某生物制藥廠廢水處理畢業(yè)設(shè)計

1、目 錄引 言1第一章 概 論21.1設(shè)計任務(wù)及依據(jù)2設(shè)計任務(wù)2設(shè)計依據(jù)21.2 設(shè)計要求2設(shè)計原則2污水處理工程運行過程中應(yīng)遵循的原則3第二章 水質(zhì)分析42.1水質(zhì)組成4進水水質(zhì)42.1.2 出水水質(zhì)42.2廢水種類4抗生素廢水的水質(zhì)特征4抗生素廢水的可生化降解性5第三章 方案選擇63.1 選擇方案原則63 .2 工藝比較分析6活性污泥法63.2.2 氧化溝法73.2.3 SBR法8三種工藝的經(jīng)濟比較93.2.5 工藝流程圖10第四章 設(shè)計計算114.1原始設(shè)計參數(shù)114.2 格柵114.2.1 設(shè)計說明114.2.2 中格柵計算11格柵選型124.3集水井和污水提升泵房13設(shè)計說明13設(shè)計選

2、型13提升泵房134.4 細格柵134.4.1 設(shè)計說明134.4.2 計算結(jié)果144.4.3 格柵選型144.5 調(diào)節(jié)池14設(shè)計說明144.5.2 設(shè)計計算144.5.3 設(shè)備154.6 曝氣沉沙池154.6.1 設(shè)計說明15沉砂池計算16曝氣設(shè)備174.7氣浮池17設(shè)計說明17氣浮池計算174.7.3 氣浮設(shè)備174.8 SBR反應(yīng)池17設(shè)計說明174.8.1.1 SBR說明174.8.1.2 SBR工藝特點18工藝操作過程184.8.2 SBR反應(yīng)池容積計算194.8.3 SBR反應(yīng)池運行時間與水位控制204.8.4 排泥量及排泥系統(tǒng)214.8.5 需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算214.8.6

3、 潷水器234.9 接觸消毒池24設(shè)計說明244.9.2 設(shè)計參數(shù)244.9.3 設(shè)計計算244.10 污泥處理系統(tǒng)254.10.1 污泥水分去除的意義和方法254.10.2 各個部分設(shè)計計算254.10.2.1 集泥井254.10.2.2 污泥濃縮池264.10.2.3 污泥貯柜274.10.2.4 污泥脫水機房284.10.2.5 污泥棚28第五章 污水處理廠的平面布置和高程布置295.1構(gòu)筑物及設(shè)備的重要設(shè)計參數(shù)295.2污水處理廠的總平面布置30布置原則30平面布置305.3污水處理廠的高程布置30布置原則30高程布置315.3.3 各構(gòu)筑物設(shè)計計算315.4工程投資估算32工程投資3

4、2第六章 工程效益346.1工程的環(huán)境效益346.2工程的社會效益346.3 工程的經(jīng)濟效益34結(jié) 論35參考文獻36謝 辭37引 言水是人類的生命之源，它孕育和滋養(yǎng)了地球上的一切生物。與我們?nèi)祟惷芮邢嚓P(guān)的是淡水。但是，水環(huán)境中的淡水資源卻很少，僅占總量的2.53%。因此，保護和珍惜水資源，是整個社會的共同職責。在我國，淡水資源人均不超過2545立方米，不到世界人均的1/4，因此我們更應(yīng)該保護和珍惜水資源。20世紀以來，醫(yī)藥工業(yè)的迅速發(fā)展，給人類文明帶來了飛躍。與此同時，在其生產(chǎn)過程中所排放出來的廢水對環(huán)境的污染也日益加劇，給人類健康帶來了嚴重的威脅。據(jù)文獻報道，醫(yī)藥廢水成分復(fù)雜、濃度和鹽分高

5、、色度和毒性大，往往含有種類繁多的有機污染物質(zhì)，這些物質(zhì)中有不少屬于難生化降解的物質(zhì)，可在相當長的時間內(nèi)存留于環(huán)境中。采用傳統(tǒng)的處理工藝很難達標排放。對于這些種類繁多、成分復(fù)雜的有機廢水的處理，仍然是目前國內(nèi)外水處理的難點和熱點。結(jié)合某生物制藥廠污水特點，通過調(diào)查收集資料和查閱文獻，以SBR法處理該制藥廠所排放的污水，處理后可以達標排放，有利于當?shù)厮h(huán)境的良性循環(huán)。 第一章 概 論1.1設(shè)計任務(wù)及依據(jù)設(shè)計任務(wù)本設(shè)計方案的編制范圍是某生物制藥廠廢水處理工藝，處理能力為1000,內(nèi)容包括處理工藝的確定、各構(gòu)筑物的設(shè)計計算、設(shè)備選型、平面布置、高程計算、經(jīng)濟技術(shù)分析。完成繪制處理工藝流程組圖、各構(gòu)筑

6、物設(shè)計計算圖、處理工藝組合平面布置及高程布置圖。設(shè)計依據(jù)（1）中華人民共和國環(huán)境保護法和水污染防治法 （2）污水綜合排放標準GB89781996 （3）給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ69-84）（4）畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 （5）畢業(yè)設(shè)計大綱 1.2 設(shè)計要求設(shè)計原則（1） 必須確保污水廠處理后達到排放要求。 （2） 污水處理廠采用的各項設(shè)計參數(shù)必須可靠。在設(shè)計中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。 （3） 污水處理廠設(shè)計必須符合經(jīng)濟的要求。（4） 污水廠設(shè)計應(yīng)當力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進的工藝、機械

