本科毕业论文---制药废水处理工艺设计.doc

目 录
1.文献综述 3
1.1制药废水的水质特征 3
1.2制药废水的处理方法 3
1.3制药废水的处理工艺及选择 6
2.水质分析 6
2.1水质组成 6
2.2进水水质 6
2.3出水水质 7
2.4处理效率 7
2.5可生化降解性分析 7
3.方案选择 7
3.1方案选择原则 7
3.2工艺比较分析 8
3.3工艺流程确定 11
4.设计计算 13
4.1粗格栅 13
4.2细格栅 15
4.3调节池 17
4.4涡流沉砂池 20
4.5 SBR反应池 22
4.6接触池与加氯间 30
4.7集泥井与污泥泵房 33
4.8污泥浓缩池 35
4.9污泥脱水机房 38
5.平面布置和高程布置 39
5.1构筑物及设备的重要设计参数 39
5.2平面布置 40
5.3高程布置 42
6.投资估算及效益分析 44
附图1 46
附图2 47

制药废水处理工艺设计
摘要：本文结合制药废水的水质特征总结了制药废水现今常用的处理工艺，进而根据本次设计的水量、水质参数，通过分析、比选，确定采用经典SBR工艺进行污水处理，并对此工程的设计、计算进行了详细的说明，为绘制平面图、高程图提供了依据。
关键词：制药废水、经典SBR、污水处理

The Design of Pharmaceutical Wastewater Treatment Process
Abstract：This paper summarizes pharmaceutical wastewater treatment processes commonly used today according to the water quality. To combine with this design, and through the analysis, compare to elects, determining that it uses the Classical SBR craft to carry on the sewage treatment. This article explains the project's design particularly, which contains the design and calculation, and provides the basis to protract the plant district plan and the system elevation drawing .

Key words：Pharmaceutical wastewater Classic SBR Sewage Treatment

1.文献综述
1.1制药废水的水质特征
制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高等，特别是生化性差且间歇排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一，如何处理该类废水已成为当今环境保护的一个难题。
1.2制药废水的处理方法
制药废水的处理方法大致可归纳为以下几种:物化处理、化学处理、生化处理以及多种方法的组合处理等，各种处理方法均具有各自的优势及不足。
1.2.1物化处理
根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。
1.2.1.1混凝法
该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂，近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展，由成分功能单一型向复合型发展。
1.2.1.2气浮法
气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。哈药总厂使用涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，在适当药剂配合下，COD的平均去除率在15%左右。
1.2.1.3吸附法
常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用煤灰吸附－两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示，吸附预处理对废水的COD去除率达41.1%，并提高了BOD5/COD值。
1.2.1.4膜分离法
膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质，减少有机物的排放总量。 该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源等。
1.2.1.5电解法
该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。
1.2.2化学处理
应用化学方法时，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法、深度氧化技术等。
1.2.2.1铁炭法
工业运行表明以Fe-C作为废水的预处理步骤,其出水的可生化性可大大提高。
1.2.2.2Fenton试剂处理法
亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸盐（C2O42-）等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大加强。
1.2.2.3氧化法
该法能提高废水的可生化性，同时对COD有较好的去除率。结果显示，经臭氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高，而且COD的去除率均为75%上。
1.2.2.4氧化技术
又称高级氧化技术，它汇集了现代光、电、磁、材料等各相近学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反应条件也比较温和，无二次污染，具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波对有机物的处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方法，正受到越来越多的关注。
1.2.3生化处理
生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧等组合方法。
1.2.3.1好氧生物处理
由于制药废水大多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释，因此动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多，一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法(CASS法)等。
a.深井曝气法：它是一种高速活性污泥系统，该法具有氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等优点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬天废水处理的效果。
b.AB法：AB法属超高负荷活性污泥法。AB工艺对BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常规活性污泥法。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，对pH 和有毒物质具有较大的缓冲作用，特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水。
c.生物接触氧化法：该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很多工程采用两段法，目的在于驯化不同阶段的优势菌种，充分发挥不同微生物种群间的协同作用，提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸化作为预处理工序,采用接触氧化法处理制药废水。
d.SBR 法：SBR 法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结构简单、无需回流、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优点，适合处理水量水质波动大的废水。此外，反应池中投加PAC的SBR强化处理工艺,可明显提高系统的去除效果。
1.2.3.2厌氧生物处理
目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，一般需要进行后处理(如好氧生物处理)。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应(ABR)、水解法等。
a.UASB法：UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、无需另设污泥回流装置等优点。
b.UBF法：UBF具有反应液传质和分离效果好、生物量大和生物种类多、处理效率高、运行稳定性强的特征，是实用高效的厌氧生物反应器。
c.水解酸化法：水解池全称为水解升流式污泥床(HUSB),它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器，降低了造价并利于维护；可将污水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、池子体积小，基建投资少，并能减少污泥量。
1.2.3.3预处理-厌氧-好氧及其他组合处理工艺
由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求，而厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛用。
此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点，具有容积负荷高、抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。
1.3制药废水的处理工艺及选择
制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标，所以在生化处理前必须进行必要的预处理，一般应设调节池，调节水质水量和pH，且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序，以降低水中的SS、盐度及部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，以利于废水的后续生化处理。
预处理后的废水，可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理，若出水要求较高，好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行、经济合理。因此，总的工艺路线为预处理-二级生化处理（厌氧、好氧）-(后处理)组合工艺。

