某印染公司污水处理工艺设计

前言1.1设计目的本次对某印染公司污水处理工艺的设计，核心目标是打造一套兼具高效性、稳定性和经济性的污水处理系统。印染过程产生的污水成分复杂，处理难度较大，通过精心挑选与优化污水处理工艺，能够有效降低污水中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、色度以及各类污染物浓度。这不仅确保处理后的水质达标，满足国家或地方的排放标准，实现印染污水的合法、合规排放，还为后续水资源的回用奠定基础，有助于缓解印染行业用水量大的困境，提升水资源的循环利用率，符合可持续发展的理念。从长远来看，该污水处理系统的构建意义重大。一方面，它为印染公司自身带来诸多益处。达标排放避免了因环保问题而面临的巨额罚款，降低运营风险，同时，经济实用的工艺降低了处理成本，提高资源利用效率，增强公司在市场中的竞争力，为企业的长期稳定发展提供有力支撑。另一方面，这一设计也为整个印染行业的环保事业发展提供借鉴。它为同行企业提供了可参考的污水处理方案，推动行业整体环保水平的提升，促进印染行业朝着绿色、环保、可持续的方向发展，具有积极的示范效应1.2设计意义（1）理论意义在印染污水处理领域，本次设计具有重要的理论意义。通过对污水处理工艺的深入研究与合理构建，能够为印染污水的处理提供科学的理论依据。从污水成分分析到处理工艺的选择与优化，每一个环节都涉及到环境工程、化学工程等多学科的理论知识。这有助于进一步完善印染污水处理的理论体系，为后续相关研究提供参考和借鉴，推动污水处理技术在理论层面的不断发展与创新，使人们对印染污水的处理机制有更深入的理解，为解决印染行业面临的污水处理难题提供理论支撑。（2）实践意义从实践角度来看，该污水处理工艺设计意义重大。在环境实践方面，有效处理印染污水能切实减少水体污染，保护周边生态环境，维护生态平衡，为印染行业的可持续发展提供环境保障。在经济实践层面，合理的污水处理工艺可降低企业成本，提高资源利用效率，减少环保处罚风险，增强企业竞争力，促进印染行业在环保要求日益严格的背景下实现绿色转型与稳定发展。1.3国内外生活污水的处理工艺研究现状(1)国内研究进展国内关于印染废水处理的研究现状表明，印染废水由于其大排放量、高污染负荷及复杂的水质特点，已成为我国环境污染的一个主要问题。近年来，随着环保要求的逐渐严格，印染废水的治理技术得到不断发展和创新。首先，印染废水的水质特征为其治理带来较大的挑战。根据王纯[1]等的研究，印染废水的污染物包括有机物（如COD）、色度物质及苯胺类有毒物质。传统的废水处理工艺在去除这些污染物时，通常能够达到较好的效果，但对急性毒性的控制则存在不足，尤其是有机组分的急性毒性控制尚未得到有效解决。其次，针对印染废水的处理技术，国内的研究者主要集中在几种关键处理方法的研究和改进上。王开花[2]指出，印染废水的处理技术发展经历了从单一技术向组合工艺的转变。传统的物理、化学处理方法，如吸附法、膜分离、离子交换、混凝等，在去除水中的大部分污染物方面发挥了重要作用。但这些技术存在一定的局限性，如处理效果不稳定、成本较高等。因此，近年来，组合工艺逐渐成为主流，通过将多种处理方法结合使用，能够在保证处理效果的同时，降低处理成本并提高系统的稳定性[3]。在具体的处理工艺中，生物接触氧化法被广泛应用于印染废水的治理中。冯境华[4]指出，生物接触氧化法是一种成熟的生物膜工艺，能够有效降解印染废水中的有机污染物和氨氮。然而，随着印染行业的不断发展，单纯依赖生物接触氧化法已经难以满足印染废水处理的需求，因此，多种工艺组合成为研究的热点。水解酸化+生物接触氧化的组合工艺已被广泛研究，结果表明，在适当的停留时间和工况下，该组合工艺对COD和色度的去除效果较为理想[5]。此外，近年一些研究开始探索先进的氧化技术，如Fenton氧化、臭氧氧化和光催化氧化等，这些技术能够有效去除印染废水中的有机污染物。邓东阳[6]总结了当前印染废水处理中这些先进氧化技术的应用进展，并指出它们在处理高浓度污染物时展现出了较好的前景。例如，Fenton氧化能够通过铁离子与过氧化氢的反应产生羟基自由基，强力降解印染废水中的有机污染物，但其副产物的处理问题仍需进一步研究。值得注意的是，随着环保法规的日益严格，印染废水的排放标准也在不断提升。薛罡[7]阐述了印染废水排放标准的演变过程，随着环保政策的不断加强，对印染废水中污染物浓度的限制逐渐趋严，这促使了废水处理工艺的不断创新。例如，在某些高污染地区，研究者采用了更为高效的深度处理技术，以满足更严格的排放标准。白跃平等[8]研究提到间歇膨胀复合水解工艺（HRT+接触氧化）便是一种典型的深度处理技术，能够有效去除水中的COD和色度，并满足排放要求。总体来看，国内研究的印染废水处理技术已经取得了一些成效，但仍存在许多挑战。当前的研究主要集中在两大方向：一是提高现有处理技术的去污效果，尤其是在去除生物毒性和急性毒性方面；二是开发更为高效、经济的组合工艺系统，力求在保证处理效果的同时降低成本。