环境工程论文14580.doc

1 目录目录 前言1 第 1 章 总论2 1.1 概述.2 1.2 设计依据.2 1.3 设计原则.2 1.4 设计范围.3 第 2 章 设计指标4 2.1 废水种类.4 2.2 原水水质.4 2.3 设计实验平台处理效率要求.5 2.4 设计条件.5 2.4.1 气象条件5 2.4.2 工程地质条件5 第 3 章 处理工艺流程6 3.1 废水排放特点.6 3.2 工艺选择.6 3.3 工艺流程方框图.7 3.4 工艺流程简要说明：.7 3.5 各工艺设施拟达到的教学、科研目的.10 第 4 章 主要构筑物及设备工艺设计计算11 4.1 主要构筑物设计计算.11 4.1.1 格栅的设计11 4.1.2 隔油沉砂池13 4.1.3 调节池15 4.1.4 生物接触氧化池16 4.1.5 气浮反应池18 4.1.6 涡流反应池20 4.1.7 斜板沉淀池23 4.1.8 综合楼25 4.2 主要设备设计.26 第 5 章 其他设计27 5.1 总图布置和高程设计.27 5.1.1 平面布置27 5.1.2 高程布置27 5.2 建筑设计和结构设计.27 5.3 工艺管道设计.28 2 5.4 电气设计.28 第 6 章 工程预算29 6.1 估算范围以及依据.29 6.2 预算.29 6.2.1 土建部分投资估算29 6.2.2 设备部分投资估算29 6.3 工程总费用概算.30 第 7 章 效益分析31 参考文献32 致 谢34 3 前言前言 江西中科合臣实业有限公司位于九江地区，是一家主要致力于高科技精细化 工产品生产的新兴高科技公司，该项目正处于建设阶段。项目投产后，年产 150 吨嘧啶呋喃酮、100 吨三甲基氯甲基硅烷等化工产品，属于化工行业。 在生产过程中的主要废水来自水冲式真空泵排水、工艺废水、各种设备的洗 涤废水、地面冲洗废水、职工生活废水及化验室废水等，废水中含有大量有机污 染物，不经处理直接排放，对环境会造成一定危害。 该公司领导为了适应环保“三同时”的要求，对生产排放的废水进行处理后 再排放，拟建设一座废水处理站，处理在生产过程中排放的废水。废水处理站规 划的日处理量为 600t/d，废水经处理达标后排入杨柳津河。 经业主委托，由九江市环境科学研究所进行废水处理设计方案编写，参与废 水处理工程项目的投标。我公司组织工程技术人员查阅资料，并总结、吸收以往 和现行的食品废水处理的工程经验，完成本日处理量 600t/d 污水处理厂设计方 案，以保证生产废水经系统处理后的废水排放达到国家污水综合排放标准 （gb8978-1996）中的一级排放标准。 第第 1 章章 总论总论 1.1 概述概述 该厂是以甲酸三甲酯、醋酐、邻羟基苯乙酸等为原料生产嘧啶呋喃酮，以三 甲基氯硅烷、氯气、naoh 等生产三甲基氯甲基硅烷，以对氯苯甲醛、频哪酮、 氢氧化钠、甲醇等生产 2-(4-氯苯乙基)-2-叔丁基环氧乙烷，以镁屑、邻氯氟苯， 4 甲基叔丁基醚等生产 1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)-2-氯乙醇，以甲基叔丁基醚、 溴氟苯、二氯氯甲基甲基硅烷等生产双(对氟苯基)甲基氯甲基硅烷，以三氟甲基 苯胺、双氧水、浓盐酸等生产 5-氨基-l-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基- 吡唑。在生产过程中产生的废水有：水冲式真空泵排水、工艺废水、各种设备的 洗涤废水、地面冲洗废水等。 废水中主要的污染成分是：甲醇、甲酸、乙酸、有机硫类化合物，以及各种 化工合成过程中产生的衍生物，各种无机盐。废水中各种污染物含量指标较高， cod、bod 都高达数千 mg/l，属高浓度有机废水，污水的 bod/cod 值约为 0.30， 可生化性能差。废水中含有大量高分子有机物，性质非常稳定，不易被微生物分 解，致使 cod 难于达到一级排放标准的要求。 污水中不仅含有大量有机污染物，还含有多种无机污染物，属难处理的高浓 度有机废水。废水中含有大量无机盐，导致有时废水中的 cl 离子高达几千 mg/l，对生化处理产生极为不利的影响；生化处理的微生物在 cl 5000mg/l、so42- 8000mg/l 时，对生化处理影响较小，在达到 cl 7000mg/l、 so42- 10000mg/l 时，对好氧微生物抑制作用大；废水中含有少 量卤素有机物，不被微生物所降解。本方案建议厂家在建设过程中，将含有大量 盐类的废水与有机污染物的废水分开排放，对高浓度含盐废水进行蒸发结晶处理。 生产用水量小，废水排放属于间歇性排放，各工序排放的废水水质相差很大， 废水的水质和水量是非恒定的。 污水处理需考虑各种对生化处理带来不利影响的各种因素，由于化工生产的 废水的有机物浓度高，生产废水直接采用生物化学法处理对微生物的生存环境有 很大的抑制作用，本方案将生产区内的生活废水引入废水处理站，与工业废水合 并处理可提高废水的 b/c，降低废水中污染物浓度，利于生化处理的稳定有效。 为使处理设施能稳定运行，采用稀释工艺，先将厂内的生活废水引入工业污 水中，降低污水中各种污染物浓度。