洗衣废水治理设计计算书

1、3 设计计算书3.1 设计流量的确定设计流量Q50m3/h 50/3600 0.014m3/s总变化系数 Kz K 日×K 时 1×1.51.5（ K 时 如下：冶金 1.01.1；化工 1.3-1.5； 纺织、食品、皮革 1.52.0；造纸 1.31.8）最大设计流量Qmax Kz×Q1.5 ×0.0140.021m3/s3.2 格栅的设计计算格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、 尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等，尽管格栅的布置方式多样，都可以通过简图 3-1 进行格栅计算。图 3-1 细格栅计算草图表 3-1 格栅预去除率表指标COD/mg/LBOD

2、 5/mg/LSS/mg/L色度/倍进水500200750400出水475190675400去除率/5510-拟采用细格栅，其设计计算如下：设计参数查水污染控制工程第三版下册，细格栅栅条间隙 1.510mm，取 b8mm 人工清渣时格栅安装角度一般与水平面成 30°60°，取 60 过栅流速一般采用 0.61.0m/s，取 v 0.7m/s栅前水深 h0.5m进水渠道宽度 B1=0.3m渐宽部分展开角 1 30° 栅条断面选取迎水面为半圆的矩形，栅条宽度为 S=10mm设计计算1. 格栅的间隙数量n Qmax sin 0.0213 sin60°6.97，

3、取 n7 bhv 8 103 0.5 0.62. 格栅槽总宽度 3 3BSn1bn10×103×718×103×70.116m由上述计算可见，计算所得格栅在实际生产应用中不适合。根据污水处理需要 和从经济效益方面分析，选用筛网代替格栅，并由人工定时清渣。3. 筛网的设计计算（1）过栅断面面积为：Qmax 0.021 2A 0.03m2 v 0.7（2）过栅宽度为：A 0.03B 0.06m h 0.5根据计算和实际需要，在废水进入调节池的入口处设计一道筛网，其尺寸为：L×B=1×0.5m，并于地平线呈 60°夹角斜放。（3）

4、过栅水头损失 h2II阻力系数与栅条的断面几何形状有关，当迎水面为半圆形的矩形时，形状系数 取 1.83，则：= S =1.83 × 0.01 =2.464b 0.008则 h2=k2gsin =3×2.52 ×0.72 9.8×sin 60 =0.16m式中： k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=3。通过格栅的水头损失一般为 0.080.15m，为避免格栅前涌水， 故将栅后槽下降 h2 作为补偿。（4）栅前、后槽总高度 一般情况下，栅前槽总高度为栅前水深 h、格栅前渠道超高 h1（一般取 0.3m）之 和，栅后槽总高度为 h、h1和

5、格栅的水头损失 h2 之和，即：则栅前槽总高为：H1=h+ h1 =0.5+0.3=0.8m 则栅后槽总高度为：H=h+ h1+ h2=0.5+0.3+0.16=0.96m（5）格栅的总长度取进水渠道宽度 B1=0.3m， 渐宽部分展开角 1 30°， 此时进水渠道内的长度为：l1B B12tan 10.5 0.32tan300.17m渠道与出水渠道连接处的渐窄部分长度：l2 l1 2 0.172 0.085m栅槽总长度：L l1 l2 0.5 1.0 tanH610 0.17 0.085 0.5 1.0 ta0n.680 2.22m6）每日栅渣量：取每单位体积污水拦截污物 W1为

6、0.1m3/103m3，污水流量总变化系数 KZ为 1.5IIIQmax W1 86400 0.021 0.1 86400 3W 0.12m /dK z 1000 1.5 10003.3 调节池的设计计算调节池的设计主要是选择池型和确定其有效容积， 然后计算其各部尺寸， 并选 择搅拌设备。 调节池有效容积的确定分停留时间法和累积曲线法两种， 停留时间法 是目前国内应用最普遍的方法， 关键在于确定合适的停留时间。 停留时间经验值为 412h，连续进水取 4h，间断取 12h。本设计中，拟选用矩形水质调节池，兼具调 节水量和水质的作用，停留时间取 4h。考虑到避免调节池中发生沉淀，需辅以搅 拌混合

