某5000m3d印染廢水處理廠工藝設(shè)計(jì)（含CAD圖紙+文檔）,5000,m3d,印染,廢水處理,工藝,設(shè)計(jì),CAD,圖紙,文檔 水污染控制工程·課程設(shè)計(jì) 《水污染控制》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè) 計(jì) 名 稱 ：某城市5000 m3/d印染廢水處理廠設(shè)計(jì) 學(xué) 院 ： 　　 　　 專 業(yè) ：　　 　 組 長 ： 組 員 ：　 　　 　　 　　　　 年 月 日 目 錄 第一章 指導(dǎo)書 1 1.1 課程設(shè)計(jì)目的 1 1.2 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 1.3 設(shè)計(jì)文件要求及質(zhì)量要求 1.4 課程設(shè)計(jì)步驟和參考資料 7 第二章 污水處理工藝流程說明 8 2.1 處理工藝確定原則 8 2.2 方案預(yù)選 8 2. 3 污水處理工藝 9 第三章 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 22 3.1 格柵間 22 3.2 沉砂池 32 3.3 調(diào)節(jié)池 34 3.4 混凝池 38 3.5 水解酸化池 47 3.6 接觸氧化 53 3.7 MBR池 53 第四章 主要設(shè)備說明 55 4.1 設(shè)備的選擇原則 55 4.2 設(shè)備選型及參數(shù) 56 4.3 泵房 57 第五章 污水廠總體布置 59 5.1 主要構(gòu)筑物與附屬建筑物 59 5.2 總平面布置 61 5.3 高程布置 61 5.4 費(fèi)用計(jì)算 61 第一章 指 導(dǎo) 書 一、課程設(shè)計(jì)的目的 本設(shè)計(jì)是《水污染控制技術(shù)》課程教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，目的在于加深學(xué)生對(duì)所學(xué)環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)的理解，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。要求綜合運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)知識(shí)，在設(shè)計(jì)中掌握解決實(shí)際工程問題的能力，并進(jìn)一步鞏固和提高理論知識(shí)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握專業(yè)文獻(xiàn)、工程規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等設(shè)計(jì)資料的使用方法，掌握水處理工藝選擇、工藝計(jì)算的方法，掌握平面布置圖、高程圖及主要構(gòu)筑物的繪制方法，掌握設(shè)計(jì)說明書的寫作規(guī)范。 二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 對(duì)城市生活污水、印染廢水進(jìn)行處理工藝的選取以及污水處理廠的設(shè)計(jì)，要求進(jìn)行：工藝流程的選擇、處理構(gòu)筑物及其主要設(shè)備的選擇、對(duì)主要污水處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、確定污水廠的平面布置和高程布置，最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖（污水處理廠平面布置圖、污水處理廠高程圖、主要構(gòu)筑物的平立剖圖）。 設(shè)計(jì)深度一般應(yīng)符合初步設(shè)計(jì)的深度。 1、設(shè)計(jì)題目 第七組：某5000 m3/d印染廢水處理廠工藝設(shè)計(jì) 2、基本資料 （1）污廢水水量與水質(zhì) 印染廢水：處理水量為：5000m3/d 印染廢水水質(zhì)： COD800-1000 mg/L, BOD=200 mg/L, SS=400 mg/L，NH4+-N 80 mg/L。 （2）處理要求 污廢水經(jīng)處理后應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，具體要求如下： COD≤60 mg /L，BOD5≤20 mg/L，SS≤20 mg/L，氨氮≤8 mg/L，總氮≤20 mg/L。 出水直接排放至附近河流，河流的最高水位為-0.8 m(設(shè)地面標(biāo)高為0.0 m)。 （3）氣象與水文資料 風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸逼珫|風(fēng)； 氣溫：最冷月平均為 -3.5 ℃； 最熱月平均為32.5 ℃； 極端氣溫，最高為41.9 ℃，最低為 -17.6 ℃，最大凍土深度為0.18 m；（注：管道埋深需要同時(shí)滿足覆土厚度及冰凍線要求，覆土厚度需使管頂標(biāo)高位于地面標(biāo)高以下0.7 m及以上，同時(shí)不得小于冰凍線以下0.15m。） 水文：降水量多年平均為每年728 mm； 蒸發(fā)量多年平均為每年1210 mm； 地下水水位，地面下5~6 m。 （4）處理工藝流程 根據(jù)所學(xué)知識(shí)確定，不需要進(jìn)行多方案比較，但必須說明方案選擇的依據(jù)。 印染廢水參考工藝的主體工藝流程如下： 印染污水——調(diào)節(jié)池——格柵——泵房——預(yù)處理——生化處理——二沉池——深度處理——出水 以上是參考工藝流程，具體工藝流程可按需進(jìn)行調(diào)整。 3、設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果（每位同學(xué)完成） ① 設(shè)計(jì)說明書一份，包括；概述、污廢水處理工藝方案選擇說明；對(duì)工藝構(gòu)筑物選型作說明；主要處理設(shè)施的工藝計(jì)算；污水處理廠平面和高程布置說明。 ② 設(shè)計(jì)圖紙：污廢水處理廠平面圖和高程圖各一張，以及主要構(gòu)筑物（生活污水：沉砂池、初沉池、生化池、二沉池等；印染廢水：預(yù)處理、生化池、深度處理等）的平、立、剖面圖（注：同一構(gòu)筑物的平立剖畫在一張圖上），主體構(gòu)筑物的平立剖圖不少于3張。 ③設(shè)計(jì)過程分組進(jìn)行，每組設(shè)組長一名，要求每位學(xué)生均參與設(shè)計(jì)計(jì)算，組長填寫相應(yīng)的任務(wù)分工表（如下表），并根據(jù)組內(nèi)學(xué)生完成情況對(duì)本組成員進(jìn)行評(píng)分（總分按100分計(jì)）。 任務(wù)分工及評(píng)分表 設(shè)計(jì)題目 某城市5000 m3/d印染廢水處理廠工藝設(shè)計(jì) 組長 章鵬 序號(hào) 學(xué)生姓名 具體完成內(nèi)容 評(píng)分 1 陳帆帆 作圖 90 2 段雯 作圖 90 3 田彩玉 和4號(hào)共同討論完成第三章 85 4 章鵬 計(jì)算完成三，四，五章，制作ppt，整理文本格式和修改 85 5 馮琛 查閱第二章工藝資料，包括mbr，接觸氧化，水解酸化 85 三、對(duì)設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和質(zhì)量的要求 1、總體要求 ① 在設(shè)計(jì)過程中，要發(fā)揮獨(dú)立思考獨(dú)立工作的能力；尤其是對(duì)印染廢水處理的設(shè)計(jì)需查閱相關(guān)資料，確定具體工藝流程及設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 ② 本課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)訓(xùn)練，是污廢水處理主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算和總體布置； ③ 課程設(shè)計(jì)不要求對(duì)設(shè)計(jì)方案作比較，處理構(gòu)筑物選型按其技術(shù)特征加以說明； ④ 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求：內(nèi)容完整，簡(jiǎn)明扼要，文句通順，字跡端正。