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1 绪论

1.1 研究的目的和意义

焦化废水是在原煤高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水。其成分复杂、浓度高、毒性大。水质也随原煤组成和炼焦工艺而变。主要来源于剩余氨水、粗苯分离水、终冷富余水、焦油分离水四部分。其中不仅含有大量的酚类、油、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，氰化物、氨盐、硫氰化物和硫化物等无机化合物，还含有氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色高，属难生化降解的高浓度有机工业废水[1]。其在水中以真溶液或准溶液形式存在，COD及色度很难去除，给人们的生产生活带来大的危害。随着人们对环境认识的不断深入，国家对环保的要求也日趋严格。在《污水综合排放标准》（GB8979-96）中规定，对新建厂，要求外排污水中的氨氮质量浓度小于15mg/L.对排放重点保持水域的具有致癌性的Bop一类污染物，要求装置出口小于30mg/L。由于焦化污水中大量存在氨氮及一些致癌性芳烃，其超标排放对于环境造成了相当严重的污染。因此，开发经济有效的焦化污水净化技术是当务之急。 1.2 焦化废水的来源

(1)煤高温裂解和荒煤气冷却产生的剩余氨水废液，这是焦化废水的主要来源，其水质复杂，组分种类繁多，且污染物浓度较高。有炼焦配合煤水分及炼焦生成的化合水，以及焦炉上升管，集气管喷射的蒸汽和冷凝工段清扫管道的蒸汽所组成。一般情况下，剩余氨水占炼焦配合煤量的10～14％（配合煤水分8～10%，化合水2～4％），剩余氨水是小型焦化厂含酚废水的主要来源。

(2)煤气净化过程中煤气终冷器和粗苯分离槽排水，及各种储槽定期排出和由于事故排出的酚水。此种来源废水所含污染物浓度相对较低。

(3)煤焦油的分馏、苯的精制及其它工艺过程的排水。其中主要是在进行煤气最终冷却时煤气中的一定数量的酚、氰化物、硫化物、萘及吡啶盐基进入冷却水中。为保证煤气终冷温度和减轻脱苯蒸馏设备的腐蚀，终冷循环水必须部分更换，而排出的一定酚、氰污水[2]。 1.3 焦化废水的危害

酚类化合物是原型毒物[3]，对一切生物都有毒害作用。其可以通过人的皮肤、

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粘膜接触发生化学反应，形成不溶性的蛋白质，而使细胞失去活力；质量浓度高的酚溶液还会使蛋白质凝固；酚还能使深部组织损伤、坏死，直至全身中毒。长期饮用被酚污染过的水会引起头晕、贫血以及各种神经系统病症。水体受含酚污水污染后会产生严重的不良后果。因为酚废水耗氧量高，水体中氧的平衡被破坏，致使水中的溶解氧急剧下降，出现亏氧，使水质变差，造成恶臭。用未经处理的含酚废水（100～75mg/L）直接灌溉农田，会使农作物减产甚至枯死。氮类主要包括有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮。有机氮是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个指标。氮素在水体中的危害[4]，主要表现在：1、造成水体的富营养化现象；2、增加给水处理的困难；3、消耗水体的氧气；4、对人及生物具有毒害作用，其中包括直接因素和诱发因素。氰化物可以通过皮肤、呼吸道或消化道进入人体，然后迅速的分解出游离的氰通过与各种细胞内呼吸酶中的铁、铜、钼等金属离子结合，导致该酶失活，致使细胞不能利用氧，从而产生细胞内窒息，使人昏迷或呼吸抑制严重者可能骤死。 1.4 焦化废水处理现状

目前处理焦化废水的技术主要有物化法、生化法以及物化-生化法等三大类，目前常用的方法是生物处理法，包括普通活性污泥法、A/O脱氮工艺及SBR等工艺。微生物对高浓度含酚废水无法处理，因为过高的酚含量会直接抑制和杀死微生物，所以焦化含酚废水的处理一般先是采用预处理，将高浓度的酚(2～12 g/L)降到200～300 mg/L以下，并适当降低水中污染物浓度，保证污水水质和水量不产生大的波动，在进入生化曝气池前降低污水中的油类物质和氰化物，避免生化处理装置受油污染及高负荷冲击。然后进行第二级生化处理[5]。

我国20世纪80年代及其以前建设的污水处理厂，由于当时没有对出水氮磷含量的要求，生物处理工艺主要采用传统活性污泥工艺及其改良工艺，其主要功能是大幅度去除污水中呈胶体态和溶解态的有机污染物，使经处理的污水BOD达到排放标准.目前国内焦化行业废水处理主要采用SBR生物脱氮技术，该技术对焦化废水处理达标外排及处理后回用起到决定性作用。从整体上，焦化废水处理工艺由预处理、生物处理、深度处理、污泥处理四工段组成，功能分区清晰，便于操作管理。运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好，

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彻底解决了传统处理工艺中氨氮、COD去除率低下，生化系统不稳定，投资和运行成本据高不下等难题。 1.5 设计任务

1.5.1 本毕业设计课题的目的和要求 （1）课题：240m3/h焦化废水处理设计

（2）本设计的目的是让学生对焦化行业的工艺流程、污染物产生情况、常用的污水处理工艺进行初步的了解，同时培养学生独立研究分析问题能力，进一步提高污水处理工程的工艺选择、参数计算、工程制图的专业水平，同时训练学生综合应用所学专业知识、查阅分析文献资料、独立设计污水处理工程的能力。了解和掌握污水处理工程设计的基本程序，学会工艺确定的原则和方法，掌握构筑物设计计算方法、设计说明书编制、图纸绘制方法等。要求学生树立正确的指导思想及严谨的科学态度，按学校毕业设计要求完成毕业设计，掌握印染行业的生产工艺流程、废水中污染物产生情况、常用的焦化废水处理工艺。 1.5.2 本毕业设计课题的技术要求与数据 （1）设计水量：240m3/h （2）设计进水水质：

该水为焦化厂的废水，主要污染物为COD、BOD等。

COD=3500mg/L, BOD5=1200mg/L, SS=300mg/L, 酚=700mg/L, PH=9-10, T-CN- =120mg/L，CN-=80mg/L，SCN-=40mg/L，温度为50℃，NH3-N=150mg/L, （3）出水水质：

