本科毕业论文---胶片洗印废水处理工艺设计.doc

西南大学研究生
课程设计

科 目 环境工程设计
院 、所、中心 资源环境学院
专业或专业领域 环境工程
研究 方向 固体废物资源化
级 别
学 年 2010~2011学年
学 期
姓 名
学 号
类 别 全日制专业硕士

2010年12 月 21日
研究生院(筹)制

目录
文献综述 4
1前言 4
2胶片洗印废水来源及特性 4
2.1、胶片分类 4
2.2胶片冲洗工艺主要工序 5
2.3胶片洗印废水来源 5
2.3胶片洗印废水水质特征 5
3胶片洗印废水末端处理工艺现状 5
3.1生物处理方法 6
3.2臭氧法 7
3.3活性炭吸附法 7
3.4化学沉淀法 7
4 胶片洗印废水处理工艺流程方案介绍 8
4.1 水解酸化-接触氧化法 8
4.2三段接触氧化-水解酸化工艺 9
4.3 ABR工艺 10
正文 11
1工艺流程的确定 12
1.1 设计参数 12
1.1.1胶片废水水质水量 12
1.1.2处理要求 12
1.2废水处理工艺设计 12
2构筑物计算 13
2.1格栅 13
2.1.1栅条间隙数 13
2.1.2格栅宽度 13
2.1.3进水渠道渐宽部分长度 13
2.1.4出水渠道渐窄部分 13
2.1.5水头损失 13
2.1.6 栅后槽中高度 13
2.2 进水闸井 13
2.3调节池 13
2.3.1调节池有效容积 14
2.3.2调节池尺寸 14
2.3.3 通气装置 14
2.3.4孔眼 15
2.3.5 管路阻力 15
2.4水解酸化池 15
2.4.1容积 15
2.4.2直径 15
2.4.3上升流速 15
2.4.4反应器的布水系统 15
2.4.5出水收集设备 16
2.5生物接触氧化池 16
2.5.1生化接触池选择 16
2.5.2确定设计参数 16
2.5.2生物接触氧化池计算 17
2.6沉淀池 18
2.6.1 沉淀池选择 18
2.6.2竖流沉淀池的设计计算 18
3 污泥处理系统计算 19
3.1 浓缩池 19
3.1.1浓缩池选择 19
3.1.2污泥浓缩池的设计参数 20
3.1.3污泥浓缩池的设计计算 20
3.2 污泥脱水 21
4 其他构筑物设计计算 21
4.1鼓风机房 21
4.2脱水机房 22
4.3泵房 22
4.4综合办公楼 22
4.5计量设施 22
5 高程设计计算 22
5.1 高程布置原则 22
5.2高程布置 22
6工程概算 25
6.1效益分析 25
6.2成本估算 26
7结论和建议 26
7.1 结论 26
7.2 建议 27
参考文献： 27
附图： 28

胶片洗印废水处理工艺设计

摘要：本设计针对胶片洗印废水，设计规模按日最大处理水量：50 m3/d．污水主要污染物COD、SS、BOD5、NH3-N、pH等，其污水水质如下： COD=450mg/L，BOD5=200mg/L，SS=250mg/L，PH=4.5，NH3-N=60 mg/L．出水水质符合综合废水二级排放标准．本设计采用水解酸化加生物接触氧化处理废水．处理构筑物主要有调节池、水解酸化池、生物接触氧化池、竖流式沉淀池、浓缩池、泵房、脱水机房和鼓风机房等．其主要构筑物生物接触氧化池采用传统的一段式接触氧化，总共采用一座八格，处理效果明显．预处理的调节池和水解酸化池有效的降低了污水的各项指标，为生物接触氧化池的进水，提供了最佳进水指标，同时还有效的降低了污水的色度，再加上后面的竖流式沉淀池的絮凝沉淀作用，色度指标大大降低，基本上可以满足出水的要求．
关键字：胶片洗印废水 接触氧化 水解酸化 工艺设计

