環(huán)境工程畢業(yè)設計

1、2012屆畢業(yè)生畢業(yè)論文題 目: 大學校園洗浴廢水的處理及回用工藝設計 院系名稱： 化學化工學院 專業(yè)班級： 環(huán)境工程0802 學生姓名： 王 鵬 飛 學 號： 200848270208 指導教師： 許 春 紅 教師職稱： 講 師 2012 年 5月15日摘 要由于洗浴行業(yè)是一種需要消耗大量水資源的行業(yè)，而且洗浴廢水具有水量大、污染輕、水質(zhì)穩(wěn)定的特點，所以，洗浴廢水應優(yōu)先作為一種再利用的水源來開發(fā)，必將在城市節(jié)約用水中發(fā)揮重要作用。洗浴廢水屬優(yōu)質(zhì)雜排水，可以作為中水回用的主要水源。本設計采用生物膜法處理洗浴廢水，設計規(guī)模為300m3d。進水cod、bod5、ss、氨氮、las的質(zhì)量濃度分別為1

2、90 mg/l、55 mg/l、100 mg/l、10 mg/l、1.0 mg/l，廢水先經(jīng)過物化處理，污水中的毛發(fā)、污垢、cod可得到較好的去除，經(jīng)過膜生物反應器中的膜組件，不僅進水中的有機污染物和氨氮得到充分去除，而且使泥水分離，省掉二沉池，最后經(jīng)過消毒除去細菌和病毒，出水可達到景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)指標（gb/t 18921-2002）的排放標準。該工藝具有占地面積小、對水質(zhì)和水量變動適應性較強、剩余污泥少、運行管理方便等優(yōu)點。關(guān)鍵詞： 洗浴廢水 廢水處理 膜生物反應器 膜組件title university campus bathing wastewater treatment an

3、d reuse of process design abstractbath industry is a need to consume vast amounts of water industry, and bath wastewater with water, light pollution, water quality and stable, so the bathing wastewater should be given priority as a re-use of water to develop in the city will saveplay an important ro

4、le in the water. bath wastewater is a high-quality gray water can be used as the main source of water in the water reuse. this design uses the biofilm process bath wastewater, the design size of 300m3/d. the influent cod and bod5, the ss, ammonia nitrogen, the quality of las concentration of 190 mg/

5、l, 55 mg/l, 100mg/l and 10 mg/l, 1.0 mg/l, wastewater through the physico-chemical treatment, sewage hair, dirt, cod can get a better removal of organic pollutants in water and ammonia nitrogen to fully remove the membrane bioreactor in the membrane, not only, but to make the mud and water separatio

6、n, and to cut the secondary settling tank, finally, after disinfection to remove bacteria and viruses, the water can reach the water regeneration of the landscape and environmental water quality indicators (gb/t 18921-2002) emission standards. the process has a small footprint, strong adaptability t

7、o changes in water quality and quantity, the remaining sludge, the advantages of easy operation and management.keywords bath wastewater wastewater treatment membrane bioreactor membrane目 次 1 引言511 洗浴廢水的特征52 洗浴廢水的研究現(xiàn)狀62.1 物理化學法處理洗浴廢水62.1.1 氣浮處理法62.1.2 混凝處理法62.1.3 膜處理法62.1.4 電解處理法72.1.5 電絮凝氣浮組合處理法72.2

8、 生物法處理洗浴廢水72.2.1 sbr法處理洗浴廢水82.2.2 mbr工藝處理洗浴廢水82.2.3 過濾/超濾-生物活性炭組合處理法923 設計工藝的選定92.3.1 sbr處理工藝92.3.2 mbr處理工藝102.3.3兩種工藝的對比102.3.4 方案確定122.3.5 工藝流程123 設計說明書1231 設計規(guī)模1232 設計進出水水質(zhì)1233 處理程度的計算133.3.1 溶解性bod5的去除率133.3.2 cod的去除率1334 設計任務1335 設計相關(guān)標準和根據(jù)1436 設計原則1437 設計目的144 設計計算書1541 污水處理構(gòu)筑物設計計算154.1.1 格柵154

9、.1.2 調(diào)節(jié)池174.1.3 毛發(fā)收集器184.1.4 膜生物反應器184.1.5 自吸泵的選擇244.1.6 消毒池254.1.7 中水池2542 高程計算26結(jié) 論27致 謝28參 考 文 獻291 引言本設計為校園洗浴廢水處理工藝的設計。我國是一個水資源匱乏的國家，總量不足，時空分布不均。近二十年來，隨著我國經(jīng)濟連續(xù)高速增長，水污染問題日趨嚴重。解決水資源短缺和水污染的一個重要途徑在于水處理。由中水的取用原則，洗浴廢水的水質(zhì)屬于優(yōu)質(zhì)排水，其污染較輕、水質(zhì)相對穩(wěn)定，故處理過程也就相對簡單些。中水經(jīng)過處理后不僅可作為單位沖廁用水、滿足學校綠化用水、作為道路清洗用水，而且也可作為景觀用水等。

