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1、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一、基础资料1，废水水量；10000m3/d2，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 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 滤液图91 印染废水处理工艺流程三、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
2、.7m3=1250.1m3，取调节池有效水深为5m,则池表面积A1250.1/5=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Qmax12000m3/d=500 m3/h=138.9 l/s。设污水泵房选三用一备泵，则每台泵的流量为138.9/3=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
3、，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，则泵需要的总扬程高度为H2+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Q10000 m3/d=416.7m3/h,进水BOD5300 mg/l，曝气时间为T5h, 污泥负荷率Ls取0.3 kgBOD5 / kgMLss.d，污泥浓度MLS
4、S=4g/l。采用6座曝气池，则每座曝气池的处理流量为10000/6=1666.7 m3 /d /69.5 m3/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=6.95 m3，则总有效容积为V=V1+V2=347.25=6.95=354.2 m3。 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9m9m81 m2。实际曝气时间为T=994.5/69.45=5.25 h。去曝气池超高H2为1.2 m，则池总高度为H4.5+1.2m=5.7 m。 实际每
5、个曝气池总容积为5.799=461.7 m3。 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MLSS4 g/l，回流污泥浓度RSS=6 g/l(含水率为99.4%)。则R4/6-4=2，回流比为200。导流窗：导流水量Q1(1+2)Q369.45=208.35m3/h。设窗口区水流速度为v1=100mm/s=360 m/h，则窗口总过水面积为F4=Q1/v1=208.35/360=0.58 m。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=0.414 m，
6、采用0.42 m。 导流区设计：设导流区混合液水流下降速度v2=36 m/h，则导流区过流面积F2=Q1/v2=208.35/36=5.79 m，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 m，采用0.65 m。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)69.4524=450 kgBOD5/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R0.64500.06354.24355 kgO2/d=14.8
7、kgO2/h。实际考虑安全系数为1.5，则R=1.514.8=22.2 kg/h。根据R=Ro(CswCl)1.024(T-20)/Cso，式中水温T30，Cl=1.0 mg/l，Cso7.6 mg/l，0.5，CswCsoP/7607.60.85745/760=6.33 mg/l。则Ro=51.9 kgO2/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
8、，叶片数为6，当v=4.5m/s时其供氧能力为52 kgO2/h，稍对于51.91 kgO2/h。配备电机功率为30kw。6 二沉池设计 每池处理水量为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69.451.5=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104.175/97.65=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.
9、5m，实际取4.95m，则污泥斗容积(99)(22)4.95/2199.24m3。二沉池总高度为H0.3+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208.344833.5 kg，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100003000.651800 kg/d，采用2000 kg/d
10、。设其含水率为99.4%，则每天排放的剩余污泥量为2000/6333.3m3/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300 mg/l，按照去除100计算，则N需要量为100003005/100246.25 kg/h150 kg/d。相应地P的需要量为30 kg/d。印染废水中含有的N、P，根据有关资料为：N1.8 mg/l，P0.17 mg/l。则废水中含：N18 kg/d=0.75 kg/h;P=1.7 kg/d=0.07 kg/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50
11、l,则生活污水总量为42000.05210m3/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17.230.1 mg/l，取25 mg/l；P含量为8.518.2 mg/l，取15 mg/l。则生活污水N、P总含量为：N5.4 kg/d;P3.24 kg/d。需要添加的N、P量：N150185.4=126 kg/l；P301.73.2425.06 kg/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126132/28594 kg/d；加入P物质为磷酸三钠，分子量为164，P31，则需要量为25.06164/31132.58
12、 kg/d。8 氧化脱色系统设计 污水流量Q10000m3/d=416.7m3/h。加氯量按照60 mg/l计算，则每天加氯量为600 kg/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3.144.84.84/472.3m3。浓缩后的污泥量为13.89(10099.4)/(10098)4.17m3/h10
13、0m3/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3.15 kg，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2000 kg/3.15242=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35 kg/T污泥计算。实际取用4 kg/T污泥；投加固体聚合铝时投加量为0.50.6 kg/T污泥，取用0.55 kg/T污泥；投加液体聚合铝，有效含量为810，投加量为2.53.0 kg/T污泥，取用2.8 kg/T污泥。则：投加的三氯化铁量为4.167416.67 kg/h400 kg
14、/d；投加的聚合铝量为4.1670.552.29 kg/h55 kg/d；投加的液体聚合铝量为4.1672.811.67 kg/h280 kg/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594 kg，即213.84t/年，按照储存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132.58 kg，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
