500m3d皮革废水处理工艺设计

500m3/d皮革废水处理工艺设计500m3/d皮革废水处理工艺设计摘要：我国的皮革制造业日益发展壮大，而皮革制造产生的废水中含有重金属铬，会对环境和人体造成危害。此设计的水量为500m3/d，污染指标为3000mg/LCOD、2000mg/LBOD、1000mg/LSS、20mg/L总铬、30mg/LS2-。经处理后的出水符合《制革和毛皮加工业用水的污染物排放标准》（GB30486-2013）中的二级标准。本设计采用生物接触氧化工艺，废水先通过格栅去除较大的悬浮物，然后在初沉池中去除部分沉淀物并调节pH，再进入调节池中调节水质水量。在进入混凝沉淀池前加入亚铁盐使三价铬离子完全沉淀，固液分离后废水流入气浮池进行预曝气；沉淀物经脱水、干化处理后运至危险品处理中心单独处理。预曝气后的废水进入生物接触氧化池中进行生物处理去除大量有机物，再进入二沉池中处理沉淀物。气浮池、生物接触氧化池以及二沉池产生的污泥集中到污泥浓缩池中，经带式压滤机干化处理后向外运输。此工艺可去除95％左右的BOD，92％左右的COD，98％左右的SS，97％左右的总铬，99％左右的S2-。本设计的总投资约为330万，运行费用约为2元/t废水，还有维修、管理人员的工资。关键词：制革废水；BOD；COD；总铬；S2-；生物接触氧化工艺Designof500m3/dleatherwastewatertreatmentprocessAbstract:China'sleathermanufacturingindustryisgrowing,andthewastewaterproducedbyleathermanufacturingcontainsheavymetalchromium,whichwillcauseharmtotheenvironmentandhumanbody.Thedesignedwatervolumeis500m3/d,andthepollutionindexis3000mg/LCOD,2000mg/LBOD,1000mg/LSS,20mg/Ltotalchromiumand30mg/LS2-.ThetreatedeffluentmeetsthesecondarystandardsintheDischargeStandardofPollutantsforWaterusedinLeatherandFurProcessingindustry(GB30486-2013).ThisdesignUSESbiologicalcontactoxidationprocess,thewastewaterfirstthroughthegridtoremovethelargersuspendedmatter,andthenintheinitialsedimentationtanktoremovepartofthesedimentandadjustthepH,andthenintotheregulatingtanktoregulatethewaterqualityandwaterquantity.Beforeenteringthecoagulantsedimentationtank,addferroussalttocompletelyprecipitatechromium3.Aftersolid-liquidseparation,wastewaterflowsintotheairfloatationtankforpre-aeration.Afterdehydrationanddryingtreatment,thesedimentistransportedtothedangerousgoodstreatmentcenterforseparatetreatment.Thewastewaterafterpre-aerationentersthebiologicalcontactoxidationpondforbiologicaltreatmenttoremovealargeamountoforganicmatter,andthenentersthesecondarysedimentationpondfortreatmentofsediments.Thesludgefromtheairfloatationtank,biologicalcontactoxidationtankandsecondarysedimentationtankisconcentratedinthesludgethickeningtank,driedbythebeltfilterpressandtransportedoutward.Thisprocesscanremoveabout95%BOD,92%COD,98%SS,97%totalchromiumand99%S2-.Thetotalinvestmentofthisdesignisabout3.3millionyuan,theoperationcostisabout2yuan/Twastewater,andthesalaryofmaintenanceandmanagementpersonnel.Keywords:Tanningwastewater;BOD;COD;Totalchromium;S2-;Biologicalcontactoxidationprocess目录19087_WPSOffice_Level1第一章绪论 14540_WPSOffice_Level21.1皮革废水污染现状 111368_WPSOffice_Level21.2国内外研究现状、发展动态 27692_WPSOffice_Level21.3处理工艺比较 34540_WPSOffice_Level31.3.1传统活性泥法 311368_WPSOffice_Level31.3.2制革废水全物理化学处理技术 37692_WPSOffice_Level31.3.3氧化沟工艺 32583_WPSOffice_Level31.3.4序批式活性污泥法(SBR)工艺 312610_WPSOffice_Level31.3.5生物接触氧化法 412102_WPSOffice_Level31.3.6生物膜法 42583_WPSOffice_Level21.4工艺选择及流程选择 412610_WPSOffice_Level21.5工艺说明 531327_WPSOffice_Level31.5.1除铬原理说明 510906_WPSOffice_Level31.5.2除硫原理说明 610906_WPSOffice_Level31.5.3废水处理说明 610906_WPSOffice_Level31.5.4污泥处理 74540_WPSOffice_Level1第二章设计任务 812102_WPSOffice_Level22.1设计水质水量 831327_WPSOffice_Level22.2进出水标准 811368_WPSOffice_Level1第三章构筑物的设计计算 910906_WPSOffice_Level23.1格栅的计算 9647_WPSOffice_Level3（1）栅槽宽度 910579_WPSOffice_Level3（2）通过格栅的水头损失 912266_WPSOffice_Level3（3）栅槽高度 1022309_WPSOffice_Level3（4）栅槽总长度 10647_WPSOffice_Level23.2沉砂池的计算 1131123_WPSOffice_Level33.2.1设计参数 115720_WPSOffice_Level33.2.2设计计算 113.3调节池的计算 30142_WPSOffice_Level33.3.1设计参数 1221724_WPSOffice_Level33.3.2设计计算 123.4混凝沉淀池的计算 9278_WPSOffice_Level33.4.1设计参数 13470_WPSOffice_Level33.4.2设计计算 133.5气浮池的计算 4102_WPSOffice_Level33.5.1设计参数 154604_WPSOffice_Level33.5.2设计计算 153.6生物接触氧化池的计算 3.6.1设计参数 7151_WPSOffice_Level33.6.2设计计算 175660_WPSOffice_Level23.7二沉池的计算 1910396_WPSOffice_Level33.7.1设计参数 1927094_WPSOffice_Level33.7.2设计计算 1931123_WPSOffice_Level23.8污泥浓缩池的计算 2010365_WPSOffice_Level3（1）重力浓缩 2111521_WPSOffice_Level3（2）浮选浓缩 2110430_WPSOffice_Level3（3）离心浓缩 2129528_WPSOffice_Level3（4）带式浓缩机浓缩 213339_WPSOffice_Level3（5）转鼓机械浓缩 2131392_WPSOffice_Level33.8.1设计参数 2119523_WPSOffice_Level33.8.2浓缩池的计算 225720_WPSOffice_Level23.9脱水间的设计 2326856_WPSOffice_Level3（1）脱水设备 2331805_WPSOffice_Level3（2）单元尺寸 2330142_WPSOffice_Level23.10机房的设计 2327811_WPSOffice_Level3（1）提升泵 2310674_WPSOffice_Level3（2）罗茨风机1 2424431_WPSOffice_Level3（3）罗茨风机2 247692_WPSOffice_Level1第四章平面布置与高程布置 2521724_WPSOffice_Level24.1平面布置 2528780_WPSOffice_Level34.1.1平面布置的基本理论 259278_WPSOffice_Level24.2高程布置 2531755_WPSOffice_Level34.2.1高程布置原则 252583_WPSOffice_Level1第五章经济分析 26470_WPSOffice_Level25.1投资费用 264102_WPSOffice_Level25.2运行费用计算 2624028_WPSOffice_Level3a.