1、 科 技 学 院 课程设计报告 ( 2011 - 2012 年度第 2 学期 ) 名 称： 水污染控制工程课程设计 题 目： 某印染厂废水处理工艺设计 院 系： 动力工程 班 级： 环工 09k2 学 号： 091905010229 学生姓名： 朱梓丰 指导教师： 苏金坡 设计周数： 1 周 成 绩： 日期： 2012 年 7 月 5 日西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页 目 录 1 设计任务的概况 . . 2 工艺流程的选择 . . 2.1 设计原则 . . 2.2 处理方法的选择 . . 2.2.1 传统活性污泥法 . . 2.2.2 生物接触氧化法 . . 2.2.3 SBR
2、工艺 . . 2.2.4 方案定夺 . . 3.1 工艺流程 . . 3.2 处理工艺特点 . . 4 各构筑物设计计算 . . 4.1 格栅 . . 4.1.1 设计参数 . . 4.1.2 设计计算 . . 4.2 污水提升泵房 . . 4.2.1 设计参数 . . 4.2.2 设计计算 . . 4.3 初沉池（平流式） . . 4.3.1 设计参数 . . 4.3.2 设计计算 . . 4.4 曝气池（推流式） . . 4.4.1 设计参数 . . 4.4.2 设计计算 . . 4.5 二沉池（竖流式） . . 4.5.1 设计参数 . . 4.5.2 设计计算 . . 4.6 污泥浓缩
3、池 . . 4.6.1 设计参数 . . 4.6.2 设计计算 . . 4.7 污泥脱水机房 . . 4.7.1 设计参数 . 4.7.2 设 计计算 . . 5 心得体会 . . 6 参考文献 . . 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页 1 设计题目 ： 某印染厂 Q=33000m3/d, 主要污染物 COD=951mg/L, BOD5=393mg/L,SS=200mg/L，色度 560。要求出水水质 COD60mg/L, BOD520mg/L, SS20mg/L, 色度 40。 2 工艺流程的选择 2.1 设计原则 (1).本设计方案严格执行国家有关环境 保护的各项规定 ,废水处
4、理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。 (2).针对本工程的具体情况和特点 ,采用成熟可靠的处理工艺和设备 ,尽量采用新技术、新材料 ,实用性与先进性兼顾 ,以实用可靠为主。 (3).处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地 ,以适应水质、水量变化。 (4).管理、运行、维修方便 ,尽量考虑操作自动化 ,减少劳动强度。 (5).在不影响处理效果的前提下 ,充分利用原有的构筑物和设施 ,节省工程费用 ,减少占地面积和运行费。 (6).降低噪声 ,改善废水处理站及周围环境。 (7).本处理工艺流程要 求耐冲击负荷 ,有可靠的运行稳定性。 2.2 处理方法的选择 一般城市生活污水的处理工
5、艺包括传统活性污泥法、生物接触氧化法和 SBR工艺等，下列将它们分别进行比较 2.2.1 传统活性污泥法 污水集水池泵站初沉池曝气池二沉池排放 根据本项目的原水水质和处理要求，必须采用生化处理方能达到排放所要求的处理程度，在大规模的城市污水处理厂中应用最为广泛的生化法处理是传统活性污泥法工艺以及由此派生出来、种类繁多的变形工艺。传统活性污泥法处理污水基本原理是：首先利用生活污水中的好氧 微生物进行培养，形成适于降解污染介质，并具有相当规模微生物群落，即活性污泥；再通过这些好氧微生物群落（活性污泥）来代谢有机污染介质，达到处理和净化污水的目的 4。 但传统的活性污泥法耐冲击负荷低，泥量大，占地面
6、积大，土建投资高等缺点，已逐渐被新的生化处理工艺所代替。 2.2.2 生物接触氧化法 污水集水池泵站曝气沉砂池接触氧化池二沉池排放 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页 生物接触氧化法是在池内设置填料，池底曝气，充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。填料上长满生物膜，污水与生物膜相接触，在 生物膜微生物的作用下，污水得到净化。因此，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物膜法之间的处理工艺，又称为“淹没式生物滤池”。 生物接触氧化池法的中心处理构筑物是接触氧化池，接触氧化池是由池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成，生物膜受到上升气流的冲击、搅动，加速脱落、更新，使其经常
