水污染控制工程课程设计.doc

江苏科技大学 水污染控制工程课程设计学 院 苏州理工学院 专 业 环境工程 学生姓名 班级学号 11428141/2 指导教师 二零一四年十二月目录第一章 绪 论i1.1 项目概况i1.2 丝绸印染生产废水特征及处理要求i1.3 丝绸印染废水的水量和水质21.4设计依据和设计原则21.4.1执行纺织染整工业水污染物排放标准gb4287-2002;2.4.2室外排水设计规范（gb50014-2003）21.5 工艺流程的确定31.5.1污水处理工艺选择准则31.5.2处理工艺选择与确定31.5.3 主要构筑物的结构及作用31.5.4 工艺流程图5第二章 主要污水处理构筑物设计计算62.1 调节池62.2 粗格栅62.3 提升泵站82.3. 1设计计算82.3.2水泵选型92.4细格栅92.5平流式初沉池112.6 a2/o工艺132.6.1设计参数132.6.2 a2/o池尺寸计算142.7鼓风机房182.8平流式二沉池18第三章 污泥处理构筑物和沼气利用设计计算223.1概述7223.2 污泥处理工艺流程的选择2233重力浓缩池223.3.1 设计参数223.3.2 设计计算233.4 污泥厌氧消化罐263.5 污泥贮池263.6 污泥机械脱水273.7 污泥泵房273.8 沼气利用283.8.1 脱硫器283.8.2 沼气储柜283.8.3 沼气利用28第四章 柠檬酸废水工程设计平面布置304.1 各处理单元构筑物的平面布置304.2 管道及渠道的平面布置304.3 辅助建筑物314.4本设计污水处理设施的平面布置31第五章 柠檬酸废水治理工程设计高程布置335.1布置原则335.2 污水处理构筑物高程计算335.2.1 处理构筑物的水头损失335.2.2连接管渠水头损失计算公式345.2.3污水管渠水头损失计算表345.2.4各处理构筑物的高程确定355.3污泥处理构筑物高程计算36第六章 设计说明386.1 调节池386.2 污水提升泵房386.3 uasb厌氧反应器386.4 曝气调节池406.5 平流式沉淀池406.6 生物接触氧化池406.7 二沉池416.8 气浮池416.9 污泥浓缩池416.10 污泥消化罐426.11 污泥贮池426.12 污泥机械脱水42第七章 工程经济技术指标与建议447.1工程经济技术指标447.2建议44结 语45致 谢46参考文献47第一章 绪论1.1 项目概况昆山市地域面积921.3平方公里，人口70万。地势平坦，自然坡度较小，由西南微向东倾斜。地面高程2.8-6米。全境河流总长1056.32公里，其中主要干支河流62条，长457.51公里；湖泊41个，水面10余万亩。年均降水量1074毫米；年地表水中河湖蓄水6.9亿立方米，承泄太湖来水51.3亿立方米，引入长江水2.5亿立方米；年地下水开采量约0.95亿立方米。该市位于长江流域，地处北回归线以北，属北亚热带南部季风气候。气候温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛。年平均气温16.5；年降水量1447毫米,年日照时间1697小时，全年无霜期239天。该市市丝绸印染厂废水日排污水量为3000m3，废水中含有大量的污染物质。丝绸印染厂进水cod在800mg/l左右，出水为100mg/l，进水bod5为200mg/l，出水为25mg/l，ss进水为500mg/l，出水为70mg/l.目前该工程运行未定，效果良好。1.2 丝绸印染生产废水特征及处理要求纺织印染行业是工业污水排放大户，污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，ph变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水。随着化学纤织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理要求的提高，使pva浆料、人造丝碱解物、新型染料、助剂等难降解有机物大量进入纺织印染废水，对传统的废水处理工艺构成严重挑战，cod浓度也从原来的数百毫克每升上升到30005000mg/l。浆染废水色度高、cod高，特别是根据国外市场开发出来的丝光蓝、丝光黑、特深蓝、特深黑等印染工艺，该类印染大量使用硫化染料、印染助剂硫化钠等，因此废水中含有大量的硫化物，该类废水必须加药预处理，然后再进行系列化处理，才能稳定达标排放。漂染废水中含有染料、浆料、表面活性剂等助剂，该类废水水量大，浓度和色度均较低，如果单纯采用物化处理，则出水也在100200mg/l之间，色度也毒能以满足排放要求，但污染量大大增加，污泥处理的费用较高，容易造成二次污染，在环保要求较严的情况下应充分考虑生化处理系统，常规的强化生物处理工艺可以满足处理要求。1.3 丝绸印染废水的水量和水质丝绸原意指丝织纤维加工而成织物。