皮革制备厂的工业废水处理设计

1、毕业设计（论文）中文摘要皮革制备厂的工业废水处理设计摘要：皮革废水成分非常复杂、有机物浓度较高，含有一定量的无机物及皮渣、毛类、泥砂等有害物质。BORCOD、氨氮、硫化物、悬浮物等也非常高，是较难处理的工业废水。针对其以上特点及废水排放要求，采用 Carrousel 氧化沟处理工艺。为了使工艺流程简单且不影响处理效果，设计中采取中格栅和污水提升泵房，细格栅和混凝沉淀池合建在一起。设计结果表明， 卡鲁塞尔氧化沟工艺造价低、 运行稳定、 自动化程度高、 管理方便，并且有一定的脱氮除磷效果， 对有机物的去除率很高， BOD*除率约 94%COD 去除率高达 96%Z 上，悬浮物去除率约 75%硫化物

2、去除率达 99%油脂类去除率为 99%Z 上。处理后出水水质良好，可以达到 GB18918-2002 二级标准。关键词：皮革废水氧化沟脱硫除铭毕业设计（论文）外文摘要TitleDesignofindustrialwastewatertreatmentofleatherpreparationplantAbstractLeatherwastewaterisakindofhighconcentratedoforganicwastewaterofverycomplicatedcomposition,whichcontainsacertainquantityofinorganicsubstanceand

3、someharmfulmaterialssuchasskinslag,hairtype,sandsandothers.BOD5,COr,ammonianitrogen,sulfideandsuspendedmatterarealsoveryhigh,whichisdifficulttotreat.Accordingtotheabovecharacteristicsandwastewaterdischargerequirements,IchosetheCarrouseloxidationditchprocess.Inordertomaketheprocesssimpleranddoesnotaf

4、fectthetreatmenteffect,inthedesign,Itakethegrilleandsewageascensionpumproom,thingrilleandcoagulationtrapsbuilttogether.Thedesignresultshowsthatthecarrouseloxidationditchprocesshasalotofgoodpoints,suchaslowcost,stableoperation,ahighdegreeofautomationandconvenientmanagement.Italsohasdenitrificationand

5、phosphorousremovaleffectandhighremovalrateoforganicmatter,theremovalrateofBODis94%,theremovalrateofCODisashighas96%above,theremovalrateofsuspendedsolidsisabout75%,andtheremovalrateofsulfideandoilis99%above.Thetreatedwastewaterisgood,whichcanachieveGB18918-2002secondarystandard.Keywords：leatherwastew

6、ateroxidationditchdesulfurizationchromiumremovement1绪论 11.1皮革废水的来源 11.2皮革废水的水质分析 21.3国内外皮革废水处理现状 21.4设计内容 52 废水处理方案及工艺流程的确定 52.1皮革废水的进水水质 52.2方案选择 62.3工艺流程 62.4去除效果 72.5氨氮的去除 83 污水处理构筑物的设计计算 83 .1 流量的设计 83.2格栅的设计计算 83.3污水提升泵房 113.4混凝沉淀池的设计计算 123.5气浮池的设计计算 173.6调节池的设计计算 193.7氧化沟的设计计算 203.8二沉池的设计计算 25

7、3.9接触消毒池与加氯间 304 污泥处理构筑物的设计计算 324.2污泥泵选型 324.3污泥浓缩池的设计 324.4贮泥池 345 污水处理厂平面布置 345.2设计原则 345.3平面设计的内容 356 污水处理厂高程布置 356.2设计原则 356.3构筑物的水头损失 366.4构筑物的高程确定 36结论 38参考文献 39致谢 411绪论皮革制造业拥有悠久的历史，但它的原皮转化率仅有 20%,其它的则转变成副产品或污染物，由于在加工过程中使用盐、硝等无机化工原料和柔韧剂，因此皮革废水的成分十分复杂，处理难度很大1o我国随着经济发展已成为皮革生产大国，生产行业以中小型皮革制备厂为主，分

8、布全国各地。制革原料主要以牛、羊、猪皮等为主，生产工艺一般分为预处理准备阶段、糅制阶段、整饰加工阶段。生产过程中废水的排放量相当大20 随着皮革工业的高速发展，污水的排放量也逐年增大，破坏了水体环境的平衡。皮革废水成分复杂、有机物浓度较高，含有一定量的无机物及皮渣、毛类、泥砂等有害物质。BOCOD、氨氮、硫化物、悬浮物等也非常高，是较难处理的工业废水，去除工艺设备比较复杂，成本较高。因此对皮革废水进行有效的综合处理，控制其对水体环境的污染具有重大的意义。1.1 皮革废水的来源皮革制备过程包括湿操作和干操作，湿操作主要是预处理准备阶段和糅制阶段，干操作主要是整饰加工阶段。皮革废水的产生环节及其主

9、要污染物见表 1-13。表 1-1 皮革废水产生环节及其主要污染物工段主要污染物准备阶段原皮水洗SSCODCl浸水CODCl去肉脱脂S2COD 油脂r脱毛与浸灰2一_一.一S、COD 油脂糅制阶段脱灰pHSSCODCl、NH3-N软化SSCOD 盐水洗COD 油脂浸酸与脱脂pH、COD 脂肪鞋制pH、CODCr（出）、中性盐、色度p复糅pHCOD 三价铭、中性盐中和COD染色SSCOD 色度加脂COD 油脂整饰阶段挤水COD 油脂喷涂COD1.2 皮革废水的水质分析皮革废水主要来源于准备、 糅制和整饰加工这三个阶段。 预处理准备阶段排放的废水呈强碱性，大约占全部排水量的 65%主要包括以下几部

