废水处理课程设计.docx

1、江苏科技大学水污染控制工程课程设计学院苏州理工学院专业环境工程学生姓名徐丽华吴玉娟朱俊婷柳晨鑫班级学号11428141/2指导教师陈广春二零一四年十二月目录第一章 绪 论11.1 工程简况11.2 丝绸印染生产废水特征及处理要求11.3 丝绸印染废水地水量和水质21.4设计依据和设计原则 .21.4.1执行纺织染整工业水污染物排放标准 GB4287-2002。 .2.4.2室外排水设计规范（ GB50014-2003） .21.5工艺流程地确定 .31.5.1污水处理工艺选择准则 .31.5.2处理工艺选择与确定 .31.5.3主要构筑物地结构及作用 .31.5.4工艺流程图 .5第二章 主要

2、污水处理构筑物设计计算 .62.1调节池.62.2粗格栅.62.3提升泵站 .82.3. 1 设计计算 .82.3.2水泵选型 .82.4细格栅 .92.5平流式初沉池 .102.6A2/O 工艺 .132.6.1设计参数 .132.6.2A2/O 池尺寸计算 .142.7鼓风机房 .172.8平流式二沉池 .18第三章污泥处理构筑物和沼气利用设计计算 .213.1概述 7 .213.2污泥处理工艺流程地选择 .2233 重力浓缩池 .223.3.1设计参数 .223.3.2设计计算 .223.4污泥厌氧消化罐 .253.5污泥贮池 .263.6污泥机械脱水 .263.7污泥泵房 .273.8

3、沼气利用 .273.8.1脱硫器 .273.8.2沼气储柜 .283.8.3沼气利用 .28第四章 柠檬酸废水工程设计平面布置 .294.1各处理单元构筑物地平面布置 .294.2管道及渠道地平面布置 .304.3辅助建筑物 .304.4本设计污水处理设施地平面布置 .30第五章 柠檬酸废水治理工程设计高程布置. 325.1 布置原则325.2 污水处理构筑物高程计算325.2.1 处理构筑物地水头损失325.2.2 连接管渠水头损失计算公式335.2.3 污水管渠水头损失计算表335.2.4 各处理构筑物地高程确定345.3 污泥处理构筑物高程计算35第六章 设计说明366.1 调节池376

4、.2 污水提升泵房376.3 UASB厌氧反应器376.4 曝气调节池386.5 平流式沉淀池396.6 生物接触氧化池396.7 二沉池396.8 气浮池406.9 污泥浓缩池406.10 污泥消化罐406.11 污泥贮池416.12 污泥机械脱水41第七章工程经济技术指标与建议427.1 工程经济技术指标427.2 建议43结 语43致 谢44参考文献45第一章 绪论1.1 工程简况昆山市地域面积921.3 平方公里，人口70 万 .地势平坦，自然坡度较小，由西南微向东倾斜.地面高程2.8-6M.全境河流总长1056.32公里，其中主要干支河流62 条，长457.51公里；湖泊41 个，水

5、面10 余万亩 .年均降水量1074毫M；年地表水中河湖蓄水6.9 亿立方M ，承泄太湖来水51.3 亿立方 M ，引入长江水2.5 亿立方M ；年地下水开采量约0.95 亿立方M.该市位于长江流域，地处北回归线以北，属北亚热带南部季风气候.气候温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛.年平均气温16.5；年降水量1447 毫 M, 年日照时间1697 小时，全年无霜期 239 天 .该市市丝绸印染厂废水日排污水量为3000m3 ，废水中含有大量地污染物质.丝绸印染厂进水COD在800mg/L左右，出水为100mg/L ，进水BOD5为200mg/L ，出水为25mg/L ， SS进水为500m

6、g/L ，出水为70mg/L. 目前该工程运行未定，效果良好.11.2 丝绸印染生产废水特征及处理要求纺织印染行业是工业污水排放大户，污水中主要含有纺织纤维上地污物、油脂、盐类以及加工过程中附加地各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等.废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH 变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水.随着化学纤织物地发展，仿真丝地兴起和印染后整理要求地提高，使PVA浆料、人造丝碱解物、新型染料、助剂等难降解有机物大量进入纺织印染废水，对传统地废水处理工艺构成严重挑战，COD浓度也从原来地数百毫克每升上升到3000 5000mg/l.浆染废水色度高、COD高，特别

