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文档简介
摘要伴随中国印染工业迅猛发展,印染过程中产生废水中有机物含量高、色度大、可生化性差,印染废水对环境污染也越来越严重。本设计为印染废水和生活废水处理及排放工程设计,依据废水水质特点和特征,最终采取气浮—水解酸化—生物接触氧化综合水处理工艺,该工艺能有效地处理废水中难降解物质和SS类,设计出水最终实现出水符合中国国家标准(GB8978-1996)《污水综合排放标准》要求,以后经过具体设计计算确定处理工艺中各构筑物尺寸并完成关键构筑物平剖面图Autocad绘制,且对对应隶属设备进行了选型。最终对污水在流动过程中水头损失进行计算,并依据污水厂地形及部署标准绘制了污水处理厂平面部署图和高程图,最终完成设计。关键词:印染废水;生物接触氧化;厌氧;好氧处理AbstractWiththerapiddevelopmentofChina'sprintingindustry,printinganddyeingwastewaterpollutionoftheenvironmenthasbecomeincreasinglyserious.Printinganddyeingwastewatergeneratedintheprocess,organicpollutantscontent,colorlarge,poorbiodegradability,waterqualityandquantitychanges,wastewatercontainsalotofhardbiodegradationofchemicalsandresidualdrugcomposition,thebiodegradabilityofwastewaterdegradation,poor.
Thedesignfortheprintinganddyeingwastewateranddomesticwastewatertreatmentanddisposal,engineeringdesign,basedonwastewatercharacteristicsandfeaturesofwaterquality,andultimatelybyhydrolyticacidification-biologicalcontactoxidation-airintegratedwatertreatmentprocess,theprocesscaneffectivelydealwithwastematerialintherefractoryandtheSSclass,andultimatelymeetthenationalstandardwater(GB8978-1996)"Integratedwastewaterdischargestandard"requirements,accordingtothemaintreatmentprocessinthecalculationofstructures,structuresoftheCADdrawingofthemap(acidification,biologicaloxidationetc.)andsewagetreatmentplantsbyhandtheoverallplanandbudgetforcompletionoftheproject,finallycompletedthedesign.
Keywords:dyewastewater;biologicalcontactoxidation;anaerobic;aerobictreatment目录摘要 1Abstract 2目录 3第一章绪论 5文献综述 51.印染废水的来源和特点 52.印染废水的处理方法 63.我国印染废水的处理现状 10第二章方案比较 112.1方案的制定与比较 112.2方案比较 12第三章污水处理构筑物的设计计算 133.1筛网 133.2调节池 133.3气浮池 143.3.1设计说明 143.3.2加压溶气气浮设计参数 143.3.3参数选取 153.3.4设计计算 153.4水解酸化池 173.4.1设计说明 173.4.2设计参数 173.4.3池体设计与计算 173.5生物接触氧化池 203.5.1设计说明 203.5.2设计计算参数 213.5.3填料容积负荷 213.5.4污水与填料总接触时间 213.5.5池体设计计算 223.5.6校核BOD负荷 243.5.7填料选择计算 243.5.8接触氧化池需气量计算 253.6二沉池 263.6.1设计说明 263.6.2设计参数 273.6.3池体的设计与计算 27第四章污水厂污泥处置与处理 314.1污泥量的确定与计算 314.2污泥处理工艺流程 314.3集泥池 314.3污泥浓缩池 324.3.1设计参数 324.3.2池体设计计算 334.4污泥脱水间 364.4.1设计参数 364.4.2设计计算 36第五章污水厂平面布置和高程布 395.1厂址的选择 395.2平面布置说明 395.3高程布置说明 40第六章污水处理过程中的设计计算 426.1计算说明 426.2.1污水流经各构筑物的水头损失 426.2.2链接管道的水头损失 436.2.3构筑物高程的计算 446.3污泥构筑物高程计算 456.3.1链接管道的水头损失 466.3.2构筑物高程的确定 48第七章污水处理工程经济分析 507.1编制依据 507.2工程总造价 507.2.1土建部分 507.2.2设备部分 517.2.3工程直接投资 527.2.4其他费用 527.2.5工程总造价 537.3运营费用 537.3.1成本估算有关单价 537.3.2动力费 537.3.3工资福利费 547.3.4运营水费 547.3.5运营维修费 547.3.6运营管理费 547.3.7年运行成本 54结束语 55参考文献 56谢词 57附录:英文翻译 58第一章绪论文件综述印染行业是工业废水排放大户,据不完全统计,全国印染废水天天排放量为3×106~4×106m3。印染废水含有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质改变大等特点,属难处理工业废水。多年来因为化学纤维织物发展,仿真丝兴起和印染后整理技术进步,使PVA浆料、人造丝碱解物(关键是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,其COD浓度也由原来数百mg/L上升到~3000mg/L,从而使原有生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右,甚至更低。传统生物处理工艺已受到严重挑战;传统化学沉淀和气浮法对这类印染废水COD去除率也仅为30%左右。所以开发经济有效印染废水处理技术日益成为当今环境保护行业关注课题。肥东天翼包装生产过程中会产生少许印染废水,排放量约为450d/t印刷废水在印染过程中产生印染废水是在印刷过程中产生印染残液、擦板废水、制版废水、清楚废水等总称,是一个比较难于治理工业废水,废水中含有大量金属离子、油墨、碱、机油等,水质复杂,难降解有机物含量高,可生化性差,碱性大,色度高,处理难度比较大,水质参数见下表:CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/LpH/色度倍水量m3/h工业废水1250035007-8800010生活污水4002002007-8/10综合废水6200135018507-8400020污染物排放,直接增加了纳污水体污染负荷,如不进行处理,对水体水质造成严重影响,所以,企业为了本身以后发展对社会负责,应该设计出一套比较完善污水处理体系。