印染厂污水处理毕业设计说明书.doc

目目 录录 摘 要 ABSTRACT 引 言 第一章 设计说明书 1 1 设计概况 1 2 主体工艺的比选 4 3 污水处理单体构筑物的比选说明 11 4 污泥处理流程的选取 17 5 污泥处理单体构筑物说明 18 6 平面布置 19 7 高程布置 20 8 所有构筑物及设备一览表 20 第二章 设计计算 21 1 设计流量的确定 21 2 筛网的设计与计算 21 3 曝气调节池的设计与计算 24 4 厌氧水解酸化池的设计与计算 26 5 生物接触氧化池设计计算 30 6 气浮池的设计计算 35 7 接触脱色池的设计计算 46 8 清水池的设计和计算 48 9 污泥处理系统 50 10 鼓风机房的设计 54 11 管道的设计 59 12 加药量的确定 61 13 水路高程的计算 62 14 泥路高程计算 63 第三章 附录 64 参考文献 64 附表一 管道水头损失 65 附表二 污泥高程计算表 66 附表三 各构筑物的标高 66 致 谢 67 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 摘摘 要要 我国的水资源严重短缺 水污染状况日益加剧 工业废水治理是解决我国 水资源短缺的措施之一 本次污水处理工艺是为浙江立新印染厂生产废水而设计的 其废水排放量 为 1200m3 d 污水的污染指标如下 指标 排水量 m3 d BOD5 mg L CODCr mg L SS mg L 色度 倍 pH 进水参数1200400 60012001000 800 8 12 通过查找相关资料 并根据当地的污水排放标准 设计选择采用厌氧水解 酸化 生物接触氧化 气浮工艺 在厌氧段选用厌氧水解酸化法 好氧段选用 生物接触氧化池 前处理工艺选用预曝气调节池 有利于后续生化处理过程 最后采用气浮池加药 能更有效去除色度 该工艺具有占地面积小 脱色效果 好 处理效率高等特点 能广泛应用于纺织印染废水的实际工程中 出水水质如下 指标 排水量 m3 d BOD5 mg L CODCr mg L SS mg L 色度 倍 pH 出水参数12003010070506 9 色度 SS 等各项指标均需达到 纺织染整工业水污染物 cr COD 5 BOD 排放标准 GB4287 92 中的一级排放标准 关键词 印染废水 厌氧水解酸化 生物接触氧化 气浮 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 I Abstract The water resource of our country is in severe shortage however the circumstances of water pollution are being increasingly aggravated Treating industrial wastewater is one of the measures solving the issue of the shorting water resource The design of the process of wastewater treatment is for the Printing and Dying Corporation of LiXin of Zhejiang province The wastewater discharge is 1200m3 d The pollution indexes of the wastewater are listed as follows index drainage m3 d BOD5 mg L CODCr mg L SS mg L chroma times pH preferences1200400 60012001000 800 8 12 Through to find relevant information and discharge in accordance with local standards anaerobic hydrolysis acidification biological contact oxidation flotation process is selected the anaerobic aerobic process anaerobic hydrolysis acidification reactor is selected in anaerobic process and biological contact oxidation reactor is chosen in aerobic process pre treatment process selection of pre aeration tank regulation is conducive to biochemical treatment follow up process the final pool using flotation reagent to more effectively remove chrominance The process has a small footprint detreated effective and high efficiency can be widely used in textile printing and dyeing wastewater in the actual project The