廢水處理課程設計

1、江蘇科技大學 水污染控制工程課程設計學 院 蘇州理工學院 專 業(yè) 環(huán)境工程 學生姓名 徐麗華 吳玉娟 朱俊婷 柳晨鑫班級學號 11428141/2 指導教師 陳廣春 二零一四年十二月目錄第一章 緒 論I1.1 項目概況I1.2 絲綢印染生產(chǎn)廢水特征及處理要求I1.3 絲綢印染廢水的水量和水質(zhì)21.4設計依據(jù)和設計原則2執(zhí)行紡織染整工業(yè)水污染物排放標準GB4287-2002;2.4.2室外排水設計規(guī)范（GB50014-2003）21.5 工藝流程的確定3污水處理工藝選擇準則3處理工藝選擇與確定3主要構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)及作用3工藝流程圖5第二章 主要污水處理構(gòu)筑物設計計算62.1 調(diào)節(jié)池62.2 粗格柵

2、62.3 提升泵站82.3. 1設計計算8水泵選型92.4細格柵92.5平流式初沉池112.6 A2/O工藝13設計參數(shù)13池尺寸計算142.7鼓風機房182.8平流式二沉池18第三章 污泥處理構(gòu)筑物和沼氣利用設計計算223.1概述7223.2 污泥處理工藝流程的選擇2233重力濃縮池22設計參數(shù)22設計計算233.4 污泥厭氧消化罐263.5 污泥貯池263.6 污泥機械脫水273.7 污泥泵房273.8 沼氣利用28脫硫器28沼氣儲柜28沼氣利用28第四章 檸檬酸廢水工程設計平面布置304.1 各處理單元構(gòu)筑物的平面布置304.2 管道及渠道的平面布置304.3 輔助建筑物314.4本設計

3、污水處理設施的平面布置31第五章 檸檬酸廢水治理工程設計高程布置335.1布置原則335.2 污水處理構(gòu)筑物高程計算33處理構(gòu)筑物的水頭損失33連接管渠水頭損失計算公式34污水管渠水頭損失計算表34各處理構(gòu)筑物的高程確定355.3污泥處理構(gòu)筑物高程計算36第六章 設計說明386.1 調(diào)節(jié)池386.2 污水提升泵房386.3 UASB厭氧反應器386.4 曝氣調(diào)節(jié)池406.5 平流式沉淀池406.6 生物接觸氧化池406.7 二沉池416.8 氣浮池416.9 污泥濃縮池416.10 污泥消化罐426.11 污泥貯池426.12 污泥機械脫水42第七章 工程經(jīng)濟技術指標與建議447.1工程經(jīng)濟技

4、術指標447.2建議44結(jié) 語45致 謝46參考文獻47第一章 緒論1.1 項目概況昆山市地域面積921.3平方公里，人口70萬。地勢平坦，自然坡度較小，由西南微向東傾斜。地面高程2.8-6米。全境河流總長1056.32公里，其中主要干支河流62條，長457.51公里；湖泊41個，水面10余萬畝。年均降水量1074毫米；年地表水中河湖蓄水6.9億立方米，承泄太湖來水51.3億立方米，引入長江水2.5億立方米；年地下水開采量約0.95億立方米。該市位于長江流域，地處北回歸線以北，屬北亞熱帶南部季風氣候。氣候溫和濕潤，四季分明，光照充足，雨量充沛。年平均氣溫16.5；年降水量1447毫米,年日照時

5、間1697小時，全年無霜期239天。該市市絲綢印染廠廢水日排污水量為3000m3，廢水中含有大量的污染物質(zhì)。絲綢印染廠進水COD在800mg/L左右，出水為100mg/L，進水BOD5為200mg/L，出水為25mg/L，SS進水為500mg/L，出水為70mg/L.目前該工程運行未定，效果良好。1.2 絲綢印染生產(chǎn)廢水特征及處理要求紡織印染行業(yè)是工業(yè)污水排放大戶，污水中主要含有紡織纖維上的污物、油脂、鹽類以及加工過程中附加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸堿等。廢水特點是有機物濃度高、成分復雜、色度深且多變，pH變化大，水量水質(zhì)變化大，屬難處理工業(yè)廢水。隨著化學纖織物的發(fā)展，仿真絲的興起

6、和印染后整理要求的提高，使PVA漿料、人造絲堿解物、新型染料、助劑等難降解有機物大量進入紡織印染廢水，對傳統(tǒng)的廢水處理工藝構(gòu)成嚴重挑戰(zhàn)，COD濃度也從原來的數(shù)百毫克每升上升到30005000mg/l。漿染廢水色度高、COD高，特別是根據(jù)國外市場開發(fā)出來的絲光藍、絲光黑、特深藍、特深黑等印染工藝，該類印染大量使用硫化染料、印染助劑硫化鈉等，因此廢水中含有大量的硫化物，該類廢水必須加藥預處理，然后再進行系列化處理，才能穩(wěn)定達標排放。漂染廢水中含有染料、漿料、表面活性劑等助劑，該類廢水水量大，濃度和色度均較低，如果單純采用物化處理，則出水也在100200mg/l之間，色度也毒能以滿足排放要求，但污染

7、量大大增加，污泥處理的費用較高，容易造成二次污染，在環(huán)保要求較嚴的情況下應充分考慮生化處理系統(tǒng)，常規(guī)的強化生物處理工藝可以滿足處理要求。1.3 絲綢印染廢水的水量和水質(zhì)絲綢原意指絲織纖維加工而成織物。隨著化學纖維的迅速發(fā)展，化纖原料不斷應用到絲織物中。目前認為凡在織物的經(jīng)線方向含有不少于一根長絲纖維，而不管其緯線及其余經(jīng)線的組合如何，這些織物均稱為絲織物。絲綢染整大多在水溶液中進行，用水量很大，真絲印染以酸性染料為主，絲綢染整工藝大致經(jīng)過坯綢檢驗、煉漂、染色、印染、印花、整理、成品檢驗和裝潢等工序。表1-1進出水排放水質(zhì) COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)色度倍TP(mg/L

