工业园区废水处理工艺设计

'西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计本科毕业论文（设计）题目工业园区废水处理工艺设计学院资源环境学院专业环境工程年级2007级学号222007320222016姓名徐驰指导教师蒋珍茂成绩_____________________2011年5月9日 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计文献综述1引言81设计规模91.1污水处理规模91.2进出水水质指标92工艺流程的确定92.1污水处理工艺选择原则102.2本污水处理厂进水水质特点102.3工艺流程图123工艺流程介绍及各构筑物尺寸计算123.1格栅123.2粗格栅设计133.2.1设计参数133.2.2尺寸计算133.3污水提升泵房设计143.4细格栅设计143.4.1设计参数143.4.2设计计算143.5涡流沉砂池设计153.5.1设计参数153.5.2设计尺寸153.6调节池设计163.6.1均质池173.6.2综合池173.7奥贝尔氧化沟及二沉池设计183.7.1二沉池设计183.7.2奥贝尔氧化沟设计193.8污泥泵房213.9接触消毒池214污水处理厂总平面布置224.1平面布置原则224.2总平面布置234.2.1预处理区234.2.2污水处理区234.2.3污泥处理区234.2.4厂前生产管理区245污水处理厂高程布置245.1高程布置设计原则245.2污水厂高程布置24参考文献..........................................................................................................................................25致谢................................................................................................................................................25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计工业园区废水处理工艺设计徐驰西南大学资源环境学院，重庆400715摘要：针对某工业园区污水特点，采用强化预处理+奥贝尔氧化沟工艺来有效处理其工业废水，充分利用了该工艺操作简单、运行稳定、抗冲击负荷能力强、处理效果好的优点。根据设计要求，计算了处理流程中各构筑物的尺寸，合理安排了污水处理厂总平面布置和高程布置。关键词：工业废水，奥贝尔氧化沟，设计ThetreatmentprocessdesignofawastewaterfromanindustrialparkXuChiCollegeofResources&Environment,SouthwestUniversity,Chongqing400715Abstract:TheenhancedpretreatmentandObamaBelloxidationditchwereselectedtotreatawastewaterfromanindustrialpark.Thetechnologyisoperationalsimple,processstable,stronglyresistanttoimpactloadandeffectobvious.Accordingtothedesigncriterion,thesizeofprocessbuildingswerecalculatedandtheplanelayoutandelevationlayoutwerearrangedreasonably.Keywords:industrialwastewater,orbaloxidationditch,design文献综述我国每天排放大量的工业废水，对江河湖海造成严重的污染。据统计，全国27条25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计主要河流，大多数被严重污染，有些河流中含酚，汞普遍超过指标数倍，乃至数十倍，使许多盛产鱼虾的河流产量大幅度下降。水质污染，加剧了北方缺水地区的水源紧张程度。同时，南方由于大量工厂没有节制的排放重金属废水，也导致了水质的严重污染，造成长江流域的水污染。所以，工业废水的综合治理已成为当代环境工作亟待解决的重大问题之一。随着工业经济的迅速发展，工业废水的排放量增加很快。目前，我国以淮河、太湖等为代表的江河湖泊因为工业废水排放而遭到较为严重的污染，对环境和居民身体健康产生了较大的影响。因此，增建和扩建工业污水处理厂便成为当务之急。1工业废水概况1.1工业废水定义工业废水（英文：industrialwastewater）包括生产废水和生产污水，是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物、生产过程中排出的水。1.2工业废水的分类一般的，工业废水有三种分类方法。一是按工业废水中主要污染物的化学性质分类，如无机废水和有机废水，其中，电镀废水和矿物质加工产生的废水是无机废水；食品或石油加工产生的废水是有机废水。二是按工业企业的产品和加工对象分类，如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、化肥废水、纺织印染废水、制革废水、发电厂废水等。