某機(jī)械加工廢水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例

一、基礎(chǔ)資料某拖拉機(jī)內(nèi)燃機(jī)有限公司主要生產(chǎn)拖拉機(jī)和內(nèi)燃機(jī)二大部分產(chǎn)品，公司內(nèi)生產(chǎn)拖拉機(jī)和內(nèi)燃機(jī)二塊在地理位置和生產(chǎn)車間布局方面都相對獨(dú)立。由于生產(chǎn)過程中需要潤滑，清潔和沖洗等過程，會排出相應(yīng)的生產(chǎn)廢水；同時(shí)全廠職工在生產(chǎn)活動(dòng)中排出相應(yīng)的生活污水（浴室、食堂、廁所），因此，整個(gè)公司的廢水有生產(chǎn)廢水和生活污水二部分組成。拖制部廢水水質(zhì)：CODcr=78～216mg/l，BOD5=18.8～83.0mg/l，SS=67～189mg/lNH3-N=5.05～10.1mg/l，動(dòng)植物油＝1.6～7.8mg/l，pH值=6.46～9.33內(nèi)制部廢水水質(zhì):CODcr=211～1230mg/l,BOD5=74.5～2.7mg/l,SS=103～276mg/lNH3-N=3.43～9.91mg/l,動(dòng)植物油＝24.7～95.5mg/l,pH值=6.91～7.69以上數(shù)據(jù)表明，拖內(nèi)公司的廢水水質(zhì)波動(dòng)大，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：拖制部廢水水質(zhì)：CODcr=130mg/l；BOD5=44mg/l；SS=115mg/l；NH3-N=7mg/l；動(dòng)植物油=3mg/l。內(nèi)制部廢水水質(zhì)：CODcr=746mg/l；BOD5=164mg/l；SS=167mg/l；NH3-N=6.7mg/l；動(dòng)植物油=49.6mg/l根據(jù)上述實(shí)測數(shù)據(jù)以及二大塊的排水量，加權(quán)平均后得：：CODcr=318mg/lBOD5=81mg/l；SS=131mg/l；NH3-N=6.9mg/l；動(dòng)植物油=17.2mg/l。通過對污廢水分流及對沖洗水的控制，預(yù)測今后廢水的濃度會有所提高，用水量有所降低，因確定以下參數(shù)作為新建污水站的設(shè)計(jì)值。CODcr=350mg/l；BOD5=90mg/l；SS=150mg/l；NH3-N=7mg/l；動(dòng)植物油=50mg/l。處理后出水水質(zhì)：采用《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/199-1997)中第二類指標(biāo)值。即CODcr≤100mg/l；BOD5≤30mg/l；SS*≤70mg/l；NH3-N≤15mg/l；動(dòng)植物油≤15mg/l(SS*采用第一類指標(biāo)值)。設(shè)計(jì)水量：拖內(nèi)公司現(xiàn)有的二個(gè)排放口都無計(jì)量設(shè)備，廢水量只能按常規(guī)從公司的用水量來預(yù)測。公司目前的用水量如表9－6。表9－6機(jī)械加工公司用水量分析部門用途日平均用水量日最高用水量時(shí)最高用水量拖制部浴室120m3/dd140m3/dd28m3/h食堂115/235m3/d125/265m3/d25/53m33/h生產(chǎn)2900m3//d3100m3//d200m3/hh小計(jì)3135/32555m3/d3365/35005m3/d253/281m3/h內(nèi)制部浴室190m3/dd250m3/dd50m3/h食堂25/215mm3/d35/285mm3/d5/55m3//h生產(chǎn)800m3/dd1000m3//d80m3/h小計(jì)1015/12005m3/d1285/15335m3/d135/185m3/h用水量合計(jì)4150/44660m3/d4650/50440m3/d388/466m3/h排水量*合計(jì)3320/35668m3/d3720/40332m3/d310/373m3/h*排水量按用水量0.8計(jì)廢水站按最大日污水量4032m3/d進(jìn)行設(shè)計(jì),時(shí)變化系數(shù)Kh＝2.2。