造纸废水处理系统的初步设计 34页

造纸废水处理系统的初步设计黄莹(陕西理工学院化学学院环工专业1101班，陕四汉中723000)指导教师：刘智峰［摘要］本设计的内容为某造纸厂废水处理工艺设计。设计处理能力为5000m3/d,设计进水水质为：BOD5<1200mg/L,COD<1800mg/r,SS<2000mg/Lo通过对多种造纸污水处理工艺比较及针对造纸废水的基本特点，最终选用的处理工艺:筛网过滤一物化处理一生化法处理。污水处理厂的出水水质要求达到《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2001)中一般机制纸、纸板造纸工艺的标准。本设计所采用的工艺主体为生物接触氧化池，该工艺不仅能够有效地去除水中的bod5,还具有良好的脱氮除磷功能。［关键词］造纸工业废水；水解酸化；污泥浓缩；生物接触氧化池nThePrimaryDesignofPaperMakingWastewaterTreatmentSystemHuangYingGrade11,Class1.MajorEnvironmentalengineering.SchoolofChemicalandEnvironmentalSciences,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong723000,Shaanxi)Tutor:LiuZhifengAbstract:Thisispapermarkingwastewatertreatmentprocessdesign.Thedesigncapacityof5000m7d,theeffluentqualityis:BOD5<1200mg/L,COD<2800mg/L,SS<2000mg/L・Throughlookingupcomparingwithavarietyofpapermarkingwastewatertreatmenttechnology,accordingtothebasiccharacteristicsofthepapermarkingwastewater,thespecificprogramsIhavechosenislikethis:sievenetfilter,physico-chemicaltreatment,biochemicaltreatment.Sewagetreatmentplanteffluentqualitymeetthestandardsfor"paperindustrialwaterpollutantdischargestandard0(GB3544-2001)generalmachine-madepaperandpaperboardpapermakingprocessrequirements.Themaintechnologyusedinthisdesignisbiologicalcontactoxidationtank,whichcannotonlyremovetheBOD5effectively,butalsohavegoodfunctionofnitrogenandphosphorusremoval.Keywords：papermillwastewater;acidhydrolysis;sludgethickening;Biologicalcontactoxidationn摘要1关键词1Abstract2Keywords2引言61造纸废水的来源及特点6①1造纸废水的来源61・2造纸废水特点62设计说明书72.1设计依据7②2设计原则72.3设计内容72.4造纸废水处理基本工艺7(②)1物理处理方法72.4.2生物处理方法72.51艺流程的确定92.5.1工程概况95.2工艺方案分析选择92.5.31艺流程说明102.6出水水质效果预测11n3污水处理各构筑物及其参数设计计算113・1格栅111.1设计概述112.1.2设计参数12①1.3设计计算123.2斜筛143.2.1设计概述143.2.2设计计算143.3调节池设计143.3.1.设计概述143.3.2.设计参数153.3.3.设计计算153.4提升泵153.4.1设计概述153.4.2设计计算153.5气浮池设计163.5.1设计概述163.5.2设计参数163.5.3设计计算173.6水解酸化池183・6・1设计概述18n3.6.2设计参数193.6.3设计计算193.7生物接触氧化池的设计203.7.1设计概述203.7.2设计参数203.7.3.设计计算213.8二沉池223.8.1设计概述223.8.2设计计算232.9污泥处理系统253.9.1设计概述253.9.2设计参数263.9.3设计计算264平面布置283.1主要的构筑物284.2废水处理站平面布置的特点294.3平面布置原则295工程概预算30致谢33参考文献34引言造纸工业一直是传统的用水大户，也是导致水污染的重要污染源z—。伴随着经济的发展，造n纸业h益面临看水资源短缺、原料匮乏等问题，而另一方面，水污染也越來越严重。门前，屮国的造纸工业废水排放量占各类首位，工业排放对水坏境的影响，造纸行业尤为严重。它不仅是屮国的造纸工业污染防治的最重耍的问题，也是屮国工业废水需要达标处理是一个重要的问题。数据显示,屮国纸和纸用品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%,其屮处理达标排放量占造纸工业废水排放量的49.3%,废水COD排放量约占全国工业COD排放总量的44%。⑴。从这可以看出，造纸工业初步实现了“增产减污”的口标。但口前造纸业约有50%的废水尚未进行达标排放处理，对废水进行污染防治任务还相当繁重。造纸废水是我国主要的工业污染源之一，我国造纸业多采川草杆，木浆等做为在职原料。造纸工业废水成分十分复杂，可生化性差，属于比较难处理的工业废水。如果只有一个良好的固化工艺难以达到理想的处理效果，因此，在支持预处理过程屮使丿IJ的厌氧处理废水难降解有机物和小分子物质转化为易降解，废水的可生化性提高，达到脱氮除磷的影响。1造纸废水的来源及特点1.1造纸废水的来源造纸工业废水是一种色度高、悬浮物含量人、有机物浓度高、组分十分复杂的难处理有机废水。主要有3个来源：蒸煮工段废液，中段水，纸机白水。制浆是把纤维从植物原料屮分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸是把浆料进行稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张。①蒸煮工段废液就是碱法制浆时产生的黑液和酸法制浆所产生的红液。污染物屮含有的黑门酒类占造纸I【业污染排放总量的90%,并有高浓度、难降解等特性。在黑色的白酒类主要成分有3种，即木质素，戊聚糖和总生物碱。木质素是一种无毒的天然高分子聚合物，作为化工原料被广泛使用，对用于牲备饲料的戊聚糖。②中段水指黑白酒类萃取烹饪在筛选后，在污水排放和漂白洗涤，颜色为深黄色，8%至9%的造纸工业污染排放总虽核算，一吨纸浆COD负荷约310kgo在中间的水浓度高于污水，COD和BODZ间的比例是0.4和0.20Z间，因此，生物降解性差，与冇机材料很难降解，很难处理。在中间水的冇机物主要是木质素，纤维素，有机酸，可溶性COD等，主要。其中，对环境污染最严重的是制浆漂口过程中产生的含氯废水，比如氯化漂口、次氯酸盐漂口废水等。③口水造纸废水主要來源于车间的口水，纸的牛产工艺。白水主要山细小纤维，填料，涂料和溶解木材成分，并添加多种塑料材料，湿强剂和防腐剂，其中不溶性的化学盂氧量，生化低，添加防腐剂冇一定的毒性。虽然白水的量大，冇机污染含冇远低于黑白酒类和浪费水。中间部分现在儿乎所冇的造纸厂造纸车间使用部分或完全封闭，减少纸张消耗，节省电力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。