設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)繪制，內(nèi)容完整，主次分明。 2、設(shè)計(jì)文件 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖紙，是反映設(shè)計(jì)成果的技術(shù)文件，課程設(shè)計(jì)應(yīng)滿足初步設(shè)計(jì)深度對(duì)設(shè)計(jì)文件的要求。 （1）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 ① 要求 a. 應(yīng)說明污廢水處理的工藝過程，說明選擇構(gòu)筑物型式的理由。 b. 應(yīng)說明構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)，并列出數(shù)值。 c. 應(yīng)計(jì)算污廢水處理構(gòu)筑物或設(shè)施的主要工藝尺寸，應(yīng)列出所采用全部計(jì)算公式和采用的計(jì)算數(shù)據(jù)。應(yīng)附相應(yīng)計(jì)算草圖。 d. 應(yīng)說明采用的污水泵、鼓風(fēng)機(jī)、剩余污泥和回流污泥泵的型式和主要參數(shù)。 e. 應(yīng)說明主要處理構(gòu)筑物的排泥方法。 f. 應(yīng)結(jié)合污廢水廠總體布置原則與污廢水處理實(shí)際過程需要，說明污水廠平面布置和高程布置的合理性，并附平面和高程布置圖。 g. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書應(yīng)有封頁和目錄。 h. 說明書針對(duì)計(jì)算和說明，應(yīng)內(nèi)容完整、條理清楚、簡(jiǎn)明扼要、文句通順、字跡端正。 ②有關(guān)內(nèi)容如下所列（以生活污水為例） 第一章 總論 第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容 第二節(jié) 基本資料 第二章 污水處理工藝流程說明 第三章 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 第一節(jié) 格柵間和泵房 第二節(jié) 沉砂池 第三節(jié) 初沉池 第四節(jié) 曝氣池 第五節(jié) 二沉池 第四章 主要設(shè)備說明 第五章 污水廠總體布置 第一節(jié) 主要構(gòu)（建）筑物與附屬建筑物 第二節(jié) 污水廠平面布置 第三節(jié) 污水廠高程布置 第六章 結(jié)論 印染廢水根據(jù)生活污水的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容做相應(yīng)調(diào)整。 （2）設(shè)計(jì)圖紙 ① 污水廠總平面圖應(yīng)按初步設(shè)計(jì)要求去完成，圖上應(yīng)繪出主要處理構(gòu)筑物、處理建筑物、輔助構(gòu)（建）筑物、附屬建筑物、道路、綠化地帶及廠區(qū)界限等，并用坐標(biāo)表示其外形尺寸和相互距離，應(yīng)有坐標(biāo)軸線或坐標(biāo)網(wǎng)格。 總平面圖上繪出各種連接管渠，管道以單線條表示，并標(biāo)明管徑。 圖中應(yīng)附構(gòu)（建）筑物一覽表，說明各構(gòu)（建）筑物的名稱、數(shù)量及主要外形尺寸。 圖中應(yīng)附圖例及必要的文字說明。 ② 污水高程圖上應(yīng)繪出主要處理構(gòu)筑物和設(shè)施的構(gòu)造簡(jiǎn)圖，應(yīng)繪出各構(gòu)筑物之間的連接管渠。 圖上應(yīng)標(biāo)出各處理構(gòu)筑物的頂、底及水面標(biāo)高，應(yīng)標(biāo)出主要管渠、設(shè)備機(jī)組和地面標(biāo)高。 圖上應(yīng)附處理構(gòu)筑物、設(shè)備名稱。 圖上應(yīng)附圖例。 ③ 圖中文字一律用仿宋體書寫。圖例的表示方法應(yīng)符合一般規(guī)定和制圖標(biāo)準(zhǔn)。圖紙應(yīng)注明圖標(biāo)欄及圖名。圖紙應(yīng)清潔美觀，主次分明，線條粗細(xì)有別。圖幅宜采用3號(hào)圖，必要時(shí)可選用2號(hào)圖。 四、課程設(shè)計(jì)步驟和參考資料 1、課程設(shè)計(jì)的一般步驟 ① 明確設(shè)計(jì)任務(wù)及基礎(chǔ)資料，復(fù)習(xí)有關(guān)污廢水處理的知識(shí)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 ② 分析污廢水處理工藝流程和污廢水處理構(gòu)筑物的選型。 ③ 確定各處理構(gòu)筑物的流量。 ④ 初步計(jì)算各處理構(gòu)筑物的占地面積，并由此規(guī)劃污水廠的平面布置和高程布置，以便考慮構(gòu)筑物的形狀、安設(shè)位置，相互關(guān)系以及某些主要尺寸。 ⑤ 進(jìn)行各處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。 ⑥ 確定輔助構(gòu)（建）筑物、附屬建筑物數(shù)量及面積。 ⑦ 進(jìn)行污水廠的平面布置和高程布置。 ⑧ 設(shè)計(jì)圖紙繪制。 ⑨ 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書校核整理。 2、課程設(shè)計(jì)的主要參考資料 ①《水污染控制工程》（下），高等教育出版社（第三版） ②《排水工程》（下），中國建筑工業(yè)出版社（第四版） ③《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中國建筑工業(yè)出版社（第1、5、11、12冊(cè)） ⑤《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014-2006 ⑥《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ106-87 ⑦《污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社 ⑧《城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社 ⑨《簡(jiǎn)明排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中國建筑工業(yè)出版社 ⑩ 《水污染防治手冊(cè)》，上?？萍汲霭嫔? 第二章 污水處理工藝流程 2.1處理工藝確定原則 為了同時(shí)達(dá)到污水處理廠高效穩(wěn)定運(yùn)行和基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低的目的，依據(jù)下列原則進(jìn)行了污水處理工藝方案選擇。 （1） 技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)； （2）盡量減少污泥的產(chǎn)生量，力求在系統(tǒng)內(nèi)消化污泥，以減少污泥處理的投資及運(yùn)行費(fèi)用； （3）投資低，運(yùn)行費(fèi)用省，以盡可能少的投入取得盡可能高的效益； （4）選定工藝的技術(shù)設(shè)備先進(jìn)、可靠，國產(chǎn)化程度高，一致性好。 