毕业设计(论文）-印染废水处理工艺设计

'苏州科技学院本科生毕业设计（论文）印染废水处理工艺设计摘要水解酸化———生物接触氧化联合处理工艺处理高浓度纺织印染废水,是被实践证明了的切实可行的方法。该工艺与常规的纺织印染废水处理工艺相比,占地面积小,操作费用低,运行稳定。没此外,由于生物膜附着在填料上,在沉淀池中污泥沉淀量少,能较好地去除废水中的有机污染物,处理后的出水水质能稳定地达到国家一级排放标准。综述了印染废水治理技术研究现状,介绍了各方法的特点及其在印染废水处理中的应用,为印染废水处理方法的选择提供了有价值的依据。针对生物技术在印染废水处理工艺中的应用,分别从好氧、厌氧和好氧—厌氧三个方面进行了阐述,并列举了目前这三类生物处理技术的一些最新发展工艺。对全国印染行业的废水排放情况进行分析总结,在此基础上提出合理的治理工艺,通过混凝沉淀、酸化水解、好氧生化等工艺进行治理,出水水质稳定达到国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-1992)一级标准。结合实例分析治理工艺的可行性及应用推广,提出了完善该工艺的前景。关键词印染废水；水解酸化II 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）3000t/dwasterwatertreatmentAbstractHydrolysisacidification-biologicalcontactoxidationprocessisappliedtotreattextile-dyeingwastewater,Thisprocessisprovedtobeoneofthenewwatertreatmentprocesses.Theperformanceisstable,anditsoperationcostandusedfieldareaislessthanthatofconventionaltreatmentprocess.Besides,duetothefoodchainsofthebiofilmattachedonthecarrier,thereisnosludgesettledinfinalsettingtank.Thisprocessisprovedtobeeffectivefororganicpollutantremoval,andtheeffluentquality，Thispaperreviewsthecurrentstatusofresearchesondyewastewatertreatingtechnology,introducesthefeaturesofvariousdyewastewatertreatingmethodsandtheirapplications,andprovidesvaluedreferenceforchoosingdyewastewatertreatmentmethod.Theapplicationofbiotechnologytothetreatmentofprintinganddyeingwastewaterinthreeaspects:Aerobicprocess,anaerobicprocessandaerobic-anaerobicprocessareillustrated.Thewastewaterreleaseofthenationalprintinganddyeingindustrywasenstudied,thenasuitabledisposaltechnicswasbroughtforward.Throughthecoagulationanddeposition,acidificationandhydrolysis,aerobicbiochemicaltreatment,the(released)watersteadilymeetsthefirstgradeofthewastereleasestandard(GB4287-1992)ofnationalfabricdyeingindustry.Basedontheexample,thepossibilityandapplicationmagnificationofdisposalwasanalyzed,andtheperfectprospectofthe(technics)wasforecasteKeywordsHydrolysis；acidificatioII 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）目录1绪论12印染废水概述22.1废水理化性质22.2废水水质分类32.3废水常规处理工艺53设计说明书103.1工程概况103.2设计原则及依据113.3废水来源及水质、水量分析113.4废水处理工艺介绍及分析123.5主要处理单元处理效率一览表183.6主要构筑物介绍及其设备193.7附属构筑物213.8工程投资概算223.9经济分析244设计计算书264.1格栅264.2调节池274.3水解酸化池284.4竖流式沉淀池314.5生物接触氧化池324.6混凝反应池344.7沉淀池尺寸确定374.8污泥浓缩池394.9清水池404．10高程计算405污水处理厂总平面布置43结论44致谢45参考文献46附录A外文参考文献（译文）附录B外文参考文献（原文）49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）1绪论随着工业化进程的不断深入，全球性环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来所形成的生态平衡，并对人类自身的生存环境构成了严重威胁。由于逐年加重的环境压力，世界各国纷纷制定各自的环保法律、法规和采取不同的措施，我国政府对环境问题也予以高度重视，并向国际社会全球性环境保护公约做出了自己的承诺。我国是纺织印染的第一大国，而纺织印染行业又是工业废水排放的大户，约占整个工业废水排放量的35％。据不完全统计，我国印染废水排放量约为每天300～400万t，印染厂每加工100m织物会产生3～5t废水，由此而造成的生态破坏及经济损失是不可估量的，因而要实现印染行业的可持续发展，必须首先解决印染行业的污染问题。仿制印染行业废水的主要来源是印染废水，其废水的量大，色度高，成分复杂，废水中含有染料、浆料、助剂、纤维杂质及无机盐等，是目前我国较难处理的工业废水之一。虽然我国印染废水的治理工作起步较早，但由于印染废水的复杂性和特殊性，目前还没有只有一种方法就能对印染废水中的有害物质进行完全的去除，一般均要几种方法联合作用。在我国的工业废水中，印染废水占有重要的地位，国内一般的印染厂每加工一吨织物要耗水200—300m3,其中80-90%成为废水排出。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。2印染废水概述2.1废水理化性质49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）印染废水水质由于染料、辅料和生产工艺不同有一定差异，但仍有一些共同的特点，表2-1为印染废水的主要特性:表2-1印染废水的主要特性理化参数相关特性BOD5在200-800mg/l,该数据除了与原料有关外，还与生产过程中水的循环使用有关，用较少的水则有较高的BOD5，通常平均在300-500mg/LCODCr在800-1200mg/L,平均在1000mg/LBOD5/CODBOD5与CODCr之比越小表示废水不易用生物处理，值越高表示较容易受生物降解，一般染整废水将BOD5/CODCr值调至0.4-0.5之间以利生物处理，可降低运行费用油脂及润滑油油脂及润滑油在纤维素纤维织造过程中含量较少，大约为40mg/L,而在羊毛纤维上在较高温度染整废水的温度有精练、漂白、染色过程而决定，一般平均为60-70℃颜色染整废水的颜色由于染料、染料种类、形态不同以及产品用不同染料混合而成，则色泽也不同，一般为800-15000APHA色度硫化物0含量平均为0.1mg/L金属含量平均为0.11mg/L，主要来自染料，而选用的染料的不同，差异很大酚的含量平均为0.05mg/L,因选用的助剂不同，差异也较大2.2废水水质分类2.2.1不同印染工序来源的有害物质和废水水质49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）不同印染厂如棉染厂、毛纺厂、丝绸厂、亚麻厂等的生产工序不同，废水水质也不尽相同。一般在印染加工的四个阶段中，预处理阶段（包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序）要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序。