硝基苯廢水處理方案帶計算

年4月19日硝基苯廢水處理方案帶計算文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。目錄第一章處理工藝的文獻綜述 21.1含硝基苯廢水對環(huán)境的危害 21.2處理硝基苯的技術(shù)方法現(xiàn)狀 31.2.1物理法 31.2.2化學(xué)法 31.2.3生物法 4第二章工程設(shè)計資料與依據(jù) 52.1廢水水量 52.2設(shè)計進水水質(zhì) 52.3設(shè)計出水水質(zhì) 52.4設(shè)計依據(jù) 62.5設(shè)計原則與指導(dǎo)思想 6第三章工藝流程的確定 63.1廢水的處理工藝流程 63.2工藝流程說明 73.3工藝各構(gòu)筑物去除率說明 8第四章構(gòu)筑物設(shè)計計算 94.1設(shè)計水量的確定 94.2調(diào)節(jié)池 94.3微電解塔 104.4FENTON氧化池 124.5中和反應(yīng)池 134.6沉淀池 144.7生活污水格柵 164.8生活污水調(diào)節(jié)池 184.9生化處理系統(tǒng) 194.10二沉池 214.11污泥濃縮池 22第五章構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表 255.1主要構(gòu)筑物一覽表 255.2主要設(shè)備一覽表 25第六章管道水力計算及高程布置 266.1平面布置及管道的水力計算 266.2泵的水力計算及選型 296.3高程布置和計算 31第七章參考文獻 34第一章處理工藝的文獻綜述1.1含硝基苯廢水對環(huán)境的危害硝基苯，分子式為C5H6NO2，相對分子量為123，相對密度(水=1)1.20，熔點在5.7℃，沸點是210.9硝基苯在水中具有極高的穩(wěn)定性，由于其密度大于水，進入水體后會沉入水底，長時間保持不變。又由于其在水中有一定的溶解度，因此造成的水體污染會持續(xù)相當(dāng)長的時間。硝基苯類化合物化學(xué)性能穩(wěn)定，苯環(huán)較難開環(huán)降解，常規(guī)的廢水處理方法很難使之凈化。因此，研究硝基苯類污染物的治理方法和技術(shù)十分必要。1.2處理硝基苯的技術(shù)方法現(xiàn)狀1.2.1物理法對含高濃度硝基苯的工業(yè)廢水，采用物理手段處理既可降低硝基苯的濃度，改進廢水的可生化性，又能夠回收部分硝基苯，實現(xiàn)資源利用最大化。主要的物理處理方法有：吸附法、萃取法和汽提法。對于吸附法，硝基苯廢水處理研究中顆粒狀活性炭、爐渣、有機膨潤土等都是應(yīng)用較多的吸附劑。趙鈺等[1]在用活性炭吸附法處理含芳香族硝基化合物的染料廢水的工程試運行中，COD平均值由209mg/L下降至119mg/L。對于萃取法，當(dāng)前一般采用多級萃取法或萃取法與其它方法協(xié)同處理。林中祥等人[2]用N5O3—苯做萃取劑對硝基苯生產(chǎn)廢水進行處理，萃取兩次可使硝基苯含量達國家一級排放標準。對于汽提法，用于處理高濃度硝基苯廢水，工藝上較為可行。于桂珍等[3]利用汽提—吸附法處理硝基苯廢水，實驗表明，硝基苯的去除率可達90%以上，汽提后的廢水經(jīng)碳黑吸附，廢水中硝基苯含量可降至10mg/L以下，效果較好1.2.2化學(xué)法針對于處理硝基苯的化學(xué)法主要有電化學(xué)法和高級氧化法。電化學(xué)氧化的基本原理有兩種:一是直接電化學(xué)反應(yīng)，指經(jīng)過陽極氧化使污染物在電極上發(fā)生轉(zhuǎn)化或燃燒，把有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒物質(zhì)，或把非生物相容的有機物轉(zhuǎn)化為生物相容的物質(zhì)，例如芳香化合物的開環(huán)氧化等。二為間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化，指利用電極表面產(chǎn)生的強氧化性活性物種使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。宋衛(wèi)健等[4]以DSA類電極作為陽極，對模擬硝基苯廢水進行的降解實驗證明，在電流密度15mA/cm2條件下，CODcr的去除率可達到90%以上。