随着化学纤维的迅速发展，化纤原料不断应用到丝织物中。目前认为凡在织物的经线方向含有不少于一根长丝纤维，而不管其纬线及其余经线的组合如何，这些织物均称为丝织物。丝绸染整大多在水溶液中进行，用水量很大，真丝印染以酸性染料为主，丝绸染整工艺大致经过坯绸检验、炼漂、染色、印染、印花、整理、成品检验和装潢等工序。表1-1进出水排放水质 cod(mg/l)bod(mg/l)ss(mg/l)色度倍tp(mg/l)tn(mg/l)nh4-n(mg/l)进水出水88010020025500701502540.5351530151.4设计依据和设计原则设计依据：（一）建设单位提供的废水量及水质状况；（二）将建设单位提供的有代表性的水样，水质化验数据；（三）环保部门对污染治理的提示语要求； （四）执行纺织染整工业水污染物排放标准gb4287-2002;（五）室外排水设计规范（gb50014-2003）；（六） 环境工程手册水污染防治卷相关设计参数与技术要求。设计原则：（一）贯彻执行国家有关环境保护的政策，按照国家颁布的有关法规、规范及标准进行设计；（二）根据设计进水水质和排放标准的要求，污水处理选用工艺实用有效，处理效果好，操作运行简单，运行稳定，占地面积少，工程投资省以及运行成本低的方案；（三）运行性能可靠、效果好、能耗低、维修简单的国内先进设备；（四）污水处理厂的规模布置充分考虑与原有构筑物、处理单元相协调；（五）在工程设计中优先考虑三项因素：运行成本、工程投资、占地面积；（六）妥善处理污水处理过程中产生的排渣、污泥、噪声，避免二次污染。1.5 工艺流程的确定1.5.1污水处理工艺选择准则我国工业废水处理及污染防治技术政策中对工业废水处理的工艺选择提出了四条准则：工艺选择的主要技术经济指标包括：削减单位污染物投资、处理单位水量投资、削减单位污染物电耗和成本、处理单位水量电耗和成本、占地面积、总体环境效益、管理维护难易程度、运行性能可靠性等。工业废水处理工艺应根据水质特性、处理规模、当地的实际情况和要求及受纳水体的环境功能，经全面技术经济比较后优选确定。积极审慎地采用高效经济的新工艺。对在国内首次应用的新工艺，必须经过生产性试验和中试，提供可靠设计参数后再进行应用。应切合实际地优化工艺设计参数，确定废水进水水质。必须对废水的污染物构成进行详细调查或测定、现状水质特性作出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时，应进行废水处理工艺的动态试验。1.5.2处理工艺选择与确定采用传统的生化工艺处理难降解的丝绸印染废水，和硫化物去除率分别只有和左右，出水远不能达标排放。采用缺氧、厌氧、二级好氧组合工艺（）对原生化工艺进行改造后，、色度、硫化物去除率分别达、和，出水达标排放。该工艺具有运行费用低、处理效果稳定等优点，尤其适合中小型丝绸印染厂废水治理。1.5.3 主要构筑物的结构及作用（1）调节池：用以调节进、出水流量的构筑物，使构筑物和管渠正常工作，在废水处理设施之前设置调节池，使其不受浓度变化和废水高峰流量的影响。对于有些反应，如水量、厌氧反应对水质和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水设置适当尺寸的调节池，对水量、水质的调节是厌氧反应稳定运行的保证，调节池的作用是均量和均质，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、预酸化和中和等功能。还可调节工业废水的水温、ph值，还可用作事故排水，还有预曝气作用。（2）格栅：格栅是由一组平行的金属栅条或筛网、格栅柜和清渣耙三部分组成，安装在污水处理厂的端部。格栅主要作用是将污水中的大块污染物拦截出来，否则这些大块污染物将堵塞后续单元的机泵或工艺管线。格栅上的拦截物成为栅渣，其中包括十种杂物，大至腐尸，小至树杈、木料、塑料袋、破布条、碎砖石块、瓶盖、尼龙绳等均能在栅渣中发现。（3）a / o工艺：在首段厌氧池聚磷菌释放磷，同时溶解性有机物被细胞吸收而使污水中bod浓度下降，另外nh3-n因细胞合成而被去除一部分。在缺氧池中，反硝化细菌利用污水中的有机物做碳源，将回流混合液中的带入的大量no3-n和no2-n通过反消化作用还原为n2释放至空气中，在好氧池中有机物被生化降解，其浓度下降；有机氮被氨化继而被硝化，转化为no3-n，通过出水回流至缺氧池，进行反硝化脱氮；同时释放的磷的聚磷菌在此过量地摄取磷形成高磷污泥，通过排泥使p从污水中得以去除。特点：能同时脱氮除磷流程中串联了厌氧池，可有效降解部分难降解的有机物，还可提高废水的可生化性，因此该工艺cod和nh4+-n去除率均较高，适宜处理cod和nh4+废水在厌缺好氧的交替运行下，丝状菌难以大量增殖，污泥膨胀的可能性大大减小工艺系统稳定，抗冲击能力较强。