抗生素廢水污水處理廠設計解析

摘要本設計是抗生素制藥廢水處理工藝設計，處理規(guī)模30000m3/d，抗生素廢水有以下特點：CODcr含量高，廢水中SS濃度高，成分復雜，存在生物毒性物質(zhì)，硫酸鹽濃度高，設計采用懸掛鏈式節(jié)能移動曝氣工藝，該工藝投資費用小，運行費用小，工藝效果好，運行管理簡單。本抗生素制藥廢水處理工藝方案的設計，能去除BOD5（達92.59%）CODcr（達90%）和SS（達93.33%），從而最大限度的減少了對環(huán)境的污染。通過對此工藝的處理，出水水質(zhì)將達到GB18918-2002（《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》）一級A標準。關鍵詞：抗生素制藥廢水；懸掛鏈式節(jié)能移動曝氣工藝；濃縮池TheAntibioticpharmaceuticalwastewaterprocessdesignAbstractThedesignisabouttheantibioticpharmaceuticalwastewatertreatmentprocessdesign,dealingwiththescaleof30000m3/d,antibioticwastewaterhasthefollowingcharacteristics:highofCODcrcontent,highconcentrationofSSinthewastewater,complexcomposition,thepresenceofbiologicaltoxicsubstances,highconcentrationsofsulfate.ThedesignusesareactiveHangingchainenergy-savingmobileaerationprocess.Theprocessisasmallinvestmentcosts,operatingcosts,bettertechnology,andsimpleoperationandmanagement.Theantibioticpharmaceuticalwastewatertreatmentprocessdesign,canremovetheBOD5(92.59%)CODcr(90%)andSS(93.33%),inordertominimizetheenvironmentalpollution.Throughthisprocess,theeffluentqualitywillreachGB18918-2002("urbansewagetreatmentplantpollutantdischargestandard"),anAstandard.Keywords:antibioticpharmaceuticalwastewater;Hangingchainenergy-savingmobileaerationprocess.;concentratedpoolTOC\o"1-5"\h\z緒論 11.1課題來源 11.2抗生素廢水的來源及特點 11.2.1抗生素廢水特點 21.3國內(nèi)外制藥廢水處理工藝現(xiàn)狀 21.3.1化學處理方法 21.3.2物化處理方法 31.3.3生物處理方法 3工藝設計說明 52.1設計原始資料 52.1.1設計水量 52.1.2設計進水水質(zhì) 52.1.3設計出水水質(zhì) 52.1.4站址介紹 52.2工藝選擇 62.2.1處理程度計算 62.2.2備選工藝 62.3主要處理構(gòu)筑物介紹 7格柵 72.3.2提升泵房及集水井 82.3.3調(diào)節(jié)池 82.3.4水解酸化池 82.3.5懸掛鏈式節(jié)能移動曝氣工藝 92.3.6污泥處理 92.3.7加藥間 102.4污水處理廠總面積平面布置原則 102.5管線布置 112.6污水廠的高程布置 112.6.1污水處理廠高程布置應考慮事項 112.6.2水頭損失包括 11主體工藝設計計算 133.1格柵間 133.1.1格柵設計計算 133.2調(diào)節(jié)池 153.3水解酸化池設計 163.4沉淀池設計 183.4.1設計說明 18一沉池 18二沉池 213.5缺氧池 233.6曝氣池 243.7污泥接觸氧化池 253.8污泥濃縮池 26\o"CurrentDocument"結(jié)論 28參考文獻 29致謝 錯誤！未定義書簽。第II頁共II頁緒論1.1課題來源某市中外合資藥業(yè)公司新建產(chǎn)品項目，主要生產(chǎn)抗生素藥類，產(chǎn)生廢水總量30000m3/d。制藥工藝以生物發(fā)酵法為主，主要以糧食、糖蜜等為主要原料，生產(chǎn)工藝包括微生物發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、化學方法提取、精制等過程，產(chǎn)生的廢水主要包括提取和精制過程中的發(fā)酵廢水；溶劑回收過程中的濃廢水；生產(chǎn)設備洗滌和地板沖洗用水；廢冷卻水；發(fā)酵罐排放的廢發(fā)酵母液，必須對其進行處理。