苯胺生产——硝基苯废水处理工艺设计措施

1、目录 第一章 处理工艺的文献综述 2 1.1 含硝基苯废水对环境的危害 2 1.2 处理硝基苯的技术方法现状 3 1.2.1 物理法 3 1.2.2 化学法 3 1.2.3 生物法 4 第二章 工程设计资料与依据 4 2.1 废水水量 4 2.2 设计进水水质 4 2.3 设计出水水质 5 2.4 设计依据 5 2.5 设计原则与指导思想 6 第三章 工艺流程的确定 6 3.1 废水的处理工艺流程 6 3.2 工艺流程说明 7 3.3 工艺各构筑物去除率说明 7 第四章 构筑物设计计算 8 4.1 设计水量的确定 8 4.2 调节池 8 4.3 微电解塔 9 4.4 FENTON 氧化池 11

2、 4.5 中和反应池 12 4.6 沉淀池 13 4.7 生活污水格栅 15 4.8 生活污水调节池 17 4.9 生化处理系统 17 4.10 二沉池 19 4.11 污泥浓缩池 21 第五章 构筑物及设备一览表 23 5.1 主要构筑物一览表 23 5.2 主要设备一览表 24 第六章 管道水力计算及高程布置 24 6.1 平面布置及管道的水力计算 24 6.2 泵的水力计算及选型 26 6.3 高程布置和计算 28 第七章 参考文献 31 第一章处理工艺的文献综述 1.1 含硝基苯废水对环境的危害 硝基苯，分子式为C5H6NO2，相对分子量为123,相对密度（水=11.20,熔点在57C

3、, 沸点是210.9C。硝基苯是淡黄色透明油状液体，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醉、乙 醚、苯等多数有机溶剂。用于溶剂,制造苯胺、染料等。环境中的硝基苯主要来自化工厂、 染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。 硝基苯在水中具有极高的稳定性，由于其密度大于水，进入水体后会沉入水底，长时间 保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。硝 基苯类化合物化学性能稳定，苯环较难开环降解，常规的废水处理方法很难使之净化。因 此，研究硝基苯类污染物的治理方法和技术十分必要。 1.2 处理硝基苯的技术方法现状 1.2.1 物理法 对含高浓度硝基苯的工业

4、废水，采用物理手段处理既可降低硝基苯的浓度，改善废水的 可生化性，又可以回收部分硝基苯，实现资源利用最大化。主要的物理处理方法有：吸附 法、萃取法和汽提法。 对于吸附法，硝基苯废水处理研究中颗粒状活性炭、炉渣、有机膨润土等都是应用较多 的吸附剂。赵钰等 1在用活性炭吸附法处理含芳香族硝基化合物的染料废水的工程试运行 中，COD平均值由209mg/L下降至119mg/L。 对于萃取法，目前一般采用多级萃取法或萃取法与其他方法协同处理。林中祥等人2用 N 5O3苯做萃取剂对硝基苯生产废水进行处理，萃取两次可使硝基苯含量达国家一级排放标 准。 对于汽提法，用于处理高浓度硝基苯废水，工艺上较为可行。于

5、桂珍等 3利用汽提吸 附法处理硝基苯废水，实验表明，硝基苯的去除率可达90%以上，汽提后的废水经碳黑吸 附，废水中硝基苯含量可降至 10mg/L 以下，效果较好 1.2.2 化学法 针对于处理硝基苯的化学法主要有电化学法和高级氧化法。电化学氧化的基本原理有两 种 :一是直接电化学反应，指通过阳极氧化使污染物在电极上发生转化或燃烧，把有毒物质 转变为无毒物质，或把非生物相容的有机物转化为生物相容的物质，例如芳香化合物的开环 氧化等。二为间接电化学转化，指利用电极表面产生的强氧化性活性物种使污染物发生氧化 还原转变。宋卫健等 4 以 DSA 类电极作为阳极，对模拟硝基苯废水进行的降解实验证明， 在

6、电流密度 15mA/cm2 条件下， CODcr 的去除率可达到 90%以上。也有樊红金等 5对催化铁 内电解法处理硝基苯废水降解动力学特性进行了研究。结果表明 ,降解过程符合准一级动力 学规律。进水浓度、 pH 值和反应温度强烈影响硝基苯的降解速率。 高级氧化技术近年来的发展非常迅速，有臭氧氧化，Fen to n试剂氧化，湿式氧化等。针 对硝基苯废水，报道较为集中的是Fen ton试剂氧化。Fen ton氧化体系由过氧化氢和催化剂 Fe2+构成。Fenton氧化法处理废水的原理是：在酸性溶液中，在卩兰催化剂作用下，H2O2能 产生活泼的.OH，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物

