軋鋼廢水處理工藝設(shè)計(jì)

西南大學(xué)研究生課程考試考試科目環(huán)境工程設(shè)計(jì)院、所、中心資源環(huán)境學(xué)院專業(yè)或?qū)I(yè)領(lǐng)域環(huán)境工程研究方向 級 別 2010級 學(xué) 年 第一學(xué)年 學(xué) 期 姓 名 學(xué) 號 類 別 （①全日制博士②全日制碩士③教育碩士④高師碩士⑤工程碩士⑥農(nóng)推碩士⑦獸醫(yī)碩士⑧進(jìn)修）研究生院（籌）制目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 3關(guān)鍵詞 3文獻(xiàn)綜述 3正文 91處理工藝的確定 91.1設(shè)計(jì)參數(shù) 91.1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 91.1.2處理要求 9\o"CurrentDocument"1.1.3水質(zhì) 91.1.4設(shè)計(jì)原則 9\o"CurrentDocument"1.2廢水處理工藝設(shè)計(jì) 92工藝流程的計(jì)算 102.1格柵 102.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 102.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算 102.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算 112.2.1設(shè)計(jì)參數(shù) 112.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算 112.3旋流沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算 112.3.1旋流沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù) 112.3.2旋流沉淀池計(jì)算 122.4化學(xué)除油器設(shè)計(jì)計(jì)算 152.4.1化學(xué)除油器的基本參數(shù) 152.4.2化學(xué)除油器設(shè)計(jì)計(jì)算 152.5清水池和污泥濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算 17\o"CurrentDocument"2.5.1清水池 172.5.2重力濃縮池 172.6平面布置及高程布置的設(shè)計(jì) 182.6.1平面布置 182.6.2高程布置 182.6.3高程的估算 193總結(jié) 19參考文獻(xiàn) 20附圖 21軋鋼廢水處理工藝設(shè)計(jì)摘要：概述了軋鋼廢水的主要污染物的來源和處理概況，并分析了物理處理法和化學(xué)處理法存在的問題及改進(jìn)措施。根據(jù)軋鋼廢水的的水量、水質(zhì)選用合適的處理工藝，并對選用的各種處理構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算、廢水處理站的平面和布置高程布置。關(guān)鍵詞：軋鋼廢水；工藝；設(shè)計(jì)TheRollingWastewaterTreatmentProcessHuangXiaojuanCollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400716,ChinaAbstract：Briefintroductionofthesourcesandthetreatmentmethodsoftherollingwaterpollutants.Andanalyzedtheproblemsofphysicaltreatment,aswellaschemicaltreatment.Andthenproposetheimprovementsofthetreatmentmethods.Accordingtowaterqualityandquantity,chooseappropriatetreatmentprocess,designandcalculateontherangeoftreatmentstructures.Keywords:rollingwastewater;method;design文獻(xiàn)綜述軋鋼廢水污染物的來源軋機(jī)在軋制鋼材的過程中，軋機(jī)軋輥輥道和軋制鋼材的表面必須進(jìn)行噴淋冷卻。大量的氧化鐵皮帶入系統(tǒng)中，各潤滑點(diǎn)含油類物質(zhì)大量帶入系統(tǒng)，在周檢或檢修過程中亦有油類物質(zhì)進(jìn)入水體。此外潤滑點(diǎn)漏油、油壓系統(tǒng)滲油或生產(chǎn)過程中油管爆裂尤其易造成系統(tǒng)油類沖擊負(fù)荷。