环境工程毕业设计

环境工程毕业设计 题 目: 大学校园洗浴废水的处理及回用工艺设计 院系名称: 化学化工学院 专业班级: 环境工程0802 学生姓名: 王 鹏 飞 学 号: 200848270208 指导教师: 许 春 红 教师职称: 讲 师 2012 年 5月15日 摘 要 由于洗浴行业是一种需要消耗大量水资源的行业，而且洗浴废水具有水量大、污染轻、水质稳定的特点，所以，洗浴废水应优先作为一种再利用的水源来开发，必将在城市节约用水中发挥重要作用。洗浴废水属优质杂排水，可以作为中水回用的主要水源。 3本设计采用生物膜法处理洗浴废水，设计规模为300m,d。进水COD、BOD、SS、氨氮、LAS的质量浓度分别为190 mg/L、55 mg/L、100 mg/L、10 mg/L、5 1.0 mg/L，废水先经过物化处理，污水中的毛发、污垢、COD可得到较好的去除，经过膜生物反应器中的膜组件，不仅进水中的有机污染物和氨氮得到充分去除，而且使泥水分离，省掉二沉池，最后经过消毒除去细菌和病毒，出水可达到《景观环境用水的再生水水质指标》(GB/T 18921-2002)的排放MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714199691327_0。该工艺具有占地面积小、对水质和水量变动适应性较强、剩余污泥少、运行管理方便等优点。 关键词: 洗浴废水 废水处理 膜生物反应器 膜组件 I Title University campus bathing wastewater treatment and reuse of process design Abstract Bath industry is a need to consume vast amounts of water industry, and bath wastewater with water, light pollution, water quality and stable, so the bathing wastewater should be given priority as a re-use of water to develop in the city will saveplay an important role in the water. Bath wastewater is a high-quality gray water can be used as the main source of water in the water reuse. This design uses the 3biofilm process bath wastewater, the design size of 300m/d. The influent COD and BOD, the SS, ammonia nitrogen, the quality of LAS concentration of 190 mg/L, 55 5 mg/L, 100mg/L and 10 mg/L, 1.0 mg/L, wastewater through the physico-chemical treatment, sewage hair, dirt, COD can get a better removal of organic pollutants in water and ammonia nitrogen to fully remove the membrane bioreactor in the membrane, not only, but to make the mud and water separation, and to cut the secondary settling tank, Finally, after disinfection to remove bacteria and viruses, the water can reach the water regeneration of the landscape and environmental water quality indicators (GB/T 18921-2002) emission standards. The process has a small footprint, strong adaptability to changes in water quality and quantity, the remaining sludge, the advantages of easy operation and management. Keywords bath wastewater wastewater treatment membrane bioreactor membrane II 目 次 1 引言............................................................. 1 1(1 洗浴废水的特征 ............................................ 1 2 洗浴废水的研究现状............................................... 1 2.1 物理化学法处理洗浴废水 ...................................... 1 2.1.1 气浮处理法............................................ 1 2.1.2 混凝处理法............................................ 