硝基苯废水处理工艺设计方案.pdf

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1、目录第一章第一章处理工艺的文献综述处理工艺的文献综述2 21.1 含硝基苯废水对环境的危害 21.2 处理硝基苯的技术方法现状 21.2.1 物理法21.2.2 化学法 21.2.3 生物法 3第二章第二章工程设计资料与依据工程设计资料与依据4 42.1 废水水量42.2 设计进水水质 42.3 设计出水水质 42.4 设计依据52.5 设计原则与指导思想5第三章第三章工艺流程的确定工艺流程的确定5 53.1 废水的处理工艺流程53.2 工艺流程说明 63.3 工艺各构筑物去除率说明7第四章第四章构筑物设计计算构筑物设计计算7 74.1 设计水量的确定74.2 调节池 74.3 微电解塔84.

2、4 FENTON 氧化池 104.5 中和反应池114.6 沉淀池 124.7 生活污水格栅 144.8 生活污水调节池164.9 生化处理系统 174.10 二沉池194.11 污泥浓缩池20第五章第五章构筑物及设备一览表构筑物及设备一览表22225.1 主要构筑物一览表 225.2 主要设备一览表23第六章第六章管道水力计算及高程布置管道水力计算及高程布置 23236.1 平面布置及管道的水力计算236.2 泵的水力计算及选型266.3 高程布置和计算28第七章第七章参考文献参考文献 3131第一章第一章处理工艺的文献综述处理工艺的文献综述1.1 含硝基苯废水对环境的危害硝基苯，分子式为C

3、5H6NO2，相对分子量为123，相对密度(水=1)1.20，熔点在5.7，沸点是 210.9。硝基苯是淡黄色透明油状液体，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醉、乙醚、苯等多数有机溶剂。用于溶剂，制造苯胺、染料等。环境中的硝基苯主要来自化工厂、染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。硝基苯在水中具有极高的稳定性，由于其密度大于水，进入水体后会沉入水底，长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。硝基苯类化合物化学性能稳定，苯环较难开环降解，常规的废水处理方法很难使之净化。因此，研究硝基苯类污染物的治理方法和技术十分必要。1.2 处理硝基苯

4、的技术方法现状1.2.1 物理法对含高浓度硝基苯的工业废水，采用物理手段处理既可降低硝基苯的浓度，改善废水的可生化性，又可以回收部分硝基苯，实现资源利用最大化。主要的物理处理方法有：吸附法、萃取法和汽提法。对于吸附法，硝基苯废水处理研究中颗粒状活性炭、炉渣、有机膨润土等都是应用较多的吸附剂。赵钰等1在用活性炭吸附法处理含芳香族硝基化合物的染料废水的工程试运行中，COD 平均值由 209mg/L 下降至 119mg/L。对于萃取法，目前一般采用多级萃取法或萃取法与其他方法协同处理。林中祥等人2用N5O3苯做萃取剂对硝基苯生产废水进行处理，萃取两次可使硝基苯含量达国家一级排放标准。对于汽提法，用于

5、处理高浓度硝基苯废水，工艺上较为可行。于桂珍等3利用汽提吸附法处理硝基苯废水，实验表明，硝基苯的去除率可达 90%以上，汽提后的废水经碳黑吸附，废水中硝基苯含量可降至 10mg/L 以下，效果较好1.2.2 化学法针对于处理硝基苯的化学法主要有电化学法和高级氧化法。电化学氧化的基本原理有两种:一是直接电化学反应，指通过阳极氧化使污染物在电极上发生转化或燃烧，把有毒物质转变为无毒物质，或把非生物相容的有机物转化为生物相容的物质，例如芳香化合物的开环氧化等。二为间接电化学转化，指利用电极表面产生的强氧化性活性物种使污染物发生氧化还原转变。宋卫健等4以 DSA 类电极作为阳极，对模拟硝基苯废水进行的

6、降解实验证明，在电流密度 15mA/cm2条件下，CODcr 的去除率可达到 90%以上。也有樊红金等5对催化铁内电解法处理硝基苯废水降解动力学特性进行了研究。结果表明,降解过程符合准一级动力学规律。进水浓度、pH 值和反应温度强烈影响硝基苯的降解速率。高级氧化技术近年来的发展非常迅速，有臭氧氧化，Fenton 试剂氧化，湿式氧化等。针对硝基苯废水，报道较为集中的是 Fenton 试剂氧化。Fenton 氧化体系由过氧化氢和催化剂Fe2+构成。Fenton 氧化法处理废水的原理是：在酸性溶液中，在 Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生活泼的.OH，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性

