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1、I 制漿造紙廢水處理站的設計 摘要：造紙廢水已成為水體污染重要污染源。該類廢水有機物濃度高、懸浮物多， 因此厭氧技術成為造紙廢水處理中不可缺少的關鍵技術。 結合造紙廢水的水質特點及傳統廢水處理工藝，本設計把成熟處理方法和先進 技術以及節(jié)能裝置相結合，選用 UASB+SBR 的聯合處理工藝，污水經過纖維回收機， 再進入調節(jié)池調節(jié)水量及 pH，再由 UASB 進行厭氧處理，后進入 SBR 池進行好氧 處理，通過處理，該廢水可達標排放，處理后的污水再排入城市污水管道。本設計 對造紙廢水的處理具有一定的借鑒意義。 本設計主要包括：設計說明書（主要內容有工藝流程設計、處理構筑物和設備 的設計計算、投資估

2、算等） ；設計圖紙（包括繪制平面布置圖、高程布置圖、管道布 置圖和主要構筑物詳圖等） 。 關鍵詞：造紙廢水； UASB+SBR 工藝；設計 II The Design Of Treatment Plant Of Pulp And Papermaking Wastewater Abstract: Become of high organic concentrations and suspended solids, the papermaking wastewater has been one mainly pollution source of water. And the method of

3、anaerobic technology is adopted to treat papermaking wastewater by degrees. According to characteristics of papermaking wastewater, traditional wastewater treatment process and advanced Energy-Saving device, this paper elects the joint UASB + SBR process to treat sewage: fiber is recycled from sewag

4、e by Fiber- -Recycling machine, re-entry adjustment pool of water and pH, and then carried out by the UASB anaerobic treatment, the following is to enter the SBR tank for aerobic treatment, through treatment, the wastewater can be discharged, treated and then discharged into the sewage pipeline. The

5、 design of wastewater treatment of paper making has a certain reference. This design include: the design specification (the design process mainly to deal with the design of structures and equipment, the investment estimates, etc.); design drawings (including floor plan drawing, elevation layout, pip

6、ing layout and details of major structures such as ). Keywords: Papermaking wastewater, UASB + SBR Process, Design III 目錄 第 1 章 前言.1 1.1 造紙廢水的簡介.1 1.1.1 引言.1 1.1.2 造紙廢水處理的實際意義1 1.1.3 國內外研究現狀.1 1.1.4 處理工藝現狀1 1.1.5 工程設計方案的選擇原則3 1.2 設計概況4 1.2.1 設計名稱4 1.2.2 設計內容4 1.2.3 設計主管單位4 1.2.4 設計編制原則4 1.2.5 工程技術采用

7、的主要技術規(guī)范和標準5 第 2 章 工程概況6 2.1 設計的基本規(guī)劃.6 2.1.1 處理方案的選擇.6 2.1.2 污水治理規(guī)劃與對策6 2.1.3 污水處理系統的設計規(guī)模6 2.1.4 水質目標6 2.2 工程技術參數.7 2.2.1 設計規(guī)模7 2.2.2 污水量變化系數.7 2.2.3 設計水質指標7 2.2.4 設計水的排放效果.7 2.2.5 污水的排放.7 2.3 廠址選擇7 IV 2.3.1 廠址選擇條件7 2.3.2 交通運輸和水電.8 第 3 章 工程計算9 3.1 工程設計9 3.1.1 處理工藝9 3.1.2 工藝流程9 3.1.3 工藝說明9 3.1.4 處理水的去

8、向10 3.1.5 污泥的處理及出路.10 3.2 主要構筑物的設計計算.10 3.2.1 纖維回收機.10 3.2.2 集水調節(jié)池.11 3.2.3 UASB 反應器的設計13 3.2.4 SBR 反應器的設計17 3.2.5 污泥濃縮池的設計.22 第 4 章 管道計算25 4.1 管道的選型計算25 4.1.1 污水管道的選型原則25 4.1.2 污水管道的選型.25 4.1.3 污泥管道的選型.25 第 5 章 總體設計26 5.1 平面布置26 5.2 管道水力損失計算.27 5.3 高程布置27 5.3.1 高程布置原則27 5.3.2 高程確定28 5.4 儀表及自控設計29 5

9、.4.1 設計說明29 V 5.4.2 設計標準29 5.4.3 系統構成30 5.4.4 中心控制室.30 第 6 章 工程概算31 6.1 人員配置31 6.2 廢水處理廠造價概算31 6.3 經濟概算32 第 7 章 安全與節(jié)能34 7.1 環(huán)保措施34 7.2 節(jié)約能源34 第 8 章 結論與建議35 8.1 結論35 8.2 建議35 致謝36 參考文獻37 1 第 1 章 前言 1.1 造紙廢水的簡介 1.1.1引言 隨著我國造紙業(yè)的迅速發(fā)展，造成環(huán)境污染尤其是水的污染越來，據統計資料 顯示，目前我國有大中小型造紙廠總數 10000 余家，年排放廢水量高達 40 多億立方 米，占全

10、國工業(yè)總排放量的 18.6%；從廢水中污染物排放量看，排放廢水中 COD 約 占全國工業(yè) COD 總排放量的 44.0%；從色度排放量看，制漿造紙業(yè)、紡織印染和制 革更是穩(wěn)居前三位。所以制漿造紙廢水的排放給環(huán)境帶來了極大壓力，也帶來了一 系列與經濟發(fā)展不相適應的問題。在許多地區(qū)，制漿造紙帶來的污染已經或正在成 為當地主要的污染源。如何在保證造紙業(yè)健康發(fā)展的同時，改善人們生活和居住環(huán) 境，提高生活質量，加快社會主義經濟建設步伐，是當前國民經濟發(fā)展的一項重要 任務。隨著我國造紙業(yè)的迅速發(fā)展，造紙廢水污染將不斷加劇，其污染防治迫在眉 睫。 1.1.2造紙廢水處理的實際意義1-2 造紙廢水由于有機物濃

