废水处理工艺设计

1、四川理工学院毕业设计 目录 四川理工学院毕业论文 某焦化厂废水处理工艺设计学 生：学 号：专 业：环境工程班 级：指导老师： 四川理工学院材料与化学工程学院二一四 年 六月目录摘 要IAbstractII1 总论11.1废水来源、水质及水量特点分析11.1.1焦化废水的来源11.1.2 此次设计的进水水质水量21.2设计原则21.3设计依据及执行标准21.3.1 设计依据31.3.2设计原始资料31.3.3执行的排放标准32废水处理方案选择及论证421文献综述422方案的选择与论证42.2.1废水处理方案选择依据42.2.2 方案的选择与论证42.3废水处理工艺方案选择42.3.1基本工艺路线

2、选择52.3.2方案选择与论证53工艺流程设计及工艺原理说明73.1废水处理工艺流程设计（用方框图表示）73.2工艺原理及过程说明73.2.1吹脱73.2.2 气浮73.2.3 A/O工艺83.2.4污泥处理84 构筑物（设备）的工艺设计、计算与选型94.1 调节池94.1.1 设计说明94.1.2设计参数94.1.3 设计计算94.2 吹脱塔104.2.1设计说明104.2.2 设计参数104.2.3 设计计算104.3 气浮池114.3.1 设计说明114.3.2 设计参数124.3.3 设计计算124.4 A/O池设计144.4.1设计说明144.4.3设计计算144.5 二沉池设计计算

3、174.5.1 设计计算174.6 污泥浓缩池194.6.1浓缩池的设计与计算194.7提升泵的计算与选型204.8 污泥泵的选型214.9 鼓风机的选型224.10污泥压滤机的选型224.11加药设备的选型225 水力设计和计算245.1 管道直径的计算245.2 管道水力计算255.3 构筑物间的高程设计及计算276 总体布置286.1 平面布置286.1.1 平面布置原则286.2 高程布置286.2.1 高程布置原则287 设计总结307.1 设计概述307.2 心得体会30致谢31参考文献32附图33四川理工学院毕业设计 中文摘要摘 要本设计完成了某焦化厂废水处理方案设计及流程确定,

4、主要构筑物（设备）的设计计算与选型,污水处理站平面布置和高程布置；该工程规模2000m3/d,污水处理流程为：焦化废水经过格栅后，由提升泵到调节池，然后流入气浮池，气浮池出水进入调节池，然后进入吹脱池，吹脱池出水进入调节池，然后进入缺氧池，缺氧池出水进入好氧池，好氧池出水进入好氧池2，好氧池2出水进入二沉池，出水进入混凝沉淀池絮凝沉淀，经过消毒最后出水。污泥的流程为：从二沉池以及混凝沉淀池排出的剩余污泥进入污泥浓缩池，再进入污泥脱水间，经干化后外运。处理后的出水应达到钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-92）中焦化行业二级标准。选择A/O工艺处理焦化废水，在脱氮方面的效率显著高于SBR等

5、其他工艺。焦化废水绝大部分来自焦化厂和煤气厂，主要来自炼焦过程中的洗煤、熄焦、副产品加工和精制等环节。是在原煤的高温干馏、煤气净化和化工生产品精制过程中产生的，废水成分复杂，水质随原煤组成和炼焦工艺变化而变化，是典型的难处理的污水之一。关键词：焦化废水 气浮 吹脱 脱氮 A/O工艺 设计处理 A coking plant wastewater treatment process design Abstract This design has completed the scheme design and process of a coking plant wastewater treatmen

6、t design calculation and selection of main structures (equipment), sewage treatment station layout and elevation layout; The project scale of 2000 m3 / d, sewage treatment process for: coking wastewater after grille, the lift pump to adjust the pool, and then into the gas float pool, air flotation p

