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河北科技大學(xué)
畢 業(yè) 論 文
題 目 某油漆廠綜合廢水處理設(shè)計
學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院
專業(yè)班級 環(huán)境工程專業(yè)九九級四班
學(xué)生姓名 李 海 鳳
指導(dǎo)教師 高 太 忠 職稱 教 授
姜 鑫 職稱 工程師
2003 年 5 月 31 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的設(shè)計
在畢業(yè)設(shè)計過程中，通過查閱文獻(xiàn)資料，了解油漆廢水的特征、處理現(xiàn)狀以及相關(guān)技術(shù)方案，并實(shí)際對某油漆廠的綜合廢水進(jìn)行處理，據(jù)此撰寫畢業(yè)論文。
二、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)包含（含應(yīng)完成的圖紙）的內(nèi)容
畢業(yè)設(shè)計以某油漆廠綜合廢水為設(shè)計對象，待處理廢水量為油漆廢水500m3/d、生活污水700m3/d，污水總變化系數(shù)KZ為1.3。油漆廢水COD為4800mg/L，石油類500mg/L，pH值6～9，生活污水COD為400mg/L。廢水經(jīng)處理后使其達(dá)到國家二級新擴(kuò)改排放標(biāo)準(zhǔn)。并應(yīng)設(shè)計出廠區(qū)平面布置圖、工藝流程圖及主要處理單元的單體圖。
三、其他要求
設(shè)計計算說明書應(yīng)在計算機(jī)上由WORD完成。
所有制圖應(yīng)在計算機(jī)上由CAD完成。
四、畢業(yè)設(shè)計（論文）起止時間
2003年3月20日至2003年6月12日
五、畢業(yè)設(shè)計（論文）的進(jìn)度計劃
2003年3月20日～4月4日 查閱文獻(xiàn)階段
2003年4月5日～4月20日 參觀調(diào)研階段
2003年4月21日～5月8日 初步設(shè)計階段
2003年5月9日～5月21日 設(shè)計完善階段
2003年5月22日～6月2日 撰寫論文階段
2003年6月3日～6月12日 論文答辯階段
畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定
指導(dǎo)教師評語：
評分： 指導(dǎo)教師簽字： 2003年 月 日
評閱教師評語：
評分： 評閱教師簽字： 2003年 月 日
答辯小組評語：
評分： 答辯小組組長簽字： 2003年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）成績五級分制評定：
1．概述
油漆的生產(chǎn)和應(yīng)用已有悠久的歷史，早在幾千年前我國就已開始使用油漆，當(dāng)時使用的油漆是從漆樹上采取的漆液加工成天然漆。如從桐油籽榨取桐油，加工煉制成熟桐油，然后加或不加天然顏料（如紅土、銀朱等）而制成的?，F(xiàn)代由于合成材料的出現(xiàn)，給油漆原料開辟了新的來源。當(dāng)廣泛的利用各種合成材料——合成樹脂、顏料及有機(jī)溶劑等——來制造油漆后，具有多種多樣的性能的新品種就日新月異的增加起來了。這也就是現(xiàn)在人們所熟悉的涂料。
在涂料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生排放的廢水，其中常含有酚類、苯類及重金屬（表面處理）等有毒有害物質(zhì)。酚是一種化學(xué)助致癌劑，如果將高濃度的含酚廢水排放到水域里會使水生物受到損害。目前涂料工業(yè)使用的顏料中還含有鉛和鉻。鉛是目前最廣泛的污染元素，其對造血系統(tǒng)的危害作用主要涉及大腦、小腦以及脊髓和周圍神經(jīng)。鉻化物毒性很大，主要通過飲用水和食物進(jìn)入人體。因此涂料廢水對水域的危害非常嚴(yán)重，必須對其進(jìn)行有效的治理。
油漆的主要原料——油、樹脂和染料。油漆的組成物質(zhì)決定了油漆廢水的成分。使得廢水中的有機(jī)物種類多，成分復(fù)雜，COD含量高，并具有一定的毒性，此類廢水的特點(diǎn)是：
⑴ 單位產(chǎn)品的廢水產(chǎn)生量少，但污染物組成十分復(fù)雜；
⑵ 含多種有毒性的、難于生化降解的高分子有機(jī)化合物，且濃度很高（COD＞10～20g/L）；
⑶ 廢水中固體物含量也很高。
油漆廢水主要污染的來源見表1.1。
表1.1 油漆生產(chǎn)和施工產(chǎn)生的廢水成分
分類
廢水種類
排放特點(diǎn)
主要污染物成分
廢水
來源
涂料生
