《某汽車零配件公司重金屬廢水提標改造工藝設計》23000字（論文）

目錄第1章緒論課題背景1.1.1電鍍廢水的水質(zhì)特征電鍍廠中產(chǎn)生的設備冷卻水、鍍件清洗水、其他生產(chǎn)生活廢水以及最主要的廢電鍍液統(tǒng)稱為電鍍廢水[6].在電鍍廢水中，各種各樣的物質(zhì)存在其中，情況十分復雜并且其中存在許多危險物質(zhì)，對生物的毒性極大，對土壤、動植物以及人類的生存和生長具有致癌致畸致突變的影響，以及人類的生長具有會對民眾的身體健康造成嚴重的損害[7].1.1.2電鍍廢水處理現(xiàn)狀目前處理電鍍廢水的技術主要分為三大方面：化學沉淀法、物理法、物理化學法以及生物法.化學沉淀法是利用某些化學藥劑的化學作用，向廢水中添加某些藥劑，使得在廢水中呈溶解態(tài)的重金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)化為不溶于水的物質(zhì)，之后從水中沉淀分離出來，最終達到去除重金屬的目的。由于其操作簡單、成本低以及可同時去除多種重金屬等優(yōu)點而廣泛應用.氧化還原法分為氧化法和還原法.氧化法主要就是將廢水中的氰根離子氧化為二氧化碳和氮氣，從而徹底解決氰化物污染問題.還原法在電鍍廢水中主要是用于含六價鉻廢水.向廢水中加入還原劑把六價鉻還原成三價鉻，再加入堿性物質(zhì)進行沉淀分離.電化學就是指廢水在通電的條件下，通過電流將廢水中的重金屬離子和有機污染物通過氧化還原分解、沉淀或者氣浮等過程而去除。優(yōu)點就是去除效率快、回收效率高、占地面積小，但處理成本較高.可分為電絮凝法和微電解法.目前，微電解由于不需要電能，處理成本低，產(chǎn)生剩余污泥量少等優(yōu)點而受到廣泛關注.膜分離技術就是指廢水穿過膜的孔洞而使得一些物質(zhì)被截留分離下來，而膜對物質(zhì)的截留作用是具有選擇性的。膜分離技術的去除效率高，利用截留作用可以回收利用電鍍廢水中的重金屬以及由于出水好，可以達到出水回用的目的。此外，使用膜分離技術還具有占地面積小、無二次污染等優(yōu)點，該技術是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g，但膜的造價高，易受污染等問題限制了它的使用。也可使用重金屬捕集劑對重金屬廢水中的重金屬進行處理，利用重金屬捕集劑與重金屬的強烈的螯合作用，生成不溶于水的螯合鹽，從而達到去除重金屬的目的.該方法的去除效率高，往往能達到90%以上的去除效果而且處理費用相對較低.如上所說，電鍍廢水中的成分非常復雜，因此，我們可以采用分工段的方法進行處理，不同工段對電鍍廢水中的不同污染物質(zhì)進行處理，從而達到電鍍廢水的達標排放。與此同時，我們應當在選擇處理方法時，考慮到各種工藝技術的優(yōu)缺點以及使用范圍，強化各種廢水處理技術的綜合應用，形成聯(lián)合工藝，充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢，并有效的避開各工藝的劣勢，實現(xiàn)創(chuàng)新型工藝技術.此外，對電鍍廢水進行處理的同時，要考慮到對重金屬的回收利用。因為重金屬具有很高的回收利用價值而且重金屬對生物和環(huán)境具有一定的毒害作用，所以，設計電鍍廢水處理工藝時，要考慮到使用重金屬回收利用的工藝技術，盡可能地減少外排，提高對重金屬的回收效率的同時減少對人類、環(huán)境的影響程度.因此本設計中，針對不同情況的重金屬廢水采用多種工藝聯(lián)合使用，提高去除率，從而在原有構筑物的基礎上通過增設新工藝形成聯(lián)合工藝而達到《電鍍污染物排放標準》（GB2190-2008）表3的標準.設計任務及依據(jù)設計任務設計規(guī)模本設計主要是完成設計規(guī)模為800m3/d的重金屬廢水提標改造工藝設計.設計范圍從廢水處理調(diào)節(jié)池開始待處理裝置的排放口為止.不包括污水的收集管網(wǎng)及污水排出界區(qū)的外排水管網(wǎng).（3）水質(zhì)指標本設計按《電鍍污染物排放標準》（GB2190-2008）表3排放標準設計出水.進水水質(zhì)和出水標準見表1-1.表1-1電鍍污染物排放標準單位：mg/L項目總鎳pHSSCOD氨氮進水水質(zhì)56~99006005出水水質(zhì)0.16~930508（4）設計內(nèi)容：設計說明書一份①設計概述、設計資料與規(guī)模等；②工藝流程的比選；③各構筑物設計計算；④設備、儀器的計算及選型；⑤成本計算與經(jīng)濟效益分析；設計圖紙六張①平面布置圖；②工藝流程圖；③斜管沉淀池單體圖；④微電解塔單體圖；⑤MBR膜池及膜箱圖；⑥膜箱尺寸圖.1.2.2設計依據(jù)和標準設計任務書及相關原始數(shù)據(jù)《電鍍污染物排放標準》（GB2190-2008）《給水排水設計手冊（第二版）》中國建筑出版社《環(huán)境工程設計手冊》《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006）《室外給水設計規(guī)范》（GB50013-2018）《工藝設計手冊》《環(huán)境工程設計》《環(huán)境工程設計教程》《環(huán)境工程設計手冊》《三廢處理工程技術手冊廢水卷》《水污染控制工程設計指導手冊》《斜板斜管沉淀池設計手冊》第2章電鍍廢水處理工藝選擇2.1工藝選擇原則在一般情況下，電鍍廢水的工藝選擇是根據(jù)廢水水質(zhì)、出水要求、處理水量、污泥處置方式以及當?shù)貧夂?、溫度、地質(zhì)特征、地價和電價等因素作慎重考慮.每一項廢水處理技術都有其優(yōu)點、缺點、適用范圍.根據(jù)不同的情況條件，選擇不同的工藝技術，使處理工藝效率更高，費用更低.工藝選擇應當遵循以下要求：技術合理.所選的技術成熟且先進，最終出水水質(zhì)達標且穩(wěn)定性高，符合國家《電鍍污染物排放標準》表3的要求，滿足收納水體對排放水體的承受度，并且符合環(huán)境影響評價報告的要求.經(jīng)濟節(jié)能.基建費用以及運行費用低，并且占地面積小.本設計為提標改造項目，在廠中600m3易于管理.工藝流程須流暢簡潔，操作管理方便，設備可靠.設計中采用的設施設備多采用自動化控制，減少人工費用.重視環(huán)境.電鍍廢水是重金屬廢水，如果沒有達到要求就排入環(huán)境中，對環(huán)境造成傷害，重金屬還能隨著食物鏈進入人體，在人體內(nèi)不斷富集，使人類患上嚴重的疾病.而且對生態(tài)環(huán)境也會產(chǎn)生嚴重的破壞.2.2提標改造工程工藝路線確定2.2.1含鎳廢水處理工藝比選由于電鍍廢水的排放標準的提高，原有的處理設備處理的廢水難以滿足污染物排放要求，而且為了更好的提升未來該廠的發(fā)展?jié)摿?，對電鍍廢水的處理進行提標改造是有一定必要的.而該廠的電鍍廢水處理難點為含鎳廢水.