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1、目 录前言 1第一部分：设计说明书 21 项目说明21.1 设计任务及工程概况 21.2 设计原始资料21.3 自然概况 31.4 设计依据 42 设计方案及其工艺流程确定 42.1 工艺选择的原则 42.2 工艺的确定 43 工艺设计说明63.1 水处理单体构筑物设计说明63.2 中水回用深度处理装置的设计说明 83.3 污泥处理设计说明 93.4 主要附属构筑物设计说明 94 污水厂总体布置 9 4.1 污水厂平面布置 94.2 污水厂高程布置 105 补充说明 10第二部分：设计计算书 111 水处理构筑物设计计算 111.1 中格栅设计计算 111.2 细格栅设计计算 121.3 集水
2、池设计计算 131.4 铁炭电解池设计计算 141.5 沉淀池设计计算 151.6 均质缓冲池设计计算 171.7 UASB反应器设计计算 181.8 一级水解酸化池设计计算 281.9 CASS反应池设计计算 301.10 二级水解酸化池设计计算 361.11 曝气生物滤池设计计算 371.12 清水池设计计算 442 中水回用深度处理装置设计计算 442.1 高效过滤器设计计算 452.2 吸附塔设计计算 452.3 反渗透装置设计计算 452.4 接触池设计计算 463 泥处理构筑物设计计算 46 3.1 贮泥池池设计计算 463.2 污泥浓缩池池设计计算 473.3 污泥脱水间设计计算
3、 494 附属构筑物设计计算 504.1 污水提升泵房的设计计算 504.2 鼓风机房的设计计算 505 高程设计计算 505.1 污水高程设计计算 505.2 污泥高程设计计算 506 工程概算 516.1 编制依据 516.2 处理厂费用的计算 516.3 工程效益分析536.4 节能措施 536.5 结论 54参考文献 55致谢 56附录一 57附录二 59附录三 60全套图纸，加153893706前 言指导老师提供的实际工程某市松原生化有限公司生产木糖醇产生的废水处理工程。毕业设计是学生完成专业培养方案规定的课程及获得学院规定的学分后所必须进行的重要实践性教学环节。通过工程设计，综合运
4、用和深化所学理论知识；学会调查研究、收集设计资料，根据具体工程要求和设计规范选择、规划设计方案，并利用标准图集和手册等完成设计任务；进一步提高设计计算、绘图、编制工程概算、编写设计说明书和计算书及使用计算机技能；通过毕业设计，培养独立分析和解决一般工程实际问题的能力，使学生毕业后能够迅速的承担给水排水工程的设计、施工、维护管理等工作任务，受到工程师的基本训练。工业废水处理工程毕业设计，是给水排水工程专业毕业设计的一个主要设计方向，通过工业废水处理工程毕业设计，培养独立分析和解决工业废水处理工程设计、指导施工、工程调试、运行管理等实际工作的能力。毕业设计是总结在校期间学习成果，完成工程技术人才基
5、本训练的重要环节，是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，使教育计划中一个有机组成部分，是培养学生综合运用所学理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的重要一环。它与其他教学环节紧密配合，使前面各个环节的继续，深入和发展。通过毕业设计，使学生得到工程师所必须的综合训练，在不同程度上提高调查研究，查阅文件，撰写设计说明书计算书记工程设计绘图的能力，使学生综合运用所学基础知识和专业知识，进一步培养其独立分析问题和解决问题的能力。工业废水处理毕业设计，是给水排水工程专业毕业设计的一个主要设计方向，通过工业废水处理毕业设计，培养独立分析和解决工业废水处理工程设计指导施工工程调试运行管理实际工作的
6、能力。第一部分:设计说明书1 项目说明1.1 设计任务及工程概况某市松源生化有限公司的木糖醇项目位于某市范家屯开发区规划的工业用地内，某市位于吉林省中西部，四平地区东北部，地处松辽平原的腹地，东邻长春市，西依东辽河，是一个计划由省单列的县级市。该厂建成以后年加工玉米芯17万吨，其主要产品为结晶木糖醇2万吨/年，副产品为木糖醇膏4000吨/年、木糖膏4000吨年。该企业在生产过程中将产生大量工业废水，主要为酸洗废水、离子交换废水、脱出废水、设备及地面冲洗废水和生活等废水。现在要针对该厂污水排放情况设计一套污水处理工艺，以实现污染物浓度达标排放，同时要使出水水质满足以后的中水回用深度处理装置及工程