也有樊紅金等[5]對催化鐵內(nèi)電解法處理硝基苯廢水降解動力學(xué)特性進行了研究。結(jié)果表明,降解過程符合準一級動力學(xué)規(guī)律。進水濃度、pH值和反應(yīng)溫度強烈影響硝基苯的降解速率。高級氧化技術(shù)近年來的發(fā)展非常迅速，有臭氧氧化，F(xiàn)enton試劑氧化，濕式氧化等。針對硝基苯廢水，報道較為集中的是Fenton試劑氧化。Fenton氧化體系由過氧化氫和催化劑Fe2+構(gòu)成。Fenton氧化法處理廢水的原理是：在酸性溶液中，在Fe2+催化劑作用下，H2O2能產(chǎn)生活潑的.OH，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快有機物和還原性物質(zhì)的氧化。余宗學(xué)[6]采用Fenton試劑對間硝基苯生產(chǎn)廢水進行預(yù)處理，在最佳反應(yīng)條件下，廢水中硝基苯類化合物的轉(zhuǎn)化率在89%以上，廢水色度的去除率在80%以上，COD的去除率也在60%以上，同時，廢水可生化性有了較大的提高另外，利用微電解和Fenton試劑氧化的工程實例報道也很多，徐續(xù)等[7]利用微電解和Fenton試劑氧化后，將COD為5000mg/L的硝基苯廢水處理達標，COD總?cè)コ蕿?7%；李欣等[8]利用微電解和Fenton試劑氧化處理硝基苯制藥廢水，當(dāng)原水的pH值為2～3、H2O2投加量為500～600mg/L時,調(diào)節(jié)預(yù)處理出水pH值至7～8并經(jīng)沉淀處理后，對COD和硝基苯類物質(zhì)的總?cè)コ史謩e可達47%和92%。后續(xù)混合廢水經(jīng)SBR工藝處理后出水水質(zhì)能滿足國家污水排放標準。1.2.3生物法硝基苯類化合物被認為是生物難以降解的物質(zhì)，但利用生物的變異性，近年來環(huán)境工作者篩選出了一些特異性菌種用于處理硝基苯廢水。王竟等[9]在研究假單胞菌JX165對硝基苯的好氧降解時發(fā)現(xiàn)，在廢水中細胞的質(zhì)量濃度為9mg/L，pH為7，溫度為30℃第二章工程設(shè)計資料與依據(jù)2.1廢水水量根據(jù)生產(chǎn)工藝及相關(guān)資料，生產(chǎn)廢水的排放量為150m3/d，工作方式為24小時工作制，2.2設(shè)計進水水質(zhì)（1）生產(chǎn)廢水：200m污染因子污染物濃度(mg/L)COD4380pH(無量綱)3甲苯類100硝基苯50鹽分9000（2）生活污水：490m污染因子污染物濃度(mg/L)COD400pH(無量綱)7~7.5SS400BOD5250NH3-N402.3設(shè)計出水水質(zhì)出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》（GB8978－1996）三級標準后后排入建設(shè)單位所在化工園區(qū)的污水處理廠進行進一步生化處理，具體排放要求如下：污染因子污染物濃度(mg/L)COD500pH(無量綱)6~9BOD5300SS400甲苯類0.5硝基苯5.0NH3-N25鹽分8000*(注：鹽分接管標準≤8000mg/L后排入業(yè)主所在化工園區(qū)的污水處理廠處理)2.4設(shè)計依據(jù)建設(shè)方提供的水質(zhì)水量及排放標準資料；《污水綜合排放標準》（GB8978－1996）；《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GBJ14－87）；《給水排水設(shè)計手冊(第二版)》；類似工程的經(jīng)驗、工藝參數(shù)和試驗結(jié)果。2.5設(shè)計原則與指導(dǎo)思想采用先進合理的處理工藝，保證污水達到最好的處理效果；工藝許可的條件下盡量減少投資和用地面積；操作維護簡單；操作運行可靠，運行費用控制較低。第三章工藝流程的確定3.1廢水的處理工藝流程 根據(jù)文獻調(diào)查的結(jié)果而且結(jié)合類似工程的設(shè)計、操作參數(shù)，考慮到該企業(yè)廢水中含有大量的有機物，COD很高，可生化性極差，同時廢水排放量不是很大，因此綜合多種因素考慮，決定采取物化處理與生化處理相結(jié)合的處理工藝，以化學(xué)法為主，操作簡單，自動化程度高，COD、有機物去除率高，結(jié)合厭氧—好氧技術(shù)，能夠確保穩(wěn)定達標排放。