制藥廢水課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　環(huán)境工程課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目： 制藥廢水處理</p><p>　　2014 年 10 月 20 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 概述………………………………………………………

2、……1</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………………………… 1</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)……………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)范圍……………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)原則…………………………

3、…………………………………………… 2</p><p>　　第二章 處理工藝的設(shè)計(jì)………………………………………………4</p><p>　　2.1處理工藝的選擇……………………………………………………………… 4</p><p>　　2.2處理工藝的確定……………………………………………………………… 4</p><p>　　2.2.1厭

4、氧生物處理法………………………………………………………… 4</p><p>　　2.2.2好氧生物處理法………………………………………………………… 5</p><p>　　2.3工藝流程設(shè)計(jì)說明…………………………………………………………… 6</p><p>　　第三章 工藝流程的計(jì)算………………………………………………7</p><p&

5、gt;　　3.1格柵…………………………………………………………………………… 7</p><p>　　3.1.1設(shè)計(jì)說明………………………………………………………………… 7</p><p>　　3.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………………… 7</p><p>　　3.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………… 7&l

6、t;/p><p>　　3.2調(diào)節(jié)池………………………………………………………………………… 9</p><p>　　3.2.1設(shè)計(jì)說明………………………………………………………………… 9</p><p>　　3.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………………… 9</p><p>　　3.2.3設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………

7、……………………………… 9</p><p>　　3.3UASB反應(yīng)器………………………………………………………………… 10</p><p>　　3.3.1設(shè)計(jì)說明…………………………………………………………………10</p><p>　　3.3.2設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………10</p><p>　　3.3.

8、3設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………10</p><p>　　3.4SBR反應(yīng)器……………………………………………………………………16</p><p>　　3.4.1設(shè)計(jì)說明…………………………………………………………………17</p><p>　　3.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………18</p>

9、<p>　　3.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………18</p><p>　　3.5污泥濃縮池……………………………………………………………………21</p><p>　　3.5.1設(shè)計(jì)說明…………………………………………………………………21</p><p>　　3.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………

10、…………22</p><p>　　3.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………22</p><p>　　3.6污泥脫水機(jī)房…………………………………………………………………23</p><p>　　3.6.1污泥產(chǎn)量…………………………………………………………………23</p><p>　　3.6.2污泥脫水……………

11、……………………………………………………23</p><p>　　3.7主要構(gòu)筑物及設(shè)備……………………………………………………………23</p><p>　　第四章 污水處理廠的總體布置…………………………………… 24</p><p>　　4.1平面布置………………………………………………………………………24</p><p>　　4.

12、2高程布置………………………………………………………………………24</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………… 25</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　某制藥廠計(jì)劃在武清開發(fā)

13、區(qū)三期北區(qū)內(nèi)投資3億元人民幣，新建原料藥生產(chǎn)車間3個，最大生產(chǎn)能力為72.1t/a，產(chǎn)品包括阿托伐他汀鈣、咪唑斯汀、鹽酸曲美他嗪、門冬氨酸鉀、門冬氨酸鎂、葡萄糖酸鎂和富馬酸盧帕他定共7種，以阿托伐他汀鈣為主打產(chǎn)品。本項(xiàng)目廢水主要為工藝廢水、設(shè)備地面沖洗水、純水系統(tǒng)排濃水、循環(huán)水系統(tǒng)定期排放水、鍋爐房酸堿廢水和職工生活污水等，日排放污水量為93.05m3/d，通過廠內(nèi)自建污水站處理后再排入武清開發(fā)區(qū)三期北區(qū)污水處理廠進(jìn)行深度處理。考慮到企

14、業(yè)今后的生產(chǎn)發(fā)展，廢水排放量也會有較大的增加，因此，企業(yè)確定廠內(nèi)廢水處理站的處理能力為240m3/d。其進(jìn)水水質(zhì)如表1-1：</p><p>　　表 1-1廢水進(jìn)水水質(zhì)</p><p>　　要求廢水出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ 8978-1996）中三級標(biāo)準(zhǔn)，如表1-2：</p><p>　　表1-2廢水出水水質(zhì)</p><p>　　根

15、據(jù)上述情況完成制藥廠污水處理工藝方案的設(shè)計(jì)；根據(jù)擬定的處理工藝畫出工藝流程(或PID圖)、高程布置圖；根據(jù)擬定的處理工藝完成主體各工藝段外形尺寸的計(jì)算，并完成污水廠的平面布置圖。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　（1）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ 8978-1996）</p><p>　?。?）《給水排水設(shè)計(jì)手

16、冊》</p><p>　?。?）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ14-87）</p><p>　?。?）《全國通用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集》（S1～S2）</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)范圍</b></p><p>　　本工程設(shè)計(jì)范圍包括該制藥廠生產(chǎn)廢水處理站內(nèi)的廢水處理工藝、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)、設(shè)備成本等。設(shè)計(jì)包括：</p&

17、gt;<p>　　(1)廢水處理站的工藝流程選擇</p><p>　　(2)廢水處理站主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì) </p><p>　　(3)管道水力損失計(jì)算</p><p>　　(4)廢水處理站的平面布置圖設(shè)計(jì)</p><p>　　(5)廢水處理站的高程布置設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1

