工業(yè)污水計算doc

1、摘要工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展廢水的種類和數(shù)量迅猛增加對水體的污染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類的健康和安全。工業(yè)廢水分類通常有以下三種：（1）按工業(yè)廢水中所含主要污染物的化學性質(zhì)分類：含無機污染物為主的為無機廢水，含有機污染物為主的為有機廢水；（2）按工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品和加工對象分類：如冶金廢水、造紙廢水等；（3）明確的指出廢水中主要污染物的成分，能表明廢水的一定的危害性。本設計是針對邯鄲市滏陽化工股份有限公司所排放的工業(yè)廢水進行處理，達標后排放，經(jīng)過對各種厭氧工藝的比較，本設計選用UASB反應器，因為該工藝技術(shù)成熟，耐沖擊負荷好，處理能力大，能去除大部分的有

2、機物，可以回收沼氣，降低能源消耗，好氧處理選用CAST反應池，它的處理效率高，占地省，投資省，運行靈活，污泥的性能良好，出水水質(zhì)可達標。關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水 UASB CASTABSTRACTIndustrial wastewater means the waste water, sewage and the effluents produced during the industrial processes. With the high and rapid development of the modern industry, the amount and varieties of the wa

3、stewater increase quickly, resulting in the more serious and wildly spread pollution of the water, and thus cause damage to the health and safety of human being. There existed 3 ways to classify the industrial wastewater: (1) based on the chemical properties of the major pollutant in the wastewater,

4、 the wastewater which contains inorganic pollutant is defined as inorganic wastewater; while what contains organic pollutant is organic wastewater. (2) based on the industry production or the processing objects, wastewater can be classified as metallurgical industry wastewater, papermaking wastewate

5、r, etc. (3) pointing on the major pollutant of the wastewater clearly can indicate the harm of the wastewater.This design aims at dealing with the industrial wastewater of Handan Fuyang Chemical Industry Co.ltd., make it meet the standards and then discharge the wastewater. After comparing the anaer

6、obic processes, this design chose the UASB reactor for its skills develop mature, more impact bareness and more capacity. Besides, it can also remove most of the organic pollutants, recycle biogas, and help decrease the energy cost. Meanwhile, we chose CAST reactor as the aerobic reactor, for it has

7、 high processing efficiency, low budget and occupies small area. With high processing flexibility, it offers standard clean water and better sludge.Key words: Industrial wastewater, UASB, CAST 目錄第1章概述11.1設計依據(jù)及設計任務11.1.1 設計題目11.1.2 設計依據(jù)11.1.3 設計任務及要求11.2 設計范圍11.3 工程概況11.4 設計基礎資料21.4.1水質(zhì)及水量21.4.2其他基礎資

8、料2第2章 工藝流程的比較和選定32.1 工業(yè)廢水處理流程的選擇32.2工業(yè)廢水的可生化性32.3 工藝比較分析32.3.1 UASB反應池+氧化溝法處理有機廢水32.3.2 UASB反應池+接觸氧化法處理有機廢水42.3.3 UASB反應池+CAST反應池處理有機廢水62.4 工藝確定6第3章 水處理構(gòu)筑物的選擇與設計83.1格柵的設計計算83.1.1格柵的作用83.1.2設計參數(shù)83.1.3 設計計算83.2 調(diào)節(jié)池的設計計算103.2.1調(diào)節(jié)池的作用103.2.2調(diào)節(jié)池的設計水質(zhì)113.2.3調(diào)節(jié)沉淀池的計算113.3提升泵的選擇和設計113.4 UASB反應器的設計計算123.4.1

9、設計說明123.4.2 UASB反應器的有效容積12UASB預處理水質(zhì)：12表3-3 UASB預處理水質(zhì)表123.4.3 三相分離器的設計133.4.4 布水系統(tǒng)的設計計算163.4.5 排泥系統(tǒng)的設計計算173.4.6 出水系統(tǒng)的設計計算183.4.7 沼氣收集系統(tǒng)的設計計算193.5 CAST的設計計算213.5.1 設計說明213.5.2 主要設計參數(shù)的選擇223.5.3 運行周期及時間的確定243.5.4 反應池容積計算243.5.5 反應池液位控制253.5.6排水口高度和排出裝置263.6 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)263.6.1 CAST反應池產(chǎn)泥量263.6.2 排泥系統(tǒng)273.7.1

