南通市某印染公司废水处理 本科毕设论文 83页

河海大学环境工程专业毕业设计摘要本设计为南通市某印染公司废水处理，该公司主要从事布的漂洗加工，生产过程中产生生产废水（包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水和染色废水等）及少量的生活污水，日排放量6000t。该类废水具有COD较高、可生化性较低、色度较高、废水悬浮物浓度较高等特点，且污水中污染物的形成成分复杂，水质波动大，是工业废水中比较难处理的废水类型之一。如果直接排放水体或者处理不当将会对人类的生产、生活造成严重的影响。公司计划新建污水处理站1座，要求处理后达到《江苏省纺织染整工业水污染物排放标准（DB32/670-2004）》的一级标准。本设计针对该类水质特点，在详细方案比较的基础上，选择了水解酸化-接触氧化-混凝工艺，其处理效果明显优于传统工艺，对BOD、COD、SS有很好的处理效果，并具有能耗低、产泥量少的特点，且剩余污泥可直接脱水。沉淀池后设置混凝沉淀池，作为三级处理，可获得较好的出水水质，使废水达标排放。其处理工艺流程如下：鼓风曝气印染废水→格栅→调节池→水解酸化池→生物接触氧化→沉淀池→混凝→终沉池→出水外运←脱水车←重力浓缩经技术经济分析后得到良好的经济效益和社会效益。且节约用地、提高绿化、降低能耗的理念在设计中得到充分的实践，符合新时代环保的要求。关键词：印染废水、水解酸化、生物接触氧化、混凝Abstract南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计ThedesignforaprintingcompanyinNantongcitywastewatertreatment,rinsingprocessofthecompanyismainlyengagedintheproductionofcloth,theproductionprocessofwastewater(includingthedesizingwastewater,scouringwastewater,bleaching,mercerizinganddyeingwastewaterwastewaterwastewateretc.)andasmallamountofdomesticsewage,theemissionsof6000t.ThiskindofwastewaterwithhighCOD,lowbiodegradability,highchroma,effluentsuspendedsolidsconcentrationhighercharacteristic,andtheformationofpollutantsinwastewatercomplicatedcomposition,variationofwaterquality,isoneoftheindustrialwastewaterdifficulttodealwithwastewatertype.Ifthedirectdischargeofwaterproduction,lifeorimproperhandlingwillcauseseriouseffectonhuman.Thecompanyplanstobuildsewagetreatmentstation1,requiretreatmentto"Jiangsuprovincetextiledyeingandfinishingofindustrialwaterpollutantdischargestandards"(DB32/670-2004)tothefirstclassstandard.Thisdesignforthewaterqualitycharacteristics,basedonthedetailedschemecomparison,chosethehydrolysisacidification-contactoxidation-coagulationprocess,thetreatmenteffectisobviouslysuperiortothetraditionalprocess,hasgoodtreatmenteffectonBOD,COD,SS,andhasthecharacteristicsoflowenergyconsumption,lesssludge,andtheremainingsludgecanbedirectlydehydration.Thesedimentationtankisarrangedafterthecoagulationsedimentationtank,asathreelevelprocessing,cangetbetterwaterquality,wastewaterdischargestandards.Thetreatmentprocessisasfollows:BlastaerationPrintingPoolBiologicalFinalanddyeingRegulationacidcontactSedimentationsedimentationThewastewater→Grille→pool→hydrolysis→oxidation→tank→Coagulation→tank→effluentSinotrans←Dehydrationcar←GravityconcentrationGoodeconomicandsocialbenefitsobtainedbytechnicalandeconomicanalysis.Andtheeconomicaluseofland,raiseafforest,reduceenergyconsumptionconceptfullypracticeinthedesign,tomeettheneweraofenvironmentalprotectionrequirements.Keywords:printinganddyeingwastewater,hydrolyticacidification,biologicalcontactoxidation,coagulation目录南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计第一篇设计说明书81概述81.1毕业设计题目81.2毕业设计的目的81.3毕业设计任务81.4设计资料81.4.1城市概况81.4.2气候条件91.4.3水文条件92设计依据92.1设计依据规范92.2污水处理设计流量102.3污水处理进出水水质102.3.1进水水质102.3.2出水水质102.3.3处理程度的确定113印染废水处理工艺选择113.1印染废水的来源113.2印染废水的特点123.3印染废水处理工艺选择的原则133.4印染废水处理方法与技术133.5印染废水处理工艺193.6印染废水处理工艺的比选213.7设计方案的确定243.7.1本工程污水处理工艺流程253.7.2污水处理工艺流程简介264污水处理厂工艺设计264.1厂址确定264.2构筑物设计274.2.1格栅池274.2.1.1设计参数274.2.1.2设计结果274.2.1.3设备选型284.2.2提升泵284.2.2.1设计参数284.2.2.2设计结果284.2.2.3设备选型284.2.3调节池284.2.3.1设计参数284.2.3.2设计结果294.2.3.3设备选型294.2.4水解酸化池294.2.4.1设计参数29南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计4.2.4.2设计结果304.2.4.3设备选型304.2.5生物接触氧化池304.2.5.1设计参数304.2.5.2设计结果314.2.4.3设备选型314.2.6竖流式沉淀池314.2.6.1设计参数314.2.6.2设计结果324.2.6.3设备选型324.2.7混凝反应池324.2.7.1设计参数324.2.7.2设计结果324.2.7.3设备选型334.2.8混凝沉淀池334.2.8.1设计参数334.2.8.2设计结果334.2.8.3设备选型334.2.9消毒池344.2.9.1设计参数344.2.9.2设计结果344.2.9.3设备选型344.2.10鼓风机房354.2.11集泥井354.2.11.1设计参数354.2.11.2设计结果354.2.11.3设备选型354.2.12污泥浓缩池354.2.12.1设计参数364.2.12.2设计结果364.2.12.3设备选型364.2.13污泥脱水系统364.2.13.1设计参数364.2.13.2设计结果364.2.13.3设备选型374.2.14各种建筑物的设计374.2.14.1综合办公楼的尺寸374.2.14.2机修车间374.2.14.3污泥脱水间的设计374.2.14.4污水提升泵房的设计374.2.14.5鼓风机房的设计374.2.14.6库房的尺寸384.3总平面布置384.3.1污水处理站位置的选择38南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计4.3.2平面布置384.3.2.1平面布置的具体内容394.4竖向布置404.5高程布置404.5.1概述404.5.2高程布置的一般原则404.5.3高程布置415附属设备部件的选型425.1污水提升泵的选型425.1.1水泵全扬程的估算425.1.2水泵选型原则425.1.3水泵选型425.2污泥系统设计425.2.1概述425.2.2污泥管道设计的一般规定435.2.3污泥泵的选型435.3本工程构筑物一览表435.4本工程设备一览表446工程概预算446.1初步设计概预算446.1.1编制依据446.2基建费用及设备费用456.2.1基建改造费用估算456.2.2工程设备购置费估算456.2.3工程总造价估算456.3用电负荷456.3.1用电总量计算456.3.2用电费用456.4药剂费466.5经济效益分析466.6经营管理466.6.1劳动定员及生产管理466.7安全与卫生476.7.1安全生产管理47第二篇设计计算书481进水管数据481.2污水处理工艺流程492污水处理构筑物设计计算502.1格栅502.1.1设计参数502.1.2设计计算502.1.3设备选用52南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计2.2提升泵532.2.1设计参数532.2.2设计计算532.2.3设备选用532.3调节池532.3.1设计参数532.3.2设计计算532.3.3设备选用542.4水解酸化池542.4.1设计参数552.4.2设计计算552.4.3设备选用572.5生物接触氧化池582.5.1设计参数582.5.2设计计算592.5.2.1曝气系统602.5.2.2风机选型622.5.2.3进出水系统632.6竖流式沉淀池632.6.1设计参数642.6.2设计计算642.6.3进出口形式662.6.4排泥方式662.7混凝反应池662.7.1设计参数672.7.2设计计算672.8混凝沉淀池692.8.1设计参数702.8.2设计计算702.8.3设备选用712.9消毒池712.9.1设计参数712.9.2设计计算712.9.3混合装置722.9.4脱氯系统722.9.5设备选用732.10鼓风机房732.11集泥井732.11.1设计参数732.11.2设计计算732.12污泥浓缩池742.12.1设计参数742.12.2设计计算742.12.3设备选用76南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计2.13污泥脱水系统762.13.1概述762.13.2设计参数772.13.3设计计算773水力损失和阻力计算783.1水部分的水力损失计算783.2污泥部分的阻力损失计算79附录80参考文献80第一篇设计说明书南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计1概述1.1毕业设计题目南通市某印染公司6000m3/d印染生产废水处理工程设计1.2毕业设计的目的在经济快速发展和社会日益进步的今天，污染已经成为全球所关心的问题。解决环境污染是当今社会必须要考虑的问题。随着染料纺织工业的迅速发展，染料品种和数量日益增加，印染废水已成为水系环境重点污染源之一。本设计的目的是让学生对印染行业的工艺流程、污染物产生情况、常用的污水处理工艺进行初步的了解，同时培养学生独立研究分析问题能力，进一步提高污水处理工程的工艺选择、参数计算、工程制图的专业水平，同时训练学生综合应用所学专业知识、查阅分析文献资料、独立设计污水处理工程的能力。了解和掌握污水处理工程设计的基本程序，学会工艺确定的原则和方法，掌握构筑物设计计算方法、设计说明书编制、图纸绘制方法等。要求学生树立正确的指导思想及严谨的科学态度，按学校毕业设计要求完成毕业设计，掌握印染行业的生产工艺流程、废水中污染物产生情况、常用的印染废水处理工艺。1.3毕业设计任务根据南通市某印染公司总体规划和设计资料进行南通市某印染公司污水处理工程初步设计，具体内容有：1、污水处理工艺设计；2、污水处理构筑物设计；3、污泥处理构筑物设计。1.4设计资料1.4.1城市概况南通市位于江苏省东南部，长江口北翼。地处北纬31°41'06"～32°42'44"，东经120°11'47"～121°54'33"。东濒黄海，南临长江，全市总面积8544平方千米，其中市区1692平方千米。全市境内拥有江海岸线364.91千米。是中国首批对外开放的14个沿海城市之一，“据江海之会、扼南北之喉”，地处长江三角洲北部，隔江与中国经济最发达的上海及苏南其它地区相望，被誉为“北上海”。1.4.2气候条件南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计南通地处中纬度地带，滨江临海，属北亚热带和暖温带季风气候，光照充足，雨水充沛，四季分明，气候温和。（1）平均气温15.2～16.6℃，年平均气压1015.0～1016.5hPa，年降水量976.6～1258.1毫米，全年降水集中在六到八月，降水量约565.7毫米，占全年降水量的51%左右；年平均相对湿度为77～80%，年日照时数1818.7～2075.7小时，我市盛夏受副热带高压控制，阳光充足，而春季和初夏则多阴雨，日照时数少。（2）年平均风速2.8～3.2m/s，我市盛行偏东风，其中春夏季以东南风居多，秋季以东北风居多，冬季则以西北风为主。值得一提的是，长江南通段江面宽达10公里，江陆界面的“江陆风”可明显影响局地风场。当地面风速较小、天气晴朗时，白天由长江吹向陆地，“江风”风向为西-西南风，夜间从陆地吹向长江，“陆风”风向为东风。出现“江陆风”时多伴有接地逆温。1.4.3水文条件南通市河流分属长江、淮河两个流域，大致以老通扬运河，如泰运河为界，其北为淮河流域，约2400多平方千米，其余则为长江流域。全市最大最重要的河流当属长江，它是南通市工农业、交通航运、水产养殖和生活用水的主要水源。长江流经区域西南缘，南通段岸线长约164公里，水域面积约643平方公里，多年平均流量31060米³/秒，年均径流量9793亿立方米。而本次设计排水到通吕运河，作为江苏著名通航运河，通吕运河位于崇川区、港闸区、通州区、海门市、启东市境内，西起南通，东至吕四。全长78.85公里，灌溉面积282.9万亩，排涝699万平方公里。