2000m3每天印染废水处理工艺设计大学本科毕业论文.doc

'设计总说明本设计采用A/O（anoxic/oxic）工艺对印染污水进行处理，包括沉砂、水量调节和水质均化、厌氧酸化、好氧氧化、絮凝沉淀、生物活性碳处理及污泥处理。本设计日处理废水2000m3，处理前废水中含有较多的聚乙烯醇，CODcr为1500~3000mg/L，BOD5为500~1500mg/L，色度为600~800倍，SS为100~200/mg/L，NH3-N为10~25mg/L,P为5~10mg/L，采用A/O（anoxic/oxic）工艺处理后的出水水质符合国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。该设计中对各主要处理构筑物进行了详细的计算，并绘制了污水处理厂总平面图、污水高程图及部分构筑物工艺图。关键词：印染污水、厌氧酸化、好氧氧化、絮凝沉淀、生物活性碳泥 BriefIntroductionInthisdesignA/O(anoxic/oxic)treatmentisusedtotreattheprintinganddyeingwastewater.A1/O(anoxic/oxic)treatmentincludeswastewaterflowequalization,anoxictreatment,oxictreatment,flocculationsedimentation,biological-activatedcarbon,sludgetreatment,etc.Itcandealwith3000m3wastewaterperday.Beforetreatment,thereisalotofPVAinthewastewater,withCODcr1500~3000mg/L,BOD5500~1500mg/L,chroma600~800,SS100~200/mg/L，NH3-N10~25mg/L,P5~10mg/L..WhentreateditbyA/O(anoxic/oxic)treatment,itcanmatchTheNationalstandardaboutdirtywaterin(GB8978-1996)Rank1.TherearedetailedcalculationsaboutbuildingsandthedrawingoftheWatertreatfactoryinthedesign.Keywords:Printworkswastewater,anaerobictreatment,aerobictreatment,Biology-Activatedcarbon,Sludge,Treatment 目录1印染废水的概述11.1印染废水的来源11.2印染废水的特点和危害21.3印染废水一般的处理技术32基本设计参数52.1设计水量52.2设计水质53印染污水工艺选择63.1污水处理工艺选择考虑的因素63.2选择工艺63.2.1活性污泥法63.2.2厌氧à好氧法73.3污水处理厂工艺选择93.3.1技术可行性93.3.2经济可行性103.3.3最终选择的工艺114各处理构筑物的设计与计算124.1沉砂池124.1.1沉砂池的类型与选择124.1.2平流沉砂池的构造124.1.3平流沉砂池的计算134.2调节池144.2.1调节池的种类144.2.2调节池的搅拌144.2.3调节池的选择154.2.4调节池的计算154.3厌氧酸化池1757 4.3.1厌氧酸化池的作用174.3.2运行条件与基本参数的选定174.3.3厌氧酸化池的计算184.4接触氧化池194.4.1概述194.4.2接触氧化池的构造及形式194.4.3接触氧化池的计算224.5混凝池244.5.1混凝剂及投加方式254.5.2混合设施324.5.3絮凝设施344.6沉淀池374.6.1沉淀池的形式374.6.2沉淀池的选用374.7计量堰414.8生物活性炭吸附池424.9污泥气浮浓缩池444.9.1平流沉淀池的排泥444.9.2污泥气浮浓缩池的设计444.9.3污泥气浮浓缩池的计算454.10回流污泥泵房464.11污泥脱水机房465工程概算与成本分析475.1印染废水处理站平面布置475.1.1处理单元构筑物的平面布置475.1.2管、渠的平面布置475.1.3本设计污水处理厂的平面布置485.2高程布置与计算485.2.1污水处理部分高程计算4957 5.2.2污泥处理部分高程计算515.3泵的选定515.4污水处理厂工程造价525.4.1计算依据525.4.2工程造价计算52结论55参考文献56致谢57附：平面图、高程图、主要构筑物图57 1印染废水的概述印染行业是纺织工业用水量较大的行业，水作为媒介参与整个印染整理加工过程。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，染料结构中含较多难以生化降解的化学浆料成分聚乙烯醇（PVA），严重污染环境。1.1印染废水的来源[1]印染废水中的污染物主要来自织物纤维本身和加工过程使用的染化料，在印染生产的前处理过程中排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色印花过程排出染色废水、皂洗废水和印花废水，整理过程排出整理废水。现介绍各工序排出的废水。1、前处理产生的废水（1）退浆废水  棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除。退浆废水一般占废水总量的15％左右，污染物约占总量的一半。退浆废水是碱性的有机废水，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，废水呈淡黄色。退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异：过去多用天然淀粉浆料，淀粉浆料的BOD5／CODcr值为0.3～0.5；目前使用较多的化学浆料(如PVA)的BOD5／CODcr值为0.1左右；近年来改性淀粉逐渐有取代化学浆料的趋势，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5／CODcr值为0.5～0.8。（2）煮炼废水  为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质去除。煮炼工艺一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等的水溶剂，在1200C、pH值10～13的条件下对棉纤维进行煮炼。煮炼废水量大，呈强碱性，含碱浓度约0.3％，废水呈深褐色，BOD和COD均高达每升数千毫克。  (3)漂白废水  漂白工艺一般采用次氯酸钠、过氧化氢(双氧水)、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有色杂质，使织物漂白。由于双氧水在漂白废水中几乎完全分解，而次氯酸钠和亚氯酸钠等含氯漂白剂的大部分氯又在漂白过程中被分解，所以漂白废水的特点是量虽大，但污染程度小，BOD5和CODcr均较低，基本上属于清洁废水，可直接排放或循环使用。(4)丝光废水  57 丝光处理是将织物在氢氧化钠浓碱液内浸透，目的是提高纤维的张力强度，增加纤维的表面光泽，降低织物的潜在收缩率，同时增加与染料的亲和力。丝光废水含氢氧化钠3％～5％，一般通过多效蒸发蒸浓回收后，先供丝光应用，再用于调配煮炼液、废碱液和用于退浆。所以丝光废水实际上很少排出，它在工艺上被多次重复使用，虽经碱回收，但碱性仍很强，BOD却低(但仍高于生活污水)，其污染程度根据加工漂白布或本色布而异。加工漂白布时，织物先经漂炼后再丝光，污染程度较低；加工本色布时，退浆后直接丝光，致使原来进入煮炼废水的纤维杂质转到丝光废水，相应提高了污染程度。1、染色和印花废水（1）染色废水染色废水的特点是水质变化大，色泽深，主要的污染源是染料和助剂。不同纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法，加上染料上色率的高低、染液的浓度不同、染色设备和规模不同，废水水质变化很大。一般染色废水的碱性都强，特别当采用硫化染料和还原染料时，pH值高达10以上。染料本身的BOD均较低，COD却要高得多。染色废水中的许多物质不易被生物分解，生物处理对印染废水的COD去除率仅60％一70％，脱色率也仅50％左右。（2）印花废水印花废水污染物主要来自调色、印花滚筒、印花筛网的冲洗水，以及后处理的皂洗、水洗、洗印花衬布的废水。印花废水的污染程度很高。此外活性染料应用大量尿素，使印花废水的氨氮含量升高。（3）整理废水整理废水数量较小，对全厂混合废水的水质水量影响也小。1.2印染废水的特点和危害[1]1、废水的特点（1）水量大。（2）浓度高。大部分废水呈碱性，COD较高，色泽深。（3）水质波动大。印染厂的生产工艺和所用染化料，随纺织品种类和管理水平的不同而异。而对于每个工厂，其产品都在不断变化，因此，废水的污染物成分浓度的变化与波动十分频繁。（4）以有机物污染为主。除酸、碱外，废水中的大部分污染物是天然或合成有机物。（5）处理难度较大。染料品种的变化以及化学浆料的大量使用，使废水含难生物降解的有机物，可生化性差。因此，印染废水是较难处理的工业废水之一。（6）部分废水含有毒有害物质。如印花雕刻废水中含有六价铬，有些染料（如苯胺类染料）有较强的毒性。57 2、废水的危害印染废水含大量的有机污染物，排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其它水生生物的生存。沉于水底的有机物，会因厌氧分解而产生硫化氢等有害气体，恶化环境。印染废水的色泽深，严重影响受纳水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。目前全世界染料年总生产量在60万吨以上，其中50%以上用于纺织品染色；而在纺织品印染加工中，有10%～20%的染料作为废物排出。印染废水的色度尤为严重，用一般的生化法难以去除。有色水体还会影响日光的透射，不利于水生物的生长。在使用化学氧化法去除色度时，虽然能使水溶性染料的发色基被破坏而褪色，但其残余物的影响仍然存在。印染废水大部分偏碱性，进入农田，会使土地盐碱化；染色废水的硫酸盐在土壤的还原条件下可转化为硫化物，产生硫化氢。1.3印染废水一般的处理技术[1]一般来说，印染废水的处理方法主要有四种，物理处理法、化学处理法、生物处理法、碱减量处理法。常用的处理方法简介如下。　　吸附法：这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。