某印染廢水處理工程設(shè)計實例

一、基礎(chǔ)資料1，廢水水量；10000m3/d2，廢水水質(zhì)：表9－1印染廢水水質(zhì)PHBOD5CODcrTSSSS色度NP酚CuCrPb硫化物11.530070012001003001.80.133.01.22.20.80.04二、設(shè)計原則和工藝流程的確定印染廢水格柵調(diào)節(jié)池集水井泵房曝氣池二沉池氧化池泵房氣浮出水上清液污泥濃縮池凝聚池脫水機泥餅濾液圖9－1印染廢水處理工藝流程三、全過程設(shè)計計算1調(diào)節(jié)池設(shè)計流量為Q＝10000m3/d＝416.7m3/h，設(shè)調(diào)節(jié)時間為3h,則所需調(diào)節(jié)池有效容積為V＝3×416.7m3=1250.1m3，取調(diào)節(jié)池有效水深為5m,則池表面積A＝1250.1/5=250m2，設(shè)計時采用每格尺寸為11.2m×11.2m，則設(shè)計需要250/11.2×11.2＝1.99格，實際采用2格。集水井設(shè)計流量Q＝10000m3/d，總變化系數(shù)為1.2，則設(shè)計流量Qmax＝12000m3/d=500m3/h=138.9l/s。設(shè)污水泵房選三用一備泵，則每臺泵的流量為138.9/3=46.3(l/s)。集水井有效容積按照一臺泵流量的5min水量進行計算，則V＝46.3×60×5/1000=13.89m3。取集水井有效水深為2m,則其表面積A＝13.89/2=6.94m，取集水井寬度為B=1.5m，則其長度L=7/1.5=4.7m,取超高為1.0m、浮渣高0.5m，則實際深度為H=2.0+1.0+0.5=3.5m。污水泵選用三用一備，則每臺工作泵的設(shè)計流量為166.68m3/h=46.3l/s。泵所需自由水頭H1＝2m，從集水井底到曝氣池高H2＝3.5+4.5=8m，管路水頭損失H3=2.0m,未計水頭損失H4=1.0m，則泵需要的總揚程高度為H＝2+8+2+1=13m。曝氣池采用分建式矩形回流管曝氣池。設(shè)計流量Q＝10000m3/d=416.7m3/h,進水BOD5＝300mg/l，曝氣時間為T＝5h,污泥負荷率Ls取0.3kgBOD5/kgMLss.d，污泥濃度MLSS=4g/l。采用6座曝氣池，則每座曝氣池的處理流量為10000/6=1666.7m3/d/69.5m3/h。曝氣區(qū)設(shè)計：有效容積為V1＝69.5×5=347.25m3，底部錐體容積V2按照曝氣區(qū)容積的2％計算為2%×347.25=6.95m3，則總有效容積為V=V1+V2=347.25=6.95=354.2m3。取曝氣池有效水深H1＝4.5m，則每池表面積為F1=V/H1=354.2/4.5=78.17m2。采用正方形池型，尺寸為9m×9m＝81m2。實際曝氣時間為T=9×9×4.5/69.45=5.25h。去曝氣池超高H2為1.2m，則池總高度為H＝4.5+1.2m=5.7m。實際每個曝氣池總?cè)莘e為5.7×9×9=461.7m3。污泥回流設(shè)計：污泥回流倍數(shù)R＝MLSS/RSS-MLSS，其中混合液活性污泥濃度MLSS＝4g/l，回流污泥濃度RSS=6g/l(含水率為99.4%)。則R＝4/6-4=2，回流比為200％。導(dǎo)流窗：導(dǎo)流水量Q1＝(1+2)×Q＝3×69.45=208.35m3/h。設(shè)窗口區(qū)水流速度為v1=100mm/s=360m/h，則窗口總過水面積為F4=Q1/v1=208.35/360=0.58m。設(shè)每池采用兩個回流窗口，則每個回流窗口的面積為F5＝0.58/2=0.29m。設(shè)窗口深度b1=0.7m,則窗口水深H4=F5/b1=0.29/0.7=0.414m，采用0.42m。導(dǎo)流區(qū)設(shè)計：設(shè)導(dǎo)流區(qū)混合液水流下降速度v2=36m/h，則導(dǎo)流區(qū)過流面積F2=Q1/v2=208.35/36=5.79m，設(shè)導(dǎo)流區(qū)的寬度與曝氣池相同，則導(dǎo)流區(qū)長度L=F2/b=5.79/9=0.64m，采用0.65m。則導(dǎo)流區(qū)尺寸為：0.65m×9m×1.7m。5曝氣設(shè)備的選擇與設(shè)計每池每天去除BOD5的總量為(BOD5進－BOD5出)×Q1×24＝(0.3-0.03)×69.45×24=450kgBOD5/d。需氧量計算公式為：R=a'(BOD5進－BOD5出)＋b'MLSS。對于印染廢水a(chǎn)'=0.6,b'=0.06。則R＝0.6×450＋0.06×354.2×4＝355kgO2/d=14.8kgO2/h。