某化纤废水处理厂工艺设计说明书

化纤废水处理工程设计 化纤废水是指在化纤生产过程中产生的各类废水 如 PET 废水 PTA 废水 棉浆粕黑液 粘胶废水等 废水中有机物含量高 COD 在 1000 10000mg L 之间 废水可生化性差 BOD COD 一般均小于 0 2 废水呈酸性或碱性 且含有醛类 氰类 苯类等有毒物质 易对微生物产生毒害作用 废水若不经处理或仅经预 处理直接排放 将会对受纳水体及周边环境造成严重危害 本设计拟对某化工 厂的化纤废水进行处理 其进水水质 CODcr 1000 4000mg L BOD5 200 600mg L TN 8 30 mg L SS 190 270 mg L TP 5 9 mg L NH4 N 21 44 mg L pH 5 7 经处理后 出水水质要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 18918 2002 中的一级标准或中水回用标准 城市杂用水水质标准 GB T18920 2002 景观环境用水的再生水水质指标 GB T18921 2002 1 2 5 曝气沉砂池曝气沉砂池 1 池子总有效容积池子总有效容积 V m 60 max tQV 式中 设计流量 m s 0 250 m s max Q max Q t 设计流量下的流行时间 min 取 t 2min 则 V 0 250 2 60 30 m 2 水流断面面积水流断面面积 A m 1 v Q A 式中 为设计流量时的水平流速 m s 取 0 1m s 1 v 1 v 2 1 5 2 1 0 250 0 m v Q A 3 池总宽度池总宽度 B m 2 h A B 式中 为设计有效深度 m 取 2m 2 h 2 h 则 m h A B25 1 2 5 2 2 每个池子宽 b m 取 n 2 格 mm n B b1 63 0 2 25 1 取 池长 L m m A V L12 5 2 30 4 每小时所需空气量每小时所需空气量 q m h 3600 max dQq 式中 d 为每立方米污水所需空气量 m 取 d 0 2m m 污水 则 q 0 2 0 250 3600 180 m h 取曝气干管管径 DN100 支管管径 DN50 sm s q v sm s q v 1 2 4 05 0 3600 12 180 2 3 4 1 0 3600 2 180 2 2 取 取 1 沉砂室沉砂斗体积沉砂室沉砂斗体积 V m 设 T 2d 则 6 max 10 86400 z k TXQ V 式中 X 城市污水的含沙量 取 X 30m 106m 则 3 66 max 9 0 10442 1 86400230250 0 10 86400 m k TXQ V z 设每 1 个分格有 1 个沉砂斗 3 0 45 0 2 9 0 mV 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽 a1 0 4m 斗高 h3 0 5m 沉砂斗上口宽为 a 2m 沉砂斗容积为 5 12 712 4 02 2 5 0 2 33 1 3 0 取取取取mmLaa h V 2 池总高度池总高度 H m 设超高 h1 0 5m mhhhH0 35 025 0 321 机械选型 选择 BX 5000 型泵吸砂机 1 台功率 3kW 行走功率 1 1kW 选择 LSF 355 行螺旋砂水 分离器 1 台 功率 3kW 1 6 Orbal 氧化沟氧化沟 1 设计说明 拟用 Orbal 氧化沟祛除与之外 还应该具备硝化和一定的脱氮 cr CODBOD 作用 使出水低于排放标准 故污泥负荷和污泥龄应分别低于 3 NH N 和高于 氧化沟采用水平轴转碟曝气机进行搅拌 0 2 kgBODkgVSS d 20 0d 推进 充氧 部分曝气机配置变频调速器 2 设计条件 1 设计水量 33 11000 5792 Qmdmh 2 设计进水水质 50 215 BODSmg L 浓度 0 250 TSSXmg L 浓度 175 VSSmg L 0 7VSS TSS 45 TKNmg L 进水中认为不含硝态氮 3 35 NHNmg L 3 280 ALK