7、是根据国外市场开发出来地丝光蓝、丝光黑、特深蓝、特深黑等印染工艺，该类印染大量使用硫化染料、印染助剂硫化钠等，因此废水中含有大量地硫化物，该类废水必须加药预处理，然后再进行系列化处理，才能稳定达标排放.漂染废水中含有染料、浆料、表面活性剂等助剂，该类废水水量大，浓度和色度均较低，如果单纯采用物化处理，则出水也在 100200mg/l 之间，色度也毒能以满足排放要求，但污染量大大增加，污泥处理地费用较高，容易造成二次污染，在环保要求较严地情况下应充分考虑生化处理系统，常规地强化生物处理工艺可以满足处理要求.1.3 丝绸印染废水地水量和水质丝绸原意指丝织纤维加工而成织物.随着化学纤维地迅速发展，化

8、纤原料不断应用到丝织物中 . 目前认为凡在织物地经线方向含有不少于一根长丝纤维，而不管其纬线及其余经线地组合如何，这些织物均称为丝织物 .丝绸染整大多在水溶液中进行，用水量很大，真丝印染以酸性染料为主，丝绸染整工艺大致经过坯绸检验、炼漂、染色、印染、印花、整理、成品检验和装潢等工序.表 1-1 进出水排放水质CODBODSS色度TPTNNH4-N(mg/L)(mg/L)(mg/L)倍(mg/L)(mg/L)(mg/L)进水88020050015043530出水1002570250.515151.4 设计依据和设计原则设计依据：（一）建设单位提供地废水量及水质状况；（二）将建设单位提供地有代表性

9、地水样，水质化验数据；（三）环保部门对污染治理地提示语要求；（四）执行纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-2002。（五）室外排水设计规范（GB50014-2003）；（六） 环境工程手册水污染防治卷相关设计参数与技术要求设计原则：.（一）贯彻执行国家有关环境保护地政策，按照国家颁布地有关法规、规范及标准进行设计；（二）根据设计进水水质和排放标准地要求，污水处理选用工艺实用有效，处理效果好，操作运行简单，运行稳定，占地面积少，工程投资省以及运行成本低地方案；（三）运行性能可靠、效果好、能耗低、维修简单地国内先进设备；（四）污水处理厂地规模布置充分考虑与原有构筑物、处理单元相协调；（五）在

10、工程设计中优先考虑三项因素：运行成本、工程投资、占地面积；（六）妥善处理污水处理过程中产生地排渣、污泥、噪声，避免二次污染.1.5 工艺流程地确定1.5.1 污水处理工艺选择准则我国工业废水处理及污染防治技术政策中对工业废水处理地工艺选择提出了四条准则：工艺选择地主要技术经济指标包括：削减单位污染物投资、处理单位水量投资、削减单位污染物电耗和成本、处理单位水量电耗和成本、占地面积、总体环境效益、管理维护难易程度、运行性能可靠性等. 工业废水处理工艺应根据水质特性、处理规模、当地地实际情况和要求及受纳水体地环境功能，经全面技术经济比较后优选确定. 积极审慎地采用高效经济地新工艺.对在国内首次应用

11、地新工艺，必须经过生产性实验和中试，提供可靠设计参数后再进行应用.应切合实际地优化工艺设计参数，确定废水进水水质. 必须对废水地污染物构成进行详细调查或测定、现状水质特性作出合理地分析预测.在水质构成复杂或特殊时，应进行废水处理工艺地动态实验 .1.5.2 处理工艺选择与确定采用传统地生化工艺处理难降解地丝绸印染废水，和硫化物去除率分别只有和左右，出水远不能达标排放.采用缺氧、厌氧、二级好氧组合工艺（）对原生化工艺进行改造后，、色度、硫化物去除率分别达、和，出水达标排放.该工艺具有运行费用低、处理效果稳定等优点，尤其适合中小型丝绸印染厂废水治理.1.5.3 主要构筑物地结构及作用（ 1）调节池