產(chǎn)廢水
設(shè)備、地面洗滌水
溶劑型
涂料廢水
間歇排放，
數(shù)量波動大
堿性，含COD、染料及助劑、懸浮物。
涂料施
工廢水
容器、地面洗滌水
間歇排放，
數(shù)量少
懸浮物、涂料、COD、BOD。
噴漆室
水幕水
更新排除水
間歇，瞬時量大
懸浮物、漆霧、COD、BOD。
電泳工藝廢水
電泳水洗水
間歇，瞬時量大
懸浮物、COD、BOD、鉛、鉻、重金屬、氨、酸、堿。
油漆廢水的水質(zhì)特性見表1.2。
表1.2 油漆廢水水質(zhì)調(diào)查表
廢水種類
COD（g/L）
油（mg/L）
飄油廢水
15～17
4000～4500
酯化廢水
30～100
1～406
干料廢水
14～30
1629～4417
洗濾布水
0.6～13
56～3769
經(jīng)過實(shí)踐調(diào)查，由以上二表中的數(shù)據(jù)分析可知，油漆生產(chǎn)廢水屬于間歇式排放，排放的偶然性較大，連續(xù)性較差，水質(zhì)水量波動范圍大，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
2．工程建設(shè)規(guī)模及水質(zhì)要求
本系統(tǒng)待處理的廢水來自工廠各工段所排放的生產(chǎn)廢水及生活污水。處理站的建設(shè)規(guī)模為日處理油漆廢水500m3/d及生活污水700m3/d，污水總變化系數(shù)KZ為1.3。污水經(jīng)處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978——1996）中規(guī)定的二級新擴(kuò)改標(biāo)準(zhǔn)。
本廢水處理站設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)情況見表2.1。
表2.1 生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放要求
項(xiàng) 目
COD
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
石油類
（mg/L）
PH值
油漆廢水
4800
――
――
500
6～9
生活污水
400
――
――
――
――
排放要求
<150
<30
<150
<10
6～9
3．方案選擇
3.1 方案選擇的原則
3.1.1 技術(shù)先進(jìn)、工藝合理、適用性強(qiáng)、有較好的耐沖擊性和可操作性。
3.1.2 處理效果穩(wěn)定，有害物去除率高，處理后的廢水可穩(wěn)定達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.1.3 運(yùn)行、管理、操作方便，設(shè)備維護(hù)簡便易行。
3.1.4 運(yùn)行費(fèi)用（電費(fèi)、藥劑費(fèi)）低，降低運(yùn)行成本。
3.1.5 基建投資省，占地面積小。
3.1.6 污泥量少，脫水性能好；
3.1.7 對有毒有害物質(zhì)具有一定的去除效果。
3.2 方案比選
目前，國內(nèi)處理油漆廢水多采用物化＋生化的處理工藝。物化處理方法主要工藝是隔油＋混凝氣?。簧幚矸椒ㄖ饕に囉猩锝佑|氧化法、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、普通活性污泥法等，它們的主要技術(shù)參數(shù)如表3.1：
表3.1 生化處理工藝主要設(shè)計參數(shù)一覽表
處理工藝
生物量
g/m3
BOD容積負(fù)荷
BOD5/(m3·d)
水力停留時間
h
BOD5去除率
％
生物接觸氧化池
10～20
1.5～3.0
1.5～3.0
80～90
高負(fù)荷生物濾池
0.7～7.0
1.2
——
75～90
塔式生物濾池
0.7～7.0
1.0～3.0
——
60～85
普通活性污泥法
1.5～3.0
0.4～0.9
4～12
85～95
由表3.1的工藝比較可以看出生物接觸氧化法和塔式生物濾池法的處理能力較強(qiáng)，可以考慮選用，對其進(jìn)行進(jìn)一步的比較如下：
⑴ 生物接觸氧化法由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，氧化池內(nèi)單位容積的生物量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此，它可達(dá)到較高的容積負(fù)荷；
⑵ 生物接觸氧化法由于相當(dāng)一部分微生物固著生長在填料表面，不需設(shè)污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便；
