工业园区废水处理工艺设计

西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 1 本科毕业论文（设计） 题 目 工业园区废水处理工艺设计 学 院 资 源 环 境 学 院 专 业 环 境 工 程 年 级 2007 级 学 号 222007320222016 姓 名 徐 驰 指 导 教 师 蒋 珍 茂 成 绩 _ 2011 年 5 月 9 日 2 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 文献综述 1 引 言 8 1 设计规模 9 1.1 污水 处理规模 .9 1.2 进出水水质指标 .9 2 工艺流程的确定 9 2.1 污水处理工艺选择原则 .10 2.2 本污水处理厂进水水质特点 .10 2.3 工艺流程图 .12 3 工艺流程介绍及各构筑物尺寸计算 12 3.1 格栅 .12 3.2 粗格栅设计 .13 3.2.1 设计参数 13 3.2.2 尺寸计算 13 3.3 污水提升泵房设计 .14 3.4 细格栅设计 .14 3.4.1 设计参数 14 3.4.2 设计计算 14 3.5 涡流沉砂池设计 .15 3.5.1 设计参数 15 3.5.2 设计尺寸 15 3.6 调节池设计 .16 3.6.1 均质池 17 3.6.2 综合池 17 3.7 奥贝尔氧化沟及二沉池设计 .18 3.7.1 二沉池设计 18 3.7.2 奥贝尔氧化沟设计 19 3.8 污泥泵房 .21 3.9 接触消毒池 .21 4 污水处理厂总平面布置 22 4.1 平面布置原则 .22 4.2 总平面布置 .23 4.2.1 预处理区 .23 4.2.2 污水处理区 23 4.2.3 污泥处理区 23 4.2.4 厂前生产管理区 24 5 污水处理厂高程布置 .24 5.1 高程布置设计原则 .24 5.2 污水厂高程布置 .24 参考文献25 致 谢25 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 1 工业园区废水处理工艺设计 徐驰 西南大学资源环境学院，重庆 400715 摘要：针对某工业园区污水特点，采用 强化预处理+奥贝尔 氧化沟工艺来有效处理其工业废 水，充分利用了该工艺操作简单 、运行 稳定、抗冲击负荷能力强、处理效果好的优点。根据设 计要求，计算了处理流程中各构筑物的尺寸，合理安排了 污 水处理厂总平面布置和高程布置。 关键词：工业废水，奥贝尔氧化沟，设计 The treatment process design of a wastewater from an industrial park Xu Chi College of Resources & Environment, Southwest University, Chongqing 400715 Abstract: The enhanced pretreatment and Obama Bell oxidation ditch were selected to treat a wastewater from an industrial park. The technology is operational simple, process stable, strongly resistant to impact load and effect obvious. According to the design criterion, the size of process buildings were calculated and the plane layout and elevation layout were arranged reasonably. Keywords: industrial wastewater, orbal oxidation ditch, design 文献综述 我国每天排放大量的工业废水，对江河湖海造成严重的污染。据统计，全 国 27 条主要河流，大多数被严重污染，有些河流中含酚，汞普遍超过指标数倍， 乃至数十倍，使许多盛产鱼虾的河流产量大幅度下降。水质污染，加剧了北方 缺水地区的水源紧张程度。同时，南方由于大量工厂没有节制的排放重金属废 2 水，也导致了水质的严重污染，造成长江流域的水污染。所以，工业废水的综 合治理已成为当代环境工作亟待解决的重大问题之一。随着工业经济的迅速发 展，工业废水的排放量增加很快。目前，我国以淮河、太湖等为代表的江河湖 泊因为工业废水排放而遭到较为严重的污染，对环境和居民身体健康产生了较 大的影响。因此，增建和扩建工业污水处理厂便成为当务之急。 1 工业废水概况 1.1 工业废水定义 工业废水（英文：industrial wastewater ）包括生产废水和生产污水，是指 工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间 产物、副产品以及生产过程中产生的污染物、生产过程中排出的水。 1.2 工业废水的分类 一般的，工业废水有三种分类方法。