7、ool water into adjusting pool, and then enter the blowoff pool, blow to take off the pool water enters the regulation pool, and then into the anaerobic pool, anoxic pool water into the aerobic pond, aerobic pond water into the aerobic pool 2, 2 out of the water into the pond, aerobic pond, the water

8、 into the coagulation sedimentation tank flocculation precipitation, disinfected water at last. Sludge process for: from the second pond and coagulation sedimentation tank discharge of surplus sludge into the sludge thickener, again into the sludge dewatering, after drying the outbound. Treated wate

9、r should reach the steel industrial water pollutant discharge standard "(GB13456-92) secondary standard of coking industry. Select A/O process treatment of coking wastewater in denitrification efficiency is significantly higher than in SBR and other craft. For the most part coking wastewater fr

10、om coking plant and gas plant, mainly from coking coal, coke quenching, a by-product in the process of processing and refining. Is in the high temperature of raw coal dry distillation, gas purification and refining process of chemical raw products, waste water composition is complicated, the water q

11、uality changes over raw coal composition and coking technology, is one of the typical difficult treatment of wastewater.Keywords: air flotation to remove nitrogen in coking wastewater process design of A/O processing第II页第I页四川理工学院毕业设计 总论1 总论现代炼焦化学工业是以烟煤为原料，在隔绝空气的条件下，加热到960-1000，得到炼钢所需的焦炭。焦化废水主要来自焦炉煤气

12、初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水，是一种典型的有毒难降解有机废水，废水中污染物浓度高，难于降解，由于焦化废水中氮的存在，致使生物进化所需的氮源过剩，给处理达标带来较大困难。废水的危害大，焦化废水中多环芳烃不但难以降解，而且通常还是致癌物质，对环境造成严重污染的同时也直接威胁到人类健康。这次设计就是针对焦化废水的去除，通过查阅大量的文献资料，参照国内外对焦化废水处理的工艺先进技术，比较各种方法的优缺点，按照投资少、运行成本低、见效快的原则，运用自己所学知识，设计一种流程简单、投资省、操作方便适应性强且运行费用低，其出水达到相关排放标准的实用型焦化废水处理工艺。希望通过本次设计，熟悉

13、焦化废水的基本处理方法与工艺，并能学以致用，设计出比较合适的工艺过程，且在此过程中提升自己的资料分析和总结能力，工程设计能力，为以后的实践工作打好基础。1.1废水来源、水质及水量特点分析1.1.1焦化废水的来源焦化废水绝大部分来自焦化厂和煤气厂,主要来自炼焦过程中的洗煤、熄焦、副产品加工和精制等环节1,其具体来源有： （l）炼焦车间熄焦时熄焦塔排出的熄焦废水,含有焦尘及微量的挥发酚、氰化物等污染物。（2）冷鼓工段焦油氨水分离形成的剩余氨水,炼焦原料煤的表面水及化合水在高温炼焦过程中挥发溢出和裂解析出并随荒煤气进入初冷、冷凝工序,在初冷、冷凝过程中与其它沸点较低的废水冷却形成,含有焦油、NH3-

14、N、COD、酚、氰、硫化物等污染物。（3）炼焦车间上升管水封、冷缺、脱硫、氨回收过程设备水封和管道水封装置、冲洗地坪及其他排水,含有焦油、NH3-N、COD、硫化物等。（4）硫氨工段油水分离器等设备排出的污水,含有NH3-N、COD、挥发酚等污染物。（5）粗苯工段粗苯分离水,主要含油、COD等。（6）煤气净化产生的煤气终冷水,包括煤气终冷的直接冷却水,洗苯、洗萘过程中的直接冷却水,粗苯加工过程的直接蒸汽冷凝分离水,含有酚、CN-、NH3-N、硫化物等。（7）粗焦油加工、苯精制、精酚生产等过程产生的污水。这数股废水中,在熄焦过程产生大量的含酚废水,在脱焦油洗笨、洗蔡过程产生大量的芳烃类及含氮、含