7、物质的氧化。余宗学6采用 Fenton 试剂对间硝基苯生产废水进行预处理，在最佳反应条件下，废水中硝基苯类化合物的转化率在 89%以上，废水色度的去除率在 80%以上，COD 的去除率也在 60%以上，同时，废水可生化性有了较大的提高另外，利用微电解和 Fenton 试剂氧化的工程实例报道也很多，徐续等7利用微电解和Fenton 试剂氧化后，将 COD 为 5000mg/L 的硝基苯废水处理达标，COD 总去除率为 97%；李欣等 利用微电解和 Fenton 试剂氧化处理硝基苯制药废水，当原水的 pH 值为 23、H2O2投加量为 500600 mg/L 时,调节预处理出水 pH 值至 78

8、并经沉淀处理后，对 COD 和硝基苯类物质的总去除率分别可达 47%和 92%。 后续混合废水经 SBR 工艺处理后出水水质能满足国家污水排放标准。1.2.3 生物法硝基苯类化合物被认为是生物难以降解的物质，但利用生物的变异性，近年来环境工作者筛选出了一些特异性菌种用于处理硝基苯废水。王竟等9在研究假单胞菌 JX165 对硝基苯的好氧降解时发现，在废水中细胞的质量浓度为 9mg/L，pH 为 7，温度为 30摇床转速为100r/min，反应时间为2h 的条件下，在以硝基苯为惟一碳、氮源的培养基中硝基苯的去除率为 98.5%。8第二章第二章工程设计资料与依据工程设计资料与依据2.1 废水水量根据

9、生产工艺及相关资料，生产废水的排放量为 150 m3/d，工作方式为 24 小时工作制，生活污水 300m3/d 排放。2.2 设计进水水质（1）生产废水：200 m3/d污染因子污染因子CODpH(无量纲)甲苯类硝基苯盐分（2）生活污水：490 m3/d污染因子污染因子CODpH(无量纲)SSBOD5NH3-N2.3 设计出水水质出水水质达到污水综合排放标准 （GB89781996）三级标准后后排入建设单位所在化工园区的污水处理厂进行进一步生化处理，具体排放要求如下：污染因子污染因子CODpH(无量纲)BOD5污染物浓度污染物浓度(mg/L)(mg/L)50069300污染物浓度污染物浓度(

10、mg/L)(mg/L)40077.540025040污染物浓度污染物浓度(mg/L)(mg/L)43803100509000SS甲苯类硝基苯NH3-N盐分4000.55.0258000*(注：盐分接管标准8000 mg/L 后排入业主所在化工园区的污水处理厂处理)2.4 设计依据建设方提供的水质水量及排放标准资料；污水综合排放标准 （GB89781996） ；室外排水设计规范 （GBJ1487） ；给水排水设计手册(第二版) ；类似工程的经验、工艺参数和试验结果。2.5 设计原则与指导思想采用先进合理的处理工艺，保证污水达到最好的处理效果；工艺许可的条件下尽量减少投资和用地面积；操作维护简单；

11、操作运行可靠，运行费用控制较低。第三章第三章工艺流程的确定工艺流程的确定3.1 废水的处理工艺流程根据文献调查的结果并且结合类似工程的设计、操作参数，考虑到该企业废水中含有大量的有机物，COD 很高，可生化性极差，同时废水排放量不是很大，因此综合多种因素考虑，决定采取物化处理与生化处理相结合的处理工艺，以化学法为主，操作简单，自动化程度高，COD、有机物去除率高，结合厌氧好氧技术，可以确保稳定达标排放。确定如下流程：工艺流程如图 1 所示铸铁屑+活性炭粒生产废水H2O2Ca(OH)2溶液调节池1微电解塔Fenton氧化池中和反应池沉淀池污泥接管至园区污水处理厂二沉池好氧池污泥回流厌氧池调节池2

12、 格栅生活污水剩余污泥图 1硝基苯废水处理工艺流程污泥处置流程见图 2沉淀池二沉池污泥污泥浓缩池污泥至调节池2上清液污泥脱水机滤液泥饼外运处置图 2硝基苯废水处理工艺污泥的处理流程3.2 工艺流程说明由于该废水 COD、硝基苯的浓度很高，所以在处理工艺上采取的方法是以物理化学处理为核心，通过物化+生化的组合有效地去除了 COD 及特征污染物硝基苯、甲苯，排水达到污水综合排放标准三级标准。现将流程说明如下：含有硝基苯和甲苯的生产废水，在调节池中均质均量，以减缓对后续物化处理系统的冲击，在水质水量调节后，进入 pH 调整池，将生产废水的 pH 调整至 3 左右，以利于微电解操作。微电解塔利用铁炭构

