环境工程专业毕业设计-7000吨天印染废水.doc

本科毕业设计本科毕业设计 7000 吨吨/天印染废水处理工艺设计天印染废水处理工艺设计 学学 院院 环境科学与工程学院环境科学与工程学院 专专 业业 环境工程环境工程 年级班别年级班别 2004 级（级（3）班）班 学学 号号 学生姓名学生姓名 * 指导教师指导教师 * * 2008 年年 6 月月 I 设计总说明设计总说明 随着工业化进程的不断深入，环境受到越来越严重的破坏。印染行业排放的废水 约占整个工业废水排放量的 35%，由此造成的生态破坏是不可估量的，因此必须对印 染行业产生的废水进行处理。 本设计处理水量为 7000m3/d，原水的平均水质为 CODcr：1000mgL- 1，BOD5：300mgL-1，SS：450mgL-1，色度：800 倍，pH：812。原水具有排放量 大，污染物浓度高，成分复杂的特点，采用单一方法较难取得好的处理效果，故采用 物化和生化相结合的方法进行处理。 根据印染废水的特点，本设计采用格栅调节池混凝沉淀水解酸化生物接 触氧化沉淀池的工艺来处理印染废水。印染废水经过混凝沉淀池被除大量的色度和 悬浮物，废水中的有机物在水解酸化池和接触氧化池中被微生物降解，进入沉淀池中 沉淀后达到排放标准。该工艺具有处理效果好，运行稳定，投资较少的特点。 本设计的工程投资预算为 604.12 万元，运行费用为 1.01 元/m3。经过该工艺， CODcr 处理效率达到 94.1%，BOD5处理效率达到 94.9%，SS 处理效率达到 90%，色 度处理效率达到 97.2%。处理后的出水优于广东省地方标准水污染物排放限值 （DB44/26-2001）第二时段第二类污染物最高允许排放浓度一级标准。 关键词关键词：印染废水，混凝沉淀，水解酸化，接触氧化 II Design Specification Along with the industrialization progress continuously thorough, the environment is subjected to the more and more serious breakage. The printing and dyeing wastewater is about 35% in the quantity that the whole industrial wastewater exhausts, that result the ecosystem breakage in cant estimate. Therefore, we must deal with the printing and dyeing wastewater. The quantity of this design is 7000 m3/d, and the parameter of the raw water in the average is CODcr:1000 mgL-1, BOD5: 300 mgL-1, SS: 450 mgL-1, color: 800 times, pH: 812. With the raw water have great capacity, the pollutant density is high, the composition complications, Using a single method to deal with it is difficult to achieve a good result, Therefore, unite biochemical and physico-chemical to disposal the wastewater. According to the characteristics of printing and dyeing wastewater, The design using grid regulation pool coagulation acid hydrolysis biological oxidation sedimentation pond to deal with the dyeing process wastewater. The printing and dyeing wastewater through the medium of coagulating sedimentation reaction removal substantive suspended matter and chroma, the organic matter in the wastewater ingress contact oxidation pond were degraded by the aerobe, repass the Secondary Sedimentation Tanks it is enough to meet the national standards. The characteristics of the process is dealing with good results, stable operation, less investment. The investment budget of the engineering is 604.12 million yuan, the operating cost is 1.01 yuan/m3. After this craft, the CODcr processing efficiency achieves 94.1%. The BOD5 processing efficiency achieves 94.9%, the SS processing