毕业论文（设计）抗生素制药废水处理工程设计.pdf

_ _抗生素制药废水处理工程设计 第I页抗生素制药废水处理工程设计摘 要本设计是抗生素制药废水处理工程设计，处理规模1200m3/d,抗 生素废水有以下特点：COD,含量高、废水中SS浓度高、成分复杂、存在生物毒性物质、硫酸盐浓度高，设计采用水解-sbr-生物接触氧化 工艺，该工艺投资费用小、运行费用少、工艺效果好、运行管理简单。本抗生素制药废水处理工程方案的设计，能高效地去除BOD5（达 99.79%）、CODcr（达99%）和SS（达90%）,从而最大限度的减少了 对环境的污染。通过此工艺的处理，出水水质将达到污水综合排放 标准（GB8978-1996）中的二级标准。关键词：抗生素制药废水；水解-sbr-生物接触氧化；竖流式沉淀池；浓缩池；1200m3/d_ _抗生素制药废水处理工程设计 第n页Antibiotics Pharmaceutical Wastewater Treatment DesignAbstractThis design is the design of antibiotics in pharmaceutical waste water treatment works to deal with the scale of 1200m3/d5antibiotic wastewater has the following characteristics:CODcrcontent5high concentrations of SS in wastewater,complex composition,there are bio-toxic substances,high concentrations of sulfkte,design hydrolysis-sbr-biological contact oxidation process仙e technology investment cost is smalljess operating costs,process effects5operation and management simple.The antibiotic pharmaceutical wastewater treatment works in the design,can effectively remove BOD5(up to 99.79%)5CODcr(99%)andSS(90%)5and thus to minimize the environmental pollution.Through this process of treatment,water quality will reach Integrated Wastewater Discharge Standard(GB8978-1996)in the secondary standard.Key words：Antibiotic pharmaceutical wastewater;hydro ly s is-sbr-bio lo gical contact oxidation;vertical flow sedimentation tank;thickener;1200m3/d东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）篁I巨目 录第一章绪论.11.1 课题来源.11.2 设计原始资料.11.2.1 设计水量.11.2.2 设计进水水质.11.2.3 设计出水水质.11.2.4 站址介绍.21.3 国内外制药废水处理工艺现状.31.3.1 物化处理技术.31.3.2 生物处理技术.41.3.3 组合处理工艺.6第二章工艺设计说明.72.1 工艺选择.72.1.1 进出水水质.72.1.2 处理程度计算.82.1.3 备选工艺.82.1.4 工艺比较.102.1.5 工艺论证.112.2 主要处理构筑物的介绍.13221格栅.132.2.2 提升泵房及集水池.142.2.3 计量设施.142.2.4 调节池.142.2.5 水解酸化池.142.2.6 SBR 反应池.14_东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第n页2.2.7 生物接触氧化池.152.2.8 竖流式沉淀池.162.2.9 污泥处理.172210加药间.182.3 污水处理厂总平面布置原则.182.4 管线布置.192.5 污水厂的高程布置.19第三章 主体工艺设计计算.203.1 格栅间.203.1.1 格栅设计计算.203.1.2 提升泵.223.2 调节池.223.3 水解池设计.233.4 SBR反应器设计计算.263.4.1 SBR反应池容积计算.263.4.2 SBR反应池运行时间与水位控制.273.4.3 排水系统设计.273.4.4 排泥量及排泥系统.283.4.5 需氧量及曝气系统设计计算.293.5 生物接触氧化池.323.6 鼓风机房设计.343.7 竖流沉淀池.353.8 接触池.383.9 污泥处理构筑物.403.9.1 