年处理10万吨印染污水的工艺设计

1、江西理工大学本科毕业设计（论文）题 目：年处理10万吨印染污水的工艺设计专题题目：学 院：资源与环境工程学院专业：生物工程班 级：101学 号：26学 生：吴武指导教师：潘涛职称：讲师指导教师：职称：时间:第一章绪论1、印染废水的产生及特点中国是世界上纺织印染行业的第一大国，但是纺织印染行业会产生大量的工 业废水，约占整个工业废水的35%据不完全统计，我国印染废水排放量约为每 天300-400万t,印染厂每加工100m的织物会产生35t的废水，由此而造成的 破坏和经济损失是不可估量的，因而要实现印染行业的可持续性发展， 必须解决 印染行业的污染问题。印染废水主要是由加工棉、麻、化学纤维及其混纺

2、产品为主的印染厂排出的 废水。印染废水耗水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100200吨，其中80%- 90%成为废水。印染废水来自生产加工的各个工序，污染物的成分也不尽相同。纤维材料上 的杂质除化学纤维含杂质较少外，其他纤维都含有大量杂质，这些杂质是通过退 浆、煮练、洗剂等工序进入废水的。对于不同用途的纤维织物所使用的浆料和化 学药剂不同，所造成的污染物也就不同。印染废水的特点有以下几个：1、水质变化大印染废水是印染企业生产过程中排放的各种废水混合后的总称。有些企业排放的全部为生产废水（包括生产废水和辅助生产废水），而有些企业排放的废水中 则含有部分生活污水，致使其废水水质处于经常变化之中。

3、 因此印染废水排放与 企业生产的织物品种、数量及所选用的染化料等多种因素有关， 水质变化大，在 所排放的废水中，化学需氧量（COD高时可达2000 3000mg/ L,且生化需氧量 （BOD）与COD之比小于0.2，可生化性差。2、色度大、有机物含量高印染废水总体上属于有机性废水，其中所含的颜色及污染物主要由天然有机 物质（天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维素、油脂等）及人工合成有机物质（染 料、助剂、浆料等）所构成。由于在印染加工中大量使用了各种染化料，这些染 化料不可能全部转移到织物上，在水中有部分残留，使得废水的颜色深。不同纤 维织物在印花和染色过程中使用的染料不同，染料的上染率不同，染料

4、的残留形态也不同，致使排放废水的颜色也不相同。近年来，随着大量新型助剂、浆料的使用，有机污染物的可生化性降低，处理难度加大。3、数量庞大。印染废水的排放量很大，据欧洲统计发现，织物和排放废水的重量比是1 : 1501 : 200,我国约为1 : 2001 : 400。我国纺织工业废水为全国工业废水 排放量的第六位,其中80%!印染废水。4、水温水量变化大由于加工品种、产量的变化，导致水温水量的不稳定。正是由于印染企业生 产品种的多样性及生产工艺的多样性，而且其废水具有上述的特点，因而印染废 水的处理具有一定的难度，需采用物理、化学、生物等多种方法组合进行。5、成分复杂印染废水含有未反应的染料、

5、颜料（涂料），带有浓重的色泽，还有未反应的助 剂,以及反应后的生成物和织物上的脱落物。更严重的还有致癌和致畸的有机化 合物,具有毒性的重金属等。6 pH值变化大由于不同纤维织物在印染加工中所使用的工艺不同， 在染色或印花中为使染 色溶液和印花色浆更好地上染到不同织物上， 需要在不同pH值条件下进行染色， 因此，不同纤维织物在印染加工中所排放废水的 pH值是不同的。一般来说，由 于棉及其混纺织物印染加工中很多工艺都需要加入碱，造成废水中 pH值较高。 7、治理困难印染废水属工业废水中较难治理的一种。由于技术、经济等原因 ，目前大多 数采用的生物一物理治理方法只能达到基本排放要求。虽然在色度上略有

6、下降 ， 但对有机物质只是分解成较小物质，对这些分解产物性质很难控制也很难掌握 ， 无法保证对环境不产生危害。2、印染废水处理的现状和研究意义2.1现状印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水。主要包括：预处理阶段（如烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光）排放的退浆、煮练、漂 白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂洗废水； 整理阶段排放的整理废水。印染废水组分复杂，常含有多种染料，色度深、毒性强、难降解，PH波动大、 而且浓度高，废水量大，是难处理的工业废水之一。由于化学纤维织物的发展， 使难生化降解有机物大量进入印染废水。色度的去除是印染废水处理的一大

