1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書引 言隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展及生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工業(yè)廢水污染帶來的水污染問題越來越嚴(yán)重，尤其是化工工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成的污染日益加劇。人們的日常生活離不開水，污水處理的程度與人類的生活息息相關(guān)，為使環(huán)境污染和生態(tài)破壞加劇趨勢(shì)得到控制，就要對(duì)工業(yè)廢水污染進(jìn)行綜合防治，所以，做好水處理工作是人類現(xiàn)在及今后必須做好的一項(xiàng)工作。工業(yè)廢水的基本特征是：有機(jī)物含量高，富營(yíng)養(yǎng)化，有的還含有重金屬、有毒物質(zhì)和可生化很低的有機(jī)物。因而，污水處理的主要對(duì)象為有機(jī)物（COD）、氨氮和磷酸鹽，目前，以控制富營(yíng)養(yǎng)化為目的的氮磷脫除已成為各國(guó)首要的奮斗目標(biāo)。在此情況下，發(fā)展可持續(xù)污水處理工藝變

2、得勢(shì)在必行。所謂可持續(xù)污水處理工藝就是向著最小的COD氧化，最低的釋放，最少的剩余污泥產(chǎn)量以及實(shí)現(xiàn)磷回收和處理重金屬回收等方面努力。用比較綜合的方式來解決污水處理問題，即污水處理不應(yīng)該僅僅單一的實(shí)現(xiàn)水質(zhì)改善，同時(shí)也需要綜合考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題，且所采用的技術(shù)必須要以避免出現(xiàn)污染物的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象為前提，以低能耗、低成本為宗旨。我國(guó)污水處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)步較晚，建國(guó)以來到改革開放前，我國(guó)污水處理的需求主要是以工業(yè)和國(guó)防尖端使用為主。改革開放后，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，拉動(dòng)了污水處理的需求。近年來通過不斷的實(shí)踐和改進(jìn)，廢水的處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，人們對(duì)廢水的處理過程

3、和原理的認(rèn)識(shí)更加深入，從我國(guó)的國(guó)情出發(fā)，我國(guó)的城市污水處理發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1；（1）中小城鎮(zhèn)污水處理與治理問題開始受到重視；（2）工業(yè)廢水處理逐漸轉(zhuǎn)向全程控制；（3）氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點(diǎn)也是難點(diǎn)；（4）水質(zhì)控制指標(biāo)越來越嚴(yán)；（5）污水處理從單獨(dú)分散處理開始轉(zhuǎn)為集中處理；（6）污水再生利用提上日程。第1章 概述水是人類賴以生存的寶貴資源，隨著全球人口急劇增長(zhǎng)，工業(yè)發(fā)展迅速。全球水資源狀況迅速惡化，“水危機(jī)”日趨嚴(yán)重。一方面，人類對(duì)水資源的需求以驚人的速度擴(kuò)大；另一方面，日益嚴(yán)重的水污染蠶食大量可供消費(fèi)的水資源。水環(huán)境一旦受到污染，將直接影響整個(gè)人類和其他生物的生存。隨著社會(huì)的發(fā)展

4、，科學(xué)技術(shù)也飛速發(fā)展，不少國(guó)家加大了對(duì)環(huán)境保護(hù)的投入，大力開展環(huán)境科學(xué)研究工作，研究和推廣一些低污染和無污染的生產(chǎn)工藝，一些先進(jìn)的污染治理技術(shù)，使環(huán)境污染問題在一定范圍內(nèi)得到了較好的解決，改善了人類生存和環(huán)境質(zhì)量。1.1化工工業(yè)污水處理概況對(duì)于我國(guó)這樣的一個(gè)工業(yè)大國(guó)來說，工業(yè)廢水則是水污染的一個(gè)重要來源，工業(yè)廢水中所含污染物主要為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩種，除此之外少量的重金屬和放射性物質(zhì)，例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水中所含的大多都是無機(jī)污染物，食品或石油加工過程的廢水含有大量的有機(jī)污染物，印染行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水中既含有無機(jī)污染物又含有有機(jī)污染物。在工業(yè)污水中，化工工業(yè)污水占有很大的

5、比例，大多化學(xué)試劑廠主要生產(chǎn)的是高純?cè)噭?、光刻膠、印刷膠、鋰電池電解液等，生產(chǎn)過程中排放的大多是高濃度廢液，有機(jī)污染物濃度極高，其中的BOD、COD、SS較高，較難生化降解，高濃度廢液必須先經(jīng)預(yù)處理，再與其他廢水混合送至化工基地廢水處理廠進(jìn)行二級(jí)處理。所以選擇合理的水處理工藝顯得尤為重要。常見的污水處理方法主要有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法四大類。其中生物處理法是目前研究得較多、新技術(shù)層出不窮的方法， 無論是好氧生物處理技術(shù)，還是厭氧生物處理技術(shù)都引起了研究人員的極大興趣。因?yàn)橛蒙锓ɡ玫氖俏⑸锏男玛惔x作用，以污染物質(zhì)為食料，將其代謝成諸如CO2、H2O、NH3、SO2等穩(wěn)定的小分