Smg LCaCO 以计 一般城市污水常采用此值 1425CC 12 最低水温T 最高水温T 3 设计出水水质 5 215 e BODSmg L 浓度 250 e TSSXmg L 浓度 20 TKNmg L 3 15 NHNmg L 3 设计计算 1 基本设计参数 污泥产率系数 0 487Y 混合液悬浮固体浓度 4000 MLSS Xmg L 混合液挥发性悬浮固体浓度 3000 V MLVSS Xmg L 污泥龄25 C d 内源代谢系数0 055 d K 200 035 dn Cqkg 3 时的脱氮率还原的N O N kgM LVSS d 2 去除 BOD 计算 氧化沟出水溶解性 BOD5 浓度为 S 为了保证二级出水 BOD5 浓度 必须控制氧化沟出水所含溶解性 BOD5 浓度 20 e Smg L 1 42 ee VSS SSX TSS 0 23 5 20 1 42 0 7 20 1 e 6 4 mg L 好氧区容积 一期以 Q 2 流量设计 V1 m3 0 1 C VdC YQ SS V XK 0 487 25 55000 0 2150 00641 3 0 1 0 055 25 3 18194m 好氧区水力停留时间 t1 h 1 18194 0 3317 94 55000 V tdh Q 剩余污泥量 X kg d 01 1 e C Y XQ SSQ XX Kd 1 X 进水悬浮固体惰性部分的浓度 3 1 2500 7 25075 0 075 XTSSVSSmg Lkg m 故 0 487 55000 0 2150 00641 0 0750 02 1 0 055 25 X 5208 3 kg d 去除 产生的干污泥量 5 1kgBOD 5 0 5208 3 0 487 55000 0 2150 02 S e X kgDkgBOD Q SS 3 脱氮计算 氧化的氨氮量 1 N 假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式 而是大分子中的化合态氮 其在氧化过程中需要经过氨态氮这一形式 另外 氧化沟产生的剩余生物污泥 中含氮率为 12 4 则用于生物合成的总氮为 0 0 0 124 1 dC Y SS N K 0 487 2156 41 0 124 1 0 055 25 5 30 mg L 需要氧化的氨氮量 130 NTKNNHNN 进水出水生物合成所需氮量 45 155 30 24 70 m g L 脱氮量 r N 需要脱去的氮量 0r NTKNTKNN 进水出水生物合成所需氮量 45205 30 19 70 mg L 碱度平衡 氧化的氨氮需消耗的碱度 氧化产生的碱1m g7 14 mg L 5 1mgBOD0 1 mg L 度 还原产生碱度 3 1mgNON 3 57 mg L 则剩余碱度 1 5ALK SBOD 原水碱度 硝化消耗碱度 反硝化产生碱度 氧化产生碱度 280 7 14 24 70 3 75 19 70 0 1 215 6 41 mg L 194 83 脱氮所需池容及停留时间 2 V 2 t 脱硝率 保证最低水温下的脱氮容积 20 20 1 08 T dn tdn qq 14 20 14 3 140 035 1 080 22 dn CqkgNONkgMLVSS 时还原的 脱氮所需容积 3 2 55000 19 70 16417 0 022 3000 r dnV QN Vm q X 停留时间 2 2 16417 0 2987 16 55000 V tdh Q 4 氧化沟总容积 V 及总停留时间 t 3 12 18194 1641734611VVVm 12 7 947 1615 1ttth 校核污泥负荷 0 5 55000 0 215 0 1139 3 34611 QS NkgBODkgMLVSS d XV 设计规程规定氧化沟污泥负荷为 故设计 5 0 05 0 15 kgBODkgMLVSS d 符合要求 5 需氧量计算 设计需氧量AOR 氧化沟设计需氧量 553 AORBODBODNHN 去除需氧量剩余污泥中需氧量 去除耗氧量 3 NHN 剩余污泥中耗氧量 脱硝产氧量 a 5 BOD去除需氧量 1 D 10 Da Q SSb