15、硫和含氮杂环化合物,一般剩余氨水占废水总量的50%-70%,是焦化废水处理的重点2。1.1.2 此次设计的进水水质水量 该厂每天所产生的废水水量是2000 m3/d，本工程设计进水水质如表1-1表1-1 废水进水水质 (单位：mg/L)污染物名称CODNH3-N酚含 量1500-2000800120 根据该厂提供，处理废水量为2000m3/d，其流量是平均流量，因为工业废水可能存在流量不均匀的情况，取废水流量总变化系数K=1.5，则处理站设计进水量应为2000m3/d×1.5=3000m3/d。即是本废水处理站的设计处理规模为3000m3/d。1.2设计原则（1）结合所处理焦化废水的

16、水质及水量特点，综合考虑各种变化因素，选择先进合理且运行稳定的处理工艺。（2）工程采用科学的废水处理原理，技术先进，工艺流程简单，安全可靠，确保最后出水稳定达标。（3）设备构筑物的选择要本着造价低，运行费用低，管理简单，运行稳定可靠，维修方便，经济合理的原则。（4）结合该厂实际，本着合理布局，减少占地，资源利用合理，节约运行成本的原则。（5）整个设计要本着总投资少和运行费用低的原则。1.3设计依据及执行标准 设计依据包括：相关法规、排放标准、设计规范、设计任务书及污水处理工程相关基本情况、技术、设计资料等1.3.1 设计依据 1、相关法律法规（1）防治水污染技术政策1986.11.26（2）中

17、华人民共和国污染防治法实施细则1989.7.12（3）中华人民共和国环境保护法1989.12.6（4）中华人民共和国水污染防治法1996.5.15 2、技术标准和规范（1）钢铁工业水污染物排放标准GB13456-92（2）室外排水设计规范（3）国标给水排水标准图集（4）建筑给水排水设计规范 3、设计任务书1.3.2设计原始资料1.3.2.1水质及水量 （1）进水水质 处理水量：2000m3/d,由于焦化废水的水质不均匀，所以取废水排放不均匀系数1.5，则设计水量3000m3/d，处理水水质见表1-1（2） 出水水质见行业标准3 表1-2 工业水污染物排放标准分级排放量（m3/t）pH悬浮物挥发

18、酚氰化物COD油氨氮缺水区丰水区值mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L一级700.50.5100815二级3.04.06-91500.50.51501025三级4000.51.050030401.3.2.2 厂区条件简介： (1)厂区平坦、地质结构良好， 地下水位：10米(2)接纳水体：位于场区西边有一河流(3)年平均气温：25(4)夏季主导风：东南风1.3.3执行的排放标准 设计处理后废水排放按钢铁工业水污染物排放标准GB13456-92二级标准执行。见表1-2表1-3 废水处理二级标准 (单位：mg/L)项目CODNH3-N酚排放标准150250.5第 3 页四川理工学院毕业设

19、计 方案选择 2废水处理方案选择及论证 21文献综述 通过文献综述可知焦化废水中氨氮、有机物、油类、悬浮物等难降解物质含量较高，BOD5/CODCr =0.5时可生化性较好。为了更好的去除氨氮、难降解有机物，经过比较知物理处理效果较差，化学处理费用较高，循环废水处理会有后续污染问题，本次采用生物工艺。生物处理工艺适合于中小型污水处理厂的脱氮除磷工艺较多，常用的生物处理焦化工艺有：A/O工艺、AA/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、生物滤池、生物转盘法、生物流化床等，其中生物滤池、生物转盘、生物流化床工艺会有填料损耗、经济效益应较差。 22方案的选择与论证 2.2.1废水处理方案选择依据本次废水处

