某制革废水的卡鲁塞尔氧化沟处理工艺设计书

河南城建学院本科毕业设计 摘要 摘要 本设计是制革废水的处理工艺设计，公司所在地在豫东南县级市项城，由于当地有莲花味精公司以及制革私营小企业，所以污染非常严重，当地对污染排放要求严格。制革废水具有高污染性，其特点是碱性大，色度高，耗氧量高，悬浮物多含。鞣制过程中产生的含铬废水需单独处理，经过沉淀压滤和酸化，回收利用，上清液进入综合废水除理。 本设计采用卡鲁塞尔氧化沟生物处理工艺。此工艺发展成熟，处理效果好。BOD5与COD经前置厌氧处理80%后进入氧化沟，在经过卡鲁塞尔处理后，出水水质那拿到污水综合排放一级标准。初沉池用平流式沉淀池，二沉池有竖流沉淀池。整个工艺过后，COD去除率达到99%，BOD5去除率达到99.92%，SS去除率达到99.9% 。 关键词：制革废水；工艺设计；脱氮；BOD5；卡鲁塞尔氧化沟 53 河南城建学院本科毕业设计 ABSTRACT ABSTRACT This design process is wastewater treatment for tanning. The company in the southeast of Henan province and the pollution of the local environment is serious.The government is very strict for the company of environment. Tannery wastewater have a high polluting. which is characterized by a large alkalinity a highly chroma and a big Oxygen consumption, it also have a large SS. The tannery wastewater have Heavy metal ions Cr..so we must Deal with separately for the Chromium-containing wastewater This design used by Oxidation ditch to deal with tannery wastewater .This process is mature treatment is very good. Many Tannery factory used this process to deal wastewater. First the wastewater deal with by Anaerobic pond and then the wastewater go to the Oxidation ditch. This can Guarantee the water no Hazardous for people and for our environment. This design have many Structures, include Oxidation ditch, UASB, Sedimentation tanks, and Grille and so so .go though the Complete process the wastewater can removal 99% COD ,BOD5and SS. the wastewater can emission into the environment. The design includes the design scheme selection of the background, basis, process, structure size calculation, equipment selection, economic evaluation Key Words: oxidation ditch; treatment process; leather wastewater control; design parameter 目录 摘要 I ABSTRACT II 1项城国际制革厂废水处理工艺设计说明书 1 1.1产业总述 1 1.1.1企业概况 1 1.1.2皮革生产工艺流程为 2 1.1.3制废水来源 2 1.1.4废水特点 4 1.2设计要求 6 1.3处理工艺的比较与选择 7 1.3.1制革废水处理工艺概况 7 1.3.2常用的生化处理 7 1.3.3工艺的选择 7 1.3.4工艺流程图的确定 8 1.3.5含铬废液的处理 8 1.4 设计工艺所选的构筑物以及机械设备的参数 8 1.4.1细格栅 8 1.4.2调节池 9 1.4.3提升泵房设计 9 1.4.4初沉池 10 1.4.5 UASB设计 10 1.4.6氧化沟 11 1.4.7二沉池 12 1.4.8加氯消的确定 13 1.4.9鼓风机房 14 1.4.10污泥回流泵房 14 1.4.11剩余污泥泵房 14 1.4.12污泥浓缩池 15 1.5污水厂平面高程布置 16 1.5.1平面布置 16 1.5.2管线布置 16 1.5.3高程布置 17 1.6经济技术分析 