一是按工业废水中主要污染物的化学 性质分类，如无机废水和有机废水，其中，电镀废水和矿物质加工产生的废水 是无机废水；食品或石油加工产生的废水是有机废水。二是按工业企业的产品 和加工对象分类，如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、化肥废水、纺织印 染废水、制革废水、发电厂废水等。三是按工业废水中的主要污染物分类，主 要有酸性废水、碱性废水、含氰废水、含油废水、含有机磷废水和放射性废水 等。还有按废水中污染物的危害性及其处理的难易程度分类的。大致可分为三 类：一类为废热，主要有冷却水，冷却水可以回用；一类为常规污染物，无明 显毒性又易于生物降解，包括生物可降解的有机物，可作为生物营养素的化合 物，以及悬浮固体物等；一类为有毒污染物，含有毒性又不容易生物降解，包 括重金属、有毒化合物和不易被生物降解的有机化合物等。 1.3 工业废水的特点 工业废水的特点是排放量大，污染范围广，污染物种类繁多，浓度波动幅 度大，污染物质毒性强，危害大，污染后恢复比较困难。而且工业废水的水量 和水质因生产方式和生产工艺的不相同导致其差别很大。如矿山、电子外包等 部门的废水主要含无机污染物，而造纸、啤酒等工业部门的废水,有机物含量很 高，BOD 5 常达到 2000 毫克/升，甚至有的达到 30000 毫克/升。即便是同一生 产流程，生产过程中水质水量也会发生很大变化。例如氧气顶吹转炉炼钢，同 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 3 一炉钢的不同冶炼阶段，废水的 pH 值可在 413 之间,悬浮物可在 25025000 毫克/升之间变化。 工业废水的水量取决于用水情况。电力、造纸、石油、啤酒等工业用水量 大，废水量也大，如有的炼钢厂炼 1 吨钢出废水 200250 吨。但各工厂的实 际外排废水量还同水的循环使用率有关。例如循环率高的钢铁厂，炼 1 吨钢外 排废水量只有 2 吨左右。 2 我国工业废水处理的发展历程 1 我国工业废水治理起步较晚，技术不成熟，但是发展较快，在几十年的发 展过程中，无论是工艺方面还是科研成果方面都取得了长足的进步。我国工业 废水的发展主要分为以下三个阶段 （1） 工业废水处理发展初始阶段 在建国之初，我国经济还不发达，各地工厂都比较少，工业化水平还很低， 所以工业废水排放量少，对环境污染不严重，因此治理就少。随着经济逐步发 展，各地工业化水平相继提高，工业废水量逐步增大，对环境污染日益严重， 政府开始对其重视。六十年代，我国逐步开始对工业废水的治理进行研究。首 先介入的是国内的几大市政设计院。 1963 年建成北京化工二厂酸碱污水处理工程，规模 2700m3/d；1968 年建 成 北京南郊农药二厂污水处理工程，规模 2000m3/d，采用碱化中和曝气 工艺； 七十年代初期， “三废”污染引起了各级政府包括中央政府的重视。为加快 包括工业废水在内的“三废”治理步伐，国家于 1973 年颁布了关于保护和改 善环境的若干规定和其后颁布的工业企业三废排放试行标准等法规性文 件，大大地推动了工业废水处理事业的发展，工矿企业兴建了一批污水处理厂。 （2）贯彻“三同时” ，工业废水处理迅速发展 1979 年，国家颁布的中华人民共和国环境保护法（试行） ，标志着我国 的环境保护工作进入法治阶段。该法还把环境影响评价，污染者的责任，征收 排污费，对基本建设项目实行“三同时”等，作为强制性的法律制度确定下来。 4 进入 80 年代，我国环境立法发展十分迅速，先后颁布了中华人民共和国水污 染防治法 、 征收排污费暂行办法等一系列法律、法规、规定，这些法律、 法规的颁布实施，对治理工业废水、保护环境起到了非常重要的作用。在此期 间，我国完成了一大批工业废水处理厂的设计和建设，取得了丰硕的成果。 在 80 年代，我国除了探索工艺方案和设计参数外，国内几家市政院还完成 了一批科研成果，包括西南市政院进行了碱法草浆蒸煮废液的厌氧酸析处 理技术的研究；上海市政院开展对上海天厨味精厂废水处理试验，中等浓度有 机废水厌氧处理研究；北京市政院开展对大理石生产废水处理回用生产性试验， 深井曝气活性污泥法新工艺研究处理北京制药总厂废水。华北市政院开展对污 水催化氧化处理技术处理毛纺废水等。 （3）发挥专业院作用，工业废水治理呈现新局面 进入 90 年代，国家对环境保护工作更为重视，也加快了法律体系的建立和 环保机构的健全，国家先后颁布了中华人民共和国水污染防治法 、 固体废 物污染环境防治法等法律文件，环境治理工作的步伐大大加快。随着改革开 放的深化，社会主义市场经济的逐步建立，环保市场的发育，环保工作的科研 设计力量也得到大发展，工业行业设计院的水处理方面的科技力量得到加强， 并先后涌现出一批从事工业废水处理的环保公司，这些力量熟悉本行业的主体 工艺，设计单位为自身市场化发展需要，积极投身工业废水处理的研究设计工 作。同时随着国家对环境保护工作的重视和投入，特别对城市环境保护和三江 三湖治理的资金投入，国内的大中城市逐渐建设城市污水处理厂，国内几家大 市政院也逐渐把工作重心移向城市污水处理厂的处理技术的研究和设计。因此， 国内工业废水处理市场逐渐由市政院转向工业院和环科院、环保公司起主导作 用，特别是九十年代中期以后。