二、設(shè)計(jì)原則和工藝流程的確定1工藝選擇各處理方法需根據(jù)水質(zhì)情況、用地許可、出水指標(biāo)、運(yùn)行管理、排放水體的距離等綜合因素考慮來選擇一種或幾種組合。本污水處理站處置的對象為生活污水和生產(chǎn)污水混合的污水，污水特征為含油、可生化性能較差。為充分發(fā)揮污水處理的投資效益，力使處理工藝合理、經(jīng)濟(jì)而有效，對拖內(nèi)公司的水樣進(jìn)行了小試，小試結(jié)果如表9－7。表9－7機(jī)械加工廢水混凝處理實(shí)驗(yàn)效果混凝劑加注量助凝劑加注量原水均值CODccr出水平均CODccrpH值內(nèi)制部1‰0.1‰590807-7.2拖制部1‰0.1‰120507-7.2根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定以下工藝。2工藝流程食堂（隔油）生活廢水1＃調(diào)節(jié)池接觸氧化（Q=3032m3/d）淋浴與廁所其他生產(chǎn)廢水混凝反應(yīng)氣浮計(jì)量排放乳化廢水預(yù)處理裝置2＃調(diào)節(jié)池（Q=1000m3/d）油漆廢水圖9－6機(jī)械加工廢水處理工藝流程此工藝流程是針對進(jìn)入1＃調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水，其可生化好的特點(diǎn)采用生物法加以處理，降低運(yùn)行成本；氣浮作為其固液分離的手段可達(dá)到節(jié)約占地面積的目的。進(jìn)入2＃調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水可生化差采用生物法難以奏效，采用物化法加以處理，去除CODcr及油比較可靠，而且二股水混合后，達(dá)標(biāo)有保證。3總平面布置原則廢水處理站較為理想的位置是進(jìn)出管道比較順暢，離排放水體或管道近，處于生活辦公場所的下風(fēng)向。根據(jù)介紹公司內(nèi)可供廢水站使用的位置在內(nèi)制部的技校工場，占地面積約為408m2。因此，本廢水站需根據(jù)現(xiàn)有場地進(jìn)行布置。由于面積有限，廢水處理站為二層布置，下層為混凝土水池，有1＃調(diào)節(jié)池、2＃調(diào)節(jié)池、接觸氧化池、污泥池和螺桿泵房；上層為房屋結(jié)構(gòu)放置設(shè)備，有成套氣浮池、鼓風(fēng)機(jī)房、控制室、脫水機(jī)、自動(dòng)細(xì)格柵。4高程布置原則高程布置原則：希望廢水經(jīng)一次提升后藉重力流經(jīng)各處理構(gòu)筑物，并盡量減少提升高度，節(jié)約能耗，處理后排入附近水體或管道。污水站的室內(nèi)地面標(biāo)高要基本保證不受雨水侵害，在滿足處理構(gòu)筑物容量的要求下盡量減小水池深度。通過高架方式輸送進(jìn)入廢水站的廢水先進(jìn)入2＃調(diào)節(jié)池，這股廢水SS及粗大垃圾較少，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)人工格柵和自動(dòng)細(xì)格柵各一個(gè)，最高液位標(biāo)高為－0.50m。池內(nèi)廢水由泵提升進(jìn)入混凝反應(yīng)池，反應(yīng)池液位標(biāo)高為2.10m；最后進(jìn)氣浮池，氣浮池液位標(biāo)高為1.80m。通過地下埋管方式輸送進(jìn)入廢水站的廢水有二股，內(nèi)制部的可采用重力流直接進(jìn)入1＃調(diào)節(jié)池。內(nèi)制部排水最遠(yuǎn)點(diǎn)距廢水處理站約250m，管道按3‰坡度設(shè)計(jì)，進(jìn)入污水站的管低標(biāo)高為-1.75m，因此1＃調(diào)節(jié)池的液位設(shè)計(jì)值為-1.45m。