畢業(yè)論文--廢塑料清洗廢水處理回用進行初步設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題 目： 100m3/d廢塑料清洗廢水 </p><p>　　處理回用工程設計 </p><p>　　學 院： 環(huán)境與化學工程學院 </p><p><b>　　摘 要</b></

2、p><p>　　本次設計的目的是對廢塑料清洗廢水處理回用進行初步設計，針對其廢水水質、水量在一天內的變化比較大，有機污染物含量高等特點，分析與本工程相關的資料，經過多種處理方案的比較，最終選定水解酸化—CASS為主體的處理工藝。</p><p>　　本設計經過篩網、調節(jié)池、隔油池，對污水進行預處理，去除水中的懸浮顆粒、泥沙和油污, 并使處理的水質均勻, 水量穩(wěn)定。水解作為整個廢水處理流程的前處

3、理單元, 目的在于使廢塑料清洗廢水中復雜大分子有機物被降解成小分子溶解性有機物和有機酸，為后續(xù)好氧反應器提供優(yōu)質的底物。在CASS池中主要存在好氧微生物及自氧型細菌(硝化菌)，好氧微生物可將有機物分解成CO2和H2O，大幅度降解廢水中的BOD5、CODCr、SS等污染負荷。</p><p>　　經過本工藝處理的出水水質能達到《城市污水再生利用城市雜水水質標準》中的標準。即：pH值6~9、BOD5≤20mg/L、N

4、H3-N≤20mg/L、濁度≤10mg/L、色度≤30倍、TDS≤1000mg/L。</p><p>　　通過初步預算，該工藝也將帶來比較可觀的經濟效益和良好的環(huán)境效益。</p><p>　　本設計對調節(jié)池、水解酸化池、CASS池等主要構筑物進行計算，編制設計說明書，并繪制工藝流程、構筑物平面及高程、主要構筑物的圖紙。</p><p>　　關鍵詞：廢塑料清洗廢水,有

5、機污染物,水解酸化,CASS</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The purpose of this paper is to design a treatment process for dealing with waste plastics cleaning wastewater.In view of its wastewa

6、ter quantity within a day change is bigger, organic pollutant content is high, analysing the related material about engineering ,eventually I selected the combined technological process consisting of hydrolysis and conta

7、ct oxidation after many kinds of processing scheme comparison.</p><p>　　The pre-treatment process is composed by grille,regulating pond and the grease separation, its purpose is to remove larger suspended pa

8、rticulate matter and the oil substances. Hydrolysis is a treatment unit that degrade Complex organic molecules into small molecule soluble organic matter and organic acid and provide quality gelatins for subsequent aerob

9、ic reactors.There exists mainly aerobic microorganisms and autotroph in biological contact oxidation pool organic matter be decomposed into CO2 </p><p>　　The water through this process to achieve the standa

10、rds of Urban Sewage Reuse and Water Quality of Miscellaneous Water in the city: pH value6~9、BOD5≤20mg/L、NH3-N≤20mg/L、Turbidity≤10mg/L、Chromaticity ≤30 Times、TDS≤1000mg/L.</p><p>　　This design calculate main

11、structures such as regulation ponds， sludge pond and CASS ponds, the second pond,compile the design specification and draw five blueprint that include process flow ,construction plan, elevation plan and the main Structur

12、es</p><p>　　Key words: Plastics cleaning wastewater, Organic pollutants, Hydrolysis acidification pool , CASS</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></

13、p><p><b>　　第1章 概論2</b></p><p>　　1.1設計原始資料2</p><p>　　1.1.1 設計任務2</p><p>　　1.1.2 設計依據(jù)2</p><p>　　1.2 設計要求2</p><p>　　1.3 設計原則3<

14、/p><p>　　第2章 塑料廢水處理工藝流程4</p><p>　　2.1 廢水的來源及水質特征4</p><p>　　2.1.1 城市生活垃圾處理概述4</p><p>　　2.1.2垃圾中洗塑料廢水的產生4</p><p>　　2.1.3垃圾中洗塑料廢水的水質特征5</p><p>

15、;　　2.2 垃圾中廢塑料清洗廢水處理現(xiàn)狀5</p><p>　　2.3 塑料廢水的常用處理方法6</p><p>　　2.3.1物化法6</p><p>　　2.3.2 生物法8</p><p>　　2.3方案比較10</p><p>　　2.3.1厭氧—接觸氧化工藝10</p><p

16、>　　2.3.2水解—接觸氧化工藝11</p><p>　　2.3.3 SBR工藝11</p><p>　　2.4 方案確定及優(yōu)化分析12</p><p>　　2.5各級處理單元污染物去除率分析14</p><p>　　第3章 主要設備設計計算16</p><p>　　3.1 格柵16</p

17、><p>　　3.2調節(jié)池16</p><p>　　3.2.1 設計參數(shù)16</p><p>　　3.2.2 設計計算16</p><p>　　3.3污水提升泵房的設計與計算17</p><p>　　3.3.1 設計說明17</p><p>　　3.3.2設計計算17</p>

18、;<p>　　3.3.3 選泵17</p><p>　　3.4隔油沉淀池18</p><p>　　3.4.1 沉淀區(qū)的表面積18</p><p>　　3.4.2沉淀區(qū)有效水深19</p><p>　　3.4.3 沉淀區(qū)有效容積19</p><p>　　3.4.4 沉淀池長度19</p&g

19、t;<p>　　3.4.5 沉淀區(qū)的總寬度19</p><p>　　3.4.6 貯泥斗的容積19</p><p>　　3.4.7 隔油沉淀池總高20</p><p>　　3.5 水解酸化池20</p><p>　　3.5.1 進入水解酸化池的流量21</p><p>　　3.5.2 水解酸化池的

20、容積21</p><p>　　3.5.3 水解酸化池尺寸21</p><p>　　3.5.4 水解酸化池的池高21</p><p>　　3.5.5 布水管21</p><p>　　3.5.6 出水堰負荷22</p><p>　　3.5.7 實際設計尺寸22</p><p>　　3.6

