毕业设计-钢铁厂污水处理

工业废水对水体环境的影响较大，冶金、化工、制药、洗煤、选矿、造纸等工业的超标；钢铁工业的废水排放量大(据统计，我国钢铁工业外排水量约占工业外排废水量的10%),且废水中含有大量的污染物质和有害物质；含有各种污染物的工业废水和生活污水排入水体后，不但使水中原有物质组成发生变化，而且污染物还参与了能量和物质的转化及循环过程。当水中污染物的浓度超过水体的自净能力时，就破坏了水体的原有用途，甚至危及原有的生态系统。由于我国有些钢铁企业分流分制未完善，环境保护设施不配套，使得钢厂总排系统重超标。未经处理的总排水大量排放，污染了我国的部分河流，同时对钢厂总排口下游居民生活饮用水的水源地及生活水净水厂造成极大威胁，对人民的用水安全及环境造成严重影响。因此加快污水处理配套排水设施建设已是当务之急，这不仅关系到地区未来的经济的发展，还直接关系着该地区人民的身心健康。河北某钢铁公司，位于河北省某市工业园区。公司东距市区约15km,南距京沈铁路10km,距京沈高速公路18km,北距大秦铁路16km,交通运输非常方便。该地区属暖温带大陆性季风气候，具有夏季炎热多雨温润、冬季寒冷少雪干燥的特点。年平均气温10.5℃,最高气温39.9℃,最低气温-25.7℃。年平均风速2.86m/s,冬季平均风速2.1m/s,夏季平均风速1.8m/s。全年主导风向N风，风频为9.11%,冬季以西北风为主，夏季多位南风，次主导风向为WSW,风频为7.81%,静风频率为15.18%。近26年年平均降水量在383.6～1031.6mm之间，降雨量集中在6～9月份，占全年降雨量的79.5%。全区多年平均蒸发量1648.3mm。河冻期12月至次年3月，冰厚0.3～0.5mm。冻土期11月下旬至次年3月，最大冻结深度0.6～0.8m。该地区抗震设防烈度为7度。公司现已建设有：10m³球团竖炉两座，60m³烧结机二台和90m³烧结机一台，450m³高炉一座和580m³高炉两座，160t转炉二座及配套工程，1250mm热轧宽带钢轧机一套，以及供水、供电、供气、运输等相应公辅设施，已形成年产200万吨的生产能力。各车间给水由全厂水资源泵站供给，全厂雨水及污水排水采用合流制，最终回用到厂区车间。1)<<建设项目环境保护管理条例>>(国务院253号令)2)<<建设项目环境保护设计条例>>3)<<地表水环境质量标淮>>国环字(87)003号令4)<<工业循环水冷却设计规范>>5)<<工业循环冷却水处理设计规范>>6)<<城市污水再利用工业用水水质标准>>7)<<城市污水处理厂污水污泥排放标准>>8)<<钢铁工业水污染物综合排放标准>>1)在总体规划指导下，根据总体布局及现状，结合各方面条件和环境要求，对污水进行综合治理，充分发挥建设项目的社会效益，环境效益和经济效益。2)处理工艺的选择要求符合污水特点和当地气候条件，并从该地区具体情况出发，在处理达标的前提下实现污水综合利用，污泥综合治理，无二次污染。4)充分考虑到污水处理厂整体布局的合理性，做到投资省、占地少，不受自然灾害的影响，并进行该污水处理厂分期实施的长远计划。5)充分考虑厂建设与周围环境的协调统一。7)在节省投资的情况下，为降低运行费用，减少工人劳动强度，对系统操作尽量采用调节池及提升泵站加药设施及消毒设施污泥脱水设施变配电及检化验设施厂区内配套的综合管网本设计只包括废水处理站的处理工艺、设备选型的设计。根据国内同行业污水来源污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为：该厂按最大流量Qmax=8640吨/天建设完成，污水厂主要处理构筑物拟分为二组，每组处理规模为4320万吨/天。这样可满足近期处理水量要求。4.2污水处理站进出水水质污水中主要污染物及指标见表3.1表3.1主要污染物及指标排放量(m³/d)COD(mg/L)BODs(mg/L)SS(mg/L)根据国家相关法律法规及行业特征，污水处理站出水水质执行应符合《城市污水再利用工业用水水质标准》(GB/T19923-2005)的标准要求，出水全部循环利用。具体指标见表3.2。表3.2出水水质标准排放量(m³/d)COD(mg/L)SS(mg/L)6.5-8.54.3处理程度的计算活注污泥处理系统处理水中的BODs值是由残存的溶解性BODs和非溶解性BODs二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BODs。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BODs从处理水的总BODs处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得：-0.23×5-0.23×5BODI=07C×142(1-e)=07×10×142×(1-e)=68mg/L∴处理水中溶解性BOD₅为10-6.8=3.2mg/L4.3.2CODr的去除率4.4工艺方案的确定(1)电磁吸附法Fe—Ze-一FeZ+4)基建投资较大。膜分离法是利用特殊的半渗透膜使废水中离子和分子分离的方法，主要包括反渗透，纳滤、超滤、微滤、电渗析、渗析、渗透蒸发和液膜等。膜分离法具有以下特点：3)水停留时间长，基建投资大，运行费用高。(4)物理化学法物理化学法是在水处理过程中投加的絮凝剂，使其在水中经过一系列的水解—沉淀反应，最终形成不同形状、结构各异的絮凝体。在水处理中，混凝过程主要是将水体中纳米级、微米级的胶体杂质颗粒，经过凝聚—絮凝反应而形成大的絮体颗粒，最后经沉淀、过滤等工艺将其去除，使水质达到标准。污水处理站的进水呈典型钢铁污水特性，即可生化性差，虽含有机物，但不宜采用升华方法降解。