某化纤污水处理工程工艺设计.doc

某化纤污水处理工程工艺设计作者姓名：专业名称：环境工程指导老师：某化纤污水处理工程工艺设计摘要某化纤公司主要生产黏胶差别化短纤维，废水产生量为470 m3/h 即1.128万t/d，废水主要由含Zn2+的酸性污水和含有硫化物的碱性污水组成，且都含较高COD、SS和少量石油类物质。根据该化纤污水可生化性差，含难降解的硫化物和有毒重金属的水质特点，设计“物化预处理氧化沟生化处理”工艺对其进行处理。污水中的SS、石油类物质、Zn2+、硫化物浓度大大降低，使得出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中的一级排放要求。本文对各处理单元构筑物进行了设计计算，绘制各处理单元构筑物图示，以及污水处理站的平面布置图和高程图，同时对该污水处理站进行了投资经济概算，验证污水不仅得到有效处理，且经济可行，符合可持续发展要求。关键词： 化纤废水 物化预处理 氧化沟 经济概算AbstractA chemical fiber company mainly produces glue differentiation short fibers，its wastewater quantity is 470 m3/h.Wstewater is composed by acid and alkaline sewage , acid sewage contains Zn2+ 、COD、SS and a few oil, alkaline sewage contains sulfide、 COD、SS and a few oil.The Chemical fiber sewage is hard to bochemical react,and there is itoxic heavy metals and sulfide which is harmful to bochemical reaction in it ,so the wastewater is physico chemical per-treatmented and then Oxidation ditch biochemical treatmented.The concentrations of Zn2+ 、COD、SS and oil are greatly reduced, effluent water meets the level 1 of emissions requirements in the integrated wastewater discharge standard (1996) GB8978 . Processing unit structures are projected, plane and elevation layout of processing station is also presented, meanwhile its economic is accounted. The wastewater is not only well degraded ,but also economically feasible, fulfill the sustainable development .Keywords：Chemical fiber wastewater Physico chemical per-treatment Oxidation ditch Economical budget目录摘要IAbstractII目录III前言VI第一章 设计原始资料11.1 设计进水水量、水质及排放标准11.2 水质特点分析1第二章 污水处理工艺设计方案的分析和确定32.1 污水处理工艺设计方案的分析32.1.1 SS、石油类物质的去除32.1.2 硫化物、锌的去除32.1.3 COD的处理42.2 污水处理工艺设计方案的确定42.3污水处理工艺流程5第三章 主要构筑物及工艺设计计算73.1 格栅的设计73.1.1 设计说明73.1.2酸水格栅的设计计算73.1.3碱水格栅的设计计算93.1.4格栅水力计算图103.2 集水井的设计113.2.1设计说明113.2.2酸水集水井设计计算113.2.3碱性污水集水井设计计算123.3曝气沉砂池的设计133.3.1设计说明133.3.2酸水曝气沉砂池的设计计算133.3.3碱水曝气沉砂池的设计计算143.4调节池的设计153.4.1设计说明153.4.2设计计算153.5曝气混合池的设计163.5.1 