化纤废水处理工程设计.docx

化纤废水处理工程设计仇红废水是指在化纤生产过程中产生的各类废水，如PET废水、PTA废水、棉浆粕黑液、粘胶废水等。废水中有机物含量高，COD在1000T0000mgL之间，废水可生化性差，BOD/COD一般均小于0.2。废水呈酸性或碱性，且含有醛类、鼠类、苯类等有毒物质，易对微生物产生毒害作用。废水若不经处理或仅经预处理直接排放，将会对受纳水体及周边环境造成严重危害。本设计拟对某化工厂的化纤废水进行处理，其进水水质：CODcr1000-4000mgL;BODs200-600mgL;TN830mg/LSS190270mg/L；TP59mg/L；NH1-N2144mg/LpH57O经处理后，出水水质要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)中的一级标准或中水回用标准(城市杂用水水质标准GB/T18920-2002,景观环境用水的再生水水质指标，GBT18921-2002)o1.2.5曝气沉砂池1.池子总有效容积V(m3)V=ma×60式中OmaX一设计流量，m3s,max=0.250m3st一设计流量下的流行时间，min,取t=2min则V=0.250×2×60=30m32 .水流断面面积A(m?)A=v式中K为设计流量时的水平流速，ms,JRv1=0.1msoA=Z=萼=2.5-V10.13 .池总宽度B(m)Ah2式中均为设计有效深度，m,取=2m。25则：=-=-=1.25nh22每个池子宽b,mR1OC取n=2格，b=0.63m,取n2V30池长L,mL=1ItnA2.54 .每小时所需空气量q(m3h)=Jmax×3600式中d为每立方米污水所需空气量，,取d=0.2m3m2污水贝J：q=0.2X0.250X3600=180(m2h)取曝气干管管径DNlO0,支管管径DN50。18%U干=幺=7-=3.2m/s5 3600xX0%18Q/y支=W=7=2.Iw/56 3600x;r°05/1 .沉砂室沉砂斗体积V(n?)设T=2d,贝J:y二xTx86400ZZXK)6式中X-城市污水的含沙量，取X=30m3106n3v_QmaXXXxTx86400_0,250×30×2×86400×1061.442XlO6设每I个分格有1个沉砂斗w0.9nzic3V0=0.45m沉砂斗各部分尺寸设斗底宽al=0.4m,斗高h3=0.5m,沉砂斗上口宽为:a=2m沉砂斗容积为：V0二号(+q)L=三(2+0.4)xl2=7.2m3>.5(符合要为2 .池总高度H（m）设超高hl=0.5mH=hi+h2+%=0.5+2+0.5=3.Ow机械选型:选择BX-5000型泵吸砂机1台功率3kW,行走功率l.lkW；选择LSF-355行螺旋砂水分离器1台，功率3kW.6Orbal氧化沟1.设计说明拟用Orbal氧化沟祛除CoDCr与BOD之外，还应该具备硝化和一定的脱氮作用，使出水NHr-N低于排放标准，故污泥负荷和污泥龄应分别低于0.2依3OOGVSSd）和高于20.CW。氧化沟采用水平轴转碟曝气机进行搅拌、推进、充氧（部分曝气机配置变频调速器）。2.设计条件1）设计水量：Q=IlOOo机3/=57924/a2）设计进水水质：BoD§浓度S0=215mgL;75S浓度XO=250mgL；VSS=175mgL（VSS/TSS=0.7TKN=45mgL（进水中认为不含硝态氮）；NH3-N=35mgL;Slk=280mg/以CaCo3计，一般城市污水常采用此值）；最低水温工=14,最高水温丁2=25o3）设计出水水质：BODs浓度S,=215mgL;TSS浓度Xe=250mgL;TKN=20ngL;NH3-N=5mgLo3.设计计算1)基本设计参数污泥产率系数V=0.487混合液悬浮固体浓度(MLSS)X=4000mgL混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)Xv=300Omg/L污泥龄生=25d内源代谢系数Kd=O.05520。