11、度高的特點，帶來嚴重的水質污染問題，不僅影響經濟發(fā) 展，而且還危及生態(tài)安全，并對人的生命健康產生有害影響。鑒于造紙廢水具有很大 的危害性，所以必須經過專門的污水處理廠進行凈化、消毒等處理，才能排入城市水 管道或環(huán)境水體，這樣才能保證良好生態(tài)環(huán)境和人民的身體健康。 1.1.3國內外研究現狀 國外造紙發(fā)達國家對于制漿造紙廢水的治理一直不遺余力，從環(huán)境立法上對廢 水排放更是從嚴要求。 我國制漿造紙工業(yè)產量持續(xù)增長已居世界第三位，導致森林資源匱乏，不得不 以非木纖維尤其是禾草原料制漿造紙再加是企業(yè)規(guī)模過小，設備簡陋工藝落后，從 而導致造紙業(yè)污染及其嚴重，甚至有“一個小造紙廠污染一條河”的說法。 所以造

12、紙廢水的有效處理和排放是目前的迫切需求。 1.1.4處理工藝現狀3 目前制漿造紙廢水處理按其流程，可分為以下處理工藝： 一級處理工藝由濾池、調節(jié)池組成。由于制漿造紙廢水有機污染物濃度高，懸 2 浮物高，為了降低二級處理工藝的污染負荷量，采用化學混凝和絮凝氣浮工藝或沉 淀處理工藝作為強化一級處理的系統也日趨增多。 二級處理工藝目前主要以生物厭氧處理和生物好氧處理為主導工藝。生物厭氧 處理多為上流式厭氧污泥床反應器(UASB)，而好氧部分選擇性比較大，有活性污泥 法、生物膜法、氧化溝法、SBR 法和兩段活性污泥法等。為了降低制漿造紙廢水的 處理成本，減少污水處理的投資費用，實際處理工程中經常進行各

13、種處理方法的組 合，最大限度的發(fā)揮各段處理工藝的優(yōu)勢，提高處理效果。而近年來我國對環(huán)境質 量要求進一步提高，對造紙行業(yè)排放水要求更加嚴格，二級生物處理法處理后的制 漿造紙廢水再進行三級處理，使處理后的水更加清澈，成為可再用的資源。 三級處理技術措施主要有混凝沉淀法、過濾法、活性碳吸附法和化學氧化法等。 制漿造紙廢水主要污染成分為有機污染物，屬于高濃度有機廢水，因此制漿造紙廢水 生化處理工藝已成為制漿造紙廢水處理系統最重要的組成部分之一。 制漿造紙廢水的化處理技術與其它工業(yè)廢水處理和城市污水處理技術一樣，主 要是利用微生物的吸附作用和新陳代謝作用原理處理廢水，微生物以廢水中有機物 為營養(yǎng)源，通過

14、微生物一系列的生物過程，將高分子復雜的有機污染物分解為低分 子簡單物質，使廢水經生化處理后達標排放。 在制漿造紙廢水二、三級處理工藝中常用以下幾種處理機制： (1)上流式厭氧污泥床反應器(UASB) 上流式厭氧污泥床反應器(UASB)是厭氧處理的一個有代表性的形式。在這種反 應器中，廢水從底部均勻進入并向上運動，反應器下部為濃度較高的污泥床，上部 為濃度較低的懸浮污泥床。正常情況下，有機物負荷可達到 l5kg COD/m3.d，COD 去除率為 90%左右時，其污泥負荷可高達 30-50kg COD/m3.d。在利用 UASB 反應器 處理造紙廢水時，有機物體積負荷率、營養(yǎng)平衡狀況和堿度對厭氧

15、污泥?；匦缘?影響很大。目前，該技術己被廣泛用于城市污水、制糖廢水、石油化工廢水、造紙 廢水、印染廢水、制革廢水等工業(yè)廢水處理。 (2)氧化溝法(DO) 氧化溝法是一種新型活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，廢水和活性污泥 的混合液在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此被稱為“氧化溝”。氧化溝采用的水力停 留時間長達 1040h，污泥齡一般大于 1d，有機負荷低，僅為 0.050.15kgBOD/kgVSS .d，懸浮狀有機物在氧化溝內可以被徹底的降解，因而已實質上相當于延時曝氣活 3 性污泥法。目前，該技術己被廣泛用于城市污水、石油化工廢水、造紙廢水、印染 廢水、制革廢水等工業(yè)廢水處理。 (3)間

16、歇式活性污泥法(SBR) SBR 是間歇式活性污泥法的簡稱。它是近年來在國內外被引起廣泛重視和研究 日趨增多的一種污水生物處理新技術。廢水在同一反應池內按時間順序實現進水、曝 氣、沉淀、排水、閑置五個階段。與傳統活性污泥法相比， SBR 技術采用時間分割 的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應，靜置理想 沉淀替代傳統的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR 技術的 核心是 SBR 反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回 流系統。不設二沉池和污泥回流設備，不設調節(jié)池，將厭氧消化（或缺氧） 、好氧分 解和沉降集中在同一反應器中，通

17、過控制時間程序完成處理運行。SBR 是完全混合式 曝氣，具有調節(jié)水質和水量的功能。近年來，SBR 法處理造紙廢水逐漸被應用和推廣。 (4)吸附生物降解法(AB 法) AB 工藝是吸附生物降解(Adsorption-Biodegradation)工藝的簡稱。其由 A 段 吸附絮凝池和 B 段生物氧化兩個曝氣池串聯而成。兩段有各自的沉淀池和獨立的 污泥回流系統。A 段為吸附段，該段曝氣池有機負荷高，停留時間短，在缺氧(兼氧)環(huán) 境下工作;B 段為生物氧化段，B 段曝氣池在低負荷下運行。AB 法與傳統的生物處 理法相比，在去除效率、運行穩(wěn)定性、工程投資和運行費用方面均具有明顯的優(yōu)勢。 近年來被廣泛應