7、难 题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。 传统的生物处理工艺已受到严重 挑战。如何选择适宜的废水处理工艺， 做到运行成本既合理， 污染物去除效果又 好，是工程设计中的关键。印染废水处理工艺主要有下列几种。一、传统印染废水处理工艺 :(1) 物理处理法：吸附法和混凝法吸附法可通过吸附剂去除水中的色、 臭、重金属离子和有机物。 但该方法不 大适用于分散染料的去除。混凝沉淀法是对于成分复杂的染料废水， 先经均化沉淀， 加入适量的酸或碱 中和后，再加混凝剂絮凝沉淀。 传统混凝法对疏水性染料脱色效率很高。 缺点是 需随着水质变化改变投料条件，对亲水性染料的脱色效果差， CODfc除率低。(2) 化

8、学处理法：化学氧化法、焚烧法 化学氧化法是通过强氧化剂的氧化作用， 破坏发色基团或染料分子结构， 达到脱色和去除COD勺目的。焚烧法是在高温下， 利用空气深度氧化处理极高浓度有机物废水的最有效手 段，是最易实现工业化的方法。目前，国内焚烧处理存在的主要问题是：热回收 率低，不少焚烧装置因运转费用高而不能运行。 国外先进的焚烧系统都配备废热 回收和废气污染控制装置，有利于降低能耗和消除二次污染。(3) 生物处理法 废水生化处理是利用微生物的代谢作用分解废水中有机物的处理方法。 生化法操作简单 , 运行费用低 , 无二次污染的优点 , 在印染废水的处理中得到了广泛的 应用。生化法包括好氧法和厌氧法

9、。二、新型印染废水处理工艺：(1) 膜过滤法：国内用醋酸纤维素纳滤膜处理染料厂的高盐度、 高色度废水 , 色度去除率几乎达100%,CO去除率在95鸠上。膜分离技术处理效果明显，是一 种极有前途的物理处理新技术。 但其投资和运行费用高 , 易发生堵塞, 需要高水平 的预处理和定期的化学清洗 , 还存在浓缩物的处理问题。(2) 高能物理处理法：水分子在高能束轰击作用下能发生激发和电离 , 生成离 子,激发电子、次级电子 ,这些高活性粒子可使有害物质得到降解。 该技术的特点 是有机物的去除率高 ,设备占地面积小 ,操作简便 ;但因其产生高能粒子的装置昂 贵, 技术要求高 ,能耗较大 , 要真正投入

10、应用还有大量的问题需要解决。(3) 化学处理法 光催化氧化法：利用某些物质在紫外光的作用下产生自由基 , 氧化染料分子 从而实现脱色。目前存在的主要问题是染料体系的复杂性和测试方法的局限性。 其次, 是由于催化剂悬浮于水体中 ,加大了清理难度 , 增加对环境的二次污染。超声波氧化法：基于超声波能在液体中产生局部高温、高压、高剪切力 , 诱 使水分子及染料分子裂解产生自由基 , 引发各种反应并促进絮凝的一种技术。该 技术可与化学氧化、电解氧化、光催化氧化等联用 , 对一些难降解有机物有显著 的降解效果 , 去除率高且反应速度快。(4) 生物法好氧生物处理法加压生物氧化法：采用密闭塔式容器 , 根

11、据亨利分压定律 , 以简单的“加压” 手段突破了有机废水生物处理的供氧问题 , 增大了活性微生物量 , 提高了微生物 活性。为生物法处理印染废水 , 特别是处理浓度高和难生物降解的印染废水创出 了一条新路。膜生物反应器处理法： 它将水力停留时间与污泥停留时间相分离， 延长了泥 龄，污泥质量浓度可以得到提高， 从而提高了生物系统对难降解有机物的处理能 力。它具有出水稳定、水质好等优点 , 但膜污染、成本高的问题阻碍了它的大量 推广。添加优势菌种法：通过添加优势复合菌 , 经长期驯化形成稳定的含菌泥体系 , 菌泥的形成不但可使降解效率大大提高 , 而且可使反应时间大大缩短 , 因而大幅 度降低了废

12、水处理工程的投资和运行成本。 利用高效菌作为添加剂或种源接种处 理印染废水是当今环保领域中新兴的生物技术。厌氧生物处理法：厌氧生物处理较好氧生物处理在印染废水处理上 , 有应用 范围广、能耗低、有机负荷高、剩余污泥少的优势。但是 , 单一的厌氧处理运行 周期比较长 , 而且往往很难达到排放标准。因此，厌氧生物处理应用较多的主要 是其复合或改进工艺。好氧-厌氧处理法：通过厌氧处理以提高印染废水的可生化性 , 使出水水质稳 定, 减少了负荷冲击 ,以利于后续的好氧处理。 当有机物通过厌氧反应 ,降解成有 机酸或小分子的溶解性物质后 , 再通过好氧处理予以彻底降解。 厌氧-好氧法处理 难生化降解的印