pollution indexes of the effluent are listed below index drainage m3 d BOD5 mg L CODCr mg L SS mg L chroma times pH preferences12003010070506 9 CODcr BOD5 chrominance SS indicators need to achieve the Textile dyeing and finishing of industrial water pollutant discharge standard GB4287 92 level of emission standards Keywords Printing and Dying wastewater treatment anaerobic hydrolysis acidification biological contact oxidation Flotation 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 II 引引 言言 纺织印染工业污水主要来自染整工段 包括退浆 煮炼 漂白 丝光 染 色 印花和整理等 1 退浆污水 退浆污水一般占印染污水总量的 15 左右 污染物约占总量 的一半 退浆污水是碱性有机污水 含有各种浆料分解物 纤维屑 酸和酶等 污染物 污水呈淡黄色 退浆污水的污染程度和性质视浆料的种类而异 2 煮炼污水 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除去 该工序污水量大 呈强碱性 污水呈深褐色 3 漂白污水 漂白工艺一般采用次氯酸钠 过氧化氢 双氧水 亚氯酸 钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有机杂质 使织物漂白 由于这些氧化剂在 漂白过程中被分解 所以漂白污水的特点是量虽大 但污染浓度小 污水中含 有剩余漂白助剂 表面活性剂和无机盐等 BOD5和 CODcr均较低 4 丝光污水 该工艺最终污水碱性很强 BOD 却较低 其污染程度根据加 工布的种类而异 5 染色污水 其特点是水质变化大 色度高 主要污染源是染料和各种助 剂 由于选择的染料 助剂和染色工艺及设备的差异很大 污水水质变化很大 一般染色污水的碱性很强 染料本身的 BOD 很低 但 COD 却很高 染色污水中 的许多物质不易被生物降解 单纯的生物处理 COD 去除率仅为 60 70 脱色 率也仅为 50 左右 染色污水是本方案主要处理对象 6 印花污水 印花污水主要来自调色 印花滚筒 印花筛网的冲洗水以及 后处理的皂洗 水洗及洗印花衬布的污水 其污染程度高 7 整理污水 该种污水含有多种树脂 甲醛 表面活性剂等 但污水量较 少 8 其他污水 包括生活污水 蒸汽凝结水等 该污水所占比重较小 通过以上分析可知 印染污水来源较为复杂 综合污水水质 水量变化量 较大 其污染程度也较高 是目前工业污水中较难处理的废水之一 如果印染 废水直接排放或未经完全处理排放将会对环境造成严重影响 所以研究印染废 水的处理技术很有必要 目前国内外也采用很多不同技术处理印染废水 工艺日趋成熟 本次设计 印染废水的处理系统 排水标准需达到国家一级标准 出水水质要求高 因此 选用高效率处理工艺以达到排放标准 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 0 第一章第一章 设计说明书设计说明书 1 1 设计概况 设计概况 1 1 设计任务 1 1 1 设计题目 郑州光大印染厂印染污水处理系统设计 1 1 2 设计内容 污水处理厂位于郑州市新开发区 该厂污水的日流量为 1200 污水dm3 处理排放标准要达到纺织染整工业水污染物排放标准的国家一级标准 即 GB4287 92 具体进出水水质见下表 表 1 1 污水进出水水质详表 指标 排水量 m3 d BOD5 mg L CODcr mg L SS mg L 色度 倍 pH 进水参数 1200400 60012001000 8008 12 出水参数 12003010070506 9 1 2 设计流程 1 2 1 设计依据 1 给水排水制图表准 编号 GB T50106 2001 2 室外排水设计规范 编号 GB50014 2006 3 纺织染整工业水污染排放标准 编号 GB4287 1992 1 2 2 确定污水处理工艺流程 印染污水处理工艺流程确定应考虑污水的水质 水量特点 污水中污染物 状况 可生化性 污水处理程度 即出水水质 经处理后污水的排放问题 参 考典型工程实例 经过方案的比较选择 确定污水处理工艺流程 根据处理水 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 1 的排放去向及国家或地方制定的污水各类排放标准 确定应去除的污染物及其 处理程度 1 根据上述印染污水特点 污水处理的主要对象是碱度 不易生物降解或 生物降解极为缓慢的有机物质 染料色素以及有毒物质等 国内棉纺织物染色 污水多采用好氧生物处理为主的处理工艺 纯棉织物染色污水采用好氧处理效 果较好 针对该污水主要以染色污水 漂白污水为主 污水中含有大量的难以 生物降解的物质等 单纯经生物处理后 一般达不到排放标准 因此需在生物 处理装置后还串联不同形式的物化处理装置作进一步处理 2 针对印染污水含有大量的难降解大分子物质 在好氧处理前增加水解酸 化工序 即厌氧处理 