6、子，它的二次污染小，對(duì)處理生活污水及與之性質(zhì)相近的有機(jī)污水有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因而，大多化工廠尤其是化學(xué)試劑廠都采用生物處理法來進(jìn)行污水處理18?，F(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。一級(jí)處理，也稱為預(yù)處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級(jí)處理的要求。經(jīng)過一級(jí)處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。二級(jí)處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(BOD，COD物質(zhì))，去除率可達(dá)90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)處理，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等2。 1.2設(shè)計(jì)的目的

7、及意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)诋厴I(yè)前的綜合訓(xùn)練階段，是總結(jié)在校期間學(xué)習(xí)成果，完成工程技術(shù)人才基本技能訓(xùn)練的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這將提高我們對(duì)大學(xué)四年里所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)和工作都有很大的幫助。本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容是化學(xué)試劑廠的污水處理，任何工廠都會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生廢水，廢水如果未經(jīng)處理直接排放，將對(duì)城市及其下游水體造成污染，若滲入地下，還會(huì)污染寶貴的地下水資源，這種污染是難以恢復(fù)的。尤其是化學(xué)試劑廠，所排放的都是高濃度廢水，有機(jī)物含量很高，可生化性較低，污染程度大，所以化學(xué)試劑廠必須建設(shè)污水處理站對(duì)工廠排放的污水進(jìn)行處理，從而去除BOD、COD、SS等，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、回收有用物質(zhì)

8、、變廢為寶的目的。除此之外，在設(shè)計(jì)的過程中能使我們掌握初步綜合利用水處理單元解決實(shí)際問題的能力，根據(jù)設(shè)計(jì)所要達(dá)到的排放標(biāo)準(zhǔn)，確定污水處理站的處理工藝，并且在工藝的選擇過程中強(qiáng)化我們對(duì)污水處理工藝全面了解。從而進(jìn)一步來確定污水處理構(gòu)筑物的類型與數(shù)量，對(duì)主要的水處理構(gòu)筑物以及設(shè)備進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)來進(jìn)行繪圖?？傊?，本次設(shè)計(jì)是在解決水污染問題的同時(shí)培養(yǎng)設(shè)計(jì)者制定設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、文件編輯、文字表達(dá)、文獻(xiàn)查閱、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的綜合能力。1.3設(shè)計(jì)的基本思想在污水處理廠的設(shè)計(jì)中的一個(gè)首要及重要的任務(wù)就是污水處理工藝的選擇，污水處理工藝的選擇是決定污水處理廠投資和運(yùn)行成本的很重

9、要因素。目前，在污水處理領(lǐng)域，已經(jīng)有了許多成熟的工藝，這些工藝都被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的水處理，在新世紀(jì)到來之后，又有很多新的方法研究和應(yīng)用，綜合考慮在引用新方法的同時(shí)，也用成熟的工藝加以輔助，使設(shè)計(jì)方案合理化?，F(xiàn)在很多設(shè)計(jì)者普遍存在著追求“新工藝”的傾向。污水廠處理工藝的選擇，污應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量和受納環(huán)境容量或國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，確定處理程度等因素來確定，同時(shí)也要根據(jù)污水處理廠投資和運(yùn)行成本，過分強(qiáng)調(diào)污水處理工藝的先進(jìn)是不足取的，實(shí)際上，有些污水處理廠采取的高投資、高運(yùn)行費(fèi)的“新工藝”，由于水質(zhì)不穩(wěn)定，水量波動(dòng)大等緣故，并未收到理想的處理效果。所以，在設(shè)計(jì)過程中必須綜合考慮，采用適合實(shí)際需

10、要的處理工藝，而不是盲目追求新工藝新技術(shù)1.4 設(shè)計(jì)原則污水處理工程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中應(yīng)遵循下列原則：（1）執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國(guó)家地方的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；（2） 污水處理工藝技術(shù)方案，達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇投資和運(yùn)行費(fèi)用少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便的工藝；（3） 所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進(jìn)，更要求成熟可靠；（4） 和污水處理廠配套的廠外工程應(yīng)同時(shí)建設(shè)，以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益；（5）妥善處理污水凈化過程中產(chǎn)生的污泥固體物，以免造成二次污染；（6） 污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市嚴(yán)重缺水問。1.5 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）國(guó)家有關(guān)水污染防治的政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)；（2）污