實際考慮安全系數(shù)為1.5，則R'=1.5×14.8=22.2kg/h。根據(jù)R'=Ro×(Csw－Cl)×1.024(T-20)×α/Cso，式中水溫T＝30℃，Cl=1.0mg/l，Cso＝7.6mg/l，α＝0.5，Csw＝Cso×β×P/760＝7.6×0.85×745/760=6.33mg/l。則Ro=51.9kgO2/h。曝氣葉輪直徑與其供氧能力的關(guān)系式為：Ro=0.379V2.8D1.88.kd，式中v為葉輪攪拌速度，取4.5m/s，kd取1.11，則計算結(jié)果葉輪直徑D＝1.38m，實際取1.5m。葉輪功率N葉＝0.0804vm3D2.05＝16.85kw，選擇PE150型高強度表面曝氣機，直徑為1.5m，葉片數(shù)為6，當(dāng)v=4.5m/s時其供氧能力為52kgO2/h，稍對于51.91kgO2/h。配備電機功率為30kw。6二沉池設(shè)計每池處理水量為69.45m3/h，設(shè)沉淀時間為1.5h，在MLSS為4g/l時二沉池內(nèi)水流上升流速采用0.28mm/s=1.01m/h。則沉淀池容積為＝69.45×1.5=104.2m3，沉淀池的表面積為F＝69.45/1.01=68.76m2，設(shè)二沉池的寬度與曝氣池相同，則其長度為68.76/9=7.65m。有效水深為104.175/9×7.65=1.51m。二沉池超高取0.3m，緩沖層高度為0.5m，污泥斗采用一只，上部尺寸為9m、下部尺寸為2m，則其高度為3.5m，實際取4.95m，則污泥斗容積＝[(9×9)＋(2×2)]×4.95/2＝199.24m3。二沉池總高度為H＝0.3+1.52+0.5+4.95=7.2m。混合液及回流污泥的總流量為69.45×3/h，污水中濃度為4g/l，則每h沉淀的污泥量為208.34×4＝833.5kg，若含水率為99.5%，則污泥的體積為833.5/5=166.7m3,則污泥儲存時間為199.24/166.7=1.2h。7剩余污泥計算按照一般理論計算數(shù)值偏大，按照經(jīng)驗公式計算：剩余污泥量為＝進水BOD5總量×(0.55～0.65)，則剩余污泥量為＝10000×300×0.65＝1800kg/d，采用2000kg/d。設(shè)其含水率為99.4%，則每天排放的剩余污泥量為2000/6＝333.3m3/d，＝13.89m3/h。營養(yǎng)物質(zhì)計算投加比例按照BOD5：N：P＝100：5：1計算。廢水中BOD5為300mg/l，按照去除100％計算，則N需要量為10000×300×5/100×24＝6.25kg/h＝150kg/d。相應(yīng)地P的需要量為30kg/d。印染廢水中含有的N、P，根據(jù)有關(guān)資料為：N＝1.8mg/l，P＝0.17mg/l。則廢水中含：N＝18kg/d=0.75kg/h;P=1.7kg/d=0.07kg/h。生活污水中含有的N、P按照工廠4200人計算，男女比例為1：1，排水量標(biāo)準(zhǔn)為每人每天50l,則生活污水總量為4200×0.05＝210m3/d=8.75m3/h，考慮安全系數(shù)取9m3/h=216m3/d。根據(jù)一般資料，生活污水中的N含量為17.2～30.1mg/l，取25mg/l；P含量為8.5～18.2mg/l，取15mg/l。則生活污水N、P總含量為：N＝5.4kg/d;P＝3.24kg/d。需要添加的N、P量：N＝150－18－5.4=126kg/l；P＝30－1.7－3.24＝25.06kg/d。加入N物質(zhì)為硫酸銨，分子量為132，N為28，則硫酸銨需要量為126×132/28＝594kg/d；加入P物質(zhì)為磷酸三鈉，分子量為164，P＝31，則需要量為25.06×164/31＝132.58kg/d。氧化脫色系統(tǒng)設(shè)計污水流量Q＝10000m3/d=416.7m3/h。加氯量按照60mg/l計算，則每天加氯量為600kg/d。加氯級為ZJ－L型轉(zhuǎn)子加氯機。污泥濃縮池設(shè)計采用間斷靜止?jié)饪s池，設(shè)計濃縮時間為10h，每天排放的剩余污泥量為333.3m3/d＝13.89m3/h，濃縮后污泥含水率為98％。則濃縮池所需總?cè)莘e為13.89×10＝138.9m3。采用二只濃縮池，交替使用，則每池容積為69.45m3，采用的尺寸為直徑為4.8m，有效深度為4m，則實際容積為3.14×4.8×4.8×4/4＝72.3m3。濃縮后的污泥量為13.89×(100－99.4)/(100－98)＝4.17m3/h＝100m3/d。