中山市浩佳印刷厂日处理3000m³废水工厂设计

中山市浩佳印刷厂 日处理3000m³废水工程设计 中山市浩佳印刷厂日处理3000m³废水工程设计 摘 要 随着印刷行业日益成熟，印刷废水的污染是成为我国水体污染问题之一。印刷废水具有高COD、高色度、可生化性差的特点，由于许多印刷厂对其废水处理不完善，水体指标超标，导致印刷废水污染问题日益严重。因此，解决这些问题的关键是运用高效、合理、经济的废水处理工艺，以提高印刷厂末端治理的效率。

本设计是中山市浩佳印刷厂日处理3000m³废水工程的初步设计。根据厂区规模，结合印刷废水需提高可生化性、除COD、脱色的要求，本设计采用“絮凝气浮-水解酸化-生物接触氧化”污水处理工艺。运用絮凝气浮法有效去除污水色度和SS、水解酸化法可提高污水可生化性、生物接触氧化法具有高稳定性，污泥量少的特点，既可让污水处理流程简化、节省投资，也使该厂印刷废水基本满足广东省《水污染物排放限值》（DB4426-2001）第二时段一级标准的要求。

关键词：印刷废水 絮凝气浮法 水解酸化法 生物接触氧化法 Engineering Design of Daily Treatment of 3000 m³ Wastewater in Haojia Printing Factory of Zhongshan City Abstract As the printing industry becomes more mature, the pollution of printing wastewater has become one of the problems of water pollution in China. Printing wastewater has the characteristics of high COD, high chroma, and poor biodegradability. Due to the imperfection of wastewater treatment by many printing plants and the exceeding of water body indicators, the problem of printing wastewater pollution is becoming more and more serious. Therefore, the key to solving these problems is to use efficient, reasonable, and economical wastewater treatment processes to improve the efficiency of the end treatment of printing plants. This design is the preliminary design of the daily treatment project of 3000m³ wastewater in Haojia Printing Factory of Zhongshan City. According to the scale of the plant, combined with the requirements of printing wastewater to improve biodegradability, COD removal，and decolorization, this design uses the “flocculation air floatation-hydrolysis acidification-biological contact oxidation“ wastewater treatment process. The flocculation air floatation method is used to effectively remove sewage color and SS, and the hydrolytic acidification method can improve the sewage biodegradability. The biological contact oxidation method has the characteristics of high stability and low sludge volume, which can simplify the sewage treatment process and save investment. It also makes the printing wastewater of the plant basically meet the requirements of the first-stage standard in the second period of Guangdong Water Pollutant Discharge Limit (DB4426-2001). Keywords: Printing wastewater；
Flocculation air floatation；
Hydrolytic acidification；
Biological contact oxidation 目录 第一章 项目概况 1 1.1基本资料 1 1.1.1城市基本情况 1 1.1.2地理位置 1 1.1.3气象资料 2 1.1.4水文地质资料 2 1.2污水的基本资料 2 1.2.1生产工艺及废水水量 2 1.2.2污水进水水质 3 1.2.3生产废水水量确定 3 1.3处理后出水水质目标 3 1.3.1受纳水体 3 1.3.2出水水质目标 4 1.4有关设计依据 4 第二章 总体设计 5 2.1 设计方案的选择与确定 5 2.2 工艺流程说明 5 2.2.1格栅 5 2.2.2泵房 7 2.2.3调节池 7 2.2.4混凝气浮池 7 2.2.5水解酸化池 7 2.2.6生物接触氧化池 7 2.2.7二沉池 8 2.2.8消毒池 8 2.2.9污泥浓缩池 8 2.2.10污泥厌氧消化池 8 2.2.11污泥脱水 8 第三章 污水工艺流程计算 9 3.1格栅 9 3.1.1设计参数确定 9 3.1.2设计尺寸 10 3.1.3格栅水头损失 11 3.1.4每日栅渣量 12 3.1.5格栅机选择 12 3.2提升泵房设计 12 3.2.1泵房设计计算 12 3.2.2泵房水头损失 13 3.2.3水泵扬程及选型 14 3.2.4集水池设计 14 3.3调节池设计 15 3.3.1尺寸设计 15 3.3.2曝气设计 16 3.3.3中和 17 3.4混凝气浮池设计 18 3.4.1混凝反应池设计 18 3.4.2气浮池设计 22 3.5水解酸化池 26 3.5.1设计参数确定 26 3.5.2水解酸化池设计计算 27 3.5.3 酸化池配水系统计算 27 3.6生物接触氧化池 30 3.6.1 设计参数确定 30 3.6.2 设计计算 30 3.7二沉池 39 3.7.1设计参数确定 39 3.7.2 设计计算 39 3.8消毒池 45 3.8.1 设计参数确定 45 3.8.2 设计计算 45 3.9预测处理效率 46 第四章 污泥工艺流程计算 47 4.1污泥浓缩池 47 4.1.1设计参数确定 47 4.1.2设计计算 47 4.2污泥厌氧消化池设计 49 4.2.1设计参数确定 49 4.2.2设计计算 50 4.3污泥脱水设计 53 4.3.1设计计算 53 第五章 污水处理构筑物布置 54 5.1 平面布置设计 54 5.1.1 平面布置原则 54 5.1.2 平面布置图 54 5.2构筑物高程设计 54 5.2.1高程设计原则 54 5.2.2高程设计计算 54 5.2.3构筑物高程图 60 第六章 工程概预算 61 6.1企业组织 61 6.1.1企业情况 61 6.1.2劳动定员 61 6.2投资概算 61 6.2.1投资概算 61 6.2.2工器具购置费 63 6.3运行费用 63 6.3.1 能源消耗费 63 6.3.2 药剂费 64 6.3.3 员工工资 64 6.3.4 吨位水处理费用 64 结论 65 参考文献 66 谢 辞 67 附 录 68 第一章 项目概况 1.1基本资料 1.1.1城市基本情况 中山市位于珠江三角洲南部，毗邻顺德、江门、珠海和港澳。占地面积为1800.14km2，居住130万人民。横栏镇地处珠江三角洲的中南部，占地面积75.82 km2。镇内河流众多，交通方便，横穿有105 国道、中江高速公路、广珠轻轨、太澳高速公路、沙古公路以及在建的中顺快线、纵四线等主干道。

1.1.2地理位置 中山市浩佳印刷厂位于中山市横栏镇茂辉工业区庆德路7号第四卡，中心坐标为N22°35′24.60”，E113°13′26.50”（地理位置情况见图1-1）。

图1-1 项目地理位置图 引用百度地图 1.1.3气象资料 中山市地势较为平坦，地处北回归线以南，为亚热带季风气候。这里气候宜人、四季分明、雨量充沛。在每年的4~9月雨量增多，为雨季；
而6~10月时常会有台风席卷，为台风天。中山市每年平均降水量达1886mm，平均气温22.5℃，平均风速1.9m/s。

1.1.4水文地质资料 地质地貌：中山市以平原为主要地形，具有中间高四周低、并且自西北向东南方向倾斜的特征，其地壳变动较为频繁。当地著名的五桂山和竹嵩岭高高耸立于市中南部，其中五桂山是全市最高峰，其海拔高度为531m。

水文：中山市河流众多，河网密度为0.9~1.1km/km2，流经市内河道有横门水道、石岐河、洪奇沥水道、小榄水道等，河床高程低、坡降小，呈西北—东南方向流动。本项目的受纳河道为拱北河，其源于横栏镇，截止于中山拱北闸，有5m之长。该河道执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) III类标准，标准规定其用途主要为集中式生活饮用水地表水源二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水厂养殖区等渔业水域和游泳区。

1.2污水的基本资料 1.2.1生产工艺及废水水量 图1-2 生产流程产污图 中山市浩佳印刷厂主要经营纸类、纸箱印刷，其工艺为将纸板切纸后凹版印刷，经过啤和粘合，最后制成纸箱出货。生产过程中产生一定量的VOC气体和废水，其中印刷废水主要来自凹版印刷过程的清洗废水，废水中含有机物含量较高的水性油墨，其污染物指标包括SS、CODcr、BOD5、氨氮、色度等，废水量为3000m³/d。厂内劳动定员为34人，均不在厂内食宿（劳动定员表可查表6-1）。员工办公楼及车间产生的生活污水经三级化粪池处理后，进入横栏镇污水处理厂深度处理。

1.2.2污水进水水质 表1-1中山市浩佳印刷厂污水处理系统进水水质 （单位注：
单位除pH外 ：mg/L）
项目 SS CODCr BOD5 氨氮 色度 pH 进水水质 450 1050 200 25 400倍 11 1.2.3生产废水水量确定 处理规模：Q = 3000m³/d 最大设计流量：
Qmax = Kz×Q =1.75×3000m³/d = 5250m³/d =218.75m³/h =0.06m³/s Qmax：废水设计流量（按最大计），m³/s。

Kz：工业废水变化系数，根据《三废处理工程手册》（废水卷）中印刷行业废水变化系数为1.5-2.0，取值1.75。

Q：废水日均流量，m³/d。

印刷厂自建污水处理系统的各处理构筑物、连接各处理构筑物的管道都应该满足废水最大设计流量的需求。

1.3处理后出水水质目标 1.3.1受纳水体 中山市浩佳印刷厂位于横栏镇，纳污河道为拱北河。根据《中山市水功能区划》可知：拱北河属于III类水质功能区，应执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) III类标准，主要运用于集中式生活饮用水地表水源二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水厂养殖区等渔业水域以及游泳区。

1.3.2出水水质目标 根据广东省《水污染物排放限值》（DB4426-2001）要求：GB3838地表水III类功能水域(划定的饮用水源保护区以及游泳区除外)属于一类控制区，处理废水排入一类控制区应执行第二时段一级标准。项目出水水质目标如表1-2所示：
表1-2 出水水质目标 （单位注：
单位除pH外 ：mg/L）
项目 SS CODCr BOD5 氨氮 色度 pH 进水水质 450 1050 200 25 400倍 11 出水水质 60 90 20 10 40倍 6~9 1.4有关设计依据 《环境工程设计手册》
《水污染控制工程》（第四版下册）
《污水处理构筑物设计与计算》
《城市污水厂处理设施设计计算》(第三版) 《三废处理工程技术手册》（废水卷）
《给水排水设计手册》（第1册）
《给水排水设计手册》（第5册）
《给水排水设计手册》（第11册）
第二章 总体设计 2.1 设计方案的选择与确定 本设计方案针对中山市浩佳印刷厂的废水特点设计，即废水源于印刷生产过程中产生的油墨废水，以及包装印刷品在粘合过程中产生的浆胶废水，其中包含COD、BOD5、SS、色度、氨氮等污染物[1]，水质较复杂。通过该厂原始数据发现：废水中存在有机负荷不高，可生化性差，高色度等问题，需要一套提高废水可生化性，去除废水中的COD、BOD5，以及解决废水色度脱色的处理方案。本设计结合经济、技术和环境的多方比较和选择，拟采用“混凝气浮—水解酸化—生物接触氧化法”为核心的工艺方法。采用化学混凝法对去除COD和色度比较高效可靠[2]，且改用气浮池代替沉淀池去除悬浮物，使污水中悬浮物粘结成较大絮体，絮体表面附着微气泡浮至水面形成浮渣，通过刮渣后除去，这相对于传统的沉淀池来说，气浮法将悬浮物的去除率从30%-50%提升至80%-90%，为后续处理单元提供良好的反应条件[3]。而加设水解酸化池，作用是提高了污水的可生化性，使难以溶解的高分子有机物在厌氧状态下降解为小分子物质。最后采用生物接触氧化法，是利用其具有较高容积负荷[4]、对水质水量骤变有较强适应力、剩余污泥量少、不存在污泥膨胀问题及运行管理方便[5]的优势，让污水进一步净化。因此，采用“混凝气浮—水解酸化—生物接触氧化法”为核心的工艺方法可使运行稳定，对各类污染物具有良好的去除效果，其中色度的去除更是高达99.2%，使得废水中的有机色素几乎得以全部去除[6]，而水解酸化法和生物接触氧化法的结合更是为去除废水中的氨氮营造厌氧和好氧的环境，对氨氮具有一定得去除效果。

该处理方法具备处理效果稳定、操作管理简单、工艺效率高、运行安全可靠等特点，是一种具备可行性的处理工艺。采用“混凝气浮—水解酸化—生物接触氧化法”的组合型工艺，可有效解决处理印刷行业废水水质复杂，可生化性差，色度较高，有机物含量高等问题，在技术和经济上均可行。