另一類污染物來源是固體雜質(zhì)等廢棄物和特殊污染物如清洗劑、洗滌液等。這些廢水如果直接排放，不僅污染環(huán)境，而且造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)［"I。處理概況軋鋼水水質(zhì)外觀多為棕紅色乳濁液，pH一般在6.8-7.2之間，回水SS一般在100-300mg/L左右，油含量一般在40-80mg/L左右。其處理方法一般為“一沉、二平、三過濾”，“一沉”是指一級旋流沉淀，主要是去除大的氧化鐵皮；“二平”指平流沉淀或斜管沉淀，主要去除顆粒粒徑較小的雜質(zhì)；“三過濾”指的是高速過濾器、磁濾等［1］。根據(jù)處理過程中的手段不同，可以分為物理法和化學(xué)法兩種。2.1物理法處理物理法處理是以沉淀為基礎(chǔ)的工藝過程，按基于重力沉淀理論，比重大于水的顆粒雜質(zhì)等可以沉降，比重小于水的顆粒雜質(zhì)、油類上浮水體表面，經(jīng)隔油、吸附措施，從而達(dá)到處理的目的。其典型工藝流程布置為：旋流池一平流池一高梯度磁化過濾器或沙濾器。但從現(xiàn)場使用的情況來看，以旋流一沉淀這種模式的處理工藝存在一定的局限性，重力沉淀無法保證溶于水中細(xì)小顆粒和乳化物的去除，回水的不均衡和水位的波動(dòng)使上浮的大粒徑或由小顆粒聚集而成的大顆粒油珠難于收集，使得平流池的出水水質(zhì)油含量較大（一般為20?30mg/L），后繼過濾處理造成濾器濾料或鋼毛的板結(jié)，局部出現(xiàn)短流、堵塞，嚴(yán)重影響水質(zhì)，目前這是一個(gè)普遍現(xiàn)象［1］。2.2化學(xué)法處理含油軋鋼廢水在產(chǎn)生的過程中，由于油水之間的紊流使水中的雜質(zhì)和表面的活性物質(zhì)吸附在油珠的表面，使之具有固定的吸附層和可移動(dòng)的擴(kuò)散層，組成了穩(wěn)定的雙電層和帶電性，其雙電層的電位阻礙著油珠的相互凝結(jié)，使整個(gè)體系的總能量降低，而保持穩(wěn)定的膠體狀態(tài)難以去除。通過投加化學(xué)藥劑使之破乳。如各種高聚物、表面活性劑、吸附劑、鐵鹽或鎂鹽添加劑等。當(dāng)藥劑投加到水體后，其作用機(jī)理是通過表面活性劑顯著降低水的表面張力和界面張力，以改變體系表面狀態(tài)，中和水中膠體的表面電荷，減少擴(kuò)散層厚度，消除或降低電位，使之脫穩(wěn)而相互凝結(jié)。另外，為了防止工業(yè)循環(huán)冷卻水結(jié)垢、腐蝕以及細(xì)菌滋生等問題［3］，通常在冷卻水中加入緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等化學(xué)藥劑，即水質(zhì)穩(wěn)定劑。在實(shí)際水處理過程中，利用藥劑之間的協(xié)同作用，可提高水質(zhì)的穩(wěn)定效果，能降低生產(chǎn)成本囹。現(xiàn)場技術(shù)的應(yīng)用及存在的問題3.1物理法技術(shù)應(yīng)用及存在的問題3.1.1物理法技術(shù)應(yīng)用物理方法處理軋鋼含油廢水應(yīng)用方法較多，應(yīng)用較為廣泛的如旋流、平流、磁濾或旋流、平流、砂濾器，馬鋼80年代末和90年代初一些軋鋼系統(tǒng)大量選用了旋流、平流、磁濾工藝，現(xiàn)場運(yùn)行效果不佳并逐步將磁濾改成砂濾，但基本沒有解決根本問題，平流池的出水一般為SS一般在50mg/L左右，油含量一般在20?30mg/L左右。主要為細(xì)小油粒和乳化油，容易造成濾料的板結(jié)。關(guān)鍵是以平流沉淀為基礎(chǔ)工藝中，水體在平流的停留時(shí)間是個(gè)關(guān)鍵，受占地面積的影響，處理后水質(zhì)不佳。3.1.2運(yùn)行過程中存在問題（1） 水量對處理效果的影響軋鋼廠在軋制過程中由于沖氧化鐵皮等原因，造成平流池來水不均，水量變化時(shí)，磁水器的磁化強(qiáng)度不能相應(yīng)改變，平流池配水區(qū)域容易造成沖擊流對沉淀區(qū)的工作產(chǎn)生不良影響，影響出水水質(zhì)，加重了過濾設(shè)備的負(fù)荷。（2） 小顆粒和乳化油對處理效果的影響平流池對細(xì)小顆粒和乳化狀態(tài)的油類無法處理，勢必將負(fù)荷轉(zhuǎn)移給后繼過濾系統(tǒng)，造成過濾器截污能力下降，影響出水水質(zhì)。（3） 平流池抓泥對處理效果的影響為保證平流池處理效果，工藝要求平流池每天必須抓泥，目前一般采用龍門吊抓斗抓泥，抓泥時(shí)將泥漿翻起，對平流池出水水質(zhì)產(chǎn)生影響。采用重力排泥或吸泥泵排泥時(shí)，污泥的含水濾較高，對污泥的處理不利。（4） 物理處理方法從使用到現(xiàn)在，運(yùn)行過程中暴露的問題較多，特別對老舊系統(tǒng)，由于軋線設(shè)備潤滑點(diǎn)漏油較嚴(yán)重，這些系統(tǒng)水質(zhì)對軋線設(shè)備和鋼材表面質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。