活性炭吸附法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并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具有较好的吸附性能。高岭土吸附剂能有效地吸附废水中的黄色直接染料。此外，国内也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，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。　　混凝法：主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。　　氧化法：臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。该法脱色效果好，但耗电多，大规模推广应用有一定困难。光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。57 　　电解法：电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%～70%，但对颜色深、CODCr高的废水处理效果较差。　　传统的好氧和厌氧生物处理法已不能满足印染行业的需求，近年来，主要又开发了两种工艺：厌氧－好氧－生物炭接触工艺和厌氧－好氧生物转盘工艺。　　厌氧－好氧－生物炭接触：对于CODCr较高的印染废水，使用该处理工艺，处理效果完全可以达到国家排放标准，再稍加进一步处理还可回用，系统的污泥趋于自身平衡。目前已有多家生产厂采用该流程，运转时间最长的达5年以上，处理效果稳定，而且从未外排污泥，也没发现厌氧池内污泥过度增长。　　厌氧－好氧生物转盘：该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置，整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。适当投加微量絮凝剂，测得CODCr、色度的去除率可提高15%～20%。　　碱减量废水处理法：目前处理碱减量废水的成熟技术在国内仍是空白。在研究该项废水的处理时通常采用化学法，化学法去除对苯二甲酸有较好的作用，但仍存在不少问题。　　预防和治理印染废水的污染是相辅相成的两个方面，如果既采用预防措施，又采用各种方法积极治理，并做到处理后的水循环使用，这不仅能降低水的消耗，而且能有效地减轻印染废水对环境的污染。57 2基本设计参数2.1设计水量某印染厂每天排放印染废水2000m3左右，含较多难以生化降解的化学浆料成分聚乙烯醇（PVA）。Q＝2000=83.33=0.023流量变化系数取1.5，则Q＝125.00=0.0352.2设计水质印染废水来源：漂炼、染色、印染车间等，化纤产品相关的污染比重大，有较多的难生化降解的化学浆料成分聚乙烯醇（PVA）。表1.1处理水质标准执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准项目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）色度（倍）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）P（mg/L）设计进水水质1500~3000500~1500600~800100~20010~255~10设计出水水质≤100≤60≤50≤50≤15≤0.557 3印染污水工艺选择3.1污水处理工艺选择考虑的因素1．聚乙烯醇的降解：该印染厂排放的印染废水里面，含有较多的难以生化降解的化学浆料成分聚乙烯醇。聚乙烯醇是大分子有机物，难以降解。为了让其能够降解，必须使其长链断裂，从而使其容易被好氧菌彻底氧化分解。为了达到使聚乙烯醇长链断裂的目的，在选择污水处理工艺时，可以考虑使用厌氧酸化水解单元。在厌氧水解单元里，厌氧菌能够把污水中的聚乙烯醇及其他大分子有机物长链断裂、分子量变小。[2]2．废水中有机物的去处：该印染厂排放的印染废水里，CODcr的含量为1500~3000mg/L，BOD5的含量为500~1500mg/L。属于可生化性较好(BOD5/COD>0.2)的污水，可以考虑采用生化法。比较常用的生化法有活性污泥法和生物膜法。3．脱色要求：该印染厂排放的印染废水色度较高，而排放标准里对色度有严格的排放要求。考虑到对出水水质要求较高的脱色要求，工艺流程的最后阶段可以考虑采用生物活性碳把关。4．SS：可以考虑混凝、沉淀、炭泥深化处理等工艺。5．PH值：由于印染废水中pH值变化大，因此对废水水质进行调节是非常必要的。在废水进入生物处理之前，将pH调整为6-10，以便满足废水生物处理的要求。6．其他：一般情况下，经过好氧菌的作用，废水中的CODcr去除率已经达到要求了，但是，考虑到生化处理效果受原水水质波动的影响，可以增加一个混凝池。当二沉池出水CODcr超过200mg/L时，可以考虑加药，其他情况下一般不用加药。3.2选择工艺[3]活性污泥法和厌氧à好氧法技术上比较成熟，运行成本也不是很高，所以，本设计打算考虑采用这两种工艺之一。3.2.1活性污泥法活性污泥法工艺流程如下所示：57 活性污泥法包括印染废水预处理（包括重力沉降悬浮物、水质均化、事故调节及分离沉砂的处理与处置等）、生物处理、后处理及污泥处理几个部分。经过重力沉降后废水进入调节池进行水量、水质均化。水质均化后的出水送进生物处理系统。生物处理常采用延时曝气活性污泥法，主要包括曝气池、二次沉淀池、回流污泥系统、空气系统、消泡系统及药剂系统等。后处理是利用絮凝沉淀池等手段进一步降低出水中的悬浮物，以便进一步降低出水中的COD浓度。二次沉淀池出水中含有较多的微生物体，因此出水中悬浮物及有机物（COD）含量的40%左右，一般要用絮凝沉淀和过滤的方法去除。后絮凝沉淀对二次沉淀池出水中悬浮物和COD的去除率分别在50%~75%和30~50%之间。污泥有两部分组成，分别为生物处理产生的剩余污泥和絮凝过程中产生的絮凝污泥。二次沉淀池排出的剩余污泥量一般占曝气池处理水量的1%左右，含水率为99%，絮凝沉淀的排泥量与所使用的絮凝剂有关，一般取絮凝池处理水量的2%~3%左右，含水率在99%左右。以上两种污泥都要再经污泥浓缩池进一步浓缩脱水，脱水后的污泥的含水率在96%~96.5%之间。根据具体情况，该污水处理厂的污泥用过滤的方式进一步脱水，变为含水率为70%左右的泥饼外运。3.2.2厌氧à好氧法厌氧à好氧法工艺流程如下所示：57 厌氧à好氧法包括印染废水预处理、厌氧处理、好氧处理、后处理及污泥处理几个部分。其中预处理、后处理和污泥处理与上述的活性污泥法大致相同，此不赘述。厌氧处理主要是用厌氧菌把污水中的聚乙烯醇及其他大分子有机物长链断裂、分子量变小，以利于下一步好氧处理。厌氧法去除BOD5和COD，特别是处理高浓度的BOD5和COD废水比较适用（BOD5>1000mg/L），现在将厌氧法用于低BOD5、COD废水的处理，也获得了很大的成功。但是，从去除效率看，BOD5去除率不一定高，而COD去除率反而会高些。这是由于难降解的COD，经厌氧处理后转化容易生物降解的COD，使高分子有机物转化为低分子有机物。对于某些工业废水也存在此种现象。如仅用好氧处理法处理印染厂含酚废水，出水COD往往保持在400~500mg/L，很难继续降低。如采用厌氧作为第一级，再串以第二级好氧法，就可使出水COD下降到100~150mg/L。因此，厌氧法通常用于含难降解COD工艺废水的处理。好氧处理的主要作用是氧化分解厌氧反应后的产物，包括转化成较易降解的分子较小的有机物。例如，芳香族化合物的完全氧化、完成脱色和COD的去除。染料主要靠其发色基团产生各种颜色，某些在厌氧时未能脱去的发色基团在好氧段可进一步被去除。由于厌氧段的主要作用在于有机物的转化，按COD度量的去除率并不高，这就使好氧段的进水则所需的曝气池池容很大，工程投资和运行费用会明显增加。因此，好氧工段采用两段法工艺，即第一好氧段采用中负荷，第二好氧段采用低负荷的延时曝气系统，以达到提高COD57 、色度去除率和降低工程投资与运行费用的目的。经济分析表明，好氧段采用两段法要比一段法节省投资要小，并且在处理效果的稳定可靠、运行调节的灵活方便、抗冲击负荷的能力等方面更有保证。为防止由于丝状菌的过量繁殖而造成的污泥膨胀，一段好氧池（好氧池I）采用分格推流式设计。在二段好氧池中，增加生物铁法作为备用（投加硫酸亚铁或氢氧化铁），起增强微生物滞留能力和处理效果的作用。当进水水质发生变化，或污水处理厂所承担的污染负荷高于设计负荷时，在不需改动原有设计的基础上，向好氧池中投加铁盐。由于铁盐对活性污泥的絮凝和催化作用，可提高有机物特别是难降解有机物的色度去除率。3.3污水处理厂工艺选择以下将从技术可行性上（处理效果）和经济可行性（建设费用、运行费用）上对活性污泥法和厌氧à好氧法进行比较。比较之后，进行权衡，然后确定最终方案。3.3.1技术可行性1、活性污泥法据《给水排水设计手册》[4]上记载，该方法处理后的出水中，CODcr为200~300mg/L，BOD5为30~70mg/L，PH值为7~8，SS<50mg/L。《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准要求出水的COD浓度小于100mg/L，可见活性污泥法处理后的COD没有达标。如果在排放前用中水或者受污染不严重的水来稀释，那么总外排水可满足COD的排放浓度要求，所以，该处理方法基本上是可以达到排放标准的。前提是排放前对废水加水稀释。2、厌氧à好氧法据《给水排水设计手册》[4]上记载，该方法处理后CODcr为60~80mg/L，BOD5<10mg/L，色度<16，SS<20mg/L。该方法处理效果相当好，各污染物含量达到排放标准。3、小结活性污泥处理工艺最有效和正常运行的ｐＨ值的操作范围为6.5～8.5。在活性污泥微生物中，厌氧菌比好氧菌对PＨ值有更强的耐受力，特别是对高PＨ值的污水，厌氧菌经一段时间培养驯化后能够适应。在厌氧生物过程中，由微生物呼吸作用而产生的二氧化碳将会与氢氧根离子发生反应而产生碳酸氢根离子，厌氧反应过程中产生的有机酸也能中和部分氢氧根离子，从而使处理系统的PＨ值缓冲到8.0左右。对该处理厂进水的试验测试结果表明，处理工艺流程中的厌氧池对PＨ值确有很大的调节作用，不需要设置连续加酸调节PＨ值的装置，但启动期需要对PＨ值作必要的调节。从处理效果上来比较，活性污泥法和厌氧à57 好氧法都能够满足要求。但是，相对而言，厌氧à好氧法处理效果更好，并且出水水质稳定。3.3.2经济可行性1、活性污泥法该方法用到的构筑物主要有集水井、预沉池、调节池、曝气池、二沉池、回收污泥系统等。以下一些相关要求。（1）调节池：有效容积不应小于8h的处理量。（2）曝气池：设计水量：100/h；水力停留时间：20h。