10、需氧量計算273.7.2 需要空氣量計算273.7.3 鼓風機供氣壓力計算293.8 混凝劑的配制與投加303.8.1 混凝劑的選擇303.8.2 設計計算303.8.3 溶解池攪拌設備303.8.4 藥劑的投加方式313.8.5 計量設備313.9機械混合池的設計計算313.9.1 設計參數(shù)313.9.2 設計計算313.10機械絮凝池的設計計算333.10.1 設計要求333.10.2 設計計算343.11斜管沉淀池的計算383.11.1設計要求383.11.2.設計計算393.12重力無閥濾池的設計計算433.12.1 設計說明433.12.2 設計參數(shù)43第4章 污泥系統(tǒng)處理工藝設計計

11、算484.1. 污泥濃縮484.1.1污泥濃縮的定義484.1.2污泥濃縮的方法484.2污泥濃縮池的設計計算494.2.1設計說明494.2.2設計參數(shù)494.2.3 設計計算494.2.4上清液排出管的計算534.2.5進泥排泥管布置534.3 污泥脫水534.3.1 污泥脫水概述534.3.2 污泥脫水機房的設計計算543.4.3污泥最終處置55第5章 污水處理廠的平面布置565.1 污水處理廠的平面布置565.1.1污水處理站設施組成565.1.2 平面布置原則565.1.3 平面布置58第6章 污水處理廠的高程布置596.1 設計說明596.2 構(gòu)筑物水頭損失606.4 污泥處理高程

12、布置63第7章 工程概算及其運行管理637.1 工程概算637.1.1 工程費用的組成637.1.2 總投資637.2 安全措施647.2.1 安全措施647.2.2 污水廠運行中的注意事項64謝辭65參考文獻:66附錄-67 1.1 UASB反應器的設計計算 1.1.1 設計說明UASB反應器（上流式厭氧污泥床）是集生物反應與沉淀于一體的一種結(jié)構(gòu)緊湊效率高的厭氧反應器。為了滿足池內(nèi)厭氧狀態(tài)并防止臭氣散逸，UASB池上部采用蓋板密封，出水管和出氣管分別設置水封裝置。池內(nèi)所有管道、三相分離器和池壁均做防腐處理。1.1.2 UASB反應器的有效容積UASB預處理水質(zhì)：水質(zhì)指標CODBODSS進水水

13、質(zhì)(mg/L)81003800400去除率(%)80%85% 60%出水水質(zhì)(mg/L)1620570120表3-3 UASB預處理水質(zhì)表( 1)對于中等濃度和高濃度的有機廢水，一般情況下，有機容積負荷率是限制因素，反應器的容積與廢水量、廢水濃度和允許的有機物容積負荷去除率有關(guān)。設計容積負荷為=4.0kgCOD/(m3·d)，COD去除率為80%，則UASB反應器的有效容積為： 式中 Q - 設計流量，m3/d； S0 - 進水COD含量,mg/l； Nv -容積負荷,本設計取5.0kgCOD/(m3·d)。=8100根據(jù)資料，經(jīng)濟的反應器高度一般為46m之間，并且在大多數(shù)

14、情況下這也是系統(tǒng)優(yōu)化的運行范圍，升流式厭氧污泥床的池型有矩形、方形和圓形。圓形反應器具有結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的特點，但是建造圓形反應器的三相分離器要比矩 形和方形反應器復雜的多，因此本設計選用矩形池。設計反應器有效高度為h=6m，則橫截面積：設計4座UASB反應池每座橫截面積 2)單池從布水均勻性和經(jīng)濟性考慮，矩形池長寬比在2:1較為合適。 設池長l=22.5m，則寬b=，取b=15； 單池截面積：=lb=22.515=337.5（）3)設計反應器總高H=8.5m，其中超高0.5m；單池總?cè)莘e： 單池有效反應容積：單個反應器實際尺寸 ：22.5m15m7.5m單個反應器數(shù)量：4座總池面積：=n=337.

15、54=1350（）反應器總?cè)莘e：V=n=2362.54=9450（）總有效反應面積 ：=n=20284=8112>8100,符合 有機負荷要求。UASB體積有效系數(shù)：=85.8，在7090之間。4)水力停留時間（HRT）及水力負荷率（）=38.94(h); =0.154據(jù)參考文獻，對顆粒污泥，水負荷力=0.10.9 ，故負符合要求。1.1.3 三相分離器的設計(1)三相分離器的基本構(gòu)造參見三相分離器的基本構(gòu)造的介紹。(2)三相分離器的構(gòu)造計算1)沉淀區(qū)設計根據(jù)一般設計要求，水流在沉淀室內(nèi)的表面負荷率<0.7,沉淀室底部進水口表面負荷一般小于2.0 。本工程設計中，與短邊平行，沿長邊

