工业废水课程设计终结版

1、华北水利水电大学课程设计 第1章 概述1.1 设计题目4000m3/d棉纺染整废水处理工艺初步设计1.2 设计目的通过本次课程设计，进一步消化工业废水处理工程所学内容，并使学习的知识系统化，培养运用所学理论知识进行初步工程设计的能力。通过设计了解工程设计的内容、方法、步骤，培养确定工业废水处理工程的设计方案、进行设计计算、绘制工程图纸、使用技术资料、编写设计说明书的能力。1.3 设计任务某印染有限公司主要经营家用纺织品，产生污水的工序有棉纺的轧卷、煮炼、退浆、染色等工序，分别排放含有浆料、烧碱、双氧水(次氯酸钠)、渗透剂、淀粉酶、染料、食盐、保险粉、碱剂等物质的废水。设计处理水量为4000 m

2、3/d。年有效工作日300天，三班制生产，8小时/班。出水执行纺织染整工业污染物排放标准（GB42871992）级标准，并通过当地环保部门审批。进水水质和出水水质标准如表所示：项目指标CODCrmg/LBOD5mg/L悬浮物mg/L氨氮mg/L总磷mg/L色度倍pH进水80040040010130012出水1002570151407根据印染废水的特点及相关资料进行棉纺染整废水处理工艺初步设计，具体内容有：1、污水处理工艺设计； 2、污水处理构筑物设计； 3、污泥处理构筑物设计。1.4 设计成果1、设计说明书一份；2、计算书一份；3、设计图纸A2图2张以上，包括高程图和平面布置图1.5 原始资料

3、1、进水水量：4000m3/d。2、进水水质：该染整有限公司废水主要来自生产过程中的棉纺的扎卷、前整理煮炼废水、退浆、染色等工段，分别排放含有浆料、烧碱、双氧水(次氯酸钠)、渗透剂、淀粉酶、染料、食盐、保险粉、碱剂等物质的废水。排水水质状况为：COD=800mg/L BOD5=400mg/L SS=400mg/L 色度=300pH=123、排放标准：出水水质达到纺织染整工业废水排放标准（GB4278-1992）规定的一级排放标准。纺织染整工业污染物排放标准（GB42871992）级标准项目指标CODCrmg/LBOD5mg/L悬浮物mg/L氨氮mg/L总磷mg/L色度倍pH出水10025701

4、5140691.6设计参考文献及资料1.环境工程设计手册第三编2.水污染控制工程（高等教育出版社 高廷耀编著）3.水处理工程典型设计实例（化学工业出版社）4.污水处理工艺及工程方案设计（中国建筑工业出版社）5.纺织染整废水处理技术及工程实例（化学工业出版社 陈季华主编）6.纺织染整工业废水治理工程技术规范国家环保部编第2章棉纺染整工艺产污分析 该厂生产废水主要来自前处理及染色两个工序，前处理一般包括退浆、煮炼、等2.1产污分析及废水性质 2.1.1退浆退浆一般是用化学药剂将织物上所携带的浆料去除（毛、丝绸无此步骤），使纤维更好的与染亲和，同时也可以去除织物纤维中部分天然杂质，一般采用碱法退浆。

5、退浆废水水量少，但污染严重，是染整废水有机物的重要来源。棉及棉纺织、机织产品在制成织物时，为使丝线光滑，并提高其强度和耐磨性能，需对线纱进行上浆。而在织物染色前，为使纤维和染料更好的亲和合，又需将织物上的浆料退掉，产生退浆废水。退浆废水有一定的粘性、且呈碱性、有机污染物含量随浆料品种而异，一般都较高。退浆废水棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除。退浆废水一般占废水总量的15左右，污染物约占总量的一半。退浆废水是碱性的有机废水，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，废水呈淡黄色。退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异：过去多用天然淀粉浆料，淀粉浆料的BOD5CODcr值为0

6、.30.5；目前使用较多的化学浆料(如PVA)的BOD5CODcr值为0.1左右；近年来改性淀粉逐渐有取代化学浆料的趋势，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5CODcr值为0.50.8。2.1.2煮练煮炼是将织物在浓碱液中蒸煮，以去除退浆后残留在织物上分子量较大的天然杂质（蜡状物质、果胶和油脂），并时织物具有较好的吸水性。便于印染过程中染料的吸附与扩散。煮练液主要是烧碱，并投加硅酸钠或亚硫酸氢钠等助剂作为表面活性剂。煮练液一般为黑褐色，PH很高，有机污染物浓度高，达到数千mg/L.2.1.3染色纯棉或棉混纺织物染色生产工艺： 水烧 水烧 水烧 水助剂 碱 碱 碱 染料坯布烧毛退浆煮炼丝光染色