13、成的原电池进行微电解，有效的去除硝基苯和甲苯，随微电解塔出水中的大量 Fe2+在 Fenton 氧化池中作为 H2O2 的催化剂，进一步去除硝基苯、甲苯及其微电解产物，Fenton 氧化是利用高级氧化技术有效的去除 COD 和特征污染物的方法，效率高，操作成本低。在经过微电解和氧化后，废水中的 COD 和特征污染物迅速下降，此时废水中依然含有大量的 Fe2+、 Fe3+离子， 对其进行中和操作， 可以产生大量的胶状絮体以进一步的去除废水的 COD。至此，生产废水的物理化学处理完成。在完成生产废水的物化处理后，在调节池中接入生活废水进行稀释配水，进入生化系统。生化系统采用厌氧好氧处理工艺，可确保

14、各项指标达到污水综合排放标准三级标准。沉淀池的污泥和二沉池污泥排入污泥浓缩池，经浓缩减量后由压滤泵压入板框压滤机脱水，脱至含水率 75左右。污泥浓缩池上清液和压滤机滤液进入调节池再处理。处理系统产生的污泥必须由危险固体废弃物处置中心进行妥善处置。3.3 工艺各构筑物去除率说明根据文献报道，结合确定的工艺流程，可以对 COD 和特征污染物的去除率进行确定。污染因子及去除率CODCOD 去除率%甲苯甲苯去除率%硝基苯硝基苯去除率%调整池 1438001000500微电解塔394210406012.575流出构筑物的污染物浓度(mg/L)Fenton中和反应氧化池2562358808.7530池23

15、061045088沉淀池219352.4407.56.25调节池 2219302.407.50厌氧池1316251.6730620好氧池658500.84505.58.3二沉池50000.540510第四章第四章构筑物设计计算构筑物设计计算4.1 设计水量的确定生物处理池之前， 各构筑物按最大日最大时流量设计， 已知该厂生产废水流量Q=200 m3/d，废水流量总变化系数 Kz=1.2，故最大设计流量为：Qmax KzQ 1.2200 240(m3/d)，按照工作 8h 计算，Qmax=240 30m3/h84.2 调节池(1)设计说明调节池设计计算的主要内容是确定调节池的容积，该容积应当考虑

16、能够容纳水质变化一个周期所排放的全部水量。调节池采用机械搅拌方式使水质均衡，防止沉淀。(2)设计计算（1）池子总有效容积设停留时间 t=12hV qvmaxt式中：qvmax最大设计流量，m3/h； t水力停留时间，h。V 3012 360(m3)（2）池子表面积A V2(m )h式中：A调节池池表面积，m2； V调节池的有效容积，m； h调节池的有效水深，m。调节池的有效水深 22.5m，现取 h=2.5m。则调节池的面积为：A 360144(m2)2.53（3）调节池尺寸根据池体表面积为 144m2，现选择池长为 16m，池宽为 9m，池深超高 0.5m。调节池尺寸为 1693(m)（4）

17、搅拌设备在调节池中增加搅拌设备，以均衡水质，提高中和反应的效率。选用机械搅拌，在池的对角上设置两个潜水搅拌器。4.3 微电解塔微电解塔运行的最佳工艺条作为：pH 值为 3，反应时间 60min，Fe:C（质量比）=5:1，铁屑粒径 510 目左右。（1）微电解塔的有效容积V Qt(m3)式中： Q设计流量，m3/h； t废水停留时间，h，为了得到最佳的COD 去除率，本设计选用的反应时间为 60min。V 301 30(m3)（2）单座微电解塔的有效容积设 2 座微电解塔，串联使用，每座微电解塔为升流操作，每座微电解塔的有效容积V13015(m3)2（3）微电解塔的直径 4Vh式中： h微电解

18、塔的有效水深，本设计选定为 5m。 4151.95 2(m)；高径比为 5/2=2.55（4）微电解塔高度承托层高 0.15m，填料层厚5m，超高0.5m，H=0.15+5+0.5=5.65。故微电解塔的尺寸为H为 5.652m。（5）操作条件升流速度 vv 4Q23式中：Q设计流量，m /h微电解塔直径，mv 43010m/h22（6）配水系统配水干管系统：每个微电解池进水量 4.2L/s，反冲洗强度为 14L/(sm2)，反冲洗时间为26min。 则干管的流量为qt fq 14( )2 43.96L/s， 采用管径为 200mm， 流速为 4.18m/s。222支管：干管的中心距离为 0.