电费E1 2610506_WPSOffice_Level3b.药费E2 2614736_WPSOffice_Level3c.人工费E3 269728_WPSOffice_Level3d.折旧费E4 2612610_WPSOffice_Level1第六章结语 2712610_WPSOffice_Level1参考文献 2812610_WPSOffice_Level1致谢 3012610_WPSOffice_Level1附录 31盐城工学院本科生毕业设计说明书（2020）第一章绪论1.1皮革废水污染现状我们的制革业正在蓬勃发展，我国在制革领域有着举足轻重的地位，而且我国的皮革市场有着巨大的发展潜力。制革废水是最难处理的工业废水之一，因为其处理过程中添加了许多有机化学物质，因此，制革废水含有大量的有机污染物。按照国家政策的要求，为了减少环境污染，有必要选择适当的处理方法，以有效减少皮革废水中各种污染物的含量，并使其符合排放标准，以便排入环境中。以动物皮肤为原料进行加工处理，经过化学处理和机械化处理，最后形成皮革成品。加工过程中会有大量的蛋白质和脂肪产生并进入水中，通过水流排出。此过程中会添加大量的化学试剂，大部分将溶于处理过后产生的污水中。在制革部分，制革废水主要来自准备，制革和其他湿法工艺部分。动物皮毛在经过水洗、脱脂、脱毛膨胀、脱碱、浸酸等一系列步骤后会产生一部分废水，这是准备阶段所产生的：鞣制阶段有鞣制、中和、染色、填充、加油、填充等操作：鞣制后的整理阶段所产生的废水主要来自洗涤，挤压，染色，油脂和喷雾机除尘。制革废水中含有重金属及有毒物质，排入环境中会对环境产生很大的危害，更会危机人们的生命安全。所以，如何有效地处理制革废水中的有害成分，成为我们有待解决的问题。图1-1皮革制造流程我国制革行业对环境的污染问题：（1）研究制革的清洁生产工艺或改善工艺，尽可能消除对环境的污染。（2）制革废水直接流向城市废水处理厂，就目前的废水处理技术来说是可以解决制革污水的污染问题。制革业主要是因为一些研究污染处理技术的工程师并不十分了解制革废水的性质。换句话说，国内目前用于处理污染的技术与制革厂的经济能力并不是很协调。经济能力决定了制革业废水处理厂所排放的废水是否符合质量标准。（3）制革废水排放标准的问题，由于制革废水的特殊性及其处理较为困难，应根据时代的发展，科学的发展和技术，提出合理的标准并根据当前环境排放废水，形成良好的发展趋势。因为现在的制革业利润并不高，竞争激烈，所以如果在废水处理中使所有的废水都必须达到一流的标准，投资太大。因此，制革生产的技术发展及技术改造有很大难度。（4）制革过程中使用的铬，约占南非产区产量的三分之一，而制革过程中，几乎所有的铬都进入废水中一起排放。从技术上讲铬的回收没有问题，可以把回收的铬液加工成粉末，再利用到皮革生产或其他发展领域进行研究，但是需要政府的政策和资金支持。（5）研究制革污泥综合利用的发展，每个制革中心生产制革污泥约5000万吨。此外，环境方面制革业产生的污泥排放没有相应的标准规定，而污水排放要符合《污水综合排放标准》或《制革和毛皮加工业用水的污染物排放标准》（GB30486-2013）。制革污泥大部分都是有机物，但其中还含有铬，所以污泥的可利用范围有所局限。每千克污泥含有约3000大卡的热量，可以热回收，但是铬在焚化过程中Cr3+会变成Cr6+，而Cr6+的毒性比Cr3+更高，会对任何环境产生更大的危害。制革污泥将铬去除后可以通过厌氧发酵成为非常好的农业肥料，为土地增加有机质，防止土地板结。因此，就目前的处理技术来说必须单独处理含铬污泥。1.2国内外研究现状、发展动态制革废水中含有铬、硫离子及多种有机物，所以需要综合废水处理方法来处理，例如生化工艺、物化等方法。国内制革废水常用一级处理和二级处理相结合的方式，一级处理指物化处理阶段，包括物理处理和化学处理。可以通过多种处理方法的工艺组合降低处理成本，还可以减少废水处理的投资。目前制革废水的生物厌氧处理还处于发展阶段，在实践中没有很多应用。制革废水的主要特点是：（1）水量和水质相差很大；（2）生化性良好；（3）悬浮的固体非常集中并且可能变质，从而导致大量污泥的产生；（4）废水中含有有毒化合物。1.3处理工艺比较1.3.1传统活性泥法活性污泥法利用河流自我净化和人工干预的原理来提高处理效率，已成为有机废水生物处理中的重要组成部分。对于制革厂废水的处理，活性污泥法的应用非常广泛，国内外很多制革厂都使用该工艺。该方法消除了超过90％的BOD，60至80％的COD，50％至90％的色度和85％至98％的S2-。处理活性污泥的经典方法高效且适合处理质量要求相对恒定的苛刻废水。但是有必要使进水特别是抑制剂的浓度不要太高，并且制革废水中存在的硫化物和铬超过一定的浓度会产生的生化抑制作用。同时，它不适用于冲击负载，并且成本较高。1.3.2制革废水全物理化学处理技术制革废水全物理化学处理技术是指使用物理化学和二次废水处理技术，并且不含生化处理单元的技术。近年来在微电解，超声波和高效絮凝剂三个方面进行大量研究，已经取得了显著成效。内电解法就是其中开发的有废水处理方法之一。内电解塔通常装有经过处理的铁粉和木炭的混合物。该技术处理制革废水操作成本较高，处理也不完全，还会产生大量污泥和二次污染。所以其应用并不广泛，并且由于制革业的排放标准越来越严格以及标准化的操作流程，前景并不被看好。1.3.3氧化沟工艺经过大量实验，已经证明氧化沟法处理制革废水是一种比较完善的工艺，其特点有停留时间长，污染物负荷低，抗冲击性高。制革业面临越来越多的环境问题，排放标准将更高。例如，在某些地区，制革废水排放的标准将包括氨氮指数。氧化沟法是基于活性污泥法演变过来的，氧化鞣制废水的处理已引起人们对它的关注，并且已用于废水处理中。该工艺可去除BOD大于95％，COD大约95％，硫化物99％到100％，悬浮固体大约75％，油大于99％。1.3.4序批式活性污泥法(SBR)工艺SBR法是在国内和国外迅速发展的新污泥处理工艺，通过间歇曝气的方式运行。特点即是有序且间歇性的运行过程。SBR反应池是该法重要的设备之一，该池集均化，初沉，生物降解和二沉于一体，无污泥回流系统，适合间歇排放和流量变化较大的场合。滗水器是其关键的设备，一般无需设置调节池，且其SVI值非常低，所以污泥很容易沉淀，也就不会引起污泥膨胀。处理过程有初期的消除和吸附、微生物的新陈代谢、絮凝的形成、絮凝的沉淀以及其他纯化过程。该工艺适合中小型公司的废水处理，并且SBR法被列为废水处理的重要工艺研究之一。SBR工艺的缺点：（1）当连续的水流流入SBR反应器时，因为SBR反应器只有一个，所以需要一个较大的调节池。（2）部分SBR反应器的进水和出水阀需要经常自动切换。（3）无法满足大型废水处理项目的连续进、出水要求。（4）设备闲置率较高。（5）在水位升高时水头损失更大。（6）如果需要添加后处理的话，就需要一个更大容量的调节池。1.3.5生物接触氧化法生物接触氧化（又称浸没式生物滤池）介于活性污泥法和生物滤池之间。该池中的生物固体浓度比活性污泥法和生物滤池更高，所以有更高的体积负荷；没有污泥回流，没有污泥膨胀，管理简单；污泥产率略低于活性污泥法。1.3.6生物膜法生物膜方法是将微生物附着到固体填料的表面上以形成生物膜层，并使之与废水接触以净化废水。通过一级沉淀池后，废水进入生物膜反应器，在那里通过好氧生物氧化将有机物去除，然后再通过二级沉淀池。生物膜法用于制革废水中的大多数生物膜工艺，并与其他工艺结合使用。图1-2生物膜法流程图1.4工艺选择及流程选择来自废水处理厂各部分的废水被添加到废水处理站中，首先通过旋转机械筛网去除较大颗粒的固体悬浮污染物，然后泵入初沉池，然后在沉淀池中沉淀以除去大量沉淀物和其他无机物质以及部分有机物。在调节了pH值之后，初沉池的废水进入预曝气调节池，经过均化水质、水量的操作后，再用提升泵将污水泵入混凝气浮处理单元中，能去除部分硫化物和有机物。出水进入生物接触氧化池后，先在池子的表面进行生物处理，然后在二沉池内进行沉淀处理。残留的污泥排入预曝气调节池，通过吸附和分解有机物来提高废水预处理的效率。来自混凝池和最终池的污泥被输送到污泥浓缩池，而来自浓缩池和初始池的污泥被泵送到干燥场，干污泥被输送到室外，干化后的出水返回到收集池。工艺流程如下图所示。图1-3生物接触氧化工艺流程图1.5工艺说明1.5.1除铬原理说明制革生产中的鞣制和复鞣操作产生了大量的含铬废水，该设计的日生产废水中铬的总浓度固定为20mg/l。（1）反应机理

