工程设计管理第七章水处理工程设计实例

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1、工程设计管理第七章水处理 工程设计实例 工程设计管理第七章水处理 工程设计实例 第七章水处理工程设计实例第七章水处理工程设计实例 实例一印染废水处理工程设计实例实例一印染废水处理工程设计实例 一、基础资料一、基础资料 1，废水水量；10000m3/d 2，废水水质： 表 91 印染废水水质 PHBOD5CODcrTSSSS色度NP酚CuCrPb硫化物 11.530070012001003001.80.133.01.22.20.80.04 二、设计原则和工艺流程的确定二、设计原则和工艺流程的确定 印染废水格栅调节池集水井泵房曝气池二沉池氧化池泵房气浮出水 上清液污泥浓缩池凝聚池脱水机泥饼 滤液

2、图 91 印染废水处理工艺流程 三、全过程设计计算三、全过程设计计算 1 调节池 设计流量为 Q10000m3/d416.7m3/h，设调节时间为 3h,则所需调节池有 效容积为 V3416.7m3=1250.1m3，取调节池有效水深为 5m,则池表面积 A 1250.1/5=250m2，设计时采用每格尺寸为 11.2m11.2m，则设计需要 250/11.211.21.99 格，实际采用 2 格。 2集水井 设计流量 Q10000m3/d，总变化系数为 1.2，则设计流量 Qmax 12000m3/d=500m3/h=138.9l/s。设污水泵房选三用一备泵，则每台泵的流量 为 138.9/

3、3=46.3(l/s)。集水井有效容积按照一台泵流量的 5min 水量进行 计算，则 V46.3605/1000=13.89m3。 取集水井有效水深为 2m,则其表面积 A13.89/2=6.94m，取集水井宽度为 B=1.5m，则其长度 L=7/1.5=4.7m,取超高为 1.0m、浮渣高 0.5m，则实际深 度为 H=2.0+1.0+0.5=3.5m。 3污水泵 选用三用一备，则每台工作泵的设计流量为 166.68m3/h=46.3l/s。泵所需 自由水头 H12m，从集水井底到曝气池高 H23.5+4.5=8m，管路水头损失 H3=2.0m, 未 计 水 头 损 失 H4=1.0m ，

4、则 泵 需 要 的 总 扬 程 高 度 为 H 2+8+2+1=13m。 4曝气池 采用分建式矩形回流管曝气池。设计流量 Q10000m3/d=416.7m3/h,进水 BOD5300mg/l， 曝气时间为 T5h,污泥负荷率 Ls 取 0.3kgBOD5/kgMLss.d， 污泥浓度 MLSS=4g/l。采用 6 座曝气池，则每座曝气池的处理流量为 10000/6=1666.7m3/d/69.5m3/h。 曝气区设计：有效容积为 V169.55=347.25m3，底部锥体容积 V2 按照曝 气 区 容 积 的 2 计 算 为 2% 347.25=6.95m3， 则 总 有 效 容 积 为 V

5、=V1+V2=347.25=6.95=354.2m3。 取曝气池有效水深 H14.5m， 则每池表面积为 F1=V/H1=354.2/4.5=78.17m2。 采用正方形池型，尺寸为 9m9m81m2。实际曝气时间为 T=99 4.5/69.45=5.25h。 去曝气池超高 H2 为 1.2m，则池总高度为 H4.5+1.2m=5.7m。 实际每个曝气池总容积为 5.799=461.7m3。 污泥回流设计：污泥回流倍数 RMLSS/RSS-MLSS，其中混合液活性污泥浓 度 MLSS4g/l，回流污泥浓度 RSS=6g/l(含水率为 99.4%)。则 R 4/6-4=2，回流比为 200。 导