10、分：含高浓度 C 厂的原皮洗涤水，含大量油脂及其皂化物的脱脂废水，含硫化物的碱性脱毛浸灰废水。糅制阶段主要排放弱酸性的含 Cr3+的铭糅废水和染色废水。铭糅废水占全部水量的 30%生右，其中含有大量的中性盐。染色废水仅占全部水量的 15%其中污染最为严重的是脱脂废水、碱性脱毛浸灰废水和铭糅废水。制革综合废水呈碱性，有较强的毒性，难降解物质含量较高，水质污蚀，有臭味，因此在设计时要注意水量和水质的变化4。皮革废水的主要特点如下：(1)皮革废水是一种高浓度有机废水，主要由于使用大量的有机原料造成的；(2)皮革废水的臭味较浓，主要是由硫化物和蛋白质分解造成的；(3)皮革废水的色度较高，主要由染料和糅

11、剂及其助剂造成的；(4)皮革废水的毒性较强，主要由硫化物和 Cr3+造成的；(5)皮革废水油脂含量比较高，需要进行预处理3。1. 3 国内外皮革废水处理现状现在虽然有 80 犯上的制革企业都已经建设了污水处理设施，但是由于处理方法和投资费用不同， 设计和施工方面也有许多不规范的地方， 呈现诸多问题， 废水的处理效果不佳5。氨氮的去除效果也不理想。传统的处理皮革废水的方法是将各个阶段的废水收集混合后，采用物理的、化学的、生化等手段集中进行处理，废水达标后排放。目前处理制革综合废水的方法大多是将物化处理与生化处理结合起来。如果采用例如传统的活性污泥法、A/O 法、生物接触氧化法等高有机负荷的生化处

12、理工艺，则首先要进行物化预处理，如调节水质、混凝沉淀、气浮、脱硫除铭等，尽量减轻生化处理的有机负荷。如果采用例如氧化沟法、SBRt 等低有机负荷的生化处理工艺，预处理只需要进行脱硫除铭与混凝沉淀，原因是具有较强的耐冲击负荷能力。由于国家对脱氮、除磷的要求日渐严格，低有机负荷的生化处理方法应用越来越多6。1.1.1国外皮革废水处理新技术(1)高效厌氧生物处理技术高效厌氧生物技术对高浓度有机废水有很好的处理效果。日 keGenschow 等7采用两级厌氧法处理皮革废水中的硫酸盐类物质，结果显示：在硫化物浓度很高时，用厌氧生物处理技术是可行的，而且硫化物的去除率受到废水中硫酸盐的浓度、底物的浓度以及

13、水力停留时间等因素的影响。ChungYoonJin 等网采用厌氧-好氧膜生物反应器工艺处理高含氮量的皮革废水，结果显示：厌氧反硝化反应器仅是好氧硝化反应器体积的一半，且当 COD/T 四 100：1 时，效果最好，处理后的皮革废水中总氮可以达到国家排放要求。(2)膜分离技术膜分离技术是分离、净化和浓缩的新技术，具有常温操作、高效节能、无相变、无污染和简单方便等诸多优点。 目前， 应用于皮革废水处理方面的主要有： 微滤(MF、 反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和液膜法等。俞海桥等网利用超滤和反渗透，双膜联用技术处理经预处理后的皮革废水，结果显示：超滤主要去除废水中的大分子污染物与浊度，

14、为后续反渗透处理大大地减轻了负荷，反渗透系统主要去除废水中的 COD、铁、钮等，去除率高达 95%上 oSuthanthararajan 等10采用双膜(纳米膜与反渗透膜)联用技术对经二级处理后的皮革废水进行恢复和回用。反渗透膜对总溶解性固体的去除率达到 98%Z上。从膜系统回收的水中，TDS 含量很少，能够回用在制革的湿加工阶段。A.Cassano 等11采用离子交换膜法处理制革厂工业废水，实现清洁化学操作，更有效的回收副产品和铭。M.K.Purkait 等12采用反渗透膜后进行纳滤，并且利用人造神经网络预测渗透量。(3)高级氧化技术其原理是以 H0-为主要氧化剂与有机物发生反应， 通过一系

15、列的氧化分解直至降解为最终产物 CO 和水，从而将有机物去除。1.1.2国内处理皮革废水常用的工艺(1)传统活性污泥法活性污泥法应用水体自净原理进行人工强化，从而达到高效处理有机物的目的，已经成为生物法处理有机废水的主要工艺。活性污泥法普遍应用于皮革废水的处理中，例如彳惠国的 Wan革污水处理厂、LonisSonwe-izer 皮革厂，北京东风制革厂、哈尔滨制革厂、常州皮革厂等。它的优点是：对 BOD 的去除率在 90 犯上，COD 的去除率在 60%-80 戒间，硫化物的去除率在 85%-98 尤间，色度白去除率在 50%-90%之间。适合水质比较稳定的皮革废水处理。缺点是：对进水水质有一定

