印染废水处理工程设计

毕业设计（论文）材料之二（1）

安徽工程大学

毕业设计（论文）

专 业： 环境工程

作 者 姓 名： 韩志雄 导师及职称： 宫建龙 老师 导师所在单位： 安徽工程大学

2010年 6 月 10日

题 目： 印染废水处理工程设计

- I -

安徽工程大学

本科生毕业设计（论文）任务书

2011 届 生物化学工程 院

环 境 工 程 专业

学生姓名： 韩志雄

Ⅰ

I

毕业设计（论文）题目

中文： 印染废水处理工程设计

英文：Design of Dye Wastewater Treatment Project

Ⅱ 原始资料

表 0-1

项目 进水 出水 BOD5/(mg/L) 360 ≤25 COD/(mg/L) 1150 ≤100 SS/(mg/L) 240 ≤70 pH 8~11 6~9 色度 200 ≤40 设计处理水量/(m3/d) 4000

Ⅲ 毕业设计（论文）任务内容

毕业设计要求完成以下三方面的工作内容。

（1）污水处理方案的论证。包括污水处理基本工艺路线的确定、污水处理工艺流程论证和主要处理构筑物的选型。

（2）污水处理和污泥处理工艺设计计算。

（3）污水处理站总平面布置图和某些构筑物构造图设计。

方案论证阶段主要进行处理方案的技术比较（如处理效果、技术合理性和技术先进性），也可适当进行经济比较（如构筑物容积、占地面积、药剂消耗和运行管理复杂程度等）。

指导教师（签字） 教研室主任（签字）

批 准 日 期 接受任务书日期 完 成 日 期 接受任务书学生（签字）

－II－

摘 要

本文主要介绍了印染废水的水质特征及各种处理技术，并以工程设计实例说明了印染废水处理的一般流程。设计实例为日处理量4000吨的印染废水，所用的染料主要为靛蓝和硫化黑。设计实例采用了印染废水典型处理工艺：―水解酸化+生物接触氧化‖的方法。

对4000m3/d 的印染废水采用水解酸化与接触氧化工艺进行处理，通过废水的水解酸化反应，把难降解的高分子物质转化为较小的分子，从而改善废水的可生化性，为接触氧化创造条件。设计中采用铁碳体微电解、水解酸化和生物接触氧化相结合的工艺，对调节池、沉砂池、铁碳体微电解塔、水解酸化池、生物接触氧化池、二沉池等的排序和规格进行设计和计算。通过此设计，废水可达到挂膜好，处理效果稳定，CODCr去除率在85%以上。在通过铁粉在印染废水中的内电解作用和紫外光作用下的光化学氧化作用，使其色度和CODCr又有大幅度降低，多数情况下可以保证出水水质达标。

关键词：铁碳体微电解 部分微电解 水解酸化 生物接触氧化 印染废水

I

Abstract

The main introduction of this text prints and dye the water quality characteristic of the waste water and various kinds of treatment technologys, and has explained the general procedure of printing and dyeing wastewater treatment with the engineering design instance . Leave day on instance handling capacity of 4000 ton of son cloths process and print and dye wastewater, the dyestuffs used, for being indigo with sulpHurating darkly mainly. Design instance adopt print and dye model of the wastewater punish the craft: Method that \hydrolize acid take + living beings exposed to and oxidize + mix and congeal and precipitate \

Wastewater by hydrolytic of 4000m3 / d of dyeing acidification and contact oxidation process, the hydrolysis by water acidification, the degradable polymer material into smaller molecules, thereby improving the biodegradability of wastewater, for the creation of contact oxidation conditions. Body used in the design of carbon micro-electrolysis of iron hydrolysis acidification and a combination of biological contact oxidation process, the regulation pool, grit chamber, the body of carbon micro-electrolysis of iron towers, hydrolysis acidification tank, biological contact oxidation tank, secondary sedimentation tank, etc. sort and specifications for design and calculation. With this design, wastewater biofilm can be achieved good results and stable handling, CODCr removal rate above 85%. In printing and dyeing wastewater by iron inner electrolysis and UV pHotochemical oxidation under the action, so there are a significant reduction in color and CODCr in most cases to ensure that water quality standards.

Key words: Iron-carbon body exposure to oxygen Part of the contact oxidation

Hydrolysis Contact oxidation Printing and dyeing wastewater

－II－

目 录

引 言 ................................................................................................................................................................. 1 第 1 章 1.1 1.2 1.3 1.4 1.4.1 1.4.2 第 2 章 2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 第 3 章 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3.1 3.3.2 3.4 3.4.1 3.4.2 3.5 3.5.1 3.5.2 3.6 3.6.1

绪论 ...................................................................................................................................................... 2 印染废水主要来源 .............................................................................................................................. 2 印染废水特点 ...................................................................................................................................... 2 印染废水的分类 .................................................................................................................................. 2 设计任务 .............................................................................................................................................. 4 设计规模的确定 ............................................................................................................................. 4 处理程度确定 ................................................................................................................................. 4 工艺流程的确定 .................................................................................................................................. 1 概述 ...................................................................................................................................................... 1 印染废水处理方法比较 ...................................................................................................................... 1 几种常见的处理工艺 .......................................................................................................................... 2 厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺 ....................................................................................... 2 以生化处理为主体处理工艺流程 ................................................................................................. 3 生化、物化相结合的工艺流程 ..................................................................................................... 4 设计方案的确定 .................................................................................................................................. 5 污水性质的分析 ............................................................................................................................. 5 处理工艺方案的确定 ..................................................................................................................... 5 污泥处理工艺方案 ....................................................................................................................... 10 工程设计说明书 ................................................................................................................................ 11 格栅 .................................................................................................................................................... 11 设计概况 ....................................................................................................................................... 11 尺寸 ............................................................................................................................................... 11 调节池 ................................................................................................................................................ 11 设计概况 ....................................................................................................................................... 11 尺寸 ............................................................................................................................................... 11 设计概况 ....................................................................................................................................... 11 尺寸 ............................................................................................................................................... 11 铁炭微电解塔 .................................................................................................................................... 11 设计概况 ....................................................................................................................................... 11 尺寸 ............................................................................................................................................... 12 混凝池 ................................................................................................................................................ 12 设计概况 ....................................................................................................................................... 12 尺寸 ............................................................................................................................................... 12 一沉池 ................................................................................................................................................ 12 设计概况 ....................................................................................................................................... 12