各阶段废水中含有诸如染料、浆料、浆料分解物、纤维、酸碱类、漂白剂、树脂、油剂、果胶、蜡质、无机盐等多种污染物，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。但印染废水主要的来源还是染色废水，其中含有染料、助剂、微量有毒物和表面活性剂等。印染各工序废水水质一般如表2-2：表2-2不同工序中产生的废水性质废水种类废水特性退浆废水退浆是用化学药剂将织物上所带浆料水解形成可溶性物质，然后除去。其水量较小，但污染物浓度高，含有各种浆料、浆料分解物、淀粉碱和各种助剂，使废水呈碱性，CODCr和BOD5都很高煮炼废水水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、漂白剂、少量醋酸、草酸等漂白废水漂白是去除棉、麻纤维上的天然色素，使纤维变白。其废水水量大，但污染较轻丝光废水含碱量高，NaOH含量在3%-5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH,所以丝光废水一般很少排出，其pH值高达12-13，CODCr、BOD5和SS都较高染色废水水量较大，水质随所用染料的不同而复杂多边，其中含有浆料、染料等，废水一般呈碱性，色度很高。对于硫化和还原染料的染色废水，pH值可达10以上。CODCr较高，BOD5值较低，可生化性较差印花废水水量较大，污染物浓度高，废水中除含有染料、助剂外，还含有大量的浆料。CODCr和BOD5均较高整理废水通常含有树脂、油剂、纤维屑和浆料等。由于水量，对整个废水的水质影响较小2.2.2印染废水的水质及污染物来源印染废水中的污染物质，主要来自于纤维材料、纺织用桨和印染加工所使用的染料、化学药剂及印染助剂。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）(1)纤维材料。纺织用纤维材料主要有棉、毛、麻、丝和化学纤维。除化学纤维含杂质较少外，其他纤维都含有大量杂质。原棉含杂质约10%，主要是植物脂肪、棉蜡、含氮物质、果胶质，色素、棉籽壳及杆茎上的有机物等；原毛杂质超过60%，主要是植物砂土、草剂、羊脂、羊汗尿等；生丝含胶和少量油脂、色素等杂质约为20%；原麻所含杂质种类与棉相似，但含量略高，约为25%-30%；化学纤维较纯净，只是在制造过程加入的油剂，如矿物油、乳化剂、润滑剂和抗静电剂等，常用聚乙烯衍生物、聚乙二醇脂肪酸醇衍生物等。(2)主要助剂。染料是染整加工时排出废水中影响最大的物质，不同的纤维的织物使用不同的染料，表2-4为各类印染厂常用染料和助剂。表2-4常用染料化学试剂工序使用化学品上浆可溶性淀粉，或合成龙胶，或海藻酸钠，或羧甲基纤维素（CMC），或聚乙烯醇（PVA）退浆淀粉分解酶、NaOH、NaBrO2、H2O2煮炼Na2CO3、NaOH、NaHCO3、多聚磷酸钠漂白NaClO、NaClO2、H2O2、过醋酸、NaBO3·4H2O、K3MnO4、Na2S2O4、Na2S2O3、NaHSO3、乙酸、甲酸、草酸、H2SO4丝光NaOH、H2SO4、醋酸印染①直接染料、Na2CO3、Na2SO4、NaCl、表面活性剂②还原染料、NaOH、Na2S2O4、Na2SO4、K2Cr2O7、H2O2、乙酸、红油、平平加③纳夫妥染料、乙醇、NaOH、Na2CO3、NaCl、HCl、醋酸钠、NaNO2、表面活性剂④硫化染料、Na2S、Na2CO3、NaHS、NaCl、Na2SO4、K2Cr2O7、H2O2⑤活性染料、NaOH、Na3PO4、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、尿素、表面活性剂⑥酸性染料、Na2SO4、（NH4）2SO4、醋酸铵、H2SO4、醋酸钠、丹宁酸、酒石酸氧锑钾、苯酚、间苯二酚、表面活性剂⑦酸性媒染染料、醋酸、Na2SO4、K2Cr2O7、Na2CO349 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）、丹宁酸、表面活性剂①金属络合染料、H2SO4、醋酸钠、（NH4）2SO4、Na2SO4、表面活性剂2.3废水常规处理工艺印染废水因其色度高、组分复杂，直到目前仍是工业废水治理中的难题之一。其处理方法常见的有物理化学处理法、化学处理法及生物处理法等。2.3.1物理化学处理法印染废水脱色和难降解染料的去除常用物化法，表2-5为印染废水处理的主要物理化学方法。表2-5印染废水处理的主要物理化学方法方法简要介绍主要优缺点吸附法吸附法是利用多孔性固体吸附剂如活性炭、硅聚物、高岭土吸附废水中的染料的方法，不同的吸附剂对染料吸附有选择性，目前主要采用活性炭吸附法此法适用于可溶性染料，不需要设备投资，COD、BOD去除效果也不错，但活性炭吸附后再生困难，故成本高，且对某些大分子染料吸附力不够。此外国内还有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，但缺点是泥渣产生量大且处理困难超滤法超滤是利用一定的流体压力推动力和孔径在20-200A的半透膜实现高分子和低分子的分离。超滤过程的本质是一种筛滤过程，膜表面的孔隙大小是主要的控制因素此法只能处理所含染料分子粒径较大的印染废水。优点是不会产生副作用，可以使水循环使用49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）混凝沉淀或气浮法印染废水中的分散染料、硫化染料、还原染料等憎水性染料分子的分子量大，在水中以悬浮物或胶态存在，易被脱稳絮凝除去。镁盐絮凝剂在碱性条件下可处理含水溶性阴离子染料废水。应用最广泛的絮凝剂还是铝盐絮凝剂，主要有硫酸铝、氯化铝、明矾、聚合氯化铝、聚合硅酸铝类等采用无机、有机化学絮凝剂，如碱式氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺(PAM)等，其水解产生的胶体吸附染料，适用于难溶及不溶性染料，其原料来源广泛，制备简单，投资少，经济实用，对COD、BOD去除率也较高，但会产生化学污泥的二次污染，色度去除率也不尽如人意。铁盐絮凝剂效果不错，但铁离子使用时对设备有强腐蚀性，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀材料电解法电化学法是废水处理中的电解质在直流电的作用下发生电化学反应的过程。废水中的污染物在阳极被氧化，在阴极被还原，或者与电极反应产物作用，转化为无害成分被分离除去它是一种简单、经济、有效的方法。在电解时使用可溶性阳极（铁、铝等），使其产生、等离子，经水解聚合成絮凝剂，从而达到去除印染废水中BOD、COD、色度的效果化学氧化法化学氧化法分为空气氧化法、氯氧化法及臭氧氧化法等，是印染废水脱色处理的主要方法。其机理是利用氧化剂将染料不饱和的发色基团打破而脱色。常见的有组合法和催化氧化法等。充分利用氧化剂的氧化性能，脱色效果好，但是对COD去除效率不是很高，而且容易引入其他化学物质2.3.2生物处理法印染废水有机物的去除主要用生物法，表249 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）-6为印染废水处理的主要生物处理方法：表2-6印染废水处理的主要生物处理方法方法简要介绍主要优缺点活性污泥活性污泥法既能分解有机物质，又能去除部分色素，还可以小量调节pH值，运转效率高而费用低，出水水质好，因而被广泛采用。活性污泥法对于BOD5的去除率一般可以达到40%-60%，脱色能力为30%-50%适合于有机物浓度高及BOD较高的印染废水。但是，活性污泥法去除COD不完全，脱色效果也不理想，还有污泥膨胀现象发生，引起出水水质波动，甚至系统运转中断生物膜法生物膜法避免了活性污泥法容易引起污泥膨胀，导致净化后水质不稳定的缺点。生物膜法的食物链比活性污泥法长，生物相也比活性污泥法更丰富。其中，大量的丝状菌对碳源要求较高，反应灵敏具有较强的吸附分解有机物的能力。因而，生物膜法对印染废水的脱色作用也较活性污泥法高，一般而言，BOD5的去除率为85%-95%，COD的去除率为40%-60%，脱色率为50%-60%生物膜法和活性污泥法同样存在的问题，即COD和色度的去除率不高，处理系统出水不能达到规定的排放标准，如果通过延长曝气时间和停留时间，不但增加了建设造价，而且并不是所有的该类废水都能够达到预期的处理效果。