7、，拟采用机械搅拌方式。表 3-2调节池预去除率指标COD/mg/LBOD 5/mg/LSS/mg/L色度/倍进水475190675400出水450180607400去除率/5510-设计参数水力停留时间 T4h设计计算1. 调节池有效容积 VQ×T50×4200m32. 调节池水面面积 取池子总高度 H=4.7m，其中超高 0.5m，则池面积为2 AV/h200/4.247.62m23. 调节池的尺寸池长取 L 7.85m，池宽取 B6.2m，则池子总尺寸为L×B×H=7.85 ×6.2 ×4.5219m34. 搅拌机IV数量： 1台

8、；型号： JBG型立式环流搅拌机：配用电机功率： 2.2kW，单机服 务范围最大面积 100m2，最大宽度 10m，最大深度 26m（可调 ）：机体最大插入水深： 14.5m，重量 390kg；5. 水泵的扬程和流量设污水提升前水位为 -4.70m,提升的最高水位为 4.30m（1）静扬程HST 4.30 （ 4.70） 9.0m考虑 1m的安全水头， 2m 的管路水头损失，则总扬程为H 9.00 1.00 2.00 12.00m（2）流量按 Q Qmax 0.021m3 / s算，选一台泵，则泵的流量为Q' Q 0.021m3 /s选用2台WQS85-13-7.5型潜污泵（流量 85

9、m3/h,扬程 13m，转速2900r/min,功 率 7.5kw ），一用一备。3.4 混凝沉淀池的设计计算根据环境工程毕业设计指南 ，整个池子分为反应区和沉淀区。由于处理量 较小，沉淀区选用竖流式沉淀池。表 3-3 混凝沉淀池预去除率指标COD/mg/LBOD 5/mg/LSS/mg/L色度/倍进水450180607400出水405135160100去除率/10257475反应区的设计计算1. 设计参数反应区 HRT=30min 。2. 反应区设计 反应区容积 V=50×0.5=25m3。为保证药剂与水在短时间内充分混合，设计反应池高度为 1m，超高 0.3m，单池单格，尺寸为：

10、 5×5×1.3，配套设备为搅拌机 1 台竖流式沉淀池的设计计算1. 设计参数 竖流式沉淀池多为圆形，亦有呈方形或多角形，本设计为正方形， 1 座，中心 进水，周边出水。查水污染控制工程第三版下册、 排水工程下册、环境工程毕业设计指 南，为使池内配水均匀，池径不宜过大，一般采用 47m，不大于 10m。池径 （或正 方形的一边 ）与有效水深之比一般不大于 3。中心管流速 v0 不应大于 30mm/s，取 v0=20mm/s；水从中心管喇叭口与反射板 间流出的速度 v1 一般不大于 40mm/s，取 v1=15mm/s。作为初沉池使用时， 在生物处理前表面水力负荷为 2.04

11、.5m3/（ m2·h），沉淀时 间为 0.51.5h，取表面负荷 4.0m3/（m2·h），沉淀时间为 1.5h。贮泥斗斜壁倾角，方斗宜为 60°；池底边长取 0.5m；超高不低于 0.3m，取 h1=0.3m，缓冲层高 h4=0.3m。排泥管下端距池底距离 0.20m，取 0.2m，排泥管上端超出水面距离 0.40m， 取 0.5m。作为初沉池，排泥管出口距液面距离不小于 1.1m ，取 1.5m。2. 设计计算：（1）中心管截面积 f1 与直径 d0中心管截面积 f1=Qmax 0.021 1.05m2v00.02中心管直径 d0= 4f 1 1.16m（2

12、）中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度 h3 喇叭口直径与高度 d1=1.35d0=1.35 ×1.16=1.57m 反射板直径 d2=1.3d1=1.3 ×1.57=2.04mQmax 0.021间隙高度 h3= =0.28mv1d1 0.015 1.571）沉淀池边长 LVI沉淀区有效容积 V= Qmax t =1.5 ×50×1.5=112.5m3沉淀区有效水深 h2=qt=4 ×1.5=6m 沉淀区面积 A V 112.5 18.8m2h2 6池边长 L A 18.8 4.4m ，取池边长为 5m，实际池面积为 5×5=25m2

