某印染廠廢水處理工程方案設(shè)計(jì)

1、 南京理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目: 某印染廠4200m3/d廢水處理工程方案設(shè)計(jì)學(xué) 院： 環(huán)境與生物工程學(xué)院 專 業(yè)： 環(huán)境工程 班 級： 9121022701 學(xué) 號： 912102270156 學(xué)生姓名： 楊子云 指導(dǎo)教師： 張晉華 陳歡 起訖日期： 2016.01.062015.01.20 目錄1 設(shè)計(jì)背景11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)11.2 設(shè)計(jì)范圍11.3項(xiàng)目概況11.3.1 印染廢水的來源11.4 水文條件31.5 氣象條件31.6 污水水質(zhì)31.7 出水指標(biāo)31.8 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范32 污水處理工藝及其流程42.1 工藝選擇原則42.2 工藝確定43 進(jìn)水泵站的設(shè)計(jì)與選型53.1 泵選型原則53.2

2、 泵的選型53.3 水泵揚(yáng)程驗(yàn)證64一級處理構(gòu)筑物的計(jì)算74.1格柵74.1.1 格柵的選擇74.1.2 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算74.2初沉池104.2.1 初沉池的選擇104.2.2 初沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算105二級處理構(gòu)筑物的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算125.1 芬頓催化氧化池125.1.1 催化氧化原理：125.1.2 裝置選型135.2A²/O工藝145.2.1 A²/O工藝的選擇145.2.2 A²/O工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算145.2.3 好氧池145.2.4 厭氧池155.2.5 缺氧池155.3二沉池165.3.1 二沉池的選擇165.3.2 二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算176污泥處理與處置186

3、.1 污泥處理工藝的選擇186.1.2 初沉污泥與活性污泥合并處理186.1.3 富磷污泥的處理工藝186.2 污泥濃縮186.2.1 離心濃縮工藝196.2.2 機(jī)械離心濃縮原理196.2.3 離心濃縮機(jī)選型206.2.4 污泥濃縮效果設(shè)計(jì)計(jì)算206.3 污泥脫水216.3.1 離心式脫水機(jī)216.3.2 混凝劑的選用與投加量226.3.3 離心脫水機(jī)對污泥的脫水效果237 主要構(gòu)筑物與設(shè)備選型247.1 主要構(gòu)筑物一覽表247.2 主要設(shè)備與器材一覽表248 經(jīng)濟(jì)耗費(fèi)預(yù)算258.1 工程造價(jià)估算258.1.1 直接費(fèi)用：258.1.2 間接費(fèi)用：268.2 運(yùn)行費(fèi)用估算268.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)

4、指標(biāo)279 其他需要說明的問題279.1 衛(wèi)生防護(hù)與安全措施279.2 場地綠化279.3 雙方分工279.4 施工期與進(jìn)度安排。271 設(shè)計(jì)背景1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成某印染廠4200m3/d廢水處理工程方案設(shè)計(jì)及工藝流程圖、高程圖、平面布置圖及好氧池單體圖繪制。綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能。對污水處理工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析解決實(shí)際問題，在不同程度上提高研究、查閱文件、撰寫論文或設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書及工程設(shè)計(jì)繪圖的能力。1.2 設(shè)計(jì)范圍本工程為日處理量為4200m3的污水處理站設(shè)計(jì)，主體工程為化工廠廢水的一、二級處理工程以及污泥處理，涉及工藝流程的選擇、場地規(guī)劃、處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與建造、

5、設(shè)備選擇、部分污水管網(wǎng)路線設(shè)計(jì)等。處理后的廢水達(dá)標(biāo)后排放，涉及到廢水處理站以外的管網(wǎng)設(shè)計(jì)由廠方自行解決。1.3 項(xiàng)目概況1.3.1 印染廢水的來源隨著印染房子工業(yè)的迅速發(fā)展，印染工業(yè)品種和數(shù)量日益增加，印染廢水已經(jīng)成為水體環(huán)境重點(diǎn)污染源之一。印染廢水中的污染物主要來自織物纖維本身和加工過程使用的染化料，在印染生產(chǎn)的前處理過程中排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色印花過程排出染色廢水、皂洗廢水和印花廢水，整理過程排出整理廢水?，F(xiàn)介紹各工序排出的廢水。1）前處理產(chǎn)生的廢水退漿廢水。退漿是用化學(xué)藥劑將織物上所帶的漿料退除（被水解或酶分解為水溶性分解物），同時(shí)也除掉纖維本身的部分雜質(zhì)。退漿

6、廢水是堿性有機(jī)廢水，含有漿料分解物、纖維屑、酶等，其COD、BOD5都很高。退漿廢水水量較少，但污染較重，是前處理廢水有機(jī)污染物的主要來源。當(dāng)采用淀粉漿料是，廢水的BOD5含量約占印染廢水的45%左右；當(dāng)采用PVA或CMC化學(xué)漿料時(shí)，廢水的BOD下降，但COD很高，廢水更難處理。PVA漿料是造成印染廢水處理效果不好的主要原因之一。煮煉廢水。煮煉是用燒堿和表面活性劑等的水溶液，在高溫（120）和堿性（PH=1013）條件下，對棉織物進(jìn)行煮煉，去除纖維所含的油脂、蠟質(zhì)、果膠等雜質(zhì)，以保證漂白和染整的加工質(zhì)量。煮煉廢水呈強(qiáng)堿性，含堿濃度約為0.3%，呈深褐色，BOD5和COD值較高。漂白廢水。漂白是