去除此类有机物和无机物染污物质的最佳方法是物理—化学方法。物理化学法处理工艺方案特点：1)调节池具有均质、均量和除油功能，为后续处理工艺提供了保障。2)采用高效澄清池和D型滤池的组合工艺，节约了占地、投资和运行费用，提高了处理效率，保证了出水水质。3)采用了自动化加药系统，根据水量的变化，按比例调节加药量，节省了药剂费用。因此，采用物理-化学方法为本设计的工艺方案。污水处理厂的进水成典型钢铁污水特性，即可生化性差，虽含有机物，但不适宜采用生化方法降解。去除此类有机物和无机污染物质的最佳方法是物理-化学方法。为实现其作为工业生产的补水，在水处理工艺中采用了混凝沉淀，除硬软化、过滤、消毒等环节。在设计中选择高效、节能、多功能设备要体现在各处理单元中。工艺流程见图。回用管网回用管网提升泵站接触消毒池0型滤池后混凝池高密度沉淀池前混凝池提升泵站加药间调节池格栅截流井栅渣压干机污水经截流汇集后自流至格栅，经格栅去除大块杂物后进入调节池(调节池停留时间为3h)。经调节池均化水质及水量后，由提升泵站的提升泵将污水送至污水处理厂的前混凝，然后依次自流至高密度沉淀池、后混凝、D型滤池、消毒池，最后自流至回用水供水泵站吸水井，然后由回用水供水泵送个用户使用。由于老厂区生产废水、生活污水及雨水排水采取合流制排放，因此在排出管渠上设流至超越排水管内，排至厂外的雨污水管网。排水管采用DN1000~DN1500,i=0.003~0.0035,由于埋管较深，采用重型钢筋混凝土管，180°条形基础。污水汇集至提升泵站，在提升泵站出口管道上设置电磁流量计，用于计量和自动控制调节阀的开启度，保持送出污水的流量稳定。1)格栅井格栅平面尺寸8.7m×8.55m,深6.0m。共分为两格，每格尺寸为6.7m×1.2m,每格进、出口端各安装有800mm×800mm手动铸铁镶铜闸板一个，用于调节流量及截断污水。每格栅内设不锈钢反捞式格栅除污机二台，用于去除水中较大的漂浮物。清渣可采用时间控制或栅前后液位差自动控制，清理下来的格栅落入栅渣筐中，由值班人员适时清运。格栅机栅前水深500mm,栅条间隙b=15mm,栅条宽度e=10mm,安装角度75°,N=1.1kW。2)调节池取长L=28m,宽B=19m,则有效水深h=V/L×B=1116/28×19=2.1m,总深度H=7.6m。为了便于检修，调节池分成两格，每格进、出水端均设置800mm×800mm手动铸铁镶铜闸板。为了及时清除沉淀池中的泥沙，每格调节池内设压缩空气曝气头一套及桥式节池内浮油及浮渣，每格设一台浮油回收机，实际收油速率Q=1～3m/h,N=1.1kW,共4台。3)提升泵站占地面积为8.2×5.2=42.64m²,泵房为半地下式，地下埋深8.3m,水泵为自灌式。潜污泵随吸水井液位自动运行。为检修潜污泵，提升泵站设电动单轨吊CDT型Q=2T,h=20m,N=3+0.4kW一台。(1)流量计量为计量进入污水处理厂的污水流量，在来自提升泵站的污水管上安装电磁流量计用于流量计量，并设置流量计井。(2)前混凝池石灰、混凝剂的污水经快速混合后进入高密度沉淀池，在进入高密度沉淀池前再投加在前混凝池设有SS、PH监测仪用于监测水质。为了便于操作和维护，在快速搅拌器前设置超越排出管，超越排水经污水处理站内高密度沉淀池是集加药混合、反应、澄清、浓缩为一体的高效水处理构筑物。它采用了污泥内、外循环及斜管沉淀的技术，通过在混合区投加Na₂CO₃,在混凝反应区投加絮凝剂(PAM)去除污水中的SS、COD、BOD5、油，并进行软化处理，去除部分硬度和部分含盐量、再经后混凝池混凝及调整pH值后，送滤池进行过滤处理。高密度沉淀池分为三个区：絮凝反应区、顶沉-浓缩区、斜管分离区。絮凝反应区由慢速搅拌区和无搅拌区组成。慢速搅拌区由叶轮控制加药后混合水的搅拌速度，无搅拌区可以促成矾花增大和密实均匀。顶沉-浓缩区上层有活性的浓缩污泥被抽出并由污泥回流泵送回反应区入口，在反应区形成高浓度的悬浮泥渣层来增加颗粒的碰撞机会，有效吸附胶体、悬浮物、油、COD、BOD5等污染物。污泥回流不但可以节省药剂投加量的10%,还可使反应区的悬浮固体浓度维持在最佳水平，从而达到优化絮凝反应的目的。当絮凝反应后的水进入面积较大的顶沉-浓缩区后，矾花移动的速度放慢，使绝大部分固体悬浮物在该区沉淀并浓缩。浓缩区可分为上、下两层，上层在锥形循环桶的上面，浓缩活性污泥用于回流；下层在锥形循环桶的下面，主要是剩余污泥。污泥浓缩区底部设有刮泥机，把剩余污泥刮入泥斗。由于其浓度至少为20g/1~100g/1,投加石灰后甚至可达到400g/1~600g/1,符合污泥脱水要求，抽出后的污泥进入污泥调节池，斜管分离区对分离后水中残余的矾花再次去除，澄清水有集水槽收集后自流进入后混凝池。在高密度沉淀池反应区后设有撇油装置，用于去除水面浮油和浮渣。(2)本工程污水处理厂设计污水量为312.5m³/h,最大污水处理量可达360m²/h,综合处理水量、投资及占地等多方因素，因此本设计按照建设一座高密度沉淀池进行。单池直径D12m,池深5.0m。沉淀池面积113m单池斜管面积80mǐ,表面水力负荷4.5m/m²h。单池絮凝反应池的容积83m。絮凝混合区13.8min絮凝推流区5min沉淀池80min排泥浓度15%高密度沉淀池有如下设备圆盘式除油机一台，实际收油速率Q=1～3m³/h,N=1.1kW。刮泥机一台，池径池径φ12m,中心传动，N=4.5kW。调节池及沉淀池撇出的浮油、浮渣排至V=2.3m浮油池。浮油池内设一台搅拌器，N=0.75kW,然后用油泵Q=10m²/h,H=10m,N=15kW两台(其中一台工作，一台备用),送至污泥脱水间处理。污水进入滤池之前，先经后混凝池。在池内投加硫酸以调节PH值和投加混凝剂从增强滤池的过滤效果。