12、：用以调节进、出水流量地构筑物，使构筑物和管渠正常工作，在废水处理设施之前设置调节池，使其不受浓度变化和废水高峰流量地影响.对于有些反应，如水量、厌氧反应对水质和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水设置适当尺寸地调节池，对水量、水质地调节是厌氧反应稳定运行地保证，调节池地作用是均量和均质，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、预酸化和中和等功能.还可调节工业废水地水温、pH 值，还可用作事故排水，还有预曝气作用 .（ 2）格栅：格栅是由一组平行地金属栅条或筛网、格栅柜和清渣耙三部分组成，安装在污水处理厂地端部 .格栅主要作用是将污水中地大块污染物拦截出来，否则这些大块污染物将堵塞后续单元地机泵或工艺

13、管线 .格栅上地拦截物成为栅渣，其中包括十种杂物，大至腐尸，小至树杈、木料、塑料袋、破布条、碎砖石块、瓶盖、尼龙绳等均能在栅渣中发现.（ 3）A 2 / O 工艺：在首段厌氧池聚磷菌释放磷，同时溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD 浓度下降，另外NH3-N 因细胞合成而被去除一部分.在缺氧池中，反硝化细菌利用污水中地有机物做碳源，将回流混合液中地带入地大量NO3-N 和 NO2-N 通过反消化作用还原为N2 释放至空气中，在好氧池中有机物被生化降解，其浓度下降；有机氮被氨化继而被硝化，转化为NO3-N，通过出水回流至缺氧池，进行反硝化脱氮；同时释放地磷地聚磷菌在此过量地摄取磷形成高磷污泥，通

14、过排泥使P 从污水中得以去除.特点： 能同时脱氮除磷 流程中串联了厌氧池，可有效降解部分难降解地有机物，还可提高废水地可生化性，因此该工艺COD 和 NH4+-N 去除率均较高，适宜处理COD 和 NH4+废水 在厌 缺 好氧地交替运行下，丝状菌难以大量增殖，污泥膨胀地可能性大大减小 工艺系统稳定，抗冲击能力较强.（ 4）污泥浓缩池：此工艺中采用重力浓缩池，污泥浓缩是采用重力或气浮法降低污泥含水量，使污泥稠化地过程 .减少水处理构筑物排出地污泥地含水量，以缩小其体积地一种污泥处理方法 .适用于含水率较高地污泥.例如活性污泥，其含水率高达99左右 .当污泥含水率由99降至 96时 ,污泥地体积可

15、缩小到原来地1/4.为了对污泥有效地、经济地进一步处理，须先进行浓缩 .浓缩后地污泥含水率一般为9597. 污泥浓缩中所排出地污泥水含有大量有机物质，一般混入原污水一起处理；不能直接排放，以免污染环境.1.5.4 工艺流程图图 1-2 工艺流程图第二章主要污水处理构筑物设计计算2.1 调节池调节水量和水质地构筑物称为调节池.根据生产废水排放规律，其废水地水量、水质随时间地变化而变化，为了保证后续处理构筑物对水质水量稳定性要，后续处理构筑物或设备地正常运行，需对废水地水量和水质进行调节.调节池停留时间取6h，调节池采用地下式，考虑到土建结构可靠性高，故障少，故只设一个调节池.设调节池地水力停留时

16、间取6h，有效水深取 4.5m ，超高 0.4m ，有效池容 670m3.调节池地面积：V670A=148.90m2H4.5调节池地尺寸：长14m ，宽 10.6m2.2 粗格栅格栅是一组（或多组）相平行地用金属栅条制成地框架，倾斜或直立地布置在进水渠道中，或布置在进水泵站集水井地进口处，以避免水泵机组、管道或下游处理设备地堵塞.3000 m3/d=0.034 m3 /s由平均日流量与Kz 地关系计算可得Kz=1.83，Qmax=Q× Kz=3000 × 1.83=5490 m3/d =0.064 m3/s取栅前水深h=0.4m ，栅条宽度S=0.021m，过栅流速v=0.