18、.4設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　工藝方案的選擇對于廢水處理設(shè)施的建設(shè)、確保處理設(shè)施的處理效果和降低運(yùn)行費(fèi)用發(fā)揮著最為重要的作用，因此需要結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)模、廢水水質(zhì)特性以及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件和要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝技術(shù)，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后優(yōu)選出最佳的體工藝方案和實(shí)施方式。</p><p>　　在廢水處理設(shè)施的總體工藝方案確定中，遵循以下原則：</p>

19、;<p>　?。?）所選工藝必須技術(shù)先進(jìn)、成熟，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，能保證出水水質(zhì)達(dá)到工廠使用標(biāo)準(zhǔn)及國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。</p><p>　　（2）所選工藝應(yīng)減少基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)省占地面積和降低能耗。</p><p>　　（3）所選工藝應(yīng)易于操作、運(yùn)行靈活且便于管理。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量，應(yīng)能對工藝運(yùn)行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。</p><

20、;p>　?。?）所選工藝應(yīng)易于實(shí)現(xiàn)自動控制，提高操作管理水平。</p><p>　?。?）所選工藝應(yīng)最大程度減少對周圍環(huán)境的不良影響（氣味、噪聲、氣霧等）。</p><p>　　第二章 處理工藝的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1處理工藝的選擇</p><p>　　制藥廢水是較難處理的工業(yè)廢水之一。傳統(tǒng)的處理方法為化學(xué)方法，由于化學(xué)藥品

21、昂貴，處理費(fèi)用較高，企業(yè)難以承受，而且方法又容易對環(huán)境造成二次污染。目前較為理想的處理方法是物理化學(xué)和生物相結(jié)合的方法。本項(xiàng)目中水主要為工藝廢水、設(shè)備地面沖洗水、純水系統(tǒng)排濃水、循環(huán)水系統(tǒng)定期排放水、鍋爐房酸堿廢水和職工生活污水。</p><p>　　根據(jù)廢水水質(zhì)進(jìn)行分析，廢水分為濃水和稀水進(jìn)水；間歇排放、水質(zhì)水量變化大；濃水中有機(jī)物濃度高，成分復(fù)雜；稀水主要是循環(huán)水、生活污水、沖洗水、酸堿廢水，其中酸堿廢水影響

22、整個廢水的pH值。廢水中BOD5 / CODcr值低，可生化性差，必須使用厭氧處理法先行處理；稀水可與濃水混合進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水量和pH的調(diào)節(jié)，再進(jìn)行后續(xù)處理。由于制藥廢水有機(jī)物濃度高，單獨(dú)進(jìn)行厭氧處理后出水水質(zhì)仍不達(dá)標(biāo)，所以采用厭氧—好氧組合工藝進(jìn)行處理。</p><p>　　2.2處理工藝的確定</p><p>　　本項(xiàng)目中對水質(zhì)情況進(jìn)行分析后決定采用厭氧-好氧組合工藝，下面對幾種厭氧、

23、好氧處理法進(jìn)行說明：</p><p>　　2.2.1厭氧生物處理法</p><p><b>　?。?）水解酸化法</b></p><p>　　水解池全稱為水解升流式污泥床（HUSB），它是改進(jìn)的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優(yōu)點(diǎn)：不需密閉、攪拌，不設(shè)三相分離器，降低了造價并利于維護(hù)；可將廢水中的大分子、不易生物降解的有機(jī)物降解為小分子、

24、易生物降解的有機(jī)物，改善原水的可生化性；反應(yīng)迅速、池子體積小，基建投資少，并能減少污泥量。</p><p>　　（2）厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)</p><p>　　厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)，是一種理想的多段分相、混合流態(tài)的處理工藝。它具有良好的生物分布和生物固體截流能力，對有毒物質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，并且具有啟動較快、運(yùn)行穩(wěn)定等多種優(yōu)良性能。</p>

25、<p>　　（3）上流式厭氧污泥床法(UASB)</p><p>　　UASB法是目前研究較多，應(yīng)用日趨廣泛的廢水厭氧生物處理工藝，具有厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡單、水力停留時間短、無需另設(shè)污泥回流裝置，工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)污泥的顆?；?，氣、固、液的分離實(shí)現(xiàn)了一體化，通常情況下不發(fā)生堵塞，但其要求SS含量不能過高。</p><p>　　2.2.2好氧生物處理法</p>

26、<p><b>　?。?）深井曝氣法</b></p><p>　　深井曝氣是一種高速活性污泥系統(tǒng)，該法具有氧利用率高、占地面積小、處理效果佳、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、不存在污泥膨脹、產(chǎn)泥量低等優(yōu)點(diǎn)。此外，其保溫效果好，處理不受氣候條件影響。</p><p><b>　?。?）AB法</b></p><p>　　AB