7、漂洗整理成品 染色是将织物从染液浸泡、穿过，使织物染上所需颜色。染液是将染料和各种助剂按照一定剂量在水中混合而配置成的。纯棉织物是在常温下染色,染色过程中一定量染料上染到织物上，剩余染料则排放到废水中。使用的助剂是为促使染料更好地上染到织物上，并增强染色的牢度，创造一个好的染色环境。染色中使用的各类助剂最终几乎全部残留在染色残液及其后的漂洗水中。因此染色排放的废水含有一定量染色残液，与印花相比，污染物浓度较高。棉织物棉及棉混纺织物染色所用染料主要为：活性染料，使用的助剂主要有：烧碱、纯碱、硫酸、食盐、表面活性剂、匀染剂等。.2.2 废水特点 废水成分复杂、水质水量变化大；有机物浓度高、色度深，

8、碱性高；废水中除含有残余染料、助剂外还含有一定量的浆料。第3章 废水的处理方案和工艺流程确定 根据产污分析和废水特点，并结合纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ471-2009）来确定处理方案和工艺流程。3.1纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ471-2009) 技术规范（HJ471-2009）第6章废水处理工艺设计3.1.1 工艺选择原则(6.1)6.1.1 在工艺设计前，应对废水的水质、水量及变化规律进行全面调查，并进行必要的分析试验。 6.1.2 染整废水处理应采用生物处理为主、物化处理为辅的综合处理工艺。 6.1.3 工艺路线的选择应根据废水的水质特征、处理后水的去向、排放标准，

9、并进行技术经济比较后确定。 6.1.4 应考虑当地的自然条件选择工艺。环境温度低的北方地区，不宜采用生物滤池或生物转盘等生物膜技术；地下水位高、地质条件差的场所，一般不宜选用构筑物深度较大、施工难度较高的工艺。 3.1.2各类染整废水的处理工艺(6.2)6.2.1 棉及棉混纺染整废水可选用以下处理工艺。 （1）混合废水处理工艺：格栅pH 调整调节池水解酸化好氧生物处理物化处理。 （2）废水分质处理工艺：煮练、退浆等高浓度废水经厌氧或水解酸化后再与其他废水混合处理；碱减量的废碱液经碱回收再利用后再与其他废水混合处理。 6.2.2 毛染整废水宜采用的处理工艺为：格栅调节池水解酸化好氧生物处理。 洗

10、毛废水应先回收羊毛脂再采用厌氧生物处理好氧生物处理， 然后混入染整废水合并处理或进入城镇污水处理厂。 6.2.3 丝绸染整废水宜采用的处理工艺为：格栅调节池水解酸化好氧生物处理。 绢纺精炼废水宜采用的处理工艺为：格栅凉水池（可回收热量）调节池厌氧生物处理好氧生物处理。 缫丝废水应先回收丝胶等有价值物质再进行处理，处理工艺：格栅、栅网调节池好氧生物处理6 HJ 4712009 沉淀或气浮。 6.2.4 麻染整废水处理根据生物脱胶废水、化学脱胶废水、洗麻废水的水质水量以及与染整废水混合后的实际水质，宜采用的处理工艺为：格栅沉沙池pH 调整厌氧生物处理水解酸化好氧生物处理物化处理生物滤池。 若麻脱胶

11、废水比例较高，则应单独进行厌氧生物处理或者物化处理后再与染整废水混合处理。 6.2.5 涤纶为主的化纤染整废水可选用以下处理工艺： （1）对含碱减量的涤纶染整废水：格栅pH 调整调节池物化处理好氧生物处理。其中，碱减量废水应先收对苯二甲酸再混入染整废水。 （2）对涤纶染色废水：格栅pH 调整调节池好氧生物处理物化处理。 6.2.6 蜡染工艺过程中应减少尿素用量。由于废水中污染物浓度较高，且含氮量也较高，通常采用水解酸化具有脱氮功能的兼氧、好氧生物处理工艺，具体参数应通过试验确定。 6.2.7 采用磷酸盐助剂时，工艺过程中产生的废水应单独进行化学除磷，如进行氢氧化钙（石灰水）沉淀等。 6.2.8

12、 当要求执行特别排放限值时，应进行深度处理。 3.2 依据纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ471-2009)确定污水处理方案通常印染废水的处理方法有：物理法、化学法、生物法等。其中物理法处理效果较差；化学法所需投加药剂量大，但投资占地省；生物法是一种较为普遍的处理方法。目前，国内外对印染废水以生物处理为主，占80%以上，尤以好氧生物处理法占大多数。而随着染料浆料的成分日益复杂，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标。此外，好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。由于上述原因印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视。而随着废水排放标准要求

