550吨每天生产废水处理工程初步设计_毕业设计 50页

550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)1设计概述与任务1.1概述随着世界经济建设的不断发展，环境污染问题日益加剧，我们赖以生存的自然环境遭到严重破坏，已成为二十一世纪制约经济发展的重要因素，也严重威胁到了人类自身的生存环境。水污染是我国面临的主要环境问题之一。随着我国成功加入WTO，我国的工农业生产将得到迅猛发展，工农业废水的排放量也将日益增加。废水中所含的COD、BOD、SS、色度以及各种金属有毒有害物质从水体中排出，直接污染地表水，对生态环境构成极大的危害，同时也危害到我们人类自身，因此工农业生产废水必须经治理后达标排放。为了保护我们日益严峻的生存环境，环境保护作为我国的一项基本国策，国家不断加大环境保护的力度，制定严格的法律、规章、制度来防止环境的进一步恶化。各级环保部门和当地政府就肩负起环境保护的重任。水产品加工行业为典型的高耗水行业,其废水产生量大,对环境的污染严重。废水主要来自于水产品加工过程中的原料解冻和清洗等工序,具有废水量大,有机物浓度高,蛋白质、油脂等大分子有机物质多、生化降解速率慢等特点。此外水中还含有泥砂、植物纤维、色素、胶体等成分。水产品加工产生废水。因工艺的不同,污染程度可分为:小程度污染(如冲洗工艺)、中程度污染(如鱼类切片)和重程度污染(如由鱼类储存罐中排放的血水)。在水产品加工废水中存在着成分复杂的混合有机物,这类废水的危害程度取决于废水的浓度和排放量,以及受纳水体的自净能力。在水产品加工过程中,去除内脏和烹调产生的废水含有高浓度的COD(化学需氧量)、油类和脂肪。随着工厂和水产品种的不同,总溶解性和悬浮COD的水平相差很大。为适应日益严格的排放标准,须将高浓度的水产品加工废水通过良好的废物管理和处理技术进行治理。水资源是不可再生资源，我们不仅要节约用水，保护自然生态环境，坚持可持续发展，并且要处理好废水，不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境，把坚持科学发展观应用到实际环境保护中，给人类营造一个健康绿色的生态圈。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)1.2设计任务1.2.1设计主要内容1、方案确定按照原始进水资料以及出水的水质要求进行处理方案的确定，选择2～3种处理方案，进行技术、经济上的分析比较，找出最佳方案。要求运行处理效果好、投资省、占地面积小、运行费用低、管理方便、出水稳定达标。拟定处理工艺流程，选择处理的构筑物并说明选择的理由。进行工艺流程中各个处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。2、设计计算进行各处理单元处理效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行采纳数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算，经济效益分析和投资估算。3、平面和高程图布置根据构筑物的尺寸，合理的进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行各构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算而定。1.2.2工程设计处理能力根据该公司提供资料显示，企业正常运行后每天生产废水排放量将达550m3。根据水产食品的生产工艺特点及生产方式，废水是周期性排放的，废水的排放量是不均衡的，而且废水中污染物种类及浓度也会随生产工艺的变化而发生改变。因此为了避免最大水量冲击及最高污染物浓度对系统处理效果的影响，同时为今后企业发展留有一定的余地，拟定设计一套处理能力为550m3/d的废水处理系统，如果每天处理时间为24小时，则每小时的处理量将达22.92m3/h。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)2设计方案说明书2.1设计原始资料和自然条件2.1.1原始资料该公司厂区位于浙江省瑞安市经济开发区食品加工区，拥有先进的生产工艺和现代化的生产线，公司生产的虾系列，蟹类、鱼类等产品远销海内外。公司新建贮藏冷库23890.2m2和生产车间3735.1m2，年产鱼糜系列制品3000吨，总投资3125万元，在国内同行中属一流，产品以混合鱼糜为主。该公司在生产和职工生活过程中将产生一定量的废水，生产过程中产生的废水主要污染物有COD、BOD、NH3-N、SS等，职工生活废水主要污染物为有机污染物和氨氮。根据水产品加工企业生产工艺、规模及公司长远发展，确定废水水质、水量及分类如下：表2-1水质资料表序号废水种类废水水量废水水质(mg/L)备注1鱼糜废水200m3/dCODcr：18000-23000SS：6000～8000鱼糜废水由通过调整鱼肉蛋白等电点对可溶性蛋白进行回收后入预曝调节池收集2生活污水15m3/dCODcr：250～350SS：200～300预曝调节池收集其它食品加工废水85m3/dCODcr：4000-5000SS：1000～20003实际排水量300m3/dCODcr：8000-10000SS：3000～40004设计处理量550m3/dCODcr：10000BOD5：3000-4000SS：3000～4000考虑企业以后发展50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)2.1.2自然条件1、气象条件瑞安市纬度较低，属亚热带季风气候，全年无严寒、酷暑，冬短夏长，四季分明，年平均气温18℃，1月份平均气温不低于7℃。雨水丰富，年平均降水量1600毫米左右，山区多达1800毫米。由于受夏季风影响，5－6月份为梅雨期，通常占全年降水量的1/3左右。大量的降水加上气温回升较快，雨热同期。2、水文条件瑞安全境江、河、湖水面面积为105728.55亩，密如蛛网，具有典型的江南水乡特色。主要河流有飞云江、温瑞塘河、瑞平塘河。瑞安全境内陆河流均属飞云江水系或瓯江水系，飞云江为我省八大水系之五，发源于浙闽交界的洞宫山，流域面积3731平方公里，主流长173公里，其中穿贯瑞安市境内74.8公里，流域面积1801平方公里，在上望、阁巷之间入东海。下游河段宽600-1000米，入海处宽达3公里。500吨级货轮能直达上海、宁波和福州等港。其主要支流有漈门溪、高楼溪、金潮港等分布在山区，水力资源较为丰富，是该市修建小水电站的主要地区。瑞平塘河、温瑞塘河位于飞云江南北两侧，瑞安境内长为3.28公里和20.4公里，是该市内河主要通道，也是粮食产区抗旱、排涝的重要水道。3、地质条件地质史上的燕山晚期，地壳活动逐渐减弱，第四纪火山活动趋向宁静，瑞安境内的花岗岩地貌在这一时期基本形成。经过长期的自然风化、侵蚀、搬运、堆积等外力作用，造成了各种独特的自然景观。瑞安地质比较稳定，历史上无火山、地震、断层、泥石流、滑坡等严重自然灾害记录。2.2工程设计规模2.2.1污水水量根据建设单位所提供的生产用、排水量情况及废水排放量数据。该公司每天废水排水量为550m3/d，处理设施按24h连续运行，即设计处理水量为22.92m3/h。2.2.2污水处理前后浓度1、主要污染物浓度根据该水产食品有限公司生产的产品类型及生产工艺，本方案设计的废水处理前主要污染物种类及浓度见表2-2所示：50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)表2-2主要污染物浓度污染物CODCrBOD5SS单位mg/Lmg/Lmg/L浓度100003000-40003000-40002、废水排放标准根据国家环保部门规定，废水经处理后排放，主要污染物浓度执行国家污水综合排放标准《GB8978-1996》中的一级标准，主要指标如表2-3所示：表2-3主要污染物排放标准污染物CODCrBOD5SS单位mg/Lmg/Lmg/L浓度100≤20≤702.3设计方案的选择比较目前，国内外水产食品废水的处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生化法等。但物化处理法通常比较昂贵，而且产生的废物较难处理，效率也不高，因而应用比较有限；而生物处理法具有操作简单、运行费用低、无二次污染、对环境友好等优点，在水产食品废水的处理中越来越受到重视。现对废水成分、水质特点作理论综合分析，在此基础上，初步制订出以下两种工艺流程方案。现简要介绍如下：50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)PAM、PAC1、方案一沼气利用水解酸化池格栅调节池气浮池原废水UASB上清液一级生物接触氧化池泥饼外运二级生物接触氧化池泵带式压滤机污泥浓缩池沉淀池达标排放图2-1方案一工艺流程图污水处理工艺流程一原理简介：污水经汇集管道汇集后，经格栅去除漂浮物、悬浮物等杂质后自流入调节池。