尽管如此，国内几家大市政院仍然完成一批工 业废水处理厂的设计工作，一批新的污水处理技术在工程中运用。 我国工业废水治理经过五十年的发展取得了很大的成绩，水处理技术得到 长足发展，削减了污染物的排放总量，有效地扼制了对环境的污染。但是就目 前来说与国际水平还是有一定差距，所以要树立科学发展观，保护环境，努力 探索出新方法和新思路。 3 工业废水的处理方法 2 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 5 随着现代化工业的日益发展，工业废水量的排放日益增加，全世界各个国 家的水体都被不同程度的污染，加剧了世界性的水资源匮乏危机。为保护水体， 同时缓解水资源匮乏的情况，世界各国都在逐渐对工业废水处理技术进行深入 的研究和密切的关注。 3.1 物理法 物理法是指通过物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物的废水处理方法， 在此过程中污染物的化学性质不会发生改变。工业废水处理常用的物理法有调 节、沉淀、筛滤、过滤、浮力上浮、离心分离等。 3.1.1 调节 在生产过程中，工业废水不论是在水质还是在水量上都会发生变化，所以 需要对水质水量进行调节，以使废水处理系统在最佳的工艺条件下运行。 3.1.2 沉淀 沉淀法的原理是利用废水中的悬浮物和水的密度有差别，借着重力沉降的 作用，使其与水分离出来。 3.1.3 筛滤、过滤 利用格栅、滤网等的拦截作用去除废水中的悬浮固体物质以及油类物质。 3.1.4 浮力上浮法 利用水的浮力及悬浮物密度小于水密度的原理，使水中悬浮物浮于水面上， 再对其进行分离的水处理方法统称为浮力上浮法。 3.1.5 离心分离 利用离心力使污染物与废水分离。 3.2 化学法 3 化学法是指加入化学物质，使化学物质与废水中污染物发生化学反应，从 而来分离、回收、去除污水里面原本为溶解状态、胶体状态的污染物或者将有 害的污染物质通过化学反应转变为无害的物质的废水处理方法为化学处理法。 其废水处理技术常用的有混凝法、中和法、化学沉淀法等。 3.2.1 混凝法 混凝法是在混凝剂的作用下，对不溶态污染物的分离技术。其原理是在混 凝剂作用下，使废水中不溶态污染物凝聚为可分离性的絮凝体，然后予以分离 6 去除的过程。 3.2.2 中和法 中和法的原理来源于酸碱中和，利用其原理来处理酸性或者碱性的废水。 即是向偏酸性的废水当中加入碱性物质，反之向偏碱性的废水中加入酸性物质， 使其发生酸碱中和反应。以此来调节废水的PH值，使其达到排放标准。 3.2.3 化学沉淀法 化学沉淀法是指向废水中投加可与水中呈离子态的污染物发生化学反应， 生成与水不互溶的化合物，析出沉淀，然后将其分离，使废水得到有效净化的 废水处理方法。它主要用于除去废水中的重金属离子。 3.3 物理化学法 物理化学法是废水处理的一种方法，它是灵活的将物理方法和化学方法有 机结合，使废水得到净化。常见的物理化学方法包括：吸附法、离子交换法、 萃取法等。 3.3.1 吸附 4 是指利用多孔吸附剂，吸附废水中溶解性有机或无机污染物。常用的吸附 剂有活性炭、沸石、硅藻土、硅胶、分子筛等，其中以活性炭使用最为广泛。 3.3.2 离子交换 离子交换法是指利用离子交换剂上的无害离子与废水中的有害离子或要回 收的离子进行交换反应以除去或者回收废水中的离子的方法。 3.3.3 萃取 萃取是指利用废水中有害溶质在废水中与在加入的溶剂中的溶解度的差异， 使废水中的有害溶质转移到我们所加入的另一种溶剂之中，此种溶剂必须与水 互不相溶。从而将水与溶剂分离，同时也分离出了废水中的有害物质，以使废 水得到净化。 3.4 生物法 生物处理法就是利用微生物的新陈代谢功能，通过微生物的吸附、降解废 水中的有机污染物,将废水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物 等污染物质, 转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。生物处理法通常又分 为好氧生物处理（如活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘和土地处理法等) 和 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 7 厌氧生物处理(如厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法)两种方法。好氧生物处理是 在有溶解氧的条件下,依靠好氧菌及兼性厌氧菌分解氧化废水中的有机物,以降 低其含量。厌氧生物处理则是在无溶解氧的条件下,依靠兼性厌氧菌和专性厌氧 菌转化和稳定有机物,主要用于处理高浓度有机工业废水和城市污水中的污泥, 且可以回收甲烷作为燃料。 一般来说，中、低浓度有机废水多采用好氧生物处理,高浓度(COD超过3 0004000mg/ L) 有机废水趋于厌氧生物处理 + 好氧生物处理。 3.4.1 活性污泥法 当前流行的污水处理工艺有：AB 法、SBR 法、氧化沟法、普通曝气法、 A/A/O 法、A/O 法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特 点。 