由于廢水有機污染物濃度高，且有較大的臭味，因此，為保護環(huán)境，必須在加強生產(chǎn)過程污染控制的同時，在廠區(qū)內(nèi)建設廢水處理站進行末端治理。1.2抗生素廢水的來源及特點抗生素是目前國內(nèi)應用的較多的藥物種類之一，大部分為生物制藥。所謂生物制藥，是指通過微生物的生命活動,將糧食等有機原料進行發(fā)酵、過濾、提煉而成，屬發(fā)酵工業(yè)范圍［1］?？股仡愃幤肥蔷哂性诘蜐舛认逻x擇性抑制或殺滅其它菌種微生物或腫瘤細胞能力的化學物質(zhì)，是人類控制感染性疾病、保障身體健康及防治動植物病害的重要化學藥品，但是由于抗生素在篩選和生產(chǎn)、菌種選育等方面仍存在著許多技術難點，從而出現(xiàn)原料利用率低、提煉度低、廢水中殘留抗生素含量高等諸多問題⑵。造成嚴重的環(huán)境污染與不必要的浪費，影響了抗生素生產(chǎn)的社會效益與經(jīng)濟利益。抗生素廢水是一類含高硫酸鹽，多種抑制物，碳氮比低的難降解有毒高濃度有機廢水，主要是生產(chǎn)過程中原料提煉后的廢發(fā)酵液，包括蒸餾回收溶液后的殘留液、離子交換吸附后的廢液以及染菌倒灌的廢液等⑶。廢水中含有高濃度有機物和懸浮固體，一般不含重金屬和劇毒的化學物質(zhì)，但化學需氧量很高，排入江河后將嚴重耗氧，破壞天然水質(zhì)的自凈能力，引起水質(zhì)變黑，水體富營養(yǎng)化，傳播病菌，釀成公害。國內(nèi)生產(chǎn)抗生素主要以糧食、糖蜜等為主要原料，生產(chǎn)工藝包括微生物發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、化學方法提取、精制等過程，產(chǎn)生的廢水主要包括提取和精制過程中的發(fā)酵廢水；溶劑回收過程中的濃廢水；生產(chǎn)設備洗滌和地板沖洗用水；廢冷卻水；發(fā)酵罐排放的廢發(fā)酵母液囹。1.2.1抗生素廢水特點廢水中污染物的主要成分為：發(fā)酵殘余營養(yǎng)物(如葡萄糖、蛋白質(zhì)和無機鹽之類)、發(fā)酵代謝物、酸、堿、有機溶劑和其它化工原料等⑸。其特點為：廢水水質(zhì)成分復雜。有機物、溶解性和膠體性固體、懸浮物含量高，污染物質(zhì)組分繁多復雜，難降解有機物含量高，且含有多種抑制廢水生物處理的物質(zhì)⑹大大增加了廢水的處理難度；廢水水質(zhì)，水量波動大，規(guī)律性差；制藥廢水中有許多有機污染物對微生物是有毒有害的；廢水可生化性差；pH變化大，溫度較高，色度和氣味重，并且有生物毒性，間歇生產(chǎn)造成水質(zhì)水量波動大⑺。1.3國內(nèi)外制藥廢水處理工藝現(xiàn)狀抗生素廢水處理技術的發(fā)展經(jīng)歷了較長的過程，早期(20世紀40年代)主要利用中和、沉淀、氧化等物理方法對抗生素廢水進行簡單處理，隨著工業(yè)的發(fā)展，生化處理工藝開始逐步在抗生素廢水處理中得到應用。廢水處理是一個過程，在此過程中廢水中的固體一部分被去除，另一部分從非常復雜的易于腐敗的有機固體轉(zhuǎn)換為礦物質(zhì)或者相對穩(wěn)定有機固體。主要和次要的處理過程去除了廢水中絕大多數(shù)的BOD和懸浮物㈤。1.3.1化學處理方法在抗生素廢水的化學處理方法中，采用臭氧氧化的方法能提高抗生素廢水的BOD5/COD比值。如IsitAkmehmetBalcioglu等［9］。對3種抗生素廢水，包括2種人類使用的抗生素和1種獸醫(yī)用的抗生素廢水進行臭氧氧化處理，結(jié)果顯示對于獸醫(yī)用的抗生素，在臭氧用量為2.96g/L時，BOD5/COD從0.077增加到0.38，而對于人類使用的抗生素，該比值分別是從0到0.1和0到0.27。同時結(jié)果顯示在不調(diào)整廢水pH值的情況下，3種廢水的臭氧氧化過程均可以獲得75%以上的COD去除率。1.3.2物化處理方法物化法主要包括混凝、沉淀、吸附、膜過濾［10］、反滲透［11］等方式。吳敦虎等人［12］采用自制的聚合氯化硫酸鋁(PACS)和聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFCF)處理，一次混凝處理與二次混凝處理COD去除率在80%以上，pH、COD、SS均可達到國家排放標準。此外，采用含Ca2+復合絮凝劑對抗生素制藥廢水進行混凝處理［13］，COD去除率可達71%-77%,SS的去除率87%-89%，可大幅度地削減廢水中殘留抗生素的抑菌效力，處理后的水質(zhì)達到排放標準，更趨于普通的有機廢水，有利于常規(guī)生物處理。物化處理還可作為其他處理方式的前處理方式，如絮凝-電解法處理麻黃素廢水［14］絮凝一厭氧一好氧處理抗菌素廢水［15］，其目的多是降低水中的懸浮物和減少廢水中的生物抑制性物質(zhì)，有利于廢水的后續(xù)生物處理，這些試驗均取得了較好的效果。1.3.3生物處理方法生物處理法已成為處理高濃度有機廢水的主要選擇，應用生物處理法顯著地降低了污水處理的運行費用，為制藥廢水處理技術開辟了經(jīng)濟、有效的新途徑。生物處理技術一般包括：好氧處理法、厭氧處理法、厭氧-好氧處理方法等。