特种造纸废水处理设计

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目录

第一章 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1设计任务书 ................................................................................................................................... 1 1.2关于造纸废水处理 ....................................................................................................................... 1 第二章 工艺路线的确定及选择依据 ................................................................................................ 3 2.1造纸废水处理的研究方案 ........................................................................................................... 3 2.2工艺确定 ....................................................................................................................................... 6 2.3处理工艺流程图 ........................................................................................................................... 6 2.4污泥处理方案的确定 ................................................................................................................... 6 第三章 处理主要构筑物计算 ............................................................................................................ 8 3.1格栅 ............................................................................................................................................... 8 3.2沉砂池 ......................................................................................................................................... 10 3.3调节池 ......................................................................................................................................... 11 3.4升流式厌氧污泥反应床（UASB） ............................................................................................. 13 3.5曝气池 ......................................................................................................................................... 17 3.6二沉池 ......................................................................................................................................... 19 3.7污泥量计算 ................................................................................................................................. 20 3．8污泥浓缩池 ............................................................................................................................... 21 3．9污泥脱水间 ............................................................................................................................... 22 结束语 ................................................................................................................................................ 24 4.1构筑物一览表 ............................................................................................................................. 24 4.2感谢 ............................................................................................................................................. 25 4.3参考文献： ................................................................................................................................. 25

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第一章 绪论

1.1设计任务书

1.1.1题目名称：2000m3/d造纸废水处理工艺设计 1.1.2设计资料

1、废水进水水量： Q=2000m3/d； 2、废水进水水质： 水质指标 COD BOD5 SS PH 单位 mg/L mg/L mg/L 数量 ≤2000 ≤600 ≤900 9 3、处理后出水水质要求：污水处理后出水排入Ⅳ类水体，即： 水质指标 COD BOD5 SS PH 单位 mg/L mg/L mg/L 数量 150 60 200 6-9[1] 4、气象水文资料：东北地区；冰冻深度1.7m；主导风向为东南风。 1.1.3设计内容

1、设计方案及设计计算； 2、撰写设计计算说明书；

3、画图（2张A1号----CAD图）；

包括：1张工艺流程图，1张主体构筑物剖面图。 1.2关于造纸废水处理

造纸企业是废水排放大户，也是环境污染的主要行业，我国2002年制浆造纸工业污染排放量约占全国污染排放总量的10%以上，排放污水中的化学耗氧量(COD)约占全国排放总量的35.3%，居于第一位[2]。因此造纸废水的治理早已成为我国工业污染防治的焦点、热点和难点。

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如何按照科学发展观协调解决好造纸工业的原料与环境问题，使我国造纸工业走持续发展之路，是经济与社会发展的必然要求。

造纸工业是能耗、物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，其中COD、悬浮物（SS）含量高，造纸废水因其含COD，SS量大，大多数造纸厂都采用厌氧工艺处理，但单独采用厌氧工艺不能使出水达到标排放准，一般采用厌氧与好氧联合工艺处理。本设计采用UASB-活性污泥法联合工艺，能使处理出水达到回用及排放标准。 随着经济的不断发展，生活水平的不断提高，人们对环境的保护越来越重视，据有关资料显示，我国每年的污水排放量约为3.9×109t，并以1％的速率递增。我国是造纸大户，造纸废水排放量大。目前，我国有大中小型造纸厂总数10000余家，年排放废水量高达40多亿m3，占全国废水总排放量的六分之一，造纸废水中的BOD年排放量200多万t，占全国废水总排放中BOD的25%。

造纸工业是能耗、物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，其中COD、悬浮物（SS）含量高，色度严重。

目前国内大部分大型造纸企业建有废水处理设施，但是有的不经处理直接排放或是未达标排放，一些小型的造纸厂根本就没有废水处理设施，废水直接排入周边河流，给周边环境造成了严重影响。因而要实现造纸行业的可持续发展，必须全面解决造纸行业的污染问题。

造纸废水的处理方法很多，归纳起来主要有物理处理法、化学处理法、生物处理法以及这3种方法的组合。鉴于目前造纸废水危害较大且治理难度比较大，，因此造纸废水的综合治理已成为当前亟需解决的问题之一。