I

3.3 PH调节池 ............................................................................................................................................... 11

3.6.2 3.7 3.7.1 3.7.2 3.8 3.8.1 3.8.2 3.9 3.9.1 3.9.2 3.10 3.10.1 3.10.2 3.11 3.11.1 3.11.2 3.12 3.12.1 3.12.2 第 4 章 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3.1 4.3.2 4.4 4.4.1 4.4.2 4.5 4.5.1 4.5.2 4.6 4.6.1 4.6.2 4.7 4.7.1 4.7.2 4.8 4.8.1

尺寸 ............................................................................................................................................... 12 中和池 ................................................................................................................................................ 12 设计概况 ....................................................................................................................................... 12 尺寸 ............................................................................................................................................... 12 综合调节池 ........................................................................................................................................ 12 设计概况 ....................................................................................................................................... 13 尺寸 ............................................................................................................................................... 13 水解酸化池 ........................................................................................................................................ 13 设计概况 ....................................................................................................................................... 13 尺寸 ............................................................................................................................................... 13 生物接触氧化池 ................................................................................................................................ 13

设计概况 .................................................................................................................................. 13 尺寸 .......................................................................................................................................... 13 设计概况 .................................................................................................................................. 13 尺寸 .......................................................................................................................................... 13 设计概况 .................................................................................................................................. 14 尺寸 .......................................................................................................................................... 14

二沉池 ................................................................................................................................................ 13

污泥浓缩池 ........................................................................................................................................ 14

工程设计计算书 ................................................................................................................................ 15 格栅 .................................................................................................................................................... 15 设计参数 ....................................................................................................................................... 15 设计计算 ....................................................................................................................................... 15 调节池 ................................................................................................................................................ 18 设计参数 ....................................................................................................................................... 18 设计计算 ....................................................................................................................................... 18 设计参数 ....................................................................................................................................... 18 设计计算 ....................................................................................................................................... 19 铁-碳微电解塔 ................................................................................................................................... 19 设计参数 ....................................................................................................................................... 19 设计计算 ....................................................................................................................................... 19 混凝池 ................................................................................................................................................ 19 设计参数 ....................................................................................................................................... 20 设计计算 ....................................................................................................................................... 20 一沉池 ................................................................................................................................................ 22 设计参数 ....................................................................................................................................... 22 设计计算 ....................................................................................................................................... 23 中和池 ................................................................................................................................................ 24 设计参数 ....................................................................................................................................... 24 设计计算 ....................................................................................................................................... 25 综合调节池 ........................................................................................................................................ 25 设计参数 ....................................................................................................................................... 25

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4.3 PH调节池 ............................................................................................................................................... 18

4.8.2 4.9 4.9.1 4.9.2 4.10 4.10.1 4.10.2 4.11 4.11.1 4.11.2 4.12 4.12.1 4.12.2 第 5 章 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 第 6 章 6.1 6.2 6.3 6.4 6.4.1 6.4.2

设计计算 ....................................................................................................................................... 25 水解酸化池 ........................................................................................................................................ 25 设计参数 ....................................................................................................................................... 25 设计计算 ....................................................................................................................................... 26 生物接触氧化池 ................................................................................................................................ 26

设计参数 .................................................................................................................................. 26 设计计算 .................................................................................................................................. 26 设计参数 .................................................................................................................................. 28 设计计算 .................................................................................................................................. 28 设计参数 .................................................................................................................................. 30 设计计算 .................................................................................................................................. 30

二沉池 ................................................................................................................................................ 28

污泥浓缩池 ........................................................................................................................................ 30

平面及高程布置 ................................................................................................................................ 31 平面布置 ............................................................................................................................................ 31 高程布置 ............................................................................................................................................ 31 其主要任务是： ........................................................................................................................... 31 高程计算： ................................................................................................................................... 32 工程概预算 ........................................................................................................................................ 35 构筑物费用 ........................................................................................................................................ 35 仪器设备费用 .................................................................................................................................... 36 投资估算 ............................................................................................................................................ 36 主要技术经济指标 ............................................................................................................................ 37 电耗 ............................................................................................................................................... 37 运行费用 ....................................................................................................................................... 37

结论与展望 ........................................................................................................................................................... 38 致谢 ....................................................................................................................................................................... 39 参考文献 ............................................................................................................................................................... 40 附录A ................................................................................................................................................................... 43 外文文献 .......................................................................................................................................................... 43 翻译 .................................................................................................................................................................. 53 附录B ................................................................................................................................................................... 63 题录 .................................................................................................................................................................. 63

