水污染控制工程课程设计印染厂废水处理设计.doc
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水污染控制工程
课程设计
学 院：
专业：
班级:
学号：
姓名：
指导教师:
时 间：
2012。
5.29~2012.7。
7
目录
1。
设计任务书 3
1.1设计题目 3
1.2设计资料 3
1.3设计内容 4
1.4设计成果 5
1。
5设计要求 5
2.处理工艺的选择与确定 5
2。
2污水处理工艺流程的确定 5
2。
3主要构筑物的选择 6
2.3.1格栅 6
2.3.2调节池 7
2。
3。
3水解酸化池 7
2。
3。
4改良SBR反应池 7
2。
3.5沉淀池 8
2。
3.6污泥浓缩池 8
2。
3。
7污泥脱水 9
3.主要构筑物及设备的设计与计算 9
3。
1格栅 9
3.1.1格栅尺寸 9
3。
1.2通过格栅的水头损失 10
3.1.4栅栅的总长度 10
3.1.5每日栅渣量 11
3．2调节池 11
3.2.1设计参数 11
3.2。
2设计计算 11
3.3水解酸化池 13
3.4改良SBR池——CAST工艺 14
3.5沉淀池 16
3。
5。
1计算 16
3。
6污泥浓缩池 17
3。
7污泥脱水机房 19
3.8附属建筑物 19
3.8.1维修、配电间 19
3.8.2值班室、电控间 19
4。
污水处理厂总体布置 20
4。
1平面布置 20
4。
1.1平面布置的一般原则 20
4。
1。
2平面布置 20
4。
2污水厂高程布置 20
4。
2.1高程布置原则 20
4。
2。
2污水污泥处理系统高程布置 21
总结 22
参考文献 23
1.设计任务书
1.1设计题目
某印染厂废水处理厂
1。
2设计资料
（1）本设计主要处理印染废水,设计日平均水量为4500m3/d，根据课程设计提供资料：
表1—1印染厂生产废水逐时实测情况
时间
废水流量（m3/h）
时间
废水流量（m3/h）
1＃
2#
3＃
1＃
2#
3＃
8：
30
88。
3
52。
5
10.7
9:
30
135。
7
57.5
11。
2
10：
30
135.0
65.4
16.4
11:
30
54。
5
63.6
16.9
12:
30
142。
3
67.4
16.1
13：
30
92。
1
69。
5
15.5
14：
30
96.2
99.6
16。
2
15：
30
115。
6
90.7
15.7
16：
30
39。
3
73。
6
17.7
17：
30
86.2
98.7
15。
4
18：
30
36。
5
90.7
16。
53
19:
30
45.7
99。
6
17.7
20：
30
35.7
92.0
17.7
21：
30
55。
9
94.4
16。
5
22：
30
35.9
78。
6
5。
4
23：
30
45。
7
76.6
6.5
24：
30
82.1
69。
4
6。
5
1：
30
92.1
67.8
7.1
2：
30
84.5
100.7
6。
5
3:
30
43.2
89。
8
6.9
4：
30
114。
6
177。
8
6。
5
5：
30
159。
5
75.4
7.2
6：
30
135.0
45.0
7.8
7：
30
78.6
44。
3
8.5
（2）总变化系数K=1。
5
（3）设计水质（经24小时逐时取样混合后）
表1—2混合生产废水水质实测资料
指标
测定值（mg/l）
BOD5
291。
6~415.7
CODCr
663。
8~890。
2
SS
133。
2~237。
8
TN
1。
8～2。
5
TP
18.5～20.4
pH
8~11
水温
20～40℃
注：
以上具体数值请查对水污染控制工程课程设计任务安排。
（4）处理要求出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中的一级标准。
处理后污水排入水体。
注意：
本次设计不考虑远期状况。
CODcr=100mg/l； PH=6—9mg/l
BOD5=30mg/l；TN=15mg/l
SS=70mg/l；TP=0.5mg/l
（5）厂址
①厂区附近没有大片农田；