7、项目的要求。1.2 设计原始资料1）水质、水量资料工程处理水量：11000t/d，其中的1000 t为中水回用工程的浓缩废水。原水水质详见下表:CODSS 色度 含盐量PHBOD550007000mg/L20003000mg/L300500（倍）800010000mg/L4518002500mg/L2） 处理后的水质目标污水经处理后最终排放标准执行国家现行污水综合排放标准GB89781996中一级排放标准，如下表。 CODSSBOD5HH3-N色度PH100mg/L70 mg/L20mg/L15 mg/L50693）中水回用深度处理装置及工程设计处理水量：5000 m3/d 设计进水水质:CO
8、DSS 色度 含盐量PHBOD5100mg/L70mg/L300500（倍）60008000mg/L6920mg/L4）处理后的水质目标是达到污水综合排放标准GB8978-1996中一级排放标准的污水（即设计目标1的出水），经本建设项目处理后全面达到GB/T50335-2002污水再生利用工程设计规范中的工业循环冷却水系统补充水水质标准要求，即中水回用工程建成投产后其设计出水水质主要控制水质指标见下表COD总磷BOD5HH3-NNTUPH60mg/L1.0 mg/L10mg/L10mg/L5691.3 自然概况1.3.1 地理位置该项目位于某市范家屯开发区规划的工业用地内，某市位于吉林省中西部
9、，四平地区东北部，地处松辽平原的腹地，东邻长春市，西依东辽河，是一个计划由省单列的县级市。 范家屯开发区地外松辽平原中部，东与省城长春接壤，西距公主岭市30公里 全区幅员面积204.9平方公里，开发区地理位置优越、交通便捷，京哈铁路、102国道横贯城区，长平高速公路在该区设有出口，厂子子附近有伊通河的支流新开河流过。1.3.2 气候、气象某市气候的特点: 属于中温带半湿润地区大陆性季风气候。平均气温5.6。年日照时数2785.3小时，无霜期144-157天，年降水量594.8毫米。公主岭市的年平均气温5.9,极端最高气温36.6,极端最低气温-34.6；公主岭市全市盛行西南风，历年平均风速3.
10、9米/秒。1.3.3 水文、地质某市地处松辽平原的分水岭,以陶家屯莲花山北西向连线的松辽分水岭，把全市水文网分割成两部分。西部属辽河水系的支流，主要为东辽河及其支流二十家子河、公主岭河、六零河、兴隆河、卡伦河、卡伦总排干、小辽河等。东部属松花江水系支流，主要为新开河及其支流杨柳河、响水河、翁克河等。全市共有大小河流43条。某市地貌类型分为南部山地和北部平原两大地貌区。南部山地属张广才岭的大黑山山脉。北部平原属松辽平原的东部高平原，可划分为松辽分水岭高平原、西部玻璃城子低平原、东辽河河谷平原和新开河河谷平原4个地貌亚区。境有富峰山、内小山、平顶山、尖山子、大青山、黑山嘴、元宝山。 1.3.4 社
11、会环境到2007年末，全市总人口为1058054人，某市是一个多民族的县级市。2006年，全市实现地区生产总值1190518万元，截至目前，某市共批准成立民营科技企业83家，共有500多名科技人员参与其中，累计投入资金1400多万元。工业企业厂办科研所已达30个，厂办科研室150个。 某市是吉林省交通运输的咽喉要道，交通发达，是东北地区重要的交通枢纽。在社会经济中起到重要的作用。目前，某市公路主骨架由十一条公路构成，即：公永线、公长线、公伊线、公二线、公景线、京哈102线、长双线、八怀线、伊怀线、怀茂线、四乾线。1.4 设计依据1.4.1 工艺设计主要法律、法规（1）中华人民共和国水污染防治法
12、1996年05月（2）中华人民共和国水法2002年08月（3）中华人民共和国环境保护法1989年12月（4）中华人民共和国固体废物污染环境防治法1995年10月（5）中华人民共和国环境噪声污染防治法1996年10月（6）中华人民共和国大气污染防治法2000年09月1.4.2 工艺设计主要规范、标准（1）室外排水设计规范GBJ14-87（1997年版）（2）污水综合排放标准GB8978-1996（3）其它国家相关规范、标准2. 设计方案及其工艺流程确定2.1 工艺选择的原则 (1) 合理性：首先工艺确定必须要考虑其合理性，出水水质稳定、可靠、卫生安全；抗水质、水量变化能力强；污泥处理与处置工艺简
