吨印染废水处理站设计计算说明书 19页

毕业设计计算书第I页共I页目录1概述12城市污水处理工程初步设计说明12.1设计要求12.2工艺流程及工艺简介13主体构筑物计算23.1筛网23.2提升泵房33.3集水池33.4中和池43.5调节池43.6水解酸化池43.7竖流沉淀池163.8一级生物接触氧化池83.9竖流沉淀池2103.10二级生物接触氧化池113.11流沉淀池3133.12生物活性碳池143.13污泥浓缩池153.14污泥脱水164其他设备选型17结论18n毕业设计计算书第18页共19页1概述印染企业的印染废水主要产生在印染工艺的前处理阶段和染色印花阶段。分析其废水特点，概括的来说就是：水量大、有机污染物种类多、含量高、色度高、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈，BOD5/CODCr值低，可生化性差，一直是国内外难处理的工业废水之一。印染废水处理的主要任务是：去除COD，BOD，色度等。某纺织印染有限公司是一对棉布、涤纶棉布进行漂白染色的生产厂家，年生产能力为漂白染色布匹2000万米，采用的染料主要为还原染料和部分活性染料。在生产过程中排放的印染废水色度深，有机物浓度较高，不能满足国家规定的排放标准。石家庄凯罗纺织印染有限公司为了消除污染、保护环境，以利于企业的可持续发展，决定对生产过程中排放的废水进行净化处理，实现所排废水的达标排放。2城市污水处理工程初步设计说明2.1设计要求（1）设计规模废水处理站处理能力为700m3/d。（2）设计进水水质pH8~10；COD1200mg/L；BOD5400mg/L；SS310mg/L；色度=450倍。（3）设计出水水质处理后出水水质满足《污水综合排放标准》GB8978-1996表2一级标准的要求,即：COD≤100mg/L；BOD5≤30mg/L；SS≤70mg/L；pH6.0~9.0；色度≤40倍。2.2工艺流程及工艺简介本设计采用一级厌氧+两级好氧工艺，根据实际情况设有水解酸化池、生物接触氧化池、污泥浓缩池等处理设备，流程见图1。n毕业设计计算书第18页共19页印染污水集水池中和池调节池水解酸化池话化池栅渣外排筛网一级生物接触氧化池竖流沉淀池1浓缩池脱水机房泥饼外运竖流沉淀池2二级生物接触氧化池竖流沉淀池3生物活性碳池出水泵房反冲洗水剩余污泥剩余污泥剩余污泥滤液污泥回流污泥回流上清液污泥回流鼓风机房图1印染污水处理工艺流程图废水首先经过筛网，截留一部份污水中悬浮物和漂浮物，保护后续水泵的正常工作，然后进入集水池；再经泵提升后，污水进入中和池，调节污水pH值；出水进入水量调节池，均化进水水量；调节池出水流入水解酸化反应池，水解酸化池主要是分解大的有机物，经水解酸化池后污水进入竖流沉淀池进行沉淀，然后进入二级好氧池进行生物处理，二级好氧池主要去除COD,色度。从好氧池出来的水进入沉淀池进行沉淀，沉淀后的水进入生物活性池进行脱色，之后废水达标排放。产生的污泥一部分用于污泥回流，剩余污泥进入污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后的污泥通过带式压滤机进行脱水，泥饼外运，浓缩池的上清液及脱水的滤液则回流至污水处理系统。3主体构筑物计算3.1筛网设计说明1选定网眼尺寸污水中悬浮物为纤维类物质，所以筛网的网眼应小于2000μm。n毕业设计计算书第18页共19页1筛网种类根据生产的产品规格性能，选用倾斜式筛网，筛网材料为不锈钢。水力负荷0.6~2.4m3/(min·m2)。2所需筛网面积A参数：水力负荷：q=1.5m3/(min·m2)Q=700m3/d=0.5m3/min面积：设计取A=0.4m23.2提升泵房水泵的选择①设计水量为700m3/d，设离心泵2台，一开一备，则单台流量为Q==29.2m3/h,所需扬程为9m②型号：50WQ/D242-1.5主要性能参数：流量：30m3/h扬程：10m功率：1.5kw转速：2840r/min泵重：58kg排出口径：50mm3.3集水池①容积按一小时废水流量计算，则集水池的有效容积为V==29.2m3②面积取有效水深h=3m，则面积F===9.7m2，设计取10m2。