好氧處理法實現(xiàn)生產(chǎn)性規(guī)模運行的好氧生物處理工藝主要是早期傳統(tǒng)活性污泥法和20世紀70年代開發(fā)盼革新替代工藝，如生物接觸氧化法、深井曝氣、生物流化床等。陳一申等［16］采用活性污泥法處理小諾霉素發(fā)酵廢水，在進水COD濃度低于29/L時，COD去除率在85.4%-89.7%。厭氧處理方法厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物的作用將廢水中的各種各種有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程,也稱厭氧消化［17］。陳業(yè)鋼等［18］用水解酸化反應器與復臺厭氧反應器組合工藝處理含高濃度SO2-的抗生素廢4水。試驗結(jié)果表明，水解酸化反應器最大容積負荷可達16.84kgCOD/(m3.d)，有效降低了毒性物質(zhì)的抑制作用，而復合厭氧反應器最大容積負荷可達8.57kgCOD/(m3?d),COD與SO2-的總?cè)コ史謩e為75.5%和95.2%。對各種抑制物質(zhì)和4沖擊負荷表現(xiàn)出很好的適應性［19］。厭氧一好氧處理方法厭氧一好氧組合工藝可以降低系統(tǒng)的基建費用及出水的各項污染指標，是目前常被采用的處理工藝。陳宏等㈣在UASB反應器頂部加設了彈性立體填料，增加接觸面積，能夠高效處理抗生素廢水。穩(wěn)定運行時，UASB+SBR復合工藝COD的去除率可達98%以上，出水的各項指標均滿足一級排放標準。目前在各種厭氧一好氧組合工藝中最為引人注目的是水解酸化一生物接觸氧化組合工藝。楊俊仕等［21］采用水解酸化-AB生物法新工藝處理青霉索、四環(huán)素等生產(chǎn)廢水的實驗結(jié)果表明,當廢水COD為3283.9mg/L，BOD為1348.9mg/L時，處理后的出水分別為287.8mg/L、21.3mg/L，出水達到國家規(guī)定的(GB9678-1988)生物制藥行業(yè)廢水排放標準。工藝設計說明2.1設計原始資料2.1.1設計水量計算流量：Q=30000m3/d=0.3472m3/s=34.72L/s總變化系數(shù)：KZ=2.7/Q0』1=1.42最大大流：Qmax=KZxQ=1.42x30000m3/d=42600m3/d=0.4931m3/s2.1.2設計進水水質(zhì)表2.1.2進水水質(zhì)指標水質(zhì)指標BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)pH總磷NH3-N總N濃 度mg/L)<135<500<1506.0?9.0635702.1.3設計出水水質(zhì)根據(jù)環(huán)保部門要求，出水水質(zhì)將達到GB18918-2002(《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》)一級A標準。因此確定出水水質(zhì)為：表2.1.3出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)pH總磷NH3-N總N濃度(mg/L)<10<50<106.0?9.00.55(8)152.1.4站址介紹廢水處理廠地處大同盆地西北部，為傾斜平原，地勢平坦。屬半干旱大陸性氣候，春季干燥多風，夏季溫和，雨季集中。年平均氣溫6.54°C，最高氣溫37.7°C,最低氣-29.1C，年平均降雨量384mm。最大凍土深度1.79m，標準凍深1.5m，常年主導風向為北風。站址選擇一般應考慮以下問題：廠址應選在地質(zhì)條件較好的地方。地基較好，承載力較大，地下水位較低，便于施工。處理廠應盡量少占土地和不占良田。同時，要考慮今后有適當?shù)陌l(fā)展余地。要考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件。處理廠應設在靠近電源的地方，并考慮排水、排泥的方便。處理廠應選擇在不受洪水威脅的地方，否則應考慮防洪措施。2.2工藝選擇2.2.1處理程度計算BOD5的去除率：n=(135-10/135)x100%=92.59%CODcr的去除率：n=(500-50/500)x100%=90%SS的去除率：n=(150-10/150)x100%=93.33%總磷去除率：n=(6-0.5/6)x100%=91.7%NH3-N去除率：n=(6-0.5/6)x100%=85.7%總N去除率：n=(6-0.5/6)x100%=78.6%pH：6.0?9.02.2.2備選工藝污水通過收集管網(wǎng)自流入粗格柵及進水泵房，過格柵去除較大的顆粒雜質(zhì)及漂浮物污水，經(jīng)進水泵房提升，進入水量水質(zhì)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池設置經(jīng)預曝氣攪拌措施。為了保證污水的處理效果，與格柵間前設置事故池。，上游污水排放企業(yè)出現(xiàn)污水事故超標排放，可能對污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊時，超標高濃度廢水儲存在事故池，事故解決后事故池廢水緩慢均勻匯入調(diào)節(jié)池，后進入污水處理系統(tǒng)處理。