其中，通吕运河市区段全长13.5公里，是连接崇川区和港闸区的枢纽河道，外通长江，是内河运输的主要河道，也是市区防洪防汛的重要通道，运河市区段两岸聚集了大量的码头、堆场、仓储、工业企业，仅13.5公里的市区段沿岸就密集分布着68家仓储企业和37家工业企业，南通80%以上的水运均通过通吕运河，运河已成为南通经济社会生活的重要组成部分。被称为南通“第一运河”。　2设计依据2.1设计依据规范1、《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB32/670-2004）2、《给水排水设计规范》（排水手册）南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计3、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）4、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）5、《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）6、《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）7、《建筑给水排水设计规范》（GB20015-2003）8、《总图制图标准》（GB/T50103-2001）9、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）10、《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918－2002）11、《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）2.2污水处理设计流量本项目设计流量为6000m3/d。2.3污水处理进出水水质2.3.1进水水质　　南通市某印染公司污水处理厂处理的污水主要为印染废水，印染废水是以有机污染为主的成分复杂的有机废水。污水处理厂的进水水质如下表2-1：表2-1污水厂进水水质表SSCODCrBOD5pH色度mg/Lmg/Lmg/L-倍300100020010~124002.3.2出水水质根据环保部门的要求，处理好的废水需达到《江苏省纺织染整工业水污染物排放标准》（DB32/670-2004）中规定的排放的标准。进出水水质具体情况见表2-2。表2-2《江苏省纺织染整工业水污染物排放标准（DB32/670-2004）》序号项目名称单位最高允许排放浓度1pH6~92SSmg/L703BOD5mg/L254CODCrmg/L100南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计5色度倍402.3.3处理程度的确定污水处理厂的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，根据下面公式计算，结果见下表2-3。项目CODcr（mg/L）BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）pH进水100020030040010~12出水≤100≤25≤70406～9去除率90%87.5%76.67%90%—表2-33印染废水处理工艺选择3.1印染废水的来源印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序）要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。以下介绍不同产品污染物的来源及特征。(1)棉印染产品污染物的来源及特征棉及棉混纺织物在染色和印花过程中排放的废水（包括前处理工序、染色或印花及后整理工序）均为有机性废水，废水主要成分为人工合成有机物及部分天然有机物，并含有一定量难生物降解物质。(2)毛纺染色产品污染物的来源及特征南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计毛纺织染色产品生产过程主要污染来自染色工序及其他有关工序，其中染色废水是主要污染物。染色废水中除含有剩余染料外，还含有大部分染色助剂。毛纺织产品染色废水可生物降解性较好，很适宜采用生物化学法进行处理。不同的毛纺织染色产品其单位产品排放污染物浓度顺序为：毛粗纺产品较高，绒线产品次之，毛精纺织产品最低。(3)丝绸印染产品污染物来源及特性丝织品在织造和染色过程中产生含有一定量污染物的废水。它包括：缥丝脱胶废水、精炼废水、染色（染纱）废水、印花废水。其中缥丝废水中含有丝胶等有机污染物，丝胶本身也是由多种氨基酸组成的蛋白质，其废水可生物降解性良好。精炼废水中也含有一定量丝胶、浆料及其他有机污染物，废水呈碱性，pH=10~11。真丝产品染色时，采用弱酸性染料，以醋酸作为匀染剂，染料上染率较高，醋酸可生物降解性较好。排放的染色废水（包括染丝废水）呈微酸性。真丝织物的印花也采用酸性染料与黏合剂调制的印花浆，印花过程中产生的污染物，来自固色后漂洗织物上残留的浮色废水及冲洗调浆装置及印花台板废水，只要控制物料流失，印花废水中污染物浓度也不高。(4)麻纺印染产品污染物来源及特性麻纺纤维为纤维素纤维，其加工过程中产生脱胶废水和印染废水。麻纺产品生产过程中脱胶废水为高浓度的有机性废水，较易生物降解。麻纺产品加工过程中排放的印染废水水质与棉印染产品加工过程中排放废水水质相近，只是色度略低。3.2印染废水的特点　　印染废水具有如下特点：　（1）废水有机物成分复杂且浓度高由于染料生产流程长，从原料到成品往往随着消化、还原、氧化、耦合等单元操作过程。副反应多，产品收率低，染料生产过程损失率约2%，染色过程损失率10%，所以废水有机物和含盐量都比较高，成分非常复杂。废水中含有较多的原料和副产品，如染料浆料、助剂、油剂、酸碱，纤维杂质及无机盐。高浓度染料废水COD值高达105mg/L。　（2）废水量大，色度高，毒性大南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计染料工业以水为溶剂，分离、精制、水洗、抽滤等工序排出大量的废水，染料废水中有毒物质可以分为无机物和有机物，毒性都较大。废水中含有许多发色基团，因此色度比较高。现列出染料废水中主要污染物如下。1）悬浮物：纤维屑粒、浆料，整理加工药剂等。2）BOD：有机物，如染料、浆料、表面活性剂醋酚，加工药剂等。3）COD：染料、还原漂白剂、醛、还原净水剂、淀粉整理剂等。4）重金属毒物：铜、铅、锌、铬、汞离子等。5）色度：染料、颜料在废水中呈现的颜色。（3）废水排放间歇、多变性我国染料工业具有小批量、多品种的特点，每年要生产十几种甚至几十种产品，而且产品制造大部分是间歇操作，所以废水间断性排放，水质水量随时间变化较大，变化范围也很大。这就给废水处理工程设计、运行管理增加许多困难。（4）废水处理难度大由于染料生产品种多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展。其中芳香环染料，蒽醌染料、士林染料等还原性染料废水，由于色度大、浓度高及可生化性差，处理难度更大。据文献报道，对染料废水一般采用中和、混凝、活性炭吸附等方法处理，处理成本高，效果差，难以达到国家规定的排放标准。因此，染料废水是一类较难处理的工业废水。3.3印染废水处理工艺选择的原则污水处理厂工艺选择直接关系到出水水质指标能否达到要求，关系到运行是否稳定可靠，管理是否方便，以及投资和运行成本的高低。因此，慎重选择适当的处理工艺是污水处理工艺工程设计的关键。（1）根据印染废水的特点，选择合适成熟的工艺路线，既要做到技术可靠确保处理后出水达标排放，还要结构简单、操作方便、易于维护管理。（2)污水处理站方案设计中，在保证处理效果的前提下，充分考虑城市寸土寸金的现实，尽量减少占地面积，降低基金建设投资及日常运行费用。（3）平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅、符合工程建设标准，做到降低能源和处理成本。（4）本设计力求达到工艺先进、运行稳定、管理简单、能耗低、维修方便、造价低、施工方便、排泥量少等特点，且无二次污染。3.4印染废水处理方法与技术南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计通常印染废水的处理方法有：物理法、化学法、生物法等。其中物理法处理效果较差；化学法所需投加药剂量大，但投资占地省；生物法是一种较为普遍的处理方法。一、预处理印染废水污染程度高，水质水量波动大，成分复杂，一般都需进行预处理，以确保生物处理法的处理效果和运行稳定性。1．调节（水质水量均化）印染废水的水质水量变化大，因此，印染废水处理工艺流程中一般都设置调节池，以均化水质水量，为防止纤维屑、棉籽壳、浆料等沉淀于池底，池内常用水力、空气或机械搅拌设备进行搅拌。水力停留时间一般为8小时左右。2．中和印染废水的pH值往往很高，除通过调节池均化其本身的酸、碱度不均匀性外，一般需要设置中和池，以使废水的pH值满足后续处理工艺的要求。3．废铬液处理在有印花工艺的印染厂中，印花滚筒镀筒时需使用重铬酸钾等，滚筒剥铬时就会产生铬污染。这些含铬的雕刻废水含有重金属，必须进行单独处理，以消除铬污染。4．染料浓脚水预处理染色换品种时排放的染料浓脚水，数量少，但浓度极高，COD可达几万甚至几十万。对这一部分废水进行单独预处理可减少废水的COD浓度，这对于小批量、多品种的生产企业尤其重要二、生物处理技术生物处理工艺主要为好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘和塔式生物滤池等。为提高废水的可生化性，缺氧、厌氧工艺也已应用于印染废水处理中。1．活性污泥法：活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法、表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、处理效果较好等优点。其中，表面曝气池因存在易发生短流，充氧量与回流量调节不方便、表面活性剂较多时产生泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端，近年已较少采用。而推流式活性污泥法在一些规模较大的工业废水处理站仍得到广泛应用。污泥负荷的建议值通常为0.3～0.4kg（BOD5）/kg（MLSS）•d，其BOD5南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计去除率大于90%，COD去除率大于70%。据上海印染行业的经验表明，当污泥负荷在小于0.2kg（BOD5）/kg（MLSS）•d时，BOD5去除率可达90%经上，COD去除率为60%～80%。2．生物接触氧化法：生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、污泥少、不产生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有机物的专性微生物等特点，因而近年来在印染废水处理中被广泛采用。生物接触氧化法停止进行后，重新运行启动快，对企业因节假日和设备检修停止生产无废水排放对生物处理效果的影响较小。因此，尽管生物接触氧化法投资相对较高，但因能适应企业废水处理管理水平较低、用地较紧张等困难处境，应用越来越广泛。其特别适用于中小水量的印染废水处理，通常，容积负荷为0.6～0.7kg（BOD5）/kg(MLSS).d时，BOD5去除率大一起90%，COD去除率为60%～80%。3．缺氧水解好氧生物处理工艺：如前所述，缺氧段的作用是使部分结构复杂的、难降解的高分子有机物，在兼性微生物的作用下转化为小分子有机物，提高其可生化性，并达到较好的处理效果。缺氧段的水力停留时间，一般是根据进水COD浓度来确定的。当缺氧段采用填料法时，通常建议按每100mg/L的COD需水力停留时间1h累计取值。好氧段负荷限值有两种方法，一是不计缺氧段去除率，此时好氧段负荷的限值略高于一般负荷值；另一计算法是按缺氧段BOD5去除率为20%～30%计，而好氧段的负荷按一般负荷值计算。经这一工艺处理后，BOD5去除率在90%以上，COD去除率一般大于70%，色度去除率较单一的好氧法也有明显提高。4．生物转盘、塔式滤池生物转盘、塔式滤池等工艺在印染废水的处理中也曾采用，取得了较好的效果，有的厂目前还在运行。但由于这些工艺占地较大，对环境的影响总是较多，处理效果相对其他工艺低，目前已很少采用。5．厌氧处理对浓度较高、可生化性较差的印染废水，采用厌氧处理方法能较大幅度地提高有机物的去除率。厌氧处理在实验室研究、中试中已限得了一系列成果，是有发展前途的新工艺。但其生产运行管理要求较高，在厌氧处理法后面还需好氧法处理才能达到出水水质要求。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计三、物化处理与其他处理技术印染废水处理中，常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外，电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。1．混凝法混凝法是印染废水处理中采用最多的方法，有混凝沉淀法和混凝气浮法两种。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。混凝法可设置在生物处理前或生物处理后，有时也作为唯一的处理设施。混凝法设置在生物处理前时，混凝剂投加量较大，污泥量大，易使处理成本提高，并增大污泥处理与最终处理的难度。混凝法的COD去除率一般为30%～60%，BOD5去除率一般为20%～50%。作为废水的深度处理，混凝法设置在生物处理构筑物之后，具有操作运行灵活的优点。当进水浓度较低，生化运行效果好时，可以不加混凝剂，以节约成本；当采用生物接触氧化法时，可以考虑不设二次沉淀池，让生物处理构筑物的出水直接进入混凝处理设施。在印染废水处理中，多数是将混凝法设置在生物处理之后。其COD去除率一般为15%～50%。当原废水污染物浓度低，仅用混凝法已能达到排放标准时，可考虑只设置混凝法处理设施。2．化学氧化法化学氧化法一般作为深度处理设施，设置在工艺流程的最后一级。主要的目的是去除色度，同时也降低部分COD。经化学氧化法处理后，色度可降到50倍以下，COD去除率较低，一般仅5%～15%。常用的脱色处理法有氧化法和吸附法两种。氧化脱色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三种。（1）氯氧化脱色法氯作为消毒剂已广泛地应用于给水处理，其作为氧化剂时的功能与消毒有所不同。氯氧化脱色法就是利用存在于废水中的显色有机物比较容易氧化的特性，应用氯或其化合物作为氧化剂，氧化显色有机物并破坏其结构，达到脱色的目的。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计氯氧化剂并不是对所有染料都有脱色效率。对于易氧化的水溶性染料如阳离子染料、偶氮染料和易氧化的不溶性染料如硫化染料，都有良好的脱色效果。对于不易氧化的水不溶性染料如还原染料、分散染料和涂料等，脱色效果较差。当废水中含有较多悬浮物和浆料时，该法不仅不能去除此类物质，反而要消耗大量氧化剂。况且在氧化过程中，并不是所有染料都被破坏，其中大部分是以氧化态存在于出水中，经过放置，有的还可能恢复原色。所以单独采用此法脱色并不理想，宜与其他方法联用，可获得较好的脱色效果。