在调节池将废水均质均量后进入气浮池进行预处理，去除不利于生化处理的污染物后进入水解酸化池，利用微生物把有机物转化为H2O和CO2以及少量的硝酸盐，降低废水中的有机污染物浓度。之后经过UASB的厌氧处理高浓度的有机废水变成低浓度废水，再进入两级生物接触氧化池进一步降低废水浓度，同时产生沼气。接触池氧化池出水进入沉淀池，去除大量的悬浮物和有机物。出水可达到规定的排放标准，也可作为回用水。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)2、方案二PAM、PAC絮凝沉淀池水解酸化池沼气利用调节池格栅原废水初沉池UASB上清液泥饼外运SBR泵污泥浓缩池二沉池带式压滤机达标排放图2-2方案二工艺流程图污水处理工艺流程二原理简介：污水经汇集管道汇集后，经格栅去除漂浮物、悬浮物等杂质后自流入调节池。调节池设一级潜污提升泵两台，将污水提升入水解酸化池初沉池，增强废水可生化性，进入初沉池进行泥水分离，随后经过UASB的厌氧作用和SBR工艺的好氧反应将高浓度废水连续降低，排出的废水进入二沉池，去除大量悬浮固体。出水可达到规定的排放标准，也可作为回用水。方案二比方案一的处理效果好一点，出水稳定达标方面差不多，但是方案二在投资、运行费用、设备管理、占地面积方面明显都偏高。综合各方面因素，选用方案一对该水产品有限公司废水进行处理。2.4处理工艺流程说明2.4.1格栅、格网格栅是一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较大的悬浮物及杂质，以减轻后续处理负荷，以保证后续处理构筑物或设备的正常工作。格栅是一种最简单的过滤设备，也是最常见的拦污设备，50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)是污水处理厂中污水处理的第一道工序一预处理的主要设备，对后道工序有着举足轻重的作用，要给排水工程的水处理构筑物中，其重要性日益被人们所认识。实践证明，格栅选择的是否合适，直接影响整个水处理实施的运行。人工格栅一般用于小型污水处理站，构造简单，劳动强度大。机械格栅一般用于大中型污水处理厂，这类格栅构造较复杂，自动化程度较高。根据本污水特点，选用格网。2.4.2调节池调节池是用以调节进、出水流量的构筑物。由于该针织废水是周期性排放的，废水的排放量是不均衡的，而且废水中污染物种类及浓度也会随生产工艺的变化而发生改变。这些特点给污水处理带来一定的难度，必须设一调节池以均合调节污水水质水量，才不致后续处理受到较大的负荷冲击。为了保证处理设备的正常运行，在污水进入处理设备之前，必须预先进行调节。将不同时间排出的污水，贮存在同一水池内，并通过机械或空气的搅拌达到出水均匀的目的。调节池根据来水的水质和水量的变化情况，不仅具有调节水质的功能，还有调节水量的作用，另外调节池尚具有预沉淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。本设计中向调节池内投加NaOH以调节PH，用PH计进行调节，池内设置一搅拌机以使水质混合均匀，另配备液位计、潜水泵、转子流量计等附属设备。2.4.3加压溶气气浮池气浮法是一种有效的固-液和液-液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。本设计中采用加压溶气气浮法：在一定压力作用下，强制空气溶解于水中，然后将压力减到常压，使溶于水的过量空气以微小的气泡释放出来，借助气泡的浮力把粘附在其表面的固体颗粒带到水面，从而达到与水分离的目的。絮凝剂的加入也可以去除部分色度及其他杂质。根据加压溶气水的来源可分为全加压溶气流程、部分加压溶气流程和部分回流加压溶气流程三种基本流程。选用部分回流加压溶气流程。部分回流溶气气浮法是取一部分出水回流进行加压和溶气，减压后直接进入气浮池，与来自絮凝池的废水混合和气浮。其特点为：1、加压的水量少，动力消耗省；2、气浮过程中不促进乳化；3、矾花形成好，出水中絮凝也少；4、气浮池的容积较前两种流程大。为了提高气浮的处理效果，往往向废水中加入混凝剂或气浮剂，投加量因水质不同而异，一般由试验确定。在设计中投加PAC、PAM加强混凝效果，加压溶气气浮系统的主要设备为加压泵、空气压缩机、溶气罐、减压阀、刮沫机和气浮池等。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)2.4.4水解酸化池气浮池出水先进入水解酸化池。厌氧生化法主要利用的微生物有两大种群。一类是兼性微生物，这种细菌在微有一点氧的水中生存繁殖，它能把大分子的有机物断裂成小分子有机物，进一步使这些小分子有机物转变成有机酸，即谓之酸性发酵；另一类种群的细菌是甲烷菌，它们是绝对厌氧菌，只能在完全没有氧的水中生存繁衍，它们能把有机酸进一步分解为CH4、CO2及少量NH3、H2S等气体产物，即谓之碱性发酵。这两种微生物往往共处同一个设施之中，具有协同作用。但是由于厌氧碱性发酵周期很长，同时甲烷菌对生存条件的要求又非常苛刻，所以我们在这里只让厌氧过程进行到酸性发酵为止。酸性发酵能使大分子有机物水解、断裂成低分子量有机物，生成有机酸，从而提高了废水的可生化性，然后转入好氧生化处理。整个处理过程能耗低，效率高，是处理高浓度或难处理有机物的有效方法。因此该废水经过厌氧酸化处理后，生化指标得到整体性的提高，有利于后续好氧处理的进行。在水解酸化池中设置填料为厌氧及兼氧微生物提供附着场所，增大微生物与污水中的接触面积，以提高生化效率。2.4.5UASBUASB是升流式厌氧污泥床反应器(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)的英文简称。它运行的三个重要前提是:反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥和絮状污泥；有产气和进水的均匀分布所形成的良好自然搅拌作用；设计合理的三相分离器，使得沉淀性能良好的污泥能保留在反应器中。三相分离器是UASB反应器最有特点和最重要的装置，它同时具有两个功能:收集从分离器下来的消化区产生的沼气；使得分离器上的悬浮物沉淀下来。进水系统兼有配水和水力搅拌的作用，为了保证这两个功能的实现，需满足如下原则:进水装置的设计使分配各点的流量相同，确保单位面积的进水量基本相同，防止发生短路等现象；很容易观察到进水管的堵塞，当堵塞发现后，必须很容易被清除；尽可能的满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。UASB工艺的优点是:运转简单，适应高或低浓度的废水，可能有极高的COD容积负荷；其缺点在于:解决运转问题需要技巧，不适于废水具有高SS的情况。2.4.6生物接触氧化池50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺。接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。由于其中填料及其生物膜均淹没于水中，它又被称为淹没式生物滤池。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，从而降低废水中的COD、BOD含量，脱落的生物膜将随出水流出池外。因废水的有机物浓度较高，本设计采用的生物接触氧化池为直流鼓风曝气接触氧化池，并选用软性纤维填料。接触氧化池与水解酸化池选用同种规格的填料，便于安装和管理。2.4.7沉淀池废水经生化处理后，其有机污染物浓度有了很大程度的降低。废水进入沉淀池停留数小时，将不溶于水的大颗粒絮凝物在重力作用下从水中沉淀下来形成污泥。沉淀池采用竖流式。废水由中心管上部进入，从管下溢出，经反射板的阻拦向四周分布，然后再由下而上在池内垂直上升，上升流速不变。澄清水由池周边集水堰溢出。污泥贮存在污泥斗内，由排泥管通过静压排泥的方式排出。沉淀池中配有六角蜂窝填料，不仅可以最大程度地提高沉淀负荷与效率，而且还可以保持沉淀池中上部分水的稳定性，有效防止污泥上浮。废水经沉淀后溢流出来后进入过渡池收集。2.4.8污泥处理系统污泥浓缩池采用重力浓缩池，有连续式和间歇式两种。浓缩池的构造类似沉淀池,大多采用直径为5～20米的圆池，内设搅拌机械作缓慢搅拌。污泥在浓缩池中的停留时间，一般为12小时左右。浓缩池的表面污泥固体负荷率，视污泥性质而不同,活性污泥为20～40公斤/(米2·日)。在浓缩池中,固体颗粒借重力下降,水分从泥中挤出，浓缩污泥从池底排出，污泥水从池面堰口外溢(连续式)或从池侧出水口流出。气浮浓缩法和重力浓缩法相反，使污泥颗粒附上微细气泡而上浮至水面，然后用刮板将浓缩污泥刮入排泥槽，污泥水则从池底流出。