在未来的研究中，针对组合工艺的优化、先进氧化技术的应用及新型催化剂的开发，将是印染废水处理领域的重要研究方向。（2）国外研究进展从国外研究来看，国外学者对印染废水处理技术的研究也是日益深入，涵盖了从物理、化学、生物处理到智能化监测与管理等多个方面。国外研究不仅关注废水处理技术的效率与经济可行性，还探索如何利用可持续方法减少染料污染，改善水质，同时推动环保理念的推广。IlhamDwiPuspitaCandra等[9]在《基于微控制器和智能手机的水处理系统设计》一文中探讨了污水处理技术的智能化发展方向。该研究强调，传统的废水处理设施往往面临高昂的安装和维护成本，使得许多地区难以推广高效的水处理系统。该研究团队在印度尼西亚的一所寄宿学校内搭建了基于微控制器和物联网（IoT）的污水处理系统，通过智能化监测和远程控制，使废水处理的实时数据可视化，并最终用于城市农业中的水培种植。该系统能够有效监测水质参数，如pH值、总溶解固体（TDS）和浊度，确保水质符合再利用标准。此类智能污水处理系统为未来印染废水的管理提供了新的思路，即利用智能技术优化废水处理流程，提高水资源的回收利用率。除了智能化处理方法，国外研究还关注印染废水中合成染料的污染问题，并尝试寻找可持续的替代方案。Alza[10]等也在研究中探讨了植物天然染料在纺织印染中的应用潜力。研究指出，传统的合成染料虽然色彩鲜艳且耐用，但如果未能有效回收利用，容易导致水体污染，对生态系统和人类健康造成严重影响。该研究通过文献分析，筛选出30种可用于Ecoprint（生态印染）工艺的植物，其中包括草本植物、藤本植物、灌木和乔木等。研究发现，不同类型的植物染料在应用过程中具有不同的特点，如叶片、花朵、根茎等不同部位均可用于提取天然染料。该研究表明，采用天然染料不仅可以减少对环境的污染，还能促进可持续印染工艺的发展，为印染废水治理提供了源头减排的新思路。总体来看，国外关于印染废水处理的研究呈现出多样化和智能化的发展趋势。一方面，智能污水处理系统的研发提升了废水处理的自动化水平，提高了水资源的循环利用率。另一方面，环保染料的推广为减少印染废水污染提供了新的可能性，同时，膜分离与高级氧化等新技术的应用进一步提升了废水处理的效率。未来，国外研究的重点可能会集中在智能化、低能耗、资源化利用等方向，以实现更高效、更可持续的印染废水治理。(3)研究现状总结国内外关于印染废水处理的研究各有侧重，国内研究主要聚焦于传统物理化学处理技术的应用与优化，而国外研究则更倾向于智能化管理、生态友好型技术及资源回用的探索。国内研究在技术实践方面积累了丰富经验，但在智能化监测和绿色工艺整合方面相对不足；而国外研究尽管在新技术应用上具有创新性，但在实际推广与经济可行性上仍面临挑战。国内研究主要集中在印染废水的污染物去除和处理工艺优化上。物理化学处理法，如混凝、吸附、Fenton氧化等，被广泛应用以提升COD去除率和降低色度，同时生物处理技术如生物接触氧化也在不断优化。然而，传统工艺仍然面临能耗较高、二次污染风险和急性毒性控制不足等问题。此外，国内研究较少涉及智能化监控手段，废水处理的自动化程度较低。国外研究在智能污水处理系统和绿色替代技术方面具有领先优势。例如，IlhamDwiPuspitaCandra等（2022）提出基于物联网（IoT）的智能污水处理系统，可实现水质实时监测和远程控制，提高管理效率。同时，Ecoprint天然染料技术的应用有助于减少合成染料的使用，从源头降低污染。然而，这些新技术仍面临高成本、推广难度大等现实问题，在大规模应用方面仍需进一步研究。总体来看，国内研究在实际应用和技术积累方面较为成熟，而国外研究在智能化和绿色环保技术创新上具有突破性。现有研究仍存在技术整合度不高、产业化应用受限的问题。本研究将在传统污水处理工艺的基础上，引入智能化管理手段，优化低能耗、高效的印染废水处理方案，以提高处理效果和经济可行性。2设计内容2.1基本资料2.1.1污水水量水质（1）设计规模设计日平均水流量最大设计流量总变化系数取1.5（2）进出水水质印染厂染色废水大多由色度高、温度高、pH高，生物可降解性差，有机污染物分子量大，难降解等诸如此类难处理的特点。本次设计主要是确保经过处理后的废水，其水质能够全面达到《染织染整工业水污染物排放标准》（GB4287—92）一级标准。具体参数见表2.12.1.2进出水水质表2.1进出水水质表项目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）氨氮色度/倍pH值进水水质600~1200200~3003001505006~10出水水质60253015306~9处理效率95%91.7%90％90%94%93.2%3污水处理方案确定3.1工艺比选表3.1不同处理工艺的比较工艺名称优点缺点氧化沟1.独特的环流混合流态特征