13、单。(2) 经济性：建设费用、运行和维护管理费用低；2.2 工艺的确定2.2.1 木糖醇废水的特点和危害废水排放量很大，年排废水量为Q=10000 m3/d,生产中产生的废水含有大量色素、胶体、SS,其特点是COD值较高,色度大,浊度高,废水中含有大量玉米芯、木质素、等有机物和无机物的污染物排入水体可使水域变黑发臭。未经处理直接排入水体严重污染河流渗入地下严重污染附近的地下水，对环境造成很大危害,属难处理的工业废水。木糖醇废水常用的处理方法大多为:物化法、化学法、生物法等处理技术。2.2.1 最终确定的工艺流程见图1各个污水处理构筑物的处理效率构筑物名称 BOD去除率 COD去除率SS去除率N
14、H3-N去除率电解池 20%20%30%45%沉淀池 20%25%20%25% 60%75%UASB 80%90%80%95% 20%35% 水解酸化池 20%30% 20%30% 35%45% CASS80%95%80%95%65%85% 60%85%曝气生物滤池 80%90% 80%90% 40%50% 80%90% 泥饼外运 排水 臭氧 回用 图1工艺流程图3. 工艺设计说明：3.1 水处理构筑物设计说明3.1.1 格栅：格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。本设计采用HF系列回转
15、式机械格栅。本设计中共设两个格栅一个中格栅一个细格栅。初步拟定格栅间尺寸：L*B*H=3m*1.5m*4m采用机械清渣。3.1.2 电解池调节池被设置在整个处理工艺的最前面，处理对象主要为悬浮物质（SS），去除率为3045，同时去除一部分的BOD和COD，同时还可以改善后续构筑物的运行。此电解池采用的是表面机械曝气池。采用矩长方体的结构。其尺寸为LBH=11.5m10m6m3.1.3 沉淀池沉淀池的处理对象主要是悬浮物质（SS），其去除率约为40%50%以上，同时可去除部分BOD5（约占总BOD5的20%30%，主要为悬浮性BOD5），可改善生物处理构筑物的运行条件并降低BOD5负荷。由于本工
16、程的处理量较大，所以采用辐流式沉淀池。设计采用2座池子。沉淀池的尺寸为Dh=21m5.7m。3.1.4 均质缓冲池： 由于对进入UASB的废水pH要求很严格,因而在进入UASB前应设置均质缓冲池，对进入UASB的废水进行水量和水质的调节，相当于调节池。 投加中和法是酸碱废水中和处理使用最广泛的一种方法，碱性药剂有石灰、石灰石、苏大、苛性钠等，酸性废水中和作用常用的药剂是石灰。 水深5m 保护高0.5m 均质缓冲池的尺寸为Dh=19m5.5m。3.1.5 UASB（升流式厌氧污泥床）本设计方案的UASB采用中温操作设计。数量：6座，设计处理能力16500m3d；每座池体尺寸：LBH=18m16m
17、7.5m主要结构高度：沉淀区高2.5m，污泥床高2.0m, 悬浮区高2.5m，超高0.5m。设计参数：设计容积负荷为。 3.1.6 一级水解酸化池水解酸化目的主要是将原水中的非溶解态有机物转变为溶解态的有机物，特别是工业废水处理，主要是将其中的难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的生化性，以便于后续构筑物的好氧生物处理。池体结构：钢筋混凝土（加强级防腐、抗渗）数量：一座两格，设计处理能力16500m3d尺体尺寸：LBH=50m40m5.5m水力停留时间：7h有效水深：5m池体超高：0.5m3.1.7 CASS池设计采用CASS池四座。工作过程分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个过程。有关设计
18、参数如下：污水进水量16500m3/d ;水温为 20左右;COD672mg/L; BOD5320 mg /L;COD100.8mg/LBOD548mg/L污泥负荷 Ls=0.5kgCOD/kgMLSS.d反应池池数N=6座反应池水深H5m排出比=活性污泥界面以上最小水深0.5mMLSS浓度CA4000mg/L水深 5m 保护高 0.5m 进水时间 4h 每天运行周期 3次每周期运行时间 8h初步拟定CASS反应池（外形）尺寸61.4（壁厚200mm）曝气系统拟采用高密度聚乙烯复盘形微孔曝气器。3.1.7 曝气生物滤池 曝气生物滤池是近年来新开发的一种污水生物处理技术。它是集生物降解固液分离于