1.2造纸废水特点污染物浓度高，COD较高，色泽深。悬浮物含量大。主要是冇机物污染，是组分复杂的难处理冇机废水。处理难度较大，可生化性差，含难生物降解的冇机物。废纸回收过程可分为两个部分，制浆和抄纸。在除渣过程中，会产生洗浆，漂洗等很多废水。BOD5与CODcr的比值一般在0.4以下，直接可生化性能不A好。2设计说明书2.1设计依据(1)《水处理设备制造技术条件》(JB2932-86)；(2)《水污染控制工程》上下册(高等教育出版社)；(3)《水处理工程设计计算》(中国建筑工业出版社)；n(1)《环境保护设备选用手册一水处理设备》(化学设备出版社)；(2)《污水处理构筑物设计与计算》(哈尔滨工业大学出版社)；(3)《制浆造纸工业水污染排放标准》(GB3544・2008)；(4)当地同类废水治理工程经验和技术；(5)《制浆造纸废水治理工程技术规范》(HJ2011-2012)o2.2设计原则工艺方案的选择对于废水的设施建设、设处理效來和降低运行费有着极为重要的作用。根据设计，结合设计的尺度要求，废水的特点和当地的实际情况和需求，选择最合适的技术，经济合理的处理工艺，通过经济和技术指标，选择最佳的工艺方案及实施分析。在造纸厂废水处理设施的总体工艺方案确定中，应遵循以下原则：(1)技术必须是成熟的，在水质选择工艺先进，可保证出水水质达到污水排放标准要求的。(2)选择的过程中应降低建设投资和运行费用，降低能耗和节约土地的面积。(3)所选工艺应该操作简单、便于管理和运行灵活。并且能对工艺运行参数和操作进行适当调整。(4)所选工艺应该易于控制，最好实现自动化控制，提高操作管理水平。(5)所选工艺应该在最大程度上可以减少对周围环境的影响，如气味、噪声等影响。2.3设计内容(1)造纸污水处理工艺设计说明及污染物去除的基木原理；(2)污水处理系统中构筑物的设计参数；(3)工艺流程图、平面布置图、以及主要构筑物剖视图。2.4造纸废水处理基本工艺2.4.1物理处理方法采用气浮法或沉淀方法，通过投加混凝剂，可以去除绝大部分SS,同时去除大部分非溶解性COD以及部分溶解性COD和BOD5o气浮和沉淀是物理和化学处理方法，以及设备的选择，工艺参数的影响，COD去除率通常髙于制浆中段废水的COD,去除率达到85%〜70%。对每吨纸废水排放fi>150m浓度较低的中小型废纸造纸企业，通过气浮或沉淀处理，出水水质指标可达到或接近国家制定的排放标准。2.4.2生物处理方法酸化一SBR法处理造纸废水：主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。在造纸废水处理过程中，「卩烷发酵阶段的控制条件，和反应控制在酸阶段，需要处理造纸废水。厌氧反应具冇以下优点：①由于反应控制在水解酸化阶段，池的人小是小的；②不需要收集沼气，简化结构；③污泥的降解和消化池是相同的，产纶的污泥少，同时，通过水解可溶性COD的比例大幅度增加,有利于基质微牛物摄取，在微牛:物代谢过程中降低的一个重要环节，为后续牛物处理创造更有利的条件；④酸化一SBR法处理造纸废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上⑵。UASB—接触氧化工艺处理造纸废水：在这个过程中的主要设备是上式厌氧污泥床与好氧接触氧化池。对高能源消耗型厌氧污泥床是好的，与上式厌氧污泥可以降低水的质虽，并对好氧生化单元能耗可冇效降低。好氧处理对废水中SS和COD均冇较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍然含冇许多易生物降解的冇机物。只要1/3的厌氧污泥生物厌氧池容积，可以保证污泥种类的稳定增氏，经过儿个刀的调试，UASB反应器可以实现满负荷运行。整个工艺对COD的去除率达96.6%,对悬浮物的去除率达97.3%〜98%,此工艺非常适合在造纸废水处理中推广应用。（3）牛物接触氧化法处理造纸废水：该工艺采用水解酸化作为牛:物接触氧化的预处理,水解酸化菌通过新陈代谢将废水中的固体物质分解为溶解性物质，将大分子有机物降解为小分子有机物。水解酸化不仅能够去除废水中部分有机污染物，而且提高了废水的可牛•化性，有益于后血好氧生物接触氧化处理。该工艺在处理方法、工艺组合和参数选择上是比较合理的，充分利用各工序的优势将污染物转化、去除。然而，如果出于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果，致使出水水质不是理想。但是此方法在设计和运行中会出现以下问题：①沉淀污泥不能及时排除。因此，在设计采用水解酸化处理悬浮物浓度高的污水时，n可增设污泥斗的数量以及时排除沉淀污泥。另外，随着微生物量的增加在软性生物填料的中间部位形成了污泥团，使得传质血积减小。针对污泥淤积情况，在水解酸化池前可增设一级混凝气浮以去除水中的悬浮物，经此改进后的水解酸化池能长期、稳定、有效地运行,其出水能收到比较好的效果。①如果废水中污染物浓度较高或者丽期处理效果不够理想，牛物接触氧化池前端的有机物负荷较高，使得供氧不足，此时该处的生物膜呈灰白色，处于严重的缺氧状态，而池末端成熟的好氧牛物膜会呈黄色。②在调试运行时，生物接触氧化池屮生物膜脱落、气泡肓径变人、出水浑浊、处理效果恶化的现象侑时会发生。经研究、分析、验证发现是由于负荷波动或操作不当造成溶解氧不足而引起。溶解氧不足使生物膜由好氧状态变为厌氧状态，附着力下降，在空气气泡的搅动下生物膜人量脱落，导致水粘度增加、氧转移效率下降，这又进一步造成缺氧，如此造成恶性循环致使处理效果恶化。③在调试运行初期，发生这种现象时一•般是增大供气量以提高供氧能力來消除缺氧，结果因为气泡搅动强度增大，造成了更大范围的牛物膜脱落、水粘度更大、氧转移效率降低，非但没能提高供氧能力，反而使情况更糟。正确的处理措施应该是减小曝气量，待脱落的生物膜随水流流出后再逐渐增加曝气量，使溶解氧浓度恢复到原有的水平，若水温适宜则2〜3d后生物膜便可恢复正常。（4）内循环UASB反应器一氧化沟工艺处理造纸废水：此工艺采用厌氧和好氧相串联的形式，厌氧采用内循环UASB工艺，好氧处理用地需要有一处狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟T艺。本工艺的关键运行设备是UASB反应器。该反应器是利用厌氧微生物降解废水屮的有机物，主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统和沼气收集系统四个部分。厌氧微生物对水质的要求不似好氧微生物那么宽，最佳pH为6.5—7.8,最佳温度为35°C—40°C〔3】。就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节。内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一个内循环系统，包括回流水池及回流水泵。UASB反应器的出水水质一•般都比较稳定，回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一來能提高UASB反应器対进水水温、pH值和COD浓度的适应能力，只需要在UASB反应器进水前対其pH和温度做一大概调整即可。UASB反应器采用环状穿孔管配水，通过三相分离器出水，并在三相分离器的上增加侧向流絮凝反应沉淀器，山玻璃钢板成60。安装而成，可以在最人程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥。（5）UASB—SBR法处理造纸废水：木丁•艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。如果将UASB和SBR两种处理单元进行组合，这样形成的工艺不仅突出了各H处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而且把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可以冋收所产沼气作为能源利用。