VX 式中 微生物对有机物氧化分解的需氧率 取 0 52 a 活性污泥微生物自身氧化的需氧率 取 0 12 b 1 0 52 55000 0 2150 00641 0 12 34611 3D 18426 kg d b 52 BODD剩余污泥需氧量 0 2 1 421 42 1 dC YQ SS DX K 0 487 550000 2150 00641 1 42 1 0 055 25 3340 kg d c 33 NHND 去除需氧量 每 32 14 6kgNHNkgO 硝化需要消耗 33 4 6 DTKNNHN 进水出水 4 645 15 1000550007590 kg d d 4 3 NHND剩余污泥中耗氧量 4 4 6 0 124 1 dC YQ S D K 0 487 550000 2150 00641 4 6 0 124 1 0 055 25 1342 kg d e 5 D脱硝产氧量 32 2 86kgNONkgO 还原1产生 5 19 70 2 86550003099 1000 Dkg d f 总需氧量AOR 12345 AORDDDDD 理论 1842633407590 1342309918235 kg d 考虑安全系数为 1 4 则 1 41 4 1823525529 AORAORkg d 理论 校核去除 5 1kgBOD的需氧量 25 2 33 kgOkgBOD 25529 550000 215 0 00641 25 1 6 2 5 kgOkgBOD氧化沟设计规程规定该值在 故设计符合要求 标准状态下的需氧量SOR 20 20 1 024 S T S T AOR C SOR CC 式中 2020 9 17 SS CCCmg L 20时氧的饱和度 取 TC 进水最高温度 取25 25 8 38 S TS CT CCmg L 时氧的饱和度 取 C 溶解氧浓度 m g L 修正系数 取0 85 修正系数 取0 95 8919 310 3mmm 所在地区实际气压 本地区海拔 气压为水柱 标压为水柱 标准大气压 0 903 9 3 则 10 3 氧化沟采用三沟道系统 计算溶解氧浓度按照 外沟道 中沟道 内沟道 0 2 1 2 外沟道溶解氧 则中沟道和内沟道计算分别取0 4 mg L 2 4 mg Lmg L和 计算充氧量按照 外沟道 中沟道 内沟道 65 25 10 则供氧量分别为 1 0 650 65 2552916594 AORAORkg d 外沟道 2 0 250 25 255296382 AORAORkg d 中沟道 3 0 100 10 255292553 AORAORkg d 内沟道 各沟道标准需氧量分别为 120 1 20 1 024 S T S T AOR C SOR CC 25 20 16594 9 17 0 850 95 0 903 8 380 41 024 22 22780 950 kgOdkgOh 220 2 20 1 024 S T S T AORC SOR CC 25 20 6382 9 17 0 850 95 0 903 8 3821 024 22 8769 365 4 kgOdkgOh 320 3 20 1 024 S T S T AOR C SOR CC 25 20 2553 9 17 0 850 95 0 903 8 3841 024 22 3508 146 7 kgOdkgOh 总标准需氧量 123 SORSORSORSOR 22 227808769350835057 1460 7 kgOdkgOh 5 1kgBOD校核去除的标准需氧量 25 3 06 kgOkgBOD 35057 550000 215 0 00641 6 氧化沟沟道尺寸计算 拟定一期建造 2 座氧化沟 则单座氧化沟容积为 3 36411 17306 22 V Vm 总 拟氧化沟弯沟道部分占总容积的 85 直线部分占 15 则 3 0 85 1730614710Vm 弯 3 0 15 173062596Vm 直 氧化沟有效水深取 超高 0 5m 外 中 内沟道之间4 2m3 5 4 5m可取 的的隔墙厚度为 0 25m 沟道面积 2 14710 3502 4 2 V Am h 弯 弯 2 