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文档介绍
某印染废水处理工艺设计
学号：10415422常州大学毕业设计（论文）（2014届）题目某印染废水处理工艺设计学生m学院怀德学院专业班级给水（怀）102校内指导教师XXX专业技术职务教授外指导老师XXX专业技术职务工程师二O—四年四月n某印染废水处理工艺设计摘要：本设计通过对国内外印染废水处理技术现状的研究，通过多种方案的比较，最后选用接触氧化-MBR工艺作为某印染废水处理工艺。该工艺是通过在传统的接触氧化池后部取消沉淀池，设立一个MBR膜池，通过MBR膜生物反应器的高效固液分离、水力停留时间和污泥龄完全分离以及反应器内高容积负荷、低污泥负荷的特性，保证了整个工艺的去除污染物效果。该工艺简便易行，工艺流程包括格栅，调节池，提升泵房,水解酸化池，接触氧化池，MBR膜池，接触消毒池和污泥浓缩池。经该工艺处理后出水可满足DB32/1072・2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》及冋用的水质要求。本工程投资估算为329万元。关键词：印染废水，接触氧化一MBR工艺；工艺设计。nProcessDesignofaPrintingandDyeingWasterwaterTreatmentAbstract：Basedontheresearchofthepresentstatusofdyeingwastewatertreatmenttechnologyandthecomparisonofvariousschemes,thecontactoxidation-MBRprocesswaschosenforthisdesign.Theprocessofsedimentationtankiscancelledfromthetraditionalcontactoxidationpool,intothepoolofMBRfilm,ThroughtheMBRmembranebioreactorefficientsolid-liquidseparation,hydraulicretentiontimeandsludgeagewereseparatedcompletelyandthereactorhighvolumeload,lowsludgeloadcharacteristics,toensuretheremovaleffectofpollutantsintheprocessof.Theprocessissimple,theprocessincludingrawwatercollectionpool,grille,pumpingstation,regulationpool,poolacidhydrolysis,contactoxidationpond,MBRfilmtank,contactdisinfectiontankandasludgeconcentrationtank.AfterthetreatmenttheeffluentcouldmeettheDB32/1072-2007”Taihuurbansewagetreatmentplantsandindustriesinamajorwaterpollutantdischargelimits11andwaterreuserequirements.Theprojectinvestmentis3290000yuan.Keywords：printinganddyeingwastewater;contactoxidation-MBRprocess;processdesign.n目录摘要IAbstractII1总论11.1概况11.2污水厂建厂原则11.2.1设计依据11.2.2设计内容11.2.3拟解决的关键问题21.2.3一般污水厂设计原则及要求21.2.4污水处理工程运过程中应遵循的原则21.2.5设计成果21.2.6设计参数32印染废水处理工艺方案的确定42.1确定印染废水处理方案的原则42.2最佳处理方案要体现以下优点42.3工艺比较42.3.1氧化沟工艺42.3.2传统活性污泥法52.3.2接触氧化・MBR工艺53印染废水处理工艺的设计、选用以及计算83.1进水格栅83.1.1设计说明83.1.2设计参数83.1.3设计计算83.1.4岀水水质93.2调节池103.2.1设计说明103.2.2设计参数10323设计计算103.2.4出水水质113.3泵房123.4水解酸化池123.4.1设计说明123.4.2设计参数13343设计计算133.4.4出水水质143.5生物接触氧化池14n3.5.1设计说明143.5.2设计参数153.5.3设计计算153.5.4填料选择163.5.5出水水质163.6MBR膜池173.6.1设计说明173.6.2平板膜参数型号及规格173.6.3膜组件设计要求183.6.4膜组件的选择193.6.5膜生物反应器（MBR）池有效容积计算193.6.6主要工艺设备和材料203.6.7鼓风机的选择203.6.8膜池抽吸泵的选择213.6.9冋流量计算213.6.10出水水质233.7接触消毒池233.7.1消毒剂的选择233.7.2消毒剂的投加233.7.3平流式接触消毒池243.7.4出水水质243.8回用水池253.8.1设计说明253