对于颗粒比重仅略大于1的污泥，如活性污泥和需气消化法的污泥,本法尤为适用。气浮浓缩常用溶气气浮法，设备有气浮池、加压泵、溶气罐和减压释气器（阀）。溶气压力一般为0.3～0.5兆帕。每平方米气浮池每日处理的固体量，对一般污水污泥为100～200公斤,对活性污泥为25～10050n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)公斤。为提高气浮浓缩效果，亦可投加混凝剂。离心浓缩法在专门制造的离心浓缩器中进行。利用污泥中固、液比重不同，有不同离心倾向，以分离泥水，达到浓缩的目的。3设计方案计算书3.1设计流量的确定3.1.1设计流量Q=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s3.1.2最大设计流量Qmax=kd`Q=1.5×22.92=34.8m³/h=1.5×0.006366=0.009549m³/s总变化系数Kz＝K日×K时＝1×1.5＝1.5（K时如下：冶金1.0-1.1；化工1.3-1.5；纺织、食品、皮革1.5-2.0；造纸1.3-1.8）3.1.3物料衡算1、COD去除量整个系统流程中，进水COD浓度10000mg/L；出水COD浓度100mg/LCOD总去除量：300×（10000-100）×10-3=2970kg/dCOD去除率：2、BOD去除量整个系统流程中，进水BOD浓度3200mg/L；出水BOD浓度20mg/LBOD总去除量：300×（3200-20）×10-3=954kg/dBOD去除率：3、SS去除量整个系统流程中，进水SS浓度4000mg/L；出水SS浓度70mg/LSS总去除量：300×（3500-70）×10-3=1029kg/dSS去除率：50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)3.2格栅的设计计算3.2.1设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。3.2.2设计参数查《水污染控制工程》第三版下册，取中格栅；栅条间隙b=20mm；栅前水深h=50mm；过栅流速v=0.6m/s；安装倾角α=60°；设计格栅对各污染物去除率见表3-1：表3-1格栅去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）1000032003500出水浓度（mg/L）1000032002975去除率（%）--153.2.3设计计算图3-1细格栅计算草图50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)1、栅条间隙数（n）式中：Q———设计流量，m³/sα———格栅倾角，度b———栅条间隙，mh———栅前水深，mv———过栅流速，m/s取α=60°，b=20mm，v=0.6m/s，h=50mm取12个2、栅槽有效宽度（B）B=S(n-1)+bn式中：S———栅条宽度，mn———格栅间隙数b———栅条间隙，m取S=10mm=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01×（12-1）+0.02×12=0.35m取0.4m3、通过格栅的水头损失h2h2=k·h0式中：h0———计算水头损失，mg———重力加速度，m/s2k———格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3———阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关式中：β———形状系数，选用锐边矩形2.4250n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)4、栅后槽总高度HH=h1+h2+h式中：h1———栅前渠超高，一般取0.3mH=0.3+0.045+0.05=0.395m，取0.5m5、栅槽总长度LL2=L1H1=h+h1(超高0.3m)L=L1+L2+1.0+0.5+式中：L1———进水渠渐宽部分的长度，mL2———栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，mB1———进水渠宽，mα1———进水渐宽部分的展开角，一般取20°取B1=20mmL=L1+L2+1.0+0.5+=0.275+0.14+1.0+0.5+0.202=2.12m,取2.5m6、栅渣量式中：W1———栅渣量，m3/103m3污水，当栅条间距为16～5mm时，W1=0.05～1；当栅条间距为30～50mm时，W1=0.01～0.03；Kd——污水总变化系数，设计时给定为1.5。取W1=0.1m3/103m350n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)因此采用人工清洁3.3调节池的设计计算3.3.1设计说明为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。其作用是对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。3.3.2设计要求1、调节池的位置，应根据所需的调节容积和消落深度，结合地形、地质条件选择，宜利用天然洼地。     2、调节池的布置方式应根据地形、地质条件选择，可采用与引水渠相结合或相连通、与前池相结合或相连通、通过连接管（渠）直接向压力管道或前池供水等方式。调节池与各连接建筑物的水流衔接经水力计算确定。3、调节池内设置沉渣斗，沉渣通过排渣管定期排出池外。为防止污水在池内短流，可以在池内设置若干纵向隔板。3.3.3设计参数设计调节池对各污染物去除率见表3-2：表3-2调节池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）1000032002975出水浓度（mg/L）80002231.32380去除率（%）2030203.3.4设计计算1、调节池有效容积VV=QT式中：V———调节池的有效容积，m³50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)Q———平均进水流量m³/hT———停留时间，hQ=22.92m³/hT=8hV=QT=22.92×8=183m³1、调节池尺寸式中：F———调节池的面积，m2V———调节池的有效容积，m³h2———调节池的有效水深，m调节池平面形状为矩形，其有效水深采用h2=3m池宽B取8m，则池长取L=8m保护高h1=0.5m，池总高H=0.5+3=3.5m2、空气管计算采用穿孔管空气搅拌，空气量选6m³/（m³h）,空气量为Qs=22.92×6=137.52m³/h=0.038m³/s空气总管管径D1取80mm，管内流速v1为空气支管共设4根，每根支管的空气流量q为管径D2取50mm，则管内流速v2为穿孔管：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量q1=0.004475m³/s，取v3=5m/s，管径D3为50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)取D3=30mm，则v3为1、管距阻力计算沿程阻力h1=103.5mm，局部阻力h2=216mm，布气阻力h3（mm）式中：1.2———为布气孔局部阻力系数———空气密度，=1.205kg/m³v———孔眼流速，m/sg———重力加速度，m/s2总需水头H=H0+h1+h2+h3式中：H0———穿孔管安装水深，取H0=2.5mH=H0+h1+h2+h3=2.5+0.1035+0.216+0.003=2.82m根据条件选取鼓风机型号：3L400-600G=90～290m3/minN=45～380KW3.4气浮池的设计计算3.4.1设计说明由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。该气浮池采用部分回流的平流式气浮池，并采用压力溶气法。3.4.2设计参数设计总量：Q总=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s加压压力为300~500kPa，取p=4×101.3kPa；溶气罐停留时间3~5min，取t=4min；气浮池停留时间30~60min，表面负荷2~10m3/(m250n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)·h)，有效水深1.5~3.0m；长宽比为2~4，包括反应池、接触室、分离室三个部分：反应池停留时间5~15min，取10min；接触室上升平均上升流速10~20mm/s，取15mm/s，停留时间1~2min，取2min；分离室的水流下向流速度为1~3mm/s，取2mm/s，停留时间10~20min，取20min；；刮沫机移动速度0.6m/min；20℃时空气在水中的溶解度Sa=18.7mL/L，采用部分回流气浮系统，回流比R为40%。