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第二章 工艺路线的确定及选择依据

2.1造纸废水处理的研究方案

在实际和理论研究中一些比较常见的对于造纸废水的处理工艺有以下几种[3]：

2.1.1气浮-接触氧化工艺，流程如下[4]：

部分回用 废水 收 浆 系 统 调 节 池 浅 层 气 浮 池 接 触 氧 化 池 二 沉 池 达 标 排 放 污泥贮池 污泥脱水间

泥饼外运 2.1.2混凝沉淀-A/O工艺，流程如下[5]：

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PAC 泵 废水 细格栅 集水池 混凝反应池 初沉池 A/O池 PAM污泥回流 污泥 外运 脱水机 贮泥池 污泥浓缩池 二沉池

2.1.3水解酸化—好氧生物工艺，流程如下[6]：

黑 液 斜网 酸析 处理 PAM PAC 综 和 废 水 斜网 混 合 池 水解酸化池 选择池 曝 气 池 二 沉 池 排 放 泥饼外运 污泥脱水机 反应罐 集泥池 污泥浓缩池 PAM

2.1.3CASS工艺，流程如下[7]：

高浓度水→调节池→水解酸化池→CASS池→出水

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污泥回流 进水 出水 1 2 3 4 1 2 34

其中1、2区为预反应区，3区为主反应区，4 即生物选择区。

2.1.4.混凝气浮-A/O工艺，流程如下[8]；

区为沉淀区。活性污泥连续从4区进入1区。

混凝剂 废 水 集 水池 反应池 气浮池 浮渣 空气 浓缩池 脱水 缺氧池 回流污泥 空气 好氧池 混合液回流 沉淀池 沉淀物 污泥填埋或作农肥 排水

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2.2工艺确定

因为本次处理的是造纸废水，属于高浓度有机废水，COD,BOD值较高，但是又由于不涉及到N,P的处理，所以只需使处理过程中的COD,BOD,SS达到排放标准即可。不需要太复杂的工艺，所以选择本设计采用UASB-活性污泥法联合工艺，能使处理出水达到回用及排放标准。UASB工艺可以去除80%左右的COD和BOD.并且UASB无需设初沉池。活性污泥法的去除效率是90%左右[9]。这样处理后的水质就可以达到排放标准了。

2.3处理工艺流程图

进水 格栅 沉沙池

调节池v 出水 二沉池 曝气 UASB 污泥浓缩池 污泥运出 污水首先进入格栅，去除较大的悬浮物和漂浮物。再依次进入沉砂池、调节池完成污水的一级处理，BOD、COD可以去除大约25%。之后污水进入到UASB反应器进行厌氧处理，处理效果为80%左右。然后进入传统活性污泥曝气池，进行好氧反应，处理效果大约是80%。最后进入二沉池，进行泥水分离。上层清水达到排放标准直接排放，污泥则进入污泥浓缩池进行污泥浓缩，最后污泥运出。 2.4污泥处理方案的确定

产生污泥的地方主要是初沉池和二沉池，污泥处理工艺路线有[10]： 路线一：污泥—浓缩—脱水—最终处置 路线二：污泥—浓缩—自然干化—堆肥—最终处置 路线三：污泥—浓缩—机械脱水—干燥焚烧—最终处置 路线四：污泥—浓缩—消化—最终处置 污泥处理的方案比较见表2-3

表2-3 污泥处理方案比较 方案 路线一

费用 根据所选的构筑物及设备决定 特点 以脱水为主要处理主体 6

适用条件 适于一般污泥的处理 中南林业科技大学水污染控制工程课程设计计算说明书

路线二 较低 以堆肥农用为主 当污泥符合农用肥料条件及附近有农、林、牧或蔬菜基地时可以考虑采用 路线三 费用较高 以干燥焚烧为主 污泥不适于进行消化处理，或不符和农用条件，或受污水处理厂用地面积的限制 适于污泥中有机物含量较高的污泥 路线四 费用随消化处理的构筑物决定 以消化处理为主体 污泥处理工艺路线确定

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本设计为50000m/d的流量，流量不算太大，产生污泥不多，修建污泥消化池费用较高，不经济；污泥干燥焚烧需要脱去更多的水，费用也会很高；堆肥需要的场地较大，且费时，不合理。最后确定的污泥工艺路线为路线一。

污泥浓缩方法的确定

污泥浓缩的方法[5]力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。重力浓缩需要的费用较低；气浮浓缩需要通入空气，消耗能量，运行费用较高；离心浓缩是利用机械脱水，费用也较高。最后选用的浓缩的方法为重力浓缩。