efficiency achieves 90%, and the chromaticity processing efficiency achieves 97.2%. through that craft, the effluent is better than standard in province place of Guangdongthe limit value of water contamination exhausts(DB44/26-2001) the second pollutant of the second time is tallest to allow to exhaust one class standard of density. Key words: Printing and dyeing wastewater, Coagulant sedimentation, hydrolytic acidification, Contact oxidation III 目目 录录 1 概述1 1.1 项目背景.1 1.2 工程简介.1 1.3 设计进出水水质.1 1.4 设计依据.2 1.5 设计原则.2 2 处理工艺的选择及说明3 2.1 印染废水的来源和特征.3 2.2 废水处理研究现状.4 2.3 主要的处理工艺.5 2.3.1 废水处理的基本方法5 2.3.2 影响工艺流程选择的因素7 2.4 选择的工艺.8 2.4.1 确定工艺8 2.4.2 工艺流程图8 2.4.3 工艺流程各结构介绍9 3 设计参数及计算13 3.1 格栅.13 3.1.1 设计参数13 3.1.2 设计计算13 3.2 调节池.15 3.2.1 设计参数15 3.2.2 设计计算16 3.3 混凝沉淀池.16 3.3.1 设计参数16 3.3.2 设计计算16 3.4 水解酸化池.18 IV 3.4.1 设计参数18 3.4.2 设计计算19 3.5 接触氧化池.19 3.5.1 设计参数19 3.5.2 设计计算19 3.6 沉淀池.22 3.6.1 设计参数22 3.6.2 设计计算22 3.7 污泥浓缩池.23 3.7.1 设计参数23 3.7.2 设计计算24 3.8 其他构筑物.25 3.8.1 药剂池25 3.8.2 鼓风机房25 3.8.3 污泥脱水间25 3.8.4 提升泵25 3.8.5 管道的确定26 4 主要构筑物及设备27 4.1 主要构筑物和附属构筑物.27 4.2 主要动力设备.27 5 处理项目总体布置29 5.1 平面布置.29 5.1.1 平面布置原则29 5.1.2 平面布置结果29 5.2 高程布置.29 5.2.1 高程布置原则29 5.2.2 高程布置计算及结果30 6 投资估算及运行成本32 V 6.1 估算依据.32 6.2 投资估算.32 6.2.1 土建费和设备费32 6.2.2 平面布置原则34 6.2.3 工程总投资34 6.3 运行成本估算.34 结论.35 参考文献.36 致谢.37 1 1 概述概述 1.1 项目背景项目背景 我国是纺织印染业的第一大国，其中棉布的生产量居世界首位，棉纺织工业在打 入国际市场的进程中独占鳌头的同时又是工业废水排放大户。印染废水中含有多量的 硫化物、酚类化合物、硫醇等，会使水质发臭，其中含有的有色污染物，色泽深，会 妨碍日光在水中的透射，不利于水生植物的光合作用，有害于水生生物，而其中的硫 酸或硫酸盐会引起土壤酸化等，由此而造成的生态及经济损失是不可计量的，我国政 府对环境问题也予以高度重视，为保持环境和经济的可持续发展，对于是工业废水排 放大户的纺织印染产业，必须对其排放的废水进行处理。 1.2 工程简介工程简介 对某印染企业的印染综合废水处理进行工艺设计，本设计的处理规模为 7000m3/d。该印染废水具有水量大、悬浮物浓度和色度较高的特点。该印染废水经过 处理后，水质要符合广东省地方标准水污染物排放限值 （DB44/26-2001）二时段 一级标准。 1.3 设计进出水水质设计进出水水质 本项目设计进出水水质根据该印染企业的印染废水来源和广东省地方标准水 污染物排放限值 （DB44/26-2001）二时段一级标准列出，采用一级标准如表 1.1。 表表 1.1 设计进出水水质设计进出水水质 主要污染物 原水水质 （mgL-1） 原水平均水质 （mgL-1） 排放标准 （mgL-1） CODCr8001200100090 BOD524036030020 SS30060045060 色度（度）600100080040 pH81281269 2 1.4 设计依据设计依据 1、 中华人民共和国环境保护法 ； 2、 中华人民共和国污水综合排放标准 （GB89781996） 3、 广东省地方标准水污染物排放限值(DB44/26-2001)第二时段中的一级标准； 4、 室外排水设计规范(GBJ1487)； 5、 水处理工程 、 环境工程设计手册 ； 6、 纺织染整工业水污染物排放标准)。 1.5 设计原则设计原则 1、认真惯彻执行国家关于环境保护的方针政策，遵守国家有关法规、规范、标准； 2、根据污水水质和处理要求，合理选择工艺路线，要求处理技术先进，处理出水 水质达标排放。运行稳定、可靠。在满足处理要求的前提下，尽量减少占地和投资； 3、设备选型要综合考虑性能、价格因素，设备要求高效节能，噪音低，运行可靠， 维护管理简便； 4、废水处理站平面和高程布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行 管理； 3 2 处理工艺的选择及说明处理工艺的选择及说明 2.1 印染废水的来源和特征印染废水的来源和特征 印染废水是指纺织物在染色或印花过程中产生的染色残液、漂洗水以及前处理(如:洗 毛、丝麻脱胶、退浆等) 、后处理产生的混合废水,它是含有一定量有害物质和色度的 有机废水。