2 2.1.3 膜处理法.............................................. 2 2.1.4 电解处理法............................................ 2 2.1.5 电絮凝气浮组合处理法.................................. 2 2.2 生物法处理洗浴废水 .......................................... 3 2.2.1 SBR法处理洗浴废水 .................................... 3 2.2.2 MBR工艺处理洗浴废水 ................................... 4 2.2.3 过滤/超滤-生物活性炭组合处理法........................ 4 2(3 设计工艺的选定 ............................................ 5 2.3.1 SBR处理工艺 .......................................... 5 5 2.3.2 MBR处理工艺 .......................................... 2.3.3两种工艺的对比 ......................................... 5 2.3.4 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 确定.............................................. 7 2.3.5 工艺流程.............................................. 8 3 设计 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 ....................................................... 8 3(1 设计规模 .................................................. 8 3(2 设计进出水水质 ............................................ 8 3(3 处理程度的计算 ............................................ 8 3.3.1 溶解性BOD5的去除率................................... 8 III 3.3.2 COD的去除率 .......................................... 9 3(4 设计任务 .................................................. 9 3(5 设计相关标准和根据 ........................................ 9 3(6 设计原则 ................................................. 10 3(7 设计目的 ................................................. 10 4 设计计算书...................................................... 10 4(1 污水处理构筑物设计计算 ................................... 10 4.1.1 格栅................................................. 10 4.1.2 调节池............................................... 12 4.1.3 毛发收集器........................................... 13 4.1.4 膜生物反应器......................................... 14 4.1.5 自吸泵的选择......................................... 20 4.1.6 消毒池............................................... 20 4.1.7 中水池............................................... 21 4(2 高程计算 ................................................. 22 结 论.............................................................. 1 致 谢.............................................................. 2 参 考 文 献......................................................... 3 IV 1 引言 本设计为校园洗浴废水处理工艺的设计。我国是一个水资源匮乏的国家，总量不足，时空分布不均。近二十年来，随着我国经济连续高速增长，水污染问题日趋严重。解决水资源短缺和水污染的一个重要途径在于水处理。由中水的取用原则，洗浴废水的水质属于优质排水，其污染较轻、水质相对稳定，故处理过程也就相对简单些。中水经过处理后不仅可作为单位冲厕用水、满足学校绿化用水、作为道路清洗用水，而且也可作为景观用水等。因此研究针对洗浴废水的经济、合理、高效的处理工艺就显得十分重要。本课题正是为了探索这样的一种洗浴废水处理工艺。 