5000吨印染废水处理工艺

本设计中，污水处理规模为日处理生产废水5000m3/d，进水水质：COD为900mg/L，BOD为250mg/L , SS为180mg/L，色度为400度，pH为6，NH3-N为30mg/L。出水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB 32/670-2004）中规定的排放的要求，即COD≤100mg/L，BOD≤25mg/L，SS≤70mg/L，色度≤40度，pH为6~9，NH3-N≤15mg/L。

印染废水具有色度高，COD、BOD含量高，成分复杂，水质、水量变化剧烈等特点。因为印染废水属于难降解的废水，所以本设计采用水解酸化提高废水的可生化性。经过方案比选，本设计采用水解酸化- 接触氧化- 混凝工艺，其处理效果明显优于传统工艺，对BOD、COD、SS有很好的处理效果，并具有能耗低、产泥量少的特点，且剩余污泥可直接脱水。沉淀池后设置混凝沉淀池，作为三级处理，可获得较好的出水水质，使废水达标排放。

经技术经济分析，此方案投资总额 116万元，废水处理成本为0.64元/m3，有着良好的经济效益和社会效益。且节约用地、提高绿化、降低能耗的理念在设计中得到充分的实践，符合新时代环保的要求。

关键词：印染废水 水解酸化 生物接触氧化 混凝沉淀

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Abstract

In this design, the scale of sewage treatment is to dispose wastewater 5000m3 / d, water quality: COD 900mg / L to 250mg / L, BOD, SS 180mg / L, the color is 400 degrees, pH, NH3-N is 30mg / L Water quality can meet the emissions requirements specified in the textile industry standards for water pollutants (DB 32/670-2004), that of COD ≤ 100 mg / L of BOD ≤ 25mg / L, SS ≤ 70mg / L, and chroma ≤ 40 degrees, pH 6 ~ 9, NH3-N ≤ 15 mg / L.

High color printing and dyeing wastewater, the COD, high content of BOD, complex composition, water quality and quantity of rapid change and so on. Dyeing wastewater is biodegradable wastewater, so the design uses a hydrolysis acidification to improve the wastewater biodegradability. After the program than the election, this design uses a hydrolysis acidification - contact oxidation - coagulation process, the treatment effect was better than the traditional process, BOD, COD, the SS has a good treatment effect, and has low energy consumption, sludge production is less features, and excess sludge can be dehydration. Set after coagulation and sedimentation, sedimentation tanks, as a tertiary treatment, to obtain better water quality, wastewater discharge standards.

Technical and economic analysis of this scenario, the total investment of 116 million wastewater treatment cost is 0.64yuan / m3, has a good economic and social benefits. And land conservation, and increase afforestation, the idea of reducing energy consumption in the design to be fully practice, in line with the requirements of a new era of environmental protection.

Keywords: printing and dyeing wastewater ; hydrolysis acidification ; biological oxidation ; coagulation and sedimentation

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目 录

第一篇 设计说明书 .................................................................. 5

1 概述 ......................................................................... 5

1.1 设计任务 ............................................................... 5 1.2 设计依据 ............................................................... 5 1.3 区域概况 ............................................................... 6 2 污水处理方案设计 ............................................................. 6

2.1 规模与处理程度的确定 ................................................... 6 2.2 污水处理方案的确定 ..................................................... 6 3 污水处理厂工艺设计 .......................................................... 11

3.1 污水处理构筑物的设计 .................................................. 11 3.2 污泥处理系统设计 ...................................................... 18 4 污水处理厂总体布置 .......................................................... 19

4.1 平面布置及总平面图 .................................................... 19 4.2 各构筑物高程布置 ...................................................... 21 5 工程概算与成本分析 .......................................................... 22

5.1 工程概况 .............................................................. 22 5.2 编制依据 .............................................................. 22 5.3 编制原则 .............................................................. 22 5.4 投资概算 .............................................................. 23 6 厂区概况 .................................................................... 23

6.1 厂区污水 .............................................................. 23 6.2 噪声 .................................................................. 23 6.3 固体废弃物 ............................................................ 24 6.4 安全生产和消防设施 .................................................... 24 6.5 经营管理 .............................................................. 25 6.6 人员编制 .............................................................. 25 7 结论及建议 .................................................................. 25 8 参考文献 .................................................................... 26 第二篇 设计计算书 ................................................................. 27

1 设计资料 .................................................................... 27

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1.1 设计题目和任务 ........................................................ 27 1.2 设计进出水水质及处理程度 .............................................. 27 1.3 污水处理工艺流程 ...................................................... 28 2 污水处理构筑物设计计算 ...................................................... 28

2.1 格栅 .................................................................. 28 2.2 提升泵 ................................................................ 31 2.3 调节池 ................................................................ 31 2.4 水解酸化池 ............................................................ 33 2.5 生物接触氧化池 ........................................................ 35 2.6 竖流式沉淀池 .......................................................... 40 2.7混凝反应池 ............................................................ 44 2.8 混凝沉淀池 ............................................................ 47 2.9 消毒池 ................................................................ 48 2.10 鼓风机房 ............................................................. 50 3 污泥处理系统设计计算 ........................................................ 50

3.1 集泥井 ................................................................ 50 3.2 污泥浓缩池的设计 ...................................................... 51 3.3 污泥脱水系统设计 ...................................................... 53 4 污水处理厂总体布置 .......................................................... 55

4.1 平面布置及总平面图 .................................................... 55 4.2 各构筑物高程布置 ...................................................... 57 5 工程概算及成本分析 .......................................................... 60

5.1 设备的选型 ............................................................ 60 5.2 工程投资概预算 ........................................................ 60 5.3 劳动定员、运行管理 .................................................... 62 6 参考资料 .................................................................... 63

6.1 规范标准 .............................................................. 63 6.2 参考文献 .............................................................. 64

致 谢 .............................................................................. 65 附 图 .............................................................................. 66

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第一篇 设计说明书

1 概述

1.1 设计任务

根据印染废水的特点及相关资料进行废水处理工程设计，具体内容有： （1）污水处理工艺设计； （2）污水处理构筑物设计； （3）污泥处理构筑物设计。

1.2 设计依据

1.2.1 规范标准

（1） 《给水排水设计规范》（排水手册）；

（2） 《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB 32/670-2004）； （3） 《室外排水设计规范》（GBJ14-1997）；

（4） 《室外给水设计规范》（GB50013-2006），中国计划出版社； （5） 《建筑制图标准汇编》，中国建筑工业出版社，1966； （6） 给水排水工程标准图集；

（7） 印染废水处理工程毕业设计任务书。 1.2.2 参考文献

（1） 《环保设备设计与应用》罗辉主编，高等教育出版社；

（2） 《给水排水工程基本建设概预算》吴庄编著，同济大学出版社，1991； （3） 《水质工程学》李圭白主编，中国建筑工业出版社，2005；

（4） 《三废处理工程技术手册-废水卷》，北京水环境技术与设备中心等主编.化学工业出版社，北京：2000；

（5） 《给水排水设计手册》第二版，第04册，中国建筑工业出版社，2000； （6） 《给水排水设计手册》第二版，第06册，中国建筑工业出版社，2000； （7）《给水排水工程基本建设概预算》，吴庄编著，同济大学出版社，1991； （8）《给水排水工程专业毕业设计指南》张智编，中国水利电力出版社，2000； （9）《排水工程》（上）第四版，孙慧修主编，中国建筑工业出版社，2000；

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（10）《排水工程》（下）第四版，张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000。

1.3 区域概况

污水处理厂选址区域地势平坦，平均地面标高为40.00m（黄海绝对标高）。厂区征地面积约170m×150m。接纳管道管底标高比污水厂地平面低2.5m。地下水位-8m。

风向：主导风向SE。

水文：全年降雨量为1000mm。

全年最高气温40℃，最低-8℃，年平均气温为8℃。 极限冻土深度为60cm。

2 污水处理方案设计

2.1 规模与处理程度的确定

2.1.1 处理规模

处理规模5000m3/d。 2.1.2 设计进出水水质

根据环保部门的要求，处理好的废水需达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB 32/670-2004）中规定的排放的标准。进出水水质具体情况见表2-1。

表2-1 设计进出水水质

项目 进水 出水 去除率 COD（mg/L） BOD5(mg/L ) 900 ≤100 89% 250 ≤25 90% SS( mg/L) 180 ≤70 61% 色度（倍） 400 40 90% pH 6.0 6～9 — NH3-N( mg/L) 30 15 50% 2.1.3处理程度的确定

污水处理厂的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，根据下面公式计算，结果见下式。

进水某物质浓度出水某物质浓度

进水某物质浓度2.2 污水处理方案的确定

2.2.1 确定污水处理方案的原则

确定印染废水处理方案的原则：

（1）污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；

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保证良好的出水水质，效益高。

（2）污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计。

（3）为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件。

（4）污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒。

（5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料。

（6）查阅相关的资料确定其方案。 最佳的处理方案要体现以下优点： ①保证处理效果，运行稳定； ②基建投资省，耗能低，运行费用低； ③占地面积小，泥量少，管理方便。 2.2.2 污水处理方案的比选

印染废水具有色度高，COD值高，成分复杂和水质、水量变化剧烈等特点。国内外大量的理论援救与实际经验指出：生化法处理印染废水在处理效果中较好，对去除SS、BOD、COD 等均有很好的效果，且成本低廉，基本无二次污染，它作为印染废水最主要的处理方法在我国应用很广，但生化法要求废水的可生化性较高，而印染废水属于难生化降解的废水，特别是近几年，随着PVA浆料的普遍应用，导致印染废水的可生化性指标BOD/COD 值很低，这就要求在设计印染废水工艺流程时，必须考虑提高废水的可生化性，即先对废水进行水解酸化处理，再进行好氧处理，以利于提高废水的处理效果。

根据处理规模、进出水水质要求，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并确定论证选择合理的污水及污泥处理，初步选定“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”、“A/O+生物炭接触”和“吸附+水解酸化+活性污泥”三种方案进行比较。

（1）“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺 1）优点

①水解酸化可提高废水的可生化性，为好氧处理提供条件；

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②混凝沉淀可以有效的脱色和去除水中的SS；

③由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

④由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；

⑤剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。 2）缺点

去除有机物效率不如活性污泥法高，工程造价也较高，如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，布水不易均匀，可能在局部出现死角，同时大量产生的后生动物（如轮虫类）容易造成生物膜瞬时大量脱落，影响水质。

