MG/LPH69BOD200MG/LSS80MG/L出水水质COD150MG/LPH69BOD30MG/LSS50MG/LQ2400M3/D，取容积负荷M08KG/M3D。二、设计计算（一）接触氧化池容积M3（310500020030800106256）（二）取填料层高取填料层高H73M，则面积（317）106257314582取氧化池格数6，每格面积合格（318）145862432252取每格40M60M（三）接触时间取填料充填率为75（3190337575100046LN1003033）（四）填料总高度取H106，H205，H302，H415，填料层数M7层则总高度012134（320）7306057102151121234H超高,填料上水深，填料层间隙高，配水区高度选用25玻璃钢蜂窝填料，总体积VNFH4163192M3用多孔管鼓风曝气供氧气水比取35/ODM。则DD03/D每格D1D0/N9000M3/D（五）污泥产量已知污泥产率02KG干污泥/（1KGCOD去除）可得污泥产量为02（500150）5000/1000350KG/D第五节沉淀池一、竖流式沉淀池沉淀时间为T15H，设计上升流速为07MM/S。采用1个沉淀池，最大设计流量为SMQ/03MAX中心管内流速V取为003M/S，则中心管面积为673010MAX1QAM2（321）中心直径为D1243410（322）喇叭口直径为96501M（323）反射板直径为8312DM（324）（一）沉淀池有效水深沉淀池有效水深即中心管高度752V2TH（325）（二）中心管喇叭口至反射板之间间隙高度中心管喇叭口至反射板之间间隙高度为（V1取003M/S）MDQH570214301MAX3（326）（三）沉淀池总面积及沉淀池直径每个沉淀池沉淀区面积2MAX214570MVQA（327）沉淀池沉淀总面积2218160145763MA（328）设两座沉淀池，取D10M则D0152，D1205，D2267（池径大于7M，为集水均匀，可设置辐射式的集水槽与池边环形集水槽相通）（四）污泥斗高度取截头圆锥下部直径为2M，污泥斗倾角为。30，则MH320TAN210。5污泥斗容积为32251RRV222M674）15（329）设8小时排泥一次（五）沉淀池总高度MHHH273205783054321（六）集水系统为收集处理水，沿池周边设排水槽并增设辐射排水槽，槽宽为B02M，排水槽内径D6M，槽周长MBDC4018264（330）辐射槽长L75082（331）排水槽总长L180442726076M（332）排水槽每米负荷为31045MAXLQ（L/MS）15（L/MS）（333）符合设计要求。第六节污泥浓缩池一、具体计算剩余污泥SPX（334）500ESVDETXKYQ（335）取污泥增殖系数Y06，污泥自身氧化率KD005，将各值代入PX0650000502005331525KG/D1249875PS40070165KG/D50Q1525KG/D165KG/D1690KG/DQ21125M3/D1690109921000（一）污泥浓缩池面积AAGQC0211255/2740M2（336）式中，Q污泥量，M3/D，Q21125M3/DCO污泥固体浓度，G/L，取CO5G/LG污泥固体通量，KG/M2D，取G27KG/M2D（二）污泥浓缩池直径D池面积A150M2则，浓缩池直径D14A5071M取D75M（三）浓缩池工作部分高度H2取污泥浓缩时间T16H，则H2AQT421116/244036M（337）（四）超高H1取H103M（五）缓冲层高度H3取H303M（六）污泥斗的设计取池底坡度I014，污泥斗上底直径D12M下底直径D21M，则池底坡取污泥斗与水平面之间的倾角为750，则污泥斗高度度造成的深度H4D/2D1/2I7/22/2014035（M）（338）H5D1/2D2/2TAN7502/21/2TAN750186M体积5322343（七）浓缩池总高度HHH1H2H3H4H5033603035186641M（八）浓缩后污泥体积V取污泥浓缩前含水率P1992，