18、用于城市污水處理和工業(yè)廢水處理中。 (5)生物接觸氧化法 生物接觸氧化法目前在制漿造紙廢水處理工藝得到較多的應用。它是生物濾池(生物 膜法)和活性污泥法的結合產物。與活性污泥法不同的是生物接觸氧化法在氧化池中， 大部分微生物附著在固體填料表面上，形成兩種懸浮附著微生物共生的形態(tài)。生 物接觸氧化法用于較高工業(yè)廢水處理中，一般采用兩段處理流程，兩段法流程對于 水量、水質的沖擊負荷具有很強的耐沖擊能力。制漿造紙廢水由于廢水排放的瞬間 性和有機污染負荷變化較大，因此采用一段法在第一段氧化池中的微生物遭受毒害 時，導致處理能力降低，而對第二段影響較小，出水水質仍保持穩(wěn)定。 1.1.5工程設計方案的選擇原

19、則4 工程設計方案的選擇應遵循三條原則： 4 （1）技術合理 應正確處理技術的先進性和成熟性的辨證關系。一方面，應該重視工藝所具備的 技術指標的先進性，同時充分考慮中國的國情和工程的性質。造紙廢水的水量大，危 害也較大，所以要考慮工藝的成熟性和可靠性，在提倡技術先進的同時，要首要考慮 技術的合理，把風險降到最低。 （2）經濟節(jié)能 節(jié)省工程投資是污水處理廠建設的重要前提。合理確定處理標準，選擇簡捷緊湊 的處理工藝，盡可能的減少占地，力求降低地基處理和土建造價。同時，必須充分考 慮節(jié)省電耗和藥耗，把運行費用減至最低。對于我國現有的經濟承受能力來說，這一 點尤為重要。 （3）易于管理 造紙廢水的處理

20、在我國還處于較低的水平，專業(yè)人才相對缺乏，在工藝選擇過 程中，必須充分考慮到我國現有的運行管理水平，盡可能的做到設備簡單，維護方 便，適當采用可靠實用的自動化技術。 1.2 設計概況 1.2.1設計名稱 制漿造紙廢水處理系統的設計 1.2.2設計內容 設計水量 3000m3/d 制漿造紙廢水處理系統 1.2.3設計主管單位 西南科技大學環(huán)境與資源學院環(huán)境工程系 1.2.4設計編制原則 本工程方案的編制遵循以下原則： （1）認真貫徹國家關于環(huán)境保護工作的方針和政策，符合國家的有關法律、規(guī) 范、標準。 （2）在總體規(guī)劃的指導下，采取統一規(guī)劃，使工程建設與城市發(fā)展相協調，既 保護環(huán)境又最大限度的發(fā)揮

21、工程效益。 （3）采用適合本地區(qū)條件的技術，選用高效節(jié)能的污水處理工藝，并充分利用 污水廠廠址地形，因地制宜地采用現代化技術，提高管理水平，做到投資省、運行 5 費用低、技術可靠、運行穩(wěn)定。 （4）妥善處理、處置污水處理過程中產生的污泥，避免二次污染 （5）選擇國內或國外先進、可靠、高效、運行管理方便、維修簡便的排水專用 設備和控制系統。 1.2.5工程技術采用的主要技術規(guī)范和標準 污水綜合排放標準 (GB89781996) 城市污水處理廠污水污泥排放標準 (CJ3025-93) 污水綜合排放標準 (GB8978-1996) 水污染物排放標準 (GB4426-89) 造紙廢水污染物排放標準 （

22、GB3544-2001） 工業(yè)廠房墻板設計與施工規(guī)程 （JGJ2-79） 造混凝土泵送施工技術規(guī)程 （JGJ/T10-95） 施工現場臨時用電安全技術規(guī)范 （JGJ46-88） 建筑施工安全檢查標準 （JGJ59-99） 工程技術標準 工程制圖標準 6 第 2 章 工程概況 2.1 設計的基本規(guī)劃 2.1.1處理方案的選擇 UASB-SBR 工藝相對于其它處理工藝來說，污水處理效果更加穩(wěn)定可靠，工藝控 制調節(jié)靈活，工藝流程先進、簡潔、可靠，便于操作管理，工程實施切實可行，運行 維護管理方便，投資運行費用節(jié)省，整體工藝協調優(yōu)化，積極穩(wěn)妥地引進、采用先進 的污水處理和污泥處理的新工藝、新技術和新材

23、料。 UASB-SBR 工藝采用先進的節(jié)能技術，降低污水處理廠的能耗及運行成本，并且 采用先進、可靠的自動化控制技術，提高污水處理廠的管理水平，保證污水處理工藝 運行在最佳狀態(tài)，盡可能減輕工人的勞動強度。 根據以上分析，本次制漿造紙廢水處理工藝選用 UASB-SBR 工藝。 2.1.2污水治理規(guī)劃與對策 為保證該污水處理廠能夠順利收集造紙廢水，在建廠的同時進行污水管道、污水 提升泵站和污水截流措施的配套建設。 污水管道和污水提升泵站的能力應考慮截流倍數。 2.1.3污水處理系統的設計規(guī)模 根據排放污水的量，本設計采用 3000m3/d 的設計流量。 2.1.4水質目標 水質目標的確定取決于污水

24、經處理排放后對排放點的影響，根據設計要求，出水 水質要達到造紙工業(yè)水污染物排放標準GB3544-2001 中的一級標準。 表表 2-1 一級排放標準主要指標一級排放標準主要指標 出水標準 生化需氧量(BOD5)100mg/L 化學需氧量(CODCr)400mg/L pH69 7 SS100mg/L 2.2 工程技術參數 2.2.1設計規(guī)模 總規(guī)模：3000m3/d 2.2.2污水量變化系數 由于該造紙廠污水的最大排放量 Qmax=3000m3/d，因此本設計以 3000m3/d 的流 量設計。 2.2.3設計水質指標 表表 2-2 污水主要水質指標污水主要水質指標 水質指標 生化需氧量(BOD

