某农药厂废水处理工艺设计(下)

4.4SBR反应池4.4.1设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图3-3。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。曝气进水进水期反应期沉淀期排水期闲置期图4-3SBR工艺操作过程SBR工艺的操作过程如下：①进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。②反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。③沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。④排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。⑤闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。4.4.2设计参数(1)周期参数综合各方面的情况,选定周期参数为：周期数N=4（1/d）周期长TC=6h进水时间Tc=0.5h/周期反应时间TF=4h/周期沉淀时间Ts=1h/周期排水时间Tg=0.5h/周期(2)池数n=5池(3)设计高水位H=5m(4)安全高度fH=0.7m(5)设计水量最高日流量Qd=2.0×2000=4000m3/d最高时流量Qh=2.0×2000/24=166.67m3/h(6)确定泥龄c=10d(7)水最低温度T=C20(8)污泥指数依经验取SVI=150mL/g(9)5BOD进水浓度：oS=200mg/L5BOD出水浓度：eS=10mg/L(10)SS进水浓度：oX=200mg/LSS出水浓度：TX=5mg/L(11)NH3-N进水浓度：kN=25mg/LNH3-N出水浓度：beN=10mg/L4.4.2设计计算1)计算污泥产率系数（公式来自《城市污水回用技术手册》）]072.11017.01072.11075.017.0)2.01(2002006.075.0[9.0]072.117.01072.175.017.0)2.01(6.075.0[)1520()1520()15()15(TcTcosXKY5/84.0kgBODkgSS（4-26）2)计算污泥量(1)反应污泥量1000/)10200(95.01040001000/)(eOcdSSYQXFkg7220（4-27）(2)总污泥量kgTTXFXTFc10830467220=10.83(t)（4-28）3)计算池容sshffTSVIXTSVIXTTHQHHV1300)262400(21130015010830)2150108301533.83624007.07.0(2311749m（4-29）4)排水深度mVnQHh426.0511749233.8324245)污泥浓度XL1174910830426.055VXTHHHVXTHIHXLLgLg/6/01.1(可行)6)单池参数单池池容:32166510830mnVVi单池池面积:22.43352166mHViAi易知最小面积尺寸可选为：25m18m因此单池尺寸为：25m错误!未找到引用源。18m×5.0m单池贮水容积:Vi=oAi×H=25m18m0.426=191.7m3(4-30)5个池总容积V=5V=5191.7=958.53m7)核算污泥负荷)/(13.019084.010200)10200(84.0105dkgMLSSkgBODSLso(4-31)4.4.3SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。5.0m水深中，换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。(见图4.2)图4.2SBR池高程控制图进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。4.4.4排水口高度和排水管管径(1)排水口高度为保证每次换水V=4166.73m的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.5-0.7m，设计排水口在最高水位之下2.5m。(2)排水管管径每池设自动排水装置一套，出水口一个，排水管1根；固定设于SBR墙上。排水管管径DN1000mm。设排水管排水平均流速为1.5m/s，则排水量为：2π4qdv=2π0.31.54=0.106(3m/s)=360.4(3m/h)(4-32)则每周期（平均流量时）所需排水时间为：12Vq=4166.712360.4=0.961(h)(4-33)4.5过滤池4.5.1设计说明根据国标规定，中水过滤处理宜采用机械过滤或接触过滤。使用新型滤器、滤料和新工艺时，可按实验资料设计。过滤器(池)可按下列要求设计:1)进水浊度宜小于20度。2)滤器(池)宜采用双层滤料滤器(池)，滤料可采用无烟煤和石英砂。亦可采用单层石英砂滤料滤器(池)。3)滤器(池)过滤速度宜采用8—10m/h.4.5.2设计参数1)设计水量：Q=1.05×4000=4200m3/d。