- 2022-04-26 发布 |
- 37.5 KB |
- 59页
申明敬告： 本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
文档介绍
本科毕业设计论文--某日用化工废水处理工艺设计
XX工业大学2014级本科毕业设计说明书XX工业大学毕业设计说明书作者：XX学号：XXXXXX系：给水排水工程专业：给排水题目：某日用化工废水处理工艺设计指导者：XX讲师(姓名）(专业技术职务）评阅者：(姓名）(专业技术职务）2016年12月20日iiinXX工业大学2014级本科毕业设计说明书中文摘要某日用化工废水处理工艺设计摘要：日用化工品业，简称日用化工，通常是指生产与人民生活关系非常密切的化学品的工业，其产品主要有洗涤用品、牙膏、化妆品等。这些产品的使用情况标志着人民生活的水平，但是在生产过程中产生的废水回造成环境的污染，危害人类的身体健康。为此，很多学者对日用化工废水处理和利用技术进行了深入的研究。本设计的污水具有较高浓度的有机物和LAS，主要根据日用化工废水的这一特点以及出水水质的要求对其进行了处理，在对比几种处理工艺的优缺点之后，选择的工艺主要是絮凝反应、厌氧反应与生物接触氧化池相结合，采用这种工艺，处理流程简单，而且处理后的污水满足排放要求，还节省了占地面积和资金。主要构筑物包括格栅、调节池、沉砂池、絮凝池、厌氧池、生物接触氧化池、二沉池、消毒池、浓缩池等。关键词：日用化工；废水处理；絮凝；生物接触氧化53nXX工业大学2014级本科毕业设计说明书外文摘要DeignonthewastewatertreatmentfromhouseholdchemicalplantAbstract：Householdchemicalsindustryusuallyreferstotheindustrialchemicalsproductionclosedwithpeopleliving.itsmainproductsaredetergents,toothpasteandcosmetics.Theuseoftheseproductsmarksthelevelofpeople'slives,butthewastegeneratedintheproductionprocessbacktopollutetheenvironmentandendangerhumanhealth.Forthisreason,manyscholarsofdailychemicalwastewatertreatmentandtheuseoftechnologyin-depthresearch.ThedesignofthewaterhasahighconcentrationoforganicmatterandLAS,wemainlybasedonthecharacteristicsofhouseholdchemicalwastewaterandeffluentqualityrequirements,aftercomparingtheadvantagesanddisadvantagesofseveraltreatmentprocesses,choosetheprocessofflocculationreaction,anaerobicandbiologicalcontactoxidationpondcombinedtogether,theprocessissimple,andthequalityofthetreatedwastewatercanmeetthedischargerequirements,alsosavesfloorspaceandmoney.Themainstructuresincludethegrille,regulationpool,gritchamber,flocculationtank,anaerobictank,biologicalcontactoxidationtank,secondarysedimentationtank,disinfectiontank,andconcentratedpoolsetc.Keywords：householdchemicals；wastewatertreatment；flocculation；biologicalcontactoxidationtank53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书目录第一章绪论11.1设计的目的11.2工程概况11.3处理工艺要求11.4研究的主要问题2第二章设计说明22.1污水排放标准22.2污泥处理要求32.3厂址及规模确定3第三章污水处理系统设计计算43.1污水水量确定43.2污水处理程度43.3工艺流程的确定53.3.1处理要求53.3.2工艺的确定原则53.3.3工艺的选择63.4格栅的计算63.4.1设计概述63.4.2设计要点73.4.3设计计算73.5调节池的计算103.5.1设计概述103.5.2设计要点103.5.3设计计算103.6沉砂池的设计计算113.6.1设计概述113.6.2设计要点1253nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书3.6.3设计参数123.6.4设计计算123.7气浮絮凝池的设计计算153.7.1设计概述153.7.2设计要点153.7.3设计计算163.8厌氧水解池的设计计算183.8.1厌氧水解概述183.8.2设计要点193.8.3设计计算193.9生物接触氧化池的设计计算203.9.1设计概述203.9.2设计要点203.9.3设计计算213.10二沉池的设计计算253.10.1设计概述253.10.2设计要点253.10.3设计计算263.11消毒池与加氯间的设计计算283.11.1设计概述283.11.2设计要点283.11.3设计计算29第四章污泥处理系统的计算304.1.