常用氯氧化剂有液氯、漂白粉和次氯酸钠等。（2）臭氧氧化脱色法臭氧作为强氧化剂，在废水脱色及深度处理中也得到广泛应用。臭氧具有强氧化作用的原因，曾经认为是在分解时生成新生态的原子氧，表现为强氧化剂。目前认为，臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的，直接表现为强氧化剂是更主要的原因。染料显色是由其发色基团引起，如：乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羰基、硫酮、亚硝基、亚乙烯基等。这些发色基团都有不饱和键，臭氧能使染料中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其失去发色能力。所以，臭氧是良好的脱色剂。但因染料的品种不同，其发色基团位置不同，其脱色率也有较大差异。对于含水溶性染料废水，如活性、直接、阳离子和酸性等染料，其脱色率很高。含不溶性分散染料废水也有较好的脱色效果。但对于以细分散悬浮状存在于废水中的不溶性染料如还原、硫化染料和涂料，脱色效果较差。（3）光氧化脱色法光氧化脱色法是利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机污染物质，使废水的BOD、COD和色度大幅度下降的一种处理方法。光氧化脱色法中常用的氧化剂是氯气，有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解和污染物质的氧化起催化作用。有时，某些特殊波长的光对某些物质有特效作用。因此，设计时应选择相应的特殊紫外线灯作为光源。光氧化脱色法的特点有：氧化作用强烈，没有污泥产生，适用范围广，可作为废水的高级处理，装置紧凑，占地面积小。光氧化脱色印染废水，除对一小部分分散染料的脱色效果较差外，其他染料脱色率都在90%以上。3．电解法借助于外加电流的作用产生化学反应，把电能转化成化学能的过程称电解。利用电解的化学反应，使废水的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理法，简称电解法。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水，近年来才开始用于处理纺织印染废水的治理，但尚缺乏成熟的经验。研究表明，电解法的脱色效果显著，对某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染废水，脱色率可达90%以上，对酸性染料废水脱色率达70%以上。电解法对于处理小水量的印染废水，具有设备简单、管理方便和效果较好的特点。固定床电解法在工程上也有应用，取得了较好的效果。其缺点是耗电较大、电极消耗较多，不适宜在水量较大时采用。电解法一般作为深度处理，设置在生物处理之后。其COD去除率为20%～50%，色度可以降到50倍以下。当原废水浓度低，仅用电解法已能达到排放标准时，可考虑只设置电解法处理设施。仅用电解法处理时，COD去除率为40%～75%。电解法具有下列特点：（1）反应速度快，脱色率高，产泥量小；（2）在常温常压下操作，管理方便容易实现自动化；（3）当进水中污染物质浓度发生变化时，可以通过调节电压与电流的方法来控制，保证出水水质稳定；（4）处理时间短，设备容积小，占地面积小；（5）电解需要直流电流，电耗和电极消耗量较大，宜用于小水量废水处理。4.活性炭吸附法活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明，活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下，对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物，如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等，都有独特的去除能力。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性炭时，应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外，灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少，随pH值的降低而增大。故低水温、低pH值有利于活性炭的吸附。活性炭吸附法较适宜用作水量小，一般的生化与物化方法不能处理达标时的深度处理方法。其优点是效果好，缺点是运行成本高。3.5印染废水处理工艺从我国印染行业废水治理技术的现状来看，经过多年努力，已有一系列处理效果好的工艺应用到实际工程中。下面是近几年来较成熟、处理效果相对较理想的处理工艺工程实例。一般来说，都综合采用了“生化+物化”的主体处理工艺，但生化过程所采用的形式各有不同，如UASB工艺、SBR工艺等，充氧型式有接触氧化、活性污泥等，水流工艺有推流式、升流式等等；物化过程有的采用沉淀，有的采用过滤，有的采用吸附等等。1.水解酸化－UASB－SBR工艺：该工艺流程如图3.1，在运行过程中，用高浓度、高碱度的煮炼和丝光废水取代清水加碱的脱硫除尘用水，达到以废治废的效果；采用调节池和酸化池共建，既保证了调节池容量的足够大，解决了印染废水多变化的难题，又节约占地和投资；由SBR排出的剩余污泥不是直接排放，而是返回了调节酸化池，在进入UASB反应池以厌氧消化后再排放，这种污泥回流处理方式可使污泥基本实现稳定，易脱水，不发臭，可直接用作肥料，处理效果见表3-1。其它工段废水↓格栅初沉↓煮炼丝光废水→湿式除尘器→沉灰池→调节酸化→UASB→SBR→砂滤池→排放↓污泥干化场图3.1水解酸化-UASB-SBR工艺流程表3-1水解酸化—UASB—SBR工艺处理效果指标COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)色度(倍)进水2500-4500600-1000400-600100-600南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计出水80-15030-4020-7050-602.水解—混凝—复合生物池工艺：海城市中新印染厂采用该工艺处理印染废水是比较成功的，水解、混凝处理可以降低废水的pH值，提高废水的可生化性，有利于后续的生物处理；混凝气浮脱色使色度去除率达76.6％；复合生物池生物量大，运行稳定，抗冲击负荷强，对于可生化性较差的废水有较好的去除效果：COD去除率90.5％，BOD去除率96.6％，工艺流程见图3.2。预曝气PAC、PAMA↓↓印染废水→筛滤池→调节池→接触氧化池→预沉池→斜管沉淀池↓排放←氧化脱色池图3.2水解—混凝—复合生物池工艺流程3.涡凹气浮(CAF)—A／O：宁波某纺织有限公司采用的CAF系统是美国HydroCal环保公司专门为去除污水中的油脂与胶状物和固体悬浮物而设计的系统，其原理是通过独特的涡旋曝气机将微泡注入废水中，工艺流程见图3.3。实际使用证明：该系统非常适合于洗毛染色废水的处理，其处理效果：COD：70％；BOD：46％；SS：90％以上。洗毛废水→格栅→调节池→反应池→CAF系统→水解酸化池↓排放←斜板沉淀池←二沉池←曝气池↓污泥浓缩→泥饼外运图3.3涡凹气浮（CAF）—A/O工艺流程4.推流式曝气增氧活性污泥：南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计浙江某集团公司采用的该工艺将水解酸化池前置于系统中，能将不易降解的染料、印染助剂等大分子有机物分解成小分子有机物，提高了废水的可生化性，为后续的好氧处理起铺垫作用；在活性污泥前设置了生物选择器，二沉池的回流污泥在此充分接触，提高了基质的浓度，菌胶团细菌在生物选择器中吸附了大部分的溶解底物，在后续的活性污泥池中利用这部分底物继续生长，而丝状细菌在高基质浓度下生长缓慢，进入活性污泥池后可以防止污泥膨胀的产生，而且其COD和色度的去除率达到90％以上，BOD的去除率可达99％。工艺流程见图3.4。混合废水→格栅→调节池→水解酸化池→生物选择器→活性污泥池↓排放←斜板沉淀池←二沉池↓污泥浓缩→泥饼外运图3.4推流式曝气增氧活性污泥工艺流程3.6印染废水处理工艺的比选印染废水具有色度高，COD值高，成分复杂和水质、水量变化剧烈等特点。国内外大量的理论援救与实际经验指出：生化法处理印染废水在处理效果中较好，对去除SS、BOD、COD等均有很好的效果，且成本低廉，基本无二次污染，它作为印染废水最主要的处理方法在我国应用很广，但生化法要求废水的可生化性较高，而印染废水属于难生化降解的废水，特别是近几年，随着PVA浆料的普遍应用，导致印染废水的可生化性指标BOD/COD值很低，这就要求在设计印染废水工艺流程时，必须考虑提高废水的可生化性，即先对废水进行水解酸化处理，再进行好氧处理，以利于提高废水的处理效果。根据处理规模、进出水水质要求，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并确定论证选择合理的污水及污泥处理，初步选定“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”、“A/O+生物炭接触”和“吸附+水解酸化+活性污泥”三种方案进行比较。（1）“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺1）优点①水解酸化可提高废水的可生化性，为好氧处理提供条件；②混凝沉淀可以有效的脱色和去除水中的SS；③由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；④由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计⑤剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。2）缺点去除有机物效率不如活性污泥法高，工程造价也较高，如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，布水不易均匀，可能在局部出现死角，同时大量产生的后生动物（如轮虫类）容易造成生物膜瞬时大量脱落，影响水质。具体工艺流程见图3.5。鼓风曝气生物接触氧化出水调节池终沉池混凝反应沉淀池水解酸化池格栅废水重力浓缩池脱水车间外运图3.5“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺流程图（2）“A/O+生物炭接触”工艺1）优点①沉淀池剩余污泥全部回流至厌氧水解酸化池进行厌氧硝化，系统无剩余污泥排放；②技术可靠，流程简单，宜操作；③有机物去除率高，出水水质好。2）缺点南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计①对进水水温、pH的要求高；②冲击负荷影响运行效果，一般水流速不能过快，进水中有机物含量不能过高，一般适用于COD≤1000mg/L的废水。具体工艺流程见图3.6。鼓风机污泥回流废水脉冲发生器生物炭池沉淀池好氧池厌氧池调节池格栅出水图3.6“A/O+生物炭接触”工艺流程图（3）“吸附+水解酸化+活性污泥”工艺1）优点①多处采用曝气，调节池采用预曝气，使废水中的还原物质被氧化，吸附反应池中曝气起搅拌作用，增加药剂与污染物质的接触面积，色度和COD的去除率高；②预处理投加混凝剂，使颗粒密度增大，形成较大的絮凝体粒径，使混凝效果更好；③采用二级好氧处理，增加BOD、COD的去除率。2）缺点①工程造价高，吸附剂较贵且再生困难；②多次投加混凝剂，增加处理的费用；③多处曝气，投资大，消耗的能源高。具体工艺流程见图3.7。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计絮凝剂絮凝剂活性污泥二沉池混凝沉淀吸附沉淀池吸附反应池曝气调节池水解酸化池过滤格栅废水清水池排放污泥外运污泥脱水污泥浓缩图3.7“吸附+水解酸化+活性污泥”工艺流程图3.7设计方案的确定（1）方案的确定因为三种方案都能使废水达到排放标准，所以从经济投资和技术成熟度来进行比较。“水解酸化+接触氧化+混凝沉淀”工艺在我国运用最广泛，运行成本低，处理效果好，技术相对成熟。“A/O法+生物碳接触”处理效果好，但是该工艺对水温pH的要求高，且是新型工艺，技术不稳定。“吸附+水解酸化+活性污泥”处理效果较好，活性污泥对色度和COD的去除率低，虽然吸附剂对色度和COD的去除率较好，但是吸附剂价格高且再生困难。所以，经过对比，本设计选用在国内运用最广泛且技术相对成熟的“水解酸化+接触氧化+混凝沉淀”工艺。（2）深度工艺方案的确定在生物处理工艺确定后，深度处理工艺的选择便成为保证本工程出水水质的关键一步。因此，针对深度处理工艺，有必要根据确定的标准和原则，从整体优化的角度出发，结合设计规模，进水水质特征和出水水质要求以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的深度处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的工艺方案。深度处理工艺方案的确定中，拟遵循以下原则：南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计①技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到设计要求；②基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能高的处理效果；运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力；③选定的工艺技术及设备先进可靠；④便于实现工艺工程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。由于前面的生物处理采用的水解酸化+接触氧化，使COD、BOD的去除率基本达到出水标准，但是废水中的色度和SS并没有达标，所以沉淀池的出水需进行深度处理，本设计采用混凝沉淀，进行深度处理。（3）污泥的处理污水处理过程中产生的污泥有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，处理不好会造成二次污染，污泥处理要求：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处理费用；减少污泥有害物质，利用污泥中可用物质；尽量减少或避免二次污染。由于本设计工艺会产生部分污泥，为了防止污泥产生二次污染，减少污泥在贮泥池的停留时间及磷的释放机会，要对污泥进行浓缩处理，本设计采用重力浓缩脱水的污泥处理工艺。3.7.1本工程污水处理工艺流程综上所述，污水处理站的工艺流程确定如下（图3.5）鼓风曝气生物接触氧化出水沉淀池终沉池调节池混凝反应水解酸化池格栅废水南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计重力浓缩池脱水车间外运图3.5“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺流程图3.7.2污水处理工艺流程简介废水通过格栅去除较大的悬浮物和漂浮物后进入调节池,在此进行水量的调节和水质的均衡，然后至水解酸化池,水解酸化池在水解酸化阶段，通过缺氧降解，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性。