2.2進(jìn)出水水質(zhì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書,該廠處理規(guī)模定為：5000 進(jìn)、出水水質(zhì)： 項(xiàng)目 (mg/L) (mg/L) SS(mg/L) (mg/L) 進(jìn)水 1000 200 400 80 出水 <60 <20 <20 <8 2.3處理工藝選擇 沉砂池 調(diào)節(jié)池 水解酸化池 接觸氧化池 沉淀池 MBR池 污泥濃縮池 污泥脫水機(jī) 污泥回流 達(dá)標(biāo)水排放 上清液回調(diào)節(jié)池池 濾液回調(diào)節(jié)池 外運(yùn)處理 渣外運(yùn) 污泥 剩余污泥 隔柵 進(jìn)水 渣外運(yùn) 2.3.1生物接觸氧化 （1）反應(yīng)機(jī)理 生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。 該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。 (2)工藝特點(diǎn) ①用分段法提高凈化能力。生化過程分為兩個(gè)階段。首先是有機(jī)物被吸附在污泥上或存在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行生物合成，這個(gè)吸附合成速度很快。第二階段的生化過程以氧化為主，速度較慢。 ②用加接觸層的辦法來提高沉淀池效率。對(duì)沉淀池的生物膜采取沉淀的辦法，而對(duì)細(xì)小的懸浮物采取濾層截留的辦法，沉淀池取上升流速6.5～7.5m/h；澄清區(qū)停留15min。 ③接觸氧化工藝只需0.5～1.0h就可以達(dá)到活性污泥工藝8h的效果。主要靠生物膜，把氧化池分為兩段，沉淀池加接觸層，接觸氧化池分離下來的污泥含有大量氣泡，宜采用氣浮法分離。 基本特點(diǎn) 1、由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷； 2、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力； 3、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。 生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點(diǎn)，但又與一般生物膜法不盡相同。一是供微生物棲附的填料全部浸在廢水中，所以生物接觸氧化池又稱淹沒式濾池。二是采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充氧，而不同于一般生物濾池靠自然通風(fēng)供氧，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填料，也可稱為曝氣循環(huán)型濾池或接觸曝氣池。三是池內(nèi)廢水中還存在約 2～5%的懸浮狀態(tài)活性污泥，對(duì)廢水也起凈化作用。因此生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。 (3)處理裝置 分流式的曝氣裝置在池的一側(cè),填料裝在另一側(cè),依靠泵或空氣的提升作用，使水流在填料層內(nèi)循環(huán)，給填料上的生物膜供氧。此法的優(yōu)點(diǎn)是廢水在隔間充氧，氧的供應(yīng)充分，對(duì)生物膜生長有利。缺點(diǎn)是氧的利用率較低，動(dòng)力消耗較大；因?yàn)樗_刷作用較小，老化的生物膜不易脫落,新陳代謝周期較長,生物膜活性較?。煌瑫r(shí)還會(huì)因生物膜不易脫落而引起填料堵塞。 直接式是在氧化池填料底部直接鼓風(fēng)曝氣。生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈擾動(dòng)，更新較快，保持較高的活性；同時(shí)在進(jìn)水負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，生物膜能維持一定的厚度，不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右為宜。選用適當(dāng)?shù)奶盍弦栽黾由锬づc廢水的接觸表面積是提高生物膜凈化廢水能力的重要措施。一般采用蜂窩狀填料。蜂窩狀填料的比表面積如：蜂窩狀填料孔徑須根據(jù)廢水水質(zhì)（BOD□即五日生化需氧量、懸浮物等的濃度）、BOD負(fù)荷、充氧條件等因素進(jìn)行選擇。在一般情況下,BOD□濃度為100～300毫克/升，孔徑可選用32毫米；BOD□為50～100毫克/升,可選用15～20毫米；如在50毫克/升以下，可選用10～15毫米孔徑的填料。 填料要質(zhì)量輕，強(qiáng)度好，抗氧化腐蝕性強(qiáng)，不帶來新的毒害。采用較多的有玻璃布、塑料等蜂窩狀填料，此外，也可采用繩索、合成纖維、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窩狀、網(wǎng)狀、斜波紋板等。 生物接觸氧化法的 BOD負(fù)荷與廢水的基質(zhì)濃度有關(guān)，對(duì)低BOD濃度（50～300毫克/升）廢水每日每立方米的填料采用2～5千克(BOD□)，廢水停留時(shí)間為0.5～1.5小時(shí)，氧化池內(nèi)耗氧量約1～3毫克/升。由于氧化池內(nèi)生物量較大，處理負(fù)荷高，可控制溶解氧量較高，一般要求氧化池出水中剩余溶解氧為2～3毫克/升。 (4)優(yōu)點(diǎn) 凈化效率高；處理所需時(shí)間短；對(duì)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷的變動(dòng)適應(yīng)性較強(qiáng)；不必進(jìn)行污泥回流，同時(shí)沒有污泥膨脹問題；運(yùn)行管理方便。存在的問題主要是池內(nèi)填料間的生物膜有時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，尚待改進(jìn)。研究的方向是針對(duì)不同的進(jìn)水負(fù)荷控制曝氣強(qiáng)度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形狀、尺寸和材質(zhì)合適的填料。 (5)設(shè)計(jì)參數(shù) (1)生物接觸氧化池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于2個(gè)，并按同時(shí)工作設(shè)計(jì)。 (2)填料的體積按填料容積負(fù)荷和平均日污水量計(jì)算。填料的容積負(fù)荷一般應(yīng)通過試驗(yàn)確定。當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)，對(duì)于生活污水或以生活污水為主的城市污水，容積負(fù)荷一般采用1000～1500g BODs/(m3·d)。 (3)污水在氧化池內(nèi)的有效接觸時(shí)間一般為1.5～3.0h。 (4)填料層總高度一般為3m。當(dāng)采用蜂窩型填料時(shí)，一般應(yīng)分層裝填，每層高為1m，蜂窩孔徑應(yīng)不小于25mm。 (5)進(jìn)水BOD5濃度應(yīng)控制在150～300mg/L的范圍內(nèi)。 (6)接觸氧化池中的溶解氧含量一般應(yīng)維持在2.5～3.5mg/L之間，氣水比為15～20:1。 (7)為保證布水布?xì)饩鶆颍扛裱趸孛娣e一般應(yīng)不大于25m2。目前生物接觸氧化法的最適合填料為立體彈性填料,立體彈性填料與硬性類蜂窩填料相比，孔隙可變性大，不堵塞；與軟性類填料相比，材質(zhì)壽命長，不粘連結(jié)團(tuán)；與半軟性填料相比，表面積大、掛膜迅速、造價(jià)低廉。具體數(shù)據(jù):比表面積300m2/m3，填料長度1~2.5m，直徑150mm，接觸氧化池水深度可以做到3-8米，立體彈性填料設(shè)計(jì)容積負(fù)荷可達(dá)2kg/(m3·d)（一般污水）,氣水比一般取15:1，運(yùn)行時(shí)溶解氧含量大于2mg/l。