当污水中阴离子浓度高，对生化处理有抑制 作用时，采用清水稀释降低阴离子对生化的危害。 拟采用的处理工艺采用：物化（预处理）+水解好氧为主体处理工艺；采 用化学混凝反应沉淀+吸附为辅助处理。该处理工艺具有耐冲击负荷能力强， 5 处理效果稳定、操作管理简单等特点，是一种运用成熟的化工废水处理工艺。 1.2 设计依据设计依据 (1) gb8978-96 污水综合排放标准； (2) ghzb1-1999 地表水环境质量标准； (3)gbj14-87 室外排水设计规范； (4)tj 36-79 工业企业设计卫生标准. 1.3 设计原则设计原则 （1）污水处理系统采用先进、成熟的污水处理工艺，确保污水经系统处理后 出水排放各项水质指标均达到国家污水综合排放标准 （gb8978-1996）中的一 级排放标准。 （2）污水处理系统具有较大的适应性、耐冲击负荷能力强，可以满足一定范 围内水质、水量的波动变化。 （3）污水处理系统运行稳定可靠、运行费用低廉、管理维护方便，尽量采用 操作自动化，减轻劳动强度。 （4）处理系统设备兼顾通用性与先进性，选用运行稳定可靠、效率高、管理 方便、维修维护工作量少、价格适中的设备。 （5）污水处理站整体布局合理、处理单元设施布置紧凑、美观，与厂区周围 环境协调统一。 （6）采取相应措施尽量减小污水处理站对周围环境的影响，合理控制噪声、 气味；并妥善处理与处置固体废弃物，以避免造成二次环境污染。 1.4 设计范围设计范围 本项目设计范围为总图设计、废水处理、污泥处理三大部分，具体包括：废 水处理站内的废水处理工艺、土建、设备、电气、自控、给排水、道路等的设 计。 第第 2 章章 设计指标设计指标 2.1 废水废水来源来源 6 在生产过程中产生的废水：水冲式真空泵排水、工艺废水、各种设备的洗涤 废水、地面冲洗废水等。 2.2 原水水质原水水质 处理后的水质符合出水达到污水综合排放标准（gb8978-1996）中的二 级标准的要求，见表1。 序号序号 项目项目 进水进水 进水（平均）进水（平均） 出水出水 去除率去除率 1 ph 34 34 69 - 2 codcr（mg/l） 25003000 3000 100 96.7 3 bod5（mg/l） 800 800 20 97.5 4 ss（mg/l） 200 200 70 65.0 5 nh3-n（mg/l） 30 30 15 50.0 表 1.设计进出水水质 2.4 设计设计自然自然条件条件 该厂所在市属亚热带季风区，气候湿润温和，雨量充沛，四季分明，春秋 短，夏冬长。年平均气温 17.5，极端最高气温 40.6，极端最低气温9.3。 年降雨量 1613.9 毫米，年降水量变幅 1044.22355.7 毫米，降水日为 146 天， 年暴雨日 5.6 天，无霜期 291 天，最大积雪深度 24cm。最冷月平均相对湿度 74%，最热月平均相对湿度 75%。年日照时间 1850.5 小时，日照率为 42%；年平 均风速 2.9m/s，以 nnen 风向下风速最大，平均风速大于 3.0m/s，冬季多偏北 风，夏季多偏南风。 7 第第 3 章章 处理工艺流程处理工艺流程 3.1 废水排放特点废水排放特点 废水中主要的污染成分是：甲醇、甲酸、乙酸、有机硫类化合物，以及各种 化工合成过程中产生的衍生物，各种无机盐。废水中各种污染物含量指标较高， cod、bod 都高达数千 mg/l，属高浓度有机废水，污水的 bod/cod 值约为 0.30， 可生化性能差。废水中含有大量高分子有机物，性质非常稳定，不易被微生物分 解，致使 cod 难于达到一级排放标准的要求。 污水中不仅含有大量有机污染物，还含有多种无机污染物，属难处理的高浓 度有机废水。废水中含有大量无机盐，导致有时废水中的cl 离子高达几千 mg/l，对生化处理产生极为不利的影响；生化处理的微生物在cl 5000mg/l、so42- 8000mg/l时，对生化处理影响较小，在达到cl 7000mg/l、 so42- 10000mg/l时，对好氧微生物抑制作用大；废水中含有少 量卤素有机物，不被微生物所降解。生产用水量小，废水排放属于间歇性排放， 各工序排放的废水水质相差很大，废水的水质和水量是非恒定的。 3.2 工艺选择工艺选择 污水处理需考虑各种对生化处理带来不利影响的各种因素，由于化工生产的 废水的有机物浓度高，生产废水直接采用生物化学法处理对微生物的生存环境有 很大的抑制作用，本方案将生产区内的生活废水引入废水处理站，与工业废水合 并处理可提高废水的 b/c，降低废水中污染物浓度，利于生化处理的稳定有效。 为使处理设施能稳定运行，采用稀释工艺，先将厂内的生活废水引入工业污 水中，降低污水中各种污染物浓度。当污水中阴离子浓度高，对生化处理有抑制 作用时，采用清水稀释降低阴离子对生化的危害。拟采用的处理工艺采用：物化 （预处理）+水解好氧为主体处理工艺；采用化学混凝反应沉淀+吸附为辅助 处理。该处理工艺具有耐冲击负荷能力强，处理效果稳定、操作管理简单等特点， 是一种运用成熟的化工废水处理工艺。 