焦化廢水處理工藝中的各構(gòu)筑物設(shè)計及設(shè)備選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u27041焦化廢水處理工藝中的各構(gòu)筑物設(shè)計及設(shè)備選型分析案例 1252021.1格柵設(shè)計 222411.1.1.格柵的間隙數(shù)（n） 2208621.1.2.格柵槽寬度（B） 3149761.2集水井與提升泵房設(shè)計 349281.3事故池的設(shè)計 4300451.3.1有效容積的計算 4212131.3.2相關(guān)尺寸的計算 451261.4除油池的設(shè)計 5215041.4.1焦化廢水油滴上浮速度計算 662461.4.2焦化廢水除油池表面積計算 6210321.4.3焦化廢水除油池橫斷面積計算 751751.4.4焦化廢水除油池有效水深計算 7131751.4.5焦化廢水除油池有效池長計算 7192301.4.6除油池總高度計算 7294111.4.7除油池除油效率計算 86601.4.8示意圖 812681.4.9構(gòu)筑物尺寸及設(shè)備選型 8220571.5氣浮池的設(shè)計計算 8213691.1.1設(shè)計流量 8232771.1.2平面尺寸計算 940551.1.3出水設(shè)計 10294341.1.4相關(guān)設(shè)備 10227501.6鐵碳微電解設(shè)備 10313511.6.1配水井的計算 10226081.6.2進(jìn)出水設(shè)計 103961.6.3集水井尺寸 10239231.6.3設(shè)備詳情 1089901.7調(diào)節(jié)池的設(shè)計 11259611.7.1調(diào)節(jié)池有效容積 11180021.7.2調(diào)節(jié)池水平面積 11182181.7.3相關(guān)說明及設(shè)備 11187161.7.4調(diào)節(jié)池后集水井的計算 12103111.8A/O池的設(shè)計 13175201.8.1好氧池設(shè)計計算 13186661.8.2缺氧池設(shè)計計算 20242671.8.3平面布置 23267961.8.4布水設(shè)計 2420911.8.5裝置的選擇 24213011.9二沉池的設(shè)計 2547911.9.1集水井 25232331.9.2設(shè)計說明 26301101.9.3設(shè)計計算 26307281.9.4主要設(shè)備 29133041.10曝氣生物濾池 30169151.10.1設(shè)計說明 30285911.10.2設(shè)計計算 30179221.10.2相關(guān)設(shè)備 35124791.11混凝反應(yīng)池及沉淀池 35178831.11.1設(shè)計計算 35274581.11.2集水池 43242651.12污泥處理 43253901.12.1設(shè)計說明 43231701.12.2集泥井 43170691.12.3污泥濃縮池 44196261.12.4污泥脫水間與加藥間 471.1格柵設(shè)計過柵流量為100m3/h（0.028m3/s）。參照《水處理工程設(shè)計計算》[14](P198)，本次設(shè)計中取一組格柵即N=1，柵前水深h取0.4m，過柵流速v取0.5m/s，柵條間隙b取0.02m，格柵傾角α為60°。1.1.1.格柵的間隙數(shù)（n）==6.5（1.1）格柵柵條數(shù)為整數(shù)，所以n取7。1.1.2.格柵槽寬度（B）參照《水處理工程設(shè)計計算》[14]，本次設(shè)計中每根格柵條的寬度S為0.015m。=0.015×（7-1）+0.02×7=0.23m（1.2）格柵槽寬度為0.23m遠(yuǎn)小于一般的機(jī)械格柵柵槽寬度，因此本次設(shè)計一個人工格柵即可。圖1.1人工提籃格柵示意圖具體參數(shù)見下表1.1人工提籃格柵設(shè)計參數(shù)。表1.1人工提籃格柵設(shè)計參數(shù)型號柵條間隙柵高寬把手高把手長人工提籃格柵0.02m0.8m0.23m0.2m0.23m1.2集水井與提升泵房設(shè)計為節(jié)約面積，適當(dāng)降低成本，本次設(shè)計將集水井與提升泵房合建，組成集水提升池。同時在集水提升池邊建設(shè)事故池。當(dāng)發(fā)生事故時，可將集水提升池中廢水溢流入事故池，由事故池暫為存貯。此外當(dāng)工況或廢水處理設(shè)備恢復(fù)正常時，事故池中水將由水泵送入隔油池再進(jìn)行后續(xù)處理。根據(jù)[15]（P192）中集水池設(shè)計要求，其中有效容積不宜小于最大一臺水泵5min的出水量。同時為保持進(jìn)水水量的均勻，使集水提升池具有一定的調(diào)節(jié)水量的作用，選擇水力停留時間為3h，即有效容積為300m3。集水提升池有效水深取5m，超高0.3m，長為10m，寬為6m。圖1.2人工提籃格柵與集水提升池示意圖1.3事故池的設(shè)計《焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》[11]中規(guī)定，焦化廢水處理系統(tǒng)中需設(shè)置事故池。事故池有效容積應(yīng)能容納16～24h的焦化廢水量。為減少占地面積集水提升池可建于事故池內(nèi)。1.3.1有效容積的計算水力停留時間T取20h，焦化廢水流量Q為100m3/L=（m3）（1.3）1.3.2相關(guān)尺寸的計算事故池有效水深H取5m，超高h(yuǎn)1取0.3m。