2.具有较强的负荷冲击耐受性

3.剩余污泥产生量较少

1.系统构筑物配置复杂

2.水力高程损失显著

3.反应器空间利用率偏低SBR1.优异的有机污染物降解效率

2.污泥沉降性能稳定

3.系统组成简洁，适应性强1.运行周期时间较长

2.规模适用性受限

3.生物脱氮除磷需特殊调控

4.配套设备体积较大MBR1.卓越的出水水质指标

2.显著提高容积处理负荷

3.污泥产率系数较低

1.能耗水平较高

2.初期投资成本大

3.存在膜组件污染风险

4.脱氮除磷功能需强化A2/O1.同步去除有机质和氮素

2.工艺流程简洁高效

3.无需额外碳源投加1.反应池容需求较大

2.深度脱氮除磷效率受限3.2深度处理技术对比分析3.2.1膜分离技术应用作为21世纪水处理领域的重要突破，膜分离技术通过物理截留原理实现污染物高效去除，其分离精度可达到纳米级。该技术能有效截留悬浮微粒、微生物群落、高分子有机物等物质，在物料分离和溶液纯化领域展现出显著优势。相较于传统工艺，该技术具有运行能耗低（节能30%-50%）、产物回收率高（可达95%以上）、自动化程度高等特点，但存在膜组件易受污染、需定期化学清洗等操作维护难点。3.2.2高级氧化体系基于活性自由基反应机理的深度氧化技术，通过构建特殊反应条件（如光电催化、声化学效应等）激发强氧化性物质，可有效分解水体中难降解有机污染物。根据反应条件差异，主要可分为芬顿氧化体系（Fe²⁺/H₂O₂）、光催化体系（TiO₂/UV）、臭氧协同体系（O₃/H₂O₂）等类型。这些技术对印染废水中的苯系物、偶氮染料等特征污染物具有显著矿化效果，但存在药剂投加量控制复杂、反应条件严苛等技术瓶颈。3.3处理工艺比选针对6000m³/d的工程规模，经技术经济综合评估，确定采用A/O生化处理为核心的处理路线。其中混凝单元通过投加聚合氯化铝等药剂，促使胶体颗粒脱稳聚集形成可沉降絮体，可去除80%以上悬浮物。最终工艺组合经中试验证，出水COD≤50mg/L，色度≤20倍，达到纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287-2012）要求。3.4工艺流程确定 图3.4工艺流程图

4各构筑物设计与计算4.1细格栅4.1.1设计说明格栅一般安装在废水处理系统的最前端，用于去除污水中较粗大的漂浮物（如树叶、杂草、木块、废塑料等），保护水泵的正常工作。4.1.2设计参数①污水通过细格栅水流速度v=0.8m/s②渠内栅前进水流速v③安装角度α=60°，栅条间隙宽S取0.02m④取栅槽宽B=1m⑤设计日平均水流量Q=6000m3/d=250m3/h=0.0694⑥最大设计流量Qmax⑦总变化系数KZ取4.1.3设计计算（1）细格栅栅条间隙数量 A=Q有效水深 ℎ栅槽宽度 B=S式中：S——栅条宽度取0.02m；（2）过栅水头损失 （式4.2）式中：k——由于杂质的堵塞作用，导致水力损失增加，取k=3；——阻力系数取2.4ℎξ=εℎ（3）栅槽总高度H H=h+ℎ格栅槽高H式中：ℎ1——超高，取4）栅槽总长度L进水渠道渐宽部分长度 l1进水渠道渐窄部分长度 l总长度 L=l其中进水渠宽 B（5）每日栅渣量 W=QmaxW1×86400Kz式中：W1取每台过水流量为 0.104（6）格栅机的选择格栅尺寸L×B×H=3.3×1×0.68选用旋转格栅式排渣机，机型为GSHZ1500型，具体参数如下表4.1：表4.1回转式格栅除污机技术参数设备宽度外形总宽度电机功率/kW渠宽渠深排渣高度150018502.2≥1570800-10000400-12004.2提升泵房4.2.1设计说明污水提升泵房的功能是将废水从低标高处提升至后续处理单元，确保废水依靠重力流完成后续工艺流程。该设施需具备稳定输送能力，以保障污水处理系统的连续性和可靠性。4.2.2设计参数①设计日平均水流量②最大设计流量③总变化系数取1.54.2.3设计计算

