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1目 錄
1 前言…………………………………………………………………………………………1
1.1我國農(nóng)藥廢水處理現(xiàn)狀與發(fā)展前景……………………………………………………1
1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)…………………………………………………………………………………2
1.3廢水水質(zhì)、水量…………………………………………………………………………2
1.4處理要求：………………………………………………………………………………3
1.5設(shè)計(jì)原則：………………………………………………………………………………3
1.6設(shè)計(jì)構(gòu)筑物………………………………………………………………………………3
1.7設(shè)計(jì)方案的選擇、原理與特點(diǎn)……………………………………………………………3
2 唑磷廢水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………………4
2.1調(diào)節(jié)池 ……………………………………………………………………………………4
2.1.1調(diào)節(jié)池作用………………………………………………………………………………4
2.1.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………4
2.2混凝沉淀池……………………………………………………………………………7
2.2.1中和池……………………………………………………………………………………7
2.2.2、混合池…………………………………………………………………………………9
2.2.3凝聚池…………………………………………………………………………………10
2.2.4加藥槽…………………………………………………………………………………10
2.2.5斜管沉淀池……………………………………………………………………………11
2.3中間池 ………………………………………………………………………………14
2.4保安器……………………………………………………………………………………14
2.4.1保安器結(jié)構(gòu)及作用……………………………………………………………………14
2.4.2保安器設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………15
2.5二氧化氯特性及其制備…………………………………………………………………17
2.5.1二氧化氯在廢水處理當(dāng)中的應(yīng)用……………………………………………………17
2.5.2二氧化氯的制備………………………………………………………………………17
2.5.3二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的選擇…………………………………………………………18
2.6催化氧化塔………………………………………………………………………………18
2.6.1催化氧化劑……………………………………………………………………………18
2.6.2塔身設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………19
2.6.3曝氣系統(tǒng)……………………………………………………………………………19
2.6.4進(jìn)水系統(tǒng)……………………………………………………………………………20
2.6.5反沖水設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………20
2.7儲水池 …………………………………………………………………………………21
2.7.1尺寸確定 ……………………………………………………………………………21
2.7.2注意事項(xiàng)及汲水泵選擇……………………………………………………………22
2.8生化反應(yīng)器…………………………………………………………………………22
2.8.1特點(diǎn)………………………………………………………………………………22
2.8.2、設(shè)計(jì)進(jìn)水的水質(zhì)水量……………………………………………………………22
2.8.3反應(yīng)池運(yùn)行周期各工序時間計(jì)算……………………………………………………23
2.8.4反應(yīng)池容積計(jì)算………………………………………………………………………24
2.8.5曝氣量計(jì)算……………………………………………………………………………25
2.8.6剩余污泥排放…………………………………………………………………………25
2.8.7潷水器…………………………………………………………………………………26
2.8.8自動控制系統(tǒng)…………………………………………………………………………26
2.8.9設(shè)備選型………………………………………………………………………………26
2.9儲泥池 …………………………………………………………………………………26
2.10板框壓濾機(jī)……………………………………………………………………………27
2.11濾液池…………………………………………………………………………………28
2.12清水池…………………………………………………………………………………28
3 投資估算…………………………………………………………………………………29
4 安全及環(huán)保說明…………………………………………………………………………30
5 經(jīng)濟(jì)及社會效益說明……………………………………………………………………30
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………31
致謝…………………………………………………………………………………………32
前言
1.1我國農(nóng)藥廢水處理現(xiàn)狀與發(fā)展前景
我國是農(nóng)藥生產(chǎn)大國，目前產(chǎn)量近40萬噸，我國農(nóng)藥生產(chǎn)在世界上占據(jù)第二位。由于農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展，排放物的環(huán)境污染問題已引起我國政府及環(huán)保部門的高度重視。由于缺乏完善的處理技術(shù)致使大量的農(nóng)藥廢水得不到有效治理而直接排放，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[1]。
農(nóng)藥在殺滅病蟲害，增加糧食產(chǎn)量方面起了重要作用，但是，隨著各種農(nóng)藥的大量使用，也給環(huán)境生態(tài)及人體的健康帶來了值得探討的新問題，特別是在大量生產(chǎn)與使用農(nóng)藥過程中，產(chǎn)生大量的農(nóng)藥廢水，如處置不當(dāng)會造成環(huán)境污染。農(nóng)藥廢水不加處理，一旦排入水體，勢必造成農(nóng)藥在水生生物中累積與富集，導(dǎo)致水生生物死亡。農(nóng)藥廢水還可通過滲透進(jìn)入地下水和土壤，使其受到嚴(yán)重污染。此外，農(nóng)藥還可通過食物鏈進(jìn)入水體，嚴(yán)重危害人體健康。
