水污染控制工程課程論文毛紡廢水的工程設(shè)計(jì)

1、.文獻(xiàn)綜述21概述51.1設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)任務(wù)51.2設(shè)計(jì)水量51.3處理程度61.4去除率61.5工藝流程的確定62污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算72.1進(jìn)水格柵間的設(shè)計(jì)72.2調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)92.3集水井與污水提升泵的設(shè)計(jì)112.4水解酸化池的設(shè)計(jì)112.5配水井的設(shè)計(jì)122.6生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)132.7沉淀池的設(shè)計(jì)143污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算163.1污泥濃縮脫水163.2污泥脫水174高程設(shè)計(jì)計(jì)算175工程建設(shè)費(fèi)用21毛紡廢水的工程設(shè)計(jì)宋官勇西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶400715摘要：說(shuō)明了毛紡廢水的嚴(yán)重污染，對(duì)毛紡廢水的工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單的選擇。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了采用生物接觸氧化工藝的工程設(shè)計(jì)。

2、關(guān)鍵詞：毛紡廢水；工程設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述污水處理工程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性極強(qiáng)的系統(tǒng)工程, 涉及的學(xué)科多, 相關(guān)部門多, 其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)不合理都會(huì)給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)影響和造成不同程度的損失1。污水處理工程主要考慮一下兩個(gè)方面：1、處理規(guī)模：工藝設(shè)計(jì)和污水的流量有著密切的關(guān)系，小流量和大流量的工藝有著顯著的差別。2、污水處理工程的進(jìn)出水水質(zhì)：工業(yè)排水受國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的控制，有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有地方標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先執(zhí)行地方標(biāo)準(zhǔn)。目前世界上使用最多的是活性污泥法,其中又有不同的模式,如傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、曝氣沉淀池、A B 法、A O 法等。當(dāng)然,也有采用其它方法的如:生物膜法、物理化學(xué)法以及自

3、然處理法、生物接觸氧化法等?？偟膩?lái)說(shuō)一個(gè)有五種比較成熟的處理方法，活性污泥法、生物膜法、氧化塘、序批式曝氣法（SBR法）和下水道內(nèi)部處理2。每種處理工藝方法均有其各自的特點(diǎn)及適應(yīng)范圍,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐母鞣N不同條件和要求選擇處理形式。毛紡廢水是毛紡加工過(guò)程中染色工藝之后形成的一種較難處理的工業(yè)廢水，由于其色度深，COD高等特點(diǎn)以及廢水中的有機(jī)組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團(tuán)(如-N=N-、-N=O)及極性基團(tuán)(如-SO3Na、-OH、-NH2)3若直接排放將對(duì)周圍水體造成嚴(yán)重污染。毛紡廢水所用染料均是水溶性的，所以采用物理化學(xué).混凝法去除效果也并不好，其中成分復(fù)雜，難降解物質(zhì)多，可生

4、化性差，對(duì)微生物具有明顯的毒害作用，一般的生化物化處理工藝也難以處理達(dá)標(biāo)。在毛紡廢水進(jìn)行預(yù)處理之后，只是把廢水中的懸浮物和浮石渣除去，并調(diào)節(jié)了水溫、水質(zhì)、水量為以后的處理創(chuàng)造了更好的條件。但要達(dá)到廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步除去印染廢水中的有機(jī)物、色度及COD。深度處理的方法有物理化學(xué)法、化學(xué)法和生物法。1、 物理化學(xué)法1) 吸附法。吸附法是依靠吸附劑的吸附作用來(lái)脫除染料分子，處理后出水水質(zhì)好，無(wú)二次污染。2) 膜分離法。膜分離技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力，主要以濃度梯度、電勢(shì)梯度及壓力梯度作為推動(dòng)力，通過(guò)膜對(duì)混合物中各組分選擇滲透作用的差異

