武汉理工大学资源与环境工程课程设计

本文格式为Word版，下载可任意编辑——武汉理工大学资源与环境工程课程设计

题目:200m

3

/d含油废水处理工程设计

初始条件：

依据厂里提供的资料，进水水质为：设计流量Q=200m3/d，BOD5=2200mg/L,COD=5000mg/L，SS=2000mg/L，动植物油=2000mg/L，NH3-N=80mg/L，pH值为6～9。处理出水标准为《污水综合排放标准》（GB8988-1996）中一级标准：BOD5≤20mg/L，COD≤60mg/L，SS≤20mg/L,动植物油≤10mg/L,NH3-N≤15mg/L,pH值为6～9.

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰

写等具体要求）

1.查阅不少于10篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇。

2.根据废水的水质、水量和处理要求，选择合理的工艺流程，并按要求设计出污水处理方案。

3.绘制污水处理工艺流程图、平面图、高程图、主要构筑物的平面图、剖面图，折合不少于2张1#图纸。

4.完成一份10000字以上的设计计算说明书。

时间安排：

1.任务书下达，查阅资料1天2.制图规范、设计说明书讲解2天3.设计计算说明书的书写1天4.绘制图纸1天

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书摘要

本课程设计主要针对200m3/d含油废水处理工程设计，所得结果对于处理含油废水废水具有重要的指导意义。本课程设计主要设计了格栅、沉淀混凝池、隔油池、二级气浮、UASB、A/O。设计结果说明：依照该工艺处理废水，出水水质将得到明显改善，并可达到《污水综合排放标准》一级标准。本文的特色在于：针对本设计给出的小流量含油废水，悬浮物浓度高，含有氨氮的特点，提出了采用混凝沉淀二级气浮加上流式厌氧污泥床反应器加内循环好氧生物流化床进行处理的组合工艺。

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成分开的一种净水法。下表是各种处理方法的比较：

各种含油废水处理方法比较表1（摘自张文林）方法加压气浮膜过滤适用范围去除粒径μm分散油、乳60>d>10化油乳化油、溶60>d>10解油溶解油10>d>1COD去除率/主要优点%>85效果好,工艺成熟>95出水水质好,设备简单>85主要缺点吸附电磁吸附乳化油60>d>10>75粗粒化化学凝聚分散油、乳60>d>10化油乳化油60>d>10>95>90化学氧化电解乳化油60>d>10>95乳化油60>d>10>90活性污泥溶解油10>d>1>90生物滤池溶解油10>d>1>95占地面积大,浮油难处理膜清洗困难,操作费用高出水水质好吸附剂再生困,设备占地难,投资较高面积小除油率高,耗电量大,工艺装置占地面未成熟积小设备小型化滤料易堵,操作简单效果好,工占地面积大,药艺成熟剂用量多,污泥难处理出水水质好设备投资高,操设备占地面作费用高积小除油率高,装置繁杂,耗电连续操作量大,消耗大量铝材出水水质好进水要求高,操,基建费用作费用高较低适应性强运行费用低基建费用高含油废水的预处理一般使用隔油池，隔油池利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分开的目的。隔油池的构造多采用平流式，含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池，沿水平方向缓慢滚动，在滚动中油品上浮水面，由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀下来的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的

废水则溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，以去除乳化油及其他污染物。

2

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

隔油池多用钢筋混凝土筑造,也有用砖石砌筑的在矩形平面上，沿水流方向分为2～4格，每格宽度一般不超过6米，以便布水均匀。有效水深不超过2米，隔油池的长度一般比每一格的宽度大4倍以上。隔油池多用链带式的刮油机和刮泥机分别刮除浮油和池底污泥。一般每格安装一组刮油机和刮泥机，设一个污泥斗。若每格中间加设档板，挡板两侧都安装刮油机和刮泥机，并设污泥斗,则称为两段式隔油池,可以提高除油效率，但设备增多，能耗增高。若在隔油池内加设若干斜板，也可以提高除油效率，但建设投资较高。在寒冷地区，为防止冬季油品凝固，可在集油管底部设蒸汽管加热。隔油池一般都要加盖，并在盖板下设蒸汽管，以便保温，防止隔油池起火和油品挥发，并可防止灰沙进入。