2596 618 4 2 V Am h 直 直 2 35026184120AAAm 总弯直 直线段长度 为简化曝气设备的安装 拟各沟道宽度相等 且氧化沟设计规程规定沟宽 需要大于沟深 取沟道宽为 10m 则 0 618 10 3 10 3 210 3 2 A lm 直 中心岛半径r 弯沟道为半圆沟道 中心岛半径 符合以下方程 r 2222 3 100 52 100 52 100 25100 25rrrr 2 2 10 3502rr 3 33 3 35rmrm 取 校核各沟道比例 外沟道面积 22 1 618 3 100 53 352 100 53 35 3 A 2 2018 7m 中沟道面积 22 2 618 2 100 253 35100 253 35 3 A 2 1374 7m 内沟道面积 2 2 3 618 103 353 35 3 A 2 730 6m 实际总沟道面积 123 AAAA 总 2 2018 7 1374 7730 64124m 略大于计算值 设计合理 2018 7 100 49 0 4124 外沟道所占面积比例 1374 7 100 33 3 4124 中沟道所占面积比例 730 6 100 17 7 4124 内沟道所占面积比例 氧化沟设计规程规定氧化沟外 中 内容积比一般为 50 33 17 Orbal 故符合设计要求 7 进出水管及调节堰计算 进出水管 污泥回流比 R 100 进出水管流量 33 27500 0 637 Qmdms 0 6 1 5 1 0 m svm svm s 进出水管控制流速取 进出水管直径 44 0 637 0 90 1 0 Q dm v 900DNmm 取 出水堰计算 为了能够调节曝气转碟的淹没深度 氧化沟出水处设置出水竖井 竖井内 安装电动可调堰 拟采用因此按照薄壁堰来计算 0 0 67 H 3 2 1 86QbH 式中 bm 出水堰有效长度 0 3HHm 堰上水头高 取 则 3 23 2 0 637 2 08 1 861 86 0 3 Q bm H 取2 0bm 考虑可调节堰的安装要求 每边留 0 3m 则出水竖井长度 0 3 20 62 02 6Lbm 出水竖井宽度 考虑安装高度 则出水竖井平面尺寸为 2 6Bm 2 62 6LBmm 出水井出水孔尺寸为2 0 1 0b hm 正常运行时堰顶高出孔口底边 调节堰上下可调节范围为 出水0 2m0 3m 竖井位于中心岛 8 曝气设备选择 曝气设备选用转碟式氧化沟曝气机 转碟直径 单盘标准清水1400Dmm 充氧能力一般为 取 每米轴安装碟片不大于 2 0 9 1 75 s kgOh d 2 1 2 s kgOh d 5 片 外沟道 外沟道标准需氧量 12 950 475 2 SORkgOh 所需要碟片数量 1 395 8396 1 2 SOR nn 片 取片 每米轴安装碟片数为 4 个 最外侧碟片距离池内壁为2 0 125m 所需曝气转碟组数 取 396 9 9 10 410 4 n m 组10m 组 每组转碟安装碟片数 取 396 39 6 10 a 片40a 片 校核单碟片充氧能力 22 1 19 1 2 ss kgOh dkgOh d 475 10 40 满足设计要求 所以外沟道共安装 10 组曝气转碟 每组上有 40 片碟片 中沟道 中沟道标准需氧量 22 365 4 182 7 2 SORkgOh 所需要碟片数量 2 152 25153 1 2 SOR nn 片 取片 每米轴安装碟片数为 4 个 最外侧碟片距离池内壁为2 0 125m 所需曝气转碟组数 取 153 3 83 10 410 4 n m 组4m 组 每组转碟安装碟片数 取 153 38 3 4 a 片40a 片 校核单碟片充氧能力 22 1 14 1 2 ss kgOh dkgOh d 182 7 4 40 满足设计要求 所以中沟道共安装 4 组曝气转碟 每组上有 40 片碟片 内沟道 内沟道标准需氧量 32 146 2 73 1 2 SORkgOh 所需要碟片数量 3 60 961 1 2 SOR nn 片 取片 每米轴安装碟片数为 4 个 最外侧碟片距离池内壁为2 0 125m 所需曝气转碟组数 取 61 1 525 10 410 