【導(dǎo)讀】廢水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模10000m3/d，設(shè)計(jì)水質(zhì)水量為：Q=10000m3/d，CODcr=850mg/L，BOD5=220mg/L，SS=250mg/L，色度500倍。經(jīng)處理后，應(yīng)達(dá)到下。列出水水質(zhì)：COD≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤70mg/L，色度≤50倍,達(dá)《污水綜。合排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。高綠化、降低能耗的理念在設(shè)計(jì)中得到充分的實(shí)踐，符合新時(shí)代環(huán)保的要求。outSludge←Sludge←enrichment←sedimentationtanks→Drainage

　　

【正文】 inm2)， Qmax=20210m3/d=面積： F= Qmax/ q= 調(diào)節(jié)池 一般工企業(yè)排出的廢水，水質(zhì)、水量、酸堿度或溫度等水質(zhì)指標(biāo)隨排水時(shí)間大幅度波動(dòng)，中小型工廠的水質(zhì)水量的波動(dòng)更大。為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，絮對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)解。一般來(lái)說(shuō)，調(diào)節(jié)池具有下列作用： 1. 減少或防止沖擊負(fù)荷對(duì)設(shè)備的不理影響； 2. 使酸性廢水和堿性廢水得到中和，使處理過(guò)程中 pH 值保持穩(wěn)定； 3. 調(diào)節(jié)水溫； 4. 當(dāng)處理設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可起到臨時(shí)的事故 貯水池的作用； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 5. 集水作用，調(diào)節(jié)來(lái)水量和抽水量之間的不平衡，避免水泵啟動(dòng)過(guò)分頻繁。 項(xiàng)目 CODcr BOD5 SS 色度 進(jìn)水 850 220 250 500 出水 850 220 225 500 去除率 — — 10% — 表 預(yù)去除率表 已知：設(shè)計(jì)流量 Qmax=833m3/h， 取 停留時(shí)間 T= h，采用穿孔管空氣攪拌，氣水比為 4:1 調(diào)節(jié)池有效容積 V=QmaxT=833? =4165 m3 調(diào)節(jié)池尺寸 調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形，其有效水深采用 h2=，調(diào)節(jié)池面積為： F=V/ h2=4165/=1190 m2 池寬 B 取 m，則池長(zhǎng)為 L=F/B=1190/= m≈ 保護(hù)高 h1= 池總高 H=h1+h2=+= m 潛污 泵 （ 1） 調(diào)節(jié)池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差為： （ ） = （ 2） 出水管線的水頭損失，每臺(tái)泵單用一根出水管，其 流量為： Q=840 3m /h， （ 3） 取 潛水泵的水頭損失為 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 （ 4）水頭總揚(yáng)程為 H=++1= 查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 11 冊(cè) P298 型號(hào) 流量(m3/h) 揚(yáng)程（ m） 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 功率 （Kw） 效率 （%） 出口直徑（ mm） 重量 （kg） 300QW900837 900 8 980 37 8 300 1150 水解酸化池 介紹 水解工藝是將厭氧發(fā)酸階段過(guò)程控制在水解與產(chǎn)酸階段。水解池是改進(jìn)的 升流式厭氧污泥床反應(yīng)器，故不需要封閉的池子，不需要攪拌器，降低了造價(jià)。 水解酸化池取代功能專一的初沉池，對(duì)各類有機(jī)物去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)初沉池。因此，從數(shù)量上降低了后續(xù)構(gòu)筑物的負(fù)荷。此外，利用水解和產(chǎn)酸菌的反應(yīng)，將不溶性有機(jī)物水解成溶解性有機(jī)物、大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，提高污水的可生化性，減少污泥產(chǎn)量，使污水更適宜于后續(xù)的好氧處理，可以用較短的時(shí)間和較低的電耗完成凈化過(guò)程。 設(shè)置水解酸化池主要是用于截流污水中的大部分的固體懸浮物，膠體物質(zhì)等，將其中的固體有機(jī)物降解為可溶性有機(jī)物，將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子 有機(jī)物。 