经水解酸化处理后的出水流入生物接触氧化池,生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术。生物接触氧化池采用直流鼓风曝气接触氧化池，废水在生物接触氧化池内经微生物作用去除绝大部分的有机物和色度后流入沉淀池,在沉淀池中进行泥水分离，分离后的废水进入混凝反应池，在混凝反应池中通过向水中加入混凝剂以达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度。废水最后进入终沉池经消毒后出水。在污水处理过程中，格栅、水解酸化池、生物接触氧化池、沉淀池以及终沉池分离和产生出大量的污泥，其中含有大量的有毒有害物质，对环境有潜在的污染能力，同时污泥含水率高，体积庞大，因此将这些污泥送入重力浓缩池进行重力浓缩，以降低污泥的含水率，方便污泥的后续处理。污泥经重力浓缩后进入脱水车间，将污泥含水率降低到80%以下的操作称为脱水。脱水后的污泥具有固体特性，成泥块状，能装车运输，以便最终处置与利用。污泥最后外运。4污水处理厂工艺设计4.1厂址确定污水处理厂的位置拟在南通市某印染公司厂区的东北角，污水厂北临泰河。根据该厂区总体规划及建设现状，该厂址具有以下特点：（1）处于厂区地形的较低点及河流的下游，不影响厂区环境；（2）位于受纳水体附近，便于废水排放；（3）厂址处于厂区规划区内，距道路近，便于施工及运输；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（4）对周围环境影响小；（5）目前厂址为农田，没有拆迁安置问题；（6）该厂址气候条件适宜；综上所述，工程地址及气候条件良好，选择该处建设污水处理厂是合适的。4.2构筑物设计4.2.1格栅池　　格栅，是一种最简单的过滤设备，由一组或多组平行的金属栅条制成框架，斜置于污水流经的渠道中，格栅设于污水处理厂所有处理构筑物或泵站之前，用于截留污水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止后处理构筑物的管道、阀门或水泵堵塞。同时时考虑到污水的强碱性，要求选用耐腐蚀性的格栅型号。4.2.1.1设计参数　　（1）栅前水深：=0.3m；　　（2）过栅流速：=0.9m/s；　　（3）栅条间隙：b=0.02m；　　（4）栅条宽度：S=0.01m；　　（5）安装倾角：；（6）设计流量：Q=6000m3/d=250m3/h=0.069m3/s。（7）单位栅渣量W=0.05m3/103m3。4.2.1.2设计结果（1）栅条的间隙数=12（个）；（2）栅槽宽度=0.35m；（3）进水渠道渐宽部分的长度0.21m；（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度0.11m；（5）通过格栅的水头损失=0.103m；（6）栅前槽总高度H1=0.6m；（7）栅后槽总高度；（8）栅槽总长度；（9）每日栅渣量W=0.176m3/d；采用人工清渣。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计4.2.1.3设备选型（1）栅槽尺寸：总长L=2.8m,宽度B=5.2m（2）设备类型：GH2500型链式旋转格栅除污机（3）数量：2台（4）性能：有效宽度为2200mm，电机功率2.2kw（5）附属：带式输送机1台螺旋栅渣压实机1台4.2.2提升泵用于提升污水水位，保证以重力自流的形式流入后续处理构筑物中，集水池与泵房合建。4.2.2.1设计参数（1）设计流量：（2）日均流量：4.2.2.2设计结果（1）提升泵站的扬程为8m（2）泵房设计尺寸8m×7m×4m4.2.2.3设备选型（1）设备类型：100WL65-12-5.5型立式污水污物泵（2）数量：两台（一用一备）（3）性能：单台泵的设计流量Q=65m³/h，扬程H=8m4.2.3调节池由于印染废水水质复杂，含有多种污染物，出水水温不稳定，所以需要建调节池，调节池的作用有：调节水量和水质；调节废水pH值、水温；有预曝气作用；还可用作事故排水。以保证后续处理构筑物能连续运行。本设计采用对角线出水调节池。其优点为：出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左、右两侧经过不同时间流到出水槽，达到自动调节的目的。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计4.2.3.1设计参数（1）设计流量Q=6000m3/d=250m3/h；（2）停留时间T=8.0h；（3）空气量q=4m3/(m3.h)；（4）池宽B=16m；（5）设池为矩形池，有效水深h2=5m。4.2.3.2设计结果（1）调节池有效容积V=2000m3；（2）调节池面积F=400m3；（3）调节池长L=25m；（4）保护高h1=0.5m，池总高H=5.5m；（5）空气总管管径D1=160mm，管内径流量v1≈13.83m/s；（6）空气支管共设10根，支管空气量q=0.0278m3/s，支管管径D2=85mm，管内径流量v2≈4.9m/s；（7）每根支管连接两根穿孔管，每支穿孔管的空气量q1=0.0139m3/s，穿孔管管径D3=45mm，管内径流量v3≈8.7m/s。4.2.3.3设备选型主体尺寸：，池体采用钢筋砼结构4.2.4水解酸化池印染废水中含有高分子有机物较难直接被好氧微生物降解，水解酸化池在工程实践中已被证明可以降解高分子污染物质，在提高废水的可生化性上具有很好的效果。在水解酸化阶段，通过缺氧降解，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果，并减少最终排放的剩余污泥量。（4）水解酸化池：水解工艺是将厌氧发酸阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解池是改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要封闭的池子，不需要搅拌器，降低了造价。水解酸化池取代功能专一的初沉池，对各类有机物去除率远远高于传统初沉池。因此，从数量上降低了后续构筑物的负荷。此外，利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使污水更适宜于后续的好氧处理，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计4.2.4.1设计参数（1）设计流量Q=6000m3/d=250m3/h；（2）停留时间T=5h；（3）有效高度；（4）水解酸化池超高h超高=0.5m；（5）。4.2.4.2设计结果（1）水解酸化池容积m；（2）进水系统采用DN=200mm钢管进水，反应池截面积A=210m2；（3）尺寸L×B=17m×15m；池总高H=5.5m。（4）填料高度2.5m，填料底部距池底1.5m；（5）出水系统采用90°三角堰出水；（6）水解酸化池污泥产量。4.2.4.3设备选型（1）主体尺寸：，反应池选用跳跃式，池体采用钢筋砼结构（2）水解酸化池的进水系统采用DN=200mm的钢管进水（3）排水管选用DN=200mm的钢管（4）排泥管选用钢管DN=200mm4.2.5生物接触氧化池生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术。生物接触氧化与水解酸化组合成A/O工艺，在COD浓度低的情况下，对氨氮有很好的去除率，经实践证明，最高可达到95%。工作原理为：在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。4.2.5.1设计参数（1）设计流量Q=6000m3/d=250m3/h；（2）进水BOD5浓度La=162.5mg/L；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（3）出水BOD5Lt=24.375mg/L；（4）η=（La-Lt）/La得η=85%；（5）取容积负荷M=1.5kgBOD5//d；（6）接触时间t=2h。4.2.5.2设计结果（1）接触氧化池容积；（2）接触氧化池面积；（3）每格接触氧化池面积f=16m2，共10格；每格池的尺寸L×B=4m×4m；（4）校核接触时间t=2.30h；（5）氧化池总高度H0=6.1m；（6）污水在池内的实际停留时间tˊ=4.3h；（7）选用玻璃钢蜂窝填料，填料总体积：Vˊ=480m3；（8）总需氧量D=10000(m3/d)；（9）每格氧化池需气量；4.2.4.3设备选型（1）主体尺寸：每格池的尺寸取L×B=4.75m×4m（共10格）（2）填料：选用玻璃钢蜂窝填料（3）鼓风充氧设备：采用穿孔管，孔眼直径为4～6mm，空口速度为5～10m/s，氧的利用率为6～7﹪（4）风机选型：选R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150，功率Kw=224.2.6竖流式沉淀池沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池．初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，幅流式沉淀池和竖流式沉淀池。因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池。4.2.6.1设计参数南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（1）中心管内流速不大于30mm/s，取中心管流速0.015m/s；（2）污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度0.015m/s；（3）反射板板底距泥面至少0.3m；（4）表面负荷2.52m3/(m2·h)；（5）沉淀时间2h；（6）沉淀池缓冲层高度0.3m；4.2.6.2设计结果（1）中心管面积0.5m2，中心管直径0.8m；（2）中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度0.22m；（3）沉淀池直径7m；（4）沉淀池部分有效水深5m；（5）污泥斗高度3.5m，倾角40°，截头直径0.5m；（6）沉淀池总高度7.32m。4.2.6.3设备选型（1）设计尺寸：竖流式沉淀池直径7m、总高度7.32m（共四座），为防止设备的腐蚀采用不锈钢材质；（2）（3）（4）排泥管采用300mm（5）4.2.7混凝反应池本设计采用机械絮凝池，机械絮凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌，使水中的颗粒相互碰撞，完成絮凝的絮凝池。机械絮凝能够适应水量变化，水头损失小，如配上无极变速传动装置，更易使絮凝达到最佳状态。按照搅拌轴的安放位置，机械絮凝池可分为水平轴式和垂直轴式，此次设计选用垂直轴式。4.2.7.1设计参数（1）本设计采用2格絮凝反应池；（2）混凝时间T取20min；（3）絮凝池的超高取0.5m。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计4.2.7.2设计结果（1）絮凝池有效容积V=34.67m3；（2）为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为两格，每格尺寸2.5×2.5m；（3）絮凝池水深H=2.8m，絮凝池取超高0.3m，总高度为3.1m；4.2.7.3设备选型（1）设计尺寸：絮凝池分为两格，每格尺寸2.5×2.5m；（2）设备类型：4.2.8混凝沉淀池混凝沉淀采用平流沉淀池，平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳定，是一种常用的沉淀池。（6）混凝沉淀池：洗漂废水中含有大量的染料，助剂和浆汁，洗涤剂和其他化学药剂，其中染料多呈胶体状态，采用混凝法处理显著。水质的混凝处理是向水中加入混凝剂，通过混凝剂水解压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结。结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用聚合氯化铝（PAC）。其特点是：碱化度比其他铝盐铁盐混凝剂低，对设备腐蚀较小混凝效率高耗药量少絮体大而重，沉淀快。聚合氯化铝受温度影响小，适用于各类水质。4.2.8.1设计参数（1）设计流量Q=208mm3/h；（2）最小流速u一般采用0.2~0.25mm/s，取0.25mm/s=0.9m/h；（3）沉淀时间在1.0~3.0h之间，取t=2.6h；（4）沉淀池格数不少于2，本次采用2个。4.2.8.2设计结果（1）沉淀区总有效面积A=231.1m2；（2）取池数2个，则单池面积F=115.6m2；（3）有效水深h2=2.3m；（4）沉淀池宽B=5m，沉淀池厂L=23m；（5）沉淀池总高H=4.35m；（6）每座沉淀池有两个污泥斗，则污泥斗的斗深h4=1.15m；（7）污泥斗顶宽为5m，底宽为0.5m，斗深1.15m，污泥斗与地面的夹角为450。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计4.2.8.3设备选型（1）设计尺寸：主体尺寸为：，池数2个（2）设备类型：YHGSM-3链式刮泥机，刮泥速度0.6m/min，电机功率为3.5kW；设置三台。TQWH08/15/10耐腐蚀化工离心泵，性能参数为流量17m3/h，扬程为12m，功率为2.5kW；两台，一用一备。4.2.9消毒池消毒是水处理的重要工序之一，其目的是杀灭废水中的各种致病菌。污水消毒常用的消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。本设计采用液氯消毒系统。液氯消毒系统：液氯消毒是废水消毒中最常用的方式之一。氯(Cl2)是一种强氧化剂和广谱杀菌剂，能有效杀死废水中的细菌和病毒，并具有持续消毒作用。氯消毒具有药剂易得，成本较低；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量准确；不需要庞大的设备等优点。但氯气有毒，腐蚀性强，运行、管理有一定的危险性。4.2.9.1设计参数（1）设计流量Q=6000m3/d=250m3/h；（2）消毒池水力停留时间t=1h；（3）消毒池的有效水深h=4m；（4）消毒池池宽B=7m；（5）设计投氯量一般为3.0～5.0mg/L本工艺取最大投氯量ρ=5.0mg/L。4.2.9.2设计结果（1）消毒池容积V=206.4m3；（2）消毒池长L=8m,，每格池宽b=2m（共3格）；（3）接触消毒池总宽B=6m；（4）消毒池有效水深H1=4.3m；（5）实际消毒池容积：外部尺寸为：B×L×H=6m×8m×4.3m；（6）加氯量南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计最大投氯量=5.0mg/L，每日加氯量为0.125(kg/h)；4.2.9.3设备选型（1）设计尺寸：主体尺寸6m×8m×4.3m（2）主要设备：选用贮氯量为10kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/5瓶，共贮用5瓶；每日加氯机两台，单台加氯量为0.2～0.5kg/h；配置混水泵两台，一用一备，要求设计量Q=1～3m3/h，扬程不少于10m。