设计说明163.5.1 设计计算173.6加速澄清池183.7氧化沟的设计203.7.1设计说明203.7.2设计计算203.8二沉池的设计223.8.1设计说明223.8.2设计计算223.9集泥井的设计243.9.1设计说明243.9.2设计计算243.10污泥浓缩脱水系统的设计263.10.1 设计说明263.10.1 重力浓缩池263.10.2污泥脱水27第四章 污水处理站平面布置和高程布置294.1某化纤污水处理站平面布置294.2某化纤污水处理站高程布置29第五章 人员编制及工程投资总概预算305.1 人员编制305.1.1 技术员兼站内总管305.1.2机修间操作工305.1.3泵房及配电室工人305.1.4脱水操作工305.1.5化验员305.2 设计投资总概预算315.2.1 直接费315.2.2间接费用345.2.3 第二部分费用345.2.4工程预备费345.2.5总投资355.3年经营成本预算355.3.1 电费E1355.3.2. 药剂费E2355.3.3. 工资E3365.3.4. 工人福利E4365.3.5. 检修维护费E5365.3.6. 基建投资折旧费E6365.3.7. 其他费用E7365.3.8. 年经营成费365.3.9. 每吨废水处理成本37结论38致谢39主要参考文献40前言黏胶差别化短纤维属于人造纤维，是利用木材、植物杆等含天然高分子纤维素的原料经过一系列复杂的物理、化学过程制成。生产黏胶差别化短纤维的主要原料有硫酸、烧碱、硫酸锌、硫酸钠、二硫化碳等，产生的废水中主要污染物有COD、SS、Zn2+、硫化物等难生化降解物质。黏胶纤维具有良好的吸湿性、透气性、染色性、抗静电性以及柔软、光滑、抗起球等特性，所以由黏胶纤维制造的各类服装及装饰用纺织品深受广大消费者喜欢。随着人们的生活水平提高，人们的环保意识逐渐加强，生产量越来越大的化纤行业产生的污水的处理也被日益重视。对于该学士学位毕业设计，鉴于可持续发展和环境质量的要求，我决定对某企业生产黏胶化短纤维的化纤污水处理工艺进行设计。某化纤公司主要生产黏胶差别化短纤维，废水产生量为470 m3/h 即1.128万t/d，废水主要由含Zn2+的酸性污水和含有硫化物的碱性污水组成，且都含较高COD、SS和少量石油类物质。本文根据该化纤污水可生化性差，含难降解的硫化物和有毒重金属的水质特点，设计“物化预处理氧化沟生化处理”工艺对其进行处理。污水中的SS、石油类物质、Zn2+、硫化物浓度大大降低，使得出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中的一级排放要求。本文对各处理单元构筑物进行了设计计算，绘制各处理单元构筑物图示，以及污水处理站的平面布置图和高程布置图，同时对该污水处理站进行了投资经济概算，验证污水不仅得到有效处理，且经济可行，符合可持续发展要求。本文对某化纤污水处理工艺的设计，不仅为使污水得到有效处理，减小或消除了污水对环境的污染，达到保护环境的目的，同时也提高自己的学习和工作能力。由于时间仓促和自身专业水平的不足，以及本工艺设计限于理论研究，本文肯定存在尚未发现的缺点和错误，敬请大家批评指正。41第一章 设计原始资料1.1 设计进水水量、水质及排放标准设计进水水量、水质及排放标准如表1-1所示： 表1-1 废水量、水质及排放标准项目进水出水排放标准水量酸水7500 m3/d（312.5 m3/h）碱水3800 m3/d（158.3 m3/h）pH值酸水126-9碱水1213COD（mg/L）酸水500100碱水1500SS（mg/L）酸水15070碱水400硫化物（mg/L）酸水1.0碱水10总锌（mg/L）酸水102.0碱水石油类（mg/L）酸水1010碱水51.2 水质特点分析该污水水量较大，污染物浓度较高，含难降解有机物、以及硫化物和有毒重金属锌等影响生化处理的污染物。碱性污水中含有大部分COD、SS和部分硫化物。COD主要通过生化处理去除，但硫化物会对生物处理的正常进行产生干扰，致使污泥膨胀，出水水质变坏，所以要对碱性污水进行预处理，去除硫化物。酸性污水酸度高、腐蚀性强，其主要污染物是COD部分SS和有毒重金属Zn2+，含Zn2+污水若直接进入生化系统会抑制微生物的新陈代谢，因此在生化处理COD之前必须进行预处理除去Zn2+。