10、因此研究針對洗浴廢水的經(jīng)濟、合理、高效的處理工藝就顯得十分重要。本課題正是為了探索這樣的一種洗浴廢水處理工藝。11 洗浴廢水的特征相對于一般生活污水而言,洗浴廢水是一種污染程度較輕的污水,屬優(yōu)質(zhì)雜排水,處理難度相對較小,而且洗浴廢水排水量較大,容易分離,便于收集。洗浴廢水中的主要污染物包括一些合成洗滌劑以及人體的毛發(fā)、皮膚分泌物、污垢等，還有一些微生物如真菌、細菌、大腸桿菌和病毒等。2 洗浴廢水的研究現(xiàn)狀如今，洗浴廢水的處理工藝主要包括如下幾種：2.1 物理化學法處理洗浴廢水由于洗浴污水成分相對簡單，有機物含量也相對較低，經(jīng)一些簡單方法處理就可用于如綠化灌溉用水、沖廁用水等1。這樣的工藝大部分

11、是一些相對傳統(tǒng)的工藝方法。2.1.1 氣浮處理法氣浮法作為處理洗浴廢水的一種方法，其處理原理是將大量微細而密集氣泡通入洗浴廢水中，使其粘附雜質(zhì)和絮粒，就會形成比重比水小的浮體，借助浮力的作用浮體就會浮至水面，這樣就使固液得以分離。氣浮處理法的許多特點使其成為適合處理洗浴廢水的方法：(1)由于洗浴廢水中的污染物質(zhì)可以形成相對質(zhì)量較輕的絮凝體，所以這樣就益于利用氣浮法將其去除；(2)洗浴廢水中有一些易于氧化的物質(zhì)，氣浮法可以將其氧化，這樣就有利于將其去除；(3)陰離子洗滌劑(las)在氣浮過程中也易于去除。在工程應用方面，氣浮法可作為洗浴廢水處理方法的優(yōu)勢也很大,如對絮凝的要求較低，占地面積較小，

12、而且可使反應時間縮短以及減小池容。2.1.2 混凝處理法這是一種以藥劑處理為主的處理工藝，其處理流程大致為洗浴廢水混凝沉淀過濾出水。首先混凝劑要選取正確，然后用混凝法處理廢水，就會使codcr濃度和濁度得到有效的降低，而且可以使處理效率得到有效提高，從而達到沉降速度快和回用廢水的目的2。2.1.3 膜處理法這是一種以膜處理為主的處理工藝，其處理流程大致為洗浴廢水過濾膜濾出水。該處理工藝不僅可以較好的去除洗浴廢水中的懸浮物質(zhì)和大分子的有機物質(zhì)，而且可以較好的截留預處理過程中難以通過絮凝和過濾方法去除的陰離子洗滌劑(las) 3。物化法由于其簡單方便的特點越來越成為研究以及應用的熱點內(nèi)容4。2.1

13、.4 電解處理法電解處理法的原理就是利用電解原理對廢水水進行電化學處理。其功能有氧化-還原、殺菌消毒、凝聚、調(diào)整ph以及吸附共沉淀等，從而可以將多種污染物質(zhì)去除。污水經(jīng)電解法處理之后，有毒物質(zhì)不但被去除了，而且還能作為工業(yè)、市政、家用等的中水使用。電解法具有多種優(yōu)點，如操作簡單、不會產(chǎn)生二次污染，處理后的水還不易滋生細菌。2.1.5 電絮凝氣浮組合處理法這是一種將電解、絮凝和氣浮結(jié)合的方法。其原理是：將陽極放置在在欲凈化的水中，陽極上會溶解三價鋁離子或二價鐵離子到水中，它們水解成為分散而有效絮凝劑。從電極的反應式可以知道，在陽極上會產(chǎn)生氧氣泡，在陰極上會產(chǎn)生氫氣泡。在氣泡上升的過程中，懸浮物被

14、帶出水面，在水面上就會形成浮渣層；另一方面，懸浮雜質(zhì)會與三價鋁離子(或二價鐵離子)及其水解產(chǎn)物發(fā)生絮凝作用。這種方法優(yōu)點也很多，如省去了化學絮凝劑、沒有陰離子和雜質(zhì)、有一定的去除細菌的效果等。2.2 生物法處理洗浴廢水通過微生物自身的新陳代謝功能，環(huán)境中的有機物被氧化分解，并被轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機物，生物法就是利用微生物自身的功能來處理廢水，加上輔以一定的人工技術(shù)，來降解廢水中存在的有機物質(zhì)，這樣就可以達到對廢水進行凈化的目的。在廢水處理中，生物法的應用是相當廣泛的，尤其是對城市廢水的處理，但也有一定的弊端，那就是微生物對有機質(zhì)的降解速度相對緩慢，這樣水力停留時間就會加成，所以生物處理法就需要相當