則事故池底面積=（m2）；合建后事故池底面積A總=400+60=460（m2）；所以合建后池長23m，池寬20m，有效深度為5m，超高為0.3m。圖1.3事故池與集水提升池俯視圖同時，事故池應(yīng)配備兩臺水泵，一用一備?？蓪⑹鹿食氐乃腿敫粲统剡M(jìn)行后續(xù)處理。應(yīng)優(yōu)先選用流量為100m3/h，揚(yáng)程為15m左右的水泵。具體設(shè)備應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選購。1.4除油池的設(shè)計《焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》[11]（HJ2022-2012）中對除油池有以下設(shè)計要求，見下表1.2：本次設(shè)計采用油滴上浮法計算除油池的相關(guān)尺寸。表1.2除油池設(shè)計要求序號內(nèi)容1除油池應(yīng)優(yōu)先采用平流式除油池。2除油池水力停留時間宜大于等于3h。3超高不應(yīng)小于等于0.3m。4集油斗上面緩沖層高度應(yīng)在0.25m～0.5m之間。5除油池進(jìn)水應(yīng)設(shè)置整流堰或配水管。6出水管徑不應(yīng)小于100mm。1.4.1焦化廢水油滴上浮速度計算油滴上浮處于斯托克斯區(qū)所以油滴上浮速度可由斯托克斯公式求得，：（ρ1-ρ0）2（1.4）；G—m/s2（981cm/s2）；ρ1g/cm3；ρ2g/cm3；μ—水的絕對粘度，Pa·s—非球狀有滴修正系數(shù)，取1.0假設(shè)被去除的油滴最小粒徑為100μm，查找相關(guān)資料，在25℃時，水的密度ρ1=0.998g/cm3；水的絕對黏度μ=0.0098g/cm3·s；油滴的密度ρ0=0.920g/cm3;代入油滴上浮公式:（ρ1-ρ0）2=2=0.04cm/s1.4.2焦化廢水除油池表面積計算隔油池內(nèi)水平流速取3mm/s。由于除油池內(nèi)需安裝除油機(jī)等，所以直接理論計算所得的有效容積要小于實(shí)際有效容積。因此需引入表面積修正系數(shù)α。查相關(guān)資料α。流量Q=100m3/h。所以除油池表面積:==100m21.4.3焦化廢水除油池橫斷面積計算除油池水流橫斷面積:A0=m21.4.4焦化廢水除油池有效水深計算本次設(shè)計采用機(jī)械除油設(shè)備，設(shè)計隔油池每格寬B為4.9m，共1格。有效水深:h1m<2m符合設(shè)計規(guī)范。同時有效深度h1與除油池每格寬度B比值，滿足規(guī)范中的要求。1.4.5焦化廢水除油池有效池長計算隔油池池長可按以下公式計算：（1.5）（1.6）按公式（1）計算，a‘取0.9，；按公式（2）計算，；根據(jù)規(guī)范長寬比應(yīng)大于3，>3,滿足規(guī)范要求；>3,滿足規(guī)范要求。本次設(shè)計隔油池規(guī)格為:20.41m×4.9m×（1.9m+0.4m）。1.4.6除油池總高度計算本次設(shè)計為方便計算池底坡度為0，不存在積泥。取超高h(yuǎn)2=0.4m，集油斗高度，取h3=0.5m，傾角為50°。3）總高度H=h1+h2+h3=1.9+0.4+0.5=2.8m1.4.7除油池除油效率計算除油池可去除60%左右的油類和部分COD、SS。出水油類濃度為：C=100×(1-60%)=40mg/L根據(jù)規(guī)范，排油管管徑選擇DN150mm，集油管管徑為DN100mm。1.4.8示意圖圖1.4機(jī)械除油池1.4.9構(gòu)筑物尺寸及設(shè)備選型以下為機(jī)械除油池理論計算參數(shù)。表1.3機(jī)械除油池參數(shù)表面積橫斷面積有效水深池長總高格寬格數(shù)100m29.3m21.9m20.41m2.8m4.9m1刮油機(jī)選型可根據(jù)實(shí)際情況與投資額確定，這里不做推薦。1.5氣浮池的設(shè)計計算經(jīng)除油池后，油類被去除60%，但仍然無法達(dá)標(biāo)，因此廢水需要進(jìn)入氣浮池進(jìn)一步處理。根據(jù)《焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》[11]，本次設(shè)計可采用。本次氣浮池設(shè)計計算參考自《水處理工程設(shè)計計算》[14](112)1.1.1設(shè)計流量按下式計算：（1.7）Q—單池設(shè)計流量，m3/d；Q設(shè)—設(shè)計日產(chǎn)水量，m3/d；k—用水占設(shè)計日用水量的百分比，取5%；n—?dú)飧〕財?shù)量。本次設(shè)計Q=100m3/h，k=5%，n=1。QUOTEQ=Q設(shè)×（1+k）24n=100×（1.1.2平面尺寸計算1）氣浮池有效容積（1.8）T—水力停留時間，取0.5h代入數(shù)據(jù)：2）氣浮池表面積（1.9）式中：A—?dú)飧〕乇砻娣eh—有效水深代入數(shù)據(jù)：m23）氣浮池尺寸根據(jù)規(guī)范，取L=11m，B=2.4m?？偢叨菻=2.0+0.4=2.4m所以氣浮池尺寸為：L×B×H=11.0m×2.4m×2.4m。1.1.3出水設(shè)計根據(jù)《焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》[11],出水管管徑不應(yīng)小于100mm；排油管管徑不小于100mm。