造纸厂废水处理工艺设计

'内蒙古科技大学毕业设计说明书内蒙古科技大学本科生毕业设计计算说明书题目：呼和浩特市造纸厂废水处理工艺设计学生姓名：钱博学号：专业：环境工程班级：环境07-5指导教师：郑坤灿90 内蒙古科技大学毕业设计说明书呼和浩特市造纸厂废水处理工艺设计摘要本次设计主要任务是完成该废水处理设计及单项处理构筑物图纸设计。其中设计要完成设计计算说明书一份，污水处理厂总平面图一张，高程图一张以及主要构筑物各一张，设备图共五张；单个处理构筑物施工图设计中，主要是完成升流式厌氧污泥床（UASB）、SBR反应池、污水提升泵房、调节沉淀池、污泥浓缩池平面图和剖面图及部分大样图。该废水处理工程总规模为10000m3/d。所选用的污水处理工艺为：废水从进水到格栅和筛网，再到调节沉淀池，由污水泵进入集水井，然后进入升流式厌氧污泥床（UASB），再进入SBR反应池，最后排入水体。污泥处理流程为：从升流式厌氧污泥床（UASB）和SBR反应池排出的污泥进入污泥井，通过潜污泵送入浓缩池，然后进入脱水机房，最后外运处置。废水处理厂处理后的出水要达到国家污水综合排放标准（GB8978—1996）中的二级排放标准。本设计所选择的UASB+SBR工艺完全能达到所期望的处理效果。关键词：升流式厌氧污泥床（UASB）；SBR；造纸废水。-I90 内蒙古科技大学毕业设计说明书HohhotpapermillwastewatertreatmentprocessdesignAbstract.Thisdesignmaintaskistocompletethewastewaterprocessingdesignandsingleprocessingstructuresdrawings.Inwhichthedesignmanualtocompleteadesigncalculations,aflowchart,asewagetreatmentplantgenerallayout,elevationplansandthemainstructuresoftheonepieceofequipmentplansatotaloffive;asingletreatmenttankconstructiondesign,themainTocompletetheup-flowanaerobicsludgeblanket(UASB),SBRreactor,adjustingsedimentationtank,sludgethickenerplansandsectionsandsomelargedrawing.Thetotalofthewastewatertreatmentprojectis10000m3/d.Thewastewatertreatmentprojectforthewastewatertreatmentprocessis:wastewaterfromtheinlettothegrid,andthentoadjustsedimentationtank,submersiblepumpintothesewagecollectionwellsandthengoup-flowanaerobicsludgeblanket(UASB),re-enteringtheSBRreaction,atlast,itbeingdischargedintothewaterbody.Sludgetreatmentprocess:thesludgefromtheup-flowanaerobicsludgeblanket(UASB)andtheSBRtanksludgeintothewells,throughthesubmersiblepumpintothesewagepoolenrichment,andthenenteredtheroomdehydration,thefinaldisposalofSinotrans.Wastewatertreatmentplantinthesewageeffluenttoachievecomprehensivenationalemissionstandards(GB8978-1996)ofsecondemissionstandards.ThedesignchosentheUASB+SBRprocessfullytoachievethedesiredeffect.90 内蒙古科技大学毕业设计说明书Keywords:up-flowanaerobicsludgeblanket(UASB);SBR;Papermakingwastewater.90 内蒙古科技大学毕业设计说明书目录摘要………………………………………………………………………………IAbstract…………………………………………………………………………II第一章绪论………………………………………………………………………11.1概论11.2工业废水（IndustrialWastewater）的含义和分类11.3工业废水的分类、种类、指标11.3.1分类11.3.2工业废水造成环境污染的种类21.4处理原则21.5工业废水处理方法概述31.5.1工业废水的物理处理 （PhysicalTreatment）31.5.2工业废水的化学处理（ChemicalTreatment）31.5.3工业废水的物理化学处理（Physic-chemicalTreatment）31.5.4工业废水的生物处理（BiologicalTreatment）41.6现状及发展趋势41.7设计原始资料71.8设计目的及意义8第二章：方案的比较与选择………………………………………………………92.1厌氧生物处理工艺的选定92.2好氧生物处理工艺的选定102.3工艺流程的确定1190 内蒙古科技大学毕业设计说明书第三章：设计计算…………………………………………………………………133.1格栅计算133.1.1设计说明133.1.2设计参数153.1.3设计计算153.2筛网的设计说明183.3配水井设计计算183.3.1设计说明183.3.2设计计算193.3.3泵位及安装203.4提升泵房203.4.1泵房的设计依据：203.4.2设计说明223.4.3设计计算223.5调节沉淀池233.5.1设计说明233.5.2设计计算243.6UASB反应器设计计算253.6.1设计说明253.6.2设计参数263.6.3反应器容积计算263.6.4配水系数设计273.6.5三相分离器设计2990 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.6.6出水渠的设计323.6.7UASB排水管设计计算333.6.8排泥管的设计计算343.6.9沼气管路系统设计计算353.6.10UASB的其他设计373.7SBR反应器设计计算383.7.1设计计算说明383.7.2SBR反应池容积计算393.7.3SBR反应池运行时间与水位控制403.7.4排水系统设计403.7.5排泥量及排泥系统423.7.6需氧量及曝气系统设计计算433.8鼓风机房设计计算493.8.1鼓风机房的规定493.8.2鼓风机设计计算503.8.3鼓风机的选择513.8.4鼓风机房布置513.9污泥处理系统513.9.1产泥量513.9.2污泥处理方式513.9.3集泥井容积计算523.10污泥重力浓缩池523.10.1设计说明5290 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.10.2设计计算543.10.3排水和排泥553.11污泥脱水系统设计563.11.1设计说明563.11.2设计计算58第四章：污水处理厂总厂布置……………………………………………………584.1平面布置584.2污水厂的高程布置604.2.1污水厂高程布置原则604.2.2高程布置时的注意事项624.2.3污水处理站高程水力计算63第五章：工程概预算………………………………………………………………695.1编制概预算依据的基础资料695.2估算范围69参考文献…………………………………………………………………………70附录………………………………………………………………………………72附录A：SBR反应器72附录B：UASB反应器73附录C:调节沉淀池74附录D:污水提升泵房75附录E:污泥浓缩池76附录F:平面图77附录G:高程图7890 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录H：英文文献……………………………………………………………83致谢9090 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章绪论1.1概论毕业设计是完成教学计划规定的全部课程后，必须进行的重要实践性教学环节，是向实践转变的过渡环节，通过毕业设计、综合运用和深化所学理论知识，培养独立思考，分析问题、解决问题能力，使学生能够灵活运用所学知识来解决实际问题。我的设计题目是“呼和浩特市造纸厂废水处理工艺设计”，此造纸废水属于工业废水。工业废水种类繁多，成分复杂，相对而言对环境的影响更大，处理难度也较高。我国经济尚处于发展之中，特别是在制药、印染、化工、食品等领域，其产品的附加值不高，属于低端产品的较多，因而单位产值的产污量很大，更需要寻求经济有效的方法来解决工业废水的污染问题，以满足更加严格的污水排放标准的要求。1.2工业废水（IndustrialWastewater）的含义和分类定义：指工业企业各行业生产过程中产生和排放的废水。包括：生产污水（包括生活污水）和生产废水两大类。1.3工业废水的分类、种类、指标1.3.1分类按行业的产品加工对象：冶金、造纸、纺织、印染等。按工业废水中主要污染物分：无机废水（电镀、矿物加工），有机废水（食品加工）按废水中污染物的主要成分：酸性、碱性、含酚等。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书按处理难易程度和危害性分：易处理危害性小的废水，易生物降解无明显毒性的废水，难生物降解又有毒性的废水。1.3.2工业废水造成环境污染的种类含无毒物质的有机废水和无机废水的污染；含有毒物质的有机废水和无机废水的污染；含有大量不溶性悬浮物废水的污染；含油废水产生的污染；含高浊度和高色度废水产生的污染；酸性和碱性废水产生的污染；含有多种污染物质废水产生的污染；含有氮、磷等工业废水产生的污染。1.4处理原则  工业废水的有效治理应遵循如下原则：（1）最根本的是改革生产工艺，尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。（2）在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中，采用合理的工艺流程和设备，并实行严格的操作和监督，消除漏逸，尽量减少流失量。（3）含有剧毒物质废水，如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰等废水应与其他废水分流，以便于处理和回收有用物质。（4）一些流量大而污染轻的废水如冷却废水，不宜排入下水道，以免增加城市下水道和污水处理厂的负荷。这类废水应在厂内经适当处理后循环使。（5）成分和性质类似于城市污水的有机废水，如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等，可以排入城市污水系统。应建造大型污水处理厂，包括因地制宜修建的生物氧化塘、污水库、土地处理系统等简易可行的处理设施。与小型污水处理厂相比，大型污水处理厂既能显著降低基本建设和运行费用，又因水量和水质稳定，易于保持良好的运行状况和处理效果。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（6）一些可以生物降解的有毒废水如含酚、氰废水，经厂内处理后，可按容许排放标准排入城市下水道，由污水处理厂进一步进行生物氧化降解处。（7）含有难以生物降解的有毒污染物废水，不应排入城市下水道和输往污水处理厂，而应进行单独处理。1.5工业废水处理方法概述1.5.1工业废水的物理处理 （PhysicalTreatment）应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法。操作单元（OperatingUnits）：调节（Adjust）、离心分离（CentrifugalSeparation）、除油（OilElimination）、过滤（Filtration）等。废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。1.5.2工业废水的化学处理（ChemicalTreatment）应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。操作单元（OperatingUnits）：中和（Neutralization）、化学沉淀（ChemicalPrecipitation）、药剂氧化还原（ChemicalOxidationReduction）、臭氧氧化(OzoneOxidation)、电解(Electrolysis)、光氧化法(Photo-Oxidation)等。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。1.5.3工业废水的物理化学处理（Physic-chemicalTreatment）废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书操作单元（OperatingUnits）：混凝（Coagulation）、气浮（Floatation）、吸附(Adsorption)、离子交换(IonExchange)、电渗析(Electro-dialysis)、扩散渗析(DiffusionDialysis)、反渗透(ReverseOsmosis)、超滤(UltraFiltrate)等。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。1.5.4工业废水的生物处理（BiologicalTreatment）是利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。操作单元（OperatingUnits）：好氧生物处理(AerobicBiologicalTreatment)、厌氧生物处理(AnaerobicBiologicalTreatment).生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。1.6现状及发展趋势世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度90 内蒙古科技大学毕业设计说明书的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。中国政府历来重视环保治理工作，敬爱的周恩来总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”32字方针，历届政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。由于各界政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，但是我们要清醒的看到，我国工农业生产发展的步伐很快，特别是发展开放的20年乡镇企业的诞生使我国的企业结构发生了变化，有些企业在追求经济效益时忽视了社会、环境效益，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。为此当今环境污染的治理不能停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任。解放初期由于工农业生产刚刚起步，当时的污水污染程度很低，且提倡利用污水进行农业灌溉，特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广，如著名的沈抚灌渠等，所以全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂（还包括1921～1926年间外国人兴建3座污水处理厂），在处理工艺有的还是一级处理，处理的规模也很小，每天只有几千m3，最大的也只有每天5万m3左右，致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。