15、龐大的污水處理構(gòu)筑物。況且，陰離子洗滌劑是洗浴廢水中難生物降解的物質(zhì)。特別是有機物在洗浴廢水中的含量較低，這樣微生物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)就會不足，微生物就會進行內(nèi)源消耗作用，這就不利于對活性污泥及生物膜的微生物培養(yǎng)與馴化，于是對廢水回用系統(tǒng)的運行與管理增加了不小的難度。鑒于此，我們一般會考慮將一般處理法和生物法相結(jié)合來處理洗浴廢水。比如上海市的寶剛公司所采用的一種洗浴廢水工藝，改工藝采用以生物活性炭為主的方法，其日處理洗浴廢水的能力可以達到500m3/d，這樣的處理量還是相當可觀的，其處理后的廢水的用途主要是綠化澆灌和工業(yè)補充等。2.2.1 sbr法處理洗浴廢水所謂sbr，指的是序列間歇式活性污泥

16、法（sequencing batch reactor activated sludge process），因為其擁有很多優(yōu)于一般活性污泥法的特點，故近些年，這種方法越來越受到國內(nèi)外的重視，成為研究和應用的重點工藝5。sbr工藝處理廢水的原理和傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，不同的只是運行的方式而已。傳統(tǒng)工藝的運行方式是連續(xù)的，而sbr工藝的運行方式卻是序批的，首先，污水會間歇地進入處理系統(tǒng)，然后污水再間歇地排出處理系統(tǒng)6。其工藝流程為洗浴廢水毛發(fā)截留井調(diào)節(jié)池提升泵sbr反應池潷水器過濾器消毒中水池沖廁。只要控制好時間順序，sbr工藝脫氮除磷的各種反應就會在同一反應器中進行并完成。比如進水后，先進行一

17、會兒缺氧下的攪拌，那么好氧的細菌就會利用進水中所帶來的有機物質(zhì)以及溶解氧來進行分解作用，這樣水中溶解氧含量就會降低有時甚至會降低到零，然后厭氧細菌再進行發(fā)酵作用，而反硝化細菌進行脫氮作用；接著攪拌作用停止一段時間，污泥就將處于厭氧的狀態(tài)，在這時，聚磷菌就會進行吸磷作用，再過一段時間，曝氣停止，進行靜止沉淀作用，一旦污泥沉淀到水底，就去除上層清水，然后再通入原水，如此重復進行該過程7。活性污泥中的微生物對洗浴廢水中的bod5和codcr有比較高的去除率，而且去除速度較快。穩(wěn)定運行之后，對反應階段進行檢測分析，sbr法的經(jīng)濟反應時間大約為6小時，當污泥cod負荷達到0.070.10kg/(kgd)

18、時,處理后的廢水就會達到中水的水質(zhì)標準。sbr作為廢水生物處理的工藝是比較成熟的，其優(yōu)點是造價低、工藝簡單、運行靈活、脫氮除磷的效果好8。2.2.2 mbr工藝處理洗浴廢水膜生物反應器mbr是一種新興的廢水處理工藝，隨著國家對廢水處理水質(zhì)要求越來越高以及水資源缺乏等問題的出現(xiàn)，mbr越來越受到人們的關(guān)注。膜生物反應器由兩部分組成，包括膜組件和生物反應器。其中，生物反應器的作用是降解污染物，而膜組件的作用是過濾廢水，從而將水質(zhì)進一步凈化9。當污水進入膜生物反應器后，其中存在的微生物通過同化以及異化作用與污染物進行反應。膜生物反應器中，懸浮物及大分子的有機物主要是被膜單元截留。也正是因為膜系統(tǒng)的這

19、種截留作用，幾乎全部的污泥就會被留在反應器中，這樣系統(tǒng)中的污泥濃度不斷增高，生物量也就不斷增加，于是對有機物的代謝能力就不斷增強，同時也將難降解的有機物和具有較長世代期的硝化細菌也留在反應器之中，這樣就不僅可以延長有機物的代謝時間，而且生物的硝化能力也增強了10。經(jīng)過實驗我們發(fā)現(xiàn)，原水cod為53.5341.0 mg/l,nh4+-n為7.239.1 mg/l，las為1.25.8 mg/l，濁度為13152 ntu；經(jīng)過膜生物反應器的處理作用后，出水水質(zhì)中cod為8.2522.5 mg/l，去除率為91.3%，nh4+-n為0.313.5 mg/l,去除率為72.0%,las為00.2 mg

20、/l，去除率在90%以上，濁度為17 ntu，去除率92%。這樣的結(jié)果無不說明膜生物反應器對洗浴廢水的處理效果是良好的。mbr工藝的優(yōu)點也是十分明顯的，如占地面積小、出水水質(zhì)好以至于可以直接回用、污泥濃度高、剩余污泥量較低便于處理以及可以實現(xiàn)自動控制等9。2.2.3 過濾/超濾-生物活性炭組合處理法該種工藝在廢水處理中的應用也是很廣泛的。雖然其在hrt、占地面積、處理效果和自動控制等方面有一定的優(yōu)勢，但使用單純的活性炭吸附，其飽和周期比較短，所以就需要經(jīng)常更換炭，這不便于管理，而且造成處理成本較高。該工藝處理污水的過程，設計四個因素在溶液中的作用，包括活性炭顆粒、溶解氧、微生物和水中的污染物。