1(1 洗浴废水的特征 相对于一般生活污水而言,洗浴废水是一种污染程度较轻的污水,属优质杂排水,处理难度相对较小,而且洗浴废水排水量较大,容易分离,便于收集。洗浴废水中的主要污染物包括一些合成洗涤剂以及人体的毛发、皮肤分泌物、污垢等，还有一些微生物如真菌、细菌、大肠杆菌和病毒等。 2 洗浴废水的研究现状 如今，洗浴废水的处理工艺主要包括如下几种: 2.1 物理化学法处理洗浴废水 由于洗浴污水成分相对简单，有机物含量也相对较低，经一些简单方法处 [1]理就可用于如绿化灌溉用水、冲厕用水等。这样的工艺大部分是一些相对传统的工艺方法。 2.1.1 气浮处理法 气浮法作为处理洗浴废水的一种方法，其处理原理是将大量微细而密集气泡通入洗浴废水中，使其粘附杂质和絮粒，就会形成比重比水小的浮体，借助浮力的作用浮体就会浮至水面，这样就使固液得以分离。气浮处理法的许多特点使其成为适合处理洗浴废水的方法:(1)由于洗浴废水中的污染物质可以形成相对质量较轻的絮凝体，所以这样就益于利用气浮法将其去除;(2)洗浴废水中有一些 1 易于氧化的物质，气浮法可以将其氧化，这样就有利于将其去除;(3)阴离子洗涤剂(LAS)在气浮过程中也易于去除。在工程应用方面，气浮法可作为洗浴废水处理方法的优势也很大,如对絮凝的要求较低，占地面积较小，而且可使反应时间缩短以及减小池容。 2.1.2 混凝处理法 这是一种以药剂处理为主的处理工艺，其处理流程大致为洗浴废水—混凝沉淀—过滤—出水。首先混凝剂要选取正确，然后用混凝法处理废水，就会使CODcr浓度和浊度得到有效的降低，而且可以使处理效率得到有效提高，从而达到沉降 [2]速度快和回用废水的目的。 2.1.3 膜处理法 这是一种以膜处理为主的处理工艺，其处理流程大致为洗浴废水—过滤—膜滤—出水。该处理工艺不仅可以较好的去除洗浴废水中的悬浮物质和大分子的有机物质，而且可以较好的截留预处理过程中难以通过絮凝和过滤方法去除的阴离 [3]子洗涤剂(LAS)。物化法由于其简单方便的特点越来越成为研究以及应用的热 [4]点内容。 2.1.4 电解处理法 电解处理法的原理就是利用电解原理对废水水进行电化学处理。其功能有氧化-还原、杀菌消毒、凝聚、调整pH以及吸附共沉淀等，从而可以将多种污染物质去除。污水经电解法处理之后，有毒物质不但被去除了，而且还能作为工业、市政、家用等的中水使用。电解法具有多种优点，如操作简单、不会产生二次污染，处理后的水还不易滋生细菌。 2.1.5 电絮凝气浮组合处理法 这是一种将电解、絮凝和气浮结合的方法。其原理是:将阳极放置在在欲净化的水中，阳极上会溶解三价铝离子或二价铁离子到水中，它们水解成为分散而有效絮凝剂。从电极的反应式可以知道，在阳极上会产生氧气泡，在阴极上会产生氢气泡。在气泡上升的过程中，悬浮物被带出水面，在水面上就会形成浮渣层;另一方面，悬浮杂质会与三价铝离子(或二价铁离子)及其水解产物发生絮凝作用。这种方法优点也很多，如省去了化学絮凝剂、没有阴离子和杂质、有一定的 2 去除细菌的效果等。 2.2 生物法处理洗浴废水 通过微生物自身的新陈代谢功能，环境中的有机物被氧化分解，并被转化为稳定的无机物，生物法就是利用微生物自身的功能来处理废水，加上辅以一定的人工技术，来降解废水中存在的有机物质，这样就可以达到对废水进行净化的目的。 在废水处理中，生物法的应用是相当广泛的，尤其是对城市废水的处理，但也有一定的弊端，那就是微生物对有机质的降解速度相对缓慢，这样水力停留时间就会加成，所以生物处理法就需要相当庞大的污水处理构筑物。况且，阴离子洗涤剂是洗浴废水中难生物降解的物质。特别是有机物在洗浴废水中的含量较低，这样微生物生长所需营养物质就会不足，微生物就会进行内源消耗作用，这就不利于对活性污泥及生物膜的微生物培养与驯化，于是对废水回用系统的运行与管理增加了不小的难度。 鉴于此，我们一般会考虑将一般处理法和生物法相结合来处理洗浴废水。比如上海市的宝刚公司所采用的一种洗浴废水工艺，改工艺采用以生物活性炭为主 3的方法，其日处理洗浴废水的能力可以达到500m/d，这样的处理量还是相当可观的，其处理后的废水的用途主要是绿化浇灌和工业补充等。 2.2.1 SBR法处理洗浴废水 所谓SBR，指的是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)，因为其拥有很多优于一般活性污泥法的特点，故近些 [5]年，这种方法越来越受到国内外的重视，成为研究和应用的重点工艺。SBR工艺处理废水的原理和传统的活性污泥法基本相同，不同的只是运行的方式而已。传统工艺的运行方式是连续的，而SBR工艺的运行方式却是序批的，首先，污 [6]水会间歇地进入处理系统，然后污水再间歇地排出处理系统。其工艺流程为洗浴废水?毛发截留井?调节池?提升泵?SBR反应池?滗水器?过滤器?消毒?中水池?冲厕。只要控制好时间顺序，SBR工艺脱氮除磷的各种反应就会在同一反应器中进行并完成。比如进水后，先进行一会儿缺氧下的搅拌，那么好氧的细菌就会利用进水中所带来的有机物质以及溶解氧来进行分解作用，这样水中溶解氧含量就会降低有时甚至会降低到零，然后厌氧细菌再进行发酵作用，而反 3 硝化细菌进行脱氮作用;接着搅拌作用停止一段时间，污泥就将处于厌氧的状态，在这时，聚磷菌就会进行吸磷作用，再过一段时间，曝气停止，进行静止沉淀作用，一旦污泥沉淀到水底，就去除上层清水，然后再通入原水，如此重复进行该 [7]过程。活性污泥中的微生物对洗浴废水中的BOD和COD有比较高的去除率，5Cr 而且去除速度较快。稳定运行之后，对反应阶段进行检测分析，SBR法的经济反应时间大约为6小时，当污泥COD负荷达到0.07~0.10kg/(kg?d)时,处理后的废水就会达到中水的水质标准。SBR作为废水生物处理的工艺是比较成熟的，其 [8]优点是造价低、工艺简单、运行灵活、脱氮除磷的效果好。 