17 1.6.1土建费用及主要设备材料费用 17 2项城市国际皮革厂废水处理工艺设计计算书 20 2.1污水处理构筑物的计算 20 2.1.1细格栅的计算 20 2.1.2调节池的计算 23 2.1.3提升泵房的设计 24 2.1.4初沉池的计算 24 2.1.5 UASB的设计计算 27 2.1.6氧化沟的设计计算 34 2.1.7二沉池的计算 38 2.1.8接触消毒池的计算 40 2.1.9清水池的计算 41 2.2污泥系统的计算 41 2.2.1污泥回流泵房的计算 41 2.2.2剩余污泥泵房的计算 41 2.2.3污泥重力浓缩池的计算 41 2.2.4贮泥池的计算 43 2.2.5 脱水机房 43 2.3高程计算 43 2.3.1筑物的水头损失说明 43 2.3.2水头损失计算 44 结论 47 参考文献 48 致谢 49 河南城建学院本科毕业设计 项城国际制革厂废水处理工艺设计说明书 1项城国际制革厂废水处理工艺设计说明书 1.1产业总述 1.1.1企业概况 项城华丰国际皮革城，是由华坚国际（BVI）股份有限公司投资。主要以生产加工皮革为主。工厂占地总面积约150亩，位于河南省项城市。主要业务是毛皮加工至蓝皮。公司拥有目前国内最先进的污水循环处理系统，以及国外进口的先进去肉机、片皮机、全自动加工流水线一批。蓝皮日生产加工能力5000张，约150000尺。 原料皮 水洗 浸水 脱毛 浸灰 去肉 净面 水洗 软化 水洗 浸酸 铬鞣 削匀 中和 染色 加油 整饰 成品 图1.1制革生产基本工艺流程框图 1.1.2皮革生产工艺流程为 1.1.3制废水来源 在生产过程中大量的蛋白质、脂肪转移到废水、废渣中；同时在加工过程中采用的大量化工原料，如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、铬鞣剂、加脂剂、染料等，其中有相当一部分进入废水之中。这些加工过程产生的废液多是间歇排出，其排出的废水是制革工业污染的最主要来源。制革废水主要来自于准备、鞣制和其它湿加工等三个加工工段： 鞣前准备工段 在该工段中，污水主要来源于水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂等。主要污染物有三类：一是有机废物，包括泥浆、蛋白质、油脂等；二是无机废物，包括盐、硫化物、石灰、Na2CO3、NH4+、NaOH等；三是有机化合物，包括表面活性剂、脱脂剂等。鞣前准备工段的废水排放量约占制革总废水量的50%以上，污染负荷占总排放量的60%左右，是制革废水的主要来源 鞣制工段 在该工段中，废水主要来自水洗、浸酸、鞣制。主要污染物为无机盐、重金属铬等。其废水排放量约占制革总废水量的25%左右； 鞣后湿整饰工段 在该工段中，废水主要来自水洗、挤水、染色、加脂、喷涂机的除尘污水等，其主要污染物为染料、油脂、有机化合物等，废水排放量约占制革总废水量的25%左右。 表1.1 各生产工序产生的废水及其成分 序号 工 序 加入辅料 作 用 废水成分 1 浸水 渗透剂、防腐剂 使皮恢复鲜皮状态 血、水渗性蛋白、盐等 2 脱脂 脱脂剂、表面活性剂 去除皮表面及肉部油脂 表面活性剂、蛋白、盐等 3 脱毛浸灰 石灰膏、硫化钠 去掉表皮及毛，并使松散胶原纤维皮膨胀 硫化钠、石灰、硫氢化钠、蛋白质、毛、油脂等 4 水洗 — 洗掉表面的灰 硫化钠、石灰、硫氢化钠、蛋白质、毛、油脂等 5 片皮 — 分层 皮块等 6 灰皮洗水 — 洗掉表面灰 皮块等 7 脱灰 铵盐、无机酸 脱去皮肉外部灰，中和裸皮 铵盐、钙盐、蛋白质等 8 软化及洗水 酶及助剂 皮身软化，降低皮温 酶及蛋白质等 9 浸酸 NaCl、无机酸、有机酸 对鞣皮酸化 酸、食盐等 10 鞣制 铬粉及助剂、碳酸氢钠 使胶原稳定 铬盐、硫酸钠、碳酸钠等 11 水洗 — — 铬盐、硫酸钠、碳酸钠等 12 中和水洗 染料、有机酸、加脂剂及助剂 中和酸性皮 中性盐 13 染色加脂 — 上色，并使革柔软丰满 染料、油脂、有机酸等 1.1.4废水特点 ①废水水量波动大 制革工业用水量非常大，一般情况下，根据产品品种和生坯类别的不同，每生产1t原料皮需要用水60-120t。这些用水除一小部分被原皮吸收，绝大部分使用之后形成废水排放，所以制革工业废水排放量也是非常大的；同时由于废水通常是间歇式排放，所以废水水量和水质的波动非常大。以占制革总耗水量的68%的黄牛皮为例，其每吨皮工艺耗水就达89吨，仅9次水洗工艺就耗水70吨，见 表1.2 黄牛皮加工中各工序耗水量统计表 工 序 流 水 洗 水 洗 池 浸 水 浸 灰 灰皮水洗 去肉后水洗 脱 灰 软 化 水 洗 浸酸与铬鞣 削匀皮水洗 复 鞣 水 洗 中 和 水 洗 染 色 加 脂 水 洗 其 它 合 计 耗 水 量t/d 16 3 6 4 16 15 2 2 10.5 1 2 0.5 4 0.5 1.5 1 0.5 2 1.5 89 由于皮革生产工序的不同，在每天的生产中都会出现多次排水高峰，通常每天会出现5h左右的高峰排水。一般高峰排水量为日平均排水量的2-4倍。废水水质变化同水量变化一样差异很大，随生产品种、生皮种类、工序交错而变动，显示出污染物排放的无规律性。 ②制革综合废水可生化性较好 沸水中含有大量的原皮上可溶性蛋白脂肪等有机物和甲酸等低分子添加有机物，BOD5/COD比值通常在0.40～0.45。但是，由于含有较高浓度的Cl_和SO42-,高盐度引起的渗透压增加了对微生物的抑制作用；硫酸盐的存在，爱厌氧环境下不还原成S2-而增加了废水的处理难度。因此，选择生物处理技术必须从分考虑高盐度和高硫酸盐对生化反应过程的影响。 ③悬浮物浓度高，易腐败，产生污泥量大 制革工业加工每吨原皮得到的成革约为300kg其余原料中约有200kg以上成为皮边毛，蓝边皮和皮屑；大量原皮上的去肉和渣进入废水，废水中的悬浮物浓度高达数千毫克每升。高浓度的悬浮固体不但造成废水高浓度有机物，增加了固液分离难度而且产生大量的邮寄污泥，污泥中还夹带着原皮上的泥沙污血和生产过程中添加的石灰和盐类，污泥体积占废水量的5%以上。制革污泥的处理处理及处置室制革废水处理的难点之一。 ④废水污染负荷 制革废水的污染负荷非常高，其成分复杂、耗氧量高、悬浮物多、色深，含有蛋白质、脂肪、染料等有机物和铬、硫化物、氯化物等无机盐类，并随工段、工艺、工序的不同而变化很大。同时废水中有毒、有害废水比重比较大。制革加工各工段污水水质状况见表2-3所示: 表1.3 制革加工污水水质情况参数表 工段 准备工段 鞣制工段 整理工段 共计 用水比例/% 48 28 24 100 污染物参数 质量分数 kg/t 比例 % 质量分数 kg/t 比例 % 质量分数 kg/t 比例 % 质量分数 kg/t 比例 % CODcr 140～153 71 8 4 50～80 25 198～241 100 BOD5 57.5～72 80 3.5 4.8 11.5～14.5 15.4 72.5 90 SS 100 71.5 10 7.2 30 21.3 140 100 S2- 87.9 99.1 0.1 0.9 — — 8 100 Cr3+ — — 7 87.5 1 12.5 8 100 1.2设计要求 表1.4 设计进水水质 序号 项目 指标 1 BOD5 2500mg/L 2 COD 6000mg/L 3 4 5 6 7 8 SS pH S2- 总铬 NH3-N TKN 2000mg/L 6～12 100 10～20 80 100 污水处理厂出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB8987-2002）的一级A标准； 表1.5 设计出水水质 序号 项目 指标 1 BOD5 ≤20mg/L 2 COD ≤60mg/L 3 SS 20mg/L 4 pH 6～12 5 S2- 1.0 6 总铬 0.1 7 NH3-N 15 8 Cr6+ 0.05 9 TN 20 本设计处理量 ：3000m3/d 1.3处理工艺的比较与选择 1.3.1制革废水处理工艺概况 传统的制革废水处理技术是将各工序废水收集混合，采用物理、化学、生物等手段集中处理，把废水中的油脂、蛋白质和各种化工材料作为废物处理掉，浪费资源，投资高，且生皮加工过程中脱毛浸灰工段产生的高浓度含硫废水和铬鞣工段产生的废铬液，对处理废水是非常不利的。故比较合理的是“原液单独处理、综合废水统一处理”，工艺路线，将脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水分别进行处理并回收有价值的资源，然后与其他废水混合统一处理。但对于小型制革厂 采用这种方法，工艺流程长、费用高，仍可进行集中处理。 1.3.2常用的生化处理 活性污泥法:工艺成熟，运行比较稳定，但运行管理复杂，工艺技术要求高，微生物的活动易受干扰破坏。如活性污泥易受毒物影响，易受高负荷冲击，可能产生污泥膨胀，曝气时间长，曝气池体积大，占地面积大，基建投资大，脱色脱氮效果差。 接触氧化法: 占地少，管理方便，耐冲击负荷，不产生污泥膨胀但填料费用高。 氧化沟:对污染物去除率高，脱氮效果好，管理方便，用氧化沟可以考虑不用预处理，处理水能够达标排放，但此法占地面积大。适用氧化沟处理制革污水时，由于污水中含有表面活性剂，不能使用表面曝气。 生物滤池，生物转盘:适用于中小型制革厂，设备简单，管理方便，但一次性投资较高，净化效果受温度影响大。 1.3.3工艺的选择 要选用哪种生物处理工艺，除了考虑水质特点，还要兼顾处理水量、处理要求和场地面积等因素。从表1看出， 目前用于处理制革废水的比较成熟的工艺是氧化沟、SBR和生物接触氧化法，其技术参数比较全面。氧化沟的运行负荷非常低，处理效果好，且停留时间长、稀释能力强、抗冲击负荷能力强，故氧化沟是符合上述条件的最佳首选技术,又考虑到当地制革企业多，污染比较严重，综合经济环境等多方面考虑，本设计采用氧化沟技术，并在氧化沟前设置UASB厌氧池。 1.3.4工艺流程图的确定 工艺流程流程图如下： 图1.2 工艺流程图 1.3.5含铬废液的处理 含铬废水含有有害金属铬，对其单独进行处理。铬废液出来后，进入储存池内，在进入中和沉淀池进调节，然后再对其进行压滤脱水，最后的得到铬泥，装袋回收，既不污染环境，又能节约资源，废液在中和沉淀过程中的的上清液排除，进入综合废水处理工艺的调节池，作为综合废水和其他废水一快处理 1.4 设计工艺所选的构筑物以及机械设备的参数 1.4.1细格栅 格栅是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。 