（3）曝气池的污泥回流量为其处理水量的100%~200%。（4）用空气向曝气池泥水混合液中充氧时，印染废水需氧量与所处理的水质有关，一般需氧量与所去除COD的比值（重量比）为1.25~1.5，水中有机物含量高时取下限。（5）加药及消泡：磷是生物所必需的无机元素之一，而印染污水中几乎不含磷，因此印染污水生物处理时需要向曝气池中补充磷。印染废水生物处理的耗磷量（以P计）与污水中COD的关系约为COD：P=300：1，实际运行时应以控制曝气池中出水中P含量在0.5mg/L左右为宜。（6）二次沉淀池：该池的水力停留时间约为2h，竖流沉淀池的表面负荷在1左右。相对而言，活性污泥法技术比较成熟，运行简单、可靠，也便于旧厂改造。在基建投资和运行费用方面，都比较有优势。总体费用不是很高。2、厌氧à好氧法厌氧à好氧法所用的构筑物主要有集水井、预沉池、调节池、厌氧酸化池、接触氧化池、混凝池、二沉池、回收污泥系统等。（1）调节池：停留时间10h。（2）厌氧酸化池：停留时间7h，脉冲进入，软性填料。（3）接触氧化池：停留时间6h，采用散流式曝气器和半软性填料。（4）絮凝池：絮凝时间20min。（5）沉淀池：停留时间1h，装有蜂窝斜管填料。（6）生物活性碳吸附池：停留时间0.5h。该工艺基础建设的项目比活性污泥法的要多一些，不可避免的，基础建设的费用要比活性污泥法为高。运行费用上，两者相差不多。57 3、小结从经济投资的角度来看，活性污泥法更有优势一些，并且适合旧厂改造。而厌氧à好氧法的基础建设费用和运行费用都比活性污泥法稍高。3.3.3最终选择的工艺以上两种方法比较之后，活性污泥法处理成本较低，但是处理效率不高，特别是未稀释前出水水质的COD浓度不达标；加水稀释之后，COD的总量也有可能不达标。而厌氧à好氧法出水水质较好并且比较稳定。经过权衡，决定采用厌氧à好氧法。大致工艺流程如下：57 4各处理构筑物的设计与计算[5]该印染厂每天排放印染废水2000m3左右，本设计采用的流量系数为1.5。所以Q＝2000m3/d=83.33m3/h=0.023m3/sQ=125.00m3/h=0.035m3/s4.1沉砂池4.1.1沉砂池的类型与选择[5]目前常用的沉砂池类型有平流沉砂池，曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池等。平流沉砂池由入流渠、出流渠、闸门、水流部分及沉沙斗组成。具有截流无机颗粒效果好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。其主要缺点就是沉砂中约夹杂着15%的有机物，使沉砂后的后续处理增加难度。曝气沉砂池呈矩形，池底一侧有i=0.1~0.5的坡度，坡向另一侧的集沙槽。曝气装置设在集沙槽侧，空气扩散板距池底0.6~0.9m，使池内水作流作旋转运动，悬浮物及颗粒之间互相碰撞与摩擦的机会增加，把表面覆着的有机物磨去。此外，由于选留产生的离心力，把相对密度较大的无机物颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物宣纸水流中心部分随水带走。可使沉沙中的有机物含量低于10%。多尔沉砂池有污水入口和整流器，沉砂池，出水溢流堰，刮沙机，排沙坑，洗沙机，有机物回流机和回流管一级排沙机组成。钟式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。沉砂池有六入口，流出口，尘沙区，变速箱的电动机，传动齿轮，压缩空气输送管和沙提升管以及排沙管组成。考虑到该污水处理的实际情况，本设计采用平流沉砂池。平流沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成，它具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。4.1.2平流沉砂池的构造平流沉砂池的设计参数，是按去除比重为2.65，粒径大于的砂粒确定的。主要参数有：（1）设计流量的确定:57 当污水自流入池时，应按最大设计流量计算；当污水用水泵抽升入池时，按工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统，按降雨时的设计流量计算；（2）设计流量时的水平流速：最大流速为，最小流速为。这样的流速范围，可基本保证无机颗粒能沉掉，而有机物不能下沉；（3）最大设计流量时，污水在池内的停留时间不少于，一般为30~60s；（4）设计有效水深不应大于，一般采用0.25~1.0m，每格池宽不宜小于；（5）沉砂量的确定：生活污水按每人每日按0.01~0.02计，城市污水按每10万污水的砂量为计，沉砂含水率约为60%，容量，贮砂斗的容积按的沉砂量计，斗壁倾角55°~60°；（6）沉砂池超高不宜小于。4.1.3平流沉砂池的计算[6]设，则池长度=8m（4.1）水流断面积（4.2）池设1格，格宽即池宽度；有效水深；设污泥停留时间日，沉砂室所需容积57 （4.3）由于污泥停留时间T=2d时，沉砂室容积太小，不好设计也不好施工，所以取T=10天。当T=10天时，沉砂室所需容积（4.4）设沉砂斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高；沉砂斗上口宽：（4.5）沉砂斗容积：（4.6）则要设3个沉砂斗。采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗则沉砂室高度：（4.7）设超高则池总高度≈1.2m（4.8）4.2调节池4.2.1调节池的种类[1]主要起水量调节作用的调节池，称为水量调节池；主要起调节水质作用的调节池，成为水质调节池。常用的水量调节池，进水为重力流，出水用泵抽升，池中最高水位不高于进水管的设计水位，有效水深一般2~3m。最低水位为死水位。水质调节池是同一时间流入池内的废水由池的左、右两侧，经过不同时间流到出水槽（流程长短不同）。即同一时间、同一地点出水槽的废水，是在不同时间流入池内的废水混合而成，浓度不同，这就达到自动调节、均和的目的。为防止短路，设纵向隔板，间距1~1.5m，水深1.5~2m。4.2.2调节池的搅拌[1]为使废水充分混合和避免悬浮物沉淀，调节池需安装搅拌设备进行搅拌。57 水泵强制循环搅拌：在调节池低设穿孔管，穿孔管与水泵压水管相连，用压力水进行搅拌。优点是简单易行，但动力消耗较多。空气搅拌：在池底多设穿孔管，穿孔管与鼓风机空气管相连，用压缩空气进行搅拌。空气用量，采用穿孔管曝气时可取2~3m3/(h·m(管长))或5~6m3/(h·m2(池面积))。此方式，搅拌效果好，还可起预曝气的作用，但运行费用也比较高。机械搅拌：在池内安装机械搅拌设备。机械搅拌设备有多种形式，如桨式、推进式、涡流式等。此方法搅拌效果好，但设备浸于水中，易受腐蚀，运行费用也较高。4.2.3调节池的选择由于印染污水厂每天排放的废水量是2000m3，由于废水水量属于中等。该设计里用到的调节池，主要起水量的调节作用，属于水量调节池。而搅拌的选择，结合本污水厂的实际情况，以及从费用和效果来比较，采用空气搅拌。4.2.4调节池的计算本设计采用流量系数为1.5，即125.00m3/h，水力停留时间10h，采用穿孔空气搅拌，空气量6m3/(h·m2)则（1）调节池有效容积（4.9）采用两座水量调节池，每座调节池的容积为V/=625m3（2）调节池尺寸调节池平面形状为矩形。设有效水深h2=3.0m，调节池面积F=V/h2=209m2池宽B取9m，则池长L=23.3m，取L=23m保护高h1=0.6m，池总高H=3.6m纵向隔板间距采用1.5m，将池宽分为6格，隔板厚度取30沿调节池长度方向设5个污泥斗，沿宽度方向设2个污泥斗，污泥斗坡度取，高取0.8m。57 （3）空气管计算空气量Qs=209×6=1254m3/h=0.348m3/s空气管管径的D1取150mm，管内流速v1为v1=（4.10）v1在10~15m/s范围内，满足规范要求。空气支管共设10根，每根支管的空气流量q为q=0.0348m3/s支管内的空气流速v2应在5~10m/s范围内，选v2=5m/s，则支管管径D2为（4.11）取D2=100mm，则v2为v2=m/s穿孔管：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量q1=0.0174m3/s，取v3=10m/s，管径D3为取D3=50mm，则v3为m/s（4）孔眼计算孔眼开于穿孔管底部垂直中心线下斜向45°处，并交错排列，孔眼间距b=100mm，孔径ф=4mm，穿孔管长一般为4m，孔眼数m=78个，则孔眼流速v为m/s（4.12）（5）管距阻力计算沿程阻力h1=103.5mm，局部阻力h1=216mm，布气阻力h3(mm)为（4.13）式中，1.2为布气孔局部阻力系数；ρ为空气密度，ρ=1.205kg/m3；v为孔眼流速(m/s)；g为重力加速度(m/s2)。代入上述结果，有57 h3=23.25mm总需水头H=H0+h1+h2+h3（4.14）式中H0为穿孔管安装水深(m)，本设计取H0=2.5m，故H=2.5+0.1035+0.216+0.02325=2.80m根据Qs和H选择罗茨鼓风机，采用TRD150型空压机3台，该型空压机口径125A，风压98kP时，转速1450r/min，风量23.6，所需轴功率49.0kW，所配电动机功率55kW，备用一台。鼓风机运行时需要冷却，设冷却水泵2台（1台备用），冷却塔1座（冷却循环水使用）。4.3厌氧酸化池4.3.1厌氧酸化池的作用[7]废水中染料等有机物组分多为难生物降解物，染料分子一般在好氧条件下很难破坏，色度难以去除.但有些染料分子可以在厌氧条件下通过水解酸化分解为较易被好氧微生物分解的小分子物质.因此，系统加入了厌氧酸化处理单元以便提高脱色效果.结果表明，厌氧生物反应器与好氧膜生物反应器组合工艺有较明显的脱色效果，出水的色度一般可保持在20倍左右，色度的平均去除率达59%.厌氧酸化池也是依靠厌氧菌的代谢功能使有机物得到降解。因为印染厂排放的污水里面，含有大量的聚乙烯醇等难分解的大分子有机污染物，大分子的有机污染废，必须经过厌氧菌的作用，才能更好的被耗氧菌彻底分解。厌氧酸化池在功能上受厌氧发酵的特征所控制，在构造上也应服从于厌氧反应的要求。4.3.2运行条件与基本参数的选定厌氧处理是该工艺中重要的一环。影响厌氧处理的因素很多，如废水的温度、PH值、有机负荷及营养物质的配比等，厌氧处理前，这些因素均须调控到一定的范围。故进入处理设施的废水需先经过稳定中和调节工段调节水质。废水在调节池中停留10h。温度主要通过对酶活性的影响而影响微生物的生长速率，因而温度与有机物的处理效率和污泥的产生量有关。为了保证升华效果，一般使废水温度低于38°C以下。PH值直接影响厌氧池中底物的存在状态。