其中奥贝尔氧化沟是一种新的污水处理工艺，它是在传统氧化沟的基础上 发展起来的。随着水污染的加剧和水体富营养化问题的出现，具有优良脱氮性 能的奥贝尔氧化沟技术可以说是应运而生，成为一种新的污水处理技术。它的 典型特征是多沟道同心圆结构，污水通常从外沟进入，也可从中沟、内沟进入， 回流污泥则进入外沟，沟之间有连通孔道，污水依次从外沟至中沟至内沟，再 从内沟流往二沉池，内回流污泥则从内沟流向外沟。尽管这是一种比较新的工 艺，但是由于它的各种优点，现在在全国各地已经有许多应用成功的案例。其 中包括 93 年 9 月 1 日建设，98 年 5 月 1 日投产的安徽省合肥市王小郢污水处 理厂，处理量 15 万 m3/d，出水水质达标稳定；2000 年 9 月 1 日建成投产的北 京大兴黄村污水处理厂，处理规模 8 万 m3/d，出水水质达标稳定；山东潍坊污 水处理厂，处理规模 10 万 m3/d，出水水质达标稳定。 3.4.2 厌氧消化法 厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的 作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也 称为厌氧消化。厌氧法,据资料介绍,对于高浓度有机废水的处理是最好的方法。 有机废物经厌氧生物的降解、转化，不仅可以去除有机污染物，而且还可获得 大量的沼气。1970年，荷兰教授Lettinga 先生发明了“上流式厌氧污泥床反应器 8 (简称UASB) ”,加拿大科学研究会生物科学部研究出“复合式上流厌氧反应器” 。吉林化工学院用UASB进行过高浓度有机废水的处理研究,北京市环保所曾 UASB 研究处理华北制药厂等三厂高浓度有机废水,效果均良好,COD去除率可 达80 % 以上 5。 3.4.3 生物膜法 使废水连续流经固体填料(如碎石、炉渣或塑料蜂窝等)，在填料上形成污 泥状的生物膜。生物膜上繁殖着的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用， 吸附和降解废水中的有机污染物，从填料上脱落下来的衰死生物膜随废水流入 沉淀池，经沉淀分离，废水得以净化。 3.4.4 生物稳定塘 使废水在自然或经人工改造或人工修造的池塘内缓慢流动、贮存，通过微 生物等的代谢活动，降解废水中的有机污染物，从而使废水得到净化。生物塘 按功能的不同可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。 随着水资源的世界性危机越来越严重，各国对废水处理技术越来越重视， 为防止水质资源恶化而对国家经济的可持续性发展产生瓶颈效应，投入大量人 力物力开发新的水处理技术。新世纪我国水质科学与工程学科的时代性挑战与 任务是：在2025年前，开发出具有突破性的水处理新工艺以及强化现有工艺的 改造技术，使水处理的各项费用比现在降低约25%33%，并在2050年前水资 源不再出现IV类以及低于IV类水质的现象。因此我们除了积极改造现有工艺， 还必须积极创新，开发新材料，利用生物技术如利用现有的EM技术（有效微生 物群）、天然微生物种、开发高效的人工菌种等，发展水处理技术任重而道远。 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 9 设计说明书 引 言 工业废水中污染物成分极其复杂多样，任何一种处理方法都难以达到完全 净化的目的，而常常要集中方法组成处理系统，才能达到处理的要求。废水处 理流程的组合，一般遵循先易后难、先简后繁的原则。先取出大块垃圾和漂浮 物质，然后再一次取出悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。即首先使用物理法， 然后再使用化学法或物化和生物处理法 6。 中国现有工业废水处理厂，多为各企业自行修建，先期对其进行预处理达 到排放标准后排入城市生活污水厂再进行处理，最后排入水体。本设计拟建设 一个对工业园区所有企业的污水（包括生活污水）进行综合性的统一处理。 1 设计规模 1.1 污水处理规模 通过对该工业园区进行实地调查后，预测其每日污水平均流量为 30000m3/d。 10 污水总变化系数 KZ=1.45，最大小时流量 1812.5m3/ h；考虑远期水量变化，远 期工程平均污水量 6 万 m3/d，污水总变化系数 KZ=1.36，最大小时流量 3400m3/ h。 为节省工程投资，并考虑到近期工程与远期工程的结合，近期工程粗格栅 进水泵房、接触消毒池建设规模为 60000m3/d，近期工程的其它主体处理构筑 物及生产性建筑物的建设规模为 30000m3/d。 1.2 进出水水质指标 （1）进水水质指 COD NH3-N BOD TN SS TP 1300mg/L 30mg/L 600mg/L 40mg/L 350mg/L 7mg/L （2）出水水质指标： 执行标准为城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002)一级 B 标准 7 COD NH3-N BOD TN SS TP 60mg/L 15mg/L 20mg/L 20mg/L 20mg/L 1mg/L 2 工艺流程的确定 2.1 污水处理厂工艺选择原则 8 污水处理厂的建设和运行耗资比较大，并且受到多种因素的制约和影响。 