具体工艺流程见图2-1。

外运 图2-1 “水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺流程图

（2）“A/O+生物炭接触”工艺 1）优点

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鼓风曝气

废 水 格栅 调节池 水解酸化池 生物接触氧化 沉淀池 混凝反应 终沉池 出 水

重力浓缩池 脱水车①沉淀池剩余污泥全部回流至厌氧水解酸化池进行厌氧硝化，系统无剩余污泥排放；

②技术可靠，流程简单，宜操作； ③有机物去除率高，出水水质好。 2）缺点

①对进水水温、pH的要求高；

②冲击负荷影响运行效果，一般水流速不能过快，进水中有机物含量不能过高，一般适用于COD≤1000mg/L的废水。

具体工艺流程见图2-2。 废 水 格栅 调节池 污泥回流 脉冲发生器 厌氧池 好氧池 沉淀池 生物炭池 鼓风机

出 水

图2-2 “A/O+生物炭接触”工艺流程图

（3）“吸附+水解酸化+活性污泥”工艺 1）优点

①多处采用曝气，调节池采用预曝气，使废水中的还原物质被氧化，吸附反应池中曝气起搅拌作用，增加药剂与污染物质的接触面积，色度和COD的去除率高；

②预处理投加混凝剂，使颗粒密度增大，形成较大的絮凝体粒径，使混凝效果更好； ③采用二级好氧处理，增加BOD、COD的去除率。 2）缺点

①工程造价高，吸附剂较贵且再生困难； ②多次投加混凝剂，增加处理的费用； ③多处曝气，投资大，消耗的能源高。 具体工艺流程见图2-3。

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废 格 水栅 污泥浓缩 污泥脱水 污泥外运 絮凝剂 絮凝剂 曝气调节池 吸附反应池 吸附沉淀池 水解酸化池 活性污泥 二沉池 混 凝 沉 淀 过滤 清水池 排放 图2-3 “吸附+水解酸化+活性污泥”工艺流程图 2.2.3 设计方案的确定

（1）方案的确定

因为三种方案都能使废水达到排放标准，所以从经济投资和技术成熟度来进行比较。“水解酸化+接触氧化+混凝沉淀”工艺在我国运用最广泛，运行成本低，处理效果好，技术相对成熟。“ A/O法 +生物碳接触”处理效果好，但是该工艺对水温pH的要求高，且是新型工艺，技术不稳定。“吸附+水解酸化+活性污泥”处理效果较好，活性污泥对色度和COD的去除率低，虽然吸附剂对色度和COD的去除率较好，但是吸附剂价格高且再生困难。所以，经过对比，本设计选用在国内运用最广泛且技术相对成熟的“水解酸化+接触氧化+混凝沉淀”工艺。

（2）深度工艺方案的确定

在生物处理工艺确定后，深度处理工艺的选择便成为保证本工程出水水质的关键一步。因此，针对深度处理工艺，有必要根据确定的标准和原则，从整体优化的角度出发，结合设计规模，进水水质特征和出水水质要求以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的深度处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的工艺方案。深度处理工艺方案的确定中，拟遵循以下原则：

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①技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到设计要求；

②基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能高的处理效果；运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力；

③选定的工艺技术及设备先进可靠；

④便于实现工艺工程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。 由于前面的生物处理采用的水解酸化+接触氧化，使COD、BOD的去除率基本达到出水标准，但是废水中的色度和SS并没有达标，所以沉淀池的出水需进行深度处理，本设计采用混凝沉淀，进行深度处理。

（3）污泥的处理

污水处理过程中产生的污泥有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，处理不好会造成二次污染，污泥处理要求：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处理费用；减少污泥有害物质，利用污泥中可用物质；尽量减少或避免二次污染。

由于本设计工艺会产生部分污泥，为了防止污泥产生二次污染，减少污泥在贮泥池的停留时间及磷的释放机会，要对污泥进行浓缩处理，本设计采用重力浓缩脱水的污泥处理工艺。

最终确定的污水处理工艺流程见图2-1。

3 污水处理厂工艺设计

3.1 污水处理构筑物的设计

3.1.1 格栅

格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在水流经过的渠道上，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。在废水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用的处理设备。

（1）设计参数

设计流量 Q=5000m3/d=208m3/s； 栅前水深 h=0.3m； 栅前流速 vs=0.9m/s；

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过栅流速 v=1.0m/s； 栅条宽度 S=0.01m； 格栅间隙 b=0.02m； 格栅倾角 α=60o；

单位栅渣量 W=0.05m3/103m3。 （2）设计结果 栅条间隙数 n=10个； 栅前槽宽 B1=0.2m； 总宽 B=0.29m；

进水渠道渐宽部分长度 L1=0.12m，（其中α1为进水渠展开角，一般取20°）； 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2=0.06m； 栅前槽总高度H1=0.6m； 栅后槽总高度H=0.7m； 栅槽总长度L=2.0m； 过栅水损h1=0.10m； 每日栅渣量W=0.25m3/d； 采用人工清渣。 3.1.2 提升泵

用于提升污水水位，保证以重力自流的形式流入后续处理构筑物中。 （1）设计参数 设计流量 5000m³/d。 （2）设计计结果

提升泵站的扬程为8m，选定提升泵的型号为100WL65-12-5.5型立式污水污物泵，设备共2台，一用一备。

单台泵的设计流量 Q=65m³/h，扬程 H=8m。 泵房设计尺寸 8m×7m×4m。 3.1.3 调节池

由于印染废水水质复杂，含有多种污染物，出水水温不稳定，所以需要建调节池，储存一个排水周期的污水，使调节池内水质基本均匀。调节池内设穿孔管空气搅拌，起

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到搅拌的作用。 （1）设计参数

设计流量Q=5000m3/d=208m3/h； 停留时间T=8.0h； 空气量4m3/(m3.h)； 池宽B=16m；

设池为矩形池，有效水深h2=4m。 （2）设计计算

池有效容积V=1664m3； 池面积F=416m3； 池长L=26m；

保护高h1=0.5m，池总高H=4.5m；

空气总管管径D1=150mm，管内径流量v1=13.08m/s；

空气支管共设10根，支管空气量q=0.0231m3/s，支管管径D2=80mm，管内径流量v2=4.6m/s；

每根支管连接两根穿孔管，每支穿孔管的空气量q1=0.01155m3/s，穿孔管管径D3=40mm，管内径流量v3=9.2m/s。

（3）设备选型

调节池的规格尺寸是26m×16m×4.5m。 3.1.4 水解酸化池

印染废水中含有高分子有机物较难直接被好氧微生物降解，水解酸化池在工程实践中已被证明可以降解高分子污染物质，在提高废水的可生化性上具有很好的效果。在水解酸化阶段，通过缺氧降解，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果，并减少最终排放的剩余污泥量。

（1）设计参数

设计流量Q=5000m3/d=208m3/h； 停留时间T=5h； 有效高度H有效=5m； 池超高h超高=0.5m；

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（2）设计结果

池容积VQT1050m；

进水系统采用DN=200mm钢管进水，反应池截面积A=210m2； 尺寸L×B=16m×14m；池总高H=5.5m。

出水系统：采用三角堰汇水槽汇水，再用出水管出水，采用90°三角堰出水，每米堰板设5个堰口，堰长L=7m 出水堰负荷为qˊ=8.27L/(s·m)，出水堰出水流量q=0.001654m3/s；集水槽宽为B=0.32m；集水槽起端水深为h0=0.31m；集水槽总水深为h=0.48m；排水管选用DN=200mm的钢管作为排水管；集水槽临界水深为hk=0.18m。 污泥：排泥设备设置6个排泥口，池子排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选用钢管DN=200mm。 3.1.5 生物接触氧化池

生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术。生物接触氧化与水解酸化组合成A/O工艺，在COD浓度低的情况下，对氨氮有很好的去除率，经实践证明，最高可达到95%。

本设计所采用的生物接触氧化池为直流鼓风曝气接触氧化池。生物接触氧化池的容积一般按BOD的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。设两座，并同时工作。 （1）设计参数

设计流量 Q=5000m3/d=208m3/h；

进水BOD5浓度La=162.5mg/L；出水BOD5 Lt=24.375mg/L； η=（La-Lt）/La 得η=85%； 取容积负荷M=1.5kgBOD5/m3/d； 接触时间t=2h。 （2）设计结果

1）接触氧化池容积 V460.42m3； 2）接触氧化池面积F153.5m2；

每格接触氧化池面积f=16m2 ，共10格；

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每格池的尺寸L×B=4m×4m；

3）校核接触时间t=2.30h； 4）氧化池总高度H0=6.1m；

5）污水在池内的实际停留时间tˊ=4.3h；

6）选用25mm玻璃钢蜂窝填料，填料总体积：Vˊ=480m3； 7）总需氧量D=10000(m3/d)；

38）每格氧化池需气量 D1416.67m/h；

（3）曝气系统

1）总需氧量D=1.16m3/s；

2）空气干管直径d=350mm，管内气体流速v12.7m/s； 3）支管直径d1=200mm，

池体分为10格，每格连一根支管，通过每根支管的空气量q=0.116m3/s， 支管流速vˊ=6.2m/s；

4）沿支管方向每隔750mm设置两根对称的穿孔管，每根支管上连接8根穿孔管，通过每根穿孔管的空气量q1=0.0145m3/s；

小支管直径d2= 00mm。孔眼直径采用=3mm，间距为750mm，每根穿孔管上的孔眼数为2，孔眼流速v3=10.26m/s。

（4） 风机选型

选R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150。 3.1.6 竖流式沉淀池

沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池．初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，幅流式沉淀池和竖流式沉淀池。因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池。共4座。

（1）设计参数 中心管流速0.015m/s；

污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度0.015m/s；

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表面负荷2.52m3/(m2·h)； 沉淀时间2h；

沉淀池缓冲层高度0.3m。 （2）设计结果

中心管面积0.5m2，中心管直径0.8m； 中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度0.22m； 沉淀池直径7m；

沉淀池部分有效水深5m；

污泥斗高度3.5m，倾角40°，截头直径0.5m； 沉淀池总高度7.32m。 3.1.7 絮凝反应池

本设计采用混凝沉淀处理，通过水中加入混凝剂达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度。

结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用三氯化铁。 配制方式选用机械搅拌。 （1）设计参数

本设计采用2格絮凝反应池； 混凝时间T取20min； 絮凝池的超高取0.5m。 （2）设计结果

絮凝池有效容积V=34.67m3；

为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为两格，每格尺寸2.5×2.5m； 絮凝池水深H=2.8m，絮凝池取超高0.3m，总高度为3.1m；

絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备，为加强搅拌设备，于池子周壁设四块固定挡板。 3.1.8 混凝沉淀池

（1）设计参数

设计流量Q=208mm3/h；

最小流速u一般采用0.2~0.25mm/s，取0.25mm/s=0.9m/h；

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沉淀时间在1.0~3.0h之间，取t=2.6h； 沉淀池格数不少于2，本次采用2个。 （2）设计结果

