环境工程毕业论文化妆品废水处理回用工程设计.doc 88页

'河北工业大学城市学院2010届毕业论文毕业设计说明书作者：学号：063497系：能源与环境工程学院专业：环境工程题目：化妆品废水处理回用工程设计指导者：评阅者：年月日80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文毕业论文中文摘要化妆品废水处理回用工程设计摘要：化妆品工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的化妆品废水，给环境造成了极大的威胁。本设计为某化妆品废水处理回用设计。化妆品废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即：BOD≤20mg/L，COD≤100mg/L，SS≤70mg/L，Ph=6～9。本文分析了化妆品生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+CASS的组合工艺流程。出水符合标准，处理后的水经过滤、消毒达到回用目的。该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点，实践表明该组合工艺处理性能可靠，投资少，运行管理简单。为化妆品工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的环境效益和社会效益。关键词：化妆品废水UASBCASS80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文毕业论文外文摘要TitleTheWastewaterTreatmentAndReuseDesignofBeijingYanJingBeerGroupCompanyAbstractWiththerapiddevelopmentofbreweryindustryinchina,morebrewerywastewaterisdischarged,whichendangersenvironment.Thisdesignisonebeerwastetreatmentandreusesystem.Thedegreeofthedesignisinapreliminaryphase.Themaindistinguishingfeatureofthebeerwastewateristhatitcontainsthemassiveorganicmatters,soitbelongstothehighconcentrationorganicwastewater.Itcouldpollutetheenvironmentifdrainedbeforetreatment,soitrequestthebeerwastewaterwhichdrainedmustbestrictlytreatedtothetwoeffluencestandardinthecountry,whichisasfollowing:BOD≤20mg/L,COD≤100MG/L,SS≤70mg/L,pH=6～9.Thispaperanalyzesthegenerationprocessofwastewater,themajorcontaminatsandtheirmajorsourcesinbeerproduction.Italsointroducestheprimarybiologicalprocessingtechniquesofaerobicandanaerobic.Accordingtotheproductscaleofbeerbrewery,themainstandardofdrainingwaternaturalmaterials,andsoon,themainprocesstechnologyofthebeerwastewaterdisposalstationisdefinedasUASB+CASS.thatdrainsoutcanreachesthestandard.Thewaterwasmanagedreachtheaimofcircleusingbyfiltrateandantisepsis.Thistechnologyofwastewatertreatmenthasmanytraits:Suchas,well-knitstructure,pithyquickcontrol,lastingattacked,lesssledgecapacity.Practiceidiactesthatthecomposedcrafthasreliablefunction,itsrunningandmanagementisuncomplicated.80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文Keywords：beerwastewater,UASB,CAST80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文目次1绪论11.1工厂概况11.2研究现状11.3研究背景与意义41.4本设计工程概况42工艺路线的确定及选择依据62.1化妆品废水的处理工艺比较62.2回用水处理的工艺82.3处理工艺路线的确定122.4本设计工艺流程133化妆品废水处理构筑物设计与计算153.1格栅的设计计算153.1.1格栅的作用153.1.2设计参数153.1.3设计计算153.2集水池的设计183.2.1设计说明183.2.2设计参数193.2.3设计计算193.3泵房的设计193.3.1设计说明193.3.2设计参数203.3.3设计计算203.4水力筛的设计213.4.1设计说明213.4.2设计参数213.4.3设计计算213.5调节池223.5.1设计说明223.5.2设计参数2280 河北工业大学城市学院2010届毕业论文3.5.3设计计算223.6UASB反应池的设计233.6.1设计说明243.6.2设计参数263.6.3UASB反应器的设计计算263.7CAST反应池363.7.1设计说明363.7.2设计参数363.7.3设计计算373.8混凝池的设计与计算453.8.1设计说明453.8.2设计参数463.8.3设计计算464.1混合单元数484.2混合时间484.4校核GT值485.4栅条设计49a.竖井隔墙孔洞尺寸50b.各段水头损失51c.各段停留时间523.9过滤池的设计与计算533.9.1设计说明533.9.2设计参数533.9.3设计计算533.10加氯间的设计与计算573.10.1设计说明573.10.2设计参数583.10.3设计计算584污泥部分各处理构筑物设计与计算584.1集泥井584.1.1设计说明584.1.2设计参数594.1.3设计计算594.2污泥浓缩池604.2.1设计参数604.2.2参数选取604.2.3设计计算604.3污泥脱水间6280 河北工业大学城市学院2010届毕业论文4.3.1设计参数624.3.2工艺流程634.3.3设计计算635构筑物高程计算655.1污水构筑物高程计算655.1.1污水流经各处理构筑物水头损失655.1.2污水管渠头损失655.1.3高程确定675.2污泥高程计算675.2.1污泥管道水头损失675.2.2污泥处理构筑物的水头损失685.2.3污泥高程布置686效益分析691经济效益692环境效益693社会效应69附录A主要处理构筑物设计及选型701．格栅池702.集水池703.酸化调节池714.UASB反应器725.CAST池736.混凝747.过滤池758.加氯机759.集泥井7510.污泥浓缩池7611.污泥脱水间7612.主要设备76结论78参考文献79致谢8080 河北工业大学城市学院2010届毕业论文1绪论1.1工厂概况1980年建厂，1993年组建集团。目前全国市场占有率达到10.5%以上，华北市场50%，北京市场92%以上；积极完成股份制改造，由产品经营转向产品与资本双向经营，1997年两地上市，独特的“红酬背景、A股身份”股权结构模式，为燕京快速稳定发展提供了雄厚的资金保障。目前，燕京已发展成为拥有有形资产96亿元、商标商誉价值137.45亿元，员工22500人，占地289万平方米，拥有控股子公司（厂）25个，其中化妆品生产企业17个，相关和附属产品企业8家。燕京总部是亚洲最大的化妆品生产厂。从1997年起，燕京化妆品集团公司用三年的时间建设30万吨精品化妆品生产线。德国霍夫曼公司的糖化工艺设备引了进来，德国西门子公司的自动控制系统引了进来，德国凯塞曼公司的发酵用的管板技术引了进来，德国克朗斯公司和KHS公司的灌装设备引了进来，德国沙多利斯公司的精滤机引了进来，德国沙多利斯公司和美国波尔公司的膜过滤系统引了进来，所有自动控制系统软件都由德国PROIEIT公司提供。1.2研究现状化妆品行业是食品工业中耗水量较大的行业，虽然各企业间有较大的差别，一般来说，每生产1t化妆品的耗水量从8-25t不等，以生产1t化妆品产生20m3计算，我国化妆品工业每年排放的废水量达3.72×108m3，而多数化妆品厂尚未进行综合利用和废水处理，因而给环境造成严重污染。化妆品是目前世界上消费量最大的酒类饮料,全球化妆品产量已连续多年稳步增长,2000年世界主要化妆品生产国的化妆品总产量约1635亿公升。我国的化妆品产量自1993年达到1190万吨,列美国之后成为世界第二,经过9年时间,2002年达到2386万吨，超过美国成为世界上化妆品生产和消费量最大的国家。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文化妆品废水主要来自麦芽车间（浸麦废水），糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的化妆品）以及生产用冷却废水等。化妆品工业废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。化妆品废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的化妆品废水，有机物含量也处于高峰。国内化妆品厂废水中：CODcr含量为：1000～2500mg/L，BOD5含量为：600～1500mg/L，该废水具有较高的生物可降解性，且含有一定量的凯氏氮和磷。化妆品废水按有机物含量可分为3类：①清洁废水如冷冻机冷却水，麦汁冷却水等。这类废水基本上未受污染。②清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装置清洗水等，这类废水受到不同程度污染。③含渣废水如麦糟液、冷热凝固物。剩余酵母等，这类废水含有大量有机悬浮性固体。鉴于化妆品废水自身的特性，化妆品废水不能直接排入水体，据统计，化妆品厂工业废水如不经处理，每生产100吨化妆品所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度是相当严重的，所以要对化妆品废水进行一定的处理。降低废水的有机物浓度，使之达到国家排放标准，是处理化妆品废水的中心任务。由于化妆品废水无毒无害，可生化性强，选用生物处理法比较经济可行。目前国内的化妆品厂工业废水的污水处理工艺，都是以生物化学方法为中心的处理系统。80年代中前期，多数处理系统以好氧生化处理为主。由于受场地、气温、初次投资限制，除少数采用塔式生物滤池，生物转盘靠自然充氧外，多数采用机械曝气充氧，其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行。随着人们对于节能价值和意义的认识不断变化与提高，开发节能工艺与产品引起了国内环保界的重视。1988年开封化妆品厂国内首次将厌氧酸化技术成功的引用到化妆品厂工业废水处理工程中，节能效果明显，约节能30～50%，而且使整个工艺达标排放更加容易和可靠。减少液体用量而BOD量保持相同,则浓度提高。所以,80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文唯一可节省的费用只有减少用水和减少废水量。显然,降低耗水量的重要措施有①把片式巴氏杀菌器的液体送往糖化室②闭路温度控制,③冷凝水重复使用,④最后把冲淋水加以回收⑤重复使用洗涤机和巴氏杀菌器排出来的水⑥设置就地清洗系统,⑦间歇冲淋,⑧“干”谷类和酒花的处理，⑨解冻液体的循环使用⑩软管的直径⑨软管的锁合；⑩软管的直径；⑨软管的锁合。用于处理化妆品厂废水的方法为①排放至河中②农田喷雾处理,③排放至城市下水道,④整个废水量作局部处理,⑤强度大的部分作局部处理,⑥整个废水量作完全处理。80年代以来，我国化妆品工业得到迅速发展，到目前我国化妆品生产厂已有800多家，据1996年统计我国化妆品产量达1650万t，既成为世界化妆品生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，化妆品废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。化妆品废水主要来自麦芽车间（浸麦废水），糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的化妆品）以及生产用冷却废水等。