采用好氧接觸氧化處理時(shí)進(jìn)水BOD小于500mg/l。 2.3.2MBR法 (1)工藝組成 膜- 生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的膜 -生物反應(yīng)器實(shí)際上是三類反應(yīng)器的總稱： 曝氣膜 - 生物反應(yīng)器(AerationMembrane Bioreactor, AMBR) ； ② 萃取膜 - 生物反應(yīng)器（ ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR ）； ③ 固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器（ Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 簡(jiǎn)稱 MBR ）。 (2)曝氣膜 曝氣膜 -生物反應(yīng)器最早見于 Cote.P 等 1988年報(bào)道，采用透氣性致密膜（如硅橡膠膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)（ Bubble Point）情況下，可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響。 (3)萃取膜 萃取膜 - 生物反應(yīng)器 又稱為 EMBR （Extractive Membrane Bioreactor）。因?yàn)楦咚釅A度或?qū)ι镉卸疚镔|(zhì)的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；當(dāng)廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí)，若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣提現(xiàn)象，不僅處理效果很不穩(wěn)定，還會(huì)造成大氣污染。為了解決這些技術(shù)難題，英國學(xué)者 Livingston研究開發(fā)了 EMB 。廢水與活性污泥被膜隔開來，廢水在膜內(nèi)流動(dòng)，而含某種專性細(xì)菌的活性污泥在膜外流動(dòng)，廢水與微生物不直接接觸，有機(jī)污染物可以選擇性透過膜被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨(dú)立，各單元水流相互影響不大，生物反應(yīng)器中營養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響，使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運(yùn)行條件如 HRT 和 SRT 可分別控制在最優(yōu)的范圍，維持最大的污染物降解速率。 (4)固液分離型膜 固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得最為廣泛深入的一類膜 -生物反應(yīng)器，是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。 水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥齡（ SRT）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的 25% ～40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。 針對(duì)上述問題， MBR將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，MBR實(shí)現(xiàn)污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間的分離，大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 (特別是優(yōu)勢(shì)菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，通過降低 F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。 (5)工藝特點(diǎn) 與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比， MBR 具有以下主要特點(diǎn)： 一、出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定 由于膜的高效分離作用，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，處理出水極其清澈， 懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒被大幅去除 ，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ CJ25.1-89 ），可以直接作為非飲用市政雜用水進(jìn)行回用。 同時(shí)，膜分離也使 微生物被完全被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)， 使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應(yīng)裝置對(duì)污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時(shí)反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水負(fù)荷（水質(zhì)及水量）的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。 二、剩余污泥產(chǎn)量少 該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費(fèi)用。 三、占地面積小，不受設(shè)置場(chǎng)合限制 生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積大大節(jié)??； 該工藝流程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受設(shè)置場(chǎng)所限制，適合于任何場(chǎng)合，可做成地面式、半地下式和地下式。 四、可去除氨氮及難降解有機(jī)物 由于微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時(shí)，可增長一些難降解的有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。 五、操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 該工藝實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥停留時(shí)間（ SRT ）的完全分離，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實(shí)現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制，從而使操作管理更為方便。 六、易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造 該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級(jí)污水處理廠出水深度處理（從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用）等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 膜 - 生物反應(yīng)器也存在一些不足。