7、和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。 （5） 污水廠設(shè)計必須注意近遠期的結(jié)合，設(shè)計時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。 （6） 污水廠設(shè)計必須考慮安全運行的條件。（7） 污水廠的設(shè)計在經(jīng)濟條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。污水處理工程運行過程中應(yīng)遵循的原則 在確保污水處理效果同時，還應(yīng)合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力。同時應(yīng)當合理設(shè)計、合理布局，作到技術(shù)可行、運行可靠、經(jīng)濟合理。 第二章 水質(zhì)分析2.1水質(zhì)組成生物制藥廢水可分為沖洗廢水、提取廢水和其他廢水。其中沖洗廢水和提取廢水含有未被利用的有機組分及染菌體，也含有一定的酸堿有機溶劑，需要

8、處理后排放，而其他廢水主要為冷卻水排放，一般污染物濃度不大，可以回用。進水水質(zhì)某制藥廠用生物法生產(chǎn)慶大霉素及土霉素，進水水量及水質(zhì)情況情況： 表2-1 進水及水質(zhì)廢水種類水量（m3/d）COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)慶大霉素+土霉素1000200011008400 出水水質(zhì)污水處理廠污水水質(zhì)排放標準執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放國家三級標準，具體水質(zhì)如表2-2所示。 表2-2 處理要求廢水種類水量（m3/d）COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)慶大霉素+土霉素100012030302.2廢水種類其中含有慶大霉素及土霉素抗生素，屬于抗生素類廢水。2.2.1抗生

9、素廢水的水質(zhì)特征(1)COD濃度高，是抗生素廢水污染物的主要來源。(2)廢水中SS濃度較高。其中主要為發(fā)酵的殘余培養(yǎng)基質(zhì)和發(fā)酵產(chǎn)生的微生物絲菌體。對厭氧UASB工藝處理極為不利。(3)存在難生物降解物質(zhì)和有抑菌作用的抗生素等毒性物質(zhì)。對于有毒性作用的抑制物質(zhì)，厭氧生物處理比好氧處理具有一定的優(yōu)勢。(4)硫酸鹽濃度高。一般認為，好氧條件下硫酸鹽的存在對生物處理沒有影響。(5)水質(zhì)成分復(fù)雜。中間代謝產(chǎn)物和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等化工原料含量高。該類成分易引起PH值波動大、色度高和氣味重等不利因素，影響厭氧反應(yīng)器中甲烷菌正常的活性。(6)水量較小但間歇排放，沖擊負荷較高，由于抗生素分

10、批發(fā)酵生產(chǎn)，廢水間歇排放，所以其廢水成分和水力負荷隨時間有很大的變化，這種沖擊給生物處理帶來極大的困難。2.2.2抗生素廢水的可生化降解性廢水的可生化降解能力取決于BOD/COD的比值，BOD是指在好氧條件下，微生物分解有機物質(zhì)所需要消耗的溶解氧量，而COD是指在酸性條件下，用強氧化劑氧化水樣中有機物和無機還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，以氧的毫克每升表示。由于BOD采用微生物來降解有機物，而降解率僅為14.478.6%，而COD采用的是強氧化劑，對大多數(shù)的有機物可以氧化到8595%，因此以重鉻酸鉀作為強氧化劑來測定COD時，BOD/COD的比值小于1。根據(jù)資料介紹，當廢水BOD/COD0.3時

11、，說明廢水中有機物可生化降解。但一般說來抗生素廢水的BOD/COD大于0.3，因此抗生素廢水可生化性比較好。第三章 方案選擇3.1 選擇方案原則在工藝選擇和設(shè)計時應(yīng)充分考慮該廠廢水的特點，近期、遠期的可調(diào)性，并用兩級處理，即物化處理與生化處理相結(jié)合。該廠廢水屬于比較難處理的工業(yè)制藥廢水。根據(jù)該廠原有設(shè)施運行經(jīng)驗及同類廠家運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，采用物化和生化相結(jié)合處理工藝。一級物化處理采用格柵、調(diào)節(jié)池、沉砂池、氣浮池，主要去除廢水沉淀物，中和廢水PH值，調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量。生化處理擬采用SBR工藝系統(tǒng)。處理規(guī)模和原污水水質(zhì)水量變化規(guī)律。整體配備先進可靠的系統(tǒng)設(shè)備，降低系統(tǒng)的維護工作量，以保證系統(tǒng)的長期正常運轉(zhuǎn)。

