第4章废水处理工艺设计剖析.

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1、第 4 章 废水处理工艺设计,1 典型工艺流程,水质水量调节 悬浮物的去除 抑制物的去除,有机物去除 氮磷去除 其他污染物,有机物去除 氮磷去除 其他污染物,中和、调节 格栅、沉淀 混凝、氧化,厌氧、好氧 催化氧化 膜分离,生物强化 高效物化 膜分离,方法,功能,运行控制参数 由处理单元的特性决定； 通过试验确定； 借鉴同类设施的运行。,2 设计参数选取,设计参数 设计手册； 通过试验确定； 借鉴同类设施的运行。,3 预处理设计,(2) 功能,水质、水量的调节 去除对后续处理系统有影响的物质 悬浮物、胶体、pH等,(1) 目的,3.1预处理的目的和功能,获得稳定的流量； 适应后续处理单元要求的

2、水质。,调节池容积的计算,对生产过程日所排废水水质水量进行定时检测统计； 取最不利(浓度高、流量大)的时段进行水质平均值连续计算，当平均浓度小于等 于日平均值时，计算的时间区间即为调节池的水力停留时间。,计算公式：当,T为调节时间(t),容积, 水质、水量有规律的波动,3 预处理设计,3.2 水质、水量调节,(a),(b),(c),(a)(b)(c)无水量调节功能； (a)(c)池子结构考虑混合长度，以池深23米为宜；(b)可不过多考虑结构 据来水渠水平标高确定进水口标高。,调节池类型选择与设计,3 预处理设计, 间歇(瞬时)排放；排水有高、低浓度之分,高、低浓度分设集水池，容积分别按下式计算

3、：,调节流程,集水池1,集水池2,调节池,泵,去后续处理单元,强制循环搅拌,3 预处理设计,调节池设计,具有水量、水质调节功能； 池子尺寸、结构无特殊考虑，以池深34米为宜； 据来水渠水平标高确定进水口标高； 混合泵可选低扬程,大流量,可考虑为后续单元供水。,3 预处理设计, 漂浮物、较大 悬浮物去除,格栅设计,大水量时，按有关手册设计或选择产品； 小水量时，参考设计结果选择产品或加工,3 预处理设计,设计数据和方法,3.3 漂浮物、悬浮物去除,3 预处理设计,格栅的设计,3 预处理设计,回转格栅,钢丝绳牵引格栅,细格栅,根据水量、悬浮物的浓度、性质，查相关产品说明书，选择设备。,3 预处理设

4、计,4 沉淀池设计,4.1 沉淀池的类型,平流式沉淀池,4 沉淀池设计,平流式沉淀池,挡板,4 沉淀池设计,竖流式沉淀池,4 沉淀池设计,辐流式沉淀池,4 沉淀池设计,辐流式沉淀池,处理水量； 悬浮物的性质、浓度； 在处理流程中的位置、功能； 地下水位。,4 沉淀池设计,4.2 沉淀池的选择,4 沉淀池设计,4.3 设计的一般规定,4.4 竖流式沉淀池设计,设计计算公式,设计实例,5 厌氧处理工艺设计,5.1 厌氧工艺流程,5 厌氧处理工艺设计,5.2 厌氧反应器类型,5 厌氧处理工艺设计,5 厌氧处理工艺设计,5 厌氧处理工艺设计,布水系统,三相分离器,5.3 UASB反应器的构造,5 厌氧

5、处理工艺设计,5.4 UASB反应器的种类,5 厌氧处理工艺设计,容积的确定,5.5 UASB反应器的设计,需考虑的因素 (1)废水浓度和特征； (2)拟达到的去除效果； (3)日有机物去除的总量和负荷； (4)允许的上升流速； (5)污泥的稳定化程度。,5 厌氧处理工艺设计,反应器高度确定,反应器容积确定原则 (1)有机负荷法浓度较高时； (2)水力停留时间法浓度较低时。,反应器高度确定因素 (1) 在技术上考虑：净化效果、污泥状态、CO2的溶解； (2) 在经济上考虑：造价、流程布置、地质条件。,反应器高度确定原则 视废水的浓度及达到的负荷，高度可取68m；1015m。,5 厌氧处理工艺设