污泥泵房.403.9.2 污泥浓缩池.413.9.3 脱水间.423.10 污水厂高程计算与布置.42_东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第III页3.10.1 构筑物水头损失.423.10.2 污水高程布置.443.10.3 污泥高程布置.44第四章 工程经济技术估计.454.1 工程建设说明.454.2 主要构筑物设备估价表.454.3 运行费用分析.464.4 估算.47参考文献.48_东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第1页第一章绪论1.1 课题来源某市中外合资药业公司新建500t/a产品项目，主要生产硫氧酸红霉素原料药，产 生废水总量1200m3/d。制药工艺以生物发酵法为主，主要原材料为：淀粉、玉米浆、豆 饼粉、豆油、硫酸锌、液碱等。在发酵生产过程中产生一定量的高浓度有机废水。同时，清洗瓶罐、冲冼地面以及职工生活区亦会产生一定量的废水，必须对其进行处理。由 于废水有机污染物浓度高，且有较大的臭味，因此，为保护环境，必须在加强生产 过程污染控制的同时，在厂区内建设废水处理站进行末端治理。1.2 设计原始资料121设计水量计算流量：Q=1200m3/d=0.01389m3/s=13.89 Vs总变化系数：Kz=；=2.02Q最大流量：Qmax=Kz X2=2.02 X1200 m3/d=2424 m3/d=101m3/h=0.02806 m3/s122设计进水水质表1进水水质指标水质指标BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)PH浓度400080008006.0 9.01.2.3 设计出水水质根据环保部门要求，出水水质应达到污水综合排放标准(GB8978-1996)中的二 级标准。因此确定出水水质为:表2出水水质指标水质指标BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)pH浓度60300100%=98.5%8000-300(2)CODcr 的去除率：T|=x 100%=96.25%800-200(3)SS 的去除率：n=Q/X1OO%=75%ol)l)(4)PH：6.09.02.1.3 备选工艺(1)水解一SBR一生物接触氧化该废水有机物含量高，可生化降解性较好，但单独采用好氧工艺时需对原废水进行 稀释，且抗生素废水中往往含有残余抗生素，会对好氧系统产生不利影响。根据对该废 水的中试和水解酸化的研究，水解酸化反应可以对残余抗生素改性，提高废水的可生化 性。故考虑加上一个水解酸化过程，在水解阶段，把固体物质降解为溶解性物质，大分 子物质降解为小分子物质；酸化阶段把碳水化合物降解为脂肪酸。水解-酸化菌世代周 期较短，故此降解过程迅速。由于厌氧发酵控制在水解酸化阶段，可避免因进一步发酵 所带来的沼气，不会产生普通厌氧处理过程所产生的恶臭气体，并且避免了完全的厌氧 反应对环境要求高，难于稳定运行的缺点。废水经水解酸化处理后仍具有较高的污染负荷，因此需要好氧处理工艺对制药废水 进行进一步处理，因此设计采用“SBR法+接触氧化”二级好氧处理工艺。废水经二级好 氧处理后，色度仍然较高，为去除残余的色度，同时作为系统的把关单元，设置反应沉 淀系统进行脱色处理。在大量调研、比较及中试的基础上，方案采用“水解酸化+SBR法+接触氧化”工艺。经过上述处理后，废水可以实现达标排放。废水格栅调节池东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）篁9页图1水解一SBR生物接触氧化 工艺流程图（2）水解一UASB 一三相好氧流化床该废水属于高有机物，高悬浮物，毒性大废水，而水量不大。主体工艺拟采用UASB 反应器，但是其对进水悬浮物含量要求较严格，这是其与其他厌氧处理工艺的明显不同 之处，一般以不大于1000mg/l为宜，否则不利于颗粒污泥与进水中有机污染物的充分 接触而影响产气量，另一方面容易造成反应器的堵塞问题。止匕外，进水中SS的种类对 颗粒污泥的形成也有较大的影响。故在UASB前降低SS含量是必要的，因此在UASB 工艺前设置均质沉淀池，一方面利用固液分离去除废水中的杂质及悬浮物，同时还可以 降低废水中有机物含量，使进水达到UASB进水要求；另一方面，由于该红霉素生产废 水水质变化幅度大，冲击负荷强，不利于废水处理设施的正常运行，因此利用均质沉淀 池池沿的沿程进水，使同时进池的废水转变为前后出水，达到与不同时序的废水混合的 目的。由于废水中含有硫酸根、金属离子及残存的抗生素，这对微生物尤其是UASB中产 甲烷菌来说具有相当大的毒害作用，甚至可以引起生物处理工艺的失效。因此UASB前 设置一个水解池，利用产酸菌的不敏感性，改变毒物的结构或将其分解，使毒性减弱甚 至消失，同时大量产酸菌在水解作用下，还可以大大降低悬浮固体浓度。经过水解池预 处理的酸化液进入产甲烷器（UASB）就能进行正常的产甲烷反应，并能得到快速、高 效的处理。