13、（2）校核表面负荷 q3600Q max 3600 ×0.0213 2q=3.0m /（ m ·h）A 25在 2.04.5m3/（ m2·h）范围内，设计合理。（5）校核池径水深比L h2=5/6<3，设计符合要求。（6）污泥区容积 污泥区的容积VW= Q max 24（C0 C1） 100 = 75 24（607 160） 100 =16.1m3/dVW= 1000 （100 p0） = 1000 1000（100 95） =16.1m /d式中： c0，c1沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度， mg/L； 污泥容重， kg/m3，含水率在 95%以上时，可

14、取 1000 kg/m3； p0污泥含水率， %。泥斗深 h5=5 0.5 tan60 ° 3.9m，21泥斗容积为 V= V 3.9 （52 5 0.5 0.52） 36m33 污泥通过静压排泥方式进入污泥池。（7）沉淀池总高度H=h 1 h2 h3h4h5=0.360.280.33.9=10.78m （9）出水设计查水污染控制工程第三版下册， 沉淀池的出水整流措施通常为溢流式集水槽， 出水堰可采用三角堰、 孔眼等形 式。本设计采用直角锯齿形三角堰，堰口齿深 50mm，齿距为 100mm。水面宜位于 齿高的 1/2处，即 25mm 处。本设计集水槽位于池内，在池的内侧设一周的钢制集

15、水槽，槽宽 b 为 0.5m， 由于经过竖流式沉淀池的水头损失为 0.40.5m，按最大水头损失计算， 集水槽底端 应设在水面下方至少 0.5m 处，取槽深 0.6m。VII3.5 水解酸化池的设计计算水解酸化池的设计主要是确定其有效容积。其水力停留时间一般控制在2.58.0h 之间。反应池的高度一般为 46m。水力负荷为 0.52.5m3/（m2·h），有机 负荷 为 1.958.8kgCOD/（m3·d）。由于水解酸化要在一定温度下进行， 所以必须加盖。表 3-4 水解酸化池预去除率指标COD/mg/LBOD 5/mg/LSS/mg/L色度/倍进水40513516010

16、0出水300128144100去除率/26510-设计参数水力停留时间一般控制在 2.58.0h 之间，由于工业废水停留时间较长，取 HRT=6h；水解池上升流速 0.51.8m/h；水解池超高取 0.3m。设计计算1.水解池的容积 V 水解池容积 V QHRT 50×6300m32.尺寸的确定 取上升流速为 0.8m/h，根据Q V H ，可计算出：A HRTA HRT50 2池截面面积 A 62.5m2，池高 H 0.8×6 4.8m0.8取池长为 15.5m，宽为 5m，设备中有效水深高度为 4.8m。水解池总高度为 5.1m3. 水解池上升流速校核 反应器高度 H

17、5.1m 上升流速 Q V H =5.1 0.85 m/h （符合设计要求）A HRTA HRT 6VIII3.6 生物接触氧化池的设计计算生物接触氧化池工艺设计的主要内容是计算填料的有效容积和池体的尺寸， 计 算空气量和空气管道系统等。 目前一般是在用有机负荷计算填料容积的基础上， 按 照构造要求确定池子的具体尺寸、池数以及池的分级。对于工业废水，最好通过实 验确定有机负荷，也可审慎地采用经验数据。生物接触氧化池的容积一般按BOD5的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。生物接触氧化法的供气量， 要同时满足微生物降解污染物的需氧量和氧化池的 混合搅拌强度。满足微生物需氧所

18、需的空气量，为保持氧化池内一定的搅拌强度， 满足营养物质、溶解氧和生物膜之间的充分接触，以及老化生物膜的冲刷脱落，气 水比宜大于 10，一般取 1520。进水 BOD5浓度过高时，应考虑设出水回流系统；填料层高度一般采用 3.0 m； 每单元接触氧化池面积不宜大于 25m2。表 3-5 生物接触氧化池预去除率指标COD/mg/LBOD 5/mg/LSS/mg/L色度/倍进水300128144100出水7020130100去除率/778510-设计参数进水 BOD5 为 S0=128mg/L，出水 BOD5 为 Se=20mg/L； 查水污染控制工程第三版下册和环境工程毕业设计指南 ，BOD5