27、法屬超高負(fù)荷活性污泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常規(guī)活性污泥法。其突出的優(yōu)點(diǎn)是A段負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對pH和有毒物質(zhì)具有較大的緩沖作用，特別適用于處理濃度較高、水質(zhì)水量變化較大的廢水。</p><p>　?。?）序批式活性污泥法（SBR）</p><p>　　SBR法具有耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡單、無需回流、操作靈活、占地少、投資省、運(yùn)行

28、穩(wěn)定、基質(zhì)去除率高、脫氮除磷效果好等優(yōu)點(diǎn)，適合處理水量水質(zhì)波動大的廢水。其曝氣時間對該工藝的處理效果有很大影響；設(shè)置缺氧段，尤其是缺氧與好氧交替重復(fù)設(shè)計(jì)，可明顯提高處理效果；反應(yīng)池中投加PAC的SBR強(qiáng)化處理工藝，可明顯提高系統(tǒng)的去除效果。近年來該工藝日趨完善，在制藥廢水處理中應(yīng)用也較多。</p><p>　　經(jīng)過比較，UASB在國內(nèi)高濃度有機(jī)物廢水處理中應(yīng)用廣泛，工藝成熟，較一般厭氧裝置的效率更高,同時還節(jié)省了

29、投資與占地面積，SBR法不僅使一種應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，還能通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動化管理，節(jié)省人力、物力。而將UASB和SBR兩種處理單元進(jìn)行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點(diǎn)，使處理流程簡潔，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，而把UASB作為整個廢水達(dá)標(biāo)排放的一個處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費(fèi)用

30、大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　因此，本案例中采用UASB- SBR工藝，既能滿足出水要求，又能節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用。工藝流程如圖2-1。</p><p>　　圖2-1廢水處理工藝流程圖</p><p>　　2.3工藝流程設(shè)計(jì)說明</p><p>　　制藥廠生產(chǎn)的廢水通過細(xì)格柵去除懸浮固體，然后進(jìn)

31、入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，在絮凝劑的作用下，去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)等污染物，降低后續(xù)處理單元的工作負(fù)荷，其中稀水單獨(dú)進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)調(diào)節(jié)池后直接進(jìn)入SBR反應(yīng)器處理，濃水經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入UASB反應(yīng)器，有機(jī)污染物在厭氧條件下被微生物降解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷等經(jīng)三相分離器收集利用，COD去除率可達(dá)80%以上。隨后污水進(jìn)入SBR反應(yīng)器，通過曝氣推流及沉淀潷水，去除有機(jī)物，同時完成硝化反硝化反應(yīng)，從而去除污水中的氮、磷。反應(yīng)池出水經(jīng)消毒后

32、排出，污泥進(jìn)入濃縮池，剩余污泥經(jīng)脫水，泥餅外運(yùn)。污泥濃縮池的上清液和污泥的脫出水回流至UASB反應(yīng)器。</p><p>　　第三章 工藝流程的計(jì)算</p><p><b>　　3.1格柵</b></p><p><b>　　3.1.1設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　本項(xiàng)目處理對象為制藥廠廢水

33、，大型懸浮固體較少，故選用細(xì)格柵去除廢水中的細(xì)小懸浮物、漂浮物。格柵示意圖如圖3-1：</p><p><b>　　圖3-1格柵</b></p><p><b>　　3.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)流量Q=240m3/d=0.0028m3/s</p><p>　　柵前流速v1=0

34、.4m/s</p><p>　　過柵流速v=0.6m/s</p><p>　　柵條間隙寬度b=0.005m</p><p><b>　　格柵傾角α=60o</b></p><p>　　柵條寬度S=0.01m</p><p><b>　　3.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p&

35、gt;<p>　　根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得:</p><p>　　柵前槽寬,則柵前水深</p><p>　　取柵前水深h=0.06m，過柵流速v=0.5m/s，柵條間隙寬度b=0.005m，格柵傾角α=60º，格柵數(shù)N=1個，則柵條間隙數(shù)n為：</p><p>　　柵槽有效寬度B=s（n-1）+b×n=0.01×（18-

36、1）+0.005×18=0.26m，為方便格柵的設(shè)計(jì)、采購與安裝，以及防止流量變化帶來的影響，此處取B=0.5m。</p><p>　　則由上述公式推出n=34，h=0.03m，B1=0.23m</p><p>　　進(jìn)水渠道漸寬部分長度（其中α1為進(jìn)水渠展開角）</p><p>　　柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度</p><p>

37、;　　過柵水頭損失（h2） ，因柵條邊為矩形截面，取k=3，則</p><p>　　式中： ε=β（S/b）4/3</p><p><b>　　h0：計(jì)算水頭損失</b></p><p>　　k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3</p><p>　　ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為迎水面背水面均

38、為半圓形的矩形時，β=1.67</p><p><b>　　柵后槽總高度（H）</b></p><p>　　取柵前渠道超高h(yuǎn)1=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h1=0.03+0.3=0.33m</p><p>　　柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.03+0.3+0.14=0.47m</p><p>　　格柵總長度L

39、=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα</p><p>　　=0.37+0.19+0.5+1.0+0.33/tan60°=2.27m</p><p>　?、崦咳諙旁喀?Q平均日ω1==0.018m3/d＜0.2m3/d </p><p>　　所以宜采用人工格柵清渣。</p><p><b>　　3.2調(diào)節(jié)池