2.水质分析
2.1水质组成
制药废水可分为冲洗废水、提取废水和其他废水。其中冲洗废水和提取废水含有未被利用的有机组分及染菌体，也含有一定的酸碱有机溶剂，需要处理后排放，而其他废水主要为冷却水排放，一般污染物浓度不大，可以回用。
2.2进水水质
进水水质参数如下：
项目
设计流量m3/d
CODcr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
参数
5000
800
500
250
2.3出水水质
出水拟达到国家污水综合排放标准（GB8978—1996）一级标准要求，具体参数如下：
项目
CODcr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
参数
100
20
70
2.4处理效率
根据进水出水水质参数计算拟达到的处理效率如下：
项目
CODcr
BOD5
SS
处理效率%
87.5
96
72
2.5可生化降解性分析
废水的可生化降解能力取决于BOD5/ CODcr的比值，BOD5是指在好氧条件下，微生物分解有机物质所需要消耗的溶解氧量，而CODcr是指在酸性条件下，用强氧化剂氧化水样中有机物和无机还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的毫克每升表示。由于BOD5采用微生物来降解有机物，而降解率仅为14.4～78.6%，而CODcr采用的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到85～95%，因此以重铬酸钾作为强氧化剂来测定CODcr时，BOD5/ CODcr的比值小于1。根据资料介绍，当废水BOD5/ CODcr>0.3时，说明废水中有机物可生化降解。本次设计进水BOD5/ CODcr=0.625，因此可生化性比较好。