1.1.4相關(guān)設(shè)備配有加壓溶氣氣浮設(shè)備一套，PAM和PFS加藥系統(tǒng)一套。具體設(shè)備由實(shí)際情況配置，滿足處理量與處理效果即可。1.6鐵碳微電解設(shè)備1.6.1配水井的計算鐵碳微電解前需配飾配水井。（1.10）式中：Q—配水井流量T—水力留時間，取20min所以配水井有效容積為：=100×=34m31.6.2進(jìn)出水設(shè)計進(jìn)水管管徑取D=250mm。經(jīng)計算v=0.56m/s<1m/s，符合設(shè)計要求。1.6.3集水井尺寸集水井內(nèi)半徑取1.5m，外半徑取2m，所以集水井深度為：，取整為4.9m，超高取0.6m集水井尺寸為：內(nèi)半徑1.5m，外半徑2m，深度1.5m。1.6.3設(shè)備詳情鐵碳微電解工藝較為復(fù)雜，本次設(shè)計不會對其進(jìn)行計算，只對該設(shè)備進(jìn)行選購?fù)扑]。由于本次設(shè)計廢水量較大，一般鐵碳微電解設(shè)備無法滿足此次設(shè)計需求，因此根據(jù)調(diào)查，可選購新鴻源環(huán)保公司的鐵碳微電解設(shè)備，具體型號及參數(shù)見下表1.4：本次設(shè)計需選購4-5臺該設(shè)備。表1.4鐵碳微電解設(shè)備參數(shù)型號規(guī)格尺寸有效容積處理量主體材質(zhì)FCSR-5型Φ3000*750050320-30m3/hGFRP/Q235+GFRP/SS304L/SS316L1.7調(diào)節(jié)池的設(shè)計本次設(shè)計設(shè)有調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。根據(jù)規(guī)范[10]調(diào)節(jié)池應(yīng)設(shè)計不少于兩個獨(dú)立系統(tǒng),因本次設(shè)計有事故池因此只設(shè)有一座調(diào)節(jié)池。其水力停留時間為16h～24h。出水管直徑不小于100mm，調(diào)節(jié)池超高為0.3m～0.4m。1.7.1調(diào)節(jié)池有效容積（1.11）T—水力停留時間。本次設(shè)計，調(diào)節(jié)池水力停留時間為20h，所以調(diào)節(jié)池的有效容積為：m31.7.2調(diào)節(jié)池水平面積（1.12）H—有效水深。有效水深H為4m，所以調(diào)節(jié)池面積為m2參考規(guī)范[10]，調(diào)節(jié)池長寬分別為L=25m，B=20m。超高取0.4m。調(diào)節(jié)池具體尺寸為：L×B×H=25m×20m×4.4m因調(diào)節(jié)池結(jié)構(gòu)較為簡單，因此沒有附圖。1.7.3相關(guān)說明及設(shè)備調(diào)節(jié)池中需配置加調(diào)節(jié)pH藥劑的設(shè)備。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置提升泵及攪拌器。具體型號參數(shù)如下表：表1.5攪拌器型號參數(shù)攪拌器型號額定功率額定電流轉(zhuǎn)速葉輪直徑數(shù)量3KW6.5A135r/min1100mm4（2用，2備）表1.6提升泵型號參數(shù)提升泵型號流量揚(yáng)程功率轉(zhuǎn)速數(shù)量100m3/h15m11kw1460r/min2（1用，1備）1.7.4調(diào)節(jié)池后集水井的計算為使進(jìn)出生化處理構(gòu)筑物的水量均勻，需設(shè)置配水井調(diào)節(jié)水量及流速。1.7.4.1有效容積（1.13）式中：Q—配水井流量T—水力留時間，取20min所以配水井有效容積為：=100×=34m31.7.4.2進(jìn)出水設(shè)計進(jìn)水管管徑取D=250mm，經(jīng)計算v=0.56m/s<1m/s，符合要求。焦化廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池后，經(jīng)配水井底部進(jìn)水管進(jìn)入，之后進(jìn)入兩個缺氧池進(jìn)水堰中。1.7.4.3集水井尺寸集水井內(nèi)半徑取1.5m，外半徑取2m，所以集水井深度為：，取整為4.9m，超高取0.6m集水井尺寸為：內(nèi)半徑1.5m，外半徑2m，深度1.5m。1.8A/O池的設(shè)計本次設(shè)計生物處理主要構(gòu)筑物為“缺氧/好氧”（A/O）池。根據(jù)[11]活性污泥法生化反應(yīng)池的主要涉及參數(shù)據(jù)如下表：表1.7活性污泥法生物反應(yīng)池的主要設(shè)計參數(shù)表好氧池類別水力停留時間污泥齡（d）污泥回流比（%）硝化液回流比（%）備注缺氧池好氧池普通生物—18~24≥6050~150—降COD生物脫氮28~3236~46≥100100~300~300回流二沉池上清液50~100300~600回流好氧池泥水混合物本次設(shè)計采用廊道鼓風(fēng)好氧池，根據(jù)規(guī)范[11]，廊道寬度與有效水深之比宜為1：1~2：1，每段廊道長寬比不小于4。本次A/O池設(shè)計計算參考自《厭氧-缺氧-好氧活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范》[16]。