2.2.2 MBR工艺处理洗浴废水 膜生物反应器MBR是一种新兴的废水处理工艺，随着国家对废水处理水质要求越来越高以及水资源缺乏等问题的出现，MBR越来越受到人们的关注。膜生物反应器由两部分组成，包括膜组件和生物反应器。其中，生物反应器的作用 [9]是降解污染物，而膜组件的作用是过滤废水，从而将水质进一步净化。当污水进入膜生物反应器后，其中存在的微生物通过同化以及异化作用与污染物进行反应。膜生物反应器中，悬浮物及大分子的有机物主要是被膜单元截留。也正是因为膜系统的这种截留作用，几乎全部的污泥就会被留在反应器中，这样系统中的污泥浓度不断增高，生物量也就不断增加，于是对有机物的代谢能力就不断增强，同时也将难降解的有机物和具有较长世代期的硝化细菌也留在反应器之中，这样 [10]就不仅可以延长有机物的代谢时间，而且生物的硝化能力也增强了。经过实 +验我们发现，原水COD为53.5~341.0 mg/L,NH-N为7.2~39.1 mg/L，LAS为4 1.2~5.8 mg/L，浊度为13~152 NTU;经过膜生物反应器的处理作用后，出水水质 +中COD为8.25~22.5 mg/L，去除率为91.3%，NH-N为0.3~13.5 mg/L,去除率为4 72.0%,LAS为0~0.2 mg/L，去除率在90%以上，浊度为1~7 NTU，去除率92%。这样的结果无不说明膜生物反应器对洗浴废水的处理效果是良好的。MBR工艺的优点也是十分明显的，如占地面积小、出水水质好以至于可以直接回用、污泥 [9]浓度高、剩余污泥量较低便于处理以及可以实现自动控制等。 2.2.3 过滤/超滤-生物活性炭组合处理法 该种工艺在废水处理中的应用也是很广泛的。虽然其在HRT、占地面积、处理效果和自动控制等方面有一定的优势，但使用单纯的活性炭吸附，其饱和周 4 期比较短，所以就需要经常更换炭，这不便于管理，而且造成处理成本较高。 该工艺处理污水的过程，设计四个因素在溶液中的作用，包括活性炭颗粒、溶解氧、微生物和水中的污染物。活性炭对污染物的吸附作用属于单纯吸附。微生物利用水中的溶解氧存活和繁殖。然后微生物从对污染物的降解过程中吸取能量以及自身所需的营养。当然也由于活性炭有吸附的作用，加上微生物和活性炭的协同，可以使微生物对污染物的降解作用更加明显。因此，这种工艺在洗浴废水处理方面是一种经济有效的工艺。 2(3 设计工艺的选定 根据所查阅的文献资料，拟定2种不同的处理工艺，并作对比: 2.3.1 SBR处理工艺 间歇曝气活性污泥( SBR)处理废水的原理和传统的活性污泥法基本相同，不同的只是运行的方式而已。在处理流程上，它只有一个单元，集中了调节池、曝气池和二沉池的作用，在这一个池中就可以完成调节水量水质、降解有机物质和实现固液分离。SBR的一个反应运行过程包括五个阶段:进水、曝气、沉淀、排水和空载排泥。 其工艺流程为:洗浴废水?毛发截留井?调节池?提升泵?SBR 反应池?滗水器?过滤器?中水池?冲厕。 2.3.2 MBR处理工艺 运用生物膜工艺。废水先经过物化处理，污水中的毛发、污垢、COD较好的去除，经过膜生物反应器中的膜组件，不仅进水中的有机污染物和氨氮得到充分去除，而且使泥水分离，省掉二沉池，最后经过消毒除去细菌和病毒使出水达标排放。 其工艺流程为:洗浴废水?格栅?调节池?毛发收集器?膜生物反应器?中水。 2.3.3两种工艺的对比 下面将这两种处理工艺进行对比，主要对比流程、基本原理、处理效果和投资运行方面的特点。 (1) 流程: SBR:洗浴废水?毛发截留井?调节池?提升泵?SBR 反应池?滗水器?过滤器 5 ?消毒池?中水池?冲厕。 MBR:洗浴废水?格栅?调节池?毛发收集器?膜生物反应器?消毒?中水。 (2) 基本原理 SBR:首先，污水会间歇地进入处理系统，然后污水再间歇地排出处理系统。进水后，先进行一会儿好氧曝气，好氧的细菌就会利用进水中所带来的有机物质以及溶解氧来进行分解作用，聚磷菌就会进行吸磷作用，再过一段时间，曝气停止，进行静止沉淀作用，这样水中溶解氧含量就会降低有时甚至会降低到零，反硝化细菌进行脱氮作用，聚磷菌释放磷;最后沉淀静置，实现泥水分离。然后再通入原水，如此重复进行该过程。 MBR:膜生物反应器(MBR)中的膜组件作为一种新型泥水分离设备，它取代了传统的二沉池，然后与生物反应器结合起来就构成了一种新型的废水处理工艺方法。当污水进入膜生物反应器后，其中存在的微生物通过同化以及异化作用与污染物进行反应。膜生物反应器中，悬浮物及大分子的有机物主要是被膜单元截留。也正是因为膜系统的这种截留作用，几乎全部的污泥就会被留在反应器中，这样系统中的污泥浓度不断增高，生物量也就不断增加，于是对有机物的代谢能力就不断增强，同时也将难降解的有机物和具有世代期较长的硝化细菌也留在反应器之中，这样就不仅可以延长有机物的代谢时间，而且生物的硝化能力也增强了，从而提高了去除率。 (3) 处理效果 表1 两种工艺的处理效果 SBR MBR COD 82.0% 86.45% BOD 78.0% 89.09% 5 85.0% 72.4% 氨氮 LAS 94.5% 91.9% SS 83.8% 99% 84.9% 95.44% 浊度 (4)投资与运行特点 SBR: 6 ?生化反应推动力在推流的作用下增大，提高效率，池内厌氧和好氧作用不断交替进行，具有良好的处理效果。 ?运行具有稳定的效果，需要的时间很短，效率很高，具有良好的出水水质。 ?运行中，池内会留下处理过的水，这些水对污水有一定的稀释和缓冲，所以耐冲击负荷高。 ?该工艺运行中的各个阶段可随水质和水量进行调整，灵活性高。 ?活性污泥膨胀可以得到有效控制。 ?脱氮除磷过程中，适当控制一下运行的方式，就可以实现好氧、缺氧、厌氧的不断交替，脱氮除磷效果良好。 ?SBR法的特点利于对废水处理厂进行扩建和改造。 ?布局很紧凑、较小的占地面积，流程简单、造价较低。处理设备少，便于后期的操作和管理。 ?对水资源紧缺的地方，该工艺很适合。 