文献综述
1前言
随着人类面临的可利用淡水资源的日益匮乏，人们对污水的处理回收再利用的回升越来越高．有专家估计，我国若对该类污水进行合理的处理，则每年可新增100多亿立方米的可用水，可极大地缓解我国目前水资源的紧张情况．自1998年国家实行以刺激内需，启动经济为主的宏观调控政策以来，连续出台的诸如延长公假、黄金周等一系列措施，大大带动了照相感光产业的发展．中国已成为世界最具潜力的三大感光材料市场之一．我国每年用于照相业的银达200多t，其中80%在洗印胶片、底片时进入废液中，造成资源的浪费，而医疗冲印X光片、CT片和印刷排版也长生类似的废液．感光废液污染引起了越来越多地方政府和科研工作者的重视．
2胶片洗印废水来源及特性
2.1、胶片分类
胶片[1]主要包括电影胶片、科技胶片（X光胶片和印刷胶片）、照相胶片以及其他胶片．电影胶片用于电影拷贝的制作；科技胶片包括X光胶片和印刷胶片，X光胶片在医疗部门中用于对病人身体内部的检查，印刷胶片用于出版物的制版印刷；照相胶片（胶卷）应用于人民日常生活；还有国防胶片和打印胶片等其他胶片，是主要的感光材料之一．
2.2胶片冲洗工艺主要工序
虽然胶片感光材料的种类不同，但其冲洗过程在工艺和所使用的冲洗药液上很相似．感光材料经曝光后会形成潜影，冲洗的任务就是用特定的化学药品经过一定工艺将潜影显现出来．黑白感光材料的冲洗过程一般包括显影、停显、定影、水洗、稳定、干燥六种典型的化工单元操作；彩色感光材料的冲洗基于黑白感光材料冲洗，但须在“停显”与“定影”之间增加一道“漂白”工序[1]．
2.3胶片洗印废水来源
胶片生产的主要原料为明胶、片基、硝酸银等，其中硝酸银是由白银加工而成[1]．除白银外，胶片洗印中尚含有大量的有毒有害物质，主要有四大类[1，2]：①有机无机还原剂，如对苯二酚，米吐尔、CD-3等．②单环和多环芳烃，如6-硝基苯并咪唑硝酸盐，CD-3等．③有较强毒性的化学试剂，如铁氰化钾、硫氰化钠等．④含磷、卤素、碳酸盐等盐类化合物及少量表面活性剂，如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等，上述有毒有害物质，很多具有致畸、致癌、致突变的“三致”性．对胶片洗印废水如不进行综合回收利用，但造成白银大量流失，还必然造成二次污染、破坏环境、危及健康．因此加强胶片洗印废水管理，将废液无害化处理，对环境保护，提高人们生活质量、促进经济发展具有重要作用．
胶片洗印废水主要产生于以下行业：①摄影行业在照片冲洗后产生发废显影/定影液；②医疗单位的影像室（放射科）在进行X光片和CT片冲洗过程中产生的废显影/定影液．
2.3胶片洗印废水水质特征
胶片洗印废水是由照片冲洗单位及医院X光显影过程中排除的废水，含有定影剂、显影剂等，成分复杂．
胶片洗印废水中含有大量的有机及无机化学物质，从药剂组合来分，含有定影剂、保护剂、坚膜剂和防污剂，主要含有草酸、邻苯三酚、硼酸、2,5-二甲氧基-四氢呋喃、甲醛、酒石酸、冰醋酸、琥珀醛、CD-2、CD-3、S-5、TSS等，成分复杂，且含量远远高于国家颁布的《污水综合排放标准》[1，2]．废水中大部分有机物对微生物生长有抑制作用．污水营养成分比例失调，C含量高，而N及P的含量远远低于常规微生物的营养需求．
3胶片洗印废水末端处理工艺现状
胶片冲洗废水的末端治理，主要有生物和物化两种方法[1]．针对不同废液的性质，运用不同的处理技术．显影液、停显液中的显影剂采用化学氧化法降解为无毒物质；定影液和处理后的显影液主要采取生化处理和强氧化剂氧化方法降低COD值．铁氰化钾漂白液采用化学沉淀法处理．
3.1生物处理方法
生物处理方法是处理废水的一种常用方法，也可以用来处理冲洗废水．这种处理系统中的生物降解作用能够破坏冲洗废水中大部分需氧物质，生物处理方法是有效和经济的处理形式．生物接触氧化法是一种兼备活性污泥法和生物过滤法特点的处理方法．
废水处理工艺主要采用五个方面的治理措施：⑴采用大容量分质水池及综合水池设施，以调节水质在处理过程中的稳定性；⑵采用次氯酸钠处理设施，控制显影剂及其氧化产物和色度的排放；⑶采用离子交换处理设施，控制银络合物、铁氰络合物的排放，同时回收银；⑷采用生物接触氧化二级处理设施，控制BOD、COD的浓度；⑸采用超滤设施，去除显影液及漂白液的杂质，使其闭路循环使用．废水处理工艺流程见图1