该生产黏胶差别化短纤维的企业的生产废水有机物含量高、可生化性差、含有毒物质，另外还有部分SS和石油类物质，这些都对主体生物处理产生严重干扰，所以要使该化纤污水的水质得到好的改善，出水达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中的一级排放要求（如表1-1排放标准），就必须对其进行良好的物化预处理，从而有利于后续生物处理的稳定性和总体处理效果。第二章 污水处理工艺设计方案的分析和确定2.1 污水处理工艺设计方案的分析2.1.1 SS、石油类物质的去除污水中SS、石油类物质用传统的气浮法即可得到去除，所以在该污水处理工艺中可设置曝气沉砂池，同时去除较大无机砂粒和相对密度较小的悬浮物和石油类污染物。2.1.2 硫化物、锌的去除硫化锌沉淀法硫化锌沉淀法可用于：去除废水中硫化物。氧化锌和废水中的硫化物在7090条件下作用1h，形成硫化锌沉淀1去除废气中的H2S2和废水中的Zn2+：a、NaOH吸收废气中H2S：2NaOH+H2SNa2S+2H2Ob、Na2S与ZnSO4沉淀反应：Na2S+ ZnSO4ZnS+ Na2SO4硫化锌难溶于水，但易溶于酸，该化纤污水的酸性污水酸度大，酸碱水混合后呈酸性，硫化锌沉淀难形成。而且一般硫化物浓度不高时，生成的硫化锌沉淀少且细小，泥水分离难，需要投加太多沉淀剂，处理费用高，目前该方法在实际应用中比较少。在该化纤污水中，混合污水呈酸性，锌，硫化物浓度并不高，所以硫化锌沉淀法处理该污水中的硫化物、锌的方案不可取。分别去除硫化物和锌3酸性条件最利于硫化物转化成挥发性气体，从而达到去除目的。本工艺将含硫化物的污水调节PH至偏酸性，通过曝气吹脱去除产生的硫化氢，二硫化碳等气体。含锌污水通过投加石灰乳溶液调节PH至偏碱性，生产难溶于水的氢氧化锌，同时投加PAM混凝剂溶液使生成的氢氧化锌混凝沉淀实现泥水分离。含硫化物污水和含锌污水分别物化预处理使硫化物和锌都分别得到较好去除，有利于后续处理的顺利进行。2.1.3 COD的处理污水处理的主要任务是降低水中有机物含量，降低有机物浓度最有效的处理方法必然是生物处理。在该工艺过程中，干扰主体生物反应的硫化物，Zn2+都在预处理中得到有效去除，预处理之后的酸性污水和碱性污水混合，但有机物可生化性仍然差，难降解，用传统生物处理方法难以达到处理要求。氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，水力停留时间，污泥泥龄比一般生物处理长，抗负荷冲击能力强，处理效率高，故该工艺选择处理效率高抗冲击负荷强的氧化沟法能有效的降解COD。2.2 污水处理工艺设计方案的确定根据本文2.1设计方案的分析，确定该化纤污水处理工艺为酸性污水和碱性污水分别预处理后混合进行生化反应处理，最后进行污泥处置。含硫化物的碱性污水首先经过格栅，曝气沉砂池的物理处理去除SS和石油类物质。碱性污水含有硫化物，酸性条件最有利于硫化物的去除，而该企业产生的酸性污水酸度高，所以将部分酸性污水中和到所有碱性污水中，调节PH到偏酸性，曝气吹脱去除产生的硫化氢、二硫化碳等气体。含锌的酸性污水也首先经过格栅，曝气沉沙池的物理处理去除SS和石油类物质。酸性污水中的Zn2+在碱性条件下生成难溶于水的氢氧化锌，所以再将含锌酸水进入加速澄清池通过投加石灰乳溶液调节PH致碱性使得Zn2+和OH生成难溶于水的Zn(OH)2，同时投加PAM絮凝剂溶液使生成的氢氧化锌混凝沉淀实现泥水分离，从而达到除锌的目的。将预处理后的酸水和碱水混合进入氧化沟反应池进行生化处理，有效去除有机物，大大降低COD浓度。工艺流程中产生的所有生物剩余污泥和非生物剩余污泥集中收集，进行重力浓缩，而后压滤脱水，最后干泥外运。2.3污水处理工艺流程根据2.1和2.2的污水处理工艺设计方案的分析和确定，该化纤污水处理采用如图2-1 所示的工艺流程。 图2-1 污水处理工艺流程构筑物功能说明：格栅：截留污水中的较大颗粒和悬浮物。集水井：汇集污水，准备输送污水到其他构筑物，贮存盈余，补充短缺，使后续处理设施得到均匀的进水量，保证正常运行。曝气沉砂池：污水中相对密度较大的无机砂粒下沉与水分离，相对密度较小的SS和石油类物质则上浮与水分离。调节池：调节水量，使后续处理设施得到适当、均匀的进水量。加速澄清池：池中安装潜水搅拌机搅动，保证投加石灰乳PAM絮凝剂溶液与污水混合反应均匀，污水中Zn2+转化成Zn(OH)2沉淀，与水分离。曝气混合池：通过曝气将酸水和碱水以及投加的PH调节药剂充分混合，硫化物转化成硫化氢和二硫化碳气体被吹出水体。氧化沟：生化降解有机物，有效降低污水COD浓度。二沉池：将生物处理产生的活性污泥与水分离，澄清氧化沟出水，浓缩污泥用于回流至氧化沟。