沉淀区总有效面积A=231.1m2；

取池数2个，则单池面积F=115.6m2； 有效水深h2=2.3m；

沉淀池宽B=5m，沉淀池厂L=23m； 沉淀池总高H=4.35m；

每座沉淀池有两个污泥斗，则污泥斗的斗深h4=1.15m；

污泥斗顶宽为5m，底宽为0.5m，斗深1.15m，污泥斗与地面的夹角为45o。 （3）排泥设备选择 选择链式刮泥机。 3.1.9 消毒池

（1）设计参数

设计流量 Q=5000m3/d=208m3/h； 消毒池水力停留时间t=1h； 消毒池的有效水深h=4m； 消毒池池宽B=7m；

设计投氯量一般为3.0～5.0mg/L本工艺取最大投氯量ρ=5.0mg/L。 （2）设计结果

①设消毒池一座，共3格； 池体容积V=206.4m3；

消毒池长L=8m,，每格池宽b=2m； 接触消毒池总宽B=6m； 消毒池有效水深H1=4.3m； 实际消毒池容积：

外部尺寸为：B×L×H=6m×8m×4.3m。 ②加氯量

最大投氯量ρmax=5.0mg/L，每日加氯量为0.125(kg/h)；

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选用贮氯量为10kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/5瓶，共贮用5瓶； 每日加氯机两台，单台加氯量为0.2～0.5kg/h；

配置混水泵两台，一用一备，要求设计量Q=1～3m3/h，扬程不少于10m。 3.2.0 鼓风机房

本处理站需提供压缩空气的处理构筑物为生物接触氧化池，根据以上的计算，可以确定鼓风机的型号。

鼓风机选择R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150。选用两台鼓风机，一用一备。

3.2 污泥处理系统设计

在污水处理过程中，分离和产生出大量的污泥，其中含有大量的有毒有害物质有机物易分解，对环境有潜在的污染能力，同时污泥含水率高，体积庞大，处理和运送很困难，因此污泥必须经过及时处理与处置，以便达到污泥减量、稳定、无害化及综合利用。 3.2.1 集泥井

（1）设计参数

沉淀池排出的污泥的含水率为99.4﹪，每天产生的湿污泥量Q=212.4m3/d （2）设计结果

设池子的有效深度为4m； 池的平面面积为A=53.1m2； 设计集泥井的平面面积为(8×8)m2。 3.2.2 污泥浓缩池

为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。

（1）设计参数

污水处理系统每日总排泥量为V= 212.4m3/d； 平均污泥含水率为98%，浓缩后污泥含水率96%； 浓缩污泥的固体通量15kg/( m3·d)。 （2）设计计算

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浓缩池直径D=6m ；

浓缩池柱体部分高度h2=7.35m； 浓缩池池体总高度H==10m；

浓缩池浓缩后产生的污泥量V泥=105.6m3； 排泥泵房的平面尺寸 L×B×H＝4m×4m×3m。 3.2.3 污泥脱水系统

（1）设计参数

设计泥量Q=105.6m3/d； 进泥含水率96%； 出泥含水率75%。 （3）设计计算

需处理的污泥量为Q=105.6m3/d； 贮泥池有效容积为 V113.04m3； 贮泥池除进出泥管外，需设计泥位计。 （3）脱水机房设计

根据所需处理的污泥量，带式压滤机选用DYQ-2000型脱水机一台。该脱水机的处理能力为6~12m3/h。

脱水机技术指标：泥饼含水率 70%~80%；主机功率1.5kw；滤带有效宽度2000mm；滤带速度0.6~6m/min；外形尺寸12m×6m×4m；主机重量6600kg。

4 污水处理厂总体布置

4.1 平面布置及总平面图

污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及各种管道、道路、绿化等的布置。 4.1.1 平面布置的一般原则

（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；

（2）处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；

（3）经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，

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在北方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；

（4）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要 求，一般采用5～10m；

（5）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理； （6）变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设； （7）污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；

（8）污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；

（9）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境；

（10）总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列分期建设。 4.1.2 平面布置的具体内容

（1）处理构筑物的平面的布置

工艺流程：根据设计任务书提供的厂区面积和地形，直线型布置，根据污水厂进水管和常年风向，确定污水从厂区东侧进水经过一系列构筑物处理最终从北侧出水排入接纳管。

（2）附属构筑物的平面的布置

①生活区：将办公楼、食堂、浴室、宿舍等建筑物组合在一个区内。综合楼布置在水厂门附近，便于外来人员联系。

②维修区：将机修间、电修间合建，配电间，靠近生产区，以便设备的检修，为不使维修区与生产区混为一体，用道路将两区隔开。

③污泥处理系统在下风向，生活区在上风向；各功能区清晰，且有明显的界限。 （3）管道、管路及绿化带的布置。 1）场区道路布置

①主厂道布置:由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽10.0m，两侧绿化。

②车行道布置：主要构筑物间，道宽5.0m，呈环状布置，以便车辆回程。 2）管道的布置

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①污水管：采用DN250铸铁管，i=0.00841。 ②污泥管：采用DN200铸铁管，i=0.00446。

③给水管：沿主干道设置供水干管DN150，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN100，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均为DN100，镀锌钢管。

④雨水管：依靠路边坡排向厂区主干道设雨水管DN=100。

⑤超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量、水质时废水的出路，在水解酸化之前设置超越管，规格DN150铸铁管，i=0.00871。

3）场区绿化布置

①绿地：在厂门附近，办公楼、宿舍食堂、泵房的门前空地预留扩建场地，修建草坪。

②花坛：在正对厂门内和综合楼前面布置花坛。 ③绿带：利用生活区与维修区间的带状空地进行绿化。 ④行道树：沿污水厂一周种植四季青树。

平面图的布置见设计图，整个厂区的平面尺寸170m(长）×150m（宽）。

4.2 各构筑物高程布置

4.2.1 高程布置原则

污水处理构筑物高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证屠宰废水的正常运行。

高程布置的一般原则：

（1）为了保证污水在各构筑物之间能够顺利自流，必须精确计算构筑物之间的水头损失，包括沿程水损和局部水损。

（2）水力计算时，应选择距离最长，损失最大的流程，并按最大流量计算。 （3）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能自行流出。 （4） 污水厂的高程应考虑土方平衡，并且有利排水。 4.2.2 高程计算结果

（1）污水处理构筑物高程

污水处理各构筑物高程计算结果见表4-1。

表4-1 污水处理构筑物高程

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构筑物名称 中格栅 调节池 水解酸化池 生物接触氧化池 配水井 竖流沉淀池 絮凝池 平流沉淀池 栅前 栅后 水面标高(m) 37.500 37.100 45.579 44.989 44.229 43.114 42.726 41.576 41.150 超高(m) 0.300 0.500 0.500 0.500 0.300 0.300 0.300 0.300 池底标高(m) 37.200 37.000 41.579 39.989 38.629 39.414 35.706 38.776 36.900 池顶标高(m) 37.800 46.079 45.489 44.729 43.414 43.026 41.876 41.450 （2）污泥处理构筑物高程

污泥处理构筑物高程计算结果见表4-2。

表4-2 污泥处理构筑物高程

序号 1 2 3 管渠及构筑物名称 贮泥池 浓缩池 集泥井 上游泥面标高 构筑物泥面标下游泥面标高(m) 地面标高 (m) (m) 高(m) 40.534 40.774 41.008 39.034 40.574 40.808 40.534 40.774 41.008 40.000 40.000 40.000 5 工程概算与成本分析

5.1 工程概况

该污水处理厂工程总规模为5000m3/d，本工程投资额估算根据相似工程资料进行编制，编制范围包括污水处理厂内工程和污水提升泵站等。投资范围包括建设规模内的建筑安装工程费、设备购置费、厂区土方平整、工程建设其他费用、基本预备费、建设期贷款利息及铺底流动资金。

5.2 编制依据

《给水排水工程设计手册》第10分册《技术经济》第二版； 全国统一安装工程预算定额。

5.3 编制原则

（1）各单体工程建设费用，在参照项目前期工程及其它相近工程技术经济指标基础上，按照扬中市现行建筑材料价格及有关费用标准进行调整。

（2）设备价格在参照《全国机电设备价格汇编》及部分厂商的产品价格基础上，增加运杂费后计入总价中。进口设备价格参照国内部分污水处理贷款项目的合同订价，

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并根据工程设计规模进行适当调整，所列价格均为CIF价。进口设备费用兑换率按1.0美元=6.85元人民币计算。进口设备关税税率按平均8%，增值税按17%计算。

（3）工器具及生产家具购置费费用按设备费用合计值1%计算。

（4）工程其它费用参照国家建设部发布的“建标（1996）628号《市政工程可行性研究投资估算编制方法》”、及国家有关的相应规定计取。

5.4 投资概算

5.4.1 投资说明

根据设计手册第10分册《技术经济》中关于污水厂处理构筑物投资估算指标的相关规定。污水厂水处理构筑物及附属构筑物按照如下指标计算。工程建设规模污水厂处理规模5000m3/d，污水厂占地面积18750平方米。投资范围包括建设规模内的建筑安装工程费、设备购置费；工程建设其他费用、基本预备费。 5.4.2 成本费用计算

总成本=动力费+工资福利费+固定资产折旧+大修及日常维护费

（1）动力费：综合电度电价按0.6元/(KW·h)计算，电费估算为7.2万元/年。 （2）工资和福利：按每人每年5.0万元/人计，厂区共20人，共60.4万元/年。 （3）固定资产折旧，综合折旧费4.8%，按20年估算，为43万元/年。 （4）大修及日常检修维护费理费提取率按固定资产折旧费的10%计算，为4.3万元/年。

（5）项目年运行总成本为上述（1）～（4）项费用合计值。 总成本共计=116.1万元/年。 处理1吨水的成本为0.64元。

本设计总造价为116.1万元（包括管网收集费和污水厂建设费以及运行管理费）。

6 厂区概况

6.1 厂区污水

厂区生活污水以及生产废水均通过厂内污水管网系统收集，然后汇入厂区进水泵站的集水池，同印染废水一并处理，做到达标排放。

6.2 噪声

污水厂内产生噪声的主要来源是泵房。设计时采用减振隔音等措施加以解决，车间

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内值班室的门窗应采用双层窗，以达到隔音减噪的目的，同时，提升泵房远离厂前区，使得厂前区不受噪音污染。

厂区噪声主要通过绿化来实现降噪。

6.3 固体废弃物

厂区内格栅及污泥脱水机房均有废弃物产生。在设计时将这几部分废弃物分别进行处置，然后统一外运，因而避免了对厂区环境卫生污染。同时在设计及运行管理中尽量做到废弃物直接进入废弃物箱或直接装车外运，避免造成废弃物落地后的二次污染。污泥外运时采用半封闭式自卸车，送到市内指定区域进行处置。

6.4 安全生产和消防设施

6.4.1 安全生产

在污水处理厂运转之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，除此之外，还需考虑如下措施。

（1）各处理构筑物走道和临空天桥均设置保护拦杆，且采用不锈钢制作，其走道宽度、栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。

（2）在产生有毒气体的工段，设置报警仪和通风系统，并配备防毒面具。 （3）厂内配置救生衣、救生圈、安全带、安全帽等劳动防护用品。 （4）厂区管道、闸阀均须考虑阀门井或采用操作杆接至地面，以便操作。 （5）水泵、电机等易产生噪声的设备，设置隔振垫，减少噪声，同时，将管理用房与机房分开，并采取有效的隔声措施。