馬鋼中板廠、初軋廠、三軋帶鋼車間等系統(tǒng)目前在原有的工藝流程基礎(chǔ)上通過投加化學(xué)除油劑進(jìn)行化學(xué)除油，取得了較好的成效。3.2化學(xué)法技術(shù)的運(yùn)用及存在的問題3.2.1化學(xué)法技術(shù)應(yīng)用化學(xué)除油方法應(yīng)用條件較好，處理水質(zhì)穩(wěn)定，承受水量負(fù)荷和污染物負(fù)荷的變化能力比化學(xué)處理方法要強(qiáng)，藥劑投加濃度10-15mg/L，處理后水質(zhì)外觀清澈，細(xì)小顆粒油粒和乳化狀態(tài)油類得以有效去除，經(jīng)過化學(xué)除油器后， SS小于15mg/L，油含量小于10mg/L，可以考慮省去過濾環(huán)節(jié)也能滿足生產(chǎn)。3?2.2化學(xué)法存在的問題（1）加藥量對處理效果的影響加藥量的調(diào)節(jié)范圍一般控制在10-15mg/L之間，根據(jù)生產(chǎn)線設(shè)備工作狀況和油類泄露情況，回水水質(zhì)變化范圍較大，可以根據(jù)現(xiàn)場化驗(yàn)數(shù)據(jù)合理調(diào)整加藥泵出藥量刻度控制加藥量。加藥量小時(shí)，出水水質(zhì)明顯下降；加藥量偏大時(shí)，形成的絮花大而松散，比重輕，不易沉降，影響出水水質(zhì)。水量變化對處理效果的影響由于生產(chǎn)水量的變化，對化油器的沉降產(chǎn)生一些不良影響，在選用直徑35mm孔徑的化學(xué)斜管沉淀器中，當(dāng)進(jìn)水(斜管沉淀器)SS在60-80mg/L,其進(jìn)水處理負(fù)荷控制在10-12m3/m2h左右為宜，上升流速為2.8-3.3mm/s，處理效果較穩(wěn)定，當(dāng)進(jìn)水流量增大時(shí)，相應(yīng)上升流速增大，容易造成絮體帶出斜管區(qū)使出水質(zhì)變差。出現(xiàn)這種情況時(shí)，短時(shí)間可以通過增大藥量來保證水質(zhì)，長時(shí)間運(yùn)行對成本和設(shè)備都不利。藥劑與水體的混合對處理效果的影響藥劑的混合均勻程度對處理效果影響程度也較大，均勻和快速的混合有利于藥劑和廢水的碰撞，有利于磯花的形成，一般攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在120-140r/min。轉(zhuǎn)速過快即攪拌強(qiáng)度過大，容易打碎絮體。排泥對處理效果的影響排泥工作對水處理構(gòu)筑物的影響是非常顯著的，排泥不及時(shí)或排泥不凈，容易造成構(gòu)筑物有效容積的減小，對化學(xué)斜管沉淀器則易產(chǎn)生泥斗和斜管的積泥，造成局部短流和死水，同時(shí)長時(shí)間勢必導(dǎo)致斜管壓塌、配水區(qū)堵塞。正常的排泥周期8h/次，排泥時(shí)間8min/次，當(dāng)然這不是教條的，可以通過對排泥水的觀察確定，排水變清即可。水溫對處理效果的影響水溫對處理效果的影響也較為明顯，尤其在系統(tǒng)停產(chǎn)或檢修后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)表現(xiàn)的非常明顯，主要原因是進(jìn)水水溫和系統(tǒng)中水溫的溫度差而產(chǎn)生的異重流使處理器中產(chǎn)生水流紊動(dòng)，造成絮體沉降困難并易被帶出使水質(zhì)變差。克服這一方面對水質(zhì)的影響最好的辦法是逐步加大進(jìn)水量同時(shí)短時(shí)間加大藥量。改進(jìn)措施4?1化學(xué)處理法改進(jìn)措施⑸水量波動(dòng)大，加藥量變化大，既不能保證水質(zhì)穩(wěn)定而且容易損壞加藥計(jì)量泵。應(yīng)合理使用進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥門并盡快安裝使用單臺除油器單獨(dú)控制閥門使來水水量保持穩(wěn)定，且使系統(tǒng)處于長期工作狀態(tài)。藥劑量太大，藥劑費(fèi)用高。且人工加配藥勞動(dòng)強(qiáng)度過高，如能根據(jù)來水水量變化連續(xù)自動(dòng)加藥，則不但能降低勞動(dòng)強(qiáng)度還可保證加藥效果，使出水水質(zhì)穩(wěn)定。（3） 泥漿進(jìn)入污泥濃縮池后，濃度太大并粘結(jié)成塊容易堵塞泥漿泵，用板框式壓濾機(jī)擠壓后泥餅不易脫落，考慮在污泥系統(tǒng)投加黏泥剝離劑，以保證后續(xù)工序暢通。（4） 加藥管路管線長、彎道多，藥劑易沉積堵塞影響加藥效果。應(yīng)考慮盡量縮短管線、減少彎道，保證藥劑按標(biāo)準(zhǔn)投加保證出水水質(zhì)。