8、)TN(mg/L)NH4-N(mg/L)進水出水88010020025500701502540.5351530151.4設計依據(jù)和設計原則設計依據(jù)：（一）建設單位提供的廢水量及水質(zhì)狀況；（二）將建設單位提供的有代表性的水樣，水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)；（三）環(huán)保部門對污染治理的提示語要求； （四）執(zhí)行紡織染整工業(yè)水污染物排放標準 GB4287-2002;（五）室外排水設計規(guī)范（GB50014-2003）；（六） 環(huán)境工程手冊水污染防治卷相關設計參數(shù)與技術要求。設計原則：（一）貫徹執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的政策，按照國家頒布的有關法規(guī)、規(guī)范及標準進行設計；（二）根據(jù)設計進水水質(zhì)和排放標準的要求，污水處理

9、選用工藝實用有效，處理效果好，操作運行簡單，運行穩(wěn)定，占地面積少，工程投資省以及運行成本低的方案；（三）運行性能可靠、效果好、能耗低、維修簡單的國內(nèi)先進設備；（四）污水處理廠的規(guī)模布置充分考慮與原有構(gòu)筑物、處理單元相協(xié)調(diào)；（五）在工程設計中優(yōu)先考慮三項因素：運行成本、工程投資、占地面積；（六）妥善處理污水處理過程中產(chǎn)生的排渣、污泥、噪聲，避免二次污染。1.5 工藝流程的確定1.5.1污水處理工藝選擇準則我國工業(yè)廢水處理及污染防治技術政策中對工業(yè)廢水處理的工藝選擇提出了四條準則：工藝選擇的主要技術經(jīng)濟指標包括：削減單位污染物投資、處理單位水量投資、削減單位污染物電耗和成本、處理單位水量電耗和成本

10、、占地面積、總體環(huán)境效益、管理維護難易程度、運行性能可靠性等。工業(yè)廢水處理工藝應根據(jù)水質(zhì)特性、處理規(guī)模、當?shù)氐膶嶋H情況和要求及受納水體的環(huán)境功能，經(jīng)全面技術經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。積極審慎地采用高效經(jīng)濟的新工藝。對在國內(nèi)首次應用的新工藝，必須經(jīng)過生產(chǎn)性試驗和中試，提供可靠設計參數(shù)后再進行應用。應切合實際地優(yōu)化工藝設計參數(shù)，確定廢水進水水質(zhì)。必須對廢水的污染物構(gòu)成進行詳細調(diào)查或測定、現(xiàn)狀水質(zhì)特性作出合理的分析預測。在水質(zhì)構(gòu)成復雜或特殊時，應進行廢水處理工藝的動態(tài)試驗。1.5.2處理工藝選擇與確定采用傳統(tǒng)的生化工藝處理難降解的絲綢印染廢水，和硫化物去除率分別只有和左右，出水遠不能達標排放。采用缺氧、厭

11、氧、二級好氧組合工藝（）對原生化工藝進行改造后，、色度、硫化物去除率分別達、和，出水達標排放。該工藝具有運行費用低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點，尤其適合中小型絲綢印染廠廢水治理。1.5.3 主要構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)及作用（1）調(diào)節(jié)池：用以調(diào)節(jié)進、出水流量的構(gòu)筑物，使構(gòu)筑物和管渠正常工作，在廢水處理設施之前設置調(diào)節(jié)池，使其不受濃度變化和廢水高峰流量的影響。對于有些反應，如水量、厭氧反應對水質(zhì)和沖擊負荷較為敏感，所以對于工業(yè)廢水設置適當尺寸的調(diào)節(jié)池，對水量、水質(zhì)的調(diào)節(jié)是厭氧反應穩(wěn)定運行的保證，調(diào)節(jié)池的作用是均量和均質(zhì)，一般還可考慮兼有沉淀、混合、加藥、預酸化和中和等功能。還可調(diào)節(jié)工業(yè)廢水的水溫、pH值，還可用作事

12、故排水，還有預曝氣作用。（2）格柵：格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)、格柵柜和清渣耙三部分組成，安裝在污水處理廠的端部。格柵主要作用是將污水中的大塊污染物攔截出來，否則這些大塊污染物將堵塞后續(xù)單元的機泵或工藝管線。格柵上的攔截物成為柵渣，其中包括十種雜物，大至腐尸，小至樹杈、木料、塑料袋、破布條、碎磚石塊、瓶蓋、尼龍繩等均能在柵渣中發(fā)現(xiàn)。（3）A ² / O工藝：在首段厭氧池聚磷菌釋放磷，同時溶解性有機物被細胞吸收而使污水中BOD濃度下降，另外NH3-N因細胞合成而被去除一部分。在缺氧池中，反硝化細菌利用污水中的有機物做碳源，將回流混合液中的帶入的大量NO3-N和NO2-N通過反消化

