36000m3/d某紙業(yè)公司新建制漿造紙廢水處理工藝設(shè)計摘要：本設(shè)計是針對36000m3/d的某紙業(yè)公司新建制漿造紙廢水進行處理，進水水質(zhì)為：CODcr：8000~10000mg/L，BOD5：2500~3500mg/L，SS：1000~1500mg/L，氨氮<50mg/L，總氮<100mg/L，色度<150，pH：6~9。經(jīng)過對水質(zhì)特點的分析，將處理工藝分解為三級處理：一級處理為，格柵—調(diào)節(jié)池—淺層氣浮池—初沉池—水解酸化池的過程，旨意在攔截造紙制漿廢水中的纖維，對廢水的可生化性進行調(diào)整，便于后續(xù)生化處理單元的去除。二級處理采用為，IC反應(yīng)器—改良型氧化溝—二沉池，大幅降低了造紙制漿廢水中的有機物濃度。三級處理采用高級氧化池（Fenton氧化池）—終沉池的組合，對廢水中的N、P去除。處理后水質(zhì)需達到《制漿造紙工業(yè)污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）和《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放極限》標(biāo)準。關(guān)鍵詞：造紙廢水；IC反應(yīng)器；改良型氧化溝；BOD；CODAbstract:Thisdesignisforthetreatmentof36000m3/dnewpulpandpaperwastewaterofapapercompany.Theinfluentwaterqualityis:CODcr:8000~10000mg/L,BOD5:2500~3500mg/L,SS:1000~1500mg/L,ammonianitrogen<50mg/L,totalnitrogen<100mg/L,chroma<150,pH:6~9.Basedontheanalysisofthecharacteristicsofwaterquality,thetreatmentprocessisdividedintothreestages:thefirststageistheprocessofgridregulatingtankshallowairflotationtankprimarysedimentationtankhydrolysisacidificationtank,whichaimstointerceptthefibersinpapermakingwastewater,adjustthebiodegradabilityofwastewater,andfacilitatetheremovalofsubsequentbiochemicaltreatmentunits.ThesecondarytreatmentisICreactor,improvedoxidationditchandsecondarysedimentationtank,whichgreatlyreducestheorganicmatterconcentrationinpapermakingwastewater.ThecombinationofadvancedoxidationtankandfinalsedimentationtankisadoptedforthethirdstagetreatmenttoremoveNandPfromwastewater.Thetreatedwaterqualityshallmeetthedischargestandardofpollutantsforpulpandpaperindustry(GB3544-2008)andthedischargelimitofmainwaterpollutantsforurbansewagetreatmentplantsandkeyindustrialindustriesinTaihuLakearea.Keyword：PPW；ICreactor；Modifiedoxidationditch；BOD；COD目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章文獻綜述 61.1造紙廢水概況 61.2造紙廢水的特點 61.3造紙廢水的危害 71.4造紙廢水常規(guī)處理方法 71.5造紙廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀 7第二章項目概況 92.1項目概況 92.2設(shè)計依據(jù)和設(shè)計內(nèi)容 92.3污水水質(zhì)和污水排放標(biāo)準 10第三章處理工藝的選擇 113.1處理工藝比較 113.2處理工藝的選擇 123.3工藝流程圖及去除率估算表 13第四章構(gòu)筑物設(shè)計 154.1格柵 154.1.1設(shè)計說明 154.1.2設(shè)計計算 154.1.3提升泵房 194.2調(diào)節(jié)池 204.2.1調(diào)節(jié)池設(shè)計說明 204.2.2調(diào)節(jié)池設(shè)計計算 204.3淺層氣浮池 214.3.1淺層氣浮池設(shè)計說明 214.3.2設(shè)計計算 224.4初沉池 274.4.1初沉池設(shè)計說明 274.4.2設(shè)計計算 274.5水解酸化池 304.5.1水解酸化池設(shè)計說明 304.5.2設(shè)計計算 314.6IC反應(yīng)器 324.6.1IC反應(yīng)器設(shè)計說明 324.6.2設(shè)計計算 334.7改良型氧化溝 404.7.1設(shè)計說明 404.7.2設(shè)計計算 404.8二沉池 454.8.1設(shè)計說明 454.8.2設(shè)計計算 454.9高級氧化池（Fenton氧化池） 474.9.1設(shè)計說明 474.9.2設(shè)計計算 484.10終沉池 504.10.1設(shè)計說明 504.10.2設(shè)計計算 504.11污泥濃縮池 524.11.1設(shè)計說明 524.11.2設(shè)計計算 524.12污泥脫水間 544.13構(gòu)筑物尺寸表 54第五章總體布置 555.1污水處理廠平面布置 555.1.1布置原則 555.1.2平面布置 565.2污水處理廠高程布置 575.2.1布置原則 575.2.2高程布置 575.2.3水頭損失計算 59第六章工程技術(shù)經(jīng)濟分析 646.1概況 646.2建設(shè)費用 646.3運行費用 65第一章文獻綜述1.1造紙廢水概況中國作為一個造紙大國，造紙的總生產(chǎn)量在全世界都處于領(lǐng)先的地步，根據(jù)最近國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，在2019年1-9月，共生產(chǎn)了9287萬噸紙與紙板，968萬噸紙漿，5217萬噸紙制品。所以造紙制漿產(chǎn)業(yè)是我國必不可少的組成部分。但是，工業(yè)的發(fā)展必然也會帶來相應(yīng)的污染，不能因為其經(jīng)濟效益，而放緩對污染的治理。隨著行業(yè)技術(shù)的改進，造紙制漿的沖洗廢水的污染已愈來愈小，但水中仍還有大量CODCr、BOD5、N、P以及大量的SS。這些污染物涌入水體會造成水體的惡化，水體發(fā)黑發(fā)臭，富營養(yǎng)化，水體中溶解氧的降低，藻類大量繁殖，魚蝦類大量死亡，直接或者間接對人體或環(huán)境造成威脅。此外，造紙廢水中含大量紙漿等可回收利用資源，直接排入水體也是一種極大的資源浪費。因此，采用相應(yīng)的預(yù)處理，厭氧和好氧生物處理，降低廢水中的COD、BOD、N和SS，對保護環(huán)境，有效的資源回收利用有著重大的意義。本項目處理的是江蘇某紙廠中以廢紙、草稈為原料生產(chǎn)的制漿、造紙和沖洗廢水。通過查閱文獻和相關(guān)造紙制漿行業(yè)標(biāo)準，了解先進技術(shù)，在保證經(jīng)濟效益的同時，達到對廢水的最佳的處理，減少廢水產(chǎn)生的危害，使排水水質(zhì)符合標(biāo)準。1.2造紙廢水的特點造紙廢水主要是指在進行造紙制漿生產(chǎn)的活動過程中，對原料進行沖洗，生產(chǎn)等而產(chǎn)生的廢水，如制漿蒸煮廢液、洗滌廢水、漂白廢水與紙機白水等。