工业污水计算doc

摘要摘要工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液。随着工业的迅速发展废水的种类和数量迅猛增加对水体的污染也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全。工业废水分类通常有以下三种：（1）按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类：含无机污染物为主的为无机废水，含有机污染物为主的为有机废水；（2）按工业企业产品和加工对象分类：如冶金废水、造纸废水等；（3）明确的指出废水中主要污染物的成分，能表明废水的一定的危害性。本设计是针对邯郸市滏阳化工股份有限公司所排放的工业废水进行处理，达标后排放，经过对各种厌氧工艺的比较，本设计选用UASB反应器，因为该工艺技术成熟，耐冲击负荷好，处理能力大，能去除大部分的有机物，可以回收沼气，降低能源消耗，好氧处理选用CAST反应池，它的处理效率高，占地省，投资省，运行灵活，污泥的性能良好，出水水质可达标。关键词：工业废水UASBCASTABSTRACTIndustrialwastewatermeansthewastewater,sewageandtheeffluentsproducedduringtheindustrialprocesses.Withthehighandrapiddevelopmentofthemodernindustry,theamountandvarietiesofthewastewaterincreasequickly,resultinginthemoreseriousandwildlyspreadpollutionofthewater,andthuscausedamagetothehealthandsafetyofhumanbeing.Thereexisted3waystoclassifytheindustrialwastewater:(1)basedonthechemicalpropertiesofthemajorpollutantinthewastewater,thewastewaterwhichcontainsinorganicpollutantisdefinedasinorganicwastewater;whilewhatcontainsorganicpollutantisorganicwastewater.(2)basedontheindustryproductionortheprocessingobjects,wastewatercanbeclassifiedasmetallurgicalindustrywastewater,papermakingwastewater,etc.(3)pointingonthemajorpollutantofthewastewaterclearlycanindicatetheharmofthewastewater.ThisdesignaimsatdealingwiththeindustrialwastewaterofHandanFuyangChemicalIndustryCo.ltd.,makeitmeetthestandardsandthendischargethewastewater.Aftercomparingtheanaerobicprocesses,thisdesignchosetheUASBreactorforitsskillsdevelopmature,moreimpactbarenessandmorecapacity.Besides,itcanalsoremovemostoftheorganicpollutants,recyclebiogas,andhelpdecreasetheenergycost.Meanwhile,wechoseCASTreactorastheaerobicreactor,forithashighprocessingefficiency,lowbudgetandoccupiessmallarea.Withhighprocessingflexibility,itoffersstandardcleanwaterandbettersludge.Keywords:Industrialwastewater,UASB,CAST目录TOC\o"1-3"\h\u10759第1章概述 ①浓缩池池体计算浓缩池污泥量为UASB反应池，CAST反应池和斜管沉淀池剩余污泥的总和，由前面计算可知，UASB反应池的产泥量为=460.8m3/d，CAST反应池的产泥量为=66.15m3/d，斜管沉淀池的产泥量为=30.24m3/d,则浓缩池污泥总流量为：m3/d=23.216m3/h设两座污泥浓缩池则浓缩池总面积为：m2式中： F——沉淀部分有效面积，m2；C——流入浓缩池的剩余污泥浓度，kg/m3，一般采用10kg/m3；G——固体通量，一般采用0.5~10；Q——入流剩余污泥流量，m3/h。单池面积为：m2浓缩池直径为：m，取D=10.5m浓缩池的容积为：式中： ——浓缩池的容积；——浓缩池浓缩时间，h,本设计取16h。浓缩池工作部分高度为：式中： ——沉淀池有效水深，m。浓缩后排出含水率P2＝97.0％的污泥,则浓缩后污泥量为：池底高度：辅流式浓缩池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度：式中： ——池底高度，m；——池底坡度，本设计采用0.02。式中： ——污泥斗高度，m；——泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般选用55º。