废水处理课程.doc
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1、江苏科技大学 水污染控制工程课程设计学 院 苏州理工学院 专 业 环境工程 学生姓名 徐丽华 吴玉娟 朱俊婷 柳晨鑫班级学号 11428141/2 指导教师 陈广春 二零一四年十二月目录第一章 绪 论I1.1 项目概况I1.2 丝绸印染生产废水特征及处理要求I1.3 丝绸印染废水的水量和水质21.4设计依据和设计原则21.4.1执行纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-2002;2.4.2室外排水设计规范(GB50014-2003)21.5 工艺流程的确定31.5.1污水处理工艺选择准则31.5.2处理工艺选择与确定31.5.3 主要构筑物的结构及作用31.5.4 工艺流程图5第二章 主要
2、污水处理构筑物设计计算62.1 调节池62.2 粗格栅62.3 提升泵站82.3. 1设计计算82.3.2水泵选型92.4细格栅92.5平流式初沉池112.6 A2/O工艺132.6.1设计参数132.6.2 A2/O池尺寸计算142.7鼓风机房182.8平流式二沉池18第三章 污泥处理构筑物和沼气利用设计计算223.1概述7223.2 污泥处理工艺流程的选择2233重力浓缩池223.3.1 设计参数223.3.2 设计计算233.4 污泥厌氧消化罐263.5 污泥贮池263.6 污泥机械脱水273.7 污泥泵房273.8 沼气利用283.8.1 脱硫器283.8.2 沼气储柜283.8.3
3、沼气利用28第四章 柠檬酸废水工程设计平面布置304.1 各处理单元构筑物的平面布置304.2 管道及渠道的平面布置304.3 辅助建筑物314.4本设计污水处理设施的平面布置31第五章 柠檬酸废水治理工程设计高程布置335.1布置原则335.2 污水处理构筑物高程计算335.2.1 处理构筑物的水头损失335.2.2连接管渠水头损失计算公式345.2.3污水管渠水头损失计算表345.2.4各处理构筑物的高程确定355.3污泥处理构筑物高程计算36第六章 设计说明386.1 调节池386.2 污水提升泵房386.3 UASB厌氧反应器386.4 曝气调节池406.5 平流式沉淀池406.6 生
4、物接触氧化池406.7 二沉池416.8 气浮池416.9 污泥浓缩池416.10 污泥消化罐426.11 污泥贮池426.12 污泥机械脱水42第七章 工程经济技术指标与建议447.1工程经济技术指标447.2建议44结 语45致 谢46参考文献47第一章 绪论1.1 项目概况昆山市地域面积921.3平方公里,人口70万。地势平坦,自然坡度较小,由西南微向东倾斜。地面高程2.8-6米。全境河流总长1056.32公里,其中主要干支河流62条,长457.51公里;湖泊41个,水面10余万亩。年均降水量1074毫米;年地表水中河湖蓄水6.9亿立方米,承泄太湖来水51.3亿立方米,引入长江水2.5亿
5、立方米;年地下水开采量约0.95亿立方米。该市位于长江流域,地处北回归线以北,属北亚热带南部季风气候。气候温和湿润,四季分明,光照充足,雨量充沛。年平均气温16.5;年降水量1447毫米,年日照时间1697小时,全年无霜期239天。该市市丝绸印染厂废水日排污水量为3000m3,废水中含有大量的污染物质。丝绸印染厂进水COD在800mg/L左右,出水为100mg/L,进水BOD5为200mg/L,出水为25mg/L,SS进水为500mg/L,出水为70mg/L.目前该工程运行未定,效果良好。1.2 丝绸印染生产废水特征及处理要求纺织印染行业是工业污水排放大户,污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂
6、、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变,pH变化大,水量水质变化大,属难处理工业废水。随着化学纤织物的发展,仿真丝的兴起和印染后整理要求的提高,使PVA浆料、人造丝碱解物、新型染料、助剂等难降解有机物大量进入纺织印染废水,对传统的废水处理工艺构成严重挑战,COD浓度也从原来的数百毫克每升上升到30005000mg/l。浆染废水色度高、COD高,特别是根据国外市场开发出来的丝光蓝、丝光黑、特深蓝、特深黑等印染工艺,该类印染大量使用硫化染料、印染助剂硫化钠等,因此废水中含有大量的硫化物,该类废水必须加药预处理,然后再进行系
7、列化处理,才能稳定达标排放。漂染废水中含有染料、浆料、表面活性剂等助剂,该类废水水量大,浓度和色度均较低,如果单纯采用物化处理,则出水也在100200mg/l之间,色度也毒能以满足排放要求,但污染量大大增加,污泥处理的费用较高,容易造成二次污染,在环保要求较严的情况下应充分考虑生化处理系统,常规的强化生物处理工艺可以满足处理要求。1.3 丝绸印染废水的水量和水质丝绸原意指丝织纤维加工而成织物。随着化学纤维的迅速发展,化纤原料不断应用到丝织物中。目前认为凡在织物的经线方向含有不少于一根长丝纤维,而不管其纬线及其余经线的组合如何,这些织物均称为丝织物。丝绸染整大多在水溶液中进行,用水量很大,真丝印
8、染以酸性染料为主,丝绸染整工艺大致经过坯绸检验、炼漂、染色、印染、印花、整理、成品检验和装潢等工序。表1-1进出水排放水质 COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)色度倍TP(mg/L)TN(mg/L)NH4-N(mg/L)进水出水88010020025500701502540.5351530151.4设计依据和设计原则设计依据:(一)建设单位提供的废水量及水质状况;(二)将建设单位提供的有代表性的水样,水质化验数据;(三)环保部门对污染治理的提示语要求; (四)执行纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-2002;(五)室外排水设计规范(GB50014-2003);(六) 环境
9、工程手册水污染防治卷相关设计参数与技术要求。设计原则:(一)贯彻执行国家有关环境保护的政策,按照国家颁布的有关法规、规范及标准进行设计;(二)根据设计进水水质和排放标准的要求,污水处理选用工艺实用有效,处理效果好,操作运行简单,运行稳定,占地面积少,工程投资省以及运行成本低的方案;(三)运行性能可靠、效果好、能耗低、维修简单的国内先进设备;(四)污水处理厂的规模布置充分考虑与原有构筑物、处理单元相协调;(五)在工程设计中优先考虑三项因素:运行成本、工程投资、占地面积;(六)妥善处理污水处理过程中产生的排渣、污泥、噪声,避免二次污染。1.5 工艺流程的确定1.5.1污水处理工艺选择准则我国工业废
10、水处理及污染防治技术政策中对工业废水处理的工艺选择提出了四条准则:工艺选择的主要技术经济指标包括:削减单位污染物投资、处理单位水量投资、削减单位污染物电耗和成本、处理单位水量电耗和成本、占地面积、总体环境效益、管理维护难易程度、运行性能可靠性等。工业废水处理工艺应根据水质特性、处理规模、当地的实际情况和要求及受纳水体的环境功能,经全面技术经济比较后优选确定。积极审慎地采用高效经济的新工艺。对在国内首次应用的新工艺,必须经过生产性试验和中试,提供可靠设计参数后再进行应用。应切合实际地优化工艺设计参数,确定废水进水水质。必须对废水的污染物构成进行详细调查或测定、现状水质特性作出合理的分析预测。在水
11、质构成复杂或特殊时,应进行废水处理工艺的动态试验。1.5.2处理工艺选择与确定采用传统的生化工艺处理难降解的丝绸印染废水,和硫化物去除率分别只有和左右,出水远不能达标排放。采用缺氧、厌氧、二级好氧组合工艺()对原生化工艺进行改造后,、色度、硫化物去除率分别达、和,出水达标排放。该工艺具有运行费用低、处理效果稳定等优点,尤其适合中小型丝绸印染厂废水治理。1.5.3 主要构筑物的结构及作用(1)调节池:用以调节进、出水流量的构筑物,使构筑物和管渠正常工作,在废水处理设施之前设置调节池,使其不受浓度变化和废水高峰流量的影响。对于有些反应,如水量、厌氧反应对水质和冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水设置