（6）机械设备的危险部分，如传动带、砂轮等必须安装防护装置。 6.4.2 消防设施

（1）厂区设置消防系统，由消防水泵和室外消火栓组成，采用低压给水系统，最不利点的消火栓水压不低于10m。消防按同一时间内发生火灾1次考虑，室外消火栓用水量为15L/s。

（2）主要建筑物每层设室内消火栓及消防通道，仪表控制室设有自动喷水灭火装置。

（3）变配电所内设置干粉灭火器。

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6.5 经营管理

（1）建立健全完备的生产管理机构，由污水处理厂负责污水厂的运营和管理。 （2）组织操作人员上岗前的专业技术培训。

（3）聘请有经验的专业技术人员负责厂内的技术管理工作。

（4）建立健全包括岗位责任制和安全操作规程在内的工厂管理规章制度。 （5）对职工进行定期考核实行奖惩制度。

（6）组织专业技术人员提前进岗，参与施工安装，调试验收的全过程。

6.6 人员编制

人员编制见表6-1。

表6-1 人员编制表 人员类别 操作工人 管理与工程技术人员 其它人员 总 计 直接操作工人 其它操作工人 管理人员 技术人员 总人员（人） 10 8 2 2 4 26 7 结论及建议

（1）结论

考虑本设计中印染废水水质的特点,对比各种处理方法的优缺点,得出目前印染废水最经济有效地处理技术为:以生化法为主,辅助必要的物理、化学等方法作为预处理方法。以采用“厌氧水解-好氧生化”为主体的生化处理工艺处理效果最好，运行成本最低。厌氧生物处理成本低，但不能较好地去除氨氮，故对于出水水质要求较高的情况下，通常经过厌氧处理 (水解酸化法) 后，还需进行好氧处理或采用化学法去除氨氮才能达到水质排放要求。好氧法不仅可以获得很高的CODcr去除率，而且还可以去除氮、磷，但成本很高，所以对于高浓度印染废水，通常首先经厌氧生物法处理，然后使用好氧法处理，综合使用厌氧和好氧生物法的优点，可以获得高CODcr去除率，同时去除氮、磷，还降低成本。

（2）存在问题

“水解酸化+生物接触氧化”工艺处理效果好，且运行成本较低，但在去除有机物效率方面不如活性污泥法高，工程造价也较高，如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，

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布水不易均匀，可能在局部出现死角，同时大量产生的后生动物（如轮虫类）容易造成生物膜瞬时大量脱落，影响水质。

（3）建议

①生产人员可按三班制编制，以保证工作人员的工作效率。

②根据公用事业有偿使用的精神，建立污水处理收费制度，由有关部门制定收费标准和条例，采用由自来水公司代收的办法。

③目前，项目纳污区范围内污水系统的水质监测资料还比较缺乏，为保证下阶段工作的顺利进行，建议有关部门对主要排污口及重点污染源的水质、水量进行进一步的检测，为设计提供更可靠的依据。

④建议服务范围内污水收集系统的建设应同步进行，以保证首期工程的污水收集量。

⑤由于管道工程是按总规模分期实施的，存在首期管径大、流量小、易淤积的问题，因此管网管理部门应加强维护、清通。

8 参考文献

（1）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中国计划出版社； （2）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中国计划出版社； （3）《建筑制图标准汇编》，中国建筑工业出版社，1996； （4）给水排水工程标准图集。

（5）孙慧修主编，排水工程（上册），［M］，第四版，中国建筑工业出版社，2000； （6）张自杰主编，排水工程（下册），［M］，第四版，中国建筑工业出版社，2000； （7）李圭白主编，水质工程学，［M］，中国建筑工业出版社，2005；

（8）给水排水设计手册（第1、5、6、10、11等分册），［M］，第二版，中国建筑工业出版社，2000。

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第二篇 设计计算书

1 设计资料

1.1 设计题目和任务

设计题目：5000m3/d印染废水处理工程设计。

设计任务：根据印染废水的特点及相关资料进行废水处理工程设计，具体内容有： （1）污水处理工艺设计； （2）污水处理构筑物设计； （3）污泥处理构筑物设计。

1.2 设计进出水水质及处理程度

1.2.1 设计进出水水质

根据环保部门的要求，处理好的废水需达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB 32/670-2004）中规定的排放的标准。进出水水质具体情况见表1-1。

表1-1 设计进出水水质

项目 进水 出水 去除率 COD（mg/L） BOD5(mg/L ) 900 ≤100 89% 250 ≤25 90% SS( mg/L) 180 ≤70 61% 色度（倍） 400 40 90% pH 6.0 6～9 — NH3-N( mg/L) 30 15 50% 1.2.2 污水处理程度的确定

污水处理厂的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，根据下面公式计算，结果见表1-1。

进水某物质浓度出水某物质浓度

进水某物质浓度9001008900 900250025εBOD59000

25018070εSS6100

18040040ε色度9000

4003015εNH3-N5000

30εCODword文档 可自由复制编辑

1.3 污水处理工艺流程

根据污水厂的进出水水质及去除率，该印染废水水质较为正常，可生化性低，需进行水解酸化，设计时采用二级生物处理的方式，生物接触氧化法是处理印染废水中常用的一种的方法，因而其运行费用相对较低，处理效率高，大分子污染物质得到有效的去除，二次污染少，因而被世界各国广泛采用。

初步确定采用以下工艺，污水处理厂工艺图见图1-1。

图1-1 “水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺流程图

污泥外运 重力浓缩池 脱水车废 水

格栅 调节池 水解酸化池 生物接触氧化 鼓风曝气

沉淀池 混凝反应 终沉池 出 水

2 污水处理构筑物设计计算

2.1 格栅

格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在水流经过的渠道上，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。在废水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用的处理设备。

（1）设计参数

设计流量 Q=5000m3/d=208m3/s； 栅前水深 h=0.3m；

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栅前流速 vs=0.9m/s； 过栅流速 v=1.0m/s； 栅条宽度 S=0.01m； 格栅间隙 b=0.02m； 格栅倾角 α=60o；

单位栅渣量 W=0.05m3/103m3。 （2）设计计算 ①格栅间隙数

设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙b=0.02 m，格栅倾角=600。

nQsinα0.058sin609.910（个） bhv0.020.30.9式中 n——栅条间隙数；

α——格栅的放置倾角，取60°，便于清渣操作；

b——栅条间隙，取0.02m；粗格栅b=50-100mm，中格栅b=10-40mm，细格栅 b=3-10mm（注：栅条间距一般应符合下列要求：最大间距50-100mm；机械清栅5-25mm；人工清栅5-50mm；筛网0.1-2mm）； h——栅前水深，取0.3m；

v——过栅流速，取0.9m/s；最大设计流量时为0.8-1.0m/s，平均设计流量时为0.3 m/s。

②格栅宽度

采用Ф10圆钢为栅条即S=0.01m 则，格栅建筑宽度为

ΒS(n1)bn0.01(101)0.02100.29m

式中 S——格条宽度，m。

③进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠道宽B1=0.2m，其渐宽部分的展 开角1=20o（进水渠道内的流速为0.82m/s）

L1BB10.290.20.12m 2tgα12tg20式中 B1——进水渠道宽度，m；

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。 α1——进水渠道展开角，一般用20°④栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度

L2L10.120.06m 22式中 L1——进水渠道渐宽部分的长度，m。

⑤通过格栅的水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面（β=2.42，K=3），

22Sv0.0140.9h1βsinαK2.42sin6030.10m3b2g0.0229.8

43⑥栅后槽总高度

设栅前渠道超高h2=0.3m，则

栅前槽总高度：H1hh20.30.30.6m

栅后槽总高度：Hhh1h20.30.10.30.7m 式中 H1——栅前槽高，m。 ⑦栅槽总长度

LL1L20.51.0⑧每日栅渣量

3取W10.05m/103m3污水

H10.30.30.120.060.51.02.0m tg60tg60WQmaxW1864000.0580.058640030.25m/d

KZ10001.01000式中 W——每日栅渣量，m3/d； W1——栅渣量（m3/103m3污水）；

每日栅渣量0.25m3/d<0.3m3/d，宜采用人工清渣。 格栅计算草图见图2-1。

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图2-1 格栅设计草图

2.2 提升泵

用于提升污水水位，保证以重力自流的形式流入后续处理构筑物中，集水池与泵房合建。

（1）设计参数 设计流量：5000m³/d。 （2）设计计算

根据后续高程计算，求出提升泵站的扬程为8m，根据流量和扬程选定提升泵的型号为100WL65-12-5.5型立式污水污物泵，设备共2台，一用一备。

单台泵的设计流量：Q=65 m³/h； 扬程：H=8m；

泵房设计尺寸8m×7m×4m。

2.3 调节池

由于印染废水水质复杂，含有多种污染物，出水水温不稳定，所以需要建调节池，储存一个排水周期的污水，使调节池内水质基本均匀。调节池内设穿空管空气搅拌，起到搅拌的作用。

（1）设计参数 设计水量Q=208m3/h； 水利停留时间T=8h； 空气量q=4m3/(m3·h)；

设池为矩形池，有效水深为4m。

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（2）设计计算 ①调节池有效容积

3 VQT20881664m②调节池尺寸

调节池平面形状为矩形。由于受场地限制，其有效水深h2,采用4.0m。则调节池面积为

FV/h2416m2

式中 h2——有效水深 一般取3.0~5.0m。

池宽B取16m，则池长LF/B416/1626m 保护高h1=0.5m，池总高H0.54.04.5m ③空气管计算

33空气量Qs4208832m/h0.231m/s

式中 4——空气用量，采用空气搅拌的调节池一般为矩形，空气用量为4~6m3/(m3.h)。

空气总管管径D1取150mm，管内流速v1为

v14Qs40.231 13.08m/s223.140.15πD1v1在10~15m/s范围内，满足规范要求。 空气支管共设10根，每根支管的空气流量q为

qQs0.2310.0231m3/s 1010支管内的空气流速v2应在5~10m/s范围内，选v25m/s，则只管管径D2为

D2取D2=80mm，则v2为

4q40.02310.077m77mm πv23.145v240.02314.6m/s

π0.0802穿孔管：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量

q1q0.02310.01155m3/s 22word文档 可自由复制编辑

取v310m/s，管径D3为

D3取D3为40mm，则v3为

v340.011550.038m

3.141040.011559.2m/s 23.140.042.4 水解酸化池

（1）设计概述

印染废水中含有高分子有机物较难直接被好氧微生物降解，水解酸化池在工程实践中已被证明可以降解高分子污染物质，在提高废水的可生化性上具有很好的效果。在水解酸化阶段，通过缺氧降解，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果，并减少最终排放的剩余污泥量。

（2）设计参数

设计流量Q=5000m3/d=208m3/h； 停留时间T=5h； 有效高度H有效=5m； 池超高h超高=0.5m； v上升=1.0m/h。 （3）设计计算

①池有效容积V=Qt=5000/24×5=1041.6m3，取1050m3；

因水解酸化池上升流速应控制在0.8～1.8m/h较合适，本设计中v上升=1.0m/h，有效高度H有效=vt=1.0×5=5m。

②反应池的各部分尺寸

水解酸化池的进水系统采用DN=200mm的钢管进水； 反应池截面积：AV1050210m2； H有效5采用水解酸化池平面尺寸为L×B=16×14； 取池超高为h1=0.5m；

