ace工藝處理氮肥生產(chǎn)廢水工藝設(shè)計【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　論文題目：ACE工藝處理氮肥生產(chǎn)廢水工藝設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 生物與環(huán)境學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 環(huán)境工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </

2、p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　氮肥廢水是一種典型的難處理高氨氮有機廢水。本文根據(jù)某氮肥廠生產(chǎn)廢水的水量、水質(zhì)以及國家規(guī)定的污水排

3、放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而對幾種處理方案進(jìn)行比較，綜合考慮采用ACE工藝處理氮肥廢水，計算確定其構(gòu)筑物尺寸及設(shè)備的選型，并繪制主要構(gòu)筑物的施工圖，最后計算確定工程造價和運行成本。該工藝處理規(guī)模為2000m3/d，處理后出水達(dá)到《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。采用此工藝，不僅使處理流程簡單，也節(jié)省了運行費用，是目前處理高氨氮廢水的有效途徑之一。</p><p>　　關(guān)鍵詞：ACE；氮肥廢水；工藝比較；工程造價；運行成本&

4、lt;/p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Nitrogen wastewater is typical organic wastewater with high ammonia concentration which is difficult to be treated. In this paper, according to the

5、amount of water, water quality and sewage discharge standards prescribed by the state, and then compare with several treatment scheme, in conclusion we use the anoxic tank/contact oxidation tank/extended aeration tank(AC

6、E) process to disposing slaughter wastewater. Else, the sizes of each treatment structures are calculated and the equipments are sel</p><p>　　Key Words: ACE;Nitrogen wastewater;Technology compared;Constructi

7、on costs ; Operation cost</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1．前言1</b></p><p>　　2．主要設(shè)計資料2</p><p>　　2.1 氮肥廢水的來源2</p><p>　　2.2 氮肥廢水的

8、特點2</p><p>　　2.3 廢水水質(zhì)水量2</p><p>　　2.4 氣象與水文資料3</p><p>　　2.5 廠區(qū)地形3</p><p><b>　　3．設(shè)計原則3</b></p><p>　　4．設(shè)計規(guī)范及水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)4</p><p><

9、;b>　　5．工藝流程4</b></p><p>　　5.1 工藝概況4</p><p>　　5.2 工藝確定6</p><p>　　5.3 工藝特點7</p><p>　　6．方案設(shè)計說明書8</p><p><b>　　6.1 格柵8</b></p>

10、<p>　　6.1.1 設(shè)計說明8</p><p>　　6.1.2 設(shè)計計算8</p><p><b>　　6.2 調(diào)節(jié)池9</b></p><p>　　6.2.1 設(shè)計說明9</p><p>　　6.2.2 設(shè)計計算9</p><p>　　6.2.3 擇污水泵10<

11、/p><p>　　6.3 缺氧池10</p><p>　　6.3.1 設(shè)計說明10</p><p>　　6.3.2 設(shè)計計算10</p><p>　　6.4 生物接觸氧化池11</p><p>　　6.4.1 設(shè)計說明11</p><p>　　6.4.2 設(shè)計計算11</p>

12、<p>　　6.5 延時曝氣池（氧化溝）13</p><p>　　6.5.1 設(shè)計說明13</p><p>　　6.5.2 設(shè)計計算13</p><p>　　6.6 輻流式沉淀池15</p><p>　　6.6.1 設(shè)計說明15</p><p>　　6.6.2 設(shè)計計算16</p>

13、<p>　　6.7 濃縮池17</p><p>　　6.7.1 設(shè)計說明17</p><p>　　6.7.2 設(shè)計計算17</p><p>　　6.8 脫水間設(shè)計18</p><p>　　6.8.1 設(shè)計說明18</p><p>　　6.8.2 設(shè)計計算18</p><p&

14、gt;　　7．主要構(gòu)筑物及設(shè)備20</p><p>　　8．管道尺寸的確定21</p><p><b>　　9．高程計算21</b></p><p>　　9.1 水頭損失計算21</p><p>　　9.2 高程確定22</p><p>　　10．經(jīng)濟(jì)評價23</p>&

15、lt;p>　　10.1 工程投資估算23</p><p>　　10.1.1 土建造價23</p><p>　　10.1.2 設(shè)備造價23</p><p>　　10.1.3 工程總造價24</p><p>　　10.2 運行費用估算25</p><p><b>　　11．結(jié)論25</b&

16、gt;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　1．前言</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高, 污染物排放量也迅速增加, 環(huán)境污染已成為制約我國經(jīng)濟(jì)與

17、社會進(jìn)一步發(fā)展及人民生活、健康水平進(jìn)一步提高的重大因素，尤其是我國加入WTO以來，環(huán)境問題越來越多地成為國外限制我國產(chǎn)品出口的最重要的非關(guān)稅壁壘，因此減污節(jié)能已成為非常重要的社會問題[1]。</p><p>　　我國是人口大國，也是農(nóng)業(yè)大國。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開化肥，化肥對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的作用約為40％，因此，化肥在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中始終處于十分重要的地位[2]。我國氮肥工業(yè)始于20世紀(jì)30年代。由于受能源構(gòu)成的限制，我國天然氣

18、資源不足，氮肥工業(yè)基本上只能以煤焦為主要原料，煤頭企業(yè)約占62%；以天然氣為原料的氮肥企業(yè)占21％；以輕油和重油為原料的氮肥企業(yè)占17％。但是從總體看，我國氮肥生產(chǎn)已能夠滿足國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。2 l世紀(jì)已成為世界上最大的化肥生產(chǎn)和銷售國，氮肥交易穩(wěn)步增長，氮肥技術(shù)也有了很大的提高，能耗大大降低，競爭力提高。然而，氮肥行業(yè)在生產(chǎn)過程中，排放出的大量工業(yè)廢水，雖然企業(yè)都采取了相應(yīng)的控制和治理措施，但是仍然存在廢水排放量大、處理成本高、設(shè)施