消毒投加机1台，型号：JW1300型脱氯装置。4.2.10鼓风机房本处理站需提供压缩空气的处理构筑物为生物接触氧化池，根据以上的计算，可以确定鼓风机的型号。（1）砖混结构，尺寸：6×9×3（m2）（2）主要设备：鼓风机选择R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150数量：2台鼓风机，一用一备。4.2.11集泥井4.2.11.1设计参数（1）进水COD浓度为1000mg/L；（2）出水COD浓度为50mg/L；（3）污泥的含水率为99.4%。4.2.11.2设计结果（1）池子有效深度为4m；（2）集泥井的平面面积为(8×8)m2。4.2.11.3设备选型（1）设计尺寸：主体尺寸9m×8m×4.5m4.2.12污泥浓缩池南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的体积。污泥浓缩的操作方式有间歇式和连续式两种。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。4.2.12.1设计参数（1）设计污泥量Q=212.4m3/d=8.85m3/h；（2）浓缩时间取T=24h；（3）固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/m3d，取M=15kg/m3d=0.625kg/m3h；（4）浓缩后污泥含水率为96%。4.2.12.2设计结果（1）浓缩池直径D=6m；（2）浓缩池柱体部分高度h2=7.35m；（3）浓缩池池体总高度H==10m；（4）浓缩池浓缩后产生的污泥量V泥=105.6m3；（5）排泥泵房的平面尺寸L×B×H＝4m×4m×3m。4.2.12.3设备选型（1）设计尺寸：浓缩池直径D=6m、总高度H==10m；（2）设备类型：排泥泵：芬兰沙林SS型低扬程污泥回流泵，型号为SS0210，功率2.0kW，转速570r/min，一用一备。4.2.13污泥脱水系统将污泥含水率降低到80%以下的操作称为脱水。脱水后的污泥具有固体特性，成泥块状，能装车运输，以便最终处置与利用。脱水的方法有自然脱水和机械脱水，相比而言污泥机械脱水较好，优点是脱水效率高，效果好，不受气候影响，占地面积小。本实验所用设备是带式压滤机，特点是滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，省能源，附属设备少，操作维修简单。4.2.13.1设计参数（1）设计泥量Q=105.6m3/d；（2）进泥含水率96%；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（3）出泥含水率75%。4.2.13.2设计结果（1）需处理的污泥量为Q=105.6m3/d；（2）贮泥池有效容积为。4.2.13.3设备选型（1）DYQ-2000型带式压滤机数量：两台，一用一备；处理能力为6~12m3/h。4.2.14各种建筑物的设计必需的污水处理构筑物外，还应该有一些辅助性的建筑以保证污水处理的管理运行。4.2.14.1综合办公楼的尺寸综合办公楼尺寸：，共分两层，设办公室、实验室、传达室、会议室、休息室、卫生间。4.2.14.2机修车间机修车间包括机修间、电修间、泥木工间以及水表间等，分别设计如下：机修间机修间主要是维修水泵、电机、阀门管道、水处理机械设备以及其他零件修理项目。配电间配电间主要维修全厂的电气设备、常用电器仪表及照明装置等。其面积为8m2。4.2.14.3污泥脱水间的设计污泥脱水间尺寸：。4.2.14.4污水提升泵房的设计污水提升泵房与调节池合建；以威武水量变化不大，泵站一次建成；污水提升泵房的尺寸水泵的选择考虑因素：（1）水泵机组工作泵的总抽升能力，按平均时流量计；（2）选用类型相同和口径相同的水泵。4.2.14.5鼓风机房的设计（1）鼓风机房的设计，应遵守排水规范有关规定，一般可参照泵房设计，机南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计组间距应不小于2.0m。（2）鼓风机房外采取必要的防噪音措施，使之分别符合《工业企业噪声卫生标准》和《城市区域环境噪声标准》。（3）每台风机都应设单独基础，且不与机房基础相连。风机出口与管道连接处应采用软管减震。（4）风机的最低点设油、水的排泄口。（5）在同一供气系统中，鼓风机选用同一类型。（6）鼓风机应按设计要求设置回风管和相应的阀门，以便开停。（7）鼓风机房的进风应有净化装置。进风口应高于地面2.0m左右。进风管的管壁应有防腐涂层，进风内壁应光洁。鼓风机房尺寸：。4.2.14.6库房的尺寸库房尺寸：。4.3总平面布置4.3.1污水处理站位置的选择由于本污水处理站规模较小，占地面积不大污水处理站的位置选择考虑的主要因素应结合工厂的整体布局和远期规划，使布局合理；以及地形和地质水文条件；还应考虑对周围环境的影响，同时根据生产废水的来源确定污水站的位置，使废水进入污水处理站的流程最短。在确定处理站位置时还应考虑施工的方便以及以后运行时物料的运送问题及远期改扩建预留用地。本工程的平面布置还应满足工艺、消防、安全、交通方便，管线畅通等要求。由于污水处理系统会产生少量气味等污染物散发，考虑风向，朝向及卫生要求。遵守国家和有关部委的各种规范、标准，以保证生产安全。4.3.2平面布置污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及各种管道、道路、绿化等的布置。平面布置的一般原则如下：（1）处理构筑物的布置应紧凑，尽量减少构筑物和建筑物之间的连接管渠的长度和占地面积，以减少基建费用，节约土地并便于管理；（2）处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计尽量避免把管线埋在构筑物下，方便检修和施工。同时应充分利用地形以减少土方量；（3）经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；（4）处理站各构筑物之间的车行道的路面宽为6米，转弯半径为2米，人行道为4米.（5）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理；（6）变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设；（7）污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；（8）污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；（9）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境；（10）平面布置要满足施工和运行的要求。4.3.2.1平面布置的具体内容（1）处理构筑物的平面布置工艺流程：根据设计任务书提供的厂区面积和地形，直线型布置，根据污水厂进水管和常年风向，确定污水从厂区东侧进水经过一系列构筑物处理最终从北侧出水排入接纳管。（2）附属构筑物的平面的布置①生活区：将办公楼、食堂、浴室、宿舍等建筑物组合在一个区内。综合楼布置在水厂门附近，便于外来人员联系。②维修区：将机修间、电修间合建，配电间，靠近生产区，以便设备的检修，为不使维修区与生产区混为一体，用道路将两区隔开。③污泥处理系统在下风向，生活区在上风向；各功能区清晰，且有明显的界限。（3）管道、管路及绿化带的布置。1）场区道路布置①主厂道布置:由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽10.0m，两侧绿化。②车行道布置：主要构筑物间，道宽5.0m，呈环状布置，以便车辆回程。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计2）管道的布置①污水管：采用DN250铸铁管，i=0.00841。②污泥管：采用DN200铸铁管，i=0.00446。③给水管：沿主干道设置供水干管DN150，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN100，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均为DN100，镀锌钢管。④雨水管：依靠路边坡排向厂区主干道设雨水管DN=100。⑤超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量、水质时废水的出路，在水解酸化之前设置超越管，规格DN150铸铁管，i=0.00871。3）场区绿化布置①绿地：在厂门附近，办公楼、宿舍食堂、泵房的门前空地预留扩建场地，修建草坪。②花坛：在正对厂门内和综合楼前面布置花坛。③绿带：利用生活区与维修区间的带状空地进行绿化。④行道树：沿污水厂一周种植四季青树。整个厂区的平面尺寸170m(长）×150m（宽），该污水处理站的平面布置图见附图1。4.4竖向布置竖向布置尽量利用地形高差使污水重力自流，减少水力提升设备，降低运行能耗。道路保持原地形的坡降，场地雨水径流排入道路，沿坡降汇流至排水管网进行排放。4.5高程布置4.5.1概述高程布置在平面布置之后，以便确定各个构筑物之间的管线长度，以进行整个水处理系统的水力损失计算，以便确定各构筑物的高程。高程布置的主要任务是：确定各个构筑物和泵房的标高及水面标高，各种连接管渠的尺寸和标高，使水能沿处理构筑物之间靠重力自流，减少提升次数，从而节省运行的动力费用。高程布置时要综合地形、地基、排水、放空等条件考虑，避免最低的构筑物埋深过大，最高的构筑物架高过大，做到厂内土方平衡。4.5.2高程布置的一般原则在整个污水处理工程中，应尽可能使污水和污泥为重力流，高程布置的一般规定为：南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（1）为了保证污水在各构筑物之间能顺利自流，必须精确计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程损失、局部损失及构筑物本身的水头损失。此外，还要考虑污水厂扩建时预留的储备水头。（2）进行水力计算时，应选择距离最长，损失最大的流程，并按最大设计里流量计算。当有两个以上并联运行的构筑物时，应考虑某一构筑物发生故障时，其余构筑物负担全部流量的情况。计算时还须考虑管内淤积，阻力增大的可能。因此，必须留充分的余地，以防止水头不够而发生涌水现象。（3）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能自行流出。（4）各处理构筑物的水头损失（包括进出水渠的水头损失），可按表4-1估算。表4-1各处理构筑物的水头损失（包括进出水渠的水头损失）构筑物水头损失（cm）构筑物水头损失（cm）隔栅调节池平流沉淀池竖流沉淀池辐流沉淀池10~2510~2520~4040~5050~60生物滤池曝气池混合池接触池配水井270~28025~5010~3010~3010~20（5）污水厂的场地竖向布置，应考虑土方平衡，并考虑有利排水。4.5.3高程布置（1）污水处理构筑物高程污水处理各构筑物高程计算结果见表4-1。表4-1污水处理构筑物高程构筑物名称水面标高(m)超高(m)池底标高(m)池顶标高(m)中格栅栅前37.5000.30037.20037.800栅后37.10037.000调节池45.5790.50041.57946.079水解酸化池44.9890.50039.98945.489生物接触氧化池44.2290.50038.62944.729配水井43.1140.30039.41443.414竖流沉淀池42.7260.30035.70643.026絮凝池41.5760.30038.77641.876平流沉淀池41.1500.30036.90041.450南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（2）污泥处理构筑物高程污泥处理构筑物高程计算结果见表4-2。表4-2污泥处理构筑物高程序号管渠及构筑物名称上游泥面标高(m)下游泥面标高(m)构筑物泥面标高(m)地面标高(m)1贮泥池40.53439.03440.53440.0002浓缩池40.77440.57440.77440.0003集泥井41.00840.80841.00840.0005附属设备部件的选型5.1污水提升泵的选型5.1.1水泵全扬程的估算（1）调节池最低工作水位与所提升的最高水位之间的高差为21.0m；（2）管线的水头损失：除水流量75.3L/s,选用管径为300mm的钢管，查表得v=0.79,1000i=3.36，局部阻力损失为总损失的25%，则泵外水头损失为4.5m，考虑自由水头0.5m；水泵总扬程为24m。5.1.2水泵选型原则水泵的选型应根据水量、水质、和所需扬程来确定。一般应符合下列要求：（1）宜选同一型号，当水量变化不大时，应考虑大泵与小泵相搭配，但型号不宜太多，或者采用可调试电动机。（2）正常工作的水泵不宜少于2台，污水泵房内的备用泵台数，应根据地区重要性，工作泵型号等因素来确定，但不得少于1台。（3）水泵机组的工作泵的总抽升能力，按进水泵房的最大污水流量计算，应满足最大充满度时的流量要求。5.1.3水泵选型根据污水流量75.3L/s，查《给水排水设计手册》第十一册，参考QW型污水泵性能曲线，采用耐腐蚀化工离心泵，型号为TQWH08/150/22，性能参数为流量148m3/h、扬程为24m，功率为8.2kW；三台，两用一备。耐腐蚀性强。5.2污泥系统设计5.2.1概述南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计通常情况下，污泥大都采用管道运输，包括重力运输和压力输送。与水流不同，污泥的性质变化大，所以水力特性受很多因素影响，如温度、污水性质、流速、粘度等。但主要受粘度的影响。在污泥含水量一定的情况下，污泥中固体的比重越小，则污泥的粘度越大。干管采用DN200mm的铸铁管。支管采用DN150mm的铸铁管，最小设计流速为1m/s。5.2.2污泥管道设计的一般规定1.管材选用铸铁管；2.污泥管道线尽量铺设在输水线附近；3.在适当的地点设检查井、节点检修井；4.根据本设计水质的PH值的腐蚀性,及沉积对污泥管道会有结垢作用导致管道堵塞，则污泥管道应尽量大，及运行时应尽量达到排泥快的要求。5.2.3污泥泵的选型主要考虑泥夜能否顺畅的进入泵内和运行是否可靠，然后考虑经济效率、管理养护等。各污泥泵的选择参照各部分设计。5.3本工程构筑物一览表本工程构筑物有格栅、调节池、水解酸化池、生物接触氧化池、配水井、竖流沉淀池、絮凝池、平流沉淀池、污泥浓缩池、集泥井、鼓风机房。