12、采用適當?shù)淖詣踊刂葡到y(tǒng)，以保證處理效果和減少勞動力需求。工程設(shè)計采用針對該廠水質(zhì)特點的工藝方案。工藝可靠，設(shè)備配備先進，運行費用合理，工程整體檔次高。污泥處理也是關(guān)鍵。由于污泥量很大，本方案采用高品質(zhì)帶式壓濾機，提高污泥處理自動化程度，同時也避免采用板框牙濾機所帶來的人力多、環(huán)境差、處理能力低等缺陷。3 .2 工藝比較分析 近年來，廢水處理工藝主要有：活性污泥法、SBR法及氧化溝法。下面就這幾種工藝加以比較。活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法，又稱普通活性污泥法，是早期開始使用并一直沿用至今的運行方式。它是當前國內(nèi)外大型污水處理廠普遍采用的方法。工藝流程簡圖見圖3-1?；钚晕勰喾ㄗ?0世紀初發(fā)明以來，

13、得到飛速的發(fā)展。除普通活性污泥法以外，近年來國內(nèi)外應(yīng)用較多的還有SBR法及氧化溝法。圖3-1 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程簡圖 氧化溝法氧化溝是一種活性污泥法工藝，但曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動，因此被稱為“氧化溝”，又稱“環(huán)形曝氣池”，它也屬于活性污泥處理工藝的一種變形工藝，一般不需要初沉池，并且通常采用延時曝氣。工藝流程見圖3-2。氧化溝工藝具有以下特點：（1）污水進入氧化溝，可以得到快速有效地混合，對水量、水質(zhì)的沖擊負荷影響?。唬?）由于污泥齡較長，污泥趨于好氧穩(wěn)定；（3）可以通過改變轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速、浸水深度和轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟的安裝個數(shù)等，以調(diào)節(jié)整

14、體的供氧能力和電耗，使池內(nèi)溶解氧值控制在最佳工況。但有以下缺點：（1） 循環(huán)式，運行工況可以調(diào)節(jié)，管理相對復(fù)雜；（2） 表曝法供氧，設(shè)備養(yǎng)管量大；（3） 污水停留時間長，泥齡長，電耗相對較高。鼓風機房加氯間柵渣壓榨進水粗格柵進水泵房Cl2二沉池氧化溝沉砂池細格柵泥餅外運剩余污泥污泥濃縮脫水一體化出水 圖3-2 氧化溝工藝流程 SBR法 序批式活性污泥法（SBR）是從充排式反應(yīng)器發(fā)展而來的，其工作過程是：一個周期內(nèi)把污水加入反應(yīng)器中，并在反應(yīng)器充滿水后開始曝氣，污水中的有機物通過生物降解達到排放要求后停止曝氣，沉淀一定時間將上清液排出，如此反復(fù)循環(huán)3。SBR法是近年來在國內(nèi)外被引起廣泛應(yīng)用重視和

15、日趨增多的一種污水生物處理技術(shù)。SBR處理工藝包括五個處理程序，分別為：進水、反應(yīng)、沉淀、出水、待機。在該處理工藝中，處理構(gòu)筑物少，可省去初沉池，無二沉池和污泥處理系統(tǒng)。與標準活性污泥法相比，基建費用低，主要適用于小型污水處理廠。運行靈活，可同時具有去除BOD和脫氮除磷的功能。SBR法有以下優(yōu)點。SBR系統(tǒng)以一個反應(yīng)池取代了傳統(tǒng)方法中的調(diào)節(jié)池、初次沉淀池、曝氣池及二次沉淀池，整體結(jié)構(gòu)緊湊簡單，系統(tǒng)操作簡單且更具有靈活性。投資省，運行費用低，它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省基建投資額30%左右。SBR反應(yīng)池具有調(diào)節(jié)池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD濃度及有毒化學(xué)物質(zhì)對系統(tǒng)的影響。SBR在固液分

16、離時水體接近完全靜止狀態(tài)，不會發(fā)生短流現(xiàn)象，同時，在沉淀階段整個SBR反應(yīng)池容積都用于固液分離。SBR反應(yīng)過程基質(zhì)濃度變化規(guī)律與推流式反應(yīng)器是一致的，擴散系數(shù)低。系統(tǒng)通過好氧/厭氧交替運行，能夠在去除有機物的同時達到較好的脫氮除磷效果。處理流程短，控制靈活，可根據(jù)進水水質(zhì)和出水水質(zhì)控制指標處理水量，改變運行周期及工藝處理方法，適應(yīng)性很強。系統(tǒng)處理構(gòu)筑物少、布置緊湊、節(jié)省占地。SBR的缺點是：對自動控制水平要求較高，人工操作基本上不能實行正常運行，自控系統(tǒng)必須質(zhì)量好，運行可靠；對操作人員技術(shù)水平要求較高；間歇周期運行帶來曝氣、攪拌、排水、排泥等設(shè)備利用律較低，增大了設(shè)備投資和裝機容量。由于具有以

17、上優(yōu)點，SBR近年來在國內(nèi)外得到了較廣泛的應(yīng)用。但也有一些不足之處，如在實際工作中，廢水排放規(guī)律和SBR間歇進水的要求存在不匹配問題，特別是水量較大時，需多套反應(yīng)池并聯(lián)運行，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性4。工藝流程見圖3-3。加氯間鼓風機房柵渣壓榨Cl2SBR反應(yīng)池沉砂池細格柵粗格柵進水泵房進水 出水 泥餅外運 剩余污泥污泥濃縮脫水一體化 圖3-3 SBR法工藝流程三種工藝的經(jīng)濟比較美國EPA在對SBR技術(shù)評估的基礎(chǔ)上，比較分析了傳統(tǒng)活性污泥法、SBR工藝、氧化溝工藝的基建投資和運行費用，見表3-1（以相對值表示）。比較結(jié)果說明在一定的流量范圍內(nèi)，當污水處理廠的規(guī)模增加時，單位造價降低。表3-1 基