图1 生物肥处理废水工艺流程示意图
经过一系列预处理后，一般情况下，该工艺处理效率为：COD>75%、BOD>85%、SS>85%,但对氰化物的处理效果不佳．需对氰化物进行预处理．应用生物接触氧化处理电影洗片废水，具有以下特点：⑴适用于较低浓度污水处理，比较适用来讲解电影洗片废水中的BOD、COD的一种方法；⑵在生物处理过程中，对pH值的要求较高，一般控制在7.0-8.0；⑶生物处理进水流量在10m3/h最佳；⑷进水水质要稳定，过高的硫代硫酸铵、氰化物进入生化池，对污泥结构、微生物处理都有严重不利影响；⑸生物接触氧化对显影剂及其氧化产物的讲解能力较差；⑹加强日常管理、监测工作室生物处理的关键．
表2 生物接触氧化法运转结果表

3.2臭氧法
生物处理方法对硫代硫酸盐、醋酸盐、亚硫酸盐、对苯二酚、苯甲醇类化合物处理效果较好，但是对彩色显影剂和EDTA的处理速度较慢，实践证明臭氧对这类物质的处理效果很好．影响臭氧处理效果是因素主要有处理药液与臭氧的接触时间，臭氧的流速、浓度，处理药液的性质和浓度，温度，压力，Ph以及催化剂等．适合处理的药液有：1）溢流的彩色显影剂；2）处理含有EDTA、硫氰化物、甲酸盐、黑白显影剂（除对苯二酚）；3）混合废液的最终处理．
研究发现臭氧对氰化氢的讲解时一个非常复杂的机理，包括一系列的竞争反应．采用臭氧处理洗印废水，首先对各种废液进行预处理，然后再用臭氧进行处理．臭氧需要另外制备，且处理工艺较为复杂．
3.3活性炭吸附法
活性炭对显影剂有很好的吸附作用，跟臭氧处理结合使用能够降低废液的有害性．活性炭吸附主要用来降低冲洗废液的色度和显影剂含量，还能降低20~30%COD．活性炭可以处理多种冲洗废液，对冲洗废液中各种成分的处理效果见表3．
表3 活性炭处理效果
处理效果好的物质
不能处理的物质
Ektaprint R 彩色显影剂
Na2S2O3·5H2O
彩色显影剂：CD-2,CD-3,CD-4
铁氰化物
菲尼酮
草酸钾
柠檬酸
乙二醇二乙酸酯
对苯二酚

3.4化学沉淀法
沉淀法能用来有效去除冲洗废液中的铁氰化物和亚铁氰化物，实践证明，硫酸亚铁是一种经济有效的沉淀剂．沉淀法去除铁氰化物和亚铁氰化物，主要步骤包括平衡、化学品添加系统、净化、固体物质处理．沉淀法的特点:1)沉淀反应发生即时，因此需要的反应池数量较少；2)可以有效去除铁青化合物和亚铁氰化物．在废旧漂白液中加入硫酸亚铁，在一定的反应条件下，使铁氰化物和亚铁氢化物充分反应沉淀，反应后的沉淀物通过过滤成为沉淀泥，再交给专业生产厂家回收再用．处理的工艺流程见图2．

图2 铁氰化物漂白液沉淀处理法工艺流程图
沉淀法对总氰化物的处理条件和结果见表4．
表4 氰化物处理条件和结果

目前对胶片洗印废水的处理，采用其中某一种方法对高浓度的定影液废水进行处理效果都不是很理想，出水COD值都较高．根据本设计所要处理的废水特点和各处理方法的特点，本设计方案选择生物法中的接触氧化法结合水解酸化、气浮、絮凝、沉淀等方法进行胶片洗印废水处理，控制其中COD、BOD、SS等．
4 胶片洗印废水处理工艺流程方案介绍
在所选定的生物处理方法中，主要存在以下4种处理流程[2-6]：
①传统活性污泥法工艺
②水解酸化-好氧生化工艺
③三段接触氧化-水解酸化工艺
④ ABR法
在选定了污水处理技术路线后，本设计对处理流程②③④进行比较筛选．
4.1 水解酸化-接触氧化法
该工艺是在原有接触氧化工艺上进行的改进．原有接触氧化工艺，在实际工程验收监测中，CODCr实际去除率仅为设计的50%左右[3]，同时存在以下两个问题：a.调节池容量小，起不到均质、均量作用以至于出水水质波动大；b.接触氧化时间只有6h，因污水中含有一定量难降解大分子有机物，单一接触氧化对有机物去除率不大，CODCr、BOD5实际去除率达不到设计指标．
水解酸化应用于含难降解有机物、可生化性不高的工业废水处理的预处理手段．该工艺利用有机物厌氧分解过程中酸性发酵阶段的特点，将废水中某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物，从而改善废水可生化性，为后续好氧生化处理创造有利条件．工艺流程图如图3所示．