设计气浮池对各污染物去除率见表3-3：表3-3气浮池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）80002231.32380出水浓度（mg/L）3200892.5476去除率（%）6060803.4.3设计计算1、气浮所需理论空气量V=Sa·R·Q(p/101.325-1)=18.7×40%×22.92(4×101.3/101.3-1)=514.3L/h=0.0086m3/min，取0.01m3/min2、溶气罐计算有效容积V=RQt/60=0.4×22.92×4/60=0.6m3取溶气罐有效水深h=2m，则直径为：D==3、气浮池计算设计流量为：Q(1+R)=22.92×(1+0.4)=32m3/h；接触室面积：Ac=Q(1+R)/uc=32/(0.015×3600)=0.6m2分离室面积：As=Q(1+R)/us=32/(0.002×3600)=4.4m2有效水深：H=usts=0.002×20×60=2.4m，取2.5m取超高为0.5m：则池深为3m气浮池总停留时间为t=10+2+20=32min总体积为：V=Q(1+R)t=32×32/60=17.1m250n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)表面积为：A=V/h=17.1÷2.5=6.8m2，取7.2m2取池宽为B=1.8m，则池长为L=A/B=7.2÷1.8=4m校核长宽比与表面负荷L/B=4÷1.8=2.2(合格)q=Q(1+R)/A=32÷7.2=4.4m3/(m2·h)(合格)则反应池、接触室、分离室的长度分别为1.1m、0.4m、2.5m3、污泥量计算气浮的悬浮固体干重S为：式中：S———悬浮固体干重，g/dQ———气浮处理的废水量，m3/dSa———废水中的悬浮固体浓度，g/m3则污泥密度为1000kg/m3湿泥量为：式中：S———悬浮固体干重，kg/dP———含水率，99%Q=1309/[1000(1-99%)]=130m3/d3.5水解酸化池的设计计算3.5.1设计说明水解酸化池的设计主要是确定其有效容积。其水力停留时间一般控制在2.5~8.0h之间，但对于难降解的纺织印染废水时间较长。反应池的高度一般为4~6m。水力负荷为0.5~2.5m3/m2·h，有机负荷 为1.95~8.8kgCOD/(m3.d)。在水解酸化池内装入填料，以为厌氧微生物提供附着场所。3.5.2设计参数停留时间t=4h，有效水深h=4.7m。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)设计水解酸化池对各污染物去除率见表3-4：表3-4水解酸化池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）3200892.5476出水浓度（mg/L）2560714380.8去除率（%）2020203.5.3设计计算1、池体尺寸按停留时间计算池体容积为：V=Qt=22.92×4=91.68m3则有效表面积为：A=V/h=91.68÷4.7=19.51m2，取20m2。取池长为5m，则池宽B=A/L=20÷5=4m校核水力负荷：q=Q/A=22.92÷(5×4)=1.15m3/m2·h，(合格)超高取0.3m，水解酸化池的实际尺寸为5×4×5m，两座。2、水解池上升流速校核反应器高度上升流速=（符合设计要求）3、排泥系统设计设计流量Q=550m³/d，进水COD浓度为3200mg/L，COD去除率为20%，产泥系数为R=0.1kg干泥/kgCOD，则每日产生的悬浮固体：PSS=3200×0.2×0.1×550×10-3=35.2kgVSS/d设含水量为97%，则每日产泥量为：W=m3/d50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)即水解酸化池日产泥量2.13m3/d，取排泥管管径为d=200mm。3.6UASB的设计计算3.6.1设计说明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。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。3.6.2设计参数1、污泥参数设计温度T=25℃容积负荷Nv=10kgCOD/(m3.d)  污泥为颗粒状污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD产气率0.5m3/kgCOD2、设计水量Q=550m³/d=22.92m³/h=0.006366m³/s3、设计水质设计UASB对各污染物去除率见表3-5：表3-5UASB去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）2560714380.8出水浓度（mg/L）896214.2152.3去除率（%）65706050n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)3.6.3设计计算1、反应器容积计算：UASB有效容积：式中：Q———设计流量，m³/dS0———进水COD含量，g/LNv———容积负荷，kgCOD/(m3.d) 则取有效容积系数为0.8，则实际体积为176m³2、反应器的尺寸由于反应器容积小，可采用单个池子处理渗滤液，故将UASB设计成矩形池子。UASB反应器的经济有效高度一般是4~6m，取反应器的有效高度为H=6m。则单塔的横截面积为A=V/H=176/6=29.3m3有关资料显示，当长宽比在2：1左右时，基建投资最省。取长L=8m，宽B=4m，超高0.5m，则反应器实际尺寸为8m×4m×6m则实际的截面积A1=L×B=8×4=32m2实际的水力负荷q1=式中：q———反应器面积水利负荷，m3/(m2·h)；Q———污水的每天流量，m3/h；A1———反应器的横截面积，m2。3、反应器的水力停留时间t=式中：t———污水的停留时间，h；V———反应器的容积，m3；Q———污水的每天流量，m3/h。4、反应器的升流速度u=Q/A=550/（24×38.47）=0.6m/h50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)式中：u———空塔水流速，m/h；Q———污水的每天流量，m3/d；A———反应器的总截面积，m2。厌氧反应器的升流速度u=0.1~0.9m/h，符合设计要求。5、配水系统设计（1）设计原则a、进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；b、应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌；c、易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。（2）设计参数　每个池子流量：Q＝550m3/d=22.92m3/h（3）设计计算采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷见表3-6：表3-6采用UASB处理主要为溶解性废水时进水管口负荷污泥典型每个进水口负荷（m2）负荷（kgCOD/（m3·d）)颗粒污泥0.5-12.01-22-4＞2＞4凝絮状污泥＞40kgDS/m36.5-1＜1.01-21-22-3＞2中等浓度絮状污泥40-120kg/m31-2＜1-22-5＞2由上表可知，对于颗粒污泥来说，容积负荷大于4kgCOD/（m3·d）时，每个进水口的负荷必须要大于2m2。则布水器上面布水孔的个数n满足：，即n＜，取n=1550n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)故每个进水口负荷a==2，符合设计要求。布水孔孔径：共设置布水孔15个，出水流速u选为1.5m/s，则孔径为:配水系统采用穿孔配管，进水1根总管，管径取100mm，反应器设置5根DN60mm支管，每根支管距总管中心距离为1.2m，孔距1.5m，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.3m，采用连续进水。6、三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图：60°60°图3-2三相分离器设计计算草图（1）设计说明UASB的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用。