21、 CASS池22</p><p>　　3.6.1 BOD5去除率23</p><p>　　3.6.2 BOD5污泥負荷23</p><p>　　3.6.3 反應池容積23</p><p>　　3.6.4 池體尺寸設計24</p><p>　　3.6.5 單個池體各部分體積24</p><

22、p>　　3.6.6 單個池體反應區(qū)長度24</p><p>　　3.6.7 單個池體平面面積25</p><p>　　3.6.8 池體各部分最高水位25</p><p>　　3.6.9 曝氣時間25</p><p>　　3.6.10 沉淀時間26</p><p>　　3.6.11 運行周期26<

23、;/p><p>　　3.6.12 曝氣設計需氧量26</p><p>　　3.6.13 供氧量27</p><p>　　3.6.14 供氣量27</p><p>　　3.6.15 曝氣頭數(shù)量28</p><p>　　3.6.16 系統(tǒng)的剩余污泥量28</p><p>　　3.6.17 每日

24、產泥量28</p><p>　　3.6.19 實際設計尺寸29</p><p>　　3.7 砂濾池29</p><p>　　3.7.1 砂濾池的設計說明29</p><p>　　3.7.2 砂濾池的設計計算30</p><p>　　3.7.3 設備選型33</p><p>　　3.

25、8 消毒池34</p><p>　　3.8.1 每天耗藥量34</p><p>　　3.8.2 消毒池的體積34</p><p>　　3.8.3 消毒池的平面面積34</p><p>　　3.8.4 實際設計尺寸34</p><p>　　3.9 貯泥池34</p><p>　　3

26、.10綜合房35</p><p>　　第4章 平面布置和高程計算36</p><p>　　4.1 污水處理站平面布置36</p><p>　　4.1.1各處理單元構筑物的平面布置36</p><p>　　4.1.2輔助建筑物36</p><p>　　4.2 污水處理站高程布置37</p>&

27、lt;p>　　4.2.1 高程布置原則37</p><p>　　4.2.2 污水處理高程計算37</p><p><b>　　結 論39</b></p><p><b>　　致謝40</b></p><p><b>　　參考文獻41</b></p>

28、<p><b>　　附 錄42</b></p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著城市工業(yè)生產的迅猛發(fā)展，塑料加工業(yè)作為新興行業(yè)已成為我國國民經濟的支柱產業(yè)之一，塑料產量和用量不斷增加，隨之出現(xiàn)的問題是廢棄塑料量也

29、不斷增加，塑料廢水污水排出量日益增多，大量未經處理的污水直接排入周圍河流，致使城市環(huán)境污染十分嚴重，不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對河流下游地區(qū)的農業(yè)生產和人民生活造成了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴重的威脅。同時，水生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了人與水的和諧共存與協(xié)調發(fā)展，是城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和關鍵因素，與一個城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關。</p><p>　　其次，隨著國家經濟的高速發(fā)展，污水處理工

30、作越來越受到國家的關注與重視，國家對廢水的排放標準也越來越嚴格，對不達標的廢水國家加大了處罰力度。因此，對廢水進行處理回用顯得越來越重要，不僅可以避免塑料廢水的直接排放對環(huán)境造成的污染，同時也可以中水回用。</p><p>　　本課題以垃圾中廢塑料清洗廢水為研究對象，根據(jù)廢塑料清洗廢水的特點與基本設計的具體要求，擬采用水解酸化和CASS相結合的組合工藝。水解酸化是一種厭氧處理工藝，可大幅度地去除廢水中的懸浮物和有

31、機物，使后續(xù)好氧處理工藝的污泥量，同時具有較好的抗沖擊負荷性和污泥量少等特點。是良好的好氧處理前的預處理。CASS工藝是SBR的一種新型變形工藝，綜合了SBR的大多優(yōu)點，具有生化反應推動力大，產泥量低，沉淀效果好，容積較小，占地面積較省，出水水質好的特點。另外，本設計采用隔油沉淀池，該預處理對廢塑料清洗廢水的SS、動植物油，氨氮污染指標處理作用明顯。</p><p>　　該系統(tǒng)投資省、直接運行費用低、COD去除率

32、高，運行穩(wěn)定、操作簡單，但由于編者水平有限，其中有不足之處，希望能給與建議和指導。</p><p><b>　　第1章 概論</b></p><p><b>　　1.1設計原始資料</b></p><p>　　1.1.1 設計任務</p><p>　　本項目位于閻良景山技術開發(fā)區(qū)內，是對100m3

33、/d廢塑料清洗廢水處理回用，廢水處理站建在廠區(qū)東側，占地100平方米，場地地勢平坦，廠區(qū)排水管埋深-0.9m。地震基本裂度為七度。設計內容包括處理工藝的確定，各構筑物的設計計算，設備選型，平面布置，高程計算。完成繪制處理工藝流程圖，各構筑物設計計算圖，平面布置及高程布置圖。</p><p>　　1.1.2 設計依據(jù)</p><p>　?。?）國家標準《污水綜合指標排放標準》（GB8978-

34、1996）</p><p>　　（2）國家及地方的有關規(guī)范和法規(guī)</p><p>　?。?）《建筑給排水設計規(guī)范》（GB50015—2003）</p><p>　?。?）環(huán)境工程技術手冊</p><p><b>　　1.2 設計要求</b></p><p>　　（1）處理后的廢水主要用于造粒車間廢

35、塑料的清洗和綠化，應達到《城市污水再生利用城市雜用水水質標準》（GB/T18920-2002）中的標準，具體要求如下：pH值6~9、BOD5≤20mg/L、NH3-N≤20mg/L、濁度≤10mg/L、色度≤30倍、TDS≤1000mg/L。</p><p>　?。?）使污水處理構筑物之間的布置緊湊，減小處理廠占地面積，從而降低投資。</p><p>　?。?）力求處理工藝操作方便運轉靈活