②地面标高为192。
00米（吴凇标高）;
③受纳水体河道位于厂区西郊500米，河道95％保证率枯水量为195m3/h，最高洪水位（95％保证率）为189。
89米。
上游1公里以内无用水点,下游10公里处有分散饮用水源。
（6）气象及工程地质
①该地区的夏季主导风向为东南风；
②夏季温度为17℃；
③该地区场地基本平坦，用地面积为120×120米；
④站区地质情况符合施工要求。
1。
3设计内容
（1）工艺流程选择与设计;
（2）构筑物工艺设计计算；
（3）水力计算;
（4）污水处理厂的总平面布置图和工艺流程图；
（5）附属构筑物设计。
1。
4设计成果
（1）设计说明书一份
（2）图纸两张：
曝气池构筑物图（2#）平面布置图（2＃）
1.5设计要求
（1）设计参数选择合理。
（2）设计说明书要求计算机打印出来，条理清楚，计算准确，并要求附有设计计算示意图。
（3）图纸布局紧凑合理，可操作性强。
格式规范，表达准确、规范.标注及说明全部用仿宋体书写。
（4）同组同学不得有抄袭现象。
2。
处理工艺的选择与确定
2。
1方案确定的原则
（1）根据废水特点，选择合理成熟的工艺路线,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，降低基建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、合理工程建设标准，做到降低能耗和处理成本。
（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.
2.2污水处理工艺流程的确定
印染废水治理工艺流程中，是由若干不同作用的治理单元组成的,为了满足流程的处理效果，要求各个单元均应发挥其应有的作用和去除污染物的能力。
国内普遍采用生化法处理印染废水，对于水资源紧缺,排放要求高的地区采用生化与物理化学相结合的方法以减小废水污染物的排放量。
印染废水处理一般都要设置调节池，以调节废水不同时段不同排放量对处理构筑物的冲击,由于印染废水的可生化性较低,往往设置水解酸化池降解高分子物质，水解酸化的目的是对印染废水中可生化性差的某些高分子物质和不溶解物质通过水解酸化，降解为小分子物质和可溶性物质,提高可生化性，而生物接触氧化也能很好的去处废水中的COD和BOD5。
对比设计水质:
CODcr890。
2mg/L；BOD5415.7mg/L；SS237。
8mg/L;pH值为8～11;TN2.5mg/L;TP20。
4mg/L和处理出水水质:
CODcr≤100mg/L；BOD≤30mg/L；SS≤70mg/L；pH值为6～9；TN≤15mg/L；TP≤0.5mg/L，可以看出该废水主要以有机物为主,不含有有害物质,废水的可生化性较差。
各污染物的最小去除率分别:
CODcr—88.8%，BOD5—92。
8％,SS—70.6%,TP—97。
5%。
所以采用以下流程：
加酸和
混凝剂
改良SBR
反应池
水解
酸化池
调节池
格栅
污水
（pH值调节）
污泥
浓缩池
干泥外运
污泥脱水
沉淀池
出水
氧化脱色
2。
3主要构筑物的选择
2.3.1格栅
格栅是一种最简单的过滤设备，由一组或多组平行的栅条制成的框架，斜置于废水流经的渠道中。
格栅设于污水处理所有构筑物之前，或设在泵站前，格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。
对于印染厂的废水,水中含有大量的长约1—200mm的纤维类杂物，所以在格栅的选择上我们采用10～20mm的栅条间距，本工艺采用回转式机械格栅以去除较大的悬浮物。
在格栅间配一台螺旋输送机输送栅渣.螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输送入渣斗，打包外运。
2。
3.2调节池
由于该印染废水厂具有三个排放口,且各个排放口的流量变化比较大，水质变化也比较大，须设置调节池来调节水量、均衡水质及储存水量，以满足后续SBR反应池的处理水量与进水频率的要求.且该工厂废水中含有硫化和少量分散染料等还原性染料,染料本身含有硫，而且污水偏碱性，对后续生物处理冲击较大，通过加酸可调节pH值，而且去除部分硫.