COD≤300 mg/L，BOD5≤150mg/L,SS≤80mg/L, CN-≤0.5mg/L, PH=6-9， 酚≤2 mg/L，NH3-N≤5mg/L。

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2 设计原理

2.1 工艺流程的选择 2.1.1 方案设计原则

1.积极采用新技术、新设备，使技术改革后运行更可靠、更稳定、维修更方便，服务年限更长。

2.做到占地面积少，投资少，运行费用低。 3.自动化程度高，劳动强度低，操作方便。

4.处理过程不产生二次污染，出水达到国家排放标准。 2.1.2 焦化废水处理工艺

目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理、然后进行生物脱酚二次处理，最后进行深度处理。但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况，近年来国内外学者开展了大量的研究，找到了许多比较有效的焦化废水治理技术.按其处理的深度来分，有一级、二级和三级处理。工业废水处理按其处理原理分为物理、化学、物理化学和生物化学法[6]。现在主要的处理方法如表1.1。

表1.1工业废水处理的一般方法

处理方法 物理法 化学法 物理化学法 生物化学法

主要方法种类 重力分离，离心分离，

过滤 中和、混凝、氧化还原、电解

吸附、浮选、电渗析、反渗透

活性污泥、生物膜、厌氧生化

主要去污污染物 不溶解于的漂浮、悬浮的油和固体

溶解或胶体物质或降其无害化

细小的悬浮和溶解的有机物

使各种状态的有机物稳定或无害化

主要处理级别 一级、补充处理 深度、二级 深度、二级 二级

(1)活化处理沸石处理焦化废水。沸石是一种廉价的地方性材料，在我国具有丰富的储量，来源广泛，作为水处理的吸附过滤材料，具有足够的强度。可以在不增设专门构筑物和不增加设备的前提下，改善出水水质，适用于现有工厂的处理工艺改选和新建水厂[7]。天然沸石在常温、常压下经过化学溶液的活化处理，可改变吸附有机物的效果。

(2)聚硅酸盐处理焦化废水。聚硅酸盐是一类新型无机高分子复合絮凝剂，是

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在聚硅酸(即活化硅酸)及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合产物，这类絮凝剂同时具有电中和及吸附架桥作用，絮凝效果好，且易于制备，处理焦化废水有显著的效果。

(3)SBR工艺。SBR工艺是一种新近发展起来的新型处理焦化废水的工艺，即为序批式好氧生物处理工艺，其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同，不同点是其在运行时，进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序，依次在一个反应池中周期性运行，所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统，系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易[8]。该法处理焦化废水有着独有的优势：一是不要空问分割，时序上就能创造出缺氧和好氧的环境，即具有A/O的功能，十分有利于氨氮和COD的去除。二是该法的沉淀是一种静止的沉淀，对焦化废水这种污泥沉淀性能不好的废水，固液分离效果非常明显。三是该法可以省去二沉池，其占地面积相对要小一些[9]。

(4)高效微生物/0-A-0工艺。焦化废水处理采用0-A-0工艺，总体分为两段，即初曝系统和二段生化系统。从功能上来看，初曝系统是对焦化废水进行预处理，为生物脱氮提供一个合适稳定的环境；二段生化系统主要是生物脱氮和去除剩余污染物，又分为兼氧反硝化、好氧硝化和去除COD两部分[10]。初曝系统(初曝池、初沉池)的主要作用是对焦化废水进行预处理，去除对硝化反硝化系统有害和有抑制作用的有机和无机污染物(如酚、氰等)，为生物脱氮提供一个良好的环境。在运行过程中溶解氧和COD去除效果的控制非常重要：若溶解氧过低，则废水中酚、氰等去除效果不好，将直接抑制生物脱氮的效果；若溶解氧过高，则COD降解率会大大提高，造成后段生物脱氮的碳源严重不足，致使反硝化效率不高，影响总氮的脱除。实践证明，预处理系统溶解氧控制在1～1.5mg/L、COD去除率基本控制在50％～60％ 时处理效果最好，酚、氰等物质基本可以降到不影响生物脱氮的浓度[11]。生物脱氮系统由好氧硝化和兼氧(厌氧)反硝化及污泥回流系统组成。为了降低处理成本，充分用废水中的碳源，将厌氧反硝化进行了前置处理通过初曝预处理和前置反硝化处理，进入好氧阶段的COD含量为200-300mg/L，有利于硝化作用的进行。在硝化作用阶段投加氢氧化钠来调节系统pH值，使其维持在7.5～8.0；另外好氧硝化对进入系统的碳源反应比较敏感，一旦进入系统的COD>300 mg/L，硝化作用就会受到限制，系统出水氨氮明显上升。但是在反硝化阶段控制COD的降解较难，只有在初曝系统

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中进行控制，合理地调控系统COD降解效率是控制硝化和反硝化的关键[12]。 (5)硝化和反硝化工艺。全程硝化一反硝化生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在供氧充足的条件下，水中的氨氮在亚硝化细菌的作用下被氧化成亚硝酸盐，再在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸盐；反硝化反应是在缺氧或厌氧条件下，反硝化细菌在有碳源的情况下将硝酸根离子还原为氮气。

A/O法有以下4种组合方式：第1种是A/O法，即缺氧一好氧法；第2种是A2/O法，即厌氧-缺氧-好氧法；第3种是A/O：法，即缺氧一好氧一好氧法；第4种是A2/02法，即厌氧-缺氧-好氧-好氧法[13]。其中，第4种处理方法流程最长，是生化处理最完善的技术处理效果最好。根据实践经验，第4种方法中的厌氧段通过解酸化作用可以有效地将废水中难以生物降解的大分子有机污染物分解为小分子提高废水的可生化性，这对保证后续处理构筑物的去除效果大有好处。最后阶段接触氧化将极大地提高出水水质。A2/O法的处理机理是利用厌氧段的水解酸化作用提高废水的可生化性，再利用硝化和反硝化作用去除废水中的氨氮并同时降解有机物[14]。为了充分利用废水中的有机物作为碳源，将反硝化池设在硝化池之前，称为前置反硝化池。硝化作用指废水中的氨氮在有氧的条件下，通过好氧菌作用，将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐[15]。在硝化反应进行之前，废水中的大部分有机物必须得到有效降解。降解有机物和进行硝化反应是在好氧池进行。反硝化作用是在缺氧的条件下，通过反硝化菌作用，将废水中的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，逸人大气而达到无害化。在反硝化过程中需要消耗碳源，因此，在反硝化进行的同时，有机物也同时得到降解。反硝化反应在缺氧池进行。为了对出水水质严格把关，在中沉池后加一段接触氧化池，以进一步提高出水水质，使出水达标排放。

(6)普通活性污泥法。普通活性污泥法是一种较好的焦化处理方法，该法能将焦化废水中的酚、氰有效地去除，两项指标均能达到国家排放标准。但是，传统活性污泥法的占地面积大，处理效率特别是对焦化废水中的氨氮、有毒有害有机物的去除率低，而且活性污泥系统普遍存在污泥结构细碎、絮凝性能低、污泥活性弱、抗冲击能力差、进水污染物浓度的变化对曝气池微生物的影响较大、操作运行很不稳定等缺点。