2.2 工艺流程说明 2.2.1格栅 本设计采用格栅，可以起到拦截较大的悬浮物（如：印刷纸屑），防止提升水泵堵塞，确保后续处理设施正常运行的作用。

污泥浓缩池 污泥厌氧消化池 污泥脱水 焚烧、外运 水解酸化池 生物接触氧化池 二沉池 消毒池 出水 污水 格栅 调节池 混凝气浮池 提升泵 鼓风机 图2-1 工艺流程图 注：本工艺固废为污泥脱水后的泥饼，将外运焚烧。

2.2.2泵房 泵房作用是提升污水，使污水能依靠重力自流到后续的水处理构筑物中，减少处理经费。

2.2.3调节池 在废水处理系统前设置调节池，其作用是减少水量水质的变动对工艺过程的影响，使后续处理构筑物在运行时能得到稳定的进水量和良好的水质。本设计线内设置调节池以确保水流连续，并且在调节池中和印刷废水的pH值，使pH初始值为11拟中和至8，达到水质排放标准。

2.2.4混凝气浮池 混凝池是通过向水中投加一些药剂（本设计采用絮凝剂为PAM[7]），使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。本设计运用气浮池代替沉淀池，采用加压溶气气浮法，设置溶气罐往废水中溶气，再留至气浮池，使絮凝体表面附着微气泡并浮至水面形成浮渣，通过刮渣机除去，提高悬浮物的去除效率。

2.2.5水解酸化池 根据本设计污水具有COD含量高，可生化性差的特点，通过水解酸化池，使得污水中不易溶解的高分子有机物降解为小分子物质，减小了抑菌性污染物对后续处理工艺的影响，提高了污水的可生化性，且对降低污水中的氨氮含量具有作用。

2.2.6生物接触氧化池 生物接触氧化池是利用池底的曝气装置对污水进行充氧，使污水处于流动状态、能与填料充分接触。氧化池内微生物会利用充足的氧气和营养物质大量繁殖形成生物膜，当生物膜生长至一定厚度后，由于缺氧，填充壁上的微生物将发生厌氧代谢，生物膜会因产生的气体和曝气引起的冲刷作用而脱落，以便促进新生物膜的生长，有效降低污水BOD5的浓度，另外对氨氮的去除有一定作用[8]。

2.2.7二沉池 二沉池的作用是使从氧化池流出的污泥进行泥水分离、污泥浓缩，而污水可达到进一步净化。其效果好坏，直接影响出水水质和回流污泥的浓度。

2.2.8消毒池 工业废水中含有一定量细菌，为了符合污水深度处理对水质的要求，可设置消毒池对水体进行消毒。

2.2.9污泥浓缩池 本设计采用污泥浓缩池，目的是浓缩污泥，起到降低其含水率，减小其体积的作用。

2.2.10污泥厌氧消化池 本设计采用污泥厌氧消化池，旨在提高污泥脱水效果及卫生质量，减少外运成本。在无氧条件下，厌氧消化池中的兼性厌氧菌将剩余污泥中可生物降解的有机物降解，这是污泥减量化及稳定化常用手段之一。

2.2.11污泥脱水 污泥脱水可除去污泥中的水分，从而减小污泥的体积和质量。

第三章 污水工艺流程计算 3.1格栅 3.1.1设计参数确定 （1）进水渠宽B1 由《环境设计手册—水》查得：为防止格栅后的水泵受堵塞，根据文中3.2计算所选的KwPK100-250型号水的纳污能力可知：水泵前格栅栅条间隙≤20mm，选用粗格栅栅条间隙为b1=0.02m。

由《水污染控制工程》（下册）查得：b=16~25mm时（采用粗格栅时），栅渣截留量为：0.10~0.05 m³/(103*m³污水)。运用内插法可求得栅渣截留量为:（0.10−0.05）×20−1625−16=0.08 m³/(103*m³污水)。

由《环境设计手册—水》查得：过栅流速一般采用0.6~1.0m/s，选取v=0.8m/s；
格栅倾角一般采用45°~75°，选取值为60°。

由最优水力断面公式Qmax=12B12×V =hB1V，则B1=2QmaxV=2×0.060.7=0.41m Qmax：废水的最大设计流量，m/s。

B1：进水渠宽，m。

V：格栅前渠道内的水流速度，设V=0.7m/s。（一般采用0.4~0. 9m/s）
（2）栅前水深h：h=B12=0.412=0.21m （3）格栅计算草图如图3-1所示：
图3-1 格栅计算简图 3.1.2设计尺寸 （1）栅条间隙数n n=Qmax×Sinαbhv=0.06×Sin60°0.02×0.21×0.8≈17个 （1-1）
Qmax：废水最大设计流量，m/s。

α：格栅倾角，取α= 60° b：栅条间隙，取b = 0.02m h：栅前水深，取h = 0.21m v：过栅流速，取v = 0.8m/s （2）栅槽宽度B 本设计采用栅条断面为矩形断面形状，断面规格为0.01×0.05㎡ B=S×n−1+bn=0.01×（17−1）+0.02×17=0.5m （1-2）
B：栅槽宽度，m S：栅条宽度，取S=0.01m n：栅条间隙数，取n=17个 b：栅条间隙，取b=0.02m （3）进水渠道渐宽渠道L1 L1=B−B12tanα1=0.5−0.412×0.364=0.12m （1-3）
L1：进水渠道渐宽部分长度，m B：栅槽宽度，取B=0.5m B1：进水渠宽，取B1=0.41m α1：进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可用20°，tanα1=0.364 （4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2 L2=L12=0.122=0.06m （1-4）
（5）格栅总长度L H1=h+h1=0.21+0.3=0.51m （1-5）
h：栅前水深，取h=0.21m h1：栅前渠道超高，一般取0.3m L=L1+L2+1.0+0.5+H1tanα=0.12+0.06+1.0+0.5+0.513=2.0m （1-6）
α：格栅倾角，取60°，tan60°=3 （6）栅后槽总高度 据3.1.3格栅水头损失计算：栅后槽总高度为H=0.6m。

3.1.3格栅水头损失 由《环境工程设计手册-水》查得：栅条断面为锐边矩形，其断面采用尺寸为：0.01×0.05㎡ （1）格栅水头损失：
h0=εv22gsinα=β×（Sb）43×0.822×9.81×32=0.03m （1-7）
h0：计算水头损失，m ε：阻力系数，与栅条断面有关，可按表3-1计算 v：过栅流速，取0.8m/s g：重力加速度，取9.81m/s α：格栅倾角，取60°，sin60°=32 S：栅条宽度，取S=0.01m b：栅条间隙，取b=0.02m β：形状系数，取β=2.42 由《环境工程设计手册-水》查得，阻力系数计算如下表3-1所示：
表3-1 锐边矩形阻力系数 栅条断面形状 公式 形状系数 锐边矩形 ε=β×（Sb）43 β=2.42 （2）过栅水头损失：
h2=kh0=3×0.03=0.09m （1-8）
h2：过栅水头损失，m h0：计算水头损失，0.03m k：系数，格栅被污染物堵塞时水头损失的增大倍数，取k=3 （3）栅后槽总高度 H=h+h1+h2=0.21+0.3+0.09=0.6m （1-9）
H：栅后槽总高度，m h：栅前水深，取h=0.21m h1：栅前渠道的超高，一般取0.3m h2：过栅水头损失，取h2=0.09m 3.1.4每日栅渣量 W=QmaxW1×86400Kz×1000=0.06×0.08×864001.75×1000=0.24m³/d （1-10）
W：每日栅渣量，103m³/d W1：单位体积污水栅渣截留量，取W1=0.08 m³/(103*m³污水) Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =0.06m³/s Kz：工业废水变化系数，取Kz =1.75 每日栅渣量>0.2m³，因此采用机械清渣。

3.1.5格栅机选择 查《给水排水设计手册》（第11册）得，本设计选择BLQ型格栅除污机，其技术参数见表3-2。

表3-2 BLQ型格栅除污机性能 刮污耙幅宽（mm）
格栅间隙（mm）
安装角度（°）
刮污车升降行程（m）
升降电动机功率（kW）
启闭电动机功率（kW）
行走电动机（双速功率）（kW）
1000-3500 10-100 60-90 4-12 1.5 0.75 0.8/0.4 根据《环境工程设计手册—水》查得：水泵前的格栅间隙≤25mm，污水处理系统前可不再设置格栅。

3.2提升泵房设计 3.2.1泵房设计计算 由《给水排水设计手册（第1册）》得：
（1）本设计采用集水池与机器间合建式方形泵站；

（2）提升泵房的进出口水管均采用DN300mm的钢筋混凝土管；

（3）提升泵房的进口水管长15m，出口水管长8m。

（4）提升泵房进出口管道流速 v=4QmaxπD2=4×0.06π×0.3002=0.85m/s （2-1）
v：提升泵房进出口管道流速，m/s Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =0.06m³/s D：提升泵房进出口管道管径，D=0.300m 3.2.2泵房水头损失 （1）进水管：
沿程阻力损失：
hf=iL=0.0040×15=0.06m （2-2）
ℎf：沿程阻力损失，m i：单位管长水头损失，查钢筋混凝土管（非满流，n=0.014）水力计算表可得：当Q=0.06m/s=60L/s，D=300mm,v=0.85m/s，h/D=0.85时，i=0.0040 L：提升泵房的进口水管长，L=15m 局部阻力损失：
hε=δv22g=0.781+1.0+1.0+2×0.07×0.8522×9.81=0.11m （2-3）
ℎε：局部阻力损失，m v：提升泵房进口管道流速，v=0.85m/s g：重力加速度，g=9.81 δ：局部阻力系数 设置1个90°弯头（D=300mm）:δ=0.781，1个水泵入口：δ=1.0，1个出水口：δ=1.0，2个阀门: δ=0.07。

进水管水头损失：
h1= hf+hε=0.06+0.11=0.17m （2-4）
（2）出水管：
沿程阻力损失：
hf＇=iL=0.0040×8=0.032m （2-5）
ℎf＇：沿程阻力损失，m i：单位管长水头损失，查钢筋混凝土管（非满流，n=0.014）水力计算表可得：当Q=0.06m/s=60L/s，D=300mm,v=0.85m/s，h/D=0.85时，i=0.0040 L：提升泵房的进口水管长，L=8m 局部阻力损失：
hε＇=δv22g=0.781+0.56+1.0+0.07×0.8522×9.81=0.089m （2-6）
ℎε＇：局部阻力损失，m v：提升泵房进口管道流速，v=0.85m/s g：重力加速度，g=9.81 δ：局部阻力系数 设置1个90°弯头（d=300mm）:δ=0.781，1个进入口：δ=0.56，1个出水口：δ=1.0，1个阀门: δ=0.07。

出水管水头损失：
h2= hf＇+hε＇=0.032+0.089=0.121m （2-7）
3.2.3水泵扬程及选型 （1）水泵扬程 H=h1+h2+h3+h4=0.17+0.121+8.205+0.5=9m （2-8）
H：水泵扬程，m ℎ1：进水管水头损失，ℎ1=0.17m ℎ2：出水管水头损失，ℎ2=0.121m ℎ3：水位差， ℎ3=35.115−26.91=8.205m（查看表5-5构筑物高程水力计算表：集水池最低水位：29.41−2.5=26.91m，泵房出口管道水面标高：35.115m）
ℎ4：安全水头，ℎ4=0.5m （2）水泵选型 根据Q=60L/s=218.75m³/h，扬程H=9m，采用2只（1用1备）KwPK100-250型号的水泵，其技术参数如下所示：
表3-3 KWPK100-250型号污水泵技术参数 型号 流量Q （m³/h）
扬程H（m）
转速n（r/min）
电动机 功率（kw）
效率ζ（%）
叶轮外径 D（mm）
KWPK100-250 100~240 6.5~21.7 1450 2.2~15 77 180~260 3.2.4集水池设计 （1）集水池容积 采用1台水泵工作10min时集水池所需的容量，则 W=Q60×10=218.7560×10=36.6m³ （2-9）
W：集水池容积，m³ Q：最大设计流量，Q =218.75m³/h （2）集水池面积 F=WH=36.62.5=15㎡ （2-10）
F：集水池面积，㎡ W：集水池容积，W=36.6m³ H：集水池有效水深，设H=2.5m 设长L为5m，，则宽B = FL=155=3m，超高为0.5m，即集水池池型规格为5m×3m×3m。