C时的脱氮率%,=0.035依(还原的NO3-N)/(kgMLVSSd)2)去除BOD计算氧化沟出水溶解性BOL浓度为S,为了保证二级出水BOD-浓度Se20wg/L,必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度：S=Se-A2×()×Xe=20-1.42×0.7×20×(l-产乂)=6.4(mg/L)好氧区容积(一期以Q/2流量设计)V1,m3JcQ(S.-S),"Xy(Kd%)0.487X25X55000x(0.2150.00641)3.0×(1+0.055×25)=18194尸好氧区水力停留时间Sh1819455000= 0.3314 = 7.94剩余污泥量X,kg/dAX=Q(S。一S)FT-+Q(XZ)1 +tU(7X-进水悬浮固体惰性部分的浓度Xl=TSS-VSS=250-0.7X250=75mg/L=0.075依/m3故AX=55000×(0.215-0.00641)×丝又一+(0.075-0.02)1+0.055x25=5208.3依/d去除UgBoa,产生的干污泥量AXQ(S0-Se)5208.355000x(0.215-0.02)= 0.487(依OS/依BOR)3）脱氮计算氧化的氨氮量Nl假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式，而是大分子中的化合态氮，其在氧化过程中需要经过氨态氮这一形式。另外，氧化沟产生的剩余生物污泥中含氮率为12.4%,则用于生物合成的总氮为：= 0.124×Y(So-S) + tA= 0.124×0.487x(215-6.41)1+0.055x25=530mg/L需要氧化的氨氮量M=进水TKN-出水N“3-N-生物合成所需氮量NO=45-15-5.30=24.70(mgL)脱氮量N,需要脱去的氮量Nr=进水TKN-出水TKN-生物合成所需氮量NO=45-20-5.30=19.70(mg/L)碱度平衡氧化Img的氨氮需消耗7.14mg/L的碱度；氧化ImgBODS产生/L的碱度；还原ImgN0；-N产生3.57mgL碱度。则剩余碱度：SALK、=原水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化80Z产生碱度=280-7.14x24.70+3.75x19.70+0.1x(215-6.41)=194.83GnglE)脱氮所需池容匕及停留时间L脱硝率为“”)=%3)X1.08e2°)(保证最低水温下的脱氮容积)14。CW。加(M)=O035x1.08"4-2°)=o.22%g(还原的NO；-N)/&gML侬脱氮所需容积：=16417m3二QNr55000x19.702 -v0.022×3000停留时间:I2V2 16417Q 55000= 0.298 = 7.164）氧化沟总容积V及总停留时间tV=V1+=18194+16417=3461Iw3r=r1+r2=7.94+7.16=15.1/?校核污泥负荷:= 0.1139 kgBOD5 / kgMLVSS dyvQ55000×0.215XV3×34611设计规程规定氧化沟污泥负荷为0.05O5kgBOD5/ZgMLWSSW,故设计符合要求。5)需氧量计算设计需氧量AoR氧化沟设计需氧量AOR=去除8。&需氧量-剩余污泥中8。&需氧量+去除N%-N耗氧量-剩余污泥中N%-N耗氧量-脱硝产氧量a.去除BOQ需氧量DlDl=a,Q(S0-S)+b,VX式中："微生物对有机物氧化分解的需氧率，取0.52；bt活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12D1=0.52×55000×(0.215-0.00641)+0.12×34611×3=18426依/db.剩余污泥8。口需氧量4D、=1.42X=1.42X)ZQ(SS).1+K网0.487×55000×(0.215-0.00641)=1.42×11+0.055x25=3340依/dc.去除N”3-N需氧量2每IkgNH3-N硝化需要消耗4.6依O?Q=4.6x进水TXN-出水N&N=4.6×(45-15)1000×55000=7590Jd.