19、7m，总的支管数为 5.7 6，支管的进水量0.743.96 7.33L/s，取支管直径为 50mm，管内流速为 3.74m/s。支管的长度为 2m 和 1.9m6孔 眼 布 设 ： 支 管 的 孔 眼 数 与 微 电 解 塔 面 积 比 K 为 0.5% ， 孔 眼 总 面 积 为2F 0.5%( )2 0.0157m2，设孔眼的直径为 10mm，每个孔眼的面积为 78.5mm2，孔眼总2F15700 200，每个支管上孔眼数为 34，每根支管孔眼布置成两排，与垂线成数为Nks78.52 0.06m45向下交错排列。 孔眼间距为34反冲洗系统：反冲洗水箱体积V 1.5fqt 1.53.141

20、46 395.6L；反冲洗水箱高60Fqt60146H 2.52m，反冲洗水箱水深 3m。F 2100021000名称参数直径高度微电解塔填料粒径填料厚度升流速度干管直径布水系统支管直径穿孔率反冲洗系统反冲洗水箱体积反冲洗水箱高度规格2m5.65m510 目5m10m/h200mm50mm0.5%395.6L2.52mUPVCUPVC材料铸铁说明防腐填料根据铸铁Fe:C=5:1(质量比)屑的消耗随时添加4.4 Fenton 氧化池在微电解后利用 Fenton 试剂进行氧化，以加强对甲苯、硝基苯这两个特征污染物的去除效果。由于微电解塔出水中含有大量的 Fe2+在此不必再次投加硫酸亚铁。对硝基苯的

21、去除率可达 85%，对 COD 的去除率接近 40%1、氧化池尺寸设计（1）氧化池的有效容积V Qt(m3)式中： Q设计流量，m3/h； t废水停留时间，h，为了得到最佳的COD 去除率，本设计选用的反应时间为 90min。V 301.5 45(m3)，分两个氧化池，V1=45/2=22.5m3（2）氧化池的面积A V1/h(m2)式中： h微电解池的有效水深，本设计选定为 2.5m。A 22.5/2.5 9(m2)（3）氧化池尺寸设氧化池长为 4.5m，宽为 2m。4.522.5（m）氧化池采用机械搅拌，使反应充分。（4）氧化剂的选用Fenton 试剂中，使用 H2O2为氧化剂，根据文献报

22、道值，投加 30%H2O2的量为 500mg/L，水量为 30m3/h，故此 H2O2加入量为 15kg/h，由计量泵定量加入。(5)双氧水计量泵计算根据氧化剂的用量计算，可以确定计量泵的大小，双氧水的密度为 1.14g/L。则计量泵15kg /h13.2L/h331.1410 kg /m的流量为，考虑计量泵的放大，选 40%的格度，计算知计量泵的大小为 33L/h，考虑设备选型的便利，因此选用 40L/h 的计量泵。型号为 JX-40/8。4.5 中和反应池在进行微电解+氧化后，生产废水中的特征污染物明显降低，CODcr下降，此时，水中含有大量的 Fe2+和 Fe3+离子，加入 Ca(OH)

23、2后，产生大量的 Fe(OH)2和 Fe(OH)3具有明显的混凝作用，可以进一步的去除 COD，同时调整将 pH 调整到 67 以有利于后续的生化处理，氧化池出水 pH 为 5。中和药剂石灰乳。选用在线 pH 计做为控制，型号为 BYS01 型，数量 2 台，一备一用。（1）中和反应池有效容积V Qt(m3)式中： Q设计流量，m3/h； t废水停留时间，h，本设计选用的反应时间为 1h。V 301 30(m3)（2）中和反应池的面积A V /h(m2)式中： h微电解池的有效水深，本设计选定为 2m。A 30/2 15(m2)（3）中和反应池尺寸设中和反应池长为 5m，宽为 3m，池深超高

24、0.5m。中和反应池的尺寸为 532.5（m） 。中和反应池采用机械搅拌，使反应充分。（4）中和药剂的投加投加的 Ca(OH)2主要用于和氧化反应出水中的 Fe3+反应， 对于 H+所致的 pH 变化可以忽略，以生成大量的 Fe(OH)3，起到混凝作用。根据微电解池出水pH 可以计算出水中的 Fe2+， 。进水pH 为 3 ， 经 过 微 电 解 池 的 处 理 ， 出 水 pH 提 高 至 5 ， 则 ， 消 耗 H+的 量 为(103105)30103 30mol /h，3H+Fe3+，故 Fe3+为 10mol，Fe3+3OH-，故消耗 OH-30mol，折算成纯 Ca(OH)2为 15