1.8.1好氧池設(shè)計計算1.8.1.1污泥齡污泥齡可由以下公式計算：（1.14）（1.15）（1.16）（1.17）其中：—硝化菌最大比增長速度，d-1；—溫度，取15℃；N—出水氨氮濃度，取16mg/L；DO—溶解氧濃度，取2.0mg/L;pH—出水pH,取7.2；—硝化菌增長速率，d-1；mg/L;—最小污泥齡；—設(shè)計泥齡DF—設(shè)計因數(shù)，一般取1.5~3.0，本次設(shè)計取3.0。將T=15℃，N=16mg/L，DO=2.0mg/L，pH=7.2代入公式（1.14）0.28d-1將=0.28d-1，KN=1mg/L代入公式（1.15）==0.26d-1將=0.28d-1代入公式（1.16）=d將=3.57d，DF=3代入公式（1.17）=3.57×3=10.71d1.8.1.2好氧池水力停留時間的計算水力停留時間可由以下公式計算所得：（1.18）（1.19）（1.20）其中：—表現(xiàn)產(chǎn)率系數(shù)；—合成系數(shù)，取0.5；Kd—衰減系數(shù)，d-1,取0.08；qOBS—COD去除速率，kgCOD/（kgMLSSd）；T好—好氧池水力停留時間，h；S0—進(jìn)水有機(jī)物濃度，mg/L;Se—出水有機(jī)物濃度，mg/L;X—好氧池污泥濃度，mg/L，取2500mg/L。將=10.71d，=0.5，Kd=0.08代入公式（1.18），將=10.71d，=0.27代入公式（1.19），kgCOD/（kgMLSSd）將S0=800mg/L，Se=160mg/L，qOBS=0.35kgCOD/（kgMLSSd），X=2500mg/L代入公式（1.20），=0.73d=17.5h1.8.1.3好氧池有效容積的計算本次設(shè)計需回流污泥及硝化液到好氧池中，其中污泥回流比為1:1，硝化液回流比為3:1。進(jìn)入好氧池的廢水流量為m3/h式中：R—硝化液回流比，r—污泥回流比好氧池有效容積為：500×17.5=8750m31.8.1.4剩余污泥的計算剩余污泥可由以下公式計算：（1.21）式中：V—好氧池有效容積m3；X—好氧池活性污泥濃度mg/L；—設(shè)計泥齡，d。=2042.5kg/d1.8.1.5好氧池投加堿量的計算由于缺氧池中反硝化反應(yīng)會產(chǎn)生堿度，好氧池中硝化反應(yīng)會消耗堿度。需要在好氧池中加入藥劑以調(diào)節(jié)pH，保持生化系統(tǒng)中pH維持在中性。生化系統(tǒng)需堿量：（1.22）需堿藥劑量：（1.23）式中：表1.8幾種藥劑的堿度系數(shù)AL名稱NaOHNa2CO3堿度系數(shù)AL2.863.79本次設(shè)計選用Na2CO3為堿藥劑。設(shè)經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH后水中堿度為150mg/L，則需額外補(bǔ)充堿度：1602-150×100×24÷1000=1242kg/d選擇的Na2CO3藥劑的純度取95%，所以需額外加入堿藥劑量：=1307kg/d1.8.1.6好氧池需氧量的計算好氧池平均需氧量可按下式計算：（1.24）式中：，kg/h；脫出率；將a=1.3，kc=80%，CCOD=800mg/L，b=4.57，kd=90%，CN=160mg/L，CCN=1.7mg/L，Rs=100%，Rd=300%帶入公式：=91.6kg/h最大需氧量按平均的1.5倍計算，所以最大需氧量為：kg/h1.8.1.7好氧池需曝氣設(shè)備的計算Ⅰ本次設(shè)計采用鼓風(fēng)曝氣，標(biāo)況下鼓風(fēng)曝氣需空氣量可由下式計算：（1.25）式中：代入數(shù)據(jù)計算，好氧池平均供氣量：m3/h好氧池最大供氣量：m3/hⅡ鼓風(fēng)曝氣設(shè)備安裝在好氧池底部，因此空氣需要一定壓力才能順利進(jìn)入好氧池內(nèi)，所需空氣壓力可按下式計算：（1.26）式中：m；m；m；m。帶入數(shù)據(jù)得：mⅢ本次設(shè)計采用的微孔曝氣裝置供氧能力可由下式計算：（1.27）式中：N—曝氣頭個數(shù)；qc—曝氣頭充氧能力，kg/h。本次設(shè)計設(shè)有HWB型微孔曝氣頭，其主要參數(shù)如下表所示：表1.9HWB型微孔曝氣裝置參數(shù)曝氣量孔隙率利用率充氧能力2m3/h45-50%20-25%0.15kg/h孔徑有效面積動力效率水頭損失1500.5m25kg（kWh）200mmH2O所需微孔曝氣頭的數(shù)量為：=916個曝氣總功率：kW1.8.2缺氧池設(shè)計計算1.8.2.1缺氧池有效容積可由下列公式求得：（1.28）（1.29）（1.30）（1.31）（1.32）上式中：；將TNi=160mg/L，TNe=16mg/L，CCN=1.7mg/L，CSCN=0mg/L，代入公式（1.28），生物脫氮效率：將TNi=160mg/L，Kd=90%代入公式（1.29）=160×90%=144mg/L將Q硝化液=300m3/h，N去=144mg/L代入公式（1.30）24h硝態(tài)氮去除量：將qD,20=0.06,θ=1.10,T=20℃代入公式（1.31）=0.07kgNO3-N/（kgMLVSSd）將NT=1036800g/d，qD,T=0.07kgNO3-N/（kgMLVSSd），X=3000mg/L，f=0.7代入公式（1.32），缺氧池取整為7100m31.8.2.2缺氧池水力停留時間1.8.2.3額外加磷量由于廢水含磷量不足，需額外補(bǔ)充磷。選擇在缺氧池內(nèi)投加磷酸二氫鉀藥劑。