4.2循環(huán)水處理現(xiàn)場技術(shù)改進(jìn)措施4.2.1重力旋流沉淀處理重力旋流沉淀池（旋流井）廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)連鑄、軋鋼濁循環(huán)處理系統(tǒng)中，是濁循環(huán)水處理系統(tǒng)中重要的處理構(gòu)筑物。它的作用是去除絕大部分的氧化鐵皮，同時(shí)去除少量浮油。旋流井去除氧化鐵皮的效果，決定整個(gè)系統(tǒng)水處理效果。如果大量氧化鐵皮未去除，將造成水泵、水管、閥門沖刷嚴(yán)重，降低使用壽命，同時(shí)將堵塞化學(xué)除油器等設(shè)備。旋流井的原理：含氧化鐵皮的污水，以重力流方式沿切線方向進(jìn)入沉淀池。污水在池內(nèi)旋轉(zhuǎn)下降，然后穩(wěn)流上升，大塊鐵皮進(jìn)入沉淀池后，立即下沉。其它顆粒隨著水流的旋轉(zhuǎn)和上升被卷入沉淀池中央，大部分沉降，小部分較細(xì)顆粒被水流帶出。沉淀的顆粒用抓斗抓出，同時(shí)用除油機(jī)除去部分浮油。八鋼棒材廠采用重力旋流池運(yùn)行良好，同時(shí)具有操作方便、占地面積小，投資小等優(yōu)點(diǎn)，取得了良好的效果［6］。4.2.2磁分離處理磁分離水處理工藝是在常規(guī)工藝的基礎(chǔ)上，加入磁化處理裝置，以降低系統(tǒng)的腐蝕率、污垢沉積率以及污垢熱阻值，并具有一定的殺菌作用。磁分離水處理裝置，首先是利用水的離心、重力和浮力分離技術(shù)完成大顆粒和浮油的分離；其次是采用永磁性材料直接貼在罐壁上，形成磁場，其中關(guān)鍵技術(shù)是污泥與磁性材料的分離，它采用離心分離與軟簾阻尼相結(jié)合，永磁性材料直接與污水接觸，實(shí)現(xiàn)了懸浮物與磁鐵動(dòng)態(tài)自動(dòng)脫離的重大突破，同時(shí)利用水離心原理和磁本身的磁絮凝及磁阻垢原理，完成了細(xì)小顆粒的沉淀分離，保持了端區(qū)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)排放污泥的雙重效果。邯鋼集團(tuán)型棒材廠一車間針對回用水微細(xì)懸浮物含量比較高的特點(diǎn)，增加了稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備可將磁性物質(zhì)除去，達(dá)到凈化廢水，循環(huán)利用的目的［7］。濟(jì)南鋼鐵公司利用“埋入式磁分離水處理裝置”處理濟(jì)鋼中板廠軋鋼濁循環(huán)污水，使中板廠凈循環(huán)重復(fù)利用率達(dá)到98.4%，使?jié)撝邪鍙S凈濁循環(huán)實(shí)現(xiàn)用水“零”排放的目標(biāo)㈤。4.2.3臥螺離心機(jī)處理臥螺離心機(jī)是根據(jù)離心脫水的原理設(shè)計(jì)的。離心機(jī)內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力可以促使懸乳液中比重較大的固體以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于重力沉淀池中的速度沉降到機(jī)器轉(zhuǎn)筒的內(nèi)表面上。在幾秒鐘內(nèi)，沉降后的固體便被脫水到所需要的十度。鞍鋼1780mm熱連軋工程水處理設(shè)計(jì)過程中，首次將臥螺離心機(jī)應(yīng)用于軋鋼廢水處理中。實(shí)踐證明，臥螺離心機(jī)應(yīng)用于軋鋼廢水處理，具有其它脫水方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，雖然一次性投資較大，但是設(shè)計(jì)施工簡便，運(yùn)輸和處理成本低，是一種國內(nèi)外普遍認(rèn)可的理想的軋鋼污泥脫水方法⑼。4.2.4生物處理生物處理廢水是將水中的有機(jī)物（碳?xì)浠衔铮┐x分解為無害的水和二氧化碳。根據(jù)軋鋼廢水的特性，將“倍加清”生物定向菌種應(yīng)用于曝氣池及生物濾池處理稀含油廢水，通過生物曝氣池提高廢水的可生化性，最終通過生物濾池及核桃殼過濾器，確保出水水質(zhì)。寶鋼2030冷軋廢水經(jīng)生物處理，最高除油效果可達(dá)98%以上，一般均可在85%以上，CODCr去除率也可保持在90%以上。另外，該廠還同時(shí)采用了陶瓷無機(jī)膜超濾和離心式脫水機(jī)等技術(shù)，取得了較好廢水處理效果，也實(shí)現(xiàn)了冷軋廢水處理的國產(chǎn)化［10］。軋鋼廢水處理研究新技術(shù)曹福等［11］開展了電凝聚處理軋鋼乳化液廢水的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)中采用鋁極板，將乳化油廢水放入水槽中，調(diào)整廢水的?日值，并投入一定比例的NaCl。