中水处理设计实例

1、某大学中水处理设计实例 一.工程概况：某大学学生宿舍区北临校园体育场，西面为食堂，南接现有学生宿舍 区，东侧为校园休闲山体.建筑呈行列式布置.宿舍分一类宿舍和三类 宿舍二大类，均为六层建筑，其中1#.2#.3#楼为一类宿舍，其内设单独 的卫生间,1#宿舍建筑面积7856.76mf,2#宿舍7856.78,3#宿舍 6405.66m总建筑面积22119.18，共按2544人入住设计;4#.5#.6# 楼为三类宿舍，其内设公共盥洗室和淋浴室，每栋建筑面积均为 5447.67mi,总建筑面积16343吊,共按2736人入住设计.食堂面向宿舍区，东面设置餐厅出入口，食堂共分四层，建筑面积为 5461.

2、40mf.因本工程位于某市郊区，周围为自然山体，市政给水资源不是很丰富 本着节约水资源出发，本工程考虑收集16号宿舍楼的淋浴废水和盥 洗废水（并考虑与前.后期生活废水合并）作为中水源水，经中水处理 站处理后用于小区内冲厕用水.水量平衡计算水量平衡计算表厂序建人无中日用中中水用淋盥优质中水原号筑数水冲水量水水量浴洗杂排水量物厕用水定额(m3/d)冲 厕 用 水 疋 额(m3/d)用水疋额用水疋额水量(m3/d)(m3/d)11912200L182.460L65.66460L30L82.0865.664号/人./楼天人.人.人.天天天22912200L182.460L65.66460L30L82.

3、0865.664号/人./楼天人.人.人.天天天33720200L14460L51.8460L30L64.8051.84号/人./楼天人.人.人.天天天44912130L118.550L54.7250L25L68.4054.72号/人.6/楼天人.天人.天人.天55912130L118.550L54.7250L25L68.4054.72号/人.6/楼天人.人.人.天天天66912130L118.550L54.7250L25L68.4054.72号/人.6/楼天人.人.人.天天天7总528983.0347.32434.1347.32计04868由上表及图所示，本工程选用优质杂排水作为中水原水是可

4、行的，其中水原水量设为：Qy=350 m3/d,并采用自来水作中水补充水源.三.中水处理工艺计算（一）中水处理工艺流程方案选择：因本工程中水原水为淋浴排水与 盥洗排水组成的优质杂排水，所以采用以物化处理为主的工艺流程工艺流程框图经过此工艺流程处理后的水质标准：BOD520,CODm n 30,SS43.75 m2 满足要求.并考虑在池底设置水下曝气器（六）毛发聚集器的设置 : 本工程毛发聚集器设于污水泵吸水管上 ,毛 发聚集器要求如下 :1. 过滤网的有效过水面积等于连接管截面面积的2.5 倍 .2. 过滤网的孔径为 3mm.（ 七 ） 沉淀池计算 :1. 本工程采用斜管沉淀池 ,其设计参数如

5、下 :表面负荷:Uo=2mV m2.h,斜管长i =1m,斜管倾角0 =60斜管管径 d=100mm, 保护超高为 h1=0.3m,清水区高度为：h2=0.7m,配水区高度为：h 3=1.0m,积泥区高度为：h 4=0.53m,最大出水负荷7.3 m2满足要求.6. 净出水口面积计算：为了配水均匀，进水布置在4 m长的一侧.在2 m 宽度中扣除 0.3 m 无效长度,则净出水口面积 :F=(B-0.2)*L/KK斜管结构系数 . 1.03F=(B-0.2)*L/K=(2-0.2)*4/1.03=6.99 m27. 沉淀池高度计算 :斜管高度: h 5=L*Sin600=1*0.87 m则池高：