集泥井：收集各构筑物产生的污泥，便于集中处理。污泥浓缩：浓缩污泥，使其体积变小，含水率降低，便于污泥的运输、储存。超越管：当化纤生产污水水质异常或酸水、碱水的预处理出现事故，不利于后续生物处理时，污水经过超越管排放，避免对主体处理单元氧化沟的的冲击。第三章 主要构筑物及工艺设计计算3.1 格栅的设计3.1.1 设计说明格栅主要是截留废水中的较大颗粒和悬浮物，以确保后续处理的顺利进行。该化纤污水的SS含量不是很高，格栅拦截的污染物不多，故选用两道矩形细格栅分别用于酸性污水和碱性污水的预处理。3.1.2酸水格栅的设计计算污水水量：据经验估计，化学工业污水流量变化系数1.31.5, 纺织工业污水流量变化系数1.52.0，在此取水量变化系数K=1.5。酸性污水流量 Qmax= 7500m3/dK = 7500m3/d1.5 = 11250m3/d = 0.130 m3/s栅槽宽度B：设栅条间隙：e=10mm=0.01m，栅前水深h=0.4m，过栅流速=0.8m/s，安装倾角（便于除渣操作）4 栅条的间隙数n=37.8取n =40栅槽宽度：B=s (n-1)+en=0.01(40-1)+0.0140=0.79m式中：B栅槽宽度，m； s栅条宽度，取0.01m； e栅条间隙，m（细格栅310mm，中格栅1040mm，粗格栅50100mm）； n栅条的间隙数，m； Qmax最大设计流量，m3/s； 栅条倾角，度； h栅前水深，m； 过栅流速，m/s；平均设计流量时0.3 m/s，最大设计流量时0.81.0 m/s； 经验系数。栅槽总长度L：取进水渠宽度B1=0.55m，则进水渠水流速度为：V1=0.79m/s取渐宽部分展开角=20，则进水渠渐宽部分长度L1为：L1=0.33m栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度L2为：L2=0.17m取栅前渠道超高h1为0.3m，则栅前槽高为：H1=h+h1=0.7m则栅槽总长度：L= L1+ L2+1.0+0.5+=0.33+0.17+1.0+0.5+=2.4m式中：L栅槽总长度，m； L1进水渠道渐宽部分长度，m； L2进水渠道渐缩部分长度，m； H1栅前槽高，m； B1进水渠道宽度，m； 栅条倾角，60； 进水渠道展开角，一般用20。栅槽总高度H：计算水头损失h0=0.068m过栅水头损失：h2=K1 h0=30.068=0.2m式中：h0过栅水头损失，m；阻力系数，与栅条断面形状有关 =2.42 该格栅为矩形断面，=2.42； v过栅流速，取0.8m/s；g重力加速度，9.82kg/s2；h2过栅水头损失，m； K1系数，格栅受污染物堵塞，水头损失增大的倍数，一般K1取3。栅槽总高度H=h+ h1+ h2=0.4+0.3+0.2=0.9m式中：H栅槽总高度，m； h栅前水深，m； h1栅前渠道超高，m； h2过栅水头损失，m。每日栅渣量：W=0.67m3/d0.2 m3/d式中：W每日栅渣量，m3/d； W1栅渣量m3/ 103m3污水，取0.10.09，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值，此处取0.09； K水量变化系数，1.5。所以采用机械清渣，回流式格栅除泥机刮下的栅渣由螺旋输送机送出，随干泥外运。3.1.3碱水格栅的设计计算同3.1.2，处理碱性污水的格栅的计算如下：碱性污水流量Qmax= 3800m3/dK =3800m3/d1.5=5700m3/d = 0.066m3/s栅条的间隙数n=19.2取n =22栅条宽度 B=s(n2-1)+en2=0.01(22-1)+0.0122=0.43m栅槽总长度：L= L1+ L2+1.0+0.5+=0.33+0.17+1.0+0.5+=2.4m栅槽总高度H=h+ h1+ h2=0.4+0.3+0.2=0.9m每日栅渣量：W=0.3420.2 m3/d所以采用机械清渣，回流式格栅除泥机刮下的栅渣由螺旋输送机送出，随干泥外运。3.1.4格栅水力计算图格栅的水力计算示意图如：图3-1 图3-1 格栅水力计算示意图3.2 集水井的设计3.2.1设计说明集水井是汇集准备输送污水到其他构筑物去的小型贮水设备，作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使后续处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行，设两座分别收集酸性污水和碱性污水的集水井。