第1章引言
1.1 研究背景
在给水净化和废水处理的混凝、沉淀、过滤诸工艺中，混凝是其中的关键。实践证明，设计时混凝工艺如果选定合理，不仅可提高出水水质，还能达到节能、节约、降低运行费用的目的。混凝是以形成絮体为中心的单元净化过程，它的效果是由混凝剂的化学作用和构筑物的流体动力学作用两方面来决定的，高效、经济的混凝剂对混凝作用固然重要，但必须有良好的水力条件，从而形成密实度好的混凝颗粒，以利于后续沉淀、过滤工艺的高效运行。以前的研究考虑的是一个具体的变量及不同变量关系的研究。
混凝效果的影响因素包括：pH值、温度、浓度、混凝剂、水力条件等，但最重要的因素是后两个。混凝剂水解后会起到压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥的作用，从而使小颗粒凝聚在一起形成矾花。当水力条件改变时,所形成的絮体的尺寸、结构、强度及吸附特性等也会随着发生变化。因此, 确定合适的水力条件对于提高水质处理效果、指导实际生产具有重要意义。
1.2 研究对象
通过自行配水来模拟给水处理中出现的水质情况，我们研究的水样有膨润土、红黏土、煤泥、精煤、沸石粉5种水样。通过对不同水样及同种水样不同浊度进行最佳投药量、最优pH值、最优水力条件优化方法实验的研究，确定最优的絮凝水力条件并给予评价。
1.3 研究现状
1.3.1 混凝杯絮凝实验研究
以成都市府南河水为原水, 在不同的快搅强度和不同的快搅时间下进行混凝杯罐实验, 混凝剂为硫酸铝、氯化铁, 采用激光粒度仪M astersizer 2000测量絮体平均粒径随时间的变化过程, 以去除浊度为目标, 分析最优水力条件。实验得到如下结论: (1) 快搅强度对氯化铁混凝剂水质处理效果有着明显的影响, 快搅时间对硫酸铝和氯化铁混凝剂水质处理效果均有明显影响; (2) 以浊度为去除目标, 对于硫酸铝通过实验确定快速搅拌强度为250 r /m in时, 快速搅拌时间为60 s时, 水质处理效果最好; (3) 以浊度为去除目标, 对于氯化铁确定快速搅拌强度为300 r/m in时, 快速搅拌时间为60 s时, 水质处理效果最好。[1]
1.3.2 混凝动力学模型研究 1.传统絮凝理论
1916～1918 年斯莫芦霍夫斯基(Smolounchowski) 首先提出了速度梯度理论,1943 年坎布( T.R.Camp) 和斯坦因(P.C.Stein) 两位工程学者把速度梯度理论直接应用于给水絮凝池的设计上,提出速度梯度表达式:
μE G = (1-1)
式中: G 为速度梯度; E 为单位时间、单位体积水中总能量耗散的空间平均值;μ为水的动力粘度。
该理论是在层流条件下导出,未能揭示在紊流情况下的絮凝动力学本质。1962 年列维奇(Levich) 在紊流条件下,根据科尔摩哥罗夫( Kolmogoroff) 的局部各向同性理论提出:
μεπβ3212d n N = (1-2) 式中: N 为单位体积水中单位时间内颗粒碰撞次数;β为常数;ε为单位时间、单位体积水中的有效能耗。其余符号意义同前。
(1-2) 式虽是在紊流条件下导出,但仅适用于雷诺数足够大且处于能谱的高波数区域,即紊流粘性区,这就使公式的应用受到局限。
2.絮凝动力机理