19、陳舊、處理效果差等問題。這不僅給周圍地區(qū)的水環(huán)境帶來不利影響，而且關(guān)系到氮肥行業(yè)的持續(xù)發(fā)展[3]。</p><p>　　氮肥廢水是典型的高氨氮、難降解廢水。若將廢水直接排入附近河道，大量的懸浮物和有機物會迅速消耗水體中的溶解氧，使得水體水質(zhì)惡化，影響正常的生活和生產(chǎn)用水。并且氮肥廢水中含有氨氮、COD、油污、氰化物、硫化物、酚類等有毒有害污染物質(zhì)，使得水中的生物大量死亡，若人食用了有毒的水產(chǎn)品則會危及生命，后果非

20、常嚴(yán)重。因此，設(shè)計出高效率、低耗能且適合氮肥廠廢水的處理工藝和工程，對保護(hù)水資源有著極其重要的意義[4,5]。</p><p><b>　　2．主要設(shè)計資料</b></p><p>　　2.1 氮肥廢水的來源</p><p>　　我國化肥主要包括氮肥、磷肥和鉀肥，氮肥是我國化肥主要產(chǎn)品之一，始于20世紀(jì)30年代。煤、石油、天然氣是制造氮肥的主要

21、原料，由于我國受能源構(gòu)成的限制，天然氣資源不足，氮肥工業(yè)基本上只能以煤焦為主要原料，從總體看，我國氮肥生產(chǎn)已能夠滿足國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。氮肥企業(yè)生產(chǎn)廢水主要來源于造氣、脫硫、合成和碳化等工序。以煤焦造氣產(chǎn)生的合成氨工藝廢水主要來自三個部分：①氣化工序產(chǎn)生的脫硫廢水；②脫硫工序產(chǎn)生的脫硫廢水；③銅洗工序產(chǎn)生的含氨廢水。尿素生產(chǎn)廢水主要是蒸餾和蒸發(fā)工序的解析液和冷凝液。碳銨生產(chǎn)廢水主要是尾氣洗滌塔產(chǎn)生的含氨廢水[6]。</p>

22、<p>　　2.2 氮肥廢水的特點</p><p>　　氮肥廢水的主要污染物為COD、BOD5、SS、NH3-N和少量的尿素、油等，其基本特點是NH3-N濃度高、C/N比失調(diào)，屬于難處理的高氨氮有機廢水。氮肥廢水從合成氨、尿素、碳銨的生產(chǎn)過程分析特征[7,8]如下：</p><p><b>　　排水量變化大。</b></p><p>

23、;　　污水成分復(fù)雜。主要污染因子分別為懸浮物、氨氮、氰化物、硫化物、COD、酚類等，合成、精煉工段在生產(chǎn)過程中需要產(chǎn)生大量的廢稀氨水，其氨氮濃度高達(dá)30000mg/L；</p><p>　　難于生物降解，碳氮比不合適。</p><p>　　2.3 廢水水質(zhì)水量</p><p><b>　?。?）設(shè)計水量</b></p><p

24、>　　平均設(shè)計水量Q=2000m3/d，總變化系數(shù)Kd=1.5，則</p><p>　　最大設(shè)計水量Qmax=3000m3/d</p><p><b>　?。?）進(jìn)水水質(zhì)</b></p><p>　　表1　廢水進(jìn)水水質(zhì)表　　　　　　　 單位：mg/L</p><p><b>　?。?）出水水質(zhì)&l

25、t;/b></p><p>　　本設(shè)計處理后的水排入市政管網(wǎng)流入大型污水處理廠進(jìn)行再次處理，執(zhí)行《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)(GB13458-2008)，見表2</p><p>　　表2　廢水出水水質(zhì)表 單位：mg/L</p><p>　　2.4 氣象與水文資料</p><p>　　設(shè)計廠區(qū)位

26、于錢塘江南岸，屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候特征為：冬夏長、春秋短，四季分明；光照充足，雨量充沛，溫暖濕潤，年平均氣溫為16.1℃，年平均地面溫度為18.3℃。年平均降雨量1402.5毫米。風(fēng)向隨季節(jié)轉(zhuǎn)換，冬季多西北風(fēng)，夏季多為東南風(fēng)，春秋季變化不定，風(fēng)向多為偏東偏南。由于冷空氣易進(jìn)難出，災(zāi)害性天氣較多，主要包括寒潮、低溫、暴雨、臺風(fēng)、冰雹和颮等。</p><p><b>　　2.5 廠區(qū)地形</b

27、></p><p>　　設(shè)定污水處理廠選址位于沿江地帶，地勢平坦，地質(zhì)條件極好，地基結(jié)實，地層穩(wěn)定，承載力強。</p><p><b>　　3．設(shè)計原則</b></p><p>　?。?）認(rèn)真研究搜集的基礎(chǔ)資料和數(shù)據(jù)，根據(jù)處理廢水的水質(zhì)水量特點，嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項規(guī)定，設(shè)計合理的處理方案，確保各項出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到并優(yōu)于國家有關(guān)

28、污水排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　?。?）參考同類廢水的處理工藝，積極慎重地采用經(jīng)過實踐證明可行的有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備，最后選擇實用性和先進(jìn)性兼?zhèn)涞奈鬯幚砉に嚒?lt;/p><p>　?。?）根據(jù)處理工藝流程和各構(gòu)筑物的功能要求，結(jié)合廠址地形、地質(zhì)和氣候條件，合理進(jìn)行平面布置、高程布置和管道布置。</p><p>　?。?）妥善處理氣味、噪聲、柵渣、沉