11、水處理工程的設(shè)計(jì)服務(wù)范圍的污水產(chǎn)生、排放、水質(zhì)水量特征；（3）污水處理后擬達(dá)到的排放標(biāo)準(zhǔn)；（4）污水或污泥的綜合利用目標(biāo)；（5）污水和污泥處理的總體工藝方案。第2章 污水處理廠工藝方案的選擇2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 2.1.1設(shè)計(jì)題目日處理水量810污水處理廠設(shè)計(jì)2.1.2設(shè)計(jì)資料（1）基本資料設(shè)計(jì)廢水產(chǎn)生量為810/d。本方案設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)如下： : 661.7mg/L : 349.7mg/L SS: 549.1mg/L Cl: 2480mg/LNH3N：405.4mg/L油：5.48 mg/L（2）氣象資料3呼和浩特凍土層深為1.3m地下水位是12-20m年平均水溫1517呼和浩特多年平均降水量在4

12、10mm,降水量多集中在69月份呼和浩特常年風(fēng)向：冬季，以NW為主； 夏季，以SW、SSW為主。2.1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)據(jù)處理廠廠址選擇工藝流程；(2)處理廠工藝流程設(shè)計(jì)說明；(3)處理構(gòu)筑物型式選型說明；(4)處理構(gòu)筑物或設(shè)施的設(shè)計(jì)計(jì)算；(5)主要輔助構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算；(6)主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算選擇；(7)污水廠總體布置(平面或豎向)及廠區(qū)道路、綠化和管線綜合布置；(8)處理構(gòu)筑物、主要輔助構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖繪制；(9)編制主要設(shè)備材料表。2.1.4設(shè)計(jì)要求理論上要求出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到國(guó)家水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002的中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體如下4：1

13、00mg/L；30mg/L；SS 30mg/L； Cl 0.5mg/LNH3N405.4mg/L2.2污水處理工藝的選擇2.2.1水質(zhì)分析排放的污水為高濃度廢水，有機(jī)污染物濃度極高，其中的BOD、COD、SS濃度較高，尤其是COD的濃度很高，較難生化降解，所以高濃度廢液必須先經(jīng)預(yù)處理，再與其他廢水混合送至化工基地廢水處理廠進(jìn)行二級(jí)處理。所以所選擇的工藝一定要具有可降解有機(jī)物的能力。2.2.2污水處理工藝選擇原則（1）所采用的工藝必須是以低投資、低能耗、低成本為宗旨。 （2）所采用的工藝要以避免出現(xiàn)污染物的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象為前提。 （3）根據(jù)設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量和受納環(huán)境容量或國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，確定處理程度

14、來選擇合理的污水處理工藝。2.2.3污水處理工藝的確定生物處理法主要有活性污泥法、生物膜法、生物濾池，厭氧生物處理法等，其中從活性污泥法中派生出的工藝有：AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、A/A/O法、A/O 法等，這是當(dāng)前比較流行的幾種工藝，除此之外，還有生物接觸氧化法，這是從生物膜法中派生出的一中處理工藝17。AB法工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧，A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷大；B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B級(jí)間設(shè)中間沉淀池。AB法盡管有系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)，且具有很多缺點(diǎn)，例如，如果A段在運(yùn)行中控制不好，很容易產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭

15、氣體，影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，還有當(dāng)對(duì)除磷脫氮要求很高時(shí)， B段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脫氮，除此之外，污泥產(chǎn)率高，這給污泥的最終穩(wěn)定化處置帶來了較大壓力。SBR工藝的過程是按時(shí)序來運(yùn)行的，一個(gè)操作過程分五個(gè)階段：進(jìn)水、曝氣、沉淀、潷水、閑置。由于SBR在運(yùn)行過程中，各階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活變化。但是該工藝也據(jù)有一定的局限性：反應(yīng)器容積利用率低、水頭損失大、設(shè)備利用率低，不連續(xù)的出水，要求后續(xù)構(gòu)筑物容積較大，有足夠的接受能力。而且不連續(xù)出水，使得SBR工藝串聯(lián)其他連續(xù)處理工藝時(shí)

16、較為困難，還有峰值需氧量高，整個(gè)系統(tǒng)氧的利用率低。氧化溝污水處理的整個(gè)過程如進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內(nèi)完成，最早的氧化溝不需另設(shè)初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設(shè)備。后來處理規(guī)模和范圍逐漸擴(kuò)大，它通常采用延時(shí)曝氣，連續(xù)進(jìn)出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時(shí)得到穩(wěn)定，不需設(shè)置初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡(jiǎn)化。傳統(tǒng)氧化溝的脫氮，主要是利用溝內(nèi)溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設(shè)計(jì)，使溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，從而達(dá)到脫氮的目的。其最大的優(yōu)點(diǎn)是在不外加碳源的情況下在同一溝中實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和總氮的去除，因此是非常經(jīng)濟(jì)的。但在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解

17、氧濃度很難準(zhǔn)確地加以控制，因此對(duì)除氮的效果是有限的，而對(duì)除磷幾乎不起作用。另外，在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中，微生物在好氧缺氧好氧短暫的經(jīng)常性的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長(zhǎng)代謝環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。盡管氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，仍存在一系列的問題，例如污泥膨脹問題、泡沫問題、污泥上浮問題、流速不均及污泥沉積問題等。AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，用與脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有機(jī)物。該工藝流程簡(jiǎn)單，勿需外加