20、理方案是根据该厂所提供废水水质资料，考虑水量变动，参照钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-92）二级排放标准，并结合当地的自然条件，本着投资和运行费用省、施工方便、操作运行管理简单的原则来选择的。2.2.2 方案的选择与论证 为了选择出经济合理的处理工艺，一下对上述中小型污水处理厂的脱氮除磷工艺进行经济技术比较，如下表2-1 表2-1 脱氮除磷工业比选工艺 经济指标 技术指标 运行情况基建费用能耗占地脱氮效率稳定性管理情况耐负荷能力活性污泥法低低大一般一般简便一般SBR法低低小一般一般简便一般A/O工艺低适中中较好稳定一般高A-A/O工艺高高大较好稳定一般高由上表比较得出此次设计所选工艺

21、为A/O工艺。本工艺流程简单，脱氮效果好，运行稳定，基建费用低，占地较少，且可以有很好的处理效率。2.3废水处理工艺方案选择2.3.1基本工艺路线选择本次焦化厂废水处理设计中废水主要来自合成氨工业段的高氨氮废水，所以主要考虑高氨氮的去除。其中物理法和化学法均可作为高浓度废水处理的预处理。主要物理化学法有：吹脱法，气浮法和化学沉淀法。由于设计进水水质浓度高，要求污染物去除率较高（酚去除率：93% ，COD去除率：90%，NH3-N去除率：97%）。任何单级处理均不能使出水达到规定标准排放，必须选择多级处理流程才能使出水达标排放。因此，在高浓度废水经过物理化学法后采用生物法对废水进一步处理，使出水

22、达标排放。生物法中A/O、A2/O等工艺的脱氮效果均较好。2.3.2方案选择与论证本次处理工程设计是物理化学法与生物法相结合。对于高氨氮的去除，化学沉淀法和吹脱法均有较好的预处理效果。化学沉淀法是通过向需处理的废水中加入某种化学药剂，使其与废水中的溶解性污染物发生反应，生成难于溶解的盐并沉淀下，从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。目前研究和使用较多的方法是MAP化学沉淀法4。其基本原理是向高氨氮的废水中加入镁盐（MgO）和磷酸盐（PO43-），反应生成MgNH4PO4·6H2O（MAP磷酸铵镁），俗称鸟粪石。整个反应pH值的适宜范围在9到11之间。吹脱法是将废水的pH值范围调至11左

23、右后，使废水中的离子态铵转化为分子态氨，将废水通入吹脱设备中，通过气液接触将废水中的游离氨吹脱到大气中。 目前，国内由于吹脱法操作灵活、占地小，其脱氮率高，应用较多。化学法由于化学药剂费用较高，导致整个污水处理费用较吹脱法高，且产生的污泥易对环境造成二次污染，在国内应用实例不多。所以采用吹脱法对高浓度氨氮进行预处理，通过调节废水的pH值，约在11左右，进入吹脱塔，吹脱出游离的氨进而降低废水中氨氮浓度，可以减小后续处理生物处理单元的负荷。由于废水中氨氮浓度较高，虽然前面吹脱已经将大部分的氨氮除去，但是仍然不能达到国家所规定的排放标准排放，所以必须在进行二级处理，即是生物法，生物法目前也有较多方法

24、，但A/O工艺的脱氮效果显著而被广泛应用。首先，经吹脱后的废水进入缺氧池后，缺氧池中的反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放到空气，因此COD浓度下降。好氧池中，有机物被好氧微生物分解，BOD5浓度继续下降，氨氮被硝化，浓度下降速率较快。A/O工艺流程简单，脱氮效果较好，且BOD5的去除率较高。在缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，不易发生污泥膨胀。该工艺具有很好的环境效益，而且反应容积不大，操作简便，投资和运行成本均较低，并且没有大量难处理的化学污泥。经过上述论证，并根据国内外较多工程实例资料综合得出，本次氮肥厂废水处理工程设计工