16、每池布置8個集氣罩，構(gòu)成8個分離單元，則每池設置8個三相分離器，圖8-8是單元三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖。三相分離器長度B=15m，每個單元寬度b=2.8125（m）。沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應器的水平面積，即337.5。 圖3-1 UASB結(jié)構(gòu)示意圖 沉淀區(qū)的表面負荷率：2)回流縫設計如圖8-9所示，設上下三角形集氣罩斜面水平夾角為，取=1.2m。=0.84（m）=b-2=2.8125-20.84=1.1325（m） 式中 下三角形集氣罩的寬度，m； 下三角形集氣罩的垂直高度，m； 相鄰兩個下三角形集氣罩之間的水平距離（即污泥回 流縫之一），m； b單元三相分離器的寬度，m；下三角形集氣罩之間污泥回

17、流縫中混合液的上升流度=135.9（）； 式中 下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速，m/h ； 下三角形集氣罩回流縫的總面積， 反應器的寬度，即三相分離器的長度B，m； n 反應器的三相分離器的單元數(shù)。為使回流縫穩(wěn)定，固液分離良好，污泥能順利回流，一般<2m/h。上三角集氣罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫中的水流的流速設=CD=0.3m； 式中 上三角集氣罩下端與下三角集氣罩之間水平距離的回流縫中水流 的流速，m/h; 上三角集氣罩回流縫的總面積，m2； 上三角集氣罩回流縫的寬度，m。假定為控制斷面，一般其面積不低于反應面積的 ，就是 。同時要滿足：<()<

18、2.0 m/h 。3)氣液分離設計由圖8-9可知：CE=CD=0.3 =0.24（m） CB=0.42（m）。設AB=0.5m，則校核氣液分離。如圖所示，假定氣泡上升流速和水流速度不變，根據(jù)平行四邊形法則，要使氣泡分離不進入沉淀區(qū)的必要條件是：。沿AB方向水流速度： 式中 B三相分離器長度； N每池三相分離器數(shù)量。氣泡上升速度： 式中 d氣泡直徑，cm； 液體密度，g/cm3; 沼氣密度，g/cm3; 碰撞系數(shù)，取0.95； 廢水的動力粘滯系數(shù)，g/(cm.s); 液體的運動粘滯系數(shù)，cm2/s。設氣體直徑d=0.01cm；35下，=0.95，由于廢水動力粘滯系數(shù)值比凈水的大，取0.02g/(

19、cm.s)。 可脫去d0.01cm的氣泡。4)三相分離器與UASB高度設計 三相分離器總高度 : 。 式中 為集氣罩以上的覆蓋水深，取0.5m。 UASB總高H=7.5m，沉淀區(qū)高2.5m，污泥床高2m,懸浮區(qū)高2.5m，超高0.5m。1.1.4 布水系統(tǒng)的設計計算反應器布水點數(shù)量設置與處理流量、進水濃度、容積負荷等因素有關(guān)。由資料知，顆粒污泥NV>4kgCOD/(m3·d)每個布水點服務25m2，出水口流速25m/s。配水系統(tǒng)形式采用多管多孔配水方式,每個反應器設一根D=200mm的總水管，3根d=150mm的支水管，支管分別位于總水管兩側(cè)，同側(cè)每兩根支管之間的中心距為7.6

20、m，每根支管上有9條配水管，每兩條配水管之間的距離為1.825m，配水孔徑取，孔距1m，每根配水管有3個配水孔，每個孔的服務面積，孔口向下。(1)布水孔孔徑 流速 布水孔 ，出水流速為2.2m/s,則孔徑計算為： ，取15mm；布水管設置在離UASB反應器底部200mm處。(2)驗證 中溫度35，容積負荷6.0kgCOD/(m3.d)，沼氣產(chǎn)率0.4m3/kgCOD;滿足空塔水流速度,空塔沼氣上升速度。 空塔水流速度:,符合要求。 空塔氣流速度:，符合要求。1.1.5 排泥系統(tǒng)的設計計算 (1)UASB反應器中污泥總量計算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃度為15VSS

21、/L，則4座UASB反應器中污泥總量：G=V=810015=121500（kg/d）=121.5(t/d)(2)產(chǎn)泥量計算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取r=0.08kgVSS/kgCOD 。流量 Q=300；進水COD濃度=8100mg/L=8.1kg/ ;COD去除率E=80%1)UASB反應器總產(chǎn)泥=rQE=0.08208.3332480.8=2592(kgVSS/d)。2)據(jù)VSS/SS=0.8 ； =3240（kgVSS/d)。 單池產(chǎn)泥 =810(kgVSS/d) 。3) 污泥含水率為 ，當含水率> ,取=1000kg/ ， 則污泥產(chǎn)量:=324.0 () 。單池排泥量4)污泥齡： 。