2设计内容与任务

废水的设计流量为200m3/d，其进水主要污染物的浓度和根据《污水综合排放标准》（GB8988-1996）中一级标准的出水标准如下表1：

设计进、出水水质表2CODmg/LBOD5mg/LNH3-Nmg/LSSmg/L动植物油mg/L进水水质出水水质

该废水具有以下几个特点：

a．动植物油含量很高，超出排放标准200倍，故应当采取针对性的排油工

艺以降低动植物油含量。

b．高COD、BOD。COD高达5000mg/L，故应当采取厌氧生物法进行预处理。

60201520106～95000220080200020006～9pH3

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

c．高SS。在活性污泥法之前必需将SS降低。d．需要一系列脱氮工艺。

3处理工艺的选取与简介

3.1粗大颗粒物的去除

3.1．1格栅

格栅式处理厂的第一个处理单元，它是以一组平行的金属栅条制成，之间形成缝隙。水流通过它时，粗大的物质会被截留下来。

3.1．2沉砂池

沉砂池的功能是去除水中的砂粒、煤渣等比较大的无机杂质，同时也可以去除少量的比较大的有机杂质。本次采用效果很好的曝气沉砂池。

3.2混凝沉淀

3.2.1混凝池

化学混凝所处理的对象，主要是水中的微小悬浮物。向水中投加一些混凝剂使胶体脱稳。

混凝的原理有以下三个：

①反离子的压缩作用。电离产生的Al3为高价反离子，对胶体的扩散层有猛烈的压缩作用，使胶体的∈电位下降，胶粒间斥力变小，使胶粒易于在相互碰撞中聚集成大颗粒凝絮，并在重力的作用下，从水中沉淀出来。

②吸附架桥作用。当向水中参与高分子电解质时，不仅使胶体“脱稳〞而凝聚，同时又进一步形成絮凝体。这是由于高分子物质对胶粒有猛烈的吸附作用。高分子长链物一端可能被其他胶粒吸附，形成一个高分子链状物，同时吸附在两个以上胶粒表面上。此时高分子长链像是各胶粒间的桥架，将胶粒联结在一起使胶粒间形成絮凝体，最终沉降下来，从而从水中除去这些胶体杂质，这种作用称为吸附架桥作用，由于悬浮微粒的吸附和高分子物质的架桥作用，破坏了胶体的稳定性，逐渐形成类似棉絮的沉淀物(俗称“矾花〞)，该过程寻常称为“絮凝〞。无机高分子盐类。如铝盐，铁盐的水解产物也能起到类似吸附架桥的这种作用。③网捕作用。当向水中投加铝盐、铁盐等药剂时，铝盐或铁盐会在水中水解成高

4

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

聚合度的氢氧化物，像一张滤网，可以吸附，夹带水中的胶体杂质而沉淀，这个作用可以称为混凝剂的网捕作用。

一般的絮凝剂有：1)

无机高分子絮凝剂。无机高分子絮凝剂的品种在我国已经逐步形成系列。阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铁(PFP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)等。阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS)。无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFc)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合硅酸铝铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。由于纸浆带负电荷，一般选择阳离子型的高分子絮凝剂，同时起中和电荷和絮凝架桥的双重作用，沉淀效果好。目前常用聚合氯化铝(PAC)作絮凝剂以除去纸浆中的悬浮物和胶体粒子。其优点是可以同时除浊和除色，而且用量仅为硫酸铝的1／4～1／2，水温降低时絮凝作用变化不大。其缺点是简单生成细小矾花，较难进行固液分开，纸浆回收效率较低。据研究报道，铝盐絮凝剂有一定的毒性，水中铝含量高于0．5mg／L即可使鲑鱼死亡，对植物和微生物也有毒副作用，对人易引起老年性痴呆病等。

2)

有机高分子絮凝剂。同无机高分子絮凝剂相比，有机高分子具有用量少、絮凝速度快、受共存盐和pH值及温度影响小、生成污泥量少且易于处理等优点，因而具有广阔的应用前景。在合成的有机高分子絮凝剂中，聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多。它有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。高相对分子质量(106以上)的聚丙烯酰胺(PAM)属阴离子型絮凝剂，絮凝作用强而无毒，对悬浮于水中的细小粒子产生非离子吸附，使粒子之间产生交联。利用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机高分子絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)协同处理废纸再生废水，cOD去除率达75％以上，透光率达92％～99％。

