毛纺厂废水处理工程工艺设计说明计算书(三)

5.管道设计
 采用穿孔管布水器（一管多孔或分枝状）时，不宜采用大阻力配水系统，需考虑设反冲洗装置，采用停水分池分段反冲。用液体反冲时，压力为100-200kPa，流量为正常进水量的3-5倍；用气反冲时，反冲压力大于100kPa，气水比（5-10）：1。
 管道设计时需注意以下问题：
 1）进水采用重力流（管道及渠道）或压力流，后者需设逆止装置；
 2）水力筛缝隙>3mm，出水孔>15mm，一般在15-25mm之间；
 3）单孔布水负荷0.5-1.5m2，出水孔处需设置45°导流板；
 4）采用布水器时，从布水器到布水口应尽可能少地采用弯头等非直管；
 5）污水通过布水器进入池内时会吸入空气，大于2.0mm的气泡以0.2-0.3m/s的速度上升，在管道垂直段的流速（或顶部）应低于这一数值；
 6）管径的上部应大于下部，可适当地避免大的空气泡进入反应器；
 7）反应器底部采用较小直径的管道以产生较高的流速，从而产生较强的扰动，使进水与污泥之间密切接触；
 8）为了增强污泥和废水之间的接触和减少在底部进水管的堵塞，建议进水点距反应器池底100-200mm。
6.出水收集
 1）水解池出水堰与沉淀池出水装置相同，即汇水槽上加设三角堰；
 2）出水装置应设在水解池顶部，尽可能均匀地收集处理过的废水；
 3）采用矩形反应器时，出水采用放射状的多槽出水方式；
 4）采用圆形反应器时，可采用机组平行出水堰的多槽出水方式；
 5）要避免出水堰过多，导致堰上水头低，形成三角堰配漂浮固体堵塞；
 6）出水负荷参考二沉池负荷，堰上水头>25mm，水面位于齿1/2处。
7.排泥设备
 一般来讲随着反应器内污泥浓度的增加，出水水质会得到改善，但污泥超过一定高度，污泥将随出水一起冲出反应器。因此，当反应器内的污泥达到某一预定最大高度之后建议排泥。污泥排泥的高度应考虑排出低活性的污泥，并将最好的高活性的污泥保留在反应器中。
 1）建议清水区高度保持0.5-1.5m；
 2）污泥排放可采用定时排泥方式，日排泥一般为1-2此；
 3）需要设置污泥液面检测仪，可根据污泥面高度确定排泥时间；
 4）剩余污泥排泥点以设在污泥区中上部为宜；
 5）对于矩形池排泥应沿池纵向多点排泥；
 6）由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小砂粒，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砂砾；
 7）在污泥龄>15d时，污泥水解率为25%（冬季）-50%（夏季）；
 8）污泥系统的设计流量需按冬季最不利情况考虑。
 综上所述采用圆形水解酸化池，具体布置见计算书。
2.5.6生物接触氧化池
 淹没式生物滤池亦名生物接触氧化池，它相当子在曝气池中填装了填料，也相当于生物滤池浸没于污水中工作。它具有容积负荷高，停留时间短，有机物去除效果好，运行管理简单和占地面积小等优点。它可以用于二级生物处理，也可用于三级生物处理；可以在好氧条件下去除有机物，也可在厌氧条件下脱氮。其最大隐患是填料的堵塞，要恰当设计才能避免。
 淹没式生物滤池有鼓风曝气式和表面曝气式两种形式。后者气液冲刷力小，污水浓度高时往往引起填料堵塞，所以适于处理BOD5在100mg/L以下的低浓度污水。而鼓风曝气式则为一般常用的形式。
 淹没式生物滤池的填料有所谓硬性的、软性的和半软性的等多种形式，其中以蜂窝型硬性填料应用较多。
 a.特点：
 ①处理效率较高。作为生物膜法的生物接触氧化法不仅兼有活性污泥的特点，而且起单位体积生物的数量比活性污泥法多，生物活性高；此外，底物和产物的传质速度快。因而处理效率高，缩小了处理池容积和占地，节省了基建费用。
 ②工艺适用范围广泛。无论是污染物的浓度高或浓度低，生物接触氧化法都能适应。尤其是对微污染的饮用水水源，生物接触氧化法能有效地去除水中的氨氮和微量有机物，而活性污泥法缺爱莫能助。
 ③没有污泥膨胀和污泥回流，管理简便。由于我国废水处理特别是工业废水处理领域中的操作技术水平、管理水平都有待于提高，所以，运转管理条件往往是影响处理方法选择的重要因素。而操作比较简单的生物接触氧化法正是人们乐意接收的方法之一。
 ④耐冲击，适应性较强。由于在填料上生长着大量的微生物膜，对负荷的变化适应性较强，尤其是采用多级或多段的工艺流程，可保障有稳定的出水水质。同时，在间隙运行的条件之下，仍有一定的效果。因此，这对于排水不均或者生产不稳定的工业企业以及电力供应尚不充分的地区更具有实用意义。
 ⑤挂膜简单，启动快。一般地，配制好的氧化池混合液只需经2～3d曝气就可以挂膜，再经20d左右的驯化和培养便可以达到正常运行能力，即使在运行中断后，只需很短几天就能回复到正常处理效果。