絮凝一般是指水中的胶体在加入凝聚剂进行脱稳之后,相互接触碰撞,在吸引力作用下合并成长为大絮凝体的过程。在这一过程中,水力条件对絮凝体成长起决定性作用,因此可以将絮凝当作流体力学问题来进行研究。丹保在他的论文中以直流水槽为例进行了说明,水槽中水流沿垂直流向可分为三层:层流底层、过渡层和紊流层(惯性区) 。在紊流层内只能产生尺度大而强度低的涡流,在层流低层内不可能存在涡旋运动, 在这两层之间存在一速度梯度相当大、涡能量最大的层,这一层就是过流层,实际上层流低层和过渡层都是极簿的流层,因此絮凝效果的好坏决定于紊流区。
水中的胶体颗粒及小矾花的尺度很小,在惯性力为主导的区域内,流动过程中跟随性很好,若流层间无速度差,随水流动的两质点即使是相距为无穷近,也决不会发生相互接触碰撞现象,换言之要使颗粒产生接触碰撞,流层间就必须存在速度差,即:速度梯度或塑变形。紊流运动可以看成是各种不同尺度的涡旋运动迭加于平均流速束的结果,从絮凝观点看，并不是所有的涡旋都对絮凝有效,尺度小于絮体粒度的涡旋不仅难以带动颗粒作有效的变速运动,还增加了涡旋对絮体颗粒的冲击破坏作用,而大于絮体颗粒的涡旋不仅为絮体颗粒提供了运动空间,而且产生的脉动速度梯度即脉动塑变形为颗粒间相互接触碰撞提供了条件。基于以上分析可以推断,对絮凝有效的涡旋尺度应大于颗粒粒度,而脉动速度梯度即脉动塑变形是产生紊流絮凝的推动力。
3.有效能耗
近壁区的层流地层和过流层都是极簿的流层,只占据絮凝池内的极少一部分体积,该区域内的能耗对絮凝体形成作用甚微,所以絮凝池有效能耗只能是分布在主流区内的脉动粘性能耗。
在固壁限定空间中的紊流运动,其脉动动能方程对体积积分可得 :
dv s s dv s u u dv dt dk
v
ij
ij ij v j i v ???'-''-=μρ2 (1-3) 式中: k 为脉动动能;ρ为水的密度; i u ', j u '为分别为i 向和j 向的脉动速度; ij
s '为动速度梯度; ij s 为时均速度梯度; j i u u ''-ρ为脉动能量生成率;ij
ij s s 'μ2为脉动粘性能耗率。
絮凝属于定常问题,因此有
dv s s
dv s u u v
ij
ij ij
v
j i ??'=''-μρ2 (1-4)
当然这指的是该空间内总的能量关系,还不能说明局部的能量关系。例如在总能量处于平衡状态时,局部可以是生成大于耗散,也可以是生成小于耗散。
絮凝池中大尺度涡旋占主体的紊流惯性区内,生成大于耗散,两者的比值反映了有效能耗的利用率,即有效能耗系数η:
ij
j i ij ij s u u s s E
''-'=
=
ρμε
η2 (1-5)
根据量级估计:
l u s u u E T
ij j i /~3
ρρ''-= (1-6)
l u s s T ij ij /~22
μμε'= (1-7)
将(1-6) 、(1-7) 代入(1-5) 式得:
)1(Re /1~μ (1-8)
式中: T u 为涡旋特征速度; l 为涡旋特征尺度; Re (l)为涡旋特征雷诺数;其余符号意义同前。
在实际应用中很难确定,但对于主流区的涡旋:
U λ~~u u T * (1-9) l ～ L (1-10)
由(1-9)、(1-10) 式得:
Re (l) ～ λRe (1-11)
(1-11) 代入(1-8) 式得:
η～ 1/ λRe (1-12)
式中: *u 为摩擦速度; U 为主流特征速度; Re 为主流特征雷诺数;λ为阻力系数; L 为水流的特征尺度;其余符号意义同前。
1982 年船水尚行、丹保宪仁发表的文章中,对实际应用较广的竖流隔板絮凝池的水力特性和能耗特性进行了专门论述。他们用热线流速仪测定了絮凝池内的流速分布和紊流能谱,试验及分析结果表明, 絮凝池总能耗E 、有效能耗ε和特性雷诺数Re 之间有如下关系:
88.0Re ~/-E ε,这一试验结果与本文导出的公式(1-12) 相吻合,证实了理论推导的
可靠性。
4.碰撞动力学模型
Heisenbery 根据自己的研究提出, 即便是湍流也可把它看成是平均流来研究它的特征。如海水流动时虽然速度、位置都随时间而变化,在很长的时间内观察时,可看成是湍流,但是在很短的时间内可将其看成是平均流。比如旋涡,如果在大的船上来观察,可认为是湍流,在水上飘浮的生物来观察,只能作为平均流,这与Cross 提出的紊流流动可模型化为一些复杂层流运动的组合的观点一致。因此由脉动速度梯度引起的单位体积水中单位时间内颗粒碰撞次数N 可表示为:
032G d n K N '= (1-13)
由(1-5) 、(1-12) 式可得:
G 0 ～λ
-0.25
μ/E Re -0.25= λ
-0.25
GRe -0.5 (1-14)
则G 值仅反映了对某一水体的平均施能水平,而λ- 0. 25
GRe - 0. 5不仅反映了脉动速度
梯度的量级,还反映有效能耗利用率。
将(1-14) 代入(1-13) 式得:
25.03325.0Re --=G d n K N λ (1-15)
式中: K ′, K 为系数; G 0为可定义为有效絮凝强度;其余符号意义同前。[9] 1.3.3 管道絮凝过程的动力学和机理分析
目前一般认为絮体的结构有原颗粒、原絮粒、絮体和聚集絮体四个层次，由少数原颗粒构成原絮粒, 由原絮粒构成絮体, 由絮体构成聚集絮体。为分析管道絮凝过程机理, 本文将管道絮凝处理高浊度原水的过程分为三个阶段, 即凝聚阶段, 絮凝阶段和沉降阶段。
1).凝聚阶段
凝聚是在絮凝剂与原水初始混合的短暂过程中出现的, 凝聚效果与絮凝剂在水中迅速扩散混合有密切关系, 由于铝和铁(III) 的单体水解形态和聚合形态在投加后0. 01～1s 内即可形成，故对基于吸附脱稳的絮凝反应模式, 要获得最佳凝聚效果, 则絮凝剂与
原水应达到“闪烁式混合”, 即在投加后水解反应完成之前就迅速分散到水中, 从而使其水解和聚合形态借助Brown 运动和水流紊动尽快吸附在悬浮原颗粒上引起脱稳, 并碰撞吸附形成原絮粒即微小矾花。管道絮凝试验中凝聚阶段可认为出现在加药快混管段, 由于管道截面尺寸较小, 且水流为小截面活塞流, 使絮凝剂的定点小截面周向连续投加(喷口环隙处) 起到相当于向水体各较小单元体均匀分散投加的效果, 且借助射流作用易于使絮凝剂吸入后快速分散到水体中各微小单元, 实现“闪烁式混合”。
2).絮凝阶段
在凝聚阶段结束后水中已产生了大量原絮粒, 但其粒度大部分仍很小(< 10Lm) , 还不足以依靠重力自然沉降, 继而开始原絮粒互相碰撞吸附长大成絮体的絮凝阶段。絮凝阶段主要是靠颗粒碰撞吸附絮凝而使絮体不断长大, 以同向絮凝为主。管道絮凝实验中, 初始絮凝期主要相应于快搅管段, 此时颗粒数目较多但粒径较小, 能承受较高的G 值以弥补小颗粒运动速度慢的不足, 加速碰撞吸附絮凝, 致使初始絮凝期所需停留时间较短。后续絮凝期则主要相应于慢搅管段, 此时由少数原絮粒构成的小絮体的粒径已比初始絮凝期大且颗粒数目相应减少, 由于絮体最大粒度的极限值与G 值成反比, 故为使絮体进一步长大而不被破碎, 速度梯度G 值必须相应地减少, 颗粒数目少且G 值小致使后续絮凝期碰撞吸附絮凝慢, 所需停留时间相对较长。
3).沉降阶段