（2）沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。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，这对固液分离不利。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)故设计时应满足以下要求：a、沉淀区水力表面负荷<1.0m/h。b、沉淀器斜壁角度55°～60°,可使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。c、进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≤2m/h。d、总沉淀水深应大于等于1.5m。e、水力停留时间介于1.5～2h。f、三相分离器集气罩顶以下的覆盖水深可采用0.5～1.0m。g、分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以下。如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果设沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ＝55°则沉淀区面积为：A=LB=32m2故表面水力负荷为：q=，符合设计要求。（3）回流缝设计a、下三角形集气罩的宽度由图可知，设单元三相分离器的宽度b=4m，上、下三角形集气罩斜面水平夹角都为60°，保护高度h1取0.5m，三角形以上的保护水深为h2=0.5——1.0m，取h2=0.5m。设下三角形集气罩的垂直高h3=1m,设每个UASB池的回流缝的数目为4，根据图中几何关系可知：式中：b1———下三角形集气罩的宽度，m；ɑ———下三角形集气罩斜面水平夹角，一般为55°~60°；h3———下三角形集气罩的垂直高度。b、相邻2个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-2b1=2-20.58=0.84m式中：b2———相邻2个下三角形集气罩之间的水平距离，m；b———单元三相分离器的直径，m。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)c、下三角形集气罩之间污泥回流混合液的升流速v1v1=式中：Q1———反应器中废水流量，m3/h；S1———下三角形集气罩回流逢面积，m2；v1=<2m/h,符合设计要求d、上三角形集气罩之间回流逢中流速(v2)v2=式中：Q1———反应器中废水流量，m3/h；S2———上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；设上三角形集气罩回流缝的宽度b3=0.38m,则上三角形回流缝面积为：S2=b3·L·2n=0.38×4×2×4=12.16m2则=1.88m/h对于颗粒污泥，v1净水的μ,故取μ=0.02g/(cm•s)。则==0.258cm/s=9.29m/h水流速度va=v2=1.88m/h校核：,，故设计满足要求50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)7、出水系统的设计出水系统的设计在UASB反应器设计中也占有重要地位。因为出水是否均匀也将影响沉淀效果和出水水质。为了保持出水均匀、沉淀区的出水系统通常采用出水渠(槽)。一般每个单元三相分离器沉淀区设一条出水渠，而出水渠每隔一定距离设三角出水堰。常用的布置形式有两种，如图所示。本设计采用选择（a）所示的出水系统，出水渠宽度常采用20cm,槽高20cm。图3-3出水渠的布置形式8、排泥系统设计每去除1kg的COD产生0.05-0.1kgMLSS，取污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD；则每日产泥量为：ΔX1=2560×0.65×0.1×550×10-3=91.52kgMLSS/d，污泥含水率P=99%，污泥密度1000kg/m3，则湿泥量为：可用D＝200mm的排泥管，每天排泥一次。9、产气量每去除1kg的COD产生沼气是0.5m3，产气率为0.5m3/kgCOD；则每日产气量：G=2560×0.65×0.5×550×10-3=457.6m3/d=19.07m3/h，储气柜容积一般按照日产气量的25%～40%设计，大型的消化系统取高值，小型的取低值，本设计取38%。储气柜的压力一般为2～3KPa，不宜太大。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)3.7一级生物接触氧化池的设计计算3.7.1设计说明生物接触氧化池工艺设计的主要内容是计算填料的有效容积和池体的尺寸，计算空气量和空气管道系统等。目前一般是在用有机负荷计算填料容积的基础上，按照构造要求确定池子的具体尺寸、池数以及池的分级。对于工业废水，最好通过实验确定有机负荷，也可审慎地采用经验数据。生物接触氧化池的容积一般按BOD5(=1000~1800gBOD5/d)的容积负荷并且相互核对以确定填料容积。生物接触氧化法的供气量，要同时满足微生物降解污染物的需氧量和氧化池的混合搅拌强度。满足微生物需氧所需的空气量，为保持氧化池内一定的搅拌强度，满足营养物质、溶解氧和生物膜之间的充分接触，以及老化生物膜的冲刷脱落，气水比宜大于10，一般取10~20。进水BOD5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；填料层高度一般采用3.0m；每单元接触氧化池面积不宜大于25m2，以保证布水、布气均匀。3.7.2设计参数容积负荷=1000gBOD5/·d；气水比D0=15:1；填料层高度h0=3m；设计一级生物接触氧化池对各污染物去除率见表3-7：表3-7一级生物接触氧化池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）896214.2152.3出水浓度（mg/L）268.87592.4去除率（%）7065403.7.3设计计算1、尺寸设计接触氧化池的有效容积V，即填料体积为：式中：Q———设计水量，m³/h50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)La———BOD5进水浓度，mg/LLt———BOD5出水浓度，mg/LNv———容积负荷2、接触氧化池总面积AA=V/h0=76.58÷3=25.5m2，取30m23、滤池格数（取2格）f=A/n=30/2=15m2式中：f———每个滤池的面积，m2取每格长为5m，则宽为：B=f/L=15/5=3m4、校核反应时间：T=nfh0/Q=90÷22.92=3.93h5、池深H=h0+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+1.0=5.0m式中：h1———为超高0.5m，h2———为填料层上水深0.5m，h3———为填料至池底的高度1.0m。则接触氧化池的实际尺寸为：10×3×5m6、实际停留时间t=nfH/Q=2×15×(5-0.5)/22.92=5.89h7、所需空气量取气水比为15，则Q气=D0Q=15×22.92=343.8m3/h=5.73m3/min8、空气管道布置（1）空气管空气管D取100mm，管内流速v1为：v1=4Q气/πD2=4×343.8÷(3600π×0.12)=12.2m/sv1在10~15m/s范围内，满足规范要求。（2）曝气系统采用圆盘式微孔扩散器布气本设计中采用HWB-2型微孔曝气器，其规格如下：50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)直径：200mm；厚度：20mm；微孔平均直径：150μm；孔隙率：40~50%；曝气量：1~3m3/h；服务面积：0.3~0.5m2/个；氧利用率：20~25%；充氧动力效率：4~6kg/(kW·h)；阻力：1471.1~3432.5Pa；曝气板为陶瓷材料，托盘为ABS材料。根据单池单格内设5根空气管，每根空气管均布9个曝气器，则整个接触氧化池所需曝气器数目总计为：9×5×2=90个（3）鼓风机选型根据供气量本设计中选用SSR125罗茨鼓风机9、剩余污泥量的计算《生物接触氧化池设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.3-0.4kgDS/kgBOD5，含水率96％-98％。本设计中，污泥产率取Y=0.4kgDS/kgBOD5，含水率97％。