三是按工业废水中的主要污染物分类，主要有酸性废水、碱性废水、含氰废水、含油废水、含有机磷废水和放射性废水等。还有按废水中污染物的危害性及其处理的难易程度分类的。大致可分为三类：一类为废热，主要有冷却水，冷却水可以回用；一类为常规污染物，无明显毒性又易于生物降解，包括生物可降解的有机物，可作为生物营养素的化合物，以及悬浮固体物等；一类为有毒污染物，含有毒性又不容易生物降解，包括重金属、有毒化合物和不易被生物降解的有机化合物等。1.3工业废水的特点工业废水的特点是排放量大，污染范围广，污染物种类繁多，浓度波动幅度大，污染物质毒性强，危害大，污染后恢复比较困难。而且工业废水的水量和水质因生产方式和生产工艺的不相同导致其差别很大。如矿山、电子外包等部门的废水主要含无机污染物，而造纸、啤酒等工业部门的废水,有机物含量很高，BOD5常达到2000毫克/升，甚至有的达到3000025 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计毫克/升。即便是同一生产流程，生产过程中水质水量也会发生很大变化。例如氧气顶吹转炉炼钢，同一炉钢的不同冶炼阶段，废水的pH值可在4～13之间,悬浮物可在250～25000毫克/升之间变化。　　工业废水的水量取决于用水情况。电力、造纸、石油、啤酒等工业用水量大，废水量也大，如有的炼钢厂炼1吨钢出废水200～250吨。但各工厂的实际外排废水量还同水的循环使用率有关。例如循环率高的钢铁厂，炼1吨钢外排废水量只有2吨左右。2我国工业废水处理的发展历程[1]我国工业废水治理起步较晚，技术不成熟，但是发展较快，在几十年的发展过程中，无论是工艺方面还是科研成果方面都取得了长足的进步。我国工业废水的发展主要分为以下三个阶段（1）工业废水处理发展初始阶段在建国之初，我国经济还不发达，各地工厂都比较少，工业化水平还很低，所以工业废水排放量少，对环境污染不严重，因此治理就少。随着经济逐步发展，各地工业化水平相继提高，工业废水量逐步增大，对环境污染日益严重，政府开始对其重视。六十年代，我国逐步开始对工业废水的治理进行研究。首先介入的是国内的几大市政设计院。1963年建成北京化工二厂酸碱污水处理工程，规模2700m3/d；1968年建成北京南郊农药二厂污水处理工程，规模2000m3/d，采用碱化——中和——曝气工艺；七十年代初期，“三废”污染引起了各级政府包括中央政府的重视。为加快包括工业废水在内的“三废”治理步伐，国家于1973年颁布了《关于保护和改善环境的若干规定》和其后颁布的《工业企业三废排放试行标准》等法规性文件，大大地推动了工业废水处理事业的发展，工矿企业兴建了一批污水处理厂。（2）贯彻“三同时”，工业废水处理迅速发展1979年，国家颁布的《中华人民共和国环境保护法（试行）》，标志着我国的环境保护工作进入法治阶段。该法还把环境影响评价，污染者的责任，征收排污费，对基本建设项目实行“三同时”25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计等，作为强制性的法律制度确定下来。进入80年代，我国环境立法发展十分迅速，先后颁布了《中华人民共和国水污染防治法》、《征收排污费暂行办法》等一系列法律、法规、规定，这些法律、法规的颁布实施，对治理工业废水、保护环境起到了非常重要的作用。在此期间，我国完成了一大批工业废水处理厂的设计和建设，取得了丰硕的成果。在80年代，我国除了探索工艺方案和设计参数外，国内几家市政院还完成了一批科研成果，包括西南市政院进行了碱法草浆蒸煮废液的厌氧——酸析处理技术的研究；上海市政院开展对上海天厨味精厂废水处理试验，中等浓度有机废水厌氧处理研究；北京市政院开展对大理石生产废水处理回用生产性试验，深井曝气活性污泥法新工艺研究处理北京制药总厂废水。华北市政院开展对污水催化氧化处理技术处理毛纺废水等。（3）发挥专业院作用，工业废水治理呈现新局面进入90年代，国家对环境保护工作更为重视，也加快了法律体系的建立和环保机构的健全，国家先后颁布了《中华人民共和国水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》等法律文件，环境治理工作的步伐大大加快。随着改革开放的深化，社会主义市场经济的逐步建立，环保市场的发育，环保工作的科研设计力量也得到大发展，工业行业设计院的水处理方面的科技力量得到加强，并先后涌现出一批从事工业废水处理的环保公司，这些力量熟悉本行业的主体工艺，设计单位为自身市场化发展需要，积极投身工业废水处理的研究设计工作。同时随着国家对环境保护工作的重视和投入，特别对城市环境保护和三江三湖治理的资金投入，国内的大中城市逐渐建设城市污水处理厂，国内几家大市政院也逐渐把工作重心移向城市污水处理厂的处理技术的研究和设计。因此，国内工业废水处理市场逐渐由市政院转向工业院和环科院、环保公司起主导作用，特别是九十年代中期以后。尽管如此，国内几家大市政院仍然完成一批工业废水处理厂的设计工作，一批新的污水处理技术在工程中运用。我国工业废水治理经过五十年的发展取得了很大的成绩，水处理技术得到长足发展，削减了污染物的排放总量，有效地扼制了对环境的污染。但是就目前来说与国际水平还是有一定差距，所以要树立科学发展观，保护环境，努力探索出新方法和新思路。3工业废水的处理方法[2]25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计随着现代化工业的日益发展，工业废水量的排放日益增加，全世界各个国家的水体都被不同程度的污染，加剧了世界性的水资源匮乏危机。