13、作用還原為N2釋放至空氣中，在好氧池中有機物被生化降解，其濃度下降；有機氮被氨化繼而被硝化，轉(zhuǎn)化為NO3-N，通過出水回流至缺氧池，進行反硝化脫氮；同時釋放的磷的聚磷菌在此過量地攝取磷形成高磷污泥，通過排泥使P從污水中得以去除。特點：能同時脫氮除磷流程中串聯(lián)了厭氧池，可有效降解部分難降解的有機物，還可提高廢水的可生化性，因此該工藝COD和NH4+-N去除率均較高，適宜處理COD和NH4+廢水在厭缺好氧的交替運行下，絲狀菌難以大量增殖，污泥膨脹的可能性大大減小工藝系統(tǒng)穩(wěn)定，抗沖擊能力較強。（4）污泥濃縮池：此工藝中采用重力濃縮池，污泥濃縮是采用重力或氣浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的過程。減少水

14、處理構(gòu)筑物排出的污泥的含水量，以縮小其體積的一種污泥處理方法。適用于含水率較高的污泥。例如活性污泥，其含水率高達99左右。當污泥含水率由99降至96時,污泥的體積可縮小到原來的1/4。為了對污泥有效地、經(jīng)濟地進一步處理，須先進行濃縮。濃縮后的污泥含水率一般為9597。污泥濃縮中所排出的污泥水含有大量有機物質(zhì)，一般混入原污水一起處理；不能直接排放，以免污染環(huán)境。1.5.4 工藝流程圖圖1-2 工藝流程圖第二章 主要污水處理構(gòu)筑物設計計算2.1 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)的構(gòu)筑物稱為調(diào)節(jié)池。根據(jù)生產(chǎn)廢水排放規(guī)律，其廢水的水量、水質(zhì)隨時間的變化而變化，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物對水質(zhì)水量穩(wěn)定性要，后續(xù)處理構(gòu)筑

15、物或設備的正常運行，需對廢水的水量和水質(zhì)進行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池停留時間取6h，調(diào)節(jié)池采用地下式，考慮到土建結(jié)構(gòu)可靠性高，故障少，故只設一個調(diào)節(jié)池。設調(diào)節(jié)池的水力停留時間取6h，有效水深取4.5m，超高0.4m，有效池容670m3。調(diào)節(jié)池的面積： A=148.90m2調(diào)節(jié)池的尺寸：長14m，寬10.6m2.2 粗格柵格柵是一組（或多組）相平行的用金屬柵條制成的框架，傾斜或直立地布置在進水渠道中，或布置在進水泵站集水井的進口處，以避免水泵機組、管道或下游處理設備的堵塞。3000 m3/d=0.034 m3/s由平均日流量與Kz的關系計算可得Kz=1.83，Qmax=Q×Kz=3000×

16、;1.83=5490 m3/d =0.064 m3/s取柵前水深h=0.4m，柵條寬度S=0.021m，過柵流速v=0.9m，=60，柵條間隙b=0.1m。（1） 柵條寬度城市污水處理廠不設計單座，設計2個，則Qmax/2=0.032 m3/s柵條間隙數(shù)n(個)格柵寬度B（m） 式中：B格柵寬度（m）；S柵條寬度（m）；b柵條間隙（m）；n柵條間隙數(shù)（m）；Qmax最大設計流量m3/s格柵傾角（）；h柵前水深（m）；v過柵流速（m/s）。（2）通過格柵的水頭損失式中：h1設計水頭損失（m）；h0計算水頭損失（m）；g重力加速度（m/s2）k系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3阻力

17、系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關，一般取1-3，本處取1。（3）柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中：H格柵后渠道水深（m）h2柵前渠道超高，一般采用0.3m（4）柵槽總長度式中：L-格柵槽總長度（m）L1-進水槽漸寬部分的長度（m）B1-進水渠寬（m）1-進水渠道漸寬部分的展開角度，一般可取20L2-柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，mH1-柵前渠道深，m（5）每日柵渣量 m3/d式中：W-每日柵渣量，m3/dW1-1 m3 污水的柵渣量，取0.1 m3/d2.3 提升泵站2.3. 1設計計算水泵對污水產(chǎn)生提升作用，確保后續(xù)處理構(gòu)筑物中污水可以重力流的形式

18、流動，以減小動力消耗及能量損失。設計流量和揚程的計算污水泵站采用自灌式半地下式泵房揚程的計算泵房內(nèi)管線水頭損失：h3=0.6m自由水頭：h4=0.3mh，h見高程計算。h調(diào)節(jié)池最低工作水位與所提升最高水位之間高差，m；h出水管管線水頭損失，m水泵選型水泵總揚程為：H=h+h+h+h=9.3299+0.0368+0.6+0.3=10.2667m2.3.2水泵選型根據(jù)流量Q=125m3/h，揚程10.2667m 選用150QW200-22A型潛污泵，每臺Q=134.17m3/,H=10.3m表2-1 泵的選型流量（m3/h）揚程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）泵重量（kg）電動機功率（kw） 出口直徑（m

19、m）15012145062085150選擇調(diào)節(jié)池與機器間合建的圓形泵房，考慮選用2臺水泵，1用1備。2.4細格柵取柵前水深h=0.4m，柵條寬度S=0.021m，過柵流速v=0.9m，=60，柵條間隙b=0.01m。（1） 柵條寬度城市污水處理廠不設計單座，設計2個，則Qmax/2=0.032 m3/s柵條間隙數(shù)n(個)格柵寬度B（m） 式中：B格柵寬度（m）；S柵條寬度（m）；b柵條間隙（m）；n柵條間隙數(shù)（m）；Qmax最大設計流量m3/s格柵傾角（）；h柵前水深（m）；v過柵流速（m/s）。（2）通過格柵的水頭損失式中：h1設計水頭損失（m）；h0計算水頭損失（m）；g重力加速度（m/s