29、砂、污泥等污染物，避免對環(huán)境造成二次污染。</p><p>　?。?）管理、運行、維修要方便，減少操作的勞動強度。</p><p>　　（6）在確保排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)的同時，節(jié)省工程費用，減少占地面積和運行費用。 </p><p>　?。?）近期遠(yuǎn)期全面規(guī)劃。</p><p>　?。?）充分考慮安全運行要求。 </p><

30、p>　　4．設(shè)計規(guī)范及水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　?。?）《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB 50014—2006）</p><p>　　（2）《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB 50015—2003）</p><p>　?。?）《室內(nèi)給水設(shè)計規(guī)范》（GB 50013—2006）</p><p>　?。?）《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》（GB 5

31、0335—2002）</p><p>　　（5）《建筑中水設(shè)計規(guī)范》（GB 50336—2002）</p><p>　?。?）《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 31—89）</p><p>　?。?）《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13458-2008）</p><p>　?。?）《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ

32、31—89）</p><p>　?。?）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB J10-98）</p><p>　　（10）《建筑結(jié)構(gòu)統(tǒng)一設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ 68—84）</p><p>　?。?1）《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）</p><p>　　（12）《廢水處理工藝設(shè)計計算》</p><p>　?。?

33、3）《給水排水設(shè)計手冊》</p><p>　?。?4）《水處理工程師手冊》</p><p><b>　　5．工藝流程</b></p><p><b>　　5.1 工藝概況</b></p><p>　　目前，氨氮廢水的處理技術(shù)大致可以分為兩大類：一類是物化處理技術(shù)；另一類是生物脫氮技術(shù)。</p&

34、gt;<p>　　物化處理技術(shù)：吹脫(或汽提)、沉淀、膜分離、濕式氧化等。</p><p>　　吹脫法[9]主要利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進(jìn)行分離，且吹脫法還有pH值的要求。該工藝較復(fù)雜，投資和運行費用較高，同時排出的氣態(tài)氨需要利用烯酸進(jìn)行吸收，容易造成二次污染，對排出的污染物的最大地面濃度及最大濃度點距排氣筒的距離應(yīng)按(GB3840—83)標(biāo)準(zhǔn)中指定的公式進(jìn)行計算[10]。實驗

35、表明吹脫法的除氨機理和氨氮去除率與廢水溫度及pH值有關(guān)，指出廢水溫度及pH值的升高有利于吹脫法除氨的去除率，若去除率要達(dá)到90%以上，pH值必須大于12且溫度高于90℃，而廢水處理要求是pH值達(dá)到6～9之間，因此對于除氮吹脫效果不佳。</p><p>　　化學(xué)沉淀法[11]是采用化學(xué)物質(zhì)與氨氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來去除氨氮，例如向廢水中投加鎂鹽和磷酸鹽，反應(yīng)生成MAP（磷酸銨鎂）。廢水中的氨氮去除率高達(dá)95%以上，生成的

36、磷酸銨鎂沉淀物溶解、釋放速度慢，農(nóng)作物利用率高，對環(huán)境污染小。但是該方法中化學(xué)物質(zhì)的投加量比和pH值嚴(yán)重影響氨氮的去除率，且運行費用高，腐蝕性強，產(chǎn)生污泥量大，不易處理。一般在氨氮含量高，水量小的情況下才采用。</p><p>　　膜分離[12]技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于溶液和氣體物質(zhì)分離、濃縮和提純的分離技術(shù)。它利用具有選擇透過能力的薄膜做分離介質(zhì), 膜壁密布微孔, 原液在一定壓力下通過膜的一側(cè), 溶劑及小分子溶質(zhì)透

37、過膜壁為濾出液, 而較大分子溶質(zhì)被膜截留, 從而達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。但是膜處理對進(jìn)水的水質(zhì)要求較為嚴(yán)格，因此要進(jìn)行前期處理；膜處理需要定期進(jìn)行反沖洗，已防止膜堵塞，根據(jù)實際情況更換膜，運行成本相對生化處理較高。因此對于小型氮肥廠的廢水處理，其運行成本相對偏高。</p><p>　　生物脫氮：A/O法[13,14]、SBR法[15-17]、曝氣生物濾池[18]、延時曝氣池[19]等。幾種處理方法比較如表：&l

38、t;/p><p>　　表3 水處理工藝對比</p><p><b>　　續(xù)表3</b></p><p><b>　　5.2 工藝確定</b></p><p>　　污水處理工藝流程的選擇不僅關(guān)系到污水處理廠的處理效果，且還要考慮污水處理廠運行的可靠性，穩(wěn)定性、工程投資，運行費用和操作管理等方面。因此，必須

39、結(jié)合實際情況，選擇適當(dāng)?shù)奶幚砉に嚵鞒?。根?jù)氮肥廢水的特點，處理的重點在于對廢水中COD、BOD5及氨氮，由于此廢水氨氮的濃度高達(dá)500mg/L，且排放標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到一級排放（即NH3-N≤15mg/L），若采用單獨的化學(xué)方法或常規(guī)的生物方法都很難達(dá)到處理要求，因此，設(shè)計出以生物處理法為主的組合工藝。設(shè)計工藝流程為圖1：</p><p>　　圖1 工藝流程圖</p><p>　　原水經(jīng)格柵