25、5)2500mg/L 化學需氧量(CODCr)6500mg/L pH910 SS650mg/L 2.2.4設計水的排放效果 表表 2-3 設計水出水指標設計水出水指標 進水出水去除率 CODCr6500 400mg/L94% BOD52500100g/L96% SS650 100mg/L85% PH9-107 2.2.5污水的排放 該廠處理后出水的出路：由于經處理后的污水有機物含量還是比較高，不能直 接排入江河或直接回用，所以應該將處理水排入市政下水道，經城市污水處理廠處 理后排入江河或經過再次處理而直接回用。 2.3 廠址選擇 8 2.3.1廠址選擇條件 污水處理廠盡量建造在造紙廠附近，這樣

26、能減少管道的布置，節(jié)約成本，同時 有利于與城市管道的連接，方便處理后出水的排放； 自然條件的選擇應該與當地的氣候、風向、人文、管理選擇有關，選擇位置應 該在下風向。 氣象與水文資料如下： 風向：多年主導風向西南風 氣溫：最冷月平均氣溫 1.00C 最熱月平均氣溫 32.00C 極端氣溫，最高為 35.00C，最低氣溫-1.00C，最大凍土深度 0.1cm 水文：降水量多年平均為每年 800mm 蒸發(fā)量多年平均為每年 680mm 地下水位，地面下 5-6m 地質：廠區(qū)周圍工程地質良好，適合于建造污水處理廠 2.3.2交通運輸和水電 廠內應有規(guī)劃道路，方便污泥的外運。 供水系統是市政的自來水供水系

27、統，職工的取暖系統和天然氣運輸管道連接， 電源采用變電站出來的交流電壓。 9 污水調節(jié)池 SBR 污泥濃縮池 城市污水管 道 泥餅外運污泥脫水系統UASB 纖維回收機 第 3 章 工程計算 3.1 工程設計5-15 3.1.1處理工藝 本設計采用 UASB-SBR 工藝，其工藝簡單實用，成本低，效率高，構筑物少， 處理效果穩(wěn)定，耐沖擊，占地少，低耗高效，管理方便，維護簡單，是處理造紙廢 水較合理、有效的方案。 3.1.2工藝流程 圖圖 3-1 污水處理工藝流程污水處理工藝流程 3.1.3工藝說明 (1) 污水的預處理：纖維回收機、調節(jié)池 (2) 污水的生化處理：UASB、SBR 池 (3) 污

28、泥處理：污泥濃縮池，污泥脫水機房 (4) 處理出水的退水渠 (5) 供電系統 (6) 監(jiān)控系統 (7) 廠區(qū)基礎設施：照明、道路 10 3.1.4處理水的去向 經處理后的污水，可通過出水管渠排入城市污水管道，使其進入城市污水處理 系統進一步處理。 3.1.5污泥的處理及出路 泥餅是主要固體廢棄物，檢驗確認完全無害后，可作農肥或供園林部門用非于 娛樂場所綠化。污泥最終處理如作為肥料出售使用，宜通過一套生產治理做成復合 肥，裝袋后再投入市場。如泥餅檢驗不合格，可運往城市垃圾衛(wèi)生填理廠統一處理。 3.2 主要構筑物的設計計算 3.2.1纖維回收機 1. 工作原理 本設計擬采用 15-20 微米孔隙過

29、濾。微濾機是一種機械過濾的裝置，有傳動裝 置、溢流堰布水器、沖洗水裝置等主要部件組成。濾網為不銹鋼絲網，其工作原理 是將處理水從水管口進入溢流堰布水器，經短暫穩(wěn)流后，由出水口均勻溢出，分布 在反方向旋轉的濾筒濾網上，水流與濾筒內壁產生相對剪切運動，固形物被截流分 離，順著筒內螺旋導向板翻滾，由濾筒另一端排出。從濾網濾出的廢水在濾筒兩側 的防護罩導流作用下從正下方出水槽中流走。該機濾筒外配有沖洗水管，用壓力水 （3Kg/cm2）呈扇形噴射以沖洗疏通濾網，保證濾網始終保持良好的過濾能力。 2. 設備特點 （1）結果簡單，運轉平穩(wěn)，維修方便，壽命長； （2）過濾能力大，效率高，一般廢水纖維回收率大于

30、 80%； （3）占地小、費用低、低速運轉、自動保護、安裝方便、節(jié)水節(jié)電； （4）全自動連續(xù)工作，不需專人看管，回收纖維濃度可達 12%以上； （5）通過換不同網目的濾網可代替濃縮機和圓網脫水機使用。 3. 設備選型 根據 Q=125m3/h 所以本設計選擇 KWLJ 系列纖維回收機（山東滕州市科 創(chuàng)輕共機械有限公司）。 11 圖圖 3-2 纖維回收機示意圖纖維回收機示意圖 表表 3-1 纖維回收機性能參數纖維回收機性能參數 型號 過濾面 積m2 過濾水能 力T/H 濾筒轉 速r/min 電機功 率 （KM） 濾筒直 徑mm 濾筒有效 長度mm SS去除 率% COD去 除率% KWLJ514

31、150-3004-63150035007035 4.進出水水質情況 表表 3-2 纖維回收機進出水水質情況表纖維回收機進出水水質情況表 進水水質mg/L去除率出水水質mg/L COD6500354225 BOD2500102250 SS65070195 3.2.2集水調節(jié)池 1. 設計說明 調節(jié)池在污水處理中的最佳位置，應依據每個處理系統的具體情況而定。水量 調節(jié)池實際上是一座變水位的貯水池，進水一般為重力流，出水用泵提升。池中最 高水位不高于進水管的設計高度，水深一般為 6m 左右，最低水位為死水位。調節(jié) 12 池的形狀宜為方形或圓形，以利形成完全混合狀態(tài) 。長池宜設多個進口和出口。調 節(jié)池