该废水中主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。化妆品废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的化妆品废水，有机物含量也处于高峰。鉴于化妆品废水自身的特性，化妆品废水不能直接排入水体，据统计，化妆品厂工业废水如不经处理，每生产100吨化妆品所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度相当严重。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为目的来设计化妆品废水处理工艺是化妆品生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任!“七五”以来，我国对化妆品废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对化妆品废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践。尽管目前污水处理技术众多,80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文但其发展目标是一致的,即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。根据国内外研究动向,化妆品废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面:(1)充分利用新技术对现有的化妆品废水处理工艺进行因地制宜的技术改造,采用高效节能的生物反应器。(2)实行污水规模化集中处理,可免除重复性设备投资,易于采用新技术。(3)化妆品废水中含有多种有用物质,在处理前应尽量回收有用的固体物质,经加工后作饲料添加剂或药品,在处理时应多考虑变废为宝,提高经济效益。(4)针对化妆品废水中有机物含量高、生物降解性差的特点,同时考虑能源紧张的形势,主要采用厌氧-好氧联合技术,并将产生的污泥干化后作肥料使用。(5)当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点,而化妆品废水有害无毒,如能将其净化后回收利用,可达到节约水资源的目的。(6)在污水处理中实行自动化控制技术,实现反应器自控管理,将会节省人力。(7)开发生物基因技术在环保领域的应用,向着节能、回收有用物质的方向发展。1.3研究背景与意义水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。1.4本设计工程概况1.设计任务①本工程设计范围为污水接入构筑物至二级出水排出为止的水处理工艺施工图设计。②为了解决水资源紧张问题，要求进行污水回用，用于冲洗厕所，绿化、洗车，因此要求设计污水回用系统。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文2.水量及水质资料1.废水处理量为7500m3/d。2.水质资料其主要水质指标见表1-1。表1-1原水水质和设计要求水质指标COD5（mg/L）CODcr（mg/L）SS（mg/L）pHNH3-N(mg/l)原水120017003005～636出水≤20≤60≤206～92原水的TN=45mg/l。3.执行标准1.《污水综合排放标准》GB8978-1996中的二级标准。BOD≤20mg/L，COD≤100mg/LSS≤70mg/L，pH=6～92.回用水质执行北京市杂用水质标准：CODcr≤50mg/lBOD5≤5mg/lSS≤5mg/lpH=6.5—91.4.4处理效率：×100%式中：Co—物质进水的浓度（mg/l）Ce—物质出水的浓度（mg/l）BOD5:E1=×100%=98.33%CODcr:E2=×100%=96.47%SS:E3=×100%=93.33%1.4.5工厂所在地气象资料如下：温度：多年平均气温14.5℃。月均最冷气温-12℃，最热气温26.8℃,最高气温40.1℃,极端最低气温-18.9℃，最大温差26.6℃。降雨量：年降雨量637.5mm,小时最大降雨量41.7mm，地区最大时降雨量Q=1807.0m3/h。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文日照：平均日照率65%，你按照时间2451h，冬日照率56.7%，消极照率66.0%。风速：夏季平局风速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季为南风向，冬季为北风。2工艺路线的确定及选择依据2.1化妆品废水的处理工艺比较化妆品废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理化妆品废水。（一）好氧处理工艺化妆品废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。循环式活性污泥法(CyclicActivatedSludgeTechnology，简称CAST)是由美国Goronszy教授开发出来的，该工艺的核心为间歇式反应器，在此反应器中按曝气与不曝气交替运行，将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成，属于SBR工艺的一种变型。该工艺投资和运行费用低、处理性能高，尤其是优异的脱氮除磷效果，已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理中。1.工作原理CAST反应池分为预反应区和主反应区，运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期，CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除，出水总氮浓度小于5mg/L。1)预反应区为水力缓冲区，大小与高峰流量有关，若在非曝气阶段，不进水可将其省去。2)主反应区在可变容积完全混合反应条件下运行，完成含碳有机物和包括氮、磷的污染物的去除。运行时通过控制溶解氧的浓度使其从0缓慢上升到2.5mg/L来保证硝化、反硝化以及磷吸收的同步进行。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文CAST工艺保持了典型的完全混合特性，具有较强的耐冲击负荷能力；CAST设置生物选择器，促进絮凝型细菌的生长和繁殖，从而抑制了污泥膨胀的发生，高效地进行硝化反硝化，脱氮除磷效果显著。另外，CAST工艺流程简单，采用矩形结构，运行时，不需要大量的污泥回流，自动化程度高，所以建设和运行费用低。（二）水解—好氧处理工艺水解酸化可以使化妆品废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。化妆品废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理化妆品废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。（三）厌氧—好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：①沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流②不填载体，构造简单节省造价③由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备④污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。（四）不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较，见表2-1。表2-1不同处理方法的技术、经济特点比较80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文处理方法主要技术、经济特点好氧处理工艺生物接触法采用两级接触要花工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和填装，且污泥排放量大氧化沟工艺简单，运行方便管理，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。好氧厌氧工艺水解—好氧技术节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少UASB—好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严从表中可以看出厌氧—好氧联合处理在化妆品废水处理方面有较大优点，故化妆品废水厌氧—好氧处理技术是最好的选择。2.2回用水处理的工艺1.混凝池水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。混凝沉淀（或浮上）法是目前国内外普遍用来提高水质的一种既经济又简单的方法。(1)混凝原理混凝过程涉及：①水中胶体的性质；②混凝剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作用。1)电性中和作用机理电性中和作用机理包括压缩双电层与吸附电中和作用机理：①压缩双电层加入电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双电层作用，使ξ电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚作用。压缩双电层机理适用于叔采－哈代法则，即：凝聚能力µ离子价数6。该机理认为z电位最多可降至0。因而不能解释以下两种现象：㈠80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；㈡与胶粒带同样电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。②吸附－电性中和这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低z电位。其特点是：当药剂投加量过多时，z电位可反号。2)吸附架桥吸附架桥作用是指高分子物质和胶粒，以及胶粒与胶粒之间的架桥。高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：㈠高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；㈡但投加过多，会出现“胶体保护”现象。3)网捕或卷扫金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕与卷扫。所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。(2)混凝剂和助凝剂1)混凝剂混凝剂应符合以下要求：①混凝效果好；②对人体无危害；③使用方便；④货源充足，价格低廉。目前混凝剂的种类有不少于200－300种，分为无机与有机两大系列，见表2-3。与硫酸铝相比，三氯化铁具有以下优点：①适用的pH值范围较宽；②形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实；③处理低温低浊水的效果优于硫酸铝；④但三氯化铁腐蚀性较强。硫酸亚铁一般与氧化剂如氯气同时使用，以便将二价铁氧化成三价铁。2)助凝剂助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类：①酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等；②加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂；③氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加Cl2、O3等。(3).混凝剂投加混凝剂投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文表2-3混凝剂的分类1)计量设备计量设备有：转子流量计；电磁流量计；苗嘴；计量泵等。无机铝系硫酸铝适宜pH：5.5~8明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）铁系三氯化铁适宜pH：5~11，但腐蚀性强硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合氯化铁有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物国外开始增多，国内尚少阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）两性型：使用极少天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等微生絮凝剂2)投加方式①泵前投加：安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，图中水封箱是为防止空气进入。