其中，处理工艺方案的优化选择对污水处理厂投资及运行管理的影响尤为关键。 因此，须从项目整体优化的观点出发，综合考虑当地的客观条件、污水性质及 处理出水要求，提出最佳的污水处理工艺方案。污水处理工艺选择原则： （1）工艺合理，技术先进，对水质变化的适应能力强，出水达标且稳定； （2）运行管理方便，运转灵活，对进水水量、水质的变化有较强的抗冲击能力 及应变能力； （3）经济合理，电耗省，造价低，占地省； （4）工艺配套设备技术先进、质量可靠，并有广泛的选择余地； （5）工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度； （6）易于管理，操作方便，设备可靠； （7）重视环境、臭气的防护，噪声的控制； 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 11 2.2 本污水处理厂进水水质特点 本电子工业园区污水处理厂除生活污水外，还含有以芯片、线路板废制造 及封装测试为主的微电子产业废水，结合该地区污水排放的特点，对其进水水 质特点概括如下： （1）水质水量波动较大，主要污染物（COD、SS）浓度较高 （2）BOD 5/COD 值较低 本工程废水中 BOD5/COD 值较低，属可生物降解但又不易生物降解污水。 同时，曝气池活性污泥对废水驯化、适应周期长，加上进水水质变化较大，在 一定程度上影响生物降解能力，因此，在生化处理系统前必须要有强化预处理 设施。 （3）废水成分复杂，含有一定量的重金属及有毒有害物质 由于污水处理厂所接纳的污水中含有一定量的微电子产业污水，企业生产 采用的原材料中含有的重金属及有毒有害物质种类较多，如铜、铅、镍、锌、 铬及氟化物等，虽然企业的生产废水经过严格的预处理后才能排入下水道，但 是由于企业原废水中上述物质的浓度较高，需要较高的处理效率才能达到排放 要求，在事故状态或其它原因下，很难保证任何时间，污水厂进水水质中上述 物质浓度满足设计进水水质要求，因此，污水处理厂处理工艺需要考虑针对上 述物质的应对处理措施。 根据本设计对水质及处理规模的要求，对比多种工艺流程，最终确定工艺 流程为强化预处理+奥贝尔氧化沟工艺（其中污水预处理采用调节池与反应沉淀 池合建方案） ，主要原因是奥贝尔氧化沟除了具有 A/A/O 的效果外，还具有如 下特点 91011： （1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可 以将其工作区分为好氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效 果且脱氮效果还能进一步提高。 （2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。 （3）BOD 负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适 应性。 （4）污泥产量少，污泥性质稳定。 12 （5）工艺流程简单，构筑物少，电耗较小，机械投资省，运行费用低。 （6）经过了多年的实际工程的验证，在理论上有系统全面的依据，实践上 有成熟的经验，技术上是稳定可靠，工程上是切实可行的。 （7）以最小的投资获得最大的工艺操作灵活性，能适应较大范围内水质水 量的变化，具有较强的抗冲击负荷能力。 （8）奥贝尔氧化沟工艺以及节能措施和设备的采用，节省了能耗和运行费 用。 （9）不设初沉池，节省投资，由于氧化沟的泥龄较长，剩余污泥得到了一 定程度的好氧稳定，简化了污水处理流程，有利于节省投资和改善工作环境。 2.3 工艺流程图 图 1 工艺流程框图 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 13 Figure 1 The technological process block diagram 3 工艺流程介绍及各构筑物尺寸计算 计算出各个构筑物的尺寸，但是不同种类的书计算方法不同，所以计算结 果可能会略有差异。 （注：本文不对污泥处理作讨论） 3.1 格栅 格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后 续处理设施能正常运行。 污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。格栅栅条间隙宽度，应符合下列 要求：（1）污水处理系统前，采用机械清除时为 16100mm，采用人工清除 时为 25100mm；（2）水泵前，应根据水泵要求确定；（3）细格栅为 1.5 10mm。 污水过栅流速宜采用 0.61.0m/s。除转鼓式格栅外，机械清除格栅倾角宜 采用 6090；人工清除宜采用 306012。 