III

插图清单

图 2-1厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺 .......................................................................................... 2 图 2-2以生化处理为主体处理工艺流程 ………………………………………………………………….3 图 2-3生化、物化相结合的工艺流……………………………………………………………………….4 图 2-4部分铁-碳体微电解+水解酸化+生物接触氧化法 ........................................................................... 6 图 2-5混凝沉淀+水解酸化+A/O法+生物活性炭法 .................................................................................. 8 图 3-1 格栅草图 .......................................................................................................................................... 15 图 3-2 竖流沉淀池 ...................................................................................................................................... 24

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表格清单

表 1-1 进水水质与出水水质 ......................................................................................................................... 4 表 2-1几种印染废水处理工艺方法及其特点。 .......................................................................................... 1 表 2-2混合废水水质 ...................................................................................................................................... 3 表 2-3出水水质和去除率 .............................................................................................................................. 3 表 3-1 桨板宽长比与阻力系数关系 ........................................................................................................... 21 表 4-1高程计算表........................................................................................................................................ 33 表 5-1构筑物费用统计 ................................................................................................................................ 35 表 5-2 仪器设备费用统计 ........................................................................................................................... 36 表 5-3投资估算统计 .................................................................................................................................... 36 表 5-4 电耗 ................................................................................................................................................... 37 表 5-5运行费用统计 .................................................................................................................................... 37

V

安徽工程大学毕业设计(论文)

引 言

我国是一个纺织大国，印染工业发展比较迅速，所以不可避免的会出现大量的印染废水。现在纺织工业量大面广，产生的废水数量多，是对水环境污染构成严重威胁工业污染源之一。在纺织废水中，以印染废水污染最为严重。印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106～4×106m3[1]。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。

纺织印染行业是污染物排放量较大的部门之一，主要以废水污染为主，其次为废气、废渣、噪声污染，其中废气主要为锅炉燃烧产生的废气及相应的废渣。噪声也是纺织工业一个相当严重的污染，主要为纺织机、织布机产生的高频噪声污染。解决的办法是以无梭织机代替有梭织机。目前系统内大中型企业无梭织机约占织机总量的15%左右。

国有大中型纺织印染企业基本建有废水处理装置，并相当一部分正常运行，其处理成本为0.7~1.0元/吨左右。而多数乡镇企业则很少修建污染处理装置，其污染不容忽视。

据统计，1994年纺织工业全年排放废水量达8.7亿立方米（不含乡镇企业）居全国各行业第四位，其中印染废水约占80%。印染废水是一种色度较高，以人工合成有机物为主、浓度较高的有机废水，亦属于较难处理的工业废水。我国的染料生产水平于国外差距较大，染料上染率低，助剂投配量较大，加大了纺织印染行业的污染负荷。

对于大型纺织厂而言，纺织工业废水处理常用的流程为一级好氧处理工艺[2]。最近，一些大型纺织生产厂采用了二级厌氧－好氧技术。经厌氧－好氧处理后，废水的COD和BOD去除率可分别达到70％和95％。

大多数中小型纺织厂没有生物处理设施。只有在一些厂中采用了沉淀或一级处理以减少废水中悬浮固体的浓度和一部分BOD。一些中小型纺织厂还采用了化学处理法（如絮凝）。必须强调的是，化学处理法由于要投加化学药剂，其成本一般是较高的。工业生产实践表明，单纯用化学法处理纺织工业废水很难达到排放标准的要求。

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韩志雄：印染废水处理工程设计

第 1 章 绪论

1.1 印染废水主要来源

印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水或（除漂白废水以外的）综合废水。 1.2 印染废水特点

分析其废水特点，主要为以下方面:

（1）水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和PH 值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA 浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。

（2）由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的PH 值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同，但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低，一般在20％左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到30％左右或更高些，以利于进行生化处理。

（3） 印染废水中的碱减量废水，其CODCr值有的可达10 万mg/L 以上，pH 值≥12 ，因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH 值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。

（4）印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4000 倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。

（5） 印染行业中，PVA 浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。特别是PVA 浆料造成的CODCr含量占印染废水总CODCr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分CODCr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA 的微生物。 1.3 印染废水的分类

印染各工序排出废水主要有八大类，其水质特点特性差异较大： (1) 退浆废水

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退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除（被水解或酶分解为水溶性分解物），同时也除掉纤维本身的部分杂质。退浆废水是有机废水，呈淡黄色，含有浆料分解物、纤维屑、酶等，废水呈碱性，PH 值为12 左右，COD 和BOD 含量约占印染废水的45％左右。当采用PVA 或CMC 化学浆料时，废水的BOD 下降，但COD 很高，废水更难处理。PVA 浆料是造成印染废水处理效果不好的主要原因之一。

(2)煮练废水

煮练是用烧碱和表面活性剂等的水溶液，在高温（120℃）和碱性（PH＝10-13）条件下，对棉织物进行煮练，去除纤维所含的油脂、蜡质、果胶等杂质，以保证漂白和染整的加工质量。煮练废水水量大，水温高，呈深褐色和强碱性（含碱浓度约为0.3％）。煮练废水中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等物质，其BOD 和COD 值较高（每升达数千毫克），污染物浓度高。

(3)漂白废水

漂白工艺一般是用次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的杂质。漂白废水的特点是水量大，污染程度较轻，BOD 和COD均较低，属较清洁废水，可直接排放或处理后循环再用。

(4)丝光废水

丝光是将织物在氢氧化钠浓溶液在进行溶液处理，以提高纤维的张力强度，增加纤维的表面光泽，降低织物的潜在收缩率和提高对染料的亲和力。丝光废水碱性较强（含NaOH3％-5％左右），多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD 和SS 值均较高。

