环境工程学课程设计某印染厂废水处理工艺设计.docx

目录

第一章 绪论
1. 设计基础资料 4
1.1基础资料 4
1.2水质基本状况 4
1.3处理要求 5
1.4设计依据及参考文献综述 5

第二章 总体设计
2.1设计方案的选择与确定 8
2.2工艺流程说明 8
2.2.1格栅 8
2.2.2 调节池 9
2.2.3 初沉池 9
2.2.4 水解酸化池 9
2.2.5 生化好氧池 10
2.2.6 二次沉淀池 10
2.2.7污泥浓缩池 10
2.2.8 污泥脱水 11

第三章 工艺流程计算
3.1污水处理部分计算 12
3.1.1 格栅尺寸 12
3.1.2 调节池尺寸 14
3.1.3 初沉池尺寸 17
3.1.4 水解酸化池尺寸 18
3.1.5生化好氧池尺寸 20
3.1.6 二沉池尺寸 23
3. 2污泥处理计算 25
3.2.1污泥浓缩池尺寸 25
3.3主要设备材料 27

第四章 附属建筑物的确定
4．1 附属建筑 29

第五章 污水处理厂的总体布置
5.1平面布置 30
5.1.1平面布置的一般原则 30
5.1.2 平面布置 30
5.2 污水厂高程布置 32
5.2.1 高程布置原则 32
5.2.2 工艺流程高程的水力计算 32
第六章 总结
6.1 工艺中应注意的问题 33
6.2工艺优点 33

第七章 投资
7.1投资计算 34

第一章 绪论
设计基本资料
1．1基础资料
1．2水质水量基本情况
某印染厂有职工2500人，该厂印花生产线年生产能力为9000万米，生产过程中主要采用印地可素、纳夫妥、硫化和少量分散染料等还原性染料。所产生的主要废水是退浆漂染炼废水、印花废水和料房冲洗水，分别由1号，2号，3号出水口排出，各出水口排水量逐时变化情况的实测情况列于表1，其混合废水未经处理就排入附近河道，对河道造成了严重的污染。为此，该厂拟建造一废水处理站对该厂生产废水和生活污水一起进行处理（该厂位于老城区，下水道系统尚未完善）

表1-1 印染厂生产废水逐时实测情况
时间
废水流量（m3/h）
时间
废水流量（m3/h）
1＃
2＃
3＃
1＃
2＃
3＃
8：30
88.3
52.5
10.7
9：30
135.7
57.5
11.2
10：30
135.0
65.4
16.4
11：30
54.5
63.6
16.9
12：30
142.3
67.4
16.1
13：30
92.1
69.5
15.5
14：30
96.2
99.6
16.2
15：30
115.6
90.7
15.7
16：30
39.3
73.6
17.7
17：30
86.2
98.7
15.4
18：30
36.5
90.7
16.53
19：30
45.7
99.6
17.7
20：30
35.7
92.0
17.7
21：30
55.9
94.4
16.5
22：30
35.9
78.6
5.4
23：30
45.7
76.6
6.5
24：30
82.1
69.4
6.5
1：30
92.1
67.8
7.1
2：30
84.5
100.7
6.5
3：30
43.2
89.8
6.9
4：30
114.6
177.8
6.5
5：30
159.5
75.4
7.2
6：30
135.0
45.0
7.8
7：30
78.6
44.3
8.5

（2） 总变化系数 K=1.5
（3） 设计水质
  表1-2 混合生产废水水质实测资料
指标
测定值（mg/l）
BOD5
291.6~415.7
CODCr
663.8~890.2
SS
133.2~237.8
TN
1.8~2.5
TP
18.5~20.4
pH
8~11
水温
20~40℃