后混凝池的平面尺寸为.3.25m³3.25m,池深3.5m,与高密后混凝池有效容积为31m,停留时间5.3min,内设快速搅拌机一台，n=59r/min,N=3.7kW(1)过滤过程过滤水由进水总渠经单池四个进水方孔及方闸进入后，通过溢流堰再经两侧开孔进入V型槽底小孔和槽顶溢流，均匀进入滤池，而后通过纤维滤料层和长柄滤头；流入池底配水(配气)室，再经配水方孔汇入中央气水分配渠内，最后经由管廊中滤后水出水阀、水封井、出水堰、清水总渠进入接触消毒池。(2)采用“气冲洗；气、水同时反冲洗；水冲洗”3步冲洗，其过程为：关闭滤池出水阀门，开启冲水排水阀，降低滤池内水位至V型槽顶；启动鼓风机，打开进气阀，空气经气水分配渠的上部配水小孔均匀进入滤池底配水(配气)室，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮于水中，由于V型槽底小孔继续进水，在滤池中产生横向表面扫洗，将杂质推向中央排水渠；启动反冲洗水泵，打开冲洗水阀，此时空气和水同时进入气水分配渠，再经配气方孔和配水方孔及长柄滤头均匀进入滤池，使滤料得到进一步冲洗，同时横向表面扫洗，将悬浮于水中的杂质全部冲入中央排水渠(以上过程全部是自动完成的)。(3)主要设备主要设备为钢制D型滤池，单池处理水量Q=120m³/h共4池(3池使用，一池反洗)及配套阀组。本工程采用紫外线消毒法，紫外线消毒的主要特点具有较高的杀菌效率，紫外线对细菌、病毒的杀灭作用一般在1秒以内。杀菌的广谱性相当高，它对几乎所有的细菌和病毒都能杀灭。由于紫外线技术不加入任何化学药剂，因此它不会对水体和周围环境产生二次污(3)运行安全可靠灯管清洗现在普遍采用的是由机械在线清洗，不需要关灯、停机。保证连续运行。消毒设备采用低压紫外线消毒系统，消毒池平面尺寸，高，接触消毒池有效容积，接触消毒池停留时间为，设置紫外线消毒系统2套。经处理后的水通过DN500管道自流至回用水供水泵站吸水井，然后由回用水供水泵站送至全厂回用水用户使用。5.1.8回用水供水泵站(包括反洗水泵，鼓风机及空压机)地上1m,泵站占地15m×9m,轨底标高5.5m。鼓风机房平面尺寸15m×9m,轨底标高5.5m。配电室占地12m×9m,配电室净空4m。从高密度沉淀池排出的污泥，浓度为7%～15%,体积较大，为满足后续处置，降低污染要求，必须对污泥进行脱水。本设计采用机械脱水工艺。机械脱水以过滤介质，固体颗粒被截留在介质上，从而达到脱水的目的。为提高过滤效果，采用滤前投加絮凝剂的措施。该系统湿污泥处理量11t/d,含水率90%,污泥主要成份为铁盐、钙盐、镁盐及细小SS等的絮凝物。据此设一座φ7、V=50m3的污泥调节池。为使调节池内污泥均质，避免池底积泥，调节池内设下水搅拌器一台，n=480r/min,N=10kW。污泥经调节池底排出口，由给料泵送至污泥脱水机。采用电动变频隔膜柱塞泵2台，层(±6.000)设全自动双面压榨厢式板框压滤机2台，每台过滤面积560m²,滤板尺寸1500×1500,滤板数量143片，每片过滤面积3.92m²,装料容积9.8m³,滤饼厚度35mm,N=7.5kW,工作压力1.2MPa。为便于检修，二层平台设有吊装孔2m×2m,周围设防护栏杆。设电动单梁悬挂起重机DX5-16型一台，起重量Q=5t,跨度L=16m,起升高度Hm=12m,配电葫芦MD₁15-12D一台，起重量Q=5t,起升高度Hm=12m,污泥处理系统主要设备设有检测仪表，实行就地和集中操作。对调节池的液位，给料泵的流量进行显示，对污泥脱水过程进行PLC控制。水在处理工艺的不同部位按水量比例投入具有不同功效的药剂，其中在前混凝池混合区投加石灰乳和混凝剂聚合硫酸铁，在混合区投加碳酸钠；在高密度沉淀池絮凝反应区投加高分子聚合物；在后混凝区投加硫酸和聚合硫酸铁；在脱水机前投加絮凝剂。(1)前混凝区投加石灰(2)前混凝区投加聚合硫酸铁聚合硫酸铁为红棕色粘稠液体，密度为1.45kg/m³,它与低分子凝聚剂相比，絮粒形成速度快，颗粒密度大，沉淀速度快；对于COD、BOD、色度也有一定去除效果。(3)前混凝区投加碳酸钠为降低污水中永久硬度，需投加碳酸钠。高密度沉淀池投加高分子聚合物(PAM)。(1)后混凝区投加硫酸污水投加石灰、碳酸钠后，水的PH值将升高，因此需投加适量H₂SO₄,保证处理(2)后混凝区投加聚合硫酸铁第13页共48页投加量按10mg/L,污水量为360m³/h时，耗量为3.6kg/h,即86.4kg/d投加量2.5kg/tDS按0.3t/h干污泥计，耗量为0.75kg/h,即18kg/d设计流量Q=8640m³/d)=360(m³/h(1)栅条间隙数(n)(2)栅槽有效宽度(B)B=S(n-1)+en=0.01³(25-1)+0.015³25=0.615(m)(3)进水渠道渐宽部分长度(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(5)过栅水头损失k=3B=2.42v=0.9(m/s)(6)栅槽总高度(H)第14页共48页取栅前渠道超高h₂=0.3(m)H=h+h₁+h₂=0.3+0.169+0.3=0.769(m)(7)栅槽总长度(L)(8)栅渣量：取W₁=0.07m³/10³m³,Kz=1.2则取水力停留时间HRT=3(h);调节池的有效水深本科毕业设计(论文)第15页共48页V=QT=360×3.1=1116m³6.2.2.2调节池水面面积6.2.2.3调节池的长度取调节池宽19m,池的长度为：6.3提升泵站设计流量：Q=100L/s,泵房工程结构按远期流量设计。(1)泵房进水角度不大于45度。(2)相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8m。