由于市场竞争机制日趋完善,参与国际竞争日益增加,迫使原来生产品种较 单一、生产量大的印染企业转向生产小批量多品种的产品,使废水水质范围扩大、脱色 效果不明显、废水治理难度加大。在治理工程设计过程中,详细掌握生产工艺、废水来 源、水质,通过试验研究确定合适的处理工艺和设计参数,是设计出合理印染废水处理 方案的关键。印染废水的水质采用的纤维种类，染料和浆料的不同而水质变化很大。 一般印染废水 pH 值为 610，CODcr 为 4001000mg/L，BOD5为 100400mg/L,SS 为 100200mg/L,色度为 100400 倍。 印染废水来源于印染过程的各生产工序，主要有退浆废水、煮炼废水、漂白废水 和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序 则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废 水1,4。 1、退浆废水 退浆废水一般占总废水量的15%左右，污染物总量约占总量的一半，水量虽较小， 但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废 水呈碱性，pH值为12左右。上浆以淀粉为主的（如棉布）退浆废水，BOD5/COD约 0.30.5，可生化性较好。上浆以聚乙烯醇（PVA）为主的退浆废水，BOD5/COD约 0.50.8。 2、煮炼废水 为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等 杂质去除。煮炼一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等水溶剂，在120、pH值约1013 的条件下对棉纤维进行煮炼。煮炼废水的水量大，污染物浓度高，BOD和COD的平均 值高达数千毫克每升，其中主要含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、 含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。 3、漂白废水 4 水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。 4、丝光废水 含碱量高，NaOH含量在3%5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝 光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性， BOD、COD、SS均较高。 5、染色废水 水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性 剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。 6、印花废水 水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度 较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。 7、整理废水 水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。 8、碱减量废水 是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其 中对苯二甲酸含量高达 75%。碱减量废水不仅 pH 值高（一般12） ，而且有机物浓度 高，碱减量工序排放的废水中 CODCr 可高达 9 万 mg/L，高分子有机物及部分染料很难 被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水1,4。 2.2 废水处理研究现状废水处理研究现状 对于印染废水，采用生物处理方法具有较好的效果。只要供给其一定量空气，废 水中的有机物作为微生物的营养物，将被不断吸附、氧化、分解，经过沉淀分离，从 而达到不断去除污染物的目的。早在20世纪70年代，兴建的这类废水处理工程，主要 以好氧生物处理为主，但是随着化学工业的发展，纺织工艺的织物已由天然纤维发展 到大量使用人造纤维，造成所用的染料品种越来越多，也越来越不容易被生物降解。 原有的生物处理系统大都由原来的70%COD去除率下降到50%左右，甚至更低。色度的 去除是印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。此外， PVA等化学浆料造成的COD占印染废水总COD的比例相当大，但由于他们很难被普通 5 微生物所利用而使其去除率只有20%30%。针对印染行业废水处理难度的增加，近年 来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专业细菌以及新型 化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有厌养好氧生物处理工艺、高效脱 色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等2。 2.3 主要的处理工艺主要的处理工艺 2.3.1 废水处理的基本方法 1、印染废水处理的物理法吸附法 在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的 粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物 质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法（多半 用于三级处理），该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体 和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染 料具有较好的吸附性能。