40、去除大顆粒固體物質(zhì)(如塑料袋、樹葉等)后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水流量后由提升泵抽至缺氧池，缺氧池主要去除COD、完成反硝化反應(yīng)和抑制絲狀污泥膨脹等。缺氧池出水進(jìn)入接觸氧化池，池內(nèi)設(shè)有填料，可提高生物接觸氧化池對水質(zhì)、水量驟變的適應(yīng)能力，該池污泥負(fù)荷較高，主要完成對COD的去除。接觸氧化池后設(shè)置氧化溝，該池污泥負(fù)荷較低，主要發(fā)生硝化反應(yīng)。經(jīng)生物處理后的廢水排至豎流式二沉池中進(jìn)行沉淀，經(jīng)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排入市政管網(wǎng)。</p&

41、gt;<p><b>　　5.3 工藝特點</b></p><p>　　ACE工藝[20]中廢水經(jīng)過缺氧池，其中的有機碳被反硝化菌所利用，減輕了后面生物接觸氧化池的有機負(fù)荷，反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可以補償接觸氧化池中硝化反應(yīng)對堿度的需求。接觸氧化池在缺氧池之后，可以使反硝化殘留的有機污染物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)。最后的氧化溝長度較長，從而可再氧化溝中形成富氧區(qū)、低氧區(qū)進(jìn)而能

42、夠形成生物脫氮的環(huán)境，當(dāng)有機負(fù)荷低時，還可以停用其中的曝氣機，在保證水流攪拌混合循環(huán)的前提下，節(jié)約能源消耗。部分出水回流至缺氧池，進(jìn)一步進(jìn)行脫氮處理，高氨氮廢水經(jīng)過多次反復(fù)的硝化和反硝化反應(yīng)，BOD去除率可達(dá)90%~95%以上，脫氮效率在70%~80%以上，最終達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　6．方案設(shè)計說明書</b></p><p><b>　

43、　6.1 格柵</b></p><p>　　6.1.1 設(shè)計說明</p><p>　　格柵是一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成,傾斜安裝在進(jìn)水的渠道,或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處,以攔截污水中較大的懸浮物及雜質(zhì), 以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負(fù)荷，并起到保護(hù)水泵、管道、儀表等作用。</p><p>　　6.1.2 設(shè)計計算</p><

44、p><b>　?。?） 設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　?、?柵條寬度S=20mm；</p><p>　?、?柵條間隙b=20mm；</p><p>　?、?柵前水深h=0.3m；</p><p>　?、?過柵流速v=0.6m/s；</p><p>　?、?格柵傾角α=60°；

45、</p><p>　?、?格柵前渠道超高h(yuǎn)1=0.3m；</p><p>　?、?進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角度α1=20°；</p><p>　?、?進(jìn)水渠道寬度B1=0.25m</p><p>　　（2） 格柵間隙數(shù)量n</p><p>　　n===9.05 取n=10</p><

46、p>　?。?） 格柵槽總寬度B</p><p>　　B=S（n-1）+b·n=0.02×（10-1）+0.02×10=0.38m 取B=0.4m</p><p>　?。?） 過柵水頭損失h2</p><p>　　ζ=β（）=2.42×=2.42 （柵條斷面形狀為銳邊矩形，取β=2.42）</p>&

47、lt;p>　　h0=ζ··sinα=2.42××sin60°=0.038m</p><p>　　h2=k·h0=3×0.038=0.12m</p><p>　?。?） 柵后槽的總高度H</p><p>　　H=h+ h1+h2=0.3+0.3+0.12=0.72m </p>

48、<p>　?。?） 進(jìn)水渠道漸寬部位的長度L1</p><p>　　L1===0.206m 取L1=0.21m</p><p>　?。?） 格柵的總長度L</p><p>　　L=L1+L2+0.5+1.0+=0.21+0.21/2+1.5+=2.16m </p><p>　?。?） 每日柵渣量W</p>

49、<p>　　W===0.1008m3/d</p><p><b>　　6.2 調(diào)節(jié)池</b></p><p>　　6.2.1 設(shè)計說明</p><p>　　調(diào)節(jié)池是用以調(diào)節(jié)進(jìn)、出水流量和水質(zhì)的構(gòu)筑物，一般還可考慮兼有沉淀、混合、加藥、中和和預(yù)酸化等功能。由于氮肥廢水排水量變化大，因此需要調(diào)節(jié)池來穩(wěn)定水量，以保證灌渠與后面構(gòu)筑物的正

50、常工作。</p><p>　　6.2.2 設(shè)計計算</p><p><b>　?。?） 設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　?、?停留時間T=8h；</p><p>　?、?有效水深h=3.5m；</p><p>　?、?超高=0.5m；</p><p>　?。?） 調(diào)節(jié)池

51、有效容積V</p><p>　　V=Qmax·T=0.035×3600×8=1008m3 </p><p>　　（3） 調(diào)節(jié)池面積F</p><p><b>　　F===288m2</b></p><p>　?。?） 調(diào)節(jié)池尺寸為： L 18×B 16×H 4.0<

52、/p><p>　?。?） 調(diào)節(jié)池進(jìn)水管徑D</p><p>　　設(shè)進(jìn)水流速v=1.0m/s</p><p>　　D=2=2=0.211m 取D=0.250m=250mm</p><p>　　6.2.3 擇污水泵</p><p>　　水泵的平均秒流量：Q=2000/86400=0.023m3/s</p>

53、<p>　　水泵考慮2臺，1用1備。</p><p>　　總出水管選用管徑為DN150mm</p><p>　　查表得：V=0.8 m/s i=0.135</p><p><b>　　出水管水頭損失：</b></p><p>　　13.7×0.135=1.85m</p><p&

54、gt;　　局部損失按沿程損失的35%：</p><p>　　1.85×0.35=0.65m</p><p><b>　　水泵所需的總揚程：</b></p><p>　　H=10.7+1.85+0.65=13.2m</p><p>　　所以決定采用2臺QW型污水泵，1用1備，揚程H=15m，轉(zhuǎn)速R=1440r/m