該廠產(chǎn)生的含鎳廢水為鎳鋅合金廢水，具有難處理，持久性強，毒性大的問題.因此，該廠的電鍍廢水的提標改造主要針對含鎳廢水的處理升級.目前，含鎳廢水處理方法主要分為化學法，電化學法，離子交換法，吸附法，光催化技術，生物處理法，氧化法[8].化學法主要是通過投加一些化學物質(zhì)，比如氫氧化物，碳酸鹽，碳酸氫鹽和硫化物，使得鎳離子與沉淀劑中的與鎳離子結合的物質(zhì)相互結合形成氫氧化物或溶度積相當小的物質(zhì)，形成沉淀而沉積下來.該方法處理成本費用低，操作簡單，應用范圍廣，在實際案例中也多有采用.但是使用藥劑較多，可能會出現(xiàn)二次污染等問題.主要適用于鎳以離子形式存在于水中的廢水.電化學法可分為電絮凝法和微電解法.微電解由于不需要電能，處理成本低，污泥量少等優(yōu)點受到廣泛關注.光催化技術具有處理效率高、產(chǎn)物降解徹底、無二次污染等優(yōu)點[9].常見的光催化劑有TiO2、ZnO等.其中TiO2是最為廣泛應用的光化學催化物質(zhì)，具有化學穩(wěn)定性高、同時有氧化和還原作用等優(yōu)點.TiO2在光照條件下，會發(fā)生電子躍遷，產(chǎn)生電子-空穴對，而吸附在TiO2上的水分子和溶解氧進行電子-空穴作用，產(chǎn)生氧化能力極強的羥基自由基，從而降解難降解有機物[10].微電解法就是向在高鹽度的廢水中投加鐵粒，鐵與其中的鹽形成無數(shù)個原電池，再加入碳，與鐵形成更大的原電池，在無數(shù)個小原電池和大原電池的作用下，對鎳鋅合金進行破絡作用，使得絡合態(tài)的鎳鋅分解成為鎳離子和鋅離子，而且還可以大幅度降解COD，大大提高可生化性[11].重金屬捕集劑就是利用重金屬捕集劑與廢水中的絕大部分重金屬離子產(chǎn)生強烈的螯合作用，生成不溶于水的高分子螯合鹽，通過沉淀分離，達到去除重金屬的目的[12].該方法的去除效率高，往往能達到90%以上的去除效果而且處理費用相對較低.由于電鍍廢水的排放標準提高，往往單一工藝難以達到排放標準.而且電鍍廢水的成分種類非常復雜，單一方法難以達到預期效果可以通過聯(lián)合工藝進行處理，充分發(fā)揮個工藝的優(yōu)勢，使得廢水處理達標.2.2.2深度處理工藝比選在對含鎳廢水進行處理后，為使廢水達到《電鍍污染物排放標準》表3標準，需要進行深度處理.但是因電鍍廢水中物質(zhì)種類復雜，為了提高處理效率，一般采用各類廢水分開處理.對各類廢水中的特殊物質(zhì)進行處理后，匯流，進行綜合處理.在綜合處理中，由于各類廢水中的特殊物質(zhì)基本達標，所以主要是針對COD、SS等物質(zhì)的處理.目前，電鍍廢水常采用的方法為曝氣+超濾的處理方式，也即生物處理技術+膜分類技術.生物法簡單可靠，經(jīng)濟效益相對較高，可高效去除COD和SS等物質(zhì)，主要包括好氧處理法、厭氧處理法、好氧-厭氧處理法[13].好氧處理可以通過微生物作用將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒或者無毒物質(zhì)，投資少而且無二次污染，反應速度相對較快[14].厭氧處理法適用于高濃度有機廢水，雖然其能耗低、操作簡單，但是反應速率低，而且容易受到重金屬等毒物的影響.好氧-厭氧處理法可以降低廢水中的COD和SS，而且能節(jié)約能耗成本，但存在著厭氧出水效果不佳的現(xiàn)象.由于標準提高的原因，需要保證處理效果的穩(wěn)定性，處理效率高效性.因此，在工藝選擇上宜采用好氧生物法進行處理，也即曝氣處理.而通過超濾的作用，可以使得出水水質(zhì)更好，相當于二沉池加超濾的效果.超濾具有占地面積小、出水水質(zhì)好、剩余污泥量少和運行管理方便等優(yōu)點[15].雖然也有運行成本相對較高，膜組件宜受污染，使用壽命有限等問題，但隨著科技的不斷進步，膜材料的不斷更新，運行成本也在不斷的往下降.因此采用超濾的方式，提高出水水質(zhì).最后設置一座沉淀池，利用沉淀池的作用進一步處理廢水中的污染物.也可當作一座應急保障設施，對未達標的廢水可以在構筑物中進行應急處理，使得達標排放.2.3工藝流程的確定在預處理工段，由于該電鍍廠的生產(chǎn)需求變化，導致排水量也會產(chǎn)生一些變化，所以設置一座調(diào)節(jié)池對該電鍍廠排放的原水進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，以減小對后面工藝設置構筑物的沖擊負荷.對含鎳廢水進行處理.調(diào)節(jié)池中的提升泵將污水提升到中和沉淀池，其中由自動加藥裝置加氫氧化鈉到沉淀池中的反應池中，氫氧離子與廢水中的鎳離子反應，形成難溶于水的氫氧化鎳.廢水通過穿孔墻進入沉淀池中,在斜管中進行沉淀處理.利用斜板沉淀池的處理效率高，占地面積小等優(yōu)點使得污染物去除率高，且投資費用少.廢水從上部的集水槽出來后，進入微電解塔.廢水從微電解塔頂部進水，隨著中心管向下流動后，進入反應區(qū)，利用填料和廢水之間的原電池的電動勢，進行反應，起到破絡，降低COD以及提高可生化性的作用.同時進行曝氣，空氣從底部進入，為反應提供足夠的氧氣.廢水從上部排出后，進入重金屬沉淀池.重金屬沉淀池同樣為斜板沉淀池.在反應池中利用自動加藥裝置投加重金屬捕集劑，利用重金屬捕集劑與重金屬的強烈的螯合作用，而形成沉淀，沉淀于斜板上，從而達到去除重金屬的目的.綜合廢水處理階段，各類廢水排入到MBR中，利用MBR的曝氣+超濾的作用，強化去除廢水中的COD和SS等物質(zhì)，成功達到水質(zhì)指標.在之后的二沉池進行沉淀，也作為應急處理構筑物對可能還未達標的廢水進行應急處理.沉淀池及MBR系統(tǒng)中產(chǎn)生的污泥都進入污泥濃縮池中進行濃縮，上清液回流到調(diào)節(jié)池，進行處理.將濃縮后的污泥委托外運到有關公司進行深度處理.2.4工藝創(chuàng)新點本工藝的創(chuàng)新點就是采用微電解對含鎳廢水進行處理.將含鎳廢水中的鎳鋅合金進行破絡處理，分解成鎳離子和鋅離子，還可大幅度降低廢水中的COD，提高可生化性，為后續(xù)處理采用好氧生物處理提供了可能，從而提高工藝整體的經(jīng)濟效益.本工藝對重金屬鎳在微電解塔破絡之后，在重金屬沉淀池中加入重金屬捕集劑，利用重金屬捕集劑與重金屬之間強烈的螯合作用而沉淀.目前，市場上的重金屬捕集劑對重金屬的去除率最高可達99%，在日常處理過程中，去除率穩(wěn)定在90%~95%.高去除率為達到新的出水水質(zhì)指標提供了可行的方法.此外，重金屬捕集劑的使用成本較低，應用范圍廣，經(jīng)濟效益較高.對于綜合廢水處理中采用的MBR反應器，其出水質(zhì)量、反應過程穩(wěn)定性、剩余污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點都適用于電鍍廢水的處理.