其中各构筑物参数见表5-1表5-1工程构筑物一览表序号构筑物尺寸单位数量结构1格栅闸门井2.5×4×4.8m座1钢筋砼2调节池22×10×10m座1钢筋砼3酸析混合池3.0×3.0×2.0m座1钢筋砼4酸析沉淀池18×3.5×5.5m座3钢筋砼5内电解池10×10×5.5m座4钢筋砼6混凝池3.0×3.0×2.0m座1钢筋砼7混凝沉淀池18×3.5×5.5m座3钢筋砼南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计8酸化水解池20×10×4.5座4钢筋砼10好氧池14.5×6.0×4.7m座6钢筋砼11二沉池Ф19×7.0m座1钢筋砼12污泥浓缩池1Ф7.2×6.0m座1钢筋砼13污泥浓缩池2Ф8.2×6.0m座1钢筋砼14鼓风机房10×5×4m座1砖混结构15贮药间6×4.5×3.5m座1砖混结构16化验间6×4.5×3.5m座1砖混结构5.4本工程设备一览表本工程设备主要设备见表5-2表5-2工程设备一览表6工程概预算6.1初步设计概预算6.1.1编制依据1）建设部建标[1996]309号文《全国市政工程投资估算指标》2）国家城市给水排水工程技术研究中心《给水排水工程概预算与经济评价手册》3）上海市政工程设计研究院《给水排水设计手册》4）《江苏省市政工程预算定额及费用定额》5）《城市基础设施工程投资估算指标》6）《市政工程可行性研究投资估算编制方法》7）《江苏省市政工程预算定额及费用定额》8）《江苏省单位估价表》9）《江苏省建筑工程定额》南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计10）省内已建成的同类工程造价情况及同类设备购置价格11）地下水位为3.0m工艺设备计价是参照生产厂家提供的设备基价计入；土建工程造价是参照国内同类工业厂房及水工构筑物的工程费用水平，并考虑市场物价水平以及厂址周围的基础工作量对本工程带来的影响因素而编制的；按照全国统一安装工程预算定额以及建筑安装工程间接费定额取值。本估算编制内容包括：土建施工费、设备购置费、安装费、设计费、调试费以及工程税金等。6.2基建费用及设备费用6.2.1基建改造费用估算表6-1基建费用估算表单位：元6.2.2工程设备购置费估算表6-2工程设备购置费估算表单位：元6.2.3工程总造价估算表6-3改造工程总造价估算表单位：元6.3用电负荷6.3.1用电总量计算所加工艺设备总装机容量301.79kW，同时需要系数：K=0.489，实际工作容量：147.57kW；用电负荷组成见表6-4表6-4各工艺设备电负荷组成6.3.2用电费用电价：电表读数综合电价0.60元/（KW·h）电费：0.60255.17=153.4（元/日）即（元/月）南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计每年电费55224元。6.4药剂费主要包括调碱生石灰耗量、硫酸耗量。生石灰投量为0.3kg/m3；价格为280元/吨；加酸酸采用的车间废水中的废水,所以此处不考虑硫酸的费用.药剂费：(元)6.5经济效益分析假定设备与构筑物的使用年限为4年，则每吨废水处理的成本为:(元)6.6经营管理（1）建立健全完备的生产管理机构，由污水处理厂负责污水厂的运营和管理。（2）组织操作人员上岗前的专业技术培训。（3）聘请有经验的专业技术人员负责厂内的技术管理工作。（4）建立健全包括岗位责任制和安全操作规程在内的工厂管理规章制度。（5）对职工进行定期考核实行奖惩制度。（6）组织专业技术人员提前进岗，参与施工安装，调试验收的全过程6.6.1劳动定员及生产管理污水处理工程设计处理能力为：1270.9m3/h，工作天数按365天/年，实行四班制三班连续运行，每班劳动定员2人，四班总计8人，均为专职人员，另外本污水处理站技术管理人员一名（兼职）。每班每周工作48小时，每工作3天，休息1天。班组工作顺序见下表：1．生产组织污水处理站隶属于小区物业管理部门，生产受市环保部门监督。根据《城镇污水处理厂和附属设备设计标准》，结合该市具体情况，设立生产机构、管理科室、技术人员、生产工人等。2．劳动定员见表6-5表6-5班组工作顺序表南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计日期班组星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日8：00-16：00143214316：00-0：0021432140：00-8：003214321本处理站劳动定员共8人。工人福利每人每年1.0万元/（人年），则劳动定员的年总工资为（万元）。6.7安全与卫生6.7.1安全生产管理在污水处理厂的生产过程中，会产生一些不安全、不卫生的因素，如不及时采取防护措施，势必危害劳动者的安全和健康，产生工伤事故或职业病，妨碍生产的正常进行。因此，确保安全生产、改善劳动条件是污水处理厂正常运行的前提条件。因此在污水处理厂运转之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，除此之外，还需考虑如下措施。（1）各处理构筑物走道和临空天桥均设置保护拦杆，且采用不锈钢制作，其走道宽度、栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。（2）在产生有毒气体的工段，设置报警仪和通风系统，并配备防毒面具。（3）厂内配置救生衣、救生圈、安全带、安全帽等劳动防护用品。（4）厂区管道、闸阀均须考虑阀门井或采用操作杆接至地面，以便操作。（5）水泵、电机等易产生噪声的设备，设置隔振垫，减少噪声，同时，将管理用房与机房分开，并采取有效的隔声措施。（6）机械设备的危险部分，如传动带、砂轮等必须安装防护装置。6.7.2安全生产制度南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计一个管理有方的污水处理厂，在安全生产方面应该建立一系列制度，这些制度主要有：安全生产责任制，安全生产教育制，安全生产检查制，伤亡事故报告处理制，防火防爆制度，各工种安全操作规程，有的污水厂还制订有“安全生产奖罚条例”。6.7.3消防设施（1）厂区设置消防系统，由消防水泵和室外消火栓组成，采用低压给水系统，最不利点的消火栓水压不低于10m。消防按同一时间内发生火灾1次考虑，室外消火栓用水量为15L/s。（2）主要建筑物每层设室内消火栓及消防通道，仪表控制室设有自动喷水灭火装置。（3）变配电所内设置干粉灭火器。6.7.4绿化、卫生管理由于污水处理厂不可避免地有臭气，因此必须绿化。绿化即可美化厂容，还可以净化空气。污水处理站应中指相当数量常绿树，使污水处理厂保持四季常绿，并应种植若干吸收臭气、净化空气作用较大的树木。污水站应种植若干花卉，以美化厂容。污水处理站的卫生工作也十分重要。蚊蝇较易孽生是污水处理厂的特点，要采取措施加以防止，不用的空池子应洒药酒或养小鱼以消灭蚊子。栅渣、污泥及垃圾不能到处乱放，应及时处理。夏季可设置灭蚊灯或灭蝇笼，诱捕蚊蝇。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计第二篇设计计算书1进水管数据本工程设计处理规模Q=6000m3/d，污水处理站以每天24小时连续运行考虑，平均流量为250m3/h。1.1设计进出水水质及处理程度1.1.1设计进出水水质根据环保部门的要求，处理好的废水需达到《江苏省纺织染整工业水污染物排放标准（DB32/670-2004）》中规定排放的标准。进出水水质具体情况见表1-1。表2-1-1设计进出水水质项目COD（mg/L）BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）pH进水10002003004009~11出水≤100≤25≤70406～9去除率90%87.5%76.67%90%—1.1.2污水处理程度的确定污水处理厂的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，根据下面公式计算，结果见表1-1。1.2污水处理工艺流程南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计鼓风曝气生物接触氧化出水沉淀池终沉池调节池混凝反应水解酸化池格栅废水重力浓缩池脱水车间外运图2.1.1污水处理厂工艺总流程图南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计2污水处理构筑物设计计算2.1细格栅格栅，是一种最简单的过滤设备，由一组或多组平行的金属栅条制成框架，斜置于污水流经的渠道中，格栅设于污水处理厂所有处理构筑物或泵站之前，用于截留污水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止后处理构筑物的管道、阀门或水泵堵塞。同时时考虑到污水的强碱性，要求选用耐腐蚀性的格栅型号。2.1.1设计参数（1）栅前水深：h=0.3m；（2）过栅流速：v=0.9m/s；（3）栅条间隙：b=0.01m；（4）栅条宽度：S=0.01m；（5）安装倾角：α=60°；（6）设计流量：Q=6000m3/d=250m3/h=0.069m3/s。（7）单位栅渣量：W=0.10m3/103m3污水。2.1.2设计计算（1）栅条的间隙数（个）式中n——栅条间隙数，个；α——格栅的放置倾角，取60°，便于清渣操作；b——栅条间隙，取0.01m；粗格栅b=50-100mm，中格栅b=10-40mm，细格栅b=3-10mm（注：栅条间距一般应符合下列要求：最大间距50-100mm；机械清栅5-25mm；人工清栅5-50mm；筛网0.1-2mm）；　——栅前水深，取0.3m；　v——过栅流速，取0.9m/s；最大设计流量时为0.8-1.0m/s，平均设计流量时为0.3m/s。格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。则栅条间隙数南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（2）栅槽宽度B设栅条宽度S=0.01m，则式中S——格条宽度，m。校核槽内流速：，在0.4～0.9m/s范围之内，符合。（3）进水渠道渐宽部分长度L1式中B1——进水渠道宽度，m；α1——进水渠道展开角，一般用20°。（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（m）式中L1——进水渠道渐宽部分的长度，m。（5）通过格栅的水头损失h1（m）设栅条断面的迎水面为锐边矩形断面、K=3（6）栅前槽总高度式中h——栅前水深（m）；h2——栅前渠道超高（m），一般用0.3m。（7）栅后槽总高度取0.9m式中H——栅后槽总高度（m）；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计h——栅前水深（m）；h2——栅前渠道超高（m），一般用0.3m。（8）栅槽总长度L（m）（9）每日栅渣量W（m3/d）　　　取W1=0.10m3/103m3污水式中W——每日栅渣量，m3/d；W1——栅渣量（m3/103m3污水），取0.1~0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值；取0.10m3栅渣/103m3污水；每日栅渣量0.60m3/d>0.2m3/d，宜采用机械清栅。格栅计算草图见图2-1。  图2.1格栅构造图2.1.3设备选用选择LXG链条旋转背耙式格栅除污机，其安装倾角为600，进水流速1.2m/s,水头损失<19.6kPa,栅条净距15-40mm.选用TGS型回转式格栅除污机，型号TGS-500。选用GH2500型链式旋转格栅除污机，有效宽度为2200mm，电机功率2.2kw南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计2.2调节池由于印染废水水质复杂，含有多种污染物，出水水温不稳定，所以需要建调节池，调节池的作用有：调节水量和水质；调节废水pH值、水温；有预曝气作用；还可用作事故排水。以保证后续处理构筑物能连续运行。本设计采用对角线出水调节池。2.2.1设计参数（1）设计流量：Q=6000m3/d=250m3/h；（2）停留时间：T=2.0h；（3）水质情况：表2-1-1进出调节池的水质参数（单位mg/L）水质指标CODBOD5SS进水1000200300出水900180150去除率10%10%50%2.2.2设计计算（1）调节池的实际容积设废水在池内停留时间为T=2h，根据平均流量Q=6000m3/d、T=2h 则池内废水量：得出池的有效容积为500m3。考虑缓冲系数为1.2，设计用调节池的实际容积为：（2）调节池尺寸取池总高H=4.5m，其中超高0.5m，有效水深h=4m，则调节池的面积：设池宽B=10m，则池长南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计设纵向隔板间距为1m，则隔板数为10个。（3）污泥区容积理论上每日的污泥量式中：W——每日的污泥量，m3/d；Q——设计水量，m3/d；C0——进水悬浮物浓度，kg/m3；C1——出水悬浮物浓度，kg/m3；P0——污泥含水率，%；取96%。（4）污泥斗尺寸设斗底尺寸为1m×1m，污泥斗倾角取45°，设3个污泥斗，取其中一个作为出水泵的集水坑。则泥斗高每个泥斗体积每个斗底部设DN150排泥支管，总管采用DN200钢管。则调节池的实际尺寸为：长×宽×高=15m×10m×6.5m3。2.2.3设备选用（1）设备类型：对角线出水调节池；数量：一座；池子构筑材料：钢筋混凝土。（2）搅拌机两台，单台功率9kW，选型QJB7.5/6—640/3—303/C/S。2.3提升泵房提升泵房用以提高废水的水位，保证废水能在整个废水处理流程过程中流过，从而达到废水的净化。2.3.1设计参数按进水管设计流量：，考虑3台水泵（2用1备），则每台水泵的设计流量为；2.3.2设计计算南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（1）集水间尺寸按一台泵最大流量时5min的出水量设计(最高水位与最低水位之间的容积），则集水间的容积为：，取11m3有效水深取h=2m，则集水间面积为：取6m2集水间宽度取2m，长度为6÷2=3m，则集水间尺寸为L×B=3m×2m（2）水泵总扬程集水池最低工作水位与所需提升最高水位之差为：其中3.10为集水池最低工作水位.出水管水头损失：每台水泵单用1根出水管，每台水泵Q=35L/s，每根吸水管的管径为600mm，流速为v=1.33m/s，1000i=3.68，设管总长为30m，设局部损失为沿程损失的30%，则总损失为：泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为0.5m，则水泵总扬程，取10m。2.3.3设备选用选择三台泵，二用一备，型号为QXG250-11-11，流量为，扬程为，功率为。（符合设计要求）。2.4水解酸化池2.4.1设计参数（1）设计流量：Q=6000m3/d=250m3/h；（2）停留时间：T=5h；（3）有效高度：H有效=5m；（4）水解酸化池超高：h1=0.5m；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（5）负荷：q=1.0m3/(m2·h)。2.4.2设计计算（1）水解酸化池表面积：（2）有效水深：取停留时间为5h，则（3）有效容积及尺寸：水解池采用方形结构，分2格，单宽取7m,则池长为取L=18m取池超高为h1=0.5m；则池总高为H=h0+h1=5+0.5=5.5m。（4）布水管数量：取出水堰间距为2.5m，则（5）上升流速核算：（符合0.5～1.8m/h的要求）（6）配水方式：采用总管进水，管径DN200，池底分支式配水，支管为DN100，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm，均匀布置在池底。