18、建投資和運行費用污水處理流程基建投資/元運行費用/元3785m/d 18925m/d3785m/d18975m/d傳統(tǒng)活性法SBR氧化溝1007883100758110083831009393以上兩種規(guī)模的SBR污水處理廠的基建投資分別為傳統(tǒng)活性污泥法的基建投資的78%和75%。而SBR工藝投資與氧化溝是相當?shù)?，略低于氧化溝，其兩者的運行費用是一樣的。當污水處理廠的規(guī)模較小時，與傳統(tǒng)的活性污泥法工藝相比，SBR的運行費用也較省。如處理規(guī)模分別為3785 m/d和18925 m/d，其年度運行費用約為傳統(tǒng)活性污泥法污水廠的83%和93%，可見SBR在中、小規(guī)模的處理廠是有優(yōu)越性的，所以本設(shè)計采用

19、SBR工藝。 工藝流程圖柵渣壓榨中格柵進水泵房細格柵調(diào)節(jié)池SBR反應(yīng)池沉砂池氣浮池鼓風機房污泥濃縮脫水剩余污泥泥餅外運出水進水 圖3-4 本設(shè)計工藝流程圖第四章 設(shè)計計算4.1原始設(shè)計參數(shù)4.2 格柵 設(shè)計說明格柵（見圖4-1）一般斜置在進水泵站之前，主要對水泵起保護作用，截去廢水中較大的懸浮物和漂浮物。格柵按形狀可分為平面格柵和曲面格柵兩種，按格柵柵條間隙可分為粗格柵（50100mm），中格柵（1040mm），細格柵（310mm）三種。本設(shè)計采用中格柵，柵條間隙取20mm。 圖4-1格柵結(jié)構(gòu)示意圖 中格柵計算（1）柵條的間隙數(shù)設(shè)柵前水深h=0.3m，柵前水深與柵前流速v1之間關(guān)系v1=Qma

20、x/Bh（B為渠道寬度），過柵流速v=0.5m/s，柵條間隙寬度b=0.010m，格柵傾角=60。n=Qmax(sin)0.5/bhv=0.023(sin60)0.5/(0.0100.30.5)=14.315個 （4-3）（2）柵槽寬度設(shè)柵條寬度S=0.01B=S（n1bn=0.01(151)0.0115=0.29m （4-4）（3）進水渠道漸寬部分的長度設(shè)進水寬度B1=0.20m，其漸寬部分展開角度1=20，進水渠道內(nèi)的流速為0.45 m/s。l1=(BB1)/2tg1=(0.290.20)/2tg20=0.12m （4-5）（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度l2=l1/2=0.12/

21、2=0.06m（5）通過格柵的水頭損失設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面h1=(s/b)sinkv2/2g=2.42(0.01/0.010)sin6030.52/19.6=0.033m （4-6） k=3（6）柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高h2=0.3m，則有H=hh1h2=0.30.0330.3=0.633m（7）柵槽的總長度L=l1l20.51.0（h+h）/tg=0.180.51.0(0.30.3)/tg60=2.03m（8）每日柵渣量在格柵間隙10mm時，設(shè)柵渣量為每1000m污水0.23m3，有W=86400QW1/1000K=864000.0230.23/10002.0=0.23 m3/d0.2

22、 m3/d （4-9）采用機械清渣。格柵選型選HG-800型回轉(zhuǎn)式格柵除污機，電動機功率0.55kw，柵條間距為10-50 mm。隔單柵傾斜角度為：60-70。該格柵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、維護方便，可實行手動間斷運行、自動連續(xù)運行，對工作時間和停車時間等運行周期可自動調(diào)節(jié)，具有緊急停車和過載保護裝置。4.3集水井和污水提升泵房設(shè)計說明 本設(shè)計采用自灌式污水提升泵站，與集水井合建，集水池容積不應(yīng)小于最大一臺水泵5min的出水量，如水泵機組為自動控制時，每小時啟動水泵不得超過6次?？紤]用3臺水泵（2用1備），每臺水泵的容量為174/2=87 L。集水井容積采用相當于一臺水泵6min的

23、容量，則W=87606/1000=31.32 m3，有效水深取2m，則集水池面積為F=31.32/2=15.66 m2。采用SBR工藝，污水處理系統(tǒng)比較簡單，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入曝氣沉砂池，然后自流到SBR池。曝氣沉砂池、SBR池的相對于地面的高度分別為5m、5.5m。設(shè)計選型提升泵房泵房內(nèi)設(shè)有維修間，機電室，操作室。泵，電機等在室內(nèi)安裝，電控柜、顯示器在操作室內(nèi)安裝。提升泵房占地面積為12m6m，工作間占地面積8m3m。起重機選LSX型手動單梁懸掛起重機，起重量0.5t，起升高度2.5m12m，跨度6m。4.4 細格柵 設(shè)計說明在沉砂池前設(shè)置細格柵主要作

24、用是減少浮渣，避免污水中含大量雜物堵塞管道，為污水處理廠提供良好的運行條件。計算過程與中格柵相同。設(shè)柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙b=0.003m，柵渣量為0.3m3/1000m3污水。 計算結(jié)果（1）柵條的間隙數(shù)：n20個（2）柵槽寬度：B=S（n1）bn=0.01(201)0.00320=0.25m（3）進水渠道漸寬部分長度：進水寬度取B=0.15m，L=(0.250.15)/2tg20=0.14m（4）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度l2=l1/2=0.14/2=0.07m（5）通過格柵的水頭損失：h1=0.14 m（6）柵后槽總高度：取柵前渠道超高h2=0.