印染废水的排放废水的PH为8～11,为了更好的满足后续处理工艺的要求,需要将废水的PH调节到6~9，在调节池的进出口设置pH值自动检测仪，对废水进行监控，同时连接到自动加酸系统，通过自动加酸对废水进行调节。
2.3.3水解酸化池
水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质，水解酸化处理有机废水，不需密封及搅拌，在常温下进行即可提高废水的可生化性.由于水解池中的污泥停留时间可达15～20d，且处于厌氧状态，因此污泥得到了很好的稳定，既减少了整个流程产生的污泥量，又增加厌氧区降解有机物的能力。
2.3.4改良SBR反应池
本设计采用改良SBR法（又称循环活性污泥法，CAST）.CAST工艺是SBR工艺的一种变形，设有一个分建式生物选择器的可变容积，以序批曝气—非曝气方式运行的间歇活性污泥处理工艺,CAST工艺操作运行灵活，已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理。
CAST工艺的特点如下：
①生物选择区的设置有利于絮凝性细菌的生长并且提高污泥活性、抑制丝状菌的生长和繁殖，反应器在任意进水量及完全混合条件下不会发生污泥膨胀，运行较稳定。
②CAST工艺混合液污泥浓度在最高水位时与传统定容活性污泥法相同，由于曝气结束后的沉降阶段整个池子面积均可用于泥水分离,其固体通量和泥水分离效果均优于传统活性污泥。
③CAST工艺具备良好的脱氮除磷性能。
气脱氮性能体现在三方面，即曝气阶段的同步消化反消化、非曝气阶段沉淀污泥床的反消化及污泥回流在生物选择区的反消化；CAST工艺系统中活性污泥不断地经过好氧和厌氧循环，聚磷菌以生长和积累,是系统同时具备较好的除磷性能。
④CAST工艺操作运行灵活，工艺流程简单，土建费用低，运行费用省（污泥回流系统回流比一般为20%），自动化程度高，同时采用组合式模块结构，布置紧凑，占地少。
CAST工艺除磷的基本原理：
CAST工艺通过曝气和非曝气阶段使活性污泥不断地经过好氧和厌氧的循环，这些反应条件将有利于聚磷细菌在系统中的生长和累积。
因此CAST系统具有生物除磷的功能。
生物除磷的效果很大程度上取决于进水中所含有的易降解基质的含量。
在CAST工艺的选择器中活性污泥通过快速酶去除机理吸附和吸收大量易降解的溶解性基质,这些吸附和吸收的易降解基质可用于后续的生物除磷过程，对整个系统的生物除磷功能起着非常重要的作用。
根据研究,当微生物体内吸附和吸收大量易降解物质而且处在氧化还原电位为+100mV至—150mV的交替变化的环境中时，系统可具有良好的生物除磷功能。
2。
3。
5沉淀池
沉淀池的形式有平流式、竖流式和辐流式沉淀池。
其作用是从污水中去除沙子，渣量等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉淀池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。
平流式沉淀池静压排泥时，若不设刮泥机，采用多斗则结构复杂.竖流式沉淀池一般可采用单斗静压排泥，不需排泥机械。
辐流式沉淀池一般可采用刮泥机或吸泥机.通过对各个沉淀池的比较，本设计沉淀池采用竖流式沉淀池。
2。
3.6污泥浓缩池
浓缩池的形式有重力浓缩池、气浮浓缩池和离心浓缩池等。
重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法,按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂.浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。
离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。
从适用对象和经济上考虑,故本设计采用气浮浓缩池。
形式采用间歇式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强.采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管.