農(nóng)藥廢水的主要特點(diǎn)包括:1.排放量大，污染物濃度高。1986年化工部對全國53家農(nóng)藥生產(chǎn)廠進(jìn)行的化工污染源調(diào)查結(jié)果顯示:COD排放量達(dá)30436t/d，居全國化工各行業(yè)第五位，硫化物排放量為304. 2t/d，居全國各行業(yè)第七位。2.毒性大，生物降解性能差。廢水中除含有農(nóng)藥和中間體外，還含有酚、砷、汞等有毒物質(zhì)及多種生物難降解物質(zhì)。有些農(nóng)藥有殺菌作用，能抑制微生物代謝活動，使生物系統(tǒng)紊亂;有些農(nóng)藥為芳香族化合物或鹵代芳烴及有機(jī)硫磷化合物，生物降解性極差。3.有惡臭，對人的呼吸道和粘膜有刺激作用。4.由于生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定，加上操作管理水平低，水質(zhì)水量波動大。5.成分復(fù)雜。農(nóng)藥廢水中含有大量合成過程中未反應(yīng)的中間體及水解產(chǎn)物。
如在對敵敵畏、甲基1605廢水剖析鑒定出的9種有機(jī)物中，2種為原藥，6種為原藥降解物，1種為芳香化合物。
以上特點(diǎn)給農(nóng)藥廢水的處理造成了很大的困難，為此需要投入大量的人力、物力，尋求處理農(nóng)藥廢水的有效途徑[2]。
有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀：有機(jī)磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水歷來以毒性大、濃度高、治理難成為社會關(guān)注的重點(diǎn)。國外從20世紀(jì)40年代開始對有機(jī)磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水處理進(jìn)行了大量的研究工作，當(dāng)前國外處理農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的通常做法是濃廢水用焚燒法，稀廢水采用活性污泥、絮凝、萃取、活性炭吸附等方法。我國在20世紀(jì)60年代至90年代，對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，其中生化法是一條可行的途徑，據(jù)1990年化工部對531個農(nóng)藥廠進(jìn)行的環(huán)保調(diào)查，生化處理占廢水總量的1/4.當(dāng)前，對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理技術(shù)的研究，主要集中在以下兩個方面:有機(jī)磷農(nóng)藥生物降解的研究;有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理工藝的研究(其中包括預(yù)處理工藝和生化處理工藝)。
有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理中存在的問題：1.現(xiàn)有的處理設(shè)施大多為推流式曝氣系統(tǒng)，其容積負(fù)荷低，占地面積大，氧利用率大多不超過8%，動力效率不高。2.現(xiàn)有的活性污泥法進(jìn)水濃度均較低，需對高濃度廢水進(jìn)行大量稀釋，一方面浪費(fèi)大量的水資源，另一方面需加大水處理構(gòu)筑物，增加基建投資。3.總有機(jī)磷和磷酸鹽排放濃度普遍超高，極易對地表水體造成富營養(yǎng)化。4.某些農(nóng)藥廢水氨氮含量超高，是農(nóng)藥廢水中另一個難解決的問題。5.某些預(yù)處理技術(shù)由于成本或其它問題，還不能應(yīng)用于實(shí)際工程。如濕式催化氧化技術(shù)由于成本過高難于推廣應(yīng)用;而光催化氧化技術(shù)由于技術(shù)方面還不成熟
也不能應(yīng)用于實(shí)際工程中。
有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理的發(fā)展方向：1.有機(jī)磷農(nóng)藥生產(chǎn)廠家推廣清潔生產(chǎn)工藝，減少污水放排量;改革生產(chǎn)工藝和改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使生產(chǎn)廢水中碳磷比適當(dāng)，從而提高有機(jī)磷和磷酸鹽的去除率。2.研究有效的預(yù)處理技術(shù)，去除或回收農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中的有機(jī)磷:或在生化處理裝置后增設(shè)除磷裝置，使出水中的磷以磷酸鈣的形式沉淀，從而降低出水中磷的排放濃度。3.加強(qiáng)對難生物降解有機(jī)物的研究，提高難降解有機(jī)磷農(nóng)藥的可生化性，以利于后續(xù)生化處理，并力求應(yīng)用于實(shí)際工程。4.加強(qiáng)處理高濃度有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的處理研究，如能在這方面取得突破，可大大減少因稀釋而造成的浪費(fèi)。5.對現(xiàn)有處理工藝進(jìn)行技術(shù)改造或引進(jìn)新的工藝，提高其處理效率。如應(yīng)用高負(fù)荷好氧工藝處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水，可減少占地，提高氧利用率，降低處理成本等。三唑磷作為有機(jī)磷農(nóng)藥的一種，是20世紀(jì)70年代德國Hoechst公司開發(fā)的一種高效、中毒、廣譜有機(jī)磷殺蟲殺螨劑，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)磷廢水對環(huán)境水體的安全造成威脅，在生態(tài)環(huán)境日益脆弱的今天，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須對其進(jìn)行處理到生態(tài)環(huán)境所能承受的范圍之內(nèi)才能排放。
三唑磷是20世紀(jì)70年代開發(fā)出的一種硫代磷酸酯類殺蟲殺螨劑,具有低毒、高效、廣譜的特點(diǎn),是甲胺磷、樂果等農(nóng)藥的換代產(chǎn)品,具有良好的應(yīng)用前景.但三唑磷在施用過程中將不可避免的進(jìn)入河流、湖泊等水體,造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞,如何防治這些問題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中含有三唑磷、苯唑醇、苯脲、尿素、甲醇、鹽酸苯阱等污染物，具有污染物種類多，成分復(fù)雜，毒性大等特點(diǎn)。目前直接針對三唑磷廢水處理的研究不是太多，已見報(bào)道的更少[4]。
本設(shè)計(jì)的目的就是通過研究當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用的或正在研究的各種有機(jī)磷廢水處理方法，各取所長，避其所短，設(shè)計(jì)出一套廉價實(shí)用高效的處理流程來。優(yōu)秀的有創(chuàng)意的處理流程的推廣可以在提高處理效果的同時節(jié)減開支，既改善了環(huán)境水體條件，又減輕了企業(yè)廢水處理的負(fù)擔(dān)，而且對于目前國家所推行的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也相符和，因而具有重要意義。
1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)
以江蘇生花農(nóng)藥有限公司提供的三唑磷農(nóng)藥廢水作為設(shè)計(jì)背景，以小試研究報(bào)告提供的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)參考依據(jù)。
1.3廢水水質(zhì)、水量