则干污泥量用下式计算：WDS=YQ(S0-Se)+(X0-Xh-Xe)Q式中：WDS———污泥干重，kg/d；　　　　Y———活性污泥产率，kgDS/kgBOD5；　　　　Q———污水量，m3/d；　　　　S0———进水BOD5值，kg/m3；　　　　Se———出水BOD5值，kg/m3；　　　　X0———进水总SS浓度值，kg/m3；　　　　Xh———进水中SS活性部分量，kg/m3；　　　　Xe———出水SS浓度值，kg/m3；。设该污水SS中10％可为生物降解活性物质，泥龄θc取5d，WDS＝0.4×550×5×（0.214－0.075）+（0.152－0.152×0.1－0.092）×550×5=272.8kg/（5d）则污泥体积Q=WDS/(1-97%)=272.8/(550×0.03)=16.53m33.8二级生物接触氧化池的设计计算3.8.1设计参数容积负荷=1000gBOD5/·d；气水比D0=15:1；填料层高度h0=3m；设计二级生物接触氧化池对各污染物去除率见表3-8：50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)表3-8二级生物接触氧化池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）268.87592.4出水浓度（mg/L）94.13060.1去除率（%）6560353.8.2设计计算1、尺寸设计接触氧化池的有效容积V，即填料体积为：式中：Q———设计水量，m³/hLa———BOD5进水浓度，mg/LLt———BOD5出水浓度，mg/LNv———容积负荷2、接触氧化池总面积AA=V/h0=24.7÷3=8.23m2，取10m2取池长为5m，则宽为：B=A/L=10/5=2m3、校核反应时间：T=Ah0/Q=30÷22.92=1.31h4、池深H=h0+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+1.0=5.0m式中：h1———为超高0.5m，h2———为填料层上水深0.5m，h3———为填料至池底的高度1.0m。则接触氧化池的实际尺寸为：5×2×5m50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)5、实际停留时间t=A/Q=10×(5-0.5)/22.92=1.96h6、所需空气量取气水比为15，则Q气=D0Q=15×22.92=343.8m3/h=5.73m3/min7、空气管道布置（1）空气管空气管D取100mm，管内流速v1为：v1=4Q气/πD2=4×343.8÷(3600π×0.12)=12.2m/sv1在10~15m/s范围内，满足规范要求。（2）曝气系统采用圆盘式微孔扩散器布气本设计中采用HWB-2型微孔曝气器，其规格如下：直径：200mm；厚度：20mm；微孔平均直径：150μm；孔隙率：40~50%；曝气量：1~3m3/h；服务面积：0.3~0.5m2/个；氧利用率：20~25%；充氧动力效率：4~6kg/(kW·h)；阻力：1471.1~3432.5Pa；曝气板为陶瓷材料，托盘为ABS材料。根据单池单格内设5根空气管，每根空气管均布6个曝气器，则整个接触氧化池所需曝气器数目总计为：5×6=30个（3）鼓风机选型根据供气量本设计中选用SSR125罗茨鼓风机8、剩余污泥量的计算《生物接触氧化池设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.3-0.4kgDS/kgBOD5，含水率96％-98％。本设计中，污泥产率取Y=0.4kgDS/kgBOD5，含水率97％。则干污泥量用下式计算：WDS=YQ(S0-Se)+(X0-Xh-Xe)Q式中：WDS———污泥干重，kg/d；　　　　Y———活性污泥产率，kgDS/kgBOD5；　　　　Q———污水量，m3/d；　　　　S0———进水BOD5值，kg/m3；　　　　Se———出水BOD5值，kg/m3；　　　　X0———进水总SS浓度值，kg/m3；50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)　　　　Xh———进水中SS活性部分量，kg/m3；　　　　Xe———出水SS浓度值，kg/m3；。设该污水SS中10％可为生物降解活性物质，泥龄θc取5d，WDS＝0.4×550×5×（0.075－0.03）+（0.0924－0.0924×0.1－0.0601）×550×5=112.92kg/（5d）则污泥体积Q=WDS/(1-97%)=112.92/(550×0.03)=6.84m33.9沉淀池的设计计算3.9.1设计说明沉淀池是分离悬浮物的一种常用构筑物。沉淀池按水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。3.9.2设计选型各种形式沉淀池特点及使用条件如下表所示：表3-9各种形式沉淀池特点及使用条件池型优点缺点使用条件平流式1、处理水量大小不限，沉淀效果好。 2、对水量和温度变化的适应能力强。 3、平面布置紧凑，施工方便，造价低。1、进、出水配水不易均匀。 2、多斗排泥时，每个斗均需设置排泥管（阀），手动操作，工作繁杂，采用机械刮泥时容易锈蚀。适用于地下水位较高及地质较差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂竖流式竖流式沉淀池效果较好，占地面积小，排泥容易水池深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于2万m3/d的小型污水处理厂。适用于小型污水处理厂辐流式1、适用于地下水位50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)多用机械排泥，运行较好，管理较简单，排泥设备已经趋于定型机械排泥设备复杂，对施工质量要求高较高的地区    2、适用于大中型污水处理厂通过比较，最终选用竖流式沉淀池。竖流式沉淀池多为圆形，亦有呈方形或多角形，本设计为正方形，1座。为使池内配水均匀，池径不宜过大，一般采用4~7m，不大于10m。池径(或正方形的一边)与有效水深之比一般不大于3。污水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横截面上，由于出水口设置在池面或池壁四周，故水流向基本由下向上。污水在中心管内的流速对悬浮颗粒的去除有一定的影响，其流速不应大于30mm/s，中心管下口应设有喇叭口和反射板，底板面距泥面不宜小于0.3m，水从中心管喇叭口与反射板间流出的缝隙出流速度一般不大于40mm/s。生物膜法后，沉淀时间为1.5-4.0h，表面负荷为。污泥贮积在底部的污泥斗中，污泥含水率为96%-98%，固体负荷，堰口负荷。3.9.3设计参数设计流量Q=22.92m3/h=0.006366m3/s；中心管内流速v0=0.03m/s；缝隙出流速度v1=0.02m/s；沉淀区表面负荷q=1.5m3/(m2·h)；沉淀时间t=2h；污泥含水率P0=96%；污泥区污泥斗的圆锥面与地平呈45°角。设计沉淀池对各污染物去除率见表3-10：表3-10沉淀池去除率污染物CODCrBOD5SS进水浓度（mg/L）94.13060.1出水浓度（mg/L）56.51830.2去除率（%）4040403.9.4设计计算1、中心管面积f50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)式中：Qmax———最大流量，m³/sv0———管内流速，m/s取v0=30mm/s2、中心管直径d03、中心管喇叭口与反射板之间缝隙高度h3式中：d1———喇叭口直径，mv1———污水由中心管喇叭口与反射板之间缝隙流出的流速，m/sd1=1.35d0=1.35×0.5=0.675mv1=20mm/s4、沉淀部分有效面积F式中：Qmax———最大设计流量，m³/sv———污水在沉淀池内的流速，m/s上升流速v=u0=1.5m/h=0.000417m/s5、沉淀池边长L===4.82m，取5m6、沉淀池有效水深h2=ut=1.5×2=3m50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)式中：u———沉淀区上升流速，数值上与q相当。L/h2=4.82÷3=1.61(不大于3，合格)4、污泥部分所需总容积VVW===0.41m3/d式中：———为污泥容重，kg/m3，含水率在95%以上时，可取1000kg/m3。5、污泥斗容积V=h5(L2+L·L’+L’2)/3=1.5×(52+5×2+22)/3=19.5m3式中：h5———污泥斗高度，m；L’———污泥斗下底边长，m；根据三角形几何关系，有(L-L’)/2=h5，取L’=2m，则h5=1.5m。