Saito.T等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、 COD去除率分别达93%、92%和63%，活性炭吸附能力可达到500mgCOD/g炭，污水如 先曝气，则会加快吸附速率。但若废水BOD5200mg/L，则采用这种方法是不经济的。 吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据 废水水质来选择吸附剂。研究表明，在pH12的印染废水中，用硅聚物（甲基氧）作 吸附剂，阴离子染料去除率可达95%100%。 高岭土也是一种吸附剂，研究表明经长链有机阳离子处理，高岭土能有效地吸附 废水中的黄色直接染料。此外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水， 费用较低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大3。 2、印染废水的化学处理法 （1）混凝法 主要有混疑沉淀法和混疑气浮法，所采用的混疑剂多半以铝盐或铁盐为主，其中 以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来， 国外采用高分子混疑剂者日益增加，且有取代无机混疑剂之势，但在国内因价格原因， 使用高分子混疑剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分子混疑剂使用范围最广，若 6 与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。混疑法的主要优点是工艺流程简单、操作管理 方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高、 泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。 （2）氧化法 臭氧氧化法在国外应用较多，Zima.S.V等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模 式。研究表明，臭氧用量为0.886gO3/g 染料时，淡褐色染料废水脱色率达80%；研究 还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减 臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可考虑在 其中安装隔板。 臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于 水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗电多， 大规模推广应用有一定困难。 光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。 （3）电解法 电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%70%，但对 颜色深、CODCr 高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明，各类染料在 电解处理时其CODCr 去除率的大小顺序为：硫化染料、还原染料酸性染料、活性染料中 性染料、直接染料阳离子染料，目前这种方法正在推广应用2。 3、印染废水的生物处理法 20世纪70年代以来，国内对印染废水以生物处理为主，占80%以上，尤以好氧生 物处理法占绝大多数。从现有情况看，我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和 接触氧化法占多数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等 也有应用，生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高，一般 在50%左右，所在当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处理。好氧生物处理对 BOD 去除效果明显，一般可达80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其如PVA等化 学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD达 到20003000mg/L，而且B/C也由原来的0.40.5下降到0.2以下，单纯的好氧生物处理 难度越来越大，出水难以达标；此外，好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问 题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道，一般污泥处理或处置费 7 用占整个污水厂费用的50%70%（国外），在国内也占40%左右。 由于上述原因，印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视，探求高效、 低耗、投资省的印染废水处理新技术已日显重要。 厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐，Fukunaga.N等人对传统消化罐做了改造，在罐 内装填固定微生物，主要是专性产碱杆菌属。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及 单氮基因聚合物，都能通过厌氧分解，通常在中温条件下进行（37），水力停留时 间6h，主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。有研究表明厌氧处理丝绸印染废水， 在HRT为1.01.1d，COD去除率74%82%，脱色率分别为：黑色51%、紫色94%、玫 瑰红96%、茄紫30%、大红55%。用UASB和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水 的中长期运行结果表明，废水中的色度和COD去除率分别稳定在80%和90%以上。 4、印染废水的组合处理法 随着人们对环境质量要求越来越高，印染废水排放标准也越来越严，对于高、中 难度处理印染废水，单独的生化或物化处理都难以达到排放要求根据国家印染行业废 水污染防治技术政策，印染废水治理宜采用生物处理技术和物理化学处理技术相结合 的综合治理路线，不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。这 样既保留了物化除色、前处理去除部分污染物降低生化负荷、去除生化剩余污染物的 特点，又充分发挥生化处理技术可降解大量有机污染物和一定除色功效的特点1,2。 2.3.2 影响工艺流程选择的因素 污水处理工艺流程的选择，一般要考虑以下因素： 1、废水处理程度 这是废水处理工艺流程选择的主要依据，而废水处理程度又取决于废水的水质特 征、处理后水的去向。废水的水质特征，表现为废水中所含污染物的种类、形态及浓 度，它直接影响废水处理的程度及工艺流程。各种受纳水体对处理水的排放要求各不 相同，由各种水质的标准规定，它决定了废水处理厂对废水的处理程度。 2、建设及运行费用 考虑建设与运行费用时，应以处理水达到水质标准为前提。在此前提下，工程建 设及运行费用低的工艺流程应得到重视。此外，减少占地面积也是降低建设费用的重 要措施。 8 3、工程施工难易程度 工程施工的难易程度也是选择工艺流程的影响因素之一。如地下水位高，地质条 件差的地方，就不宜选用深度大、施工难度高的构筑物。 4、当地的自然条件和社会条件 当地的地形、气候等自然条件对废水处理流程的选择具有一定的影响。如当地气 候很冷，则应采用在采取适当的技术措施后，在低温季节也能正常运行，并保证取得 达标水质的工艺。 5、废水水量 除水质外，废水的水量也是影响因素之一。对于水量、水质变化大的废水，应选 择耐冲击负荷强的工艺，或考虑设立池等缓冲设施以减少不利影响。 综上所述，污水处理工艺流程的选定是一项比较复杂的系统工程，必须对上述各 项因素加以综合考虑，进行多种方案的经济技术比较，必要时应当进行深入的调查研 究和试验研究工作，这样才有可能选定技术可行、先进，经济合理的污水处理流程2。 2.4 选择的工艺选择的工艺 2.4.1 确定工艺 根据该企业的印染废水水质的特征具有流量大，复杂难降解的大分子有机物浓度 高，悬浮物、色度也比较高等特点，且排放标准要求高等方面来考虑，本印染废水处 理项目设计采用混凝沉淀+水解酸化+接触氧化的工艺。 该印染废水通过混凝反应去除大量的悬浮物和色度，然后进入水解酸化池，废水 中的难降解的大分子有机物被分解，再进入接触氧化池，经充足的曝气，由好氧微生 物将废水中的有机物降解至既定的浓度，再经沉淀池的沉淀后出水即可达到排放标准。 将这几种工艺结合在一起，既具有投资较少、运行成本较低、便于管理、处理效果好 等特点，又通过混凝沉淀工艺保证了生物处理的稳定性和连续高效性。 2.4.2 工艺流程图 本设计采用的具体工艺如图 2.1。 9 废水 达标排放 污泥外运 图 2.1 工艺流程图 2.4.3 工艺流程各结构介绍 1、格栅 因为废水水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅， 以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助 设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用 于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可 采用人工清渣或机械清渣5。 本设计采用格栅进行隔渣，由于栅渣量不是很大，采用人工清渣方式。 2、调节池 无论是工业废水，还是城市污水或生活污水，水量和水质在 24 小时之内都有波动。 一般说来，工业废水的波动比城市污水大，中小型工厂的波动就更大。这种变化对污 提 升 泵 沉 淀 池 格 栅 污泥 浓缩池 接 触 氧 化 池 污泥 压缩机 混 凝 沉 淀 池 水 解 酸 化 池 调 节 池 10 水处理设备，特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能遭到破 坏。同样对于物化处理设备，水量和水质的波动越大，过程参数难以控制，处理效果 越不稳定；反之，波动越小，效果就越稳定。在这种情况下，应在废水处理系统之前， 设置调节池，用以进行水量的调节和水质的均化，以保证废水处理的正常进行。此外， 酸性废水和碱性废水可以在调节池内中和；短期排出的高温废水也可通过调节以平衡 水温。另外，调节池设置是否合理，对后处理设施的处理能力、基建投资、运转费等 都有较大的影响9。 本设计设置调节池可进行水量的调节和水质的均化，防止生物处理系统负荷的急 剧变化。 