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印染废水处理工程设计实例

更新时间：2024/5/15 有1012人浏览 13926231556 黄工

印染废水处理

一、基础资料

1，废水水量；10000m3/d

2，废水水质：

表9－1 印染废水水质

PH	BOD5	CODcr	TSS	SS	色度	N	P	酚	Cu	Cr	Pb	硫化物
11.5	300	700	1200	100	300	1.8	0.13	3.0	1.2	2.2	0.8	0.04

二、设计原则和工艺流程的确定

印染废水格栅调节池集水井泵房曝气池二沉池氧化池泵房气浮出水

上清液污泥浓缩池凝聚池压滤机泥饼

滤液

图9－1 印染废水处理工艺流程

三、全过程设计计算

1 调节池

设计流量为Q＝10000m3/d＝416.7m3/h，设调节时间为3h, 则所需调节池有效容积为 V＝3×416.7m3=1250.1m3，取调节池有效水深为5m,则池表面积A＝1250.1/5=250m2，设计时采用每格尺寸为11.2m×11.2m，则设计需要250/11.2×11.2＝1.99格，实际采用2格。

2 集水井

设计流量Q＝10000m3/d，总变化系数为1.2，则设计流量Qmax＝12000m3/d=500 m3/h=138.9 l/s。设污水泵房选三用一备泵，则每台泵的流量为138.9/3=46.3(l/s)。集水井有效容积按照一台泵流量的5min水量进行计算，则V＝46.3×60×5/1000=13.89m3。

取集水井有效水深为2m,则其表面积A＝13.89/2=6.94m，取集水井宽度为B=1.5m，则其长度L=7/1.5=4.7m,取超高为1.0m、浮渣高0.5m，则实际深度为H=2.0+1.0+0.5=3.5m。

3 污水泵

选用三用一备，则每台工作泵的设计流量为166.68m3/h=46.3l/s。泵所需自由水头H1＝2m，从集水井底到曝气池高H2＝3.5+4.5=8m，管路水头损失H3=2.0m, 未计水头损失H4=1.0m，则泵需要的总扬程高度为H＝2+8+2+1=13m。

4 曝气池

采用分建式矩形回流管曝气池。设计流量Q＝10000 m3/d=416.7m3/h,进水BOD5＝300 mg/l，曝气时间为T＝5h, 污泥负荷率Ls取0.3 kgBOD5 / kgMLss.d，污泥浓度MLSS=4g/l。采用6座曝气池，则每座曝气池的处理流量为10000/6=1666.7 m3 /d /69.5 m3/h。

曝气区设计：有效容积为V1＝69.5×5=347.25m3，底部锥体容积V2按照曝气区容积的2％计算为2%×347.25=6.95 m3，则总有效容积为V=V1+V2=347.25=6.95=354.2 m3。

取曝气池有效水深H1＝4.5m，则每池表面积为F1=V/H1=354.2/4.5=78.17m2。采用正方形池型，尺寸为9m×9m＝81 m2。实际曝气时间为T=9×9×4.5/69.45=5.25 h。

去曝气池超高H2为1.2 m，则池总高度为H＝4.5+1.2m=5.7 m。

实际每个曝气池总容积为5.7×9×9=461.7 m3。

污泥回流设计：污泥回流倍数R＝MLSS / RSS-MLSS，其中混合液活性污泥浓度MLSS＝4 g/l，回流污泥浓度RSS=6 g/l(含水率为99.4%)。则R＝4/6-4=2，回流比为200％。

导流窗：导流水量Q1＝(1+2)×Q＝3×69.45=208.35m3/h。设窗口区水流速度为v1=100mm/s=360 m/h，则窗口总过水面积为F4=Q1/v1=208.35/360=0.58 m。设每池采用两个回流窗口，则每个回流窗口的面积为F5＝0.58/2=0.29m。设窗口深度b1=0.7m,则窗口水深H4=F5/b1=0.29/0.7=0.414 m，采用0.42 m。

导流区设计：设导流区混合液水流下降速度v2=36 m/h，则导流区过流面积F2=Q1/v2=208.35/36=5.79 m，设导流区的宽度与曝气池相同，则导流区长度L=F2/b=5.79/9=0.64 m，采用0.65 m。则导流区尺寸为：0.65m×9m×1.7m。