MBR: ?优质稳定的出水水质。 ?膜具有高效的截留作用，微生物被完全留在反应器中，反应器HRT和污泥龄可以实现完全分离，所以运行控制的过程十分灵活。 ?反应器中的微生物浓度较高，从而具有较强的耐冲击负荷。 ?由于污泥泥龄较长，使难降解有机物的降解效率大大提高。 ?较好的避免了二次污染的发生。 ?氨氮及难降解有机物可较好去除。 ?采用PLC控制后，可实现系统的自动控制。 ?具有很小的占地面积，所以工艺设备布置集中。 ?基建的投资和设备运行的费用低。 ?便于从传统工艺中改造而成。 2.3.4 方案确定 综合考虑学校洗浴废水特点及后期运行管理等要素，选取MBR即膜生物反应器法作为处理洗浴废水的处理方法。 7 2.3.5 工艺流程 提升泵 自吸泵 鼓风机 毛洗发消中调浴格出水 膜生物反应器 收毒水节废栅 集池 池 池 水 器 图1 设计工艺流程图 3 设计说明书 3(1 设计规模 郑州某高校洗浴中心，污水处理站的处理水量按最高日最高时的流量，污水厂的设计平均日处理量为:300吨。 3(2 设计进出水水质 相对于一般生活污水而言,洗浴废水是一种污染程度较轻的污水,属优质杂排水,处理难度相对较小,而且洗浴废水排水量较大,容易分离,便于收集。洗浴废水中的主要污染物包括一些合成洗涤剂以及人体的毛发、皮肤分泌物、污垢等，还有一些微生物如真菌、细菌、大肠杆菌和病毒等。要求处理后水质达到《景观环境用水的再生水水质指标》(GB/T 18921-2002)的排放标准，进出水水质具体条件如表2: 表2 计进出水条件 COD(mg/L) BOD(mg/L) SS(mg/L) LAS(mg/L) 项目 氨氮(mg/L) 5 190 55 100 10 1.0 进水水质 20 10 20 5 0.5 出水水质 3(3 处理程度的计算 3.3.1 溶解性BOD的去除率 5 在活泩污泥处理系统中，处理水中的BOD值包括两部分，包括残存的溶解5 8 性BOD和非溶解性BOD，而后者的主体主要是生物污泥的残屑。活性污泥的55 净化功能，主要是是去除水中的溶解性BOD。故从活性污泥的净化功能方面来5 考虑，应减去非溶解性的BOD。 5 190,20溶解性BOD的去除率为: ,,，100%,81.82%5190 3.3.2 COD的去除率 190,20 ,,，100%,89.47%190 3.3.3 SS的去除率 100,20 ,,，100%,80.00%100 3.3.4 氨氮的去除率 10,5 ,,，100%,50.00%10 3.3.5 LAS的去除率 1,0.5 ,,，100%,50.00%1 3(4 设计任务 (1)进行实习调研，查阅相关文献，完成开题报告，进行外文文献翻译。 (2)根据原始资料数据提供的水量、水质情况和对出水水质的要求，通过技术经济比较，确定出合理的处理工艺，并对工艺进行说明，完成设计说明书。 (3)根据设计手册或通过计算确定工艺中各构筑物的尺寸和设计参数，完成设计计算书。 (4)进行平面布置和高程布置，绘制总平面图、处理工艺图以及主要处理构筑物的施工图。 3(5 设计相关标准和根据 《景观环境用水的再生水水质指标》(GB/T 18921-2002); 《三废处理工程技术手册(废水卷)》 《室外排水设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》(GBJ14,87); 《总图制图标准》(GB/T50103,2001); 《建筑制图标准》(GB/T50104,2001); 9 《建筑结构制图标准》(GB/T50105,2001); 《给水排水制图标准》(GB/T50106,2001)。 3(6 设计原则 (1)污水处理设施的设计和建设应符合城市和厂区建设的整体布局; (2)污水处理的工艺应尽量简单和实用，以方便后期的管理; (3)在高程布置上应尽量采用立体布局，使地下空间得到充分利用。平面布置上要紧凑，使用地得到节省; )污水处理厂的位置应尽量位于下风向，并使其和其它建筑物保持一定的距(4 离，从而减少对周围环境的影响; (5)定型化，设备化，施工方便，运行简便，设备性能稳定，要适合分期进行建设; (6)较高的处理程度，较少的污泥产量，并尽量采用节能的处理技术; (7)构筑物对水力负荷及有机物负荷的适应范围要较大，从而使系统有较好的耐冲击负荷的能力。 3(7 设计目的 通过洗浴废水处理厂工艺的选择、设计，培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、提升泵、鼓风机、膜组件、加药设备等，以及平面布置和高程计算。最后根据工艺和计算的结果，绘制出平面布置图，管线布置图、工艺流程高程图及各主要构筑物的单体图。 4 设计计算书 4(1 污水处理构筑物设计计算 4.1.1 格栅 1.设计说明 格栅由一组(或多组)平行的栅条和框架构成。倾斜(或垂直)安装在进水渠道或进水泵站集水井的进口处，用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗粒悬浮物及杂质，以保证后续处理设施的正常运行。由于处理量不是很大，采用 10 [11]人工清渣，结构为地下钢混结构。格栅如下图3.1所示 图2 格栅设计草图 2.设计参数 格条净间隙b=2mm; 栅前流速v=0.4m/s; 1 过栅流速v0.6m/s; 2= ?安装倾角=30 , 3-33 设计流量:Q=300m/d=3.47×10m/s 3.