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位 0.5m，工 作平台上应有安全和冲洗设施。格栅工作平台两侧边道宽度宜采用 0.71.0m。 工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于 1.5m，采用人工清除时不应 小于 1.2m。栅渣通过机械破碎输送，压榨脱水后外运。栅渣输送宜采用螺旋输 送机，输送距离大于 8.0m 宜采用带式输送机。 3.2 粗格栅设计 13 粗格栅设两组，两组同时运行。 3.2.1 设计参数 设计流量 Qmax=0.94m3/s 栅前水深 h=1.0m 过栅流速 v=0.8m/s 栅条间隙 b=20mm 栅前长度 L1=1.0m 栅后长度 L2=1.0m 格栅倾角 =60 栅条宽度 S=10mm 栅前渠超高 h2=1.0m 3.2.2 尺寸计算 14 图 2 粗格栅计算草图 Figure 2 The calculation rough plan of coarse trash rack （1）栅条间隙数 32.78.012.06sin47sinmax bhv Q 故 n=28 （2）栅槽宽度 格栅宽度一般比格栅宽 0.20.3m，取 0.3； 则 mbnSB 2.13.028.)128(0.)1( （3）通过格栅的水头损失（h 1） 08.6sin.90.4.ksig2v2343401 ）（） （k k 为格栅受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 3 倍。 （4）栅后槽总高度（H） H=h+h 1+h2=1.0+0.082+1.0=2.082m （5）栅槽总长度 L=L1+L2+H1/tan60=3.16m （6）栅前渠道深 H1=h+h2=2m 3.3 污水提升泵房设计 13 采用氧化沟工艺方案，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。污水经提升后通过细格栅之后进行 重力自流。 设计流量 Qmax=0.94m3/s ，考虑取用 5 台潜水排污泵（四用一备），则每 台泵流量为 850m3/h。集水池容积采用相当于一台泵的 15min 流量，即： V=8506015/3600=212.5m3 3.4 细格栅设计 13 细格栅设两组，两组同时运行。 3.4.1 设计参数 设计流量 Qmax=0.94m3/s， 栅前水深 h=1.0m， 过栅流速 V=0.9m/s 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 15 栅条间隙 b=10mm， 栅前长度 L1=1.0m， 栅后长度 L2=1.0m 格栅倾角 =60， 栅条宽度 S=10mm， 栅前渠超高 h2=0.5m 3.4.2 设计计算 图 3 细格栅计算草图 Figure 4 The calculation rough plan of fine trash rack （1）栅条间隙数(n)： 6.480.91.0.6sin47bhvsinmax Qn 故 n=49 （2）栅槽宽度： B=S(n-1)+bn+0.2=0.01（49-1）+0.0149+0.2=1.17m （3）通过栅头的水头损失 m35.06sin8.9201.4.2ksingvb3423401 ）（） （ Skh （4）栅后槽总高度： H=h+h1+h2=1.0+0.35+0.5=1.85m （5）栅前渠道深： H1=h+h2=1.0+0.5=1.5m （6）栅槽总长度： L=L1+L2+H1/tan=1.0+1.0+1.5/tan602.9m 3.5 涡流沉砂池设计 13 去除污水中粒径0.2mm 的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后 续生化处理。共设涡流沉砂池 1 座，分 2 池。 16 3.5.1 设计参数 设计流量为 1250m3/h 水力表面负荷 195 m3/ m2h 水力停留时间 30s 3.5.2 设计尺寸 其设计尺寸按照钟式沉砂池型号及尺寸表设计。 图 4 钟式沉砂池结构 Figure 4 clock type sinking sand pool structure 表 1 钟式沉砂池型号及尺寸表 Table 1 clock type sink sand pool types and sizes table （单位： m） 型号 流量/(L/s) A B C D E F G H J K L 50 50 1.83 1.0 0.305 0.610 0.30 1.40 0.30 0.30 0.20 0.80 1.10 100 110 2.13 1.0 0.380 0.760 0.30 1.40 0.30 0.30 0.30 0.80 1.10 200 180 2.43 1.0 0.450 0.900 0.30 1.35 0.40 0.30 0.40 0.80 1.15 300 310 3.05 1.0 0.610 1.200 0.30 1.55 0.45 0.30 0.45 0.80 1.35 550 530 3.55 1.5 0.750 1.50 0.40 1.70 