3)

自然高分子絮凝剂。自然高分子絮凝剂可分为碳水化合物、黄原酸酯类、壳聚糖类和甲壳素类等。淀粉——丙烯酰胺共聚物为母体而

5

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

制备的阳离子絮凝剂，成本价格低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，用量也低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚丙烯酰胺(PAM)，而且提高了生物降解性。用其进行污水处理和污泥脱水，效能明显优于国产的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和非离子型聚丙烯酰胺(PAM)。

本试验选择PAC，PAC不仅可以去除SS，也可以去除大约30%的BOD和COD，但是需要注意的是此处无法去除油，由于絮凝法除油的油属于乳化油，而该污水中的油是动植物油，属于浮油或分散油。

3.2.1.1配置设备

本次采用一体化加药设备与投加量自动控制综合集中了溶配、加药功能该加药装置有较强的耐腐蚀强，可装置各种计量泵以及电动搅拌器。3.2.1.2投药设备

若泵房距离处理厂较劲则采用泵前投加的方式，反之可以采用重力投加。3.2.1.3絮凝池

本次设计水量小，可以选择使用桨板式机械絮凝池。

3.2.2沉淀池

沉淀池的计算见下一部分。

3.3排油系统

由于动植物油达到2000mg/L，故该废水中油的成分中分散油和浮油应当占很高的比例，故在此选用流程为：

含油废水隔油一级气浮二级气浮

3.3.1隔油池

隔油池可以用作排油系统的预处理，将一些浮油除掉。隔油池有平流式隔油池（API）、平行板式隔油池（PPI）、倾斜波纹板式隔油池（CPI）。其中由于API造价低廉、工艺简单的原因，是人们使用最普遍的隔油池。在此处我也选用平流式隔油池。由于隔油池对进水流速有一定的要求，故沉砂池之后污水应先进入调理池，之后再进入隔油池。油水以较慢的速度滚动经过密度差异分开，密度小于水的油浮出水面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底，水从池的另一端流出。在隔油池的出水端设置集油管。集油管可以绕轴线转动，平日槽口位于水面上，当浮油层积到一定厚度时，将集油管的开口转入水面下，让浮油进入管内，导出

6

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

池外。为了能及时排油和排除底泥，在隔油池内设置刮油刮泥机。刮油刮泥机的刮板速度一般应与水流速度接近。油水分开后，油被送入集油间后再被泵如污油脱水罐，加温脱水后，再送入污油罐。处理后的水经管引至调理池。

3.3．2气浮池

气浮法除油效果好、效率高，是目前除油最主流的方式。主要包括三种：加

压溶气气浮法、叶轮气浮法、射流气浮法。目前加压溶气法是最成熟的工艺，

本次采用加压气溶法。由于要求的出水动植物油的要求较高，仅仅用隔油加一级气浮还并不能达到出水水质，所以在一级气浮之后又加了二级气浮。其中一级气浮使用的是全加压溶气法，而二级气浮采用部分加压溶气法。全加压溶气法是将全部入流废水进行加压溶气，在经过减压释放装置进入气浮池进行固液分开。部分加压溶

气气浮法是将部分入流废水加压溶气，其余直接进入气浮池。3.3.2.1气浮池的分类

气浮池是污染物与水分开的设备。根据水流方向的不同，气浮池可分为平流式和竖流式两种。一般认为，水量较小时用竖流式的，水量较大时用平流式的，但无绝对界限。气浮池水深一般2m左右，分开室停留时间一般不小于60min。平流式气浮池在目前气浮净水工艺中使用最为广泛。

1)

平流式气浮池：废水进入反应池完成反应后，将水流导向底部，以便从下部进入气浮接触室，延长絮体与气泡的接触时间，池面浮渣刮入集渣槽，清水由底部集水管集取。该形式的优点是池深浅、造价低、构造简单、管理便利；缺点是与后续处理构筑物在高程上协同较困难，分开部分的容积利用率不高等。