55、in，流量Q=100 m3/h，配用功率7.5kw，效率67%。</p><p><b>　　6.3 缺氧池</b></p><p>　　6.3.1 設(shè)計說明</p><p>　　污水進(jìn)入缺氧反應(yīng)池，發(fā)生生物反硝化，同時去除部分COD。硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在生物作用下與有機物反應(yīng)。</p><p>　　6.3.2 設(shè)計計算&

56、lt;/p><p><b>　?。?）設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　① 水利停留時間T=4h；</p><p>　?、?缺氧池高度H=5.0m；</p><p>　　③ 超高h(yuǎn)=0.5m</p><p><b>　?。?）缺氧池體積</b></p><

57、p>　　V=QT=4×2000×4/24=1333.3m3</p><p><b>　?。?）缺氧池面積</b></p><p>　　A=V/H=1333.3/5=266.7m2</p><p><b>　　（4）缺氧池尺寸</b></p><p>　　L20×B

58、13.4×H5=1340m3 （超高=0.5）</p><p>　　6.4 生物接觸氧化池</p><p>　　6.4.1 設(shè)計說明</p><p>　　生物接觸氧化池是以氨氮為主污染特征的污染原水預(yù)處理中的常用工藝，結(jié)構(gòu)包括池體，填料，布水裝置，曝氣裝置。工作原理為：在曝氣池中設(shè)置填料，將其作為生物膜的載體。待處理的廢水經(jīng)充氧后以一定流速流經(jīng)填料，與生

59、物膜接觸，生物膜與懸浮的活性污泥共同作用，達(dá)到凈化廢水的作用。</p><p>　　6.4.2 設(shè)計計算</p><p><b>　?。?） 設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　① 假設(shè)缺氧池BOD5的去除率為20%，則生物接觸氧化池的進(jìn)水BOD5 S0=160mg/L，出水BOD5 Se=110mg/L；</p><p&

60、gt;　?、?填料容積負(fù)荷Lv=0.5kgBOD5/(m3·d)，根據(jù)資料查閱碳氧化/硝化時，Lv一般取0.2~2.0 kgBOD5/(m3·d)；</p><p>　?、?填料高度h0=3.0m；</p><p>　?、?填料層上水深h1=0.5m；</p><p>　?、?填料至池底的高度h2=0.5m；</p><p&g

61、t;　?、?涂料層間隙高度h3=0.4m；</p><p>　?、?填料層數(shù)m=3；</p><p>　?、?超高h(yuǎn)4=0.5m；</p><p>　?、?1m3污水需氣量D0=15m3/m3，根據(jù)資料查閱D0一般取15~20 m3/m3；</p><p>　?、?每單元接觸氧化池面積f=22.5m2，根據(jù)資料查閱f≤25m2，以保證布水，布

62、氣均勻。</p><p>　　（2） 生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積）V</p><p><b>　　V===400m3</b></p><p>　?。?） 生物接觸氧化池的總面積A和池數(shù)N</p><p>　　A=V/h0=400/3=133.4m2</p><p><b>　　

63、N=A/f=6</b></p><p>　?。?） 生物接觸氧化池的長L</p><p>　　L=m 取L=4.75m</p><p>　　（5） 生物接觸氧化池的總池高H</p><p>　　H= h0+ h1+ h2+（m-1）h3+ h4=3.0+0.5+0.5+(3-1)×0.4+0.5=5.3m</

64、p><p>　　（6） 有效停留時間t</p><p><b>　　t===2.4h</b></p><p>　?。?） 實際停留時間t’</p><p>　　t’===3.84h 取t’=4.0h</p><p>　?。?） 所需的總空氣量D</p><p>　　D=D0

65、Q=15×2000×2=6×104m3/d=2500 m3/h=42m3/min</p><p>　　（9） 每單元所需空氣量D’</p><p>　　D’=D/6=6×104/6=10000m3/d=416.7 m3/h</p><p><b>　?。?0） 曝氣系統(tǒng)</b></p>&l

66、t;p>　?、?本設(shè)計中采用3L53WD型三葉羅茨鼓風(fēng)機，南通源泰鼓風(fēng)機有限公司生產(chǎn)，具體參數(shù)見表4：</p><p>　　表4 3L53WD型三葉羅茨鼓風(fēng)機主要參數(shù)</p><p><b>　　設(shè)3臺，2用1備</b></p><p>　?、?設(shè)計中采用HJY-260型旋混式曝氣器，該空氣擴(kuò)散裝置的各項參數(shù)如下：每個空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面

67、積為0.45~0.55m2；動力效率為4.46~5.19kgO2/（kwh）；氧的利用率為18.4%~27.7%。</p><p>　　1）每單元需氧量D’=416.7 m3/h，每單元氧化池的平面面積f=22.5 m2；每個空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.45 m2計算，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為22.5/0.45=50個。</p><p>　　2）每個空氣擴(kuò)散器的配氣量為416.7/50=8.