但是UASB出水的CODcr,BOD5浓度仍很高，且带有臭味，不能直接徘放，因而 考虑增加好氧处理来克服厌氧处理的缺点。三相好氧流化床作为一种新型高效的好氧工 艺，近三十年来其应用范围和规模都日益扩展，尤其是其可以达到很高的污泥负荷，使东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第10页其进水有机物浓度可以较高，且其反应器高径比较大，节约占地。对于用地紧张的企业 很适合。经三相流化床处理后，废水再经二沉池就基本可以达到处理目标。污泥脱水间泥饼外运出 水图2水解一UASB 一三相好氧流化床工艺流程图2.1.4 工艺比较表4污水处理设计方案比较项目方案一方案二东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第11页投资费用土建工程机电设备及仪表征地费总投资土建工程量较小 自控仪表较多征地费小 较小土建工程量稍大 设备和自控仪表布置集中且少 征地费稍高 稍高污泥流需污泥回流不需要污泥回流能源问题不能产生能量能够产生能量曝气量较大，传递效率高较小，传递效率高运行电耗小稍大费用总运行成本较低较低出水水质达标达标有无污泥膨胀无无冲击负荷的影响可承受日常的冲击负荷可承受日常的冲击负荷工艺夏季与冬季出水效率相当滤池从底部进水，上部可封闭，效果温度变化（低温）的影响温度波动对运行影响不大水温波动小，低温运行较稳定自动化程度很高一般运行日常维护和巡视设备布置集中，巡视方便日常维护管理方便管理操作和管理人员人数少正常根据表1-3从投资费用、运行费用、工艺效果、运行管理等方面的比较，最终选用 方案一，采用水解一SBR生物接触氧化处理工艺。2.1.5 工艺论证表5各处理单元进出水水质状况东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第12更 项目处理单元CODcr/(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH值格栅进水800040008007.5出水800040007207.5去除率(%)0010调节池进水800040007207.5出水800040005767.4去除率(%)0020水解酸化池进水800040005767.4出水640032002886.2去除率(%)203050SBR反应池进水640028002886.2出水108828086.47.5去除率(%)839070接触氧化池进水108828086.47.5出水217.64286.47.6去除率()80850沉淀池进水217.64286.47.6出水180.625.217.37.8去除率(%)174080排放标准(GB8978-1996)一级排放标准3006020069符合设计目标，可以使用。水解一SBR生物接触氧化处理工艺工艺流程的特点:工艺成熟，稳定可靠，操作方便。(2)运行周期灵活可变，耐冲击负荷性能强。整套系统实行自动或自动控制，节省人员费用。东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第13页(4)本工程涉及结构紧凑，占地面积少，流程尽量利用位差，减少动力消耗，节省投资及 日常费用。2.2 主要处理构筑物的介绍2.2.1 格栅格栅是有一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口 处或者污水处理厂的端部。主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单 元的机泵或工艺管线造成损害。格栅配有水位探测仪，当栅前后水位差达到设计值时，则自动启动配置的清洗耙。每套格栅前后均设有电动闸板以便检修时截断污水。由于本设计中废水悬浮物很小，水量相对较小，故采用细格栅，用机械清渣。设计说明水泵前格栅条间隙，应根据水泵要求确定；格渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。格渣的含水率一般为80%,容重为960kg/m3；(3)格栅的过栅流速一般采用0.61.0m/s；(4)栅前渠道内水流速度一般采用0.40.9m/s；(5)格栅倾向一般采用45。75。(6)通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m；(7)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和 冲洗设施；(8)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度，当采用人工清除 格渣时，不应小于1.2m；设置格栅装置的构筑物，必须考虑有良好的通风设施。参数选取：设栅前流速匕=0.8m/s,过栅流速匕=0.8m/s,栅条间隙宽度b=0.010m,栅条宽 度S=0.01m,渐宽部分展开角度a=20。，栅前部分长度0.5m,格栅 倾角。=60。，单位栅 渣量0.07加栅渣()3疗污水 设2组细格栅，1用1备。