※       吉林化工学院       ※

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※      课程设计说明书      ※

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设计题目

9.6万t/d化工生产废水预处理工艺设计

学院：      环境与生物工程学院  

专业：          环境工程       

班级：          环工0701       

设计者姓名：        陈少伟          

设计者学号：        07310120       

指导教师：            贾丹          

设计时间：    2010.6.13~2010.10.27 

目录

第一章    设计内容和任务    - 2 -

1.1 设计目的    - 2 -

1.2设计题目    - 2 -

1.3 设计任务    - 2 -

1.3.1 进水水质、水量：    - 2 -

1.3.2处理深度要求：    - 2 -

1.3.3预处理后水质要求    - 3 -

1.4 设计步骤    - 3 -

1.5 设计要求    - 3 -

第二章    污水处理工艺流程说明    - 3 -

2．1、流程确定依据    - 3 -

2．2、工艺流程的方案比较    - 3 -

2.2.1第一种方案    - 3 -

2.2.2 第二种方案    - 4 -

2．3工艺流程方案的确定    - 4 -

第三章 污水处理工艺设计计算    - 5 -

3．1水质水量的确定    - 5 -

3.1.1水质的确定    - 5 -

3.1.2水量的确定    - 5 -

3. 2格栅设计计算说明书    - 6 -

3.2.1作用    - 6 -

3.2.2计算依据    - 6 -

3.2.3设计计算    - 7 -

3．3沉砂池的工艺设计计算说明书    - 8 -

3.3.1 沉砂池的作用    - 8 -

3.3.2沉砂池的计算依据    - 8 -

3.3.3 沉砂池的设计计算    - 9 -

3.4提升泵的工艺设计说明书    - 10 -

3.4.1 提升泵的作用    - 10 -

3.4.2 提升泵的计算依据    - 10 -

3.4.3 提升泵的工艺计算    - 11 -

3.5集水井的工艺设计说明书    - 11 -

3.5.1 集水井的作用    - 11 -

3.5.2 集水井的计算依据    - 11 -

3.5.3 集水井的工艺计算    - 11 -

第一章    设计内容和任务

1.1 设计目的

课程设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几方面能力，为毕业设计〈论文〉打基础。 

1、进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课（或专业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能；

 2、培养学生实践动手能力及分析和解决工程实际问题的能力；

3、培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。

1.2设计题目

9.6万t/d化工生产废水预处理工艺设计

1.3 设计任务

1.3.1 进水水质、水量： 

（1）水温T=18～35℃      pH=6～9

化工废水

Q=2700～3000m3/h ；BOD5=190～240mg/L；NH3-N=40～55mg/L；                                    COD=600～0 mg/L；     SS=250～310mg/L

生活污水：

Q=1200～1800m3/h ；BOD5=80～110mg/L；NH3-N=25～30mg/L；                                    COD=170～210 mg/L；     SS=55～75 mg/L

1.3.2处理深度要求：

化工废水预处理后和生活污水混合，然后进入生化池，生化池的水质要求如下：

SS＜150mg/L； COD＜400 mg/L；BOD5＜150 mg/L；NH3-N＜70 mg/L

1.4 设计步骤

1. 根据水质水量，处理深度，查阅资料，选择处理方法。

2．多方案进行比较，确定最优处理工艺流程，进行工艺流程说明。

3．进行水质平衡计算。

4．主体（辅助）构筑物的选择及设计计算，及设备选型。

5．结论及体会。

1.5 设计要求

1．完成主体构筑物（设备）及辅助构筑物（设备）的工艺设计和选型。

2．画出带控制点的工艺流程图，主体设备结构图各一张。要求CAD制图，A1纸。

3．写出设计计算说明书（具体内容见附录）。

第二章    污水处理工艺流程说明

2．1、流程确定依据

污水处理工程建设过程中应遵从下列原则：污水处理工艺技术方案，在达到治理要求的前提下应优先选择基建投资和运行费用少、运行管理简便的先进的工艺；所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程占地。

本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主：化工废水BOD/COD =0.37,生活污水BOD/COD =0.50,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型化工污水和生活污水本底值。

针对以上特点，以及初级处理出水要求和现在各初级处理的特点，可以选择格栅、初沉池和沉砂池的结合使用对该污水进行处理。

2．2、工艺流程的方案比较

2.2.1第一种方案

    将化工废水通过集水井，流经格栅去除其悬浮态的物质，再经过提升泵房供给污水流动动力，将从提升泵房出的水进入沉砂池，所有产生的无机废物进行脱水后卫生填埋，防止环境污染。将由沉砂池出来的废水进入沉砂池，其产生的废物脱水后进行卫生填埋。初沉池所产生的无机废物进行热解，产生的废渣进行卫生填埋，然后供电，再将从初沉池出来的化工废水中加入生活污水混合后进入调节池，出水交由二级处理池进行处理。