25、3m，H=hh1h2=0.40.140.3=0.84 m（7）柵槽總長度：L=0.140.070.51.0(0.40.3)/tg60=2.11m（8）每日柵渣量：W=864000.0230.3/（1 0002）=0.29m3/d0.2m3/d（9）采用機械除渣。 格柵選型選HG-800型回轉(zhuǎn)式格柵除污機，電動機功率0.55kw，柵條間距為10-50mm。隔單柵傾斜角度為：6070。該格柵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、維護方便，可實行手動間斷運行、自動連續(xù)運行，對工作時間和停車時間等運行周期可自動調(diào)節(jié)，具有緊急停車和過載保護裝置。4.5 調(diào)節(jié)池設(shè)計說明廢水其水質(zhì)水量都會隨時變化，且波動較大

26、。廢水水質(zhì)水量的變化對廢水處理設(shè)備的功能發(fā)揮是不利的。為解決這一問題，設(shè)置了調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量。 設(shè)計計算（1）池子的實際容積：設(shè)廢水在池內(nèi)的停留時間T=4h根據(jù)流量Q=1000m3/d T=4h則池內(nèi)的廢水量為Q1=Q/24T=1000/244=166.7m3/h （4-10）得出調(diào)節(jié)池的有效容積為167m3設(shè)計用調(diào)節(jié)池的實際容積為V=1.4V=1.4167=233.8m3 取V=235m3（2）池子的長寬取池子的有效水深為h1=1.5m，縱向隔板間距為1m則調(diào)節(jié)池的平面面積S=V/ h1=235/1.5157m2 取寬為11m，則長L=S/B=324/16=14.3m 縱向隔板間距為

27、1m，所以隔板數(shù)為13個取調(diào)節(jié)池的超高h=0.3 m 設(shè)備為適應(yīng)水質(zhì)的變化，設(shè)置沉渣斗。沉渣斗傾角為45。4.6 曝氣沉沙池 設(shè)計說明沉砂池功能是利用物理原理去除污水中比重較大的無機顆粒，主要包括無機性的砂粒、礫石和少量較重的有機物質(zhì)。沉砂池按流態(tài)分為：平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池、渦流式沉砂池等。由于曝氣沉砂池曝氣的作用附著在砂粒上的有機污染物和污水中的油脂類物質(zhì)會被去除，這也是選擇曝氣沉砂池的目的。污水經(jīng)污水泵提升后進入曝氣沉砂池，共兩座，一用一備。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由砂泵自斗底抽送到砂水分離器，砂水分離器通入壓縮空氣洗砂，污水回至提升泵前，凈砂直接卸入汽車外運。 圖4

28、-2 曝氣沉砂池示意圖設(shè)計流量為Qmax=0.023 m3/s，水力停留時間t=3.0min，水平流速取v=0.06m/s，有效水深h2=2m.沉砂池計算池子總有效容積：V=Qmaxt60=0.023360=4.14m3 （4-14）水流斷面積：A=Qmax/v1=0.023/0.06=0.38m2 （4-15）（1）池總寬度：B=A/h2=0.38/2=0.19 m，取B:h2=1.5，則B為3m。（2）每個池子寬度：設(shè)兩座沉砂池n=2格，b=3/2=1.5m。（3）池長：L=v/A=4.14/0.38=10.9m（4）每小時所需空氣量：設(shè)每m3污水所需空氣量d=0.2 m3/m3污水，空氣

29、密度1.293 kg/m3，其中氧氣占的質(zhì)量含量為23.3%，則有q=dQmax3600=0.20.0233 600=16.56 m3/h （4-19）需要的空氣量：16.561.2930.233=4.99kgO2/h（5）沉砂室設(shè)計計算：設(shè)沉砂斗為沿池長方向的梯形斷面渠道，沉砂斗體積為 Vo=(aa1)h3L/2，沉砂室坡向沉砂斗的坡度為I=0.10.5，沉砂斗側(cè)壁與水平面的夾角55，a1=0.5m，h3=0.4m，=55，則砂斗上口寬a=2h3/tg55=20.4/tg55=1.06。VO=(1.06+0.5)0.410.8/2=3.37m3 超高h1取0.3m，則h3=(ba1)tg55