1．3.处理要求

指标
标准值（mg/l）
BOD5
30
C0DCr
100
SS
70
TN
15
TP
0.5
pH
6-9
水温

1．4.设计依据及参考文献综述
相关规范：
《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）中的一级排放标准
《中华人民共和国环境保护法》
《污水综合排放标准》（GB8978-96）
《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ3189）
《城市污水处理站污水排泥排放标准》（CJJ3025-93）
《给水排水工程概预算与经济评价手册》
参考文献：
（1）唐受印，《水处理工程师手册》，化学工业出版社，2000；
（2）高廷耀，《水污染控制工程》，高等教育出版社，1989；
   （3）杨岳平等编，《废水处理工程及实例分析》，化学工业出版社，2003；
  （4）《给排水设计手册》（第五册：城市排水、第六册：工业排水），中国建筑工业出版社，1986；
  （5）张林生主编，《印染废水处理技术及典型工程》，化学工业出版社，2005；
   （6）陈季华等，《废水处理工艺设计及实例分析》，高等教育出版社，1990；
   （7）《快速给排水设计手册》，中国建筑工业出版社，1994；
   （8）黄维菊等编，《污水处理工程设计》，国防工业出版社,2008；
   （9）崔玉川等编，城市污水厂处理设施设计计算，化学工业出版社，2004；
   （10） 崔玉川等编，城市污水回用深度处理设施设计计算，化学工业出版社，2003；
   （11） 张自杰主编，《废水处理理论与设计》，中国建筑工业出版社，2003；
  （12） 沈耀良等编著，《废水生物处理新技术—理论与应用》（第二版，省精品教材），中国环境科学出版社，2006；
   （13）C. P. Leslie Grady, Jr., et al., Biological Wastewater Treatment, Second Edition, Marcel Dekker, Inc., 1999；
（14）蒋展鹏等编，《环境工程学》，高等教育出版社，1992。

第二章 总体设计
2.1 设计方案的选择与确定
所以采用以下流程：生产废水
（5000m3/d）
格栅
调节池
初沉池
水解酸化池
混凝剂
好氧池
二沉池
达标排放
鼓风
污泥浓缩池
污泥脱水间
干泥外运

2.2 工艺流程说明
2.2.1格栅
对于印染厂的废水，水中含有大量的长约1-200mm的纤维类杂物，所以在格栅的选择上我们采用10~20mm的栅条间距，在格栅间配一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输送入渣斗，打包外运。
2.2.2 调节池
由于该印染废水厂具有三个排放口，且各个排放口的流量变化比较大，水质变化也比较大，须设置调节池来调节水量、均衡水质及储存水量，以满足后续SBR反应池的处理水量与进水频率的要求。硫化和少量分散染料等还原性染料 印染废水的排放废水的PH为8~11，为了更好的满足后续处理工艺的要求，需要将废水的PH调节到6~9，在调节池的进出口设置pH值自动检测仪，对废水进行监控，同时连接到自动加酸系统，通过自动加酸对废水进行调节。2.2.3 初沉池
沉淀池的形式有平流式、竖流式和辐流式沉淀池。其作用是从污水中去除沙子，渣量等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉淀池的污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。
2.2.4 水解酸化池
水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质，2.2.5 生化好氧池
在生物处理系统中，活性污泥的特性，特别是污泥的沉降性能，直接影响着二沉池的工艺设计与运行。
　　衡量活性污泥沉降性能的参数有二个：一是污泥指数SVI（mL/g）；二是污泥沉降比：SV%。
　　SVI的物理意义是：曝气池出口混合液经30min静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积（mL）。
　　SV%又称30分钟沉降比，混合液在量筒内静置30 分钟后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率。
在生物处理系统中必须保持足够且恒定的生物群体，因此在二沉池中所沉淀的生物固体（污泥）一部分必须返回到曝气池，另一部分从二沉池中排放掉。返回到曝气池的生物量，是用来维持系统所要求的污泥浓度，降解进入系统中的有机物质。有机物越多，需要的生物量越大，要想维持系统所要求的污泥浓度，就必须保证回流污泥的量。
2.2.6 二次沉淀池
2.2.7 污泥浓缩池
浓缩池的形式有重力浓缩池、气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用气浮浓缩池。形式采用间歇式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管。
2.2.8污泥脱水
另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化。

第三章 工艺流程的计算
3.1污水处理部分计算
3.1.1格栅

（2） 取Kh=1.5
（4）格栅宽度 B

=0.29（6）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

3.1.2调节池
（1）调节池的有效容积

（1）沉淀池的总面积及尺寸
Qmax=312.5m3/h

式中：A—沉淀池总面积，m2
Qmax—最大设计流量，m3/h
q—表面负荷。对于工业污水一般取1.5—3.0，本次取2.0,m/h
采用2座池子，每座池子的面积为78.125m2。每池宽度根据刮泥机的规格，取4.0m，则池长为：
（78.125÷4.0）=19.53m
长∶宽=19.53/4=4.89＞4 符合要求
（2）有效水深：

式中：h2—有效水深，m
q—表面负荷，m/h
t—停留时间，一般取1.5~2.0h，本次取2.0h
（3）有效容积：

（4）进水去、出水区长度可分别取0.5m、0.3m，于是池子总长度为：

（5）取排泥周期T=1d，则污泥体积为：

式中：Q—设计流量，m3/h
ρ1、ρ2—分别表示进水和出水的悬浮固体浓度，kg/m3
γ—污泥的密度，kg/m3当污泥为有机物且含水率在0.95以上时，其值可按1000 kg/m3计
p—污泥含水率
T—排泥周期，d，一般按1—2d考虑
（6）方椎形污泥斗体积为：