調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升進入細格柵間去除顆粒雜質(zhì)，細格柵間出水進入反應沉淀系統(tǒng)，投加水質(zhì)調(diào)節(jié)藥劑，進行水質(zhì)調(diào)理，之后對污染物進行泥水分離，確保進入生化段的污水滿足工藝要求。反應沉淀出水進入生化系統(tǒng)的水解酸化池。通過確保水解酸化池充足水力停留時間、努力提高水解酸化池生物量、實現(xiàn)水解酸化池生物相分離等方式強化水解酸化池效率，提高廢水的可生化性。水解酸化池出水自流入缺氧池，廢水在缺氧池進行反硝化，提高總氮去除率，之后廢水流入曝氣池，再有溶解氧存在的前提下，好氧微生物將廢水中的污染物作為底物進行新陳代謝，大部分有機物無機化變成CO2和h2o,小部分有機物以微生物的增量形式出現(xiàn)，此外，污水中的微生物將有機氮轉(zhuǎn)化成氨氮，化能自養(yǎng)微生物再將氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。生化池出水進入沉淀池進行泥水分離。沉淀池出水自流進入接觸氧化池進行二級生化處理，經(jīng)終沉池進行泥水分離后，出水進入改性活性炭系統(tǒng)進行吸附處理，最終出水達標排放。

反應沉淀污泥、水解酸化池剩余污泥、好氧池剩余污泥、終沉池污泥流至污泥濃縮池，污泥濃縮池內(nèi)污泥由污泥泵送至污泥濃縮脫水一體機脫水使污泥含水率降至75-80%，堆存在污泥堆棚，最后集中外運處置。進水泵站房調(diào)節(jié)池細格柵反應沉淀水解酸化池一沉池缺進水泵站房調(diào)節(jié)池細格柵反應沉淀水解酸化池一沉池缺氧池好氧池二沉池接觸氧化改良活性炭吸附0脫水機房污泥濃縮池脫水機房圖2.2.2工藝流程圖2.3主要處理構(gòu)筑物介紹2.3.1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，泵房集水井的進口處或者污水處理廠的端部。主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免其對后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成損害。格柵配有水位探測儀，當柵前后水位差達到設計值時，則自動啟動配置的清洗耙。每套格柵前后均設有電動閘板以便檢修時截斷污水。水泵前格柵條間隙，應根據(jù)水泵要求確定格柵量與地區(qū)的特點，格柵的間隙大小，污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關。格柵的過柵流速一般采用0.6-1.0m/s柵前渠道內(nèi)水流速度一般采用0.4-0.9m/s格柵傾角一般采用45°-75°通過格柵的水頭損失一般采用0.08-0.15m格柵間必須設置工作臺，臺面應高出柵前最高設計水位0.5m。工作臺上應有安全和沖洗設施格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應小于0.7m。工作臺正面過道寬度，當采用人工清除格柵時，不應小于1.2m設置格柵裝置的構(gòu)筑物，必須考慮有良好的通風設置參數(shù)選取設柵前流速V]=0.8m/s，過柵流速v2=0.8m/s，柵條間隙寬度b=0.010m，柵條寬度S=0.01m，漸寬部分展開角度a=20°，柵前部分0.5m，格柵傾角a=75°，單位柵渣量0.07m3柵渣/103m3污水設兩組細格柵，1用1備2.3.2提升泵房及集水井泵站是給污水加壓與提升設備，為污水提供能量，是污水在后續(xù)處理構(gòu)筑物中能順利流下，不倒流。2.3.3調(diào)節(jié)池工業(yè)廢水的水量和水質(zhì)隨時間的變化幅度較大，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設備的正常運行，用調(diào)節(jié)池進行均衡調(diào)節(jié)，緩沖瞬間排放的高濃度廢水，同時使生產(chǎn)廢水進行內(nèi)部中和反應，從而降低運行成本，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。2.3.4水解酸化池從工程上講，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的過程可分為水解階段，酸化階段和甲烷化階段等三個階段。水解池是把反應過程控制在第二個階段之前完成，不進入第三個階段。它實際上完成水解和酸化兩個過程(酸化也可能不十分徹底)，但為了簡化，簡稱為水解。水解池具有以下優(yōu)點：不需要密閉的池子，不需要攪拌器，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價和便于維護。水解和酸化階段主要是小分子的有機物，可生化性一般比較好，故水解可改變原水的可生化性，從而減少反應時間和處理的能耗。