3.方案选择
3.1方案选择原则
（1）废水处理设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。
（2）废水处理采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
（3）废水处理设计必须符合经济的要求。
（4）废水处理设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。
（5）废水处理设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
（6）废水处理设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。
（7）废水处理设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。
3.2工艺比较分析
根据该设计的出水水质标准，并且BOD5/ CODcr>0.3，所以制药废水可进行生化处理。目前，可用于制药废水二级生化处理的方法有很多，而人工条件下的处理法中，活性污泥法因其应用范围逐渐扩大、处理效果不断提高、工艺设计和运行管理更加科学化而成为城市污水、有机工业废水的有效处理方法和污水生物处理的主流方法。所以本设计选用活性污泥法进行处理。活性污泥法主要工艺类型如下表：
工艺类型
优点
缺点
适用范围
氧化沟法
1、设计灵活，结构形式多样
2、对水温、水质、水量的变动有较强的适应性
3、污泥产率低，且已达到稳定状态，勿须进行污泥消化
4、运行得当可达到脱磷除氮的效果。
1、占地面积大
2、电耗高，污水处理费用高。
各种处理规模
普通曝气池
污水处理效果好
不能达到脱氮除磷
各种处理规模
AB法
1、出水水质稳定
2、能很好地适应水质变化
3、可达到脱磷除氮的效果。
若不能保证A段正常运行，B段不能发挥效应，处理效果易受影响。
中小处理规模
AAO法
1、出水水质稳定
2、冲击负荷强
3、脱氮除磷效果较好。
1、占地面积大
2、运行管理较复杂
中大处理规模
SBR法
1、出水水质好
2、运行方式灵活
3、具有很强的脱氮除磷功能
4、运行管理简单，全自化控制。
1、部分关键设备和自控系统要求严格
2、设备闲置率较高。
中小处理规模
本设计设计流量为5000 m3/d ，属于中小型处理规模，且进水污染物值较小，处理要求较低。鉴于以上的特点，并结合活性污泥法主要工艺类型表，对于该设计，SBR法及氧化沟法为首先考虑的工艺方案。
这两种工艺都具有以下优点：
（1）都属完全混合型，具有较高的耐冲击负荷的能力；
（2）一般不设初沉池，工艺简化，节省占地；
（3）一般采用低负荷延时曝气方式运行，处理效果好，污泥好氧稳定，同时可减少污泥产量（如果污泥出路可靠，也可适当提高负荷）。
氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式，其中以前两种更为常用。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动，曝气方式主要采用表曝方式（近年来，也有鼓风曝气方式的氧化沟，也被称作氧化沟池型的普曝，结合了氧化沟及微孔曝气的优点）。
SBR工艺包括传统SBR法、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺、CAST工艺、UNITANK工艺等不同方法。从严格意义上讲，交替式运行的氧化沟实际上也是SBR工艺的一种。SBR法与氧化沟相比又具有以下优点：
（1）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
（2）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
（3）SBR池池深也不受限制，必要时可适当加深。
（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
（5）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
（6）氧化沟的曝气设备——表曝机在运行时，溅起水花较大，对周围环境产生不利影响。某些特殊情况下，对污水厂有很高的环保要求，反应池上部需要加盖或增设上部建筑，以隔绝臭气，这样则会影响表曝的曝气效率。
（7）在北方严寒地区，冬季室外气温较低，氧化沟的表曝曝气方式也不适宜。
（8）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
综合上述各种因素，在该设计中采用SBR工艺。SBR各类型特点见下表：
特点
经典SBR
ICEAS
CASS
UNTANK
沉淀性能好，处于理想沉淀状态
是
不是
不是
不是
抑制污泥膨胀（选择性准则）
强
弱（通过选择池改善）
弱（通过预反应段改善）
弱
处理难降解废水效率高（生态多样性）
强
弱
弱（通过预反应段改善）
非常弱
除磷脱氮效果（厌氧、缺氧和好氧等）
N、P
N
N、P

由于处于理想推流状态，有机物去除率高
是
不是
不是
不是
不需二沉池和污泥回流，工艺简单
是
是
需要回流
是
连续进水
不是
是
是
是
连续出水
不是
不是
不是
是
故，结合本设计实际条件，确定选用经典SBR工艺。
3.3工艺流程确定
3.3.1污水处理工艺流程
根据既定污水处理工艺，设两套方案如下：
方案1：进水→粗格栅→提升泵房→细格栅→调节池→沉砂池→SBR反应池→紫外消毒池→出水
方案2：进水→粗格栅→细格栅→调节池→沉砂池→SBR反应池→接触池→排放
针对该设计，方案1与方案2理论上都可行，但考虑到节省成本与占地面积，本设计采用方案2。因为方案1中，粗格栅后设一座提升泵房，同时调节池集水坑内还需设泵提升出水，这点造成浪费。对于像该设计这样的，构筑物偏少的工艺流程，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升不需要二次提升；并且方案1中选用紫外消毒池，紫外消毒池受到处理规模、设备技术性能及投资运行费等方面的限制，使用并不广泛。因此，该设计采用方案2，调节池后一次提升污水同时选用接触池加氯消毒。
3.3.2污泥处理工艺流程
在污水处理过程中，产生大量的污泥，含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等；有用物质如植物营养素（但、磷、钾）、有机物及水分等。因此，污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。
污泥处理方案的选择，应根据污泥的性质和数量，投资情况与运行管理费用，环境保护要求及有关法律法规，城市农业发展情况及当地气候条件等情况，综合考虑后选择。
污泥处理可供选择的方案大致有：
生污泥à浓缩à消化à自然干化à最终处置
生污泥à浓缩à自然干化à堆肥à最终处置
生污泥à浓缩à消化à机械脱水à最终处置
生污泥à浓缩à机械脱水à干燥焚烧à最终处置
生污泥à湿污泥地à最终处置
生污泥à浓缩à消化à最终处置
本设计污水处理规模较小，且采用SBR工艺排泥量小，排泥接近稳定。根据目前的工程实践经验和技术水平，当污泥处理规模较小的情况下,采用消化池系统在运行效果及经济效益上并不理想。另外，为减少用地，避免对周围环境产生不良影响，适用机械脱水工艺。
所以，本设计优先采用：生污泥à浓缩à机械脱水à最终处置的污泥处理工艺。
3.3.3污泥的最终处置
污泥最终处置和利用的方法有：作为农肥利用、建筑材料利用、焚烧，填地与填海造地利用以及排海。随着经济的发展，环境问题日益受到越来越多的关注，污泥处置成为一个重要问题，如处置不当会造成二次污染，影响周围环境。焚烧耗资很大一般不采用，本设计推荐采用目前国际上广泛采用的方法，即将污泥外运至污水厂附近的垃圾填埋场进行卫生填埋。
3.3.4工艺流程图示
综上，确定本次制药废水处理总工艺流程如下：
泥饼外运
污泥脱水机房
进水
加氯间
调节池（内含提升泵）
污泥浓缩池
粗
格
栅
细
格
栅
涡流沉砂池
SBR反应池
鼓风机房
接触池
集泥井及污泥泵房
栅渣、沉砂外运
出水
上清液回流