20、2）k系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關，一般取1-3，本處取1。（3）柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中：H格柵后渠道水深（m）h2柵前渠道超高，一般采用0.3m（4）柵槽總長度式中：L-格柵槽總長度（m）L1-進水槽漸寬部分的長度（m）B1-進水渠寬（m）1-進水渠道漸寬部分的展開角度，一般可取20L2-柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，mH1-柵前渠道深，m（5）每日柵渣量 m3/d式中：W-每日柵渣量，m3/dW1-1 m3 污水的柵渣量，取0.1 m3/d2.5平流式初沉池城市污水處理廠不設計單

21、座，本設計選擇平流式初沉池，設計2座。(1)池子總表面積式中：A-池的總面積，Qmax-最大設計流量，m3/sq-表面負荷m3/,取2m3/（2）沉淀部分有效水深h2= qt=2×1.5=3m式中：h2-沉淀部分有效水深，mt-沉淀時間，h（3）沉淀部分有效容積式中：V-沉淀部分有效容積，m³（4）池長式中：L-池長，mv-最大設計流量時的水平流速，/s，此處取5/s（5）池子總寬度式中：B-池子總寬度（6）校核長寬比 (符合要求)（7）污泥部分所需總?cè)莘eV已知進水ss濃度X0=500mg/L,出水ss濃度Xe=70mg/L設污泥含水率97，兩次排泥時間間隔T=1d，污泥容

22、重式中：V-污泥部分所需要的體積，m³C1-進水懸浮物濃度，t/m³C2-出水懸浮物濃度，t/m³T-兩次清除污泥時間間隔，dKz-生活污水量總變化系數(shù)0-污泥含水率，% （8）污泥斗容積式中：V1-污泥斗容積，m³-斗上口面積，f2-斗下口面積，h4-污泥部分高度，3m（9）污泥斗以上梯形部分污泥容積（10）污泥斗和梯形部分容積（11）沉淀池總高度H式中：H-池總高-超高，取0.3mh2-沉淀部分有效水深，mh3-緩沖層高度，機械刮泥取0.5mh4-污泥部分高度，mh4 -污泥部分高度，3m圖2-1 平流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖2.6 A2/O工藝（1）水力

23、停留時間A2/O工藝的水力停留時間t一般采用6-8h，設計中取t=8h（2）曝氣池內(nèi)活性污泥濃度曝氣池內(nèi)活性污泥濃度Xv一般采用2000-4000mg/L，設計中取Xv=3000mg/L（3）回流污泥濃度式中：Xr-回流污泥質(zhì)量濃度，mg/LSVI-污泥指數(shù)，一般采用100r-系數(shù)，此處采用1.2（4）污泥回流比解得：R=0.5（5）TN去除率式中：e-TN去除率，%S1-進水TN質(zhì)量濃度，mg/LS2-出水TN質(zhì)量濃度，mg/L（6）內(nèi)回流倍數(shù)（1）總有效容積式中：V-總有效容積，m³Q-進水流量，m³/d，按平均流量計t-水力停留時間，d厭氧、缺氧、好氧各斷內(nèi)水力停留時

24、間的比值1:1:3，則每斷的水力停留時間分別為：厭氧池內(nèi)水力停留時間t1=1.6h缺氧池內(nèi)水力停留時間t2=1.6h好氧池內(nèi)水力停留時間t3=4.8h（2）平面尺寸A2/O工藝總面積式中：A-A2/O池總面積，h-A2/O池有效水深，m，本設計中取4.2m設計中N=1，每組A2/O池共設5廊道，第1廊道為厭氧池，第2章為缺氧池，后3個廊道為好氧池，每個廊道寬取2m，則每個廊道長式中：L-A2/O池每廊道長，mb-每廊道寬度，mn-廊道數(shù)，5個（3）反應池進、出水系統(tǒng)計算進水管進水管通過DN300mm的管道送到厭氧-缺氧-好氧池是首端的進水渠道。反應池進水管設計流量 管道流速v=0.9m/s管道

25、過水斷面面積管徑取進水管管徑DN300mm進水井污水進入今水井后，水流從厭氧斷進入設進水井寬1m，水深0.8m井內(nèi)最大水流速度反應池進水孔尺寸取孔口流速v=0.4m/s孔口過水斷面積孔口尺寸取0.3×0.3m，則孔口數(shù)出水堰。按矩形堰流量堰上水頭式中：b=4.5m堰寬 m=0.45流量系數(shù) H堰上水頭高，m出水井設流速v=0.8m/s，則過水斷面積出水井平面尺寸取1.0m×1.0m出水管反應池出水管設計流量Q4 =Q3=0.18m3/s設管道流速v=0.8m/s管道過水斷面積管徑取出水管管徑DN600mm2.7鼓風機房（1）空氣量為（2）風壓計算：調(diào)節(jié)池有效水深3.5m,P

26、=gh=1000×9.8×(3.51)=44.1Pa（3）鼓風機房要給調(diào)節(jié)池供氣，選用R系列羅茨鼓風機，選用RE-200型鼓風機兩臺，工作一臺，備用一臺表2-2 鼓風機的選型流量升壓kPa軸功率kW配套電機功率kW轉(zhuǎn)速r/min44.839.242559702.8平流式二沉池城市污水處理廠不設計單座，本設計選擇平流式沉二沉池，設計2座。(1)池子總表面積式中：A-池的總面積，Qmax-最大設計流量，m3/sq-表面負荷m3/,取1.5m3/（2）沉淀部分有效水深h2= qt=1.5×2=3m式中： h2-沉淀部分有效水深，mt-沉淀時間，h,（3）沉淀部分有效容積