制漿廢水中的污染物主要為：懸浮物（SS）、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）和色度。主要有以下特征：（1）廢水主要是用于造紙制漿用水、沖洗水等，廢水量大，水質(zhì)不穩(wěn)定，水中BOD、COD濃度高，富含N營養(yǎng)元素，有較多的懸浮固體。（2）造紙廠原材料是廢紙和草稈，產(chǎn)生的造紙制漿廢水中含有纖維素等，不利于生物降解，也會阻塞管道，不利于水處理設(shè)施的運行。（3）造紙制漿廢水有較差的可生化性，采取生物處理措施時需進行預(yù)處理。（4）因為造紙顏色不同，廢水中帶有一定的色度，需進行脫色處理。1.3造紙廢水的危害造紙工業(yè)的能耗產(chǎn)能大，所產(chǎn)生的造紙廢水也污染嚴重，造紙廢水中常常具有較大水量，廢水中含有大量的BOD，COD,SS以及色度等。造紙廢水中富含高濃度的有機物，如果直接排放進入水體，水體中的有機物，在水環(huán)境下，可以進行氧化分解或是發(fā)酵等反應(yīng)，這些過程往往伴隨著溶解氧的參與，因此也會大幅消耗水體中的溶解氧，致使水體缺氧，水生生物死亡。此外造紙廢水中因制造工藝的不同，含有大量的纖維，纖維在水體中不易分解，容易被魚類等水體生物誤食，導(dǎo)致魚類生物大量死亡。1.4造紙廢水常規(guī)處理方法近年來，造紙制漿廢水的處理方法主要是用“預(yù)處理+厭氧+好氧”為主體的生物處理技術(shù)，并結(jié)合混凝，吸附等一些其他物理化學(xué)手段，對廢水中的N，色度，SS去除。其中使用厭氧生物法處理造紙制漿廢水的主要的工藝有兩極分離內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（EGSB）、生物接觸氧化法（厭氧池）；脫氮處理工藝主要有A/O工藝、A2/O工藝、SBR脫氮工藝等；好氧處理主要有好氧曝氣池、生物接觸氧化池（好氧池）、改良型氧化溝等工藝。1.5造紙廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀馮東望[1]等提出使用水解酸化+IC反應(yīng)器+好氧曝氣池的方法對造紙制漿廢水進行處理，整個設(shè)計按照《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）進行設(shè)計，運行期間，設(shè)備穩(wěn)定，效果良好。采用復(fù)合鋁鐵深度處理，最終COD的去除率可以達到99.1%，處理每噸廢水需5.53元，且厭氧反應(yīng)器所產(chǎn)生的沼氣可以用來回收，但深度處理的價格為3.7元每噸，較為昂貴。羅亞敏[2]等提出了使用超效淺層氣浮+IC反應(yīng)器+改良型氧化溝的工藝對廢水進行處理，設(shè)計按照《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）進行，在整個工藝過程中，改良型氧化溝對造紙制漿廢水中的BOD去除率高達92%，出水再經(jīng)混凝沉淀后即可達到排放要求。廢水處理每噸約1.55元，有較高的經(jīng)濟效益。湯俊[3]提出了使用水解酸化池+生接觸氧化池（厭氧+好氧池）的工藝對造紙制漿廢水進行處理，設(shè)計按照《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）進行，生物接觸氧化池對COD的去除率能達到85%，再經(jīng)沉淀池，可達到排放標(biāo)準。處理廢水的費用約為1.06元每噸。林曉敏[4]也提出使用水解酸化+IC反應(yīng)器+好氧曝氣池的工藝進行處理，但她的深度處理選擇高級氧化池+終沉池，投加Fenton試劑，對污染物進一步去除，最終出水符合排放標(biāo)準，而處理成本為1.887元每噸，有較好的經(jīng)濟效益。第二章項目概況2.1項目概況江蘇某大型紙業(yè)有限公司年生產(chǎn)紙板約60萬噸，主要原材料為廢紙和草桿，企業(yè)制漿車間、造紙車間及水洗車間每日產(chǎn)生的最大制漿造紙廢水量約為36000m3/d，經(jīng)多次取樣化驗，該企業(yè)生產(chǎn)廢水水水質(zhì)變化較大，廢水中的懸浮物及有機物濃度較高，可生化性差，這就要求了企業(yè)在進行工藝選擇的時候，需要選擇處理效率高，經(jīng)濟效益高，先進的處理工藝，使處理后的廢水達到《制漿造紙工業(yè)污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）及江蘇省《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放極限》（DB32/1027-2007）標(biāo)準中較嚴者，同時綜合考慮沼氣的回收及生產(chǎn)廢水的回用。2.2設(shè)計依據(jù)和設(shè)計內(nèi)容2.2.1設(shè)計依據(jù)給排水設(shè)計手冊第二版（第5冊）《制漿造紙工業(yè)污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放極限》（DB32/1027-2007）給排水設(shè)計手冊第二版（第1冊）2.2.2設(shè)計內(nèi)容根據(jù)《制漿造紙工業(yè)污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）及江蘇省《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放極限》（DB32/1027-2007），本設(shè)計總體上采用“預(yù)處理+厭氧生物處理+好氧生物處理+深度處理”的工藝，對造紙制漿廢水進行污染治理，本設(shè)計主要內(nèi)容是a.處理方法的選擇，選定合適工藝；b.各構(gòu)筑物的設(shè)計和計算，構(gòu)筑物主要設(shè)備的計算和選型；c.整套設(shè)計簡單的工程概算和經(jīng)濟技術(shù)分析；d.畫出整套圖紙。2.3污水水質(zhì)和污水排放標(biāo)準本設(shè)計中造紙廢水進水量Q=36000m3/d，進水水質(zhì)如表3.1表3.1設(shè)計進水水質(zhì)污染物指標(biāo)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)懸浮物SS(mg/L)氨氮(mg/L)總氮(mg/L)色度pH值進水水質(zhì)8000～100002500～35001000～1500<50<100<1506~9本設(shè)計中，出水水質(zhì)應(yīng)該滿足《制漿造紙工業(yè)污染物排放標(biāo)準》（GB3544-2008）及江蘇省《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放極限》（DB32/1027-2007）。出水水質(zhì)指標(biāo)如表3.2。表3.2出水水質(zhì)指標(biāo)污染物指標(biāo)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)懸浮物SS(mg/L)氨氮(mg/L)總氮(mg/L)色度pH值出水水質(zhì)≤80≤20≤30≤5≤15≤406~9第三章處理工藝的選擇3.1處理工藝比較國內(nèi)的造紙制漿廢水，由于廢水中含有高濃度有機物以及大量纖維素，常用格柵+生物法進行去除，常用的生物處理方法有，兩極分離內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC反應(yīng)器）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（EGSB）、改良型氧化溝工藝等。處理工藝優(yōu)點缺點IC反應(yīng)器IC反應(yīng)器有較高的容積負荷，抗沖擊負荷能力強，出水性能穩(wěn)定良好而且能生成沼氣等，去除效率高。IC反應(yīng)器比UASB反應(yīng)器內(nèi)含有的細微顆粒濃度高，出水中容易附帶較多的細微顆粒，需要后續(xù)的沉降構(gòu)筑物。UASB反應(yīng)器UASB工藝是厭氧處理工藝最基本的工藝，具有較高的COD去除率。