污泥浓缩池的设计计算304.2辐流浓缩池的设计计算314.2.1设计说明314.2.2设计计算314.3贮泥池的设计计算334.3.1.贮泥池设计进泥量344.3.2.贮泥池的容积344.3.3.贮泥池高度344.3.4.管道部分3453nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书4.4污泥脱水35第五章污水厂平面布置365.1平面布置概述365.2布置的一般原则375.2.1.各处理单元构筑物的平面布置375.2.2.管、渠的平面布置375.2.3.辅助建筑物的平面布置375.2.4.厂区绿化375.2.5.道路布置385.3具体平面布置385.3.1工艺流程布置385.3.2构（建）筑物平面布置385.3.3各构筑物尺寸385.3.4污水厂管线布置405.3.5厂区道路布置405.3.6厂区绿化布置41第六章构筑物高程计算416.1高程布置概述416.2高程布置的主要任务416.3高程布置的主要原则426.4高程布置计算部分426.4.1构筑物之间管渠的连续及污水水头损失的计算436.4.2构筑物之间管渠的连续及污泥水损的计算476.5污泥高程布置49结论51参考文献52致谢5353nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书第一章绪论1.1设计的目的通过某日用化工废水污水处理设计，深化学习成果，巩固对专业知识的学习与理解，掌握污水处理设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。锻炼和提高学生分析及解决工程问题的能力。1.2工程概况本设计为某日用化工废水的处理。日用化工废水来源于日用化工产品，是指人们在日常生活中所用的化工产品，如洗涤剂、化妆品、牙膏、油墨以及粘合剂、皮革毛皮防护剂、杀虫剂等，与人们日常生活息息相关的化工产品。本设计中日化废水的各项指标为BOD：220mg/L，COD：350mg/L，SS：450mg/L，pH：8，LAS：70mg/L。本设计废水的特点是含有高浓度的LAS，LAS本身具有一定毒性，对动植物和人体有慢性毒害作用；LAS还可以降解水中氧的传递速度，阻碍水体自净。本工程处理水量：按2000m3/天。1.3处理工艺要求要求经过处理后水质达到国家《污水综合排放标准》（GB8978——1996）中一级标准（BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，CODcr≤60mg/L，TP≤0.5mg/L，NH3-N≤15mg/L）。针对污水的特点，优选适宜的处理工艺，确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置。53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书经计算确定格栅、沉砂池、沉淀池、处理构筑物及污泥部分的构筑物尺寸，并在附图中对必要的构筑物进行描述。1.4研究的主要问题1）分析待处理污水特点；2）拟定废水处理工艺设计方案与工艺流程，对不同方案进行比较，并对各单体构筑物选型进行分析说明；3）污水处理工艺设计及构筑物的工艺施工图设计；4）污泥处理方法及污泥处理构筑物的工艺设计；5）总体系统设计；第二章设计说明2.1污水排放标准根据《城镇污水处理厂污物排放标准》（GB18918-2002）对城镇污水排放标准的分级要求，处理后的水应符合城市污水排放一级标准（表2-1）。表2-1基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）序号项目单位标准限值（一级标准B）1CODmg/L602BODmg/L203SSmg/L204动植物油mg/L35石油类mg/L36阴离子表面活性剂mg/L17总氮mg/L208氨氮mg/L159总磷mg/L110色度NTU3011PHmg/L6-912粪大肠菌群数个/L10453nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书2.2污泥处理要求（1）城市污水处理厂污泥应本着综合利用，化害为利，保护环境，造福人民的原则进行妥善处理和处置。（2）城市污水处理厂污泥应因地制宜采取经济合理的方法进行稳定处理。（3）在厂内经稳定处理后的城市污水处理厂污泥宜进行脱水处理，其含水率宜小于80%。（4）污水处理厂处理的污泥如果用于农业，应符合GB4284标准的规定。如果用于其它方面时，也应符合相应的有关现行规定。（5）城市污水处理厂污泥不得任意弃置。禁止向一切地面水体及其沿岸、山谷、洼地、溶洞以及划定的污泥堆场以外的任何区域排放城市污水处理厂污泥。