27、式中：V-沉淀部分有效容積，m³（4）池長式中：L-池長，mv-最大設計流量時的水平流速，/s，此處取5/s（5）池子總寬度式中：B-池子總寬度b-每個池子的寬度，此處取3m（6）校核長寬比 (符合要求)（7）污泥部分所需總?cè)莘eV已知進水ss濃度X0=500mg/L,出水ss濃度Xe=70mg/L設污泥含水率97，兩次排泥時間間隔T=1d，污泥容重式中：V-污泥部分所需要的體積，m³C1-進水懸浮物濃度，t/m³C2-出水懸浮物濃度，t/m³T-兩次清除污泥時間間隔，dKz-生活污水量總變化系數(shù)0-污泥含水率，% （8）污泥斗容積式中：V1-污泥斗容積，

28、m³f1-斗上口面積，f2-斗下口面積，h4-污泥部分高度，3m（9）污泥斗以上梯形部分污泥容積（10）污泥斗和梯形部分容積（11）沉淀池總高度H式中：H-池總高-超高，取0.3mh2-沉淀部分有效水深，mh3-緩沖層高度，機械刮泥取0.5mh4-污泥部分高度，mh4-污泥部分高度，3m2.9加氯接觸池加氯量按每立方米投加2g計則加氯量第三章 污泥處理構(gòu)筑物和沼氣利用設計計算3.1概述7在污泥處理的過程中，分離和產(chǎn)生出大量的污泥，這些污泥含水率高，容積大，不便于輸送于處置；同時還含有大量的有機物，使污泥易腐化發(fā)臭，此外污泥還含有一些有毒有害物質(zhì)，所以必須對其進行有效處理，并達到如下四

29、個目的：（1） 減量化：較少污泥最終處置前的體積，以降低污泥處理及最終處置的費用。 （2）穩(wěn)定化：通過處理使容易腐化變臭的污泥穩(wěn)定化，最終處置后不再產(chǎn)生污泥的進一步降解，從而避免產(chǎn)生二次污染。（3）無害化：使有毒、有害物質(zhì)得到妥善處理或利用，達到污泥的無害化與衛(wèi)生化，如去除重金屬或滅菌等。 （4）資源化：在處理污泥的同時達到變害為利、綜合利用、保護環(huán)境的目的，如產(chǎn)生沼氣等。3.2 污泥處理工藝流程的選擇污泥處理的工藝流程一般有以下幾種7：（1）生污泥濃縮消化機械脫水最終處理（2）生污泥濃縮機械脫水最終處理（3）生污泥濃縮消化機械脫水干燥焚燒最終處理（4）生污泥濃縮自然干化堆肥農(nóng)田污泥處理方案的

30、選擇應根據(jù)污泥的性質(zhì)和數(shù)量，投資情況，運行管理，環(huán)境保護要求等多種因素綜合考慮后選定，污泥處理的一般方法與流程的選擇約定與當?shù)貤l件、環(huán)境保護要求、投資情況、運行費用及維護管理等多種因素。綜合上述的原理，故本設計采用（1）。33重力濃縮池 設計參數(shù)6（1）污泥固體負荷宜采用3060kg/ m2d。（2）污泥濃縮時間采用不宜小于10h。（3）有效水深一般宜為4m。（4）采用刮泥機排泥時，其外緣線速度一般宜為12m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。（5）采用刮泥機時刮泥機上應設置濃集柵條。注:濃縮生產(chǎn)污水時，可由試驗或者參照相似活性污泥的實際運行數(shù)據(jù)確定。（6）污泥濃縮池一般宜有去除浮渣

31、的裝置。（7）當濕污泥作肥料時，污泥濃縮與貯存可采用濕污泥地。濕污泥地有效深度一般宜為1.5m，池底坡向排出口坡度采用不宜小于0.01。濕污泥池容積應根據(jù)污泥量和運輸條件等確定。（8）間歇式污泥濃縮池和濕污泥地，根據(jù)不同的深度，應設置不同的排污泥水的設施。 設計計算61.污泥總量為初沉池污泥量加二沉池污泥量。（1）初沉池污泥量=33.488m³/d式中 Q平均日污水量，m³/d；C原污水進水ss濃度，780mg/L；初沉池ss去除率40%；進泥含水率，97%；初沉池污泥容重，以1000kg/m³計。（2）二沉池的污泥量為30.62 m³/d2.本工程選用

32、重力濃縮池。已知初沉池污泥量33.488 m³/d，含水率為97%；二沉池的剩余污泥量30.62 m³/d，含水率99.4%，混合污泥的含水率，濃縮后P2=95%。（1）計算污泥濃度污泥密度按1000kg/ m³計（2）濃縮池面積 式中：Q污泥量，m³/d；C污泥濃度，kg/m³；G污泥固體通量，kg/（m ²·d）濃縮直徑為： （3）濃縮池工作部分高度h取污泥濃縮時間T=16h，則h=2h（4）超高：，緩沖層高 h=0.3m，濃縮池設機械刮泥,池底坡度 ,污泥斗下直徑, 上底直徑池底坡度造成的深度=0.115m池底可貯泥容

33、積 =0.87m3泥斗高度 式中：污泥斗傾角取55°。污泥斗容積 ： 總貯泥容積為 V=V1+V2=0.87+0.024=0.894m3（5）濃縮池總高度H=h1+h2+h3+h4+h5=3.02+0.3+0.3+0.101+0.29=3.005m3.0m（6）濃縮后污泥容積式中： Q污泥量，m3/d；P未進濃縮池前的含水率：P濃縮后的含水率。（7）重力濃縮池結(jié)構(gòu)示意圖圖3-1重力濃縮池結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3-1 Gravity thickener structure diagram3.4 污泥厭氧消化罐厭氧污泥消化反應過程就是污泥中的有機物（如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物）被水解并酸化階