7、质的氧化。余宗学 采用Fen ton试剂对间硝基苯生产废水进行预处理，在最佳反应条件下，废水中硝基苯类化 合物的转化率在89%以上，废水色度的去除率在 80%以上，COD的去除率也在60%以上， 同时，废水可生化性有了较大的提高 另外，利用微电解和 Fenton试剂氧化的工程实例报道也很多，徐续等 利用微电解和 Fen ton试剂氧化后，将COD为5000mg/L的硝基苯废水处理达标，COD总去除率为97%; 李欣等8利用微电解和Fenton试剂氧化处理硝基苯制药废水，当原水的 pH值为23、H2O2 投加量为500600 mg/L时,调节预处理出水pH值至78并经沉淀处理后，对 COD和硝基

8、 苯类物质的总去除率分别可达 47%和92%。后续混合废水经SBR工艺处理后出水水质能满 足国家污水排放标准。 1.2.3生物法 硝基苯类化合物被认为是生物难以降解的物质，但利用生物的变异性，近年来环境工作 者筛选出了一些特异性菌种用于处理硝基苯废水。王竟等9在研究假单胞菌JX165对硝基苯 的好氧降解时发现，在废水中细胞的质量浓度为9mg/L，pH为7,温度为30C摇床转速为 100r/min，反应时间为2h的条件下，在以硝基苯为惟一碳、氮源的培养基中硝基苯的去除率 为 98.5%。 第二章工程设计资料与依据 2.1废水水量 根据生产工艺及相关资料，生产废水的排放量为150m3/d，工作方式

9、为24小时工作制, 生活污水300m3/d排放。 2.2设计进水水质 3 COD 4380 pH（无量纲 3 甲苯类 100 硝基苯 50 盐分 9000 COD 400 pH（无量纲 77.5 SS 400 BOD5 250 NH3-N 40 2.3设计出水水质 出水水质达到污水综合排放标准 VGB89781996）三级标准后后排入建设单位所在 化工园区的污水处理厂进行进一步生化处理，具体排放要求如下： 污染因子 污染物浓度（mg/L COD 500 pH（无量纲 69 BOD5 300 SS 400 甲苯类 0.5 硝基苯 5.0 NH3-N 25 盐分 8000* （注：盐分接管标准w

10、8000 mg/L后排入业主所在化工园区的污水处理厂处理 2.4设计依据 建设方提供的水质水量及排放标准资料; 污水综合排放标准VGB8978 1996); 室外排水设计规范VGBJ14 87); 给水排水设计手册(第二版 ； 类似工程的经验、工艺参数和实验结果。 2.5设计原则与指导思想 采用先进合理的处理工艺，保证污水达到最好的处理效果; 工艺许可的条件下尽量减少投资和用地面积； 操作维护简单； 操作运行可靠，运行费用控制较低。 第三章工艺流程的确定 3.1废水的处理工艺流程 根据文献调查的结果并且结合类似工程的设计、操作参数，考虑到该企业废水中含有大 量的有机物，COD很高，可生化性极差

11、，同时废水排放量不是很大，因此综合多种因素考 虑，决定采取物化处理与生化处理相结合的处理工艺，以化学法为主，操作简单，自动化程 度高，COD、有机物去除率高，结合厌氧一好氧技术，可以确保稳定达标排放。确定如下流 程： 工艺流程如图1所示 铸铁屑+活性炭粒H2O2Ca(O H2溶液 剩余污泥 图1硝基苯废水处理工艺流程 污泥处置流程见图2 沉淀池 二沉池 污泥 污泥 -污泥浓缩池 上清液 污泥脱水机 滤液 泥饼外运处置 基苯废水处理工艺污泥的处理流程 3.2工艺流程说明 由于该废水COD、硝基苯的浓度很高，所以在处理工艺上采取的方法是以物理化学处 理为核心，通过物化+生化的组合有效地去除了 CO

12、D及特征污染物硝基苯、甲苯，排水达到 污水综合排放标准三级标准。现将流程说明如下： 含有硝基苯和甲苯的生产废水，在调节池中均质均量，以减缓对后续物化处理系统的冲 击，在水质水量调节后，进入 pH调整池，将生产废水的pH调整至3左右，以利于微电解 操作。微电解塔利用铁炭构成的原电池进行微电解，有效的去除硝基苯和甲苯，随微电解塔 出水中的大量Fe2+在Fenton氧化池中作为H2O2的催化剂，进一步去除硝基苯、甲苯及其微 电解产物，Fenton氧化是利用高级氧化技术有效的去除COD和特征污染物的方法，效率 高，操作成本低。 在经过微电解和氧化后，废水中的 COD和特征污染物迅速下降，此时废水中依然

13、含有 大量的Fe2+、Fe3+离子，对其进行中和操作，可以产生大量的胶状絮体以进一步的去除废水 的COD。至此，生产废水的物理化学处理完成。 在完成生产废水的物化处理后，在调节池中接入生活废水进行稀释配水，进入生化系 统。生化系统采用厌氧一好氧处理工艺，可确保各项指标达到污水综合排放标准三级标 准。 沉淀池的污泥和二沉池污泥排入污泥浓缩池，经浓缩减量后由压滤泵压入板框压滤机脱 水，脱至含水率 75%左右。污泥浓缩池上清液和压滤机滤液进入调节池再处理。处理系统 产生的污泥必须由危险固体废弃物处置中心进行妥善处置。 3.3工艺各构筑物去除率说明 根据文献报道，结合确定的工艺流程，可以对COD和特征