设计泵房尺寸：8m×5m×10m。

3.3调节池设计 本设计线内设置调节池，还需进行空气搅拌，即在池内设置穿孔管，应用鼓风机曝气，混合废水，防止可沉降固体沉至池底导致水质不均，降低废水浓度波动。

3.3.1尺寸设计 （1）调节池的有效容积V V=Qmax×T=218.75×8=1750m³ （3-1）
Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =0.06m³/s=218.75m³/h T：调节池水力停留时间，取T=8h （2）调节池面积F F=Vh2=17505=350㎡ （3-2）
F：调节池的面积，㎡ V：调节池的有效容积，V = 1750m³ h2：调节池有效水深， h2 = 5m （3）调节池长及宽 取调节池长L = 20m，则池宽B为：
B=FL=35020=17.5m （3-3）
L：调节池的长，L=20m B：调节池的宽，m F：调节池的面积，F=350㎡ （4）调节池总高度H H=ℎ1+ℎ2=0.5+5=5.5m （3-4）
H：调节池的总高度，m h1：调节池的超高，取h1=0.5m h2：有效水深，h2=5m 则调节池尺寸：L×B×H=20×17.5×5.5m³ 3.3.2曝气设计 由《给水排水设计手册》（第5册）查得；
风管中的空气流速采用：干支管：10~15m/s；
竖管、小支管：4~5m/s。

（1）所需空气量：
Qg=Qg＇Qmax=0.8×218.75=175m³/h=0.0486 m³/s （3-5）
Qg：曝气设备提供所需空气量，m³/s Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =0.06m³/s=218.75m³/h Qg＇：单位废水所需空气量，由《三废处理工程技术手册（废水卷）》得：Qg＇=0.6~0.9m³/（h/m³）时可使废水保持好气状态，取Qg＇=0.8m³/（h∗m³）
（2）干管管径 D1= 4Qgπv1=4×0.0486π×11=0.075m = 75mm （3-6）
D1：干管管径，mm Qg：曝气设备提供所需空气量， Qg=0.0486 m³/s v1：干管空气流速一般取10~15m/s，取v1=11m/s 选用直径为75mm的钢管作为干管。

（3）支管管径 本设计设2根支管，单根支管空气量：
Qg＇＇=Qg2=0.04862=0.0243m³/s （3-7）
Qg＇＇：单根支管空气量，m³/s Qg：曝气设备提供所需空气量， Qg=0.0486 m³/s 单根支管管径：
D2= 4Qg＇＇πv2=4×0.0243π×5=0.080m=80mm （3-8）
D2: 单根支管管径，mm Qg＇＇：单根支管空气量，Qg＇＇=0.0243m³/s v2：支管空气流速一般取4~5m/s，取v2=5m/s 选用直径为80mm的钢管作为支管。

（4）穿孔管管径 本设计设每根支管上有14根穿孔管，共28根穿孔管。

单根穿孔管空气量：
Qg＇＇＇=Qg＇＇14=0.024314=0.00174m³/s （3-9）
Qg＇＇＇：单根穿孔管空气量，m³/s Qg＇＇：单根支管空气量，Qg＇＇=0.0243m³/s 穿孔管管径：
D3= 4Qg＇＇＇πv3=4×0.00174π×4=0.025m=25mm （3-10）
D3: 单根穿孔管管径，mm Qg＇＇＇：单根穿孔管空气量，Qg＇＇＇=0.00174m³/s v3：取v3=4m/s 穿孔管连接鼓风机，对废水进行曝气。

3.3.3中和 本设计废水pH=11，拟加硫酸中和至pH=8。废水中原始碱浓度：OH−=10-3 mol/m³，拟中和后碱浓度：OH−=10-6 mol/m³。

加酸量计算如下：
Ns=Qmax（C0−C1）asKna=218.75×10−3−10−6×98×1.12×98%=12.02g/h=0.012kg/h （3-11）
NS：加酸量，kg/h Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =0.06m³/s=218.75m³/h C0：废水原始pH=11时碱的浓度，即0H-的浓度，C0=10-3mol/m³ C1：废水中和到pH=8时碱的浓度，C1=10-6 mol/m³ as：硫酸的摩尔质量， 取as =98g/mol K：反应不均匀系数，一般K=1.1~1.2， 取1.1 n：酸碱反应当量，1mol碱所需硫酸量为0.5mol，即n=10.5=2 a：工业硫酸的纯度，取98% 3.4混凝气浮池设计 3.4.1混凝反应池设计 3.4.1.1设计参数确定 由《三废处理工程技术手册》查得：
（1）本设计投加的絮凝剂为PAM（聚丙烯酰胺）。

（2）混合池采用机械搅拌型，为搅拌均匀，本设计增加4块固定挡板在外壁上，每块挡板宽度b =（110~112）D(D为混合池直径)，其上、下缘离静止液面和池底均为14D。搅拌器直径D0 =（13~23）D ；
搅拌器宽度B =（0.1~0.25）D，混合池内设两叶型平板搅拌器，搅拌器离池底约0.5~0.75Do(Do为搅拌器直径)。

（3）当D≤1.2时，搅拌器可设1层；
当H:D>1.3时（H为有效高度），搅拌器可设两层。

（4）本设计采用旋流式反应池，池数一般≥2个，反应时间为8~15min，本设计取15min。池内水深与直径的比值：H:D=10：9。

3.4.1.2设计计算 （1）溶药池容积 W=24×100aQ1000×1000bn=aQ417bn=8×218.75417×10%×3=14m³ （4-1）
W：溶药池容积，m³ a:混凝剂最大用量，取a=8mg/L Q: 废水最大设计流量，取Q=0.06m³/s=218.75m³/h b:药液浓度，按药剂固体质量分数计算，取10%~20%，取b=10% n:每天配置溶液次数，一般取2~6次，取n=3 （2）机械搅拌混合池设计计算 图3-2 浆式混合池 （a）混合池有效容积：
W= QT60n=218.75×160×1=3.6m³ （4-2）
W：混合池有效容积，m³ Q：废水最大设计流量，取Q=0.06m³/s=218.75m³/h T：混合时间，取T=1min n：池数，取n=1 设混合池直径D为1.3m，则混合池有效水深为：
H= 4WπD2=4×3.6π×1.32= 2.7m （4-3）
在周壁上加设固定挡板四块，每块宽度b为：110D = 0.13m(D为混合池直径)，其上、下边缘离液面和池底均为：14D = 0.33m，挡板长为：2.7-2×0.33=2.04m。混合池设超高为0.5m，总高为2.7+0.5=3.2m。

（b）垂直轴转速 n0= 60vπD0=60×3π×0.65=88 r/min （4-4）
n0：垂直轴转速，r/min v：桨板外缘线速度，1.5~3m/s，取v=3m/s D0：搅拌器直径，取D0= 12D = 12×1.3 =0.65m 搅拌器离池底取0.6×D0=0.6×0.65=0.4m，搅拌器叶数Z=2，搅拌器的宽度B=0.25D=0,25×1.3=0.33m，搅拌器层数据HD>1.3，设置e=2层，每层间距0.8D0=0.8×0.65=0.5m。

（c）搅拌器角速度 ω= 2vD0=2×30.65=9.3rad/s （4-5）
ω：搅拌器旋转角速度，rad/s v：桨板外缘线速度，1.5~3m/s，取v=3m/s D0：搅拌器直径，取D0=0.65m （d）计算轴功率 N2=Cγω3ZeBR04408g=0.35×1000×9.33×2×2×0.33×0.334408×9.81=1.10kW （4-6）
N2：计算轴功率，kW C：阻力系数，0.2~0.5，取C=0.35 γ：水的容重，1000kg/m³ ω：搅拌器旋转角速度，取ω =9.3 rad/s Z：搅拌器的叶数，取Z=2 e：搅拌器的层数，取e=2 B：搅拌器的宽度，取B =0.33m R0：搅拌器的半径，取R0= 12D0= 12×0.65 = 0.33m g：重力加速度，取g=9.81m/s2 （e）需要轴功率 N1= μWG2102=116.5×10−6×3.6×5002102= 1.02kW （4-7）
N1：需要轴功率，kW μ：水的动力粘度，μ =116.5 kg*s/㎡ W：混合池有效容积，取W=3.6m³ G：设计速度梯度，500~1000s-1，取G=500 N1≈N2，满足要求。

（f）电动机功率 N3=N2ηn= 1.100.85 = 1.3kW （4-8）
N3; 电动机功率，kW N2：计算轴功率，kW ηn：传动机械效率，一般取0.85 （3）旋流式反应池 图3-3 旋流式反应池 （a）旋流式反应池总容积 W=QT60= 218.75×1560=54.7m³ （4-9）
W: 旋流式反应池总容积，m³ Q: 废水的最大设计流量，取Q=0.06m³/s=218.75m³/h T：反应的时间，取T=15min （b）反应池的直径 D=33.6Wnπ=33.6×54.72π=3.2m （4-10）
D：反应池直径，m W：旋流式反应池总容积，取W=54.7m³ n：池数，取2个 池内水深：直径=H:D=10：9，则反应池有效水深为：
H=10D9= 10×3.29=3.6m （4-11）
设超高0.5m，反应池总高为4.1m。

（c）喷嘴直径 d=4Qnvπ=4×0.062×2.5π=0.124m （4-12）
d：喷嘴直径，m Q：废水最大设计流量，取Q=0.06m³/s n：池数，取2个 v：喷嘴出口流速，取2~3m/s，取v=2.5m/s （d）水头损失 h1=0.06v2= 0.06×2.52 =0.375m （4-13）
h1：喷嘴水头损失，m v：喷嘴出口流速，一般取2~3m/s，取v=2.5m/s h=ℎ1+ℎ2= 0.375+0.15 = 0.525m h：水头损失，m ℎ1：喷嘴水头损失，m ℎ2：池内水头损失，一般为0.1~0.2m，取h2=0.15m 3.4.2气浮池设计 3.4.2.1设计参数确定 由《三废处理工程技术手册》（废水卷）查得：
（1）本设计气浮池选用竖流式气浮池，底下的污泥斗高度取h=0.6m。溶气压力采用0.2~0.4MPa，本设计取0.3MPa；
回流比R’取5%~25%，本设计取R’=25%。

