環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì)--制漿造紙廢水處理站的設(shè)計(jì).doc

I 制漿造紙廢水處理站的設(shè)計(jì) 摘要：造紙廢水已成為水體污染重要污染源。該類廢水有機(jī)物濃度高、懸浮物多， 因此厭氧技術(shù)成為造紙廢水處理中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。 結(jié)合造紙廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及傳統(tǒng)廢水處理工藝，本設(shè)計(jì)把成熟處理方法和先進(jìn) 技術(shù)以及節(jié)能裝置相結(jié)合，選用 UASB+SBR 的聯(lián)合處理工藝，污水經(jīng)過纖維回收機(jī)， 再進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量及 pH，再由 UASB 進(jìn)行厭氧處理，后進(jìn)入 SBR 池進(jìn)行好氧 處理，通過處理，該廢水可達(dá)標(biāo)排放，處理后的污水再排入城市污水管道。本設(shè)計(jì) 對(duì)造紙廢水的處理具有一定的借鑒意義。 本設(shè)計(jì)主要包括：設(shè)計(jì)說明書（主要內(nèi)容有工藝流程設(shè)計(jì)、處理構(gòu)筑物和設(shè)備 的設(shè)計(jì)計(jì)算、投資估算等） ；設(shè)計(jì)圖紙（包括繪制平面布置圖、高程布置圖、管道布 置圖和主要構(gòu)筑物詳圖等） 。 關(guān)鍵詞：造紙廢水； UASB+SBR 工藝；設(shè)計(jì) II The Design Of Treatment Plant Of Pulp And Papermaking Wastewater Abstract: Become of high organic concentrations and suspended solids, the papermaking wastewater has been one mainly pollution source of water. And the method of anaerobic technology is adopted to treat papermaking wastewater by degrees. According to characteristics of papermaking wastewater, traditional wastewater treatment process and advanced Energy-Saving device, this paper elects the joint UASB + SBR process to treat sewage: fiber is recycled from sewage by Fiber- -Recycling machine, re-entry adjustment pool of water and pH, and then carried out by the UASB anaerobic treatment, the following is to enter the SBR tank for aerobic treatment, through treatment, the wastewater can be discharged, treated and then discharged into the sewage pipeline. The design of wastewater treatment of paper making has a certain reference. This design include: the design specification (the design process mainly to deal with the design of structures and equipment, the investment estimates, etc.); design drawings (including floor plan drawing, elevation layout, piping layout and details of major structures such as ). Keywords: Papermaking wastewater, UASB + SBR Process, Design III 目錄 第 1 章 前言.1 1.1 造紙廢水的簡(jiǎn)介.1 1.1.1 引言.1 1.1.2 造紙廢水處理的實(shí)際意義1 1.1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.1 1.1.4 處理工藝現(xiàn)狀1 1.1.5 工程設(shè)計(jì)方案的選擇原則3 1.2 設(shè)計(jì)概況4 1.2.1 設(shè)計(jì)名稱4 1.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容4 1.2.3 設(shè)計(jì)主管單位4 1.2.4 設(shè)計(jì)編制原則4 1.2.5 工程技術(shù)采用的主要技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)5 第 2 章 工程概況6 2.1 設(shè)計(jì)的基本規(guī)劃.6 2.1.1 處理方案的選擇.6 2.1.2 污水治理規(guī)劃與對(duì)策6 2.1.3 污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模6 2.1.4 水質(zhì)目標(biāo)6 2.2 工程技術(shù)參數(shù).7 2.2.1 設(shè)計(jì)規(guī)模7 2.2.2 污水量變化系數(shù).7 2.2.3 設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)7 2.2.4 設(shè)計(jì)水的排放效果.7 2.2.5 污水的排放.7 2.3 廠址選擇7 IV 2.3.1 廠址選擇條件7 2.3.2 交通運(yùn)輸和水電.8 第 3 章 工程計(jì)算9 3.1 工程設(shè)計(jì)9 3.1.1 處理工藝9 3.1.2 工藝流程9 3.1.3 工藝說明9 3.1.4 處理水的去向10 3.1.5 污泥的處理及出路.10 3.2 主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算.10 3.2.1 纖維回收機(jī).10 3.2.2 集水調(diào)節(jié)池.11 3.2.3 UASB 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)13 3.2.4 SBR 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)17 3.2.5 污泥濃縮池的設(shè)計(jì).22 第 4 章 管道計(jì)算25 4.1 管道的選型計(jì)算25 4.1.1 污水管道的選型原則25 4.1.2 污水管道的選型.25 4.1.3 污泥管道的選型.25 第 5 章 總體設(shè)計(jì)26 5.1 平面布置26 5.2 管道水力損失計(jì)算.27 5.3 高程布置27 5.3.1 高程布置原則27 5.3.2 高程確定28 5.4 儀表及自控設(shè)計(jì)29 5.4.1 設(shè)計(jì)說明29 V 5.4.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)29 5.4.3 系統(tǒng)構(gòu)成30 5.4.4 中心控制室.30 第 6 章 工程概算31 6.1 人員配置31 6.2 廢水處理廠造價(jià)概算31 6.3 經(jīng)濟(jì)概算32 第 7 章 安全與節(jié)能34 7.1 環(huán)保措施34 7.2 節(jié)約能源34 第 8 章 結(jié)論與建議35 8.1 結(jié)論35 8.2 建議35 致謝36 參考文獻(xiàn)37 1 第 1 章 前言 1.1 造紙廢水的簡(jiǎn)介 1.1.1引言 隨著我國造紙業(yè)的迅速發(fā)展，造成環(huán)境污染尤其是水的污染越來，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料 顯示，目前我國有大中小型造紙廠總數(shù) 10000 余家，年排放廢水量高達(dá) 40 多億立方 米，占全國工業(yè)總排放量的 18.6%；從廢水中污染物排放量看，排放廢水中 COD 約 占全國工業(yè) COD 總排放量的 44.0%；從色度排放量看，制漿造紙業(yè)、紡織印染和制 革更是穩(wěn)居前三位。