【某园区印染废水处理厂的工艺设计14000字（论文）】

某园区印染废水处理厂的工艺设计目录承诺书 1摘要 2第一章绪论 1第二章工程目标 42.1项目名称 42.2园区资料 52.3项目设计原则 5第三章排水量、水质及设计标准 63.1排水水量 63.2本设计中污水厂水质 73.3印染废水水质特征 73.4出水水质 83.5设计采用主要规范及标准 8第四章设计方案 94.1设计工艺流程 94.2A2O工艺的发展 94.4生物脱氮除磷原理 104.5传统A2O与倒置A2O比较 114.5.1A2O工艺原理 114.5.2倒置A2O工艺原理 124.3工艺流程优点比较 12第五章设计计算 135.1格栅 135.2粗格栅井 145.2.1栅条的间隙数 145.2.2格栅槽总宽度 155.2.3进水渠道渐宽部分的长度 155.2.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 155.2.5通过格栅的水头损失 155.2.6栅后槽总高度 155.2.7格栅槽总长度 155.2.8每日栅渣量 155.3污水提升泵房 155.4细格栅 165.4.1栅条的间隙数 165.4.2栅槽宽度 165.4.3进水渠道渐窄部分长度 165.4.4栅槽与出水渠道连接处的肩宽部分长度 165.4.5通过格栅的水头损失 165.4.6栅后槽总宽度 175.4.7栅槽长度 175.4.8每日栅渣量 175.5沉砂池 175.5.1沉砂池长度 175.5.2水流过水断面面积 175.5.3沉砂池宽度 175.5.4沉砂池所需容积 175.5.5每个沉砂斗容积 175.5.6沉砂斗高度 185.5.7沉砂室高度 185.5.8沉砂池总高度 185.5.9验算最小流速 185.5.10进水渠道 185.5.11出水管道 185.5.12排砂管道 195.6设计参数 195.7设计计算（污泥负荷法） 195.7.1反应池容积V 195.7.2核验氮负荷 205.7.3剩余污泥量 205.7.4反应池主要尺寸 205.8反应池进、出水系统 215.8.1进水管 215.8.2回流污泥管 215.8.3进水井 215.8.4出水堰及出水井 215.8.5出水管 225.9曝气系统设计计算 225.9.1设计需氧量AOR 225.9.2标准需氧量 225.9.3所需空气压力p(相对压力) 235.9.4曝气器数量计算(以单组反应池计算） 235.9.5供风通道计算 235.9.6厌氧池设备选择（以单组反应池计算） 245.9.7缺氧池设备选择（以单组反应池计算） 245.9.8污泥回流设备 245.9.9混合液回流设备 24参考文献 25第一章绪论1.1设计背景1.1.1我国印染废水现状随着我国经济的不断提升以及产业结构的变化，印染业和纺织业也蓬勃发展，呈现出欣欣向荣之势，因此对于印染废水的后续处理问题也一直是我们国家相关工作人员需要进一步加强研究的重大问题。我们平时所说的印染废水，一般情况下都来自于印刷行业，主要是在整个印染工作流程当中所产生的一些废水，在印染的过程中总会伴随着一些纤维材料、化学药剂还有一些表面活性剂等等物质的使用，印染废水常常由此遭受较大的污染。而对于纺织行业来说，也会产生一部分的印染废水，因为在纺织工艺当中会大量应用到棉、毛、丝以及一些化学纤维等等，因此纺织行业所排出的废水一般杂质都很高，比如说纺织行业排出的印染废水中会含有大量的原毛地一些杂质、油脂类物质、含氮的化合物、色素等。除此之外，在一些化学纤维中，常常伴随有润滑剂和矿物油等物质的使用，这些物质的使用也会造成印染废水的污染相对比较严重的问题。像一些分散的染料、可以直接使用的染料、有还原作用的染料和一些本身具有活性的染料等多种类型的化学药剂的使用也会导致印染废水的产生。表面活性剂也是印染厂中常见的一种化学药剂，它可以在整个生产过程中起到一个起泡、渗透处理等作用，让印染更加的均匀，但是由于表面活性剂中硫酸脂盐和磺酸盐等物质的含量相对比较多，因此表面活性剂也是印染废水中一种常见的污染源类型。综上所述，在我们国家印刷行业的整个发展过程中，势必会产生很多的污染废水，如果我们国家的相关工作人员不能及时有效的采取一些方法和手段对这些印染过程中产生的废水进行处理处置，那么这些印染废水一定会对我们所生活的环境造成污染和危害，与我们国家可持续发展的观念不相融合。随着我们国家科技的进步，相关研究人员们也研究出了很多对印染废水的处理工艺流程。1.1.2常用的处理工艺随着时代的发展以及我国科技的强大与进步，相关研究工作人员们也研究出了很多对印染废水的处理工艺流程；基于我们国家产业结构的现状，我国印染工艺流程相对而言比较的繁琐，也就是说我们国家印染工业和纺织工业所产生的印染废水所含的物质都相对比较复杂，它是各种工艺流程的有机结合，而且印染废水的整体水量比较大、一些染料、表面活性剂等含有毒性的污染物的含量比较高，整个污染水质的pH值总是相对偏高的，处理起来比较困难。因此，相关研究人员在基于不同的工艺流程操作下，把我国现有印染厂的印染废水总的分成了以下几种废水类型：染色废水、印花废水、整理废水和漂炼废水等，针对这些因不一样的工艺而产生的不同废水进行细化处理，达到可以排放的标准。水解酸化+UASB+SBR工艺、水解酸化+接触氧化工艺、气浮+A2O、生物接触氧化+电解工艺等等工艺流程都是现阶段我们国内在处理印染废水的时候所应用的工艺。