另外，随着合成纤维工业和化学工业的发展，纺织原料大量采用人造纤维，这些染料、浆料及助剂的BOD5/COD值变得越来越小，即越来越难以生物降解，使得印染废水水质变得更复杂、更多变、更难以生物降解49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）厌氧与好氧生物处理相结合厌氧与好氧生物处理相结合就是将厌氧与好氧工艺串联起来，协同处理印染废水。在这里，厌氧处理已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间（HRT）一般只有8-10小时，只是发生水解和酸化作用该工艺主要是针对印染废水中可生化性很差的一些高分子物质，在厌氧阶段发生水解、酸化，变成较小的分子，从而改善废水的可生化行，为好氧处理创造条件。该技术能较好地解决了PVA浆料及大部分染料的处理问题。同时，好氧阶段多产生的剩余污泥可全部回流到厌氧阶段，由于厌氧阶段有足够长的固体停留时间（SRT），污泥可以在那里进行彻底的厌氧消化，从而使整个系统基本上没有剩余污泥排放生物铁法技术生物铁法技术是一种通过在曝气池加入氢氧化铁，逐步驯化形成具有特殊的生物铁污泥的强化活性污泥法这种结构紧密的团粒状活性污泥的比重远大于普通活性污泥，具有良好的沉降性能，因而曝气池可以维持很高的活性污泥浓度，从而提高单位池容的处理能力优良菌种的选育和投放技术生化法随着对高效降解菌研究的不断深入，向生化池中投加高效降解菌已成为环保领域中的新兴技术之一49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）目前，印染废水中的染料和PVA浆料是两类主要的可生化性差的污染物，采用普通的生物处理技术达不到理想的处理效果。为此，开发了优良脱色菌和PVA降解菌的筛选和投放技术的研究3设计说明书3.1工程概况某印染厂有职工1700人，该厂印花生产线年生产能力为7000万米，生产过程中主要采用印地可素、纳夫妥、硫化和少量分散染料等还原性染料。所产生的主要废水是退浆漂炼废水、印花废水和料房冲洗水。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）目前，该废水未经处理就排入附近河道，对河道造成了严重的污染。为此，该厂拟建造一废水处理站对该厂生产废水与生活污水一起进行处理（该厂位于老城区，下水道系统尚未完善）。3.2设计原则及依据3.2.1设计原则本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：a.采用成熟、合理、先进的处理工艺，处理能力符合处理要求。b.投资少、能耗和运行成本低，操作管理简单，具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余，并确保处理后的污水可以达标排放。c.废水处理系统在运行上有较大的灵活性和可调性，可以适应污水水质、水量和水温的波动，即处理设施应有利于调节、控制、运行操作。d.处理设施具有较高的运行效率，以较为稳定可靠的处理手段完成工艺要求。e.总图设计应考虑符合环境保护要求。管线设计应包括各专业所有管线，并满足工艺的要求；工程竖向设计应结合周边实际情况提出雨水排放方式及流向；在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命。f.废水处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施。g.所有设计应满足国家相关专业设计规范和标准；所有设备的供应安装应满足国家相关专业施工及安装技术规范；所有工程及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范和标准。3.2.2设计依据a.《污水综合排放标准》（GB8978-96）；b.《纺织染整工业污染物排放标准》GB4287-92；c.《给水排水设计规范》；d.“环发[2001]118号”文发布的“印染废水污染防治技术政策”e.环境工程设计规范及相关手册f.废水水质水量及相关条件3.3废水来源及水质、水量分析3.3.1废水来源退浆漂炼废水、印花废水和料房冲洗水49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）3.3.2废水水质、水量及达标要求混合生产废水水质和水量如表3-3-1表3-3-1混合生产废水水质实测资料指标测定值（mg/l）流量3000m3/dBOD5800CODCr2000SS300TN4TP15色度400PH8-11水温20℃出水水质要求如表3-3-2表3-3-2出水水质要求指标排放浓度（mg/L）国家综合排放标准（GB8978-96）PH6-9CODcr100BOD530SS70NH4+-N15PO4-0.5色度50倍49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）3.4废水处理工艺介绍及分析3.4.1相关工艺介绍纺织印染废水，水量大，色度高，成分复杂，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等严重污染环境。除生物法处理外，其他可采用物化处理，如混凝沉淀、气浮、吸附、萃取等。但是一般把生物处理与物化处理结合起来，以取得最佳效果。如果考虑物化作为预处理，预处理后再加生化处理。但是存在以下问题：物化处理过程中，会使用一些化学药剂，这些药剂的使用会降低废水的可生化性，使生化处理效率降低；而且有些物化处理步骤较难控制，一般作为最后控制步骤。鉴于以上考虑，采用生化在前，物化在后的处理方法。a.生化处理阶段：生物处理处理分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。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。目前，纺织印染废水多数采用生物处理法，并取得良好效果。(1)厌氧生物处理法：厌氧生物处理法主要有升流式厌氧污泥床（UASB）、升流式厌氧生物滤池、水解酸化池。升流式厌氧污泥床（UASB）：UASB升流式厌氧生物反应器（UpflowAnaerobicSludgeBlonket），它的工艺特征是在反应器的适当位置（上部）设计有适合于该废水的气、固、液的三相分离器；反应器中部为污泥悬浮层区，其间设置有软性填料，其表面极易存留生物膜形态生长的微生物群体，在其空隙中则截留了大量悬浮状态下生长的微生物。因此，废水通过填料层，有机物被截留，吸附及代谢分解；下部为污泥床区。　　反应器的水力停留时间比较短，且具有很高的容积负荷，回此，它不仅适用于高、中等浓度的有机废水，也适用于处理如“城市废水”这样的低浓度有机废水。　　UASB运转时一般不加热，但采取保温措施，在30摄氏度和35摄氏度之间，COD去除率达70-90%，BOD去除率大于85%。UASB主要处理高浓度废水，其主要适用范围为：酿造废水、豆制品加工废水、食品加工废水、屠宰废水。故在本设计中不考虑。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）升流式厌氧生物滤池：在厌氧滤池内填充的滤料一般为碎石、卵石、焦碳或各种形状的塑料填料。废水从池底部进入后向上流动，通过布水板、滤料承托层和滤料层。废水与滤料表面的厌氧生物膜接触，废水中的有机物被分解。滤池中的生物膜不断地进行新陈代谢，脱落的生物膜随上升的水流从池上部流出池外，沼气从池顶部排出。其主要有以下特点：（A）有机容积负荷高；（B）耐冲击负荷能力强；（C）有机物去除速度快；（D）污泥一般不回流；（E）启动时间短。该工艺也有一些问题，主要有如下两方面：（A）处理含悬浮物浓度高的有机废水，易发生堵塞，该法适于处理溶解性的有机废水。滤池的反冲洗，目前尚无有效的方法。（B）当滤池内污泥浓度过高时，而发生短流现象，减少水力停留时间，影响处理效果。由于本设计的悬浮物浓度较高，因此也不采用此工艺。水解酸化池：水解酸化池实际上是水解和酸化两个过程在一个池内的池子。在水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；在酸化阶段，碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙酸。另外，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、碳酸盐和少量的CO2、N2和H2。水解酸化池有以下优点：（A）由于水解、酸化阶段的产物主要为小分子的有机物，这些有机物的可生物降解性一般较好。因而，水解酸化池可以改变污水的可生化性，从而减少反应时间和处理过程的能耗；（B）由于固体沉积物的降解减少了污泥量，降低了污泥的VSS，其他的功能和消化池基本一样。