確定如下流程：工藝流程如圖1所示圖1硝基苯廢水處理工藝流程污泥處理流程見圖2圖2硝基苯廢水處理工藝污泥的處理流程3.2工藝流程說明 由于該廢水COD、硝基苯的濃度很高，因此在處理工藝上采取的方法是以物理化學(xué)處理為核心，經(jīng)過物化+生化的組合有效地去除了COD及特征污染物硝基苯、甲苯，排水達到《污水綜合排放標準》三級標準。現(xiàn)將流程說明如下：含有硝基苯和甲苯的生產(chǎn)廢水，在調(diào)節(jié)池中均質(zhì)均量，以減緩對后續(xù)物化處理系統(tǒng)的沖擊，在水質(zhì)水量調(diào)節(jié)后，進入pH調(diào)整池，將生產(chǎn)廢水的pH調(diào)整至3左右，以利于微電解操作。微電解塔利用鐵炭構(gòu)成的原電池進行微電解，有效的去除硝基苯和甲苯，隨微電解塔出水中的大量Fe2+在Fenton氧化池中作為H2O2的催化劑，進一步去除硝基苯、甲苯及其微電解產(chǎn)物，F(xiàn)enton氧化是利用高級氧化技術(shù)有效的去除COD和特征污染物的方法，效率高，操作成本低。在經(jīng)過微電解和氧化后，廢水中的COD和特征污染物迅速下降，此時廢水中依然含有大量的Fe2+、Fe3+離子，對其進行中和操作，能夠產(chǎn)生大量的膠狀絮體以進一步的去除廢水的COD。至此，生產(chǎn)廢水的物理化學(xué)處理完成。在完成生產(chǎn)廢水的物化處理后，在調(diào)節(jié)池中接入生活廢水進行稀釋配水，進入生化系統(tǒng)。生化系統(tǒng)采用厭氧—好氧處理工藝，可確保各項指標達到《污水綜合排放標準》三級標準。沉淀池的污泥和二沉池污泥排入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮減量后由壓濾泵壓入板框壓濾機脫水，脫至含水率75％左右。污泥濃縮池上清液和壓濾機濾液進入調(diào)節(jié)池再處理。處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥必須由危險固體廢棄物處理中心進行妥善處理。3.3工藝各構(gòu)筑物去除率說明根據(jù)文獻報道，結(jié)合確定的工藝流程，能夠?qū)OD和特征污染物的去除率進行確定。污染因子及去除率流出構(gòu)筑物的污染物濃度(mg/L)調(diào)整池1微電解塔Fenton氧化池中和反應(yīng)池沉淀池調(diào)節(jié)池2厭氧池好氧池二沉池COD4380394225622306219321931316658500COD去除率%01035105025500甲苯10040842.42.41.670.840.5甲苯去除率%0608050400305040硝基苯5012.58.7587.57.565.55硝基苯去除率%0753086.250208.310第四章構(gòu)筑物設(shè)計計算4.1設(shè)計水量的確定生物處理池之前，各構(gòu)筑物按最大日最大時流量設(shè)計，已知該廠生產(chǎn)廢水流量Q=200m3/d，廢水流量總變化系數(shù)K，按照工作8h計算，4.2調(diào)節(jié)池(1)設(shè)計說明調(diào)節(jié)池設(shè)計計算的主要內(nèi)容是確定調(diào)節(jié)池的容積，該容積應(yīng)當(dāng)考慮能夠容納水質(zhì)變化一個周期所排放的全部水量。調(diào)節(jié)池采用機械攪拌方式使水質(zhì)均衡，防止沉淀。(2)設(shè)計計算（1）池子總有效容積設(shè)停留時間t=12h式中：——最大設(shè)計流量，；t——水力停留時間，h。（2）池子表面積式中：A——調(diào)節(jié)池池表面積，；V——調(diào)節(jié)池的有效容積，；h——調(diào)節(jié)池的有效水深，m。調(diào)節(jié)池的有效水深2～2.5m，現(xiàn)取h=（3）調(diào)節(jié)池尺寸根據(jù)池體表面積為144m2，現(xiàn)選擇池長為16m，池寬為9m，池深超高0.5m。調(diào)節(jié)池尺寸為16×（4）攪拌設(shè)備在調(diào)節(jié)池中增加攪拌設(shè)備，以均衡水質(zhì)，提高中和反應(yīng)的效率。