18、碳源與后曝氣池，以原污水為碳源，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低；反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好，反硝化反應(yīng)充分；曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進(jìn)一步去除，提高了處理水水質(zhì)。該工藝由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較。此外如果要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大運(yùn)行費(fèi)用。A/A/O法利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理工藝。該工藝是一種最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時(shí)間及總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝，在厭氧的好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100

19、，此外污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效，運(yùn)行中勿需投藥，運(yùn)行費(fèi)低。該工藝的缺點(diǎn)是除磷效果難以提高，污泥增長(zhǎng)有一定的限度也不易提高，特別是當(dāng)P/BOD值高時(shí)更是如此 ；脫氮效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高，否則增加運(yùn)行費(fèi)用5。生物接觸氧化法與以上幾種工藝相比具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： BOD容積負(fù)荷高，污泥生物量大，相對(duì)而言處理效率較高，而且對(duì)進(jìn)水沖擊負(fù)荷（水力沖擊負(fù)荷及有機(jī)濃度沖擊負(fù)荷）的適應(yīng)力強(qiáng)。 處理時(shí)間短。所以在處理水量相同的條件下，所需裝置的設(shè)備較小，因而占地面積小。 能夠克服污泥膨脹問題。生物接觸氧化法同其他生物膜法一樣，不存在污泥膨脹問題，對(duì)于那些用活性污泥法容易產(chǎn)生

20、膨脹的污水，生物接觸氧化法特別顯示出優(yōu)越性。容易在活性污泥法中產(chǎn)生膨脹的菌種（如球衣細(xì)菌等），在接觸氧化法中，不僅不產(chǎn)生膨脹，而且能充分發(fā)揮其分解氧化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。 可以間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)停電或發(fā)生其它突然事故后，生物膜對(duì)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)有較強(qiáng)的適應(yīng)力。長(zhǎng)時(shí)間的停車，細(xì)菌為適應(yīng)環(huán)境的不利條件，它和原生動(dòng)物都可進(jìn)入休眠狀態(tài)，顯示了對(duì)不利生長(zhǎng)的環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)力；一旦環(huán)境條件好轉(zhuǎn)，微生物又重新開始生長(zhǎng)、代謝。 維護(hù)管理方便，不需要回流污泥。由于微生物是附著在填料上形成生物膜，生物膜的剝落與增長(zhǎng)可以自動(dòng)保持平衡，所以無需回流污泥，運(yùn)轉(zhuǎn)十分方便。 剩余污泥量少通過以上幾種工藝的比較并結(jié)合設(shè)計(jì)的要求發(fā)現(xiàn)生物接觸法最適

21、合本次設(shè)計(jì)，所以本次設(shè)計(jì)中所采用的污水處理工藝為生物接觸氧化工藝6。2.3污水處理工藝流程簡(jiǎn)介2.3.1工藝流程敘述工業(yè)廢水的水量和水質(zhì)隨時(shí)間的變化幅度較大。為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，因此要求對(duì)廢水的水質(zhì)及水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，均衡水質(zhì)，使其能夠均勻進(jìn)入后續(xù)處理單元，提高處理效果。因此。首先要需要設(shè)置調(diào)節(jié)池，對(duì)廢水的水質(zhì)及水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，均衡水質(zhì)。廢水在進(jìn)入調(diào)節(jié)池之前，需先流經(jīng)格柵池截留較大的懸浮物或漂浮物，然后流經(jīng)初沉池，初沉池是借助于污水中的懸浮物質(zhì)在重力作用下可以下沉，從而與污水分離，初沉池可以去除懸浮物40%60%，去除BOD20%30%。初沉池采用平流式沉淀池。在流出調(diào)節(jié)池后污水

22、先經(jīng)提升泵房提升后進(jìn)入生物接觸氧化池進(jìn)行生化處理，處理之后的污水再進(jìn)入二沉池進(jìn)行再次沉淀，二次沉淀池是整個(gè)污泥處理系統(tǒng)中非常重要的組成部分。整個(gè)污泥處理系統(tǒng)的處理效能與二沉池的設(shè)計(jì)和運(yùn)行密切相關(guān)，在功能上要同時(shí)滿足澄清和污泥濃縮兩方面的要求，它的工作效果將直接影響系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。所以，二沉池在活性污泥系統(tǒng)中非常重要，二沉池選用豎流式沉淀池。經(jīng)二沉池處理后的上部清水進(jìn)入接觸消毒池經(jīng)消毒后由排水管排出，下部的污泥就進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)，污泥的最終處置有污泥填埋，污泥焚燒，污泥堆肥和污泥工業(yè)利用四種途徑。該廠的污泥主要是由沉淀池和二沉池產(chǎn)生的，產(chǎn)生的污泥直接經(jīng)污泥濃縮池和脫水間進(jìn)行濃縮脫水