⑶ 生物接觸氧化法由于生物固著量多，水流屬完全混合型，因此它對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；
⑷ 生物接觸氧化法因污泥濃度高，當(dāng)有機(jī)容積負(fù)荷較高時，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量可相當(dāng)于或低于活性污泥法。
⑸ 塔式生物濾池用于高濃度有機(jī)廢水的預(yù)處理，在進(jìn)水BOD5濃度較高時，由于生物膜生長太快，容易導(dǎo)致濾料的堵塞，由于池高，廢水的提升費(fèi)用較大。
由以上比較，且油漆廢水排放多為間歇式，排放量大，所以對于油漆廢水的處理采用生物接觸氧化法更為合適。生物接觸氧化處理技術(shù)的工藝流程一般分一段（級）處理流程，二段（級）處理流程和多段（級）處理流程，考慮這幾種工藝各自具體的特點(diǎn)及適用條件，選用二段處理流程。其特點(diǎn)為，二段法流程污水經(jīng)初沉后進(jìn)入第一段接觸氧化池氧化，出水上清液進(jìn)入第二段接觸氧化池，最后經(jīng)沉淀池泥水分離后排放，在該流程中的一段為高負(fù)荷段，第二段為低負(fù)荷段，這樣更能使微生物適應(yīng)原水水質(zhì)的變化，使出水水質(zhì)趨于穩(wěn)定。
由于隔油—混凝氣浮法具有技術(shù)成熟、成本較低、操作有效等特點(diǎn)，已成為廢水治理的重要手段。為了能夠使廢水達(dá)標(biāo)排放，根據(jù)廢水的特點(diǎn)制定了隔油—混凝氣浮—生物接觸氧化的處理工藝。
4．廢水處理工藝流程
4.1 廢水處理工藝流程圖
廢水處理工藝流程方框圖如圖4.1。
廢油外運(yùn)
儲油池
浮油
沉渣
廢渣外運(yùn)
柵渣
提升泵
調(diào)節(jié)池
隔油沉淀池
含油廢水
隔柵
清液
化學(xué)污泥池
污泥泵
干泥外運(yùn)
廂式壓濾機(jī)
剩余污泥
浮油
混凝氣浮池
兩段接觸氧化池
達(dá)標(biāo)排放
斜板沉淀池
回流污泥
回流泵
生活污水
圖4.1 廢水處理工藝流程方框圖
4.2 工藝流程簡介
4.2.1 工藝流程說明
生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的油漆廢水在進(jìn)入處理系統(tǒng)前先經(jīng)過格柵，以截留較大的懸浮物和漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。之后的廢水進(jìn)入隔油沉淀池去除一部分浮油和COD，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，為后續(xù)處理提供穩(wěn)定的水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷。經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后的廢水由泵打入氣浮池。在氣浮池內(nèi)油漆廢水經(jīng)氣浮作用除去絕大部分油類。氣浮處理后的廢水與生活污水一同進(jìn)入生物接觸氧化池進(jìn)行生化處理，以降解廢水中殘余的有機(jī)污染物，然后廢水經(jīng)過斜板沉淀池泥水分離后，即可達(dá)標(biāo)排放。
斜板沉淀池沉淀下來的污泥除部分回流至一級生物接觸氧化池外，剩余污泥和混凝氣浮池分離的浮油直接進(jìn)入化學(xué)污泥池濃縮，濃縮后的污泥由污泥泵打入廂式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理。脫水后得到的泥餅含水率小于80%，比重大于1.2g/cm3，可視同一般工業(yè)垃圾處置。廂式壓濾機(jī)的濾出水上回流到調(diào)節(jié)池循環(huán)處理。
生物接觸氧化池需鼓入壓縮空氣，向廢水中充氧，以保證好氧微生物的生命代謝活動。壓縮空氣由離心風(fēng)機(jī)提供，生物接觸氧化池采用高效曝氣頭曝氣。
4.2.2 處理工藝特點(diǎn)
隔油——混凝氣浮——生物接觸氧化法工藝特點(diǎn)：
⑴ 平流式隔油構(gòu)造簡單，便于運(yùn)行管理，除油效果穩(wěn)定。
⑵ 混凝氣浮采用溶氣氣浮，即在一定壓力條件下，將空氣溶于水中并達(dá)飽和狀態(tài)，然后突然減壓，使水中空氣以小氣泡形式逸出，與污水中顆粒粘附，達(dá)到凈化水體的目的。加入混凝劑可提高氣浮效率，節(jié)省時間。
⑶ 生物接觸氧化法是利用固著在填料上的生物膜來吸附水中有機(jī)污染物并加以氧化分解，使污水凈化，它的特點(diǎn)是生物量較高，以MLSS計，一般在10～20g/L以上，有機(jī)容積負(fù)荷大，可節(jié)省投資；微生物附著生長既可提高對沖擊負(fù)荷的抵抗能力，又可不考慮污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，運(yùn)行管理也較為方便。