34、斷由不同的兼性菌群降解成短鏈狀有機酸、醇、和醋酸，其中有機酸和醇進一步分解成乙酸，最后生成沼氣。本設計采用1臺TLYY-XH圓形污泥厭氧消化罐，沼氣攪拌方式。1支攪拌管的氣量為60(1組6支)、沼氣壓縮機攪拌能力為40960、電機功率40kW，則沼氣壓縮機的功耗為960（kWd）/臺。表3-1污泥厭氧消化罐的選型Table 3-1 Anaerobic digestion tank selection型號攪拌管氣量/支沼氣壓縮機攪拌能力/臺電機功率沼氣壓縮機功率/臺TLYY-XH60(1組6支)40960/h40kw960kWd3.5 污泥貯池進入污泥貯池的污泥為污泥厭氧消化罐的污泥和氣浮池的污

35、泥之和，即62+270=332kg/d1座，其容積按滿足脫水機運行兩小時的污泥量計算。按每日進脫水間的計算泥量，脫水機每日工作時間小于12h。 294.4÷12=24.5m³/h采用新西蘭，多達設備公司的帶式壓濾脫水機1臺，脫水機生產(chǎn)能力38m³/h。則貯泥池池容V=76m³取有效池深2米，則單池長寬可取6m×6m，超高取0.5m。即，每座尺寸6m×6m×2.5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3.6 污泥機械脫水污泥貯池的污泥進入污泥機械脫水系統(tǒng)進行脫水。采用帶式過濾，這種脫水方法的特點是：濾帶可以回旋，脫水效率高，噪音小，能源消耗省，

36、附屬設備少，操作方便，但必須正確選用有機高分子混凝劑，這里選用聚丙烯酰胺（PAM），一般只需投加13mg/L,投加過多，不僅會使膠體復穩(wěn)，而且會造成新的有機污染10，至于污泥濃縮池出來的污泥含水率為95，投加的藥劑用量為0.0020.004，生產(chǎn)能力為658kg干泥/h，脫水后的泥餅含水率為80。脫水機房內(nèi)采用帶式壓濾機，其特點為：脫水效率高，處理能力大，連續(xù)過濾性能穩(wěn)定，操作簡單，體積小，重量輕，節(jié)約能源，占地面積小。（1）設備選用進泥量含水率，泥餅含水率選用1臺設備，每臺進泥量為294.4，則選用型號為Deg843型帶式壓濾機，帶寬3m。（2）脫水機房尺寸據(jù)所選設備的實際安裝尺寸，考慮設備

37、安裝和檢修空間，其平面尺寸為3.7 污泥泵房11用于提升初沉池及二沉池的污泥至重力濃縮池，選用AV14-4型污水泵2臺，一用一備，參數(shù)如下：表3-3 AV14-4型污水泵參數(shù)Table 3-3 Performance of AV14-4 model sewage pump流量（m3/h）揚程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）電動機功率（KW） 出口直徑（mm）225.814501.580泵房布置：8m×6m，高3.5m。3.8 沼氣利用UASB厭氧反應器和厭氧消化罐中產(chǎn)生的沼氣進去脫硫器進行脫硫，隨后存至貯柜。 脫硫器本工程采用1座800×2200mm2沼氣脫硫器，脫硫效率可達98%

38、。本設備采用碳鋼材料，裝置設備的筒體、罐體等需充分考慮其使用壽命選用相應的材料制造。本裝置中的非標設備可全部露天布置，裝置布置緊湊，管道布局符合經(jīng)濟、美觀、適用的原則，整套裝置可靈活布置。對沼氣進行系統(tǒng)的脫硫、脫水。脫硫采用物理、化學相結(jié)合，脫水采用機械、氣水分離膜技術，整個脫硫器脫水處理工藝高效簡單、管理方便、運行費用低等優(yōu)點。采用干法脫硫，干法設備的構(gòu)成是，在一個容器內(nèi)放入填料，調(diào)料曾有活性炭、氧化鐵等，氣體以低流速從一端經(jīng)過容器內(nèi)填料層，硫化氫氧化成硫或硫化物后，余留在調(diào)料曾中，凈化后氣體從容器另一端排出。 沼氣儲柜本設計中采用1座5000m3雙膜生物儲氣罐，外形為3/4球形或半球形，由

39、鋼軌固定于水泥基座上。主題由特殊加工聚酯材質(zhì)制成，罐體由外膜、內(nèi)膜及附屬設備組成，內(nèi)膜具有腐蝕及各種微生物的能力，高度防火并符合德國相關產(chǎn)品標準。內(nèi)膜與底膜之間形成一個容量可變的氣密空間用作儲存沼氣，外膜構(gòu)成儲存柜的球狀外型，作為保護內(nèi)膜和形成擠壓內(nèi)膜的壓力空間，具有防紫外線和保護內(nèi)膜的作用的同時具有自潔功能。 沼氣利用每生產(chǎn)一噸檸檬酸可產(chǎn)生大約225方沼氣，其中甲烷含量可達60左右，這種沼氣用于發(fā)電是一種非常好的燃料，每方沼氣可以發(fā)1.7度電，效益非?？捎^。生產(chǎn)一噸酒精可產(chǎn)生300方沼氣，甲烷含量可達70%，熱值更高。其它行業(yè)類同，產(chǎn)生的沼氣量都很可觀。這些沼氣可以用于發(fā)電，實現(xiàn)物盡其用，環(huán)

