10000m3每天制革废水处理工艺设计.docx
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10000m3每天制革废水处理工艺设计
10000m3/d制革废水处理工艺设计
一、总论
（一）概况
1.制革废水概况
2.制革废水造成的危害
3.该制革废水自立工程概况
4.该工程设计单位
（二）设计原则
1.工艺简单成熟，运行稳定，出水达标
2.投资、运行、管理可行、经济
3.平面布置美观、紧凑
4.近远期排水要求兼顾，体现最优化设计
5.改善水质，保护水体，满足地区要求
（三）编制依据
1.《中华人民共和国水污染防治法》
2.《中华人民共和国生活污水排放标准》
3.《室外排水工程设计规范》
4.《中华人民共和国环境保护法》
5.同类型厂的水量、水质指标及设计标准
6.给水排水设计规范和标准
（四）设计范围
本设计方案范围为废水处理工程内的总图布置、废水及污泥处理工艺及流程图、设备材料、部分建筑构筑物图等。
二、污水的水量、水质及出水排放标准
（一）污水水量：
处理规模为10000m3/d＝0.1157m3/s，总变化系数Kz为1.60，最大设计流量为：
Qmax=Q×Kz=0.1157×1.60=0.185m3/s＝666.7m3/h
（二）污水水质及出水排放标准：
根据对污水水质、水量的监测，该污水厂出水水质按《污水综合排放标准》（GB8979——1996）一级水质标准执行。
表1污水水质及出水水质指标（mg/L）
类别
BOD5
CODcr
SS
NH3-N
色度
进水
1000
2100
2090
240
200
出水
≤20
≤60
≤20
≤15
≤0.5
三、处理工艺设计
（一）水质分析：
制革废水的特点主要是水量水质波动大、可生化性好、悬浮物浓度高，易腐败，产生污泥量大、废水含无机有毒化合物，充分考虑制革废水的特点，并根据国内外制革废水处理的设计和实践经验，采用物化处理与生化处理相结合的工艺：
A/A/O生化处理+Fenton深度处理工艺对废水进行处理，处理后的COD、SS、BOD、氨氮、Cr、总铬、硫化物的最大日均浓度均达到《污水综合排放标准》（GB8979—1996）中的一级标准。
（二）工艺流程：
污泥回流
污泥浓缩池
污泥脱水
污泥外运
图1工艺流程图
（三）工艺流程说明：
1、本处理系统采用独特的污泥回流共絮凝技术，即将后段生化处理产生的剩余污泥回流至沉淀池作为生物絮凝剂对废水中的悬浮物质和胶体物质进行吸附絮凝作用，在沉淀池中进行沉淀去除，显著提高沉淀池的有机物去除率，从而节省工程运行费用。
2、生化处理系统是本废水处理的核心构筑物，主要是通过生物氧化降解作用去除废水中的胶体物质和溶解性有机物，同时通过活性污泥对无机物质的吸附作用也能够去除部分无机物质，使废水得到比较彻底的处理。
生化处理方法较多，但工程应用证明A/O工艺处理高氨氮废水是比较实用有效的技术。
A/O工艺主要有以下特性：
工艺流程简单，运行管理方便；处理效果稳定，出水水质好；基建费用省，运行费用低；污泥产量少，污泥性质稳定；能够承受水质、水量的冲击负荷。
为了提高废水中BOD/COD的比值，提高废水的可生化性，为反硝化细菌提供合适的有机碳源，在A/O工艺前设置水解酸化段，从而组成A/A/O生物硝化、反硝化脱氮工艺。
3、深度处理工艺为Fenton试剂氧化对A/A/O工艺出水进行深度处理，外排废水稳定达到一级排放标准。
四、构筑物设计
格栅
（一）格栅说明：
1、格栅作用：
格栅是用来拦截污水中的粗大悬浮物，以避免对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害的。
2、格栅设置：
细格栅
（二）格栅设计计算方法（示意图如图2所示）：
1、格栅间隙数
设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.7m/s，栅条间隙宽度b=0.01m，格栅倾角α=60°
图2格栅示意图
2、格栅宽度：
设栅条宽度S=0.01m
m
3、进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠道宽B1=0.9m，其渐宽部分展开角度α1=20°
m
4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