设计计算 (1)取废水变化系数K(1.2~1.5)为1.5 -3-33 则Q=K×Q=1.5×3.47×10=4.71×10m/s max (2)栅前水深(h) ,324.71102Q，，max 栅前槽宽B===0.15m 10.4v1 B1 h==0.075m?0.08m 2 (3)格栅的间隙数(n) ,34.71，10，sin30:Qsin,max n = = =5.79?6个 0.012，0.08，0.6bhv2 (4) 栅槽有效宽度(B) , 栅条采用10圆钢:即 s=0.01m 11 B = s (n – 1) + bn = 0.01 (35 - 1) + 0.00235 = 0.41m?0.5m ，(5) 进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道内的流速为0.4m/s，进水渠道宽B=0.15m，渐宽部分展开角1 ?=30 , 0.4,0.15B,B1 L== = 0.22m 1 02，tan302tan,1 (6) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L= L/2 = 0.11m 2 1 (7) 过栅水头损失:取k=3,=1.83，v=0.6m/s ,2 2442,s0.01(0.6)233 h=k==0.24m ,()sin,3，1.83，()，，sin30:0dg20.0022，9.81 h=kh=0.72m 20 (8) 栅槽总高度H 栅前槽高 H= h + h= 0.08+ 0.72 = 0.8m 1 2 栅后槽高 H = h + h + h = 0.08 + 0.3+ 0.72= 1.1m 12 (9) 格栅总长度(L) H1 L = L + L + 0.5 + 1.0 + 120tg30 0.08，0.3= 0.22 + 0.11 + 0.5 + 1.0 + = 2.49m?2.50m 0tg30 4.1.2 调节池 1.设计说明 对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对 于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的 保证。调节池的作用主要是是平均水质和水量，一般还兼有沉淀、混合、加 药等功能。 2.设计参数设定 停留时间:T=6h 3-33设计水量:Q=300m/d=3.47×10m/s 12 水面超高取:h=0.5m 1 3.设计计算 (1)进水管设计 取水流流速v=0.5m/s，则 ,34Q4，4.71，10管径D=B===0.11m 1πv3.14，0.5 取直径为150mm (2)有效容积 3003 V= Q?T=m ，6,7524 (3)调节池高度 取长宽为6m×6m的正方形横断面，则 V75有效水深h===2.08m?2.1m 2A36 则高度h= h+h=0.5+2.1=2.6m?3.0m 12 所以该池的规格尺寸为6m×6m×3m，数量为1座。 选用上海沃新泵阀有限公司生产WQ型无堵塞潜水排污泵，型号为 350WQ20-7-0.75泵两台，一用一备，出口口径50mm，流量20m/h,杨程为7m，转速2900r/min,功率0.75KW，效率54%。 4.1.3 毛发聚集器 1.设计说明 毛发聚集器之所以是洗浴水处理系统的必备设备，是因为洗浴废水中一般夹杂着较多的泥沙、杂物、毛发等，在用水泵抽取时，这些杂物不仅威胁着水泵的寿命，同时对净水器的过滤水质也产生很大的影响。毛发聚集器在中水处理系统和泳池循环水处理系统中的应用广泛，其在过滤前的处理，主要是去除水中毛发、纤维状物和较大的悬浮物，以免它们在循环水泵中缠绕叶轮，从而保障后续设备的正常安全运行。其工作原理为:毛发聚集器工作时，介质由进口进入滤网内侧，经滤网过滤后进入滤网外侧，经出口进入管路系统。在毛发聚集器运行一定的时间后，由于杂物增多，这时就应该打开聚集器的封盖，取出里面的滤筒并清洗干 13 净，然后就可以再继续使用了。 2.毛发聚集器选取 经过对比，选取北京意诚兴业环保技术有限公司生产的YQ系列毛发聚集器(如图3)。其产品参数为:(1) 设计压力: ?1.6Mpa ;(2) 设计温度: ?180? ;(3) 滤网孔径:300-1000目 ;(4) 适用介质: 无腐蚀性水或中性液体。产品特点为:(1)Q235B优质碳钢主体，不锈钢滤芯，高强耐腐，使用寿命15年以上;(2)进、出水口安装在在同一高度，使安装方便;(3)底部设置放空装置。结构特点:(1)毛发聚集器为钢体焊接结构，内衬防腐涂料;(2)收集室内采用的是双层孔板，可拦住不同大小的杂物;(3)设备底部有排污口，排污清洗方便。 图3 毛发收集器 4.1.4 膜生物反应器 1.设计说明 膜生物反应器MBR是一种新兴的废水处理工艺，随着国家对废水处理水质要求越来越高以及水资源缺乏等问题的出现，MBR越来越受到人们的关注。膜生物反应器由两部分组成，包括膜组件和生物反应器。其中，生物反应器的作用是降解污染物，而膜组件的作用是过滤废水，从而将水质进一步净化。当污水进入膜生物反应器后，其中存在的微生物通过同化以及异化作用与污染物进行反应。膜生物反应器中，悬浮物及大分子的有机物主要是被膜单元截留。也正是因为膜系统的这种截留作用，几乎全部的污泥就会被留在反应器中，这样系统中的污泥浓度不断增高，生物量也就不断增加，于是对有机物的代谢能力就不断增强，同时也将难降解的有机物和具有较长世代期的硝化细菌也留在反应器之中，这样就不仅可以延长有机物的代谢时间，而且生物的硝化能力也增强了。 14 2.液中膜的特点 ? 液中膜是标准模块化组件,可根据处理水量不同任意组合; ? 液中膜孔径为?0.4μm,从膜通量、耐污染、易清洗等诸方面均有所考虑，设计合理; ? 液中膜的结构合理,它是由两张过滤膜粘贴在一个框架上而构成的，使得膜组件寿命长; ? 膜片之间的气水异向流使得空气既为好氧微生物供氧,又为膜片的自净提供动力,使膜片不易堵塞,经过科学的试验与实践经验,积累了丰富的经验,保证装置能长时间连续使用。 3.膜支架的结构与样式 图4膜支架的结构与样式图 4.液中膜组件结构(如图5) 图5液中膜组件结构 15 5.