16、的要求，对生化反应有抑制作用的物质比如 S2-和 Cr6+的浓度不能太高，否则会影响处理效果。并且它对冲击负荷的适应性较差，投资运行成本高。(2)全物化处理技术全物化处理是指整个污水处理系统全部采用物化法13,完全不涉及生化处理构筑物。 目前应用于皮革废水处理方面中的主要有电解法、超声波技术和高效絮凝剂等。其中，技术比较成熟的有内电解法，它以预处理后的炭和铁为填料，通过一系列的电化学反应和混凝吸附等作用将污染物质去除掉。全物化处理技术普遍存在着运行成本高、污泥产量大、处理不完全、容易产生二次污染等缺点，前景不佳。(3)氧化沟法20 世纪 50 年代开发的氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采

17、用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，池身较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，使活性污泥呈悬浮状态。近些年，在我国氧化沟技术广泛应用于皮革废水处理中，2000 年国家环保总局确定氧化沟处理皮革废水技术为国家重点环境保护实用技术，在国内得到迅速推广14。吴浩汀15利用氧化沟技术处理某皮革厂的综合废水，通过生物选择器一氧化沟一二沉池一混凝沉淀池等工艺，使地出水水质可以达到国家二级排放标准。氧化沟工艺具有水力停留时间较长，有机负荷较低和污泥龄较长等特点，事实表明它是比较成熟的皮革废水处理工艺用。BOD 的去除率约 94%COD 去除率达 96 姒上，悬浮物去除率约 75%硫化物去除率达 99%油脂类去除率

18、为 99 犯上。(4)SBRt序批式反应池(SBR 属于“注水一反应一排水”类型的反应器， 在流态上属于完全混合，但有机污染物却随着反应时间的推移而被降解。具操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成。SB 工艺系统组成简单，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备，耐冲击负荷，目前在国内已广泛用于工业废水和生活污水的处理。张兆伯等17研究了用 SB 工艺处理含重金属的皮革废水，结果显示，厌氧微生物对重金属的去除效果非常好，污泥产量低，但对于浓度大于 2000mg/L 的重金属废水有一定的局限性；张杰等四用 SBRt 处理皮革废水，BO 以 COD、硫化物和铭的去除率都非常高。SBR

19、t 操作灵活，适合中小型制革厂的废水处理。(5)生物接触氧化法生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池， 兼具活性污泥法和生物膜法的特点。 郑新萍19采用混凝沉淀和生物接触氧化法处理蓝皮废水，结果表明：该工艺能对污水中的有机物去除率非常高，出水水质良好。生物接触氧化法充氧效果好，去除效率高，处理皮革综合废水具有抗冲击负荷、操作简单、占地面积小等优点，但是总体去除效果不太理想，基建费用高，主要应用于小水量皮革废水的处理。(6)其他工艺射流曝气法：设备操作简单，氧的利用率较高，不易发生污泥丝状膨胀现象，适合中小型制革厂；SBBRCOD、氨氮的去除率较高，剩余污泥量少，去除效果好；UASB 水力停留时间

20、长，有机负荷高，但是去除率比较低而且出水含有较高的硫化物；流化床：容积负荷高，耐冲击力强，但是去除效果差，且能耗高，仅适用于小型制革厂的废水处理200(7)好氧生物和 Fenton 试剂法据 Tekin 等21报道，Fenton 处理法可以提高生物降解能力，比生物处理法快 100 倍。这项研究中探讨了氧化亚铁硫杆菌生物处理法和使用 Fenton 试剂降解加尔各答(印度)制革工业废水相结合的先进的氧化过程的潜力。Fenton 试剂的高级氧化过程花费很高，而氧化亚铁硫杆菌生物处理法很费时。因此采用联合处理法来克服两者的缺陷。皮革废水中有机物浓度很高，其中含有大量的 BOD.COD、SS 硫化物和铭

21、等，根据这些特点，在进行处理时首先要进行物化的预处理，通过格栅-混凝沉淀池-气浮池，去除大部分有毒有害的物质，减轻后续生物处理的有机负荷。经调节池调节水质、水量后进入氧化沟进行生物处理，经过二沉池后的出水水质可以达到国标要求的排放标准，减轻对环境的污染与破坏。2废水处理方案及工艺流程的确定2.1 皮革废水的进水水质平均设计水量：Q=14000m/d要求达到的国家排放标准：GB18918-200级标准表 2-1 皮革废水进、出水水质(mg/L)CODrBODSS总铭硫化物PH进水水质3200140021002045810达标排水10030300.11.0692.2 方案选择根据 BOD/CODr

22、比值来判断废水的可生化性，即：当 BO0COr0.3 时易生化处理，当 BODCOLCr0.25 时可生化处理，当 BODCODr0.3,易生化处理。因此采用好氧生物处理法，可先进行物化预处理，降低有机负荷，再用好氧生物处理，去除废水中的有机物，使之达到国家的排放标准，是此次皮革废水处理的中心任务。根据皮革制备厂污水的水量、水质特点，以及各处理工艺的比较，最终选择物化与生化相结合的处理方案，即混凝沉淀心浮+Carrousel 氧化沟。Carrousel 氧化沟系统是四沟串联氧化沟系统，在每组沟渠的转弯处安装机械曝气机，不仅供氧，还能起到推流搅拌的作用，使得污水混合均匀，污水在氧化沟内巡回流动，