1.2常用的印染废水处理方法在当下这个阶段，我们国家在处理印染废水比较通用的有三个治理方案，一个是物理处理法、一个是化学处理法，还有一个是生物处理法。其中，通过向印染废水中添加一些药水或降水、或者进行筛选或利用其他物理方法从印染污水中去除污染物的方式为物理处理法，从而可以达到一个排污的目的。化学处理方法又可以进行一个细分，包括了湿式氧化法和光催化氧化法等等，常常伴随着氧化反应的产生；其中，在水质相对比较复杂的印染废水的处理中，我们常常选用的是化学混凝法，这种方法主要是利用一些化学混凝剂将印染废水中的一些有害物质进行物理的吸附作用从而实现它的去除，因此具有相对较强的可操作性以及适应性，混凝剂的主要工作机制是：通过利用一些无机混凝剂或者有机混凝剂，从而对废水的吸附性能进行混凝，进一步对废水中比较难降解的有机物、氮磷等有害的物质进行吸附沉淀，最后将沉淀的污泥去除掉从而达到清洁的目的。相较于化学、物理处理法，生物处理法的经济性和实用性都比较的好，因此在污水处理当中，生物处理法常常得到了广泛的应用。不过，印染废水当中存在的大部分有机物都是难以被降解的，因此一般情况下微生物讲解不可以直接使用，都是在伴随厌氧环境下，利用厌氧微生物在厌氧环境中能够分泌出分解污染物的酶，从而达到降解和转化难降解有机物的。1.2.1物理处理法（1）吸附法通常情况下，吸附法采用的是树脂和活性炭两种物质进行吸附作用，它们可以有效地对印染废水中的污染物进行吸附，从而达到去除污染物质的一个作用，即为吸附法的基本原理，吸附法处理印染废水相对发展已经比较成熟了。一般情况下，如果印染废水中污染物质的浓度不高的时候，可以利用活性炭进行吸附处理，但是由于活性炭本身的性质可能会导致无法满足回收利用的目的。而且，活性炭的吸附量会直接受到它孔径大小的影响，也就是说，在未来的发展过程中，主要的研究方向会放在对大孔径的活性炭的研究上面，大孔径的活性炭将会大大提高加工效率速度和质量。不过，在使用活性炭吸附的同时应该注意二次污染的处理，通常具有磁性优势铁氧化物实现固液分离，有利于回收，大大减少印染废水处理的成本。树脂也可以用作吸附剂，是的化工产品的回收能力较好，特别是弱碱性离子交换树脂更多的应用。萃取法在当下这个阶段，印染废水处理中的萃取技术的主要包括两种类型，一个是复合萃取技术，另一个是液膜萃取技术。胺类化合物可以与羟基和磺酸基活性化合物发生一系列反应，当所处的溶液环境碱性增强时，这几种物质可以通过逆络合反应最终得到分解。由于印染废水当中含有较多的羟基和硫酸盐，因此，可以采用这种方法进行洗涤、净化、提取、修复。同时，当印染废水的毒性相对比较的时候，采用萃取法对整个加工过程进行有效控制。如果印刷印染废水中含有大量的酚类物质、含氨物质、含氰物质等采用液膜萃取法处理，可回收盐和有机酸等等，以良好的经济。膜分离法盐物质和染料分子可用于特殊分离膜在控制污染的同时，盐和染料分子可以得到回收和满足其他生产工艺要求。其中纳滤和超滤是印染废水处理的主要方法应用效果良好在传统的膜分离处理工艺中，膜的长期使用会受到污染物的影响，当膜通量降低时，会导致整体处理效率下降，并能有效地改善这些问题的超滤和纳滤。应用超滤技术可以控制印染废水的COD含量纳滤后浊度降低，相关物质和盐类可被纳滤吸收并相互配合，达到分离的目的。此外，还有反渗透处理器艺术在膜分离技术中也很常见，用于非电解质和电解质的拦截效果是显著的。近年来，一体化反渗透装置已被应用于举升提高了印染废水处理的便捷性和效率。1.2.2化学处理法（1）湿式氧化法氧与催化剂反应产生羟基自由基用于印染废水中有机物的处理包括催化湿式空气氧化法和H2O2湿式两种不同类型的氧化和湿空气氧化。该技术在实际应用中是必要的控制压力和温度，压力范围为0.5~20MPa，温度范围该方法在应用中具有良好的环保性，不会自成一体但环境是破坏性的，与此同时，清除是彻底的，但成本相对较高。光催化氧化法很多的污染物质大量的存在于印染废水中，这些物质由于化学结构比较稳定，由于这样，因此在处理难度上也非常的大，在这种情况下，研究者们利用光催化氧化法可以进行印刷利用废水的这一特性来达到高效处理的目的。在实践中,应根据印染废水的具体类型和特点选择合适的催化剂和包装材料包括硫化镉、二氧化钛、二氧化锡和硫化钨等等。混凝法印染废水的处理也可以通过混凝法和网制法来实现在华侨协会的作用下，可以解决和开发有害物质经过长期的实践，取得了良好的效果。混凝剂的类型和特性点是影响沉降效果的主要因素，因此应选择合适的混凝剂提高印染废水处理的综合效益，如复合混凝剂。1.2.3生物处理法（1）好氧法处理生物膜法和活性污泥法等，应在生物好氧处理的基础上进行充分发挥好氧生物的降解作用，实现有机物的降解高效的处理，使印染废水得到净化，提高印染废水的出厂率水质。在污泥中加入好氧微生物后，染料分子可以进入吸附、混凝、氧化处理。对于COD和脱色处理，它是印染污水处理的难度在实践中往往需要改进。生物膜中含有大量的动物祖先和微生物等，可以实现打印污水的过滤和净化在生物处理过程中也很常见。厌氧法处理不像有氧技术，这种方法需要创造无氧环境和酒吧可用于处理印染废水中的污染物，该产品包括两种碳、水、甲烷等。水解、酸化和产醋酸、产甲烷等，本基本工艺应用厌氧处理技术，如果污染物在印染废水中的浓度越高，该技术的应用越好。（3）光合细菌法处理利用光合细菌在印染废水处理中，主要是通过紫色非硫光合细菌，通过代谢处理和硫氧化物处理，实现对污染物浓度的控制。