通電，進(jìn)行電解一段時(shí)間后，取出一定體積的水樣靜置30min，然后對除油效果進(jìn)行測試。通過對乳化液廢水的電解試驗(yàn)，探索出一種新的乳化液處理方法。運(yùn)行實(shí)踐證明電凝聚與其它方法相比，具有工藝簡單，設(shè)備自動(dòng)化程度高，且操作容易，不引入新的污染物等優(yōu)點(diǎn)。姜湘山等研制出內(nèi)構(gòu)式多級稀土磁盤廢水處理器，是對磁盤廢水處理器的一種創(chuàng)新。在同水量同水質(zhì)情況下，內(nèi)構(gòu)式磁盤處理器與外構(gòu)式磁盤處理器相比，前者可節(jié)省設(shè)備投資費(fèi)20%左右，維護(hù)管理費(fèi)減少3%，但運(yùn)行電費(fèi)因設(shè)備重量增加而提高3%，總體上內(nèi)構(gòu)式優(yōu)于外構(gòu)式磁盤廢水處理器。劉懷勝［12］介紹了其它循環(huán)水處理方法，如化學(xué)藥劑處理、靜電水處理、膜處理以及臭氧處理等新處理技術(shù)。正文1處理工藝的確定1.1設(shè)計(jì)參數(shù)1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)6000m3/d（即0.0694m3/s）的軋鋼廢水處理工藝設(shè)計(jì)。1.1.2處理要求鋼鐵工業(yè)廢水的排放執(zhí)行GB13456-92《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)：SSM70mg/L，油M8mg/L。1.1.3水質(zhì)SS油單位mg/Lmg/L進(jìn)水水質(zhì)20030出水水質(zhì)<70<81.1.4設(shè)計(jì)原則（1） 嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)定，按規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的廢水達(dá)到各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)且優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)；（2） 處理系統(tǒng)有較大的靈活性，以適應(yīng)污水水質(zhì)、水量的變化；（3） 要做到方案對比，占地面積小，做到投資?。唬?） 處理工藝流程簡單，爭取做到組合式設(shè)備化，以方便管理。1.2廢水處理工藝設(shè)計(jì)軋鋼廢水中經(jīng)過旋流沉淀池處理后的水一部分用泵送車間沖氧化鐵皮，另外一部分水用泵送到化學(xué)除油器處理。廢水中主要的污染物為氧化鐵皮和含油類物質(zhì)，氧化鐵皮的含量大約為：200mg/L，油類物質(zhì)大約為：30mg/L。其工藝流程產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后，進(jìn)行回收利用，在設(shè)計(jì)中確定我采用的工藝流程如下圖1。圖1軋鋼廢水處理工藝流程圖Fig.1Treatmentflowchartoftherollingwastewater2工藝流程的計(jì)算2.1格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物。一般情況下，分粗細(xì)兩道格柵。本污水處理項(xiàng)目采用的型式為：鏈?zhǔn)綑C(jī)械格柵除污機(jī)。2.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)由進(jìn)水量而得，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：設(shè)計(jì)流量：Q設(shè)=0.069m3/s柵條寬度S=10.0mm；柵條間隙寬度d=3.0mm；柵前水深h=1.0m；過柵流速v=0.6m/s；柵前渠道流速Vb=0.9m/s；a=60°2.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算格柵的間隙數(shù)：〃=芟匚=0.069X、布0=35.1總35hdv0.003x1x0.6則柵條數(shù)目為n-1=34個(gè)格柵建筑寬度：B=S（n—1）+d-n=0.01x（35—1）+0.003x35=0.445m進(jìn)水渠道漸寬部分長度（匕）：取進(jìn)水渠道寬B1=0.2m，漸寬部分展開角a1=20°，此時(shí)進(jìn)水渠道流速為0.75m/sl=巳=回45—0.2=0.337m1 2tga1 2tg200渠道與出水渠道連接處的漸窄部分長度(l2)：12=況=0.33%=0.169m過柵水頭損失(h1)：因柵條為矩形截面，取k=3,并將已知數(shù)據(jù)帶入式得：hl=hxk=Q號xsin以xk=P(d)43x號xsin以xk=2.42x(0.01)43x0.6 xsin60。