4.3 廢水處理效率
混凝氣浮池
隔油沉淀池
含油廢水500m3/d
進(jìn)水COD (mg/L) 4800 2400
COD去除率 (%) 50 40
出水COD (mg/L) 2400 1440
進(jìn)水石油類 (mg/L) 500 250
石油類去除率 (%) 50 90
出水石油類 (mg/L) 250 25
一段接觸氧化
二段接觸氧化
(加入700m3/d的生活污水)
(生活污水COD為400mg/L)
進(jìn)水COD (mg/L) 833.3 250
COD去除率 (%) 70 60
出水COD (mg/L) 250 100<150
進(jìn)水石油類 (mg/L) 10.4 6.3
石油類去除率 (%) 40 30
出水石油類 (mg/L) 6.3 4.4<10
5．工藝設(shè)計
5.1 隔油沉淀池（平流式）
按廢水在隔油池內(nèi)的停留時間進(jìn)行設(shè)計計算。隔油沉淀池采用人工撇油除渣。
5.1.1 隔油池總?cè)莘e
隔油池按最大水量進(jìn)行計算，廢水在隔油池內(nèi)的停留時間取1.5h，其總?cè)莘e為：
= 20.83×1.3×1.5 = 40.62 m3
式中 W——隔油池的總?cè)莘e，m3；
Q——隔油池的廢水設(shè)計流量，m3/h；
t——廢水在隔油池內(nèi)的設(shè)計停留時間，h，一般采用1.5～2.0h。
5.1.2 隔油池過水?dāng)嗝婷娣e
廢水在隔油池中的水平流速取2mm/s，則隔油池的過水?dāng)嗝婷娣eAC為：
= 1.3×20.83/(3.6×2) = 3.76 m2
式中 AC——隔油池的過水?dāng)嗝婷娣e，m2；
Q ——隔油池的設(shè)計流量，m3/h；
v ——廢水在隔油池中的水平流速，mm/s。
5.1.3 隔油池隔間數(shù)
隔油池隔間數(shù)n為：
式中 b——隔油池每個隔間的寬度，m；
h——隔油池工作水深，m。
取隔油池隔間數(shù)n=2，隔油池工作水深h=1.5m，則：
b = 3.76/(2×1.5) = 1.25 m
5.1.4 隔油池有效長度
隔油池的有效長度L為：
= 3.6×2×1.5 = 10.8 m
式中符號意義同前。
5.1.5 隔油池建筑高度
取隔油池超高為0.4m，則隔油池建筑高度H為：
H = h+h＇= 1.5+0.4 = 1.9 m
式中 h＇——隔油池超高，m，一般不小于0.4m。
5.2 調(diào)節(jié)池
由于油漆生產(chǎn)廢水屬間歇式排放，排放的偶然性大，連續(xù)性差，水質(zhì)水量波動范圍較大，故取廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)停留時間t為8小時，則油漆廢水調(diào)節(jié)池容積W為：
= 20.83×1.3×8 = 216.6 m3
式中 q——調(diào)節(jié)池內(nèi)水的流量，m3/h；
t——水在調(diào)節(jié)池內(nèi)停留時間，h。
取調(diào)節(jié)池有效水深為3m，長8.65m，則調(diào)節(jié)池寬為：
B = W/(L×h) =216.6/(8.65×3) =8.35 m
取調(diào)節(jié)池超高h(yuǎn)＇為0.4m，則調(diào)節(jié)池建筑高度H為：
H = h+h＇= 3+0.4 = 3.4 m
式中 h＇——調(diào)節(jié)池超高，m。
調(diào)節(jié)池向混凝氣浮池提升廢水所用提升泵選用KWQ型潛水排污泵二臺，一用一備，其性能參數(shù)如表5.2.1。
表5.2.1 KWQ型潛水排污泵性能表
型號
排出口徑
mm
流量
m3/h
揚(yáng)程
m
轉(zhuǎn)速
r/min
功率
KW
重量
Kg
KWQ65-25-15-2.2
65
25
15
2900
2.2
65
5.3 混凝氣浮池
5.3.1 氣浮所需空氣量Qg
取回流比R＇為50%，釋氣量ac為60L/m3，水溫校正系數(shù)ψ為1.1，則：
Qg = QR＇acψ = 20.83×50%×60×1.1 = 687.39 L/h
式中 Qg ——?dú)飧∷杩諝饬?，L/h；
Q ——?dú)飧〕卦O(shè)計水量，m3/h；
R＇——試驗(yàn)條件下的回流比，%；
ac ——試驗(yàn)條件下的釋氣量，L/m3；
ψ ——水溫校正系數(shù)，取1.1～1.3（主要考慮水的粘滯度影響，試驗(yàn)時水溫與冬季水溫相差大者取高值）。
5.3.2 加壓溶氣水量Qp
取溶氣壓力P為3公斤/厘米2，水溫為10℃，則：