32、中應設沖洗裝置、溢流裝置、排出漂浮物和泡沫裝置，以及灑水消泡裝置。出 口宜設測流裝置，以監(jiān)控所調節(jié)的流量。 2. 設計計算 （1）在 24 小時周期內的污水平均流量為： m3/h 3000 125 24 Q q T （2）調節(jié)池的有效容積 設計有效停留時間為 t=6h =1256=750 ()qtV 1 3 m 考慮增加理論調節(jié)池容積的 10%20。則調節(jié)池的容積應為： =1.2=1.2750=900()V 1 V 3 m （3）調節(jié)池的尺寸 設調節(jié)池內的有效水深為 6m ,超高 0.5 米，調節(jié)池出水由水泵提升。根據計算 的調節(jié)池容積，考慮到進水的標高，確定調節(jié)池的尺寸為： 采用方形池，池長

33、 L 與池寬 B 相等。則池表面積為： 900 150 6 V A h L=B=12.3m 取 L=B=13m 在池底設集水坑，設池底以 i=0.01 的坡度坡向集水坑，給水坑設計為 2m2m。 3. 潛水攪拌機的選配 為了防止污水中的懸浮物的沉積和使污水均勻，可采用水泵強制循環(huán)進行攪拌， 也可以采用專用的攪拌設備進行攪拌。根據調節(jié)池的有效容積，攪拌功率一般按 1 污水 48W 選配攪拌設備。 3 m 該工程取 4W，調節(jié)池選配潛水攪拌機的總功率為： 9004 =3600（W） 選擇 3 臺(二用一備）潛水攪拌機 ，單臺設備的參數為： 功率：2.2 kw 葉輪直徑:320mm 葉輪轉速:740

34、r/min 型號：QJB022-320（永嘉揚子江泵業(yè)有限公司） 13 圖圖 3-3 潛水攪拌機示意圖潛水攪拌機示意圖 4. 進出水水質情況 表表 3-3 調節(jié)池進出水水質情況表調節(jié)池進出水水質情況表 進水水質mg/L去除率出水水質mg/L COD4225103802.5 BOD2250102025 SS1955185.25 pH9-106-9 3.2.3UASB 反應器的設計 1 設計參數選擇 （根據給水排水常用數據手冊 ） 容積負荷 Nv8 Kg/(md) 污水停留時間 6 小時 3 污泥產率：0.1kgMLSS/kgCOD 產氣率：0.5 m/kgCOD 3 2 設計計算 （1）.反應器

35、有效容積計算 03000 3.8025 1426 8v QS V N m3 (注：S0為進水 COD 濃度) （2）.截面積計算 為了方便 UASB 內三相分離器的設計與施工，將 UASB 設計為方形池 14 子。取 UASB 高（H）為 6 米，超高取 0.5 米 則：A/H1426/6238 r V 考慮在發(fā)生意外事故的時候能不影響工藝的運行同時可以很好的維修, 因此在這里設計了兩座 UASB 反應器。 則：實際截面積 =119120 2 A A 設計反應器尺寸為： 12m10m （3）布水系統設計 若每個孔口的服務面積設計為 4.0,則單座反應器所需要的布水孔有： 個 120 30 4.

36、04.0 A 布水管安在距池底 0.6m 處。 為便于安裝，取 5 行管道，6 個布水孔/根。布水孔行距 2m、列距 2m （4）三相分離器的計算 為了方便布局，本反應器擬設計 5 個三相分離器。 沉淀區(qū)的設計 注意事項 a.沉淀區(qū)表面水力負荷沉淀器(集氣罩)斜壁傾角取 50 0 沉淀區(qū)面積為: 2 2 1224Sm 回流縫的設計 取 則， 1230.3 ,0.5 ,0.7hm hm hm 3 1 0.7 0.6 tantan50o h bm C 圖圖 3-4 三相分離器簡圖三相分離器簡圖 15 由此可得 ：b 2=20.62=0.8m 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速(V2)可用下式計算：

37、V=Q/S， 則下三角集氣罩之間的污泥回流縫中的混合液的上升液流速 1 3000 24 2 5 1.3/ 12 0.8 Q Vm h S 取回流逢寬 CD=0.5m,上集氣罩下底寬 CF=1m 則: DH=CDsin50=0.38m DE=2DH+CF=20.38+1 =1.76m 2 2S =2aCD=2 12 0.5=12m 則 凈水的 ,故取 =0.02g/cms 由斯托克斯公式可得氣體上升速度為： Vb = 2 1 () 18 g g d = 32 0.95 9.81(1.03 1.2 10 ) 0.01 18 0.02 =0.266cm/s=9.58m/h Va=V2=1.04m/h

38、 0.78 9.2,5.2 0.15 b a VBC VAB ，所以符合要求。 b a VBC VAB 3 出水系統設計 采用鋸齒型出水槽出水,槽寬取 0.2 米,槽高取 0.4 米。 4 排泥設計計算 污泥量為:3802.50.60.1300010 =684.45kgMLSS/d 3 每日的產泥量 684.45kgMLSS/d,則每個 UASB 日產泥量為 342.225kgMLSS/d。 剩余污泥含水率按 99%計算，每天排放濕污泥量： （干泥） ， 684.45 0.6845 1000 tt 33 0.6845 68 100%99% mm 可用 100排泥管排泥,每天排泥一次，采用重力排

39、泥。 5產氣量計算 每日產氣量：3802.50.60.53000103422.25 33 /md 每日的產氣量 3422.25,則每個 UASB 日產氣量為 1711.125。 3 /md 3 /md 選取 125mm 排氣管排氣，并將排出氣體用集氣罐收集。 6進出水水質情況 表表 3-4 UASB 反應器進出水水質反應器進出水水質 17 進水mg/L去除率出水mg/L COD3802.560%1521 BOD5202555%911.25 SS185.2520%148.2 3.2.4SBR 反應器的設計 1. 設計說明 經過 UASB 和沉淀池處理后的污水，COD、BOD 含量仍然還很高，要達

40、到 排水標準，必須要進一步處理，本設計選擇了好氧處理。本設計擬用 4 個 SBR 反應池，每個池子運行周期為 6h 2. 設計簡圖 圖圖 3-5 SBR 示意圖示意圖 3. 設計計算 確定參數 （根據給水排水常用數據手冊 ） 池內污水溫度為 20；污泥泥齡取 10d；池內混合液揮發(fā)性懸浮附體 （MLVSS）與混合液懸浮固體（MLSS）之比為：f=0.8；池中的 MLSS 取 X=2000 mg/L；污泥負荷率 Ls 取值為 0.25kgBOD /kg.MLSS.d；SVI 值=60；反應周期：SBR 5 周期采用 T=6h，周期數 n=4；期內時間的分配，反應池數為 N=4；進水時間： T/N