随着工农业生产的不断发展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的万分也随之而变化，污染程度由低向高逐渐演变，一些发达的资本主义国家由于污水的污染，使人民身体健康受到威胁的沉痛教训（如，日本国骨疼病、水俣病的出现），引起人们的关注和我国政府的高度重视，建立了国家级环保组织（国务院环境保护办公室），大学也陆续设置环境工程系或环境工程专业，国务院环保办投资在天津兴建污水处理试验厂（天津市纪庄子污水处理试验厂），70年代末开始兴建，处理规模：一级处理0.1m3/s，二级处理0.025m390 内蒙古科技大学毕业设计说明书/s，北京高碑店污水处理试验厂也先后运行。国家和地方都为筹备建设国内大型污水处理厂做前期工作，此刻天津市政府与建设部及有关部委率先决定建设天津市纪庄子污水处理厂，并于1982年破土动工，1984年4月28日竣工投产运行，处理规模26万m3/d。国定“七五”、“八五”、“九五”科技攻关课题的建立，使我国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果，某些项目达到国际先进水平。十一届三中全会以来在邓小平建设有中国特色的社会主义理论的指引下，随着改革开放大好形势的不断深入，我国的污水处理事业也得到了快速的发展。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥工艺应用的同时，AB法、A/O法、AA/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术发展行业的市场。如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备。由于建设大型城市污水处理厂的投资很大，我国的建设资金有限，无法适应水污染治理的需要。为此引进国外资金建设污水处理厂成为建设资金的重要组成部分，从而也加快了我国城市污水处理厂的建设速度。一批大型的城市污水处理厂利用国外贷款项目相继建成投产。如：我国20世纪最大的污水处理规模为60万m3/d；天津东郊污水处理厂、成都三瓦窑污水处理厂、沈阳北部污水处理厂、郑州王新庄污水处理厂处理规模均为40万m3/d。这些大型污水处理厂的建设标志着我国污水处理事业的不断壮大，标志着污水处理技术在我国发展的成果，标志着我国政府对污水处理事业的重视，也标志着我国污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书经济发展与水环境污染是成正比的，也就是说经济发展的速度越快，相应带来的水环境污染就越严重。人民生活离不开水，工农业生产更离不开水，排出来的无论是生活污水还是工业废水都会带来不同程度的污染。经济的发展是需要资金投入的，保护环境不受污染。同样也需要钱，当资金有限的时候，就需要将经济发展和保护环境这两项硬指标进行有机的协调，不能造成顾些失彼或厚此薄彼的局面。若顾经济发展失环境保护，就会产生环境严重受到污染，再投入相当的资金也不会治理到原来的清洁环境。国外的反面教训警示了我们，日本的伊势湾受到沿海石化生产废水的污染，使伊势湾的水产品受到严重的损失，产生了不能食用的后果，虽经多年的治理也难以恢复污染前的环境状况。这也充分证明了经济发展与环境保护的密切关系。在水和其他资源日渐短缺以及环境污染治理日益迫切的情况下，工业废水处理的发展趋势是：把水和污染物作为有用资源回收利用和实行闭路循环。这可分为水和污染物综合循环回用。水和污染物各自单独循环回用。1.7设计原始资料造纸厂最大的污染是废气污染物有二氧化硫、氮氧化物和烟尘；废水污染物有有COD、SS、总磷、氨氮、总氮等等。根据生产的原材料以及工艺的不同还有不同生产环节所产生的废水污染成分也大不相同。碱法制浆中段废水：纤维，杂细胞，半纤维，甲醇，醋酸，蚁酸，糖类，木素及衍生物，松香酸和不饱和脂肪酸。机械磨木浆，半化学浆污水：主要是纤维，木素及衍生物，胶状物等。废纸脱墨废水：主要成分为纤维及降解物，胶状物，油墨，脱墨剂等表面活性剂。进水水量为：10000m3/d；进水水质为：COD=1000mg/l,BOD5=350mg/l,SS=1200mg/l,pH=7—8；出水水质要求：COD≤100mg/l，BOD5≤30mg/l,SS≤70mg/l,色度≤90 内蒙古科技大学毕业设计说明书5倍,pH=6—9。要求学生独立按规范绘制、总平面图、高程图及各主要构筑物平剖图；在计算机制图之前应先选择4张重要图纸，首先进行手工绘图，图纸为A3纸，经指导教师审批合格后方可进行CAD绘图；要求A1图纸不少于7张。1.8设计目的及意义进入二十一世纪后，随着人们的生活水平不断提高，人们对生存环境的要求越来越高，但由于现代化工业的迅猛发展和人们生活质量的提高，工业废水、生活污水对水环境及生态环境的污染愈来愈严重，并日益受到人们的关注。国内、外对水环境保护与污水处理理论与技术已有较深的研究与应用。工程设计的方法很多，应用多种污水处理工艺配合中水处理方式在我国的利用很广泛并有实际运行的作用。学生通过所学的基本理论、基本知识和基本技能，根据毕业设计任务书所给的条件进行文献检索资料查阅收集和工程设计，要提出污水处理方案并进行技术和经济比较最终确定最佳方案，进行设计计算，使用CAD绘图完成主要构筑物的设计，并手工绘出部分构筑物的平剖面详图，结合计算机软件计算完成工程设计，给出工艺设备名称。本设计所要达到的目的是设计出一座经处理后能够达到国家所要求的二级排放标准的污水处理厂，此外该污水处理厂还要满足以下要求：（1）设计要结合该造纸废水的厂实际情况，经济合理工程造价不宜过高，节约用地；（2）工艺新颖，处理能力及处理效率高，运行费用低；（3）考虑到该厂未来的发展本设计的处理能力需有一定的预留空间。本次设计的意义为：（1）减轻了水污染程度，改善了水体环境；90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2）缓解了因水质问题所造成的缺水问题；第二章：方案的比较与选择2.1厌氧生物处理工艺的选定常用的技术厌氧处理工艺有厌氧生物滤池AF、厌氧流化床AFB、升流式厌氧污泥床反应器UASB、厌氧接触法等高效厌氧反应器，在这些厌氧反应器中，主要具有如下特点：微生物不呈悬浮生长状态，而是呈附着生长；有机容积负荷大大提高，水力停留时间显著缩短；首先应用于高浓度有机工业废水的处理，如食品工业废水、酒精工业废水、发酵工业废水、屠宰废水、制药工业废水、造纸废水等；也有应用于城市废水的处理；与好氧生物处理工艺进行串联或组合，还可以同时实现脱氮和除磷；并对含有难降解有机物的工业废水具有较好的处理效果。厌氧生物滤池是装填有滤料的厌氧生物反应器，在滤料的表面形成了以生物膜形态生长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量悬浮生长的厌氧微生物，废水通过滤料层向上流动或向下流动时，废水中的有机物被截留、吸附及分解转化为甲烷和二氧化碳等。但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不合适处理有机浓度过高的废水，且要求进水SS浓度低，一般要求SS<200mg/l。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本设计的进水水质（SS浓度较高）。厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。其最大的特点是污泥回流，由于增加了污泥回流，就使得消化池的HRT与SRT90 内蒙古科技大学毕业设计说明书得以分离。它采用完全混合式消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的废水，预处理要求低，需要设置池内完全混合搅拌，池外还要设消化液沉淀池。其处理效率比传统厌氧消化技术有提高，但中温消化时容积负荷只有1.0—3.0kgCOD/(m3.d),其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大。另外在厌氧接触法工艺中，还有一个问题就是污泥的沉淀，因为厌氧污泥上一般总是附着有小的气泡，且由于污泥在二沉池中还具有活性，还会继续产生沼气，有可能导致已下沉的污泥上浮。本设计处理对象为较好生化处理的废水。为提高处理效率，使污泥具有较好的沉降性，节省工程投资和占地，因此本设计不宜采用厌氧接触法。升流式厌氧污泥床反应器UASB，属采用了滞留型厌氧生物技术，在底部有污泥床，依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分离器，进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物停留时间长，处理效率高，适合于处理较易生化降解，COD和SS浓度均较高的废水（一般要求进水SS不大于4000mg/l）。常温条件下，对于较易生物降解有机废水，容积负荷达4—8kgCOD/(m3.d)。综合以上分析，结合以往的类似工程实例及一些资料，本设计废水厌氧处理装置采用升流式厌氧污泥床反应器UASB。2.2好氧生物处理工艺的选定污水好氧生物处理的主要去除对象是污水中溶解的和胶体状态的有机污染物，通过微生物的代谢作用予以转化和稳定，达到无害化。按照污水好氧生物处理反映器中微生物的生长状态，好氧生物处理还可以划分为悬浮生长工艺和附着生长工艺。前者以活性污泥法为代表，包括氧化沟、SBR等变形工艺，微生物在曝气池内以呈悬浮状态的活性污泥的形式存在；而后者则以生物膜法为代表，包括生物滤池、接触氧化池、生物转盘等，微生物以膜状固着在某种载体的表面上。通过查阅资料及参考90 内蒙古科技大学毕业设计说明书类似工程实例，结合本设计具体情况最终选用SBR法作为本设计的好氧处理方法。SBR(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)是一种好氧微生物污水处理技术,是连续进水、间歇排水的周期循环间歇曝气系统。该工艺集调节、初沉、曝气、二沉、生物脱氮等过程于一池,按不同的时间顺序进行各种目的不同的操作,全部过程都在一个池体内周而复始地进行,工艺流程简洁,布局紧凑合理,是一种先进的污水处理系统。该技术适用于处理市政生活污水和中低浓度有机工业废水,能有效地去除废水中BOD5和悬浮固体(SS),将废水中的氮化合物转成硝酸盐,进而转成氨气,使出水的氨氮(NH3-N)含量大大降低。与之相比较,传统的连续流水处理系统CFS(ContinuousFlowSystem)是在空间上设置不同的设施而在同一时间内进行各种操作。该工艺将调节、初沉、曝气、二沉、生物脱氮等过程设于多个池内进行,限制了反应器的功能,扩大了使用空间和占地面积,使运行速度迟缓,空间和地面的有效利用率降低,不适应于大中城市工业废水、生活污水和其它多种复杂环境中各种废水处理的需要。2.3工艺流程的确定根据废水性质，我们采用了三个处理单元去除污染物：第一单元采用格栅脱渣，去除废水中粗颗粒的悬浮物，利用旋转筛网除去纤维。第二单元采用调节沉淀池，提高废水的可生化性，同时沉淀去除悬浮物。第三单元采用厌氧、好氧生化处理，彻底降解有机物。厌氧采用上流式厌氧流化床反应器（UASB），好氧采用间歇式活性污泥反应池（SBR），整个处理系统耐冲击负荷能力强。按照此设计的工艺流程能使出水水质能达到国家污水综合排放标准（GB8978—1996）中的二级排放标准。工艺流程图：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书图2-1工艺流程图90 内蒙古科技大学毕业设计说明书第三章：设计计算3.1格栅计算3.1.1设计说明格栅设计参数及其规定如下：（1）水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。（2）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：①人工清除25～40mm；②机械清除16～25mm；③最大间隙40mm。污水处理厂亦可设计置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙50～150mm。（3）如水泵前格栅间隙不大于25mm,污水处理系统前可不再设置格栅。（4）栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：①格栅间隙16～25mm，0.10～0.05m3/103m3(栅渣/污水)；②格栅间隙30～50mm，0.03～0.01m3/103m3(栅渣/污水)。格栅的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。（5）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般应采用机械清渣。（6）机械格栅不宜小于2台，如为一台时，应设人工清除格栅备用。（7）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。俄罗斯规范为0.8～1.0m/s，日本指南为0.45m/s，美国手册为0.6～1.2m/s，法国手册为0.6～1.0m/s。（8）格栅前渠道内水流速度一般采用0.4～0.9m/s。（9）格栅倾角一般采用450～750。日本指南为人工清除450～600，机械清除为700左右；美国手册为人工清除300～450，机械清除400～90090 内蒙古科技大学毕业设计说明书；国内一般采用600～700。（10）通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m。（11）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。（12）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度：①人工清除不应小于1.2m；②机械清除不应小于1.5m。（13）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或者采取其他保护设备的措施。（14）设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。（15）格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修和栅渣的日常清除。格栅又称格栅筛，用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及沉淀池排泥管等。筛除设备通常是指由金属栅条构成的格栅和金属筛（网）设备，一般安置在废水处理流程的前端，用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻后续处理构筑物的处理负荷。格栅形状分为锐边矩形、圆形、带半圆的矩形、两头半圆的矩形和正方形。格栅的清理可采用手工清理和机械清理，当采用手工清理时，格栅的筛除面积应有较大安全系数避免操作过于频繁，特别是栅条间距小于20mm时。当采用机械清理时，清除设备的设计应以清理的污物的重量为依据，必须足以收纳至少24小时的栅渣。目前，城镇污水处理厂多采用机械清理格栅。本设计中选用中格栅，长形格栅，机械清渣。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.1.2设计参数Q=10000m3/d=416.7m3/h=0.116m3/s栅前流速v=0.7m/s，过栅流速v=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω=0.05m3栅渣/103m3污水格栅计算如图3-1：图3-1格栅计算图3.1.3设计计算（1）栅条宽度：B=s（n-1）+en,式（3.1）式中：B------栅槽宽度（m）90 内蒙古科技大学毕业设计说明书S------栅条宽度（m）一般栅条宽度为0.01—0.025e------栅条净间隙，e=10---40mm,取e=20mmQmax-------最大设计流量，Qmax=Q=10000m3/d------格栅倾角，度。取=600h-------栅前水深，m。设栅前水深h=0.4mv------过栅流速，m/s。最大设计流量时为v=0.8---1.0m/s。,取v=0.9m/s。