UASB池正常运行后，每天产牛大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可以供饲料烘T使用。UASB+SBR法处理工艺和水解酸化一SBR处理工艺相比有以下优点：①节约废水处理费用：UASB収代了原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，削减了进水COD的75%,从而降低后续SBR池的处理负荷，使SBR池在废水处理量增加的情况下，运行周期同样是10h,废水也能达标排放。②节约污泥处理费用：废水经过UASB处理后，75%的有机物会被去除，使得SBR处理负荷大大降低，产泥量相应减少，污泥处理量减少，节约污泥处理费用。2.5工艺流程的确定2.5.1工程概况造纸废水主要来源于废纸的碎浆、筛选净化及制造等过程中产生的废水。造纸废水排放最人，废水成分复杂，造纸原材料具有多样性，并采用种类繁多的化学添加剂，致使造纸车间排出的废水成分十分复杂，其中含有细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖类，及各类有机及无机添加物⑷。SS、COD均较高，其污染物含最人致为：COD：2000〜3600mg/L,BOD5:1000-1300nmg/L,SS：2000mg/L0造纸使用的原材料均为木质素、纤维素类等难以牛化降解的，-其溶岀物进入废水，使造纸废水的BOD/COD值约为0.4,可生化性一般。项目设计进出水水质：该项目处理目标要达到国家《造纸工业水污染排放标准》(GB3544-2001),设计水量为5000m3/do该工程设计进水水质和排放标准见表2.L表2.1设计进出水水质表项目CODBODSSpH进水水质/(mg/L)2800120020007〜9出水水质/(mg/L)<100<60<1006~92.5.2工艺方案分析选择造纸废水处理主要污染物是COD、BOD、SS,这些主要是由于纤维在牛产过程小分解而引起的，在废纸制浆造纸工艺更突出。废水中的悬浮物主要是由长纤维、短纤维及少量的杂细胞组成。根据造纸废水这一特点，以及污水的排放标准，因此本设计处理方案确定为筛网过滤一物化处理一生化法处理。本设计工艺流程图如图2.1所示：n废水泥饼外运岀水图2.1工艺流程图2.5.3I艺流程说明（1）废水处理部分处理工艺采用物化与牛•化处理相结合的方法，即筛网过滤一物化处理一牛化处理，经过微孔水n力筛过滤废水回收可利用的纸纤维，通过气浮去除大块悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理设施的处理负荷，气浮分离主要特点是分离速度快、污泥含水率低、占地面积小，处理效果比较稳定。废水进入水解酸化池后，能将难降解的有机物分解成易降解有机物、将大分子有机物降解成小分子有机物。因此，水解酸化的产物为微生物摄取有机物提供了有利条件，水解酸化可大大提高废水可生化性，改善后续生化处理的条件⑸。之后废水流向生物接触氧化池，在生物接触氧化池里去除废水屮部分的有机物、氨氮、色度等，牛•物接触氧化池的出水最终流入二次沉淀池，在二沉池进行分离，出水水质要保证达到国家污水排放一级标准要求。污泥处理部分根据本废水处理工程实际情况，此处选择浓缩加脱水工艺处理污泥，经稳定、脱水的污泥外运处置。系统产生的污泥进入污泥浓缩池后进行污泥脱水，干泥定期外运。2.6出水水质效果预测各阶段主要污染物处理效率(CODcr为主要设计指标说明)见表22表2.2各阶段主要污染物处理效率pHCODCl/(mg/L)BOD5/(mg/L)SS/(mg/L)原水6.0〜9.0280012002000进水280012002000格栅及筛网出水6〜9252010801000去除率10%10%50%进水2268976.5800气浮池出水6〜91020.6439.425240去除率55%55%70%进水1020.6439.425240水化酸解池出水6〜9561.33263.655144去除率45%40%40%进水561.33263.655144接触氧化池及二沉池6〜984.226.4664.8出水去除率85%90%55%排放标准6〜9<100<60<1003污水处理各构筑物及其参数设计计算3.1格栅3.1.1设计概述①作用格栅是由一组或者数组平行的金属栅条、塑料齿钩或由金属筛网、框架及和关装置组成，倾斜安装在污水渠道，泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截流污水中较粗大漂浮物和悬浮物的装置［铁②分类：(1)按栅条浄间隙，可分为：粗格栅(50・100mm)；中格栅(10-40mm)；细格栅(4-10mm)；n(1)按格栅的形状，可分为：平面格栅和Illi面格栅。目前格栅的种类繁多，发展较快，从格栅的形式来分，可分为链式机械格栅除污机、i体三索式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等等。本项目采用的型式是：链式机械格栅除污机，采用机械清渣。格栅的设计计算如图3.1：1g/1图3.1格栅设计计算简图3・1・2设计参数3.设计流量Qmax=Q=5000m3/d=208.3m3/h=0.06m3/s;4.栅条宽度S=20.0mm；5.栅条间隙宽度b=20.0mm；⑷栅前水深h=0.3m：(1)过栅流速v=0.7m/s；(2)栅前渠道流速vb=0.9m/s；(3)格栅倾角a=60°o3.1.3设计计算(1)栅槽宽度栅条间隙数mn="吨x"sino=006A/sin60/(002x0.3x0.7)=13.3«14bhv则格内栅条数为n-l=135=5(/7-1)+=0.02x(14-1)+0.02x14=0.54m式中，B——栅槽宽度，m；nS—格条宽度，m；b栅条净间距，其中粗格栅b=50〜100mm,中格栅b=10〜40mm,细格栅b=1.5〜10mm；nn——格栅间隙数；2niax——最人设计流量，卅丨s・、a——格栅倾角，度；h栅前水深，m；v过栅流速，mis,―-般取0.6〜1.Om/sVsincr经验系数。（2）通过格栅的水头损失A）二$xv2/2gxsinah=h.k式中，/?!设计水头损失，m；九计算水头损失，m；g垂力加速度，9.81m/52；k——系数，格栅受污物堵塞时水头增人倍数，一般采用3：g——阻力系数，其值与栅条断面形状有关，•（7）43,当为圆形时，0=1.79b则20（护冷nZ.79x（晋）%噩血60"…讪在0.08〜0.15m范围内，符合要求（3）栅槽高度H=h+hA+h2式中，H——栅后槽总高度，加；h为栅前水深，血;人——栅而渠道超高，一般采用0.3m则H=0.3+0.34-0.116=0.716m（4）栅槽总长度：Hx=力+爲—0.3+0.3=0.6/77式中，H、——栅前槽高，m；进水渠道流速为vi=0.7m/s,进水渠渐宽展开角为ax-20°,水深h=0.3mo贝IJ0,0603x0.6=0.33mLB-B}_0.54-0.3312/gQ]2x/g20°=0288mL2=L{/2=0.144mL=厶]+厶2+0.5+1.0+等。.288+*+。”.。+品=3如式屮，L——栅槽总长度，加;n厶/——进水渠道渐宽部分的长度，皿B]进水渠宽，m:a]——进水渠道渐宽部分展开用度，一般可采用20°；L一栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度，心Hi栅前渠道深，m(5)每日栅渣量计算：“=°’环％塔x86400KxlOOO=0.28m3/€/>0.2m3/0.072x0.08x864001000xl.75式中，W——每口栅渣量，的d・、%——栅渣最(w3/103m3污水)，取0.1〜0.01,粗格栅用小值，细格栅用犬值，本处取0.0&K——生活污水流最总变化系数，本处取1.75所以本设计选择机械除渣。