23、，然后將泥餅外用。由于本次設(shè)計(jì)水量較小，工藝流程簡(jiǎn)單，主體構(gòu)筑物少，運(yùn)行較為靈活、穩(wěn)定性好，基礎(chǔ)投資省，運(yùn)用費(fèi)用低，操作管理方便。2.3.2工藝流程圖設(shè)計(jì)的工藝流程如下圖：圖2-1污水處理工藝流程圖 第3章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1格柵 格柵是一組（或多組）相平行的金屬柵條于框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中較大的懸浮物及雜質(zhì)，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常工作7。3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=810m3/d=33.75m3/h=9.375m3/s設(shè)柵前流速v1=0.7m/s，過柵流速v2=0.9m/s設(shè)柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=20mm=0

24、.02m單位柵渣量1=0.05m3柵渣/103m3污水格柵安裝傾角=603.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算1柵前水深：根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 （3-1）式中：設(shè)計(jì)最大流量,； 柵前槽寬,； 柵前流速,。則柵前槽寬 由經(jīng)驗(yàn)得：，則柵前水深為。2柵條間隙數(shù) （3-2） 式中：最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； 格柵傾角，格柵傾角一般采用4575，這里取60； 柵條間隙寬度，中格柵間隙寬度是1040mm，這里取20mm； 柵前水深，m； 過柵流速，m/s。則柵條間隙數(shù) 取n=7即柵條間隙數(shù)為73柵槽有效寬度B=S(n-1)+bn （3-3） 式中：柵條寬度，m； n柵條間隙數(shù)，個(gè)： B柵條間隙，m。代入數(shù)據(jù)得： 4進(jìn)水渠道漸寬

25、部分長(zhǎng)度 （3-4）式中：柵槽有效寬度，m；進(jìn)水渠道寬，取=0.1m； 其漸寬部展開角，一般采用20。代入數(shù)據(jù)得： 5柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 =0.07m6過柵水頭損失設(shè)柵條邊為矩形截面 （3-5）式中：h0計(jì)算水頭損失，m； 阻力系數(shù)，其中=（s/b）4/3 過柵流速，m/s；格柵安裝傾角。則原式變?yōu)椋?（3-6）式中：形狀系數(shù)，采用柵條斷面是銳邊矩形的柵條，即=2.42； 格柵手污物堵塞時(shí)，水頭損失增大倍數(shù)，取=3。代入數(shù)據(jù)：h1=0.10m7柵后槽總高度 式中：柵前水深，m； 過柵水頭損失，m；柵前渠道超高，一般取0.3m。代入數(shù)據(jù)得：=0.08+0.10+0.3=0.48m

26、8格柵總長(zhǎng)度 （3-7） 式中：進(jìn)水渠道漸寬部位長(zhǎng)度，m； 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長(zhǎng)度，其中。代入數(shù)據(jù)得： =0.14+0.07+0.5+1.0+0.38/tan60=1.93m9每日柵渣量= （3-8）式中：每1000m3污水產(chǎn)柵渣量；生活污水流量總變化系數(shù)。 = = =0.027m3/d0.2m3/d所以宜采用人工格柵清除。3.2初沉池初次沉淀池是借助于污水中的懸浮物質(zhì)在重力作用下可以下沉，從而與污水分離，初次沉淀池出去懸浮物40%60%，去除BOD20%30%。本設(shè)計(jì)中初次沉淀池采用平流式沉淀池。3.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=9.375表面水力負(fù)荷：q=1.5沉淀時(shí)間：t=

27、1h3.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算1沉淀池總表面積 （3-9） 式中：池子總表面積，m2；設(shè)計(jì)流量，m3/h；表面水力負(fù)荷，m3/(m2h)。 A=22.52沉淀池部分有效水深 =qt （3-10）式中：沉淀池部分有效水深，m； 沉淀時(shí)間，h,初沉池一般為1-2h。這里取t=1h。 3沉淀區(qū)有效容積 （3-11）式中：沉淀池部分有效容積，； Q設(shè)計(jì)流量，/s； t沉淀時(shí)間，h。=9.37513600=33.754沉淀池池長(zhǎng)L=vT3.6 （3-12）式中：L沉淀池池長(zhǎng)，m；最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，m/s，一般不大于5mm/s，取1.5mm/s； T最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，設(shè)計(jì)中取T=1.5h。 L=v

28、T3.6=1.51.53.6=8.1m 5沉淀池總寬度 B= （3-13）式中：A池子總表面積，m2； L沉淀池池長(zhǎng)，m。 B=2.78m 6沉淀池高度 （3-14）式中：超高取0.3m； 沉淀池有效水深，m； 緩沖層高度，m，有機(jī)械設(shè)備除油時(shí)，其上沿應(yīng)高出刮板0.3m； 污泥區(qū)高度，m，一般采用污泥池高度與池底坡度的高度之和，設(shè)計(jì)中取0.8m。 =0.3+1.5+0.3+0.8=2.9m3.3調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池起均化污水水質(zhì)的作用，池中可能設(shè)置隔板加強(qiáng)水力混合作用，但調(diào)節(jié)池不像反應(yīng)池或沉淀池需要嚴(yán)格的均勻配水和水力條件。由于設(shè)計(jì)水量不是很大為達(dá)到好的效果，停留時(shí)間為8小時(shí)。3.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流