东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第14页2.2.2 提升泵房及集水池泵站是给污水加压与提升设备，为污水提供能量，使污水在后续处理构筑物中能顺 利流下，不倒流。2.2.3 计量设施污水处理中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积 杂物。本计中选择电磁流量计。其优点是测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电 导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高。224调节池工业废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的 正常运行，用调节池进行均衡调节，缓冲瞬时排放的高浓度废水，同时使生产废水进行 内部中和反应，从而降低运行成本，保证系统的稳定运行。225水解酸化池从工程上讲，厌氧发酵产生沼气的过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段等 三个阶段。水解池是把反应过程控制在第二个阶段之前完成，不进入第三个阶段。它实 际上完成水解和酸化两个过程(酸化也可能不十分彻底)，但为了简化，简称为水解。水解池具有以下优点：不需要密闭的池子，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价和便 于维护。(2)水解、产酸阶段的产物主要是小分子的有机物，可生化性一般较好，故水解可改变原 污水的可生化性，从而减少反应时间和处理的能耗。(3)由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善了处理厂环境。(4)由于第一、第二阶段反应迅速，故水解池体积小，与初沉池相当，节省基建投资。(5)由于水解池对固体有机物的降解，减少了污泥量，具有消化池功能。226SBR反应池SBR法是通过时间上的安排，在一个池子内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第15页列工艺过程，构成了一个周期。这种工艺近年来在我国已广泛应用。但是，这种工艺组 合方式多变，加之应用时间较短，尚未总结出一套完整的设计、控制方法，因此制约着 SBR法的进一步推广和应用o根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理效果好，占地面积小，投资省的特 点，故而选用SBR法。表6 SBR反应池进出水水质CODcr/(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)PH值进水640028002886.2出水108828086.47.5去除率839070SBR运行周期中反应时间根据类似工程经验确定为35h,且运行周期中不设闲置 阶段。SBR运行周期为12h,其中进水lh,反应7h,沉淀3h,排水1鼠其中SBR工艺运行 周期一般T=516h,充水时间一般为14h,反应时间一般为28h,沉淀时间一般为 ITh,闲置时间一般为12鼠SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.4kg BOD5/(kg MLVSS d)2.2.7 生物接触氧化池废水经sbr处理后还不能达到国家排放标准,尚需进行深度处理。由于废水中的COD 浓度比较高，必须通过好氧生物降解废水中的有机物。为保证好氧处理效果，采用生物 接触氧化工艺。在生物接触氧化系统中设有半软性填料，通过微孔曝气器曝气充氧培养 微生物，废水与长满生物膜的填料相接触，大部微生物以生物膜的形式固定在填料上，部分悬浮生长在水中；在曝气冲刷作用下，老的生物膜不断脱落，新的生物膜不断生长,促进生物膜的新陈代谢。填料上的有机物以废水中的有机物为食物,分解为CCh和氏0,从而降低了废水中的有机物浓度，使废水得到净化。生物接触氧化工艺是近年来国家推荐广泛使用的工艺，它具有以下特点：由于填料比表面积大，池内单位容积的生物固体量较高，因此具有较高的容积负荷。由于接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，对水质水量的骤变有较强的 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第16页适应能力。当容积负荷较高时，其F/M比可以保持在一定水平，污泥产量低，而且大多为脱落的 生物膜，易脱水处理，不需要污泥回流。生物填料主要起生物膜载体的作用，同时兼有截留悬浮物的作用，具有生物附着力 强、比表面积大、孔隙率高、化学和生物稳定性好、经久耐用、不溶出有害物、不引 起二次污染、防紫外线、抗老化、亲水性能强等特点，在使用过程中，微生物易生成、易更换、耐酸碱、抗老化、不受水流影响、使用寿命长，剩余污泥少，安装方便。