30、/2=(1.50.5)tg55/2=0.71mH=h1h2h3=0.320.71=3.01m，取3.0m曝氣設(shè)備4.7氣浮池設(shè)計說明氣浮法是固液分離或液液分離的一種技術(shù)。它是通過某種方法產(chǎn)生大量的微氣泡，使廢水中密度接近與水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體。在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，進行固液或液液分離。氣浮法用于從廢水中去除比重小于1的懸浮物、油類和脂肪，并用與污泥的濃縮。本設(shè)計采用加壓溶氣氣浮法。空氣在加壓條件下溶于水中，再使壓力降至常壓，把溶解的過飽和空氣以微氣泡的形式釋放出來。氣浮池計算（1）氣浮池的有效水深取2.5m，長為11m，寬為11m。（2）接觸區(qū)下端

31、水流上升流速取為20mm/s，上端水流的上升速度為8mm/s，水力停留時間為15min。 氣浮設(shè)備4.8 SBR反應(yīng)池設(shè)計說明.1 SBR說明設(shè)計方法有兩種：負荷設(shè)計法和動力設(shè)計法，本工藝采用負荷設(shè)計法。根據(jù)工藝流程論證，SBR法具有比其他好氧處理法效果好，占地面積小，投資省的特點，因而選用SBR法。SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱。該工藝由按一定時間順序間歇操作運行的反應(yīng)器組成。其運行操作在空間上是按序排列、間歇的。污水連續(xù)按順序進入每個池，SBR反應(yīng)器的運行操作在時間上也是按次序排列的。SBR工藝的一個完整的操作過程，也就是每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程，包括進水期、反應(yīng)期、沉淀期

32、、排水排泥期、閑置期五個階段，如圖4-3。這種操作周期是周而復(fù)始進行的，以達到不斷進行污水處理的目的。對于單個的SBR反應(yīng)器來說,在時間上的有效控制和變換，即達到多種功能的要求，非常靈活。 圖4-3 SBR工藝操作過程圖.2 SBR工藝特點(1)工程簡單，造價低；(2)時間上有理想推流式反應(yīng)器的特性；(3)運行方式靈活，脫N除P效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)對進水水質(zhì)水量波動適應(yīng)性好；(6)易于維護管理。.3工藝操作過程 進水期進水期是反應(yīng)池接納污水的過程。由于充水開始是上個周期的閑置期，所以此時反應(yīng)器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工藝間歇

33、進水，即在每個運行周期之初在一個較短時間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達一定位置停止進水后進行下一步操作。因此，充水期的SBR池相當于一個變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水過程，不僅水位提高，而且進行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進行曝氣、攪拌或靜止。曝氣方式包括非限制曝氣（邊曝氣邊充水）、限制曝氣（充完水曝氣）半限制曝氣（充水后期曝氣）。 反應(yīng)期在反應(yīng)階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質(zhì)環(huán)境中，反應(yīng)器相應(yīng)地形成厭氧缺氧好氧的交替過程。雖然SBR反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時間序列上是一個理想的推流式反應(yīng)器裝置。SBR反

34、應(yīng)器的濃度階梯是按時間序列變化的。能提高處理效率，抗沖擊負荷，防止污泥膨脹。沉淀期相當于傳統(tǒng)活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝氣攪拌后，污泥絮體靠重力沉降和上清液分離。本身作為沉淀池，避免了泥水混合液流經(jīng)管道，也避免了使剛剛形成絮體的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在靜止時沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時間短，效率高。排水期活性污泥大部分為下周期回流使用，過剩污泥進行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的30%左右，污水排出，進入下道工序。閑置期作用是通過攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復(fù)其活性，并起反硝化作用而進行脫水。 SBR反應(yīng)池容積計算進水粗格柵進泵房細格柵沉砂池初沉池曝氣

35、池二沉池柵渣壓榨鼓風機房加氯間回流污泥泵污泥濃縮池污泥消化池脫水機房剩余污泥泥餅外運回流污泥Cl2渣外運設(shè)計處理流量Q=41.67(m3/h) BOD/COD=0.55 屬高濃度易生化有機廢水設(shè)SBR運行每一周期時間為12h，進水1.0h，反應(yīng)(曝氣)（6.07.0h）取7h，沉淀3.0h，排水（0.5h1.0h）取1h。周期數(shù): n=2SBR 處理污泥負荷設(shè)計為 Ns=0.4 kgBOD/(kgMLSSd)根據(jù)運行周期時間安排和自動控制特點，SBR反應(yīng)池設(shè)置3個。(1)污泥量計算 SBR反應(yīng)池所需污泥量為 MLSS= =）=3.6(t)（SBR工藝中一般取90150）設(shè)計沉淀后污泥的SVI（

36、污泥容積指數(shù)）=90ml/g，SVI在100以下沉降性能良好。則污泥體積為：Vs=1.2SVIMLSS=1.2 SBR反應(yīng)池容積 V =V +V +V 式中 V 代謝反應(yīng)所需污泥容積mV 反應(yīng)池換水容積（進水容積）mV保護容積mV=( m)V=V/3=128.4(m)則 V =128.4+41.67+V=170.07+V (2) SBR反應(yīng)池構(gòu)造尺寸 SBR反應(yīng)池為滿足運行靈活及設(shè)備安裝需要，設(shè)計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)SBR反應(yīng)池單池平面（凈）尺寸為126m（長比寬在1/12/1）水深為3.0m 池深3.5m單池容積為 V =1263=216(m) 則保護容積為 V=216-1