1.印染废水起源和特点印染废水关键来自退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花、整理工段。正是这些生产过程决定了印染废水含有以下特点:色度大、有机物含量高。印染废水总体上属于有机性废水,其中所含颜色及污染物关键有天然有机物质及人工合成有机物所组成。水质改变大。印染废水是印染企业生产过程中排放多种废水混合后总称。所以COD高时可达~3000mg/L,且BOD、COD之比小于0.2,可生化性差。pH值改变大。因为不一样纤维织物在印染加工中所使用工艺不一样,在染色或印花中需要在不一样条件下进行染色,所以不一样纤维织物在印染加工中所排放废水pH值是不一样。水温水量改变大。因为加工品种、产量改变,造成水温水量不稳定。2.印染废水处理方法因为印染企业生产品种多样性及生产工艺多样性,而且废水含有印染废水成份复杂,色度深,碱性强,水量大,生物难降解物多,脱色困难,运行费用高特点,所以印染废水处理采取物理、化学、生物等多个方法组合进行。2.1物理法--吸附法(活性炭吸附为主)在物理处理法中应用最多是吸附法,这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质粉末或颗粒和废水混合,或让废水经过由其颗粒状物组成滤床,使废水中污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。现在,国外关键采取活性炭吸附法(多半用于三级处理),该法对去除水中溶解性有机物很有效,但它不能去除水中胶体和疏水性染料,而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含有很好吸附性能。SaitoT.等人研究表明,活性炭吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93%、92%和63%,活性炭吸附能力可达成500mgCOD/g炭,污水如先曝气,则会加紧吸附速率。但若废水BOD5>200mg/L,则采取这种方法是不经济。吸附处理使用吸附剂多个多样,工程中需考虑吸附剂对染料选择性,应依据废水水质来选择吸附剂。研究表明,在pH=12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%。2.2化学法印染废水化学处理方法关键有化学混凝法、化学氧化法和光催化氧化法等。2.2.1化学混凝法化学混凝法是向水中投加化学混凝剂,使废水中一些污染物由溶解状态或胶体状态为凝胶状态,集结为絮体,絮体吸附、捕集悬浮物并使之深入集结沉淀下来。混凝法适应性强、工艺步骤简单、基建投资低、占地面积小、操作管理方便、对疏水性燃料脱色效率高,是污水处理常见方法。龙一飞等人[7]采取聚合氯化铝铁(PAFC)对黄冈某印染厂生产废水进行研究。结果表明,PAFC在投加量为80mg/L,pH为8~10,搅拌速度为70~120r/min,搅拌时间3~4min时,脱色率达成93﹪,COD去除率达成86﹪。蒋少军[8]经过对FMC(新型无机盐絮凝剂FMC-MgCl2简称)絮凝剂处理印染废水试验研究发觉,FMC作为印染废水絮凝剂使用,有很好脱色效果。因为高效复合混凝剂能同时发挥多个混凝剂优点,降低各组分用量,使混凝法处理印染废水现有效又经济。所以也被广泛使用。卞慧芳等人[9]采取聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)复合絮凝剂处理江苏某染织集团印染废水,该厂原水COD为1600~1700mg/L,pH值为12~14,色度为1200,色泽为深紫色,利用复合絮凝剂处理效果好,COD去除率达76.3﹪,色度去除率高达98﹪。2.2.2化学氧化法化学氧化是降解废水中有机物有效方法。它是利用氧化剂(臭氧、过氧化氢、二氧化氯及高锰酸钾)氧化性质,在一定条件下将废水中污染物降解或改变其化学结构,从而去除或降低其对环境污染过程。二氧化氯是一个含有强氧化性和氧化过程中极少有有机卤代物产生氧化剂。在水处理氧化消毒及造纸、纸浆工业漂白等行业已经广泛使用。二氧化氯处理印染废水关键是氧化破坏染料发色基团和助色基团,达成显著脱色效果。二氧化氯除和酸性靛蓝等燃料等发生反应外,还和很多直接染料和活性染料反应使染料褪色。2.2.3光化学氧化法光化学氧化是经过氧化剂在光辐射下产生氧化能力较强自由基而进行,依据氧化剂种类不一样,可分为UV/H2O2、UV/O3及UV/H2O2/O3等系统。臭氧氧化法是近几年研究一个热点。O3分子反应选择性强,在处理印染废水时,能和含双键染料直接发生加成反应,提升废水可生化性[16]。臭氧氧化法成本较高,而且受臭氧生产能力限制。所以单独臭氧处理技术并不是一个有效去除有机物方法,所以常将臭氧技术和其它技术联合使用,如O3-固体催化技术、O2-H2O2/UV、O3/UV技术等。O3/UV技术就是O3在紫外线(UV)作用下,转化为·OH等强氧化性物质,以氧化有机物[17],增强氧化效率。2.2.4光电催化氧化法现在高级氧化工艺逐步受到大家青睐。这些氧化新技术在难降解有机工业废水处理方面研究十分活跃,有些已进人工业试验阶段。尤其电催化高级氧化技术、光催化氧化和二者协同效应研究正成为该领域研究热点[20,21]。光催化氧化技术它是以半导体材为催化剂,半导体材料外层含有特殊电子结构,即含有较深价带能级。当它们受到能量大于带隙能量光照射时,处于价带上电子就被激发到导带上,从而使导带上生成高活性电子,价带上生成带正电荷空穴(h+),产生电子-空穴对在电场作用下向颗粒外表面迁移,迁移到表面电子含有很强还原能力,可和氧气结合生成O2-离子,而光和电子一空穴含有极强得电子能力,可将部分有机物直接氧化,也可将OH-氧化成OH自由基,而·OH又几乎可将全部有机物氧化分解CO2、H2O等无毒无害物质。光催化氧化反应可利用光和氧化剂联合作用时产生强烈氧化作用,氧化分解废水中有机污染物质,使废水各项污染指标大幅度降低。2.3生物处理法生物处理技术是在一定人工技术方法条件下,利用微生物新陈代谢作用,将废水中污染物一部分转化为微生物细胞物质,另一部分转化分解为简单小分子有机物或无机物,从而达成净化废水水质、消除其对环境污染和危害目标。生物处理含有处理效率高、处理效果好、适用范围广、成本低、运行管理费用小及可处理水量大,方法较成熟等优点。所以被广泛应用于污水处理中。废水生物处理分为好氧生物处理和厌氧生物处理两种方法。2.3.1好氧生物处理法好氧处理是一个在提供游离氧提前下,以好氧微生物为主,使有机物降解、稳定无坏处理方法。依据微生物在水中存在状态,可分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥因为含有很强吸附能力和分解、氧化有机物能力和良好沉降性能,所以成为最常见好氧处理方法。余杭某印染厂采取AB生化法工艺处理印染废水,时间表明,该工艺处理效果良好,进水平均水质:COD为1440mg/L,色度1500倍,AB两段COD去除率分别为50﹪和85﹪,总去除率达成95﹪,另外,斜板初沉池因为投加了FeSO4和石灰乳作为混凝剂含有很好脱色效果,脱色率达成93﹪以上。出水水质均达成《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)要求和标准,达标率100﹪[24]。