6、 H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5=0.3+0.7+1+0.53+0.87=3.4 m.8. 核算: 以沉淀池出水负荷来核算 .Qf=Q /L=4.05/4=1.01L/S.m0.3可以采用生化处理。所以 派出了以上两个方案。方案一采用的是 SBF序批式活性污泥法，由于考虑到该厂的工作时间为 24 小时连续运行，如果采用 SBR 工艺则需要建造较大的池体或多个池体， 而且其处理水量较小， 不适 应本案。只是在基建费用上占有一定优势。因此，派出了方案二的接 触氧化法。接触氧化法又称浸没式生物滤池。生物接触氧化池内设置填料， 填料上长满生物膜。 在废水与生物膜接触过程中， 水中的有机物被

7、微 生物吸附， 氧化分解和转化为新的生物膜， 从填料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则自鼓入的空气中不断补充失去的溶解氧。空气多通过设在池低的穿孔布气管进入水流，当气泡上升时向废水供应氧气，同时借以回流池水。如图4出水排泥一般说来，活性污泥法的处理效率高于生物接触氧化法，卫生条件也较好，且基建费用和占地面积较有优势。但是，SBR的管理和操作要求较高，而且虽说有均质调节池，但在实际运行中，因为该厂的 间歇排水量大，很可能会产生调节效果不好的情况。因此，综合经济 和处理效果的考虑，决定采用接触氧化工艺进行生化处理。2.设计方法废

8、水处理工程的设计方法是灵活多样的，但其主要设计步骤如 下：资料的收集（包括设计原始资料和自然条件资料），试验验证（包 括试验的必要性论证、试验方法、试验数据及结果分析），设计方案 的选择，设备选型，构筑物计算，总图布置。由于篇幅所限，本文只涉及方案选择，设备选型与构筑物计算， 总图布置，对于资料收集和试验验证过程参考其他钢铁行业废水处理 情况，在此不作赘述。2.1工艺方案的选择一般在进行污染治理工程设计的时候，都会考虑多个工艺方案进 行选择。在进行工艺选择时，必须遵循以下原则3:合理规划、合理布局 为了合理解决污染问题，必须从城市或区 域进行全面考虑。对工厂应实行有计划的布局和迁移， 例如在城

9、市的 河流上游不宜建立有严重污染的新厂、 加强对乡镇企业的环境保护工 作。此外，在新建工业区或迁移工厂时，要注意总体安排。在污水处理工艺方案中，尽力选用新的后处理工艺，将污染减轻 或消灭在生产工艺中采用新工艺、新技术、新线路 例如本工艺中的CAF气浮法，就 是一种高效，多用途的气浮方法。本方案基于上述原则的考虑，决定采用方案二的方法，不但能够 最大限度减少能耗，还能减少基建投资。另外在方案的实施过程中， 将气浮池改成气浮机，将絮凝沉淀池改成絮凝沉淀罐，中和池改成中 和罐，以最大限度节省基建投资。其具体流程见附图。2.2计算221构筑物及高程计算（以地面为+0.00m标高）221.1 集水井集水

10、井：以水力停留时间t=1.5h ，流量Q=42m，贝S集水井有效容积应为3V=Qt=42 x 1.5=63m设集水井深5m,有效水深4m,则集水井面积为S=V/h=336/4=16m2按此有效容积设计，集水井规格为：长x宽x深 =4x4x 5m考虑池口沿口安全因素，预设集水井标高为：地面部分+0.20m,池低标高-4.80m2.2.1.2调节池：调节池埋入水深不能太深，以防止地下水所产生的浮力对调节池放空时产生较大的浮力；此外，深度太大，基建投资也较高。本调节池为均质调节池，遵从对角线出水原则设计。设计调节能力为容量10h,设计进出水流量为Q=420mh。则调节池有效容积应为3V=Qt=42

11、x 10=420m设调节池水深5m则调节池面积为S=V/h=42/5=84m2=10.5 x 8m按此有效容积设计，并留出部分空间防止暴雨等突发时间的影 响，设计调节池规格为：长x宽x深 =12x 8x 5m取地面沿口高度 0.20m,则池底高为-4.80m另在池端进水处对角线设自吸泵两台。2.2.1.3 接触氧化池接触氧化池的设计可将整个池体分为两部分（上段分隔,下 端相通） ,避免在出现进水水质出现变化时池体中微生物受到较大影 响。出于管道检修方便的需要, 进水口和出水口均设在池体地上部分, 在进出水口设水槽。 由于案废水的特点, 该接触氧化池中填料采用纤 维型软性填料。a. 有效容积 7