但相對IC反應(yīng)器來說，容積負荷較低，所以體積比IC反應(yīng)器大的多，所以投資偏貴。EGSB反應(yīng)器EGSB厭氧處理工藝是對UASB工藝的改進，改進了進水布水系統(tǒng)，增加高徑比，增加了反應(yīng)器中水的上升流速等。反應(yīng)器較高，采用外循環(huán)，動力消耗大。改良型氧化溝改良型氧化溝工藝在去除COD、脫除氨氮、除磷等方面均有不錯的表現(xiàn)，充分發(fā)揮了氧化溝好氧生物技術(shù)在造紙廢水處理中的優(yōu)勢，使其比常規(guī)氧化溝處理效率高10%左右。3.2處理工藝的選擇（1）預(yù)處理工藝的選擇造紙制漿廢水可生化性能較差，若是要進行生物處理，需在生物處理前進行預(yù)處理工藝，借此提高造紙制漿廢水的可生化性能，大幅提高生物處理的處理效率。而造紙制漿廢水的預(yù)處理一般分為水解酸化，氣浮法，混凝法三種預(yù)處理方法。其中造紙制漿廢水常用的預(yù)處理手段就是水解酸化法，通過調(diào)節(jié)pH來改變廢水的可生化性。而電化學(xué)法是通過給廢水通電，使水體中的帶電膠體沉降?；炷ㄖ饕羌尤牖炷齽?，吸附劑，可以大幅度減少廢水中的SS和色度。氣浮法與混凝沉淀去除的效果相似，但相對于混凝沉淀，氣浮法收集的紙漿可以用于回收利用。因此本設(shè)計采用水解酸化+超效淺層氣浮并用的工藝。（2）厭氧處理工藝的選擇廢水經(jīng)過預(yù)處理后，可生化性能得到提高，經(jīng)過厭氧處理構(gòu)筑物，利用厭氧微生物，污泥等，對有機物進行去除，造紙廢水處理中常見的厭氧處理工藝有UASB、EGSB、IC。UASB反應(yīng)器屬于老式反應(yīng)器，IC反應(yīng)器和EGSB都是基于UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上進行的改進，所以UASB反應(yīng)器不予以考慮。而EGSB反應(yīng)器更適用于低濃度有機廢水，本設(shè)計中COD濃度高達8000~10000mg/L，因此EGSB不適用于本設(shè)計，故厭氧生物處理技術(shù)采用IC反應(yīng)器法。（3）好氧處理工藝的選擇廢水在厭氧處理后，再對其中的有機物進一步的去除，進入好氧處理構(gòu)筑物，進行好氧生物處理，而好氧生物處理主要有好氧曝氣法和改良型氧化溝工藝。好氧曝氣池和改良型氧化溝工藝都是通過曝氣+活性污泥法，對廢水中的有機物以及氨氮，總氮進行處理。兩者工藝相似度差不多，而好氧曝氣法COD去除率81%，改良型氧化溝工藝對COD的去除率能達到92%，而且對氨氮也有不錯的去除效果，因此本設(shè)計選用改良型氧化溝工藝。（4）深度處理工藝的確定深度處理工藝選用高級氧化法+終沉池的工藝。3.3工藝流程圖及去除率估算表圖3.造紙制漿廢水工藝流程圖表3去除效率估算污染物指標(biāo)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)懸浮物SS(mg/L)總氮TN(mg/L)氨氮NH3-N(mg/L)pH值色度進水水質(zhì)1000035001500100507150格柵去除率%10620出水水質(zhì)900032901200調(diào)節(jié)池去除率%出水水質(zhì)7氣浮池去除率%6060出水水質(zhì)48060初沉池去除率%10640出水水質(zhì)81003093288水解酸化池去除率%4020604030出水水質(zhì)486024741156035IC反應(yīng)器去除率%65683010出水水良型氧化溝去除率%9290806090出水水質(zhì)13679.216.2243.5二沉池去除率%402540出水水質(zhì)81.659.49.7高級氧化池去除率%8070630出水水質(zhì)16.317.89.132.4終沉池去除率%402540出水水質(zhì)1315.18.2243.5732.4出水水質(zhì)≤80≤20≤30≤40≤156~9≤40第四章構(gòu)筑物設(shè)計4.1格柵4.1.1設(shè)計說明格柵是由一組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架所組成。通常傾斜著安裝在污水廠的進水口處，主要是為了攔截進水中的較大的懸浮物，并通過傳送帶或浮渣擋板去除格柵中上殘留的廢棄物，以確保后續(xù)處理設(shè)施的安全運行，便于后續(xù)工藝的處理。圖4.1格柵示意圖4.1.2設(shè)計計算格柵間隙數(shù)n：本設(shè)計設(shè)計流量：日流量Q=0.417m3/s。（4-1）式中：Qmax——最大設(shè)計流量，m3/s，一般Qmax=1.5Q；α——格柵傾角，（°）；b——格柵間隙，m；V——污水過柵流速，m/s；——經(jīng)驗修正系數(shù)。在經(jīng)過格柵的間隙數(shù)量n的確定后，設(shè)格柵框架內(nèi)柵條數(shù)目為n-1。因此，本設(shè)計取用70個柵條的格柵。格柵槽總寬度B：格柵寬B1（4-2）式中：B1——格柵槽寬度，m；S——柵條寬度，m；B——柵條凈間隙，m；n——格柵間隙數(shù)。本設(shè)計采用橫截面為正方形的柵條，邊長為10mm。因此B=B1+0.2=1.58（m）通過格柵的水頭損失：（4-3）式中：k——格柵被污物堵塞導(dǎo)致水頭損失變大的倍數(shù)，通常取3；h0——計算水頭損失，m；g——重力加速度，通常取9.8m/s2；——阻力系數(shù)，數(shù)值的大小通常與柵條的斷面形狀有關(guān)；柵后槽總高度H：（4-4）式中：h1——柵前渠超高，本設(shè)計取0.3m。柵槽總長度L：（4-5）其中：（4-6）式中：L1——進水渠道逐漸擴寬的長度，m；L2——柵槽末端逐漸變窄部分的長度，m；B1——進水渠寬，m；本設(shè)計取1m；α1——進水逐漸變寬部分的固定角，本設(shè)計取20°。每日柵渣量W：（4-7）式中：W1——柵渣量，m3/（103m3污水），由柵條間距的大小所決定柵渣量的大小。本設(shè)計取0.1；Kz——污水總變化系數(shù)，取1.5。所以本設(shè)計采用機械清渣。進水管管徑本設(shè)計進水采用DN900mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=1.24m。過柵流速符合0.6~1.0m/s要求，可以選用。出水管管徑本設(shè)計出水采用DN900mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=1.24m。過柵流速符合0.6~1.0m/s要求，可以選用。4.1.3提升泵房由于后續(xù)處理中水頭損失等緣由，需要提升泵房提升廢水的揚程，以便于污水在整套工藝中流暢的流動，提升泵房主要包括機器間、集水池、水泵組、輔助間等，其中集水池可以一定的充當(dāng)調(diào)節(jié)池的作用，調(diào)節(jié)水量，以便水泵較均勻工作。提升泵房可以使廢水以重力自流的形式流入后續(xù)處理構(gòu)筑物中，減少構(gòu)筑物建設(shè)成本。按進水管設(shè)計流量：Q＝36000m3/d＝1500m3/h，考慮選用4臺泵（3用1備），則每臺水泵的設(shè)計流量為Q＝500m3/h。（1）集水池尺寸按一臺泵最大流量時的5min出水量設(shè)計（最高水位和最低水位之間的容積），則集水池的容積：有效水深取h=3m，則集水間的面積為：集水池寬度取3.5m，則長度為14÷3.5＝4m，超高取0.5m，則集水池尺寸為L×B×H＝4m×3.5m×3.5m。（2）水泵總揚程根據(jù)最終的高程的初步的計算，預(yù)估泵房選泵的預(yù)計揚程為5m，根據(jù)本設(shè)計的流量，最終選擇350ZQB-70D型潛水軸流泵，共采用4臺泵，3臺使用，1臺備用。