生物膜是另一类生物处理方法统称,微生物附着在介质表面上形成生物膜,污水同生物膜接触后,有机物被吸收转化为稳定无机物质和原生质。生物膜法和活性污泥法处理效果差不多,优点是剩下污泥量少且不会产生污泥膨胀,占地少,运行管理方便,但易发生生物膜堵塞危险,所以生物膜不适合处理高SS废水。常常和其它方法联合使用。2.3.2厌氧生物处理法厌氧生物处理是指在没有游离氧情况下,以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定一个无害化处理方法。该法含有运转费用低,而且可回收利用甲烷和剩下污泥量少优点。厌氧处理高浓度(通常BOD5≥mg/L)有机废水有很好优势。李亚新等人[26]设计厌氧生物滤池试验,得到了很好效果,可使COD率去除达70%~86.6%,色度去除60%~84%,出水水质稳定。刘建荣等人[27]在厌氧流化床中投加高效脱色菌,采取聚集-交联固定法把高效脱色菌固定于活性污泥上,并在反应器中加磁粉,使产生稳恒弱磁场,以对微生物产生正磁效应,用以处理模拟染料废水,在水力停留仅3小时情况下,可使COD去除44%~49%,色度去除90%以上。Knapp等人[28]也在试验室处理了实排染料废水,在严格厌氧条件下,在蛋白质含量较高培养基中,脱色率达77%。2.3.3好氧-厌氧联合处理法因为印染废水水质改变大,很多染料在好氧条件下属于难降解物质,因为在厌氧条件下能不完全降解,所以在传统好氧生物处理装置前增加厌氧(水解)处理厌氧(水解)—好氧串联工艺,能够使印染废水中难以生物降解有机物水解为较易生物降解物质,改善废水可生物降解性,从而提升传统步骤去除率.总而言之,经过厌氧处理以提升印染废水可生化性,使出水水质稳定,降低了负荷冲击,以利于后续好氧处理。曾国驱等人[29]采取ABR结合SBR法处理印染废水,结果表明,当进水色度为280~3550倍,COD为130~986mg/L时,出水色度为8~40倍,COD为30.0~97.1mg/L时,去除率分别为89﹪~99﹪和32﹪~95﹪;组合工艺好处还有以下表现,当ABR在废水处理过程中,因为脱色而产生苯胺物质,ABR出水中苯胺升高,经过SBR放入处理,总出水苯胺浓度为0.20~0.95mg/L,去除率为50﹪~98﹪。曾丽璇等人[30]采取水解酸化、接触氧化及水解酸化一接触氧化相结合这三种工艺处理珠海市斗门区某织染印染废水,试验结果显示,针对COD为532mg/L、色度为512倍原水,在总停留时间24h情况下,采取水解酸化一接触氧化工艺在三种处理工艺中较有效,能够取得84﹪COD去除率及88﹪脱色率,而且该工艺对原水水质pH有强适应能力。据报道[31],江苏某集团排放印染废水9000m3/d,该废水关键来自退浆、煮炼、染色、印花等工序,其中退浆、煮炼、丝光、染色、印花等工序所产生废水量占总废水量90%以上,煮炼、丝光等工序需在碱性条件下进行,产生废水呈强碱性。废水浓度BOD5为177.7mg/L,COD为1500mg/L,SS为400mg/L,pH为11.7,色度为350倍,出厂废水浓度BOD5为22.2mg/L,COD为141mg/L,SS为44.4mg/L,pH为8.6,去除率分别为87.5%,90.6%,88.9%,87.1﹪3.中国印染废水处理现实状况现在,印染废水处理方法很多,各自含有一定优缺点,所以要达成良好处理效果,必需采取多个方法联合,做到取长补短。伴随大家环境保护意识增强,废水处理技术不停发展,印染废水处理技术将会不停地发展和完善。在选择处理工艺时,必需考虑水质和工艺特点,合理制订工艺,并开发新型处理方法,使处理效果不停提升,并有效降低处理成本,从而使其对环境危害越来越小。在关注污染治理同时更应重视预防,采取环境友好型染料和助剂,加强废水回用率,为污染防治开辟了一个新路径。第二章方案比较2.1方案制订和比较CODmg/LBOD5mg/LSSmg/LPH/色度倍水量m3/h工业废水1250035007-8800010生活污水4002002007-8/10综合废水6200135018507-8400020处理污水设计基础资料:依据所给水质和要求,现基础确定两套工艺:方案一水解—好氧—气浮工艺处理印染废水工艺步骤,工艺步骤中一级处理:格栅和调整池;二级处理:水解酸化池、生物接触氧化池、混凝气浮池。先采取调整池提升废水可生化性,再水解酸化池和接触氧化池深入去除水中COD和BOD。最终经过混凝气浮工艺去处水中SS降低废水色度。以确保出水水质达标。方案二水解酸化—UASB—SBR工艺处理印染废水工艺步骤,工艺中首先采取格栅截留水中较大悬浮物和漂浮物,以后经过水解酸化池处理增加污水可生化性,再由UASB+SBR工艺处理后,进过活性炭吸附后出水。接触氧化池水解酸化池气浮池调整池筛网污水接触氧化池水解酸化池气浮池调整池筛网 二沉池污泥脱水污泥浓缩池 污泥外运二沉池污泥脱水污泥浓缩池 方案一水解-好氧-气浮工艺处理印染废水污泥回流 生物活性炭调整、酸化池格栅,中和池消毒池SBRUASB 废水 滤液调整、酸化池格栅,中和池消毒池SBRUASB污泥浓缩脱水 干泥外运 剩下污泥污泥浓缩脱水方案二酸化-UASB-SBR工艺处理印染废水2.2方案比较两种处理工艺在各个阶段比较SEQ两种处理工艺在各个阶段比较\*ARABIC1方案各阶段优缺点前处理方案一中采取了筛网对污水进行初步处理,方案二采取是格栅,因为本设计水量太小,所以用格栅不能确保格栅能稳定工作,方案一中采取管道过滤器在处理小水量污水中价格低且运行稳定厌氧阶段在厌氧反应阶段,方案一中采取水解酸化池较方案二中 UASB含有以下优点:(1)因为反应控制在水解、酸化阶段反应快速,所以水解 酸化所需体积小;(2)处理过程中不产生沼气,不需要沼气搜集装置,简化了结构,降低了造价;(3)废水经水解反应后溶解性COD百分比大幅度增加,有利于微生物对基质摄取,在微生物代谢过程中降低了一个关键步骤,这将加速有机物降解,为后续生物处理发明更为有利条件。好氧阶段在好氧处理单元,生物接触氧化法兼具活性污泥法和生物膜法优点。SBR法即使不用二沉池,不过其不连续出水,要求后续构筑物容积较大,有足够接收能力,而且不连续出水,使得SBR工艺串联其它才处理工艺时较为困难。去除色度阶段方案一中采取活性炭对污水进行消毒和深入脱色,方案二采取是混凝气浮工艺对污水深入去除色度和降低废水COD值,确保废水色度和COD指标达标。而且方案二中混凝气浮工艺含有于技术投资省、设备简单、占地少等优点,且对色度去除效果显著,而活性炭吸附处理高色度废水技术还不成熟,却成本比较高。总而言之,方案一比方案二优越,本设计采取方案一对肥东天翼包装厂废水进行有效处理。第三章污水处理构筑物设计计算3.1筛网设计说明选定网眼尺寸污水中悬浮物为纤维类物质,所以筛网网眼应小于um。筛网种类依据生产产品性能,选择倾斜式筛网,筛网材料为不锈钢。水利负荷0.6-2.4m3算选筛网面积A参数:取水力负荷:q=1.5Q=450面积:A=设计取A=0.3表3-1筛网进出水水质项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)去除率(%)COD620050000BOD135010800色度(倍)400030000S2调整池污水最大设计流量为取水力停留时间HRT=1.0小时,调整池高2.0米,其中超高0.5米(1)调整池有效容积式中:Q———废水设计流量,m/d;V———电解槽有效容积,m;T———操作时间,min。(2)调整池面积取调整池长为2.2m,宽为2.0m。