毕业设计-印染废水处理

1、6000m3/d某厂印染废水处理工艺设计1绪论我国是纺织印染业的第一大国，而纺织印染业又是工业废水排放大户，印染厂每加工 100m2织物，产生废水量3-5m3,故由此而造成的生态及经济损失是不可计量的，所以解决 印染水污染问题势在必行。在我国，印染废水是当前最主要的水体污染源之一。由于这类废水成分相当复杂，往 往含多种有机染料并且毒性强，色度深，PI1值波动大，难降解，组分变化大，且水量大， 浓度高，所以一直是工业废水处理的难点，也是急需解决的问题之一。为此，国内外对印 染废水的处理技术进行了广泛的研究。1.1印染废水来源及水质特性印染废水主要来源于印染加工的四个工序 :预处理、染色、印花、整

2、理。预处理阶段 排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出印染废水、印花废水和皂 液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水 以外的综合废水。印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。一 般印染废水，pH值为 6-10 , COD为 400-1000mg/L,色度为 100-400 倍,SS为 100-200mg/L。 但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化1。总体来说，纺织印染废水的特点如下：(l) 色度大，有机物含量高，除含染料和助剂等污染物外，还含有大量的浆料，废水 粘性大。(2)

3、COD 变化大，高时可达 2000-3000mg/L, BOD&高达 200-300mg/L。碱性大，如硫化染料和还原染料废水 PH值可达10以上。染料品种多，可生化性较差。由于加工品种及产量经常变化，导致水温水量较大变化。1.2印染废水的治理技术目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，有的还将化学法与之串联。国外也是 基本如此。由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA炙料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。原有的生物处理系统大都由 原来的70%CO医除率下降到50流右，甚至更低。理度的去除也是印染废水处理的一大难 题。止匕外，PVA等化学浆料造成

4、的CODfeE喙废水总COD勺比例相当大，但由于它们很难 被普通微生物所利用而使其去除率只有 20%-30%针对上述问题，近年来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高 效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有：厌氧一好氧生物处理工艺、高效脱色菌和 PVA降解菌的筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等 。下 面从物理法、化学法和生物法三个方面的评述着手，介绍目前印染废水的主要处理方法及 研究的状况。印染废水处理的物理法-吸附法在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末 或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废

5、水中的污染物质被吸附 在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法（多半用于三级处理）， 该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它 只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。Saito 等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD*除率、COD*除率分别达93% 92卿63%活性炭吸附能力可达到 500mgCOD/g炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。但若废水 BOD200mg/L则采用这种方法是不经济的。吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水 水质来选择吸附剂。研究表明，在

6、PH=12的印染废水中，用硅聚物（甲基氧）作吸附剂，阴 离子染料去除率可达95%-100%.高岭土也是一种吸附剂，研究表明经长链有机阳离子处理，高岭土能有效地吸附废水 中的黄色直接染料。止匕外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较 低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。印染废水的化学处理法混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半是无机混凝剂，以铝盐或铁盐 为主，其中以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。无机 混凝剂对脱除印染废水中的染料有一定的选择性，如铁盐、铝盐主要以水解产物的电中和 及吸附作用将染料去除，因

7、作用力较弱，故对分子量较大或胶态的染料有效， 对分子量小、 水溶性染料作用不佳3o近年来，国外采用高分子混凝剂的日益增加，且有取代无机混凝 剂之势，但在国内因价格原因，使用高分子混凝剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分 子混凝剂使用范围最广一，若与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是 工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高； 缺点是药剂用量较大、运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。氧化法臭氧氧化法在国外应用较多，一般认为，染料显色是由其发色团引起，臭氧能使染料 中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其

8、失去发色的能力。所 以，臭氧是良好的脱色剂。有研究表明，臭氧用量为0.8869仇/g染料时，淡褐色染料废水脱色率达80%;研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量 16.7%。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应 器，并可考虑在其中安装隔板。臭氧氧化法对具有水溶性的多数染料能获得良好的脱色效果，但对以细分散悬浮状存 在于废水中的不溶性染料，如还原、硫化染料和涂料等脱色效果较差。从国内外运行经验 和结果看，该法脱色效果好，但耗电多，大规模推广应用有一定困难。光氧化法是利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机 污染物

9、质，使废水的 BOD COCffi色度大幅度下降的一种处理方法。光氧化法处理印染废 水常用的氧化剂是氯气，有效光是紫外线，脱色效率较高，但设备投资和电耗较高，该技 术不断在改进。电解法电解法是一种综合性的废水处理方法，废水中的污染物质可借助不同的作用得以去 除。电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%-70%但对颜色深、CO嘀的废水处理效果较差。目前这种方法正在推广应用，如铁炭反应沉淀。铁炭反应的原理是铁或焦炭在印染废水中发生电化学反应，从而达到去除化学污染物、去除色度、提高絮凝效果的目的。大量试验结果表明 ：原水仅采用铁炭曝气处理，经 过72h,可使污水的CODft 2

10、000mg/L降至200mg/L以下；铁炭曝气作为预处理，可有效降 低后续生物处理的处理负荷；作为后处理，更有利于使出水达标。铁炭反应的致命弱点是容易结块、产泥量大、污泥处理困难、运行管理不便，如何在 工程上克服这些弱点仍是今后的研究课题。印染废水的生物处理法70 年代以来，国内对印染废水以生物处理为主，尤以好氧生物处理法占绝大多数。生 产实践表明，生物处理法具有处理效率高，运转管理费用低的优点，所以，近年来已成为 废水二级处理的主要方法。从现有情况看，我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和 接触氧化法占多数。止匕外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有 应用，生物流化床对