6、流窗：导流水量 Q1(1+2)Q369.45=208.35m3/h。设窗口区水流速度 为 v1=100mm/s=360m/h， 则窗口总过水面积为 F4=Q1/v1=208.35/360=0.58m。 设每池采用两个回流窗口，则每个回流窗口的面积为 F50.58/2=0.29m。 设窗口深度 b1=0.7m,则窗口水深 H4=F5/b1=0.29/0.7=0.414m， 采用 0.42m。 导流区设计：设导流区混合液水流下降速度 v2=36m/h，则导流区过流面积 F2=Q1/v2=208.35/36=5.79m，设导流区的宽度与曝气池相同，则导流区长 度 L=F2/b=5.79/9=0.64

7、m，采用 0.65m。则导流区尺寸为：0.65m9m1.7m。 5 曝气设备的选择与设计 每池每天去除 BOD5的总量为(BOD5进BOD5出)Q124(0.3-0.03)69.45 24=450kgBOD5/d。需氧量计算公式为：R=a(BOD5进BOD5出)bMLSS。 对于印染废水 a=0.6,b=0.06。则 R0.64500.06354.24 355kgO2/d=14.8kgO2/h 。 实 际 考 虑 安 全 系 数 为 1.5 ， 则 R=1.5 14.8=22.2kg/h。根据 R=Ro(CswCl)1.024(T-20)/Cso，式中水温 T 30，Cl=1.0mg/l，Cs

8、o7.6mg/l，0.5，CswCsoP/7607.6 0.85745/760=6.33mg/l。则 Ro=51.9kgO2/h。曝气叶轮直径与其供氧能力 的关系式为 ： Ro=0.379V2.8D1.88.kd，式中 v 为叶轮搅拌速度，取 4.5m/s，kd 取 1.11，则计算结果叶轮直径 D1.38m，实际取 1.5m。叶轮功率 N叶 0.0804vm3D2.0516.85kw，选择 PE150 型高强度表面曝气机，直径为 1.5m， 叶片数为 6，当 v=4.5m/s 时其供氧能力为 52kgO2/h，稍对于 51.91kgO2/h。 配备电机功率为 30kw。 6 二沉池设计 每池

9、处理水量为 69.45m3/h， 设沉淀时间为 1.5h， 在 MLSS 为 4g/l 时二沉池 内水流上升流速采用 0.28mm/s=1.01m/h。则沉淀池容积为69.45 1.5=104.2m3，沉淀池的表面积为 F69.45/1.01=68.76m2，设二沉池的宽 度与曝气池相同，则其长度为 68.76/9=7.65m。有效水深为 104.175/9 7.65=1.51m。二沉池超高取 0.3m，缓冲层高度为 0.5m，污泥斗采用一只， 上部尺寸为 9m、下部尺寸为 2m，则其高度为 3.5m，实际取 4.95m，则污泥 斗容积(99)(22)4.95/2199.24m3。二沉池总高度

10、为 H 0.3+1.52+0.5+4.95=7.2m。混合液及回流污泥的总流量为 69.45(1+2) 20.8.35m3/h，污水中浓度为 4g/l，则每 h 沉淀的污泥量为 208.344 833.5kg，若含水率为 99.5%，则污泥的体积为 833.5/5=166.7m3,则污泥储 存时间为 199.24/166.7=1.2h。 7 剩余污泥计算 按照一般理论计算数值偏大， 按照经验公式计算 ： 剩余污泥量为进水 BOD5 总量(0.550.65)，则剩余污泥量为100003000.651800kg/d，采用 2000kg/d。设其含水率为 99.4%，则每天排放的剩余污泥量为 200

11、0/6 333.3m3/d，13.89m3/h。 (1) 营养物质计算 投加比例按照 BOD5：N：P100：5：1 计算。废水中 BOD5为 300mg/l，按照 去除 100计算， 则 N 需要量为 100003005/100246.25kg/h150kg/d。 相应地 P 的需要量为 30kg/d。印染废水中含有的 N、P，根据有关资料为： N1.8mg/l，P0.17mg/l。则废水中含：N 18kg/d=0.75kg/h;P=1.7kg/d=0.07kg/h。生活污水中含有的 N、P 按照工厂 4200 人计算，男女比例为 1：1，排水量标准为每人每天 50l,则 生活污水总量为 4