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m,作为主要通道宽度不得小于1.2m。(3)水泵为自灌式。采用絮凝沉淀工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入前混凝池，然后自流通过高密度沉淀池、后混凝池、D型滤池池及接触消毒池，最后由提升泵站打入回用水管网。各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。污水提升前水位-8.3m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位3.5m(即前混凝池水所以，提升净扬程Z=3.5-(-8.3)=11.8m。水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=13.8m再根据设计流量100L/s=360m³/h,采用3台潜污泵，单台提升流量200m³/h,二用一备。该泵提升流量200m³/h,扬程22m,功率30kW。占地面积为8.2×5.2=42.64m²,即为矩形泵房深m,泵房为半地下式，地下埋深8.3m,水泵为自灌式。潜污泵随吸水井液位自动运行。一台。为检修潜污泵，提升泵站设电动单轨吊CDr型Q=2T,h=20m,N=3+0.4kW一台。图2污水提升泵房计算草图6.4高密度沉淀池设计水量Q=8640(m/d)=360(m/h)=0.1(m/s)=100(L/s)水的有效水深：本项目的有效水深按5.0米设计。停留时间6～15min,取13.8min。取絮凝池为正方形，则计算并取整后。絮凝池的有效容积：4.4m³4.4m³4.3m(设计水深)=83.3m³。原水在絮凝池中的停留时间为13.9min斜管上升流速：4.5m/h。——斜管面积A₁=80m²;2沉淀段入口流速取60m/h——沉淀入口段面积A²=27.78m;从已知条件中可以列出方程：(X-1.3)²(X-X1-0.25-0.5)=80②可以推出：A=X³-2.05X²-100.885X+36.114=0取X=12。即澄清池的尺寸：12m³12m³4.3m=619.2m³原水在澄清池中的停留时间：t=619水在斜管区的上升流速：3600/80=4.5m/h沉淀入口段的过堰流速取0.05m/s,则水层高度：0.0868÷0.05÷12=0.15m。另外考虑到此处设置堰的目的是使推流段经混凝的原水均匀的进入到沉淀段，流速应该比较低，应该以不破坏絮体为目的。因此，考虑一些因素，取1.2m的水层高度。如果按照堰上水深的公式去计算：h=(Q/1.86b)²3=(0.0868/1.86³1则流速为0.45m/s。这么大的流速经混凝的原水从推流段进入到沉淀段，则絮体可能被破坏。因此，取1.2m的水层高度。推流段的停留时间3～5min,取5minV=360³5/60=30m³则宽度：30÷4.3÷12=0.58m,取0.6m。取0.6m,考虑到此处底部要做一些土建结构的处理。考虑到此处底部要做一些土建结构的处理及超高，故池总高为H=h+0.7=5m。故高密度沉淀池为占地面积为16m×14m半地下建筑。单池直径φ12m,池深5m。沉淀池面积113m²,单池斜管面积80m²,单池絮凝反应池的容积83m²。污水在进入滤池之前，先经后混凝池。在池内投加硫酸以调节PH值和投加混凝剂后混凝池进水体积V=QT=360×5.3/60=31.8m³取池宽池长L=B=3.25m,则h=V/L×B=31.8/3.25×3.25=3m考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.5=3.5m。后混凝池与高密度沉淀池为一体结构，内设快速搅拌机一台，n=59r/min,N=3.7kW。6.6.1设计参数的确定设计流量：360m/h滤池总数：4个(3池使用，一池反洗)每池面积：6m²单池流量：120m²/h过滤周期：8~24h气冲洗(t=1~2min):气冲洗强度82.8m/m²·h气、水反冲洗(t=4~6min):气冲洗强度55m³/m²·h2水冲洗(t=4~5min):水冲洗强度21.6m³/m·h表面扫洗(t=10~12min):水冲洗强度5.04～10.08m³/m²·h反洗历时：10～20min6.6.2设计计算6.6.2.1池体设计(1)滤速：v=Q/(F³24)F—滤池面积，6³3=18m²v=8640/(18³24)=20m/h(2)校核强制滤速v’=Nv/(N-1)=3³20/(3-1)=30m/h(3)滤池高度的确定滤板下布水区高度H₁=0.9m滤板高度H₂=0.03m滤网板(承托层)高度H₃=0.07m滤网板与注塑盖板之间高度H₄=1.9mV型槽高度H₆=0.635mV型槽顶至滤池顶高度为H₇=0.965m则滤池总高H=H+H+H+H+H+H+H=4.6m(4)水封池的设计为保证滤池正常时滤池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料层相同。堰底板与滤池底版标高相同，水封井出水堰总高(1)反洗水量计算按水冲强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为6L/(m.s)Q=q³f=0.0028³6=0.0168m/s(2)反洗气量计算按单独气冲强度最大时的空气流量计算，这时气冲强度为23L/(m.s)Q₄=q÷³f=23³6=138L/s=8.28lmin气水分配渠起端宽取0.8m,高取2.3m;末端宽取0.8m,高取1.75m。