2）污泥脱水的方法的确定

污泥脱水的方法有：自然干化和机械脱水。自然干化的脱水方法易受外界条件的影响，速度较慢，占用面积大，甚至还有臭味。所以最后选用的脱水的方法为机械脱水。

3）污泥最终处置的方法的确定

污泥最终处置的方法[1]埋、直接卫生填埋、堆肥、工业利用。

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第三章 处理主要构筑物计算

3.1格栅

格栅作为废水处的第一道工序，是用一组平行的刚性栅条制成的框架,可以用它拦截水中的大块漂浮物。格栅通常倾斜架设在其它处理构筑物之前或泵站集水池进口处的渠道中，以防漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备。因此，格栅起着净化水质和保护设备的双重作用。

纸浆污水中含有一定量的漂浮物及大颗粒悬浮物，一旦进入水泵或管道，必将发生堵塞现象，为防止堵塞，保护水泵及污水处理系统的稳定运行，特设置格栅一道，去除这些物质。 (1)格栅间隙数 n[11]

n?Qmaxsin?

bhvQmax—最大设计流量，m3/s；

α—格栅倾角，度（°）；

b—栅条间隙，m; h—栅前水深，m;

v—污水的过栅流速，m/s Qmax=1.2×Q/24×3600=1.2×50000/24×3600=0.695 m3/s 设h=0.4 m，过栅流速ν=0.9 m/s，

栅条间隙宽度b=0.01 m，倾角α=60°

1/2

n=0.695×sin60°/0.01×0.4×0.9=179.7

为安全考虑，取n=190个

(2) 格栅槽宽度B B=S(n-1)+bn

S—栅条宽度，m;

取S=0.01 m B=0.01(190-1)+0.01×190=3.79m; (3) 通过格栅的水头损失 h2

v2h2?kho ho??sin?

2gho—计算水头损失 ，m； g—重力加速度，m/s2

k—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；

?s?ζ—阻力系数；?????

?b?43设栅条断面为锐边矩形断面，则β=2.42

h0=2.42×(0.01/0.01)4/3×(0.92/2×9.81)×sin60°=0.086m h2=3×0.086=0.258m

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(4) 栅后槽总高度H H=h+h1+h2

h1—栅前渠超高，一般取0.3m H=0.4+0.3+0.258=0.96m (5) 栅槽总长度L L?L1?L2?1.0?0.5?B?B1 2tan?L1 2H1 tan?L1?L2?H1?h?h1

L1—进水渠渐宽部分的长度，m；

L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；

B1—进水渠宽，m；α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20° 取B1=3.0m，则进水渠内流速为

Qmax/(B1×h1)=0.695/(3.0×0.3)=0.77m/s;

在0.4～0.9 m/s 之间，符合要求。

L1=(3.79-3.0)/2×tan20°=1.106m L2=1.106/2=0.553 H=0.3+0.4=0.7m

L=1.106+0.553+1.0+0.5+0.7/tan60°=3.564m

(6) 每日栅渣量W

W?86400QmaxW1

1000KzW—每日栅渣量，m3/d；

W1—单位体积污水栅渣量，m3/10 m3污水；一般取0.1～0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值； KZ—污水流量总变化系数。

当栅渣间距 b=10㎜时，W1=0.1，Kz=1.3

W=86400×0.695×0.07/1000×1.3 =3.23m3/d＞0.2 m3/d

宜采用机械清渣 计算草图[8]：

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图一 格栅

3.2沉砂池

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度连2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。一般情况下，在污水中会含有相当数量的砂粒等杂质。设置沉砂池可以避免后续处理构筑物和机械设备的磨损，，减少管渠和处理构筑物产生沉积，避免重力排泥困难，防止对生物处理系统和污泥处理系统运行的干扰。常用的沉砂池有平流式、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流式沉砂池。

选择平流式沉砂池，共选两组，每组两格，则

Q50000Qmax= == 0.29(m3/s)

2?24?36002?24?3600设沉砂池中最大流速vmax=0.3m/s， 最大流量时停留时间t=50s。 1.沉砂池长度（L）

L=vmaxt=0.3×50=15(m) 2.水流断面面积（A） A=

Qmax0.29==0.97(m2) 0.3v3.池总宽度（B） 设n=2格，每格宽b=0.8m B=nb=2×0.8=1.6(m)

4.有效水深（h2）

A0.97 h2===0.61(m)