13、染废水具有除污染效率高、 运行稳定和较强的耐冲击负荷能力等 特点。但是又存在着以下自身无法解决的问题： 活性污泥沉降性、 生化反应速率 和剩余污泥的处理费用较高； 随着印染废水的可生化性变差， 单一运用生物处理 法不能满足实际要求。比较上述各种印染废水处理技术 , 物理和化学法总体上处理成本高 , 其中吸 附法和膜分离技术适合作为深度处理技术 , 较氧化法处理效率高、 二次污染较少。 比较有效的处理工艺是通过物化处理减少印染废水的生物毒性 , 提高可生化性 , 再采用运行成本较低的生化法进一步处理。且单一处理工艺均很难达到要求 , 需 对不同处理工艺进行优化组合。因此 , 系统开发不同工艺的有

14、效组合 , 研究高效、 经济、节能的印染废水处理反应器将是印染废水处理工艺研究的主要内容和发展 方向。2.2 研究意义（ 1）印染污水处理的目的就是为了除去废水中的各种有害物质， 防止环境污 染，使水能够重新利用。 所以说印染污水处理的意义： 水是一种易受污染而可以 再生的自然资源。 随着人口的不断增长和经济发展， 加之水污染的日益严重， 可 利用的水资源数量日益短缺， 造成水危机。 根据水工业的观点， 给水和排水分别 是人类向自然界取用和归还可再生资源 “水” 的两个程序， 为了使这个循环能够 持续地为人类服务， 水在使用后回归自然界前， 必须进行废水的再生处理， 使水 质达到自然界自净能力

15、的承受水平， 恢复其作为自然资源的属性。 对可持续发展 战略的实施有着极为现实的意义。 水资源是不可再生资源， 我们不仅要节约用水， 保护自然生态环境， 坚持可持续发展， 并且要处理好废水， 不能让废水污染了健 康自然绿色的生态环境， 把坚持科学发展观应用到实际环境保护中， 给人类营造 一个健康绿色的生态圈。2）本设计的目的是让学生对印染行业的工艺流程、 污染物产生情况、 常用 的污水处理工艺进行初步的了解，同时培养学生独立研究分析问题能力， 进一步 提高污水处理工程的工艺选择、 参数计算、工程制图的专业水平，同时训练学生 综合应用所学专业知识、查阅分析文献资料、独立设计污水处理工程的能力。了

16、 解和掌握污水处理工程设计的基本程序， 学会工艺确定的原则和方法，掌握构筑 物设计计算方法、设计说明书编制、图纸绘制方法等。要求学生树立正确的指导 思想及严谨的科学态度，按学校毕业设计要求完成毕业设计，掌握印染行业的生 产工艺流程、废水中污染物产生情况、常用的印染废水处理工艺。3、本毕业设计的技术要求与数据进水水质指标测定值（mg/l）流量3400m /dBOD5400CODcr1500SS230TN5TP12色度400倍pH8-11水温20出水水质要求指标排放浓度（mg/l）国家综合排放标准（GB8978-96）pH6-9COD"100BOD530SS70NH 4N15PO40.5

17、色度50倍第二章污水处理厂方案的确定2.1厂址选择污水处理厂厂址的选择，既要服从城市总体规划和远期发展规划， 又要兼顾 考虑建厂条件、地理和气候条件、城市布局、建设投资、社会影响、生态影响等 各方面因素，做到合理布局；同时还应考虑到与配套管线的近、远期结合，以便 于实施。厂址确定应满足如下原则：（1）与所采用的污水处理工艺相适应；（2）少拆迁，少占农田，有一定的卫生防护距离；（3）厂址位于集中给水水源下游，且应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游 和夏季主风向的下风向；（4）处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近， 以便于运输。当处理水排放时，则应与受纳水体靠近；（5）要充

18、分利用地形，如有条件可选择有适当坡度的地区， 以满足污水处理 构筑物高程布置的需要，减少工程土方量；（6）有良好的工程地质条件及方便的交通、运输、水电条件；（7）厂址不应设在雨季易受水淹的低洼处， 靠近水体的处理厂，要考虑不受 洪水威胁，厂址应尽量设在地形条件好的地方；（8）厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地2.2 确定污水处理方案的原则a. 确定污水处理方案的原则： 1污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质 好；保证良好的出水水质，效益高；2污水处理站的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化 程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行

19、回用水设计；3. 为确保处理效果， 采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物； 提高自动化程 度，为科学管理创造条件；4. 污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水；5. 提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；6. 查阅相关的资料确定其方案。b. 最佳的处理方案要体现以下优点：1. 保证处理效果，运行稳定；2. 基建投资省，耗能低，运行费用低；3. 占地面积小，泥量少，管理方便。2.3 污水处理方案的确定根据测量的水量、 水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的 标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选， 并通过论证选择合理的污水及污泥 处理工艺流程。2.3.1 污水处理路线选择我国污水处

20、理在建国四十多年来取得是很大的成就， 污水处理技术随着水污 染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点， 逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：a. 对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；b. 以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；c. 以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；d. 以回用为目标的污水深度处理技术路线， 结合该污水处理工程的具体情况 分析进行选择。首先，C和d这两种技术路线对于自然环境条件因素要求较高， 从而不可取， 所以应选 a 和 b 两种路线。尤其是以 b 这种路线应予以推广， 因为