液中膜参数(如表3) 表3 膜参数 序号 名 称 特性参数 1 材质 聚氯乙烯 2 0.4μm 膜孔直径 3 过滤方式 重力过滤/吸引过滤 4 最大过滤压力 重力过滤:12Kpa/吸引过滤:20Kpa 5 耐化学药品性 耐酸耐碱性强(PH值2,12) 6 膜支架尺寸(510型) 宽×高×厚:490mm×1000mm×6mm 27 膜支架有效面积 0.8 m/张 328 膜通量 0.4,0.8 m/m.d 6.膜组件型号及参数(如表4) 表4膜组件型号及参数 膜组件类型 膜组件支架张数(n)(张/组) 膜组件有效面积(m2/组) 75 60 ES(AS、FF)75 100 80 ES(AS、FF)100 150 120 ES(AS、FF)175 200 160 ES(AS、FF)200 说明:ES、AS、FF主要区别在于膜组件的散气框架高度有所不同。AS和FF型 分别适用于大型市政排水处理和地埋式小型净化槽，ES型多用于生活污水、 中水、工业废水，是常用的膜组件类型。 7.液中膜选型设计 (1)膜通量(η)的确定 32 膜通量:单位时间内通过单位膜面积的水量(单位:m/(m?d)) 膜通量的选择与污泥过滤性能、污水水质以及运行的环境条件有关，一般情 32况下为:0.4,0.8 m/(m?d)。 32由于洗浴废水COD、BOD浓度较低，可生化性强，故η取高限0.8 m/(m?d)。 5 (2)膜支架张数(n)计算 16 3设计流量Q=300m/d 每天运行时间t=24h 32膜通量η=0.8 m/ m?d 2膜支架有效面积为0.8m/张 t则，膜支架张数n=Q=468.75张 ,,,,0.824 故选取ES200型两组和ES100型1组进行组合共500张。 (3)膜组件选型 同一膜生物反映器内应选同型号的膜组件,膜组件分为AS型、 FF型、ES 型三种: AS形适用于大型市政排水处理 FF型适用于地埋式小型污水处理 ES型适用于生活污水、工业废水，是常用膜组件,尤其推荐作为中水回用 处理工艺。 (4)膜组件的平面布置设计 根据选用膜组件的型号来确定平面布置，应遵循以下要求(如图6): 图6 膜组件的平面布置 (4) 膜组件平面尺寸(如表5) 表5膜组件平面尺寸 型号 长(?) 宽(?) 高(?) ES75 1480 510 2000 ES100 1830 510 2000 ES150 2180 510 2000 ES200 2800 510 2000 17 注:?膜组件间隔:1000-1300? ?膜组件中心与池壁距离 650mm (5) 不同膜组件单排布置时池宽要求(如表6) 表6不同膜组件单排布置时池宽要求 膜组件型号 池宽(?) ES75 1800,2000 2300,2500 ES100 3300,3800 ES150 4300,4500 ES200 (7)膜生物反应器(MBR)池容积计算 ?按所选膜组件确定MBR池容积 平面面积 首先按液中膜组件的安装要求来确定平面尺寸。 池长 L=650+1000+1000+650 =3300mm=3.3m 池宽 B=4.3m 2 底面面积 S=L×B=3.3×4.3=14.19m 池深设计 可根据图7选择合适的池深。ES型膜组件可适应2.50-3.00m水深， 当鼓风机压力允许情况下，可加大有效水深，对膜组件无影响。水面以上设0.5-1.0m保护高度。 图7 膜设置方式图 选取ES型，取淹没水深0.5m，所以池深H=3m。 3综上，池容积V=S×H=14.19×3=42.57m 18 ?按BOD容积负荷计算(MBR)池容积 5 当膜生物反应器用来处理生活污水,特别是杂排水时,BOD容积负荷(N)取5V 31.0-1.5kgBOD/(m?d)。 5 池有效容积 V= Q? S,N 0V =300×55,1 3 =16.5m 其中S为进水COD，mg/L。 05 (8)比较两种算法最终确定(MBR)池容积 设计尺寸取上述两种算法中的较大值，如按BOD容积负荷计算出的池容5积大于按所选膜组件需要的池容积时,一般要设前置曝气池。 由(7)可知，按BOD容积负荷计算出的池容积小于按所选膜组件需要的5 3池容积，故池容选取42.57m，且不需要前置曝气池。 (9)鼓风量的计算 ?膜装置洗净所需空气: 每张膜洗净所需空气量q = 12L/min MBR所需鼓风量G = N×n×q 0 = 3×(200+200+100)×12 3 =18 m /min 其中，N为膜组件组数; n为膜片数。 0 ?生物处理所需空气量: 需氧量 O = aLr + bSa = aQ(S- Se) +bVXf Dd0 MBR池内污泥浓度取X = 12000mg/L 由实际运行装置获得f = 0.8 a值取0.5;b值取0.12 -3 O= 0.5 (55-10)×10×1000，0.12×58.26×12×0.8 D = 22.5 + 246.5 = 16.59 kg?O/d 2 所需空气量: G = O/0.277e = 16.59/(0.277×0.03) D 33 = 1996.39m/d =1.39m/min 19 (10)风机的选取 由于生物氧化所需空气量小于膜洗净所需空气量，鼓风机的选择应以膜 3洗净所需空气量为依据，可选送风量为20m/min左右的风机或总风量相同的 数台风机并联运行。 风口的压力以池深为依据，本处池深为3.0 m，考虑到风管的阻力降，可 取风压P= 3500mm水柱的风机。 4.1.5 自吸泵的选择 通过自吸泵的抽吸作用，从MBR膜片中将处理后的水抽出，从而得到清水。 上海沃新泵阀有限公司生产ZX型自吸清水离心泵。该型式泵与其它型选取 式的自吸离心泵比较，因为泵本身没 有逆止阀，结构最为简单;工作最为可靠;无 故障工作时间长，维护、使用方便、体积小、 重量轻、效率高、在设计上做了特别的考虑与相同口径的泵比较，排量大、性能高。 