（4）污泥浓缩池：此工艺中采用重力浓缩池，污泥浓缩是采用重力或气浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的过程。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，一般混入原污水一起处理；不能直接排放，以免污染环境。1.5.4 工艺流程图图1-2 工艺流程图苏州理工学院废水处理设计第二章 主要污水处理构筑物设计计算2.1 调节池调节水量和水质的构筑物称为调节池。根据生产废水排放规律，其废水的水量、水质随时间的变化而变化，为了保证后续处理构筑物对水质水量稳定性要，后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。调节池停留时间取6h，调节池采用地下式，考虑到土建结构可靠性高，故障少，故只设一个调节池。设调节池的水力停留时间取6h，有效水深取4.5m，超高0.4m，有效池容670m3。调节池的面积： a=148.90m2调节池的尺寸：长14m，宽10.6m2.2 粗格栅格栅是一组（或多组）相平行的用金属栅条制成的框架，倾斜或直立地布置在进水渠道中，或布置在进水泵站集水井的进口处，以避免水泵机组、管道或下游处理设备的堵塞。3000 m3/d=0.034 m3/s由平均日流量与kz的关系计算可得kz=1.83，qmax=qkz=30001.83=5490 m3/d =0.064 m3/s取栅前水深h=0.4m，栅条宽度s=0.021m，过栅流速v=0.9m，=60，栅条间隙b=0.1m。（1） 栅条宽度城市污水处理厂不设计单座，设计2个，则qmax/2=0.032 m3/s栅条间隙数n(个) n= qmaxsin60bhv=0.032sin600.10.40.9=1个格栅宽度b（m）b=sn-1+bn=0.0211-1+0.11=0.1m 式中：b格栅宽度（m）；s栅条宽度（m）；b栅条间隙（m）；n栅条间隙数（m）；qmax最大设计流量m3/s格栅倾角（）；h栅前水深（m）；v过栅流速（m/s）。（2）通过格栅的水头损失h0=v22gsin=10.9229.8132=0.036mh1=h0k=0.0363=0.11m式中：h1设计水头损失（m）；h0计算水头损失（m）；g重力加速度（m/s2）k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3阻力系数，其值与栅条断面形状有关，一般取1-3，本处取1。（3）栅后槽总高度h=h+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中：h格栅后渠道水深（m）h2栅前渠道超高，一般采用0.3m（4）栅槽总长度b1=qmaxv1h=0.0320.70.4=0.013ml1=b-b12tg=0.1-0.01320.36397=0.12ml2=l12=0.122=0.06mh1=h+h2=0.3+0.3=0.6ml=l1+l2+1.0+0.5+h1tg=0.12+0.06+1.0+0.5+0.60.36397=3.3m式中：l-格栅槽总长度（m）l1-进水槽渐宽部分的长度（m）b1-进水渠宽（m）1-进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可取20l2-栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，mh1-栅前渠道深，m（5）每日栅渣量w=86400qmaxw11000kz=864000.0340.110001.83=0.16 m3/d式中：w-每日栅渣量，m3/dw1-1 m3 污水的栅渣量，取0.1 m3/d2.3 提升泵站2.3. 1设计计算水泵对污水产生提升作用，确保后续处理构筑物中污水可以重力流的形式流动，以减小动力消耗及能量损失。设计流量和扬程的计算污水泵站采用自灌式半地下式泵房扬程的计算泵房内管线水头损失：h3=0.6m自由水头：h4=0.3mh，h见高程计算。h调节池最低工作水位与所提升最高水位之间高差，m；h出水管管线水头损失，m水泵选型水泵总扬程为：h=h+h+h+h=9.3299+0.0368+0.6+0.3=10.2667m2.3.2水泵选型根据流量q=125m3/h，扬程10.2667m 选用150qw200-22a型潜污泵，每台q=134.17m3/,h=10.3m表2-1 泵的选型流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）泵重量（kg）电动机功率（kw） 出口直径（mm）15012145062085150选择调节池与机器间合建的圆形泵房，考虑选用2台水泵，1用1备。2.4细格栅取栅前水深h=0.4m，栅条宽度s=0.021m，过栅流速v=0.9m，=60，栅条间隙b=0.01m。