36、、可靠、穩(wěn)定、維修更方便，服務年限更長，自動化程度高，勞動強度低。</p><p>　　嚴格執(zhí)行國家和地方的有關標準、規(guī)范、法律、法規(guī)。</p><p><b>　　1.3 設計原則</b></p><p>　　在確保污水處理效果的同時，還要合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力。同時應當合理設計布局，做到技術可行，運行可靠，經濟合理。

37、</p><p>　　第2章 塑料廢水處理工藝流程</p><p>　　2.1 廢水的來源及水質特征</p><p>　　2.1.1 城市生活垃圾處理概述</p><p>　　隨著全球科技、經濟的進一步發(fā)展、城市化進程的加快和人民生活水平的不斷提高，城市生活垃圾的產生量迅速增加。在當今世界，大量的生活垃圾已成為城市中一個長期存在的難以健康消

38、除污染源。垃圾對環(huán)境的污染已經成為日益嚴重、亟待解決的問題。據(jù)報道，我國目前城市垃圾年產量約1億3千萬噸，并以7%～9%年遞增速度增加。中國70%的城市陷入垃圾的包圍之中，如北京市日產垃圾在12000噸，市周圍直徑50米以上的垃圾山達5000多個。上海市日產垃圾14000噸，周邊被3000多個垃圾廠包圍。如此大量的城市生活垃圾若得不到有效的處理，將對城市生態(tài)環(huán)境及周邊的水體、大氣、土壤等造成嚴重的污染，而且造成垃圾中大量可回收資源的浪費

39、。人們已逐步認識到垃圾是放錯了地方的可利用“財富”，因此城市生活垃圾減量化、無害化、資源化處理已愈來愈受到政府與公眾的重視。</p><p>　　縱觀全球和我國的城市生活垃圾處理技術現(xiàn)狀，目前城市生活垃圾主要采用衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥三種處理方式。綜合比較幾種處理方法，均存在著處理不徹底，產生二次污染，或造成垃圾中可回收物質的浪費的問題。由此可見，急需針對我國城市混合垃圾的特點，尋找垃圾處理的新工藝、新途徑、新方法

40、，實現(xiàn)垃圾處理對環(huán)境危害的最小化和回收利用價值的最大化。</p><p>　　2.1.2垃圾中洗塑料廢水的產生</p><p>　　西安市閻良區(qū)垃圾資源化處理廠在以城市生活垃圾為原料制有機氮肥的過程中，首先，對垃圾進行分選，密度較輕的廢塑料袋被風選出來，經過清洗烘干以后回熔，用于制造燃燒顆粒。具體過程如下：生活垃圾—分選—廢塑料袋—破碎—清洗—脫水—干燥處理—擠出機熔融—造粒—回用。本課題

41、所研究的對象就來自垃圾中廢塑料清洗產生的廢水。 </p><p>　　2.1.3垃圾中洗塑料廢水的水質特征 </p><p>　　由于生活垃圾含有各種物質，造成和其堆放在一起的塑料袋上粘附成分的復雜性，這些被分選出來的塑料袋在堆積和水洗的過程中，所粘附成分之間發(fā)生各種化學反應，便形成了成分復雜的洗塑料廢水。綜合廢水水質如下：COD=800mg/L, BOD5=300mg/L、NH3-N=6

42、0mg/L 、SS=500mg/L, pH=6~9，并含有一定量的油類物質。</p><p>　　2.2 垃圾中廢塑料清洗廢水處理現(xiàn)狀</p><p>　　垃圾中廢塑料在回收利用過程中一般要用水洗滌，去除表面的污染物，用水量較大，洗滌水中含有一定量的有機物、油類物質和懸浮物。由于垃圾資源化屬于一個關于生活垃圾處理的新型、探索性項目，到目前為止，國內外關于垃圾中廢塑料清洗廢水的研究報道較少，

43、有關廢舊塑料清洗廢水的研究成果如下 :</p><p>　　(1)采用混凝沉淀/曝氣生物濾池處理廢舊塑料加工廢水，運行結果表明，該處理工藝具有占地少、效率高、啟動快、投資省、能耗低、運行管理方便 等特點，在不加混凝劑的情況下出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準，加混凝劑后出水各項指標達到《生活雜用水水質標準》 (CJ25.1.89)。</p><p>　　(2

44、)采用 A/O 工藝處理廢塑料堿洗廢水，經過一年多的工程實際運行，整個處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定、處理效果良好，各項出水指標達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準。 </p><p>　　(3)用混凝—砂濾—活性炭吸附工藝處理廢舊塑料清洗廢水，各單元狀態(tài)穩(wěn)定，出水中的 COD、BOD 和 SS 完全達到地方一級排放標準以及GB8978-1996中的二級排放標準要求。 </p><p&

45、gt;　　之上所述為廢舊塑料清洗廢水處理的有關情況，而本課題所提到廢塑料來源于生活垃圾中，因此，清洗過程產生的廢水的性質既與廢塑料有關，同時又與生活垃圾有聯(lián)系，與垃圾滲濾液成分有一定相似性，但其水質卻相對比較簡單，而且各項污染物指標比垃圾滲濾液要小得多。 </p><p>　　目前垃費塑料廢水的處理方法主要有生物法和物化法。當廢水可生化性較好，即 BOD/COD>0.3 時，可以考慮采用生物法；對于生化性較

46、差或水質水量波動很大，導致生物系統(tǒng)處理負荷不穩(wěn)定，難以正常穩(wěn)定運行的，物化法處理效果較好，但成本比較高。</p><p>　　2.3 廢塑料廢水的常用處理方法</p><p><b>　　2.3.1物化法</b></p><p>　　物化處理方法主要有吸附法、化學混凝法、光催化氧化、化學氧化、膜分離法等。與生物法相比，物化法受水質水量變動的影響