该技术专业性强，还处于研究阶段，随着生产工艺的不断改进和完善，该技术将越来越多地应用于实践。在各种染料中，它与紫色非硫光合作用稀结合细菌能达到较好的脱色效果。事实上，物理处理法、化学处理法和生物处理三者都很少单独使用污水处理项目大多以印染废水的水质和排放情况为依据结合水质标准最大限度的保护污水排放，也可以省钱。第二章工程目标2.1项目名称本设计项目的内容是针对的是一家在东南沿海城市中某工业园区的一家印染厂所进行的印染污水处理的工艺设计。本设计项目名称为：某市某园区工业废水处理厂的工艺设计。2.2园区资料本设计针对的位于东南沿海区域贵港市江南工业园区的一家污水处理厂，该处理厂最初建立于2016年，广西贵港市江南污水处理厂是一家相对比较大型的污水处理厂，该厂采用的是比较传统的印染废水处理工艺，同时，该污水处理厂每天处理的废水量也相对比较大，江南工业园区污水处理厂最初的计划规模为10万m3/d，初期工程项目的投入的资金大约在12000万元，处理印染废水的规模可以达到在5万m3/d，后期投入约1.2亿元人民币，将本工程项目扩大到日处理印染废水量为10万m3/d，除了生活废水、工业废水的处理之外，还加入了印染废水的处理工艺。该污水处理厂每天所接受的印染废水的污水总量大约在1万吨左右，浸水中的COD含量在500-50mg/L范围内发生上下波动，BOD的含量在300-350mg/L范围内发生变动，污水的pH值=8NH3-N=15mg/L。需要设计工业排水处理厂及其流程。排水应达到《纺织染色工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）。2.3项目设计原则纺织染色企业贯彻落实全过程管理理念，最优先使用绿色生产技术，拔高资源还有能源的利用效率，尽量减少污染物的产生和污染物的排放。纺织印染和废水处理技术方案根据企业的生产情况和发展计划，实行国家产业政策，结合地区气候，集中和分散，对既存和新（扩大、改造）等环境因素进行救援。这个关系是在技术和经济的讨论后确定的。《建设项目环境保护管理规定》和环境影响评价制度是纺织污水处理项目的建设过程中应当遵循的法律法规。除遵守本标准规定外，还必须遵守国家基础设施程序和国家和纺织行业的强制标准。纺织印染加工企业应当按照“分类收集、分类处理、分类再利用”的原则处理和再利用废水。纺织印染废水处理工作应当按照其所持有的污染物排放许可证排放污染物，排放的水质量和数量应符合GB4287的要求和区域污染物排放标准和环境影响评价的批准。纺织印染加工企业应当按照GB4287《污水标准化和净化技术要求》设置废水出口（试行），根据需要设置在线监测设施。不同的工艺组合适用于不同的进水水质和排水要求，但不同印染生产过程会导致其废水污染物也有所差异。因此，本课题的初期目标则是根据工业园区中该印刷厂排出污水的实际状况而确定具体的处理方法，并在设计过程中不断地考察、修正和改进，从而获得经济效益和社会效益俱佳的处理方式。第三章排水量、水质及设计标准3.1排水水量位于东南沿海城市某工业园区的印刷厂，印刷着日产1万吨左右的废水。3.2本设计中污水厂水质进水COD在500-550mg/L范围内波动，BOD在300-350mg/L范围内波动，pH=8,NH3-N=15mg/L。设TN=50mg/L。印染废水的水质，根据被采用了的纤维的种类和加工工序产生差异，污染物的成分大大地不同。一般打印废水pH值在6～10之间，COD在400mg/l～1000mg/l之间，BOD在100～400mg/l之间，SS在100～200mg/l之间，色度在100～400之间。但是，如果印刷技术采用的纤维的种类和加工工序发生了变化，废水的水质就会发生很大的变化。例如，当排水中含有聚酯模拟丝印刷工序中产生的碱减量排水时，废水的COD增加到2000~30mg/l，当BOD的含量增加到800mg/l这个限定值以上的时候，水质的pH值范围会在11.5~12之间，它们的废水的水质会伴随着加入聚酯模拟碱减量排水量的变多而变差。3.3印染废水水质特征3.3.1排放数量较大，含有较高的有机物和色素因为印染废水是在印染条件下产生的废水，它涉及到很多印染原料，而这些颜料很多都是合成的，所以大部分都是有机废水。印染工作需要采用先进的工艺技术，但我国现有的工艺技术状况不是很完善，很难将所有的颜料充分运用到相应的产品上，因此会导致颜料废水残留，并给环境带来一定的破坏。因为不同的产品需要不同的材料，涉及的材料较多，所以废水的颜色是不均匀的，这说明印染废水有较多的种类，在处理的过程中要做好详细的分析和探索。近年来，我国的印染废水有很高的排放量，对环境污染的影响也很高，迫切需要进行科学处理。3.3.2印染废水有较高的pH值由于工艺和面料的不同，对pH环境的要求也不同，导致印染废水排放的pH值差距较大。而且在印染纺织品中需要添加碱性物质，还会使印染废水具有较高的ph值。这样，处理印染废水需要花费大量的精力和时间，而且要运行得先进技术，很难处理。3.3.3印染废水成分复杂印染废水中拥有比较多的辅助上色试剂、颜料试剂，而且排出后这些杂质需要很长时间才能反应，再加上纺织品本身储存在脱落物质中，导致其成分比较复杂，很难处理。和在治疗布印染工厂,通常需要更高的温度,处理在高温环境中,和印染后立即将出院,第二纺织治疗,这将导致废水的排放温度较高,但也会影响治疗的效果,增加了治疗的难度。