则起端截面积1.84m²,末端截面积1.4m²。两侧沿程各布置28个配气小孔和23个布水方孔，共56个配气小孔和46个布水方孔。排水集水槽槽顶端高出滤料层顶面1.35m,则排水集水槽起端槽高H起=H₁+H₂+H₃+滤料层厚度+1.35-2.3-0.1=0.9+0.03+0.07+0.8+1.35-2.3—式中，H₁HH同前，2.3米为气水分配渠起端高度，0.1为排水集水槽板厚。H*=H₁+H₂+H₃+滤料层厚度+1.35-1.75-0.1=1.3m底坡=(1.3-0.75)/7.04=0.078由矩形端面暗沟(非满流，n=0.013)计算公式校核集水槽能力。设集水槽超高0.3m,则槽内水位高h集=0.45m,槽宽b排集=0.8m,湿周X=b+2h=0.8+2×0.45=1.7m水流断面。A=bh=0.8×0.45=0.36m²表水=0.168+0.0784=0.2464m³/s<2.76m/s(2)、进水管渠水面高1.2m,总渠宽1.4m,实际流速v’=0.044/1.2×1.4=0.03m/s。B、每座滤池的进水孔每座滤池由进水侧开一个进水孔，进水总渠的水通过这个进水孔进入滤池。进水孔设电动闸门，在反冲洗时调节阀门的开启度，供给反洗表扫水。孔口面积按孔口淹没出流公式Q=0.8A(2gh)¹/2计算，其面积按滤池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.1m,则孔口面积：An=Q#/(0.8(2gh)¹/2)Q=8640/(12×86400)=0.009m³/sm²An=0.009/(0.8×(2×9.81×0.1)¹/2)=0.008m²孔口宽高=100×100mm,实际孔口面积0.01m?C、滤池内设的宽顶堰为保证进水稳定性，进水总渠引来的水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，再经滤池内的配水渠分配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽b=5.28m,宽顶堰与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.7m,堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh³2得：D、每座滤池的配水渠进入每座滤池的水经过宽顶堰溢流于配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的渠内水深h=1.00m时，流速(进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量为Q/2)E、配水渠过水能力校核配水渠的水力半径Ig=(nvg/R²/3)²=(0.013×0.007/0.26²/3)²=5.29×10-⁸渠内水面降落量△h=I*L=/2=5.29×10⁸×5.28/2=1.4×10⁷m配水渠最高水位h+△hg≈1.0m<渠高1.6m。进V型槽配水孔断面积为A=0.374m²进V型槽配水孔流速v=Q#/2A=0.009/(2×0.374)=0.012m/s。6.6.2.4V型槽的设计V型槽槽底设表面扫洗水出水孔，直径取0.03m,间隔0.1m,每槽共计70个。而单侧V型槽表扫水出水孔总面积A表孔=(3.1430.032)370=0.0495m²表扫水出水孔中心标高与排水集水槽堰顶相平，即V型槽底低于排水集水槽堰顶0.05mo据潜孔出流公式Q=0.8A(2gh)¹/2其中Q应为单格滤池的表扫水流量。则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面h=[Q表水/(230.8A水孔)]²/(2g)=[0.0784/(230.8³0.0495)]²/(2³9.81)=0.05m反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh³2求得，其中b为集水槽长，b=7m,Q为单格滤池反冲洗流量表扫水的流量Q=(6+2.8)328/1000=0.246m²/sh=[Q/(1.84³7)]?3=0.072mV型槽倾角50°,垂直高度0.9m,壁厚0.1m。反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为0.9-0.05-0.072=0.778m反冲洗配水管用钢管，DN350,管内流速1.68m/s,1000i=11.5布置钢总长计50m,则反冲··管的沿程水头损失表4—1冲洗管配件及阻力系数配件名称数量/个局部阻力系数90°弯头阀门等径三通6346×0.78=4.683×0.2=0.64×0.1=0.4总计△h;’=ξv2/(2g)=5.68×1.68/(2×9.81)=0.82m则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失△h₁⁷=△ht²+△h;’=0.575+0.82=1.395m(2)、集水池最低取水水位与滤池排水槽堰顶的高差Ho=4.415m部是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管(非满流n=0.013)近似计算。h反水=Q气水/(V水干b气水)=0.125m=0.095m=0.019mD、气水同时通过滤头时增加的水头损失△h增气水同时反冲洗时气水比n=23/6=3.83,长柄滤头配水布气系统的滤柄孔口总面积与滤池过滤总面积之比约为1%,则长柄滤头中的水流速度V柄=Q反气水/(1%×f)通过滤头增加的水头损失=1773.4pa=0.177mH₂O则滤池配水系统的水头损失△h₂为：=0.493m滤料为DA863彗星式滤料。