2)

竖流式气浮池：竖流式气浮池为圆形或方形的池子，水流从池子下部进入，向上滚动，油渣聚集于水面，借助于上部的刮渣机将油渣收集到池外。其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水利条件比平流式单侧出流要好，便于与后续构筑物协同；缺点是与反应池较难衔接，容积利用率低。

此处在用平流式气浮池。3.3.2．2两种工艺流程

7

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

1）全部污水加压溶气气浮：全部废水由泵加压至3-4个大气压，并在压力

罐上通入一定量的压缩空气后，水气混合进入溶气罐，并继续在压力条件下停留一段时间进行气水混合和溶解，然后通过减压阀进入常压气浮池进行气浮。当处理的污水中含油和悬浮物的量较高时，多采用此流程。这种方法由于受动力消耗的限制（加压设备和溶气罐较大），溶气压力不能提得很高，故有气泡不均匀和饱和度偏低的缺点；废水中杂质多，经常堵塞释放器的释放孔，并且污水经射流器、释放器时憋压、阻流，整个浮选系统的运行不正常。若在气浮之前需经混凝处理时，则已形成的絮凝体势必在压缩和溶气过程中破碎。因此，其应用范围有限。

2）部分污水加压溶气气浮：该流程只将需要处理的一部分污水加压溶气，

然后同未加压的污水在气浮池混合，产生的气泡分开全部污水中的污染物质。用于加压溶气的水量寻常只占总水量的30-50%，这样，在与部分回流水加压电耗一致的状况下，溶气压力可大大提高。因而，形成的气泡分散度更高、更均匀。采用这种方法可缩小加压系统的体积，降低动力费用，但当投加絮凝剂时，絮凝体简单打碎，从而影响净化效果。当处理的污水含油和悬浮物较少时，可以采用

此流程。

3.3.2.3混凝剂

参与混凝剂有两个作用：

1）去除废水中可能存在的乳化油。

2）形成絮凝体，吸附油珠和悬浮物共同上浮，加强泡沫的稳定性。

3.4UASB预处理

厌氧生物处理过程是由大量中间步骤组成的繁杂过程。厌氧生物处理的基本原理目前被人们广泛接受的是三阶段理论。此理论将繁杂的厌氧生化过程大致可以分为三个阶段，即：水解、发一酵阶段；产氢产乙酸阶段；产甲烷阶段。相应的，将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群三个主要的细菌群。三个阶段过程是相互独立但又相互联系的。第一阶段为水解发酵阶段。在该阶段，繁杂的有机物在厌氧菌胞外酶晦作用下，首先被分解成简单的有机物，

8

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

如纤维素经水解转化成较简单的糖类；蛋白质转化成较简单的氨基酸；脂类转化成脂肪酸和甘油等。继而这些简单的有机物在产酸菌的作用下经过等。厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类参与这个阶段的水解发酵蘸主要是厌氧菌和兼性厌氧菌。其次阶段为产氢产乙酸阶段。在该阶段，产氢产乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢，并有C02产生。第三阶段为产甲烷阶段。在该阶段中，产甲烷菌把第一阶段和其次阶段产生的乙酸、H2和C02等转化为甲烷。三阶段理论认为产甲烷菌不能利用除乙酸、H2／c02和甲醇等以外的有机酸和醇类，长链脂肪酸和醇类必需经过产氢产乙酸菌转化为乙酸、Hz和C02等后，才能被甲烷菌利用。几乎与三阶段理论提出的同时，有科学家提出了四菌群学说。该理论认为繁杂有机物的厌氧硝化过程有四种厌氧微生物菌群参与，即增加了同型(耗氢)产乙酸菌群，该菌群的代谢特点是能将H2／C02合成为乙酸。

由于COD较高，故使用UASB作为预处理。升流式厌氧污泥床UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

UASB由污泥反应区、气液固三相分开器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀疏的污泥和水一起上升进入三相分开器，沼气碰见分开器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分开器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥

9

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

分开后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

UASB的主要优点是：

1.UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；

2.有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3·d左右；

3.无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；

4.污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；

5.UASB内设三相分开器，寻常不设沉淀池，被沉淀区分开出来的污泥重新回到污泥床反应区内，寻常可以不设污泥回流设备。

3.5缺氧/好氧工艺

3.5.1工艺简介

之前的工艺基本上没有任何脱氮的功能。故采用缺氧/好氧工艺（A/O）进行脱氮和去除有机物。A/O工艺具有良好的氨氮和BOD的去除率，氨氮的去除率新可以达到80～90%，BOD去除率则高达90～95%。

该方法利用原水样中的有机成分作为碳源，而不需要外加碳源。工艺流程图如下：进水

回流混合

缺氧池好氧池沉淀池碱污泥回流

图3A/O脱氮工艺流程图

A/O工艺中，污水首先进入缺氧池，利用氨化菌将有机氮转化为氨氮，与原污水中的氨氮一并进入好氧池，在好氧池中除了和常规活性污泥法一样对含碳化

10

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

合物进行氧化，还会利用硝化菌及亚硝化菌，将氨氮转化为硝态氮，为了达到脱氮的目的，好氧池中的硝化液通过内循环回流到缺氧段，利用原污水中的有机碳作为电子供体进行反硝化作用生成氮气。

3.5.2工艺特点

⑴A/O工艺同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，俭约基建费。

⑵反硝化缺氧池勿用参与外加碳源。

⑶由于好氧池在缺氧池之后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高出水水质。

⑷缺氧池中污水的有机物被反硝化菌利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时反硝化产生的碱度可以补充好氧池中的硝化需要的碱度。

⑸脱氨氮效率较高。去除率约为80～90%。

4计算部分

4.1去除率计算

表4不同阶段的去除率

%COD300BOD53002020909000000NH3-N9050606000SS动植物油590808000混凝隔油池一级气浮20二级气浮20UASBA/O

858585所以可以算出：COD出水浓度:5000*0.7*0.8*0.8*0.15*0.15=50.4mg/LBOD5出水浓度:2200*0.7*0.8*0.8*0.1*0.1=9.856mg/LNH3-N出水浓度:80*0.15=12mg/L

SS出水浓度:2000*0.1*0.5*0.4*0.4=16mg/L

11

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

动植物油浓度：2000*0.95*0.1*0.2*0.2=7.6mg/L

另外在A/O工艺后可以加一个调理池将pH调理到7再排放.所以如上所有指标都已达标。

4.2主体设备的计算

4.2.1格栅

(1)栅条的间隙数。n=Qmax(sinx)0.5/bhv

式中Qmax————最大设计流量，m3/sx——格栅倾角，取60度h——栅前水深，取0.2mb——栅条间隙，取0.01mn——栅条间隙数

v——过栅流速，取0.2m/s

污水处理厂每天运行24h，则流速为0.0025m3/s，Qmax应当为Q的1.4倍可以求出

n=0.0025*1.4*0.93/(0.01*0.2*0.2)?9个

（2）格栅宽度B格栅宽度B=sn+（n+1）bs——栅条宽度取0.02mB=0.02*9+10*0.01=0.28m

4.2.1曝气沉砂池

（1）尺寸计算

Qmax=0.0025*1.4=0.0045m3/s，设污泥的停留时间为60s.则池子的有效容积V=Qma*t=0.27m3

设水平流速v为0.05m/s，则水流断面面积（A）：

A=Qma/v=0.9m2

设计的最大水深取0.5m，则宽度为0.45m，池子的长度L=V/A=3.0m

12

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

（2）曝气量计算

若取水气比L/G=10;则0.0045m3的污水需要0.00045m3的空气，故曝气量为

q=0.00045*3600=1.26m3/h

4.2.2混凝沉淀池

4.2.2.1絮凝池的计算1）反应池容积V

V=60Qt;其中Q是设计水量（m3/min），t是反应时间，取20min

V=60*0.0025*20=3.0m3;池子深度取2m，过水流速取0.0025m，过流面积为1m2。则池子宽度B为0.5m，所以长度L=3/（2*0.5）=3m；超高0.2m；