47、較小，處理系統(tǒng)建設周期短，啟動快速，可以間歇運行，出水水質穩(wěn)定。尤其對 BOD/COD 值較低、或對廢水中存在抑制微生物生長成分時，具有生物法無可比擬的效果。其缺點就是運行成本較高。 </p><p>　　2.3.1.1 吸附法 </p><p>　　在物理化學法中應用最多的是吸附法。吸附法是利用吸附劑表面的高效的吸附活性，將廢水中分子態(tài)及膠體狀態(tài)的污染物濃集于其表面而達到去除目的，目前主

48、要采用活性炭吸附法。 </p><p>　　由于活性炭具有發(fā)達的孔隙結構和巨大的比表面積，不僅對廢水中溶解的有機物，如酚類化合物、苯類化合物、石油類物質以及重金屬等具有較強的吸附能力，而且對用生物法及其他方法難以去除的有機物，如色度、異臭以及許多人工合成的有機化合物都有較好的去除效果，因此活性炭吸附技術在水處理中已得到越來越廣泛的應用。</p><p>　　隨著科學研究的不斷發(fā)展和深入，為

49、了更好地發(fā)揮活性炭的性能，近年來，將活性炭吸附技術與其它水處理工藝相結合的組合工藝已在凈水處理中得到廣泛應用，并獲得一定的研究成果。聯(lián)用組合工藝有：高錳酸鉀-活性炭、生物活性炭、活性炭-硅藻土處理工藝、活性炭吸附-微波催化氧化法等?；钚蕴克幚砑夹g是完善常規(guī)處理工藝，以去除污水中的有機污染物最成熟而有效的方法之一。 </p><p>　　2.3.1.2 混凝法 </p><p>　　化學混

50、凝法是水處理中重要的最常用最簡便的操作單元之一，并且通常是必不可少的部分。絮凝作用機理主要可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀網捕四種。在實際水處理過程中，這幾種機理往往是同時或交叉發(fā)揮作用，只是某一特定情況下以某種機理為主而已。在水處理中混凝法的作用對象主要是水中微小懸浮物和膠體物質，通過投加化學藥劑和廢水中膠體所帶電荷產生的凝聚和絮凝作用，使膠體脫穩(wěn)的過程。一般由混凝作用形成的絮體可經沉淀、氣浮等工藝而達到與水分離的目的，因

51、此，根據(jù)絮體與水分離方式的不同，混凝法 又分為混凝沉淀法和混凝氣浮法。 </p><p>　　2.3.1.3 膜分離法 </p><p>　　膜技術成為目前最成功的非生化處理方法，北歐、北美、西歐、和澳洲地區(qū)正逐漸采用新型的膜分離技術處理垃圾滲濾液。根據(jù)膜分離粒徑的大小，可以分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)四級，其中反滲透(RO)分離技術應用最為廣泛。</

52、p><p>　　盡管膜分離法對垃圾滲濾液處理具有良好的效果，但是膜極容易被污染和堵塞， 因此，在進行膜處理之前，需要良好的預處理，并定期對膜進行清洗，且膜用一定時間后會老化，需要更換，較其他方法相比，處理費用較高。此外，反滲透工藝末端的濃縮液，是非常危險的廢物，必須采取蒸發(fā)、固化后填埋等措施進行安全處置。由于膜技術具有很高的投資和運行費用，現(xiàn)階段，我國還未能將其廣泛用于垃圾滲濾液的處理。 </p>&l

53、t;p>　　2.3.1.4 化學氧化法 </p><p>　　化學氧化法是利用強氧化劑將廢水中的有機物氧化分解，從而降低了廢水的COD 和 BOD，同時可以起到脫色的目的和有效提高廢水可生化性。常用的氧化劑有過氧化氫、臭氧、高錳酸鉀和次氯酸鈣等。</p><p>　　2.3.1.5 光催化氧化法 </p><p>　　光催化技術是近些年來發(fā)展起來的一種新型污水

54、處理技術，利用紫外光燈輻射的紫外線，并在催化劑作用下，加快光化學反應。其機理是當光敏化半導體（催化劑）吸收的光能高于其禁帶寬度的能量時會激發(fā)產生自由電子和空穴，空穴與水、電子與溶解氧反應，分別產生·OH 和 O2-，由于·OH 和 O2-都使具有強氧化性的物質，因而促進了廢水中有機物的氧化分解。 </p><p>　　2.3.1.6 微電解法 </p><p>　　微電

55、解法常用鐵炭作為反應材料，是一種集吸附、絮凝及電化學等各種作用于一體的廢水處理方法。該方法利用鐵和炭電極反應產生的·OH 的強氧化作用和Fe2+的絮凝作用破壞滲濾液中的有機物，達到去除污染物降低 COD 的目的。</p><p>　　2.3.2 生物法 </p><p>　　生物處理法是利用微生物新陳代謝作用，使廢水中的有機污染物和無機微生物營養(yǎng)物一部分轉化為自身生長所需的營養(yǎng)成

56、分，另一部分轉化為穩(wěn)定、無害的物質的過程。生物處理法按是否供氧也可分為好氧處理、厭氧處理及兼氧處理。主要有 UASB 厭氧處理工藝、厭氧生物濾池、活性污泥法、SBR 工藝、生物膜法等。 </p><p>　　2.3.2.1活性污泥法</p><p>　　活性污泥處理系統(tǒng)是當前污水處理領域應用最廣泛的處理技術之一。該方法COD去除率一般為80％左右，BOD5為90％，普通活性污泥法處理廢塑料

57、清洗廢水很難達到處理要求，普遍存在以下困難：污水排放量季節(jié)性變化幅度大，難以滿足連續(xù)流曝氣池對水流穩(wěn)定性的要求；全年均可發(fā)生污泥膨脹難以防治：剩余污泥量大、含水率高，沉淀脫水性能差。污泥處置費用高；脫氮除磷的效率僅20％左右。難以滿足高氮廢塑料清洗廢水的除氮要求。針對普通活性污泥法存在的問題。一些新的處理工藝開發(fā)和成功應用到廢塑料清洗廢水的處理領域。</p><p>　　2.3.2.2 SBR 法</p&g