7、保持较好的活性，可避免堵塞。 生物接触氧化法对废水的水质、水量的变化有较强的适应性，和活性污泥法相比，管理较方便，生态系稳定，剩余污泥量少。 2.2.3 SBR工艺 污水集水池泵站曝气沉砂池 SBR池排放 常规活性污泥系统由曝气池、沉淀池、回流污泥系统和供养设备四部分组成。进入 70年代以来，随着科技的发展、微机与自控技术设备的进步与普及，人们对常规活性污泥法工艺进行改革，推出序批式活性污泥法、即 SBR工艺。 SBR工艺采用可变容器间歇式反应器，省去了回流污泥系统及沉淀设备，曝气与沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮体负荷条件下的生长速率和生物脱氮除磷机理，将生物反应器与可变容积反应器相
8、结合而成的循环活性污泥系统。这是 SBR工艺的一种革新形式。 SBR 工艺是在同一生物反应池 中完成进水、曝气、沉淀、撇水、闲置四个间段，其所经历时间周期，根据进水水质水量预先设定或及时调整。实践证明，这种工艺过程，其处理效果可达到常规活性污泥法处理标准。 SBR 工艺具有工艺简单，运行可靠，管理方便，造价低廉等优点，电脑自控要求高，对设备、阀门、仪表及控制系统的可靠性要求高。 2.2.4 方案定夺 综观以上几点可知每个方案都能达到处理水质的要求， BOD5， SS， COD5， NH3-N 去除都能达到出水水质，在技术上都是可行的。由于传统活性污泥法运行方便，投资省，该污水处理要去除 BOD
9、5与 SS， COD5， NH3-N，所以采用传统活性污泥法 2。再考虑到厌氧池 +氧化沟处理工艺占地较大，投资较多， 生活杂用水等 ,水质及其稳定性要求高 ,因此根据小区生活污水水质、水量以及小区功能和环境要求 , 长期安全可靠地运行，我们选择合理、可靠的传统活性污泥法处理工艺。 3.1 工艺流程 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页 图 2.1 工艺流程 3.2 处理工艺特点 活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法，它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解的有机物以及能被活 性污泥吸附的悬浮固体和其它一些物质 9。它既适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。运行方式
10、灵活，日常运行费用较低，但管理要求较高。活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似，二者都为好氧生物过程，只是它的净化强度大，因而活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化。 该污水处理系统所处理的是小区的生活污水，设计流量为 80000 吨 / 天，属于中小型污水处理厂。废水主要来源于小区居民的日常生活排放的卫生间粪便冲洗水、淋浴水、厨房废水以及日常清洗废水。污水中多为用机污染物，无机物污染物、重金属以及 氮、磷 含量甚少。 活性污泥法由曝气池，沉淀池，污泥回流系统和剩余污泥排除系统所组成，各级处理效果与总处理效果比较好，出水水质达标。 4 各构筑物设计计算 4.1 格栅 剩余污泥 出水 原污
11、水 二沉池 格栅 沉砂池 计量槽 曝气池 污泥浓缩池 污泥脱水机房 泥饼外运 污水泵房 污泥池 回流污泥 污泥泵房 砂外运 栅渣外运 风机房 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页 4.1.1 设计参数 栅前水深 h=0.5m, 过栅流速 v =0.8m/s 格栅间隙 e=0.02m, 格栅倾角 =60 栅条宽度 s=0.01m 格栅的建筑宽度为 0.5m,长度为 2.2m 栅渣量 污水 4.1.2 设计计算 （ 1） 栅条的间隙数 36002433000a vgQ0.382 sm/3 3 8 2.035.1m a x a v gz QKQ 0.516 sm/3 8.04.002.0 6
12、0s in516.0s inm a xe h v aQn 75.03,取 76 （ 2） 栅槽宽度 mennSB 27.27602.0)176(01.0)1( 取 2.3m （ 3） 进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽 1.9m，其渐宽部分展开角度 ， mtgtg BBl 55.0202 9.13.2202 11 （ 4） 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 mll 28.0255.0212 （ 5） 通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面 , 取 k=3 01 khh sin220 gvh 34)( eS mh 0 8 1.060s i n81.92 8.0)02.0 01.0(42.
