某化纤废水处理厂工艺设计说明书

1、化纤废水处理工程设计化纤废水是指在化纤生产过程中产生的各类废水,如 PET废水、 PTA废水、棉浆粕黑液、粘胶废水等。废水中有机物含量高，COD在 1000-10000mg/L 之间，废水可生化性差， BOD/COD一般均小于 0.2 。废水呈酸性或碱性 ,且含有醛类、氰类、苯类等有毒物质 ,易对微生物产生毒害作用。废水若不经处理或仅经预处理直接排放 ,将会对受纳水体及周边环境造成严重危害。本设计拟对某化工厂的化纤废水进行处理，其进水水质：COD10004000mg/L； BOD200600mg/L；cr5TN830mg/LSS190270 mg/L；TP59mg/L；NH N 21 44 m

2、g/L4+pH57。经处理后，出水水质要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918 2002）中的一级标准或中水回用标准（城市杂用水水质标准GB/T18920-2002,景观环境用水的再生水水质指标，GB/T18921-2002）。1.2.5 曝气沉砂池1.池子总有效容积 V（ m3）VQmaxt60式中Qmax 设计流量， m3/s， Qmax =0.250 m3/st 设计流量下的流行时间，min, 取 t=2min则 V=0.250 2 60=30 m3 2.水流断面面积 A（ m 2）QAv1式中v1 为设计流量时的水平流速，m/s,取 v1 =0.1m/s。AQ0.2502v

3、10.12.5m3.池总宽度 B（ m）ABh2式中h2为设计有效深度， m，取h=2m。2则： BA2.51.25mh22每个池子宽b， m取 n=2 格，池长 L,mbB1.250.63m,取n21mLV3012mA2.54.每小时所需空气量q(m3/h)qdQmax3600式中d 为每立方米污水所需空气量，m3，取 d=0.2m3/m2污水则：q=0.20.250 3600=180(m2/h)取曝气干管管径DN100 ，支管管径DN50 。q1802v 取36002s0.14q18012v 取s36000.05241. 沉砂室沉砂斗体积 V（ m3）设 T=2d，则：3.2m/ s2.1

4、m/ sVQmaxXT86400k z106式中 X 城市污水的含沙量，取X=30m 3/106m3则：VQmaxXT86400 0.250 302 864003kz1061.44210 60.9m设每 1 个分格有1 个沉砂斗0.93V00.45m沉砂斗各部分尺寸设斗底宽 a1=0.4m，斗高 h3=0.5m，沉砂斗上口宽为： a=2m 沉砂斗容积为：V0h3 (a a1 )L0.5 (2 0.4) 12 7.2m31.5m3 (取取取取 )222. 池总高度 H （ m）设超高 h1=0.5mHh1h2h30.520.53.0m机械选型 :选择 BX-5000 型泵吸砂机 1 台功率 3k

5、W,行走功率 1.1kW ；选择 LSF-355 行螺旋砂水分离器 1 台，功率 3kW 。1.6Orbal 氧化沟1.设计说明拟用 Orbal 氧化沟祛除 CODcr 与 BOD 之外，还应该具备硝化和一定的脱氮作用，使出水 NH 3 -N 低于排放标准，故污泥负荷和污泥龄应分别低于0.2kgBOD /(kgVSS d) 和高于 20.0d 。氧化沟采用水平轴转碟曝气机进行搅拌、推进、充氧（部分曝气机配置变频调速器）。2.设计条件1）设计水量：Q11000m3 / d5792m3 / h2) 设计进水水质：BOD5 浓度S0215mg / L ；TSS浓度X 0250mg / L ；VSS1

6、75mg/ L （VSS/TSS0.7 ）；TKN45mg/ （L进水中认为不含硝态氮）；NH3N35mg/ L ；SALK280mg / L(以计CaCO，一3 般城市污水常采用此值) ；最低水温T114 C，最高水温T225 C。3) 设计出水水质：BOD5 浓度Se215mg/ L ；TSS浓度X e250mg/ L ；TKN20mg/ L ；NH3N15mg / L 。3.设计计算1) 基本设计参数污泥产率系数 Y 0.487混合液悬浮固体浓度 (MLSS) X4000mg/ L混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS) XV3000mg/ L污泥龄C25d内源代谢系数 Kd0.05520

7、 C 时的脱氮率q还dn原的0NO.035kg(-N（kgMLVSSd)）/32) 去除 BOD计算 氧化沟出水溶解性BOD5浓度为 S，为了保证二级出水BOD5 浓度Se20mg/ L ，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5 浓度：S Se 1.42 ( VSS) XeTSS201.42 0.720(1 e 0.23 5 )6.4(mg / L)好氧区容积（一期以3Q/2 流量设计） V1，mV1Y CQ(S0S)XV (Kd C )0.487 25 55000 (0.2150.00641)3.0(1 0.055 25)318194m好氧区水力停留时间t 1,hV181940.331d 7.