表7生物接触氧化池进出水水质CODGr/(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)PH值进水108828086.47.5出水217.64286.47.6去除率80850设计参数：生物接触氧化池的个数或分格数应不小于2个，并按同时工作设计。(2)容积负荷范围 M：10001500gBOD/(m3-d)o(3)污水在氧化池内的有效接触时间一般为1.53.0h。(4)填料层总高度一般为3m。进水BOD浓度应控制在150300mg/L。(6)接触氧化池中的溶解氧含量一般应维持在2.53.5 mg/L,气水比为(1520)：1。(7)接触氧化池每格的面积一般不大于25mL为保证布水布气均匀。2.2.8 竖流式沉淀池竖流沉淀池一般选用圆形或正方形，在这里采用圆形，一般直径为(47)m(S10m)。沉淀区呈圆柱体，污泥斗为截头倒锥体。废水从中心管自上而下流入经反射板折向上升，澄清水由池四周的锯齿堰溢流入出 水槽，出水槽前设挡板，用来隔除浮渣，污泥斗倾角为50。60。，污泥靠静压力由污 泥管排出，污泥管直径一般为150mm。参数选取：Qmax=Kz X=2.02 X1200 m3/d=2424 m3/d=0.02806 m3/s,_东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第17页表8竖流沉淀池进出水水质i/0=30mmI s-0.03m3/5,v=0.0007m/s,t=1.5h,vi=0.01m/s,r=lm,R=3m。CODGr/(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)PH值进水217.64286.47.6出水180.625.217.37.8去除率1740802.2.9 污泥处理污泥处置就是通过适当的方法对污泥进行处理，防止污泥腐化发臭，使其中的有毒 有害物质得到妥善处理和综合利用，变害为利，确保污水处理厂正常运行，为污泥找到 最终出路。污泥最终处置的主要方法是作农业肥料、作建筑材料、填地、填海造地和排 海等。(1)污泥浓缩：污泥浓缩的主要目的就是减少污泥体积，从而降低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的浓缩方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。污泥浓缩方 法的选择及优点：重力浓缩法：浓缩池构造简单，操作方便；动力消耗小，运行费用低；贮存污泥能 力强。气浮浓缩法：浓缩效果好，出泥含水率低；占地面积小，只为重力法的1/10；运行 效果稳定，不受季节影响；产生臭气小，能去除油类。离心浓缩法：浓缩效果好，工作效率高；占地面积小，几乎不散发臭气，工作环境 好。本设计选择重力浓缩法(2)污泥干化与脱水：经过浓缩、消化后的污泥含水率约有95%-97%,体积较大，不利于进行最终处置。经过干化和脱水处理，污泥含水率可降至60%-80%,体积减少为原来的1/10-1/5,由液 态变为固态，为综合利用和最终处置提供了方便。干化场和各种污泥脱水机械的特点如 东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第18页下：污泥干化场：设备简单，操作方便，耗电少。带式压滤机：连续生产，效率高，设备少，投资较少，劳动强度小，能耗维护费川 低。板框压滤机：泥饼含水率低，体积小，节省后续处理的费用，污泥调节药剂投量少。真空脱水机：连续生产，工作效率高，运行稳定，可自动控制。离心脱水机：效率高，基建费用少，占地小，环境好，自动化程度高，运行费用低。本设计采川带式压滤机2.2.10 加药间污水经反应池得到改善，细菌含量也大幅度减小，但其绝对值仍很可观，并有存在 病原菌污染的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。常用的消毒方法有：液氯消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒。液氯消毒效果可靠，投配准确，且价格便宜。城市污水经过二级处理后，水质得到改 善。细菌含量大幅度减少。二氧化氯消毒具有极强的杀菌能力，能较好杀灭细菌、病毒，且不会产生致癌、致突、致畸物质，是一种安全的消毒技术，杀菌作用持续时间长，受pH影响小，可除臭、去 色。但是消毒主要问题是成本较高，且不能贮存，需现场制备。在我国目前主要用于 小型城市污水处理。紫外线消毒：消毒效率高。但紫外线照射灯具货源不坐，电耗能量较多，且不能保 证消毒的延迟性。适用于小型污水厂。本设计采用液氯消毒。2.3 污水处理厂总平面布置原则1.处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；2.处理构筑物的布置或尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时西充分利用地 形以减少土方量；3.