3.2斜筛3.2.1设计概述造纸废水中含大量的细小纸浆纤维，不能被格栅截留也难于通过沉淀去除，它们会缠住水泵叶轮，堵塞填料。如果不対纸浆纤维进行回收，将会有大量的纸浆进入废水处理系统中，严重影响废水处理系统的处理效果，同时也会造成纸浆浪费。这种呈悬浮状的细纤维可通过筛网或捞毛机去除,筛网的去除效果，可相当于初次沉淀池的作用⑺。筛网或捞毛机可有效的去除和|川收废水屮的羊毛,棉以及化学纤维杂质，貝有简单、高效、不加化学药剂、运行费低、占地血积小及维修方便等优点。322设计计算筛网通常是用金属丝或化学纤维编制而成，有转鼓式，转盘式，振动式和固定式倾斜筛多种形式。筛孔尺寸可根据需要,一般为0.15〜1.0mm。工程实践表明，筛网间隙一般为30〜60目,安装形式采用固定式安装，安装角度为40〜50°，安装角度不易过大，否则造成过水负荷降低，使处理能力降低同吋也增加了部分投资，过小则易造成筛网堵塞，加大了清渣难度，影响处理效果。本设计使用60冃尼龙网。取筛网的水力负荷为：q=16m3/(m2.h)那么需要斜网的有效血积为：力=5000/(24x16)=13.0m2算上装配斜网所需的血积，并且考虑到在牛产过程中部分网面是被纸浆覆盖，所以总血积取15m2o3.3调节池设计3・3・1•设计概述无论哪种废水在进入主体处理构筑物之前，通常需要先进行水质、水量的调解，为后续构筑物的运行创造条件。工业废水的水质和水量是随时间不断变化的，流量和浓度的不均匀会给设备带來不少闲难，或者使得设备无法保持在最优的丁•艺条件下运行。因此要调节污水水质和水最，以便使进入污水处理系统的污水尽最均匀罔。调节的作用主要有以下儿个方面：(1)适当缓冲有机物的波动以避免牛•物处理系统中的冲击负荷；(2)适当控制pH值或减小中和需要的化学药剂量；(3)削减进入物理化学处理系统的高峰流量并使加药率能与进水相适应；(4)当工厂不生产时还能保证水处理系统的连续供水；(5)控制废水向城市管道系统的排放最，使废水负荷分配比较均匀；(6)避免高浓度有毒废水进入生物处理厂；n3・32设计参数设计进水量Q：Q=5000m计d=208.3們h停留时间t：取t=2h池宽：B=8m；3・3・3•设计计算(1)有效容积V：V=Qt=2x208.3=416.6m3(2)调节池尺寸该池设为短形。其有效水深采用3.0m,调节池血•积为：F=K/3=139m2池宽〃取8.0m,则池长L为：L=139/8=17.4加保护高=0.5m，池总高H=0.5+3.0=35m.(3)曝气系统计算空气用量为^=2m3/(m2h),则总供气量为0总=qA=2x21x10=420m'查得干管管疝为DNIOOo每个曝气头的服务面积按0.5n?计算，则所需曝气头的个数为:13x8/0.49=212个，设4廊道，每廊道的曝气头的个数为264/4=66个；每廊道各设一根空气支管，其管径为DN80；每根支管上设3根空气分配管，其管内径为DN=32mim3.4提升泵3.4.1设计概述污水提升泵站是污水输送过程小，路途远，高差起伏较大，不适宜H流方式收集，输送的地段,而设置的屮途泵站，可以视为屮转站。3.4.2设计计算⑴集水间计算①选择水池与机器间合建式的方形泵房，用3台泵(1备2用)，每台水泵的流量为Q=125m3/h；②集水间的容积釆用相当于2台泵lOmin的容量:(250/60)x10=41.7m3,取42m3；③有效水深采用2.5m；④则集水池血枳为F=42/2.5=16.8m2；集水间的设计血积为：5mx4m0(2)水泵总扬程计算集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：6.1-(-5.0)=13.1m出水管线的水头损失，每台泵单用一•根出水管，其流量为Q=125m3/h,选用的管径为250mmn的铸铁管，查表v=0.72m/s,2570i=7.7,设管总长为20m,局部损失占沿程的30%,则总损失为：20x(1+03)><7.7/2750=0.075m泵房内的管线水头损失设为1.5m,考虑自山水头为1.0m。水头总扬程为H=13.1+0.075+1.5+1.0=14.67m,取15m；选用3台KWPF200-400型无堵塞离心泵,流量125m3/h,扬程为16m,2用1备。3.5气浮池设计3.5.1设计概述气浮是利用废水中的颗粒的疏水性，向废水中通入一定尺寸的气泡，使废水中的污染物吸附在气泡上，随气泡的上浮，污染物也随之浮到水血上而形成山气泡、水和污染物形成的三相泡沫层,收集泡沫层时就可以可把污染物与水分离。该方法比沉淀快，去除率高，一定程度上能减少后血的生化污泥。气浮原理：向水屮通入空气，产生微细的气泡，使水中的细小悬浮物黏附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣，达到去除水中悬浮物，改善水质的bl的切。提高气浮效果的措施。气泡直径越小，数量越多，气浮的效果越好；水中的无机盐类会加速气泡的破裂和合并，降低气浮效果；投加混凝剂会促进悬浮物凝聚，使其黏附在气泡而上浮。气浮池结构见图3.3：图3.3气浮池结构示意图3.5.2设计参数(1)进入气浮池废水流量：Q=5000m3/d=208.3m3/h；(2)进水悬浮固体的浓度：SS=2000mg/L；(3)气浮池运转的温度：t=20°C；(4)气浮池出水悬浮固体浓度：SS=100mg/L；(5)气固比：选涉及原水水质、出水要求、设备、动力因素，无试验资料时一般収0.0057.006,废水中悬浮固体的浓度不高时収下限，较高时选上限，本设计山于悬浮固体浓度较高，故収上限值0.06；(6)接触室上升的流速：v2=20mm/s=72m/h；(7)分离室表明负荷率：q=6.0n?/(nGh)；(8)分离室水力停留的时间：T=25min；3.5.3设计计算(1)气浮池分离段容积及基本尺寸气浮池分离段有效容积则nV=Qxtl/60=208.3x30/60=104」5〃,式中：匕一分离段水力停昭时间，一般为30-60min,取30min。分离室的表面积4：=£=2083=3472wj2q6.0分离室水深Hi：HX=V!AX=10415=3pm1134.72分离室的长度厶：气浮池采用平流式，且为一组两格。为与刮泥机配套，取每格宽度B=3.0m,则=A=2iZl=5.8«6m2B2x3.0废水在分离室的实际停2留时间Tt厂二厶(23)0_6.0x3.0x2x3.0_208.3/60«31(min)分离室的总高度取超高H2=0.3m,贝IJH=H{+H2=3.0+0.3=3.3m(2)接触室的主要尺寸①接触室表而积A22=2083=28W~v272②接触室长度厶2，则42.89厶,=亠==0.48m-2B2x3因该尺寸无法施工，故取L2=0.8m；③接触室的水深与气浮池和同，即H2=2.5m；n①接触室实际表面积A2fA2f=2BL2=2x3x0.8=4.8(m2)气浮池的最终主要尺寸①气浮池的总长度厶=厶+厶2=6+0.8=6.8m②气浮池的总宽度25=2x3=6(m)⑷溶气釋放器的计算取溶气罐的工作压力为198.64kPa(表压)；杳得TS-78-V型释放器的出流量为3.47m3/h,则所需释放器的个数：Q208.3“人n===60个3.473.47由于溶气罐的实际工作压力为198.64kPa,故这种选择较为安全。(5)气浮集水池的计算取穿孔集水管孔眼的水头损失为△h=0.3m,集水孔眼的流量系数//=0.94，则①每根集水管的流量Q'全池采用集水管共4根，贝hQf=^Q=^x208.3=52(m3/h)②集水孔眼流速v==0.94x72x9.8x0.3=2.35(m/s)③集水孔眼总而积CO=0.64vCD=520.64x2.35x3600=0.0096需)式屮0.6孔收缩系数。