容重γ₁比水略重，水的容重γ=1000kg/m³,纤维滤料膨胀前的空隙率mo=0.9,滤料层膨胀前的厚度H₃=0.3m,则滤料层水头损失△h₃=(γ₁/y-1)(1-mo)H₃取0.5m(5)、富裕水头△h₄取1.5m则反冲洗水泵的最小扬程为：=4.415+1.395+0.493+0.5+1.5选3台SB250-250A型的单级单吸离心泵，2用1备，Q=600m³/h,H=10m,P=37KW。6.6.2.6反洗空气的供给(1)、长柄滤头的气压损失△P滤头根据资料，在该气体流量下的压力损失最大为：(2)、气水分配渠配气小孔的气压损失△P气孔反冲洗时气体通过配气小孔的流速压力损失按孔口出流公式Q=3600MA(2g△p/y)¹2计算△P=(Q²γ)/(2×3600²μ²A²ng)=4.9mmH₂O≈0.0478Kpa(3)、配气管道的总压力损失△P管A、配气管道的沿程压力损失△P₁反冲洗空气流量0.644m³/s,配气干管用DN250钢管，流速13.1m/s,反冲洗空气管总长约50m,气水分配渠内的压力忽略不计。反冲洗管道内的空气气压计算公式P=(1.5+H)×9.81空气温度按30℃考虑，查表，空气管道的摩阻为9.8Kpa/1000m主要配件及去度换算系数K见表表5—1反冲洗空气管配件及长度换算系数配件名称数量/个长度换算系数K90弯头阀门等径三通8330.7×8=5.60.25×3=0.751.33×3=3.99本系统采用气水同时反冲洗，对气压要求最不利情况发生在气水同时反洗时，此时要求鼓风机或贮气罐调压阀出口的静压力为：配气系统出口至空气溢出面的水深按滤板顶至排水槽顶高度计算h=2.22m。=31.9Kpa选3台BK8024型罗茨风机，2用1备，Q=39.6m³/min,△P=50KpaP=55KW。单池过滤面积6m²,滤料之上水高1.2m,滤速20.8m/h,水头损失0.6～2.3m。主要设备为钢制D型滤池及配套阀组。滤池总数：2个取池长L=20m,池宽B=3.5m,则池高h=V/LB=66/20×3.5=0.94m,取H=1m。所以接触消毒池有效容积V=70m³。6.8回水管经处理后的水通过DN500管道自流至回用水供水泵站吸水井，然后由回用水供水泵站送至全厂回用水用户使用。本科毕业设计(论文)第28页共48页主要设备包括：回用水供水泵3台(2台工作，1台备用),每台泵流量Q=180m?h,滤池反冲洗泵2台(1台工作，1台备用),每台泵流量Q=130m/h,H=16m,N=11kW。鼓风机房内有罗茨鼓风机3台(2台工作，1台备用),每台流量Q=8.45Nm³/min,P=0.05MPa,N=75kW。供气动阀门的无油空气压缩机2台(1台工作，1台备用),每台流量Q=6m³/min,P=0.6MPa,N=11kW。鼓风机房设电动单梁悬挂起重机1台，Q=3t,Lk=7m,H=15m,N=8kW。回用水供水泵站及反洗水泵站设电动单梁悬挂起重机1台，起重量Q=2t,起声高度H₃=6m,N=5kW。平均日产干泥量5t/d,泥饼含水率45%～50%,具有可堆积性，由汽车外运。污泥含水率P₁=90%,每座污泥总流量：Q=11000kg/d=173.25m³/d=7.22m³/h设计浓缩后含水率P₂=60%污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m².污泥浓缩时间：T=7h6.10.2设计计算(1)浓缩池池体计算：每座浓缩池所需表面积→浓缩池直径→有效水深h₁=uT=0.188×7=1.3m浓缩池有效容积V₁=A×h₁=38.5×1.3=50m³(2)排泥量与存泥容积：按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积V₂=3.2Qw'=3.2×1.80=5.7m3泥斗容积h泥斗的垂直高度，取1.2mr泥斗的上口半径，取1.1mr2泥斗的下口半径，取0.6m设池底坡度为0.08,池底坡降为：故池底可贮泥容积：因此，总贮泥容积为(3)浓缩池总高度：浓缩池的超高h₂取0.30m,缓冲层高度h₃取0.30m,机械高度h₆取0.74m,则浓缩池的总高度H为(4)浓缩池排水量：图4浓缩池计算草图加药间占地12m×27m,主要为混凝剂、石灰、碳酸钠、絮凝剂、硫酸的贮存、制选择两台石灰乳偏心螺杆泵(1用1备)循环输送石灰乳，在投加点设置自动针阀自动投加石灰乳。每台螺杆泵的流量Q=0～2m?h,H=20m,N=2.2kW。设置两台V=16m³消石灰粉储罐，石灰乳制备设备2套，设两座V=5m³石灰乳制备池，每座石灰乳制备池内设电动搅拌器一个，电动搅拌器的参数为φ800,n=57r/min,N=23kW。消石灰的运输采用汽车罐车，用汽车罐车的动力将消石灰送至污水处理站的高架储聚合硫酸铁为棕红色粘稠液体，密度为1.45kg/m³,它与低分子凝聚剂相比，絮粒形成速度快，颗粒密度大，沉淀速度快；对于COD、BOD、色度也有一定去除效果。投加量按50mg/L,污水量为360m?h时，耗量为18kg/h,即432kg/d。采用原液体为降低污水中永久硬度，需投加碳酸钠。碳酸钠的投加量为60mg/L,按360m³/h污水量计，碳酸钠耗量为21.6kg/h,即0.518t/d。按投加药液浓度50g/L,则投加量为0.432m³/h。选择两台偏心螺杆泵(一用一备),每台泵流量为0～600L/h,H=20m,N=0.75kW。在投加点设自动针阀控制投加量。设两座V=5m³钢筋混凝土溶药池，每座池内设电动搅拌器一台，电动搅拌器参数为φ800,n=57r/min,N=3.0kW.