 下面为该处理工艺的简图：

    生活污水

化工废水    

2.2.2 第二种方案

    将化工废水通过集水井，经由格栅去除悬浮物质，再经过提升泵房供给污水流动动力，进入沉砂池去除大部分无机物质和少量比重较大的有机物，然后经由分选设备，将有机废物用于热解产生新能源，将无机废物经过脱水用于卫生填埋或建筑行业。将由沉砂池出来的化工废水和生活污水于调节池中混合后，进入二级处理。

    下面为该处理工艺的简图：

化工废水    

生活污水 

2．3工艺流程方案的确定

    化工废水中所含的有机物质含量相对较少，而现在的污水处理厂又只能建设在城市近郊，土地资源相对比较紧张，所以在确定工艺时必须在保证质量的前提下确保经济效益。这也是作为环境工作者必须要考虑的现实问题。鉴于这方面原因，我选择第二套方案，省去初沉池。后期可由二级处理工艺对此进行适当弥补。这样可以确保万无一失。

第三章 污水处理工艺设计计算

3．1水质水量的确定

3.1.1水质的确定

由于在设计的时候必须做出最坏的打算，是所设计的产品有足够的抗冲击能力，因此我们必须在设计之前，考察所即将要面临的对象的基本状况，然后做出适当的反应。在本设计中，前面已经给出所要处理的化工废水和生活污水的大致情况，现在就保证出水质量可靠的原则取如下数据作为设计参数:

由于化工废水经过初级处理后需要与生活污水混合，然后加入二级生化池中进行处理。所以就必须保证化工废水与生活污水的混合液可以再二次生活池中被最大限度的进化处理。那就必须满足两个要求：1）BOD5/COD的值大于0.3，最好能大于0.4；2）混合液水质指标不得超过生化池的最高限值；因此有计算过程如下：

其中Q的范围在2.88~4.32万立方米每天。所以可以采用Q为4.32万吨每天。则：

可见可生化性还可以，也就是说化工废水处理量为9.6万吨每天。而生活污水处理量为4.32万吨每天。

3. 2格栅设计计算说明书

3.2.1作用

格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。

格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较粗大的悬浮物及杂质。

3.2.2计算依据

格栅的间隙数             

格栅宽度                 

通过格栅的水头损失        

栅后槽总高度            

栅前扩大段长度          

栅后收缩段长度          

栅前渠道深              

栅槽总长度                         

每日栅渣量             

3.2.3设计计算

（1）

取125根

（2）

渐宽部分取，（进水渠道内的流速为）

（4）

（5）

（6）

(7) 

（8）

b=23mm时, =0.023(污水)，

>

选用机械清渣。

3．3沉砂池的工艺设计计算说明书

3.3.1 沉砂池的作用

沉砂池的作用是去除废水中比重较大的粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒、无机颗粒，如泥砂、煤渣等。一般设在泵站、倒虹管、沉淀池前，以减轻水泵和管道的磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥用作废料的价值。

沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。

沉砂池，可分为平流式、竖流式和曝气式沉砂池三种方式。

3.3.2沉砂池的计算依据

设计规定

1）空气扩散装置设在池的一侧，距池底为0.6~0.9m，送气管应设置调节气量的阀门

2）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为1~1.5，池长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。

3）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。

4）池内考虑消泡装置。

5）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm，距池底约0.6~0.9m。

设计参数

1）池子总有效容积   取停留时间，T=2.5min     

2）

3）水流断面面积    取水平流速，      

4）

5）池子总宽度     取有效水深， 

 取池子格数格，每个池子宽度

4）池长

5） 每小时所需空气量  取， 

1．沉砂室设计计算

1）沉砂斗所需容积

   2）沉砂室坡向沉砂斗的坡度i=0.1~0.5，取i=0.4。每个分格有1个沉砂斗，共有2个沉砂斗，则

   沉砂斗各部分尺寸：

    设斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高=，砂斗上口宽，沉砂斗容积

       沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为坡向砂斗，沉砂室含两部分：一部分为沉砂斗；另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分。（0.2为两沉砂斗之间隔壁厚）

超高，总高度

3.4提升泵的工艺设计说明书

3.4.1 提升泵的作用

提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。

3.4.2 提升泵的计算依据    

（1）泵房进水角度不大于45度。 

　　（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。

3.4.3 提升泵的工艺计算

设计水量96000m3/d，选择用6台潜污泵(4用2备)