.8.2设计参数253.8.3设计计算253.9污泥浓缩池253.9.1设计说明253.9.2设计参数253.9.3设计计算263.10污泥脱水间273.10」设计说明273.10.2设计计算283.10.3压滤机选型284污水厂的总体布置294.1平面布置294.1.1平面布置的原则294.1.2本厂的平面布置304.2高程布置31421高程布置原则314.2.2本厂的高程布置315技术经济分析34n5.1工程概预算345.1.1估算范围345.2.2材料价345.3.3项目总投资345.2动态投资356工程的坏境、社会、经济效益366.1工程的坏境效益366.2工程的社会效益366.3工程的经济效益367结论37参考文献38致谢39n1总论1.1概况我国的工业污染在环境污染中占70%,而印染废水又是工业废水中的大户。由于大多数的染料是有毒性的，并且由于他们大多难以生物降解，所以他们是工业废水引起环境问题的主耍原因⑴。从产业发展方面分析，在相当长的时间内还耍发展，由于我国印染主要集中在浙江、江苏、广东、山东和福建一带，企业过于集中，因此造成一些地区污染严重。同吋，印染与化纤企业相对规模相对不大，工艺设备落后，管理差，污染更为严重以。随着我国经济社会的发展，尤其是太湖流域的经济发展，使得水污染问题越来越突岀，2007年太湖蓝藻事件的爆发更加显示了对于太湖流域污染治理的重耍性，太湖蓝藻事件后人幅度修订的《江苏太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要污染物排放限值》T2008年1月1日正式实施。为此太湖地区1/3的企业“关、停、并、转匕城镇污水处理厂处理的污水将在原来基础上削减50%的COD、60%的氮和50%的磷；纺织印染等6人行业也削减34%的COD、66.7%的氨氮和50%的总磷。而作为重大污染源的印染废水处理就成为了必须解决的问题。作为色度大，有机物含量高的印染废水，必须耍经过相关工艺处理达标后才能排放。1.2污水厂建厂原则1.2.1设计依据通过本次设计，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能，锻炼独立分析和解决实际工程技术问题的能力，并接收给排水工程设计的基本训练。太湖流域某印染厂专业生产高品质染织产品，所排污染物主耍来自于生产过程中的染整、织造、梭织，以及织物上溶解下来的有机物质及无机盐等，为治理生产废水污染，需配套建设废水处理设施。根据环保要求，该生产废水必须经处理后达到DB32/1072-2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》及回用的水质耍求（详见设计耍求）。1.2.2设计内容（1）工艺方案比选（2）预处理单元的设计与计算（3）一级处理单元的设计与计算污水（4）二级处理单元的设计与计算（5）膜分离单元的设计与计算（6）曝气系统的设计与计算（7）捉升装置的设计与计算（8）技术经济分析n1.2.3拟解决的关键问题（1）生物处理工艺方案的确定（2）膜组件的设计与选型1.2.3一般污水厂设计原则及要求（1）污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种I大I素,选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完，总体布置、单体设计及药剂选用等尽叮能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用。（4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。（6）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。（7）污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、卫生等可以适当注意美观和绿化1.2.4污水处理工程运过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。1.2.5设计成果设计说明说（一份）图纸（六张）：高程布置图、平面布置图、主要构筑物详图1.2.6设计参数太湖流域某印染厂专业生产高品质染织产品，所排污染物主要來自于生产过程中的染整、织造、梭织，以及织物上溶解下来的有机物质及无机盐等，为治理生产废水污染,需配套建设废水处理设施。根据坏保要求，该生产废水必须经处理后达到DB32/1072-2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》及冋用的水质要求（详见设计要求）。n设计规模:1000t/d；原水水质:CODcr<2500mg/L,BOD5<1000mg/L,SS<1200mg/L,TP<5mg/L,NH/-N<50mg/L,pH6〜12,色度三450；出水水质：CODcr<50mg/L,BOD5<10mg/L,SS<10mg/L,TP<0.5mg/L,NH4+-N<5（8）mg/L,pH6〜9,色度三15,见表1。