3.3 工艺流程方框图工艺流程方框图 本设计采用多级平行并联方式布置工艺流程，各处理设施预留串联接口和直 排口。设计工艺流程见图3-1。 栅渣外 运 格 栅 井 生产综合废水 8 污水处理工艺流程图污水处理工艺流程图 污泥处理工艺流程图污泥处理工艺流程图 3.4 栅渣及污泥的处理与处置：栅渣及污泥的处理与处置： 出水排放 污泥浓缩池 污泥泵 污泥 上清液回 调节池 滤液回 调节池 pam 混凝剂 厢式压滤机 泥饼外运 鼓风机 污泥调制罐 螺杆泵 隔油调节池 反应池 1 一沉池 水解池 sbr 反应池 集水池 反应池 2 二沉池 混凝剂 清水池 naoh 9 3.4.1 栅渣的处置栅渣的处置 格栅的栅渣中含有塑料袋，泡沫、木屑之类等较大的漂浮物，通 过人工格栅拦截后，采用人工清捞，与垃圾一起外运处理。 3.4.2 污泥的处理与处置污泥的处理与处置 污泥的处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥的体积，达到性 质稳定的干泥饼，以利于外运。 由于最初收集的污泥含水率高，污泥在处理处置前应先进行浓缩， 减少污泥的体积，以便大大减少污泥处理处置设施的投资和运行费用。 污泥经过重力浓缩池处理后，污泥的含水率从 98%99%降低到 95%96%左右，体积也相应少 23 倍。污泥经重力浓缩后，还需要 进一步脱水处理。 常用的污泥脱水机械设备有：板框压滤机、带式压滤机和离心脱 水机等。 板框压滤机板框压滤机的基本工作原理就是将若干块滤板和滤框压紧在一起 构成若干过滤室用于过滤污泥。板框压滤机可分为全自动和半自动两 大类。 板框压滤机较多作业由人工操作，劳动强度高，间歇方式操作， 但污泥脱水效果好，需投加的助凝剂少，污泥处理费低。 带式压滤机带式压滤机是由一系列顺序排列、大小不等的辊轮、两条缠绕在 这一系列辊轮上的滤带以及给料、滤布清洗、调偏及张紧等装置组成。 带式压滤机过滤前一般都要加絮凝剂调制污泥，使污泥形成絮团， 这是带式压滤机工作的必要条件。 带式压滤机是一种高效脱水设备，它结构简单、操作方便、能耗 10 低、可以连续工作。其缺点是需投加的助凝药剂量多，维护、检修、 更换滤带困难以及不宜处理不可压缩性滤饼等。 离心过滤机离心过滤机是利用惯性离心力从污泥悬浮液中分离固相颗粒的一 类特殊过滤过程，在过滤过程中，悬浮液在固相颗粒在离心力场中被 过滤介质所截留，并在其表面上不断堆积成滤饼层，液体则借惯性离 心力穿过多孔滤饼层及过滤介质。 离心脱水机主要优点是对物料的适应性强，过滤、洗涤时能按需要随 时调节操作参数，可得到较干的滤饼和进行充分的洗涤，固相颗粒几 乎不受破坏；且运转平稳、结构简单、造价低廉。缺点是间歇操作、 辅助作业时间长、生产能力低。 污水处理站接纳的 cod 总量为 1800kg/d，全流程的 cod 去除 率达 97.0%，去除 cod 的产泥率按 0.25kg 干污泥/kgcod 计，则 每天产干污泥量约 437kg，换算成含水率 99%的湿污泥量约 43.7m3/d。各设施污泥量见下表。 各设施污泥量计算表各设施污泥量计算表 序号项 目单位污 泥 量备注 一剩余污泥 1干污泥量kg/d437 2含水率%99 3污泥体积m343.7 二污泥浓缩池 1干污泥总量kg/d437 2浓缩后含水率%97 3浓缩后污泥体积m314.6 三厢式压滤机 1干污泥总量kg/d437 11 2脱水后含水率%75 3脱水后污泥体积m31. 75 根据以上计算数据，本处理工艺中产生的剩余污泥量较多，本方 案选择厢式压滤机对污泥进行压滤脱水。 脱水后的污泥处置一般采用卫生填埋、焚烧、堆肥等措施，鉴于 本厂的实际情况，采用干污泥外运送至垃圾场进行卫生填埋。 3.5 预计处理效果分析表预计处理效果分析表 各处理单元水质预测处理效果分析表各处理单元水质预测处理效果分析表 污染物 处理单元 ph ss (mg/l) bod5 (mg/l) codcr (mg/l) nh3-n (mg/l) 进水56200800300030 出水89200760285030 调 节 池 去除率%-55- 出水78100610199530 混 凝 沉 淀 一 去除率%-50.02030- 出水78100580179624 水 解 酸 化 池 去除率%-51020 出水77.5702918019 sbr 反 应 池去除率%-30959020 混 凝 沉 淀 二 出水6.87.350189012 12 去除率%-28.63050- 总去除率%-75.097.897.060 排放标准69702010015 第第 4 章章 主要构筑物及设备工艺设计主要构筑物及设备工艺设计计算计算 4.1 主要构筑物设计主要构筑物设计计算计算 4.1.1 格栅的设计格栅的设计 1、设计说明 泵前中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的 负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后 续处理设施能正常运行的装置。