(5)染色废水

染色废水的主要污染物是染料和助剂。由于不同的纤维原料和产品需要使用不同的染料、助剂和染色方法，加上各种染料的上色率不同，染液和浓度不同，使染色废水水质变化很大。染色废水一般呈强碱性，水量较大，水质中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，废水色度可高达几千倍，COD 较BOD 高得多，COD 一般为300-700 毫克／升，BOD／COD 一般小于0.2,可生化性较差。

(6)印花废水

印花废水主要来自于配色调浆、印花滚筒、印花筛网的冲洗废水，以及印花后处理时的皂洗、水洗废水。由于印花色浆中的浆料量比染料量多几到几十倍，故印花废水中除染料、助剂外，还含有大量浆料，BOD5 和CODcr 都较高。印花废水量较大，污染物浓度较高，当印花滚筒镀筒时使用重铬酸钾、滚筒剥铬时有三氧化铬产生。这些含铬的废水毒剂要单独处理。

(7) 整理废水

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韩志雄：印染废水处理工程设计

整理废水水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料、表面活性剂、甲醛等。整理废水数量很小，对全厂混合废水的水质水量影响也小。

(8)碱减量废水

由涤纶仿真丝碱减量工序产生，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75％。碱减量废水不仅pH 值高（一般＞12），而且有机物浓度高，COD 可高达9 万毫克／升，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。印染行业是工业废水排水大户，占到整个行业废水排放的80％。印染废水因其水量大、有机污染物含量高、色度大、碱性大、水质成分变化 多而成为非常难以处理的工业废水。印染废水问题的关键是实现分类治理，这样可使治理成本大大降低。此外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动；对于大量使用还原染料、硫化染料、冰染料等的废水，其化学絮凝效果相对较差。因此处理工艺要考虑这些因素，要有一定的适应水量、水质负荷变化的能力。 1.4 设计任务 1.4.1 设计规模的确定

印染厂4000m3/d废水处理工程设计 1.4.2 处理程度确定

（1） 水质的确定

表 1-1 进水水质与出水水质

项目 进水 出水

BOD5/(mg/L)

360 ≤25

COD/(mg/L) 1150 ≤100

SS/(mg/L) 240 ≤70

pH 8-11 6-9

色度 200 ≤40

设计处理水量/(m3/d)

4000

取水量变化系数K=0.08，则

Qmax?Q?KQ?4000?0.08?4000?4320m3/d?180m3/h

（2） 处理程度计算 BOD5去除率??SS 去除率??360?25360?100%?93.06%

240?70240?100%?70.83%

?100%?91.3%

CODcr去除率??1150?1001150－4－

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第 2 章 工艺流程的确定

2.1 概述

印染废水进行治理的基本原则是：优先考虑印染工艺改革和技术革新，推广清洁生产工艺，尽量减少各生产工序的排污，对废水的水质、水量实行总量控制，以减轻末端废水处理系统的负荷，根据处理手段的不同，印染废水处理方法可分为：物化法、生化法和化学法。

2.2 印染废水处理方法比较

印染废水具有色度高，COD 值高，成分复杂和水质、水量变化剧烈等特点。国内外大量的理论援救与实际经验指出：生物法处理印染废水在处理效果中较好，对去除SS、BOD、COD 等均有很好的效果，且成本低廉，基本无二次污染，它作为印染废水最主要的处理方法在我国应用很广，但生化法要求废水的可生化性较高，而印染废水属于难生化降解的废水，特别是近几年，随着PVA 浆料的普遍应用，导致印染废水的可生化性指标BOD/COD 值很低，这就要求在设计印染废水工艺流程时，必须考虑提高废水的可生化性，即先对废水进行水解酸化处理，再进行好氧处理，以利于提高废水的处理效果。 表2－1 给出几种印染废水处理工艺方法及其特点。

表 2-1几种印染废水处理工艺方法及其特点

分类

处理方法

处理效果

运行

成本 较高

存在的主要问题与不足

物 化 法 与 化 学 法

混凝沉淀或气浮 化学氧化

对大分子不容性燃料去除有效

主要用来去除色度 脱色及COD去除效果较好

COD,BOD去除率较低

较高

须用大量强氧化剂，成本较

高

吸附剂再生困难

能耗高

需保证废水在弱酸条件下

吸附法 电解法 铁屑-石墨过滤法 膜分离法

脱色及COD去除效果较好 脱色及COD去除效果较好 脱色及COD去除效果好

较高 高 低

处理效果最好可回收有用物质 可去除部分COD,改善废水可

生化性指标

脱色，COD去除率低

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高 低

膜成本高 单独应用出水不达标

生 化

水解酸化法 传统活性

低 难以处理废水中的难降解

韩志雄：印染废水处理工程设计

法 污泥法 生物接触氧化法 与水解酸化结合，可有效去除废水中的有机污染物 低 物质 难以处理废水中的难降解物质 2.3 几种常见的处理工艺

2.3.1 厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺

原水 调节池 脉冲发生器 厌氧水解酸化池 出水 生物碳池 沉淀池 好氧池 鼓风机

图 2-1厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺

该处理工艺是原纺织部设计院\七五\科研攻关成果。是近几年来在印染废水处理中采用较多，较成熟的工艺流程。这里的厌氧处理不是传统的厌氧硝化，而是进行水解和酸化作用。目的是对印染废水中可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质通过水解酸化，降解为小分子物质和可溶性物质，提高可生化性和BOD5 /CODCr值，为后续好氧生化处理创造条件。同时好氧生化处理产生的剩余污泥经沉淀池全部回流到厌氧生化段，因污泥在厌氧生化段有足够的停留时间（8h～10h），能进行彻底的厌氧消化，使整个系统没有剩余污泥排放，即达到自身的污泥平衡（注：仅有少量的无机泥渣会在厌氧段积累，但不必设专门的污泥处理装置）。厌氧池和好氧池中均安装填料，属生物膜法处理；生物炭池装活性炭并供氧，兼有悬浮生长和固着生长法特点；脉冲进水的作用是对厌氧池进行搅拌。