式中：h4—污泥斗高度，m
A1、A2—分别为污泥斗上下底的面积，m3
（7）池底坡度采取0.02，h3=（20.33-4）×0.02=0.33m。池子保护高h1和缓冲层高h2均取0.3m，则池子总深为：

（1）反应池容积
取1272

（1） 曝气池体积：采用传统活性污泥法，选定Fw=0.4kg（BOD5）/(kg(MLSS) •d)，X=3000mg/L。

（2）供气量：取污水污泥的MLVSS/MLSS=0.45，所以挥发性污泥负荷为Fw/0.45=0.9kg(BOD5)/(kg（MLSS）•d),去除1kgBOD5的需氧量为0.79kg，则最大时需氧量为：

采用穿孔管，=6％，计算温度定为40℃，氧的饱和浓度为ρs（20）=9.2mg/L，ρs（40）=6.4mg/L。设穿孔管设计深度为2.0m,则

离开曝气池时氧的比例为：

同理可计算得
取=0.82，,则

曝气池的供气量为：

（3）每天排除剩余污泥量：

（4）回流比：对二次沉淀池作质量衡算：

设Xe很小可以忽略，可求得污泥回流量为：

回流比为：

（1） 3.1.6 二沉池采用四个沉淀池，每池最大设计流量为

（2） 中心管流速取0.03m/s，则中心管面积为

中心管直径为

喇叭口直径为
反射板直径为
（3） 沉淀池有效水深，即中心管高度

（4） 中心管喇叭口至反射板之间的间隙高度，取0.02

（5） 沉淀池总面积及沉淀池直径
每个沉淀池沉淀区面积

每个沉淀池总面积

每个沉淀池直径为

D取6.5m
（6） 污泥斗高度计污泥斗容积
取截头圆锥下部直径为0.4m，污泥斗倾角为，则

污泥斗容积为

（7） 沉淀池的总高度

（8） 集水系统
为收集处理水，沿边周边设排水槽并增设辐射排水槽，槽宽为=0.2m，排水槽内径为D=6.5m
槽周长为
辐射槽长
排水槽总长
排水槽每米长得负荷为

符合设计要求

3.2污泥处理计算
3.2.1 污泥浓缩池

3.3 主要设备材料一览表
序
号
使用位置
名 称
简要规格
单位
数量
备 注
1.
调节池
格栅

套
1

2.
提升泵
Q130m3/h、H12m
P7.5kW
台
2
1用1备
3.
热交换器

台
1

4.
液位自控装置

套
1

5.
电磁流量计

台
1

6.
初沉池
静态混合器

套
1

7.
导流筒

套
1
不锈钢
8.
水解酸
化池
STCI布水器
STCI3000
套
1

9.
布水系统

1

10.
接触氧化池
布气系统

1

11.
微孔曝气管
KBGφ69-580
支
350

12.
生物填料

M3
460

13.
在线溶氧仪
DC-5100
套
1

14.
风机房
罗茨风机
3L52WC
台
2
1用1备
15.

ACS510-01-072A-4
台
1

16.
二沉池
污泥回流泵
GW80-43-13-3
Q43m3/h、H13m
P3kW
台
2

17.
18.
竖流式沉淀池

座
4

19.
污泥脱水间

4.5kW/台
20.

21.

台
4
kW/台
22.

Q8.6m3/h、H16.5m
P1.5kW
台
4

23.

套
4

24.

kW/台
25.

kW/台
26.

管道、管件

项
1

27.
配电间
电气系统

项
1

28.

29.
化验设备

套
1

30.
自来水、照明

1

31.
菌种

项
1

第四章 附属建筑物的确定
附属建筑
数量
规格(m2)
鼓风机房
1
5×12
变电房
1
5×7
压滤间
1
6×10
投药间
1
D=6.5m
修理间
1
5×7.5
办公楼
1
6×10
化验室
1
6×4.5