7、用次氯酸鈉、雙氧水、亞氯酸鈉等氧化劑去除纖維表面和內(nèi)部的有色雜質(zhì)。漂白廢水的特點(diǎn)是水量大，污染程度較輕，BOD5和COD均較低，屬較清潔廢水。絲光廢水。絲光是將織物在氫氧化鈉濃溶液中進(jìn)行處理，以提高纖維的張力強(qiáng)度，增加纖維表面的光澤，降低織物的潛在收縮率和提高對染料的親和力。絲光廢水一般經(jīng)蒸發(fā)濃縮后回收，由末端排出的少量絲光廢水堿性較強(qiáng)。2）染色和印花廢水染色廢水。染色廢水的主要污染物是染料和助劑。由于不同的纖維原料和產(chǎn)品需要使用不同的染料、助劑和染色方法，加上各種染料的上染率不同和染液的濃度不同，使染色廢水水質(zhì)變化很大。染色廢水的色澤一般較深，且可生化性差。其COD一般為300700mg/L

8、，BOD5/COD一般小雨0.2，色度可高達(dá)幾千倍。印花廢水。印花廢水主要來自配色調(diào)漿、印花滾筒、印花篩網(wǎng)的沖洗廢水，以及印花后處理時(shí)的皂洗、水洗廢水。由于印花色漿中的漿料量比染料量多幾倍到幾十倍，故印花廢水中除染料、助劑外，還含大量漿料，BOD5和COD都較高。由于印花滾筒鍍筒時(shí)使用重鉻酸鉀，滾筒剝落時(shí)有三氧化鉻產(chǎn)生。這些含鉻的雕刻廢水應(yīng)單獨(dú)處理。整理廢水。整理廢水含有樹脂、甲醛、表面活性劑等。整理廢水?dāng)?shù)量較小，對全廠混合廢水的水質(zhì)水量影響也小。3）印染廢水的特點(diǎn)水量大。以有機(jī)污染為主。除酸、堿外，廢水中的大部分污染物是天然或合成有機(jī)物。處理難度大。印染品種的變化以及化學(xué)漿料的大量使用，使廢

9、水含難生物降解的有機(jī)物，可生化性差。因此，印染廢水是較難處理的工業(yè)廢水之一。部分廢水含有毒有害物質(zhì)。如印花雕刻廢水中含有六價(jià)鉻，有些印染（如苯胺類印染）有較強(qiáng)的毒性。COD高，可生化性差，印染生產(chǎn)基本原料是苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚類等，廢水COD濃度高，BOD5/COD值較低（一般小于0.25）。同時(shí)，一般的活性污泥不容易適應(yīng)多變的印染中間體廢水，影響生物的降解能力。鹽度高。在印染生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的無機(jī)鹽，同時(shí)印染也要通過鹽析來回收印染，但加入水中的無機(jī)鹽基本無法回收，都隨生產(chǎn)廢水排出，根據(jù)生產(chǎn)印染的品種和工藝的不同，印染工業(yè)廢水中的含鹽量在1215g/L，有的甚至高達(dá)20

10、%，而普通的活性污泥耐鹽度12g/L，通常無法適應(yīng)印染工業(yè)廢碎的高鹽環(huán)境。色度高、組分復(fù)雜，由于印染廠生產(chǎn)的印染和中間體品種多，顏色多，且疏水性、親水性、陽離子、陰離子等等各種類型的印染都在混合廢水中，加上PVA漿料和新型助劑的使用，致使印染工業(yè)廢水難于生化處理。4）印染廢水的危害印染廢水含大量的有機(jī)污染物，排入水體將消耗溶解氧，破話水生態(tài)平衡，危機(jī)魚類和其他水生生物的生存。沉于水底的有機(jī)物，會(huì)因厭氧分解而產(chǎn)生硫化氫等有害氣體，惡化環(huán)境。在使用化學(xué)氧化法去除色度時(shí)，雖然能使水溶性印染的發(fā)色基被破壞而褪色，但其余物的影響仍然存在。印染廢水發(fā)部分偏堿性，進(jìn)入農(nóng)田，會(huì)使土地鹽堿化；染色廢水的硫酸鹽在

11、土壤的還原條件下可轉(zhuǎn)化為硫化物，產(chǎn)生硫化氫。1.4 水文條件江蘇地處江淮沂沐泗五大河流下游，長江橫穿江蘇省南部，江水系江蘇省最可靠的水資源。境內(nèi)有太湖、洪澤湖、高郵湖、駱馬湖、白馬湖、石臼湖、微山湖等大中型湖泊、以及大運(yùn)河、淮沐河、串場河、灌河、鹽河、通榆運(yùn)河、灌溉總渠和通揚(yáng)運(yùn)河等支河，河渠縱橫，水網(wǎng)稠密。南京市平原河網(wǎng)湖蕩密布，山區(qū)建有山塘水庫，江河湖泉相得益彰。長江穿城而過，沿江岸線總長近200公里，秦淮河、金川河縈繞其間，玄武湖、莫愁湖點(diǎn)綴城中，水域面積占總面積的11%以上。1.5 氣象條件南京市位于長江下游中部富庶地區(qū)，江蘇省西南部，地理坐標(biāo)為北緯31°14至32°

12、37，東經(jīng)118°22至119°14。 南京市平面位置南北長、東西窄，成正南北向。南面是低山、崗地、河谷平原、濱湖平原和沿江河地等地形單元構(gòu)成的地貌綜合體。南京市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，年降水1200毫米，四季分明，年平均溫度15.4°C，年極端氣溫最高39.7°C，最低-13.1°C，年平均降水量1106毫米，相對濕度76%，無霜期237天。年降水日數(shù)112133天，年平均氣溫為15.716.8，風(fēng)向季節(jié)變化明顯，冬半年盛行西北風(fēng)，夏半年盛行東南風(fēng)。1.6 污水水質(zhì)設(shè)計(jì)原污水水質(zhì)如表1所示：表1 原污水水質(zhì)色度COD（mg/L）BOD5（