图3 水解酸化-接触氧化工艺流程
水解酸化-接触氧化法与其他方法的比较具有如下特点：
A.优点：
①悬浮物、COD和BOD5的去除率高负荷高，并且对负荷的急剧变动适应性强．
②处理时间短．在处理水量相同的情况下，所需装置设备较小，因而占地面积小．
③维护管理方便，无污泥回流，没有活性污泥法中所容易产生的污泥膨服．
④易于培菌驯化，较长时期停运后，若再运转时生物膜恢复快．
⑤适应于低浓度污水处理．
⑥剩余污泥量少．
B.缺点：
①填料上的生物膜数量需视BOD负荷而异．BOD负荷高，则生物膜数量多；反之亦然．因此不能借助于运转条件的变化任意地调节生物量和装置的效能．
②生物摸量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，易于堵塞填料．所以，必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施．
③大量产生后生动物（如轮虫类等）．若生物膜瞬时大块地脱落，则易影响处理水水质．
④组合状的接触填料会影晌均匀地曝气与搅拌．
4.2三段接触氧化-水解酸化工艺

图4：氧化沟法工艺流程图
三级接触氧化-酸化的工艺流程如图4．其工艺主要是在水解酸化-接触氧化工艺基础上进行的改进．
三段接触氧化-水解酸化法的CODcr去除率明显高于活性污泥法的CODcr去除率，其处理高浓度废水，效果明显优于传统活性污泥法和两级接触，同时该组合工艺对浓度冲击、负荷冲击有较好的稳定性，但是该工艺的处理效果受温度和pH的影响较大，在较高的温度和合适的pH范围可有效的提高处理率，高负荷处理的出水可能达不到污水的模拟高度排放标准，需进行后续工艺处理[3]．
4.3 ABR工艺
厌氧折流板反应器（Anaerobic BaffLted Reactor简称ABR）工艺首先由美国stanford大学的McCarty等于1981年在总结了各种第二代厌氧反应器处理工艺特点性能的基础上开发和研制的一种高效新型的厌氧污水生物技术[5]．由于在反应器中使用一系列垂直安装的折流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都可以看作一个相对独立的上流式污泥床系统（upfLow sLudge bed，简称USB）．被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物接触而得到去除．水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流经的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内．因此ABR反应器的水力流态更接近推流式．其次，折流板在反应器中形成各自独立的隔室，因此每个隔室可以根据进入底物的不同而培养出与之相系统的处理效果和运行的稳定性．适应的微生物群落，从而导致厌氧反应产酸相和产甲烷相沿程得到了分离，使ABR反应器在整体性能上相当于一个两相厌氧系统，实现了相的分离．最后，ABR反应器可以将每个隔室产生的沼气单独排放，从而避免了厌氧过程不同阶段产生的气体相互混合，尤其是酸化过程中产生的H2可先行排放，利于产甲烷阶段中丙酸、丁酸等中间代谢产物可以在较低的H2分压下能顺利的进行．

图5 ABR法流程图
因此，总体上说ABR具有构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效果高等一系列优点[5]．
①工艺简单、投资少
ABR设计简单，没有或顶不见，不需要UASB、AF昂贵的进水系统和设计复杂的三项分离器，也不需要传统的厌氧消化池的机械搅拌装置和额外的澄清沉淀池；
②良好的生物分布和生物固体截留能力
ABR中污泥与废水能良好混合接触，有效容积利用率高，因而利于污泥絮体及颗粒污泥的形成和生长，使反应器内厌氧微生物在自然地形成良好的微生物种群的分布这利于增强反应器对冲击负荷的适应性．此外可在较短的时间内形成具有良好沉淀性能的絮凝性污泥和颗粒污泥，这也利于取得良好的固液分离效果，获得良好的出水水质，长期运行也不需要排泥．另外反应器内的折流板的阻挡作用及折流板间距的合理设置，为污泥的沉降和截留创造了一个良好的条件．
③对有毒物质适应性强
由于隔板将反应器各格分隔开，所以有毒物质对反应器的影响主要集中在ABR前部，对后部的危害较小．
④良好的水力条件
ABR内的折流板阻挡了各隔室间的返混作程度，减少了死区容积，有效容积大，即减少了堵塞和污泥床膨胀等现象发生的可能性，能够长时间稳定运行．
当然，ABR反应器也有其不利的方面[5]．（1）为了保证一定的水流和产气上升速度，ABR不能太深；（2）进水如何均匀分布是一个问题；（3）与单极的UASB相比，ABR的第一隔室不得不承受远大于平均负荷的局部负荷，这对运行不利．