19、一体的污水处理设备。本设备与给水处理的快滤池相似类。设计参数：进水：COD=80.64mg/L 出水：COD=61.14mg/L （去除率75%）进水：BOD=48.0 mg/L 出水：BOD=8.26mg/L（去除率85%）进水： SS=123.48 mg/L 出水： SS=60mg/L （去除率80%）进水：T-N=60.08mg/L 出水：T-N=12.02mg/L（去除率80%）数量：1座四格 每个滤池定位尺寸为7.1m 配水室的高度h1=1.2m，承托层高度h2=0.3m.，承托板厚0.1m，清水区h3=1.0m，超高h4=0.5m。本设计采用微孔曝气器，型号BZ.PJ-I215铺设
20、于曝气生物滤池池底。根据所需压力及空气量，决定采用 RF240250A型空压机两台。该型空压机风压 90，风量57.9。3.2 中水回用深度处理装置的设计说明3.2.1 高效过滤罐本设计采用QLJ3000型高效纤维球过滤器其相关的性能参数如下：处理量：210m3h；功率：22KW；过滤速度(mh)：30；工作周期（848h）；悬浮物去除率8899%。本设计中选用两台高效过滤器一用一备。3.2.2 吸附塔根据此种废水的特点和回收水质的要求并且依据动态吸附试验的结果，决定采用间歇式移动床活性炭吸附塔，主要设计参数如下：空塔速度VL=10mh; 接触时间T=30min; 通水倍数n=6.0m3h;活
21、性炭填充密度=0.5tm3。选用两塔并联的方式 ，尺寸为Dh=3.7m5m3.2.3 反渗透本设计的设计处理水量为5000 m3/d=208.33 m3/h，根据本设计回用水的特点和相关的经验，本设计采用一级二段式反渗透装置，设一级反渗透装置的第一段回收率为70%，第二段的 回收率为60%。RO装置第一段选用膜元件类型为20.32152.4（直径长度cm）膜面积为40.774 m2的元件12个放在三个压力容器内。RO装置第二段选用膜元件类型为20.32101.8（直径长度cm）膜面积为30.296.774 m2的元件4个放在一个压力容器内。反渗透系统由国营8271厂生产的卷式反渗透组件，该装置
22、为一级两段，反渗透压力容器按3：1排列，每个压力容器中装4只C8040模型组件，共使用16只该元件，其他保安过滤器和高压泵由8271厂配套供应。该装置外形尺寸为LBH=2m1m0.5m。3.2.4 接触池接触池为钢筋混凝土结构一座，分为4格；前一格安装反冲洗水泵用于中水回用构筑物的反冲洗。后一格为消毒接触池与回用水储存池。尺体尺寸：LBH=8.7532(m)有效水深：2m 超高0.5m 有效体积53m3本设计采用臭氧和二氧化氯发生与投加设备各一套。3.3 污泥处理说明3.3.1 本次设计污泥处理采用的是重力浓缩和离心脱水。(1） 污泥浓缩主要用于降低污泥中的空隙水，因为空隙水占污泥水分的70%
23、，是降低要经稳定、脱水处置过程或者投放的污泥的体积，污泥含固率的提高，将大幅度减小污泥体积，降低污泥后续处理费用，故污泥浓缩是污泥减容的主要方法。污泥浓缩的方法有重力浓缩、气浮法浓缩和离心法浓缩三种。因为重力浓缩由于装置简单，所需动力小等优点被广泛采用。所以本设计采用的是重力浓缩的方法。(2） 机械脱水机械脱水的方法是转筒离心机、板框压滤机、带式压滤机和真空过滤机。本设计采用的是转筒离心机，其具有处理量大、基建费用少、占地少、工作环境卫生、自动化程度高等优点，特别重要的是可以不投加或少投加化学调理剂。其动力费用虽然较高，但总运行费用低。也是世界各国较多采用的机种。3.4 主要附属构筑物设计说明
24、3.4.1 设污水提升泵房：地下式污水提升泵房，内设污水提升泵3台，正常情况下2用1备。污水提升泵房尺寸拟定为：L*B*H=10m*6m*8m3.4.2 鼓风机房：内设鼓风机4台，2用2备。鼓风机房的尺寸设计为：L*B*H=25m*8m*7m4 污水厂总体布置4.1 污水厂平面布置 污水处理厂平面布置直接影响污水厂占地面积大小，运行是否安全可靠、管理与检修是否方便及厂区环境卫生状况等多项问题。 布置的原则：(1) 平面布置必须按室外排水设计规范所规定的各项条款进行设计。(2) 如有远期规划，应按远期规划作出分期建设的安排。(3) 总体布置因根据厂内各建筑物的功能和流程要求，结合厂址地形，气候与