25、艺选择为“废水调节池吹脱塔气浮池调节池A/O池二沉池 污泥浓缩池 ”的基本工艺路线。考虑厂区西边有一条河流，为方便处理后的废水排放，将水处理站建在靠近河处。其夏季主导风为东南风，则将进水口北部靠近河边处。第 6 页四川理工学院毕业设计 工艺流程设计3工艺流程设计及工艺原理说明3.1废水处理工艺流程设计（用方框图表示）调节池进水吹脱塔气浮池二沉池好氧池缺氧池调节池出水加药间污泥浓缩池污泥外运污泥浓缩 A/O工艺处理废水流程图3.2工艺原理及过程说明3.2.1吹脱 对于高浓度的氨氮的废水，吹脱法可以去除大部分的氨氮以减少后续处理阶段负荷。但为使吹脱达到一个较好的效果，必须把含氨氮的废水的pH值调到

26、11左右，以使废水中有更多的游离氨，便于吹脱。因此，在吹脱塔前设置一个调节池，其尺寸的设计主要参数是设计流量和停留时间。其中pH值是通过加药间里向加药池中加入石灰（GaO）和水生成的Ga（OH）2溶液调节。加药量的多少由控制阀及流量计控制。用提升泵把污水送入吹脱塔中，用空气吹脱污水中游离的氨，其去除率可达90%5。3.2.2 气浮气浮法是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法是利用高度分散的微气泡与水中悬

27、浮颗粒黏附，使其随气泡浮升到水面，从而加以分离去除，适当加人混凝药剂可显著改善气浮效果。絮凝后絮核轻飘，且粘附气泡性能良好，因而相比沉淀法，气浮法处理富营养化水体更具优势。气浮法用在生化前的话可以降低基建费用，降低后续处理难度。沉淀法基建投资大，处理量相对较小，处理效率低.沉淀法处理成本相对低两者可以配合使用，沉淀法主要去除经化学反应后众力大的，气浮主要去除悬浮物6。3.2.3 A/O工艺经过吹脱后的废水，氨氮浓度含量大大地减小，但仍然不能达到规定标准排放，所以需要进一步处理，本次水处理设计采用生物法A/O工艺。由于吹脱后的废水pH偏高，影响后续生物处理单元中微生物存活，所以，在吹脱后设置一个

28、调节池，用酸使吹脱后的污水pH值降低。经过调节后的污水进入A/O工艺缺氧池中，污水经过活性污泥中的微生物作用后达到去除氨氮、BOD5、COD等污染物的目的。在缺氧段，反硝化菌将混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放到空气中，达到除氮目的完成脱氮功能。好氧段中氨氮被硝化细菌硝化。好氧池的混合液通过污泥回流泵回流进入缺氧池中。从好氧池出来的污水混合液进入平流式二沉池进行沉淀，澄清液通过清水管道进入清水池后消毒排放或进行中水回用。A/O工艺池设计的主要参数是设计流量和停留时间，其中好氧池的曝气头数设计是根据所需曝气量和曝气头服务面积设计的。3.2.4污泥处理二沉池底部沉淀的污泥，通过

29、污泥泵将一部分污泥回流到厌氧池中；一部分污泥进入污泥浓缩池进行重力脱水后，用污泥泵送入污泥脱水间，经板框式压滤机进行脱水后污泥外运。第 8 页四川理工学院毕业设计 工艺设计计算4 构筑物（设备）的工艺设计、计算与选型4.1 调节池4.1.1 设计说明 由于焦化废水水质、水量一般是不均衡的，这种变化对废水处理设备，特别是后续生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的。这种情况下，经常采取的措施就是设置一个均衡调节池。此外，调节池还可起到临时贮存事故排水的作用。如下图4-1所示 = = 进水 出水 图4-14.1.2设计参数 平均水量：Q=2000m3/d 最大设计水量：Qmax=Q×K=2