選用機械攪拌，在池的對角上設(shè)置兩個潛水?dāng)嚢杵鳌?.3微電解塔微電解塔運行的最佳工藝條作為：pH值為3，反應(yīng)時間60min，F(xiàn)e:C（質(zhì)量比）=5:1，鐵屑粒徑5～10目左右。（1）微電解塔的有效容積式中：Q——設(shè)計流量，；t——廢水停留時間，h，為了得到最佳的COD去除率，本設(shè)計選用的反應(yīng)時間為60min。（2）單座微電解塔的有效容積設(shè)2座微電解塔，串聯(lián)使用，每座微電解塔為升流操作，每座微電解塔的有效容積（3）微電解塔的直徑式中：h——微電解塔的有效水深，本設(shè)計選定為5m；高徑比為5/2=2.5（4）微電解塔高度承托層高0.15m，填料層厚5m，超高0.5m，H=0.15+5+0.5=5.65。故微電解塔的尺寸為H×為5.65×2（5）操作條件升流速度v式中：Q——設(shè)計流量，——微電解塔直徑，m（6）配水系統(tǒng)配水干管系統(tǒng)：每個微電解池進水量4.2L/s，反沖洗強度為14L/(sm2)，反沖洗時間為6min。則干管的流量為，采用管徑為200mm，流速為4.18m/s。支管：干管的中心距離為0.7m，總的支管數(shù)為，支管的進水量，取支管直徑為50mm，管內(nèi)流速為3.74m/s。支管的長度為2m孔眼布設(shè)：支管的孔眼數(shù)與微電解塔面積比K為0.5%，孔眼總面積為，設(shè)孔眼的直徑為10mm，每個孔眼的面積為78.5mm2，孔眼總數(shù)為，每個支管上孔眼數(shù)為34，每根支管孔眼布置成兩排，與垂線成45°向下交錯排列。孔眼間距為反沖洗系統(tǒng)：反沖洗水箱體積；反沖洗水箱高，反沖洗水箱水深3m。名稱參數(shù)規(guī)格材料說明微電解塔直徑高度填料粒徑填料厚度升流速度2m5.65m鑄鐵防腐5～10目5m10m/hFe:C=5:1(質(zhì)量比)填料根據(jù)鑄鐵屑的消耗隨時添加布水系統(tǒng)干管直徑支管直徑穿孔率200mm50mm0.5%UPVC反沖洗系統(tǒng)反沖洗水箱體積反沖洗水箱高度395.6L2.52mUPVC4.4Fenton氧化池在微電解后利用Fenton試劑進行氧化，以加強對甲苯、硝基苯這兩個特征污染物的去除效果。由于微電解塔出水中含有大量的Fe2+在此不必再次投加硫酸亞鐵。對硝基苯的去除率可達85%，對COD的去除率接近40%1、氧化池尺寸設(shè)計（1）氧化池的有效容積式中：Q——設(shè)計流量，；t——廢水停留時間，h，為了得到最佳的COD去除率，本設(shè)計選用的反應(yīng)時間為90min。，分兩個氧化池，V1=45/2=22.5m3（2）氧化池的面積式中：h——微電解池的有效水深，本設(shè)計選定為2.5m。（3）氧化池尺寸設(shè)氧化池長為4.5m，寬為2m。4.5×2×2.5（m）氧化池采用機械攪拌，使反應(yīng)充分。（4）氧化劑的選用Fenton試劑中，使用H2O2為氧化劑，根據(jù)文獻報道值，投加30%H2O2的量為500mg/L，水量為30m3/h，故此H2O2加入量為15kg/h，由計量泵定量加入(5)雙氧水計量泵計算根據(jù)氧化劑的用量計算，能夠確定計量泵的大小，雙氧水的密度為1.14g/L。則計量泵的流量為，考慮計量泵的放大，選40%的格度，計算知計量泵的大小為33L/h，考慮設(shè)備選型的便利，因此選用40L/h的計量泵。型號為JX-40/8。4.5中和反應(yīng)池在進行微電解+氧化后，生產(chǎn)廢水中的特征污染物明顯降低，CODcr下降，此時，水中含有大量的Fe2+和Fe3+離子，加入Ca(OH)2后，產(chǎn)生大量的Fe(OH)2和Fe(OH)3具有明顯的混凝作用，能夠進一步的去除COD，同時調(diào)整將pH調(diào)整到6～7以有利于后續(xù)的生化處理，氧化池出水pH為5。中和藥劑石灰乳。選用在線pH計做為控制，型號為BYS01型，數(shù)量2臺，一備一用。（1）中和反應(yīng)池有效容積式中：Q——設(shè)計流量，；t——廢水停留時間，h，本設(shè)計選用的反應(yīng)時間為1h。（2）中和反應(yīng)池的面積式中：h——微電解池的有效水深，本設(shè)計選定為2m。（3）中和反應(yīng)池尺寸設(shè)中和反應(yīng)池長為5m，寬為3m，池深超高0.5m。中和反應(yīng)池的尺寸為5×3（4）中和藥劑的投加投加的Ca(OH)2主要用于和氧化反應(yīng)出水中的Fe3+反應(yīng)，對于H+所致的pH變化能夠忽略，以生成大量的Fe(OH)3，起到混凝作用。