加磷量與具體藥劑投加量可由下式計算：（1.33）式中：污泥停留時間可由公式（1.34）計算，但由于單個反應(yīng)池內(nèi)外排污泥量（Qw）與生化處理后出水中懸浮濃度（Css）位置，需等實(shí)際運(yùn)行后測得，因此無法計算。本次設(shè)計根據(jù)規(guī)范[11]采用100d的污泥齡?；钚晕勰嘞到y(tǒng)中需磷量：kg/d需磷酸鹽藥劑量：1.8.3平面布置好氧池有效容積為8750m3，缺氧池有效容積為7100m3。根據(jù)[11]，本次設(shè)計采用鼓風(fēng)曝氣式廊道式好氧池。廊道寬度與有效水深之比為1:1~2:1，廊道的長寬比不小于4；缺氧池宜為矩形，長寬比為1:1~2:1，寬深比為1.5:1~3:1。本次設(shè)計A/O構(gòu)筑物平面布置有以下兩種方案：方案一：缺氧池一座尺寸為71m×20m×5m，好氧池一座，尺寸為87.5m×20m×5m，串聯(lián)合建，尺寸為158.5m×20m×5m。方案二：缺氧池兩座，尺寸為31.5m×20m×5m，好氧池兩座，尺寸為43.75m×20m×5m，缺氧池與好氧池串聯(lián)，同類構(gòu)筑物之間并聯(lián)，合建尺寸為79.25m×40m×5m。為使A/O構(gòu)筑物布置相對緊湊，本次設(shè)計采取方案二。為方便施工，好氧池長取整為44m，各構(gòu)筑物超高取0.7m。因此A/O構(gòu)筑物最終尺寸如下：每組好氧池廊道數(shù)為3個，具體布置如圖1.5圖1.5A/O平面圖1.8.4布水設(shè)計配水井出水進(jìn)入缺氧池布水渠，與回流的硝化液混合后通過穿墻孔進(jìn)入缺氧池。缺氧池中布置有攪拌器，通過攪拌，使池內(nèi)污泥處于懸浮狀態(tài)。好氧池進(jìn)水采用進(jìn)水渠，回流污泥與缺氧池污水在布水渠中混合，然后進(jìn)入好氧池，之后出水至二沉池。1.8.5裝置的選擇1.8.1.1缺氧池設(shè)備：①攪拌器缺氧池選用QJB5/12/620/3/480/S型潛水?dāng)嚢杵?，單個缺氧池內(nèi)布置3臺，共6臺，具體參數(shù)見下表：表1.10潛水?dāng)嚢杵骶唧w參數(shù)型號額定功率額定電流轉(zhuǎn)速葉輪直徑QJB5/12-620/3-480/45kW18.2A480r/min620mm1.8.1.2好氧池設(shè)備：①鼓風(fēng)機(jī)本次設(shè)計采用RE-150型羅茨風(fēng)機(jī)5臺，三用二備。具體型號見下表1.11：表1.11鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)型號風(fēng)量m3/h出口風(fēng)壓kPa電動機(jī)型號轉(zhuǎn)速RE-150459.8Y280M1593②微孔曝氣器本次設(shè)計采用HWB型微孔曝氣裝置，主要參數(shù)如下表1.8.4.3所示：表1.12HWB型微孔曝氣裝置參數(shù)曝氣量孔隙率利用率充氧能力2m3/h45-50%20-25%0.15kg/h孔徑有效面積動力效率水頭損失1500.5m25kg（kWh）200mmH2O③風(fēng)管風(fēng)速配有兩臺鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)管風(fēng)速見下表1.13：表1.13風(fēng)管風(fēng)速名稱進(jìn)風(fēng)口送風(fēng)支管送風(fēng)支支管吸風(fēng)管吸風(fēng)道送風(fēng)主干管風(fēng)速（m/s）≥24-510-154-52-310-15④加藥系統(tǒng)因進(jìn)水含磷不足，需設(shè)置加磷系統(tǒng)；同樣需設(shè)一套加間系統(tǒng)。還需設(shè)置溶解池或加藥間。1.9二沉池的設(shè)計根據(jù)《》[11]二沉池本體及其部分管道設(shè)計水量表如下：本次設(shè)計除污泥管外二沉池水量及部分管道均采用500m3/h（生化處理水量100m3/h、回流污泥量100m3/h、回流硝化液量300m3/h）。表1.12二沉池水量表名稱池本體進(jìn)水管中心筒出水管污泥管生化處理水量√√√√回流污泥量√√√剩余污泥量√回流硝化液量√√√√1.9.1集水井在A/O工藝出水進(jìn)入二沉池之前需經(jīng)過集水井使水質(zhì)均勻。1.9.1.1有效容積（1.35）式中：Q總—配水井流量T—配水井中停留時間，取10min配水井出水直接進(jìn)入二沉池進(jìn)水管所以配水井有效容積為：m31.9.1.2進(jìn)水設(shè)計進(jìn)水管管徑取D=500mm，v=0.71m/s<1m/符合設(shè)計條件。焦化廢水經(jīng)過A/O工藝后，通過集水井調(diào)節(jié)水量及流速，再進(jìn)入二沉池進(jìn)水管。1.9.1.3集水井尺寸取集水井內(nèi)直徑5m，外直徑6m，集水井深度為：m取整為4.3m。超高取0.7m。1.9.2設(shè)計說明A/O工藝后需設(shè)置二沉池，二沉池用于沉淀污泥、ss。其結(jié)構(gòu)圖如圖下。圖1.6輻流式沉淀池示意圖1.9.3設(shè)計計算1.9.3.1有效面積面積可由下式計算：（1.36）式中：Q—為最大流量，m3/h；n—為沉淀池個數(shù)，2個；q—沉淀池表面負(fù)荷，一般取1.0-1.5m3/（m2h），取1.25m3/（m2h）。代入數(shù)據(jù)得：m2單個沉淀池流量Q1=Aq=200×1.25=250m3/h。沉淀時間取2h，單個沉淀池有效容積為500m3。1.9.3.2沉淀池直徑可由下式計算：（1.37）帶入數(shù)據(jù)：m，取整為26m。