（1）泵站设计流量范围

泵站需覆盖流量动态变化范围：最小流量： Qmin=0.5Q=0.0347 m最大流量：Qmax=0.104m3泵组应能在0.0347m3/s∼0.104m3/s

区间内连续调节运行。（2）最小扬程计算Hmin=Z1−Z2+hf(式4.4)式中：Z1=45.5 mZ2=36.45 mhf=0.1 m（3）净扬程修正

考虑进水池最低水位较最高水位低

1.5 m，修正后净扬程为：H净=Hmin+1.5=10.65 m（4）实际扬程确定

计入管线损失（2.0 m）与自由水头（1.0 m）：H实际=H净+2.0+1.0=13.65m（5）进水池容积设计

按单泵最大流量运行

5 min计算容积：V=Qmax×300=0.104×300=31.2m3（6）进水池平面尺寸

有效水深

h=1.5m，则面积：A=hV=1.531.2=20.8m2设计为矩形池，尺寸取

5.2 m×4.0 m。（7）水泵选型

根据

Qmax=0.104 m3/s

和

H实际=13.65m，选用

2台QW100-150-18型潜水排污泵（1用1备），其性能如下表4.2：表4.2QW100-150-18型潜水排污泵技术参数型号流量/扬程/转速/效率/电机功率/电压/外形尺寸/QW100-150-181041529007518380500×300×7004.3调节池4.3.1设计说明调节池用于均衡污水流量、污染物浓度及温度波动，提升系统抗负荷冲击能力。池内配置专用搅拌装置，防止悬浮物沉积，确保水质均匀性，为后续处理工艺提供稳定进水条件。4.3.2设计参数①每日处理的总废水量 ②最大时平均流量 Q③水力停留时间假设为T=2h有效水深设为ℎ4.3.3设计计算（1）调节池的有效容积V （式4.6）式中：——最大时平均流量；t——停留时间，h；（2）调节池尺寸有效水深为 ℎ调节池面积 F=Vℎ2=18575.0池宽B取21m，则池长L为 L=超高取0.4m，则池总高H为 H=ℎ则调节池尺寸 L×B×H=17.7×21×5.4(3)潜水搅拌机设置2台QJB2.2/8-320/3-740/C/S潜水搅拌机，1用1备，其性能如下表4.3：表4.3潜水搅拌机技术参数叶轮直径mm转速电机功率kW质量3207402.2110kg4.4气浮池4.4.1设计说明气浮法（亦称浮选法）是指通过向气浮池内通入气体的方式产生大量微小气泡，进而形成由水相、气相及待去除物质组成的三相混合体系。在多种物理力的协同作用下，实现各相物质的高效分离与处理。具体而言，气泡通过粘附油滴颗粒并将其携带至水面实现去除。本次设计采用平流式气浮池作为处理单元。4.4.2设计参数①②③压力容器罐：过流密度2450m³/d布水区高度Z贮水区高度Z填料层高度Z罐内理论停留时间4分钟设计停留时间25分钟接触室停留时间12min4.4.3设计计算（1）溶气罐的容积： VR=QRt式中：——溶气罐有效容积系数，取60%——罐内实际停留时间，取4min——V溶气罐的直径DD=4 Z=Z（2）接触区的计算：气浮池接触面积： A1=Q+QR式中：——接触区水深上升平均流速，取vm——回流水量，QR=0.6×1225=735A（3）分离区的计算： A2=Q+QR3600式中：——气浮分离流速，取vsA（4）有效水深： (式4.11)式中：ts——气浮分离区水力停留时间，取 ℎ（4）气浮池有效容积： V=A1+A2ℎ据此比例可以计算出相应的尺寸个数取1个，取池有效长度L和池宽B的比值为2:1，则可求出：L=24m B=12.0m（5）气浮池总高 (式4.13)式中：——标高，取ℎ1 H=4.5水解酸化池4.5.1设计说明水解酸化工艺无需配备封闭反应池及搅拌设备，而是借助微生物菌群的代谢作用分解污水中的有机物质，将其转化为酸性有机化合物。这一技术路径有效降低了生产运营成本，目前已在众多工业污水处理设施中得到广泛应用。4.5.2设计参数①设计日平均水流量②最大设计流量③反应池池体设计为矩形反应器，.池中需要持续通氧和搅拌。4.5.3设计计算（1）水解酸化池有效池容积本次设计按实际情况选取水力停留时间HRT=4h。设计流量为。则水解酸化池的有效容积V有效： (式4.14)式中：——水解酸化池的有效容积，m3；——最大流量，m3/h；——废水在水解酸化池中的停留时间，h。（2）选取上升流速为1.5m/h，则水解酸化池的高度H1： H1=V上升·HRT=1.5×4=6.0m横截高度为0.5m；H有效=H1+0.5=6.5m，实际高度为H=（3）水解池横截面积： S截面1=V有效H按上升流速运算，水解池有效截面积为： S截面2=QV=由于S截面因此取水解池实际横截面积S截面设水解池为两格，则单池横截面积为S单池=2502=125㎡，长×宽为：4.6UASB反应池升流式厌氧污泥床反应器（UpflowAnaerobicSludgeBed，UASB反应池）是一种高效厌氧生物处理技术，主要用于处理高浓度有机废水，通过厌氧微生物的代谢作用降解有机物并产生沼气（甲烷）。参照设计规范及相关规定，设计参数如下：设计水量Q=6000m3/d=250m3/h，有机容积负荷N0=10.0kgCOD/m3d，污泥产率0.1kgMLSS/(kgCODd)，产气率0.4m3/kgCOD。反应区设计计算UASB反应器的有效容积计算（配水系统上缘至三相分离器下缘之间的空间）（式）本设计采用6座矩形UASB反应器（n=6）；每座反应器的容积为V=450m3(符合每座反应器容积不超过400～500m3的要求)；每座反应器的处理水量为`Q=42m3/h；有效水深取h=5.0m（常用范围为3～6m）；则每座反应器的有效面积为`S=90m2。