電鍍廢水處理工藝設計計算3.1工藝流程圖圖3-1處理工藝流程圖工藝流程圖中主要構筑物對污水中主要污染物的去除效果如下表所示表3-1污染物在各處理單元的去除效果處理廢水處理單元鎳鋅合金COD氨氮SS出水mg/L去除率%出水mg/L去除率%出水mg/L去除率%出水mg/L去除率%含鎳廢水中和沉淀池420480205-72020微電解2503123542043240重金屬沉淀池0.0896210324-32724綜合廢水MBR0.08-50762503688二沉池0.08-30402-23363.2調(diào)節(jié)池3.2.1設計參數(shù)水力停留時間T=0.5h設計流量Q=15m3/h設計最大流量Qmax3.2.2設計計算（1）調(diào)節(jié)池有效容積V=QT=18×0.5=9.0m3（2）調(diào)節(jié)池水面面積取池子總高度為2m，其中超高0.5m，有效水深h=1.5m，則池面積為A=V/h=9.0m3/1.5m=6m2（3）調(diào)節(jié)池的尺寸池長取L=2.5m，池寬取2.5m，則池子總尺寸為L×B×H=2.5m×2.5m×2m=12.5m3（4）攪拌器采用水泵進行強制攪拌，使廢水混合均勻，并可根據(jù)懸浮物SS的沉積程度隨時調(diào)節(jié)水泵的強度.根據(jù)《給水排水工程手冊》，攪拌功率一般以每立方米污水4~8W選配攪拌設備，在本設計中取6W.潛水攪拌機的總功率為(2.5×2.5×2）×5=62.5W.（5）調(diào)節(jié)池的提升泵設計流量Q=5.0L/s，靜揚程為5.63m+1.50m=7.13m總出水管Q=5.0L/s，選用管徑DN60根據(jù)手冊中的表知，v=0.36m/s，1000i為2.2，取管總長為200m，其中局部損失占沿程的30%，則總損失為：2.21000×200×假設管道水頭損失為1.5m，自由水頭為1.0m，則水泵總揚程為：

H=7.13m+1.5m+0.56m+1.0m=10.19m取11m選擇SP-316L-316L兩臺，1用1備，其性能見表3.2表3.2SP-316L-316L污水泵性能流量20m3/h電動機效率1.63kw揚程12m電動機壓力380V轉(zhuǎn)速980rpm出口直徑60mm軸功率1.3kw效率75.9%3.3中和沉淀池圖3-2斜管沉淀池簡圖3.3.1設計參數(shù)設計流量Q=最大設計流量QmaxQ(本設計中，沉淀區(qū)使用蜂窩六邊形塑料斜管，板厚0.4mm，斜管的內(nèi)切圓直徑d取為25mm采用液面上升流速為v假定顆粒沉降速度v斜管傾角θ利用系數(shù)95%3.3.2斜管計算（1）清水區(qū)凈面積A'=式中，Qmax--最大設計流量（m3/s）vf（2）斜管部分面積S1采用1.5m×1.8m，為配合反應池寬度，采用從1.8m側(cè)進水.（3）管長計算管內(nèi)流速式中，vf因水量波動的情況，取管內(nèi)流速v0為4mm/s根據(jù)《斜板斜管沉淀池設計手冊》中的按特性參數(shù)公式繪成的正六邊形斜管的l/d計算曲線，ld則l=32由朗席氏（Langleir）計算公式l斜管總長l'式中，l‘d--正多邊形中的內(nèi)切圓直徑（cm）v--水的運動粘滯度(20℃)v0則，斜管總長l=800+150=950mm為此，池長L斜管支承系統(tǒng)采用鋼筋混凝土柱、小梁及角鋼架設（4）復核雷諾數(shù)管內(nèi)流速v0（5）池高計算超高h1為0.3m，清水區(qū)高度h2為1.0m，斜管區(qū)高度?3=l×sin池子總高H==3.93式中，h1h2h3h4h5（6）進口本設計中采用穿孔墻整流，取穿孔流速v孔孔眼面積φ：φ式中，Qmax--最大設計流量（mv孔單孔面積φ0φ式中，d--穿孔墻的孔眼直徑（取25mm），m孔眼個數(shù)n：n孔眼中心距s0s（7）集水系統(tǒng)目前采用的處理方法多為集水槽出水.設計為斷面為矩形的集水槽，采用淹沒式孔口進行集水的方式.EQ\o\ac(○,1)集水槽長度Ljsc=沉淀池長度L=1.98mEQ\o\ac(○,2)集水槽的個數(shù)NN=式中，B--清水區(qū)寬（m）a--集水槽中心距（m），取1m<1.5m，符合要求 EQ\o\ac(○,3)單根集水槽寬bb=0.9=0.9=式中，Q0‘Qmax--最大設計流量（mN--集水槽的個數(shù) EQ\o\ac(○,4)單根集水槽高度?=0.1375?=式中，?jsc1?jsc?jsc?jscEQ\o\ac(○,5)集水槽上的孔眼集水槽上孔眼的總面積ω：ω式中，Q0'--集水槽的流量（μ--流量系數(shù)，取為0.62（薄壁孔口）hjsc3單孔面積ω0ω式中，d--孔的直徑（m），取0.016m=16mm孔眼個數(shù)n：n集水槽每邊孔眼的個數(shù)n'n孔眼中心距s0sEQ\o\ac(○,6)集水總槽（出水渠）本設計中采用薄壁堰出水方式，堰口應當保持水平渠口水深h：?式中，Qmax--最大設計流量（m-出水渠寬度（m），取為0.25m實際處理中要求自由溢水，故出水渠的超高定為0.22m，渠道深度為0.60m（8）排泥系統(tǒng)本設計中采用穿孔管進行排泥處理，設計V形槽，取槽高80cm，邊坡與水平成60°，共設3槽，在排泥管上設快開閘門.根據(jù)原水數(shù)據(jù)，進水SS濃度C為900mg/L，沉淀池對其的去除率大約為20%，則沉淀池每天的濕污泥為：W=式中，-進水SS濃度（kg/mQmax--最大設計流量（m3/h）設污泥含水率為99%，則有污泥的體積：Q=式中，-每天的濕污泥體積（m3）ρ--污泥γ=1000kg/m3取污泥管的直徑d為80mm，流速vnv符合要求式中，Q1--每小時產(chǎn)生污泥的體積（m3d--污泥管的直徑（m）選用2臺ZW自吸式無堵塞排污泵，1用1備.從高程流程圖中可以得出，所需揚程為：H=5.77?2.00=4.77選用排污泵的性能參數(shù)如下表：表3-3ZW排污泵參數(shù)型號排出口徑（mm）流量（m3揚程（m）電機功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）32ZW5-20305202.22900 （9）投加藥量藥劑投加量：氫氧化鈉（質(zhì)量分數(shù)96%）可得，每小時投加量 理論氫氧化納用量m：m=實際用量取理論用量的1.2~1.5倍，則每小時投加80g氫氧化鈉（質(zhì)量分數(shù)96%）采用盈都加堿加藥裝置（石家莊盈都環(huán)保設備有限公司）進行投藥處理.該裝置為一體化裝置，由三大部分組成：攪拌機、加藥桶、計量裝置及投加設備.工作原理分別為攪拌機：

EQ\o\ac(○,1)由攪拌槳和驅(qū)動裝置組成，其作用是使需投加的按一定比例配制后溶質(zhì)與水（溶劑）能夠充分混和.EQ\o\ac(○,2)加藥桶：用于存放已經(jīng)配制攪拌好的溶液，所存放的溶液用于投加和備用.EQ\o\ac(○,3)計量裝置與投加設備：使用計量泵投加所需溶液和計算投加藥量.該裝置的性能特點為使用進口PE原料,滾塑一次成型.具有堅固耐腐蝕，衛(wèi)生輕便,抗物理沖擊性能強,抗紫外線且不易老化等特點.應用范圍EQ\o\ac(○,1)向在水處理中產(chǎn)生的污廢水中投加混凝劑、助濾劑、消毒液、酸堿等.EQ\o\ac(○,2)向冷卻水、循環(huán)水投加阻垢劑.EQ\o\ac(○,3)向在化工、造紙、印染行業(yè)中產(chǎn)生的廢水投加酸、堿液與其它溶液.該裝置的參數(shù)如表3-4.表3-4盈都加堿加藥裝置攪拌機功率加藥桶容量出水管口徑（mm）進水口管徑（mm）小型機械隔膜泵功率0.37KW100L601000.75kw加藥桶規(guī)格直徑（mm）總高（mm）口徑（mm）壁厚（mm）4557801305計量泵的具體參數(shù)如表3-5表3-5GB80/1.0機械隔膜式計量泵項目參數(shù)項目參數(shù)計量范圍0~1800L/H進出口徑（mm）DN15壓力范圍0~0.6MPa環(huán)境溫度-15℃-常溫驅(qū)動方式電機驅(qū)動電機三相標準電機控制方式手動、自動控制（可接收4~20mA來調(diào)節(jié)流量）流量80L/H（10）反應池本設計中反應池的高度和寬度與沉淀池相同，即為3.13m×1.80m.