底物存在状态的不同，其中细菌细胞膜的透过性就不同，进行的生化化反应也就不同。一般上，当PH为7~9时，是比较合适的。57 参与生物处理的微生物不仅以废水中的营养物质为能源，而且利用这些营养物质合成新的细胞。合成细胞物质的主要化学元素为碳、氢、氧、硫、氮、磷，其中碳、氢、氧、硫比较容易从废水中得到，故主要考虑氮、磷的配比。一般来说，C：N：P=BOD5：N：P=100：5：1。废水中的氮、磷由尿素和磷酸二氢钾供给，投加量根据每天废水量与BOD5浓度计算得到。适量的无机元素有助于厌氧微生物的生命活动、提高活性污泥的沉降性能。本系统在进水中投加适量的Ca2+和Fe2+（Ca2+150mg/L，Fe2+100mg/L）来增加污泥和新物质，提高污泥的沉降性能，但投加量过量会导致污泥中毒。废水调节达到要求后，即进入厌氧段处理。厌氧段把反应控制在水解酸化阶段，主要通过控制厌氧池的水力停留时间和选育的菌种达到目的。废水通过5h~6h厌氧处理后，色度出去率达70%~90%，容易起爆的表面活性物质去除率达到80%~90%，CODcr去除率只有40%~50%.好氧段采用生物接触氧化工艺，接触氧化池内安装软性纤维填料，耗氧微生物附着在填料上形成的网状结构生物膜。随着运行时间和进料负荷的增加，网状生物膜不断生长，密度越来越大，在生物膜内贴近填料表面处形成弱厌氧层。此时废水中的小部分有机物通过好氧层扩散到弱厌氧层中，少量有机酸产生后，又被好氧微生物分解。填料表面的生物膜老化脱落后，新的生物膜又重新形状。在这一新陈代谢过程中，水中污染物不断被分解去除。耗氧段产生的污泥全部回流到厌氧段。污泥在厌氧段进行的厌氧消化，使整个系统的污泥减量，此工艺运行中力求达到污泥的自身平衡，减少污泥的处理费用。经过厌氧好氧处理后的废水，其中的主要污染物大分子染料、助剂等均得到相当程度的降解，其中CODcr平均去除率可达到93%、BOD5去除率可达92%。好氧段的出水经沉淀处理后进入生物活性碳吸附氧化工段，废水中的有机物被吸附在活性炭表面和小孔中，活性炭表面和小孔中生活着无数微生物将吸附的有机物不断氧化分解，使废水进一步得到净化。本设计里，废水在厌氧酸化池停留时间为7h，脉冲进入，软性填料。4.3.3厌氧酸化池的计算厌氧酸化池属于比较新的工艺，相关材料还不是很多。厌氧酸化池一般利用原有坑塘改造而成。池底、边坡用粘土夯实或者用混凝土进行防渗处理。有效水深一般3.5m以上，停留时间7h左右。57 起降解作用的主要是水解酸化菌。降解形式主要是有机物形态变化,苯环断裂。废水经水解酸经后可生化性进一步得到提高。1）厌氧酸化池的容积（设停留时间t=7h）：V===875.00m3（4.15）其中，V—厌氧酸化池的容积，m3Q设—设计流量，m3/ht—停留时间，h2）厌氧酸化池面积：A=V/h=875.00/3.5=250m2（4.16）其中，A—厌氧酸化池面积，m2V—厌氧酸化池容积，m3h—厌氧酸化池有效水深，m3）厌氧酸化池的长宽高设长25m，宽10m，水深3.5m。4.4接触氧化池4.4.1概述生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术。也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有两者的优点，因此，深受污水处理工程领域人们的重视。在我国纺织行业集中的省份和地区，比较普遍地采用生物接触氧化处理技术，处理印染废水和纺织废水。例如某丝绸印花厂的废水处理站，以生物接触氧化技术为主体处理设备。其前设调节池曝气池，其后设混凝沉淀装置，投加监视绿化率和聚丙烯酰胺，系统完整。该系统从1982年投产一类，运行一直稳定，处理效果良好。处理水BOD值始终保持在30mg/L以下，去除率达95%，COD值为150mg/L以下，去除率达80%~90%。色度去除率达90%，COD值在150mg/L以下，去除率达80%~90%。色度去除率达90%以上，BOD—容积负荷率高达2.8kg/（m3.d），水气比1：20。[9]4.4.2接触氧化池的构造及形式接触池是生物接触氧化处理系统的核心构筑物。接触氧化池是由池体，填料，支架及曝气装置，进出水装置以及排泥管道等部件所组成。57 1、池体接触氧化池的池体在平面上多呈圆形和矩形或方形，用钢板焊接制成或用钢筋混凝土浇灌砌成。各部位的尺寸为：池内填料高度为3.0~3.5m；底部布气层为0.6~0.7m；顶部稳定水层0.5~0.6m，总高度约为4.5~5.0m。2、填料填料是生物膜的载体，所以也称之为载体。填料是接触氧化处理工艺的关键部位，它直接影响处理效果，同时，它的费用在接触氧化系统的建设费用中占的比重较大，所以选定适宜的填料是具有经济和技术意义的。对填料的要求有以下各项：（1）在水力特性方面，比表面积大、空隙率高、水流畅通、良好、阻力小、流速均一。（2）在生物膜附着性方面，应当有一定的生物膜附着性，就此有物理和物理化学方面的影响因素，在物理方面的因素主要是填料和外观形状，应当规则统一、尺寸均一，表面粗糙度较大等。（3）化学与物理稳定性较强，经久耐用，不溶出有害物质，不导致产生二次污染。（4）在经济方面要考虑货源、价格、也要考虑便于运输与安装等。在种类方面，填料可以按照形状、性能及材质等方面进行区分。在形状方面，可分为蜂窝煤装、枣状、筒状、列管状、波纹状、板状、网状、盾状圆环辐射状以及不规则粒状以及球状等。目前，我国常用的填料方式有以下几种。（1）蜂窝状填料。材质为玻璃钢及塑料，这种填料具有一系列的特征，其中主要是，比表面积较大，从133m2/m3到360m2/m3；空袭率高，达97%~98%；质轻单但强度高，堆积高度可达4~5m；管壁光滑无死角，衰老生物膜易于脱落等。主要缺点是，当选定的蜂窝孔径与BOD负荷不相适应，生物膜的生长于脱落失去平衡，填料易于堵塞；当采用的曝气方式不适宜时，蜂窝管内的流速难于匀一等。（2）波形板状填料。我国采用的波纹板状填料用聚氯乙烯平板和波纹板相隔粘接而成，这种填料的特点，主要是孔径大，不易堵塞；结构简单，便于运输，安装，可单片保存，现场粘合；质轻高强，防腐性能好。其主要缺点仍是难以得到均一的流速。（3）软性填料。这种填料一般是用尼龙，维纶，涤纶，晴纶等化纤编成束并用中心绳连结而成。主要特点是比表面积大，重量轻，高墙，物理，化学性能稳定，运输方便，组装容易等。但易于结块，并在结块中心形成厌氧状态。57 （4）半软性填料。由变形聚乙烯塑料制成，它既有一定的刚性，也有一定的柔性，保持一定的形状，同时又有一定的变形能力。这种填料具有良好的传质效果，对有机物去除效果高，耐腐蚀，不堵塞，易于安装。（5）盾形填料。它是由纤维束和中心绳所组成，而纤维束由纤维及支架所组成，支架用塑料制成，中留孔洞，可通水，气。中心绳中间嵌套塑料管。用以固定距离及支撑纤维束。这种填料的纤维固定在塑料支架上，这样能够经常处在松散的状态，避免了软性纤维填料出现的结团现象，布水，布气作用也好与污水接触及传质条件良好。（6）不规则粒状填料，这是早期使用现在仍在沿用的填料。这类填料的主要特点是表面粗糙易于挂膜，截流悬浮物的能力较强，易于就地取材，价格便宜，存在的问题是水流阻力大，易于产生堵塞现象。（7）球形填料，这是新开发的一种填料，呈球形，直径不一，在球形内设多个呈规律或不规则的空间和小室，使其在水中能够保持动态平衡。这种填料便于充填，但要采取措施，防止其向出口集结的现象。3、接触氧化池的形式目前，接触氧化池在形式上，按曝气装置的位置，分为分流式与直流式；按水流循环方式，又分为填料内循环与外循环式。分流式接触氧化池，就是使污水在单独的隔间内进行充氧，在这里进行激烈的曝气和氧的转移过程，充氧后又缓慢地流经充氧与接触两个过程，溶解氧是充足的，营养条件良好，再加上安静的环境，非常有利于微生物的生长繁殖。但是，这种装置在填料间水流缓慢，冲刷力小，生物膜更新缓慢，而且逐渐增厚易于形成厌氧层，可能产生堵塞现象，在BOD负荷率高的情况下不宜采用。所以本设计不易采用这种工艺。直流式接触氧化池这种形式接触氧化池的特点是直接在填料底部曝气，在填料上产生上升气流，生物膜受到气流的冲击，搅动，加速脱落，更新，使生物膜经常保持较高的活性，而且能够避免堵塞现象的产生。此外，上升气流不断地与填料撞击，使气泡反复切割，粒径减小，增加了其暴雨污水的接触面积，提高了氧的转移率。国内一般多采用直流式接触氧化池。鉴于此，本设计也打算采取该种接触氧化池。57 该设备系统在调节池后，污水进入水解酸化池，污水在这里进行水解酸化反应，大分子有机污染物转变为微生物能够直接摄取的小分子，部分有机物转换成为以乙酸为主的低级有机酸，这一反应对后继的接触氧化处理十分有效。水解酸化反应的主要微生物为兼性菌，在水解酸化池应保持低溶解氧（0.5mg/L以下）状态。为了污水在池内的良好混合，在池内设缓速搅拌器。二次沉淀池的沉淀污泥（主要是脱落的生物膜），可以考虑回流水解酸化池，这样能够提高水解酸化反映的效果，并可减轻污泥处理的工作。4.4.3接触氧化池的计算1、相关资料生物接触氧化池的设计与计算应考虑以下因素：（1）按平均日污水量进行计算；（2）池座数一般不应少于两座，并按同时工作考虑；（3）填料层总高度一般取3~4.5m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，应分层装填，每层高1m，蜂窝内切孔径不宜少于25mm；（4）池中污水的溶解氧含量一般应维持在2.5~3.5mg/L之间，气水比约为15~20：1；（5）为了保证布水、布气均匀，每个池面积一般应在25m2以内；（6）污水在池内的有效接触时间不得少于2h；（7）生物接触氧化池的填料体积可按BOD—容积负荷率计算，亦可按接触时间计算。下面是我国采用接触氧化法技术处理城市污水及其他有机废水，计算接触氧化池填料体积所采用的BOD—容积负荷率值。57 表4.1BOD—容积负荷率值污水类型BOD负荷（kgBOD/m3·d）城市污水（二级处理）3.0~4.0印染废水1.0~2.0农药废水2.0~2.5酵母废水6.0~8.0涤纶废水1.5~2.0表4.2BOD—容积负荷率与处理水水质关系污水类型处理水BOD（mg/L）BOD—容积负荷率（kgBOD/m3·d）城市污水305.0城市污水102.0印染废水201.0印染废水502.5粒胶废水101.5粒胶废水203.02、相关计算（1）生物接触氧化池填料到容积按以下式计算：（m3）（4.17）式中W——填料的总有效容积，m3；Q——日平均污水量，m3/d，本设计中为2000m3/d；S0——原污水BOD5值，mg/L，本设计中平均为1000mg/L；Nw——BOD—容积负荷率，gBOD5/（m3·d），因为处理水要求是≤60mg/L，根据上面，Nw可取2.5×103gBOD5/（m3·d）。所以，2）接触氧化池总面积（4.18）式中A——接触氧化池总面积，m2；H——填料层高度，m，取4.5m。