6、计,反应器形状,矩形 相同面积 (1) 长方形：造价高，布水方便； (2) 正方形：造价低；布水较难。,圆形 易采用钢结构，水泥结构施工难度大； 建造单个反应器，周长较正方形短12%。,建造2个以上时，矩形可采用公用壁。,5 厌氧处理工艺设计,反应器布水系统,布水系统是反应器的很关键部位； 进水管数量和面积是UASB反应器关键的设计参数。,布水系统设计时必须考虑的问题 (1) 兼有布水和水力搅拌功能； (2) 确保单位面积进水量基本一致； (3) 很容易观察进水管的进水情况，堵塞易清除,5 厌氧处理工艺设计,UASB反应器布水点数量的计算依据,布水系统进水点确定,布水管道设计,5 厌氧处理工艺

7、设计,一管多孔配水方式,分枝式配水方式,5 厌氧处理工艺设计,一管一孔配水方式,5 厌氧处理工艺设计,一管一孔配水方式,5 厌氧处理工艺设计,布水管道设计应注意的问题,(1) 进水采用重力或压力流，后者需设逆止装置； (2) 出水孔直径一般在1525mm之间，流速不小于2.0m/s； (3) 出水口距池底200250mm。 (4) 尽量避免一个支管有过多的出水孔口。,三相分离器,三相分离器 的功能,有效地实现 固(污泥)、液 (废水)、气(沼 气)分离。,三相分离器结构,5 厌氧处理工艺设计,100200mm,沉淀器的倾角应在4560； 集气室缝隙部分面积应占反应器全部面积的15%20%； 集

8、气室应保持气液界面，以利于气体的释放和收集；,导流体与缝隙之间的遮盖部分应在100200mm； 出水堰之前设出水挡板，拦截浮渣； 沼气在出气管内流速不大于0.7m/s。,设计要点,15%20%,5 厌氧处理工艺设计,设计参数,ur=0.253.0m/h (颗粒污泥)； 0.751.0m/h (絮状污泥)。,us 1.5 0m/h (絮状污泥)； 8.0m/h (颗粒污泥)。,u0 12m/h (颗粒污泥)； 3.0m/h (絮状污泥)。,uG =1m/h (建议最小值)；,5 厌氧处理工艺设计,水封高度设计,H=H1H阻=(h1+h2) H阻 式中： H1集气室气液界面至沉降区上液面的高度；

9、h1集气室顶部至沉降区上液面的高度；,5 厌氧处理工艺设计,加热与保温,废水加热所需热量,式中：QH废水加热到操作温度所需热量，kj/h； qV废水流量，m3/h； dF 废水相对密度，按1计； tr 反应器内的温度，； t 废水加热前的温度，； 热效率，可取0.85. F废水的比热容，kj/( kg K),5 厌氧处理工艺设计,反应器保温所需热量,5 厌氧处理工艺设计,换热器计算,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,6.1 工艺流程,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,主要设计参数,6.2 普通活性污泥法工艺设计,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,基本计算公式,处理效率,式中： BOD5去除效率，%；

10、 Sa进水BOD5，kg/m3； Se出水BOD5浓度(kg/m3)。,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,曝气池容积,式中：V曝气池容积(m3)； Q进水设计流量(m3/d)； NW污泥负荷kg BOD5/(kg MLSSd)； X 污泥浓度 MLSS，kg /m3。,水力停留时间(HRT),式中：T水力停留时间(h)；,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,污泥产量,式中： XV日排剩余污泥量，kg/d; S去除BOD浓度，kg/m3； a污泥增殖系数，0.50.7； b污泥自身氧化系数，0.040.1； XVMLVSS kg/m3； Xr回流污泥浓度， kg/m3； SVI污泥指数,6 好氧处理工