設計最大流量Qmax為18m反應池的有效容積V:V=式中，Qmax--設計最大流量（m-停留時間（h）取反應池的超高為0.3m，則反應池的有效水深h為2.83m，則池面積A和反應池長度為A=L=3.4鐵碳微電解塔3.4.1設計原則微電解塔的頂部為進水口，廢水進入反應器后，由分配管向下流動，經(jīng)過分布裝置后，與下部的曝氣管進入的空氣一起向上流動，上行經(jīng)過填料床后，由出水管排出。鐵碳填料選用新型鐵炭微電解填料（TPFC）（江西拓步環(huán)?？萍加邢薰荆?填料是放置在承托層之上,以鋼管作為支承.采用連續(xù)進水、連續(xù)曝氣的方式進行微電解。塔的內(nèi)壁做三油兩布防腐，外漆采用中灰，一底兩面.塔的外壁設置有鐵爬梯等.3.4.2設計計算選定本工程中電解塔的工作環(huán)境是:pH=3，鐵炭體積比為1:1，鐵屑粒徑約在5~10目，反應時間為90min.在本設計中，取微電解塔的pH為3，鐵碳體積比為1：1，水力停留時間為90min。微電解塔的頂部為進水口，廢水進入反應器后，由分配管向下流動，經(jīng)過分布裝置后，與下部的曝氣管進入的空氣一起向上流動，上行經(jīng)過填料床后，由出水管排出。鐵碳填料選用新型鐵炭微電解填料（TPFC）.填料是放置在承托層之上,以鋼管作為支承.采用連續(xù)進水、連續(xù)曝氣的方式進行微電解。 （1）微電解塔的有效容積V有效V式中，Qmax--設計污水流量（m3T--微電解塔中廢水水力停留時間（h） （2）微電解塔的直徑D（m）填料塔的塔徑D:D=式中，VG--體積流量（m3/s）u--設計點空塔流量（m/s），設計中取泛點流速的50%（根據(jù)?？颂仃P聯(lián)圖知填料塔的液泛速度為0.0015m/s）（3）微電解塔的有效水深hh=式中，V有效--微電解塔的有效容積（m3）D--微電解塔的塔徑，（m）（4）微電解塔的高度本設計中，取承托層高度h1為0.8m，有效水深h2為2.7m.因曝氣引起的廢水體積膨脹因素，超高h3取為為1.5m，則微電解塔總高度H=式中，h1--承托層高度（m）h2--有效水深（m）h3--微電解塔超高（m）因此，微電解塔的尺寸為H×D=5.00m×2.91m （5）微電解塔的填料層選用新型鐵炭微電解填料（TPFC）（生產(chǎn)于江西拓步環(huán)?？萍加邢薰荆┳鳛槲㈦娊馑奶盍?該填料具有以下優(yōu)點：EQ\o\ac(○,1)活性高TPFC新型鐵炭微電解填料中含有稀貴微量元素，具有多孔結構，比表面積大以及表面Zeta電位高，所以能大幅度降低污染物開環(huán)、斷鏈及降解反應的活化能，提高反應速率和凈化效率.EQ\o\ac(○,2)孔隙率高，堆密度低TPFC新型鐵炭微電解填料孔隙率高，堆密度在0.8~1.2之間，用料省，從而大幅度減少了工程成本.EQ\o\ac(○,3)規(guī)整球形結構清洗更方便，效率更穩(wěn)定TPFC新型鐵炭微電解填料為規(guī)整球形顆粒結構，進行反洗時，更容易，更節(jié)水，產(chǎn)品活性穩(wěn)定效率.EQ\o\ac(○,4)無鈍化TPFC新型鐵炭微電解填料在單個顆粒內(nèi)可以同時形成無數(shù)個正負電極對，使放電反應不受阻礙，避免出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象.真正實現(xiàn)無鈍化、無需更換。EQ\o\ac(○,5)消耗量少TPFC新型鐵炭微電解填料的放電反應效率高，所以去除單位質(zhì)量的COD時微電解材料消耗量少，產(chǎn)生污泥量小，處理成本低.EQ\o\ac(○,6)預處理（解毒）作用穩(wěn)定后續(xù)生化效率運行TPFC新型鐵炭微電解填料采用過濾方式，來水水質(zhì)波動對出水水質(zhì)影響小，能充分出水水質(zhì)可生化性滿足后續(xù)生化處理要求，維持生化處理單元平穩(wěn)效率運行，后續(xù)出水水質(zhì)達標.其主要參數(shù)如下表3-6：表3-6微電解塔填料參數(shù)項目名稱性能參數(shù)特點優(yōu)勢外形規(guī)整球形?14-18mm有利于反洗維持高活性，并防鈍化堆密度（g/cm3）1.0-1.2孔隙率高，反應活性高，填充量減少，工程費用低孔隙率≥65%防堵塞比表面積（m2/g）≥1.2比表面積大，活性高，反應速度快耐磨性高損耗低物理強度（kg/cm2）≥1100顆粒完整無破碎浪費有效成分（鐵碳）含量≥99%反應后殘留雜質(zhì)少，無二次污染處理能力≥30kgCOD/（m處理能力強，單位廢水填料使用量少，水力停留時間短微電解塔進水COD為450mg/L，出水為100mg/L，設計水量Q為15m3/h，最大設計流量Qmax取為Q的120%，取18m3/h.所以至少所需填料體積為V式中，Qmax--最大設計流量，m3/hS0--進水COD濃度，mg/LSe--出水COD濃度，mg/Lqv--處理能力，kgCOD/（m （6）支承裝置設計為性能優(yōu)良的噴射式填料駝峰支撐板（生產(chǎn)于河北沃峻化工填料設備科技有限公司），產(chǎn)品的規(guī)格尺寸符合行業(yè)標準《梁型氣體噴射式填料支承板》（HG/T21512-95）.選用尺寸與塔的截面積相同.噴射式填料駝峰支撐板主要由金屬碳鋼、不銹鋼等材質(zhì)不銹鋼經(jīng)剪板機剪板、折邊、沖床沖孔、折彎工藝等加工而成，是一種優(yōu)良的散堆填料支撐裝置. （7）布氣系統(tǒng)取氣布比為15：1，所需空氣量為：Q式中，Qmax--最大設計流量，m3/hQ空氣--所需空氣量，m3/h設計選用鼓風機ZG羅茨鼓風機，2用1備，共3臺其性能參數(shù)如下表：表3-7ZG系列羅茨鼓風機參數(shù)型號孔徑（mm）流量（m3轉(zhuǎn)速（r/min）電機功率（kW）排出壓力（kPa）ZG-5DN60514800.689.8經(jīng)過上述計算，微電解塔的各部分尺寸情況如下表所示名稱參數(shù)規(guī)格材料說明微電解塔直徑2.91m鑄鐵防腐高度5.00m填料粒徑14-18mm體積比Fe：C為1：1的微電解填料填料添加應根據(jù)觀察鐵屑的消耗來調(diào)整填料厚度3.5m表3-8微電解塔尺寸表（8）排泥系統(tǒng)進水SS濃度C為720mg/L，沉淀池對其的去除率大約為40%，則微電解塔每天的濕污泥為：W=式中，C--進水SS濃度，kg/Qmax--最大設計流量，m3/h設污泥含水率為99%，則有污泥的體積：Q=式中，W--每天的濕污泥體積，m3ρ--污泥γ=1000kg/m3取污泥管的直徑d為80mm，流速vnv符合要求式中，Q1--每小時產(chǎn)生污泥的體積，md--污泥管的直徑，m選用2臺ZW自吸式無堵塞排污泵，1用1備。