则池总高位H=h0+h1=5+0.5=5.5m。

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本设计中，工程中为了增加水解酸化反应器中活性污泥的浓度，提高反应速率，在池中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料，填料高度2.5m，满池布置，填料下部区域为活性污泥层，填料底部距池底1.5m；

水解池上升流速核算v反应池选用跳跃式。 ③出水系统设计

水解酸化池的出水收集系统与常规的二沉池的出水类似，本设计采用三角堰汇水槽汇水，再用出水管出水，采用90°三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细如下：

a．出水堰负荷

取堰长L=7m，则出水堰负荷

qq8.271.654L/s0.001654m3/(sm) 55Q208.330.93 （符合0.8～1.8m/h的要求）； A224沿池宽方向布置。

b．出水堰出水流量

qq'8.271.654L/s0.001654m3/s 55c.堰上水头 因为q1.4h2

q则h250.067m 取h20.07m

1.4252d.集水槽宽

B0.9Q0.450000.91.32436000.40.32m

集水槽起端水深为h0=1.73×hk=1.73×0.18=0.31m

设出水渠自由跌落高度h1为0.1m,则集水槽总水深为h=h1+h2+h0=0.48m 排水管选用DN=200mm的钢管作为排水管 e.集水槽水深

Q2集水槽临界水深为hk=32gB1.30.057939.80.32220.18m

④产泥量计算

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厌氧生物处理污泥产量取r=0.08Kg VSS/KgCOD，流量Q=5000m3/d，进水COD浓度C0=900mg/l=0.9Kg/m3，COD去除率E=40%~50%。

a．水解酸化池总产泥

ΔxrQC0E0.0850000.90.45162KgVSS/d

据VSS/SS=0.75

Δx162216KgVSS/d 0.75b．污泥产量

污泥含水率为97%，当含水率为＞95%时，取s=1000Kg/m3，则 污泥产量ws2167.2m3/d

197001000⑤排泥系统设计 排泥系统设计见图2-2。

图2-2 排泥系统布置

如上图位置共设置6个排泥口，池子排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选用钢管DN=200mm。

2.5 生物接触氧化池

（1）设计概述

生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术。生物接触氧化与水解酸化组合成A/O工艺，在COD浓度低的情况下，对氨氮有很好的去除率，经

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实践证明，最高可达到95%。

工作原理为：在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。

本设计所采用的生物接触氧化池为直流鼓风曝气接触氧化池。生物接触氧化池的容积一般按BOD 的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。

设两座生物接触氧化池，同时工作。 1）填料的选择

结合实际情况，选取孔径为25mm的的玻璃钢蜂窝填料，其块体规格为

800×800×230mm，空隙率为98.7%，比表面积为158m2/m3,壁厚0.2mm。（参考《污水处理构筑物设计与计算》玻璃钢蜂窝填料规格表）

2）安装

蜂窝状填料采用格栅支架安装，在氧化池底部设置拼装式格栅，以支持填料。格栅用厚度为4～6mm的扁钢焊接而成，为便于搬动、安装和拆卸，每块单元格栅尺寸为500mm～1000mm。

（2）设计参数

设计流量 Q=5000m3/d=208m3/h； 进水BOD5浓度La=162.5mg/L； 出水BOD5 Lt=24.375mg/L； η=（La-Lt）/La 得η=85%； 取容积负荷M=1.5kgBOD5/m3/d； 接触时间t=2h。 （3）设计计算 ①接触氧化池容积 V V式中 Q——设计流量； La——进水BOD5； Lt——出水BOD5；

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Q(LaLt)5000(162.254.375)3460.42 mM1500 η——BOD去除率； M——容积负荷； t——接触时间； Do——气水比。

②接触氧化池面积

取接触氧化填料层总高度H=3，分三层，每层1m，则接触氧化池总面积为：

FV460.42153.5m2 H3式中 H——为填料高度。

取接触氧化池格数n=10，则每格接触氧化池面积：

fF153.515.35m2 n10取f=16m2

每格池的尺寸取L×B=4m×4m ③校核接触时间

t24nfH24101632.30h Q5000④氧化池总高度H0

取保护高h1=0.5m，填料上水深h2=0.5m,填料层间隔高h3=0.3m,h4=1.5m,m=3

H0Hh1h2(m1)h3h430.60.5(31)0.31.56.2m

式中 h1——保护高，

h2——填料上水深， h3——填料层间隔高，

h4——配水区高，与曝气设备有关对于多孔曝气设备并不进入检修时取1.5m； m——填料层数（层）。 ⑤污水在池内的实际停留时间：

tnf(H0h1)1016(6.10.5)24244.3h Q5000⑥选用φ25mm玻璃钢蜂窝填料，则填料总体积：

VnfH10163480m3

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⑦所需空气量D 取Do=20︰1 ，则

3DD0Q＝205000＝100000(m/d)

⑧每格氧化池需气量D1

33D1D10000010000m/d416.67m/h

n10（4）曝气系统

曝气装置是氧化池的重要组成部分，与填料上的生物膜充分发挥降解有机污染物

物的作用、维持氧化池的正常运行和提高生化处理效率有很大关系，并且同氧化池的动力消耗密切相关。

按供气方式，有鼓风曝气、机械曝气和射流曝气，目前国内用得较多得是鼓风曝气。这种方法动力消耗低，动力效率较高，供气量较易控制，但噪声大。

鼓风充氧设备采用穿孔管，孔眼直径为4～6mm，空口速度为5～10m/s，氧的利用率为6～7﹪。选用大阻力系统，布气比较均匀，安装方便，一次投资省。

①总需氧量D

33DD0Q＝205000＝100000(m/d)1.16m/s

式中 D0——每立方米污水需氧量，15～20m3/m3。

②空气干管直径d

1/2d(4D/π4D41.16/(3.1412)0.351m351mm，取350mm

1/2 2校核管内气体流速v4D/πD41.16/(3.140.352)12.7m/s，在范围10～15m/s

内。

③支管直径d1

池体分为10格，每格连一根支管，通过每根支管的空气量q

3qD/101.16/100.116m/s

则支管直径d1(4q/π41)1/240.116/(3.1，取150mm 46)0.157m1/22校核支管流速v4q/πq140.116/(3.1 40.155)6.2m/s，在范围5～10m/s内。

2④穿孔管直径d2

沿支管方向每隔750mm设置两根对称的穿孔管，每根支管上连接8根穿孔管， 通

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过每根穿孔管的空气量q1

3q1q/80.116/80.0145m/s

则小支管直径

d2(4q1/ππ2)1/240.0145/(3.144)0.068m，取80mm。

1/2孔眼直径采用Φ=3mm，间距为750mm，每根穿孔管上的孔眼数为2。

2孔眼流速v34q1/2π240.0145/(2 3.140.03)10.26m/s（5) 风机选型

①空气管DN=250mm时，风管的沿程阻力h1

h1iLαTαP5.920.41.001.0120.36Pa

式中 i——单位管长阻力，查《给水排水设计手册》第一册，i=5.9Pa/m； L——风管长度，m；

ɑT——温度为20℃时，空气密度的修正系数为1.00； ɑP——大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0。

风管的局部阻力h2δv2ρ/2g3.326.1721.205/(29.8)6.44Pa 式中 ξ——局部阻力系数，查《给水排水设计手册》第一册得3.32；

v——风管中平均空气流速，m/s； ρ——空气密度，kg/m3。

②空气管DN=125mm时，风管的沿程阻力h1

h1iLαTαP3.65341.001.0124.1Pa

式中 i——单位管长阻力，查《给水排水设计手册》第一册，i=3.65Pa/m； L——风管长度，m；

ɑT——温度为20℃时，空气密度的修正系数为1.00； ɑP——大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0。 风管的局部阻力

h232δv2ρ/2g323.335.4521.205/(29.8)161.5Pa

式中 ξ——局部阻力系数，查《给水排水设计手册》第一册得3.33； v——风管中平均空气流速，m/s；

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ρ——空气密度，kg/m3。

风机所需风压为120.36+6.44+124.1+161.5=412.4Pa

综合以上计算，鼓风机气量12.15m3/min，风压0.412KPa 选R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150，其规格性能见表2-1。

表2-1 SSR型罗茨鼓风机规格性能

型号 RMF-240 口径A 转速r/min 250 980 风m3/min 78.0 压力KPa 9.8 轴功率Kw 19 功率Kw 22 生产厂 沙鼓风机厂 （6）进出水系统

由于氧化池的流态基本上是完全混合型，因此对进出水的要求并不十分严格，满足下列条件即可：进、出水均匀，保持池内负荷均匀，方便运行和维护，不过多地占用池的有效容积等。当处理水量为5000m3/d时，采用廊道布水，廊道设在氧化池一侧，宽度取0.4m，出水装置采用周边堰流的方式。

接触氧化池的基本结构见图2-3。：

图2-3 接触氧化池基本结构图

2.6 竖流式沉淀池

（1）设计概述

沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，幅流式沉淀池和竖流式沉淀池．因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池。

竖流式沉淀池的优点是，排泥简单，管理方便，占地面积小。

竖流式沉淀池，按池体功能的不同把沉淀池分为进水区、沉淀区、出水区、缓冲区

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和污泥区等五部分。废水由中心管上部进入，从管下部溢出，经反射板的阻拦向四周分布，然后在由下而上在池内垂直上升，上升流速不变。澄清水油池周边集水堰溢出。污泥贮存在池底泥斗内，由排泥管排出。示意图见图2-4。

（2）设计参数

中心管内流速不大于30mm/s，取中心管流速0.015m/s； 污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度0.015m/s； 反射板板底距泥面至少0.3m； 表面负荷2.52m3/(m2·h)； 沉淀时间2h；

沉淀池缓冲层高度0.3m。 （3）设计计算 1）中心管面积f

设每座沉淀池承受的最大水量

3qmaxQmax/n0.058/40.015m/s

fqmax/v00.015/0.030.5m2

式中 Qmax ——最大设计流量，取0.058m3/s；

v0——中心管内流速，不大于30mm/s，取30mm/s； n——沉淀池个数，采用4座。 2）中心管直径d0

1/21/2，取为0.8m d0(4f/π4(40.5/3.14)0.798m校核中心管流速：

2 fπd0/n3.140.82/40.5024m2v0qmax/f0.015/0.50240.03m/s30mm/s

满足要求。

3）喇叭口直径d11.350.81.08m，中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度

h3qmax/v1πd10.015/(20.3.0141.35)0.22m式中 v1——污水由中心管喇叭口语反射板之间的缝隙流出的速度，取v1=0.015m/s。

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4）沉淀部分有效断面面积F 表面负荷设q为1.5m3(m2/h)