高密度沉淀池投加高分子聚合物(PAM)投加量4mg/L,按360m?h污水量计，耗量为1.44kg/h,即34.56kg/d。按配置药液污水投加石灰。碳酸钠后，谁的PH值将升高，因此需投加适量H₂SO4,保证处理投加量按20mg/L,按360m³/h污水量计，耗量为7.2kg/h,即0.173t/d。采用原浓度硫酸溶液直接投加，即投加流量为5.5L/h。选择两台隔膜计量泵(一用一备),Q=0~N=0.37kW。硫酸投加系统设2个V=2.5m³硫酸储罐，可保证28天用量。投加量按10mg/L,按360m³/h污水量计，耗量为3.6kg/h,即86.4kg/d。采用原液体药剂直接投加，即投加流量为2.5L/h。选择2台隔膜计量泵(一用一备),Q=0～5L/h,H=20m,N=0.37kW。加药间内设电动葫芦CDI型Q=3t,h=6m,N=4.9kW一台。浓度2g/L计，即投加流量为375L/h。选择2台隔膜计量泵(一用一备),每台泵流量Q=280～425L/h,H=20m,N=1.5kW。污泥脱水及高密度沉淀池投加的高分子聚合物(PAM)总计消耗量为52.56kg/d。各处理单元构筑物的平面布置.处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：(1)贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。(2)土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段(3)在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5~(1)应设超越管线，当出现故障时，可直接排入排水管网。(2)厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m次干道宽3～4m,人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m,有30%以上的绿化。为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据高密度沉淀池的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表：污水处理站水头损失计算表V格栅格栅至调节池2调节池调节池至提升泵站提升泵站提升泵站至前混凝池前混凝池前混凝池至高密度沉淀池2高密度沉淀池高密度沉淀池至后混凝池池后混凝型滤池4D型滤池D型滤池至接触消毒池接触消毒池2设计高密度沉淀池处的地坪标高为92.80m(并作为相对标高±0.00),按结构稳定的原则确定池底埋深-2.5m,再计算出设计水面标高为4.3-2.5=1.8m,然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。具体结果见污水、污泥处理流程图。各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管前混凝池格栅前高密度沉淀池格栅后后混凝池调节池D型滤池提升泵站接触消毒池8工程投资估算本次投资概算范围主要包括：新增的项目、公用辅助设施、工程建设其他费用、工建设投资万元万元设备费安装费107.9万元其他费用229.6万元基本预算费用199.1万元详细参考《河北某钢铁集团污水处理工程投资估算表》。(1)国内类似工程指标；(3)主要材料价格为2010年第一季度价格水平；(1)设备的国内运杂费为4.5%。(2)工程建设其他费用主要包括：建设单位管理费用、勘察、设计费、工程监理费等。(3)基本预算费按80%计算，未考虑涨价预备金、土地征用、供电帖费、地方规费等9经济效益分析建设项目经济评价分析是项目可行性研究的有机组成部分和重要内容，是项目决策科学化的重要手段。污水处理工程项目可以通过经济合理评价选择最佳设计和投资方案，起到预测投资风险，提高投资利润率的作用。同时也可以从宏观的角度考察项目对国民经济的净效益，借以鼓励或抑制某行业项目的发展，已达到资源合理配置。①年工人工资及附加费用：1.0×12=12万元(每人每年1.0万/(人‘年))②年运转电费：每小时平均耗电40KW,年用电费用取26万元③年固定资产折旧：平均折旧费为25.5万元④年维修费用：5万元⑤年运行成本：8万元合计年运行费用76.5万元，则处理每立方米污水成本为0.51元该污水处理厂使生产污水经二级处理后，出水水质低于《城市污水再利用工业用水水质标准》(GB/T19923-2005)的水质标准要求，出水可直接作为作为工业用水水源和生活杂用及景观用水等，将发挥良好的环境效益和社会效益。9.3总投资估算价值：2690.67万元序号工程和费用名称概算价值(万元)程设备费用安装工程其他费用合计1234567第一部分：工程直接费1工业污水处理站主要工艺设备检化验设备预留超滤装置成套设备及电控车间土建设备基础自动化设备2车间电气设施3车间通风设施4总图运输5厂区外网(水、电、风)合计6工器具费工程费用合计第二部分：工程建设其它费用工程建设其它费用第一部分+第二部分7基本预备费建设投资本污水处理厂的采用物理-化学法处理工艺处理后，处理后的出水达到《城市污水再利用工业用水水质标准》(GB/T19923-2005)的水质标准要求，故出水可直接排入循剩余污泥经浓缩机浓缩、消化池消化、脱水机房脱水后，含水率可降为65%以下，可作为农肥使用，也可用于填坑，或者直接送到垃圾站填埋。本污水处理站内的绿化风格与污水处理厂保持一致。