所以制漿造紙廢水的排放給環(huán)境帶來了極大壓力，也帶來了一 系列與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相適應(yīng)的問題。在許多地區(qū)，制漿造紙帶來的污染已經(jīng)或正在成 為當(dāng)?shù)刂饕奈廴驹?。如何在保證造紙業(yè)健康發(fā)展的同時(shí)，改善人們生活和居住環(huán) 境，提高生活質(zhì)量，加快社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐，是當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要 任務(wù)。隨著我國造紙業(yè)的迅速發(fā)展，造紙廢水污染將不斷加劇，其污染防治迫在眉 睫。 1.1.2造紙廢水處理的實(shí)際意義1-2 造紙廢水由于有機(jī)物濃度高的特點(diǎn)，帶來嚴(yán)重的水質(zhì)污染問題，不僅影響經(jīng)濟(jì)發(fā) 展，而且還危及生態(tài)安全，并對(duì)人的生命健康產(chǎn)生有害影響。鑒于造紙廢水具有很大 的危害性，所以必須經(jīng)過專門的污水處理廠進(jìn)行凈化、消毒等處理，才能排入城市水 管道或環(huán)境水體，這樣才能保證良好生態(tài)環(huán)境和人民的身體健康。 1.1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外造紙發(fā)達(dá)國家對(duì)于制漿造紙廢水的治理一直不遺余力，從環(huán)境立法上對(duì)廢 水排放更是從嚴(yán)要求。 我國制漿造紙工業(yè)產(chǎn)量持續(xù)增長已居世界第三位，導(dǎo)致森林資源匱乏，不得不 以非木纖維尤其是禾草原料制漿造紙?jiān)偌邮瞧髽I(yè)規(guī)模過小，設(shè)備簡(jiǎn)陋工藝落后，從 而導(dǎo)致造紙業(yè)污染及其嚴(yán)重，甚至有“一個(gè)小造紙廠污染一條河”的說法。 所以造紙廢水的有效處理和排放是目前的迫切需求。 1.1.4處理工藝現(xiàn)狀3 目前制漿造紙廢水處理按其流程，可分為以下處理工藝： 一級(jí)處理工藝由濾池、調(diào)節(jié)池組成。由于制漿造紙廢水有機(jī)污染物濃度高，懸 2 浮物高，為了降低二級(jí)處理工藝的污染負(fù)荷量，采用化學(xué)混凝和絮凝氣浮工藝或沉 淀處理工藝作為強(qiáng)化一級(jí)處理的系統(tǒng)也日趨增多。 二級(jí)處理工藝目前主要以生物厭氧處理和生物好氧處理為主導(dǎo)工藝。生物厭氧 處理多為上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)，而好氧部分選擇性比較大，有活性污泥 法、生物膜法、氧化溝法、SBR 法和兩段活性污泥法等。為了降低制漿造紙廢水的 處理成本，減少污水處理的投資費(fèi)用，實(shí)際處理工程中經(jīng)常進(jìn)行各種處理方法的組 合，最大限度的發(fā)揮各段處理工藝的優(yōu)勢(shì)，提高處理效果。而近年來我國對(duì)環(huán)境質(zhì) 量要求進(jìn)一步提高，對(duì)造紙行業(yè)排放水要求更加嚴(yán)格，二級(jí)生物處理法處理后的制 漿造紙廢水再進(jìn)行三級(jí)處理，使處理后的水更加清澈，成為可再用的資源。 三級(jí)處理技術(shù)措施主要有混凝沉淀法、過濾法、活性碳吸附法和化學(xué)氧化法等。 制漿造紙廢水主要污染成分為有機(jī)污染物，屬于高濃度有機(jī)廢水，因此制漿造紙廢水 生化處理工藝已成為制漿造紙廢水處理系統(tǒng)最重要的組成部分之一。 制漿造紙廢水的化處理技術(shù)與其它工業(yè)廢水處理和城市污水處理技術(shù)一樣，主 要是利用微生物的吸附作用和新陳代謝作用原理處理廢水，微生物以廢水中有機(jī)物 為營養(yǎng)源，通過微生物一系列的生物過程，將高分子復(fù)雜的有機(jī)污染物分解為低分 子簡(jiǎn)單物質(zhì)，使廢水經(jīng)生化處理后達(dá)標(biāo)排放。 在制漿造紙廢水二、三級(jí)處理工藝中常用以下幾種處理機(jī)制： (1)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB) 上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)是厭氧處理的一個(gè)有代表性的形式。在這種反 應(yīng)器中，廢水從底部均勻進(jìn)入并向上運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)器下部為濃度較高的污泥床，上部 為濃度較低的懸浮污泥床。正常情況下，有機(jī)物負(fù)荷可達(dá)到 l5kg COD/m3.d，COD 去除率為 90%左右時(shí)，其污泥負(fù)荷可高達(dá) 30-50kg COD/m3.d。在利用 UASB 反應(yīng)器 處理造紙廢水時(shí)，有機(jī)物體積負(fù)荷率、營養(yǎng)平衡狀況和堿度對(duì)厭氧污泥?；匦缘?影響很大。目前，該技術(shù)己被廣泛用于城市污水、制糖廢水、石油化工廢水、造紙 廢水、印染廢水、制革廢水等工業(yè)廢水處理。 (2)氧化溝法(DO) 氧化溝法是一種新型活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，廢水和活性污泥 的混合液在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動(dòng)，因此被稱為“氧化溝”。氧化溝采用的水力停 留時(shí)間長達(dá) 1040h，污泥齡一般大于 1d，有機(jī)負(fù)荷低，僅為 0.050.15kgBOD/kgVSS .d，懸浮狀有機(jī)物在氧化溝內(nèi)可以被徹底的降解，因而已實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于延時(shí)曝氣活 3 性污泥法。目前，該技術(shù)己被廣泛用于城市污水、石油化工廢水、造紙廢水、印染 廢水、制革廢水等工業(yè)廢水處理。 (3)間歇式活性污泥法(SBR) SBR 是間歇式活性污泥法的簡(jiǎn)稱。它是近年來在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究 日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)。廢水在同一反應(yīng)池內(nèi)按時(shí)間順序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)水、曝 氣、沉淀、排水、閑置五個(gè)階段。與傳統(tǒng)活性污泥法相比， SBR 技術(shù)采用時(shí)間分割 的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想 沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR 技術(shù)的 核心是 SBR 反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回 流系統(tǒng)。不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)備，不設(shè)調(diào)節(jié)池，將厭氧消化（或缺氧） 、好氧分 解和沉降集中在同一反應(yīng)器中，通過控制時(shí)間程序完成處理運(yùn)行。