根據(jù)《》[11]，由于直徑為26m選用輻流式沉淀池。1.9.3.3實(shí)際沉淀面積及表面負(fù)荷實(shí)際有效面積面積：507m2實(shí)際表面負(fù)荷：m3/（m2h）1.9.3.4二沉池有效深度二沉池有效深度可由下式計算：H=qT=1×2=2m1.9.3.5污泥斗計算1）污泥斗高度由下式計算：（1.38）式中：r1—污泥斗上部半徑，取2m；r2—污泥斗下部半徑，取1mα—傾角，取60°。代入數(shù)據(jù)，=（2-1）tan60°=1.73m，取1.7m2）污泥斗體積污泥斗體積可由下式計算：m33）污泥斗上方圓錐體高度（h2）取池底坡度為0.06，上方圓錐體上部半徑取26m。污泥斗上方圓錐體高度h2=m，取0.6m。4）污泥斗上方圓錐體體積污泥斗上方圓錐體體積可由下式計算：m3綜上，污泥區(qū)的高度H2=1.7+0.5=2.2m，0.5m為緩沖池高度。1.9.3.6沉淀池總高超高取H3=0.3m，總高H=H1+H2+H3=2+2.2+0.3=4.5m1.9.3.7進(jìn)出水系統(tǒng)設(shè)計1）進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計選取進(jìn)水管管徑為DN400mm，v1=0.55m/s進(jìn)水豎井直徑D2取1.2m，出水口尺寸為0.3m×0.7m，共5個，則出口流速v2=m/s，滿足設(shè)計條件。穩(wěn)流筒中流速一般為0.02-0.04m/s，本次設(shè)計取0.03m/s，則穩(wěn)流筒過流面積f=m22）出水系統(tǒng)設(shè)計本冊設(shè)計沉淀池出水采用雙側(cè)出水堰，出水由堰跌入集水槽，后進(jìn)入集水井。出水堰采用雙側(cè)90°三角形出水堰。堰口出水負(fù)荷應(yīng)小于1.6L/（ms）；堰前設(shè)置浮渣擋板并在擋板旁設(shè)置浮渣收集裝置[11]。環(huán)形集水槽內(nèi)流量為250m3/h（0.0694m3/s），集水槽寬取0.5m，有效水深取0.5m，超高為0.2m，集水槽周長為81.68m。則堰口出水負(fù)荷：L/（ms），滿足條件。每個三角堰的流量可由下式計算：（1.39）H取0.03m，則q1=3.8×10-4m/s則三角堰個數(shù)為：3）管道設(shè)計出水管管徑取DN=400mm放空管管徑取DN=400mm排渣管管徑取DN=200mm排泥管管徑取DN=250mm1.9.4主要設(shè)備1.9.4.1刮泥機(jī)本次設(shè)計選用FZNJ-26型周邊傳動刮泥機(jī)，具體參數(shù)如下表1.13表1.13刮泥機(jī)具體參數(shù)型號池徑池深功率FZNJ-2626m2.5-4m3.5kW本次設(shè)計對刮泥機(jī)僅做推薦選型，具體型號可由實(shí)際情況及資金預(yù)算確定。1.9.4.2污泥泵房本次設(shè)計建有一座污泥泵房，用于回流污泥，回流硝化液，排出剩余污泥。1.9.4.3污泥回流泵選用150QW100-15-11型潛水排污泵，具體參數(shù)如下：表1.13150QW100-15-11型潛水排污泵參數(shù)型號流量（m3/h）揚(yáng)程（m）功率（kW）轉(zhuǎn)速（r/min）150QW100-15-11100151114601.9.4.4硝化液回流泵選用150QW100-15-11型潛水排污泵，共6臺（3用3備），參數(shù)見表1.9.4.3。1.9.4.5剩余污泥泵選用50QW18-15-1.5型潛水排污泵，具體參數(shù)如下：表1.1450QW18-15-1.5型潛水排污泵參數(shù)型號流量（m3/h）揚(yáng)程（m）功率（kW）轉(zhuǎn)速（r/min）50QW18-15-1.518151.528401.10曝氣生物濾池1.10.1設(shè)計說明曝氣生物濾池用于進(jìn)一步去除水中的COD、SS。同時也能去除一部分氨氮。曝氣生物濾池設(shè)計主要參考《生物濾池法污水處理工程技術(shù)規(guī)范》[17]（HJ2014-2012）設(shè)計參數(shù)如下表1.10.1表1.15曝氣生物濾池工藝主要設(shè)計參數(shù)種類容積負(fù)荷（kg/BOD5/（m3d））水力負(fù)荷（m3/（m2h））水力停留時間碳氧化濾池3.0-6.02.0-10.040min-60min1.10.2設(shè)計計算進(jìn)水可生化性較好，BOD5/COD為0.7，即進(jìn)水BOD5濃度為112mg/L。1.10.2.1濾料體積濾料總體積可按下式計算：（1.40）式中：Q—設(shè)計流量，m3/dX0、Xe—進(jìn)出水BOD5濃度，mg/LLV—容積負(fù)荷,取3.0（kg/BOD5/（m3d））代入數(shù)據(jù)，=200m3。1.10.2.2濾池有效面積可按下式計算：F=（1.41）式中：H1—濾料層高度，本次設(shè)計取2.5m。則有效面積為F===80m2設(shè)置1格，則單個濾池面積為80m2。1.10.2.3校核q=（1.42）式中：q—水力負(fù)荷，（m3/（m2h））。代入數(shù)據(jù)：q===3.13（m3/（m2h）），符合要求。1.10.2.4濾池高度濾池高度可由下式計算：（1.43）式中:H1—濾料厚度，m，取2.5m；H2—承托層高度，m，取0.3m；H3—過濾板材厚度，m，取0.2m；H4—配水區(qū)高度，m，取1.2m；H5—清水區(qū)高度，m，取0.8m；H6—超高，m，取0.5m。