表1进出水水质主要水质指标进水水质（mg/L）出水水质（mg/L）处理程度（去除率）CODcr<2500<50>98%bod5<1000<10>99%SS<1200<10>99%TP<5<0.5>90%NHj・N<50<5（8）>90%色度<450（倍）<15（倍）>97%n2印染废水处理工艺方案的确定2.1确定印染废水处理方案的原则印染废水是有机废水，一•般而言废水处理应采用生物处理为主、物化处理为辅的综合处理工艺。工艺路线的选择应根据废水的水质特征、处理后水的去向、排放标准，并进行技术经济比较后确定。应考虑当地的自然条件选择工艺。环境温度低的北方地区，不宜采用生物滤池或生物转盘等生物膜技术；地下水位高、地质条件差的场所，一般不宜选用构筑物深度较大、施工难度较高的工艺⑴。2.2最佳处理方案要体现以下优点（1）保证处理效果，运行稳定（2）基建投资省，耗能低，运行费用低（3）占地面积小，管理方便2.3工艺比较2.3.1氧化沟工艺氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池"、“无终端曝气池二氧化沟的水力停留吋间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。（1）主要特点①简化了预处理，氧化沟水力停留吋间和污泥龄比一般生物处理法长，悬浮有机物可与溶解性有机物同吋得到较彻底的去除，排出的剩余污泥已得到高度稳定，因此氧化沟可不设初沉池，污泥不需要进行厌氧消化。②具有推流式流态的特征，氧化沟具有推流特性，使得溶解氧浓度在沿池长方向形成浓度梯度，形成好氧、缺氧和厌氧条件。通过对系统合理的设计与控制，可以取得较好的脱氮除磷效果。③简化了工艺，将氧化沟和二沉池合建为一体式氧化沟，以及近年来发展的交替工作的氧化沟，可不用二沉池，从而使处理流程更为简化。（2）存在问题①污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高吋。微生物的负荷高，细菌吸取了人量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起人量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。②泡沫问题由于进水中带有大量汕脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分汕脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。③占地广成本高n氧化沟工艺需要建造相应的构筑物，占地面积大，从而导致投资成本增加，投资费用变高。同时氧化沟运行管理费用较高。①流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的泯合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循坏流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s,不发生沉积的平均流速应达到0.3〜0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250〜300mm,转盘的浸没深度为480〜530mmo与氧化沟水深（3.0〜3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10〜1/12,转盘也只占了1/6〜1/7,因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8〜1.2m,甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m）,大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。2.3.2传统活性污泥法这是以活性污泥法处理污水的典型工艺，其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态岀现，并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量，促使微生物生存和繁殖以分解污水中的有机物。混合液经沉淀分离后，其活性污泥人量被冋流到曝气池中。生物氧化作用主要在这一级曝气程序中完成。该法一般BOD5污泥负荷率为0.2—0.4kgBOD5/kgMLSSd,曝气池停留时间约为4-6h,水气比1:8。利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。混合液进行沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外至二沉池。（1）・优点：①处理污水效果好，BOD5的去除率可达90%；②有丰富的技术资料和成熟的管理经验；③适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。（2）缺点：①运行费用好，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本；②基建费用高，占地面积大；③对外界条件的适应性差；④由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P去除率非常低，TN的去除率仅有20%的效果，NH3-N用于细胞合成只能除12%〜18%,P的去除率也很低。