脫水設(shè)備設(shè)計選用板框壓濾機二臺，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)酶h每m2濾布可出干污泥3.15kg，則按照每天24h運轉(zhuǎn)計算每臺板框壓濾機所需的過濾面積為2000kg/3.15×24×2=13.25m2，采用15m2。污泥預(yù)處理時投加混凝劑進行調(diào)理，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)投加三氯化鐵(有效含量為45％)是，投加量按照3～5kg/T污泥計算。實際取用4kg/T污泥；投加固體聚合鋁時投加量為0.5～0.6kg/T污泥，取用0.55kg/T污泥；投加液體聚合鋁，有效含量為8～10％，投加量為2.5～3.0kg/T污泥，取用2.8kg/T污泥。則：投加的三氯化鐵量為＝4.167×4＝16.67kg/h＝400kg/d；投加的聚合鋁量為＝4.167×0.55＝2.29kg/h＝55kg/d；投加的液體聚合鋁量為＝4.167×2.8＝11.67kg/h＝280kg/d。脫水后的污泥量：濃縮后的污泥量為4.167m3/h，脫水前的含水了為98％，脫水后的含水率取84％，則脫水后的污泥量為4.167×(100－98)/(100－84)＝0.521m3/h=12.25m3/d。若儲存7天，則所需污泥堆場面積為90m2。藥劑及儲存設(shè)計=1\*GB3①營養(yǎng)物質(zhì)儲存：N采用硫酸銨，每天用量為594kg，即213.84t/年，按照儲存15天計算，則每次需要儲存594×15＝8.9t，硫酸銨的比重為1.77，則每次需要儲存的體積為8.9/1.77＝5.03m3，設(shè)堆高1m，則所需的堆場面積為5m2，實際需要8m2的用地。P采用磷酸三鈉(12個結(jié)晶水)，每天用量為132.58kg，儲存15天，則每次儲存量為132.58×15＝1.99t，其比重為1.62，則每次需要堆放的體積為1.99/1.66＝1.228m3，設(shè)堆高為0.5m，則所有堆場面積為1.228/0.5＝2.46m3，實際需要5m2的用地。=2\*GB3②凝聚劑儲存：采用液體的PAC，每天用量為280kg，儲存30天，則每次需要儲存280×30＝8.4t，PAC液體比重為1.20，則所需體積為8.4/1.2＝7m3。需要10m3的儲存池。=3\*GB3③液氯：每天加氯量為600kg，儲存15天，共計儲存9t，采用1t的液氯鋼瓶11只，則所需倉庫面積為12m2。氣浮池設(shè)計廢水理流量為1000t/d，分成3組，每組處理廢水量為416.7/3=138.9m3/h。采用全加壓工藝、溶氣時間為3～4min，取3.5min。則溶氣罐容積為138.9×3.5/60=8.1m3。設(shè)高度為4.5m，則直徑為1.5m。則實際溶氣時間為3.43這。溶氣所需空氣量按照處理水量的3％計算，則所需氣量為138.9×3％=4.167m3/h。實際溶氣量：水溫為25℃，溶氣壓力為3.5kg/cm2，空氣在水中的溶解度為60ml/l，而當(dāng)壓力為0時的空氣溶解度為17.4ml/l。則實際溶氣量為(60－17.4)×138.9＝5.917m3/h，設(shè)溶氣效率為60％(一般為50～65％)，則需要的空氣量為5.917/0.6=0.165m3/min。選用Z－0.184/7型空壓機三臺。溶氣水泵的選用：流量為138.9m3/h，揚程為41.3m(溶氣壓力為35m、管道損失3m、氣浮池高度3.3m)。選用6sh－9A水泵六臺，三用三備。流量為111.6～180m3/h；揚程為43.8～35m，功率為28kw。氣浮池池體的設(shè)計：表面負荷率設(shè)為4m3/m2.h，停留時間為40min。則氣浮池容積為138.9×40/60=92.6m3。氣浮池表面積為A＝138.9/4＝34.7m2。有效水深為92.6/34.7＝2.67m，采用3m。設(shè)超高0.3m，則總高3.3m。取氣浮池寬度為4.5m，則池長為L＝34.7/4.5=7.7m。穿孔集水管：取每根集水管出水流量為25m3/h，則需要138.9/25＝6根集水管。選用釋放器：每只釋放器流量為4.2m3/h，則需要138.9/4.2＝33.1只，采用34只，分兩排布置，則每排為17只。藥劑儲存及高位藥劑箱：投加PAC，濃度為8－10％，投加量為300mg/l，則每天使用量為10000×0.3＝3000kg/d＝125kg/h，按照儲存20天計算，則每次儲存60t。PAC的比重為1.2，則所需儲存池容積為60/1.2＝50m3。高位塑料藥劑箱容積按照一班考慮。則每班需要的PAC為125×8＝1000kg，所需容積為1t/1.2=0.833m3，采用1m×1.2m×0.7m的塑料箱一只。堿藥劑：30％的NaOH，投加量為100