x3=0.0750.0232x9.81取柵前渠道超高h(yuǎn)2為0.3m，則柵前槽總高為：H1=h+h2=1.0+0.3=1.3m則柵后槽總高度為：H=h+h1+h2=1.0+0.075+0.3=1.375m柵槽總長度：L=l+1+1.0+0.5+-H^=0.337+0.169+0.5+1.0+己上=2.75m1 2 tg600 tg6002.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)流量Q=250m3/h；時(shí)間T=2.0h；池寬B=10m；2.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算調(diào)節(jié)池有效容積：V=QT=250x2=500m3調(diào)節(jié)池尺寸：該池設(shè)為矩形，其有效水深采用5.0m，調(diào)節(jié)池面積為：F=V/5=500/5=100m2池寬B取10m，則池長L為：L=F/B=100/10=10m保護(hù)高h(yuǎn)]=0.5m，池總高H=0.5+5.0=5.5m。2.3旋流沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1旋流沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)污水處理水量為250m3/h；污水中SS含量為200mg/L；處理后出水中的SS<70mg/L；旋流沉淀池的去除效率為：n=200-70x100%=65%；200表面負(fù)荷的確定，用于去除軋鋼廢水中的氧化鐵皮(SS)時(shí)，其取值可以采用30~40m3/（m2.h）,根據(jù)沉降效率和表面負(fù)荷的關(guān)系曲線查得表面負(fù)荷q=45m3/（m2?h）。2.3.2旋流沉淀池計(jì)算（1） 沉淀區(qū)總面積計(jì)算下旋式重力旋流沉淀池的總面積是由中心圓筒旋流區(qū)面積和外環(huán)沉淀區(qū)面積兩部分組成，可按以下公式計(jì)算：A=A1+A2式中：A——旋流沉淀池的總面積，m2；A1——旋流沉淀池的有效面積，m2；A2——旋流沉淀池中心圓筒的面積，m2。（2） 旋流沉淀池有效面積計(jì)算旋流沉淀池的有效面積計(jì)算公式為：A=QA1qv式中：Q 處理水量，m3；q 表面負(fù)荷，m3/（m2?h）；v——修正系數(shù)。說明：在一般的旋流沉淀池中，中心圓筒的直徑為3.5m，整個(gè)旋流沉淀池的直徑大約取為12m，根據(jù)旋流沉淀池的直徑估計(jì)值其修正值取為0.55。計(jì)算可得：A1=250/（0.55x45）=10.1m2（3） 中心圓筒面積計(jì)算確定中心旋流圓筒直徑的確定應(yīng)根據(jù)鐵皮抓斗尺寸來確定，一般的經(jīng)驗(yàn)公式為：D=B+1式中：D 中心圓筒的直徑，m；B 抓斗的直徑，m。如選用1m3抓斗時(shí)，直徑B取為3.5m，0.5m3抓斗則直徑B取為2.3m，在一般的旋流沉淀池中，中心圓筒的直徑為3.5m左右，則取B=2.3m，中心圓筒的直徑D=3.3m，取值計(jì)算為3.5m，中心圓筒的面積為：A2=nD2/4=9.6m2因此旋流沉淀池的總面積為：A=A1+A2=10.1+9.6=19.7m2旋流沉淀池的總直徑為：；4A ：4x19.7d=——= =5.0m兀3.142有關(guān)沉淀時(shí)間t值的確定說明有關(guān)文獻(xiàn)認(rèn)為，含氧化鐵皮和含油廢水中的氧化鐵皮顆粒，較粗者其沉降速度較快，顆粒細(xì)的則比較緩慢，針對不同的軋鋼，連鑄車間的含氧化鐵皮及含油廢水的水質(zhì)情況，下旋型重力旋流沉淀池的沉淀時(shí)間采用15?20min為宜，另外在我國很多工程設(shè)計(jì)中，對下旋型重力旋流沉淀池的停留時(shí)間，一般都采用8?12min，總之在含氧化鐵皮和含油的廢水處理系統(tǒng)中，越來越多地采用旋流池+冷卻塔處理流程，所以對旋流池出水水質(zhì)氧化鐵皮顆粒含量在70mg/L以下就可以了，相應(yīng)的處理效率達(dá)到65%以上，根據(jù)不同的軋鋼車間的含氧化鐵皮和油廢水水質(zhì)情況，采用不同的停留的時(shí)間，以確保下一步工藝流程的運(yùn)行。根據(jù)軋廢水水質(zhì)確定旋流沉淀池的停留時(shí)間t為10min。有效容積的確定計(jì)算旋流沉淀池的有效容積是為氧化鐵皮溝的沉淀和分離的空間，應(yīng)根據(jù)廢水的流量和沉淀時(shí)間確定。計(jì)算公式為：V=Qt/60式中：V——旋流沉淀池的有效容積，m3；Q——處理廢水水量，m3/h；t——停留時(shí)間，min。計(jì)算可得：V=Qt/60=250x10/60=41.67m3有效工作水深的計(jì)算旋流沉淀池的有效工作水深計(jì)算公式為：H=V/A1式中：H——旋流沉淀池的有效工作水深，m；V——旋流沉淀池的有效容積，m3；A1——旋流沉淀池的有效面積，m2。