------经验系数=B=s（n-1）+en=0.01(14-1)+0.0214=0.41m（2）过栅的水头损失式（3.2）其中ε=β（s/e）4/3h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3β：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42h1------过栅水头损失,mg------重力加速度，9.8m/s2h0==2.42=0.087mh=kh0=30.087=0.3m（3）栅后槽的总高度h总由下式决定：H总=h+h1+h290 内蒙古科技大学毕业设计说明书式中：h-------栅前水深，m.h=0.4mh1------格栅前渠道超高，一般取h1=0.3mh2------格栅的水头损失H总=h+h1+h2=0.4+0.3+0.3=1.0m（4）格栅的总建筑长度进水渠道渐宽部位的长度式（3.3）式中：B1------进水渠道宽度，取B1=0.3m------进水渠道渐宽部分的展开角，一般取=200==0.15109m,取L1=0.15m总建筑长度式（3.4）式中：H1------格栅前的渠道深度，mH1=h+h1=0.4+0.3=0.7mm（5）每日栅渣量式（3.5）式中：W------每日栅渣量，m3/dQ------日设计流量，m3/dW1------栅渣量，m3/(103m3.污水)，栅条间隙为16—25mm时，W1=0.10—0.05m3/(103m3.污水)，栅条间隙为30—90 内蒙古科技大学毕业设计说明书50mm时，W1=0.10—0.05m3/(103m3.污水)，本设计取栅条间隙e=20mm,所以取栅渣量W1=0.07m3/(103m3.污水),则：m3/d。因为栅渣量大于0.2m3/d，为改善劳动与卫生条件，应采用机械清渣格栅，选用XGC-500型旋转式格栅除污机一组。3.2筛网的设计说明造纸废水中含有的细小纤维，不能被格栅截留也难于通过沉淀去除，它们会缠住水泵叶轮，堵塞填料。这种呈悬浮状的细纤维可用筛网或捞毛机去除。筛网或捞毛机可有效的去除和回收废水中的羊毛，棉及化学纤维杂质，具有简单，高效，不加化学药剂，运行费低，占地面积小及维修方便等优点。筛网通常用金属丝或化学纤维编制而成，有转鼓式，转盘式，振动式，回转帘带式和固定式倾斜筛多种形式。筛孔尺寸可根据需要，一般为0.15～1.0mm。转盘式滤网是国外用于从纺织工业废水中回收纤维的装置。废水沿渠道1流入配水鼓2，通过底部的环形封信均匀地溢向钝锥形穿孔盘3，并沿盘面的流向周边，到漫流到具体有孔眼的圆周带后，即通过孔眼流入盘下方的明渠6，并从那里排出。纤维杂质被截留在盘面上。运行时钝锥形盘缓速转动。接留在盘面上的纤维杂质由纤维刮集器4将其刮集到输送带5上予以回收。盘面上孔眼直径3.5毫米，盘直径2500毫米，滤水能力可达120～140m²/h。3.3配水井设计计算3.3.1设计说明(1)配水方式90 内蒙古科技大学毕业设计说明书绝大多数配水设施采用水力配水，不仅构造简单，操作也很方便，无须人员操作即可自动均匀的配水。常见的水力设施有对称式、堰式和非对称式。对称式配水为构筑物个数为双数的配水方式，连接管线可以是明渠和暗管。其特点是管线完全对称（包括管径和长度），从而使水头损失相等。此配水方式的构造和运行操作均较简单。缺点是占地大、管线长，而且构筑物不能过多，否则会使造价增加较多。堰式配水是污水处理厂及常用的配水设施。进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入各个水斗再流向各构筑物。这种配水井是利用等宽度堰上水头损失相等、过水流量就相等的原理来进行配水。堰可以使薄壁或厚壁的平顶堰。其特点是配水均匀不受通行构筑物管渠状况的影响，即使是长短不同或局部损失不同也均能做到配水均匀，因而可不受构筑物平面位置的影响，可以对称布置也可以不对称布置。这种配水井的优点是配水均匀误差小，缺点是水头损失较大。非对称配水的特点是在进口处造成一个较大的局部损失（如孔口）入流等，让局部损失远大于沿程损失，从而实现均匀配水。(2)设计要求①水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。②配水渠道中的水流速度不应大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。③从一个方向用其中的圆形入口，通过内部为圆筒形的管道向其引水的环形配水池。当从一个方向进水时，保证配水均匀的条件是：a.营区中心管直径等于引水灌直径；b.中心管下的环形孔高应取0.25～0.5D1；c.当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比（D/D190 内蒙古科技大学毕业设计说明书）大于1.5的突然扩张；d.在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由流出。3.3.2设计计算（1）容积：按一台泵最大流量时6分钟总的出水流量设计，则集水井的有效容积V2（2）面积取有效水深H为6m，则面积FF=πR²配水井平面尺寸为D=3.0m保护水深为0.5m,则实际池深为6.5m3.3.3泵位及安装潜污泵直接安置于集水池内，经核算集水池面积远大于潜污泵的安装要求，潜污泵检修采用移动吊架。3.4提升泵房3.4.1泵房的设计依据：（1）水泵的选择应根据水量、水质和所需扬程等因素确定，一般应符合一下要求；（2）水泵宜选同一型号。当水量变化大时，应考虑水泵大小搭配，但型号不宜过多，或采用可调速电动机；90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（3）泵房内工作泵不宜少于2台。污水泵房内的备用泵台数应根据地区重要性、泵房特殊性、工作泵型号和台数等因素来确定，但不得少于1台。雨水泵房一般不设备用泵；（4）应采取节约能耗措施；（5）水泵吸水管及出水管的流速，应符合以下要求：（a）吸水管流速为0.7～1.5m/s；（b）出水压力管流速为0.8～2.5m/s。（6）泵房内的起重设备，根据水泵最重部件或电动机的重量，可按下列规定选用：（a）起重量小于0.5t的地面式泵房，采用固定吊钩或移动吊架；（b）起重量在1t以下时，采用手动单轨单梁起重设备；（c）起重量在1～3t时，采用手动或电动单轨单梁起重设备；（d）起重量在3t以上时，采用电动单梁桥式起重泵房。注：起吊高度大、吊运距离长或起吊次数多的泵房，可适当提高泵房的机械化水平。（7）主要机组的布置和通道宽度，应符合以下要求：（a）相邻两机组基础间的净距：电动机容量小于等于55kW时，不得小于0.8m；电动机容量大于55kW时，不得小于1.2m。（b）无吊车起重设备的泵房，一般在每个机组的一侧应有比机组宽度大0.5m的通道，但不得小于本条一款的规定。（c）相邻两机组突出基础部分的间距，以机组突出部分与墙壁的间距，保证水泵轴或电动机转子在检修时能够拆卸，并不得小于0.8m。如电动机容量大于55kW时，则不得小于1.0m。作为主要通道的宽度不得小于1.2m。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（d）配电箱前面通道的宽度，低压配电时不小于1.5m，高压配电时不小于2.0m。当采用配电箱后面检修时，后面距墙不宜小于1.0m。（e）在有桥式起重设备的泵房内，应有吊运设备的通道。（8）当需要在泵房内检修设备时，应留有检修设备的位置，其面积应根据最大设备（或部件）的外形尺寸确定，并在周围设宽度不小于0.7m的通道。（9）泵房高度应遵守以下规定：（a）无吊车起重设备者，室内地面以上有效高度不小于3.0m；（b）有吊车起重设备者，应保证吊起物体底部与所越过的固定物体的顶部有不小于0.5m的净空；（c）有高压配电设备的房屋高度，应根据电气设备外形尺寸确定。（10）泵房内应有排除积水的设施。（11）立式水泵的传动轴当装有中间轴承时应设置养护工作台。（12）泵房内地面敷设管道时，应根据需要设置跨越设施。若架空敷设时，不得跨越电气设备和阻碍通道，通行处的管底距地面不宜小于2.0m。（13）当两台或两台以上水泵合用一条出水管时，每台水泵的出水管上均应设置闸阀，并在闸阀和水泵之间设置止回阀；如果单独出水管为自由出流时，一般可不设止回阀和闸阀。（14）排水泵房宜设计成自灌式，并应符合下列要求：（a）在吸水管上应设有闸阀；（b）宜按集水池的液位变化自动控制运行。（15）非自灌式水泵的泵房内，应设有灌水装置，并应设备用。3.4.2设计说明90 内蒙古科技大学毕业设计说明书采用调节沉淀池+UASB+SBR工艺方案，污水处理系统简单，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。3.4.3设计计算（1）污水泵流量污水泵总提升能力按Qmax考虑，即Qmax=416.7m3/h，（2）污水提升前水位为，污水总提升扬程为：1.5+4.653+0.728＝6.881m。选4PWL污水泵3台，另备用1台，单台泵提升能力150～250m3/h，扬程12～10.5m，电动机功率7.5Kw，转速960r/min，外形尺寸1000mmmm。污水提升泵房占地面积为20.015.012.0=3600.0(m3)。(3)集水池容积：按一台泵最大流量时5min出流量设计，则集水池的容积：式(3.6)面积：取有效水深H为5m，则面积式(3.7)保护水深为1.0m则实际池深为6.0m集水池长度取3.5m，则宽取式(3-8)集水池平面尺寸:。（4）提升泵房螺旋泵泵体室外安装，电机、减速机、电控柜、电磁流量计等室内安装，另外需要考虑一定的检修空间。3.5调节沉淀池3.5.1设计说明90 内蒙古科技大学毕业设计说明书工业废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续物理构筑物或设备的正常运行，需要对废水的水量和水质进行调节。由于造纸废水中悬浮物（SS）浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用。该池设计有沉淀池的污泥斗，有足够的水力停留时间保证后续处理构筑物能连续进行。其均质作用靠池侧的沿程进水，使同时进水池的废水转变为前后出水，已达到不同时序的废水相混合的目的。3.5.2设计计算（1）参数选取水力停留时间T=8h设计流量Q=10000m3/d=416.7m3/h=0.116m3/sCODBODSS进水水质（mg/l）10003501200去除率（%）101065出水水质（mg/l）900315420（2）池子尺寸池有效容积取池总高H=5.5m，其中超高0.5m，有效水深h=5m，则池面A=V/h=3333.6/5=666.72m2。池长取L=36m，池宽取B=18m，每个格子的长度为。设计一个池子两个格子，两个污泥斗。每个格子的尺寸为（）池子的总尺寸为（3）理论每日污泥量90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（4）污泥斗尺寸①污泥斗高度取斗底尺寸为600600，泥斗倾角取500，则污泥斗的高度(h2)为：②每个污泥斗的容积m3V总=2V2=2316.6m3V总>W,故符合设计要求.（6）进水布置进水起端两侧设进水堰,堰长为池长，进水堰断面尺寸（）。3.6UASB反应器设计计算3.6.1设计说明UASB反应器是由荷兰瓦赫宁根农业大学的G.Lettinga等人在20世纪70年代研制的。80年代以后，我国开始研究UASB在污水中的应用，90年代该工艺在处理过程中被广泛采用。UASB一般包括进水配水区、反应区、三相分离区、气室等部分。UASB，即上流式厌氧污泥床。集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。UASB反应器的工艺基本出发点如下：（1）为污泥絮凝提供有利的物理—90 内蒙古科技大学毕业设计说明书化学条件，厌氧污泥即可获得良好的沉淀性能。（2）良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，能抵抗较强的冲击。较大的絮体具有良好的沉淀性能，从而提高设备内的污泥浓度。（3）通过在反应器内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮凝和沉淀，然后回流入反应器。UASB处理有机工业污水具有以下特点：（1）污泥床污泥浓度高，平均污泥浓度可达20—40gVSS/L；（2）有机负荷高，中温发酵时容积负荷可达3—5kgCOD/(m3*d)；（4）反应器内无混合搅拌设备，无填料，维护和管理较简单；（4）系统较简单，不需另外设置沉淀池和污泥回流设施。3.6.2设计参数（1）参数选取设计参数选取如下：容积负荷（NR）6kgCOD/(m3.d)污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD产气率0.5m3/kgCOD（2）设计水质CODBODSS进水水质/(mg/l)900315420去除率/%859055出水水质/(mg/l)13531.5189（3）设计水量Q=10000m3/d=416.7m3/h=0.116m3/s90 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.6.3反应器容积计算（1）UASB有效容积式（3.9）式中：S0------进水中有机物浓度，kgCOD/m3Q------进水流量，m3/dNV------反应区有机物容积负荷，取NV=3.0kgCOD/(m3.d)将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好。取水力负荷q=0.7[m3/(m3.h)],一般取0.5≤q≤0.9[m3/(m3.h)]。,取h=5.5m采用6座相同的UASB反应器。,取D=11.5m（2）横截面积式（3.10）（3）实际表面水力负荷,符合要求。3.6.4配水系数设计本系数设计为圆形布水器，每个UASB反应器设36个布水点，采用连续均匀进水。（1）参数90 内蒙古科技大学毕业设计说明书每个池子流量：（2）圆环直径计算：每个孔口服务面积a在1—3m2之间，符合要求。可设3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个孔口，最外面设18个孔口。（3）内圈6个孔口设计服务面积：折合为服务区圆点直径用此直径作一虚圆，在该虚圆内等分面积处设计实圆环，其上布6个孔口。则圆的直径计算如下：,则（4）中圈12个孔口设计服务面积：折合服务圆直径为中间圆环的直径如下：,则d2=6.65m（5）外圈18个孔口设计服务面积：折合为服务圆直径：则外圆环的直径d3计算如下：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书,则d3=9.98m3.6.5三相分离器设计（1）设计说明三相分离器主要具有气，液，固三相分离的功能。一般设在沉淀区的下部。三相分离器是UASB反应器污水厌氧处理工艺的主要特点之一，它同时具有传统废水生物处理工艺中的二沉池与污泥回流及气体收集的功能，因而三相分离器的合理设计是保证UASB反应器正常有效运行的一个重要内容。三相分离器的设计主要包括沉淀区，回流缝，气液分离器的设计。（2）沉淀区设计三相分离器的沉淀区设计同二次沉淀池的设计相似，主要是考虑沉淀区的面积和水深。面积根据废水水量和表面负荷来决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应，产生少量气体，这对固液分离器不利，故设计时应满足以下要求：①沉淀区水力表面负荷≤1.0m/h。②沉淀器斜壁角度约为500，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。③进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h。④总沉淀水深应≥1.5m。⑤水力停留时间介于1.5—2h。如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。沉淀器（集气罩）斜壁倾角=500，沉淀区面积m2,表面水力负荷,符合要求。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（3）回流缝设计取h1=0.3m，h2=0.5m,h3=2.0m,如图3-2所示：图3-2UASB设计计算图，式中：b1------下三角集气罩水平宽度，m。------下三角集气罩斜面的水平夹角。H3------下三角集气罩的垂直高度，m。b2=11.5-21.68=8.1m下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速度可用下式计算：式（3.11）式中：Q1-----反应器中废水流量，m3/hS1------下三角形集气罩回流缝面积，m290 内蒙古科技大学毕业设计说明书,符合要求。上下三角形集气罩之间回流中流速可用下式确定：,S2为上三角形集气罩回流缝面积，取回流缝宽CD=2.0m,上集气罩下底宽CF=10m。则，符合要求。确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸：又h4=CH+AI=1.29+2.96=4.25m,h5=1.0m。