城市污水处理厂污泥排海时应按GB3097及海洋管理部门的有关规定执行。2.3厂址及规模确定厂址确定应满足以下原则：（1）厂址选择应与所选择的的工艺相适应；（2）尽量减少拆迁和农田的占用，要有一定的卫生防护距离；（3）厂址位于集中给水水源下游，且应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向；（4）处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，以便于运输。当处理水排放时，则应与受纳水体靠近；（5）要充分利用地形，如有条件可选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程土方量；（6）有良好的工程地质条件及方便的交通、运输、水电条件；（7）厂址不应选择低洼处，防止雨水淹没，靠近水体的处理厂，要保证不受洪水威胁，尽量设在地形条件好的地方；（8）厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书第三章污水处理系统设计计算3.1污水水量确定生活污水总变化系数≤5L/s5L/s＜＜1000L/s≥1000L/s2000m3/天=23.15L/s污水总变化系数：=2.7/Qd0.11=2.7/23.150.11=1.9城市污水的最大设计流量：23.15×1.9=43.985L/s=3800m³/天3.2污水处理程度（1）SS的去除率由设计资料知SS原=450mg/L，SS出=20mg/L故SS的去除率=（SS原-SS出）/SS原=（450-20）/450=95.56%。（2）BOD的去除率由设计资料知BOD原=220mg/L，又BOD出=20mg/L-非溶解性BOD非溶解性：BOD=7.1×b×Xa×Ce式中：b——微生物自身氧化速率，取值范围0.05-0.1，该工程取0.06；——处理水中悬浮固体，取0.4；——处理水中悬浮固体浓度20mg/L；故非溶解性BOD=7.1×b×Xa×Ce=7.1×0.06×0.4×20=3.41mg/LBOD出=20mg/L-非溶解性BOD=20-3.41=16.59mg/L53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书η2=（BOD原-BOD出）/BOD原=（220-16.59）/220=92.46%3.3工艺流程的确定3.3.1处理要求要求经过处理后水质达到国家《污水综合排放标准》（GB8978——1996）中一级标准（BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，CODcr≤60mg/L，TP≤0.5mg/L，NH3-N≤15mg/L）。针对污水的特点，优选适宜的处理工艺，确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置。经计算确定格栅、调节池、二沉池、处理构筑物及污泥部分的构筑物尺寸，并在附图中对必要的构筑物进行描述。废水格栅调节池气浮絮凝水解池生物接触氧化池二沉池排放污泥浓缩化粪池残渣外运图3-1处理工艺流程图污泥回流沉砂池3.3.2工艺的确定原则城市污水处理工艺方案的选择一般应体现以下总体要求：（1）满足处理功能与效率要求城市污水处理厂工艺方案应确保高效稳定的处理效果，城市污水处理设施出水应达到国家或地方规定的水污染物排放控制的要求。对城市污水处理设施出水水质有特殊要求的，须进行深度处理。这是污水处理最重要的目标，也是污水处理厂产品的基本质量要求。（2）规模与工艺标准因地制宜53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书污水处理厂工艺方案的确定必须充分考虑当地的社会经济和资源环境条件。要实事求是的确定城市污水处理工程的规模、水质标准、技术标准、工艺流程以及管网系统布局等问题;处理规模大小对处理工艺的影响很大，城市污水处理设施建设应按照远期规划确定最终规模，以现状水量为主要依据确定近期规模。（3）技术成熟可靠切实可行根据城市污水处理技术政策，城市污水处理设施建设，应采用成熟可靠的技术。根据污水处理设施的建设规模和对污染物排放控制的特殊要求，可积极稳妥地选用污水处理新技术。因此，必须合理把握工艺先进性和成熟性（可靠性）的辨证关系。（4）经济合理效益显著城市污水处理厂建设与运行的重要前提是节省工程投资与运行费用。合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，尽量降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，减少运行费用。3.3.3工艺的选择日用化工废水处理工艺流程的是指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的废水处理技术的有机组合。在选择处理工艺、进行废水治理项目的设计时，采用哪几种处理方法组成系统，主要是根据废水水质、水量的特点及去除的对象及废水处理要求等原始资料。根据污水水质以及出水标准选择合适的工艺流程。原污水水质，根据水质检测结果可知：COD=350mg/L，BOD5=220mg/L，SS=450mg/L，pH=8，LAS=70mg/L。