印染废水污水处理厂设计文档格式.docx
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3.7.2配制与投加27
3.7.3混合方式27
3.7.4反应设备——机械絮凝池27
3.8消毒接触池29
3.8.1消毒剂的选择30
3.8.2消毒设施计算31
3.9可行性达标分析31
第四章污泥的处理与处置33
4.1污泥浓缩33
4.1.1污泥量计算及浓缩池的选择33
4.1.2池体计算33
4.2贮泥池34
4.2.1贮泥池的作用34
4.2.2其他设计参数34
4.3污泥泵房设计35
4.3.1污泥泵的选择35
4.3.2泵房设计35
4.4污泥脱水机房35
4.4.1设备选型35
4.5污泥管道37
第五章平面与高程布置38
5.1平面布置38
5.1.1平面布置的一般原则38
5.1.2主要构筑物建和筑物的尺寸39
5.2高程布置40
5.2.1水头损失的计算40
第六章工程项目概预算42
6.1工程投资概预算42
6.1.1建设费用42
6.1.2设备费用43
6.1.3管材附件费用44
6.1.4其他费用44
6.2劳动定员、运行管理45
6.2.1劳动定员45
6.2.2运行费用45
总结47
致谢48
参考文献49
前言
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。
据不完全统计，全国印染行业每年排放印染废水约有0.6×
109m3，而其中大部分皆未能实现稳定达标排放。
主要问题是:
印染废水量大，成分复杂，生物难降解物多，脱色困难，运行费用高等
印染废水主要来自退浆、煮幼是、漂白、丝光、染色、印花、整理工段。
生产工段的特点决定了印染废水具有“高浓度、高色度、高pH、难降解、多变化”，五大特征。
针对印染废水的五大特征日前国内对印染废水的生化处理工艺通常采用“水解酸化+好氧氧化”工艺。
20世纪80年代开发的水解酸化工艺，能使废水中的部分有机物得到降解，分子量明显减小，生物降解性能明显提高.能提高后续的好氧处理效果，尤其对悬浮性COD去除率较高，经水解处理后，溶解性有机物比例发生了变化，水解出水溶解性COD比例可提高一倍。
此外，该工艺可减少系统污泥产最，便于维护管理.当处理要求不高时，好氧处理可优选接触氧化法，以节省资金且操作管理方便。
第一章设计任务书
1.1毕业设计题目
武汉市某600m3d印染废水处理工程初步设计
1.2毕业设计目的
综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，对污水处理工程进行设计，分析解决实际问题，进行工程师所必需的综合训练，在不同程度上提高研究、查阅文件、撰写论文或设计说明书、计算书及工程设计绘图的能力。
1.3毕业设计任务
根据印染废水的特点及相关资料进行废水处理工程设计，具体内容有：
1、污水处理工艺设计；
2、污水处理构筑物设计；
1.4原始资料
1.4.1进水水量
600m3d。
1.4.2进水水质
该染整有限公司主要生产靛蓝牛仔布，废水主要来自生产过程中的煮炼、漂白、染色及整理等工段，使用的主要染料为：
分散染料占70%，活性、直接及其它染料占30%。
使用的助剂有：
纯碱、元明粉、柔软剂、洗涤剂、双氧水、硫酸等。
其生产工序为：
坯布-煮炼-漂白-染色-整理-成品。
排水水质状况为：
Q=600m3d，COD=1200mgL，BOD5=400mgL，PH=9.0，SS=400mgL，NH3-N=30，色度350倍。
1.4.3排放标准
出水水质:
项目
pH
CODcr
（mgL）
BOD5
SS
NH3-N
色度
（倍）
水质
6-9
100
30
70
15
50
1.4.4气象与水文资料：
风向：
主导风向SE。
水文：
全年降雨量为1000mm；
全年最高气温41℃，最低-8℃，年平均气温为17℃。
极限冻土深度为60cm。
1.4.5厂区地形：
水处理厂选址区域地势平坦，平均地面标高为80.00m（黄海绝对标高）。
厂区征地面积约90m×
65m。
接纳管道管底标高比污水厂地平面低3m。
地下水位-8m。
1.5毕业设计成果
1、污水处理厂总平面布置图，1张；
2、各单项处理构筑物工艺施工图及细部详图4张；
3、工程设计说明及计算一份。
第二章废水的处理方案和工艺流程
2.1废水性质