25、mol，Ca(OH)2的投加量为 1.11kg/h，考虑 Ca(OH)2的纯度在 7075%，因此投加的 Ca(OH)2量为 1.59kg/h。（5）投加方式的确定将 Ca(OH)2配成 10%的乳液进行投加，则需要乳液的体积为1.591030.115.9m3/h，选用计量泵定量投加，泵的大小为15.90.4 39.75m3/h，泵的流量为39.7517.75L/h，32.2410考虑计量泵的放大，选 40%的格度，计算知计量泵的大小为 44.4L/h。为了便于选型，选用63L/h 的计量泵。型号为 JX63/54.6 沉淀池在中和反应后，进行泥水分离，选用竖流式沉淀池（1） 中心管过水断面面

26、积A1Q(m2)nv0式中：Q最大设计流量，m3/s； v0中心管下降流速，m/s。 n池淀池数。A130/3600 0.083(m2)0.1（2）中心管直径d 4A140.083 0.325(m)3.14（3）中心管喇叭口直径d11.35d 0.44(m)（4）反射板直径d21.3d1 0.572(m)（5）沉淀区有效断面面积A2Q(m2)nv式中： v污水的上升流速，m/s，一般采用 0.51mm/s，取 0.6mm/s。A230/3600213.9(m )30.610（6）沉淀池总面积A A1 A213.90.083 13.98(m2)（7）沉淀池的直径D 4A413.98 4.22(m

27、)3.14施工时为了方便，D 取 4.0m。（8）沉淀区的高度h2 3.6vt(m)式中：t沉淀时间，一般采用 12h，本设计选 1.5h。h2 36000.61031.5 3.3(m)校验：D/h2 4.22/3.3 1.28 3，符合竖流式沉淀池的设计要求。（9）中心管喇叭口到反射板的距离h3Q(m)nv1d1式中： v1污水由中心管与反射板之间缝隙的出流速度，一般不大于 0.02m/s。m/s，设计中取 0.02m/s。h330/3600 0.33(m)0.023.140.4D/2rtg(m)2（10）污泥斗的高度h5式中： r 污泥斗下部半径，m，一般取 0.3m；污泥斗倾角，一般大于

28、 60，取 60。h520.3tg60 1.5(m)2（11）污泥斗容积V1h5(R2Rr r2) 1.5(2220.30.32) 7.4(m3)33（12）沉淀池总高度H h1h2h3h4h5式中：h1沉淀池超高，m，一般取 0.3m。h4缓冲层高度，m，有机械刮泥设备时，取 0.3m。H 0.33.30.20.331.5 5.63(m)(13)沉渣量设=55%，P=96%W 100CssQ1004000.5530 0.165m3/h1000(100 P)1000410004.7 生活污水格栅为了阻挡生活废水中粗大的物体进入后续处理系统，有必要设置格栅对其进行处理。选择粗格栅。 对于生活污水

29、的最大流量 Qmax可以根据生活污水的日变化系数 Kz进行确定， Qmax=1.4490 m3/d =686m3/d=0.01m/s。选用中格栅进行设计计算。(1)栅条间隙数：n =Qmax sinbhv式中：n格栅间隙数；Qmax最大设计流量，m3/s；b栅条间隙，取 20mm；h栅前水深，取 0.4m；v过栅流速，取 0.4m/s；格栅倾角，度；0.01 sin 60。n 2.91 30.02 0.4 0.4(2)栅槽宽度：B=S(n1)bn式中：B栅槽宽度，m；S格条宽度，取 0.01m。B=0.01(31)0.023 0.08m(3)格栅栅前进水渠道减宽部分长度：若进水渠宽 B1=0.

30、05m，减宽部分展开角1=20。 ，则此进水渠道内的流速Qmax0.01V1=Bh=0.10.4=0.25m/sL1=B B10.080.05= 0.08mtan20。tan20。L10.08=0.04m224(4)细格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：L2=(5)过栅水头损失：设栅条断面为锐边矩形。 s 3v2h=ksine12g式中：h粗格栅水头损失，m；系数，当栅条断面为矩形时取 2.42；k系数，一般取 k=3。2 0.0130.4h=32.42sin60。=0.061m29.80.024(7)栅槽总高度：H=h0+h1+h2 =0.3+0.4+0.061=0.761m(8)栅槽总