m
5、通过格栅的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面，取水头增大系数k=3，格栅条阻力系数β=2.42
m
6、栅后槽总高度
设栅前渠道超高h2=0.3m
m
7、格栅的栅槽总长
m
8、每日栅渣量
在格栅间隙10毫米的情况下，设栅渣量取W1＝0.1m3栅渣／1000m3污水
m3/d>0.2m3/d
故应采用机械清渣及皮带输送机，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。
集水池：
日处理水量：
Q=10000m3/d
容量：
t=10min
集水池体积：
取：
池长=6m池宽=6m池深=2.8m有效水深H=2m，形式：
全地下式集水池。
预沉调节池
（一）预沉调节池说明：
本处理系统采用独特的污泥回流共絮凝技术，即将后段生化处理产生的剩余污泥回流至沉淀池作为生物絮凝剂对废水中的悬浮物质和胶体物质进行吸附絮凝作用，在沉淀池中进行沉淀去除，显著提高沉淀池的有机物去除率，从而节省工程运行费用。
预沉调节池设计计算的主要内容是确定调节池的容积，该容积应当考虑能够容纳水质变化一个周期所排放的全部水量。
（二）预沉调节池设计计算方法：
1、池子总有效容积
设停留时间t=3h，池子数n=3，则每个池子的容积为
2、池子表面积
设有效水深h2=2.5m，
3、调节池尺寸
根据池体表面积为268m2，每个调节池选择池长为22m，池宽为12m，池深超高0.5m。
调节池尺寸为22×12×3（m）
4、搅拌设备
在调节池中增加搅拌设备，以充分混合，提高絮凝效率。
选用机械搅拌，在池的对角上设置两个潜水搅拌器。
选用3台JBK-Ⅰ型框架式搅拌器，两用一备。
5、絮凝剂的投加量
设所用的絮凝剂为聚合氯化铝，且其在调节池中的含量为50mg/L，则水量为666.7m3/h，故聚合氯化铝的投加量为33.4kg/h。
6、药库
药剂按最大投加量的30天存储，且每天投加一次，则聚合氯化铝所需重量为：
取聚合氯化铝的相对密度为1.2，则聚合氯化铝所需体积为：
实际所需面积按理论的1.2倍计算，药品的堆积高度为1.5m，则实际所需药库的面积为
故药库平面尺寸取5×2（m）。
7、水泵设计
根据进水量，选用型号为250S-14，流量为485m3/h，扬程为14m的S型双吸离心泵2台（1台使用，1台备用）
水解酸化池
1、反应区容积：
设水力停留时间t=9h，池子数n=3，则每个池子的容积为
2、水解酸化池尺寸确定：
设有效深度h=5米，则其表面积为
取池子长为25米，宽10米。
水解池加盖，设超高为0.3m，则实际高度H=5.3m。
水解酸化池尺寸为25×10×5.3（m）
3、搅拌器
水下设搅拌装置，从水解池下部进水，上部出水，出水管中心距池底高度为6m处。
选用24台JBK-Ⅲ型框架式搅拌器（4台备用，22台使用），用于水解酸化池。
A/O池
（一）A/O池说明：
在A/O活性污泥法中，污水首先进入缺氧池，再进入好氧池。
好氧池的混合液与二沉池的沉淀污泥同时回流到缺氧池中，保证了缺氧池和好氧池中有足够的生物量，并使好氧池中硝化作用的产物回流到缺氧池中，污水直接进入，为缺氧池中反硝化过程提供了充足的碳源，这都为反硝化创造了良好的条件。
缺氧池的出水，在好氧池中又可进一步进行有机物的降解和发生硝化作用。
A/O脱氮工艺具有流程简单、构筑物少、占地面积小、基建和运行费用等优点。
（二）A/O池设计计算方法：
1、BOD5污泥负荷率
缺氧好氧池生物脱氮工艺BOD5污泥负荷率Ns一般采用0.1~0.17kgBOD5/kgMLSS·d，设计中取Ns=0.15kgBOD5/kgMLSS·d，取SVI值为150
2、曝气池内混合液污泥浓度
取污泥回流比R=100%，系数r=1.0
3、TN去除率
4、内回流倍数
设计中，R内取为16可以满足脱氮要求。
5、曝气池有效容积
取进水BOD5浓度Sa=300mg/L，Q=10000m3/d
6、A/O池的平面尺寸
池子有效水深H取4.2m
取池子个数N=4，则每座曝气池有效面积为
A/O池采用推流式，取池子廊道数n=5，池子宽度B=5.0m，则池长为
取超子超高0.3m，则A/O池的尺寸为14.3×5×4.5（m），共有4个。
7、停留时间