以污水排放一级标准各参数作比较发现：所设处理构筑物应有格栅、沉砂池、调节池、反应池、水解池、接触氧化池、二沉池、浓缩池、化粪池、脱水机械。为了避免堵塞泵站和处理更细小的悬浮固体，泵站前要设置格栅；为了构造简单，截留无机颗粒效果较好，采用平流沉砂池；为了使泥水分离效果好，避免污泥的二次污染，采用二沉池。53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书3.4格栅的计算3.4.1设计概述格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成的框架设备。被安装在污水取到、泵房集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续处理构筑物的处理符合，保护后续处理设施。虽然格栅不是废水处理的主体设备，但因其设置在废水处理流程之首或泵找进口处等咽喉位置，所以相当重要。格栅按形状可分为平面格栅与曲面格栅两种，按格栅栅条的净间隙可分为粗格栅（50~100mm）、中格栅（10~40mm）、细格栅（3~10mm）。按清渣方式可分为人工清渣和机械清渣两种。3.4.2设计要点（1）机械格栅不宜少于2台。如为1台时，应设人工清除格栅备用。（2）为合理地控制过栅流速，能够使格栅最大程度发挥拦截作用，保持最高的拦污效率。污水在栅前渠道流速一般控制在0.4~0.9m/s，过栅流速一般应控制在0.6~1.0m/s。（3）格栅倾角一般采用45°~75°（4）通过格栅的水头损失，一般采用0.08~0.15m（5）格栅间必须设置工作台，后面应高出栅前最高设计水位0.5m。（6）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。（7）设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风措施。3.4.3设计计算表3-1格栅预去除率表指标COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L进水350230450出水332.5218.5405去除率/%5510（1）栅前水深53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书确定栅前水深，根据最优水力断面公式=计算得：栅前槽宽：B1=，栅前水深：h=。式中v1——栅前流速，取0.4m/s（2）格栅间隙数：n==式中v2——过栅流速，取0.6m/s（3）栅槽有效宽度：总水槽宽：B=+0.2=0.59+0.2=0.79m（考虑中间隔墙厚0.2m），取0.8m式中：e——栅条间隙宽度，取0.01m.s——栅条宽度，取0.01m.（4）进水渠道渐宽部分长度：（其中α1进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：（6）过栅水头损失，因栅条边为矩形截面，取k=3，β=2.42则53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书符合要求。污水过栅水头损失《给水排水设计手册》中规定过栅的水头损失一般为0.08-0.15m。据全国多数污水厂的运行经验，污水过栅水头损失小于0.3m时，既不影响工艺的正常运转，又方便管理，所以过栅水头损失应控制在0.3m以内。（7）栅后槽总高度H取栅前渠道超高，则栅前槽总高度：H1=h+=0.23+0.3=0.53m。栅后槽总高度：H=H1+h1=0.53+0.16=0.69m，设0.7m。（8）格栅总长度L=++0.5+1.0+=0.44+0.22+0.5+1.0+=2.83m（设为3m）（9）每日栅渣量W==式中，-栅渣量，格栅间距为10mm时，0.1m3栅渣/103m3污水故W>0.2m3/d，宜采用机械格栅清渣。注：格栅采用一用一备。53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书图3-2格栅设计计算示意图（单位：m）（10）格栅尺寸L×B×H=3.0m×0.8m×0.7m3.5调节池的计算3.5.1设计概述调节池在废水处理工艺流程中的最佳位置，应依据每个处理系统的具体情况而定，某些情况下，调节池可摄于一级处理之后，生物处理之前，这样可以减少调节池重点浮渣和污泥.如把调节池设于初沉池之前，设计中则应考虑足够的混合设备，以防止固体沉淀和厌氧状态的出现。调节池的设计主要是选择池型和确定其有效容积，然后计算其各部尺寸，并选择搅拌设备。调节池有效容积的确定分停留时间法和累积曲线法两种，停留时间法是目前国内应用最普遍的方法，关键在于确定合适的停留时间。停留时间经验值为4~12h，连续进水取4h，间断取12h。本设计中，拟选用矩形水质调节池，兼具调节水量和水质的作用，停留时间取4h。3.5.2设计要点（1）调节池的几何形状宜为方形或者圆形，以利于形成完全混合状态，长形池宜设多个进口和出口。（2）调节池的容积（或停留时间）应根据废水的水质，水量的变化情况及后续处理构筑物的要求而定。53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书（3）调节池出口宜设测流装置，以监控所调节的流量.提升泵可设于调节池的前面或后面。