由于反應控制在第二階段前完成，出水無厭氧發(fā)酵的不良氣味，改善了處理廠的環(huán)境。由于第一第二反應迅速，故水解池體積小，與初沉池相當，節(jié)省基建投資。由于水解池對固體有機物的降解，減少了污泥量，具有消化池功能。2.3.5懸掛鏈式節(jié)能移動曝氣工藝懸掛鏈式節(jié)能移動曝氣工藝包含多種工藝組合，自一九七二年以來，系統(tǒng)的發(fā)展而來的。到目前為止，已有近千套懸掛鏈移動曝氣系統(tǒng)在世界各地運行，其中一半是市政污水處理系統(tǒng)，中國也有數(shù)百座此系統(tǒng)正在成功地運行著。本工藝實現(xiàn)了自然的生物處理，它的優(yōu)越性體現(xiàn)在以下幾方面：廢水中的污染物被徹底吸收（分解），出水水質(zhì)好。而一般污水處理廠，由于污泥負荷量相對較高（微生物數(shù)量相對較少），微生物僅分解污染物中最有營養(yǎng)的部分，相對來說進化效率較低：待去除的剩余污泥量很少，所含的有機物已被很好的分解、礦化，污泥無臭味。（1） 有效的曝氣系統(tǒng)本工藝的曝氣系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)的固定模式，而使曝氣器由浮筒牽引，懸掛在池中，曝氣器與布氣管間用軟管連接，在向曝氣器通氣時由于受力不均，在水中產(chǎn)生運動。當偏離浮筒垂直軸時，氣泡浮至水面并在浮筒一側(cè)爆裂，從而對浮筒產(chǎn)生反向推動力，使浮筒運動，浮筒又反過來帶動曝氣器運動。（2） 簡單而有效的污泥處理由于懸掛鏈式節(jié)能移動曝氣工藝采用低污泥負荷，泥齡長（一般大于20天），污泥很穩(wěn)定，污泥量少，無臭味，不易腐爛。經(jīng)簡單濃縮后，可直接利用污泥脫水設備后外運。2.3.6污泥處理污泥處置就是通過適當?shù)姆椒▽ξ勰噙M行處理，防止污泥腐化發(fā)臭，使其中的有毒有害物質(zhì)得到妥善處理和綜合處理，變害為利，確保污水處理廠正常運行，為污泥找到最終出路。污泥最終處置的主要方法是作農(nóng)業(yè)肥料，做建筑材料，填地，填海造地和排海等。污泥濃縮的主要目的就是減少污泥體積，從而降低后續(xù)處理構(gòu)筑物和設備的負荷，減少處理費用。常用濃縮方法有重力濃縮法，氣浮濃縮法和離心濃縮法。污泥濃縮方法的選擇及優(yōu)點：（1） 重力濃縮法：濃縮池構(gòu)造簡單，操作方便；動力消耗少，運行費用低；貯存污泥能力強。（2） 氣浮濃縮法：濃縮效果好，出泥含水率低；占地面積小，只為重力法的1/10；運行效果穩(wěn)定，不受季節(jié)影響；產(chǎn)生臭氣小，能去除油類。離心濃縮法：濃縮效果好，工作效率高；占地面積小，幾乎不散發(fā)臭氣，工作環(huán)境好。本設計選擇重力濃縮法2.3.7加藥間污水經(jīng)反應池得到改善，細菌含量也大幅度減小，但其絕對值仍然很可觀，并有存在病原菌污染的可能。因此，污水排入水體前應進行消毒。常用的消毒方法有：液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外線消毒。二氧化氯消毒具有極強的殺菌能力，能較好殺滅細菌，病毒，且不會產(chǎn)生致癌，致突，致畸物質(zhì)，是一種安全的消毒技術，殺菌作用持續(xù)時間長，受pH影響小，可除臭，去色。但是消毒主要問題是成本較高，且不能貯存，需現(xiàn)場制備。在我國目前用于小型城市污水處理。紫外線消毒：消毒效率高。但紫外線照射燈具貨源不足，電耗能量較多，且不能保證消毒的延遲性。適合于小型污水廠。本設計采用液氯消毒。2.4污水處理廠總面積平面布置原則處理構(gòu)筑物的布置應緊湊，節(jié)約土地并便于管理處理構(gòu)筑物的布置應盡可能按流程順序布置，以避免管線迂回，同時應充分利用地形以減少土方量。經(jīng)常有人工作的地方如辦公，化驗等用房應布置在夏季主導風的上風向，在北方地區(qū)應考慮朝陽，設綠化帶與工作區(qū)分開。構(gòu)筑物之間的距離應考慮敷設管渠的位置運轉(zhuǎn)管理的需求和施工的要求，一般采用5-10m。污泥處理構(gòu)筑物應盡可能布置成單獨的組合，以備安全方便管理。變電所的位置應設在耗電量大的構(gòu)筑物附近，高壓線應避免在廠內(nèi)架空敷設。污水廠應設置超越管以便在發(fā)生事故時，使污水能超越一部分或全部構(gòu)筑物，進入下一級構(gòu)筑物或事故溢流管。污水和污泥管道應盡可能考慮重力自流。在布置總圖時，應考慮安排充分的綠色地帶，為污水處理廠的工作人員提供一個優(yōu)美舒適的環(huán)境?？倛D布置應考慮遠近期結(jié)合，有條件可按遠景規(guī)劃水量布置，將處理構(gòu)筑物分為若干系列分期建設。2.5管線布置應設超越管線，當出現(xiàn)故障時，可直接排入水體。廠區(qū)內(nèi)還應有給水管，生活水管，雨水管，消化氣管管線。污水處理廠的輔助建筑物有泵房，鼓風機房，辦公室，集中控制室，水質(zhì)分析化驗室，變電所，存儲間，其建筑面積按具體情況而定，輔助建筑物之間往返距離應短而方便，安全，變電所應設于耗電量大的構(gòu)筑物附近，化驗室應機器間和污泥干化場，以保證良好的工作條件，化驗室應與處理構(gòu)筑物保持適當距離，并應位于處理構(gòu)筑物夏季主風向所在的上風中處。