13、越来越严格，单独的生物处理难以达到排放要求。结合实际情况，采用生物处理为主，再辅以化学处理技术，组成一个完整的综合治理流程，既保留了生物处理方法可去除较大量有机污染物和一定颜色的能力、且基本稳定的特点又发挥了物理化学法去除颜色和剩余有机污染物能力的特点，而且运行成本相对较低。本设计采用厌氧水解酸化处理技术作为好氧生物处理工艺的预处理，共同组成厌氧水解好氧的生物处理混凝沉淀工艺。好氧生物处理方法主要有A/O法、生物接触氧化法。水解酸化A/O工艺混凝沉淀：废水经调节池进入水解酸化池，水解池中接触填料。由于废水中含有染料等难降解的物质，且色泽较深，在水解酸化池中，利用厌氧型兼性细菌和厌氧菌，将废水中

14、高分子化合物断链成低分子链，复杂的有机物转变为简单的有机物，从而改善后续的好氧生化处理条件。实践表明，水解酸化处理单元对活性染料废水具有较好的脱色作用。厌氧好氧处理工艺，它在传统的活性污泥法好氧池前段设置了缺氧池，是微生物在缺氧、好氧状态下交替操作进行微生物筛选，经筛选的微生物不但可有效去除废水中的有机物，而且抑制了丝状菌的繁殖，可避免污泥膨胀现象。在生化处理后串联混凝沉淀物化处理系统，可进一步脱色和去除水中的COD，以确保处理水水质达标排放。水解酸化生物接触氧化混凝沉淀：水解酸化将污水中的染料、助剂、纤维类等难降解的苯环类或长链大分子物质分解为小分子物质，同时有效降解废水中的表面活性剂，较好

15、的控制后续好氧工艺中产生的泡沫问题。经水解酸化器处理后的出水进入接触氧化池。接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分悬浮生长于水中，兼有活性污泥和生物滤池的特点。废水经水解和接触氧化处理后采用混凝沉淀工艺进一步去除色度和降低废水中的COD值。A/O法与接触氧化池在BOD去除率大致相同的情况下，前者BOD体积负荷可高5倍，所需处理时间只有后者的1/5。根据实际经验，接触氧化法具有BOD容积负荷高，污泥生物量大，相对而言处理效率较高，而且对进水冲击负荷（水力冲击负荷及有机浓度冲击负荷）的适应力强。维护管理方便，工艺操作简便，基建费用低。 由于微生物是附着在填料上形成生

16、物膜，生物膜的剥落与增长可以自动保持平衡，所以无需回流污泥，运转十分方便。其污泥产量远低于活性污泥法。延时曝气混凝沉淀：可以得到高质量的出水，混凝剂投量小设备简单污泥量较小，但流程复杂，占地面积大，基建和运行费用较高。综上所述，并结合纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ471-2009)中6.2.1确定方案为厌氧水解酸化生物接触氧化混凝沉淀。3.3 污水处理工艺流程3.3.1 具体工艺流程如下：鼓风机泵房污泥回流格栅水解酸化池混凝沉淀池污泥脱水上层滤液调节池污泥外运竖流沉淀池污泥浓缩池剩余污泥初沉池接触氧化池滤液筛网3.3.2 工艺流程说明1. 首先废水先通过格栅去除较大的悬浮物和漂浮物，然

17、后再通过具有清洗功能的滤网设备，因为废水中棉毛短绒、纤维、纤维凝絮物较多。2. 纺织印染厂由于其特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多边性，是排出的废水的水质和水量有很大的变化。而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理设备更为重要。为了保证处理设备的正常运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。因此，接着进入调节池,在此进行水量的调节和水质的均衡，同时起到预处理作用 。纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ471-2009)中规定当废水 pH 值小于 6 或大于 9 时应采取 pH 调整措施，由于该棉纺染整废水PH=12，碱性比较强所以需同时加酸中和

18、。3. 然后用泵提升至水解酸化池。水解工艺是将厌氧发酸阶段过程控制在水解与产酸阶段。利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使污水更适宜于后续的好氧处理。它取代功能专一的初沉池，对各类有机物去除率远远高于传统初沉池。因此，从数量上降低了后续构筑物的负荷。4.水解酸化出水经初沉池流入接触氧化池,在接触氧化池内经微生物作用去除绝大部分的有机物和色度后入二沉淀池。 5.水解酸化池出水再进入二沉淀。二沉池选用竖流式较合适，其排泥简单，管理方便，占地面积小。竖流式沉淀池，按池体功能的不同把沉淀池分为进水区、沉淀区、出水区、缓