格栅拦截的污染物不多，故选用人工清渣方式13。 2、设计计算 设计形式：人工格栅 设计参数：qmax=8 m3/h；栅前水深h=0.2m； 过栅流速=0.047 m/s；栅条间隙 b=0.020 m； 格栅倾角60；栅条宽度 s=0.02 m； 进水渠渐宽部分展开角度1=20 qmax=0.056m3/s；栅前水深h=0.5m； 过栅流速=0.4m/s；栅条间隙 b=0.01m； 格栅倾角70；栅条宽度 s=0.02 m； 进水渠渐宽部分展开角度1=20 设计计算14： (1) 栅条的间隙数(n)： 13 27 4 . 05 . 001. 0 70sin056 . 0 vhb sinqmax n (2) 栅槽宽度(b)： b=s(n-1)+bn=0.02(27-1)+0.0127=0.79m (3) 进水渠渐宽部分长度(l1)： 设进水渠宽b1=0.5m， m tgtga bb l398 . 0 202 5 . 079 . 0 2 1 1 1 设计取l1=0.4m。 (4) 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度(l2)： m l l2 . 0 2 4 . 0 2 1 2 设计取l2=0.2 m。 (5) 通过格栅的水头损失(h1)： 栅条采用20圆钢制作，阻力系数1.79 k g v b s hsin 2 )( 2 3 4 1 370sin 8 . 92 4 . 0 ) 01 . 0 02 . 0 (79. 1 0 2 3 4 =0.104m (6) 栅后槽总高度(h)： 沿栅前渠道超高h2=0.5m h = h+h1+h2 = 0.5+0.104+0.5 1.1m 设计取h=1.1m。 (7) 栅槽总长度(l)： tga h lll 1 0 . 15 . 0 21 tg70 0.50.5 0 . 15 . 02 . 04 . 0 = 1.56m (8) 每日栅渣量(w)： 14 沿栅渣量为1000m3污水产渣0.07m3，则 dmw/1096 . 8 5 . 110003600 07 . 0 886400 33 (9)计算草图见图4-1： l2=0.5l1h1/tga1000 a2 b l1 a1 b1 500 h h1 a h1 h1 hh2 进水 条条工作平台 h 图4-1 格栅计算草图 4.1.2 隔油沉砂池隔油沉砂池 1、设计说明 设置隔油沉砂池能去除比重较大的无机颗粒如泥砂和油，以减轻无机颗粒对水 泵、管道的磨损、堵塞15。 2、设计计算 设计形式：斜管隔油池 设计参数：q = 8 m3/h；停留时间t = 30 min； 斜板：=15mm ；孔径40mm； 板间流速0.8 mm/s； 表面负荷： 0.3 m3/m2h。 设计计算： (1) 池水面面积(f)： 设计采用2个隔油池， 2 49 . 5 91 . 0 8 . 02 8 91 . 0 2 m q q f 15 (2) 池边长：(lb)： 取池宽b=1.1m，则池长 m b f l0 . 5 1 . 1 49 . 5 校核长宽比： 55 . 4 1 . 1 0 . 5 b l 满足要求。 (3) 复核停留时间(t)： 取斜管区上部水深h3=0.2m，斜管高h4=0.5m，则 min 5 . 52 8 . 0 60)5 . 02 . 0(60)( 43 q hh t 符合设计要求。 (4) 污泥斗容积(v1) 取泥斗顶宽b1=1.2m，泥斗底宽b2=0.6m，斗高h7=1.2m，则 bh bb v 7 21 1 2 )( 1 . 12 . 1 2 6 . 02 . 1 3 19. 1m (5) 池总高度(h)： 设计取：池超高h1=0.4 m， 池水面油层厚h2=0.10 m 池斜管区上部水深h3=0.2 m 池斜管区高度h4=0.5 m 池斜管区底部缓冲层高度h5=0.6 m 池底坡高度h6=0.2 m 池泥斗高h7=1.2 m 池总高h=3.2 m (6) 集油管采用dn125镀锌钢管制作，内外防腐，管端头设 管轴，管轴与水面平。 16 集油管设4个：进水槽、池中、池末端、出水槽，手动控 制。 (7) 为减少斜管(板)挂油，斜管(板)采用清水定期冲洗。 (8) 斜管体积(v2) v2=nblh4=21.15.00.5=5.5m3 (9)计算草图见图4-2： 斜管 图4-2 隔油沉砂池计算草图 出水 进水 4.1.3 调节池调节池 1、设计说明 废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备 的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，保证后续处理构筑物能连续运行 16,17。 、设计计算 设计形式：矩形调节沉淀池 设计参数：设计流量q=8m3/h；调节时间t=8h； 有效水深h2=3.2m。 设计计算： (1) 调节池有效容积(v1) v1=qt=88=64m3 (2) 调节池池宽(b)： 17 2 2 1 20 2 . 3 64 m h v a 设计采用一个调节池，取池长l=6.4m，则池宽 m l a b13. 