12、 ：V=Q（La-Lt）/M=1000x（344-20）/1500=216m3V滤池有效容积；Q平均日污水量，m/d ；La进水 BOD, mg/L;Lt 出水 BOD5，mg/L；1500M容积负荷率，gBOD/(m3?d)，本设计接触氧化池取b. 滤池总面积：2F=V/H=216/3=72m2f滤池总面积m；V同上；H填料层高度，一般取3mc. 每格滤池面积为：2f=F/n=72/2=36m2；f 每格滤池面积， m2；n滤池格数，本案设计为2;d. 每格尺寸为LX B=6nrK 6m;e. 校核反应时间t= nf H/Q=2x 36X 3/42=5.14h2h;可行，能够充分接触氧化；f

13、.滤池总高度：V=4 (1+R) QR心+2R)=4X( 1+0.6 ) X 1000X 0.6/ (1+2X 0.6 )hi超高，m （本案取0.5m）;h2填料上层水深，m （本案取0.4m）;h3填料层间高度，m （本案取0.2m）;h4配水区高度，m （本案设计取0.9m）m填料层数，本案设计为2层；g. 实际停留时间：t=nf（H0-H1）/Q=2x36x（5-0.5）/42=7.43h;h. 填料总体积：3V=nf H=2x 36x 3=216m3i. 所需空气量D=D0Q=15x 1000=15000m3/dD0 im污水所需气量，m/m2，本案取15;2.2.1.4 二沉池污泥

14、区容积 7 ：=161.28m3R污泥回流率，本案为0.6 ;泥斗锥角取42;贝卩泥斗深2.5m,长宽各7m池边水深：由于池径v10m宜取池边有效水深2.5m;校核停留时间： t =7X 7X 3/42=3.5h2h （必要沉淀时间）;出水槽距顶高 0.5m则整体尺寸为长X宽X高=7X7X（0.5+2.5+2.5 ），泥斗底部尺寸： 1.5 X 1.5m2.2.1.5 中间池设计水力停留时间为50mi n,则整体容积为：V=QX t=42X 50/60=35m3设计有效水深为2.5m,由于二沉池进水槽距地面高 0.5-0.2 （沿口高度）=0.3m则中间池尺寸为长X宽X高=4X3.5 X 2.

15、8m2.2.1.6 中水回用池设计尺寸与调节池相同。221.7 污泥浓缩池设计剩余污泥产生量为1.04t/d,含水率为90%按8h储泥时间计 算该污泥浓缩池尺寸为？=6m H=2.5（直筒高度）+1.5（锥底浓缩部分 高度）2.3设备选型2.3.1集水井提升泵该提升泵主要功能是将集水井中的废水转移至调节池内，因此对其扬程要求不高，如果采用自吸式水泵或离心泵就应当主要考虑其吸 程。另外，从安全角度考虑还应当注意其流量应当大于污水排放量和 耐腐蚀性。建议使用耐酸潜水泵 2台，一备一用，流量42nVh，按此要求，可选择80WQ50-10-3型污水潜水泵，其具体参数如下8表380WQ50-10-3型污

16、水潜水泵具体参数问排出直径/mm流量 /m3?h-1扬程/m转速/r ?min1电机功率/kw80501014504232中和罐设计中和罐反应时间为30 min，则其容积应为：V=42X( 30/60) =21昭；设计高高度为3m,则其直径?=21/ (3X n) =2.2m2.3.3调节池提升泵该提升泵主要作用是将废水从调节池中输送至后续处理设备中。需要考虑其扬程和耐腐蚀性。流量也应保持在设计流量之上。为了检修方便，宜采用地上安装类泵，即离心泵或自吸泵。按此要求，该泵吸程应5m扬程3m可选用GMP-35-80型自吸式离心泵。其具体标准如表4: 8表4 GMP-33-65型自吸式离心泵具体参数