19、500mg/L 时，填料容积负荷可用 1.0-3.0kg/(m3·d)，取 LV=1.2kg/(m3·d)； 填料高度 h0 一般采用 3.0m；超高 h1 为 0.50.6m，取 h1=0.5m；填料层上水深 h2 为 0.40.5m，取 h2=0.4m；填料至池底的高度 h3 一般采用 0.5m；1m3 污水需气量 D0 值宜大于 10，一般取 1520，本设计取 D0=15；IX设计计算1000 ×(128 - 20)/10001.290m1. 生物接触氧化池的有效容积 V 填料容积 V Q（S0 Se）LV2. 生物接触氧化池的总面积 A 和池数 N池总面

20、积 A V 90 30m 2h0 3由于每单元接触氧化池面积不宜大于 25m2,取池数 N 2 ， 则每座池子的面积A13015m2由于面积很小，采取单格。设计为 5×3m 的矩形3. 有效停留时间 t有效停留时间 t V 15 3 0.9 h（符合要求） Q 504. 供气量 D 和空气管道系统计算3（1）供气量 D=D0Q=15×50=750m3/h（2）空气管从鼓风机房出来一根空气干管，有两个生物接触氧化池，设两根空气支管，每根空气支管上设 13根小支管。两池共两根空气支管， 26 根空气小支管。空气干管流速为 15m/s，支管流速为 10 m/s ，小支管流速为 5

21、 m/s，则 空气干管管径：D干管 4D3600v14 7503600 150.132m ，取 DN150mm 钢管空气支管管径：D支管4D4 3753600 v2 3600 10 0.115m，取 DN125mm 钢管，空气小支管管径：4D 4 62.5D小支管3600 v33600 5 0.066m ，取 DN80mm钢管。（3）曝气系统采用圆盘式微孔扩散器布气本设计中采用 HWB-2 型微孔曝气器，其规格如下：直径： 200mm；厚度： 20mm；微孔平均直径： 150m；孔隙率： 4050%；曝 气量： 13 m3/h；服务面积： 0.30.5 m2/个；氧利用率： 2025%；充氧动

22、力效率： 46kg/(kW ·h)；阻力： 1471.13432.5Pa；曝气板为陶瓷材料，托盘为 ABS 材料。根据单池单格内设 13根空气管， 每根空气管均布 10个曝气器，则整个接触氧 化池所需曝气器数目总计为：2×13×10=260个5. 鼓风机选型空气总量为 12.5 m3/min；水下 3.8m处的压强为： P1=gh=100×09.8 ×3.8=37.2kPa 则阻力损失为水压与曝气器阻力之和： P=P1+P2=37.2+3=40.2kPa 本设计中选用 TS 系列低噪声罗茨鼓风机，型号： TSD-150，性能参数如下： 转速：

23、870r/min；升压： 44.1kPa：流量： 12.9m3/min；配套电机为 Y180M-4 ， 功率为 18.5kW，机组最大重量为 700kg。6. 填料设计填料高度为 3m，其体积为：3V=30×3=90m3本设计选择同种软性填料， 所用软性纤维采用高醛化度维纶丝， 具有比表面积 大、利用率高、空隙可变不堵塞、重量轻、强度高、性能稳定、运输方便、组装容 易等优点。查给水排水设计手册第 5 册，填料规格如下：纤维束长度： 120mm；束间距离： 60mm；安装距离： 130mm；纤维束量： 11.57 束 /m3；密度： 2.53kg/m3；孔隙率： >99%；理论比

24、表面积： 2472m2/m3。7. 池深 h池深 h=h0+h1+h2+h3=3+0.5+0.4+0.5=4.4m3.7 二沉池的设计计算设计参数由于处理水量较小， 二沉池也选用竖流式沉淀池。 与混凝沉淀中沉淀池的设计 类似，正方形， 1 座，中心进水，周边出水XI查水污染控制工程第三版下册、 排水工程下册、环境工程毕业设计指 南，为使池内配水均匀，池径不宜过大，一般采用 47m，不大于 10m。池径 （或正 方形的一边 ）与有效水深之比一般不大于 3。中心管流速 v0 不应大于 30mm/s，取 v0=20mm/s；水从中心管喇叭口与反射板 间流出的速度 v1 一般不大于 40mm/s，取