19、冲区和污泥区等五部分。废水由中心管上部进入，从管下部溢出，经反射板的阻拦向四周分布，然后在由下而上在池内垂直上升，上升流速不变。澄清水油池周边集水堰溢出。污泥贮存在池底泥斗内，由排泥管排出。6.二沉池出水再进入混凝沉淀池进行深度处理，通过水中加入混凝剂达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度，达标排放。浓缩后的污泥进行脱水，泥饼外运，浓缩池的上清液及脱水的滤液则回流至调节池，也可对水量和水质起到调节作用。标准10025704069总去除率88.596.098.689.5 计算书第1章 各构筑物的设计与计算1.1 格栅和滤网1.1.1 格栅的设计参数应符合纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ4

20、71-2009)中格栅格网技术要求6.3.1 格栅、格网6.3.1.1 格栅栅距应按最大小时废水量设计，粗、细格栅至少各一道。 6.3.1.2 处理废水量较大时，宜采用具有自动清洗功能的机械格栅。 6.3.1.3 机械格栅应有便于维修时起吊的设施、出渣平台和栏杆。 6.3.1.4 棉毛短绒、纤维、纤维凝絮物较多时，应采用具有清洗功能的滤网设备。 6.3.1.5 废水中纤维物很多时，应在车间排水口就地去除。 6.3.1.6 处理含细粉和短纤维的牛仔服染整、水洗废水时，应先通过沉沙池和滤网设备进行沉沙和过滤处理。并结合给排水设计手册.第09册.专用机械确定格栅的参数和类型 一.格栅栅条间隙应符合下

21、列要求：人工清除 2540mm，机械清除 1625mm，最大间隙 40mm(二.在大型污水处理厂或泵站前当每日格栅渣量大于0.2m3一般应采用机械清渣设备。三.格栅倾角一般用45°-75°之间的四.通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。五.过栅流速一般采用0.61.0m/s,栅前流速一般为0.40.9m/s。1.1.2 各部分具体计算一.栅条间隙数n和栅槽宽度B设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=1.0m/s，栅条间隙宽度e=20mm，格栅倾角=50° Qmax=4000×=0.08 m3/sn=Qmaxsina½/ehv=8.8个 ，

22、取整为9栅槽宽度B栅条断面为锐边矩形断面，栅条宽度s=0.01mB=s·（n-1）+e·n=0.01×（9-1）+0.02×9=0.26m二.进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=0.11m，其渐宽部分展开角度1=20°，则进水渠道内的流速v= Qmax/hb=0.08/0.4x0.3=0.67m/s,介于0.40.9m/s,符合规范要求。L1=(B- B1)/2tg1=（0.26-0.11）/2tg20°=0.21m三.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L2= L1/2=0.21/2=0.11m四.通过格栅的水头损失h1设

23、栅条断面为圆形 =1.79 计算水头损失h0=·(v2/2g)·sin 阻力系数=·(s/e)4/3 过栅水头损失：h1= h0·k=·(v2/2g)·sin·k=·(s/e)4/3·(v2/2g)·sin·k （其中k为格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3) 代入数据得：过栅水头损失h1=1.79x（0.01/0.02) 4/3x(12/19.6)x3xsin50°=0.083m 满足水头损失0.080.15的要求五.栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+

24、h1+h2=0.4+0.083+0.3=0.783m0.8m六.栅槽总长度L栅前渠道深H1=h+h2=0.4+0.3=0.7mL= l1+l2+0.5+1.0+ H1/tg=0.21+0.11+0.5+1.0+0.7/tg50° =2.41m七.每日栅渣量W在格栅间隙20mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.07m3即w0=0.07m3/1000 m3W=Qmax·w0×86400/kz =0.08××0.07×86400/(1.7×1000)=0.28m3/d>0.2m3/d所以用机械清渣。1.1.3 格栅

25、示意图 如图1-1 格栅1.1.4格栅机的选型 参考给水排水设计手册第11册，选择LXG链条旋转背耙式格栅除污机，其安装倾角为50°进水流速1.2m/s,水头损失<19.6kPa,栅条净距1540mm。1.2 调节池 纺织染整工业废水治理工程技术规范（ HJ 4712009 ）6.3.2 调节池 6.3.2.1 调节池的有效容积宜按平均小时流量的 612 h 水量设计。 6.3.2.2 调节池宜设计为敞开式，若为封闭式应有通排风设施。 6.3.2.3 调节池内应设置水力混合或动力搅拌装置。 6.3.2.4 当调节池采用空气搅拌时，每 100 m3有效池容的气量宜按 1.01.5