由于水解——好氧生物的处理工艺仅产生很少的难于厌氧降解的剩余活性污泥，故可在常温下使固体物迅速水解，实现污水、污泥一次处理，不需要经常加热的一种消化池。（C）不需要密闭的沉淀池，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价，便于维护。由于这些特点，可以设计出适应大、中、小型污水处理工程所需的的构筑物。（D）由于水解酸化反应进行迅速，故水解酸化沉淀池的体积小，与一般初次沉淀池相当，可节省基建投资。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）该废水BOD5/CODcr＝0.4，可生化性还可以。但考虑到分散性染料水溶性较低，疏水性较强，染料中还含有助剂等难生物降解的物质，因此考虑采用一个水解酸化池，以提高后面生化处理的效率。好氧生物法：目前采用的有生物接触氧化法，活性污泥法，生物转盘和塔式生物滤池等。好氧处理技术中生物接触氧化法和活性污泥法应用较广泛。活性污泥法：活性污泥法主要是水中繁殖的大量微生物凝聚成的絮体。具有很强的吸附性和分解有机物的能力。活性污泥净化废水是很复杂的过程，主要有两个阶段：第一阶段：吸附阶段，即废水中胶态物质及一些溶解性有机物能被其所吸附，而且吸附阶段同时进行吸收和氧化作用。第二阶段：氧化阶段，即微生物通过氧化还原、合成等过程，把被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时继续吸附和吸收溶解物质。活性污泥法适合于有机物浓度高及BOD较高的印染废水。但是，活性污泥法去除COD不完全，脱色效果也不理想，还有污泥膨胀现象发生，引起出水水质波动，甚至系统运转中断。采用活性污泥法时对于污泥的培养和运行管理的要求是较高的。生物接触氧化法生物接触氧化法基本原理：生物接触氧化法在池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。因此，它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过人工曝气供给。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法的主要特点：(A)由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化法内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池的生物固体量，因而，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；(B)由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化池不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）(C)由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属完全混合型，因此，生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；(D)由于生物接触氧化池内生物固体量多，当有机容积负荷较高时，其F/M比可以保持在一定水平，因而，污泥产量可相当于或低于活性污泥法。可见，生物接触氧化池是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，它综合了曝气池和生物滤池的优点，避免了两者的缺点，因此深受人们重视。综合考虑，本设计采用生物接触氧化池。生物接触氧化法系统由接触氧化池和沉淀池组成。3.4.2初选工艺及技术比较a.生化处理阶段的比较生物接触氧化法和活性污泥法的比较如表3-4-1表3-4-1生物接触氧化法和活性污泥法的工艺特点及费用比较项目接触氧化法延时曝气法工艺特点出水水质良优流程无污泥回流系数，较简单有污泥回流系统49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）过程控制没有污泥膨胀现象，易于控制不好控制，有污泥膨胀上浮现象负荷负荷高，污泥浓度高低负荷，长停留时间占地面积曝气池容积相对较小，但需设污泥浓缩池曝气池容积较大污泥产量及处置污泥产量较大，污泥需进行浓缩，然后脱水污泥产量小，絮凝沉降性能相对好，不需浓缩，可直接脱水与后续脱色流程的组合可在二沉池前直接投混凝剂进行脱色，简单易行，节省费用追求高效脱色时可用吸附法，但费用较高费用基建投资元/(m3/d)500700直接处理本元/(m3/d)0.380.40b.物化处理阶段的比较表2-4混凝法和活性炭吸附法工艺及费用比较表项目混凝法活性炭吸附法49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）工艺特点处理效果和出水水质良，对混凝剂种类依赖性较大优，水质稳定，达标率100％基建特点土建工程量大，设备较多，占地面积大设备较多，自动化程度高，土建工程量小，占地面积小废弃物产量及出路污泥量较大，脱水过程复杂，难以找到最终出路废弃的炭可掺入燃煤中烧掉二次污染可能性化学污泥处置不当容易造成二次污染活性炭再生时可产生少量尾气操作管理操作简单，劳动强度小活性炭再生操作繁殖过程控制如水量稳定，过程控制简便简便费用基建投资(元/m3)280540直接处理成本(元/m3)0.450.56虽然活性炭吸附法的处理效果比混凝法好，但是由于它的活性炭的价格比较昂贵，且其要求活性炭再生的技术性比较高，现在还没有一个好的方法，因此，考虑采用混凝法。下面是混凝法的两种主要方法：混凝沉淀法：混凝沉淀法是水处理的一种重要处理方法。以往多用于给水处理，以去除水中的细小分散颗粒和胶体物质。近年来开始用于废水处理，以降低废水的色度，去除多种高分子物质、胶状有机物、重金属有毒物质如汞、镉和铅等，以及导致水体富营养化的物质，如磷等可溶性无机物。此外，还可作为污泥机械脱水前的预处理，以改善污泥的脱水性能。混凝气浮法：49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）气浮是一种快速、高效的固液分离技术，近年来在给水排水中处理方面得以广泛应用。它可以替代给水与废水处理上的沉淀、澄清工艺，特别是对那些沉淀的轻浮絮体的去除，更显有效。再者，由于它有曝气充氧过程，可去色、嗅，增加水中溶解氧。其结果，更能有效。3.4.3本设计处理工艺3.5主要处理单元处理效率一览表表3-5分级去除率表处理单元进水（mg/L）出水(mg/L)去除效率格栅SS=300PH=9SS=270PH=710%调节池CODCr=2000BOD5=800SS=270PH=8-11CODCr=2000BOD5=0SS=270PH=8-110%0%————水解酸化池+竖流式沉淀池COD=2000BOD=800SS=270COD=1600BOD=560SS=16220%30%40%COD=1600COD=10093.849 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）生物接触氧化池+混凝沉淀池BOD=560TP=15TN=4SS=162BOD=20TP=0.5TN=2SS=2096.4%96.7%50%94.6%总去除率CODCr=2000BOD5=800TP=15TN=4SS=300COD=100BOD=20TP=0.5TN=4SS=2095%96%96.6%50%93%——3.6主要构筑物介绍及其设备3.6.1格栅在排水过程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅所能截留的污染物的数量，随所选用的栅条间距和水的性质而有很大的区别，一般以不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备为原则。由于本设计废水为印染废水，废水中含有的悬浮物较少，可以不用粗格栅而直接用细格栅对悬浮物进行拦截。采用细格栅一道，机械除渣。栅条间隙为0.01m，栅槽宽0.5m，长2.30m，选用XGC型旋转式格栅除污机，其安装角为60°，电机功率为0.4kw.3.6.2调节池调节池亦称调节均化池，是用以尽量减少污水进水水量和水质对整个污水处理系统影响的构筑物。纺织印染厂由于其特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多变性，使排出废水的水质和水量在一日内，甚至每班内都有很大的变化，而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理设备更为重要。