（2）气浮池接触室的上升流速为：10~ 20mm/s，本设计取15mm/s，室内的停留时间>60s。

（3）气浮池分离室水流(向下)流速为：1.5~3.0mm/s，本设计取2mm/s；
矩形分离室的长宽比取（1~2）：1，本设计取2：1。

（4）气浮池有效水深：2.0~2.5m，本设计取2m，水停留时间一般为10~ 20min。

（5）本设计采用加压压力容器气浮法，设置溶气罐，使废水进入气浮池之前气水比增大，空气充分溶解于水中，提高气浮效果。

（6）压力溶气罐填料层高度：1~1.5m，罐的直径可据过水截面负荷率取100~ 200 m3 /(m2*h)，取150 m3 /(m2*h)。

（7）溶气罐大多用椭圆形封头（以内径为公称直径），封头的高度和公称直径关系为：
H1=h1+h2+δ=0.6+0.04+0.01=0.65m （4-14）
3.4.2设计计算中（6）得公称直径为2.4m，查得《椭圆形标准封头》（JB1154-73）如下：
h1：曲面高度，查得h1=0.6m h2：直角高度，查得h2=0.04m δ：壁厚，查得δ = 0.01m （8）竖流式气浮池如图3-4所示：
图3-4 竖流式气浮池示意图 3.4.2.2设计计算 （1）气浮所需空气量 Qg=QR’acφ= 218.75×25%×50×1.2=3281L/h （4-15）
Qg：气浮所需空气量，L/h Q：气浮池设计水量，取Q = 218.75m³/h R’：试验条件下的回流比，取R’=25% ac：试验条件下的释放量，取ac=50L/m³ φ：水温校正系数，取1.1~3.3，取φ=1.2 （2）本设计采用加压容器气浮法，需设置溶气罐，使空气充分溶于废水中，增大气浮效果。设计计算如下：
加压溶气水量QP Qp=Qg736ηpkT=3281736×90%×0.3×2.43×10−2= 679.5 m³/h （4-16）
Qp：加压溶气水量，m³/h Qg：气浮所需空气量，L/h η ：溶气效率，对装阶梯环填料的溶气罐可按表3-4查得：η=90%（水温20℃）
p：选定的溶气压力，取P= 0.3 MPa kT：溶解度系数，可根据水温查表3-5而得，取 kT=2.43×10-2（温度20℃）
表3-4 阶梯环填料罐(层高1m)的水温、压力与溶气效率间的关系表 水温/℃ 5 10 15 溶气压力/Mpa 0.2 0.3 0.4~0.5 0.2 0.3 0.4~0.5 0.2 0.3 0.4~0.5 溶气效率/% 76 83 80 77 84 81 80 86 83 水温/℃ 20 25 30 溶气压力/Mpa 0.2 0.3 0.4~0.5 0.2 0.3 0.4~0.5 0.2 0.3 0.4~0.5 溶气效率/% 85 90 90 88 92 92 93 98 98 表3-5 不同温度下的Kr值 温度/℃ 0 10 20 30 40 Kr 3.77×10-2 2.95×10-2 2.43×10-2 2.06×10-2 1.79×10-2 （3）溶气罐直径 Dd=4×QpπI=4×679.5π×150= 2.4m （4-17）
Dd: 溶气罐直径，m Qp：加压溶气水量，取Qp = 679.5m³/h I:过流密度，取I=150m3 /(m2*h) （4）溶气罐高 Z=2Z1+Z2+Z3+Z4=2×0.65+0.2+1.0+1.0= 3.5m （4-18）
Z：溶气罐的高，m Z1: 罐顶、 底封头的高度(据罐的直径)，取Z1 = 0.65m Z2: 布水区的高度，一般取0.2~0.3m，取Z2 = 0.2m Z3: 贮水区的高度，一般取Z3 = 1.0m Z4: 填料层的高度， 一般取1.0~1.3m，取Z4 = 1.0m （5）空压机额定气量 Qg’= φ’×Qg60×1000=1.2×328160×1000=0.07 m³/min （4-19）
Qg’：空压机额定气量，m³/min φ’：安全系数，一般取1.2~1.5，取φ’=1.2 Qg：气浮所需空气量，取Qg=3281L/h 空压机选用Z-0.08/7型号，具体参数如下表3-6所示：
表3-6 空压机参数 型号 气量 （m³/min）
最大压力 （M/Pa）
电动机功率（kW）
配套适用气浮池 范围（m³/d）
Z-0.08/7 0.08 0.7 0.75 <10000 （6）接触室的面积及尺寸 Ac=Q+Qpvc=218.75+679.554=16.6㎡ （4-20）
Ac：接触室的表面积，㎡ Q: 气浮池设计水量，取Q = 218.75m³/h Qp：加压溶气的水量，取Qp = 679.5m³/h Vc：接触室的水流上升流速，取Vc =15mm/s = 54m/h 设长为2m，宽为16.62= 8.3m，设有效水深为2m，超高为0.5m，即总高为2.5m，即接触室尺寸为2m×8.3m×2.5m。

（7）分离室的面积及尺寸 As=Q+Qpvs= 218.75+679.57.2=124.8㎡ (4-21) As：分离室的表面积，㎡ Q: 气浮池设计水量，取Q = 218.75m³/h Qp：加压溶气的水量，取Qp = 679.5m³/h Vs：分离室的向下平均水流速度，取Vs = 2.0mm/s = 7.2m/h 矩形分离室长宽比为（1~2）:1，即该分离室长为15m，宽为8.3m，设有效水深2.m，超高1m，即总高为3m，即分离室尺寸为15m×8.3m×3m。

（8）气浮池净容积 W=Ac+ASH=16.6+124.8×2=282.8m³ (4-22) W：气浮池净容积，m³ Ac：接触室的表面积，取Ac=16.6㎡ As：分离室的表面积，取As=124.8㎡ H：气浮池的平均水深（分离室水深），取H = 2m 根据停留时间一般为：10~ 20min可知：
t=WQ+Qp=282.8 218.75+679.5=0.3h=18min (4-23) 池内实际停留时间为18min，在要求范围内。

气浮池尺寸为17m×8.3m×3m。

（9）气浮池污泥量 Q1=100C0ζQmax1000（100−P）ρ=100×450×30%×52501000×100−96%×1000=0.72m³/d (4-24) Q1：气浮池污泥量，m³/d Qmax：废水设计流量，Qmax=5250m³/d ζ：悬浮物去除率，ζ=25%~35%[10]，取ζ=30% C0：进水悬浮物浓度，C0=450mg/L P1＇：污泥含水率，P1＇=95%~97.5%，取P1＇=96% ρ：污泥浓度，取ρ=1000kg/m³ （10）刮渣机选择 选用TQ-8型号刮渣机，具体参数见表3-7：
表3-7 刮渣机参数 刮渣机型号 气浮池净宽/m 轨道中心距/m 驱动减速器型号 电动机功率/kW TQ-8 8~9 8.23~9.23 SJWD减速器 1.5 3.5水解酸化池 3.5.1设计参数确定 由《污水处理构筑物设计与计算》查得：
（1）水解酸化沉淀池的停留时间为4~5h，本设计取5h；
池内水流上升流速v=0.8~ 1.8m/h，本设计取v=1.0m/h。

（2）进水装置采用底部均匀布水，各布水孔口的服务面积为0.5~2㎡。

（3）水解酸化沉淀池如图3-5所示：
图3-5 水解酸化池示意图 3.5.2水解酸化池设计计算 （1）水解酸化池容积V V=Qmax×t=218.75×5=1094m³ (5-1) V：水解酸化池容积，m³ t: 水力停留时间，取t=5h Qmax: 废水最大设计流量，取Qmax =0.06m³/s=218.75m³/h （2）有效水深 h=tv=5×1.0=5m (5-2) h：有效水深，m t：水力停留时间，取t=5h v：上升流速v=0.8~ 1.8m/h，本设计取v=1.0m/h 设水解酸化池超高为0.5m，则H总高为5.5m （3）池底表面积 F=Vh= 10945=218.8㎡ (5-3) V：池体的容积，m³ h：有效水深，m F：池底的表面积，m2 水解酸化池的宽度设11m，长设20m。水解酸化池尺寸：L×B×H=20m×11m×5.5m 3.5.3 酸化池配水系统计算 本设计采用对称布置使其配水均匀，且各水管出水口在服务面积中心。本设计取值如3-8所示：
表3-8 布水系统设计参数 干管进口流速 1.0~1.5m/s 支管进口流速 1.5~2.5m/s 支管间距 0.2~0.3m 配水孔径 9~12mm 开孔比 0.2%~0.25% 配水孔间距 70~300mm （1）布水干管管径 D1= 4Qπv1=4×0.06π×1.3=0.24m = 240mm （5-4）
D1：干管管径，m Q：废水最大设计流量，取Q =0.06m³/s v1：干管进口流速一般取1.0~1.5m/s，取v1=1.3m/s 选用直径为240mm的钢管。

（2）布水支管管径 （a）支管数 取支管间隔：0.3m，则支管间距数量为：L0.3 = 200.3 =67，支管数n=67−1×2=132根（干管两边分布）。

（b）支管管径及长度 各支管的进口流量：
q=Qn=0.06132=0.000455m³/s （5-5）
q：每根支管进口流量，m³/s Q：废水最大设计流量，取Q =0.06m³/s n：布水支管数，n=132根 每根支管管径：
D2= 4qπv2=4×0.000455π×2.0=0.017m = 17mm （5-6）
D2: 支管管径，m Q: 每根支管进口流量，取q =0.000455m³/s v2：支管进口流速，一般取1.5~2.5m/s，取v2=2.0m/s 选用直径为15mm的钢管作为支管，则校核支管流速为：
v2’=4qπD23= 4×0.000455π×0.0152= 2.5m/s （5-7）
v2’：校核布水支管流速，m/s q：每根支管进口流量，q=0.000455m³/s D2: 支管管径，选用D2=0.015m v2’=2.5m/s在1.5~2.5m/s之间，取长度l=5m，符合要求。

（3）出水孔的设计计算 （a）孔眼总面积：
S=F×0.2%= L×B×0.2%=20×11×0.2%= 0.44㎡ （5-8）
取开孔比为0.2%。

S：孔眼总面积，㎡ F：水解酸化池横截面积，㎡ （b）单孔眼面积：
S1=πd24=π×0.0124=0.785×10−4㎡ （5-9）
S1：单孔眼面积，㎡ d：配水孔径，d=10mm=0.01m （c）孔眼数：
N=SS1=0.440.785×10−4=5605个 （5-10）
N：总孔眼数，个 S：孔眼总面积，S=0.44㎡ S1：单孔眼面积，S1=0.785×10-4㎡ 每根支管孔眼数：
N＇=Nn= 5605132 = 43个 （5-11）
N＇：每根支管孔眼数，个 N：总孔眼数，N=5605个 n：布水支管数，n=132根 校核配水孔间距：
布水支管长度l=5m，配水孔间距为：
l1= lN＇=543=0.116m=116mm （5-12）
配水孔间距l1=116mm在70~300mm之间，符合标准。

3.6生物接触氧化池 3.6.1 设计参数确定 由《污水处理构筑物设计与计算》、《三废处理工程技术手册（废水篇）》查得：
（1）生物接触氧化池分格数应大于2格，且保证同时运行，单格面积不大于25m2。

（2）生物接触氧化池填料高度：3.0~3.5m，池底的布气厚度：0.6~0.7m，超高不小于0.5m，有效水深：3~5m，池总高：4.5~5.0m。

（3）污水停留时间不小于1~2h，本设计为2h。

（4）进水BOD5的浓度：150~300mg/L，对于可生化性较差废水，有机负荷取0.8~1.2 kgBOD5/（m3*d），本设计取1.0kg BOD5/（m3*d）。

（5）气水比应为：（10~15）：1，经填料后污水的溶解氧浓度：2~3mg/L。

（6）鼓风曝气生物接触氧化池如图3-6所示：
图3-6 鼓风曝气生物接触氧化池 3.6.2 设计计算 （1）基本工艺及填料选择 基本工艺：本设计采用推流式生物接触氧化法，对可生化性差、处理时间较长的废水，是实践中采用率高的一种方式。

填料选择：本设计选用孔径为32mm的玻璃钢蜂窝填料，由《三废处理工程技术手册（废水卷）》得：蜂窝填料的孔径需根据废水水质、BOD5、充氧条件等因素进行选择。当BOD5浓度在100~300mg/L时，可选择孔径32mm的玻璃钢蜂窝填料。其基本参数如表3-9所示：
表3-9 玻璃钢蜂窝填料规格参数 孔径 /mm 壁厚 /mm 成品密度 /（kg/m³）
比表面积 /（㎡/m³）
空隙率 /% 块体体积 （长×宽×高）/mm 32 0.20 21~23 122 99.0 800×800×230 安装：采用格栅支架支撑填料。为方便装运和拆卸，选择每块格栅尺寸：500mm×1000mm。

（2）氧化池的有效容积 V=Q（La−Lt）M=5250×（200−20）1000=945m³ （6-1）
V：生物接触氧化池有效容积，m³ Q：平均日污水量，取Q =218.75m³/h=5250m³/d La：进水BOD5浓度，La=200mg/L Lt：出水BOD5浓度，Lt=20mg/L M：有机负荷，一般取0.8~1.2 kgBOD5/（m3*d），M=1000g BOD5/（m3*d）。

设计两座生物接触氧化池，则每座氧化池有效容积：
V1= V2=9452=472.5m³ （6-2）
（3）氧化池总面积 F=VH=9453=315㎡ （6-3）
F：氧化池总面积，㎡ V：生物接触氧化池有效容积，取V=945m³ H：滤料层高度，取H=3m 设计两座生物接触氧化池，以并联形势同时运行，则每座氧化池面积：
F1= F2=3152=157.5㎡ （6-4）
（4）单座氧化池格数 n1=F1f=157.520=8个 （6-5）
n1：单座氧化池格数(n1≥2)，个 F：氧化池总面积，F=315㎡ f：每格氧化池的面积，取f=20㎡<25㎡ 氧化池总格数n=8×2=16个，每格接触池的面积尺寸：4m×5m。

推流式生物接触氧化池计算草图如图3-7所示：
图3-7 推流式生物接触氧化池（并联）
（5）校核接触时间 t=n1fH2Q×24=8×20×32×5250×24=1.1h （6-6）
t：氧化池有效接触时间，h n1：单座氧化池格数，n1=8个 f：每格氧化池面积，f=20㎡ H：滤料层高度，取H=3m Q：平均日污水量，取Q =5250m³/d t=1.1h，符合有效接触时间为1~2h的要求。