25、v1=15mm/s。作为二沉池使用时，在生物膜法后，表面水力负荷为 1.02.0m3/（m2·h），沉 淀时间为 1.54.0h，取表面负荷 2.0m3/m2·h，沉淀时间为 3.0h。贮泥斗斜壁倾角，方斗宜为 60°；池底边长取 0.5m；超高不低于 0.3m，取 h1=0.3m，缓冲层高 h4=0.3m。排泥管下端距池底距离 0.20m，取 0.2m，排泥管上端超出水面距离 0.40m， 取 0.5m。二沉池排泥管距液面不小于 0.8m ，取 1.0m。二沉池预去除率见下表。表 3-6 二沉池预去除率表指标COD/mg/LBOD 5/mg/LSS/mg/L色度

26、/倍进水7020130100出水661959100去除率/5555-设计计算1. 中心管截面积 f1 与直径 d0 中心管截面积 f1=Qmax 0.021 1.05m2v0 0.02中心管直径 d0= 4f 1.16m2. 中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度 h3 喇叭口直径与高度 d1=1.35d0=1.35 ×1.16=1.57m 反射板直径 d2=1.3d1=1.3 ×1.57=2.04m 间隙高度 h3= Q max =0.021 =0.28mv1d10.015 1.57XII3. 沉淀池边长 L沉淀区有效容积 V= Qmax t =1.5×50

27、5;3=225m3 沉淀区有效水深 h2=qt=2 ×3=6mV 225 2沉淀区面积 A V 225 37.5 m2h2 6池边长 L A 37.5 6.12m ，取池边长 6.2，实际池面积为 6.2 ×6.2=38.44m2（3）校核表面负荷 q3600Q max 3600 ×0.0213 2q=1.97m /（m ·h）A 38.44在 1.02.0m3/（ m2·h）范围内，设计合理。（5）校核池径水深比L h2=6.2/6<3，设计符合要求（6）污泥区容积污泥区的容积VW=Qmax 24(c0 c1) 100 = 75 24

28、(130 59) 100 =16.88m3/d1000 (100 p0 )1000 1000(100 99.2)式中： c0，c1沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度， mg/L；污泥容重， kg/m3，含水率在 95%以上时，可取 1000 kg/m3； p0污泥含水率， %。泥斗深 h5= 6.2 0.5 tan60 °4.9m，21 2 2 3 泥斗容积为 V 4.9 （6.22 6.2 0.5 0.52 ） 68.3m33 污泥通过静压排泥方式进入污泥池。（7）沉淀池总高度H=h 1 h2 h3h4 h5=0.360.280.34.9=11.78m（8）出水设计查水污染控制工程第三

29、版下册， 沉淀池的出水整流措施通常为溢流式集水槽， 出水堰可采用三角堰、 孔眼等形 式。本设计采用直角锯齿形三角堰，堰口齿深 50mm，齿距为 100mm。水面宜位于 齿高的 1/2处，即 25mm 处。本设计集水槽位于池内，在池的内侧设一周的钢制集水槽，槽宽b 为 0.5m，由于经过竖流式沉淀池的水头损失为 0.40.5m，按最大水头损失计算， 集水槽底端XIII应设在水面下方至少 0.5m 处，取槽深 0.6m。3.8 清水池的设计计算清水池用于收集沉淀处理后的污水。根据停留时间计算其池体尺寸表 3-7 清水池预去除率指标COD/mg/LBOD 5/mg/LSS/mg/L色度/倍进水661

30、959100出水63185635去除率/-5-设计参数按水泵 5min 抽一次水，为了保险起见，取停留时间 t=10min设计计算池体容积：3 V=Qt=50×（10/60）=8.3m3取池中有效水深为 h=2.2m，超高取 0.3m。则池面积为：2 A=V/h=8.3/2.2=3.8m2设计池形为正方形，则边长为：L A 3.8 1.95, 取 2m。过渡池的尺寸为： 2×2×2.5m。3.9 活性炭过滤器的设计计算活性炭过滤器主要由活性炭层和承托层组成。 活性炭具有发达的孔隙， 比表面 积大，具有很高的吸附能力。表 3-8 活性炭过滤器预去除率指标COD/mg