5 曝气设备的选择与设计

每池每天去除BOD5的总量为(BOD5进－BOD5出)×Q1×24＝(0.3-0.03)×69.45×24=450 kgBOD5/d。需氧量计算公式为：R=a'(BOD5进－BOD5出)＋b'MLSS。对于印染废水a'=0.6,b'=0.06。则R＝0.6×450＋0.06×354.2×4＝355 kgO2/d=14.8 kgO2/h。实际考虑安全系数为1.5，则R'=1.5×14.8=22.2 kg/h。根据R'=Ro×(Csw－Cl)×1.024(T-20)×α/Cso，式中水温T＝30℃，Cl=1.0 mg/l，Cso＝7.6 mg/l，α＝0.5，Csw＝Cso×β×P/760＝7.6×0.85×745/760=6.33 mg/l。则Ro=51.9 kgO2/h。曝气叶轮直径与其供氧能力的关系式为：Ro=0.379V2.8D1.88.kd，式中v为叶轮搅拌速度，取4.5m/s，kd取1.11，则计算结果叶轮直径D＝1.38m，实际取1.5m。叶轮功率N叶＝0.0804vm3D2.05＝16.85kw，选择PE150型高强度表面曝气机，直径为1.5m，叶片数为6，当v=4.5m/s时其供氧能力为52 kgO2/h，稍对于51.91 kgO2/h。配备电机功率为30kw。

6 二沉池设计

每池处理水量为69.45m3/h，设沉淀时间为1.5h，在MLSS为4g/l时二沉池内水流上升流速采用0.28mm/s=1.01m/h。则沉淀池容积为＝69.45×1.5=104.2m3，沉淀池的表面积为F＝69.45/1.01=68.76m2，设二沉池的宽度与曝气池相同，则其长度为68.76/9=7.65m。有效水深为104.175/9×7.65=1.51m。二沉池超高取0.3m，缓冲层高度为0.5m，污泥斗采用一只，上部尺寸为9m、下部尺寸为2m，则其高度为3.5m，实际取4.95m，则污泥斗容积＝[(9×9)＋(2×2)]×4.95/2＝199.24m3。二沉池总高度为H＝0.3+1.52+0.5+4.95=7.2m。混合液及回流污泥的总流量为69.45×(1+2)＝20.8.35m3/h，污水中浓度为4g/l，则每h沉淀的污泥量为208.34×4＝833.5 kg，若含水率为99.5%，则污泥的体积为833.5/5=166.7m3,则污泥储存时间为199.24/166.7=1.2h。

7 剩余污泥计算

按照一般理论计算数值偏大，按照经验公式计算：剩余污泥量为＝进水BOD5总量×(0.55～0.65)，则剩余污泥量为＝10000×300×0.65＝1800 kg/d，采用2000 kg/d。设其含水率为99.4%，则每天排放的剩余污泥量为2000/6＝333.3m3/d，＝13.89m3/h。

(1) 营养物质计算

投加比例按照BOD5：N：P＝100：5：1计算。废水中BOD5为300 mg/l，按照去除100％计算，则N需要量为10000×300×5/100×24＝6.25 kg/h＝150 kg/d。相应地P的需要量为30 kg/d。印染废水中含有的N、P，根据有关资料为：N＝1.8 mg/l，P＝0.17 mg/l。则废水中含：N＝18 kg/d=0.75 kg/h;P=1.7 kg/d=0.07 kg/h。生活污水中含有的N、P

按照工厂4200人计算，男女比例为1：1，排水量标准为每人每天50l,则生活污水总量为4200×0.05＝210m3/d=8.75m3/h，考虑安全系数取9m3/h=216m3/d。根据一般资料，生活污水中的N含量为17.2～30.1 mg/l，取25 mg/l；P含量为8.5～18.2 mg/l，取15 mg/l。则生活污水N、P总含量为：N＝5.4 kg/d;P＝3.24 kg/d。需要添加的N、P量：N＝150－18－5.4=126 kg/l；P＝30－1.7－3.24＝25.06 kg/d。加入N物质为硫酸铵，分子量为132，N为28，则硫酸铵需要量为126×132/28＝594 kg/d；加入P物质为磷酸三钠，分子量为164，P＝31，则需要量为25.06×164/31＝132.58 kg/d。

8 氧化脱色系统设计

污水流量Q＝10000m3/d=416.7m3/h。加氯量按照60 mg/l计算，则每天加氯量为600 kg/d。加氯级为ZJ－L型转子加氯机。

9 污泥浓缩池设计

采用间断静止浓缩池，设计浓缩时间为10h，每天排放的剩余污泥量为333.3m3/d＝13.89m3/h，浓缩后污泥含水率为98％。则浓缩池所需总容积为13.89×10＝138.9m3。采用二只浓缩池，交替使用，则每池容积为69.45m3，采用的尺寸为直径为4.8m，有效深度为4m，则实际容积为3.14×4.8×4.8×4/4＝72.3m3。浓缩后的污泥量为13.89×(100－99.4)/(100－98)＝4.17m3/h＝100m3/d。