3.4出水水质序号污染物项目限值污染物排放监控位置直接排出间接排出1pH值6~96~9企业废水总排放口2CODCr1002003五日生化需氧量25504悬浮物601005色度70806氨氮12207总氮20308总磷11.59二氧化硫0.50.510可吸附有机卤素（AOX）151511硫化物1112苯胺类1.01.013六价铬0.5车间或生产设施废水排放口单位产品基准排水量（m3/t标准品2）棉、麻、化纤及混放机织物175排水量计量位置与污染物排放监控位置相同真丝绸机织物（含练白）350纱线、针织物110精梳毛织物560粗梳毛织物6403.5设计采用主要规范及标准《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）纺织染整工业废水治理工程技术规范（HJ471-2020）第四章设计方案4.1设计工艺流程污水处理厂的工艺流程如下框图所示：4.2A2O工艺的发展伴随着现代科技的迅猛发展和人们日益提高的生活水平，人类日常生活生产中产生的各种各样的废水不断地排放到祖国的黄河、祖国的长江、湖泊和海洋等水域，这些废水中拥有浓度较高的N和P元素。这两种元素对于水中的藻类植物来说是不可缺少的营养物质，因此水中的绿藻门、裸藻门、蓝藻门、甲藻门、金藻门、隐藻门、黄藻门、硅藻门等藻类植物急速繁殖。营养丰富的水里含有硝酸盐（NO3-）和大量的亚硝酸盐（NO2-）。摄取的亚硝酸盐和硝酸盐的水平太高的话，有可能面临特定的健康风险。蓝婴综合症不足四个月的孩子很容易因为摄入硝酸盐和亚硝酸盐而带来危险。如果幼儿喝的水含有这两种离子，就有可能发展成高铁血红蛋白症，也就是所谓的蓝婴综合症。这种疾病会阻碍婴儿血液携带氧气，并导致婴儿肤色转变为蓝灰色。患这种疾病的宝宝有昏迷或死亡的危险。出生缺陷如果孕妇摄入太多亚硝酸盐和硝酸盐就容易导致婴儿出生缺陷。胎儿宫内发育迟缓，心脏缺陷和神经系统缺陷都有可能发生。孕期接触这两种物质还会造成孩子在出生后的婴儿猝死综合症和脑肿瘤高发。癌症风险大多数医学专家都认为摄入过多亚硝酸和亚硝酸盐会增加癌症风险。虽然这一理论还没有最后定论，但已证实会给动物带来癌症风险。此外，人们还普遍认为膀胱癌和结肠癌都与接触硝酸盐和亚硝酸盐存在联系。亚硝酸盐与硝酸盐除了有上述危害以外，还会增加儿童糖尿病，尿频，经常性腹泻，反复呼吸道感染和脾脏出血等疾病风险。孩子摄入这两种离子还容易发展形成脑癌。如果摄入量较大，会出现腹部疼痛，大便和尿液带血，昏迷，肌肉虚弱等症状，严重时甚至有导致死亡的可能。因此，如何解决城市污水中含量过高的氮磷元素？目前世界各国在使用的污水脱氮除磷技术有三种，从性质上分类分为生物，化学，物理三种方法，其中物理和化学的角度不仅操作起来较麻烦，而且成本很高，还特别容易产生二次污染，虽然可以循环使用，但这种方法只适用于中小量的污水处理，一般在现阶段使用还是比较困难的。比起物理学和化学法，生物法的应用更广泛，并且成本低，技术简洁，环保。对环境几乎没有二次污染。而且这个过程里面产生的污水并不需要经过太复杂的处理就可以达到相应的环境排放标准。从实际经验可以看出，从生物的角度对污水进行脱氮除磷是最为有效的方法，因此生物法正被广泛的应用于各种污水处理系统中。现在，世界各国对氮磷污染的排放限制越来越严格，单独对水体进行除氮、除磷的过程不能满足现在对氮磷排放的要求。因此，世界各国都在积极寻求氮去除技术的发展。生物法中的去氮除磷包括厌氧-缺氧好氧法（Anaerobic-Anoxic-Oxic，A20工艺）、UCTI、UCTI、Photoip工艺、Bardenpho系统、氧化沟和SBR工艺系统等各种系统。这些是除去氮和去除磷的组合工艺的范畴，同时还具备去除氮和去除磷的功能，更有效。其他兼具脱氮除磷的工艺与A2O工艺对比起来，他们的结构复杂、运行成本高、容易产生污泥膨胀、总水力滞留时间较长、不容控制等缺点，A2O工艺在这些方面上都比其他工艺具有更多的优势。另外，为了实现以前的活性污泥污水处理场兼有氮除去磷的污水处理场的转换，A2O工艺更容易以低成本实现。在我国污水处理厂中主流的同时去氮、磷的过程中，A2O工艺占据着主要地位。[1]4.4生物脱氮除磷原理硝化细菌和反硝化细菌在水中，会发生以下反应过程，实现污水的脱氮除磷。氨化作用氨化是有机氮分解和微生物释放NH3的过程。在污水处理系统中，蛋白质和氨基酸是有机氮在污水中存在的两种形态。它们两者都可以通过化学作用转化成为其他物质，蛋白质利用蛋白酶的催化作用被水解成为两种产物，多肽和二肽，然后再被多肽酶水解成氨基酸，最后在氨基酸水解的作用下转化为氨氮。氨处理过的细菌大多速度很快，所以它们不均匀，不需要特别的措施。硝化作用微生物在条件比较充足的情况下，通过化学反应将氨氮转化为硝酸盐的这一个过程，被称为硝化作用。第一步，铵根离子（NH4+）被氧化成为亚硝酸盐（NO2-），这一阶段被称为亚硝化，然后，亚硝酸根（NO2-）被氧化成为硝酸根（NO3-），这一阶段被称为硝化。亚硝化细菌和硝化菌的碳源主要是CO2、碳酸基离子（C03-）、碳酸氢基离子（HCO3-）反硝化作用反硝化作用是在生化作用下将硝酸盐还原成氮的过程。其中反硝化细菌是一种兼性菌，电子的最终受体是氧气和硝酸盐。然而，在氧气有限的情况下，硝酸盐和亚硝酸盐里面的N5+和N3+会因为条件的限制而被作为能量新陈代谢过程中的电子受体，这样的过程被称为无氧呼吸。