故最终的规格是H：2.2m；B=0.5m；L=3m。2）叶轮直径及桨板尺寸

叶轮外缘距池子内壁距离取0.2m，叶轮直径为：d=0.5-0.2=0.3m

桨板叶片的宽度选0.1m，长度选0.4m；由于水量较小，选用3块桨板即可，则旋转桨板面积与絮凝池过水断面面积之比为：

(3*0.1*0.4)/1=12%

池子周边设置4块固定挡板。固定挡板的宽为0.1m，高为0.4m,则四块挡板的面积与絮凝池过水断面面积之比为：

(4*0.1*0.4)/1=16%

二者的总比例之和为29%，符合标准要求4.2.2.沉淀池的计算

平流式沉淀池的主要设计参数为以下几种。

1.沉淀时间应根据原水水质和沉淀后的水质要求，通过试验或参照相像地区的沉淀资料确定，一般采用1.0一3.0h,当处理低温、低浊度水或高浊度水时，沉淀时间应适当延长。

2.有效水深一般为3.0~3.5m。一次净化水及工业用水或采用斗底重力排泥时，可采用下限。超高一般为0.3~0.5m。

3.池的长宽比应不小于4:1，每格宽度或倒流墙间距一般采用3~8m，最大为15m。4.池的长深比不小于10：1。采用吸泥机排泥时，池底为平坡;采用人工停池排泥时，纵坡一般为0.02,横坡一般为0.05。

13

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

5.池子进水端用穿孔花墙配水时，花墙距进水端池壁的距离应不小于1~2m。在沉泥面以上0.3~0.5m处至池底部分的花墙不设孔眼(处理高浊度水的预沉淀池，不宜设穿孔花墙)。

6.防冻可利用冰盖(适用于斜坡式池了)或加盖板(应有人孔、取样孔)，有条件时可利用废热防冻。

7.泄空时间一般不超过6h。沉淀池设计：

（1）总面积计算A=Qmax*3600/q

式中：Qmax——最大设计流量（m3/s）；q——表面负荷，取1.5m3/㎡·hA=Qmax*3600/q=0.0025*1.4*3600/1.5=8.4m2（2）有效深度：h2=qt=1.5*2=3m

式中：h2——沉淀部分有效水深(m)

