某农药厂废水处理工艺设计(下).doc
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4.4SBR反应池
4.4.1设计说明
设计方法有两种：
负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法。
根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。
该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。
污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。
SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图3-3。
这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。
对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。
进水期反应期沉淀期排水期闲置期
图4-3SBR工艺操作过程
SBR工艺的操作过程如下：
①进水期
进水期是反应池接纳污水的过程。
由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。
SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。
因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。
混合液基质浓度随水量增加而加大。
充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。
SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。
充水期间可进行曝气、搅拌或静止。
②反应期
在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。
SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。
能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。
③沉淀期
相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。
本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。
此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。
④排水期
活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。
⑤闲置期
作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。
4.4.2设计参数
（1）周期参数
综合各方面的情况,选定周期参数为：
周期数N=4（1/d）
周期长TC=6h
进水时间Tc=0.5h/周期
反应时间TF=4h/周期
沉淀时间Ts=1h/周期
排水时间Tg=0.5h/周期
（2）池数n=5池
（3）设计高水位H=5m
（4）安全高度=0.7m
（5）设计水量
最高日流量Qd=2.0×2000=4000m3/d
最高时流量Qh=2.0×2000/24=166.67m3/h
（6）确定泥龄=10d
（7）水最低温度T=
（8）污泥指数依经验取SVI=150mL/g
（9）进水浓度：
=200mg/L
出水浓度：
=10mg/L
（10）SS进水浓度：
=200mg/L
SS出水浓度：
=5mg/L
（11）NH3-N进水浓度：
=25mg/L
NH3-N出水浓度：
=10mg/L
4.4.2设计计算
1）计算污泥产率系数（公式来自《城市污水回用技术手册》）
（4-26）
2）计算污泥量
（1）反应污泥量
（4-27）
（2）总污泥量
=10.83（t）（4-28）
3）计算池容
（4-29）
4）排水深度
5）污泥浓度XL
（可行）
6）单池参数
单池池容:
单池池面积:
易知最小面积尺寸可选为：
25m18m
因此单池尺寸为：
25m18m×5.0m
单池贮水容积:
=×=25m18m0.426=191.7m3（4-30）
5个池总容积=5=5191.7=958.5
7）核算污泥负荷
（4-31）
4.4.3SBR反应池运行时间与水位控制
SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。
5.0m水深中，换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。
（见图4.2）
图4.2SBR池高程控制图
进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。
4.4.4排水口高度和排水管管径
（1）排水口高度
为保证每次换水=4166.7的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.5-0.7，设计排水口在最高水位之下2.5。
（2）排水管管径
每池设自动排水装置一套，出水口一个，排水管1根；固定设于SBR墙上。
排水管管径DN1000。
设排水管排水平均流速为1.5，则排水量为：
==0.106（）=360.4（）（4-32）
则每周期（平均流量时）所需排水时间为：
==0.961（）（4-33）
4.5过滤池
4.5.1设计说明
根据国标规定，中水过滤处理宜采用机械过滤或接触过滤。
使用新型滤器、滤料和新工艺时，可按实验资料设计。
过滤器（池）可按下列要求设计:
1）进水浊度宜小于20度。
2）滤器（池）宜采用双层滤料滤器（池），滤料可采用无烟煤和石英砂。
亦可采用单层石英砂滤料滤器（池）。
3）滤器（池）过滤速度宜采用8—10m/h.