68、3m3/h，每單元設(shè)置5根空氣小支管，每根空氣小支管上布置10個曝氣頭，每單元的曝氣頭總數(shù)為50個。</p><p>　?。?1） 布?xì)夤苡嬎?lt;/p><p>　　設(shè)曝氣干管流速為v1=15m/s，支管流速v2=10m/s，小支管流速v3=5m/s，</p><p><b>　　則空氣干管直徑：</b></p><p>

69、　　D干管===0.243m，選用DN250mm鋼管</p><p><b>　　則空氣支管直徑：</b></p><p>　　D支管==0.172m，選用DN200mm鋼管</p><p><b>　　則空氣小支管管徑：</b></p><p>　　D小支管==0.077m，選用DN100mm鋼管

70、</p><p>　　6.5 延時曝氣池（氧化溝）</p><p>　　6.5.1 設(shè)計說明</p><p>　　氧化溝是延時曝氣池的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有機械曝氣和推進(jìn)裝置，池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內(nèi)的混合液單向流動。通過曝氣或攪拌作用，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。</p><p>

71、　　6.5.2 設(shè)計計算</p><p><b>　　（1） 設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　?、?活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6（kgMLVSS/kgBOD5）；</p><p>　?、?內(nèi)源代謝系數(shù)Kd=0.05/d；</p><p>　?、?混合液懸浮固體濃度MLSS=3000mg/L；</p>&

72、lt;p>　　④ 氧化溝對BOD5的去除率80%，則氧化溝進(jìn)水BOD5濃度S0=110mg/L，出水BOD5濃度Se=22 mg/L；</p><p>　?、?具有活性作用的污泥的總污泥量的比例K=0.55；</p><p>　?、?MLVSS在MLSS中所占的比例y=0.7；</p><p>　?、?假設(shè)污泥齡θc=35d</p><p&

73、gt;　　（2） 氧化溝總?cè)莘eV</p><p>　?。?）硝化區(qū)容積V1</p><p>　　V1===8960m3</p><p><b>　?。?）總?cè)莘eV</b></p><p>　　V= ==16291m3 </p><p>　　（3） 總停留時間T</p><p&

74、gt;　　T===13.97h 取T=14h</p><p><b>　?。?） 污泥負(fù)荷</b></p><p>　　==≈0.1（kgBOD5/kgMLVSS）</p><p><b>　?。?）氧化溝尺寸</b></p><p>　　采用5廊式氧化溝，取池深H=4.0m，超高取0.5m，

75、寬B=20m，則</p><p>　　氧化溝總長L=V/(H·B)=16291/(4·20)=203.64m</p><p>　　彎道處長度：L1=2×8π+4π=62.83m，則</p><p>　　單個直道長：L2=（203.64-62.83）/5=28.162m 取L2=28.2m</p><p>　　

76、（6）剩余污泥量計算</p><p>　?、?剩余活性污泥量Xw</p><p>　　Xw===537.6kg/d</p><p><b>　?、?污泥負(fù)荷Ns</b></p><p>　　Ns===0.072kgBOD5/（kgMLSS·d）</p><p>　　在0.05～0.15

77、之間，所以符合要求</p><p>　?。?） 需氧量計算O2</p><p>　　O2=a’QLr+b’QNr-1.42Xw</p><p>　　=1.47×14×2000×</p><p>　　=15352.288kg/d=640kg/h</p><p>　　（8） 標(biāo)準(zhǔn)供氧量R0&l

78、t;/p><p><b>　　R0==</b></p><p><b>　　=960kg/h</b></p><p><b>　?。?） 曝氣系統(tǒng)</b></p><p>　　本設(shè)計采用DYB-1400型倒傘型葉輪曝氣機，由江蘇通用環(huán)保集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，參數(shù)見表5：</p&g

79、t;<p>　　表5 DYB-1400型倒傘型葉輪曝氣機主要參數(shù)</p><p>　　氧化溝總共所需供氧量R0=960 kg/h，每臺曝氣機的供氧量按240 kg/h計算，則所需的曝氣機的量為960/240=4臺。</p><p>　　6.6 輻流式沉淀池</p><p>　　6.6.1 設(shè)計說明</p><p>　　二沉池是

80、整個活性污泥系統(tǒng)中非常重要的組成部分。在功能上要同時滿足澄清（固液分離）和污泥濃縮（提高回流污泥的含固率）兩方面的要求，二沉池的工作效果將直接影響系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。從利用懸浮固體與污水的密度差以達(dá)到固液分離。輻流式沉淀池設(shè)計中心進(jìn)水，周邊出水。</p><p>　　6.6.2 設(shè)計計算</p><p><b>　?。?） 設(shè)計參數(shù)</b></p>

81、;<p>　?、?表面水力負(fù)荷取值范圍q0=0.6~1.5 m3/(m2·h)，這里取q0=0.6m3/(m2·h)；</p><p>　?、?沉淀時間取值范圍T=1.5~4h，這里取T=3.0h；</p><p>　?、?沉淀池超高h(yuǎn)1=0.3m；</p><p>　　④ 緩沖層高度h3=0.3m</p><p

82、>　?、?池底徑向坡度取值范圍i=0.05~0.1，這里取i=0.05</p><p>　?、?設(shè)r1=1m，r2=0.5m，傾角α=60°</p><p>　?、?兩次排泥的時間間隔t=2h</p><p>　　（2） 沉淀池表面積A</p><p>　　A===139m2 </p><p>　?。?/p>

83、3） 沉淀池池徑D</p><p>　　D===13.31m 取D=13.4m </p><p>　?。?）沉淀池有效水深h2</p><p>　　h2 = q0×T=0.6×3.0=1.8m</p><p>　　（5） 沉淀池有效容積V’</p><p>　　V’=A·h2=139

84、×1.8=250.2 m3</p><p>　　（6） 沉淀池泥斗高度h5</p><p>　　h5=（r1-r2）tanα=（1-0.5）tan60°=0.87m</p><p>　?。?） 污泥斗容積V1</p><p>　　V1==1.6 m3</p><p>　?。?） 污泥斗以上圓錐體部分

85、污泥容積V2</p><p>　　h4=（R-r1）×i=（6.7-1）×0.05=0.285m 取h4=0.29m</p><p>　　V2==15.97 m3</p><p>　?。?） 沉淀池總高度H</p><p>　　H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.8+0.3+0.29+0.87=3.56m