在化验室、维修间、仓库、传达室等经常有人工作和生活的地区，以及在各处理构筑物之间都设有一定宽度的绿化隔加强噪音防治，采用低噪音的机械设备，并采取有效的隔音措施，进一步降低噪音厂区内因为设有污泥池，有可能产生易燃易爆的气体-甲烷，故应注意防火防爆。本设计主要采用了以下措施：1)区中部设消火栓，其消防半径为50米，能保证厂区灭火的需要；2)各构筑物内均安装一定数量的灭火器；3)采用防爆电机、防爆灯等来达到实时监控的目的。1)为了保证厂内职工的安全和健康，本设计主要采用了以下几项职业安全防护措3)为了防止污水在处理过程中产生的废气危害工人健康，各构筑物内应保证通风良好，设一定的通风装置，并且应满足《工业企业设计卫生标准》。4)在噪声较大的区域采取隔离噪声的措施。5)在转动装置上配置防护罩，危险设施应按相应的规范处理。6)考虑到污水处理厂在发生突然事故时全部停止运转的可能性，需要设置超越管7)厂在运行前应制定并建立严格的安全法规，以确保处理厂正常运行。表一污水处理站主要构筑物规格一览表序号构筑物名称面积或体积结构形式1截流井49.5m³(3.0m×3.0m×5.5m)钢筋混凝土池壁2格栅井446.3m³(8.7m×8.55m×6.0m)钢筋混凝土池壁3调节池4043m³(28.0m×19.0m×7.6m)钢筋混凝土池壁4提升泵站站房43m³(8.2m×5.2m)砖砌体结构(一层)吸水井及泵室354m³(8.2m×5.2m×8.3m)钢筋混凝土池壁5前混凝池182m³(3.25m×16.0m×3.5m)钢筋混凝土池壁6高密度澄清池1120m³(16.0m×14.0m×5.0m)钢筋混凝土池壁后混凝池37m³(3.25m×3.25m×3.5m)钢筋混凝土池壁7接触消毒池56m³(20.0m×3.5m×0.8m)钢筋混凝土池壁8污泥调节池96m³(φ7.0m×2.5m)钢筋混凝土池壁9污泥脱水间648m³(27.0m×12.0m×2.0m)混凝土排架结构(二层)加药间324m²(27.0m×12.0m)混凝土排架结构(一层)回用水供水泵站鼓风机房270m²(30.0m×9.0m)混凝土排架结构(一层)配电室混凝土排架结构(一层)吸水井945m³(30.0m×7.0m×4.5m)钢筋混凝土池壁控制及检化验中心360m³(15.0m×24.0m×2.0m)钢筋混凝土框架结序号构筑物设备名称设备性能单位数量备注截流井1手动铸铁镶铜闸板500×500mm个2格栅井2手动铸铁镶铜闸板800×800mm个43反捞式格栅除污机井宽1.2m,井深6.0m,栅条间隙b=15mm。栅条宽度b=10mm,N=1.5kw台24CD1型电动葫芦Q=2T,h=20m,N=3+0.4kw台1调节池及提升泵站5桥式洗砂机Lk=14m,N=2×0.55+2×2.9kw套26浮油回收机最大收油能力：2m³/h,N=1.1+1.1kw台47潜污泵Q=200m³/h,H=22m,N=30kw台32工1备8手动铸铁镶铜闸板800×800mm个29CD1型电动葫芦Q=2T,h=20m,N=3+0.4kw台1取样泵CR2-20Q=2m³/h,H=15mN=0.037kw台1前混凝池、高密度沉淀池、后混凝池快速搅拌机r=59r/min,N=1.5kw台1反应池搅拌机套1高密度沉淀池配件稳流板、斜板、斜板支撑槽钢、出水堰等套1絮凝慢速搅拌机n=16.2r/min,N=7.5kw台1周边刮泥机池径y12m,中心传动，N=4.5kw台1偏心螺杆泵Q=40m³/h,H=20m,N=9kw变频调速台1偏心螺杆泵Q=40m³/h,H=20m,N=9kw台21工1备浮油池搅拌机n=16.2r/min,N=0.75kw台1油泵Q=2m³/h,H=20m,N=0.5kw台1工1备后混凝池快速搅拌机n=59r/min,N=3.7kw台1便携式自动取样器台1CD1型电动葫芦Q=2T,h=20m,N=3+0.4kw台D型滤池钢制D型滤池Q=480m³/h.单池处理水量Q=120m?h套43池使用，1池反洗取样泵CR-20Q=2m³/h,H=15m,N=0.037kw台1阀门个序号构筑物设备名称设备性能单位数量备注接触消毒池低压高强汞紫外灯UV3000PLVS套2回用水供水泵站回用水供水泵Q=180m³/h,H=38m,N=30kw台32工1备滤池反冲洗水泵Q=130m³/h,H=16m,N=11kw台21工1备罗茨鼓风机Q=8.45Nm³/min,P=0.05MPa,N=75kw台32工1备无油空气压缩机Q=6m³/min,P=0.6MPa,N=11kw台21工1备配套压缩空气罐及空气干燥器电动单梁悬挂起重机Q=3t,H=15m,N=8kw台2阀门污泥调节池及污泥脱水间污泥调节池水下搅拌器n=480r/min,N=10kw台1隔膜柱塞泵Q=0～10m³/h,H=60m,N=15kw台32工1备全自动双面压榨箱式板框压滤机过滤面积560m³,滤板尺寸1500×1500,滤板数量143片，N=7.5kw套2电动单梁悬挂起重机Q=5t,H=15m,N=8kw台加药间螺杆泵Q=0～2m³/h,H=20m,N=2.2kw台2消石灰粉储罐V=16m³台2石灰乳制备成套装置电动搅拌机φ800,n=57r/min,N=3.7kw套2隔膜计量泵Q=0～45.4L/h,H=20m,N=0.45kw台2螺杆泵Q=0～600L³/h,H=20m,N=0.75kw台2溶药池搅拌机台2碳酸钠隔膜螺杆泵Q=0～0.95m³/h,H=40m,N=0.55kw台2PAM隔膜计量泵Q=0～10L/h,H=20m,N=0.37kw台2硫酸隔膜计量泵Q=0～10L/h,H=40m台1硫酸V=2.5m3座2隔膜计量泵台2聚合硫酸铁隔膜计量泵台2PAM自动配置装置V=4.0m³,N=0.37kw,n=99r/min套2阀门本工程总投资2690.76万元，厂区总占地面积为