10 脱水设备设计

选用板框压滤机二台，根据经验数据酶h每m2滤布可出干污泥3.15 kg，则按照每天24h运转计算每台板框压滤机所需的过滤面积为2000 kg/3.15×24×2=13.25m2，采用15m2。污泥预处理时投加混凝剂进行调理，根据经验数据投加三氯化铁(有效含量为45％)是，投加量按照3～5 kg/T污泥计算。实际取用4 kg/T污泥；投加固体聚合铝时投加量为0.5～0.6 kg/T污泥，取用0.55 kg/T污泥；投加液体聚合铝，有效含量为8～10％，投加量为2.5～3.0 kg/T污泥，取用2.8 kg/T污泥。则：投加的三氯化铁量为＝4.167×4＝16.67 kg/h＝400 kg/d；投加的聚合铝量为＝4.167×0.55＝2.29 kg/h＝55 kg/d；投加的液体聚合铝量为＝4.167×2.8＝11.67 kg/h＝280 kg/d。脱水后的污泥量：浓缩后的污泥量为4.167m3/h，脱水前的含水了为98％，脱水后的含水率取84％，则脱水后的污泥量为4.167×(100－98)/(100－84)＝0.521m3/h=12.25m3/d。若储存7天，则所需污泥堆场面积为90m2。

11 药剂及储存设计

①营养物质储存：N采用硫酸铵，每天用量为594 kg，即213.84t/年，按照储存15天计算，则每次需要储存594×15＝8.9t，硫酸铵的比重为1.77，则每次需要储存的体积为8.9/1.77＝5.03m3，设堆高1m，则所需的堆场面积为5m2，实际需要8m2的用地。P采用磷酸三钠(12个结晶水)，每天用量为132.58 kg，储存15天，则每次储存量为132.58×15＝1.99t，其比重为1.62，则每次需要堆放的体积为1.99/1.66＝1.228m3，设堆高为0.5m，则所有堆场面积为1.228/0.5＝2.46m3，实际需要5m2的用地。

②凝聚剂储存：采用液体的PAC，每天用量为280 kg，储存30天，则每次需要储存280×30＝8.4t，PAC液体比重为1.20，则所需体积为8.4/1.2＝7m3。需要10m3的储存池。

③液氯：每天加氯量为600 kg，储存15天，共计储存9t，采用1t的液氯钢瓶11只，则所需仓库面积为12m2。

12 气浮池设计

废水理流量为1000t/d，分成3组，每组处理废水量为416.7/3=138.9m3/h。采用全加压工艺、溶气时间为3～4min，取3.5min。则溶气罐容积为138.9×3.5/60=8.1m3。设高度为4.5m，则直径为1.5m。则实际溶气时间为3.43这。溶气所需空气量按照处理水量的3％计算，则所需气量为138.9×3％=4.167m3/h。实际溶气量：水温为25℃，溶气压力为3.5 kg/cm2，空气在水中的溶解度为60ml/l，而当压力为0时的空气溶解度为17.4ml/l。则实际溶气量为(60－17.4)×138.9＝5.917m3/h，设溶气效率为60％(一般为50～65％)，则需要的空气量为5.917/0.6=0.165m3/min。选用Z－0.184/7型空压机三台。溶气水泵的选用：流量为138.9m3/h，扬程为41.3m(溶气压力为35m、管道损失3m、气浮池高度3.3m)。选用6sh－9A水泵六台，三用三备。流量为111.6～180m3/h；扬程为43.8～35m，功率为28kw。

气浮池池体的设计：表面负荷率设为4m3/m2.h，停留时间为40min。则气浮池容积为138.9×40/60=92.6m3。气浮池表面积为A＝138.9/4＝34.7m2。有效水深为92.6/34.7＝2.67m，采用3m。设超高0.3m，则总高3.3m。取气浮池宽度为4.5m，则池长为L＝34.7/4.5=7.7m。

穿孔集水管：取每根集水管出水流量为25m3/h，则需要138.9/25＝6根集水管。选用释放器：每只释放器流量为4.2m3/h，则需要138.9/4.2＝33.1只，采用34只，分两排布置，则每排为17只。

药剂储存及高位药剂箱：投加PAC，浓度为8－10％，投加量为300 mg/l，则每天使用量为10000×0.3＝3000 kg/d＝125 kg/h，按照储存20天计算，则每次储存60t。PAC的比重为1.2，则所需储存池容积为60/1.2＝50m3。高位塑料药剂箱容积按照一班考虑。则每班需要的PAC为125×8＝1000 kg，所需容积为1t/1.2=0.833m3，采用1m×1.2m×0.7m的塑料箱一只。碱药剂：30％的NaOH，投加量为100 mg/l，每天用量为1t，储存20天，则每次储存量为20t。液碱比重为1.33，则储存池容积为20/1.33＝15m3。高位碱药剂箱，按照一班考虑。需要量为41.7×8＝333.6 kg。则需要高位药剂象容积为333.6/1.33＝0.26m3。