根據(jù)微電解池出水pH能夠計算出水中的Fe2+，。進水pH為3，經(jīng)過微電解池的處理，出水pH提高至5，則，消耗H+的量為，3H+～Fe3+，故Fe3+為10mol，F(xiàn)e3+～3OH-，故消耗OH-30mol，折算成純Ca(OH)2為15mol，的投加量為1.11kg/h，考慮Ca(OH)2的純度在70~75%，因此投加的Ca(OH)2量為1.59（5）投加方式的確定將Ca(OH)2配成10%的乳液進行投加，則需要乳液的體積為，選用計量泵定量投加，泵的大小為，泵的流量為，考慮計量泵的放大，選40%的格度，計算知計量泵的大小為44.4L/h。為了便于選型，選用63L/h的計量泵。型號為JX—63/54.6沉淀池在中和反應(yīng)后，進行泥水分離，選用豎流式沉淀池中心管過水?dāng)嗝婷娣e式中：Q——最大設(shè)計流量，；v——中心管下降流速，。n——池淀池數(shù)。（2）中心管直徑（3）中心管喇叭口直徑（4）反射板直徑（5）沉淀區(qū)有效斷面面積式中：v——污水的上升流速，，一般采用0.5～1mm/s，取0.6mm/s。（6）沉淀池總面積（7）沉淀池的直徑施工時為了方便，D取4.0m。（8）沉淀區(qū)的高度式中：t——沉淀時間，一般采用1～2h，本設(shè)計選1.5h。校驗：，符合豎流式沉淀池的設(shè)計要求。（9）中心管喇叭口到反射板的距離式中：v——污水由中心管與反射板之間縫隙的出流速度，，一般不大于0.02。設(shè)計中取0.02。（10）污泥斗的高度式中：r——污泥斗下部半徑，m，一般取0.3m；——污泥斗傾角，一般大于60°，取60°。（11）污泥斗容積（12）沉淀池總高度式中：——沉淀池超高，m，一般取0.3m?！彌_層高度，m，有機械刮泥設(shè)備時，取0.3m。(13)沉渣量設(shè)η=55%，P=96%4.7生活污水格柵為了阻擋生活廢水中粗大的物體進入后續(xù)處理系統(tǒng)，有必要設(shè)置格柵對其進行處理。選擇粗格柵。對于生活污水的最大流量Qmax能夠根據(jù)生活污水的日變化系數(shù)Kz進行確定，Qmax=1.4×490m3/d=686m3(1)柵條間隙數(shù)：式中：n——格柵間隙數(shù)；Qmax——最大設(shè)計流量，m3/s；——柵條間隙，取20mm；——柵前水深，取0.4m；v——過柵流速，取0.4m/sα——格柵傾角，度；(2)柵槽寬度：B=S(n－1)＋bn式中：B——柵槽寬度，m；S——格條寬度，取0.01m(3)格柵柵前進水渠道減寬部分長度：若進水渠寬B1=0.05m，減寬部分展開角α1=20V1===0.25m/sL1===0.08m(4)細格柵柵槽后與出水渠道連接處漸窄部分長度：==0.04m(5)過柵水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形。式中：h——粗格柵水頭損失，m；——系數(shù)，當(dāng)柵條斷面為矩形時取2.42；k——系數(shù)，一般取k=3。=0.06(7)柵槽總高度：H=h0+h1+h2=0.3+0.4+0.061=0.761m(8)柵槽總長度：L=L1+0.5++0.8+1.0+L2式中：L——柵槽總長度，L1——格柵距出水渠連接處減寬部分長度； L2——細格柵距出水渠連接處減窄部分長度。L=0.08+0.5++0.80+1.0+0.04=2.87m(9)每日柵渣量：式中：w—每日柵渣量，m3/d；w0—柵渣量m3/103m3污水，一般為0.1—0.01m3/103m3，細格柵取，故使用人工清渣。4.8生活污水調(diào)節(jié)池在進行物化處理后，用生活污水進行配水，進一步稀釋有毒污染物的濃度，以利于進行生化處理。對于生活污水的最大流量Qmax能夠根據(jù)生活污水的日變化系數(shù)Kz進行確定，Qmax=686m3/d。進入調(diào)節(jié)池的水量包括兩部分：一是豎流式沉淀池的出水和進行配水的生活污水。其總流量為Q=30+28.6=調(diào)節(jié)池的尺寸（1）池子總有效容積設(shè)停留時間t=12h式中：——最大設(shè)計流量，；t——水力停留時間，h。（2）池子表面積式中：A——調(diào)節(jié)池池表面積，；V——調(diào)節(jié)池的有效容積，；h——調(diào)節(jié)池的有效水深，m。