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1、制革污水处理厂工艺设计2012级环境工程CAD课程设计院 、 部： 安全与环境工程学院 学生姓名：朱益毅 徐大森 杨春宝 刘乐 指导教师： 黄白飞 职称： 讲师 专 业： 环境工程 班 级： 环本1202班 完成时间： 2015年6月 摘 要制革废水中BOD，COD的值都比较高，使得水中有机污染物的浓度过高,溶解氧过度消耗,水质下降，因此，采用较科学的工艺处理制革废水已极为重要。本设计为某制革厂废水处理设计主要去除制革废水中的悬浮物、氨氮，并且利用生物处理方法，有效去除BOD、COD。本设计采用氧化沟工艺，该工艺具有以下优点：能有效去机污染物，溶解氧利用率很高，BOD、COD的去除率也很高,污
2、泥产量低，污泥体积指数也低，容易沉淀，占地面积小，操作运行方便。在处理厂内，污水经调节池，格栅间，钟式沉砂池，初次沉淀池，卡鲁塞尔氧化沟系統，二次沉淀池等构筑物处理达到国家综合污水排放标准 GB8978-1996后排放剩余活性污泥经浓缩池，脱水车间处理后,产生的泥饼外运。关键词：制革废水；卡鲁塞尔氧化沟；污泥浓缩目 录1 前言12 工程概述22.1 选题背景22.2 设计任务22.3 设计依据及原则22.3.1 设计依据22.3.2 设计原则22.4 设计水质水量及排放标准32.4.1 设计水量32.4.2 进水水质32.4.2 出水水质33 工艺流程43.1 工艺选择4 工艺流程图53.3
3、工艺说明54 制革废水各单元设计说明书64.1 格棚的设计计算64.1.1 设计参数64.1.2 设计与计算6 沉砂池的设计74.4 沉淀池的设计与计算 (采用竖流式沉淀池)74.4.1 设计参数74.4.2 设计与计算74.5 氧化沟的设计与计算8 4.5.1 设计参数84.6 二沉池的计算与设计(采用幅流式沉淀池)114.6.1 设计参数114.7 集泥井的计算与设计124.7.1 设计参数124.7.2 设计与计算124.8 浓缩池的设计与计算124.8.1 设计参数124.8.2 设计与计算134.9 脱水车间的设计13 设计参数134.9.2 计算与设计135 污水处理厂平面与高程布
4、置155.1 各构筑物自身水头损失155.2 管道沿程水力损失的计算155.2.1 从调节池到格棚155.2.2 从格栅到沉砂池165.2.3 从沉砂池到初沉池175.2.4 从初沉池到氧化沟175.2.5 从氧化沟到二次沉淀池185.2.6 从二次沉淀池到集泥井195.2.7 从集泥井到污泥浓缩池196 构筑物高程的计算21致 谢231 前言针对目前水污染严重问题，特别是现在许多制革污水的直接排入水体造成水体污染特别严重。一些高浓度的制革废水，其含碱量大，有机物降解困难，一旦它被排入水体，引起水体 BOD5和 CODcr增加，复氧速度减慢，水体溶解氧減少，微生物繁殖加快， 恶性循环水体积毒越
5、来越严重，最终导致水体变黑变臭。因此针对制革废水难降解，难处理等问题，我们利用某公司的制革废水指标测定数据，设计出我们自己的处理工艺和流程。本课程的目的就是寻找一种有效的方法，使制革工业排放的废水在节约资源的条件下更好的达到国家排放标准。我在设计的过程中大量查找有关方面的书籍，通过进行对比，在原有的传统技术的基础上采用卡鲁塞尔氧化沟工艺。通过实验证明我们的设计方法是非常有效的，对污水处理效果很好，达到了本次设计的目的。通过本次设计，我加深了对专业知识的了解，且对制革废水处理工艺有了进一步的认识，对各个构筑物的设计、管路计算、高程布置、平面规划及设计有了更全面的认识。2 工程概述2.1 选题背景