17、9m ， =60，栅条间隙b=0.1m.（1） 栅条宽度城市污水处理厂不设计单座，设计2 个，则 Qmax/2=0.032 m3/s栅条间隙数n(个 )格栅宽度 B（m）式中： B格栅宽度（ m）；S栅条宽度（ m）；b 栅条间隙（ m）；n 栅条间隙数（m）；Qmax最大设计流量m3/s格栅倾角（）；h 栅前水深（ m）；v过栅流速（ m/s ） .（ 2）通过格栅地水头损失式中： h1设计水头损失（m）；h0计算水头损失（m）；g重力加速度（ m/s2 ）k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3阻力系数，其值与栅条断面形状有关，一般取1-3，本处取1.（ 3）栅后槽总高度H=h

18、+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中： H格栅后渠道水深（m）h2 栅前渠道超高，一般采用0.3m（ 4）栅槽总长度式中： L-格栅槽总长度（m）L1-进水槽渐宽部分地长度（m）B1-进水渠宽（ m）1-进水渠道渐宽部分地展开角度，一般可取20L2-栅槽与出水渠道连接处地渐窄部分长度，mH1-栅前渠道深， m（ 5）每日栅渣量m3/d式中： W-每日栅渣量， m3/dW1-1 m3 污水地栅渣量，取0.1 m3/d2.3 提升泵站2.3. 1 设计计算水泵对污水产生提升作用，确保后续处理构筑物中污水可以重力流地形式流动，以减小动力消耗及能量损失.设计流量和扬程地计算污水泵站

19、采用自灌式半地下式泵房扬程地计算泵房内管线水头损失：h3=0.6m自由水头： h4=0.3mh 1 ， h 2 见高程计算 .h 1 调节池最低工作水位与所提升最高水位之间高差，m；h 2 出水管管线水头损失，m水泵选型水泵总扬程为：H=h 1 +h 2 +h 3 +h 4 =9.3299+0.0368+0.6+0.3=10.2667m2.3.2 水泵选型根据流量 Q=125m3/h ，扬程 10.2667m选用 150QW200-22A 型潜污泵，每台Q=134.17m3/,H=10.3m表 2-1 泵地选型流量扬程（ m）转速泵重量电动机功率出口直径（ m3/h ）（ r/min ）（ k

20、g）（ kw）（ mm）15012145062085150选择调节池与机器间合建地圆形泵房，考虑选用2台水泵， 1用 1备 .2.4 细格栅取栅前水深h=0.4m ，栅条宽度S=0.021m，过栅流速v=0.9m ， =60，栅条间隙b=0.01m.（1） 栅条宽度城市污水处理厂不设计单座，设计2 个，则 Qmax/2=0.032 m3/s栅条间隙数 n(个 )格栅宽度 B（m）式中： B格栅宽度（ m）；S栅条宽度（ m）；b栅条间隙（ m）；n栅条间隙数（ m）；Qmax最大设计流量m3/s格栅倾角（）；h栅前水深（ m）；v过栅流速（ m/s ） .（ 2）通过格栅地水头损失式中： h1

21、设计水头损失（m）；h0计算水头损失（m）；g重力加速度（ m/s2 ）k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3阻力系数，其值与栅条断面形状有关，一般取1-3，本处取1.（ 3）栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中： H格栅后渠道水深（m）h2栅前渠道超高，一般采用0.3m（ 4）栅槽总长度式中： L-格栅槽总长度（m）L1-进水槽渐宽部分地长度（m）B1-进水渠宽（ m）1-进水渠道渐宽部分地展开角度，一般可取20L2-栅槽与出水渠道连接处地渐窄部分长度，mH1-栅前渠道深， m（ 5）每日栅渣量m3/d式中： W-每日栅渣量， m3/dW1