調(diào)節(jié)池的有效水深2～2.5m，現(xiàn)取h=取280m2（3）調(diào)節(jié)池尺寸根據(jù)池體表面積為280m2，現(xiàn)選擇池長為28m，池寬為10m，池深超高0.5m。調(diào)節(jié)池尺寸為28×4.9生化處理系統(tǒng)生化系統(tǒng)的進水水質(zhì)及水量：進入生化系統(tǒng)的水量按照日平均流量為進水水質(zhì)計算進水水量(m3/d)進水水質(zhì)(mg/L)CODBOD5SSNH3-N生產(chǎn)廢水2002193767.530020生活廢水49040025040040進入生化系統(tǒng)69092040029334.21)BOD5污泥負荷為0.13kgBOD5/(kgMLSS.d)；污泥指數(shù)SVI為1502)回流污泥濃度：污泥回流比R=100%3)曝氣池內(nèi)混合液的污泥濃度：4)TN的去除率，5）尺寸計算曝氣池有效容積厭氧池的體積Va=V/3=214.5m3；曝氣池有效水深4m；曝氣池總面積設(shè)2個廊道，每個廊道寬b=4m，故每個廊道的長為，總長L為20.1×2=40.2m。校核：L>5～10b；b=1～2H；b/H=4池深超高0.5m，實際池深為4.5m。因此厭氧池尺寸為6.7×2.7×1.5(m)，曝氣池的尺寸為20.1×8×4.5(m)。水力停留時間采用A:O=1:4,因此厭氧段停留3.36h，好氧段停留13.44h。6）剩余污泥降解BOD產(chǎn)生的污泥內(nèi)源呼吸消耗的污泥，不可生物降解和惰性懸浮固體每天生成的活性污泥為W1-W2=113.9-85.4=28.故總剩余污泥為：濕污泥體積：設(shè)含水量為99.2%，則，7）最大需氧量若空氣密度為空氣中含有氧量為21%，則所需理論空氣量：本設(shè)計中選取氧的利用率為20%，安全因素采用1.5，設(shè)計所需空氣量為：選用D22×16-7/型羅茨鼓風(fēng)機，其性能參數(shù)見下表：型號進氣量功率kWD22×16-7/75.58）曝氣器所需數(shù)量式中h1—按供氧能力所需曝氣器個數(shù)（個）；Oc—由式（3.4.4-1）所得曝氣器污水標準狀態(tài)下生物處理需氧量（kgO2/d）；qc–曝氣器標準狀態(tài)下，與曝氣器工作條件接近時的供氧能力（kgO2/h·個）;選擇鐘罩式微孔曝氣器，服務(wù)面積為0.5m2曝氣池面積為161m2，故縱的曝氣頭數(shù)為53×9)污泥泵的選擇根據(jù)計算，每天產(chǎn)生剩余污泥96.6kg/d，選擇PN型泥漿泵，型號為PN1,型號流量m3/h揚程m功率kWPN17.2~1614～1234.10二沉池考慮本設(shè)計水量較小，不適宜使用輻流式沉淀池，故此選用平流式沉淀池。二沉次池體尺寸計算(1)池表面積：A=式中：A—池表面積，m2；Qmax—最大設(shè)計流量，m3/h；——水力表面負荷，本設(shè)計0.8m3/m2·h。(2)沉淀部分有效水深：h2=qt式中：t—沉淀時間，本設(shè)計取t=3h。h2=0.8×3=2.（3）沉淀部分的有效容積V’=Qmaxt=48.75×2=97.5m（4）池長設(shè)水平流速為3.7mm/s，L=vt×3.6=3.7×1.5×3.6=19.98m（5）池子總寬度校核長寬比L/B=19.98/3.05=6.55>4（6）污泥部分容積污泥容積參照生活污水進行設(shè)計計算，設(shè)T=2d，污泥含水率為95%，（7）污泥斗容積泥斗尺寸為f1=3.05×3.05=9.3m2；f2=0.5×0.5=0.25m（8）污泥斗以上的梯形部分h4’=(19.98+0.3-4.5)×0.01=（9）沉淀池總高設(shè)超高為0.3m，無機械刮泥設(shè)備，故此緩沖層高0.5m，據(jù)此H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.4+0.5+0.1578=3.36m4.11污泥濃縮池a.污泥量：進入污泥濃縮池的污泥包括兩部分，一是沉淀池的污泥，二是二沉池的剩余污泥，總泥量W=W1+W2=96.6+3.96=100.6m3/d=4.2m3/hb.濃縮池各部分尺寸的確定(1)濃縮池有效容積：V=Q.T式中:Q——設(shè)計污泥量，m3/h；T——濃縮時間，本設(shè)計取16h。