反硝化细菌的同化(同化)和异化(异化)有利于亚硝酸盐的转化，在亚硝酸盐下NO2-和NO3-中N被还原为NH3-N，新的细胞被合成。在异化的影响下，氮的去除率可达75%。生物释磷磷的生物释放是指磷的生物释放，磷在厌氧条件下分解和储存，利用分解过程产生的能量。磷释放阶段所需的能量主要来自磷酸盐的水解和细胞内糖的发酵。挥发性脂肪酸和fa在水中的聚合。β-羟基丁酸(PHB)和聚β-基以有机颗粒的形式保存，如羟基丁酸(PHV)和糖原。厌氧磷释放是多磷酸盐在体内分解过程中释放无机磷酸的过程。生物聚磷磷的生物积累是磷的生物积累。聚苯乙烯细菌利用体内PHB释放的能量进行氧化和分解，在下水道中摄入多余的磷，并将聚合的磷酸储存在细胞中。释放的部分能量是由它自己的细胞合成的(良好的气质条件)。在此过程中，活性污泥迅速增殖，吸收磷的多余污泥从处理系统中去除，从而消除生物磷。4.5传统A2O与倒置A2O比较4.5.1A2O工艺原理A2O工艺的缺氧区间和好氧段是一种逐个顺次首尾相连接的连接状态。溶解氧(DO)含量在A段小于等于0.2mg/L，O部分是2~4mg/L。在很少氧气的这个一个阶段，异类细菌分解污水中的那些漂浮污染物：高分子碳水化合物淀粉、碳水化合物、纤维等,聚合物和可溶性有机物可分为酸性有机物。高分子有机化合物分解成小分子有机化合物，水不溶性有机化合物引起化学反应，成为水溶性有机化合物。这些厌氧水解液在好氧池中进行处理，以提高废水中氧气的利用率和生物化学性质。缺氧期间，异养细菌将氨水（有机链n或氨基酸）中的蛋白质和脂肪等污染物转化为游离氨（NH3、NH4＋）。提供足够的氧气，NO3-返回到容器a。根据牛的硝化作用，NH3-N(NH4+)被硝酸盐氧化。异酸细菌去除氮会将硝酸NO3-还原为分子氮(N2)。碳、氮和氧在生态系统中循环处理废水。图1显示了A2O过程。4.5.2倒置A2O工艺原理A2/O反转过程的生物反应过程如下图所示。进入生化反应的废水和循环污泥进入厌氧区，污泥中的硝酸盐可以使细菌脱产，转化为氮气，进行预先设定的脱氧和脱脂反应。小车进入厌氧区的先决条件是接受低氧和硝化作用。这避免了硝酸盐对厌氧环境的有害影响。接收器中的磷细菌的厌氧区转化为碳源的下水道聚、硝化细菌的污水中氨氮转化为硝酸氮地区的好脾气,和细菌的接收器的磷在厌氧条件下产生的能源使用。磷的过度吸引。为了从生物上去除磷，有机污染物进一步分解，部分滑道流向系统前方，其余富含磷的滑道流出系统。4.3工艺流程优点比较传统的A20工艺在厌氧区前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区影响不利，缺氧区在系中间部位，反硝化在碳源的分配上也处于不利地位，从而会对系统的脱氮效果有影响，且有内部循环系统排出的残留污泥中实际上只有一部分完全的解磷、磷吸收过程中的残余不完全经过厌氧状态，而是会直接从缺氧区进入好氧区。将二沉池倒置并结合A20工程建设，布局更加合理，充分利用空间，降低了投资成本。将缺氧池放在前端，将水、二沉池的回流污泥和暴露池的未端硝化回流液一起放入缺氧区域。反硝化菌利用水碳源进行反硝化作用，除去硝化氮。同时厌氧领域厌氧状态的多磷菌厌恶厌氧磷后直接进入好氧环境。在厌氧条件下形成的磷吸引力得到充分利用，去除磷的效果得到加强。采用2点浸水方式，不同的浸水水质，在不同季节的情况下，根据生物脱氮和生物除磷所需的碳源的变化，调节缺氧和厌氧阶段进水的比例分配，可以优化除氮除磷效果。深床反硝化过滤器进一步降低TN的含量，有效去除SS，各污染物指标达到年100%标准排放。[2]倒置A2O工艺的主要功能和特点是:厌氧前储层位于工艺的第一端，因此最好能在原水下获得碳源进行脱氧。同时，由于污泥回流比较高，反硝化效率较高。情况可能会好转。污泥中的硝酸盐在缺氧区完全被氮覆盖。硝酸盐消除了向厌氧池排放磷的不良影响。所有返回的污泥都是完全厌氧的(磷的释放)-好氧的(磷的吸收)。因此，剩余污泥的磷含量相对较高。TP的生化去除率约为63%。酸前储罐的水和0.75Q原水进入厌氧反应储罐A20。水压保持时间为3.0小时，氧气<0.3mg/L，原水提供足够的碳源。磷的有效释放。厌氧储罐的设计是为了分散给水，由于水力清洗的作用，使污水和污泥完全混合。它们取代了主沉淀池和污泥消化池，实现了统一的处理。COD的去除率约为40%。在相同的条件下，光标的生成可以减少40%到50%。设计污泥的平均浓度为7~8g/L,COD污泥的去除率约为0.12kgCOD/（kgMLS·d），在基本厌氧条件下，含氧量可有效去除COD。NH-N硝化过程的还原效果良好。在厌氧区进水前的好氧区，前好氧区水力停留时间为5.0h，污泥浓度为2.8-35g/L。结果表明，污泥浓度高，剩余污泥产量低，好氧池污泥龄长，可达20～25d，为硝化反应提供了良好的条件，保证了出水浓度达标。第五章设计计算5.1格栅格栅除污设备是水处理的第一道工序，其除污效果直接影响到整个过程。去除水中的固体。例如木块、树枝、杂草等，对保护水泵的正常运行，降低后续工艺的处理负荷起着重要作用。是实用性高的设备。从该间隙的宽度到窄分为三个阶段，间隙5mm以下为细格栅，10~20mm以上为中格栅，25mm以上为粗格栅。进入水中后，污垢会变得更加复杂，所以越来越重视合理选择清洁设备和格栅之间的间隙。这个污水厂采用了两个格栅，是粗格栅和细格栅。我国在70年代以前，经常人工进行格栅的除污，80年代逐渐出现了机械格栅的除染机。