37、70.1=45.9(m) 3個池總?cè)莘e =3V =3216=648(m) SBR反應(yīng)池運行時間與水位控制SBR池總水深3.0m,按平均流量考慮，則進水前水深為1.5m，進水結(jié)束后3.0m,排水時水深3.0m,排水結(jié)束后1.5m。3.0m水深中，換水水深為1.5m,存泥水深2.0m,保護水深1.2m,保護水深的設(shè)置是為避免排水時對沉淀及排泥的影響。進水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始由水位和時間控制，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀開始與結(jié)束由時間控制，排水開始由時間控制，排水結(jié)束由水位控制。 排泥量及排泥系統(tǒng)(1) SBR產(chǎn)泥量SBR的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形

38、成。SBR生物代謝產(chǎn)泥量為 x = aQSrbXrV =a=()Q 式中: a 微生物代謝增系數(shù)，kgVSS/kgBOD;b 微生物自身氧化率，l/d根據(jù)污泥性質(zhì)，參考類似經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設(shè)a=0.70，b=0.05,則有： (kg/d)假定排泥含水率為98%，則排泥量為 Q= = (P=98%) 或，Q=(m/d) (P=99.2%)考慮一定安全系數(shù)，則每天排泥量為90 m/d(2)排泥系統(tǒng)剩余污泥在重力作用下通過污泥管路排入集泥井。 需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算(1) 需氧量計算SBR反應(yīng)池需氧量O計算式為O=a 式中: a 微生物代謝有機物需氧率，kg/kgb 微生物自氧需氧率，l/dS 去除的B

39、OD(kg/m)S=-經(jīng)查有關(guān)資料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量為：R=O=535+508.25=1043.25（kgO/d）=43.5（kgO/h）(2)供氣量計算設(shè)計采用塑料SX-1 型空氣擴散器，敷設(shè)SBR反應(yīng)池池底，淹沒深度H=4.5m。SX-1 型空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率為EA=8%。查表知20，30時溶解氧飽和度分別為C=9.17mg/L，C= 7.63mg/L，空氣擴散器出口處的絕對壓力Pb為：P =1.01空氣離開曝氣池時，氧的百分比為O曝氣池中溶解氧平均飽和度為：（按最不利溫度條件計算） C =7.63（水溫20時曝氣池中溶解氧平均飽和度為： B20時脫氧清水充氧量

40、為： R式中: 污水中雜質(zhì)影響修正系數(shù)，取0.8(0.780.99)污水含鹽量影響修正系數(shù)，取0.9(0.90.97) C混合液溶解氧濃度，取c=4.0 最小為2氣壓修正系數(shù) =1曝氣池中溶解氧在最大流量時不低于2.0mg/l，取C=2.0，則計算得：R= =1.3O=1.3（kg O/h）SBR反應(yīng)池供氧量G為： G=（m/min）每立方污水供氣量為： G/= 反應(yīng)池進水容積（m）去除每千克BOD的供氧量為： = S去除的BOD（kg/m）去除每千克BOD的供氧量為 4.8.6 潷水器現(xiàn)在的SBR 工藝一般都采用潷水器排水。潷水器排水過程中能隨水位的下降而下降，使排出的上清液始終是上層清液。

41、為防止水面浮渣進入潷水器被排走，潷水器排水口一般都淹沒在水下一定深度。目前SBR 使用的潷水器主要有旋轉(zhuǎn)式潷水器，套筒式潷水器和虹吸式潷水器三種。本工藝采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。旋轉(zhuǎn)式潷水器屬于有動力式潷水器，應(yīng)用廣泛。 本工藝采用XB-1800型旋轉(zhuǎn)式潷水器。設(shè)計潷水量：Q=20m/h，潷水深度：H=2m；潷水時間t取1h。潷水所需時間T=h4.9 接觸消毒池 4.9.1設(shè)計說明工業(yè)污水經(jīng)過一級或二級處理后，水質(zhì)改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水體前應(yīng)進行消毒。目前，用消毒劑消毒能產(chǎn)生有害物質(zhì)，影響人們的身體健康已廣為人知，氯化是當今消毒采用的普遍

42、方法。氯與水中有機物作用，同時有氧化和取代作用，前者促使去除有機物或稱降解有機物，而后者則是氯與有機物結(jié)合，氯取代后形成的鹵化物是有致突變或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰當?shù)耐秳┝?，二是采用其他消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。消毒設(shè)備應(yīng)按連續(xù)工作設(shè)置。消毒設(shè)備的工作時間、消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。目前常用的污水消毒劑是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸鈉、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外線等。其中液氯效果可靠、投配設(shè)備簡單、投量準確、價格便宜。其他消毒劑如漂白粉投量不準確，溶解調(diào)制不便。臭氧投資大，成本高，設(shè)備管理復(fù)雜。其他幾種消毒劑也有很明顯的缺點，所以目前