3.5.1 集水井的作用

汇集暗管中排出的水,通过水泵将水抽排入下级管道或排水沟渠的设施。在本设计中，集水井的作用是使污水流速均匀有序。

3.5.2 集水井的计算依据

1.集水井汇集不能自流排出的厂内渗漏水，用泵自动地排至厂外。   

 2.厂房围岩渗漏水有条件直接排往下游时，不应排至厂内集水井。但允许地下厂房围岩渗漏水排至集水井。 

 3.集水井应布置在厂房最低处。集水井的报警水位应低于最低层的交通廊道、操作廊道及布置有永久设备场地的地面高程。   

  4.应规定集水井工作泵启动水位、停泵水位、备用泵启动水位和报警水位等。   

 5.集水井的有效容积，宜按汇集30MIN～60MIN 厂内总渗漏水量确定，有条件时，宜选大些。    

6.集水井底部应设集水坑，坑深应能淹没水泵吸水管底阀。集水井底部地面应有倾向集水坑的坡度。     

7.应设集水井的清污通道与清污措施。对多泥沙水电厂的集水井，其排水泵底阀附近应设冲淤设施。

3.5.3 集水井的工艺计算

⑴、容积    按一台泵最大流量时8min的出流量设计，则集水池的有效容积

⑵、面积    取有效水深，则面积

⑶、泵位及安装

潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。

3.6调节池的工艺设计说明书

3.6.1调节池的作用计算依据

调节池主要是用来调节水量和酸碱性。调节时需对池内废水进行混合，本工艺采用机械搅拌混合方法。

调节池在结构上可分为砖石结构、混凝土结构、钢结构。

目前常用的是利用调节池特殊的结构形式进行差时混合，即水力混合。主要有对角线出水调节池和折流调节池。本工艺选择对角线出水调节池。

对角线出水调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左右两侧，经过不同时间流到出水槽。从而达到自动调节、均和的目的。为防止废水在池内短路，可以在池内设置若干纵向隔板。其空气量为1.5～3m3/(m2.h)。调节池有效水深为1.5～2m，纵向隔板间距为1～1.5m。

其平面图如下：

                    进水  

                   出水

3.6.2调节池的计算依据

在中水系统中应设调节池（箱）。调节池（箱）的调节容积应按中水原水量及处理量的逐时变化曲线求算。在缺乏上述资料时，其调节容积可按下列方法计算：

       1、连续运行时，调节池（箱）的调节容积可按日处理水量的35%～50%计算。

       2、间歇运行时，调节池（箱）的调节容积可按处理工艺运行周期计算。

一般情况下，是按照连续运行设计的，这时调节池的容积可按日处理水量的35%～50%计算，按照停留时间确定，也就是8～12小时。即调节池有效容积=每小时处理水量乘以停留时间。

1、要考虑其最大的流量保证其不外溢,最好在次基础上增大20%,以防其他因素的影响,例如大雨影响等

    2、考虑进水流量和出水流量的关系.保证其不能被抽干,最好能在20%以上.

本设计则采用对角线出流的方式，在计算的时候需要除去一个系数1.4。长宽比最好为1的附近值。

3.6.3调节池的计算

调节池的体积V（周期时间取4个小时）

T——调节时间，h,

取调节池有效水深取2m

则面积为

取池宽为75 m，则调节池池长

在这里取池长值为77m。

取纵向隔板间距为1.5 m，则所需的纵向隔板数

调节池有效水深取2m，面积为5714.5m2，取池宽为75m，池长为77 m，纵向隔板间距为1.5 m，将池宽分52格。

3.6.3调节池中的中和处理

用化学去除废水的酸或碱，使PH值达到中性左右的过程称为中和。处理酸、碱的碱或酸称为中和剂。酸性废水的中和方法有利用碱性废水或废渣进行中和、投加碱性药剂及通过中和性能的虑料过滤三种方法。碱性废水的 中和方法有利用酸性废水或碱性废渣进行中和，投加酸性药剂等。

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、苏打、苛性钠等，酸性废水中和处理常用的药剂是石灰。由于本工艺中废水PH值6～9，而处理后的PH值要求为6～8，则需投加酸性物质混合液。

3.6.4搅拌机

为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，在调节池内设搅拌机。

采用ZJ1000型搅拌机。该产品具有结构紧凑，操作方便，搅拌效果好等特点。共需4台搅拌机，功率为0.75Kw/台。

3.7固体废物的分选

3.7.1分选的作用及现状

固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段，通过分选将有用的充分选出来加以

利用，将有害的充分分离出来，另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离。

分选定基本原理是利用物料的某些性质方面的差异，将其分选开。例如利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离，利用粒径尺寸差别进行分离利用比重差别进行分离等。根据不同性质，可以设计制造各种机械对固体废弃物进行分选。分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选，涡电流分选、光学分选等。

在本设计中算是物类的分选，比较困难，因此本设计利用无机物有机物普遍的密度差原理，采用重力分选。相对来说更容易做到物以类聚。

3.7.2重力分选的介绍及计算依据

重力分选简称重选，是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。

按介质不同，固体废物的重选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选等。

废弃物进行重力分选的条件：

1.固体废物中颗粒间必须存在密度的差异；

2.分选过程都是在运动介质中进行的；

3.在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层；

4.分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此分离，并获得不同密度的最终产品。

本设计中原废水是化工废水，大多数有机物质密度都小于一，而无机废物恰恰相反。所以分选试剂选用4℃左右的较干净清水。

计算时需要根据日产渣量和分选液分选能力综合考虑设计分选液的用量及分选设备的容积。一般悬浮液的固相浓度为15%～30%。分流量为30%左右时，重介质旋流器工作状况较好。

3.7.3分选设备的计算

在此设计中选择悬浮液中固相浓度为30%。则有：

这里我们取体积12m3/d(这是指每天间歇式操作)。

由上表做以下计算：（分选密度约为1.55g/cm3计算）

取分选器高度为3m则有：

分选设备面积为：

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