21、活性炭對污染物的吸附作用屬于單純吸附。微生物利用水中的溶解氧存活和繁殖。然后微生物從對污染物的降解過程中吸取能量以及自身所需的營養(yǎng)。當然也由于活性炭有吸附的作用，加上微生物和活性炭的協(xié)同，可以使微生物對污染物的降解作用更加明顯。因此，這種工藝在洗浴廢水處理方面是一種經(jīng)濟有效的工藝。23 設計工藝的選定根據(jù)所查閱的文獻資料，擬定2種不同的處理工藝，并作對比：2.3.1 sbr處理工藝間歇曝氣活性污泥( sbr)處理廢水的原理和傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，不同的只是運行的方式而已。在處理流程上，它只有一個單元，集中了調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的作用，在這一個池中就可以完成調(diào)節(jié)水量水質(zhì)、降解有機物質(zhì)和實現(xiàn)

22、固液分離。sbr的一個反應運行過程包括五個階段：進水、曝氣、沉淀、排水和空載排泥。其工藝流程為：洗浴廢水毛發(fā)截留井調(diào)節(jié)池提升泵sbr 反應池潷水器過濾器中水池沖廁。2.3.2 mbr處理工藝運用生物膜工藝。廢水先經(jīng)過物化處理，污水中的毛發(fā)、污垢、cod較好的去除，經(jīng)過膜生物反應器中的膜組件，不僅進水中的有機污染物和氨氮得到充分去除，而且使泥水分離，省掉二沉池，最后經(jīng)過消毒除去細菌和病毒使出水達標排放。其工藝流程為：洗浴廢水格柵調(diào)節(jié)池毛發(fā)收集器膜生物反應器中水。2.3.3兩種工藝的對比下面將這兩種處理工藝進行對比，主要對比流程、基本原理、處理效果和投資運行方面的特點。（1） 流程：sbr：洗浴廢

23、水毛發(fā)截留井調(diào)節(jié)池提升泵sbr 反應池潷水器過濾器消毒池中水池沖廁。mbr：洗浴廢水格柵調(diào)節(jié)池毛發(fā)收集器膜生物反應器消毒中水。（2） 基本原理sbr：首先，污水會間歇地進入處理系統(tǒng)，然后污水再間歇地排出處理系統(tǒng)。進水后，先進行一會兒好氧曝氣，好氧的細菌就會利用進水中所帶來的有機物質(zhì)以及溶解氧來進行分解作用，聚磷菌就會進行吸磷作用，再過一段時間，曝氣停止，進行靜止沉淀作用，這樣水中溶解氧含量就會降低有時甚至會降低到零，反硝化細菌進行脫氮作用，聚磷菌釋放磷；最后沉淀靜置，實現(xiàn)泥水分離。然后再通入原水，如此重復進行該過程。mbr：膜生物反應器（mbr）中的膜組件作為一種新型泥水分離設備，它取代了傳統(tǒng)

24、的二沉池，然后與生物反應器結(jié)合起來就構(gòu)成了一種新型的廢水處理工藝方法。當污水進入膜生物反應器后，其中存在的微生物通過同化以及異化作用與污染物進行反應。膜生物反應器中，懸浮物及大分子的有機物主要是被膜單元截留。也正是因為膜系統(tǒng)的這種截留作用，幾乎全部的污泥就會被留在反應器中，這樣系統(tǒng)中的污泥濃度不斷增高，生物量也就不斷增加，于是對有機物的代謝能力就不斷增強，同時也將難降解的有機物和具有世代期較長的硝化細菌也留在反應器之中，這樣就不僅可以延長有機物的代謝時間，而且生物的硝化能力也增強了，從而提高了去除率。（3） 處理效果表1 兩種工藝的處理效果sbrmbrcod82.0%86.45%bod578.

25、0%89.09%氨氮85.0%72.4%las94.5%91.9%ss83.8%99%濁度84.9%95.44%(4)投資與運行特點sbr：生化反應推動力在推流的作用下增大，提高效率，池內(nèi)厭氧和好氧作用不斷交替進行，具有良好的處理效果。運行具有穩(wěn)定的效果，需要的時間很短，效率很高，具有良好的出水水質(zhì)。運行中，池內(nèi)會留下處理過的水，這些水對污水有一定的稀釋和緩沖，所以耐沖擊負荷高。該工藝運行中的各個階段可隨水質(zhì)和水量進行調(diào)整，靈活性高?；钚晕勰嗯蛎浛梢缘玫接行Э刂啤Ｃ摰走^程中，適當控制一下運行的方式，就可以實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的不斷交替，脫氮除磷效果良好。sbr法的特點利于對廢水處理廠進行擴

26、建和改造。布局很緊湊、較小的占地面積，流程簡單、造價較低。處理設備少，便于后期的操作和管理。對水資源緊缺的地方，該工藝很適合。mbr：優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的出水水質(zhì)。膜具有高效的截留作用，微生物被完全留在反應器中，反應器hrt和污泥齡可以實現(xiàn)完全分離，所以運行控制的過程十分靈活。反應器中的微生物濃度較高，從而具有較強的耐沖擊負荷。由于污泥泥齡較長，使難降解有機物的降解效率大大提高。較好的避免了二次污染的發(fā)生。氨氮及難降解有機物可較好去除。采用plc控制后，可實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制。具有很小的占地面積，所以工藝設備布置集中?；ǖ耐顿Y和設備運行的費用低。便于從傳統(tǒng)工藝中改造而成。2.3.4 方案確定綜合考慮學校