26、 m3/min 设计；当采用射流搅拌时，功率应不小于 10 W/m3；当采用液下（潜水）搅拌器时，设计流速宜采用 0.150.35 m/s。 6.3.2.5 调节池应设排空集水坑，池底应有坡向集水坑的坡度。 由于废水排放的间断性和多边性，使排出的废水的水质和水量有很大的变化。废水处理设备是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理设备更为重要。为了保证处理设备的正常运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。为了调节水质，在调节池底部设置搅拌装置，常用的两种方式是空气搅拌和机械搅拌，选用空气搅拌，池型为矩形。1.2.1 加酸中和废水呈碱性主要是由生产过程中投加的NaOH引起

27、的，原水PH为12，即OH-=0.01mol/l,所以含碱量Nz=4000×103×0.01×0.04=4.0×104×0.04 =1600kg/d加酸量G为:G=Nz·a·k/24 其中G酸总耗量，kg/h Nz废水含碱量，kg/d a酸性药剂比耗量，取1.24 k反应不均匀系数，1.11.2 代入数据计算得：G=1600×1.24×1.1/24=2182.4/24=90.9kg/h1.2.2池体积算1. 参数：调节池的有效容积宜按平均小时流量的 612 h 水量设计,选取停留时间t=10h，采用穿孔空

28、气搅拌，气水比3.5：1 2. 调节池有效体积V V=(Q/24)×t=(4000/24)×10=1666.7m3 其中Q为废水流量，m3/d3. 调节池尺寸 设计调节池平面尺寸为矩形，有效水深h为5m，则面积S S=V/h=1666.7/5=333.3m2 设池宽B=15m，池长L=S/B=333.3/15= 22.2m,取L=22m 保护高h1=0.6m，则池总高度H=h+h1=5+0.6=5.6m1.2.3布气管设置1. 空气量Q1 Q1=D0Q=3.5×4000=1.4×104m3/d=0.16m3/s 式中D0每立方米污水需氧量，3.5m3/m

29、3 2. 空气干管直径d d=（4Q1/v）1/2=4×0.16/(3.14×12)1/2=0.130m=130mm 校核管内气体流速v=4Q1/d2=4×0.16/(3.14×0.132)= 12.1m/s 所以在范围1015m/s内3.支管直径d1 空气干管连接两支管，通过每根支管的空气量q q=Q1/2=0.16/2=0.08 m3/s 则支管直径d1=（4q/v1）1/2=4×0.08/(3.14×6)1/2=0.130m,取130mm，校核支管流速v1=4q/d12=4×0.08/(3.14×0.1302

30、)=6.0m/s 所以在范围510m/s内4. 穿孔管直径d2 沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留1m，则穿孔管的间距数为(L-2×1)/2=（22-2）/2=10,穿孔管的个数n=(10+1)×2×2=44。每根支管上连有22根穿孔管。通过每根穿孔管的空气量q1，q1=q/22=0.08/22=0.0036m3/s 则穿孔管直径d2=（4q1/v2）1/2=4×0.0036/(3.14×8)1/2=0.02m，取值25mm，校核流速v2=4q1/d22=4×0.0036/(3.14×0.025

31、2)=7.3m/s 所以在范围510m/s内5. 孔眼计算 孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列。孔眼间距50-100mm取孔眼间距b=50mm,孔径3-5mm,q取孔径=3mm，每根穿孔管长l=3m。 那么孔眼数：m= l/b+1=3/0.05+1=61个。孔眼流速v3=4q1/2m=4×0.0036/(3.14×0.0032×61)=8.35m/s, 符合510m/s的流速要求6. 鼓风机的选型空气管DN=130mm时，风管的沿程阻力h1h1=iLTP=11.5×39.0×1.00×1.0=448.5Pa

32、式中i单位管长阻力，查给水排水设计手册第一册，i=11.5Pa/m L风管长度，m T温度为20时，空气密度的修正系数为1.00 P大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h2=v2/2g=3.0×7.482×1.205/(2×9.8)=10.3Pa 式中局部阻力系数，查给水排水设计手册第一册得3.0 v风管中平均空气流速，m/s 空气密度，kg/m3空气管DN=25mm时，风管的沿程阻力h1h1=iLTP=60.7×106×1.00×1.0=6434.2Pa式中i单位管长阻力，查给水排水设计手册第一册，i=60.