21、随着环境状况 的日趋严峻， 用水问题越发突出， 从而对于水的合理使用必将是大家特别重视的 课题，所以，下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路 线和传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线。 对于大规 模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地处理法，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少及管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分为好氧氧化塘、 厌氧氧化塘、 兼性氧化塘及曝气氧化塘， 它们 所需要的停留时间都很大， 一般需要几天到几十天， 占地面积很大， 而且对周围 环境卫生的影响较大， 需要慎重考虑， 所以，在没有低洼地可利用的情况下若购

22、置、占用大量的良田、 平地筑塘是相当不经济的， 据本工程的情况不宜采用氧化 塘处理。土地处理法，就是按照要对污水达到处理的同时达到对控制渗流污染的要 求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解 以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使水达到净化，这 种方法有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善， 但是，这种处理需 要广阔的土地面积， 而且要注意对地下水的污染问题。 在我国人均土地面积不足 的情况下，土地处理法必须与污水的灌溉利用和污水土地利用处理还有一定差 距。主要表现为：a. 污水灌溉并未按土地处理污水的要求控制水量、 水质，有些地下水以及

23、其 他水源、水体造成污染；b. 由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水处理；c. 没有经过严格水质控制的灌溉， 往往会造成对粮食作物， 特别是对蔬菜作 物的食用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染。所以，污水灌溉作为对适当处理后的城市污水的有效利用， 无疑是非常有价 值的，但作为对污水的完善土地处理， 从而取代其他的污水处理措施， 在本工程 的具体条件下，尚不现实或不可行。因为：a. 对地下水源有污染危险；b. 没有也不可能修建贮存几个月污水量的大容量调节池， 非灌溉季节的排放 问题无法解决。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路 线，本项目不

24、具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件， 使微生物大量繁殖， 提高污水中微生物对水 的净化效率，主要包括活性污泥法与生物膜法， 其中以活性污泥法采用较为普遍， 是目前国内外城市污水处理的主体工艺。 传统活性污泥法净化已有较丰富的实践 经验和技术资料， 运行可靠， 处理效果好，但是也存在能耗较多和费用高等特点， 所以，许多国家都在为节省污水处理的能耗费用寻求新技术、 新设备或对传统流 程改革更新， 在我国也有许多正在进行实验和已经开始采用， 改革更新的活性污 泥法流程和技术，如 A-B 两段曝气法、氧化沟、 A/O 脱氮工艺、 A2/O 同步脱氮除 磷工艺、微孔曝气、纯氧曝

25、气、深井曝气、分段曝气等都各自具有不同的优点。 结合本工程的具体情况， 在已排除了前述三个技术路线后， 我认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化的技术路线是比较合 适的、可行的。主要有以下特点：a. 能可靠的运行并保证水质净化的要求；b. 不需要占用大面积的土地；c. 处理后污水即可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；d. 为以后在经济条件可以的情况下，进行三级处理供工业回用打下基础。2.4 污水处理工艺流程方案介绍 在选定了污水处理技术路线后， 我对活性污泥法和人工生物净化的几个方案 进行筛选。初步选到下列 3 个方案，再进行比较。a. 传统活性污泥法；b. 氧

26、化沟；c. 生物接触氧化法。2.4.1 传统活性污泥法 这是以活性污泥法处理污水的典型工艺， 其特点是好氧微生物在曝气池中以 活性污泥的形态出现， 并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量， 促使微 生物生存和繁殖以分解污水中的有机物。 混合液经沉淀分离后， 其活性污泥大量 被回流到曝气池中。 生物氧化作用主要在这一级曝气程序中完成。 该法一般 BOD5污泥负荷率为0.2 0.4kgBOD5/kgMLSSd，曝气池停留时间约为4 6h,水气比 1：8。a. 特点： 利用曝气池中的好氧微生物， 依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机 物。混合液进行沉淀分离， 活性污泥回流到曝气池中去， 原污

27、水从池首端进入池 内，回流污泥也同步注入， 废水在池内呈推流形式流动至池的末端， 流出池外至 二沉池。b. 优点：(1) 处理污水效果好，BOD的去除率可达90%(2) 有丰富的技术资料和成熟的管理经验；(3) 适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。c. 缺点 :(1) 运行费用好，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本；(2) 基建费用高，占地面积大；(3) 对外界条件的适应性差；(4) 由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况， 对于 N、P 去除率非常低， TN 的去除率仅有 20%的效果， NH3-N 用于细胞合成只能除 1218%，P 的去除率也很 低。2.4.2 氧化沟工艺a.