0.60 0.51 0.58 0.80 1.45 900 880 4.87 1.5 1.00 2.00 0.40 2.20 1.00 0.51 0.60 0.80 1.85 1300 1320 5.48 1.5 1.10 2.20 0.40 2.20 1.00 0.61 0.63 0.80 1.85 1750 1750 5.80 1.5 1.20 2.40 0.40 2.50 1.30 0.75 0.70 0.80 1.95 2000 2200 6.10 1.5 1.20 2.40 0.40 2.50 1.30 0.89 0.75 0.80 1.95 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 17 由于本设计设计流量为 Q=30000m3/d=347.22L/s，故采用型号 550 设计。 3.6 调节池设计 调节池共一座，分 2 格，总调节时间：5.4h (3.0 万 m3/d)，其中 1 格为均 质池，另一格为综合池（即根据进水水质情况，兼有流量调节池、事故反应沉 淀池及事故储存池三个功能） 。 图 5 调节池计算草图 Figure 5 regulation ponds calculation sketch 3.6.1 均质池 调节进厂水水质，保证后续处理工艺的稳定运行及处理效果。均质池前端 为特细砂沉淀区，后端为厌氧池。 3.6.1.1 设计参数 调节时间 T=4.0h 进水量 Q=30000m3/d=1250m3/h 3.6.1.2 设计计算 有效容积 V=QT=12504=5000m3 有效水深采用 h=5m 18 池子面积 F=Vh=50005=1000m2 池子的平面尺寸采用 LB=5020=1000m2 池子总高度 设池子超高 h1=1m，则总高度为 H=h+h1=5+1=6m 池子的几何尺寸为 LBH=50m20m6m 特细沉砂区几何尺寸 LBH=6m20m6m 厌氧池几何尺寸 LBH=10m20m6m 3.6.2 综合池 3.6.2.1 设计说明 综合池分为两种运行工况，一是水量及水质调节池，当进水泵房来水流量 较大、超过设计流量时，综合池的超量水进水管及电动阀门自动打开，对超量 水储存；当进水泵房来水流量较小、低于设计流量时，综合池出水端的流量调 节水泵启动，均匀的将综合池中储存的水抽送至下一个处理单元；二是反应沉 淀原污水重金属超标，SS 、TP、COD 超过设计进水水质时，将苛性钠、混凝 剂、助凝剂与原污水充分混合，形成较大颗粒，利于后续沉淀。综合池前端为 机械絮凝区，后端为沉淀区。 3.6.2.2 设计参数 总调节流量 Q=1250m3/h 总停留时间 T=1.4h 3.6.2.3 设计尺寸 设计尺寸与均质池相同 LBH=50m20m6m 机械絮凝区几何尺寸采用 LBH=10m20m6m 沉淀区几何尺寸采用 LBH=40m20m6m 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 19 3.7 奥贝尔氧化沟及二沉池设计 14 3.7.1 二沉池设计 进行混合液固液分离，确保污水厂出水 SS 和 BOD5 等达到所要求的排放标 准，是生化处理不可缺少的一个组成部分。 3.7.1.1 二沉池设计参数 氧化沟的沟型设计要看二沉池，故需先设计二沉池。 每座二沉池流量 Q=1250m3/h，取 X=4g/L 时 q=1.08m3/（m 2 h） 沉淀时间 t=4h 3.7.1.2 二沉池设计计算 图 6 二沉池计算草图 Figure 6 second pond calculation sketch 池表面积 F=Q/q=1250/1.08=1157.41m2 池直径 D= 36m/4F 沉淀部分有效水深 h2=qt=1.084=4.32m 沉淀部分有效容积 V=D 2h2/4=3.143624.324=4395m3 沉淀池周边有效水深 取池坡度 i=0.05 缓冲层高度 h3=0.5m 刮泥板高度 h5=0.5m 则沉淀池底坡度落差 h4=i（D/24）=0.05 （36/2 4）=0.7m 20 沉淀池周边有效水深 h0=h3h 5h 2=0.5+0.5+4.32=5.32m 沉淀池总高度 取池边超高 h1=0.5m H=h0h 1+h4=5.32+0.5+0.7=6.52m 3.7.2 奥贝尔氧化沟设计 利用缺氧和好氧区的不同功能，以氧化氨氮为主，并具有一定生物脱氮功 能，同时去除 BOD5、COD、TP 及 NH3-N。 