22、 (3)排泥系統(tǒng)設計在距UASB反應器底部400cm 高處，設置一個排泥口，四池共4個排泥口。排空時由污泥泵從排泥管強排。反應器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥濃縮池中。 排泥管選鋼管D=200mm。由計算所得污泥量選擇污泥泵，型號：50KWQ15-15-1.5. 主要性性能：流量15 ;揚程 15m ；電機功率1.5kw。數(shù)量4臺。有4臺泵同時給4座反應器排泥，設每天共排泥2 h 。1.1.6 出水系統(tǒng)的設計計算出水系統(tǒng)的作用是把沉淀區(qū)液面的澄清水均勻收集并排出。出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊懬移湫问脚c三相分離器及沉淀區(qū)設計有關(guān)。(1)出水槽設計對于每個反應池，有8個單元三相分離

23、器，出水槽共有4條 ，槽寬0.3m 。1)單個反應器流量： 2)設出水槽槽口附近；流速度為0.2m/s ；則槽口附近水深 = 取槽口附近槽深為0.25m ，出水槽坡度為0.01 ；出水槽尺寸15m0.3m0.25m ；出水槽數(shù)量為4座。(2)溢流堰設計出水槽溢流堰共有8條 （42），每條長15m ；設計三角堰。堰高50 mm ，堰口寬100mm ，則堰口水面寬 50mm 。 每個UASB反應器處理水量14.468L/s ，查知溢流負荷為12 L(ms) ，設計溢流負荷f=1.0 L(ms) ，則堰上水面總長為 ： （m）。三角堰數(shù)量：n= =289（個），取300個。每條溢流堰三角堰數(shù)量： （

24、個）每條溢流堰上共有20個100 mm的堰口。1)堰上水頭校核 每個堰出流率：q=4.82（）。按三角堰計算公式 q=1.43則堰上水頭：h= =0.0163（m）2)出水渠設計計算反應器沿長邊設一條矩形出水渠，4條出水槽的出水流至此出水渠。設出水渠寬0.8m ，坡度0.001 ，出水渠渠口附近水流速度為0.2m/s。渠口附近水深=0.052（m）以出水槽槽口為基準計算，出水渠渠深：0.25+0.052 =0.30（m） 離出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為13.85m ，出水渠長為13.85+0.1=13.95(m)出水渠尺寸：13.95m0.4m0.35m ；向渠口坡度為0.001 。

25、3)UASB排水管設計計算Q=14.47L/S ,選用 D=400mm鋼管排水，充滿度（設計值）為0.8 。管內(nèi)水流速度：v=1.24（m/s）。1.1.7 沼氣收集系統(tǒng)的設計計算 (1)沼氣產(chǎn)量計算沼氣主要產(chǎn)生于厭氧階段，設計產(chǎn)氣率 r=0.4(去除)。1)總產(chǎn)氣量 G =r QE=0.4208.333248.10.8=12959.9979（/d），則單個UASB反應器產(chǎn)氣量：G= 。 2)集氣管 每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個池子共有13根集氣管。 每根集氣管內(nèi)最大氣流量=。據(jù)資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑d=100mm，取100mm，結(jié)構(gòu)如圖8-10所示。 3)沼氣主管每池13根

26、集氣管先通到一根單池主管，然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管，單池沼氣主管管道坡度為0.5 。單池沼氣主管內(nèi)最大氣流量取D=150mm ，充滿度（設計值）為0.8 ，則流速 =1.50（m/s）圖3-2集氣管結(jié)構(gòu)示意圖沼氣總管內(nèi)最大氣流量 ：q=取D=500mm ，充滿度（設計值）為0.8 ；流速=0.954（m/s） （2)水封罐設計水封罐主要是用來控制三相分離器的集氣室中氣液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時，浮渣或浮沫可能會引起出氣管的堵塞或使氣體部分進入沉降室，同時兼有隔絕和排除冷凝水作用。每一反應器配一水封罐。1)水封罐高度 式中 反應器至儲氣罐的壓頭損失和儲氣罐內(nèi)的壓頭。為保證安

27、全取儲氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大 取2m,儲氣罐內(nèi)壓強H0為400mmH2O。 2)水封罐 取水封罐高度為2.5m，直徑1500mm，進氣管，出氣管各一根，D=200mm，進水管，放空管各一根D=50mm，并設液面計。3)氣水分離器氣水分離器為干燥沼氣所用，選用鋼制氣水分離器4個，氣水分離器中有鋼絲填料，并配有流量計壓力表。4)氣柜，氣柜容積定為2.0h的產(chǎn)氣量，即。 氣柜尺寸：。3.5 CAST的設計計算3.5.1 設計說明CAST法是利用不同微生物在不同負荷條件下，增值速度差異和廢水生物脫氮除磷機理，將生物選擇器與傳統(tǒng)的SBR反應器相結(jié)合的產(chǎn)物。CAST反應池的運行工序可分為進水-曝