28、 特点：氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是 1950 年由荷兰公共工程研究所研究成 功的。其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。 污水和活性污泥的混合液在其中不停 地循环流动，其水力停留时间一般较长，为 15 16h，泥龄长达1530天，属 于延时曝气法。氧化沟处理系统的构造形式较多， 有圆形或马蹄形的， 有平行多渠道形式以 侧渠作为 二沉池的，有将二沉池建在渠上或单独分建的等等，其供氧和水流动 力都是靠提升曝气设备， 这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出 现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器， 由于氧化沟水深较浅 (一般 3 米左右)，而流程较长，可以按照曝气器前作缺氧与曝气器后

29、作富氧段的方式 设计运行， 提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件， 在缺氧段脱硝， 在好氧段除碳 源需氧量及达到脱 N 的目的。b. 优点(1) 氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合 和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力， 对不易降解的有机物也有较好的 处理效果。(2) 处理效果稳定可靠，不仅可满足 BOD5、SS 的排放标准，还可以达到脱 N 除 P 的效果。(3) 由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获 得较彻底的降解。(4) 活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚 至取消二沉池和污泥回流系统， 简化了处理流程， 减

30、少了处理构筑物， 使其基建 费用和运行费用都低于一般活性污泥法。(5) 承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。c. 缺点氧化沟运行管理费用高；氧化沟沟体占地面积大。2.4.3 生物接触氧化工艺生物接触氧化法是在生物滤池的基础上， 从接触曝气法改良演化而来的， 因 此有人称为“浸没式滤池法” 、“接触曝气法”等。旱在十九世纪末韦林、迪特等人就试验研究了接触氧化法处理污水。 1912 年克洛斯获得了德国的专利登记。 但是，发展为正规的污水处理法， 还是德国的 贝奇和美国的布斯维尔分别在埃姆兴，阿尔巴纳处理厂实现的。1938年，在日本 的岐阜市亦进行过试验研究。a. 特点：生物接触氧化法与其他方法

31、的比较具有如下特点： BOD负荷高，MLSS量大，相对地效率较高，并且对负荷的急剧变动适应 性强。 处理时间短。在处理水量相同的情况下，所需装置设备较小，因而占地面 积小。 维护管理方便，无污泥回流，没有活性污泥法中所容易产生的污泥膨服。 易于培菌驯化，较长时期停运后，若再运转时生物膜恢复快。 适应于低浓度污水处理。 剩余污泥量少。b. 缺点： 填料上的生物膜数量需视 BODS荷而异。BOEft荷高，则生物膜数量多； 反之亦然。因此不能借助于运转条件的变化任意地调节生物量和装置的效能。 生物摸量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，易于堵塞填料。 所以，必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措

32、施。 大量产生后生动物（如轮虫类等）。若生物膜瞬时大块地脱落，则易影响 处理水水质。 组合状的接触填料会影晌均匀地曝气与搅拌。综上所述：在本次设计中采用生物接触氧化法。第三章主要构筑物的选择及设计计算3.1格栅3.1.1设计说明格栅是一种截留废水中粗大污物的预处理设施， 是由一组平行的金属栅条制 成的金属框架，斜置在废水流经渠道的上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大 块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效 果取决于缝隙宽度和水的性质。按格栅栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅 3类。按格 栅的清渣方法，有人工格栅、机械格栅和水力清除格栅三种。按格栅

33、构造特点不 同可分为抓耙式、循环式、弧形、回转式、转鼓式、旋转式、齿耙式和阶梯式等 多种形式。格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口 处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物， 以减轻后续水处理工艺的处理 负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2m3/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。格栅倾角一般用45°75°机械格栅倾角一般为60°70°通过格栅的水头损失与污水的过栅流速有关，一般采用0.10.4m。过栅流速一般采用0.61.0m/so3.1.

34、2 设计工艺参数 设计流量 Q = 400m3/d = 17m3/h = 0.0046m3/s 栅前水深h = 0.4m 过栅流速v = 0.7m/s 格栅倾角a = 70 ° 格栅条间隙b = 0.01m 矩形栅条断面s = 0.01m 进水渠道宽B1 = 0.1m 渐宽部分展开角a = 20 ° 栅前管道超高h2 = 0.2m3.1.3 设计计算 格栅条间隙数：Q .sin 0.0046 、sin 70°cn1.592hbv 0.01 0.4 0.7（取 10）式中：Q 最大设计流量，m3/s a格栅倾角，° h栅前水深，m b格栅条间隙，m v过栅

35、流速，m/s 格栅槽宽度：B s n 1 bn 0.0110 10.01 100.19m式中：s栅条宽度，m b格栅条间隙，m n-格栅条间隙数 进水渠渐宽部分长度B B12tg 10.19 0.12tg 2000.124m式中：B格栅槽宽度，mBi 进水渠道宽，ma渐宽部分展开角, 管道与出水渠道连接处的渐窄部分长度12 li2°12420.062m 过栅水头损失（hi）3/42svh1 ksin 0.17mb2g式中：k-格栅受污染物堵塞后，水头损失增加的倍数，一般取 3; 卜阻力系数，取2.42 栅前槽总高度H1 h h20.4 0.20.6m 栅后槽总高度H h A h20.