Cr（III）既可溶于强酸又能溶于强碱，根据化学平衡理论，当它在碱性条件下时，会生成氢氧化铬沉淀：反应（2）是产生OH-的过程，反应（3）是消耗OH-的过程，氢氧化物由Ca（OH）2提供。氢氧化铁和铬的pH值和溶解度表表明，反应的沉淀物可以在碱性介质中完全沉淀。表1-1pH值沉淀物沉淀完全时pH值沉淀开始溶解的pH值Fe（OH）34.114Cr（OH）36.812表1-2溶度积沉淀物Fe（OH）3Cr（OH）3Ca（OH）2溶度积常数33.210-3836.310-3125.510-6通过上述反应式及相关说明可以得出当pH值为8.5时，含铬废水中的三价铬离子可以通过加减沉淀法而完全沉淀，上层清液也可以满足废水排放标准。(2)工艺操作在调节池中添加Ca（OH）2并将pH设置为8.5，废水排入混凝沉淀池后，静置2小时，待氢氧化铬完全沉淀后，通过压滤机将氢氧化铬沉淀压成铬饼并储存或运输，再将滤液和上清液排入气浮池。污泥中含有铬，且铬是重金属成分，因此必须将污泥交给危险品处置中心处置。1.5.2除硫原理说明脱皮和浸出产生的废水中含有大量的石灰，羊毛渣，蛋白质，水解的蛋白质和硫。计划每日处理S2-的浓度为30mg/L。(1)反应机理(2)工艺操作经调节池调节水质和水量后，含硫废水在进入混凝沉淀池之前，先加入亚铁盐，使硫离子与二价铁离子反应形成硫化亚铁沉淀，从而去除部分硫离子，再通过固液分离的方式除去沉淀，脱硫废水排放到气浮池中。沉淀被分离后进入污泥储存池，经过脱水、压缩再排出。