2.1.1废水来源
该厂生产废水主要来自前处理及染色两个工序，前处理一般包括退浆、煮炼、丝光、漂白等。
棉及棉纺织、机织产品在制成织物时，为使丝线光滑，并提高其强度和耐磨性能，需对线纱进行上浆。
而在织物染色前，为使纤维和染料更好的亲和，又需将织物上的浆料退掉，产生退浆废水。
退浆废水有一定的粘性、且呈碱性、有机污染物含量随浆料品种而异，一般都较高。
其中化学PVA属于难生物降解物质。
煮炼、丝光均在碱性条件下进行，以去除织物纤维上含有的草刺、果胶、蜡脂等，并使织物的纹络更清晰，其产生的废水呈碱性、有机污染物含量亦比较高。
棉及棉混纺织物染色所用染料主要为：
活性染料，使用的助剂主要有：
烧碱、纯碱、硫酸、食盐、表面活性剂、匀染剂等。
2.1.2废水特点
（1）印染废水不是“一种”废水，而是一个大类，不同纤维（棉、毛、丝、麻、涤纶、腈纶、氨纶、棉纶等），所采用染料不同（活性、阳离子、分散、靛兰、酸性染料等），前处理和染色工艺不同，所用的助剂也不同，其污染种类和浓度相差很大，所以处理工艺和所选参数差别很大，例如针织、丝绸、毛纺、牛仔染整相对污染较低，棉印染、化纤印染浓度很高，二者相差很大。
（2）水量大：
无论从单位产品排水量或全行业排水总量均如此。
（3）以有机污染为主，但是可生化性（BC）低，处理难度高。
（4）属高浓度有机废水，其中某些工序属极高浓度，例如退浆、煮炼、碱减量工序。
（5）废水中的污染物主要是前处理工艺中的纤维残余物（纤维屑、胶质、蜡等）、残留于废水中的染料、几乎全部助剂。
（6）基本上都是有害物质（指长远影响小于有毒污染物质）。
由于染料上染率都很高，残留的经过废水处理基本分解，部分工艺用络化合物，但量较少，一般经处理后能达到排放标准。
（7）绝大部分废水呈碱性，色泽较深，尤其染整废水，颜色随染料而异。
（8）温度高、难以生物降解：
印染废水的水温通常为30—40℃，甚至高达50℃以上，不能直接生化处理；
此外，印染废水中含有大量的助剂及表面活性剂，不仅难生物降解，还会在生物降解曝气时产生大量泡沫阻碍充氧。
2.2方案确定
通常印染废水的处理方法有：
物理法、化学法、生物法以及联用方法等。
其中物理法中应用最多的是吸附法，它具有费用低、脱色效果较好，但应对吸附染料后的吸附剂的再生及废吸附剂的处理还是存在不小问题；
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。
目前，国内外对印染废水以生物处理为主，占80%以上，尤以好氧生物处理法占大多数。
而随着染料浆料的成分日益复杂，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标。
此外，好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。
由于上述原因印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视。
而随着废水排放标准要求越来越严格，单独的生物处理难以达到排放要求。
结合实际情况，采用生物处理为主，再辅以化学处理技术，组成一个完整的综合治理流程，既保留了生物处理方法可去除较大量有机污染物和一定颜色的能力、且基本稳定的特点又发挥了物理化学法去除颜色和剩余有机污染物能力的特点，而且运行成本相对较低。
本设计采用厌氧水解酸化处理技术作为好氧生物处理工艺的预处理，共同组成混凝沉淀——好氧的生物处理——厌氧水解工艺。
其中水解酸化——好氧工艺有如下特点：
（1）抗冲击负荷能力较强，可广泛应用于有机物浓度高、水质水量变化较大的工业废水的处理。
（2）污水经水解酸化后，BC的比值有所升高，使其可生化性提高，便于后续生化处理。
（3）该工艺稳定性好，污泥沉降性好，受外界气温变化影响小，便于操作、管理。
（4）填料挂膜容易，老化、脱落的生物膜随着水力冲刷、曝气搅动自动脱落。
（5）剩余污泥量小，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便。
（6）附着在填料表面的微生物量大、种类多，并形成了从细菌—原生动物—后生动物的食物链，微生物代谢活性强，出水水质良好。
好氧生物处理方法主要有AO法、生物接触氧化法。
水解酸化——AO工艺——混凝沉淀：
废水经调节池进入水解酸化池，水解池中接触填料。