式中 QP ——加壓溶氣水量，m3/h；
P ——選定的溶氣壓力，公斤/厘米2；
η ——溶氣效率，對裝階梯環(huán)填料的溶氣罐查表5.3.1；
KT ——溶解度系數(shù)，可根據(jù)水溫查表5.3.2。
由水溫為10℃，查表得溶解度系數(shù)KT＝2.95×10－2，溶氣效率η為85%。
表5.3.1階梯環(huán)填料(層高1m)的水溫、壓力與溶氣效率間的關(guān)系表
水溫（℃）
5
10
15
溶氣壓力(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
溶氣效率(％)
76
83
80
77
84
81
80
86
83
水溫（℃）
20
25
30
溶氣壓力(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
溶氣效率(％)
85
90
90
88
92
92
93
98
98
表5.3.2 不同溫度下的KT值
溫度（℃）
0
10
20
30
40
KT
3.77×10-2
2.95×10-2
2.43×10-2
2.06×10-2
1.79×10-2
5.3.3 接觸室的表面積AC
選定接觸室中水流的上升流速vc為10㎜/s，則：
池寬B取0.6m，則池長L=Ac/B=0.93/0.6=1.8m
選用TV-Ⅱ型溶氣釋放器五支（按0.3Mpa時的加壓溶氣水量選取），釋放器安裝在距離接觸室底部約5cm處的接觸室中央，均布。
TV-Ⅱ型溶氣釋放器的性能見表5.3.3。
表5.3.3 TV-Ⅱ型溶氣釋放器性能
規(guī)格
(cm)
溶氣水支管
接口直徑(mm)
不同壓力下的流量(m3/h)
作用直徑
(cm)
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
Φ20
25
2.16
2.32
2.48
2.64
2.8
2.96
60
回流泵選用TQL40－200(I)B型清水泵兩臺，一用一備，其主要性能參數(shù)見表5.3.4。
表5.3.4 清水泵主要性能參數(shù)表
型號
流量
m3/h
揚(yáng)程
m
電機(jī)功率
KW
必需氣蝕余量
m
重量
Kg
TQL40－200(I)B
13.8
34
3
2.3
63
5.3.4 分離室的表面積AS
選定分離速度（分離室的向下平均水流速度）vS為1.5㎜/s，則：
對矩形池子分離室的長寬比一般取（1～2）：1。
池寬B取1.8m，則池長L=AS/B=6.18/1.8=3.5m
5.3.5 氣浮池的凈容積W
選定池子的平均水深H為2m（一般指分離室深），則：
W = (AC+AS)×H = (0.93＋6.18)×2 = 14.22 m3
5.3.6 容器罐直徑Dd
選定過流密度I為4500m3/(m2·d)，則溶氣罐直徑為：
一般對于空罐I選用1000～2000 m3/(m2·d)，對填料罐I選用2500～5000 m3/(m2·d)。
選用TR－2型壓力溶氣罐，罐直徑300mm。
5.3.7 空壓機(jī)額定空氣量Qg＇
式中 ψ＇——安全系數(shù)，一般取1.2～1.5。
選Z－0.05/6型空氣壓縮機(jī)。
5.3.8 氣浮池前反應(yīng)區(qū)容積V
取廢水在氣浮池前反應(yīng)區(qū)內(nèi)停留時間t為10min，則：
V = Qt = (20.83×10)/60 = 3.47 m3
反應(yīng)池長L取1.8m，高度H為2m，則池寬B為：
B=V/(L×H)=3.47/(1.8×2)=0.964m，取為1m。
5.3.9 集水系統(tǒng)
氣浮池集水采用5根集水管，每根支管流量q為：
查管渠水力計算表，可得支管直徑dg為50mm，管中流速為0.945m/s。
支管內(nèi)水頭損失為：
出水總管直徑Dg取150mm，管中流速為0.525m/s。總管上端裝水位調(diào)節(jié)器。反應(yīng)池進(jìn)水采用頂部溢流堰進(jìn)水，管徑80mm，流速1.15m/s。
氣浮池排渣管直徑取150mm。
選用TQ－1型橋式刮渣機(jī)一臺，驅(qū)動減速機(jī)型號為SJWD型，減速器附帶電機(jī)電機(jī)功率為0.75KW。
5.3.10 污泥產(chǎn)量
混凝氣浮池的污泥產(chǎn)量包括兩部分，即去除的石油類的量及投加聚鋁產(chǎn)生的泥渣的量。
去除的石油類的量W1=(250－25)×500/1000=112.5Kg/d
石油類的密度按800Kg/m3計，則去除的石油類的體積Q1為：
Q1=112.5/800=0.141m3/d
342 156
聚鋁的投加量按200mg/L考慮，則聚鋁產(chǎn)生的泥渣量W2為：
泥渣含水率按98％計，則泥渣的體積Q2為：
Q2=45.6/50=2.28m3/d
5.4 一段生物接觸氧化池