②高位溶液池重力投加：适用取水泵房距水厂较远者，安全可靠，但溶液池位置较高。③水射器投加：设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大限制，但效率低，易磨损。④泵投加：不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有利于药剂与水混合。(4)混凝设备1)混合设备①水泵混合投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好，节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不大于150m。②管式混合管式静态混合器：流速不宜小于1m/s，水头损失不小于0.3～0.4m，简单易行。③扩散混合器，是在管式孔板混合器前加一个锥形帽，锥形帽夹角90°80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文。顺流方向投影面积为进水管总截面面积的1/4，开孔面积为进水管总截面面积的3/4，流速为1.0～1.5m/s，混合时间2～3s。节管长度不小于500mm。水头损失约0.3～0.4，直径在DN200～DN1200。(5)絮凝设备①隔板絮凝池隔板絮凝池分往复式和回转式。隔板絮凝池的水头损失由局部水头和沿程水头损失组成。往复式总水头损失一般在0.3～0.5m，回转式的水头损失比往复式的小40％左右。隔板絮凝池特点：构造简单、管理方便，但絮凝效果不稳定，池子大,适应大水厂。隔板絮凝池的设计参数：㈠流速：起端0.5-0.6m/s，末端0.2-0.3m/s段数：4～6段；㈡转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.2~1.5倍；㈢絮凝时间：20～30min；㈣隔板间距：不大于0.5m，池底应有0.02～0.03坡度直径不小于150mm的排泥管；㈤廊道的最小宽度不小于0.5m；㈥各段的水头损失，总水头损失。②折板絮凝池通常采用竖流式，它将隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰对波谷平行安装称“同波折板”，波峰相对安装称“异波折板”。与隔板式相比，水流条件大大改善，有效能量消耗比例提高，但安装维修较困难，折板费用较高。③机械絮凝池搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安装位置分水平轴式和垂直轴式。第一格搅拌强度最大，而后逐步减小，G值也相应减小，搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。④穿孔旋流絮凝池由若干方格组成。分格数一般不少于6格。流速逐渐减小，G也相应减小以适应絮凝体形成，孔口流速宜取0.6～1.0m/s，末端流速宜取0.2～0.3m/s。絮凝时间15～80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文25min。穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。⑤网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流式。每个竖井安装若干层网格或栅条，各竖井间的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水端逐渐减少，一般分3段控制。前段为密网或密栅，中段为疏网或疏栅，末段不安装网、栅。2.滤池采用拥有成熟运转经验的普通快滤池。它的优点是采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，单池面积可较大；降速过滤，效果好。虹吸滤池池深比普快滤池大，冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响，冲洗效果不如普通快滤池稳定。故而以普快滤池作为过滤处理构筑物。3.消毒水的消毒处理是化妆品废水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。2.3处理工艺路线的确定通过上述分析比较，本案选用厌氧—好氧处理。其工艺流程如图2-1所示。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文图1-1化妆品废水处理工艺化妆品废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6.5～7.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入CAST池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、CAST反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。2.4本设计工艺流程设计采用厌氧-好氧的方法处理，工艺选用USBA-CAST法。由于出水要回用，执行《北京市杂用水回用标准》，所以，要在出水后加混凝池和沉淀池，经消毒后回用。UASB-CAST法处理化妆品废水并回用的工艺流程，图2-2：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文进水中水回用泥外运污泥粗格栅集水池固定筛调节池UASB反应器CAST反应器污泥浓缩池污泥脱水池PAM罐酸碱罐沼气贮柜达标排放污泥污水混凝池过滤池消毒间图2-2UASB-CAST法处理化妆品废水并回用工艺流程图本设计采用人工清渣格栅。由于设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。化妆品生产废水先经粗格栅取出粗大杂物后进入集水池，用污水泵将废水抽提至固定水利筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程产生的沼气被收集到火炬内燃烧或利用。UASB反应器内出水流入CAST反应池中进行好氧处理。从CAST反应池出来的废水经过混凝池、过滤池，再加氯消毒，使出水各项指标都达到标准，部分出水回用。来自UASB反应器、CAST反应池的剩余污泥先在污泥浓缩池内被浓缩，中心斗泥中的污泥被污泥泵送到脱水机房，进行进一步降低污泥含水率，实现污泥的减量化。脱水机给料泵将浓缩池中的污泥送入脱水机的泥药混合器中，与来自絮凝剂投配站的絮凝剂混合后进入脱水机。污泥经脱水机脱水后形成泥饼，装车外运处置。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文3化妆品废水处理构筑物设计与计算3.1格栅的设计计算3.1.1格栅的作用格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。3.1.2设计参数(1)设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s；;(2)取中格栅；栅条间隙b=20mm；(3)栅前水深h=0.6m；格栅前流速0.5m/s；过栅流速v=0.6m/s；(4)安装倾角α=60°；(5)单位栅渣量W=0.09m3/103m3废水。(6)栅前渠道内的流速采用0.4～0.9m/s.（7）格栅间隙16～25mm，栅渣0.10～0.05m³/10³m³污水3.1.3设计计算80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文图3-1格栅草图1.格栅设计计算草图1.1栅条间隙数(n)式中：Q—设计流量，0.104m3/s；α—格栅倾角，60度；b—栅条间隙，0.020m；h—栅前水深，0.6m；v—过栅流速，0.6m/s。取n=17条1.2栅槽有效宽度(B)B=S(n-1)+bn式中：S—格条宽度，0.010m；n—格栅间隙数，18；b—栅条间隙，0.020m；栅槽有效宽度B=0.01×(17-1)+0.020×17=0.5m1.3进水渠道渐宽部分长度(l1)设进水渠道宽B1=0.30m,则进水渠道内流速为,符合要求。渐宽部分展开角取为20°则l1=80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文式中：B—栅槽宽度，0.7m；B1—进水渠道宽度，0.60m；—进水渠展开角度，20度。l1==0.28m1.4栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）l2=l1/2=0.28/2=0.14m1.5过栅水头损失（h1）取k=3,b=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.6m/sh1=式中：k—系数，水头损失增大倍数，取3；b—系数，与断面形状有关，取1.79；S—格条宽度，0.010m；d—栅条净隙，0.020m；v—过栅流速，0.6m/s；α—格栅倾角，60度。h1==0.078m1.6栅槽总高度(H)取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽高H1=h+h2=0.6+0.049=0.649m则总高度H=h+h1+h2=0.6+0.078+0.380 河北工业大学城市学院2010届毕业论文=0.978m1.7栅槽总长度(L)L=l1+l2+0.5+1.0+=0.28+0.14+0.5+1.0+=2.28m1.8每日栅渣量(W)栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.05,粗格栅用小值取W1=0.05m3/103m3K2=1.2，细格栅用大值，中格栅用中值，本设计采用粗格栅则：式中：Q—设计流量，0.104m3/s；W1—栅渣量(m3/103m3污水)，取0.01m3/103m3；(采用机械清渣)选用HF-500型回转式格栅除污机，其性能见下表3-1。表3-1HF-500型回转式格栅除污机性能规格表型号电动机功率（Kw）设备宽（mm）设备高（mm）设备总宽（mm）沟宽（mm）沟深（mm）导流槽长度（mm）设备安装长（mm）HF-5001.150050008505801535150025003.2集水池的设计3.2.1设计说明80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。3.2.2设计参数设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s；Qmax=1.2Q=0.1044m3/s。3.2.3设计计算集水池的容量为大于一台泵五分钟的流量，设三台水泵（两用一备），每台泵的流量为Q=0.0522m3/s≈0.055m3/s。集水池容积采用相当于一台泵30min的容量有效水深1.5—2.0m，采用2m，0.5m超高。集水池面积为F=27m2，其尺寸为7.2m×7.2m。集水池构造集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。3.3泵房的设计3.3.1设计说明1.设计依据1.1设计水量应按最大时水量考虑，并满足最大充满度时的流量要求。1.2选泵时要尽量选择同类型水泵，以便于检修，但还须满足低流量要求。1.3泵站构筑物不允许地下水的水渗入，应设有高出地下水位0.5m的预防措施。1.4污水泵站的集水池与机器间合建在同一构筑物内时，二者之间须用防水隔墙分开，不允许渗漏。2.泵房的形式泵房采用下圆上方形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑三台水泵，其中一台备用。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文3.3.2设计参数设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s；取Q=90L/s，则一台泵的流量为45L/s。3.3.3设计计算1.选泵前总扬程估算经过格栅水头损失为0.2m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为：1.5-（-2.978）=4.478m=4.5m2.出水管水头损失总出水管Q=90L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=45L/s，选用管径DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：3.水泵扬程泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m取8m。4.选泵选择100QW120-10-5.5型污水泵三台，两用一备，其性能见表3-2。