3 4 . 6 0 . 20 设计取b=3.2m (3) 污泥斗容积(v2)： 取污泥斗顶宽b1=1.8m，污泥斗高h5=1.0m，污泥斗倾角 59，则污泥斗底宽： b2=b1h5tg31=1.8 1.0tg31=1.2m 3 5 21 2 8 . 42 . 30 . 1 2 2 . 18 . 1 2 mbh bb v (4) 调节池高度(h) ： 设计取：池保护高度h1=0.3m； 池有效调节水深h2=3.2m； 池底斜坡高度h3=0.3m； 池污泥斗高度h4=1.0m； 池总高度h=4.8m。 (5) 复核调节池停留时间： 实际有效容积：vo=6.43.23.2=65.54m3 实际停留时间： h q v t2 . 8 8 54.65 0 0 符合设计要求。 (6) 出水槽装设三角流量堰 (7)计算草图见图4-3： 18 h5=1000 h2=3200 h3=300 h1=300 污泥斗 l=6400 b2=1200 b1=1800 图 4-3 调节池计算草图 4.1.4 生物接触氧化池生物接触氧化池 1、设计说明 生物接触氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特点，具有较高的容积负荷，另 外接触氧化工艺不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理较活性污泥法简单， 对水量水质的波动有较强的适应能力。18,19 2、参数选择 设计形式：直流式鼓风曝气接触氧化池 设计参数：q=8m3/h；进水bod5值 la = 240 mg/l； 出水bod5值 lt 30 mg/l； 容积负荷 m = 1200 gbod5/m3d； 接触时间 t=2 h；气水比 do = 11。 设计计算： (1) 滤池容积(v)： 3 6 . 33 1200 24)30240(8)( m m llq v ta (2) 滤地总面积(f) 设滤池有效水深h1=3.0m，则： 2 1 2 . 11 0 . 3 6 . 33 m h v f (3) 滤池尺寸 19 设计采用2个滤池，则单池面积 2 6 . 5 2 2 . 11 m n f f 每格滤池尺寸： 2 22002600mml (4) 校核接触时间(t) h q hfn t145 . 2 8 0 . 32 . 26 . 22 1 符合设计要求。 (5) 滤池总高度(h0) 设计取：池保护高度h1=0.5m 池填料上水深h2=0.4m 池填料层间隙高h3=0.3m 池配水区高度h4=0.5m 池填料层高度h5=1.0m，m=3层 池总高h0=h1+h2+(m-1)h3+h4+mh5=5.0 m (6) 实际停留时间( t ) h q hhfn t o 44 . 6 8 )5 . 00 . 5()2 . 26 . 2(2)( 1, (7) 填料总体积() v v=nfh5=2(2.62.2)3=34.32 m3 填料采用纤维软性填料。 (8) 所需空气量(d) d=d0q=88 m3/h 每格所需空气量 slhm n d d/ 2 . 12/44 3 1 (9)计算草图见图4-4： 20 纤维软性填料 图4-4 接触氧化池计算草图 l=2600 b=2200 h4=500 h=3600 h2=400 h1=500 h5=1000 h3=300 h5=1000 h3=300 h5=1000 l=2600 曝气头 4.1.5 气浮反应池气浮反应池 1、设计说明 通过射流器使空气溶解于水中，产生微小气泡，使悬浮物粘附在气泡上，从而 浮升到液面，使悬浮物与水分离。 2、设计计算 设计形式：射流气浮 设计参数：q = 4 m3/h；进水管流速 u1 = 1.0 m/s； 反应段上升流速 v1 = 70 m/h；(60-80 m/h) 分离段上升流速 v2 = 7 m/h；(6-8 m/h) 停留时间 t = 12 min；(8-15 min) 进水压力 p = 2 kg/cm2； (13 kg/cm2) 空气量为水量的5%8%。 设计计算： (1) 进水管直径(d)： m u q d038 . 0 360014 . 3 0 . 1 444 1 设计取dn40镀锌管 sm d q u/84 . 0 3600041 . 0 14 . 3 444 2 1 2 21 (2) 出水管管径(d1) d1取为dn50镀锌管，则出水管流速 u2=0.50 m/s。 (3) 反应段直径(d1)： m v q d27 . 0 7014 . 3 444 1 1 设计取1=300mm。 hm d q v/ 6 . 56 3 . 014 . 3 444 2 1 1 符合设计要求。 (4) 反应段高度(h1)： 取反应段停留时间t1=3.5min， m d qt h3 . 3 3 . 014 . 3 60 5 . 3444 22 1 1 1 (5) 分离段直径(d2)： m v q d853 . 0 714 . 3 444 2 2 设计取d2=0.9m，则 hm d q v/3 . 6 9 . 014 . 