根据工程实际需要，需考虑5%的水厂自用水量（包括反冲洗用水）。2)冲洗时间：t=6min，停留时间：ot=40min，工作周期时间：oT=24h3)冲洗强度：q=13L/（sm2）4)滤速：v=10m/h4.5.3设计计算1)滤池的实际工作时间：滤池工作时间为24小时,每次冲洗6分钟,停留40分钟,一天冲洗两次,滤池实际工作时间为：T=oT-ot-2t=24-0.67-0.2=23.13h2)滤池总面积：F=Q/vT=4200/（10×23.13）=18.15m2采用一个滤池，考虑到工程实际情况，设滤池尺寸为：4.4m×4.4m3)滤池总高：设承托层高度采用0.3m；滤料层高度：无烟煤层为350mm,石英砂层为300mm,即为0.65m；滤料上水深为1.0m；超高采用0.3m；滤板高度采用0.1m；则滤池总高度为：H=0.3+0.65+1.0+0.3+0.1=2.35m4.6消毒池4.6.1设计说明国标规定中水处理必须设有消毒设施，并应符合下列要求:1)消毒剂宜采用次氯酸钠、二氧化氯或二氯异氰尿酸钠；2)投加消毒剂应采用自动定比投加，与被消毒水充分混合接触；3)采用氯化消毒时，加氯量一般为有效氯5—8mg/L，消毒接触时间应大于30min。当中水水源为生活污水时，应适当增加加氯量；4)二氧化氯较氯不易保存，故必须购买即加即反应设备。4.6.2设计参数1)设计流量：maxQ=40003m/d=166.673m/h2)接触消毒时间t=1.0h3)有效水深：h=1.0m，超高为0.3m4)二氧化氯投加量：q=5.0g/m34.6.3设计计算1)消毒池容积：V=maxQt=166.67×1.0=166.67m32)消毒池面积：S=V/h=166.67/1.0=166.672m采用一个消毒池，易知最小面积尺寸可选为：13m13m因此消毒池尺寸为13m×13m1.3m3)每天加氯量：M=0.001qQmax=0.001×5.0×4000=20kg/d4)二氧化氯发生器选型：选HT99一3000型高效复合二氧化氯发生器。4.7中水池4.7.1设计说明根据国标,处理设施后应设计中水贮存池（箱）。中水贮存池（箱）的调节容积应按处理量及中水用量的逐时变化曲线求算。在缺乏上述资料时,其调节容积可按下列计算：1)连续运行时,中水贮存池（箱）的调节容积可按日中水量的25%—35%计算。2)间歇运行时,中水贮存池（箱）的调节容积可按处理设备运行周期计算。3)当中水供水系统设置供水箱时,其供水箱的调节容积不得小于中水系统日用水量的50%。4)中水贮存池或中水供水箱上应设自来水补给管，其管径按中水最大时供水量确定。自来水补给管上应安装水表。中水池(箱)内的自来水补给管应采取自来水防污染措施。4.7.2设计参数本设计中采用中水池，不设置供水箱。中水池的容积按连续运行时的日中水量（maxQ=400003m）的25%计算。4.7.3设计计算1)中水池容积：V=0.25maxQ=0.25×4000=1000m32)2)设计规格为：23m×23m×2.0m3)超高为0.3m，所以总高为2.3m4.7.4设备选型根据《环境保护设备选用手册—水处理设备》，选用两台50WQ18—7—0.75（流量18m3/h，功率0.75kw）潜水泵作为中水回用提升泵，一用一备。4.8污泥浓缩罐由于产生的污泥量很小，且污泥中含有的污染物相对较少，可只设一个污泥浓缩罐，其直径为1.2m，有效深度为1.2m，有效容积为1.36m3，且此罐可移动运输，罐体采用耐腐蚀的钢材，每10天运输一次，将污泥运到附近污水处理厂进行处理。5投资估算及成本分析5.1投资估算内容废水处理设计规模为2000dm/3。投资估算内容包括，废水处理过程中各种建（构）筑物、站区平面、工艺设备、电气及自动化仪表等全部土建、设备及安装工程，以及其它基本建设费用。5.2编制依据1)设计方案确定的土建、设备及安装工程量；2)国家城市给水工程技术研究中心编制的《给水排水工程概预算与经济评价手册》（1993年）；3)《给水排水设计手册》（第十册《技术经济》）；5.3各构筑物费用概算表5.3主要土建构筑物费用概算表序号名称设计尺寸（m）工程量（m3）价格（万元）1格栅渠道2.7×0.8×0.620.420.132曝气沉砂池12×2.756×3.34.060.563SBR池25.0×18.0×5.0117.0950.284过滤池1.0×1.0×2.351.270.475消毒池2.5×1.5×1.31.330.736中水池3.0×3.0×2.33.450.957污泥浓缩罐直径1.2×高1.21.360.358配电室6.0×4.0×5.020.861.809值班室6.0×4.0×5.020.861.8010污泥泵房6.0×4.0×5.020.861.80合计58.875.4运行成本估算本工艺的运行成本主要由设备消耗的电费，药剂费和管理费用组成。1)药剂费表5-5药剂费表序号药剂投加量（kg/d）单价（元/kg)费用（元/d)1二氧化氯0.831512.452)电费（每度（kw/h）电按0.5元计算）表5.4运行电费表序号名称功率（kw）运行数量（台）每天运行时间（h）耗电量（kw/h）电费（元）1污水提升泵7.51