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： o 膜造價(jià)高，使膜 - 生物反應(yīng)器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝； o 膜污染容易出現(xiàn)，給操作管理帶來不便； o 能耗高：首先 MBR 泥水分離過程必須保持一定的膜驅(qū)動(dòng)壓力，其次是 MBR 池中 MLSS 濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強(qiáng)度，還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比傳統(tǒng)的生物處理工藝高。 (6)工藝用膜 膜可以由很多種材料制備，可以是液相、固相甚至是氣相的。目前使用的分離膜絕大多數(shù)是固相膜。根據(jù)孔徑不同可分為：微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜；根據(jù)材料不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是微濾級(jí)別膜。膜可以是均質(zhì)或非均質(zhì)的，可以是荷電的或電中性的。廣泛用于廢水處理的膜主要是由有機(jī)高分子材料制備的固相非對(duì)稱膜。 (7)膜的分類依據(jù)及分類： 一、 MBR 膜材質(zhì) 1、高分子有機(jī)膜材料： 聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。 有機(jī)膜成本相對(duì)較低，造價(jià)便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛，但運(yùn)行過程易污染、強(qiáng)度低、使用壽命短。 2、無機(jī)膜 ：是固態(tài)膜的一種，是由無機(jī)材料，如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機(jī)高分子材料等制成的半透膜。 目前在 MBR 中使用的無機(jī)膜多為陶瓷膜，優(yōu)點(diǎn)是：它可以在 pH = 0~14 、壓力 P<10MPa 、溫度 <350 ℃的環(huán)境中使用，其通量高、能耗相對(duì)較低，在高濃度工業(yè)廢水處理中具有很大競(jìng)爭(zhēng)力；缺點(diǎn)是：造價(jià)昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難。 (8)MBR 膜組件設(shè)計(jì)的一般要求： o 對(duì)膜提供足夠的機(jī)械支撐，流道通暢，沒有流動(dòng)死角和靜水區(qū)； o 能耗較低，盡量減少濃差極化，提高分離效率，減輕膜污染； o 盡可能高的裝填密度，安裝，清洗、更換方便； o 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)和熱穩(wěn)定性。 膜組件的選用要綜合考慮其成本，裝填密度、應(yīng)用場(chǎng)合、系統(tǒng)流程、膜污染及清洗、使用壽命等。 2.3.3水解酸化 酸化是一類典型的發(fā)酵過程，微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機(jī)酸。 從機(jī)理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個(gè)階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，特別是工業(yè)廢水，主要將其中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。混合厭氧消化工藝中的水解酸化的目的是為混合厭氧消化過程的甲烷發(fā)酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸相是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分開，以創(chuàng)造各自的最佳環(huán)境。 (1)結(jié)構(gòu) 酸化水解池內(nèi)分污泥床區(qū)和清水層區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時(shí)脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進(jìn)入池內(nèi)，并通過帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻地混合。污泥床較厚，類似于過濾層，從而將進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。由于污泥床內(nèi)含有高濃度的兼性微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來的有機(jī)物質(zhì)在大量水解—產(chǎn)酸菌作用下，將不溶性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)；同時(shí)，生物濾池反沖洗時(shí)排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌體外多糖粘質(zhì)層發(fā)生水解，使細(xì)胞壁打開，污泥液態(tài)化，重新回到污水處理系統(tǒng)中被好氧菌代謝，達(dá)到剩余污泥減容化的目的。由于水解酸化的污泥齡較長（一般15～20天）。若采用水解酸化池代替常規(guī)的初沉池，除達(dá)到截留污水中懸浮物的目的外，還具有部分生化處理和污泥減容穩(wěn)定的功能。 (2)處理過程 厭氧生化處理的概述 廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。 厭氧生化處理過程：高分子有機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個(gè)階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。 1、水解階段 水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過程。 2、發(fā)酵（或酸化）階段 發(fā)酵可定義為有機(jī)物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。 3、產(chǎn)乙酸階段 在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。 4、甲烷階段 這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。 (3)水解酸化分析 高分子有機(jī)物因相對(duì)分子量巨大，不能透過細(xì)胞膜，因此不可能為細(xì)菌直接利用。它們?cè)谒怆A段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。水解過程通常較緩慢，多種因素如溫度、有機(jī)物的組成、水解產(chǎn)物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。 酸化階段，上述小分子的化合物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外。發(fā)酵細(xì)菌絕大多數(shù)是嚴(yán)格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環(huán)境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護(hù)嚴(yán)格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產(chǎn)物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。 