表3-2100QW120-10-5.5型污水泵性能流量30L/s电动机功率5.5KW扬程10m电动机电压380V转速1440r/min出口直径100㎜轴功率4.96KW泵重量190kg效率77.2%80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文3.4水力筛的设计3.4.1设计说明水力筛的功能是过滤废水中的细小悬浮物。3.4.2设计参数设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s3.4.3设计计算1.机型选取选用HS120型水力筛三台（两用一备），其性能如表3-3，3-3HS120型水力筛规格性能处理水量（m3/h）筛隙(mm)设备空重(Kg)设备运行重量(Kg)1001.54601950图3-2水力筛外形图80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文3.5调节池3.5.1设计说明调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。3.5.2设计参数设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s；调节池停留时间T=5.0h。3.5.3设计计算1.调节池有效容积V=QT=312.5×5=1562.5m32.调节池水面面积调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则3.调节池的长度取调节池宽度为19m，长为15m，池的实际尺寸为：长×宽×高=15m×19m×6m=1710m3。4.调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6－640/3-303/c/s，1台。5.药剂量的估算设进水pH值为6，则废水中【H+】=10-6mol/L,若废水中含有的酸性物,所以=10-6×98÷2=0.049×10-3g/L，废水中共有含量为7500×0.049=367.5kg/d，中和至7，则废水中【H+】=10-7mol/L，此时=10-7×98÷2=0.49×10-5g/L，废水中H2SO4含量为7500×0.49×80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文10-5=0.03675kg/d，则需中和的为367.5-0.03675=367.46325kg/d，采用投碱中和法，选用96%的工业碱，药剂不能完全反应的加大系数取1.1，2NaOH+→Na2SO4+H2O8098299.97㎏367.46325㎏所以实际的碱用量为。投加药剂时，将碱稀释到3%的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加碱溶液量为：6.调节池的提升泵设计流量Q=45L/s,静扬程为80.9-71.05=9.85m。总出水管Q=90L/s，选用管径DN250，查表得v=1.23m/s,1000i=9.91,设管总长为50m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=9.85+0.64+1.5+1.0=12.99m取13m。选择150QW100-15-11型污水泵三台，两用一备，其性能见表3-4。表3-4150QW100-15-11型污水泵性能流量30L/s电动机功率11KW扬程15m电动机电压380V转速1460r/min出口直径150㎜轴功率4.96KW泵重量280kg效率75.1%3.6UASB反应池的设计80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文UASB反应器根据功能不同可将反应器分为进水配水系统、反应区、三相分离器、出水系统、气室、浮渣清除系统和排泥系统。3.6.1设计说明1.UASB反应器容积的设计设废水在UASB反应器的停留时间为T，流量为Q，则反应器的体积V＝QT。2.反应器的几何尺寸反应器的高度：选择适当高度反应器的原则是运行上和经济上综合考虑，从运行方面考虑采用反应器高度的选择要考虑如下影响因素：⑴高流速增加污水系统扰动，因此增加污泥与进水有机物之间安的接触。⑵过高的流速会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而反应器的高度液就会受到限制。⑶在采用传统的UASB系统的情况下，上升流速的平均值一般不超过0.5m/h。⑷深度对于厌氧消化效率的影响问题是与CO2溶解度有关，亨利定律表明饱和度和浓度随着在沼气中的CO2分压的增加而增加。反应器越深溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。如果pH值低于最优值，从而会危害厌氧消化的效率。⑸从经济上反应器高度的选择要考虑如下因素：土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反，高程选择应该使得污水（或出水）可不用或少用提升。⑹考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下以减少建筑和保温费用。⑺最经济的反应器高度一般是在4～6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。设反应器的高度为H，则其面积为A=V/H。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长度比为2：1以下较为合适。反应器的上升流速：V=Q/A=H/T3.UASB反应器进水配水系统的设计:进水系统兼有机配水和水力搅拌的功能。3.1连续进水布水方式该方式确保进水可以等量的分布在反应器，每个进水管线仅仅与一个进水点相连接是最为理想的情况。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文这种配水系统的特点是一根配水管只服务一个配水点，只有保证每根配水管流量相等，即可取得等流量的要求。为了保证每一个进水点达到其应得的进水流量，建议采用在高于反应器水箱式（或渠道式）进水分配系统。如图3-4所示：图3-4水箱式进水分配系统3.2一管多孔配水方式（穿孔管配水系统）为了配水均匀，配水管中心距采用1.0～2.0m，出口距也可采用1.0～2.0m，孔径一般10～20mm，常采用15mm。孔口向下或垂直呈45o方向，每个出水口服务面积一般为2～4m2。配水管的孔径最好不少于100mm，常用150mm。配水管中心距池底一般为20～25cm。为了使穿孔管各孔出水均匀，要求出口流速不小于2m/s，使出水孔阻力损失大于穿孔管的沿程阻力损失，为了增大出水孔的流速，可采用脉冲间歇进水。3.3配水孔口负荷与配水点的设置为了在反应器底部获得进水均匀的分布，有必要采用将进水分配到多个进水点的分配装置。每个进水点负担2.0～4.0m2的面积，可达到令人满意的去除效率。4.配水管道设计进水渠到进水立管应该是直管，且在进水立管正上方应该设有三通，在发生堵塞时可以打开三通清通。在反应器底部采用较小直径管道是有利的，因为它产生高的流速从而产生了较强的干扰和进水与污泥之间更密切的接触。为了取得这一效果，在三相分离器之上管径应该比其下管径的部分大一些。为了增强污泥和废水之间接触，减少底部进水管的堵塞，建议进水点距反应器池底100～200mm。对于压力流采用穿孔管布水器（一管多孔或分枝状）。(1)须考虑设液体反冲洗或清堵装置，可以采用停水分池分段繁重，用液体反冲时，压力为0.1～0.2Mpa，流量为正常进水量的3～5倍。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文(2)进水采用重力流（管道及渠道）或压力流，后者需设逆止装置。(3)当水力筛缝隙为3～5mm时，出水孔大于15mm，一般在15～25mm之间。(4)采用一管多孔布水管道，布水管道尾端最好兼作放空和排泥管，以利于清除堵塞。5.出水系统的设计UASB反应器的出水槽布置与三相分离器沉淀区设计有关，通常每个单元三相分离器设一个出水槽，出水槽的宽度常采用20cm，深度由计算确定。当UASB反应器为封闭式时，总出水管必须通过一个水封，以防漏气和厌氧条件。6.浮渣清除系统设计7.排泥系统设计7.1建议清水区高度1.5－2.5m。7.2污泥排放可采用定时排泥，周排泥一般为1－2次。7.3需要设置污泥液面监测仪，可根据污泥面高度确定排泥时间。7.4剩余污泥排泥点以设在污泥区中上部为宜。7.5对于矩形池排泥应沿池纵向多点排泥。7.6由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小沙砾，应考虑下部排泥的可能性，这样可以避免或减少在反应器内积累的沙砾。7.7对一管多孔式布水管，可以考虑进水管兼做排泥或放空管。3.6.2设计参数1.设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s；2.进水COD=1700mg/L，去除率为80%；3.容积负荷（Nv）为：5.0kgCOD/(m3·d)；4.污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD；5.产气率为：0.4m3/kgCOD。3.6.3UASB反应器的设计计算1.UASB反应器结构尺寸计算1.1反应器容积计算(包括沉淀区和反应区)80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文UASB有效容积为：式中：VR——反应器有效容积，m3Q’—设计流量，7500m3/dS0—进水有机物浓量,1.7kgCOD/m3Nv—容积负荷,5.0kgCOD/(m3·d)则2.UASB反应器的形状和尺寸工程设计反应器2座，横截面为矩形.1.1反应器有效高度为5m，则：1.2单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适设池长L=18m，则宽，取15m。单池截面积：。1.3设计反应池总高H=6.5m，其中超高0.5m（一般应用时反应池装液量为70%-90%）单池总容积单池有效反应容积单个反应器实际尺寸18m×15m×6.5m反应器数量2座总池面积80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文反应器总容积总有效反应容积，符合有机符合要求UASB体积有效系数，在70%-90%之间，符合要求1.4水力停留时间（T）及水力负荷率(Vr)，符合设计要求。3.三相分离器构造设计3.1设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。3.2沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置6个集气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。三相分离器长度B=14m，每个单元宽度b=L/6=18/6=3.0m。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即270m2。沉淀区的表面负荷率。3.3回流缝设计如图3-5是三相分离器的结构示意图：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文图3-5三相分离器结构示意图设上下三角形集气罩斜面水平夹角α=55°，取h3=1.2b1=h3/tgθ式中：b1—下三角集气罩底水平宽度，m；α—下三角集气罩斜面的水平夹角，55°；h3—下三角集气罩的垂直高度，m;b1=m则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-2b1=3.0–2×0.84=1.32m则下三角形回流缝面积为：S1=b2·l0·n=1.32×10×6=79.2m2下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算：V1=Q1/S1式中：Q1—反应器中废水流量，m3/h；S1—下三角形集气罩回流逢面积，m2；80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文V1==1.97m/h＜2.0m/s,符合要求。设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度b3=CD=0.68m，三角形回流缝面积为：S2=b3·l0·2n=0.68×10×2×6=81.6m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V2=Q1/S2，式中：Q2—反应器中废水流量，m3/h；S2—上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；V1==1.91m/h<2.0m/s，符合要求。V1净水的μ,故取μ=0.02g/cm·s。由斯托克斯工式可得气体上升速度为：；；；可脱去d≧0.01cm的气泡。5.三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度h=h2+h3+h4–h5h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。