化纤废水污水处理厂设计-毕业(论文)设计.doc
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1、 毕 业 设 计 论 文题 目:张家港化纤集团生产废水处理工程设计学 院: 市政与环境工程学院 专 业: 环境工程 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成时间: 河南城建学院毕业设计 摘要摘要该化纤集团主要生产黏胶短纤维,废水产生量为500 m3/h 即1.200万t/d,废水主要由含Zn2+的酸性污水和含有硫化物的碱性污水组成,且都含较高COD、SS和少量石油类物质。根据该化纤污水可生化性差,含难降解的硫化物和有毒重金属的水质特点,设计“物化预处理氧化沟生化处理”工艺对其进行处理。污水中的SS、石油类物质、Zn2+、硫化物浓度大大降低,使得出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB1891
2、8-2002)中的一级B排放标准要求。本文对各处理单元构筑物进行了设计计算,绘制各处理单元构筑物图,以及污水处理站的平面布置图和高程图,同时对该污水处理站进行了投资经济概算,验证污水不仅得到有效处理,且经济可行,符合可持续发展要求。关键词: 化纤废水,物化预处理,氧化沟,硫化物,Zn2+ I河南城建学院毕业设计 目录AbstractA chemical fiber company mainly produces glue differentiation short fibers,its wastewater quantity is 500 m3/h.Wstewater is composed
3、by acid and alkaline sewage , acid sewage contains Zn2+ 、COD、SS and a few oil, alkaline sewage contains sulfide、 COD、SS and a few oil.The Chemical fiber sewage is hard to bochemical react,and there is itoxic heavy metals and sulfide which is harmful to bochemical reaction in it ,so the wastewater is
4、 physico chemical per-treatmented and then Oxidation ditch biochemical treatmented.The concentrations of Zn2+ 、COD、SS and oil are greatly reduced, effluent water meets the level 1 of emissions requirements in the integrated wastewater discharge standard (2002) GB18918 . Processing unit structures ar
5、e projected, plane and elevation layout of processing station is also presented, meanwhile its economic is accounted. The wastewater is not only well degraded ,but also economically feasible, fulfill the sustainable development .Keywords: Chemical fiber wastewater, Physico chemical per-treatment,Oxi
6、dation ditch, Sulfide, Zn2+ 目 录摘要IAbstractII前言11 设计原始资料21.1 设计进水水量、水质及排放标准21.2 水质特点分析22 污水处理工艺设计方案的分析和确定32.1 污水处理工艺设计方案的分析32.1.1 SS、石油类物质的去除32.1.2 硫化物、锌的去除32.1.3 COD的处理42.2 污水处理工艺设计方案的确定42.3污水处理工艺流程43 主要构筑物及工艺设计计算63.1 格栅的设计63.1.1 设计说明63.1.2酸水格栅的设计计算63.1.3碱水格栅的设计计算83.1.4格栅水力计算图103.2提升泵房113.2.1泵房的设计依据
7、:113.2.2设计说明123.2.3设计计算133.3曝气沉砂池的设计133.3.1设计说明133.3.2酸水曝气沉砂池的设计计算143.3.3碱水曝气沉砂池的设计计算143.4曝气混合池的设计153.4.1 设计说明153.4.2 设计计算153.5加速澄清池163.6调节池的设计173.6.1设计说明173.6.2设计计算173.7氧化沟的设计183.7.1设计说明183.7.2设计计算183.8二沉池的设计203.8.1设计说明203.8.2设计计算203.9集泥井的设计223.9.1设计说明223.9.2设计计算223.10鼓风机房设计计算233.10.1鼓风机房的规定233.10.