6、制革污水是环境污染的重要污染源之一，它对环境和生态的破坏都十分严重。制革污水中含有大量的，毒性较大 的铬及其他金属元素，BOD，COD等有机负荷也很高，悬浮物浓度高，制革生产过程是按批次生产而非连续的流水线生产，因此其废水的水质，水量都随时间的变化较大，在不同的时候，水质的差别很大，流量的不匀系数为 1.7 左右。而切制革工艺不同，其污水成分差异很大成处理工艺也不尽相同，不可能有一种有效又相对固定的处理方法，这就要求污水处理系统必须有足够的耐污染冲击负荷和耐水力冲击负荷的能力，因此我们应积极研究出一种适合水质、水量根本情况，对水质、水量有较强适应能力的工流程。2.2 设计任务1）设计一座制革污
7、水处理厂；3）计算各构筑物和主要建筑物尺寸；4）绘制污水处理厂管道布置图以及各构筑物简图。2.3 设计依据及原则2.3.1 设计依据1）该厂的进出水水质水量资料；2）中华人民共和国污水综合排放标准(GB8978-1996)；3）给水排水快速设计手册；2.3.2 设计原则1）严格执行环境保护的各项规定, 确保经过处理后的排放水的水质达到国家相关标 准的要求;2）针对本工程的具体情况和特点,采用目前国内成熟的先进技术,力求运行安全可靠、操作管理简单、处理效率高、经济成本合理, 使先进性、可靠性和经济性有机的结合起来；3）构筑物和建筑物布置合理,工艺流畅，节约土地；4）注意周边环境的保护,避免二次污
8、染。2.4 设计水质水量及排放标准2.4.1 设计水量平均设计水量 Q=3750m/d；2.4.2 进水水质BOD5 (mg/1)SS (mg/1)COD (mg/1)总格 (mg/1)1480225032003200制革厂污水处理进水水质见表 1:表 1 进水水质表2.4.2 出水水质BOD5 (mg/1)SS (mg/1)COD (mg/1)总格 (mg/1)3001501001. 5处理后排放水水质要求见表 2:表2 出水水质表3 工艺流程3.1 工艺选择根据处理污水的性质和特点，拟采用生物处理方法。本设计采用Carrousel氧化沟为 主要的处理构筑物。Carrousel氧化沟系统是多
9、沟串联氧化沟系統，在每组沟渠的转弯处安装有表面曝气机，兼有供氧和推流揽梓的作用，污水在沟道内转折巡回流动，处于完全混合状态有机物不断氧化得以去除。由于氧化沟的长度较长，水中溶解氧的水平会产生较大的差距，从而可在氧化沟中形成富氧区、低氧区进而能够形成生物脱氮环境。当有机负荷低时,还可以停用其中的若干曝气机，在保证水流搅拌混合循环的前提下，节约能源消耗。此工艺在我国已经得到了大量的应用，实践证明该工艺具有设备简单，管理方便，运行稳定，处理水质好的有点。3.2 工艺流程图污泥外运带式压滤机污泥浓缩集泥井污泥回流排出二沉池氧化沟初沉池沉砂池格栅调节池废水3.3 工艺说明1）调节池：在调节池的入口设置p
10、H监测仪。废水在进入水解酸化池前主要通过降温装置使温度降到40oC以下,以保证微生物的正常代谢。其作用是调节水质水量。2）格棚：通过拦截较大的污染物来初步去除难处理的污染杂质。3）沉砂池：去除比较大的无机颗粒。在沉砂池中部设置格栅，主要是去除一些大的杂物，在池的前端开始加酸，通过搅拌机搅动使酸碱充分反应。沉砂池内不设曝气管，格栅机械清渣。4)初次沉淀池：减轻后续处理设备的负荷,保证生物处理设备净化功能的正常发挥。5)卡鲁塞尔型氧化沟：Carrousel氧化沟系统是六廊道串联氧化沟系統，在每组沟渠的转弯处安装有表面曝气机,兼有供氧和推流搅拌的作用，污水在沟道内转折巡回流动，处于完全混合状态有机物
11、不断氧化得以去除。6)二次沉淀池：使泥水得到分离，处理水得到澄清。7)集泥井：收集上一级构筑物产生的污泥。4 制革废水各单元设计说明书4.1 格棚的设计计算4.1.1 设计参数格栅倾角取：6004.1.2 设计与计算1）确定栅前水深,由最优水力断面公式2）每日栅澄量所以采用机械格栅3）格栅数量设一组并列的格栅，每组15个4）栅槽的宽度5）栅条高度:超高采用，则栅条高度6）通过格棚的水头损失为阻力系数,与栅条的形状有关，当为矩形断面时，k格棚受污泥堵塞时水头损失增大倍数, 取37）栅槽总高度8）栅槽总长度4.3 沉砂池的设计选用钟式沉砂池, 停留时间，取，有效水深 查表选取型号50, 则相关参数