m3(2)池斷面面積：擬采用有效水深h2=5.5m(3)圓錐體體積的確定：設(shè)，則：(4)所需柱體體積：V柱=V-V錐=12.2-9.4=2.84(5)h2=(6)濃縮池總高度：H=h1+h2+h3=0.3+5.5+1.75=7.55(7)濃縮后污泥量：式中：q——濃縮后污泥量，m3；P1——濃縮前污泥的含水率；P2——濃縮前污泥的含水率。(8)濃縮后泥位：泥占柱體體積V，V’=q-V錐=20.2-9.4=1則泥在柱體中的高度h4為：h4=(9)水區(qū)高度：h5=h2-h4=5.5-0.89=4.61本設(shè)計采用帶式壓濾機機械脫水。(11)板框壓濾機a.濃縮后污泥量：按濃縮后的污泥量V=10.8mb.脫水工藝及脫水設(shè)備的選擇(1)脫水工藝污泥脫水主要采用機械壓縮方法，采用PAM作為脫水劑，投加量為3ppm，脫水用量為：式中：97%——為污泥的濃縮后的含水率壓濾機過濾能力W采用3kg干泥/m3·d.而且每天工作8hm2(2)壓濾機的選擇選用2臺BAJ20-635/25型自動板框壓濾機，1用1備，其性能參數(shù)如下：型號過濾面積㎡框內(nèi)尺寸㎜濾板㎜外形尺寸mmBAJ20-635/2520635×635453770×1260×1200第五章構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表5.1主要構(gòu)筑物一覽表序號名稱參數(shù)規(guī)格(m)數(shù)量說明1調(diào)節(jié)池L×B×H16×9×31座鋼砼、防腐2微電解塔H×5.65×22座鑄鐵、防腐3Fenton氧化池L×B×H4.5×2×2.51座鋼砼、防腐4中和反應(yīng)池L×B×H5×3×2.51座鋼砼5沉淀池D×H4.22×5.631座鋼砼6格柵L×B×H2.87×0.08×0.761座鋼砼7調(diào)節(jié)池L×B×H15×10.4×31座鋼砼8厭氧池L×B×H6.7×2.7×1.51座鋼砼9好氧池L×B×H20.1×8×4.51座鋼砼10二沉池L×B×H19.98×3.05×3.361座鋼砼11污泥濃縮池D×H3.94×7.551座鋼砼5.2主要設(shè)備一覽表序號名稱型號數(shù)量說明1計量泵JX-63/52臺一備一用JZ-1000/3.22臺JX-40/82臺2污泥泵PN12臺一備一用3污水泵80F-152臺一備一用2PW2臺4羅茨鼓風(fēng)機D22×16-7/2臺一備一用5曝氣頭鐘罩式微孔17066個6pH計BYS014個一備一用7板框壓濾機BAJ20-635/252臺一備一用第六章管道水力計算及高程布置6.1平面布置及管道的水力計算《室外排水設(shè)計規(guī)范》第三章第二節(jié)中規(guī)定：排水管道的最大設(shè)計流速：非金屬管道為5m/s。本設(shè)計中選用v=1.0m/s。已知生產(chǎn)廢水流量為240m3/d，約為0.008m式中：Q——設(shè)計流量，；w——過水?dāng)嗝婷娣e，；v——水流流速，；c——謝才系數(shù)；R——水力半徑，D/4，m；n——管道粗糙系數(shù)，查《給水排水設(shè)計手冊》第五冊，鑄鐵排水管n=0.013；i——設(shè)計坡度；已知，充滿度h/d=0.7，h=0.7d，h-0.5d=0.2d，，α=66.4°則過水?dāng)嗝婷娣e：因此1、管段1，2（進水管，調(diào)節(jié)池至pH調(diào)整池）設(shè)計流量為8.3L/s，設(shè)流速為1.0則取150mm校核：管徑取D=150mm，粗糙度n=0.013，得i=0.006，v=0.79m/s。2、管段3（pH調(diào)整池至微電解池）流量Q=8.3L/s，流速為1.67。取125mm。校核：管徑取D=125mm，粗糙度n=0.013，得i=0.03,v=1.32m/s。3、管段4、5、6、7（微電解池至氧化池，氧化池至中和池，中和池至沉淀池，沉淀池至調(diào)節(jié)池）同管段1、2，i=0.014,v=0.9，D=100mm。5、管段8（生活污水至調(diào)節(jié)池）流量Q=686m3/d，設(shè)流速v=1.0m取150mm。校核：管徑取D=150mm，粗糙度n=0.013，得i=0.06,v=0.72m/s。6、管段9（調(diào)節(jié)池至厭氧池）流量Q=8L/s，設(shè)流速v=1.88m/s取125mm。校核：管徑取D=125mm，粗糙度n=0.013，得i=0.03,v=1.32m/s。