可见池内足够容纳2天的污泥量9、沉淀池总高度计算沉淀池总高度为：H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.23+0.3+1.5=5.33m，取5.5m。式中：h1———保护高，一般h1=0.3m；h4———缓冲层厚，有反射板时h4=0.3m。3.10污泥浓缩池的设计计算3.10.1设计说明污泥是废水处理过程的副产物。污泥处理的目的有：1、确保废水处理的效果，防止二次污染；2、使容易腐化发臭的有机物稳定；3、使有毒有害物质得到妥善处理或利用；4、使有用物质得到综合利用，变害为利。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)该污泥处理系统处理的污泥主要来自气浮池和沉淀池所排污泥，含水率很高，一般为96%~99%，所以必须进行脱水，污泥脱水的方法一般采用浓缩法和机械脱水法。污泥浓缩的方法有重力浓缩和气浮浓缩、机械浓缩三种，在实际工程中该废水以重力浓缩最常用。此污泥处理系统中采用重力浓缩和带式压滤机处理污泥。3.10.2设计参数1、设计泥量废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：（1）气浮池，Q1=130m³/d，含水率99%（2）水解酸化池，Q2=2.13m³/d，含水率97%（3）UASB反应器，Q3=9.15m³/d，含水率99%（4）两级生物接触氧化池，Q4=23.4m³/（5d）=4.68m³/d，含水率97%（5）沉淀池，Q5=0.41m³/d，含水率96%总污泥量为：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=130+2.13+9.15+4.68+0.41=146.37m³/d平均含水率为：99%×130/16.37+97%×2.13/146.37+99%×9.15/146.37+97%×4.68/146.37+96%×0.41/146.37=98.9%2、参数选取固体负荷（固体通量）M一般为10~35kg/m3d，取M=30kg/m3d=1.25kg/m3h；设计污泥量Q=146.37m³/d浓缩后污泥含水率为：97%浓缩后污泥体积：3.10.3设计计算1、池子边长（1）根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A≥QC/M式中：Q———入流污泥量，m³/dM———固体通量，kg/m³dC———入流固体浓度，kg/m³入流固体浓度（c）的计算如下50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)那么，W=W1+W2+W3+W4+W5=1612.2kg/d=67.18kg/hc=1612.2/146.37=11.01kg/m³（2）浓缩后污泥浓度为：C1=1612.2/53.7=30.02kg/m³（3）浓缩池的横断面积为：A=Qc/M=146.37×11.01/30=53.72m2设计2座正方形浓缩池，则每座边长为B=5.5m，实际面积60.5m21、池子高度（1）浓缩池工作部分高度h1式中：h1———浓缩池工作部分高度，m；T———设计浓缩时间，h。停留时间，取12h，则，取1.5m（2）浓缩池总高度HH1=h1+h2+h3式中：H———浓缩池总高，m；h2———超高，m；h3———缓冲层高度，m。超高h2=0.5m，缓冲区高h3=0.5m，池壁高H1=h1+h2+h3=2.5m2、污泥斗污泥斗下锥体边长取0.5m，污泥斗倾角取50°，则污泥斗的高度为：h4=(5.5/2–0.5/2)×tan50°=3m污泥斗的容积为：V2=h4（a12+a1a2+a22）50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)=×3×(5.52+5.5×0.5+0.52)=33.25m3V总=33.25×2=66.5m3，符合设计要求，采用机械泵吸泥1、总高度H=H1+h4=2.5+3=5.5m2、排泥周期T，取排泥周期T=0.5d。3.11附属构筑物本设计中的附属构筑物包括压滤机房、值班室、配电室、库房、风机房，根据需要及场地布置，各构筑物的尺寸均为5×4×3.5m。3.12工程主要设计参数本设计主要构筑物与设备见表3-11。表3-11主要构筑物与设备设备名称型号规格工艺参数备注格栅2.5×0.4×0.5b=20mmS=10mm1座调节池8×8×3.5HRT=8h1座气浮池4×1.8×3HRT=32min1座水解酸化池5×4×5HRT=4h2座UASB8×6HRT=8hNv=10kgCOD/（m3d）1座一级生物接触氧化池10×3×5Nv=1kgBOD5/（m3d）1座二级生物接触氧化池5×2×5Nv=1kgBOD5/（m3d）1座沉淀池5×5×5.5HRT=2hq=1.5m3/(m2·h)1座50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)污泥浓缩池5.5×5.5×5.5HRT=12h2座鼓风机3L400-600G=90～290m3/minN=45～380KW一用一备鼓风机SSR125G=5.98m3/min两用两备污泥泵GW50-20-15Q=20m3/hN=1.5KW一用一备提升泵WQ50-10-3Q=50m3/hH=10m两用一备回流泵CP-5-3.7-80Q=60m3/hH=12mN=3.7KW一用一备带式压滤机GD-1000配用电机功率为2.05KW一用一备4总平面布置4.1总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则:1、布置尽可能紧凑，以减小处理厂的占地面积和连接管线的长度。2、生产性处理构筑物作为处理厂的主要建筑物，在作平面布置时，必须考虑各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形、地质条件，合理布局，减少投资、运行管理方便。3、对于辅助建筑物，应根据安全方便等原则布置。如泵房、鼓风机房等应尽量靠近处理构筑物，变电所应尽量靠近最大用电户，以节省动力管道；办公室、化验室等与处理构筑物保持一定的距离，并处于它们的上风向，以保证良好的工作条件；贮气罐、贮油罐等易燃易爆建筑的布置应符合防爆防火规程；废水处理厂内的管路应方便运输。4、废水管渠的布置应尽量短，避免交叉。此外还必须设置事故排放水渠和超越管，以便发生事故或检修时，废水能超越该处理构筑物。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)5、厂区内给水管、空气管、蒸汽管及输配电线路的布置，应避免相互干扰，既要便于施工和维护管理，又要占地紧凑。当很难敷设在地上时，也可敷设在地下或架空敷设。6、要考虑扩建的可能，留有适当的扩建余地，并考虑施工方便。应当指出，在工艺设计计算时，就应考虑平面布置，相应地，在平面布置时，如发现不妥，也可根据情况重新调整工艺设计。总之，废水处理厂的平面设计，除应满足工艺设计上的要求外，还必须符合施工、运行上的要求。总平面布置图见附图1（平面布置图）5高程布置5.1高程布置原则高程布置的目的是为了合理地处理各构筑物在高程上的相互关系。具体地说，就是通过水头损失的计算，确定各处理构筑物的标高，以及连接构筑物间的管渠尺寸和标高，从而使废水能够按处理流程在各构筑物间顺利流动。原则：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，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。2、计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。3、设置终点泵站的污水处理站，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒退计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。4、在作高程布置时还应注意污水流程与污逆流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化场，污泥浓缩池，消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。高程布置见附图2（高程图）50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)5.2高程计算5.2.1水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见表5-1。