代入數(shù)據(jù)：=2.5+0.3+0.2+1.2+0.8+0.5=1.5m1.10.2.5濾料選擇濾料規(guī)格如下表：表1.16濾料規(guī)格表粒徑（mm）堆積密度（kg/m3）比表面積（m2/g）2-6750-90011.10.2.6單位曝氣需氧量按下式計算：（1.44）式中：qRc—單位質(zhì)量的BOD5所需的氧量，kgO2/kgBOD5;—進(jìn)出水BOD5濃度差，mg/L;TBOD5—進(jìn)水BOD5濃度，mg/L；a、b—需氧系數(shù)，kgO2/kgBOD5，一般a取0.82，b取0.28；X0—進(jìn)水懸浮物濃度，mg/L，65mg/L。代入數(shù)據(jù)，=0.89kgO2/kgBOD51.10.2.7實(shí)際需氧量按下式計算：（1.45）（1.46）式中：Rs—單位時間實(shí)際需氧量，kgO2/d；RC—單位時間去除BOD5的需氧量，kgO2/d；Q—設(shè)計水量m3/d；帶入數(shù)據(jù)：Rs==598.08kgO2/d水溫為T、大氣壓為P時的需氧量可按下式計算：（1.47）（1.48）（1.49）（1.50）式中：R0—標(biāo)況下，單位時間需氧量，kgO2/d；Rs—溫度為T℃時，單位時間實(shí)際需氧量，kgO2/d；α—氧轉(zhuǎn)移系數(shù)，取0.8；β—飽和溶解氧修正系數(shù)，取0.9；ρ—修正系數(shù)，取1；Csm（T）—溫度為T時，布?xì)庋b置至液面的平均溶解氧值，mg/L；CS(T)—溫度為T時水中飽和溶解氧濃度mg/L；C1—出水剩余溶解氧濃度，取3mg/L;Qt—當(dāng)溶解氧利用率為EA時，濾池逸出氣體中含氧量的百分?jǐn)?shù)，%；Pb—當(dāng)濾池水面壓力為P時，布?xì)庋b置在液面H深度的絕對有壓強(qiáng)，Pa；EA—濾池氧利用率，%，取5%；P—濾池水面壓強(qiáng)，Pa；H—布?xì)庋b置在濾池液面下的深度，m。T取20℃，則CS(T)=9.08mg/L，帶入數(shù)據(jù)：=11.3mg/L=1633.38kgO2/d本次設(shè)計采用HWB型微孔曝氣頭，其主要參數(shù)如下表所示：所需微孔曝氣頭的數(shù)量為：=454個表1.17HWB型微孔曝氣裝置參數(shù)曝氣量孔隙率利用率充氧能力2m3/h45-50%20-25%0.15kg/h孔徑有效面積動力效率水頭損失1500.5m25kg（kWh）200mmH2O1.10.2.8供氣量的計算按下式計算：（1.51）式中：GS—鼓風(fēng)曝氣時，標(biāo)況下的供氣量，m3/d。代入數(shù)據(jù)：=116670m3/d1.10.2.9反沖洗相關(guān)說明本次設(shè)計采用氣水聯(lián)合反沖洗，用處理后出水進(jìn)行反沖洗，氣沖洗強(qiáng)度為10L/（m2s），水沖洗強(qiáng)度為4L/（m2s），時間為5min。緩沖池有效容積為1.5倍反沖洗水量即144m3。1.10.2.10產(chǎn)泥量說明本次濾池設(shè)計負(fù)荷較低，按每去除1kgBOD5產(chǎn)生0.18kg計算，產(chǎn)泥量為4.5kg/h。泥水排入緩沖池，經(jīng)沉淀后，排入二沉池，與A/O工藝污泥合并處理。1.10.2相關(guān)設(shè)備鼓風(fēng)機(jī)選擇負(fù)荷HJ/T251規(guī)定的羅茨鼓風(fēng)機(jī)即可；曝氣器選擇符合HJ/T252規(guī)定的即可，水泵采用符合HJ/T336的潛水排污泵。1.11混凝反應(yīng)池及沉淀池主要用于去除廢水中氰化物，選用焦化廢水專用藥劑M180Ⅲ。設(shè)置混合池、混凝反應(yīng)池、混凝沉淀池各一座。1.11.1設(shè)計計算1.11.1.1混合池水力停留時間為0.5min。1）容積計算按下式計算：（1.52）式中：W—有效容積，m3；α—混凝劑投量，mg/L，取2.5mg/L；Q—處理水量，m3/h；c—溶液濃度，取10%；n—每日調(diào)制次數(shù)。代入數(shù)據(jù)：=4.99m3，取5m3。2）混合池深度計算本次設(shè)計混合池為圓形，直徑為2m，則混合池有效深度為：=1.59m取1.6m，超高取0.3m，所以池深為1.9m。3）攪拌器設(shè)計設(shè)有兩層攪拌器，h1=0.6D0，h2=0.9D0。攪拌器外直徑取1.0m，則高度取0.6m，攪拌器葉片設(shè)計為矩形，長0.3m，寬0.2m。1.11.1.2反應(yīng)池本次設(shè)計采用水平軸機(jī)械絮凝池，計算參考自《水處理工程設(shè)計計算》[14](P78)。1）有效容積計算按下式計算：（1.53）式中：T—絮凝時間，取20min即1/3h。代入數(shù)據(jù)：W==83.33m3，取整為85m3。2）池長計算設(shè)置3排攪拌器，有效水深為3m，則池長可按下式計算：（1.54）式中：α—系數(shù)，取1.1；Z—攪拌器排數(shù)。代入數(shù)據(jù)：=9.9m，取10m。3）池寬計算按下式計算：（1.55）代入數(shù)據(jù)：m，取2.9m。超高取0.3m，則反應(yīng)池尺寸為：L×B×H=10m×2.9m×3.3m。4）攪拌器設(shè)計①取葉輪邊緣距離池底距離為0.25m，則葉輪直徑為：D=3-0.25×2=2.5m葉輪葉片長取1.2m，寬取0.2m，共布置5個葉輪，每個葉輪4個葉片，共20個。