86、</p><p>　?。?0） 污泥量V污泥</p><p>　　V污泥===42.5m3/d</p><p>　?。?1） 污泥區(qū)的容積Vw</p><p>　　Vw= V污泥/t=42.5/12=3.6 m3</p><p>　　（12） 污泥斗容積V</p><p>　　V=V1+V2=1

87、.6+15.97=17.57 m3＞3.6 m3 </p><p>　　（13） 徑深比，符合要求</p><p><b>　　6.7 濃縮池</b></p><p>　　6.7.1 設(shè)計說明</p><p>　　污泥濃縮的主要目的是減少污泥體積，以便后續(xù)的單元操作。設(shè)計采用連讀式重力濃縮。</p><

88、;p>　　6.7.2 設(shè)計計算</p><p><b>　?。?） 總污泥量Q</b></p><p>　　二沉池中污泥量Q=42.5 m3/d，含水率為99%</p><p>　?。?） 濃縮池面積A</p><p><b>　　425kg/d</b></p><p>

89、;　　污泥固體濃度C==kg/m3</p><p>　　濃縮池的面積A==10.625 m2</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q——污泥的總量，m3/d</p><p>　　C——污泥固體的濃度，kg/m3</p><p>　　M——濃縮污泥固體負(fù)荷，取40kg/(

90、m2·d)</p><p>　?。?） 濃縮池的直徑D</p><p><b>　　D=3.68m</b></p><p>　?。?） 濃縮池工作部分高度：</p><p><b>　　2.0m</b></p><p><b>　　式中：</b>

91、;</p><p>　　T——設(shè)計濃縮是時間，取12h</p><p>　?。?） 泥斗高度h2：</p><p>　　設(shè)泥斗底部為邊長d=0.2m的正方形，截錐側(cè)壁傾角α=60°，截錐高度為h2，則 h2 =tan60°=tan60°=3.0m</p><p>　　（6） 濃縮池中污泥總高度H：<

92、/p><p>　　超高h(yuǎn)3=0.3m，緩沖層高度h4=0.3m</p><p>　　H=+ h2 + h3+ h4=2.0+3.0+0.3+0.3=5.6m</p><p><b>　?。?） 泥斗體積V</b></p><p>　　V0==11.25 m3</p><p><b>　　6.

93、8 脫水間設(shè)計</b></p><p>　　6.8.1 設(shè)計說明</p><p>　　在外力（壓力或真空）作用下，污泥中的水分透過濾布或濾網(wǎng)，固體被截留，從而達(dá)到對污泥脫水的過程。設(shè)計中采用板框式壓濾機。</p><p>　　6.8.2 設(shè)計計算</p><p><b>　?。?） 設(shè)計參數(shù)</b></

94、p><p>　?、?流入污泥的含水率為97%，流量Q=42.5 m2/d</p><p>　?、?處理后的污泥含水率為70%</p><p><b>　　（2） 設(shè)計與計算</b></p><p>　?、?C0=1-97%=3%=0.03g/mL</p><p>　　Ck=1-70%=30%=0.3g

95、/mL</p><p>　　W=g/mL=33.3g/L</p><p>　　式中：C0—原污泥中固體物質(zhì)濃度，g/mL</p><p>　　Ck—濾餅量，g/mL</p><p>　　W—單位體積濾液產(chǎn)生的濾餅干重，kg/m3</p><p>　?、?脫水過濾產(chǎn)率計算</p><p>　　L=

96、=1.2×10-3kg/（m2·s）=4.3 kg/（m2·h）</p><p>　　式中：L—過濾產(chǎn)率，kg/（m2·s）</p><p>　　P—過濾壓力，N/ m2，一般為4~6kg/cm2，這里取P=6 kg/cm2=6MPa</p><p>　　μ—濾液動力粘液層度，N·s/ m2，這里取μ=0.001 N

97、·S/ m2</p><p>　　γ—比阻，m/kg，這里取γ=2×1012 m/kg</p><p>　　m—過濾時間與過濾周期之比</p><p>　　tc—過濾時間，s，這里取tc=35min</p><p>　　t—過濾周期，s，一般為1.5h~4.0h，這里取t=90min</p><p>

98、;　?、?設(shè)壓濾機每天工作1小時，則處理的污泥量為</p><p>　　Wα=42.5×1.8×1.15=88kg/h</p><p>　　式中：1.15—安全系數(shù)</p><p>　?、?所需過濾機面積A</p><p>　　A===20.5 m2</p><p>　　本設(shè)計中采用BYJ25/65

99、0-U 系列的板框壓濾機，其過濾面積為25 m2，因此只需一臺壓濾機，其技術(shù)參數(shù)見表6：</p><p>　　表6 BYJ25/650-U 系列的板框壓濾機主要參數(shù)</p><p>　　7．主要構(gòu)筑物及設(shè)備</p><p>　?。?）主要構(gòu)筑物 </p><p>　　表7 主要構(gòu)筑物一覽表<

100、;/p><p>　?。?）主要設(shè)備見表8</p><p>　　表8 主要設(shè)備一覽表</p><p><b>　　續(xù)表8</b></p><p><b>　　8．管道尺寸的確定</b></p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》（第二版，第1冊）[21]，確定鏈接各構(gòu)筑物的管徑大

101、小。詳見表9。</p><p>　　表9 污水流經(jīng)的管徑大小</p><p><b>　　9．高程計算</b></p><p>　　9.1 水頭損失計算</p><p>　　構(gòu)筑物的水頭損失和管道的水頭損失組成了整個工藝流程中的水頭損失。查閱《給水排水設(shè)計手冊》（第二版、第11冊）[22]和張自杰主編《排水工程》（第四版