三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)每天有兩股廢水排放，酸性廢水10噸，堿性廢水8噸，考慮到處理能力裕度10%；還考慮到處理的廢水不僅僅是三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水，還包括板框污泥壓濾機(jī)的壓濾液，污泥主要來自催化氧化塔和壓力過濾器的反沖水，這部分水量約為農(nóng)藥生產(chǎn)廢水量的20%。故三唑磷農(nóng)藥廢水的設(shè)計(jì)處理量為18×(1+10%+20%)=23.4t/d，考慮到廢水處理是連續(xù)運(yùn)行的，三唑磷農(nóng)藥廢水的設(shè)計(jì)處理量即為1.0m3/h。
設(shè)計(jì)原水水質(zhì)見表1。
表1 設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)水量
項(xiàng)目
COD(mg/L)
水量 (t)
pH
酸性廢水
12000
10
1
堿性廢水
20000
8
10
1.4處理要求：
廢水經(jīng)二氧化氯廢液預(yù)處理后，COD處理率10%左右；混凝沉淀對COD處理率30％左右，再經(jīng)催化氧化處理后，該單元對COD的處理率為75%左右，總的處理率達(dá)到93.8%；最后進(jìn)行生化處理，出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8987-1996）一級排放標(biāo)準(zhǔn)，見表2所示。
表2 出水水質(zhì)
控制指標(biāo)
COD(mg/L)
色度(倍)
pH
指標(biāo)值
≤100
≤50
6-9
1.5設(shè)計(jì)原則：
A：保證處理效果。使之達(dá)到或優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)要求，
B：:保證處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。對自動化的要求不宜過高。
C：盡量減少基建費(fèi)用及日常運(yùn)行開支。
中和池
1.6設(shè)計(jì)構(gòu)筑物
二氧化氯廢液 氫氧化鈉溶液 聚合硫酸鋁
清水池
調(diào)節(jié)池
儲水池
SBR生化反應(yīng)器
催化氧化塔
板框壓濾機(jī)
中間池
斜管沉淀池
混凝池
廢水
污泥
儲泥池
泥餅外運(yùn)
壓力過濾器
濾液池
反沖水
剩余污泥 反沖水 二氧化氯溶液
出水
圖1 三唑磷農(nóng)藥廢水處理流程框圖
1.7設(shè)計(jì)方案的選擇、原理與特點(diǎn)
從以上當(dāng)前有機(jī)磷廢水及三唑磷廢水見報(bào)道的資料來看，各種方法都有自己獨(dú)到的優(yōu)勢，關(guān)鍵是要根據(jù)不同的廢水水質(zhì)來確定不同的組合，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的污水水質(zhì)，大致設(shè)計(jì)思路為：根據(jù)設(shè)計(jì)的廢水來源，一股10噸/天的pH為1的酸性廢水，一股8噸/天的pH為10的堿性廢水，單獨(dú)處理都很困難，現(xiàn)首先將他們混合來中和，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不僅節(jié)約了大量藥劑，而且能將一部分污染物去除，同時將二氧化氯協(xié)同發(fā)生器產(chǎn)生的廢液返回至調(diào)節(jié)池，利用其強(qiáng)氧化性對廢水進(jìn)行預(yù)處理；預(yù)處理之后的廢水依然為強(qiáng)酸性，為使混凝劑產(chǎn)生作用，用氫氧化鈉溶液對其進(jìn)行中和調(diào)節(jié)，之后加混凝劑，混凝之后進(jìn)入斜管沉淀池進(jìn)行沉淀，去除廢水中大量的懸浮物，為后面的處理作準(zhǔn)備；經(jīng)過混凝沉淀之后，廢液中還有許多難降解污染物，此時對其進(jìn)行催化氧化，斷裂難降解物質(zhì)的化合鍵，提高其可生化性；最后對廢液進(jìn)行生化處理，采用SBR法比較適合，因?yàn)槠涮赜械膮捬跖c好氧兼有的反應(yīng)對廢水中N、P的去除尤為適合。
2 唑磷廢水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1調(diào)節(jié)池
2.1.1調(diào)節(jié)池作用
所有進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)的廢水，其水量和水質(zhì)隨時都可能發(fā)生變化。生產(chǎn)裝置排出的工業(yè)廢水，其水質(zhì)和水量隨著生產(chǎn)過程而變化。排放水質(zhì)有連續(xù)的，有不均勻的，甚至是間歇的，廢水的水質(zhì)也變化很大，尤其是某些工序，操作是間歇的，變化就更大了，比如反應(yīng)釜排放廢液就是一例，在處于反應(yīng)過程中時無廢液排出，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)釜內(nèi)剩余物將從釜內(nèi)排放出來，這種反應(yīng)殘液的濃度十分高，污染嚴(yán)重，排放時間又短，引起廢水濃度的顯著增大。
水量和水質(zhì)的變化將嚴(yán)重影響廢水處理裝置的正常工作，水質(zhì)和水量的波動越大，處理效果越不穩(wěn)定，甚至?xí)箯U水處理工藝過程遭受嚴(yán)重破壞，尤其是采用生物法處理廢水時，微生物對廢水中有毒物質(zhì)非常敏感，超過所能接受的濃度，微生物的代謝作用就會受到抑制，甚至?xí)斐晌⑸锏乃劳?，即使是短時期的毒物沖擊，也將引起處理水質(zhì)的惡化。
為減少水量和水質(zhì)變動對廢水處理工藝過程的影響，在廢水處理系統(tǒng)之前宜設(shè)置調(diào)節(jié)池，存盈補(bǔ)缺，使后續(xù)處理構(gòu)筑物在運(yùn)行期間內(nèi)能夠得到均衡的進(jìn)水量和穩(wěn)定的水質(zhì)，并達(dá)到理想的處理效果。
設(shè)置均衡調(diào)節(jié)池的目的就是解決進(jìn)水水量水質(zhì)的變化和廢水處理裝置穩(wěn)定的處理能力，處理水質(zhì)要求達(dá)到穩(wěn)定的水質(zhì)這一矛盾的。均衡調(diào)節(jié)池包括單純的水量均衡和水質(zhì)均衡。水量均衡主要從水量的大小出發(fā)，保證進(jìn)入處理裝置的水量達(dá)到一定的穩(wěn)定程度水質(zhì)的變化可以不加考慮，在水量均衡的過程中，對廢水的水質(zhì)也有一定的均衡作用；水質(zhì)均衡是使?jié)舛雀邥r的廢水與濃度低時廢水相混合，使流入處理裝置的廢水濃度不超過某一個合適的范圍，從而保證處理裝置正常工作，在水質(zhì)均衡的過程中，同時也起著一定的水量均衡的作用。
水質(zhì)均衡要求預(yù)先掌握廢水排出的一般規(guī)律，水質(zhì)均衡要求掌握廢水水質(zhì)的變化規(guī)律，在允許條件下要盡可能增大均衡裝置的容積，容積越大，越有利于調(diào)節(jié)[5,6]。
2.1.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)
（1）池體尺寸
對于本設(shè)計(jì)的實(shí)際狀況，生產(chǎn)廢水排出基本上是均勻排出，因此水量調(diào)節(jié)可不予考慮，主要是水質(zhì)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的廢水主要來自三個方面：酸性廢水、堿性廢水、返回壓濾液。
設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)時間為8個小時，生產(chǎn)排出廢液體積為：
返回壓濾液約占生產(chǎn)廢水的30％，總的調(diào)節(jié)池有效體積應(yīng)該為：