3.2.2酸水集水井设计计算设计流量：酸性污水流量 Qmax= 0.130 m3/s=7.8 m3/min=468 m3/h集水井的有效水深h=2.2m，水面超高h1=0.3m集水池5的容量应为大于一台水泵5min的流量，设两台水泵（一用一备），每台泵的流量为0.15 m3/s=9 m3/min。集水池容积采用相当于一台泵6min的容量：W=9 m3/min6min=54 m3则集水池面积F=25 m2，其尺寸为5m5m。3.2.3碱性污水集水井设计计算设计流量：碱性污水流量Qmax= 0.066m3/s= 3.96m3/min集水井的有效水深h=2.2m，水面超高h1=0.3m集水池的容量应为大于一台水泵5min的流量，设两台水泵（一用一备），每台泵的流量为0.08 m3/s=4.8m3/min。集水池容积采用相当于一台泵6min的容量：W=4.8m3/min6min=28.8m3，则集水池面积F=13.1m2，取F=14 m2，其尺寸为4m3.5m。集水井的示意图如图3-2 图3-2 集水井示意图3.3曝气沉砂池的设计3.3.1设计说明曝气沉砂池不仅可去除污水中较大砂粒，池体底部设有穿孔曝气管，通过鼓风机曝气对池内污水进行曝气，具有预曝气、脱臭、除油除泡，加速污水中油类和浮渣的分离等作用。该化纤污水含油类物质和SS，用该预处理的方法恰好能使SS、石油类物质得到去除。在本处理工艺中采用两个曝气沉砂池分别处理酸性污水和碱性污水。3.3.2酸水曝气沉砂池的设计计算总有效容积：V=60=600.1303=23.4 m3式中：V总有效容积，m3； Qmax最大设计流量，m3/s； t最大设计流量时停留时间，min， 通常停留时间为24分钟，此处取t=3min。池断面面积A：A=2.6 m2式中：A池断面面积，m2； 最大设计流量时的平均流速，可取0.080.12m/s,一般取0.1m/s。池总宽度B：B=1.7m式中：B池总宽度，m； H有效水深，m。池长：L= =9m式中：L池体长度，m；V总有效容积，m3； A池断面面积，m2。所需曝气量：q=60DQmax=600.120.130=0.936m3/min，取q=1 m3/min式中：q所需曝气量，m3/min； D单位体积污水需要曝气量，0.10.2m3/ m3（污水）。3.3.3碱水曝气沉砂池的设计计算总有效容积：V=60=600.0663=11.88 m3式中：V总有效容积，m3； Qmax最大设计流量，m3/s； t最大设计流量时停留时间，min，通常停留时间为24分钟，此处取t=3min。池断面面积A：A=1.32 m2式中：A池断面面积，m2； 最大设计流量时的平均流速，可取0.080.12m/s,一般取0.1m/s。池总宽度B：B=1.1m式中：B池总宽度，m； H有效水深，m。池长：L= =9m式中：L池体长度，m；V总有效容积，m3； A池断面面积，m2。所需曝气量：q=60DQmax=600.120.066=0.475m3/min，取q=0.5m3/min 式中：q所需曝气量，m3/min； D单位体积污水需要曝气量，0.10.2m3/ m3（污水）。曝气沉砂池示意图6如图3-3图3-3 曝气沉砂池示意图3.4调节池的设计3.4.1设计说明根据生产污水排放规律，后续处理构筑物对水质、水量稳定性的要求，在废水处理系统之前设置调节池，用以尽可能地减小或控制废水的波动，为后续处理提供一个最优的条件。在该污水处理系统中，为保证部分酸性污水汇入碱性污水中和，设置酸性调节池来分流污水，此处水质均匀，也无需沉淀，所以只需调节水量作用，调节池内除潜水提升泵，无其他工艺设备和管道。3.4.2设计计算调节池的长度取12m，宽度取8.5m池的实际尺寸为：长宽高=128.5(5.5+0.5)=612 m3 调节池图示如图3-4调节池7调节周期T=1.20h设计体积流量：QH=468 m3/h；调节池有效容积V=QT= 4681.2=562 m3调节池池水面面积：调节池有效水深h取5.5m；超高0.5mA=102 m2调节池图示意图如图3-4 图3-4 调节池示意图3.5曝气混合池的设计3.5.1 设计说明该曝气混合池8主要起均匀水质和曝气吹脱的作用。经调节池调节后0.049m3/s酸性污水和0.066 m3/s碱性污水输送到曝气混合池，两股水在此充分混合，经PH调节，污水呈酸性，硫化物转化成硫化氢和二硫化碳气体, 同时，鼓风机曝气，将产生的硫化氢和二硫化碳气体吹出。