57 所以本设计中，3）接触氧化池座数（4.19）式中n——接触氧化池座数，一般〉2；f——每座接触氧化池面积，m2，一般f≤25m2所以，n≈6，f=25m2每座氧化池尺寸：5米×5米。4）污水在填料层内的接触时间（4.20）式中t——污水在填料层内的接触时间，h。本设计中，5）接触氧化池的总高度H0=H+h1+h2+（m-1）h3+h4（4.21）H0——接触氧化池的总高度，mh1——超过，m，h1=0.5~1.0mh2——填料上部的稳定水层深，m，h2=0.4~0.5mh3——填料层间隙高度，m，h3=0.2~0.3mm——填料层数h4——配水区高度，m，当考虑需要入内检修时，h4=1.5m，当不需要入内检修时，h4=0.5mH0=3+0.5+0.5+（1-1）×0.2+1.5=5.5m4.5混凝池整个混凝工艺过程包括混凝剂配制及投加、混和和絮凝三个步骤。57 图4.4混凝的工艺流程4.5.1混凝剂及投加方式1、混凝剂概论为了达到混凝作用所投加的各种药剂统称为混凝剂。按混凝剂在混凝过程中所起的作用可分为凝聚剂、絮凝剂和助凝剂。习惯上也常把凝聚剂成为混凝剂。混凝剂水解产物能压缩胶体颗粒的扩散层，使胶粒脱稳而相互聚结或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。常用的混凝药剂有硫酸铝（Al(SO4)3·18H2O），明矾（），硫酸亚铁（），三氯化铁（），碱性绿化铝等（通式[]）。2、混凝药剂的选择本设计决定选择碱式氯化铝作为本系统的混凝过程中的混凝药剂。下面对其进行简单的介绍：碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用已较普遍。与传统使用的硫酸铝、硫酸亚铁及三氯化铁等比较，其主要特点如下：（1）碱式氯化铝(又名聚合氯化铝或羟基氯化铝)57 。是三氧化铝和氢氧化铝的复合盐，化学通式为[]简写为PAC。碱式氯化铝是一种无机高分子化合物，其组成随原料及制作条件的不同而异，非单一固定的分子结构，而由各种络合物混合组成。其分子量较传统混凝剂大，但最大不过数千，比有机高分子混凝剂的分子量小。（2）碱式氯化铝的絮凝体较硫酸铝的致密且大，形成快，易于沉降，混凝效果好。碱式氯化铝在混凝过程中消耗碱度少，适应pH范围较硫酸铝宽且稳定。（3）碱式氯化铝的腐蚀性较小。（4）与硫酸铝比较，含成份高，具有投药量少，节省药耗．降低制水成本等优点。（5）碱式氯化铝的混凝效果与盐基度关系密切。原水浊度越高．使用盐基度高的碱式氯化铝，其混凝沉淀效果好。当原水浊度在86~10000NTU时，相应的碱式氧化铝最佳盐基度在40~85％之间。我国目前生产的产品，其盐基度控制在60％以上。（6）碱式氯化铝的外观状态与盐基度、制造方法、原科、杂质成份及含量等有关。表4.3碱式氯化铝的外观状态与盐基度的关系盐基度状态液体固体<30%30%~60%40%~60%>60%>70%----淡黄色透明液无色透明液晶状体胶状体--玻璃状或树脂状不易潮解，易保存（7）碱式氯化铝产品本身是无害的，据全国各地使用情况、净化后的生活用水一般均符合国家饮用水水质卫生标准。（8）但目前许多自来水厂自行生产碱式氯化铝，由于原料复杂，生产工艺各异，有些常带有有害重金属元素。因此在采用碱式氯化铝时，应严格符合适用于生活饮用水净化的混凝剂卫生要求。3、药剂的投加量及计量设备碱式氯化铝的稀释与投加与一般三氯化铁等相同。投加浓度随原水浊度而异，最低浓度为5％(以商品原液计)，最浓可直接投加原液。碱式氯化铝与硫酸铝(液体)相比，冬季析出温度更低，碱式氯化铝为-18℃，硫酸铝为-12.4℃。57 据《工业排水》记载：混凝池只有在生化处理效果受原有水质波动影响，二沉池出水CODcr超过200mg/L时才加药，大部分情况下可以不加药。由此可见，该废水处理厂大部分情况下要投加混凝剂的。出于成本考虑，我们采用苗嘴计量。苗嘴是最简单的计量设备，其原理是，再液位一定下，一定口径的苗嘴，出流量为定植。当需要调整投药量时，只需要更换苗嘴即可。4、设计计算（1）药剂溶解池和溶液池的计算设计水量Q＝125.00=0.035。混凝剂为碱式氯化铝，混凝剂的最大投加量a=30mg/L，药溶液的浓度c=15%（按商品质量计），混凝剂的每日配制次数n=2次1）溶液池溶液池容积W1=（4.22）式中Q——处理的水量，m3/ha——混凝剂最大投加量，mg/Lc——溶液浓度（按固体质量计），%n——每日调制次数，一般为2~6次，手工一般不多于3次则W1=m3（注意：在代入上式计算时，c值为百分数的分数值）溶液池设置两个，每个容积为W1溶液池的形状采用矩形，尺寸为：长×宽×高=1×1×0.5其中包括超高0.2m。2）溶解池溶解池容积W2=0.3W1=0.09≈0.1m3（4.23）溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量为=0.2L/s（4.24）查水力计算表得放水管径d0=8mm，相应流速v0=0.5m/s。溶解池低设管径d=100mmd的排渣管一根。57 1）投药管投药管流量q=0.004L/s（4.25）查水力计算表得放水管径d=5mm，相应流速v=0.05m/s。（2）压缩空气搅拌调制药液的计算用压缩空气搅拌调制药剂时，在靠近溶解池底出应设置格栅，用以放置块状药剂。格栅下部空间装设穿孔空气管，加药时可通入压缩空气进行搅拌，以加速药剂的溶解。穿孔空气管应能防腐，可采用塑料管或筋橡胶软管等。压缩空气搅拌的设计参数如下：1）空气供给强度为8~10L/(s·m2)(溶解池)，3~5L/(s·m2)(溶液池)；2）空气管流速为10~15m/s；3）孔眼处流速为20~30m/s；4）穿孔管孔眼直径为3~4mm；5）支管间距为400~500mm。（一）已知条件药池平面尺寸：溶解池为1m×0.5m；溶液池为1m×1m。空气供给强度：溶解池采用8L/(s·m2)；溶液池采用5L/(s·m2)。空气管的长度为18m,其上共有90°弯头6个。（二）设计计算（1）需用空气量Q=nFq（4.26）式中n——池的个数；F——药池平面面积，m2；q——空气供给强度，L/(s·m2)。溶解池需用空气量Q/=1×0.5×8=4L/s溶液池需用空气量Q//=1×1×5=5L/s总需用空气量Q=Q/+Q//=9L/s=0.54m3/min（2）选配机组[4]选用TRB-6557 型鼓风机两台（一台工作，一台备用），其风量为0.66m3/min，风压（静压）为9.8×104Pa（9800mmH2O）；配用电机功率5.5Kw。（3）空气管流速v=（4.27）式中Q——供给空气量m3/min；p——鼓风机压力，Pa；d——空气管管径（此处选用d=25mm=0.025m），m。v=此值在空气管流速规定范围(10~15m/s)之内。（4）空气管的压力损失h为沿程压力损失与局部压力损失之和。沿程压力损失h1=1.2258×106β（4.28）局部压力损失h2=6.1780（4.29）式中——空气管质量流量，m；G——管内空气质量流量(G=60ρQ),kg/h；ρ——空气密度，kg/m3；Q——供给空气量，m3/min；β——阻力系数；d——空气管直径，mm；——局部损失阻力系数；v——空气管流速，m/s。当温度为0℃、压力为9.8×104+9.8×104=19.6×104Pa时，查空气密度ρ表（《城市污水回用——深度处理设施设计计算》P41表2-2）[7]知，空气密度ρ=2.583，则G=60×2.583×10=1550kg/h据此查阻力系数表（《城市污水回用——深度处理设施设计计算》P42表2-3）[7]，得β=0.973557 h1=1.2258×106×0.9735×=2.05×106Pa6个90°弯头的局部阻力系数为6×0.9=5.4所以h2=6.1780×11.3×11.3×5.4=4.3×103Pa故得空气管中总的压力损失为h=h1+h2=2.05×106+4.3×103=2.05×106Pa（4.30）1）空气分配管的孔眼数N孔眼直径采用直径d0=4mm单孔面积f=（4.31）孔眼流速采用v0=20m/s所需孔眼数N=（4.32）图4.5溶解池（三）药剂仓库一般要求如下：（1）药剂仓库与加药间一般连在一起，储存是一般按最大投药量的10~30d用量计算，并应根据药剂供应情况和运输条件等因素适当增减；（2）药剂堆放高度可采用1.5~2.0m，有吊运设备时可适当增加；（3）按药剂储备量和堆放高度确定有效堆放面积，其间留出1.5m宽的过道和放置磅秤的位置，大型药库还要考虑汽车运输的方便，通道宽度为3~4m；（4）应有良好的通风条件，并应防止受潮。57 加药间及药剂仓库布置平剖面图设计计算：假设混凝剂每袋重10kg，每袋的规格为0.5m×0.4m×0.2m。投药量为30mg/L，处理水量为2000m3/d。药剂堆放高度为1.5m，药剂储存期为30d。（1）混凝剂的袋数NN=（4.33）式中Q——设计流量，m3/v；a——投药量，mg/L；T——药剂储存期，d；57 W——每袋药剂质量，kg。则N=180袋（2）有效堆放面积AA=（4.34）式中H——药剂堆放高度，m；V——每袋药剂体积，m3；e——堆放空隙率，袋堆时e=20%。则A==6m24.5.2混合设施1、混合概论混合是原水与混凝剂或助凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行混凝反应和沉淀的重要前提。混合过程要求在加药后迅速完成。影响混合效果的因素很多，如采用药剂的品种、浓度、水温以及颗粒性质等，而采用的混合方式是最主要的因素之一。混合的设计基本要求就是，药剂和水的混合必须快速均匀。2、混合设备混合设备种类较多，我国常用的归纳起来有三大类：水泵混合；管式混合；机械混合。水泵混合是我国常用的混合设备，其优点是混合效果比较好；缺点是叶轮有可能被混凝剂腐蚀。当水流量比较小时，絮凝体还可能沉淀在管中。所以本设计不采用该种方法。机械混合的混合效果也很好，并且适合各种规模的水厂，但是增加了机械设备并相应的增加了维修工作。鉴于本废水处理厂是一个小厂，出于成本考虑，不采用机械混合。所以，本设计里采取管式混合。管式混合又分为“管式静态混合”和“扩散混合”，前者经济效益好，但是流量小时混合效果不好。所以，本污水处理厂采用“扩散混合”。扩散混合器的构造见下图：57 扩散混合器是在孔板混合器前加上锥形配药帽所组成。锥形帽的夹角为900，锥形帽顺水流方向的投影面积为进水管总面积的1/4，控办开孔面积为进水管总面积的3/4，具体尺寸见下表：表4.4进水管直径d1(mm)400500600700800锥帽直径d3(mm)200250300350400孔板孔径d2(mm)3404405006007003、设计计算药剂加入水厂进入水管中，投药口至进水管的沿程与局部水头损失之和h不应小于0.3~0.4m/s，否则应装设孔板或文氏管。