集水池半径为，保护水深为0.3米，则实际水深为3.3米n毕业设计计算书第18页共19页3.4中和池（1）设计参数设计流量：Q=700m3/d=29.2m3/h中和时间：t=1h有效水深：h=3m超高h1=0.3m（2）设计计算①有效容积设计取②设计为矩形（尺寸长）：5×2=10m2③总高度H=h+h1=3.3m3.5调节池（1）设计参数有效水深h=6m停留时间t=8h保护高：h1=0.6m（2）设计计算①有效容积V=Qt=29.2×8=233.6m3设计为V=240m3②设计为矩形（尺寸：长×宽）：8×5=40m2③总高度H=h+h1=6+0.6=6.6m3.6水解酸化池（1）设计参数容积负荷NV=2.2kgCOD/(m3·d)配水孔流速：v=0.2m/s设计水量：Q=700m3/d进水COD：1200mg/Ln毕业设计计算书第18页共19页保护高度：h1=0.3m（2）设计计算①水解酸化池尺寸有效容积：V=式中S---------进水COD浓度，kg/LQ---------设计水量，m3/d设计取V=400m3。分为两大格，每格尺寸（长×宽×深）为：8.4×4×6=201.6m3每大格分两小格（长×宽×深）：4.2×4×6=100.8m3水力停留时间：HRT==×24=13.7h②填料容积V1=V=400×=266.7m3③潜水搅拌机厌氧池底部可能积泥，按每立方米池容10W功率配备潜水搅拌机，共分四小格，选用4台潜水搅拌机：每台功率：N==0.924Kw④配水孔总面积A==0.02m2每大格宽4米，取n=15孔，孔距为25cm，则单孔直径：d===0.041m=41mm⑤污泥产生量水解酸化池的COD去除率为30%，则污泥的产生量按照每公斤COD产生0.4kg干污泥进行计算。则：n毕业设计计算书第18页共19页干污泥产生量：W=1.2×30%×700×0.4=100.8kg湿污泥产生量：体积：V=10.08m33.7竖流沉淀池1（1）设计参数沉淀效率：η=50％进水SS：C0=310mg/L出水SS：C1=155mg/L沉速u0=0.33mm/s=0.00033m/s沉淀时间t=1.5h污泥含水率P0=99％污泥容重r0：当P0≥95％时，r0=1000kg/m3（2）设计计算①中心管计算沉淀池中心管过水断面积中心管水流速度u≤30mm/s,设计去u=0.03m/s。直径：中心管高度h2=3600ut=3600×0.00033×1.5=1.78m基本合格缝隙高度n毕业设计计算书第18页共19页式中：d1为反射板直径，mu为缝隙出流速度，m/s,初次沉淀池u≤30mm/s设计中取u=20mm/sd1=1.35d0=0.78m②沉淀区有效断面积式中:u为上升流速，u=u0=0.00033m/s③沉淀池直径设计取D为5.7m④污泥产生量产生的污泥体积：⑤沉泥斗计算取a=45°，截头直径0.5m，则污泥斗容积：V1=h5(R2+Rr+r2)其中：V1=2.6×(2.852+2.85×0.25+×0.252)=24.2m3⑥沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.78+0.17+0.3+2.6=5.15m式中：h1---------超高，0.3mn毕业设计计算书第18页共19页h4---------缓冲层高度，0.3m3.8一级生物接触氧化池（1）设计参数设计流量：Q=700m3/d=29.2m3/h设计容积负荷：NV=2kgCOD/(m3·d)进水COD：La=840mg/L出水COD：Le=420mg/L（2）设计计算①有效容积设计取V=124m3设计分为2个池子②单池面积：＜25m2设计尺寸（长×宽）：3×7=21m2③氧化池高度H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4式中：H---------填料高度，3mh1---------超高，0.3mh2---------填料上部的稳定水层深，0.5mh3---------填料层间隙高度，0.3mm---------填料层数，m=3h4---------配水区高度，1.5mH0=3+0.6+0.5+(3-1)×0.3+1.5=6.2m⑤校核时间：＞2h合格（3）填料与安装采用φ25mm塑料蜂窝填料，分三层，每层1m，所需填料容积：V2=21×3×2=126m3n毕业设计计算书第18页共19页（4）进水设施采用布水廊道进水：廊道设在氧化池一侧，宽度B取0.3m。