使环链或长链的不易生物降解的有机物水解为短链低分 子容易降解的有机物 改善污水的可生化性 破坏染料发色基团 可以明显提 高全流程的 COD 和色度的去除效率 生物处理工艺可采用各种类型的好氧处理工艺 以活性污泥法和接触氧化 法使用的较多 因接触氧化法在池容 运行管理 处理效果等方面具有明显的 优势 本设计优先拟采用该工艺 3 污水色度很高是该污水的治理重点之一 因使用染料品种复杂 染色加 工过程中 10 20 将进入污水中 致使污水色度深 成分复杂 对各类染料性 质的了解有利于选择合适的处理方案 1 2 3 污水处理系统构筑物的设计 1 预处理系统 预处理系统包括筛网 调节池等 预处理系统主要用于去除悬浮物和大的 漂浮物等 减轻后续生物处理负担 根据废水特点设计预处理系统 本设计中 由于行业特点 印染废水中纤维物质较多 所以选用筛网拦截细小悬浮物 另 外由于印染废水中水质 水量变化大 需要设置调节池以调节水量水质 由于 该废水中含有的悬浮固体较少 所以可以不设初沉池 2 生物处理构筑物 生物处理构筑物的选择 生物处理构筑物选择应通过对污水好氧处理和厌 氧处理处理效率高 低能耗的工艺 生物处理构筑物的设计的内容及主要设计 参数 根据生物处理构筑物类型确定 本设计中由于单纯的好氧工艺不能满足 处理出水水质要求 所以选用厌氧 好氧综合处理工艺 3 加药系统设计 为保证印染污水处理厂的出水达到国家行业标准 因为印染污水的色度较 大 所以在处理过程中对色度的去除率要求较高 所以最后出水前应该加药以 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 2 去除色度 减低出水对城市及生态水系统的污染 另外 由于印染废水碱度高 需要加酸以调节 PH 值 1 2 4 污泥处理系统构筑物的设计 污泥处理的基本问题是通过适当的技术措施 为污泥提供出路 对于处理 过程中产生的污泥需要经过适当的处理 达到污泥的减量化 根据污水处理规 模 污水处理污泥产生量 考虑采取何种污泥处理工艺 1 2 5 废水处理厂平面布置 废水处理站平面布置直接影响占地面积大小 运行是否安全可靠 管理与 检修是否方便及厂区环境卫生状况等多项问题 应该根据布置的原则并按室外 排水设计规范所规定的各项条款进行设计 力求美观 实用 合理 1 2 6 污水处理厂的高程布置 污水处理厂高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵的扬程以选型 确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高 通过计算确定各部位的水面标 高 1 3 设计要求 1 选择先进可靠的技术 确定合理的处理工艺方案 2 进行该污水处理工程处理构筑物及处理设备的设计计算 3 对该废水的处理方案进行技术经济分析 进一步选择合理处理工艺 4 做出该废水处理系统的工艺流程图 5 做出该废水处理系统的平面布置图 6 做出主要构筑物的施工图 1 4 设计目的及意义 1 4 1 设计目的 时光如箭 岁月如梭 转眼间我的大学四年生活马上就要结束了 在大学 生活的最后阶段 经过大学四年时间的积累 经过专业实习 经过自己搜集资 料和老师的指导 认真的完成毕业设计 这对于我们是对大学知识的系统梳理 和对自我能力的一次升华 通过毕业设计 一方面可以查漏补缺 将大学内所 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 3 学知识的盲点和弱点加强 另一方面还提高了自身的自我学习能力 1 4 2 课题设计意义 目前我国水资源短缺严重 供需矛盾尖锐 水资源问题将成为 21 世纪全球 资源环境的首要问题 我国地大物博 淡水资源总量为 28000 亿立方米 占全球水资源的 6 居世界第四位 但由于我国人口众多 人均只有 2200 立方米 仅为世界平均水 平的 1 4 在世界上名列 121 位 是全球 13 个人均水资源最贫乏的国家之一 城市缺水问题日趋严重 改革开放以来 我国重视发现现代产业 对环境的保 护问题重视不够 造成很多工业废水未经处理或处理不达标直接排入江河湖泊 对水资源造成严重的污染 加重我国水污染问题 其中 印染废水水量大 浓度高 水质波动大 有机物污染严重 处理难 度大 部分含有毒有害物质 色度大 如果印染废水不经处理或处理不达标排 放所造成危害是很严重的 因此 为了适应经济发展和人民生活提高的要求 大力开展污水治理工作具有重要的意义 本课题是基于以上目的产生的 另外 也能是我将四年所学理论知识与实践结合 真正做到设计切实可行的废水处理 工艺 深入了解废水处理工艺和废水处理厂设计 2 2 主体工艺的比选 主体工艺的比选 2 1 主体工艺的比选 设计污水的流量为 1200 dm3 2 1 1 选择的主要原则 根据污水水量 水质和处理水排放出路 受纳水体或污水再生利用 结合 当地自然条件 经济状况 技术水平及管理人员素质 进行多方案技术经济比 选后再行确定 至少考虑三个比选方案为宜 选择主要原则如下 1 首先应采用能够保证处理要求和处理效果 技术合理 成熟可靠的 处理工艺 同时可结合处理厂所在城市的具体情况和工程性质 积极稳妥地采 用污水处理新技术和新工艺 对在国内首次选用的新工艺 新技术 必须经过 中试或生产性试验 提供可靠的设计参数后方可采用 2 工程造价低 省能耗 省运行费及占地少 在保证处理效果的前提 下 尽量降低建设投资 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 