玻璃厂生产废水处理及中水回用工程设计大学本科毕业论文

本科毕业设计

深圳市某玻璃厂生产废水处理

及中水回用工程设计

学 院 环境科学与工程学院 专 业 环境工程 年级班别 2010级1班 学 号 3103000223 学生姓名 刘伟峰 指导教师 宋卫锋

2014 年 6 月 11 日

深 圳

市 某玻 璃 厂 生 产 废 水 处 理 及 中 水 回 用 工 程 设 计 刘伟峰

环 境 学 院

设计总说明

设计任务来源：

本设计任务来源于广东工业大学环境科学与工程学院宋卫锋老师承担的深圳市某玻璃厂生产废水处理及中水回用工程。任务具体内容如下：

水量：600吨/天

水质：经当地环境监测站2006年10月11日至13日取样分析，结果如下： 样品状态及特征：黄色、无味、无油 项目 pH CODCr(mg/L) 分析值 7.38 280-370 设计标准：

本设计要求出水达到《生活杂用水水质标准》（CJ 25.1-89）并回用。 设计原则：

废水处理的任务是采用必要的处理方法与处理流程使污染物去除或回收，使废水得到净化。废水污染物质多种多样，只用一种处理方法往往不能把所有的污染物质全部除去，而是需要通过几种方法组成的处理系统或处理流程，才能达到处理要求的程度。

中水处理技术的目的是通过必要的水处理方法去除水中的杂质，使之符合中水回用水质标准。处理的方法应根据中水的水源和用水对象对水质的要求确定。在处理过程中，有的方法除了具有某一特定的处理效果外，往往也直接或间接地兼收其他处理效果。为了达到某一目的，往往是几种方法结合使用。

因此，为了符合任务的出水要求，本设计采用了物理法（如沉淀）、化学法（如混凝）、生物法（如A2/O活性污泥法）等一系列的处理方法结合使用。

主要技术资料：

本设计主要参考了以下技术资料：《中水回用技术及工程实例》、《城市污水厂处理设施设计计算》、《排水工程》等。

SS(mg/L) 82 石油类(mg/L) 1.2 关键词：玻璃废水，中水回用，活性污泥，A2/O

General

Source:

This task comes from “treating of wastewater and reusing of reclaimed water from some glasswork in Shenzhen” which was undertaken by Mr. Weifeng Song, Faculty of Environmental Science and Engineering, Guangdong University of Technology. Exact content is as below:

Quantity: 600tons per day

Quality: after the sampling and analyzing from Oct. 11th to 13th of local environment monitoring station, the result is as below:

Characteristic of Sample：Yellow、insipidity、oil-free item pH CODCr(mg/L) SS(mg/L) petroleum(mg/L) value 7.38 280-370 82 1.2 Criteria:

It is required that the quality of the water disposed must reach \Criteria of Life Mixing Use”. Besides, the water should be reused.

Principle:

The task of wastewater treatment is to discard or recycle the contaminant by necessary ways and circuits. Then, the wastewater can be purified. As the diversity of the contaminant, it is impossible that discarding all the contaminant by only one way. The extent can be reach only when several ways form the treatment system or circuit.

The purpose of reclaimed water treatment technique is to discard the contaminant in the water by necessary water treatment ways. Then, the quality of wastewater can reach the criteria of reusing reclaimed water. The ways depend on the source of water and the quality required by the object.

During the process, some ways not only have some specific effect, but also receive other effect directly or indirectly. So, several ways are combined.

Therefore, to reach the criteria, physical ways (as sedimentation), chemical ways (as coagulation), and biological ways (as A2/O Activated Sludge) are combined.

Main Technological Material Consulted:

, etc.