 ⑥节能效果明显。尤其在城市废水处理中，废水处理电耗是常规活性污泥法的1/5。
 ⑦污泥产量少，如与水解工艺合理组合，或将污泥单独水解后回流到氧化池中，有实现污泥少排放或零排放的可能。
 b.缺点：
 ①填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高，则生物膜数量多；反之亦然。因此不能像活性污泥法那样，通过污泥回流量和回流点的变化来灵活地调节生物量和装置的效能；但如果与活性污泥法联合，形成复合反应器，有可能弥补此缺陷。
 ②生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，在某些填料中易于堵塞。所以，在某些多孔填料中，必须要有负荷允许的上限和必要的防堵塞冲洗措施。
 ③由于填料设置使氧化池的构造较为复杂，均布曝气设备的安装和维护不如活性污泥法来得方便。
 ④填料的性能是生物接触氧化法工艺的关键，同时填料的使用寿命又直接影响到工艺的运行费用。因此，如果填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。
 c.浸没式生物滤池设计中常采用如下数据和措施；
 ①池子个数或分格数不少于2，并按同时并联工作设计。
 ②设计污水量按平均日污水量计算。
 ③填料的容积负荷理应通过试验确定。当无试验资料时，对于生活污水及其类似的污水，容积负荷可取1000～1800gBOD5/( m3·d)。
 ④进水BOD5浓度以100～250mg/L为好。
 ⑤污水在滤料内的有效接触时间为1～2h。
 ⑥填料层总高度一般为3m，对蜂窝填料等为了支持和维修方便、应从下到上分几段填装，每段高度lm左右。
 ⑦为防止堵塞，蜂窝填料的孔径应不小于25mm。
 ⑧为保证布水均匀，每格滤池面积一般应不大于25m2。
 ⑨池中溶解氧含量应维持在2.5～3.5mg/L之间，供气量与进水量之比为10：1～15：1。
 d.填料
 生物接触氧化池常用填料有硬性填料、弹性填料和软性填料等三种类型。硬性填料有蜂窝形、球形和波纹板型多种，一般用塑料或玻璃钢制成。其优点是比表面积较大，空隙率大（一般都在98%左右），质轻高强．管璧光滑无死角，生物膜易于脱落等。其缺点是价格较高，当设计或运行不当时，填料易于堵塞，尤其是在两层填料的接合处。因此一般应采取分层充填，上下两层间留有200～300mm间隙，使水流在层间再次分配，形成横流和紊流，有助于避免填料堵塞。早期的接触氧化池多采用蜂窝型填料。
    弹性填料是近年来发展起来的一种新型填料，它由弹性丝和中心绳组成。弹性丝由聚丙烯和助剂制成，具有强度高、耐腐蚀、耐老化和寿命长等优点。由弹性丝组成的弹性填料分柱状型和平板串型两种，该填料具有比表面积大、孔隙率高、充氧性能好、价格较低等特点。目前国内接触氧化他采用较多。
    软性翻科由化学纤维，如维纶、睛纶、涤纶和锦纶纤维与中心绳制作面成。纤维丝在水中处于自由漂动状态。具有不易堵塞和价格低廉的优点。但此种填料容易产生断丝和结球而形响处理效果。
    综上所述采用两座一段式生物接触氧化法，每座分为八格，单格生物池内分三层，每层一米的高度，曝气采用鼓风曝气的方式，填料采用蜂窝型玻璃钢填料。
2.5.7沉淀池（二沉池）
 由于本设计主要构筑物采用接触氧化池，可不设初沉池。 二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜）。
a.平流沉淀池
 优点：
 (1)沉淀效果好；
 (2)耐冲击负荷和温度的变化适应性强；
 (3)施工容易，造价低。
缺点：
 (1)池子配水不均匀；
 (2)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。
 适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；
 适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。
b.辐流沉淀池
 优点：
 (1)多为机械排泥，运行较好，管理较简单；
 (2)排泥设备已趋定型。
 缺点：
 (1)池内水速不稳定，沉淀效果较差；
 (2)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。
 适用条件：适用于大、中型污水处理厂；
 适用于地下水位较高的地区。
c.竖流沉淀池
 优点：
 (1)排泥方便，管理简单；
 (2)占地面积较小。
 缺点：
 (1)池子深度大，施工困难；
 (2)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；