11、色度去除率不高，一般在50流右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处理。好氧生物处理对BOD*除效果明显，一般可达80流右，但色度和CODt除率不高， 尤其如PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及坯布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废 水的COD到1000-3000mg/I ,而且BOD/CO由由原来的0.4-0.5 下降到O.2以下，单纯 氧好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标；止匕外，好氧法的高运行费用及剩余污泥处 理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。好氧生物法越来越难处理日益 复杂和难生物降解的印染废水，基于上述情况，有人在原有处理工艺上提出改进，并且提 出新的好

12、氧生物处理工艺，如，生物铁法处理印染废水，COD*除率比普通活性污泥法提高10%-20%具有良好的抗负荷冲击能力4 ,活性污泥浓度可达到6-8g/L ,但供氧量并不 比普通活性污泥法多，剩余污泥反而少5。为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术，近年来在厌氧法与好氧法的 结合方面进行了大量的试验研究，获得了很大的成功。此时与好氧法结合的厌氧处理已不 是传统的厌氧消化，只发生水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中 可生化性很差的一些高分子物质，期望它们在厌氧段发生水解、酸化，变成较小的分子， 从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。采用这一流程，较好地解决了PVA染料的

13、处理问题。这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段， 厌氧段有较长的固体停留时间（STR）,有利于污泥厌氧消化，从而显著降低了整个系统的 剩余活性污泥量。因此，厌氧-好氧系统中的厌氧段具有双重的作用：一是对废水进行预处 理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有机物 ；二是对系统的剩余污泥进行消化。1.3印染废水国内外研究概况目前，国内的印染废水处理手段仍以生化法为主，有的辅以化学法60国外也基本如此。国外对印染废水处理技术的研究始于 20世纪70年代初，先后开发了絮凝、吸附、化 学氧化、辐照、湿式氧化和生物法等处理技术，在诸多处理技术中，生物法以其处理成本 低、处理效果好

14、而得以广泛应用。目前，国外绝大部分印染废水均采用生物法作为处理流 程的核心。印染废水中大部分有机物是可以生物降解的，由于印染废水BOD/C0DS较小，限制了微生物的效能，故生物处理法 COD*除率不高。在脱色方面，生物处理法对碱性染 料和含葱醒结构显色基的印染废水有一定的脱色作用，但一般说来，脱色率都不高，约50%左右。进出水的光谱分析揭示，染料废水的脱色主要发生在厌氧段，并且通过生物降解作 用来实现。纯氧曝气生物处理在国外也应用较多，由于氧转移效率高，混合液污泥浓度（MLSS）高， 因此可提高去除有机物及脱色能力。三相生物流化床处理印染废水国内外都有工程实例，研究目标着眼于使用轻质生物载体以

15、减少能耗。日本试验用粉末活性炭胶结涂布聚丙烯醇作载体，效果较好。美国等发达国家在注重印染废水的生物处理技术研究的同时，更强调清洁生产，从生 产工艺控制上减少污染物的排放，印染废水经处理后多数回用7。我国20世纪70年代和80年代，为了提高印染废水的 CODfc除率，通常采用增加絮 凝和生物反应时间的方法，即所谓的“生化再生化”“絮凝再絮凝”工艺，导致污水处理工程占地面积很大，处理流程长且复杂，工程投资和运行费用很高，但处理效果往往依然 难以令人满意。采用反应池串联布置的形式，有利于强化菌胶团的活性，生物处理效果有 所提高，但依然非常有限，采用单纯的好氧串联，无论怎样多级生化，仍然难以达到理想

16、的CODfc除效果。20 世纪80年代以来，我国各地相继建成了一批印染废水处理设施，其中以生物处理 为主的占80犯上，其中有传统活性污泥法、生物接触氧化法、塔式滤池和生物转盘等多 种形式，但运行中暴露出不少问题，主要是由于印染废水水质多变造成处理效果差，运行 费用高。针对这种状况，七五期间我国开展了印染废水治理技术的专题研究，在小试、中试和 工业规模试验研究的基础上，提出了四种高效、低能耗的印染废水处理新工艺（厌氧-好氧-生物炭工艺，厌氧-好氧-气动转盘微量絮凝工艺，生物铁法，PVA处理的活性污泥法）和 三种物理化学处理新工艺，即：XP系列混凝剂法，FC系列混凝剂法，高压脉冲电解法。在传统的好

17、氧生物处理装置前增加厌氧 （实际只利用酸化水解段）处理的厌氧-好氧组 合工艺，酸化水解工艺可以使印染废水中难以生物降解的有机物水解为较易生物降解的物 质，改善废水的可生物降解性，从而提高废水的处理效率。为了进一步探求高效、低耗、省投资的印染废水处理新技术，特别是高浓度的印染废 水，近年来国内外在厌氧法与好氧法的结合、好氧法的强化以及菌种的选育方面作了大量 的试验研究，取得较大进展。近年来，国内许多新建的印染废水处理装置多采用酸化水解-好氧处理工艺，并己取得一定的环境效益和经济效益。一些原有的传统生物处理装置也正在逐步改造成这一工 廿 乙。通过对目前己运行的厌氧（主要为酸化水解）-好氧处理工艺的