在污水廠內(nèi)主干道應盡量成環(huán)，方便運輸。主干寬6-9m，次干道寬3-4m，人行道寬1.5m-2.0m。曲率半徑9m，有30%以上的綠化。2.6污水廠的高程布置污水處理廠污水處理高程布置得主要任務是：確定各構(gòu)筑物和泵房的標高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管(渠)的尺寸機器標高，通過計算確定個部位的水面標高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。2.6.1污水處理廠高程布置應考慮事項選擇一條最長，水頭損失最大的流程進行水力計算，并應適當留有余地，以保證任何情況，處理系統(tǒng)能夠運行正常。計算水頭損失時一般以近期最大的流程作為構(gòu)筑和物和管渠的設計流量；計算涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，并酌加擴建時的備用水頭。污水廠的高程布置為了降低運行費用和便于管理，污水在處理構(gòu)筑物之間的流動按重力考慮為宜.2.6.2水頭損失包括(1)污水經(jīng)各處理建筑物的內(nèi)部水頭損失。(2)污水經(jīng)連接前后兩構(gòu)筑物管渠的水頭損失，包括沿程水頭損失和局部水頭第11頁共31頁損。主體工藝設計計算3.1格柵間3.1.1格柵設計計算設柵前流速V]=0.8m/s，過柵流速v2=0.8m/s，柵條間隙寬度b=0.010m，柵條寬度S=0.01m，漸寬部分展開角度a=20°，柵前部分0.5m，格柵傾角a=75°，單位柵渣量0.07m3柵渣/103m3污水設兩組細格柵，1用1備B1=V1進水渠道寬:B1=V1(3-1)B=「空理=1.11m1V0.8(2)柵前水深:(3-2)h=0.55m柵條的間隙數(shù):Q—(3-3)(3-4)乃='maxsma(3-3)(3-4)Nbhv20.4931x<75n= =1101x0.010x0.55x0.8(4)柵槽寬度:B=S(n-1)+bnB=0.0(1(110-1X+0.0101(5)進水渠道漸寬部分的長度:(3-5),2.19-1.11/]=—2_20—^1.484m柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度:(3-6)1.4842=0.724m(7)通過格柵的水頭損失：設柵條斷面為銳邊矩形面，故K=3,儉2.42h(3-6)1.4842=0.724m(7)通過格柵的水頭損失：設柵條斷面為銳邊矩形面，故K=3,儉2.42h=P(爻)4%sinaK1b 2g(3-7)0.01.40.82h=2.42x(0010)3x-——sin75x3=0.229m柵后槽高度：設柵前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2H=0.55+0.229+0.3=1.079m柵槽總長度：L=I+1+0.5+1.0+ 1—1 2 tg。(3-8)(3-9)L=1.484+0.724+0.5+1.0+0.55+0.3

tg75=3.9m(10)每日柵渣量:叩(10)每日柵渣量:叩1Kx1000(3-10)30000x30000x0.71000=21m3-d宜采用機械清渣，格柵采用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機。圖3.1格柵間3.2調(diào)節(jié)池已知Qmax=42600m3/d=1775m3/h；取水力停留時間HRT=12h；調(diào)節(jié)池有效水深h=5.5m；水面超高取0.5m。調(diào)節(jié)池的有效容積：=QxT (3-11)=1775x12=21300m3調(diào)節(jié)池的總高度：H=5.5+0.5=6.0m調(diào)節(jié)池的面積：入=V (3-12)A=迎=3550m212調(diào)節(jié)池尺寸為：LxBxH=80.0x35.0x6.0m在調(diào)節(jié)池內(nèi)設污水泵4臺(3用一備，其中1臺變頻)N=37KW3.3水解酸化池設計已知Q=30000m3/d=1250m3/h，取表面負荷q=0.5m3/m2.h，水力停留時間t=6h(1)池表面積：A=— (3-13)qA=1250=2500m20.5(2)將水解池設計成矩形，長38.4m，寬55，則實際水解池表面積為A'=2112m2有效水深：h=qth=0.5x10=5m(3-14)則水解池的有效容積：=A'h=2112x5.5=11616m3(3-15)超高取0.5m，則水解池的尺寸為38.4x55x5.5m實際表面負荷：.1775 ,一q=2112=0.840m3；m2出停留時間:「=—(3-16)t'=6.54h進水裝置位于池底部，采用豎管布水或穿孔管布水。每個布水孔口的服務面積0.5-2m2，每個孔口的流向不同，流速采用0.4-1.5m/s，并盡量避免孔口的堵塞和短流。