（3）泵房尺寸泵房需考慮到泵體、電機等設(shè)施的配備與安裝，此外還要留有一定的維修空間，因此提升泵房尺寸為8m×4m×4m。設(shè)備選型采用設(shè)備類型為350ZQB-70D型潛水軸流泵，采用4臺泵(3臺使用1臺備用)，每臺泵設(shè)計流量Q=500m3/h，揚程H=5m，功率為11KW。4.2調(diào)節(jié)池4.2.1調(diào)節(jié)池設(shè)計說明調(diào)節(jié)池能對進水的水量，水溫，水質(zhì)等參數(shù)進行自我調(diào)節(jié)。由于造紙廢水具有水量大而不穩(wěn)定的特點，調(diào)節(jié)池的作用就必不可少了，能使進水水量均衡穩(wěn)定，便于后續(xù)水處理設(shè)施處理。本設(shè)計采用空氣管曝氣，調(diào)整造紙廢水水質(zhì)水量，池內(nèi)水力停留實踐設(shè)為2h。圖4.2調(diào)節(jié)池示意圖4.2.2調(diào)節(jié)池設(shè)計計算本設(shè)計采用10個調(diào)節(jié)池的設(shè)計式中：Q’max——單個調(diào)節(jié)池的最大設(shè)計流量，m3/d;Qmax——總最大設(shè)計流量，m3/d;調(diào)節(jié)池池體計算：（1）調(diào)節(jié)池有效容積V：（4-8）（2）調(diào)節(jié)池有效面積S：（4-9）式中：h’——調(diào)節(jié)池有效水深，本設(shè)計取2.8m；則調(diào)節(jié)池的尺寸為14m×14m×3.3m。進水管管徑本設(shè)計進水采用DN300mm鑄鐵管，查手冊得v=0.89m/s；1000i=4.25m。符合要求，可以選用。（4）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN300mm鑄鐵管，查手冊得v=0.89m/s；1000i=4.25m。符合要求，可以選用。4.3淺層氣浮池4.3.1淺層氣浮池設(shè)計說明淺層氣浮池對進水中的懸浮物等雜質(zhì)具有較高的去除作用。它利用氣浮池釋放的空氣，產(chǎn)生微小氣泡，這些微小氣泡具有較大的比表面積，能夠黏附水體中的固體懸浮物浮至水面，并通過機械刮渣等方式去除，大幅降低了廢水中的SS含量。圖4.3淺層氣浮池示意圖4.3.2設(shè)計計算氣浮池采用6座進行設(shè)計，單座池子流量Q=6000m3/d。（1）氣浮池所需空氣量Qg（4-10）式中：S——懸浮固體干重，g/d；Q——氣浮處理的廢水量m3/d；Sa——廢水中懸浮固體濃度，g/m3；A——減壓至101.325KPa所釋放的空氣量，g/d；a——氣固比，一般取0.005~0.006，本設(shè)計取0.006；（2）溶氣水量Qr（4-11）式中：ρ——空氣密度，g/L，查表為1.2g/L；Cs——在一定溫度下，一個大氣壓時的空氣溶解度，mL/（L·atm），取22.5mL/（L·atm）；P——溶氣壓力，絕對壓力，atm；?——加壓溶氣系統(tǒng)的溶氣效率，一般取0.8~0.9，取0.85；取平均溫度T=12℃，則空氣密度ρ=1.200g/L，Q=225.36m3/h，P=0.5MPa，?=0.85，Cs=22.5mL/（L·atm）（3）所需空氣量Qg（4-12）式中：Qg——氣浮池所需空氣量，m3/h；KT——溶解度系數(shù)，查表得0.027；氣浮池分為接觸室和分離室（4）接觸室①接觸室表面積Ac，按公式計算：（4-13）式中：Ac——接觸室表面積，m2；Vc——水流平均速度，通常取10~20mm/s，本設(shè)計取10mm/s；②接觸室長度L，可按公式計算：（4-14）式中：L——接觸室長度，m；Bc——接觸室寬度，m，本設(shè)計取1.2m；③接觸室堰上水深H2，可按公式計算：式中：H2——接觸室堰上水深，m。④接觸室氣水接觸時間tc，可按公式計算：（4-15）式中：tc——接觸室氣水接觸時間，要求tc>60s；H1——氣浮池分離室水深，通常為1.8~2.2m，本設(shè)計取2.0m；分離室①分離室表面積As，可按公式計算：（4-16）式中：As——分離室表面積，m2；②分離室長度Ls，可按公式計算：（4-17）式中：Ls——分離室長度，m；Bs——分離室寬度，本設(shè)計取5m；對于矩形池，長寬比一般在2：1~3：1之間，本設(shè)計符合要求。③氣浮池水深H，可按公式計算：（4-18）式中：H——氣浮池水深，m；t——氣浮池分離室停留時間，一般取10~20min，本設(shè)計取t=10min=600s；④氣浮池容積W，可按公式計算：（4-19）式中：Ws——氣浮池容積，m3。⑤總停留時間T校核，可按公式計算：（4-20）式中：T——總停留時間，min。進水管管徑本設(shè)計進水采用DN400mm鑄鐵管，查手冊得v=0.83m/s；1000i=2.55m。符合要求，可以選用。（7）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN400mm鑄鐵管，查手冊得v=0.83m/s；1000i=2.55m。符合要求，可以選用。4.4初沉池4.4.1初沉池設(shè)計說明造紙制漿廢水經(jīng)過淺層氣浮池后，廢水中的大量的固體懸浮物被去除。初沉池主要是對進水進行初步處理，降低進水污染物濃度，便于后續(xù)生物處理的進行。由于進水量大，為36000m3/d，因此本設(shè)計采用4座輻流式沉淀池進行設(shè)計。圖4.4輻流式沉淀池草圖4.4.2設(shè)計計算（1）沉淀部分水面面積（4-21）式中：Qmax——設(shè)計最大流量，m3/h；n——池數(shù)（個），本設(shè)計設(shè)置4座沉淀池；q——表面負荷，m3/（m2·h），0.6~1.5m3/（m2/h），取1.5m3/（m2/h）。（2）池子直徑（4.-22）（3）沉淀區(qū)有效水深（4-23）式中：h2——沉淀區(qū)有效水深，m；t——沉淀時間，1.5~4.0h；取2.0h；（4）校核徑深比，在6~12內(nèi)，符合要求（5）沉淀部分有效容積（6）污泥斗容積（4-24）式中：r1——污泥斗上部半徑；取r1=1.8m；h5——污泥斗的高度，m；r2——污泥斗下部半徑；取r2=0.8m；（7）污泥斗以上圓錐體部分污泥容積：（4-25）式中：h4——圓錐體高度R——池子半徑（8）污泥總?cè)莘e（9）沉淀池總高度（4-26）式中：h1——沉淀池超高，m；取0.3m；h3——緩沖高度，m；取0.5m；h5——沉淀池泥斗高度，m，為1.73m；（10）進水管管徑本設(shè)計進水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（11）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（12）初沉池污泥量計算根據(jù)前文各構(gòu)筑物預(yù)估去除率表可知，本設(shè)計進水COD濃度約為9000mg/L，初沉池處理后出水COD濃度為8100mg/L，得整體去除效率：按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.32kg污泥，污泥總量為：9000×103×9000×10-6×10%×0.32=0.288kg/d濕污泥總量為：因此采用最小管徑排泥，選用DN200mm鑄鐵管。4.5水解酸化池4.5.1水解酸化池設(shè)計說明造紙廢水由于原材料使用得不同，廢水中常常含有高濃度的有機物。水解酸化池可以通過pH等調(diào)節(jié)將大分子的有機物分解為易處理降解的小分子有機物，以此提高廢水的可生化性，便于接下來的IC厭氧反應(yīng)器等生物處理，提高處理效率。水解反應(yīng)池采用下端進水，通過上升流控制廢水在反應(yīng)池中的停留時間，上端進行排泥。圖4.5水解酸化池示意圖4.5.2設(shè)計計算（1）單座水解池的容積（4-27）式中：V——水解池發(fā)熱容積，m3；Qmax——最大設(shè)計流量，m3/h；本設(shè)計采用8座水解酸化池設(shè)計，Qmax=281.7m3/h；T——水力停留時間，取6h；采用L×B×H：19m×19m×5m的水解酸化池，由于水量問題，采用8座水解酸化池的設(shè)計。（2）水解池上升流速核算水解酸化反應(yīng)器高度的確定：本設(shè)計H取4m，反應(yīng)器的高度與上升流速之間的關(guān)系為：核算：水解反應(yīng)器的上升流速為0.5~0.8m/h，符合要求。（3）配水方式水解酸化池的配水方式有很多中，本設(shè)計采用穿孔管布水器，配水管位置距離池底約200mm，處于中心位置，出水采用小孔出水，孔徑20mm。