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2.2 设计方案 2.2.1 方案概述及流程 （方案一）:普通活性污泥法

活性污泥法就是以含于废水中的有机污染物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，在利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中有机污染物。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法，是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力[16]。 其工艺流程如下

原污水 格栅 提升泵 隔油池 气浮池 调节池渣包外运 垃圾打包机鼓风机空气 配水井曝气池沉淀池接触消毒池出水泥饼外运污泥脱水机污泥浓缩池污泥泵集泥井 图2.1普通活性污泥法工艺流程图 （方案二）：SBR+接触氧化法方案

SBR工艺的过程是按时序来运行的经典SBR反应器的运行过程为：进水→曝气→沉淀→滗水→待机。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。生物接触氧化设备是一种发展较快的生物处理技术，具有占地面积小、出水水质好、投资省、运行费用低、运行灵活方便、易于管理、抗冲击能力强等特点。生物接触氧化法处理废水被认为具有一定优势，其水力停留时间短，可降解有机废水化合物，废水的降解性能得到了很大的改善，提高了COD

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的去除率[17]。因此采用SBR+生物接触氧化工艺是一种能进一步提高焦化废水的处理深度,使废水中的氨氮、CODcr等各项指标达标的有效途径[18]。

在此，采取下图所示的SBR+生物接触氧化工艺，就可以将现有普通生化处理工艺中的除油、水质调节等设施设备完全利用上。只将生化曝气设施改造并扩建成SBR+生物接触氧化反应池就可达到脱氮并进一步强化污水处理效果的目的。其工艺流程如下：

原污水 格栅 提升泵空气 隔油池 气浮池空气 调节池渣包外运 垃圾打包机鼓风机 配水井接触氧化池接触消毒池出水集泥井污泥泵污泥浓缩池污泥脱水机泥饼外运 图2.2 SBR+接触氧化法工艺流程图

2.2.2 两工艺方案的工艺特点比较

表2.1两方案工艺特点比较

工艺方案 活性污泥法

优点

1.对酚、氰、COD均有较高的去除效率

2.不易发生污泥膨胀 3.出水水质稳定

缺点

1.氨氮去除率低

2.基建投资、占地面积大 3.耐冲击负荷能力差 4.供氧利用率低

SBR+生物接触氧化法

1.SBR法系统本身也适合于组合

式构造方法，利于废水处理厂的扩建和

改造。 1.接触氧化法如设计或运行不

2.具有较高的容积负荷；具有较强当，容易造成填料堵塞。 的耐负荷冲击能力，操作管理相对简单。 2.SBR工艺缺乏成熟的运行管理

3．理想的推流过程使生化反应推动经验。 力增大，效率提高，池内缺氧、好氧处于交替状态，净化效果好

4．运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高

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2.3 工艺方案确定

污水处理工艺流程一般包括机械处理系统、生化处理系统和污泥处理系统等几个部分组成，活性污泥法与SBR+生物接触氧化工艺主要差别在生化系统上，污泥处理部分也相似。

综合上述方案的技术及经济的比较情况，可以看出方案一与方案二各有自己的优势与不足，取能达到处理要求。从达标要求、流程简洁、易于实现自动化控制、经济性等方面来考虑，SBR+生物接触氧化工艺优于活性污泥工艺，因而推荐用SBR+生物接触氧化工艺作为焦化废水处理的工艺方案。

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3 设计计算

3.1 格栅的设计 3.1.1 设计说明

(1)设计概述

格栅是由一组平行的金属栅条或者筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或者污水处理厂的端部，用以截流悬浮物或漂浮物。按形状分为平面格栅和曲面格栅。本设计中选用中格栅、平面格栅、机械清渣。从运行角度看，格栅应能利用格栅前后水位差自动工作，且格栅的提升高度不宜大于5.0m[18]。

格栅设计参数及其规定如下：

1)水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。

2)污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：（a）人工清除25～40mm；（b）机械清除16～25mm；（c）最大间隙40mm。

污水处理厂亦可设计置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙50～150mm。 3)如水泵前格栅间隙不大于25mm,污水处理系统前可不再设置格栅。 4)栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：（a）格栅间隙16～25mm，0.10～0.05m3/103m3(栅渣/污水)；（b）格栅间隙30～50mm，0.03～0.01m3/103m3(栅渣/污水)。

格栅的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。 (2)设计参数：

设计流量 Q=5760m3/d=0.067m3/s

栅前流速V1=0.6m/s 过栅流速 V2=0.8m/s 渐宽部分展开角度α1=20o 栅条宽度 S=0.01m

栅条间隙 e=0.02m 栅前部分长度 0.5m 格栅倾角 α=60o 单位栅渣量 w1=0.05m3栅渣/103m3污水

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图3.1 格栅示意图

3.1.2格栅设计计算

(1)确定格栅前水深

根据最优水力断面公式 Q1?B12V1/2 (3-1) 栅前槽宽 B1?2Q1/V1?2?0.067/0.6?0.47(m) 则栅前水深 h?B1/2?0.47/2?0.24(m) (2)格栅间隙数

n?Q1sin?

ehv2 (3-2)

0.067?sin75??16.7（个） （取n=18） ?0.02?0.24?0.8式中 ：Q1──最大设计水量，m3/s；

?──格栅的安装倾角； e──格栅间隙，m； h ──栅前水深，m； v2 ──过栅流速，m/s。

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(3)栅槽宽度

B?s(n?1)?bn (3-3)

?0.01?(18?1)?0.02?18?0.53(m)

式中：b──格栅的建筑宽度，m；

s──格栅的宽度，m； n──格栅的间隙数。 (4)进水渠道渐宽部分长度

L1=

B?B1 (3-4) 2tg??0.53?0.47?0.1(m) 02tg20式中：B1 ──进水渠道宽度，m；

B ──栅槽宽度，m；

L1 ──进水渠道渐宽部位的长度，m； ?──渐宽部分展开角。

(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

L2=L1/2=0.1/2=0.05(m) (3-5)

式中：L2──格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度，一般L2=0.5 L1； L1 ──进水渠道渐宽部位的长度，m。 (6)通过格栅的水头损失

采用格栅栅条断面为矩形，取k=3。

v22s4/3v22?sin??k?()?sin? (3-6) h1?kh0?k?2ge2g0.014/30.82)??sin600?0.076(m) =3?2.42?(0.022?9.8式中：h0──计算水头损失，m；

k──格栅受污染物堵塞时水头损失增大的倍数，一般取3；

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v2──污水流经格栅的速度，m/s；

?──阻力系数，其值与格栅栅条的断面几何形状有关； ?──格栅的放置倾角； g──重力加速度，m/s2。 (7)栅后槽总高度

取栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=0.24+0.3=0.54m则

H=h+h1+h2=0.24+0.076+0.3=0.616(m) (3-7)