(3)进出水均采取DN200钢管,流速V=0.70m/s,i=0.004。(4)因为调整池也有少许污泥产生,去设计污泥量为3.84m3/d。(5)因为调整池泥量产生量少,采取人工清渣,以节省费用。3.3气浮池3.3.1设计说明原水进水是含有大量悬浮物,这些悬浮物质轻、细小,难于沉淀。因为废水中ss含量高,所以决定此次生化后续处理系统采取气浮系统进行废水初级处理,悬浮物质经过投加絮凝剂反应,形成较大矾花后,气浮利用清水池中溶气水,经过释放机产生大量微小气泡,这些气泡在上升过程中携带着水中悬浮物一同升至水面,形成浮渣,浮渣由刮渣机刮入污泥池,从而进行泥水分离,以确保废水处理系统平稳运行和达标。3.3.2加压溶气气浮设计参数1气浮池有效水深,通常取2.0~2.5m,长宽比通常为2:1~3:1,竖流式应为1:1。通常单格宽度不超出6m,长度不超出15m为宜。2接触区水流上升速度,下端取20mm/s左右,上端5~10mm/s,水力停留时间大于1min。接触区设隔板,其角度通常为70o,隔板下端可设一直段,其高度通常取800~1000mm。隔板顶部和气浮池水面之间高度应计算确定,该高度扣除最大泥渣层高度(10~20cm)后为堰上水深,其净过水断面应满足5~10mm/s流速。3分离区水流向下流速通常取1~2.5mm/s(包含溶气回流量)。水力停留时间通常为10~20min,其表面负荷约为6~8m3/(m2·h),最大不超出10m3/(m2·h)。4回流溶气及部分溶气回流比(或溶气水比)应计算确定,通常为15%~30%。5压力溶气罐应设压力表、水位计、安全阀并设水位、压力控制器、自动控制,必需时可装填料,并应符合下列要求:1)溶气罐通常采取阶梯环填料,填料层高度应为罐高1/2,并不少于0.8m,液位控制高为罐高1/4~1/2(从罐底计)。2)溶气罐设计工作压力通常为0.3~0.5MPa。3)水力负荷为300~2500m3/(m2·h)。4)溶气罐水力停留时间应大于2~3min(有填料时取低值),并应计算确定。5)溶气罐设计高径比应大于2.5~4,有条件时取高值。3.3.3参数选择①已知设计流量Q=450m②接触上升流速Vc=12mm浮分离速度Vc=2mm溶器罐压力P=3.5kgfcm2=3.43×表3-6气浮池进出水水质项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)去除率(%)COD5000350030色度300060080BODSS1080160070032015803.3.4设计计算1.混凝气浮投药量得计算。加药方法采取在气浮池前经过静态混合器投加,依据所查文件资料参考选择PAC和PAM混合投加方法投加混凝剂,最终初定投药量为20、1.8mg/l。具体投药量依据实际运行情况确定。(在投药过程中也可投加部分复合混凝剂,在去除色度方面有很好效果。)管径采取DN250。2.气浮池所需空气量Q—试验条件下回流比取15%—试验条件下释气量取60—水温校正系数,1.1~1.3,取1.23.所需空气机额定气量(为安全系数,在1.2~1.5之间,取1.4)Q选择Z—0.025/6—D1型空压机4.加压溶气所需水量Q—选定溶气压力,3.43×10—溶解度系数,取3.32×10-2—溶气效率,取实际回流比5.压力容气罐(选择1座)D选择标准填料=0.6m,则实际过流密度I=6.接触室尺寸气浮池个数N=1,单室表面积Ac令池宽BcL接触室出口断面高H2接触室气水接触水深Hc,=接触室总水深H7.分离室表面积A令池宽BsL分离室总水深H8.气浮池容积W=9.时间校核接触室气水接触时间t气浮池总停留时间T=10.污泥产生量气浮池浮渣=∆污泥产生量3.4.1设计说明水解酸化就是将大分子有机物转化成小分子有机物,可提升废水可生化性(B/C),即是提升BOD。它是厌氧生化第一过程,即产酸阶段。水解酸化对DO有严格要求,通常在0-0.5,高于0.5变成了好氧,等于0是严格意义厌氧即产甲烷阶段,所以水解酸化通常均要设置通入空气量,确保DO值。水解酸化不一定会使COD降低,很多情况下还可能使COD增加,当然也有COD降低。水解酸化水力停留时间通常不超出6小时。水解酸化池<L/B>通常设置成长方形且超出2格。为提升水解酸化池酸化处理效果,水解酸化池中设置潜水搅拌机,避免污泥沉淀。不管是搅拌泵搅拌、脉冲搅拌等全部没有问题。鼓风机不一定要,但假如后面好氧池要用风机,提议你将输气管接入酸化池并设置曝气软管,这么酸化池在必需时也可作好氧池用,也可作辅助搅拌用,在有机负荷高情况下,适量曝气不会对酸化造成影响,如单独配风机就没必需了。反应器上升流速为0.5-1.8m/h,最大上升流速在连续时间超出三小时情况下不超出1.8m/h。3.4.2设计参数取水力停留时间为2.0h,水解酸化池最大设计流量为528m3表3-2水解酸化池进出水水质项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)去除率(%)COD3500150045BOD70050030色度(倍)60030050SS320220303.4.3池体设计和计算(1)水解酸化池容积式中:V———水解酸化池容积,;HRT———停留时间,h。K———总改变系数,1.5(2)近期设一组水解池分成两格设每格宽2.0m,反应器高度取3.5m,按长宽比为2:1设计,则每组水解池池长为2×则每组水解池池容为8为了提升水解酸化反应器反应效率,在池中还加设了供微生物栖息立体弹性填料,填料层高度为1.0m,填料底部距池底0.5m,填料上部位为清水区,清水区高度取0.5m,反应器超高0.2m。(3)水解池上升流速校核反应器高度确定后,反应器高度取2米,反应器高度和上升流速之间关系以下:式中:V———上升流速,m/s;H———反应器高度,m符合设计要求。(4)配水方法采取穿孔管布水器(分枝状布水方法),配水支管出水口距池底100mm,在所服务面积中心,出水管孔径15mm(通常取15-20mm)之间。单孔布水负荷为0.5-1.5m2,取0.6m2,出水孔处设置45导流板,每格水解酸化池面积为,则每格出水孔个数为。(5)出水搜集出水设置在水解池顶部,尽可能均匀手机处理过污水,出水槽上加三角堰。出水三角堰计算(90°)采取H=0.05m每格三角堰流量qQ=1.40角堰个数nn=④三角堰中距LL=⑤集水槽集水槽宽度BB=0.9Q0.4,B=0.9槽深度出口处水深为临界水深集水槽起端水深h设出水水槽自由跌落高度为h2=0.1m,则集水槽总深度(6)污泥斗容积每格水解酸化池设2个污泥斗,污泥斗上口面积污泥斗下口面积污泥斗得高度每个污泥斗容积(7) 反应器总高度式中:———反应器总高度,;———坡底落差,。H=4.3+1.3=5.6m(8)污泥产生量干污泥量Wds=YQ•(p0–pe)式中:———污泥干重(;———污泥产泥系数,;取0.3-0.4———进水COD浓度,;———出水COD浓度,。污泥体积天天排泥一次。采取静压排泥,排泥管管径取150mm.(9)每格水解池分别进水进出水管均采取钢管,管径200mm,流速V=0.64m/s,1000i=2.833.5生物接触氧化池3.5.1设计说明接触氧化池关键由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等组成,具体结构图所表示。图3-1生物接触氧化池结构示意图生物接触氧化池设计关键点:(1)生物接触氧化池通常不应少于2座; (2)设计时采取BOD5负荷最好经过实际确定。