经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方地东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第19页区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；4.构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采 用 5一10m；5.污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，方便管理；6.变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设；7.污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入 下一级构筑物或事故溢流管；8.污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；9.在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优 美舒适的环境；10.总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为 若干系列分期建设。2.4管线布置(1)或设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。(2)厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化 验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而 方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以 保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季 主风向所在的上风中处。在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽69m次干 道宽34m,人行道宽1.5m2.0m曲率半径9m,有30%以上的绿化。2.5污水厂的高程布置污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构 筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污 水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。(1)污水处理厂高程布置应考虑事项：选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证任何东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第20页情况下，处理系统都能够运行正常；计算水头损失时一般以近期最大的流程作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期 流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头；在做高程布置时应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。(2)污水厂的高程布置为了降低运行费用和便于管理，污水在处理构筑物之间的流动按重力流考虑为宜。(3)水头损失包括：污水经各处理构筑物的内部水头损失；污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损。第三章主体工艺设计计算3.1 格栅间3.1.1格栅设计计算设栅前流速匕=0.8m/s,过栅流速%=0.8m/s,栅条间隙宽度b=0.010m,栅条宽 度S=0.01m,渐宽部分展开角度a=20。，栅前部分长度0.5m,格栅 倾角。=60。，单位栅 渣量0.07加栅渣()3祖3污水 设2组细格栅，1用1备。(1)进水渠道宽：用=用行后笋每26历(2)栅前水深：为=0.1 3为2栅条的间隙数：QmaxJsinu 0.02806x7sin60o _ _n=-=-=23Nbhv2 1x0.010 x0.132x0.8(4)栅槽宽度：B=S(n-1)+=0.01(23-1)+0.010 x 23=0.45m东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第21页(5)进水渠道渐宽部分的长度:i B-B1 0.45-0.132 L=-L=-p 0.4 3 4n2tga 2tg20(6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:L=2 1al2 2 2通过格栅的水头损失:设栅条断面为锐边矩形面，故K=3,4=2.424-sincifK=2.422g40.01 0.82.Ano.non 2-I x-sin60 x3=0.2 0 5fii19.60.010(8)栅后槽总高度:设栅前渠道超高h2=0.3m,/=/z+/z7+/22=0.132+0.2053+0.3=0.6373m(9)栅槽总长度:TT A 1 32-1-0 3L=L+L+0.5+1.0+=0.434+0.217+0.5+1.0+-=2.4mtgd tg60(10)每日栅渣量:W=friw=W=。