8、2鼓风机设计计算243.10.3鼓风机的选择253.10.4鼓风机房布置253.11污泥浓缩脱水系统的设计253.11.1 设计说明253.11.2 重力浓缩池263.11.3污泥脱水274 污水处理站平面布置和高程布置294.1平面布置294.2污水厂的高程布置294.2.1污水厂高程布置原则304.2.2高程布置时的注意事项314.2.3污水处理站高程水力计算325 人员编制及工程投资总概预算365.1 人员编制365.1.1 技术员兼站内总管365.1.2机修间操作工365.1.3泵房及配电室工人365.1.4 脱水操作工365.1.5化验员365.2 设计投资总概预算365.2.1 直
9、接费365.2.2间接费用395.2.3 第二部分费用395.2.4工程预备费395.2.5总投资395.3年经营成本预算405.3.1 电费E1405.3.2. 药剂费E2405.3.3. 工资E3405.3.4. 工人福利E4415.3.5. 检修维护费E5415.3.6. 基建投资折旧费E6415.3.7. 其他费用E7415.3.8. 年经营成费415.3.9. 每吨废水处理成本41结论42致谢43参考文献4444 河南城建学院毕业设计 前言前言黏胶纤维属于人造纤维,是利用木材、植物杆等含天然高分子纤维素的原料经过一系列复杂的物理、化学过程制成。生产黏胶差别化短纤维的主要原料有硫酸、烧
10、碱、硫酸锌、硫酸钠、二硫化碳等,产生的废水中主要污染物有COD、SS、Zn2+、硫化物等难生化降解物质。黏胶纤维具有良好的吸湿性、透气性、染色性、抗静电性以及柔软、光滑、抗起球等特性,所以由黏胶纤维制造的各类服装及装饰用纺织品深受广大消费者喜欢。随着人们的生活水平提高,人们的环保意识逐渐加强,生产量越来越大的化纤行业产生的污水的处理也被日益重视。该化纤公司主要生产黏胶纤维,废水总产生量为500 m3/h 即1.20万 m3/d,废水主要由含Zn2+的酸性污水和含有硫化物的碱性污水组成,其中酸性废水产生量4000 m3/d、碱性废水8000 m3/d,且都含较高COD、SS和少量石油类物质。本文
11、根据该化纤污水可生化性差,含难降解的硫化物和有毒重金属的水质特点,设计“物化预处理氧化沟生化处理”工艺对其进行处理。污水中的SS、石油类物质、Zn2+、硫化物浓度大大降低,使得出水水质达到污水综合排放标准(GB18918-2002)中的一级B标准排放要求。对于该学士学位毕业设计,鉴于可持续发展和环境质量的要求,我决定对张家港化纤集团生产黏胶化纤维的化纤污水处理工艺进行设计。本文对各处理单元构筑物进行了设计计算,绘制各处理单元构筑物图示,以及污水处理站的平面布置图和高程布置图,同时对该污水处理站进行了投资经济概算,验证污水不仅得到有效处理,且经济可行,符合可持续发展要求。本次设计,不仅为使污水得
12、到有效处理,减小或消除了污水对环境的污染,达到保护环境的目的,同时也提高自己的学习和工作能力。由于时间仓促和自身专业水平的不足,以及本工艺设计限于理论研究,本文肯定存在尚未发现的缺点和错误,敬请大家批评指正。河南城建学院毕业设计 设计原始资料1 设计原始资料1.1 设计进水水量、水质及排放标准设计进水水量、水质及排放标准如表1.1所示: 表1.1 废水量、水质及排放标准水量(m3/d)PH CODcr (mg/L) SS (mg/L)硫化物(mg/L) Zn2+(mg/L)石油类(mg/L)酸性废水 4000 35 500 150 - 200 10碱性废水 8000 1012 3000 400
13、 10 - 5 出水标准 12000 69 60 20 1.0 1.0 3.0 1.2 水质特点分析该污水水量较大,污染物浓度较高,含难降解有机物、以及硫化物和有毒重金属锌等影响生化处理的污染物。碱性污水中含有大部分COD、SS和部分硫化物。COD主要通过生化处理去除,但硫化物会对生物处理的正常进行产生干扰,致使污泥膨胀,出水水质变坏,所以要对碱性污水进行预处理,去除硫化物。酸性污水酸度高、腐蚀性强,其主要污染物是COD部分SS和有毒重金属Zn2+,含Zn2+污水若直接进入生化系统会抑制微生物的新陈代谢,因此在生化处理COD之前必须进行预处理除去Zn2+。该生产黏胶纤维的企业的生产废水有机物含