3.5.1 设计计算污水流量：Qmax=0.05+0.066=0.116m3/s曝气时间45min，曝气混合池有效容积：V=0.1166045=313m3曝气混合池水面面积：调节池有效水深h取4.5m；超高0.5mA=70 m2曝气混合池的长度取10m，宽度取7m曝气混合池的实际尺寸为：长宽高=107(4.5+0.5)=350m3单位污水需要曝气量D为0.15m3/m3污水，所需曝气量：q=60DQmax=600.150.116=1.04m3/min鼓风曝气装置置于池底，扩散器装于水面以下3.5m，曝气混合池有效水深取4.5m。曝气混合池的平面流态示意图和横断面示意图如图3-5（a）和图3-5（b） 图3-5（a）曝气混合池的平面流态示意图图3-5（b） 曝气混合池的横断面示意图3.6加速澄清池加速澄清池9可以同时完成污水混合、反应、沉淀、分离过程。泥渣循环流动，颗粒之间相互接触机会大，所以处理效果好，节省药剂用量，占地少，效率高。0.08m3/s含Zn2+污水进入加速澄清池，投加石灰乳调节PH至碱性，Zn2+与OH生成Zn(OH)2，同时添加PAM溶液与之混合，进行混凝沉淀作用，混合液进入加速澄清池的分离室进行泥水分离。 加速澄清池的工作原理示意图如图3-6所示： 图3-6 加速澄清池工作原理示意图1进水管；2进水槽；3第一反应室（混合室）；4第二反应室；5导流室；6分离室； 7集水槽；8加药管；9机械搅拌器；10导流板；11伞形板加速澄清池的工作过程为： 含锌酸性污水从进水管通过环形配水三角槽流入第一反应室，石灰乳溶液加入水体； 第一反应室周围被伞形板包围，上部设有提升搅拌设备，污水和石灰乳溶液充分混合、反应，同时在叶轮的提升作用下，污水被提升到第二反应室； 污水在第二反应室投加PAM絮凝剂，混合液进行混凝反应，而后流入导流室； 导流室内有导流板，反应后的絮凝体混合液平稳流入分离室； 分离室面积增大，水流速度下降，泥渣受重力作用而下沉，与水分离； 上清液从集水槽流出池外，处理泥渣收集到污泥处理系统。3.7氧化沟的设计3.7.1设计说明 氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，水力停留时间，污泥泥龄比一般生物处理长，抗负荷冲击能力强，处理效率高。氧化沟设出水溢流堰，既有排出处理后混合液的功能，又有调节沟内水深的作用。该溢流堰设置成升降的，通过调节出水溢流堰高度，改变沟内水深，改变曝气器的浸没深度，使充氧量适应不同的运行要求。经预处理去除硫化物的碱水和去除锌的酸水汇集到氧化沟进行生化处理，去除有机污染物。 根据氧化沟的特点可不设二沉池，达到一体化氧化沟功能，但该化纤污水可生化性差，难降解，所以氧化沟完全用于生化反应，通过外设二沉池来实现泥水分离。3.7.2设计计算氧化沟有效水深取4.5m，超高0.5m污泥泥龄取20d，（通常不小于20d）混合液悬浮固体MLSS浓度取3500mg/L(通常在30006000mg/L，根据实际运行测量值，一般取3500mg/L较为安全)氧化沟有效体积10：V=10200m3式中：Y1污泥净增长系数，取经验值0.27； Xv混合液挥发性悬浮固体MLVSS浓度，mg/L； 活性污泥泥龄取30d； Q污水流量，m3/d ； Se 出水BOD浓度，20 mg/L； So 进水BOD浓度，酸水、碱水混合后COD=（7500500+38001500）/11280=836 mg/L ,1000（COD）0.35=293 mg/L； fMLVSS/MLSS（混合液挥发性悬浮固体浓度/混合液悬浮固体浓度），0.70.8，此处取0.7。根据经验可采用三个有效容积皆为3400 m3的氧化沟：设每个氧化沟有效水深为5m，水面超高0.5m，单沟的宽度是8m，总宽16m，沟直段长30m，总长46m。氧化沟需氧量：W=a1Q（La-Le）+ b1VXv =0.55112801.50.35（836-100）10-30.35+0.14210200350010-30.7=5945.8 kg/d=247.7kg/h 式中：W氧化沟需氧量； Q污水流量，m3/d； La进水有机物浓度，mg/m3； Le 出水有机物浓度，mg/m3； a1 氧化1kgBOD的需氧量，kg/kgBOD； b1 1kg污泥一天的需氧量，kg/（kgd）； V氧化沟容积，m3； Xv挥发性悬浮固体浓度，kg/m3； 合成纤维废水的a1为0.55, b1为0.142 该化纤污水有机物难降解，可生化系数为0.35。