水解階段是大分子有機(jī)物降解的必經(jīng)過程，大分子有機(jī)物想要被微生物所利用，必須先水解為小分子有機(jī)物，這樣才能進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)進(jìn)一步降解。酸化階段是有機(jī)物降解的提速過程，因?yàn)樗鼘⑺夂蟮男》肿佑袡C(jī)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外。這也是為何在實(shí)際的工業(yè)廢水處理工程中，水解酸化往往作為預(yù)處理單元的原因。 兩點(diǎn)普遍認(rèn)同的作用： 1、提高廢水可生化性：能將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子。 2、去除廢水中的COD：既然是異養(yǎng)型微生物細(xì)菌，那么就必須從環(huán)境中汲取養(yǎng)分，所以必定有部分有機(jī)物降解合成自身細(xì)胞 第三章 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 3.1格柵的計(jì)算 本設(shè)計(jì)使用中格柵(柵條間隙：d＝10 mm，柵槽寬度s=10 mm) 設(shè)計(jì)參數(shù)： (1)通過格柵的水力損失： h2=ξ× (v2/2g)sinα× k v—— 污水流經(jīng)格柵的速度，m/s,本設(shè)計(jì)取0.7 m/s —— 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)， ，本設(shè)計(jì)中格柵條的斷面幾何形狀為矩形斷面，β為2.42 α——格柵的放置傾角，本設(shè)計(jì)為60o g—— 重力加速度，m2/s，本設(shè)計(jì)取9.8 m2/s k—— 格柵阻力增大系數(shù)，k=3 h2=ξ× (v2/2g)sinα× k =2.42××(0.72/2×9.8) ×sin60o×3=0.157 m (2)格柵的間隙數(shù)量 n=Qmax/dhv Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s d——柵條間距，m。本設(shè)計(jì)取10 mm，即0.01 m h——柵前水深，m。本設(shè)計(jì)取0.4 m n= Qmax× /dhv=× (sin60o)0.5/（0.01×0.4×0.7）=28.5 本設(shè)計(jì)取整，取柵條為29條 (3)格柵的建筑寬度： B=s(n－1)+dn B——格柵的建筑寬度，m s——柵條寬度，本設(shè)計(jì)取柵條寬度s＝0.01 m 則B=s(n－1)+dn=0.01×(29－1)+0.01×12=0.4 m (4)柵后槽的總高度 H＝h+h1+h2 h——柵前水深，0.2 m h1——格柵前渠道超高，本設(shè)計(jì)取0.3 m h2——格柵的水利損失 H＝h+h1+h2＝0.2+0.3+0.157＝0.657 m 取0.7 m (5)格柵的總建筑長度L： L＝l1+l2+0.5+1.0+H1/tgα l1=進(jìn)水渠道漸寬部位的長度，m l1=(B－B1)/2tgα1=(0.4－0.2)/2tg20?=0.31 B1——進(jìn)水渠道寬度，本設(shè)計(jì)取0.2 m α1——進(jìn)水渠道漸寬部位展開角度α1＝20? l2——格柵槽與出水渠道連接處的漸寬部位長度，一般l2＝0.5 l1 l2＝l1/2＝0.155 m H1——格柵前渠道深度，H1＝0.2+0.3＝0.5 m L＝l1+l2+0.5+1.0+H1/tgα ＝0.31+0.155+1.0+0.5/tg600 ＝1.83 m 取2 m (6)每日柵渣量 w＝Qmax w1×86400/（kz×1000） w1——柵渣量，m3/103m3污水，本設(shè)計(jì)取0.07 m3/103m3污水 kz——污水流量總變化系數(shù)，本設(shè)計(jì)取1.5 w＝Qmaxw1×86400/kz×1000＝5000×0.07×1.5/（1.5×1000）＝0.35 m3/d>0.2 m3/d 所以采用機(jī)械清渣 設(shè)計(jì)計(jì)算的示意圖如4.1 圖4.1 隔柵示意圖 3.2沉砂池 沉砂池一般是設(shè)在污水處理廠生化構(gòu)筑物之前的泥水分離的設(shè)施。分離的沉淀物質(zhì)多為顆粒較大的砂子，沉淀物質(zhì)比重較大，無機(jī)成分高，含水量低。污水在遷移、流動(dòng)和匯集過程中不可避免會(huì)混入泥砂。沉砂池是借助污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的砂粒、石子、煤渣等無機(jī)顆粒沉降，以去除相對(duì)密度較大的無機(jī)顆粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、豎流式沉砂池、渦流式沉砂池和多爾沉砂池。本設(shè)計(jì)中采用平流式沉砂池，其優(yōu)點(diǎn)是：截留無機(jī)顆粒效果較好、構(gòu)造較為簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 設(shè)計(jì)流量： 設(shè)計(jì)流速： 水力停留時(shí)間： （1）沉砂部分的長度L: 式中：—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，； —最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間， （2）水流斷面面積A： 式中：為最大設(shè)計(jì)流量， （3）池總寬度B: 設(shè)n=2格，每格寬b=0.6m,則： 有效水深 符合要求。 (4)貯砂斗所需容積V： 其中設(shè)計(jì)T：排泥間隔天數(shù)，取2天； X：城市污水沉砂量，??； ：污水流量總變化系數(shù)，取1.5 （5）貯砂斗各部分尺寸計(jì)算： 設(shè)貯砂斗底寬=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60度，貯砂斗高 則貯砂斗的上口寬為： 貯砂斗的容積： 每個(gè)沉砂斗的容積，設(shè)每一個(gè)分格有2個(gè)沉砂斗，則共有4個(gè)沉砂斗，則 即，沉砂斗容積夠用，符合要求。 （6）貯砂室的高度： 采用重力排砂，池底設(shè)6%坡度坡向砂斗，則： 式中：為沉砂斗間距，取0.06 （7）沉砂池總高度H： 其中為超高，取0.3m。 （8）進(jìn)水漸寬部分長度： （9）出水漸窄部分長度： （10）校核最小流量時(shí)的流速： 符合要求 式中：Qmin——最小流量； n1——沉砂池格數(shù)（個(gè)），最小流量時(shí)取1; Amin——最小流量時(shí)的過水?dāng)嗝婷娣e。 3.3調(diào)節(jié)池的計(jì)算 (1)調(diào)節(jié)池的作用與意義 紡織印染廠由于其特有的生產(chǎn)過程，造成廢水排放的間斷性和多變性，使排出廢水的水質(zhì)和水量在一日內(nèi)，甚至每班內(nèi)都有很大的變化。而廢水處理設(shè)備都是按一定的水質(zhì)和水量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，要求均勻進(jìn)水，特別對(duì)生物處理設(shè)備更為重要。為了保證處理設(shè)備的正常進(jìn)行，在廢水進(jìn)入處理設(shè)備之前，必須預(yù)先進(jìn)行調(diào)節(jié)，將不同時(shí)間排出的廢水，貯存在同一水池內(nèi)，并通過機(jī)械或空氣的攪拌達(dá)到出水均勻的目的，此種水池稱為調(diào)節(jié)池。此外，調(diào)節(jié)池尚具有預(yù)沉淀、預(yù)曝氣、降溫和貯存臨時(shí)事故排水的功能。 