14、污染物的去除率进行确定 污染因子及去 流出构筑物的污染物浓度（mg/L 除率 调整池1 微电解 塔 Fenton 氧化池 中和反应 池 沉淀 池 调节 池2 厌氧 池 好氧 池 二沉 池 COD 4380 3942 2562 2306 2193 2193 1316 658 500 COD去除率% 0 10 35 10 5 0 25 50 0 甲苯 100 40 8 4 2.4 2.4 1.67 0.84 0.5 甲苯去除率% 0 60 80 50 40 0 30 50 40 硝基苯 50 12.5 8.75 8 7.5 7.5 6 5.5 5 硝基苯去除率% 0 75 30 8 6.25 0

15、20 8.3 10 第四章构筑物设计计算 4.1设计水量的确定 生物处理池之前，各构筑物按最大日最大时流量设计，已知该厂生产废水流量Q=200 m3/d,废水流量总变化系数 Kz=1.2，故最大设计流量为： 32403 Qmax =Kz Q =1.2 200 = 240(m3/d)，按照工作 8h计算，Qmax=30m3/h 8 4.2调节池 (1设计说明 调节池设计计算的主要内容是确定调节池的容积，该容积应当考虑能够容纳水质变化一 个周期所排放的全部水量。调节池采用机械搅拌方式使水质均衡，防止沉淀。 (2设计计算 1 )池子总有效容积设停留时间t=12h vmax 式中：qvmax最大设计流

16、量，m3/h ； t水力停留时间，ho V =30 12=360(m3) 2)池子表面积 V 2 A (m ) h 式中：A 调节池池表面积，m2; 3 V调节池的有效容积，m ； h调节池的有效水深，m。调节池的有效水深 22.5m,现取h=2.5m。贝U调节池的面积 为： 3602 A144( m ) .5 4 )搅拌设备 在调节池中增加搅拌设备，以均衡水质，提高中和反应的效率。选用机械搅拌，在池的 对角上设置两个潜水搅拌器。 4.3微电解塔 pH值为3，反应时间60min， Fe:C质量比)=5:1, 微电解塔运行的最佳工艺条作为: 铁屑粒径510目左右。 1)微电解塔的有效容积 V 二

17、 Q t(m3) 式中：Q 设计流量，m3/h ; t废水停留时间, h,为了得到最佳的 COD去除率，本设计选用的反应时间为 60min。 V =30 1 二 30(m3) 2)单座微电解塔的有效容积 设2座微电解塔，串联使用，每座微电解塔为升流操作，每座微电解塔的有效容积 V1 二30 =15(m3) 2 3)微电解塔的直径 式中： h微电解塔的有效水深，本设计选定为 5mo / _ 4 15 =1.95 ： 2（m）;高径比为 5/2=2.5 5 4）微电解塔高度 承托层高0.15m,填料层厚5m,超高0.5m, H=0.15+5+0.5=5.65。故微电解塔的尺寸为 H X 为 5.6

18、5X 2m。 5 ）操作条件 升流速度v 4Q v 2 3 式中：Q设计流量，m /h 叮微电解塔直径，m 4 30 二 22 =10m/h ，反冲洗时间为 2 2 一 6min。则干管的流量为q二fq =14二（2）2 = 43.96L/S，采用管径为200mm，流速为 2 4.18m/s。 支管：干管的中心距离为0.7m，总的支管数为乙二=5.7：、6，支管的进水量 0.7 43 96 7.33L/S，取支管直径为50mm，管内流速为3.74m/s。支管的长度为2m和1.9m 6 孔眼布设：支管的孔眼数与微电解塔面积比K为0.5%，孔眼总面积为 F =0.5%二（|）2 =0.0157m2

19、，设孔眼的直径为10mm，每个孔眼的面积为 78.5mm2，孔眼 总数为Nk二F = 15700 =200，每个支管上孔眼数为 34,每根支管孔眼布置成两排，与垂线 s 78.5 2 成45向下交错排列。孔眼间距为一=0.06m 34 反冲洗系统：反冲洗水箱体积 V=1.5fqt=1.5 3.14 14 6 = 395.6L ;反冲洗水箱高 H二蓉存号益B52m，反冲洗水箱水深3m 名称 参数 规格 材料 说明 微电解塔 直径 2m 5.65m 铸铁 防腐 高度 填料粒径 填料厚度 升流速度 510目 5m 10m/h Fe:C=5:1（质量比 填料根据铸铁 屑的消耗随时 添加 布水系统 干管