第五章 污水处理厂的总体布置
5.1平面布置
5.1.1平面布置的一般原则
(1)按功能区分，配置得当；
(2)功能明确，布置紧凑；
(3)顺流排列，流程简捷；
(4)充分利用地形，降低工程费用；
(5)必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能；
(6)构筑物布置应注意风向和朝向。
5.1.2平面布置
污水处理厂的平面布置在工艺设计计算之后进行，根据工艺流程，单位功能要求及单位平面图进行。
（1） 污水区的位置
污水区按污水处理流程方向布置，污水进口处于厂区左册，个建筑物见布局紧凑，连接管道较短。
（2） 污泥区的布置
污泥区位于厂区后面，避免污泥区的臭气污染生活区。
（3） 生活区的布置
生活区位于厂区前部，处于主导风向的上风向，卫生条件较好，生活区包括办公、实验、生活、休闲场所。
在污水处理厂的平面布置上，具体说明如下：
a.厂区内绿地面积占厂区面积的30%以上；
b.厂区内主要构筑物间距5~10米；
c.厂区内主干道为8米。
5.2污水厂高程布置
5.2.1高程布置原则
(1)保证处理水在常年绝大多数时间里能自流排放水体，同时考虑污水厂扩建时的预留储备水头。
(2)应考虑某一构筑物发生故障，其余构筑物须担负全部流量的情况，还应考虑管路的迂回，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地。
(3)处理构筑物避免跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。
(4)在仔细计算预留余量的前提下，全部水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小。
(5)应考虑土方平衡，并考虑有利排水。
5.2.2工艺流程高程的水力计算
初沉池污泥以及主反应池污泥直接进入浓缩池，脱水后外运。根据以上的损失，计算出各构筑物的标高，定收纳水体标高为448m，地面为449m，提升泵须提升4.34m。
表4-1构筑物管段间的连接情况
线路
管段
名称
管长L
m
流量Q
l/s
流速V
m/s
管径D
mm
900弯头
个
阀门
个
三通
个

水线
4-A
47.0
347.22
1.23
600
/
/
1
A-5
28.1
86.81
0.69
400
2
/
2
5-B
28.1
86.81
0.69
400
2
/
2
B-C
27.5
347.22
1.23
600
2
/
/
C-6
10.5
86.81
0.69
400
2
1
2
6-D
12.5
86.81
0.69
400
2
1
2
D-E
27.5
347.22
1.23
600
1
/
/

泥线
b-a
67.8
1.10
1.01
200
2
/
2
a-c
39.9
1.10
1.01
200
2
1
/
c-8
4.5
0.55
1.01
200
2
/
/
8-d
3.6
0.55
1.01
200
2
/
1
d-9
14.7
1.10
1.01
200
/
/
/
9-10
4.6
1.10
1.01
200
/
/
/

水头损失计算式如下：
1.直管水头损失： （m）
2.900弯头水头损失: （m）
3.阀门水头损失： （m）
4.三通水头损失： （m）

第六章 结论
污水处理站主要组成如下：调节池、初沉池、水解酸化池、好氧池、二沉池、出水池、污泥浓缩池、污泥脱水间、风机房及配电间。
6.1 工艺中应注意的问题
（1）通过前对所有设施、管道及水下设备进行检查，彻底清理所有杂物，以避免通水后管道、设备堵塞和维修水下设备影响调试的顺利进行。通水后进行水下设施设备的维护困难相当大，主要是因为维修需将水池放空，而水池的容积小则几千个立方，大则上万立方，放空一次相当费时费工，特别是有活性污泥后，水往哪放本身就是个问题，放出去会发生污染事故，放到别的池子往往又装不下。因此，在通水前一定要认真检查、清理。
(2) 对进水水质严格进行监控，尤其是pH，超过要求时应立即采取相应措施，否则会使培菌工作前功尽弃。
(3) 培菌初期，曝气池会出现大量的白色泡沫，严重时会堆积两三米高，污染走道和现场仪器仪表，这一问题是培菌初期的必然现象，只要控制好溶解氧和采取适当的消泡措施就可以解决。
6.2 工艺优点
（1）本工程采用先进的、成熟的、合理的工艺技术，从生产工艺的装备水平、管理水平上为生产安全提供良好的保障。
（2）生产过程中可能出现的尘泥、毒物、噪音以及可能出现的机械伤害、触电事故、坠落危险等均采取了相应的防范措施，同时还为保证安全设置了安全供电、供水系统。较为完善的、性能可靠的安全与工业卫生设施的配备，将有效的避免安全事故的发生，保障工人的身心健康。
总之，工程充分贯彻了国家“安全第一，预防为主”的方针，按照国家有关标准、规程、规范要求，采取相应的安全措施，从而使安全与工业卫生水平与大型化、现代化的生产工艺水平相适应。

第七章 投资
7. 1 投 资
据计算工程设计所需钢筋混凝土约：
0.7*03*2*2.34+2.34*0.3*0.3+13*4*2*0.3+37*13*0.3+(19.53*4*0.3+19.53*4*2*0.3+0.3*4*4*2)*2+14.56*14.56*5*0.3+14.5*6*2*0.2+20*6*2*0.3+20*14.5*0.3+22.65*4/3+0.84+9.2*2*0.3*3.14/3=992m3
一般钢筋混凝土的价格为1000元/m3，所以钢筋混凝土用价为992000元。
钢管的用价为50000元左右。