拖制部的一股廢水在進(jìn)入廢水處理站前需穿越廠區(qū)外的道路，在穿越前為減小管道埋深，提高1＃調(diào)節(jié)池的液位設(shè)計(jì)值，需設(shè)置一座提升井，井內(nèi)配置二套潛水泵及液位控制系統(tǒng)。二股廢水進(jìn)入1＃調(diào)節(jié)池后，由泵提升進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化池的設(shè)計(jì)液位為-0.5m。為保持較穩(wěn)定的處理效果，在進(jìn)接觸氧化池前設(shè)置流量分配槽，將超過處理量的廢水溢流回1＃調(diào)節(jié)池。接觸氧化池內(nèi)的廢水反應(yīng)后，進(jìn)入2＃調(diào)節(jié)池，利用2＃調(diào)節(jié)池內(nèi)的提升泵進(jìn)入混凝反應(yīng)池，池前也設(shè)置流量分配槽，將超過處理量的廢水溢流回2＃調(diào)節(jié)池,最后進(jìn)氣浮池，在氣浮池完成固液分離后計(jì)量排出。三、全工藝過程設(shè)計(jì)與計(jì)算1拖制部提升井設(shè)計(jì)提升井有效容積：29m3；水泵數(shù)：2臺(一用一備)；單泵流量：88m3/h；單泵揚(yáng)程：6m；單泵功率：4.0kw。1＃調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)池?cái)?shù)1只；有效容積308m3；配置自動(dòng)細(xì)格柵：1臺，單機(jī)功率：0.4kw；配置手動(dòng)細(xì)格柵：1臺；配置提升水泵：3臺(二用一備)。單泵流量：70m3/h；單泵揚(yáng)程：6m；單泵功率：3.0kw；配預(yù)曝氣管。接觸氧化池設(shè)計(jì)池?cái)?shù)：1只；有效容積：632m3，填料充填率：30％，計(jì)有190m3；填料型號：SNP球形填料；配膜式曝氣管：180根?；炷磻?yīng)池(鋼制)設(shè)計(jì)池?cái)?shù)2格；每格HRT：7min；配置PH在線儀表：1套；配置酸堿加注泵：2臺，單機(jī)功率：0.75kw；配置混凝劑加注泵：2臺；單機(jī)功率：0.75kw。配置漿式攪拌器：2臺；單機(jī)功率：1.5kw。污泥池設(shè)計(jì)日污泥產(chǎn)量：650kg；污泥含水率：97％；HRT:2天。配置污泥螺桿泵臺數(shù)：2臺；污泥泵流量：5.65m3/h；壓力：0.6Mpa，功率為4kw。氣浮池(鋼制)設(shè)計(jì)氣浮池?cái)?shù)：1套；單套處理能力：200m3/h；平面尺寸：15×2.5(m)單套功率：5.435kw；污泥脫水機(jī)設(shè)計(jì)自動(dòng)污泥脫水機(jī)數(shù)：1臺；處理能力：120kgSS/h。過濾面積：20m2單機(jī)功率：7.5kw；每天工作時(shí)間：5.5h，平面尺寸：6.1×1.4(m)。82＃調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)池?cái)?shù)1只；有效容積：102m3，配置自動(dòng)細(xì)格柵：1臺；單機(jī)功率：0.4kw配置手動(dòng)細(xì)格柵1臺；配置提升水泵3臺(二用一備)。單泵流量：84m3/h；單泵揚(yáng)程為7.7m單泵功率為5.5kw；配預(yù)曝氣管。9電磁流量計(jì)數(shù)量1只；管徑DN200。10鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)數(shù)量：2臺（供氧化池）；單機(jī)供氣量：7.10m3/min；風(fēng)壓：39.2kPa，單機(jī)功率：11kw轉(zhuǎn)速n=770rpm）；數(shù)量：1臺（用于預(yù)曝氣）；單機(jī)供氣量：4.46m3/min；風(fēng)壓為34.3kPa；單機(jī)功率為7.5kw轉(zhuǎn)速n=920rpm）。11其它根據(jù)需要在1＃、2＃調(diào)節(jié)池、污泥池進(jìn)行預(yù)曝氣。