27、洗浴廢水特點及后期運行管理等要素，選取mbr即膜生物反應器法作為處理洗浴廢水的處理方法。2.3.5 工藝流程洗浴廢水格柵調(diào)節(jié)池出水提升泵鼓風機自吸泵膜生物反應器中水池毛發(fā)收集器消毒池圖1 設計工藝流程圖3 設計說明書31 設計規(guī)模鄭州某高校洗浴中心，污水處理站的處理水量按最高日最高時的流量，污水廠的設計平均日處理量為：300噸。32 設計進出水水質(zhì)相對于一般生活污水而言,洗浴廢水是一種污染程度較輕的污水,屬優(yōu)質(zhì)雜排水,處理難度相對較小,而且洗浴廢水排水量較大,容易分離,便于收集。洗浴廢水中的主要污染物包括一些合成洗滌劑以及人體的毛發(fā)、皮膚分泌物、污垢等，還有一些微生物如真菌、細菌、大腸桿菌和病

28、毒等。要求處理后水質(zhì)達到景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)指標（gb/t 18921-2002）的排放標準，進出水水質(zhì)具體條件如表2：表2 計進出水條件項目cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)氨氮(mg/l)las(mg/l)進水水質(zhì)19055100101.0出水水質(zhì)20102050.533 處理程度的計算3.3.1 溶解性bod5的去除率在活泩污泥處理系統(tǒng)中，處理水中的bod5值包括兩部分，包括殘存的溶解性bod5和非溶解性bod5，而后者的主體主要是生物污泥的殘屑。活性污泥的凈化功能，主要是是去除水中的溶解性bod5。故從活性污泥的凈化功能方面來考慮，應減去非溶解性的bod5。溶解

29、性bod5的去除率為：3.3.2 cod的去除率3.3.3 ss的去除率3.3.4 氨氮的去除率3.3.5 las的去除率34 設計任務（1）進行實習調(diào)研，查閱相關(guān)文獻，完成開題報告，進行外文文獻翻譯。（2）根據(jù)原始資料數(shù)據(jù)提供的水量、水質(zhì)情況和對出水水質(zhì)的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定出合理的處理工藝，并對工藝進行說明，完成設計說明書。（3）根據(jù)設計手冊或通過計算確定工藝中各構(gòu)筑物的尺寸和設計參數(shù)，完成設計計算書。（4）進行平面布置和高程布置，繪制總平面圖、處理工藝圖以及主要處理構(gòu)筑物的施工圖。35 設計相關(guān)標準和根據(jù)景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)指標（gb/t 18921-2002）；三廢處理工程

30、技術(shù)手冊（廢水卷）室外排水設計規(guī)范（gbj1487）；總圖制圖標準（gb/t501032001）；建筑制圖標準（gb/t501042001）；建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（gb/t501052001）；給水排水制圖標準（gb/t501062001）。36 設計原則（1）污水處理設施的設計和建設應符合城市和廠區(qū)建設的整體布局；（2）污水處理的工藝應盡量簡單和實用，以方便后期的管理；（3）在高程布置上應盡量采用立體布局，使地下空間得到充分利用。平面布置上要緊湊，使用地得到節(jié)??；（4）污水處理廠的位置應盡量位于下風向，并使其和其它建筑物保持一定的距離，從而減少對周圍環(huán)境的影響；（5）定型化，設備化，施工方便，運

31、行簡便，設備性能穩(wěn)定，要適合分期進行建設；（6）較高的處理程度，較少的污泥產(chǎn)量，并盡量采用節(jié)能的處理技術(shù)；（7）構(gòu)筑物對水力負荷及有機物負荷的適應范圍要較大，從而使系統(tǒng)有較好的耐沖擊負荷的能力。37 設計目的通過洗浴廢水處理廠工藝的選擇、設計，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學生利用所學到的水污染控制理論，系統(tǒng)的掌握污水處理方案比較、優(yōu)化，各主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設計與參數(shù)計算，主要設備造型包括格柵、提升泵、鼓風機、膜組件、加藥設備等，以及平面布置和高程計算。最后根據(jù)工藝和計算的結(jié)果，繪制出平面布置圖，管線布置圖、工藝流程高程圖及各主要構(gòu)筑物的單體圖。4 設計計算書41 污水處理構(gòu)筑物設計計算4.1.1 格柵1.設計

32、說明格柵由一組（或多組）平行的柵條和框架構(gòu)成。傾斜（或垂直）安裝在進水渠道或進水泵站集水井的進口處，用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗粒懸浮物及雜質(zhì)，以保證后續(xù)處理設施的正常運行。由于處理量不是很大，采用人工清渣，結(jié)構(gòu)為地下鋼混結(jié)構(gòu)。格柵如下圖3.1所示11圖2 格柵設計草圖2.設計參數(shù)格條凈間隙b=2mm；柵前流速v1=0.4m/s；過柵流速v2=0.6m/s；安裝傾角=30 設計流量：q=300m3/d=3.4710-3m3/s3.設計計算（1）取廢水變化系數(shù)k（1.21.5）為1.5 則qmax=kq=1.53.4710-3=4.7110-3m3/s （2）柵前水深（h） 柵前槽寬