（4）出水收集本設(shè)計出水使用鋼板矩形堰的設(shè)計進行出水的收集工作。（5）排泥系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計采用靜壓排泥裝置，采用多點排泥，位置處于整個水解酸化池的中上部。污泥每天定時排泥，一日排泥1-2次，此外由于重力的牽引等作用，在水解酸化池底部也較容易出現(xiàn)泥沙，石粒等，也需增設(shè)排泥管。（6）進水管管徑本設(shè)計選用DN350mm鑄鐵管，v=0.82m/s，1000i=2.99m本設(shè)計進水采用DN350mm鑄鐵管，查手冊得v=0.82m/s；1000i=2.99m。流速符合要求，可以選用。（7）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN350mm鑄鐵管，查手冊得v=0.82m/s；1000i=2.99m。流速符合要求，可以選用。4.6IC反應(yīng)器4.6.1IC反應(yīng)器設(shè)計說明IC反應(yīng)器作為本設(shè)計第一道生物處理方式，能快而有效的去除廢水中經(jīng)水解酸化預(yù)處理后的有機物，并且擁有較高的去除效率。本設(shè)計設(shè)置4座IC反應(yīng)器。圖4.6IC反應(yīng)器示意圖4.6.2設(shè)計計算（1）單座有效容積（4-28）式中：V——反應(yīng)器的有效容積，m3；Q——廢水的設(shè)計流量，m3/d；本設(shè)計采用4座，因此Q=9000m3/d；Nv——容積負荷率，kgCOD/（m3·d）；C0——進水COD濃度；Ce——出水COD濃度。IC反應(yīng)器內(nèi)共有第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室，其去除效率分別可以達到80%和20%。因此，第一反應(yīng)室的容積負荷率，本設(shè)計采用Nv1=35kgCOD/（m3·d）第二反應(yīng)室的容積負荷率，本設(shè)計采用Nv2=12kgCOD/（m3·d）。第一反應(yīng)室的有效容積第二反應(yīng)室的有效容積所以IC反應(yīng)器的總有效容積V=650+475=1125m3，本設(shè)計取1200m3。（2）IC反應(yīng)器的幾何尺寸IC反應(yīng)器大小差異也比較明顯，通常來說，較為小型的，高徑比通常在4~8之間，高度約為15m，大型IC反應(yīng)器約為25m高。本設(shè)計采用的IC反應(yīng)器，高徑比在2.5。（4-29）則IC反應(yīng)器總?cè)莘e負荷率：IC反應(yīng)器的底面積：則第二反應(yīng)室高：第一反應(yīng)室的高度：（3）IC反應(yīng)器的循環(huán)量根據(jù)相關(guān)手冊查詢，可知：進水的總停留時間tHRT=10（h）取IC反應(yīng)器內(nèi)的第二反應(yīng)室液體的上升流速4m/h，則循環(huán)需氧量約為256m3/h。而第一反應(yīng)室內(nèi)液體升流速度通常為10-20m/h。第一反應(yīng)室內(nèi)的沼氣量：（4）IC反應(yīng)器第一反應(yīng)室的氣液固分離幾何尺寸①沉淀區(qū)設(shè)計（4-30）式中：Vs——顆粒污泥沉降速度，cm/s；ρs——顆粒污泥密度，g/cm3；ρ1——清水密度，g/cm3；dP——顆粒直徑，cm；g——重力加速度，981cm/s2；μ——水的黏滯系數(shù)，g/（cm·s）；V——水的運動黏滯系數(shù)，cm2/s；T——水溫，℃。設(shè)溫度為35℃，則水的運動黏滯系數(shù)：其中，顆粒的平均直徑在1.0~2.0mm之間，最大顆粒直徑為3.14~3.57mm，顆粒密度在1.04~1.06g/cm3之間。清水密度近似取1g/cm3，則μ=0.0071g/（cm·s）；顆粒污泥密度取1.05g/cm3，一般IC反應(yīng)器中顆粒直徑大于0.1cm，算得沉降速度vs：圖4.6.1三相分離器單元結(jié)構(gòu)示意圖B-B’間總面積S為：式中：Q——IC反應(yīng)器循環(huán)泵量。而S=（b1×3+b1×4）×4，則b1=0.45，即相鄰兩上擋板間的間距為450mm。②沉淀區(qū)斜壁角度與分離器高度設(shè)計三相分離器沉淀區(qū)斜壁傾斜度一般在45°~60°內(nèi)，本設(shè)計選50°，上擋板三角頂與集氣罩頂相距300mm。設(shè)計IC反應(yīng)器h1=0.85m，h2=0.7m。③氣液分離的設(shè)計 為保證好的分離效率，須核算氣相不進入沉淀區(qū)。（4-31）式中：d——氣泡直徑，cm；取0.01cm；ρ1——液體密度，g/cm3，取1.02g/cm3；ρg——沼氣密度，g/cm3，取1.2×10-3g/cm3；μ——廢水動力黏滯系數(shù)，g/（cm·s），取2×10-2g/（cm·s）β——碰撞系數(shù)，取0.95g——重力加速度，cm/s2，取981cm/s2。合速度為：符合要求。④反應(yīng)器頂部氣液分離器的設(shè)計本設(shè)計采用直徑為3m的氣液分離器，筒體高2m，下錐底角度65°，上頂高500mm。（5）IC反應(yīng)器進水配水系統(tǒng)的設(shè)計①布水方式本設(shè)計每2~5m2設(shè)置一布水點，出口水流速度2~5m/s。擬設(shè)24個布水點，每點負荷面積為Si=2.65（m2）②配水系統(tǒng)形式本設(shè)計采用無堵塞式進水分配系統(tǒng)，采用對稱布置，出水口距池底約20cm，位于服務(wù)面積中心點。出水口支管直徑約20mm，每個出水口服務(wù)面積為2~4m2。單點配水面積Si=2.65m2時，配水半徑r=0.92m。取進水總管中流速為1.6m/s，則進水總管管徑為：配水口8個，配水口出水流速選為2.5m/s，則配水管管徑（6）出水系統(tǒng)的設(shè)計出水渠寬取0.3m，本設(shè)計4條出水渠。設(shè)出水渠渠口附近流速為0.2m/s則設(shè)計出水渠道高位0.2m，可保持出水均勻。（7）排泥系統(tǒng)的設(shè)計大型IC反應(yīng)器通常不設(shè)污泥斗，本設(shè)計簡化設(shè)計，在離兩級三相分離器下三角以下0.5m處各設(shè)一排泥口，在反應(yīng)器設(shè)放空管，口徑均為100mm。①IC反應(yīng)器產(chǎn)泥量的計算一般去除1kgCOD可產(chǎn)生0.05~0.1kgVSS。這里取X=0.05kgVSS/kgCOD進行計算。設(shè)計流量3600m3/d，進水COD為4860mg/L，出水1701mg/L，則每天去除COD的量為：3600×（4860-1701）×10-3=11372.4（kg）IC反應(yīng)器的產(chǎn)泥量為11372.4×0.05=568.6（kgVSS/d），根據(jù)VSS/SS=0.8，則SS的產(chǎn)量為568.6/0.8=710.8（kg/d）。IC反應(yīng)器中第一反應(yīng)室膨脹床污泥濃度較高，可達50~100gSS/L，第二反應(yīng)室污泥濃度較低，為15~30gSS/L。本設(shè)計采用第一反應(yīng)室濃度為100gSS/L，第二反應(yīng)室為20gSS/L，則IC反應(yīng)器中污泥總量為：因此，IC反應(yīng)器的污泥齡為80200/710.8=112（d）（8）進水管管徑本設(shè)計進水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（9）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（10）IC反應(yīng)器污泥量計算由預(yù)計出水效果可知，進水COD濃度為4860mg/L，出水COD濃度為1701mg/L，整體去除效率：按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.32kg污泥，污泥總量為：4860×103×4860×10-6×65%×0.32=4912.9kg/d濕污泥總量為：因此采用最小管徑排泥，選用DN200mm鑄鐵管。