13、mg/L）TP（mg/L）氨氮（mg/L）SS（mg/L）pH5001500100255030011已知設(shè)計(jì)污水處理量為4200m³/d1.7 出水指標(biāo)設(shè)計(jì)要求污水出水指標(biāo)如表2所示：表2 出水指標(biāo)色度COD（mg/L）BOD5（mg/L）TP（mg/L）氨氮（mg/L）SS（mg/L）pH501006021570691.8 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范1 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996）;2 城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GJ31-89）3 給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50106-2002); 4 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 0101-2005，GBJ 14-87）;5 建筑給水

14、排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50015-2003)6 廢水處理設(shè)備與材料手冊化學(xué)工業(yè)出版社潘濤主編7 水污染控制工程第三版高廷耀主編2 污水處理工藝及其流程2.1 工藝選擇原則處理工藝方案的優(yōu)化選擇，對于污水處理廠的建設(shè)、確保污水處理廠的處理效果和降低運(yùn)行費(fèi)用最為關(guān)鍵，因此有必要根據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合該化工廠的設(shè)計(jì)規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及實(shí)際條件和要求，選擇技術(shù)切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝方案。經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實(shí)施方式。設(shè)計(jì)的污水處理工程工藝方案的確定應(yīng)該遵循以下原則：（1）技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達(dá)到國家規(guī)定排放要求。（2）基礎(chǔ)設(shè)

15、施和運(yùn)行費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性好，以盡可能少的投入取得盡可能大的效益。（3）運(yùn)行管理方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運(yùn)行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處理裝置和處理構(gòu)筑物的處理能力。（4）選定工藝的技術(shù)及設(shè)備先進(jìn)可靠。便于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)控制，提高管理水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人工費(fèi)用。2.2 工藝確定目前國內(nèi)比較常用的印染污水處理工藝，一般采用物化、生化（或絮凝一生化一吸附）工藝技術(shù)路線，包括生物活性污泥池處理法、物理化學(xué)處理法和膜處理法等。一級處理以絮凝為主，二級處理主要采用生化技術(shù)，有表曝、空曝、接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤等。其中我國紡織印染廢水處理多采用混凝沉淀、氣浮、砂濾等物化處理技術(shù)

16、。對于廢水，不溶或難溶的染料微粒，通常用絮凝方法使之沉降，絮凝沉降時(shí)間相當(dāng)快，一級混凝裝置基本滿足工藝要求。但如不變更絮凝劑，二級、三級混凝有機(jī)物去除率就不會(huì)增加太多，第二、三級污水凈化程度下降，而運(yùn)行費(fèi)用卻要成倍的增加，處理效果不理想，經(jīng)濟(jì)上不劃算。另外活性炭吸附技術(shù)固然有相當(dāng)效果，但由于國內(nèi)活性炭再生困難，投資、能耗、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)較高，處理成本昂貴，處理費(fèi)達(dá)20多元噸，經(jīng)濟(jì)上不合理，很難被企業(yè)所采用到工業(yè)化生產(chǎn)中去。由于此印染廠排放的水具有污染物濃度較高，可生化性（BOD5/COD<0.3）較差，有機(jī)磷含量與氨氮含量都較高，因此需選擇能夠處理高濃度，難降解且對于脫氮除磷效果好的污水處理工藝

17、。本設(shè)計(jì)方案先將出廠污水進(jìn)行簡單的一級處理，及設(shè)置格柵和短時(shí)初沉池。由于污水可生化性低，因此在進(jìn)行生物處理前先進(jìn)行水解酸化處理降低污水中COD含量，提高生物降解性能。經(jīng)水解酸化處理的污水進(jìn)入二級污水處理，即A²/O生物脫氮除磷工藝，后再經(jīng)二沉池排出污水，污泥經(jīng)離心濃縮、調(diào)理、脫水進(jìn)行處理。簡易版流程圖見下圖1，廢水處理工藝流程高程圖見附件1：圖1 工藝流程圖簡圖3 進(jìn)水泵站的設(shè)計(jì)與選型3.1 泵選型原則（1）使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。（2）必須滿足介質(zhì)特性的要求。 （3）對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無

18、泄漏泵，如磁力驅(qū)動(dòng)泵、隔膜泵、屏蔽泵對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑料磁力驅(qū)動(dòng)泵。（4）對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時(shí)軸封用采用清潔液體沖洗。（5）機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小。（6）經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本最低。 3.2 泵的選型 流量由于本設(shè)計(jì)流量不大，并且WL系列水泵具有高效、高可靠、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)，故采用2臺(tái)泵，其中一臺(tái)備用。因此采用矩形泵站，地下部分采用矩形或梯形，上部為矩形。應(yīng)用綠化帶或建筑

19、物進(jìn)行隔離，并且寬度不應(yīng)小于30m，還應(yīng)考慮泵房內(nèi)的排水和通風(fēng)。下表即為我們組所選的水泵，其有關(guān)參數(shù)如下：表3 150WL190-18-18.5水泵的參數(shù)水泵型號流量Q（m3/h）揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率/Kw效率%汽蝕余量 /m排出口徑/吸入口徑150WL190-18-18.519018147022722.7150/2503.3 水泵揚(yáng)程驗(yàn)證假設(shè)各構(gòu)筑物水頭損失及構(gòu)筑物之間的水頭損失如表4：表4 構(gòu)筑物及之間的水頭損失構(gòu)筑物水頭損失（m）出場管0.2水解池0.2厭氧池0.2曝氣池0.6二沉池0.4初沉池0.5表5 管路水頭損失各個(gè)管路水頭損失（m） 出水管 初沉池0.3初沉池 水解池