4 n m 组2m 组 每组转碟安装碟片数 61 30 5 2 a 片 为安装方便 拟定设备型号一致 且内沟道所需溶解氧浓度高 故选与a 外沟道 中沟道相匹配 取40a 片 校核单碟片充氧能力 22 0 914 1 2 ss kgOh dkgOh d 73 1 2 40 满足设计要求 所以内沟道共安装 2 组曝气转碟 每组上有 40 片碟片 为使表面较高流速转入池底 同时降低混合液表面流速 在每组曝气转碟 下游处设置导流板 与水平成角倾斜安装 板顶部距水面 0 5m 导流2 5m45 板采用玻璃钢材料 宽 0 9m 长 10m 与沟道宽度相同 为防止导流板翻转或 变形 在每块导流板后设两根的钢管支撑 80 根据上述计算 每座氧化沟的曝气机数量为 外沟道 4010 片组 中沟道 404 片组 内沟道 402 片组 为设备安装标准化 选用标准型号设备共 16 组 140010YBPA 整机工作性能参数 氧化沟宽 10Wm 转碟安装片数 40N 片 整机充氧能力 2 70 kgOh 电机功率 30kW 转盘直径 1400Dmm 动力效率 2 2 33 kgOkW h 转速 50 minr 转盘标准浸水深度 500mm 适用工作水深 5 2m 1 7 二沉池二沉池 拟选用周边进水周边出水辐流式二次沉淀池 一期建造 2 座 1 设计参数 设计流量 333 Q 55000m 2292 0 637 dmhms 设计回流比 R 100 总变化系数 氧化沟中悬浮固体浓度1 27k 二沉池底留生物固体浓度 表面负荷 1 4000 Xmg L 2 8000 Xmg L 固体负荷 32 1 0 qmmh 3 200 250 s qkgSS md 2 进水配水槽设计计算 采用环形平底配水槽 等间距设有布水孔 孔径 并加100 短管 配水槽底部配水区设挡水裙板 高 100150mmLmm 0 8m 配水槽的配水量 33 1 1 1 22924583 1 27 h QR Qmhms 设配水槽宽 1 0m 水深 0 8m 则配水槽流速为 1 1 27 0 79 1 0 0 8 2 Q um s nF 设配水孔孔距为 则配水孔数量为 100 1 10sm 1 143 1 120 1 10 D n s 配水孔孔眼流速为 2 22 1 1 27 0 677 22 1200 1 44 Q um s nd 槽底环形配水区平均流速为 3 1 27 0 0048 1243 11 0 QQ um s nLBn DB 环形配水平均速度梯度 G 1 22 2 23 2 uu G t 式中 G 导流絮凝区的平均速度梯度 t 导流絮凝区的平均停留时间 s 池边有效水深为 2 4m 时 取 360 720s 污水的运动黏度 与水温有关 水温 20时 C 62 1 06 10 ms 取 t 600s 则 1 22 2 1 6 0 6770 0048 18 98 2 600 1 06 10 Gs 介于之间 11 10 30ss 45 18 98 6001 14 1010Gt 符合要求 3 池体尺寸计算 池计算示意图如下 图 1 6 二沉池池体计算示意图 沉淀部分水面面积 F 根据生物处理段的特性 选择二沉池表面负荷 设 2 座沉 32 1 0 qmmh 淀池 n 2 3 max0 55000 1 272910 24 QQ kmh 2 max 2910 1455 22 1 0 Q Fm q 池体直径 D 44 1455 43 0 F Dm 校核固体负荷 G 013 241241 1 01455 4 192 1455 R Q X Gkg md F 该值介于之间 故设计合理 3 180 250 kg md 沉淀部分有效水深 h2 拟定沉淀时间为 t 2 5h 则 h2 qt 1 0 2 5 2 5m 污泥区容积 V 为保证污泥回流浓度 污泥在二沉池的存泥时间应不小于 2h 取 T 2 0h 氧化沟中混合液污泥浓度为 设计污泥回流比采用 1 4000 Xmg L R 100 则回流污泥浓度为 2 8000 Xmg L 03 212 21 1 055000 4000 6111 241440008000 r TR Q X Vm XX 每座容积 3 23056VVm 污泥区高度