B1.65.沉砂斗所需容积（V） 设T=2d，则 V=

QmaxXTV?864000.29?50?2?86400==1.93(m3) 661.3?10Kz?10

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6.每个沉砂斗容积（V0） 设每一分格有两个沉砂斗，则

1.93V0==0.48(m3)

2?27.沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为55°，斗高h＇3=0.35m，沉砂斗上口宽：

＇2h32?0.35 a=+ a1=+0.5=1.0(m)

tg55?tg55?8.沉砂室高度（h3）采用重力排砂，设池底坡度为0.01，坡向砂斗，则

h3=h＇3+0.02l2=0.35+0.01×2.65 =0.38(m)(l2为砂粒密度) 9.池总高度（H）设超高h1=0.3 m则

H= h1+ h2+h3=0.3+0.79+0.38 =1.47(m)

10.验证最小流速Vmin在最小流量时只用一格工作（n1=1）

Qminn1wmin Vmin=

3?0.294==0.45(m/s)>0.15(m/s) 1?0.61?0.8

图二 沉沙池

3.3调节池

废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，

需对废水的水量和水质进行调节，由于废水中悬浮物(ss)浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序

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的废水相混合的目的。

(1)水力停留时间T=5h;

(2)设计流量Q=50000m3/d=2100m3/h=0.5787m3/s, 采用机械刮泥除渣。 3-2 调节沉淀池进出水水质指标

水质指标 进水水质(mg/l) 去除率（%） 出水水质(mg/l) （1）池子尺寸

池子有效容积为： V=QT=2100×5=10500m3

取池子总高度H=3m,其中超高0.5m,有效水深h=2.5m

,则池面积A=V/h=10500/2.5=4200m3 ，池长取L=84m,池宽取B=50m 则池子总尺寸为L×B×H=84×50×3

（2） 理论上每日的污泥量

W=Q*(C0-C1)/1000(1-0.97) 式中：

C0 ------------ 进水悬浮物浓度，mg/L C1 ------------ 出水悬浮物浓度，mg/L P0 ------------ 污泥含水率，%池子尺寸

W=50000*(900-450)/(1000*1000(1-0.97))=750m3/d （3）污泥斗尺寸

取斗底尺寸为500×500，污泥斗倾角取60°

则污泥斗的高度为：h2=(5-0.2) ×tg60° =8.3136m 污泥斗的容积：V2?13*h2(a1?a1a2?a2)

=13×8.3136×(202+20×0.5+0.52) =1136.88m3 V总>W符合设计要求，采用机械泵吸泥 （4）进水布置

进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3。

22COD 2000 7 1860

BOD 600 7 558

SS 900 50 450

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图三 调节池

3.4升流式厌氧污泥反应床（UASB）

升流式厌氧生物反应器（UASB），其基本原理是：反应器主体分为上下两个区域，即反应区和气、液、固三相分离区，在下部的反应区内是沉淀性能良好的厌氧污泥床；高浓度有机废水通过布水系统进入反应器底部，向上流过厌氧污泥床，与厌氧污泥充分接触反应，有机物被转化为甲烷和二氧化碳，气、液、固由顶部三相分离器分离。出水COD的去除率可达到90%以上，容积负荷5—10kgCOD/（m3.d），分离后的沼气可作为能源利用 1.UASB反应器容积的确定[12]

本设计采用容积负荷法确立其容积V ,容积负荷取8.5kgCOD/(m3.d)

V=QS0/NV

V—反应器的有效容积(m3) S0—进水有机物浓度(gCOD/L)

V=50000*1.4/8.5=8235.3m3

取有效容积系数为0.8,则实际体积为10293.75m3

2.主要构造尺寸的确定

UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。 取水力负荷q1=0.6m3/（m2·d）

反应器表面积 A=Q/q1=2100/0.6=3500m2

反应器高度 H=V/A=8235.3/3500=2.35m 取H=2.5m 采用4座UASB反应器，则直径为：

D?4A??4*3500?33.39m 取D=35m

3.14*4则实际横截面积 A2=3.14D2/4=961.6m2

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实际表面水力负荷 q1=Q/4A2=2100/4*961.6=0.546

q1在0.5—1.5m/h之间，符合设计要求。 3 配水系数设计

本系数设计为圆形布水器，每个UASB反应器设200个布水点，采用连续均匀进水。

①参数 每个池子的流量：Q=Q1/4=2100/4=525m3/h ②圆环直径计算：每个孔口服务面积

a=A2/18=525/200=2.625㎡ a在1—3m2之间，符合要求。

可设4个圆环，最里面的圆环设12个孔口，中间设24和48个孔口，最外面设116个孔口。

③ 内圈12个孔口设计 服务面积：S1=12a=12×2.63㎡=31,.56㎡ 折合为服务区圆点直径:D1= (4S1/π)?=20.m 用此直径作一虚圆，在该虚圆内等分面积处设计实圆环，其上布12个孔口。则圆的直径计算2?d1如下：1?S1则d1=(2S1/π)?=4.5m