12、如下:ABCDEFGHJKL0. 3050.301.400.300.300. 2001.104.4 沉淀池的设计与计算 (采用竖流式沉淀池)4.4.1 设计参数沉淀时间;中心管内流速;取污水的表面符合力度查表得4.4.2 设计与计算1)2)中心管面积与直径采用8座沉淀池，设每座池中心管面积m2中心管截面积, m2 中心管直径, m每个池的最大设计流量,m/s中心管内的流速3)沉淀池的有效水面高度，表面水力负荷有效水深4）中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度间隙高度间隙流出速度，一般不大于40mm/s，取v1喇叭口直径5）反射板直径 6）沉淀池总面积及沉淀池直径每座沉淀池的沉淀面积每座池的总面积为
13、每座池的直径，取4m7）污泥斗及污泥斗高度取, 截斗直径0.4m, 则缓冲层高度8）沉淀池的总高度4.5 氧化沟的设计与计算4. 设计参数污泥龄；污泥产泥系数；污泥浓度；污泥自身氧化率；水流量；氧化沟进水；污泥含水率。4.5.2 设计与计算1）氧化沟总容积计算硝化区的容积计算氧化沟总容积K具有活性作用的污泥的总污泥量的比例2)氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深H=4m,超高取0.3m，宽b=8m则沟总长:弯道处长度:则单个直道长:故氧化沟总池长:总池宽:(未计池壁厚), 壁宽3）剩余污泥量计算剩余活性汚泥量湿污泥量水力停留时间在 1024 之间, 符合要求。污泥负荷在 0.15 之间,所
14、以符合要求。4）最大需氧量的计算根据公式：符合要求最大需氧量计算。5）曝气设备采用泵型叶轮曝气器：标准供氧量标准需氧量，kg/hT设计温度，温度系数修正系数，取温度时，界面处溶解氧的浓度，mg/lC标准大气压条件下氧的饱和度查表可知：对泵型叶轮曝气器有泵型叶轮在标准条件下的充氧量kg/h；V叶轮转速，m/s；D叶轮直径；池型修正系数；时脱氧清水的需氧量51.6r/min；清水充氧量：48130kg/h；提升力：10372993kgf；叶轮升降动程：+1805m/s。取，查表得对矩形池修正系数；曝气机数量氧化沟采用PE193泵型高强度表面曝气机3台，7用1备。6） 污泥回流系统的设计回流污泥量进
15、水悬浮物固体浓度，由于出沉淀池去除SS效率为50%回流污泥浓度取8000mg/lX混合液固体浓度回流比4.6 二沉池的计算与设计(采用幅流式沉淀池)4.6.1 设计参数表面负荷,取 n二沉池数量,取2t沉淀时间,取20h i坡度,取刮泥机的周边线速度4.6.2 设计与计算1)单池表面积和池径2)二沉池有效水深h23)二沉池有效容积V4)设计泥斗容积污泥斗高度，m泥斗以上部分圆维部分体积V2斜底坡高: 贮泥区总体积V5）二沉池总高度H 设超高缓冲层高6）二沉池周边总高度 4.7 集泥井的计算与设计因处理回流的污泥量较大,采用较大的停留时间,则泥井的容积较大;采用1d的停留时间。4.7.1 设计参
16、数集泥井污泥流量:；集泥井有效水深:;超高:。4.7.2 设计与计算集泥井的直径:4.8 浓缩池的设计与计算4.8.1 设计参数流入污泥的含水率；处理后的污泥含水率；浓缩池的面积A为防止雨水的影响,流量加大20%设计污泥流量 污泥固体浓度固体通量4.8.2 设计与计算1)浓缩池的总面积2)3)浓缩池的直径D4)刮泥机选择及数据修正由以上数据,查设备手册,设备参数:池径为:池周边深为:周边线速度则池面积5)浓缩池有效水深h2设污泥停留时间,取 6)浓缩池总高度H设超高;缓冲层高度泥斗高度斜坡高度 浓缩池总高度:浓缩池周边高度: ，符合要求4.9 脱水车间的设计4.9.1 设计参数流入污泥的含水率
17、为95%,流量:Q=190m3/d处理后的污泥含水率为 70%4.9.2 计算与设计1）脱水过滤产率为L一过滤产率，W一单位体积滤液产生的滤饼干重，P一过滤压力,M一滤液动力粘液层度,Y一比阻，m一过滤时间tc与过滤周期之比t一过滤周期,s原污泥中固体物质浓度,g/mlQc滤饼量,ml一般取过滤压力，取，查表得200C时,，查阅相关比阻实验报告，取过滤时间，过滤周期，则 2)设压滤机每天工作 4h,则每小时处理的污泥量为 W原污泥干固体重量,kg/ha安全系数,常用所需过滤机面积为:查设备手册选用压滤机面积为20m2/台,5 污水处理厂平面与高程布置5.1 各构筑物自身水头损失各构筑物自身水头