23、有机物不断被氧化得以去除。由于氧化沟的长度较长，水中溶解氧会形成浓度梯度，从而在氧化沟内形成富氧区、低氧区，具备一定的脱氮作用。当有机负荷较低时，在保证水流搅拌均匀的前提下，可以停用其中的若干曝气机，节约能耗。Carrousel 氧化沟工艺设备简单、管理方便、运行稳定、出水水质好，在我国已经得到了广泛的应用。2. 3 工艺流程皮革综合废水首先经过格栅去除一些较大的颗粒物，如毛皮、肉屑等，然后投加一定浓度的硫酸亚铁混凝药剂使其发生混凝沉淀，进行有效地脱硫除铭，反应机理如Cr6+3F2+-Cr3+3Fe3+勺+Fe2+一 FeSj（黑色）Fe3+3OFHFe（OH）4Cr3+3OHHCr（OH）3

24、J然后进入气浮池，气泡与水中的悬浮颗粒物相粘附，形成整体密度小于水的“气泡-颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，去除水中的微小悬浮物、油脂、表面活性剂等，从而大大降低了后续生化处理的负荷。气浮池的出水进入调节池，调节池的主要功能是均化水质，调节水量，缓冲冲击。水质水量稳定的废水进入氧化沟，通过机械曝气机曝气进行好氧生物反应，将大部分的有机物去除，从而达到国家要求的出水水质排放标准。最后进入二沉池，进行泥水分离。剩余污泥先在污泥浓缩池内被浓缩，中心斗泥中的污泥经污泥泵送到脱水机房，进行进一步降低污泥含水率，实现污泥的减量化。脱水机给料泵将浓缩池里的污泥送入脱水机的泥药混合器，与来自絮凝

25、剂投配站的絮凝剂混合后进入脱水机。污泥经脱水机脱水后形成干泥饼，装车外运处置。皮革废水处理工艺流程图如下:2. 4 去除效果（1）皮革废水通过混凝沉淀池处理后硫化物和总铭的去除率均在 98 犯上；气浮工艺对 COD 与 BOD 的去除率都在 60 犯上， 大量削减了 COD、 BO 以 SS 油脂等污染物，减轻了后续生化处理的负荷。最后采用氧化沟法，其处理水各项指标均能达到 GB18918-2002 排放要求；（2）氧化沟内存在厌氧区，可以发生脱氮反应，对 NH-N 的去除率达 70%E 右；（3） 氧化沟对低温的适应性非常好， 即使温度很低也能保持较高的 BODS除率；（4）出水清澈透明；（

26、5）氧化沟内流态介于推流和完全混合流之间，有效地防止污泥膨胀现象发生；（6）氧化沟法工艺流程简单，耐水质水量变化，维护工作少，非常适合水量水质多变的皮革废水处理；（7）氧化沟污泥浓度高，排泥周期长，剩余污泥量少；（8）耗电低；（9）氧化沟基建费用低，投资省，对规模不大的制下:22图 2-2 工艺流程图革废水处理十分有效。2. 5 氨氮的去除随着国家对环保问题的重视，排放标准日益严格，氨氮指标已列入皮革废水排放考核指标内。而对皮革废水中氨氮的处理的研究也从未间断过。对一些氨氮处理不达标的企业，可以通过在原有的处理系统中增加反硝化反应器等措施来进行补救和改进。3污水处理构筑物的设计计算3. 1 流

27、量的设计污水的平均流量 Q=14000n3/d=583m3/h=0.162m3/s污水流量总变化系数：Kz=卫=2L=1.54（Q平均流量，L/s）Q0.111620.11污水的最大流量 Qma=14000X1.54m3/d=21560m/d=898m3/h=0.25m3/s3. 2 格栅的设计计算格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处， 以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。 防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进水水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。此次设计采用的是泵前中格栅（1040mm 和

28、泵后细格栅（1.510mm,机械精渣。图 3-1 格栅设计简图3.2.1确定栅前水深 h 由最优水力断面公式Q1BI2V21h-Bi0.4m23.2.2格栅的间隙数 n,个nQmax、sinabhv式中：QnaL最大设计流量，M/S；a 一格栅安装倾角，取 a=60；b 一栅条间隙，m 中格栅取 b=20mm=0.02m 细格栅取 b=5mm=0.005mh 一栅前水深，成不能大于来水管(渠)的水深，取 h=0.4m；v过栅流速，m/s,宜采用 0.61.0m/s,取 v=0.8m/s。中格栅：nQmax祈0.25工in60。36个bhv0.020.40.8细格栅：nQssn%O.25%加60

29、1146个bhv0.0050.40.8设两组并列的格栅，每组 73 个。3.2.3格栅槽总宽度 BB=S(n-1)+bn式中：B 一格栅槽总宽度，mS 一栅条宽度，m；本次设计中格栅取 0.01m,细格栅取 0.01mn 一格栅间隙数b 一栅条净间距，m；本次设计中格栅取 0.020m,细格栅取 0.005m中格栅：B=S(n-1)+bn=0.01X(36-1)+0.02X36=1.07m细格栅：B=S(n-1)+bn=0.01X(73-1)+0.005X73=1.09m3.2.4通过格栅的水头损失 h2：2h2=h0kh0sina2g式中：h2通过格栅的水头损失,现H0一计算水头损失，m,g

30、 一重力加速度,取 9.81m/s2；0.79m20.250.8k 一格栅水头损失增大系数，一般取 3;一阻力系数，当栅条断面形状为迎水、背水面均为半圆形的矩形时，取1.67;r，V2.0.82.o中、细格栅：卜？kH-.sina31.67-sin600.14m2g29.813.2.5栅后槽的总高度 H:H=h+h1+h2=(0.4+0.3+0.14)m=0.84m式中：h 一栅前水深，成h1一格栅前渠道超高，一般取 h1=0.3m；h2一格栅的水头损失，m3.2.6格栅的总长度 L:HILL1L20.5m1.0m 一tana(1)进水渠道渐宽部位的长度 LI：BB1LI12tan0cl式中：