31、长度：H1L=L1+0.5+0.8+1.0+L2tan式中：L栅槽总长度，L1格栅距出水渠连接处减宽部分长度；L2细格栅距出水渠连接处减窄部分长度。L=0.08+0.5+(9)每日栅渣量：0.781+0.80+1.0+0.04=2.87mtan60。w=Qmaxw086400k总1000式中：w每日栅渣量，m3/d； w0栅渣量 m3/103m3污水，一般为 0.10.01 m3/103m3，细格栅取 0.1 m3/103m3粗栅取 0.05 m3/103m3。w =0.010.0586400=0.0288m3/d，故使用人工清渣。1.510004.8 生活污水调节池在进行物化处理后，用生活污

32、水进行配水，进一步稀释有毒污染物的浓度，以利于进行生化处理。对于生活污水的最大流量Qmax可以根据生活污水的日变化系数Kz 进行确定，Qmax=686m3/d。进入调节池的水量包括两部分：一是竖流式沉淀池的出水和进行配水的生活污水。其总流量为 Q=30+28.6=58.6m3/h调节池的尺寸（1）池子总有效容积设停留时间 t=12h式中：V qvmaxtqvmax3最大设计流量，m /h； t水力停留时间，h。3V 58.612 703.2(m )（2）池子表面积A V2(m )h2式中：A调节池池表面积，m； V调节池的有效容积，m； h调节池的有效水深，m。调节池的有效水深22.5m，现取

33、h=2.5m。则调节池的面积为：A 703.2 281.3(m2)，取 280m22.53（3）调节池尺寸根据池体表面积为 280m2，现选择池长为 28m，池宽为 10m，池深超高 0.5m。调节池尺寸为 28103(m)4.9 生化处理系统生 化 系 统 的 进 水 水 质 及 水 量 ： 进 入 生 化 系 统 的 水 量 按 照 日 平 均 流 量 为Q=200490进水水质计算 28.75m3/h；24进水水量进水水量(m(m3 3/d)/d)生产废水生产废水生活废水生活废水进入生化系统进入生化系统200490690CODCOD2193400920进水水质进水水质(mg/L)(mg/

34、L)BODBOD5 5SSSS767.5300250400400293NHNH3 3-N-N204034.2 1)BOD5 污泥负荷为 0.13kgBOD5/(kgMLSS.d)；污泥指数 SVI 为 150106106r 1 6600mg / L， 2)回流污泥浓度：Xr 污泥回流比 R=100%SVI150R1 Xr 6600 3300mg / L1 R1180400.5 4)TN 的去除率 0.5，确定回流比为:R内100%8010.5 3)曝气池内混合液的污泥浓度：X 5）尺寸计算曝气池有效容积V QL0690400 643.4m3，厌氧池的体积 Va=V/3=214.5m3；曝气池N

35、SX0.133300有效水深 4m；曝气池总面积STV643.5161m2H4S161 20.1m，总长 L 为 20.1nb24设 2 个廊道，每个廊道宽 b=4m，故每个廊道的长为L 2=40.2m。校核：L510b；b=12H；b/H=4/4=1.均符合要求。池深超高 0.5m，实际池深为 4.5m。因此厌氧池尺寸为 6.72.71.5(m)，曝气池的尺寸为 20.184.5(m)。水力停留时间t 13.44h。6）剩余污泥W=aQLrbVXr0.5QSrV482.516.8h，采用 A:O=1:4,所以厌氧段停留 3.36h，好氧段停留Q28.75降解 BOD 产生的污泥W1=aQLr

36、 0.55690(0.40.1)113.9kg /d内源呼吸消耗的污泥Xv fX 0.753300 2475mg / L，W2 bVXv 0.056902.475 85.4kg /d不可生物降解和惰性悬浮固体W3 0.5QSr 0.5690(0.40.2) 69kg /d每天生成的活性污泥为 W1-W2=113.9-85.4=28.5kg/d故总剩余污泥为：W W1W2W3113.985.469 96.6kg /d湿污泥体积：设含水量为 99.2%，则，Qs=W96.612.1m3/d1000(1 P)1000(10.992)泥龄6902.475 60d28.57）最大需氧量O2 aQ(L0

37、Lr)bQ(Nk0 Nke)0.12XwbQ(Nk0 Nke NOe)0.12Xw0.56cXwO21690(0.4 0.1) 4.66901.3(0.0250)0.12 27.45 4.6690(0.02500.005) 0.12 27.45 0.56 1.42 27.45 229 kg/d若空气密度为1.293kg /m3，空气中含有氧量为 21%，则所需理论空气量：229843.4(m3/d) 35.1(m3/h)1.2930.21本设计中选取氧的利用率为 20%，安全因素采用 1.5，设计所需空气量为：35.11.5 263.25(m3/h) 4.4(m3/min)0.2选用 D221