40、</b></p><p><b>　　3.2.1設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　廢水其水質(zhì)水量都會隨時變化，且波動較大。廢水水質(zhì)水量的變化對廢水處理設(shè)備的功能發(fā)揮是不利的。為解決這一問題，設(shè)置了調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量。</p><p><b>　　3.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><

41、;p>　　設(shè)計(jì)流量Q=240m3/d=10m3/h</p><p>　　水力停留時間T=8h</p><p><b>　　3.2.3設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　?。?）調(diào)節(jié)池有效容積</p><p><b>　　V=QT</b></p><p>　　式中： V

42、—調(diào)節(jié)池有效容積（m3）</p><p>　　Q—日處理流量的50%（m3/h）</p><p>　　T—水力停留時間（h）</p><p>　　V=QT=10×50%×8=40 m3，由于污泥濃縮的上清液和脫水的濾液要循環(huán)進(jìn)入調(diào)節(jié)池，所以取有效容積為50m3</p><p><b>　?。?）調(diào)節(jié)池尺寸<

43、/b></p><p>　　設(shè)調(diào)節(jié)池有效水深5m，保護(hù)水深0.5m，則調(diào)節(jié)池面積為：</p><p>　　A= V/h=50/5=10m2</p><p>　　式中： A—調(diào)節(jié)池面積（m2）</p><p>　　V—調(diào)節(jié)池有效容積（m3）</p><p>　　h—調(diào)節(jié)池有效水深（m）</p>&l

44、t;p>　　設(shè)長度L=4m，則池寬B=2.5m，所以調(diào)節(jié)池尺寸為4m×2.5m×5.5m</p><p>　　3.3UASB反應(yīng)器</p><p><b>　　3.3.1設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　UASB即上流式厭氧污泥床，集生物反應(yīng)與沉淀于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，效率高的厭氧反應(yīng)器。它的污泥床內(nèi)生物量多，容

45、積負(fù)荷率高，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。設(shè)備簡單，運(yùn)行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。</p><p><b>　　3.3.2設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)流量Q=240m3/d=10m3/h=0.0028m3/s</p>&

46、lt;p>　　容積負(fù)荷Nv=20.0kgCOD/(m3·d)</p><p>　　污泥產(chǎn)率0.1kgMLSS/kgCOD</p><p>　　產(chǎn)氣率0.1m3/kgCOD</p><p><b>　　3.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　（1）反應(yīng)器容積計(jì)算</p><p&g

47、t;　　UASB有效容積：V有效＝</p><p>　　式中： Q—設(shè)計(jì)流量（m3/s）</p><p>　　S0、Se—進(jìn)水、出水COD含量（mg/l）</p><p>　　Nv—容積負(fù)荷（kgCOD/(m3·d)）</p><p>　　V有效＝=432m3</p><p>　　將UASB設(shè)計(jì)成圓形池子，

48、布水均勻，處理效果好。</p><p>　　取水力負(fù)荷q＝0.2[m3/(m2·h)]</p><p>　　則 A= = 10/0.2=50m2</p><p>　　h=＝432/50=8.64m</p><p>　　采用2座相同的UASB反應(yīng)器</p><p>　　則　　A1=＝50/2= 25 m2

49、</p><p>　　D= / 取D=6m</p><p>　　則實(shí)際橫截面積為=πD2=×3.14×62=28.26m2</p><p>　　實(shí)際表面水力負(fù)荷為q1=Q/A＝10/(2×28.26)=0.18<1.0，故符合設(shè)計(jì)要求</p><p>　　（2）配水系統(tǒng)計(jì)算　</p

50、><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為圓形布水器，每個UASB反應(yīng)器設(shè)36個布水點(diǎn)，</p><p>　　每個池子流量Q1＝10/2= 5m3/h，布水系統(tǒng)計(jì)算草圖見圖3-2：</p><p>　　圖3-2布水系統(tǒng)示意圖</p><p>　　圓環(huán)直徑計(jì)算：每個孔口服務(wù)面積為：</p><p><b>　　a= </b&

51、gt;</p><p>　　a在1～3m2之間，符合設(shè)計(jì)要求。則可設(shè)3個圓環(huán)，最里面的圓環(huán)設(shè)6個孔口，中間設(shè)8個，最外圍設(shè)10個孔口</p><p>　　內(nèi)圈6個孔口設(shè)計(jì)：服務(wù)面積＝6×1.18=7.08m2</p><p>　　折合為服務(wù)圓的直徑為： </p><p>　　用此直徑作一個虛圓，在該圓內(nèi)等分虛圓面積處設(shè)一實(shí)圓環(huán)，其上

52、布6個孔口，則圓的直徑計(jì)算如下：</p><p><b>　　則d1＝</b></p><p>　　中圈8個孔口設(shè)計(jì)：服務(wù)面積S2=8×1.18=9.44m2</p><p>　　折合成服務(wù)圓直徑為：　</p><p>　　中間圓環(huán)直徑計(jì)算如下：π(4.62-d22)＝S2 ，則d2=3.90m</p&