31、a1进水渠道渐宽部位的展开角度，一般取 200B1一进水渠道宽度，m,设 BI=0.7BBB11.070.71.072tan%2tan200(2)格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度 L2:中格栅：L2=0.5LI=0.50.44m=0.22m细格栅：L2=0.5LI=0.50.45m=0.225m(3)格栅前槽高 H:H=h+h=0.4m+0.3m=0.7m中格栅：LI0.44mBB12tan0cl1.090.71.092tan2000.45m（4）格栅的总长度 L:便维修泵站为半地下式，直径 D-8m 高 12m 地下埋深 7m（注：中格栅和提升泵房两者合建在一起）本次设计为节约成本，故

32、只考虑一次提升。污水经提升后入细格栅，然后自流通过沉淀池、气浮池、调节池、氧化沟、二沉池，最后由出水管道，一部分排入中水回用管道，另一部分排入排水渠道。各构筑物的水面标高和池底埋深。污水提升前水位-5.23m（既泵站吸水池最底水位），提升后水位 1.93m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程 Z=1.93-（-5.23）=7.16m水泵水头损失取 2m,从而需水泵扬程 H=Z+h=9.16m根据流量 0.25m3/s=898m3/h,采用 200WQ300-10-15型号的潜水排污泵 4台， 3用 1 备。中格栅：LLIL20.5m1.0mH0.70.440.220.51.00tanata

33、n602.56m细格栅：LLIL20.5m1.0mH10.7-0.450.2250.51.00tanatan602.58m3.2.7每日栅渣量 WQmaxW186400KZ1000式中:怔每日栅渣量，m/d1一单位体积污水栅渣量,m/（103m 污水）,一般取 0.010.1,细格栅取大值，粗格栅取小值一污水流量总变化系数中格栅:细格栅:QW1140000.0510001000QW1140000.11000100030.7m/d31.4m/d通过计算得出: 宜采用机械清渣。3.3 污水提升泵房提升泵房用以提高污水的水位,保证污水能顺利流过整个污水处理系统，从而进行净化处理。泵房进水角度不大于4

34、5 度。相邻的机组之间应留出适当的间距以该泵提升流量 300n3/h,扬程 10ml转速 1460r/min,功率 25.8kw。表 3-1 污水提升泵设计参数型号流里/(m3/h)转速/(r/min)扬程/m轴功率/kw配用功率/kw出水口径mm效率/%200WQ300-10-1530014601010.81520075.7图 3-2 污水提升泵房设计图3.4 混凝沉淀池的设计计算混凝沉淀池包括混凝反应池和沉淀池两部分。混凝反应包括混合和絮凝两个阶段。混凝设备包括混凝剂的配制和投加设备、混合设备和絮凝设备，分水力搅拌和机械搅拌两大类，常用的有隔板反应池和机械搅拌反应池。沉淀池按池内水流方向不

35、同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池及辐流式沉淀池三种。表 3-2 混凝反应池和沉淀池的特点及适用条件池型优点缺点适用条件隔板反应池反应效果好，构造简单，施工方便容积大，水头损失大适用于水量变化较小，且水量大于3一一一1000m/h 的处理厂机械搅拌反应池反应效果好，水头损失较小，适应水质、水量变化能力强部分设备位于水下，维护较困难适用于各种规模的处理厂，并适应水量变化较大的污水厂平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，处理流量大小不限，操作管理方便，施工较简单采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作；采用机械排泥时，大部分设备位于水下，易腐蚀适时f地卜水位较高及地质较差的地区；

36、大、中、小型污水处理厂均可采用竖流式沉淀池占地面积小，排泥方便、运行管理简单池子深度大， 池底为锥形，施，较困难；对冲击负荷及温度变化适应能力差；造价较高适用于小型污水处理厂辐流式沉淀池机械排泥设备已定型化，排泥较方便水流速度不稳定，易于出现异重流现象，机械排泥设备复杂，对池体施工质里要求同适时f地卜水位较高地区及大、中型水厂和污水处理厂根据上述工艺比较，综合考虑各方面因素，本次设计混凝设备采用机械搅拌反应池，混凝剂采用硫酸亚铁。沉淀池采用平流式沉淀池。3.4.1 混凝反应池的计算A、反应池尺寸计算反应池容积设计流量 q=898m3/hVqt60式中：V反应池容积（m）q设计流量（nVh）t反

37、应时间，一般为 1520min,取 t=20min一qt898203Vq300m6060反应池串联格数及尺寸反应池采用 6 格串联，设置 6 台搅拌机。每格有效尺寸为：B=3.6mL=3.6mH=3.9m3V6BLH63.63.63.9303m反应池超高取 0.3m,池子总高度应为 4.2mB、混凝剂的配制和投加设备的计算溶液池的容积Wiuq417bn式中：W溶液池容积（m3）q设计流量（m3/h）u混凝剂最大投量（mg/L）,取混凝剂最大投加量 60mg/Lb溶液浓度（为，一般取 5%-20%取 18%n 一每日配制数，一般不宜超过 3 次，取 2 次药剂池的容积W=(0.20.3)W3取