4.5.2设计参数
1）设计水量：
Q=1.05×4000=4200m3/d。
根据工程实际需要，需考虑5%的水厂自用水量（包括反冲洗用水）。
2）冲洗时间：
t=6min，停留时间：
=40min，工作周期时间：
=24h
3）冲洗强度：
q=13L/（sm2）
4）滤速：
v=10m/h
4.5.3设计计算
1）滤池的实际工作时间：
滤池工作时间为24小时,每次冲洗6分钟,停留40分钟,一天冲洗两次,滤池实际工作时间为：
T=--2t=24-0.67-0.2=23.13h
2）滤池总面积：
F=Q/vT=4200/（10×23.13）=18.15m2
采用一个滤池，考虑到工程实际情况，设滤池尺寸为：
4.4m×4.4m
3）滤池总高：
设承托层高度采用0.3m；滤料层高度：
无烟煤层为350mm,石英砂层为300mm,即为0.65m；滤料上水深为1.0m；超高采用0.3m；滤板高度采用0.1m；则滤池总高度为：
H=0.3+0.65+1.0+0.3+0.1=2.35m
4.6消毒池
4.6.1设计说明
国标规定中水处理必须设有消毒设施，并应符合下列要求:
1）消毒剂宜采用次氯酸钠、二氧化氯或二氯异氰尿酸钠；
2）投加消毒剂应采用自动定比投加，与被消毒水充分混合接触；
3）采用氯化消毒时，加氯量一般为有效氯5—8mg/L，消毒接触时间应大于30min。
当中水水源为生活污水时，应适当增加加氯量；
4）二氧化氯较氯不易保存，故必须购买即加即反应设备。
4.6.2设计参数
1）设计流量：
=4000/d=166.67/h
2）接触消毒时间t=1.0h
3）有效水深：
h=1.0m，超高为0.3m
4）二氧化氯投加量：
q=5.0g/m3
4.6.3设计计算
1）消毒池容积：
V=t=166.67×1.0=166.67m3
2）消毒池面积：
S=V/h=166.67/1.0=166.67
采用一个消毒池，易知最小面积尺寸可选为：
13m13m
因此消毒池尺寸为13m×13m1.3m
3）每天加氯量：
M=0.001qQmax=0.001×5.0×4000=20kg/d
4）二氧化氯发生器选型：
选HT99一3000型高效复合二氧化氯发生器。
4.7中水池
4.7.1设计说明
根据国标,处理设施后应设计中水贮存池（箱）。
中水贮存池（箱）的调节容积应按处理量及中水用量的逐时变化曲线求算。
在缺乏上述资料时,其调节容积可按下列计算：
1）连续运行时,中水贮存池（箱）的调节容积可按日中水量的25%—35%计算。
2）间歇运行时,中水贮存池（箱）的调节容积可按处理设备运行周期计算。
3）当中水供水系统设置供水箱时,其供水箱的调节容积不得小于中水系统日用水量的50%。
4）中水贮存池或中水供水箱上应设自来水补给管，其管径按中水最大时供水量确定。
自来水补给管上应安装水表。
中水池（箱）内的自来水补给管应采取自来水防污染措施。
4.7.2设计参数
本设计中采用中水池，不设置供水箱。
中水池的容积按连续运行时的日中水量（=40000）的25%计算。
4.7.3设计计算
1）中水池容积：
V=0.25=0.25×4000=1000m3
2）2）设计规格为：
23m×23m×2.0m
3）超高为0.3m，所以总高为2.3m
4.7.4设备选型
根据《环境保护设备选用手册—水处理设备》，选用两台50WQ18—7—0.75（流量18m3/h，功率0.75kw）潜水泵作为中水回用提升泵，一用一备。
4.8污泥浓缩罐
由于产生的污泥量很小，且污泥中含有的污染物相对较少，可只设一个污泥浓缩罐，其直径为1.2m，有效深度为1.2m，有效容积为1.36m3，且此罐可移动运输，罐体采用耐腐蚀的钢材，每10天运输一次，将污泥运到附近污水处理厂进行处理。
5投资估算及成本分析
5.1投资估算内容
废水处理设计规模为2000。
投资估算内容包括，废水处理过程中各种建（构）筑物、站区平面、工艺设备、电气及自动化仪表等全部土建、设备及安装工程，以及其它基本建设费用。
5.2编制依据
1）设计方案确定的土建、设备及安装工程量；
2）国家城市给水工程技术研究中心编制的《给水排水工程概预算与经济评价手册》（1993年）；
3）《给水排水设计手册》（第十册《技术经济》）；
5.3各构筑物费用概算
表5.3主要土建构筑物费用概算表
序号
名称
设计尺寸（m）
