毛紡廠廢水處理工程工藝設計說明計算書(三)

5.管道設計
 采用穿孔管布水器（一管多孔或分枝狀）時，不宜采用大阻力配水系統，需考慮設反沖洗裝置，采用停水分池分段反沖。用液體反沖時，壓力為100-200kPa，流量為正常進水量的3-5倍；用氣反沖時，反沖壓力大于100kPa，氣水比（5-10）：1。
 管道設計時需注意以下問題：
 1）進水采用重力流（管道及渠道）或壓力流，后者需設逆止裝置；
 2）水力篩縫隙>3mm，出水孔>15mm，一般在15-25mm之間；
 3）單孔布水負荷0.5-1.5m2，出水孔處需設置45°導流板；
 4）采用布水器時，從布水器到布水口應盡可能少地采用彎頭等非直管；
 5）污水通過布水器進入池內時會吸入空氣，大于2.0mm的氣泡以0.2-0.3m/s的速度上升，在管道垂直段的流速（或頂部）應低于這一數值；
 6）管徑的上部應大于下部，可適當地避免大的空氣泡進入反應器；
 7）反應器底部采用較小直徑的管道以產生較高的流速，從而產生較強的擾動，使進水與污泥之間密切接觸；
 8）為了增強污泥和廢水之間的接觸和減少在底部進水管的堵塞，建議進水點距反應器池底100-200mm。
6.出水收集
 1）水解池出水堰與沉淀池出水裝置相同，即匯水槽上加設三角堰；
 2）出水裝置應設在水解池頂部，盡可能均勻地收集處理過的廢水；
 3）采用矩形反應器時，出水采用放射狀的多槽出水方式；
 4）采用圓形反應器時，可采用機組平行出水堰的多槽出水方式；
 5）要避免出水堰過多，導致堰上水頭低，形成三角堰配漂浮固體堵塞；
 6）出水負荷參考二沉池負荷，堰上水頭>25mm，水面位于齒1/2處。
7.排泥設備
 一般來講隨著反應器內污泥濃度的增加，出水水質會得到改善，但污泥超過一定高度，污泥將隨出水一起沖出反應器。因此，當反應器內的污泥達到某一預定最大高度之后建議排泥。污泥排泥的高度應考慮排出低活性的污泥，并將最好的高活性的污泥保留在反應器中。
 1）建議清水區高度保持0.5-1.5m；
 2）污泥排放可采用定時排泥方式，日排泥一般為1-2此；
 3）需要設置污泥液面檢測儀，可根據污泥面高度確定排泥時間；
 4）剩余污泥排泥點以設在污泥區中上部為宜；
 5）對于矩形池排泥應沿池縱向多點排泥；
 6）由于反應器底部可能會積累顆粒物質和小砂粒，應考慮下部排泥的可能性，這樣可以避免或減少在反應器內積累的砂礫；
 7）在污泥齡>15d時，污泥水解率為25%（冬季）-50%（夏季）；
 8）污泥系統的設計流量需按冬季最不利情況考慮。
 綜上所述采用圓形水解酸化池，具體布置見計算書。
2.5.6生物接觸氧化池
 淹沒式生物濾池亦名生物接觸氧化池，它相當子在曝氣池中填裝了填料，也相當于生物濾池浸沒于污水中工作。它具有容積負荷高，停留時間短，有機物去除效果好，運行管理簡單和占地面積小等優點。它可以用于二級生物處理，也可用于三級生物處理；可以在好氧條件下去除有機物，也可在厭氧條件下脫氮。其最大隱患是填料的堵塞，要恰當設計才能避免。
 淹沒式生物濾池有鼓風曝氣式和表面曝氣式兩種形式。后者氣液沖刷力小，污水濃度高時往往引起填料堵塞，所以適于處理BOD5在100mg/L以下的低濃度污水。而鼓風曝氣式則為一般常用的形式。
 淹沒式生物濾池的填料有所謂硬性的、軟性的和半軟性的等多種形式，其中以蜂窩型硬性填料應用較多。
 a.特點：
 ①處理效率較高。作為生物膜法的生物接觸氧化法不僅兼有活性污泥的特點，而且起單位體積生物的數量比活性污泥法多，生物活性高；此外，底物和產物的傳質速度快。因而處理效率高，縮小了處理池容積和占地，節省了基建費用。
 ②工藝適用范圍廣泛。無論是污染物的濃度高或濃度低，生物接觸氧化法都能適應。尤其是對微污染的飲用水水源，生物接觸氧化法能有效地去除水中的氨氮和微量有機物，而活性污泥法缺愛莫能助。
 ③沒有污泥膨脹和污泥回流，管理簡便。由于我國廢水處理特別是工業廢水處理領域中的操作技術水平、管理水平都有待于提高，所以，運轉管理條件往往是影響處理方法選擇的重要因素。而操作比較簡單的生物接觸氧化法正是人們樂意接收的方法之一。
 ④耐沖擊，適應性較強。由于在填料上生長著大量的微生物膜，對負荷的變化適應性較強，尤其是采用多級或多段的工藝流程，可保障有穩定的出水水質。同時，在間隙運行的條件之下，仍有一定的效果。因此，這對于排水不均或者生產不穩定的工業企業以及電力供應尚不充分的地區更具有實用意義。