正文
水解酸化是把难降解的高分子物质通过水解酸化中产酸细菌，分解成低分子、溶解性、可生化性强的物质，好氧菌作进一步分解创造有利条件．水解酸化中经驯化后的产酸细菌将成为讲解污水高分子有机物的主要细菌微生物，其代谢产物为有机酸．水解酸化池内设生物填料和搅拌装置，池中挂填料，使污泥附着在填料上形成膜，从而增大污水与污泥的接触面积，达到增加泥水接触时间的目的．接触氧化是一种介于活性污泥法与生物膜法的生物处理工艺，兼有活性污泥法与生物膜法的有点，其机理是在曝气反应池内设置填料，池内既有活性污泥又有生物膜，形成密集的生物群体，增加了废水与生物接触的面积，连续曝气和生物膜的及时更新们增强了生物的活性．水解酸化-接触氧化工艺的连用在目前我们国家内广泛用来处理印染废水[7]、食品酿造废水[8]、医院洗衣房废水[9]、DOP废水[9]、制药废水[10]等各种废水．
汪荣[7]等在对印染废水的研究中发现，水解酸化池中CODcr的去除率一般在HRT为4.5h时达最大，为25%；生物接触氧化法抗水力冲击负荷能力较强，最佳水力负荷为2m3/（m2·h），最佳容积负荷为3kgCODcr/（m3·d）．张波[8]等用水解酸化-接触氧化法工艺处理食品酿造废水，水解酸化阶段的微生物水解菌和产酸菌强化了生物对有机物的分解能力，BOD5/COD大为提高，处理后的排放污水水质稳定达标，且治理费用在企业可接受范围内, 该技术占地面积小, 运行管理方便．徐珊珊[9]等采用水解酸化-接触氧化工艺处理医院废水发现，废水通过水解酸化池后CODcr 的去除率可达40 %,SS 可直接降到50 mg·L- 1左右，在接触氧化池中控制溶解氧(DO) 在3～5 mg·L- 1 ,控制悬浮污泥浓度(SS) 5000 mg·L- 1 左右,CODcr 可直接降至60～80 mg·L- 1 ,BOD5 可直接降至20 mg·L- 1．郑筱黑等[10]在用水解酸化-接触氧化工艺处理DOP废水中发现, 在稳定运行期间, 水解酸化池进水CODCr 质量浓度平均为987.60 mg/L, 出水CODCr 平均为105.37mg/L, CODCr 去除率为89.33%．平均每天处理原水20 t, 去除CODCr 17.6 kg，水解酸化+接触氧化工艺是一种优化的工艺组合, 适用于高浓度、难降解DOP有机废水的处理．对于有机浓度高，可生化程度高的制革废水，采用水解酸化-接触氧化工艺处理后，COD、BOD5和SS去除率分别达92%、86%和95%[12]．
1工艺流程的确定
1.1 设计参数
1.1.1胶片废水水质水量
需处理废水的进水量为Q=50m3/d，其中COD=450mg/L、BOD5=200mg/L、SS=250 mg/L，pH=4.5,NH3-N=60 mg/L．
1.1.2处理要求
根据《国家污水综合排放标准》（GB8978-1996）[13]二级出水标准及《电影洗片水污染物排放标准》[14]二级标准，确定参数如下表5.
表5 出水水质二级指标
项目
pH
COD
BOD
SS
NH3-N
水质指标
6~9
≤200
≤30
≤30
≤25
注：除pH外，其他项目单位均为(mg /L)
1.2废水处理工艺设计
综合以上分析，本设计需处理的废水流量较小，SS含量较高；BOD5/COD>0.4，可生化性较高．因此选择生化处理方式进行废水处理较为适合．依据投资少，运行费用低，处理效果好的原则，在与其他处理方法相比较的基础上选择了“酸化水解-生物接触氧化”工艺．设计流程图为图6：
图6：选定的工艺流程图
2构筑物计算
2.1格栅
格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷．
本设计中的废水流量小，且固体废物含量较少，因此可采用人工清理式细格栅．
设栅前水深h=0.10m，过栅流速为v=0.5m/s，栅条间隙为b=0.005m，格栅倾角．
Qmax=50m3/d=0.000579 m3/s
2.1.1栅条间隙数