12、适当尺寸的调节池,对水量、水质的调节是厌氧反应稳定运行的保证,调节池的作用是均量和均质,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、预酸化和中和等功能。还可调节工业废水的水温、pH值,还可用作事故排水,还有预曝气作用。(2)格栅:格栅是由一组平行的金属栅条或筛网、格栅柜和清渣耙三部分组成,安装在污水处理厂的端部。格栅主要作用是将污水中的大块污染物拦截出来,否则这些大块污染物将堵塞后续单元的机泵或工艺管线。格栅上的拦截物成为栅渣,其中包括十种杂物,大至腐尸,小至树杈、木料、塑料袋、破布条、碎砖石块、瓶盖、尼龙绳等均能在栅渣中发现。(3)A / O工艺:在首段厌氧池聚磷菌释放磷,同时溶解性有机物被细胞吸收而
13、使污水中BOD浓度下降,另外NH3-N因细胞合成而被去除一部分。在缺氧池中,反硝化细菌利用污水中的有机物做碳源,将回流混合液中的带入的大量NO3-N和NO2-N通过反消化作用还原为N2释放至空气中,在好氧池中有机物被生化降解,其浓度下降;有机氮被氨化继而被硝化,转化为NO3-N,通过出水回流至缺氧池,进行反硝化脱氮;同时释放的磷的聚磷菌在此过量地摄取磷形成高磷污泥,通过排泥使P从污水中得以去除。特点:能同时脱氮除磷流程中串联了厌氧池,可有效降解部分难降解的有机物,还可提高废水的可生化性,因此该工艺COD和NH4+-N去除率均较高,适宜处理COD和NH4+废水在厌缺好氧的交替运行下,丝状菌难以大
14、量增殖,污泥膨胀的可能性大大减小工艺系统稳定,抗冲击能力较强。(4)污泥浓缩池:此工艺中采用重力浓缩池,污泥浓缩是采用重力或气浮法降低污泥含水量,使污泥稠化的过程。减少水处理构筑物排出的污泥的含水量,以缩小其体积的一种污泥处理方法。适用于含水率较高的污泥。例如活性污泥,其含水率高达99左右。当污泥含水率由99降至96时,污泥的体积可缩小到原来的1/4。为了对污泥有效地、经济地进一步处理,须先进行浓缩。浓缩后的污泥含水率一般为9597。污泥浓缩中所排出的污泥水含有大量有机物质,一般混入原污水一起处理;不能直接排放,以免污染环境。1.5.4 工艺流程图图1-2 工艺流程图苏州理工学院废水处理设计第
15、二章 主要污水处理构筑物设计计算2.1 调节池调节水量和水质的构筑物称为调节池。根据生产废水排放规律,其废水的水量、水质随时间的变化而变化,为了保证后续处理构筑物对水质水量稳定性要,后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量和水质进行调节。调节池停留时间取6h,调节池采用地下式,考虑到土建结构可靠性高,故障少,故只设一个调节池。设调节池的水力停留时间取6h,有效水深取4.5m,超高0.4m,有效池容670m3。调节池的面积: A=148.90m2调节池的尺寸:长14m,宽10.6m2.2 粗格栅格栅是一组(或多组)相平行的用金属栅条制成的框架,倾斜或直立地布置在进水渠道中,或布置在进水泵站
16、集水井的进口处,以避免水泵机组、管道或下游处理设备的堵塞。3000 m3/d=0.034 m3/s由平均日流量与Kz的关系计算可得Kz=1.83,Qmax=QKz=30001.83=5490 m3/d =0.064 m3/s取栅前水深h=0.4m,栅条宽度S=0.021m,过栅流速v=0.9m,=60,栅条间隙b=0.1m。(1) 栅条宽度城市污水处理厂不设计单座,设计2个,则Qmax/2=0.032 m3/s栅条间隙数n(个)格栅宽度B(m) 式中:B格栅宽度(m);S栅条宽度(m);b栅条间隙(m);n栅条间隙数(m);Qmax最大设计流量m3/s格栅倾角();h栅前水深(m);v过栅流速