2.3.2接触氧化・MBR工艺工艺流程如图1。n图1接触氧化—MBR组合工艺流程图生物接触氧化法是在生物滤池的基础上，从接触曝气法改良演化而来的，因此有人称为“浸没式滤池法"、“接触曝气法"等。生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。生物处理是经过物化除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。处理后的环节，也是整个循环流程中的重耍环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氧等有害物质都将得到去（1）特点：生物接触氧化法与其他方法的比较具有如下特点：①BOD5负荷高，MLSS量大，相对地效率较高，并冃•对负荷的急剧变动适应性强。②处理时间短。在处理水量相同的情况下，所需装置设备较小，因而占地面积小。③维护管理方便，无污泥回流，没有活性污泥法中所容易产生的污泥膨服。④易于培菌驯化，较长吋期停运后，若再运转吋生物膜恢复快。⑤剩余污泥量少。（2）缺点：①填料上的生物膜数量需视BOD负荷而异。BOD负荷高，则生物膜数量多；反之亦然。因此不能借助于运转条件的变化任意地调节生物量和装置的效能。②生物摸量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，易于堵塞填料。所以，必须耍有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施。③大量产生后生动物（如轮虫类等）。若生物膜瞬时犬块地脱落，则易影响处理水水质。④组合状的接触填料会影晌均匀地曝气与搅拌。MBR是集高效膜分离技术和生物反应器的降解作用于一体的生物反应系统，该工n艺处理印染废水不但具有处理一般工业废水的特点，而冃对水中未降解的疏水性染料物第6页共39页n质及部分亲水性染料物质具有截留作用，保证了处理水COD浓度的降低。⑶(1)主要特点①流程简单，无需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；②MBR膜池可高效地进行固液分离，分离效果远好丁传统沉淀池，岀水水质良好,SS接近丁•()，可直接回用，实现污水资源化；③膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，首先反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，运行控制灵活稳定；④由于MBR可将曝气池与二沉池合二为一，并取代了三级处理的全部公益设施，因此可以大幅减少占地面积，节省土地投资；⑤由于泥龄可以非常长，从而大大提高难降解有机物的降解效率；⑥反应器在高容积符合、低污泥负荷、长泥龄下运行，剩余污泥产量极低，由于泥龄可无限长，理论上可实现零污泥排放。(2)存在问题①因为浸没式MBR中污泥浓度要高于传统活性污泥法，所以要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，从而造成能耗的升高；②在MBR工艺运行中，膜污染是不可避免的，为了控制膜污染，要对膜组件进行周期性的维护清洗，清洗吋会影响水厂正常产水量，化学清洗时过程复杂，清洗液消耗大，耗时长；③膜具有一定的寿命，需要定期更换，增加成本，对于大型污水处理厂来说，更换膜将是一笔巨大的开支。对于木设计针对的1OOOt/d的中小型印染废水处理设施来说，接触氧化一MBR处理工艺是一种占地小，运行简单，处理效果好的的工艺，投资成本合理，所以本次设计选择接触氧化一MBR工艺。n3印染废水处理工艺的设计、选用以及计算3.1进水格栅3.1.1设计说明格珊是一种截留废水中粗大污染物的预处理设施。是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上或泵站集水池的进口处，用以截阻人块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。⑷截流效果取决于分析宽度和谁的性质。按照格栅栅条间距的大小不同分为粗格栅，中格栅，细格栅三种。由于木设计印染废水处理中污染物颗粒不是很大，因此选用20mm的中格栅。小型污水处理厂和污水处理站截污量小，一般可采用人工清除截留物。3.1.2设计参数原始水量g=1000m3/J=0.0116w3/5流量总变化系数设定为K.=1.25最大日流量（2niax=1.25x0.0116=0.0145//$栅条宽度s=10mm栅条断面为圆形栅条净间隙为b=20mm栅前流速Vj=0.7m/s过栅流速v=0.2m/s栅前部分长度：0.5m格栅倾角a=60°（取60。〜75。）每日栅渣量：取W】=0.08n?栅渣/lO'W废水3.1.3设计计算（1）确定栅前水深2=0.38m所以栅前槽宽约为=0.38mo栅前水深"0.2加说明：G和—最大设计流量，m3/s；h—栅前水深;—污水过栅流速，m/so栅条间隙数（n）为n=%、翫=0.0I45X、師帝“6.8=17（条）v(2)bhv0.2x0.2x02第8页共39页n=+=0.01x(17-1)+0.02x17=0.5m说明：S—栅条宽度B—格栅宽度Bi=0.38m（4）进水渠道渐宽部分的长度计算L=B_B2tan0.5—0.382xtan20°=0.165m厶令0.083m说明：血一进水渐宽部分的展开角，一般取20。