設(shè)計(jì)池體為矩形，底面尺寸為：
則池高為：
取池體超高0.3m
則總的調(diào)節(jié)池尺寸為：
整個池體設(shè)于地下，池頂加蓋板，與地面相平。蓋板不能密封，留一定的縫隙供所曝空氣溢出。以上尺寸為調(diào)節(jié)池內(nèi)壁尺寸，施工時池壁厚為20，池底厚為40 。兩股生產(chǎn)廢水采用暗溝形式進(jìn)入調(diào)節(jié)池，從生產(chǎn)廢水排出口向調(diào)節(jié)池流動過程中即開始混合。
（2）預(yù)氧化設(shè)計(jì)
在后續(xù)的廢水處理中，作為氧化劑的二氧化氯發(fā)生裝置會產(chǎn)生一定量的廢液，廢液量大約二氧化氯，廢液的成分主要是二氧化氯、臭氧、氯氣、過氧化氫等，因此廢液具有較高的酸性及較強(qiáng)的氧化性。如若直接排放勢必造成二次污染，若處理后再排放，則又需要資金投入。考慮到廢液較強(qiáng)的氧化性，因此將其回流到整個處理工藝之前的調(diào)節(jié)池，對調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水進(jìn)行預(yù)氧化，農(nóng)藥中容易斷裂的化合鍵即被氧化斷裂，對COD的降低有一定的貢獻(xiàn)，大約能夠減少10％，減輕了后續(xù)處理的負(fù)荷，同時降解COD產(chǎn)生的沉淀直接沉在了斜管沉淀池，否則就要增加催化氧化塔的沉積物，對催化氧化塔的正常運(yùn)行也大有裨益。
（3）曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
直接在調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)氧化，會有一定的沉淀物生成，但對于設(shè)蓋板的調(diào)節(jié)池來說，清除沉淀并不容易，因此考慮將可沉淀物全部作為懸浮物泵入后面的中和沉淀池進(jìn)行處理。同時二氧化氯廢液需要與生產(chǎn)廢水進(jìn)行充分混合，從多方面考慮，采用曝氣混合攪拌的方式，為使懸浮物布置沉淀，因此選用較高的氣水比10:1
曝氣量為
采用II型曝氣頭：按照每個曝氣頭的曝氣能力
則需曝氣頭個數(shù)為個，即4個
若按照每個曝氣頭的服務(wù)面積0.75計(jì)算，則需曝氣頭個數(shù)為個。綜合考慮，需要安裝8個曝氣頭。曝氣頭安裝位置距池底距離為0.2米。為使懸浮物不留沉積地全部排出，設(shè)計(jì)池底向汲水管方向有2％的坡度，汲水管口設(shè)喇叭口，為防止懸浮物在汲水口沉積，在曝氣頭安裝時，最靠近汲水管口的兩個曝氣頭朝下安裝，以激起沉積物。調(diào)節(jié)池出口設(shè)測流裝置，以監(jiān)測調(diào)節(jié)的流量。
圖2 調(diào)節(jié)池剖面圖
圖3 調(diào)節(jié)池曝氣頭排布設(shè)計(jì)
選用曝氣頭相關(guān)參數(shù)如表3所示。
表3 II型曝氣頭參數(shù) [7]
型號
尺寸
服務(wù)面積
阻力損失
通氣量
II
0.75
100～150
0.3
16～24
調(diào)節(jié)污水提升泵選用型號為氣動隔膜泵，其相關(guān)參數(shù)如表4所示：
表4 氣動隔膜泵參數(shù)
型號
流量
揚(yáng)程
吸程
最大允許通過粒徑
功率
QBY—15
1
50
5
2.5
0.55
（4）返回壓濾水
返回的壓濾水直接從壓濾液集水池泵入調(diào)節(jié)池，入水口距地面0.3米，考慮水量較小，不易連續(xù)操作，因此采用間歇操作的方式，每小時工作一次，泵水0.5。擬選用水泵型號為型。
2.2混凝沉淀池
2.2.1中和池
從調(diào)節(jié)池泵出的廢水經(jīng)水質(zhì)水量調(diào)節(jié)與預(yù)氧化之后，COD去除約10％。由于酸性廢水與堿性廢水pH相差甚遠(yuǎn)而水量相當(dāng)。因此混合之后廢水依然呈強(qiáng)酸性，為使混凝取得較好的效果，必須對廢水的酸堿性進(jìn)行調(diào)節(jié)。選用混凝劑為聚合硫酸鋁，這種混凝劑在中性偏堿（pH＝8）時混凝效果最好，因此選用堿性藥劑對廢水pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，本設(shè)計(jì)選用氫氧化鈉作為中和藥劑，因?yàn)闅溲趸c具有組成均勻、雜質(zhì)少、易于投加、易于貯藏和運(yùn)輸、在水中溶解度高、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，雖然價格比較昂貴，相對氫氧化鈣中和來說省卻了許多后續(xù)污泥處理的麻煩，從整個過程來看，選用氫氧化鈉作中和藥劑還是比較合適的。
（1）氫氧化鈉用量計(jì)算與控制
三股廢水混合后的pH值（忽略添加的少量二氧化氯廢液引起的pH變化）：
A：酸性廢水 pH＝1 水量10t/d
B：堿性廢水 pH＝10 水量 8t/d
C：壓濾液 pH＝6.5 水量 6t/d
多股農(nóng)藥廢水混合后pH值為：
pH＝－
現(xiàn)預(yù)將pH調(diào)至8，則需加藥劑量為：
（設(shè)計(jì)混合水量為24t/d）
NaOH物質(zhì)的量為40.1
需要純的NaOH藥劑量為：
NaOH在水中的溶解度為300g/l，因此添加藥劑時即采用乳劑添加的方式。
由于添加乳劑中NaOH含量為30％，因此溶藥箱體積為：
（算式中分母1.3為乳劑密度/約數(shù)）
實(shí)際購買藥品純度為98％左右，因此溶藥時要比計(jì)算數(shù)值酌情添加。添加量由實(shí)際所購買的氫氧化鈉的純度及廢水的變化量而定。
設(shè)計(jì)溶藥箱尺寸
藥劑添加量的控制采用高位槽的形式添加，加藥量由流量計(jì)控制。
（2）中和池計(jì)算
機(jī)械混合是在混合池內(nèi)安裝機(jī)械攪拌裝置，用電動機(jī)驅(qū)動攪拌器，使水和藥劑混合，構(gòu)造簡單，機(jī)械混合池可以在要求的混合時間內(nèi)達(dá)到需要的混合強(qiáng)度，滿足混合要求。機(jī)械混合水頭損失小，可以適應(yīng)水量、水質(zhì)、水溫等的變化，混合效果好，缺點(diǎn)是維護(hù)管理較復(fù)雜，消耗動能。機(jī)械混合池內(nèi)攪拌器有漿板式、螺旋槳式、和透平式。漿板式結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，只是效能較低，比較適合于較小的混合池。
①池體計(jì)算
以NaOH調(diào)節(jié)酸堿性，采用機(jī)械攪拌混合的方式
中和時間設(shè)為一個小時
中和池有效容積：
為提高漿板攪拌效率，中和池采用圓形。
直徑
則池深為：
若取超高
則中和池總高為：
②攪拌器計(jì)算
中和池壁設(shè)四塊擋板，使用帶兩葉的平漿板攪拌器[7]。
每塊擋板寬度
其上下緣均取0.2米
則擋板長度為
由于H：D＝1.27：1>1.2，故攪拌器設(shè)兩層，即，
攪拌器層間距取0.4
攪拌器直徑
攪拌器距池底高度取
攪拌器葉面數(shù)＝2
攪拌器寬度
攪拌器外緣線速度采用
則攪拌器軸速：
攪拌器旋轉(zhuǎn)角速度：
計(jì)算軸功率：
上式中：
—— 水的相對密度，；
—— 攪拌器半徑；
—— 重力加速度，；
—— 阻力系數(shù)，0.2～0.5；
需要軸功率：
上式中：
——水的動力黏度，；
——設(shè)計(jì)速度梯度 ，一般采用500～1000；
，滿足要求，可以使用該種攪拌器
傳動效率取，則電動機(jī)功率
2.2.2、混合池
（1）池體計(jì)算
混合池同樣采用機(jī)械攪拌的混合方式混合時間采用60秒。
以聚合硫酸鋁作混凝劑，采用機(jī)械攪拌混合的方式，混合池有效容積
為提高漿板攪拌效率，混合池采用圓形。
直徑
則池深為：
取超高0.26米
則混合池總高為：
（2）攪拌器計(jì)算
混合池壁設(shè)四塊擋板，使用帶兩葉的平漿板攪拌器。
每塊擋板寬度