1.5.3废水处理说明废水通过敞开的沟渠从工厂排到废水处理厂，首先通过自动格栅收集固体污染物。废水中包含的密度大于1.5的固体污染物将受重力的作用在沉淀池的底部沉积，然后气提装置将污泥送入污泥浓缩池。去除较大的固体污染物后，废水在预曝气调节池内进行水质水量的调节。在生产过程中，皮革要经受不同的酸和碱环境，pH值会根据时间而变化。调整调节池后，废水的pH值将保持在6至9之间，以进行进一步的生化处理。废水在调节池进行曝气，当气/水比为6/1时，废水能够充分混合。以此方式，待处理废水的质量保持稳定，并且苯酚和S2-被氧化，同时确保一定程度地消除水中的有机物。为了消除六价铬离子和硫离子，废水在进入混凝沉淀池之前加入亚铁盐，六价铬离子和硫离子与亚铁盐反应形成络合物。在混凝沉淀池中，沉淀物被分别收集并进行脱水，然后再输送到危险品处置中心。废水排入一体化气浮装置后，相对密度接近1的SS通过浮选被带到水表面，再用刮渣机进行固液分离。固液分离后，水泵将制革废水输送到好氧处理系统中进行生化处理。换句话说，在通过生物接触氧化的两个阶段之后，可以显着降低有机物浓度，使废水具有良好的生化特性。设计良好的好氧处理系统可有效去除高浓度的有机物质，并确保处理后的水符合排放标准。废水进入二级沉淀池，会去除生化系统产生的细菌和细微的悬浮物，然后在废水达到标准时排出。

1.5.4污泥处理气浮泵、生物接触氧化池和二沉池中沉淀的污泥在污泥浓缩池浓缩，通过提升泵集中到带式压滤机脱水，再干燥，干燥后的污泥进行外部运输处理。来自污泥浓缩池的上清液和来自带式压滤机的反冲洗水在再循环之前进入调节池。第二章设计任务2.1设计水质水量该设计旨在根据皮革工业废水的质量设计处理能力为500m3/d的废水处理工艺，以此减少废水中的SS，COD、BOD等，使出水的质量符合《制革和毛皮加工业用水的污染物排放标准》（GB30486-2013）中的二级标准。2.2进出水标准表2-1进出水指标污染物CODBODSS总铬S2-进水水质（mg/L）3000200010002030出水水质（mg/L）10050501.51.0第三章构筑物的设计计算3.1格栅的计算制革废水中含有皮毛、油脂等大块固体悬浮物，设置机械格栅可以拦截大量悬浮物，减少后续设备的运行负荷，保证后续设备能够正常运行。3.1.1设计参数

设栅前水深h=0.3m,

过栅流速v=0.6m/s,

采用细格栅，栅条间距b=0.01m,

格栅倾角α=60°,

设计处理流量Q=500m3/d=20.83m3/h=0.0058m3/s（1）栅槽宽度n=栅条宽度s=0.01

式中：B--栅槽宽度，m；

s--格条宽度，m；

b--栅条净间距，粗格栅b=50-100mm,中格栅b=10-40mm,细格栅b=1.5-10mm；n--格栅间隙数；Qmax--最大设计流量，m2/s；α--格栅倾角，度；h--栅前水深，m；--过栅流速，m/s，一般取0.6-1.0m/s；--经验系数。（2）通过格栅的水头损失

式中：h1--设计水头损失；h0--计算水头损失，m；g--重力加速度，9.81m/s2；k--系数，格栅受污物堵塞时水头增大倍数，一般采用3;--阻力系数，其值与栅条断面形状有关，，当为圆形时，在0.08-0.15m范围内，符合要求。（3）栅槽高度