由于废水中含有染料等难降解的物质，且色泽较深，在水解酸化池中，利用厌氧型兼性细菌和厌氧菌，将废水中高分子化合物断链成低分子链，复杂的有机物转变为简单的有机物，从而改善后续的好养生化处理条件。
实践表明，水解酸化处理单元对活性染料废水具有较好的脱色作用。
厌氧—好氧处理工艺，它在传统的活性污泥法好氧池前段设置了缺氧池，是微生物在缺氧、好氧状态下交替操作进行微生物筛选，经筛选的微生物不但可有效去除废水中的有机物，而且抑制了丝状菌的繁殖，可避免污泥膨胀现象。
在生化处理后串联混凝沉淀物化处理系统，可进一步脱色和去除水中的COD，以确保处理水水质达标排放。
水解酸化——生物接触氧化——混凝沉淀：
水解酸化将污水中的染料、助剂、纤维类等难降解的苯环类或长链大分子物质分解为小分子物质，同时有效降解废水中的表面活性剂，较好的控制后续好氧工艺中产生的泡沫问题。
经水解酸化器处理后的出水进入接触氧化池。
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，部分悬浮生长于水中，兼有活性污泥和生物滤池的特点。
废水经水解和接触氧化处理后采用混凝沉淀工艺进一步去除色度和降低废水中的COD值。
AO法与接触氧化池在BOD去除率大致相同的情况下，后者BOD体积负荷可高5倍，所需处理时间只有前者的15。
根据实际经验，接触氧化法具有BOD容积负荷高，污泥生物量大，相对而言处理效率较高，而且对进水冲击负荷（水力冲击负荷及有机浓度冲击负荷）的适应力强。
维护管理方便，工艺操作简便，基建费用低。
由于微生物是附着在填料上形成生物膜，生物膜的剥落与增长可以自动保持平衡，所以无需回流污泥，运转十分方便。
其污泥产量远低于活性污泥法。
综上所述，确定厌氧水解酸化——生物接触氧化——混凝沉淀组合方案。
2.3工艺流程
2.3.1具体工艺流程如下：
2.3.2流程说明
废水通过格栅、筛网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，同时加酸中和，然后用泵提升至混凝沉淀池,该池对污水行进初步处理，能去除部分固体悬浮物、色度、BOD、COD以及NH3-N，接着污水进入水解酸化池，该池仅控制在酸性发酵阶段,以提高废水的可生化性;
水解酸化出水流入接触氧化池,在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入沉淀池,沉淀池的污泥部分回流到水解酸化池,在池内进行增溶和缩水体积反应,使剩余污泥大幅减少,剩余污泥经浓缩后可直接脱水。
二沉池的剩余污泥经浓缩后脱水，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。
第三章构筑物的设计与计算
3.1格栅和筛网
格栅和筛网作为废水的预处理设备，常设置在污水处理工艺流程中的核心处理设施之前，用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。
3.1.1设计参数
（1）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：
人工清除25～40mm
机械清除16～25mm
最大间隙40mm
（2）在小型污水处理厂或泵站前原格栅（每日栅渣量小于0.2m3）,一般应采用人工清渣。
（3）格栅倾角一般用45°
～75°
。
（4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。
（5）过栅流速一般采用0.6～1.0ms,栅前流速一般为0.4～0.9ms。
3.1.2设计计算
（1）水量日变化系数k
（2）栅条间隙数n
设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=0.9ms，栅条净间隙b=0.02m，格栅倾角α=75°
n=Qmaxsina12（bhv）
n=0.015×
（sin75°
）12（0.02×
0.3×
0.9）
=2.73
所以n取4个
其中：
Qmax——最大设计流量（m3s）
（3）格栅槽宽度B
栅条断面为锐边矩形断面，栅条宽度s=0.01m
B=s×
（n-1）+b×
n=0.01×
（4-1）+0.02×
4=0.11m，
（4）进水渠道渐宽部分的长度L1