（1） 栅条宽度城市污水处理厂不设计单座，设计2个，则qmax/2=0.032 m3/s栅条间隙数n(个) n= qmaxsin60bhv=0.032sin600.010.40.9=9个格栅宽度b（m）b=sn-1+bn=0.0219-1+0.019=0.26m 式中：b格栅宽度（m）；s栅条宽度（m）；b栅条间隙（m）；n栅条间隙数（m）；qmax最大设计流量m3/s格栅倾角（）；h栅前水深（m）；v过栅流速（m/s）。（2）通过格栅的水头损失h0=v22gsin=10.9229.8132=0.036mh1=h0k=0.0363=0.108m式中：h1设计水头损失（m）；h0计算水头损失（m）；g重力加速度（m/s2）k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3阻力系数，其值与栅条断面形状有关，一般取1-3，本处取1。（3）栅后槽总高度h=h+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中：h格栅后渠道水深（m）h2栅前渠道超高，一般采用0.3m（4）栅槽总长度b1=qmaxv1h=0.0320.70.4=0.013ml1=b-b12tg=0.258-0.01320.36397=0.34ml2=l12=0.342=0.17mh1=h+h2=0.3+0.3=0.6ml=l1+l2+1.0+0.5+h1tg=0.34+0.17+1.0+0.5+0.60.36397=3.7m式中：l-格栅槽总长度（m）l1-进水槽渐宽部分的长度（m）b1-进水渠宽（m）1-进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可取20l2-栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，mh1-栅前渠道深，m（5）每日栅渣量w=86400qmaxw11000kz=864000.0340.110001.83=0.16 m3/d式中：w-每日栅渣量，m3/dw1-1 m3 污水的栅渣量，取0.1 m3/d2.5平流式初沉池城市污水处理厂不设计单座，本设计选择平流式初沉池，设计2座。(1)池子总表面积a=qmax3600q=0.03236002=57.6m2式中：a-池的总面积，m2qmax-最大设计流量，m3/sq-表面负荷m3/m2/s,取2m3/m2/s（2）沉淀部分有效水深h2= qt=21.5=3m式中：h2-沉淀部分有效水深，mt-沉淀时间，h（3）沉淀部分有效容积v=qmaxt3600=0.0321.53600=172.8m3式中：v-沉淀部分有效容积，m（4）池长l=vt3.6=51.53.6=27m式中：l-池长，mv-最大设计流量时的水平流速，/s，此处取5/s（5）池子总宽度b=al=57.624=2.4m式中：b-池子总宽度（6）校核长宽比lb=2434 (符合要求)（7）污泥部分所需总容积v已知进水ss浓度x0=500mg/l,出水ss浓度xe=70mg/l设污泥含水率97，两次排泥时间间隔t=1d，污泥容重v=qmax(x0-xe)86400t100kz(100-0)106=0.032(500-70)8640011001.83(100-97)106=21.66m式中：v-污泥部分所需要的体积，mc1-进水悬浮物浓度，t/mc2-出水悬浮物浓度，t/mt-两次清除污泥时间间隔，dkz-生活污水量总变化系数0-污泥含水率，% （8）污泥斗容积h4=f1-f22tg=4.5-0.521.73=3.46mv1=13h4f1+f2+f1f2=133.464.52+0.52+4.520.52=26.23m式中：v1-污泥斗容积，mf1-斗上口面积，f2-斗下口面积，h4-污泥部分高度，3m（9）污泥斗以上梯形部分污泥容积（10）污泥斗和梯形部分容积v1+v2=26.23+6.966=33.2mv1+v2=26.23+6.966=33.2m21.66m（11）沉淀池总高度hh=h1+h2+h3+h4+h4=0.3+3+0.5+0.158+3=6.958m式中：h-池总高h1-超高，取0.3mh2-沉淀部分有效水深，mh3-缓冲层高度，机械刮泥取0.5mh4-污泥部分高度，mh4 -污泥部分高度，3m图2-1 平流式沉淀池结构示意图2.6 a2/o工艺2.6.1设计参数（1）水力停留时间a2/o工艺的水力停留时间t一般采用6-8h，设计中取t=8h（2）曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度xv一般采用2000-4000mg/l，设计中取xv=3000mg/l（3）回流污泥浓度xr=106svi1.2=1061001.2=12000mg/l式中：xr-回流污泥质量浓度，mg/lsvi-污泥指数，一般采用100r-系数，此处采用1.2（4）污泥回流比xv=r1+r9000解得：r=0.5（5）tn去除率e=s1-s2s1100%=35-1535100%=57.14%式中：e-tn去除率，%s1-进水tn质量浓度，mg/ls2-出水tn质量浓度，mg/l（6）内回流倍数r内=e1-e=0.57141-0.5714=1.332.6.2 