18、调研发现，厌氧工艺真 正运行好的不多，除了厌氧反应器的型式选择与结构设计、运行管理等问题外，印染废水 水质与水量多变，厌氧反应器很难适应，从而给后续处理工艺的稳定运行带来了困难，增 加了达标的风险。目前，印染废水处理技术的主要研究趋势仍然是厌氧 -好氧工艺的优化组合。止匕外，国内外对印染废水治理新技术进行的研究。超声波气振技术一在额定振荡频率的激烈振荡下，废水中的一部分有机物被开键成为 小分子，在加速水分子的热运动下，凝聚剂迅速絮凝，废水中色度、苯胺浓度等随之下降， 起到降低废水中有机物浓度的作用8 0高能物理法一用T一辐射和电子束等手段对污水中复杂有机物进行降解处理。T射线的辐射对提高印染废

19、水后续的絮凝效果有重大意义。废水先经过曝气，再经 T射线辐射， 可以大大提高阳离子染料的去除率。以上方法处理印染等难降解污水的特点是：有机物的去除率高、设备占地小、操作简 便，但装置昂贵、技术要求高，而且能耗较大，能量利用率不高。若要真正投入实际运行， 还需进行大量的研究工作。2设计资料本设计拟在某市一个印染厂建设一个日处理量为6000m的印染废水处理站，现把有关设计资料安排如下。水量、水质、及废水处理程度设计水量Q=6000m 3/d=0.0694m3/d=69.4L/s、八一，2,722 72一废水量变化系数 Kz= .= 1.72,工业废水取 Kz=1.8Q0.108 69.40,108

20、则最大水量：Qax= KzQ=1.8X 6000=10800 吊/d进出水水质表2-1进出水水质指标COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)色度（稀释倍数）PH进水P 105030050040069出水10025704069出水水质达到给水排水设计手册第 6册工业排水643页GB8978-96 （1998年8 月1日起建设的单位水污染物排放标准中的国家一级标准）。废水处理程度（去除率）COD c的去除率：（1050 - 100 ） / 1000 X 100% = 90.1%BOD 5 的去除率：（300 - 25 ） /300X 100% 92.0%SS 的去除率：（500 - 7

21、0 ） /500X 100% 86.0%色度的去除率：（400 - 40 ） / 400 X 100% 90.0%气象、水文、地质等资料1）气象：常年平均气温14C,主导风向东南东风。2）水文：河流位于站区西部，最高水位8m3）地质：站内地形平坦，地面标高10ml废水管道从站区东部入站，管底标高 6m3选择废水处理工艺流程废水处理工艺流程由于该厂废水中含有多种染料、助剂及纤维杂质，属难生物降解废水。针对该废水的 特点采取了先生化后物化的处理工艺，工艺流程见图2-1。印染废水首先通过格栅渠将废水中的大块固体污染物及毛屑纤维隔除。去除大的漂浮 物后废水进入调节池，在水力搅拌和机械搅拌的共同作用下使

22、废水充分混合，起到了均化 水质和预曝气的作用减少了对后续处理单元的冲击负荷。使废水的pH值达到6-9 ,废水温度降至35c以下后。废水经提升泵提升到水解酸化池，在水解酸化池里，复杂的有机物被 分解成为简单的、易于好氧分解的小分子有机物，增加了废水的可生化性。随后，废水进 人生物接触氧化池，利用悬浮在水中及附着在填料上的好氧微生物的新陈代谢作用，废水 中的有机物被微生物摄取分解而去除。水解酸化池的污泥排人污泥浓缩池，通过带式压滤机进行机械脱水后泥饼外运。压滤 机产生的上精液回流到调节池重新处理，避免产生二次污染。工艺流程图见图2-1图2-1工艺流程图技术经济论证废水处理工艺技术论证工艺流程选择生

23、物化学处理方法之一的好氧处理工艺对城市污水和类似于城市污水的有机性工艺 废水处理效果较好，因为这些废水可生化性较好，同时水质较稳定，水中对微生物有毒有 害的物质很少。纺织印染行业废水由于品种变化，化纤织物增加，织布厂在浆纱时所用浆料由淀粉向 PVA等化学浆料转化，坯布在炼漂、染色过程中大量采用ABS等表面活性剂及各种新型染料的使用，使染整行业废水的 CODS增加，可生化性下降。针对废水性质选择了先生化后 物化的处理工艺，即：水解酸化-接触氧化-生物活性炭。水解酸化+好氧工艺有如下特点：抗冲击负荷能力较强，可广泛应用于高浓度、水质水量变化较大的工业废水的处理。(2)污水经水解酸化后，BODS/C

24、OD比值有所升高，使其可生化性提高。(3)运行稳定性好，污泥沉降性好，受外界气温变化影响小，便于操作。(4)填料挂膜容易，老化膜靠水力冲刷，曝气搅动自动脱落。(5)剩余污泥量小，也不存在污泥膨胀，运行管理方便。(6)附着在填料表面的微生物量大，种类多，并形成了从细菌一原生动物一后生动物的食物链，使出水水质良好90经水解-酸化-接触氧化处理后，绝大部分有机物得到了去除，色度也大部分去除，为 了更好的去除色度和使处理水达到一级排放标准，应进行生物活性炭处理。当活性炭上生 物膜未完全形成使，活性炭主要起吸附作用，它能非常有效地使废水脱色和去除难降解有 机物。但当生物膜完全形成后，活性炭起主要作用的使