 ⑤掛膜簡單，啟動快。一般地，配制好的氧化池混合液只需經2～3d曝氣就可以掛膜，再經20d左右的馴化和培養便可以達到正常運行能力，即使在運行中斷后，只需很短幾天就能回復到正常處理效果。
 ⑥節能效果明顯。尤其在城市廢水處理中，廢水處理電耗是常規活性污泥法的1/5。
 ⑦污泥產量少，如與水解工藝合理組合，或將污泥單獨水解后回流到氧化池中，有實現污泥少排放或零排放的可能。
 b.缺點：
 ①填料上生物膜實際數量隨BOD負荷而變。BOD負荷高，則生物膜數量多；反之亦然。因此不能像活性污泥法那樣，通過污泥回流量和回流點的變化來靈活地調節生物量和裝置的效能；但如果與活性污泥法聯合，形成復合反應器，有可能彌補此缺陷。
 ②生物膜量隨負荷增加而增加，負荷過高，則生物膜過厚，在某些填料中易于堵塞。所以，在某些多孔填料中，必須要有負荷允許的上限和必要的防堵塞沖洗措施。
 ③由于填料設置使氧化池的構造較為復雜，均布曝氣設備的安裝和維護不如活性污泥法來得方便。
 ④填料的性能是生物接觸氧化法工藝的關鍵，同時填料的使用壽命又直接影響到工藝的運行費用。因此，如果填料選用不當，會嚴重影響接觸氧化法工藝的正常使用。
 c.浸沒式生物濾池設計中常采用如下數據和措施；
 ①池子個數或分格數不少于2，并按同時并聯工作設計。
 ②設計污水量按平均日污水量計算。
 ③填料的容積負荷理應通過試驗確定。當無試驗資料時，對于生活污水及其類似的污水，容積負荷可取1000～1800gBOD5/( m3·d)。
 ④進水BOD5濃度以100～250mg/L為好。
 ⑤污水在濾料內的有效接觸時間為1～2h。
 ⑥填料層總高度一般為3m，對蜂窩填料等為了支持和維修方便、應從下到上分幾段填裝，每段高度lm左右。
 ⑦為防止堵塞，蜂窩填料的孔徑應不小于25mm。
 ⑧為保證布水均勻，每格濾池面積一般應不大于25m2。
 ⑨池中溶解氧含量應維持在2.5～3.5mg/L之間，供氣量與進水量之比為10：1～15：1。
 d.填料
 生物接觸氧化池常用填料有硬性填料、彈性填料和軟性填料等三種類型。硬性填料有蜂窩形、球形和波紋板型多種，一般用塑料或玻璃鋼制成。其優點是比表面積較大，空隙率大（一般都在98%左右），質輕高強．管璧光滑無死角，生物膜易于脫落等。其缺點是價格較高，當設計或運行不當時，填料易于堵塞，尤其是在兩層填料的接合處。因此一般應采取分層充填，上下兩層間留有200～300mm間隙，使水流在層間再次分配，形成橫流和紊流，有助于避免填料堵塞。早期的接觸氧化池多采用蜂窩型填料。
    彈性填料是近年來發展起來的一種新型填料，它由彈性絲和中心繩組成。彈性絲由聚丙烯和助劑制成，具有強度高、耐腐蝕、耐老化和壽命長等優點。由彈性絲組成的彈性填料分柱狀型和平板串型兩種，該填料具有比表面積大、孔隙率高、充氧性能好、價格較低等特點。目前國內接觸氧化他采用較多。
    軟性翻科由化學纖維，如維綸、睛綸、滌綸和錦綸纖維與中心繩制作面成。纖維絲在水中處于自由漂動狀態。具有不易堵塞和價格低廉的優點。但此種填料容易產生斷絲和結球而形響處理效果。
    綜上所述采用兩座一段式生物接觸氧化法，每座分為八格，單格生物池內分三層，每層一米的高度，曝氣采用鼓風曝氣的方式，填料采用蜂窩型玻璃鋼填料。
2.5.7沉淀池（二沉池）
 由于本設計主要構筑物采用接觸氧化池，可不設初沉池。 二沉池設在生物處理構筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脫落的生物膜）。
a.平流沉淀池
 優點：
 (1)沉淀效果好；
 (2)耐沖擊負荷和溫度的變化適應性強；
 (3)施工容易，造價低。
缺點：
 (1)池子配水不均勻；
 (2)采用多斗排泥時，每個泥斗需要單設排泥管各自排泥，操作量大。
 適用條件:適用于大、中、小型污水處理廠；
 適用于地下水位較高和地質條件較差的地區。
b.輻流沉淀池
 優點：
 (1)多為機械排泥，運行較好，管理較簡單；
 (2)排泥設備已趨定型。
 缺點：
 (1)池內水速不穩定，沉淀效果較差；
 (2)機械排泥設備復雜，對施工質量要求高。
 適用條件：適用于大、中型污水處理廠；
 適用于地下水位較高的地區。
c.豎流沉淀池
 優點：
 (1)排泥方便，管理簡單；
 (2)占地面積較小。
 缺點：
 (1)池子深度大，施工困難；
 (2)對沖擊負荷和溫度變化的適應性能力較差；
 (3)造價較高；