3.7.2.1 设计参数 设计流量：总流量 30000m3/d，分为两座，单座规模 15000m3/d 设计水温：12（最低） 设计水温：25（最高） 污泥负荷：0.051kgBOD 5/kgMLSSd 污泥浓度：MLSS=4.0g/L 总停留时间：HRT=15.29h 总污泥龄：14.5d 有效水深：4.0m 外沟停留时间：7.54h 中沟停留时间：4.50h 内沟停留时间：3.25h 回流污泥率：100% 3.7.2.2 奥贝尔氧化沟设计计算 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 21 图 7 氧化沟计算草图 Figure 7 oxidation ditch calculation sketch （1）设计流量 Q=15000m3/d=625m3/h （2）设计泥龄 c=14d （3）污泥产率系数 Y=1.03kgSS/kgBOD （4）MLSS 取 X=4.0g/L （5）氧化沟总容积 V=24Q cY（S 0S e）/1000X =24625141.03（20020）/10004=9733.5m 3 （6）水力停留时间 T=V/Q=9733.5/625=15.573h （7）沟形设计 本例二沉池直径较大，故采用棒形 沟有效水深 h=4.0m 外沟宽 B=7.0m 中沟宽和内沟宽 B1=5.5m 中心岛宽度 2m，两头圆弧形半径 r=1m，隔墙厚度 0.3m 氧化沟外沟圆弧形半径 R 外 =19.6m 中沟圆弧半径 R 中 =12.3m 内沟圆弧半径 R 内 =6.5m 外沟圆弧段面积为： （ R 外 2R 中 2 ）=732m 2 中沟圆弧段面积为： （ R 中 2R 内 2 ）= 343m2 内沟圆弧段面积为： （ R 内 2r 2 ）= 130m2 圆弧段总面积为：732+343+130=1205m 2 直线段总面积为：9733.5/41205=1228m 2 22 直线段长度为：1228/18=68m 各沟总面积为：F 外 =732+687=1208m2 F 中 =343+685.5=717m2 F 内 =130+685.5=504m2 三沟容积（面积）之比为：V 外 ：V 中 ：V 内 =49.7%：29.5%：20.72% 与要求的比例接近，符合要求。 3.8 污泥泵房 污泥泵房包括剩余污泥泵及回流污泥泵二部分。 功能：回流活性污泥至厌氧池，提升剩余污泥至污泥浓缩脱水车间。 设计参数 厌氧池污泥回流比：100% ；设计流量 Q=1250m3/h 剩余污泥总量：7.6t/d；含水率 99.2%，合 950m3/d 剩余污泥排泥方式：9.5h/d 运行方式 回流污泥根据氧化沟污泥浓度控制回流量，剩余污泥泵与污泥浓缩、脱水 机协调运行。 3.9 接触消毒池 图 8 接触消毒池示意图 Figure 8 contact disinfection pool schemes 接触消毒池规模 6 万 m3/d，共 1 座。 功能：杀灭出厂污水中可能含有的细菌和病毒。 设计参数： 设计流量： Q=2500m3/h 接触时间： 30min 主要工程内容： 西南大学学士学位论文 工业园区废水处理设计 23 设接触消毒池 1 座，平面尺寸为 24.6m17.35m，有效水深 4.2m。有效容 积 1290m3。 运行方式： 根据季节及水体发生疫情及卫生防疫部门要求连续运行。 4 污水处理厂总平面布置 13 4.1 平面布置原则 厂区总平面布置遵循如下原则： 功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。 考虑近、远期工程结合。 流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。 变配电中心布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处， 以节省能耗。 建筑物尽可能布置在南北朝向。 厂区绿化面积约 30%，总平面布置满足消防要求。 交通顺畅，便于施工与管理。 设置事故排放管及超越管，各构筑物可重力放空。 总平面布置应满足规划控制。 厂区平面布置除了遵循上述原则外，具体应根据城市主导风向、进水方向、 排放水体位置、工艺流程特点及厂址地形、地质条件等因素进行布置，既要考 虑流程合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑造型、厂区绿化及与周围环 境相协调等因素。 近期工程位于规划厂址北端，近期工程总平面设计考虑近期污水处理为 3 万 m3/d 进行布置，远期生产构筑物集中预留在近期厂区东部，与近期生产构筑 物对称布置，使近期工程具有相对的独立性和完整性，近远期有机的联系在一 起，又便于远期工程施工。为减少厂区挖填方量，厂区平面布置应尽量紧凑， 以节约用地、降低工程造价。 在污水处理厂近期工程总平面设计中按照区域功能、进出水方向和处理工 艺要求，将污水厂分为 4 个功能区，依次为预处理区、污水处理区、污泥处理 区、厂前生产管理区。 24 根据该区域风向规律可知，该区域的主导风向为东偏北风，厂前区应布置 于厂区北侧，结合该区域的规划考虑对环境的影响，生产区臭味较大的构筑物 （如粗格栅间提升泵房、细格栅涡流沉砂池、调节池及污泥浓缩脱水车间）应 尽量远离厂前区，秉承以人为本的设计原则，将厂区对环境及居民的影响降低 到最少。 4.2 总平面布置 4.2.1 预处理区 预处理区主要包括粗格栅间、进水泵房、细格栅及涡流沉砂池、调节池及 变配电间等构、建筑物。 预处理区位于厂区的西部，东侧与一期污水处理区相邻，北侧为加药间及 接触消毒池。加药间根据就近加药原则，靠近用药量大的调节池及消毒池。粗 格栅间、进水泵房、细格栅沉砂池、调节池自西向东依据流程布置。 4.2.2 污水处理区 污水处理区主要包括厌氧池及奥贝尔氧化沟、二沉