計(jì)算可得：H=V/A1=41.7/10.1=4.1m，取值為4m。（7） 沉渣區(qū)的設(shè)計(jì)計(jì)算沉渣量的計(jì)算公式為：W=（「C2）XQ1000X1000式中：W 干沉渣量，t/h；C1——進(jìn)水中氧化鐵皮含量，mg/L；C2——出水中氧化鐵皮含量，mg/L；Q——處理水量，m3/h。計(jì)算得：w/L2）XQ=（200-70）X250=0.033t/h1000X1000 1000X1000濕渣的計(jì)算公式為：W WX1001rx（100-P）式中：P 濕沉渣含水率，一般為80%；r 濕污泥密度，t/m3，一般為2.2~3.0t/m3。計(jì)算可得：w Wx100 0.033x100W= = =0.055m3/h1rX（100-P）3.0X（100—80）按最多堆積8h，沉渣區(qū)的體積為0.72m3，則沉渣區(qū)深度為0.72/9.6=0.24m。氧化鐵皮坑的設(shè)計(jì)容積為50m3，尺寸為5x5x2m，超高為0.3m。（8） 旋流沉淀池總深確定進(jìn)水管離水面的距離為0.2m，有效工作水深為4m，底部的沉渣的高度為0.24m，在進(jìn)水口離頂部的距離取為3m，則旋流沉淀池的總高度為0.2+4+0.24+3=7.44m。（9） 進(jìn)水管直徑計(jì)算一般認(rèn)為重力旋流沉淀池進(jìn)水的動(dòng)能應(yīng)能使中心旋流筒水流的環(huán)流速度在0.2?0.3m/s為適宜，為保證此環(huán)流速度，需要進(jìn)水口處的氧化鐵皮溝和進(jìn)水口流速在2?3.5m/s。設(shè)計(jì)中取進(jìn)水區(qū)流速為V=3m/s，進(jìn)水管截面計(jì)算公式為：a3=q/v計(jì)算可得：A3=250/(3600x3)=0.023m2進(jìn)水管直徑為：d=：——3=0.17m，取直徑為200mm。V2.4化學(xué)除油器設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1化學(xué)除油器的基本參數(shù)根據(jù)環(huán)保設(shè)計(jì)公司設(shè)備出廠的化學(xué)除油器的型號確定選擇MHCYG型號的化學(xué)除油器，在安裝設(shè)計(jì)說明書中確定安裝尺寸見表1。表1設(shè)備外形及安裝尺寸TablelEquipmentOutlineandinstallationsize分類型號處理水量(T/h)外形尺寸長x寬乂高(mm)連運(yùn)重量(T)裝機(jī)容量(KW)MHCYG型MHCYG-1001004120x4120x4100703.71MHCYG型MHCYG-2002005600x5600x45001043.71MHCYG型MHCYG-3003006700x6700x50001416.31MHCYG型MHCYG-4004007700x7700x52001786.68MHCYG型MHCYG-5005008600x8600x55002057.5MHCYG型MHCYG-6006009300x9300x59002507.52.4.2化學(xué)除油器設(shè)計(jì)計(jì)算表面負(fù)荷的確定選MHCYG-300型，所以化學(xué)除油器的表面負(fù)荷計(jì)算公式為：q=Q/F=250/(6.7x6.7)=5.57m/h式中：Q 處理水量，m3/h；F 化學(xué)除油器的表面積，m2。高度的確定h1為水面到池子頂部的超高，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取為0.3m；h2為斜板上層的清水。經(jīng)驗(yàn)公式中一般取值在0.5?1.0范圍內(nèi)。計(jì)算中取值為0.8m；h3為斜板的高度。斜板在規(guī)格中的一般長度為1.0?1.2m。斜板在安裝時(shí)，安裝角度為60°。在設(shè)計(jì)中取斜板長度為1.0m，為了確保沉淀效果較好。則斜板的垂直高度為h3=1xsin60°=0.87m，取值為0.8m；h4為斜板下層的緩沖層高度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值中一般取值在0.5?1.0m之間，設(shè)計(jì)時(shí)取值為0.5m；化學(xué)除油器的總高度為5.0m，因此污泥斗的垂直高度為：h5=5.0-0.3-0.8-0.8-0.5=2.6m傾斜角度取為45°。停留時(shí)間的確定斜板區(qū)上部水深0.8m，斜板的垂直高度也為0.8m，停留時(shí)間計(jì)算公式為：t_60(h2+h3)