UASB总高H=6.5m，沉淀区高2.5m，污泥区高1.5m，悬浮区高2.0m，超高0.5m。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文6.布水系统设计计算6.1配水管配水系统采用穿孔配管，进水管总管径取200㎜，流速约为0.95m/s。每个反应器设置12根DN150㎜支管，每根管之间的中心距离为1.5m，配水孔径采用16㎜，孔距1.4m，每孔服务面积为1.5×1.4=2.10㎡，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.2m，每个反应器有120个出水孔，采用连续进水。6.2布水孔孔径共设置布水孔120个，出水流速u选为2.2m/s，则孔径为6.3验证常温下，容积负荷（Nv）为：5.0kgCOD/(m3·d)；产气率为：0.4m3/kgCOD；需满足空塔水流速度uk≤1.0m/h,空塔沼气上升流速ug≤1.0m/h。空塔水流速度＜1.0m/h,符合要求。空塔气流速度＜1.0m/h符合要求。7.排泥系统设计计算7.1UASB反应器中污泥总量计算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15gVSS/L,则两座UASB反应器中污泥总量：。7.2产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取：0.07kgMLSS/kgCOD。①UASB反应器总产泥量式中：△X—UASB反应器产泥量，kgVSS/d；r—厌氧生物处理污泥产量，0.07kgVSS/kgCOD；80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文Co—进水COD浓度1.7kg/m3；E—去除率，本设计中取80%。②据VSS/SS=0.8，△X=714/0.8=892.5kgSS/d单池产泥△Xi=△X/2=982.5/2=446.25kgSS/d③污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取，则污泥产量单池排泥量④污泥龄7.3排泥系统设计在UASB三相分离器下0.5m和底部400㎜高处，各设置一个排泥口，共两个排泥口。每天排泥一次。8.出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。8.1出水槽设计对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有6条，槽宽0.3m。①单个反应器流量；②设出水槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近水深取槽口附近水深为0.25m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸14m×0.2m×0.25m；出水槽数量为6座。8.2溢流堰设计80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文①出水槽溢流堰共有12条（6×2），每条长14m，设计900三角堰，堰高50㎜，堰口水面宽b=50㎜。每个UASB反应器处理水量43L/s,查知溢流负荷为1-2L/（m·s），设计溢流负荷f=1.117L/（m·s），则堰上水面总长为：。三角堰数量：个，每条溢流堰三角堰数量：770/12=65个。一条溢流堰上共有65个100㎜的堰口，65个140㎜的间隙。②堰上水头校核每个堰出流率：；按900三角堰计算公式，堰上水头：③出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，6条出水槽的出水流至此出水渠。设出水渠宽0.8m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s。渠口附近水深以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.179=0.425m，离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为16.67米，出水渠长为16.67+0.1=16.77m，出水渠尺寸为16.77m×0.8m×0.425m，向渠口坡度0.001。④UASB排水管设计计算选用DN250钢管排水，充满度为0.6，管内水流速度为9.沼气收集系统设计计算80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文9.1沼气产量计算沼气主要产生厌氧阶段，设计产气率取0.4。①总产气量每个UASB反应器的产气量②集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有22根集气管。每根集气管内最大气流量据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100㎜.③沼气主管每池22根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%.单池沼气主管内最大气流量取D=150㎜，充满度为0.8，则流速为④两池沼气最大气流量为取DN=250㎜，充满度为0.6；流速为9.2水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。①水封高度式中：H0—反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2mH280 河北工业大学城市学院2010届毕业论文O，贮气罐内压强H0为400㎜H2O。②水封灌水封高度取1.5m，水封灌面积一般为进气管面积的4倍，则水封灌直径取0.5m。3.气水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用，选用φ500㎜×H1800㎜钢制气水分离器一个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。4.沼气柜容积确定由上述计算可知该处理站日产沼气4080，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为φ7000㎜×H6000㎜。3.7CAST反应池3.7.1设计说明CAST工艺是SBR工艺的发展，由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，因此提高了对难降解有机物的去除效果，与传统的活性污泥法相比，有以下优点：1.建设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。2.运行费用低，节能效果显著。3.有机物去除率高，出水水质好，具有良好的脱氮除磷功能。4.管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。5.污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。3.7.2设计参数设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s；进水COD=280mg/L，去除率为85%；80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文BOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/㎏MLSS；混合液污泥浓度为：X=4000mg/L；充水比为：=0.32；进水BOD=160mg/L，去除率为90%。3.7.3设计计算1.运行周期及时间的确定1.1曝气时间式中：—充水比,0.32；—进水BOD值，280mg/l；—BOD污泥负荷，0.1kgBOD/㎏MLSS；X—混合液污泥浓度，4000mg/L。1.2沉淀时间设曝气池水深H=5m，缓冲层高度=0.5m，沉淀时间为1.3运行周期T设排水时间td=0.5h,运行周期为每日周期数：N=24/6=42.反应池的容积及构造2.1反应池容积80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文单池容积为反应池总容积为式中：N—周期数，4；—单池容积；—总容积；n—池数，本设计中采用2个CAST池；—充水比，0.32。2.2CAST反应池的构造尺寸CAST反应池为满足运行灵活和设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。如图3-5所示为CAST池构造。图3-5CAST池结构示意图据资料，B：H=1～2，L：B=4～6，取B=10m,L=60m。所以=60×10×5=3000m3单池面积CAST池沿长度方向设一道隔墙，将池体分为预反应区和主反应区两部分，靠近进水端为CAST池容积的10%左右的预反应区，作为兼氧吸附区和生物选择区，另一部分为主反应区。根据资料，预反应区长L1=（0.16～0.25）L，取L1=12m。2.3连通口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，设连通孔的个数为3个。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文连通孔孔口面积A1为式中：Q—每天处理水量，7500；—CAST池子个数，2个；U—设计流水速度，本设计中U=50m/h；—一日内运行周期数，4；A—1个CAST池子的面积，600；—连通孔孔口面积，㎡；—预反应区池长，；—池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，；B—反应池宽，。，孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于1.0，故取0.9，则宽为2.8。3.污泥COD负荷计算由预计COD去除率得其COD去除量为：280则每日去除的COD值为：=式中：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文Q—每天处理水量，7500；SU—进水COD浓度与出水浓度之差，238mg/L；n—CAST池子个数，2；X—设计污泥浓度，4000mg/L；V—主反应区池体积，4.产泥量及排泥系统4.1CAST池产泥量CAST池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。CAST池生物代谢产泥量为：式中：a—微生物代谢增系数，kgVSS/kgCOD；b—微生物自身氧化率，1/d。根据化妆品废水性质，参考类似经验数据，设计a=0.83，b=0.05，则有：假定排泥含水率为98%，则排泥量为：4.2.排泥系统每池池底坡向排泥坡度i=0.01，池出水端池底设（1.0×1.0×0.5）m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN200一根。5.需氧量及曝气系统设计计算5.1需氧量计算根据实际运行经验，微生物氧化1kgCOD的参数取0.53，微生物自身耗氧参数取0.18，则一个池子需氧量为：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文=0.53×7500/2×238×10-3+0.18×4000×10-3×2929.69=2582.402kg/d则每小时耗氧量为：5.2供气量计算温度为20度和30度的水中溶解氧饱和度分别为：，微孔曝气器出口处的绝对压力为：==式中：H—最大水深，4.5空气离开主反应区池时的氧百分比为：式中：—空气扩散器的氧转移率，取15%值暴气池中混合液平均溶解氧饱和度按最不利温度为：温度为20℃时，暴气池中混合液平均溶解氧饱和度为：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文温度为20℃时，脱氧清水的充氧量为：式中：—氧转移折算系数，一般取0.8～0.85，本设计取0.82；—氧溶解折算系数，一般取0.9～0.97，本设计取0.95；—密度，㎏/L，本设计取1.0㎏/L；C—废水中实际溶解氧浓度，2.0mg/L；R—需氧量，㎏/L，为107.60㎏/L。暴气池平均供气量为：(空气密度为1.29㎏/)。每立方米废水供空气量为：每去除1kgCOD的耗空气量为：5.3布气系统计算80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文单个反应池平面面积为60×10，设880个曝气器，则每个曝气器的曝气量=G/423=3716.4/880=4.22/h。选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表3-5。表3-5QMZM-300盘式膜片式曝气器技术参数型号工作通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMZM-3002～8m3/h·个0.5～1.0m2/h·个35%～59%4～8m4.25m3/h从鼓风机房出来一根空气干管，在两个CAST池设两根空气支管，每根空气支管上设90根小支管。