水解酸化池的进水系统采用DN=200mm的钢管进水；采用水解酸化池平面尺寸为L×B=17×15；本设计中，工程中为了增加水解酸化反应器中活性污泥的浓度，提高反应速率，在池中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料，填料高度2.5m，满池布置，填料下部区域为活性污泥层，填料底部距池底1.5m；（7）出水系统设计水解酸化池的出水收集系统与常规的二沉池的出水类似，本设计采用三角堰汇水槽汇水，再用出水管出水，采用90°三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细如下：a．出水堰负荷取堰长L=7m，则出水堰负荷南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计沿池宽方向布置。b．出水堰出水流量c.堰上水头因为，则取d.集水槽宽e.集水槽水深集水槽临界水深为集水槽起端水深为h0=1.73×hk=1.73×0.19=0.3287m设出水渠自由跌落高度h1为0.1m,则集水槽总水深为h=h1+h2+h0=0.4987m，取h=5m.排水管选用DN=200mm的钢管作为排水管（8）产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取r=0.08KgVSS/KgCOD，流量Q=6000m3/d，进水COD浓度C0=1000mg/l=1.0Kg/m3，COD去除率E=40%~50%。a．水解酸化池总产泥据VSS/SS=0.75b．污泥产量污泥含水率为97%，当含水率为＞95%时，取=1000Kg/m3，则南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计污泥产量（9）排泥系统设计排泥系统设计见图2.2。图2.2排泥系统布置如上图位置共设置6个排泥口，池子日排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选用钢管DN=200mm。2.4.3设备选用水解酸化池：钢混结构（1座），尺寸为18.0m×(7×2)m×5.5m立体弹性填料：630m3，其规格为Φ200mm×3000mm南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计水解酸化池设计草图2.5生物接触氧化池本设计所采用的生物接触氧化池为直流鼓风曝气接触氧化池。生物接触氧化池的容积一般按BOD的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。设两座生物接触氧化池，同时工作。（1）填料的选择结合实际情况，选取孔径为25mm的的玻璃钢蜂窝填料，其块体规格为800×800×230mm，空隙率为98.7%，比表面积为158m2/m3,壁厚0.2mm。（参考《污水处理构筑物设计与计算》玻璃钢蜂窝填料规格表）（2）安装蜂窝状填料采用格栅支架安装，在氧化池底部设置拼装式格栅，以支持填料。格栅用厚度为4～6mm的扁钢焊接而成，为便于搬动、安装和拆卸，每块单元格栅尺寸为500mm～1000mm。2.5.1设计参数（1）设计流量：Q=6000m3/d=250m3/h；（2）进水BOD5浓度：La=200mg/L；（3）出水BOD5：Lt=25mg/L；（4）η=（La-Lt）/La得η=87.5%；（5）取容积负荷：M=1.2kgBOD5/（m3.d)；（6）接触时间：t=3h。2.5.2设计计算（1）接触氧化池容积V式中Q——设计流量；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计La——进水BOD5；Lt——出水BOD5；M——容积负荷；（2）接触氧化池面积F取接触氧化填料层总高度H=3，分三层，每层1m，则接触氧化池总面积为：式中H——为填料高度。分为两座氧化池0.5F=145.835m2取145.84m2（3）氧化池格数n采用两座接触氧化池，则取10格f——每格氧化池面积，≤25m2采用15m2氧化池平面尺寸采用3m×5m=15m2则每座池子的尺寸为L×B=30m×5m（4）校核接触时间t（5）氧化池总高度H0取保护高h1=0.6m，填料上水深h2=0.5m,填料层间隔高h3=0.3m,h4=1.5m,m=3式中h1——保护高，h2——填料上水深，h3——填料层间隔高，h4——配水区高，与曝气设备有关对于多孔曝气设备并不进入检修时取1.5m；m——填料层数（层）。（6）污水在池内的实际停留时间：南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（7）选用φ25mm玻璃钢蜂窝填料，则填料总体积：（8）所需空气量D取Do=15︰1，则（9）每格氧化池需气量D12.5.2.1曝气系统曝气装置是氧化池的重要组成部分，与填料上的生物膜充分发挥降解有机污染物物的作用、维持氧化池的正常运行和提高生化处理效率有很大关系，并且同氧化池的动力消耗密切相关。按供气方式，有鼓风曝气、机械曝气和射流曝气，目前国内用得较多得是鼓风曝气。这种方法动力消耗低，动力效率较高，供气量较易控制，但噪声大。鼓风充氧设备采用穿孔管，孔眼直径为4～6mm，空口速度为5～10m/s，氧的利用率为6～7﹪。选用大阻力系统，布气比较均匀，安装方便，一次投资省。①总需氧量D式中D0——每立方米污水需氧量，15～20m3/m3。②空气干管直径d，取400mm校核管内气体流速，在范围10～15m/s内。③支管直径d1、d2有两座池体则支管直径，取400mm校核支管流速，在范围5～10m/s内。每座池体分为10格，每格连一根支管，通过每根支管的空气量q2南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计则支管直径，取130mm校核支管流速，在范围5～10m/s内。④穿孔管直径d3沿支管方向每隔1000mm设置两根对称的穿孔管，支管首尾各与墙壁间隔1m，每根支管上连接8根穿孔管，通过每根穿孔管的空气量q1则小支管直径，取60mm。孔眼直径采用Φ=6mm，间距为80mm，穿孔管上设0.8m，孔眼流速v3=10m/s，每个孔眼通过空气量为：，则，则可知N>9.9即每根穿孔管上取10个孔眼校核孔眼的流速，符合5—10m/s的流速要求。2.5.2.2风机选型①空气管DN=250mm时，风管的沿程阻力h1式中i——单位管长阻力，查《给水排水设计手册》第一册，i=5.9Pa/m；L——风管长度，m；ɑT——温度为20℃时，空气密度的修正系数为1.00；ɑP——大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0。风管的局部阻力式中ξ——局部阻力系数，查《给水排水设计手册》第一册得3.32；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计v——风管中平均空气流速，m/s；ρ——空气密度，kg/m3。②空气管DN=125mm时，风管的沿程阻力h1式中i——单位管长阻力，查《给水排水设计手册》第一册，i=3.65Pa/m；L——风管长度，m；ɑT——温度为20℃时，空气密度的修正系数为1.00；ɑP——大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0。风管的局部阻力式中ξ——局部阻力系数，查《给水排水设计手册》第一册得3.33；v——风管中平均空气流速，m/s；ρ——空气密度，kg/m3。风机所需风压为120.36+6.44+124.1+161.5=412.4Pa综合以上计算，鼓风机气量12.15m3/min，风压0.412KPa，选R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150，其规格性能见表2-1。表2-1SSR型罗茨鼓风机规格性能型号口径A转速r/min风m3/min压力KPa轴功率Kw功率Kw生产厂RMF-24025098078.09.81922沙鼓风机厂2.5.2.3进出水系统由于氧化池的流态基本上是完全混合型，因此对进出水的要求并不十分严格，满足下列条件即可：进、出水均匀，保持池内负荷均匀，方便运行和维护，不过多地占用池的有效容积等。当处理水量为6000m3/d时，采用廊道布水，廊道设在氧化池一侧，宽度取0.4m，出水装置采用周边堰流的方式。接触氧化池的基本结构见图2-3。：南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计图2-3接触氧化池基本结构图2.6竖流式沉淀池沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，幅流式沉淀池和竖流式沉淀池．因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池。竖流式沉淀池的优点是，排泥简单，管理方便，占地面积小。竖流式沉淀池，按池体功能的不同把沉淀池分为进水区、沉淀区、出水区、缓冲区和污泥区等五部分。废水由中心管上部进入，从管下部溢出，经反射板的阻拦向四周分布，然后在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。污泥贮存在池底泥斗内，由排泥管排出。示意图见图2-4。2.6.1设计参数（1）中心管内流速不大于30mm/s，取中心管流速0.015m/s；（2）污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度0.015m/s；（3）反射板板底距泥面至少0.3m；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（4）表面负荷1.5m3/(m2·h)；（5）沉淀时间2h；（6）沉淀池缓冲层高度0.3m；（7）沉淀池个数n=4。2.6.2设计计算（1）中心管面积f设四座沉淀池，则每座沉淀池承受的最大水量式中Qmax——最大设计流量，取0.069m3/s；v0——中心管内流速，不大于30mm/s，取30mm/s；n——沉淀池个数，采用4座。（2）沉淀部分有效断面面积F设表面负荷设q为1.5m3/(m2·h)式中v——污水在沉淀池中的流速，。（3）沉淀池直径D<8m（4）沉淀部分有效水深h2设停留时间t为2h，则，采用3m。<3，满足要求。（5）校核集水槽每米出水堰的水力负荷q0所以可不另设辐射式集水槽。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计（6）沉淀部分所需总容积污泥含水率P0=99.5%进出水悬浮物浓度C1=300C2=70T=2d每个池子所需污泥容积V1=35.5/4=8.9m3（7）圆截锥部分容积V2贮泥斗倾角取55°，取圆锥底部直径d'为0.5m,则因此，池内足够容纳2d的污泥量。（8）中心管直径，取为0.9m校核中心管流速：满足要求。（9）中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离h3式中v1——污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出流速，取v1=0.015m/s。d1——喇叭口直径，取1.35m满足在0.25—0.5m之间。（10）沉淀池总高度H设超高h1和缓冲层h4各为0.3m，则H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.27+0.3+4.93=8.8m。2.6.3进出口形式沉淀池的进口布置应做到在进水断面上水流均匀分布，为避免已形成絮体的破碎，本设计采取穿孔墙布置。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计沉淀池出口布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，采用指形槽出水。2.6.4排泥方式选择多斗重力排泥，其排泥浓度高、排泥均匀无干扰且排泥管不易堵塞。由于从沉淀池中排出的污泥含水率达99.6﹪，性质与水相近，故排泥管采用300mm。图2-4竖流沉淀池平面图和剖面图2.7混凝反应池本设计采用机械絮凝池，机械絮凝池是利用电动机经减速装置驱动搅拌器对水进行搅拌，使水中颗粒相互碰撞，发生絮凝。机械絮凝能够适应水量变化，水头损失小，如配上无极变速传动装置，更易使絮凝达到最佳状态。按照搅拌轴的安装位置，机械絮凝池可分为水平轴式和垂直轴式，此次设计选用垂直轴式。①混凝剂的选择本设计采用混凝沉淀处理，通过向水中加入混凝剂达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度。结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用聚合氯化铝（PAC）。人工合成的聚合氯化铝是在人工控制的条件下预先制成最优形态的聚合物，投入水中后可发生优良的混凝作用。它对各种水质适应性较强，适用的pH范围较广，对低温水效果也较好，形成的絮凝体粒大而重，所需的投量为硫酸铝的1/3—1/2。同时，考虑到本设计的废水色度较大，选用高效脱色剂对废水进行脱色。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计②配制与投加配制方式选用机械搅拌。对于混凝剂的投加采用湿投法，湿投法中应用最多的是重力投加。即利用重力作用，将药液压入水中，操作简单，投加安全可靠。PAC投加量400-500mg/L,取400mg/L。总投加量：6000×0.4=2400kg。③混合方式混合方式设计的一般原则：混合的速度要快并在水流造成剧烈紊流的条件下加入药剂，混合时间控制在10～30s，适宜的速度梯度是500～1000s-1。混合池和后续处理构筑物之间的距离越近越好。尽可能与构筑物相连通。适于本设计的混合方式为水泵混合。2.7.1设计参数（1）本设计采用2格絮凝反应池；（2）混凝时间T取20min；（3）絮凝池的超高取0.5m。2.7.2设计计算（1）絮凝池尺寸絮凝时间T取20min，絮凝池有效容积：式中Q——最大设计水量，m3/h；n——池子座数，2。絮凝池分为两格，每格尺寸3×3m。则絮凝池水深絮凝池取超高0.3m，总高度为2.6m。絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备。为加强搅拌设备，于池子周壁设四块固定挡板。（2）搅拌设备叶轮直径取池宽的80%，采用D=2.4m。叶轮桨板中心点线速度采用：v1=0.5m/s、v2=0.35m/s；桨板长度取L=1.5南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计m（桨板长度与叶轮直径之比L/D=1.5/2.4=0.625）；桨板宽度取b=0.1m，每根轴上桨板数8块，内外侧各4块。装置尺寸详见图2-5。旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为8×0.1×1.5/(3×2.3)=17.39%四块固定挡板宽×高为0.1m×1.1m。其面积与絮凝池过水断面积之比为4×0.1×1.1/(3×2.3)=6.38%。桨板总面积占过水断面积为17.39%+6.38%=23.77%，满足小于25%的要求。