2.1.2格栅宽度
采用栅条规格为10×50mm
s=0.01m
B=s(n-1)+bn=0.01×(3-1)+0.005×3=0.035m
2.1.3进水渠道渐宽部分长度
设进水渠宽B1=0.025,a1=20°

2.1.4出水渠道渐窄部分
L2=0.5L1=0.006m
2.1.5水头损失
取则

2.1.6 栅后槽中高度
取，则

栅槽总长度：

2.2 进水闸井
进水闸井与第一道格栅共建在一起．
2.3调节池
主要起均衡水量作用的调节池称为均量池，主要起均和水质作用的调节池称为均质池，既可均量又可均质的调节池称为均化池．由于该厂废水的水质和水量变化均比较大，所以本设计采用矩形调节池，两侧进水，中间出水，底部布有曝气穿孔管，既调节水量，又调节水质．采用停留时间算法，停留时间一般为6－8h，本设计采用6h．
2.3.1调节池有效容积
V=Qmax × t=2.083 m3/h×24h=100 m3
2.3.2调节池尺寸
采用矩形调节池，有效水深采用h2=4m，则调节池的面积为：

池宽B取4.0m，则池长L为：

保护高，池总高：H=4.0+0.6=4.6m
2.3.3 通气装置
设计采用穿孔管空气搅拌，气水比为3.5：1.
空气量：
空气总管D1取25mm，管内流速为：

v1在10－15m/s范围内，满足规范要求．
空气支管D2，共设6根支管，每根支管的空气量q为：

支管内的空气流速v2应在5－10m/s范围内，选v2＝5m/s，
则支管管径D2为：

取D2＝16mm，则v2为：

穿孔管D3，每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量为：q1=q/2=0.000505 m3/s，取v=10m/s

取D3＝8mm，则v3为：

2.3.4孔眼
孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45º，并交错排列，孔眼间距b=100mm，孔径，穿孔管一般为4m，孔眼数m=70个，则孔眼流速为：

2.3.5 管路阻力
沿程阻力，局部阻力
布气孔阻力为h3：

安装水深3.5m
总需水头：

2.4水解酸化池
水解池一般可采用矩形或圆形结构．对于圆形反应器，在同样的面积下其周长比正方形的少12%，但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立．当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用公用壁．对于采用公共壁的矩形反映器，池型的长宽比对造价也有较大的影响，因此如果不考虑地形和其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数．水解池依据水力停留时间进行设计时，反应器体积可根据停留时间计算．本设计采用圆形水解酸化池，具体设计如下．
2.4.1容积
采用停留时间算法，设计停留时间为1h.

2.4.2直径
取有效水深1.5m，超高0.5m

2.4.3上升流速

符合要求．
2.4.4反应器的布水系统
布水形式采用一管多孔的布水形式，一个进水点服务的最大面积为1m2．
2.4.5出水收集设备
水解池出水堰与沉淀池出水装置相同，即汇水槽上加设三角堰，出水槽的尺寸为：
B×H＝0.1m×0.15m．
2.5生物接触氧化池
2.5.1生化接触池选择
淹没式生物滤池亦名生物接触氧化池，它相当子在曝气池中填装了填料，也相当于生物滤池浸没于污水中工作．它具有容积负荷高，停留时间短，有机物去除效果好，运行管理简单和占地面积小等优点．它可以用于二级生物处理，也可用于三级生物处理[12]；可以在好氧条件下去除有机物，也可在厌氧条件下脱氮．其最大隐患是填料的堵塞，要恰当设计才能避免．
淹没式生物滤池有鼓风曝气式和表面曝气式两种形式．后者气液冲刷力小，污水浓度高时往往引起填料堵塞，所以适于处理BOD5在100mg/L以下的低浓度污水．而鼓风曝气式则为一般常用的形式．淹没式生物滤池的填料有所谓硬性的、软性的和半软性的等多种形式，其中以蜂窝型硬性填料应用较多．
浸没式生物滤池设计中常采用如下数据和措施；
①池子个数或分格数不少于2，并按同时并联工作设计．
②设计污水量按平均日污水量计算．
③填料的容积负荷理应通过试验确定．当无试验资料时，对于生活污水及其类似的污水，容积负荷可取1000～1800gBOD5/( m3·d)．
④进水BOD5浓度以100～250mg/L为好．
⑤污水在滤料内的有效接触时间为1～2h．
⑥填料层总高度一般为3m，对蜂窝填料等为了支持和维修方便、应从下到上分几段填装，每段高度lm左右．
⑦为防止堵塞，蜂窝填料的孔径应不小于25mm．
⑧为保证布水均匀，每格滤池面积一般应不大于25m2．
⑨池中溶解氧含量应维持在2.5～3.5mg/L之间，供气量与进水量之比为10：1～15：1．
本设计采用单座一段式生物接触氧化法，分为四格，单格生物池内分三层，每层一米的高度，曝气采用鼓风曝气的方式，填料采用蜂窝型玻璃钢填料．