设A段与O段停留时间比为1:
4，则A段停留时间为2.88h，O段停留时间为11.52h。
A/O的平面布置图如图3。
8、每日生成的污泥量
取Y=0.5，出水BOD5浓度Se=20mg/L
9、每日消耗的污泥量
取Kd=0.07，有机活性污泥浓度XV=fX=0.75×3333=2500mg/L
10、不可生物降解和惰性的悬浮物量
进入A/O池的物质中，设不可生物降解惰性的悬浮物量约占总SS的30%，取即进水SS浓度Pa=320mg/L,出水SS浓度Pe=20mg/L
11、剩余污泥量
设污泥的含水率η=99.2%
12、污泥泵的选用
根据计算，每天产生剩余污泥1245kg/d，选择PN型泥浆泵，型号为PN1,主要参数见下表
型号
流量m3/h
扬程m
功率kW
PN1
7.2~16
14～12
3
13、污泥泥龄
（满足要求）
14、最大需氧量
BOD去除量
NH4+—N全部被转化去除，则其去除量
NHx—N的脱氮率为66.7%，则
取系数a、b和c分别为1、4.6和1.42，故
本设计中选取氧的利用率为30%，安全因素采用1.5，设计所需空气量为：
选用FSL20WC型三叶罗茨鼓风机，其进气量为16.64m3/min，功率为11kW，一备一用。
15、曝气器所需数量
选择钟罩式微孔曝气器，服务面积为0.5m2，按供氧能力所需曝气器个数为
每座曝气池面积为357.2m2，故纵的曝气头数为1090×357.2/0.5=778696个
二沉池
（一）二沉池说明：
1、构造：
二沉池由进水装置，沉淀区，出水装置和污泥区组成。
该处理厂采用中心进水周边出水得辐流式沉淀池（如图4）。
进水中污泥主要由脱落的衰老的生物膜组成，浓度较低，一般为150~250mg/L，沉降性能不如活性污泥，故取其表面负荷为1.0m3/m2·h，沉淀时间t=2h，1座二沉池。
图4辐流式沉淀池
2、功能：
二沉池用以澄清混合液，并回收，浓缩活性污泥。
（二）二沉池设计计算方法：
1、沉淀部分水面面积
设表面负荷q’=1.0m3/（m2·h）
m2
2、池子直径
3、沉淀部分有效水深
取沉淀时间t=2h
4、径深比
（满足要求）
5、污泥部分所需容积
污水平均流量Q0=0.115m3/s，污泥回流比R=50%，去SVI=100.，系数r=1.2，则曝气池中污泥浓度X和二沉池排泥浓度Xr分别为
6、沉淀池污泥区高度
取沉淀池超高h1=0.3m，沉淀池缓冲层高度h3=0.3m，h2=2m，采用机械刮泥机进行连续排泥，池底坡度为i=0.05，沉淀池进水竖井半径ri=1.0m，且池半径r=11.5m，则沉淀池底部圆锥体高度h4为
故沉淀池底部圆锥体容积V2为
则沉淀池污泥区高度h5为
7、沉淀总高度
Fenton氧化池
（一）Fenton氧化池说明
深度处理工艺为Fenton试剂氧化对A/A/O工艺出水进行深度处理，外排废水稳定达到一级排放标准。
（二）Fenton氧化设计计算方法
1、氧化池的有效容积
取停留时间t=3h
，分2个氧化池，V1=125/2=62.5m3
2、氧化池的面积
取有效水深为2.5m
3、氧化池尺寸
设氧化池长为5.0m，宽为5.0m，池深超高0.5m，故氧化池尺寸为5×5×3（m）。
氧化池采用机械搅拌，使反应充分。
4、氧化剂的选用
Fenton试剂中，使用H2O2为氧化剂，根据文献报道值，投加30%H2O2的量为500mg/L，水量为416.7m3/h，故此H2O2加入量为208.3kg/h，由计量泵定量加入。
5、双氧水计量泵计算
根据氧化剂的用量计算，可以确定计量泵的大小，双氧水的密度为1.14g/L。
则计量泵的流量为
，
考虑计量泵的放大，选40%的格度，计算知计量泵的大小为456.7L/h，考虑设备选型的便利，因此选用260L/h的计量泵3台，2台工作1台备用，型号为J-X-260/0.2。
污泥浓缩池
（一）污泥池说明：
污泥浓缩池的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。
一般采用浓缩池处理的剩余污泥浓缩前污泥含水率为99%，处理后含水率97%。
（二）污泥池设计计算方法：
1、日产污泥量计算
取预沉调节池每日污泥产量为V1=37.5m3/d，曝气池每日污泥产生量V2=155.6m3/d，二沉池每日湿污泥产生量为V3=58.8m3/d，故日产污泥量