29、量:Q=810m3/d=33.75m3/h水力停留時(shí)間：t=12h3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算1調(diào)節(jié)池體積 （3-15）式中：V調(diào)節(jié)池的體積，； Q設(shè)計(jì)流量，；T停留時(shí)間，h。 2調(diào)節(jié)池面積 調(diào)節(jié)池采用圓形 A= （3-16）式中：A調(diào)節(jié)池面積，； H設(shè)調(diào)節(jié)池的有效水深h=3.5m，調(diào)節(jié)池的高度超過有效高度0.5m， 則調(diào)節(jié)池的高度為4m，即該處工作水深取4m； 調(diào)節(jié)池半徑為 3.4提升泵房3.4.1.設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=33.75 m3/h，泵房工程結(jié)構(gòu)按遠(yuǎn)期流量設(shè)計(jì)3.4.2.設(shè)計(jì)計(jì)算采用生物接觸氧化工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，對(duì)于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)

30、提升后入生物接觸氧化池，通過二沉池及接觸池，最后由出水管道排出16。各構(gòu)筑物的水面標(biāo)高和池底埋深見第四章的高程計(jì)算。 根據(jù)高程計(jì)算結(jié)果可知,提升泵的揚(yáng)程為4.72m，廢水平均流量為810m3/d，即33.75m3/h,通過查可以確定所使用的泵的類型。設(shè)計(jì)過程中為了保證出現(xiàn)意外時(shí)，泵能正常工作，在泵的選擇時(shí)需一用一備，自動(dòng)聯(lián)鎖控制。所選用泵的型號(hào)為:80QW35-10-3,其各參數(shù)如下8:口徑為80mm,流量為35 m3/h，揚(yáng)程為10m,功率為3kw。所選泵的流量接近于實(shí)際流量，揚(yáng)程大于實(shí)際所需的揚(yáng)程，故可以達(dá)到要求。占地面積為5278.54m2，即為圓形泵房D10m,高12m,泵房為半地下式

31、，地下埋深7m，水泵為自灌式。3.5生物接觸氧化工藝接觸氧化池主要由池體、填料床、曝氣裝置及進(jìn)出水裝置等構(gòu)成。生物接觸氧化法,就是在曝氣池中填充塊狀填料，經(jīng)曝氣的廢水流經(jīng)填料層，使填料顆粒表面長(zhǎng)滿生物膜，廢水和生物膜相接觸，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。生物接觸法又名浸沒式濾池，也稱固定式活性污泥法，它是一種兼有活性污泥和生物膜法特點(diǎn)的廢水處理構(gòu)筑物，所以它兼有這兩種處理法的優(yōu)點(diǎn)9。3.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)水BOD=349.7mg/L；出水BOD=30mg/L；BOD去除率E=（349.7-30）/349.7=91.4%的容積負(fù)荷介于1.01.8這里取=1.53.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算1池體設(shè)計(jì)計(jì)算（1

32、）生物接觸氧化池有效容積 （3-17）式中 ：V有效體積，； Q平均日污水量，； Sa進(jìn)水濃度，； Se出水濃度，； 的容積負(fù)荷，。 （2）池子總面積 A= （3-18）式中：A池子總面積，；H填料層總高度，m，設(shè)計(jì)中取H=3 m。 A=57.55 （3）池子分格數(shù) （3-19）式中：n池子總格數(shù)；單池面積，為了保證布水布?xì)饩鶆蛎扛癯孛娣e應(yīng)25，取 a=15。 （取4個(gè)） （4）有效接觸時(shí)間 (3-20)式中：t有效接觸時(shí)間，h； f單池池面積，計(jì)中取 a=15；H填料層總高度，m，設(shè)計(jì)中取H=3 m；Q平均日污水量，。=（5）池子總高 （3-21）式中：池子總高度，m； 池子超高，m，一般采

33、用0.30.5m，設(shè)計(jì)中取=0.5m； 填料上水深，m，一般采用0.40.5m，設(shè)計(jì)中取=0.5m； 配水區(qū)高度，m,當(dāng)勿需進(jìn)入檢修時(shí)，h3=0.5；當(dāng)考慮進(jìn)入檢修時(shí)，h3=1.5m，設(shè)計(jì)中取=0.5m。 =3+0.5+0.5+0.5=4.5m 2曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算由于設(shè)計(jì)池體面積大，并且微孔曝氣器氧利用率較高，所以選擇215型膜片曝氣器，其主要參數(shù)為：直徑為215mm 、服務(wù)面積為0.350.75、空氣量53、氧利用率18.4%27.7%、阻力180280mm。（1）需氧量 (3-22）式中：需氧量，kgO2/h； 氧化每千克所需氧的千克數(shù)，=0.35； 有機(jī)物降解量，mg/L，其中； 污水流