4 3 运行管理简单稳定 控制环节少 易于操作 便于维修管理 4 因地制宜 结合处理厂所在地区特点 污水处理可分期 分级实施 力求处理站设施布局合理 整齐美观 体现绿色环保设施特点 2 1 2 项目规模 根据 城市污水处理工程项目建设标准 修订 建设规模类别如下 类 为 50 万 100 万 m3 d 类为 20 万 50 万 m3 d 类为 10 万 20 万 m3 d 类为 5 万 10 万 m3 d V 类为 1 万 5 万 m3 d 按水量来看本设计项目属于 类为 10 万 20 万 m3 d 也即小型污水处理 厂 2 1 3 处理整体工艺概况 根据上述规模分析 将建设规模的划分定位于 20 万 m3 d 及以上 10 万 20 万 m3 d 和 5 万 10 万 m3 d 三个类别 另外 由于处理工艺选择相关影 响因素较多 如处理水质目标值 处理厂所在地经济水平 土地资源 自然条 件及管理水平等 为方便选择 本文拟将色度和微小悬浮固体去除功能要求和 经济节约作为主要比选条件 在印染废水处理工程中的设计中有很大的共性 用于印染废水处理的方法 有物化法 生化法 化学法等 但多数是以生化为主体的生化 物化组合法 目 前国内外对于印染厂的污水处理设计流程主要有 1 厌氧 好氧 生物炭接触 AABC 工艺 污水进入调节池后再通过脉 冲发生器反应后进入厌氧水解酸化池 厌氧处理后进入好氧池反应 再由沉淀 池进一步去除悬浮固体后由生物炭池去除色度后达标排放 2 水解酸化 合建式氧化沟处理印染废水工艺 废水经过格栅井去除部 分悬浮固体 进入调节池调节 然后经由提升泵降水引入厌氧水解酸化池 厌 氧酸化处理后废水进入合建式氧化沟 经处理后达标排放 3 接触氧化 气浮法处理印染废水 该工艺为生化 物化相结合的工艺 其前处理都与其他工艺类似 最后经接触氧化池生化处理后进入气浮池 达标 排放 4 中和池 接触氧化池 气浮池处理废水 污水中和混凝调节 pH 后进 入接触氧化池 活性污泥法 生物处理后进入气浮池混凝沉淀 最终污水达标 排放 该工艺一般针对 CODcr 在 1000mg l 左右的印染废水处理 5 污水先经过 Fe C 铁碳 预曝气后 预曝气后的污水能更有效去除 CODcr 接着污水经过厌氧酸化后进入好氧池 氧化处理后的污水最后在气浮池 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 5 混凝沉淀后达标排放 由于光大印染污水厂的 BOD5和 CODCr浓度高 色度高 呈碱性 单独使用 厌氧或好氧工艺都没法达到处理要求 需要设计组合工艺使得污水达到排放标 准 经过比较本次设计工艺采用厌氧 好氧组合工艺 在厌氧阶段采用水解酸 化池 能将污水中难于生化降解的有机物变为易于降解的有机物 或者将污水 中的大分子有机物变为小分子易降解有机物 好氧阶段采用生物接触氧化池 能有效去除有机物 降低有机物的含量 由于印染污水色度高 所以对脱色工 艺要求高 后采用气浮池 在池内加药能有效去除色度 同时还能进一步有效 去除悬浮物 污泥不需要浓缩反应可直接脱水处理 采用曝气调节池 因为印 染污水的水量水质多变 所以预曝气能有效地均化水质而且还能起到预曝气的 作用 有利于后续处理的进行 选用上述工艺 气浮池能有效去除色度和不易于沉降的悬浮固体 也比其 它工艺能较好的去处色度 从而达到排水要求 因为传统的处理工艺对高色度 水的去除效果不能满足要求 因此生物接触氧化池 气浮池工艺要比其他方法 处理效果更好 该污水处理厂规模小 出水水质要求高 综合选择上述工艺后 出水水质 稳定 处理全流程能耗小 运行费用较低 选用气浮池的优点是 1 脱落的生物膜 悬浮物等去除率高 可达到80 90 2 色度去除高 可达到95 3 气浮池水力停留时间短 约30min左右 而沉淀池水力停留时间1 5h 2h 故气浮池体积小 占地面积少 4 BOD COD的去除效率高 5 污泥含水率低 约97 98 气浮排渣可直接进行脱水处理 6 选用气浮池不用二沉池 设施简单 方便管理 基建费用低 根据纺织印染废水的特点 碱度较高 悬浮物较少 色度高 CODcr居中但 较难生化 通过如下工艺分析 力求确定最佳工艺流程 2 1 4 生物处理方法的比选 印染废水处理过程中可采用的好氧生化工艺很多 如活性污泥法 生物滤 池 氧化沟 SBR 工艺及生物接触氧化法等 各工艺简介如下 1 普通活性污泥法 主要特点是负荷中等 对污水冲击负荷有一定的适用 性 但运行管理较为严格 易产生污泥膨胀等现象 抗毒物冲击能力不强 在 印染污水中应用不多 2 氧化沟法 属活性污泥法的一种变形 特点是处理水质好 污泥产率低 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 6 耐冲击负荷 具有部分除磷脱氮功能 管理方便 但占地面积较大 在印染污 水处理中应用较少 3 SBR 工艺 是近年来发展起来的一种活性污泥新工艺 即间歇性活性污 泥法 流程较简单 投资较省 出水稳定 国内在城市污水 制革污水等已有 应用 但目前尚欠成熟 是一种很有发展潜力的污水处理工艺 4 生物接触氧化法属生物膜法 微生物固定于池内的生化填料上 特点为 充分利用填料的比表面积 可设计较高的 容积负荷 减少池容 减少占地面积 不存在污泥膨胀问题 有一定的耐冲击负荷能力 操作管理简单 出水效果稳 定 产泥量小 在中 小型污水处理厂应用广泛 工艺稳定成熟 在印染污水 处理中应用较多 它具有以下特点 由于填料比表面积大 池内的充氧条件良好 池内单位容积的生物固 体量较高 