5.4.1 一段生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積）
因油漆廢水的可生化性較差，為提高廢水的可生化性，保證處理效率，在此加入生活污水700m3/d，即29.17m3/h。
一段接觸氧化池進(jìn)水COD濃度La：
La = (4800×0.5×0.6×500+700×400)/(500＋700) = 833.3 mg/L
一段接觸氧化池出水COD濃度Lt：
Lt = La×0.3 = 833.3×0.3 = 250 mg/L
取一段生物接觸氧化池的COD容積負(fù)荷M為1.5KgCOD/(m3·d)，則一段生物接觸氧化池的有效容積V：
式中 V ——填料有效容積，m3；
Q ——平均日污水量，m3/d；
La ——進(jìn)水COD濃度，mg/L；
Lt ——出水COD濃度，mg/L；
M ——COD容積負(fù)荷，gCOD/(m3·d)。
5.4.2 一段生物接觸氧化池總面積
取一段生物接觸氧化池的填料層總高度H為3m，則：
式中 F——氧化池總面積，㎡；
H——填料層總高度，m，一般H=3m。
5.4.3 氧化池格數(shù)
式中 n——氧化池格數(shù)，個，n≥2個；
f——每格氧化池面積，m2，f≤25㎡。
取n=9，則：
取氧化池池寬B為3m，則每格氧化池長度L為：
，取為5.8m。
5.4.4 校核接觸時間
式中 t——氧化池有效接觸時間，h。
5.4.5 氧化池總高度
取超高h(yuǎn)1為0.5m，填料上水深h2為0.5m，填料層間隙高h(yuǎn)3為0.2m，配水區(qū)高度h4為0.8m，填料層數(shù)m取1層，則氧化池總高度H0為：
H0 = H+h1+h2+(m-1)×h3+h4 = 3+0.5+0.5+(1-1)×0.2+0.8=4.8m
式中 H0 ——氧化池總高度，m；
h1 ——超高，m，h1=0.5～0.6m；
h2 ——填料上水深，m，h2=0.4～0.5m；
h3 ——填料層間隙高，m，h3=0.2～0.3m；
h4 ——配水區(qū)高度，m；
m ——填料層數(shù)，層。
生物接觸氧化池選用組合纖維填料470m3，其主要技術(shù)參數(shù)見表5.4.1。
表5.4.1組合纖維填料主要技術(shù)參數(shù)
型號
塑料環(huán)片直徑
(mm)
填料直徑
(mm)
單片間距離
(mm)
理論比表面積
(m2/m3)
ZV-150-80
75
150
80
2000
5.4.6 需氣量
按每去除一公斤COD消耗一公斤氧氣計算，一段生物接觸氧化池的需氧量OC為：
OC = 1200×(833.3-250)/1000 = 700 KgO2/d
一段生物接觸氧化池采用可變微孔曝氣器曝氣，其充氧效率EA取15％，則一段接觸氧化池每天所需的空氣量GS為：
式中 GS ——需氣量，m3空氣/d；
EA ——氧轉(zhuǎn)移效率，％；
21％——氧在空氣中所占百分比；
1.43——氧的容重，Kg/m3。
曝氣裝置選用HWB－1型微孔曝氣器，其主要性能參數(shù)見表5.4.2。
表5.4.2 微孔曝氣器的主要性能參數(shù)
型號
規(guī)格
工藝參數(shù)
動力效率
面積比
(%)
有效水深
(m)
通氣量
(m3/h)
EA
(%)
HWB－1
φ200
6.25
4.5
2.0
17 ～26
由每格生物接觸氧化池的供氣量及HWB－1型可變微孔曝氣器的通氣量，計算所需曝氣器的數(shù)量N為：
取N為36個，則一級生物接觸氧化池所需要曝氣器為324個。
5.4.7 空氣管道設(shè)計
5.4.7.1 干管
取干管流速為10m/s，則干管直徑dg為：
取dg=150mm，則干管流速vg為10.2m/s。
5.4.7.2 支管
每格生物接觸氧化池采用一根曝氣支管向池中引入空氣，取支管流速為5m/s，則支管直徑為dj為：
取dj=80mm，則支管流速vj為4.48m/s。
5.4.7.3 風(fēng)管的阻力損失
風(fēng)管的總阻力h可用下式計算：
h=h1+h2(mmH2O)
式中 h1——風(fēng)管的沿程阻力，mmH2O；
h2——風(fēng)管的局部阻力，mmH2O。
風(fēng)管的沿程阻力，可按下式計算：
h1=iLαTαP(mmH2O)
式中 i ——單位管長阻力，mmH2O/m。
L ——風(fēng)管長度，m；
αT——溫度為T℃時，空氣容重的修正系數(shù)；
αP——大氣壓力為P時的壓力修正系數(shù)。
在T=20℃，標(biāo)準(zhǔn)壓力760mm汞柱時：
式中 γT ——溫度為T℃時的空氣容重，kg/m3；
γ20——溫度為20℃時的空氣容重，kg/m3。
一般空氣管道內(nèi)的氣溫按30℃考慮，查《環(huán)境工程手冊——水污染防治卷》表3－17－17得，30℃時αT=0.98。