33、b1=0.15m h=0.075m0.08m（3）格柵的間隙數(shù)（n） n = = =5.796個 （4） 柵槽有效寬度(b) 柵條采用10圓鋼：即 s=0.01m b = s (n 1) + bn = 0.01 (35 - 1) + 0.00235 = 0.41m0.5m（5） 進水渠道漸寬部分長度 設進水渠道內(nèi)的流速為0.4m/s，進水渠道寬b1=0.15m，漸寬部分展開角=30 l1 = = 0.22m（6） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 l2 = l1/2 = 0.11m（7） 過柵水頭損失：取k=3,=1.83，v2=0.6m/s h0=k=0.24m h2=kh0=0.72m（

34、8） 柵槽總高度h 柵前槽高 h1 = h + h2 = 0.08+ 0.72 = 0.8m 柵后槽高 h = h + h1 + h2 = 0.08 + 0.3+ 0.72= 1.1m（9） 格柵總長度(l) l = l1 + l2 + 0.5 + 1.0 += 0.22 + 0.11 + 0.5 + 1.0 + = 2.49m2.50m4.1.2 調(diào)節(jié)池1.設計說明對于有些反應，如厭氧反應對水質(zhì)、水量和沖擊負荷較為敏感，所以對于工業(yè)廢水適當尺寸的調(diào)節(jié)池，對水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)是厭氧反應穩(wěn)定運行的保證。調(diào)節(jié)池的作用主要是是平均水質(zhì)和水量，一般還兼有沉淀、混合、加藥等功能。2.設計參數(shù)設定停留時間：

35、t=6h設計水量：q=300m3/d=3.4710-3m3/s水面超高?。篽1=0.5m3.設計計算（1）進水管設計取水流流速v=0.5m/s，則管徑d=b1=0.11m取直徑為150mm（2）有效容積 v= qt=m3（3）調(diào)節(jié)池高度 取長寬為6m6m的正方形橫斷面，則有效水深h2=2.08m2.1m則高度h= h1+h2=0.5+2.1=2.6m3.0m所以該池的規(guī)格尺寸為6m6m3m，數(shù)量為1座。選用上海沃新泵閥有限公司生產(chǎn)wq型無堵塞潛水排污泵，型號為50wq20-7-0.75泵兩臺，一用一備，出口口徑50mm，流量20m3/h,楊程為7m，轉(zhuǎn)速2900r/min,功率0.75kw，效

36、率54%。4.1.3 毛發(fā)聚集器1.設計說明毛發(fā)聚集器之所以是洗浴水處理系統(tǒng)的必備設備，是因為洗浴廢水中一般夾雜著較多的泥沙、雜物、毛發(fā)等，在用水泵抽取時，這些雜物不僅威脅著水泵的壽命，同時對凈水器的過濾水質(zhì)也產(chǎn)生很大的影響。毛發(fā)聚集器在中水處理系統(tǒng)和泳池循環(huán)水處理系統(tǒng)中的應用廣泛，其在過濾前的處理，主要是去除水中毛發(fā)、纖維狀物和較大的懸浮物，以免它們在循環(huán)水泵中纏繞葉輪，從而保障后續(xù)設備的正常安全運行。其工作原理為：毛發(fā)聚集器工作時，介質(zhì)由進口進入濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)，經(jīng)濾網(wǎng)過濾后進入濾網(wǎng)外側(cè)，經(jīng)出口進入管路系統(tǒng)。在毛發(fā)聚集器運行一定的時間后，由于雜物增多，這時就應該打開聚集器的封蓋，取出里面的濾筒并清

37、洗干凈，然后就可以再繼續(xù)使用了。2.毛發(fā)聚集器選取經(jīng)過對比，選取北京意誠興業(yè)環(huán)保技術(shù)有限公司生產(chǎn)的yq系列毛發(fā)聚集器（如圖3）。其產(chǎn)品參數(shù)為：(1) 設計壓力: 1.6mpa ；(2) 設計溫度: 180 ；(3) 濾網(wǎng)孔徑：300-1000目 ；(4) 適用介質(zhì): 無腐蝕性水或中性液體。產(chǎn)品特點為：（1）q235b優(yōu)質(zhì)碳鋼主體，不銹鋼濾芯，高強耐腐，使用壽命15年以上；（2）進、出水口安裝在在同一高度，使安裝方便；（3）底部設置放空裝置。結(jié)構(gòu)特點：（1）毛發(fā)聚集器為鋼體焊接結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯防腐涂料；（2）收集室內(nèi)采用的是雙層孔板，可攔住不同大小的雜物；（3）設備底部有排污口，排污清洗方便。圖3 毛