根据除染的基本构造，有网式、耙齿式、旋转式链条等。90年代，在日本、英国等地出现了旋转链条式除污机。从许多检查表连接成链条。沿着固定轨道旋转着。通过链条门的间隙，钩状的栅栏板把污物挡住并带到了地面上。通过对污物本身的重量并检查栅栏般的高压水冲击以及栅栏板的相对运动等三个工序，传送带上会运输污物和储存箱子。这样的除污会从根本上减弱了耙齿的齿式除污机的弱点所以没有卡滞，也没有周期性被阻塞等弊端。这个格栅有以下特征：节省能源除污机的链条架和轨道滚动摩擦，能耗低。超声波测量水位，变频调速，微机智能化操作。通过测量水和污垢的运动速度，保证最佳工况和最低能耗。除污效率高该除污机在挂钩架上追加横格栅，充分运转，设置过载故障警报装置，实现遥控管理。比起耙齿式，除污效率提高了20%。便于维护和管理该机器由马达、机架、轴、链条栅、控制部分构成。为了便于运输和安装，机架分为机头和躯体两部分，分别用钢板焊接，用螺栓连接。动力部分、传动轴、操作部位等均安装在机头部分地面以上，维修、维护方便。耐腐蚀链式格栅、栅轴、拖轮、挡圈等组成均由不锈钢和工程塑料制成，基本解决了水中的防腐问题。万一格栅板等零件损坏，可以将损坏的部分旋转到机器头的修理槽，进行更换和维护。应用范围广根据间隙和其他尺寸可以形成不同的规格。很多情况下都可以使用。特别适合深的自来水清扫。那个价格比耙齿式除污机稍微贵一些。设计选用2台链式旋转除污机，栅条间隙宽度20mm,格栅宽度1.2m,倾角60°。计算得出粗格栅井的尺寸长*宽*高为9m*3m*8.7m。5.2粗格栅井粗格栅内安装2台链式旋转格栅除污机，栅渣输送机等设备，粗格栅的安装倾斜角度为60°5.2.1栅条的间隙数设栅前水深h=0.4m栅前水深与栅前流速v1之间的关系为：v1=Qmax/Bh（B为渠道宽度）过栅流速v=0.9m/s最大设计污水量Qmax=1万m3/d=104/24*3600m3/s=0.12m3/s栅条间隙宽度b=20mm格栅倾斜角α=60°栅条间隙数n=Qmaxsinαbℎv=0.12*5.2.2格栅槽总宽度设格条宽度s=0.01mB=S(n-1)+b*n=0.01*(16-1)+0.02*16=0.47m假设两座粗格栅并联排列，则每座B=0.47/2≈0.235m栅槽宽度为0.235m。5.2.3进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽B1=1.0m，其渐宽部分展开角度α1=20°（进水渠道内的流速为0.77m/s）l1=(B-B1)/2tgα1=(1.2-1.0)/2*tg20°=0.3m5.2.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度l2=l1/=0.3/2=0.15m5.2.5通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面h1=β(s/b)4/3sinαkv2/2g=2.42*(0.01/0.020)4/3sin60°*3*0.92/2*9.8=0.097m5.2.6栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m，由进水管决定，粗格栅利用进水管重力流入，进水管底部标高为162.3m，地面标高为169m，因此栅后槽底标高为160.3m，则栅后槽总高度为：H=h2+(169-160.3)=9m5.2.7格栅槽总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=0.3+0.15+0.5+(0.3+0.4)/tan60°=2.36m5.2.8每日栅渣量格栅间隙为20mm时，设单位体积污水栅渣量为0.07m3/(103m3污水)W=Qmax*W1*86400/K2*1000=0.12*0.07*86400/(1.5*1000)=0.484m3/d0.484m3/d<0.2m3/d故采用人工清渣。5.3污水提升泵房平均流量潜污泵台数 n1= 2台单台潜污泵流量 q1= Qh/n1=208.3333333m3/h高峰流量潜污泵台数 n2= Qmax/q1=4台潜污泵总台数 n3= 4台（3用1备）潜污泵流量 q=取值420m3/h潜污泵宽度 W3=取值1m潜污泵距边墙距离 l=取值2m潜污泵基础间距 b=1m基础突出部分距墙面 b＇=1.2m泵房长度 L=n3*W+（n3-1）*b+2*b＇＝9.4 m=取值10m主要通道宽度 W4=1.5 m挡水墙宽度 W5=1m泵房宽度 B=l+W4+W5=4.5m泵房深度 H2= H1+2=9m泵房操作间高度 H3= 6m5.4细格栅5.4.1栅条的间隙数设栅前水深0.4m，（栅前水深与栅前流速之间的关系为：v1=Qmax/Bh，其中B为渠道宽度），取过栅流速v=0.8m/s；栅条间隙宽度b=8mm=0.008m；格栅倾斜角α=60°；n=Qmax(sinα)1/2/Bhv=0.12*(sin60°)1/2/(0.008*0.4*0.8)=44个。5.4.2栅槽宽度设栅条宽度S=0.01m，有B总=S(n-1)+bn=0.01*(44-1)+0.008*44=0.78m；令两座细格栅并联排列，则每座B=0.78/2=0.39m。