设进水渠道宽B1=0.11m，其渐宽部分展开角度α1=20°
，则进水渠道内的流速
v=Qmax（·
m2）。
（3）所需筛网面积A
水力负荷：
q=0.8m3（min·
m2），Qmax=1308m3d=1.09m3min
面积：
F=Qmaxq
=0.910.8=1.36m2
设计取F=1.4m2
3.2调节池
纺织印染厂由于其特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多边性，是排出的废水的水质和水量有很大的变化。
而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理设备更为重要。
为了保证处理设备的正常运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。
为了调节水质，在调节池底部设置搅拌装置，常用的两种方式是空气搅拌和机械搅拌，选用空气搅拌，池型为矩形。
3.2.1加酸中和
废水呈碱性主要是由生产过程中投加的NaOH引起的，原水
PH为9，即[OH-]=10-5moll,加酸量Ns为
Ns=Nz·
a·
ka
=1308×
103×
10-5×
40×
10-3×
1.24×
1.120×
1=0.036kg=0.029m3s
式中D0——每立方米污水需氧量，3.5m3m3
（2）空气干管直径d
d=（4Dv）12
=[4×
0.029（3.14×
6）]12=0.078m,取80mm。
校核管内气体流速
v'
=4Dd2
=4×
0.082）=6.07ms在范围5～10ms内。
（3）支管直径d1
空气干管连接两支管，通过每根支管的空气量q
q=D2=0.0292=0.015m3s
则只管直径
d1=（4qv1）12
0.015（3.14×
3）]12=0.079m,取80mm
校核支管流速
v1'
=4qd12
=4×
0.0802）=2.98ms
在范围1～3ms内。
（4）穿孔管直径d2
沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留1m，则穿孔管的间距数为（L-2×
1）2=（14-2）2=6,穿孔管的个数n=（6+1）×
2×
2=28。
每根支管上连有14根穿孔管。
通过每根穿孔管的空气量q1=q28=0.01814=0.0013m3s
则穿孔管直径
d2=（4q1v2）12
=[4×
0.0013（3.14×
5）]12=0.018m，取20mm
校核流速
v2'
=4q1d22
=4×
0.022）=4.14ms在范围3～5ms内。
（5）孔眼计算
孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°
处，并交错排列，孔眼间距b=80mm，孔径=3mm，每根穿孔管长L=2m，那么孔眼数
m=Lb+1
=20.08+1=26个
孔眼流速
v3=4q12m
0.0032×
26）=7.07ms
符合5～10ms的流速要求。
（6）鼓风机的选型
①空气管DN=72mm时，风管的沿程阻力h1
，风压7.08KPa
SSR型罗茨鼓风机主要用于水处理，气力输送，真空包装，以输送清洁不含油的空气。
其进口风量1.18～26.5m3min,出口升压9.8～58.8kPa,该机显著特点是体积小，重量轻，流量大，噪声低，运行平稳，风量和压力特点优良。
查阅《给水排水设计手册》11册常用设备P485。
结合气量1.75×
104m3d，风压7.08KPa进行风机选型，查《给水排水设计手册》11册，选SSR型罗茨鼓风机，型号为SSR—150
表3-1SSR型罗茨鼓风机规格性能
型号
口径
A
转速
rmin
风量
m3min
压力
kPa
轴功率Kw
功率
Kw
生产厂
SSR-150
150
970
15.2
9.8
5.58
7.5
章丘鼓风机厂
3.3提升泵房
水泵的选择
①设计水量为600m3d，设离心泵2台，一开一备，则单台流量为
Q=60024=29.2m3
泵重：
58kg
排出口径：
50m
3.4混凝反应池
3.4.1混凝剂的选择
本设计采用混凝沉淀处理，通过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）。
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。