20、0.4水解池 厭氧池0.4厭氧池 好氧池0.3好氧池 二沉池0.3 二沉池 出水0.3 所以總水頭損失。出水口最高水位為10m，則集水井的最高水位為10+4.1=14.1m.泵站管路系統(tǒng)損失以1.5m計(jì)，泵內(nèi)損失以2.0m計(jì)，自由水頭以1.0m計(jì)，所需揚(yáng)程：10+4.1-2.5+4.5=16.4m<18m (水泵揚(yáng)程)滿足要求。4 一級處理構(gòu)筑物的計(jì)算4.1 格柵4.1.1 格柵的選擇格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端。用以截留污水中較大懸浮物或漂浮物，放置堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門、處

21、理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。格柵設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是確定柵條間隙寬度，柵條間隙寬度與處理規(guī)模、污水的性質(zhì)及后續(xù)處理設(shè)備選擇有關(guān)。一般以不堵塞水泵和污水處理廠的處理設(shè)備，保證整個(gè)污水處理系統(tǒng)能正常運(yùn)行為原則。多數(shù)情況下污水處理廠設(shè)置有兩道格柵，第一道格柵間隙較粗一點(diǎn)，通常設(shè)置在提升泵前面，柵條間隙根據(jù)水泵要求確定，一般采用1640mm。第二道格柵間隙較細(xì)，一般設(shè)置在污水處理構(gòu)筑物前，柵條間隙一般采用1.510mm。有時(shí)甚至采用粗、中、細(xì)三道格柵。被格柵截留的物質(zhì)稱為柵渣，柵渣的數(shù)量與服務(wù)地區(qū)的情況、污水排水系統(tǒng)的類型、污水流量以及柵條的間隙等因

22、素有關(guān)。本設(shè)計(jì)采用一道平面中格柵和一道細(xì)格柵，兩者同時(shí)使用，并且采用機(jī)械清渣。4.1.2 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算（1）第一道中格柵： 1. 故格柵的間隙數(shù)量：2. 格柵總寬度：3. 柵條的斷面形狀取銳邊矩形，則阻力系數(shù)：4. 那么計(jì)算水頭損失：則過柵水頭損失：5. 柵后槽的總高度：6. 進(jìn)水渠道漸寬部位的長度：7. 格柵槽與出水渠道連接處的漸寬部位的長度：格柵的總長度： 8. 每日柵渣量：（2）第二道細(xì)格柵： 1. 故格柵的間隙數(shù)量：2. 格柵總寬度：3. 柵條的斷面形狀取銳邊矩形，則阻力系數(shù)：那么計(jì)算水頭損失：則過柵水頭損失：4. 柵后槽的總高度：5. 進(jìn)水渠道漸寬部位的長度：格柵槽與出水渠道連接處的

23、漸寬部位的長度：格柵的總長度：6. 每日柵渣量：格柵水力計(jì)算簡圖如圖2：圖2 格柵水力計(jì)算簡圖機(jī)械清渣：由給水排水設(shè)計(jì)手冊（第二版）第11冊第521頁查知，選用兩臺(tái)GH-700鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機(jī)，其規(guī)格及性能如下表6：表6 GH-700鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機(jī)的規(guī)格和性能參數(shù)型號格柵寬度（）格柵凈距（mm）安裝角a（°）過柵流速（）電動(dòng)機(jī)功率（KW）GH-7007005600.40.55-1.14.2 初沉池4.2.1 初沉池的選擇沉淀池是應(yīng)用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構(gòu)筑物。沉淀池在廢水處理中廣為使用。它的型式很多，按池內(nèi)水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。初沉池選用

24、平流式沉淀池。平流式沉淀池呈長方形，污水從池的一端流入，水平方向流過池子，從池的另一端流出。在池的進(jìn)口處底部設(shè)貯泥斗，其他部位池底設(shè)有坡度，坡向貯泥斗，也有整個(gè)池底都設(shè)置成多都排泥的形式。為使入流污水均勻、穩(wěn)定地進(jìn)入沉淀池，進(jìn)水區(qū)應(yīng)有消能和整流措施，入流處的擋板，一般高出池水水面0.150.2m，擋板的浸沒深度應(yīng)不少于0.25m，一般用0.51.0m，擋板距流入槽0.51.0m。出水堰不僅可控制沉淀池內(nèi)的水面高度，而且對沉淀池內(nèi)水流的均勻分布有直接影響。沉淀池整個(gè)出流堰的單位長度溢流量應(yīng)相等。鋸齒形三角堰應(yīng)用最普通，水面宜位于齒高的1/2處。為適應(yīng)水流的變化或構(gòu)筑物的不均勻沉降，堰板安裝孔應(yīng)便

25、于上下調(diào)節(jié)堰口高度，使出口堰保持水平狀態(tài)。堰前應(yīng)設(shè)置檔渣板，以阻攔漂浮物，同時(shí)應(yīng)設(shè)置浮渣收集和排除裝置。擋板應(yīng)高出水面0.150.2m，浸沒在水面下0.30.4m，距出水口處0.250.5m。設(shè)計(jì)流量采用4200m³/d =175m³/h，排泥間隔為2d，采用鏈帶式刮泥機(jī)。4.2.2 初沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算1）沉淀池表面積A：根據(jù)水污染控制工程（）表10-5 表面水力負(fù)荷q 的取值范圍2.04.5 m³/(m².h)取q = 2.0 m³/(m².h) 2）沉淀池有效水深h2根據(jù)水污染控制工程（）表10-5 沉淀時(shí)間t 的取值范圍 0.51