22、-1 m3 污水地栅渣量，取0.1 m3/d2.5 平流式初沉池城市污水处理厂不设计单座，本设计选择平流式初沉池，设计2 座.(1)池子总表面积式中： A-池地总面积，Qmax-最大设计流量，m3/sq-表面负荷m3/,取 2m3/（ 2）沉淀部分有效水深h2= q t=2 × 1.5=3m式中： h2-沉淀部分有效水深，mt- 沉淀时间， h（ 3）沉淀部分有效容积式中： V-沉淀部分有效容积，m3（ 4）池长式中： L-池长， mv-最大设计流量时地水平流速，/s，此处取5 /s（ 5）池子总宽度式中： B-池子总宽度（ 6）校核长宽比()（ 7）污泥部分所需总容积V已知进水 s

23、s 浓度 X0=500mg/L,出水ss 浓度Xe=70mg/L设污泥含水率97，两次排泥时间间隔T=1d，污泥容重r1t / m3式中： V-污泥部分所需要地体积，m3C1-进水悬浮物浓度，t/m3C2-出水悬浮物浓度，t/m3T-两次清除污泥时间间隔，dKz-生活污水量总变化系数0-污泥含水率， %（ 8）污泥斗容积式中： V1-污泥斗容积，m3-斗上口面积，f2-斗下口面积，h4-污泥部分高度，3m（ 9）污泥斗以上梯形部分污泥容积L1200.50.320.8mL24.5mh4' (20 0.34.5) 0.01 0.158mV2( l1l2)h '4 b( 20.84.

24、5) 0.158 3.5 6.996 m322（ 10）污泥斗和梯形部分容积（ 11）沉淀池总高度H式中： H-池总高-超高，取0.3mh2- 沉淀部分有效水深，mh3- 缓冲层高度，机械刮泥取0.5mh4- 污泥部分高度，mh4-污泥部分高度，3m图 2-1 平流式沉淀池结构示意图2.6 A2/O工艺2.6.1 设计参数（ 1）水力停留时间A2/O 工艺地水力停留时间t 一般采用6-8h，设计中取t=8h（ 2）曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度 Xv 一般采用 2000-4000mg/L ，设计中取 Xv=3000mg/L （ 3）回流污泥浓度式中： Xr-回流污泥质量浓度，mg/L

25、SVI-污泥指数，一般采用100r-系数，此处采用1.2（ 4）污泥回流比解得： R=0.5（ 5） TN 去除率式中： e-TN 去除率， %S1-进水 TN 质量浓度， mg/LS2-出水 TN 质量浓度， mg/L（ 6）内回流倍数2.6.2 A2/O 池尺寸计算（ 1）总有效容积式中： V-总有效容积，m3Q-进水流量， m3/d ，按平均流量计t- 水力停留时间，d厌氧、缺氧、好氧各断内水力停留时间地比值1:1:3，则每断地水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间t1=1.6h缺氧池内水力停留时间t2=1.6h好氧池内水力停留时间t3=4.8h（ 2）平面尺寸A2/O 工艺总面积式中

26、： A-A2/O 池总面积，h-A2/O 池有效水深， m，本设计中取4.2m设计中 N=1，每组 A2/O 池共设 5 廊道，第1 廊道为厌氧池，第2 章为缺氧池，后3 个廊道为好氧池，每个廊道宽取2m ，则每个廊道长式中： L-A2/O 池每廊道长，mb- 每廊道宽度， mn- 廊道数， 5 个（ 3）反应池进、出水系统计算 进水管进水管通过DN300mm 地管道送到厌氧-缺氧 -好氧池是首端地进水渠道.反应池进水管设计流量管道流速 v=0.9m/s管道过水断面面积管径取进水管管径DN300mm 进水井污水进入今水井后，水流从厌氧断进入设进水井宽1m，水深 0.8m井内最大水流速度反应池进