两池共两根空气支管，180根空气小支管。气干管流速为30m/s，支管流速为20m/s，小支管流速为10m/s，则空气干管管径：m,取DN300㎜钢管空气支管管径：，取DN100㎜钢管，空气小支管管径：，取DN80㎜钢管。5.4鼓风机供气压力计算曝气器的淹没深度H=4.5m，空气压力可按下式进行估算：校核估算的空气压力值管道沿程阻力损失可由下式估算：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文式中：—阻力损失系数，取4.4.取空气干管长为70m，则其沿程阻力损失取空气支管长为80m，则其沿程阻力损失取空气小支管长为25m,则其沿程阻力损失空气管道沿程阻力损失为设空气管道的局部阻力损失为=0.5KPa，则空气管路的压力总损失为：取膜片式微孔曝气器的最大压力损失为=2.9KPa，则鼓风机的供气压力为：＜58.8KPa。故鼓风机的供气压力可采用58.8KPa，选择一台风机曝气，则风机能力为G=50m3/min.5.5鼓风机房布置选用两台DG超小型离心鼓风机，，供气量大时，两台一起工作，供气量小时，一用一备。DG超小型离心鼓风机规格如表3-6。表3-6DG超小型离心鼓风机流量50m3/min电动机形式TEFC压缩介质空气电动机功率75KW80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文出口压力63.8KPa电动机电压220V轴功率52KW重量1t其占地尺寸为2016㎜×1008㎜，高为965㎜（含基础）。6.CAST反应池液位控制CAST反应池有效水深为5米。排水结束是最低水位基准水位为5m,超高为0.5m,保护水深为0.5m,污泥层高度保护水深的设置是为了避免排水时对沉淀及排泥的影响。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。7.排出装置的选择每池排出负荷选择XBS-300型旋转式滗水器，其技术参数如表3-7。表3-7XBS-300型旋转式滗水器技术参数型号流量（m3/h）堰长（m）总管管径(mm)滗水深度H（m）功率(KW)XBS-3003004250<2.50.553.8混凝池的设计与计算3.8.1设计说明混凝的目的在于通过向水中投加一些药剂（通常称为混凝剂及助凝剂），使水中难以沉淀的胶体颗粒能互相聚合，长大至能自然沉淀的程度。这个方法称作混凝沉淀。在给水处理和废水处理中混凝沉淀都是最常用的方法之一。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文加入混凝等设备已到达出水回用之目的。3.8.2设计参数设计流量Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s。混凝剂最大用量为20mg/L；药液浓度一般取10％～20％;配制溶液次数，一般取2～6次;3.8.3设计计算1.混凝剂配制及投加本次设计混凝剂采用聚合氯化铝，其是当前国内外研制和使用比较广泛的一种无机高分子混凝剂；助凝剂是活化硅酸，目前应用较为广泛。1.1溶液池容积式中a—混凝剂最大用量，20mg/L；Q—处理水量，m3/h，设计流量为Q=7500m3/d=312.5m3/h；B—药液浓度，按药剂固体质量分数计算，一般取10％～20％；n—设计中每天配制溶液次数取2次。则溶液池形状为矩形尺寸为：长×宽×高=1.0×1.0×0.85，其中超高0.2m溶液池设置2座，每个容积为W1（一备一用）。有效高度为0.65m，置于室内地面上，则有效容积W1=1.0×1.0×0.65=0.65m3。2.溶解池容积计算2.1溶解池容积为：W2=0.3W1=0.3×0.65=0.195m3取溶解池容积为0.25m3。溶解池的放水时间采用t=10min，则平均放水流量：q=W2/60t=0.25×1000/60×10=0.42L/s80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文查水力计算表得放水管得，管径d=30mm,相应流速v0=0.42m/s，溶解池底部设管径d=80mm的排渣管一根。投药管流量：查水力计算表得投药管管径d=15mm，相应流速v=0.03m/s溶解池底部设管径d=80mm的排渣管一根溶解池设置1座，每座容积为W2=0.25，有效高度取0.3m，超高0.2m。溶解池的形状采用矩形，尺寸为：长×宽×高=1.0×0.5×0.5，池底坡度采用2.5‰。溶解池搅拌设备采用挂壁式机械搅拌机。溶解池置于地下，池顶高出室内地面0.2m。溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁涂衬聚乙烯板．3.计量设备每小时计量泵的投加量为：q=W1/12=0.65/12=0.0542m3/h=54.2L/h式中q—计量泵每小时的投加量，L/hW1—溶液池的容积m3，设计取溶液池的有效容积0.65m3设计选择JW54.5/0.63微型柱塞计量泵（一用一备），安装简单、操作简便；计量精确，0～100%可动态调节；其性能参数见表3-8。表3-8JW12.5/0.63微型柱塞计量泵性能参数型号规格流量(l/h)压力(Mpa)柱塞直径(mm)行程(mm)往复次数(rpm)电机功率(KW)安装尺寸重量(kg)进口管径出口管径h1h2LJW54.5/0.6354.20.6310040580.504040408408620404.混合混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.0m/s，则管径为：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文故静态混合器直径取DN900mm。则实际流速为0.96m/s。4.1混合单元数按下式计算取N=3，则混合器的混合长度为：L=1.1ND=1.14.2混合时间T=4.3水流过静态混合器的水头损失为4.4校核GT值，水力条件符合要求）5.絮凝池的计算设计两组絮凝池。每组设计流量，平面布置形式：采用18格，洪湖模式，如下图3-5所示。图3-5栅条絮凝池平面示意图5.1设计参数选取：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文絮凝时间：，有效水深（与后续沉淀池水深相配合），超高0.3m，池底设泥斗及快开排泥阀排泥，泥斗高0.6m；絮凝池总高度为。5.2絮凝池分为三段：前段放密栅条，过栅流速，竖井平均流速；中段放疏栅条，过栅流速，竖井平均流速；末段不放栅条，竖井平均流速。前段竖井的过孔流速为0.3～2.0m/s，中段0.2～0.15m/s，末段0.1～0.14m/s。5.3絮凝池尺寸每组池子容积单个竖井的平面面积竖井尺寸采用，内墙厚度取0.2m，外墙厚度取0.3m每组池子总长宽5.4栅条设计选用栅条材料为钢筋混凝土，断面为矩形，厚度为50mm，宽度为50mm。前段放置密栅条后竖井过水断面面积为：竖井中栅条面积为：单栅过水断面面积为：所需栅条数为：，取两边靠池壁各放置栅条1根，中间排列放置18根，过水缝隙数为19个平均过水缝宽80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文实际过栅流速1)中段放置疏栅条后竖井过水断面面积为：竖井中栅条面积为：单栅过水断面面积为：所需栅条数为：（根），取根两边靠池壁各放置栅条1根，中间排列放置16根，过水缝隙数为17个平均过水缝宽实际过栅流速a.竖井隔墙孔洞尺寸竖井隔墙孔洞的过水面积＝；如0-1竖井的孔洞面积；孔洞高度其余各竖井孔洞的计算尺寸见下表3-9。表3-9竖井隔墙孔洞尺寸孔洞号孔洞流速V(m/s)孔洞高度h(m)孔洞尺寸(宽×高)0-10.3h===0.301.7×0.301-20.28h===0.321.7×0.322-30.25h===0.361.7×0.363-40.22h===0.411.7×0.414-50.20h===0.451.7×0.455-60.18h===0.501.7×0.5080 河北工业大学城市学院2010届毕业论文6-70.15h===0.601.7×0.607-80.12h===0.371.7×0.377-90.12h===0.371.7×0.37出水孔洞0.10h===0.451.7×0.45b.各段水头损失式中h－各段总水头损失，m；h1－每层栅条的水头损失，m；h2－每个孔洞的水头损失，m；－栅条阻力系数，前段取1.0，中段取0.9；－孔洞阻力系数，取3.0；－竖井过栅流速，m/s；－各段孔洞流速，m/s。①第一段计算数据如下：竖井数3个，单个竖井栅条层数3层，共计9层；过栅流速；竖井隔墙3个孔洞，过孔流速分别为，，则②第二段计算数据如下：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文竖井数3个，前面两个竖井每个设置栅条板2层，后一个设置栅条板1层，总共栅条板层数=2+2+1=5；过栅流速；竖井隔墙3个孔洞，过孔流速分别为，，则③第三段计算数据如下：水流通过的孔洞数为5，过孔流速为，，，，则c.各段停留时间第一段第二段和第三段水力校核G=当T=20。C时，80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文表3-10水力校核表段号停留时间(s)水头损失(m)G(S)11280.065670.921280.028746.931280.010928.93840.105251.8，在10000-100000之间，符合水力要求。6.排泥池底布置穿孔排泥管，穿孔排泥管的直径100mm，采用快开排泥阀．泥水收集在B×H=500×800mm的集泥槽中。3.9过滤池的设计与计算3.9.1设计说明采用双排布置，按单层滤料设计，采用石英砂作为滤料。3.9.2设计参数①处理水量为0.62m3/s；②滤速。3.9.3设计计算1.冲洗强度冲洗强度q按经验公式计算式中－滤料平均粒径；e－滤层最大膨胀率，取e=50%；80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文－水的运动黏滞度，。砂滤料的有效直径=0.5mm与对应的滤料不均匀系数u=1.5。所以，=0.9u=0.9×1.5×0.5=0.675mm2.滤池面积滤池总面积滤池个数采用N=6个，成双排对称布置单池面积f=F/N=274.5/6=45.75m2，取48m2每池平面尺寸采用L×B=8m×6m池的长宽比为8/6=1.333.单池冲洗流量4.冲洗排水槽(1)断面尺寸两槽中心距采用a=2.0m排水槽个数n1=L/a=8/2.0=4（个）槽长l=B=6m槽内流速，采用0.6m/s排水槽采用标准半圆形槽底断面形式。2)设置高度滤料层厚度采用Hn=0.7m排水槽底厚度采用δ=0.05m槽顶位于滤层面以上的高度为：He=eHn+2.5x+δ+0.075=1.05m5.集水渠集水渠采用矩形断面，渠宽采用b=0.75m(1)渠始端水深Hq80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文(2)集水渠底低于排水槽底的高度Hm6.配水系统采用大阻力配水系统，其配水干管采用方形断面暗渠结构。(1)配水干渠干渠始端流速采用干渠始端流量干渠断面积，取0.36干渠断面尺寸采用0.6m×0.6m(2)配水支管支管中心距采用s=0.25m支管总数n2=2L/s=2×8/0.25=64（根）支管流量支管直径采用，流速支管长度核算7.支管孔眼孔眼总面积Ω与滤池面积f的比值a，采用，则孔径采用单孔面积孔眼总数每一支管孔眼数（分两排交错排列）为：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文孔眼中心距孔眼平均流速8.冲洗水箱冲洗水箱与滤池合建，置于滤池操作室屋顶上。(1)容量V冲洗历时采用=6min水箱内水深，采用圆形水箱直径9.设置高度水箱底至冲洗排水箱的高差，由以下几部分组成。a.水箱与滤池间冲洗管道的水头损失管道流量管径采用，管长查水力计算表得：，冲洗管道上的主要配件及其局部阻力系数合计mH2Ob.配水系统水头损失按经验公式计算=3.28mH2Oc.承托层水头损失承托层厚度采用H0=0.45m80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文mH2Od.滤料层水头损失式中－滤料的密度，石英砂为；－水的密度，；－滤料层膨胀前的孔隙率（石英砂为0.41）；－滤料层厚度，m。所以mH2Oe.备用水头mH2O则mH2O3.10加氯间的设计与计算3.10.1设计说明在处理水回用之前要加消毒剂消毒。消毒剂的选择：（1）液氯优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对水生物有毒害，并且可能产生致癌物质。（2）漂白粉优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除同液氯外，尚有投量不准确，溶解剂调制不方便，劳动强度大等缺点。漂白粉投加适用于消毒要求不高或间断时。