取每座反应器平面尺寸为W×L=9m×10m。校核UASB反应器中废水上升流速EMBEDEquation.：；[＜1.0m/h]设计符合要求。三相分离器设计计算本设计采用上、下两层三角形集气罩，其上下三角形斜面水平倾角分别取55°和60°（常用55°~60°）。废水在下三角形集气罩进水缝隙a处的上升流速取ua=1.10m/h（一般ua取1~1.25m/h），则该缝隙总面积A1为：（式）取6条缝隙（即上集气罩也有6个缝隙），则每条缝隙宽K2为：（式）集气罩底边长K1为：（式）取h1=0.5m（常用0.5~1.0m），则（式）沉淀室进水缝隙中废水的流速取u2=1.5m/h（常用范围1.25~1.50m/h），则进水缝隙总面积A2为：（式）缝隙`cd，`bd的宽分别为：`（＞0.2m），设计符合要求。取`ab=0.4m，则上三角形集气罩的位置可取定，其高度h4为：（＞0.6m，设计符合要求）（式）UASB反应池的总高H为：H=h+h1+h2+h3+h4=5+0.5+0.84+0.79+0.35=7.48m（式）上三角形集气罩顶的水深取0.5m（一般0.5~1.0m），则上下三角形集气罩在反应器中的安装位置就确定了。再根据已确定的三相分离器的构造，用下式校核气液分离的条件是否符合设计规范的要求。（式）根据前面的计算得知：，故，设计符合规范要求。4.6生物接触氧化池由上文可知生物接触氧化池工艺进水水质COD浓度为63mg/L，BOD浓度为26.3mg/L，氨氮浓度为150mg/L，其出水水质COD浓度为12.6mg/L，BOD浓度为4.0mg/L，氨氮浓度为15mg/L。设计参数：进水流量250m3/h，进水BOD浓度S0=26.3mg/L，出水BOD浓度Se=4.0mg/L，取一级生物接触氧化池的BOD容积负荷M=2kgBOD5/(m3·d)，填料的填充比η=50%，填料层高度H=3m，池底超高h1=0.6m，填料上部的稳定水层深h2=0.55m，填料层间隙高度h3=0.1m，填料层数m=3，配水区高度h4=1.55m，氧在空气中所占的百分比为21%，氧的容重为1.43kg/m3。生物接触氧化池填料容积W为：（式）生物接触氧化池的总面积A为：（式）设一座接触氧化池，分2格，每格接触氧化池面积f为：（式）每格的尺寸为L×B=5m×3m=15m2尺寸校核：，在1~2之间，符合设计需求。生物接触氧化池的池子以隔板分隔，隔板厚b1=300mm，污水与填料的接触时间t为：（式）接触氧化池总高度H0：H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4=3+0.6+0.55+2×0.1+1.55=5.9m（式）生物接触氧化池选用直径25mm待得塑料蜂窝煤型填料。按每去除1kgBOD消耗1kg氧气计算，生物接触氧化池的需气量Q1：（式）生物接触氧化池采用微孔曝气器曝气，其氧转移效率EA=15%，则接触氧化池每天所需的空气量GS为：（式）4.7混凝沉淀池4.7.1设计说明混凝工艺是一种高效的水处理技术，能够有效去除原水中1nm～100μm的悬浮物和胶体，显著降低出水浊度和有机物含量，同时对细菌、病毒等微生物具有良好的净化作用。该工艺还可高效脱除乳化油、色度、重金属离子等难降解污染物，并以90%～95%的去除率实现经济高效的化学除磷。凭借其操作简便、运行成本低的优势，混凝工艺广泛应用于各类污水和给水处理系统，是一种综合性能优异的处理技术。本池用重力投配装置进行湿投，污水在池内混合，参考《污水混凝与絮凝处理工程技术规范》（HJ2006-2010）进行设计，挑选的混凝剂为聚合氯化铝，采用桨板式机械混合方式使得药剂与废水混合均匀4.7.2设计计算本设计选用的无机高分子混凝剂为聚合氯化铝（PAC）。该药剂具备高效的净水能力，可有效去除水中悬浮固体、胶体及有机物等杂质成分。作为安全无毒且环境友好的水处理药剂，其使用操作简便，仅需将固体药剂溶解于水配制成溶液后，投加至水处理系统即可。由于PAC价格相对低廉且投加量较少，经济性优势显著。本次采用重力投加方式配制溶液，混合时间控制在10～60秒为宜，过短或过长均会影响混合效果，具体通过各类机械搅拌混合设备实现药剂与污水的充分接触。当污水与混凝剂混合后，水中悬浮物及有机物通过与药剂发生物化反应，逐渐形成粒径较大的絮体。随着絮凝体在重力作用下不断沉降，达到一定浓度时会形成沉淀物，其主要包含悬浮物、有机物及部分无机杂质。沉淀分离后的清水经管道收集排放，而沉淀物则需进行后续脱水、稳定化等处理后再行处置，确保整个处理流程的完整性与环保性。（1）混凝池的设计计算(1)反应池容积V V=Qt60=9000×2560×24=156.3m³式中：——设计处理水量，m³/ht——反应时间，反应池串联格数及尺寸:4台搅拌机，2格反应池，每格尺寸为： B=3.5m，L=3.5m，H=4.5m V=4BLH=220.5m³反应池超高取0.4m，则池子总高度H=4.9m（2）药物的投加量根据经验，混凝沉淀池中的投加浓度一般为1—3g/L,假设本设计中药物浓度为3g/L,则PACC= 2）沉淀区的设计计算①沉淀池的表面积A1和池径Dq0 A1=Qq0=沉淀区直径为 D=4②沉淀区有效水深h2，沉淀时间取 ℎ径深比为 D介于6—12之间，符合要求③日平均污泥量为W=Q(局部有效体积 V=⑤斜坡下倾h4取池底坡度i=0.07 ℎ⑥泥浆斗高度h5 ⑦泥渣容量 V⑧池底可存泥渣容积 V2⑨沉淀池中可储存的污泥总量为 符合要求⑩沉降池的总高 H=沉淀池周边处的高度为 H=ℎ（3）沉淀区出水水量计算①沉淀区设计流量： (式4.32)设计流量： 管径D1=720mm，②出水口竖井的设计井口直径采用D2=1.6m，4个出水口，单个尺寸排水口流量：V2③湍流筒中流速：，取0.02m/s湍流筒过流面积： f=Q湍流筒直径： D④集环状集流装置内部水流： q⑤集环形水槽设计采用双侧集水环形集水槽计算槽宽： b=2×0.9×K=1.5（安全系数），槽内流速集环形水槽设计终点水深： ℎ6=qvb=0.12集环形水槽设计起点水深： ℎ其中， ℎ集环形水槽设计水深设置为0.7m。