30、000×1.5=3000m3/d（其中K为变化系数，取1.5） 停留时间：t=8-16h取t=10h74.1.3 设计计算 （1）调节池容积： （4-1） 式中：Qmax最大设计流量，m3/h t停留时间， 将数值代入式4-1得：V=Qmax×t=3000×10/24=1250m3 选择方形调节池，长宽L=B=17m 池深H：H=调节池水深在3-5m之间，符合要求。调节高度0.5m，所以池深H=4.35+0.5=4.85m，取整H=5m。如图3-1 （2）设备选择 采用QJB型潜水搅拌机8四台，适用于污水处理厂和工业流程中搅拌含有悬浮物的液体。见表3-1表3-1

31、潜水搅拌机性能参数 型号额定功率 额定电流叶轮直径叶轮转速质量/kW/A/mm/r.min-1/kgQJB.85/8260/3740/C/S 0.85 3.1 20 740 554.2 吹脱塔4.2.1设计说明 吹脱塔内装填料，水从塔顶送入，往下喷淋，空气由塔底送入，如下图4-2所示，本次设计中采用横流氨吹脱塔9。 NH3溶解在水中的反应方程式为：NH3+H2ONH4+OH-从反应式中可以看出，要想使得更多的氨被吹脱出来，必须使游离氨的量增加，则必须将进入吹脱塔的废水pH值调到碱性，使废水中OH-量增加，反应向左移动，废水中游离氨增多，使氨更容易被吹脱。所以在废水进入吹脱塔之前，用石灰将pH值

32、调至11，使废水中游离氨的量增加，通过向塔中吹入空气，使游离氨从废水中吹脱出来。吹脱对于高浓度的氨氮均有较好的去除效果，吹脱效率在60%95%之间10。吹脱塔流程如图所示。4.2.2 设计参数 废水中含酚20时亨利系数Hc为2.7×10-2atm.m3/mol 废水流量Qmax=3000m3/d=2.08m3/min 进水酚含量C0=120mg/L,要求出水浓度C=25mg/L4.2.3 设计计算（1） 填料塔设计11、12 气水比Aw （4-2） 式中： R气体常数，R=8.206×10-5atm.m3/(mol.K)； T温度，20+273.15=293.15K； Hc

33、亨利系数，atm.m3/mol。 则Aw=3.785×8.206×10-5×293.15×（120/25-1）/2.7×10-2 =12.534(m3/m3水) 传质系数 填料采用50mm鲍尔环，传质系数KLa由下式计算： （4-3） 填料容积 （4-4）=2.08×(ln（120/25)-3.785×8.026×10-5×293.15×25/12.534×2.7×10-2×120-1)/(0.9425×(1-3.785×8.026×1

34、0-5×293.15/(12.534×2.7×10-2)=15.39(m3) 填料塔高度 取填料塔直径D=2m，则有填料塔高度 （4-5） 取整为H=5.0m。 空气用量 （4-6） =2.08×12.534=26.07（m3/min）4.3 气浮池4.3.1 设计说明 气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水从池

35、下底部进入气浮接触区，保证气泡与废水有一定的接触时间，废水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底集水管排出，如下图4-3所示。其优点是池身浅，造价低，构造简单，管理方便。 图4-3 气浮池示意图 4.3.2 设计参数（1）加压水泵 加压水泵作用是提供一定压力的水量，本设计中采用离心泵。（2） 空气供给设备 压力溶气气浮的供气方式可分为泵前插管进气、水泵-射流器供气、水泵-空压机供气三种，本设计采用水泵-空压机供气。（3）压力溶气罐（填料溶气罐）设计参数： 过流密度I:2500-5000m3/(m2.d),取2500m3/(m2.d) 填料层高度Z1=0.8-1.3m，取1.0m。 布水区Z2=

36、0.2-0.3m取0.2m。 液位控制高度0.6-1.0m取0.8m。 溶气罐承压能力>0.6MPa 罐内理论停留时间为3min。 气浮池参数： 设计停留时间t=15min 表面负荷率q=6-8m3/(m2.h)取6m3/m2.h 废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速<0.1m/s,取0.06m/s。 废水在接触室中的上升速度uc=10-20mm/s,取16mm/s。 回流比为5%-10%，取10%。4.3.3 设计计算 （1）溶气罐的容积11： （4-7） 式中：fd溶气罐有效容积系数，取60%； t实 罐内实际停留时间，取 QR溶气用水量，取处理水量的10%，则 QR=200m