58、t;<p>　　SBR間歇運行的特點使其很適合處理流量變化大甚至間歇排放的工業(yè)廢水，已在亞洲、北美和歐湘等很多國家廣泛應用于小型污水領域。很多廢塑料清洗場的水量少，且間斷排放，采用SBR工藝。既可節(jié)省基建費用又可靈活操作。SBR工藝處理廢塑料清洗廢水COD，BOD的去除率可分別達到80％、90％以上。而且有較好的脫氮除磷效果，氨氮去除率可達80％-90％以上。</p><p>　　隨著SBR工藝的蓬

59、勃發(fā)展。許多SBR改進工藝被開發(fā)出來。CASS 工藝在SBR反應器前部增加一個生物選擇器。由于實現(xiàn)了連續(xù)進水，在廢塑料清洗廢水的處理中也得到了廣泛的應用。此工藝剩余污泥性質穩(wěn)定，產生的剩余污泥量只有傳統(tǒng)活性污泥法的60％左右。</p><p>　　從以上所述可以看出，生物法具有處理量大、應用范圍廣、成本低廉等優(yōu)點。 其不足之處在于：建設調試周期長，運行相對困難，管理復雜，占地面積大，對色度和 COD 去除率低，并

60、且隨著廢水排放標準的提高，要求出水有機物的濃度越來越低，而在較低有機物濃度的環(huán)境中，微生物因缺乏營養(yǎng)物質而難以生存，此外微生物對 pH 值、溫度等條件也有一定要求。隨著廢水水質可生化性的降低，水質和水量存在波動性，單獨的生物處理方法難以達到要求，因此，生物法必須與其它方法進行組合才能取得令人滿意的效果。 </p><p>　　2.3.2.3 AB法</p><p>　　AB法是生物吸附活性

61、污泥法的簡稱，處理系統(tǒng)分為負荷截然不同的A段(Adsorption Stage)和B段(Bio--aeration Stage)。A段和B段的回流系統(tǒng)嚴格分開，互不相混，形成二種不同的微生物類群，A段污泥負荷高可達2—6kgB0D5／(kgMLSS.d)，對廢水主要起生物吸附作用；而B段負荷較低，不大于0．3 kg B0D5／(kgMLSS.d)。對廢水主要起生物氧化作用。AB法特別適用于廢塑料清洗廢水懸浮有機物濃度高、水質水量變化較大

62、的特點。一般不設初沉池，對B0D5、COD、SS、P和NH3-N的去除率一般均高于常規(guī)活性污泥法，且可節(jié)省基建投資約20％、能耗15％左右。</p><p>　　2.3.2.4生物濾池</p><p>　　好氧生物膜法主要用于去除污水中溶解性有機污染物。小型生物處理系統(tǒng)采用生物膜法有節(jié)能、強化抗沖擊能力、少維護、管理簡單等優(yōu)點。研究與應用較多的是生物濾池、生物轉盤等。生物濾池的特點是耐沖擊

63、負荷、效果穩(wěn)定，一般采用兩級串聯(lián)運行。</p><p>　　2.3.2.5生物膜法</p><p>　　序批式生物膜法具有良好的反硝化脫氮功能，水力條件好，抗沖擊負荷強，生物濃度高，可適合世代時間較長的消化菌生長。在相同運行條件下，生物膜系統(tǒng)處理效果優(yōu)于活性污泥系統(tǒng)，其COD、BOD和油脂去除率分別可達97％，99％和82％。出水水質可達廢水綜合排放二級標準。達到相同的污染物去除率時，生物

64、膜系統(tǒng)的運行管理更方便，且克服了活性污泥系統(tǒng)存在的一些問題。</p><p>　　2.3.2.6生物處理法的新進展</p><p>　　生物處理法是目前研究得較多、新技術層出不窮的方法， 無論是好氧生物處理技術，還是厭氧生物處理技術都引起了研究人員的極大興趣。因為用生物法利用的是微生物的新陳代謝作用， 以污染物質為食料， 將其代謝成諸如CO2、H2O、NH3、SO2等穩(wěn)定的小分子， 它的二

65、次污染小， 對處理生活污水及與之性質相近的有機污水有其獨特的優(yōu)勢。生物處理法自從問世以來，其技術已獲得了極大的發(fā)展， 隨著人們生活水平的日益提高，生活垃圾中的成分也日益復雜， 因此用生物處理方法的目的也從以前能處理降解蛋白質、脂肪、碳水化合物等一類物質增加到也能處理合成洗滌劑、脫氮、脫磷及其它一些難降解的復雜有機物。這也就必然要求人們改革工藝，過去由于厭氧生物處理的效率不盡人意， 處理時間也較慢， 所以未引起人們的重視， 僅僅用來處理污

66、泥或高濃度有機污水的預處理，但現(xiàn)在由于能源緊張， 厭氧生物處理由于能產生能源物質—甲烷而越來越引起人們的青睞， 由此也出現(xiàn)了許多新的工藝。</p><p><b>　　2.3方案比較</b></p><p>　　2.3.1厭氧—接觸氧化工藝</p><p>　　圖2-1 厭氧-接觸氧化工藝</p><p>　　厭氧相對好

67、氧來講，具有能耗低，可回收沼氣，運轉便宜，產泥量少等優(yōu)點。厭氧處理出水往往達不到排放要求，需進一步用好氧方法進行處理，使出水達到排放標準。但是鑒于厭氧反應的原理，決定了厭氧反應的時間較長（停留時間約12～48小時）。且由于有沼氣產生，臭氣和安全問題必須予以重視，操作要求相對也高得多。</p><p>　　2.3.2水解—接觸氧化工藝</p><p>　　圖2-2水解-接觸氧化工藝</