各部分的水力停留时间一般为： 调节池： 8h～12h； 厌氧生化池：8h～10h； 好氧生化池：6h～8h； 生物炭池： 1h～2h；

脉冲发生器间隔时间：5min～10min；

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该处理工艺系统，对于CODCr≤1000mg/L 的印染废水，处理后的出水可达到国家排放标准，如进一步深度处理则可回用。对运转5 年以上的工程观察，运行正常，处理效果稳定，也没有外排污泥，未发现厌氧生化池内污泥过度增长。 2.3.2 以生化处理为主体处理工艺流程

污泥外运 污泥浓缩池 原水 格栅井 调节池 提升泵 厌氧水解酸化池 出水 合建式氧化沟 接触氧化池 鼓风机

图 2-2以生化处理为主体处理工艺流程

是二级生化处理串联的工艺，合建式氧化沟内设沉淀池，内沉池中污泥回流到厌氧水解酸化池，既提高生物量，又使污泥硝化。此处理工艺用于有机物浓度高，以印染废水为主的综合工业废水处理。如某市工业区，把2 个印染厂、各1 个织染厂、针织厂、地毯总厂、塑料厂、日化厂和啤酒厂的废水集中起来，用此工艺进行处理，既节省了投资，减少占地面积，又便于管理，降低了运行费用。这8 个厂的混合废水水质见表2-2。

表 2-2混合废水水质

项目 COD（mg/l） BOD（mg/l） SS （mg/l） 色度 （倍）

水质变化范围 623.68-4037.62 105.78-2050.56 59-5944 27.78-5000

平均值 1229.00 483.71 371.51 351.45

由表2-2 可见，混合废水浓度较高，水质波动幅度大，还承受强碱性废水的冲击，处理难度是较大的，这里的调节池起了很大的作用，使水均量均质化，减少了后处理的冲击负荷。第一期设计处理水量为12000m3/d，经运行测定后，整个系统出水水质和去除率见表2-3.

表 2-3出水水质和去除率

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韩志雄：印染废水处理工程设计

处理段出水水质

进水 水解酸化池 接触氧化池 合建式氧化沟 总去除率/%

COD（mg/l） 1299.00 809.60 573.95 70.84 94.27

BOD（mg/l）

483.71 336.21 227.20 21.55 95.45

SS （mg/l） 372.51 89.86 127.75 23.54 93.66

色度（倍） 351.45 104.06 95.65 34.09 90.30

从表2-3 可见，接触氧化池的出水，经合建式氧化沟处理，其去除率分别为：CODCr:87.3%；BOD5:90.5%；SS: 81.6%；色度:63.4%。可见合建式氧化沟起到了重要的把关作用。

氧化沟在污水处理中本身就是一个独立的自成系统的工艺，在城市污水和工业废水处理中都有应用，有资料报道，采用单一的氧化沟系统处理印染废水（Q=2500m3/d，BOD5≤1200mg/L，CODCr≤ 1500mg/L，pH=11～13），处理后出水水质达到BOD5≤30mg/L，CODCr≤100mg/L，SS≤70mg/L，PH=6～9。其处理工艺系统为加酸中和后采用Ⅰ、Ⅱ级氧化沟（均设内沉池）串联。可见该处理工艺流程是偏安全的。 2.3.3 生化、物化相结合的工艺流程

原水 调节池 提升泵 水解酸化池 出水 气浮 接触氧化池 污泥脱水机 污泥池 风机

图 2-3生化、物化相结合的工艺流程

主要染料为硫化、涂料、凡士林、活性及化学助剂。处理水量为100m3/d（漂炼60 m3/d，染色40 m3/d），水质为：PH=10～12,CODCr=1000mg/ L,BOD5=200mg/L～300mg/L，色度为200 倍～300 倍。厌氧水解酸化池内设半软性填料、生物接触氧化池内设SNP 型新型填料。后续物化处理采用加药反应气浮池，采用加药反应气浮池的特点为：一是脱落的生物膜、悬浮物等去除率高，可达到80%～90%；二是色度去除高，可达到95%；三是气浮池水力停留时间短，约30min 左右，而沉淀池水力停留时间1.5h～2h，故气浮池体积小，占地面积少；四是污泥含水率低，约97%～98%，气浮排渣可直接进行脱水处理。因此，采用气浮池后工艺流程中出现了二个明显的特点：一是只设污泥池，不设污泥浓缩池和污泥反应池，污泥直接进脱水机脱水处理；二是本来应采用活性污泥回流到厌氧水解酸化池，因加药反应后的污泥失去了活性，

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韩志雄：印染废水处理工程设计

c. A/O运行时不太好控制，时有活性污泥膨胀发生。

通过以上对两种工艺方案的技术对比结果表明，在处理同样规模水量和时水浓度，达到同样处理要求的前提下，方案一在工艺原理，技术经济等方面比方案二具有更多的优点.因此，本设计中采部分铁-碳体微电解+水解酸化+生物接触氧化即方案一的工艺。

综合考虑铁-碳体中铁的消耗量、调节pH用硫酸量和处理效果，决定将原水的35%经过微电解处理，进入微电解塔的水pH在4-5之间为最宜。

应该注意在生化处理中，为增加微生物所需要的营养源，水在进入水解酸化池前投加适当的N 和 P；为增加生物量，促使大分子有机物和不溶性有机物的生物降解，把生物接触氧化池的出水（含污泥），在一定时间内用回流泵按比例回流到水解酸化池。水解酸化池和接触氧化池内均设弹性立体填料，以利挂膜和脱膜。