36、4 0.17 0.20.77m栅槽总长度1.0 0.5 严0.1240.0621.0 0.5空 1.9mtg70每日栅渣量864000.0046Kz 1000空0 0.03m3/d1 1000式中： W1 栅渣量标准，取0.08m3/103m3 栅渣量较小，采用人工清渣。图3.1格栅草图3.2 调节池3.2.1设计说明调节池亦称调节均化池，是用以尽量减少污水进水水量和水质对整个污水处 理系统影响的构筑物。无论是工业废水，还是城市污水和生活污水，水量水质在一日24小时内都有 变化，一般认为，对大、中型城市污水处理厂而言，因其服务区域大，区域内住 宅、商店、办公楼、机关等不同类型建筑物的排水变化规

37、律不同，有互补作用， 再加上污水管网对水量水质的均衡作用，所以城市污水处理厂不设调节池，调节 池主要在工业废水处理站内作为均衡水量和水质的预处理构筑物而被大量应用。调节池往往很大，但是对于污染物的去除没有直接贡献， 显得效益不佳！加 上填料，改善生化性，若设计得当还可代替水解池或者预曝气池。唯一的问题， 调节池若可调节水量，则水位高低变化不定，小心填料塌垮！设计调节池时应考虑的问题：a. 调节池的几何形伏宜为方形或圆形，以利形成完全混合状态。长形池宜设 多个进口和出口。b. 调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫的装置，以及洒水 消饱装置。c. 为使在线调节池运行良好，宜设混合和曝气

38、建置。混合所需的功率约为0.0040.008 kW/m3池容。所需曝气量约为 0.010.015m3空气/（ min xm 之池表面积）。d. 调节池出口宜设测流装置，以监控所调节的流量。提升泵可设于调节池的由于该厂废水的水质和水量变化均比较大， 所以采用矩形均化池，两边进水中间出水调节池容量及污水停留时间的设计：调节池的容量取决于日排水量及排水量的变化规律，对于不同功能的构筑 物，日排水量及其排水规律有很大差异，根据日本“ （JISA3302-1988 ）标准不同 用途建筑物合并处理净化槽（即小型生活污水处理装置）服务人数建设标准”计 算,也可按下式计算调节池容积V：V=（ Q/T-K*Q/

39、24）*T;V-设计污水量（立方米/day）；T-建筑物排水时间（hr/day）；K-流量调节比（调节池出水流量与日平均流量之比）3.2.2 设计工艺参数 设计流量 Q = 400m3/d = 17m3/h = 0.0046m3/s 停留时间T = 8h 有效水深h = 2m 保护高h = 0.5m空气用量为q =5m3/(m3h)3.2.3设计计算调节池有效容积V=QT = 17 8=136m3调节池尺寸F=V/h = 136/2= 68m2池宽B取5m，则池长L为：L=F/B =68/5 = 13.6m(取 15m)池总高H :=2+0.5 = 2.5m进水管径设进水流速v=1m/sD2

40、Q/v2.400/24 3600 1 3.1477 mm取为100mm3.3 水解酸化池3.3.1 设计说明水解（酸化）工艺水解（酸化） 工艺属于升流式厌氧污泥床反应器的改进型， 适用于处理低浓 度的城市污水，它的水力停留时间为34小时，能在常温下正常运行，不产生沼 气，流程简化， 并在基本不需要能耗的条件下对有机物进行降解， 降低了造价和 运行费用。水解池内分污泥床区和清水层区， 待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余 微生物膜由反应器底部进入池内， 并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀 地混合。污泥床较厚， 类似于过滤层， 从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速 截留和吸附。 由于污泥床内

41、含有高浓度的兼性微生物， 在池内缺氧条件下， 被截 留下来的有机物质在大量水解产酸菌的作用下， 将不溶性有机物水解为溶解性 物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质 （如有机酸类）。 经过水解后的污水的可生化性进一步提高， 通过清水区排出池外进入后续好氧系 统进一步处理。 由于上述原因以及水解酸化的污泥龄较长， 所以在污水处理的同 时，污泥得以稳定减容。在水解酸化池中，主要以兼性微生物为主，另含有部分 甲烷菌。水解酸化池中COD勺降低，主要是由于微生物的生长过程中吸收有机污 染物作为营养物质， 以及大分子物质降解为有机酸过程中产生二氧化碳， 同时还 包括硫酸盐的还原、氢气的产