5.4.3进水渠道渐窄部分长度设进水渠道宽B1=0.2m，其渐宽部分展开角度α1=20°（进水渠道内的流速为0.77m/s）；l1=(B-B1)/2tg20°=(0.39-0.2)/2tg20°=0.26m5.4.4栅槽与出水渠道连接处的肩宽部分长度L2=l1/2=0.13m5.4.5通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边形断面h1=β(s/b)4/3sinαkv2/2g=2.43*(0.01/0.08)4/3*sin60°*3*0.82/2g=0.28m5.4.6栅后槽总宽度设栅前渠道超高h2=0.3m，有H=h+h1+h2=0.4+0.28+0.3=0.98m，为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿。5.4.7栅槽长度L=l1+l2+0.5+1+H1/tgα=0.26+0.13+0.5+1+(0.4+0.3)/tg60°=2.29m5.4.8每日栅渣量在格栅间隙8mm时，栅渣量为0.1m3/103·m3有W=86400*Qmax*W1/1000KZ=86400*0.12*0.1/(1000*1.5)=1.15m3/d>0.2m3/d故采用机械清渣。5.5沉砂池设计中选择二组平流式沉砂池，N=2，分别与格栅连接。5.5.1沉砂池长度设v=0.3m/s，t=30sL=vt=0.3*30=9m5.5.2水流过水断面面积A=Qmax/v=0.12/0.3=0.4m25.5.3沉砂池宽度设h2=1m(h2为设计有效水深，一般采用0.25~1.00m)B=A/h2=0.4/1=0.4m5.5.4沉砂池所需容积V=(QXT*86400)/106=(0.12*30*2*86400)/106=0.62mX为城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3污水T为清除沉砂的时间间隔(d)，一般采用1~2d，这里取T=2d5.5.5每个沉砂斗容积V0=V/n取每一个分格有2个沉砂斗，共有n=2*2*2=8个沉砂斗V0=0.62/8=0.0775m35.5.6沉砂斗高度沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的要求，沉砂斗的倾角α>60°。H3’=3式中h3’沉砂池高度(m)；f1沉砂斗上口面积(m2)；f2沉砂斗下口面积(m2)，一般采用0.4m*0.4m~0.6m*0.6m，取f1=0.6m*0.6m，f2=0.5m*0.5m。H3’=3*0.0775/(0.6*0.6+0.6∗0.6∗0.5∗0.5+0.5*0.5)=0.255m核验沉砂斗角度tgα=2h3/(0.6-0.5)=5.1，α=78.9°>60°5.5.7沉砂室高度h3=h3’+il2式中，i沉砂池底坡度，一般采用0.01~0.02，取i=0.02；l2沉砂池底长度(m)h3=0.255+0.02*0.5(9-2*0.6)=0.333m5.5.8沉砂池总高度H=h1+h2+h3h1为沉砂池超高(m)，一般采用0.3~0.5m，取h1=0.3mH=0.3+1+0.333=1.633m5.5.9验算最小流速vmin=Qmin/(n1Amin)式中，vmin最小流速(m/s)，一般采用v≥0.15m/s；Qmin最小流速(m3/s)，一般采用0.75Q；n1沉砂池格数(个)，最小时取1；Amin最小流量时的过水断面面积(m2)。vmin=0.75*0.12/(1*0.5*0.4)=0.45m/s>0.15m/s5.5.10进水渠道格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为：v1=Q/(B1*H1)式中，B1进水渠道宽度，取1m；H1进水渠道水深，取0.8mv1=0.12/(1*0.8)=0.15m/s5.5.11出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：H1=[Q1/(mb22g)]2/3式中，Q1沉砂池内设计流量(m3/s)；m流量系数，一般采用0.4~0.5，取m=0.4；b2堰宽(m)，等于沉砂池宽度，b2=0.6m。H1=[0.12/(2*0.4*0.6*2∗9.8)]2/3=0.147m出水堰自由跌落0.1~0.15m后进进入出水槽，出水槽宽1.0m，有效水深0.8m，水流流速0.15m/s，出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN=800mm，管内流速v2=0.99m/s，水力坡度i=1.46％。5.5.12排砂管道采用沉砂池底部管道排砂管管道管径DN=200mm。