某机械加工废水处理工程设计计算实例

一、基础资料某拖拉机内燃机有限公司主要生产拖拉机和内燃机二大部分产品，公司内生产拖拉机和内燃机二块在地理位置和生产车间布局方面都相对独立。由于生产过程中需要润滑，清洁和冲洗等过程，会排出相应的生产废水；同时全厂职工在生产活动中排出相应的生活污水（浴室、食堂、厕所），因此，整个公司的废水有生产废水和生活污水二部分组成。拖制部废水水质：CODcr=78～216mg/l，BOD5=18.8～83.0mg/l，SS=67～189mg/lNH3-N=5.05～10.1mg/l，动植物油＝1.6～7.8mg/l，pH值=6.46～9.33内制部废水水质:CODcr=211～1230mg/l,BOD5=74.5～2.7mg/l,SS=103～276mg/lNH3-N=3.43～9.91mg/l,动植物油＝24.7～95.5mg/l,pH值=6.91～7.69以上数据表明，拖内公司的废水水质波动大，设计进水水质：拖制部废水水质：CODcr=130mg/l；BOD5=44mg/l；SS=115mg/l；NH3-N=7mg/l；动植物油=3mg/l。内制部废水水质：CODcr=746mg/l；BOD5=164mg/l；SS=167mg/l；NH3-N=6.7mg/l；动植物油=49.6mg/l根据上述实测数据以及二大块的排水量，加权平均后得：：CODcr=318mg/lBOD5=81mg/l；SS=131mg/l；NH3-N=6.9mg/l；动植物油=17.2mg/l。通过对污废水分流及对冲洗水的控制，预测今后废水的浓度会有所提高，用水量有所降低，因确定以下参数作为新建污水站的设计值。CODcr=350mg/l；BOD5=90mg/l；SS=150mg/l；NH3-N=7mg/l；动植物油=50mg/l。处理后出水水质：采用《污水综合排放标准》(DB31/199-1997)中第二类指标值。即CODcr≤100mg/l；BOD5≤30mg/l；SS*≤70mg/l；NH3-N≤15mg/l；动植物油≤15mg/l(SS*采用第一类指标值)。设计水量：拖内公司现有的二个排放口都无计量设备，废水量只能按常规从公司的用水量来预测。公司目前的用水量如表9－6。表9－6机械加工公司用水量分析部门用途日平均用水量日最高用水量时最高用水量拖制部浴室120m3/dd140m3/dd28m3/h食堂115/235m3/d125/265m3/d25/53m33/h生产2900m3//d3100m3//d200m3/hh小计3135/32555m3/d3365/35005m3/d253/281m3/h内制部浴室190m3/dd250m3/dd50m3/h食堂25/215mm3/d35/285mm3/d5/55m3//h生产800m3/dd1000m3//d80m3/h小计1015/12005m3/d1285/15335m3/d135/185m3/h用水量合计4150/44660m3/d4650/50440m3/d388/466m3/h排水量*合计3320/35668m3/d3720/40332m3/d310/373m3/h*排水量按用水量0.8计废水站按最大日污水量4032m3/d进行设计,时变化系数Kh＝2.2。二、设计原则和工艺流程的确定1工艺选择各处理方法需根据水质情况、用地许可、出水指标、运行管理、排放水体的距离等综合因素考虑来选择一种或几种组合。本污水处理站处置的对象为生活污水和生产污水混合的污水，污水特征为含油、可生化性能较差。为充分发挥污水处理的投资效益，力使处理工艺合理、经济而有效，对拖内公司的水样进行了小试，小试结果如表9－7。表9－7机械加工废水混凝处理实验效果混凝剂加注量助凝剂加注量原水均值CODccr出水平均CODccrpH值内制部1‰0.1‰590807-7.2拖制部1‰0.1‰120507-7.2根据试验结果确定以下工艺。