Key words: glass wastewater, reclaimed water reuse, activated sludge，A2/O

目录

1 绪论 ............................................................. 1 1.1题目背景及目的 ...................................................... 1 1.2题目研究意义 ........................................................ 1 1.3要达到的技术要求 .................................................... 2 1.4国内外的发展概况 .................................................... 2 1.4.1国外的应用情况 .................................................. 2 1.4.2国内的应用情况 .................................................. 3 1.5指导思想及应解决的主要问题 .......................................... 3

2 污水处理工艺选择及说明 ........................................... 4 2.1 气象与水文资料 ...................................................... 4 2.2 工艺选择、分析与流程各结构介绍 ...................................... 4 2.2.1一级处理阶段 .................................................... 5 2.2.2二级处理阶段 .................................................... 6 2.2.3深度处理阶段 .................................................... 7

3 构筑物设计计算 .................................................. 10 3.1格栅 ............................................................... 10 3.1.1设计说明 ....................................................... 10 3.1.2格栅计算 ....................................................... 10 3.2化学絮凝 ........................................................... 12 3.2.1设计说明 ....................................................... 12 3.2.2化学絮凝强化设施计算 ........................................... 12 3.3竖流式沉淀池 ....................................................... 13 3.3.1设计说明 ....................................................... 13 3.3.2设计计算 ....................................................... 15 3.4生化构筑物 ......................................................... 16 3.4.1设计说明 ....................................................... 16 3.4.2设计计算 ....................................................... 17 3.5平流式二沉池 ....................................................... 24 3.5.1设计一般规定 ................................................... 24 3.5.2沉淀池出流堰设计 ............................................... 25 3.5.3平流式二次沉淀池设计概述 ....................................... 25 3.5.4设计计算 ....................................................... 27 3.6混凝沉淀 ........................................................... 31 3.7过滤 ............................................................... 32 3.7.1过滤工艺 ....................................................... 32 3.7.2配水系统 ....................................................... 34 3.8活性炭吸附 ......................................................... 34 3.9臭氧消毒 ........................................................... 35 3.9.1设计概述 ....................................................... 35

3.9.2设计计算 ....................................................... 37 3.10中水处理工程污气、污泥处理 ........................................ 38 3.10.1污气处理及装置 ................................................ 38 3.10.2污泥处理及装置 ................................................ 38

4中水回用 ........................................................ 41 4.1回用前提条件 ....................................................... 41 4.2中水管网系统 ....................................................... 41 4.2.1中水系统分类 ................................................... 41 4.2.2中水管网系统组成 ............................................... 41 4.2.3回用水管网布置 ................................................. 42 4.2.4中水的加压设备 ................................................. 43 4.3污水回用方式 ....................................................... 43 4.3.1城市污水回用方式 ............................................... 43 4.3.2建筑污水回用方式 ............................................... 44 4.4供水方式 ........................................................... 44 4.4.1简单的供水方式 ................................................. 45 4.4.2单设屋顶水箱的供水方式 ......................................... 45 4.4.3小区中水给水方式 ............................................... 45 4.4.4分区供水方式 ................................................... 45

5总体布置 ........................................................ 46 5.1总平面布置 ......................................................... 46 5.1.1总平面布置原则 ................................................. 46 5.1.2总平面布置结果 ................................................. 46 5.2高程布置 ........................................................... 46 5.2.1高程布置原则 ................................................... 46 5.2.2高程布置结果 ................................................... 47

结论 .............................................................. 48 参考文献 .......................................................... 49 致谢 .............................................................. 50

1 绪论

1.1题目背景及目的

众所周知，水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。我国的地域特征决定了我国水资源总量丰富、但人均水资源的占有量相对不足，而且时空分布不均衡。我国河川年径流量2.7×1012m3，居世界第6位，但人均占有水量仅为2400m3，仅列世界第110位，为世界人均水量1/4。

水是环境的血液，也是生态环境的一个基本要素，影响范围大，其短缺造成的危害严重。在水资源缺乏的同时，也造成了大量的水资源浪费，并产生了水污染问题。水体污染的特征与污染物的种类、水体特征和水体类型等因素有关，我国的地表水资源污染严重是由地表水径流污染、大气的干沉降和湿沉降、城市水土流失、底泥的二次污染等因素造成的。

水资源受污染不但造成本来就紧张的水资源更加缺乏，而且要增加能源消耗、要大量资金和设备进行处理，造成工农业产品成本提高、质量下降、水产品大幅度减产。而水资源的污染和浪费，更加剧了水资源的短缺。

