中水处理设计实例Word文件下载.docx
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50L/人.天
54.72
25L/人.天
68.40
5
5号楼
6
6号楼
7
总计
5280
983.04
347.328
434.16
由上表及图所示,本工程选用优质杂排水作为中水原水是可行的,其中水原水量设为：
Qpy=350m3/d,并采用自来水作中水补充水源.
三.中水处理工艺计算:
（一）中水处理工艺流程方案选择:
因本工程中水原水为淋浴排水与盥洗排水组成的优质杂排水,所以采用以物化处理为主的工艺流程.
工艺流程框图
经过此工艺流程处理后的水质标准:
BOD5<
20,CODmn<
30,SS<
10
（二）各种水水质标准
优质杂排水水质标准:
BOD5:
100,CODmn:
80,SS:
100,ABS:
11.
生活杂用水水质标准:
:
10,CODmn:
50,SS:
10,.
（三）中水处理设施处理能力:
设中水处理设施运行时间采用24小时连续运行.
q=Qpy/t
q____设施处理能力（m3/h）
Qpy___经过水量平衡计算后的中水原水量（m3/d）（350）
t_____中水设施每日设计运行时间（h）（24）.
q=Qpy/t=350/24=14.58m3/h.
（四）格栅的设置:
本工程格栅设于格栅井内,且格栅条空隙宽度为8mm（采用一道格栅）,其倾角采用750.
（五）调节池计算:
本工程工艺处理设施运行时间为24小时连续运行,调节池有效容积计算如下:
Vs=Qpy*C
Vs_____调节池有效容积,m3
Qpy____中水日处理水量，m3（350）
C______调节池有效容积占日处理量的百分数%（40%）
Vs=Qpy*C=350*0.4=140m3
调节池高设为H=3.5m,有效水深设为H1=3.2m,则调节池有效面积为:
F=Vs/H1=140/3.2=43.75m2
调节池采用距形,则其BxL=6x7.5,则其面积为:
6*7.5=45m2>
43.75m2
满足要求.
并考虑在池底设置水下曝气器.
（六）毛发聚集器的设置:
本工程毛发聚集器设于污水泵吸水管上,毛发聚集器要求如下:
1.过滤网的有效过水面积等于连接管截面面积的2.5倍.
2.过滤网的孔径为3mm.
（七）沉淀池计算:
1.本工程采用斜管沉淀池,其设计参数如下:
表面负荷:
U0=2m3/m2.h,
斜管长ι=1m,
斜管倾角θ=600
斜管管径d=100mm,
保护超高为h1=0.3m,
清水区高度为：
h2=0.7m,
配水区高度为:
h3=1.0m,
积泥区高度为:
h4=0.53m,最大出水负荷<
1.70L/S.m.
2.表面负荷计算:
U0=2m3/m2.h=0.56mm/s.
3.流量计算：
Q=350m3/d=14.58m3/h.=4.05L/S
4.清水区面积：
F=Q/U0=14.58/2=7.3m2
5.沉淀池尺寸:
采用距形池,其长度为宽的2倍,即L=2B,
则:
2B2=7.3,得出B=1.9m,取2m
L=2*B=2*2=4m
F=4*2=8m2>
7.3m2满足要求.
6.净出水口面积计算:
为了配水均匀,进水布置在4m长的一侧.在2m宽度中扣除0.3m无效长度,则净出水口面积:
F’=（B-0.2）*L/K
K____斜管结构系数.1.03
F’=（B-0.2）*L/K=（2-0.2）*4/1.03=6.99m2
7.沉淀池高度计算:
斜管高度:
h5=L*Sin600=1*0.87m
则池高：
H=h1+h2+h3+h4+h5
=0.3+0.7+1+0.53+0.87=3.4m.
8.核算:
以沉淀池出水负荷来核算..
Qf=Q/L=4.05/4=1.01L/S.m<
1.70L/S.m满足要求.
8.其它:
排泥采用穿孔管,出水采用堰口出水方式.