为保护水体，同时缓解水资源匮乏的情况，世界各国都在逐渐对工业废水处理技术进行深入的研究和密切的关注。3.1物理法物理法是指通过物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物的废水处理方法，在此过程中污染物的化学性质不会发生改变。工业废水处理常用的物理法有调节、沉淀、筛滤、过滤、浮力上浮、离心分离等。3.1.1调节在生产过程中，工业废水不论是在水质还是在水量上都会发生变化，所以需要对水质水量进行调节，以使废水处理系统在最佳的工艺条件下运行。3.1.2沉淀沉淀法的原理是利用废水中的悬浮物和水的密度有差别，借着重力沉降的作用，使其与水分离出来。3.1.3筛滤、过滤利用格栅、滤网等的拦截作用去除废水中的悬浮固体物质以及油类物质。3.1.4浮力上浮法利用水的浮力及悬浮物密度小于水密度的原理，使水中悬浮物浮于水面上，再对其进行分离的水处理方法统称为浮力上浮法。3.1.5离心分离利用离心力使污染物与废水分离。3.2化学法[3]化学法是指加入化学物质，使化学物质与废水中污染物发生化学反应，从而来分离、回收、去除污水里面原本为溶解状态、胶体状态的污染物或者将有害的污染物质通过化学反应转变为无害的物质的废水处理方法为化学处理法。其废水处理技术常用的有混凝法、中和法、化学沉淀法等。3.2.1混凝法混凝法是在混凝剂的作用下，对不溶态污染物的分离技术。其原理是在混凝剂作用下，使废水中不溶态污染物凝聚为可分离性的絮凝体，然后予以分离去除的过程。3.2.2中和法25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计中和法的原理来源于酸碱中和，利用其原理来处理酸性或者碱性的废水。即是向偏酸性的废水当中加入碱性物质，反之向偏碱性的废水中加入酸性物质，使其发生酸碱中和反应。以此来调节废水的PH值，使其达到排放标准。3.2.3化学沉淀法化学沉淀法是指向废水中投加可与水中呈离子态的污染物发生化学反应，生成与水不互溶的化合物，析出沉淀，然后将其分离，使废水得到有效净化的废水处理方法。它主要用于除去废水中的重金属离子。3.3物理化学法物理化学法是废水处理的一种方法，它是灵活的将物理方法和化学方法有机结合，使废水得到净化。常见的物理化学方法包括：吸附法、离子交换法、萃取法等。3.3.1吸附[4]是指利用多孔吸附剂，吸附废水中溶解性有机或无机污染物。常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅藻土、硅胶、分子筛等，其中以活性炭使用最为广泛。3.3.2离子交换离子交换法是指利用离子交换剂上的无害离子与废水中的有害离子或要回收的离子进行交换反应以除去或者回收废水中的离子的方法。3.3.3萃取萃取是指利用废水中有害溶质在废水中与在加入的溶剂中的溶解度的差异，使废水中的有害溶质转移到我们所加入的另一种溶剂之中，此种溶剂必须与水互不相溶。从而将水与溶剂分离，同时也分离出了废水中的有害物质，以使废水得到净化。3.4生物法生物处理法就是利用微生物的新陈代谢功能，通过微生物的吸附、降解废水中的有机污染物,将废水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质,转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。生物处理法通常又分为好氧生物处理（如活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘和土地处理法等)25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计和厌氧生物处理(如厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法)两种方法。好氧生物处理是在有溶解氧的条件下,依靠好氧菌及兼性厌氧菌分解氧化废水中的有机物,以降低其含量。厌氧生物处理则是在无溶解氧的条件下,依靠兼性厌氧菌和专性厌氧菌转化和稳定有机物,主要用于处理高浓度有机工业废水和城市污水中的污泥,且可以回收甲烷作为燃料。一般来说，中、低浓度有机废水多采用好氧生物处理,高浓度(COD超过3000～4000mg/L)有机废水趋于厌氧生物处理+好氧生物处理。3.4.1活性污泥法当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。其中奥贝尔氧化沟是一种新的污水处理工艺，它是在传统氧化沟的基础上发展起来的。随着水污染的加剧和水体富营养化问题的出现，具有优良脱氮性能的奥贝尔氧化沟技术可以说是应运而生，成为一种新的污水处理技术。它的典型特征是多沟道同心圆结构，污水通常从外沟进入，也可从中沟、内沟进入，回流污泥则进入外沟，沟之间有连通孔道，污水依次从外沟至中沟至内沟，再从内沟流往二沉池，内回流污泥则从内沟流向外沟。尽管这是一种比较新的工艺，但是由于它的各种优点，现在在全国各地已经有许多应用成功的案例。其中包括93年9月1日建设，98年5月1日投产的安徽省合肥市王小郢污水处理厂，处理量15万m3/d，出水水质达标稳定；2000年9月1日建成投产的北京大兴黄村污水处理厂，处理规模8万m3/d，出水水质达标稳定；山东潍坊污水处理厂，处理规模10万m3/d，出水水质达标稳定。