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容是池容積的計(jì)算。 V=QT 式中V——調(diào)節(jié)池容積，m3 T——停留時(shí)間，h Q——平均進(jìn)水流量，m3/h 調(diào)節(jié)池計(jì)算如下：本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量為Q=208.3 m3／h，T=5.0 h，采用穿孔管空氣攪拌，根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐，印染廢水的調(diào)節(jié)池氣水比為（4－6）：1，本設(shè)計(jì)中氣水比為5：1。 （1)調(diào)節(jié)池的有效容積 V=QT=208.33×5＝1041.7 m3 （2）調(diào)節(jié)池尺寸 調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形。查相關(guān)資料知道印染廢水有效水深一般取3－5米，考慮到地方限制等因素，本設(shè)計(jì)采用有效水深為He=5 m，調(diào)節(jié)池面積為： F＝＝＝208.3 m3 池寬B取10 m，則池長L為 L===20.8 m，本設(shè)計(jì)取21 m 保護(hù)高h(yuǎn)1＝0.3 m，池總高H=5+0.3=5.3 m （3）空氣管計(jì)算 空氣量Qs=208.3×5=1041.5 m3／h=0.295 m3／s 1).空氣總管: D1取200 mm，管內(nèi)流速V1為V1===10.23 m/s V1在10～15 m／s范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。 2).空氣支管D2： 共設(shè)10根支管，每根支管的空流量q為q=Qs=×0.295=0.0295 m3/s 支管內(nèi)的空氣流速V2應(yīng)在5～10 m／s范圍內(nèi)，選V2＝6 m／s，則支管直徑D2為 D2＝＝＝0.079 m=79 mm 取整D2=100 mm，則V2為： V2==3.76m/s 3).穿孔管D3： 每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量ql=0.0147 m3/s，在這里取v3=10 m/s D3==0.043 m，取D3＝50 mm，則V3為 V3＝＝7.49 m/s 符合設(shè)計(jì)規(guī)范（5－10 m/s） 4).孔眼計(jì)算 孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成450處，并交錯(cuò)排列，孔眼間距b=100 mm，孔徑φ＝4 mm，穿孔管長一般為4 m，按照一個(gè)孔眼服務(wù)A1＝3－5 m2進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，孔眼數(shù)m===33.3個(gè)，取整為30個(gè)，則孔眼流速v為 v===11.52 m/s 符合規(guī)范 （5） 管道阻力計(jì)算 查相關(guān)資料可取沿程阻力h1=103 mm,局部阻力h2=216 mm,布?xì)庾枇3可以由以下公式計(jì)算：h3=1.2p 其中，1.2――氣體阻力系數(shù)，p---空氣密度，取為1.205 kg/m3,v---空氣流速,單位m/s，g----重力加速度，取為9.8 m/s2 代入公式可以計(jì)算得到：h3=1.2×1.205×=16.60 mm 取穿孔管安裝高度為4.4 m,可以計(jì)算總的管道阻力為：H=4.4+0.166+0.103+0.216=4.88 m 設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)池如圖4.2 圖4.2 調(diào)節(jié)池 3.4豎流式沉淀池設(shè)計(jì) 3.4.1 設(shè)計(jì)概述 因本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流量不大，擬采用豎流式沉淀池． 3.4.2 設(shè)計(jì)參數(shù) ①池的直徑或池的邊長不大于8m，通常為4～7m。 ②池徑與有效水深之比不大于3。 ③中心管管內(nèi)流速不大于30mm/ｓ。 ④中心管下端應(yīng)設(shè)于喇叭口和反射板，反射板距地面不小于0.3m，喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35 倍，反射板直徑為喇叭口直徑的1.3 倍，反射板表面與水平面的傾角為17°。 ⑤中心管下端至反射板表面之間的縫隙高在0.25～0.50m 范圍內(nèi)時(shí)，縫隙中污水流速，初次沉淀池中不大于30mm/s，二沉池不大于20mm/s。 ⑥池徑小于7m 時(shí)，溢流沿周邊流出，池徑大于7m 時(shí)，應(yīng)增設(shè)幅流式集水支渠。 ⑦排泥管下端距池底不大于0.2m，上端超出水面不小于0.4m。 ⑧浮渣擋板距集水槽0.25～0.50m，淹沒深度0.3～0.4m。 3.4.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴ 中心管面積 設(shè)中心管流速＝0.03ｍ/ｓ，采用池?cái)?shù)ｎ＝2，則每池最大設(shè)計(jì)流量為 則中心管面積 ⑵ 沉淀部分有效面積 設(shè)表面負(fù)荷ｑ1＝2.52，則上升流速 ⑶ 沉淀池直徑 ⑷ 沉淀池有效水深 設(shè)沉淀時(shí)間T＝1.5ｈ，則 ⑸ 較核池徑水深比 ∴符合要求 (6)校核集水槽每米出水堰的過水負(fù)荷 ∴符合要求 ⑹ 中心管直徑 ⑺ 中心管喇叭口下緣至反射板的垂直距離 式中： h3 ——中心管喇叭口下緣至反射板的垂直距離，ｍ v1 ——污水由中心管喇叭口與反射板之間縫隙流處的流速，ｍ/ｓ d1 —— 喇叭口直徑; d1＝1.35d0＝1.35×1.11＝1.5ｍ ⑻ 污泥斗及污泥斗高度 取α＝60°，截頭直徑=0.4ｍ，則 ⑼ 沉淀池總高度 式中： H ——沉淀池總高度，m； h1 ——池子超高，ｍ；取為0.3m； h2 ——沉淀池有效水深，ｍ； h3 ——中心喇叭口至反射板的垂直距離，ｍ； h4——緩沖層高，因泥面很低，取為0； h5——污泥斗高度，ｍ； ⑽ 沉淀池出水部分設(shè)計(jì) 污水流量Q＝0.058/ｓ，集水槽內(nèi)的流量＝Q/2 則 ＝0.058/2＝0.029/s 采用周邊集水槽，單側(cè)出水，每池設(shè)一個(gè)出口，集水槽的寬度為 式中： K——安全系數(shù)，取值1.5 集水槽的起點(diǎn)水深為 集水槽的終點(diǎn)水深為 槽深均布為0.4ｍ。 采用直角三角形薄壁堰，堰上水頭（三角口底部至上游面的高度）取為ｈ＝0.03ｍ，每個(gè)三角堰的流量： 三角堰個(gè)數(shù)： 三角堰尺寸： 進(jìn)水bod為108，設(shè)計(jì)去除率為40%，則出水bod為64.8 進(jìn)水cod為320，設(shè)計(jì)去除率為50%，則出水cod為160 進(jìn)水ss為324，設(shè)計(jì)去除率為75%，則出水ss為81 3.5水解酸化池計(jì)算 根據(jù)所給的廢水水質(zhì)，設(shè)計(jì)進(jìn)水COD為1000mg/L,BOD5為200mg/L，根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，預(yù)計(jì)COD去除效率為20％，BOD5去除效率為10％，因此，出水COD為1000×（1－20％）＝800mg/L, BOD5為200×（1－10％）＝180mg/L （1）：水解池的容積V V＝ S-----廢水的COD (mg/L) Q-----廢水的排放量 （m3/d） Nv-----COD的容積負(fù)荷 （kg/m3.d） 工程中的經(jīng)驗(yàn)范圍為2－2.5，本設(shè)計(jì)采用2.5COD (2)：水解池的有效面積F F= H------水解酸化池的水深，一般應(yīng)該大于5.5－6 m,這里取6 