④集水孔眼的总数co式中厶——单孔面积取孔口直径15mm,则Ao=0.000177m2n=0.0096十0.000177=54(个)⑤集水管管径无回流时选Dgl50钢管，管中最大流速为0.52m/so3-6水解酸化池361设计概述水解酸化法是较为成熟的厌氧方法，是在两相厌氧理论基础之上发展起來的一种介于好氧和厌氧间的方法，可对人多数废水中的复杂有机物进行水解，使bod5/cod明显提高，有利于废水进一步好氧或厌氧处理。水解酸化法的机理是在大量水解细菌、酸化菌的作用之下，将废水中不溶性有机物水解成溶解性有机物，将难牛物降解的大分子物质转化成易牛物降解的小分子物质的过程。水解酸化是利用兼性厌氧菌，它具有繁殖速度快、代谢强度高、对外界环境适应性强的特点，适用范围较广［0。水解酸化池全称是水解酸化升流式污泥床反应池，在水解酸化池屮，利用水解及产酸菌n的反应，将不溶性有机物水解成为溶解性有机物、大分子物质分解为小分子物质，可大大提高污水的可生化性(能使污水BOD/COD值有所提高)。微生物対有机物的摄取时只有溶解性的小分子物质可以直接进入细胞内，但不溶性大分子物质，首先要通过胞外酚的分解才能进入微生物体内的代谢过程。经过水解酸化处理，有机物在微生物的代谢途径上便减少了一个重要环节，无疑是将加速有机物的降解，缩短后续好氧曝气时间。水解酸化工艺的作用原理是：产甲烷菌和水解产酸菌生长速度是不同的，将厌氧处理控制在反应时间段内的厌氧处理第1阶段，即在人最水解细菌、产酸菌作用下，将不溶性有机物水分解为溶解性有机物，将难生物降解的人分子物质转化成为易生物降解的小分了物质。水解酸化工艺可以改进废水的可生化性，为废水的有效处理创造更好的条件。此外，存在于水解酸化池内的膨胀污泥层对悬浮于水屮的污泥颗粒或者絮体具有很强的截留作用。所以，水解酸化池对于悬浮物的去除率比沉淀池高，达70%以上。并且可以将水中部分悬浮物水解成溶解性物质，显著明显高于消化池。所以水解酸化池排出的污泥是稳定污泥，并U泥量比传统工艺低30%以上，同时污水中的脱水性能与卫生学指标均不低于消化污泥的指标，从而可以取消污泥消化系统，简单了设计工艺流程，实现了污水、污泥的一次处理。3.6.2设计参数池子个数为n=l,分为2格;停留时间4h。3.6.3设计计算水解酸化池容积V=KQHRT式中：7-水解酸化池容积，m3；Kz—总变化系数，取1.2；Q—设计流量，m'/h；HRT-水力停留时间，一般为2.5-4.5,取HRT=3则r=1.2x208.3x3=749.88m3分为两格，每个容积为％=-=374.94m32造纸废水设备的水解池，分为2格，每格长15m,宽为7m,设备中有效水深高度为4m,则每格水解池容积为420m3,2格的水解池体积为840m3,满足要求。取超高0.5m,H=4+0.5=4.5m单格的设计规格为：LxBxH=15mx7mx4.5m此时A=W5m2水解池上升流速校核已知反应器高度为：4.5m：QVHV=—==AHRTAHRT式中：v—上升流速，m/h；Q—设计流量，m3/h；V—水解池容积，A—反映其表面积，m2；HRT—水力停留时间，h,取6h；则nv=4.5/6=0.75m/h水解反应器的上升流速X°・5〜l-8m//z,符合设计要求。（3）配水方式采用总进水管进水，管径DN300ww,池底分支配水，支管径DN60”7/77,支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100/WZ7,均匀布置在池底上。（4）出水收集出水采用钢板矩形垠。（5）排泥系统设计采用静圧排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。污泥排放采用定时排泥，每LI1〜2次。另外，由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小砂砾，需在水解池底部设排泥管。3.7生物接触氧化池的设计3.7.1设计概述生物接触氧化法属于好氧生物处理方法，是生物膜法的一种，和生物膜法、活性污泥法一•样。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥來净化有机物的，而生物膜法是依靠固着于固体介质表面的微牛物來净化有机物的⑴牛物膜净化废水的原理：生物膜成蓬松的絮状结构，微孔多表血积大，具有很强的吸附能力。牛•物膜上的微牛物以吸附膜上的有机物为营养料。牛物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中截流下來，成为污泥。牛物接触氧化法是一种浸没型生物膜法，事实上是生物滤池和曝气池的结合体。生物接触氧化法乂被称为浸没曝气式牛物滤池。在池中装满各种挂膜介质，全部滤料浸没在废水中。在滤料下部设置曝气管，用压缩空气鼓泡充氧，废水屮的有机物被吸附于滤料表面的生物膜上，被微生物分解氧化。和其他生物膜一样，该法的生物膜也经历挂膜、生长、增厚、脱落等更替过程。一部分生物膜脱落麻变成活性污泥，在循环流动过程中，吸附和分解废水中的有机物，多余的脱落生物膜在二沉池中出去。生物接触氧化池1=1前主要采用的填料是聚氯乙烯塑料，环氧玻璃钢等做成的蜂肉状或者波纹板状填料。此填料的特点是：在局部平滑血上的牛:物膜附着较慢，稍有冲击即可剥离，调料之间不貝-备通道，可以使水流单调。把接触填料做成网状塑料组件，采用正向排列，既可以防止堵塞，乂可提高接触效率。牛物接触氧化池的优点是：（1）III于填料的比表面积较大，池内的充氧条件比较好。接触氧化池内的牛物固体量高于活性污泥法曝气池及牛物滤池。（2）生物接触氧化法不需要污泥回流，不存在污泥膨胀的问题。（3）生物固体最多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水最的骤变冇较强适应能力。（4）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产率较低。缺点是：滤料件水流缓慢，水力冲刷较小，生物膜能自行脱落；动力费用较高。综上所述，本设计在水解酸化处理后采用生物接触氧化法，它具有耐冲击负荷强，污泥牛成量少而且不宜产生污泥膨胀，运行比较稳定，且不需污泥回流，易于维护管理等特点。3.7.2设计参数（1）生物接触氧化池设为1屎；（2）采用的BOD5负荷2.0kgBOD5/（m3*d）,（3）污水在池中的停留时间大于2尿（4）进水BOD5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；（5）填料层高度—•般大于3.0必；n(5)每单元接触氧化池面积取16//,以保证布水、布气均匀：(6)气水比取15：13・7・3•设计计算木设计所采用的生物接触氧化池为肓流鼓风曝气接触氧化池［®。生物接触氧化池的容积-般按BOD的容积负荷或接触氧化的时I'可计算，并且相互核对以确定填料容积。牛物接触氧化池三视图见附图1。(1)滤池的有效容积(即填料体积):v^g(S0-Se)Lv式中：滤池有效容积，〃乙Q—设计污水处理量，〃//d；So—进水BOD5浓度，264mg/L；5—Hl水BOD5浓度，27mg/L；厶(,_填料容积负荷，取200MBODJ(屏・d)；K=5000x(264-27)/2000=592.5m3(2)滤池总面积和池数:式中:/一滤池总面积，力厂滤料层总高度，取其值3.0加；J=592.5/3.0=197.5m2n式屮：匚池个数;//一每格滤池面积，n?,取16m2；则"=197.5/16=12.3Lxg=20x10=200〃'取N为12格池子。（3）有效停留时间：V（=—Qvt=—=24x592.5/5000=2.8/?2（4）氧化池总髙度H（）=H+片+旺+饨式中：——保护高取0.5加；h2——填料上水深取0.5〃?；/?3——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・5皿则Hq=3+0.5+0.5+1.5=5.5m（5）供气量和空气管道系统计算：D=D°Q式中:Do—1n?