5、進(jìn)行分離、提純的富集方法。2、化學(xué)法1) 化學(xué)氧化法?；瘜W(xué)氧化法是目前研究比較成熟的方法。它是將染料分子的不飽和基團(tuán)氧化斷開，形成分子量較小的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，使染料失去發(fā)色能力。2) 電化學(xué)法。電化學(xué)處理技術(shù)是指在外加電場(chǎng)的作用下，在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)過(guò)程或物理過(guò)程，產(chǎn)生大量的自由基，利用自由基的強(qiáng)氧化性對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行降解的過(guò)程。3) 絮凝法。絮凝法是以膠體化學(xué)為基礎(chǔ)的去除水中污染物的方法。3、生物處理法生物處理法是利用微生物酶來(lái)氧化或還原染料分子，破壞其不飽和鍵及發(fā)色基團(tuán)。微生物處理法有好氧法和厭氧法。根據(jù)具體需要，本工程需采用效率較高的人工凈化。主要包括

6、活性污泥法與生物膜法。其中活性污泥法采用較為普遍，是目前國(guó)內(nèi)外城市污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)活性污泥法凈化已有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)資料，運(yùn)行可靠，處理效果好，但是也存在能耗較多和費(fèi)用高等特點(diǎn)，所以，許多國(guó)家都在為節(jié)省污水處理的能耗費(fèi)用尋求新技術(shù)、新設(shè)備或?qū)鹘y(tǒng)流程改革更新，在我國(guó)也有許多正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和已經(jīng)開始采用，改革更新的活性污泥法流程和技術(shù)，如A-B兩段曝氣法、氧化溝、A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、微孔曝氣、純氧曝氣、深井曝氣、分段曝氣等都各自具有不同的優(yōu)點(diǎn)。生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點(diǎn)，但又與一般生物膜法不盡相同。一是供微生物棲附的填料全部浸在廢水中，所以生物接觸氧化

7、池又稱淹沒式濾池。二是采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充氧，而不同于一般生物濾池靠自然通風(fēng)供氧，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填料，也可稱為曝氣循環(huán)型濾池或接觸曝氣池。三是池內(nèi)廢水中還存在約 25的懸浮狀態(tài)活性污泥，對(duì)廢水也起凈化作用。因此生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜由菌膠團(tuán)、絲狀菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物組成。在活性污泥法中，絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的因素；而在生物接觸氧化池中，絲狀菌在填料空隙間呈立體結(jié)構(gòu)，大大增加了生物相與廢水的接觸表面，同時(shí)因?yàn)榻z狀菌對(duì)多數(shù)有機(jī)物具有較強(qiáng)的氧化能力，對(duì)水質(zhì)負(fù)荷變化有較大的適應(yīng)

8、性，所以是提高凈化能力的有力因素。生物接觸氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)：1) BOD5負(fù)荷高，MLSS量大，相對(duì)地效率較高，并且對(duì)負(fù)荷的急劇變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)；2) 處理時(shí)間短。在處理水量相同的情況下，所需裝置設(shè)備較小，因而占地面積小；3) 維護(hù)管理方便，無(wú)污泥回流，沒有活性污泥法中所容易產(chǎn)生的污泥膨服；4) 易于培菌馴化，較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)后，若再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)生物膜恢復(fù)快；5) 適應(yīng)于低濃度污水處理；6) 剩余污泥量少。缺點(diǎn)：1) 填料上的生物膜數(shù)量需視BOD負(fù)荷而異。BOD負(fù)荷高，則生物膜數(shù)量多；反之亦然。因此不能借助于運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化任意地調(diào)節(jié)生物量和裝置的效能；2) 生物摸量隨負(fù)荷增加而增加，負(fù)荷過(guò)高，則生物膜過(guò)厚，易

9、于堵塞填料。所以，必須要有負(fù)荷界限和必要的防堵塞沖洗措施；3) 大量產(chǎn)生后生動(dòng)物（如輪蟲類等）。若生物膜瞬時(shí)大塊地脫落，則易影響處理水水質(zhì)；4) 組合狀的接觸填料會(huì)影晌均勻地曝氣與攪拌。綜上所述：在本次設(shè)計(jì)中采用生物接觸氧化法。生物接觸氧化( biocontact oxidation) 技術(shù)是一種在上世紀(jì)70年代被研究者們開發(fā)出來(lái)的污水處理技術(shù)。生物接觸氧化工藝是一種集生物膜技術(shù)與活性污泥技術(shù)于一體的生物污水處理技術(shù)。因此其兼有兩種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)4。生物接觸氧化法（biological contact oxidation process）是從生物膜法派生出來(lái)的一種廢水生物處理法，即在生物接觸氧化