4.7改良型氧化溝4.7.1設(shè)計說明廢水經(jīng)過IC厭氧反應(yīng)器出水后，有機物濃度仍然無法達標(biāo)。改良型氧化溝為改良型Carrousel2000氧化溝，有機物的去除率能高達90%。本設(shè)計采用10座改良型氧化溝。4.7.2設(shè)計計算（1）好氧區(qū)容積V1污泥總產(chǎn)率系數(shù)Yt=1.05KgVSS/KgBOD5；污泥自身氧化系數(shù)Kd=0.05d-1好氧區(qū)水力停留時間t1為（2）缺氧區(qū)容積V2缺氧區(qū)容積采用反硝化動力學(xué)計算。（4-32）式中V2：缺氧區(qū)有效容積，m3；Nk：生物反應(yīng)池進水總凱氏氮濃度，mg/L；Nte：生物反應(yīng)池出水總氮濃度，mg/L；△Xv：排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物量，KgMLVSS/d；Kde：脫氮速率，KgNO3--N/（KgMLVSS/d）；①脫氮速率Kde(T)設(shè)計水溫為T=20℃，則②排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物量△Xv（4-33）式中Yt：污泥總產(chǎn)率系數(shù)，KgMLSS/KgBOD5，取1.05KgMLSS/KgBOD5；y：MLSS中MLVSS所占比例，取y=0.7S0：進水BOD5濃度，mg/L；Se：出水BOD5濃度，mg/L。③缺氧容積V2缺氧區(qū)水力停留時間t2（h）t2=V2/Q=718.29/3600=0.20d=4.79h（3）厭氧區(qū)容積V3（m3）根據(jù)規(guī)范，厭氧區(qū)水力停留時間1～2h，設(shè)計取1.5h，則（4）氧化溝總?cè)莘eV及停留時間tV=V1+V2+V3=8981+718.29+225=9924.29m3t=V/Q=9924.29/3600=2.756d=66.2h校核污泥負荷符合要求。（5）剩余污泥量△X（kg/d）按污泥齡計算：折算成含水率為99.5%的濕污泥濕污泥密度按1000kg/m3計，則濕污泥流量（6）需氧量①污水需氧量AOR（4-34）式中AOR：污水需氧量，kgO2/d；Q：生物反應(yīng)池進水流量，m3/d；△Xv：排出生物反應(yīng)系統(tǒng)的微生物的量kg/d；Nk：進水總凱氏氮濃度，mg/L；Nke：出水總凱氏氮濃度mg/L；Nt：進水總氮濃度，mg/L；Noe：出水硝態(tài)氮濃度，mg/L；0.12△Xv：排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物中含氮量；kg/d；a：碳的氧當(dāng)量，含碳物質(zhì)以BOD5計時，本設(shè)計取1.47；b：常數(shù)，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN），本設(shè)計取4.57；c：常數(shù)，細菌細胞的氧當(dāng)量，本設(shè)計取1.42。最大需氧量與平均需氧量之比為1.58，則②標(biāo)準狀態(tài)下需氧量SORSOR=（4-35）式中：T取20℃，CS(20)=9.17mg/L，C=2mg/L，水質(zhì)修正系數(shù)α=0.85，β=0.95；壓力修正系數(shù)取ρ=1相應(yīng)最大時標(biāo)準需氧量為（7）曝氣設(shè)備的選擇每組氧化溝設(shè)2臺DS（倒傘）型表面曝氣機，具體參數(shù)如下：型號葉輪直徑mm電動機功率KW充氧量kg/h葉輪升降動程mm重量tDS25525503011～56±1402.8（8）氧化溝尺寸氧化溝尺寸選為50×50×5m①好氧區(qū)尺寸好氧區(qū)面積A1=V1/h=8981/4=2245.25m2好氧區(qū)采用2溝道，單溝道寬度b=6.0m，中間分隔墻厚度為0.25m。彎道部分面積為直線段部分面積直線部分長度②缺氧段尺寸缺氧區(qū)面積A2=V2/h=718.29/4=179.57m2缺氧區(qū)寬度B2與好氧區(qū)溝道同寬，則B2=6.0+6.0+0.25=12.25m缺氧區(qū)長度L2=A2/B2=179.57/12.25=14.66m③厭氧區(qū)尺寸厭氧區(qū)面積A3=V3/h=225/4=56.25m2厭氧區(qū)長度L3與好氧區(qū)溝道同寬，則L3=6.0+6.0+0.25=12.25m厭氧區(qū)寬度B3=A3/L3=56.25/12.25=4.59m（9）內(nèi)回流計算為了脫氮效率達到最高，因此好氧區(qū)與缺氧區(qū)之間整一個內(nèi)回流管道?；旌弦簝?nèi)回流比R內(nèi)=100%～400%，則內(nèi)回流流量Q內(nèi)=R內(nèi)Q=（1～4）×3600/86400=(0.042～0.167)m3/s內(nèi)回流控制門通徑0.45m×0.45m。（10）厭氧區(qū)、缺氧區(qū)設(shè)備選擇根據(jù)規(guī)范要求，厭氧區(qū)、缺氧區(qū)采用機械攪拌，混合功率采用2～8W/m3。①厭氧區(qū)混合功率按6W/m3池容計算厭氧區(qū)有效容積V3=187.5m3混合全池污水所需功率=6×187.5=1125W厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)置2臺QJB0.75/6-260/3-980型潛水?dāng)嚢铏C，單臺功率為0.75KW校核：混合全池污水所需功率==8W/m3，滿足要求。攪拌機具體參數(shù)如下：型號功率電流葉輪直徑葉輪轉(zhuǎn)速重量KWAmmr/minKgQJB0.75/6-260/3-9800.75324068062②缺氧區(qū)混合功率按6W/m3池容計算缺氧區(qū)有效容積V2=718.29m3混合混合全池污水所需功率=6×718.29=4309.74W缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)2臺QJB1.5/6-260/3-980型潛水?dāng)嚢铏C，單臺功率為1.5KW校核：混合全池污水所需功率==4.2W/m3在2～8W/m3之間，滿足要求。攪拌機具體參數(shù)如下：型號功率電流葉輪直徑葉輪轉(zhuǎn)速重量KWAmmr/minKgQJB1.5/6-260/3-9801.5426098065（11）推流器的選擇氧化溝最小流速v=0.3m/s，需要設(shè)水下推流機強化流速。功率按5～8W/m3池容計算，所需功率為（5～8）×8981=（44905～71848）W設(shè)計4臺QJB5/4-2500/2-56P型潛水推流器，單臺功率為5KW，具體參數(shù)如下：型號功率電流葉輪直徑葉輪轉(zhuǎn)速推力重量KWAmmr/minNKgQJB5/4-2500/2-56P511.92500563100280（12）進水管管徑本設(shè)計進水采用DN300mm鑄鐵管，查手冊得v=0.89m/s；1000i=4.25m。符合要求，可以選用。（13）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN300mm鑄鐵管，查手冊得v=0.89m/s；1000i=4.25m。符合要求，可以選用。4.8二沉池4.8.1設(shè)計說明廢水經(jīng)過生物處理單元后，水中的有機物大部分被去除。由于生物處理產(chǎn)生大量的絮體污泥，因此需要二沉池對其進行去除。本設(shè)計采用4座輻流式沉淀池作為二沉池。4.8.2設(shè)計計算（1）沉淀部分水面面積（2）池子直徑（3）沉淀區(qū)有效水深（4）校核徑深比，在6~12內(nèi)，符合要求（5）沉淀部分有效容積（6）污泥斗容積其中（7）污泥斗以上圓錐體部分污泥容積：其中（8）污泥總?cè)莘e（9）沉淀池總高度（10）進水管管徑本設(shè)計進水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（11）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（12）二沉池污泥量計算由預(yù)計出水效果可知，進水COD濃度為4860mg/L，出水COD濃度為1701mg/L，整體去除效率：按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.32kg污泥，污泥總量為：136×103×136×10-6×40%×0.32=2.37kg/d濕污泥總量為：因此采用最小管徑排泥，選用DN200mm鑄鐵管4.9高級氧化池（Fenton氧化池）4.9.1設(shè)計說明Fenton氧化池作為高級氧化池，可以對廢水中的殘余有機物，以及氮、磷等物質(zhì)進一步氧化去除。