SBR 是完全混合式 曝氣，具有調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量的功能。近年來，SBR 法處理造紙廢水逐漸被應(yīng)用和推廣。 (4)吸附生物降解法(AB 法) AB 工藝是吸附生物降解(Adsorption-Biodegradation)工藝的簡(jiǎn)稱。其由 A 段 吸附絮凝池和 B 段生物氧化兩個(gè)曝氣池串聯(lián)而成。兩段有各自的沉淀池和獨(dú)立的 污泥回流系統(tǒng)。A 段為吸附段，該段曝氣池有機(jī)負(fù)荷高，停留時(shí)間短，在缺氧(兼氧)環(huán) 境下工作;B 段為生物氧化段，B 段曝氣池在低負(fù)荷下運(yùn)行。AB 法與傳統(tǒng)的生物處 理法相比，在去除效率、運(yùn)行穩(wěn)定性、工程投資和運(yùn)行費(fèi)用方面均具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 近年來被廣泛應(yīng)用于城市污水處理和工業(yè)廢水處理中。 (5)生物接觸氧化法 生物接觸氧化法目前在制漿造紙廢水處理工藝得到較多的應(yīng)用。它是生物濾池(生物 膜法)和活性污泥法的結(jié)合產(chǎn)物。與活性污泥法不同的是生物接觸氧化法在氧化池中， 大部分微生物附著在固體填料表面上，形成兩種懸浮附著微生物共生的形態(tài)。生 物接觸氧化法用于較高工業(yè)廢水處理中，一般采用兩段處理流程，兩段法流程對(duì)于 水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷具有很強(qiáng)的耐沖擊能力。制漿造紙廢水由于廢水排放的瞬間 性和有機(jī)污染負(fù)荷變化較大，因此采用一段法在第一段氧化池中的微生物遭受毒害 時(shí)，導(dǎo)致處理能力降低，而對(duì)第二段影響較小，出水水質(zhì)仍保持穩(wěn)定。 1.1.5工程設(shè)計(jì)方案的選擇原則4 工程設(shè)計(jì)方案的選擇應(yīng)遵循三條原則： 4 （1）技術(shù)合理 應(yīng)正確處理技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性的辨證關(guān)系。一方面，應(yīng)該重視工藝所具備的 技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性，同時(shí)充分考慮中國的國情和工程的性質(zhì)。造紙廢水的水量大，危 害也較大，所以要考慮工藝的成熟性和可靠性，在提倡技術(shù)先進(jìn)的同時(shí)，要首要考慮 技術(shù)的合理，把風(fēng)險(xiǎn)降到最低。 （2）經(jīng)濟(jì)節(jié)能 節(jié)省工程投資是污水處理廠建設(shè)的重要前提。合理確定處理標(biāo)準(zhǔn)，選擇簡(jiǎn)捷緊湊 的處理工藝，盡可能的減少占地，力求降低地基處理和土建造價(jià)。同時(shí)，必須充分考 慮節(jié)省電耗和藥耗，把運(yùn)行費(fèi)用減至最低。對(duì)于我國現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)承受能力來說，這一 點(diǎn)尤為重要。 （3）易于管理 造紙廢水的處理在我國還處于較低的水平，專業(yè)人才相對(duì)缺乏，在工藝選擇過 程中，必須充分考慮到我國現(xiàn)有的運(yùn)行管理水平，盡可能的做到設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)方 便，適當(dāng)采用可靠實(shí)用的自動(dòng)化技術(shù)。 1.2 設(shè)計(jì)概況 1.2.1設(shè)計(jì)名稱 制漿造紙廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)水量 3000m3/d 制漿造紙廢水處理系統(tǒng) 1.2.3設(shè)計(jì)主管單位 西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院環(huán)境工程系 1.2.4設(shè)計(jì)編制原則 本工程方案的編制遵循以下原則： （1）認(rèn)真貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)工作的方針和政策，符合國家的有關(guān)法律、規(guī) 范、標(biāo)準(zhǔn)。 （2）在總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，采取統(tǒng)一規(guī)劃，使工程建設(shè)與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)，既 保護(hù)環(huán)境又最大限度的發(fā)揮工程效益。 （3）采用適合本地區(qū)條件的技術(shù)，選用高效節(jié)能的污水處理工藝，并充分利用 污水廠廠址地形，因地制宜地采用現(xiàn)代化技術(shù)，提高管理水平，做到投資省、運(yùn)行 5 費(fèi)用低、技術(shù)可靠、運(yùn)行穩(wěn)定。 （4）妥善處理、處置污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，避免二次污染 （5）選擇國內(nèi)或國外先進(jìn)、可靠、高效、運(yùn)行管理方便、維修簡(jiǎn)便的排水專用 設(shè)備和控制系統(tǒng)。 1.2.5工程技術(shù)采用的主要技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB89781996) 城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn) (CJ3025-93) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB8978-1996) 水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB4426-89) 造紙廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) （GB3544-2001） 工業(yè)廠房墻板設(shè)計(jì)與施工規(guī)程 （JGJ2-79） 造混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程 （JGJ/T10-95） 施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范 （JGJ46-88） 建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn) （JGJ59-99） 工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 工程制圖標(biāo)準(zhǔn) 6 第 2 章 工程概況 2.1 設(shè)計(jì)的基本規(guī)劃 2.1.1處理方案的選擇 UASB-SBR 工藝相對(duì)于其它處理工藝來說，污水處理效果更加穩(wěn)定可靠，工藝控 制調(diào)節(jié)靈活，工藝流程先進(jìn)、簡(jiǎn)潔、可靠，便于操作管理，工程實(shí)施切實(shí)可行，運(yùn)行 維護(hù)管理方便，投資運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省，整體工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化，積極穩(wěn)妥地引進(jìn)、采用先進(jìn) 的污水處理和污泥處理的新工藝、新技術(shù)和新材料。 UASB-SBR 工藝采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，降低污水處理廠的能耗及運(yùn)行成本，并且 采用先進(jìn)、可靠的自動(dòng)化控制技術(shù)，提高污水處理廠的管理水平，保證污水處理工藝 運(yùn)行在最佳狀態(tài)，盡可能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 根據(jù)以上分析，本次制漿造紙廢水處理工藝選用 UASB-SBR 工藝。 