因此具有较高的容积负荷 由于微生物生长在填料表面 不需要设污泥回流系统 也不存在污泥 膨胀问题 运行管理简便 由于接触氧化池内生物固体量多 水流属于完全混合型 对水质水量 的骤变有较强的适应能力 当容积负荷较高时 其 F M 比可以保持在一定水平 污泥产量低 而 且大多为脱落的生物膜 易脱水处理 好氧生化处理工艺是全处理流程的核心 直接决定将来出水水质及其稳定 性 而且它在总投资及运行费构成中所占比重较大 故应对各种生化处理工艺 进行详细的技术 经济比较 选择最佳工艺方案 综合上述对各种生化工艺的比较根据本污水处理站的设计原则 确定好氧 生化处理采用生物接触氧化工艺 确保取得理想的处理效果 最终达到要求的 出水标准 2 1 5 废水处理方案的比选 根据以上在生物处理过程中方案的比较以及结合下表选择最合适工艺进行 设计 表1 2 废水处理方案比较 分类处理方法处理效果运行成本 存在的主要问 题与不足 物化法与化学 法 混凝沉淀或气 浮 对大分子不溶 性染料去除有 效 主要用来 去除色度 较高 COD BOD 去除率较低 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 7 化学氧化 脱色及 COD 去除效果较好 较高 须用大量强氧 化剂 成本高 吸附法 脱色及 COD 去除效果较好 较高 吸附剂再生困 难 电解法 脱色及 COD 去除效果较好 高能耗高 铁屑 石墨过 滤法 脱色及 COD 去除效果好 低 需要保持废水 在弱酸条件下 膜分离法 处理效果最好 可回收有用物 质 高膜成本太高 水解酸化法 可去除部分 COD 改善废 水的可生化性 指标 低 单独应用 出 水不达标 传统活性污泥 法 脱色 COD 去除率低 低 难以处理废水 中的难降解物 质 氧化塘 脱色 COD 去除率低 较低 难以处理废水 中的难降解物 质 生化法 生物接触氧化 法 与水解酸化结 合 可有效去 除废水中的有 机污染物 低 难以处理废水 中的难降解物 质 结合以上论述 选择几种可选方案进行具体比较 方案一 铁屑 石墨微电解 水解酸化 生物接触氧化 生物活性炭法 1 铁屑 石墨微电解法简介 铁屑 石墨微电解法的构筑物采用铁屑 石墨滤池 该铁碳过滤系统是用 废铁屑经预处理和活化后作主要填料 其工作原理是电化学反应的氧化还原 铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用 电池反应产物的混凝 新生絮体的 吸附和床层的过滤等作用的综合效应的结果 其中主要作用是氧化还原和电附 集 废铁屑的主要成分是铁和碳 当将其浸入废水的电解质溶液时 铁和炭组 分构成微小原池的正极和负极 发生氧化 还原反应 在反应中 铁和炭构成了完整的回路 在它的表面上 电流在成千上万个 细小的微电池内流动 铁作为阳极被腐蚀 而炭则作为阴极 电解过程中 电极反应产物具有高的化学活性 其中新生态的能与废 2 e F 水中许多污染物组分发生氧化还原作用 破坏染料的发色成分 助色基因 失 去发色能力 使大分子物质分解为小分子的中间体 使某些难生化降解的化学 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 8 物质转变成容易生化处理的物质 提高废水的可生化性 有研究者认为废水中的有机和无机污染物 如重金属离子悬浮物等 补吸附 到氢氧化亚铁和氢氧化铁絮体上 即氢氧化亚铁和氢氧化铁絮体表面络合作用 和静电吸引作用去除废水的污染物 总之 铁炭过滤法处理滤料废水是电化学吸附 凝聚 氧化还原反应等综 合效应的结果 其优点是工艺简单 操作方便 运行费用低 处理效果好 2 水解酸化法 作用机理 一般把厌氧发酵过程分为四个阶段 即水解阶段 酸化阶 段 酸衰退阶段 甲烷化阶段 而主要反应过程控制在前面的水解与酸化二个 阶段 水解阶段 可使固体有机物质降解为溶解性物质 大分子有机物质降解 为小分子物质 在产酸阶段 碳水化合物等有机物降解为有机酸 主要是乙酸 丁酸和丙酸等 水解和酸化反应进行得相对较快 一般难于将它们分开 此阶 段的主要微生物是水解 产酸细菌 在水解酸化反应过程中首先大量微生物将进水中呈颗粒与胶体状有机物迅 速截留和吸附 这是一个快速的物理过程 只需几秒钟到几十秒就进行完全 补截留下来的有机物吸附在水解污泥表面 被缓慢分解 它在系统中的停留时 间取决于污泥停留时间 与水力停留时间无关 在水解产酸菌的作用下将不溶 性有机物水解成为可溶解性物质 同时在产酸菌的协同作用下将大分子 难于 生物降解的物质转变为易于降解的小分子物质 并重新释放到溶液中 在较高 的水力负荷下随水流出系统 由于水解和产酸菌世代期较短 因此这一过程也 是迅速的 污水经过水解反应后可以提高其生化性能 降低污水的 PH 值 减少污泥产 量 为后续好氧生物处理创造有利条件 3 生物接触氧化法简介 生物接触氧化法是以生物膜为主净化废水的 一种处理工艺 它利用固着在填料上的生物膜吸附和氧化废水中的有机物 但 又有其独特之处 氧化池内供微生物固着填料 全部淹没在废水中 相当 于一种浸没在废水中的生滤池 故又称淹没式生滤池 池内采用与曝气池 相同的曝气方法 提供微生物氧化有机物所需要的氧量 并起搅拌混合作用 4 生物活性炭法 废水经水解和好氧生物处理后 水中仍可能含有一 些未降解的物质 采用生物活性炭工艺 进一步去除色度和降低废水的 COD 值 确保废水的色度和 COD 指标达标 将生物活性炭放在处理流程的最后 主要是因为 经水解和接触氧化池之 后 水中的污染负荷大部分己被生化单元去除掉 生物活性炭池的负荷已小 