高浓度的染色原液、蒸煮废液、碱减量废水等，应进行预处理，把有机物浓度降低后再进入总调节池，与其它废水一起集中处理，这是至关重要的。

在达到设计所要求排放标准前提下，工艺处理流程尽可能简化，进行最佳的优化组合，以节省投资，减少占地面积，降低处理成本，便于管理操作。 2.4.3 污泥处理工艺方案

污泥是污水处理过程的产物，污泥的处理是整个污水处理工程的重要组成部分，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。其一般处理流程为浓缩→消化→脱水→干化→处置。

考虑到拟建污水处理工程规模较小，产生的污泥量相对少，经浓缩工艺处理后的污泥性质较为稳定，如果采用消化处理，需增加消化池，加热搅拌，沼气处理等一系列复杂构筑物及制备投资增加，管理复杂，经济效益并，故本工程采用将污泥暂时贮 ，然后进行浓缩，压滤工艺。污泥脱水成含水率为70～80%泥饼后外运处置。

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第 3 章 工程设计说明书

3.1 格栅 3.1.1 设计概况

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成的框架设备．被安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续处理构筑物的处理负荷，保护后续处理设施。 3.1.2 尺寸

2.15m×0.48m×1.12m 3.2 调节池 3.2.1 设计概况

调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。 3.2.2 尺寸

10m×9m×4.5m 3.3 pH调节池 3.3.1 设计概况

pH调节池的作用是调节废水的pH值，使废水pH值达到反应最佳值，为后续反应创造有利条件。 3.3.2 尺寸

3.2m×2.5m×2.5m 3.4 铁炭微电解塔 3.4.1 设计概况

铁屑—碳微电解法的构筑物采用铁屑—碳滤池该铁碳过滤系统是用废铁屑经预处理和活化后作主要填料，其工作原理是电化学反应的氧化还原，铁屑对絮体的电附集和

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对反应的催化作用，电池反应产物的混凝，新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应的结果，其中主要作用是氧化还原和电附集。 3.4.2 尺寸

h=5.33m R=5.56m，两座 3.5 混凝池 3.5.1 设计概况

经过铁碳微电解塔的水中含有大量的Fe?.Fe3?，两种水混合后水为碱性。在碱性条件下Fe?.池内形成较大的矾花。另向池中加入阳性PAMFe3?具有很好的混凝絮凝作用，用来增加絮凝效果 3.5.2 尺寸

3.1m×3.1m×3.6m 三座 3.6 一沉池 3.6.1 设计概况

本设计采用竖流式沉淀池。

竖流式沉淀池是利用污水从沉淀池中心管流入，沿着中心管向下流动，经中心管下端的反射板折向上流动，污水以速度v自下向上流动，污水中的颗粒以沉速u向下沉降，当u＞v时颗粒开始下沉，u=v时颗粒悬浮与水中，u＜v时颗粒随污水流出。 3.6.2 尺寸

R=6.83m；H=10.295m 两座 3.7 中和池 3.7.1 设计概况

中和池将沉淀池出水pH调节至中性，中和池内装有pH探头以达到自动控制加药量。池子内装有曝气管。 3.7.2 尺寸

5m×4.5m×2.5m 3.8 综合调节池

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3.8.1 设计概况

综合调节预处理后的水，起到匀质匀量。为后期的生化处理调节微生物营养元素的比例。 3.8.2 尺寸

10m×9m×4.5m 3.9 水解酸化池 3.9.1 设计概况

水解酸化池印染废水中含有高分子有机物较难直接被好氧微生物降解，水解酸化池在工程实践中已被证明可以降解高分子污染物质，在提高废水的可生化性上具有很好的效果。在水解酸化阶段，通过缺氧降解，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果。水解池中安装高速潜水推流器，保证厌氧微生物和废水能充分接触，均匀水质。 3.9.2 尺寸

10m×10m×4m 3.10 生物接触氧化池 3.10.1 设计概况

本设计所采用的生物接触氧化池为直流鼓风曝气接触氧化池。生物接触氧化池的容积一般按BOD的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。 3.10.2 尺寸

5m×4m×4.3m 四座 3.11 二沉池 3.11.1 设计概况

本设计采用竖流式沉淀池。

竖流式沉淀池是利用污水从沉淀池中心管流入，沿着中心管向下流动，经中心管下端的反射板折向上流动，污水以速度v自下向上流动，污水中的颗粒以沉速u向下沉降，当u＞v时颗粒开始下沉，u=v时颗粒悬浮与水中，u＜v时颗粒随污水流出。 3.11.2 尺寸

R=6.83m；H=10.295m 两座

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3.12 污泥浓缩池 3.12.1 设计概况

污泥中含有大量的水分，为了便于处理和运输，需要减少污泥的含水量，缩小其体积。污泥浓缩是指通过污泥增稠来降低污泥的含水率，压缩污泥的体积，以利于后期处理。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩，离心浓缩和气浮浓缩3种。 3.12.2 尺寸

R=3.9m；H=2.68m 两座

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第 4 章 工程设计计算书

4.1 格栅 4.1.1 设计参数 4.1.2 设计计算

图4-1格栅草图

设计中选择一组格栅，N=1组，格栅设计流量为:

Qmax?4320 m3/d?180 m3/h?0.05 m3/s

1. 格栅的间隙数

n?Qsin?Nbvh

式中：n——为格栅栅条间隙数，个；

Q——为设计流量，m3/s；

?——为格栅倾角，°；

N——设计格栅组数，组；

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B——格栅栅条间隙，m；

3v——格栅过栅流速，m/s；

h——格栅前水深，m。

设计中取h=0.5m，v=0.6m/s，b=0.01m，?=70°

n?0.05sin7000.01?0.6?0.5?16

2.格栅槽宽度：

B?S?n?1??bn

式中：B——格栅槽宽度，m；

S——每根格栅条的宽度，m，设计中取S=0.02m.。

B?0.02?16?1??0.01?16?0.48 m

3.进水渠道渐宽部分的长度：

l1?B?B12tg?1

式中：l1——进水渠道渐宽部分的长度，m；

B1——进水明渠宽度，m，取B1=0.3；

~30°，取?1=20°。 ?1——渐宽处角度，°；一般采用10°

l1?0.48?0.32tg200?0.25m

2. 出水渠道渐宽部分长度：

l2?B?B12tg?2

式中：l2——出水渠道渐宽部分的长度，m；

?2——渐宽处角度，°；?2??1。

l2?0.43?0.32tg20?0.25m

3. 通过格栅的水头损失：

h1?k?()3sin? b2gS4v2－16－

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式中：h1——水头损失（m）；

?——格栅条的阻力系数，查表得?=2.42；

k——格栅受污物赌赛时的水头损失增大系数，一般采用k=3

4 h?0.02?30.621?3?2.42??0.01??2?gsin700?0.32m 6.栅前/后明渠的总高度：

H1?h?h1；

H2?h?h1?h2

式中：H1——栅前明渠总高度，m；

H2——栅后明渠总高度，m；

h2——明渠超高，m，一般采用0.3-0.5m

设计中取h2=0.3m

H1?0.5?0.3?0.8m H2?0.5?0.3?0.32?1.12m

7.格栅槽总长度：

L?l1?l2?0.5?1.0?H12tg?

式中：L——格栅槽总长度，m；

H1——格栅明渠深度，m；

L?0.25?0.25?0.50?1.00?0.50?0.302tg700?2.15m

8.每日排渣量：

W?86400QWt1000

式中：W——每日排渣量，m3/d；

Wt——每日每103m3污水的栅渣量，m3/103m3污水；0.04-0.06m3/103m3污水。

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一般采用

韩志雄：印染废水处理工程设计

设计中取Wt=0.05m3/103m3污水

W?86400?0.046?0.051000?0.199m3/d＜0.2m3/d

采用人工除渣。 4.2 调节池 4.2.1 设计参数 4.2.2 设计计算

1.调节池有效容积

V?QmaxT

式中：V——调节池有效容积（m3）

Qmax——设计流量（m3/h）；

T——水力停留时间（h）； 设计中取T=2h

V?QMAXT?180?2?360m3

2.调节池尺寸，该池为矩形，其调节池有效水深取h=4m。 调节池面积为：F?3604?90m2；

池宽取B=9m，则池长为：L?FB?909?10m

保护高取h1=0.5m，则调节池总高为：H?h?h1?4?0.5?4.5m 3.曝气系统计算;

（m2/h）空气用量为q?2m3/?m2*h?，则总供气量为Q总9?qA?2?90?180通气干

管管径为DN100.每个曝气头服务0.5㎡；则需要曝气头个数为n?8?11.250.5，?180（个）

设4道廊道，则每廊道曝气头个数为180/4=45（个）；每廊道各设一根空气支管，其管径为DN80；每根支管上设3根空气分配管，其管内径为DN32mm 4.3 pH调节池 4.3.1 设计参数

pH调节池中装用pH探头，以达到自动化调节pH值。 进水流量为：Q1?Qmax?35%?180?0.35?63m3/h； 设计停留时间：T=15min；

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4.3.2 设计计算

则有效容积为：V?Q1T?63?0.25?16m3 有效水深取：h1=2m；调节池面积为：F?PH调节池宽取B=2.5m，则池长为：L?FBVh1?162?8m2

?82.5?3.2m

PH调节池超高取：h2=0.5m；则池子总深为：H?h1?h2?2?0.5?2.5m

4.4 铁-碳微电解塔 4.4.1 设计参数

铁碳按照质量比1:1装入塔内；测定孔隙率为65%；曝气量采用q?2m3/?m2*h?；反应时间取60min；碳的粒径采用5-10mm；一到半年时间加一次铁屑，惰性电极（碳）不需再加；

设计流量Q1?Qmax?35%?180?0.35?63m3/h 4.4.2 设计计算

则填料体积为：V?Q1T0.65?63?10.65?96.92m3?97m3

本设计采用1座铁-碳微电解塔； 填料高取h=4m，则填料直径为R=5.56m 塔的总高为：

H?h?h1?h2?h3

式中：h1——反应塔布水高度，m；

h2——填料距离出水面高度，m； h3——反应塔超高，m； 代入数值得：

H?h?h1?h2?h3?4?0.5?0.5?0.3?5.3m

4.5 混凝池

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4.5.1 设计参数

本设计采用竖直轴式混凝池设计； 设计停留时间为T=30min； 设计流量QMAX?180m3/h；

4.5.2 设计计算

1.池子尺寸

则池子容积V?QMAXT?180?0.5?90m3；

混凝池分为三格，每格尺寸为3.1m×3.1m，有效水深取h1=3.1m，则混凝池实际容积为：W'?3.1?3.1?3.1?3?89.37?90m3；

混凝池超高取：h2=0.5m；则池子总深为：H?h1?h2?3.1?0.5?3.6m； 每格之间墙的厚度为：0.24m，则池子总长为：L?3.1?3?0.24?2?9.78m； 2.搅拌设备 （1）叶轮直径

叶轮直径取格宽的80%，其直径为3.1×0.8=2.48m设计中采用2.5m。叶轮桨板中点线速度采用：v1?0.5m/s,v2?0.35m/s,v3?0.2m/s。

桨板长取1.5m，（桨板长度与叶轮直径之比为1.5/2.5=0.6＜0.75旋转桨板面积与混凝池过水面积之比为：

0.1?1.5?83.1?3.1?100%?12.5%，满足10%-20%的要求。

?