流速为（5）污泥产生量按每公斤COD产生0.4kg干污泥进行估算，可知：去除COD量为：干污泥重：w=294×0.4=117.6kg湿污泥重：体积约为：11.76m3（6）需氧量与空气量计算①需氧量D=aQLr+bVNwv式中：D：系统每日需氧量（kgO2/d）a：氧化每kgCOD需氧量（kgO2/kgCOD），a=0.42b：污泥自身氧化需氧率，kgO2/(kgMLVSS••d)b=0.10Lr：去除COD浓度。Nwv：混合液挥发性悬浮物浓度（MLVSSkg/m3）已知沉淀池出水悬浮物浓度为0.155g/L，(f=0.7)。则：Nwv=0.155×0.7=0.11kg/m3则：D=0.42×700×0.42+0.10×124×0.11=124kgO2/d②所需空气量设曝气装置氧的利用率为0.2，安全因素采用1.3，空气密度为1.201kg/m3，空气中含有氧量为23.2%，则所需的理论空气量为：实际所需的空气量为：n毕业设计计算书第18页共19页设计所需空气量为：3×1.6=2.08m3/min3.9竖流沉淀池2（1）设计参数沉淀效率：η=35％进水SS：C0=155mg/L出水SS：C1=100mg/L沉速：u0=0.33mm/s=0.00033m/s沉淀时间：t=2h污泥含水率P0=99％污泥容重r0：当P0≥95％时，r0=1000kg/m3（2）设计计算①中心管计算中心管面积：中心管直径：缝隙高度：式中：d1为反射板直径，mu为缝隙出流速度，m/s,二次沉淀池u≤20mm/s设计中取u=20mm/sd1=1.35d0=0.78m②沉淀区有效断面积③沉淀池直径n毕业设计计算书第18页共19页④沉淀区有效水深h2=3600ut=3600×0.00033×2=2.4m合格⑤污泥产生量产生的污泥体积：⑥沉泥斗计算取a=45°，截头直径0.5m，则污泥斗容积：V1=h5(R2+Rr+r2)其中：V1=2.6×(2.852+2.85×0.25+×0.252)=24.2m3⑦沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.4+0.17+0.3+2.6=5.77m式中：h1---------超高，0.3mh4---------缓冲层高度，0.3m3.10二级生物接触氧化池（1）设计参数设计流量：Q=700m3/d=29.2m3/h设计容积负荷：NV=1.5kgCOD/(m3·d)进水COD：La=420mg/L出水COD：Le=100mg/L（2）有效容积n毕业设计计算书第18页共19页设计取150m3,分2个池子，每个池子的面积为：设计每个池子的尺寸（长×宽）为：2.5×10=25m2（3）校核时间合格（4）生物接触氧化池高度H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4式中：H---------填料高度，3mh1---------超高，0.3mh2---------填料上部的稳定水层深，0.5mh3---------填料层间隙高度，0.3mm---------填料层数，m=3h4---------配水区高度，1.5m池高：H0=3+0.6+0.5+(3-1)×0.3+1.5=6.2m（5）填料与安装采用φ25mm塑料蜂窝填料，分三层，每层1m，所需填料容积：V2=25×3×2=150m3（6）进水设施采用布水廊道进水：廊道设在氧化池一侧，宽度B取0.3m。流速为（7）污泥产生量按每公斤COD产生0.4kg干污泥进行估算，可知：去除COD的量为：干污泥重：w=224×0.4=89.6kg湿污泥：体积：V=8.96m3n毕业设计计算书第18页共19页（8）需氧量与空气量计算①需氧量D=aQLr+bVNwv式中：D：系统每日需氧量（kgO2/d）a：氧化每kgCOD需氧量（kgO2/kgCOD），a=0.42b：污泥自身氧化需氧率，kgO2/(kgMLVSS••d)，b=0.10Lr：去除COD浓度。