——污泥斗上口半径，m；——污泥斗底部半径，m；设计中取r1=1.0m，r2=0.25m泥斗容积为：式中： h5——泥斗的垂直高度，m；——泥斗的容积，m3；污泥斗中污泥停留时间式中 ——泥斗的容积，m3；——污泥在污泥斗中污泥停留时间，h。浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.20m，则浓缩池的总高度H为：浓缩池排水量为：浓缩池计算草图如图所示。图4-1浓缩池计算草图溢流堰浓缩池出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量，设出水槽宽0.2m，水深0.1m，则水流速为0.215m/s。溢流堰周长：式中 c——溢流堰周长，m；D——浓缩池直径，m；b——出水槽宽，m。溢流堰采用单侧90º三角堰出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每个浓缩池有三角堰个。每个三角堰流量：式中 ——每个三角堰流量；——三角堰水深，m。，设计中取0.010三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.110m。溢流管溢流水量0.0043m3/s，设溢流管管径DN200mm，管内流速v=0.668m/s。刮泥装置,浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。排泥管.剩余污泥量7.739m3/h，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN150mm。间歇将污泥排入贮泥池。4.2.4上清液排出管的计算在浓缩池高度上均匀布置有三根直径为100mm的钢管用于排除上清液，具体布置见附图。4.2.5进泥排泥管布置进泥管采用DN200的钢管，从池子的中心进泥；排泥管采用DN150的钢管，从池子的中心底部排泥。进泥时间为3小时，沉淀时间为16小时，排水时间为1小时，排泥时间2为小时。螺杆泵选择:由前边计算可得，每日浓缩后污泥量为163.2m3/h，排泥时间为2小时，则每小时排泥量为81.6m3/h，因此根据给水排水设计手册(12册)选用三台（两用一备）型号为EH1900的单螺杆泵。单台参数如下：流量：51.4m3/h 转速：250转/min 轴功率5.4KW电动机型号:YCJ100 电动机功率:7.5KW4.3污泥脱水4.3.1污泥脱水概述目前常用的污泥机械脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机。板框压滤脱水机一般脱水时间1.0～3.0h，过滤周期为2.0～5.0h，不能连续工作，且工作压力高，一般要求0.4～0.6MPa，泥饼吹脱时压缩空气用量为1～3m3（m3滤室容积•min），压力为0.1～0.3MPa。对生物污泥，生污泥过滤能力为5-10(干)/(m2•h)，消化污泥2～4(干)/(m2•h)，无机污泥过滤能力更低，由于其脱水能力小，一般只用于小型污水处理站。但脱水效果较好，消化污泥含水率可降至65%～75%，生污泥含水率可降至70%～75%，絮凝剂(PAM)投药量2‰～4‰(生污泥)。带式压滤脱水机能连续运行，带速2～5m/min（对于混合污泥），不适用于难于压缩的好氧活性污泥与物化污泥。对于初沉池污泥脱水能力为250～500kg(干)/(m2•h)。絮凝剂PAM投药量为2‰～5‰(生污泥)，1‰～3‰（消化污泥）。离心脱水机，一般为离心因数a<1500的低速离心机，对于难以压缩的好氧活性污泥和物化污泥亦有较好的脱水效果。初沉污泥脱水后含固率可达25%～35%，混合污泥可达20%～25%，物化污泥和好氧活性污泥可达15%～20%，絮凝剂PAM投药量相应分别为2‰～3‰、3‰～5‰和6‰～10‰.污泥脱水时是否加药、投药种类和数量宜通过试验确定。污泥加药后，应立即使其进行混合反应，并进入脱水机，这有利于污泥的凝聚。污泥脱水间的机组布置、通道宽度、起重设备和机房高度、泥饼输送等参照泵房的设计规定进行、脱水间应有通风设施。4.3.2污泥脱水机房的设计计算浓缩池污泥经过浓缩后，从浓缩池排出，污泥的含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至60%～80%，从而大大缩小污泥的体积。(1)脱水污泥量计算脱水后污泥量：式中——脱水后污泥量(m3/d)；——脱水前污泥量(m3/d)；——脱水前污泥含水率(%)；——脱水后污泥含水率(%)；——脱水后干污泥重量(㎏/d)。设计中取=185.73m3/d，=97%，=90%污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。(2)脱水机的选择机械脱水方法有真空吸虑法、压滤法和离心法。常用的脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、板框压滤机、带式压滤机、离心机。各种脱水机的主要特点如下：名称特点适用范围真空压滤机能够连续生产，可以自动控制，构造复杂，附属设备多，运行费用高应用较少，适用于工业企业板框压滤机构造简单，劳动强度大，不能连续工作适合小型污泥处理装置带式压滤机可以连续工作，脱水效率高、噪音小、能耗低、操作管理方便应用广泛，适用大中小型污泥处理装置离心机构造简单、脱水效果好、动力消耗大、噪声较大应用广泛，适用大中小型污泥处理装置设计中选用DYB－600型带式压滤机，其主要技术指标为，污泥泵流量为2～5m3/h，表3-13各种脱水机特点及适用冲洗泵流量为4～6m3/h，输送机输送量为800kg/h，泥饼含水率75%。设计中共采用3台带式压滤机，其中两用一备。