3、混凝沉淀池 混凝沉淀就是将与作用机理相适应数量的混凝剂投入污水中，经过充分混合、反 应，使污水中呈微小的悬浮颗粒和胶体颗粒互相产生凝聚作用，成为颗粒较大，而且 易于沉淀的絮凝体（颗粒直径20um） 。在经过沉淀加以去除。混凝沉淀能去除印染废 水中的不能被生化降解的物质、大量的悬浮物、色度，减轻后续生化处理部分的负荷5。 本设计混凝沉淀池采用竖流沉淀池，分为混合部分和接触部分，加药采用管道混 合器。 4、水解酸化池 废水中染料等有机物组分多为难生物降解物，染料分子一般在好氧条件下很难破 坏，色度难以去除。采用水解酸化池，通过时间控制，将厌氧消化过程控制在第一， 二阶段，使复杂的大分子，不溶性有机物及难生物降解有机物在细胞外酶的作用下水 解为小分子，溶解性有机物及可生物降解的有机物质，形成有机酸，醇类等；使溶液 酸度增加，pH 值下降，从而调节废水的 pH 值，并提高废水的可生化性。 5、接触氧化池 生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部 填料，并以一定的流速流经填料。在填料上充满生物膜，废水与生物膜广泛接触，在 生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净 化，因此，生物接触氧化处理技术，又称为“淹没式生物滤池” 。生物接触氧化处理技 术的另一项技术实质是采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供其所需要的氧， 11 并起到搅拌与混合作用，这样，这种技术又相当于在曝气池内充填共微生物栖息的填 料，因此，又称为“接触曝气法” 。 据上所述，生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理 技术。也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法，鉴于两者的优点，因此，深受污 水处理工程领域人们的重视。 接触氧化处理技术在工艺方面有以下特征： （1）使用多种形式的填料，由于曝气，在池内形成液、固、气三相共存体系，有 利于氧的转移，提高溶解氧转移率，微生物增殖快、活性高。在生物膜上微生物是丰 富的，除细菌和多种种属原生动物外，还能够生长氧化能力较强的球衣菌属的丝状菌， 而无污泥膨胀之虑。 （2）在生物膜上能够形成稳定的生态系统和食物链。 （3）填料表面权威生物膜所不满，形成了生物膜的主体结构，由于丝状菌的大量 此生，有可能形成一个成立体结构的密集的生物网，污水在其中通过起到类似“过滤” 的作用，能够有效提高净化效果。 （4）由于进行曝气，生物膜表面不断地接受曝气吹脱，这样有利于保持生物膜的 活性，抑制厌氧膜的增殖，也易于提高氧的利用率，因此，能够保持较高浓度的活性 生物量，据试验资料，每填料表面上的活性生物膜量可达 125g，如折算成 MLSS， 2 m 则达 13g/L，正因为如此，生物接触氧化处理技术能够接受较高的有机负荷率，处理效 率较高，有利于缩小池容，减少占地面积。 在运行方面，接触氧化技术具有以下特性： （1）对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理 效果，对排水不均匀的企业，更具有实际的意义。 （2）操作简单，运行方面，易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象， 也不产生滤池蝇。 （3）污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀1。 本设计的废水经过水解酸化池初步处理后进入接触氧化池，废水中未被降解的化 合物经过接触氧化池好氧微生物的降解后，废水中的 COD，BOD 及色度等指标的去除 率得到了进一步的提高。 6、沉淀池 12 沉淀池的作用是泥水分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能 够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。根据水在池中流动的方向，沉 淀池分为平流式、竖流式和辐流式沉淀池。竖流式沉淀池水流向上，颗粒沉淀向下， 池型多为圆柱形或圆锥形。由于竖流式沉淀池表面负荷小，处理效果差，基本上已经 不被采用。辐流式沉淀池多采用圆形，池底做成倾斜，水流从中心流向周边，流速逐 渐减小。辐流式沉淀池主要被用作高浊度水的预沉9。 因为平流沉淀池构造简单，工程造价低，操作管理方便，对原水的浊度适应性强， 处理效果稳定，潜力大，所以本设计采用平流式沉淀池。 7、工艺各段的去除率见表2.1。 表表 2.1 设计参数和主要单元去除率预测设计参数和主要单元去除率预测 设计参数调节池 混凝沉淀 池 酸化水解 池 接触氧化/ 二沉池 排放标准 HRT/h10283/2 进水1000900450270 出水900450W 合格。 9、沉淀池总高 H： 取保护高 h10.4m，缓冲层厚 h40.5m。 H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.4+3.6+0.5+0.5+2.5 =7.5m 10、管道混合器： 本设计通过管道混合器投加絮凝剂，型号为 JT 型管混合器。结构如图 3.3。 因为最大流量为 0.096m3/s，设管中平均流速为 1m/s，所以选取 JT 型管道混 合器的工称直径 DN 为 300mm，管外直径为 312mm，法兰盘外径为 420mm，长 度 L 为 1600mm。 