（6）氧化池总高度 H0=H+h1+h2+m−1h3+h4=3+0.5+0.5+3−1×0.2+1.5=5.9m （6-7）
H0：氧化池总高度，m H：滤料层高度，取H=3m ℎ1：氧化池超高，ℎ1=0.5m ℎ2：填料上水深，一般取0.4~0.5m，ℎ2=0.5m ℎ3：填料层间隙高，一般取0.2~0.3m，ℎ3=0.2m ℎ4：配水区高，不进检修者为0.5m，进入检修者为1.5m，ℎ4=1.5m m：填料层数，取m=3层 污水在池内实际停留时间：
t＇=n1f（H0−h1）2Q=8×20×（5.9−0.5）2×5250×24=2.0h （6-8）
t＇: 污水在池内实际停留时间，h n1: 单座氧化池格数，n1=8个 f：每格氧化池面积，f=20㎡ H0：氧化池总高度，H0=5.9m ℎ1：氧化池超高，ℎ1=0.5m Q：平均日污水量，取Q =5250m³/d t＇=2h，符合有效接触时间为1~2h的要求。

（7）填料总体积 选用孔径为32mm的玻璃钢蜂窝填料。

V=2V＇=2n1fH=2×8×20×3=960m³ （6-9）
V: 填料总体积，m³ V＇:单座氧化池填料层体积，m³ n1: 单座氧化池格数，n1=8个 f：每格氧化池面积，f=20㎡ H：滤料层高度，取H=3m （8）所需总空气量 D=DOQ=10×5250=52500m³/d=2187.5m3/h （6-10）
D：所需总空气量，m³ DO：每m³污水需气量，一般为（10~15）：1，取DO=10m³/m³ Q：平均日污水量，取Q =5250m³/d 单座生物接触氧化池（本设计为2座）所需空气量：
D＇=D2=2187.52=1093.8m³/h （6-11）
（9）曝气装置设计 采用鼓风曝气方式，安装管式微孔曝气装置[10]，选择HMT-1000/750/500管式微孔曝气器，按照两管式安装。其技术性能如表3-10所示。

表3-10 HMT-1000/750/500管式微孔曝气器技术性能 型号 有效长度 服务面积 供气量 氧利用率 阻力损失 充氧效率 动力效率 HMT-1000/750/500管式微孔曝气器 1000mm 0.75~3 ㎡/根 3~10 m³/h*根 27~38% 1.9~3kpa 0.6842 kgO2/h 7.5 kgO2/Kwh （a）曝气器根数 单池曝气器根数：
N=D＇Q＇=1093.810=109.38≈110根 （6-12）
N：单池曝气器根数，根 D＇：每座生物接触氧化池所需空气量，D＇=1093.8m³ Q＇：管式微孔曝气器供气量，Q＇=10 m³/h*根 每座生物接触氧化池分8格，每格的曝气器根数为：
N＇=N8=1108=13.75根=14根 （6-13）
校核单池的曝气器根数：14×8 = 112根；
总根数：112×2 = 224根。

（b）曝气器分布 选取两管可提升管式曝气进行安装，如图3-8所示。曝气管中心距池底0.15m，单池所需空气竖管为：1122=56根，按照8×7根在池底排列，即单池有8根空气支管，每根支管分布7根空气竖管和14根曝气器，每根曝气管间距为：57=0.7m；
空气支管间距为：4×88=4m。

图3-8 两管式可提升曝气器分布图 （10）空气管道设计 每座生物接触氧化池由1根干管导入空气，分布在8根空气支管（间距为4m），外加2根支管形成环网，增加灵活性；
每根支管有7根竖管（间距为0.7m），且每根竖管用三通及管式适配件连接两根曝气管。空气管道分布及计算草图如图3-9所示。

由《给水排水设计手册》（第5册）查得；
风管中的空气流速采用：干支管：10~15m/s；
竖管、小支管：4~5m/s。

图3-9 空气管道计算草图 （a）干管管径（如：19~20段）
d1=4Q13600πv1=4×1093.83600π×12=0.18m=180mm （6-14）
d1：干管管径，m Q1：每根干管供气量，Q1=1093.8m³/h v1：干管空气流速，v1=12m/s 选用直径d1＇=200mm=0.2m的干管，校核实际流速：
v1＇=4Q13600πd1＇2=4×1093.83600π×0.22=10m/s （6-15）
（b）支管管径（如：16~17段）
d2=4Q23600πv2=4×109.43600π×10=0.062m=60mm （6-16）
d2：支管管径，m Q2：每根支管供气量，Q2=1093.810=109.4m³/h v2：支管空气流速，v2=10m/s 选用直径d2＇=50mm=0.05m的支管，校核实际流速：
v2＇=4Q23600πd2＇2=4×109.43600π×0.052=15m/s （6-17）
（c）竖管管径（如：1~2段）
d3=4Q33600πv3=4×19.53600π×4=0.042m=42mm （6-18）
d3：干管管径，m Q3：每根干管供气量，Q3=1093.856=19.5m³/h v3：干管空气流速，v3=4m/s 选用直径d3＇=40mm=0.04m的竖管，校核实际流速：
v3＇=4Q33600πd3＇2=4×19.53600π×0.042=4.3m/s （6-19）
（11）鼓风机所需压力及选型 由《给水排水设计手册》（第5册）查得：空气管道的压力损失为：沿程阻力和局部阻力。其按管道通过的空气流量和管道长度及当量长度计算所得。由图3-9空气管道计算草图可知：干管长20m，每根支管长5m，支管旁通管道长32m，每根竖管长1.2m。

（a）干管沿程阻力 h1=i1L1aTap=5.8×20×0.996×1.004=116pa （6-20）
ℎ1：干管沿程阻力，pa i1：在20℃，1个大气压下单位管长阻力；
当Q1=1093.8m³/h ，d1＇=200mm ，v1＇=10m/s时，查空气管道沿程阻力损失值：i1=5.8pa/s L1：干管长度，L1=20m aT：温度修正系数；
当温度为22℃（中山市全年平均气温）时，aT=0.996 ap：压力修正系数，当大气压为1.005×105pa（中山市全年平均大气压）时，ap=1.004 （b）支管总沿程阻力 h1＇=i2L2aTap=84×104×0.996×1.004=8735.9pa （6-21）
ℎ＇1：支管沿程阻力，pa i2：在20℃，1个大气压下单位管长阻力；
当Q2=109.4m³/h ，d2＇=50mm ，v2＇=15m/s时，查空气管道沿程阻力损失值：i2=84pa/s L2：支管总长度，L2=8×5+32×2=104m aT：温度修正系数；
当温度为22℃（中山市全年平均气温）时，aT=0.996 ap：压力修正系数，当大气压为1.005×105pa（中山市全年平均大气压）时，ap=1.004 （c）竖管沿程阻力 h1＇＇=i3L3aTap=11×67.2×0.996×1.004=739.2pa （6-22）
ℎ＇＇1：竖管沿程阻力，pa i3：在20℃，1个大气压下单位管长阻力；
当Q3=19.5m³/h ，d3＇=40mm ，v3＇=4.3m/s时，查空气管道沿程阻力损失值：i3=11pa/s L3：竖管总长度，L3=7×8×1.2=67.2m aT：温度修正系数；
当温度为22℃（中山市全年平均气温）时，aT=0.996 ap：压力修正系数，当大气压为1.005×105pa（中山市全年平均大气压）时，ap=1.004 风管总沿程阻力损失：
H1= h1+h1＇+h1＇＇=116+8735.9+739.2=9591.1pa （6-23）
（d）局部阻力 由《环境工程设计手册》查得：风管局部阻力管当量：
L0=55kD1.2 （6-24）
L0：管道相当长度，m k：长度折算系数，查表3-11 D：管道直径，m 查表3-11长度折算系数表，将配件折算成管道相关长度，再按风管沿程阻力公式（即ℎ1=iLaTap）计算。

表3-11 长度折算系数表 配件 长度折算系数k 弯头 0.6 阀门 0.9 三通 1.33 四通 1.33 各管道长度当量及局部阻力计算列表表示如表3-12所示。

表3-12 管道局部阻力计算表 类型 管段 管长L/m 空气流量Q/m³/h 空气流速v/m/s 管径D/m 单位管长阻力i/pa/m 配件及个数 长度折算总系数k 管长当量Lo/m 局部压力损失/pa 干管 19~20 20 1093.8 10 0.2 5.8 三通×1 阀门×2 弯头×1 3.73 29.74 172.48 支管1 a~b 5 109.4 15 0.05 84 三通×9 11.97 18.08 1518.77 6根支管 5 109.4 15 0.05 84 三通×54 71.82 108.49 9112.64 支管2 16~17 5 109.4 15 0.05 84 三通×7 弯头×2 10.51 15.88 1333.53 2根支管 5 109.4 15 0.05 84 三通×14 弯头×4 21.02 31.75 2667.05 支管3 15~16 32 109.4 15 0.05 84 三通×6 四通×1 9.31 14.06 1181.27 支管4 17~18 32 109.4 15 0.05 84 三通×6 7.98 12.05 1012.52 竖管 1~2 1.2 19.5 4.3 0.04 11 三通×2 2.66 3.07 33.81 56根竖管 1.2 19.5 4.3 0.04 11 三通×112 148.96 172.15 1893.61 总局部阻力损失：
H2=172.48+9112.64+2667.05+1181.27+1012.52+1893.61=16039.57pa （6-25）
（e）鼓风机所需压力 H=H1+H2+H3+H4=9.59+16.04+46.6+2.5=74.73kpa （6-26）
H: 鼓风机所需压力,kpa H1:风管沿程阻力，H1=9.59kpa H2:风管局部阻力，H2=16.04kpa H3:充氧装置以上的曝气池水深，4.7m水柱=4.7×9.8=46.6kpa H4:充氧装置阻力，H4=2.5kpa （f）鼓风机选型 根据单池供气量为1093.8m³/h（18.2m3/min），鼓风机所需压力为74.73kpa，本设计选用三台R型罗茨鼓风机，型号为RD-127，2座接触氧化池各配1台鼓风机，1台备用。鼓风机型号及技术参数如表3-13所示：
表3-13 RD-127型罗茨鼓风机技术参数 型号 排气压力/kpa 口径/mm 转速/r/min 进口流量Q/ m³/min 所需轴功率L/kW 所配电动机功率Pw/kW RD-127 78.4 125A 1750 18.2 34.6 45 3.7二沉池 3.7.1设计参数确定 由《水污染控制工程（第四版下册）》、《三废处理工程技术手册》查得：
（1）本设计采用平流式沉淀池作为二沉池，其长宽比为3~5，超高不小于0.3m，有效水深取2.0~4.0m。

（2）二沉池长深比一般取8~12，机械刮泥时坡度采用0.01~0.02。

（3）二沉池的最大水平流速：5mm/s。

（4）污水经过生物膜法后，其二沉池的污泥区体积应该按4h的污泥量计算。

（5）采用溢流式集水槽对出口整流，溢流式出水堰采用直角三角堰。

（6）经验设计参数如3-14所示：
表3-14 沉淀池经验设计参数 类型 在处理工艺中的作用 沉淀时间/h 表面水力负荷/ （m³/㎡*h）
污泥含水率/ % 固体负荷/ （kg/㎡*d）
二沉池 生物膜法后 1.5~4.0h 1.0~2.0 96~98 ≤150 3.7.2 设计计算 （1）沉淀区表面积 A=Qmaxq=218.751.2=182.3㎡ （7-1）
A：沉淀区表面积，㎡ Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =0.06m³/s=218.75m³/h q：表面水力负荷，一般取1.0~2.0 m³/（㎡*h），q=1.2m³/（㎡*h）
（2）沉淀区有效水深 h2=q×t=1.2×2=2.4m （7-2）
ℎ2：沉淀区有效水深，m q：表面水力负荷， q=1.2m³/（㎡*h）
t：沉淀时间，二沉池一般取1.5~4h，t=2h 本设计沉淀区的有效水深ℎ2=2.4m，在2~4m之间，符合要求。