53、gt;<p>　　外圈18個孔口設(shè)計(jì)：服務(wù)面積S3=10×1.18=11.8m2</p><p>　　折合成服務(wù)圈直徑為： </p><p>　　外圓環(huán)的直徑d3計(jì)算如下：π(6.02-d32)=S3 ，則d3＝5.34m</p><p>　?。?）三相分離器計(jì)算</p><p>　　三相分離器要具有氣、液、固三相分

54、離的功能。三相分離器的設(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　三相分離器計(jì)算草圖見圖3-3：</p><p><b>　　沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的

55、生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對固液分離不利，故設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足以下要求：</p><p>　　1）沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷<1.0m/h</p><p>　　2）沉淀器斜壁角度設(shè)為50°，使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。</p><p>　　3）進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h</p><p>　　4）總沉淀水深應(yīng)大于1.5m&

56、lt;/p><p>　　5）水力停留時間介于1.5～2h</p><p>　　如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果</p><p>　　沉淀器（集氣罩）斜壁傾角θ＝50°</p><p>　　沉淀區(qū)面積為：A=1/4πD2=1/4×3.14×62=28.26m2</p><p>　　表

57、面水力負(fù)荷為：q=Q/A=10/(2×28.26)=0.18<1.0，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　圖3-3三相分離器示意圖</p><p><b>　　回流縫設(shè)計(jì)</b></p><p>　　取h1=0.3m,h2=0.5m,h3=1.5m，如圖所示：b1=h3/tgθ</p><p>　　式中：

58、 b1—下三角集氣罩底水平寬度（m）</p><p>　　θ—下三角集氣罩斜面的水平夾角</p><p>　　h3—下三角集氣罩的垂直高度（m）</p><p>　　則 b1==1.26m，b2=6-2×1.26=3.48m</p><p>　　下三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速V1可用下式計(jì)算：

59、</p><p><b>　　V1=Q1/S1</b></p><p>　　式中： Q1—反應(yīng)器中廢水流量（m3/h）</p><p>　　S1—下三角形集氣罩回流逢面積（m2）</p><p>　　則 V1= (10/2)/(3.14×3.482/4)=0.53m/h<2m/h，符合設(shè)計(jì)要求<

60、;/p><p>　　上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V2)可用下式計(jì)算：</p><p><b>　　V2=Q1/S2 </b></p><p>　　式中： Q1—反應(yīng)器中廢水流量（m3/h）</p><p>　　S2 —上三角形集氣罩回流逢之間面積（m2）</p><p>　　取回流逢寬C

61、D=1.2m，上集氣罩下底寬CF=4.6m，則 DH=CD×sin50°=0.92 m</p><p>　　DE=2DH+CF=2×0.92 +4.6=6.74m，=π(CF+DE)CD/2=24.3m2</p><p>　　則 V2= Q1/S2=10/(2×24.3)=0.21m/h<V1<2m/h ，故符合設(shè)計(jì)要求</p&g

62、t;<p>　　確定上下三角形集氣罩相對位置及尺寸，由圖可知：</p><p>　　CH=CDsin40°=1.2×sin40＝0.77m</p><p>　　AI=DItg50°=(DE-b2)×tg50°=(6.74-3.48)×tg50°=1.94m</p><p>　　故 h

63、4=CH+AI=0.77 +1.94=2.71 m</p><p><b>　　h5=1.0m</b></p><p>　　由上述尺寸可計(jì)算出上集氣罩上底直徑為：</p><p>　　CF-2h5tg40°=4.6-2×1.0×tg40°=2.92m</p><p>　　BC=CD

64、/sin40°=1.2/sin40°=1.87m</p><p>　　DI=(DE-b2)=( 6.74-3.48))=1.63m</p><p>　　AD=DI/cos50°=1.63/cos50°=2.54m</p><p>　　BD=DH/cos50°=0.92/cos50°=1.43m</p&

65、gt;<p>　　AB=AD-BD=2.54-1.43= 1.11m</p><p><b>　　氣液分離設(shè)計(jì)</b></p><p>　　取d = 0.01cm(氣泡)，T = 200С</p><p>　　水的密度ρ1 = 1.03g/cm3</p><p>　　空氣的密度ρg = 1.2×

66、10-3g/cm3</p><p>　　水的運(yùn)動粘度ν = 0.0101cm2/s</p><p>　　碰撞系數(shù)ρ = 0.95 </p><p>　　水的粘度μ=νρ1 = 0.0101×1.03 = 0.0104g/cm·s</p><p>　　一般廢水的μ>凈水的μ，故取μ=0.02g/cm·s，由

67、斯托克斯公式可得氣體上升速度為：</p><p><b>　　=9.58m/h</b></p><p>　　Va=V2=0.21m/h</p><p>　　則 =9.58/0.21=45.62， =1.87/1.11=1.68</p><p>　　所以 > ，故滿足設(shè)計(jì)要求。</p&