從高程流程圖中可以得出，所需揚程為：H=5.77+0.62=6.39選用排污泵的性能參數(shù)如下表：表3-9ZW排污泵參數(shù)型號排出口徑（mm）流量（m3揚程（m）電機功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）32ZW5-20305202.229003.5重金屬沉淀池圖3-3斜板沉淀池簡圖3.5.1設計參數(shù)設計流量Q=最大設計流量QmaxQ(本設計中，沉淀區(qū)使用蜂窩六邊形塑料斜管，板厚0.4mm，斜管的內(nèi)切圓直徑d取為25mm采用液面上升流速為v假定顆粒沉降速度v斜管傾角θ利用系數(shù)95%3.5.2斜管計算 （1）清水區(qū)凈面積A'=式中，Qmax--最大設計流量，m3/svf--液面上升流速，m/s （2）斜管部分面積S1采用1.5m×1.8m，為配合反應池寬度，采用從1.8m側(cè)進水. （3）管長計算管內(nèi)流速式中，vf考慮到水量波動的情況，管內(nèi)流速v0取4mm/s根據(jù)《斜板斜管沉淀池設計手冊》中的正六邊形斜管的l/d計算曲線知，ld=32則l=32由朗席氏（Langleir）計算公式l斜管總長l'式中，l‘d--正多邊形中的內(nèi)切圓直徑（cm）v--水的運動粘滯度(20℃)v0則，斜管總長l=800+150=950mm為此，池長L斜管支承系統(tǒng)采用鋼筋混凝土柱、小梁及角鋼架設（4）復核雷諾數(shù)從《斜板斜管沉淀池設計手冊》中的正六邊形不同內(nèi)切圓直徑（d）的雷諾數(shù)（Re）值表知，當管內(nèi)流速v0 （5）池高計算超高h1為0.3m，清水區(qū)高度h2為1.0m，斜管區(qū)高度?3=l×sin池子總高H==3.93式中，h1h2h3h4h5（6）進口采用穿孔墻整流，穿孔流速v孔孔眼面積φ：φ式中，Qmax--最大設計流量，v孔單孔面積φ0φ式中，d--穿孔墻的孔眼直徑（取25mm），m孔眼個數(shù)n：n孔眼中心距s0s（7）集水系統(tǒng)目前采用的辦法多為使用集水槽進行出水設計.采用斷面為矩形的集水槽，淹沒式孔口進行集水處理的方式. EQ\o\ac(○,1)集水槽長度Ljsc=沉淀池長度L=1.98m EQ\o\ac(○,2)集水槽的個數(shù)NN=式中，B--清水區(qū)寬（m）a--集水槽中心距（m），取1m<1.5m，符合要求 EQ\o\ac(○,3)單根集水槽寬bb=0.9=0.9=式中，Q0‘--單根集水槽的流量（mQmax--最大設計流量，N--集水槽的個數(shù) EQ\o\ac(○,4)單根集水槽高度?=0.1375?=式中，?jsc1?jsc?jsc?jscEQ\o\ac(○,5)集水槽上孔眼集水槽所需孔眼的總面積ω：ω式中，Q0'--集水槽流量（μ--流量系數(shù)，取為0.62（薄壁孔口）hjsc3單孔面積ω0ω0式中，d--孔的直徑（m），取0.016m=16mm孔眼個數(shù)n：n集水槽每邊孔眼的個數(shù)n'n孔眼中心距s0sEQ\o\ac(○,6)集水總槽（出水渠）采用薄壁堰出水，堰口應保持水平渠口水深h：?式中，Qmax--最大設計流量（mB--出水渠寬度（m），取為0.25m實際處理中要求自由溢水，故取出水渠的超高定為0.22m，渠道深度為0.60m（8）排泥系統(tǒng)本設計中采用穿孔管進行排泥處理，設計V形槽，取槽高80cm，邊坡與水平成60°，共設3槽，在排泥管上設快開閘門.進水SS濃度C為327mg/L，沉淀池對其的去除率大約為24.30%，則沉淀池每天的濕污泥為：W=式中，C--進水SS濃度（kg/mQmax--最大設計流量（m3/h）設污泥含水率為99%，則有污泥的體積：Q式中，-每天的濕污泥體積（m3）ρ--污泥γ=1000kg/m3取污泥管的直徑d為80mm，流速vnv式中，Q1--每小時產(chǎn)生污泥的體積（m3d--污泥管的直徑（mm）選用2臺ZW自吸式無堵塞排污泵，1用1備。從高程流程圖中可以得出，所需揚程為：H=0.00+5.77=5.77選用排污泵的性能參數(shù)如下表：表3-10ZW排污泵參數(shù)型號排出口徑（mm）流量（m3揚程（m）電機功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）32ZW5-20305202.22900（9）投加藥量采用高效濃縮型重金屬捕集劑（生產(chǎn)于廣州希潔化學有限公司），對鎳等重金屬去除率達98%以上，安全無二次污染.對于鎳和鋅等污染物，通過投加重金屬捕集劑，重金屬捕集劑上的螯合基團將在之前微電解反應器中的絡合態(tài)鎳鋅進行破絡而形成的離子形式的鎳和鋅強力螯合，形成穩(wěn)定不溶物而沉淀，從而達到去除鎳等污染物的效果.產(chǎn)品特點：EQ\o\ac(○,1)適用范圍廣。反應能在常溫和較廣的pH范圍內(nèi)進行，且反應效率不受重金屬離子濃度大小的影響EQ\o\ac(○,2)去除能力強。對廢水中的各種重金屬離子都有很好的沉淀效果，對重金屬絡合物也有一定的去除效果EQ\o\ac(○,3)去除效率高。對重金屬的去除率高，COD的降解率高，剩余污泥量少，螯合物絮凝沉淀效果好等優(yōu)點EQ\o\ac(○,4)運行費用不高、出水水質(zhì)達標、操作簡單、對環(huán)境無污染等特點重金屬捕集劑的性能參數(shù)如下表：表3-11重金屬捕集劑性能參數(shù)項目標準外觀紅褐色液體密度，g/cm≥1.05pH值（1%水溶液）9.0~12.5水不溶物，%≤0.5螯合容量，mmolNi/g≥1.0則每升廢水需要投加量Vzbj進水中鎳的濃度C為3mg/L，在該處理構筑物中的去除率約為98.33%，且螯合容量V0V式中，-進水中鎳的濃度，m/LMNiV0ρ--重金屬捕集劑密度，g/實際用量取理論用量的1.2~1.5倍，則處理一噸廢水需要615mL重金屬捕集劑原液，即每小時投加重金屬捕集劑原液0.615×18=11.07L采用的加藥裝置為J-X系列加藥裝置（生產(chǎn)于中成泵業(yè)）該裝置為由三大部分組成：攪拌機、加藥桶、計量裝置及投加設備.工作原理分別為攪拌機：

EQ\o\ac(○,1)由攪拌槳和驅(qū)動裝置組成，其作用是使需投加的按一定比例配制后溶質(zhì)與水（溶劑）能夠充分混和.EQ\o\ac(○,2)加藥桶：用于存放已經(jīng)配制攪拌好的溶液，所存放的溶液用于投加和備用.EQ\o\ac(○,3)計量裝置與投加設備：使用計量泵投加所需溶液和計算投加藥量.計量裝置優(yōu)勢：EQ\o\ac(○,1)加藥計量泵與介質(zhì)直接接觸部位全采用不銹鋼及四氟材質(zhì).過流適應一般顆粒,無毒無味.EQ\o\ac(○,2)精鑄殼體，耐用，精密澆鑄殼體，鑄銅蝸輪及耐磨球軸承，潤滑油潤滑所有驅(qū)動零件.EQ\o\ac(○,3)易損部件全部出眾的調(diào)節(jié)器總成，延長泵的使用壽命，并降低了噪音.EQ\o\ac(○,4)定量輸出，在加藥計量泵運行或停止時也可任意調(diào)節(jié)流量，精密度高可達正負百分之一.EQ\o\ac(○,5)吐出壓力更高的一款系列可達500KG.EQ\o\ac(○,6)適用于輸送溫度為-30～120℃，粘度為0.3～800mm2/s的介質(zhì).該加藥裝置的參數(shù)如表表3-12J-X系列加藥裝置參數(shù)攪拌機功率（KW）加藥桶容量（L）出水管口徑（mm）進水口管徑（mm）加藥計量泵功率（KW）0.3710025300.55加藥桶規(guī)格直徑（mm）總高（mm）口徑（mm）壁厚（mm）4557801305計量泵的具體參數(shù)如表3-11表3-11J-X12/14柱塞加藥計量泵項目參數(shù)項目參數(shù)計量范圍0~150L/H進出口徑（mm）DN6壓力14MPa環(huán)境溫度-15℃-常溫驅(qū)動方式電機驅(qū)動柱塞直徑12mm控制方式手動、自動控制（接收4~20mA來調(diào)節(jié)流量）流量12L/H （10）反應池本設計中反應池的高度和寬度與沉淀池相同，即為3.13m×1.80m.設計最大流量Qmax為18m反應池的有效容積V:V=式中，Qmax--設計最大流量（mT--停留時間（h）取反應池的超高為0.3m，則反應池的有效水深h為2.83m，則池面積A和反應池長度為A=L=3.6MBR3.6.1設計參數(shù) （1）膜通量q取值范圍為15~22L/(m2 （2）運行周期采用不間斷曝氣，間歇抽吸的出水運行方式，單個過濾周期為10min（過濾8min間歇2min） （3）超濾膜組件選擇本設計采用KH-MBR-25-Co-PVDF（生產(chǎn)于杭州凱宏膜有限公司），該膜組件為中空纖維膜,具有不斷絲，不脫皮，高通量等優(yōu)點.產(chǎn)品優(yōu)勢：EQ\o\ac(○,1)不斷絲，機械強度高.該膜的膜絲斷裂力達300N以上，與其他產(chǎn)品相比，能更有效應對組件長期運行中的膜絲斷裂問題EQ\o\ac(○,2)不斷皮剝離強度高.