38、W=0.25WW20.2535990m3.4.2 平流式沉淀池的计算平流式沉淀池呈长方形， 污水从池的一端流入， 水平方向流过池子， 从池的另一端流出。在池的进口处底部设置贮泥斗，其他部位池底设有坡度。可以去除 40%-55%的 SS,同时可去除 20%-30%勺 BOD图 3-3 设有行车刮泥机的平流式沉淀池A、沉淀区尺寸计算沉淀池的表面积 A:WIuq417bn6089841718%2359m3AQmaxq式中：A沉淀池表面积，m3Qmax最大设计流量，m3/hq表面负荷，m/(m2h);一般取 1.52.5m3/(m2-h),取 q=2m/(m2h)沉淀区有效水深 h2h2=qt式中：h

39、2沉淀部分有效水深，mt沉淀时间，(h);一般取 12h,取 t=1.5hh2=qt=2x1.5=3m沉淀区有效容积 V:3V=Qmat=898X1.5=1347沉淀池长度 L:L=3.6vt式中：L沉淀池长度，mv最大设计流量的水平流量，mm/s,本次设计取 5mm/sL3.651.5m27m沉淀池总宽度B:27池子分格数 n:取每格池子宽 b=4.3mB17nb4.3校核长宽比和长深比长宽比：-红6.34,符合要求b4.3长深比：279,(符合要求范围 812)h23B、污泥部分(采用机械排泥)Qmaxq8982m22449m44917m污泥部分所需容积Qmax(C0Cl)100T1000

40、丫100pT式中：T 一两次排泥时间问隔（h）;取 T=4hc。一进水悬浮物浓度（mg/L）,取 2100mg/LC1一出水悬浮物浓度（mg/L）,取 1050mg/L丫一污泥容重（kg/m3）,含水率在 95 犯上时，可取 1000kg/m3P0一污泥含水率（%,一般为 95%-97%取 96%/Qmax（C0CI）T1008982100105041003Vw94.29m1000T100PO1000100010096每个池子污泥部分所需的容积V=VW4=94.29/4=23.6m3污泥斗容积一一1一一VI_h4f1f2f1f23式中：VI一污泥斗容积（吊）f1一斗上口面积（m2）f2一斗下口

41、面积（m2）h4一泥斗高度（m本次设计中采用方形污泥斗，上口采用 4000m 由 4000mm 下口采用 500m 由 500mm污泥斗斜壁面与水面夹角为 60（45）上口面积 f1=4X4=16m,下口面积 f2=0.5X0.5=0.25m2h4405tan6003m211V1h4flf2f1f23160.25160.2518.25m333污泥斗以上梯形部分污泥容积式中：%一污泥斗以上梯形部分污泥容积（吊）l1一梯形上底长（nj）l2一梯形下底长（项h4一梯形的高度（项VWV2l22h4b设池底坡度为 0.01li=L=27ml2=4mh42740.010.23mV2（l1l2）h4b（27

42、4）0.234.315.33m322校验：V1V218.2515.3333.58m323.6m3,符合要求池子总高度Hhh2h3h4式中：H一池子总高度（mh1超高（M；取 0.3mh3缓冲层高度（项；取 0.5mh4一污泥部分高度（Mh4h4h40.2333.23mHh1h2h3h40.330.53.237.03m12343. 5 气浮池的设计计算3.1.1浮上法的种类浮上法按产生微细气泡的方式可分：电解浮上法；分散空气浮上法；溶解空气浮上法。溶解空气浮上法又分为两种，（1）真空浮上法：空气在常压下溶解，真空条件下释放。无压力设备但溶解度低，气泡释放有限，需要密闭设备维持真空，运行维护困难。

43、（2）加压溶气浮上法：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来。3.1.2本次设计采用的是加压溶气浮上法加压溶气浮上法系统由三部分组成：压力溶气系统、空气释放系统和气浮池。气浮池采用平流式气浮池，固液分离后,池面浮渣由刮渣机刮入集渣槽,清水通过池底的浮水器排出。3.1.3加压溶气气浮池的设计计算A.回流加压水量 QQRRQ式中：R 一回流比，取 20%B.溶气罐式中:t 一罐内停留时间，取 5min179.65y315m604QRi 兀 I图 3-4 平流式气浮池反应池接触室气浮池(1)溶气罐的容积：VRQRt式中：I 一过流密度，取2500m/(m2d)C4QR4179

44、.624Dd-,2.2m(3)溶气罐高度:3兀2.2C.气浮池(1)接触区面积:AcQR3600vm式中：Vm-接触区水流的上升流速，取 15mm/sQR一回流加压水量,nVhQR8980.2R179.6m3/hVRQRt(2)溶气罐的直径：DdQQR3600VSS式中：Vs气浮分离速度，取 2.5mm/s.QQR898179.6As3600VS36000.0025S(3)对矩形气浮池分离区的长宽比取 L:B=2:1,则可求出:L=15mB=8m(4)气浮池的有效水深：h=VtS式中：ts气浮池分离区水力停留时间，取 15minhVsts0.002560152.25m

45、(5)气浮池的有效容积：V=(A+A)h代入得：V(AcAs)h(20120)2.25315m2(6)接触区长度LI一般与池宽 B 相同，则 L1=8m 其宽度A020BI2.5mLI83. 6 调节池的设计计算3.1.1调节池的作用(1)调节水质，对不同时间或不同来源的废水进行混合，使水质均匀。(2)稳定水量，有利于废水进一步处理。(3)调节废水的 pH 值。3.1.2调节池的设计参数(1)调节池有效水深为 2.05.0m；(2)调节池停留时间 48 小时；(3)调节池保护高度 0.30.5m。已知 Qnak898 舟 h,取水力停留时间 T=4h,取调节池白有效水深 h=3.5m；保护高度