25、微生物的催化作用，而不是吸附作 用，此时活性炭是一种载体，活性炭生物膜上的微生物分泌出内酶和外酶，使其吸附的有 机物不断分解成CO2、H2O或合成新的细胞物质，而 CO2、H2O不断地被排出。在整个处 理过程中，活性炭的成分和性质不会发生变化，犹如化学反应中的催化剂。活性炭的催化 氧化法可延长使用周期。根据经济效益比较，生物炭应按使用12年后更新。处理构筑物选择1)格栅格栅是废水处理的第一预处理设施，其功能是拦截废水中漂浮和悬浮的碎木块、碎片、布 条、塑料制品等固形物，以保证后续处理设施的正常运行；防止因堵塞或缠绕构筑物进出 口、管道而妨碍运转。格栅是由栅条和清除栅渣机械两部分组成。格栅拦截污

26、染物的功能是由栅条完成，栅 条的间距和形状决定了格栅的拦截功能和水力特性。现代的格栅基本上都采用机械清除栅 渣。一般格栅按照栅条间距进行分类，分为粗、细两种 10。粗格栅是废水处理的主要格栅，多采用机械格栅，栅条间距为 6-40(mm),基本采用机 械除渣。间隙为1.5-6(mm)的细格栅不设一级处理的处理系统，以去除更小的固体形物， 能明显减少后续处理的维护和运行工作及费用，因而获得一定的经济效益。还有栅隙 0.2m3/d ;易采用机械精渣。废水处理站的废水由一根DN400m的污水管直接进入格栅间，格栅设一个。简图如4-1,4-2所示图4-2格栅平剖示意图4.1.2污水提升泵房1)设计参数进

27、水管管底高程为6m (绝对标高)，管径DN400mm充满度H/DN= 0.75;出水管提升后的水面高程为13.1m,经17.3m的管长至处理构筑物。平均设计流量69.4L/S ;最大设计流量125L/S 。2)设计计算选择集水池与机器间合建式的圆形泵站，考虑4台水泵(3用1备)，每台水泵容量为 O 125/3=41.67L/s =150n3/h。集水池容积，采用相当于一台泵 6min的容量： 3W=303.3X60X 6/1000=15.0m有效水深采用H=3m则集水7tk面积为F=111.6/3=13.89m2,取15m选泵前的扬程估算：经过格栅的水头损失为0.1m,集水池正常水位与所需提升

28、经常高水位之间的高差为：12.659-(6+0.4X0.75-0.1-1.0 ) = 7.459m其中1.0m为集水池正常时水位。出水管管线损失为：总出水管125L/S,选用管径DN400mm铸铁管，查表得：v=1.23m/s, i%=5设总出水管管中心埋深0.9m,局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为:17.3+(13.05-9-0.5+0.9 ) X 5/(1000 X 1.3)=0.084泵站内管线水头损失假设为1.5m,考虑安全水头0.5m,则估算水泵总扬程为H=1.5+7.459+0.084+0.5 = 9.543mQ s=125L/s由泵的性能曲线和效率选择:表4-1

29、污水提升泵型号扬程转速功率电机功率效率直径6PW3400m/h12m980r/m20kwY225m-630kw65%335mm417kg4.1.3调节池1)设计参数设计流量Q=250mh ,停留时间T=4h,采用穿孔管空气搅拌，汽水比为 3.5: 12)设计计算(1)调节池有效容积V=Qt计算得 V= 250 X 4= 1000m 调节池尺寸：矩形，有效水深采用h 2= 5.0m,调节池面积F=V/h2计算得 F= 1000/5.0 =200 m2；取池宽B=10.0m, 则池长 L=F/B=20m ;保护高 h1=0.6m,池总高 H = 0.6 +5.0 = 5.6m；(3)空气管计算空气

30、量:Qs = 250X 3.5 =875m3/h =0.243m3/s空气总管：D二150mm管内流速Vi %24 0.24313.8m/sDi 3.14 0.0225空气支管：共设8根支管，每根支管的空气流量q为：q=Q/8计算得 q= 0.243/8 = 0.030375m7s ,管内流速为：V2=5m/s,c 宙 4 0.030375D2: 0.0879 m,取 D2 90mm v2. 3.14 5(4)穿孔管计算每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量q1 = 0.0151875m37s ,取 V3= 10m/s,c 有 4 0.0151875D3I1 , 0.044m,MD3

31、45mm(5)孔眼计算：孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成450处，并交错排列，孔眼间距 b =孔眼流速v-(|)2 n4100mm孔径 =4mm穿孔管长一般为4m，孔眼数n = 74个，0.0151187516.34m/s0.0042 型 744调节池示意图4-3图4-3调节池4.1.4水解酸化池1)设计参数停留时间为T=2.5h,设计流量0= 250m3/h2)设计计算(1)水解池的容积由 V= KZQT计算得：V=1.3X250X2.5=812.5m3取池宽为B=12m长为L=16mi，水深H=4.5m)池容积V=LBH计算得 V=16X 12X4.2 = 812.25m3(2)水解池上升