2、浓缩池面积A
设污泥固体浓度C0=6kg/m3，所用重力浓缩池固体通量为30kg/（m2·d）
因浓缩池面积较小，故设计采用1个竖流浓缩池
3、中心管面积
设中心管内流速v0=0.03m/s，采用n=1，则每池最大设计流量
4、中心管直径
5、中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度
取污泥从中心管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度v1=0.02m/s，喇叭口直径d1为
6、浓缩后分离出的污水量
取浓缩前含水率P=99%，浓缩后含水率P0=97%
7、浓缩池水流部分面积
去污水在浓缩池内上升流速v=0.000067m/s
8、浓缩池直径
取D=6.0m
9、有效水深
取t=10h，则
10、浓缩后剩余污泥量
11、浓缩池污泥斗容积
污泥斗设在污泥池底部，采用重力排泥。
取污泥斗倾角55°，污泥斗底部半径r=0.25m，且污泥池半径R=3.0m，则污泥斗高度
故污泥斗容积为
12、污泥在污泥斗中停留时间
13、污泥池总高度
取超高h1=0.3m，缓冲层高度h4=0.3m
14、压滤机的选择
压滤机过滤能力W采用3kg干泥/m3·d，并且每天工作24h，其压滤面积为：
选用BAJ20-635/25型压滤机3台（两用一备），其性能参数如下：
型号
过滤面积㎡
框内尺寸㎜
滤板㎜
外形尺寸mm
BAJ20-635/25
20
635×635
45
3770×1260×1200
污泥贮槽：
浓缩后的污泥进入污泥贮池，加入适当药剂，进行调理，故污泥贮池需搅拌。
假设浓缩前污泥固体浓度C0=6kg/m3，浓缩后污泥固体浓度Cu=30kg/m3，压缩后每日的污泥产量
取污泥贮池的尺寸为5m×3m×3.5m（超高0.5m）
调理后的污泥进入污泥脱水间，采用带式压滤机，进行污泥脱水，脱水后的泥饼运往垃圾填满场。
五．污水处理流程及平面布置图
1．占地面积及厂区选址
2.主要构筑物
3.厂区道路和管道布置
4.构筑物位置及高度
5．绿化带
6．人员编制
六.主要设备选型：
1.主要构筑物一览表
序号
名称
参数
规格（m）
数量
说明
1
格栅
L×B×H
2.58×1.23×0.86
1座
钢砼
2
集水池
L×B×H
6.0×6.0×2.8
1座
钢砼
3
预沉调节池
L×B×H
22×12×3
3座
钢砼、防腐
4
水解酸化池
L×B×H
25×10×5.3
3座
钢砼、防腐
5
A/O池
L×B×H
14.3×5.0×4.5
4座
钢砼
6
二沉池
D×H
23.0×4.43
1座
钢砼
7
Fenton氧化池
L×B×H
5.0×5.0×3.0
2座
钢砼、防腐
8
污泥浓缩池
D×H
6.0×8.22
1座
钢砼
9
污泥贮槽
L×B×H
5.0×3.0×3.5
1座
钢砼
2.主要设备一览表
序号
名称
型号
数量
说明
1
计量泵
J-X-260/0.2
3台
两用一备
2
污泥泵
PN1
2台
一用一备
3
搅拌器
JBK-Ⅰ型框架式搅拌器
2台
两用一备
JBK-Ⅲ型框架式搅拌器
26台
--
4
罗茨鼓风机
D22×16-7/2000
2台
一用一备
5
压滤机
BAJ20-635/25
3台
两用一备
6
污水泵
250S-14
2台
一用一备
7
管道
D=550mm
--
污水管道
D=200mm
--
污泥管道
七、建筑与结构设计
1．建筑设计
2．结构设计
混凝土等级不低于C25
3．建筑材料和施工条件
八、供配电设计
1．设计依据和范围
设计依据
设计范围
2．电气负荷计算
3．功率因素及其补偿
4．厂区配电，厂区线路，照明
5．电气控制
6．电能计算
7．接地
九、分析化验及分析仪器
1．主要分析化验指标
2．分析仪器器材设备清单
十、投资与经济分析
1．投资估算方法
以浙江省建筑安装94定额和市场咨询价为基本依据。
废水处理厂工程费用保持建筑工程费用、设备器材费用、安装费用及设计调试费用等。
2．工程直接投资估算
3．工程间接费用估算
4．工程总造价
5．运行费用
6．技术经济指标汇总
十一、环境保护、安全卫生及节能
1．环境保护
2．安全卫生
十二、建议
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