33、7Pa/m L风管长度，m T温度为20时，空气密度的修正系数为1.00 P大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h2=24×v2/2g=24×3.4×7.902×1.205/(2×9.8)=313.1Pa式中局部阻力系数，查给水排水设计手册第一册得3.4 v风管中平均空气流速，m/s 空气密度，kg/m3风机所需风压为448.5+6.10.3+6434.2+313.1=7206.1Pa7.21KPa。综合以上计算，鼓风机气量9.6m3/min，风压7.21KPa 查得：SSR型罗茨鼓风机主要用于水处理，气力输送等行业。其

34、进口风量 1.1826.5m3/min,出口升压9.858.8kPa,该机显著特点是体积小，重量轻，流量大，噪声低，运行平稳，风量和压力特点优良。查给水排水设计手册第11册并结合气量1.38×104m3/d，风压7.21KPa进行风机选型，选SSR型罗茨鼓风机，型号为SSR150表2-1 SSR型罗茨鼓风机规格性能型号口径A转速r/min风量m3/min压力kPa轴功率Kw功率KwSSR659.84.167.51.3 水解酸化池1.3.1 介绍水解工艺是将厌氧发酸阶段过程控制在水解与产酸阶段。从数量上降低了后续构筑物的负荷。此外，利用水解和产酸菌的反应，将不

35、溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使污水更适宜于后续的好氧处理，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程。1.3.2 池体积算1） 池表面积S=Qmaxq其中Qmax最大设计流量（m3/h） q表面负荷，一般为0.81.5m3/(m2.h),取1.2代入数据得:S=Qmaxq=（4000/24）×1.2=200.0m22） 有效水深h=qt（纺织染整工业废水治理工程技术规范规定水解酸化池有效水深一般不小于 4 m） 停留时间t一般在45h，本设计采用5h 代入数据得: h=qt=1.2×5=6m3）有效容积V V=F

36、h=200×6=1200m3设池宽B=12m 则池长L=S/B=16.7m 取17m1.3.3布水配水系统1） 配水方式 本设计采用大阻力配水系统，为了配水均匀一般对称布置，各支管出水口向下距池底约20cm，位于所服务面积的中心。 查曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例其设计参数如下：干管进口流速1.01.5m/s开孔比0.20.25支管进口流速1.52.5m/s配水孔径912mm支管间距 0.20.3m配水孔间距730mm 2） 干管管径的设计计算 Qmax=4000m3/d=0.05m3/s，选取干管流速v1=1.0/s；设该池有两个进水管，则每个进水管流速v=2.0m/s；所以

37、干管横截面面积A=Qmax/ v1=0.05/2.0=0.025m2 管径D1=(4A/)1/2=（4×0.025/3.14）1/2=0.178m 由给排水设计手册第1册选用DN=200mm的钢管 校核干管流速：A=2/4=3.14×O.22/4=0.034m2 v1=Qmax/A=0.05/0.034=1.47 m/s,介于1.01.5m/s之间3） 布水支管的设计计算确定布水支管个数 取布水支管的中心间距为0.25m，支管的间距数n=L/0.25=17/0.25=68个，则支管数n=2×（68-1）=134根确定布水支管管和长度 每根支管的进口流量q=Qmax

38、/n=0.05/134=0.000373 m3/s,支管流速v2=1.8m/s则D2=（4q/v2）1/2=4×0.000373/(3.14×1.8)1/2=0.0162m, 取D2=17mm；校核支管流速：v2=4q/D22=4×0.000373/(3.14×0.0172)=1.6 m/s所以在设计流速1.52.5 m/s之间，因此符合要求。4) 出水孔的设计计算孔径一般为912mm，本设计选取孔径为9mm的出水孔；出水孔沿配水支管中心线两侧向下交叉布置，从管的横截断面看两侧出水孔的夹角为45°。因为水解酸化池的横截面积s=12×1

39、7=204m2，且开孔率为0.2所以孔眼总面积S=204×0.2=0.408m2 配水孔眼d=9mm，所以单孔眼的面积为S1=d2/4=3.14×0.0092/4=6.36×10-5m2，所以孔眼数为n=S/S1=0.408/(6.36×10-5) = 6415个,每个管子上的孔眼数是6415/134=47.9,取值48。1.4 生物接触氧化池参照生物接触氧化法污水处理技术规范HJ2009-2011进行设计和计算1.4.1 介绍（1） 生物接触氧化处理技术也称淹没式生物滤池，其实质之一是在池内填充填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。

40、在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。 其基本结构如图： 图4-1 生物接触氧化池示意图（2） 基本工艺生物接触氧化处理技术通常分为一段（级）处理工艺流程、二段（级）处理工艺流程法和多（级)段处理工艺流程。而目前使用较多的是推流法。推流法是将一座生物接触氧化池内部分格，按推流方式进行。出水进水图3-2 推流式接触氧化池 氧化池分格可使每格微生物与负荷条件（大小、性质）相适应，有利于微生物专性培养驯化，提高处理效率。1.4.2 填料的选择与安装（1） 填料的选择 结合实际情况，选择孔径为25mm的的玻璃钢蜂窝填料，其块