9.斜管沉淀池
（八）中间水池:
中间水池容积取调节池容积的11%,则中间水池容积V=0.11*140=15.4m3,取中间水池高H=1.5m,保护超高为0.3m
则中间水池面积:
F=.V/H=15.4/1.2=12.8m2
中间水池平面尺寸边长为:
L=12.81/2=3.6m.
（九）本工程中水过滤采用石英砂压力过滤器过滤.
1.设计参数:
滤速为:
v=10m/h,反冲洗强度：
q=40L/m2.s,反冲洗时间t=5min,
2.过滤器面积：
F=Q/v
式中：
F____过滤器面积（m2）
Q____过滤器处理能力（m3/h）（接两倍日处理量计算29.16）
V____滤速（m/h）（8）
F=Q/v=29.16/10=2.9m2.
3.反冲洗水量:
Q1=q*F*t=40*2.9*5*60=34800L=34.8m3,其反冲洗水由反冲泵从清水池中抽取供给.
4.过滤罐尺寸计算:
采用两个过滤罐n=2.
（1）每罐过滤面积F1=F/n=2.9/2=1.45m2
（2）每罐半径:
R=（F1/3.14）1/2=（1.45/3.14）1/2=0.68m
（3）每个过滤罐直径:
d=2*R=2*0.68=1.36m,取1.4m.
（十）清水池计算:
清水池的调节容积按中水系统日用水量的35%计算.
V=Qd.*0.35=350*0.35=122.5m3,设清水池高为:
3.5m（其中超高保护高为0.3m）
则清水池面积为:
F=122.5/3.2=38m2.
则清水池平面尺寸为:
BXL=4X9.5m.
（十一）混凝剂计算:
1.本工程中水混凝剂采用精制硫酸铝,其性质为:
无水硫酸铝含量为:
52%,
2.本工程助凝剂采用活化硅酸.
3.药液箱容积的计算:
本工程混凝剂投药率为:
20mg/L,采取每天制药一次.
则药液箱容积V=a*Q/（10*b*n）
V___药液箱容积,L
a____混凝剂投药率,mg/L（20）
Q____日处理水量,m3/d（350）
b____药液含量,一般采用20
n_____每日配制药液次数,
（1）
V=a*Q/（10*b*n）=20*350/（10*20*1）=35L
4.本工程投药采用泵前投药方式,由孔口计量设备苗嘴流出的混凝剂药液投加在水泵吸水管上.采用孔口计量投药设备
（十二）消毒剂计算:
1.本工程消毒剂采用次氯配钠消毒剂,采用直流式次氯酸钠发生器.
2.次氯酸钠发生器的产量计算如下式:
W=24QD/T
W____次氯酸钠发生器的有效氯产量,g/h
Q____被消毒水的最大日平均时流量,m3/h（14.58）
D____水的设计加氯量,mg/L（20）
T____发生器的工作时间,h（10）
W=24QD/T=24*14.58*20/10=700g/h
3.食盐用量的计算如下式:
G=24QDS/1000
G_____食盐用量,kg/d
S____生产单位质量有效氯所消耗的食盐量,kg/kg（3.5）
G=24QDS/1000=24*14.58*20*3.5/1000=24.5kg/d
4.盐水槽的容积计算如下式:
Vs=100G/（n*N）
Vs_____盐水槽的有效容积,L
G______食盐用量,kg/d（24.5）
n______稀盐水浓度,%（4）
N______每日配制次数,
（1）
Vs=100G/（n*N）=100*24.5/（4*1）=612.5L
5.次氯酸钠贮液槽容积计算如下式（有效容积）:
Act=QDt/C
Act_____贮液槽的有效容积，L
C______次氯酸钠溶液的有效氯浓度,g/L（8）（或按产品说明书）
t_______贮液时间,h.t=24-T=24-10=14h（T为发生器工作时间）.
Act=QDt/C=14.58*20*14/8=510.3L
6.稀盐水（4%）的配制:
由溶盐池配制浓度15%左右的浓盐水,静止沉淀后,用比重计测定其浓度,再配制成4%浓度的需要量,启动盐水泵将一定体积的浓盐水送入盐水槽中,然后加入清水使其成为需要浓度的稀盐水.