40、保節(jié)能。第四章 檸檬酸廢水工程設計平面布置4.1 各處理單元構(gòu)筑物的平面布置13 處理構(gòu)筑物是污水處理工程的主體構(gòu)筑物，在做平面布置時，應根據(jù)地形和地質(zhì)條件，結(jié)合各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，確定他們在工程處理區(qū)內(nèi)平面的位置。對此，應考慮： 為了使灌渠便捷、直通的連接，應貫通各處理構(gòu)筑物之間的管渠。 避開劣質(zhì)土壤地斷，并做到土方量做到基本平衡。 為了保證敷設連接管、渠的要求，在處理構(gòu)筑物之間應保持一定的間距，一般的間距可取值510m，某些有特殊要求的構(gòu)筑物，如污泥消化池、沼氣貯罐等，其間距按有關規(guī)定確定。 各處理構(gòu)筑物應在平面布置上，應考慮盡量緊湊。 污泥處理構(gòu)筑物應盡可能單獨布置，以方便管理

41、，應布置在工程處理區(qū)夏季主導風向下風向。 考慮到安全問題，工程處理區(qū)內(nèi)的高壓線盡量減少其長度，所以變配電間設置在工程處理區(qū)邊緣與泵房相近。 較深的構(gòu)筑物由于地下部分較深，其周圍附近不宜設其他構(gòu)筑物，距離最好10米以上。4.2 管道及渠道的平面布置13 在各處理構(gòu)筑物之間，設有貫通、連接的管、渠。此外，為了當某一處理構(gòu)筑物因故停止工作時，其后的處理構(gòu)筑物仍能夠保持正常的運行，還應設有夠使各處理構(gòu)筑物獨立運行的管、渠，。 應設超越管以直接排放水體超越全部處理構(gòu)筑物的處理水。 在工程處理區(qū)內(nèi)還應設有：給水管，空氣管，消化氣管，輸配電線路，以及蒸汽管。這些管線有的敷設在地下，但大部分都在地上，對它們的

42、安排，既要便于施工和維護管理，也要布置緊湊、少占用地，可以考慮采用架空的方式敷設。 工程處理區(qū)內(nèi)各種管渠應全面安排，避免相互干擾，管道復雜時可設置管廊。 在工程處理區(qū)內(nèi)，應有完善的雨水管道系統(tǒng)，必要時應考慮設置防洪溝渠。4.3 輔助建筑物13 在工程處理區(qū)內(nèi)，應合理的修筑道路，方便運輸；要設置通向各處理構(gòu)筑物和輔助建筑物的必要通道，通道的設計應符合如下要求： 主要車行道的寬度：單車道為3.5m，雙車道67m，并應有回車道。 車行道的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于6m。 人行道的寬度為1.52m。 通向高架構(gòu)筑物的扶梯傾角不宜大于45°。天橋?qū)挾炔灰诵∮?m。同時，應注意工程處理區(qū)的環(huán)境美化，提倡植

43、樹種草，改善衛(wèi)生條件，改變?nèi)藗儗こ烫幚韰^(qū)“不衛(wèi)生”的傳統(tǒng)看法。在污水處理區(qū)周圍應設圍墻，其高度不宜小于2m，工程處理區(qū)的大門尺寸應能容許最大設備或部件出入，并應另設運除廢渣的側(cè)門。應當指出，在工藝設計計算時，就應考慮構(gòu)筑物和平面布置的關系，而在進行平面布置時，也可根據(jù)情況 調(diào)整構(gòu)筑物的數(shù)目，修改工藝設計。4.4本設計污水處理設施的平面布置（1）工藝流程布置14工藝流程布置根據(jù)設計任務書提供的廠區(qū)面積和地形，采用直線型布置。這種布置方式生產(chǎn)聯(lián)絡管線短，水頭損失小，管理 方便，且有利于日后擴建。（2）構(gòu)筑物平面布置按照功能，將污水廠布置分成三個區(qū)域： 污水處理區(qū)，該區(qū)域位于污水廠中下部，由各項污

44、水處理設施組成，呈直線型布置。包括調(diào)節(jié)池、污水泵房、初沉池、曝氣調(diào)節(jié)池、二沉池、UASB反應器、生物接觸氧化池等。 污泥處理區(qū)，該區(qū)域由各項污泥處理設施組成，包括污泥濃縮池、污泥厭氧消化罐、沼氣罐、污泥貯池、脫水機房等。 生活區(qū)，該區(qū)是將廠房、辦公樓、宿舍、食堂、等建筑物組合在一個區(qū)內(nèi)。生活區(qū)位于污水廠主導風向的上風向。（3）污水廠管線布置 污水工藝管道污水經(jīng)泵站提升后，按照處理工藝流經(jīng)各個處理構(gòu)筑物后排入水體。 污泥工藝管道污水廠在處理污水的同時，也要處理產(chǎn)生的污泥。污泥來自初沉池、二沉池。按照工藝處理后運出場外。 廠區(qū)排水管道廠區(qū)排水管道系統(tǒng)包括四部分，構(gòu)筑物上清液和溢流管、構(gòu)筑物放空管、

45、各構(gòu)筑物排水管、廠區(qū)雨水管。這些污水的污染物濃度很高，不能直接排放，設計中收集后進行集中處理。 超越管道考慮到事故時，設置超越管道。 廠區(qū)給水管道由場外接入送至各建筑物用水點。（4）廠區(qū)道路布置廠區(qū)道路布置見平面圖。（5）廠區(qū)綠化布置利用道路與建筑物之間的帶狀空地進行綠化，綠化以草皮為主，靠路一側(cè)種植綠籬，臨靠構(gòu)筑物一側(cè)栽種花木或灌木，草地中栽種一些花木。廠區(qū)平面布置見總平面圖。第五章 檸檬酸廢水治理工程設計高程布置5.1布置原則13確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及其標高是污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務；為了使污水能夠在處理構(gòu)筑物之間順暢的流動，保