34、量，。 Qa=3.78（2）空氣供應(yīng)量 （3-23）式中：空氣供應(yīng)量，； 擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)，設(shè)計(jì)中取15%。 其中0.28為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0.1Mpa，20C）下1空氣中氧的量（）。（3）汽水比校核 15:1（符合汽水比的要求） 取汽水比為15:1確定供氣量 （4）服務(wù)面積及曝氣器數(shù)量的確定 取服務(wù)面積0.5則每個(gè)池子的曝氣器個(gè)數(shù)為：個(gè)每格布置30個(gè)以曝氣器氣量校核： 滿足1.53.0，所以符合條件的每格曝氣器為30個(gè)。3.5.3管道1空氣管道計(jì)算10管道取外徑為250mm，內(nèi)徑為200mm的普通水煤氣管 (3-24)式中：管內(nèi)空氣流速，； d空氣管內(nèi)徑，m。3.6二沉池 二沉池是設(shè)置在生物處

35、理構(gòu)筑物后的沉淀池，是生物處理工藝中的一個(gè)重要組成部分。沉淀池常按水流方向來區(qū)分為平流式、豎流式及輻流式等三種。本次設(shè)計(jì)中，選用的是豎流式沉淀池。根據(jù)實(shí)際考慮二沉池，設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)池子7。3.6.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)中的單池流量：3.6.2設(shè)計(jì)計(jì)算1進(jìn)水管面積 （3-25）式中：沉淀池中心進(jìn)水管面積，； Q中心進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量，； 中心進(jìn)水管流速，一般采用，取 =。2進(jìn)水管直徑式中：中心進(jìn)水管直徑，m。設(shè)計(jì)中，進(jìn)水管采用DN=125mm=0.125m，則可求出管外流速。3進(jìn)水管喇叭口與反射板之間的縫隙高度 （3-26）式中：中心進(jìn)水管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m； 污水從中心管喇叭口與反射板之間縫

36、隙流出速度,，一般采用0.020.03，設(shè)計(jì)中取 ； 中心喇叭口直徑，m，一般采用=1.35=；反射板直徑為m。4沉淀區(qū)有效面積 （3-27）式中：沉淀部分有效斷面，； v污水在沉淀池內(nèi)流速，設(shè)計(jì)中取沉淀的表面負(fù)荷=1.4，v=。5沉淀池直徑 6沉淀池有效水深 （3-28） 式中：沉淀池有效水深，m； 沉淀時(shí)間，h ，一般采用12h，設(shè)計(jì)中取t=2h； 表面負(fù)荷 ，設(shè)計(jì)中取=1.5。校核沉淀池直徑與有效水深之比 ：符合要求7污泥區(qū)容積 （3-29）式中：污泥部分所需容積，； 污水平均流量，； 污泥回流比，%，設(shè)計(jì)中取=50%； 曝氣池中污泥濃度，； 二沉池排泥濃度，。式中：污泥容積指數(shù)，一般采

37、用70150，設(shè)計(jì)中?。?R系數(shù)，一般采用1.2。設(shè)計(jì)中采用了2個(gè)豎流式沉淀池，單池污泥區(qū)容積8污泥斗容積污泥斗設(shè)沉淀池的底部，采用重力排泥。排泥管伸入污泥底部，為防止污泥斗底部積泥，設(shè)計(jì)中采用污泥斗底部邊長(zhǎng)0.5m污泥斗傾角 （3-30） （3-31）式中：污泥斗容積，； 污泥斗高，m； 污泥斗上口邊長(zhǎng)，m，設(shè)計(jì)中取 =5m； 污泥斗下口邊長(zhǎng)，m，設(shè)計(jì)中取=0.5m。污泥斗的容積可以滿足污泥區(qū)的要求。9沉淀池總高度 式中：沉淀池的高度，m； 沉淀池超高，m， 一般采用0.3m； 沉淀池有效水深，m；中心進(jìn)水管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m.； 沉淀池緩沖層高度，m， 一般采用0.30.5m

38、，設(shè)計(jì)中取=0.3m； 污泥部分高度，m。 3.7接觸消毒池和加氯間本設(shè)計(jì)采用液氯消毒11。 3.7.1設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量：Q=810=33.75水力停留時(shí)間：T=0.5h設(shè)計(jì)投氯量為：2.0mg/L平均水深：h=2.0m 3.7.2設(shè)計(jì)計(jì)算1.接觸池容積：V=QT=33.750.5=16.88m3表面積：廊道總寬度取2m，即B=2m 接觸池長(zhǎng)度L= 取5m 長(zhǎng)寬比 實(shí)際消毒池容積為V=BLh=252=20m3 池深取20.32.3m (0.3m為超高)經(jīng)校核均滿足有效停留時(shí)間的要求2.加氯量計(jì)算： 設(shè)計(jì)最大加氯量為max=2.0mg/L,每日投氯量為 maxQ=2.033.75=67.5mg