（3）沉淀区有效容积 V=Ah2=182.3×2.4=437.52m³ （7-3）
V：沉淀区有效容积，m³ A：沉淀区表面积，A=182.3㎡ ℎ2：沉淀区有效水深，ℎ2=2.4m （4）沉淀池长度 L=3.6vt=3.6×3.8×2=27.4m （7-4）
L：沉淀池长度，m v：水平流速，取v=3.8mm/s（一般v≤5mm/s）
t：沉淀时间，取t=2h （5）沉淀区总宽度 B=AL=182.327.4=6.7m （7-5）
B：沉淀区总宽度，m A：沉淀区表面积，A=182.3㎡ L：沉淀池长度，L=27.4m （6）沉淀池的数量 n=Bb=6.71.35=5个 （7-6）
n：沉淀池分格数，个 B：沉淀区的总宽度，取B=6.7m b：每格沉淀池宽度，取b=1.35m （7）校核长宽比及长深比 池子的长宽比≥4，池子的长深比≥8。

长宽比：LB=27.46.7=4.1>4，符合标准；

长深比：Lℎ2=27.42.4=11.4>8，符合标准。

（8）污泥区容积 Vw=Qmax×24（C0−C1）×1001000γ（100−P0）×T=218.75×24×（1000−20）×1001000×1000（100−97%）×24=125m³ （7-7）
Vw：污泥区容积，m³ C0：沉淀池进水的悬浮固体浓度，C0=1000mg/L C1：沉淀池出水的悬浮固体浓度，C1=20mg/L γ：污泥容重，含水率大于95%可取1000kg/m³，γ=1000kg/m³ P0：污泥含水率，取P0=97% T：两次排泥时间间隔，生物膜法后二沉池取T=4h Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =218.75m³/h 每格污泥池的容积：
Vw＇= Vwn=1255=25m³ （7-8）
（9）污泥斗容积 图3-10 污泥斗设计草图（单位：mm）
（a）斗上口和下口面积确定 本设计污泥斗上口面积选用4500mm×4500mm，f1=20.25㎡；
下口面积选用500mm×500mm，f2=0.25㎡。

（b）污泥部分高度 ℎ4＇＇=4.5−0.5×tan60°2=3.5m （7-9）
（c）污泥斗容积 V1=ℎ4＇＇（f1+f2+f1+f2）3=3.5×（20.25+0.25+20.25+0.25）3=29.2m³ （7-10）
V1：污泥斗容积，m³ ℎ4＇＇：污泥部分高度，ℎ4‘’= 3.5m f1：斗上口面积，f1=20.25㎡ f2：斗下口面积，f2=0.25㎡ （10）污泥斗以上梯形污泥容积 V2=（l1+l2）2h4’b =（28.1+4.5）2×0.232×1.35=5.12m³ （7-11）
V2：污泥斗以上梯形污泥容积，m³ l1：梯形上底长，l1= 27.4+0.2+0.5 = 28.1m l2：梯形下底长，l2 = 4.5m ℎ4’：梯形高度，（池底坡度取0.01），ℎ4’=（27.4+0.3-4.5）×0.01 = 0.232m b：每格沉淀池的宽度，b=1.35m （11）污泥斗和梯形部分污泥容积 V1+V2=29.2+5.12=34.32m³>25m³ （7-12）
V1：污泥斗容积，V1=29.2m³ V2：污泥斗以上梯形污泥容积，V2=5.12m³ （12）池子总高度 H=h1+h2+h3+h4= 0.5+2.4+0.3+3.732= 6.9m （7-13）
H：池子总高度，m ℎ1：超高，ℎ1=0.5m ℎ2：沉淀区有效水深，ℎ2=2.4m ℎ3：缓冲层高度，ℎ3=0.3m（0.3~0.5m）
ℎ4：污泥部分高度，ℎ4=ℎ4’+ℎ4＇＇=0.232+3.5=3.732m （12）进水穿孔墙 （a）孔眼总面积 A=Qv=0.060.2=0.3㎡ （7-14）
A：孔眼总面积，㎡ Q：废水最大设计流量，取Q =0.06m³/s v：孔眼流速，一般为0.2~0.3m/s，v=0.2m/s （b）孔洞个数 N=Aπd24=0.3π×0.12524=24.4个≈ 24个 （7-15）
N：孔洞个数，个 A：孔眼总面积，A=0.3㎡ d：孔洞直径，采用圆形孔径0.125m （c）孔洞实际流速及分布 v＇=QNπd24=0.0624π×0.12524=0.21m/s （7-16）
v＇：孔洞实际流速，m/s Q：废水最大设计流量，取Q =0.06m³/s N：孔洞个数，取N=24个 d：孔洞直径，采用圆形孔径0.125m 孔眼布置4排，每排6个。

（13）出水堰 （a）本设计用直角三角出水堰，堰上水头为h1=0.02m，三角堰角度α=90°，齿高0.04m。直角三角堰如图3-11所示：
图3-11 直角三角出水堰 （b）出水流过堰宽度 B=2h1tanα2=2×0.02×tan45°=0.04m （7-17）
B：出水流过堰宽度，m h1：堰上水头，h1 =0.02m α：三角堰角度，α=90° （c）单堰过堰流量 q=815Cd2gtanα2h12.5=815×0.6×2×9.8×tan45°×0.022.5=0.00057m³/s （7-18）
q：单堰过堰流量，m³/s Cd：流量系数，取Cd=0.6 g：重力加速度，取g=9.8 α：三角堰角度，α=90° h1：堰上水头，h1=0.02m （d）出水堰个数 n=Qq=0.060.00057=105个 （7-19）
n：出水堰个数，个 Q：废水最大设计流量，取Q =0.06m³/s q：单堰过堰流量，q=0.00057m³/s （14）集水槽 （a）集水槽宽 B=0.9Q0.4=0.9×0.060.4=0.29m （7-20）
B：集水槽宽，m Q：废水最大设计流量，取Q =0.06m³/s （b）槽临界水深 hk=3Q2gB2=30.0629.8×0.292=0.16m （7-21）
ℎk：槽临界水深，m Q：废水最大设计流量，取Q =0.06m³/s g：重力加速度，取g=9.8 B：集水槽宽，B=0.29m （c）集水槽起端水深 h0=1.73hk=1.73×0.16=0.28m （7-22）
ℎ0：集水槽起端水深，m ℎk：槽临界水深，ℎk=0.16m （d）集水槽总深度 H=h0+h1+h2=0.28+0.02+0.1=0.4m （7-23）
H：集水槽总深度，m ℎ0：集水槽起端水深，h0 = 0.28m h1：堰上水头，h1 =0.02m h2：出水槽自由跌落高度，h2 = 0.1m （15）污泥量（干重）
WDS=YQSO−Se+XO−Xh−Xe=0.3×5250×0.2−0.02+1−0.7−0.02×5250=1753.5kg/d （7-24）
WDS：污泥干重，kg/d Y：活性污泥产率，一般取0.3~0.4kgDS/kgBOD5 ，Y=0.3 kgDS/kgBOD5 Q：污水量，取Q =5250m³/d SO：进水BOD5值，SO=0.2kg/m³ Se：出水BOD5值，Se=0.02kg/m³ XO：进水总SS浓度值，XO=1kg/m³ Xℎ：进水中SS活性部分量，设污水中70%是可生物降解物质，Xℎ=70%XO=70%×1=0.7kg/m³ Xe：出水SS浓度值，Xe=0.02kg/m³ 3.8消毒池 3.8.1 设计参数确定 由《给水排水设计手册（第三册）》、《污水处理设施设计》查得：
（1）本设计消毒采用加液氯消毒，加氯量为5~10mg/L，本设计取8mg/L。

（2）氯与污水的接触时间采用30min并保证剩余氯不少于0.5mg/L。

（3）本设计消毒池超高为0.5m，有效水深为3m。

3.8.2 设计计算 （1）加氯量 Q=0.001aQ1=0.001×8×218.75 = 1.75kg/h （8-1）
Q：加氯量，kg/h a：最大投氯量，a=8mg/L Q1：需消毒水量（即最大设计流量），Q1= Qmax =218.75m³/h （2）消毒池容积 V=QmaxT=218.75×0.5 = 109.4m³ （8-2）
V：消毒池容积，m³ Qmax：废水最大设计流量，取Qmax =218.75m³/h T：氯与污水的接触时间，T= 0.5h （3）消毒池表面积 F=Vh=109.43=36.5㎡ （8-3）
F：消毒池表面积，㎡ V：消毒池容积，V=109.4m³ h：消毒池有效水深，h=3m （4）消毒池长和宽 设计三廊道，每廊道宽2m，总宽B=3×2=6m；
则长为：
L=FB=36.56=6m （8-4）
L：消毒池长，m B：消毒池宽，取B=6m F：消毒池表面积，F=36.5㎡ （5）消毒池实际体积 V1=BLH=6×6×3.5=126m³ （8-5）
V1：消毒池实际体积，m³ B：消毒池宽，取B=6m L：消毒池长，取L=6m H：消毒池深，H= h+h1=3+0.5=3.5m（h1为超高）
本设计选加氯机3台(2用1备)，加氯量由污水厂实际的经济水平和排放量灵活变通。

3.9预测处理效率 根据查阅文献《关于包装印刷废水技术改进》一文中提到：针对包装印刷废水，大力推广采用“混凝沉淀-水解酸化-生物接触氧化”的工艺方法进行处理。改进后的废水处理装置运行稳定，对COD、BOD5、SS、氨氮以及色度等污染指标具有良好的去除效果，去除率在95%以上。其中，COD去除率为97.2%、BOD5去除率为97.5%、SS去除率为90.5%、氨氮去除率为97.8%、色度的去除更是高达99.2%。由此可推测本设计的去除效率，见表3-15。

表3-15 预测工艺处理效率 （单位：mg/L）
项目 SS CODCr BOD5 氨氮 色度 进水水质 450 1050 200 25 400倍 出水水质目标 60 90 20 10 40倍 处理效率 90.5% 97.2% 97.5% 97.8% 99.2% 预测处理结果 43 30 5 0.55 4倍 第四章 污泥工艺流程计算 4.1污泥浓缩池 4.1.1设计参数确定 （1）污泥包括气浮池中的浮渣（悬浮固体）、二沉池中沉淀的SS和生物膜脱落被废水带出的活性污泥，为混合污泥。若污泥为混合污泥，进泥含水率应为：98%~99%，浓缩后污泥含水率：94%~96%。

（2）污泥浓缩停留时间10h<T<18h，有效水深不小于3m（一般取4m）。

（3）进泥为混合污泥时，污泥固体负荷：25~80kg/（㎡/d）；
采用定期排泥时，两次排泥间隔可取 8h。

4.1.2设计计算 本设计采用污泥重力浓缩池，污泥浓缩池设计草图如图3-12所示：
图3-12 污泥浓缩池计算草图 引用《三废处理工程技术手册（废水卷）》
（单位：mm）
（1）湿污泥量 Q=Q1+Q2=0.72+WDS1000（1−P1）=1753.51000（1−99%）=176.12m³/d （9-1）
Q：湿污泥总量，m³/d Q1：气浮池湿污泥量，Q1=0.72m³/d Q2：二沉池的湿污泥量，m³/d WDS：二沉池的污泥干重，WDS=1753.5kg/d P1：二沉池进泥含水率，一般为98%~99%，取P1=99% （2）污泥固体浓度 C=W+WDSQ=1000Q11−P1＇+WDSQ=1000×0.72×1−96%+1753.5176.12=10g/L （9-2）
C：污泥固体浓度，g/L W：气浮池污泥干重，kg/d Q1：气浮池湿污泥量，Q1=0.72m³/d P1＇：气浮池污泥含水率，取P1＇=96% WDS：二沉池污泥干重，WDS=1753.5kg/d Q：湿污泥总量，V=176.12m³/d （3）浓缩池总面积 A=QCM=176.12×1030=58.7㎡ （9-3）
A：浓缩池总面积，㎡ Q：污泥总量，取Q=176.12m³/d C：污泥固体浓度，取C=10g/L M：污泥固体通量， 取25~80kg/（㎡/d），取M=30 kg/（㎡/d）
（4）浓缩池的直径 D=4Aπ=4×58.7π=8.64m （9-4）
D：浓缩池的直径，m A：浓缩池总面积，取A=58.7㎡ （5）浓缩池工作部分高度 h1=TQ24A=14×175.424×58.7=1.75m （9-5）
ℎ1：浓缩池工作部分高度，m T：设计浓缩时间，T=14h Q：污泥量，Q=175.4m³/d A：浓缩池总面积，A=58.7㎡ （6）污泥斗深度 h5=（D2−D1）2tanα=（3−1）2×1.43=1.43m （9-6）
ℎ5：污泥斗深度，m D1：泥斗下底直径，取D1=1m D2：泥斗上底直径，取D2=3m α：污泥斗与水平的夹角，取α=55°<50°，tan55°=1.43 （7）池底坡度高差 h4=D−D22i=8.63−32×0.15=0.42m （9-7）
ℎ4：池底坡度高差，m D：浓缩池直径，取D=8.63m D2：泥斗上底直径，取D2=3m i：池底坡度，不宜小于0.1，取i=0.15 （8）浓缩池高度 H=h1+h2+h3=1.75+0.5+1=3.25m>3m （9-8）
H：浓缩池高度，m ℎ1：浓缩池工作部分高度，ℎ1=1.75m ℎ2：超高，ℎ2=0.5m ℎ3：缓冲层高度，ℎ3=1m （9）浓缩池总深度 H＇=H+h4+h5=3.25+0.42+1.43=5.1m （9-9）
H＇：浓缩池总深度，m H：浓缩池高度，H=3.25m ℎ4：池底坡度高差，ℎ4=0.42m ℎ5：污泥斗深度，ℎ5=1.43m （10）浓缩后污泥体积 V2=Q（1−P1）1−P2=176.12×（1−99%）1−95%= 35.22m³/d （9-10）
V2：浓缩后污泥体积，m³/d Q：污泥总量，Q=176.12m³/d P1：进泥含水率，取P1=99% P2：出泥含水率，取P2=95% 4.2污泥厌氧消化池设计 4.2.1设计参数确定 由《城市污水厂处理设施计算》查得：
（1）消化池直径一般取6~35 m，高：直径 = 0.8~1，内径：柱高 = 2:1。