（4）调节池中应设水质均化系统，如曝气系统潜水搅拌机等，冲洗装置，溢流装置，排出浮漂物和泡沫装置，以及洒水消泡装置。（5）工艺上调节池可作为预处理的场所，如曝气氧化，也可与生化相结合，如兼氧调节池等。（6）建设过程中调节池可与集水池合并即集水调节池。3.5.3设计计算表3-2调节池预去除率指标COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L进水332.5218.5405出水315.9207.6364.5去除率/%5510（1）池子的实际容积设废水在池内停留时间为T=4h水处理流量：Q=3800m³/d则池内废水量为：Q1=取调节池的有效容积为=633.3m³（2）池子的尺寸计算取池子的有效水深为6m，长和宽分别为10m，池子超高0.5m即调节池尺寸L×B×H=10.0m×10m×6.5m池子的实际体积为=10×10×6.5=650m³53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书3.6沉砂池的设计计算3.6.1设计概述沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。以上情况，足以说明除砂对污水处理厂的重要性。常用的沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的优点；竖式沉砂池处理效果一般较差；曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去；涡流式沉砂池利用水力涡流，使沉砂和有机物分开，以达到除砂目的。四种形式沉砂池有各自不同的适用条件，其选型应视具体情况而定。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。3.6.2设计要点（1）沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。（2）设计流量应按分期建设考虑。当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。（3）沉砂池个数或分格数不应小于2个，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑一格工作、一格备用。（4）城市污水的沉砂量可按106m³污水沉砂30m³计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m³；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。（5）砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算，斗壁与水平面倾角不应小于55°。53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书（6）除砂一般宜采用泵吸式或气提式机械排砂，并设置贮砂池或晒砂场。排砂管径不应小于200mm。（7）沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.6.3设计参数设计流量：=0.044，设计2组沉砂池，每组分为2格，一组工作，一组备用。每组沉沙池流量：Q=0.044。有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25-1m，每格宽度不宜小于0.6m。进水头部应采取消能和整流措施。池底坡度一般为0.01~0.02。设置除砂设备时，要求考虑池底形状。3.6.4设计计算（1）沉砂池长度式中：v——设计流速，一般取0.15~0.3m/s，该设计取v=0.15m/s；t——水力停留时间，不小于30s，一般采用30-60s，该设计取t=30s。（2）水流过水断面面积（3）沉砂池宽度取式中：——设计有效水深（m），一般采用0.25~1.00m。设计中取0.25m。（4）沉砂室所需容积式中：——平均流量（m³/s）；X——城市污水沉砂量（m³/污水），本设计采用30m³/污水；T——清除沉砂的间隔时间（d），一般采用1~2d，本设计取2d。（5）每个沉砂斗容积53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书式中：n——沉砂斗个数，设计中每一个分格有2个沉砂斗，共有2个。（6）沉砂斗高度沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的要求，沉砂斗的倾角>60°。0.20式中：——沉砂斗的高度（m）；——沉砂斗上口面积；——沉砂斗下口面积，一般采用。设计中取沉砂池上口面积为，下口面积为；取沉砂斗高度为校核沉砂斗角度1.77，，满足要求。（7）沉砂室高度式中：——沉砂室的高度（m）；——沉砂池底坡度，一般采用0.01~0.02；——沉砂池底长度（m）。设计中取沉砂池的坡度（8）沉砂池总高度，取1.0m式中：——沉砂池总高度（m）；——沉砂池超高，一般采用0.3~0.5m，设计中取0.5m。（9）沉砂池尺寸L×B×H=6.0m×0.5m×1.0m（10）验算最小流速，满足要求。