也能够采取经验数据,通常处理城市污水可用1.0~1.8kgBOD5/(m3d),处理BOD5≤500mg/L污水时可用1.0~3.0kgBOD5/(m(3)污水在池中停留时间不应小于1~2h(按有效容积计);(4)进水BOD5浓度过高时,应考虑设出水回流系统;(5)填料层高度通常大于3.0m,当采取蜂窝填料时,应分层装填,每层高度为1m,蜂窝孔径大于25mm;当采取小孔径填料时,应加大曝气强度,增加生物膜脱落速度;(6)每单元接触氧化池面积不宜大于25m2,以确保布水、布气均匀;(7)气水比控制在(10~15):1。因废水有机物浓度较高,此次设计采取二段式接触氧化法。设计一氧池填料高取3.5m,二氧池填料高取3m。3.5.2设计计算参数平均日污水量480m3/d=0.0056m3/d.表3-3接触氧化池进出水水质项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)去除率(%)COD1500150.090色度3008070BODSS50022043.211094503.5.3填料容积负荷依据生物接触氧化法污水处理工程技术规范中p12中说明,通常接触氧化容积负荷Nv取0.5-3.0之间,本试验取:Nv=1.6kg式中Nv—接触氧化容积负荷,kgBOD5/(m3·d);3.5.4污水和填料总接触时间t=式中S0——进水BOD5值,mg/L。设计一氧池接触氧化时间占总接触时间60%:t设计二氧池接触氧化时间占总接触时间40%:t3.5.5池体设计计算一氧池填料体积V1V一氧池总面积A1-总:A一氧池格数n取2格,设计一氧池宽B1取4米,则池长L1:L剩下污泥量:在《生物接触氧化池设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.3~0.4kgDS/kgBOD5,含水率96%~98%。本设计中,污泥产率以Y=0.4kgDS/kgBOD5,含水率97%。则干污泥量用下式计算:W式中WDS——污泥干重,kg/d;Y——活性污泥产率,kgDS/kgBOD5;Q——污水量,m3/d;S0——进水BOD5值,kg/m3;Se——出水BOD5值,kg/m3;X0——进水总SS浓度值,kg/m3;Xh——进水中SS活性部分量,kg/m3;Xe——出水SS浓度值,kg/m3;。设该污水SS中60%可为生物降解活性物质,泥龄SRT取5d,则一氧池污泥干重:w污泥体积:Q污泥斗容积计算公式V式中Vs——污泥斗容积,m3;h——污泥斗高,m;A'——污泥斗上口面积,m2;A〃——污泥斗下口面积,m2;设计一氧池泥斗高3.0m,泥斗下口取1.0m×1.0m,则一氧池污泥斗体积:V一氧池超高h1-1取0.5m,稳定水层高h1-2取0.5m,底部结构层高h1-4取0.8m,则一氧池总高H1:H1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4+h泥斗=0.5+0.5+3.5+0.8+3.0=8.3(m)则一氧池尺寸:L1*B1*H1=6.4m×4.0m×7.3m二氧池填料体积V1V二氧池总面积A1-总:A2-总=V2/h2-3=59.4/3=19.8(m2)。二氧池格数n取1格,设计二氧池宽B1取4米,则池长L2:L2=19.8/4=5.0m设该污水SS中60%可为生物降解活性物质,泥龄SRT取5d,则二氧池污泥干重:W污泥体积:Q本设计接触氧化池泥斗高1.5m,泥斗下口取0.5m×0.5m,则二氧池泥斗体积:V二氧池超高h2-1取0.5m,稳定水层高h2-2取0.5m,底部结构层高h2-4取0.8m,则二氧池总高H2:H则二氧池尺寸:L2×B2×H2=5.0m×4.0m×6.3m一氧池污泥和二氧池污泥汇合。污泥量=10.24+5.40=15.72m3,选择DN200mm排污管,流速=0.7m/s,i=0.56%,排泥时间=3.57min。3.5.6校核BOD负荷BOD容积负荷为:I=BOD去除负荷为:I=均符合设计要求。3.5.7填料选择计算本设计采取YCDT立体弹性填料,YCDT型立体弹性填料筛选聚烯烃类和聚酰胺中多个耐腐、耐温、耐老化优质品种,混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂,采取特殊拉丝,丝条制毛工艺,将丝条穿插着固着在耐腐、高强度中心绳上,因为选材和工艺配方精良,刚柔适度,使丝条呈立体均匀排列辐射状态,制成了悬挂式立体弹性填料单体,填料在有效区域内能立体全方位舒展满布,使气、水、生物膜得到充足混渗接触交换,生物膜不仅能在运行过程中取得愈来愈大比表面积,又能进行良好新陈代谢,这一特征和现象是中国现在其它填料不可比拟。因为该填料独特结构形式和优良材质工艺选择,使其含有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、开启挂膜快、脱膜更新轻易、耐高负荷冲击,处理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。YCDT型立体填料和硬性类蜂窝填料相比,孔隙可变性大,不易堵塞;和软性类填料相比,材质寿命长,不粘连结团;和半软性填料相比,比表面积大,挂膜快速、造价低廉。所以,该填料可确定是继多种硬性类填料、软性类填料和半软性填料后第四代高效节能新奇填料。YCDT型立体填料材质特征[26]如表3-2所表示。表3-4YCDT填料材质特征结构部件材质比重断裂强力拉伸强度(MPa)连续耐热温度(℃)脆化温度(℃)耐酸碱稳定性丝条中心绳聚烯烃类(聚酰胺)0.930.95120N71.4DaN≥30≥1580-10080-100-15-15稳定稳定关键技术参数:填料单元直径:150mm丝条直径:0.35mm安装距离:150mm成膜后重量:50~100kg/m3填料上容积负荷:2-3kgCOD/m3·d比表面积:50~300m2/m3空隙率:>99%填料安装:一段接触氧化池内填料安装根数:取管间距为0.15m,长:0.15×宽:0.15×则一段接触氧化池填料安装根数:(41×二段接触氧化池内填料安装根数:长:0.15×宽:0.15×则二段接触氧化池填料安装根数:(32×氧化池共有填料:2132+832=2964根填料安装:采取悬挂支架,将填料用绳索或电线固定在氧化池上下两层支架(10cm)上,以形成填料层。用于固定填料支架可用塑料管焊接而成,栅孔尺寸和栅条距离和填料安装尺寸相配合。3.5.8接触氧化池需气量计算Q式中Q气—需气量,m3/d,D0—1m3污水需气量,m3/m3,通常为15~20m3/m3;Q—污水日平均流量,m3/d一氧池需气量:Q二氧池需气量:Q接触氧化池曝气强度校核:一氧池曝气强度:Q二氧池曝气强度:Q二池均满足《生物接触氧化法设计规程》要求范围[10~20m3/(m2*h)].综合以上计算,接触氧化池总需气量Q气=28.7m3/h,加上15%工程预算Q3.6二沉池3.6.1设计说明1.池型选择通常情况下,污水处理厂常见初沉池有平流式、辐流式和竖流式三种,它们各自得优缺点及适用范围见表3—5表3—5平流式、辐流式和竖流式沉淀池比较池型优点缺点适用条件平流式(1)沉淀效果好(2)对冲击负荷和温度改变适应能力强(3)施工提议,造价较低(1)配水不易均匀(2)采取多斗排泥石每个泥斗需单独设排泥管排泥,操作量大(1)适适用于地下水位高及地质较差地域(2)适适用于大、中、小型污水处理厂竖流式(1)排泥方便,管理简单(2)占地面积小(1)池子深度大(2)对冲击负荷和温度改变适应能力较差(3)造价较高(4)池径不宜过大,不然布水不均适适用于中、小型污水处理厂辐流式(1)多为机械排泥,运行效果好,管理效果好(2)排泥设备已趋定型机械排泥设备复杂,对施工质量要求高(1)用于地下水位较高地位(2)用于大、中型污水处理厂因为印染废水中悬浮物(SS)浓度较高,且处理量小,故设此竖流式沉淀池来去除废水中悬浮物质及多种杂质等。