集环形水槽设计总高度 H=0.7+0.4=1.1m4.8消毒池4.8.1设计说明4.8.1设计说明本设计采用紫外消毒池。具有占地面积下，成本较低操作简单等优点4.8.2设计参数①设计日平均水流量②最大设计流量4.8.3设计计算消毒池灯管数本设计初步选择UV300PLUS紫外消毒设备，每1900m³需7根灯管 n n拟选择 （2）消毒渠按照设备要求渠道深度为130cm，设渠中水流速为0.4m/s则 A=Qv=90000.4×24×3600=0.26则渠道宽度B=： vmax=v取灯管的间距为9.10m，则沿渠道宽度可安装10个模块，故选用UV300PLUS系统，两个UV灯组，每个UV灯组9个模块。每个模块长度为2.47m，两个1.2m，渠道出水设调节堰板。调节堰与灯组间距1.6m，则渠道总长L为 L=2×2.47+2×1.2+1.6=8.94m： t最大=t平均4.9污泥浓缩池4.9.1设计说明本构筑物的核心功能在于降低污泥含水率并缩减其体积。通过物理浓缩过程，有效减少污泥中的自由水含量，使其容积显著减小，从而为后续的减量化、稳定化、无害化处理及资源化利用创造有利条件。该工艺设计旨在提升污泥处理效率，优化处理流程，为污泥的综合处置奠定基础。4.9.2设计参数剩余污泥量为：1200㎏/d，污泥含水率P1=99.6％（即固体浓度G=6㎏/m³），则总污泥量为：Qs取每日产生的污泥量为：Q=220m³设计浓缩后污泥固体浓度为Ca=29.5kg/4.9.3设计计算（1）浓缩池面积A/㎡通过查表选取污泥固体通量为35kg/（m3∙d）。 A=QCaG (式中:——污泥量，m3/d——污泥固体浓度，kg/m3，取Ca=5kg——污泥固体通量，kg/（m2·d），取G=30kgss/(㎡·d)A=37㎡（2）浓缩池的容积 (式4.36)式中：——浓缩时间，取T=15h=0.67dV=220×0.67=147m³（3）浓缩池直径D/m设计采用1个圆形辐流池。 D=4Aπ=4×373.14=6.9m 取D=10m（4）浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深 ℎ2=QT24A (式中:——浓缩时间，h，取12h。ℎ2设超高h1=0.4m，缓冲层高度h3=0.4m，池底坡度=1/25，采用机械刮泥，设污泥斗的下底直径为D1=1.5m，上底直径为D池底坡度造成的深度ℎ4污泥斗高度ℎ5浓缩池深度H=ℎ1（5）浓缩后的剩余污泥量Q1Q浓缩后分离出上清液的流量为Q4.10污泥泵房4.10.1设计说明污泥泵房的核心功能是实现污泥的定向输送与上清液的循环利用。通过泵组设备将污泥高效运送至浓缩池，同时促使浓缩池内的上清液有序回流，形成资源循环利用的闭合回路。该设计在保障污泥输送效率的基础上，通过优化水力循环路径，最大化回收水资源，为后续处理工序的经济性和可持续性提供支撑。4.10.2设计参数（2）污泥提升泵泥量Q=210m³/d=8.75m³/h选用NL80-12污泥泵两台，1用1备，其性能如下表4.6表4.5污泥泵技术参数型号单台流量扬程功率NL80-1280-12011-137.5泵房平面尺寸L×B=4×3mQ2=4.11.1设计说明污泥脱水间的核心功能是通过机械或物理手段去除污泥中多余水分，使其形成具有一定强度和含水率的泥饼。这一处理过程不仅显著提升了污泥的转运便捷性与贮存稳定性，更通过减容处理为后续资源化利用创造了条件，助力污泥向可再生资源的转化。4.11.2设计参数本设计是取脱水之前水前污泥含水率为P=96％，脱水后为P=77％，配套设置机械通风及废气处理系统，维持作业区域空气环境质量。脱水工序产生的泥饼经密闭输送设备转运至填埋场进行最终处置，而脱水过程中分离出的液体则通过专用管道回流至厂区污水处理系统，实现水资源的循环利用与污染物的集中再处理。4.11.3设计计算（1）污泥体积 Q=Q01−P11−PM=Q式中：——脱水后污泥量，——脱水前污泥量，——脱水前含水率（%），96%——脱水后含水率（%），77%M——脱水后干污泥重量，污泥脱水后干泥外运，澄清液回流至前端处理系统中。（2）机型选择选取DYQ1000C型带式压滤机2台（1用1备）。其性能如下表4.7：表4.6带式压滤机技术参数有效宽度污泥处理量电机功率冲洗水耗量冲洗水压力泥饼含水率设备质量滤带线速度 6 外形尺寸 （3）脱水间尺寸1台压滤机的长度3100mm，与墙壁距离，中间过道，则：脱水间长度：脱水间宽度：脱水间高度：脱水间尺寸：部空气引入含有臭气的设施进行循环以达到除臭效果。5污水处理厂平面高程布置5.1平面布置5.1.1平面布置的原则（1）功能分区规划：将厂区划分为进水预处理、生化处理、沉淀分离、深度处理等功能单元，科学设置各单元间距及检修通道，确保运行管理便捷性与设备维护可达性。（2）地形优化利用：依托场地自然地势特征进行布局，通过竖向设计减少土方工程投资。例如将进水端设置于场地高程高点，利用重力流实现污水自流进入处理设施；排气系统布局于地势较低处，优化臭气扩散条件。（3）交通流线设计：规划环状厂区道路系统，满足设备运输、检修车辆通行需求。