10、池內(nèi)裝填一定數(shù)量的填料，利用棲附在填料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣,通過(guò)生物氧化作用，將廢水中的有機(jī)物氧化分解，達(dá)到凈化目的。1概述1.1設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)任務(wù)1.1.1設(shè)計(jì)題目毛紡廢水處理工程工程設(shè)計(jì)1.1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1、國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）2、地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-88）3、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ14-87，97年修訂版）4、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)（CJJ31-89）5、板框壓濾機(jī)污水污泥脫水設(shè)計(jì)規(guī)范（CECS75：95）1.2設(shè)計(jì)水量Q=2000m3/d1.3處理程度滿足國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。表1進(jìn)出水質(zhì)一覽表BOD5(mg/L)CODCr

11、(mg/L)SS(mg/L)PH色度進(jìn)水出水35020750100250707 6950501.4去除率去除率公式為：式中：C0進(jìn)水物質(zhì)濃度；Ce出水物質(zhì)濃度。(1)BOD5去除率：(2)CODcr去除率：；(3)SS去除率：；1.5工藝流程的確定本工藝設(shè)計(jì)流程圖為：圖1選定的工藝流程圖2污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1進(jìn)水格柵間的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用中細(xì)兩種格柵，一道中格柵、一道細(xì)格柵。2.1.1粗格柵設(shè)柵前水深h=0.15m，過(guò)柵流速為，柵條間隙為b=0.025m，格柵傾角。1、柵條間隙數(shù)n為：2、格柵寬度：采用柵條規(guī)格為10×50mm3、進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：設(shè)進(jìn)水渠寬4、出水渠道漸窄部

12、分：5、水頭損失：取則6、柵后槽中高度：取，則柵槽總長(zhǎng)度：采用人工清渣。如附圖1 。2.1.2細(xì)格柵設(shè)柵前水深h=0.15m，過(guò)柵流速為，柵條間隙為b=0.005m，格柵傾角。1、柵條間隙數(shù)n為：2、格柵寬度：采用柵條規(guī)格為10×50mm3、進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：設(shè)進(jìn)水渠寬4、出水渠道漸窄部分：5、水頭損失：取則6、柵后槽中高度：取，則柵槽總長(zhǎng)度：采用人工清渣。如附圖2。2.2調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用矩形調(diào)節(jié)池，兩側(cè)進(jìn)水，中間出水，底部布有曝氣穿孔管，既調(diào)節(jié)水量，又調(diào)節(jié)水質(zhì)。采用停留時(shí)間算法，停留時(shí)間一般為68h，本設(shè)計(jì)采用6h。2.2.1調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算1、調(diào)節(jié)池有效容積：2、調(diào)節(jié)池

13、尺寸：采用矩形調(diào)節(jié)池，有效水深采用5m，則調(diào)節(jié)池的面積為：池寬B取8.0m，則池長(zhǎng)L為：保護(hù)高，池總高：3、采用穿孔管空氣攪拌，氣水比為3.5：1空氣量：空氣總管D1取100mm，管內(nèi)流速為：在1015m/s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求?？諝庵Ч蹹2，共設(shè)8根支管，每根支管的空氣量q為：支管內(nèi)的空氣流速v2應(yīng)在510m/s范圍內(nèi)，選v25m，則支管管徑D2為：取D250mm，則v2為：穿孔管D3，每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量為：取D330mm，則v3為：4、孔眼計(jì)算：孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成45º，并交錯(cuò)排列，孔眼間距b=100mm，孔徑，穿孔管一般為4m，孔眼數(shù)m