污水需气量，取15mW；则：0=15x208.3=3124.5/每格池需气量：D}=#=3124.5/13=240.35（/勿（6）曝气系统木系统采用Wm-180型网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.5m处。该空气扩散装置的各项参数如F：每个空气扩散器的服务面积为0.5m2；动力效率2.7〜3.7kgO2/kwh：氧的利用率为12%・15%。①每格需气虽©=Z）/=240n?/h,每格曝气池的平面I何积为4x4=16〃/；每个空气扩散器的服务面积按0.5n?计算，贝U所需空气扩散器的总数为16/0.5=32个，为了安全起见，本设计采用35个。②每个空气扩散器的配气量为240/35=6.85加吻。③管路布置一根干管连结10根支管，每根支管下有7根分配管。每根支管的输气量为240m3/h；每根分配管的输气量为240/7^34m3/h；每根分配管上的空气扩散器的个数为35/7=5个。。3.8二沉池3.8.1设计概述二沉池是设在生物处理构筑物后面，用于分离活性污泥或去除生物膜法中已经脱落的的生物膜，是处理工艺中的一个重要组成部分。本设计中二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池,也是好氧生物处理系统的重要组成部分，作用是泥水分离，使混合液澄清，连接着污泥处理系统。n表3.1二沉池的比较类型优点缺点适用条件平流式处理水最可大可少，有效沉淀区大，沉淀效果好；水暈水质变化适应性强；造价低，平而布胆紧凑占地面积大,排泥困难(人工排泥)，工作繁杂，机械刮泥易锈蚀，配水不宜均匀地下水位高，施工困难地区;适用于流动性差，比重大的污泥，不能用静水压力排泥，污水量不限辐流式处理大水屋，较为经济，排泥设备己定型系列化，运行稳定，管理方便，结构受力条件好排泥设备复杂,有较高的运行管理水平，施工要求严格适用处理大水量、地下水位较髙的地区及丁程地质条件羌的地区竖流式占地而积小，不需要排泥设备，排泥方便，操作简单，适用于絮凝性能胶体沉淀池深度大，施工困难，造价高；抗水最冲击负荷和水温变化能力不强适用于处理小水量此处采用辐流式沉淀池，•其多呈圆形，池的进水在中心处，出口在四围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断血血枳不断变大，因此池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，常用刮泥机(或吸泥机)机械排除污泥。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品。3.8.2设计计算[1]沉淀区的表血积q—Omax_q式中/-沉淀区表面积，m2；Q-最大设计流量,g-表面水力负荷,加3/(加2.防,通常为］020,取g=1.5加3/(加2.防[2]池直径：[3]沉淀区有效水深h2=q-t=1.5x3=4.5m式中：届-沉淀区有效水深，加；/-沉淀时间,二沉池一般取1.5/Z-4.0/?,取心3力[4]沉淀区有效容积V=A-h,=138.9x4.5=625.05m3式中：7-沉淀区有效容积，m3[5]沉淀池长度L=3・6・wf=3・6x3.5x3=37.8〃？式中:厶-沉淀池长度,m；v-最大设计流量时的水平流速，mm/s,一般不大于5mmIs,取y=3.5zww/sn(6)沉淀区的总宽度L37.8式屮：沉淀区的总宽度，m(7)沉淀池的数量刃二色=1个b式中：乃-沉淀池数量；b-每格沉淀池宽度，m,取b=3・m为了保证污水在池内分布均匀，池长•池宽Z比不宜小于4,长度为有效水深比不宜小于8。其中厶:6=12>4；厶：/?2=8.4>8,满足设计要求(8)沉淀部分有效容机(1)污泥斗的容积：设q=2m,r2=lm,a=60则~h5=(斤-?2)tana=(3-l)xtan60=1.73m,取1.7m。2+也+尸2)=宁(22+2xZ)=T(1)污泥斗以上圆锥体部分污泥容积:h4=(7?—斤)x,=(9—2)x0.05=0.35m啦(R?+冏+年)=空匹(92+9x2+22)=37.7m3(2)污泥总容积：V^V^V2=12.68+37.7=50.380?>12.68m3(3)沉淀池池边高和总高度：H=hi+h2+h3H=h1+h2十113+加+115式中：H—沉淀池总高度，m；hj一沉淀池超高，m,取0.3m；“2—冇效水深，m；缓冲层高度，为0.5m；方l沉淀池底坡落差，为0.35m；他一污泥斗高度，为L7m。则：//'=0.3+2.5+0.5=3.3mH=0.3+2.5+0.5+0.35+1.7=5.35m(4)二沉池出水堰设计出水堰处半径为6300mm；出水堰周长：根据《简明排水设计手册》三角堰流量表，选择25mm堰上水头出水，单个堰流量为：11.92n?/d；需要堰的个数为：5000/11.92=420个；每个堰高60mm；每个堰单元宽：39.6m/420=95mm；n3.9污泥处理系统3・9・1设计概述当设计污泥量比较小，污泥处理流程为：浓缩T消化->脱水->干化T处置山】。污泥浓缩污泥中含有大量的水分，为了便于处理和运输，需要减少污泥的含水量，缩小其体积。污泥浓缩是通过污泥增稠來减少污泥的含水率，压缩污泥的体积，以此利于后期处理。中小型规模主要用重力浓缩方法。根据它的运行方式，污泥浓缩池可分为连续和间歇式。污泥脱水与干化污泥经浓缩后，仍然含有95%〜97%的水分。为了进一步处置，须对污泥进行干化处理。经脱水麻的污泥含水率为65%〜85%,污泥由流体转变为潮湿的固体，形成泥饼，体积从而减少。污泥脱水的方法有H然干化和机械脱水。(1)污泥的白然干化分为晒砂场和干化场。晒砂场用于沉砂池沉渣的脱水，干化场用于初次沉淀污泥，腐殖污泥，混合污泥和化学污泥的脱水。晒砂场一般为长方形，混凝土底板，四周有围墙或围堤。地板上有一层厚800mm,粒径50-600mm的砾石滤水层。渗出的水可山排水管集中回流到沉砂池前雨污水合并处理。污泥干化场使污泥自然T•化的主要构筑物，它可分为自然滤层干化场和人工滤层干化场两种。人工滤层干化场是山不透水层，排水系统，滤水层，输泥管，隔墙和围堤等部分组成。污泥T化场方法简单，不需要机械设备，在小空污泥站有使用价值。但它占地面积大，有臭味，卫牛条件差，受气候影响工作不稳定。(2)机械脱水日前国内外都在发展各种机械脱水技术。机械脱水的特点是占地面积小，T作效率高，卫生条件好。机械脱水的设备常用的有真空过滤机，压力过滤机和离心脱水等。(3)污泥干燥与焚烧污泥经脱水后，含水率为60%〜80%,经干燥进一步脱水，含水率降低为20%左右。有机污泥可以直接进行焚烧，一方面可以去除水分，另一方面还可以同时氧化污泥中的有机物质。焚烧后的有机污泥变成稳定的灰渣，可用以筑路材料或其他建筑填充材料等。常用的污泥浓缩法见表3.2。表3.2常用的污泥浓缩法浓缩的方法优点缺点适用范围重力浓缩法贮泥的能力强，动力的消耗小，运行的费用低占地面积较大，浓缩的效差，浓缩污泥后含水率高等主要用于浓缩的初沉污泥或混合污泥气浮浓缩法占地面积小，浓缩的效果好，浓缩后污泥的含水率较低等占地面积,运行的费用小于重力浓缩；动力消耗高主要川于浓缩的初沉污泥或混合污泥特别适川丁•剩余活性污泥离心浓缩法占地面积很小,处理的能力大，浓缩后污泥的含水率低价格高，电耗是气浮法的10倍主要川于难以浓缩的剩余活性污泥和含水率很低的场合木设计采用重力浓缩池。间歇式污泥浓缩池是一种圆形水池，底部冇污泥斗。间欢式污泥浓缩池在工作时，先将污泥充满浓缩池，经静置沉降，浓缩压密后，池内形成上清液区，沉降区和污泥区。后从侧血分层排出上清液，浓缩后的污泥从底部排出。间歇污泥浓缩池用来污泥最较小的系统,n浓缩池一•般设两个，一个用于工作，另一个进入污泥，两个池交替使用。