17、 问电机功率口径 /mm扬程/m流量 /m3?h-1最高扬程最大流量/kw/m/m3?h-158011.26019.6692.3.4板筐压滤机可将排入污泥浓缩池的污泥，通过螺杆泵打入板筐压滤机，将其含水率降低至80噓右。螺杆泵可采用扬程在 4m以上（污泥浓缩池 高度）的LXB-700X型螺旋提升泵，主要参数如下8表5 LXB-700X型支座螺旋提升泵主要参数8螺旋外径/mm转速/r ?min1流量 /m?h1提升高度/m电机功率/kw7006330047.5板框压滤机可采用915型聚丙烯板框压滤机，其具体参数如表表6915型聚丙烯板框压滤机参数表68型号过 滤 面 积/m2滤室数滤室容积/m3

18、滤 饼 厚 度/mm滤板规格i/mm过滤压力/MPa液压缸压 力/MPa外型尺寸/mm质量/kgXM41/915-U 41330.655329150.72241803778X60X1360X1410235 CAF气浮机按照CAF要求，应该使其流量达到预计最大排水量以上。 可采用CAF-50型气浮机，其参数如表78表7 CAF-50型气浮机参数问流量 /m3?h-1池长/m池宽/m池深/m总功率/kw505.331.801.833.000236中间池提升泵，砂滤罐反冲泵这两个泵的扬程高度和流量都基本相同， 所以设计采用同一类型的泵，需要满足的扬程要求即是砂滤罐的高度+池体高度（设计4.5m）8可

19、使用80QW-50-10-3型潜水排污泵。具体参数见表 8问表880QW-50-10-3型潜水排污泵具体参数流量 /m3?h-1扬程/m转速/r ?效率/%电机功率口径 /mm-1min/kw501102840653.015237加药泵加药泵的选用需根据具体絮凝沉淀实验结果选择适当的计量泵。 由于该水质中SS的含量不是太高，且采用的是高分子絮凝剂，所以 加药量不会太大。238曝气系统根据设计，该接触氧化池上有2层填料，维修不方便，建议不采 用盘片式曝气头，因为其易堵塞。根据该设计的需氧量，建议采用 75mn穿孔管。风机采用三叶型罗茨风机。风量要求15000nVd=625m3/h 氧含量，即空气

20、量为2976nVh。可选用RT-200型三叶罗茨风机.参数 如表9：2.4总图布置总图布置应根据拟建地的特点，尽量方便设备的管理和操作布 置。本案总图设计见附图。表9 RT-200型三叶罗茨风机具体参数8风量 /m3?h-1转速/rpm功率kw风压/kpa30001488159.83.设计结果表10设计结果构筑物名称数量规格/m备注集水井1长x宽x深=4X 4X5m防腐蚀调节池1长x宽x深=12x 8x5m防腐蚀接触氧化池1长x宽x深=6x 12x5m滤池分两格；填料高3m二沉池1长x宽x高=7x 7x(0.5m+2.5m+2.5n)底部锥角42中间池1长X宽X高=4X 3.5x 2.8m中水

21、回用池1长X宽X深=12X 8X5m污泥浓缩池1?=6m H=2.5+1.5表11设备清单设备名称设备型号数量/个备注集水井提升泵80WQ50-10-3 型污水潜水泵2防腐蚀调节池提升泵GMP-33-65型自吸式离心泵2防腐蚀中和罐?=2.2m,H=3m1防腐蚀絮凝沉淀罐?=3m,H=3m3内设斜管填料CAF气浮机CAF-50型气浮机1曝气系统曝气管DN=75mm$8根穿孔RT-200型三叶罗茨风机2中间池提升泵80QW-50-10-31砂滤罐H=4.5m, ?=2.5m1砂滤罐反冲泵80QW-50-10-31该设计最大的特点是采用了 CAF式气浮，这种气浮相对于现在广 泛应用的DAF溶气气浮有很多优点。另外，PAM+PA的组合絮凝沉淀 工艺也是目前最为流行的方法，其沉淀效率较高。4.问题讨论4.1在的问题本方案所设计的工艺是用苛性钠中和处理，另外投加混凝剂PAMfn助剂PAC进行须凝沉淀。然