2.1.2污水治理規(guī)劃與對(duì)策 為保證該污水處理廠能夠順利收集造紙廢水，在建廠的同時(shí)進(jìn)行污水管道、污水 提升泵站和污水截流措施的配套建設(shè)。 污水管道和污水提升泵站的能力應(yīng)考慮截流倍數(shù)。 2.1.3污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模 根據(jù)排放污水的量，本設(shè)計(jì)采用 3000m3/d 的設(shè)計(jì)流量。 2.1.4水質(zhì)目標(biāo) 水質(zhì)目標(biāo)的確定取決于污水經(jīng)處理排放后對(duì)排放點(diǎn)的影響，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，出水 水質(zhì)要達(dá)到造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2001 中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 表表 2-1 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo) 出水標(biāo)準(zhǔn) 生化需氧量(BOD5)100mg/L 化學(xué)需氧量(CODCr)400mg/L pH69 7 SS100mg/L 2.2 工程技術(shù)參數(shù) 2.2.1設(shè)計(jì)規(guī)模 總規(guī)模：3000m3/d 2.2.2污水量變化系數(shù) 由于該造紙廠污水的最大排放量 Qmax=3000m3/d，因此本設(shè)計(jì)以 3000m3/d 的流 量設(shè)計(jì)。 2.2.3設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo) 表表 2-2 污水主要水質(zhì)指標(biāo)污水主要水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) 生化需氧量(BOD5)2500mg/L 化學(xué)需氧量(CODCr)6500mg/L pH910 SS650mg/L 2.2.4設(shè)計(jì)水的排放效果 表表 2-3 設(shè)計(jì)水出水指標(biāo)設(shè)計(jì)水出水指標(biāo) 進(jìn)水出水去除率 CODCr6500 400mg/L94% BOD52500100g/L96% SS650 100mg/L85% PH9-107 2.2.5污水的排放 該廠處理后出水的出路：由于經(jīng)處理后的污水有機(jī)物含量還是比較高，不能直 接排入江河或直接回用，所以應(yīng)該將處理水排入市政下水道，經(jīng)城市污水處理廠處 理后排入江河或經(jīng)過再次處理而直接回用。 2.3 廠址選擇 8 2.3.1廠址選擇條件 污水處理廠盡量建造在造紙廠附近，這樣能減少管道的布置，節(jié)約成本，同時(shí) 有利于與城市管道的連接，方便處理后出水的排放； 自然條件的選擇應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐臍夂颉L(fēng)向、人文、管理選擇有關(guān)，選擇位置應(yīng) 該在下風(fēng)向。 氣象與水文資料如下： 風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向西南風(fēng) 氣溫：最冷月平均氣溫 1.00C 最熱月平均氣溫 32.00C 極端氣溫，最高為 35.00C，最低氣溫-1.00C，最大凍土深度 0.1cm 水文：降水量多年平均為每年 800mm 蒸發(fā)量多年平均為每年 680mm 地下水位，地面下 5-6m 地質(zhì)：廠區(qū)周圍工程地質(zhì)良好，適合于建造污水處理廠 2.3.2交通運(yùn)輸和水電 廠內(nèi)應(yīng)有規(guī)劃道路，方便污泥的外運(yùn)。 供水系統(tǒng)是市政的自來水供水系統(tǒng)，職工的取暖系統(tǒng)和天然氣運(yùn)輸管道連接， 電源采用變電站出來的交流電壓。 9 污水調(diào)節(jié)池 SBR 污泥濃縮池 城市污水管 道 泥餅外運(yùn)污泥脫水系統(tǒng)UASB 纖維回收機(jī) 第 3 章 工程計(jì)算 3.1 工程設(shè)計(jì)5-15 3.1.1處理工藝 本設(shè)計(jì)采用 UASB-SBR 工藝，其工藝簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低，效率高，構(gòu)筑物少， 處理效果穩(wěn)定，耐沖擊，占地少，低耗高效，管理方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，是處理造紙廢 水較合理、有效的方案。 3.1.2工藝流程 圖圖 3-1 污水處理工藝流程污水處理工藝流程 3.1.3工藝說明 (1) 污水的預(yù)處理：纖維回收機(jī)、調(diào)節(jié)池 (2) 污水的生化處理：UASB、SBR 池 (3) 污泥處理：污泥濃縮池，污泥脫水機(jī)房 (4) 處理出水的退水渠 (5) 供電系統(tǒng) (6) 監(jiān)控系統(tǒng) (7) 廠區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施：照明、道路 10 3.1.4處理水的去向 經(jīng)處理后的污水，可通過出水管渠排入城市污水管道，使其進(jìn)入城市污水處理 系統(tǒng)進(jìn)一步處理。 3.1.5污泥的處理及出路 泥餅是主要固體廢棄物，檢驗(yàn)確認(rèn)完全無害后，可作農(nóng)肥或供園林部門用非于 娛樂場(chǎng)所綠化。污泥最終處理如作為肥料出售使用，宜通過一套生產(chǎn)治理做成復(fù)合 肥，裝袋后再投入市場(chǎng)。如泥餅檢驗(yàn)不合格，可運(yùn)往城市垃圾衛(wèi)生填理廠統(tǒng)一處理。 3.2 主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1纖維回收機(jī) 1. 工作原理 本設(shè)計(jì)擬采用 15-20 微米孔隙過濾。微濾機(jī)是一種機(jī)械過濾的裝置，有傳動(dòng)裝 置、溢流堰布水器、沖洗水裝置等主要部件組成。濾網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)，其工作原理 是將處理水從水管口進(jìn)入溢流堰布水器，經(jīng)短暫穩(wěn)流后，由出水口均勻溢出，分布 在反方向旋轉(zhuǎn)的濾筒濾網(wǎng)上，水流與濾筒內(nèi)壁產(chǎn)生相對(duì)剪切運(yùn)動(dòng)，固形物被截流分 離，順著筒內(nèi)螺旋導(dǎo)向板翻滾，由濾筒另一端排出。從濾網(wǎng)濾出的廢水在濾筒兩側(cè) 的防護(hù)罩導(dǎo)流作用下從正下方出水槽中流走。該機(jī)濾筒外配有沖洗水管，用壓力水 （3Kg/cm2）呈扇形噴射以沖洗疏通濾網(wǎng)，保證濾網(wǎng)始終保持良好的過濾能力。 2. 設(shè)備特點(diǎn) （1）結(jié)果簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，維修方便，壽命長； （2）過濾能力大，效率高，一般廢水纖維回收率大于 80%； （3）占地小、費(fèi)用低、低速運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)保護(hù)、安裝方便、節(jié)水節(jié)電； （4）全自動(dòng)連續(xù)工作，不需專人看管，回收纖維濃度可達(dá) 12%以上； （5）通過換不同網(wǎng)目的濾網(wǎng)可代替濃縮機(jī)和圓網(wǎng)脫水機(jī)使用。 3. 設(shè)備選型 根據(jù) Q=125m3/h 所以本設(shè)計(jì)選擇 KWLJ 系列纖維回收機(jī)（山東滕州市科 創(chuàng)輕共機(jī)械有限公司）。 