长期以来，人们把“废水”一向总是与“污垢的”、“肮脏的”词语相联系，无论处理得怎样好，也只能排放不能再用。通过国内外科技人员的技术攻关和工程实践，证明上述观点是错的。水在自然界中是惟一不可替代，也是惟一可以重复利用的资源。废水经过适当的再生处理，可以重复利用，实现水在自然界中的良性循环。废水就近可得，易于收集，再生技术基本成熟，一般情况下污水回用工程比兴建天然水取水工程，特别是长距离引水工程要节省投资并能相当程度地降低运行费用。

为解决水危机，各国各地区采取了积极有效的措施，核心是“开源节流”，在水资源的总体战略由单纯的水污染控制转变为全方位的水环境参加与发展。在各种措施中，具体可行的途径之一就是中水回用。 1.2题目研究意义

在中国玻璃工业中，普遍存在玻璃制造废水未经处理直接排放的现象。虽然这些废水水质相对化工行业来讲污染较轻，但是由于其排放量大，且排放的废水中含有油类、

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SS、氟及重金属等的污染物，这些污染物对自然环境和人类的危害是严重的，所以玻璃厂废水在排放前必须经过处理。

中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水，其水质介于上水与下水之间，是水资源有效利用的一种形式。 1.3要达到的技术要求

出水达到《生活杂用水水质标准》（CJ 25.1-89）并回用。

表1.1 设计进出水水质项目 pH CODCr(mg/L) SS(mg/L) 石油类(mg/L) 原水水质 7.38 280-370 82 1.2 [1]

出水水质 6.5-9.0 <50 <10 1.0 1.4国内外的发展概况 1.4.1国外的应用情况

中水回用在国外已实施很久，回用规模很大，已显示出明显的经济效益。当前世界上许多国家为克服水资源困难，把城市污水开辟为第二淡水资源。美国是世界上采用污水再生利用最早的国家之一，20世纪70年代初开始大规模污水处理厂建设，1979年美国有357个城市回用污水，有污水回用点536项，涉及城市回用、农业回用、娱乐回用、环境回用、工业回用等方面。

日本因国土狭小，人口众多，水资源主要靠河流，流量具有时间变动性，其水资源严重缺乏，除不得不实行定量供水外，只能中水回用。日本的双管供水系统比较普遍，东京将污水厂的深度处理水回用于一条干涸的小溪，收到了一定的经济效益和社会效益。近年来，日本的环保部门对二级处理出水提高了脱氮除磷要求，水质更好，可回用于河流，作为景观用水，美化环境。

中水回用已经成为世界上不少国家解决水资源不足的战略性对策，在国外已有丰富的经验，满足或部分满足了由于水资源缺乏限制城市和工业发展的需要，收到了良好的经济效益和社会效益。

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1.4.2国内的应用情况

我国已经认识到中水回用的重要性和紧迫性，近十多年来，城市中水回用的重点，一直集中在占有较大比重的工业废水上，经过多年努力，工业废水回用率已达70％以上，由于社会经济发展和人们环境意识的不断提高，中水回用逐渐扩展到缺水城市的许多行业。

科技人员经过近20年的实验研究和应用开发，已经在中水回用技术上取得突破，并对人们的观念意识产生重大影响。废水回用已被国家作为一条基本政策加以肯定，规定城市污水应作为优先开发水源，在水未被充分利用之前，禁止随意排放，各地的污水处理厂建设必须将处理与回用结合起来，目前我国已有几十个城市在建设污水回用工程，其工程规模之大，回用之广，在国外也不多见，足以影响到城市环境和污水状况。

随着人们生活水平和工业废水回用率的提高，生活污水占城市污水的比重已由过去的30％提高到40％以上，部分经济发达的城市已接近60％，而目前我国城市污水处理率不足20％。因此，生活污水的回用问题已摆在我们面前。

生活污水量大且相对稳定，易于收集，再生成本低，处理技术也比较成熟。尤其是城市供水水价持续上涨，小区污水经过适当处理后，用于小区绿化、厕所坐便器冲洗、洗车和清洁等有很好的社会效益和经济效益。 1.5指导思想及应解决的主要问题