3.6.2设计参数设计流量Qmax=524m3/d=0.0061m3/s设计1个沉淀池,进出水水质要求如表3—3(竖流式沉淀池设计参数选择及计算是参考《给排水设计手册5》进行)表3—3进出水水质要求CODBODSS进水水质/(mg/L)150.043.2111.0去除率/%10.010.060.0出水水质/(mg/L)135.038.9池体设计和计算①设计要求通常选择圆形或正方形,在这里采取圆形,通常直径为(4~7)m(≤10m)。沉淀区呈圆柱体,污泥斗为截头倒锥体。废水从中心管自上而下流入经反射板折向上升,澄清水由池四面锯齿堰溢流入出水槽,出水槽前设挡板,用来隔除浮渣,污泥斗倾角为50°~60°,污泥靠静压力由污泥管排出,污泥管直径通常为150mm。中心管内流速u0≤30mm/s,末端喇叭口及反射板见图3—2,径深比D/h2≤3,缝隙中污水流速v1在池中小于20mm/s,v=0.5~1.0mm/s,二沉池沉淀时间T=1.5~2h。dd1=1.35dd1.75d171.3d1图3—2竖流式沉淀池中中心管计算草图②设计计算1、中心管面积和直径取uf直径2、缝隙高度取vh3、沉淀池总面积和直径沉淀池总面积f总面积A=池径4、沉淀池有效沉淀高度h符合5、校核集水槽出水堰负荷集水槽每米出水堰负荷Q小于2.9L/s,符合要求.6、天天污泥总产量(理论泥量)Q(池子所需容积7、污泥斗高度(h5)取,截头直径为1mh8、池总高H=9、校核污泥容积V>合格,天天排泥一次。10、进水部分设计采取中心进水,中心管采取铸铁管DN200mm,出水处设置有反射板。污水设计流量Q管内流速:v=在0.8ms-11、出水部分设计①集水槽设计采取周围集水槽,单侧集水,池子只有一个总出水口。集水槽为矩形断面,取槽深h=0.6m,底宽b=0.5m,集水槽壁厚0.1m,则集水槽宽度为:b=0.5+0.1②出水堰设计采取锯齿堰出水,以加大过堰流速,避免郁积,其尺寸为:堰顶宽a=80mm,堰高h=40mm,堰间距L=a+2h=80+2×假设采取单侧集水,并控制堰上负荷q=5~8m3/m·h,取q=5m3/m·h堰周长竖流式沉淀池周长为:L=π集水槽宽0.5m,深0.6m,堰流入槽池壁0.5m,则:堰内宽度为:4-实际堰长为:3×齿型堰总数为:堰流量为:出水损失:采取三角堰(见图3—3),图3—3三角堰示意图由三角堰过堰流量公式:Q=1.4H12.5得,H1考虑自由跌水水头损失0.15m,则出水堰总水头损失为:0.022+0.15=0.172m第四章污水厂污泥处理和处理4.1污泥量确实定和计算印染废水污水处理过程产生污泥来自以下几部分:1调整池,Q1=3.92m3/d,污泥含水率98% 2水解酸化池,Q2=10.08m3/d,污泥含水率98%;3接触氧化池,Q3=27.65+10.08m3/d,污泥含水率97%4竖流沉淀池,Q4=0.87m3/d污泥含水率98%。5气浮池,Q5=61.4m3/d,污泥含水率为98%总污泥量:Q=Q取100m3/d.平均含水率为4.2污泥处理工艺步骤污泥处理工艺步骤通常有以下多个:(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 浓缩自然干化农田本设计选择第2种方法。4.3集泥池为了方便排泥及污泥重力浓缩建设,在重力浓缩池前设置一集泥池,经过对集泥池最高水位控制来达成自流排泥,反应池污泥可利用自重流入。集泥井设计计算参数选择:停留时间HRT=24h;设计总泥量Q=100采取方形池子,池子有效体积为:V=Q=100m设1座池子,池子有效深取3.5m;池子面积为:A=VH=1004=25m2,取=25则实际高度为4m。集泥井尺寸为:L×B×H=5m×5m×4m4.3污泥浓缩池4.3.1设计参数①固体负荷(固体通量)M通常为10~35,取M=30;②浓缩时间取T=24h;③设计污泥量Q=100m3/d;④浓缩后污泥含水率为96%;⑤浓缩后污泥体积:⑥设计水量:Qmax⑦反应池有效水深为1.5~3.0m;⑧反应池停留时间0.5~1小时;⑨反应池保护高度0.3~0.5m。通常要求连续流污泥浓缩池可采取沉淀池形式,通常为竖流式或辐流式。污泥浓缩池面积应按污泥曲线试验数据决定污泥固体负荷来进行计算。浓缩池有效水深通常采取4m,当为竖流式污泥浓缩池时,其水深按沉淀部分上升流速通常小于0.1mm/s进行核实。浓缩池容积并应按浓缩10~16h进行核实,不宜过长。不然将发生厌氧分解或反硝化。连续式污泥浓缩池,通常采取圆形竖流或辐流沉淀池形式。污泥室容积,应依据排泥方法和两次排泥间隔时间而定,当采取定时排泥时,两次排泥间隔通常可采取8h。浓缩池较小时可采取竖流式浓缩池,通常不设刮泥机,污泥室截锥体斜壁和水平面所形成角度,应大于50º,中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来污水流量进行设计。辐流式污泥浓缩池池底坡度,当采取消泥机时,可采取0.003。当采取刮泥机时可采取0.01。不设刮泥设备时,池底通常设有泥斗。其泥斗和水平面倾角应大于50º。刮泥机回转速度为0.75~4r/h,吸泥机回转速度为1r/h。同时在刮泥机上可安设栅条,方便提升浓缩效果,在水面设除浮渣装置。当农村习惯采取湿污泥作为肥料时,污泥浓缩和储存可采取间歇式湿污泥池。池型为圆形或矩形,其有效深度通常为1.0~1.5m,池底采取人工基础,池底坡度通常采取0.01,倾向一端,并在不一样深度设上清液排出管,湿污泥池容积,依据污泥运输等条件决定。浓缩池上清液,应重新回流到初沉池前进行处理。污泥浓缩池通常均散发臭气,必需时应考虑防臭式脱臭方法。其它设计数据可参用沉淀池相关要求。4.3.2池体设计计算(1)池体边长依据要求,浓缩池设计横断面面积应满足式中:———入流污泥量,;———固体通量,;———浓缩池设计横断面面积,;———入流固体浓度,。入流固体浓度I计算以下:WWWWWC=浓缩后污泥浓度为:式中:———浓缩后污泥浓度,kgm3;———污泥浓缩后体积,m3———入流固体浓度,kgm3C浓缩池横断面面积为:式中:———设计污泥量,m3d———入流固体浓度,kgm3———浓缩池横断面面积,m2;———固体通量,kg(mA=采取2座圆形辐流式浓缩池,则浓缩池直径为D=取(2)池体高度停留时间取HRT=24h则有效高度为式中:———浓缩池有效高度,m;———设计污泥量,m3d———停留时间,h;———浓缩池横断面面积,m2。h取h2池体超高,取h1=0.5m,缓冲区高,则池子有效水深H污泥斗污泥斗上锥体直径取d1=2.0m,下锥体直径d2=0.8m,池底坡度i=0.05(采取刮泥机),污泥斗倾角取50°,则由池底坡度造成深度h4h式中:h4———由池底坡度造成深度,mD———浓缩池直径,m;d1———污泥斗上椎体直径,mh则污泥斗高度h污泥斗圆锥体高度h则污泥斗容积为V=每池隔8小时清理一次污泥(3)池体总高度H=式中:H———池体总该度,m;H1———池子有效水深,mh4———由池底坡度造成深度,mh5———污泥斗高度,mH=①排水口可用薄壁三角堰自由跌落出流,使每齿出水流速均较大,不易在齿角处积泥或孽生藻类。设计最大水流量Q=54×97.31%②出水槽尺寸设计依据设计要求,出水槽槽深取为600mm,宽度为500mm,厚度为100mm。