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 9 可大大提高生物活性炭池的反冲洗周期 以降低运行费用 方案二 铁屑 石墨微电解法 水解酸化法 A O 法 生物活性炭法 1 铁屑 石墨电解法简介 同方案一 2 水解酸化法简介 同方案一 3 A O 法简介 A O 法是缺氧工艺 好氧工艺的简称 通常是在常规的 好氧活性污泥处理系统前 增加一段缺氧生物处理过程或厌氧生物处理过程 在好氧段好氧微物氧化分解污水中的 BOD 同时进行硝化或吸收磷 如果前边配 的是缺氧段 有机物和氨氮在好氧段化为硝化氮并回流到缺氧段 其中的反硝 化细菌利用污水中的氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应 使化合氮变 为分子态氮 获得同时去碳和脱氮的效果 如果前边配的是厌氧段 在好氮段 吸收磷后的活性污泥部分以剩余污泥形式排出系统 部分回流到厌氧段将磷释 放出来 因此 缺氧 好氧 A O 法又被称为生物脱氮系统 而厌氮 好氧 A O 法又称为生物除磷系统 A O 法的特点是 A O 系统可以同时去除污水中的 BOD 和氨氮 适用于处理 氨氮和 BOD 含量均较高的工业废水 A O 法除磷时 运行负荷较高 泥龄和停 留时间短 由于此时泥龄短 废水中的氮往往得不到硝化 因此回流污泥中就 不会携带硝酸盐回到厌氧区 4 生物活性炭法简介 同方案一 方案三 曝气调节 水解酸化 生物接触氧化 气浮工艺 1 印染废水的排放极具周期性 为保证后续各处理单元均能按最佳工况 点运行 故必须设调节池均衡水量及水质 并通过曝气搅拌 降低部分 CODcr 和色度 2 因印染废水 SS 较低但 pH 较高 可不设初沉工序 但必须把 pH 首先 调至中性 为后续生化处理作准备 3 鉴于印染废水 BOD5 CODcr较小 可生化性能差 因此必须设水解酸化 工艺 即兼厌氧工艺 靠兼性菌使难生物降解的有机物水解为较易生物降解的 短链有机物 改善可生物降解性能 提高全流程的去除效率 4 采用好氧生化工艺 降低有机污染物 经过上述生物处理方法的比选 选择使用生物接触氧化法处理效果最佳 且运行方便 费用少 处理工艺较成 熟 适用于中小型污水处理厂 5 好氧生物处理后采用气浮池 能有效去除悬浮固体和生物接触氧化法 中脱落的生物膜 同时加药能进一步去除色度 且处理后产生的污泥量少 污 泥含水率低 可不设污泥浓缩池污泥直接进行脱水处理 另外采用气浮池处理 比二沉池体积小 占地面积小 更经济有效 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 10 2 2 主体工艺确定 经过上文的比选 选定该印染污水处理采用厌氧水解酸化 生物接触氧化 气浮工艺 其处理效果如下表 以下处理效果均为预期效果 实际运行效果 需要参见实际工程运行过程 表1 3 气浮工艺处理效果表 项目 cr COD 5 BOD SS色度倍 去除率95 以上90 以上80 90 达到95 通常有 1 BOD5 CODCr 0 45 生化性好 2 BOD5 CODCr 0 3 能被 生化处理 3 BOD5 CODCr 0 3 较难生化处理 4 BOD5 CODCr 0 25 不 宜生化 由于本设计的BOD COD 0 33 0 5 生物降解性差 为了保证出水水质符合要求 另外由于污水水质变化大 所以采用厌氧 好氧处理 其设计流程如下图所示 格 栅 沉 砂 曝 气 池 调 节 池 污 水 泵 房 水 解 酸 化 池 生 物 接 触 氧 化 池 竖 流 二 沉 池 脱 色 池 出水印染废水 间歇式重力浓缩池污泥池脱水 外运 鼓风机 回流 3 污水处理单体构筑物的比选说明 3 1 筛网 3 1 1 筛网作用概述 筛网能兼具初沉池的作用 其主要也是去除水中呈悬浮状态的物质 目前 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 11 主要应用于小型污水处理厂中 主要用于短小纤维的回收 筛网的去除效果 可相当于初次沉淀池的作用 目前普遍采用生物脱氮除 磷工艺处理城镇污水 很多污水处理厂都存在碳源不足的问题 采用细筛网或 格网代替初次沉淀池既可以节省占地 又可以保留有效地碳源 3 1 2 筛网的设计说明 筛网的设计较为自由 筛网的目数主要根据网眼大小来选择 在设计中 筛网的主要设计参数和尺寸见下表 表 1 4 筛网的参数 参数名称数值 水力负荷 q1 5 23 min mm 网眼大小1000m 筛网面积0 6 2 m 筛网长 1 0m 筛网宽 0 6m 筛网目数18 目 3 2 调节池 3 2 1 调节池作用概述 废水处理系统的废水 其水量和水质随时都可能发生变化 这对废水处理 构筑物的正常运行非常不利 调节池可减少水量和水质变动对废水处理工艺过 程的影响 以均和水质 存盈补缺 使后续处理构筑物在运行期间内能得到均 衡的进水量和稳定的水质 并达到理想的处理效果 调节池分均质池和均量池和均化池 主要起均衡水量作用的调节池称为均 量池 主要起均和水质作用的调节池称为均质池 既可均量又可均质的调节池 称为均化池 因此本工艺选用均化池 其主要作用为 1 均衡水量 解决进水不均匀与 处理构筑物规模恒定之间的矛盾 2 均衡水质 使各处理单元构筑物在最佳工 况点运行 减少后续处理冲击负荷 3 调节池采用曝气搅拌 能起到预曝气作 用 去除部分 COD 和色度 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 