式中：h ──栅前水深，m；

h1──格栅的水头损失，m；

h2──格栅前渠道超高，一般h2=0.3m。 (8)栅槽总长度

L=L1+L2+1.0+0.5+

H (3-8) tg?0.54 0tg60 =0.1+0.05+1.0+0.5+ =2.04(m) 式中：L1──进水渠道宽度，m；

L2──格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度，一般L2=0.5L1； H──格栅前的渠道高度，m； ?──格栅的安装倾角。 (9)每日栅渣量

取w1=0.05m3栅渣/103m3废水

W=Q平均日?w1 (3-9)

?240?24?0.05?0.29(m3/d)

1000式中： w1──栅渣量，m3 /103m3废水；

Q平均日──日平均流量。

因为栅渣量大于0.2m3/d，为改善劳动与卫生条件，应采用机械清渣格栅。

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(10)选型

选用XGC-500型旋转式格栅除污机。 3.2 污水提升泵房的设计 3.2.1 设计说明

（1）泵房的设计依据如下所示：

1)水泵的选择应根据水量、水质和所需扬程等因素确定，一般应符合一下要求； 2)水泵宜选同一型号。当水量变化大时，应考虑水泵大小搭配，但型号不宜过多，或采用可调速电动机；

3)泵房内工作泵不宜少于2台。污水泵房内的备用泵台数应根据地区重要性、泵房特殊性、工作泵型号和台数等因素来确定，但不得少于1台。雨水泵房一般不设备用泵；

4)应采取节约能好措施；

5)水泵吸水管及出水管的流速，应符合以下要求： a.吸水管流速为0.7～1.5m/s； b.出水压力管流速为0.8～2.5m/s。

（2）采用SBR+接触氧化工艺方案，污水处理系统简单，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升[19]。 3.2.2 设计计算

(1)污水经提升后进入隔油池，气浮池，然后自流通过SBR池，生物接触氧化池。设计流量 Qmax?240m3/h 。

(2)污水提升前水位为?1.4m，污水总提升扬程为：1.8+4.93+3.25＝9.98m。 选4PWL污水泵3台，另备用1台，单台泵提升能力72～120m3/h，扬程12～10.5m，电动机功率7.5Kw，转速960r/min，外形尺寸1000mm?700mm。

污水提升泵房占地面积为20.0?15.0=300.0(m2)。

(3)集水池容积：按一台泵最大流量时5min出流量设计，则集水池的积：

V?240?5?20(m3) (3-10) 60V20==10(m2) (3-11) H2第 14 页 共 45 页

面积：取有效水深H为2m，则面积

F=中北大学2010届毕业论文

集水池长度取5m，则宽取B=F10==2(m) (3-12) L5保护水深为1.0m 则实际出深为3.0m 3.3 隔油池设计 3.3.1 设计说明

(1)设计概述

选用平流式隔油池，用重力上浮法去除含油废水中可浮油。废水从池的一端流入池内，从另一端流出，在流经隔油池的过程中，由于流速降低，相对密度小于1而粒径较大的油粒在浮力作用下到水面上，并聚集在池表面，通过设在池表面的刮油机和集油管收集起来，相对密度大于1的油粒则随时悬浮物下沉池底[20]。

(2)设计参数：

每格宽度： B = 5m 工作水深：h2 =1.5m 停留时间： t = 1.8 h 水平流速：v=3㎜/s 池底坡： I=0 池壁超高：h1=0.4m 3.3.2 设计计算

图3.2 隔油池示意图

(1)总有效容积：

w =Q3t=240m3/h31.8h=432(m3 ) (3-13)

式中： w—隔油池的总容积,m3

Q—隔油池的废水设计流量,m3/h

t—废水在隔油池内的设计停留时间，h,一般采用1.5～2.0h

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(2)隔油池的过水断面积：

Ac?Q240??22.2(m2) (3-14) 3.6v3.6?3式中 ：AC——隔油池的过水断面积

Q—隔油池的废水设计流量,m/h

3

v—废水在隔油池中的水平流速,mm/s (3)隔油池格间数n为 ：

n?(4)有效池长

AC22.2??3 (3-15) b?h5?1.5L=3.63Vt (3-16)

=3.63331.8

=19.4(m)

(5)池总高度H

设采用池壁超高h1=0.4 m,设采用机械刮泥，池底坡 I=0

H=h1＋h2 (3-17) =0.4＋1.5 =1.9m

(6)隔油池计算草图

3.4 气浮池设计 3.4.1 设计说明

(1)设计概述

气浮设备是一类在水中通入或产生大量的微细气泡，使空气以高度分散的微小气泡形式附着在悬浮物颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使其浮在水面，从而实现固-液分离的水处理设备。气浮方式可分为散气气浮、溶气气浮（包括真空气浮法）与电解气浮法。加压溶气气浮设备主要有空气饱和设备、空气释放及与废水相混合的设备、固-液或液-液分离设备三部分组成[21]。根据原水中所含悬浮物的种类、性质、处理效率，可分为全部加压溶气气浮、部分加压溶气气浮和回

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流加压溶气气浮三种。目前加压力溶气气浮法应用最广，与其它气浮设备相比，具有以下特点：

1)在加压条件下，空气溶解度大，供气浮用的气泡数量多，能够确保气浮效果； 2)溶入的气体经骤然减压释放，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；

3)工艺过程及设备比较简单，便于管理、维护；

4)特别是部分回流式，处理效果显著、稳定，并能较大地节约能耗。 采用平流式气浮池，溶气方式为压力溶气。 (2)设计要点

1)充分研究探讨待处理水的水质条件，分析采用气浮工艺的合理性和适用性。有条件的情况下，应进行小水型试验或模型试验，并根据试验结果选择适当的溶气压力及回流比（指溶液气水量与待处理水量的比值）。通常溶气压力取0.2～0.4MPa,回流比取5%～25%。

2)根据试验选定的混凝剂及其投加量和完成絮凝的时间及难易程度，确定反应形式和反应时间，一般较沉淀反应时间短，取5～10min为宜。

3)确定气浮池的池型，应根据对处理水质的要求，净水工艺与前后构筑物的衔、周围地形和建筑物的协调、施工难易程度及造价等因素，综合加以考虑。反应池宜与气浮池合建。为避免打破絮体，应注意水流的衔接。进入气浮池接触室的流速宜控制在0.1m/s以下。