本设计采取NZS1-14型中心传动浓缩机,具体技术参数以下表所表示:表4-1NZS-14中心传动刮泥机技术参数型号功率(kW)外缘线速度(m/min)推荐池深(m)H池底坡度(i)NZS1-140.751.563.51:124.4污泥脱水间4.4.1设计参数设计泥量Q0=57.5m3d处理能力2-6,按天天工作10小时设计。4.4.2设计计算(1)污泥体积Q=式中Q———脱水后污泥量,m3———脱水前污泥量,m3d———脱水前含水率(%);———脱水后含水率(%);———脱水后干污泥重量kgdQ=57.5M=Q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)机型选择DYQ-B脱水机广泛应用于污泥机械脱水,含有连续生产、耗电少、处理量大和操作维修方便等优点,本机含有较长重力脱水区,使自由水和污泥充足分离,设有预压辊、低压辊和高压辊压力脱水系统,使污泥逐步加压脱水。依据计算所得污泥量大小,可选择DYQ500B型带式压榨过滤机两台(一用一备),其工作参数如表4-2表4-2DYQ500-B行脱水机技术参数型号带宽/处理量/速度/重力过滤面积/压榨过滤面积/功率/DYQ500B5001.5-30.5-冲洗耗水量/冲洗水压/气压/泥饼含水率/%外形尺寸(长/重量/t0.3-0.570-7835002.2(3)投药装置投药量采取聚炳烯酰胺作为脱水剂,投加量以干重量千分之二计,则脱水用量为:M=1452需要纯度为90%固体聚丙烯酰胺为2.90调配絮凝剂溶液浓度为0.2%-0.4%,则溶液所需溶要罐最小容积为1600L,选择ZJ-700型折浆式搅拌机一台表4-3ZJ-700搅拌机技术参数型号功率(kW)池形尺寸(mm)桨叶距池底高(mm)转速(r/min)高ZJ-47041200×12001100180130药液投加选择JZ400/1.0型计量泵2台(一用一备),其性能以下表表4-4JZ400/1型计量泵技术参数型号流量(L/h)排出压力(MPa)泵速(次/min)电动机功率(KW)进、出口直径(㎜)重量(kg)JZ400/1.04000.5-1.01260.7520263(4)脱水间尺寸依据压滤机和投药装置尺寸和台数,部署脱水间尺寸:设计压滤机长度设计压滤机和投药装置并排横向排列,其总长为1台压滤机长度3500mm,一台加药机长度为1200mm,设装置和墙壁相隔0.8m,中间过道为1.2m,装置和装置间距为0.8m,则脱水间长度:L=0.8×2+1.2+1.2+3.5=7.5m;脱水间宽度:B=0.8×2+1.102×2+1.2=5.004m;取5m脱水间高度:H=4m;脱水间尺寸:L×B×H=7.5×5×4m3依据污水处理构筑物和污泥构筑物设计计算结果,将构筑物规格列成表格形式,并将污水处理过程中用到设备附在后面,具体以下表所表4-5污水构筑物一览表序号名称规格L数量关键设备1调整池2.2×2.0×2.51座潜污泵2水解酸化池4.0×2.0×3.52座翻腾式无隔膜电解槽3接触氧化池2.2×2.0×2.52座重力排泥4竖流式沉淀池D=4.0,H=6.71座分两格不一样管径布水5生物接触氧化6.4×4.0×8.32座半软性填料,HBW-2型微孔曝气器9污泥池5.0×5.0×4.01座10污泥浓缩池D=6.0,H=3.81座11污泥脱水间7.5×5.0×4.01座DYQ-B带式压滤机两台第五章污水厂平面部署和高程布5.1厂址选择在城镇总体计划中,污水厂位置范围已经有要求。不过,在污水厂总体设计时,对具体厂址选择,仍须进行深入调查研究和详尽技术经济比较。其通常标准以下:厂址和计划居住区或公共建筑群卫生防护距离应依据当地具体情况,和相关环境保护部门协商确定,通常大于300m厂址应在城镇集中供水水源下游,最少500m厂址应尽可能少占农田或不占良田,且便于农田浇灌和消纳污泥。厂址应尽可能摄在城镇和工厂夏季主导风向下方。厂址应设在地形有合适坡度城镇下游地域,使污水又自流可能,以节省动力消耗。厂址应考虑汛期不受洪水威胁。厂址选择应考虑交通运输、水电供给地质、水文地质等条件。厂址选择应结合城镇总体计划,考虑远景发展,留有充足扩建余地。5.2平面部署说明平面部署通常标准:处理构筑物部署应紧凑,节省用地并便于管理。池形选择应考虑占地多少及经济原因。圆形池造价较低,但进出水结构较复杂。方形池或矩形池池墙较厚,但可利用公共墙壁和节省造价,且部署可紧凑,降低占地。通常小型处理厂采取圆形池较为经济,而大型处理厂则以采取矩形池为经济。除了占地、结构和造价等原因以外,还应考虑水力条件、浮渣清除,和设备维护等原因。每一单元过程最少池数为两座,但在大型污水厂中,因为部分尺寸限制,往往多池。当发生事故,一座池子停止运转时,其它池子负荷增加,必需计算其对出水水质影响,以确定每一座池子尺寸。处理构筑物应尽可能地按六成次序部署,以避免管线迂回,同时应充足利用地形,以降低土方量。常常有些人工作建筑物如办公、化验等用房部署在夏季主风向上风向一方,在北方地域,并应考虑朝阳。在部署总图时,应考虑安装充足绿化地带。总图部署应考虑远近期结合,有条件时,可按远景计划水量部署,将处理构筑物分为若干系列,分期建设。远景设施安排应在设计中仔细考虑,除了满足远景处理能力需要而增加处理池以外,还应为改善出水水质设施预留场地。构筑物之间距离应考虑敷设管渠位置,运转管理需要和施工要求,通常采取5~10m。污泥处理构筑物应尽可能部署成单独组合,以策安全,并方便管理。污泥消化池映距首次沉淀池较近,已缩短污泥管线,但消化池鱼其它构筑物之间距离不应小于20m,贮气罐和其它构筑物间距则应依据容量大小按相关要求办理。变电站位置已设在耗电量大构筑物周围,高压线应避免在厂内架空敷设。污水厂内应设超越管,方便在发生事故时,使污水能超越一部或全部构筑物,进入下一级构筑物或事故溢流。依据平面部署图及厂址选择要求,我在设计部署厂区平面图时,将办公楼、试验室等设在了主导风向上风向,顺着工艺步骤依次部署,而且采取室内处理,即构筑物多数设在室内,如:竖流式沉淀池、调整池、中和池、加热池、UASB等设在一个屋内,并考虑部分池子适用公共墙壁;生物接触氧化池、气浮池、清水池等建在一个屋内,一样考虑了部分池子适用公共墙壁;且厂区绿化考虑占总面积30%。5.3高程部署说明在进行平面部署得同时,必需进行高程部署,以确定各处理构筑物及连接管渠高程、并绘制处理步骤纵断面图。在整个污水处理过程中,应尽可能使污水和污泥为重力流,但在多数情况下,往往须抽升。高程部署得通常要求以下:为了确保污水在各构筑物之间能顺利自流,必需正确计算各构筑物之间水头损失,包含沿程损失、局部损失及构筑物本身水头损失。另外,还应考虑污水厂扩建时预留贮备水头。进行水力计算时,还应考虑距离最长,损失最大步骤,并按最大设计流量计算。当有二个以上并联运行构筑物时,应考虑某一构筑物发生故障时,其它构筑物负担全部流量情况。计算时还须考虑管内淤积,阻力增大可能。所以,必需留有充足余地,以预防水头不够而发生涌水现象。污水厂出水管渠高程,须不受水体洪水顶托,并能自流进行农田浇灌。各处理构筑物水头损失,能够进行估算。污水厂场地竖向部署,应考虑土方平衡,并考虑有利排水。依据上述高程图部署说明,本工艺高程图部署是根据污水和污泥能够重力流进行设计,因为多数池子是建在室内,所以在高程部署时,构筑物多为半地下式建筑,只有少数多个构筑物是利用泵进行提升,如:污泥泵房到竖流式沉淀池,加热池至UASB等考虑重力流不能进行,所以设有泵提升。