Fqmax0.015 37.52mu00.0004式中 u0——污水在沉淀池中的流速，u0q1000/36000.4mm/s。

5）沉淀池直径D

D4(Ff)/π4(37.50.5)/π7m

1/21/26）沉淀部分有效水深hˊ，停留时间t为2h，则

h2vt0.0004236002.88m，采用3m。

D/h7/32.33m<3，满足要求。

7）沉淀池出水部分设计

①污水流量Q＝0.060m3/ｓ，集水槽内的流量qˊ＝Q/4 则qˊ＝0.060/4＝0.015m3/s ②采用周边集水槽，单侧出水，每池设一个出口，集水槽的宽度为

0.4B00.9(kq)0.40.9(k0.015)0.20m

式中 K——安全系数，取值1.5。

③集水槽的起点水深为h起

h0.75B0.200.15m 00.75④集水槽的终点水深为h终

h1.25B0.200.25m 01.25槽深均布为0.3m。

⑤采用直角三角形薄壁堰，堰上水头（三角口底部至上游面的高度）取为h=0.03m，每个三角堰的流量：

3q11.4h1.40.030.0002m/s

5252⑥三角堰个数

nq0.0150个 q10.0002Lπ(D2B)3.14(420.1)11.94m

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⑦三角堰尺寸

H2h0.06m B4h0.12m

L1Bn5.52m L1L b0

bLL111.945.520.13m n50校核集水槽出水堰负荷：集水槽每米出水负荷为

qmax/πD15/3.145.50.87L/(sm)2.9L/(sm)

所以可不另设辐射式槽。

8）沉淀部分所需总容积

污泥含水率P0=99.5% 进水悬浮物浓度C1=43.2 C2=12 T=2

3 Vqmax(C1C2)T86400100/Kzr(100P0)35.5m 每个池子所需污泥容积为35.5/4=8.9m3

9）圆截锥部分容积V1

贮泥斗倾角取45°，h5(Rr)tg45(3.750.25)tg453.5m

式中 R——圆截锥上部半径； r——圆截锥下部半径； h5——圆截锥部分的高度。

10）沉淀池总高度H

设超高h1和缓冲层h4各为0.3m，则H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.22+0.3+3.5=7.32m。 （4）进出口形式

沉淀池的进口布置应做到在进水断面上水流均匀分布，为避免已形成絮体的破碎，本设计采取穿孔墙布置。

沉淀池出口布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，采用指形槽出水。

（5）排泥方式

选择多斗重力排泥，其排泥浓度高、排泥均匀无干扰且排泥管不易堵塞。由于从二

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沉池中排出的污泥含水率达99.6﹪，性质与水相近，故排泥管采用300mm。

图2-4 竖流沉淀池平面图和剖面图

2.7混凝反应池

（1）设计概述

本设计采用机械絮凝池，机械絮凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌，使水中的颗粒相互碰撞，完成絮凝的絮凝池。机械絮凝能够适应水量变化，水头损失小，如配上无极变速传动装置，更易使絮凝达到最佳状态。按照搅拌轴的安放位置，机械絮凝池可分为水平轴式和垂直轴式，此次设计选用垂直轴式。

①混凝剂的选择

本设计采用混凝沉淀处理，通过水中加入混凝剂达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度。

结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用三氯化铁。其特点是：最优pH值在6.0~8.4之间；不受水温影响，絮凝体生成快，颗粒大，沉降速度快，效果好，脱色效果好；易溶解，易混合；沉渣多，腐蚀性大。

同时，考虑到本设计的废水色度较大，选用高效脱色剂对废水进行脱色。 ②配制与投加

配制方式选用机械搅拌。

对于混凝剂的投加采用湿投法，湿投法中应用最多的是重力投加。即利用重力作用，将药液压入水中，操作简单，投加安全可靠。

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投加量按0.3mg/L计算。 ③混合方式

混合方式设计的一般原则：混合的速度要快并在水流造成剧烈紊流的条件下加入药剂，混合时间控制在10～30s，适宜的速度梯度是500～1000s-1。混合池和后续处理构筑物之间的距离越近越好。尽可能与构筑物相连通。适于本设计的混合方式为水泵混合。

（2）设计参数

本设计采用2格絮凝反应池， 混凝时间T取20min； 絮凝池的超高取0.5m。 （3）设计计算 ①絮凝池尺寸

絮凝时间T取20min，絮凝池有效容积：

3 mVQT/n6020820/26034.67

式中 Q——最大设计水量，m3/h； n——池子座数，2。

为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为两格，每格尺寸2.5×2.5m。 絮凝池水深：H=V/A=34.67/(2×2.5×2.5)=2.8m 絮凝池取超高0.3m，总高度为3.1m。

絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备。为加强搅拌设备，于池子周壁设四块固定挡板。

②搅拌设备

叶轮直径取池宽的80%，采用2.0m。

叶轮桨板中心点线速度采用：v1=0.5m/s,v2=0.35m/s；桨板长度取L=1.4m（桨板长度与叶轮直径之比L/D=1.4/2=0.7）；桨板宽度取b=0.12m，每根轴上桨板数8块，内外侧各4块。装置尺寸详见图2-5。

旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为8×0.12×1.4/(2.5×5)=10.7% 四块固定挡板宽×高为0.2m×1.2m。其面积与絮凝池过水断面积之比为4×0.2×1.2/(2.5×5)=7.7%。

桨板总面积占过水断面积为10.7%+7.7%=18.4%，满足小于25%的要求。 垂直搅拌设备见图2-5。

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图2-5 垂直搅拌设备图

③叶轮桨板中心点旋转直径D0

D0=[（1000-440）/2+440]×2=1440mm=1.44m

叶轮转速分别为：

，w10.663rad/s n160v1/πD0600.5/(3.141.44)6.63r/minn260v2/πD0600.35/(3.141.44)4.64r/min，w20.464rad/s

桨板宽长比 b/l0.12/1.4<1，查阻力系数，见表2-2。

表2-2 阻力系数

b/l Ф 小于1 1.1 1～2 1.15 2.5～4 1.19 4.5～10 1.29 10.5～18 1.4 大于18 2 查表知：Ф=1.10 k=Фρ/2g=1.10×1000/(2×9.8) =56 桨板旋转时克服水的阻力所耗功率： 第一格外侧桨板：

344N01yklw1(r2r1)/4084561.40.663(140.884)/4080.090kw

第一格内侧桨板：

N014561.40.963(0.5630.443)/4080.014kw

第一格搅拌轴功率：

N01N01N010.0900.0140.104kw

同理，可求得第二格搅拌轴功率为0.036kw。

④设两台搅拌设备合用一台电动机，则混凝池所耗总功率为：

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N0 0.1040.0360.140kw电动机功率（取η1=0.75，η2=0.7）：N=0.140/(0.75×0.7)=0.26kw

⑤核算平均速度梯度G及GT值（按水温20℃计，µ=102×10-6kg·s/m3） 第一格：G1=（102N01/µW1）1/2=[102×0.104×106/(102×27.5)]1/2=62s-1 第二格：G2=（102N02/µW2）1/2=[102×0.036×106/(102×27.5)]1/2=36s-1 絮凝池平均速度梯度：

G=(102N0/µW)1/2=[102×0.140×106/(102×55)]1/2=50S-1

GT=50×20×60=6.0×104

经核算，G和GT值均较合适。

2.8 混凝沉淀池

（1）设计概述

本次混凝沉淀采用平流沉淀池，平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳定，是一种常用的沉淀池。

（2）设计参数

设计流量Q=208mm3/h；

最小流速u一般采用0.2~0.25mm/s，取0.25mm/s=0.9m/h； 沉淀时间在1.0~3.0h之间，取t=2.6h； 沉淀池格数不少于2，本次采用2个。 （3）设计计算 1）沉淀区尺寸

沉淀区总有效面积A=Q/u0=208/0.9=231.1m2； 取池数2个，则单池面积F=A/2=231.1/2=115.6m2； 有效水深h2=Qt0/nF=208×2.6/2×115.6=2.3m； 沉淀池宽B=5m，沉淀池厂L=115.6/5=23m；

沉淀池长宽比L/B>4，本设计中L/B=23/5=4.6>4，符合要求； 沉淀池总高H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.3+0.6+1.15=4.35m， 式中 h1——超高，取0.3m，

h2——有效水深，

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h3——缓冲层厚度，取0.6m， h4——贮泥斗高度 2）污泥斗尺寸 每日污泥沉淀量W24Q(C24208(14470)10030C)10040.18m/d， γ(100P0)1000(10099.2)1000其中P0为污泥含水率，99.2%；

每个沉淀池的污泥量Wˊ=W/2=40.18/2=23.09m3，

设每座沉淀池有两个污泥斗，则每个污泥斗的污泥量为W\"=Wˊ/2=23.09/2=11.5m3，

1Wh4(B2b2(B2b2)11.5m3

3则污泥斗的斗深h4=1.15m，

污泥斗顶宽为5m，底宽为0.5m，斗深1.15m，污泥斗与地面的夹角为45o。 （4）排泥设备选择 选择链式刮泥机。

平流沉淀池的结构示意图见2-6。

图2-6 平流沉淀他示意图

2.9 消毒池

（1）设计概况

消毒是水处理的重要工序之一，其目的是杀灭废水中的各种致病菌。污水消毒常用的消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。本设计采用液氯消毒系统。

液氯消毒系统：液氯消毒是废水消毒中最常用的方式之一。氯(Cl2)是一种强氧化剂和广谱杀菌剂，能有效杀死废水中的细菌和病毒，并具有持续消毒作用。氯消毒具有药

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剂易得，成本较低；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量准确；不需要庞大的设备等优点。但氯气有毒，腐蚀性强，运行、管理有一定的危险性。

（2）设计参数

设计流量 Q=5000m3/d=208m3/h； 消毒池水力停留时间t=1h； 消毒池的有效水深h=4m； 消毒池池宽B=7m；

设计投氯量一般为3.0～5.0mg/L本工艺取最大投氯量ρ=5.0mg/L。 （3）设计计算

①设置消毒池一座，池体容积V=QT=208×1=208m3； 消毒池长L=8m,设3格，每格池宽b=2m,长宽比L/b=4； 接触消毒池总宽B=n·b=3×2=6m；

消毒池有效水深设计为H1=4m,池深4+0.3=4.3m(0.3为超高)； 实际消毒池容积：

V实=BLH1=nbLH1=3×2×8×4.3=206.4m3，满足有效停留时间要求。 外部尺寸为：B×L×H=6m×8m×4.3m。 ②加氯量的计算

设计最大投氯量ρmax=5.0mg/L，每日加氯量为0.125(kg/h)。选用贮氯量为10kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/5瓶。共贮用5瓶，每日加氯机两台，单台加氯量为0.2～0.5kg/h。配置混水泵两台，一用一备，要求设计量Q=1～3m3/h，扬程不少于10m。

（4）混合装置

在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台，第三格不设。选用JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm，高2000mm，电动机功率4.0kw。