进水：COD=450mg/l,BOD5=200 mg/l
出水：COD=100mg/l,BOD5=25 mg/l
2.5.2确定设计参数
①污水量：Q=50m3/d=2.083m3/h
②进水浓度La: BOD5=200mg/l，COD=450mg/l,SS= 450mg/l,pH=4.5，NH3-N=60 mg/l;
③出水浓度Lt: BOD5=25mg/l，COD=100mg/l,SS=30 mg/l,pH=7,NH3-N=25 mg/l;
④BOD5去除率：
⑤COD去除率：
⑥SS去除率：
⑦ NH3-N去除率：
⑧根据试验资料确定：
a、填料容积负荷：
b、有效接触时间：t=3h
c、汽水比：
2.5.2生物接触氧化池计算
①有效容积（填料容积）：

②氧化池总面积：设H=3m，分三层，每层高1m

③每格氧化池面积：共2格

每个氧化池尺寸：
④校核有效接触时间：

⑤氧化池总高度：

⑥污水在池内的实际停留时间：

⑦选用Φ25mm蜂窝型玻璃钢填料，所需填料容积：

⑧采用多孔管鼓风曝气供氧，所需气量：

⑨每格氧化池所需空气量：

2.6沉淀池
2.6.1 沉淀池选择
由于本设计主要构筑物采用接触氧化池，可不设初沉池． 二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜）．沉淀池主要有平流沉淀池、辐射沉淀池、竖流沉淀池和斜板沉淀池．
平流沉淀池，沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强；施工容易，造价低．但池子配水不均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大．适用于大、中、小型地下水位较高和地质条件较差的地区污水处理厂．
辐流沉淀池多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋定型．可是池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工质量要求高．适用于地下水位较高的地区大、中型污水处理厂
竖流沉淀池排泥方便，管理简单；占地面积较小．但池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；造价较高；池径不宜过大，否则布水不均匀．适用于处理水量不大的小型污水处理厂．
斜板（管）沉淀池沉淀效率高，停留时间短；占地面积小．用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差．
综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程二沉池采用竖流沉淀池．
2.6.2竖流沉淀池的设计计算
1、中心管面积：设v0=0.02m/s，采用一个竖流式沉淀池，最大设计流量：

2、中心管直径：

取d0=0.2m．
3、中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：
设v1=0.008m/s，