（2）消化池顶部的集气罩直径取2m，高度取1~2m。

（3）消化温度33~35℃，消化时间一般为25~30d，两级消化停留时间比值可采用2:1或3:2，一般采用2:1。

4.2.2设计计算 本设计采用中温两级消化，两级体积均为1：1，污泥厌氧消化池设计草图如图3-13所示：
图3-13 污泥厌氧消化池计算草图（单位：mm）
（1）消化池有效容积 V=Qt=35.22×25=880.5m³ （10-1）
V：消化池有效容积，m³ Q：投入到一级池的污泥量，取Q=35.22m³/d t：停留时间，取t=25d 一二级消化池容积比为1~3，本设计取1。即一二级消化池容积设为：V2=8802=440m³，各设一座且采用相同池型。

（2）池顶池底圆截锥部分高度 h2=h3=D−d12tanα=10−22×0.27=1.08m （10-2）
ℎ2：池顶圆截锥部分高度，m ℎ3：池底圆截锥部分高度，m D：消化池直径，一般为6~35 m，取D=10m d1：集气罩直径，d1=2m α：消化池池顶倾角，一般为15°~20°，取α=15°，即tan15°=0.27 （3）消化池柱体高度 设消化池柱高与直径比为0.8，即 h1=0.8D=0.8×10=8m （10-3）
ℎ1：消化池柱体高度，m D：消化池直径，取D=10m 本设计在消化池池顶设有集气罩装置，主要作用是用于收集并输出厌氧消化过程中产生的甲烷等气体，可用作燃料或化工原料。

（4）集气罩容积 V4=πd124h4=π×224×1=3.14m³ （10-4）
V4：集气罩容积，m³ d1：集气罩直径，取d1=2m ℎ4：集气罩高度，一般为1~2m，取ℎ4=1m （5）上下椎体容积 V2=V3=πh23（D2）2+Dd14+（d12）2=π×1.083（102）2+10×24+（22）2=35m³ (10-5) V2: 上椎体容积，m³ V3: 下椎体容积，m³ ℎ2：池顶圆截锥部分高度，ℎ2=1.08m D：消化池直径，取D=10m d1：集气罩直径，取d1=2m （6）柱体容积 V1=π（D2）2h1=π×（102）2×8=628m³ （10-6）
V1：柱体容积，m³ D：消化池直径，取D=10m ℎ1：消化池柱体高度，ℎ1=8m （7）消化池有效容积 V＇=V1+V2+V3=628+35+35=698m>440m³ （10-7）
V＇：消化池有效容积，m³ V1：柱体容积，V1=628m³ V2: 上椎体容积，V2=35m³ V3: 下椎体容积，V3=35m³ （8）消化池总高度 H=ℎ1+ℎ2+ℎ3+ℎ4=8+1.08+1.08+1=11.2m （10-8）
ℎ1：消化池柱体高度，ℎ1=8m ℎ2：池顶圆截锥部分高度，ℎ2=1.08m ℎ3：池底圆截锥部分高度，ℎ3=1.08m ℎ4：集气罩高度，一般为1~2m，取ℎ4=1m （9）搅拌气量 GDJ=qV＇1000=6×6981000=4.2m³/min=0.07 m³/s （10-9）
GDJ：搅拌气量，m³/min q：搅拌气量，一般为5~7L/（min*m³），取q=6 L/（min*m³）
V＇：消化池有效容积，V＇=698m³ （10）污泥气管直径 干管：
d1＇=4GDJπv1=4×0.07π×12=0.086m （10-10）
d1＇：污泥气管直径，m GDJ：搅拌气量，GDJ=0.07m³/s v1：循环搅拌系统干管流速，一般取10~15m/s，v1=12m/s 竖管：
d2＇=4GDJnπv2=4×0.0710π×6=0.039m （10-11）
d2＇：污泥气管直径，m GDJ：搅拌气量，GDJ=0.07m³/s v2：循环搅拌系统干管流速，一般5~7m/s，v1=6m/s n：消化池竖管数，取n=10根 （11）竖管长度 H＇=h1+h2+h32=8+1.08+1.082=9.62m （10-12）
H＇：竖管长度，m ℎ1：消化池柱体高度，ℎ1=8m ℎ2：池顶圆截锥部分高度，ℎ2=1.08m ℎ3：池底圆截锥部分高度，ℎ3=1.08m 竖管插入污泥面下长度：
h=23H＇=23×9.62=6.4m （10-13）
H＇：竖管长度，H＇=9.62m h：竖管插入污泥面下长度，m 4.3污泥脱水设计 4.3.1设计计算 本设计采用压滤机脱水。

（1）压滤机面积 A=1000X1（1−P1）15（1−P2）t=1000×35.22×（1−95%）15×1−70%×3=130㎡ （11-1）
A：压滤机过滤面积，㎡ X1：进泥量，X1=35.22m³/d P1：压滤前含水率，P1=95% P2：压滤后含水率，P2=70% t：压滤周期，t=4d （2）压滤机选型 根据压滤面积选择型号为XMA100/800-U型厢式压滤机，技术参数如表3-14所示：
表3-14 XMA100/800-U型厢式压滤机技术参数 型号 滤饼厚度（mm）
滤板数 （块）
过滤面积（㎡）
滤室容积（m³）
整机重量（kg）
地基尺寸A（mm）
整机长度C（mm）
XMA100/800-U 32 100 100 1.597 4800 7960 7660 （3）压滤后剩余污泥量 X2=X1(1−P1)1−P2=35.22×（1−95%）1−70%=6m³/d （11-2）
X2: 压滤后剩余污泥量，m³/d X1：进泥量，X1=35.22m³/d P1：压滤前含水率，P1=95% P2：压滤后含水率，P2=70% 第五章 污水处理构筑物布置 5.1 平面布置设计 5.1.1 平面布置原则 （1）进行平面布置时，要注意构筑物之间应布局紧凑，构筑物之间的距离应考虑污水管道的位置、管理的需要，避免污水管道迂回，一般管长为5-10m，使污水厂节约用地、减少成本、便于管理；

（2）以实际情况为基准，利用场地的地形特征，减少土方量；

（3）应以单独组合来布置污泥处理构筑物，使其安全、方便管理；

（4）平面布置时，除了设置构筑物，还可设置生产车间、厂区周边绿化、娱乐场地等，为员工打造一个舒适宜人的工作环境；

（5）平面布置时不仅要考虑近期需求，在条件允许下，还要留适当的空地为远期需求规划，分期建设处理构筑物。

5.1.2 平面布置图 详见附图2 5.2构筑物高程设计 5.2.1高程设计原则 （1）高程设计计算包括构筑物及连接两构筑物间的管道的水力损失，应注意按最大设计流量并选择距离最远、损失最大的管道计算；

（2）根据并利用实际地形高差，实现排水自流，避免水头浪费；

（3）水力计算时，通常按照逆推进行计算，从最终排水水位推至提升泵房，使污水可通过重力自流，减少运行费用。

5.2.2高程设计计算 本设计选用污水排放口至污水提升泵房的管道作为污水高程计算管道，按最大流量5250m³/d计算，由污水排放口向后推至污水提升泵房，计算各构筑物及连接两构筑物的管道的水力损失，再进行高程设计。（选取管径应做到不能满管）
（1）构筑物水头损失计算 表5-1 构筑物水头损失表 构筑物 水头损失（m）
有效水深（m）
格栅间 0.09 0.21 调节池 0.3 5 混合池 0.2 2.7 反应池 0.525 3.6 气浮池 0.3 2 水解酸化池 0.2 5 生物接触氧化池 0.3 5.4 二沉池 0.3 2.4 消毒池 0.2 3 （2）管渠水力计算 沿程水头损失：
h1=iL （12-1）
ℎ1：沿程水头损失，m i：单位管长的水头损失，根据流速、流量、管径查《给水排水手册（第1册）》水力计算表得 L：管渠长度，m 局部水头损失：
hε=δv22g （12-2）
ℎε：局部阻力损失，m v：管道流速，一般取0.6~1.2m/s g：重力加速度，g=9.81m/s2 δ：局部阻力系数，查表5-2计算可得 表5-2 局部阻力系数表 名称 局部阻力系数δ 入水口 0.56 出水口 1.0 90°弯头 0.72~1.08 阀门 0.05~0.08 水泵入口 1.0 汇合流 3.0 分支流 1.5 表5-3 污水管道水力计算表 管渠名称（均采用钢筋混凝土管）
流量Q（L/s）
管道直径D（m）
管道 流速v(m/s) 管道长L（m）
坡度i 沿程水头损失 h1（m）
配件及个数 局部阻力系数δ 局部水头损失 hε（m）
各管总水头损失 （m）
出水口至消毒池 60 0.3 0.85 3 0.004 0.012 阀门×1 90°弯头×1 出水口×1 1.85 0.07 0.080 消毒池至二沉池 60 0.3 0.85 6 0.004 0.024 阀门×1 入水口×1 出水口×1 1.63 0.06 0.084 二沉池至生物接触氧化池 30 0.3 0.42 15 0.002 0.027 阀门×2 90°弯头×2 出水口×1 入水口×1 汇合流×1 6.26 0.06 0.083 生物接触氧化池至水解酸化池 30 0.3 0.42 15 0.002 0.027 阀门×2 90°弯头×2 出水口×1 入水口×1 分支流×1 4.76 0.04 0.070 水解酸化池至气浮池 60 0.3 0.85 10 0.004 0.04 阀门×1 90°弯头×1 出水口×1 入水口×1 2.41 0.09 0.129 气浮池至旋流反应池 30 0.3 0.42 10 0.002 0.018 阀门×2 90°弯头×2 出水口×1 入水口×1 汇合流×1 6.26 0.06 0.074 旋流反应池至浆式混合池 30 0.3 0.42 8 0.002 0.014 阀门×2 90°弯头×2 出水口×1 入水口×1 分支流×1 4.76 0.04 0.057 浆式混合池至调节池 60 0.3 0.85 8 0.004 0.032 阀门×1 入水口×1 出水口×1 1.63 0.06 0.092 调节池至泵房 60 0.3 0.85 8 0.004 0.032 阀门×1 90°弯头×1 出水口×1 入水口×1 2.41 0.09 0.121 泵房至格栅 60 0.3 0.85 15 0.004 0.06 阀门×2 90°弯头×1 出水口×1 水泵入口×1 2.92 0.11 0.168 （3）构筑物及管道水头损失 表5-4 构筑物及管道水头损失总表 构筑物及管道 水头损失（m）
出水口至消毒池 0.080 消毒池 0.2 消毒池至二沉池 0.084 二沉池 0.3 二沉池至生物接触氧化池 0.083 生物接触氧化池 0.3 生物接触氧化池至水解酸化池 0.070 水解酸化池 0.2 水解酸化池至气浮池 0.129 气浮池 0.3 气浮池至旋流反应池 0.074 反应池 0.525 旋流反应池至浆式混合池 0.057 混合池 0.2 浆式混合池至调节池 0.092 调节池 0.3 调节池至泵房 0.121 泵房 0.2 泵房至格栅 0.168 格栅间 0.09 （4）污水处理高程布置 表5-5 污水构筑物及管渠水面标高计算表 构筑物 进口标高 出口标高 液面标高 池顶标高 池底标高 出水管 32.08 32 　 　 32 消毒池 32.28 32.08 32.18 32.68 29.18 二沉池 32.664 32.364 32.514 37.014 30.114 生物接触氧化池 33.047 32.747 32.897 33.397 27.497 水解酸化池 33.317 33.117 33.217 33.717 28.217 气浮池 33.746 33.446 33.596 34.596 31.596 反应池 34.345 33.82 34.0825 34.5852 30.4852 混合池 34.602 34.402 34.502 35.002 31.802 调节池 34.994 34.694 34.844 35.344 29.844 泵房 29.41 35.115 泵房的出口管渠水面标高 　 　 格栅间 29.5 29.41 29.455 33.245 29.245 地面标高 32.5m （5）污泥管道水头损失计算 污泥管道沿程损失：
hf=6.82（LD1.17）（vCH）1.85 （12-3）
ℎf：污泥管道沿程损失，m L：输泥管的长度，m D：输泥管的管径，m v:污泥管道流速，一般取0.16~0.06m/s[11] CH:哈森威廉姆斯系数，查表5-6可得 污泥管道局部损失：
hj=ζv22g （3-4）
ℎj：局部阻力损失，m v：污泥管道流速 g：重力加速度，g=9.81m/s2 ζ：局部阻力系数 表5-6 哈森威廉姆斯系数表 污泥浓度（%）
CH 污泥浓度（%）
CH 0 100 6 45 2 81 8.5 32 4 61 10.1 25 表5-7 污泥管道水头损失计算表 污泥管段 管长L/m 流量/m³/h 连接管径D/m 流速（m/s）
海森威廉系数CH 配件及个数 局部阻力系数ζ 沿程损失hf/m 局部损失hj/m 总水力损失/m 二沉池至污泥浓缩池 10 7.3 0.15 0.11 90 弯头×2 蝶阀×2 进水口×1 出水口×1 3.4 0。