其上下緣均取0.05米
則擋板長度為：
由于H：D＝0.34：0.25＝1.36>1.2，故攪拌器設(shè)兩層，即，
攪拌器層間距取0.12
攪拌器直徑
攪拌器距池底高度取
攪拌器葉面數(shù)＝2
攪拌器寬度
攪拌器外緣線速度采用
則攪拌器軸速：
攪拌器旋轉(zhuǎn)角速度：
計(jì)算軸功率：
上式中：
—— 水的相對密度，；
—— 攪拌器半徑；
—— 重力加速度，；
—— 阻力系數(shù)，0.2～0.5；
需要軸功率：
上式中：
——水的動力黏度，；
——設(shè)計(jì)速度梯度 ，一般采用500～1000；
，滿足要求，可以使用該種攪拌器
傳動效率取
則電動機(jī)功率：
2.2.3凝聚池
廢水與混凝劑在混合池內(nèi)混合一分鐘后直接溢流到凝聚池內(nèi)進(jìn)行凝聚，停留時間設(shè)為20分鐘，根據(jù)處理速率，20分鐘的水量為：
設(shè)計(jì)凝聚池尺寸為：
池子體積為
2.2.4加藥槽
混凝劑選用聚合硫酸鋁，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)確定用量，用量極少，一般按照干污泥重量的0.5％計(jì)算。
假設(shè)廢水處理時有20％作為污泥沉降。
沉降污泥的含水率為98％
則每天的用藥量為：
即每天處理廢水的用藥量為0.48千克，為使加藥均勻，將其配置為低濃度的溶液形式加藥，以流量計(jì)控制加藥量。
采用不銹鋼材質(zhì)做溶藥槽，制作尺寸為0.4×0.4×0.4 m3
2.2.5斜管沉淀池
斜管沉淀池是跟據(jù)淺層沉淀理論，在沉淀池沉淀區(qū)與水平面形成一定傾角（通常為60°）的斜管組件，以提高沉淀效率的一種高效沉淀池。斜管沉淀池一般有進(jìn)水穿孔花墻、斜管裝置、出水渠、沉淀區(qū)和污泥區(qū)組成。按污泥與水流的相對運(yùn)動方向不同可將斜管沉淀池分為異向流、同向流和側(cè)向流三種。本次設(shè)計(jì)水量較小，采用異向流的形式，即水流自下而上，水中懸浮顆粒自上而下。由于沉淀區(qū)設(shè)有斜管組件，斜管沉淀池的排泥只能依靠靜水壓力排出。
在中小型水廠使用較多的沉淀裝置就是斜管沉淀池，相比較而言，斜管沉淀池的處理效果比平流沉淀池好，但有些因素也會影響沉淀池的沉淀效率，如斜管傾角、斜管長度、管徑、進(jìn)水方式、斜管中水流上升速度等。在生產(chǎn)中采用穿孔花墻及縫隙進(jìn)水墻，應(yīng)注意通過所開孔口的大小來控制流速，不致使礬花破碎。配水孔與斜管底部及排泥區(qū)的高度要根據(jù)實(shí)際情況來確定，如果采用下向流斜管就必須要注意斜管的傾角，傾角過大極易使已沉淀的污泥隨水流的慣性帶出水面；傾角過小則極易阻塞斜管，使斜管內(nèi)積泥嚴(yán)重，引起變壓變形，無法正常運(yùn)行，因此，傾角的確定也要根據(jù)水質(zhì)情況來分析?？傊?，不論采用何種配水方式，都要以不致使礬花破碎為原則，故要控制流速，一般設(shè)計(jì)采用流速為0.15[8]。
各設(shè)計(jì)部分設(shè)計(jì)[7]：
（1）清水區(qū)
主要參數(shù)：水力停留時間
出水量
斜管材料選用塑料化熱壓六邊形蜂窩管
壁厚
邊距。
安裝傾角60°
選用管長為固定值1.0
則沉淀池的清水區(qū)面積：
其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按3%計(jì)算
則實(shí)際清水區(qū)需要面積：
清水區(qū)采用方形結(jié)構(gòu)，則其邊長為：
實(shí)際選用尺寸大小為。
（2）斜管長校核
設(shè)上升流速
斜管內(nèi)水流速度為
顆粒物沉降速度
則管長L為：
考慮到管端紊流，污泥等因素，過渡區(qū)采用250，因此斜管長為1000足以滿足要求。
（3）沉淀池高度
清水區(qū)高度0.5
布水區(qū)高0.15
斜管高
排泥區(qū)高度0.87
過渡區(qū)高
斜管沉淀池總高：
為排泥方便，錐形污泥斗與地面距離采用，即斜管沉淀池整體抬高0.11，沉淀池最上端與地面相對高度為2.8。選用DN100的鑄鐵管道直接排入儲泥池或由人工用推車送入儲泥池。
（4）布水區(qū)
以穿孔花墻進(jìn)水，控制流速0.05
則進(jìn)水總面積：
，
為防止生成礬花破碎，必須保證進(jìn)水口徑不能太小，采用圓孔，則圓孔個數(shù)為：，即需要三個的圓孔進(jìn)水。沉淀池進(jìn)水采用大口經(jīng)斜管進(jìn)水的方式。從混合池直接以直管排出后分為三支管徑依然為的直管直接進(jìn)水斜管沉淀池，設(shè)分水裝置使三只分管內(nèi)水量均勻，安裝閥門，使分管內(nèi)進(jìn)入沉淀池的流速控制在0.05。進(jìn)水斜管與沉淀池布水區(qū)保證一定的傾角，至少，防止由于流速過小而致使礬花沉淀管內(nèi)而阻塞管口。
（5）集水區(qū)
沉淀池上部邊緣設(shè)穿孔集水槽，沿邊緣圍成一周，槽寬擬用，共設(shè)一根出水管，設(shè)出水流速為，則需要管徑為：
實(shí)際選用管道為DN40的PVC管。
（6）排泥區(qū)
采用靜壓力泥斗排泥，設(shè)絮凝污泥體積占總水量的20％，設(shè)計(jì)每個小時排泥一次，則需要泥斗容積為：
泥斗上邊緣即采用
錐形泥斗傾角
泥斗下邊長取
泥斗高：
錐形泥斗容積：
>0.2
整個排泥區(qū)高度即為。
污泥直接排入污泥儲存池，與反沖廢水和生化處理池剩余污泥混合后直接由板框壓濾機(jī)壓濾后外運(yùn)處理。
圖4 斜管沉淀池
2.3中間池
沉淀池出水儲存于中間池，因?yàn)楹罄m(xù)的催化氧化處理需要用泵泵入，設(shè)集水池就是為水泵的正常工作創(chuàng)造條件。設(shè)計(jì)尺寸為，（以上尺寸為集水池內(nèi)壁尺寸，施工時池壁厚為20，池底厚為40）。同時集水池還有一作用：后續(xù)的催化氧化處理對廢水酸堿度有一定要求，要求偏酸性，而前面的混凝沉淀是在偏堿性條件下進(jìn)行的，雖然后面加入的氧化劑有一定的酸性，但又是可能不能滿足要求，這時就可以在集水池設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，當(dāng)沉淀池出水堿性較高時，就可以在集水池對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。
集水池跟調(diào)節(jié)池一樣設(shè)于地下，池底朝汲水口方向設(shè)2％的坡度，汲水管口設(shè)喇叭口，池頂設(shè)蓋板，蓋板與地面相平。
2.4保安器
2.4.1保安器結(jié)構(gòu)及作用
保安器主要作用就是減少進(jìn)入催化氧化塔的懸浮物。本設(shè)計(jì)選用壓力濾池。工業(yè)廢水處理中除采用普通快濾池外，其他利用較多的濾池類型就是壓力過濾器和無閥濾池。壓力過濾器是一個承壓的密封過濾裝置。內(nèi)部構(gòu)造與普通快濾池相似，其主要特點(diǎn)是承受壓力，可利用過濾后的余壓將出水送到用水地點(diǎn)或遠(yuǎn)距離輸送。壓力過濾器過濾能力強(qiáng)，容積小，設(shè)備定型，使用機(jī)動性大，單個過濾器的過濾面積較小。通常采用的壓力過濾器是立式的，直徑不大，濾層以下為厚度的卵石墊層（），排出系統(tǒng)為過濾頭，在一些廢水處理系統(tǒng)中排水系統(tǒng)還安裝有空氣壓縮空氣管用以輔助反沖洗。
反沖洗污水通過頂部的漏斗或設(shè)有擋板的進(jìn)水管收集并排出。壓力過濾器外部裝有壓力表，取樣管，可以及時監(jiān)督過濾器內(nèi)的壓力損失和水質(zhì)變化。過濾器頂部設(shè)排氣管，用以排出過濾器內(nèi)和水中析出的空氣[6]。
2.4.2保安器設(shè)計(jì)
（1）設(shè)計(jì)參數(shù)確定及填料選擇
本次設(shè)計(jì)水量太小，沒有合適的成型設(shè)備供直接選用，需要自行設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)處理量為