4.设计计算
4.1粗格栅
4.1.1设计说明
粗格栅一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到10~15厘米时就该清洗。
（1）格栅栅条间隙，应符合下列要求：
①人工清除 25～40mm
②机械清除 16～25mm
③最大间隙 40mm
（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。
（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700，
（4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。
（5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。
4.1.2设计参数
设计流量Q=5000m3/d=208.3 m3/h=57.9L/s=0.0579m3/s
变化系数KZ=1.5
最大设计流量Q1=Q×KZ=7500 m3/d =312.5 m3/h=86.8L/s =0.0868 m3/s
栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s
栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm
栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°
单位栅渣量W1=0.07m3栅渣/103m3污水
4.1.3设计计算
（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得：
栅前槽宽
则栅前水深
（2）栅条间隙数 (取n=18)
（3）格栅宽度B

（4）进水渠道渐宽部分长度L1
（其中α1为进水渠展开角）
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
（6）过栅水头损失h1
设格栅条断面为矩形断面，k=3

（7）栅后槽总高度H
取栅前渠道超高h2=0.3m，
则栅前槽总高度H1=h+h2=0.25+0.3=0.55m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.25+0.103+0.3=0.653m
（8）格栅总长度L
L=L1+L2+0.5+1.0+0.55/tanα=0.04+0.02+0.5+1.0+0.55/tan60°=1.88m
（9）每日栅渣量W
m3/d>0.2 m3/d
所以宜采用机械格栅清渣。选用的格栅和清渣机械为HZG型回转式格栅除污机。
（10）计算草图如下

4.2细格栅
4.2.1设计说明
细格栅设在粗格栅后，拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物，并保证后续处理设施能正常运行。其设计要求与粗格栅相似。
4.2.2设计参数
最大设计流量Q1=Q×KZ=7500 m3/d =312.5 m3/h=86.8L/s =0.0868 m3/s
栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s
栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm
栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°
单位栅渣量W1=0.07m3栅渣/103m3污水
4.2.3设计计算
（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得：
栅前槽宽
则栅前水深
（2）栅条间隙数 (取n=36)
（3）格栅宽度B

（4）进水渠道渐宽部分长度L1
（其中α1为进水渠展开角）
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
（6）过栅水头损失h1
设格栅条断面为矩形断面，k=3

（7）栅后槽总高度H
取栅前渠道超高h2=0.3m，
则栅前槽总高度H1=h+h2=0.25+0.3=0.55m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.25+0.26+0.3=0.81m
（8）格栅总长度L
L=L1+L2+0.5+1.0+0.55/tanα=0.29+0.145+0.5+1.0+0.55/tan60°=2.25m
（9）每日栅渣量W
m3/d>0.2 m3/d
所以宜采用机械格栅清渣。选用XGS型旋转格栅除污机。
（10）计算草图如下