該產(chǎn)品的分離層和編織管的支撐層結合緊密，可以經(jīng)受頻繁的反沖洗運行，系統(tǒng)運行穩(wěn)定.EQ\o\ac(○,3)高通量過濾壓力小，節(jié)省能耗.該PVDF中空纖維膜純水通量達1200L/M，具有低壓大通量特點.EQ\o\ac(○,4)膜孔徑小且分布均勻產(chǎn)水好.該MBR膜組件采用PVDF超濾膜，孔徑分布均勻.EQ\o\ac(○,5)易于情洗恢復工藝參數(shù)如下表：表3-13KH-MBR-25-Co-PVDF膜組件參數(shù)型號KH-MBR-25-Co-PVDF膜材料PVDF有效膜面積（m225膜纖維內(nèi)/外徑（mm）1.00/2.20膜截留孔徑（μm）0.05抽吸工作壓力（Mpa）25~50工作溫度范圍（℃）5~40pH范圍2~11接口尺寸DN25膜片尺寸L×W×H(mm)1080×70×1580干重（kg）203.6.2設計計算 （1）每天過濾時間采用不間斷曝氣，間歇抽吸的出水運行方式，單個過濾周期為10min（過濾8min間歇2min），每天過濾時間t：t （2）處理水量設計進水水量Q=90m設計最大水量Q膜瞬時過濾水量Q1Q式中，Qmax--最大設計水量（mt--每天過濾時間（h） （3）設計膜元件數(shù)量膜通量M為20L/mS=式中，Q1--膜瞬時過濾水量（mM-- 膜通量（L/m本設計中采用的膜組件有效膜面積S1為25膜元件數(shù)量n：n本設計采用KH-MBR-25-Co-PVDF×48型膜箱，其參數(shù)如下表：表3-14KH-MBR-25-Co-PVDF×48型膜箱參數(shù)表型號KH-MBR-25-Co-PVDF×48膜箱性能有效膜面積（m2產(chǎn)水接口（mm）120032重量干重（kg）600濕重（kg）1250材料端頭材料密封材料ABS環(huán)氧樹脂外形尺寸（L×W×H/mm）4010×805×2400設計膜箱數(shù)量N：N=分4列，每列設置2個膜箱，其中預留備用膜箱位置1個.膜箱設計總數(shù)：n設計運行膜元件數(shù)量n膜n設計運行總膜面積S:S=6 （4）膜通量校驗真實平均膜通量：q （5）反應池的有效體積 EQ\o\ac(○,1)按污泥負荷計算進水COD的濃度S0設計反應器中污泥平均濃度NW的濃度為5MLSSg/L污泥負荷FW為0.3V=式中，Qmax--最大設計流量（mS0NWFW--反應器中污泥負荷(kgEQ\o\ac(○,2)污泥法計算容積校核V=式中，S0Qmax--最大設計流量（mFV--反應器中污泥負荷(kgCOD/( （6）好氧污水停留時間T=式中， V--反應池的有效容積（m3Qmax--設計最大流量（m （7）集水池容積計算設計集水池的停留時間t為10min，設計流量為90m3/?，則最大設計流量取設計流量的1.2倍，即為108V=式中，Qmax--設計最大流量（mt--集水池的停留時間（h）集水池的寬度與MBR反應池的寬度相同，根據(jù)本設計計算，為10m.取高度為3m，則集水池的長度為：L=式中，V--集水池容積（m3H--集水池的高度（m） B--集水池的寬度（m）（8）反應器的剩余污泥量??式中，V--反應池的有效容積（m3NWθco排出的污泥含水率P為99%，則剩余污泥體積為：V取污泥管的直徑d為120mm，流速vnv符合要求式中，Q1--每小時產(chǎn)生污泥的體積，md--污泥管的直徑，m選用2臺ZW自吸式無堵塞排污泵，1用1備。從高程流程圖中可以得出，所需揚程為：H=0.37+5.77=6.14選用排污泵的性能參數(shù)如下表：表3-15ZW排污泵參數(shù)型號排出口徑（mm）流量（m3揚程（m）電機功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）32ZW5-20305202.22900（9）曝氣量的計算本設計中使用連續(xù)曝氣方式，設計中取曝氣量：60m單個膜箱曝氣量：Q總曝氣量：Q（10）生物需氧曝氣量校核 EQ\o\ac(○,1)需氧量計算O==365713g/d=366kg/d式中，Qmax--設計最大流量（mS0--進水平均COD值（g/mNke--出水中的總凱氏氮濃度（g/m?X--反應器的剩余污泥量（gSe--出水平均COD值（g/mNk--進水中總凱氏氮濃度（g/m取氨氮氧當量系數(shù)為4.57 EQ\o\ac(○,2)空氣量計算在之前設計中提出，采曝氣方式用鼓風曝氣方式對MBR進行供氧，MBR的有效水深為4.7m。在池底高0.2m安裝曝氣擴散器，則可以得出，曝氣擴散器的靜水壓為4.5m，而出水的絕對壓力為：P式中，P--大氣壓力，為1.013H--靜水壓（m）空氣離開池表面時，氣泡中的含氧體積分數(shù)?0?式中，EA取平均水溫為20℃，20℃時混合液的平均氧飽和度為：C=9.17=10.38mg/L式中，CsPd?0則標準條件下的充氧量OSO==663kg/d=0.46kg/min式中，O2CSα--廢水中雜質(zhì)修正系數(shù)，取0.7β--廢水中溶解鹽類修正系數(shù)，取0.9ρ--壓力修正系數(shù)，取1CSc--曝氣擴散器距池底距離，取0.3mF--所用曝氣設備堵塞系數(shù)，取0.8則曝氣池供氣量GSG因曝氣池供氧量校核計算中，按膜計算曝氣量數(shù)值大于按生物需氧量計算的空氣量，則按膜需空氣量為依據(jù)選擇曝氣量，即GS=25.6選用ZG系列羅茨鼓風機（生產(chǎn)于山東省章丘鼓風機股份有限公司）3臺，2用一備.ZG系列羅茨鼓風機是是當今世界的技術領先產(chǎn)品，具有的最好性價比.產(chǎn)品特點:EQ\o\ac(○,1)ZG系列羅茨鼓風機采用特殊結構設計的機殼，保證高壓力下運行可靠，且降低運轉(zhuǎn)噪音EQ\o\ac(○,2)風機葉輪與軸采用一體結構，剛性好，保證風機在高速下壓力高、流量大、運行平穩(wěn)EQ\o\ac(○,3)風機油箱采用鋁合金材質(zhì)，空冷結構，單級壓力98kPa不用冷卻水EQ\o\ac(○,4)密集型機組設計，結構緊湊，皮帶漲緊采用自漲緊結構，使用維護方便EQ\o\ac(○,5)風機主機能夠立、臥兩用，可以方便替換國外機型EQ\o\ac(○,6)采用精密硬齒面斜齒同步齒輪，無鍵聯(lián)接，定位可靠，運行平穩(wěn)，噪音低，強度高、壽命長其性能參數(shù)如下表：表3-16ZG系列羅茨鼓風機參數(shù)型號孔徑（mm）流量（m3轉(zhuǎn)速（r/min）電機功率（kW）排出壓力（kPa）ZG-20DN150201480159.8 （11）曝氣設計EQ\o\ac(○,1)曝氣器 本設計使用的曝氣器采用的是ZH215微孔曝氣器（生產(chǎn)于玉環(huán)振興環(huán)保裝備有限公司），該產(chǎn)品應用于各種工業(yè)廢水的充氧曝氣.該產(chǎn)品的參數(shù)如下表：表3-17曝氣器性能參數(shù)型號直徑（mm）曝氣器高度（mm）服務面積（m2空氣量（m3氧利用率氣泡直徑(mm)ZH215300500.50820.9~25.11~3曝氣器總個數(shù)：N=式中，GS--曝氣池供氣量（mG1--單個曝氣器供氣量（m設計為200個.取10個曝氣器布置在膜箱底部，在膜箱底部的曝氣器的分布情況見圖紙MBR膜池及膜箱.EQ\o\ac(○,2)管道布置取曝氣總管的管道流速v為15m/s以及連接曝氣器支管管徑為80mm，則為滿足曝氣器要求，曝氣總管的管徑：D=式中，GS--曝氣池供氣量（mv--曝氣總管管速（m/s）故選用DN250總管，每個膜箱的曝氣管管徑選為DN100.（12）膜箱布置EQ\o\ac(○,1)平面布置膜箱布置要滿足下圖所示的空間布置原則，以形成運行條件良好正常的回旋流，其布置如下圖所示：圖3-4膜箱平面布置EQ\o\ac(○,2)垂直布置為形成良好正常的回旋流，垂直布置也應滿足空間布置原則，布置情況如下圖所示：圖3-5膜箱垂直布置 （13）MBR池體設計 EQ\o\ac(○,1)池體總設計生物反應區(qū)有效空間為V=544.32m3.