濾速取
則圓形立式壓力過濾器的直徑為：
濾料選用粒徑為的石英沙，厚度設(shè)計(jì)為，其工作時的水頭損失約為，配水系統(tǒng)采用小阻力系統(tǒng)中的縫隙式濾頭。
（2）反沖系統(tǒng)
由于廢水中懸浮物的濾出，工作一段時間后過濾器壓力會不斷增大，耗能增加，這時就需要對石英沙進(jìn)行反沖洗，洗掉黏附于沙粒縫隙之間的沉積物。
設(shè)計(jì)每天反沖一次。
沖洗時間為
反沖洗強(qiáng)度設(shè)計(jì)為[9]
反沖時濾料的膨脹度為45％
由以上設(shè)計(jì)參數(shù)可以計(jì)算每一次反沖水量為：
（3）反沖水處理
反沖水含水率99.5％，直接排入污泥儲存池，與沉淀污泥和生化處理池剩余污泥混合后直接由板框壓濾機(jī)壓濾后外運(yùn)處理。
（4）池體尺寸確定
根據(jù)反沖洗時的膨脹度，可知
反沖洗時濾料膨脹高度為：
；
取超高；
布水高度；
反沖水管布置高度；
卵石墊層；
壓力過濾器的總高為：
驗(yàn)證：，比例大于50％，滿足合格要求。
該壓力過濾器整體為鋼結(jié)構(gòu)，進(jìn)水管直徑設(shè)為，進(jìn)水口設(shè)擋板使布水較為均勻；出水管直徑設(shè)計(jì)與進(jìn)水管直徑相同。
（5）進(jìn)水泵與反沖水泵選擇
水泵型號根據(jù)實(shí)際需要泵水速率而進(jìn)行選擇。
進(jìn)水水泵進(jìn)水能力不小于，揚(yáng)程不小于。
選擇水泵型號為：型，其相關(guān)參數(shù)如下：
表5 型水泵相關(guān)參數(shù)
型號
壓力
流量
功率
轉(zhuǎn)速
吸程
總揚(yáng)程
進(jìn)出口徑
0.4
2
2.2
960
4
44
25
反沖水泵泵水能力不小于，揚(yáng)程不小于。
選擇水泵型號為：型，其相關(guān)參數(shù)如下：
表6 型水泵相關(guān)參數(shù)
型號
流量
功率
轉(zhuǎn)速
揚(yáng)程
效率
％
10
2.2
2900
20
55
進(jìn)水
出水
反沖進(jìn)水
反沖出水
圖5 壓力過濾器
2.5二氧化氯特性及其制備
2.5.1二氧化氯在廢水處理當(dāng)中的應(yīng)用
二氧化氯分子由一個氯原子和兩個氧原子組成，氯原子以兩個配位鍵與兩個氧原子結(jié)合，其最外電子層上還存在一個不成對的自由電子，為活潑性自由基，具有很強(qiáng)的氧化作用，能使微生物蛋白質(zhì)中的氨基酸氧化分解，至今尚未發(fā)現(xiàn)微生物能抵抗氧化作用而不被殺滅的。二氧化氯的殺菌消毒作用機(jī)理是氧化作用，因此它不同于甲醛、酚類化合物使蛋白質(zhì)變性而使微生物失去活性，也不同于氯氣使微生物氯化而失去活性。它與微生物接觸時釋放出初生態(tài)的氧及次氯酸分子，對微生物的細(xì)胞壁有較好的吸附和透過性，能有效的氧化細(xì)胞內(nèi)含基的酶，快速地控制蛋白質(zhì)的合成，破壞微生物的酶系統(tǒng)，使蛋白質(zhì)中氨基酸氧化分解，達(dá)到抑制生長和殺滅。二氧化氯對有機(jī)鐵、錳、硫的氧化作用可用來脫色除臭，改善原水預(yù)處理時的凝集性[10]。
所有的高級氧化技術(shù)都主要基于羥基自由基，它是有機(jī)電極氧化中的主要反應(yīng)媒介游離基HO2· 及與其結(jié)合的O2·–在降解過程中也發(fā)生反應(yīng)，但這些激進(jìn)分子的反應(yīng)活性要遠(yuǎn)低于羥基，羥基能與大部分有機(jī)物發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，使之失去氫或發(fā)生親電子的加成反應(yīng)，游離態(tài)的激進(jìn)分子能與分子態(tài)的氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成過氧化物，進(jìn)而引起一系列降解反應(yīng)使污染物徹底礦化。另外，羥基還能依附在芳香環(huán)上俘獲鹵素的位置上，生成石炭酸同系物。雖然羥基是公認(rèn)的強(qiáng)活性基團(tuán)，但它與氯化烷基化合物的反應(yīng)確極為緩慢[11]。
高濃度有機(jī)化工廢水一般色度高，有機(jī)成分難以降解，其值很低，所以實(shí)際工程中直接采用生化方法處理廢水的效果很不理想，利用催化氧化裝置，強(qiáng)氧化劑配以高效的表面催化劑，對廢水進(jìn)行強(qiáng)烈的化學(xué)氧化作用，則出水的色度已基本達(dá)標(biāo)，同時使值及值都達(dá)到了適宜生化處理的范圍，從而在常規(guī)的物化處理和生化處理之間架起了一座橋梁。
利用二氧化氯（）的強(qiáng)氧化性處理難降解廢水是在水處理中的主要用處之一。但因?yàn)槎趸扰c有機(jī)物的反應(yīng)具有選擇性，這使得二氧化氯化學(xué)氧化處理難降解廢水時不能達(dá)到預(yù)期處理效果，因此采用二氧化氯與高效催化劑組成二相催化氧化體系，對廢水進(jìn)行催化氧化處理，改善反應(yīng)條件，提高反應(yīng)效率，是二氧化氯在廢水處理當(dāng)中的發(fā)展方向[12]。
二氧化氯在空氣中濃度大于10％或水中濃度大于30％時都將發(fā)生爆炸，使它的應(yīng)用受到很大的限制[10]?，F(xiàn)在利用二氧化氯基本上都是即用即制，不存放，不運(yùn)輸，只要合理操作二氧化氯發(fā)生裝置，它將是很安全的。
2.5.2二氧化氯的制備
二氧化氯的制備方法有兩種：一是化學(xué)法，二是電解法，目前我國大都采用電解法。電解法的成型設(shè)備叫二氧化氯協(xié)同發(fā)生器，其作用機(jī)理是：電解槽的陽極室加入飽和食鹽水，陰極室加入自來水，當(dāng)電壓電流達(dá)到額定值時在陽極室產(chǎn)生、、和協(xié)同消毒氣體[13]。
二氧化氯協(xié)同發(fā)生器產(chǎn)生的是、、、等綜合性氣體，具有極強(qiáng)的氧化性和廣譜殺菌能力。設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占地少，操作管理方便。制備原料是食鹽，能源為直流電，現(xiàn)制現(xiàn)用，安全方便。二氧化氯在常壓下制備，水射器負(fù)壓投加，消毒氣體不易泄漏，安全可靠。產(chǎn)品規(guī)格齊全，其產(chǎn)量為5～3000，適應(yīng)性強(qiáng)，選擇余地大。耗電耗鹽少，節(jié)省能源[14]。
2.5.3二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的選擇
本設(shè)計(jì)就是根據(jù)二氧化氯的用量，直接進(jìn)行二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的選型。根據(jù)實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，對本設(shè)計(jì)的廢水，需要添加的二氧化氯水溶液與處理廢水的比例是1：1，根據(jù)本設(shè)計(jì)的水量可知，需要二氧化氯用量為，直接進(jìn)行成型設(shè)備選型，產(chǎn)生氣體由水射器負(fù)壓投加至清水池泵回的水管中進(jìn)行混合吸收再與廢水按1：1的比例進(jìn)行混合后進(jìn)入催化氧化塔，在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)。
根據(jù)二氧化氯得實(shí)際用量選擇二氧化氯協(xié)同發(fā)生器的型號為：型。
其相關(guān)參數(shù)如下[15]：
表7 型二氧化氯發(fā)生器參數(shù)
型號
有效氯產(chǎn)量
裝機(jī)容量
動力水
設(shè)備質(zhì)量
設(shè)備尺寸
管徑
壓力
1000
1.0
32
90
圖6 SX98 型二氧化氯發(fā)生器
2.6催化氧化塔