28、氣期、沉淀期、潷水期和閑置期，在進水-曝氣期完成生物降解過程，在沉淀期和潷水期完成固液分離過程。與傳統(tǒng)的SBR工藝相比，CAST反應池主要具有以下特點：(1)設有生物選擇器和具有污泥回流系統(tǒng)生物選擇器的設置和污泥回流的措施，保證了活性污泥不斷地在選擇中經(jīng)歷一個高負荷階段，從而有利于系統(tǒng)中菌膠團的生長，提高了污泥的活性，使廢水中的溶解性易降解底物被快速去除。CAST反應池中的選擇器為厭氧選擇器，聚磷菌在，從而在后面的主反應區(qū)獲得競爭優(yōu)勢。選擇器內(nèi)大量吸收易降解有機物由于聚磷菌是菌膠團細菌，因此控制了系統(tǒng)的污泥膨脹。生物選擇器的設置，可以允許系統(tǒng)以任意進水速率進水而不會產(chǎn)生污泥膨脹。由于CAST工

29、藝不設二沉池，因此，選擇器中的污泥來自于主反應區(qū)混合液的污泥回流。(2)硝化和反硝化在工藝過程中不設缺氧混合階段的條件下，高效地進行硝化和反硝化，從而達到深度去除氮的目的。CAST工藝中，硝化和反硝化在曝氣階段同時進行。運行時控制供氧強度以及曝氣池中溶解氧濃度，使絮體的外周能保持有一個好氧環(huán)境進行硝化。由于溶解氧濃度得到控制，氧在污泥絮體內(nèi)部的滲透傳遞作用受到限制，而較高的硝酸鹽濃度（梯度）則能較好地滲透到絮體的內(nèi)部，因此在絮體內(nèi)部能有效地進行反硝化過程。大量運行中的循環(huán)式活性污泥法污水處理廠的運行結(jié)果表明：在曝氣階段結(jié)束時，氨氮濃度和硝酸鹽濃度均較低，由此說明系統(tǒng)具有較好的同步硝化和反硝化效

30、果。(3)生物除磷CAST工藝系統(tǒng)通過兩個途徑實現(xiàn)生物除磷：一是生物選擇器；二是由于系統(tǒng)間歇曝氣的運行方式使活性污泥不斷地經(jīng)歷好氧-厭氧的循環(huán)，這些反應條件有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的成長與積累。因此，CAST工藝具有生物除磷的功能。在曝氣階段完成磷的吸收過程，在生物選擇區(qū)中或在非曝氣階段完成磷的釋放過程。生物除磷的效果很大程度上取決于進水中易降解基質(zhì)的含量。CAST工藝的優(yōu)點：工藝流程簡單，土建和設計投資較低；運行靈活，能有效地緩沖進水水質(zhì)和水量的波動；在進水生物脫氮除磷操作時，整個工藝的運行得到良好的控制，處理后的出水水質(zhì)尤其是脫氮除磷的效果顯著，優(yōu)于普通活性污泥法；運行簡單，無需進行大量的污泥

31、回流和內(nèi)回流，剩余污泥可直接進行濃縮和脫水。3.5.2 主要設計參數(shù)的選擇本工程在用容積負荷法。容積負荷計算法不考慮CAST池內(nèi)基質(zhì)濃度、活性污泥濃度和溶解氧含量在時間上的變化，只計算出水的有機物濃度差值，同時忽略同一反應周期內(nèi)閑置、沉淀、排水階段的生物降解作用，采用與傳統(tǒng)活性污泥法基本相同的計算公式。已知：進水、出水、。設計處理流量。參數(shù)選擇：（1）污泥負荷 ；（2）反應池池數(shù) N=8座；（3）反應池水深H=5.0m； （4）排出比； （5）活性污泥界面以上最小水深； （6）MLSS濃度。3.5.3 運行周期及時間的確定 曝氣時間 ,取8h。 沉降時間 ，而 ，所以 ，取1.5h。 排水閑置

32、時間，取，與沉淀時間合計3.5h。 ，取12h。 周期數(shù)n取2，每周期為12h，進水時間 。所以，CAST運行一個周期需12h，其中進水6h，曝氣4h，沉淀1.5h，排水閑置2h。3.5.4 反應池容積計算 根據(jù)運行周期時間安排和自動控制特點，CAST反應池設置8個，4個一組交替運行一天。 (1)CAST反應池容積 單池容積為： 反應池總?cè)莘e為： 式中： -單池容積，； m-排出比的倒數(shù)； n-周期數(shù)； N-池數(shù)。(2)CAST反應池的構(gòu)造尺寸CAST反應池為滿足運行靈活及設備安裝需要，設計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)。圖3-3 CAST工藝原理示意圖CAST池單池有效水深H=5m，