11 圖圖 3-2 纖維回收機(jī)示意圖纖維回收機(jī)示意圖 表表 3-1 纖維回收機(jī)性能參數(shù)纖維回收機(jī)性能參數(shù) 型號(hào) 過濾面 積m2 過濾水能 力T/H 濾筒轉(zhuǎn) 速r/min 電機(jī)功 率 （KM） 濾筒直 徑mm 濾筒有效 長度mm SS去除 率% COD去 除率% KWLJ514150-3004-63150035007035 4.進(jìn)出水水質(zhì)情況 表表 3-2 纖維回收機(jī)進(jìn)出水水質(zhì)情況表纖維回收機(jī)進(jìn)出水水質(zhì)情況表 進(jìn)水水質(zhì)mg/L去除率出水水質(zhì)mg/L COD6500354225 BOD2500102250 SS65070195 3.2.2集水調(diào)節(jié)池 1. 設(shè)計(jì)說明 調(diào)節(jié)池在污水處理中的最佳位置，應(yīng)依據(jù)每個(gè)處理系統(tǒng)的具體情況而定。水量 調(diào)節(jié)池實(shí)際上是一座變水位的貯水池，進(jìn)水一般為重力流，出水用泵提升。池中最 高水位不高于進(jìn)水管的設(shè)計(jì)高度，水深一般為 6m 左右，最低水位為死水位。調(diào)節(jié) 12 池的形狀宜為方形或圓形，以利形成完全混合狀態(tài) 。長池宜設(shè)多個(gè)進(jìn)口和出口。調(diào) 節(jié)池中應(yīng)設(shè)沖洗裝置、溢流裝置、排出漂浮物和泡沫裝置，以及灑水消泡裝置。出 口宜設(shè)測(cè)流裝置，以監(jiān)控所調(diào)節(jié)的流量。 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）在 24 小時(shí)周期內(nèi)的污水平均流量為： m3/h 3000 125 24 Q q T （2）調(diào)節(jié)池的有效容積 設(shè)計(jì)有效停留時(shí)間為 t=6h =1256=750 ()qtV 1 3 m 考慮增加理論調(diào)節(jié)池容積的 10%20。則調(diào)節(jié)池的容積應(yīng)為： =1.2=1.2750=900()V 1 V 3 m （3）調(diào)節(jié)池的尺寸 設(shè)調(diào)節(jié)池內(nèi)的有效水深為 6m ,超高 0.5 米，調(diào)節(jié)池出水由水泵提升。根據(jù)計(jì)算 的調(diào)節(jié)池容積，考慮到進(jìn)水的標(biāo)高，確定調(diào)節(jié)池的尺寸為： 采用方形池，池長 L 與池寬 B 相等。則池表面積為： 900 150 6 V A h L=B=12.3m 取 L=B=13m 在池底設(shè)集水坑，設(shè)池底以 i=0.01 的坡度坡向集水坑，給水坑設(shè)計(jì)為 2m2m。 3. 潛水?dāng)嚢铏C(jī)的選配 為了防止污水中的懸浮物的沉積和使污水均勻，可采用水泵強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)行攪拌， 也可以采用專用的攪拌設(shè)備進(jìn)行攪拌。根據(jù)調(diào)節(jié)池的有效容積，攪拌功率一般按 1 污水 48W 選配攪拌設(shè)備。 3 m 該工程取 4W，調(diào)節(jié)池選配潛水?dāng)嚢铏C(jī)的總功率為： 9004 =3600（W） 選擇 3 臺(tái)(二用一備）潛水?dāng)嚢铏C(jī) ，單臺(tái)設(shè)備的參數(shù)為： 功率：2.2 kw 葉輪直徑:320mm 葉輪轉(zhuǎn)速:740r/min 型號(hào)：QJB022-320（永嘉揚(yáng)子江泵業(yè)有限公司） 13 圖圖 3-3 潛水?dāng)嚢铏C(jī)示意圖潛水?dāng)嚢铏C(jī)示意圖 4. 進(jìn)出水水質(zhì)情況 表表 3-3 調(diào)節(jié)池進(jìn)出水水質(zhì)情況表調(diào)節(jié)池進(jìn)出水水質(zhì)情況表 進(jìn)水水質(zhì)mg/L去除率出水水質(zhì)mg/L COD4225103802.5 BOD2250102025 SS1955185.25 pH9-106-9 3.2.3UASB 反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)參數(shù)選擇 （根據(jù)給水排水常用數(shù)據(jù)手冊(cè) ） 容積負(fù)荷 Nv8 Kg/(md) 污水停留時(shí)間 6 小時(shí) 3 污泥產(chǎn)率：0.1kgMLSS/kgCOD 產(chǎn)氣率：0.5 m/kgCOD 3 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）.反應(yīng)器有效容積計(jì)算 03000 3.8025 1426 8v QS V N m3 (注：S0為進(jìn)水 COD 濃度) （2）.截面積計(jì)算 為了方便 UASB 內(nèi)三相分離器的設(shè)計(jì)與施工，將 UASB 設(shè)計(jì)為方形池 14 子。取 UASB 高（H）為 6 米，超高取 0.5 米 則：A/H1426/6238 r V 考慮在發(fā)生意外事故的時(shí)候能不影響工藝的運(yùn)行同時(shí)可以很好的維修, 因此在這里設(shè)計(jì)了兩座 UASB 反應(yīng)器。 則：實(shí)際截面積 =119120 2 A A 設(shè)計(jì)反應(yīng)器尺寸為： 12m10m （3）布水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 若每個(gè)孔口的服務(wù)面積設(shè)計(jì)為 4.0,則單座反應(yīng)器所需要的布水孔有： 個(gè) 120 30 4.04.0 A 布水管安在距池底 0.6m 處。 為便于安裝，取 5 行管道，6 個(gè)布水孔/根。布水孔行距 2m、列距 2m （4）三相分離器的計(jì)算 為了方便布局，本反應(yīng)器擬設(shè)計(jì) 5 個(gè)三相分離器。 沉淀區(qū)的設(shè)計(jì) 注意事項(xiàng) a.沉淀區(qū)表面水力負(fù)荷沉淀器(集氣罩)斜壁傾角取 50 0 沉淀區(qū)面積為: 2 2 1224Sm 回流縫的設(shè)計(jì) 取 則， 1230.3 ,0.5 ,0.7hm hm hm 3 1 0.7 0.6 tantan50o h bm C 圖圖 3-4 三相分離器簡(jiǎn)圖三相分離器簡(jiǎn)圖 15 由此可得 ：b 2=20.62=0.8m 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V2)可用下式計(jì)算： V=Q/S， 則下三角集氣罩之間的污泥回流縫中的混合液的上升液流速 1 3000 24 2 5 1.3/ 12 0.8 Q Vm h S 取回流逢寬 CD=0.5m,上集氣罩下底寬 CF=1m 則: DH=CDsin50=0.38m DE=2DH+CF=20.38+1 =1.76m 2 2S =2aCD=2 12 0.5=12m 則 凈水的 ,故取 =0.02g/cms 由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： Vb = 2 1 () 18 g g d = 32 0.95 9.81(1.03 1.2 10 ) 0.01 18 0.02 =0.266cm/s=9.58m/h Va=V2=1.04m/h 0.78 9.2,5.2 0.15 b a VBC VAB ，所以符合要求。 b a VBC VAB 3 出水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用鋸齒型出水槽出水,槽寬取 0.2 米,槽高取 0.4 米。 4 排泥設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥量為:3802.50.60.1300010 =684.45kgMLSS/d 3 每日的產(chǎn)泥量 684.45kgMLSS/d,則每個(gè) UASB 日產(chǎn)泥量為 342.225kgMLSS/d。 