为了保证处理设备的正常运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。此外，调节池尚具有预曝气，降温和贮存临时事故排水的功能。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）本设计采用矩形调节池，其尺寸为15m14m6.8m，水力停留时间为8h,采用地下式钢筋混凝土结构。在调节池的对角线上设四台搅拌机，型号为MRPGS-100-2.2-3B1。出水采用潜污泵出水，一用一备所需流量为250m3/h，扬程为12m,选用型号为250QWS110-15-11型潜污泵，性能参数为流量250m3/h，扬程12m,转速1460r/min,电动机功率11KW,效率73.0%,出口直径300mm.出水管与潜污泵之间用软管连接。3.6.3水解酸化池该废水中BOD5/CODcr＝0.4，可生化性不好，而且分散性染料水溶较低，流水性较强，还有洗涤剂、助剂等，因此需用水解酸化池。水解酸化池可提高废水的可生化性。采用四座池子并联，池体为钢筋混凝土结构。尺寸为5m5m5.5m，其停留时间为4小时。3.6.4竖流式沉淀池将活性污泥沉淀，使出水澄清，并且回流污泥。采用竖流式沉淀池。尺寸为5.1m5.1m8.06m3.6.5生物接触氧化池在生物膜作用下，废水得到净化，在接触氧化池中同时具有好氧、缺氧和厌氧的微环境，既可以对有机物好氧分解，氮化物的硝化、磷的吸收，还可以同时进行厌氧水解、酸化、硝化、及磷的吸收，可去除COD、BOD、N、P等。采用钢混结构，单池尺寸为6.0m4.0m5.9m,分六组24座，每组四座串联，采用25mm塑料蜂窝填料，分三层，每层填料高1m，所需填料容积为1728m³。采用直流式鼓风曝气，选用三台鼓风机，两用一备.则每台风量15.63,压力为80.4Kpa。选用RD-125型罗茨鼓风机,性能参数为:口径125mm,转速2500r/min,压力82.4KPa,流量22.94,所需电动机功率32.6KW,进口流量为17.9。3.6.6混凝池49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）在管道中设置药剂注射器加入絮凝剂，使污染物得以絮凝沉降，絮凝沉降对硫化分散性染料等流水性染料处理效果较好，可去除COD和色度。地上砼结构，采用机械搅拌池，混凝剂选用铝氯化铝，投加量为50mg/l，同时加少量NaClO加强脱色能力。其反应时间取t=20min,单池尺寸为2.0m2.0m2.3m。3.6.7平流式沉淀池采用平流式沉淀池，其尺寸为22m4.2m7.01m，高度包括泥斗的高度。3.6.8污泥浓缩池污泥浓缩池：污泥中含有大量水分，浓缩池可以降低其含水率，通过污泥浓缩，能够减少池容积和处理所需的投药量，缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。采用地下式钢筋混凝土结构，其尺寸为3.0m3.0m5.5m。其采用间歇式重力浓缩池，设浓缩时间为12h。3.6.9清水池池子采用钢筋混凝土结构，旁边建监控室对水质进行监测，其尺寸为5.0m5.0m4.4m。3.7附属构筑物3.7.1鼓风机房摆放接触氧化池的鼓风机，尺寸为9.0m5.0m3.0m。3.7.2配电房为鼓风机房提供电力，其尺寸为8.0m5.0m5.0m。3.7.3污泥脱水机房对污泥进一步脱水，便于外运。选用XA30/740—UK型板框压滤机一台，并放置小型空压机一台，性能参数为过滤面积30m,功率外型尺寸为10.0m×5.0m×7.0m，一共二楼，一楼脱水机房，二楼为加药房。3.7.4综合楼尺寸为15.0m×8.0m×7.0m。3.7.5仓库用于堆放杂物，尺寸为15.0m×8.0m×7.0m。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）3.8工程投资概算3.8.1生产班次及人员安排污水处理站人员配置为8人，操作工人6人，管理人员1人，分析化验人员1人，实行三班运行每班操作工2人。3.8.2投资预算表3-8-1土建部分名称规格型号数量估算（万）调节池15m×14m×6.8m134.7水解酸化池5m×5m×5.5m416.5竖流式沉淀池5.1m×5.1m×8.06m25.2接触氧化池6m×4m×5.9m24102混凝池2m×2m×2.3m61.7平流式沉淀池22m×4.2m×7.01m18.1清水池5.0×5.0×4.4m13.3污泥浓缩池5.1m×5.1m×6.3m28.3脱水机房6m×4m×3.5m12.5鼓风机房9m×5m×3m14.1综合楼15.0m×8.0m×7.0m125.2仓库12.0m×8.0m×7.0m120.2配电房8m×5m×5m16花园1合计237.8表3-8-2设备部分投资预算表49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）名称规格型号数量估算（万）备注格栅XGC型旋转式格栅除污机15.0机械搅拌机MRPGS100-2.2-3B1型搅拌机310.0两用一备潜污泵150QWS110-15-11型潜污泵26.0一用一备接触氧化池填料塑料蜂窝填料12.5490m鼓风机RD-125型罗茨鼓风机312.0两用一备搅拌系统桨板、Y280S、Y335M型三相鼠笼式异步电动机12.0各两台。一用一备填料框架角钢18.0流量计LD-300A型电磁流量计10.30液位控制计UQZ-51型浮球1液位计10.80扩散板WTDIS型钛板12.0电气电控、仪表、电缆8.50加药系统HYT-300型溶液投加器22.0回流泵3BA-6A型回流泵21.2一用一备压滤机XA30/740-UK型板框压滤机16.0运输费3.2取设备费的3%安装10.649 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）取设备费的10%合计120.1其他部分费用：上面两项总计120.1+237.8=357.9万元工程设计费：357.94%=14.3万元；安装费：357.93%=10.7万元；工程调试费：357.92%=7.2万元；不可预见费：357.94%=14.3万元；管理费：357.93%=10.7万元；工程总投资：415.1万元3.9经济分析技术经济指标：总投资307万元，占地面积（包括处理站内绿化）4400m2，人员编制8人。日常运行费用：电耗部分费用计算见表3-9表3-9电耗费用计算表电器数量(个)每台功率(KW)每天运行时间（h）每天用电度数（KW.h）格栅10.4kw2412.0潜污泵111.024264.0鼓风机232.6241564.8混凝搅拌电机31.524108板框压滤机15.51266其他2049 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）合计2034每度电以0.6元计算。则每吨水的电耗为0.6×2034/3000=0.41元/m3污水。人工费用：工人的平均工资以1500元/月计算，折合污水处理费用为0.13元/m3污水。药剂费：主要为投加的硫酸亚铁，投量50g/m，则折合为为0.3元/m3污水。折旧费：本公程的折旧费预计为0.04元/m3污水。设备维修保养费：按行业特点和设备配置情况，本工程的日常设备维护材料费用为0.05元/m3水。运行费用合计为0.41+0.13+0.3+0.05+0.04=0.93元/m3污水。4设计计算书4.1格栅4.1.1设计参数a.栅前流速：0.4～0.8m/s49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）b.过栅流速：0.6～1.0m/sc.过栅水头损失：与污水的过栅流速有关，一般在0.2～0.5m之间d.栅渣量：以每单位水量产渣量计0.1～0.05(m³/10³m³污水)，粗格栅用小值，细格栅用大值e.栅渣的容重：960kg/m³;含水率：80%。4.1.2格栅的间隙数量n假设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.6m，栅条宽度S=0.02m,栅条间隙宽度b=0.01m，格栅倾角=70，最大设计流量Qmax=3000m³/d=0.035m³/sn==14.1，取n为154.1.3格栅的建筑宽度BB=S(n-1)+b·n=0.02×(15-1)+0.01×15=0.43m,取B为0.5m4.1.4进出渠道渐宽部分的长度L1设进水渠宽B1=0.25m,其渐宽部分展开角度为α1=20（进水渠道内的流速为0.7m/s）L1==0.34m4.1.5栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L=0.5×L1=0.17m4.1.6过栅水头损失h1设栅条断面为锐边矩形断面k:格栅受污染物堵塞之后,水头损失增加的倍数,一般取3;β:阻力系数，取2.42=k×β×（/2g）×Sinα=0.194.1.7栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.4+0.3+0.19=0.89m式中h—栅前水深h1—水头损失h2—栅前渠道超高取为0.3m4．