33、超高取0.5m，保護水深m。單池體積，根據(jù)資料,，取，。所以單池面積 CAST池沿長度方向設一道隔墻，將池體分為預反應區(qū)和主反應區(qū)兩部分，靠近進水端為CAST池容的10%左右的預反應區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另一部分為主反應區(qū)。據(jù)資料，預反應區(qū)長，取。 CAST反應池尺寸（外形）（壁厚200mm）。3.5.5 反應池液位控制 CAST反應池總有效水深為5.0m。排水結(jié)束時最低水位 基準水位為5m；超高為0.5m；保護水深=0.5m。 驗證池容。兩池一次進水6h，為，所以每周期的進水量CAST反應池一周期內(nèi)能納水 所以CAST反應池的建造符合水量要求。保護水深的設置是為了避免排水時對沉淀及

34、排泥的影響。進水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始由水位和時間控制，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀開始與結(jié)束由時間控制，排水開始由時間控制，排水結(jié)束由水位控制。3.5.6排水口高度和排出裝置 (1)排水口高度 為保證每次換水的水量及時快速排出以及排水裝置運行的需要，排水口應設在反應池最低水位之下約0.50.7m，本工程設計排水口在最低水位之下0.5m處。 (2)排出裝置 每池排出負荷每池設XB型潷水器一套，選用旋轉(zhuǎn)式潷水器，型號為XB-500，出水能力500m3/h,堰口寬度2L=5m，潷水可調(diào)深度H=2.0m,每池設出水口兩個。3.6 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)3.6.1 CAST反應池產(chǎn)泥量CAST池的剩余污

35、泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形成。CAST生物代謝產(chǎn)泥量為: 式中 a微生物代謝增值系數(shù)， ； b微生物自身氧化率，； 回流污泥濃度，mg/L； V反應池容積，； 去除的BOD濃度，； -BOD污泥負荷，。本次設計選a=0.75，b=0.05，則假定剩余污泥含水率為99%，則排泥量為：考慮一定的安全系數(shù)，則每天排泥一次，排泥量為66.15。3.6.2 排泥系統(tǒng)每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01，在每池出水端池底設排泥坑一個，每個排泥坑中接排泥管DN200一根，排泥管安裝高程為相對地面+1.5m，相對于最低水位為 -1.5m，剩余污泥排入集泥井。3.7需氧量及曝氣

36、系統(tǒng)設計計算3.7.1 需氧量計算= 式中 微生物代謝有機物需氧率，kg/kg； 微生物自養(yǎng)需氧率，1/d。根據(jù)類似工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)，取=0.5，=0.15，需氧量為： 每池每周期需氧量為 一周期曝氣8h，所以單位時間曝氣量為： （在標準狀況下氧氣的密度為）3.7.2 需要空氣量計算 式中可變微孔曝氣器利用率，一般在18%27.7%，這里取18%。 設計采用盤式橡膠模曝氣微孔曝氣器，型號為,規(guī)格，鋪設 于CAST池池底。曝氣器的主要技術(shù)指標：空氣流量，膜片平均孔隙率80100，服務面積0.30.6，氧利用率18%27.7%。可變盤式橡膠膜微孔曝氣器型的供氣量取，充氧能力0.10.2，設計采用0.1

37、1kg/h, 阻力損失28203440Pa。 數(shù)量 ： 取n=522個，單池曝氣頭數(shù)量為522個。 曝氣頭以9列60排分布于池底，單池曝氣頭數(shù)量為522個。校核：單池曝氣面積為： 單孔服務為： 符合在0.30.6的要求。 從鼓風機房出來一根空氣供氣干管；在相鄰的兩個CAST池的隔墻上設置兩根空氣干管，為一個CAST池供氣；8池共設8根空氣干管，在每根支管上設6條配氣豎管，為CAST池配氣。共48條配氣豎管。空氣支管供氣量為： 由于同一系列CAST池交替運行，兩根空氣支管不同時供氣，故空氣干管供氣量為。設空氣干管流速為12m/s,支管流速為10m/s，小支管流速為4m/s，則空氣干管直徑： 選用