14、=74個(gè)，則孔眼流速為：5、管路阻力計(jì)算：沿程阻力，局部阻力布?xì)饪鬃枇閔3：總需水頭：安裝水深4.5m。如附圖3。2.3集水井與污水提升泵的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為節(jié)省投資及占地面積，污水提升泵選用潛污泵。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：1、設(shè)計(jì)流量：Q=2000m3/d=0.0231m3/s2、集水井尺寸：L×B×H=6.5×3.2×3.5m3、集水井有效容積 V=10m3（單泵10min流量）4、污水提升泵 流量：Q=65m3/h揚(yáng)程：H=15m功率：N=5.5KW臺(tái)數(shù)：2臺(tái)5、電動(dòng)葫蘆型號(hào)： MDI3-12D臺(tái)數(shù) 1臺(tái)集水井為地下式鋼筋砼結(jié)構(gòu)。水泵的工作由集水井中水位自動(dòng)控制

15、。2.4水解酸化池的設(shè)計(jì)水解池一般可采用矩形或圓形結(jié)構(gòu)。對(duì)于圓形反應(yīng)器，在同樣的面積下其周長(zhǎng)比正方形的少12%，但是圓形反應(yīng)器的這一優(yōu)點(diǎn)僅僅在采用單個(gè)池子時(shí)才成立。當(dāng)建立兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器時(shí)，矩形反應(yīng)器可以采用公用壁。由于本設(shè)計(jì)采用一個(gè)水解酸化池，所以采用圓形水解酸化池。1、容積：采用停留時(shí)間算法，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為2.5t2、直徑：取有效水深4.0m，超高0.5m3、上升流速的核算：符合要求。4、反應(yīng)器的布水系統(tǒng)：布水形式采用一管多孔的布水形式，一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)服務(wù)的最大面積為1m2。5、出水收集設(shè)備：水解池出水堰與沉淀池出水裝置相同，即匯水槽上加設(shè)三角堰，出水槽的尺寸為：B×H0.2m&

16、#215;0.3m。如附圖4。2.5配水井的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用圓形溢流配水井。1、進(jìn)水管徑D1：,取D=200mm，則v0.92m/s，滿足設(shè)計(jì)要求。2、矩形寬頂堰：進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入兩個(gè)水斗，再由管道接入兩座后續(xù)處理構(gòu)筑物，每個(gè)后續(xù)處理構(gòu)筑物的分配水量應(yīng)為：堰上水頭損失，因單個(gè)出水溢流堰的流量為：，一般大于100l/s采用矩形堰，小于100l/s采用三角堰，所以本設(shè)計(jì)采用三角堰（堰高h(yuǎn)取0.3m）。矩形堰的流量：q三角堰流量，m3/sH堰上水頭，mb堰寬，m，取堰寬b0.6mm0流量系數(shù)，通常采用0.3270.332則3、配水管管徑D2：設(shè)D2150mm，q0.0115m3/

17、s，則流速為：v=0.65m/s。4、配水漏斗上口口徑：。如附圖5。2.6生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用一段式生物接觸氧化池，共分兩座，每座分為8格。每座氧化池均采用矩形結(jié)構(gòu)，中間設(shè)有廊道，方便管道的布置。管道兩側(cè)各有4格氧化池。1、確定設(shè)計(jì)參數(shù)：污水量：Q=2000m3/d=83m3/h進(jìn)水BOD5濃度:La=350mg/l出水BOD5濃度:Lt=20mg/lBOD5去除率：根據(jù)試驗(yàn)資料確定：a、填料容積負(fù)荷：b、有效接觸時(shí)間：t=3hc、汽水比：2、生物接觸氧化池計(jì)算：有效容積（填料容積）：氧化池總面積：設(shè)H=3m，分三層，每層高1m每格氧化池面積：分2座，每座8格每個(gè)氧化池尺寸：校核有效

18、接觸時(shí)間：氧化池總高度：污水在池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間：選用25mm蜂窩型玻璃鋼填料，所需填料容積：采用多孔管鼓風(fēng)曝氣供氧，所需氣量：每座所需空氣量：每格氧化池所需空氣量：曝氣系統(tǒng)的計(jì)算見下表格。如附圖6。2.7沉淀池的設(shè)計(jì)豎流沉淀池適用于水量較小，用地緊張的小型污水處理廠、處理站等。由于本設(shè)計(jì)的水量較小，用地較為緊張，符合豎流沉淀池的適用條件，所以采用豎流式沉淀池。1、中心管面積：設(shè)=0.03m/s，采用一個(gè)豎流式沉淀池，最大設(shè)計(jì)流量：2、中心管直徑：取d0=1m。3、中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度：設(shè)=0.02m/s，m4、沉淀部分有效斷面積：設(shè)表面負(fù)荷，則5、沉淀池直徑：采用D=7m。6、