②攪拌器轉(zhuǎn)速可按下式計算：n=（1.56）式中：v—葉輪中心點(diǎn)速度，m/s，分別取0.5m/s、0.35m/s、0.25m/s；n—攪拌器轉(zhuǎn)速，r/min。代入數(shù)據(jù)：n1=，取整為4r/min；n2=，取整為3r/min；n3=，取整為2r/min；實(shí)際中心速度分別為0.52m/s，0.39m/s，0.26m/s。③攪拌器功率可按下式計算：（1.57）式中：P—功率，kW；y—葉輪葉片數(shù)；k—系數(shù)，取1.1；l—葉片長度，取1.5m；—葉輪角速度，r/s；r1、r2—葉輪外緣半徑、內(nèi)緣半徑，m。代入數(shù)據(jù)：=0.0728kW=0.0307kW=0.009kW④葉輪電機(jī)功率可按下式計算：（1.58）式中：—攪拌器效率，取75%；—傳動效率，取75%；代入數(shù)據(jù)：0.129kW0.055kW0.016kW⑤GT值檢驗按下式計算：（1.59）式中：P—單位時間單位液體消耗的功率，kW/m3；μ—水的絕對粘度，取1.1395×10-3Pas。=44.79s-1GT=44.79×60×20=53748經(jīng)核算，G值與GT值均較為合適。⑥進(jìn)出水控制在進(jìn)入沉淀池時需控制流速，進(jìn)水管管徑取DN300mm,出水管管徑取DN750mm。1.11.1.3混凝沉淀池用于澄清水體。設(shè)計計算:①有效面積可由下式計算：（1.60）式中：Q—為設(shè)計流量，m3/h；n—為沉淀池個數(shù)，1個；q—沉淀池表面負(fù)荷，取1m3/（m2h）。代入數(shù)據(jù)得：②直徑可由下式計算：（1.61）帶入數(shù)據(jù)：m，取整為18m。選用輻流式沉淀池作為絮凝沉淀池。③實(shí)際有效面積面積與表面負(fù)荷實(shí)際有效面積面積：254m2實(shí)際表面負(fù)荷：m3/（m2h）④絮凝池有效深度水力停留時間取3h，所以有效深度為：H1=qt=1×3=3m⑤污泥區(qū)高度（1）污泥斗高度由下式計算：（1.62）式中：r1—污泥斗上部半徑，取2m；r2—污泥斗下部半徑，取1mα—傾角，取60°。代入數(shù)據(jù)，=（2-1）tan60°=1.73m，取1.7m（2）污泥斗體積污泥斗體積可由下式計算：（3）污泥斗上方圓錐體高度（h2）取池底坡度為0.06，上方圓錐體上部半徑取18m。污泥斗上方圓錐體高度h2==0.42，取0.4m。（4）污泥斗上方圓錐體體積污泥斗上方圓錐體體積可由下式計算：m3綜上，污泥區(qū)的高度H2=1.7+0.5=2.2m，0.5m為緩沖池高度。⑥絮凝沉淀池總高超高取H3=0.3m，總高H=H1+H2+H3=3+2.2+0.3=1.5m⑦進(jìn)出水系統(tǒng)設(shè)計（1）進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計選取進(jìn)水管管徑為DN400mm，v1=0.55m/s進(jìn)水豎井直徑D2取1.2m，出水口尺寸為0.3m×0.7m，共5個，則出口流速v2=m/s，滿足設(shè)計條件。穩(wěn)流筒中流速一般為0.02-0.04m/s，本次設(shè)計取0.03m/s，則穩(wěn)流筒過流面積fm2。（2）出水系統(tǒng)設(shè)計本冊設(shè)計沉淀池出水采用雙側(cè)出水堰，出水由堰跌入集水槽，后進(jìn)入集水井。出水堰采用雙側(cè)90°三角形出水堰。堰口出水負(fù)荷應(yīng)小于1.6L/（ms）；堰前設(shè)置浮渣擋板并在擋板旁設(shè)置浮渣收集裝置。環(huán)形集水槽內(nèi)流量為250m3/h（0.0694m3/s），集水槽寬取0.5m，有效水深取0.5m，超高為0.2m，集水槽周長為56.55m。則堰口出水負(fù)荷：L/（ms），滿足條件。（3）出水堰設(shè)置每個三角堰的流量可由下式計算：（1.63）H取0.03m，代入數(shù)據(jù)：q1=3.8×10-4m/s則三角堰個數(shù)為：（4）管道設(shè)置出水管管徑取DN=400mm放空管管徑取DN=400mm排渣管管徑取DN=200mm排泥管管徑取DN=250mm（5）主要設(shè)備本次設(shè)計選用FZNJ-18型周邊傳動刮泥機(jī)，具體參數(shù)如下表1.18表1.18刮泥機(jī)具體參數(shù)型號池徑池深功率FZNJ-1818m2.5-4m3.5kW本次設(shè)計對刮泥機(jī)僅做推薦選型，具體型號可由實(shí)際情況及資金預(yù)算確定。1.11.2集水池1.11.2.1設(shè)計說明混凝沉淀池出水進(jìn)入集水池，集水池暫時儲存，部分回流用于曝氣生物濾池的反沖洗。1.11.2.2設(shè)計計算集水池水力停留時間取36min，所以集水池容積為：V=QT=250×0.6=150m3有效深度取4m，超高為0.5m。集水池尺寸為：L×B×H=7.5m×5m×4.5m。1.11.2.3相關(guān)設(shè)備設(shè)有潛水泵，用于將水送入后續(xù)處理設(shè)施。本次設(shè)計選用150QW100-15-11型潛水排污泵，4臺（2用2備），并選用原裝相關(guān)設(shè)備。具體型號見下表：表1.19150QW100-15-11型潛水排污泵相關(guān)參數(shù)型號流量（m3/h）轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kW）揚(yáng)程（m）150QW100-15-11100146011151.12污泥處理1.