7.配制612L4%浓度的稀盐水所需浓盐水体积计算:
（1）浓盐水浓度计算如下式:
Cs=а*Ds-b
Cs_____盐水的质量百分比浓度，%
Ds_____盐水的比重,kg/L（1.1）（应由实测数据为准）
а.b_____系数,常温下取а=151.7,b=151.83
Cs=а*Ds-b=151.7*1.1-151.83=15%
（2）配制612L4%浓度的稀盐水所需浓盐水体积:
V=4*612/15=163.2L.
8.本工程消毒液投放采用水射器投药方式
四.结束语
从本工程来看,对具有丰富优质杂排水的大型居住社区来说,从水量平衡及计算不难看出,其优质杂排水水量与中水用水量之间本身就可达到长期平衡关系,所需自来水补充水量很小,完全可达到自身循环,大大节约了水资源;
且优质杂排水具有较好的原水水质,其处理流程采用完全成熟的传统处理工艺,具有较为丰富的设计.施工.管理经验,有利于降低中水的运行成本,提高中水工程建设的社会及经济效益.
某钢铁制品厂废水处理设计
近年来，钢铁制品企业飞速发展，生产规模不断扩大，废水的处理随之显得十分必要和紧迫。
四川龙威钢铁制品公司总资产45亿余元，员工近3000人，已形成年产钢220万吨、生铁220万吨、钢材210万吨的综合生产能力。
由于市场的要求，该公司计划在成都龙泉新建一个生产基地，主要生产气体保护焊丝、焊接管材、镀锌钢板、冷轧钢板、热轧钢板等钢铁加工产品。
其废水主要来自于下属的7个车间和员工生活污水，其废水处理后排放的受纳水体为“东风渠”，是周围农村农业生产的主要水源，因而按照国家《钢铁工业废水处理排放标准》（GB13456—92）[6]中一级标准要求设计。
1设计方案评价
1.1污染源统计
焊丝车间
主要排放的废水有冲洗水和循环排污水，均为间隙排放，排放量均为3t/h，主要污染物为酸碱物质和少量的Fe2+和Cu2+。
焊管车间
主要排放的废水有冲洗水和循环水排放水，均为间隙排放，排放量约为3t/h，主要污染物为酸碱物质和一定量的Fe2O3。
轧机车间
轧机车间排放废水主要是循环水排放和废乳化液两个月中分数次排放，共2000m3，日排放量约为40m3/d，主要污染物是其中的矿物油。
酸洗车间
酸洗车间将排放大量的酸洗废水，同时有一定的循环水排放，排放量约为5t/h，是连续排放，其中含有酸性物质（主要是HCl）和Fe2+。
锌镀车间
镀锌车间主要排放废油，碱洗废水和冲洗废水，间隙与连续排放共存，排放量共为5t/h，主要油和碱性脱脂剂，pH值为11~12。
彩涂车间
彩涂车间主要排放废油，碱性废水和冲洗废水，间隙与连续排放共存，约为4t/h，主要含油和碱性脱脂剂。
PH值为11~12。
电解清洗组
电解清洗机组主要排放废油、碱洗废水和冲洗废水，碱洗与连续排放共存，排放量约为4t/h，主要含油和碱性脱脂剂，pH为11~12。
车间生活污水
该公司在职工作人员为2000人，采用四班三运转方式，按每人每天排污量
120L/P排放生活污水，总计约为240t/d。
水中主要含有COD、BOD5。
1.2污染源分析
由污染源统计可知，该公司的废水来自于8个车间、部门，可以分为四个类别，即：
酸性废水、碱性废水、废乳化液和生活污水，如果要分别修建四套独立的输送系统，对全厂的平面布局和预算十分不利。
所以，确定统一处理方式。
酸性废水的量为5t/h，其中含有的HCl较多，达到2%左右。
此外，从焊丝、焊管车间排放的废水也含有一定的酸度，成分为H2SO4，排放量为6t/h左右，即总的酸性废水排放量为11t/h。
碱性废水的排放量为12t/h，其中主要含油和脱脂剂，脱脂剂的主要成分为NaOH、Na2CO3和Na3PO4，另有一定的有机添加剂，其碱性为pH=11~12。
废乳化液为间断排放，两个月共排放为40m3/d，其中主要的污染物是5%的矿物油，另外需要进行破乳。
生活污水的排放量为10~15t/h，呈中性，含有一定的有机物，可采用物化、生化方式处理。