3.7.2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。
3.7.3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。
3.4.4反应设备——机械絮凝池
机械絮凝主要优点是能够适应水量变化，水头损失少，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。
（1）絮凝池尺寸
絮凝时间T取20min，絮凝池有效容积：
W=QmaxTn60
=65.4×
20（1×
60）=21.8m3
其中Qmax——最大设计水量，m3——池子座数，1
为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为两格，每格尺寸2.5×
2.5m。
絮凝池水深：
H=WA=21.8（2×
2.5×
2.5）=1.8m
絮凝池取超高0.3m，总高度为2.1m。
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
①叶轮直径取池宽的80﹪，采用2.0m。
叶轮桨板中心点线速度采用：
v1=0.5ms，v2=0.35ms；
桨板长度取l=1.4m（桨板长度与叶轮直径之比lD=1.42=0.7）；
=桨板宽度取b=0.12m，每根轴上桨板数8块，内外侧各4块。
装置尺寸详见图3-6。
旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为8×
0.12×
1.4（2.5×
5）=10.7﹪
四块固定挡板宽×
高为0.2×
1.2m。
其面积于絮凝池过水断面积之比为4×
0.2×
1.2（2.5×
5）=7.7﹪
桨板总面积占过水断面积为10.7﹪+7.7﹪=18.4﹪,小于25﹪的要求。
图3-5垂直搅拌设备
②叶轮桨板中心点旋转直径D0
叶轮转速分别为
n1=60v1πD0=60×
0.5（3.14×
1.44）=6.63rmin;
w1=0.663rads
n2=60v2πD0=60×
0.35（3.14×
1.44）=4.64rmin；
w2=0.464rads
桨板宽厂比bl=0.121.4<
1,查阻力系数Φ
表3-4阻力系数
bl
小于1
1～2
2.5～4
4.5～10
10.5～18
大于18
Φ
1.1
1.15
1.19
1.29
1.4
2
Φ=1.10k=Φρ2g=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:
N01'
=yklw13（r24-r14）408=4×
56×
1.4×
0.663（14-0.884）408=0.090kw
第一格内侧桨板：
N01'
'
0.963（0.563-0.443）408=0.014kw
第一格搅拌轴功率：
N01=N01'
+N01'
=0.090+0.014=0.104kw
同理，可求得第二格搅拌轴功率为0.036kw
③设两台搅拌设备合用一台电动机，则混凝池所耗总功率为
∑N0=0.104+0.036=0.140kw
电动机功率（取1=0.75，2=0.7）：
N=0.140（0.75×
0.7）=0.26kw
④核算平均速度梯度G及GT值（按水温20℃计，µ
=102×
10-6kg·
sm3）第一格：
G1=（102N01µ
W1）12=[102×
0.104×
106（102×
27.5）]12=62s-1
第二格：
G2=（102N02µ
W2）12=[102×
0.036×
27.5）]12=36s-1
絮凝池平均速度梯度：
G=（102N0µ
W）12=[102×
0.140×
55）]12=50s-1
GT=50×
20×
60=6.0×
104
经核算，G和GT值均较合适。
3.5水解酸化池
3.5.1介绍
水解工艺是将厌氧发酸阶段过程控制在水解与产酸阶段。
它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。
3.5.2池体积算
（1）池表面积F
F=Qmaxq
=（
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