出水 原水 投加药剂 19 图 3.3 JT 型管道混合器的结构图 3.4 水解酸化池水解酸化池 3.4.1 设计参数 采用水解酸化池，通过时间控制，将厌氧消化过程控制在第一，二阶段，使复杂 的大分子，不容性有机物及难生物降解有机物在细胞外酶的作用下水解为小分子，溶 解性有机物及可生物降解的有机物质，形成有机酸，醇类等；使溶液酸度增加，pH 值 下降，从而调节废水的 pH 值，并提高废水的可生化性。 本设计的废水在水解酸化池停留时间为 HRT8 小时，池的有效水深为 h5m。 3.4.2 设计计算 1、水解池的有效容积 V： V=QHRT30082400m3 2、水解池的面积 S： SV/h2400/5480m2 3、水解池的尺寸： 取宽度 B20m，则长度 L： L=S/B=480/2024m 4、水解池的总高度 H： 设池的保护高度 h1为 0.4m，则： Hhh150.45.4m 5、水解池的填料： 在离池底 1 米的地方加入高 3 米的软性纤维填料，填料的支撑板采用多孔板。 填料容积为 V=32024=1440m3 6、出水渠的设计考虑： 采用锯齿型出水渠，渠宽 0.3m，渠高 0.2m，设 9 条出水渠，基本可保持出水 均匀。 20 3.5 接触氧化池接触氧化池 3.5.1 设计参数 废水经过水解酸化池初步处理后进入接触氧化池，废水中未被降解的化合物经过 接触氧化池好氧微生物的降解后，废水中的 COD，BOD 及色度等指标的去除率得到了 进一步的提高。 本设计的接触氧化池设 2 座，采用 3 廊道式推流式反应池。有机容积负荷率为 1.0kgBOD5/(m3d)，填料高度取 3.0m。气水比为 15：1。 3.5.2 设计计算 1、单座生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）V： 进水 BOD5 ps0为 128.1mg/L,出水 pSe为 15.4mg/L，单座氧化池的流量为 150m3/h，则： V=qv(ps0pSe)/Nv 145.8324（0.1281-0.0154）/1.0 =405.7 m3 V 取 405m3 式中：qv平均日设计污水量，m3/d； ps0 ,pSe分别为进水与出水的 BOD5,mg/l； Nv有机容积负荷率,kgBOD5/(m3d)。 2、氧化池平面面积 A: A=V/h0=405m/3m=135m2， 式中：h0填料高度，m；填料高度取 3m。 3、氧化池的平面尺寸： 单座氧化池采用 3 廊道式推流式反应池，取廊道宽 b=4m。 单座氧化池长度m B A L 3 . 11 43 135 4、氧化池深 h： h =h0+h1+h2+h3 =3+0.5+0.5+0.6 21 =4.6m 式中：h1超高，0.5m； h2填料层上水深，0.5m； h3填料至池底的高度，0.6m。 5、有效停留时间 t： t=V/qv=405/150=2.7h 式中： V氧化池的有效容积，m3； qv平均日设计污水量，m3/h。 6、填料： 采用 D 型软性纤维填料，按排距 120mm，行距 60mm 进行安装。 7、空气管道设计： （1）气水比为 15：1，每个廊道的空气量： q =15=15=750 m3/h 6 Q 3 150 （2）空气管直径 取干管类空气流速为 v10m/s，支管类空气流速 v1=10m/s d = v q 3600 4 = 103600 7504 =0.163m 每池设 3 根支管，直径为 d = 1 3600 3 1 4 v q = 103600 750 3 1 4 =0.094m 取 d =0.1m =100mm 22 每条廊道的支管再分设 19 条小支管，直径为 d = 1 3600 19 1 4 v q = 103600 750 19 1 4 =0.037m 取 d =0.04m =40mm （3）孔眼布置（以每根支管为单位进行进算） 孔眼直径 =10mm，孔眼流速 v =10m/s 每个孔眼通过气量 q Q=0.000785 m3/s1010 . 0 44 22 v 每根小支管上的孔眼数 n n =14.06 3600 1 00078 . 0 19 750 19 q q 取 14 个 3.6 沉淀池沉淀池 3.6.1 设计参数 混合液从接触氧化池出来进入沉淀池中进行泥水分离，使处理后的水排放达标。 本设计的沉淀池采用竖流沉淀池。设计沉速 u0.5mm/s，设计沉淀时间 t02h。 3.6.2 设计计算 1、设计 2 个沉淀池，则每个沉淀池的流量 qmax： qmax=Q/2=0.096/2=0.048m3/s 2、中心管直径 d0： 取中心管流速 v030mm/s f= qmax / v0=0.048/0.03=1.6m2 23 d01.43m 14 . 3 6 . 144 f 取 d01.5m 3、缝隙高度 h3： 取缝隙出流速度 v115mm/s 喇叭口直径 d11.35d01.351.52.025m h3qmax / (v1d1) =0.048/(0.0153.142.025) =0.50m 4、沉淀区有效断面积 F： F= qmax /u=0.048/0.0005=96m2 5、沉淀池直径 D： D= 14 . 3 )6 . 1964)(4 （ fF 11.15m 取 D=11.2m。 6、沉淀池有效水深 h2： h2=3600ut0=36000.000523.6m 7、污泥斗所需容积 W： W= 1000)100( 100)(360024 0 0max pr TCCq = 1000)59100(1000 1100)45 5 . 112(048 . 0 360024 =5.60m3 8、污泥斗容积 V： 取泥斗圆锥部分高度 h52.5m。 圆锥下底半径 r0.4m。 圆锥上底半径 R=D/2=11.2/2=5.6m。 V=h5(R2+Rr+r2)/3 24 =2.5(5.62+5.60.4+0.42)/3 =28.1 m3 校核：VW 合格。 