2.3。
7污泥脱水
污泥机械脱水与自然干化相比较,其优点是脱水效率较高，效果好,不受气候影响，占地面积小.常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。
本设计采用带式压滤机，其特点是：
滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小;省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。
另外，为防止突发事故,设置事故干化场，使污泥自然干化。
3。
主要构筑物及设备的设计与计算
3。
1格栅
3.1.1格栅尺寸
（1）设计平均日流量
（2）设计最大日流量
（3）栅条间隙数n
式中：
——栅条间隙数，个;
——格栅倾角，,取=60；
——栅条间隙，，取=0。
01;
——栅前水深，，取=0.4；
—-过栅流速,,取=0.8；
——生活污水流量总变化系数，根据设计任务书取1.5。
则（取=23个）
（4）有效栅宽
式中：
——栅条宽度,，取s=0.01。
则=0.01×（23-1）+0.0123=0.45
3。
1.2通过格栅的水头损失
式中：
-—过栅水头损失,；
——计算水力损失,；
阻力系数，栅条形状选用圆形断面所以,其中=1.79;
——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用=3；
--重力加速度，，取=9。
81;
则：
，在0.08～0。
15之间，符合设计要求。
3.1.3栅后槽的总高度
式中：
——栅前渠道超高,，取=0。
3。
则：
=0.4+0.3+0。
15=0。
85m
3。
1.4栅栅的总长度
式中：
——进水渠道渐宽部分的长度，，;
—-进水渠宽，，;
—-进水渠道渐宽部分的展开角度，，取=20；
——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度,，；
——栅前渠道深，,。
则：
=
=
=
3.1。
5每日栅渣量
式中：
——单位体积污水栅渣量，，取=0.1
则：
格栅的日栅渣量为:
0.2，宜采用机械清渣.
3．2调节池
3。
2。
1设计参数
①本设计采用空气搅拌的调节池，一般为矩形,空气用量为4～6m3/（m3·h），调节池的有效水深一般为3。
0m～5。
0m；
②对于印染废水，水力停留时间一般为8～10h；
③气水比取4:
1；
④管内流速应在10～15m/s范围内;
⑤支管内的空气流速应在5～10m/s范围内；
⑥孔眼开于穿孔管底部垂直中心线下斜向45ο处，并交错排列,孔眼间距b=100mm,孔径φ=4mm，穿孔管长一般为4m。
3。
2。
2设计计算
①调节池的有效容积
m3
式中：
Q-平均进水量（m3/h），本设计Q=4500m3/d=187.5m3/h；
T—停留时间（h），取9h。
②调节池的尺寸
调节池平面形状为矩形，由于受场地的限制，其有效水深h2采用4。
0m,则调节池的面积
池宽B取13m，则池长取33m
取保护高度h1=0.5m,则池的总高为H=4。
0+0.5=5。
5m
③空气管计算（取汽水比为4:
1）
空气量
空气总管管径D1取150mm，管内流速v1为
v1在10~15m/s范围内，满足规范要求。
空气支管共设10根，每根支管的空气流量q为：
取v2=7m/s，则支管管径
取D2=60mm，则
v2在5~10m/s范围内,满足规范要求.
④穿孔管的计算
每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量q1为：
取v3=10m/s，则管径
取D3=40mm,则
⑤孔眼的计算
取孔眼数m=70个，则孔眼流速v为：
⑥管距阻力计算
布气阻力
式中：
1.2-为布气孔局部阻力系数;
ρ—为空气密度，ρ=1.205kg/m3；
—孔眼流速，m/s；
g—重力加速度，，取9。
81。
总需水头
=4.5+0。
1035+0.216+0.0103=4。
83m
式中:
H0—穿孔管安装水深,本设计取=4.5m；
h1—沿程阻力,h1=103.5mm；
h2—局部阻力,h2=216mm；
根据与H选择流量为Q=15。
9m3/min罗茨鼓风机.