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④中圈24个孔口设计 服务面积：S2=24a=63.1㎡

折合服务圆直径为D2=[4（S1+S2）/π]?=11m 中间圆环的直径如下： π(D22-d22)/4=S2/2 则d2=9m

⑤ 中圈48个孔口设计 服务面积：S3=48a=126.2㎡ 折合为服务圆直径：D3=[4（S1+S2+S3）/π]?=16.77m

则外圆环的直径d3计算如下：π(D32-d32)/4=S3/2 则 d3=14.17m ⑥ 外圈116个孔口设计

服务面积：S4=116a=305.08㎡；折合为服务圆直径：D4=[4（S1+S2+S3+S4）/π]?=26m 则外圆环的直径d3计算如下：π(D42-d42)/4=S4/2；；；则 d4=21.9m

计算草图如下

图四（2）布水器

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(4)三相分离器的设计 ① 设计说明

三相分离器主要具有气，液，固三相分离的功能。一般设在沉淀区的下部。三相分离器是UASB反应器污水厌氧处理工艺的主要特点之一，它同时具有传统废水生物处理工艺中的二沉池与污泥回流及气体收集的功能，因而三相分离器的合理设计是保证UASB反应器正常有效运行的一个重要内容。

三相分离器的设计主要包括沉淀区，回流缝，气液分离器的设计。 ②沉淀区设计

三相分离器的沉淀区设计同二次沉淀池的设计相似，主要是考虑沉淀区的面积和水深。面积根据废水水量和表面负荷来决定。

由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应，产生少量气体，这对固液分离器不利，故设计时应满足以下要求：

a. 沉淀区水力表面负荷≤1.0m/h。

b.沉淀器斜壁角度约为50，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。 c.进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h。

d. 总沉淀水深应≥1.5m。 e.水力停留时间介于1.5—2h。 如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。 沉淀器（集气罩）斜壁倾角错误！未找到引用源。=500 沉淀区面积A=πD2/4=122.7㎡,表面水力负荷：q=Q/A=208/(2×122.7)=0.85<1.0,符合要求。

③回流缝设计‘取h1=0.3m，h2=0.5m,h3=1.5m,

0

b1?h3， tg?式中： b1------下三角集气罩水平宽度，m。

错误！未找到引用源。θ------下三角集气罩斜面的水平夹角。 H3------下三角集气罩的垂直高度，m。

b1=

1.5=1.26m；；；；b2=D-2b1=6.2－2×1.26= 3.68m tg50°A.下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速V1可用下 式计算： V1=Q1/S1式中：

Q1----反应器中废水流量，m3/h；S1---下三角形集气罩回流逢面积，m2；

V1=4 Q1/2πb22 =1.96m/h；；V1<2m/s,符合设计要求

B.上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V2=Q1/S2， 式中：

Q1----------反应器中废水流量，m3/h；

S2 ----------上三角形集气罩回流逢之间面积，m2； 如图所示：

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取回流逢宽CD=1.2m,上集气罩下底宽CF=6.0m；则

图四（2） 三项分离器 DH=CD×sin50°=0.92m

DE=2DH+CF =2×0.92+6.0 =7.84m S2=π(CF+DE)CD/2=26.07m2

则 V2= Q1/S2=41.7/26.07=1.60m/h

11 AI=DItg50°=(DE-b2)×tg50° = (7.84-3.68)×tg50°=2.48m

22 故 h4=CH+AI=0.77+2.48=3.25； h5=1.0m 由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为 CF-2h5tg40°=6.0-2×1.0×tg40°=4.32m

BC=CD/sin40°=1.2/sin40°=1.87m；

11DI=(DE-b2)=(7.84-3.68)=2.08m

22 AD=DI/cos50°=2.08/cos50°=3.24m； BD=DH/cos50°=0.92/cos50°=1.43m

AB=AD-BD=3.24-1.43=1.81m

④气液分离器的设计；d=0.01cm(气泡)，T=20°С

r1=1.03g/cm3,rg=1.2×10-3g/cm3； V=0.0101cm2/s, ρ=0.95 μ= Vρ1=0.0101×1.03 =0.0104g/cm·s