表5-1污水厂水头损失计算表名称设计流量(m3/h)管径(mm)I‰V(m/s)管长(m)ILξξV2/2gh(m)沉淀池0.10沉淀池至二级生物接触氧化池22.9210011.80.82.50.0300.5880.0190.049二级生物接触氧化池0.05二级生物接触氧化池至一级生物接触氧化池22.9210011.80.84.50.0530.5880.0190.072一级生物接触氧化池0.05一级生物接触氧化池至UASB22.9210011.80.860.0711.1760.0380.109UASB0.20UASB至水解酸化池22.9210011.80.890.1061.1760.0380.144水解酸化池0.05水解酸化池至气浮池22.9210011.80.810.0120.5880.0190.031气浮池0.20气浮池至调节池22.9210011.80.850.0590.5880.0190.078调节池0.30格栅0.045∑1.5385.2.2高程确定50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)根据所通提供的设计资料，未给出当地地形条件。在设计中以进水渠底端为相对标高(±0.00)，其与调节池水面标高一致。然后根据各处理构筑物之间的水头损失推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的的设计水面标高、池顶标高、池底标高见表5-2。表5-2各污水处理构筑物的设计标高构筑物名称水面标高/m池顶标高/m池底标高/m调节池-0.1800.320-3.180气浮池2.5003.0000.000水解酸化池2.2002.500-2.500UASB2.0002.500-3.500一级生物接触氧化池1.4001.900-3.100二级生物接触氧化池1.3001.900-3.100沉淀池1.1001.400-4.100污泥浓缩池0.300-5.2006工程概预算6.1工程造价基本建设投资费包括建筑工程费、设备购置费、安装工程费、工器具及生产用具购置费、土地补偿和安置费、建设单位管理费、试验研究费、培训费、试运行费、勘察设计费等。本设计主要考虑土建费和设备费。6.1.1土建费土建投资估算见表6-1。表6-1土建估算表序号构筑物名称容积或建筑面积材质单位数量价格（万元）1格栅L×B×H=2.5×0.4×0.5=0.5m3钢塑座10.12调节池L×B×H=8×8×3.5＝224m3钢混座173气浮池L×B×H=4×1.8×3=22m3钢混座10.74水解酸化池L×B×H=5×4×5=100m3钢混座135UASB8×4×6=192m3钢混座15.850n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)6一级生物接触氧化池L×B×H=10×3×5=150m3钢混座14.77二级生物接触氧化池L×B×H=5×2×5=50m3钢混座11.68污泥浓缩池L×B×H=5.5×5.5×5.5=166m3钢混座210.49压滤机房L×B×H=4×5×3.5=70m3砖混座11.110鼓风机房L×B×H=4×5×3.5=70m3砖混座11.111脱水机房L×B×H=4×5×3.5=70m3砖混座11.1总计36.66.1.2设备估算表设备投资估算见表6-2。表6-2设备估算表序号设备名称数量/台单价/万元价格（万元）备注1鼓风机64.50272提升泵30.521.56两用一备3回流泵20.430.86一用一备4污泥泵30.682.04两用一备5带式压滤机25.1010.2一用一备6流量计20.557.96一用一备7液位计30.351.05两用一备8管道及其他配件5.29总计39.16.1.3建设总投资建设总投资表见表6-3。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)表6-3总投资表序号项目名称投资报价(万元)1设备投资39.12土建投资36.63安装费(1×10%)3.914管理、调试费[(1+2)×8%]6.065设计费[(1+2)×8%]6.066合计：(1+2+3+4+5)91.736.2运行费用6.2.1人工费用废水处理站设计处理流量为：550m3/d，年工作制按330天，劳动定员暂定2人。人员工资按2000元/月，则每年处理废水人工费用为E1=2.4万元/a。6.2.2动力费用系统总装机容量约为110W，使用工作容量约为60kW。每天设计正常运行按24小时计，设备同时运行系数为0.7，则每日正常用电量为：1008kW·h；电价按0.8元/kw·h计算，则每年处理废水电费为E2=29.4万元/a。6.2.3药材费用本工程药剂费用见表6-4。表6-4污水处理系统设备药耗费用表序号名称规格日使用量(估)单价(元)合计(元)1PAC95%(固体)150kg1.80270.002PAM99%(固体)3kg22.0066.00合计336.00由上表可以得出，每天药耗费用为336元，则每年处理废水药耗费用E3=12.3万元/a。6.2.4运行成本估算综上所述，废水处理的运行费用为E4=元/吨。此运行成本为估算值，其中不含设备损耗、维护等费用。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)6.2.5折旧费E5=Sk式中：S———固定资产总值，万元/a，S=工程总投资×固定资产投资形成率，固定资产投资形成率一般取90%～95%，本设计取90%，则S=86.51×90%=77.86万元/a；k———综合折旧提存率（包括基本折旧及大修折旧），一般取4.5%～7.0%，本设计取k=5%。E5=77.86×5.0%=3.9万元/a6.2.6检修维护费检修维护费一般按固定资产总值的1%提取，受腐蚀较严重的构筑物和设备，应视实际情况予以调整。E6=S×1%=86.51×1%=0.9万元/a50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)结语本设计采用的工艺满足了处理要求,达到了排放标准。经过预处理阶段各污染物降低了一部分，再经过两级厌氧和两级好氧处理工艺，最终达到要求。今后,新工艺的开发和探索将是高浓度有机废水处理的一个重要问题。可以从以下三个方面着手：一是几种处理技术的联用。二是发展具有高效能、多功能、设备小型化更便于操作的组合处理装置。三是开发新工艺、新产品。环境问题不仅要治标更要治本，应严格控制污染源，尽量改革完善生产工艺，把果汁废水的危害消灭在生产源头，使污染控制贯穿于整个水产食品生产全过程，而不是单纯的末端处理。为此，应实现生产和环保一体化，即提倡清洁生产，尽量使用先进的水产食品生产工艺。最终实现经济效益、环境效益和社会效益的统一，这样才能达到工业和社会可持续发展的要求。50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)致谢本文是在刘子国老师的悉心指导和帮助下完成的。从论文整体思路的确定到论文的撰写，刘老师都提出了宝贵的意见，倾注了刘老师的心血和精力。刘老师严谨的治学作风、求实的治学态度、创新性的思维方法、渊博的知识和丰富的经验，使我受益匪浅。在此对刘老师表示衷心的感谢和深深的敬意!作为一名大学生，四年的学习丰富了我的头脑，尤其是这次的毕业设计使我深深感受到理论知识对于实践的重要性。也感谢在四年的学习中给予我极大帮助的所有老师们，从基础课到专业课，各位授课老师都以生动的讲解和悉心的指导给我们留下了深刻的印象，他们勤奋的工作作风和严谨的治学态度也让我感到由衷的敬佩。还要感谢在四年的大学生活中一直陪伴着我的各位同学们，特别是我的舍友，感谢你们让我拥有了丰富多彩的大学生活。参考文献50n550吨每天生产废水处理工程初步设计毕业设计(论文)[1]·黄维菊,魏星·污水处理工程设计·北京·国防工业出版社·2004[2]·韩魁声，齐界，白春光等·污水生物工艺技术·大连·大连理工大学出版社·2004[3]·王国华，任鹤云·工业废水处理工程设计与实例·北京·化学工业出版社·2004[4]·张自杰·废水处理理论与设计[M]·北京·中国建筑工业出版社·2002·511—514[5]·柴晓利，凤沧，党小庆·环境工程专业毕业设计指南·北京·化学工业出版社·2008年[6]·韩洪军·污水处理构筑物设计与计算[M]·哈尔滨·哈尔滨工业大学出版社·2002[7]·韩洪军、杜茂安·水处理工程设计计算·北京·中国建筑工业出版社·2006[8]·黄铭荣、胡纪萃·水污染治理工程·北京·高等教育出版社·1995[9]·于尓捷、张杰·给排水快速设计手册·北京·中国建筑工业出版社·1996[10]·北京市环境保护科学研究院·三废治理(废水卷)·北京·化学工业出版社·2000[11]·张自杰·排水工程·北京·中国建筑工业出版社·2005[12]·陈季华·废水处理工艺设计及实例分析·北京·高等教育出版社·199050