式中：H--栅后槽总高度，m；h--为栅前水深，m2；h2--栅前渠道超高，一般采用0.3m。（4）栅槽总长度

式中：H1--栅前槽高，m；

进水渠道流速为=0.6m/s进水渠渐宽展开角为=20°，

水深h=0.3m

则

式中：L--栅槽总长度，m；--进水渠道渐宽部分的长度，m；3.2沉砂池的计算沉砂池用于沉淀相对密度大于1.5的固体污染物，主要是不会被自动格栅，细薄膜等拦截的细砂等，以免打扰后续构筑物的正常功能。根据研究数据，该设计使用的沉砂池为平流式，其主体形式是扩大明渠并加深。3.2.1设计参数设置1座沉砂池;沉砂池最大设计流量为Qmax=0.0069m3/s；污水在池内的水平流速v=0.15m/s；在池内的停留时间为t=60s；沉砂池每格宽度b=0.6m；沉砂池超高h1=0.3m；有效水深为h2=lm；贮沙斗的高度h3=1m。3.2.2设计计算（1）沉沙部分的长度L.L=vt=0.15x60=9m式中：L--沉砂部分长度，m；--最大设计流量时的速度，m/s；t--最大设计流量时的停留时间，s。（2）水流断面面积A式中：A--水流断面面积，m2；Qmax--最大设计流量，m3/s。（3）池总宽度B式中：B--池总宽度，m；b--每格宽度，设两格，m。（4）贮砂斗所需容积V式中：V--沉砂斗容积，m3；X--城镇污水的沉砂量，一般采用0.03L/m3(污水)；T--排砂时间的间隔，d，取T=2d；Kz-污水流量的总变化系数，取1.2。（5）贮砂斗上口宽b2设贮砂斗底宽b1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°（6）贮砂室的高度h4假设采用重力排沙，池底设6%坡度坡向沙斗，则（7）池总高度H式中：H--池总高度，m；h1--超高，m。在沉砂池中，废水总停留时间为20min，设置1座，连续运行，减少了废水的流速，外形尺寸大小为14.5m1.2m2.6m(包含格栅)，混凝结构。污泥清除方式由电磁阀控制，气提装置自动排泥。3.3调节池的计算与平均值相比，排入制革厂的最大水量变化很大，工作的持续时间各不相同，排水水质也变化很大。一天24小时不间断的废水处理需要相对稳定的入水水质，这有利于微生物的生存并可以对废水进行稳定的处理。可以减轻后续处理部分的负荷，同时调节pH值，去除Cr3+、S2-、苯酚等污染物，并进行鼓风曝气。并防止悬浮的固体大量沉积在调节池的底部，从而降低了调节池的有效体积。3.3.1设计参数调节池采用穿孔曝气管曝气，气水比6:1，停留时间取16小时，超高气h1=0.5m3.3.2设计计算（1）设计进水量Q：，取30m3/h（2）停留时间t：取设计停留时间t=16h（3）有效容积V：（4）有效水深h：有效水深采用h=3.5m（5）池子的面积F：（6）池子的平面尺寸：取长宽比为1：1,采用LB=13.71m10m（7）池子的总高度H：（8）池子的几何尺寸：采用LBH=13.71m10m4m调节池外形尺寸为13.71m10m4m，有效容积480m2，停留时间16h，连续运行，混凝结构，1座，内置2台潜水泵。3.4混凝沉淀池的计算沉淀池是预处理构筑物，作用是用来分离固体悬浮物并去除废水中的部分污染物，还能减少后续构筑物的有机负荷，使后续设备能正常运行。通过混凝剂将废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，从而被除去。混凝沉淀池对改善水质的多种感观指标有很大的作用，还能去除有毒有害污染物，所以其应用非常广泛。本设计采用斜管式混凝沉淀池，用于去除相对密度接近1.5的固体悬浮物。池中需要投加200-300mg/L的硫酸亚铁，就能达到去除大于60%的COD，大于90%的S2-，大于80%的SS的效果。3.4.1设计参数废水流量Q=500m3/d=30m3/h=0.0083m3/s；设计表面负荷1.5m3/(m2h)；进水悬浮物浓度C1=1500mg/L,出水悬浮物浓度C2=750mg/L；斜管斜长一般采用1.0-1.2m，取1.0m；斜管孔径一般为80-100mm；取80mm；池边超高h1=0.3m；斜管区上部水深h2=1.0m，一般采用0.5m-1.0m；斜管自身垂直高度和h3=1.0m，一般为0.866-1.0m；斜管区底部缓冲层高度h4=0.5m，一般采用0.5m-1.0m；3.4.2设计计算（1）沉淀池的表面积A式中:Qmax--最大的设计流量，m2/h；n--池数，n=1；0.91--斜管面积利用系数；q0-表面水力负荷，m3/(m2h)，取1.5计算。.根据表面积和池体形状计算圆形池体的直径或矩形池体的长宽，本设计方案选用矩形池体，依据计算结果斜管沉淀池的尺寸LB为8.5m3.5m。（2）池内停留时间t式中：t--池内停留时间，h；h2--斜管上部清水区高度，m，一般取0.7-1.0m，此处取1.0m；h3--斜管自身垂直高度，m，一般为0.866-1.0m，此处取1.0m。（3）污泥部分所需的容积V设T=2d式中：c1、c2--沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/L；--污泥容重，kg/m3,含水率在95%以上时，可取1000kg/m3；--污泥含水率，一般为95%-98%，取95%；-两次排泥的时间间隔。（4）污泥斗的容积V设a1=0.5m式中：V1--贮泥斗容积，m3；S、S1--贮泥斗的上下口面积，m2；（5）斜管混凝沉淀池总高度H式中：H--沉淀池总高度，m；h1--沉淀池超高，m，一般取0.3m；h2--沉淀区有效水深，m，通常是2.0-4.0m，计算得2.0m；h3--缓冲层高度，m；h4--污泥区高度，m。