42、生及少量的甲烷化过程等。总之，水解（酸化）工艺具有以下特点：1）在城市污水处理中，多功能的水解（酸化）池较功能专一的传统初沉池 对各类有机物的去除效率高，节能降耗。以多功能的水解池取代功能专一的初沉池， 水解（酸化）池对各类有机物的 去除率远远高于传统的初沉池，其CODBODSS去除率分别达到25-30% 15-25% 65-70%，从数量上降低了对后续处理构筑物的负荷。水解池用较短的时间和较低的能耗完成了部分有机污染物的净化过程， 使该组合工艺较常规工艺节能 20% 30%。2）污泥相对稳定 水解（酸化）曝气生物滤池工艺较常规工艺污泥量减少了 15 30%，整个工艺的剩余污泥最终从水解酸化池

43、排出。 由于采用缺氧处理技术， 在处理水的同 时，也完成了对部分污泥的减容处理，简化了传统处理工艺流程，同时水解（酸 化）池内污泥稳定，容易处理与处置。3）基建费用低，运转管理方便 水解（酸化）工艺基建费用较常规初沉池基建费用低， 且不需要大量的水下设备 维护，处理效果稳定，管理方便。水解酸化生物处理工艺出现于 20 世纪 80 年代。该工艺不具有厌氧消 化过程中对环境条件严格要求，及降解速度较慢的甲烷发酵阶段，将系统 控制在缺氧状态下的水解酸化阶段。 其原理是通过水解菌、 产酸菌释放的酶促使 水中难以生物降解的大分子物质发生生物催化反应， 具体表现为断链和水溶， 微 生物则利用水溶性底物完成

44、胞内生化反应，同时排出各种有机酸。水解酸化过程能将废水中的非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机物，一些难于生物降解大分子物质被转化为易于降解的小分子物质如有机酸 等，从而使废水的可生化性和降解速度大幅度提高，以利于后续好氧生物处理。 因此，后续的好氧生物处理可在较短的水力停留时间内达到较高的COD 去除率。 水解池的启动通过调整水力停留时间利用水解、产酸与甲烷菌生长速度 的不同。利用水的流动造成甲烷菌在反应器中难于繁殖的条件。 省去了气体回收 部分。具有较好的抗有机负荷冲击能力。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。 水解、产 酸阶段的产物主要为小分子的有机物， 可生物降

45、解性一般较好。 因此水解池可以 改变原污水的可生化性，从而减少反应时间和处理的能耗。对固体有机物的降解可减少污泥量， 其功能于消化池一样。 工艺仅产生很 少的难厌氧降解的剩余污泥， 故能实现污水、 污泥同时处理， 不需要经常加热的 中温消化池。池子不需要密闭，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价和便于维护。由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味。此废水的CODS度为3500mg/L,且可生化性差，单纯依靠好氧生物处理， 不仅能耗高、产生大量污泥，而且处理后不能达标。从技术和经济角度分析， 在好氧生物处理设施前需先把非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机 物，把

46、难于生物降解的大分子污染物水解为易于生物降解的小分子污染物， 水解酸化正好实现了此功能，同时使废水的可生化性和降解速度大幅度提高， 使之后的好氧生化处理更容易、更彻底、去除有机物更完全。传统的厌氧方法存在水力停留时间长、有机负荷低、工艺复杂、投资过 大等缺点。水解酸化生物处理工艺出现于20世纪 80年代。该工艺不存在厌氧消化过程中对环境条件的严格要求及降解速度较慢的甲烷发酵阶段，将系 统控制在缺氧状态下的水解酸化阶段。其原理是通过水解菌、产酸菌释放的 酶促使水中难以生物降解的大分子物质发生生物催化反应，具体表现为断链 和水溶，微生物则利用水溶性底物完成细胞内生化反应，同时排出各种有机 酸。本方

47、案我们用水解酸化工艺，在水解酸化池中挂上膜，这样既节省占地、又 节省投资、管理方便、运行费用低。 水解酸化池一般表面负荷取 0.81.5m3/(m2h),停留时间为4h5h,采 用底部均匀布水。 出水装置采用池顶部平行出水堰汇集出水，出水堰设置档渣板，以截留 含有气泡的浮渣，这部分浮渣大部分是水解活性污泥，当气泡在水面释放后会重 新沉入池内。 排泥装置位于池中部，由于水解酸化池的底部保留了高活性的浓污泥，而中上层是较稀的絮状污泥，当水解酸化反应池内水解污泥增加到一定高度后， 会随出水一起冲出沉淀池，因此，当沉淀池内的污泥达到一定高度时，应从沉淀池中部进行排泥。3.3.2 设计工艺参数 设计流量

48、 Qmax = 83m3/h 表面负荷q = 1.2 m3/(m2 h) 停留时间t = 4h3.3.3 设计计算 池表面积 A = Qmax/q = 83/1.2 = 69.17«=270m(3.3.1) 有效水深 h = q 母1.2 4 = 4.8m(3.3.2) 有效容积 V AXh=70X4.8 =336 m3(3.3.3)设一个水解酸化池，其尺寸取 12nX7nrX5m (0.5m的超高) 进水配水系统干管流量q = 83m3/h采用管径250mm，干管始端流速v = 0.90m/s支管中心间距d = 1.5m。池中支管数n 20查表得管径为32mm，支管始端流速v=1.