3 444 22 2 2 符合设计要求。 (6) 分离段高度(h2) 取分离段停留时间t2=7.0min，则 m d tq h733 . 0 9 . 014 . 3 60 5 . 6444 22 2 2 2 设计取h2=0.8m，则 min630 . 7 44 608 . 09 . 014 . 3 4 t 2 2 2 2 2 q hd 满足设计要求。 (7) 溶气罐20 设计取停留时间 =3.5min，则： t 22 3 3 23 . 0 60 5 . 34 mtqv 溶气罐采用10钢板焊制，=600mm， 则溶气罐高h1 m d v 83 . 0 6 . 014 . 3 23 . 0 44 h 22 3 3 1 设计取h1=0.8m。 溶气罐设置压力表y-10，量程00.4mpa。 (8)计算草图见图4-5： 图4-5 射流气浮计算草图 4.1.6 涡流反应池涡流反应池 1、设计说明 涡流反应池池体下半部为圆锥形，水从锥底部流入，形成涡流，边扩散边上升， 随着锥体面积的逐渐扩大，上升速度逐渐由大变小，有利于絮凝体的形成21。 2、设计计算 设计形式：涡流式混合反应器 设计参数：= 8 m3/h =0.133 m3/min = 0.0022 m3/s； 混合停留时间=2.0 min； 进口处上升流速 u=1.1 m/s； 23 上口出水流速 v=0.015 m/s； 下部锥夹角 a = 300。 设计计算 (1) 混合器总容积（）： 3 27 . 0 213 . 0 mtqv (2) 进口处d1计算： m u q d udufq 05 . 0 1 . 1 0022 . 0 44 4 1 2 1 设计进水采用dn50镀锌管。 验算上升流速u： sm d q u/01 . 1 053 . 0 0022 . 0 44 22 1 符合设计要求。 (3) 筒体直径d2计算： m v q d432 . 0 015 . 0 0022 . 0 44 2 设计取d2=0.45 m，验算出口流速v： sm d q v/014 . 0 45 . 0 0022 . 0 44 22 2 基本符合设计要求。 (4) 设计取下锥体连接短管h4=0.1 m (5) 计算锥体高（h1）： m tgtg dd h35 . 0 302 05 . 0 45 . 0 302 00 12 1 (6) 计算h2 24 m d dddd h v h 57. 1 45 . 0 )45 . 0 05 . 0 45 . 0 05 . 0 ( 3 35 . 0 27 . 0 4 )( 3 4 2 22 2 2 21 2 2 2 1 1 2 设计取h2=1.6 m。 (7) 验算总容积v 3 222 21 2 2 2 1 1 2 2 2 338 . 0 )45 . 0 05 . 0 45 . 0 05 . 0 ( 3 35 . 0 6 . 145 . 0 4 1 )( 34 1 m dddd h hdv 符合设计要求。 (8) 确定其它尺寸 项目长度备注 d3 50 mmdn50； d4 50 mmdn50；与水泵出口管径配套 d5 700 mm h3 80 mm h4 100 mm h5 300 mm (9) 制作说明： a3钢焊接，要求焊缝光滑平整； 防腐：外层涂红丹2度，黑色面漆1度；内壁 玻璃钢防腐：环氧树脂胶两布三胶。 (10)计算草图如下（图4-6）： 25 图4-6 4.1.7 斜板沉淀池斜板沉淀池 1、设计说明 斜板沉淀池由斜板沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。 斜板沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。 2、设计计算 设计形式：矩形升流式斜管（板）沉淀池 设计参数：8 m3/h；表面负荷 q1.5 m3/(m2h)； 沉淀时间 t=50 min；进水ss值 c1=240 mg/l； 出水ss值 c2=12 mg/l；污泥平均含水率 po=98%。 设计计算： (1) 池水面面积(f)： 设计采用1个池， 2 86 . 5 91 . 0 50 . 1 1 8 91 . 0 m qn q f (2) 池边长(bl)： 取池宽b=1.8m，则 m b f l26. 3 设计取l=3.3m。 (3) 复核停留时间(t)： 取斜管区上部水深h2=0.5m，斜管区高度h3=0.8m，则 26 min52 5 . 1 60)8 . 05 . 0(60)( 32 q hh t 符合设计要求。 (4) 污泥部分所需容积(v1) 设t=2d，则 )100( 10024)( 21 1 o prk tccq v 6 10)98100(15 . 1 210024)120240(8 3 54 . 1 m (5) 污泥斗容积 取泥斗顶宽b1=1.2m，泥斗高h6=1.2m，泥斗倾角约60，泥 斗底宽b2=0.5m，则泥斗容积v1为： bh bb v 6 21 , 1 2 8 . 12 . 1 2 5 . 02 . 1 =1.836m3 1.54 m3。 (6) 沉淀池总高度(h)： 设计取：池超高 h1 = 0.3 m 池斜管区上部水深 h2 = 0.5 m 池斜管高 h3 = 0.8 m 池斜管区底部管缓冲层高度 h4 = 0.6 m 池底坡高度 h5 = 0.2 m 池泥斗高 h6 = 1.2 m 池总高 h = h1+h2+h3+h4+h5+h6 = 3.6 m (7) 校核集水堰过水负荷(qo)： slsl bn q q/91 . 2 /23 . 1 3600 1000 8 . 11 8 0 可见，满足设计要求。 (8) pvc填料体积(v2)： 27 v2=blh3 =4.752m3 填料孔径d=150mm。 (9)计算草图如下（图4-7）： 图4-7 斜板沉淀池计算草图 斜 管 h6=1200 h5=200 h4=600 h3=800 h2=500 h1=300 3300 出水 进水 4.1.8 综合楼综合楼 1、综合楼由控制值班室、配电室、风机房等组成，建筑面积为 43.2m2。 2、鼓风机房设计 （1）供风量 本工程用需用到鼓风机的池子是：隔油沉砂池 生物接触氧化池，所需要的 总风量是：176m3/h 即 2.93 m3/min。 （2）供风风压 隔油沉砂池 生物接触氧化池，所需要的总风压是：29.4kpa。 （3）鼓风机房的选择 综合以上计算，鼓风机总供风量为及风压为 qs=2.93m3/min，ps=29.4kpa。 拟选用 tsb65 鼓风机二台，一用一备。该鼓风机技术性能如下：转速 n1620r/min，口径 dn65mm，出风量 2.96m3/min，出风升压 ps29.4kpa，电动机 功率 n3kw，机组重量 w180kg。机组占地面积（安装尺寸） l760mm m355mm，机组高 h815mm。 （4）鼓风机房布置 鼓风机房平面尺寸（6 3.6）m2，鼓风机房净高 4.8m。鼓风机房含机房两间 7.8m2，值班（控制）室一间 3.0m2。鼓风机机组间距不小于 1.5m。 28 4.2 主要设备设计主要设备设计 (1)污水泵22 污水泵 1 污水泵 2 污泥泵 1 污泥泵 2 流 量： 5m3/h 8m3/h 10m3/h 8m3/h 扬 程： 10m 10m 12m 10m 功 率： 0.75kw 1.5kw 3kw 2.5kw 数 量：3 台(2 用 1 备) 3 台(2 用 1 备) 2 台(1 用 1 备) 2 台(1 用 1 备) 备 注: 用于集水池 用于二次沉淀池 用于二次沉淀池 用于调节池 (2)罗茨鼓风机 型 号： tsb65 转 速： 1620r/min 风 量： 2.96m3/min 风 压： 29.4kpa 功 率： 3kw 数 量： 2 台(1 用 1 备) (3)微孔曝气管 型 号： 65 数 量： 140 米 29 第第 5 章章 其他设计其他设计 5.1 总图布置和高程设计总图布置和高程设计 废水处理站占地面积：520 m2。主体构筑物布置，在满足生产、安全的前提 下，尽量功能分区明确，布局合理，运输便捷。 5.1.1 平面布置平面布置 各处理单元构筑物的平面布置： 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时， 应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们 在厂区内的平面布置应考虑：23 （1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管 理不便。 （2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段 （3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距 要求510m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。 （4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。 辅助建筑物： 污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析 化验室，变电所，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而 方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化 场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处 理构筑物夏季主风向所在的上风中处24。 5.1.2 高程布置高程布置 为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流 考虑为宜，尽量减少提升扬程和提升次数，利用重力流经各处理设施，尽量减少 工程施工量。厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根 据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。 