11、艺设计活性污泥法,泥龄,c生物固体平均停留时间，泥龄，d,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,需氧量,O2需氧量，kgO2/d; a 氧化千克BOD需氧千克数，kgO2/kgBOD, 一般取0.420.53； b污泥自身氧化需氧率，kgO2/kgMLVSSd, 一般取0.420.53；,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,设计计算实例,处理程度及曝气池运行方式 曝气池计算及各部分尺寸的确定 曝气系统的计算与设计 供气量的计算 空气管系统计算 空压机的选定,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,6.3 氧化沟设计计算,形式,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,设计要点 设计参数,6

12、 好氧处理工艺设计活性污泥法,曝气方式与水深 采用转刷曝气器，水深为2.53m； 采用曝气转盘，水深为3.5m; 采用垂直轴表面曝气器，水深为44.5m；,需氧量计算： 去除有机物需氧量+氨氮硝化需氧量反硝化释放氧量排放剩余污泥量当量,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,设计计算公式设计例题,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,6.4 SBR设计计算,SBR工艺过程,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,SBR设计要点,SBR池前设格栅去除较大杂物，防止曝气装置或污泥泵阻塞。 反应池原则上为2个以上，规模小，可采用单池运行，但原则上采用低负荷连续进水方式。 反应池为完全混合型，水深为46m，池宽与池长之比为

13、(11)(12). 排泥泵原则上应设为2台以上；池内设置浮渣去除设施。,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,设计参数,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,SBR设计内容和计算,6.5 曝气方式,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,散流式曝气器,可变微孔曝气器,技术参数,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,刚玉曝气器,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,BIOLAK)工艺,6 好氧处理工艺设计活性污泥法,7 混凝单元设计,7.1 工艺流程,混合：使混凝剂迅速、均匀地分散到 废水中，通过压缩双电层和电中和作用，使胶体脱稳，

14、形成小“矾花”。 反应：在一定的水流条件下，小“矾花” 通过吸附架桥和沉淀物网捕等作用形成较大的絮体。 沉淀：反应过程形成的大絮体进入沉淀池进行分离。,配制浓度：无机混凝剂配成10%20%溶液； 有机混凝剂1%5% 溶药池和溶液池的容积,7.2 混凝剂配制,7 混凝单元设计,7 混凝单元设计,7.3 混合,搅拌混合,设计要点,池型为方形或圆形，以方形较多； 池深与池宽之比1:(34); 混合时间1060s; G值一般5001000s-1。 圆形池， 搅拌器直径D0=(1/32/3)D; 宽度B =(0.10.25)D; 离池底=(0.50.75)D0; H/D1.2时，搅拌器设1层； H/D1

15、.2时，搅拌器设2层或多层， 间距(1.01.5)D0间，相邻桨板90交叉安装。,涡流式混合设备,设计要点： 底部锥角30-45； 反应时间1-1.5min，2min； 入口流速1-1.5m/s； 圆柱部分上升流速25mm/s。,7 混凝单元设计,隔板混合池,7 混凝单元设计,设计要点,7.4 反应,隔板反应池设计要点,7 混凝单元设计,水平轴机械反应池 设计要点,7 混凝单元设计,设计要点： 底部锥角30-45， 反应时间6-10min， 入口流速0.7m/s， 圆柱部分上升流速4-6mm/s。,涡流反应池,7 混凝单元设计,浓缩的目的减少污泥中的孔隙水，使污泥含水率从97.5%降低到95%左右。,8.1 工艺流程,8 污泥处置,消化在无氧条件下，由兼氧菌和专性厌氧菌降解污泥中的有机物，产生CH4和CO2，使污泥得到稳定。,脱水利用机械设备对污泥脱水，使污泥含水率由92%降低到60%80%。,8 污泥处置,8.2 浓缩,竖流式浓缩池,8 污泥处置,8.2 浓缩,辐流式浓缩池,8 污泥处置,8 污泥处置,8 污泥处置,重力浓缩设计公式表,重力浓缩池设计实例,8.3 消化池设计,8 污泥处置,厌氧消化池结构,8 污泥处置,设计规定及参数,设计内容：工艺流程、池体设计、加热保温、搅拌设备； 池体设计,8 污泥处置,厌氧消化池设计,设计实例,E-mail: yangjingl