工程量（m3）
价格（万元）
1
格栅渠道
2.7×0.8×0.62
0.42
0.13
2
曝气沉砂池
12×2.756×3.3
4.06
0.56
3
SBR池
25.0×18.0×5.0
117.09
50.28
4
过滤池
1.0×1.0×2.35
1.27
0.47
5
消毒池
2.5×1.5×1.3
1.33
0.73
6
中水池
3.0×3.0×2.3
3.45
0.95
7
污泥浓缩罐
直径1.2×高1.2
1.36
0.35
8
配电室
6.0×4.0×5.0
20.86
1.80
9
值班室
6.0×4.0×5.0
20.86
1.80
10
污泥泵房
6.0×4.0×5.0
20.86
1.80
合计
58.87
5.4运行成本估算
本工艺的运行成本主要由设备消耗的电费，药剂费和管理费用组成。
1）药剂费
表5-5药剂费表
序号
药剂
投加量（kg/d）
单价（元/kg）
费用（元/d）
1
二氧化氯
0.83
15
12.45
2）电费（每度（kw/h）电按0.5元计算）
表5.4运行电费表
序号
名称
功率（kw）
运行数量（台）
每天运行时间（h）
耗电量（kw/h）
电费（元）
1
污水提升泵
7.5
1
2.0
15.0
7.5
2
污水提升泵
0.75
1
24.0
18.0
9.0
3
潜水曝气机
0.75
2
12
18.0
9.0
4
潜水搅拌机
1.5
2
12
36.0
18.0
5
污泥输送泵
3.7
1
1
3.7
1.85
6
微孔曝气器
0.75
1
16
12.0
6.0
7
PLC电柜
---
1
24
1.5
0.75
8
其他
30.0
15.0
合计
134.2
67.1
3）运行成本总费用=67.1+12.45=79.55（元/d）
5.5项目总投资
表5-6项目总额预算表
单位：
万元
建筑工程设备直接费
设计费
安装调试费
运输费
其他费用
总计
58.8713.20
1.32
1.32
1.32
1.32
77.39
项目总投资为77.39万元，其中建筑工程费13.87万元，设备及工器具购置费13.20万元，设计费1.32万元，安装调试费1.32万元，运输费1.32万元，工程建设其他费用1.32万元。
6总结
本次毕业设计的任务是进行某农药厂废水处理工艺设计。
我选择了一个方向就是含磷废水的处理。
其间，我完成了废水处理设计方案的技术经济比较和优选、污染工程系统设计以及图纸的绘制工作等。
在本次某农药厂废水处理工艺设计中我主要是从以下几个方面做的：
第一步，选取有机磷农药的代表敌百虫农药，对该农药厂废水的水质情况进行分析。
具体分析的水质情况有：
PH值、浊度、NTU、COD,进行废水预处理。
在这步中用到了中格栅和细格栅。
第二步，根据水质的分析情况，制定出适合的处理工艺，之后是经过曝气沉砂池（12m×2.756m×3.3m），SBR反应池（25.0m×18.0m×5.0m）,过滤池（1.0m×1.0m×2.35m）,消毒池（2.5m×1.5m×1.3m），中水池（3.0m×3.0m×2.3m）,污泥浓缩罐（直径1.2m×高1.2m）。
并用CAD做出工艺流程图，总平面设置图和主要构筑物设计图等。
第三步，根据计算，结合实际，选取合适的施工设备，以及各个设备的个数。
第四步，预算出工艺流程所选用设备以及处理工艺中的成本，还有废水处理过程中，生产的可利用资源，跟农药生产量进行比较，分析出经济指标。
总的来说，这次毕业设计让我在各方面都有了提高，受益良多。
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致谢
本设计在最开始的选题、计算、绘图到撰写完成，各部分都是在刘老师悉心指导和严格要求下完成的，在完成设计的过程中，刘老师师给予了很多宝贵的意见，在设计期间帮助解决了种种困难。
刘老师严谨的治学风格、谦和的持人态度、善于启发的教学模式，令我无论是在学习还是在做人方面都受益匪浅。
并且刘老师事无巨细的修改论文的精神令我深深的敬佩和感激。
值此即将毕业之际，向刘老师表示挚诚的感谢和由衷的敬意。
另外，也要向中北大学化工与环境学院为学生付出辛勤劳动的其他各位老师表示衷心的谢意!
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