41、6/41.5h 反應時間：3.0h；靜沉時間：1.0h ，排水時間：0.5h； 一周期進水量 3 0 30006 187.5 24244 QT Qm N 反應池有效容積 00 3 1 187.5 911.25 341.7 2000 0.25s Q S Vm XL 反應池最小水量 3 min10341.7 187.5154.2VVQm 18 反應池中污泥體積 1 3 66 60 2000 341.7 41 1010 X SVIXV Vm 由于,所以符合要求 minx VV 校核周期進水量，應滿足下式： 01 66 60 2000 11341.7300.7 1010 SVIX QV 因為=187.

42、5300.7，所以符合要求 0 Q 確定單座反應器的尺寸 SBR 有效水深取 5.0m，超高 0.5m，則 SBR 總高度為 5.5 m，SBR 的面積為 341.7/568.34m 取 70m2 2 則令其長寬：10m7m SBR 反應池的最低水位： 154.2 2.2 10 7 m SBR 反應池中污泥高度為： 2.20.591.61m 41 0.59 10 7 m 由于 SBR 最低水位與污泥位之間距離差為 1.61m，大于 0.5m 的緩沖層， 所以符合要求。 4. 污泥產量計算 按污泥泥齡計算： 3 350 4 2000 4 101120/ 10c VXn Xkg d 剩余污泥按含水

43、率 99%計算，每天排放濕污泥量： 3 1120112 1.12112m 100010099 tt . （干泥）， % -% 5. 鼓風曝氣系統計算 確定需氧量 O2 取,活性污泥微生物分解有機物過程需氧率 b 250.5/akgOkgBOD =0.12kgO2/(kgMLSS.d),活性污泥微生物內源代謝過程的需氧率： Se=100mg/L 3 0.8 20001600/1.6/vXfXmg Lkg m 3 144 341.71366.8VVm 代入公式： 20 () ev Oa Q SSb X V 19 得：0.53000（911.25100） 2 O 10000.121.61366.81

44、329.3kg/d 2 O 供氧速率 R/24=1329.3/24=55.4kg/h 2 O 2 O 供氣量的計算 已知 SBR 池有效水深為 5m，采用鼓風曝氣，設曝氣擴散器安裝距池底 0.2m，則擴散器上靜水壓 4.8m，其他相關參數選擇： 值取 0.7， 值取 0.95，=1，曝氣設備堵塞系數 F 取 0.8，采用管式微 孔擴散設備，EA=18%，擴散器壓力損失：4 kPa，20 0C 水中溶解氧飽和度為 9.17 mg/L。 a. 擴散器出口處絕對壓力： Pd=P+9.8103H=(1.013105+9.81034.8)Pa=1.48105Pa b. 空氣離開 SBR 池面時，氣泡含氧

45、體積分數計算： 0 21(1)21 (1 0.18) 100%100%17.9% 7921(1)7921 (1 0.18) A A E E c. 20 0C 時 SBR 池混合液中平均氧飽和度計算： mg/L 0 5 55 1.48 1017.9 ()9.17 ()10.6 2.023 10422.026 1042 d s s P cc e. 將計算需氧量換算為標準條件（20 0C，脫氧清水）下充氧量： 2(20) (20)20 20 55.4 9.17 ( )1.0240.7 (0.95 1 10.62.0) 1.0240.8 s s T s O C O C TCF =112.4kg/h f

46、. 供氣量計算 3 112.4 2230/ 0.280.28 18% s s A o Gmh E 每個 SBR 池需要供氣量為： =9.3 m3/min 3 2230 557.5/ 44 sG mh 3布氣系統的計算 一個反應池的平面面積為：10770 曝氣設備的選擇原則： 在實際工程應用中，多數采用微孔曝氣，且微孔曝氣效率高，能耗少。不 易造成微孔堵塞。 曝氣管安在距池底 0.4m 處。 20 設氣速度為：150，則需要的曝氣頭個數為：min/L /9.3 1000/15062nv個 曝氣池面積為 70，為便于安裝，取 5 行管道，14 個曝氣頭/根。曝氣頭 2 m 行距 0.5m、列距 0

47、.71m. 圖圖 3-5 單個單個 SBR 反應池布氣系統設計簡圖反應池布氣系統設計簡圖 6. 設備選型 （1）曝氣設備的選型：根據供氣量選擇公稱直徑 DN=40mm 的微孔曝氣管。 （2）空壓機的選擇：供氣量需要，考慮到設備的性能， 3 70 150 /min630/Lmh 取 1.2 的安全系數，這供氣量為： 33 630 1.2756/12.6/minmhm 4 個反應池共需供氣量：12.64=50.4 m3/min 由以上條件可以選擇空壓機：TRE150 （二臺，一用一備） 表表 3-5 TRE150 性能參數性能參數 型號口徑/mm轉速/r/min 理論流量 /m /min 3 進口

48、流量/m 3 /min 軸功率 /KW/h 電機功率 /KW/h TRE15015012506065.072.190 （3）空氣管道的選擇 池內的曝氣支管中最大設計氣速為： 21 33 180 /min0.18/min10.8/Lmmh 查給水排水管材實用手冊得： 支管：時， 3 10.8/Qmh80DNmm0.6/m s 2 0.0117(/)immH O m 主管道： ， 33 54/2108/Qmhmh 時， 3 108/Qmh125DNmm2.26/m s 2 0.0776(/)immH O m （4）出水管道的選擇 計算參數：出水管中水流一般控制在 0.82.5m/s 之間，但在任何