剩余污泥中N"3-N耗氧量2D4=4.6X().124XAS1+K21 + 0.055 × 25=4.6×0J24x0487×55000×(0215-qq0641)=1342依/de.脱硝产氧量还原1版No；N产生2.86依O?1970Z=2.86××55000=3099依/df.总需氧量AORAoR理论=D1-D2+Dy-D4-D5=18426-3340+7590-1342-3099=18235依/d考虑安全系数为L4,贝J:AOR=1.4×AoR理论=1.4×18235=25529依/d25529校核去除MgBOR的需氧量二-CeC八八233kg。/kgBOD,555000x(0.215-0.00641)氧化沟设计规程规定该值在1.6!.SkgO2IkgBOD5,故设计符合要求。标准状态下的需氧量SOKAOR,。5(20)SOR=-i-(如G(r)_C)1.O24U20)式中：G(2o)-20°C时氧的饱和度，取Cs(20)=9.17mgL丁一进水最高温度，取25。CG一FYM氧的饱和度，取G(25)=8.38帆g/LC溶解氧浓度，mg/La修正系数，取0.85；用一修正系数，取0.95；P=上一工L一,本地区海拔891”，气压为9.3加水柱，标压为10.3加水柱标准大气压93贝J:=0.90310.3氧化沟采用三沟道系统，计算溶解氧浓度按照外沟道：中沟道：内沟道=0.2：1：2,夕卜沟道溶解氧0.4mgL,则中沟道和内沟道计算分别取2mgL和4mgL计算充氧量按照外沟道：中沟道：内沟道二65：25：10则供氧量分别为：外沟BAOK=0.65AOR=0.65X25529=16594kg/d中沟道AOR2=0.25AoR=0.25×25529=6382Zg/d内沟道AoR3=0.1OAO/?=0.10×25529=2553kg/d各沟道标准需氧量分别为：SOR二AOKCS)«(C5(r)-C)1.024(T-20)16594x9.17-0.85×(0.95X0.903×8.38-0.4)X1.024(25-20)=22780依O2/d=950kgO2hSOR二AO.CS(20)20(如CSC)l.0240-2°)6382x9.17-0.85X(0.95X0.903X8.38-2)xl.024(25-20)=8769依O2/d=365.4依。2/hsqr二一。6.。5(20)3a(Cs-c)1.024c,20j2553x9.17-0.85×(0.95X0.903X8.38-4)xl.024(25-20)=3508依&/d=146.7O2h总标准需氧量：SOR=SOR1+SOR2+SoR3=22780+8769+3508=35057（92/J=1460.7依O2/校核去除1依8。&的标准需氧量：d°'7=3.06（依O,/kgBOD55000×（0.215-0.00641）v2576）氧化沟沟道尺寸计算拟定一期建造2座氧化沟，则单座氧化沟容积为：V=V=364H=17306w?22拟氧化沟弯沟道部分占总容积的85乐直线部分占15乐则：%=0.85x17306=147107/%=0.15×17306=2596w3氧化沟有效水深取4.2加（可取3.54.5m）,超高0.5m,外、中、内沟道之间的的隔墙厚度为0.25m。沟道面积：a147102A>=3502，%h4.2%4=翳=618病相=/+&=3502+618=4120112直线段长度为简化曝气设备的安装，拟各沟道宽度相等，且氧化沟设计规程规定沟宽需要大于沟深。取沟道宽为IOm,则：A直10×3×261810×3×2=10.3"z中心岛半径广弯沟道为半圆沟道，中心岛半径一符合以下方程：4(r+3×10+0.5)2-(r+2×10+0.5)2+(r+2×10+0.25)2-(r+10+0.25)2+(r+10)2-r2=3502r3.33m,取r=3.35"校核各沟道比例外沟道面积4=(3x10+0.5+3.35)2-(2x10+0.5+3.35)2+=2018.7中沟道面积4=乃(2x10+025+3.35)2-00+0.25+3.35)2+竿=1374.7h2内沟道面积43=乃(10+3.35)2-3.352卜.