a2/o池尺寸计算（1）总有效容积v=qt=3000824=1000m式中：v-总有效容积，mq-进水流量，m/d，按平均流量计t-水力停留时间，d厌氧、缺氧、好氧各断内水力停留时间的比值1:1:3，则每断的水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间t1=1.6h缺氧池内水力停留时间t2=1.6h好氧池内水力停留时间t3=4.8h（2）平面尺寸a2/o工艺总面积a=vh=10004.2=238式中：a-a2/o池总面积，h-a2/o池有效水深，m，本设计中取4.2m设计中n=1，每组a2/o池共设5廊道，第1廊道为厌氧池，第2章为缺氧池，后3个廊道为好氧池，每个廊道宽取2m，则每个廊道长l=23825=23.8m式中：l-a2/o池每廊道长，mb-每廊道宽度，mn-廊道数，5个（3）反应池进、出水系统计算进水管进水管通过dn300mm的管道送到厌氧-缺氧-好氧池是首端的进水渠道。反应池进水管设计流量 q1=549086400=0.064m3/s管道流速v=0.9m/s管道过水断面面积a=q1v=0.0640.9=0.071m2管径d=4a/=40.071/=0.30m取进水管管径dn300mm进水井污水进入今水井后，水流从厌氧断进入设进水井宽1m，水深0.8m井内最大水流速度v=q1bh=0.06410.8=0.08m/s反应池进水孔尺寸取孔口流速v=0.4m/s孔口过水断面积a=q1v=0.0640.4=0.16m2孔口尺寸取0.30.3m，则孔口数n=af=0.160.30.3=2出水堰。按矩形堰流量q3=1+r+r内q=1+0.5+1.330.064=0.18m3/s堰上水头h=3（q3mb2g）2=3（0.180.454.5210）2=0.073m式中：b=4.5m堰宽 m=0.45流量系数 h堰上水头高，m出水井q3=1+r+r内q=1+0.5+1.330.064=0.18m3/s设流速v=0.8m/s，则过水断面积a=q3v=0.180.8=0.23m2出水井平面尺寸取1.0m1.0m出水管反应池出水管设计流量q4 =q3=0.18m3/s设管道流速v=0.8m/s管道过水断面积a=q4v=0.180.8=0.23m2管径d=4a=40.23=0.54m取出水管管径dn600mm2.7鼓风机房（1）空气量为q=0.1165=0.58m/s=34.8m3/min（2）风压计算：调节池有效水深3.5m,p=gh=10009.8(3.51)=44.1pa（3）鼓风机房要给调节池供气，选用r系列罗茨鼓风机，选用re-200型鼓风机两台，工作一台，备用一台表2-2 鼓风机的选型流量m3/min升压kpa轴功率kw配套电机功率kw转速r/min44.839.242559702.8平流式二沉池城市污水处理厂不设计单座，本设计选择平流式沉二沉池，设计2座。(1)池子总表面积a=qmax3600q=0.03236001.5=76.8m2式中：a-池的总面积，m2qmax-最大设计流量，m3/sq-表面负荷m3/m2/s,取1.5m3/m2/s（2）沉淀部分有效水深h2= qt=1.52=3m式中： h2-沉淀部分有效水深，mt-沉淀时间，h,（3）沉淀部分有效容积v=qmaxt3600=0.03223600=230.4m3式中：v-沉淀部分有效容积，m（4）池长l=vt3.6=523.6=36m式中：l-池长，mv-最大设计流量时的水平流速，/s，此处取5/s（5）池子总宽度b=al=76.836=2.13m式中：b-池子总宽度b-每个池子的宽度，此处取3m（6）校核长宽比lb=3634 (符合要求)（7）污泥部分所需总容积v已知进水ss浓度x0=500mg/l,出水ss浓度xe=70mg/l设污泥含水率97，两次排泥时间间隔t=1d，污泥容重v=qmax(x0-xe)86400t100kz(100-0)106=0.032(500-70)8640011001.83(100-97)106=21.66m式中：v-污泥部分所需要的体积，mc1-进水悬浮物浓度，t/mc2-出水悬浮物浓度，t/mt-两次清除污泥时间间隔，dkz-生活污水量总变化系数0-污泥含水率，% （8）污泥斗容积h4=f1-f22tg=4.5-0.521.73=3.46mv1=13h4f1+f2+f1f2=133.464.52+0.52+4.520.52=26.23m式中：v1-污泥斗容积，mf1-斗上口面积，f2-斗下口面积，h4-污泥部分高度，3m（9）污泥斗以上梯形部分污泥容积（10）污泥斗和梯形部分容积v1+v2=26.23+6.966=33.2mv1+v2=26.23+6.966=33.2m21.66m（11）沉淀池总高度hh=h1+h2+h3+h4+h4=0.3+3+0.5+0.158+3=6.958m式中：h-池总高h1-超高，取0.3mh2-沉淀部分有效水深，mh3-缓冲层高度，机械刮泥取0.5mh4-污泥部分高度，mh4-污泥部分高度，3m2.9加氯接触池2.9.1加氯量按每立方米投加2g计则加氯量w=230.4210-3=0.4698千克第三章 