水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除 25～40mm机械清除 16～25mm最大间隙 40mm在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700，通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。 本设计所取格栅参数 栅条间隙0.01m，格栅倾角取=600，栅前水深取h=0.15m，过栅流速取v=0.6m/s栅条间隙数48个，栅条宽度S=1m，栅槽总长度L=5.1m,栅后槽总高度H=0.57m，每日栅渣量W=0.2m3/d。机械清渣。水头损失0.115m。 1.4.2调节池 设置一座调节池，设计流量：Q=3000m3/d=125 m3/h调节池停留时间：8.0 h 调节池有效容积：v=QT=1258=1000m3，调节池水面面积：调节池有效水深取4m,超高0.5m则A=V/H=1000/4=125 m2，调节池宽B长L=10m25m 1.4.3提升泵房设计 泵房作用 提升泵房是设置于污水处理厂内用来提升污水的泵站，用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，作用是为后续的工艺提供水流动力，从而达到污水的净化。 提升泵房设计说明 1）泵房进水角度不大于45度。 2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8m。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。 3）泵站为半地下式，直径D＝10m，高12m，地下埋深7m。。 选泵结果 根据泵房池底标高，和初沉池水面标高可算出，泵的扬程为10米，流量为35L/s,根据流量与扬程可选用下列泵：100QW70-10-4的潜污泵2台，两用一备。其参数为：排出口径100mm，流量70m3/h，扬程10m，电动机功率4kw,效率74.4%,转速1440r/min。 1.4.4初沉池 本设计选的是平流式沉淀池，平流式沉淀池一般是一个矩形结构的池子，常称为矩形沉淀池。整个池子可分为进水区、沉淀区、出水区和排泥区，设计流量：Q=3000/d=125/h=0.0347m3/s，设表面负荷q=2.0/（m2h）池子总面积A=m2 ，池子总宽度3m，水平流速取4.5m/s，池子宽度3m，池子总高度6.2m，池子长度24.3m，SS去除率40%，排泥量120m3,每三个小时排一次泥。 1.4.5 UASB设计 概述 本设计氧化沟前选用的厌氧装置是UASB,一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。 UASB负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。 优点： 　　1)污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L； 　　2)容积负荷率高，在中温发酵条件下，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。 3)设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。 相关设计数据 本设计取4座UASB 1)参数选取：设计参数选取如下： 容积负荷（Nv）9.0kgCOD/(m3d)； 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD； 产气率0.5m3/kgCOD 2)设计水质 表1.6 UASB反应器进出水水质指标 水质指标 COD BOD 进水水质(mg/l) 4800 2000 去除率（%） 80 85 出水水质(mg/l) 960 300 3)设计水量 Q＝3000m3/d=125m3/h=0.0347 m3/s 4)有关尺寸直径D=8.5m，布水孔取24个， 每个UASB每日产泥量为W=1152/4=282㎏MLSS/d可用200mm的排泥管，每天排泥一次。每日产气量：18600.750.5500010-3=3487.5m3/d 1.4.6氧化沟 本设计选用的生物处理设施为卡鲁塞尔氧化沟，卡鲁塞尔氧化沟工艺发展较为成熟。具有以下优点：Carrousel氧化沟具有以下几个主要优点：(1)在处理某些工业废水时尚需预处理，但在处理城市污水时不需要预沉池；(2)污泥稳定，不需消化池可直接干化；(3)工艺极为稳定可靠；(4)工艺控制极其简单；(5)系统性能显示，BOD降解率达95%～98%，COD降解率达90%～95%，同时具有较高的脱氮除磷功效；(6)Carrousel氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌机，使沟式可增加到5m甚至8m，从而使曝气池的占地面积大大减小；(7)Carrousel氧化沟从“田径跑道”式向“同心圆”式转化，池壁共用，降低了占地面积和工程造价。 