32、流速核算反应器高度确定后，反应器的高度与上升流速之间的关系如下:4.51.8m/h2.5配水支管出水口距池底200mm位于所服务面积中心，出水管孔径(3)配水方式采用穿孔管布水器,为 20mm (4)出水收集系统水解酸化池的出水系统与常规二沉池的出水系统类似，即采用三角堰会水槽出水，出 水负荷前宜设置浮渣挡板。但考虑到水解池为长方形结构，且单池面积过大，所以出水采 用多组平行堰的多槽出水方式，最终四格池子的出水汇集到总出水槽，并经管道流入后续 处理设施。(5)水解酸化池产泥量的计算产泥系数：r=0.15kg 干泥/ (kgCOD.。设计流量：Q=6000m3/d进水 COD&度：So=1050

33、mg/LCOD的去除率：E=45% 则水解反应器总产泥量为：A X=rQSr=rQSE计算得 A X=0.15 X 6000 X 1050 X 45%=405kg） /d=16.875kg （干）/h设污泥含水率为99.4%,因含水率P95%,取p =1000kg/徐 则污泥产量为:Qs4051000 (1 99.4%)3367.5m /d 2.8125m /h（6）排泥系统设计：一般来讲，随着反应起内污泥浓度的增加，出水水质会得到改善。但污泥超过一定高 度，污泥将随水一起冲出反应器，因此当反应器内污泥层高度超过某一设定值后即需排泥， 污泥层的高度可通过污泥界面仪来测定。污泥排泥的高度应考虑排

34、出低活性的污泥，并将 高活性的污泥保留在反应器中。一般在水解酸化反应器中，污泥层上部的污泥活性较差， 而底部又可能截留有无机物质，所以排泥应在污泥层上部和反应器底不进行，一般均利用 水压排泥15。总的来说，水解酸化池的排泥系统设计建议满足以下条件。水解酸化池中污泥层的高度一般在 2.54m,清水区高度在污泥层顶面以上1.5 - 2.5m 。本设计中污泥层高度设定月 3.6m,清水区高度约2m污泥的排放可采用定时排泥，日排泥夏季一般 12次，冬季一般每两天一次。具 体排泥次数最好根据污泥层界面高度和污泥浓度综合而定，可根据实际运行经验而定。最好在反应器中设置污泥层界面仪和污泥浓度仪，可根据污泥层

35、高度或污泥浓度 确定排泥时间。剩余污泥的排泥点宜设在污泥层中上部，底不应设无机颗粒物质和沙砾排放点。 排泥宜设置穿孔管多点排泥，底部排泥管可与进水布水管合用。由于本废水中无机砂的量较少，水解酸化池的外排污泥主要是有机污泥，故水解酸化 池只设底部排泥管，每天排泥一次。排泥管选钢管，DN200该管按每天一次排泥时间20min计，q为103L/s , v为2.0m/s设水解酸化池的污泥区委3.6米，清水区为1.5米，出泥口应该设在污泥区中上部为 宜，设排泥口位于池底2米处13。水解酸化池中主要的污染物及去除率见表 4-2，水解酸化池示意图4-4。表4-2水解酸化池中各污染物的去除项目进水（mg/l

36、）出水（mg/l ）去除率COD1050577.545%BOD30019535%SS50012575%图4-4 水解酸化池4.1.5接触氧化池1）设计参数 17进水 BOD5 La=195mg/L出水 BOD5 Le=58.5mg/LBOD5去除率=70%平均时污水量：Q=6000n/d=250m3/h容积负荷： 昨3kgBODm3.d停留时间：t=1h气水比：15:1接触氧化池主要的污染物及去除率见表 4-3表4-3接触氧化池主要的污染物及去除率项目进水(mg/l )出水(mg/l )去除率COD577.5404.2530%BOD19558.570%SS12510020%2)设计计算(1)氧

37、化池有效容积V Q(La Le)M其中La、Le分别为进水和出水的BOD浓度;计算得：V=273m(2)氧化池总面积设H=3m,填料分三层，每层高1m，由计算公式F -H计算得F=91.0mn=8格氧化池(3)每格氧化池的面积：采用 每格氧化池的面积为计算得 f=11.375m2(4)校核有效接触时间F fn每格氧化池的尺寸为LXB=4X 3=12m2t nfH QFHQ计算得：t=1.152h(5)氧化池总高度o=H+h+h2+(m-1)h 3+h4H其中h1为超高，取h1二0.6m；h2为填料上水深，取h2=0.5m； h3为填料层间隙高，取h3=0.3m；h4为配水区高度，取h4=1.5

38、m； m为填料层数，取m=3计算得H=6.2m(6)污水在池内实际停留时间t nf(Ho %)Q计算得t=2.15h(7)选用半软性填料，所需填料总体积V= nfH3计算得 V=8 x 12X3=288m(8)进水设施采用布水廊道布水，廊道设在氧化池一侧，宽度b = 0.8m,廊道内水流速度为:QnBb采用多孔管鼓风曝气供氧，所需氧量D=D其中D0取20,计算得D=5000 m2 3 4/d (10)每格氧化池所需空气量250 13.02m/h 3.6mm/s3 0.8oQDi1d n计算得D1=625m/h(11)空气管道布置空气干管直径4D1d4 625 0.25m 3600 3.14 3