20、直径 支管直径 穿孔率 200mm 50mm 0.5% UPVC 反冲洗系统 反冲洗水箱体积 反冲洗水箱高度 395.6L 2.52m UPVC 4.4Fenton氧化池 在微电解后利用 Fen to n试剂进行氧化，以加强对甲苯、硝基苯这两个特征污染物的去 除效果。由于微电解塔出水中含有大量的Fe2*在此不必再次投加硫酸亚铁。对硝基苯的去除 率可达85%，对COD的去除率接近40% 1、氧化池尺寸设计 1)氧化池的有效容积 V 二Q t(m3) 式中：Q设计流量，m3/h ； t废水停留时间，h,为了得到最佳的 COD去除率，本设计选用的反应时间为 90min。 V =30 1.5=45(m

21、3)，分两个氧化池，V1=45/2=22.5m 2)氧化池的面积 A =V1/h(m2) 式中：h微电解池的有效水深，本设计选定为 2.5m。 2 A=22.5/2.5=9(m ) 3)氧化池尺寸 设氧化池长为4.5m，宽为2m。4.5X2X2.5m) 氧化池采用机械搅拌，使反应充分。 双氧水计量泵计算 根据氧化剂的用量计算，可以确定计量泵的大小，双氧水的密度为1.14g/L。则计量泵 15气/h 3=13.2L/h 的流量为1-14 10 kg/m，考虑计量泵的放大，选 40%的格度，计算知计量泵的 大小为33L/h，考虑设备选型的便利，因此选用 40L/h的计量泵。型号为JX-40/8。

22、4.5中和反应池 在进行微电解+氧化后，生产废水中的特征污染物明显降低，CODcr下降，此时，水中 含有大量的Fe2+和Fe3+离子，加入Ca(OH2后，产生大量的Fe(OH2和Fe(OH3具有明显 的混凝作用，可以进一步的去除 COD，同时调整将pH调整到67以有利于后续的生化处 理，氧化池出水pH为5。中和药剂石灰乳。选用在线 pH计做为控制，型号为BYS01 型, 数量2台，一备一用。 1)中和反应池有效容积 V =Q t(m3) 式中：Q设计流量，m3/h ; t废水停留时间，h，本设计选用的反应时间为1h。 V =30 1 = 30(m3) 2)中和反应池的面积 A = V/h(m2

23、) 式中：h微电解池的有效水深，本设计选定为 2m。 A =30/2 =15(m2) 3 )中和反应池尺寸 设中和反应池长为5m，宽为3m，池深超高 0.5m。中和反应池的尺寸为5 X 3 X 2.5m )。中和反应池采用机械搅拌，使反应充分。 2主要用于和氧化反应出水中的Fe3+反应，对于H+所致的pH变化可以忽 略，以生成大量的Fe(OH3，起到混凝作用。根据微电解池出水pH可以计算出水中的 Fe2+，。进水pH为3,经过微电解池的处理，出水 pH提高至5,贝消耗 H +的量为 (1010)x38 10= 30nol h，3H+Fe3+，故 Fe3+ 为 10mol, Fe3+ 3OH-,

24、故消耗 OH- 30mol，折算成纯 Ca(OH2为15mol, Ca(OH)2的投加量为1.11kg/h，考虑Ca(OH2的纯度 在7075%，因此投加的Ca(OH2量为1.59kg/h。 2配成10%的乳液进行投加，则需要乳液的体积为 1.59 103亠0.1 =15.9m3/h，选用计量泵定量投加，泵的大小为1590.4 = 39.75m3 / h，泵的 流量为 39.75 3 =17.75L/h，考虑计量泵的放大，选40%的格度，计算知计量泵的大小为 2.24 切03 44.4L/h。为了便于选型，选用63L/h的计量泵。型号为JX63/5 4.6沉淀池 在中和反应后，进行泥水分离，选

25、用竖流式沉淀池 (1)中心管过水断面面积 Q / 2 A1 (m ) nV。 式中：Q最大设计流量，m3/s ; V0中心管下降流速，m/s n池淀池数。 A 30/36002、 A0.083(m ) 0.1 2)中心管直径 d 二 4 .083 7325(m) 3.14 3)中心管喇叭口直径 d1 =1.35d =0.44(m) 4)反射板直径 d2 =1.3d0.572(m) 5)沉淀区有效断面面积 A2 nv (m2) 式中：v污水的上升流速, m/s，般采用 0.51mm/s,取 0.6mm/s。 = 30/360(3 0.6 10 = 13.9(m2) 6)沉淀池总面积 2 A 二

26、A A =13.9 0.083 =13.98(m ) 7)沉淀池的直径 = 4.22(m) 施工时为了方便，D取4.0m。 8)沉淀区的高度 h2 =3.6vt(m) 式中：t沉淀时间，一般米用12h,本设计选1.5h。 h2 =3600 0.6 10” 1.5=3.3(m) 校验：D/h2 =4.22/3.3 =1.28 ： 3，符合竖流式沉淀池的设计要求 9)中心管喇叭口到反射板的距离 ha Q nv：d1 (m) 式中：v1污水由中心管与反射板之间缝隙的出流速度，m/s，般不大于0.02m/s 设计中取0.02m/s。 u 30/3600、 h30.33(m) 0.02 3.14 0.4