由上述尺寸计算出上集气罩上底直径为：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（4）气液分离器的设计为获得有效的气液分离效果，UASB三相分离器回流缝宽度b与气封的宽度b1必须有一定的重叠，其重叠的水平距离越大，则气液分离效果越好，也越利于沉淀区的泥水分离及污泥斗回流。因而，重叠量的大小是决定三相分离器气液分离效果的重要因素。根据运行经验，其每侧的重叠距离即一般控制在10—20cm，即重叠部分距离，符合要求。3.6.6出水渠的设计每个UASB反应器沿周边设一条出水渠，渠内侧设溢流堰，出水深度保持水平，出水由一个出水口排出。（1）出水渠设计计算环形出水渠在运行稳定溢流堰出水均匀时，可假设为两侧支渠计算。每个反应器流量，每支渠流量为0.00965m3/s，根据均匀流计算公式：，，式（3.12）式中：q------渠中水流量，m3/si------水力坡度，定为i=0.005k------流量模段，m3/sC------谢才系数W------进水断面面积，m2R------水力半径，mn------粗糙度系数，钢取n=0.01290 内蒙古科技大学毕业设计说明书式（3.13）假设渠宽b=0.20m，则有：W=0.20h，X=2h+0.20,式（3.14）式中：h------渠中水深，mX------渠湿周，m代入，即式（3.15）则有解方程可得：h=0.045m，取h=0.05m可见渠宽b=0.20m,水深h=0.05m则渠中水流流速约为,符合明渠均匀流要求。（2）溢流堰设计计算每个UASB反应器处理水量69.5m3/h，溢流负荷为1.2L/(m.s),设计溢流负荷为f=1.5L/(m.s)。则堰上水面总长为设计900三角堰，堰高H=40mm,堰口宽80mm，堰上水头h=20mm，则堰口水面宽b=40mm。三角堰水量：，设计取n=320个。出水渠总长为。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.6.7UASB排水管设计计算单个UASB反应器排水量为19.31L/s，选用DN125钢管排水。V约为0.95m/s充满度为0.6，设计坡度为0.01。6台UASB反应器排水量115.8L/s,选用DN200，v约为0.95m/s，充满度设计值为0.8，设计坡度为0.005。UASB反应器溢流出水渠出水由短管排入DN125排水支管，再汇入设计UASB走道下的DN200排水总管。3.6.8排泥管的设计计算（1）产泥量的计算产泥系数：设计流量：416.7m3/h进水COD浓度：S0=900mg/lCOD去除率E=85%则UASB反应器总产泥量为每池产泥：设污泥含水量为97%，因含水率P>95%，取,则污泥产量为：每池排泥量：（2）排泥系统设计因处理站设置调节沉淀池，故进入UASB中砂的量较少，UASB产生的外排泥主要是有机污泥，故UASB只设底部排泥管，排水时污泥泵从排泥管强排。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书UASB每天排泥一次，各池污泥同时排入集泥井，再由污泥泵抽入集泥井中。各池排泥管选钢管DN150六池合用排泥管选用钢管DN200,该管按每天一次排泥时间1.0h计，q为16.9l/s，设计充满度为0.6，v为0.9m/s。3.6.9沼气管路系统设计计算（1）产气量计算设计流量Q=416.7m3/h进水CODCRS0=900mg/hCOD去除率E=85%产气率ee=0.4m3气/kgCOD则总产气量为：每个UASB反应器产气量（2）沼气集气系统布置由于有机负荷较高，产气量大，每两台反应器设置一个水封罐，水封罐出来的沼气分别进入气水分离器，气水分离器设置一套两级，共三个。从分离器出来去沼气贮柜。集气室沼气管最小直径为DN150，而且尽量设置不短于300mm的立管出气，若采用横管出气，其长短不宜小于150mm，每个集气罩设置独立出气管至水封罐。（3）气管管道计算每池产气量为21.25m3/h，则大集气罩的出气量为：小集气罩的出气量为：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书该沼气容重为，换算为计算容重的出气量分别为：沼气管道压力损失计算，沼气出气管的流速分别为：沼气收集管道压力一般较低，约为200—300mmH2O,其管道内气体压力损失可按下式计算：式（3.16）式中：L------管道长度，mG------气体容重为0.6kg/m3时代流量，m3/hr------气体容重，kg/m3K------摩察系数D------管径，cm式中K2D5查≤给水排水设计手册≥得K2D5=35000，对大集气罩出气管DN150，G34.5,L15m,则计算局部损失为总压力损失为对小集气罩出气管，DN100,G45.7，L10,0.72m/s90 内蒙古科技大学毕业设计说明书则计算出hi=0.050mmH2O,hj=0.011mmH2O,总压力损失为：可见沼气管到压力损失均很小，因此对于沼气贮柜之前的低压沼气管道，可以认为管路压力损失为0，这种水封罐的水封取与集气槽里面的压力减去沼气柜的压力的值即可，这样计算的方法偏于安全。（4）气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气127.524=3060m3,则沼气柜容积应为平均日产气量的3h体积来确定，即：设计选用500m3钢板水槽内导轨湿式贮气柜（C—1416A）三个。3.6.10UASB的其他设计（1）取样管设计为掌握UASB的运行情况，在每个UASB上设置取样管。在距反应器底1.1～1.2m位置，污泥床内分别设置取样管4根，各管相距1.0m左右，取样管选用DN50钢管，取样口设于距地平1.0m处，配球阀取样。（2）UASB的排空由UASB反应池底排泥临时接上排泥泵强制排空。（3）检修：a.入孔为便于检修，各UASB反应器在距地平1.0m处设Ф800mm入孔一个。b.通风为防止部分容重过大的沼气在UASB反应器内聚集，影响检修和发生危险，检修时可向UASB反应器中通入压缩空气，因此在UASB反应器一侧预埋压缩空气管（由鼓风机房引来）。c.采光为保证检修的采光，除采用临时灯光处，还可以移走UASB90 内蒙古科技大学毕业设计说明书反应器的活动顶盖，或不设UASB顶盖。（4）给排水在UASB反应器布置区设置一根DN32供水管供补水、冲洗及排空中使用。（5）通行在距UASB反应器顶面之下1.1m处设置钢架、钢板行走台，并连接上台钢梯。（6）安全要求a.UASB反应器的所有电器设施，包括泵、阀、灯等一律采用防爆设备；b.禁止明火火种进入该布置区域，动火操作应远离该区及沼气柜；c.保持该区域良好通风。3.7SBR反应器设计计算3.7.1设计计算说明根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理效果好，占地面积小，投资省的特点，故而选用SBR法。SBR法处理效果：CODcrBOD5SS进水/mg/l13531.5189去除率/%909085出水/mg/l13.53.1528.35由于SBR法处理对象为经过厌氧处理的造纸废水，其可生化性亦不如原水，但BOD5/CODcr仍未0.23，而且该废水中不含特别难降解的污染物和有害物质。SBR运行周期中反应时间根据类似工程经验确定为3—5h,且运行周期中不设闲置阶段。SBR运行周期为6.0h，其中进水1.5h,反应3.0h,沉淀1.0h，排水0.5h90 内蒙古科技大学毕业设计说明书。其中SBR工艺运行周期一般T=5—16m，充水时间一般为1—4h，反应时间一般为2—8h，沉淀时间一般为1—4h，闲置时间一般为1—2h。SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.15kgBOD5/(kgVSS.d)3.7.2SBR反应池容积计算根据运行周期安排和自动控制特点，SBR反应器设置6个。（1）污泥量计算SBR反应池所需污泥量为：设计沉淀后污泥的SVI=150ml/g，则污泥体积为：（2）SBR反应池容积SBR反应池容积V=Vsi+VF+Vb式（3.17）式中：Vsi------代谢反应所需污泥容积，m3VF------反应池换水容积，m3Vb------保护容积，m3VF为SBR反应池的进水容积，即，单池污泥容积为则（3）SBR反应池构造尺寸SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书SBR反应池单池平面尺寸（净）为（18.09.0）m2，水深为5.0m。池深5.5m。单池容积为V=18.09.05=810m3则保护容积为Vb=V-700.6=110.6m3六池总容积SBR反应池尺寸（外形）3.7.3SBR反应池运行时间与水位控制SBR反应池总水深5.0m，按平均流量考虑，则进水前水深为3.6m，进水结束后5.0m，排水时水深5.0m，排水结束后3.6m。5.0m水深中，损失水深为1.4m，存泥水深2.0m，保护水深1.6m，保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。3.7.4排水系统设计SBR反应池的排水系统主要靠滗水器排水，滗水器是SBR工艺中的关键设备，本设计采用国内最新研制的旋转滗水器，克服了过去此设备依靠进口的困难，降低了成本。每次滗水阶段开始时，滗水器以先设定的速度由原始位置降到水面，然后随水面缓慢下降，下降过程为下降10s，静止滗水30s，再下降10s，静止滗水30s……，如此循环运行，直至达到设计最低水位，上清液经过滗水器排出。滗水器排水均匀，不会扰动已沉淀的污泥层。滗水器在运行过程中设有线位开关，保证滗水器在安全行程内工作。(1)参数选择90 内蒙古科技大学毕业设计说明书本设计中排水时间为每池滗水器排水能力式（3.18）式中：——通过堰口的水流流量，；——SBR池子个数；——一天内SBR池子循环周期数；——SBR池设计排水时间每池选用一台滗水器，单台滗水器的排水能力为：每池选用1台压筒旋转滗水器，滗水量，滗水深度：(2)滗水器的选型本设计选用XHB-300型滗水器，SHB型旋转式滗水器是一种适用于各种间歇式循环活性污泥法污水处理系统（如SBR、CASS等）的上清液排出设备。本设备设计加工中考虑了水表面浮渣和底部污泥层对排水质量的影响，设备滗水漕前设置了一浮桶，既保证将上清液收集，又保证不携带浮渣及底部污泥。旋转式滗水器选型见表3.1：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书表3.1旋转式滗水器选型表型号滗水量m3/h堰口长度（m）最大滗水深度（m）电机功率（kw）DXB01100130.37DXB02200230.37DXB03300330.55DXB044003.530.55DXB06600530.75DXB08800730.75DXB1010008.531.1DXB1212001031.1DXB1515001231.5DXB1818001531.5（3）排水口高度为保证每次换水V=625m3的水量及时快速排出以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.5—0.7m，设计排水口在高水位之下2.5m，（4）排水管管径每池设浮动排水装置一套，出水口两个，排水管一根，固定设于SBR墙上。浮动排水装置规格为DN200mm，排水管管径为DN300mm。3.7.5排泥量及排泥系统（1）SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为：式（3.19）式中：a------微生物代谢增长系数，kgBSS/kgBOD;90 内蒙古科技大学毕业设计说明书b------微生物自身氧化率，1/d根据造纸废水性质，一般取a=0.30--1kgBSS/kgBOD,b=0.01—0.081/d,参考类似经验数据，本设计中取a=0.65,b=0.05,则有：假定排泥含水率为98%，则排泥量为：或考虑一定安全系数，则每天排泥量为10m3/d。（2）排泥系统每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01,池出水端池底设排泥坑一个，每池排泥坑中接出排泥管DN200一根，排泥管安装高程相对地面为0.4m，相对于最低水位1.03m，剩余污泥在重力作用下排入集泥井。3.7.6需氧量及曝气系统设计计算（1）需氧量计算SBR反应池需要量Q2计算公式为：式（3.20）式中：a’------微生物代谢有机物需氧率，kg/kgb’------微生物自养需氧率，1/d根据类似工程经验数据，a’=0.45，b’=0.15。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（2）供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器,敷设SBR反应器池底，淹没深度为4.5m，SX-1型空气扩散器的氧转移效率为。查表知20℃，30℃时溶解饱和度分别为CS(20)=9.17mg/l，CS(30)=7.63mg/l。空气扩散器出口处的绝对压力为：空气离开曝气池时氧的百分比为：曝气池由溶解氧平均饱和度为（按最不利温度条件计算）：水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：20℃时脱氧清水充氧量为：计算时取值a=0.82,=0.95，Cj=2.0，P=1.0，则计算得：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书SBR反应池供气量Gs为：去除每千克BOD5的供气量为：去除每千克BOD5的供气量为：（3）空气管计算空气管的平面布置如图3.7所示，鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两个SBR池底隔墙上设两根供气管，为两个SBR池供气。在每根供气支管上设8条配气竖管，为SBR池配气。六池共六根供气支管，48条配气竖管，每根配气管安装SX-18扩散器4个，每池共32个扩散器，全池共192个扩散器。每个扩散器的服务面积为。空气支管供气量为：式（3.21）由于SBR反应池交替运行，六根空气支管不同时供气，故空气干管供气量亦为7.36m3/min。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书扩散器布置如图3-3：图3-3SBR池空气管平面布置图图3-4SBR池底部扩散器布置图空气管路计算结果见表3.2。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书计算表中包括鼓风机房干管及支管。由计算表得：空气管路总水头损失为：图3-5空气管路计算图假设管路富余压头为0.10m，即100mmH2O，SX-1型空气扩散器压力损失为200mmH2O，则曝气系统总压力损失为：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书表3.2空气管路计算结果管段编号管段长度空气流量空气流速管径配件当量长度计算长度压力损失9.8/Pa/m9.8/PaLGSD弯头一个l0L+l0ih13/142.00.211.1050三通一个0.762.760.380.7612/132.00.211.1050三通一个0.502.500.380.7611/122.00.442.1050弯头一个，三通两个，阀门一个0.882.881.713.4210/118.00.864.5050弯头一个2.1410.145409/102.50.862.10100三通一个1.714.210.20.58/92.51.723.80100三通一个1.163.660.791.987/82.52.585.50100三通一个1.163.661.513.786/72.53.448.10100三通一个1.163.662.917.285/62.54.39.00100三通一个1.163.664.6111.534/52.55.1612.20100三通一个1.163.665.4213.553/42.56.0213.50100三通一个1.163.669.1222.82/31.56.8815.10100三通一个，阀门一个2.033.5311.517.251/240.013.767.20200三通5个，弯头1个17.357.300.3815.20/13.06.8815.10100弯头，阀，止回阀各一个11.414.411.534.5合计198.190 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.8鼓风机房设计计算3.8.1鼓风机房的规定（1）污水处理厂采用空气扩散器曝气时，宜设置单独的鼓风机房。鼓风机房内应设有操作人员的值班室、配电室和工具室，必要时尚应设水冷却系统和隔声的维修场所。