3.4.2厌氧消化法厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。厌氧法,据资料介绍,对于高浓度有机废水的处理是最好的方法。有机废物经厌氧生物的降解、转化，不仅可以去除有机污染物，而且还可获得大量的沼气。1970年，荷兰教授Lettinga先生发明了“上流式厌氧污泥床反应器(简称UASB)”,加拿大科学研究会生物科学部研究出“复合式上流厌氧反应器”。吉林化工学院用UASB进行过高浓度有机废水的处理研究,北京市环保所曾UASB研究处理华北制药厂等三厂高浓度有机废水,效果均良好,COD去除率可达80%以上[5]。25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计3.4.3生物膜法使废水连续流经固体填料(如碎石、炉渣或塑料蜂窝等)，在填料上形成污泥状的生物膜。生物膜上繁殖着的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解废水中的有机污染物，从填料上脱落下来的衰死生物膜随废水流入沉淀池，经沉淀分离，废水得以净化。3.4.4生物稳定塘使废水在自然或经人工改造或人工修造的池塘内缓慢流动、贮存，通过微生物等的代谢活动，降解废水中的有机污染物，从而使废水得到净化。生物塘按功能的不同可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。随着水资源的世界性危机越来越严重，各国对废水处理技术越来越重视，为防止水质资源恶化而对国家经济的可持续性发展产生瓶颈效应，投入大量人力物力开发新的水处理技术。新世纪我国水质科学与工程学科的时代性挑战与任务是：在2025年前，开发出具有突破性的水处理新工艺以及强化现有工艺的改造技术，使水处理的各项费用比现在降低约25%—33%，并在2050年前水资源不再出现IV类以及低于IV类水质的现象。因此我们除了积极改造现有工艺，还必须积极创新，开发新材料，利用生物技术如利用现有的EM技术（有效微生物群）、天然微生物种、开发高效的人工菌种等，发展水处理技术任重而道远。25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计设计说明书引言工业废水中污染物成分极其复杂多样，任何一种处理方法都难以达到完全净化的目的，而常常要集中方法组成处理系统，才能达到处理的要求。废水处理流程的组合，一般遵循先易后难、先简后繁的原则。先取出大块垃圾和漂浮物质，然后再一次取出悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。即首先使用物理法，然后再使用化学法或物化和生物处理法[6]。中国现有工业废水处理厂，多为各企业自行修建，先期对其进行预处理达到排放标准后排入城市生活污水厂再进行处理，最后排入水体。本设计拟建设一个对工业园区所有企业的污水（包括生活污水）进行综合性的统一处理。1设计规模1.1污水处理规模通过对该工业园区进行实地调查后，预测其每日污水平均流量为30000m3/d。污水总变化系数KZ=1.45，最大小时流量1812.5m3/h；考虑远期水量变化，远期工程平均污水量6万m3/d，污水总变化系数KZ=1.36，最大小时流量3400m3/h。为节省工程投资，并考虑到近期工程与远期工程的结合，近期工程粗格栅进水泵房、接触消毒池建设规模为60000m3/d，近期工程的其它主体处理构筑物及生产性建筑物的建设规模为30000m3/d。1.2进出水水质指标（1）进水水质指CODNH3-NBODTNSSTP1300mg/L30mg/L600mg/L40mg/L350mg/L7mg/L（2）出水水质指标：执行标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级B标准[7]CODNH3-NBODTNSSTP25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计≤60mg/L≤15mg/L≤20mg/L≤20mg/L≤20mg/L≤1mg/L2工艺流程的确定2.1污水处理厂工艺选择原则[8]污水处理厂的建设和运行耗资比较大，并且受到多种因素的制约和影响。其中，处理工艺方案的优化选择对污水处理厂投资及运行管理的影响尤为关键。因此，须从项目整体优化的观点出发，综合考虑当地的客观条件、污水性质及处理出水要求，提出最佳的污水处理工艺方案。污水处理工艺选择原则：（1）工艺合理，技术先进，对水质变化的适应能力强，出水达标且稳定；（2）运行管理方便，运转灵活，对进水水量、水质的变化有较强的抗冲击能力及应变能力；（3）经济合理，电耗省，造价低，占地省；（4）工艺配套设备技术先进、质量可靠，并有广泛的选择余地；（5）工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度；（6）易于管理，操作方便，设备可靠；（7）重视环境、臭气的防护，噪声的控制；2.2本污水处理厂进水水质特点本电子工业园区污水处理厂除生活污水外，还含有以芯片、线路板废制造及封装测试为主的微电子产业废水，结合该地区污水排放的特点，对其进水水质特点概括如下：（1）水质水量波动较大，主要污染物（COD、SS）浓度较高（2）BOD5/COD值较低本工程废水中BOD5/COD值较低，属可生物降解但又不易生物降解污水。