式中：——最小流速（m/s），一般采用——最小流量，一般采用0.7553nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书——沉砂池格数（个），最小流量时取1——最小流量时的过水断面面积（11）进水渠道调节池出水通过的管道送入沉砂池的进水管道，然后向两侧配水进入进水管道，污水在渠道内的流速为：式中：——进水渠道水流流速（m/s）——进水渠道宽度（m）取1.0m——进水渠道水深（m）取0.8m（12）出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池水位标高恒定，堰上水头为：0.17m式中：——堰上水头（m）；——沉砂池内设计流量；——流量系数，一般采用0.4~0.5；——堰宽（m），等于沉砂池宽度。设计中取。出水堰自由跌落0.1~0.15m后进入出水槽，出水槽宽度1.0m，有效水深0.8m，水流流速0.62m，出水流入出水管道，出水管道采用钢管，管径，管内流速。3.7气浮絮凝池的设计计算3.7.1设计概述53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书气浮是水处理中常用的一种方法。气浮与絮粒进行重力自然沉降的沉淀、澄清工艺不同，它是依靠微气泡，使其粘附于絮粒上，从而实现絮粒强制性上浮，达到固液分离的一种工艺。由于气泡的重度远小于水，浮力很大，因此，能促使絮粒迅速上浮，因而提高了固液分离的速度。由于气浮是依靠气泡来托起絮粒的，絮粒越多、越重，所需气泡量越多，故气浮不宜用于高浊度原水的处理，而适用于：（1）低浊度的原水（一般原水常年浊度在100NTU以下）（2）含藻类及有机杂质较多的原水。（3）低温度水，包括因冬季水温较低而用沉淀、澄清处理效果不好的原水。（4）水源受到污染，色度高、溶解氧低的原水。3.7.2设计要点（1）要充分研究原水水质条件，分析采用气浮工艺的合理性。（2）根据实验结果选择恰当的溶气压力及回流比（指溶气水量与待处理水量之比值），通常溶气压力采用0.2~0.4MPa，回流比取5%~10%。（3）根据试验选定的絮凝剂种类及其投加量和完成絮凝的投机时间及难易程度，确定絮凝的形式和絮凝时间。通常絮凝时间取10~20min。（4）为避免打碎絮粒，絮凝池宜与气浮池连建。进入气浮接触室的水流尽可能分布均匀，流速一般控制在0.1m/s左右。（5）接触室应对气泡与絮粒提供良好的接触条件，其宽度还应考虑安装和检修的要求。水流上升流速一般取10~20mm/s，水流在室内的停留时间不宜小于60s（6）气浮分离室应根据带气絮粒上浮分离的难易程度确定水流流速，一般取1.5~2.5mm/s，即分离室表面负荷率取5.4~9.0m³/（m²·h）（7）气浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中水流停留时间一般为15~30min。（8）气浮池的长宽比无严格要求，一般以单格宽度不超过10m，池长不超过15m为宜。3.7.3设计计算表3-3絮凝沉淀池预去除率指标COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L进水315.9207.6364.5出水284.3166.0872.9去除率/%10208053nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书平流式气浮池是目前采用较多的一种形式。平流式气浮池的特点是池深浅（有效水深约2m左右），造价低，管理方便。本设计气浮池采用平流式气浮池。气浮实验经验得：在水温20℃溶气压力为0.25MPa时，采用TS型溶气释放器，其释气量为40mL/L。采用孔室旋流絮凝，絮凝池分为6格，每格1.4×1.4，停留时间为15min。（1）溶气水量=Q=5%×3800÷24=7.92m³/h。式中：Q——气浮池设计产水量（m³/h）——选定溶气压力下的回流比（%）（2）气浮所需空气量==7.92×40×1.2=380.16h/L式中：——选定溶气压力下的释放量（L/m³），取40——水温校正系数，取1.1~1.3（生产中最低水温与实验时水温相差大者取高值）。（3）空压机所需额定气量式中：——安全与空压机效率系数，一般取1.2~1.5（4）气浮池设计气浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，取2m。池中水流停留时间一般为15~30min，取15min。气浮池的长宽比无严格要求，一般以单格宽度不超过10m，池长不超过15m为宜。①接触室平面面积=，取5m2式中：——选定的接触室水流上升平均速度（m/s）设接触室的长L=2m，则宽B=2.5m②分离室平面面积53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书=，取24m2设分离室的长L=9.6米，则宽B=2.5m。式中：——选定的分离室水流向下平均速度（m/s）③压力溶气罐直径D=式中：I——单位罐截面积的过流能力，对填料罐选用100~200m³/（m²·h）④压力溶气罐高度Z压力溶气罐一般采用阶梯环为填料，填料层高度一般采用1.0~1.5m，取1.3m，罐直径一般根据过水断面负荷率100~200m³/（h·m²）选取，罐高度在2.5~3.5m之间，取3m。