工作周期为每天8小时，则处理污泥量为：，可以满足要求。3.4.3污泥最终处置污泥最终处置方法有弃置法和回收利用法。弃置法包括卫生填埋和污泥焚烧处置；回收利用法包括污泥的土地利用、污泥堆肥和工业利用等。本设计中采用卫生填埋、土地利用及污泥堆肥等方法相结合的方式综合合理处置污泥。第五章污水处理厂的平面布置5.1污水处理厂的平面布置在污水处理站的厂区内有各处理单元构筑物；连通各构筑物之间的管、渠及其他管线。辅助性建筑物；道路以及绿地等。因此，要对污水处理站厂区内各种工程设施进行合理的平面规划。5.1.1污水处理站设施组成根据选定的处理方案和处理工艺流程，污水处理工程设施包括以下几方面：(1)生产性构筑物生产性构筑物分为污水、污泥处理设施。污水处理设施包括格栅间、调节池、UASB池、SBR池、鼓风机房等。污泥处理设施包括浓缩池、污泥泵、脱水机房。(2)辅助设施辅助设施分为生产和生活辅助设施。生产辅助设施包括综合办公楼(含化验室、中心控制室）、仓库、食堂、宿舍楼、篮球场等。(3)各类管道厂区管道包括污水工艺管道、污泥工艺管道、空气管道、沼气管道、超越管道、上清液回收管道、厂区给水管道、排水管道、加药管。(4)其他设施其他设施有道路、绿化、照明、围墙、大门。5.1.2平面布置原则(1)各单元处理构筑物的平面布置1)处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物，在做平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定他们在厂区内的平面布置。对此，应考虑：2)贯通、连接各处理构筑物之间的管渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折；土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段；3)在处理构筑物之间，应保持一定的距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5～10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮罐等，其间距按有关规定确定；4)各处理构筑物应在平面布置上，应考虑尽量紧凑；5)污泥处理构筑物应尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向下方向。(2)管、渠的平面布置1)在各处理单元构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还赢设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。2)应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。3)在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电管路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。(3)辅助建筑物的平面布置1)污水厂内的辅助建筑物有集中控制室、变电所、机修间、仓库、浴室、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。2)辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。3)生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，应位于厂区夏季主风向的上风向。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。(4)厂区绿化平面布置时应安排充分的绿化带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环境。(5)道路布置在污水处理厂内应合理的修建道路，方便运输，要设置通向各处理构筑物和辅助建筑物的必要通道，通道的设计应符合如下要求：1)主要车道的宽度：单车道为3～4m,双车道为6～7m，并应有回车道。2)车行道的转弯半径不宜小于6m。3)人行道的宽度为1.5～2m。4)通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45º5)天桥宽度不宜小于1m。5.1.3平面布置(1)工艺流程布置工艺流程布置根据设计任务书提供的厂区面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。(2)构筑物平面布置按照功能，将污水厂布置分成三个区域：1)污水处理区该区域位于污水处理厂中部，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括格栅间、调节池、UASB池、CAST池等。2)污泥处理区该区域在厂区主导风向的下风向，由各项污泥处理设施组成，呈直线型布置。包括污泥浓缩池、贮泥池、脱水机房等。3)生活区该区是将办公楼、宿舍、食堂、锅炉房等建筑物组合在一个区内。为了不使这些建筑过于分散，将办公楼与化验室，食堂与宿舍，浴室与锅炉房合建。生活区位于污水厂北部，厂区主导风向的上风向。第六章污水处理厂的高程布置6.1设计说明污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：(1)污水流经各处理构筑物的水头损失，在做初步设计时，可按《排水工程》中表9-4所列数据进行估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进水口和出水口需要的跌水（多在出口处),而流经处理构筑物本体的水头损失则较小。