38、發(fā)收集器4.1.4 膜生物反應器1.設計說明膜生物反應器mbr是一種新興的廢水處理工藝，隨著國家對廢水處理水質(zhì)要求越來越高以及水資源缺乏等問題的出現(xiàn)，mbr越來越受到人們的關(guān)注。膜生物反應器由兩部分組成，包括膜組件和生物反應器。其中，生物反應器的作用是降解污染物，而膜組件的作用是過濾廢水，從而將水質(zhì)進一步凈化。當污水進入膜生物反應器后，其中存在的微生物通過同化以及異化作用與污染物進行反應。膜生物反應器中，懸浮物及大分子的有機物主要是被膜單元截留。也正是因為膜系統(tǒng)的這種截留作用，幾乎全部的污泥就會被留在反應器中，這樣系統(tǒng)中的污泥濃度不斷增高，生物量也就不斷增加，于是對有機物的代謝能力就不斷增強，

39、同時也將難降解的有機物和具有較長世代期的硝化細菌也留在反應器之中，這樣就不僅可以延長有機物的代謝時間，而且生物的硝化能力也增強了。2.液中膜的特點 液中膜是標準模塊化組件,可根據(jù)處理水量不同任意組合; 液中膜孔徑為0.4m,從膜通量、耐污染、易清洗等諸方面均有所考慮，設計合理; 液中膜的結(jié)構(gòu)合理,它是由兩張過濾膜粘貼在一個框架上而構(gòu)成的，使得膜組件壽命長; 膜片之間的氣水異向流使得空氣既為好氧微生物供氧,又為膜片的自凈提供動力,使膜片不易堵塞,經(jīng)過科學的試驗與實踐經(jīng)驗,積累了豐富的經(jīng)驗,保證裝置能長時間連續(xù)使用。3.膜支架的結(jié)構(gòu)與樣式圖4膜支架的結(jié)構(gòu)與樣式圖4.液中膜組件結(jié)構(gòu)（如圖5）圖5液中

40、膜組件結(jié)構(gòu)5.液中膜參數(shù)（如表3）表3 膜參數(shù)序號名 稱特性參數(shù)1材質(zhì)聚氯乙烯2膜孔直徑0.4m3過濾方式重力過濾/吸引過濾4最大過濾壓力重力過濾：12kpa/吸引過濾：20kpa5耐化學藥品性耐酸耐堿性強（ph值212）6膜支架尺寸(510型）寬高厚：490mm1000mm6mm7膜支架有效面積0.8 m2/張8膜通量0.40.8 m3/m2.d6.膜組件型號及參數(shù)（如表4）表4膜組件型號及參數(shù)膜組件類型膜組件支架張數(shù)(n)（張/組）膜組件有效面積（m2/組）es(as、ff)757560es(as、ff)10010080es(as、ff)175150120es(as、ff)20020016

41、0說明：es、as、ff主要區(qū)別在于膜組件的散氣框架高度有所不同。as和ff型分別適用于大型市政排水處理和地埋式小型凈化槽，es型多用于生活污水、中水、工業(yè)廢水，是常用的膜組件類型。 7.液中膜選型設計（1）膜通量()的確定 膜通量：單位時間內(nèi)通過單位膜面積的水量（單位：m3/(m2d）) 膜通量的選擇與污泥過濾性能、污水水質(zhì)以及運行的環(huán)境條件有關(guān)，一般情況下為：0.40.8 m3/(m2d）。由于洗浴廢水cod、bod5濃度較低，可生化性強，故取高限0.8 m3/(m2d）。（2）膜支架張數(shù)（n）計算 設計流量q=300m3/d每天運行時間t=24h膜通量=0.8 m3/ m2d膜支架有效面

42、積為0.8m2/張則，膜支架張數(shù)n=q=468.75張故選取es200型兩組和es100型1組進行組合共500張。（3）膜組件選型同一膜生物反映器內(nèi)應選同型號的膜組件,膜組件分為as型、 ff型、es型三種：as形適用于大型市政排水處理ff型適用于地埋式小型污水處理es型適用于生活污水、工業(yè)廢水，是常用膜組件,尤其推薦作為中水回用處理工藝。（4）膜組件的平面布置設計根據(jù)選用膜組件的型號來確定平面布置，應遵循以下要求（如圖6）： 圖6 膜組件的平面布置（4） 膜組件平面尺寸（如表5）表5膜組件平面尺寸型號長()寬()高()es7514805102000es10018305102000es1502

43、1805102000es20028005102000注：膜組件間隔:1000-1300 膜組件中心與池壁距離 650mm（5） 不同膜組件單排布置時池寬要求（如表6）表6不同膜組件單排布置時池寬要求膜組件型號池寬()es7518002000es10023002500es20043004500（7）膜生物反應器(mbr)池容積計算按所選膜組件確定mbr池容積平面面積 首先按液中膜組件的安裝要求來確定平面尺寸。 池長 l=650+1000+1000+650 =3300mm=3.3m 池寬 b=4.3m 底面面積 s=lb=3.34.3=14.19m2池深設計 可根據(jù)圖7選