102、），確定各構(gòu)筑物和管道的水頭損失，詳情見表10。</p><p>　　表10 水頭損失計算表</p><p><b>　　9.2 高程確定</b></p><p>　　根據(jù)水頭損失計算各個構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，經(jīng)計算，各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計水面標(biāo)高可見表11。再根據(jù)各構(gòu)筑物的尺寸確定池底標(biāo)高。</p><p>　　表11 各

103、污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計水面標(biāo)高及池底標(biāo)高 </p><p><b>　　10．經(jīng)濟(jì)評價</b></p><p>　　10.1 工程投資估算</p><p>　　10.1.1 土建造價</p><p>　　根據(jù)根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》（第二版、第10冊）[23]的預(yù)算及市場咨詢，各主要構(gòu)筑物價格見表12</p>

104、;<p><b>　　表12 土建預(yù)算表</b></p><p>　　10.1.2 設(shè)備造價</p><p>　　根據(jù)制造廠商提供的資料，確定各主要設(shè)備的價格見表13</p><p><b>　　表13 設(shè)備預(yù)算表</b></p><p><b>　　續(xù)表13</b&g

105、t;</p><p>　　10.1.3 工程總造價</p><p>　　根據(jù)表11、表12的計算結(jié)果，工程總費用匯總?cè)绫?4。</p><p>　　表14 工程總費用清單</p><p>　　工程總投資：土建投資+設(shè)備投資+其它費用=501.56（萬元）</p><p>　　污水處理廠每m3污水投資：總投資/日污水量=

106、5015600/2000=2507.8（元/m3污水）</p><p>　　10.2 運行費用估算</p><p><b>　　（1）人員編制</b></p><p>　　污水處理廠穩(wěn)定運行后，設(shè)勞動人員7人，其中1名站長，1名化驗員，2名運轉(zhuǎn)人員（2班運轉(zhuǎn)，每班2人），1名維修工。按75元/人·天計算，則7人×75元/人&

107、#183;天=525元/天。</p><p>　　人工費=525/2000=0.26元/ m3污水</p><p><b>　　（2）能耗（電費）</b></p><p>　　根據(jù)表8的設(shè)備參數(shù)及設(shè)計計算中選型要求可估算出此工程的總功率約為132kw，即每天耗電量為3168kw/d。按工業(yè)用電價1.4元/(kwh)計算，則：3168kw/d&#

108、215;1.4元/kw·h=4435.2元。</p><p>　　能耗為4435.2/2000=2.21元/ m3污水</p><p><b>　?。?）運行成本</b></p><p>　　0.26元/ m3污水+2.21元/ m3污水=2.47元/ m3污水</p><p><b>　　11．結(jié)論

109、</b></p><p>　　該設(shè)計采用ACE工藝處理氮肥廢水，在本次工藝中COD、BOD、NH3-N的去除率達(dá)到：97%、97%、96%，出水達(dá)到《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)，從以上分析得出本文采用ACE處理工藝是可行的。經(jīng)初步對整個工程的預(yù)算，建造污水處理廠總費用為501.56萬元，即每m3水造價為2507.8元，每m3水運行成本為2.47元。本論文為初步設(shè)計，如需投入施工，還需進(jìn)一步考

110、究。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 郎松.淺談氮肥廠廢水處理方案的選取[J].貴州化工,2008,33(3):57-60.</p><p>　　[2] 馮振堂,董素芳.淺述我國氮肥行業(yè)的廢水來源及其處理方法[J].氮肥技術(shù),2011,32(2): 41- 43. </p><p&g

111、t;　　[3] 丁穎,吳英綿,楊波.氮肥行業(yè)廢水控制現(xiàn)狀研究[J].河北化工,2007,30(12): 66.</p><p>　　[4] 劉志強,苗群,賈軍墩.小氮肥企業(yè)高氨氮廢水處理的試驗研究[J].青島建筑工程學(xué)院學(xué)報,2003,24(2):27-29.</p><p>　　[5] 熊正為,陳勝兵.小型氮肥廠廢水處理工藝的選擇[J].工業(yè)水處理,2001(5):43-45.</

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118、[M].中國建筑工業(yè)出版社(北京), 2002.</p><p>　　[23] 中國市政工程西北設(shè)計研究院.給水排水設(shè)計手冊第十冊[M].中國建筑工業(yè)出版社(北京), 2002.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　進(jìn)過三個月的學(xué)習(xí)和研究，我的畢業(yè)設(shè)計論文在自己及指導(dǎo)老師的反復(fù)修改下終于完成了。在完成論文的過程中，

119、我受益匪淺。從論文選題到搜集資料，從畫圖到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，另外隨著不斷論文的充實，我對氮肥行業(yè)污水處理的國內(nèi)外概況有了比較全面的了解，同時也對污水處理這個具有可持續(xù)發(fā)展意義的行業(yè)有了較高的認(rèn)識和興趣。本次設(shè)計使我充分認(rèn)識到設(shè)計實際過程中的靈活性和多變性，鍛煉了獨立思考和解決問題的能力。當(dāng)然，在本設(shè)計中難免存在錯誤和不足，但它凝聚了我三個多月研究設(shè)計的心血，對此我感到萬分欣慰！</p><p

120、>　　在撰寫論文的過程中，我得到了很多人的關(guān)心和支持，在此表示衷心的感謝！</p><p>　　首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師—白老師，他耐心指導(dǎo)，使我能夠順利的完成本次論文設(shè)計。設(shè)計結(jié)束后，又在百忙之中為我們修改畢業(yè)論文，幫我們找出設(shè)計中的缺點和不足，力求精益求精。同樣要感謝的還有環(huán)境科學(xué)系的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師，為了我順利完成學(xué)業(yè)他們付出了大量心血。謝謝你們！</p><p>　　其次，我