；L】一进水渠长度，m；L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m（5）栅条总长度L=L+0.5+^^+1.0+厶=0」65+0.5+°，19+°3+1.0+0.083=3tana~tan20°说明：h2—栅前渠道超高，一般取0.3m（6）水通过格栅的水头损失44/?,=k（3—‘丄sinQ=3xl.79x（^^]x—xsin60°=0.004m=4mm1[bj2g（0.02丿2x9.8说明：0—栅条阻力系数，查表得卩=1.79,k=3（7）栅后槽的总高度H=h++h2=0.20+0.004+0.3-0.5m说明：由于水头损失hi过小，忽略不计（8）每F1栅渣量二0.08(〃//d)X86400_0.0116K7x0.08x86400lOOOKz-_lOOOKz渣量较小，宜采用人工清渣。（9）格栅草图如图2所示。3.1.4出水水质出水水质表2所示。n表2格栅出水水质项冃CODcr(ml/L)BOD5(ml/L)SS(ml/L)色度pH进水<2500<1000<1200<450(倍)6〜12出水<2500<1000<1080<450(倍)6〜10处理效率10%3.2调节池3.2.1设计说明调节池，亦称调节均化池，对于印染废水，有必要在废水进入处理主体Z前，先将印染废水导入调节池进行均和调节处理，使其水量和水质都比较稳定，这样就可为后续的水处理系统提供一个稳定和优化的操作条件。考虑土建结构可靠性高时，故障少，只设-•个调节池。调节池草图如图3所示。图3调节池草图3.2.2设计参数(1)设计流量Q=10003/J=41.6667m3//z=0.0116m3/s(2)停留吋间T=12h(3)有效水深hi=3.5m(4)保护高度h2=0.5m(5)空气用量q=8m3/(m3h)323设计计算(1)调节池有效容积nv=27=42x12=50Wn(1)调节池尺寸F=V/h}=504/3.5=144m2池宽B取9m,则池长L为:L=F/B=144/9=16m(2)池总高H=/Z|+力2=3.5+0.5=4m(3)曝气系统计算总供气量为2=42x8=336m3//?=0.093m3/5①空气干管-直径d==J4x0093=o.O99m,取100mmV和V3.14x12校核干管内气体流速v.=马=4x0.093=]]飞5加心,在10—15加/s范围内。1加$3.14x0.01②空气支管设五根，则每根支管供气量为则支管宜径为/0.0186//7'Is0.063m,取65mm。校核支管内气体流速v2=上也7=5.6/n/s,在5-10m/5范围内。①每根支管连接两根穿孔管，则穿孔管空气量为q2=qi/2=0.0093m3/s则穿孔管直径4x0.00933.14x80.038/??/s,取40mm。校核穿孔管内气体流速上塔=7.4加/$,在范围5—10加/$内。3.2.4出水水质出水水质具体见表2。表2调节池出水水质项目CODcr(ml/L)BOD5(ml/L)SS(ml/L)色度pH进水<2500<1000<1080<450(倍)6〜12出水<2250<1000<1080<450(倍)6〜10处理效率10%3.3泵房n泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房，具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点,便于开槽施工，适用于自灌式泵站。集水池和机器由隔水墙分开，而II只有吸水管和叶轮淹没在水中，这样叮保持机器间干燥，有利于水泵的保养和检修，也可以避免污水对轴承、管道、仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站，较重耍的地区的雨水泵站、以及开启频繁的污水泵站中,尽量采用自灌式泵站。它的优点是启动及吋可靠，不需耍引水的辅助设备，操作简便，缺点是泵房较深，增加工程造价。而且由于噪音较大，妨害工作人员判断水泵是否正常工作。采用自灌式泵站吋水泵叶轮（或轴承）低于集水池的最低水位，在最高、中间和最低水位三种情况下都能直接启动，启动可靠。操作方便。但增加了泵站的深度，增加地下工程造价。水泵的选择原则：（1）污水泵站一般按最大日最大吋流量设计，通过调整水泵工作台数兼顾其他流量时段的情况。（2）水泵扬程由污水提升高度和吸水管、压头管水头损失确定。（3）为了适应不同流量吋的情况，考虑采用四台水泵，其中一台备用。（4）根据水质、水量和提升高度确定水泵的型号，同一泵站应选用类型相同、口径相同的水泵，以便利于管理和维修。根据污水高程计算的结果，泵站到调节池之间的高程差为8m,设泵站内的总损失为2m,吸压水路管路的总损失为2m,则可确定水泵的扬程H为：H=Hst+》h=8+2+2=12m水泵提升的流量按最犬流量考虑，Q=52n?/h,按此流量和扬程来选择水泵。选择QW50-20-15-1.5型潜水排污泵，共4台，3用1备，单泵性能参数为：流量为20m3/min,扬程为15m,功率1.5kw。泵房形式及其布置：采用半地下式矩形结构，占地少，结构较省的特点。水泵为单排并列式布置。