一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，壓力修正系數(shù)αP=1.0。
空氣干管的單位管長阻力i為：
空氣支管的單位管長阻力i為：
因i支
F2，故選取化學(xué)污泥池表面積F為12.5m2。
5.7.1.3 邊長
設(shè)計采用兩座正方形化學(xué)污泥池，則每座化學(xué)污泥池的邊長A為：
5.7.1.4 高度
污泥在池中的有效停留時間T取16h，則化學(xué)污泥池的有效高度h2為：
污泥斗下棱臺邊長d取0.3m，高度h4取1.4m，超高h(yuǎn)1取0.43m，緩沖層高h(yuǎn)3取0.5m，則化學(xué)污泥池總高度H為：
H=h1+h2+h3+h4=0.43+1.07+0.5+1.4=3.4m
5.7.1.5 濃縮后污泥的體積
污泥經(jīng)濃縮后，其體積V為：
5.7.2 污泥脫水設(shè)備
5.7.2.1 污泥泵
濃縮后的污泥由污泥泵打入廂式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理。污泥泵選用I－1B型螺桿泵兩臺，一用一備，其性能參數(shù)見表5.7.2。
表5.7.2 I－1B型螺桿泵技術(shù)性能參數(shù)表
型號
流量
m3/h
揚(yáng)程
m
電機(jī)功率
KW
吸程
m
轉(zhuǎn)速
r/min
進(jìn)出口徑
mm
I－1B2吋
5.6
80
3
3
960
50
5.7.2.2 廂式壓濾機(jī)
廂式壓濾機(jī)的過濾面積A可用下式計算：
式中：A——壓濾機(jī)過濾面積，m2；
P——污泥含水率；
Q——污泥量，m３/h；
L——壓濾機(jī)產(chǎn)率，一般為2～4kg/(m３·h)。
本設(shè)計廂式壓濾機(jī)每天運(yùn)行8小時，壓濾機(jī)產(chǎn)率取3kg/(m３·h)，則：
選用XMY25/630－UK型廂式壓濾機(jī)一臺。其主要性能參數(shù)見表5.7.3。
表5.7.3 廂式壓濾機(jī)主要性能參數(shù)表
型 號
XMY25/630－UK
過濾面積 (m2)
25
濾室總?cè)萘? (L)
313
外框尺寸 (mm)
630×630
濾板厚度 (mm)
50
濾室數(shù)量 (pcs)
40
濾餅厚度 (mm)
25
外形尺寸 L×W×H (mm)
3984×1020×1178
電機(jī)功率 (KW)
3
過濾壓力 (MPa)
1
整機(jī)質(zhì)量 (Kg)
1650
6．主要土建、設(shè)備表
6.1 主要處理構(gòu)筑物
主要處理構(gòu)筑物見表6.1。
表6.1 主要處理構(gòu)筑物一覽表
序號
名稱
外形尺寸（m）
數(shù)量
1
隔油沉淀池
3.6×3.75×1.9
2
2
調(diào)節(jié)池
8.65×8.35×3.4
1
3
混凝氣浮池
分離室
3.5×1.8×2.4
1
接觸室
1.8×0.6×2.4
1
池前反應(yīng)區(qū)
1.8×1.0×2.4
1
4
生物接觸氧化池
一段
5.8×3.0×4.8
9
二段
6.8×3.0×4.8
3
5
斜板沉淀池
沉淀區(qū)
4.1×3.0×4.9
1
池前反應(yīng)區(qū)
1.0×3.0×4.9
1
6
化學(xué)污泥池
2.5×2.5×3.4
2
6.2 主要設(shè)備材料
主要設(shè)備材料見表6.2。
表6.2 主要設(shè)備材料一覽表
序號
名稱
型號
數(shù)量
功率
kw
備注
1
提升泵
KWQ65-25-15-2.2
2
2.2
一用一備
2
污泥泵
I－1B2吋
2
3
一用一備
3
回流泵
TQL40－200(I)B
2
3
一用一備
4
羅茨鼓風(fēng)機(jī)
3L42WD
2
22
一用一備
5
空氣壓縮機(jī)
Z－0.05/6
1
0.75
6
壓力容器罐
TR－2型
1
――
7
刮泥機(jī)
TQ－1型
1
0.75
8
廂式壓濾機(jī)
XMY25/630－UK
1
3
9
生化填料
ZV-150-80
654
――
10
溶氣釋放器
TV-Ⅱ
5
――
11
曝氣器
HWB－1
408
――
7．主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
7.1 占地面積
廢水處理站總占地面積約1000m3，構(gòu)筑物實(shí)際占地面積約為600m3，折合每立方米水占地面積為0.83m3。
7.2 總裝機(jī)容量
本廢水處理站總裝機(jī)容量為64.9KW。
廢水處理站的運(yùn)轉(zhuǎn)功率及耗電量見表7.1。
表7.1 運(yùn)作功率及耗電量一覽表
設(shè)備名稱
型號
容量
KW
運(yùn)行
臺數(shù)
工作時間
h/d
耗電量
KWh/d
提升泵