37、3/d=8.33m3/h=0.139m3/min 代入得VR=0.139×5/60%=1.159m3（2）溶气罐的直径按下式计算： （4-8） 将算的数值代入式子得直径为： （3）溶气罐的高度Z=Z1+Z2+Z3=1+1+0.2=2.2m（4）分离室的表面积m2 分离式长宽比取L:B=2:1则L=5.27m B=2.64m 气浮池有效水深 H=Vs.ts=2.0×60×2.0=2.4m （4-9） 接触室的表面积由下式计算： （4-10） 将算出的数值代入式4-10可得接触室表面积 m2 接触室长度m取整为0.60m。气浮池净容积： （4-11）（5）气浮所需空气

38、量 （4-12）式中：G气浮池析出的空气量，(kg/h); S废水中应去除的污染物量（kg/h） q加压水量，为27.83m3/h; k空气饱和系数，k=40%-90%,取50%； p设计考虑采用的压力，一般为2.04-4.08kg/cm2,取3kg/cm2; S0大气压力下空气在水中的饱和溶解度，20时为18.7mg/L； Q设计水量，采用最大设计水量125m3/h； S1废水中欲除去的污染物浓度，120mg/L； G1空气在水中的溶解度，60mg/L； 则 （4-13）V=(0.0173×120×0.001+60）/50%=120L/h （6）空压机所需额定气量V1=V

39、/(60×1000) （4-14） 式中： 安全与空压机效率系数，一般为1.2-1.5，取1.5； 则V1=1.5×120/（60×1000）=0.003m3/min4.4 A/O池设计4.4.1设计说明 A/O法脱氮工艺流程的反硝化反应器在前，BOD去除、硝化反应的综合反应器后。反硝化反应时以原污水中的有机物为碳源的。在硝化反应器内的含有大量硝酸盐的消化液回流到反硝化反应器，进行反硝化脱氮反应。其工艺流程如下图4-4所示 N2 内循环（硝化液回流） 沉淀池 原污水 反硝化器 BOD5去除及硝 （缺氧） 化反应器 处理水 （好氧） 回流污泥 剩余污泥 图4-3 A

40、/O工艺流程示意图4.4.2设计参数13停留时间t=4-12h，取10h，污泥回流比R=50%-60%，取80%，混合液回流比100%-200%,取100%，SVI=150 20时反硝化速率Kde=0.36kgNO3-N/(kgMLVSS.d)回流污泥含量Xr=r×106/SVI=6600mg/L曝气池内混合液污泥含量mg/L活性污泥挥发性固体含量f=MLVSS/MLSS=0.75污泥产率系数Y=0.1kg/(kg.d) 内源呼吸速率Kd=0.05d-1溶解氧，缺氧区<0.2-0.5mg/L 好氧区>2-4mg/L4.4.3设计计算（1）稳定运行下硝化菌比增率: (4-1

41、5) 式中：N曝气池的NH4+-N含量，mg/L； KN硝化反应饱和（或半速率）常数，mg/L； 则 UN=0.47×80/(80+1)=0.46d-1 完成硝化所需要最小泥龄 (4-16) 将所得数值代入式中得：（c）min = 设计泥龄c0= （4-17）式中：F安全系数，2.0； PF峰值系数，1.3。好氧池1有效容积： V好1= （4-18）式中: S0进水COD浓度，一级处理及缺氧池后COD浓度为 70%×1500=1050mg/L； Se出水COD浓度，曝气池COD去除率为80%，则去除 80%×1050=840mg/L 剩余Se=1050-840=2