26、.5 h 取沉淀時(shí)間為t= 1.0h, 3）沉淀池有效容積V 4）沉淀池長度L設(shè)水平流速v=5 mm/s, 5）沉淀區(qū)的總寬度B6）沉淀池?cái)?shù)量n設(shè)每個(gè)沉淀池寬b=4.5m 校核長寬比 （符合要求）7）污泥區(qū)的容積 SS=350初沉池SS的去除率為50%，污泥含水率為96%， 8）沉淀區(qū)的總高度 H h1取0.3 m 無機(jī)械刮泥設(shè)備 h3取0.5 m 9）貯泥斗的容積V1 10）貯泥斗以上梯形部分污泥容積V2 初沉池水利計(jì)算簡圖如下圖3所示：圖3 初沉池示意圖初沉池對SS、BOD5、COD去除率分別為50%、20%、20%，三者濃度這時(shí)候分別可達(dá)150mg/L ,80mg/L , 1200 mg

27、/L .5 二級處理構(gòu)筑物的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 芬頓催化氧化池5.1.1 催化氧化原理： 均相Fenton催化法主要用到Fenton試劑，其由亞鐵鹽和過氧化氫組成。過氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子Fe2+的混合溶液具有強(qiáng)氧化性，因此具有高效去除難降解有機(jī)污染物的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。人們采用了一個(gè)較廣泛引用的化學(xué)反應(yīng)方程式來描述芬頓試劑中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：Fe2+H2O2Fe3+OH+·OH從上式可以看出，1mol的H2O2與1mol的Fe2+反應(yīng)后生成1mol的Fe3+，同時(shí)伴隨生成1mol的OH

28、外加1mol的羥基自由基。正是羥基自由基的存在，使得芬頓試劑具有強(qiáng)的氧化能力。據(jù)計(jì)算在pH =4的溶液中，OH·自由基的氧化電勢高達(dá)2.73V。在自然界中，氧化能力在溶液中僅次于氟氣。因此，持久性有機(jī)物，特別是通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物，在芬頓試劑面前全部被無選擇氧化降解掉。1975年，美國著名環(huán)境化學(xué)家Walling C系統(tǒng)研究了芬頓試劑中各類自由基的種類及Fe3+在Fenton試劑中扮演的角色，得出如下化學(xué)反應(yīng)方程：H2O2+Fe3+Fe2+O2+2H+O2+Fe3+Fe2+O2·可以看出，芬頓試劑中除了產(chǎn)生1mol的OH·自由基外，還

29、伴隨著生成1mol的過氧自由基O2·，但是過氧自由基的氧化電勢只有1.3V左右，所以，在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。染料廢水是一種典型的持久性難降解有機(jī)廢水，傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)很難適應(yīng)該類有機(jī)污染廢水的有效處理。Fenton氧化技術(shù)在有機(jī)廢水處理過程中產(chǎn)生OH·，誘發(fā)鏈反應(yīng)，并幾乎無選擇性地與廢水中的有機(jī)污染物反應(yīng)、有機(jī)污染物礦化為C02、H20和無機(jī)鹽，被認(rèn)為是處理持久性難降解有機(jī)污染物最具有發(fā)展前景的廢水處理技術(shù)之一。生物法是廢水處理的傳統(tǒng)方法。由于微生物具有易獲得、易培養(yǎng)、易變異、繁殖快、適應(yīng)性強(qiáng)等特性，且通過特定條件的馴化培養(yǎng)還可適應(yīng)含毒廢水

30、的水質(zhì)條件，故生物法在印染廢水的處理中也經(jīng)常使用。5.1.2 裝置選型 1）結(jié)構(gòu)形式半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)凈尺寸8000mm×4000mm×4000mm有效水深：3.5m有效容積：112m3水力停留時(shí)間：6h2）配套設(shè)備（1）布水器： 型號：UPVC穿孔管 數(shù)量：1套（2）收水器： 型號：不銹鋼三角堰板 數(shù)量：1套（3）高分子組合填料： 型號：150×1600mm 數(shù)量：60m3（4）填料支架 型號：50角鋼+14螺紋鋼（瀝青防腐） 數(shù)量：1套經(jīng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)所得，芬頓催化氧化段對COD的去除率為91.83%。5.2 A²/O工藝5.2.1 A²/O工藝的

31、選擇A²/O工藝或稱AAO工藝，是英文anaerobic-anoxic-oxic第一個(gè)字母的簡稱，在第一個(gè)處理系統(tǒng)中同時(shí)具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，能夠同時(shí)做到脫氮除磷和有機(jī)物的降解。污水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū)，同時(shí)進(jìn)入的還有從二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厭氧條件下釋磷，同時(shí)轉(zhuǎn)化易降解COD、VFA為PHB，部分含氮有機(jī)物進(jìn)行氨化。污水經(jīng)過第一個(gè)厭氧反應(yīng)器進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是進(jìn)行脫氮。硝態(tài)氮通過混合液內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器傳輸過來，通常內(nèi)回流量為24倍原污水流量，部分有機(jī)物在反硝化菌的作用下利用硝酸鹽作為電子受體而得到降解去除。混合液從缺氧反應(yīng)區(qū)進(jìn)入好氧反應(yīng)區(qū)，混合液中的COD