斜管沉降池LBH的外形尺寸为为8.5m3.5m5.39m，设置1座，带有钢筋混凝土结构。连续运行，预期停留时间为1.33小时，使用50PVC斜管作为填料形式，填料量：40m2。通过手动排空泥浆，每天一次，持续5分钟。3.5气浮池的计算气浮池能去除相对密度接近1的SS，表面活性剂等污染物。本设计采用平流式的气浮池，压力溶气的溶气方式。平流式气浮池是很常见的一种池子，其池子较小，造价便宜，且运行简单。无数的气泡使絮粒黏附在一起而产生加压气浮，气水混合物和液态水之间的不平衡会产生的浮力从而将固体悬浮物带到水面。降低凝聚的要求，可以节省混凝剂量并减少反应时间。3.5.1设计参数气浮处理的废水量Q=30m3/h，加压压力P取3kg/cm2；回流比R'=0.25；接触室水流上升流速uc=10mm/s=36m/h；分离室表面负荷q=6m3/(m2h)；分离室水平流速us=2.5mm/s=9m/h；气浮池有效高度h=1.5m3；气浮池蓄水区高度h2=0.5m；池内停留时间t=20min。3.5.2设计计算（1）回流容气水量QR：式中:Q--气浮处理的废水量，m3/h；R--澄清液回流比，%；（2）气浮池接触室的表面积A。选定接触室中水流的上升流速uc后式中：Ac--接触室的表面积，m2；Q--气浮处理废水量，m3/h；QR--回流加压水量，m3/h；uc-接触室中水流的上升流速，m/h。（3）分离室的表面积As式中：Q--气浮处理废水量，m3/h；QR--回流加压水量，m3/h；us--分离室水平流速，m/h。（4）气浮池高度H：（5）溶气罐的容积V（6）溶气罐高度h式中：h1--罐顶、底封头高度(根据罐直径而确定)，m；h2--布水区高度，一般为0.2-0.3m；h3--贮水区高度，一般取1.0m；h4--填料层高度，一般取1.0-1.3m。根据计算结果并考虑实际处理情况，通过查找《环境保护设备选用手册》可选用一体化气浮装置1套，规格是QF-40。整个气浮池的尺寸为8m6m4m。设备包括设备主体1套、行车式刮渣机1台、溶气水泵2台、溶气罐1只、释放器TV-II型4只、加药装置1套。设备外形尺寸6m2m2m,溶气罐外形尺寸0.8m2.8m，加药装置外形尺寸1.945m0.7m1.8m。释放器参数Q=2.5m3/h个，溶气水泵参数：Q=12.5m3/h，H=50m,N=5.5kW。设备与调节池水泵联动，自动运行，操作方便。3.6生物接触氧化池的计算池内的填料上覆盖了大量的生物膜，废水中的有机物被生物膜上的微生物吸收用于自身生长繁殖，从而去除部分有机物。生物膜脱落后会随水流进入二沉池被去除，从而净化污水。池底的布气装置让空气能够进入水池向微生物供氧。生物接触氧化法介于活性污泥法和生物滤池之间，其兼有活性污泥法和生物膜法的优点：（1）填料的比表面积大，氧气含量充足，生物量较高，容积负荷更高。（2）无污泥回流，无污泥膨胀，管理简单，运行容易。（3）大量的生物固体完全混入水中，可以适应水量的突然变化。（4）有机容积负荷较高时，其F/M依然保持低水平且污泥产率低。废水流入该构筑物前的BOD/COD=0.6>0.3，可生化性好，使用二级接触氧化池。第一级接触氧化池内的生物膜增长较快，有机负荷较高，有机物降解速率也较大；二级接触氧化池内的生物膜增长缓慢，水质逐步提高。生物接触氧化池工艺设计的主要内容是计算填料的有效容积和池子的尺寸，计算空气量和空气管道系统。当前，池子的尺寸，数量和分级通常根据建筑要求来确定，其基础是根据有机负荷计算出的填料容积。3.6.1设计参数设每级接触氧化池数为1个，一级接触氧化池设计停留时间：10h；二级接触氧化池设计停留时间：8h；气水比：40：1；填料容积负荷取1.5kgBOD5/(m3/d)；超高h1=0.5m。3.6.2设计计算（1）生物接触氧化池的有效容积V式中：Q--设计污水处理量，m3/d；S0、Se--进水、出水BOD5,mg/L；Lv--填料的容积负荷，kgBOD5/(m3/d)。（2）生物接触氧化池的总面积A和每个池子的面积A1式中：h0--填料高度，一般采用3.0m；N--池数。（3）池深h式中：h1--超高，0.5m；h2--填料上水深取0.5m；h3--填料至池底的高度，一般采用0.5m。（4）有效停留时间t式中：Q--设计污水处理量，m3/h。（5）供气量D每格需氧量D1式中：D0--1m3污水需气量，m3/m3。（6）曝气系统本系统采用拱形微孔曝气装置,能有效提高氧气转化率，保证氧气消耗。铺设于距池底0.2m处。该空气扩散装置的各项参数如下：每个空气扩散器的服务面积为0.25-0.55m2；动力效率4.46-5.19kgO2/kWh；氧的利用率(水深3米)为18.4%-27.7%。a.每格需气量q1=D1=150m3/h，每格曝气池的平面面积为63.465/4=15.866m2；每个空气扩散器的服务面积按0.3m2计算，则每个池子所需空气扩散器的总数为15.866/0.3=53个，为了安全计，本设计采用54个，则整个生物接触氧化池共设置432个。b.每个空气扩散器的配气量为150/54=2.8m3/h。c.每个池子管路布置一根干管连结4根支管，每根支管下有10根分配管。每根支管的输气量为150m3/h；每根分配管的输气量为150/10=15m3/h；每根分配管上的空气扩散器的个数为54/10=5个。空气支管直径：(v支管气流最小流速，取10m/s)取d=0.07m=70mm接触氧化池内置150mm3000mm弹性填料，能有效增大好氧菌群与氧气的接触面积。池底设置拱形微孔曝气装置，能有效提高氧气转化率，保证好氧菌群的氧气消耗。单个生物接触氧化池的外型尺寸为10.6m6.3m4.5m，钢筋混凝结构。