68、gt;<p><b>　?。?）出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用鋸齒形出水槽，槽寬0.2m，槽高0.2m</p><p>　　（5）排泥系統(tǒng)計(jì)算：</p><p>　　每日產(chǎn)生的懸浮固體PSS = Q·（S0-Se）·η·E</p><p>　　式中： Q —

69、設(shè)計(jì)流量（m3/d）</p><p>　　η— 污泥產(chǎn)率（kgSS/kgCOD）</p><p>　　S0、Se—進(jìn)出水COD的濃度（kgCOD/m3）</p><p>　　E —去除率，本設(shè)計(jì)中取90%。</p><p>　　PSS = （40000-4000）×0.90×0.1×240×10-3 =

70、 777.6kgSS/d</p><p><b>　　每日產(chǎn)泥量為：</b></p><p>　　式中： Pss—產(chǎn)生的懸浮固體（kgSS/d）</p><p>　　P—污泥含水率，以98%計(jì)</p><p>　　r—污泥密度，以1000kg/m3計(jì)</p><p><b>　　W

71、= </b></p><p>　　每日產(chǎn)泥量38.88m3/d，則每個USAB日產(chǎn)泥量19.44m3/d。在每個UASB反應(yīng)器距離底部0.3m處沿長度方向均勻設(shè)置排泥管一根，以便均勻排除污泥區(qū)的污泥。USAB反應(yīng)器每天排泥一次，排泥管選用DN150的鋼管，排泥總管選用DN200的鋼管。必要時布水管兼做排泥管用。</p><p><b>　?。?）產(chǎn)氣量計(jì)算</b

72、></p><p>　　采用每去除1千克COD產(chǎn)生0.1立方米沼氣做參數(shù)，則每日產(chǎn)氣量為：Qg = Q·（S0-Se）·η·E</p><p>　　式中： Q—設(shè)計(jì)流量（m3/d）</p><p>　　η—產(chǎn)氣率（m3/kgCOD）</p><p>　　S0、Se—進(jìn)出水COD的濃度（kgCOD/m3）

73、</p><p>　　E—去除率，本設(shè)計(jì)中取90%</p><p>　　Qg =（40000-4000）×0.90×0.1×240×10-3 = 777.6m3/d</p><p><b>　　3.4SBR反應(yīng)池</b></p><p><b>　　3.4.1設(shè)計(jì)說明&l

74、t;/b></p><p>　　圖3-4 SBR運(yùn)行示意圖</p><p><b>　　①進(jìn)水期</b></p><p>　　進(jìn)水期是反應(yīng)池接納污水的過程。由于充水開始是上個周期的閑置期，所以此時反應(yīng)器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當(dāng)于活性污泥法中污泥回流作用。</p><p>　　SBR工藝間歇進(jìn)水，即在

75、每個運(yùn)行周期之初在一個較短時間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達(dá)一定位置停止進(jìn)水后進(jìn)行下一步操作。因此，充水期的SBR池相當(dāng)于一個變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水過程，不僅水位提高，而且進(jìn)行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進(jìn)行曝氣、攪拌或靜止。曝氣方式包括非限制曝氣（邊曝氣邊充水）、限制曝氣（充完水曝氣）半限制曝氣（充水后期曝氣）。</p><p><b>

76、;　?、诜磻?yīng)期</b></p><p>　　在反應(yīng)階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質(zhì)環(huán)境中，反應(yīng)器相應(yīng)地形成厭氧—缺氧—好氧的交替過程。雖然SBR反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時間序列上是一個理想的推流式反應(yīng)器裝置。SBR反應(yīng)器的濃度階梯是按時間序列變化的。能提高處理效率，抗沖擊負(fù)荷，防止污泥膨脹。</p><p><b>　　③沉淀期<

77、/b></p><p>　　相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝氣攪拌后，污泥絮體靠重力沉降和上清液分離。本身作為沉淀池，避免了泥水混合液流經(jīng)管道，也避免了使剛剛形成絮體的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在靜止時沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時間短，效率高。</p><p><b>　　④排水期</b></p><

78、p>　　活性污泥大部分為下周期回流使用，過剩污泥進(jìn)行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的30%左右，污水排出，進(jìn)入下道工序。</p><p><b>　?、蓍e置期</b></p><p>　　作用是通過攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復(fù)其活性，并起反硝化作用而進(jìn)行脫水。</p><p><b>　　3.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)</b>

79、;</p><p>　　設(shè)計(jì)流量Q=240m3/d=10m3/h=0.0028m3/s</p><p><b>　　水溫t=10oC</b></p><p>　　污泥負(fù)荷率Ns=0.4kgBOD5/(kgMLSS?d)</p><p>　　污泥濃度X=3000 mgMLSS/L</p><p>&

80、lt;b>　　SVI=100</b></p><p>　　進(jìn)水BOD=600mg/L</p><p>　　排水比1/m=1/4</p><p>　　反應(yīng)器水深H=5.0m</p><p>　　安全高度ε=0.5m</p><p>　　采用2個SBR反應(yīng)器</p><p><

81、;b>　　3.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　(1)①曝氣時間（TA）</p><p><b>　　②沉淀時間（TS）</b></p><p><b>　　初期沉淀速度</b></p><p><b>　　則：</b></p><