接触消毒池设计为纵向折流反应池。 （5）脱氯系统

脱氯系统由脱氯池和无动力脱氯系统两部分组成，脱除多余的氯。经氯系消毒处理后的污水，由于污水中的余氯量大于0.5mg/L，会与水中的有机物发生化学反应，生成卤代有机致癌物，对人类的身体健康极其不利，因此，污水处理不但要处理各种理化指标，同时还要脱除多余的氯，使污水中的余氯仅小于或等于0.5mg/L。其功能是：利用

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加入的脱氯药剂控制废水中残余的有效氯在标准要求的范围内，新建脱氯池一座。

①设计参数 Q =600m3/d=0.0069m3/s；脱氯停留时间30min，余氯量≤0.5mg/L； 结构方式：半地下式钢筋混凝土结构；组合尺寸 L×B×H=3m×3m×2m；设计容积 18m3；

②主要设备

消毒投加机1台，型号：JW1300型脱氯装置。

2.10 鼓风机房

本处理站需提供压缩空气的处理构筑物为生物接触氧化池，根据以上的计算，可以确定鼓风机的型号。

鼓风机选择R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150。选用两台鼓风机，一用一备。SSR型罗茨鼓风机规格性能见表2-3。

表2-3 SSR型罗茨鼓风机规格性能

型号 RMF-240 口径A 250 转速r/min 980 风量m3/min 压力KPa 轴功率Kw 功率Kw 78.0 9.8 19 22 生产厂 沙鼓风机厂 鼓风机房平面尺寸（6×9）m2，鼓风机房净高3m。配电室一间（4×4×3）m3。鼓风机不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风百叶窗进入，由鼓风机进风过滤器除尘。鼓风机在出风支管上装设压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。

3 污泥处理系统设计计算

污水处理过程中大部分污染物质转化为污泥，生污泥含水率高、有机物含量较高，不稳定，如不妥善处理，将造成二次污染。同时污泥含水率高，体积庞大，处理和运送很困难，因此污泥必须经过及时处理与处置，以便达到污泥减量、稳定、无害化及综合利用。

3.1 集泥井

（1）设计污泥量

进水COD浓度为900mg/L，最后出水COD浓度为50mg/L，整体去除效率：

η=(900-50)/900=94.4%

按每去除1kgCOD产生0.3kg污泥，整套工艺产生的污泥质量为

50001039001060.9440.31274.4kg/dword文档 可自由复制编辑

因为从沉淀池排出的污泥的含水率为99.4%,则每天产生的湿污泥量

3 Q1274.4/1000(10.994)212.4m/d

则污水处理系统每日总排泥量为V= 212.4m3/d。

（2）设池子的有效深度为4m，则池的平面面积为A=212.4/4=53.1m2。 （3）设计集泥井的平面面积为（8×8）m2。

3.2 污泥浓缩池的设计

（1）设计说明

为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。

（2）设计污泥量

根据前面计算所知，污水处理系统每日总排泥量为V= 212.4m3/d， 平均污泥含水率为98%。 （3）设计参数

固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/m3d，取M=15 kg/m3d=0.625kg/m3h； 浓缩时间取T=24h；设计污泥量Q=212.4m3/d=8.85 m3/h；浓缩后污泥含水率为96%。 （4）设计计算 ①浓缩池有效体积

VQT

式中 T——浓缩时间，取24h。 则：

3 VQT8.8524212.4m②浓缩池表面积

AQC M式中 C——污泥固体浓度，g/L；

M——浓缩池污泥固体负荷量，Kg/m2d，取M30Kg/m2d。

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入流固体浓度（C）的计算如下

CW212.4100(10.98)2kg/m3 Q212.4QC212.48A56.64m2

M30浓缩池直径 D4A456.648.5m 取D=6m π3.14③浓缩池污泥斗部分体积

V11πh5r12r1r2r22 3h5r1r2tana

式中 r1——浓缩池污泥斗部分上底的半径为1.2m；

r2——浓缩池污泥斗部分下底的半径为0.4m； h5——浓缩池污泥斗的高度，m；

a——取600 。

h5r1r2tana1.20.4tan601.4m

V111πh5r12r1r2r223.141.41.221.20.40.423.05m3 33④浓缩池锥体部分体积

V21πh4r2r1rr12 3h4rr1i

式中 r ——浓缩池半径为， rD94.5m； 22 r1——浓缩池污泥斗部上底半径，1.2m； h4——浓缩池锥体部分的高度，m；

i——池底坡度，0.05。

h4rr1i4.51.20.050.165m

V211πh4r2r1rr123.140.09321.231.221.3m3 33word文档 可自由复制编辑

⑤浓缩池柱体部分体积为

3 V3VV1V2212.43.054.7204.65m⑥浓缩池柱体部分高度

h2V3208.057.35m A28.32⑦浓缩池池体总高度

Hh1h2h3h4h5

式中 h1——浓缩池超高，0.3m；

h3——浓缩池缓冲层高度，取为0.3m。

Hh1h2h3h4h50.37.340.30.091.49.43m，取H=10m ⑧浓缩池浓缩后产生的污泥量

qQ1P110.988.854.4m3/h 1P210.96式中 P1——进入浓缩池的污泥含水率为98%；

P2——出浓缩池的污泥含水率为96%。 则分离污泥体积为

3 V泥qT4.424105.6m⑨浓缩池排水量

3Q水212.4105.6106.8m/d

（5）排泥泵

选择芬兰沙林SS型低扬程污泥回流泵，选用型号为SS0210，功率2.0kW，转速570r/min，一用一备。

（6）排泥泵房的设计

排泥泵房的平面尺寸 L×B×H＝4m×4m×3m

3.3 污泥脱水系统设计

（1）设计说明

污泥经浓缩后，尚有96%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点：

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①滤带能够回转，脱水效率高 ； ②噪声小，能源节省 ；

③附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。

带式过滤脱水工艺流程见图3-1。

图3-1 带式过滤脱水工艺流程图

（2）设计参数

3设计泥量Q105.6m/d；含水率96%。

（3）设计计算 ①贮泥池的设计

浓缩后排出的污泥量为Q=105.6m3/d，污泥浓缩池的容积应大于105.6m3 贮泥池容积为Ф6.0m×H4.0m 则贮泥池有效容积为 Vπ264113.04m3105.6m3，满足污泥贮存要求。 4贮泥池除进出泥管外，需设计泥位计。 ②脱水机房设计

根据所需处理的污泥量，带式压滤机选用DYQ-2000型脱水机一台。该脱水机的处理能力为6~12m3/h。

脱水机技术指标：泥饼含水率 70%~80%；主机功率1.5kw；滤带有效宽度2000mm；滤带速度0.6~6m/min；外形尺寸12m×6m×4m;主机重量6600kg。带式压滤机配套设备见表3-1。

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表3-1 DYQ-2000型配套设备表

名称 带式压滤机 絮凝搅拌机 移动式空压机 加药泵 污泥泵 清洗水泵 溶药搅拌机 集中控制柜 皮带输送机 型号 DYQ-2000 JBX-450 V-0.3/7 20-160 G50-1 50-2000 JBR-700 TD75-500 技术参数 滤带宽度2000mm 0.6m3 0.3m3/min；0.7MPa 0.9m3/h；30m 12.1m3/h；0.3MPa 12.5m3/h；46m 2.5m3 B=500mm 数量/台 1 1 1 1 1 1 2 1 1 功率/kw 1.5 0.75 3.0 0.75 3.0 5.5 1.5 1.5 电压/V 380 380 380 380 380 380 380 380 380 4 污水处理厂总体布置

4.1 平面布置及总平面图

污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及各种管道、道路、绿化等的布置。 4.1.1 平面布置的一般原则

（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；

（2）处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；

（3）经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向， 在北方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；

（4）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要 求，一般采用5～10m；

（5）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理； （6）变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设； （7）污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；

（8）污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；

（9）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境；

（10）总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑

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物分为若干系列分期建设。 4.1.2 平面布置的具体内容

（1）处理构筑物的平面的布置

工艺流程：根据设计任务书提供的厂区面积和地形，直线型布置，根据污水厂进水管和常年风向，确定污水从厂区东侧进水经过一系列构筑物处理最终从北侧出水排入接纳管。

（2）附属构筑物的平面的布置

①生活区：将办公楼、食堂、浴室、宿舍等建筑物组合在一个区内。综合楼布置在水厂门附近，便于外来人员联系。

②维修区：将机修间、电修间合建，配电间，靠近生产区，以便设备的检修，为不使维修区与生产区混为一体，用道路将两区隔开。

③污泥处理系统在下风向，生活区在上风向；各功能区清晰，且有明显的界限。 （3）管道、管路及绿化带的布置。 1）场区道路布置

①主厂道布置:由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽10.0m，两侧绿化。

②车行道布置：主要构筑物间，道宽5.0m，呈环状布置，以便车辆回程。 2）管道的布置

①污水管：采用DN250铸铁管，i=0.00841。 ②污泥管：采用DN200铸铁管，i=0.00446。

③给水管：沿主干道设置供水干管DN150，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN100，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均为DN100，镀锌钢管。

④雨水管：依靠路边坡排向厂区主干道设雨水管DN=100。

⑤超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量、水质时废水的出路，在水解酸化之前设置超越管，规格DN150铸铁管，i=0.00871。

3）场区绿化布置

①绿地：在厂门附近，办公楼、宿舍食堂、泵房的门前空地预留扩建场地，修建草坪。

②花坛：在正对厂门内和综合楼前面布置花坛。

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③绿带：利用生活区与维修区间的带状空地进行绿化。 ④行道树：沿污水厂一周种植四季青树。

平面图的布置见设计图，整个厂区的平面尺寸170m(长）×150m（宽）。

4.2 各构筑物高程布置

4.2.1 高程布置原则

污水处理构筑物高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证屠宰废水的正常运行。

高程布置的一般原则：

（1）为了保证污水在各构筑物之间能够顺利自流，必须精确计算构筑物之间的水头损失，包括沿程水损和局部水损。

（2）水力计算时，应选择距离最长，损失最大的流程，并按最大流量计算。 （3）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能自行流出。 （4） 污水厂的高程应考虑土方平衡，并且有利排水。 4.2.2 各构筑物高程计算

进水干管管径250mm，管内流速1.12m/s，i1=8.41‰。地面标高40.00m，接纳管道管底标高比污水厂地平面低2.5m，即-2.5m，局部水头损失按沿程水损的0.5倍计算。

（1）受纳水体的水面标高为：32.000m

斜板沉淀池池自身水损取0.3m，斜板沉淀池-排河高程计算见表4-1。

表4-1 高程计算表

管渠名称 斜板-排河 设计流L/s 尺D(mm) 58 D=250 i V L(m) 86.6 iL 0.73 局部水(m) 0.37 总水损(m) 1.10 0.00841 1.12 斜板沉淀池到排放口的总水损为0.3m。

假定出水管在地面上1m，即41.0m，所以为满足重力自流，斜板沉淀池的液面定

1位41.00.341.150m。

2（2）污水处理构筑物高程计算 各构筑物水头损失见表4-2。

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表4-2 构筑物水头损失表

构筑物名称 格栅 集水池 调节池 水解酸化池 生物接触氧化池 配水井 竖流沉淀池 絮凝池 平流沉淀池 水头损失(m) 0.2 0.2 0.25 0.3 0.2 0.2 0.5 0.3 0.3 各构筑物管渠管道的水力计算见表4-3。