4)接触室必须为气泡与絮体提供良好的接触条件，其宽度还应考虑易于安装和检修的要求。水流上升速度一般取10～20mm/s，水流在室内的停留时间不宜小于60s。接触室内的溶气释放器应根据确定的回流量、溶气压力及各种型号释放器的作用范围选定。

5)气浮分离室需根据带气絮体上浮分离的难易程度选择水流（向下）流速，一般取1.5～3.0mm/s，即分离室的表面负荷率取5.4～10.8m3/(m22h)。

6)气浮池的有效水深一般取2.0～2.5m,池中水流停留时间一般为10～20min。

7)气浮池的长宽比无严格要求，一般以单格宽度不超过10m,长度不超过15m

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为宜。

8)浮渣一般采用刮渣机定期排除。集渣槽可设置在池的一端、两端或径向。刮渣机的行车速度宜控制在5m/min以内。

9)气浮池集水应力求均匀，一般采用穿孔集水管，集水管的最大流速宜控制在0.5m/s左右。

10)压力溶气罐一般采用阶梯环作填料，通常填料层高度取1～1.5m。这时罐直径一般根据过水截面负荷率选取100～200m3/(m22h)，罐高为2.5～3.0m。

图3.3 气浮池示意图

3.4.2 设计计算

(1)溶气水量Qr即

Qr?576m3/d?24m3/h

(2)实际供气量度Qa′溶气压力取消200︿400kpa,按300kpa计算，溶气效率取0.7。kT取20℃时空气的溶解系数2.43310-2.

Qa??Qr?kT?p24?2.43?10?2?300??249.9(L/h) (3-18)

0.7?(3)空压机额定供气量Qa 安全与空压机效率系数取胜1.4

Qa?1.4?249.9?349.86(L/h)?5.831(L/min) (3-19)

(4)溶气罐 溶气时间取5min,则溶气罐有效容积

Lc?Ac2.45??0.98(m) (3-20) Bc2.5第 18 页 共 45 页

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设计溶液气罐2个，并联运行，则单罐容积为1.0m3,溶气罐有效高度取1.5m,则直径D为

D?1.0?4?0.92(m) (3-21)

1.5?3.14(5)贮气罐 为避免空气压缩机频繁启动，应设置贮气罐，取贮气罐有效容积为0.8m3,可调压力倍数为2。共设两组，并联运行。

(6)接触室表面积Ac 取Vc=15mm/s

Ac?240?242?4.89(m) (3-22) ?315?3600?10两座并联运行，则单座接触室面积Ac′=2.45m2. (7)分离室表面积As 取Vs=1.8mm/s

As?240?242?40.7(m) (3-23) ?31.8?3600?10两座并联运行，则单座分离室表面积 As′=20.4m2 (8)气浮池平面尺寸

分离室宽度Bs取3.0m,慢分离室长

Ls?As20.4 ) (3-24) ??6.8(mBs3.0接触室宽度Bc取3.0m,则接触室长

Lc?Ac2.45??0.82(m) (3-25) Bc3.0单座气浮池平面尺寸为长3宽=7.6233.0m (9)有效水深 有效水深取2.5m

(10)空气压缩机选型 空压机额定供气量5.054L/min.

根据溶气罐的工作压力（200～400kpa）及贮气罐的可调压力倍数，要求空压机的工作压力为400～800kpa。

选ZW-0.015/7型，供气量15L/min,排气压力700kpa。 3.5 调节池设计 3.5.1 设计说明

(1)设计概述

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由于水质和水量的波动，这种变化对污水处理设备特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能遭到破坏。调节池虽不具废水处理功能，但对后续废水处理工艺设施的处理及运行效果具有重要作用，使用它的主要目的：

1)控制PH值。

2)防止高浓度有度物质进入生物处理系统（如酚）。 3)当工厂停产时，仍能对生物处理系统继续输入废水。

4)减小对物理化学处理系统的流量波动，使化学品添加剂的速率适合加料设备的定额[22]。

(2)设计参数： 设计周期T=8.0h

调节池有效容积V=QT=24038=1920m3 调节池有效水深H=3.5m

图3.4 调节池示意图

3.5.2 设计计算

调节池表面积 A

TA?24S0 (3-26) LSmX?24?1200?3.6(h)

0.4?4?5000 设计调节池长宽分别为24m,则调节池实际有效水深为3.3m，设计超高0.6m，保护水深0.5m，则调节池深度为4.4m 。

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3.6 鼓风机房的设计

砂水分离后，通入汽水混合液洗砂,气和水分别冲洗或联合冲洗。气和水的冲洗强度均为10L/?m2*s?,则用气量为1.1m3/min。洗砂用压缩空气与曝气沉砂池，均来自鼓风机房。鼓风机总供气量为110.4m3/min。

选用D36型罗茨鼓风机三台，二用一备，单台Qa60m3/min,P19.6kPa,N40kw。 鼓风机房占地（9.034.0）㎡ 3.7 SBR的设计 3.7.1 设计说明

(1)设计概述

SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。SBR工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下5个阶段：①进水期；②反应期；③沉淀期；④排水排泥期；⑤闲置期。SBR的运行工况以间歇操作为特征。其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握[23]。

正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：

1) 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

2) 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

3) 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

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4) 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 5) 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

6) 反应池内存在DO、BOD浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

7) SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 8) 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。

9) 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

(2)设计条件

最大日污水量 5760m3/d 进水BOD5 1200mg/L 水温 20℃ (3)计算条件 反应器个数 4池 水 深 6m

污泥界面上最小水深 0.5m 排水比 1/4 MLSS浓度 5000mg/L (4)处理水质标准

BOD≤200mg/L BOD-SS负荷Ls=0.4kg/(kg2d)

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图3.5SBR示意图

3.7.2 设计计算

(1)曝气时间 TA

TA?24S0 (3-27)

LSmX

?24?1200?3.6(h)

0.4?4?5000式中： S0—进水BOD5,mg/L

1/m—排水比

X—反应器内混合液平均MLSS浓度

(2)沉淀时间

Vmax?4.6?104?X0?1.26 (3-28)

?4.6?104?5000?1.26?1.0(m/h)

式中：Vmax—活性污泥界面的初始沉降速度

X0 —沉降开始时的MLSS浓度mg/L 必要的沉淀时间

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TS?