接触氧化池具有150mm3000mm弹性填料，可有效增加好氧菌群与氧气之间的接触面积。水池底部的拱形的微孔曝气装置可以有效提高氧气的转化率，并保证好氧菌群的氧气消耗。每个生物接触氧化池的外部尺寸为10.6m6.3m4.5m，具有增强的钢筋混凝结构。3.7二沉池的计算二沉池用于沉淀和去除活性污泥、脱落的生物膜，这是生物处理过程的重要部分。本设计使用的二沉池是圆形竖流式的沉淀池，布置两座。3.7.1设计参数设置2座二沉池；中心管内流速v0=0.01m/s；间隙流出速度v1=0.02m/s；表面水力负荷q=1.5m3/(m2h)；通过查表得沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度分别为360mg/L和144mg/L；污泥的含水率为95%；沉淀池超高h1为0.3m。3.7.2设计计算（1）中心管截面积f1与直径d0式中：f1--中心管截面积，m2；d0--中心管直径，m；Qmax--每组最大设计流量，m3/h；--中心管内流速，m/s。（2）中心喇叭口到反射板之间的间隙高度h3式中：h3--间隙高度，m；--间隙流出速度，m/s；d1--喇叭口直径，m。（3）沉淀池面积f2和池径D式中：f2--沉淀区的面积，m2。q--表面水力负荷，m3/(m2h)，取q=1.5m3/(m2h)；A--沉淀池面积(含中心管面积)，m2；D--沉淀池直径，m；（4）沉淀区的容积Vw式中：C0、C1--沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/L,；--污泥容重，kg/m3,含水率在95%以上时，可取1000kg/m3；p0--污泥含水率，一般为95%-98%，取95%；T--两次排泥的时间间隔，生物膜法后二沉池取4h。（5）沉淀池的总高度式中：H--沉淀池总高度，m；h1--沉淀池超高，m，一般取0.3m；h2--沉淀区有效水深，m，通常是2.0-4.0m,计算得2.25m；h3--缓冲层高度，m,无机械刮泥设备时为0.5m，有机械刮泥设备时，其上缘应高出刮板0.3m；h4--污泥区高度，m；--贮泥斗高度，m；其中（6）贮泥斗的容积式中：V1--贮泥斗的容积，m'；3.8污泥浓缩池的计算为了存储废水处理过程中的污泥，应根据重力沉降原理对污泥进行浓缩，这有助于通过带式压滤机对污泥进行后续处理。污泥浓缩方法分为重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、带式浓缩机浓缩、转鼓式浓缩机浓缩。（1）重力浓缩重力浓缩是压缩沉淀的一种，是一种沉淀工艺。通常把初沉污泥和二沉污泥混合，然后通过重力作用进行浓缩，从而提高了重力浓缩池的浓缩效率，该池的固体表面负荷取决于两种污泥的比例。重力浓缩有两种，间歇式重力浓缩、连续式重力浓缩。（2）浮选浓缩污泥浓缩主要依靠加压溶气气浮法进行处理。离心浓缩离心浓缩过程由离心力驱动，离心力是重力的500到3000倍离心浓缩法浓缩活性污泥时，无需添加絮凝剂进行调节，只有当浓缩污泥的固体含量大于6％时，添加少量絮凝剂即可。离心脱水机则必须添加絮凝剂进行调节。（4）带式浓缩机浓缩带式浓缩机主要用于浓缩阶段。重力带式浓缩机由底盘、污泥进料和定量给料装置、脱水滤布、可调式泥耙、挡泥板组成。浓缩过程是将污泥均匀地分布在滤布上，在重力作用下污泥的表面水通过滤布的空隙被强烈分离并迅速排空，固体颗粒则留在滤布上。水力负荷对污泥浓缩和浓缩过程这两个关键环节很重要。一般来说，设备制造商通常会根据污泥的具体情况给出水力负荷或固体载荷的推荐值。通常一个制造商与另一制造商的水力负载差异会很大，平均质量的设备仅为20到30m3/(m带宽h)，但是好的设备可以达到50到60m3/(m带宽h)或更高，最大带宽为3.0m。在缺乏有关污泥质量分析的详细数据的情况下，所选设计的水力负荷可以认为是40至45m3/(m带宽h)。(5)转鼓机械浓缩转鼓转筛机械浓缩机或类似的装置主要作用于浓缩脱水设备的浓缩段，通过螺旋推进和挤压方式将经化学混凝的污泥进行脱水，降低污泥含水率的一种简便、高效的机械设备。本设计污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池3.8.1设计参数(1)进泥含水率其含水率一般为98%-99.5%，99%。(2)污泥固体负荷当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用30-60kg/(m2d)；当为混合活性污泥时，污泥固体负荷宜采用25-80kg/(m2d),故该处污泥负荷取30kg/(m2d)。(3)浓缩后污泥含水率含水率取94%。(4)污泥停留时间浓缩时间不宜小于12小时，但也不要大于24小时，以防止污泥厌氧腐化。(5)有效池深一般为4m，最低不小于3m，取4m。(6)污泥总产量W总=系统各处沉淀排出总污泥量W1+生物接触氧化池排出污泥W2由于系统各处沉淀排出总污泥量因水质变化影响较大，因此采用估算的方式可知：W1=45m3/d，W2=10.44m3/d。所以W总=55.44m3/d。3.8.2浓缩池的计算（1）浓缩池的面积：（2）浓缩池的直径：（3）浓缩池的有效水深：取h为4m。（4）浓缩池的有效容积：（5）污泥在池中停留时间：（6）确定泥斗尺寸:浓缩后的污泥体积为：按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积（7）泥斗的容积：式中：h4--泥斗的垂直高度，取0.8m；r1--泥斗的上口半径，取0.6m；r2--泥斗的下口半径，取0.3m；池底坡度为0.06，池底坡降为：h5=0.2m。