39、.6di4D136005每池设5根支管，直径为:0.8 625 0.094m 3600 3.14 5孔眼布置：以每根支管为单位计算，孔眼直径= 6mmi孔眼流速v=10m/s,则3.14 0.062 10 0.00028 m/s4每根支管上的孔眼数:m=D16255Di? 5 0.00028 3600124支管分长支管、短支管两种：长支管 Li = 2.8m,短支管L2=2.65m按短支管布置孔眼，孔眼间距采用80mm则每根短支管开孔数m为m1L28026501 801 32个2= m-m多余孔眼数为m计算得m=124-32=92个 多余孔眼布置在短管上。选用8根短管，每根长600mm分别焊在

40、支管上，每根短管开孔数为：92/8=11.5取12 个。孔距为80mm短管直径为d2=0.0308m 32mm接触氧化池示意图如图4-5。4.1.6沉淀池驱动3r/min 。本沉淀池为接触氧化池相应的沉淀池，采用辐流式沉淀池。中心传动排泥设备、 装置在池中心的走道上。排泥旋转速度为13r/m,刮泥板的外缘线速度不宜大于 1)设计参数16进水 SS= 100mg/L出水 SS= 60mg/LSS去除率4=40%设计沉淀时间：t o=2.63h设计沉淀速度：u o=u/1.5=O.3/1.5=O.2mm/s=O.72Om/h污泥回流比为0.62)设计计算(1)沉淀部分水面面积，设池数n=2个，F

41、Qmaxnq计算得F上5 312.52 0.72(2)池子直径D产计算得 D=19.95m 20m(3)沉淀部分有效水深h2=qt=0.72 X 2.8=2.016 =2m(4)沉淀部分有效容积V=-tn计算得 V=450X2.8/2=630m3污泥部分所需的容积24 3.6qmax(， c) 10024 3.6 0.125(100 60)(100 Po)1000(100 96)其中T为两次清除污泥的间隔时间，取T=3.6; 丫为污泥浓度；P。为污泥含水率 计算得V=18.60川=10.806m/dQ La Lb 0.58 1000=100 96 1000则 Q)=V0+V0=29.4 m3/

42、dQ=Q/2=14.75m3/d(5)污泥斗以上圆锥体部分污泥容积设池底径向坡度i=0.05,污泥斗底部直径D=1.5,上部直径D=3.0,倾角60O贝Uh4 =(D1/2-D J2)tg60 o计算得 h4=(3.0/2-1.5/2)tg60o=1.3m(6)沉淀池的总高度H设超高h1=0.3m,缓冲层高度h3 = 0.3m,H=h1+h2+ha+h4=0.3+2+0.3+1.7=4.3m晨0 91图4-6沉淀池4.1.7生物活性炭池采用升流式活性炭池。1）设计参数设计水量 Q=6000n/d=250m3/h空塔流速v=5m/h接触时间T=0.9h通水倍数W=5.0由kg填充密度 =490k

43、g/m3炭层空隙率 =32%再生损失率 =5%2）设计计算炭床总面积：F=QV2计算得 F=250/5=50m每组炭床面积：设n=4f=F/n计算得f=12.5m2炭床直径D产计算得D=4m4）炭层高度h=vT计算得 h=5X 0.9=4.5m5）每组炭床容积：每组采用三床串联，每床炭层高度h2=1.5mVi=fh计算得Vi=45m36）每组首次装炭量G= Vi计算得 G=45X 490=22050kg7）校核接触时间t=h/v计算得 t=4.5/5=0.9h8）炭床总高度1+h2+%+h4+h5H=h计算得 H=0.5+1+1.5+0.4+0.5=3.9m9）用气量：气水比：4:1总的用气量

44、：250 X 4 = 1000m/h4.2污泥处理构筑物浓缩池污泥浓缩池的主要作用是将污泥的含水率降到不小于85%,浓缩后的污泥仍具有一般液体的主要特性，可以用大多数的泵输送17。污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，运行周期为24.0h,其中进泥1.01.5h,浓缩20h,排水和排泥2.0h,闲置0.51.0h。1)设计参数污泥量 Q=2.8125m3/h ;污泥浓缩时间T=20h浓缩前污泥量为V=67.5m3/d ,含水率R=99.4%o池数2座2)设计计算(1)浓缩后的污泥体积含水水率B降为96.8%,则Q(1 P)V11 P2计算得 V1=67.5 X (1-0.96)/(1-0.9)=27

45、m3(2)浓缩池表面积：取有效深度Hi=3.5mVHi计算得单个浓缩池A=19.28/2=9.6m2(3)单个浓缩池直径D计算得D=3.5m5)排泥斗体积计算: 取 H4=1.5mD2H412计算得V=4.8m36)浓缩池高度计算超高:H 2=0.3 m ;缓冲层高度:H3=0.3m则总高度H=Hi+H+H+H计算得 H=3.5+0.3+0.3+1.5=5.6m58 3图4-8污泥浓缩池贮泥池浓缩后会排出污泥为27m3/h ,则贮泥池的容积应大于270m3,可选择贮泥池的尺寸为 7mmx 7nriX 7m 容积为 274m3。贮泥池设置超声波液位计，根据液位自动启动污泥提升泵。距池底 0.5m