一般管道内流速为0.8~1.0m/s，采用的孔板d2/d1=0.7~0.8（d1为装孔板的进水管直径；d2为孔板的孔径）。设计水量Q=2000m3/d=83.33m3/h，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为50m，进水管为1条，直径d1=400mm。（1）进水管流速v据d1=400mm，Q=83.33m3/h，查水力计算表，知v=0.67m/s，i=1.6‰（2）混合管段的水头损失hh=i==0.08m<0.3~0.4m（4.35）57 说明仅靠进水管内水流达不到充分混合的要求，故需在进水管内装设孔板（或文氏管）。（3）孔板的孔径d2d2=0.75d1=300mm（4.36）（4）孔板处流速v/v/=v=0.671.19m/s（4.37）（5）孔板的水头损失h/h/=0.192m（4.38）式中，为孔板局部阻力系数，据查孔板局部阻力系数值表（《城市污水回用——深度处理设施设计计算》P53表2-5）,得=2.66。4.5.3絮凝设施经过与药剂充分混合后的原水，在水流作用下使微絮粒相互接触碰撞，以形成更大的絮粒的过程就称作絮凝。完成絮凝过程的构筑物为絮凝池，习惯上也称作反应池。1、絮凝池的设计要点（1）絮凝池流速一般按由大逐渐变小进行设计．在较大的反应流速下，使水中的胶体颗粒发生较充分的碰撞吸附；在较小的反应流速下，使胶体颗粒能结成较大的絮粒以便在沉淀池内去除。（2）为了确保沉淀池的沉淀效果，要有足够的反应时间T(10~30分钟)，并控制反应速度，使其平均速度梯度G达10~75秒-1(一般在30~60秒-1)，使GT值达104~105，以保证反应过程的充分与完善。（3）絮凝池与沉淀池一般合建，避免已形成的絮粒在水流经连接管渠时被打碎。如确需分建，则连接管渠中的流速应小于0.15米／秒，并避免流速突然升高或水头跌落。（4）为使絮粒不致破坏或沉淀，反应池内流速必须加以控制。其流速控制值随反应形式而异。如难以避免时，应采取相应排泥措施。（5）絮凝池一般要2座以上2、絮凝设备及选用57 絮凝设备概括起来可分为两大类，水力和机械。前者简单，但不能适应流量的变化；后者能进行调节，适应流量变化，但机械维修工作量较大．表4.5不同形式絮凝池的主要优缺点和适用条件形式优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点：1.絮凝效果较好2.构造简单施工方便缺点：1.絮凝时间较长2.水头损失较大3.转折处絮粒易破碎4.出水流量不易分配均匀1.水量大于3万m3/d的水厂2.水量变动小回转式优点：1.絮凝效果较好2.水头损失较小3.构造简单管理方便缺点：1.出水流量不易分配均匀1.水量大于3万m3/d的水厂2.水量变动小3.适用于旧池改造或扩建旋流絮凝池优点：1.容积小2.水头损失较小缺点：1.池较深2.絮凝效果较差一般用于中、小型水厂网格(栅条)絮凝池优点：1.絮凝时间短2.絮凝效果较好3.构造简单缺点：水量变化影响絮凝效果1.水量变化不大的水厂2.单池能力以1.0~2.5万m3/d为宜机械絮凝池优点：1.絮凝效果好2.水头损失小3.可适应水质、水量的变化缺点：需机械设备和经常维修大小水量均适用，并适应水量变动较大的水厂由于旋流絮凝池絮凝效果较好水头损失较小构造简单管理方便，而且本水厂的水量不大，变化也不大，所以本设计水厂采取旋流絮凝池。旋流絮凝池的设计要点（1）池数一般不少于2个。（2）絮凝时间采用8︿15mm。（3）池内水深与直径之比H：D=10：9。（4）喷嘴出口流速一般为2︿3m/s，池出口流速多采用0.3︿0.4m/s。（5）池内水头损失（不包括喷嘴和出口处）一般为0.1︿0.2m。（6）喷嘴设置在池底，水流沿切线方向进入，设计时应考虑能改变喷嘴方向的可能。57 3、旋流絮凝池的计算设计流量为2000，设2座混凝反应池，则每座絮凝池流量为1000。絮凝时间T采用10min，则（1）池容积W＝（4.39）式中：W――池容积，m；T――反应时间，min；为20min；则W＝=27.8m（2）池子直径D，采用池内水深与直径之比为H：D=10：9，则D=（4.40）（3）池子高度H池内水深H/=（4.41）保护高度采用△H=0.3m，则H=H/+△H=3.1m（4.42）57 （4）进水管喷嘴直径d，喷嘴流速取v=2.0m/s，则d=0.086m=86mm（4.43）（5）出水口直径D0，出口流速采用v0=0.4m/s,则D0=（4.44）（6）水头损失h①喷嘴水头损失h1=0.06v2=0.06×22=0.24m(4.45)式中，μ为流量系数，采用0.9。②池内水头损失h2=0.2m。③出口处水头损失h3=0.5×0.32/2×9.81=0.002m（4.46）式中，ζ为出口处局部阻力系数，采用0.5。所以h=h1+h2+h3=0.24+0.2+0.002=0.442m（4.47）（7）GT值，水温20°C时，水的动力黏滞系数μ=1.029×104（kg.s）/m2,速度梯度为G=（4.48）4.6沉淀池4.6.1沉淀池的形式沉淀池按其构造的不同可以布置成多种形式。根据水在池中流动的方向，沉淀池分为平流式、竖流式和辐流式沉淀池。竖流式沉淀池水流向上，颗粒沉淀向下，池型多为圆柱形或圆锥形。由于竖流式沉淀池表面负荷小，处理效果差，基本上已经不被采用。辐流式沉淀池多采用圆形，池底做成倾斜，水流从中心流向周边，流速逐渐减小。辐流式沉淀池主要被用作高浊度水的预沉。按截除颗粒沉淀距离的不同，沉淀池可分为一般沉淀和浅层沉淀。斜管沉淀池和斜板沉淀池为典型的浅层沉淀，其沉降距离仅30~200mm左右。4.6.2沉淀池的选用1、各种沉淀池的优缺点和适用条件57 表4.6各种沉淀池的优缺点和适用条件形式优缺点适用条件平流沉淀池优点1.造价较低2.操作管理方便，施工较简单3.对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定4.带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点：1.占地面积较大2.采用机械排泥装置时．排泥较困难3.需要维护机械排泥设备一般用于大中型净水厂斜管(板)沉淀池优点：1.沉淀效率高2.池体小、占地少缺点：1.斜管(板)耗用较多材料，老化后尚须更换，费用较高2.对原水浊度适应性较乎流池差3.不设机械排泥装置时，排泥较困难；设机械排泥时．维护管理较平流池麻烦1.可用于各种规模水厂2.宜用于老沉淀池的改建、扩建和挖潜3.适用于需保温的低温地区4.单池处理水量不宜过大2、沉淀构筑物的选择因为平流沉淀池构造简单，工程造价低，操作管理方便，对原水的浊度适应性强，处理效果稳定，潜力大，所以本设计决定采用平流式沉淀池作为沉淀这一工艺流程的构筑物。平流式沉淀池平面图57 平流沉淀池的构造简单，为一个长方形的水池。平流式沉淀池可用作自然沉淀或混凝沉淀。其排泥方式有人工停池排泥、斗底排泥、穿孔管排泥及机械连续排泥等，现人工排泥已很少采用。平流沉淀池的设计应使进、出水均匀，池内水流稳定，提高水池的有效容积，同时减少紊动影响，以有利于提高沉淀效率。平流式沉淀池沉淀效果，除受反应效果的影响外，与池中水平流速、沉淀时间、原水凝聚颗粒的沉降速度、进出口布置形及排泥效果等因素有关，其主要设计参数为水平流速、沉淀时间、池深、池宽、长宽比、长深比等。3、平流沉淀池的计算（1）已知条件：设计水量Q=2000m3/d；Qh=83.33m3/h。（2）采用数据：沉淀时间T1=1.5h沉淀池平均水平流速v=4mm/s（3）计算沉淀池长：L=3.6vT1==21.6m（4.49）沉淀池容积：（4.50）沉淀池宽：（4.51）57 其中H1为沉淀池有效水深，采用2.0m。池子分格数n，设池子每格宽度b=1.5m，则n=B/b=3/1.5=2（4.52）校核池子尺寸比例长宽比L/b=21.6/1.5=14.4>4(符合要求)长深比L/H1=21.6/2.0=10.8（在8~10间，符合要求）污泥部分所需容积VV=(4.53)式中P-泥浆含水率，取P=96%γ——泥浆密度，取1000kg/m3c1——进水悬浮物含量，g/m3c2——出水悬浮物含量，g/m3——排泥周期，取2dQ——设计水量，m3/h每池污泥量V/m3污泥斗容积V1，采用泥斗（间沉淀池污泥斗图），泥斗倾角采用60°C，泥斗斗低尺寸为250mm×250mm，上口为4000mm×4000mm，则V1=（4.54）泥斗高度h3//=所以V1=1/3×3.25×（4.0×4.0+0.25×0.25+）=15.9m3污泥斗以上梯形部分污泥容积V2V2=（4.55）h3/=(21.6+0.3-3)×0.01=0.189ml1=21.6+0.5+0.3=22.4m57 l2=4.0m所以V2=（22.4+4.0）/2×0.189×1.5=3.74m3污泥斗和梯形部分污泥容积V1+V2=15.9+3.74=19.64m3>7.5m3污泥总高度，取池超高h1=0.3m则污泥层高h3=h3/+h3//=0.189+3.25=3.44m（4.56）总高度H=h1+h2+h3=0.3+2.0+3.44=5.74m（4.57）图4.11沉淀池简图4、刮泥机的选择本设计选用 CG-D型中心传动悬挂式刮泥机，该种机型适用于小型沉淀池的机械排泥。采用中心传动悬挂式结构，不需中心支墩，所以简化土建和设备结构，投资降低。表4.7技术参数型号规格池径D(m)池深H（m）周边线速度（m/min）驱动功率（kw）CG4-10D4-103-3.50.6-1.50.37CG18-20D18-204-4.52-31.54.7计量堰本设计采用巴氏计量槽，其优点是水头损失小，底部洗刷力大，不易发生沉淀，精确度可达96～98%。缺点是对施工技术要求高，施工质量不好会影响量测精度。污水量测定范围在0.08～0.09m3/s。57 图4.12计量堰计算简图设喉宽b=0.25m,L=0.5b+1.2=0.5×0.25+1.2=1.325m（4.58）B=1.2b+0.48=1.2×0.25+0.48=0.78m（4.59）B=b+0.3=0.25+0.3=0.55m,（4.60）H1为上游水深，自由流迭H2=0.7H1（4.61）（4.62）4.8生物活性炭吸附池[7]57 通过活性炭吸附，可以去除一般的生化处理和物化处理单元难以去除的微量污染物质。活性炭吸附杂质的范围很广，不仅可以除嗅，脱色，去除微量元素及放射性污染物质，而且还能吸附诸多类型的有机物质，如：高分子羟类，卤代羟，氯化芳烃，酚类等。随着现代给水工程面对着更多的水源遭受微有机污染，活性炭吸附在现代给水工程中的应用日趋广泛。滤床吸附装置：在活性炭吸附装置中，使用最多的就是滤床吸附装置。其滤床类吸附装置又可分为固定床，移动床和流动床等，固定床的构造，工作方式，反冲洗方式等都与普通快滤池十分相似，只是把砂滤层换成了粒状活性炭。