68、p><p>　　水解酸化池是利用厭氧反應中的水解酸化階段，而放棄停留時間長的甲烷發(fā)酵階段。由于水解酸化池可使廢塑料清洗廢水中的大分子難降解有機物轉化為小分子易降解有機物，出水的可生化性能得到改善，使得好氧處理單元的停留時間小于傳統(tǒng)工藝。</p><p>　　生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物處理法，兼具兩種方法的優(yōu)點。其特點是在池內設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體

69、內污水處于流動狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。并且此法抗沖擊負荷能力強，污泥產量較低，無需污泥回流，運行穩(wěn)定，運行管理簡單，適用于場地小、水量小、水質波動較大和微生物不易培養(yǎng)等情況。</p><p>　　2.3.3 SBR工藝</p><p>　　圖2-3 SBR工藝圖</p><p>　　序批式間歇活性污泥

70、法（簡稱SBR法）用于廢塑料清洗廢水處理，COD去除率可達95%以上。該法對水質水量的變化適應能力強，操作靈活，耐沖擊負荷，可防止污泥膨脹，運行管理自動化，可脫氮除磷，出水水質好，且占地面積和基建投資小，因此，特別適用于中小水量的污水處理。但好氧處理工藝存在曝氣耗能大，污泥產量大的缺點，故單一使用好氧工藝處理有機物濃度高的廢水經濟上很不劃算。</p><p>　　根據(jù)以上分析，三種方案各有自己的優(yōu)勢與不足。但綜合

71、比較，方案二著眼于整個系統(tǒng)的處理效率和經濟效益，并克服了其它兩方案的缺點，又有不同于傳統(tǒng)工藝的特點和自身的優(yōu)勢，故被確定為本設計的生化處理工藝。</p><p>　　2.4 方案確定及優(yōu)化分析</p><p>　　根據(jù)廢塑料清洗廢水的特點和本設計的具體要求，擬采用水解酸化和CASS相結合的組合工藝。</p><p>　　水解酸化是一種厭氧處理工藝，可大幅度地去除廢水

72、中的懸浮物和有機物，同時具有較好的抗沖擊負荷性能和污泥量少等特點，是良好的好氧處理前的預處理。</p><p>　　CASS工藝是SBR的一種新型變型工藝，綜合了SBR的綜合特點，具有生化反應推動力大、產泥量低沉淀效果好、容積較小、占地省、出水水質好等特點[。</p><p>　　兩者相結合對廢塑料清洗廢水的處理CODcr、BOD5去除率分別達90%以上，可確保CODcr、BOD5、NH3

73、-N等污染物達標排放。</p><p>　　在分析了原水水質和出水達到的排放標準的基礎上決定采用的處理工藝如圖2-4。</p><p>　　進水 篩網</p><p><b>　　調節(jié)池</b></p><p><b>　　隔油沉淀池</b></p><p>&

74、lt;b>　　水解酸化池</b></p><p>　　CASS反應池 污泥回流</p><p><b>　　砂濾池</b></p><p>　　投氯間 消毒池 貯泥池</p><p>　　出水 污泥晾干外運</p

75、><p>　　圖2-4廢塑料清洗廢水污水處理工藝流程圖</p><p><b>　　工藝流程說明：</b></p><p>　　廢塑料清洗廢水先經過篩網去除較大的顆粒雜質，避免造成后續(xù)處理設施發(fā)生堵塞等問題。然后廢水進入調節(jié)池，起到調節(jié)水量和水質，確保廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)運行的作用。</p><p>　　隔油沉淀池，廢水中

76、的油脂、懸浮物等被進一步大幅度地分離去除，從而有效降低后續(xù)生化處理工藝的有機負荷，提高整個系統(tǒng)的處理效率。</p><p>　　出水中含有的油污經隔油沉淀池去除提高CASS池的可生化性。</p><p>　　水解酸化池，廢水中復雜大分子有機物被降解成小分子溶解性有機物和有機酸，為后續(xù)好氧反應器提供優(yōu)質的底物，提高了整個處理系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力和穩(wěn)定性。</p><p&g

77、t;　　污水進入CASS池通過微生物的生物酶吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程有效的降低CODcr、BOD5及NH3-N等高濃度污染物的濃度，污水進入消毒池消毒處理后保證水質達到國家要求的出水標準并進行回用。在整個處理過程中產生的污泥進污泥濃縮和脫水工藝后外運處理。</p><p>　　本設計的兩個主要處理單元為水解酸化和CASS（好氧生化處理）。該工藝與傳統(tǒng)“活性污泥法”工藝的比較見

78、表2-1</p><p>　　表2-1 廢水處理工藝性能比較</p><p>　　2.5各級處理單元污染物去除率分析</p><p>　　根據(jù)處理要求和處理工藝流程，各級處理單元的污染物去除率分析如下表2-2所示。廢水經各工藝單元處理后達到要求的出水標準。</p><p>　　表2-2各單元去除率</p><p>　　

79、第3章 主要設備設計計算</p><p><b>　　3.1 格柵</b></p><p>　　格柵是一組平行的金屬柵條或篩網組成，安裝在污水管道、泵房、集水井的進口處或處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷并使之正常運行。</p><p>　　格柵按形狀，可分為平面格柵和曲面格柵兩種。按截留污物的清除方

80、式，可分為人工清除和機械清除。人工清渣格柵適用與小型污水處理廠，為了使工人易于清渣作業(yè)，避免清渣過程中的柵渣掉回水中，格柵安裝角度以45o-75o為宜。當柵渣量大于0.2m3/s時，為改善勞動與衛(wèi)生條件，都應采取機械清渣格柵。</p><p>　　格柵的設計計算如下：</p><p>　　進入格柵池的設計流量Qmax ：</p><p>　　Qmax =100m3/

81、d=0.0012m3/s</p><p>　　由于流量過小，故選用規(guī)格為200*400mm的固體平面篩網即可滿足要求。</p><p><b>　　3.2調節(jié)池</b></p><p>　　由于廢塑料清洗廢水水質、水量變化大，為了適應這一變化，特設置了調節(jié)池使廢水充分均質，防止廢水中的有機雜質的沉淀。</p><p>　