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一般废水的μ>净水的μ,故取μ=0.02g/cm·s 由斯托克斯工式可得气体上升速度为： Vb =

r′g(r1-rg)d2=9.58m/h； 18m Va=V2=1.60m/h ；则Vb/ Va=5.9,BC/AB=1.87/1.81=1.03；

BCVb > ,故满足设计要求。 ABVa3.5曝气池

在曝气沉淀池内，污水和活性污泥混合，充分接触，污水中的可生物降解的物质被微生物

代谢和利用，最后变为无机物，达到去除污染物的目的，最后泥水在外部的沉淀池内进行泥水分离，上清夜由出水堰排出，下面的泥部分排出池体，剩下的通过回流缝回流，进入曝气池，再次利用。出水的BOD可以达到90%。

设计一个曝气池，5个廊道。 (1) 水处理成都计算 根据要求，处理效率为：

η＝[(600-60)/600]*%=90%

（2） 曝气池的计算

按BOD——污泥负荷法计算。 1）BOD——污泥负荷率的确定。

拟采用的BOD——污泥负荷率为

Ns=0.3kgBOD5/（kgMLSS?d）。

2）确定混合液的污泥浓度（X）。

根据已定的Ns确定相应的SVI值应在100-150之间，取值120。则

106106?r??1.2?9031mg/L Xr=SVI130取回流比R=0.5.

R0.5?Xr??9031?3333.3mg/L?3300mg/L 1?R1?0.53） 确定曝气池容积。

则 X=

V=QSr/NsX=(50000*180)/(0.3*3300)=9090.9≈9091 m3 4）尺寸计算。

取曝气池深h=4.5m，则每组池子的面积为

F=9091/4.5=2020 m3

取池宽b=8m，B/h=8/4.5=1.78，介于1-2之间， 符合规定，扩散装置设在廊道的一侧。 池长

L=F/B=2020/8=253m；

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L/B=253/8=31.6>10，符合规定满足要求。 设5廊道式曝气池，单廊道长

L1=L/2=252.5/5=50.5m，在50-70m之间，合理。 取超高0.5m，则总高度为 H=0.5+h=0.5+4.5=5m （3） 剩余污泥的计算。 干污泥量

W=aQSr-bVXv=0.5*50000*0.18-0.07*9091*0.75*3.3 =2925kg/d=121.9kg/h 式中：a——污泥增值系数，0.5-0.7 b——污泥自身氧化率，0.04-0.1

Xv——挥发性悬浮固体浓度MLVSS（kg/m3），Xv=fX=0.75X 湿污泥量 W/fXr=2925/(0.75*

Q=10)=390m^3/d

（4） 曝气系统的计算 曝气池混合液需氧量

W=a＇QSr+b＇VXv=0.42*50000*0.18+0.15*9091*0.75*3.3 =3375kg/d=140.6kg/h

式中：a’——氧化每公斤BOD需氧公斤数（kgO2/kgBOD），0.42-0.53 b’——污泥自身氧化需氧率（kgO2/MLVSS d），0.11-0.188 每日去除的BOD5的量 BOD5=QSr=50000*0.18=9000 m3 去除每公斤BOD5的需氧量

△O2=R/BOD5=3375/9000=0.375kg O2/kg BOD5（5） 计算曝气池内平均溶解氧饱和度。

采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于曝气池底部，据池底0.2m，计算温度为30℃

Pb??Ot Csb?Cs???5?2.066?10?42Pb?1.013?105?9.8?103??4.5?0.2??1.43?105

21?1?EA?21?1?0.1?Ot??100%??100%?19.8%

79?21?1?EA?79?21?1?0.1?Cs?20???9.2mg/L Cs?30???7.63mg/L

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?1.43?10519.3?Pb??OtCsb30??Cs???7.63????8.75mg/L5?5??42??2.066?10?42?2.066?10

5?1.43?10Pb19.3???OtCsb20??Cs???9.2????10.8mg/L5?5??42??2.066?10?42?2.066?10（6） 计算鼓风曝气池20℃时脱氧清水的需氧量。