82、;p><b>　　③排出時間（T0）</b></p><p>　　排出時間為1h，與沉淀時間合計(jì)為3.0h計(jì)。</p><p><b>　?、苓M(jìn)水時間（TF）</b></p><p>　　設(shè)進(jìn)水時間為TF=1.0h。</p><p>　　一個周期時間為T=8.0h。</p>&l

83、t;p>　?。?）反應(yīng)器容積計(jì)算</p><p>　　設(shè)f=0.85,SVI=100,故污泥沉降體積為:</p><p>　　單個反應(yīng)器有效容積為：</p><p>　　選定每個反應(yīng)器尺寸為L×B×H=7×2×5=70m3</p><p>　　采用超高0.5m，故池子全高為5.5m</p&g

84、t;<p>　　各程序時間分配：進(jìn)水：1h，曝氣：3h，靜沉：2h，排水：1h，閑置：1h</p><p><b>　　（3）需氧量計(jì)算</b></p><p><b>　?、傩柩趿?</b></p><p>　　需氧量Oa為有機(jī)物(BOD)氧化需氧量O1、微生物自身氧化需氧量O2之和，即Oa=O1+O2+

85、O3。</p><p>　　有機(jī)物氧化需氧量O1</p><p>　　式中： a—去除每1.0kgBOD的需氧量（kgO2/kgBOD），取a=1.0</p><p>　　S0，Se—進(jìn)水BOD與出水BOD濃度（kg/m3）</p><p>　　Q—設(shè)計(jì)水量（m3/d）</p><p>　　微生物自身氧化需氧量O2&

86、lt;/p><p>　　式中： b—污泥需氧系數(shù)，取0.12</p><p>　　Q—設(shè)計(jì)水量（m3/d）</p><p>　　S0，Se—進(jìn)水BOD與出水BOD濃度（kg/m3）</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　反應(yīng)總需氧量Oa=72+21.6=93.6kg/d=

87、31.2kg/h</p><p><b>　?。?）供氧量計(jì)算</b></p><p>　　式中： R0—供氧量（kg/h）</p><p>　　R—需氧量（kg/h）</p><p>　　CS（20）—清水20℃的氧飽和濃度（mg/L），取9.17mg/L</p><p>　　CS(T)—

88、清水T℃的氧飽和濃度（mg/L），取9.17mg/L</p><p>　　T—混合液水溫，取20℃</p><p>　　CL—混合液DO（mg/L），取1.5mg/L</p><p>　　α—修正系數(shù)，取0.95</p><p>　　β—氧飽和溫度修正系數(shù)，取0.97</p><p>　　P—大氣壓（mmHg），取76

89、0mmHg</p><p><b>　　所以</b></p><p>　?。?）SBR產(chǎn)泥量計(jì)算</p><p>　　SBR的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進(jìn)水懸浮物沉淀形成。SBR生物代謝產(chǎn)泥量為：</p><p>　　式中: a—微生物代謝增系數(shù)（kgVSS/kgBOD）</p>

90、<p>　　b—微生物自身氧化率，l/d</p><p>　　根據(jù)污泥性質(zhì)，參考類似經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)a=0.70，b=0.05,則有：</p><p>　　假定排泥含水率P=99.2%，則排泥量為</p><p><b>　　QS==</b></p><p>　　考慮一定安全系數(shù)，則每天排泥量為10m/d。&l

91、t;/p><p><b>　　（6）曝氣設(shè)備選擇</b></p><p>　　選擇STEDC0240型橡膠模微孔曝氣器，服務(wù)面積1m2/個，充氧能力0.4kg/h，氧利用率31%，則曝氣器數(shù)量</p><p><b>　　（7）鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量</b></p><p>　　取氧利用率 EA為31%，則<

92、/p><p>　?。?）上清液排出裝置（潷水器）</p><p>　　現(xiàn)在的SBR工藝一般都采用潷水器排水。潷水器排水過程中能隨水位的下降而下降，使排出的上清液始終是上層清夜。為防止水面浮渣進(jìn)入潷水器被排走，潷水器排水口一般都淹沒在水下一定深度。</p><p>　　目前SBR使用的潷水器主要有螺旋式潷水器、套管式潷水器和虹吸式潷水器三種。本設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。旋轉(zhuǎn)式

93、潷水器屬于有動力式潷水器，應(yīng)用廣泛。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用XB-1800型旋轉(zhuǎn)式潷水器。設(shè)計(jì)潷水量：Q=40m3/h；潷水深度：H=3m；潷水時間t取1h</p><p><b>　　3.5污泥濃縮池</b></p><p><b>　　3.5.1設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　圖3

94、-5污泥濃縮池示意圖</p><p>　　污泥濃縮用來降低污泥中含水率，減少污泥體積，減少池容積和處理所需的投藥量，減小用于輸送污泥的管道和泵類的尺寸。具有一定規(guī)模的污水處理工程中常用的污泥濃縮方法主要有重力濃縮、溶氣氣浮濃縮和離心濃縮。</p><p>　　本項(xiàng)目所產(chǎn)污泥量較少，因此選用連續(xù)重力濃縮池。</p><p><b>　　3.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)&l