32、濃度已基本接近排放標(biāo)準(zhǔn)，在好氧反應(yīng)區(qū)除進(jìn)一步降解有機(jī)物外，主要進(jìn)行氨氮的硝化各磷的吸收，混合液中硝態(tài)氮回流至缺氧反應(yīng)區(qū)，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除。該工藝流程簡潔，污泥在厭氧、缺氧、好氧環(huán)境中交替進(jìn)行，絲狀菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好。該處理系統(tǒng)出水中磷濃度基本可達(dá)1mg/L一下，氨氮也可達(dá)到8mg/L以下。5.2.2 A²/O工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算表7 查知網(wǎng)得去除率項(xiàng)目進(jìn)入A²/O時(shí)濃度mg/L厭氧池去除率%厭氧池去除后濃度mg/L缺氧池去除率%缺氧池去除后濃度mg/L好氧池去除率%好氧池去除后濃度mg/LCOD98989.181674.916823.97BOD580

33、08010726723.76氨氮508463828.525512.83BOD5/COD=80:98=0.82>0.35 可生化性較高，可用生物法處理污水。 5.2.3 好氧池設(shè)計(jì)參數(shù)：（取自設(shè)計(jì)手冊第二版187頁表4-20）1. 水利停留時(shí)間HRT: tA=8h2. BOD5污泥負(fù)荷：Ns=0.18 kgBOD5/（kgMLSS*d）（0.150.2）3. 回流比：R=0.54. 污泥濃度：X=3500mg/L（30005000）5. 回流污泥濃度XRXR=10500 mg/L6. 由氨氮去除率求內(nèi)回流比Rn7. 池區(qū)有效容積VA：8. 池區(qū)有效深度HA=3m9. 池池有效面積 S總：1

34、0. 池區(qū)長度LA：設(shè)有6廊道曝氣池，廊道寬7m5.2.4 厭氧池1. 水利停留時(shí)間HRT：tAN設(shè)在厭氧池與好氧池水力停留時(shí)間之比為：2. 池區(qū)有效容積VAN:m³3. 池區(qū)有效水深HAN=3m4. 池區(qū)長度LAN設(shè)池區(qū)寬度為7m5.2.5 缺氧池1水利停留時(shí)間HRT：tDN設(shè)在缺氧池與好氧池水力停留時(shí)間之比為：2. 池區(qū)有效容積VDN:3. 池區(qū)有效水深HDN=3m4. 池區(qū)長度LDN設(shè)池區(qū)寬度為7m5. 剩余污泥量X6. 需氧量O2：取a=0.5 b=0.15(來自水控書144頁）根據(jù) BOD5=0.68BODL=0.68bCOD則相當(dāng)于進(jìn)水BOD5=80+0.68x98=14

35、6.64出水BOD5=23.76+0.68x23.97=40.06 =958.82kg/d=39.95kg/h5.3 二沉池5.3.1 二沉池的選擇二沉池也選用平流式沉淀池。二沉池是活性污泥系統(tǒng)的重要組成部分，其作用主要是使污泥分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。其工作效果能夠直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。5.3.2 二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算1）池表面積根據(jù)水污染控制工程（）表10-5，q取0.6m3（m2h）-1m2 2）沉淀區(qū)有效水深根據(jù)水污染控制工程（）表10-5，沉淀時(shí)間t取3 h 3）沉淀區(qū)有效容積4）二沉池水平流速取2mm/s則沉淀池長度 符合。5）總寬度6）沉淀池?cái)?shù)量

36、每個(gè)池寬4.5m，則校核： 符合 符合7）污淀區(qū)容積 每個(gè)污泥區(qū)的容積： 8）貯泥斗的容積 則貯泥斗以上梯形部分污泥容積：貯泥斗及梯形容積之和：9）沉淀池總高度 6 污泥處理與處置6.1 污泥處理工藝的選擇6.1.2 初沉污泥與活性污泥合并處理在城鎮(zhèn)污水生物處理中，產(chǎn)生的污泥主要為初沉污泥和剩余活性污泥。初沉池污泥和二沉池剩余活性污泥，因富含有機(jī)物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處理。處理的目的在于：（1）降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，同時(shí)減少數(shù)量；（2）穩(wěn)定有機(jī)物，使其不易腐化，避免對環(huán)境造成二次污染。6.1.3 富磷污泥的處理工藝富磷污泥指二級處理時(shí)A2/O工藝生物除磷產(chǎn)生的剩余活性污泥，含

37、磷量可達(dá)4%5%，污泥中的磷處于不穩(wěn)定狀態(tài)，一旦遇到厭氧環(huán)境，便可大量釋放出來，故不能采用重力濃縮。要使污水處理系統(tǒng)得到較高的除磷效率，必須控制污泥處理區(qū)分離液中TP濃度。我們采用常用的控制污泥中磷釋放的措施：因?yàn)闊o特殊需要，富磷污泥不采用污泥消化，應(yīng)經(jīng)濃縮后直接脫水。濃縮工藝離心濃縮方式；污泥脫水的調(diào)質(zhì)，采用有機(jī)高分子混凝劑調(diào)理。綜上，得污泥處理工藝流程如下:有機(jī)高分子混凝劑調(diào)理初沉池污泥二沉池剩余污泥最終處置機(jī)械脫水離心濃縮 圖4 污泥處理工藝流程6.2 污泥濃縮污泥濃縮可使污泥初步減容，使其體積減小為原來的幾分之一，為后續(xù)處理處置帶來方便。首先，經(jīng)濃縮后，可使污泥管的管徑減小，輸送泵的容