移动床和流动床的工作方式则类似于水质软化的离子交换装置。有关滤床吸附装置的构造特点，工作原理，设计方法，炭粒再生等均在给水排水设计手册中有详细介绍。进水COD<80mg/L,BOD<30mg/L.然后污水自流进入沉淀池，经过沉淀后自流进入生物炭吸附池，在该池中停留时间为0.5h,出水COD<60mg/L,BOD<20mg/L由于没有活性炭吸附实验，所以无法精确的确定吸附时间，活性炭用量和过滤水头损失，反冲洗条件。但根据经验：停留时间取为T=0.5h，空塔流速v=5m/h，通水倍数W=5.0m3/kg，填充密度γ=450kg/m3，粒状炭平均粒径φ=1.5mm，炭层孔隙率ε=32%，再生损失率η=5%，反冲强度q=10L/(m2·s)，反冲膨胀率L0=25%~30%，所以：（1）吸附池的容积V=83.33m3/h×0.5h=42m3（4.63）（2）炭床总面积F=Q/v=83.33/5=16.7m2（4.64）（3）设2组炭床，每组炭床面积f=F/n=8.4m2（4.65）（4）炭床直径D=（4.66）（5）炭层高度h=vT=5×0.5=2.5m（4.67）每组采用两床串联，每床炭层高1.25m（6）每组炭床容积V1=fh=（4.68）（7）每组首次装炭量G=V1γ=21.37×450=9616.5kg（4.69）（8）每组炭层饱和所需时间Tb①每组炭床累计出水量Vb=GW=9616.5×5.0=48082.5m3（4.70）②每组炭床的饱和时间Tb=1154h=48d（4.71）（9）每年需补充的新炭量G57 ①一年每组炭床的运行时间按365d计。②一年内每组炭层饱和炭再生次数m=7.6=8次③每年每组炭床饱和炭再生损失G1=Gmη=9616.5×8×5%=3846.6kg（4.72）④每年炭的总耗量或所需补充新炭量G0=2G1=2×3846.6=7693.2kg≈7.7t（4.73）（10）每个炭床最小水深hfK=5,v=5m/h=0.139cm/s,t=30°C,ν=0.013cm2/s,ε=32%，g=981cm/s2,φ=1.5mm=0.15cm，h=1.25m,故hf=（4.74）清洁炭层的水头损失不大，但随着吸附的进程，炭层孔隙被水中悬浮物所堵，使水头损失不断增加，即炭层上水面不断上升。因此在设计时，炭层上水深不宜小于1m，当水头损失超过规定水深时，就必须进行反冲洗。（11）炭床总高度H（m）H=h1+h2+h3+h4+h5（4.75）式中，h1为保护高（m）,h1=0.5m；h2为炭层上水深（m），h2≥1m；h3为炭层高度（m），h3=1.5m；h4为承托层高度（m）,h4=0.4m;h5为反冲洗布水高度（m）,h5=0.4~0.5m。H=0.5+1.0+1.5+0.4+0.5=3.9m4.9污泥气浮浓缩池4.9.1平流沉淀池的排泥沉淀池底部容易积泥，须及时排除。排泥方法有斗底排泥、穿孔管排泥和机械排泥，其中机械排泥虽需一定机械设备和维修力量，但排泥彻底，无须定期放空清洗积泥，而且，池底可作成平底，易于施工，故选用机械排泥。机械排泥有虹吸式、泵吸式、及中心悬挂式等。其中，虹吸式省去了污泥泵，应用较多，虹吸管用直径50～75㎜的镀锌钢管，要求排泥水位差为2.5～3.0m。吸泥机移动速度一般为1.0m/min。4.9.2污泥气浮浓缩池的设计絮凝沉淀污泥含水率在99%左右，因此污泥的体积非常大，对污泥的后续处理造成困难。污泥气浮浓缩的目的在于减容。57 气浮浓缩池的设计主要包括气浮浓缩池所需气浮面积、深度、空气量、溶气罐尺寸等。4.9.3污泥气浮浓缩池的计算（1）气固比：应由实验确定，或参照相关工程经验选用。印染废水生物处理的气固比为：活性污泥法0.025；生物膜法0.020。初沉污泥应相应提高。则本设计中气固比A/S=0.020（2）回流比：设污泥温度为20°C，查得Sa=0.0187×1164=21.77mg/L,取f=0.8，由于回流比R与溶气罐压力有关，如取溶气罐压力P=4kg/cm2,所以（4.76）式中：C0——入流污泥固体浓度，mg/LSa——在0.1MPa（1atm）下，空气在水中的饱和溶解度，mg/Lf——回流加压水的空气饱和度，%，一般为80%~90%P——溶气罐的压力，MPa则（3）气浮浓缩池表面积，由《印染废水处理技术及典型工程》P210表8-3查得q=1.8m3/(m2·h),即43.2m3/(m2·d)；固体负荷Gs=2.08m3/(m2·h)（4.77）式中：A——气浮浓缩池表面积，m2Q0——入流污泥量，m3/hq——气浮浓缩池的表面负荷，m3/(m2·h)则50m2（4）用固体负荷校核：m3/(m2·h)<2.08m3/(m2·h)（符合固体负荷要求）。（5）池形尺寸，采用矩形池，长：宽=（3~4）：1，57 则A=12.5×4.0=50m2（6）气浮池的有效深度，气浮浓缩池表面积确定以后，深度决定于气浮停留时间，气浮停留时间与气浮污泥浓度有关，可参见《印染废水处理技术及典型工程》P211停留时间与气浮污泥度的关系图。因入流总量等于入流污泥量加回流加压水量，即Q0+0.084Q0=1.084×83.33=90.33m3/h。气浮污泥固体浓度要求达到4%以上，气浮停留时间约为60min。设计气浮时间可采用60min~80min。考虑安全，停留时间采用80min，则气浮池有效体积V=90.33×80/60=120.5m3有效水深H=120.5/50=2.41m（7）气浮池的总高度，超高用0.3m，并考虑安装刮泥机的高度0.3m，气浮池的总高度H=0.3+0.3+2.41≈3m。（8）溶气罐容积，它决定于停留时间，一般采用1~3min，若取3min，因回流水为0.084，Q0=168m3/d=7m3/h,所以溶气罐的容积V/=7/60×3=0.35m3。溶气罐的直径：高度常用1：（2~4），取1：2，则V/=,即0.35=（4.78）于是D=0.53m,H=1.59m,取D=0.5m,H=1.6m。4.10回流污泥泵房回流比，设1台回流污泥泵，另设一台备用，则污泥量为：选用螺旋污泥泵,其特点是流量大、低速、节能、不卡泵、泵站设施简单，结构合理、效率高、安装维修方便。型号为LXB300，转速110r/min，流量40，扬程2m，功率为2.2kw[4]，据此计算泵房的大小。4.11污泥脱水机房污泥脱水机房包括机械间、药剂贮存间、值班控制室。机械间包括脱水机、皮带输送机、泥浆泵、污泥搅拌机、储泥罐等。药剂贮存间存污泥脱水前预处理所需要的药剂。污泥脱水设备采用XAJZ60/1000-30型厢式压滤机[4]。采用两台压滤机，每台处理污泥量为：Q=15/2=7.5m3/d57 5工程概算与成本分析5.1印染废水处理站平面布置5.1.1处理单元构筑物的平面布置[6]处理主体建筑物，在作平面布置时，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，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：(1)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。(4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于3O％，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。5.1.2管、渠的平面布置[6]厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：(1)污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为浓缩池出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。57 (3)事故排放管在泵房前调置事故排放管，一旦水泵发生故障以及需检修时，关闭泵房前后闸门，进厂污水可通过事故排放管溢流临时排出。(4)超越管主要在进水泵房溢流井设事故超越管（直接排放），以便在进水泵房发生事故时污水能全部构筑物(5)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排出。(6)厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。污水厂的理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿化等用深度处理出水。(7)电缆管线厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。5.1.3本设计污水处理厂的平面布置1)水区布置：设计采用“一”型布置，其优点是布置紧凑、分布协调、条块分明。同时对辅助构筑物的布置较为有利。2)泥区布置：考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时，远离人员集中地区。脱水机房接近厂区后门，便于污泥外运。5.2高程布置与计算[5]污水处理厂的水流常依靠动力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括从进水池到出池的所有水头损失在内；水流通过连接前后两构筑物的灌渠的水头损失，包括沿程与局部水头损失；水流流过量水设备的水头损失。选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地。使实际运行时能由一定的灵活性。以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和灌渠的设计流量，计算水头损失。表4.8废水流经各处理构筑物的水头损失构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m57 平流沉淀池0.1~0.15气浮池0.2~0.3混凝反应池0.3~0.5水解酸化池0.2~0.3接触池0.1~0.2调节池0.1~0.2污水厂设计高程见附图。本设计处理后的污水排入河流水位远低于水厂的地面标高，而且洪水位时液不会发生倒灌。考虑构筑物的挖土深度不宜过大，综合各方面条件，以曝气池埋深作为起点，推算各水面标高。