單個膜箱體積：V池體總面積：V設池底為2%坡度，平均水深H為3.7m.則區(qū)池體水面長寬高為：L取超高0.3m，池體中間由鋼筋混凝土墻隔開，設置成兩格.池體總長寬高為：L EQ\o\ac(○,2)走道設計設計在池體上設置一道走道，用于維修人員檢查維修。本設計中，取走道位于池體水面上0.3m，走道底板高0.2m，寬0.5m. （14）出水設計自吸泵：膜箱分為4列.每兩列設置產(chǎn)水泵，共3臺，2用1備，則出水泵設計流量為：Q=選擇SP系列無堵塞立臥自吸泵，性能參數(shù)如下：表3-18SP自吸泵參數(shù)型號流量（m3揚程（m）功率（kW）轉(zhuǎn)速（r/min）效率SP-200-100-1410014101450653.7二沉池圖3-6斜板沉淀池簡圖3.7.1設計參數(shù)設計流量Q=最大設計流量QmaxQ(本設計中，使用蜂窩六邊形塑料斜管，其中板厚0.4mm，取內(nèi)切圓直徑d為25mm采用液面上升流速為v假定顆粒沉降速度v斜管傾角θ利用系數(shù)95%3.7.2斜管計算 （1）清水區(qū)凈面積A'=式中，Qmax--最大設計流量（m3/s）vf--液面上升流速（m/s） （2）斜管部分面積S1采用3.6m×3.6m，為配合反應池寬度，采用從3.0m側(cè)進水. （3）管長計算管內(nèi)流速式中，vf考慮到水量波動的情況，管內(nèi)流速v0取4mm/s根據(jù)《斜板斜管沉淀池設計手冊》中的正六邊形斜管的l/d計算曲線，當ldl=32由朗席氏（Langleir）計算公式l斜管總長l'式中，l‘d--正多邊形中的內(nèi)切圓直徑（cm）v--水的運動粘滯度(20℃)v0則，斜管總長l=800+150=950mm為此，池長L斜管支承系統(tǒng)采用鋼筋混凝土柱、小梁及角鋼架設 （4）復核雷諾數(shù)當管內(nèi)流速v0 （5）池高計算超高h1為0.3m，清水區(qū)高度h2為1.2m，斜管區(qū)高度?3=l×sin池子總高H==4.63 （6）進口采用穿孔墻整流，穿孔流速v孔孔眼面積φ：φ式中，Qmax--最大設計流量（mv孔單孔面積φ0φ式中，d--穿孔墻的孔眼直徑（取80mm），m孔眼個數(shù)n：n孔眼中心距s0s （7）集水系統(tǒng)目前采用的辦法多為使用集水槽進行出水處理.設計取斷面為矩形的集水槽，采用淹沒式孔口形式進行集水的方式. EQ\o\ac(○,1)集水槽長度Ljsc=沉淀池長度L=4.08m EQ\o\ac(○,2)集水槽的個數(shù)NN=式中，-清水區(qū)寬（m）-集水槽中心距（m），取1.2m<1.5m，符合要求 EQ\o\ac(○,3)單根集水槽寬bb=0.9=0.9=式中，Q0‘--單根集水槽的流量（Qmax--最大設計流量（mN--集水槽的個數(shù) EQ\o\ac(○,4)單根集水槽高度?=0.?=式中，?jsc1?jsc?jsc?jscEQ\o\ac(○,5)集水槽上孔眼集水槽所需孔眼的總面積ω：ω式中，Q0'--集水槽流量（μ--流量系數(shù)，取為0.62（薄壁孔口）hjsc3單孔面積ω0ω0式中，d--孔的直徑(m),取0.020m=20mm孔眼個數(shù)n：n集水槽每邊孔眼的個數(shù)n'n孔眼中心距s0s EQ\o\ac(○,6)集水總槽（出水渠）使用薄壁堰出水設計時，設計的薄壁堰堰口應當保持水平渠口水深h：?式中，Qmax--最大設計流量，-出水渠寬度，取為0.3m，m實際運行中要求自由溢水，故取渠道深度為0.60m （8）排泥系統(tǒng)本設計中采用穿孔管進行排泥處理，設計V形槽，取槽高80cm，邊坡與水平成60°，共設3槽，在排泥管上設快開閘門.進水SS濃度C為36mg/L，沉淀池對其的去除率大約為36%，則沉淀池每天的濕污泥為：W=式中，C--進水SS濃度（kg/mQmax--最大設計流量（m3/h）設污泥含水率為99%，則有污泥的體積：Q式中，-每天的濕污泥體積（m3）ρ--污泥γ=1000kg/m3取污泥管的直徑d為80mm，流速vnv式中，Q1--每小時產(chǎn)生污泥的體積（m3-污泥管的直徑（mm）選用2臺ZW自吸式無堵塞排污泵，1用1備。從高程流程圖中可以得出，所需揚程為：H=1.30+5.77=7.17選用排泥泵性能參數(shù)如下表：表3-19ZW排污泵參數(shù)型號排出口徑（mm）流量（m3揚程（m）電機功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）32ZW5-20305202.22900 （9）反應池本設計中反應池的高度和寬度與沉淀池相同，即為3.83m×3.00m.設計最大流量Qmax為108m反應池的有效容積V:V=式中，Qmax--設計最大流量（mT--停留時間（h）取反應池的超高為0.3m，則反應池的有效水深h為3.53m，則池面積A和反應池長度為A=L=3.8污泥濃縮池3.8.1選用工藝各單元處理構筑物產(chǎn)生的污泥排入污泥濃縮池，在重力作用下對污泥進行濃縮處理，使得污泥的含水率由99%降至96%，從而污泥體積大大減少，上清液從出水口流出后，回到調(diào)節(jié)池，進行進一步處理.設計采用2座連續(xù)豎流式重力濃縮池，重力濃縮池一般采用圓形豎流或輻流沉淀池的形式和連續(xù)式或間隙式的形式.濃縮池較小時采用豎流式，濃縮池較大時采用輻流式.此外，污泥量較少時采用間歇式，污泥量較多時采用連續(xù)式而在本項目中，污泥重力濃縮池較小，所以選擇來連續(xù)豎流式重力濃縮池.濃縮后的污泥外運處理.采用兩個污泥濃縮池.3.8.2設計參數(shù)由于連續(xù)式重力濃縮池中所處理的污泥為初沉污泥和剩余污泥的混合污泥，所以根據(jù)《水污染控制工程設計指導手冊》中連續(xù)式重力濃縮池的設計參數(shù)表以及各單元處理構筑物產(chǎn)生的污泥的參數(shù)，可以得知進泥含水率P1為99%，出泥含水率P2為96%，固體通量H為20kg/（m2?d）.此外中和沉淀池排出的剩余污泥量為0.32m3/?，微電解塔排出的剩余污泥量為0.52m3/?，重金屬沉淀池排出的剩余污泥量為0.14本設計中取污泥濃縮池中心管內(nèi)流速v03.8.3設計計算 （1）中心管部分中心管面積f：f式中，V--進入污泥濃縮池中的污泥總量（m3N--污泥濃縮池設置座數(shù)（個）v0--污泥濃縮池中心管內(nèi)流速（m/s中心管直徑d0d式中，f--污泥濃縮池中心管面積（m2取管徑DN=0.15m，進泥管采用DN150mm鑄鐵管.喇叭口直徑d1：

式中，d0反射板直徑d2d式中，d1 （2）污泥濃縮池有效水深?式中，v--污泥濃縮池內(nèi)上升流速（m/s）t--污泥濃縮池濃縮時間（h） （3）污泥濃縮池有效面積濃縮后分離出來的污水流量q：q式中，V--進入污泥濃縮池中的污泥總量（m3N--污泥濃縮池設置座數(shù)（個）P1P2（4）污泥濃縮池有效面積F:F=式中，q--濃縮后分離出來的污水流量（m3v--污泥濃縮池內(nèi)上升流速（m/s）（5）污泥濃縮池直徑D：D=式中，F(xiàn)--污泥濃縮池有效面積（m2（6）單池濃縮后的剩余污泥量VSV式中，V--進入污泥濃縮池中的污泥總量（m3N--污泥濃縮池設置座數(shù)（個）P1P2污泥斗高度?本設計中取污泥斗夾角α=55°，斗底直徑d3?式中，α--污泥濃縮池污泥斗夾角（度）D--污泥濃縮池直徑（m）d3（8）中心管與反射管之間高度?本設計中取污泥濃縮池超高?1=0.3m，中心管與反射管之間高度?式中，V--進入污泥濃縮池中的污泥總量（m3v1--污水從中心管喇叭口與反射板之間的縫隙流出的流速（m/s），取0.02m/sd1（9）污泥濃縮池總池高度H:H=式中，h1h2h3h4h5 （10）浮渣擋板與浮渣井為防止浮渣被水流帶回調(diào)節(jié)池，在濃縮池一圈設浮渣擋板，并設浮渣斗一個，將渣水分離，澄清水進入溢流管道，浮渣進行人工撇除.