t——沉淀时间（h）

（3）沉淀部分有效容积：

V=Qmax*3600*t=0.0025*1.4*3600*2=25.2m（4）池长：

L=υt3.6=1.5*2*3.6=10.8m式中L——池长（m）

υ——最大设计流量时的水平流量（㎜/s）

（5）池子总宽度：B=A/L=8.4/10.8=0.78(m)；L/B>4,所以合理

式中B——池子总宽度（m）

（6）污泥部分所需容量Q(c1?c2)*86400*T*100?(100?p)V==0.0025（350-150）86400*100/(1*2)=2.16m3

式中：

V——污泥部分所需的容积

C1——进水悬浮物浓度C2——出水悬浮物浓度

14

3

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

Kz——生活污水总变化系数

γ——污泥密度（t/m3）,取1.0P0——污泥含水率（%）

（7）池子总高度：

H=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.3+2=5.6m

式中：H——池总高度（m）h1——超高（m）h3——缓冲层高度（m）h4——污泥部分高度（m）（8）污泥斗容积

V=1/3*h4(A1+A2+(AA)^0.5)=1/3*2*(2+0.2+0.634)=1.89m

3

4.2.3排油池的计算

（1）油粒上浮速度（u）u=g/(18μ)(pw-po)d2式中：

u1：油粒上浮速度（cm/s）g：重力加速度（cm/s）d：油粒直径（cm）pw：水比重（g/cm3）po:油比重（g/cm3）

μ：水绝对粘滞度（g/cm秒）

所以在20oC时，粘度为0.010g/cm秒，pw取0.998，而动植物油的比重为0.930.所以：

u1=g/(18μ)(pw-po)d2=0.00735（0.998-0.930）/0.010=0.05m/min

但是由于水中SS的影响试剂上浮速度u2应当小于u1：u2=Ku1=0.76*0.05=0.038m/min（2）尺寸计算

最小平面面积（A1）

15

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

A1=f*Q/u2式中：

Q：含油污水量（m3/min），为0.15m3/min

f:修正系数，f=f1f2

f1：短流系数，一般取1.2

f2：紊流系数，当水平流速v取0.2m/s时，f2取1.1故平面最小面积（A）：

A1=f*Q/u=1.2*1.1*0.3/0.038=5.21m2而过水断面面积

A2=Q/v=0.3/0.2=0.75m

2

工作水深选1.0m，则池子的宽度B为0.75m，隔油池的长度

L=f（v/u2）h=1.2*1.1*（0.2/0.038）*1=6.95m,取7m

池子总高度（H）

H=h+h1+h2+h3

式中：h1——安全高度，取0.3m

h2——池底污泥堆积高度，机械清泥一般为0.1

h3——缓冲层高度，一般取0.2m

故总高度H=h+h1+h2+h3=1+0.3+0.1+0.2=1.6m

4.2.3一级气浮的计算

主要设计参数：

（1）反应池宜与气浮池合建，进入气浮池接触室的流速宜控制在0.1m/s以下。（2）混凝剂与废水混合时间一般取2~3min，反应时间取5~10min。

（3）容器压力寻常为0.2~0.4MPa，释气量一般取40~45mL/L，回流比25~50%。（4）气浮分开室的水流（向下）流速一般在1.5~2.5mm/s范围内，分开室的表面负荷率取5.4~9.0m3/（m3?hr）。

（5）气浮池有效水深2.0~2.5m，水流停留时间10~20min。（6）集水管最大流速0.5m/s。

16

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

（7）单格宽度应当小于10m，长度应不大15m，刮砂机行车速度为5m/min。（8）压力容器罐环阶梯填料层高为1~1.5m，罐径根据过水截面负载率为100~150m3/（m3?hr），罐高2.5~3.0m。

（9）接触室的水流上升速度一般取10~20mm/s，室内水流停留时间不宜小于60s，H以1.5~2.0m为宜。

（10）容器释放器的选择根据选定的回流量，溶气压力及各种型号释放器的作用范围综合选择。

4.2.3.1溶气量和溶气压力

在气浮系统中，常用的基本参数是气固比，即空气析出量与欲除去污染物的比值G/S=气浮中析出的空气量（kg/h）/污水中应去除的污染物量（kg/h）：G/S=qsa(c1-c2)/(Qsi)=a(kp-1)/si;其中:

气浮池为全加压溶气气浮池则q=Qmax=16.2m3/hrSa为一个大气压下空气在水中的饱和溶气量，mg/L

k为实际空气溶解度与理论空气溶解度之比，有填料时为0.8，无时为0.5

p为绝对大气压

Si为水中欲除去的污染物浓度=C悬+C油=180+110=290mg/L

又由于水中的悬浮物浓度较大，油较多，G/S应选中择的较大，即选择为0.04

在30℃下，a=15.7mg/L

综上有0.04=15.7*（0.8*p-1）/290;可以得到p=2.94kg/L4.3.2.2气浮池尺寸计算

（1）接触池。不设置接触池进水与花墙之间间距1m，花墙采用窄缝进水，以便于均匀布水

（2）分开池。取停留时间为t=20min，vs选用2.0mm/s.H=vs*t=2*10-3*20*60=2.4m取超高为0.3m，则H总=2.7m。

分开室面积为As=Q/vs=0.0045/（2.0*0.001）=2.25m2；取宽B为1.0m，则长L为2.25m。

4.2.3二级气浮的计算

17

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

（1）气固比

C0=C悬+C油=40+38=78mg/LC1=C悬+C油=16+7.6=23.6mg/L取G/S=0.03，P=3kg/cm,Sa=15.7

则有0.03=15.7*（0.8*3-1）*R/(78+23.6)可以解出R=13.9%，取14%。所以回流水Qp=16.2*0.14=2.268m3/hr。（2）接触室尺寸。

设一个溶气罐，其Q=4.536m3/hr；接触室水流上升速度为vs=20mm/s接触池的表面积Ac=（Q+Qp）/vs=（4.536）/（20*10-3*3600）=0.06㎡设长Lc=0.3m；则宽Bc=0.2m（3）分开室尺寸