机房应设双电源、供电设备、工具室和必要的公共设施和指示报警装置。（2）鼓风机的选型应根据使风压、单机容量、运行管理和维修等条件确定。在同一供气系统中，应选用同一类型的鼓风机。在前层曝气或风压大于等于5mH2O，单机容量大于等于80m3/min时，设计宜选用离心鼓风机，但应详细核算各种工作条件时鼓风机的工作点，不得接近鼓风机的振区，并宜设有风量调节装置。鼓风机进风处应有净化装置，进风口应高出地面2m左右，可以四面为百叶窗的进风箱，进风管的内壁应有防腐层，进风道内壁应光洁。（3）鼓风机的设置台数，应根据气温、污水量和负荷的变化等，对供气量的不同需要确定。鼓风机房应设置备用鼓风机，工作鼓风机台数在4台或者4台以上时，应设2台备用鼓风机，备用鼓风机应按设计配置的最大机组考虑。（4）鼓风机根据产品本身和空气扩散器的要求，设置空气除尘设施。鼓风机进风管口的位置宜高于地面。大型鼓风机房宜采用风道进风。风管系统包括有风机出口至充氧装置（曝气头）的管道，一般用焊接钢管。曝气池的风管一联成环网，以增加灵活性，风管接入曝气池（或沉砂池）时，管顶应高出水面至少0.5m，以免回水。风管中空气流速一般采用：干、支管10～15m/s，流速不宜过高，以免发出噪音。计算温度采用鼓风机的排风温度（参照风机资料），在寒冷的地区空气如需加温时，采用加温后的空气温度计算，一般用蒸汽在曝气池前的管段加热。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（5）鼓风机应按产品要求设置供机组启闭、使用的回风管道和阀门，每台鼓风机出口管路宜有防止气水回流的安全保护措施。（6）计算鼓风机的工作压力时，应考虑曝气器局部堵塞、进出风管路系统压力损失和实际使用时阻力增加等因素。（7）鼓风机与输气管道连接处宜设置柔性连接管。空气管道应在最低点设置排除水分（或油分）的放泄口。鼓风机出口气温大于60℃时，输气管道宜采用焊接钢管，并应设温度补偿措施。（8）大中型曝气池输气总管宜采用环状布置。（9）大中型鼓风机应设置单独的基座，并不应与机房基础相连接。鼓风机房内的起重设备和机组布置，可按本规范第4.3.3条和4.3.4条的有关规定执行；机组基础间通道宽度不应小于1.5m。（10）鼓风机房内外的噪声应分别符合现行的《工业企业噪声卫生标准》和《城市区域环境噪声标准》的有关规定。应有必要的防噪措施，安装在吸风和出风管道的消声器。3.8.2鼓风机设计计算（1）供风量本处理站需提供压缩空气的处理构筑物为SBR，其需气量22.08m3/min。（2）供风风压SBR所需风压5.0KPa。根据计算SBR反应池管路系统风压损失为0.398KPa，则鼓风机所需出风压力为：式中：—SBR反应池所需风压；—空气管路系统风压损失；90 内蒙古科技大学毕业设计说明书—曝气系统富余风压。即3.8.3鼓风机的选择综合以上计算，鼓风机总供风量及风压为：，（mH2O）拟选用L52LD型罗茨鼓风机两台，一用一备，为曝气系统供气，其技术参数为：转速n=980r/min，口径125mm，出风量，出风升压，轴功率4.48kw。机组安装占地（安装尺寸）面积L1060mm×B560mm，机组高635mm。3.8.4鼓风机房布置鼓风机房平面尺寸（7.3m×4.4m），鼓风机房净高4.8m。鼓风机房含机房两间，值班（控制）室一间（3.0m2）。鼓风机机组间距不小于1.5m。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风百叶窗进入，由鼓风机进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上装设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。3.9污泥处理系统3.9.1产泥量根据前面计算知，有以下构筑物排泥：调节沉淀池195m3/dP=96.0%UASB反应池25.5m3/dP=97.0%SBR反应池10.0m3/dP=99.0%则污水处理系统每日总排泥量为V=195+25.5+10=230.5m3/d。3.9.2污泥处理方式90 内蒙古科技大学毕业设计说明书污水处理系统各构筑物所产生污泥每日排泥一次（除SBR池外），集中到污泥井，完后再由污泥打到污泥浓缩池，经浓缩后送至贮泥柜暂放，再由污泥泵送至脱水机房脱水，形成的泥饼外运作农肥。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24.0h。其中各构筑物排泥，污泥泵抽送污泥时间1.0—1.5h（除SBR外），污泥浓缩时间20.0h，浓缩池排水与排泥时间2.0h，闲置时间0.5—1.0h。3.9.3集泥井容积计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为230.5m3，需在1.5h内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提高流量230.5m3的10min的体积，即25.62m3。此外，为保证SBR排泥能按其运行方式进行，集泥井容积应外加20m3，则集泥井总容积为25.62+20=45.62m3。集泥井有效泥深为3.0m，则平面面积为：式（3.22）设计集泥井采用圆形池子，则集泥井的直径为：式（3.23）取D=5m。则实际面积水面超高为0.8m，则实际高度为5.8m。其中池底标高为-2.25m，池顶标高为+1.25m，水面标高为-0.45m。3.10污泥重力浓缩池3.10.1设计说明90 内蒙古科技大学毕业设计说明书污泥浓缩池最常用的有两种，即重力浓缩池和浮选浓缩池，浮选浓缩池具有较好的浓缩效果，能把含水率99.5%的活性污泥浓缩到94%～96%，其含水率低于采用重力浓缩达到的含水率，但所需机械设备多、投资大，运行管理操作等较麻烦，且运行费用高。而重力浓缩池可浓缩二沉池的剩余活性污泥，当活性污泥含水率在99.2%～99.6%时，经浓缩后可以达到96%～97%之间，已经能够满足脱水机的脱水要求。重力浓缩池具有构造简单，机械设备少，运行费用低等特点，故本设计选用重力浓缩池。一般大型污水厂采用辐流式浓缩池，带搅拌栅的刮泥机刮泥，浮渣刮排装置，线速度不大于2m/min，出水应为周边式。设计固体负荷不宜超过50kg/(m2•d)(以好氧活性污泥为主)，或100kg/(m2•d)(初沉池)，浓缩时间分别不少于24h和12h。由于本设计选用的是间歇式污泥浓缩池，而且坡度较大，所以无需设置刮泥机刮。进水管应伸入到池下3.5m处。重力式污泥浓缩池的设计要求：（1）污泥固体负荷宜采用30～60kg/m2•d。（2）污泥浓缩时间采用不宜小于10h。（3）由曝气池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99.2%～99.6%时浓缩后污泥含水率宜为97%～98%。（4）有效水深一般宜为4m。（5）采用刮泥机排泥时，其外缘线速度一般宜为1～2m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。（6）采用刮泥机时刮泥机上应设置浓集栅条。注:浓缩生产污水时，可由试验或者参照相似活性污泥的实际运行数据确定。（7）污泥浓缩池一般宜有去除浮渣的装置。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）当湿污泥作肥料时，污泥浓缩与贮存可采用湿污泥地。湿污泥地有效深度一般宜为1.5m，池底坡向排出口坡度采用不宜小于0.01。湿污泥池容积应根据污泥量和运输条件等确定。（2）间歇式污泥浓缩池和湿污泥地，应设置可排出深度不同的污泥水的设施。污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，运行周期为24.0h，其中进泥1.0—1.5h，浓缩20.0h，排水和排泥2.0h，闲置0.5—1.0h。浓缩前污泥量为230.5m3，含水率为。浓缩池顶端设置横梁，穿通两池，在池中心横梁上安置排泥系统闸门，以便控制排泥。3.10.2设计计算（1）污泥体积浓缩20.0h后，污泥含水率为95.5%，则浓缩后污泥体积为：则污泥浓缩池所需容积应不小于230.5+102.5=333（m3）（2）工艺构造尺寸设计污泥浓缩池两个，单池污泥容积不应小于166.5m3，设计平面尺寸为，则净面积为91m3。设计浓缩池上部柱体高度4.0m，其中泥深3.5m。柱体部分污泥容积。浓缩池下部为锥斗，上口尺寸，下口尺寸为，锥斗高3.0m，则污泥斗容积为：污泥浓缩池总容积为：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书318.5+101.3=419.8m3>366.8m3,满足要求。浓缩池保护容积为20.45m3，锥件斜面倾角为450，浓缩池池顶标高+0.0m，池内底标高为-7.0m，水面标高为-0.5m。污泥浓缩池构造尺寸见图3-6。图3-6污泥浓缩池构造和尺寸图3.10.3排水和排泥（1）排水浓缩后池内上清液利用重力排放，由溢流管道排入调节池。浓缩池设3根排水管于池外，管径DN150mm。于浓缩池最高水位处置一根，每隔1.0m，0.6m设置一根排水管。（2）排泥浓缩后污泥泵抽送入污泥脱水间，污泥泵所顶静扬程为9.5m。选用2PN污泥泵一台，该泵Qb60m3/h，Hb17.5mH2O，转速n1450r/min，电动机功率N10kw，质量W150kg，污泥泵房占地尺寸90 内蒙古科技大学毕业设计说明书。3.11污泥脱水系统设计3.11.1设计说明（1）设计污泥机械脱水时，应遵守以下规定：①污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用。②污泥进入脱水机前的含水率一般不大于98%。③经消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑脱水前淘洗。④机械脱水间的布置，应按本规范第四章的有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道。⑤脱水后的污泥应设置泥饼外运堆场贮存，堆场的容量应根据污泥出路和运输条件等确定。⑥机械脱水应考虑通风设施。（2）污泥在脱水前，应加药处理。污泥加药应符合以下要求：①药剂的种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量由试验或者参照相似污泥的数据确定。②污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。注：生产污水是否加药处理，由试验或参照类似污泥的数据确定。③压滤机宜采用箱式压滤机、板框压滤机、带式压滤机或微孔挤压脱水机，其泥饼产率和泥饼含水率，应由试验或参照相似污泥的数据确定。泥饼含水率一般可为75%～80%。3.11.2设计计算进泥量V=102.5m3/d，含水率P=95.5%。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书选用DY—3000带式脱水机，带宽3m，投加聚丙烯酰胺2.0‰时，处理能力为600kg(干)/h，选用三台，每日工作时间约为一半。每台脱水机冲洗用水量35m3/h；单台系统总功率N=36.90kW；脱水机房尺寸为L×B×h=（30.0×18.0×10）m3。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书第四章：污水处理厂总厂布置4.1平面布置污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气象和地址条件等因素，经过技术经济比较确定，并应用于施工、维护和管理，应符合以下规定：（1）污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，选材恰当，并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调。（2）生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一定的距离。（3）污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。处理构筑物的间距应紧凑、合理，应满足各构筑物的施工、设备安装和埋没各种管道以及养护维修管理的要求。（4）污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用原有地形，符合排水畅通、降低能耗、平衡土方的要求。（5）厂区消防及消化池、贮气罐、余气燃烧装置、污泥气管道及其它危险品仓库的位置和设计，应符合现行的《建筑设计防火规范》的要求。（6）污水厂的绿化面积不宜小于全厂总面积的30%。（7）污水厂应设置通向各构筑物和附属构筑物的必要通道。通道的设计应符合下列要求：主要车行道的宽度：单车道为3.5m，双车道为6～7m，应有会车道；车行道的转弯半径不宜小于6m；人行道的宽度为1.5～2m；90 内蒙古科技大学毕业设计说明书通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于450。天桥宽度不宜小于1m。（8）污水厂周围应设围墙，其高度不宜小于2.0m。工业企业污水站的围墙按具体需要确定。（9）污水厂的大门尺寸应能容最大设备或部件出入，并应另设运除废渣的侧门。（10）污水厂并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换的连通渠道。（11）污水厂内各种渠道应全面安排，避免相互干扰。管道复杂时宜设置管廊。处理构筑物间的输水、输泥和输气管线的布置应使管渠长度短、水头损失小、流行通畅、不宜堵塞和便于清通。各污水处理构筑物间的通连，在条件适宜时，应采用明渠。（12）污水厂应合理地布置处理构筑物的超越渠道。（13）处理构筑物宜设排水设施，排出的水应回流处理。（14）污水厂的给水系统与处理装置衔接时，必须采取防止污染给水系统的措施。（15）污水厂供电宜按二级负荷设计。为维持污水厂最低运行水平的主要设备的供电，必须为二级负荷，当不能满足要求时，应设置备用动力设备。注：工业企业污水站的供电等级，应与主要污水污染源车间相同。（16）污水厂应根据处理工艺的要求，设污水、污泥和气体的计量装置，并可设置必要的仪表和控制装置。（17）污水厂附属设备建筑物的组成及其面积，应根据污水厂的规模、工艺流程和管理体制等结合当地实际情况确定，并应符合现行的有关规定。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（18）工业企业污水处理站的附属建筑物宜与该工业企业的有关建筑物统一考虑。（19）位于寒冷地区的污水处理厂，应有保温防冻设施。具体布局详见污水厂平面布置图。4.2污水厂的高程布置高程布置的内容主要包括各处理构（建）筑物的标高（如池顶、池底、水面等）、处理构筑物之间连接管道的尺寸及其标高，从而使污水能够沿流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。高程图上的垂直和水平方向的比例尺一般不相同，一般垂直的比例大（取1∶100），而水平的比例小些(1∶500)。4.2.1污水厂高程布置原则（1）污水厂高程布置时，所依据的主要技术参数是构筑物高度和水头损失。在处理流程中，相邻构筑物的相对高差取决于两个构筑物之间的水面高差，这个水面高差的数值就是流程中的水头损失；它由三个部分组成，即构筑物本身的、连接管（渠）的及计量的水头损失等。因此进行高程布置时，应首先计算这些水头损失，而且计算所得的数值应考虑一些安全因素，以便留有余地。初步设计时，可按表4.1所列数据估算。污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口、出口和需要的跌水处，而流经处理构筑物本身的水头损失较小。（2）考虑远期发展，水量增加预留水头。（3）避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书（4）在计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的流程，以降低运行费用。表4.1污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格栅0.1～0.30调节池0.25～0.6集水井0.1～0.4UASB0.5～1.8集水井0.1～0.4SBR0.1～0.6（5）需要排放的处理水，常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位。（6）应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。