2工艺流程食堂（隔油）生活废水1＃调节池接触氧化（Q=3032m3/d）淋浴与厕所其他生产废水混凝反应气浮计量排放乳化废水预处理装置2＃调节池（Q=1000m3/d）油漆废水图9－6机械加工废水处理工艺流程此工艺流程是针对进入1＃调节池内的废水，其可生化好的特点采用生物法加以处理，降低运行成本；气浮作为其固液分离的手段可达到节约占地面积的目的。进入2＃调节池内的废水可生化差采用生物法难以奏效，采用物化法加以处理，去除CODcr及油比较可靠，而且二股水混合后，达标有保证。3总平面布置原则废水处理站较为理想的位置是进出管道比较顺畅，离排放水体或管道近，处于生活办公场所的下风向。根据介绍公司内可供废水站使用的位置在内制部的技校工场，占地面积约为408m2。因此，本废水站需根据现有场地进行布置。由于面积有限，废水处理站为二层布置，下层为混凝土水池，有1＃调节池、2＃调节池、接触氧化池、污泥池和螺杆泵房；上层为房屋结构放置设备，有成套气浮池、鼓风机房、控制室、脱水机、自动细格栅。4高程布置原则高程布置原则：希望废水经一次提升后藉重力流经各处理构筑物，并尽量减少提升高度，节约能耗，处理后排入附近水体或管道。污水站的室内地面标高要基本保证不受雨水侵害，在满足处理构筑物容量的要求下尽量减小水池深度。通过高架方式输送进入废水站的废水先进入2＃调节池，这股废水SS及粗大垃圾较少，调节池内设人工格栅和自动细格栅各一个，最高液位标高为－0.50m。池内废水由泵提升进入混凝反应池，反应池液位标高为2.10m；最后进气浮池，气浮池液位标高为1.80m。通过地下埋管方式输送进入废水站的废水有二股，内制部的可采用重力流直接进入1＃调节池。内制部排水最远点距废水处理站约250m，管道按3‰坡度设计，进入污水站的管低标高为-1.75m，因此1＃调节池的液位设计值为-1.45m。拖制部的一股废水在进入废水处理站前需穿越厂区外的道路，在穿越前为减小管道埋深，提高1＃调节池的液位设计值，需设置一座提升井，井内配置二套潜水泵及液位控制系统。二股废水进入1＃调节池后，由泵提升进入接触氧化池，接触氧化池的设计液位为-0.5m。为保持较稳定的处理效果，在进接触氧化池前设置流量分配槽，将超过处理量的废水溢流回1＃调节池。接触氧化池内的废水反应后，进入2＃调节池，利用2＃调节池内的提升泵进入混凝反应池，池前也设置流量分配槽，将超过处理量的废水溢流回2＃调节池,最后进气浮池，在气浮池完成固液分离后计量排出。三、全工艺过程设计与计算1拖制部提升井设计提升井有效容积：29m3；水泵数：2台(一用一备)；单泵流量：88m3/h；单泵扬程：6m；单泵功率：4.0kw。1＃调节池设计池数1只；有效容积308m3；配置自动细格栅：1台，单机功率：0.4kw；配置手动细格栅：1台；配置提升水泵：3台(二用一备)。单泵流量：70m3/h；单泵扬程：6m；单泵功率：3.0kw；配预曝气管。接触氧化池设计池数：1只；有效容积：632m3，填料充填率：30％，计有190m3；填料型号：SNP球形填料；配膜式曝气管：180根。混凝反应池(钢制)设计池数2格；每格HRT：7min；配置PH在线仪表：1套；配置酸碱加注泵：2台，单机功率：0.75kw；配置混凝剂加注泵：2台；单机功率：0.75kw。配置浆式搅拌器：2台；单机功率：1.5kw。污泥池设计日污泥产量：650kg；污泥含水率：97％；HRT:2天。配置污泥螺杆泵台数：2台；污泥泵流量：5.65m3/h；压力：0.6Mpa，功率为4kw。气浮池(钢制)设计气浮池数：1套；单套处理能力：200m3/h；平面尺寸：15×2.5(m)单套功率：5.435kw；污泥脱水机设计自动污泥脱水机数：1台；处理能力：120kgSS/h。过滤面积：20m2单机功率：7.5kw；每天工作时间：5.5h，平面尺寸：6.1×1.4(m)。