2.6.1催化氧化劑
根據(jù)實(shí)際操作數(shù)據(jù)，廢水氧化達(dá)到理想效果所需氧化劑量是二氧化氯水溶液與保安器出水進(jìn)行1：1的混合，混合液在催化氧化塔的停留時間為1小時，所以催化氧化塔的進(jìn)出水量為，催化劑選用承載有效催化成分的專用活性炭（）。
2.6.2、塔身設(shè)計(jì)
以專用活性炭（）作為催化氧化塔的填料
其空隙率為0.5
所以催化氧化塔的有效體積為：
設(shè)計(jì)氧化塔直徑為，
則其有效高度為：
由于催化氧化塔中有曝氣頭曝氣，會引起濾料的上浮，取其上浮高度0.5，下部曝氣系統(tǒng)與布水系統(tǒng)管路安裝取總高0.9；
反沖時活性炭濾料的膨脹率為0.4
則膨脹高度為：
催化氧化塔的內(nèi)部總高為：
設(shè)備運(yùn)行時由下部進(jìn)水，上部出水，反沖時，也一樣下進(jìn)上出，因?yàn)槠貧庀到y(tǒng)的存在，沉積懸浮物總在填料的上方，只是正常工作時水流太小，不能完全沖出，而反沖時瞬時水量很大，出水速率相當(dāng)于正常工作時的30倍，沉積懸浮物都會隨反沖水的慣性而被沖出。
2.6.3曝氣系統(tǒng)
曝氣系統(tǒng)采用微孔曝氣頭，氣水比選用10：1
則曝氣量為：
選用II型曝氣頭，曝氣能力為
則需要曝氣頭個數(shù)為：
只
為安裝設(shè)計(jì)方便及實(shí)際狀況考慮，選用曝氣頭個數(shù)為8只。
根據(jù)曝氣量選擇鼓風(fēng)機(jī)型號為：，其相關(guān)參數(shù)如表8所示
表8 型鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)
型號
頻率
功率
電壓
壓力
流量
正常工作壓力
噪聲
重量
50
0.09
220－240
7
25
50
5.3
60
8.4
30
52
2.6.4進(jìn)水系統(tǒng)
以水帽進(jìn)水，選用水帽進(jìn)水速率為0.25
需要水帽個數(shù)為：
只
2.6.5反沖水設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)每天反沖一次，每次反沖時間為5分鐘
反沖強(qiáng)度
則反沖水量為：
反沖水泵泵水能力不小于
根據(jù)需要選擇水泵型號為：，其相關(guān)參數(shù)如下：
表9 型水泵參數(shù)
型號
流量
功率
轉(zhuǎn)速
揚(yáng)程
效率
％
80
7.5
1450
20
65
圖7、催化氧化塔結(jié)構(gòu)圖
圖8、催化氧化塔曝氣頭（右）與水帽安裝布置圖
2.7儲水池
2.7.1尺寸確定
前面一段工藝過程均為連續(xù)性操作，而后面的生化處理為間歇性操作，所以需要設(shè)一儲水池對水量進(jìn)行調(diào)節(jié)。的每個工作周期為8個小時，進(jìn)水時間為四個小時，
所以儲水池只需儲水催化氧化塔四個小時的出水量即可維持工藝處理的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，催化氧化塔的出水速率為，所以儲水池的有效體積不小于
設(shè)計(jì)儲水池為方形，尺寸為，取超高0.5，則儲水池整體尺寸為，以上尺寸為池體內(nèi)壁尺寸，施工時池壁厚為20，池底厚為40 。整池設(shè)于地下，上口設(shè)蓋板，與地面相平。
2.7.2注意事項(xiàng)及汲水泵選擇
池底汲水管喇叭口處要保證一定水深，一般不小于0.5米，否則會發(fā)生氣蝕而損壞水泵葉輪。
所設(shè)汲水泵，汲水能力不小于，揚(yáng)程不小于12。
選擇水泵為電動隔膜泵，其相關(guān)參數(shù)如下：
表10 DBY—40型隔膜泵參數(shù)
型號
流量
揚(yáng)程
吸程
最大允許通過粒徑
功率
DBY—40
4.5
30
4
1
2.2
2.8生化反應(yīng)器
2.8.1特點(diǎn)
循環(huán)間歇式活性污泥法（）是一種厭氧與好氧相結(jié)合的生物處理技術(shù)，其主要特點(diǎn)是：A、集進(jìn)水、厭氧、好氧、沉淀于一池，可靈活的變換運(yùn)行方式，以適應(yīng)處理不同類型的有機(jī)廢水的要求；B、設(shè)備簡單，一般不需設(shè)調(diào)節(jié)池，可省去初沉池，無二沉池和污泥回流系統(tǒng)，占地面積小，投資??；C、耐沖擊負(fù)荷，并能較好的防止污泥膨脹，處理能力強(qiáng)。這也是法備受中小型水處理工程青睞的主要原因。
2.8.2、設(shè)計(jì)進(jìn)水的水質(zhì)水量
（1）處理水量確定
本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)水量為24，運(yùn)行至生化處理階段，由于氧化劑溶液的添加，生化池需要處理的水量為48。
（2）進(jìn)水水質(zhì)
原始酸堿廢水水質(zhì)：
A：酸性廢水 ＝12000 水量10t/d
B：堿性廢水 ＝20000 水量 8t/d
C：壓濾液 ＝1500 水量 6t/d
三股廢水混合后的值為：
預(yù)氧化去除廢水的10％后值為：
混凝沉淀池去除的30％后值為：
二氧化氯的吸收液為處理達(dá)標(biāo)的出水，其值約為100
與斜管沉淀池出水混合后的值為：
催化氧化塔對的氧化效率為75％，其出水的值為：
催化氧化后，廢水色度已經(jīng)基本達(dá)標(biāo)，
所以的進(jìn)水水質(zhì)為：
水溫為10℃～30℃
要求出水水質(zhì)的指標(biāo)為：，
（3）設(shè)計(jì)參數(shù)擬定
—污泥負(fù)荷[9]
反應(yīng)池個數(shù)
排出比
活性污泥層面以上最小水深為：
濃度
反應(yīng)池深
2.8.3反應(yīng)池運(yùn)行周期各工序時間計(jì)算
（1）曝氣時間
實(shí)際控制曝氣時間。
（2）沉降時間
初期沉降速度：
水溫10℃時：
水溫30℃時：
必要的沉降時間為：
水溫10℃時：
水溫30℃時：
（3）排出時間
沉淀時間在0.55～1.65之間變化，排出時間取左右，加上排出后的靜置時間，則總的沉淀時間取。
（4）一個周期所需時間
每天處理周期數(shù)
實(shí)際操作取 ，
每個處理周期
（5）進(jìn)水時間
根據(jù)實(shí)際水質(zhì)，采取半限制性曝氣，即進(jìn)水一個小時后開始曝氣，進(jìn)水結(jié)束一個小時后曝氣停止，所以每個周期進(jìn)水時間與曝氣時間相同，為。從污水注入到注滿這一階段反應(yīng)器起到調(diào)節(jié)池的作用，對水質(zhì)水量變化有一定的適應(yīng)性。保留前面一個小時不曝氣主要是為起到脫氮釋放磷的作用。
2.8.4反應(yīng)池容積計(jì)算
（1）反應(yīng)池容量：
（2）進(jìn)水流量變動的計(jì)算
根據(jù)進(jìn)水時間和進(jìn)水流量變化模式，一個周期的最大進(jìn)水量變化比為。超過一周期污水進(jìn)水量與的比值為：
/＝
考慮流量之變動，，反應(yīng)池的修正容量為：
反應(yīng)池水深，則反應(yīng)池的表面積為：
若設(shè)反應(yīng)器為圓形，則反應(yīng)器直徑為：
實(shí)際取
此外，在沉淀排出工藝中可能接受污水進(jìn)水量的10％，則反應(yīng)池的必要安全容量為：
反應(yīng)池水深，則反應(yīng)池表面積為：
若設(shè)反應(yīng)器為圓形，則反應(yīng)器直徑為：
實(shí)際取
反應(yīng)池設(shè)計(jì)運(yùn)行水位
排水結(jié)束時水位：
基準(zhǔn)水位：
高峰水位：
溢流水位：
污泥界面：
2.8.5曝氣量計(jì)算
設(shè)計(jì)需氧量為
總需氧量為＝16.2
以鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，空氣中氧氣的含量為：
（假設(shè)空氣中只有氧氣和氮?dú)猓?