取沉淀池超高0.5m，故絮凝沉淀池的高为3.5m⑤溶气释放器个数n溶气释放器采用TS-Ⅰ型，在0.2MPa下的出流量为0.32m³/hn=取25式中：q——选定溶气压力下，单个释放器的出流量（m³/h）。图3-3气浮絮凝池平面图与剖面图53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书3.8厌氧水解池的设计计算3.8.1厌氧水解概述废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过微生物的作用，将废水中各种复杂的有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。厌氧生化处理过程：高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵（或酸化）阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。（1）水解阶段水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。（2）发酵（或酸化）阶段发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。（3）产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。（4）甲烷阶段这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。3.8.2设计要点（1）水解酸化池的设计主要是确定其有效容积。（2）其水力停留时间一般控制在2.5~8.0h之间。（3）反应池的高度一般为4~6m。（4）水力负荷为0.5~2.5m3/（m2·h），有机负荷为1.95~8.8kgCOD/（m3·d）。（5）由于水解酸化要在一定温度下进行，所以必须加盖。3.8.3设计计算53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书表3-4厌氧池池预去除率指标COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L进水284.3166.0872.9出水241.6141.262.0去除率/%151515（1）水解池的容积水力停留时间一般控制在2.5~8.0h之间，可取水力停留时间为4h。V=m³（2）尺寸的确定水解池的上升流速控制在0.5~1.8m/h，取1.0m/h。根据，可计算出：池截面面积m2，池高m水解池超高0.3m，故池子高度H=3.2+0.3=3.5m则水解池池长L=15m,宽B=11m，有效水深3.2m。水解池总高度H=4m。水解池实际体积：V′=15×11×4=660m³>633.3m³。（3）水解池上升流速校核反应器高度H=3.5m上升流速：=（符合设计要求）3.9生物接触氧化池的设计计算3.9.1设计概述53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书二段生物接触氧化法（略称二段法）将传统的生物接触氧化池分为二段：第一段充分利用微生物处于对数增长期的吸附特性，以低能耗、高负荷、快速的生物吸附和合成为主，能够去除污水中70%〜80%的有机物，称为吸附合成期；第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用，对污水中残留的有机物进行氧化分解，以进一步改善出水水质，称为氧化分解阶段。结构包括池体，填料，布水装置，曝气装置。工作原理为：在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。在运行方面，对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业，更具有实际意义；操作简单、运行方便、易于维护管理，勿需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇；污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。生物接触氧化池工艺设计的主要内容是计算填料的有效容积和池体的尺寸，计算空气量和空气管道系统等。目前一般是在用有机负荷计算填料容积的基础上，按照构造要求确定池子的具体尺寸、池数以及池的分级。对于工业废水，最好通过实验确定有机负荷，也可审慎地采用经验数据。3.9.2设计要点（1）生物接触氧化池一般按平均日废水量设计。填料体积按填料容积负荷计算，而填料的容积负荷则应通过实验确定。当无实验资料时，对于生活污水或以生活污水为主的城市污水，容积负荷一般采用1000~1500gBOD5/（m³·d）。（2）生物接触氧化池的座数不少于2个，并按同时工作考虑。（3）废水在生物接触氧化池内的有效接触时间不得小于2h。（4）进水BOD5浓度应控制在100~300mg/L范围内，当大于300mg/L时，可考虑采用废水处理水回流稀释。（5）填料层总高度一般取3m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高1m，蜂窝内切孔径不宜小于25mm。