本設(shè)計采用4套Fenton氧化池。4.9.2設(shè)計計算（1）機械混合槽通過投加設(shè)備投入H2SO4調(diào)整污水的PH值至3左右，在線PH值監(jiān)控儀2套，型號PE-7ES;酸投加設(shè)備1套；池體一套：設(shè)計處理能力9000m3/d，池體結(jié)構(gòu)：鋼制(加強級防腐、抗?jié)B)，反應(yīng)時間取0.5h，則混合槽的有效容積為：池體尺寸：其中保護高為0.3m。（2）Fenton氧化池=1\*GB3①池體結(jié)構(gòu)：鋼制(加強級防腐、抗?jié)B),設(shè)計處理能力9000m3/d，通過兩套投加設(shè)備依次投入硫酸亞鐵和雙氧水，水力停留時間2h，則池體有效容積為：則池體尺寸：,其中保護高為0.3m。②每日投加氧化劑的量的計算的投加率為0.1kg/m3，則每天投加的量為：由于投加的,則每天投加的量為：雙氧水的濃度為25%，則每天需要的雙氧水量為：（3）pH值調(diào)整混合槽=1\*GB3①Fenton試劑為氧化反應(yīng)結(jié)束后，pH值通?？缮?左右，仍為酸性，不利于后續(xù)生化反應(yīng)的順利進行，因此需投入一定堿劑進行中和反應(yīng)，是污水的pH值達到6.5；本設(shè)計投加的堿劑為NaOH，反應(yīng)時間取0.5h，則混合槽的有效容積為：池體尺寸：其中保護高為0.3m。②每日投加的量的計算每kg污水的PH值由5升至6.5所需投加的的量為0.08kg/m3,則每天所要投加的的量為：通過水力攪拌混合調(diào)整PH值，在線PH值監(jiān)控儀2套，堿投加設(shè)備1套。（4）產(chǎn)泥量計算本構(gòu)筑物的進水COD為760mg/L,COD去除率為50%，按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.4kg干污泥進行估算，可知：每天去除COD量為：干污泥重：W1=3420×0.4=1368kg根據(jù)污泥含水率為98%，則濕污泥重：取，則產(chǎn)生的污泥體積為：（5）進水管管徑本設(shè)計進水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（6）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。4.10終沉池4.10.1設(shè)計說明廢水經(jīng)過深度氧化處理——Fenton氧化池，出水基本已符合排放標(biāo)準，經(jīng)過終沉池的沉淀，最終達到出水水質(zhì)標(biāo)準?？紤]到進水流量過大，本設(shè)計采用4座輻流式沉淀池進行處理。4.10.2設(shè)計計算（1）沉淀部分水面面積（2）池子直徑（3）沉淀區(qū)有效水深（4）校核徑深比，在6~12內(nèi)，符合要求（5）沉淀部分有效容積（6）污泥斗容積其中（7）污泥斗以上圓錐體部分污泥容積：其中（8）污泥總?cè)莘e（9）沉淀池總高度（10）進水管管徑本設(shè)計進水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（11）出水管管徑本設(shè)計出水采用DN450mm鑄鐵管，查手冊得v=0.99m/s；1000i=3.08m。符合要求，可以選用。（12）終沉池污泥量計算由預(yù)計出水效果可知，進水COD濃度為81mg/L，出水COD濃度為13mg/L，整體去除效率：按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.32kg污泥，污泥總量為：9000×103×81×10-6×84%×0.32=195.96kg/d濕污泥總量：因此采用最小管徑DN200mm鑄鐵管排泥。4.11污泥濃縮池4.11.1設(shè)計說明污泥濃縮池，主要是將初沉池，二沉池等含大量濕污泥濃縮的設(shè)施，目標(biāo)是污泥顆粒間的間隙水，旨在縮小污泥的體積，方便后續(xù)運輸。本設(shè)計采用6座污泥濃縮池。4.11.2設(shè)計計算（1）初沉池污泥量計算由預(yù)計出水效果可知，進水COD濃度為9000mg/L，出水COD濃度為8100mg/L，整體去除效率：按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.32kg污泥，污泥總量為：9000×103×9000×10-6×10%×0.32=0.288kg/d（2）生物處理單元+二沉池污泥量計算由預(yù)計出水效果可知，進水COD濃度為8100mg/L，出水COD濃度為81mg/L，整體去除效率：按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.32kg污泥，污泥總量為：9000×103×8100×10-6×99%×0.32=23094.72kg/d（3）終沉池污泥量計算由預(yù)計出水效果可知，進水COD濃度為81mg/L，出水COD濃度為13mg/L，整體去除效率：按每去除1kgCOD產(chǎn)生0.32kg污泥，污泥總量為：9000×103×81×10-6×84%×0.32=195.96kg/d（4）污泥總量污泥總量為0.288+23094.72+195.96=23290.97kg/d設(shè)污泥含水率為99%，則濕污泥總量為：（5）池體計算本設(shè)計采用6座污泥濃縮池，即Q’=388.183m3/d①污泥濃縮池的單池面積A式中：C——污泥固體濃度，8g/L；M——濃縮池污泥固體通量，30~60kg/（m2·d），取60kg/（m2·d）②污泥濃縮池總面積③濃縮池直徑D④設(shè)計濃縮時間TT介于10~16h之間。式中：h——一般有效水深，一般為4m。⑤濃縮池總高度H式中：h1——超高，取0.6m；h2——緩沖層高度，取0.4m。⑥濃縮后污泥體積V2式中：p1——進泥含水率，取99%；p2——出泥含水率，取97%。（6）其他參數(shù)設(shè)計①污泥室容積和排泥容積定期排泥，兩次排泥時間間隔為8h，則污泥室的容積應(yīng)大于8h產(chǎn)生的污泥量，即設(shè)貯泥池有效水深4m，貯泥池直徑：取7m。②構(gòu)造由于污泥濃縮池較小，可采用豎流式污泥濃縮池。4.12污泥脫水間污泥脫水的方法有自然干化法和機械脫水法，本設(shè)計采用帶式壓濾脫水工藝進行污泥脫水處理。本設(shè)計設(shè)計泥量Q=90m3/d，含水率96%，根據(jù)泥量，使用2臺帶式壓濾機采用PFM-1000型。帶寬lm,主機的功率1.5kw，處理后的污泥含水率為75%~80%，處理能力為7~8m3/h,按每天工作8小時設(shè)計，與帶式壓濾機配套使用的軸助設(shè)備有:加藥系統(tǒng)、污泥泵、沖洗水泵、加藥計量泵，軸助設(shè)備由設(shè)備制造廠配套提供。脫水機房尺寸:據(jù)所選設(shè)備的實際安裝尺寸，考慮設(shè)備安裝和檢修空間，其尺寸為:L·B·H=13.5×10×5(m)。4.13構(gòu)筑物尺寸表構(gòu)筑物名稱尺寸池數(shù)格柵1.58m×6.27m×0.808m1調(diào)節(jié)池14m×14m×3.3m10氣浮池（接觸室）1.2m×5.69m×1.2m6氣浮池（分離室）5m×13.8m×1.2m6初沉池D=22m，H=5.99m4水解酸化池19m×19m×5m8IC反應(yīng)器D=9m，H=23m4改良型氧化溝50m×50m×5m10二沉池D=22m，H=5.99m4Fenton氧化池14m×14m×4m4終沉池D=22m，H=5.99m4污泥濃縮池D=8.5m，H=5m6污泥脫水間13.5m×10m×5m6總體布置5.1污水處理廠平面布置5.1.1布置原則污水處理廠的布局包括建筑物的布置，其他輔助建筑物的布置，如文書化學(xué)檢查，以及管道道路的綠化。