KWQ65-25-15-2.2
2.2
1
24
52.8
污泥泵
I－1B2吋
3
1
8
24
回流泵
TQL40－200(I)B
3
1
24
72
羅茨鼓風(fēng)機(jī)
3L42WD
22
1
24
528
空氣壓縮機(jī)
Z－0.05/6
0.75
1
8
6
刮泥機(jī)
TQ－1型
0.75
1
12
9
廂式壓濾機(jī)
XMY25/630－UK
3
1
1
3
合計
694.8
7.3 勞動定員
廢水處理站共需人員5名，其中行政技術(shù)負(fù)責(zé)人1名，生產(chǎn)操作人員4名（三班運(yùn)轉(zhuǎn)）。
7.4 運(yùn)行費(fèi)用估算
7.4.1 電費(fèi)(M1)
工業(yè)用電以0.72元/(KW·h)計，工程日耗電694.8KWh，則：
M1=(0.72×694.8)/1200=0.42元/m3(廢水)
7.4.2 藥劑費(fèi)(M2)
取藥劑費(fèi)M2=0.65元/m3(廢水)。
7.4.3 人員工資(M3)
人均工資以700元/(人·月)計，則：
M3=(5×700)/(30×1200)=0.10元/m3(廢水)
7.4.4 總運(yùn)行費(fèi)用M(不考慮折舊費(fèi))
M=M1+M2+M3=0.42+0.65+0.10=1.17元/m3(廢水)
8．施工圖說明
施工圖紙包含以下內(nèi)容：
⑴ 工藝流程圖：一張，表示清楚各構(gòu)筑物的高程，廢水、污泥、空氣等管線的走向；
⑵ 平面布置圖：一張，表示清楚廢水處理各構(gòu)筑物的相對位置；
⑶ 混凝氣浮池單體圖：一張，表示清楚混凝氣浮池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
⑷ 接觸氧化池單體圖：一張，表示清楚接觸氧化池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
9．結(jié)論
油漆廢水中含油量較高，屬可生化的有機(jī)廢水。本設(shè)計采用隔油——混凝氣浮——兩段生物接觸氧化工藝處理油漆廢水與生活污水的混合廢水，COD和石油類的去除效率較高，出水可穩(wěn)定達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)。
本工藝技術(shù)先進(jìn)可靠、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，已得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用，適合中、小型污水處理廠處理污水使用。
10．致謝
本次畢業(yè)設(shè)計從選題、設(shè)計方案選擇到論文撰寫的整個過程中得到了我院高太忠教授和北京中兵北方環(huán)境科技發(fā)展有限責(zé)任公司姜鑫工程師的熱情幫助與悉心指導(dǎo)。在我院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，在高太忠老師和姜鑫工程師的精心輔導(dǎo)下，我把在大學(xué)四年學(xué)到的書本知識，運(yùn)用到了解決實(shí)際問題中，動腦動手能力得到進(jìn)一步提高，在此對他們表示誠摯的感謝!
11．參考文獻(xiàn)
⑴ 韓洪軍 《污水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
⑵ 鄭銘,陳萬金 《環(huán)保設(shè)備——原理·設(shè)計·應(yīng)用》 化學(xué)工業(yè)出版社
⑶ 葛燕 涂料對環(huán)境的污染及其防治
⑷ 豆俊峰等 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在油漆廢水混凝氧化處理建模中的應(yīng)用
⑸ 彭玉凡等 油漆廢水處理技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究——混凝沉淀和氧化絮凝復(fù)的應(yīng)用
⑹ 孫玉琴等 SBR法在上海遠(yuǎn)東集裝箱有限公司污水處理中的應(yīng)用
⑺ 馬慶麟主編 涂料工業(yè)手冊 化學(xué)工業(yè)出版社
⑻ 馬慶麟編著 油漆工業(yè) 化學(xué)工業(yè)出版社
⑼ 給水排水設(shè)計手冊第三冊—城市給水 中國建筑工業(yè)出版社，1985
⑽ 陳國華編著 水體油污染治理 化學(xué)工業(yè)出版社
⑾ 給水排水設(shè)計手冊第11冊—常用設(shè)備第二版 中國建筑工業(yè)出版社，2001
⑿ 郝瑞霞編 環(huán)境工程設(shè)計 河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，1999