=730.6m2实际总沟道面积A总=4+4+A3=2018.7+1374.7÷730.6=4124疗略大于计算值，设计合理。外沟道所占面积比例=型也XIoO%=49.0%4124中沟道所占面积比例=史以×100%=33.3%4124内沟道所占面积比例=受"XIo0%=17.7%4124氧化沟设计规程规定。力H氧化沟外、中、内容积比一般为50：33：17,故符合设计要求。7)进出水管及调节堰计算进出水管污泥回流比R=IO0%,进出水管流量Q=27500/d=o.637m3/S进出水管控制流速0.6?/sV1.5w/5,MXv=1.Ozw/进出水管直径d=聘=09（）ZW取ZW=900"出水堰计算为了能够调节曝气转碟的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调堰。拟采用2<067,因此按照薄壁堰来计算。HOQ=1.860H"2式中：b一出水堰有效长度，m“一堰上水头高，取H=O.3相则:=2.08/77b_Q_0.6371.86Z73y21.86×0.33z2考虑可调节堰的安装要求，每边留0.3m,则出水竖井长度1.=O.3x2+0=0.6+2.0=26m出水竖井宽度3=2.6?，（考虑安装高度），则出水竖井平面尺寸为：1.×B=2.6m×2.6/n出水井出水孔尺寸为bxh=2.0×1.Om正常运行时堰顶高出孔口底边0.2小，调节堰上下可调节范围为03，出水竖井位于中心岛。8）曝气设备选择曝气设备选用转碟式氧化沟曝气机，转碟直径。=1400mm,单盘标准清水充氧能力一般为0.91.75依O2/加4，取12kgOhds,每米轴安装碟片不大于5片。外沟道外沟道标准需氧量SON=罟=475/O?4所需要碟片数量=W2=395.8片，取=396片1.2每米轴安装碟片数为4个，最外侧碟片距离池内壁为2x0.125加所需曝气转碟组数m=一=坐-=9.9组，取m=10组10×410×4每组转碟安装碟片数=当=39.6片，取a=40片1047510x40校核单碟片充氧能力：=1.1kgO2hds.2kgO2/hds满足设计要求所以外沟道共安装10组曝气转碟，每组上有40片碟片。中沟道中沟道标准需氧量SOR2=差4=182.7依Q/h所需要碟片数量=些4=152.25片，取=153片1.2每米轴安装碟片数为4个，最外侧碟片距离池内壁为2x0.125小所需曝气转碟组数机=一=旦=3.83组，取z=4组10×410×4每组转碟安装碟片数。="=38.3片，取40片4校核单碟片充氧能力：1oo7了元=1.1kg2hds2kgjhds满足设计要求所以中沟道共安装4组曝气转碟，每组上有40片碟片。内沟道内沟道标准需氧量SoR3=号3=73.1依O2/h所需要碟片数量="=60.9片，取=61片1.2每米轴安装碟片数为4个，最外侧碟片距离池内壁为2x0.125小所需曝气转碟组数加=一=旦=1.525组，取加=2组10×410×4每组转碟安装碟片数a=30.5片2为安装方便，拟定设备型号一致，且内沟道所需溶解氧浓度高，故选。与外沟道、中沟道相匹配，取。=40片校核单碟片充氧能力：731公木=0.914O2hdx2kgO2hds满足设计要求所以内沟道共安装2组曝气转碟，每组上有40片碟片。为使表面较高流速转入池底，同时降低混合液表面流速，在每组曝气转碟下游2.5根处设置导流板，与水平成45。角倾斜安装，板顶部距水面0.5m。导流板采用玻璃钢材料，宽0.9m,长Iom（与沟道宽度相同）。为防止导流板翻转或变形，在每块导流板后设两根。80的钢管支撑。根据上述计算，每座氧化沟的曝气机数量为：外沟道：40片X10组中沟道：40片X4组内沟道：40片X2组为设备安装标准化，选用标准型号设备KBPMOOA-10共16组。整机工作性能参数：氧化沟宽W=IOm转碟安装片数N=40片整机充氧能力IOkgOJh电机功率3(W转盘直径D=400mm动力效率233kgO2kWh转速50rmin转盘标准浸水深度500mm适用工作水深<5.2m1.7二沉池拟选用周边进水周边出水辐流式二次沉淀池，一期建造2座。1.设计参数设计流量Q=55000m3Id=2292m3h=0.637-$设计回流比R=Ioo羯总变化系数无=1.27,氧化沟中悬浮固体浓度X1=4000/L,二沉池底留生物固体浓度K?