H?(1/m)??Vmax (3-29)

?6?(1/4)?0.5?2.0(h)

1.0

式中：H—反应器的水深，m

1/m—排水比

?—活性污泥界面上的最小水深

Vmax—活性污泥界面的初始沉降速度 (3)周期数的确定（n）

1个周期所需时间 TC=TA+TS+TD (3-30) =3.6+2.0+2.0 =7.6(h)

V?m4?q??5760?1920 取3次 (3-31) n?N3?4则一个周期为8h (4)进水时间TF

TF?TC8??2(h) (3-32) N4(5)反应器容积 V

V?5760/4?1440(240m2?6.0m)

根据实测资料知，高峰流量时的安全容积为时最大流量乘以4 h,即

?Vmax?q?4/24?5760?4/24?960(m3)

峰值水平为

Hmax??Vmax11?H??H(1?) (3-33)

q?4/24mm96011??6?(1?)

5760?4/2444 ? ?6.0(m)

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(6)需氧量AOR

按去除1kgBOD需要1kgO2计算

AOR?5760?(1200?200)?10?3?1.0 (3-34)

?5760kgO2/d (7)供氧量

SOR?AOR?CS(20)1.024(T?20)??(??CS(T)?C2) (3-35)

5760?9.171.024(20?20)?0.83?(0.95?1.19?9.17?1.0) ?6794kgo2/d?283.1kgo2/h?CS(20)—清水中20℃饱和溶解氧浓度，mg/L

T—混合液的水温，20℃

CL—混合液的溶解氧浓度，取1.0mg/L

?—KLa的修正系数

?—饱和溶解氧修正系数

?—曝气头水深的修正

设曝气头距池底0.2m，则淹没水深为4.8m，空气离开反应器时氧的百分浓度为

O2?21(1?EA)?100%

79?21(1?EA)21(1?0.1)?100%

79?21(1?0.1)??19.3% (3-36)

式中EA—氧利用率

110.33?4.819.3(?)?=210.3321 (3-37) ?1.196794每池供应量：SOR??1698.5kgO2/d?70.77kgO2/h

4第 25 页 共 45 页

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曝气阶段应该供给的氧量为：

SOR?1 (3-38) TA/TC?70.77?1?141.5kgO2/(hg池) 4/8 (8)供风量

GS=SOR2931?100?? (3-39)

0.28EA27360 ?141.52931?100??

0.28?1027360 ?90.4(m3/min) (9)污泥量计算

采用进水ss量为基础系计算

污泥干固体量（kg/d）=设计流水量（m3/d）3进水ss 浓度（ mg/L ）3污泥干固体产率系数/1000=5760330031.0/1000=1728（kg/d） (3-40) 剩余污泥含水率按99.2%计算，湿污泥量为216m3/d. 3.8 配水井的设计 3.8.1 设计说明

(1)配水方式

绝大多数配水设施采用水力配水，不仅构造简单，操作也很方便，无需人员操作即可自动均匀配水。常见的水力配水设施有对称式、堰式和非对称式。

对称式配水为构筑物个数为双数的配水方式，连接管线可以是明渠或暗管。其特点是管线完全对称（包括管径和长度），从而水头损失相等。此配水方式的构造和运行操作均较简单。缺点是占地大、管线长，而且构筑物不能过多，否则会使造价增加较多。

堰式配水是污水处理厂常用的配水设施。进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入各个水斗在流向各构筑物。这种配水井是利用等宽度堰上水投相等，过水流量就像等原理来进行配水。堰可以是薄壁或厚壁的平顶堰。其特点是配水均匀不受通向构筑物灌渠状况的影响，即使是长短不同或局部损失不同也能做到配水均匀，因而可不受构筑物平面位置的影响，可以对称布置也可以不对称布置。这种配水井

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的优点配水均匀误差小，缺点是水头损失较大。

非对称配水的特点是在进口处造成一个较大的局部损失（如孔口）入流等，让局部损失远大于沿程损失，从而实现均匀配水。其优点是构造和操作都较简单，缺点是水头损失大，而且在流量变化时配水均匀程度也会随之变动，低流量时配水均匀程度就差，误差也大。

(2)设计要求

1)水力配水设施的基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等。

2)配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。 3)从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是：

① 应取中心管直径等于引水管直径； ② 中心管下的环形孔高应取0.2~0.5D1；

③ 当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比（D/D1）大于1.5的突然扩张；

④ 在配水池上部必须考虑液体通过宽堰顶自由出流；

⑤ 当进水流量为设计负荷，配水均匀度误差为±1%；当进水流量偏离设计负荷25%时，配水均匀度误差为2.9%。

(3)设计参数

设计流量Q=240m3/h，SBR反应池出水经配水井至生物接触氧化池，生物接触氧化池建2座。采用堰式配水井，故流入每池的流量为120m3/h 3.8.2 设计计算

(1)进水管管径D1

配水井进水管的设计流量为： Q=240m3/h=67L/s

取D1=300mm,查水力计算表，得知v=0.92m/s,满足设计要求。

进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入2个水斗，再由管道接入两座后续处理构筑物，每个后续处理构筑物分配水量为Q’=120m3/h=0.033m3/s，配水井采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

(2)堰上水头H

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矩形堰流量：

Q=m0bH2gh (3-41)

式中：

Q—矩形堰的流量，m3/s H—堰上水头，m b—堰宽，m,取 b=0.5m

m0—流量系数，通常采用0.327～0.332.取m0=0.33。

H??????Q0.033?????0.13(m) 222?m0b?2g??0.33?0.5?2?9.81?213213(3)堰顶宽度B

根据实验资料，当2.5

(4)配水管管径D2

该配水管管径D2=300mm，流量Q’=120m3/h=0.033m3/s，查水力计算表，得知v=0.92m/s,满足设计要求。

(5)配水漏斗上口径D

D?1.5D1?1.5?300?450mm

3.9 接触氧化池设计 3.9.1 设计说明

(1)设计概述

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺[24]，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点：

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1)由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

2)由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；

3)剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。

(2)设计要求

接触氧化池由池体、填料及支架、曝气装置、进出水装置以及排泥管道等组成。接触氧化池的池体在平面上多呈圆形、矩形或方形，用钢板焊接制成的设备或用钢筋混凝土建造的构筑物，各部位尺寸为：池内填料高度3.0～3.5m;底部布气层高0.6～0.7m;顶部稳定水层高0.5～0.6m,总高度约为4.5～5.0m。

接触氧化池的形式按曝气装置的位置分为：（a）分流式：污水充氧与填料分别在不同的隔间内进行，优点是污水流过填料速度慢，有利于微生物的生长，缺点是冲刷力太小，生物膜更新慢且易堵塞；（b）直流式：曝气装置在填料底部，直接向填料鼓风曝气使填料区的水流上升，优点是生物膜更新快，能经常保持较高的活性，并避免产生堵塞现象。按水流循环方式有内循环式和外循环式[25]。