污泥处理构筑物和沼气利用设计计算3.1概述7在污泥处理的过程中，分离和产生出大量的污泥，这些污泥含水率高，容积大，不便于输送于处置；同时还含有大量的有机物，使污泥易腐化发臭，此外污泥还含有一些有毒有害物质，所以必须对其进行有效处理，并达到如下四个目的：（1） 减量化：较少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用。 （2）稳定化：通过处理使容易腐化变臭的污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染。（3）无害化：使有毒、有害物质得到妥善处理或利用，达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等。 （4）资源化：在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产生沼气等。3.2 污泥处理工艺流程的选择污泥处理的工艺流程一般有以下几种7：（1）生污泥浓缩消化机械脱水最终处理（2）生污泥浓缩机械脱水最终处理（3）生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处理（4）生污泥浓缩自然干化堆肥农田污泥处理方案的选择应根据污泥的性质和数量，投资情况，运行管理，环境保护要求等多种因素综合考虑后选定，污泥处理的一般方法与流程的选择约定与当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素。综合上述的原理，故本设计采用（1）。33重力浓缩池3.3.1 设计参数6（1）污泥固体负荷宜采用3060kg/ m2d。（2）污泥浓缩时间采用不宜小于10h。（3）有效水深一般宜为4m。（4）采用刮泥机排泥时，其外缘线速度一般宜为12m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。（5）采用刮泥机时刮泥机上应设置浓集栅条。注:浓缩生产污水时，可由试验或者参照相似活性污泥的实际运行数据确定。（6）污泥浓缩池一般宜有去除浮渣的装置。（7）当湿污泥作肥料时，污泥浓缩与贮存可采用湿污泥地。湿污泥地有效深度一般宜为1.5m，池底坡向排出口坡度采用不宜小于0.01。湿污泥池容积应根据污泥量和运输条件等确定。（8）间歇式污泥浓缩池和湿污泥地，根据不同的深度，应设置不同的排污泥水的设施。3.3.2 设计计算61.污泥总量为初沉池污泥量加二沉池污泥量。（1）初沉池污泥量v=100cq103(100-p1)=10078032200.4103（100-97）1000=33.488m/d式中 q平均日污水量，m/d；c原污水进水ss浓度，780mg/l；初沉池ss去除率40%；p1进泥含水率，97%；初沉池污泥容重，以1000kg/m计。（2）二沉池的污泥量为v2=30.62 m/d2.本工程选用重力浓缩池。已知初沉池污泥量33.488 m/d，含水率为97%；二沉池的剩余污泥量30.62 m/d，含水率99.4%，混合污泥的含水率p1=98%，浓缩后p2=95%。（1）计算污泥浓度污泥密度按1000kg/ m计p1=98%；c1=1-p1103=20kg/mp2=95%；c0=50kg/m（2）浓缩池面积 式中：q污泥量，m/d；c污泥浓度，kg/m；g污泥固体通量，kg/（m d）a=61.1082060=20.4浓缩直径为： =420.43.14=5.1m（3）浓缩池工作部分高度h取污泥浓缩时间t=16h，则h=1661.1082420.4=2.0m2h（4）超高：h2=0.3m，缓冲层高 h=0.3m，浓缩池设机械刮泥,池底坡度 ,污泥斗下直径, 上底直径池底坡度造成的深度=0.115m池底可贮泥容积 =0.87m3泥斗高度 式中：污泥斗倾角取55。污泥斗容积 ： 总贮泥容积为 v=v1+v2=0.87+0.024=0.894m3（5）浓缩池总高度h=h1+h2+h3+h4+h5=3.02+0.3+0.3+0.101+0.29=3.005m3.0m（6）浓缩后污泥容积式中： q污泥量，m3/d；p未进浓缩池前的含水率：p浓缩后的含水率。