3.4水解酸化池3.4.1设计说明水解酸化池是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段，可使污水中难以降解的大分子有机物分解为比较容易降解的小分子有机物，可以将SS中有机物部分转化为溶解性有机物，明显改善污水的可生化性。处于水解酸化阶段的微生物具有絮凝作用，可以人幅度提高SS的去除率。水解酸化池是改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要密闭，不需耍搅拌器，降低了造价。水解酸化池设计主耍是确定其有效容积。该水解酸化池采用上流式厌氧污泥床反应n器的改进型，米用独特的结构，靠水丿J条件在反应器内形成污泥床层。与UASB相比无需设置三相分离器。反应器容积一•般按有机负荷或者水力停留时间进行计算，这里采用水力停留时间计算。水解酸化池草图如图4所示。•?乙:56,00纟缪钳•沁紘榕廊孕巒绥律梆曲紹※9WW您芒型洱碎跻穴卅,亍me.：,：十：•匸存:二:,」、”丸•乐f化：：；：.二「;：＜;*工・3：、习么:叮:了•二3＞；££?^・?・「：〔江了.F图4水解酸化池草图3.4.2设计参数(1)设计流量einax=1250/Id=52」0//h；(2)停留时间HRT=8h；(3)池形为矩形，池深取h=4.0m；(4)池超高取h}=0.5m；(5)池形为矩形3.4.3设计计算(1)有效容积(2)池长宽所以取(3)上升流速核算V=Q碍HRT=52.1x8-417m3V=Ah=Ibh,A=104/722I=3叫b=8m,v=Q/A=V/HRT=h/HRT=4/8=0.5m/h符合0.5〜2.0m/h范围(4)进水配水系统本系统采用穿孔管进水。①干管：干管流量q=41.67m3/h=11.6L/s,采用管径150mm,干管始端流速v=0.655m/son①支管：支管中心间距d=O・5m。池中支管数n=2x12/d=2x12/0.5=48,每根支管入口流量q'=q/n=l1.6/48=0.243L/s。查衣得管径为20mm,支管始端流速v'=0.7735m/s（6）排泥系统采用静压排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。污泥排放采用定吋排泥，每日1〜2次。另夕卜，由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小砂砾，需在水解池底部设排泥管。⑤污泥产生量水解酸化池的COD去除率为55%,则污泥的产生量按照每公斤COD产生0.4kg干污泥进行计算。贝山干污泥产生量：W=1.238x1000x0.4=495.2kg湿污泥产生量：W4952W===49520鏡11-0.990.01则湿污泥体积：V=49.52m33.4.4出水水质出水水质具体见表3。表3水解酸化池出水水质项目CODcr(ml/L)BOD5(ml/L)SS(mVL)色度pH进水<2250<1000<1080<450(倍)6〜12出水<1012W850<864<360(倍)6〜10处理效率55%15%20%20%3.5生物接触氧化池3.5.1设计说明结构包描池体，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。生物接触氧化池池体在平而上多呈圆形、矩形或方形，用钢板焊接制成或用钢筋混凝土浇灌砌成。池体总高度一般约4.5〜5.0m,其中，填料床高度为3.0〜3.5m,底部曝气层高度为0.6〜0.7m,顶部稳定水层为0.5〜0.6m。生物接触氧化池一般不少丁2座。污水在池中停留吋间不应小丁1〜2h。每单元接触氧化池面积不易大于25n?,气水比控制在（10〜20）:lo接触氧化池如图3所示。n图3生物接触氧化池草图3.5.2设计参数(1)设计流量Q=41.7m3/h=0.0116m3/s(2)容积负荷M=2kgBOD5/(m3d)(3)滤料层总高度H=3m(4)气水比D()=20:13.5.3设计计算(1)滤池有效容积V=Q(La-Lt)/M=500x(850-210)/2x1000=160/n3式中：Q—平均污水量，Q=1000t/dM—容积负荷，gBOD5/(m3d)La—进水BOD5浓度，mg/LLt—出水BOD5浓度，mg/L(2)滤池总面积160/3=54/n2(3)滤池格数取n=4格f^F/n=54/4=13.5m2池体平面尺寸采用4mx3.5m=14m2n式中：f每个滤池面枳，f^25m2（4）校核接触吋间r=n/W/2=4x13.5x3/42=3.85/2（5）滤池总高度H°=H+hi+h2+（m・l）h3+h4=3+0.5+0・5+（3-1）xO.3+1.5=6.1m式中：h[—超高，0.5mh2—填料上水深，0.5mh3—填料层间隙高，0.3mh4—配水区高，进入检修时，1.5mm—填料层数，3o（6）需气量D=DoQ=20x41.7=834m3/h则每格所需气量D】=D/4=208.5n?/h（7）曝气系统本系统采用Wm-180型网状膜型中微孔空气扩散器，敷设丁距池底0.2m处。该空气扩散装置的各项参数如下：每个空气扩散器的服务面积为0.5m2；动力效率2.7〜3.7kgO2/kwh；氧的利用率为12%-15%0①每格需气量qi=Di=208.5m3/h,每格曝气池的平面面积为4x3.5=14m2；每个空气扩散器的服务面积按0.49m2计算，则每个池子所需空气扩散器的总数为14/0.49=29个，为了安全计，本设计采用30个。