46、取0.5m。则调节池高度 H=3.5+0.5=4m。3.1.3池体的设计QQR3600vm898179.6.220m36000.015(2)分离区面积:AS120m2(1)调节池的容积Qmax式中：k 一池子扩充系数，一般为 1020%本池子采用 10%W调节池容积(吊)T 一调节池中污水停留时间(h),取 4h。则W110%89843951.2m(2)调节池的面积(3)调节池的长和宽采用矩形池，取调节池的长为 45m 则宽为 22m 纵向隔板间距采用 9m,将池分3. 7 氧化沟的设计计算3.1.1设计说明本次设计采用卡鲁塞尔氧化沟，Carrousel 氧化沟系统是四沟串联氧化沟系统，在每组

47、沟渠的转弯处安装机械曝气机，不仅供氧，还能起到推流搅拌的作用，使得污水混合均匀，污水在氧化沟内巡回流动，有机物不断氧化得以去除。由于氧化沟的长度较长，水中溶解氧会形成浓度梯度，从而在氧化沟内形成富氧区、低氧区，具备一定的脱氮作用。Carrousel 氧化沟采用立式表面曝气机进行充氧、推流搅拌，在每组氧化沟内安装在线DO 测定仪，实现曝气根据 DO 自动控制。3.1.2设计参数(1)设计流量 Qna)=21560n3/dW3951.2H4987.8m2出水(2)最低水温 14C,最高水温 25C(3)BOD 进水 S=1400mg/L,出水 Se=30mg/L;SS:进水 Xo=2100mg/L

48、,出水 Xe=30mg/LVSS:进水 1470mg/LTN:进水 55mg/L,出水 35mg/LNH3-N:进水 45mg/L,出水 25mg/L(4)混合液悬浮固体浓度(MLSSX=4000mg/L 混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSSX=2800mg/L;污泥自身氧化率 Kd=0.05;20C 时脱硝率 qdn=0.035kg(还原的NN)/(kgMLVSSd)3.7.3 设计计算(1)污泥龄 9c式中：So一进水 BOtM 度,mg/L;Se一出水 BODft 度,mg/L;Kd一活性污泥自身氧化率 d取 0.05;fd0.70.8,取 0.8污泥龄校核：亳=1040d,符合要求。c

49、污泥龄 Q=20d 时，污泥产率系数 Y=0.48kgMLSS/kgBOD(2)好氧段氧化沟出水溶解性 BOD&度为 S,为了保证沉淀池出水 BODM 度&30mg/L,必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD浓度S,因为沉淀池出水中的VSS也是才成 BOD的一个组成部分。S=Se-S1S1为沉淀池出水中的 VSS构成的 BOD 浓度S11.42(VSS)TSS1e0.235SS=1.42X0.7X30X(1e0.235)=20.38mg/LS=30-20.38=9.62mg/L好氧区容积 V1o(采用动力学计算方法)X0.77Y(SoSe)Kdfd0.770.050.819.252

50、0d好氧区水力停留时间 t1剩余污泥量AXYAXQS(1Kd21560(14009.62)(048)21560(21001470)215603010.0520=20130kg/d去除每 IkgBOD 所产生的干污泥量为:X201301000V1YQ(SoSe)Qc0.48*2156013702035445m3X(1Kd0c)4000(10.0520)ti354552156024h39.47hQXiQXe0.68(kgDS/kgBOD5)脱硝率qdn(t)qdn(20)1.08(T(4)氧化沟总容积 V 及停留时间 tV=V1+M=35445+2947=38392mtQ藕18d水力停留时间设计校

51、核：根据经验：水力停留时间为 1048h,符合要求。(5)氧化沟的尺寸:氧化沟采用 4 廊道式卡鲁塞尔氧化沟，设氧化沟 4 座。取氧化沟有效水深 h=4m,超高 0.5m,宽 b=8m 中间分隔墙厚度为 0.25m。每座氧化沟有效容积经验值为 0.050.15,符合要求。(7)最大需氧量计算:O2aQSrbNrbNDcXw20)140C 时qdn0.0351.08(1420)0.022kg(还原的 NO-N)/(kgMLVSSd)脱氮所需的容积V2-QNfqdnXv215608.4232947m30.0222800脱氮水力停留时间t2VT藕243.3hV。V3839244一_39598m则氧化

52、沟总长：V0hb弯道处长度：34959848300m冗127t75.4m则单个直道长 L:30075.456.15m(4总池宽8432m(未计池壁厚)取 57m)(6)校核实际污泥负荷:Q(SoSe)21560(1400Ns_XvV280038392独0.1kgBOD/kgMLSSd其中：a1.474.6c1.42Nr-氨氮的去除量（kg/m3）ND-硝态氮的去除量（kg/m3）XW剩余活性污泥量（kg/d）O2aQSrbQNrbQNDcXw1.47215601.374.621560（0.020.00842）1,422013015984kg/d（8）曝气设备取 a0.900.95CS(T)-温