49、43m/s3.3.4 出水水质表3.2水解酸化池进水、出水水质及处理效率项目BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS (mg/L)色度pH进水23010001904008-10出水2004501503506-9处理效率15%55.0%21.0%12.5%3.4 生物接触氧化池341设计说明接触氧化池是一种生物挂膜法为主， 兼有活性泥的生物处理装置，通过提供氧 源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。一般设计过程中考虑接触氧化时间以 5小时为宜，内部设高比表面积弹性填 料，填充率为70%比表面积近600m2/m3在设计面积负荷时也应充分考虑冬天 气温较低的情况下也能确保较好

50、的处理效率。因此设计负荷应选择比较低的值： 0.83kg/m3.日。填料使用寿命在8年。池内氧气由罗茨风机提供。气水比也同时 考虑较高的值：15： 1。曝气形式：微气孔曝气，曝气头考虑采用目前国际水处 理较先进的胶膜曝气头。该装置在运行过程中永远不会出现堵塞现象，具有曝气气孔小，氧的利用率高等优点，与传统曝气形式相比，具有无可比拟的优点。接触氧化是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理工艺。经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流经填料， 生满生物膜的填料表面经 过与充氧的污水充分接触，使水中有机物得到吸附和降解，从而使污水得到进化。由于大量微生物被固定在填料层表面， 形成高浓度的

51、污泥床，俗称生物膜， 它具有较强的耐负荷冲击。此种结构由于没有或极少量地产生悬浮性的活性污泥，因而不会产生污泥 膨胀，这也是此法的一大特点。此阶段产关键在于填料层的生物培养与落床，只要运行初期将此项工作做 好，运行期间基本不用过问其他问题。由于填料骨架替代了活性污泥法中的悬浮性作用，因面不需污泥回流，此 举大降低了运行管理程序。生物接触氧化池池体在平面上多呈圆形、矩形或方形，用钢板焊接制成或用 钢筋混凝土浇灌砌成。池体总高度一般约4.55.0m，其中，填料床高度为3.0 3.5m，底部曝气层高度为0.60.7m，顶部稳定水层为0.50.6m。生物接触氧化池一般不少于 2座。设计时，BOD5W

52、500mg/时，BOD5符合 可用1.03.0kgBOD5/(m3 d)。污水在池中停留时间不应小于 12h。每单元接触 氧化池面积不易大于25m2，气水比控制在(1015): 1。3.4.2 设计工艺参数 设计流量 Qmax = 83m3/h = 0.023m3/s 容积负荷 M = 2kg BOD5/(m3 d) 滤料层总高度H = 3m 气水比D0 = 10 : 1343设计计算 滤池有效容积Q(La Lt) 1000 (220 25)3V97.5 mM2 1000(3.4.1)式中：Q平均污水量，Q=Qmax/2=1000 m3/dM 容积负荷，g BOD5/(m3 d)La进水BOD

53、5浓度，mg/LLt 出水BOD5浓度，mg/L 滤池总面积F = V/H = 97.5/3 = 31.7 m2 (取 40 m2)(3.4.2) 滤池格数取n=4格f=F/n=40/4=10m2(3.4.5)式中：f每个滤池面积，f < 25 m 校核接触时间nfH 4 10 3t2.31hQ 41.5(3.4.6) 滤池总高度H0 = H+h1+h2+(m-1)h3+h4=3+0.5+0.5+(3-1) X).3+1.5=6.1m ( 3.4.7)式中：h1超高，0.5mh2 填料上水深，0.5mh3 填料层间隙高，0.3mh4配水区搞，进入检修时，1.5mm 填料层数，3 实际停留

54、时间t nfH 4 10 (6.10.5)43hQ41.5.(3.4.8) 需气量D =D0Q=10 >41.5=415m3/h(3.4.9)344填料选择生物接触氧化池中的填料是微生物的载体， 其特性对接触氧化池中生物固体 量、氧的利用率、水流条件和污水与生物膜的接触情况等起着重要作用，因此， 填料是影响生物接触氧化池处理效果的重要因素。本设计选用YCDT型立体弹性填料，该填料空隙孔径可变性大，不堵塞，表 面积大，挂膜迅速，造价低廉。3.4.5出水水质表3.3生物接触氧化池进水、出水水质及处理效率项目BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS (mg/L)色度pH进水2004501

55、503506-9出水451701503006-9处理效率77.5%62.2%14.3%3.5 沉淀池3.5.1 设计说明初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分B0D5,可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷.沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，幅流式沉淀池和竖流式沉淀池因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池.竖流式沉淀池 又称立式沉淀池，是池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s ），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升（对于生活污水一般为 0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用 1-1.5h ），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四 周沿周边溢流堰流出。 堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm ）靠静水压将泥定期排出。竖流式沉淀池的优点是占地面