1．8栅槽总长度LL=L1+L2+1.0+0.5+H/tgα=0.34+0.17+1.0+0.5+0.7/tg60=2.41m，取2.5m4.1.8每日栅渣量W在格栅间隙10mm的情况下，49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）W==0.53>0.2.式中W1—栅渣量,栅条间距b=6mm时,取W1=Kz—污水流量总变化系数，取1.5方便起见，采用机械清渣。格栅结构见图4-14.2调节池调节水量和水质的构筑物称为调节池。根据生产废水排放规律，其废水的水量、水质随时间的变化而变化，为了保证后续处理构筑物对水质水量稳定性，后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。调节池停留时间取8h，调节池采用地下式，便于利用一次提升的水头，并有一定的保温作用，由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构可靠性高时，故障少，只设一个调节池。4.2.1调节池的有效容积进水流量Q=3000m³/d=125m³/h停留时间T=8h调节池容积4.2.2调节池尺寸取调节池有效水深h为5m,超高1.5m调节池面积,则尺寸为15×14m4.2.3进水管径设进水流速v=1.0m/s49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文），取为250mm4.2.4搅拌器的选择在调节池的对角线上各设四台搅拌机，型号为MRPGS-100-2.2-3B1。4.2.5出水选择出水采用潜污泵出水。所需流量为250，扬程为12m,选用型号为250QWS110-15-11型潜污泵，性能参数为流量250，扬程12m,转速1460r/min,电动机功率11KW,效率73.0%,出口直径300mm.出水管与潜污泵之间用软管连接。4.3水解酸化池水解酸化池主要用于截留污水中大部分固体悬浮物，胶体物质及生物滤池的剩余微生物膜，将其中的固体有机物水解为可溶性有机物并对污水中有机物进行一定程度的降解，将生物处理系统产生的剩余微生物膜进行水解使其达到减容和稳定的目的。水解酸化池有效容积V有效是根据污水在池内的水力停留时间计算的。水解酸化池内水力停留时间需根据污水可生化性、进水有机物浓度、当地的平均气温情况综合而定，一般为2.5—4.5h。由于本工程待处理污水可生化性好，在本工程设计中水力停留时间取HRT=4h。本工程设计流量Qd=125m3/h，则水解酸化池的有效容积V有效=QT式中V有效——水解酸化池的有效容积，m3；Q——进入水解酸化池的废水平均流量，m3/h；T——废水在水解酸化池中的水力停留时间，h。本工程Q=125m3/h，T=4h，代入公式后：V有效=125×4=500m349 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）对于水解酸化反应器，为了保持其处理的高效率，必须保持池内足够多的活性污泥，同时要使进入反应器的废水尽量快地与活性污泥均匀混合，增加活性污泥与进水有机物的接触，这就要求上升流速越高越好，但过高的上升流速又会破坏活性污泥层对进水中SS的生物截留作用，并对活性污泥床进行冲刷，从而将活性污泥带入反应器的出水系统中，使活性污泥流失并使出水效果变差，所以保持合适的上升流速是必要的。根据查阅资料，水解酸化池内上升流速v上升一般控制在0.8~1.8m/h较合适。本工程的上升流速v上升取1.05m/h，所以水解酸化池的有效高度为：H1=v上升×HRT=1.05×4=4.2m池内实际有效高度为H有效=H1+0.9=4.2+0.9=5.1m，加上池内超高取0.4m，水解池实际总高度为H=H有效+0.5=5.1+0.4=5.5m。按上升流速计算，水解池有效截面积为：S=V有效/H有效=500/5.1=98.1m2取为100m2考虑到有效截面积太大不利于布水，同时考虑到设备检修、池体清洗，拟将水解池设为4池并联，每格截面积为S单池=100/4=25m2，则单池长5m，宽5m。水解酸化池每两池联体建造。4.3.2水解酸化池的布水系统的设计水解酸化反应器良好运行的重要条件之一是保障污泥与废水之间的充分接触，为了布水均匀与克服死区，水解酸化池底部采用穿孔管布水，并且反应器底部进水布水系统尽可能均匀。水解酸化池的布水系统形式有多种，布水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足以下的原则：1、确保各单位面积的进水量基本相同，以防止发生短路现象；2、尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合；3、易观察到进水管的堵塞，并当堵塞发生后很容易被清除。常用的布水系统一般有穿孔管布水器、带反射板的单孔反射布水器、脉冲布水器等，考虑到本工程水解酸化池的截面积大，为了布水均匀，所以选用分支型布水。配水支管的布置应满足下列条件：1、配水支管出水口向下距池底约20cm，位于所服务面积的中心，一般单孔服务面积约0.5~2m2，本设计服务面积取2m2。进水管、配水管直径D设流速v1=0.6m/s，v2=0.7m/s,v3=0.8m/s,v4=0.9m/s,v5=1.0m/s，v6=3.0m/sD1===0.136取150mm49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）D2===0.089取100mmD3===0.059取60mmD4===0.055取60mmD5===0.037取40mmD6===0.015取20mm在配水管D6的两端设置喷水头，喷水方向向下，水解酸化池子底部设有管道支撑钢体结构，以保证配水管的正常配水。具体进水布置如图4-3：4.3.3排泥管的布置一般来讲，随着反应器内污泥浓度的增加，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出低活性的污泥，并将高活性的污泥留在反应器中。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杂质，所以排泥在污泥层上部和反应器底部进行，利用水压排泥。每个水解酸化池排泥量6.75m3/d,直接排到污泥浓缩池。4.4竖流式沉淀池4.4.1中心管面积与直径取中心管V0=30mm/s=0.03m/s,用两个竖流式沉淀池Q1=0.0175m3/sf1=Q1/V0=0.58m249 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）直径d0===0.86m4.4.2缝隙高度取v1=0.01m/s喇叭口直径采用=1.35d0h3===0.3m4.4.3沉淀池总面积和池径设计中取q=2.5m3/m2hv=q=0.0007m/s沉淀区面积f2=Q1/q=0.0175/0.0007=25m2总面积A=f1+f2=15.34+0.86=25.86m2池长B===5.08m，取5m4.4.4沉淀池的有效沉淀高度沉淀时间t取1.5hh2=qt=0.0007*1.5*3600=3.78mB/h2=5.1/3.78=1.35<34.4.5每日污泥总产量（理论泥量）V===24.3m3/d每个池子所需容积V1=V/3=8m3/d4.4.6污泥斗高度（h3）取α=60°，截头直径为0.4mh5=tg60°=3.98m4.4.7池总高h4缓冲层高度因污泥面低取为0H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.78+0.24+0+3.98=8.06m4.4.8校核污泥容积污泥斗容积V2=h5(B2+Bb+b2)=*3.98*(5.12+5.1*0.5+0.52)=120m34.4.9污泥回流系统因为活性污泥法中要求污泥回流，其回流比为50%，所以沉淀池产生的污泥为：V=2/V总=12.15m3/d49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）采用污泥泵进行污泥提升。