82、　3.2.1 設計參數(shù)</p><p>　　設計流量Q=4.17m3/h；停留時間T=8h。</p><p>　　3.2.2 設計計算</p><p>　　3.2.2.1節(jié)池有效容積 選用矩形平面對角線出水調節(jié)池 </p><p>　　式中：T——停留時間，h。</p><p>　　3.2.2.2調節(jié)池尺寸</

83、p><p>　　由于場地限制，其有效水深h2取3m，調節(jié)池的面積：</p><p>　　式中：2——有效水深，m。</p><p>　　池寬取4m，池長取4m。</p><p>　　保護高h1取0.6m，則池總高H為3.6m。</p><p>　　調節(jié)池尺寸為4m×4m×3.6m。</p>

84、<p>　　3.3污水提升泵房的設計與計算</p><p>　　3.3.1 設計說明</p><p>　　污水泵房用于提升污水廠的污水，以保證污水能在后續(xù)處理構筑物內暢通的流動，長寬高分別取4m,3m,3m。</p><p><b>　　3.3.2設計計算</b></p><p>　　3.3.2.1 設計流量

85、</p><p>　　Q=100m3/d=4.17m3/h=0.0012 m3/s</p><p>　　3.3.2.2 選泵前總揚程估算</p><p>　　經過估算，經過各構筑物的總水頭損失為3.5m。 （見表4-1）</p><p>　　管線水頭損失假設為2.0m,考慮自由水頭為1m,則水泵總揚程為：</p><p&

86、gt;　　H=3.5+1.5+2.0+1.0</p><p><b>　　=8.0m</b></p><p><b>　　3.3.3 選泵</b></p><p>　　根據(jù)流量Q=4.17m3/h,揚程H=8.0m。</p><p>　　擬選用100瓦WL-65-12-5.5型立式污水泵，每臺水泵的

87、流量為：Q=65m3/h，揚程為H=12m，考慮選用2臺水泵，其中一臺備用。</p><p><b>　　3.4隔油沉淀池</b></p><p>　　平流式隔油池與平流式沉淀池在構造上基本相同，如圖3-2。所以將二者功能容為一體，設計成一個池體，按平流式沉淀池計算。</p><p>　　圖3-1平流式隔油池示意圖</p><

88、;p>　　廢水從隔油沉淀池的一端流入，以較低的水平流速(2～6mm/s)流經池子，流動過程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的顆粒雜質沉于池底，污水從隔油沉淀池的另一端流出。在隔油沉淀池的出水端設置集油管收集油污。為了及時排油及排除底泥，在大型隔油沉淀池應設置刮油刮泥機。刮油刮泥機的刮板移動速度一般應與池中流速相近，以減少對水流的影響。收集在排泥斗中的污泥由設在池底的排泥管借助靜水壓力排走。</p><

89、p>　　平流式隔油沉淀池表面一般設置蓋板，除便于冬季保持浮渣的溫度，從而保持它的流動性外，同時還可以防火與防雨。在寒冷地區(qū)還應在池內設置加溫管，以便必要時加溫。</p><p><b>　　設計計算如下：</b></p><p>　　3.4.1 沉淀區(qū)的表面積</p><p><b>　　(3-1)</b></

90、p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　A——沉淀區(qū)表面積，m2；</p><p>　　——最大設計流量，m3/h；</p><p>　　q——表面水力負荷，m3/( m2﹒h)一般取1.5-2.5 m3/( m2﹒h)。</p><p>　　3.4.2沉淀區(qū)有效水深</p&

91、gt;<p><b>　　(3-2) </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　h2——沉淀區(qū)有效水深，m；</p><p>　　t——沉淀時間，h，一般取0.5h-2.0h。</p><p>　　3.4.3 沉淀區(qū)有效容積</p><

92、;p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V——沉淀區(qū)有效容積，m3。</p><p>　　3.4.4 沉淀池長度</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><

93、b>　　式中：</b></p><p>　　L——沉淀池長度，m；</p><p>　　v——最大設計流量時的水平流速，mm/s，一般不大于5mm/s，此處取2.5mm/s。</p><p>　　3.4.5 沉淀區(qū)的總寬度</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p

94、><b>　　式中：</b></p><p>　　B——沉淀區(qū)總寬度，m；</p><p>　　3.4.6 貯泥斗的容積</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V1——貯泥斗

95、的容積，m3；</p><p>　　h4——貯泥斗高度，m；</p><p>　　S1,S2——分別為貯泥斗下口和上口的面積。</p><p>　　3.4.7 隔油沉淀池總高</p><p><b>　　(3-7) </b></p><p><b>　　式中：</b><

96、;/p><p>　　H——隔油沉淀池的總高,m；</p><p>　　h1——超高，m，取0.2m；</p><p>　　h2——有效水深，m；</p><p>　　h3——緩沖層高度，m，取0.2m；</p><p>　　h4——污泥區(qū)高度，m，取0.6m</p><p><b>　　3

97、.5 水解酸化池</b></p><p>　　水解酸化是兼氧厭氧技術，兼性菌（主要是產酸菌）在缺氧或厭氧條件下，將廢水中結構比較復雜的大分子有機物分解成小分子中間產物。同時，部分有毒物質及一些帶色基團的分子鍵被打開，降低了廢水中有毒物質的濃度。厭氧生物反應分為水解、酸化、產乙酸、產甲烷四個階段，完成整個厭氧過程需時很長，但其中水解、酸化階段反應條件溫和、速率快，本方案即將厭氧過程控制在此階段，作為一種

98、預處理手段，水解酸化并沒有很大程度降低廢水中的CODCr 和BOD5，而是使廢水中結構復雜的大分子有機物，在生物催化劑作用下降解轉變?yōu)榻Y構簡單的小分子有機物，即廢水中的不溶性的復雜大分子有機物降解成小分子溶解性底物，溶解性有機物再轉化為有機酸、醇、二氧化碳、各種低級有機酸及氫等，廢水的毒性得以降低，可生化性得以提高，為后續(xù)生物氧化反應器提供了優(yōu)質底物，給好氧過程創(chuàng)造了條件。其結構示意圖如圖3-2：</p><p>