=8000wgL,表面负荷q=1W112,固体负荷4=20025OkgSSMd2 .进水配水槽设计计算采用环形平底配水槽，等间距设有布水孔，孔径加00,并加OlOXLl50M短管。配水槽底部配水区设挡水裙板，高0.8m。配水槽的配水量：=(l+R)Qh=(1+1)×2292=4583m3/A=1.27m3/S设配水槽宽1.Om,水深0.8m,则配水槽流速为:= 0.79w sQ1.27W1=nF1.0×0.8×2设血00配水孔孔距为S=1.10/71,则配水孔数量为:(D-=(43-1>=i2o51.10配水孔孔眼流速为：Q1.27r,U2=0.677n/s2n×-×d22×120×-×0.12,44槽底环形配水区平均流速为：QQL27八,，-nLBnD-B-2×(43-1)×1.0一,环形配水平均速度梯度G：G=-I2t式中：G导流絮凝区的平均速度梯度t导流絮凝区的平均停留时间，s°池边有效水深为24m时，取360720s污水的运动黏度，与水温有关。水温20。C时=1.06l(T6n2s取t=600s,则:= 18.98,"0.6772-0.00482V2×600×1.06×106y介于10530ST之间Gr=18.98×6=1.14×104105符合要求。3 .池体尺寸计算池计算示意图如下:图1-6二沉池池体计算示意图沉淀部分水面面积F根据生物处理段的特性，选择二沉池表面负荷4=1.0加3/团2.团设2座沉淀池，n=2,Q=Qjk=×1.27=291Ow3/?池体直径DD =校核固体负荷G=192kg ! nt, 'd_24×(1+)X1_24x(l+1.0)xl455x41455G-该值介于180250依/机3以之间，故设计合理。沉淀部分有效水深h2拟定沉淀时间为t=2.5h则:h2=qt=1.0×2.5=2.5m污泥区容积V为保证污泥回流浓度，污泥在二沉池的存泥时间应不小于2h,取T=2.0h氧化沟中混合液污泥浓度为X=400S%gL,设计污泥回流比采用R=100%,则回流污泥浓度为X2=8000mgILV = 2T(1 +K)Q)X 24×(X + Xr)= 6111n32×2×(l÷1.0)×55000×400014x(4000+8000)每座容积Vf=V2=3056帆3污泥区高度h1a.污泥斗高度拟污泥斗上部直径Dl2.Om,底部直径Dz=LOm,倾角为60°贝J：h'=Xtan60°=×tan60°=0.87622K=*M+A2+团=×07XQ02+2.0×1.0+1.02)=1.5Wb.圆锥体高度；拟圆锥体的母线坡度为i=0.OlD-D43-2则：儿=上一=Hi=0.20m22=-×(d2+dd+d2)=×(432÷43×2.0÷2.02)=104.04m3c.竖直段污泥部分高度_ "KT _ 3056-1.59-104.0414552.03 加d.污泥区总高度hlA4=h；+h：+h；=0.87+0.2+2.03=3m沉淀池总高度H设沉淀池超高h=0.3m,缓冲层高度在Ih=0.5mH=%+h2+h3+h4=03÷2.5+0.5+3.1=6Am校核堰口负荷, = q= 14553.6;Fo 3.6xrx43=2.99Ls m< 4.34Lsm校核径深比a.二沉池直径与水深比=14.Jh2+h32.5+0.5b.二沉池直径与池边水深D432+4+%*2.5+0.5+2.05均符合要求。二沉池实际固体负荷5二用等3.出水渠设计计算池周边设出水总渠一条，距池边2.5m处设溢流渠一条，溢流渠与出水总渠之间设辐流式流通渠，在溢流渠两侧及出水总渠一侧设溢流堰板。出水总渠宽1.Om,水深0.8m则总出水渠流速v=-=。637=040ms2hb2×1.0×0.8取出水堰溢流负荷q=2.0L(ms)则溢流堰总长为：fQ0.637×1000_1Q.1.=3185q2每一池溢流堰长度Li=-=卫竺=159.3加22每一堰口长为15OnInb每一池设有堰口数为:单块堰板长3.Om,共53.1块。每堰堰流量为：2g'In22×1062=3.0×1045每堰水头为:Zz=0.034/77实际堰上水深介于0.030.045m之间。