46、处对角线设 置有两台QJB2.2/8型潜水搅拌器，用于贮泥池内污泥的搅拌，电机功率2.2kW/台。贮泥池内的污泥提升泵采用 WQ25-10-1.5型不堵塞潜水排污泵，共计两台，一用一备， 单台流量Q=25m/h ,扬程H=10m电机功率N=1.5kW污泥脱水车间1）污泥产量水解酸化池的干污泥产量为 16.875kg （干）/h ,经浓缩池浓缩后为含水 P=96.8%勺污 泥共 27 m3/d。2）带式压滤机根据所需处理污泥量，选用DYQ-2000脱水机一台。该脱水机处理能力为430kg （干） /h ,则工作时间9.7h11。脱水机技术指标见表4-4表4-4 DYQ带式压滤机型号有效宽度速度电

47、动机控制器型号冲洗耗水量DYQ-500A500mm0.5m/minJJTY21-4LP90-2-1.54m3/h功率气动部分流量处理能力外形尺寸mm重量1.1kw0.2m3/h50kg/h m23000 X 1250X 16503000kg3）投药装置投药量：根据对常见污水处理厂（站）的污泥絮凝剂脱水试验知，常用絮凝剂的投药 量分别为：FeCl35.0-8.0% ,硫酸铝 8.0-12.0% ,聚合氯化铝3.0-10.0% ,聚丙烯酰胺1.5-2.5 %oo投药系统按投加聚丙烯酰胺考虑。设计投药量为2.0%,则每日需药量为16.875kg/h X 24X 2.0/1000=0.81kg需用纯度

48、为90%勺固体聚丙烯酰胺为0.81/0.90=1kg调配的絮凝剂溶液浓度为 0.2-0.4% ,则溶解所需溶药罐最小容积为2000L。选用BJQ-14-0.75溶药搅拌机一台，药液罐规格 1.8mX1.5m,有效容积为2625L,搅拌电动 机功率为0.75kWA药液投加选用JZ-450/8计量泵，投药量为 80L/h ,投药压力为 8.0kgf/cm 2（1 kgf/cm 2=98kPa）,计量泵外形占地尺寸为 825m佛890mm高为880mm 4）脱水机房面积脱水机房建筑尺寸为（15.0X9.0） m。5）污泥棚紧靠污泥脱水机房处设计一个污泥棚，用以暂时贮存脱水后的污泥，并适当干化。污泥棚

49、容积按照一天排泥量设计，则需要V20n3,于是其尺寸为3.0mx 3.0mX 3.0m。5废水处理站平面布置污水处理厂包括生产性的处理构筑物和泵站、鼓风机房、药剂间、化验室等建筑物， 以及辅助性的修理问、仓库、办公室、值班室等。在厂区内还有道路系统、室内外照明系 统和美化的绿化设施，根据流程、地质条件，进行平面布置。根据处理厂的规模大小，采用1: 200-1: 500的比例尺的地形图绘制总平面图。管道 布置可单独绘制。平面布置原则厂址选择城市污水处理厂的厂址选择受到污水的处理方式和排放点位置的影响，应在整个排 水系统设计方案在中综合考虑，全面规划。根据任务书本设计的厂址已经确定，见第二章 的设

50、计资料。平面布置原则1）处理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调；构（建）筑物单体数量除按计算要求确定外，亦应有利于相互间的协调和总图的协调；（2）构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通, 气象，人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。3）经常有人工作、活动的构筑物，如综合楼等，应尽量布置在夏季主导风向的上风向 一方。4）污泥构筑物应尽量集中布置，以利于安全和管理。污泥区应不只在夏季主导风向的 下风向一方，并远离综合楼和生活区。5 ）构（建）筑物之间的间距应按交通，管道敷设，基础施工和运

51、行管理需要考虑。一般采用5-10m。6）做好建筑，道路，绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站 区环境美观，向外界展现优美的形象。7）变电所应设在耗电量大的构筑物附近，如鼓风机房、泵房等。鼓风机房应设在曝气 池附近。高压线应避免在厂内架空敷设。8）处理构筑物应合理设置超越管线，以便在事故或检修时废水能超越后续构筑物或直 接排入水体。处理构筑物宜设防空管道，排出的废水应回流处理。9）废水处理站的辅助构筑物可根据需要设置，但应尽量集中，以便于管理。只有当废 水处理站规模较大，或远离厂区时，则需配置应有的生活设施，而当废水处理站在厂区或 距离较近时，应尽量减少辅助构筑物。10）各处

52、理构筑物的连接关系应自成体系，保证其独立运行，在某个构筑物因故停止 运行时，不致于影响其他构筑物的正常运行。并联运行的处理构筑物设均匀配水装置，并 设有连通管渠。11）总平面图布置应考虑远近期的结合，有条件的时候，可按远景规划水量布置，将 构筑物分为若干系列，分期建设。远景设施的安排应在设计中仔细的考虑，除了要满足远 景处理能力我需要而增加的处理池外，还应为改进出水水质的设施保留场地 16。12）在布置总图的时候，应考虑安装充分的绿化地带。13）污水厂内管线种类众多，应考虑综合布置，以免发生矛盾。污水和污泥管道应尽 可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断面图。附属建筑物及其尺寸污水处理厂的附属建