3.9.2设计参数(1)进泥含水率：当为初次沉淀池时，其含水量一般为95%〜97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一•般为99.2〜99.6%；(2)污泥固体负荷：当为初次沉淀池时，污泥固体负荷宜采用80〜120kg/(n?/d)：当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用30〜60kg/(m3/d)；(3)浓缩后污泥含水率：由二次沉淀进入污泥浓缩池的污泥含水率，采用99.2%〜99.6%时，浓缩后污泥含水率宜为97〜98%；(4)浓缩时间一般为9~16h；(5)有效水深一般宜为4m,最低不小于3m；(6)集泥设施：辐流式污泥浓缩池的集泥设施，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0.003；3采用吸泥机时，不宜小于0.01.不设刮泥设备时，池底一般设有泥斗。其泥斗与水平面的倾和，应小于50度。刮泥机的回转角度为0.75〜4「/h,吸泥机的回转速度为lr/h,其外缘线速度一•般宜为1〜2n)/mino同时在刮泥机上可安设栅条，以便提高浓缩效果，在水面设除浮渣装置：(7)构造及附属设施一般采用水密性钢筋混凝土建造。设污泥投入管、排泥管，排泥管最小管径采用150mm,取200mm,一般采用铸铁管。3.9.3设计计算(1)污泥量的确定：一般情况下接触氧化法不用回流，所以剩余污泥量就是各去除悬浮物的构筑物产生的污泥量之和，主要有：气浮池产牛的污泥气浮池对悬浮物的去除从800mg/l变为240mg/l那么去除的悬浮物质最为：5000x(0.8-0.24)=2800馆/d含水率取98%,每天排放污泥量：140M/d二沉池和接触氧化池的污泥量：二沉池沉淀的污泥量产牛的污泥体积：—OGQxioot/(100-p)其中：c厂Q—进出水悬浮物含量差值，kg/m3；了一污水的密度，近似1000kg/m3；。—含水率，取99.2；T-—1天；则V=49.5/生物膜增长而脱落的污泥：一般接触氧化法污泥增长比率为0.3-0.5kgMLVSS/kgBOD5这里取0.4kgMLVSS/kgBOD5所以增长污泥量为：0.4x5000x(0.264-0.026)=476kg含水虽取99.2%,每天排放污泥量：59.5m3/d总污泥量：n气浮池污泥、二沉池及接触氧化池污泥混合进入污泥浓缩池时：V=140+49.5+59.5=249(m3/d)污泥送至重力浓缩池，浓缩池采用竖流式。中心进水，周边出水，底部排泥；形式见图3.6：图3.6巫力浓缩池示意图(1)浓缩池计算浓缩池沉淀部分上升流速v—般不人于O.lmm/s,可取O.lmm/s；①浓缩池所需表面面积A：A=QC/M式屮：Q一污泥量，m'/d；C—污泥固体浓度，g/L；A/—浓缩池|古|体通,kg/kg/m2d；则A=249x6/28=53.4m设置1座池了则肓径为A=ttD2/4=56Jm2h2=TQ/24A"｛黑£驾1亠8如’取成曲②浓缩池有效水深lb为：式中：T—浓缩时间，収10小时,n力2=249x10/24x56.7=1.83〃①浓缩池底部设置污泥斗，直径可采用D/4,下直径取D/6,污泥斗夹角可设置为50。；则斗高为：h5=tan50°Q/4—D/62=1.19178.5/4—&5/62=0.42m②浓缩示污泥竝为:2'乜器^皿。.9/3詡.航式中：P/—污泥含水率，取99.1%；Pl设计浓缩后含水率，取97%；上层清液量为：181.4・54.4=127n?/d③浓缩池总深度：H—7?|+7?2+力3+方4+〃5+力5'式中：h】一超高，取0.3m；h2—有效水深；h3—屮心管与反射板之间距离，取0.5m；h4—缓冲层高度，取0.3m；h5—泥斗高度。h/—坡高，（&5-1.5）/2x0.05=0.175m；贝IJH=人+/?2+力3+方4+力5+力；=0.3+1.83+0.5+0.3+0.35+0.175=3.455m4平面布置4.1主要的构筑物总平面布置包括：污水与污泥处理T艺构筑物，各种管线及渠道的平面布置，各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处理构筑物与设施的布置应集中紧凑，以便运行管理。②工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差界，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出II方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。③构筑物之间应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。④管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂冋曲折，便于节能降耗和运行维护协调好辅建筑物，道路,绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。木设计主要构筑物如下表4.1所示：表4.1主要构筑物序号构筑物名称规格（LXBXH）数童材质1调节池17.4mX8mX3.5m1座钢筋混凝土2提升泵房5mX4mX4m1座钢筋混凝土3气浮池6.8mX3mX2.5m1座钢筋混凝土4酸化水解池15mX7mX4.5m1座钢筋混凝土5接触氧化池20mXlOmX5.5m1座钢筋混凝土6二沉池14mX4.5m1座钢筋混凝土7污泥浓缩池①&5mX4.Om1座钢筋混凝土n8污泥脱水间8mX5mX4m1座钢筋混凝土9变电间6mX5mX4m1座钢筋混凝土10办公楼30mX10mX4n)1座钢筋混凝土11机修间5mX5mX4m1座钢筋混凝土12鼓风机房5mX5mX4m1座钢筋混凝土4.2废水处理站平面布置的特点在该污水处理站设计屮，将污水处理构筑物和污泥处理构筑物都按一字型排列，布置紧凑，流线清楚。由于该处理站属于企业建设，所以在按照一些规范布證的同时也要考虑金业的经济承受力:（1）办公室设置在F风向或者与主导风向垂直的地带；（2）各构筑物间距适当；（3）污泥处理区可以离人门近一些或者放置于后门处，以便拉运污泥；（4）在建筑物Z间都留冇宽度足够的路，方便建筑设备维修时候，车辆和工人出入；（5）厂区内道路设计考虑工作人员可以顺利地到达任何一处。道路两旁应留出绿化带及适当间距,种草种树。4.3平面布置原则污水处理厂厂区内冇各处理构筑物、连通各处理构筑物Z间的管及其它管线、辅助性建筑物、道路以及绿地等。（1）各单元构筑物的平面布迸处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应结合地形和地质条件.确定它们在厂区内平面的布置，应该考虑：①连接各处理构筑物之间的管、渠，应便捷，避免迂回||||折。②土方量作到基本平衡，避开劣质土壤地段。③在各处理构筑物Z间，应保持一定间距，以保证施工要求，一般间距要求5〜10m,某些冇特殊要求的构筑物，如消化池，贮气罐等，其间距按消防冇关规定执行。④各处理构筑物在平面布置上应尽量紧凑，以减少山地，同时减少各处理构筑物Z间的铮线长度。⑤必要时考虑预留牛长设施的扩建用地面积。（2）管渠的平面布置除了在各处理构筑物之间设有贯通连接的管、渠，还应该设登能够使各处理构筑物独立运行的超越管线，当某一处理构筑物出现故障时，具后的构筑物仍然能够保持正常的运行。同时还应设證事故排放管（超越管），它可超越全部处理构筑物，直接排放水体。此外，厂区内还应设有：给水管、牛活污水管、雨水管、输配电线路等。对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的方式敷设。在污水处理厂厂区内，应冇完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。