根据构筑物的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处 理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。 5.2 建筑设计和结构设计建筑设计和结构设计 30 建筑设计在满足工艺要求的条件下，本着合理、节约的原则，力求实用、美 观。 控制、配电、风机、等用房为砖混建筑。外墙与厂区建筑物外墙风格保持一 致。 结构选型：在满足废水处理工艺运行、使用要求的条件下，力求做到技术先进、 经济合理、安全适用。针对该工程的实际情况，水池均采用自防水现浇钢砼结构， 建筑物采用砖实砌体结构25。 抗震设计：按六级抗震设计。 5.3 工艺管道设计工艺管道设计 所使用的废水管道、空气管道和污泥管道均采用 pvc 或镀锌钢管。 5.4 电气设计电气设计 供电电源：废水处理站为三级负荷，为交流 380/220v 低压供电，由公司负 责将低压电线、电缆引至废水处理站配电室，并实行双回路供电。废水处理站总 容量 34kw 功率因素补偿由公司变电所统一考虑。 设备选型：设备选择应以先进、可靠、适用为原则，同时也应注意经济上的 合理性。 低压配电屏选用 ggd 型或低压开关柜，降压启动柜安装 abb 系统电动机 软启动器。 低压电缆选用 vv22-0.6/1kv，vv-0.6/1kv，控制电缆选用 kvv22- 500v，kvv-500v 型。 电缆线路敷设：电缆比较集中的主干线采用电缆沟敷设或电缆桥架架空敷设， 电缆比较少而又分散的地方采用电缆直接埋地或穿管敷设。 设备控制：设备控制分为手动控制和自动控制。其中大部分设备的手动控制 采用两地控制，即设备现场控制按纽箱、配电室低压配电柜两地手动控制，自动 控制由自控操作台控制。 防雷接地：废水处理站的建、构筑物一般属于三类防雷，为了防止直接雷击， 在需要的建、构筑物顶设避雷针保护。废水处理站设有接地网，接地系统采用 tn-c-s 系统。 31 第第 6 章章 工程预算工程预算 6.1 估算范围以及依据估算范围以及依据 估算范围：污水处理厂污水处理工程，以及其他附属构筑物工程。 估算依据：编制依据建筑工程概算 材料价格：部分参照网上价格，部分按照市场价格。 6.2 预算预算 本项目总占地面积约 520 m2，估算总造价 56 8656元，其中土建估算总造价 316856 元，设备估算总造价 251800 元。 6.2.1 土建部分投资估算土建部分投资估算26 土建部分估算不包括打桩等基础处理、围墙、道路、绿化,本工程土建部分 投资估算见表6-1 表6-1 土建部分投资估算 序 号 名称规格 （lbh） 数量 （n） 容 积 （m3） 单价 （元 ） 总价 （元） 1隔油沉砂池500011003200235.2040014080 2调节池640032003200165.5440026216 3生物接触氧化池260022003000234.3250017160 4斜板沉淀池330018003600121.3850010690 5污泥干化场25002500 6其它费用150000 小计316856 6.2.2 设备部分投资估算设备部分投资估算 本工程设备部分投资估算见表6-2 表6-2 设备部分投资估算 序号名称规格数量（台）单价（元）总价（元） 1污水泵pw型6180010800 2污泥泵pn型420008000 3鼓风机tsb215003000 4配电系统180000180000 32 33 续表 序号名称规格数量（台）单价（元）总价（元） 5其它费用50000 小计251800 6.3 工程总费用概算工程总费用概算 直接费用：土建费用a=316856元 设备材料费用 b=251800 元 a+b=568656 元 间接费用：运输和安装费用（a+b）5%=28432.80 元 方案设计费用（a+b）3%=17059.68 元 调试费用（a+b）3%=17059.68 元 验收费用（a+b）2%=11373.12 元 其他建设费用：（a+b）15%=85298.40 元 总投资：727879.68 元 南昌航空大学学士学位论文 34 第第 7 章章 效益分析效益分析 本项目运转费用分析见表7-1。 表表7-1 水处理实验平台运转费用分析表水处理实验平台运转费用分析表 序号项目费用 (1)工人工资(1000 元/月，共 4 人)4800.00 元/月 (2)水费（0.87 元/t，每天用水 12 t）313.20 元/月 (3)电费（0.55 元/kwh，总装机容量约 7kw）2772.00 元/月 (4)药剂费(0.46 元/m3废水，192m3/d)2649.60 元/月 (5)共计：10534.8 元/月 (6)折合：1.83 元/m3 南昌航空大学学士学位论文 35 参考文献参考文献 1赵新华，李长洪， 肖迪高校校园中水回用的研究与规划j城市环境与城市生态， 2003，16(3)：6365 2付婉霞，李蕾，吴国璜高校学生宿舍