53、筑物有办公室、化验室、员工宿舍、仓库、机修车间、值班室、 警卫室等房屋。具规模和取舍按污水处理厂的规模和需要而定。在大型处理厂内，还要建 设托儿所、幼儿园和接待室等17 0附属建筑物根据平面布置原则进行布置，充分展现站区的美观。其尺寸如下表表5-1附属建筑物及其尺寸。表5-1附属建筑物及其尺寸项 目面积（m2）项 目面积（m2）机修间10X 5活动中心20 X 12配电间10X 5传达室6X4仓库20X12中央水池180综合办公楼37X14鼓风机房15X 10车库490污泥脱水机房15X9污泥泵房8X5污泥泵房污泥泵房主要用来回流污泥和将污泥打入污泥浓缩池两个作用。故分别计算回流污泥 量和污泥

54、排放量。污泥从沉淀池回流到水解酸化池的污泥量为Q=29.4m3/d从沉淀池到污泥泵房的水头损失:f=2.49 X58.790.21.171.5611.85X 1.3= 1.32m污泥泵房到水解酸化池的水头损失：1.85hf=2.49 X 1924 15 X 1.3 = 0.043m0.2161回流泵的扬程:H =11.963-0.043+1.32-6.2798 = 5.253m选用EH型单螺杆泵18。详细规格见表5-2。表5-2回流泵选型型号转速电动机轴功率EH1641.25m3/h388r/minYCJ71 0.55kw0.23kw14kg污泥泵扬程H=1.857mQS=27n3/d=1.1

55、25m3/h选用EH型单螺杆泵。详细规格见表5-3。表5-3 污泥泵选型型号转速电动机轴功率重量EH13631.30m /h388r/minYCJ71 0.55kw0.15kw14kg污泥泵房采用8X5 m2,选用3台污泥泵，二用一备鼓风机房本废水处理站废水构筑物共有三个构筑物用到鼓风机提供的空气。调节池：0= 875 m3/h接触氧化池：O 208.33rni/h生物活性炭池：0= 1000 m3/h合计：Q= 2083.33m/h=86.8m 3/min选用4台鼓风机，则每台的q = 21.7 m3/min。鼓风机型号选用见表5-4。表5-4鼓风机选型型号直径La功率SSR150150mm

56、21.79 m 3/min14.48 m 3/min15kw鼓风机房采用15X 10 m2,选用5台罗茨SSR150t风机，4用一备。污泥脱水机房污泥脱水机房包括：机械间、药剂贮存间、值班控制室。机械间包括脱水机、皮带输送机、泥浆泵、污泥搅拌机、储泥罐等。污泥脱水设备采用DY0H带式压滤机。脱水车间采用15X 9 m2其他附属构筑物1）综合楼废水处理站综合楼综合了办公室、化验室、生产管理室、中央控制室等。采用 37X24 m20 2）配电问、机修问配电间和机修间采用10X 5 m203）仓库仓库采用10X6 m204）活动中心活动中心采用20X 12 m205）车库车库采用490 m206废水

57、处理厂高程设计6.1高程布置原则1）尽量使废水和污泥在各构筑物之间以重力流流动，避免不必要的跌水，减少提升泵 数。还应考虑废水厂扩建时预留的储备水头。2）在进行高程布置时，应考虑土方平衡。3）浓缩池、污泥脱水间的高程确定，应注意污泥水能自流排入泵站集水池和其他污 水处理构筑物。4）废水厂出水管不受洪水顶托。6.2高程布置设计计算废水处理站的水流常依靠重力自流，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损 失。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损 失在内；水流通过连接前后两构筑物的管渠（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局 部水头损失；水流流过量水设备的水头

58、损失180选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运 行时有一定的灵活性。以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量，计算水头损失。本设计处理后的废水排入河流水位低于水厂的地面标高，而且洪水位时也不会发生倒 灌。考虑构筑物的挖土深度不宜过大，综合各方面条件，以出水管底标高为起点，推算各 水面标高。废水处理部分高程计算1）水力计算本高程计算中局部损失取为沿程损失的 0.3倍，即总水头损失工h=iL*（1+0.3）。表6-1列出了各个构筑物及其之间的水头损失。表6 1 水头损失计算表构筑物及管路设计流 量Q(L/s)管径DNmmh/D地面坡 度i (%。)流速v(m/

59、s)管长L (m)沿程损 失 iL(m)局部损 失(m)总损失 (m)出厂管1254000.953.61.018.00.0290.0090.037生物活性碳池62.53000.954.20.904.3750.01840.00550.024到集水井31.252500.953.00.698.20.02460.00740.032生物活性碳池1.5生物活性碳池 到沉淀池31.252500.953.00.6910.960.0330.00990.043沉淀池0.30沉淀池到接触 氧化池62.53000.953.00.9020.720.0620.0190.081接触氧化池0.30接触氧化池到 水解酸化池12

60、54000.953.61.014.010.01440.0040.019水解酸化池0.20水解酸化池 到调节池1254000.953.61.013.180.0110.00340.015调节池0.10调节池到污水 提升泵房1254000.953.61.0117.30.0620.01870.081污水泵房0.15泵房到格栅1254000.953.61.017.040.0250.0080.033格栅0.152)高程确定高程设计图采用绝对标高，以黄海海平面为基准，厂区地面标高10ml污水管底标高6m最高水位8ml为保证通过重力能顺利完成污水排放，要求达到河流处的污水水面标高 大于6ml考虑到经济问题和实