m（其中有效水深為5.5m） 設(shè)計(jì)尺寸為（長×寬×高）10 m×8 m×6 m 檢驗(yàn)停留時(shí)間HRT HRT= （3）： 填料的選擇 理想的填料應(yīng)該滿足以下條件：a 比表面積大 b 掛膜容易 c 防腐性能強(qiáng)，耐用 d 維護(hù)方面 填料的容積V’==0.33×2000=667 m3 填料的高度H’= 填料選擇為軟性前衛(wèi)狀填料，立體豎狀分布，填料間間隙為60 mm，中心繩距離為120 mm （4）： 配水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 配水孔的面積A= Qmax =7500/24=312.5m3 /h 池子寬度為8m,取孔數(shù)目n= 50 個(gè)(孔間距為30 mm) ,因此單孔的直徑d為 d＝ m＝105 mm 設(shè)計(jì)圖形如下： 圖4.3 水解池 3.6生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 (1)生物接觸氧化池設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)考慮的一些因素： A、 按平均日污水量進(jìn)行計(jì)算 B、 池座數(shù)不應(yīng)少于兩座，并按同時(shí)工作考慮 C、 填料層總高度一般取3 m，當(dāng)采用蜂窩填料時(shí)，應(yīng)分層裝填，每層高1 m，蜂窩內(nèi)切孔徑不宜小于25 mm D、池中污水的溶解氧含量一般應(yīng)維持在2.5～3.5 mg/L，氣水比約為15～20：1 E、 為了保證布水、布?xì)饩鶆?，每池面積一般應(yīng)在25 m2以內(nèi) F、 污水在池內(nèi)的有效接觸時(shí)間不得少于2 h G、 生物接觸氧化池的填料體積可按BOD容積負(fù)荷率計(jì)算，也可按接觸時(shí)間計(jì)算 (2)BOD容積負(fù)荷率 據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)知： 印染廢水處理BOD容積負(fù)荷率取1.0 kgBOD／(m3d),氣水比為15：l (3)計(jì)算： 進(jìn)水BOD約為180mg／L，出水按去除效率40％計(jì)算可知道出水為108mg／L 1). 生物接觸氧化池填料的容積按下式計(jì)算： W=(m3) W——填料的總有效容積，m3 Q——日平均污水量，m3／h So——進(jìn)水BOD5值，kg／m3 Se——出水BOD5值，kg／m3 Nw——BOD容積負(fù)荷率，kgBOD／(m3d)，本設(shè)計(jì)取4.0 kgBOD／(m3d) 代入數(shù)據(jù)得： W=(m3)= =90m3 2). 氧化池面積與個(gè)數(shù) f= H——填料層高度，m，一般取4 m n——接觸氧化池座(格數(shù)，一般n>或=2)這里取n=3 f——每座(格)接觸氧化池面積，m2，一般f<或=25 m2 則有： f==7.5m2 取整f=8m2，本設(shè)計(jì)中平面尺寸采用長4m,寬為2m,2 f=8m2＜25，符合設(shè)計(jì)規(guī)范 3). 污水與填料的接觸時(shí)間 t= t——污水在填料層內(nèi)的接觸時(shí)間，h則有：t==0.46 h 4). 接觸氧化池的總高度 H0=H+h1+h2+（m－1）h3+h4 H0——接觸氧化池的總高度，m h1——超高，m，h1=0.5～1.0 m，本設(shè)計(jì)取0.5 m h2——填料上部的穩(wěn)定水層深，m，h2=0.4～0.5 m，本設(shè)計(jì)取0.5 m m——填料層數(shù)，本設(shè)計(jì)1層 h3——填料層間隙高度，m，h3=0.2～0.3 m，本設(shè)計(jì)取0.3 m h4——配水區(qū)高度，m，當(dāng)考慮需要入內(nèi)檢修時(shí)，h4＝1.5 m，當(dāng)不需要入內(nèi)檢修時(shí)，h4＝0.5 m，本設(shè)計(jì)取1.5 m 則有： H0=0.5+0.5+4+2×0.3+1.5=7.1m 5). 接觸氧化池的接觸時(shí)間 t=0.33× t——接觸反應(yīng)時(shí)間，h SO——原污水BOD值，mg／L Se——處理水BOD值，mg／L P——接觸氧化池內(nèi)填料的標(biāo)準(zhǔn)充填料為池容積的75％ 則有：t=0.33×＝1.65 h 6). 填料與安裝 采用軟性纖維填料，中心繩距離為120 mm，纖維束之間的距離為60 mm,分4層，每層填料高1 m，所需填料容積為V， V，＝2×4×4=32m3 7). 空氣管道布置見圖4.4 圖4.4 生物接觸氧化池 每池空氣量(氣水比這里取定為15：1) q=15 空氣管直徑；取空氣管流速為15 m/s =0.192 m 取d=0.2m=200mm 重新核算空氣管流速v V＝==13.82 m/s 在規(guī)定的10－15 m/s范圍內(nèi) 符合 每池設(shè)8根支管，支管流速取為5 m/s,直徑為 這里取整為DN100 重新核算支管空氣流速：V=＝＝5.71m/s，在規(guī)定5－10 m/s范圍內(nèi)，合理 孔眼布置以每根支管為單位進(jìn)行進(jìn)算?？籽壑睆溅眨?0 mm，孔眼流速v=10 m／s,每個(gè)孔眼通過氣量q，,q，= 每根支管上的孔眼數(shù)m m＝ 取70個(gè) 支管長度取5 m，支管上布置孔眼，孔眼間距采用60 mm，則每根短支管最多允許開孔數(shù)m為 >70 滿足 開孔位置為支管底部與垂直線成45o的地方，且交錯(cuò)排列 9). 填料的選擇及改進(jìn)措施 本設(shè)計(jì)采用的填料我國自行開發(fā)的軟性填料，即軟性纖維狀填料，中心線之間的距離設(shè)計(jì)為120 mm，層與層之間這種填料的特點(diǎn)是比表面積大，重量輕，高強(qiáng)，物理，化學(xué)性能穩(wěn)定，運(yùn)輸方便，組裝容易等。在實(shí)際工程發(fā)現(xiàn)這種填料的纖維束中心容易產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，而且纖維束易于結(jié)塊。 對(duì)此，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策，，采取全面曝氣方式；采取分層充填措施，在二沉池間留有200～300 mm的間隙，每層高不超過1.5 m，使水流在層間再次分配，形成橫流與紊流，使水流得到均勻分布。 3.7MBR池 （1）膜組件選型 本設(shè)計(jì)的膜選用日本久保田（Kubota）公司生產(chǎn)的液中膜，膜技術(shù)參數(shù)[11]見表3.3。 表3.3 久保田（Kubota）膜技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 名稱 特性參數(shù) 1 材質(zhì) 聚氯乙烯 2 膜孔直徑 0.4μm 3 過濾方式 重力過濾/吸引過濾 4 最大過濾壓力 重力過濾：12KPa/吸引過濾：20KPa 5 耐化學(xué)藥品性 耐酸耐堿性強(qiáng)（pH值2～12） 6 膜支架尺寸510型 寬×高×厚：490mm×1000mm×6mm 7 膜支架有效面積 0.8 m2 /張 8 膜通量 0.4～0.8 m3/m2.d 3.4.2池體計(jì)算 （2）膜支架張數(shù)計(jì)算(按每天24小時(shí)運(yùn)行計(jì)算) 式中：n——膜支架張數(shù)，張； η——膜通量，一般取0.4～0.8 m3/m2.d； t——每天運(yùn)行時(shí)間，h； 0.8——膜支架有效面積 ，m2 /張 則n= 5000÷0.6÷24/24÷0.8=10416張 同一膜生物反映器內(nèi)應(yīng)選同型號(hào)的膜組件,膜組件分為AS型、 FF型、ES型三種： AS形適用于大型市政排水處理 FF型適用于地埋式小型污水處理 ES型適用于生活污水、工業(yè)廢水，是常用膜組件,尤其推薦作為中水回用處理工藝[12]。 故膜組件選用ES200（n0=200