4.3调节池
4.3.1设计说明
调节池设置在污水处理系统前，以均和水质，存盈补缺，进水一般为重力流，出水用泵提升。本设计调节池与细格栅间合建，细格栅栅后渠道连接调节池进水渠。该调节池集水坑内所设自动搅匀潜污泵兼有搅匀调节池内污水和一次提升污水保证后续设施中水体重力自流的作用。
（1）池中最高水位不高于进水管设计高度，最低水位为死水位。
（2）调节池的形状多为方形或圆形池，以利于形成完全混合状态。本设计采用方形池。
（3） 结合经验值及成本预算，本设计调节池容积按SBR反应池一周期运行时间，HRT=6h进行计算。
4.3.2设计参数
最大设计流量Q1=Q×KZ=7500 m3/d =312.5 m3/h=86.8L/s =0.0868 m3/s
4.3.3设计计算
（1）调节池容积V
结合经验值及成本预算，本设计调节池容积按SBR反应池一周期运行时间，HRT=6h进行计算
则
（2）调节池结构尺寸
设调节池有效水深h=5.0m
采用方形池，池长L与池宽B相等，则池表面积A

则
在池底设集水坑，池底以i=0.01的坡度坡向集水坑，调节池计算示意图如下

（3）潜污泵的选型
调节池集水坑内所设自动搅匀潜污泵兼有搅匀调节池内污水和一次提升污水保证后续设施中水体重力自流的作用。故所需水泵扬程计算如下：
污水扬程为H5=H1＋H2＋H3＋H4
①H1为吸水管DN=200㎜,管长3.0m。
查水力计算表得v=1.01m/s j=20.8,
则吸水管沿程水头损失hi=3.0×20.8/1000=0.06m，
吸水管局部阻力系数:进口0.45，闸阀0.2，渐缩管0.16，
则
H1=hi＋hj=0.1m
②H2为出水管DN=200㎜，管长12m.。
查水力计算表得v=2.02m/s i=82.0
则出水管沿程水头损失为hi=12×82/1000=0.98m
出水管局部阻力系数：合计为12.6
则
H2=hi＋hj=3.58m
③H3为调节池最低水位与布水器设计高程的水位差。
调节池最低水位为-9.50m，布水器设计高程0m，则两者水位差H3=9.50m。
④H4为布水器所需配水压力。
由高程图估算可知H4=7m
所以所需扬程H5=H1＋H2＋H3＋H4=0.1+3.58+9.50+7.0=20.10m
考虑富余水头，本设计取22m。
污水泵扬程H5=22m，流量Q=7500 m3/d =312.5 m3/h
选用JYWQ型自动搅匀潜污泵2台，一用一备。其基本参数如下：
型号
排出口径（mm）
流量（m3/h）
扬程（m）
搅匀直径（mm）
转速（r/min）
功率（kw）
效率（%）
200-350-25-3200-37
200
350
25
3200
1450
37
73
（4）潜水搅拌机的选型
根据调节池容积，搅拌功率一般按1m3污水4~8w选配搅拌设备，本设计取5w，则搅拌机总功率为 1875×5=9.375kw
则选用3台潜水搅拌机，其型号为QJB4/6-320/3-960/C/S，其主要技术参数为：额定功率4kw，额定电流10.3A，叶轮直径320mm，叶轮转速960r/min。
将3台潜水搅拌机分别安装在调节池进水端及中间部位。
4.4涡流沉砂池
4.4.1设计说明
沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。
沉砂池常见形式优缺点见下表:
名称
工艺优点
工艺缺点
平流沉砂池
结构简单/动力消耗小/沉砂效果好
沉砂有机物含量大（约15%），沉砂后继处理难度大
曝气沉砂池
结构简单/沉砂效果好
沉砂有机物含量较少（小于10%）/动力消耗大
竖流沉砂池
沉砂效果较差
沉砂有机物含量较大（大于10%）/沉砂后继处理难度大
涡流沉砂池
结构简单/动力消耗小/沉砂效果好
沉砂有机物含量较少（小于10%）
综合考虑采用沉砂效果好，结构简单能耗低的涡流沉砂池。
4.4.2设计参数
（1）水力叶面负荷约200m3/(h·m2)；
（2）水力停留时间为20~30s；
（3）进水渠道流速
① 最大流量的40%-80%时为0.6~0.9m/s；
② 流量最小时>0.15m/s；
③ 流量最大时≤1.2m/s。
（4）进水渠道直段长度为宽度的7倍且不应<4.5m；
（5）出水渠道宽度为进水渠道的2倍，出水渠道的直线长度要相当于出水渠道的宽度；
（6）出水渠道与进水渠道夹角>270°，以最大限度地延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂目的。两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂子；
（7）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板或巴式计量槽，以保持沉砂池内所需要的水位。
（8）沉砂池规格:
设计流量（104m3/d）
0.38
0.95
1.50
2.65
4.5
7.6
11.4
18.9
26.5
沉砂池直径（m）
1.83
2.13
2.44
3.05
3.66
4.88
5.49
6.10
7.32
沉砂池深度（m）
1.12
1.12
1.22
1.45
1.52
1.68
1.98
2.13
2.13
砂斗直径（m）
0.91
0.91
0.91
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.83
砂斗深度（m）
1.52
1.52
1.52
1.68
2.03
2.08
2.13
2.44
2.44
驱动机构（W）
0.56
0.86
0.86
0.75
0.75
1.5
1.5
1.5
1.5
浆板转速(r/min)
20
20
20
14
14
13
13
13
13
4.4.3设计计算
（1）涡流沉砂池选择
根据最大设计流量Q1=Q×KZ=7500 m3/d =312.5 m3/h=86.8L/s =0.0868 m3/s，所以选择的涡流式沉砂池各部分尺如下：
设计流量（104m3/d）
0.95
沉砂池直径（m）
2.13
沉砂池深度（m）
1.12
砂斗直径（m）
0.91
砂斗深度（m）
1.52
驱动机构（W）
0.86
浆板转速(r/min)
20
（2）进水渠道计算
取进水渠道的流速v=0.9 m/s，则进水渠道断面积s=Q/v=0.0868/0.9=0.0964 m2。取s=0.1 m2 ，B×h=0.4×0.25，超高0.25m，则H=0.25+0.25=0.5m，进水渠道长度L=4.5m
出水渠道与进水渠道的夹角为360度，出水渠道宽度B1=0.8m。
沉砂池前后都设堰板，保持沉砂池内所需要的水位。
沉砂池去除的有机物量为5%。
（3）排砂方法
涡流沉砂池排砂有三种方式：第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；第二种是用空气提升器，即在桨板传动轴中插入一空气提升器；第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部。
本工程采用XCS型旋流沉砂池除砂机，配套采用气提砂泵排砂。
4.5 SBR反应池
4.5.1设计说明
SBR 工艺是间歇式活性污泥系统，又称序批式活性污泥系统。SBR 工艺的曝气池，在流态上属完全混合，在有机物降解上，却是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的，其基本操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置等五个基本过程组成，从污水到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌的反应器内依次进行的。其一周期操作过程示意如下：