9、沉淀池总高 H： 取保护高 h10.4m，缓冲层厚 h40.5m。 H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.4+3.6+0.5+0.5+2.5 =7.5m 3.7 污泥浓缩池污泥浓缩池 3.7.1 设计参数 污泥浓缩用于降低混凝沉淀池和沉淀池排出污泥中的水分，缩小污泥的体积，但 仍保持其流体性质，有利于污泥的运输、处理与利用。本设计选用间歇式重力浓缩池， 沉淀池和混凝沉淀池的排泥时间全为 1 天。结构如图 3.4。 1污泥入流槽；2-中心筒；3-出流堰；4-上清液排出口； 5-排泥管 图 3.4 污泥浓缩池结构图 3.7.2 设计计算 1、浓缩池的面积 F： 系统 1 天的污泥量为 228.12=112.4m3，设浓缩池的有效深度 h1=3m， 25 F=V/ h1 =112.4/3 =37.5m2 2、池的直径 D： D=6.91m 取 7m 14 . 3 5 . 3744 F 3、污泥斗尺寸： 设污泥斗底部半径 r=0.5m，污泥斗上部半径 R=1.5m，污泥斗侧壁倾角 =50，则污泥斗的高度： h2=tg(R-r) =(1.5-0.5)tg50 =1.19m 取 1.2m 4、浓缩池总高度： 取超高 h3=0.3m，缓冲层高度为 h4=0.4m，则总高为 H= h1+ h2+ h3 + h4 =3+1.2+0.3+0.4 =4.9m 3.8 其他构筑物其他构筑物 3.8.1 药剂池 药剂池用于方便混凝剂和助混凝剂的投加，混凝剂的主要采用 PAC。PAC 的投加 量为 200300mg/L。药剂池设一座。药剂池的尺寸：BLH5.05.01.5m3。 选用设备：搅拌器 2 台，型号：JYB20-0.75,功率为 2.2kw；加药泵 2 台，一用一 备，型号：J4-300/0.5，功率：N0.185kw。 26 3.8.2 鼓风机房 鼓风机房主要提供接触氧化池所需的空气。接触氧化池所需总风量为 62.5 m3/min。鼓风机房的尺寸为 BLH5.07.04m3。 选用设备：罗茨式鼓风机 3 台（2 用 1 备） ，型号：TSE-200，转速 970r/min，流量 为 32.20m3/min，功率为 15kW。 3.8.3 污泥脱水间 污泥脱水间拥有污泥脱水，脱水后的污泥外运。脱水间采用带式压滤机压滤脱水， 脱水效果好，泥饼含水率可达 70%80%，大大降低污泥外运处理费用。处理污泥量 为 112.4 m3/d，污泥脱水间的尺寸为 BLH5.074m3。 选用设备：DY 型带式压滤机 1 台，型号：DY-2000，污泥处理能力 812m3/h， 功率为 2.2 kW。每天工作时间为 10h。 3.8.4 提升泵 本设计废水只考虑一次提升，废水在调节池经提升后进入水解酸化池。废水提升 泵采用 WQ 型无堵塞潜水排污泵 2 台（1 用 1 备） ，型号：200WQ400-8-12，流量为 400 m3/h，扬程为 8 米，功率为 12kW。 本设计的污泥在污泥浓缩池提升到污泥脱水间。污泥提升泵采用 LW 立式排污泵 2 台（1 用 1 备） ，型号：LW50-125，流量为 1117t/h，功率为 2.2kW。每天工作时间 为 8h。 3.8.5 管道的确定 废水提升管采用 D=200mm；排泥管采用 D=250mm；排水管采用 D=250mm。 27 4 主要构筑物及设备主要构筑物及设备 4.1 主要构筑物和附属构筑物主要构筑物和附属构筑物 本设计的主要构筑物和附属构筑物见表 4.1。 表表 4.1 构筑物一览表构筑物一览表 序号名称尺寸（m） 数量（个） 备注 1格栅间0.52.51.51砖混 2调节池20256.61钢筋混凝土 3混凝沉淀池11.27.52钢筋混凝土 4水解酸化池20245.41钢筋混凝土 5接触氧化池11.3124.62钢筋混凝土 6沉淀池11.27.52钢筋混凝土 7污泥浓缩池74.91钢筋混凝土 8药剂池5.05.01.51砖混 9鼓风机房5.07.041砖混 28 10脱水间5.07.041砖混 11维修间4441砖混 12办公室4441砖混 4.2 主要动力设备主要动力设备 本设计的主要动力设备见表 4.27。 表表 4.2 主要动力设备一览表主要动力设备一览表 序 号 设备名称规格型号 配电 机 台 数 备注 1污水泵 200WQ400-8-12 流量：400m3/h，扬程：8m 11kW2一用一备 2搅拌器JYB20-0.752.2kw2 3加药泵 J4-300/0.5 流量：300L/h 185kW2一用一备 4污泥泵 LW50-125 流量：1117t/h，扬程： 1822m 1.5kW2 一用一备， 每天运行 8 小时 5罗茨风机 TSE-200 流量：32.2 m3/min 15kW2一用一备 6 带式压滤 机 DY-2000 污泥处理量：812 m3/h 2.2kW1每天运行 10 小时 29 5 处理项目总体布置处理项目总体布置 5.1 平面布置平面布置 5.1.1 平面布置原则 该废水处理项目为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设 施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面 布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。 1、处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便节约用地，减少管 道连接长度； 2、工艺构筑物（或设施）与不同功能地辅助建筑物应按功能的差异，分别相 对独立布置，并协调好与环境条件的关系； 3、构建之间的间距应满足交通、管渠道铺设、施工和运