0.0021 0.0047 污泥浓缩池至厌氧消化池一级 8 1.46 0.1 0.06 53 蝶阀×1 进水口×1 出水口×1 1.76 0.0029 0.0003 0.0032 厌氧消化池一级至厌氧消化池二级 5 1.46 0.1 0.06 53 蝶阀×1 进水口×1 出水口×1 1.76 0.0018 0.0003 0.0021 厌氧消化池二级至污泥脱水间 8 1.46 0.1 0.06 53 弯头×1 蝶阀×1 进水口×1 出水口×1 2.39 0.0029 0.0004 0.0033 （5）污泥处理高程计算（见表5-8）
表5-8 污泥高程水力计算表 构筑物 水头损失（m）
泥面标高（m）
地面标高（m）
二沉池 1.2 32.5 32.5 污泥浓缩池 1.5 31 32.5 污泥厌氧消化池（一级）
1.2 29.8 32.5 污泥厌氧消化池（二级）
1.2 28.6 32.5 污泥脱水间 1.0 27.6 32.5 5.2.3构筑物高程图 详见附图3 第六章 工程概预算 6.1企业组织 6.1.1企业情况 中山市浩佳印刷厂项目经营范围为：包装装潢印刷品及其他印刷品印刷；
加工和销售纸类制品，年产纸类制品145吨。其附属的污水处理站设立如下机构：生产部门，技术部门，动力部门，机修部门，化验部门。

6.1.2劳动定员 表6-1 劳动定员表 职位 人数（人）
生产工人 15 管理人员 4 化验工 4 电工 3 值班室 4 泵站 2 污水管道管理人员 2 劳动定员为34人，劳动定员表查表6-1。生产人员按“两班制运转配备”，每班生产工人8名。

6.2投资概算 编制依据：本工程依据《广东省市政工程费用定额》的标准及《广东省市政工程综合定额》中的定额基价和计算规则，计算工程费用。

6.2.1投资概算 建筑安装工程费用：
（1）污水处理主要构筑物土建费用预算，见表6-2。

表6-2 污水处理主要构筑物土建费用预算表 名称 规格 （m×m×m）
钢混用量 （m³）
单价 （元/m³）
数量（座）
造价 （万元）
格栅间 5×5×4 39 300 1 1.17 泵房 8×5×10 102 300 1 3.06 调节池 20×17.5×5.5 333.75 300 1 10.01 混凝反应池 6.4×4.5×4.1 44.1 300 1 1.32 气浮池 17×8.3×3 130.2 300 1 3.91 水解酸化池 20×11×5.5 234.3 300 1 7.03 生物接触氧化池 32×5×5.9 454 300 2 13.62 二沉池 27.4×6.7×6.9 251.3 300 1 7.54 消毒池 6×6×3.5 46.8 300 1 1.4 污泥浓缩池 D：8.63m H：5.1m 89.5 300 1 2.69 污泥厌氧消化池 D：10m H：11.2m 527.8 300 2 15.83 脱水间 8×5×3 112.8 300 1 3.38 合计 70.96 （2）污水处理站附属构筑物土建费用预算，见表6-3。

表6-3 污水处理站附属构筑物土建费用预算表 名称 规格 （m×m×m）
砖混用量 （m2）
单价 （元/m2）
数量（座）
造价 （万元）
鼓风机房 10×6×4 60 800 1 4.8 化验室 5×5×4 25 800 1 2 仓库 10×10×6 100 800 1 8 维修间 10×10×4 100 800 1 8 合计 22.8 土建总投资：70.96+22.8=93.76万元 （3）污水处理站主要设备购置费用，见表6-4。

表6-4 主要设备购置费价格表 设备名称 型号 数量 （台/个）
原价 （万元）
运杂费 （万元）
单价 （万元）
总价 （万元）
格栅除污机 BLQ型格栅除污机 2 9 0.2 9.2 18.4 污水提升泵 KWPK100-250型污水泵 2 2 0.2 2.2 4.4 空压机 Z-0.08/7型 空压机 1 3 0.1 3.1 3.1 刮渣机 TQ-8刮渣机 1 15 0.1 15.1 15.1 填料 玻璃钢蜂窝填料 960（m³）
0.0400 0.005 0.045 43.2 曝气器 HMT-1000/750/500管式微孔曝气器 224 0.0400 0.1(总) 9.06 鼓风机 RD-127型 罗茨鼓风机 3 8 0.1 8.1 24.3 加氯机 C202加氯机 3 0.5000 0.1 0.6 1.8 压滤机 XMA100/800-U型厢式压滤机 1 5 0.2 5.2 5.2 干化机 回转窑烘干设备-400 1 3 0.1 3.1 3.1 设备购置费总值：127.66万元 6.2.2工器具购置费 工器具购置费=设备购置费总值×定额费率 定额费率可按6.2.1（3）中设备购置费总值的1%~2%估算，本设计取1.5%。

工器具购置费：127.66×1.5%=1.91万元 6.3运行费用 6.3.1 能源消耗费 该工程能源消耗以电为主，能源消耗费为：
E1=365×24dK×N=365×24×0.861.75×93.3=40.16万元/a （13-1）
E1：电力消耗费，万元/a d：电费单价，d=0.86元/（kw*h）
K：污水处理总变化系数，K=1.75 N：耗电机电设备的实际用电负荷总和，N=93.3kw 6.3.2 药剂费 E2=365×10−6×Qmax（a1b1+a2b2+a3b3）=365×10−6×5250×8×0.6+8×0.07+12×0.085=12.2万元/a （13-2）
E2：药剂费，万元/a Qmax：最大设计流量，Qmax=5250m³/d a1：PAM平均投加量，a1=8mg/L b1：PAM单价，b1=0.6万元/t a2：液氯平均投加量，a2=8mg/L b2：液氯单价，b1=0.07万元/t a3：98%硫酸平均投加量，a3=12mg/L b3：98%硫酸单价，b3=0.085万元/t 6.3.3 员工工资 E3=AM=5×34=170万元/a （13-3）
E3：员工工资，万元/a A：员工人均年收入，A=5万元 M：员工人数，M=34人 6.3.4 吨位水处理费用 E4=E1+E2+E3365Qmax×104=40.16+12.2+170365×5250×104=1.16元/t （13-4）
E4：吨位水处理费用，元/t E1：电力消耗费，E1=40.16万元/a E2：药剂费，E2=12.2万元/a E3：员工工资，E3=170万元/a Qmax：最大设计流量，Qmax = 5250m³/d = 5250t/d 结论 本设计针对中山市浩佳印刷厂印刷废水的特点，采用“絮凝沉淀-水解酸化-生物接触氧化”法相结合的工艺进行处理，使印刷废水得到一定程度的净化。由上文表3-15废水预测处理效率可知：COD、BOD的浓度大大降低，处理效率可达到97%，特别是在脱色方面，经处理后的废水色度处理效率高达99%，达到出水水质目标。因此，采用“絮凝沉淀-水解酸化-生物接触氧化”法相结合的工艺处理效果显著，对该厂印刷废水的处理具备可行性。但在设计方面，构筑物占地面积、所需设备的选型还需根据运行时的实际情况灵活调整。总之，仍需结合同行业工厂的实践经验，改进设计工艺，使印刷废水处理系统运行起来更加经济高效。

参考文献 ［1］吴忠山. 纸箱印刷包装行业废水处理技术探讨 [J].机电信息,2012，(9)：104-105 ［2］蔡炎兴，张振家. 混凝沉淀-生物接触氧化法处理水性油墨废水的研究 [J].上海化工，2006，31(7):13-17. ［3］梁建庄. 气浮—生化法处理高浓度印刷油墨废水［J］．环境技术，2003，0052-03 ［4］吴海清. 水解酸化与生物接触氧化法的应用［J］．技术与工程应用，2007，08-0049-03 ［5］冼育剑，彭平. 水解酸化与生物接触氧化法处理含油废水的研究［J］．安全与环境化工之友，2006，081 ［6］杨伟柱. 关于包装印刷废水技术改进［J］．资源节约与环保，2015，08.060 ［7］陈敏新. PAC和PAM复合混凝剂对印染废水混凝试验研究［J］．科技资讯，2007，27-174 ［8］孙治荣，秦媛等. 生物接触氧化法去除微污染水源水中的氨氮［J］．工业用水与废水，2004，(12) ［9］丁毅，杨鹏．包装印刷废水处理工艺研究［J］．包装与食品机械，2010，28-01 ［10］王冠平，许建华，肖羽堂. 生物接触氧化池两种不同曝气方式的充氧性能的比较研究［J］．净水技术，2005，11-14 ［11］朱敏. 污水处理厂污泥管道输送系统设计与研究［J］．给水排水，2012，(38) 谢 辞 为时一个学期的毕业设计即将结束了，这也意味着我在北京理工大学珠海学院的大学生涯也即将结束。在毕业设计这段时间里，我得到了很大的自身提高，其中包含了对印刷工业废水处理工艺的理解、还有对有关这方面书籍的认识等等，这些都得益于指导老师和同学的大力帮助，为我的毕业设计提出建议和修改，让我发现设计中存在一些考虑不周的问题，并予以改正、完善。在此，衷心感谢俞娟老师耐心指导和设计搭档的互帮互助。

附 录 附表1：构筑物一览表 附表1 污水处理主要构筑物 名称 规格 （m×m×m）
名称 规格 （m×m×m）
格栅间 5×5×4 生物接触氧化池 32×5×5.9 泵房 8×5×10 二沉池 27.4×6.7×6.9 调节池 20×17.5×5.5 消毒池 6×6×3.5 混凝反应池 6.4×4.5×4.1 污泥浓缩池 D：8.63m H：5.1m 气浮池 17×8.3×3 污泥厌氧消化池 D：10m H：11.2m 水解酸化池 20×11×5.5 脱水间 8×5×3 附图1：平面布置图（详见CAD图）
附图2：工艺流程图（详见CAD图）
附图3：污水处理构筑物高程图（详见CAD图）
附图1：平面布置图 附图2：工艺流程图 附图3：高程图