14、量高、可生化性差、含有毒物质,另外还有部分SS和石油类物质,这些都对主体生物处理产生严重干扰,所以要使该化纤污水的水质得到好的改善,出水达到污水综合排放标准(GB18918-2002)中的一级B排放标准要求(如表1-1排放标准),就必须对其进行良好的物化预处理,从而有利于后续生物处理的稳定性和总体处理效果。河南城建学院毕业设计 污水处理工艺设计方案的分析和确定2 污水处理工艺设计方案的分析和确定2.1 污水处理工艺设计方案的分析2.1.1 SS、石油类物质的去除污水中SS、石油类物质用传统的气浮法即可得到去除,所以在该污水处理工艺中可设置曝气沉砂池,同时去除较大无机砂粒和相对密度较小的悬浮物和
15、石油类污染物。2.1.2 硫化物、锌的去除硫化锌沉淀法硫化锌沉淀法可用于:1)去除废水中硫化物。锌和废水中的硫化物在7090条件下作用1h,形成硫化锌沉淀2)去除废气中的H2S和废水中的Zn2+: a. NaOH吸收废气中H2S: 2NaOH+H2SNa2S+2H2O 式(2.1) b. Na2S与ZnSO4沉淀反应: Na2S+ ZnSO4ZnS+ Na2SO4 式(2.2)硫化锌难溶于水,但易溶于酸,该化纤污水的酸性污水酸度大,酸碱水混合后呈酸性,硫化锌沉淀难形成。而且一般硫化物浓度不高时,生成的硫化锌沉淀少且细小,泥水分离难,需要投加太多沉淀剂,处理费用高,目前该方法在实际应用中比较少。
16、在该化纤污水中,混合污水呈酸性,锌,硫化物浓度并不高,所以硫化锌沉淀法处理该污水中的硫化物、锌的方案不可取。分别去除硫化物和锌酸性条件最利于硫化物转化成挥发性气体,从而达到去除目的。本工艺将含硫化物的污水调节PH至偏酸性,通过曝气吹脱去除产生的硫化氢,二硫化碳等气体。含锌污水通过投加石灰乳溶液调节PH至偏碱性,生产难溶于水的氢氧化锌,同时投加PAM混凝剂溶液使生成的氢氧化锌混凝沉淀实现泥水分离。含硫化物污水和含锌污水分别物化预处理使硫化物和锌都分别得到较好去除,有利于后续处理的顺利进行。2.1.3 COD的处理污水处理的主要任务是降低水中有机物含量,降低有机物浓度最有效的处理方法必然是生物处理
17、。在该工艺过程中,干扰主体生物反应的硫化物,Zn2+都在预处理中得到有效去除,预处理之后的酸性污水和碱性污水混合,但有机物可生化性仍然差,难降解,用传统生物处理方法难以达到处理要求。氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式,水力停留时间,污泥泥龄比一般生物处理长,抗负荷冲击能力强,处理效率高,故该工艺选择处理效率高抗冲击负荷强的氧化沟法能有效的降解COD。2.2 污水处理工艺设计方案的确定根据本文2.1设计方案的分析,确定该化纤污水处理工艺为酸性污水和碱性污水分别预处理后混合进行生化反应处理,最后进行污泥处置。含硫化物的碱性污水首先经过格栅,曝气沉砂池的物理处理去除SS和石油类物质。碱性污水含有硫化物
18、,酸性条件最有利于硫化物的去除,所以要向碱性废水中加入酸,调节pH到偏酸性,再用曝气吹脱去除产生的硫化氢、二硫化碳等气体。含锌的酸性污水也首先经过格栅,曝气沉沙池的物理处理去除SS和石油类物质。酸性污水中的Zn2+在碱性条件下生成难溶于水的氢氧化锌,所以再将含锌酸水进入加速澄清池通过投加石灰乳溶液调节PH致碱性使得Zn2+和OH生成难溶于水的Zn(OH)2,同时投加PAM絮凝剂溶液使生成的氢氧化锌混凝沉淀实现泥水分离,从而达到除锌的目的。将预处理后的酸水和碱水混合进入氧化沟反应池进行生化处理,有效去除有机物,大大降低COD浓度。工艺流程中产生的所有生物剩余污泥和非生物剩余污泥集中收集,进行重力
19、浓缩,而后压滤脱水,最后干泥外运。2.3污水处理工艺流程根据2.1和2.2的污水处理工艺设计方案的分析和确定,该化纤污水处理采用见图2-1 所示的工艺流程。 酸性废水提升泵房加速澄清池曝气沉砂池格栅 碱性废水调节池提升泵房曝气沉砂池格栅氧化沟曝气混合池排水二沉池污泥脱水污泥泵房污泥浓缩集泥井污泥污水管路污泥管路 图2-1 污水处理工艺流程格栅:截留污水中的较大颗粒和悬浮物。集水井:汇集污水,准备输送污水到其他构筑物,贮存盈余,补充短缺,使后续处理设施得到均匀的进水量,保证正常运行。曝气沉砂池:污水中相对密度较大的无机砂粒下沉与水分离,相对密度较小的SS和石油类物质则上浮与水分离。调节池:调节水
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