②每个空气扩散器的配气量为208.5/30=6.95m3/ho③管路布置一根干管连结4根支管，每根支管下有5根分配管。每根支管的输气量为208.5m3/h；每根分配管的输气量为208.5/5=41.7m3/h；每根分配管上的空气扩散器的个数为30/5=6个。空气支管-直径：（v支管气流最小流速，取1Om/s）cl=j4g/（3600wr）=J4x208.5/（3600x10x3」4）=0.079加取d=0.080m=80mm每池设5根分配管，-直径为（vi分配气流最小流速，取5m/s）d=J4g/（5x3600岭兀）=j4x208.5/（5x3600x5x3」4）=0.054m取di=0.060m=60mm3.5.4填料选择生物接触氧化池中的填料是微生物的载体，其特性对接触氧化池中生物固体量、氧的利用率、水流条件和污水与生物膜的接触情况等起着重要作用，因此，填料是影响生物接触氧化池处理效果的重要因素。本设计选用YCDT型立体弹性填料，该填料空隙孔径可变性人，不堵塞，表面积大,挂膜迅速，造价低廉。n出水水质具体见表4。表4接触氧化池出水水质项冃CODcr(ml/L)BOD5(ml/L)SS(ml/L)色度pH进水<1012<850<864<360(倍)6〜9出水<354<170<864<270(倍)6〜9处理效率65%80%25%3.6MBR膜池3.6.1设计说明MBR工艺作为传统生化技术和膜技术的结合在膜生物反应器屮，原水中的有机物污染物的去除与传统活性污泥法一样，都是通过微生物分解，小空纤维膜主要起到分离生化后水和污泥的作用，代替常规的二沉池，节约大量的土建费用和占地而积。MBR工艺有其独特的技术优势：a.生物反应器内生物量高.b.污泥负荷低；c.处理效率高，产水不含有悬浮物同。反应器装置内必须保证一定的活性污泥浓度和水力停留时间。平均停留时间应根据原水水质和处理要求设定确定。生物反应池的容积设计可参照活性污泥法，结合反应器的污泥负荷或容积负荷参数计算。3.6.2平板膜参数型号及规格（1）平板膜膜支架技术参数，其参数如表5所示。表5平板膜膜支架技术参数名称特性参数材质聚氯乙烯膜孔平均直径0.4(im过滤方式重力过滤/吸引过滤最大过滤床力重力过滤：12KP；吸引过滤：20KP耐化学药品性耐酸耐碱性强（pH值2-12）膜支架尺寸（510型）宽x高x厚=490mmx1000mmx6mm膜支架有效而积0.8m2/张膜通量0.4-0.6m3/m2-d(水温10°C以上)（2）膜组件型号及规格①膜组件型号具体如表6所示。n表6膜组件型号膜组件类型膜组件支架张数（n）张/组膜组件面积（nW组）ES(AS,FF)10010080ES(AS,FF)175150120ES(AS,FF)200200160②膜组件规格具体如表7所示。软管枢架膜元件表7膜组件规格型号长（mm）宽（mm）高（mm）干重（kg）最人重量（kg）ESI0018305102000440870ESI50218051020006501300ES200280051020008801760图4ES200平板膜组件3.6.3膜组件设计要求（1）不同膜组件单排池体平面尺寸要求如表8所示。n表8膜组件单排池体平面尺寸要求膜组件型号池宽(mm)池长(mm)ESI002300-2500(1000-1300)xn+300ESI503300-3800ES2004300-4500(2)池深要求ES型膜组件可以适应2.50〜3.50n)的水深，当鼓风机压力允许的情况下，可以加大有效水深，对膜组件无影响。3.6.4膜组件的选择(1)膜通量5)概念：单位时间内通过单位膜面积的水量(单位：m3/m2-d)膜通量的选择与污泥过滤性能，污水水质及运行的环境条件有关，一般情况下为：0.4-0.6m3/m2-do木设计中CODcr,BOD5的浓度较高，可生化性强，可以取最高值，但为了延长使用年限,本工艺中取0.5m3/m2do(2)膜支架的有效面积S：0.8m2/张。(3)膜支架张数的计算(每天按24小吋运行计算)斤=2敢+〃十24*24一S=1250一0.5一1*0.8=3125弓长式中:〃一膜通量(m3/m2d)S—膜支架有效面积(n?)〃一膜支架张数(张)(4)膜组件的选型：ES200no=2OO选型原则：①每个单元应选用同类型②双排布置时，选择双数组建对称布置单排布置时，单排膜组件不超过10组N=n!n^=3125+200=16组式中：N—膜组件数n0—ES200膜组件张数(5)膜组件的设置考虑灵活运行，膜装置分为2个池设计，每个池8组膜组件。3.6.5膜生物反应器(MBR)池有效容积计算(1)按膜组件安装尺寸计算：一个系列的平面布置尺寸为：n池宽b=4.5m,池深hi=3・5m,有效水深112=3.0m池长：/=1.200x8+0.300=9.900/n,取/=10m膜生物反应池有效容积V有效=2blh=2x4.5x10x3.0=270m3膜生物反应池总容积V.,=2blh2=2x4.5x10x3.5=315zn3（2）按BOD5容积负荷Nv为1.5kg/（m3-d）%。