18、损失如表3所示,其水头损失包括流经构筑物时的水头损失以及出口堪的水头损失。表3 各构筑物水头损失表构筑物水头损失（m）调节池格栅钟式沉砂池竖式初沉池氧化沟辐流式二沉池集泥井浓缩池5.2 管道沿程水力损失的计算5.2.1 从调节池到格棚1）设计水量为3/s,设流速为则管径为,查管道表管径D=250mm回算 2）沿程水力损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=20m,3)局部水力损失为:采用一个进口，一个出口，一个分支流三通，一个阀门，5.2.2 从格栅到沉砂池1）设计水量为3/s,设流速为则管径为,查管道表管径D=250mm回算 2）沿程水力
19、损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=51m,代入公式得:h1=m3)局部水力损失为:采用一个进口，一个出口，一个直流汇合三通，二个90弯头，一个阀门，5.2.3 从沉砂池到初沉池1）设计水量为3/s,设流速为则管径为,查管道表管径D=250mm回算 2）沿程水力损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=71m,代入公式得:h1=0.069m3)局部水力损失为:采用一个进口，一个出口，四个三通，一个分支流三通，一个阀门，5.2.4 从初沉池到氧化沟1）设计水量为3/s,设流速为则管径为,
20、查管道表管径D=250mm回算 2）沿程水力损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=53m,52m3)局部水力损失为:采用一个进口，一个出口，一个90弯头，二个直流汇合三通，一个阀门，5. 从氧化沟到二次沉淀池1）设计水量为3/s,设流速为则管径为,查管道表管径D=250mm回算 2）沿程水力损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=27m,6m3)局部水力损失为:采用一个进口，一个出口，一个分支流三通，一个阀门，5.2.6 从二次沉淀池到集泥井1）设计水量为3/s,设流速为则管径为,查管
21、道表管径D=250mm回算 2）沿程水力损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=50m,49m3)局部水力损失为:采用一个出口，一个汇合三通，二个90弯头，5.2.7 从集泥井到污泥浓缩池1）设计水量为m3/s,设流速为0.6m/s则管径为0.068m,查管道表管径D=75mm回算 v=0.50m/s2）沿程水力损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=9m,49m3)局部水力损失为:采用一个进口，一个出口，5.2.8 从污泥浓缩池到脱水车间1）设计水量为3/s,设流速为则管径为,查管道表
22、管径D=250mm回算 2）沿程水力损失为:海曾-威廉公式l-管道长度,mD-管径q-流量C-系数,选择铸铁管,取C=120取l=11m,6m3)局部水力损失为:采用一个进口，一个出口，6 构筑物高程的计算1)地面高程为25m；调节池最高水位25m；2)格栅的最尚水位为:3)4)初次沉淀池最高水位:29.5-0.2-0.41l=28.89m 5)氧化沟最高水位:28.89-0.45-0.171=28.27m 6)二次沉淀池最高水位:7)集泥井最高水位为:26.5m 8)污泥浓缩池最高水位:26.5-0.l-0.049=26.35m 9)脱水车间:名称水而标高 (m)池底标高 (m)设地面标高