 (4)池徑不宜過大，否則布水不均勻。
 適用條件：適用于處理水量不大的小型污水處理廠。
d.斜板（管）沉淀池
 優點：
 (1)沉淀效率高，停留時間短；
 (2)占地面積小。
 缺點：用于二沉池時，當固體負荷較大時其處理效果不太穩定，耐沖擊負荷的能力較差。
 綜上所述，四種沉淀池的優缺點比較，并結合本設計的具體資料可知，本工程二沉池采用豎流沉淀池。
2.5.8 濃縮池
    污泥處理系統產生的污泥，含水率很高，體積很大，輸送、處理或處置都不方便。污泥濃縮可使污泥初步減容，使其體積減小為原來的幾分之一，從而為后續處理或處置帶來方便。首先，經濃縮之后，可使污泥管的管徑減小輸送泵的容最減小。濃縮之后采用消化工藝時，可減小消化池容積，并降低加熱量；濃縮之后直接脫水，可減少脫水機臺數，并降低污泥調質所需的絮凝劑投加量。
    污泥濃縮使體積減小的原因，是濃縮將污泥顆粒中的一部分水從污泥中分離出來。從微觀看，污泥中所含的水分包括空隙水、毛細水、吸附水和結合水四部分。空隙水系指存在于污泥顆粒之間的一部分游離水，占污泥中總含水量的65% -85%之間；污泥濃縮可將絕大部分空隙水從污泥中分離出來。毛細水系指污泥顆粒之間的毛細管水，約占污泥中總含水量的15%一25%之間濃縮作用不能將毛細水分離，必須采用自然干化或機械脫水進行分離。吸附水系指吸附在污泥顆粒之上的一部分水分，由于污泥段粒小，具有較強的表面吸附能力，因而濃縮或脫水方法均難以使吸附水與污泥顆粒分離。結合水是顆粒內部的化學結合水，只有改變顆粒的內部結構才可能將結合水分離。吸附水和結合水一般占污泥總含水量的10％左右，只有通過高溫加熱或焚燒等方法，才能將這兩部分水分離出來。
    污泥濃縮主要有重力濃縮，氣浮濃縮和離心濃縮三種工藝形式。國內目前以重力濃縮為主，但隨著氧化溝、A2/O等污水處理新工藝的不斷增多，氣浮濃縮和離心濃縮將會有較大的發展。事實上，這兩種濃縮方法在國外早已有了非常成熟的運行實踐經驗。
 a.浮選濃縮池：適用于濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，并且運行費用較高貯泥能力小。
 b.重力濃縮池：用于濃縮初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情況不多。
 c.離心濃縮：適用于不適合重力濃縮的污泥，由于其靠離心力濃縮，且為封閉結構，故效果較好。但運行成本較高。
 綜上所述，本設計采用間歇式重力濃縮池。
2.5.9 污泥脫水
 污泥脫水的方法有自然干化、機械脫水及污泥燒干、焚燒等方法。本設計采用機械脫水，采用板框式壓濾機，脫水后的污泥運到垃圾填埋場進行衛生填埋。
第3章  污水處理系統的設計計算
3.1進水格柵間的設計
 本設計采用中細兩種格柵，一道中格柵、一道細格柵。
3.1.1粗格柵
 設柵前水深h=0.15m，過柵流速為，柵條間隙為b=0.025m，格柵傾角。
 
 1、柵條間隙數n為：
 
 2、格柵寬度：
 采用柵條規格為10×50mm
 
 3、進水渠道漸寬部分長度：
 設進水渠寬
 
 4、出水渠道漸窄部分：
 
 
 5、水頭損失：
 取則
 
 6、柵后槽中高度：
 取，則
 
 柵槽總長度：
 
 采用人工清渣。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 圖5：粗格柵計算示意圖
 
3.1.2細格柵
 設柵前水深h=0.15m，過柵流速為，柵條間隙為b=0.005m，格柵傾角。
 
 1、柵條間隙數n為：
 
 2、格柵寬度：
 采用柵條規格為10×50mm
 
 3、進水渠道漸寬部分長度：
 設進水渠寬
 
 4、出水渠道漸窄部分：
 
 5、水頭損失：
 取則
 
 6、柵后槽中高度：
 取，則
 
 柵槽總長度：
 
 采用人工清渣。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 圖6：細格柵計算示意圖
 
 
3.2調節池的設計
 本設計采用矩形調節池，兩側進水，中間出水，底部布有曝氣穿孔管，既調節水量，又調節水質。采用停留時間算法，停留時間一般為6－8h，本設計采用6h。
3.2.1調節池的設計計算
 1、調節池有效容積：

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