以型微孔曝氣頭進(jìn)行曝氣，曝氣效率為20％
總的空氣需要量為：
每天曝氣總時間為：
需要曝氣速率為：
需要安裝II型微孔曝氣頭的個數(shù)為：
只
即在反應(yīng)池底安裝8只曝氣頭
2.8.6剩余污泥排放
反應(yīng)器的污泥產(chǎn)率約為0.8
計(jì)算可得，每天的污泥產(chǎn)量為：
剩余污泥的含水率為96％，則污泥體積為：
剩余污泥直接排入儲泥池，與反沖水混合后直接由板框壓濾機(jī)壓縮。
2.8.7潷水器
反應(yīng)器最根本的特點(diǎn)是單個反應(yīng)器采用靜止沉淀、集中排水的方式運(yùn)行，為了保證排水時不會擾動池中各水層，使排出的上清液始終位于最上層，要求使用一種能隨水位變化調(diào)節(jié)的出水堰，即潷水器。
潷水器由收水裝置、連接裝置和傳動裝置組成。收水裝置設(shè)有擋板、進(jìn)水口和浮子等，主要作用是把處理好的上清液收集到潷水器中。潷水時瞬時流量較大，既要保證處理水順利通過，又要使反應(yīng)器中污泥不受擾動，更不能使污泥隨水流出。連接裝置也是潷水器的關(guān)鍵部位，在排水過程中要不斷的運(yùn)動，既要保證運(yùn)轉(zhuǎn)自如，又要保證設(shè)備的密閉性能。傳動裝置是保證潷水器正常工作的關(guān)鍵，無論采用何種傳動方式，均需要與自動控制系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合，通過程序自動控制潷水器動作[7]。
2.8.8自動控制系統(tǒng)
工藝采用自動控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)工藝的運(yùn)行和控制要求。由各種儀器儀表和、計(jì)算機(jī)等組成工藝的自動控制系統(tǒng)。進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和待機(jī)5個階段完全由控制系統(tǒng)自動操作和控制，根據(jù)水質(zhì)水量的變化和反應(yīng)器中各種參數(shù)的變化情況由事先編制的軟件來控制SBR系統(tǒng)的運(yùn)行。
SBR生化反應(yīng)池在工程設(shè)計(jì)方面還缺乏科學(xué)、可靠的設(shè)計(jì)模式，運(yùn)行模式與設(shè)計(jì)方法之間會有所脫節(jié)，因此宜于直接選擇設(shè)備，然后再根據(jù)水質(zhì)進(jìn)行調(diào)試[16]。
2.8.9設(shè)備選型
由于處理污水量較小，也可以直接用設(shè)備處理，根據(jù)計(jì)算所得池體數(shù)據(jù)，直接進(jìn)行設(shè)備選型，經(jīng)查找資料，可知浙江紹興環(huán)保設(shè)備廠的型號為的生化反應(yīng)器符合要求，其相關(guān)參數(shù)如下：
表11 型生化反應(yīng)器相關(guān)參數(shù)
型號
容積
尺寸
污水泵
羅茨鼓風(fēng)機(jī)
消
聲
器
配套總功率
占地面積
設(shè)備質(zhì)量
運(yùn)行質(zhì)量
60
5.5
與風(fēng)機(jī)配套
15.5
47
7.6
69
2.9儲泥池
由前面計(jì)算可知，每天產(chǎn)生的污泥來自幾個方面：
1、斜管沉淀池沉淀污泥泥量：0.2 含水率：98％
2、保安器反沖水泥量： 0.7 含水率：99.5％
3、催化氧化塔反沖水 泥量：5.3 含水率：99.8％
4、SBR剩余污泥 泥量：0.45 含水率：96％
由以上數(shù)據(jù)可以確定儲泥池的體積：
每天處理污泥總體積為：
板框壓濾機(jī)平均工作負(fù)荷為：
從上面的污泥排出速率可知，除保安器反沖水和催化氧化塔反沖水為瞬時排出的，沉淀污泥和剩余生物污泥都是陸續(xù)排出的，設(shè)計(jì)儲泥池體積主要是考慮存儲瞬時排出的反沖水體積6立方米，設(shè)計(jì)儲泥池體積為8立方米足以滿足要求。設(shè)計(jì)尺寸為。
根據(jù)污泥性質(zhì)，必要時可以再加入一些混凝劑對污泥進(jìn)行條理，使之容易壓濾，降低泥餅含水率。
2.10板框壓濾機(jī)
由于此次設(shè)計(jì)廢水量較小，產(chǎn)生污泥量也太小，沒有必要專門設(shè)計(jì)污泥濃縮池，因?yàn)橐话阄勰酀饪s池的污泥停留時間都比較長，因此占地面積都比較大，另外由于化學(xué)混凝沉淀的污泥相對生活污泥來說黏性較小，比較容易沉淀濃縮，因此此次設(shè)計(jì)省缺卻了污泥濃縮池，而增設(shè)了儲泥池，反沖水的污泥量比較大，但含水率較高，沉淀污泥與SBR生化反應(yīng)池剩余污泥的污泥量較少而含水率較低，因此將幾項(xiàng)污泥混合之后，板框壓濾機(jī)處理污泥質(zhì)量就比較均勻了。
根據(jù)污泥量的產(chǎn)生量選擇適當(dāng)型號的板框壓濾機(jī)。
經(jīng)查找相關(guān)現(xiàn)有成型設(shè)備資料，確定選用板框壓濾機(jī)型號為：，其相關(guān)參數(shù)如下：
表12 型板框壓濾機(jī)設(shè)備參數(shù)
型號
過濾面積
板框
尺寸
板框數(shù)
濾餅厚
濾室容積
外形尺寸
質(zhì)量
板
框
10
26
25
25
127
2685
2900
板框壓濾機(jī)的濾餅含水率按照65%計(jì)算，則每天的泥餅產(chǎn)量為：
泥餅直接外運(yùn)處理，農(nóng)藥污泥為危險(xiǎn)性有毒物質(zhì)，需要特定部門來特別處理。
每天的濾液產(chǎn)量為（不考慮蒸發(fā)滲透等消耗）：
板框壓濾機(jī)壓濾污泥來自儲泥池，污泥泵選用氣動隔膜泵，其相關(guān)參數(shù)如下：
表13 QBY—40型氣動隔膜泵相關(guān)參數(shù)
型號
流量
揚(yáng)程
吸程
最大允許通過粒徑
功率
QBY—40
0.8
50
5
1
0.55
壓濾液隨板框壓濾機(jī)的工作進(jìn)行而逐漸泵回調(diào)節(jié)池，可以連續(xù)泵回，也可間歇操作，不過間歇時間不能超過一個小時，那樣對水質(zhì)的均衡就會產(chǎn)生影響。
2.11濾液池
濾液隨板框壓濾機(jī)的工作進(jìn)行而逐漸泵回調(diào)節(jié)池，如果采用間歇泵回的方式，就將濾液暫時存集于濾液池，設(shè)計(jì)存水量為兩個小時壓濾液，則濾液池的體積為，設(shè)計(jì)尺寸為：。以上尺寸為池體內(nèi)壁尺寸，施工時池壁厚為20，池底厚為40 。
2.12清水池
壓力過濾器和催化氧化塔反沖時瞬時用水量很大，根據(jù)工藝流程的設(shè)計(jì)，這兩個步驟一般是同時運(yùn)行的。壓力過濾器每次反沖用水量為，催化氧化塔每次反沖用水量為，二氧化氯發(fā)生器需要的水量為1，清水排出速率為所以清水池的容水量最小體積為：
設(shè)計(jì)清水池尺寸為：
清水池設(shè)于處理水排放口的下游，整個處理工藝的達(dá)標(biāo)水排