剩余污泥含水率按 99%計(jì)算，每天排放濕污泥量： （干泥） ， 684.45 0.6845 1000 tt 33 0.6845 68 100%99% mm 可用 100排泥管排泥,每天排泥一次，采用重力排泥。 5產(chǎn)氣量計(jì)算 每日產(chǎn)氣量：3802.50.60.53000103422.25 33 /md 每日的產(chǎn)氣量 3422.25,則每個(gè) UASB 日產(chǎn)氣量為 1711.125。 3 /md 3 /md 選取 125mm 排氣管排氣，并將排出氣體用集氣罐收集。 6進(jìn)出水水質(zhì)情況 表表 3-4 UASB 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì) 17 進(jìn)水mg/L去除率出水mg/L COD3802.560%1521 BOD5202555%911.25 SS185.2520%148.2 3.2.4SBR 反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)說明 經(jīng)過 UASB 和沉淀池處理后的污水，COD、BOD 含量仍然還很高，要達(dá)到 排水標(biāo)準(zhǔn)，必須要進(jìn)一步處理，本設(shè)計(jì)選擇了好氧處理。本設(shè)計(jì)擬用 4 個(gè) SBR 反應(yīng)池，每個(gè)池子運(yùn)行周期為 6h 2. 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 圖圖 3-5 SBR 示意圖示意圖 3. 設(shè)計(jì)計(jì)算 確定參數(shù) （根據(jù)給水排水常用數(shù)據(jù)手冊(cè) ） 池內(nèi)污水溫度為 20；污泥泥齡取 10d；池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮附體 （MLVSS）與混合液懸浮固體（MLSS）之比為：f=0.8；池中的 MLSS 取 X=2000 mg/L；污泥負(fù)荷率 Ls 取值為 0.25kgBOD /kg.MLSS.d；SVI 值=60；反應(yīng)周期：SBR 5 周期采用 T=6h，周期數(shù) n=4；期內(nèi)時(shí)間的分配，反應(yīng)池?cái)?shù)為 N=4；進(jìn)水時(shí)間： T/N6/41.5h 反應(yīng)時(shí)間：3.0h；靜沉?xí)r間：1.0h ，排水時(shí)間：0.5h； 一周期進(jìn)水量 3 0 30006 187.5 24244 QT Qm N 反應(yīng)池有效容積 00 3 1 187.5 911.25 341.7 2000 0.25s Q S Vm XL 反應(yīng)池最小水量 3 min10341.7 187.5154.2VVQm 18 反應(yīng)池中污泥體積 1 3 66 60 2000 341.7 41 1010 X SVIXV Vm 由于,所以符合要求 minx VV 校核周期進(jìn)水量，應(yīng)滿足下式： 01 66 60 2000 11341.7300.7 1010 SVIX QV 因?yàn)?187.5300.7，所以符合要求 0 Q 確定單座反應(yīng)器的尺寸 SBR 有效水深取 5.0m，超高 0.5m，則 SBR 總高度為 5.5 m，SBR 的面積為 341.7/568.34m 取 70m2 2 則令其長寬：10m7m SBR 反應(yīng)池的最低水位： 154.2 2.2 10 7 m SBR 反應(yīng)池中污泥高度為： 2.20.591.61m 41 0.59 10 7 m 由于 SBR 最低水位與污泥位之間距離差為 1.61m，大于 0.5m 的緩沖層， 所以符合要求。 4. 污泥產(chǎn)量計(jì)算 按污泥泥齡計(jì)算： 3 350 4 2000 4 101120/ 10c VXn Xkg d 剩余污泥按含水率 99%計(jì)算，每天排放濕污泥量： 3 1120112 1.12112m 100010099 tt . （干泥）， % -% 5. 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)計(jì)算 確定需氧量 O2 取,活性污泥微生物分解有機(jī)物過程需氧率 b 250.5/akgOkgBOD =0.12kgO2/(kgMLSS.d),活性污泥微生物內(nèi)源代謝過程的需氧率： Se=100mg/L 3 0.8 20001600/1.6/vXfXmg Lkg m 3 144 341.71366.8VVm 代入公式： 20 () ev Oa Q SSb X V 19 得：0.53000（911.25100） 2 O 10000.121.61366.81329.3kg/d 2 O 供氧速率 R/24=1329.3/24=55.4kg/h 2 O 2 O 供氣量的計(jì)算 已知 SBR 池有效水深為 5m，采用鼓風(fēng)曝氣，設(shè)曝氣擴(kuò)散器安裝距池底 0.2m，則擴(kuò)散器上靜水壓 4.8m，其他相關(guān)參數(shù)選擇： 值取 0.7， 值取 0.95，=1，曝氣設(shè)備堵塞系數(shù) F 取 0.8，采用管式微 孔擴(kuò)散設(shè)備，EA=18%，擴(kuò)散器壓力損失：4 kPa，20 0C 水中溶解氧飽和度為 9.17 mg/L。 a. 擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力： Pd=P+9.8103H=(1.013105+9.81034.8)Pa=1.48105Pa b. 空氣離開 SBR 池面時(shí)，氣泡含氧體積分?jǐn)?shù)計(jì)算： 0 21(1)21 (1 0.18) 100%100%17.9% 7921(1)7921 (1 0.18) A A E E c. 20 0C 時(shí) SBR 池混合液中平均氧飽和度計(jì)算： mg/L 0 5 55 1.48 1017.9 ()9.17 ()10.6 2.023 10422.026 1042 d s s P cc e. 將計(jì)算需氧量換算為標(biāo)準(zhǔn)條件（20 0C，脫氧清水）下充氧量： 2(20) (20)20 20 55.4 9.17 ( )1.0240.7 (0.95 1 10.62.0) 1.0240.8 s s T s O C O C TCF =112.4kg/h f. 供氣量計(jì)算 3 112.4 2230/ 0.280.28 18% s s A o Gmh E 每個(gè) SBR 池需要供氣量為： =9.3 m3/min 3 2230 557.5/ 44 sG mh 3布?xì)庀到y(tǒng)的計(jì)算 一個(gè)反應(yīng)池的平面面積為：10770 曝氣設(shè)備的選擇原則： 在實(shí)際工程應(yīng)用中，多數(shù)采用微孔曝氣，且微孔曝氣效率高，能耗少。不 易造成微孔堵塞。 曝氣管安在距池底 0.4m 處。 20 設(shè)氣速度為：150，則需要的曝氣頭個(gè)數(shù)為：min/L /9.3 1000/15062nv個(gè) 曝氣池面積為 70，為便于安裝，取 5 行管道，14 個(gè)曝氣頭/根。曝氣頭 2 m 行距 0.5m、列距 0.71m. 圖圖 3-5 單個(gè)單個(gè) SBR 反應(yīng)池布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖反應(yīng)池布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 6. 設(shè)備選型 （1）曝氣設(shè)備的選型：根據(jù)供氣量選擇公稱直徑 DN=40mm 的微孔曝氣管。 （2）空壓機(jī)的選擇：供氣量需要，考慮到設(shè)備的性能， 3 70 150 /min630/Lmh 取 1.2 的安全系數(shù)，這供氣量為： 33 630 1.2756/12.6/minmhm 4 個(gè)反應(yīng)池共需供氣量：12.64=50.4 m3/min 由以上條件可以選擇空壓機(jī)：TRE150 （二臺(tái)，一用一備） 表表 3-5 TRE150 性能參數(shù)性能參數(shù) 型號(hào)口徑/mm轉(zhuǎn)速/r/min 理論流量 /m /min 3 進(jìn)口流量/m 3 /min 軸功率 /KW/h 電機(jī)功率 /KW/h TRE15015012506065.072.190 （3）空氣管道的選擇 池內(nèi)的曝氣支管中最大設(shè)計(jì)氣速為： 21 33 180 /min0.18/min10.8/Lmmh 查給水排水管材實(shí)用手冊(cè)得： 支管：時(shí)， 3 10.8/Qmh80DNmm0.6/m s 2 0.0117(/)immH O m 主管道： ， 33 54/2108/Qmhmh 時(shí)， 3 108/Qmh125DNmm2.26/m s 2 0.0776(/)immH O m （4）出水管道的選擇 計(jì)算參數(shù)：出水管中水流一般控制在 0.82.5m/s 之間，但在任何情 況下就不小于 0.7m/s，設(shè)出水管坡度=0.003，充滿度為 h/d=0.5，取 v=1m/s。 流量,即 Q=104L/s 時(shí)， 3 187.5 375/ 0.5 Qmh 由公式 Q=，得5 . 0 4 2 v d 44 0.104 0.515515 0.53.14 1 0.5 Q dmmm v 根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果，選擇管徑相近的管道，因此選擇 PVC-U 系列， 公稱直徑 DN=520mm,則： v= 5 . 0 4 2 d Q 2 4 0.104 1/ 3.14 0.5150.5 m s 在 0.82.5m/s 之間，符合規(guī)定。所有構(gòu)筑物之間用該管徑的管道連 接。 出水管道水淹深度： 187.5 2.68 70 Q hm S 7. 進(jìn)出水水質(zhì)情況 表表 3-6 SBR 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)情況表反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)情況表 進(jìn)水水質(zhì)去除率%出水水質(zhì) CODmg/L 1521 75%380.25 BOD5 mg/L 911.25 90%91.125 22 SS mg/L 148.2 35%96.33 3.2.5污泥濃縮池的設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)說明 設(shè)污泥濃縮池一座，收集生化處理池中的污泥，并進(jìn)行處理，這些污泥含水 率很高。對(duì)于小型污水處理站，采用間歇式重力濃縮池。間歇式重力濃縮池進(jìn)泥、 排泥是間歇進(jìn)行的。在池子上部設(shè)置上清液排出管。運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先排除上清液， 然后排除污泥，排空池容，再投入下一個(gè)循環(huán)。 2. 污泥濃縮池示意圖 圖圖 3-6 濃縮池示意圖濃縮池示意圖 3. 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)： 進(jìn)泥濃度：10g/L；污泥含水率 P199.0，污泥總流量： Q1800kg/d=180m3/d=7.5m3/h；設(shè)計(jì)濃縮后含水率 P2=95.0；污泥固體負(fù)荷： qs=45kgSS/(m2.d)；污泥濃縮時(shí)間：T=12h；貯泥時(shí)間：t=4h （1）濃縮池池體計(jì)算 濃縮池所需表面積 2 40 45 1800 m q Q A s W 濃縮池直徑 m1 . 7 3.14 0444A D 水力負(fù)荷 23 )/(19 . 0 )./(5 . 4 55 . 3 180 2323 2 hmmdmm A Q u w 有效水深 h1=uT=0.19 12=2.28m 濃縮池有效容積 V1=A h1= 3.143.5522.28=90.2(m3) （2）排泥量與存泥容積 濃縮后排出含水率 P295.0的污泥,則 Q w=hmdmQ p p w /5 . 1/36180 95100 99100 100 100 33 2 1 按 4h 貯泥時(shí)間計(jì)泥量，則貯泥區(qū)所需容積 V24Q w4 1.56() 3 m 泥斗容積 )( 3 2 221 2 1 4 3 rrrr h V =)5 . 05 . 011 ( 3 6 . 114 . 3 22 = 2.93(m3) 式中 h4泥斗的垂直高度，取 1.6m r1泥斗的上口半徑，取 1 m r2泥斗的下口半徑，取 0.5m 設(shè)池底坡度為 0.08，池底坡降為 h5=m2 . 0 2 )21 . 7(08 . 0 故池底可貯泥容積 )( 3 2 111 2 1 5 4 rrRR h V = 322 59 . 3 )1155 . 3 55 . 3 ( 3 2 . 014 . 3 m 因此，總貯泥容積為 24 Vw= V3 + V4=2.93+3.59=6.52m3 V26() （滿足要求） 3 m （3）濃縮池總高度 濃縮池的超高 h2取 0.30m，緩沖層高度 h3取 0.30m，則濃縮池的總高度 H 為 54321 hhhhhH =2.28+0.30+0.30+1.6+0.2=4.68(m) （4）濃縮池排水量 Q=Qw-Q w=7.5-1.5=6(m3/h) 4. 設(shè)備選型 由于回流污水的量少，故難以準(zhǔn)確計(jì)算出所需管道的管徑，因此本設(shè)計(jì)取規(guī) 定的最小管徑，選用 UPVC 系列，公稱直徑 DN=100mm. 根據(jù)污泥量選擇排泥設(shè)備為：NL80-12 型立式泥漿泵 其參數(shù)為： 表表 3-7 泥漿泵的參數(shù)泥漿泵的參數(shù) 型號(hào)流量揚(yáng)程轉(zhuǎn)速重量 NL80-12 80120hm / 31113m1450min/r145Kg 第 4 章 管道計(jì)算 4.1 管道的選型計(jì)算 4.1.1污水管道的選型原則 根據(jù)規(guī)定，為確定管系在良好的水力條件下工作，必須滿足下列幾個(gè)水力要素 的要求： （1）管道坡度： 污水的標(biāo)準(zhǔn)坡度、最小坡度，見規(guī)范中的表。其中 25 最大坡度不大于 0.15(長度小于 1.5m 的管段可不受此限)。 （2）管道流速： 為使懸游物在污水中的雜質(zhì)不致于沉在管底，并且使水 流能及時(shí)地沖刷管壁的污物，必須有一個(gè)最小保證流速。 （3）管道充滿度：所謂充滿度指管道中的水深 h 與管徑 d 的比值。 規(guī)范中規(guī)定溝道、管道都有一個(gè)充滿度的限值。 4.1.2污水管道的選型 （1） 計(jì)算參數(shù) 設(shè)進(jìn)出水管管道坡度=0.0037,吸水管中的流速常采用 0.71.5m/s，本 設(shè)計(jì)取 v=1m/s，取管道充滿度為 h/d=0.8。 （2） 計(jì)算選型取最大設(shè)計(jì)流量 Q=125m3/h,即 Q=35L/s 時(shí)，由公式 Q= ， 5 . 0 4 2 v d 得： 44 0.035 0.236236 0.83.14 1 0.8 Q dmmm v 根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果，選擇管徑相近的管道，因此選擇 UPVC 系列，公稱直 徑 DN=250mm，所有構(gòu)筑物之間用該管徑的管道連接。 4.1.3污泥管道的選型 由于污泥（含水率 99%）屬塑性流體，層流狀態(tài)下阻力較大，紊流狀態(tài)下阻力 較小。所以設(shè)計(jì)輸泥管道時(shí)，通常采用較大流速。輸泥管道最小流速為 1.02.0 ，取設(shè)計(jì)流速為，設(shè)計(jì)流量為，充滿度sm/smv/5 . 1 33 180/0.00208/Qmdms 為 h/d=0.5。由于產(chǎn)生的污泥量少，故難以準(zhǔn)確計(jì)算出所需管道的管徑，因此本設(shè)計(jì) 取規(guī)定的最小管徑，選用 UPVC 系列，公稱直徑 DN=140mm. 第 5 章 總體設(shè)計(jì) 5.1 平面布置 26 污水處理站的平面布置就是將站內(nèi)各種構(gòu)筑物及附屬建筑設(shè)施的相對(duì)位置的平 面布局。它包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管 道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置?？