12、2000.05210m3/d=8.75m3/h，考虑安全系数取 9m3/h=216m3/d。根据一般资料，生活污水中的 N 含量为 17.230.1mg/l， 取 25mg/l；P 含量为 8.518.2mg/l，取 15mg/l。则生活污水 N、P 总含量 为：N5.4kg/d;P3.24kg/d。需要添加的 N、P 量：N15018 5.4=126kg/l；P301.73.2425.06kg/d。加入 N 物质为硫酸铵，分 子量为 132，N 为 28，则硫酸铵需要量为 126132/28594kg/d；加入 P 物 质为磷酸三钠，分子量为 164，P31，则需要量为 25.06164/3

13、1 132.58kg/d。 8氧化脱色系统设计 污水流量 Q10000m3/d=416.7m3/h。加氯量按照 60mg/l 计算，则每天加氯 量为 600kg/d。加氯级为 ZJL 型转子加氯机。 9污泥浓缩池设计 采用间断静止浓缩池，设计浓缩时间为 10h，每天排放的剩余污泥量为 333.3m3/d13.89m3/h，浓缩后污泥含水率为 98。则浓缩池所需总容积 为 13.8910138.9m3。采用二只浓缩池，交替使用，则每池容积为 69.45m3，采用的尺寸为直径为 4.8m，有效深度为 4m，则实际容积为 3.14 4.84.84/472.3m3。浓缩后的污泥量为 13.89(100

14、99.4)/(10098) 4.17m3/h100m3/d。 10 脱水设备设计 选用板框压滤机二台，根据经验数据酶 h 每 m2滤布可出干污泥 3.15kg，则 按照每天 24h 运转计算每台板框压滤机所需的过滤面积为 2000kg/3.1524 2=13.25m2，采用 15m2。污泥预处理时投加混凝剂进行调理，根据经验数 据投加三氯化铁(有效含量为 45)是， 投加量按照 35kg/T 污泥计算。 实 际取用 4kg/T 污泥；投加固体聚合铝时投加量为 0.50.6kg/T 污泥，取用 0.55kg/T 污泥；投加液体聚合铝，有效含量为 810，投加量为 2.5 3.0kg/T 污泥，取

15、用 2.8kg/T 污泥。则：投加的三氯化铁量为4.1674 16.67kg/h400kg/d；投加的聚合铝量为4.1670.552.29kg/h 55kg/d；投加的液体聚合铝量为4.1672.811.67kg/h280kg/d。脱水 后的污泥量 ： 浓缩后的污泥量为 4.167m3/h，脱水前的含水了为 98，脱水 后的含水率取 84，则脱水后的污泥量为 4.167(10098)/(10084) 0.521m3/h=12.25m3/d。若储存 7 天，则所需污泥堆场面积为 90m2。 11 药剂及储存设计 营养物质储存 ： N 采用硫酸铵，每天用量为 594kg，即 213.84t/年，按

16、照 储存 15 天计算，则每次需要储存 594158.9t，硫酸铵的比重为 1.77， 则每次需要储存的体积为 8.9/1.775.03m3，设堆高 1m，则所需的堆场面 积为 5m2，实际需要 8m2的用地。P 采用磷酸三钠(12 个结晶水)，每天用量 为 132.58kg，储存 15 天，则每次储存量为 132.58151.99t，其比重为 1.62，则每次需要堆放的体积为 1.99/1.661.228m3，设堆高为 0.5m，则 所有堆场面积为 1.228/0.52.46m3，实际需要 5m2的用地。 凝聚剂储存：采用液体的 PAC，每天用量为 280kg，储存 30 天，则每次 需要储存 280308.4t， PAC 液体比重为 1.20， 则所需体积为 8.4/1.27m3。 需要 10m3的储存池。 液氯：每天加氯量为 600kg，储存 15 天，共计储存 9t，采用 1t 的液氯 钢瓶 11 只，则所需仓库面积为 12m2。 12 气浮池设计 废水理流量为 1000t/d， 分成 3 组， 每组处理废水量为 416.7/3=138.9m3/h。 采用全加压