同时，曝气池活性污泥对废水驯化、适应周期长，加上进水水质变化较大，在一定程度上影响生物降解能力，因此，在生化处理系统前必须要有强化预处理设施。（3）废水成分复杂，含有一定量的重金属及有毒有害物质25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计由于污水处理厂所接纳的污水中含有一定量的微电子产业污水，企业生产采用的原材料中含有的重金属及有毒有害物质种类较多，如铜、铅、镍、锌、铬及氟化物等，虽然企业的生产废水经过严格的预处理后才能排入下水道，但是由于企业原废水中上述物质的浓度较高，需要较高的处理效率才能达到排放要求，在事故状态或其它原因下，很难保证任何时间，污水厂进水水质中上述物质浓度满足设计进水水质要求，因此，污水处理厂处理工艺需要考虑针对上述物质的应对处理措施。根据本设计对水质及处理规模的要求，对比多种工艺流程，最终确定工艺流程为强化预处理+奥贝尔氧化沟工艺（其中污水预处理采用调节池与反应沉淀池合建方案），主要原因是奥贝尔氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点[9][10][11]：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为好氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果且脱氮效果还能进一步提高。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性。（4）污泥产量少，污泥性质稳定。（5）工艺流程简单，构筑物少，电耗较小，机械投资省，运行费用低。（6）经过了多年的实际工程的验证，在理论上有系统全面的依据，实践上有成熟的经验，技术上是稳定可靠，工程上是切实可行的。（7）以最小的投资获得最大的工艺操作灵活性，能适应较大范围内水质水量的变化，具有较强的抗冲击负荷能力。（8）奥贝尔氧化沟工艺以及节能措施和设备的采用，节省了能耗和运行费用。（9）不设初沉池，节省投资，由于氧化沟的泥龄较长，剩余污泥得到了一定程度的好氧稳定，简化了污水处理流程，有利于节省投资和改善工作环境。25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计2.3工艺流程图图1工艺流程框图Figure1Thetechnologicalprocessblockdiagram3工艺流程介绍及各构筑物尺寸计算计算出各个构筑物的尺寸，但是不同种类的书计算方法不同，所以计算结果可能会略有差异。（注：本文不对污泥处理作讨论）3.1格栅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。污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：（1）污水处理系统前，采用机械清除时为16—100mm，采用人工清除时为25—100mm；（2）水泵前，应根据水泵要求确定；（3）细格栅为1.5—10mm。污水过栅流速宜采用0.6—1.0m/s。除转鼓式格栅外，机械清除格栅倾角宜采用60°—90°；人工清除宜采用30°—60°[12]。格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7—1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计。栅渣通过机械破碎输送，压榨脱水后外运。栅渣输送宜采用螺旋输送机，输送距离大于8.0m宜采用带式输送机。3.2粗格栅设计[13]粗格栅设两组，两组同时运行。3.2.1设计参数设计流量Qmax=0.94m3/s栅前水深h=1.0m过栅流速v=0.8m/s栅条间隙b=20mm栅前长度L1=1.0m栅后长度L2=1.0m格栅倾角α=60°栅条宽度S=10mm栅前渠超高h2=1.0m3.2.2尺寸计算图2粗格栅计算草图Figure2Thecalculationroughplanofcoarsetrashrack（1）栅条间隙数故n=28（2）栅槽宽度格栅宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3；则（3）通过格栅的水头损失（h1）k为格栅受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3倍。（4）栅后槽总高度（H）　H=h+h1+h2=1.0+0.082+1.0=2.082m（5）栅槽总长度L=L1+L2+H1/tan60°=3.16m（6）栅前渠道深25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计H1=h+h2=2m3.3污水提升泵房设计[13]采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后通过细格栅之后进行重力自流。设计流量Qmax=0.94m3/s，考虑取用5台潜水排污泵（四用一备），则每台泵流量为850m3/h。集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，即：V=850×60×15/3600=212.5m33.4细格栅设计[13]细格栅设两组，两组同时运行。