95、t;/b></p><p>　　污泥濃縮時間T=15h，貯泥時間t=4h</p><p>　　濃縮前含水率P0=99.2%</p><p>　　濃縮后含水率P=96%</p><p>　　污泥固體濃度c=20kg/m3</p><p>　　污泥固體負(fù)荷qs=70kg/(m2·d)</p>

96、<p><b>　　3.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　（1）濃縮池體積計(jì)算</p><p>　　污泥總量Qs=38.88+10=48.88m3/d，取50m3/d。</p><p><b>　　濃縮池面積</b></p><p><b>　　濃縮池直徑</b&

97、gt;</p><p>　　水利負(fù)荷m3/( m2·d)=0.145m3/( m2·h)</p><p>　　有效水深h=0.145×16=2.33m，取3.0m</p><p>　　濃縮池有效容積V1=A×h=14.29×3.0=42.87m3</p><p>　?。?）排泥量與存泥容積&l

98、t;/p><p>　　濃縮后污泥含水率P=96%，則體積為</p><p>　　貯泥區(qū)所需容積V2=Qs’t=0.42×4=1.68m3</p><p><b>　　泥斗容積：</b></p><p>　　式中： h1—泥斗垂直高度，取1.2m</p><p>　　r1—泥斗上口半徑，取1

99、.1m</p><p>　　r2—泥斗下口半徑，取0.6m</p><p>　　設(shè)池底坡度為0.08，則池底坡降為</p><p><b>　　故池底可貯泥容積為</b></p><p>　　所以總貯泥容積V=V3+V4=2.8+0.71=3.51m3＞Qs=50m3/d=2.08m3/h，滿足要求。</p>

100、<p>　　設(shè)濃縮池超高h(yuǎn)3=0.3m，緩沖層高度h4=0.3m，則濃縮池總高度為：</p><p>　　H=h+h1+h2+h3+h4=3.0+1.2+0.083+0.3+0.3=4.883m，取5m。</p><p>　　濃縮池排水量Q=Qs-Qs’=2.08 – 0.42=1.66m3/h</p><p><b>　　3.6污泥脫水機(jī)房

101、</b></p><p><b>　　3.6.1污泥產(chǎn)量</b></p><p>　　經(jīng)濃縮處理后，產(chǎn)生含水率為96%的干污泥10m3/d</p><p>　　3.6.2污泥脫水機(jī)</p><p>　　選用DYQ-1000型帶式壓濾機(jī)1臺，購買2臺，使用1臺，備用1臺。該脫水機(jī)參數(shù)：處理量8m3/h，濾帶有效

102、寬度1000mm，濾帶運(yùn)行速度0.5~4.0m/min，主機(jī)功率1.5kW，外型尺寸4.25×1.88×2.1m，設(shè)備質(zhì)量2920kg。</p><p>　　3.7主要構(gòu)筑物及設(shè)備</p><p>　　3.7.1主要構(gòu)筑物</p><p>　　表3-1主要構(gòu)筑物一覽表</p><p><b>　　3.7.2主要設(shè)

103、備</b></p><p>　　表3-2主要設(shè)備一覽表</p><p>　　第四章 污水處理廠的總體布置</p><p><b>　　4.1 平面布置</b></p><p><b>　?。?）布置原則</b></p><p>　?、侔垂δ芊謪^(qū)，配置得當(dāng)。<

104、;/p><p>　?、诔浞掷玫匦危胶馔练?，降低工程費(fèi)用。</p><p>　?、酃δ苊鞔_，布置緊湊。</p><p>　?、茼樍髋帕?，流程簡捷。</p><p>　　⑤必要時應(yīng)預(yù)留適當(dāng)余地。</p><p>　　⑥構(gòu)（建）筑物應(yīng)注意風(fēng)向和朝向。</p><p>　?。?）平面布置圖見附圖1<

105、;/p><p><b>　　4.2 高程布置</b></p><p><b>　?。?）布置原則</b></p><p>　?、倏赡芾玫匦纹露?，使污水按處理流程在構(gòu)筑物之間能自流，盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚(yáng)程。</p><p>　?、趨f(xié)調(diào)好站區(qū)平面布置與單體埋深，以免工程投資增大、施工困難和污水多次

106、提升。</p><p>　?、圩⒁馕鬯鞒毯臀勰嗔鞒痰呐浜?，盡量減少提升高度。</p><p>　?、軈f(xié)調(diào)好單體構(gòu)造設(shè)計(jì)與各構(gòu)筑物埋深，便于正常排放，又利于檢修排空.</p><p>　?。?）高程布置見附圖2</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 曾科. 污

107、水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M]. 2. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2011.</p><p>　　[2] 高廷耀，顧國維，周琪.水污染控制工程[M]. 北京：高等教育出版社，2007.</p><p>　　[3] 《給水排水設(shè)備工程師實(shí)務(wù)手冊》編寫組.給水排水設(shè)備工程師實(shí)務(wù)手冊[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[4] 李國秀, 李建文,