43、液氯仍然是消毒劑首選。4.9.2 設(shè)計參數(shù)（1）水力停留時間T=0.5h（2）設(shè)計投氯量一般為3.05.0mg/l 本工藝取最大投氯量為 max= 5.0mg/l4.9.3 設(shè)計計算（1）設(shè)計消毒池一座，池體容積V=QT= 41.670.5 = 20.84(m )設(shè)消毒池池長L=5.0m，池寬B=2.1m，設(shè)有效水深H=2m ，超高0.3m。實際消毒池容積 V=BLH=432=24m 。滿足有效停留時間的要求。（2）加氯量的計算最大投氯量為= 5.0mg/l則每日投加氯量為：W=Q=5.0100010=5kg/d 4.10 污泥處理系統(tǒng)4.10.1 污泥水分去除的意義和方法污水處理廠的污泥是由

44、液體和固體兩部分組成的懸浮液。污泥處理最重要的步驟就是分離污泥中的水分以減少污泥體積，否則其他污泥處理步驟必須承擔過量不必要的污泥體積負荷。污泥中的水分和污泥固體顆粒是緊密結(jié)合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分為外部水和內(nèi)部水，其中外部水包括孔隙水、附著水、毛細水、吸附水。污泥顆粒間的孔隙水占污泥水分的絕大部分（一般約為70%80%），其與污泥顆粒之間的結(jié)合力相對較小，一般通過濃縮在重力的作用下即可分離。附著水（污泥顆粒表面上的水膜）和毛細水（約10%22%）與污泥顆粒之間的結(jié)合力強，則需要借助外力，比如采用機械脫水裝置進行分離。吸附水（5%8%，含內(nèi)部水）則由于非常牢固的吸附在污泥顆粒表

45、面上，通常只能采用干燥或者焚燒的方法來去除。內(nèi)部水必須事先破壞細胞，將內(nèi)部水變成外部水后，才能被分離。4.10.2 各個部分設(shè)計計算4.10.2.1 集泥井 (1) 根據(jù)前面計算所知，SBR產(chǎn)泥量為： 90m/d P=99% 則每日的總排泥量為 V=90m（2）集泥井尺寸設(shè)計 設(shè)有效泥深為4m，設(shè)計尺寸LB=64=24m ，集泥井為地下式，池頂加蓋，有潛污泵抽送污泥，池底相對標高-4.5m，最高泥位-0.5m，最低泥位-4.0m。 （3）污泥提升泵的選擇選擇QW型排泥泵功率：15kW型號：200QW400-7口徑：200mm質(zhì)量：200kg流量：10m3/h最大流量：15m3/h揚程： 7m效

46、率：82.1%4.10.2.2 污泥濃縮池 降低污泥中的含水率，可以采用污泥濃縮的方法來降低污泥中的含水率，減少污泥體積，能夠減少池容積和處理所需的投藥量，減小用于輸送污泥的管道和泵類的尺寸。具有一定規(guī)模的污水處理工程中常用的污泥濃縮方法主要有重力濃縮.溶氣氣浮濃縮和離心濃縮。選用間歇式重力濃縮池。 圖4-1 帶中心管間歇式濃縮池1污泥入流槽；2中心管；3出流堰；4上清液排出管；5閘門；6吸泥管；7排泥管（1）設(shè)計說明運行周期22h，其中進泥2.0h，濃縮15.0h，排水和排泥3.0h，閑置2.0h。濃縮前污泥量為90m ，含水率P = 99.0% 。（2）設(shè)計計算容積計算濃縮15.0h 后，

47、污泥含水率為96.5%，則濃縮后污泥體積為 V=V(C/C) =90(199%) /(196.5%)=25.7m 則污泥濃縮池所需要的容積應(yīng)不小于25.7+90=115.7m 。工藝構(gòu)造尺寸4.10.2.3 污泥貯柜4.10.2.4 污泥脫水機房4.10.2.5 污泥棚 第五章 污水處理廠的平面布置和高程布置5.1構(gòu)筑物及設(shè)備的重要設(shè)計參數(shù)（1）主要構(gòu)筑物見表5-1表5-1 主要構(gòu)筑物序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1集水井4.5 m，H=3 m1座鋼混2提升泵房12 m6 m5 m1間磚混3曝氣沉砂池10.9 m3m2 m1座鋼混4濾池2.05m3.08 mm1座鋼混5SBR池12 m6 m3.5 m3

48、座鋼混6氣浮池11 m11 m2.5m1座磚混7調(diào)節(jié)池14.3 m10 m1.5 m1座鋼混8集泥井6 m4 m4 m1座鋼混9污泥濃縮池5 m，H=4 m1座鋼混10污泥脫水機房12 m9 m3 m1座磚混11剩余污泥泵房 8 m4 m3 m1座磚混12提升污泥泵房9 m6 m3 m1座磚混13回流污泥泵房8 m4 m3 m1座磚混14儲水池20 m10 m3 m1座鋼混15機修車間及配電室20 m10 m4 m1座磚混16辦公樓2層，300 m21座磚混（2）主要設(shè)備見表5-2表5-2 主要設(shè)備序號名稱型號數(shù)量備注1中格柵e=10mm,=601臺不銹鋼2提升泵Q=12.5m3/h,H=8m1臺耐腐蝕3細格柵e=3mm,=601臺不銹鋼4，平臺尺寸70050mm1臺5旋轉(zhuǎn)式潷水器XB-1800 型，Q=20m3/h,2臺6滾壓帶式壓濾機DY500-N