故池底可贮泥容积为：因此，总贮泥容积为：（8）浓缩池的总高度H：超高h2为0.3m，缓冲层高度h3为0.5m，则浓缩池的总高度为：主要工程内容：1座，外形尺寸4.8m5.8m,钢筋混凝结构。浓缩后的污泥经过带式压滤机脱水干化后外运。3.9脱水间的设计（1）脱水设备选用DYJ-1000型带式压滤机，单机处理量15m3/h，2台，1用1备，配用电机功率2.05KW,外形尺寸4.1m1.62m2.15m，处理后泥饼含固率22%-23%.（2）单元尺寸LBH：12m10m4m3.10机房的设计机房用来放置风机、污水提升泵、微机控制柜、加药装置等设备以及药剂，并作为工作人员的值班间。针对本设计，鼓风机设备设置两组。提升泵设置两台，型号为，水泵运行方式为自动运行。机房设为两层，外形尺寸15m8m④（1）提升泵①设置提升泵，用于将气浮装置出水自动提升至生化处理系统中。将重力汇入污水站的污水提升，使进入后续污水处理构筑物，保证处理后污水自流出厂外，并使后续处理构筑物埋深值处于经济合理范围内。②产品参数：Q=37m3/h，H=13m,N=3kW。③运行：自动运行。④主要工程内容：设置两台，型号为GW65-37-13（2）罗茨风机1①功能：为生化处理系统提供氧气，为气提装置提供空气。②产品参数：Q=9.84m3/min,H=4000mmH2O,.①②③N=15kW。③运行：2用1备，每8h自动切换一次④主要工程内容：3台，型号BK5009（3）罗茨风机2①功能：为调节池提供氧气。②产品参数：Q=4m3/min,H=4000mmH2O,N=5.5kW③运行：1用1备，每8h自动切换一次④主要工程内容：2台，型号BK5003第四章平面布置与高程布置4.1平面布置4.1.1平面布置的基本理论大多数污水处理构筑物以“L”形和“一”形两种形式排列，从“L”型来看，其在规划方面的要求较低，并能够适应各种地形。类型“一”的主要特征是可以尽可能地减少废水的循环路径，相应的管道成本自然降低。“L”型用于建筑物的设计，主要分为三个区域：住宅区，生产区和办公区。另外，为了使发生事故的可能性最小，有必要放空管理及超越管道的设施进行良好的管理。景观同样重要，通常可以在厂区的中心设置喷泉，并种有各种小树和盆景。此外，对于未使用的办公区域，还可以种植盆栽或低矮植被；而高大的树，这些植物可以适当地分布在路的两侧。门卫必须及时管理和处理这些植物。生活和休闲也很重要，因此娱乐休闲室是必不可少的，并且是饭后居民放松身心的重要场所。4.2高程布置4.2.1高程布置原则高程布置原则：（1）污水流程应与污泥流程相辅相成，尽可能降低污泥处理工作的量；（2）减少建筑物之间浪费水头的现象，包括避免跌水等情况的发生；（3）协调各单位构造设计与各构筑物埋深，保障工作的稳定有序开展，在后续维护工作开展时也更为便利，科学合理安排土方；（4）利用地形，尽量减少需要提升的情况以及扬程过多的泥泵，确保污水管道在处理过程中能够在相应区域之间能够自流，不过同时还要事实求是考虑地址因素；（5）流水线的选择需要秉承距离最长、水头损失最大，此外还需要有一定预留；（6）保障系统在任意情况都能保持运行稳定。第五章经济分析5.1投资费用本工程设计总投资为174.228万元。此次数据估计只是参照相同水量废水厂的比较下得出。根据同水量的废水厂进行比较基本设备费用在40%左右，考虑未计算的构筑物取100万元。因此，本废水处理系统总计一次性基建投资为：174.228+100=274.228万元，此为直接投资。考虑到不可预见费用及调试费用的存在，乘以1.2的系数，从而得出直接投资为：274.691.2=329.07万元5.2运行费用计算a.电费E1装机容量106.7kW，总运行功率为46.9kW,电费按0.6元/(kW-h)计算，吨水的处理用电费用E1，为E1=46.90.6/40=0.703元/m3b.药费E2整套废水处理系统中投加药剂量如下：亚铁盐0.05kg/m3，聚合氯化铝0.2kg/m，聚丙烯酰胺0.06kg/m3,脱色剂0.03kg/m。四种药剂平均价格为2.4元/kg，则吨水处理加药费用E2为:E2=(0.05+0.2+0.06+0.03)2.4=0.816元/m3c.人工费E3该废水处理站配置3人，工资按1500元/(月人)计算，则吨水处理人工费用E3为E3=(31500)+(30800)=0.1875元/m3d.折旧费E4本设计折旧按30年计算，则吨水折旧费为E4=3290700+(303654024)=0.31元/m3第六章结语该设计的制革废水处理工艺是通过物理化学和生化过程进行的，该工艺成熟且结构简单。根据设备废水的质量，通过添加药剂从含铬和硫的废水中去除六价铬离子和硫离子的整个过程，重点是控制药品的投加量。该工程规模小，易于管理，同时可以最大程度地消除污染物并符合排放的质量标准。设计主体选择了二级接触氧化工艺，该工艺允许在不同负荷下形成具有不同优势的生物群落，从而可以最大程度地消除降解污染物，并且结构简单且该工艺开发完善，有利于维护和管理。制革业的生产部门种类繁多且在加工过程中添加了大量化学品，导致废水的成分复杂，污染物浓度高。为了减少制革废水对环境的污染，不仅需要加强废水处理程度，而且还必须从生产过程开始，利用先进的生产设施来加强清洁生产，以减轻污水处理系统的负荷。参考文献：严松,黄春梅,文淦斌,刘欣.皮革废水处理工程分析.广东化工,2019,46(15):128-129.嵇春红,虞建华,谭军.制革废水处理工艺改进提升实践探索研究.山东化工,2017,46(5):155-156.熊珊,熊道文.皮革含铬废水处理技术分析.广州化工,2014,42(4):35-37.龚培峰,李道群.皮革废水技术改造项目实例分析.现代商贸工业,2012,24(15):178-180.赵伟伟,安洋