出水堰間距2-3m，出水堰設置擋渣板，排泥裝置位于池一側(cè)。出水系統(tǒng)設計本設計采用三角堰會水槽出水，再用出水管出水，采用90°三角堰出水。每米堰板設5個堰口，詳細如下：堰長L=7，則出水堰負荷(3-17), 30000q—24x3600x7=0.0496L(S刊沿池寬方面布置。出水堰出水流量:@堰=土(3-18)Q=496=9.92x10-3m3is堰5堰上水頭：由q=1.4h2；h=2(3-19)h2=0.14m集水槽寬：B=0.9xQ0.4maxB=0.9x(1.42x30000)0.4=0.6824x3600(3-20)集水槽臨界水深：(3-21)、=0.4m2集水槽起端水深:(3-22)h3=1.73x七(3-22)h3=0.72m設出水渠自由跌落高度h1=0.1m；則集水槽總高度h=h1+h2+七=0.1+0.14+0.72=0.96m(7)污泥量4000-3200 576-288W=Q (1-30%)+Q x50%=21.12/1000 10003.4沉淀池設計3.4.1設計說明無論是工業(yè)廢水，還是城市污水或生活污水，水質(zhì)水量在24小時之內(nèi)都有波動。一般來說，工業(yè)廢水的波動大，中小型工廠的波動就更大，甚至一日之內(nèi)或幾班產(chǎn)之內(nèi)都有很大的變化。這種變化對污水處理設備，特別是生物處理設備正常發(fā)揮其凈化功能是不利的，甚至還可能遭到破壞。同樣對于物化處理設備，水量和水質(zhì)的波動越大，過程參數(shù)難以控制，處理效果不穩(wěn)定；反之，波動越小，效果就越穩(wěn)定。在這種情況下，在廢水處理系統(tǒng)之前，設置均化調(diào)節(jié)池，用以進行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均化，以保證后續(xù)處理的正常。3.4.2—沉池⑴池子總面積:q'一般為1.5口3.0m3/h，這里q'=2.0m3商2護Q=15000m3)d=625m^hA=^max= =312.5m3則q' 2.0沉淀部分有效水深:h2=qt=2.0xL5=3m，一般2-4m沉淀部分有效容積：V'=如=15000x1.5=937.5m324 24(4)池長:設水平流速為4.5mm/s(一般不大于5mm：:s)則L=3.6vt=3.6x5.0x1.5=27m(5)池子總寬度:

B=些=11.5m27(6)池子個數(shù):設每個池子寬為6m設每個池子寬為6m，則nB12.9c人——=2個7校對長度和長深比:.L27長寬比一=——=4.5大于4,B校對長度和長深比:.L27長寬比一=——=4.5大于4,B6符合要求長深比L=27=9在8與12之間，符合要求h2 3污泥部分需要的總?cè)莘e:設兩次清除污泥的時間為2d,污泥含水率為95%污泥部分所需容積計算公式為Y(1—P)(3-24)其中p1，p2分別為進水和出水的懸浮固體濃度，P為污泥含水率p=150mg]L=0.15kgIm3,p=10mg/L=0.01kgIm3P=95%V=QV=Q(P1T)X24xTY(1—P)(3-25)V=V=625x(0」5—0.01)x24x2=84m31000x(1—0.95)每格池污泥所需容積:(3-26)(3-26)84V”=——=42m32(10)污泥斗容積:泥斗傾斜角為75，泥斗尺寸為500x500mm，上口尺寸為5000x5000mm,泥斗高度為h4”5.0-0.5 tan75=8.4m2 。1 . 匕=3h4(f1+f2+qf22)(3-27)v8.4x(5.0x5.0+0.5x0.5+寸5.0乂5.0乂0.5乂0.5)V=1=77.7m3(11)污泥斗以上梯形部分污泥容積:梯形上底長l1=27+0.3+0.5+27.8m梯形下底長l2=5.0m梯形高度%'=(27+0.3+0.5-5.0)x0.01=0.228m梯形部分污泥容積：V=(l1+l}hb2—'24(3-28)(27.8+5.0)x0.228x6”/ =22.4m32污泥斗和梯形部分污泥容積：匕+V=77.7+22.4=100.1m3池子總高度：取池子保護層高度h1為0.3，緩沖層高度h3為0.5m污泥層高度為h4=h4'+h「=0.288+8.4=8.628mH=0.3+0.5+8.628=9.428m初沉池污泥量:100O1QV= 11000(100-P)p1(3-29)100x150x50%x15000= =22.5m3d11000x(100-95)x1000其中：C——進入初沉池污水中的懸浮物濃度，mg/L門——初沉池沉淀效率，一般取50%P1 污水流量，m3.；dP——初沉池污泥密度，以1000kg/m3計3.4.33.4.3二沉池圖3.4.2初沉池圖3.4.2初沉池設計處理污水量：qmax設計處理污水量：qmaxvmax1500024=625m3；h⑴沉淀池的總面積:A="vmaxq⑴沉淀池的總面積:A="vmaxq(3-30)A=竺=781m20.8沉淀區(qū)的有效水深:(3-31)(3-31)h2h2=0.8x2=1.6m沉淀區(qū)的有效容積:V1V1=A%(3-32)V=781x1.6V=781x1.6=1250m31沉淀池長度:L=3.6vvt(3-33)L=3.6x5x2=36m沉淀池的總寬度:(3-34)b=塑=19mL=3.6x5x2=36m沉淀池的總寬度:(3-34)b=塑=19m36沉淀池的只數(shù):(3-35)19n=——4污泥區(qū)計算每日產(chǎn)生的污泥量：/_24q^x(Cq-q)X100t