（7）构筑物连接管（渠）的水头损失，包括沿程损失与局部损失，可按下列公式计算确定：式（4.1）式中：──沿程水头损失，m；──局部水头损失，m；──单位管长的水头损失（水力坡度），根据流量、管径和流速等查阅《给水排水设计手册》获得；L──连接管段长度，m；──局部阻力系数，查阅《给排水设计手册》获得；──重力加速度，m/s2；──连接管中流速，m/s。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书连接管中流速一般取0.6～1.5m/s；进入沉淀池时流速可以低些，进入曝气池或反应池时，流速可以高些。流速太低时，会使管径过大，相应的管件及附属构筑物规格亦增大；流速太高时，则要求管坡度较大，水头损失增大，会增加填、挖土方量等。在确定连接管时，可考虑留有水量发展的余地。（8）计量设施的水头损失。污水处理厂中计量槽、薄壁计量堰、流量计量的水头损失应通过计量设施有关计算公式、图表或者设备说明书来确定。一般污水厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2m计算。4.2.2高程布置时的注意事项在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：（1）选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何处理情况下处理系统能够正常运行。（2）污水尽量经一次提升就应能靠重力通过构筑物。（3）计算水头损失时，以近期最大流量作为处理构筑物和管的设计流量。（4）污水处理后应能自流排入下水道或者水体，包括洪水季节。（5）高程的布置既要考虑某些处理构筑物的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的难度。（6）高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量。污泥浓缩池、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥排入污水井或者其他构筑物的可能性。（7）进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免沉砂池在地面上架的很高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书4.2.3污水处理站高程水力计算（1）污水高程水力计算污水厂污水的水头损失主要包括：水流经各处理构筑物的水头损失；水流经过连接前后两构筑物的管渠的水头损失，包括沿程损失与局部损失；水流经过量水设备的损失。初步设计依据规定的水头损失范围估算，如表4.2。表4.2构筑物自身水头损失构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m格栅0.30调节池0.60UASB1.80SBR0.60集水井0.40集水井0.4090 内蒙古科技大学毕业设计说明书选择一条最不利的管线作为水头损失的计算管段，并适当的留有余地，以保证在任何情况下，处理系统均能够正常运行；污水尽量经一次提升就应能重力自流通过构筑物，而中间不应再经加压提升；计算水头损失，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计计算流量；处理污水应能自流排入水体；高程布置既要考虑某些构筑的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免增加土建费用和施工难度；高程布置要注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升的污泥量。污泥浓缩池、消化池等构筑物的决定，应注意他们的污泥自动排入污水井中或其他构筑物的可能性；进行构筑物高程布置时，当地形有自然坡降时，有利于高程布置；当地形平坦时，避免二沉池埋入地下太深，又避免沉砂池在地面上架的太高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件差、地下水位较高时。查《排水工程》下册里面的附录管道水力损失可得管径、坡度、流速以及充满度。以管段2/23为例：流量为115.74l/s，长度为29m，查《排水工程》下册里面的附录选定管径为400mm，流速为1.00m/s，充满度为0.60，可得坡度为0.0033，又应为一般设计当中选用，，则管道总损失为：总损失=管段总损失+构筑物损失=0.191+0.4=0.591m。同理可得其他管段损失。高程计算：池底标高=水面标高-有效水深；池顶标高=水面标高+超高。具体计算见表4.3和表4.4。表4.3构筑物之间管道水力计算编号长度L/m流量l/s管径D/mm坡度i流速v/m/s充满度（h/D）h/m降落量i.L/m2/2329115.744000.00331.000.600.2400.09620/3719.312000.00390.650.460.0920.0273/43757.873000.00280.750.630.1890.1044/出81115.744000.00331.000.600.2400.09690 内蒙古科技大学毕业设计说明书表4.4构筑物高程计算名称水头损失m间距m流量l/s管径mm流速m/s坡度沿程损失m局部损失m水头损失m总损失m水面标高m地面标高m水面与地面差m进水管00115.740000000-4.00-4.0格栅0.3000000000.3-4.30-4.3提升泵0.20115.740000000.2-4.50-4.5调节沉淀池0.610115.744001.00.00330.0330.0950.1280.728+4.6530+4.653配水井0.429115.744001.00.00330.0960.0950.1910.591+3.9250+3.925UASB1.8719.312000.650.00390.0240.0200.0441.844+3.3340+3.334配水井0.43757.873000.750.00280.1040.0270.1310.531+1.490+1.49SBR0.657115.743001.000.00330.1880.1710.3590.959+0.9590+0.959出水管081115.744001.000.00330.4130.1710.5840.584+0.00+0.090 内蒙古科技大学毕业设计说明书第五章：工程概预算污水厂概预算包括：编造说明、总概预算书、单位工程概预算表以及主要设备和材料清单几部分组成。单位工程概预算是具体确定单项工程内各个专业设计建设费用的文件，它是综合概预算的组成部分，是指由独立的施工条件，可以单独作为成本计算对象的专业性工程。给水排水工程根据项目的性质、作用，可分为土建工程、设备安装工程、管道工程三种类型。每项单位工程概预算，系由直接费、间接费、计划利润和税金等部分组成。下面具体介绍一下各个费用包括的费用：（1）直接费是指直接用于建筑安装工程上的有关费用。直接费由人工费、材料费、设备费、施工机械费用和其他直接费用等项目组成。（2）间接费由施工管理费和其他间接费组成。5.1编制概预算依据的基础资料（1）编制依据（2）全国统一安装工程概预算定额1997版及设计任务书。（3）内蒙古地区建筑安装工程费用。（4）本地区市政工程相关文件及水文、地质、气象等条件。（5）人工费均执行内蒙古自治区建设厅“建制”1997关于建设工程概预算定额人工费通知“19.69元/工日”年的报价，所以在合计的总价上浮1.2倍。（6）设备价格费，按生产厂报价及工程建设全国机电设备1998年价格汇编计费；杂费按设备原价的7%计。5.2估算范围90 内蒙古科技大学毕业设计说明书污水处理厂污水处理工程，污泥处理工程，其他附属建筑工程，及其他公用工等。另外包括部分厂外工程（供电线路，通讯线路，临时道路等）。本工程的投资估算见表5.1：表5.1设计的概预算序号工程费用名称概算价值/万元建筑工程设备安装工程个数合计1格栅4.52.016.52提升泵房14.513.01.5129.03调节池10.03.52.5232.04UASB18.58.53.06180.05SBR24.510.53.06228.06配水井2.50.526.07办公楼45.58.54.0158.08浓缩池20.510.01.5264.09鼓风机房7.55.52.0115.010门卫1.01.00.5410.011场地绿化45.03.520.5169.012仓库2.01.013.013机修车间1.51.00.513.014配电室7.069.52.5179.015脱水机房3.026.01.0130.016合计812.5下面是本设计的概预算表：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书估算设计材料费为150万元。总计直接费用为962.5万元。间接费用：取直接费用的，则间接费用为240.7万元。管理费用：取直接费用的2.0%，则管理费用为19.3万元。设计费用：取直接费用的4%，则设计费用为38.5万元。预备费用：取直接费用的10%，则预备费用为96.3万元。其它费用：取直接费用的1.5%。则其他费用为14.4万元。总造价：1371.7万元。处理水成本计算：（1）动力费（通常即为电费）：（5.1）式中――设计供水量，。――工作全扬程，。――电费单价，元/度。――水泵和电机效率，一般取。――日变化系数，取1。――变压器容量，千伏安。――元/千伏安·月。（2）药剂费：药剂费按直接费用的0.1%计算，则。（3）工资福利费：90 内蒙古科技大学毕业设计说明书式（5.3）式中――职工每人每年的平均工资福利费，取20000元――劳动定员，取15人元/年（4）检修维护费：维护费按直接费用的0.2%计算，则（元/年）。（5）其它费用：因此，年经营费用为：年处理水量为：单位制水成本为：(元/）90 内蒙古科技大学毕业设计说明书参考文献[1]杨学富.《实用水处理技术丛书-制浆造纸工业废水处理》[M].化学工业出版社.2001.5[2]北京水环境与设备研究中心.三废处理工程技术手册.北京:化学工业出版社．2000.4[3]罗辉．环保设备设计与应用[M]．北京：高等教育出版社．1997[4]郭茂新.水污染控制工程学.北京：中国环境科学出版社．2005.12[5]尹军.污水污泥处理处置与资源化利用.北京：化学工业出版社．2005.1[6]唐受印．水处理工程师手册[M]．北京：化学工业出版社．2000[7]张统等.污水处理工艺及工程方案设计.北京:中国建筑工业出2000.5[8]周正立.污水生物处理技术及工程实例.北京:化学工业出版社．2006.6[9]张林生.水的深度处理与回用技术[M].北京：化学工业出版社.2004.2[10]陈忠明．工业水污染控制．化学工业出版社．2004．5[11]高廷耀.水污染控制工程（下册）[M].北京：高等教育出版社，1999.5[12]刘福.环境英语文选[J].[13]Developmentofanaerobicsludgebed(ASB)reactortechnologiesfordomesticwastewatertreatment:motivesandperspectives.SpringerNetherlands.200490 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录：附录A：SBR反应池附录B：UASB反应池附录C：调节沉淀池附录D：污水提升泵房附录E：污泥浓缩池附录F：平面图附录G：高程图附录H：英文文献90 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录附录A：SBR反应器90 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录B：UASB反应器90 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录C:调节沉淀池90 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录D:污水提升泵房90 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录E:污泥浓缩池90 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录F:平面图90 内蒙古科技大学毕业设计说明书90 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录G:高程图·附录H:英文文献90 内蒙古科技大学毕业设计说明书Treatmentandreuseofindustrialeffluents:CasestudyofathermalpowerplantThispaperpresentsastudyofthepotentialofindustrialwastewaterreuseinJordan"sA1Husseinthermalpowerstation.Acomprehensivereviewoftheprocessesinvolved,industrialwastegenerationandwaterrequirementswascarriedout,andareasofpotentialimprovmentwereidentified.Theyincludeawatertreatmentsystem,blow-downsystem,fluegasdesulfurizationandfindingalternativeprocesswatersourcessuchasusingsewagetreatmentplanteffluentasmake-upwater.Thereissignificantwaterpumpedfromtheplanttothesewageplantandirrigation.Muchofthiswastewatercouldbetreatedbyfiltration,includingreverseosmosis,andrecirculatedintheplantasprocesswater.Watercanverylikelybeconservedinthepowerplantbygoodoperatingpracticessuchaspreventativemaintenance,goodhousekeeping,spillprevention,controlledstormrun-off,cleaningtechniquesusingminimumwater,andagoodtrainingprogramtoensureprogramsuccess.SincewaterconservationisveryessentialinJordan,long-termplansshouldincludeconsiderationofchangingthebasicsteamturbinetechnologytothecombinedsystemorgas-and/ordiesel-driventurbinesatthispowerplant.1.IntroductionAccordingtotheNationalAtlasofJordan,themeanannualrainfallwaterinJordanis8500Mm3,ofwhichonly1200Mm3canbeexploited.SeventypercentofthisdraintotheJordanValley,theDeadSeaandtheWadiAraba.Theremaining30%canonlybeutilizedbydrillingwells.Depletionofwatersourcesandconcentratedexploitationofmaingroundwaterbasinshaveledtothedepletionofmanywaterreservesanddeteriorationofwaterquality.ThisisthesituationintheZarqaRiverbasin.IntensivepumpinghasloweredthegroundwatertablesothattheriverbedisdrymostoftheyearandthemainflowiswastewatereffluentfromtheAsSamratreatmentplant(STP).Atthesametime,thesalinitylevelhasincreasedandthegroundwaterintheupperstrataisnowpollutedwithalltypesoforganicandchemicalpollution[1-4].TheindustrialsectorinJordanused50Mm3ofwaterin1998,which90 