3.4.1设计参数设计流量Qmax=0.94m3/s，栅前水深h=1.0m，过栅流速V=0.9m/s栅条间隙b=10mm，栅前长度L1=1.0m，栅后长度L2=1.0m格栅倾角α=60°，栅条宽度S=10mm，栅前渠超高h2=0.5m3.4.2设计计算图3细格栅计算草图Figure4Thecalculationroughplanoffinetrashrack　（1）栅条间隙数(n)：故n=49（2）栅槽宽度：B=S(n-1)+bn+0.2=0.01×（49-1）+0.01×49+0.2=1.17m25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计（3）通过栅头的水头损失（4）栅后槽总高度：H=h+h1+h2=1.0+0.35+0.5=1.85m（5）栅前渠道深：H1=h+h2=1.0+0.5=1.5m（6）栅槽总长度：L=L1+L2+H1/tanα=1.0+1.0+1.5/tan60°≈2.9m3.5涡流沉砂池设计[13]去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生化处理。共设涡流沉砂池1座，分2池。3.5.1设计参数设计流量为1250m3/h水力表面负荷195m3/m2·h水力停留时间30s3.5.2设计尺寸其设计尺寸按照钟式沉砂池型号及尺寸表设计。图4钟式沉砂池结构Figure4clocktypesinkingsandpoolstructure25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计表1钟式沉砂池型号及尺寸表Table1clocktypesinksandpooltypesandsizestable（单位：m）型号流量/(L/s)ABCDEFGHJKL50501.831.00.3050.6100.301.400.300.300.200.801.101001102.131.00.3800.7600.301.400.300.300.300.801.102001802.431.00.4500.9000.301.350.400.300.400.801.153003103.051.00.6101.2000.301.550.450.300.450.801.355505303.551.50.7501.500.401.700.600.510.580.801.459008804.871.51.002.000.402.201.000.510.600.801.85130013205.481.51.102.200.402.201.000.610.630.801.85175017505.801.51.202.400.402.501.300.750.700.801.95200022006.101.51.202.400.402.501.300.890.750.801.95由于本设计设计流量为Q=30000m3/d=347.22L/s，故采用型号550设计。3.6调节池设计调节池共一座，分2格，总调节时间：5.4h(3.0万m3/d)，其中1格为均质池，另一格为综合池（即根据进水水质情况，兼有流量调节池、事故反应沉淀池及事故储存池三个功能）。图5调节池计算草图Figure5regulationpondscalculationsketch25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计3.6.1均质池调节进厂水水质，保证后续处理工艺的稳定运行及处理效果。均质池前端为特细砂沉淀区，后端为厌氧池。3.6.1.1设计参数调节时间T=4.0h进水量Q=30000m3/d=1250m3/h3.6.1.2设计计算①有效容积V=QT=1250×4=5000m3②有效水深采用h=5m③池子面积F=V÷h=5000÷5=1000m2④池子的平面尺寸采用L×B=50×20=1000m2⑤池子总高度设池子超高h1=1m，则总高度为H=h+h1=5+1=6m⑥池子的几何尺寸为L×B×H=50m×20m×6m⑦特细沉砂区几何尺寸L×B×H=6m×20m×6m⑧厌氧池几何尺寸L×B×H=10m×20m×6m3.6.2综合池3.6.2.1设计说明25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计综合池分为两种运行工况，一是水量及水质调节池，当进水泵房来水流量较大、超过设计流量时，综合池的超量水进水管及电动阀门自动打开，对超量水储存；当进水泵房来水流量较小、低于设计流量时，综合池出水端的流量调节水泵启动，均匀的将综合池中储存的水抽送至下一个处理单元；二是反应沉淀原污水重金属超标，SS、TP、COD超过设计进水水质时，将苛性钠、混凝剂、助凝剂与原污水充分混合，形成较大颗粒，利于后续沉淀。综合池前端为机械絮凝区，后端为沉淀区。3.6.2.2设计参数总调节流量Q=1250m3/h总停留时间T=1.4h3.6.2.3设计尺寸设计尺寸与均质池相同L×B×H=50m×20m×6m机械絮凝区几何尺寸采用L×B×H=10m×20m×6m沉淀区几何尺寸采用L×B×H=40m×20m×6m3.7奥贝尔氧化沟及二沉池设计[14]3.7.1二沉池设计进行混合液固液分离，确保污水厂出水SS和BOD5等达到所要求的排放标准，是生化处理不可缺少的一个组成部分。3.7.1.1二沉池设计参数氧化沟的沟型设计要看二沉池，故需先设计二沉池。