maxr(100-P)(3-36)v24X15000X(150-10)x100°”V= x2=70m31000x1000(100-97)沉淀池的總高度：h=h+h+h+h=0.3+1.8+0.5+2.8=5.4m12 3 4每個沉淀池的污泥量：”=一=14m35(10)污泥斗容積：1, .——x=—h(S+S+p'SS)S斗34 1 2 12 1(3-37)V斗=4x4=16m2S2:底端取邊長0.4m1一一 “ …則S=0.16m2，V斗=-x2.8x(16+0.16+J16則S=0.16m2，沉淀池的總長度：L=0.5+0.3+36=36.8m圖3.4二沉池3.5缺氧池缺氧池長為10.0m，寬為55.0m,水深為5.5m，池深為6.0m單池容積為v=10*55x5.5=3025m3Z二沉池=2v=6050，懸浮物濃度MLSS=2000mg：L污泥負荷：0.072kgBOD5/kgMLSS.d這個工藝中，脫氮效率按下式計算:_R+r、n=R+r+1(fDN――脫氮效率)污泥回流比R一般為50%-100%，最高可達150%，內(nèi)回流比r工程上通常采用100%-400%，以最高內(nèi)回流比r=400%計算，R=100%，反硝化率:f=1+4=83%dn1+4+1可見，仍有部分硝態(tài)氮沒被反硝化，出水仍含有硝態(tài)氮，其數(shù)值與進出水水質(zhì)和反硝化率有關。進水BOD為135mg/L，TN=70mg/L，出水BOD為10mg/L，最大反硝化率為83%，出水中有機氮為5mg/L，則出水中硝態(tài)氮濃度（Noch）為：N=(1-83%)x[70-0.05x(112.5-20)-2]=10.8mg；Lah '如果內(nèi)回流比r=100%，反硝化率:f=1+1-67%dn1+1+1出水中硝態(tài)氮濃度:N叫=(1-67%)x[70-0.05x(112.5-20)-2]=20.9mg/L說明反硝化程度越低，對除磷越不利3.6曝氣池(1)流入曝氣池的污水量與水質(zhì):水量：Q=15000m3dBOD;S0=135x(1-0.93)=9.45mg/L(2)曝氣區(qū)總?cè)莘e：V=冬LsX(3-38)T715000x9.45V= =984.3m30.072x2000⑶沉淀區(qū)總面積(A)及中容積(A')A=Q=625=578.7m2；V'=625x2=1250m2v0.3x3.6. V+V'984.3+1250 (4)設兩個曝氣池，則每池有效容積為：= =1117m3每池沉淀面積:578.7eg

A= =289m22 2沉淀區(qū)有效深度：h2=0.3x2x3.6=2.16m(5)曝氣池尺寸計算:—- ,V2m…曝氣區(qū)面積：A==-=89m，取池深5.5m1H曝氣池直徑：D^'i^^\ 兀(3-39)D=「伽+289)x2=15.7mV3.14曝氣區(qū)直徑(包括導流區(qū)):Df乒1 '■兀(3-40)D=1 3.1489X2=7.5m導流區(qū)流速取10mm/s，則導流區(qū)面積"3為:A=Q(1+「)=6255(1+5)=52m2310x3.6x2 10x3.6x2曝氣筒D2直徑為：A1-A3=2兀D;;D2=24.9m曝氣池底直徑：D3=0.6D=9.42m3.7污泥接觸氧化池接觸氧化池的有效容積:取容積負荷M=900^■;(m3[d)(3-41)y=Q(L—L)(3-41)900y=3°000x(135T0)=4166.7m3900接觸氧化池面積:取接觸氧化填料層總高度H=4m，則接觸氧化池總面積:(3-42)F總=學=1041"設2座池子F=M=1041.7=520.84m22 2接觸氧化池各數(shù):設n=2,則每格接觸氧化池面積:(3-43)FF(3-43)J=—nf=520.84牝260m22每格接觸氧化尺寸為4x4m校核接觸時間:(3-44)2x260x4,-t= =1.7h30000/24接觸氧化池總高度:取h]=0.6，h2=0.5，h3=0.3，h4=1.8，填料層數(shù)m=3，則接觸氧化池總高度：H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4=4+0.6+0.5+3x0.3+1.8=7.8m污水在池內(nèi)的實際停留時間:(3-45)t'=2x260x(7.8-0.6)=2.99h30000/24選用半軟性填料，則填料總體積:(3-46)V'=2x260x4=2080m33.8污泥濃縮池功能是污泥脫水，降低污泥含水率，減少污泥體積。便于貯存，運輸，再利用，地上單層建筑，磚混結(jié)構(gòu)。(1)設計流量：進水流量：Q=15000gd，出水流量：(96%)進113.61113.61-96%=2840m3；d(2)濃縮池的尺寸，體積v=15000m3，設計濃