中水回用要达到水质合格、水量合用和经济合算三个指标。

污水作为水资源回用的前提是提供适合于回用的水质，且不造成任何潜在的二次污染。回用水的用途决定了污水处理的程度、处理工艺和运行管理制度的可靠程度。

考虑到水的安全与可靠，城市生活杂用水中水回用中要达到：卫生安全可靠、无有害物质；不引起管道和设备腐蚀；外观上无不愉快感觉。在使用过程中，生活杂用水管道、水箱等设备不得与自来水管道直接相连，杂用水的设备外部涂成浅绿色标志以免误用、误饮。

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2 污水处理工艺选择及说明

2.1 气象与水文资料

深圳市年平均气温 22.3 ℃ ，夏长冬短。以一月平均气温最低，为 14.5 ℃ ， 7 月平均气温最高，达 28.4 ℃ 。深圳市年平均降水量为 1924.7 毫米，地域分布自东向西减少，东南部年平均雨量达 2200 毫米以上，西北部地区只有 1500 多毫米。雨量年际变化较大。全年雨量有 85% 出现在 4 ～ 9 月（汛期），其中 48% 分布在 7 ～ 9 月（后汛期），平均雨量达 929 毫米，主要由热带气旋、热带辐合带、热带低压等热带天气系统造成； 4 ～ 6 月（前汛期）平均雨量为 705 毫米，主要由冷空气和热带暖湿气流共同作用形成。一年中各月雨量变化呈单峰型，最多为 8 月，平均达 352 毫米，最少是 12 月，只有 25 毫米。 2.2 工艺选择、分析与流程各结构介绍

本设计的工艺流程如下：

初格 混 沉栅 凝原污水 池 反 应

池

一级处理阶段

图2.1 工艺流程图

出 水

消毒池 滤池 混凝反应池 二 沉池 好氧池 厌氧池 二级处理阶段 深度处理阶段 4

经过处理的污水可用于除饮用水外的直接接触、回用地下、回注地下。 2.2.1一级处理阶段

⒈格栅

格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。

本设计采用中格栅进行隔渣，由于栅渣量较小，采用人工清渣方式。 ⒉混凝反应池

化学絮凝强化一级处理，是向污水中投加絮凝剂以提高沉淀处理效果的一级强化处理技术，该工艺由于受自然条件约束少、占地省、流程短、基建与运行费用低、操作简单而成为极具竞争力的城市污水处理方法。城市污水中污染物主要是悬浮物、胶体和溶解性有机物，投加絮凝剂的一级处理能明显改善对悬浮及胶体有机物的处理效果，提高了一级处理的出水水质，从而使原水的有机负荷降低，减少了后续处理构筑物的处理费用。

药剂的选择：

① 混凝剂的选择要对去除的污染物有较高的去除率，为达到这一目标，有时需要两种或多种絮凝剂及助凝剂同时配合使用。

② 混凝剂及助凝剂的价格应适当便宜，需要的投加量应适中，以防止由于价格昂贵造成处理运行费用过高。

③ 混凝剂的来源应当可靠，产品性能比较稳定，并应宜于贮存和投加方便。 ④ 所有的混凝剂都不应对处理出水产生二次污染。 采用硫酸亚铁作为混凝剂。 ⒊竖流式沉淀池

初次沉淀池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。当污水进入初次沉淀池后流速迅速减少至0.02m/s以下，从而极大地减少了水流夹带悬浮物的能力，使悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥，而相对密度小于1的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。

按照初次沉淀池的形状和水流特点，常将初次沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式

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及斜板四种。每种沉淀池均包含进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个区。