第4章平面及高程布置4.1各處理單元構筑物平面布置作為廢水處理工程中的主體建筑物，對處理構筑物進行平面布置時，在設計時，就應當考慮到各處理構筑物的水力要求和功能要求，從而得出各處理構筑物的平面布置：(1)處理工藝的流程布置應當簡短順暢,連接各處理構筑物的管路應當簡短有效，盡量減少管道長度，從而降低沿程水頭損失;(2)施工建設期間，應當顧及到土方量平衡問題，外運土方量減量化，盡量減少在劣質(zhì)土壤上進行建筑施工；(3)各處理構筑物之間按照相關規(guī)定保持相對的距離，并根據(jù)有關規(guī)定敷設管路；(4)進行平面布置時，應考慮到各處理構筑物之間的配合問題，為減少占地面積，應盡量緊湊結構。并且還應確保有關遠期施工時，處理構筑物的布置不影響日常的正常運行；(5)一般情況下，處理設施設置在居民飲用水源的下游，并與居民用于取水的構筑物，如水井，水池等，保持300m以上的距離。4.2管線布置對管線進行布置時，應注意到管線之間，管線與其他構筑物之間的相對距離，并按照有關規(guī)定，留有適當?shù)木嚯x。給（排）水管距構筑物不小于3m;當d<200mm時，給（排）水管的水平距離，不應小于1.5m，當d>200mm時，不小于3m.4.3輔助構筑物廢水處理系統(tǒng)中除主要的處理構筑物以外，還有輔助建筑物用于工作人員日常工作，廢水處理所需的其他裝置和設備，如泵房、辦公樓、控制室、檢測室、鼓風機房等，其建筑面積根據(jù)工人的人數(shù)、設備所需空間等因素決定，并且主要處理構筑物應當在輔助構筑的夏季主要風向的下風向。4.4高程布置4.4.1高程布置原則高程布置就是對各主要處理構筑物和輔助構筑物的相對于地面的高程進行豎向布置；通過計算確定各主要構筑物與泵房的高程，確定管道和各主要構筑物水面的高程，從而使得廢水從進水到出水的整個處理過程中能夠在各個構筑物之間順利流動。高程布置應滿足如下要求：EQ\o\ac(○,1)減少使用泵的次數(shù)，以降低用電費用。一般廢水經(jīng)過一次泵房提升作用后，就能依靠重力而在構筑物和管線之間流動。EQ\o\ac(○,2)進行水力計算時，應當以水頭損失最大的流程進行計算，并且還應當在此基礎上留有剩余水頭，以免因為水流量突然增大，設計水頭不滿足所需水頭而發(fā)生涌水，從而影響構筑物的正常運行.EQ\o\ac(○,3)水力計算時，以水泵最大流量（一般取為最大流量的1.2倍）作為設計流量；涉及二次改造的管渠和設施，應按二次改造設計流量進行計算，以免之后再次進行重新設計，從而提高了成本.EQ\o\ac(○,4)應使出水能夠自由排出，無需泵的提升作用或者水體的頂托作用4.4.2各處理構筑物的水頭損失計算根據(jù)高程布置原則，本設計中只有一次廢水的提升，即廢水從半地下式的調(diào)節(jié)池提升到中和沉淀池中，提升次數(shù)少，用電費用低，運行費用低。此外，還需對廢水在各主要構筑物和輔助構筑物之間流動的水力損失進行計算。由于本設計完全按照平面和高程布置原則進行設計，所以各處理構筑物布置緊湊，距離較小，可以忽略管道的水頭損失.僅考慮處理構筑物的進出口和跌落水頭損失.本設計中的水頭計算如下表：表4-1各處理構筑物水頭損失計算名稱計算過程水頭損失調(diào)節(jié)池自由跌落水頭0.3m0.3m中和沉淀池自由跌落水頭0.3m0.3m微電解塔自由跌落水頭0.3m0.3m重金屬沉淀池自由跌落水頭0.3m0.3mMBR自由跌落水頭0.3m0.3m二沉池自由跌落水頭0.3m0.3m4.4.3高程設計本設計中以地面的高度為相對標高土0.00，根據(jù)之前得出的各處理構筑物的水頭損失以及各處理構筑物的水面深度，可以求得處理構筑物的設計的水面標高。并根據(jù)各處理構筑物的總高度，求得各構筑物的池頂標高和池底標高。各污水處理構筑物的各標高見表4-2.設計結果具體參見高程流程圖。表4-2各處理構筑物的設計水面、池底、池底標高構筑物名稱水面標高/m池底標高/m池頂標高/m構筑物高度進水管0.00調(diào)節(jié)池0.00-1.500.502中和沉淀池4.631.004.933.93微電解塔3.630.135.135.00重金屬沉淀池3.630.003.933.93MBR3.33-0.373.634二沉池3.03-1.303.334.63污泥濃縮池5.600.135.905.77

第5章經(jīng)濟效益核算5.1投資估算5.1.1土建工程費用土建投資費用估算如下表：表5-1部分土建投資費用估算序號名稱規(guī)模/m單位數(shù)量單價/元總價/元1調(diào)節(jié)池2.5×2.5×2m12.50800100002中和沉淀池1.98×1.8×3.93m14.01112015691.23微電解塔D2.91×4.71m30.001000300004重金屬沉淀池1.98×1.8×3.93m14.01112015691.25MBR32×5.22×4m668.1612008017926二沉池3.48×3.6×4.63m58.001120649607污泥濃縮池D1.52×5.77m10.478008376小計946510.4工程定額直接費：946510.4元零星工程定額直接費：定額直接費×5%=946510.4×5%=147325.52元總計：993835.92元其它直接費：定額直接費×3.5%=30288.33元直接費小計：946510.4+30288.33=976798.73元綜合間接費：直接費×綜合間接費率9%=976798.73×9%=87911.89元費用合計：976798.73+87911.89=1064710.62元利潤：合計費用×6%=1064710.62×6%=63882.64元人工補差費：定額工日數(shù)×5.0元/日=807.15×5.0=4035.75元流動施工津貼：定額工日數(shù)×3.0元/日=807.15×3.0=2421.45元費用總計：(5)+(6)+(7)+(8)=1135050.46元=113.50萬元5.1.2設備、材料購置及安裝費用表5-2部分設備、材料購置費用估算序號名稱型號單位數(shù)量單價/元總價/元備注1廢水提升泵SP-316L-316L臺215003000一用一備2自動加藥裝置盈都加堿加藥裝置臺120000200003自動加藥裝置J-X12/14加藥裝置臺123000230004膜箱KH-MBR-25-Co-PVDF×48個8800006800005排泥泵32ZW5-2022臺104000400004用4備6鼓風機ZG-20臺36000180002用1備7曝氣器ZH215個200600008自吸泵SP-200-100-14臺3200060002用1備9鼓風機ZG-150臺39000270002用1備10支撐板噴射式填料駝峰支撐板m26.651006650小計883650（1）定額直接費：設備、材料購置費×6%=53019元零星工程定額直接費：定額直接費×6%=3181.14元總計：56200.14元（2）人工費：356200.14×60%=33720.08元（3）其它直接費：人工費×23%=7755.62元（4）其它費小計：定額直接費+其它直接費＝56200.14+7755.62=63955.76元（5）綜合間接費：其他直接費×130%=10082.31元（6）利潤：其它直接費×40%=3102.25元（7）費用合計：883650+(4)+(5)+(6)＝元=96.08萬元5.1.3總投資費用本工程項目投資費用包括：土建工程、設備與材料購置、安裝工程、勘察設計、運行調(diào)試及其他費用，見表5-3.表5-3處理設備總投資預算表序號項目名稱工程造價/萬元備注1土建費用113.502設備、材料購置及安裝費88.363不可預見費16.15（1+2）×8%4勘察設計費用8.72（1+2+3）×4%5運行調(diào)試費用3.27（1+2+3）×1.5%6稅金7.41（1+2+3+4+5）×3.22%合計237.415.2運行費用5.2.1動力費表5-4