8、94ht155000Q剩余污泥量X ， kg / dXQ(S0 S)YQ( X1X e )1 Kd C1进水悬浮固体惰性部分的浓度XX1TSS VSS2500.7 25075mg/ L0.075kg / m3故X 55000(0.2150.00641)0.487(0.075 0.02)10.055255208.3kg / d去除 1kgBOD5 ，产生的干污泥量X5208.30.487(kgDS / kgBOD5 )Q(S0 Se )55000 (0.2150.02)3) 脱氮计算 氧化的氨氮量 N1假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式，而是大分子中的化合态氮，其在氧化过程中需要经过氨态氮这

9、一形式。另外，氧化沟产生的剩余生物污泥中含氮率为 12.4%，则用于生物合成的总氮为：N00.124Y(S0S)1 Kd C0.487 (2156.41)0.1241 0.055 255.30mg / L需要氧化的氨氮量成N0N1 进水出TKN水生物合 NH 所N需氮量345 155.3024.70（ mg/L） 脱氮量 Nr需要脱去的氮量Nr进水出水生物合成所需氮量N0TKNTK45205.3019.70（）mg/ L 碱度平衡氧化 1mg的氨氮需消耗 7.14mg / L 的碱度；氧化 1mgBOD5 产生 0.1mg / L 的碱度；还原 1mgNON产生3.57mg / L碱度。3则剩

10、余碱度：SALK 1原水碱度 - 硝化消耗碱度 +反硝化产生碱度 +氧化 BOD产生5碱度=280- 7. 14 24. 70+3. 75 19. 70+0. 1 （215-6. 41）=194. 83（）mg/ L 脱氮所需池容 V2 及停留时间 t2脱硝率 qdn( t)qdn(20) 1.08(T 20)（保证最低水温下的脱氮容积）qdn(14)-(14 20)NO3 N) / kgMLVSS14 C 时还原的 0.035 1.080.22 kg(脱氮所需容积：V2QNr55000 19.7016417m3qdn XV0.022 3000停留时间：V2164170.298d 7.16ht

11、2Q 550004) 氧化沟总容积 V 及总停留时间 tVV1V218194 16417 34611m3tt1t27.94 7.16 15.1h校核污泥负荷：NQS055000 0.2150.1139 kgBOD5/ kgMLVSS dXV3 34611设计规程规定氧化沟污泥负荷为0.05 0.15 kgBOD5 / kgMLVSS d ，故设计符合要求。5) 需氧量计算 设计需氧量 AOR氧化沟设计需氧量需氧5+去除BOD5耗氧量NH3-NAOR 去除 BOD 量剩余污泥中需氧量剩余污泥中耗3 - NNH氧量 - 脱硝产氧量需氧 5量D1a. 去除 BODD1 a Q(S0S)b VX式中：

12、 a 微生物对有机物氧化分解的需氧率，取0.52 ；b 活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12D10.52 55000 (0.2150.00641)0.12 34611 318426kg / d需氧 5D2b. 剩余污泥 BOD量YQ S0SD2 1.42 X1.421KdC0.487550000.2150.006411.4210.055253340kg / d需 3氧量 ND3c. 去除 NH每 1kgNH3 N硝化需要消耗 4.6kgO2D34.6进水 TKNNH3- N出水4.64515 /1000550007590kg/ dd. 剩余污泥中3- N耗D4NH 氧量D44.60.12

13、4YQ S1Kd C0.487 550000.2150.006414.60.1241 0.055 251342kg / de. 脱硝产氧量 D5还原1kgNO产生23 - N2.86kgOD52.8619.70550003099kg / d1000f. 总需氧量 AORAOR 理论D1 D2 D3D4D518426334075901342309918235kg/ d考虑安全系数为1.4 ，则：AOR1.4AOR 理论 1.4 18235 25529kg/ d校核去除 1kgBOD5 的需氧2552925550000. 215- 0. 006412.33kgO / kgBOD量 =， 2.5符2

14、 / kgBOD氧化沟设计规程规定该值在1.6 故设计 kgO 合要求。 5 标准状态下的需氧量SORAOR CS 20SORT 20CS TC 1.024式中： CS 20 20C 时氧的饱和度，取 CS 20 9.17mg / LT 进水最高温度，取25 CCS T T C 时氧的饱和度，取CS 258.38mg / LC溶解氧浓度， mg/L修正系数，取 0. 85；修正系数，取 0. 95；所在地区实际气压，本地区海拔 891m气压为水柱， 9m.，3标压为水柱 10.3m标准大气压则： =9. 30.90310. 3氧化沟采用三沟道系统，计算溶解氧浓度按照外沟道：中沟道：内沟道 =0