49、情 況下就不小于 0.7m/s，設出水管坡度=0.003，充滿度為 h/d=0.5，取 v=1m/s。 流量,即 Q=104L/s 時， 3 187.5 375/ 0.5 Qmh 由公式 Q=，得5 . 0 4 2 v d 44 0.104 0.515515 0.53.14 1 0.5 Q dmmm v 根據以上的計算結果，選擇管徑相近的管道，因此選擇 PVC-U 系列， 公稱直徑 DN=520mm,則： v= 5 . 0 4 2 d Q 2 4 0.104 1/ 3.14 0.5150.5 m s 在 0.82.5m/s 之間，符合規(guī)定。所有構筑物之間用該管徑的管道連 接。 出水管道水淹深度

50、： 187.5 2.68 70 Q hm S 7. 進出水水質情況 表表 3-6 SBR 反應器進出水水質情況表反應器進出水水質情況表 進水水質去除率%出水水質 CODmg/L 1521 75%380.25 BOD5 mg/L 911.25 90%91.125 22 SS mg/L 148.2 35%96.33 3.2.5污泥濃縮池的設計 1. 設計說明 設污泥濃縮池一座，收集生化處理池中的污泥，并進行處理，這些污泥含水 率很高。對于小型污水處理站，采用間歇式重力濃縮池。間歇式重力濃縮池進泥、 排泥是間歇進行的。在池子上部設置上清液排出管。運行時，應先排除上清液， 然后排除污泥，排空池容，再投

51、入下一個循環(huán)。 2. 污泥濃縮池示意圖 圖圖 3-6 濃縮池示意圖濃縮池示意圖 3. 設計計算 設計參數： 進泥濃度：10g/L；污泥含水率 P199.0，污泥總流量： Q1800kg/d=180m3/d=7.5m3/h；設計濃縮后含水率 P2=95.0；污泥固體負荷： qs=45kgSS/(m2.d)；污泥濃縮時間：T=12h；貯泥時間：t=4h （1）濃縮池池體計算 濃縮池所需表面積 2 40 45 1800 m q Q A s W 濃縮池直徑 m1 . 7 3.14 0444A D 水力負荷 23 )/(19 . 0 )./(5 . 4 55 . 3 180 2323 2 hmmdmm

52、A Q u w 有效水深 h1=uT=0.19 12=2.28m 濃縮池有效容積 V1=A h1= 3.143.5522.28=90.2(m3) （2）排泥量與存泥容積 濃縮后排出含水率 P295.0的污泥,則 Q w=hmdmQ p p w /5 . 1/36180 95100 99100 100 100 33 2 1 按 4h 貯泥時間計泥量，則貯泥區(qū)所需容積 V24Q w4 1.56() 3 m 泥斗容積 )( 3 2 221 2 1 4 3 rrrr h V =)5 . 05 . 011 ( 3 6 . 114 . 3 22 = 2.93(m3) 式中 h4泥斗的垂直高度，取 1.6m

53、 r1泥斗的上口半徑，取 1 m r2泥斗的下口半徑，取 0.5m 設池底坡度為 0.08，池底坡降為 h5=m2 . 0 2 )21 . 7(08 . 0 故池底可貯泥容積 )( 3 2 111 2 1 5 4 rrRR h V = 322 59 . 3 )1155 . 3 55 . 3 ( 3 2 . 014 . 3 m 因此，總貯泥容積為 24 Vw= V3 + V4=2.93+3.59=6.52m3 V26() （滿足要求） 3 m （3）濃縮池總高度 濃縮池的超高 h2取 0.30m，緩沖層高度 h3取 0.30m，則濃縮池的總高度 H 為 54321 hhhhhH =2.28+0.

54、30+0.30+1.6+0.2=4.68(m) （4）濃縮池排水量 Q=Qw-Q w=7.5-1.5=6(m3/h) 4. 設備選型 由于回流污水的量少，故難以準確計算出所需管道的管徑，因此本設計取規(guī) 定的最小管徑，選用 UPVC 系列，公稱直徑 DN=100mm. 根據污泥量選擇排泥設備為：NL80-12 型立式泥漿泵 其參數為： 表表 3-7 泥漿泵的參數泥漿泵的參數 型號流量揚程轉速重量 NL80-12 80120hm / 31113m1450min/r145Kg 第 4 章 管道計算 4.1 管道的選型計算 4.1.1污水管道的選型原則 根據規(guī)定，為確定管系在良好的水力條件下工作，必須

55、滿足下列幾個水力要素 的要求： （1）管道坡度： 污水的標準坡度、最小坡度，見規(guī)范中的表。其中 25 最大坡度不大于 0.15(長度小于 1.5m 的管段可不受此限)。 （2）管道流速： 為使懸游物在污水中的雜質不致于沉在管底，并且使水 流能及時地沖刷管壁的污物，必須有一個最小保證流速。 （3）管道充滿度：所謂充滿度指管道中的水深 h 與管徑 d 的比值。 規(guī)范中規(guī)定溝道、管道都有一個充滿度的限值。 4.1.2污水管道的選型 （1） 計算參數 設進出水管管道坡度=0.0037,吸水管中的流速常采用 0.71.5m/s，本 設計取 v=1m/s，取管道充滿度為 h/d=0.8。 （2） 計算選型

56、取最大設計流量 Q=125m3/h,即 Q=35L/s 時，由公式 Q= ， 5 . 0 4 2 v d 得： 44 0.035 0.236236 0.83.14 1 0.8 Q dmmm v 根據以上的計算結果，選擇管徑相近的管道，因此選擇 UPVC 系列，公稱直 徑 DN=250mm，所有構筑物之間用該管徑的管道連接。 4.1.3污泥管道的選型 由于污泥（含水率 99%）屬塑性流體，層流狀態(tài)下阻力較大，紊流狀態(tài)下阻力 較小。所以設計輸泥管道時，通常采用較大流速。輸泥管道最小流速為 1.02.0 ，取設計流速為，設計流量為，充滿度sm/smv/5 . 1 33 180/0.00208/Qmd