SBR工艺一个运行周内的基本操作过程
进水期 反应期 沉淀期 排水排泥期 闲置期
曝气/不曝气 曝气 静置，不曝气 排水、排泥 污泥活化
进水
曝气

这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。SBR工艺的具体操作过程如下：
（1）进水期
进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。
（2）反应期
在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，
防止污泥膨胀。
（3）沉淀期
相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。
（4）排水期
活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥
的30%左右，污水排出，进入下道工序。
（5）闲置期
作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。
4.5.2设计参数
进出水水质参数见下表（水温12～30℃）

项目
CODcr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
参数
800
500
250
最大设计流量Q1=Q×KZ=7500 m3/d =312.5 m3/h=86.8L/s =0.0868 m3/s
BOD-污泥负荷NS=0.45kgBOD/(kgMLSS·d)
混合液浓度MLSS,X＝3000mg/L
排出比1/m=1/4
反应池个数N=2
4.5.3设计计算
（1）曝气时间

式中 ——进水平均BOD5，mg/L
（2）活性污泥界面的初始沉降速度
设 计算水温20℃

（3）沉淀时间

式中 ε——活性污泥界面上的最小水深，本设计取0.5m
H——反应池内水深，本设计取5m
（4）排水时间

（5）周期数的确定
1个周期所需时间
周期次数