31、/LBOD 5/mg/LSS/mg/L色度/倍进水661956100出水63185035去除率/55565XIV设计参数查环境工程毕业设计指南 ，空塔流速 v=10 m/h；接触时间 t=15min=0.25h；通水倍数 W=5.0 m3/kg；填充 密度=450kg/ m3；粒状炭平均粒径 =1.5mm；炭层空隙率=32%；再生损失率 =5%；反冲强度 q=10L/(m2·h)；反冲膨胀度 L0=25%30%。设计计算3F=Q/v=50/10=5m31. 炭层尺寸设计 炭层总面积：炭层直径：4f 4 10 D= 2.52m ，取 2.5m炭层高度：h=vT=10×0.25

32、=2.5m2.炭层装炭量计算 炭层容积:V1=fh= D2·h/4= ×2×22.55/4=12.26m3 炭层首次装炭量： 炭层累积出水量： 炭层饱和时间：Tb=G= V1=12.26 ×450=5520kg3Vb=GW=552×0 5.0=27600 m3Vb27600b 1104h 18.4d 11Q 5022每年(按 365天计)炭层饱和炭再生次数：n=365/18.4=20每年炭层饱和炭再生损失：G1=G· n· =5520× 20× 0.05=5525kgXV即每年需补充新炭量为 5525kg

33、3. 过滤器总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+1.0+2.5+0.4+0.5=4.9m式中： h1保护高，取 0.5m；h2炭层上水深，一般不小于1m，取 1.0m；h3炭层高度， h3=h=2.5m；h4承托层高度，取 0.5m；h5反冲洗布水高度，一般为0.40.5m，本设计取 0.4m。3.10污泥处理系统的设计计算该污泥处理系统处理的污泥主要来自混凝沉淀和二沉池， 含水率很高， 一般为 96%99%，所以必须进行脱水。污泥浓缩的方法有重力浓缩和气浮浓缩、机械浓 缩三种， 在实际工程中该废水以重力浓缩最常用。 本设计污泥处理系统中采用重力 浓缩和带式压滤机处理污泥。经过浓缩

34、后，污泥的含水率为 94%98%，浓缩时间不宜小于 12h，但也不要超 过24h。污泥室容积，应该根据排泥方法和排泥间隙时间确定。设计参数1.污泥量的计算（1）沉淀池污泥量3V1=16.1m3/d，含水率 95（2）二沉池污泥量V2=16.88m3/d 含水率 99.2（3）总污泥量3V=V 1+V2= 16.1+16.88=32.98m3/d 平均含水率为：95%（16.1/32.98）+ 99.2%（ 16.88/32.98）=97.15%2. 参数选取 查污水处理厂设计与运行和水污染控制工程第三版下册，XVI固体负荷（固体通量） M 一般为 1035kg/m3d，取 M=30 kg/m3

35、d；浓缩时间取 T=20h；浓缩后污泥含水率为 95%；设计污泥量取 V=33m3/d；3浓缩后污泥体积： V1=（ 100-97.15）/（100-95） ×33=18.81m3/d设计计算1.池子边长1）根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：AQC/M式中： Q入流污泥量， m3/d ；M 固体通量， kg/m3·d； C入流固体浓度 kg/m3。 入流固体浓度（ C）的计算如下：C W1 W2Q1 Q2W1 =Q1×1000×(1-95%)=16.1 1×000×(1-95%)=805kg/dW2 = Q 2 ×10

36、00×(1-99.2%)=16.88 1×000×(1-99.2%)=135.04kg/d 805 135.04 3 则： C 28.5kg/m316.1 16.88(2)浓缩后污泥浓度为：3C1 =940.04/18.81=50kg/m33)浓缩池的面积为：2A=QC/M=33× 28.5/30=31.4m2设计 1 座正方形浓缩池，边长为 6.2m，则实际面积为 38.4m2。2.池子高度取停留时间 T=20h，有效高度 h2=（QT）/（24A）=0.7 m，取 1m， 超高 h1 =0.5 m，缓冲区高 h3 = 0.5m，池壁高：H1=h1+h2 +h3=2mXVII3. 污泥斗污泥斗下锥体边长取