平流式沉砂池平面布置如图5.6设计参数BOD5污泥负荷：N=0.13kgBOD5/kg-1MLSS·d-1回流污泥浓度：XR=6600mg·L-1污泥回流比：R=100％混合液悬浮固体浓度：X=R/(1+R)*XR=1(1+1)*6600=3300mg·L-1取TN=50，混合液回流比：TN去除率ηTN=(TNo-TNe)/TNo*100％=(50-20)/50*100％=60％混合液回流比R内=ηTN/(1-ηTN)*100％=0.6/(1-0.6)*100％=150％取R内=200％各段水力停留时间和容积：厌氧:缺氧:好氧=1:1:3厌氧池水力停留时间：t厌=1/5*19.68=3.94h池子容积：V厌=1/5*8158.51=1631.7m3好氧池水力停留时间：t好=3/5*19.68=11.81h池子容积：V好=3/5*8158.51=4895.1m35.7设计计算（污泥负荷法）5.7.1反应池容积V反应池容积V：V=QSo/NX=(10000*350)/(0.13*3300)=8158.51m3反应池的总水力停留时间t：t=V/Q=8158.51/10000=0.82d=19.68h5.7.2核验氮负荷好氧段总氮负荷：(Q*TN0)/XV好=(10000*50)/(3300*7552.4)=0.02kgTN·kg-1MLSS·d-10.02kgTN·kg-1MLSS·d-1<0.05kg-1TN·kgMLSS·d-1符合要求5.7.3剩余污泥量剩余污泥量ΔX：ΔX=Px+PsPx=YQ(So-Se)-kdVXPs=(TSS0－TSSe)×50%式中:取进水TSS=300mg/LΔX为剩余污泥量，kg·d-1；Px为生物污泥产量，kg·d-1；Ps为非生物污泥产量，kg·d-1；y为污泥增值系数;k为污泥自身氧化率;TSS0为反应池进水总悬浮固体浓度，kg·m-3；TSSe为反应池出水总悬浮固体浓度，kg·m-3；取污泥增值系数Y=0.6污泥自身氧化率kd=0.05，则：Px=0.6*10000*(0.35-0.025)-0.05*8158.51*3.3*0.7=1008kg·d-1Ps=(0.3-0.06)*10000*50％=1200kg·d-1ΔX=1008+1200=2208kg·d-15.7.4反应池主要尺寸反应池总容积：V=8158.51m3设反应池2组，单组池容积：V单=V/2=8158.51/2=4079.26m3有效水深h=4m单组有效面积：S单=V单/h=4079.26/4=1019.82m2采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=7.5m；单组反应池长度：L=S单/B=1019.82/5*7.5=28m核验：b/h=7.5/4=1.9（满足b/h=1~2）L/b=27/7.5=3.7（满足L/h=5~10）取超高为1m，则反应池总高：H=4.0+1.0=5.0m5.8反应池进、出水系统5.8.1进水管单组反应池进水管设计流量：Q1=Q/2=10000/(2*86400)=0.058m3·s-1管道流速：v=0.8m·s-1管道过水断面面积：A=Q1/v=0.058/0.8=0.0725m2管径：d=4Aπ=取进水管管径DN600mm。5.8.2回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量：QR=R*Q/2=1*10000/(2*86400)=0.116m3·s-1管道流速：V=0.8m·s-1管道过水断面面积A=0.145m2管径d=0.430m取回流污泥管管径DN900mm。5.8.3进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量：Q2=(1+R)Q/2=(1+1)*Q/2=Q=10000/86400=0.116m3·s-1孔口流速：v=0.6m·s-1孔口过水断面面积：A=Q2/v=0.116/0.6=0.193m2孔口尺寸取为1.3m*0.6m=0.78m25.8.4出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：Q3式中Q3=(1+R+R内)*Q/n=0.2314815m3/sb为堰宽b=7.5mH堰上水头H=0.0650571m出水孔过流量Q4=Q3=0.2314815m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面积A=Q/V=0.3858025m2孔口尺寸取为2.0m*0.8m；出水井平面尺寸取为2.4m*0.8m5.8.5出水管反应池出水设计流量Q5=Q2=0.1157407m3/s管道流速v=0.8m/s管道过水断面积A=0.1446759m2管径d=0.4293024m取进水管管径DN900mm核验管道流速v=Q5/A=0.1820252m5.9曝气系统设计计算5.9.1设计需氧量AORAOR=AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5氧当量NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1=Q(So−硝化需氧量D2=4.6Q(No-Ne)-4.6*12.4％*Px=1173.212429kgO2/d反硝化脱氮产生的氧量D3=2.86NT=500.6320754kgO2/d总需气量AOR＝D1+D2-D3=3997.55kgO2/d=166.56kgO2/d最大需氧量与平均需氧量之比为1.4,则AORmax=1.4R=5596.565883kgO2/d=233.19025kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量=AOR/[Q(So-S)]=1.23(kgO2/kgBOD5)5.9.2标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA=20％，