39、/h=0.0675kg/h=1.62kg/d 選用貯氯量為120kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為1.62kg,共貯用3瓶，每日加氯機(jī)1臺(tái)，單臺(tái)投氯量為1.52.5kg/h。3.8污泥濃縮池3.8.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量為33.75；進(jìn)水：濃度，污泥含水率設(shè)計(jì)濃縮后含水率： 污泥固體負(fù)荷固體懸浮物濃度ss=591.5=0.5915；污泥濃縮時(shí)間為13h；貯泥時(shí)間：t=1h污泥固體負(fù)荷為2050；每小時(shí)所產(chǎn)污泥量為Q=ssQ=0.591533.75=19.96設(shè)后續(xù)產(chǎn)生的污泥量為原污水中所含污泥量的60%污泥總流量為Q=19.961.5=29.943.8.2設(shè)計(jì)計(jì)算1污泥濃縮池表面積12式中：污泥總流量，

40、； 污泥固體負(fù)荷，。 2濃縮池直徑3水力負(fù)荷 4有效水深式中：水力負(fù)荷 污泥濃縮時(shí)間5污泥濃縮池有效容積 6排泥量污泥濃縮后排出含水率：的污泥，則：按3h貯泥時(shí)間計(jì)泥量，則貯泥區(qū)所需容積7泥斗容積 （3-32） 式中 ：泥斗得垂直高度，m，設(shè)計(jì)中取0.8m； 泥斗得上口半徑，m，設(shè)計(jì)中取0.7m； 泥斗得下口半徑，m，設(shè)計(jì)中取0.3m。 設(shè)池底坡度為0.18 池底坡降為 故池底可貯泥容積 由上式得 則總貯泥容積為：8污泥濃縮池總高度 （3-33）式中：濃縮池有效水深，m； 濃縮池超高，m，設(shè)計(jì)中取0.3m； 緩沖層高度，m，設(shè)計(jì)中取0.2m； 泥斗得垂直高度，m，設(shè)計(jì)中取0.8m； 池底坡降，

41、m。則濃縮池總高度為：9濃縮池排水量3.9污泥脫水間3.9.1脫水污泥量的計(jì)算 (3-34) (3-35)式中：脫水后的污泥量，；脫水前的污泥量，；脫水前的污泥含水量；脫水后的污泥含水量；脫水后的干污泥量，。設(shè)計(jì)中，=96%，=75%。代入數(shù)據(jù)可得： 則過濾面積為其中L為。3.9.2設(shè)計(jì)選型根據(jù)所需處理污泥量，選用IK-LD-70型污泥脫水機(jī)一臺(tái)13。IK-LD-70型污泥脫水機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：處理量為50120kg/h，含水量為60%85%，功率為1.725kW，質(zhì)量為850kg。3.10事故排放池設(shè)計(jì)事故排放池可容納三天的污水，即T=3d14。設(shè)計(jì)流量為Q=810m3/d，則事故排放池

42、的體積為：設(shè)計(jì)事故排放池長(zhǎng)L=15m，寬B=15m，則其有效深度h為： 事故排放池的總高度為: 式中：緩沖高度，m，設(shè)計(jì)中取0.3m。所以，事故排放池的最終尺寸為長(zhǎng)為15m，寬為15m，深度為11.1m。第4章 高程計(jì)算4.1污水構(gòu)筑物高程計(jì)算4.1.1污水構(gòu)筑物水頭損失計(jì)算計(jì)算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中的水頭損失，根據(jù)工藝流程計(jì)算，結(jié)果見下表15：表4-1 污水水頭損失計(jì)算表名 稱流 量（L/s）管 徑（mm）i（cm）V(m/s)管 長(zhǎng)（m）iL（m）（m）h（m）出廠管9.3751259.500.76360.34201.00.02950.3715接觸池 0.3 接觸池至二沉池9.375125

43、9.500.7626.180.24875.920.17440.4232二沉池 0.5二沉池至接觸氧化池9.3751259.500.7634.640.32914.290.12050.6496接觸氧化池0.5接觸氧化池至提升泵房9.3751259.500.7610.300.09792.790.07630.3742提升泵房2提升泵房至調(diào)節(jié)池9.3751259.500.767.570.07193.170.09340.1653 調(diào)節(jié)池 0.2調(diào)節(jié)池至初沉池9.3751259.500.763.140.02981.50.04420.0740初沉池 0.3初沉池至格柵9.3751259.50 0.761.520.01441.50.04420.0586格柵 0.2進(jìn)水管9.3751259.500.762.00.0192.00.05890.0779 6.6804.1.2污水構(gòu)筑物高程確定污水廠廠址處的地坪標(biāo)高基本上在1左右，并作為相對(duì)標(biāo)高0.00，根據(jù)進(jìn)出水管必須在凍土層以下的原則確定排水管的水面標(biāo)高為-2.0m，然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物的之間的水頭損失，推求其它構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面