15、.2 ：1：2，外沟道溶解氧0.4mg/ L ，则中沟道和内沟道计算分别取2mg / L 和 4mg / L计算充氧量按照外沟道：中沟道：内沟道 =65：25：10则供氧量分别为：外沟道 AOR10.65AOR0.652552916594kg / d中沟道 AOR20.25AOR0.25255296382kg / d内沟道 AOR30.10AOR0.10255292553kg / d各沟道标准需氧量分别为：SOR1AOR1CS 20CS TC1.024T 20165949.170.850.950.9038.380.41.024252022780kgO2 / d950kgO2 / hSOR2AO

16、R2 CS 20CS TCT 201.02463829.170.850.950.9038.38225201.0248769kgO2 / d365.4kgO2 / hSOR3AOR3CS 20CS TC1.024T 2025539.1725200.850.950.9038.3841.0243508kgO2 / d146.7kgO2 / h总标准需氧量：SORSOR1SOR2SOR3227808769350835057kgO2 / d1460.7kgO2 / h校核去除的1kgBOD标准需5氧量：350573.06 kgO2 / kgBOD5550000. 215- 0. 006416) 氧化沟沟

17、道尺寸计算拟定一期建造 2 座氧化沟，则单座氧化沟容积为：VV36411 17306m3总22拟氧化沟弯沟道部分占总容积的85%，直线部分占 15%，则：V 弯0.85 1730614710m3V 直0.15 1730632596m氧化沟有效水深取 4.2m( 可取 3.5 4.5m ), 超高 0.5m，外、中、内沟道之间的的隔墙厚度为 0.25m。沟道面积：A弯V弯147102h4.23502mA直V 直25962h4.2618mA 总A 弯直A3502 618 4120m2 直线段长度为简化曝气设备的安装，拟各沟道宽度相等，且氧化沟设计规程规定沟宽需要大于沟深。取沟道宽为10m,则：l0

18、A 直61810.3m32103102 中心岛半径 r弯沟道为半圆沟道，中心岛半径r 符合以下方程： r 3100.52r2100.52r210 0.25 2 r10 0.25 2+ r22350210r r3.33m, 取 r3.35m 校核各沟道比例外沟道面积 A13 100.53.3522100.53.352618322018.7m中沟道面积 A22100.25 3.35 2100.253.35 2618321374.7m内沟道面积 A3103.35 23.3526183730.6m2实际总沟道面积 A 总A1 A2 A32018.71374.7730.64124m2略大于计算值，设计合

19、理。外沟道所占面积比例2018.7100%49.0%4124中沟道所占面积比例1374.7100%33.3%4124内沟道所占面积比例730.6100%17.7%4124氧化沟设计规程规定 Orbal 氧化沟外、中、内容积比一般为50：33：17，故符合设计要求。7) 进出水管及调节堰计算 进出水管污泥回流比 R=100%，进出水管流量Q27500m3 / d0.637m3 / s进出水管控制流速取0.6m/ s v 1.5m / s, v 1.0m/ s进出水管直径 d4Q40.6370.90mv1.0取 DN 900mm 出水堰计算为了能够调节曝气转碟的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，

20、竖井内安装电动可调堰。拟采用0.67, 因此按照薄壁堰来计算。H0Q1.86bH3/ 2式中： b出水堰有效长度， mH 堰上水头高，取 H0.3m则： bQ0.6372.08m1.86H 3/ 21.863/ 20.3取 b 2.0m考虑可调节堰的安装要求，每边留0.3m，则出水竖井长度L0.3 2b0.62.02.6m出水竖井宽度 B2.6m ，（考虑安装高度），则出水竖井平面尺寸为：LB2.6m2.6m出水井出水孔尺寸为 bh2.0 1.0m正常运行时堰顶高出孔口底边0.2m, 调节堰上下可调节范围为0.3m ，出水竖井位于中心岛。8) 曝气设备选择曝气设备选用转碟式氧化沟曝气机，转碟直

21、径D1400mm，单盘标准清水充氧能力一般为 0.9 1.75kgO2 / h ds , 取 1.2kgO2 / h ds ，每米轴安装碟片不大于5 片。 外沟道外沟道标准需氧量 SOR1950475kgO2/ h2SOR所需要碟片数量 n1395.8片，取片3961.2n每米轴安装碟片数为4 个，最外侧碟片距离池内壁为 2 0.125m所需曝气转碟组数 mn396104109.9组，取 m 10组4每组转碟安装碟片数 a39639.6 片，取 a40 片10校核单碟片充氧能力：4751.19kgO2/ h ds1.2kgO2 / h ds1040满足设计要求所以外沟道共安装10 组曝气转碟，