（3）臭氧优点：消毒效率高，能有效地降解水中残留的有机物、色味等，污水的温度、PH值对消毒的效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。本方法适用于水质好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。综合以上三种消毒方式，本设计采用液氯消毒。3.10.2设计参数设计流量采用混凝沉淀后消毒，最大投氯量为a＝3mg/l，仓库储量按30d计算，加氯间在废水水回用之前。3.10.3设计计算1.加氯量Q：=2.储氯量G：储氯量按一个月考虑，则3.氯瓶数量：采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸为φ600，H＝1800，共三只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可防止水流进入氯瓶。4.加氯机数量：采用0－5kg/h加氯机2台，交替使用。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文4污泥部分各处理构筑物设计与计算4.1集泥井4.1.1设计说明污水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次，集中到集泥井，然后在由污泥泵打到污泥浓缩池。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24h,其中各构筑物排泥、污泥泵抽送污泥时间为1.0～1.5h，污泥浓缩时间为20.0h,浓缩池排水时间为2.0h,闲置时间为0.5h～1.0h。4.1.2设计参数1.设计泥量化妆品废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：1.1UASB反应器，Q1=35.7m3/d,含水率98%；1.2CASS反应器，Q2=33.51m3/d,含水率99%；1.3总污泥量为：Q=Q1+Q2=69.21m3/d，设计中取70m3/d。4.1.3设计计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为70m3/d，需在1.5h内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提升流量（70m3/d）的10min的体积，即7.8m3。此外，为保证CASS排泥能按其运行方式进行，集泥井容积应外加37.23m3。则集泥井总容积为7.8+37.23=45.00m3。集泥井有效深度为3.0m，则其平面面积为设集泥井平面尺寸为4.0×4.0m。集泥井为地下式，池顶加盖，由污泥泵抽送污泥。集泥井最高泥位为-0.5m,最低泥位为-3m池底标高为-3.5m。浓缩池最高泥位为280 河北工业大学城市学院2010届毕业论文m。则排泥泵抽升的所需净扬程为5m，排泥泵富余水头2.0m，管道水头损失为0.5m，则污泥泵所需扬程为5+2+0.5=7.5m。选择两台80QW50-10-3型潜污泵提升污泥（一用一备）。其性能如表4-1。表4-180QW50-10-3型潜污泵性能型号流量(m3/h)扬程（m）转速(r/min)电动机功率(kw)效率(%)出口直径（㎜）重量（kg）80QW50-10-350101430372.3801254.2污泥浓缩池4.2.1设计参数1.设计泥量1.1UASB反应器，Q1=35.7m3/d,含水率98%；1.2CASS反应器，Q2=33.51m3/d,含水率99%；1.3总污泥量为：Q=Q1+Q2=69.21m3/d，设计中取70m3/d。4.2.2参数选取固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/m3h，取M=30kg/m3d=1.25kg/m3h；浓缩时间取T=20h；设计污泥量Q=40m3/d；浓缩后污泥含水率P为96%；4.2.3设计计算1.容积计算浓缩后污泥体积：80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文V0—污泥含水率变为P0时污泥体积2.池子边长根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A≧QC/M式中：Q—入流污泥量，40m3/d；M—固体通量，30kg/m3·d；C—入流固体浓度kg/m3。入流固体浓度（C）的计算如下：=×1000×(1-98%)=35.7×1000×(1-98%)=714kg/d=×1000×(1-99%)=33.51×1000×(1-99%)=335.1kg/d那么，Qc=+=714+335.1=1049.1kg/dC=1049.1/70=14.99kg/m3浓缩后污泥浓度为：C1=1049.1/35=29.97kg/m3浓缩池的横断面积为：A=Qc/M=70×14.99/30=34.98m2设计一座正方形浓缩池，则每座边长B=6.0m，则实际面积A=6.0×6.0=36.0m23.池子高度取停留时间HRT=20h，有效高度=QT/24A=70×20/24×34.99=1.8m，超高=0.5m，缓冲区高=0.5m。则池壁高：=++=2.8m4.污泥斗80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文污泥斗下锥体边长取0.5m，污泥斗倾角取50°则污泥斗的高度为：H4=(6.0/2–0.5/2)×tg50°=3.3m污泥斗的容积为：V2=h4（a12+a1a2+a22）=×3.3×(6.02+6.0×0.5+0.52)=43.175m35.总高度H=2.8+3.3=6.1m设计计算草图如图4-1。图4-1污泥浓缩池设计计算草图6.排水口浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管管道排入格栅间，浓缩池设四根排水管于池壁，管径DN150㎜。于浓缩池最高处设置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文4.3污泥脱水间4.3.1设计参数1.设计泥量浓缩后污泥含水率为96%；浓缩后污泥体积：=35m3/d2.参数选取压滤时间取T=4h；设计污泥量Q=35m3/d；浓缩后污泥含水率为96%；压滤后污泥含水率为75%。4.3.2工艺流程工艺流程见图4-2。图4-2污泥脱水工艺流出图4.3.3设计计算1.污泥体积80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文式中Q—脱水后污泥量m3/d；Q0—脱水前污泥量35m3/d；P1—脱水前含水率96（%）；P2—脱水后含水率75（%）；M—脱水后干污泥重量（kg/d）。==5.6m3/d==1400kg/d污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。2.机型选取选取DYQ-1000型带式压榨过滤机，其工作参数如表4-1：表4-1DYQ-1000型带式压榨过滤机工作参数滤网电动机控制器型号最大冲洗耗水量(m3/h)(mm）冲洗压力（Mpa)气动部分输入压力（MPa）有效宽（mm)速度Kw/min型号功率（Kw）10000.4-4JZTY31-42.2JDIA-406≥0.40.5-1气动部分流量(m3/h)处理能力【kg/h·m2】泥饼含水率（%)外形尺寸（长X宽X高）（mm）重量（kg)0.8-2.550-50065-755050X1890X236545003.投药装置3.1投药量根据城市污水污泥、化妆品厂污水站污泥絮凝剂脱水试验知，常用絮凝剂的投药量分别为：氯化铁5.0%--8.0%,硫酸铝8.0%--12%，聚合氯化铝3.0%--10.0%80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文，聚丙烯酰胺1.5‰--2.5‰。投药系统投按加聚丙烯酰胺考虑。设计投药量为2.0‰，则每日需药剂为：1400×2.0/1000=2.8kg需要纯度为90%的固体聚丙烯酰胺为2.8/0.9=3.1kg调配的絮凝剂溶液浓度为0.2%-0.4%,则溶液所需溶药灌最小容积为1550L。选择ZJ-470型折桨式搅拌机一台，其规格如表4-2。表4-2ZJ-470型折桨式搅拌机性能及及外形尺寸型号功率(kw)池形尺寸(㎜)桨叶距池底高（㎜）转速(r/min)长×宽高ZJ-4702.21200×12001100180130计量泵占地尺寸为815㎜×715㎜，高为575㎜（不含基础）。5构筑物高程计算5.1污水构筑物高程计算5.1.1污水流经各处理构筑物水头损失构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.2CAST反应池0.6水力筛1.2集水井0.2调节池0.3混凝池0.31UASB反应池1.0过滤池0.2表5-1污水流经各处理构筑物水头损失表5.1.2污水管渠头损失表5-2污水管渠水头损失计算表80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文名称流量（L/s）管径（㎜）坡度I(‰)流速V(m/s)管长(m)I·L过滤池——出厂管624000.8160.77170.0072.690.120.127过滤池0.2混凝池——过滤池626000.1352.55200.0057.380.050.154混凝池0.31混凝池---CAST584000.8160.771.70.01330.100.013CAST0.6CAST—UASB584000.8160.778.10.0072.690.120.127292502.430.956.80.01720.1240.141292502.430.952.30.0063.690.170.18UASB1.0UASB---调节池292002.530.922.30.0060.950.0440.06584000.8160.77390.0430.0860.126调节池0.3调节池---水力筛584000.8160.7740.01220.160.063水力筛1.2集水井0.2格栅0.280 河北工业大学城市学院2010届毕业论文5.0015.1.3高程确定UASB处的地坪标高为0.0m，按结构稳定原则确定池底埋深为-1.5m，然后根据各处理构筑物之间的水头损失推求其它构筑物的设计水面标高，调节池设计成地下式，确定水面标高为0.0m，从调节池到UASB经过提升泵提升。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。各处理构筑物的水面标高及池底标高见表5-3。表5-3各处理构筑物的水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管-0.9-1.2调节池0.0-5.5格栅前-0.9-1.3UASB4.5-1.5格栅后-0.978-1.378CAST3.2-1.8集水井-0.978-2.978水力筛1.50.35.2污泥高程计算5.2.1污泥管道水头损失管道沿程损失管道局部损失式中：—污泥浓度系数；80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文—局部阻力系数；D　—污泥管管径；L————管道长度；v—管内流速。查表知污泥含水率98%时，污泥浓度系数=80，污泥含水率为96%时，污泥浓度系数=62。连接管道水头损失见表5-4。表5-4污泥管道水头损失计算表管渠及构筑物名称流量（L/s）管渠设计参数水头损失（m）D(㎜)V(m/s)L(m)CAST—集泥井0.5172001.0360.170.20.37UASB—集泥井0.2842001.0650.250.310.56集泥井—浓缩池0.8012001.030.030.220.34池浓缩池—脱水机房0.4052001.040.030.20.235.2.2污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m,CAST与UASB取1.2m。5.2.3污泥高程布置从CAST—集泥井推得，集泥井水位2.7-0.37-1.2=0.63m从UASB—集泥井推得，集泥井水位5.0-0.56-1.2=3.44m从集泥井—浓缩池推得，浓缩池水位0.63-0.34-1.5=-1.21m80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文集泥井液位确定为0.0m，浓缩池液位确定为2.0m，中间加污泥提升泵房提升污泥。集泥井设在污泥提升泵房下部。表5-5污泥处理各构筑物标高构筑物名称水面标高池底标高集泥井-0.5-3.5浓缩池2.0-3.56效益分析1经济效益以年回用12.5万t计，每年可节约水费325000元，相应地节约排污费18247.6元，共可节约费用343247.6元。2环境效益以年回用水量为12.5万t计，相应地可减少向环境排放废水12.5万t/a，同时可减少向环境排放各类污染物如COD、TN、TP、NH3-N、TSS等，其环境效益汇总如下表6-1。表6-1环境效益汇总表备注：污染物排放量以一级标准计算。