v=61.1080.020.05=24.4m3（7）重力浓缩池结构示意图图3-1重力浓缩池结构示意图fig.3-1 gravity thickener structure diagram3.4 污泥厌氧消化罐厌氧污泥消化反应过程就是污泥中的有机物（如蛋白质、脂肪、碳水化合物）被水解并酸化阶断由不同的兼性菌群降解成短链状有机酸、醇、h2、co2和醋酸，其中有机酸和醇进一步分解成乙酸，最后生成沼气。本设计采用1台tlyy-xh圆形污泥厌氧消化罐，沼气搅拌方式。1支搅拌管的气量为60m3/h(1组6支)、沼气压缩机搅拌能力为40960m3/（h台）、电机功率40kw，则沼气压缩机的功耗为960（kwd）/台。表3-1污泥厌氧消化罐的选型table 3-1 anaerobic digestion tank selection型号搅拌管气量/支沼气压缩机搅拌能力/台电机功率沼气压缩机功率/台tlyy-xh60m3/h(1组6支)40960/h40kw960kwd3.5 污泥贮池进入污泥贮池的污泥为污泥厌氧消化罐的污泥和气浮池的污泥之和，即62+270=332kg/d1座，其容积按满足脱水机运行两小时的污泥量计算。按每日进脱水间的计算泥量，脱水机每日工作时间小于12h。 294.412=24.5m/h采用新西兰，多达设备公司的带式压滤脱水机1台，脱水机生产能力38m/h。则贮泥池池容v=76m取有效池深2米，则单池长宽可取6m6m，超高取0.5m。即，每座尺寸6m6m2.5m，钢筋混凝土结构。3.6 污泥机械脱水污泥贮池的污泥进入污泥机械脱水系统进行脱水。采用带式过滤，这种脱水方法的特点是：滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗省，附属设备少，操作方便，但必须正确选用有机高分子混凝剂，这里选用聚丙烯酰胺（pam），一般只需投加13mg/l,投加过多，不仅会使胶体复稳，而且会造成新的有机污染10，至于污泥浓缩池出来的污泥含水率为95，投加的药剂用量为0.0020.004，生产能力为658kg干泥/h，脱水后的泥饼含水率为80。脱水机房内采用带式压滤机，其特点为：脱水效率高，处理能力大，连续过滤性能稳定，操作简单，体积小，重量轻，节约能源，占地面积小。（1）设备选用进泥量含水率，泥饼含水率选用1台设备，每台进泥量为294.4，则选用型号为deg843型带式压滤机，带宽3m。（2）脱水机房尺寸据所选设备的实际安装尺寸，考虑设备安装和检修空间，其平面尺寸为3.7 污泥泵房11用于提升初沉池及二沉池的污泥至重力浓缩池，选用av14-4型污水泵2台，一用一备，参数如下：表3-3 av14-4型污水泵参数table 3-3 performance of av14-4 model sewage pump流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）电动机功率（kw） 出口直径（mm）225.814501.580泵房布置：8m6m，高3.5m。3.8 沼气利用uasb厌氧反应器和厌氧消化罐中产生的沼气进去脱硫器进行脱硫，随后存至贮柜。3.8.1 脱硫器本工程采用1座8002200mm2沼气脱硫器，脱硫效率可达98%。本设备采用碳钢材料，装置设备的筒体、罐体等需充分考虑其使用寿命选用相应的材料制造。本装置中的非标设备可全部露天布置，装置布置紧凑，管道布局符合经济、美观、适用的原则，整套装置可灵活布置。对沼气进行系统的脱硫、脱水。脱硫采用物理、化学相结合，脱水采用机械、气水分离膜技术，整个脱硫器脱水处理工艺高效简单、管理方便、运行费用低等优点。采用干法脱硫，干法设备的构成是，在一个容器内放入填料，调料曾有活性炭、氧化铁等，气体以低流速从一端经过容器内填料层，硫化氢氧化成硫或硫化物后，余留在调料曾中，净化后气体从容器另一端排出。3.8.2 沼气储柜本设计中采用1座5000m3双膜生物储气罐，外形为3/4球形或半球形，由钢轨固定于水泥基座上。主题由特殊加工聚酯材质制成，罐体由外膜、内膜及附属设备组成，内膜具有腐蚀及各种微生物的能力，高度防火并符合德国相关产品标准。内膜与底膜之间形成一个容量可变的气密空间用作储存沼气，外膜构成储存柜的球状外型，作为保护内膜和形成挤压内膜的压力空间，具有防紫外线和保护内膜的作用的同时具有自洁功能。3.8.3 沼气利用每生产一吨柠檬酸可产生大约225方沼气，其中甲烷含量可达60左右，这种沼气用于发电是一种非常好的燃料，每方沼气可以发1.7度电，效益非常可观。生产一吨酒精可产生300方沼气，甲烷含量可达70%，热值更高。其它行业类同，产生的沼气量都很可观。这些沼气可以用于发电，实现物尽其用，环保节能。第四章 柠檬酸废水工程设计平面布置4.1 各处理单元构筑物的平面布置13 处理构筑物是污水处理工程的主体构筑物，在做平面布置时，应根据地形和地质条件，结合各构筑物的功能要求和水力要求，确定他们在工程处理区内平面的位置。