取分开室的向下水流速度vs为2mm/s，则分开室的表面积As=（Q+Qp）/vs=（4.536）/（2*10-3*3600）=0.6㎡，取分开室的宽为0.6m，则分开室的长为Ls=As/B=0.6/0.6=1m，Ls：Bs=1：0.6=1.67，介于1~2之间，设计符合要求。高取2.7m

则二级气浮池的总体积为V=（0.06+0.6）*2.7=1.782m

3

2

4.2.3UASB的计算

(1)设计参数

选用设计资料参数如下：

a)容积负荷（Nv）为：6kgCOD/(m3·d)b)污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCODc)产气率为：0.5m3/kgCOD

d）设计水量：Q=0.005m/s

(2)反应器容积计算UASB有效容积为V/6=63.47m3

式中：V有效——反应器有效容积，m3；

S0、Se——进出水COD的浓度,kgCOD/m3；

Q——设计流量，m3/d；

有效

3

=Q(S0-Se)/Nv=200（2.24-0.336）

18

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

Nv——容积负荷,kgCOD/(m·d)。

有效容积只有63.47m3，所以只需一个反应器就可以，根据经验UASB最经济的高度在3—6m，取有效深度为4m，则底面积为A=63.47/4=15.87m,有关资料显示长宽比为2比1，基建投资费用最低。所以取长L为5.29m，宽B为3m。高H超高0.2m取4.2m。（3）进水系统设计1.布水点的设置：

进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量来定，本设计采用连续均匀的进水方式，一管多点的布水方式。每个反应池各6个出水孔。所取容积负荷为6kgCOD/(m3·d)，据资料，每个点的布水负荷面积大于2m2。每个布水点的负荷面积为：15.87/6=2.6m＞2m，满足设计要求。2.布水管的设置

每个反应池采用树枝穿孔管配水，每个反应池中设置4根支管，布水支管的直径采用DN100mm。布水支管的中心距为2m，管与墙的距离为1m；出水孔孔距1.2m，出水孔距墙为0.7m。孔口向下并与垂线呈45°角。

两个池子的总管管径取DN200mm，流速为1.5m/s；每个池子的总管管径取DN150mm，长L=10m，流速为1.35m/s。

为了使穿孔管隔空出水均匀，要求出口流速不小于2m/s，取其流速为u=2m/s则布水孔径为{4Q（3600nπu）}0.5=20mm（4）排泥系统设计

每日产生的悬浮固体PSS=Q·（S0-Se）·η·E=200*(2.24-0.336)*0.1*0.85=32.368kgSS/d式中：

Q——设计流量，m3/d；η——污泥产率，kgSS/kgCOD；

S0、Se——进出水COD的浓度,kgCOD/m3；E——去除率，本设计中取85%。每日产泥量为：w=100pss/r/(100-p)式中：

19

2

2

3

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

Pss——产生的悬浮固体，kgSS/d；P——污泥含水率，以98%计；r——污泥密度，以1000kg/m3计。W=100*32.368/2/1000=1.618m/d

3

4.2.4A/O的计算

(1)A/O工艺设计参数本次设计参数确定为：设计温度T=20℃

取污泥浓度（MLSS）XR=2.5g/L

设计流量为Q=200m3/d=8.3m3/h=0.0023m3/s(2)硝化系统的污泥龄ΘCO

根据流量实际状况，选取Y=0.6，Kd=0.06，MLVSS/MLSS=0.7，硝化菌的生长速率取a=0.1。

ΘCO=F/a=2/0.1=20d。F

为污泥龄设计安全系数，一般取1.5-2.5,取2

（3）好氧池的设计

V1=YQ（S0-Se）ΘCO/[X(1+KdΘCO)]

=0.6*200*(336-50.4)*20/[2500*0.7*(1+0.06*20)]

=178m3

水深设为3m，则有效面积为A=178/3=59.3m2,取60拟采用廊道式推流反应池，廊宽b=2m，廊道数n=3个；好氧池的长度L=A/(bn)=60/6=10m宽高比位2/3（满足0.8—1.5）长宽比为10/2（满足5-10）

取超高0.5m，反应吃的总高度为3.5m（4）缺氧区设计

取生物反应池进水总凯氏氮浓度为160mg/L（氨氮浓度为80mg/L,凯氏氮为有机氮与氨氮的总量），反应池出水总氮浓度24mg/