38、6-7/2000 型罗茨鼓风机，其性能参数见下表：型号D2216-7/20008）曝气器所需数量hcOc24qc进气量m3/min7m3/min功率 kW5.5式中 h1 按供氧能力所需曝气器个数（个） ； Oc 由 式 （ 3.4.4-1 ） 所 得 曝 气 器 污 水 标 准 状 态 下 生 物 处 理 需 氧 量（kgO2/d） ； qc 曝 气 器 标 准 状 态 下 ， 与 曝 气 器 工 作 条 件 接 近 时 的 供 氧 能 力（kgO2/h个 ）;选择钟罩式微孔曝气器，服务面积为0.5m2hc161m2，故纵的曝气头数为 53161/0.5=17066 个9) 污泥泵的选择根据

39、计算，每天产生剩余污泥 96.6kg/d，选择 PN 型泥浆泵，型号为 PN1,主要参数见下表型号PN14.10 二沉池考虑本设计水量较小，不适宜使用辐流式沉淀池，故此选用平流式沉淀池。二沉次池体尺寸计算(1)池表面积：QmaxA=qOc229 53个，曝气池面积为24qc240.18流量 m3/h7.216扬程 m1412功率 kW3式中：A池表面积，m ；Qmax最大设计流量，m3/h ；q水力表面负荷，本设计 0.8m3/m2h 。2A=48.75=60 .94m20.8 (2)沉淀部分有效水深：h2=qt式中：t沉淀时间，本设计取 t=3h。h2=0.83=2.4m（3）沉淀部分的有效

40、容积V=Qmaxt=48.752=97.5m3（4）池长设水平流速为 3.7mm/s，L=vt3.6=3.71.53.6=19.98m（5）池子总宽度B A60.94校核长宽比 L/B=19.98/3.05=6.554 3.05m，L19.98（6）污泥部分容积污泥容积参照生活污水进行设计计算，设 T=2d，污泥含水率为 95%，V Q(C1C2)100T(1000)48.7524(400 200)1061002V 9.36m3(10095)（7）污泥斗容积泥斗尺寸为 f1=3.053.05=9.3m2；f2=0.50.5=0.25m2。(3.050.5)tan60 2.21m21V 2.21

41、(9.320.2529.30.25) 64.88m3 9.36m33h4（8）污泥斗以上的梯形部分h4=(19.98+0.3-4.5)0.01=0.1578m（9）沉淀池总高设超高为 0.3m，无机械刮泥设备，故此缓冲层高 0.5m，据此H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.4+0.5+0.1578=3.36m4.11 污泥浓缩池a.污泥量：进入污泥浓缩池的污泥包括两部分，一是沉淀池的污泥，二是二沉池的剩余污泥，总泥量 W=W1+W2=96.6+3.96=100.6 m/d=4.2 m/h。由于污泥量较小，本设计采用一座间歇式重力浓缩池。b.浓缩池各部分尺寸的确定(1)浓缩池有效容积：V=Q

42、.T式中: Q设计污泥量，m3/h；T浓缩时间，本设计取 16h。V 4.216 67.2m3m3(2)池断面面积：拟采用有效水深 h2=5.5mA V67.212.2m2h25.54 A412.2 3.94m3.14D (3)圆锥体体积的确定：,r1=1m，则：设 50。 Dr13.941。h3=tan50。 tan501.75m22h3 D Dr1 r1V锥=324 2223.141.753.9423.941 123=9.4m324 2(4)所需柱体体积：V柱=V-V锥=12.2-9.4=2.84m3(5)h2=4V柱42.84 0.32m22D3.143.94(6)浓缩池总高度：H=h1

43、+h2+h3=0.3+5.5+1.75=7.55m(7)浓缩后污泥量：q V 100 P1100 P2式中：q浓缩后污泥量，m3；P1浓缩前污泥的含水率；P2浓缩前污泥的含水率。q 67.210099.4 20.2m310098(8)浓缩后泥位：泥占柱体体积 V，V=q- V锥=20.2-9.4=10.8m3则泥在柱体中的高度 h4为：4V，410.8 0.89mh4=D23.143.942(9)水区高度：h5=h2-h4=5.5-0.89=4.61m本设计采用带式压滤机机械脱水。(11)板框压滤机a.浓缩后污泥量：按浓缩后的污泥量 V=10.8m3计算；b.脱水工艺及脱水设备的选择(1)脱水