例%宜采用机械清渣，格栅采用链条回转式格栅除污机。132J1321000217T34500249 24002f5pI图3格栅简图东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第22页3.1.2提升泵泵后构筑物水头损失=接触消毒池+竖流沉淀池+生物接触氧化池+配水井+SBR池+酉己水井水解酸化池+调节池=0.3+0.4+0.5+0.2+0.5+0.2+0.5+0.2=2.8m 设泵站内的水头损失为0.3m,自由水头1m,泵后管线损失1m。格栅相对标高为：-3.1m水泵的扬程为H=2.8+l(3.1)+0.3+1=8.2 次设计流量Qmax=1200相3/4=50相3/，进水泵房为矩形钢筋混凝土结构，平面尺 寸为5根X5加，考虑到水泵并联运行时流量会有一定的折减，折减系数为0.9,选用保 定市太行制泵有限公司生产的2%PWL型立式排污泵2台，1用1备，其性能参数见下 表：表9 2%PWL型立式排污泵性能参数流量扬程转速功率效率气蚀余量出口直径/进口(m3/h)(m)(r/min)(kW)(%)(m)直径(mm)609.514504622.51953.2 调节池已知Qs=2424m3/d=101m3/h；取水力停留时间HRT=4h；调节池的有效水深/z=5.5m；水面超高取0.5m。(1)调节池的有效容积r=0 x7-lOlx4=4O4m3(2)调节池的总高度/=5.5+0.5=6m(4)调节池的面积：东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第23页=m=404/6=67.33m2,A=70m2；(5)调节池平面尺寸为：7x10(m2)(6)调节池的尺寸为：Zx5x/=10 x7x6(m3)(7)搅拌机:在调节池内设GQT040 x480(功率4.0kw)高速推流器一台，起搅拌混合作用，防 止污水中悬浮物沉积在池底。3.3 水解池设计已知g=1200m3/d=50m3/h；取水力停留时间HRT=4h,取表面负荷q=0.5病/水力停留时间t=6h(1)池表面积4=%=50/0.5=100m2(2)将水解池设计成矩行，长13m,宽8m则实际水解池表面积为/=104m2有效水深A=/=0.5x6=3m东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第24页则水解池的有效容积 F=Ah=104x3=312m3超高取0.5m,则水解池的尺寸为13x8x3.5 4(4)实际表面负荷夕=50/104=0.481 加3/加2/停留时间Z=V/Q=6.24h进水装置位于池底部，采用竖管布水或者穿孔管布水。每个布水孔口的服务面积 0.5-2病，每个孔口的流向不同，流速采用0.4-1.5m/s,并尽量避免孔口的堵塞和短流。出水堰间距2-3m,出水堰设置挡渣板，排泥装置位于池一侧。(6)出水系统设计水解酸化池的出水收集系统与常规的二沉池的出水类似，本设计采用三角堰汇水槽 汇水，再用出水管出水，采用90。三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细如下：堰长=7m,则出水堰负荷f_Q _ 1200 x1000 q L 24x3600 x7=1.98/(s 相)沿池宽方向布置。出水堰出水流量:久=密=0.397/S=0.00 03 仇为s 5 55堰上水头：由9=1.4%务得=0.0 3 8M，取 h2=0.04m。集水槽宽9X/J4=0.9 x(1.3 x120)0.424x3 6 0；0=0.2m集水槽临界水深为东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第25页 0.094m gB2集水槽起端水深为勿=L73x4=1.73 x 0.094=0.163 加 设出水渠自由跌落高度hi为0.1m,则集水槽总水深为h=hl+h2+h3=0.1+0.04+0.163=0.303 m,取 h=0.3mo排水管选用DN=175mm的钢管作为排水管。r iqnnn图5水解池简图(7)污泥量每日沉淀污泥重：W=Q4000-32001000(1-30%)+0576-288100050%=844.8左g=0.8448,(10)填料：选取QTL型球形聚网生物填料，利用填料框的形式填料。图6 QTL型球形聚网生物填料东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第26页3.4 SBR反应器设计计算3.4.1 SBR反应池容积计算SBR处理污泥负荷设计为Ns=OAkg BOD5/(kg MLVSS d)运行周期安排和自动控制特点，SBR反应器设置4个。(1)污泥量计算SBR反应池所需污泥量为：地 变3=ioo8（m 干泥）=1。