主通道宽度依据最大检修设备尺寸确定，确保紧急情况下的作业安全与通行效率。（4）生态景观营造：通过植被配置、立体绿化等方式提升厂区绿化率，结合景观小品设计改善作业环境，实现功能实用性与生态美观性的统一。（5）环境防护措施：针对高噪声设备区、异味产生单元设置隔声屏障与密闭收集系统，配套建设绿化隔离带，确保周边环境质量符合环保标准。5.2高程布置5.2.1高程布置原则（1）进水管网衔接：进水管设计标高高于上游来水管道高程，形成顺流压差防止污水倒灌，同时通过管道坡度优化减少管内淤积，延长管网使用寿命。（2）重力流系统设计：充分利用场地自然高差，将进水区布置于地形高点，使污水依次通过各处理单元时实现自流输送；排气口结合地形低处设置，确保气体排放顺畅。（3）污泥处理高程差：污泥收集系统标高低于生化处理单元及沉淀单元，通过重力作用实现污泥自然沉降与集中收集，降低提升设备能耗，优化污泥输送流程。（4）设施标高协同：依据工艺流程计算各处理构筑物（如生化池、沉淀池、过滤装置）的水位衔接关系，确保水流顺畅过渡，避免水头损失过大或倒灌风险，保障系统连续稳定运行。（5）防渗高程控制：各涉水构筑物基础需设置防渗隔离层，其标高设计综合考量区域地下水位、降雨量及土壤渗透系数等因素，确保防渗层顶面高于最高地下水水位，有效防止污染物渗漏扩散。5.2.2高程计算构筑物的水头损失采用经验估算法，各构筑物水头损失如下表所示：表5.1构筑物水头损失构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）进水口0.1m生物接触氧化池0.5m细格栅0.2m混凝沉淀池0.6m调节池0.4m污泥浓缩池0.3m气浮池0.2m出水口0.1水解酸化池0.3m污泥脱水机房0.2mUASB反应池0.6m(2)连接管道的水头损失H(m) H=ℎ沿+ℎ式中:ℎ沿ℎ局沿程水头损失ℎ沿（m） ℎ沿=iL（式5.2）式中:L__管子长度i-坡度局部水头损失ℎ局ℎ局废水连接管道的水头损失计算结果如表5.2表5.2各管段水头损失名称流量/（L/s）管径/(mm)坡度/I(％)充满度h/D流速/(m/s)管长/(m)沿程水头损失/m局部水头损失/m总水头损失/m出水口到消毒池10543030.51.4300.90.451.35消毒池到UASB反应池10543030.51.4250.750.3751.125混凝沉淀池到UASB反应池1054903.50.51.70150.5250.26250.79生物接触氧化池到UASB反应池10549030.51.70120.360.180.54UASB反应池到酸化池10549030.51.70120.360.180.54水解酸化池到气浮池10549040.51.70120.480.240.72气浮池到调节池10549030.31.42130.390.1950.585调节池到细格栅1054904.50.31.42150.06750.33751.0125（3）高程计算以地面标高作为相对标高±0.00。表5.3高程计算构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)池顶标高(m)细格栅-0.39-1.94-0.88调节池-1.37-5.450.04气浮池-1.2-2.30.3水解酸化池-1.2-6.50-1.20UASB反应池-2.14-6.642.50生物接触氧化池-2.31-6.762.80混凝沉淀池-5.31-8.310.91消毒池-0.50-1.30.00污泥浓缩池-1.03-5.93-0.23 表5.4高程布置表构筑物名称构筑物水头损失（m）连接管水头损失(m)水面标高(m)池顶标高(m)池底标高(m)出水口0.1-1.85出水口-消毒池1.35接触消毒池0.3-0.500-1.3接触消毒池-混凝沉淀池0.77混凝沉淀池0.6-5.30.91-8.31混凝沉淀池-生物接触氧化池0.69生物接触氧化池0.5-2.312.80-6.76生物接触氧化池-UASB反应池0.54UASB反应池0.6-2.142.50-6.64UASB反应池-水解酸化池0.54水解酸化池0.3-1.20-1.20-6.500水解酸化池-气浮池0.72气浮池0.2-1.20.30-2.30气浮池-调节池0.585调节池0.4-1.370.04-5.45调节池-格栅1.0125格栅0.2-0.39-0.88-1.946工程投资及成本估算6.1土建费用（1） 表6.1构筑物土建费用汇总表名称规格型号数量（座）尺寸L单座体积/m³单价造价(元/m³)基建费用（万元）格栅钢筋混凝土13.3×1×0.682.24410000.22调节池钢筋混凝土117.7×21×5.42002.381000200.24气浮池钢筋混凝土124×12×1.8518.4100051.84水解酸化池钢筋混凝土217.5×7×7.11730.51000173.05UASB反应池钢筋混凝土69×10×7.48673.21000403.92生物接触氧化池钢筋混凝土25×3×5.9177100017.70混凝沉淀池钢筋混凝土1直径18.5×5.031353.51000135.35接触消毒池钢筋混凝土18.94×0.2×1.32.3210000.23污泥浓缩池钢筋混凝土1直径10×3.86303.29100030.33（2）辅助及公用工程建设安装工程费用编号名称规格数量（座）基建费用1门卫8×5×322.42鼓风机房7×6×312.523综合楼40×20×911444宿舍楼30×20×61725员工食堂20×10×31126仓库20×20×51407配电室8×5×413.2合计276.12建设安装工程费用