22、每组上有40 片碟片。 中沟道中沟道标准需氧量 SOR2365.4182.7kgO2 / hSOR2所需要碟片数量 n2152.25片，取片1531.2n每米轴安装碟片数为4 个，最外侧碟片距离池内壁为 20.125m所需曝气转碟组数 mn1534组4103.83组，取 m104每组转碟安装碟片数 a15338.3 片，取 a40 片4校核单碟片充氧能力：182. 7 1.14kgO2 / h ds 1.2kgO2 / h ds440满足设计要求所以中沟道共安装 4 组曝气转碟，每组上有40 片碟片。 内沟道内沟道标准需氧量 SOR3146.273.1kgO2 / hSOR2所需要碟片数量 n

23、360.9片，取片611.2n每米轴安装碟片数为4 个，最外侧碟片距离池内壁为 20.125m所需曝气转碟组数 mn612组4101.525组，取 m104每组转碟安装碟片数 a6130.5片2为安装方便，拟定设备型号一致，且内沟道所需溶解氧浓度高，故选a 与外沟道、中沟道相匹配，取a40 片校核单碟片充氧能力：73. 10.914kgO2/ h ds1.2kgO2 / h ds240满足设计要求所以内沟道共安装2 组曝气转碟，每组上有40 片碟片。为使表面较高流速转入池底，同时降低混合液表面流速，在每组曝气转碟下游 2.5m 处设置导流板，与水平成 45 角倾斜安装，板顶部距水面 0.5m。

24、导流板采用玻璃钢材料，宽 0.9m，长 10m（与沟道宽度相同）。为防止导流板翻转或变形，在每块导流板后设两根80 的钢管支撑。根据上述计算，每座氧化沟的曝气机数量为：外沟道： 40 片组 10中沟道： 40 片组4内沟道： 40 片组2为设备安装标准化，选用标准型号设备YBP1400A 10 共 16 组。整机工作性能参数：氧化沟宽W10m转碟安装片数N40 片整机充氧能力70kgO2 / h电机功率30kW转盘直径D1400mm动力效率2.33kgO2 / kWh转速50r / min转盘标准浸水深度500mm适用工作水深5.2m1.7二沉池拟选用周边进水周边出水辐流式二次沉淀池，一期建造

25、2 座。1. 设计参数设计流量 Q=55000m3 / d2292m3 / h0.637m3 / s设计回流比 R=100%，总变化系数 k1.27 ，氧化沟中悬浮固体浓度X14000mg/ L ，二沉池底留生物固体浓度X28000mg / L , 表面负荷q1.0m3 / m2 h ，固体负荷 qs200 250kgSS/ m3 d2. 进水配水槽设计计算采用环形平底配水槽，等间距设有布水孔，孔径100 ，并加100mmL150mm短管。配水槽底部配水区设挡水裙板，高0.8m 。配水槽的配水量：Q(1 R)Qh(1 1) 22924583m3 / h1.27m3 / s设配水槽宽 1.0m，

26、水深 0.8m，则配水槽流速为：Q1.270.79m/ su11.0 0.8 2nF设 100 配水孔孔距为 s1.10m ，则配水孔数量为：D1431120n1s 1.10配水孔孔眼流速为：u2Q1.270.677m/ s222n12120d0.144槽底环形配水区平均流速为：QQ1.270.0048m/ su3n D1B2nLB43 11.0环形配水平均速度梯度G：G1u2u 22232t式中：G导流絮凝区的平均速度梯度t 导流絮凝区的平均停留时间，s。池边有效水深为24m时，取360720s污水的运动黏度，与水温有关。水温 20 C 时621.06 10m / s取 t=600s ，则：

27、221G20.6770.0048618.98s 126001.0610介于 10s 1 30s 1 之间Gt18.986001.14451010符合要求。3. 池体尺寸计算池计算示意图如下：图 1-6二沉池池体计算示意图沉淀部分水面面积F根据生物处理段的特性，选择二沉池表面负荷32座沉q 1.0m/ m h ，设 2淀池， n=2，Qmax Q0k550001.272910m3 / h24Qmax29102F21455m2q1.0池体直径 D4F41455D43.0m校核固体负荷 G24 1R Q0X1241 1.0 1455 4GF192kg / m3 d1455该值介于 180 250kg / m3 d 之间，故设计合理。沉淀部分有效水深h2拟定沉淀时间为 t=2.5h则：h2=qt=1.0 2.5=2.5m污泥区容积 V为保证污泥回流浓度，污泥在二沉池的存泥时间应不小于2h，取 T=2.0h氧化沟中混合液污泥浓度为X14000mg/ L ，设计污泥回流比采用R=100%，则回流污泥浓度为X 28000mg/ L2T 1 RQ0X22 11.055000 400