46、證污水處理工程的正常運行，就要通過計算確定各部位的水面標高。污水處理工程的高程布置一般要遵守如下原則： 應當考慮到當某座構(gòu)筑物突然停止運行時，與其相鄰的其它構(gòu)筑物及其連接管渠能通過全部流量；還要認真計算管道局部損失、各處理構(gòu)筑物、沿程損失、計量聯(lián)絡管渠及設備的水頭損失；考慮最大時事故流量，流量的增加，要留有一定的余地。 考慮遠期發(fā)展，水量增加的預留水頭。 利用地形高差，實現(xiàn)自流，以避免處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費水頭的現(xiàn)象。 為了降低運行費用，在認真計算并留有余量的前提下，力求縮小提升泵站的揚程及全程水頭損失。 需要排放的處理水，在常年大多數(shù)時間能夠自流排入水體。注意應選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放

47、水位，不一定選取水體多年最高水位，因為其出現(xiàn)時間短，易造成常年水頭浪費，當水體水位高于設計排水位時，可進行短時間的提升排放。 應盡可能使污水處理工程的出水渠不受水體洪水的頂托，并能自流。處理裝置及構(gòu)筑物的水頭損失盡可能小。5.2 污水處理構(gòu)筑物高程計算 處理構(gòu)筑物的水頭損失9污水在處理構(gòu)筑物之間的流動，以按重力流考慮，以便維護管理和降低運行費用，同時，必須精確地計算污水流動中的水頭損失，水頭損失包括： 污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失。但應當知道，污水流經(jīng)處理構(gòu)筑物的水頭損失，主要產(chǎn)生在進口、出口及水頭跌落處、而流經(jīng)處理構(gòu)筑物的水頭損失相較其余兩項則較小。 污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物的灌渠（包

48、括配水系統(tǒng)）時產(chǎn)生的水頭損失，包括局部水頭與沿程損失。 污水流經(jīng)計量設備時產(chǎn)生的水頭損失。表5-1水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物水頭損失表Table 5-1 Water head loss through the treatment structures構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）UASB3.5生物接觸氧化池3.5曝氣調(diào)節(jié)池0.4輻流式二沉池0.5平流式初沉池0.4氣浮池0.54兩個構(gòu)筑物之間的水頭損失包括管道損失和構(gòu)筑物本身的水頭損失。其中，管渠的水頭損失包括沿程損失和局部損失，按照流體力學進行管路水流損失公式進行計算。 管渠水頭損失計算15 （1）沿程水頭損失h1iL式中：L計算管

49、斷長度，m；i每米管斷的水頭損失（水頭坡度）。 （2）局部水頭損失h2局部阻力系數(shù)。如表5-2所示：表5-2污水管渠水頭損失計算表Table 5-2 Sewage pipe canal head loss calculation of table管渠及構(gòu)筑管渠設計參數(shù)水頭損失 管渠名稱流量Q（L/s）D或B×H(mm)坡度i（）流速v(m/s)長度L(m)沿程損失（m）局部損失（m）構(gòu)筑物損失（m）總損失（m）出水管37.2725013.90.76300.1170.0290.041氣浮池0.50.5二沉池至氣浮池37.272503.90.76140.0550.0580.1126二沉池

50、0.50.5接觸氧化池至二沉池18.642003.70.59120.0440.04900934接觸氧化池3.53.5初沉池至接觸氧化池18.642003.70.59120.0450.0310.076初沉池 0.40.4曝氣池調(diào)節(jié)池至初沉池37.272503.90.76140.0550.0440.099曝氣調(diào)節(jié)池0.40.4UASB反應器至曝氣調(diào)節(jié)池37.272503.90.7680.0310.0780.110UASB反應器3.53.5進水管37.272503.90.7620.0080.0290.037合計8.89.367設計接觸氧化池處的地坪標高為0.000m，按結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原則確定池底埋深-2

51、.0m，再計算出設計水面標高為4.7-2.02.7m，然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物的之間的水頭損失，推求其它構(gòu)筑物的設計水面標高。經(jīng)過計算各污水處理構(gòu)筑物的設計水面標高見下表。再根據(jù)各處理構(gòu)筑物的水面標高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理推求各構(gòu)筑物地面標高及池底標高。各處理構(gòu)筑物的水面標高及池底標高見表5-3。表5-3各處理構(gòu)筑物的水面標高及池底標高Table 5-3 The surface elevation and bottom elevation of treatment structures 構(gòu)筑物名稱水面標高(m)池底標高(m)構(gòu)筑物名稱水面標高(m)池底標高(m)UASB反應器曝氣調(diào)節(jié)池初沉池7.28323.6743.1754-1.2168-0.326-3.0806接觸氧化池二沉池氣浮池2.72.10661.494-2.0-0.3.04-3.55.3污泥處理構(gòu)筑物高程計算污泥水頭損失計算公式：管道沿程損失 沿程損失=坡度×長度/1000管道局部損失 當污泥以重力流排出池體時，污泥處理構(gòu)筑物的水頭損失以各構(gòu)筑物的出流水頭計算16，濃縮池和消化池、二沉池取1.2m，脫水機、初沉池取1.5m。污泥管道的水頭損失也按清水計算，乘以比例系數(shù)8。這種方法最為簡便，按照污泥流量及選用的設計流速，即可計算水頭損失，選定管徑，設計流速一般為11.5m/s；當污泥管道