38、DN200mm鋼管；支管數(shù)量為n=5，則空氣支管直徑： 選用DN100mm鋼管；安裝曝氣器的小支管數(shù)量為n=174，則小支管管徑： 選用DN50mm鋼管。3.7.3 鼓風機供氣壓力計算 校核估算的空氣壓力值 曝氣器的淹沒深度H=4.7m，空氣壓力可按此式估算： 管道沿程阻力損失可由下式估算： 式中 阻力損失系數(shù)，取4.4。取空氣干管長為30m，則其沿程阻力損失 取空氣支管長L為8m，管內(nèi)氣體流速v1為10m/s，則其沿程阻力損失為： 取空氣小支管長L為6m，管內(nèi)氣體流速v2為5m/s，則其沿程阻力損失為： 所以空氣管路沿程阻力損失為： 設空氣管路的局部阻力損失為則空氣管路的壓力損失總和為 取微

39、孔曝氣器的最大壓力損失為，則鼓風機的供氣壓力為： 故鼓風機的供氣壓力可采用60.76kpa，選擇3臺羅茨鼓風機曝氣（2用1備),風壓58.8kp，風流速19.8m3/min，功率是37kw，單臺風機能力為：。 鼓風機型號：L53LD(L53WDA) 3.8 混凝劑的配制與投加3.8.1 混凝劑的選擇堿式氯化鋁Aln(OH)mCL3n-m簡寫PAC. 堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應用，因效果顯著，發(fā)展較快，目前應用較普遍，具用使膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用。本設計水廠混凝劑最大投藥量為60mg/L。其特點為：(1)凈化效率高，耗藥量少除水濁度低，色度小、過濾性能好，原水高濁度時尤為顯

40、著。(2)溫度適應性高：PH值適用范圍寬（可在PH=59的范圍內(nèi)，而不投加堿劑）(3)使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。(4)設備簡單、操作方便、成本較三氯化鐵低。3.8.2 設計計算 溶液池的容積： 式中： W2溶液的容積，m3； Q處理的水量，m3/h； A混凝劑最大投加量，mg/L； 溶液濃度，一般取5%-20%，本設計取c=10%； N每日的調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，取為2次。 取其尺寸為長×寬×高=2.7×2×1.2m ，其中包括超高取0.3m，沉渣高0.2m，實際溶液池有效容積w1=2.7×2×0.7=3.78m3，滿

41、足池旁設工作臺，寬1.0-1.5m，池底坡度0.02，底部設DN100mm放空管。池內(nèi)壁作防腐處理，沿池面接入DN80mm的藥劑稀釋管一條，于兩池分設放水閥門，按0.5h放滿考慮。 溶解池容積： 設計中取=0.3×3.597=1.079m3，L×B×H1.2×1.0×1.5,高度中含超高0.3m，底部沉渣高0.2m。為了操作方便，池頂高出地面0.8m。有效容積=1.2×1.0×1.0=1.2m3。采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)制作，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理，池底設0.02坡度，設DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管，給水管管徑為DN

42、80mm，按10min放滿溶解池考慮，管材采用硬聚氯乙烯管。3.8.3 溶解池攪拌設備溶解池采用機械攪拌，攪拌槳為平漿板，中心固定式，攪拌設備應進行防腐處理。3.8.4 藥劑的投加方式混凝劑的投加方式分為重力投加和壓力投加兩種類型，重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加，壓力投加方式有水射器投加和計量泵投加，本設計采用計量泵投加。3.8.5 計量設備 計量設備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計，設計采用計量泵配合投加，則計量泵每小時的投加藥量為： 式中： q 計量泵每小時投加藥量（）; 溶液池的容積（）。代入數(shù)據(jù)得：q=3.597/12=0.2998查設計手冊11328頁選用一臺

43、J-Z320/3.2型計量泵，一臺工作，一臺備用J-Z320/3.2耐酸泵的參數(shù)：流量為：320L/s ，泵速為：102次/min ，配套電機功率：1.5kw ，進出口直徑20mm，重量263kg，重慶水泵廠。3.9機械混合池的設計計算3.9.1 設計參數(shù) 設計水量Q=7200m3/d=300m3/h，池數(shù)n=1座3.9.2 設計計算 （1）池體尺寸計算： 1)混合池容積W。采用混合時間t=1min，則 2)混合池高度H。 混合池平面采用正方形，邊長B=2.0m，則有效水深為 超高取，則池總高度： （2）攪拌設備的計算 1)槳板尺寸。 槳板外緣直徑D0=1.2m ,槳板寬度b=0.2m，槳板長

44、度l=0.3m。垂直軸上裝設兩個葉輪，每個葉輪裝一對槳板。 混合池布置見圖： 2)垂直軸轉(zhuǎn)速n0。槳板外緣線速度采用v=2m/s，則 3)槳板旋轉(zhuǎn)角度 4)槳板轉(zhuǎn)動時消耗功率N0(kw) 式中 C阻力系數(shù)，C=0.20.5,采用0.3； 水的密度，1000kg/m3； Z槳板數(shù)，此處取Z=4； R垂直軸中心至槳板外緣的距離，m， ； r垂直軸中心至槳板內(nèi)緣的距離； G重力加速度，9.81m/s2。 所以 5)轉(zhuǎn)動槳板所需電動機功率N。槳板轉(zhuǎn)動時的機械總功率，傳動效率 ，采用=0.7，則 選用功率0.55kw的電機。 圖3-4 槳板式機械混合池布置 3.10機械絮凝池的設計計算3.10.1 設計