内蒙古科技大学毕业设计说明书accountsfor5%ofthetotalwaterconsumptionduringthisyear.Amajorpartofthiswasconsumedbylargeindustriessuchasphosphatemining;theproductionofpotash,cement,ceramicsandsoftdrinks;aswellastheenergysector.Almostalllocalindustrieshavesufferedfromshortagesinwatersuppliesduringthelasttwodecades.Thewatershortageisalsothelimitingfactorfortheestablishmentofnewindustriesaswellastheexpansionofcertainhighwaterconsumptionprocessessuchasoilshaleprocessing[5].Inarecentpaper,MohsenandJaber[6]discussedthepotentialofindustrialwastewaterreuseinJordan.Industrialwaterrequirements,wastewaterproduction,typesofpollutantsinindustrialwastewaterandthetechnologiesforwastewatertreatmentwereevaluated.Atotalof30industrieshavebeenreviewed.Thetotaleffluentfromthese30industrieswasestimatedatapproximately10,200m3/d.Ofthisamountapproximately4,400m3/daredischargedintothepublicseweragesystem,whichisabout3%ofthetotalflow.Theamountsofmetalstobecontrolledare:6800kg/y,3000kg/y,45kg/y,65kg/y,20kg/y,2kg/y,25kg/y,60t/yand8t/yofCr,Zn,Cu,Pb,Ni,Cd,Sn,FeandA1,respectively.Nineteenindustries,whichdischargemainlyorganicpollutedprocesswastewater,aremostlyfoodindustries.Approximately5.3t/dofBODaredischargedfromtheseindustries.Oftheseapproximately2.2t/dBODaredischargedtothepublicseweragesystemandabout3.1tBODareusedforirrigation.Ithasbeenshownthatmostoftheselectedindustriesrequiresometreatmentoftheirwastewater.Itisrecommendedtocarryoutfurtherstudiestoestablishthetypeofwastewaterpretreatmentstrategiesandtheirestimatedcapitalcost.Thereisaneedforintroductionofcleanertechnologyintheselectedindustries.Thiscouldincludesubstitutionofrawandauxiliarymaterials;waterandenergyaresaving,recirculationofwater,recoveryofchemicals,improvedprocesscontrol,wasteminimizationandgoodhousekeeping.Industrycanbeconsideredasasourceofsignificantamountsofreusableeffluents[7-10].Thus,industryshouldbeencouragedtoinvestinbetterwaterefficiency,morerecyclingandmanagement.Normalizedwateruseindicescanbedevelopedforeachindustryinordertoallocateonlyasmuchwaterasnecessarytoachievetheirproductiontargets.InthispaperthepotentialofindustrialwastewaterreuseinJordan"sA1-Husseinthermalpowerstation(HTPS)wasinvestigated.Acomprehensive90 内蒙古科技大学毕业设计说明书reviewoftheprocessesinvolved,industrialwastegenerationandwaterrequirementswascarriedout.Areasofpotentialimprovementsandconservationhavealsobeenidentified.2.IndustrialoverviewSteamelectricpowerplantsareproductionfacilitiesofthethermalelectricpowerindustry.Asteamelectricpowerplantproductiselectricalenergy;itsprimaryrawmaterialsarefuel,airandwater.Currently,fourfuelsareusedinasteamelectricpowerplant:threefossilfuels;coal,naturalgas,andfueloil;anduranium,thebasicfuelofcommercialnuclearpower.Thecommercialproductionofelectricalenergyrequirestheutilizationandconversionofanotherformofenergy.Present-daysteamelectricpowerplantsutilizethechemicalenergyoffossilfuelsortheatomicenergyofnuclearfuelstoproduceelectricalenergyinfourstages.Thefirststageconsistsofburningthefuelinaboilerunitandconvertingwaterintosteamwithheatfromcombustion.Inthesecondstagethehightemperature,High-pressuresteamentersaturbinewhereenergyintheformofshaftworkisremoved;theturbineshaftiscoupledtoagenerator,whichconvertsthemechanicalenergyintoelectricalenergy.Inthethirdstagethesteamleavingtheturbineiscondensedtowater,transferringheattothecoolingmedium,whichistypicallywater.Finally,thecondensateisreintroducedintotheboilertocompletethecycle.Fivemajorunitprocessesareassociatedwiththefourproductionstagesofasteamelectricpowerplant:•Thestorageandhandlingoffuel-relatedmaterialsbothbeforeandafteruse•Theproductionofsteam•Theexpansionofthesteaminaturbinewhichdrivestheelectricitygenerator•Thecondensationofthesteamleavingtheturbineanditsreturntotheboiler•ThegenerationofelectricalenergyfromrotatingmechanicalenergyOthermiscellaneousoperations,suchasplantsanitationandwatertreatment,areassociatedwithpowerplants.Theunitprocessesforatypicaloil-firedplantareillustratedinFig.1.90 内蒙古科技大学毕业设计说明书Thewastestreamandwaterrequirementareorganizedaccordingtothefollowingunitprocesses:fuelmanagement,steamproduction,steamexpansion.Steamcondensation,electricitygeneration,andmiscellaneousoperation.Thefuelmanagementunitprocessincludesthetransport,storage,andhandlingoffueloil.Oilspillscanresultinsignificantpowerplantwastestreamsandwaterconsumption.Spillageandsubsequentwash-downcancontaminatetheplantdrainagesystemandconsumelargeamountsofwater.Powerplantsareusuallydesignedtorecyclecondensedsteamforboilerfeedwaterasmeansofconservingwater.Efficientplantoperationrequiresboilerfeedwatertobehighlypure.However,dissolvedsolidsareconcentratedintherecycledcondensateasaresultofevaporativewaterloss.Tomaintaintotaldissolvedsolidsbelowallowablelimitsforboileroperation,acontrolledamountissometimesbledoff.Thisvolume,calledboilerblowdown,istreatedaswastewaterandisreplacedwithhigh-puritymake-upwater.Watertreatmentformake-upwatertypicallyincludessuspendedsolidsandhardnessremoval,scaleandcorrosioncontrol,anddemineralization.Suspendedsolidsremovalusuallyrequiressuchoperationsasclarificationandfiltration.Hardnessremovalistypicallyaccomplishedbylime-sodasoftening,whichrequirestheadditionoflimeandcausticsoda.Ammoniaandphosphatearetypicallyaddedforcorrosioncontrol.Demineralizationusuallyinvolvesionexchangeandmembraneprocessessuchasreverseosmosis(RO).Residueofalloftheseprocessesmayflowtothewastewatertreatmentsystemalongwiththerejectedbrinewater.Thetreatmentsledgesaretypicallylandfilled.Therearenomarorchemicaleffluentsorwateruserequirementsassociatedwiththesteamexpansionprocess.However,thesignificanceoftheprocessliesinitseffectonplantefficiencyand,therefore,onthethermaldischarge.Whenawater-steamcycleisusedtoconvertsteamheattothemechanicalworkofturbines,themaximumtheoreticalefficiencythatcanbeobtainedislimitedbythedifferenceintemperaturesatwhichtheheatcanbeabsorbedbythesteamanddiscardedafterpassingthroughtheturbines.Thustoachieveanydegreeofpowerplantefficiency,itisinevitablethatheatmustbedischargedfromtheplanttosomecompartmentoftheenvironment.Condensersandcoolingtowersarekeyequipmentinthepowerplantscirculatingwatersystem.Thesteamcondensationprocesscanproducesignificantwaterdemandsandwastesifwatercooledcondensationisemployed.90 