44、工艺污泥脱水主要采用机械压缩方法，采用 PAM 作为脱水剂，投加量为 3ppm，脱水用量为：M 10.3197%3%9.27kg式中：97%为污泥的浓缩后的含水率压滤机过滤能力 W 采用 3kg 干泥/ m3d.并且每天工作 8h，其压滤面积为：A 1000197%10.8213.5m38(2)压滤机的选择选用 2 台 BAJ20-635/25 型自动板框压滤机，1 用 1 备，其性能参数如下：型号BAJ20-635/25过滤面积20框内尺寸635635滤板4500外形尺寸 mm3770126012第五章第五章构筑物及设备一览表构筑物及设备一览表5.1 主要构筑物一览表序号1234567名称调

45、节池微电解塔Fenton 氧化池中和反应池沉淀池格栅调节池参数LBHHLBHLBHDHLBHLBH规格(m)16935.6524.522.5532.54.225.632.870.080.761510.43数量1 座2 座1 座1 座1 座1 座1 座说明钢砼、防腐铸铁、防腐钢砼、防腐钢砼钢砼钢砼钢砼891011厌氧池好氧池二沉池污泥浓缩池LBHLBHLBHDH6.72.71.520.184.519.983.053.363.947.551 座1 座1 座1 座钢砼钢砼钢砼钢砼5.2 主要设备一览表序号名称型号JX-63/5数量2 台2 台2 台2 台2 台说明1计量泵JZ-1000/3.2JX-

46、40/8一备一用2污泥泵PN180F-15一备一用3污水泵21 PW2一备一用2 台2 台17066 个4 个2 台一备一用一备一用一备一用4567罗茨鼓风机曝气头pH 计板框压滤机D2216-7/2000钟罩式微孔BYS01BAJ20-635/25第六章第六章管道水力计算及高程布置管道水力计算及高程布置6.1 平面布置及管道的水力计算室外排水设计规范第三章第二节中规定：排水管道的最大设计流速：非金属管道为5m/s。本设计中选用v=1.0m/s。已知生产废水流量为 240m3/d，约为 0.008m3/s，充满度 h/D=0.7Q w.v(m3/s)v c Ri(m/s)c Q 11/6Rn1

47、wR2/3i1/2(m3/s)n式中：Q设计流量，m3/s； w过水断面面积，m2； v水流流速，m/s； c谢才系数； R水力半径，D/4，m； n管道粗糙系数，查给水排水设计手册第五册，铸铁排水管n=0.013； i设计坡度；已知，充满度h/d=0.7，h=0.7d，h-0.5d=0.2d，cos 0.2d 0.4，=66.40.5d3602d2 0.495d2则过水断面面积：w 3604所以d 0.4951、管段1，2（进水管，调节池至pH调整池）设计流量为8.3L/s，设流速为 1.0m/s则w d Q0.0083 0.0083(m2)v1.00.0083 0.154(m) 154(m

48、m)取 150mm0.495校核：R d 0.0388(m)4管径取 D=150mm，粗糙度 n=0.013，得 i=0.006，v=0.79m/s。2、管段 3（pH 调整池至微电解池）流量 Q=8.3L/s，流速为 1.67m/s。w d Q0.0083 0.00497(m2)v1.670.00497 0.126(m) 126(mm)取 125mm。0.495校核：R d 0.0375(m)4管径取 D=125mm，粗糙度 n=0.013，得 i=0.03,v=1.32m/s。3、管段 4、5、6、7（微电解池至氧化池，氧化池至中和池，中和池至沉淀池，沉淀池至调节池）同管段 1、2，i=0

49、.014,v=0.9m/s，D=100mm。5、管段 8（生活污水至调节池）流量 Q=686m3/d，设流速 v=1.0m/sw d Q0.0073 0.0073(m2)v10.0073 0.152(m) 152(mm)取 150mm。0.495校核：R d 0.0375(m)4管径取 D=150mm，粗糙度 n=0.013，得 i=0.06,v=0.72m/s。6、管段 9（调节池至厌氧池）流量 Q=8L/s，设流速 v=1.88m/sw d Q0.008 0.0043(m2)v1.880.0043 0.112(m) 112(mm)取 125mm。0.495校核：R d 0.031(m)4管

50、径取 D=125mm，粗糙度 n=0.013，得 i=0.03,v=1.32m/s。7、管段 10、11、12（厌氧池至好氧池，好氧池至二沉池，排水管）流量 Q=8L/s，设流速 v=1.0m/sw d Q0.008 0.008(m2)v10.008 0.159(m) 159(mm)取 150mm。0.495校核：R d 0.0375(m)4管径取 D=150mm，粗糙度 n=0.013，得 i=0.06,v=0.72m/s。管道水力计算结果一览表管段1（进水管）23qv（L/s）D（mm）V（m/s）长度(m)水力坡度 i8.38.38.31501501250.790.791.322220.