7、管段10、11、12（厭氧池至好氧池，好氧池至二沉池，排水管）流量Q=8L/s，設(shè)流速v=1.0m/s取150mm。校核：管徑取D=150mm，粗糙度n=0.013，得i=0.06,v=0.72m/s。管道水力計算結(jié)果一覽表管段（）D（mm）V（）長度(m)水力坡度i1（進水管）8.31500.7920.01428.31500.7920.01438.31251.3220.0348.31000.920.01458.31000.920.01468.31000.920.01478.31000.920.01487.31500.7220.0697.31501.3220.03107.31500.7220.06117.31500.7220.0612（出水管）7.31500.7220.066.2泵的水力計算及選型在工藝流程中，污水兩處需要泵的提升，一處在pH調(diào)整池與微電解塔間，另一處在調(diào)節(jié)池和生化池間。現(xiàn)對這兩處的泵進行水力計算，并進行設(shè)備選型。1、調(diào)節(jié)池與微電解塔間的泵調(diào)節(jié)池的液面高度為-0.5m，微電解塔的有效高度為5m，泵的實際提升高度z為5(1)吸水管的流量為8.3L/s，選擇管徑為100mm，根據(jù)管道水力計算，v=0.96m/s，i=0.019。局部阻力系數(shù)查表得：濾水網(wǎng)＝8.5，90°彎管＝0.294，水泵入口前得漸縮管＝0.1，吸水管長2.0m。吸水管水頭損失為（2）出水管的流量為8.3L/s，選擇管徑為80mm，根據(jù)管道水力計算，v=1.67m/s，i=0.0804。90°彎管＝0.294，出口＝1.0，出水管長4.0m，因此出水管水頭損失為（3）微電解池的水頭損失計算：布水系統(tǒng)的水頭損失；承托層水頭損失；濾料的水頭損失因此微電解塔的水頭損失h5=h1+h2+h3+h4=1.5+0.95+0.462+4.4=7.0（3）水泵總揚程HH＝Z+++h5＝5.5+0.47+1.72+7.0＝14.7m，放大1.1倍后，水泵的揚程為15.根據(jù)此時計算的水頭損失，能夠選擇pH調(diào)整池的泵，揚程為17.1m，流量為30m3/h,選擇F型金屬耐腐蝕泵，型號為80F型號流量m3/h揚程m電機功率kW葉輪直徑mm80F-1533.5～6517.5～12.041272、調(diào)節(jié)池和生化池間的泵調(diào)節(jié)池的有效水深為2.5m，生化池的有效水深為4m。調(diào)節(jié)池的液面高度為-0.5m，生化池的液面高為4m，故泵的提升高度為4.5m。（1）吸水管的流量16.3L/s，選擇進水管管徑為150mm。v=0.96m/s，i=0.0123，吸水管長1.5m，局部阻力系數(shù)查表得：濾水網(wǎng)＝8.5，90°彎管＝0.294，水泵入口前得漸縮管＝0.1。吸水管水頭損失為（2）出水管的流量為16.3L/s，選擇管徑為100mm，根據(jù)管道水力計算，v=1.88m/s，i=0.071。90°彎管＝0.294，出口＝1.0，壓水管長4.0m，因此出水管水頭損失為（3）水泵總揚程HH＝Z+++h5＝4.5+0.44+2.05＝6.99m，增加安全水頭1.5m，水泵的揚程為8.5m，流量為選擇PW型污水泵，型號為2PW，具體參數(shù)為：型號流量L/s揚程m功率kW2PW10～2011.6～8.546.3高程布置和計算泵站設(shè)在兩處，pH調(diào)節(jié)池與微電解池之間、調(diào)節(jié)池和生化池之間。因此，高程布置的水力計算分三段進行：pH調(diào)節(jié)池至泵站為一段，泵站至調(diào)節(jié)池；調(diào)節(jié)池至二沉池，從二沉池逆流算起。進水管最高水位0管道沿程水頭損失管道局部水頭損合計0.033(m)調(diào)節(jié)池最高水位式-0管道沿程水頭損失管道局部水頭損（按沿程水損的20%計算）調(diào)節(jié)池內(nèi)損0.5(m)合計0.53(m)pH調(diào)整池最高水位-微電解塔最高水位8管道沿程水頭損失管道局部水頭損微電解池內(nèi)部水頭損失7自由跌落0.2m合計7.2Fenton氧化池最高水位1管道沿程水頭損失管道局部水頭損失自由跌落0.2m中和反應(yīng)池的內(nèi)損0.5m合計0.73m中和反應(yīng)池最高水位0管道沿程水頭損失管道局部水頭損失自由跌落0.2m中和反