内蒙古科技大学毕业设计说明书Air-cooledcondensersdonotrequirewaterorgeneratewastewaterbuthaveaverylowcoolingefficiency.Thetwomostcommontypesofwatercooledsystemsareonce-throughandclosed-loop,themaindifferencebeingthatonce-throughsystemsconsumemorewaterthandoclosed-loopsystems.Once-throughsystemstakecoolingwaterfromanaturalsource,pumpitthroughthecondenser,anddischargetheheatedcoolingwatertothesamebodyofwaterfromwhichitwasdrawn.Thewatertemperaturerisecanbedisruptivepollutanttotheecosystemofthewaterbody.Once-throughsystemsmayalsopollutereceivingwaterswithchemicalresidue.Chemicalsmaybeaddedtothecoolingwaterbeforeitentersthecondensertopreventorminimizescaling,corrosion,andfoulinginthecondenserpipes.Chemicalsaddedtypicallyincludephosphate,lime,chromium,aluminumandzinc.Itisalsocommonpracticetoaddsometypeofbiocide,includingchlorine,tothewatertocontrolthegrowthofslime.Residuesofthesechemicalswillbedischargedfromthecondenserwiththecoolingwater.Ifsufficientwaterforaonce-throughsystemisnotavailable,coolingwatermustberecalculatedwithintheplantinaclosed-loopcondenser.Closed-loopwatercooledcondensersystemsemploysomeformofcoolingdevice,suchasanartificialpondoracoolingtower,asanintermediatedevicetotransferwasteheattotheatmosphere.Therelativelycoolwatercanthenberecalculatedinthecondensers.Inadditiontoincreasedwaterconservation,closed-loopsystemsalsoeffectivelyeliminatetheproblemofthermalpollutiontoaquaticecosystemssincetheytransferwasteheattotheatmosphereinsteadoftoawaterbody.Closedloopcondensersystemsincludemechanicaldraft,naturaldraft,andfan-assistednaturaldraftwetanddrycoolingtowers,coolingponds,andsprayponds.Althoughclosed-loopsystemsdonotrequireasgreataquantityoffeedwaterasdooncethroughsystems,theyarenotcompletelyclosed.Amake-upwatersystemisrequiredtoreplacethecirculatingwaterlostthroughblowdown,evaporation,liquidcarryover(drift),andleakage.Circulatingwaterblowdownisrequiredperiodicallyfordemineralization,asisboilerfeedwaterblowdown,eventhroughcirculatingwaterisnotrequiredtobeofashighofpurityasisboilerfeedwater.Liketheonce-throughsystemcoolingwaterdischarge,theblowdownmaycontainwatertreatmentchemicalresidues.Theblowdownis90 内蒙古科技大学毕业设计说明书typicallytreatedaswastewater.Coolingtowersareinstalledtoavoidthermalpollutionofnaturalbodiesofwaterortoassureadequatecoolingin"watershort"areas.Therearethreetypesoftowers:wet(evaporative),dryandcombinationwet/drydesign.Wettowers,theusualchoice,arefurtherdividedintonatural-draftandmechanicaldraft.Drycoolingtowershaveattractedattentionlately,especiallyin"watershort"locationslikeJordan.Theyarelessexpensivetomaintainthanwettowers,whichrequirechemicaladditivesandconventionalcooling.Theair-cooledcondenserhasnoplumeorblowdown.Also,risingactivityincogenerationhassparkedinterestindrycooling.Cogenerationplantsoftentapthethermalenergy,usuallyintheformofsteam,atanalreadyexistingfacility.Useofdrycoolingpermitsplantsittingwithoutregardforlargesuppliesofcoolingwater.Thedisadvantagewithdrycoolingthoughisadecreaseinthermalefficiencyrelativetothewetcooling.Coolingtowershavebecomethestapleofplantoperationinplaceofonce-throughcooling.Zerodischargeisthenextphase,whichmeanstowerblowdownswillbecleanedandthewaterreused--anexpensethatmakeswet/dryanddrytowersmoreattractivethanwetones.Underlyingmostturbinecorrosionproblemsareeffectsthattendtoconcentrateimpurities.Therefore,impuritylevelsinfeedwaterandsteammustbekeptdowntoafewppb.Controlofimpuritysources,compatiblesystemdesignandmaterial,adequatetreatmenttoremoveimpuritiesandpropersamplingandchemicalanalysisareessentialtocorrosioncontrol.Thereisgeneralagreementthatmonitoringandanalysisshouldbedoneatmanypointsofthewater/steamcycleandthatimpuritiesmustbelimitedtoafewppm.Watertreatmentwillincludeaddingchemicalssuchasphosphatesandcausticstogivebetteralkalinitycontrol.Themostimportantwatertreatment,ofcourse,istheremovalofimpuritieswithionexchange,mediafiltrationandRO.90 内蒙古科技大学毕业设计说明书译文一个热力发电厂的案例研究本文是关于Jordan"sA1Hussein火力发电站的工业废水循环使用的可能性研究报告。是一篇对生产工序，工业废物产生和对水质要求的全面的评价，并且鉴定了在这些领域的水的回收利用的可能性。他们包括一个水处理系统，blow-down系统，烟气脱硫过程和其它环节的水源，例如使用经过污水处理过的废水作为补充水。大量的水可以从工厂抽到污水处理厂处理或者直接用于灌溉。这些废水可以通过过滤处理，包括反渗透，并且可以在厂内再循环，作为工序用水。水很可能通过好的运行方式在电厂内保存，例如预防维修，好的辅助工作，溅出预防，控制废气的排放，使用最少水量的清洁技术和一个好的培训计划保证处理的成功。水的保护在约旦是非常必要的，电厂的长期计划中应该考虑改装那些汽轮机的基础工艺，不仅是为了使整个系统的各部分结合得更好，还是为了蒸汽和/或者柴油机驱动的涡轮机的保护。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.引言根据约旦的国家地图集，在Jordan每年降雨量为8500Mm3，然而只有1200Mm3可以被利用。70%的降雨流进了约旦山谷，死海和Araba干谷的下水道，剩下的30%只能通过钻井被利用。水源的耗尽主要是由于地下水盆的开发过度，而且已经导致很多备用水的耗尽和水质的恶化。这是Zarqa江河流域的形势。集中的抽取已经降低了地下水位，在干燥年间那些河床和那些主流干道的水大多数是来之AsSamratreatmentplant(STP)的废水。同时，盐份的含量已经增加，在上层的地下水现在已经被各种有机和化学物污染。1998年在Jordan工业部门使用50Mm3的水，占这年总耗水量的5%。绝大部分是被像磷酸盐采矿；钾碱，水泥，陶器制法和汽水的生产；以及能源消耗大的工业了。几乎所有地方的工业在最近二十年已经饱受短缺之苦。缺水也成了阻碍新工业建立的主要因素，比如扩大像石油页岩那样的耗水量高的工厂。[5]在新近的一篇报道中，Mohsen和Jaber[6]讨论了工业废水在约旦重新使用的可能。评价了工业水的要求，废水的生产，工业废水中的污染物的种类和废水处理技术。共有30个行业已经被评论。来自这30个行业的总废水量大约是10，200m3/d.估计大约4，400m3/d被排入公共下水道系统，这大约占总流量的3%。被控制的金属的数量是：铬，锌，铜，Pb，镍，Cd，Sn，Fe和A1分别为6800kg/y，3000kg/y，45kg/y，65kg/y，20kg/y，2kg/y，25kg/y，60t/y，18%的工业，那些主要是产生有机污染的废水的行业，绝大部分是食品工业。这些行业排放的BOD含量大约为5.3t/d。其中，大约有2.2t/d的BOD被排放到公众地下水道系统，大约3.1tBOD通过灌溉被排到了环境中。已经表明大多数被选择的工业要求污水处理。这些建议执行时将进一步研究这类废水处理方法和估计它们的成本耗费。在被选择的工业里清洁工艺对技术的引进是非常必要的。这包括未加工和辅助材料的代替，水和能量的节约，水的循环使用，化学制品的再用，改进制造过程的控制，浪费的最小化和好的辅助工作。工业可以被认为具有重复使用的废水的潜能[7-10]。因此，工业应该被鼓励投资以提高水的利用效率，更好地再循环利用和管理。这样配发的水量就能够达到生产所需的必需水量。在这篇文章里将调查Jordan"sA1Hussein火力发电站(HTPS)工业废水重新使用的可能性。是一篇对工序，工业废物产生和水质要求全面的评价，确认了潜在的改进和保护的领域。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书1.12.工业概述蒸汽涡轮机是热电力工业的生产设施。蒸汽涡轮机的产品是电能；它的初级原料是燃料，空气和水。目前，四种燃料在一座蒸汽电气的电厂内被使用：三种矿物燃料；煤，天然气和燃料油；以及商业的核能的基本燃料，铀。还有另一种能量转换。现代的蒸汽电厂利用化学能，传统燃料或者核燃料作为原子能应用在生产电能四个阶段。第一阶段是在锅炉内燃烧燃料并且把水转变成水蒸汽。第二阶段是高温，高压的蒸汽进入涡轮机，并在其内转化为轴形式的能量；涡轮机轴与发电机相连接，这就把机械能转变成电能了。在第三阶段里离开涡轮机的蒸汽被凝结成水，把热传递到冷却媒介中（通常是水）。最后，这种冷凝物在被送到锅炉内循环利用。与蒸汽发电厂的四个生产阶段有关的五个主要的处理单元：1.使用前后燃料和材料的贮存和操作2.蒸汽的产生3.驱动发电机内的涡轮机中蒸汽的膨胀4.来自涡轮机和锅炉的蒸汽的凝结5.旋转机械能转化为电能还包括其它一些操作，例如与电厂有关的工厂卫生和水处理。该工厂典型的燃油流程。那些废蒸汽和废水要求根据下列处理过程处理：燃料管理，蒸汽生产，蒸汽膨胀，蒸汽凝结，发电和一些别的单元操作。燃料管理处理部分包括运输，贮存和燃料油的经营。漏油可能会导致严重的电厂的浪费和增加耗水量。因为溢出物和污损的电厂设备清洗需消耗大量的水。电厂通常用水蒸汽凝结成的水再作为锅炉的给水，做到了水的循环利用。有条件的工厂操作要求锅炉给水非常纯净。然而，在水的循环使用过程中，由于水的蒸发使水中原来含有的固体杂质浓度变大，不溶的固体杂质因水蒸发而在冷凝物内集中。在允许的条件下溶解固体以符合锅炉操作要求，但有时是难以控制的。这对锅炉的腐蚀很大，所以要求把废水处理成高纯净的补充水。对于补充水的处理通常包括悬浮物的去除和降低硬度，工序和腐蚀控制，并且悬浮物的去除通常可以通过澄清和过滤来完成。苏打通常可以用来使硬度降低，这需要投加石灰和烧碱。氨水和磷酸盐通常可以控制腐蚀作用。软化通常用离子交换和像反渗透(RO)那样的膜处理。所有这些过程的残余物可以和盐水一同流到废水处理系统。处理构筑物通常需要占用大面积的土地。化学废水或者水的使用要求与蒸汽膨胀过程无关。不过，它90 内蒙古科技大学毕业设计说明书的意义在于它对工厂效率的影响，因此，在热释放过程中，当一个水蒸汽循环用来把蒸汽热转化成涡轮机的机械工作时，最大的理论的效率，是因为温度的差别。是在通过涡轮机之后，热可以被蒸汽吸收并且减少损失。因此对于任何电厂的效率，热损失是不可避免的。冷凝器和冷却塔设备的关键在于循环水系统。蒸汽凝结过程对水的要求比较高，如若达不到要求水就不能再利用，必须排掉。如果水的冷凝被应用，空气冷却的冷凝器不需要水或者产生废水，但是冷却效率很低。两个普通类型的冷凝系统通过一次的和封闭的，它们和封闭系统主要差别是通过系统一次消耗更多的水。通过一次系统的冷却水来自自然水源，通过冷凝器抽它，并且把被加热的冷却水排到原来抽水的水体中。但是水温的上升可能破坏生态系统，污染物可能影响水质。通过一次系统的水可能被化学残渣污染。在进入冷凝器前冷却水就可能已经被化学污染了，所以要控制被污染的程度使其对冷凝器的腐蚀降到最低。投加的化学制品通常包括磷酸盐，石灰，铬，铝和锌。通常也投加消毒剂，包括氯，可以控制水中矿泥的增长。这些化学制品的残渣将被从冷凝器里用冷却水去除。如果提供给闭环系统的水不足，冷却水一定会被在封冷凝器内循环使用。用水冷却的封闭环冷凝器系统只是冷却的一种形式，例如一个人造池塘或者一座冷却塔，作为转移余热到空气的一个中间设备。相应的冷却水可在冷凝器内再循环利用。除增加的水的保护之外，也可以有效地对水厂的燃料油进行处理和消除热能污染的问题。漏油可以导致电厂浪费大量的水而增加耗水量。冲洗溢出物和冲洗污损的设备会消耗大量的水。虽然闭环系统因为大量的给水而没必要作为一次性系统，但是他们是不完全封闭的。一个补充水系统要求使损失掉的水得到补充，蒸发，液体剩余物在循环中的减少，即使通过循环的水没被要求和锅炉给水一样的纯净高度，但是与锅炉给水循环一样，循环水要求定期软化。像通过一次性冷却排水系统一样，循环水要求处理化学残余。循环水通常被看作废水。冷却塔的安装要求避开大片自然水域的热能污染或者保证足够的在"水短"地区里冷却。有三类塔：湿式的，干式的和干湿结合的设计。湿式的塔是比较普遍的选择，被更进一步分成自然冷却和机械冷却。像约旦那样的位置，干式的冷却塔最近已经吸引注意。与湿式的塔相比较，维护与保养它们不是那么费钱，它只需要化学添加剂和传统的冷却。这种用空气冷却的冷凝器不需要占很大的地方。此外，废热发电已经引起人们对干式冷却的兴趣。废热发电厂经常在现有的设备里利用热能，通常是以蒸汽的形式。不管冷却水的是否足够90 内蒙古科技大学毕业设计说明书，使用干式冷凝器的厂都能运行。干式冷却与湿式冷却相比的不利条件是减少了热效率。冷却塔已经成为工厂运转的一个重要部分。在下一个阶段，因为塔需要经常被清理，水被重新使用--使湿式/干式和干式的塔比湿式的塔的花费更大。基本上大多数涡轮机腐蚀问题都是由于给水不纯。因此，由于纯度不高的影响，蒸汽必须被保证在一定的ppb范围内。除去水中的杂质，优化的系统设计和使用优质的材料，足够控制腐蚀。众所周知，在水/蒸汽循环的给水环节监控和分析水质中，杂质的含量有一个ppm标准。水处理包括投加像磷酸盐和氢氧化物那样的化学品来更好的控制碱度。最重要的水处理程序当然是离子交换，过滤和反渗透(RO)。致谢经过为期三个月的紧张忙碌，毕业设计终于在老师的指导下顺利地完成。周围同学也提供了很大的帮助，在此向他们表示衷心的感谢。设计是一项综合的训练。不但是知识的理解与运用的加深，也是对工具的使用及技巧都是一个学习和熟悉的过程。怎么充分利用现有的文献资料，怎样将问题考虑得更全面、更细致，这里面都包含了很多技巧和值得学习与提高的东西。就拿电脑绘图来说吧，以前往往只是停留在认识的层次上，但当以运用就不是那么简单的事情了，如何作的更好，如何作的更快，这些都是需要学习和提高的东西，与此同时也对许多软件有了新的认识和了解。90 内蒙古科技大学毕业设计说明书当然，在本次设计过程中也暴露出许多问题，诸如资料的欠缺、知识的相对陈旧等，而且自身能力也不足，还有待于进一步提高。对于初学的我，要系统得分析和研究这一课题，必定会存在失误和不恰当的之处。我怀着感激的心情，希望得到老师的批评和指正，使我能在下一步的研究学习中能更完善。由于知识和经验有限，难免出现错误和疏漏，希望各位老师能够谅解，并且提出批评指正，本人在此表示感谢！90'