(2)污水流经连接前后两处理构筑物管渠（包括配水设备)的水头损失。包括沿程和局部水头损失。(3)污水流经量水设备的水头损失。在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：(1)认真计算管道沿程损失、局部损失，各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。(2)考虑远期发展，水量增加的预留水头。(3)避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。(4)在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。(5)需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。(6)应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。6.2构筑物水头损失构筑物水头损失见下表：构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.205CAST反应池0.50调节池0.30机械絮凝池0.10UASB反应池1.50斜管沉淀池0.20表6-1构筑物水头损失6.3管渠水力计算管渠及构筑物名称流量（L/S)管渠设计参数水头损失（m）D(m)i(‰）v(m/s)L(m)沿程局部合计出口至重力无阀滤池83.336000.230.3060.00141.50001.5014重力无阀滤池至提升泵房83.333007.001.2030.02100.36000.3810提升泵房至斜管沉淀池83.333007.001.2030.02100.36000.3810斜管沉淀池至机械絮凝池83.333007.001.200.30.00020.20000.2002机械絮凝至CAST反应池83.333007.001.2090.06300.49000.5530CAST反应池至UASB反应池20.831504.300.66100.04301.50001.5430UASB反应池至调节池20.831504.300.66300.12900.18000.3090调节池至格栅间83.333007.001.2080.05600.20500.2610表6-2管渠水力计算6.4污水处理高程布置水力计算以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，沿污水处理流程向上倒退计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出。由于出水水位较低，污水站出水能够在洪水位时自流排出。因此，在污水高程布置上主要考虑土方平衡，设计中以排出口为基准，确定排出口的水面标高，污水处理排出口标高标高-1.0m，沿污水处理流程向上推算，以使处理后的污水能自流排出。计算结果满足自流排放要求，污水高程布置见高程布置图。污水高程计算过程如下：1)重力无阀滤池出水管高程为-0.70m，水面高程为+3.80m2)重力无阀滤池至提升泵房沿程水头损失0.021m局部水头损失==0.36m式中900弯头水头损失，m；蝶阀水头损失，m；伸缩接头水头损失，m；截止阀水头损失，m。3)提升泵房至斜管沉淀池沿程水头损失0.021m局部水头损失==0.36m式中900弯头水头损失，m；蝶阀水头损失，m；伸缩接头水头损失，m；截止阀水头损失，m。斜管沉淀池水面高程为+2.00m，池底高程为-2.40m。4)斜管沉淀池至机械絮凝池沿程水头损失0.0002m局部水头损失取0.20m机械絮凝池水面高程为+2.20m，池底高程为-2.20m。5)机械絮凝池至CAST反应池沿程水头损失0.063m局部水头损失==0.49m式中——900弯头水头损失，m；——蝶阀水头损失，m；——伸缩接头水头损失，m；——截止阀水头损失，m。为减小浓缩池高程，，设计中取CAST反应池池底高程为-0.95m，CAST反应池最高水位高程为+5.0m，CAST反应池最低水位高程为+3.75m，CAST反应池池排水口高程为+2.75m。6)CAST反应池至UASB反应池沿程水头损失为0.043mUASB的局部水头损失本设计取1.5mUASB反应池池底高程为-0.20mUASB反应池最高水面标高为+7.0m,超高取0.5mUASB反应池最高池面标高为+7.50m7）UASB反应池至调节池沿程水头损失为0.129m==0.18m 式中900弯头水头损失，m；蝶阀水头损失，m；伸缩接头水头损失，m；截止阀水头损失，m。调节池水面标高为-1.00m，进水管标高为出水管标高为-0.65m8)调节池至格栅间沿程水头损失为0.056m局部水头损失为0.205m格栅出水管标高为-0.25m6.4污泥处理高程布置UASB反应器至浓缩池单池的排泥管管径DN200mm。第七章工程概算及其运行管理7.1工程概算7.1.1工程费用的组成本工程设计水量为：7200m3/d,查阅相关的污水处理厂的投资定额指数，对本工程进行投资估算。(1)建筑安装工程费定额指标为：659元/(m3/d)；建筑安装工程费为：=474.48万元。(2)设备购置费定额指标为：340元/(m3/d)；设备购置费为：=244.8万元(3)工程建设其他费用定额指标为：137元/(m3/d)；工程建设其它费用为：=98.64万元(4)预备费定额指标为：114元/(m3/d)；预备费为：=82.08万元7.1.2总投资工程总投资计算：总造价定额指标为：900元/(m3/d)；工程总投资为：=648万元。7.2安全措施7.