相关参数总污泥龄：30d MLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.7 则MLVSS=2800 曝气池：DO＝2mg/L 进水水质：为400 mg/L SS=1200mg/L TN=100mg/L 设计出水水质：为20 mg/L TN=20mg/L SS=20mg/L NH3=15mg/L 好氧区容积 好氧区水力停留时间 21.7h 污泥负荷 剩余污泥量 反硝化容积 水力停留时间 21.7 氧化沟的总容积 5419.7m3 氧化沟宽度 4m 有效水深设计 直线段长度 35m 需氧量 89.74kg/h 采用转刷曝气机型号 JZT2-5I-4 1.4.7二沉池 二次沉淀池（简称二沉池）是整个活性污泥法系统中非常重要的组成部分，整个系统的处理效能与二沉池的设计和运行密切相关，在功能上要同时满足澄清(固液分离)和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两个方面的要求，他的工作效率将直接影响系统的出水水质和回流污泥的浓度。 根据流量污水性质等因素考虑本设计取得是竖流二沉池 设计依据 本设计二沉池采用竖流沉淀池，竖流沉淀池适用于水量较小，用地紧张的小型污水处理厂、处理站等。 1)竖流式沉淀池池面多呈圆形或正方形，为了池内水流分布均匀，池径不宜过大，一般采用4～7米，不大于10米，池子直径与有效水深之比一般不大于3。 2)沉淀池的超高不应小于0.3m。 3)污泥斗的斜壁与水平面的倾角在55～60。 4)排泥管直径不应小于200mm。 5)中心管流速v0不宜大于30.0mm/s，喇叭口与反射板间的间隙流速v1不应大于40mm/s。 设计参数 设计流量Q=3000m3/d=125 m3/h=0.0347 m3/s 进水SS：C0=180mg/L 出水SS：C1=20mg/L 污泥含水率P0=99％ 污泥容重r0：当P0≥95％时，r0=1000kg/m3 沉淀区表面积 41.76m2 沉淀区有效水深 3m 沉淀池直径 7.5m 沉淀池的总高度 9.3m 中心管直径 1.1m 中心管面积 0.87m2 1.4.8加氯消的确定 城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的选择见下表： 表1.7 消毒剂优缺点比较 消毒剂 优 点 缺 点 适 用 条 件 液氯 效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜 氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。 适用于，中规模的污水处理厂 漂白粉 投加设备简单，价格便宜。 同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大 适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂 臭氧 消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物 投资大成本高，设备管理复杂 适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂 次氯酸钠 用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒 需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小 适用于医院、生物制品所等小型污水处理站 经过以上的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。 1.4.9鼓风机房 计算选型 供气管道的总压力损失为：h1=0.4m； 曝气器阻力损失取大值：h2=0.4m； 曝气器安装在距池底1m处， 安装深度5.1m，h3=5.1m， 则池子所需压力： H=h1+h2+h3=0.5+0.5+4.8=5.9m 风压P=ρgh=10009.85.8=56.84kPa,风量 所以接触氧化池供气选用RD-150型鼓风机2台，工作一台，备用一台。 1.4.10污泥回流泵房 污泥回流量Q=QmaxR=30000.67=2010采用100QW70-10-4型号的潜污泵2台，一台备用，流量100m3/h，扬程7m，转速1430r/min 电动机功率3kw,效率75.4%,出口直径100mm，重量125kg,江苏亚太泵业集团生产，尺寸，长宽高分别为664mm，360mm，760mm。泵房的尺寸为长宽高分别为5000mm，2500mm，4000mm 1.4.11剩余污泥泵房 流量Q=52.8m3/d=2.2 m3/h可采用50QW15-22-2.2潜污泵2台，一台备用，流量15m3/h，扬程22m，转速2840r/min 电动机功率2.2kw,效率58.4%,出口直径70mm，江苏亚太泵业集团生产，尺寸，长宽高分别为398mm，240mm，6830m泵房的尺寸为长宽高分别为，5000mm，4000mm，4000mm 1.4.12污泥浓缩池 污泥浓缩池概述 为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池. 