25、地质条件等因素，并考虑便于施工、操作与运行管理，力求挖填土方平衡，并考虑扩建的可能性，留有适当的扩建余地。通过技术经济比较来确定。(4) 各个构筑物的布置应紧凑，节省占地，缩短连接管线，同时还应考虑到敷设管线、闸阀等附属设备、构筑物地基的相互影响以及施工、操作运行与检修方便，构筑物之间必须留有510m的间距。污水处理构筑物应尽可能的集中布置并单独组合，以利于安全并便于管理。本设计的平面总体布置见后图。4.2 污水厂高程布置污水厂的高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸和标高，通过计算确定各部位的水面标高。布置原则：(1) 为了使污水与污泥在各构筑物间按
26、重力流动或至少减少提升次数，以减少提升设备与运行费用，必须精确计算各个构筑物之间的水头损失，避免不必要的水头损失。此外，还应该考虑污水厂扩建时预留的贮备水头。(2) 进行水力计算时，应选择距离最长，损失后最大的流程，并按最大的设计流量计算，当有两个以上并联运行构筑物时，应考虑某一构筑物故障时其余构筑物须负担全部流量的情况。必须留有充分的余地，防止水头不够发生涌水应考虑土方平衡。(3) 还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需提升的污泥量，污泥脱水间、浓缩池等高程确定，应注意其污水能自流入其它构筑物的可能性，考虑污泥处置设施排出的污水能自流流入泵站集水池和其他污水处理构筑物。(4) 污水厂出
27、水管须受洪水顶托。本设计的高程布置结果见后图。5 补充说明经计算得出的有关尺寸在绘图时可能会有些改变，以图纸标注尺寸为主。第二部分：计 算 书1 水处理构筑物设计计算1.1 中格栅设计计算1.1.1 设计说明：格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质成为栅渣。1.1.2 中格栅设计参数:设计流量：Qmax=110001.5=16500 m3/d=687.5 m3/h=0.191 m3/s，设栅前水深h0.4m，
28、过栅流速取0.8m/s(v=0.61.0m/s),采用中格栅，栅条间隙e20mm,格栅安装倾角60。1.1.3 栅条的间隙数 nQ（sina）1/2/eh 0.191（sin60）1/2/0.020.40.8 27.8个，取28个。1.1.4 栅槽的宽度B设栅条宽度S0.01mBS（n-1）+en0.01（28-1）+0.02280.83m1.1.5 进水渠道渐宽部分的长度1 设进水渠宽B10.7m，渐宽部分展开角a120，此时进水渠道内的流速为0.68m/s(v=0.40.9m/S)1(B-B1)/2tg 1（0.83-0.68）/（2tg20）0.21m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度2
29、21/20.11m1.1.6 通过格栅的水头损失因栅条为矩形截面，取k3 2.42(形状系数),0.8m/s=（s/e）4/3=2.42（0.01/0.02）4/3=0.96(为阻力系数，其值与栅条断面形状有关)h0 2sin a /（2g）0.960.82sin60/（29.8）0.03m h1= h0k=0.033=0.09（m）1.1.7 栅后槽总高度设栅前渠道超高h20.3m，栅前槽高H1h+h20.4+0.30.7mHh+h1+h20.4+0.09+0.30.79m1.1.8 栅槽总长度LL121.00.5H1/（tg a） 0.210.111.00.50.7/（tg60）2.22m
30、1.1.9 每日栅渣量 取栅渣量W10.06m3/103m3WQW186400/（K21000） 0.1910.0686400/（1.51000） 0.66m3/d 0.2m3/d 宜采用机械清渣1.1.10 用HF回转式格栅污机 由于本设计流量为11000m3/d，设计计算格栅宽度为0.83m，所以选用HF1000，2台（一用一备），格栅间隙为20mm。1.2 细格栅设计计算1.2.1 细格栅设计参数: 设计流量：Qmax=110001.5=16500 m3/d=687.5 m3/h=0.191 m3/s，设栅前水深h0.3m,过栅流速取0.9m/s(v=0.61.0m/s),采用细格栅，栅条间隙e10mm,格栅安装倾角601.2.2 栅条的间隙数 nQ（sina）1/2/eh 0.191（