38、量減小。此工藝中，濃縮之后直接脫水，可減少脫水機(jī)臺(tái)數(shù)，并降低污泥調(diào)質(zhì)所需的絮凝劑投加量。6.2.1 離心濃縮工藝因?yàn)槎壧幚頃r(shí)A2/O工藝生物除磷產(chǎn)生的剩余活性污泥為富磷污泥，為了避免長時(shí)間厭氧導(dǎo)致釋磷，不因采用重力濃縮。離心濃縮過程封閉在離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行，因而一般不會(huì)產(chǎn)生惡臭。對于富磷污泥，在污泥的處理方式上采用轉(zhuǎn)鼓濃縮和離心組合工藝脫水，縮短了污泥中的磷的停留時(shí)間，使磷在缺氧的情況下還沒來得及二次釋放，就已經(jīng)被包含在污泥中進(jìn)行了濃縮脫水，減少出水中的磷的排放濃度，提高了出水水質(zhì)。表8列出了幾種濃縮方法的處理性能比較：表8 幾種濃縮方法的比能耗和含水率濃縮方法污泥類型濃縮后含水率（%）比能耗干固

39、(kw·h/t)脫除(kw·h/t)重力濃縮初沉污泥90951.750.20重力濃縮剩余活性污泥97988.810.09氣浮濃縮剩余活性污泥95971312.18轉(zhuǎn)鼓式離心濃縮剩余活性污泥91922112.29無轉(zhuǎn)鼓離心濃縮剩余活性污泥92951171.23從表8中可以看出，由于對印染廠出水的水質(zhì)要求增加了磷和氨氮的控制要求，機(jī)械濃縮才能達(dá)到控制水質(zhì)指標(biāo)的理想效果，具有處理效率高、運(yùn)行高度連續(xù)化、定量化特點(diǎn)。6.2.2 機(jī)械離心濃縮原理該印染廠污泥機(jī)械濃縮采用的是轉(zhuǎn)鼓式機(jī)械濃縮機(jī)，見圖5。 剩余污泥中雜物被污泥切碎機(jī)粉碎后，由進(jìn)料螺桿泵輸送至絮凝反應(yīng)器與絮凝劑充分混合、反應(yīng)

40、，污泥顆粒變成較大絮體。濃縮轉(zhuǎn)鼓外蒙一層濾布，進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓的污泥絮體在重力和離心力的雙重作用下，污泥中空隙水透過濾布形成濾液排至反沖系統(tǒng)，較大的污泥絮體則被濾布截留，從而完成污泥濃縮過程。圖5 離心濃縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖 6.2.3 離心濃縮機(jī)選型 濃縮機(jī)選用GDT-25轉(zhuǎn)鼓式濃縮機(jī)，參數(shù)見表9：表9 GDT-25轉(zhuǎn)鼓式濃縮機(jī)性能規(guī)格及尺寸表機(jī)體材質(zhì)不銹鋼（SUS304）篩鋼規(guī)格(目)30-80混合液處理量(m2/h)進(jìn)入濃度（SS，0.62.0%）1225絕干量D.S(kg/h)150240污泥出流濃度(%)3.511使用功率(kw)轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)機(jī)30調(diào)理攪拌機(jī)11轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速(r/min)4000外觀參考尺寸(

41、mm)L1LWH3150410011902200參考重量(kg)7006.2.4 污泥濃縮效果設(shè)計(jì)計(jì)算1）污泥含水率初沉池污泥含水率取P=95%（95%97%）二沉池污泥含水率取P=99.2%（99.2%99.6%）混合后的含水率計(jì)算P混=98.6%2）每日產(chǎn)生污泥量初沉池每日污泥量X1=（1500×0.2+100×0.2+300×0.5）×4200/1000=1974Kg/d=141m3/d二沉池（包含A²/O）每日產(chǎn)生污泥量：同理：X2=416.36m3/d；混合后X=X1+X2 =557.36m3/d3）濃縮效果混合污泥含水率取P=98.

42、6%;含固率1-P=1.4%，采用離心濃縮可使混合污泥的含固率達(dá)9%，則污泥體積：（141+75.06）×1.4%=V×9%，得V=33.61m³，污泥體積減少了93.3%6.3 污泥脫水污水經(jīng)過沉淀處理后會(huì)產(chǎn)生大量污泥，即使經(jīng)過濃縮及消化處理，含水率仍較高，體積很大，必須經(jīng)過脫水處理，提高泥餅的含固率，以減少污泥堆置的占地面積。脫水機(jī)的種類很多，按脫水原理可分為真空過濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類。我們選用的是離心式脫水機(jī)。6.3.1 離心式脫水機(jī)離心脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，立即被甩

43、入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。污泥顆粒比重較大，因而產(chǎn)生的離心力也較大，被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內(nèi)側(cè)產(chǎn)生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送到轉(zhuǎn)鼓的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓周圍的出口連續(xù)排出，液體則由堰口連續(xù)“溢流”排至轉(zhuǎn)鼓外，形成分離液，匯集后靠重力排出脫水機(jī)。離心脫水機(jī)具有噪音大、能耗高、處理能力低，對運(yùn)行人員的素質(zhì)要求也比較高等缺點(diǎn)。但隨著科技進(jìn)步，離心式脫水機(jī)的脫水技術(shù)在有了長足進(jìn)展，例如瑞典Alfa Laval公司生產(chǎn)的螺旋離心式脫水機(jī)，其泥餅含固率可達(dá)30以上，而且操作是在全封閉的環(huán)境中進(jìn)行，脫水機(jī)周圍沒有任何污泥及污水存在，也沒有惡臭氣味，可以大大改善運(yùn)