42、10mg/L则V好1=m3停留时间由下式计算： （4-19）将所得数值代入式子可得好氧池1停留时间 t好1=24×V好1/Q=4.038h好氧池1的有效水深一般在4-5m，取5m，则好氧池面积 A=m2设L:B=5:1则L=18.3m=19m，B=3.67m=4m好氧池2的有效容积： V好2= （4-20）式中： S0进水COD的浓度，210mg/L; Se出水COD的浓度，210×（1-80%）=42mg/L则V好2=m3好氧池2水力停留时间t好2=好氧池2有效水深取4m，则好氧池2的面积A A=67.29/4=16.82m2, 好氧池取L:B=4:1，则L=8.20m

43、B=2.05m好氧池总容积 V=V好1+V好2=336.5+67.29=403.79m3水力停留时间 t=t好1 +t好2=4.038+0.807=4.845h（2） 缺氧池容积计算 缺氧池通过曝气池混合液内回流，使在好氧池2中经硝化反应所产生的硝酸根离子回流至缺氧池进行反硝化反应。 缺氧池容积V= （4-21）式中： Nk生物脱氮系统进水总凯氏氮含量，mg/L； Nte 生物脱氮系统出水总凯氏氮含量，25mg/L； Kde反硝化速率，kgNO3-N/(kgMLVSS.d)。 假定污水中总氮吹脱塔的去除率为80%，则进入生物脱氮系统的总氮Nk=800-800×80%=160mg/L。

44、 每日生成活性污泥量由下式计算： （4-22）将所得数值代入式中可得每日生成的活性污泥量为： 剩余污泥量由下式计算： （4-23）将所得数值代入式（4-23）可得剩余污泥为： W =157.2+(1-0.75)×160×50%×0.001×2000-0.01×2000 =177.2kg/d排出生物脱氮系统的剩余污泥由下式计算： (4-24)将数值代入式（4-24）可得排出生物脱氮系统的剩余污泥量为: 将以上数值代入式（4-21）可得缺氧池容积： m3缺氧池有效水深H取4m，则m2设池L:B=5:1，则L=20.64m=21m B=4.13m=4

45、.2m好氧池回流比I= 回流量Qr由下式计算： (4-25)代入式（4-25）得回流量4.5 二沉池设计计算二沉池设计的主要内容：选择池型；计算需要的沉淀池面积、有效水深和污泥区容积。池型选择可根据各种沉淀池的特点结合污水处理厂的规模、处理的对象、地质条件等情况综合确定。本次设计采用梳、竖流式，沉淀效果好，对温度及冲击负荷的适应能力较强，施工简易，造价较低。二沉池的构造如下图4-5所示： 图4-5 二沉池示意图 4.5.1 设计计算 （1）表面负荷法计算沉淀池面积： （4-26） 式中:A澄清区表面积，m2; Q污水设计流量，用最大时流量，m3/h; q表面水力负荷，m3/（m2.h ），在0

46、.6-2.5 m3/（m2.h ）之间，取2.5m3/（m2.h ）。 则 式中： t水力停留时间，在1.5-4.0h之间，取1.5h二沉池直径 D=取整为8m<10m。(符合要求)沉淀池有效水深： 校核径深比： <3( 符合要求 )二沉池的容积 m3中心管内流速v0=0.03m/s，则中心管的截面积f为： (4-27)式中：f中心管的截面积，m2； Qmax沉淀池的最大设计流量，m3/s； v0中心管内流速，m/s；中心管直径d0： 喇叭口上端宽度反射板宽度校核集水槽每米出水堰的过水负荷： <2.9L/s (符合要求) 二沉池污泥区容积计算： (4-28)式中： Vs污泥斗容积，m3； R最大污泥回流比； Q污水流量（m/h）; X混合液污泥浓度（mg/L） Xr回流污泥浓度将数值代入式子得二沉池污泥区容积： m3设圆锥底部直径d为0.5m，截锥侧壁倾角=55°，截锥高度为h1则 沉淀池总高度H为： 4.6 污泥浓缩池 污泥浓缩池的污泥主要来自