19、沉淀池部分有效水深：設(shè)t=2h7、校核集水槽出水堰負(fù)荷，集水槽每米出水堰負(fù)荷為：，符合要求。8、污泥區(qū)計(jì)算：9、圓截錐部分容積：設(shè)圓截錐體下底直徑0.4m，則10、沉淀池總高度：設(shè)超高及緩沖層各為0.3m如附圖7。3污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1污泥濃縮脫水本設(shè)計(jì)采用間歇式重力濃縮池一座。3.1.1污泥濃縮池的設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)采用重力濃縮池。水解酸化池產(chǎn)泥：1.83m3/d沉淀池產(chǎn)泥：7.2 m3/d污泥總產(chǎn)量：9.03 m3/d污泥固體負(fù)荷采用：2580濃縮后的污泥含水率：97污泥停留時(shí)間：10h有效水深：4m污泥室容積和排泥時(shí)間：8h3.1.2污泥濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算1、污泥池的總面積：2、濃縮池直

20、徑：取D=2m。3、濃縮池工作部分的高度：，采用1m。4、濃縮池總高度：超高，緩沖均為0.3m污泥濃縮池采用。5、濃縮后污泥體積：3.2污泥脫水采用BAJZ15A/800-50型板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，每天運(yùn)行12次。如附圖8。4高程設(shè)計(jì)計(jì)算地面標(biāo)高0.000m，進(jìn)廠污水管DN=300mm，標(biāo)高-2.000m，出廠污水管DN=300mm，標(biāo)高-5.000。以上兩管標(biāo)高均為管底標(biāo)高。各構(gòu)筑物內(nèi)水頭損失：格柵：0.10.25m豎流沉淀池：0.40.5m接觸池：0.10.3m調(diào)節(jié)池：0.2m水解酸化池：0.3m全廠采用2種管徑參數(shù)如下：1、污水管網(wǎng)沉淀池：L=5m沿程損失：局部損失：沉淀池出口：總損失：

21、2、沉淀池：水面高程：池頂高程：池底高程：2、 沉淀池集水井：L=20m沿程損失：局部損失：沉淀池進(jìn)口：集水井出口：總損失：4、集水井： 沉淀池內(nèi)部損失：0.4m水面高程：池頂高程：池底高程：5、集水井氧化池：L=4.3m 集水井內(nèi)部損失：0.1m沿程損失：局部損失：集水井進(jìn)口： 氧化池出口：總損失：6、氧化池：水面高程：池頂高程：池底高程：7、氧化池配水井：L=3.8m氧化池內(nèi)部損失：0.3m沿程損失：局部損失：氧化池進(jìn)口：配水井出口：總損失：8、配水井：水面高程：池頂高程：池底高程：9、配水井水解酸化池：L=2.5m配水井內(nèi)部損失：0.1m沿程損失：局部損失：配水井進(jìn)口：水解池出口：總損失

22、：10、水解酸化池：水面高程：池頂高程：池底高程：11、水解酸化池細(xì)格柵：L=2.24m水解池內(nèi)部損失：0.3m沿程損失：局部損失：水解池進(jìn)口：細(xì)格柵出口：總損失：12、細(xì)格柵：水面高程：池頂高程：池底高程：13、細(xì)格柵柵前水面高程：池頂高程：池底高程：14、進(jìn)廠管粗格柵：進(jìn)廠管：-2m格柵上游水位：-2m池底高程：池頂高程：柵后水面高程：池底高程：15、調(diào)節(jié)池：接口處水頭損失：0.2m水面高程：池頂高程：池底高程：16、泵房集水池：水面高：-2.228m提升到細(xì)格柵前水面高：-1.3043m二者高差：0.924m1m5工程建設(shè)費(fèi)用該處理工程的建設(shè)費(fèi)用主要包括設(shè)備投資、土建投資及間接費(fèi)用。設(shè)備投資：該污水治理工程所需設(shè)備及資金