41、体规格为800×800×230mm，空隙率为98.7，比表面积为158m2/m3,壁厚0.2mm。（参考污水处理构筑物设计与计算玻璃钢蜂窝填料规格表）（2） 安装蜂窝状 填料采用格栅支架安装，在氧化池底部设置拼装式格栅，以支持填料。格栅用厚度为46mm的扁钢焊接而成，为便于搬动、安装和拆卸，每块单元格栅尺寸为500mm1000mm。1.4.3 池体的设计计算1）有效容积V V=Q(La-Lt)/M 其中 Q平均日废水量m3/d La进水BOD5的浓度 mg/l Lt出水BOD5的浓度 mg/l M容积负荷，BOD5500时可用1.03.0kg/(m3·d),取3.

42、0kg/(m3·d) 代入数据得：V=Q(La-Lt)/M=4000×（400-25）×10-3/3.0=500m32）氧化池总面积F F=V/H H填料总高度，一般取3m 代入数据得：F=V/H=500/3=166.7m2 3）氧化池格数n n=F/f f每格氧化池面积，25m2采用25m2 氧化池平面尺寸采用4m×4m=16m2 代入数据得：n=F/f=166.7/16=10.4 取为10格4）校核接触时间t t=nfH/Q=160×3/166.7=2.8h,正好符合1.03.0h的要求5) 氧化池总高度H0 H0=H+h1+h2+（m-1

43、）h3+h4=3+0.5+0.4+（3-1）×0.3+1.5=6.0m 其中h1保护高，0.50.6m h2填料上水深，0.40.5m h3填料层间隙高，0.20.3m h4配水区高，不进检修者为0.5m，进入检修者为1.5m m填料层数，取3 污水在池内的实际停留时间t=nf（H0- h1）/Q=160×(6.0-0.5)/=167=2.7h，符合要求。 6） 需氧量D=D0Q D0每立方米污水需氧量，1520 m3/ m3 代入数据得：D=D0Q=15×4000=60000m3/d=41.7m3/min 每格氧化池所需空气量D1= D/10=41.7/10=4

44、.2 m3/min7)填料总体积V 选用直径为25mm的蜂窝型玻璃钢填料，V=nfH=10×16×3=480m33.4.4曝气装置 曝气装置是氧化池的重要组成部分，与填料上的生物膜充分发挥降解有机污染物物的作用、维持氧化池的正常运行和提高生化处理效率有很大关系，并且同氧化池的动力消耗密切相关。 按供气方式，有鼓风曝气、机械曝气和射流曝气，目前国内用得较多的是鼓风曝气。这种方法动力消耗低，动力效率较高，供气量较易控制，但噪声大。鼓风充氧设备采用穿孔管，孔眼直径为35mm，间距50-100mm,空口速度为510m/s，氧的利用率为67。选用大阻力系统，布气比较均匀，安装方便，一

45、次投资省。1） 总需氧量D D=D0Q 式中D0每立方米污水需氧量，1520m3/m3 D=D0Q=15×4000=6.0×104m3/d=41.7m3/min=0.69m3/s 2）空气干管直径d d=（4D/v）1/2=4×0.69/(3.14×12)1/2=0.271m取300mm。 校核管内气体流速v=4D/d2=4×0.69/(3.14×0.32) 10.0m/s 在范围1015m/s内。3）支管直径d1 池体分为10格，每格连一根支管，通过每根支管的空气量q q=D/8=0.69/10=0.069m3/s 则支管直径d1=

46、（4q/v1）1/2=4×0.069/(3.14×6)1/2=0.121m,取125mm，校核支管流速v1=4q/d12=4×0.069/(3.14×0.1252)=5.6m/s 在范围510m/s内4）穿孔管直径d2 沿支管方向每隔750mm设置两根对称的穿孔管，每根支管上连接8根穿孔管，通过每根穿孔管的空气量q1 q1=q/8=0.069/8=0.0086m3/s 则小支管直径d2=（4q1/v2）1/2=4×0.0086/(3.14×4)1/2=0.052m，取75mm。 孔眼直径采用=3mm，间距为750mm，每根穿孔管上的孔

47、眼数为2，孔眼流速v3=4q1/22=4×0.0086/(2×3.14×0.032)=6.1m/s,符合510m/s的流速要求。（5) 风机选型空气管DN=300mm时，风管的沿程阻力h1h1=iLTP=5.9×20.4×1.00×1.0=120.36Pa式中i单位管长阻力，查给水排水设计手册第一册，i=5.9Pa/m L风管长度，m T温度为20时，空气密度的修正系数为1.00 P大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h2=v2/2g=3.32×102×1.205/(2×9.8)=