图3.6接触氧化池示意图

3.9.2 设计计算

(1)氧化池的有效容积

V?Q(La?Lv) (3-42) MV—氧化池有效容积，m3

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Q—平均日污水量,m/d

3

La—进水浓度,mg/L Lv—出水浓度,mg/L

M—容积负荷,gBOD5/(m2d)，取M=1500g/(m2d)

3

3

V?5760?(200?80)?460.8(m3)

1500(2)取接触氧化池填料总高度H=3m，则接触氧化池面积

V460.8??153.6(m2) (3-43) H3153.6设两座，则单池面积v??76.8(m2)

2 F?每座接触氧化池尺寸为L3B=12.836.0(m) 停留时间

t?

nfH6?12.8?3??0.96(h)Q240 (3-44)

取超高h1=0.5m，稳水层高h2=0.5m，底部构造层取h3=0.8m，则接触氧化池的总高度

H0?H?h1?h2?h3 (3-45)

?3?0.5?0.5?0.8?4.8(m) 污水在池内的实际停留时间

t′?nf(H0?h1)?24 (3-46) Q?6?12.8?(5.6?0.5)?24

5760?1.6(h)

选用￠25mm玻璃钢峰窝填料，则填料总体积

V′?nfH?6?12.8?3?230.4(m3) (3-47)

采用多孔管鼓风曝气供氧，取气水比DO=5m3/m3 则所需总空气量

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D?D0Q?5?5760?28800(m3/d)?20(m3/min) (3-48)

每格需气量

D1?28800?4800(m3/d) (3-49) 63.10 接触沉淀池设计 3.10.1 设计说明

接触氧化后应用沉淀池，任何形式的沉淀池均可选用。但是为了提高沉淀效果，并且与接触氧化池建设上更好匹配，减少工程式量，节省费用，常常选用接触沉淀池。

接触沉淀池表面水力负荷一般采用5~7m8/(m22h),停留时间20~30min,有效水深为1.8~2.5m.。空气冲洗强度24~40m3/(m22h)，冲洗时间10~15min.

接触沉淀池滤层的滤料可采用砾石、炉渣等粒状材料。

图3.7接触沉淀池示意图

3.10.2 设计计算

(1)接触沉淀池表面积A

表面水力负荷Nq选取5m2/(m22h),有效水深h2为2.0m,滤料均选取用炉渣，滤料层高0.5m.单组沉淀池面积：

A?Q/25760/2??24(m2) (3-50) Nq24?5(2)校核水力停留时间t

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t?A?h224?2??0.4(h)?24(min) (3-51) Q/25760/(2?24)符合规程要求。 (3)接触沉淀池尺寸

单组沉淀池池宽B取6m（方便与接触氧化池合建）。

池长：L?A24??4(m) (3-52) B6取超高h1为0.5m，有效水深h2为2m，泥斗斜壁设计与水平面倾角为60°，清水层选取0.4m，滤料层0.5m均包括在有效水深内，缓冲层0.5m，包入泥斗中。泥

60.2斗下底边长0.2m，泥斗高：h3?(?)tan60°=4.0(m)

22沉淀池高

H?h1?h2?h3?0.5?2?4.0?6.5(m) (3-53)

沉淀池尺寸：L?B?H?4m?6m?6.5m (4)污泥量QS

取污泥产率Y=0.3kgDS/kgBOD5计，含水率 97%。则干泥量用下式计算：

WDS?YQ(S0?Se)?(X0?Xb?Xe)Q (3-54)

式中：WDS—污泥干重，kg/d；

Y—活性污泥产率，kgDS/kgBOD5； Q—污水量，m3/d; S0—进水BOD5值，kg/m3; Se—出水BOD5值，kg/m3; X0—进水总ss浓度值,kg/m3;

Xb—出水中ss活性部分量,kg/m;

3

Xe—出水ss浓度值,kg/m3;

设该污水ss中70%可为生物降解活性物质。污泥干重：

WDS?0.3?5760?(0.2?0.08)?(0.08?0.7?0.08?0.03)?5760

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?172.8(kg/d)

污泥体积：

QS?(5)校核泥斗容积 泥斗容积计算公式：

1 VS??h(A1?A2?A1?A2) (3-56)

3WDS172.8/1000??5.76(m3/d) (3-55)

1?97%0.03式中：VS—泥斗容积，m;

h—泥斗高，m;

A1—泥斗上口面积，m2； A2—泥斗下口面积，m2；

3

单组沉淀池泥斗容积：

1VS??4.0(24?0.04?24?0.04)

3?33.4(m3)

符合要求。

(6)接触沉淀池进出水设计

进水导流槽宽0.8m,导流墙下缘至滤料的面距离为1.0m.出水集水槽进水负荷采用1.2L/(s2m).

集水槽总长：

Lj?Q/25760/(2?24?3.6)??27.8(m) (3-57) q1.2集水槽条数：

n?Lj2?L?27.8?2.78?3(条) (3-58) 2?5(7)接触沉淀池需气量计算

根据《生物接触氧化法设计规程》，接触沉淀池冲洗强度采用30m3/(m22h),冲洗时间15min，工作周期24h,单池需气量：

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Q气=q气?A=30?24=720(m3/h)=12(m3/min) (3-59)

(8)反冲洗气管设计

反冲洗气管设计采用穿孔钢管，小支管管径DN400mm支管布置间距25cm,支管上小孔孔径5mm,小孔间距10cm,小孔向下45°开孔，交错分布。 3.11 接触消毒池与加氯时间 3.11.1 设计说明

(1)设计概述

接触池的作用是保证消毒与水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用，达到预期的杀菌效果。设计合理的接触池应使污水的每个分子都有相同的停留时间，也就是说水流属于100%的推流。采用的消毒方法不同，接触池停留时间，形式也不同一。这里重点介绍氯消毒接触池的设计要点。

1)氯与污水的混合接触时间（包括接触池后污水在管管渠中流动的全部时间）采用30min。

2)接触池容积应按最大小时污水量设计。

3)接触池池形可采用矩形隔板式、竖流式和辐流式。

4)矩形隔板式接触池的隔板应沿纵向分隔，当水流长度：宽度=72:1.当长：单格宽=18:1,水深：宽度（h/b）《1.0时，接触效果最好。

5)竖流式、辐流式接触池计算公式同竖流式、辐流式沉淀池，沉降速度采用1～1.3mm/s。

因为部分废水处理后回用于附近的市政绿化、喷洒及部分企业的冷却用水，故需经消毒后处理出水才能排放。

(2)设计参数

设计流量 Q?5760m3/d?240m3/h；水力停留时间 T?0.5h，设计投氯量为

C?3.0?5.0mg/L。

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图3.8接触池示意图

3.11.2 设计计算

(1)设置消毒池一座，池体容积

v?QT?240?0.5?120(m3) (3-60)