本设计的污泥浓缩池采用重力浓缩池 设计依据 1)进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%～97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%～99.6%。 2)污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80～120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2.d)。 3)浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。 4)有效水深一般宜为4m,最低不小于3m 运行参数 污泥固体通量： G=30 浓缩后的污泥含水率：95％ 污泥停留时间： t=20h 污泥流量： Q=52.8m3/d 浓缩池面积 浓缩池的直径 有效水深 3.0m 浓缩池的高度 3.1m 主要设备参数 表1.8 主要设备参数 名称 规格 数量 功率kw 细格栅 JT型阶梯式格栅除污机 4 2.2 鼓风机 3L52WC 2 30 栅渣压榨机 SY型栅渣压榨机 2 1.5 转刷曝气机 JZT2-5I-4 8 7.5 潜水推进器 可提升式QD250-4型 16 4 周边传动刮泥机 ZBG-40型 2 2.2 潜污泵 4/3C-AH 2 30 中心转动刮泥机 1 脱水机 GD-1000型带式压滤机 4 8.8 加药泵 单螺杆泵 LG60-1型 2 7.5 输送机 水平螺旋 2 1.1 带式压滤机 DY—2000 水位仪 自动式 4 1.5污水厂平面高程布置 1.5.1平面布置 各处理单元构筑物的平面布置：处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑*9： 贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。 土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段 在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。 各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。 1.5.2管线布置 应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管。 辅助建筑物： 污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应原理机器间和污泥处理构筑物，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。 在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～10m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。 1.5.3高程布置 为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。 根据氧化沟的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。污水处理工程的高程布置一般应遵守如下原则： 认真计算管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。 考虑远期发展，水量增加的预留水头。 避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。 在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。 需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。 应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流 1.6经济技术分析 1.6.1土建费用及主要设备材料费用 土建费用造价列表 表1.9 土建费用造价列表 名称 规格 数量 造价(万元) 平流沉池 长宽高=24.3m3m3m 体积=218.7m3 1 3.5 调节池 长宽高=25m10m4m 1 4 氧化沟 长宽高=194m4m7m 1 1500 二沉池 直径7.5m，深9.3m， 2 287.88 UASB 直径=8.5m，高=8m， 4 200 造价总和 1995.38 主要设备清单 表1.10 主要设备清单 名称 规格 数量 功率kw 细格栅 JT型阶梯式格栅除污机 4 2.2 鼓风机 3L52WC 2 30 栅渣压榨机 SY型栅渣压榨机 2 1.5 转刷曝气机 Y200L-4 8 7.5 潜水推进器 可提升式QD250-4型 16 4 周边传动刮泥机 ZBG-40型 2 2.2 潜污泵 4/3C-AH 2 0.75 中心转动刮泥机 φ=7.3m 1 25 脱水机 GD-1000型带式压滤机 4 8.8 加药泵 单螺杆泵 LG60-1型 2 7.5 输送机 水平螺旋 2 1.1 带式压滤机 DY—2000型 1 2.5 水位仪 自动式 4 合计费用450万 直接投资费用 1)由于商家的资料不全且涉及到估计数值，根据经验值和同水量的水厂进行比较基本设备费用在40%左右，考虑未计算的构筑物取1000万元。