第六章污水处理过程中设计计算6.1计算说明为了使污水和污泥能在各处理构筑物之间通畅流动,以确保处理厂正常运行,必需进行高程部署,以确保各处理构筑物、泵房和各连接管渠高程,同时计算决定各部分水面标高。水力计算时,应选择一条距离最长、损失最大步骤,并按最大设计流量计算,同时要留有充足余地,以使实际运行时能有一定灵活性。水力计算常以接收处理后污水水体最高水位作为起点,逆污水步骤向上倒推计算,以使处理后污水在洪水季节也能自流排出,而水泵需要扬程则较小,运行费用也较低,但同时应考虑土方平衡,并考虑有利排水。污水厂污水水头损失关键包含:水流经过各处理构筑物手头损失;水流经过连接前后两构筑物管渠水头损失;包含沿程损失和局部损失;水流经过量水设备损失。污泥水头损失同污水水头损失一样也应满足自流等原因。6.2.1污水流经各构筑物水头损失①竖流式沉淀池水头损失出水部分损失:由三角堰过堰流量公式Q1=1.4H152=0.071m,考虑自由跌水水头损失0.15m,则出水堰总水头损失为:②其它构筑物水头损失表6-1构筑物水头损失一览表构筑物名称水头损失(m)构筑物名称水头损失(m)筛网0.2-0.4(取0.2)生物接触氧化0.3-0.5(取0.4)调整池0.2-0.4(取0.2)竖流式沉淀池0.3-0.5(取0.4)水解酸化池0.4-0.7(取0.5)气浮池0.4-0.7(取0.4)构筑物总水头损失为h6.2.2链接管道水头损失在水处理过程中,为了简便计算,通常认为水流为均匀流。污水在管道流动过程中需要在合适位置安装蝶阀和弯管。查表得,蝶阀局部阻力系数为值取0.30,直径为250弯管局部阻力系数值0.58,直径为300弯管局部阻力系数为0.52,管径为200等径丁字管局部阻力系数为1.5,由300到250异径丁字管局部阻力系数为为1.57,由250到300异径丁字管局部阻力系数为1.6。进出水局部阻力系数分别0.2和0.3。那么污水在流动过程中,沿程水头损失和局部水头损失具体计算过程以下表表6-2污水沿程和局部阻力系数表名称蝶阀数量(个)标准铸铁弯管数量(个)等径丁字管(个)异径丁字管(个)进水管—调整池10000.2+1调整池池—气浮池10000.2+0.3=0.5气浮池—水解酸化池23100.2+0.3水解酸化池—(一氧池)42100.2+0.3(一氧池)—(二氧池)21100.2+0.3(二氧池)—竖流式沉淀池23000.2+0.3表6-3管道水头损失计算表管道流量(l/s)管径(mm)坡度I(‰)流速V(m/s)管长(m)I进水管—调整池5.562003.9890.8736.60.1450.5000.0160.161调整池—气浮池5.562003.9890.872.00.0090.5000.0160.025气浮池—水解酸化池5.562002.830.6410.10.0294.4400.1460.175水解酸化池—(一氧池)5.562002.830.6412.70.0364.4600.1480.184(一氧池)—(二氧池)5.562002.830.643.50.0103.2800.1080.118(二氧池)—竖流式沉淀池5.562003.9890.8715.00.0604.4400.1460.2060.869那么构筑物水头损失和管道水头损失之和为:h6.2.3构筑物高程计算污水处理厂整体地势比较平坦,将地面标高作为相对标高,按结构标正确定提升泵房池底埋深-4.000m,水面标高为-0.500m,气浮池底埋深表6-4构筑物水面标高和池底标高名称上游标高(m)下游标高(m)平均标高(m)池底埋深(m)竖流式沉淀池0.4-6.72二氧池—竖流式沉淀池0.230.630.4二氧池0.41.030.630.83-5.47一氧池—二氧池0.1231.1531.03一氧池0.41.5531.1531.353-6.947水解酸化池—一氧池0.221.7731.553水解酸化池0.52.2731.7732.023-3.577气浮池—水解酸化池0.1772.452.273气浮池0.52.952.452.70.4调整池—气浮池0.1123.0622.95调整池0.2-0.5-26.3污泥构筑物高程计算污泥在管道中流动设为重力流,水头损失也包含沿程水头损失和局部水头损失。当采取污泥管道输送污泥时,重力流输泥管道设计采取0.01-0.02坡度,压力流管道输送污泥时采取最小设计流速,使污泥处于稳流状态下。则管道沿程损失沿程水头损失式中:CH—污泥浓度系数;D—污泥管管径,m;L—管道长度,m;v—管内流速,m/s;ε—局部阻力系数。调整池泥量为Q1=3.92m3d,经过0.8小时可排入贮泥池,水解酸化池到贮泥池泥量为Q1=10.08m3d,含水率98%表6-5污泥构筑物水头损失构筑物名称水头损失(m)贮泥池0.2-0.3(取0.2)污泥浓缩池0.6-0.8(取0.8)污泥脱水间0.8-1.2(取1.0)那么构筑物总水头损失为6.3.1链接管道水头损失碟阀局部阻力系数取0.30,进出水局部阻力系数分别去0.2和0.3,等径丁字管局部阻力系数为0.3,DN200和DN150弯管局部阻力系数均为0.48,等径丁字管局部阻力系数为1.5,异径丁字管局部阻力系数为3.1。阻力系数表见下表所表示。表6-6阻力系数表名称蝶阀数量(个)弯管数量等径丁字管数量(个)异径丁管数量(个)调整池—贮泥池22(管径200)110.2+2气浮池—贮泥池11(管径150一个)010.2+1水解酸化池—贮泥池22(管径200)110.2+2(一氧池)—贮泥池23(管径150)010.2+2(二氧池)—贮泥池23(管径150)010.2+2竖流式沉淀池—贮泥池21(管径150一个)010.2+2贮泥池—污泥浓缩池13010.2+0.3+3污泥浓缩池—脱水间11010.2+0.3+0.48+3.1+0.3=4.38那么污水在流动过程中,沿程水头损失和局部水头损失具体计算过程以下表。查计算表得污泥含水率为98%时,污泥浓度系数CH=81,污泥含水率为97%时。污泥浓度系数CH=71.表6-7管道水头损失计算表管道流量(l/s)管径(mm)流速(m/s)管长(m)调整池—贮泥池1.11500.0641.5810.1736.660.00130.17气浮池—贮泥池20.52000.6542.5810.2494.380.090.34水解酸化池—贮泥池4.72000.1542.5810.2496.660.00740.26接触氧化池(一)—贮泥池2.81500.1641710.2135.640.0070.22接触氧化池(二)—贮泥池1.51500.08534.5710.1795.640.0020.18竖流式沉淀池—贮泥池0.281000.03614.5810.0504.680.00030.053贮泥池—污泥浓缩池27.81501.5717710.0525.340.660.71污泥浓缩池—脱水间16.01500.906.2710.0144.38那么构筑物水头损失和管道损失之和为h6.3.2构筑物高程确实定一样将地面比高作为相对标高,现将污泥脱水间埋深设为水平标高,在依据各污泥处理构筑物之间水头损失来推求其它构筑物池底埋深。表6-8污泥构筑物水面标高及池底标高名称上游标高(m)下游标高(m)平均标高(m)池底埋深污泥脱水间1.0004.0000.000污泥浓缩池—污泥脱水间0.0503.9504.0003.925污泥浓缩池0.6000.7000.1000.400-2.800贮泥池—污泥浓缩池0.2000.9000.7000.800贮泥池0.2001.1000.9001.000-3.000经过计算结
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