傮w平面布置時(shí)應(yīng)遵從 以下幾條原則： （1） 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn) 行管 理。 （2） 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別 相對(duì)獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢(shì)、污水出口方 向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等） 。 （3） 構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等 方面的要求。 （4） 管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處 理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降 耗和運(yùn)行維護(hù)。 （5） 協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生 產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。 （6） 整個(gè)構(gòu)筑物建成地埋式，池頂留有人孔和設(shè)備孔，即地埋式。地上建筑 物有配電室、控制室和加氯間等，池頂覆土綠化，并留有人孔。整個(gè)工 藝在流程上污水采用一次提升。 （7） 處理站內(nèi)應(yīng)有通風(fēng)措施。 （8） 構(gòu)筑物基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土板基礎(chǔ)，池壁采用鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆，材 料采用 C25 混凝土，內(nèi)摻水泥滲量 10%UEA 膨脹劑和抗?jié)B劑，構(gòu)筑物抗 滲標(biāo)號(hào) P8，抗凍標(biāo)號(hào) D100。 （9） 構(gòu)筑物內(nèi)抹面為 5 道剛性防水，外噴刷防水涂料，涂料顏色與周圍環(huán)境 協(xié)調(diào)。 5.2 管道水力損失計(jì)算 沿程水力損失為: ilh 1 其中： -管道長度，ml D-管徑，mm -流量，m3/hQ 27 局部水力損失為： g v h 2 2 2 其中：-局部阻力系數(shù) -流速，m/sv 根據(jù)管道沿程損失計(jì)算軟件：鴻業(yè)水力計(jì)算工具計(jì)算粗略得出各管道沿程水力 損失如下表 表表 4-1 各構(gòu)筑物間管道的水頭損失表各構(gòu)筑物間管道的水頭損失表 管渠設(shè)計(jì)參數(shù) 管渠 Q（m3/h ） DN（mm ） 1000i（m/sv ） （m）l （m 1 h ） （m 2 h ） 纖維回收機(jī)調(diào)節(jié)池1252502.30.840.0090.0028 調(diào)節(jié)池UASB1252502.30.8440.10820.0325 UASBSBR 反應(yīng)池1252502.30.8480.11250.0337 由于污泥排泥量很少，所以污泥的排泥流量很小，因此對(duì)于污泥管道的水力損 失這里取 0.10m 5.3 高程布置 5.3.1高程布置原則 （1） 充分利用地形地勢(shì)及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通 過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。 （2） 協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污 泥輸送，并有利于減少工程投資和運(yùn)行成本。 （3） 注意污水與污泥高程布置的配合，盡量同時(shí)減少兩者的提升次數(shù)和高度。 （4） 協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計(jì)，既便于正常排放，又 有利于檢修排空。 5.3.2高程確定 28 設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池處的地坪標(biāo)高作為相對(duì)標(biāo)高0.00，按設(shè)計(jì)要求，確定池底埋深- 6.50m，再計(jì)算出設(shè)計(jì)水面標(biāo)高為 6-6.50-0.50m，然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物的之間的 水頭損失，推求其它構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高。經(jīng)過計(jì)算各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水 面標(biāo)高見下表。再根據(jù)各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理推求各構(gòu)筑物地 面標(biāo)高及池底標(biāo)高。具體結(jié)果見污水、污泥處理高程圖。 設(shè)構(gòu)筑物水頭損失： 0 h 表表 5-1 各構(gòu)筑物水頭損失表各構(gòu)筑物水頭損失表 構(gòu)筑物 水頭損失 （m） 0 h 纖維回收機(jī)0.200 調(diào)節(jié)池0.200 UASB0.160 SBR 反應(yīng)池0.200 濃縮池0.100 地面高程為 0m；調(diào)節(jié)池最高水位-0.50m； 120 hhhh (1)纖維回收機(jī)最高水位為：進(jìn)水管標(biāo)高+0.50m，出水管標(biāo)高-0.40m (2)出水后由泵提升 3 m，UASB 最高水位為： 3-0.50-0.160-0.1082-0.0325= 2.1993m (3)出水經(jīng) UASB 后，SBR 反應(yīng)池最高水位為： 2.1993-0.200-0.1125-0.0337= 1.8531m (4) 出水經(jīng) SBR 反應(yīng)池后，濃縮池最高水位為 1.8531-0.100-0.100= 1.6531m 表表 5-1 各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高及池底標(biāo)高各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高及池底標(biāo)高 構(gòu)筑物名稱水面標(biāo)高 (m) 池底標(biāo)高 (m) 構(gòu)筑物名稱水面標(biāo)高( m) 池底標(biāo)高(m) 29 纖維回收機(jī)進(jìn)水管+0.50-UASB+2.20-3.80 纖維回收機(jī)出水管-0.40-SBR 池+1.85-4.15 調(diào)節(jié)池-0.50-6.50污泥濃縮池+1.65-2.73 由于調(diào)節(jié)池水位較低，為克服系統(tǒng)所帶來的水頭損失，因而在調(diào)節(jié)池內(nèi)采用潛 污泵對(duì)廢水進(jìn)行提升，提升高度為 3 米，根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第 11 冊(cè)，選用 QW 型潛水排污泵。 用途：QW 型離心式潛污泵是在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制而成的新型 潛水排污泵。供水送水水溫不超過 40，pH 值 4-10，海拔高度不超過 1000m，帶 有固體及各種長纖維的污泥、廢水、生活污水以及腐蝕性、侵蝕性介質(zhì)，適用于市 政污水處理廠、泵站、工廠、醫(yī)院、建筑、賓館排水。 其主要性能參數(shù)見表 5-2： 表表 5-2 QW 型離心式潛污泵性能型離心式潛污泵性能 型號(hào) 流 量 m3/h 揚(yáng) 程 m 轉(zhuǎn) 速 r/min 電動(dòng)機(jī) 功 率 kW 效 率 % 出 口 直 徑 mm 重 量 kg 生