表4-3 管渠管道的水力计算表

管渠名称 平流沉淀池到排河 平流到絮凝池 设计流量L/s 58 58 58 58 絮凝池到竖流沉淀池 58 58 58 竖流到配水井 配水井到生物接触氧化池 生物接触氧化池到水解酸化池 水解酸化池到调节池 调节池到格栅 58 58 58 58 58 58 58 合计水损 尺寸D (mm) D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 D=250 i V L 86.6 9.93 7.5 58.9 47.27 24.27 36.38 2.96 72.89 40.09 25.44 25.5 5 iL 0.73 0.084 0.063 0.50 0.40 0.20 0.31 0.025 0.61 0.34 0.21 0.21 0.04 6.488 局部水损(m) 0.37 0.042 0.0315 0.25 0.20 0.10 0.155 0.0125 0.305 0.30 0.17 0.105 0.105 0.020 总水损(m) 1.10 0.126 0.0945 0.75 0.60 0.30 0.465 0.0375 0.915 0.90 0.51 0.315 0.315 0.06 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 0.00841 1.12 70.93 0.60 构筑物及管渠水面标高的计算见表4-4。

表4-4 构筑物及管渠水面标高的计算表

序号 1 2 3 4 管渠及构筑物名称 平流沉淀池 平流沉淀池到絮凝沉淀池 絮凝沉淀池 絮凝沉淀池到竖流沉淀池 水面上游标高（m） 41.000+0.3=41.300 41.300+0.126=41.426 41.426+0.300=41.726 41.726+0.75=42.476 水面下游标高(m) 41.000 41.300 41.426 41.726 地面标高(m) 40.000 40.000 40.000 40.000 word文档 可自由复制编辑

5 6 7 8 9 竖流沉淀池 竖流沉淀池到配水井 配水井 配水井到生物接触氧化池 生物接触氧化池 42.476+0.5=42.976 42.976+0.0375=43.014 43.014+0.2=43.214 43.214+0.915=44.129 44.129+0.2=44.329 42.476 42.976 43.014 43.214 44.129 44.329 44.839 45.139 45.454 45.704 45.764 40.000 40.000 40.000 40.000 40.000 40.000 40.000 40.000 40.000 40.000 40.000 10 生物接触氧化池到水解酸化池 44.329+0.51=44.839 11 12 13 13 14 水解酸化池 水解酸化池到调节池 调节池 调节池到格栅 格栅 44.839+0.3=45.139 45.139+0.315=45.454 45.454+0.25=45.704 45.704+0.06=45.764 45.764.2=45.964 （2）污泥处理构筑物高程计算 构筑物水头损失见表4-5。

表4-5 构筑物水头损失表

构筑物名称 集泥井 浓缩池 贮泥池 水头损失(m) 0.2 0.2 1.5 污泥管道水头损失见表4-6。

表4-6 污泥管道水头损失表

管渠名称 集泥井至浓缩池 浓缩池至贮泥池 贮泥池至污泥脱水间 设计流量L/s 2.46 2.46 2.46 合计水损 尺寸D (mm) D=200 D=200 D=200 i 0.00446 0.00446 0.00446 V 0.68 0.68 0.68 L 5.05 6.03 5.12 iL 0.0225 0.0269 0.0228 0.1084 局部水损总水损(m) (m) 0.0113 0.0135 0.0114 0.0338 0.0404 0.0342 构筑物及管渠泥面标高的计算见表4-7。

序号 1 2 3 表4-7 构筑物及管渠泥面标高的计算表

管渠及构筑物名称 脱水间至贮泥池 贮泥池 贮泥池到浓缩池 上游泥面标高 (m) 39.000+0.0342=39.034 39.034+1.5=40.534 40.534+0.0404=40.574 下游泥面构筑物泥面地面标高 (m) 标高(m) 标高(m) 39.000 39.034 40.534 40.534 40.000 40.000 40.000 word文档 可自由复制编辑

4 5 6 浓缩池 浓缩池到集泥井 集泥井 40.574+0.2=40.774 40.774+0.0338=40.809 40.808+0.2=41.008 40.574 40.774 40.808 40.774 41.008 40.000 40.000 40.000 5 工程概算及成本分析

5.1 设备的选型

本设计所用设备选型情况见表5-1所示。

表5-1 设备的选型

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 鼓风机 污水泵 污泥泵 带式压榨过滤机 空压机 污泥进料泵 滤带清洗水泵 空气管 空气管 空气管 空气管 规格 SSR-150 200QW400-10-30 KWPK200-500 DY--2000 Z—0.3/7 GFN65×2A 2DA-8×2 钢管DN350 钢管DN150 钢管DN80 钢管DN25 单位 台 台 台 台 台 台 台 m m m m 数量 2 2 2 1 1 2 2 备注 1用1备 1用1备 1用1备 1用1备 1用1备 5.2 工程投资概预算

5.2.1 建设费用

构筑物按容积计算，不同的埋深程度分400-800元/ m3 计算，建筑物按面积计算，600元/m2 。建筑物土建费用见表5-2，设备费用见表5-3。

表5-2 建筑物土建费用

建筑物 鼓风机房 配电室 污泥脱水间 机修室 传达室 加药间 化验室 办公楼 宿舍 食堂 面积（m2） 54 20 72 48 20 16 432 432 861.75 180 总计 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 单价（元/ m2） 合计（万元） 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 3.24 1.2 4.32 3.6 1.2 0.96 25.92 25.92 51.7050 10.8 128.865 备注 自建 自建 自建 自建 自建 自建 自建 自建 自建 自建 word文档 可自由复制编辑

表5-3 设备费用

设备 鼓风机 潜水排污泵 污泥泵 污泥进料泵 滤带清洗水泵 空压机 带式压榨滤机 搅拌器 泥位计 水位计 溶药罐 合计 型号 SSR-150 200QW400-10-30 KWPK200-500 GFN65×2A 2DA-8×2 Z—0.3/7 DY--2000 CUC101 BJ470 数量 2 2 2 2 2 1 1 3 1 4 1 单价 万元 3.99 0.68 0.46 0.38 0.45 2.90 4.6 0.6 0.5 0.5 0.3 合计 万元 7.98 1.36 0.92 0.76 0.90 2.90 4.6 1.8 0.5 2 0.3 24.02 5.2.2 管材及附件费用

本设计中主要用钢管输送水、空气，单价为：4100元/吨。钢管费用及铸铁管费用见表5-4、5-5所示。

表5-4 钢管费用

管径 钢管DN25 钢管DN80 钢管DN150 钢管DN250 钢管DN200 钢管DN250 长度 （m） 140 96 105 20 50 71 单位重量（kg） 6.25 14.93 29.83 37.56 42.27 45.35 总重（kg） 875 1433 3040 751 2114 3220 4.688 合计（万元） 5.2.3 管材附件费用

附件包括阀门，弯头，三通等，根据类似工程经验，取附件费用为1万元，故管径及附件费用为 4.688+1=5.688万元。 5.2.4 其他费用

（1）设备安装费用

按材料与设备费的10%取费 ：（24.02+5.688）×10%=2.97万元 。

（2）工程设计费用约为3.5万元 ，分析化验仪器费约为4万元，工程调剂费 ，不可预见费和税金各取5万元 。合计 2.97+3.5+4+5=15.47万元 。

综上所述本次工程总投资概算为：128.865+24.02+2.97+15.47=171.325万元 。

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5.3 劳动定员、运行管理

5.3.1 劳动定员

设计本污水处理站配备劳动人员26人，其中管理人员4人，工人18人，门卫4人。生产人员按三班工作。 5.3.2 运行费用

本设计中所用设备工作时间见表5-5所示。

表5-5 设备用电一览表

设备 搅拌器 鼓风机 潜污泵 污泥泵 带式压滤机 溶药搅拌机 污泥进料泵 滤带清洗泵 功率 千瓦 2.2 22 30 30 1.5 0.4 7.5 2.2 工作数量 3 1 1 1 1 1 1 1 工作时间（时） 24 24 1 1 2.5 2 1 1 （1）动力费

Ea式中 Ea——每年的动力费；

N——电动机功率，kw ； T——设备日工作时间，h ； M——电费单价，0.8元/kw·h ； K——污水量总变化系数，1.8。

365TNM K3652432.27.510.85.5（万元）

1.836513022.27.5300.81.62（万元） Ea21.83652.51.50.810（万元） Ea31.836520.40.80.013（万元）0 Ea4

1.8 Ea1该动力平均效率80%，则每年动力费为

E15.51.620.06080.0137.2（万元）

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（2）药剂费：600元/吨

E20.61365600133.6元0.01336（万元）

1000（3）工资福利费

管理人员4000元，工人2200元，门卫1200元，则

E3(4000418220012004)1260.4（万元）

（4）折旧费：总投资的10%

E424010%24（万元）

（5）检修费：折旧费的10%

E54310004.3（万元）

（6）其他费用：取前五项的1%

E6(15.80.0133660.4434.3)/1001.23（万元）

（7）综合得年运行费用：

E7.20.0133660.4434.31.23116.1（万元）

5.3.3 处理成本

TE116.1100000.64（万元） Q36550006 参考资料

6.1 规范标准

（1）《给水排水设计规范》（排水手册）；

（2）《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB 32/670-2004）； （3）《室外排水设计规范》（GBJ14-1997）；

（4）《室外给水设计规范》（GB50013-2006），中国计划出版社； （5）《建筑制图标准汇编》，中国建筑工业出版社，1966； （7）给水排水工程标准图集；

（8）印染废水处理工程毕业设计任务书。

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6.2 参考文献

（1）《环保设备设计与应用》罗辉主编，高等教育出版社；

（2）《给水排水工程基本建设概预算》吴庄编著，同济大学出版社，1991； （3）《水质工程学》李圭白主编，中国建筑工业出版社，2005；

（4）《三废处理工程技术手册-废水卷》，北京水环境技术与设备中心等主编.化学工业出版社，北京：2000；

（5）《给水排水设计手册》第二版，第04册，中国建筑工业出版社，2000； （6）《给水排水设计手册》第二版，第06册，中国建筑工业出版社，2000； （7）《给水排水工程基本建设概预算》，吴庄编著，同济大学出版社，1991； （8）《给水排水工程专业毕业设计指南》张智编，中国水利电力出版社，2000； （9）《排水工程》（上）第四版，孙慧修主编，中国建筑工业出版社，2000； （10）《排水工程》（下）第四版，张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000。

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致 谢

本设计的完成是在孙老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了孙老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！老师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！

还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。

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附 图

附图1：5000m3/d印染废水处理工程设计平面图 附图2：5000m3/d印染废水处理工程设计管线图 附图3：5000m3/d印染废水处理工程设计高程图 附图4：生物接触氧化池平面图及剖面图 附图5：竖流沉淀池平面图及剖面图

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