R0=RCsb(t)/a[BpC-C]1.024^T-20 =3375*10.6/0.85[0.95*1*8.79-2] =5228kg/d=217.8kg/h

（7） 供气量 Gs=Ro/0.3Ea*100=217.8/0.3*100=7260kg/h

回流污泥 Ⅰ 前配水架 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 进水 Ⅴ 出水，去二沉池

图五 曝气池平面图 3.6二沉池

二沉池内实现泥水分离， 污泥通过重力沉淀作用向下沉淀。上清液完全达标排放。 一般在设计沉淀池时，选用平流式和辅流式沉淀池。为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，本设计采用流辐流式二次沉淀池。采用采用中心处进水，池中心出排泥，周边出水。

二沉池主要是处理出水的悬浮物，经过二沉池后出水的SS达到了设计所规定的出水指标。本次设计采用辐流式沉淀池。 1. 有关设计参数取值

1) 水力表面负荷q一般在1.0～1.5m3/m2·h，设计取1.1m3/m2·h。 2) 沉淀个数n=1，沉淀时间T=3h。 3) 沉淀池超高取h1取0.3m。 4) 缓冲层高度h3取0.5m。 5) 刮泥板高度h5取0.5m。 6) 污泥回流比R取0.5。

7) 稳流筒中流速v筒一般0.02～0.03m/s，设计取0.03m/s。 2. 二沉池尺寸计算

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1) 池表面积A计算 A = Q/q = 50000/（24×1.1） =1894 m2 2) 池直径D计算 D=2（A/π）1/2=2（1894/3.14）1/2=49.12 m 设计采用中心传动式刮泥机。

3) 部分有效水深h2计算 h2 = q × T = 1.1×3 = 3.3 m 式中：q —— 水力表面负荷，m3/m2·h；

T —— 沉淀时间，h。

3. 沉淀部分有效容积计算 V = πD2×h2/4= 3.14×49.12^2×3.3/4= 6250m3 4. 沉淀池底坡落差h4计算

设池底坡度i=0.05。 h4 = i×（D/2－2）= 0.05×（49.12/2－2）= 1.128m 5. 沉淀池周边（有效）水深H0计算

H0 = h2+ h3 + h5= 3.3+0.5+0.5= 4.3 m

式中：h2 —— 部分有效水深，m；

h3 —— 缓冲层高度，m； h5 —— 刮泥板高度，m。

6. 沉淀池总高度计算 H = H0+ h4 + h1= 4.3+1.128+0.3= 5.73 m

二沉池对废水中污染物有一定的去除率，但由于废水在经过生物接触氧化处理后已经可达标排放，所以不予考虑，因此，上述的设计可对本次课题所设定的废水进行处理并达标排放。

3.7污泥量计算 初沉迟污泥量的确定

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V?100?CO???Q100?900?50?500003??56250(md)3310?(100?P)??10?(100?96)?1000V?初沉池泥量，m3dCO?进水悬浮物浓度；mgL;

P?污泥含水率；%??沉淀污泥浓度；1000kgm3

??去除率；%为：50%Q?进水量；50000m3d剩余污泥产量

Y?a?Q?Sr0.6?50000?122.5??2625(kgd)

1?b??c1?0.08?5a?污泥增殖系数；0.5~0.7；取0.6；b?污泥自身氧化率；0.04~0.1；取0.08；Sr?Sa?Se?142.5?20?122.5(mgL)；

?c?5d;Q?50000m3d总污泥量 Q总?V?Y?58875m3d 3．8污泥浓缩池

污泥浓缩池的主要作用为：污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减少为原来的几分之一，

从而为后续处理和处置带来方便。 2设计规定

连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式；

污泥浓缩池面积应该按污泥沉淀曲线实验数据决定的污泥固体负荷来进行计算，当无污泥沉淀曲线数据时可根据污泥种类，污泥中有机物的含量采用经验数据设计；

连续式污泥浓缩池，一般采用圆形竖流或辐流沉淀池的形式。污泥室容积，应该根据排泥方法和两次排泥时间间隔而定，浓缩池较少时可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，沉淀池按浓缩分离出来的污水流量进行设计。

当农村习惯采用湿污泥作肥料时，污泥的浓缩与储存可采用间歇式湿污泥池； 1）浓缩池面积A

A?Q?C058875?10??14719(m2) G402）浓缩池直径D：设计采用8个圆形辐流池

单池面积为：

A14719?1840(m2) A1??n8浓缩池直径为：

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D?3）浓缩池深度为：

浓缩池工作部分有效水深为

4?A1??4?1840??48.(m)

Q?T50000?15??2.12(m) 24?A24?14719超高取 h1=0.3；缓冲层高 h3=0.3； 浓缩池设机械刮泥机，池底坡度

h2?i?120；

污泥斗底部直径D1?1.0m，上底直径D2?2.4m； 池底坡度造成的深度为：

?DD??112.4?1h4???2??i????0.2(m)??222220????