27、水孔尺寸取孔口流速v=0.4m/s孔口过水断面积孔口尺寸取0.3 ×0.3m，则孔口数 出水堰 .按矩形堰流量堰上水头式中： b=4.5m 堰宽m=0.45流量系数H堰上水头高， m 出水井设流速 v=0.8m/s ，则过水断面积出水井平面尺寸取1.0m×1.0m 出水管反应池出水管设计流量Q4 =Q3=0.18m3/s设管道流速v=0.8m/s管道过水断面积管径取出水管管径DN600mm2.7 鼓风机房（ 1）空气量为（ 2）风压计算：调节池有效水深3.5m,P= gh=1000 × 9.8 ×(31)=44.5.1Pa（ 3）鼓风机房要给调节池供气，

28、选用R 系列罗茨鼓风机，选用RE-200 型鼓风机两台，工作一台，备用一台表 2-2 鼓风机地选型升压 kPa配套电机功率转速 r/min流量轴功率 kWkW44.839.242559702.8 平流式二沉池城市污水处理厂不设计单座，本设计选择平流式沉二沉池，设计2 座 .(1)池子总表面积式中： A-池地总面积，Qmax-最大设计流量，m3/sq-表面负荷 m3/,取 1.5m3/（ 2）沉淀部分有效水深h2= q t=1.5 × 2=3m式中： h2-沉淀部分有效水深，mt-沉淀时间， h,（ 3）沉淀部分有效容积式中： V-沉淀部分有效容积，m3（ 4）池长式中： L-池长，

29、mv-最大设计流量时地水平流速，/s，此处取5 /s（ 5）池子总宽度式中： B-池子总宽度b- 每个池子地宽度，此处取3m（ 6）校核长宽比(符合要求)（ 7）污泥部分所需总容积V已知进水 ss 浓度 X0=500mg/L,出水ss 浓度Xe=70mg/L设污泥含水率97，两次排泥时间间隔T=1d，污泥容重r1t / m3式中： V-污泥部分所需要地体积，m3C1-进水悬浮物浓度，t/m3C2-出水悬浮物浓度，t/m3T-两次清除污泥时间间隔，dKz-生活污水量总变化系数0-污泥含水率，%（ 8）污泥斗容积式中： V1-污泥斗容积，m3f1-斗上口面积，f2-斗下口面积，h4-污泥部分高度，

30、3m（ 9）污泥斗以上梯形部分污泥容积L1200.50.320.8mL24.5mh4' (200.3 4.5) 0.01 0.158mV2( l1l2)h '4 b(20.84.5) 0.158 3.5 6.996 m322（ 10）污泥斗和梯形部分容积（ 11）沉淀池总高度 H式中： H-池总高-超高，取0.3mh2- 沉淀部分有效水深，mh3- 缓冲层高度，机械刮泥取0.5mh4- 污泥部分高度，mh4-污泥部分高度，3m2.9 加氯接触池2.9.1 加氯量按每立方M 投加 2g 计则加氯量第三章污泥处理构筑物和沼气利用设计计算3.1 概述 7在污泥处理地过程中，分离和产生

31、出大量地污泥，这些污泥含水率高，容积大，不便于输送于处置；同时还含有大量地有机物，使污泥易腐化发臭，此外污泥还含有一些有毒有害物质，所以必须对其进行有效处理，并达到如下四个目地：（ 1） 减量化：较少污泥最终处置前地体积，以降低污泥处理及最终处置地费用.（ 2）稳定化：通过处理使容易腐化变臭地污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥地进一步降解，从而避免产生二次污染 .（ 3）无害化：使有毒、有害物质得到妥善处理或利用，达到污泥地无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等 .（ 4）资源化：在处理污泥地同时达到变害为利、综合利用、保护环境地目地，如产生沼气等 .3.2 污泥处理工艺流程地选择污泥处理地工艺流程一般有以下几种7 ：（ 1）生污泥 浓缩 消化 机械脱水 最终处理（ 2）生污泥 浓缩 机械脱水 最终处理（ 3）生污泥 浓缩 消化 机械脱水 干燥焚烧 最终处理（ 4）生污泥 浓缩 自然干化 堆肥 农田污泥处理方案地选择应根据污泥地性质和数量，投资情况，运行管理，环境保护要求等多种因素综合考虑后选定，污泥处理地一般方法与流