13、23 2341 h0：计算水头损失 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取 k=3 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 =2.42 取栅前渠道超高 mh 3.02 ,栅前槽高 mhhH 8.03.05.0211 栅槽总长度： h=h+h1+h2=0.3+0.4+0.081=0.781m mtg Htg HllL 55.2600.15.028.055.0600.15.0 1121 每日栅渣量： 取 3331 10/07.0 mmW dmK WQW /31.2100035.1 8640007.0516.01000 86400 31
14、m ax 总 0.2 m3 /d 宜采用机械清渣方式。 （ 9） 计算草图 1进水工作平台栅条图 3.1 格栅 4.2 污水提升泵房 4.2.1 设计参数 设计参数：进水管管底标高 -1.80m，管径 Dg =600mm，充满 h/d=0.3， 水面标高 -1.62m，地面标高 2.76m。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页 选择集水池与机器间合建式的圆型泵站，考虑 3 台水泵（其中 1 台备用）。 设计内容：每台 水泵的容量为 Qmax/2=516/2=258（ L/s） ,集水池容积相当于采用一台泵 6min 的容量： W=258*60*6/1000=92.88（ m3 ）。有
15、效水深采用 H=2.0m，则集水池面积为46.44m2 。 出水管管线水头损失： a）总出水管： Q=516L/s，选用管径 500mm， v=1.94m/s， 1000i=9.88。当一台水泵运转时， Q=258L/s， v=0.97m/s 0.7m/s。设总出水管管中心埋深 1.0m，局部损失为沿程损失的 30%,则泵站外管线水头损失为： 320+（ 3.26-2.76+1.0） *9.88*1.3/1000=4.129m b）水泵总扬程：泵站内的管线水头损失假设为 1.5m，考虑自由水头为 1.0m，则水泵的总扬程为： H=1.5+4.129+9.609+1.0=16.239（ m） c
16、） 选泵：选用 250WD 污水泵 3 台（其中 1 台备用），水泵参数如下： Q=180.5 278l/s H=12 17m 转数 n=730转 /分 轴功率 N=37 64KW 配电动机功率 70KW 效率 =69.5 73% 允许吸上真空高度 Hs =4.2 5.2m 叶轮直径 D=460mm （ 4） 泵房草图 图 3.2 提升泵房 4.3 初沉池（平流式） 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页 8.1.4 平流沉砂池（设 2 组） 1 长度 :设平流沉砂池设计流速为 0.25 m/s 停留时间 t=40s，则， 沉砂池水流部分的长度： L =v*t=0.25*40=10m 2
17、 水流断面面积 : A=Qmax/v=0.516/0.25=2.064m2 3 池总宽度 : 设 n=2 格，每格宽 b=1.2m，则， B=n*b=2*1.2=2.4m（未计隔离墙厚度，可取 0.2m） 4 有效深度 : h2=A/B =2.064/2.4=0.86m 5 沉砂室所需的容积 : V= Qmax*T*86400*X/（ kz*105 ） V 沉砂室容积， m3 ； X 城市污水沉砂量，取 3 m3 砂量 /105 m3 污水； T 排泥间隔天数，取 2d； K总 流量总变化系数，为 1.35。 代入数据得： V=86400*0.516*2*3/（ 1.35*105 ） =1.9
18、8 m3 ，则每个沉砂斗容积为 V =V/（ 2*2）=1.98/(2*2)=0.495 m3 . 6 沉砂斗的各部分尺寸： 设斗底宽 a1=0.5 m，斗壁与水平面的倾角 55，斗高 h3 =0.5m，则 沉砂斗上口宽： a=2 h3 /tg55 +a1 =2*0.5/1.428+0.5 =1.2m 沉砂斗的容积： V0 = （ h3 /6） *（ a2+ a* a1+ a12） =0.5/6*（ 1.22+ 1.2* 0.5+ 0.52） =0.35m3 = V 这与实际所需的污泥斗的容积很接近，符合要求； 7 沉砂室高度 : 采用重力排砂，设池底坡度为 0.06，坡向砂斗， L2 =(L
19、-2*a)/2=(10-2*1.2)/2=3.8m h3 = h3 +0.06 L2 =0.5+0.06*3.8=0.728m 8 池总高度 : 设沉砂池的超高为 h1=0.3m,则 H= h1+h2+h3=0.3+0.64+0.728=1.67m 9 进水渐宽及出水渐窄部分长度： 进水渐宽长度 L1 =（ B-B1 ） /2tg 1 =（ 2.4-1.0） /(2*tg20 )=1.92m 出水渐窄长度 L3 = L1 =1.92m 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页 （ 14） 计算草图 图 3.3 初沉池 3 4.4 曝气池（推流式） 4.4.1 设计参数 设计流量 Q=33000m3/d 设 2 座 4.4.2 设计计算 （ 1） 水处理程度计算 原污水的 BOD5值为 393mg/L,经初次沉淀池处理 BOD5按降低 30%考虑，则进入曝气池的污水，其 BOD5值为 Sa 393（ 1 30） 275.1 mg/L 计算去除率，设处理水中非溶解性 BOD5=7.1bXaCe=4.5 mg/L ， 式中 : b 活性污泥自身氧化系数，典型值为 0.08 错误 !未找到引用源。 活性微生物在处理水中所占比例，一般取 0.4 Ce 二沉池出水 SS,Ce=20mg/L 即处理水中溶解性 BOD5值为 eS 20-4.5=15.5mg/L