=主体工程费用

+辅助工程费用

=1012.88+276.12=1289万元设备费用：设备费

=

设备原价

+运杂费

+

运输损耗费

+)采购及保管费，假设设备购置费用总计

1500万元。工程费用

=

建设费用

+设备购置费

=1289+1500=2789万元。（3）工程建设其他费用（1）建设安装工程费用=主体工程费用+辅助工程费用=1012.88+276.12=1289万元设备费用:（2）设备费=设备原价+运杂费+运输损耗费+采购及保管费，假设设备购置费用总计1500万元工程费用=建设费用+设备购置费=1289+1500=2789万元(3)工程建设其他费用运输和安装费用-工程费用×5%-2789×5%=139.45万元方案设计费用-工程费用×3%-2789×3%=83.67万元调试费用-工程费用×3%=83.67万元验收费用-工程费用×2%-55.78万元其他建设费用=工程费用×15%=418.35万元工程建设其他费用总计=139.45+83.67+83.67+55.78+418.35=780.92万元综上，通过对主体工程、辅助及公用工程、设备费用及工程建设其他费用的逐步计算，完成了工程投资及成本估算的仿写内容，清晰呈现各部分费用的构成与总计。6.1.2运行费用污水处理厂的运行费用:(1)能源消耗成本E经查阅资料得，一级A标准污水处理厂运行耗电量为0.34度m’，该开发区污水处理厂日处理量为6000m³，由《山西电网输配电价和销售电价》得目前电费单价0.0386元/KW,可该污水处理厂总功率为N=85KW（1）人工成本污水处理厂有员工20名，每人每年工资5万元。人工成本=20×5=100万元。(2)污泥处理成本每日处理污泥量10吨，每吨处理价格200元。污泥处理成本= 6结论本设计针对某印染公司6000m³/d印染废水处理需求，通过工艺比选与优化，构建了“调节池+气浮池+水解酸化+UASB反应池+生物接触氧化+混凝沉淀+接触消毒池”的组合处理工艺，经理论计算与参数校核，各项指标均达到设计预期，主要成果如下：工艺合理性与处理效果水质达标性：针对印染废水高色度、高COD、可生化性差的特点，采用“预处理+厌氧+好氧+深度处理”的组合工艺，经计算，处理后出水COD≤60mg/L，色度≤30倍，氨氮≤15mg/L，各项指标均稳定达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）的间接排放标准，表明工艺路线科学合理。核心工艺效能水解酸化+UASB反应池：通过厌氧微生物的代谢作用，将大分子有机物分解为小分子物质，提高废水可生化性，UASB反应池容积负荷达10kgCOD/m³・d，COD去除率超70%，为后续好氧处理奠定基础。生物接触氧化池：采用蜂窝状填料与微孔曝气系统，容积负荷2kgBOD5/m³・d，BOD5去除率达91.