44、擇合適的池深。es型膜組件可適應2.50-3.00m水深，當鼓風機壓力允許情況下，可加大有效水深，對膜組件無影響。水面以上設0.5-1.0m保護高度。圖7 膜設置方式圖選取es型，取淹沒水深0.5m，所以池深h=3m。綜上，池容積v=sh=14.193=42.57m3按bod5容積負荷計算(mbr)池容積當膜生物反應器用來處理生活污水,特別是雜排水時,bod5容積負荷(nv)取1.0-1.5kgbod5/(m3d)。池有效容積 v= q s0nv =300551 =16.5m3其中s0為進水cod5，mg/l。（8）比較兩種算法最終確定(mbr)池容積設計尺寸取上述兩種算法中的較大值，如按bo

45、d5容積負荷計算出的池容積大于按所選膜組件需要的池容積時,一般要設前置曝氣池。由（7）可知，按bod5容積負荷計算出的池容積小于按所選膜組件需要的池容積，故池容選取42.57m3，且不需要前置曝氣池。（9）鼓風量的計算膜裝置洗凈所需空氣：每張膜洗凈所需空氣量q = 12l/minmbr所需鼓風量g = nn0q = 3（200+200+100）12 =18 m3 /min 其中，n為膜組件組數(shù)； n0為膜片數(shù)。生物處理所需空氣量： 需氧量 od = alr + bsa = aqd(s0- se) +bvxf mbr池內(nèi)污泥濃度取x = 12000mg/l 由實際運行裝置獲得f = 0.8 a值

46、取0.5；b值取0.12 od = 0.5 (55-10)10-310000.1258.26120.8 = 22.5 + 246.5 = 16.59 kgo2/d所需空氣量: g = od/0.277e = 16.59/（0.2770.03） = 1996.39m3/d =1.39m3/min（10）風機的選取由于生物氧化所需空氣量小于膜洗凈所需空氣量，鼓風機的選擇應以膜洗凈所需空氣量為依據(jù)，可選送風量為20m3/min左右的風機或總風量相同的數(shù)臺風機并聯(lián)運行。風口的壓力以池深為依據(jù)，本處池深為3.0 m，考慮到風管的阻力降，可取風壓p= 3500mm水柱的風機。4.1.5 自吸泵的選擇 通過

47、自吸泵的抽吸作用，從mbr膜片中將處理后的水抽出，從而得到清水。選取上海沃新泵閥有限公司生產(chǎn)zx型自吸清水離心泵。該型式泵與其它型式的自吸離心泵比較，因為泵本身沒 有逆止閥，結(jié)構(gòu)最為簡單；工作最為可靠；無 故障工作時間長，維護、使用方便、體積小、 重量輕、效率高、在設計上做了特別的考慮與相同口徑的泵比較，排量大、性能高。型號為50zx20-7.5泵兩臺，一用一備，流量20m3/h,楊程為7.5m，吸程6.5m，自吸性能1.3min/5m,轉(zhuǎn)速2900r/min,電機功率0.75kv。4.1.6 消毒池1.設計說明接觸消毒池（disinfecting tank）指的是使消毒劑與污水混合，進行消毒

48、的構(gòu)筑物。主要功能是殺死處理后污水中的病原性微生物。目前污水處理廠常用消毒試劑：naclo、液氯、ca(clo)2等，其有效成分均為次氯酸根。2.設計計算（1）設計參數(shù)設計流量：q=300m3/d=3.47 l/s（設一座）水力停留時間：t=0.5h=30min設計投氯量為：4.0mg/l平均水深：h=2.0m（2）接觸池容積： v=qt=3.47x10-33060=6.25m3 表面積m2 接觸池寬為b1m 接觸池長度 實際消毒池容積為v=blh=13.22=6.4m3 池深取20.32.3m (0.3m為超高)經(jīng)校核均滿足有效停留時間的要求。（3）加氯量計算： 設計最大加氯量為max=4.

49、0mg/l,每日投氯量為 maxq=430010-3=1.2kg/d=0.05kg/h 選加氯機兩臺，一用一備，加氯機型號為隨動式加氯機sdx-1，加氯量0.0080.5 kg/h。其特點為：1.加氯機可隨水泵啟、停自動進行加氯。2.適宜于深井泵房的加氯。4.1.7 中水池1.設計說明中水池為貯存水廠中凈化后的清水，以調(diào)節(jié)水廠制水量與供水量之間產(chǎn)差額，以備回用。2.設計計算（1）設計參數(shù)設計參數(shù)設定停留時間：t=8h設計水量：q=300m3/d=3.4710-3m3/s水面超高?。篽1=0.3m3.設計計算（1）有效容積 v= qt=m3（2）中水池高度 取長寬為6m6m的正方形橫斷面，則有效水深h2=2.78m2.8m則高度h= h1+h2=0.3+2.8=3.1m3.0m故尺寸為6m6m3m42 高程計算高程計算見表7。表7 各構(gòu)筑物高程構(gòu)筑物高程格柵+2.9m調(diào)節(jié)池+2.5m膜生物反應器+2.5m消毒池+2.5m回用水池+2.5m結(jié) 論 作為生活污水的一項重要來源之一，洗浴廢水的排放量達到了污水總量的30%12。一般，洗浴廢水使用一次后就直接排放了，這無不對水資源造成了很大的浪費。由于洗浴廢水具有水量大