53、度为 T 时，界面处溶解氧的浓度，mg/LC-标准大气压下氧的饱和度查表得：CS(15)=10.15mg/L,Cw)=9.17mg/L采用倒伞型叶轮表面机械曝气时，20C 时脱氧清水的充氧量为:RCs（20）ZT20（Bs（T）C）1.024159849.170.90.9519.1721.024202024266kg/d1011kg/h选用 DSB-3750 型倒伞叶轮表面曝气机，其性能参数见表 3-3。表 3-3DSB-3750 型倒伞叶轮表面曝气机技术参数叶轮直径/mm动力效率/kgO21kWh-1电机功率/kW充氧量/kgh-1叶轮转速/rmin-137501.9113238040每座氧

54、化沟所需数量为 n,则nR”卫2.66取 n=3 台380380(9)污泥回流比:RXrX所以回流到氧化沟的污泥总量为 67%R0s一a式中：X=4g/L,则：R104回流污泥浓度 X 取 10g/L00.67（50%100%）(10)进水管和出水管进水管流量Q1RQ10.670250.1m3/s44管道流速v0.8m/s则管道过水断面AQ四0.125m2v0.8咨分“4A40.125官径d,；0.4m兀兀(11)出水堰及出水竖井3出水堰：Q1.86bH2式中：b 一堰宽H 一堰上水头高，取 0.1m0.131.860.1出水竖井：考虑可调堰安装要求，堰两边各留 0.3m 的操作距离出水竖井长

55、 L=0.3X2+b=0.6+1.7=2.3m出水竖井宽 B=1.5m(满足安装需要)；则出水竖井平面尺寸为 LxB=2.3mx1.5m；氧化沟出水孔尺寸为 bxh=1.7mx0.5m;3.8 二沉池的设计计算Q31.86H21.7m出水井二次沉淀池是整个活性污泥系统中非常重要的一部分，整个系统的处理效能与二沉池的设计和运行密切相关。二沉池在功能上要同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（降低回流污泥的含水率，减少体积）两方面的要求。表 3-4 沉淀池的类型及优缺点池型优点缺点适用条件平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，处理流量大小不限，操作管理方便，施工较简单采用多斗排泥时，每个泥斗

56、需要单独设排泥管各自操作；采用机械排泥时，大部分设备位于水下，易腐蚀适时 f 地卜水位较高及地质较差的地区； 大、中、小型污水处理厂均可采用竖流式沉淀池占地面积小，排泥方便、运行管理简单池子深度大，池底为锥形，施，较困难；对冲击负荷及温度变化适应能力差；造价较高适用于小型污水处理厂辐流式沉淀池机械排泥设备已定型化，排泥较方便水流速度不稳定，易于出现异重流现象，机械排泥设备复杂，对池体施工质里要求局适时 f 地卜水位较高地区及大、中型水厂和污水处理厂平流式二沉池占地面积大，竖流式二沉池适用于小型废水处理厂，综合考虑采用辐流式二沉池。从出水水质方面看，周进周出效果较好，可以提高沉淀池的容积利用率，

57、但是，如果沉淀池直径很大，进口的布水和导流装置设计不当，则会发生短流现象，严重影响效果。因此，选择辐流式（中进周出）二沉池。沉淀于池底的污泥采用机械刮泥机排除，当池径小于 20m 时可考虑中心驱动，池径大于 20m 时用周边驱动。3.8.2设计参数表面水力负荷 q:范围为 0.82 品/（吊 h），取 qo=1.5m3/（m2h）固体负荷：qs=140kg/（m2d）水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h堰负荷：小于 1.7L/s-m 取 1.5L/(sm)单位堰长的出水量不超过 10m3/(mh)3.8.3设计计算沉淀池面积：AQ898q。1.5沉淀池直径：D泮后头27.6m10m有效水深：

58、h1qot1.52.53.75m4m(3)贮泥斗容积:为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用 T=2h污泥区所需容积：VwQmax(C0C1)100Tw1000丫100p0式中：T 一两次排泥时间问隔(h);取 T=2hC。一进水悬浮物浓度(mg/L),取 840mg/LG 一出水悬浮物浓度(mg/L),取 30mg/L一污泥容重(kg/m3),含水率在 95%Z 上时，可取 1000kg/m3p。一污泥含水率(%,取 99.5%Qmax(C0C1)T100898840302100小3Vw291m1000丫100p01000100010099.5则污泥区高度为291一一-0.49m598

59、.7(4)二沉池总高度:则二沉池总高度为:h2h3h43.750.49234D27.6h13.757.36（介于612）（D2598.7mh2VwA取二沉池缓冲层高度h3=0.4m,超高为 h4=0.3m设池底度为 i=0.05,则池底坡度降为27.620.050.64m2则池中心总深度为：Hhhs4.940.645.58m5(5)进水部分计算进水管计算Q 进=QX(1+R)=0.25X(1+50%)n3/s=0.375m3/s稳流筒计算流速 V3=0.020.03m/s,取 V3=0.02m/s过流面积F曳1也518.75m111-2管径取 D=800mm 进水速度：V1&2 九 D

60、140.3750.746m/s冗 0.82进水竖井计算取直径 C2=1.5m,配水口尺寸 0.5mX1.5m,共六个，沿井壁均匀分布流速：V203750.083m/s0.51.560.51.56孔距：L九 D20.5620.285m6图 3-7 进水竖井示意图(6)出水部分计算采用两个环形集水槽，池周边一个，池中央一个Q每个槽内流量：q 集万 0.125m23/s池周边采用单侧集水槽槽宽 b10.9(kq 集严 0.9(1.50.125)0.40.46m,取，0.5m,k 为安全系数1.21.5,取 1.5。起点水深h10.75bl0.375m终点水深h21.25bl0.625m1槽深取(0.3750.625)0.30.