12 3 2 2 调节池的设计尺寸 调节池的设计需要满足水质水量变化要求 其具体参数如下表 表 1 5 调节池参数表 参数名称数值 停留时间 6h 有效水深 4 5m 超高 0 5m 长宽比14 BL 3 3 提升泵 3 3 1 提升泵作用概述 本设计单独设置提升泵 根据水路高程计算求得所需泵的扬程 在调节池 后设置提升泵 使出水具有足够的扬程 进而让污水在提升泵的后续处理构筑 物中能够重力自流 知道出水 3 3 2 提升泵选型 在目前的污水处理厂的设计中 泵的运用主要有离心泵和潜水泵两种 而 离心泵适用于大型污水处理厂 基建费用高 对人力资源要求较高 需要系统 的维护 潜水泵适用于中小型污水处理厂 基建费用较低 不需人力资源维护 和整修 根据高程计算算出所需提升高度 选择 80FB 15 型耐腐蚀提升水泵两台 一用一备 其设备参数为 表 1 6 80FB 15 型耐腐蚀提升水泵选型表 型号 流量 hm3 扬程 m 转速 minr 效率 轴功 率 kW 配用功率 kW 汽蚀余量 m 80FB 1554 4152900693 25 53 0 3 4 厌氧水解酸化池 3 4 1 作用概述 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 13 印染废水中含有高分子有机物较难直接被好微生物降解 水解酸化池在工 程实践中已被证明可以降解高分子污染物质 在提高废水的可生化性上具有很 好的效果 在水解酸化阶段 通过缺氧降解 使水中的大分子有机物分解为易 生化的小分子有机物 从而提高废水的可生化性 保证后续生化处理效果 其 具体作用为 1 水解池对于进水浓度变化而引起的冲击负荷有很大得抵抗能力 2 水解过程可改变污水中有机物形态及性质 有利于后续好氧处理 3 不论采用穿孔管或中微孔曝气方式 水解 好氧工艺的 BOD5和 COD 去 除率均显著高于传统工艺 4 可以同时达到对剩余污泥的稳定作用 3 4 2 运行参数 对于本设计 COD 浓度比较高为 1200mg L 所以需要在水解酸化池添加填 料 本设计采用组合纤维填料 水解酸化池最主要的是底部布水要均匀 于是 决定采用枝状布水管 其它参数如下 表 1 7 水解酸化池参数表 参数名称数值 表面负荷1 0 hmm 23 停留时间 5h 填料层高 1 5m 有效水深 5 0m 单池池容125 3 m 池长 5 0m 池宽 5 0m 座数2 座 3 5 生物接触氧化池 3 5 1 作用概述 生物接触氧化法是活性污泥与生物滤池复合的生物膜法 利用好氧微生物 的新陈代谢作用将污水中的有机污染物分解 达到污水净化目的 曝气池中设 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 14 有填料 采用机械曝气设备进行充氧 微生物部分固着 部分悬浮 具有以下 优点 1 由于填料比表面积大 池内充氧条件好 氧化池内单位容积的生物量 高于活性污泥及生物滤池 因此 它可以达到较高的容积负荷 2 由于相当一部分微生物固着生长在填料表面 不需要设污泥回流系统 也不存在污泥膨胀问题 运行管理方便 3 由于池内生物固着生长量多 水流属完全混合型 因此它对水质水量 的骤变有较强的适应能力 4 污泥浓度高 当有机容积负荷较高时 其 F M 仍保持在一定水平 因 此污泥产量较低 3 5 2 运行参数 参数见下表 表 1 8 生物接触氧化池参数表 参数名称数值 有效容积342 3 m 水深 3 0m 超高 0 6m 填料层上水深 0 4m 有效停留时间6 84h 池长3 8m 池宽3 8m 座数4 座 供气量hm3750 3 6 气浮池 3 6 1 作用概述 气浮处理过程是从液相中分离固体或液体颗粒的单元操作 使气 液 固 三相介质分离 另外设计中在气浮池中采用加药处理 有效除生物接触氧化池 中脱落的生物膜和悬浮固体以及部分色度 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 15 本设计采用平流式气浮池 平流式气浮池是目前最常用的一种形式 本设 计采用简化设备 不设反应区 废水进入接触室完全混合后 经挡板从接触室 上部进入分离室进行固 液分离 平流式气浮池的优点是池身浅 造价低 构造简单 运行方便 缺点是分 离部分的容积利用率不高等 废水在接触室中的上升速度为 10 20mm s 水力停留时间 1 2min 隔板 的作用是使已经粘附气泡的悬浮颗粒向池表面产生上升运动 隔板一般设 60 的倾斜 隔板顶部与气浮池水面间应留有 300mm 以上的空间 以防止干扰分离 区的浮渣层 3 6 1 运行参数 气浮池主要运行参数见下表 表 1 9 气浮池参数表 参数名称数值 表面负荷率 hmm 23 67 3 容积16 67 3 m 长度 3 5m 水力停留时间 20min 分离室 实际水力停留时间 20 50min 上升水流速度 10mm s 接触室 长度0 35m 施工取 0 8m 气浮池有效水深 1 22m 超高 0 3m 总长度 4 3m 总宽度 4m 溶气罐型号TR 7 型 3 个 溶气释放器型号TJ 10 型 4 个 刮泥机型号HJG 4 型 3 7 接触脱色池 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 16 3 7 1 作用概述 使废水与氯气充分接触 保证废水色度达标 3 7 2 运行参数 表 1 10 接触脱色池参数表 参数名称数值 停留时间0 75h 水深 4m 超高 0 5m 池长 3 0m 池宽 3 