（6）接触氧化池中的溶解氧含量一般应维持在2.5~3.5mg/L之间，气水比为15~20：1。（7）为保证布水布气均匀，每格氧化池面积一般应不大于25m²。3.9.3设计计算53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书表3-5生物接触氧化池预去除率指标COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L进水241.6141.262.0出水28.9914.118.6去除率/%889070（1）平面尺寸计算1）生物接触氧化池的有效容积填料容积：m³式中：V——氧化池有效容积（m³）Q——平均日污水量（m³/d）——进水BOD5浓度（mg/L）——出水BOD5浓度（mg/L）M——容积负荷（gBOD5/（m³·d）），取1500gBOD5/（m³·d）2）池子总面积式中：H——填料层总高度，取3.0m设池长L=10m，宽B=8.5m3）池子分格数。式中：a——单池池面积，为了保证布水、布气均匀，每格池面积不宜大于25m²。设计中a取4m²4）池子总高度式中：——池子总高度（m）；——超高（m），一般采用0.3~0.5m，本设计中取0.5m；——填料上水深（m）；取0.5m；53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书——配水区高度（m）；取0.5m。5）有效接触时间6）池子尺寸为L×B×H=10×8.5×4.5（2）平面布置生物接触氧化池共分3组，每组7格，中间为进水渠道，两侧为出水渠道。（3）进水系统1）生物接触氧化池的进水设计厌氧池的出水通过DN300mm的管道送往生物接触氧化池，管道内的水流速度为0.977m/s，然后分成两条DN250mm的管道进入进水总渠道，以保障配水均匀，管道内的水流速为0.804m/s。从配水支渠向反应池配水采用孔口，每格孔口所需面积式中：N——反应池个数，为21格。设孔口尺寸为0.05×0.05m，则孔口数为17个2）生物接触氧化池的出水设计生物接触氧化池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头。式中：m——流量系数，一般采用0.4~0.5。本设计取0.4；b——堰宽（m），取5.0m。（4）曝气系统的设计需气量D=Q=5×3800=19000m³/d。式中：——每立方米污水需气量（m³/m³），取5。鼓风机的选择鼓风机选用RD-130型号2台，一用一备，进口流量13.6m353nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书/min，口径为125A，转速970r/min。排气压力9.8kpa。在生物接触氧化池中，曝气系统多采用穿孔管布气。穿孔管管径为20mm，中心间距100mm布置，共50根。穿孔管上孔眼直径为3mm，孔眼中心间距100mm，即每根穿孔管上开孔50个。则孔口空气流速：图3-4穿孔管布置及孔口示意图（6）填料设计选择ZH150×80型组合填料，该填料由纤维束、塑料环片、套管、中心绳几部分组成，塑料环片直径（包括纤维）为150mm，塑料环片间距为80mm。该填料及安装示意图如下所示。图3-5填料及安装示意图（7）剩余污泥量在《生物接触氧化池设计规范》推荐该工艺系统污泥产率为0.3~0.4kgDS/kgBDO5，含水率为96%%~98%。本设计中，污泥产率以Y=0.4kgDS/kgBDO5，含水率为98%。则干污泥量用下式计算：53nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书WDS=YQ（-）+式中：WDS——污泥干重，kg/dY——活性污泥产率，kgDS/kgBDO5——进水总SS浓度值，kg/m³——进水中SS活性部分量，kg/m³——出水SS浓度值，kg/m³设该污水中SS的50%为可生物降解活性物质，污泥龄SRT取3d，SS去除率取50%。1）污泥干重：WDS=0.4×3800×（0.141-0.014）+（0.131-0.131×0.5-0.039）×3800=293.74（kg/d）2）污泥体积：=3）泥斗容积计算公式：=式中：——污泥斗容积，mh——污泥斗高，mA′——污泥斗上口面积，m²A″——污泥斗下口面积，m²设计2个污泥斗，高为1.5m，污泥斗下口取1.0m×1.0m则污泥斗体积：=1/3×1.5×（41.4+1.0+）=23.9m³2=2×23.9=47.8>14.6953nXX工业大学2016级本科毕业设计说明书3.10二沉池的设计计算3.10.1设计概述由于处理水量较小，二沉池选用竖流式沉淀池。理论依据：竖流式沉淀池中，水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗粒进行拦截和过滤。因而竖流式沉淀池的效率比平流式沉淀池要高。竖流式沉淀池的工作原理：在竖流式沉淀池中，污水是从上向下以流速v做竖向流动，污水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：①当颗粒沉速u>v时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；②当u=v时，颗粒处于随机状态，不下沉亦不上升；③当u查看更多