q計(jì)算可得：t_60(0.8+0.8)/5.6_17.1min，停留時(shí)間取值為17min。污泥的容積污泥的容積計(jì)算公式為：V_0C?！狢」)Tx24x100一r(100—P)nx1060式中：Q 處理水量，m3/h；C0 進(jìn)水濃度，mg/L；C1 出水濃度，mg/L；T——排泥周期，d，取1d；P——濕沉渣含水率，一般為80%；r 濕污泥的密度，t/m3，取1.5；n——化學(xué)除油器的座數(shù)，取1。計(jì)算可得：V=0.46m3污泥部分所需的容積V1=h5(a2+aa1+a12)/3式中：V1——錐體部分容積，m3；a一污泥斗上部邊長，m；a1——污泥斗下部邊長，m。計(jì)算可得：V1=h5(a2+aa1+a12)/3=2.6x(6.72+6.7x1.5+1.52)/3=49.6m32.5清水池和污泥濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算2.5.1清水池清水池是一個(gè)收集處理后的廢水的容積，其作用是收集和貯存清水的目的，其尺寸是根據(jù)其收集的水量而確定。因?yàn)樵谲囬g處理中，需要一部分水進(jìn)入車間重復(fù)利用，還有一部分水進(jìn)入整個(gè)污水處理廠進(jìn)行深度處理，然后外排。其進(jìn)入污水處理廠的水量根據(jù)各個(gè)廠的回收利用效率而確定的，循環(huán)水系統(tǒng)的容積約為每小時(shí)循環(huán)水量的1/3?1/5，此處設(shè)計(jì)集水池的容積為75m3。清水池應(yīng)符合以下幾個(gè)要求：水深不宜大于3.0m，設(shè)計(jì)時(shí)取值為2.0m；壁高超高不小于0.3m。則設(shè)計(jì)清水池的尺寸為10x3x2.5m，其中水深2m，超高0.3m，跌水高度為0.2m。2.5.2重力濃縮池重力濃縮池總面積計(jì)算公式為：件式中：A—一濃縮池總面積，m2；Q—污泥量，m3；C—一污泥固體濃度，計(jì)算時(shí)取值為6t/m3；G—一濃縮池污泥固體通量，計(jì)算過程取值為80?120t/m2。計(jì)算可得：A=2.25m2濃縮池直徑為：D=1.7m，此處取為2m。濃縮池的工作部分高度一般設(shè)計(jì)時(shí)不小于3m,一般取值為4m,因泥量較小，設(shè)計(jì)濃縮池的工作高度為3.5m，濃縮時(shí)間為12h，超高為0.3m，緩沖層高度為0.3m，則濃縮池的總高度為4.1m。在化學(xué)除油器的污泥量很小，設(shè)計(jì)時(shí)污泥脫水間設(shè)計(jì)2臺板框壓濾機(jī)，一用一備，壓濾后的污泥用運(yùn)輸車輸送到填埋場或焚燒。污泥脫水間的廠房尺寸為：20x10x5m。2.6平面布置及高程布置的設(shè)計(jì)2.6.1平面布置（1） 總平面布置原則總平面布置包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置?？倛D平面布置時(shí)應(yīng)遵從以下幾條原則。處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理。工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。（2） 總平面布置參見附圖（平面布置圖）。2.6.2高程布置（1）高程布置原則充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運(yùn)行成本。做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時(shí)減少兩者的提升次數(shù)和高度。協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計(jì)，既便于正常排放，又有利于檢修排空。（2）高程布置圖見附圖。2.6.3高程的估算從清水池開始往回計(jì)算，設(shè)清水池底部與地面平齊，清水池底部高程即為0m。清水池到化學(xué)除油器的水頭損失設(shè)為0.3m，化學(xué)除油器的出水口的高程應(yīng)為5.2m，其頂部的高程為5.5m，底部的高程為0m。從化學(xué)除油器到旋流式沉淀池的水頭損失也設(shè)為0.3m，那么旋流式沉淀池的出水口高程為5.8m，頂部高程為6.1m，底部高程為-1.34m。軋鋼廢水經(jīng)氧化鐵皮溝進(jìn)入到旋流式沉淀池的總長度約為500m，考慮到氧化鐵皮顆粒比較大，可能會在氧化鐵皮溝中沉淀下來，故氧化鐵皮溝的坡度設(shè)計(jì)為0.002，則沿程水頭損失為1000x0.002=1m。設(shè)置污水池的深度為2.5m，那么需要提升的揚(yáng)程6.8m，艮口h=6.8m。表2各設(shè)備的高程(單位：m)Table2Theelevationofthedevice(m)名稱底面高程出水高程進(jìn)水高程水面高程頂部高程格柵0水泵+1.375+1.0751.375調(diào)節(jié)池+0.4+5.6+5.9+5.6+5.9旋流沉淀池-1.84+5.3+5.6+5.3+5.6化學(xué)除油器0+4.7+