&0.75 0J5Ns 0.75x0.4设计沉淀后污泥的SVI=90ml/g,则污泥体积为：Vs=12SVI MLSS=1.2 x 90 x 10-3 x 10080=1088.64m3(2)SBR反应池容积SBR反应池容积V=Vsi+V什Vb式中：Vsi-代谢反应所需污泥容积，m3Vl-反应池换水容积，m3Vb保护容积，m3Vf为SBR反应池的进水容积，即Vf=ixl=5（Wf 24单池污泥容积为则 r=272.16m3+50 m3+F；=322.16m3+Vb(3)SBR反应池构造尺寸SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一 端为出水区。SBR反应池单池平面尺寸(净)为(10 x7)m2,水深为5.0m。池深5.5m。单池容积为东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第27页J10 x7x5=350m3则保护容积为r&=V-322.16=27.84m3四池总容积K=4K=140/fi3SBR反应池尺寸（外形）（10 x7x5.5）m33.4.2 SBR反应池运行时间与水位控制SBR反应池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为2.8m,进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后2.8m。5.0m水深中，损失水深为2.2m,存泥水深2.0m,保护水深0.8m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。见图6进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制,沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。uumm-UUEK1100。图7 SBR池高程控制图3.4.3 排水系统设计SBR反应池的排水系统主要靠滓水器排水，滓水器是SBR工艺中的关键设备。每 次滓水阶段开始时，滓水器以先设定的速度由原始位置降到水面，然后随水面缓慢下降,下降过程为下降10s,静止逐水30s,再下降10s,静止逐水30s，如此循环运行，直至达到设计最低水位，上清液经过逐水器排出。灌水器排水均匀，不会扰动已沉淀的东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第28页污泥层。滓水器在运行过程中设有线位开关，保证滓水器在安全行程内工作。（1）参数选择本设计中排水时间为ih每池滓水器排水能力：。尸=gxT=i21=l 5 的3/%4x2式中：Qp-通过堰口的水流流量，m3/z；%SBR池子个数；%天内SBR池子循环周期数；TSBR池设计排水时间每池选用一台滓水器，单台滓水器的排水能力为：150n?/h每池选用1台压筒旋转滓水器，滓水量=150 xl=200m3/次，滓水深度：A=吗-=2.14加，取 2.2m 10 x7滓水器的选型本设计选用BFR-200型滓水器排水口高度为保证每次换水V=250m3的水量及时快速排出以及排水装置运行的需要，排水口 成在反应池最低水位之下约0.5-0.7m,设计排水口在高水位之下2.8m,见图6。排水管管径每池设浮动排水装置一套，出水口两个，排水管一根，固定设于SBR墙上。浮动 排水装置规格为DN200mm,排水管管径为DN300mmo3.4.4 排泥量及排泥系统（l）SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为:东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第29页AX=a.Q.Sr-b.XrV=a.Q.Sr-=(a-)QSr式中：a微生物代谢增长系数，kgBSS/kgBOD;b微生物自身氧化率，1/d根据制药废水性质，一般取a=0.30-l kg BSS/kg BOD,b=0.010.081/d,参考类似经 验数据，本设计中取a=0.65,b=0.05,则有：AX=(0.65-黑)x 1200 x(2800-280)xlO-3=957.6kg/d假定排泥含水率为98%,则排泥量为：AX _ 957.6103x(1-P)-103x(1-98%)=47.88 加3/Q考虑一定安全系数，则每天排泥量为50m3/do(2)排泥系统每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01,池出水端池底设(LOxLOxOS)/排泥坑一个，每池 排泥坑中接出排泥管DN200 一根，排泥管安装高程相对地面为0.4m,相对于最低水位1.03m,剩余污泥在重力作用下排入集泥井。3.4.5 需氧量及曝气系统设计计算(1)需氧量计算SBR反应池需要量Q2计算公式为：O2=a.QSr+bXV=a 0S弋b式中：微生物代谢有机物需氧率，kg/kg b，微生物自养需氧率，1/d根据类似工