27、 10)污泥斗的高度 .D/2r 丄,、 h5tg：(m) 2 式中：r污泥斗下部半径，m， 般取0.3m； :污泥斗倾角，一般大于 60，取60。 h5 = 2 03 tg60 = 1.5(m) 2 11)污泥斗容积 ：.22223 Vh5(RRr r )1.5 (22 0.3 0.3 ) = 7.4(m ) 33 沉渣量 设 n =55% P=96% 100CssQJ00 400。55 30 1000(100 P)T 1000 4 1000 3 = 0.165m /h 4.7生活污水格栅 为了阻挡生活废水中粗大的物体进入后续处理系统，有必要设置格栅对其进行处理。选 择粗格栅。对于生活污水的

28、最大流量Qmax可以根据生活污水的日变化系数Kz进行确定, Qmax=1.4X 490 m3/d =686m3/d=0.01m/s。选用中格栅进行设计计算。 (1栅条间隙数： Qmax 、sin : n 二 b h v 式中：n格栅间隙数； Qmax最大设计流量，m3/s； b栅条间隙，取20mm； h栅前水深，取0.4m； v过栅流速，取 0.4m/s； a格栅倾角，度; 0.01 汉 Jsin 60 n = 0.02 汇0.4 X0.4 =2.91 ： 3 (2栅槽宽度： B=S( n 1 + bn 式中：B栅槽宽度，m； S格条宽度，取0.01m B=0.01(3 -1) 0.02 3

29、= 0.08m (3格栅栅前进水渠道减宽部分长度： 若进水渠宽B仁0.05m，减宽部分展开角a 1=20。，则此进水渠道内的流速 Qmax 0.01 _=.8 一.5=0.08m Vi=Bh=0.1 .4=o.25m/s L1=。 tan 20 tan 20 (4细格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度: L10.08 L2=0.04m 2 2 (5过栅水头损失：设栅条断面为锐边矩形。 2 v sin : 2g 广 V3 h二k P - 式中：h粗格栅水头损失，m； :系数，当栅条断面为矩形时取2.42； k系数，一般取k=3。 0.01 *0.42。 h=3 2.42sin 60=0.061

30、m 10.02丿27.8 (7栅槽总高度： H=h 0+h1 +h2=0.3+0.4+0.061=0.761m (8栅槽总长度： H1 L=L 1+0.5+ +0.8+1.0+L 2 tan a 式中：L栅槽总长度， L1 格栅距出水渠连接处减宽部分长度； L 2细格栅距出水渠连接处减窄部分长度。 0 781 L=0.08+0.5+-+0.80+1.0+0.04=2.87m tan 60。 (9每日栅渣量： e_Qmax W 86400 w= k总汉1000 式中：w每日栅渣量，m3/d; W0栅渣量m3/103m3污水，一般为0.1 0.01 m3/103m3，细格栅取0.1 m3/103m

31、3粗栅取 333 0.05 m3/103m3。 0.01 0.05 86400 1.5 1000 =0.0288m/d，故使用人工清渣。 4.8生活污水调节池 在进行物化处理后，用生活污水进行配水，进一步稀释有毒污染物的浓度，以利于进行 生化处理。对于生活污水的最大流量Qmax可以根据生活污水的日变化系数KZ进行确定, Qmax=686m3/d。进入调节池的水量包括两部分：一是竖流式沉淀池的出水和进行配水的生活 污水。其总流量为Q=30+28.6=58.6m3/h 调节池的尺寸 1 )池子总有效容积设停留时间t=12h V =q vmax 3 式中：qvmax最大设计流量，m /h ； t水力

32、停留时间，ho V =58.6 12 =703.2(m3) 2)池子表面积 V 2 A (m ) h 式中：A 调节池池表面积，m?; 3 V调节池的有效容积，m ； h调节池的有效水深，m。调节池的有效水深22.5m，现取h=2.5m。则调节池的 面积为： A = 7032 =281.3(m2)，取 280m2 2.5 4.9生化处理系统 生化系统的进水水质及水量：进入生化系统的水量按照日平均流量为 Q= 20；4490 =28.75m3/h;进水水质计算 进水水量(m3/d 进水水质(mg/L COD BOD5 SS NH3-N 生产废水 200 2193 767.5 300 20 生活废

33、水 490 400 250 400 40 进入生化系统 690 920 400 293 34.2 1B0D5 污泥负荷为 0.13kgBOD5/(kgMLSS.d ;污泥指数 SVI 为 150 2回流污泥浓度： Xr =價 r6 1 ： 6600mg/L，污泥回流比 R=100% SVI150 R1 3曝气池内混合液的污泥浓度：X一Xr66003300mg/L 1 + R1+1 4TN的去除率=80 -40 =0.5 ,确定回流比为:R内05100% 801-0.5 5）尺寸计算 曝气池有效容积V二理二690 400 = 643.4m3,厌氧池的体积 Va=V/3=214.5m3 ;曝气池有