因此，本污水处理厂总计一次性基建投资为：1995.38＋450+600=3045.38万元 此为直接投资。考虑到不可预见费用及调试费用的存在，乘以1.1的系数，从而得出直接投资为：3045.381.1 =3350万元 2)运行费用计算 电价：基本电价为0.5元/（kWh） ,工资福利：每人每年1.2万元 电表综合电价（元/d）为：212960.5=10648 ,即每月电费（元）为： 1064830=319440 ,每年电费为383.3万元。 3)工资福利开支 全厂27人，共计费用（万元/年）为：271.2=32.4 4) 生产用水水费开支 污水厂每天用水50m3，水费（万元）为：503651.0=1.83 5) 运费 每天外运含水率75%的湿泥60m3（1m3泥约为1t），运价为0.4元/（tkm），费用（万元/年）为： 600.410365=8.76 6) 维护维修费 维护维修费取率按3.1%计，则每年维护修理费用（万元/年）1995.383.1%=60.0万元 7) 管理费用 （383.3+32.4+1.83+8.76+60.0）8%=38.902 （万元/年） 8)运行成本核算 合计每年运行费用为497.292万元，则每立方米污水的治理成本为0.17元。 河南城建学院本科毕业设计 项城国际制革厂废水处理工艺设计计算书 2项城市国际皮革厂废水处理工艺设计计算书 2.1污水处理构筑物的计算 2.1.1细格栅的计算 设计参数 式（2.1） 式中 Qmax——最大设计流量，Qmax =3000243600=0.0347m3/s 式（2.2） ——格栅倾角，度,取=600 h——栅前水深，m，取h=0.15m e——栅条间隙，m，取e=0.01m n——栅条间隙数，个 v——过栅流速，m/s，取v=0.6m/s 格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。 则:n=0,03471.38sin600,010,150.6=47.8648 式（2.3） 栅槽宽度B 设栅条宽度S=10mm 则栅槽宽度 式（2.4） = 0.0147+0.0148 = 0.95(m) 可取1m 通过格栅的水头损失h 式（2.5） 式（2.6） 式（2.7） 式中 ——过栅水头损失，m ——计算水头损失，m g——重力加速度，9.81 k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般采用k=3 ——阻力系数，与栅条断面形状有关，，当为矩形断面时，=2.42。 = 2.423(0.010.01)43 0.60.629.81sin60 =0.067m 式（2.8） 栅后槽总高度H 设栅前渠道超高 H=h+h1+h2 =0.15+0.067+0.3 =0.052m 式（2.9） 栅槽总长度L 进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠宽B1=0.7m，其渐宽部分展开角度α1=300， L1=B-B12tan30 L1=B-B12tan30 =1-0.72tan30 =0.347(m) 式（2.10） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 =L1/2=0.174(m) 式（2.11） 式中 为栅前渠道深 L=0.347+0.174+0.5+1.0+0.3+0.15tan20=5.1(m) 式（2.12） ⑥每日栅渣量W 式（2.13） 式中 ——每日栅渣量 ——栅渣量（污水）取0.07，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值 ——生活污水流量总变化系数 W=30000.071000 =0.2m3/d 图2.1 格栅计算草图 采用人工清渣 2.1.2调节池的计算 调节池是用来均衡调节水质水量，水温变化，降低对生物处理设备的冲击，，防止污染物沉淀的装置。调节池有搅拌混合装置。 设计流量：Q=3000m3/d=125 m3/h 调节池停留时间：8.0 h 调节池有效容积：v=QT=1258=1000m3 式（2.14） 调节池水面面积：调节池有效水深取4m,超高0.5m 则A=V/H=1000/4=125 调节池长度宽B长L=10m25m 为适应水质的变化，设置沉渣斗，由于电镀废水的悬浮物较少，所以按长度方向设置沉渣斗一个，共两个沉渣斗，沉渣斗倾角为45。 