 (3)造价较高；
 (4)池径不宜过大，否则布水不均匀。
 适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。
d.斜板（管）沉淀池
 优点：
 (1)沉淀效率高，停留时间短；
 (2)占地面积小。
 缺点：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差。
 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程二沉池采用竖流沉淀池。
2.5.8 浓缩池
    污泥处理系统产生的污泥，含水率很高，体积很大，输送、处理或处置都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而为后续处理或处置带来方便。首先，经浓缩之后，可使污泥管的管径减小输送泵的容最减小。浓缩之后采用消化工艺时，可减小消化池容积，并降低加热量；浓缩之后直接脱水，可减少脱水机台数，并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。
    污泥浓缩使体积减小的原因，是浓缩将污泥颗粒中的一部分水从污泥中分离出来。从微观看，污泥中所含的水分包括空隙水、毛细水、吸附水和结合水四部分。空隙水系指存在于污泥颗粒之间的一部分游离水，占污泥中总含水量的65% -85%之间；污泥浓缩可将绝大部分空隙水从污泥中分离出来。毛细水系指污泥颗粒之间的毛细管水，约占污泥中总含水量的15%一25%之间浓缩作用不能将毛细水分离，必须采用自然干化或机械脱水进行分离。吸附水系指吸附在污泥颗粒之上的一部分水分，由于污泥段粒小，具有较强的表面吸附能力，因而浓缩或脱水方法均难以使吸附水与污泥颗粒分离。结合水是颗粒内部的化学结合水，只有改变颗粒的内部结构才可能将结合水分离。吸附水和结合水一般占污泥总含水量的10％左右，只有通过高温加热或焚烧等方法，才能将这两部分水分离出来。
    污泥浓缩主要有重力浓缩，气浮浓缩和离心浓缩三种工艺形式。国内目前以重力浓缩为主，但随着氧化沟、A2/O等污水处理新工艺的不断增多，气浮浓缩和离心浓缩将会有较大的发展。事实上，这两种浓缩方法在国外早已有了非常成熟的运行实践经验。
 a.浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高贮泥能力小。
 b.重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多。
 c.离心浓缩：适用于不适合重力浓缩的污泥，由于其靠离心力浓缩，且为封闭结构，故效果较好。但运行成本较高。
 综上所述，本设计采用间歇式重力浓缩池。
2.5.9 污泥脱水
 污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用板框式压滤机，脱水后的污泥运到垃圾填埋场进行卫生填埋。
第3章  污水处理系统的设计计算
3.1进水格栅间的设计
 本设计采用中细两种格栅，一道中格栅、一道细格栅。
3.1.1粗格栅
 设栅前水深h=0.15m，过栅流速为，栅条间隙为b=0.025m，格栅倾角。
 
 1、栅条间隙数n为：
 
 2、格栅宽度：
 采用栅条规格为10×50mm
 
 3、进水渠道渐宽部分长度：
 设进水渠宽
 
 4、出水渠道渐窄部分：
 
 
 5、水头损失：
 取则
 
 6、栅后槽中高度：
 取，则
 
 栅槽总长度：
 
 采用人工清渣。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 图5：粗格栅计算示意图
 
3.1.2细格栅
 设栅前水深h=0.15m，过栅流速为，栅条间隙为b=0.005m，格栅倾角。
 
 1、栅条间隙数n为：
 
 2、格栅宽度：
 采用栅条规格为10×50mm
 
 3、进水渠道渐宽部分长度：
 设进水渠宽
 
 4、出水渠道渐窄部分：
 
 5、水头损失：
 取则
 
 6、栅后槽中高度：
 取，则
 
 栅槽总长度：
 
 采用人工清渣。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 图6：细格栅计算示意图
 
 
3.2调节池的设计
 本设计采用矩形调节池，两侧进水，中间出水，底部布有曝气穿孔管，既调节水量，又调节水质。采用停留时间算法，停留时间一般为6－8h，本设计采用6h。
3.2.1调节池的设计计算
 1、调节池有效容积：

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