34、 NSX 0.13 汉 3300 效水深4m；曝气池总面积缶=643.5 =161m2 H 4 S 161 设2个廊道，每个廊道宽b=4m,故每个廊道的长为L =20.1m，总长L为20.1X nb 2汽4 2=40.2m。校核：L510b; b=1 2H; b/H=4/4=1.均符合要求。 池深超高0.5m，实际池深为4.5m。因此厌氧池尺寸为 6.7X 2.7X 1.5（m,曝气池的尺寸 为 20.1 X 8X 4.5(m。 水力停留时间t詈翥刊仲采用Ag：4，所以厌氧段停留3抽，好氧段停留 13.44h。 6）剩余污泥 W=aQL, -bVXr 0.5QSr 降解BOD产生的污泥 W(二

35、aQL =0.55 690 (0.4 -0.1) = 113.9kg/d 内源呼吸消耗的污泥 Xv = fX=0.75 3300 =2475mg/L W2 二 bVXv=0.05 690 2.475 = 85.4kg/d 不可生物降解和惰性悬浮固体 W3 =0.5QS =0.5 690 (0.4-0.2) =69kg/d 每天生成的活性污泥为 W1-W2=113.9-85.4=28.5kg/d 故总剩余污泥为： W = W -W2 W3 = 113.9 - 85.4 69 二 96.6kg / d 湿污泥体积：设含水量为 99.2%,贝 Qs = W 1000(1 -P) 96.6 1000

36、(1 -0.992) 3 -12.1m /d 690 2.475 28.5 = 60d 7) 最大需氧量 。2 =aQ(Lg 一匚)bQ(Nko Nke) 0.12Xw bQ(Nko Nke NOe) 0.12Xw 0.56 cXw O =1x69O(O.4).1)4.6690.3(O.O26)-0.1227.454.669O(O.0050.OO5)0.1227.450.561.4227.45229g/d 若空气密度为1.293kg / m3,空气中含有氧量为21%，则所需理论空气量： 22933 843.4( m3/d) =35.1(m3/h) 1.293 0.21 本设计中选取氧的利用率为

37、20%，安全因素采用1.5,设计所需空气量为: 35 133 1. 263.25(m /h) =4.4(m /min) 0.2 选用D22 X 16-7/2000型罗茨鼓风机，其性能参数见下表： 型号 进气量m3/min 功率kW D22X 16-7/2000 7m3 /min 5.5 8) 曝气器所需数量 hc Oc 24 qc 式中h1按供氧能力所需曝气器个数 个)； Q由式3.4.4-1)所得曝气器污水标准状态下生物处理需氧量kgC2/d); qc-曝气器标准状态下，与曝气器工作条件接近时的供氧能力kgO2/h个)。 选择钟罩式微孔曝气器，服务面积为OWmtc-22953个，曝气池面积为

38、 24 qc 24汉 0.18 161m2,故纵的曝气头数为 53X 161/0.5=17066个 9污泥泵的选择 根据计算，每天产生剩余污泥 96.6kg/d，选择PN型泥浆泵，型号为PN1主要参数见下 型号 流量m3/h 扬程m 功率kW PN1 7.216 14 12 3 4.10二沉池 考虑本设计水量较小，不适宜使用辐流式沉淀池，故此选用平流式沉淀池 二沉次池体尺寸计算 （1池表面积： Qmax a= q 式中：A池表面积，m2 ； Qmax最大设计流量，m3/h ； q水力表面负荷，本设计0.8m3/m2 h。 A 48.75 c, 2 A= =60 .94m 0.8 （2沉淀部分有

39、效水深： h2=qt 式中：t沉淀时间，本设计取t=3h。 h2=0.8 B=2.4m 3）沉淀部分的有效容积 3 V Qmaxt=48.75X 2=97.5m 4）池长 设水平流速为 3.7mm/s, L=vt X 3.6=3.7X 1.5X 3.6=19.98m 4 L 19.98 6）污泥部分容积 污泥容积参照生活污水进行设计计算，设T=2d,污泥含水率为95%， V _Q（G-C2）100 T 一（100-町） 二 9.36m3 48.75 24 (400 -200) 10- 100 2 (100-95) 7)污泥斗容积 泥斗尺寸为 f1=3.05 X 3.05=9.3m2; f2=0

40、.5X 0.5=0.25m2。 “(3.05 -0.5) h4tan 60= 2.21m 2 1 V 2.21 (9.320.252.9.3 0.25) =64.88m3 9.36m3 3 X 0.01=0.1578m 9)沉淀池总高 设超高为0.3m,无机械刮泥设备，故此缓冲层高 0.5m，据此 H=h 什h2+h3+h4=0.3+2.4+0.5+0.1578=3.36m 4.11污泥浓缩池 a. 污泥量： 进入污泥浓缩池的污泥包括两部分，一是沉淀池的污泥，二是二沉池的剩余污泥，总泥 量W=W什W2=96.6+3.96=100.6 m3/d=4.2 m3/h。由于污泥量较小，本设计采用一座间