桨板宽度取0.1m，每根轴上桨板个数设8块，内、外侧个四块。

每块桨板宽度为桨板长度的0.066，满足1/10-1/15的要求。 （2） 叶轮桨板中心点旋转直径

?L?L0?D0?2??L0?

?2?式中：D0——为叶轮桨板中心点旋转直径，mm；

L——桨板轴中心至外桨板外缘的距离，mm； L0——桨板轴中心至内桨板内缘的距离，mm； 设计中取L=1225mm，L0=558mm

?1225?558?D0?2??558??3.0m

2??

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n1?60v1?D0

式中：n1——第一格叶轮转速，r/min；

v1——第一格叶轮桨板中心线速度，m/s； D0——叶轮桨板中心点旋转直径，mm； （3） 叶轮转速

n1?n2?n3?60?0.53.14?3.060?0.353.14?3.060?0.23.14?3.0?3.18r/min,?1?0.333rad/s ?2.23r/min,?3?0.233rad/s ?1.27r/min,?3?0.133rad/s

桨板宽长比

0.11.5?1

k???2g

式中：k——系数

?——阻力系数，由表3-1查出；

?——水的密度，1000kg/m3；

g——重力加速度，m/s2；

k?1.1?10002?9.81大于1 1.10 ?56

表4-1桨板宽长比与阻力系数关系

b/l 1-2 1.15 2.5-4 1.19 4.5-10 1.29 10.5-18 1.40 大于18 2.00 ? （4） 桨板旋转时克服水的阻力所消耗的功率 第一格外侧桨板：

Ny1?ykl?3408?r42?r14

?式中：N1y——第一格外侧桨板所消耗功率，kw；

y——外侧桨板个数，块； k——系数；

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l——桨板长度，m； r2——叶轮半径，m；

r1——叶轮半径与桨板宽度之差，m；

w1——叶轮旋转的角速度，rad/s；

设计中取y=4块，k=56，l=1.5m，r2=1.225m，r1=1.125m，w1=0.333rad/s

Ny1?4?56?1.5?0.3333408?1.2254?1.1254?0.024KW

?第一格内侧桨板所耗功率：

N?x14?1.5?56?0.3333408?0.6584?0.5584?0.0027KW

?第一格所需搅拌轴功率为;

N1?N1y?N1x?0.024?0.0027?0.0267KW

同样计算第二格和第三格所需功率为N2和N3分别为0.0047KW和0.0011KW。 设三台搅拌机合用一台电机，则混凝池所用总功率为：

N?N1?N2?N3?0.0267?0.0047?0.0011?0.0325KW

电机的功率为：

Nd?N?1?2

式中：Nd——电机功率, kw；

N——混凝池消耗功率, kw；

?1——搅拌器机械总功率，取?1=0.7；

?2——传动率，一般采用0.6-0.95，取?2=0.7。

Nd?N?0.03250.7?0.7?0.0663?0.67kw

?1?24.6 一沉池 4.6.1 设计参数

设计中采用2个沉淀池； 设计流量为QMAX?180m3/h；

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4.6.2 设计计算

（1） 中心管面积

设计中心管流速为v0=0.03m/s，采用池数为2个，则每池的流量为：

q?QMAXn?1802?90m3/h

则中心管面积为;

f?qv0?0.0250.03?0.84m2

（2） 沉淀部分有效面积

设表面负荷q1?2.50m3/?m2*h?，则上升流速为

v?u0?2.50m/h?0.0007m/s

A?qv?0.0250.0007?35.71m2

（3） 沉淀池直径

D?4?A?f???4?35.71?0.84?3.14?6.83?8m

（4） 沉淀池有效水深 设沉淀时间T=2h，则

h1?vT?3600?0.0007?2?3600?5.04m

（5） 校核池径水深比

Dh1

Dh16.835.04??1.355?1.9

（6） 中心管直径

d0?4f?4?0.843.14?1.035m

?（7） 中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离

h2?qv1???d1

式中:h3——中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离,m;

V1——污水又中心管喇叭口与反射板之间缝隙流处的流速，m/s；

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d1——喇叭口直径，d1=1.35d0=1.35*1.035=1.397m 设计取v1=0.02m/s，则：

h2?0.0250.02?3.14?1.397?0.285m

（8） 污泥斗及污泥斗高度 取a=60°，截头直径d1=0.8m，则：

h3?D?d12?tg??6.9?1.52?tg600?4.67m

（9） 沉淀池总高

H?h1?h2?h3?h4?h5?5.04?0.285?4.67?0.3?0?10.295 m

式中：H——沉淀池总高，m；

h1——沉淀池有效水深，m；

h2——中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离，m； h3——污泥斗高度，m；

h4——缓冲层高度，因泥面很低，取为0； h5——池子超高，取0.3m。

图4-2竖流沉淀池

4.7 中和池 4.7.1 设计参数

中和池中装用pH探头，以达到自动化调节pH值。 进水流量为：Q?Qmax?180m3/h?0.05m3/s； 设计停留时间：T=15min；

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