17、(m/s)。(2)通过格栅的水头损失式中:h1设计水头损失(m);h0计算水头损失(m);g重力加速度(m/s2)k系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3阻力系数,其值与栅条断面形状有关,一般取1-3,本处取1。(3)栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中:H格栅后渠道水深(m)h2栅前渠道超高,一般采用0.3m(4)栅槽总长度式中:L-格栅槽总长度(m)L1-进水槽渐宽部分的长度(m)B1-进水渠宽(m)1-进水渠道渐宽部分的展开角度,一般可取20L2-栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度,mH1-栅前渠道深,m(5)每日栅渣量 m3/d式中:W
18、-每日栅渣量,m3/dW1-1 m3 污水的栅渣量,取0.1 m3/d2.3 提升泵站2.3. 1设计计算水泵对污水产生提升作用,确保后续处理构筑物中污水可以重力流的形式流动,以减小动力消耗及能量损失。设计流量和扬程的计算污水泵站采用自灌式半地下式泵房扬程的计算泵房内管线水头损失:h3=0.6m自由水头:h4=0.3mh,h见高程计算。h调节池最低工作水位与所提升最高水位之间高差,m;h出水管管线水头损失,m水泵选型水泵总扬程为:H=h+h+h+h=9.3299+0.0368+0.6+0.3=10.2667m2.3.2水泵选型根据流量Q=125m3/h,扬程10.2667m 选用150QW20
19、0-22A型潜污泵,每台Q=134.17m3/,H=10.3m表2-1 泵的选型流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)泵重量(kg)电动机功率(kw) 出口直径(mm)15012145062085150选择调节池与机器间合建的圆形泵房,考虑选用2台水泵,1用1备。2.4细格栅取栅前水深h=0.4m,栅条宽度S=0.021m,过栅流速v=0.9m,=60,栅条间隙b=0.01m。(1) 栅条宽度城市污水处理厂不设计单座,设计2个,则Qmax/2=0.032 m3/s栅条间隙数n(个)格栅宽度B(m) 式中:B格栅宽度(m);S栅条宽度(m);b栅条间隙(m);n栅条间隙数(m);Qmax最
20、大设计流量m3/s格栅倾角();h栅前水深(m);v过栅流速(m/s)。(2)通过格栅的水头损失式中:h1设计水头损失(m);h0计算水头损失(m);g重力加速度(m/s2)k系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3阻力系数,其值与栅条断面形状有关,一般取1-3,本处取1。(3)栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.108+0.3=0.81m式中:H格栅后渠道水深(m)h2栅前渠道超高,一般采用0.3m(4)栅槽总长度式中:L-格栅槽总长度(m)L1-进水槽渐宽部分的长度(m)B1-进水渠宽(m)1-进水渠道渐宽部分的展开角度,一般可取20L2-栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长
21、度,mH1-栅前渠道深,m(5)每日栅渣量 m3/d式中:W-每日栅渣量,m3/dW1-1 m3 污水的栅渣量,取0.1 m3/d2.5平流式初沉池城市污水处理厂不设计单座,本设计选择平流式初沉池,设计2座。(1)池子总表面积式中:A-池的总面积,Qmax-最大设计流量,m3/sq-表面负荷m3/,取2m3/(2)沉淀部分有效水深h2= qt=21.5=3m式中:h2-沉淀部分有效水深,mt-沉淀时间,h(3)沉淀部分有效容积式中:V-沉淀部分有效容积,m(4)池长式中:L-池长,mv-最大设计流量时的水平流速,/s,此处取5/s(5)池子总宽度式中:B-池子总宽度(6)校核长宽比 (符合要求
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