经分析得出，连续排放的废水合计27~32t/h，间断排放的废水为8~10t/h，总的排放量35~42t/h，按照稳定、可靠、安全的原则，确定处理规模为42t/h，即1000t/d。
1.3设计要求
本案按照国家《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456—92）[6]中一级标准设计，具体进出水数据和处理要求如表1：
表1设计要求
进水数据[9]
出水设计要求
设计去除率
pH
3~8
6~9
—
SS（mg/L）
430
70
84%
BOD5（mg/L）
344
20
90%
CODcr（mg/L）
450
100
79%
Cu2+（mg/L）
0.8
0.5
39%
油类（mg/L）
75
94%
Cr6+（mg/L）
0.2
1.4方案评价
1.4.1方案论述
方案一：
本方案以生产废水和生活污水混合后，通过加药中和调节pH值，然后通过溶气气浮去除水中的悬浮物和金属离子，再通过SBR（序批式活性污泥法）处理水中的有机物。
方案二：
与方案一处理思路相似，只是在气浮前设一絮凝沉淀罐，以提高悬浮物的去除率；
而在气浮方式上采用更为先进的CAF式气浮；
在生化处理方式上利用接触氧化池，相应地就需要在接触氧化池后增加一“二沉池”。
具体处理流程如图2所示
1.4.2方案特点与评价
1）中和过程
两种方案都采用了酸碱废水相互中和后再进入处理的工艺过程，其目的是减少中和药剂的用量，节省运行成本。
另外，如果采用石灰中和，则残渣较多。
因此，可在pH值相对较高的时候使用苛性钠作中和剂，减少渣量，提高中和效率。
尤其是进水中Fe2+、Fe3+、Cu2+含量较高时能够迅速形成氢氧化物沉淀，从而提高金属离子的去除率。
2）絮凝沉淀
方案一和方案二有一重要区别，就是前者没有采用专门的絮凝沉淀过程，这种设计的原因是进水的SS含量不高，且如果在中和过程后，加入混凝剂利用管道混合，再进入溶气气浮则也能够起到去除SS的作用，只是去除效果有待进一步验证。
而如果采用专门的絮凝沉淀过程，则混凝剂的作用更彻底，去除效果更好，而且当水中SS较高时也能够保证出水水质，减轻气浮机的处理负荷。
但是，在混凝剂的种类选择和用量上必须谨慎。
一些常用的混凝剂如表2：
表2常用混凝剂种类[2]
分类
混凝剂
无机类
低分子
无机盐类
碱类
金属电解产物
硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、铝酸钠、氯化铁、氯化铝
碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙
氢氧化铝、氢氧化铁
高分子
阳离子型
阴离子型
聚合氯化铝、聚合硫酸铝
活性硅胶
有机类
表面活性剂
十二烷胺醋酸、十八烷胺醋酸、松香胺醋酸、松香胺醋酸、烷基三甲基氯化铵
月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、松香酸钠、十二烷基磺酸钠
低聚合度高分子
非离子型
两性型
水溶性苯胺树脂盐酸盐、聚乙烯亚胺
藻朊酸钠、羧甲基纤维素钠盐
淀粉、水溶性尿醛树脂
动物胶、蛋白质
高聚合度高分子
聚丙烯吡啶言、乙烯吡啶共聚物
聚丙酸钠、水解聚丙烯酰胺、磺化聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺、氯化聚乙烯
方案一采用的是目前应用最广泛的溶气气浮即DAF，其主要机理是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态然后使废水压力骤然降低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。
用这种方法产生的气泡直径约为20~100μm，并且可人为地控制气泡与废水的接触时间，因而净化效果比散气气浮法好，应用广泛。
涡凹气浮其主要组成部分有：
专利曝气系统，回流系统，刮泥机系统及出泥系统如图3所示.