57、ms 為 h/d=0.5。由于產生的污泥量少，故難以準確計算出所需管道的管徑，因此本設計 取規(guī)定的最小管徑，選用 UPVC 系列，公稱直徑 DN=140mm. 第 5 章 總體設計 5.1 平面布置 26 污水處理站的平面布置就是將站內各種構筑物及附屬建筑設施的相對位置的平 面布局。它包括：污水與污泥處理工藝構筑物及設施的總平面布置，各種管線、管 道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設施的平面布置。總體平面布置時應遵從 以下幾條原則： （1） 處理構筑物與設施的布置應順應流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運 行管 理。 （2） 工藝構筑物（或設施）與不同功能的輔助建筑物應按功能的差異，分別 相對

58、獨立布置，并協調好與環(huán)境條件的關系（如地形走勢、污水出口方 向、風向、周圍的重要或敏感建筑物等） 。 （3） 構（建）之間的間距應滿足交通、管道（渠）敷設、施工和運行管理等 方面的要求。 （4） 管道（線）與渠道的平面布置，應與其高程布置相協調，應順應污水處 理廠各種介質輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降 耗和運行維護。 （5） 協調好輔建筑物，道路，綠化與處理構（建）筑物的關系，做到方便生 產運行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。 （6） 整個構筑物建成地埋式，池頂留有人孔和設備孔，即地埋式。地上建筑 物有配電室、控制室和加氯間等，池頂覆土綠化，并留有人孔。整個工 藝在流程上污水

59、采用一次提升。 （7） 處理站內應有通風措施。 （8） 構筑物基礎采用鋼筋混凝土板基礎，池壁采用鋼筋混凝土整體現澆，材 料采用 C25 混凝土，內摻水泥滲量 10%UEA 膨脹劑和抗?jié)B劑，構筑物抗 滲標號 P8，抗凍標號 D100。 （9） 構筑物內抹面為 5 道剛性防水，外噴刷防水涂料，涂料顏色與周圍環(huán)境 協調。 5.2 管道水力損失計算 沿程水力損失為: ilh 1 其中： -管道長度，ml D-管徑，mm -流量，m3/hQ 27 局部水力損失為： g v h 2 2 2 其中：-局部阻力系數 -流速，m/sv 根據管道沿程損失計算軟件：鴻業(yè)水力計算工具計算粗略得出各管道沿程水力 損失如

60、下表 表表 4-1 各構筑物間管道的水頭損失表各構筑物間管道的水頭損失表 管渠設計參數 管渠 Q（m3/h ） DN（mm ） 1000i（m/sv ） （m）l （m 1 h ） （m 2 h ） 纖維回收機調節(jié)池1252502.30.840.0090.0028 調節(jié)池UASB1252502.30.8440.10820.0325 UASBSBR 反應池1252502.30.8480.11250.0337 由于污泥排泥量很少，所以污泥的排泥流量很小，因此對于污泥管道的水力損 失這里取 0.10m 5.3 高程布置 5.3.1高程布置原則 （1） 充分利用地形地勢及城市排水系統，使污水經一次提升

61、便能順利自流通 過污水處理構筑物，排出廠外。 （2） 協調好高程布置與平面布置的關系，做到既減少占地，又利于污水、污 泥輸送，并有利于減少工程投資和運行成本。 （3） 注意污水與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數和高度。 （4） 協調好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設計，既便于正常排放，又 有利于檢修排空。 5.3.2高程確定 28 設計調節(jié)池處的地坪標高作為相對標高0.00，按設計要求，確定池底埋深- 6.50m，再計算出設計水面標高為 6-6.50-0.50m，然后根據各處理構筑物的之間的 水頭損失，推求其它構筑物的設計水面標高。經過計算各污水處理構筑物的設計水 面標高見下表

62、。再根據各處理構筑物的水面標高、結構穩(wěn)定的原理推求各構筑物地 面標高及池底標高。具體結果見污水、污泥處理高程圖。 設構筑物水頭損失： 0 h 表表 5-1 各構筑物水頭損失表各構筑物水頭損失表 構筑物 水頭損失 （m） 0 h 纖維回收機0.200 調節(jié)池0.200 UASB0.160 SBR 反應池0.200 濃縮池0.100 地面高程為 0m；調節(jié)池最高水位-0.50m； 120 hhhh (1)纖維回收機最高水位為：進水管標高+0.50m，出水管標高-0.40m (2)出水后由泵提升 3 m，UASB 最高水位為： 3-0.50-0.160-0.1082-0.0325= 2.1993m

63、(3)出水經 UASB 后，SBR 反應池最高水位為： 2.1993-0.200-0.1125-0.0337= 1.8531m (4) 出水經 SBR 反應池后，濃縮池最高水位為 1.8531-0.100-0.100= 1.6531m 表表 5-1 各污水處理構筑物的設計水面標高及池底標高各污水處理構筑物的設計水面標高及池底標高 構筑物名稱水面標高 (m) 池底標高 (m) 構筑物名稱水面標高( m) 池底標高(m) 29 纖維回收機進水管+0.50-UASB+2.20-3.80 纖維回收機出水管-0.40-SBR 池+1.85-4.15 調節(jié)池-0.50-6.50污泥濃縮池+1.65-2.7

64、3 由于調節(jié)池水位較低，為克服系統所帶來的水頭損失，因而在調節(jié)池內采用潛 污泵對廢水進行提升，提升高度為 3 米，根據給水排水設計手冊第 11 冊，選用 QW 型潛水排污泵。 用途：QW 型離心式潛污泵是在吸收國外先進技術的基礎上，研制而成的新型 潛水排污泵。供水送水水溫不超過 40，pH 值 4-10，海拔高度不超過 1000m，帶 有固體及各種長纖維的污泥、廢水、生活污水以及腐蝕性、侵蝕性介質，適用于市 政污水處理廠、泵站、工廠、醫(yī)院、建筑、賓館排水。 其主要性能參數見表 5-2： 表表 5-2 QW 型離心式潛污泵性能型離心式潛污泵性能 型號 流 量 m3/h 揚 程 m 轉 速 r/min 電動機 功 率 kW 效 率 % 出 口 直 徑 mm 重 量 kg 生