选用曝气转盘，曝气机动力效率2.5kgO2/(kw.h)设三台曝气转盘，每台配置功率N=35kw，则曝气量为3352.5=262.5 kg/h247.7kg/h，满足要求。氧化沟的平面示意图如图3-7 图3-7 氧化沟的平面示意图3.8二沉池的设计3.8.1设计说明 二沉池的功能主要是澄清氧化沟出水和浓缩污泥并用于回流至氧化沟，保证和维持氧化沟内混合液悬浮固体浓度。3.8.2设计计算 二沉池的面积：A=612 m2式中：Q污水流量，m3/h； q表面负荷，m3/（m2.h）; 正常活性污泥成层沉淀的沉速，mm/s，参考表3-19，表3-1 随混合液浓度变化而变化的值混合液污泥浓度MLSS(mg/L)上升流速(mm/s)20000.530000.3540000.2850000.2260000.1870000.14内插法求得：MLSS为3500mg/l时值为0.32。二沉池的有效水深：H=qt= 3.60.323=3.5m式中：H二沉池的有效水深，一般2.04.0m； q表面水力负荷，m3/（m2.h）； t水力停留时间，一般取1.54.0h，此处取3h。二沉池实际尺寸：长宽高=3020（3.5+0.5），水面超高取0.5m0.3m二沉池污泥区容积a、回流比R的计算：氧化沟出水悬浮物（MLSS）浓度：3500mg/L；回流污泥浓度 10000mg/L。10000QR=3500（Q+QR） R =54% QR =Q54%=（0.130+0.66）m3/s3600 s/h 54%=380 m3/h 式中：R污泥回流比；Q污水流量，m3/h； QR污泥回流流量，m3/h。b、二沉池污泥区容积：Vs=RQTs=54%470 m3/h1.52h=761 m3式中：Vs污泥斗容积，m3； R污泥回流比； Ts污泥在二沉池中的浓缩时间，一般取2h； Q设计处理污水流量。二沉池的示意图如图3-8 图3-8 设刮泥链条的平流式二沉池示意图3.9集泥井的设计3.9.1设计说明 污水处理系统各个构筑物所产生的污泥每日排泥一次，不便连续操作，所以将所有污泥集中到集泥井，然后再由污泥泵打到污泥浓缩池进行污泥的后续处理。3.9.2设计计算 污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24h，其中各构筑物排泥，污泥泵抽送污泥时间为1.01.5h，污泥浓缩时间为20.0h，浓缩池排水时间为2.0h，闲置时间为0.51.0ha、剩余生物污泥量4：Xv(干)=rQSr=0.15112801.5（836-100）10-3=1868kg/d式中：Xv(干)剩余生物污泥量（干），kg/d；r产泥系数，r=0.15kg干泥/（kgCOD.d）； Q处理污水流量，m3/d； SrCOD的去除量(836-100=736mg/L)； 注：酸性污水、碱性污水混合后COD=836 mg/L 设剩余污泥含水率为99%95%，取=1000kg/m3；Xv=186.8m3/db、剩余非生物污泥为：Xs(干)=Q(1-fbf) =112801.5（1-0.70.7）=1847kg/d式中：Q处理污水流量，m3/d； fb进水VSS（污泥中可挥发性固体）中可生化部分比例，0.7； f进水MLVSS/MLSS，0.70.8，取0.7； C0进水SS，mg/L； Ce出水SS，mg/L； 注：酸性污水和碱性污水完全混合后SS浓度为： =234mg/LXs=184.7 m3/dc、污泥产量为X(干)=Xv(干) +Xs(干) =1868+1847=3715kg/dX=Xv +Xs =186.8+184.7=371.5m3/dd、集泥井的体积取98.55=380.5m33.10污泥浓缩脱水系统的设计3.10.1 设计说明为了进一步降低污泥含水率，减小污泥体积，便于污泥的运送和最终处置，通过集泥井收集污水处理系统的污泥，先重力浓缩处理再由压滤机脱水，然后干泥外运。3.10.1 重力浓缩池重力浓缩池面积A=112m2 式中：A浓缩池面积，m2；Q污泥量，m3/d； C0污泥固体浓度，kg/m3; C污泥固体通量，30 kg/m2.d（查重力浓缩池固体通量经验值表得）；注：污泥含水率99%，即固体浓度C0=10kg/m3。污泥重力浓缩池直径D：采用三个圆形池，单池面积A1=37.5 m2浓缩池直径D：=6.9=7.0m浓缩池深度H：浓缩池工作部分有效水深：h2=2.12m，取h2=2.2m式中：T浓缩时间，取T=15h； h2污泥池工作部分有效水深，m； Q污泥量，m3/d； A浓缩池面积，m2。