3型号为50ZX20-7.5泵两台，一用一备，流量20m/h,杨程为7.5m，吸程6.5m，自吸性能1.3min/5m,转速2900r/min,电机功率0.75KV。 4.1.6 消毒池 1.设计说明 接触消毒池(disinfecting tank)指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。主要功能是杀死处理后污水中的病原性微生物。目前污水处理厂常用消毒试剂:NaClO、液氯、Ca(ClO)等，其有效成分均为次氯酸根。 2 2.设计计算 (1)设计参数 3设计流量:Q=300m/d=3.47 L/s(设一座) 水力停留时间:T=0.5h=30min 设计投氯量为:ρ,4.0mg/L 平均水深:h=2.0m (2)接触池容积: -33 V=Q′T=3.47x103060=6.25m ，， V6.252 表面积m A,,,3.13h2 接触池宽为B,1m 20 A3.13 接触池长度 L,,,3.13m,3.2m B1 33.22=6.4m 实际消毒池容积为V′=BLh=1，， 池深取2，0.3,2.3m (0.3m为超高) 经校核均满足有效停留时间的要求。 (3)加氯量计算: 设计最大加氯量为ρ=4.0mg/L,每日投氯量为 max -3 ω,ρQ=430010=1.2kg/d=0.05kg/h ，，max 选加氯机两台，一用一备，加氯机型号为随动式加氯机SDX-1，加氯量 0.008~0.5 kg/h。其特点为:1.加氯机可随水泵启、停自动进行加氯。2.适宜于深 井泵房的加氯。 4.1.7 中水池 1.设计说明 中水池为贮存水厂中净化后的清水，以调节水厂制水量与供水量之间产差额，以 备回用。 2.设计计算 (1)设计参数 设计参数设定 停留时间:T=8h 3-33设计水量:Q=300m/d=3.47×10m/s 水面超高取:h=0.3m 1 3.设计计算 (1)有效容积 3003 V= Q?T=m ，8,10024 (2)中水池高度 取长宽为6m×6m的正方形横断面，则 V100有效水深h===2.78m?2.8m 236A 则高度h= h+h=0.3+2.8=3.1m?3.0m 12 21 故尺寸为6m×6m×3m 4(2 高程计算 高程计算见表7。 表7 各构筑物高程 构筑物 高程 +2.9m 格栅 +2.5m 调节池 +2.5m 膜生物反应器 +2.5m 消毒池 +2.5m 回用水池 22 结 论 作为生活污水的一项重要来源之一，洗浴废水的排放量达到了污水总量的 [12]30%。一般，洗浴废水使用一次后就直接排放了，这无不对水资源造成了很大的浪费。由于洗浴废水具有水量大的特点，对其合理开发，会产生很大的经济效 [13]益和环境效益。在学校，洗浴废水一般是来自直接加热的自来水，如果直接排放，不仅是浪费水资源，还会对挡死造成一定的污染。因此，学校应当将洗浴废水作为在利用水源来开发，这必将对学校的节约用水产生重要作用，而且会产生经济效益，也是广大师生进行环境教育的好机会，更加是我们环境类专业进行 [14]实习的好资源。 综上所述，采用MBR工艺处理洗浴废水，进水COD、BOD、SS、氨氮、5LAS的质量浓度分别为190 mg/L、55 mg/L、100 mg/L、10 mg/L、1.0 mg/L，经本工艺处理后，出水污染物质量浓度分别为25.75 mg/L、6 mg/L、2.76 mg/L、1 mg/L、0.081 mg/L、1 mg/L，可达到《景观环境用水的再生水水质指标》(GB/T 18921-2002)的排放标准。而且与传统的活性污泥工艺相比,膜生物反应器具有流程简单、占地少、运行稳定、易于管理等特点,是中水回用的适用技术之一。对校园内的洗浴废水进行集中处理，避免对洗浴废水这种优质排水的浪费。以较低的投入，可以收到良好效果，是一种合理、可靠的废水处理方案，对学校和社会都有巨大的经济和环境效益。达到了回用废水，是废水变废为宝，缓解当今水资 [15]源紧张的现实的目的。 1 致 谢 本论文是在许春红老师的悉心指导下设计并完成的。导师那渊博的知识，严谨的治学态度，精益求精的作风，严于律己、宽于待人的崇高风范，平易近人的人格魅力对我产生了深远影响。不仅使我树立起远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，而且使我明白了许多待人接物和为人处世的道理。本论文从选题到完成，都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢～同时，我也向身边各位同学表示真心的感谢，感谢他们在整个毕业设计过程中给予我的帮助。 在毕业之际，我也感谢大学期间的每一位老师，是他们传授我知识，是他们教会我如何做人，也正是他们的默默耕耘使我度过了美好充实的大学时光，能够完成这次毕业设计论文，既是对我学业的肯定也是对他们无私奉献的肯定，在此一并感谢我大学的每一位老师～ 2 参 考 文 献 [1] 韦黎立，刘和清，陈立胜，覃奇茂. 氧化一聚硅酸锌混凝法处理厌氧生化淀粉废水的研究[J].工业用水与废水.2000.33(6):13~16 [2] 薛罡，赵洪宾，刘胜利，袁一星, 高金良. 洗浴废水超滤膜处理回用技术研究[J]. 哈尔滨建筑大学学报.2011.42(3):67~69 [3] 陈福泰，诸永前，王曙光，栾兆坤.新型聚合铝硅混凝剂处理洗浴废水的试验研究[J].环境污染治理技术与设备.2002.3(7):21~24 [4] 陶俊杰，于军亭，陈振选.城市污水处理技术及工程实例[M].化学工业出版社.2005 [5] 孙锦宜.含氮废水处理技术与应用[M].化学工业出版社.2003 [6] 何乐萍.洗浴废水复合SBR法制备中水的试验研究[D].兰州理工大学.2007.5. 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