每座二沉池流量Q=1250m3/h，取X=4g/L时q=1.08m3/（m2·h）沉淀时间t=4h3.7.1.2二沉池设计计算图6二沉池计算草图Figure6secondpondcalculationsketch①池表面积F=Q/q=1250/1.08=1157.41m2②池直径25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计D=≈36m③沉淀部分有效水深h2=qt=1.08×4=4.32m④沉淀部分有效容积V=πD2h2/4=3.14×362×4.32÷4=4395m3⑤沉淀池周边有效水深取池坡度i=0.05缓冲层高度h3=0.5m刮泥板高度h5=0.5m则沉淀池底坡度落差h4=i×（D/2－4）=0.05×（36/2－4）=0.7m沉淀池周边有效水深h0=h3＋h5＋h2=0.5+0.5+4.32=5.32m⑥沉淀池总高度取池边超高h1=0.5mH=h0＋h1+h4=5.32+0.5+0.7=6.52m3.7.2奥贝尔氧化沟设计利用缺氧和好氧区的不同功能，以氧化氨氮为主，并具有一定生物脱氮功能，同时去除BOD5、COD、TP及NH3-N。3.7.2.1设计参数设计流量：总流量30000m3/d，分为两座，单座规模15000m3/d设计水温：12℃（最低）设计水温：25℃（最高）污泥负荷：0.051kgBOD5/kgMLSS·d污泥浓度：MLSS=4.0g/L总停留时间：HRT=15.29h总污泥龄：14.5d有效水深：4.0m外沟停留时间：7.54h中沟停留时间：4.50h内沟停留时间：3.25h回流污泥率：100%3.7.2.2奥贝尔氧化沟设计计算25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计图7氧化沟计算草图Figure7oxidationditchcalculationsketch（1）设计流量Q=15000m3/d=625m3/h（2）设计泥龄θc=14d（3）污泥产率系数Y=1.03kgSS/kgBOD（4）MLSS取X=4.0g/L（5）氧化沟总容积V=24QθcY（S0－Se）/1000X=24×625×14×1.03×（200－20）/1000×4=9733.5m3（6）水力停留时间T=V/Q=9733.5/625=15.573h（7）沟形设计本例二沉池直径较大，故采用棒形沟有效水深h=4.0m外沟宽B=7.0m中沟宽和内沟宽B1=5.5m中心岛宽度2m，两头圆弧形半径r=1m，隔墙厚度0.3m25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计氧化沟外沟圆弧形半径R外=19.6m中沟圆弧半径R中=12.3m内沟圆弧半径R内=6.5m外沟圆弧段面积为：π（R外2－R中2）=732m2中沟圆弧段面积为：π（R中2－R内2）=343m2内沟圆弧段面积为：π（R内2－r2）=130m2圆弧段总面积为：732+343+130=1205m2直线段总面积为：9733.5/4－1205=1228m2直线段长度为：1228/18=68m各沟总面积为：F外=732+68×7=1208m2F中=343+68×5.5=717m2F内=130+68×5.5=504m2三沟容积（面积）之比为：V外：V中：V内=49.7%：29.5%：20.72%与要求的比例接近，符合要求。3.8污泥泵房污泥泵房包括剩余污泥泵及回流污泥泵二部分。①功能：回流活性污泥至厌氧池，提升剩余污泥至污泥浓缩脱水车间。②设计参数厌氧池污泥回流比：100%；设计流量Q=1250m3/h剩余污泥总量：7.6t/d；含水率99.2%，合950m3/d剩余污泥排泥方式：9.5h/d③运行方式回流污泥根据氧化沟污泥浓度控制回流量，剩余污泥泵与污泥浓缩、脱水机协调运行。3.9接触消毒池图8接触消毒池示意图Figure8contactdisinfectionpoolschemes25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计接触消毒池规模6万m3/d，共1座。①功能：杀灭出厂污水中可能含有的细菌和病毒。②设计参数：设计流量：Q=2500m3/h接触时间：30min③主要工程内容：设接触消毒池1座，平面尺寸为24.6m×17.35m，有效水深4.2m。有效容积1290m3。运行方式：根据季节及水体发生疫情及卫生防疫部门要求连续运行。4污水处理厂总平面布置[13]4.1平面布置原则厂区总平面布置遵循如下原则：①功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。②考虑近、远期工程结合。③流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。④变配电中心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。⑤建筑物尽可能布置在南北朝向。⑥厂区绿化面积约30%，总平面布置满足消防要求。⑦交通顺畅，便于施工与管理。⑧设置事故排放管及超越管，各构筑物可重力放空。⑨总平面布置应满足规划控制。厂区平面布置除了遵循上述原则外，具体应根据城市主导风向、进水方向、排放水体位置、工艺流程特点及厂址地形、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。近期工程位于规划厂址北端，近期工程总平面设计考虑近期污水处理为3万m325 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计/d进行布置，远期生产构筑物集中预留在近期厂区东部，与近期生产构筑物对称布置，使近期工程具有相对的独立性和完整性，近远期有机的联系在一起，又便于远期工程施工。