45、要求(1)絮凝池一般不小于2組。每組絮凝池內(nèi)一般放3-6擋攪拌機。各擋攪拌機之間用隔墻分開，隔墻上、下交錯開孔。(2)絮凝時間一般為15-20min。(3)機械絮凝池的深度一般為3-4m。(4)葉輪槳板中心處的線速度一般由第一擋0.4-0.5m/s逐漸減小，最后一擋為0.1-0.2m/s。各擋攪拌速度梯度值G一般取20-30s-1。(5)每一攪拌軸上的槳板總面積為絮凝池水流斷面的10%-20%。每塊槳板的長度不大于葉輪直徑的75%，寬度一般為100-300。(6)水平攪拌軸設于池身一半處，攪拌機上的槳板直徑小于池水深0.3m，槳板的末端距池壁不大于0.2m。3.10.2 設計計算設計水量Q=7

46、200m3/d=300m3/h；本設計采用一座機械絮凝池，每座的設計水量Q單=300m3/h。(1)池體尺寸1)池容積W： 絮凝時間采用t=20min，則 2)池平面尺寸：為方便安裝葉輪，并根據(jù)沉淀池尺寸，絮凝池的分格數(shù)采用n=3.每格內(nèi)裝設攪拌葉輪一個。各格之間用沒有過水孔的垂直隔墻倒流，孔口位置采用上下交錯方式排列，以使水流分布均勻，見下圖： 圖3-5 機械絮凝池剖面圖 圖3-6 機械絮凝池剖面圖絮凝池各格的平面尺寸為。絮凝池寬度B=2.8m，長度L=。3)池高H 有效水深，取4.2m 池超高取，則絮凝池總高為 (2) 攪拌設備 1）葉輪的構(gòu)造參數(shù) 葉輪直徑取DO=2m,槳板長度取l=1.

47、5m （l/D=1.5/2=0.7<0.75),槳板寬度取b=0.10m，每個葉輪上的槳板數(shù)y=8塊，葉輪內(nèi)外側(cè)各4塊。內(nèi)外兩槳板間凈距S=0.3m。 2)葉輪轉(zhuǎn)數(shù) 各格葉輪半徑中心點的線速度采用v1=0.7m/s，v2=0.5m/s，v3=0.3m/s,則，取6r/min；，取5r/min；，取3r/min。3)實際線速度v 4)葉輪功率NO每個葉輪旋轉(zhuǎn)時，克服水的阻力所消耗的功率N0(KW)為 式中 y-每個葉輪上的槳板數(shù)目，個； l-槳板長度，m； -葉輪半徑，m； -葉輪半徑與槳板寬度之差，m； -葉輪旋轉(zhuǎn)的角速度，rad/s； k-系數(shù)，； -水的密度，1000kg/m3； -

48、阻力系數(shù)，根據(jù)槳板寬度與 長度之比確定，詳見下表b/l<1122.544.51010.518>181.101.151.191.291.402.00表3-5 阻力系數(shù)表a.由b/l=0.1/0.5=0.666<1,查上表得=1.10，于是系數(shù)b.葉輪半徑。 圖3-7 葉輪示意圖c.葉輪各部分尺寸 ，。d.葉輪旋轉(zhuǎn)的角速度 第一格 第二格 第三格 e.每個葉輪旋轉(zhuǎn)時的功率。 第一格外側(cè)槳板 第一格內(nèi)側(cè)槳板 第二格外側(cè)槳板 第二格內(nèi)側(cè)槳板 第三格外側(cè)槳板 第三格內(nèi)測槳板 所以，第一格葉輪 第二格葉輪 第三格葉輪 5)所需電動機功率N 設三格的攪拌葉輪合用一臺電動機，則凝池所消耗總功為： 攪拌器機械總效率，傳動功率，則電動機所需功率為： (3)GT值水溫T=20,則，每格絮凝池的有效容積為： 則每格的速度梯度為第一格 第二格 第三格 絮凝池平均速度梯度為 3.11斜管沉淀池的計算3.11.1設計要求（1）斜管斷面一般采用蜂窩六角形，其內(nèi)徑或邊距 d 一般采用 25-35mm。（2）斜管長度一般為 800-1000mm 左右，可根據(jù)水力計算結(jié)合斜管材料決定。（3）