3。
3水解酸化池
（1）反应池容积
反应池采用有机负荷进行计算
取1145m3
式中:
V—反应器的有效容积,m3；
Q—废水流量,m3/d；
q—容积负荷，kgCOD/（m3d），这里取q＝3。
5kgCOD/（m3d）；
S0—进水有机物浓度，取最大值890.2mgCODCr/L
（2）反应池尺寸的确定
反应器的形状有圆形、方形、矩形,这里采用方形反应器;污床高度一般为3~8m,这里取高度为H=6m；用钢板焊制或者用钢筋混凝土建造。
HRT：
水力停留时间，h，取HRT＝8h;
反应器的宽度B计算：
B＝=取2。
5m
反应器的长度L计算：
反应器的上升流速v计算：
v==m/h
3.4改良SBR池——CAST工艺
已知设计数据：
Q=4500m3/d,BOD5=291.6～415。
7mg/LTN=1.8～2.5mg/L，要求出水的BOD5=30mg/L
采用的设计参数：
Nv=0。
2kg/（m3·d），MLSS=4000mg/L， MLVSS=2800mg/L,污泥龄θc=20d.
设两组CAST池，运行周期T=6h，循环次数n=4次/d，反消化速率=26mgNO3-N/（gMLSS·d），产率Y=0。
21kgVSS/kgBOD。
（1）池容的计算
①周期进水量
②反应池有效容积
生物选择区与好氧区体积比取1∶4，则V好氧区=3740m3,V选择区=936m3,两池的总体积V=4676×2=9352m3
③核算最小水量
Vmin=V—V0=4676—562。
5=4113.5m3
Vm≥
④池尺寸设计以单池为例.池深5.0m,超高0.5m，池平面积A=4676/5=935m2
L/B=4/1，则取L=55，B=17，A=BL=55×17=935m2，其中选择区l1=11m，好氧区l2=44m。
⑤排水口高度
h=
（2）需要量
①随剩余污泥排放的含氮量（污泥按C5H7NO2）计算，含氮12。
4%
式中：
S0——进水BOD5的浓度（g/L）;
Se——出水BOD5的浓度（g/L）;
②进水含氮量
SN1=TN1×Q=0。
0025×4500=11。
25kgN/d
③污泥量：
取条件θc=20d，Y=0.21kgVSS/kgBOD，污泥量ΔX为:
④需氧量
式中：
Nr—-需要消化的含氮量（kgN/d）；
Nor——需要反消化的含氮量（kgN/d）;
a＇—-降解每kgBOD需氧量,取0。
5kgO2/BOD；
b＇——污泥自身消化需氧量，取0。
1kgO2/（kgMLVSS·d）；
V-—好氧区容积3740m3
在本设计中由于氮的含量是正常的，所以可以不考虑氮的消化和反消化作用。
（3）排泥量（单池）
3.5沉淀池
3。
5。
1计算
①中心管截面积
设n=2,有两个沉淀池
则
式中：
—中心管内流速，m/s,≤30mm/s，本设计取30mm/s,即0。
03m/s。
②中心管直径：
③中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度：
式中：
—废水从间隙流出的速度,m/s，一般不大于0。
04m/s，本设计取0。
04m/s；
—喇叭口直径，m，=1。
35=1。
35×1.29=1。
7415m。
④沉淀池的有效断面面积,即沉淀区面积：
式中：
—表面水力负荷,，如无沉淀试验资料，则取0。
5～1.0mm/s，本设计取0.0007m/s。
⑤沉淀池池径：
取8。
5m
⑥沉淀池的有效水深，即中心管的高度
m
式中：
t—沉淀时间，h，一般采用1.0～2.0h，本设计取1.5h。
⑦每天产生污泥量
式中：
、-分别为进出水悬浮物浓度,mg/L；
—污泥容重，，含水率在95％以上时，取1000；
P0—污泥含水率，在95％～97%之间，取97%
则每天总产污泥量
⑧贮泥斗容积
式中：
h5-贮泥斗圆锥部分高度；
R-圆锥上底半径,R=0.5D=m；
r-圆锥下底半径，r为0。
2~0.25,取r=0。
25。
取污泥斗倾角α=45°
h5=（R－r）tanα=（4。
25－0.25）×tan45°=4m
⑨沉淀池总高度
式中：
h1—池子超高,ｍ，取为0。
3m；
h2-沉淀池有效水深，m；
h3—中心喇叭口至反射板的垂直距离，m；
h4-缓冲层高,有反射板时取0.3m；
h
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