（3）辅助建筑物①污水处理厂内的辅助建筑物冇：泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修间、仓库、食堂等。如：鼓风机房应设于曝气池附近，以节省管道与动力；变电所宜设在耗电最大的构筑物如泵房等附近。②化验室应设在综合楼内，远离污泥堆厂、机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。③办公室、化验室等均与处理构筑物保持恰当距离，并应处于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。④操作工人的值班宗应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。（4）道路、绿化带的布置通向一般构（建）筑物应设置人行道，宽度1.5〜2.0g通向仓库、检修间等应设车行道，其路面宽为3〜4m,转弯半径为6m,厂区主要车行道宽5〜6m；车行道边缘至房屋或构筑物外场血的最小距离为1.5m。污水厂布置除应保证生产安全和整洁卫生外，还应注意美观、充分绿化，在构（建）筑物处理上,应因地制立，与周围情况和称；在色调上做到活泼、明朗和清洁。应合理规划花坛、草坪、林荫等,使厂区景色园林化。n5工程概预算污水厂概预算包插：编造说明、总概预算书、单位工程概预算表以及主要设备和材料清单几部分组成。单位工程概预算是具体确定单项工程内各个专业设计建设费川的文件，它是综合概预算的组成部分，是指由独立的施工条件，可以单独作为成本计算对象的专业性工程。给水排水工程根据项目的性质，可分为土建工程、设备安装工程、管道工程三种类型。每项单位工程概预算，系由直接费、计划利润和税金等部分纽成。各个费用具体包括的费丿山①直接费：直接用于建筑安装工程上的有关费川。rh人工费、设备费、施工机械费用和其他直接费用等项冃组成。②间接费：沌工管理费和其他间接费。概预算意义：随着改革开放的深入发展，工程概预算与经济概预算评价工作被提高到了重要的地位，受到了充分的重视。当前我国国民经济进入了一个新的发展阶段，随着经济体制的改革，使棊本建设投资主体从单一化走向多元化，及时提出可靠、符合实际情况的设计概预算和准确的经济评价结果，将是十分重要的。为此，液要求工程设计与技术经济人员进一步增强工程经济观念和竟争意识，更具备为广泛的现代工程经济和投资决策方面的知识与技能，及时掌握经济动向和信息，以便把经济项目概预算与经济评价做的更好，更科学、更切合实际。（1）构筑物采用钢筋混凝土结构，根据陕西省建设费用，详单见表5丄表5.1建设费用详单序号名称数量估算价值（万元）总价（万元）土建工程设备购置(1)筛网122(2)调节池125.603.5029.10(3)提升泵房15.458.5013.95(4)气浮池118.502.2020.70(5)水解酸化池121.505.0026.50(6)接触氧化池13&1015.1053.20(7)二沉池128.1515.1035.75(9)污泥浓缩池116.6012.152&75(10)污泥脱水机房118.4030.404&80(11)变电间1122030(12)绿化185(13)办公楼1701585(14)机修间28510(15)鼓风机房1869合计436.15估算设计材料费为60万元总计直接费用约为496.15万元。间接费用：占肓接费用的30%,则间接费用为14&85万元。管理费用：占直接费用的2%,则管理费用为9.92万元。设计费用：占直接费用的3.86%,贝肮殳计费用为19.15万元。预备费用：占直接费用的11%,则预备费用为54.58万元。其它费用：占直接费用的2.1%,则其他费用为28.78万元。总造价：757.43万元。（2）运行费用①动力费（通常即为电费）：nd=0.944^^+12厶艮式中：Q-设计供水量,m3/doH—工作全扬程，m。d_电费单价，元彼，取0.5元彼。耳一水泵和电机效率，一般取70%oK.-H变化系数,取]。E|—变压器容量，千伏安。E2—元/千伏安•月。则F=0.994x5000x10x0,5+12x10x1000=155500（元/年）0.7x1①药剂费：E2=（。1方1+勺人）-K】X1O八112式中：缶一混凝剂平均投加量（mg/L）混凝剂单价（元/吨）a2—消毒剂平均投加量（mg/L）b?—消毒剂单价（元/吨）则365x5000xl3x76Q0十03]0（元/年）・lxlO6②工资福利费：e3=an（元/年）式中：A—职工每人每年的平均工资福利费，取20000元N—劳动定员，取10人则£3=20000x10=200000元/年③折旧提成费：e4=sp式中：S—工程总费用，収757.43万元P—综合折旧提成率，一般収3.8%则£4=7574300x3.8%=287823.4tc/年n①检修维护费：£5=Sxl%=7574300xl%=75743元/年②其它费用：》£*6=（E1+丘2+耳+民+E5）X8%=（155500+180310+200000+287823.4+75743）x8%=71950.112（元/年）因此，年经营费用为：5E=E[+E?+E?+E4++E&=155500+180310+200000+287823.4+75743+71950.112=971326.512（元/年）年处理水量为:3650365x50001=1825000加彳单位制水成木为:971326.5121825000致谢经过几个月的努力，我的毕业设计终于完成了，在这过程中，我得到了刘老师的悉心指导。在此感谢刘智峰老师，同时也向在本次设计中给予我帮助的同学们表示深深的感谢！通过这次毕业设计，我深深地认识到：工科毕业生做设计工作所需要的严谨性。本次设计为造纸废水处理，是一个实际性课题，在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求，我対本设计造纸废水处理的工艺流程提岀了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案。本次设计中我学到很多知识：通过查阅资料，了解到一些关于造纸废水的现状及处理方向,也是通过本次课程设计进一步巩固和加深了前几学期学到的理论知识，并加以实践，学以致用，从而锻炼了白己的动手能力。最后十分感谢各位老师在百忙之屮对本设计所做的精心评阅和指正。n参考文献梁宏，林海波.造纸废水治理技术研究现状及展望[J].四川理工学院学报(自然科学)，2002,18(2):56-60.王晖，符斌.造纸废水处理方法现状及展望[J].中国资源综介利用,2002,2:21-24.刘斌，张梅.造纸废水混凝处理研究[J].内蒙古石汕化工,2005,6:1-3.万红霞，蔡鹤生.废纸造纸废水处理技术研究研究[J].化工环保(增刊),2005,25:153-156.杨玲.用于造纸废水处理的膜分离技术研究进展[J].四川理工学院学报(自然科学版),2005,18(2):62-65.黄江丽，施汉昌.IF与IT组介工艺处理造纸废水研究[J].中国给水排水,2003,19(6):13-15.周丹，呼世斌,张涛.Fenton氧化-粉煤灰处理造纸废水的研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2004,33(6):156-158.戴航,黄卫红，钱晓良.超临界水氧化法处理造纸废水的初步研究[J].T,业水处理,2000,20(8):23-6.胡克元.关于改进麦草制浆工艺条成纸质量的探讨.湖北造纸，1995,3：36〜40.闫晓怀，刘兴旺等.碱法麦草制浆造纸废水分类处理技术.环境保护，2002.7：17〜19.姚來银•气浮-生物接触氧化法深度处理再生纸生产废水•环境工程，2003,21(3):19〜20.洪卫，冯晓静,蒋文强.造纸中段废水深度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