垂直搅拌设备见图2-5。图2-5垂直搅拌设备图（3）叶轮桨板中心点旋转直径D0D0=[（1000-440）/2+440]×2=1440mm=1.44m叶轮转速分别为：，，桨板宽长比<1，查阻力系数，见表2-2。表2-2阻力系数b/l小于11～22.5～44.5～1010.5～18大于18Ф1.11.151.191.291.42查表知：Ф=1.10k=Фρ/2g=1.10×1000/(2×9.8)=56桨板旋转时克服水的阻力所耗功率：第一格外侧桨板：第一格内侧桨板：南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计第一格搅拌轴功率：同理，可求得第二格搅拌轴功率为0.036kw。（4）设两台搅拌设备合用一台电动机，则混凝池所耗总功率为：电动机功率（取η1=0.75，η2=0.7）：N=0.140/(0.75×0.7)=0.26kw（5）核算平均速度梯度G及GT值（按水温20℃计，µ=102×10-6kg·s/m3）第一格：G1=（102N01/µW1）1/2=[102×0.104×106/(102×27.5)]1/2=62s-1第二格：G2=（102N02/µW2）1/2=[102×0.036×106/(102×27.5)]1/2=36s-1絮凝池平均速度梯度：G=(102N0/µW)1/2=[102×0.140×106/(102×55)]1/2=50S-1GT=50×20×60=6.0×104经核算，G和GT值均较合适。2.8混凝沉淀池采用平流式沉淀池，用于反应池反应后使沉淀物、絮体的沉淀分离。2.8.1设计参数（1）设计流量Q=250mm3/h；（2）最小流速u一般采用0.2~0.25mm/s，取0.25mm/s=0.9m/h；（3）沉淀时间在1.5~2.5h之间，取t=2h；（4）沉淀池格数不少于2，本次采用2个。2.8.2设计计算（1）沉淀区尺寸沉淀区总有效面积南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计取池数2个，则单池面积有效水深设沉淀池宽B=5.5m，则沉淀池长沉淀池长宽比L/B>4，本设计中L/B=25.25/5.5=4.6>4，符合要求。沉淀池总高式中h1——超高，取0.3m，h2——有效水深，h3——缓冲层厚度，取0.6m，h4——贮泥斗高度（2）污泥斗尺寸每日污泥沉淀量式中P0为污泥含水率，99.2%每个沉淀池的污泥量设每座沉淀池有两个污泥斗，则每个污泥斗的污泥量则污泥斗的斗深h4=4.27m污泥斗顶宽为5m，底宽为0.5m，斗深4.27m，污泥斗与地面的夹角为45o。2.8.3设备选用（1）排泥设备选择链式刮泥机。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计图2-6平流沉淀池示意图2.9消毒池2.9.1设计参数（1）设计流量Q=6000m3/d=250m3/h；（2）消毒池水力停留时间t=1h；（3）消毒池的有效水深h=4m；（4）消毒池池宽B=7m；（5）设计投氯量一般为3.0～5.0mg/L本工艺取最大投氯量ρ=5.0mg/L。2.9.2设计计算（1）设置消毒池一座，池体容积V=QT=250×1=250m3消毒池长L=8m,设4格，每格池宽b=2m，长宽比L/b=4接触消毒池总宽B=n·b=4×2=8m消毒池有效水深设计为H1=4m,池深4+0.3=4.3m(0.3为超高)实际消毒池容积：V实=BLH1=nbLH1=8×8×4.3=275.2m3，满足有效停留时间要求。外部尺寸为：B×L×H=8m×8m×4.3m。（2）加氯量的计算南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计设计最大投氯量=5.0mg/L，每日加氯量为0.125(kg/h)。选用贮氯量为10kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/5瓶，共贮用5瓶，每日加氯机两台，单台加氯量为0.2～0.5kg/h。配置混水泵两台，一用一备。要求设计量Q=1～3m3/h，扬程不少于10m。2.9.3混合装置在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台，第三格不设。选用JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm，高2000mm，电动机功率4.0kw。接触消毒池设计为纵向折流反应池。2.9.4脱氯系统脱氯系统由脱氯池和无动力脱氯系统两部分组成，脱除多余的氯。经氯系消毒处理后的污水，由于污水中的余氯量大于0.5mg/L，会与水中的有机物发生化学反应，生成卤代有机致癌物，对人类的身体健康极其不利，因此，污水处理不但要处理各种理化指标，同时还要脱除多余的氯，使污水中的余氯仅小于或等于0.5mg/L。其功能是：利用加入的脱氯药剂控制废水中残余的有效氯在标准要求的范围内，新建脱氯池一座。①设计参数Q=600m3/d=0.0069m3/s；脱氯停留时间30min，余氯量≤0.5mg/L；结构方式：半地下式钢筋混凝土结构；组合尺寸L×B×H=3m×3m×2m；设计容积18m3；②主要设备消毒投加机1台，型号：JW1300型脱氯装置。2.9.5设备选用2.10鼓风机房本处理站需提供压缩空气的处理构筑物为生物接触氧化池，根据以上的计算，可以确定鼓风机的型号。鼓风机选择R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150。选用两台鼓风机，一用一备。SSR型罗茨鼓风机规格性能见表2-3。表2-3SSR型罗茨鼓风机规格性能南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计型号口径A转速r/min风量m3/min压力KPa轴功率Kw功率Kw生产厂RMF-24025098078.09.81922沙鼓风机厂鼓风机房平面尺寸（6×9）m2，鼓风机房净高3m。配电室一间（4×4×3）m3。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风百叶窗进入，由鼓风机进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上装设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。2.11集泥井2.11.1设计参数（1）进水COD浓度为1000mg/L（2）出水COD浓度为50mg/L（3）污泥的含水率为99.4%2.11.2设计计算（1）设计污泥量进水COD浓度为1000mg/L，最后出水COD浓度为50mg/L，整体去除效率：η=(1000-50)/1000=95%按每去除1kgCOD产生0.3kg污泥，整套工艺产生的污泥质量为因为从沉淀池排出的污泥的含水率为99.4%,则每天产生的湿污泥量则污水处理系统每日总排泥量为V=285m3/d（2）设池子的有效深度为4m，则池的平面面积A=285/4=71.25m2（3）设计集泥井的平面面积为（9×8）m22.12污泥浓缩池南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。2.12.1设计参数（1）设计污泥量Q=285m3/d=11.875m3/h（2）平均污泥含水率为98%（3）浓缩时间取T=24h（4）固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/m3d，取M=20kg/m3·d=0.833kg/m3·h（5）浓缩后污泥含水率为96%2.12.2设计计算（1）浓缩池有效体积式中T——浓缩时间，取24h。（2）浓缩池表面积式中C——污泥固体浓度，8g/L；M——浓缩池污泥固体负荷量，Kg/m2d，取。（2）浓缩池直径取D=10m（4）浓缩池污泥斗部分体积式中r1——浓缩池污泥斗部分上底的半径为1.2m；r2——浓缩池污泥斗部分下底的半径为0.4m；h5——浓缩池污泥斗的高度，m；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计a——取600。（5）浓缩池锥体部分体积式中r——浓缩池半径为，；r1——浓缩池污泥斗部上底半径，1.2m；h4——浓缩池锥体部分的高度，m；i——池底坡度，0.05。（6）浓缩池柱体部分体积为（7）浓缩池柱体部分高度（8）浓缩池池体总高度式中h1——浓缩池超高，0.3m；h3——浓缩池缓冲层高度，取为0.3m。，取H=6m（9）浓缩池浓缩后产生的污泥量式中P1——进入浓缩池的污泥含水率为98%；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计P2——出浓缩池的污泥含水率为96%。则分离污泥体积为（10）浓缩池排水量2.12.3设备选用（1）排泥泵选择芬兰沙林SS型低扬程污泥回流泵，选用型号为SS0210，功率2.0kW，转速570r/min，一用一备。（2）排泥泵房的设计排泥泵房的平面尺寸L×B×H＝4m×4m×3m2.13污泥脱水系统2.13.1概述污泥经浓缩后，尚有96%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点：①滤带能够回转，脱水效率高；②噪声小，能源节省；③附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。带式过滤脱水工艺流程见图3-1。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计图3-1带式过滤脱水工艺流程图2.13.2设计参数（1）设计泥量；（2）进泥含水率96%；（3）出泥含水率75%。2.13.3设计计算（1）贮泥池的设计浓缩后排出的污泥量为Q=142.56m3/d，污泥浓缩池的容积应大于142.56m3，设贮泥池容积为Ф7.0m×H4.0m则贮泥池有效容积为：满足污泥贮存要求。贮泥池除进出泥管外，需设计泥位计。（2）脱水机房设计根据所需处理的污泥量，带式压滤机选用DYQ-2000型脱水机一台。该脱水机的处理能力为6~12m3/h。脱水机技术指标：泥饼含水率70%~80%；主机功率1.5kw；滤带有效宽度2000mm；滤带速度0.6~6m/min；外形尺寸12m×6m×4m;主机重量6600kg。带式压滤机配套设备见表3-1。表3-1DYQ-2000型配套设备表名称型号技术参数数量/台功率/kw电压/V带式压滤机DYQ-2000滤带宽度2000mm11.5380絮凝搅拌机JBX-4500.6m310.75380移动式空压机V-0.3/70.3m3/min；0.7MPa13.0380加药泵20-1600.9m3/h；30m10.75380污泥泵G50-112.1m3/h；0.3MPa13.0380清洗水泵50-200012.5m3/h；46m15.5380溶药搅拌机JBR-7002.5m321.5380集中控制柜1380皮带输送机TD75-500B=500mm11.53803水力损失和阻力计算南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计水力计算是工艺设计中的主要内容之一，只有通过它才能布置各段高程，并对泵和风机进行选型。依据平面布置图各构筑物的布置对水力损失进行如下计算。3.1水部分的水力损失计算（1）各构筑物水头损失见表3-2。表3-2构筑物水头损失表构筑物名称水头损失(m)格栅0.2集水池0.2调节池0.25水解酸化池0.3生物接触氧化池0.2配水井0.2竖流沉淀池0.5絮凝池0.3平流沉淀池0.3（2）各构筑物管渠管道的水力计算见表3-3。表3-3管渠管道的水力计算表管渠名称设计流量L/s尺寸D(mm)iVLiL局部水损(m)总水损(m)平流沉淀池到排河69D=2500.008411.1286.60.730.371.10平流到絮凝池69D=2500.008411.129.930.0840.0420.12669D=2500.008411.127.50.0630.03150.0945絮凝池到竖流沉淀池69D=2500.008411.1258.90.500.250.7569D=2500.008411.1247.270.400.200.6069D=2500.008411.1224.270.200.100.3069D=2500.008411.1236.380.310.1550.465竖流到配水井69D=2500.008411.122.960.0250.01250.0375配水井到生物接触氧化池69D=2500.008411.1272.890.610.3050.91569D=2500.008411.1270.930.600.300.90生物接触氧化池到水解酸化池69D=2500.008411.1240.090.340.170.5169D=2500.008411.1225.440.210.1050.315水解酸化池到调节池69D=2500.008411.1225.50.210.1050.315南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计调节池到格栅69D=2500.008411.1250.040.0200.06合计水损6.488（3）总的水力损失为格栅间到排水口，包括管路和各构筑物的水力损失，总的水力损失为8.938m。3.2污泥部分的阻力损失计算（1）构筑物水头损失见表3-4。表3-4构筑物水头损失表构筑物名称水头损失(m)集泥井0.2浓缩池0.2贮泥池1.5（1）污泥管道水头损失见表3-5。表3-5污泥管道水头损失表管渠名称设计流量L/s尺寸D(mm)iVLiL局部水损(m)总水损(m)集泥井至浓缩池2.46D=2000.004460.685.050.02250.01130.0338浓缩池至贮泥池2.46D=2000.004460.686.030.02690.01350.0404贮泥池至污泥脱水间2.46D=2000.004460.685.120.02280.01140.0342合计水损0.1084（3）总阻力损失为2.0084m.附录参考文献[1]《环保设备设计与应用》罗辉主编，高等教育出版社；[2]《给水排水工程基本建设概预算》吴庄编著，同济大学出版社，1991；[3]《水质工程学》李圭白主编，中国建筑工业出版社，2005；[4]《三废处理工程技术手册-废水卷》，北京水环境技术与设备中心等主编.化学工业出版社，北京：2000；[5]《给水排水设计手册》第二版，第04册，中国建筑工业出版社，2000；[6]《给水排水设计手册》第二版，第06册，中国建筑工业出版社，2000；[7]《给水排水工程基本建设概预算》，吴庄编著，同济大学出版社，1991；南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计[8]《给水排水工程专业毕业设计指南》张智编，中国水利电力出版社，2000；[9]《排水工程》（上）第四版，孙慧修主编，中国建筑工业出版社，2000；[10]《排水工程》（下）第四版，张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000。南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页n河海大学环境工程专业毕业设计南通6000m3/d印染废水处理设计第83页共83页