表4.9管渠水头损失管渠流量Q()D(mm)1000iv(m/s)L(m)沿程（m）局部（m）合计出水管道计量堰125.002505.090.86250.130.040.17计量堰和二沉池125.002505.090.86480.250.080.33二沉池到配水井90.332004.340.67380.160.050.21配水井到混凝池90.332004.340.67190.080.030.11混凝池到氧化池90.332004.340.67100.040.010.05氧化池到厌氧池90.3315019.31.0190.080.030.11厌氧池到调节池125.002004.340.67350.150.050.20调节池到配水井125.002505.090.8780.100.030.13配水井到沉砂池125.002505.090.8780.100.030.135.2.1污水处理部分高程计算以地表为基准，高程设为0.00出厂水位：-1.00跌水为：0.8跌水井水位：-0.2出厂水管总损失：计量堰下游水位：-0.03计量堰堰上水头：0.05自由跌水：0.10合计：0.15计量堰上游水位：0.12二沉池出水总渠的损失：(包括流经二沉池出水口损失：0.2m)二沉池总渠起端水位与其集水槽出口水位相同，其水位为：0.6557 二沉池集水槽堰上水头：0.55自由跌水：0.15合计：0.70二沉池水位：0.85二沉池进水管总损失：1号集配水井内井出口损失：0.141号集配水井内井水位：1.601号集配水井内井进口损失：0.10合计：1.70m混凝池出水管总的损失：0.41m，(包括流经混凝池出水口损失：0.3m)混凝池出水水位：2.11自由跌水：0.20m混凝池内水位：2.31氧化池出水管总的损失：0.15，(包括流经氧化池出水口损失：0.1m)氧化池出水水位：2.46m自由跌水：0.15氧化池内水位：2.61m厌氧池出水管总损失：0.31，(包括流经厌氧池出水口损失：0.2m)厌氧池出水水位：2.92自由跌水：0.15厌氧池内水位：3.07调节池出水管总的损失：0.30m，(包括流经调节池出水口损失：0.1m)调节池出水水位：3.37m自由跌水：0.10调节池内水位：3.47调节池进水管总的损失：0.132号集配水井内井出口损失：0.102号集配水井内井水位：3.702号集配水井内井进口损失：0.1057 合计：3.80m沉砂池出水管总的损失：0.23m，(包括流经沉砂池出水口损失：0.1m)沉砂池出水水位：4.03自由跌水：0.15沉砂池内水位：4.185.2.2污泥处理部分高程计算污泥处理流程的高程计算从二沉池开始。二沉池排泥管水位：-0.75。二沉池排出的污泥，其含水率为99％。二沉池污泥排出后经低位储泥池，管道用铸铁管，长20，管径200从储泥池至污泥泵站，管道用铸铁管，长40，管径200。絮凝沉淀池排泥管水位：排出的污泥，其含水率为98.5%，采用同样方法,排泥管至污泥浓缩池长32，污泥浓缩池至污泥泵房长20。污泥在管内呈重力流，流速为，按下式求得水头总损失为：根据处理构筑物结构尺寸（H=3.0m）和埋深(2.0m)可确定泥区构筑物的高程：浓缩池水位：2.375.3泵的选定[4]泵的选定要根据流量和需要的扬程来选定。扬程要根据高程差来计算。相应的计算请参看高程计算部分。一般上，水泵型号及台数不宜过多，否则将增大泵房面积，增加土建造价。一般常采用３～４台（包括备用泵）。当水量变化较大时，可以大小泵混合。本设计中，由于流量Q设为0.035m3/s，所以选择一个管道泵就满足要求了。在本设计中，进水管管底高程约-4.0米，管径D=600mm，充满度=0。75。集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：h=4.18-（-4.0+0.6ｘ0.75+2.5）=5.23m（集水池有效水深2.5m）出水管管线水头损失：总出水管选用管径为400mm的铸铁管，经10m管长至处理构筑物。查表得v=1.59m/s1000i=8.93m57 当一台水泵运转时Q=100L/s，v=0.8m/s〉0.7m/s。设总出水管管中心埋深0.9m，局部损失为沿线损失的30%，则泵站外管线水头损失为[10+（3.86–0.0+0.9）]ｘ8.93/1000ｘ（1+0.3）=0.17m。泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头约1.0m，则水头总扬程为：H=5.23+0.17+1.5+1.0=7.90m。选用200ZZB-20型无堵塞自吸水泵，流量384m3/h，扬程15.0m，转速1450r/min，电动机功率45KW。5.4污水处理厂工程造价[8]5.4.1计算依据估算指标采用于1989年1月1日试行的建设部文件(88)建标字第182号关于发布试行《城市基础设施工程投资概算指标》的通知中审查批准的由原城乡建设环境保护部、城市建设管理局组织制定的《城市基础设施工程投资估算指标》（排水工程）。5.4.2工程造价计算1、第一部分费用第一部分费用包括建筑工程费；设备、器材、工具等购置费；安装工程费。可查有关排水工程投资估算、概算指标确定。污水处理厂的日处理水量：。根据估算指标计算各单项构筑物工程造价等见下表。其中x——建筑安装工程费水量指标，元/，加药间的单位例外，为元/（）y——设备工器具购置费水量指标,元/Q——平均流量，，加药间的单位例外，为S1——建筑安装工程费，元，S1=xQS2——设备器具购置费,元，S2=yQS3——工程建设其他费用，元，S3=（S1+S2）×13.47％S4——基本预备费，元，S4=（S1+S2+S3）×10％S——指标总造价，元。表4.10第一部分费用工程造价xyQS1S2S3S4S57 沉砂池138.0802000276160037198.831335.9344694.7调节池187.1735.931250233962.544912.537564.528263.2344702.7厌氧酸化池3910.1875341258837.55787487553624.5接触氧化池128.5013.391200154200160682293519320.3212523.3混凝池3804000152000020474.417247.4189632二次沉淀池138.0802000276160037198.831335.9344694.7污泥泵房15.337.881682575.51323.9525.3442.54867.2污泥浓缩池9.72021682107302838.5239126302.5污泥脱水机房13.9769.74216830287151196.324445.820593226522鼓风机房7.740160012384016681405.215457.2加药间128306769801037873.59608.51431373.6元144.0万元2、第二部分费用第二部分费用包括工资福利费、电费、药剂费、折旧费、检修维修费、行政管理费以及污泥综合利用收入等项收费。（1）动力费（2）工资福利费式中：A为职工每人每年的平均工资福利；N为劳动定员。（3）折旧提成费式中：S为工程总投资；P为综合折旧提成率。（4）大修维护基金提成（5）日程修理维护费（6）管理费销售费和其他费用57 10.12万元第二部分费用年处理成本：≈82万元3、综合成本总年处理成本：+=226万元年处理量：≈110万吨单位处理成本：57 结论本设计是针对印染废水的处理工艺进行设计。通过了混凝沉淀和生物接触氧化法进行处理，该工艺操作简单，管理方面，运行费用低，适合于中小型印染企业的废水处理。本设计日处理量为2000m3/d,该印染废水经过处理后能够稳定达标排放。在毕业设计的这段时间里，我和同组同学在谢光炎老师的悉心指导下，通过自己的努力和同学之间的相互探讨和相互研究，我对印染废水的处理工艺有了充分的研究，在理论上得出较为经济和处理效果好的处理工艺。本设计是根据设计中的各种情况和各种参数进行综合考虑，然后用相关资料中的知识来进行设计。本设计是我在大学生涯中最后的一份设计，也是最重要的一份设计。我是全心全意的来完成这作品，但本人的知识水平和经验有限，在设计上有很多不足的地方，望老师和同学们谅解，同时给予指导和批评。57 参考文献[1]印染废水处理技术及典型工程/张林生主编.——北京：化学工业出版社，2005.5.[2]化工水污染防治技术/钱汉卿等编著.——北京中国石化出版社，2004.4.[3]废水处理技术及工程应用/李旭东，杨芸等编著.——北京：机械工业出版社，2003.6.[4]给水排水设计手册（第一册[常用资料]）/中国市政工程西南设计院主编——北京：中国建筑工业出版社.[5]排水工程/张自杰主编，林荣忱等编.——4版.北京：中国建筑工业出版社，1999.[6]水污染控制工程（下册）/高廷耀主编。——2版.——北京：高等教育出版社，1999.[7]城市污水回用深度处理设施设计计算[专著]/崔玉川，杨崇豪，张东伟编.——北京：化学工业出版社，2003.[8]给水排水设计手册（第十册[经济技术]）/中国市政工程西南设计院主编——北京：中国建筑工业出版社.[9]Wastewatertechnology[专著]: origin,collection,treatmentandanalysisofwastewater / editedbyW.Fresenius...[etal.].- Berlin: Springer-VerlagGmbH&Co.KG, c1989.[10]WASTEWATERTREATMENTFORPRINTPLANTS.Turner,WilliamF.Source:PolymerPreprints,DivisionofPolymerChemistry,AmericanChemicalSociety,1975,p152-155[11]Dyeingwastewatertreatmentwithacomplexadsorption-coagulationagentZhao,Qing-Jian(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology);Liu,Jun-Liang;Zhao,Qing-Liang;Liu,Zhi-GangSource:JournalofHarbinInstituteofTechnology(NewSeries),v12,n5,October,2005,p517-52057 致谢本文主要阐述了用A/O（anoxic/oxic）工艺对印染污水进行处理，我对废水处理产生了浓厚的兴趣，同时，受我主修专业的影响，我已经习惯于关注废水处理技术的发展和应用。本篇论文虽然凝聚着自己的汗水，但却不是个人智慧的产品，没有导师的指引和赠予，没有父母和朋友的帮助和支持，我在大学的学术成长肯定会大打折扣。当我打完毕业论文的最后一个字符，涌上心头的不是长途跋涉后抵达终点的欣喜，而是源自心底的诚挚谢意。我首先要感谢我的导师谢光炎老师，对我的构思以及论文的内容不厌其烦的进行多次指导和悉心指点，使我在完成论文的同时也深受启发和教育。在此，再次由衷感谢答辩组的各位老师对学生的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生些许积极的价值！57'