Nwv：混合液挥发性悬浮物浓度（MLVSSkg/m3）已知沉淀池出水悬浮物浓度为0.100mg/L(f=0.7)，则：Nwv=0.7×0.100=kg/m3则：D=0.42×700×0.32+0.10×124×0.07=95kgO2/d②所需空气量设曝气装置氧的利用率为0.2，安全因素采用1.3，空气密度为1.201kg/m3，空气中含有氧量为23.2%，则所需的理论空气量为：实际所需的空气量为：设计所需空气量为：3×1.2=1.6m3/min3.11流沉淀池3（1）设计参数：沉淀效率：η=30％进水SS：C0=100mg/L出水SS：C1=70mg/L沉速u0=0.33mm/s=0.00033m/s沉淀时间t=2h污泥含水率P0=99％污泥容重r0：当P0≥95％时，r0=1000kg/m3n毕业设计计算书第18页共19页（2）计算过程计算过程同二沉池，除污泥产生量不同外，其他各数据同二沉池。（3）污泥产生量污泥重：M=0.42×1000=420kg3.12生物活性碳池（1）设计参数设计流量：Q=29.2m3/h空塔流速：接触时间：气水比：4：1炭种类：净水炭使用周期：T=2年反冲洗强度：反冲洗历时：反冲周期：炭层高度：H=3m（2）计算过程①炭床有效容积②炭床表面积③炭床直径④分为两层每层炭床层高：H1=1.5m；炭床下面设有0.5m高的砂层。⑤校核时间基本满足要求⑥炭床高度n毕业设计计算书第18页共19页式中：H---------炭层高度，3mh1---------超高，0.3mh2---------炭层上部水深，1.0mh3---------承托层高度，0.4mh4---------反冲布水高，0.5m⑦每日反冲洗水量3.13污泥浓缩池进泥采用间歇式重力浓缩池，示意图为：上清液排泥（1）计算过程污泥总量(体积)为沉淀池和厌氧好氧池所产生的所有污泥之和:W=10.08+10.8+11.76+3.85+8.96+0.42=45.87m3①浓缩池面积式中：Q：污泥量，m3/dC：污泥固体浓度，g/LM：浓缩池污泥固体通量，kg/(m2·d)②浓缩池直径③浓缩池深度计算n毕业设计计算书第18页共19页总深度：H=h1+h2+h3+h4工作部分有效水深：式中：T：停留时间（T=15h）总深度：H=h1+h2+h3+h4=1.7+0.3+0.3+2.05=4.35m④浓缩后污泥体积式中：3.14污泥脱水（1）采用带式过滤机进行脱水。计算：浓缩池每天排一次泥，设计每次脱水工作4小时，则进泥流量：压滤机带宽：式中：k：压滤系数，k=0.3p：进泥含水率，p=0.97Q：进泥流量，Q=3.8m3/h（2）压滤机选型根据以上计算，选择压滤机型号为：DYQ1000C主要参数：带宽（mm）:1000处理量（m3/h）:5~10功率（kw）:1.1带速（m/min）:1.5~7冲洗水耗量(m3/h):14冲洗水压(Mpa):≥0.5气压(Kpa):0.3~0.7泥饼含水率(%):70~78n毕业设计计算书第18页共19页4其他设备选型（1）风机型号：MFSR150H2台（一开一备）主要参数：口径：150A；转速：1110rpm风压：39.2Kpa；进风状态风量（QS）：6.15m3/min；所需动力（La）：16.5kw（2）潜水搅拌器型号：JBSI型4台主要参数：转速：20.2r/min；功率：1kw（3）污泥泵型号：NL25A-3，2台，一开一备。主要参数：转速：1430r/min；流量：5~4m3/h；扬程：3m；效率：50%；电机功率：6.37kw；全机泵重：19kg；泵全长：830mm（4）污泥回流泵型号：NL25-10，4台，三开一备。主要参数：转速：2800r/min；流量：10~8m3/h扬程：10m；功率：0.55kw泵重：19kg；效率：54%全长：830mmn毕业设计计算书第18页共19页结论采用“水解酸化+两级生物接触氧化”工艺处理印染废水，日处理废水700m3，设计进水水质pH8~10、COD1200mg/L、BOD400mg/L、SS310mg/L，工程实施后，处理后排出的水中COD100mg/L、BOD30mg/L、SS70mg/L，满足《污水综合排放标准》GB8978-1996表2一级标准植的要求：pH6～9；COD≤100mg/L；BOD5≤30mg/L；SS≤70mg/L；色度≤40倍。整体系统COD、BOD、SS、的去除率分别为91.6%、92.3%、77%，具有明显的社会效益和环境效益