4.5生物接触氧化池4.5.1生物接触氧化池的容积氧化池有效容积式中Q—平均日污水量，So—进水BOD浓度800mg/L.S—出水BOD浓度40mg/LNv—容积负荷,取为1.0kgBOD/(m3*d)查阅《中小型及乡镇纺织印染厂污染防治》，印染废水容积负荷一般为1.0-2.0kgBOD/(m3*d)，设计中接触氧化池对BOD5的去除率要求高，所以取容积负荷1.0kgBOD/(m3*d)。V==1590m4.5.2每个氧化池面积FF=V/nH，F25m²式中V—有效容积H—滤料层总高,即有效水深,一般H=3mn—氧化池个数，设计中n=24F=1590/(24×3)=22.1m氧化池平面尺寸采用6.0m×4.0m4.5.3校核接触时间tt=24==12.7h,要求t2,符合要求4.5.4氧化池总高度总高度H=H0+h1+h2+(m-1)h3+h4式中H—氧化池总高度,mh—超高,h1=0.5-0.6m，取0.5mh2—填料上水深，h2=0.4-0.5m，取0.5mh3—填料层间格高，h3=0.2-0.3m，取0.2m49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）m—填料层数，这里取3层h4—配水区高度,与曝气设备有关，对于多孔曝气设备不进人检修时，h4=0.5m,需进人检修时，取为1.5m，这里取1.5mH0—填料层高度，设计为3mH=3.0+0.5+0.5+(3-1)×0.2+1.5=5.9m4.5.5填料与安装采用25mm塑料蜂窝填料，分三层，每层填料高1m所需填料容积为V=16×24×3=1152m³4.5.6每池空气量q=15=15=234.4m³/h,总需气量为3750m³/h其中15为1m³污水需气量（m²/m³）4.5.7空气干管及支管直径d===0.074m取d4=75mm每池设8根支管，每根支管对称布置6个曝气头d5===0.049m,取50mm空气总管d1,管径300mm,然后分成两根支管d2,管径200mm，每根支管又分成两根小支管d3,管径150mm，进每个池子的管d4管径为75mm。4.5.8鼓风机的选择选用三台鼓风机,两用一备.则每台风量15.63,压力为80.4KPa.选用RD-125型罗茨鼓风机,性能参数为:口径125mm,转速2500r/min,压力82.4KPa,流量22.94,所需电动机功率32.6KW,进口流量为17.9。4.5.9污水在池内的实际停留时间t===11.52h49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）4.5.10进水布置直接使用管道进水，由竖流式沉淀池来的进水管分成六根支管，分别进入六组接触氧化池，每一组采用四池串联，池壁交错开孔，在第四个池子末端设置出水槽。然后每个池子出水管汇流到直径200mm的总管。4.5.11出水堰的设计出水方式采用薄壁溢流堰出水，集水槽宽为0.5m,深为0.7m。4.6混凝反应池采用机械反应池，机械反应池借助搅拌桨的作用达到形成絮体的目的，其优点是能够适应水量变化，水头损失少，如配上无级变速传动装置，则更容易使反应状态达到最佳。机械絮凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌，使水中的颗粒相互碰撞，完成絮凝。目前我国大多数的机械絮凝采用旋转的方式，搅拌器采用桨板式，搅拌轴有水平式和垂直式两种。本设计采用的是垂直轴机械反应池。其结构见图：4-6图4-6：垂直轴机械反应池结构图49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）4.6.1反应池容积反应时间取t=20min,设计流量Q=3000m³/d=125m³/h，设为两组，Q1=Q/2=62.5m³/h总容积V=Q1t/60=62.520/60=21m³4.6.2反应池尺寸确定采用三格串联，每池设置一台搅拌机每格容积V/3=7m³则每个池平面尺寸为2m2m则水深H=7/（22）=2.0m反应池超高取0.3m，则池总高度为2.3m反应池分格，中间设墙作为挡板，反应池分格隔墙上的过水孔道上下交错布置。4.6.3叶轮直径叶轮直径取格宽的87％，其直径为2×0.87=1.7m浆板长度取1.2m(浆板长度与叶轮直径之比1.2/1.7=0.71<0.75)浆板宽度取0.08m,每根轴上浆板数设8块，内、外侧各4块旋转浆板面积与絮凝池过水面积之比为：8×0.08×1.2/2×2=19％,满足10％～20％的要求每块浆板宽度为浆板长度的0.0667，满足1/10～1/15的要求4.6.4叶轮桨板中心点旋转半径及转速叶轮浆板中心点线速度采用：v1=0.5m/s,v2=0.3m/s，v3=0.2m/s，D=0.85m第一格n1===11.24rad/min第二格n2===6.74rad/min第三格n2===4.50rad/min4.6.5桨板旋转功率计算桨板宽长比b/l=0.08/1.2=0.67<1,则=1.10K===56.149 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）===1.18rad/s===0.71rad/s=0.47rad/sN0=ykl(/408式中y—每个叶轮上的桨板数目l—桨板长度R2—叶轮半径，R2=1.0mr1—叶轮半径与桨板宽度之差则第一格外侧桨板旋转功率=4561.21.18³(/408=0.184kw第一格内侧桨板旋转功率N1=4561.21.18³(0.445-0.365)/408=0.023kw第一格搅拌轴功率N1=+N1=0.184+0.023=0.207kw第二格外侧桨板旋转功率=0.040kw第二格内侧桨板旋转轴功率=0.0045kw第二格搅拌轴功率N2=+=0.040+0.0045=0.0445kw第三格外侧桨板旋转功率=0.012kw第三格内侧桨板旋转轴功率=0.0015kw第二格搅拌轴功率N2=+=0.012+0.0015=0.0135kw算得，第三格搅拌轴功率为N3=0.0433kw49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）4.6.6配用电机功率设三台搅拌机合用一台电动机，电动机总功率为N=0.207+0.0445+0.0135=0.27kw,取0.3kw传动效率取0.7则N=0.3/(0.750.7)=0.57kw4.6.7投药药剂采用硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O,其pH适用范围6-9,加药车间设在反应池的旁边，通过管道输送到混凝池外的药剂注射器里。4.6.8进水布置直接使用直径200mm的主干管进水，到两组池子中间分成2根小干管，在小干管各设一个药剂注射器投加絮凝剂，在池子的上端进水。4.6.9出水布置在两格反应池过后，设计了一个长1m的过渡区，采用穿墙孔口与沉淀池相连，每个空口长0.1m，宽0.1m,一共20个。4.7沉淀池尺寸确定查阅《污水处理厂工艺设计手册》,对于生物处理后的沉淀池,表面水力负荷1.0-2.0(m3·m-2·h-1)之间，此设计取了1.5(m3·m-2·h-1)，停留时间一般取1.5-2.5小时，本设计取2小时。(1)池子总表面积A==90m2式中q’—水力负荷，取1.5(m3·m-2·h-1)Qmax—最大设计流量，0.037m3/s,是设计流量的1.07倍(2)沉淀池有效水深h2=q’t=1.5×2.0=3.0m式中q’—水力负荷，取1.5(m3·m-2·h-1)t—停留时间，取2小时(3)沉淀区有效容积V1V1=Qt×3600=252m349 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）(4)沉淀池长度LL=vt×3.6式中v—水平流速，mm/s；一般不大于5mm/s，取3mm/s。L=vt=3×2×3.6=22m(5)沉淀池的总宽度b：b=A/L=90/22=4.2m(6)校核长宽比L/b=22/4.2=5.2>4符合要求(7)沉淀池的总高度h：h=h1+h2+h3+h4式中：h1—沉淀池超高，m；取0.5mh2—沉淀区的有效深度，3m；h3—缓冲区高度，取0.3mh4——污泥斗的高度，4.33mh=h1+h2+h3+h4=0.5+3.0+0.3+3.21=7.01m4.7.1排泥泥斗的尺寸：梯形上底长4.2m，宽4.2m，设下底长0.5m,宽0.5m。泥斗斜角为60o泥斗高度h4=tg60o×(4.2-0.5)/2=3.21m泥斗体积V=21.39m3使用直径100的管道排泥，直接排到污泥浓缩池4.7.2进水布置经过混凝反应池的污水到达过渡区，通过穿墙孔口流入沉淀池，在沉淀池离0.8m(一般为0.5m-1.0m)处设置档板，结构为钢体，防止短流。档板高出水面0.1-0.15m,取0.1m,浸没在水面部分，取1.4m，防止短流。