四种初次沉淀池的优缺点和使用条件的比较见表2.1。

表2.1 四种初次沉淀池的优缺点和适用条件比较 池型 平流式 优点 ⑴沉淀效果好 ⑵对冲击负荷和温度 变化的适应能力较强 ⑶施工方便 ⑷多个池子易于组合 为一体，可节省占地面积 ⑴无机械刮泥设备，排泥方便，管理简单 ⑵占地面积较小 缺点 ⑴池子配水不易均匀 ⑵采用多斗排泥时，每个斗需单独设排泥管各自排泥，操作量大；采用链带式刮泥机刮泥时，链带的支承件和驱动件都浸于水中 适用条件 ⑴适用于地下水位高及地质较差的地区 ⑵适用于大、中、小型污水处理厂 竖流式 辐流式 ⑴池子深度大，施工困难 ⑵对冲击负荷和温度变化的适应能力较差 ⑶造价较高 ⑷池径不宜过大，否则布水不匀 适用于处理水量不大的小型污水处理厂（单池容积3小于1000m） ⑴适用于地下水位较高及工程地质条件较差地区 ⑵适用于大、中型污水处理厂 ⑴多为机械排泥，⑴占地面积大 运行较好。管理较⑵机械排泥设备复杂，对施工质量要求高 方便 ⑵机械（刮）排泥设备已为定型 ⑶结构受力条件好 ⑴沉淀效率高、停留时间短 ⑵占地面积较小 斜板 ⑴斜板设（管）设备在一定条件下，有滋长藻适用于城市污水的初沉池 类等问题，维护管理不便 ⑵排泥有一定困难 因为本设计的处理水量不大，故选用竖流式沉淀池作为初沉池。

2.2.2二级处理阶段

⒈生化构筑物

⑴A2/O工艺是Anaerobic- Oxic的英文缩写，它是厌氧－好氧生物除磷工艺的简称，由前段厌氧池和后段好氧池串联组成。

⑵工艺特点 ① 工艺流程简单。

② 厌氧池设在好氧池之前，可起到生物选择器的作用，有利于抑制丝状菌的膨胀，

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改善活性污泥的沉降性能，并能减轻后续好氧池的负荷。

③ 反应池水力停留时间较短。一般厌氧池水利停留时间为1-2h，好氧池水利停留时间为2-4h，总停留时间3-6h。厌氧、好氧水利停留时间之比一般为（1：2）-（1：3）.

④ A2/O工艺是通过排出富磷剩余污泥实现的，因此其除磷效果与排放的剩余污泥量直接相关，只有在短泥龄条件下运行，才能达到除磷的目的。A2/O工艺的泥龄一般为3.5-10d为宜。

⑤ 便于在常规活性污泥工艺基础上改造成A2/O除磷工艺。

⑥ A2/O工艺磷是通过剩余污泥的排放来实现，受运行条件和环境条件影响较大，且二沉池也难免会出现磷的释放，因此除磷率难以进一步提高。

⒉二次沉淀池

二次沉淀池的作用是泥水分离，使混合液澄清、污泥浓缩并将分离的污泥回流到生物处理段。二次沉淀池区别于初次沉淀池主要在于处理对象和所起的作用不同。二沉池的处理对象是活性污泥混合液，它具有浓度高、有絮凝性、质轻、沉速较慢等特点。沉淀时泥水之间有清晰的界面，属于成层沉淀。

用于初次沉淀池的平流式沉淀池、辐流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板（管）沉淀池，原则上均可作二次沉淀池使用。

本设计选用平流式沉淀池作为二次沉淀池。 2.2.3深度处理阶段

深度处理的目的是进一步去除污水中的悬浮物、有机物、氮、磷等。常用的方法有过滤、活性炭吸附、膜技术等。活性炭含有大量微孔，比表面积较大，可有效地去除色度、臭、大多数的有机物、无机物及部分重金属，是深度处理中最广泛有效的技术之一。

解决水资源短缺的有效途径之一就是中水回用，相应的处理技术也得到了突飞猛进的发展。20世纪90年代世界各国对中水再生回用技术进行了深入的研究和工程示范，开发了许多深度处理工艺，如脱氮除磷技术、生物过滤技术、膜分离技术、膜生物反应器等。

在中水回用处理中较为广泛的膜技术有超滤、微滤、纳滤、反渗透、电渗析等，其去除率较高。膜价格的降低会促进膜分离技术在中水深度处理中的应用。微滤可去除沉淀不能去除的细菌、病毒、碳酸盐。反渗透可降低矿化度、去除溶解性固体，二级出水

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