对此，应考虑： 为了使灌渠便捷、直通的连接，应贯通各处理构筑物之间的管渠。 避开劣质土壤地断，并做到土方量做到基本平衡。 为了保证敷设连接管、渠的要求，在处理构筑物之间应保持一定的间距，一般的间距可取值510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮罐等，其间距按有关规定确定。 各处理构筑物应在平面布置上，应考虑尽量紧凑。 污泥处理构筑物应尽可能单独布置，以方便管理，应布置在工程处理区夏季主导风向下风向。 考虑到安全问题，工程处理区内的高压线尽量减少其长度，所以变配电间设置在工程处理区边缘与泵房相近。 较深的构筑物由于地下部分较深，其周围附近不宜设其他构筑物，距离最好10米以上。4.2 管道及渠道的平面布置13 在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，为了当某一处理构筑物因故停止工作时，其后的处理构筑物仍能够保持正常的运行，还应设有够使各处理构筑物独立运行的管、渠，。 应设超越管以直接排放水体超越全部处理构筑物的处理水。 在工程处理区内还应设有：给水管，空气管，消化气管，输配电线路，以及蒸汽管。这些管线有的敷设在地下，但大部分都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，也要布置紧凑、少占用地，可以考虑采用架空的方式敷设。 工程处理区内各种管渠应全面安排，避免相互干扰，管道复杂时可设置管廊。 在工程处理区内，应有完善的雨水管道系统，必要时应考虑设置防洪沟渠。4.3 辅助建筑物13 在工程处理区内，应合理的修筑道路，方便运输；要设置通向各处理构筑物和辅助建筑物的必要通道，通道的设计应符合如下要求： 主要车行道的宽度：单车道为3.5m，双车道67m，并应有回车道。 车行道的转弯半径不宜小于6m。 人行道的宽度为1.52m。 通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45。天桥宽度不宜小于1m。同时，应注意工程处理区的环境美化，提倡植树种草，改善卫生条件，改变人们对工程处理区“不卫生”的传统看法。在污水处理区周围应设围墙，其高度不宜小于2m，工程处理区的大门尺寸应能容许最大设备或部件出入，并应另设运除废渣的侧门。应当指出，在工艺设计计算时，就应考虑构筑物和平面布置的关系，而在进行平面布置时，也可根据情况 调整构筑物的数目，修改工艺设计。4.4本设计污水处理设施的平面布置（1）工艺流程布置14工艺流程布置根据设计任务书提供的厂区面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理 方便，且有利于日后扩建。（2）构筑物平面布置按照功能，将污水厂布置分成三个区域： 污水处理区，该区域位于污水厂中下部，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括调节池、污水泵房、初沉池、曝气调节池、二沉池、uasb反应器、生物接触氧化池等。 污泥处理区，该区域由各项污泥处理设施组成，包括污泥浓缩池、污泥厌氧消化罐、沼气罐、污泥贮池、脱水机房等。 生活区，该区是将厂房、办公楼、宿舍、食堂、等建筑物组合在一个区内。生活区位于污水厂主导风向的上风向。（3）污水厂管线布置 污水工艺管道污水经泵站提升后，按照处理工艺流经各个处理构筑物后排入水体。 污泥工艺管道污水厂在处理污水的同时，也要处理产生的污泥。污泥来自初沉池、二沉池。按照工艺处理后运出场外。 厂区排水管道厂区排水管道系统包括四部分，构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各构筑物排水管、厂区雨水管。这些污水的污染物浓度很高，不能直接排放，设计中收集后进行集中处理。 超越管道考虑到事故时，设置超越管道。 厂区给水管道由场外接入送至各建筑物用水点。（4）厂区道路布置厂区道路布置见平面图。（5）厂区绿化布置利用道路与建筑物之间的带状空地进行绿化，绿化以草皮为主，靠路一侧种植绿篱，临靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一些花木。厂区平面布置见总平面图。第五章 柠檬酸废水治理工程设计高程布置5.1布置原则13确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高是污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务；为了使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行，就要通过计算确定各部位的水面标高。污水处理工程的高程布置一般要遵守如下原则： 应当考虑到当某座构筑物突然停止运行时，与其相邻的其它构筑物及其连接管渠能通过全部