23、25m调节池+0. 00-3. 00格栅-0. 33-0. 89钟式沉砂池+1. 15初次沉淀池+3. 89氧化沟+3. 27-0. 73二次沉淀池-3. 73集泥井-2. 00污泥浓缩池-3. 65脱水车间+0. 79参考文献1 高忠柏、苏超英.制革工废水处理M.化学工业出版社，20012 唐受印、汪大钓.废水处理工程M.化学工业出版社，20024 上海市政工程设计院.给排水设计手册M.北京：中国建筑工业出版社，19865 化学工出版社组织.水处理工程典型设计实例M.北京：化学业出版社，20016 张智.给水排水工程专业毕业设计指南M.北京：中国水利水电出版社，20007 于尔捷、张杰.给水
24、排水快速设计手册(卷2) M.北京：中国建筑工业出版社，19988 杨岳平、徐新率、刘传富.废水处理工程及实例分析M.化学工业出版社，2002 9 叶斌.制革废水处理J .工业废水处理，1998，18(2)10 郑皮表.制革废水处理工程实例J .给排水，1999，25(11) .434511 卢学强.制革废水综合处理技术研究J .城市环境与城市生态，1999，6.222412 唐受印,戴友芝.水处理工程师手册M.北京：化学工业出版社，199213 顾夏生.水处理工程M.北京：清华大学出版社，198514 李金银.给水排水快速设计手册(卷4) M.北京：中国建筑工业出版社，199815 严胞世.
25、给水排水快速设计手册(卷1) M.北京：中国建筑工业出版社，199816 高挺耀、顾国维.水污染控制工程M.北京：化学工业出版社，198917 委余生、吴俊奇.水污染治理新工艺与设计M.北京：海洋出版社，199918 杨岳平、徐新率、刘传富.水处理工程及实例分析M.化学工业出版社，200219 李世华.市政工程施工图集3.给水排水污水处理工程M.中国建筑工业出版社，2001致 谢通过这次课程设计，让我们更加深刻了解课本知识，和以往对知识的疏忽得以补充，在设计过程中遇到一些模糊的公式和专业用语，但是这次的课程设计给我们相当的基础知识，为我们以后工作打下了严实的基础。虽然这次课程是那么短暂的2周时
26、间，我们感觉到这些天我们的所学胜过我们这一学期所学，这次任务原则上是设计，其实就是一次大的作业，是让我们对课本知识的巩固和对基本公式的熟悉和应用，计算力学和运动学及预选电动机过程中的那些繁琐的数据，使我做事的耐心和仔细程度得以提高。课程设计是培训学生运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析解决实际问题的重要教学环节，是对三年所学知识的复习和巩固。同样，也促使了同学们的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步的完成设计。如果时间可以重来，我们可能会认真的去学习和研究，也可能会自己独立的完成一个项目，我们相信无论是谁看到自己做出的成果时心里一定会很兴奋。此次设计让我们明白了一个
27、很深刻的道理：团队精神固然很重要，担人往往还是要靠我们自己的努力，亲身去经历，这样我们的心里才会踏实，学到的东西才会更多。课程设计是一个重要的教学环节，通过课程设计使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过课程设计不仅可以巩固专业知识，为以后的工作打下了坚实的基础，而其还可以培养和熟练使用资料，运用工具书的能力，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，时又是一门讲道课，一门设计课，给了我许多道，给了我们很多思，给了我们莫大的空间。总之，这次课程设计使我收获很多、学会很多、比以往更有耐心很多。感谢学校及黄白飞老师给我们这次课程设计的机会，最真挚的感谢我们的辅导老师，在设计过程中，黄白飞老师精心的辅导和不厌其烦地的态度才使得我们以顺利的完成这次设计，她那无私的奉献的精神照耀着我们对学习的热爱，同时也增加我们对知识的追求和欲望度。 感谢您的阅读