82＃调节池设计池数1只；有效容积：102m3，配置自动细格栅：1台；单机功率：0.4kw配置手动细格栅1台；配置提升水泵3台(二用一备)。单泵流量：84m3/h；单泵扬程为7.7m单泵功率为5.5kw；配预曝气管。9电磁流量计数量1只；管径DN200。10鼓风机房设计数量：2台（供氧化池）；单机供气量：7.10m3/min；风压：39.2kPa，单机功率：11kw转速n=770rpm）；数量：1台（用于预曝气）；单机供气量：4.46m3/min；风压为34.3kPa；单机功率为7.5kw转速n=920rpm）。11其它根据需要在1＃、2＃调节池、污泥池进行预曝气。预曝气单独由一台小鼓风机供气。废水处理站内设置送排风系统，换风次数8次/h。12废水处理站装机容量计算表9－8机械加工废水处理装机容量计算序号设备名称台数装机容量1提升井潜水泵22×4.0kW21＃调节池潜水泵33×3.0kW31＃调节池自动格栅11×0.4kW4混凝反应池加注泵泵44×0.75kWW5混凝反应池搅拌器器22×1.5kW6螺杆泵22×4.0kW7气浮池11×5.435kkW8污泥脱水机11×7.5kW92＃调节池潜水泵33×5.5kW102＃调节池自动格栅11×0.4kW11鼓风机22×11.0kWW12鼓风机11×7.5kW13轴流通风机11×1.1kW14总计2691.745kWW四、平面布置图图9－7机械加工废水处理站平面布置五、投资和运行费用估算投资表9－9机械加工废水处理站扩建工程投资汇总序号项目规格格单位数量价格（万元）备注1调节池3.0×2.55×1.5mm3121.0新建，改造A33钢2中间调节池3.0×2.55×3.2mm3242.0新建，A3钢3生化池1φ2000×42000m3100.6填料支架等改造4生化池22.0×2.5××3.2mm3141.0加高及改造5沉淀池φ1700×42000座11.8新建，A3钢6污泥池2.0×2.55×3.2mm312新建，钢筋混凝土土7溶气水泵2GC-5.2台10.3新增8进水泵IS50-32--200台20.4新增9生化进水泵ISG20-1110台10.2新增10污泥泵台10.3新增11鼓风机TSB-50台22.2新增12污泥脱水机台11.5新增13管道及配件2.5新增及改造14电气控制套10.7新增15平台0.5改造16防腐0.617小计15.618改造系数8％1.2519调试4％0.6220运输及安装100％1.5621管理费10％1.5622税收5.665%0.8823总计21.47运行费用废水处理系统运行费用包括电费，药剂费，人工费等。水量按30吨/天计。表9－10机械加工废水处理站主要动力设备序号名称称规格配电功率利用率数量备注1进水泵IS550-32--2000.75KW20%22生化进水泵IISG20--1100.37KW10%13溶气水泵22GC-5..27.5KW20%24风机TSB-5502.2KW100%2一用一备5污泥脱水设备0.5KW15%1∑5.94KW0.7×5.94×24/30＝3.30元/吨废水1.58＋0.15＋0.125＝1.86元/吨废水2人×1600/30×30＝3.56元/吨废水直接运行费：3.30＋1.86＋3.56＝8.75元/吨废水六、环境效益分析由于废水得到了有效的处理，因此有显著的环境效益。使用该处理系统后，以下各项指标的年消减量为：1COD：19.9×30×360＝214920kg2油：4.99×30×360＝53892kg3BOD5：9.98×30×360＝107784kg表9－11机械加工废水处理污染物去除率分析处理单元指标CODCrrBOD55油进水（mg/ll）20600082405950调节隔油池出水（mg/ll）17500065924760去除率（％）1520