0m 3 8 清水池 3 8 1 作用概述 清水池主要储存工艺过程后处理水 此时的污水已完全处理完成可达标排 放 3 8 2 运行参数 表 1 11 清水池参数表 参数名称数值 水深 4 8m 超高 0 2m 池长 6 2m 池宽 6 2m 4 污泥处理流程的选取 4 1 污泥处理方案种类 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 17 污泥处理的方案大致有 1 生活污泥 浓缩 消化 自然干化 最终处置 2 生活污泥 浓缩 自然干化 堆肥 最终处置 3 生活污泥 浓缩 消化 机械脱水 最终处置 4 生活污泥 浓缩 机械脱水 干燥焚烧 最终处置 5 生活污泥 湿污泥池 最终处置 6 生活污泥 浓缩 消化 最终处置 4 2 污泥处理方案的选取 由于本设计采用了水解酸化 生物接触氧化 气浮工艺 而且属于小型污 水处理厂 所以产生的量并不大 但是考虑到污泥的来源来自水解酸化池 生 物接触氧化池和气浮池 所以在污泥处理流程中加入污泥池来实现污泥的充分 混合 确定的污泥处理流程如下 剩余污泥 外运 图 1 2 污泥处理工艺流程图 5 污泥处理单体构筑物说明 5 1 储泥池 5 1 1 作用概述 用于储存运行所产生的污泥 便于污泥的集中处理 5 1 2 运行参数 表 1 11 储泥池参数表 参数名称数值 有效容积83 04 3 m 池深 5m 超高 0 5m 间歇式重力浓缩污泥池脱水 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 18 池长 4 3m 池宽 4 3m 座数 1 5 2 污泥调理 影响污泥浓缩和脱水性能的因素主要是颗粒的大小 表面电荷水合的程度 以及颗粒间的相互作用 其中 污泥颗粒大小是影响污泥脱水性能的最重要的 因素 污泥颗粒越小 颗粒的比表面积越大 这意味着较高的水合程度和对过 滤 脱水 的更大阻力 要改变污泥脱水性能则需要更多的化学药剂 污泥调理的目的就是要克服水合作用和静电排斥作用 增大污泥颗粒 使 其易于浓缩和过滤 其途径有二 一是加混凝剂 改变颗粒表面性质 使其脱 稳并凝聚起来 二是改善污泥颗粒间的结构 减小过滤阻力 使其不堵塞过滤 介质 如滤布 无机沉淀物或一定的填充料可起这方面的作用 常用的污泥调理方法有加药调理 淘洗调理 加热调理 冷冻调理等 本设计采用加药调理 拟定调理罐高度为 5m 则调理罐直径为 4 6m 所 以选用该尺寸的调理罐一个 实际尺寸以设计型号为准 5 3 带式压滤机 5 3 1 作用概述 带式压滤机是连续运转的污泥脱水设备 污泥的含水率一般为 96 98 污泥经絮凝 重力压滤脱水之后 滤饼的含水率可达到 70 80 5 3 2 运行参数 选择 QTB 750 的带式压滤机 其参数见下表 表 1 12 QTB 750 带式压滤机参数 型号 QTB 750 滤带有效宽度 mm 750 处理量 hm34 5 7 5 滤饼含水率 66 84 电动机功率 kW 1 2 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 19 质量 kg 1000 外形尺寸 mm270013002600 6 6 平面布置 平面布置 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 10m 如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行 4 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑 在减少占地面积 5 污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观 选材适当 并应使建筑物和 构筑物群体的效果与周围环境协调 污水厂的绿化面积不宜小于全厂总面积的 30 6 有扩建的可能 适当留有预留地 7 主要车行道的宽度 单车道为 3 5 4 0m 双车道为 6 0 7 0m 并 应有回车道 车行道的转弯半径宜为 6 0 10 0m 人行道的宽度为 1 5 2 0m 8 应设超越管线 当出现故障时 可直接排入水体 7 高程布置 1 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 2 由设出的出水最低水位来反推泵房所需的扬程 进而确定各构筑物的 高程 3 污水厂的工艺流程 竖向设计宜充分利用地形 符合排水通畅 降低 能耗 平衡土方的要求 4 厂区地形不受洪涝灾害影响 防洪标准不低于城市防洪标准 有良好 中原工学院环境工程专业毕业设计说明书 20 的排水条件 8 所有构筑物及设备一览表 构筑物名称型号或尺寸 m 构筑物名称型号或尺寸 m 筛网 0 6 1 0 调节池 16 4 5 厌氧水解酸化池 5 5 5 3 生物接触氧化池每格 3 8 3 8 4 5 一体式气浮池 4 3 4 1 52 气浮池溶气罐 TR 7 气浮池溶气释放器 TS 78 刮泥机 HJG 4 接触脱色池 6 2 6 2 4 8 清水池 6 2 6 2 5 污泥池 4 3 4 3 5 提升泵80FB 15 耐腐蚀型 潜污泵50QW7 15 1 1 型压泥泵G30 1 型 带式压滤机 QTB 750 鼓风机LG60 LG15 加药设备 JY 1 第二章第二章 设计计算设计计算 1 1 设计流量的确定 设计流量的确定 由设计任务书给出污水的设计流量为 sLsmdmQ 9 131039 1 1200 323 由公式求