預(yù)曝氣單獨(dú)由一臺小鼓風(fēng)機(jī)供氣。廢水處理站內(nèi)設(shè)置送排風(fēng)系統(tǒng)，換風(fēng)次數(shù)8次/h。12廢水處理站裝機(jī)容量計(jì)算表9－8機(jī)械加工廢水處理裝機(jī)容量計(jì)算序號設(shè)備名稱臺數(shù)裝機(jī)容量1提升井潛水泵22×4.0kW21＃調(diào)節(jié)池潛水泵33×3.0kW31＃調(diào)節(jié)池自動(dòng)格柵11×0.4kW4混凝反應(yīng)池加注泵泵44×0.75kWW5混凝反應(yīng)池?cái)嚢杵髌?2×1.5kW6螺桿泵22×4.0kW7氣浮池11×5.435kkW8污泥脫水機(jī)11×7.5kW92＃調(diào)節(jié)池潛水泵33×5.5kW102＃調(diào)節(jié)池自動(dòng)格柵11×0.4kW11鼓風(fēng)機(jī)22×11.0kWW12鼓風(fēng)機(jī)11×7.5kW13軸流通風(fēng)機(jī)11×1.1kW14總計(jì)2691.745kWW四、平面布置圖圖9－7機(jī)械加工廢水處理站平面布置五、投資和運(yùn)行費(fèi)用估算投資表9－9機(jī)械加工廢水處理站擴(kuò)建工程投資匯總序號項(xiàng)目規(guī)格格單位數(shù)量價(jià)格（萬元）備注1調(diào)節(jié)池3.0×2.55×1.5mm3121.0新建，改造A33鋼2中間調(diào)節(jié)池3.0×2.55×3.2mm3242.0新建，A3鋼3生化池1φ2000×42000m3100.6填料支架等改造4生化池22.0×2.5××3.2mm3141.0加高及改造5沉淀池φ1700×42000座11.8新建，A3鋼6污泥池2.0×2.55×3.2mm312新建，鋼筋混凝土土7溶氣水泵2GC-5.2臺10.3新增8進(jìn)水泵IS50-32--200臺20.4新增9生化進(jìn)水泵ISG20-1110臺10.2新增10污泥泵臺10.3新增11鼓風(fēng)機(jī)TSB-50臺22.2新增12污泥脫水機(jī)臺11.5新增13管道及配件2.5新增及改造14電氣控制套10.7新增15平臺0.5改造16防腐0.617小計(jì)15.618改造系數(shù)8％1.2519調(diào)試4％0.6220運(yùn)輸及安裝100％1.5621管理費(fèi)10％1.5622稅收5.665%0.8823總計(jì)21.47運(yùn)行費(fèi)用廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用包括電費(fèi)，藥劑費(fèi)，人工費(fèi)等。水量按30噸/天計(jì)。表9－10機(jī)械加工廢水處理站主要?jiǎng)恿υO(shè)備序號名稱稱規(guī)格配電功率利用率數(shù)量備注1進(jìn)水泵IS550-32--2000.75KW20%22生化進(jìn)水泵IISG20--1100.37KW10%13溶氣水泵22GC-5..27.5KW20%24風(fēng)機(jī)TSB-5502.2KW100%2一用一備5污泥脫水設(shè)備0.5KW15%1∑5.94KW0.7×5.94×24/30＝3.30元/噸廢水1.58＋0.15＋0.125＝1.86元/噸廢水2人×1600/30×30＝3.56元/噸廢水直接運(yùn)行費(fèi)：3.30＋1.86＋3.56＝8.75元/噸廢水六、環(huán)境效益分析由于廢水得到了有效的處理，因此有顯著的環(huán)境效益。使用該處理系統(tǒng)后，以下各項(xiàng)指標(biāo)的年消減量為：1COD：19.9×30×360＝214920kg2油：4.99×30×360＝53892kg3BOD5：9.98×30×360＝107784kg表9－11機(jī)械加工廢水處理污染物去除率分析處理單元指標(biāo)CODCrrBOD55油進(jìn)水（mg/ll）20600082405950調(diào)節(jié)隔油池出水（mg/ll）17500065924760去除率（％）1520