99、;　　圖3-2 水解酸化池結構示意圖</p><p><b>　　設計計算如下：</b></p><p>　　3.5.1 進入水解酸化池的流量</p><p>　　3.5.2 水解酸化池的容積</p><p>　　采用一個水解酸化池，則池子容積V：</p><p><b>　　（3-8）

100、</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　N——容積負荷，取1kgCOD/m3*d</p><p>　　S——COD濃度, 0.8kg/L</p><p>　　3.5.3 水解酸化池尺寸</p><p>　　有效水深h2，取4米，池子的長取4.5m，寬取

101、4.5m</p><p>　　3.5.4 水解酸化池的池高 </p><p>　　H=h1+h2 =4+0.5=4.5</p><p>　　h1——超高，取0.5m </p><p><b>　　3.5.5 布水管</b></p><p>　　設布水點服務區(qū)面積s=0

102、.5個，則布水點個數(shù)n</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　3.5.6 出水堰負荷</p><p>　　設三角形堰板角度為90°，單齒流量：</p><p>　　(3-10) </p><p><b>　　式中：</b

103、></p><p>　　H1 ——堰口水深，m, 設為0.025m；</p><p>　　Q′——單齒流量,m3/s；</p><p>　　n ——出水堰個數(shù) </p><p>　　3.5.7 實際設計尺寸</p><p>　　水解酸化池的實際設計外部幾何尺寸為LBH=4.5m4.5m4.5m。<

104、/p><p><b>　　3.6 CASS池</b></p><p>　　CASS工藝是將序批式活性污泥法（SBR）的一種變形工藝，它是將SBR反應池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)。在主反應區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實現(xiàn)了連續(xù)進水間歇排水的周期循環(huán)運行，集曝氣沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個好氧/缺氧/厭氧交替運行的過程，具有一

105、定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運行，而各反應區(qū)則以完全混合的形式運行以實現(xiàn)同步硝化-反硝化和生物除磷。結構示意圖見圖3-3。</p><p>　　圖3-3 CASS池的結構示意圖</p><p>　　本設計中經預處理的費塑料清洗廢水與生活污水，在CASS反應池混合后一起進行生化處理，進一步去除污染物。通過鼓風曝氣為微生物的生長提供氧氣，曝氣設備選用微孔曝氣器。</p><

106、;p><b>　　設計計算如下：</b></p><p>　　3.6.1 BOD5去除率</p><p>　　(3-11) </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　S0——進入CASS池水BOD5濃度為300 mg/L；</p>

107、;<p>　　Se——出水CASS池水BOD5濃度為20 mg/L；</p><p>　　——BOD5去除率。</p><p>　　3.6.2 BOD5污泥負荷</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Ns——BOD5污泥負荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)；</

108、p><p>　　K2——有機基質降解速率常數(shù)，L/(mg·d)；</p><p>　　η——為有機基質降解率，%；</p><p>　　f——混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，0.7～0.8。</p><p>　　3.6.3 反應池容積 </p><p>　　(3-12) </p&g

109、t;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　V——反應池容積, m3；</p><p>　　Q——污水日流量，m3/d； </p><p>　　X——混合液污泥濃度，kg/m3，一般取2500 kg/m3。 </p><p>　　3.6.4 池體尺寸設計</p><p&

110、gt;　　反應池總容積V=42m3設反應池為兩個，則單個池有效容積約為21m3，V=L×B×H，有：</p><p>　　得： H=1.65m L=8.25m B=1.65m</p><p>　　3.6.5 單個池體各部分體積</p><p>　　得：

111、 V1=0.6m3 V2=3.0m3 V3=18.0m3</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V1——變動容積，是指池內設計最高水位至潷水后最低水位之間的容積,m3；</p><p>　　V2——潷水水位和泥面之間的容積,m3；</p><p>　　V3——活性污泥最

112、高泥面至池底的容積,m3。</p><p>　　3.6.6 單個池體反應區(qū)長度</p><p>　　(3-13) </p><p>　　(3-14) </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　L1——預反應區(qū)長度，m；</p&

113、gt;<p>　　L2——主反應區(qū)長度，m。</p><p>　　3.6.7 單個池體平面面積</p><p>　　(3-15) </p><p>　　3.6.8 池體各部分最高水位</p><p>　　(3-16) </p><p>　　設0.5為CASS的超高，則

114、池總高H0：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　H1——是指池內設計最高水位至潷水后最低水位之間的水深,m；</p><p>　　H2——潷水水位和泥面之間的水深,m；</p><p>　　H3——活性污泥最高泥面至池底的水深,m；</p><p>　　N1——池子的

115、個數(shù)；</p><p>　　N2——一日內循環(huán)周期數(shù)；</p><p>　　SVI——污泥體積指數(shù),取20mg/L。</p><p>　　3.6.9 曝氣時間 </p><p><b>　　曝氣時間t0:</b></p><p>　　(3-17) </p>

116、<p><b>　　式中：</b></p><p>　　t0——曝氣時間, h；</p><p>　　——充水比，無綱量，取0.38。 </p><p>　　3.6.10 沉淀時間</p><p>　　當污泥濃度小于3000mg/L時，污泥界面沉降速度為：</p><p>　　(3

117、-18) </p><p><b>　　沉淀時間t1:</b></p><p>　　(3-19) </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　u——污泥界面沉降速度，m/h； </p><p>　　T——溫度,水

118、溫設為30°；</p><p>　　t1——曝氣時間, h；</p><p>　　——緩沖層高度, m，設為0.5m；</p><p>　　3.6.11 運行周期</p><p>　　設進水時間t2=0.5h，出水時間t3=0.5h，則總運行周期為T：</p><p><b>　　(3-20)&l