涡凹气浮的主要优点有[2]：
a.节省投资涡凹气浮能够去除水中的油脂、固体悬浮物、BOD、COD，在生化二级污水处理厂前设置此系统，可大大减小处理厂的规
模，从而大大减少总体投资费用。
此外，CAF不需要压力容器、空压机和循环泵等设备，从而大大减少了废水预处理的投资费用；
b.运行费用低廉整个CAF气浮系统只有曝气机需要动力，每个曝气机需要的动力约为2.25kw。
处理水量在35~50t/h的CAF的设备功率只有3.0kw。
这是其他气浮系统无法比较的。
而且维修和人工操作较少。
c.效率高与传统的油脂收集器相反，涡凹气浮系统是将固体污泥自动和连续地从废水中除去。
污泥的去除和储存是以浓缩方式进行的，因此也降低了污泥处理的费用。
d.操作简单涡凹气浮系统非常容易操作，根本就没有复杂的机器设备，也不需要人工参与。
整个系统仅由两个机械部分组成，不象DAF溶气气浮包含了压力容器、空压机、循环溶气泵等许多必须设备。
由以上分析可以清楚地看出，CAF比DAF性能更好，故本案决定采用此气浮方法。
4）生化处理方法
分析本案废水水质可知，BOD5/COD>
0.3可以采用生化处理。
所以派出了以上两个方案。
方案一采用的是SBR序批式活性污泥法，
由于考虑到该厂的工作时间为24小时连续运行，如果采用SBR工艺则需要建造较大的池体或多个池体，而且其处理水量较小，不适应本案。
只是在基建费用上占有一定优势。
因此，派出了方案二的接触氧化法。
接触氧化法又称浸没式生物滤池。
生物接触氧化池内设置填料，填料上长满生物膜。
在废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化为新的生物膜，从填料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。
在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则自鼓入的空气中不断补充失去的溶解氧。
空气多通过设在池低的穿孔布气管进入水流，当气泡上升时向废水供应氧气，同时借以回流池水。
如图4[1]
一般说来，活性污泥法的处理效率高于生物接触氧化法，卫生条件也较好，且基建费用和占地面积较有优势。
但是，SBR的管理和操作要求较高，而且虽说有均质调节池，但在实际运行中，因为该厂的间歇排水量大，很可能会产生调节效果不好的情况。
因此，综合经济和处理效果的考虑，决定采用接触氧化工艺进行生化处理。
2.设计方法
废水处理工程的设计方法是灵活多样的，但其主要设计步骤如下：
资料的收集（包括设计原始资料和自然条件资料），试验验证（包括试验的必要性论证、试验方法、试验数据及结果分析），设计方案的选择，设备选型，构筑物计算，总图布置。
由于篇幅所限，本文只涉及方案选择，设备选型与构筑物计算，总图布置，对于资料收集和试验验证过程参考其他钢铁行业废水处理情况，在此不作赘述。
2.1工艺方案的选择
一般在进行污染治理工程设计的时候，都会考虑多个工艺方案进行选择。
在进行工艺选择时，必须遵循以下原则[3]：
合理规划、合理布局为了合理解决污染问题，必须从城市或区域进行全面考虑。
对工厂应实行有计划的布局和迁移，例如在城市的河流上游不宜建立有严重污染的新厂、加强对乡镇企业的环境保护工作。
此外，在新建工业区或迁移工厂时，要注意总体安排。
在污水处理工艺方案中，尽力选用新的后处理工艺，将污染减轻或消灭在生产工艺中
采用新工艺、新技术、新线路例如本工艺中的CAF气浮法，就是一种高效，多用途的气浮方法。
本方案基于上述原则的考虑，决定采用方案二的方法，不但能够最大限度减少能耗，还能减少基建投资。
另外在方案的实施过程中，将气浮池改成气浮机，将絮凝沉淀池改成絮凝沉淀罐，中和池改成中和罐，以最大限度节省基建投资。
其具体流程见附图。
2.2计算
2.2.1构筑物及高程计算（以地面为+0.00m标高）
2.2.1.1集水井
集水井：
以水力停留时间t=1.5h，流量Q=42m3/h，则
集水井有效容积应为
V=Qt=42×
1.5=63m3
设集水井深5m,有效水深4m，则集水井面积为
S=V/h=336/4=16m2
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