41、歇式重 力浓缩池。 b. 浓缩池各部分尺寸的确定 (1浓缩池有效容积： V=Q.T 式中：Q设计污泥量，m3/h ； T 浓缩时间，本设计取16h。 V =4.2 16=67.2mm3 (2池断面面积： 拟采用有效水深h2=5.5m A， 67.2 5.5 =12.2m2 h2 4 A D 二 4 12所需柱体体积： V 柱=V-V 锥=12.2-9.4=2.84m3 (5h2= 4V柱 二 D2 4 2.84 2 3.14 3.94 =0.32m (6浓缩池总高度： H=h 什h2+h3=0.3+5.5+1.75=7.55m (7浓缩后污泥量： q才込P 100 F2 式中：q浓缩后污泥量，

42、m3; P1 浓缩前污泥的含水率； P2浓缩前污泥的含水率 q =67.2 100 -99.4 10098 = 20.2m3 (8浓缩后泥位: 泥占柱体体积V， 3 V q- V 锥=20.2-9.4=10.8m 则泥在柱体中的高度h4为: h4= 4V2 =4 10.8 2 = 0.89m 兀 D 3.14汇3.94 (9水区高度： h5=h2-h4=5.5-0.89=4.61m 本设计采用带式压滤机机械脱水 (11板框压滤机 a.浓缩后污泥量： 按浓缩后的污泥量V=10.8m3计算； b.脱水工艺及脱水设备的选择 (1脱水工艺 污泥脱水主要采用机械压缩方法，采用PAM作为脱水剂，投加量为3

43、ppm，脱水用量为: M =10.31-97%3% =9.27kg 式中：97%为污泥的浓缩后的含水率 压滤机过滤能力 W采用3kg干泥/ m3d.并且每天工作8h,其压滤面积为： A =10001 -97%10.8 =13.5m2 3汉8 (2压滤机的选择 选用2台BAJ20-635/25型自动板框压滤机，1用1备，其性能参数如下： 型号 过滤面积m2 框内尺寸伽 滤板伽 外形尺寸mm BAJ20-635/25 20 635 X 635 45 3770X260X200 第五章构筑物及设备一览表 5.1主要构筑物一览表 序号 名称 参数 规格(m 数量 说明 1 调节池 LXB XH 16 X

44、9 X3 1座 钢砼、防腐 2 微电解塔 H X 5.65 X2 2座 铸铁、防腐 3 Fenton氧化池 LXB XH 4.5 X2 X2.5 1座 钢砼、防腐 4 中和反应池 LXB XH 5 X3X2.5 1座 钢砼 5 沉淀池 D XH 4.22 X5.63 1座 钢砼 6 格栅 LXB XH 2.87 0.08 0.76 1座 钢砼 7 调节池 LXB XH 15 X10.4 X3 1座 钢砼 8 厌氧池 LXB XH 6.7 X2.7 X1.5 1座 钢砼 9 好氧池 LXB XH 20.1 X8 X4.5 1座 钢砼 10 二沉池 LXB XH 19.98 X3.05 X3.36

45、 1座 钢砼 11 污泥浓缩池 D XH 3.94 X7.55 1座 钢砼 5.2主要设备一览表 序号 名称 型号 数量 说明 1 计量泵 JX-63/5 2台 一备一用 JZ-1000/3.2 2台 JX-40/8 2台 2 污泥泵 PN1 2台 一备一用 3 污水泵 80F-15 2台 一备一用 1 2 - PW 2 2台 4 罗茨鼓风机 D22 X16-7/2000 2台 一备一用 5 曝气头 钟罩式微孔 17066 个 6 pH计 BYS01 4个 一备一用 7 板框压滤机 BAJ20-635/25 2台 一备一用 第六章管道水力计算及高程布置 6.1平面布置及管道的水力计算 室外排水

46、设计规范第三章第二节中规定：排水管道的最大设计流速：非金属管道为 5 m/s。本设计中选用v=1.0m/s。 已知生产废水流量为240m3/d，约为0.008m3/s,充满度h/D=0.7 Q =w.v(m3/s) v =c、Ri (m/s) c = 1R1/6 n Q 二 wR 2/3i1/2(m3/s) n 式中：Q设计流量，m3/s ； w过水断面面积， 2 m ; v水流流速， m/s ； c 谢才系数； R水力半径， D/4，m； n管道粗糙系数，查给水排水设计手册第五册，铸铁排水管n=0.013 ; i设计坡度; 已知，充满度 h/d=0.7, h=0.7d, h-0.5d=0.2

47、d, cos.=0.4 , a=6.4 0.5d 则过水断面面积: 所以 360 - 2： 4 =0.495d 1、管段1, 2进水管，调节池至pH调整池) 设计流量为8.3 L/s，设流速为1.0m/s 则 w / 二0.0083 =0.0083(m2) v 1.0 ；0.0083h d0.154(m) =154(mm)取 150mm V 0.495 校核： R =0.0388(m) 4 管径取 D=150mm,粗糙度 n=0.013,得 i=0.006, v=0.79m/s。 2、管段3pH调整池至微电解池） 流量 Q=8.3L/s，流速为 1.67m/s。 Q _ 0.0083 v 1.