4.7.3出水布置采用集水支渠，最后汇流到总的出水槽，出水堰符合为2.5L/s·m。出水堰长度0.04×103/2.5=20m,设5条支渠，那么每条支渠的长度2.0m,支宽度为0.2m，总的出水槽宽0.7m,深0.5m。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）4.8污泥浓缩池污泥浓缩用于降低污泥中的空隙水，因为空隙水占污泥水分的70%，故浓缩是污泥减容的重要方法。污泥浓缩有重力浓缩、机械浓缩、气浮浓缩三种，以重力浓缩最常用。重力浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余活性污泥的混合污泥，按其运转方式可以分为连续式和间歇式。本设计采用间歇式污泥浓缩池,其停留时间为12小时，浓缩池内污泥来自沉淀池,还有部分水解酸化池的排泥，总污泥量为50.2m³/d。其结构见图4-8：图3-7：污泥浓缩池示意图4.8.1浓缩池直径采用两个污泥浓缩池（方形），其尺寸为3.0m3.0m4.8.2污泥斗高度h4污泥斗上部尺寸a=3.0m,下部尺寸b=0.6m.污泥斗容积V=27.3m则有=V,算出h=2.1m.算出污泥斗壁与水平面的夹角为60°，大于50°，可不设刮泥装置。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）4.8.3浓缩池总高度H超高h2=0.4mH=3.0+2.1+0.4=5.5m4.8.4进泥管直接用管道进泥，选用进泥管管径为150mm。4.8.5排水浓缩池内上清液利用重力排放，用溢流管直接通入调节池，进行重新处理。设四根上清液排放管，每根管径为100mm，每隔0.6m设置一根，下面三根都设有阀门。4.8.6排泥由于污泥斗较陡，所以不需设刮泥设备，采用静压排泥。所产生的污泥抽送到污泥房进行压滤。4.9清水池水力停留时间设为48min.所需容积为：V==50m³取尺寸为5.0m5.0m4.0m，超高0.4m,总高度4.4m。4．10高程计算本设计中，污水处理站进水由调节池的潜污泵提升。因此高程计算从污水排放水位为起点，逆流程向前推算。已知地面标高0.0m,则设出水水位为-0.7m.构筑物间管道选铸铁管1、排放口水位排放口水位-1.9m2、清水出水水位沿程损失h1l=5m,h1=il=0.0062715=0.094m局部水头损失有1个90°弯头，一个阀门。弯头的=0.87，阀门的=0.08，则h2=0.07m49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）清水池是地面上的，所以出水水位定为-1.5m。3、清水进水水位池内水位为+1.30m,4、沉淀池出水水位沿程损失h1,l=3.2m，则h=0.18m局部损失h2有两个阀门，一个90°弯头则h2为0.12m总损失为0.24m,沉淀池水堰水位+1.54m,跌水高度0.1m,堰上水头0.05m，则沉淀池水位+1.69m，5、混凝池进水水位混凝池池内损失为0.16m，则混凝池进水水位为+1.70m6、生物接触氧化池出水水位总损失h=0.79m则出水堰水位为+2.49m，跌水高度0.15m,堰上水头0.05m，则接触氧化池水位+2.69m7、竖流式沉淀池总损失h=1.2m则出水堰水位为+3.89m，跌水高度0.20m,堰上水头0.05m,则竖流式沉淀池水位+4.14m8、水解酸化池出水水位总损失为0.4m，出水堰水位为+4.54m, 池内水位+4.84，跌水高度0.25m,堰上水头0.05m9、水解酸化池进水水位池内总损失为0.3m，则要求进水水位为+5.24m，实际要求为底部穿孔管进水，进水水位为+0.11m。10、格栅水位格栅进水水位为-0.10m,格栅水头损失h=0.15m,格栅出水水位为-1.30m11、调节池水位49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）则调节池进水水位也为-1.30m，调节池底部水位为-6.30m。5污水处理厂总平面布置5.1总平面布置原则：（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。（2）工艺构筑物及设施与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）（3）构（建）筑物之间的间距应满足交通、管道敷设、施工和运行管理方面的要求。（4）管道与渠道的平面布置应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节约能耗和运行维护。（5）协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生49苏州科技学院本科生毕业设计（论文）产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。5.2总平面布置结果污水处理厂主要由提升泵房、旋流沉砂池、水解池、曝气生物滤池、脱水机房、污泥堆棚等设施组成。为美化厂容，净化空气，衰减噪声，创造舒适的生产和生活环境。设计考虑在道路路肩两侧以及建筑物周围一切空隙地带种植树木、草皮。为丰富厂区景观，在人流较多的地区设置花坛。周围场地范围内种植绿篱、花卉，以观赏性植物为主。设计绿化占地率30%49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）结论毕业设计是大学学习的最后一次考核，是对四年所学知识的一次综合，是我们走向社会前的一次实践。通过这次毕业设计，我不仅进一步掌握住了所学的专业知识，而更能从设计中认识到实际工程与书本知识的联系及不同，对我以后更好的工作和学习有很大的帮助。这次毕业设计，我的任务是设计处理印染废水的完整工艺。通过查找资料，结合书本知识，采取一套可行的处理方案：水解酸化+接触氧化工艺。设计计算中，参考了一些国内外的资料，但由于工程经验的不足，专业知识的限制，对于主要的设计参数，基本上依据设计手册为主，对于一些各文献都不一致的设计参数，依照赵雪涛老师的工程经验加以取值及计算，从检索资料及设计计算过程中，我充分认识到环保知识在国内的发展与限制,及环保事业重要性。同时也认识到一个工程的设计是一个反复的过程，必须适当的调整。设计过程中，得到了导师赵雪涛老师的精心指导及帮助。在此，对他表示衷心感谢。49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）致谢在整个毕业设计过程中，导师赵雪涛老师及其他老师给予了我极大的帮助。在他们的引导下我们弄清了整个设计的思路，让我们初步具有了一个水处理工程的概念，为我们提供了宝贵的实际工程经验及工程参数，使我们能将所学的理论知识正确地运用于设计中，提高了设计效率，也学到了书本以外的知识。在此，特向他们表示真切的感谢！同时，感谢环境保护系的老师和有关工作人员给予的关心和帮助。感谢我们宿舍的全体舍友，在设计过程中他们给了我很多帮助，让我受益匪浅。最后，感谢所有关心、帮助我的人！49 苏州科技学院本科生毕业设计（论文）参考文献1．高俊发、王社平主编.污水处理厂工艺设计手册.北京：化学工业出版社，20032．刘雨、赵庆良、郑兴灿编.生物膜法污水处理技术.中国建筑工业出版社,19993．于尔捷、张杰编.给水排水工程快速设计手册.中国建筑工程出版社，19964．杨书铭、黄长盾.纺织印染工业废水治理技术.北京：化学工业出版社，20025．韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨：哈尔滨工业出版社，20026．北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册（第六册，工业排水）.中国建筑工业出版社，20027．高廷耀、顾国维主编.水污染控制工程（下册，第二版）.高等教育出版社，19998．徐扬刚主编.给水排水设计手册(1，12册)中国建筑工业出版社,20029．唐受印、戴友芝编.水处理工程师手册.北京：化学工业出版社，200010．严道岸主编.实用环境工程手册（水工艺与工程）.北京：化学工业出版社，200111．李旭东、杨芸等编著.废水处理技术及工程应用.机械工业出版社，200212．沈耀良、王宝贞编著.废水生物处理新技术-理论与应用.北京：中国环境科学出版社，199913．北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册（第一册，常用资料）,中国建筑工业出版社，2002tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaG49'