浓缩池超高h1=0.3m，缓冲层高度h3 =0.3m浓缩池采用重力排泥，泥斗壁与水面的角度=55，污泥斗下底直径D1=0.6m污泥斗高度h4=4.6m则污泥浓缩池深度为：H= h1+ h2+h3+ h4=0.3+2.2+0.3+4.6=7.4m污泥经重力浓缩池后，含水率97%，由公式：此时，污泥量=371.5=123.8 m3/d污泥重力浓缩池示意图如图3-9图3-9 污泥重力浓缩池示意图3.10.2污泥脱水污泥浓缩后，尚有97%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟用带式压滤机使污泥脱水。压滤机每天工作时间T=5h，压滤后污泥含水率75%，经脱水后的污泥量：Q=123.8=14.86 m3/d污泥脱水后形成泥饼，分离液返回污水处理系统前端进行处理。第四章 污水处理站平面布置和高程布置4.1某化纤污水处理站平面布置 某化纤污水处理站平面布置和构筑（建）物一览见附件1：附图1、附表1。4.2某化纤污水处理站高程布置某化纤污水处理站高程计算表见图4-1，高程布置图见附件2表4-2该化纤污水处理站高程计算表构筑物名称总损失/m水面标高/m地面标高/m水面与地面差/m进水管0.0034900350.00-1.00细格栅0.40348.60350.00-1.40集水井0.20348.40350.00-1.60曝气沉砂池0.50352.59350.002.59调节池0.48352.11350.002.11加速澄清池0.60351.51350.001.51曝气混合池0.46351.65350.001.65氧化沟0.55350.96350.000.96二沉池0.60350.36350.000.36出水井0.62349.74350.00-0.26重力浓缩池0.00354.40350.004.4脱水机房0.00351.50350.001.5 第五章 人员编制及工程投资总概预算5.1 人员编制5.1.1 技术员兼站内总管技术员兼站内总管1人5.1.2机修间操作工机修车间1人，负责所有设备的正常工作和设备的及时供给5.1.3泵房及配电室工人泵房1人，配电室1人，负责鼓风机房、综合办公室等所有用电场所的正常供电。5.1.4脱水操作工车间1人，负责压滤机的正常工作。5.1.5化验员化验员1人，负责每天的水质检验工作。在各构筑物检测点进行取样分析，及时检测结果交给技术员，以防止水质变化时采取有效措施，使出水水质能达标排放。5.2 设计投资总概预算5.2.1 直接费1土建计算（钢筋混凝土结构，墙体宽度取250mm，底部取300mm）。格栅（处理酸性污水和碱性污水的格栅尺寸相同）钢筋混凝土体积的计算： 挖方体积的计算：提升泵房钢筋混凝土体积的计算：酸性污水提升泵房的钢筋混凝土体积：碱性污水提升泵房的钢筋混凝土体积：提升泵房的钢筋混凝土总体积为：16.52+10.85=27.37m3挖方体积的计算：酸性污水提升泵房的挖方体积：碱性污水提升泵房的挖方体积：提升泵房挖方总体积：55+30.8=85.8m3曝气沉砂池钢筋混凝土体积的计算：酸性污水曝气沉砂池的钢筋混凝土体积：碱性污水提升泵房的钢筋混凝土体积：提升泵房的钢筋混凝土总体积为：11.22+16.87=28.09m3挖方体积的计算：酸性污水提升泵房的挖方体积：碱性污水提升泵房的挖方体积：提升泵房挖方总体积：30.6+19.8=50.4m3调节池钢筋混凝土体积的计算：挖方体积的计算：曝气混合池钢筋混凝土体积的计算：挖方体积的计算：氧化池钢筋混凝土体积的计算：挖方体积的计算：二沉池钢筋混凝土体积的计算：挖方体积的计算：污泥浓缩池钢筋混凝土体积的计算：挖方体积的计算：工程挖方、填方量及所用钢筋混凝土体积如表5-1所示：表5-1 工程挖方、填方量及所用钢筋混凝土体积项目格栅提升泵房曝气沉砂池调节池曝气混合池氧化沟二沉池污泥浓缩池合计钢筋混泥土（m3）1.6927.3728.0987.659.77408.8271.649.16934挖方（m3）2.3885.850.461235037452400284.67530填方（m3）1.25020112806575100503钢筋混凝土按每立方250元折算，人工挖、填方按每立方 50元计，则： 钢筋混凝土费用为：934250 = 23.35万元 挖方费用为：753050 =37.65万元 填方费用为： 50350=2.52 万元 地面建筑为砖混结构，经计算得其所占面积（如：表5-2），造价按每平方米400元计 。表5-2 地表建筑面积构筑物污泥脱水机房鼓风机房综合办公楼变电房机