1) 取接触池水深h=2.0m, 每格池宽b?1.0m，消毒池池长为

L?18?1.2?21.6(m) (3-61)

水流长度

L′=7231.0=72(m) (3-62)

接触池的分格数n=72/21.6=4(格) 复核池容

由以上计算，接触池宽B=1.034=4.0m

V?B?L?H1?4?21.6?2?172.8m3 (3-63)

满足有效停留时间的要求。 接触池出水设溢流堰。 2)加氯量计算

设计最大投氯量为 ?max?5.0mg/L；每日投氯量为

w??max?Q?5.0?5760?10?3?28.8kg/d?1.2kg/h； (3-64)

1选用贮氯量为100kg钢瓶，每日加氯量为瓶，共贮用10瓶。每日加氯机一

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台，单台投氯量为2~4kg/h ；配置注水泵两台，一用一备，要求注水量3?6m3/h，扬程不少于20mH2O。

3)混合装置

在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率为

N0???Q?T?G2102, (3-65)

式中：QT—混合池容，m3;

S/m2； ?—水力粘度,20℃时 ??1.06?10?4kg?G—搅拌速度梯度 ，对于机械混合G500S-1..

1.06?0.34?30?5002N0??1.77(kw)

3?5?102实际选用JBK-2200框式搅拌机，搅拌器直径为2200mm,高度为 2000mm,电动机功率4.0kw。接触消毒池设计为纵向折流反应池。在第一格，每隔7.6m设纵向垂直折流板，第二格每隔12.67m，设垂直折流板，第三格不设。 3.12 污泥浓缩池设计 3.12.1 设计说明

(1)设计概述

浓缩池的功能是对调节后的泥水进一步浓缩，以提高机械脱水效率，缩小脱水机容量。当采用自然干化时，可节省用地面积。更为重要的是，给水污泥亲水性很强，污泥必须具备一定的浓度才能得到较好的脱水效果，浓缩池是污泥处理过程中的核心部分，其底流浓度将直接影响污泥脱水的效果。

污泥浓缩有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、微孔滤机浓缩及隔膜浓缩等方法。采用一座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。

(2)设计参数： 进泥浓度：C=6g/L 污泥含水率：P1=99.2%

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污泥总流量：Q=216m3/d=9m3/h 设计浓缩后含水率：P2=97% 污泥固体通量：M=27kg/m22d 污泥浓缩时间：T=16h 贮泥时间：t=4h 3.12.2 浓缩池池体计算

(1)浓缩池直径 浓缩池面积

A?QCM?216?627?48(m2) 式中：Q—污泥量（m3/d）

C—污泥固体固体浓度（g/L） M—浓缩池污泥固体通量（kg/m22d）

浓缩池设一座，浓缩池直径

D?4?48??7.8m，取8m 水力负荷

??QwA?9?42?0.18m3/?m2?h? i3.14则有效水深

h1??T?0.18?16?2.88(m) 有效容积

V1?A?h1?48?2.88?138.24(m3) (2)排泥量与存泥容积 浓缩后污泥体积

V?P1)a?Q(1(1?P 2) ?216?(1?0.992)(1?0.97)

(4-1)(4-2)(4-3)(4-4)(4-5)(4-6)第 37 页 共 45 页

中北大学2010届毕业论文 ?57.6(m3/d)?2.4(m3/h)

按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积

V2?4Va?4?2.4?9.6m3 (4-7)

V3??h43(r12?r1r2?r22) (4-8) ?3.14?1.5(1.22?1.2?0.5?0.52) 3 ?3.6(m3) 式中：h4—泥斗的垂直高度，取1.5m

r1—泥斗的上口半径，取1.2m r2—泥斗的下口半径，取0.5m

设池底坡度为0.1，池底坡降为

h5?(r?r1)?i (4-9)

?(4?1.2)?0.1 ?0.28(m)

则池底可贮泥容积

V4??h53?(R2?Rr1?r12) (4-10)

3.14?0.282(4?4?1.2?1.22) 3 ?6.52(m)

因此，总贮泥容积为：

VW?V3?V4?3.60?6.52?10.12(m3),满足要求。

(3)浓缩池总高度

超高h2取0.3m，缓冲层高h3取0.3m， 则浓缩池总高度H

H?h1?h2?h3?h4?h5?2.88?0.3?0.3?0.28?1.5?5.26(m) (4-11)

(4)浓缩池排水量

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Q=Q-Q′=9-2.4=6.6(m3) (4-12)

(5)进泥中心管

进泥管DN300mm ；中心进泥筒?500mm；反射板?900mm.出水渠与堰板排水量Q?9?2.4?6.6(m3/h)，出水渠流量为

1?6.6?3.3m3/h?1.0?10?3m3/s， 2 出水渠宽 b?0.9q0.4?0.9??1.0?10?30.4??0.06(m) （4-13）

取b?0.10m；出水渠中流速为0.2m/s;

q1.0?10?3 出水渠中深为 h? ??0.05(m) （4-14）

b?v0.1?0.2出水渠断面设计为 h?b?0.05m?0.05m； 设计出水溢流堰上水头为H=0.01m，则每堰流量为

q?1.4?H2.5?1.4?10?5m3/s (4-15)

1.0?10?3?71个 ，取n=72个，共配36块堰板，每块长度所需堰口数量为n??51.4?10为2.00m，每块堰板设堰2个，堰口180mm,堰上水宽0.04m,堰上负荷为

1.0?0.35L/?m?s?，溢流符合满足要求。

0.04?72(6)污泥浓缩机

为了促进投药后污泥絮凝聚集，又起到刮泥作用选用NG?10型浓缩刮泥机，池深3.0m?3.5m，周边线速度0.7?2.0m/min，驱动功率0.37kw。 (7)浮渣挡板与浮渣井

为了防止浮渣随水流失，设浮渣挡板一圈，与出水堰板相距0.20m，浮渣挡板总长为L??9?0.2?2?0.3?2??3.14?25(m).浮渣斗一个，浮渣井（池外）一座，渣水分离后，水入溢流管系，渣人工撇除。 3.13 污泥脱水间的设计

m/Pd?,进泥量Q?2163?970泥饼 G?40t/d,P?75.0?,泥饼干重 ,.出

w?10t.

选用DY?3000带式脱水机，带宽3m，对城市污水厂混合泥或氧化沟污泥，投

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加聚丙烯酰胺2.0‰时，处理能力为 600kg/h(干)/h，选用3台，每日工作时间为一班。每台脱水机冲洗用水量35m3/h；单台系统总功率N?36.9kw.

脱水间平面尺寸 L?B?3.0m?6.0m.

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