48、67 = 0.00497(m2) d = 0.00497 =0.126(m) =126(mm) 0.495 校核： R = d = 0.0375(m) 4 取 125mm。 管径取 D=125mm,粗糙度 n=0.013,得 i=0.03,v=1.32m/s。 3、管段4、5、6、7微电解池至氧化池，氧化池至中和池，中和池至沉淀池，沉淀池至调 节池） 同管段 1、2, i=0.014,v=0.9m/s, D=100mm。 5、管段8生活污水至调节池) 流量 Q=686m3/d，设流速 v=1.0m/s Q 0.00732、 w0.0073( m ) v 1 0.0073廿 d0.152(m)

49、=152(mm) 取 150mm。 0.495 校核： R 丄=0.0375(m) 4 管径取 D=150mm,粗糙度 n=0.013,得 i=0.06,v=0.72m/s 6、管段9调节池至厌氧池） 流量 Q=8L/s，设流速 v=1.88m/s Q _ 0.008 V 1.88 2 = 0.0043(m ) 0.0043廿 d0.112(m) =112(mm) 取 125mm。 0.495 -J 校核： R=d=0.031(m) 4 管径取 D=125mm,粗糙度 n=0.013,得 i=0.03,v=1.32m/s。 7、管段10、11、12厌氧池至好氧池，好氧池至二沉池，排水管） 流量

50、Q=8L/s，设流速v=1.0m/s Q 0.008 w v 1 2 -0.008(m ) d - 0008 =0.159(m) =159(mm) 0.495 校核： r 聖=0.0375(m) 4 取 150mm。 管径取 D=150mm,粗糙度 n=0.013,得 i=0.06,v=0.72m/s 管段 qvL/s) Dmm) V m /s) 长度（m 水力坡度i 1进水管） 8.3 150 0.79 2 0.014 2 8.3 150 0.79 2 0.014 3 8.3 125 1.32 2 0.03 4 8.3 100 0.9 2 0.014 5 8.3 100 0.9 2 0.01

51、4 6 8.3 100 0.9 2 0.014 7 8.3 100 0.9 2 0.014 8 7.3 150 0.72 2 0.06 9 7.3 150 1.32 2 0.03 10 7.3 150 0.72 2 0.06 管道水力计算结果一览表 11 7.3 150 0.72 2 0.06 12吸水管的流量为8.3L/S，选择管径为100mm根据管道水力计算，v=0.96m/s， i=0.019。局部阻力系数查表得：滤水网 1 = 8.5，90弯管2 = 0.294，水泵入口前得渐缩 管3 = 0.1，吸水管长2.0m。 吸水管水头损失为 0.982 A =0.019 2 （8.5 0.2

52、94 0.1）0.47m 2汉9.8 2）出水管的流量为8.3L/S，选择管径为80mm根据管道水力计算，v=1.67m/s， i=0.0804。90弯管4 = 0.294，出口 5 = 1.0，出水管长4.0m,因此出水管水头损失h?为 2 h2 =0.0804 4 (8.5 0.294 1.0) 1.72m 2 9.8 3）微电解池的水头损失计算：布水系统的水头损失 h 二丄(宀)2 =丄(14/ = 0.95m ; 2g 102g 10 0.65 0.5 承托层水头损失 h =0.22Hq =0.22 0.15 14 =0.462m ; 滤料的水头损失 1 h =(1)(1m)H =(2

53、.5-1) (10.41) 5=4.4m 因此微电解塔的水头损失 h5=h1+h2+h3+h4=1.5+0.95+0.462+4.4=7.0m 3）水泵总扬程H H= Z+h2 + h3+h = 5.5+0.47+1.72+7.0 = 14.7m，放大 1.1 倍后，水泵的扬程为 15.0m, 流量为30nVh 根据此时计算的水头损失，可以选择pH调整池的泵，扬程为17.1m,流量为30m3/h,选 择F型金属耐腐蚀泵，型号为80F-15，参数见下表 型号 流量m3/h 扬程m 电机功率kW 叶轮直径mm 80F-15 33.5 65 17.5 12.0 4 127 2、调节池和生化池间的泵 调节池的有效水深为2.5m，生化池的有效水深为4m调节池的液面高度为-0.5m，生化 池的液面高为4m，故泵的提升高度为4.5m。下面计算各部分的水头损失： 1)吸水管的流量 16.3L/S，选择进水管管径为150mm。v=0.96m/s, i