2.1.3提升泵房的设计 泵房概述 泵房采用自灌式，污水泵房常年运转，采用自灌式及时可靠，管理方便。 平均秒流量 式（2.15） 选择集水池与机器间合建的方形泵站，考虑使用三台水泵（两用一备），每台水泵容量为 集水池容积采用相当于一台水泵6min的容量， 式（2.16） 由于调节池与泵房和合建，此集水池可以不考虑 选泵前总扬程的估算 经过格栅的水头损失为0.067m，取为0.07m 由出水管到初沉池的水头损失提推算出初沉池的水面高程升后的水面高程为调节池低到初沉池的液面高度，即为水泵说学要的的扬程 泵站内的管线水头损失假设为1.0m，考虑自由水头0.5m，则水泵的总扬程为 式（2.17） 选泵 选用QW型潜水排污泵，因为潜水排污泵适中、小流量，中、低扬程，适用于雨水、污水、合流泵站，而且QW系列潜水排污泵高效、防缠绕、无堵塞、自动耦合，高可靠、自动控制、并设置了各种状态显示保护装置等优点，泵的性能覆盖面大，泵与电机共轴，结构紧凑，便于维修。 参照《给排水设计手册》QW型系列潜水排污泵型普图，最终选泵结果如下： 根据泵房池底标高，和初沉池水面标高可算出，泵的扬程为10米，流量为35L/s,根据流量与扬程可选用下列泵：100QW70-10-4的潜污泵2台，两用一备。其参数为：排出口径100mm，流量70m3/h，扬程10m，电动机功率4kw,效率74.4%,转速1440r/min。 2.1.4初沉池的计算 平流式沉淀池具有以下优点： 1）可就地取材，造价低。 2）操作管理方便，施工较简单。 3)适应性强，潜力大，处理效果稳定。带有机械排泥设备时，排泥效果好 平流式沉淀池是使用最早的一种沉淀设备，由于它结构简单、运行可靠，对水质适应性强，故目前仍在采用。通过对平流式沉淀池的研究，可以帮助理解各种沉淀设备的原理、水力学条件及工艺参数。平流式沉淀池一般是一个矩形结构的池子，常称为矩形沉淀池。整个池子可分为进水区、沉淀区、出水区和排泥区 1)进水区 通过混凝处理后的水先进入沉淀池的进水区，进水区内设有配水渠和穿孔墙，配水渠墙上配水孔的作用是使进水均匀分布在整个池子的宽度上，穿孔墙的作用是让水均匀分布在整个池子的断面上。 2)沉淀区 沉淀区是沉淀池的核心，其作用是完成固体颗粒与水的分离。 3)出水区 出水区的作用是均匀收集经沉淀区沉降后的出水，使其进入出水渠后流出池外。为保证在整个沉淀池宽度上均匀集水和不让水流将已沉到池底的悬浮固体带出池外，必须合理设计出水渠的进水结构。 4)污泥区和排泥措施 污泥区的作用是收集从沉淀区沉下来的悬浮固体颗粒，在此我们采用的是静水压力排泥。静水压力法是利用池内的静水位，将污泥排出池外。 设计参数及计算过程： 1) 设计流量：Q=3000/d=125/h=0.0347m3/s 式（2.18） 2) 池体尺寸： a.池子总面积A，设表面负荷q=2.0/（㎡﹒h） ㎡ 式（2.19） b.沉淀部分有效水深，沉淀时间取 t=1.5h =qt=21.5=3.0m 式（2.20） c.沉淀部分有效容积 =A=62.53.0=187.5 d.池长，水平流速取4.5mm/s(4.0(符合要求) 长深比：=8.1（符合要求范围8～12） 3) 污泥部分(采用静水压力排泥) a.污泥部分所需容积 本设计取SS的去除率为40%则日产泥量可计算为：V=QC40% 式 （2.23） 其中C为进水悬浮物浓度， 则V=3000103200010-60.4=2400kg/d 式 （2.2 4） 污泥含水率为98% 则日排泥量为24001000-980=120m3/d，没3个小时排一次泥，每次排泥120/8=15m3 b.污泥斗容积：污泥斗上口采用3000mm3000mm 污泥斗下口宽采用500mm500mm，污泥斗斜壁面与水面夹角为 上口面积3.03.0=9.0m2，下口面积0.50.5=0.25m2 排泥管直径： 式（2.25）污泥斗高度：tan=2.17m 污泥斗容积： 式（2.26） c.泥斗以上梯形部分容积（设池底坡度为0.01: 梯形部分高度： 污泥斗以上梯形部分容积： 污泥都和梯形部分污泥容积 式（2.27） 大于15m3，符合要求 4) 池子总高度 缓冲层高（0.3～0.5），超高 式（2.28） 2.1.5 UASB的设计计算 设计说明 UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。 它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。 设计参数 1)参数选取：设计参数选取如下： 容积负荷（Nv）9.0kgCOD/(m3d)； 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD； 产气率0.5m3/kgCOD 2)设计水质 表2.1 UASB反应器进出水水质指标 水质指标 COD BOD 进水水质(mg/l) 4800 2000 去除率（%） 80 85 出水水质(mg/l) 960 300 3)设计水量 Q＝3000m3/d=125m3/h=0.0347 m3/s 设计计算 1)反应器容积计算 UASB有效容积：V有效＝ 式（2.29） 式中：Q --设计流量，m3/s S0 --进水COD含量