为减少厂区挖填方量，厂区平面布置应尽量紧凑，以节约用地、降低工程造价。在污水处理厂近期工程总平面设计中按照区域功能、进出水方向和处理工艺要求，将污水厂分为4个功能区，依次为预处理区、污水处理区、污泥处理区、厂前生产管理区。根据该区域风向规律可知，该区域的主导风向为东偏北风，厂前区应布置于厂区北侧，结合该区域的规划考虑对环境的影响，生产区臭味较大的构筑物（如粗格栅间提升泵房、细格栅涡流沉砂池、调节池及污泥浓缩脱水车间）应尽量远离厂前区，秉承以人为本的设计原则，将厂区对环境及居民的影响降低到最少。4.2总平面布置4.2.1预处理区预处理区主要包括粗格栅间、进水泵房、细格栅及涡流沉砂池、调节池及变配电间等构、建筑物。预处理区位于厂区的西部，东侧与一期污水处理区相邻，北侧为加药间及接触消毒池。加药间根据就近加药原则，靠近用药量大的调节池及消毒池。粗格栅间、进水泵房、细格栅沉砂池、调节池自西向东依据流程布置。4.2.2污水处理区污水处理区主要包括厌氧池及奥贝尔氧化沟、二沉池配水井及污泥泵房、二次沉淀池。污水处理区位于厂区的中部，近、远期构筑物由西向东以厂区中轴线进行对称布置。近期污水处理区构筑物以南北走向为中轴线进行对称布置。在该区域的构筑物中，二沉池配水井和剩余污泥泵房、回流污泥泵房合建。近期构筑物二沉池西侧紧靠接触消毒池，接触消毒池位于近期厂区的西部，北侧为厂前生产管理区，南侧为预处理区。4.2.3污泥处理区污泥处理区主要包括污泥混合池、污泥浓缩脱水机房、污泥堆棚及泥区变配电间等构、建筑物。25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计污泥处理区位于厂区的东南处，紧靠规划路，南侧为远景工程污水处理区，西侧为远期工程污水处理区。脱水后污泥靠近规划路，通过厂区侧门方便污泥运输出厂。4.2.4厂前生产管理区厂前生产管理区按6万m3/d处理规模建设。该区位于厂区的北端。厂前生产管理区主要包括办公楼（含化验室）、车库、机修仓库。厂前区位于厂区北部，处于夏季主导风向的上风向，毗邻河边和城市主干道，环境幽雅，与主城区距离较近，方便进出。厂前区靠近二沉池及出水区，远离预处理区及污泥处理区，卫生环境条件相对较好。5污水处理厂高程布置[13]5.1高程布置设计原则①污水厂竖向设计原则上拟充分利用原有地形，保证排水通畅、降低能耗及土石方挖、填平衡的要求。②厂内道路满足生产、运输及消防要求；③厂区不被洪水及潮水淹没；④合理利用自然地形，尽量减少土（石）方量、建筑物、构筑物基础护坡和挡土墙等的工程量；⑤填、挖方工程应防止产生滑波、塌方。保护山坡植被，避免水土流失；⑥近远期分期建设，在场地高程、运输线路、坡度等方面进行统一协调。5.2污水厂高程布置由于污水厂厂区设计地面标高能够满足防洪要求。生物池水位高出地面标高1.90m，设计细格栅进水水面标高285.55m，其他构筑物水面标高按构筑物及联络管渠水头损失依次确定，接触消毒池出水水面标高281.30m，全流程总水头损失4.25m。25 西南大学学士学位论文工业园区废水处理设计参考文献[1]潘兴富,熊易华.我国工业废水处理的五十年历程[J].西南给排水，2005，27（6）：28-31[2]吕后鲁,刘德启.工业废水处理技术综述[J].石油化工环境保护，2006，29（4）：15-19[3]蒋清民,柴凤兰.工业废水处理技术进展[J].河南化工,2003,(1):8-10[4]冯敏等.工业水处理技术[M].北京:海洋出版社,1990.193-197[5]刘天齐等.石油化工环境保护手册[M].北京:烃加工出版社,1990.345-350[6]戴耀南等.环保工作者实用手册[M].北京:冶金工业出版社,1987[7]中华人民共和国国家标准.城镇污水处理厂污染物排放标准[M].GB18918-2002.国家环境保护局，2003[8]周雹.试谈城市污水处理厂工艺选择[J].天津市政设计,1995,(3):14-20[9]原培胜,张洪荣,陈现明,等.两种改良型活性污泥法在城市污水处理中的比较[J].环境工程,2006,24(3)：34-35[10]杨红,杨云龙.浅析氧化沟工艺发展[J].山西建筑,2006,32(3)：181-182[11]周黎,王鹏,时倩.城镇污水处理厂工艺设计研究[J].中国资源综合利用,2005,(10)：10-11[12]刘建勇邹联沛等.水污染防治工程技术与实践[M].北京:化学工业出版社,2009.214-215[13]高俊发王社平等.污水处理厂工艺设计手册[M].北京:化学工业出版社,2003.73-86[14]周雹.活性污泥工艺简明原理及设计计算[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.168-180致谢在我四年的大学生活即将结束之际，对四年来一直关心、支持和帮助我的老师、同学表示最真挚的感谢！首先，要感谢母校西南大学，为我们创造了良好的学习环境，让我们有机会在此学习、生活，度过一生中最美好的时光。同时要感谢资源环境学院的所有领导和老师在学习和生活中给我们的教诲和帮助，感谢环境工程专业的所有老师在毕业论文撰写期间给我们的悉心指导，特别感谢蒋珍茂老师在毕业论文中对我的指导和帮助。在此，我还要特别感谢我的室友，在四年的学习生活中给我的关心、支持和帮助。最后，我要感谢我的父母，没有他们，就没有我的今天！谢谢！徐驰2011年4月25日25'