久=2maxx5,x10_3=1250x170x1O'3=22.5kgBODJdV=W80Ds/Nv=212.5/1.5=142m3式中：S|—入水bod5值Nv—BOD5容积负荷（3）由于根据BOD5容积负荷算出的池有效容积小于膜平面布置所得的池容积，故MBR池容积及尺寸按膜平面布置算出的池容积安装尺寸确定。（4）浸没式膜生物反应池的超高宜在0.5m〜1.0m；生物反应池的设计水温宜在12°C〜38°C。（5）浸没式膜生物反应池曝气系统设计应符合下列规定：①膜生物反应池所需空气由鼓风机提供，通过进气管将空气输入池内曝气管网；②膜生物反应池宜采用射流曝气与穿孔曝气相结合的曝气方式，也可采用穿孔曝气与微孔曝气相结合的曝气方式；③曝气管网应均匀布置在膜组器的下方，曝气管应密封连接，管路内无杂物；④膜表面清洗所需的空气量，应由试验确定。（6）同吋脱氮除磷的浸没式厌氧缺氧■膜生物污水处理系统，工艺参数应符合下列耍求：①厌氧池污泥浓度宜在20g/L〜25g/L；溶解氧浓度应不大于0.2mg/L；②膜生物反应池污泥浓度宜在6g/L〜12g/L；膜箱内溶解氧浓度宜在2.0mg/L,膜箱外溶解氧浓度宜在O.5mg/L；③膜池污泥回流比150%〜300%o3.6.6主要工艺设备和材料浸没式膜组器主要采用平板膜，其膜组器应耐污染和耐腐蚀；膜材料宜选用聚偏氟乙烯（PVDF）或聚乙烯（PE）,也可以选用聚丙烯（PP）、聚瞇飒（PES）、聚丙烯睛（PAN）以及聚氯乙烯（PVC）等，本次设计采用聚氯乙烯（PVC）作为平板膜的膜材料。在设计条件下，平板膜使用寿命不低于3年。3.6.7鼓风机的选择（1）MBR池所需鼓风量计算①膜装置洗净所需空气N：膜组件数nnO：单位膜组件中支架数，ES200中，no=2OO每张膜支架洗净所需空气量q=10〜15L/min,取q=15L/minMBR所需鼓风量：G=Nx®xq=16x200x15=48000m3Id=33.34”/min①生物处理所需空气量n需氧量：OD=aLr+bSa=aQd（S0-Se）+bVXF式中：Qd——最大设计流量，1250nWdV——MBR池有效容枳，270m3；So——原水中BOD5含量（191mg/L）；Sc——出水中BOD5含量（10mg/L）；X——MBR池内污泥浓度取X=12000mg/L；a取0.5；由实际运行装置获得F=0.8,b值取0.12OD=aL汁bSa=aQd（S0-Sc）+bVXF=0.5xl250x（191-10）x10-3+0.12x270x12x0.8=424.165kgO2/d所需空气量：G=OD/0.277e=424.165/（0.277x0.03）=51043m3/d=36m3/min由于生物氧化所需空气量大于膜洗净所需空气量，鼓风机的选择应以生物氧化所需空气量为依据，可选送风量为40m3/min左右的风机或总风量相同的数台风机并联运行。AI60-1.2风机两台一用一备，送风量60//min。功率为30Kw。3.6.8膜池抽吸泵的选择本工艺选择80ZX50-25不锈钢自吸泵2台，一用一备。由上海大江工业泵厂（总厂）生产。流量：50m3//?；扬程：25m；吸程：6m；转速:2900"min；自吸性能：1.5min/5加；轴功率：5.2Kw；屯机功率：7.5Kw。3.6.9回流量计算（1）污水处理程度计算进入MBR膜池的污水，其BOD5值（SJ为:170mg/Lo计算去除率，对此，出水溶解性BOD5可用下式估算：Se=Sz-7.1KdfCe式中：Sc出水溶解性BOD5；Sz——MBR膜池出水总BOD5,Sz=10mg/LKd——活性污泥自身氧化系数，典型值为0.06；f——系数，MBR膜池出水中MLVSS/MLSS比値，取匸0.75nCc——MBR膜池出水SS,Cc=0mg/L因为MBR膜池出水SS值Q几乎为0,则Sc=Sz=10mg/Lo（2）确定污泥负荷NsMBR膜池进水BOD5浓度Sa=170mg/L,MBR膜池的BOD5去除率:S^=170-10=094Sq170*污泥负荷Ns计算公式:k2Se/7式中:K2为动力学参数，取0.0200；Se=13.61mg/L；77=0.94;匸0.7。代入各值,Ns=°02xl°x().7=0]5bod、/(kgMLSS•kg)(1)回流比的合理选择这里借助《A/O工艺设计计算》屮总回流比与氮去除效率的关系⑹。表9总回流比与氮去除率的关系总回流比12345678910氮去除率％5066.7758083.385.787.588.890.090.9由表9可知，耍取得满意的氮去除率，必须冇足够大的回流比。但是随着回流比的增加，氮去除率的增长越来越小，而月•回流比的过度增加会使水解酸化池的溶解氧增多,影响脱氮反应的顺利进行。一般回流比为2〜4。本设计要求的氮去除率为竺匹=0.7,则回流比R取值为2.5。50(2)确定混合液污泥浓度(X)根据已确定的N值，查图SVI与污泥负荷率Ns的关系图得相应的SVI取值180ov106RX=xrSVI1+R式中：X——MBR膜池混合液污泥浓度R——污泥回流比，取R=2.5SVI——(1L混合液30min静置沉淀形成的活性污泥体积(ml))/(1L混合液中悬浮固体干重)，取SVI=180r——MBR膜池中污泥综合指数，取r=1.2n代入得：X=4761mg/L=4.8kg/m3根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。io6IO6X=xr=xl.2=6666.7mg/LrSVI180x查看更多