4、沉淀部分有效断面积：
设表面负荷，则

5、沉淀池直径：

采用D=4m．
6、沉淀池部分有效水深：设t=2h

D/h23符合要求．
7、校核集水槽出水堰负荷，集水槽每米出水堰负荷为：
，符合要求．
8、污泥区计算：

9、圆截锥部分容积：设圆截锥体下底直径0.4m，则

10、沉淀池总高度：设超高及缓冲层各为0.3m

3 污泥处理系统计算
3.1 浓缩池
3.1.1浓缩池选择
污泥处理系统产生的污泥，含水率很高，体积很大，输送、处理或处置都不方便．污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而为后续处理或处置带来方便．首先，经浓缩之后，可使污泥管的管径减小输送泵的容最减小．浓缩之后采用消化工艺时，可减小消化池容积，并降低加热量；浓缩之后直接脱水，可减少脱水机台数，并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量．
污泥浓缩主要有重力浓缩，气浮浓缩和离心浓缩三种工艺形式．国内目前以重力浓缩为主，但随着氧化沟、A2/O等污水处理新工艺的不断增多，气浮浓缩和离心浓缩将会有较大的发展．事实上，这两种浓缩方法在国外早已有了非常成熟的运行实践经验．
a.浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高贮泥能力小．
b.重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多．
c.离心浓缩：适用于不适合重力浓缩的污泥，由于其靠离心力浓缩，且为封闭结构，故效果较好．但运行成本较高．
综上所述，本设计采用间歇式重力浓缩池一座．
3.1.2污泥浓缩池的设计参数
（1）污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80～120kg/（m2.d）；当为剩余活性污泥时污泥固体负荷宜采用25～60kg/（m2.d）；
（2）浓缩后含水率宜为95%～97%；
（3）浓缩时间不宜小于12h；但也不要超过24h；
（4）有效水深一般宜为4米，最低不小于3m；
（5）两次排泥间隔时间一般可采用8h；
（6）一般采用水密性钢筋混凝土建造．设污泥投入管、排泥管、排上清液管，排泥管最小管径采用150mm，一般采用铸铁管．
污泥固体负荷采用：25
浓缩后的污泥含水率：97％
污泥停留时间：16h
3.1.3污泥浓缩池的设计计算
1、污泥池的总面积：
A=QC/M
式中 Q——污泥量（ｍ3/d）； Q=50×24÷12×1%=1m3/d
C——污泥固体浓度（g/L）；
M——浓缩池固体通量（kg/m2d）；
则 A=1×6/25=0.24m2;
直径
取D=0.6m
2、浓缩池工作部分高度 h1，取污泥浓缩时间 T=16h，则
h1=TQ/24A=16×1/（24×1.2）=0.56m
3、超高 h2：h2 取 0.3m．
4、缓冲层高 h3：h3 取 0.3m．
5、浓缩池总高度 H =h1+h2+h3=0.56+0.3+0.3=1.16m
6、浓缩后污泥体积
V2 =Q（1-p1）/（1-p2）
=1×（1-0.99）/（1-0.97）
=0.33ｍ3
3.2 污泥脱水
污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法．本设计采用机械脱水，采用板框式压滤机，脱水后的污泥运到垃圾填埋场进行卫生填埋．
采用BAJZ15A/800-50型板框压滤机进行脱水，每天运行1—2次．该压滤机的相关参数见下表：
表6 压滤机参数
型号
过滤面积（m2）
框内尺寸(mm)
滤框厚度（mm）
滤板数(片)
滤框数（片）
装料容积（m3）
BAJZ15A/800－50
15
800×800
50
13
12
0.3
最大过滤压力（MPa）
滤布规格（L×B）m
主电机功率（KW）
外形尺寸（L×B×H）mm
自重（t）
最大滤饼厚度(mm)
0.6
36×0.93
7.5
4945×1380×1715
7.5
20

4 其他构筑物设计计算
4.1鼓风机房
鼓风机房主要提供调节池和生物接触氧化池曝气所需的空气．鼓风机房的设计计算是根据空气量和空气压力确定鼓风机的大小，然后据鼓风机的大小确定鼓风机房的大小，同时也得考虑防噪声的影响．
调节池所需空气量为：
生物接触氧化池所需空气量为：
所需总的空气量为：
调节池水深：4m
生物接触氧化池水深3m
管道压力损失：60Pa
选用3台SSR150型罗茨鼓风机，两台工作，一台备用．该风机的主要参数为：
压力＝53.9KPa
Qs=16.69m3/min（风量）
La=22.4KW（所需轴功率）
P0=30KW（所需电机功率）
口径＝150Amm
转速＝1180min/r
该风机的安装尺寸为：L×B×H＝1180×750×1730mm
根据风机的安装要求和设计规范，鼓风机房的设计尺寸为：
L×B×H＝7200×5100×4500mm．
4.2脱水机房
脱水机房中除了安装主要的设备BAJZ15A/800-50型板框压滤机外，还有药剂混合、投加设备等，要有药剂和污泥的堆放场所．所以根据需要和设计规范，脱水机房的尺寸为：L×B×H＝11850×5700×4500mm．
4.3泵房
由于泵房采用的是半地下式，且污水提升泵为潜水污物泵，所以泵房的尺寸为：
L×B×H＝11010×5762×4500mm．
4.4综合办公楼
综合办公楼是集办公、化验等功能于一体的的现代化楼宇，其设计符合建筑设计规范要求．综合办公楼设为三层，其尺寸为：L×B×H＝9000×4500×6000mm．
4.5计量设施
计量设备设在竖流式沉淀池之后，采用电子计量设备．
5 高程设计计算
5.1 高程布置原则
（1）保证污水在各构筑物之间顺利自流；
（2）需算各构筑物之间的水头损失；
（3）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又有利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本；
（4）做好污水高程与污泥高程布置的配合，同时减少二者的提升次数和高度
5.2高程布置
从进厂污水管开始，按进水流程顺序进行标高计算．设水管DN=300mm，标高-2.000m，出厂污水管DN=300mm，标高-3.000．以上两管标高均为管底标高．
各构筑物内水头损失：
格栅：0.1～0.2