污泥斗高：

D??D?2.41.0?0h5??2?1??tan??????tan60?1.2(m)2?2??2?2

污泥浓缩池的总深度为：

H?h1?h2?h3?h4?h5?0.3?2.12?0.3?0.2?1.2?4.5(m)

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3．9污泥脱水间

污泥脱水间的主要组成是带式压滤机。

污泥脱水、干化的作用是去除污泥中的大量水分，从而缩小其体积，减轻其重量。经过脱水、干化处理，污泥含水率能从96%左右降到60%～80%左右，其体积降为原体积的1/10～1/5，有利于运输和后继处理。因此，国内外均比较重视污泥的脱水、干化技术。多数国家普遍采用的脱水机械为板框式压滤机、带式压滤机和离心机。

污泥脱水中板框压滤机由于过滤能力较低，劳动强度大，操作管理复杂等因素，不是理想选择。带式压滤机具有能连续或间歇生产、操作管理简单、附属设备较少等优点，在国内外应用广泛。本设计采用带式压滤机，污泥含水率能降至80%左右，体积已大大缩小，脱水后污泥可以直接外用。

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结束语

4.1构筑物一览表 序号 1 名称 格栅 规格 数量 1座 设计参数 备注 L×B 3.6m×38m 设计水量：Qmax=2100m3/h 格栅倾角：a=60° 栅前水深：h=0.4m Q=2100 m3/h 停留50s 每格两个沉沙斗 斗底宽a=0.5m 斗壁与水平面的倾角为55° 斗高h=0.35m 上口宽a=1.0m 2 沉沙池 L×B×H 两组 15m×1.6m×1.5m 四格

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3 调节池 L×B×H 84×50×3 1座 T=5h 倾角60° h=8.3136m 4 UASB H=2.5m D=35m L×B×H 252.5×8×5 H=5.7m D=49m 4座 Q=2100 m3/h 沉淀时间T=3h 5 6 曝气池 二沉池 1座 1座 5个廊道 池底坡落差h=1.13m 8座 泥斗底部D=1m 上底D2=7.4m 7 污泥浓缩池 H=4.5m D=48m 泥斗高h=1.2m 坡底造成的深度为0.2m 4.2感谢

两周的课程设计结束了,通过本次的课程设计我学到了很多,对排水工程的相关设计计算和CAD制图有了一定的加强。本次设计时间比较仓促,同时自己对相关专业知识的了解程度还不够透彻，漏洞之处不可避免，但为我们以后的毕业设计打下了良好的基础，也为我们以后走向工作岗位起到一定的帮助

最后，感谢指导老师廉老师的悉心指导和同学的帮助使我顺利完成本次的设计

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4.3参考文献：

1.张自杰. 排水工程（下册）[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，2005.

2. 杨岳平，徐新华，刘传富.废水处理工程及案例分析【M】.北京：化学工业出版社，2003 3. 张捷, 张岩. 造纸废水治理的几种方法[J]. 高师理科学刊 , 1998,(01)

4. 刘彪, 姜社留. 气浮-接触氧化工艺处理造纸废水工程设计[J]. 山东化工 , 2008,(07)

5. 丁春生, 缪佳, 王卫文. 混凝沉淀—A/O工艺处理造纸废水[J]. 中国给水排水 , 2008,(18) 6. 李耀中, 贺延龄. 水解酸化—好氧生物工艺处理制浆造纸综合废水[J]. 给水排水 , 2007,(03) 7. 高湘, 李莲秀. CASS工艺处理造纸中段废水的应用研究[J]. 市政技术 , 2007,(04) 8. 李书巧. 混凝气浮——A/O工艺处理造纸废水[J]. 中国矿山工程 , 2005,(03)

9.《水污染控制工程》 高廷耀等主编 高等教育出版社 2002 10. 陈秀玉. 造纸废水处理方法浅议[J]. 中小企业科技 , 2007,(08)

11.韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.第一版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002，203 12.张希衡. 废水厌氧生物处理工程[M]. 北京: 中国环境科学出版社,1996.

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