預(yù)去除率 項(xiàng)目 CODcr BOD5 SS 色度 進(jìn)水 850 220 225 500 出水 595 200 112 200 去除率 30% 10% 50% 60% 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 表 32 調(diào)節(jié)池預(yù)去除率表 池體積算 Qmax=417m3/h=,（按潛污泵流量計(jì)算） h： 對(duì)于水解酸化反應(yīng)器，為了保持器處理的高效率，必須保持池內(nèi)有足夠的活性污泥，同時(shí)又是進(jìn)入的污泥盡快地和活性污泥混合，增加活性污和進(jìn)水的的有機(jī)物接觸，這就要求上流速度越高越好。但過(guò)高的上流 速度又會(huì)破壞活性污泥層對(duì) ss 的截流作用，并對(duì)活性污泥床進(jìn)行沖刷，從而使活性污泥被帶入水解反應(yīng)器的出水系統(tǒng)，是活性污泥流失和出水水質(zhì)變差，所以保持適合的上升流速是必要的 h=vt=4=6m 其 中 v——池內(nèi)水的上升流速，一般控制在 ～ ,此處取 t——停留時(shí)間，一般在 4～ 5h，本設(shè)計(jì)采用 4h。 2． 有效容積 V V=Qmaxt=4174=1167m3 其 中 Qmax—— 最大設(shè)計(jì)流量（ m3/h） 3． 池表面積 F F= V/h=1167/6=277m2,取 280 m2 設(shè)池寬 B=14m，則池長(zhǎng) L=F/B=280/14=20m 4． 管徑的設(shè)計(jì)計(jì)算 Qmax=去干管流速為 ,則干管橫切面積為： 20. 11 6 0. 08 31. 4QSmv? ? ? 所以管徑 4 4 0 .0 8 3 0 .3 2 53 .1 4SD ? ???m 取 D=350mm 校核：224 4 0 .1 1 6 1 .2 /0 .3 5 3 .1 4v m sSD ? ?? ? ? ?? 在 ~《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)選用 DN=350mm 的鋼管 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 SBR 反應(yīng)池 項(xiàng)目 CODcr BOD5 SS 色度 進(jìn)水 595 200 112 200 出水 119 20 56 100 去除率 80% 90% 50% 50% 表 33 SBR預(yù)去除率表 設(shè)計(jì)說(shuō)明 設(shè)計(jì)方法有兩種：負(fù)荷設(shè)計(jì)法和動(dòng)力設(shè)計(jì)法 [13]，本工藝采用負(fù)荷設(shè)計(jì)法。 根據(jù)工藝流程論證， SBR 法具有比其他好氧處理法效果好，占地面積小，投資省的特點(diǎn)，因而選用 SBR 法。 SBR 是序批式間歇活性污泥法的簡(jiǎn)稱。該工藝由按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。其運(yùn)行操作在空間上是按序排列、間歇的。 污水連續(xù)按順序進(jìn)入每個(gè)池， SBR 反應(yīng)器的運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列的。SBR 工藝的一個(gè)完整的操作過(guò)程，也就是每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過(guò)程，包括進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期、閑置期五個(gè)階段，如圖 31。這種操作周期是周而復(fù)始進(jìn)行的，以達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理的目的。對(duì)于單個(gè)的 SBR 反應(yīng)器來(lái)說(shuō) ,在時(shí)間上的有效控制和變換，即達(dá)到多種功能的要求，非常靈活。 圖31 SBR 工藝流程 SBR 工藝特點(diǎn)是： (1)工程簡(jiǎn)單，造價(jià)低； (2)時(shí)間上有理想推流式反應(yīng)器的特性； (3)運(yùn)行方式靈活，脫 N 除 P 效果好； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 (4)良好的污泥沉降性 能； (5)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)適應(yīng)性好； (6) 易于維護(hù)管理。 SBR 工藝的操作過(guò)程如下： ① 進(jìn)水期 進(jìn)水期是反應(yīng)池接納污水的過(guò)程。由于充水開(kāi)始是上個(gè)周期的閑置期，所以此時(shí)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。 SBR 工藝間歇進(jìn)水，即在每個(gè)運(yùn)行周期之初在一個(gè)較短時(shí)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(gè)變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過(guò)程中逐步完成吸附、氧化作用。 SBR 充水過(guò)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）。 ② 反應(yīng)期 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(guò)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(shí)間序列上是一個(gè)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(shí)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。 ③ 沉淀期 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(shí)沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時(shí)間短，效率高。 ④ 排水期 活性污泥大部分為下周期回流使用，過(guò)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。 ⑤ 閑置期 作用是通過(guò)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)行脫本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 水。 SBR 反應(yīng)池容積計(jì)算 設(shè)計(jì)流量 Q=10000m3/d。 (1) 污泥負(fù)荷率： Ns 取值一般為 kgBOD5/(kgMLSSd) ，這里選為(kgMLSSd)。 (2)污泥濃度和 SVI：污泥濃度 X 一般為 15005000，采用 4000 mgMLSS/L,SVI 取100。 (3)排出比 1/m 排出比 1/m 指每一周期的排水量與反應(yīng)池容積之比，一般采用 之間，設(shè)計(jì)中取 (4)曝氣時(shí)間 TA=24Sa/(NsmX) 式中 TA—曝氣時(shí)間（ h） Sa—進(jìn)水 BOD5濃度（ mg/L） TA=24200/(24000) = (5)沉淀時(shí)間 停止曝氣后，初期沉降速度 Vmax=104TX () 式中 Vmax—沉降速度 (m/h) T—水溫（ ℃ ） 當(dāng)水溫為 20℃ 時(shí) : Vmax= m/h 沉淀時(shí)間 Ts=（ H/m+ε） / Vmax 式中 Ts—沉淀時(shí)間（ h） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 H—反應(yīng)池內(nèi)水深（ m） ε—安全高度（ m），一般采用 設(shè)計(jì)中取 ε= m， H=5m 當(dāng)水溫為 20℃ 時(shí) : Ts= (6)排出時(shí)間 排出時(shí)間 TD= (7)進(jìn)水時(shí)間 設(shè)計(jì)中取反應(yīng)池進(jìn)水時(shí)間 T1= (8)一個(gè)周期所需時(shí)間 T= TA+ Ts+TD+ T1 =+++ =8h (9)每天周期次數(shù) n=24/T=3 計(jì)計(jì)算 根據(jù)流量及規(guī)范， SBR 反應(yīng)器之前安置配水井一座，長(zhǎng) 10m，寬 5m，高 。 (1) 每組曝氣池的容積 V=mQ/nN =2 10000/（ 3 4） =1667 m3 (2)曝氣池的平面尺寸 F=V/H 式中 F— 單組曝氣池的面積 H— 曝氣池的有效水深 F=1667/5 =333m2 設(shè)每組曝氣池的池寬為 10 m，則池長(zhǎng)為 34m 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 (3)曝氣池的總高度 曝氣池的水深為 H=5，超高取 ，則曝氣池的總高度為 . (4)污泥量 SBR 的剩余污泥主要來(lái)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 ( / )rr r r s rsQSx a Q S b X V a Q S b a b N Q SN?? ? ? ? ? ? ? ? 式中 : a ——微生物代謝增系數(shù)， kgVSS/kgBOD。 b ——微生物自身氧化率， l/d 根據(jù)生活污泥性質(zhì)，參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè) a =， b =,則有： 30. 05( 0. 70 ) 10 00 0 ( 59 5 11 9) 10 33 32 ( / )0. 4x k g d?? ? ? ? ? ? ? ? 剩余污泥在重力作用下通過(guò)污泥管路排入集泥井。 (5) 設(shè)計(jì)需氧量 設(shè)計(jì)需氧量包括氧化有機(jī)物需氧量，污泥自身需氧量。有 機(jī)物氧化需氧系數(shù) a=，污泥需氧系數(shù) b=。氧化有機(jī)物和污泥需氧量 AOR 為： 0()eA O R a Q S S e b X V f? ? ? 595 119 10000 ( ) 400 1000 1000 / /k g dk g h?? ? ? ? ? ? ? ??? (6) 標(biāo)準(zhǔn)需氧量 )20()()20( 0 2 )( ??? ?? TTsbsCC CA O RS O R ??? 式中 Cs—20℃時(shí)氧在清水中飽和溶解度， Cs(20)=； α —氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，α =； β —氧在污水中飽和溶解度修正系數(shù)，β =； ρ —因海拔高度不同而引起的壓力系數(shù)，此處按 1 計(jì)算； p—所在地區(qū)大氣壓， Pa； T—設(shè)計(jì)污水溫度，此處計(jì)算冬季 T=10℃； Csb(T)—設(shè)計(jì)水溫條件下曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度， mg/L,按下式計(jì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 33 算：