48、20.41Pa式中局部阻力系数，查给水排水设计手册第一册得3.32 v风管中平均空气流速，m/s 空气密度，kg/m3空气管DN=125mm时，风管的沿程阻力h1h1=iLTP=3.65×34×1.00×1.0=124.1Pa式中i单位管长阻力，查给水排水设计手册第一册，i=3.65Pa/m L风管长度，m T温度为20时，空气密度的修正系数为1.00 P大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h2=32×v2/2g=32×3.33×5.62×1.205/(2×9.8)=205.4Pa式中局部阻

49、力系数，查给水排水设计手册第一册得3.33 v风管中平均空气流速，m/s 空气密度，kg/m3风机所需风压为120.36+20.41+124.1+205.4=470.27Pa 综合以上计算，风压0.470KPa 选L系列标准型罗茨鼓风机，型号为3L300-1，一备一用表4-2 3L300-1型罗茨鼓风机规格性能型号口径A转速r/min风量m3/min压力KPa轴功率Kw功率Kw3L300-1300110041.399.812.25221.4.5 进出水系统 由于氧化池的流态基本上是完全混合型，因此对进出水的要求并不十分严格，满足下列条件即可：进、出水均匀，保持池内负荷均匀，方便运行和维护，不过

50、多地占用池的有效容积等。采用廊道布水，廊道设在氧化池一侧，宽度取0.4m，出水装置采用周边堰流的方式。1.5 竖流式二沉池1.5.1 构造选用竖流式较合适，其排泥简单，管理方便，占地面积小。 竖流式沉淀池，按池体功能的不同把沉淀池分为进水区、沉淀区、出水区、缓冲区和污泥区等五部分。废水由中心管上部进入，从管下部溢出，经反射板的阻拦向四周分布，然后在由下而上在池内垂直上升，上升流速不变。澄清水油池周边集水堰溢出。污泥贮存在池底泥斗内，由排泥管排出。示意图如下： 1进水管 4污泥管 5挡板 6集水槽 7出水管图5-1 竖流式二沉池俯视图 图3-4 二沉池剖面草图图5-2 二沉池剖面草图1.5.2

51、设计计算1） 中心管面积f f=qmax/v0 qmax=Qmax/n其中Qmax最大设计流量，m3/s v0中心管内流速，不大于30mm/s,取30mm/s n沉淀池个数，采用4座 qmax 为每座沉淀池承受的最大水量 qmax=Qmax/n=4000/24/3600/4=0.0116m3/s f=qmax/v0=0.0116/0.03=0.38m22）中心管直径d0d0=（4f/）1/2=(4×0.38/3.14)1/2=0.69m,取为0.7m校核中心管流速 f=d02/4=3.14×0.72/4=0.38m2 v0= qmax/f=0.0116/0.380.03m/

52、s=30mm/s因此满足要求3）中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3 h3=qmax/v1d1 其中 h3 在0.250.5m之间 v1污水由中心管喇叭口语反射板之间的缝隙流出的速度，不应大于40mm/s,取v1=0.015m/s d1/喇叭口直径，d1=1.35× d0 =1.35×0.7 = 0.95m 代入数据得：h3=qmax/v1d1=0.0116/(0.015×3.14×0.95)=0.26m 所以符合要求4）沉淀部分有效断面积F 表面负荷设q为1.5m3/(m2h)F= qmax/kzv=0.0116/（1.82×0.0004）

53、=15m2v污水在沉淀池中的流速，v=q×1000/3600=0.4mm/s5)沉淀池直径D D=4(F+f)/1/2=4×(15+0.38)/3.141/2=4.4m,取D=5m 6）沉淀部分有效水深h2停留时间t为2h，则 h2=vt=0.0004×3600×2=2.88m，采用3m 为保证水流自下而上做垂直流动， D/h不大于3； 因 D/h=5/3=1.73，所以满足要求。7）校核集水槽出水堰负荷：集水槽每米出水负荷为 qmax/D=11.6/3.14×5=0.73L/(s·m)<2.9L/(s·m) 符合要求

54、8） 沉淀部分所需总容积：污泥含水率P0=99.5% 进水悬浮物浓度C1=400 mg/l ,C2=70mg/l T=2V= qmax（C1C2）T×86400×100/ KZ·r（100- P0） =40.4m3 每个池子所需污泥容积为 40.4/4=10.1m39）圆截锥部分容积V 贮泥斗倾角范围为55-60°取值60°，则h5=（R-r）×tan60=(2.5-0.2)=4.0m V1=h5(R2+Rr+r2)/3 其中 R圆截锥上部半径 r圆截锥下部半径 h5圆截锥部分的高度代入数据得： V1=h5(R2+Rr+r2)/3=3.14×4.0×(2.52+2.5×