44、行人員的工作環(huán)境。擬采用LW355型臥式螺旋離心脫水機(jī)。表10 LW355型臥式螺旋離心脫水機(jī)系列規(guī)格轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速r/min功率kw整機(jī)質(zhì)量kg外形尺寸mmLW355LW355x146040002223402985x2037x1020離心脫水工藝流程，見圖6：圖6離心脫水工藝流程6.3.2 混凝劑的選用與投加量離心脫水機(jī)當(dāng)采用無機(jī)低分子混凝劑時(shí)，分離效果很差，鐵鹽還會(huì)對設(shè)備有較強(qiáng)烈的腐蝕，鋁鹽雖不會(huì)腐蝕，但調(diào)質(zhì)效果比較差。目前一般均采用有機(jī)高分子混凝劑，常用的有機(jī)高分子絮凝劑是聚丙烯酰胺，俗稱PAM。當(dāng)污泥有機(jī)物含量高時(shí)，一般選用離子濃度低的陽離子型聚丙烯酰胺。污泥為初沉污泥與活性污泥的混合生污泥

45、，其有機(jī)高分子混凝劑的投加量一般為污泥干重的0.1%0.5%，脫水后的污泥含水率可達(dá)75%80%。污泥采用臥式螺旋離心脫水時(shí)PAM的投加量見表5-4：表11 臥式螺旋離心脫水時(shí)PAM的投加量污泥生污泥厭氧消化污泥種類初沉污泥活性污泥初沉+活性初沉污泥初沉+活性PAM0.10.350.20.750.20.50.30.50.350.75(%)(0.2)(0.4)(0.3)(0.3)(0.4)6.3.3 離心脫水機(jī)對污泥的脫水效果污泥進(jìn)入離心機(jī)強(qiáng)，應(yīng)通過8mm的細(xì)格柵，工藝中原水已通過很細(xì)的格柵，故該處可免除污泥格柵。表5-5系各種污泥的離心脫水效果統(tǒng)計(jì)。表12 離心機(jī)對各種污泥的脫水效果污泥種類泥

46、餅含固率(%)固體回收率(%)干污泥加藥量(kg/t)生污泥初沉污泥2834909523活性污合污泥1825909537厭氧消化污泥初沉污泥2634909523活性污合污泥1724909538經(jīng)過上一步的濃縮，混合污泥的含固量已經(jīng)達(dá)到9%， 再經(jīng)過臥式螺旋離心脫水機(jī)，泥餅含固率可達(dá)25%則污泥體積： 33.61×9%=V×25%，得V=12.1m³/d，污泥體積再次減少減64%，泥餅每日產(chǎn)量為12.1m³/d綜合以上計(jì)算以及所采用的工藝設(shè)備，各污染物去除率及最終濃度如下表： 表13 污染物的最終排放濃度

47、池體污物BOD5CODSSTP氨氮色度進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率初沉池100%8020%1500120020%30015050%25250%50500%5005000%芬頓池80800%12009891%1501500%25250%50500%50010080%厭氧池80800%9889.19%1501500%25250%50468%1001000%缺氧池807210%89.174.916%1501500%25250%4628.538%1001000%好氧池7223.767%74.923.968%1501500%251.2595%28.

48、512.8551005050%二沉池23.721.410%23.921.610%1506060%1.250.250%12.812.80%50500%經(jīng)處理后的污水其各項(xiàng)污染物濃度都達(dá)到了環(huán)保局所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。7 主要構(gòu)筑物與設(shè)備選型7.1 主要構(gòu)筑物一覽表表14 主要構(gòu)筑物一覽表序號構(gòu)筑物型號、規(guī)格、主要技術(shù)參數(shù)數(shù)量結(jié)構(gòu)與材質(zhì)1集水池3000×3200×25001磚混防腐1初沉池18000×4500×7000mm1鋼筋砼防腐2水解酸化池8000×4000×4000mm1鋼筋砼3厭氧池 11000×7000×300

49、0mm1鋼筋砼4缺氧池11000×7000×3000mm1鋼筋砼4好氧池11000×6000×3000mm1鋼筋砼5二沉池21600×4500×6680 mm1鋼筋砼合計(jì)占地面積430.2m27.2 主要設(shè)備與器材一覽表表15主要設(shè)備儀器一覽表系統(tǒng)序號設(shè)備名稱型號、規(guī)格、主要技術(shù)參數(shù)單位數(shù)量備注價(jià)格（萬元）預(yù)處理系統(tǒng)1.1提升泵150WL190-18-18.5，190m3/h臺(tái)21用1備0.11.2液位控制器MAS只42用2備0.41.3pH計(jì)topHit H CPS 401臺(tái)10.071.4攪拌器LFJ-100I臺(tái)21.81.5堿液投加泵AHA22臺(tái)10.06生化處理系統(tǒng)2.1綜合水池提升泵WQ5-10-0.75臺(tái)21用1備0.22.2液位控制器MAS只21用1備0.22.3水解池布水器UPVC穿孔管套122.4水解池收水器不銹鋼三角堰板套132.5高分子組合填料150×1600mmm363.852.6水解池填料支架50角鋼+14螺紋鋼套2防腐處理32.7羅茨鼓風(fēng)機(jī)L64LD臺(tái)21用1備102.8微孔曝氣器225個(gè)4852.9中間提升泵WQ5-10-0.75臺(tái)21用1備0.52.10液位控制器MAS只21