布置原則:(1)處理結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)緊湊，盡量減少結(jié)構(gòu)與建筑物之間的連接管的長度和占地面積，降低基本建設(shè)成本，節(jié)約用地，便于管理。(2)安排對結(jié)構(gòu)進行處理，以避免布線繞行，盡量按照工藝規(guī)程進行，以免填滿結(jié)構(gòu)下的管道，便于檢查和施工。同時，我們盡可能利用地形來減少土壤的數(shù)量。(3)污泥處理構(gòu)筑物必須盡可能安排在單一單元中，且易于管理。(4)夏季辦公建筑、化學(xué)檢測等建筑布置在主導(dǎo)風(fēng)的上行方向，北區(qū)設(shè)置綠化區(qū)域，劃分辦公區(qū)域和水處理區(qū)域。(5)在布置整體景觀時，考慮布置足夠的綠化條帶，平面布置滿足施工和運營的要求。5.1.2平面布置（1）處理構(gòu)筑物的布置污水廠平面布置的主要任務(wù)污水處理廠的平面布置是合理安排構(gòu)造的分布,從理論上講水處理要安排線性構(gòu)造基于計算形式的計算結(jié)果在污水處理流程的順序,這樣的安排是最短的管道之間的結(jié)構(gòu),水頭損失是最小的,管理方便,有利于未來的擴張活動。這個計劃是根據(jù)實際情況制定的，但始終堅持最經(jīng)濟的原則。（2）附屬建筑物的布置除處理構(gòu)筑物外，污水廠還必須設(shè)置附屬建筑物，如辦公樓、綜合樓、化學(xué)檢驗樓、維修房、配電房等。生活區(qū)的建筑位于遠離水處理設(shè)施的區(qū)域?？偨ㄖ挥谒畯S大門附近。維修區(qū)的建筑靠近生產(chǎn)區(qū)，可用道路分開。污泥處理系統(tǒng)安裝在向下風(fēng)向，生活區(qū)安裝在迎風(fēng)方向，各功能區(qū)分布清晰，界限清晰。（3）道路、管線和綠化的布置廠區(qū)內(nèi)道路布置:廠區(qū)主干道由一條連接廠區(qū)外道路與廠區(qū)辦公樓的道路組成，道路寬度為10.0m，兩側(cè)綠化。只要車道在結(jié)構(gòu)之間，道路就有5.0米寬，呈環(huán)形排列。管道水路布置:各構(gòu)筑物之間有管道通過鏈路，各構(gòu)筑物之間還安裝有管道獨立運行，如發(fā)生突發(fā)情況，后續(xù)構(gòu)筑物正常運行。除了所有的工藝結(jié)構(gòu)外，還需要直接安裝排水體的過管。工廠里有空氣管道和配電線路，以適應(yīng)這些管道的布置。場地面積小，是施工方便的原則。植物綠化布置:靠近工廠大門，門前空地，如辦公樓等，留出擴展空間，修建草坪和花壇。在生活區(qū)和工作區(qū)的條形空地上進行綠化。一年四季的藍樹在一周內(nèi)被種植在污水處理廠旁。廠區(qū)兩側(cè)道路將設(shè)置綠化帶。5.2污水處理廠高程布置5.2.1布置原則(1)高程布置說明污水處理廠的高程設(shè)計是指在縱向上布置一個相對較高的距離，如各單元的構(gòu)筑物和輔助設(shè)施。通過計算的高距離處理構(gòu)造和每個單元的泵站,每個單元過程的高距離和水面距離連接每個部分之間的管涵構(gòu)造,污水在處理流程順利流之間的結(jié)構(gòu)。(2)高程布置原則①利用重力流減小高程的上升。污水通過時間的增加通過重力調(diào)節(jié)整個處理系統(tǒng)。②距離越長，水頭損失越大，在進行水力計算時，要留有一定空間;③在進行水力計算時，最近的流量(泵的最大流量)和設(shè)計流量，與管道和設(shè)施的長期流量有關(guān)，是根據(jù)長期設(shè)計流量計算，減少水頭損失。④注意污水流量與污泥流量的配合，改善污泥處理流量，并從污泥處理設(shè)施排水它能夠自己進入溢流井或調(diào)整池中。⑤最后處理的水可以從該流體中排放。⑥調(diào)理池為半地下或地下式。(3)高程布置見附圖5.2.2高程布置要計算污水處理廠各個構(gòu)筑物的高程，必須準確計算出工藝流程的水力計算，并根據(jù)每一部分的水力損失確定泵和風(fēng)機的選型。設(shè)計規(guī)定如下：處理構(gòu)筑物之間的管渠連接有明渠和管道。明渠內(nèi)流速1.0~1.5m/s，最小流速大于0.4m/s，管道內(nèi)流速大于1.0m/s。流速、坡度、充滿度流速與管徑的關(guān)系如表5.1：表5.1流速與管徑的關(guān)系管徑（D）/mm最小設(shè)計流速/（m/s）管徑（D）/mm最小設(shè)計流速/（m/s）≤5000.7≥6000.8管徑與坡度的關(guān)系如表5.2：表5.2管徑與坡度的關(guān)系管徑/mm?200?300?400?500?600?700?800最小坡度/%0.40.20.150.120.10.090.08管徑與充滿度的關(guān)系如表5.3：表5.3管徑與充滿度關(guān)系管徑或暗渠高/mm最大設(shè)計充滿度（h/D）150~3000.60350~4500.70500~9000.75≥10000.80最小管徑和最小設(shè)計坡度最小管徑和最小設(shè)計坡度的關(guān)系如表5.4表5.4最小管徑和最小設(shè)計坡度關(guān)系類別位置最小管徑/mm最小坡度工業(yè)廢棄管道在廠內(nèi)2000.004生活污水管道在街道內(nèi)2000.004城市下水道3000.003設(shè)計壓力管道時，高點應(yīng)設(shè)排氣，低點應(yīng)設(shè)泄空設(shè)施。各種不同直徑的管道，在進入檢查井時，一般均采用頂平接或水面平接，但進水管底不應(yīng)低于出水管底。管道鋪設(shè)平面轉(zhuǎn)彎處，其水流角度不應(yīng)小于90°。對于明渠，《規(guī)范》規(guī)定超高不得小于0.2m。設(shè)計流速《規(guī)范》規(guī)定：污水管渠最小設(shè)計流速為0.6m/s；明渠最小設(shè)計流速為0.4m/s。最小管徑最小管徑與相應(yīng)最小設(shè)計坡度如表5.5：表5.5最小管徑與最小設(shè)計坡度管道類別最小管徑/mm相應(yīng)最小設(shè)計坡度污水管300塑料管0.002，其他管0.003雨水管和合流管300塑料管0.002，其他管0.003雨水口連接管2000.001壓力輸泥管150重力輸泥管2000.001水頭損失計算：高程布置前，需要對各個管段的水頭損失進行核算，包括沿程與局部水頭損失，按以下公式確定：（4-36）式中：h1——沿程水頭損失，m；h2——局部水頭損失，m；i——單位管長的水頭損失，查閱《設(shè)計手冊》獲得；L——連接管長度，m；ζ——局部阻力系數(shù)，查閱《給排水設(shè)計手冊》獲得；v——連接管中水流速，m/s；g——重力加速度，m/s2。本設(shè)計的設(shè)計流量為Q =36000m3/d。流量計算①平均秒流量②最大秒流量5.2.3水頭損失計算總出水管：Q=626L/s，充滿度0.4，選用DN900mm的鑄鐵管，查表得：v=0.99m/s；1000i=1.24m。①格柵到調(diào)節(jié)池：選DN900mm鑄鐵管，v=0.99m/s；1000i=1.24m，L=10m，丁字管11個（ζ=0.1），分為10段支流后選DN300mm鑄鐵管，v=0.89m/s，1000i=4.25m，L=5m。沿程損失：局部損失：②調(diào)節(jié)池到淺層氣浮池：選DN300mm鑄鐵管，v=0.89m/s，1000i=4.25m，L=5m，丁字管11個（ζ=0.1）。選取DN900mm鑄鐵管，v=0.99m/s；1000i=1.24m，L=20m。選取DN400mm鑄鐵管，v=0.83m/s，1000i=2.55m，L=5m，丁字管7個（ζ=0.1）。沿程損失：局部損失：③淺層氣浮池到初沉池：選取DN400mm鑄鐵管，v=0.83m/s，1000i=2.55m，L=5m，丁字管7個（ζ=0.1）。選取DN900mm鑄鐵管，v=0.99m/s；1000i=1.24m，L=20m。選DN450mm鑄鐵管，v=0.99m/s，1000i=3.08m，L=5m，丁字管5個（ζ=0.1）。沿程損失：局部損失：④初