污染因子单位减少排放量污水m3/a12.5CODkg/a12500TNkg/a312580 河北工业大学城市学院2010届毕业论文TPkg/a62.5SSkg/a8750NH3-Nkg/a18753社会效应通过该项目的实施，实现了化妆品废水的资源化应用，对节约水资源，降低化妆品生产用水量，保护水环境及水资源等方面具有积极的促进作用，同时为化妆品废水污染控制、提高化妆品废水处理及资源化水平也具有积极的促进作用。附录A主要处理构筑物设计及选型1．格栅池1.1构筑物功能放置机械格栅数量1座结构砖混结构尺寸2700×3000×3000（H）mm1.2主要设备机械格栅功能去除大颗粒悬浮物型号HF-500数量2台栅宽B=50mm栅隙b=20mm安装角度α=60°电机功率N=1.1kw80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文2.集水池2.1构筑物功能贮存废水数量1座结构钢筋砼结构尺寸7200×7200×5800（H）mm2.2主要设备①废水提升泵功能提升废水进入酸化调节池型号100QW120-10-5.5数量3台（两用一备）流量Q=30L/s扬程H=10.0m功率N=5.5KW②水力筛功能过滤废水中的细小悬浮物型号HS—120数量3台（二用一备）处理量Q=100m3/h栅隙b=1.5mm3.酸化调节池3.1构筑物功能调节并预酸化数量1座尺寸15000×19000×6500（H）mmHRTT=5.0h3.2主要设备80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文①潜水搅拌机功能使废水混合均匀型号QJB7.5/6－640/3-303/c/s推力990N数量1台功率N=7.5kw②配水泵功能UASB进水泵型号150QW1100-15-11数量3台（两用一备）流量Q=30L/s扬程H=15m功率N=11.0KW③加药装置设备类型AHJ-I数量1套其中：a.酸输送泵数量1台型号CQF40-25-120F流量Q=6.3m3/h扬程H=15.0m功率N=0.75kWb.碱贮罐数量1台尺寸φ1400×1800(H)mm80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文4.UASB反应器功能去除CODcr、BOD5、SS，产生沼气池数2座类型钢筋砼结构尺寸18000×15000×6500（H）mm1040m3容积负荷（Nv）为4.5kgCOD/(m3•d)去除率80％附件：①水封功能保持UASB中气相一定压力数量2台尺寸φ500×1200（H）mm②沼气贮罐尺寸φ7000㎜×H6000㎜数量1台5.CAST池5.1构筑物功能去除CODcr、BOD5、SS结构钢筋砼结构数量2座尺寸60000×10000×5500（H）mmBOD污泥负荷（Ns）为0.1kgBOD/㎏MLSS5.2主要设备①鼓风机功能提供气源数量2台（一用一备）型号DG超小型离心鼓风机80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文风量Q=50m3/min风压P=63.8Kpa功率N=75.0KW②盘式膜片曝气器功能充氧、搅拌数量880个型号QMZM-300氧利用率35%～59%③滗水器功能排上清液型号XBS—300数量2台管径DN250排水量Q=300m3/h功率N=1.5KW6.混凝6.1主要设备①溶液池功能储存污水以便加药数量1座结构砖混结构尺寸100×100×850(H)mm②溶解池功能使药溶解数量1座结构砖混结构尺寸1000×500×500(H)mm③计量设备功能按时加药型号JW54.5/0.63数量2台80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文管径DN100排水量Q=54.2L/h功率N=0.5KW④絮凝池功能清除水中杂质数量1座结构砖混结构尺寸14350×6100×5400(H)mm⑤栅条功能去除絮凝物栅隙b=36.84mm栅数18根⑥集泥槽功能收集污泥数量1座结构砖混结构尺寸14350×500×800(H)mm7.过滤池功能过滤水中的杂质数量1座结构砖混结构尺寸8000×6000×1050(H)mm8.加氯机功能消毒数量3只结构焊接钢瓶尺寸φ600×1800(H)mm9.集泥井9.1构筑物功能收集存储污泥数量1座结构砖混结构80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文尺寸4000×4000×3500(H)mm9.2主要设备污泥提升泵功能提升污泥进入浓缩池型号80QW50-10-3数量2台（一用一备）流量Q=14L/s扬程H=10.0m功率N=3KW10.污泥浓缩池功能浓缩污泥数量1座结构钢筋砼结构尺寸6000×6000×6100(H)mm11.污泥脱水间带式压滤机功能污泥脱水型号DYQ-1000数量1台滤带快度1000mm电机功率N=1.5kw配套设备溶药搅拌机ZJ4701台N=2.2kw加药泵JZ125/3.21台N=0.75kw80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文12.主要设备主要设备见表1-2。表1-2主要设备一览表序号设备名称型号、规格单位数量1机械格栅HF-300栅隙20mm台22废水提升泵100QW120-10-5.5Q=30L/sH=10.0mN=5.5KW台33固定过滤机HS120台34潜水搅拌机QJB7.5/6－640/3-303/c/sN=7.5KW台15配水泵150QW1100-15-11Q=30L/sH=15mN=11.0KW台36加药装置AHJ-I套17气水分离器φ500×1800（H）mm台18水封器φ500×1200（H）mm台29沼气贮罐φ7000㎜×H6000㎜个110鼓风机DG超小型离心鼓风机N=75.0KW台211盘式膜片式曝气器QMZM-300根42312滗水器XBS—300N=1.5KW台213污泥提升泵80QW50-10-3N=3KW台214带式压滤机DYQ-1000套180 河北工业大学城市学院2010届毕业论文结论在三个多月的毕业设计中，根据对化妆品废水处理的各种工艺优缺点的分析，同时考虑到处理要求和投资效益，采用UASB-CAST法处理化妆品废水。化妆品废水经格栅去除粗大的杂物，然后进入调节池，因为化妆品厂生产中各车间排出的废水浓度有较大差异，其中尤以糖化车间、发酵车间排出的废水浓度较大，罐装车间等排放的洗涤水、冲洗水浓度较低，所以需进行水质水量的调节，经过调节的废水由泵送入UASB反应器，反应器内的污泥可以接种其它处理化妆品废水的污水厂的污泥。投产一段时间后可形成颗粒污泥，使运行高效、稳定。UASB的出水中，有机物浓度已大大降低，不易溶的大分子有机物如蛋白质、纤维素等，也被水解成易被生物降解的小分子有机酸。进入CAST反应池后，悬浮的活性污泥，在充分曝气的好氧条件下吸附和氧化分解废水中残留的有机物，使废水得到净化，BOD去除率可达90%以上，不易发生活性污泥膨胀。CAST反应池可自行泥水分离后，出水可以达到国家二级标准。化妆品废水无毒无害，出水回用处理选用混凝过滤后达到水质回用标准。此方案无论从处理要求，国家标准上看，还是从经济性，可行性上看，还是从技术优化组合上看，都是比较使用和合理的。采用此方案处理，可以达到预计的处理效果。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文参考文献1孙慧修主编.排水工程上册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，1998年7月.2张自杰主编.排水工程下册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，2000年6月.3任南琪马放编.污染控制微生物学原理与应用.北京:中国环境科学出版社4韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002年6月.5孙力平主编.污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社，2001年7月.6姜乃昌主编.水泵及水泵站.北京:中国建筑工业出版社，1993年6月.7给水排水设计手册第1册(常用资料).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.8给水排水设计手册第5册(城市排水).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.9给水排水设计手册第6册(工业排水).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.10给水排水设计手册第9册(专用机械).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.11给水排水设计手册第10册(技术经济分析).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.12给水排水设计手册第11册(常用设备).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.13室外排水设计规范(GBJ14-87).北京:中国计划出版社，1998年7月.14罗辉主编.环保设备设计与应用.北京:高等教育出版社，2000年.15阮文泉主编.废水生物处理工程设计实例详解.北京:化学工业出版社，2006年.16张统主编.间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例.北京:化学工业出版社，2002年4月.17曾科主编.污水处理厂设计与运行.北京:化学工业出版社，2002年2月.18任南其等.厌氧生物技术原理与应用[M].北京:化学工业出版社,2004年.19ShaoXiangwen*,PengDangcong,TengZhaohua,JuXinghua;Treatmentofbrewerywastewaterusinganaerobicsequencingbatchreactor(ASBR);Received21March2007;receivedinrevisedform24May2007;accepted25May2007;Availableonline30July200720B.KASAPGILINCE,O.INCE,P.J.SALLISandG.K.ANDERSON;inertCODproductioninamembraneanaerobicreactortreatingbrewerywastewater;Firstreceived29June1999;acceptedinrevisedform10February200080 河北工业大学城市学院2010届毕业论文致谢本次毕业设计,使我对工程设计的内容和步骤有了更进一步的了解，从大体上讲,本次设计达到了预期的效果,达到了作为本科毕业生所应符合的要求。这次毕业设计使我深深地认识到:工科毕业生做设计工作所要求的严谨性,对于工程二字的沉重性,我开始意识到工程二字要求我们对专业知识有很深地了解,在熟练掌握专业知识的基础上灵活运用.本次设计为某化妆品废水处理，是一个真实性课题,在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求,我对本设计化妆品废水处理的工艺流程提出了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案。在这个过程中,我逐渐懂得了如何运用专业性眼光去看待问题,分析问题和解决问题。在工艺流程确定后,就开始了对所选构筑物的设计计算,通过老师的指导和自己的计算,我对污水处理中所用到的一些构筑物有了更深的认识,在高程的计算中自己遇到了不少问题,但在老师的精心指导和自己的努力下,最终问题都一一得到解决,也使自己对污水处理流程有了一个清晰的认识.这次毕业设计是自己四年所学知识的一个综合应用,是一次难得的学习机会,使自己受益匪浅.在设计中,对一些计算机软件也是一次很好的学习机会,主要是CAD和Word的使用,在以前的基础上,能够更加熟练地运用.因此,此毕业设计对本人是一个很好的锻炼,达到了对排水工程的一个比较深入地了解,是比较成功的毕业设计。80 河北工业大学城市学院2010届毕业论文本次毕业设计是在王老师的精心指导下，由我独立完成的。本次毕业设计是我大学四年所学知识的回顾与总结。同时，通过该次毕业设计，我亦从指导老师处学到了许多的常规设计方法，设计思想，并懂得了在做设计中如何去查资料与应用资料。了解了本专业各方面的设计课题与设计方法，这次使我的知识面更加广阔与完整，使我收益非浅。可以这样说：在王老师的耐心指导和自己的努力下，我完成了毕业设计应完成的任务，达到了毕业设计的教学要求。在这里，万分的感谢各位老师的辛勤栽培和其他同学的热情的帮助！但由于时间仓促及本人水平有限，本次设计中难免有各种错误与不足，还望各位老师批评指正与谅解。我将在以后的学习与工作中不断改正，不断吸取经验教训，不断完善自我，以感谢老师们四年的关心与教导。最后，诚挚地感谢王老师的关心与指导。祝各位老师万事如意，工作顺利！80'