沉降阶段对应于管道絮凝结束后水体静沉过程, 开始时絮体都还处于悬浮态, 主要依靠重力作用而沉降, 此时由于絮体密度和尺度大小不同带来的沉速差异, 絮凝反应仍在继续, 但以沉淀絮凝机理为主, 即絮体下沉时把水中胶体颗粒同时“扫清”的絮凝过程, 形成聚集絮体(絮体的松散结合体) , 并会出现一个清水和浑水的交界面的下沉过程, 即分层沉降, 经测试, 分层沉降数分钟后即结束, 此时悬浮物绝大部分已沉降, 剩余的极少部分密度小、粒度小的未充分长大的矾花继续缓慢下沉并同时可能再碰撞吸附长大而加速沉降, 但沉降速度远小于分层沉降的速度, 约经30m in 后余浊(悬浮的残余原颗粒等) 基本保持不变。[13]
1.3.4 混凝机理物理模型
湛含辉[10]在总结国内外研究工作的基础上,从亚微观的角度提出了混凝机理的物理模型。该模型中定义混凝沉降过程为混合、凝聚和絮凝3个阶段:
试验证明,有机沉降剂要求较强的混合剪切强度;而无机沉降剂则要求较弱的混合剪切强度;为了保证较大的絮团形成,需一定时间的弱剪切。该模型从理论上强调了混凝剪
药剂的充分分散并与微
细颗粒颗粒的充分接触 （混凝剪切阶段） 微絮体的形成 （<5μm ） （凝聚剪切阶段）
大絮体形成 （<2μm ） （絮凝剪切阶段）
切中颗粒碰撞的有效性,避免了单纯从分形维数评价混凝效果的盲目性和单纯从静止的角度研究药剂与颗粒作用的纯理论性;并指出只有胶体颗粒与分散的药剂充分接触,才有可能充分地形成微絮体,及充分地或高效地(短时间内) 形成大絮体。也就是说充分地混合剪切,才有高质量的凝聚,才可能有高效的絮凝,即混凝沉降物理模型中混合剪切阶段的重要性。[3]
1.3.5 强化絮凝研究
当以PAC作混凝剂时, FI的上升速率随快搅强度的增加而增大,当快搅速度> 250r /min后其上升速率基本不再变化; FI的最大值在不同的快搅条件下没有显著差别。这说明在强化混凝过程中,絮体的形成速率明显受到快速搅拌速率的影响,但快搅速率对絮体大小没有显著影响。当以AlCl3 作混凝剂时上述趋势同样存在,只是F I上升速率在快搅速度提高到250 r/min以上时仍继续增加,但其值普遍显著低于PAC组。这表明一定强度的快搅(转速> 250 r/min, G > 145 s- 1 )有利于迅速形成絮体,但不同的混凝剂对混凝的水力条件有不同的要求,这和混凝剂的性质有关。从铝的形态分析可知,AlCl3 中的铝以Ala 形态为主(占总铝的96% ) ,电中和能力较强,但水解形成可有效架桥的形态需要更长的时间和更强的混合条件,即快搅速度越大则混凝剂扩散、混合越充分,絮体形成越快;PAC中的铝以Alb 形态为主(占75%以上) ,不仅保留了很强的电中和能力,而且吸附架桥的能力也很强,在较低的快搅强度(250 r /min)下就可迅速形成体。对不同快搅强度下经PAC混凝处理的沉后水浊度和DOC进行了测定,结果显示:出水浊度随着搅拌强度的增加先下降后上升,存在一个最佳的快搅强度,即在250 r /min 附近时出水浊度最低。而DOC则呈现出不同的趋势,当快搅速度< 200r /min时DOC去除率随快搅速度的增加而上升,当快搅速度> 250 r /min (G > 145 s- 1 )后,对DOC的去除率不再随着搅拌强度的增加而明显变化。这表明有机物的去除主要取决于混凝剂的扩散和碰撞几率,且与絮体的破碎无关。[4] 快搅强度和时间在混凝过程中起非常关键的作用。快搅强度必须和混凝剂的水解速度相匹配,必须在混凝剂完全水解之前将其均匀分布到水体中,并保证足够的运动时间使之充分发挥作用;但是时间又不可太长,如果快搅时间超过完全水解时间,则混凝剂将以失效的形态存在于水体中,这对下一阶段的絮凝有害无益,甚至会严重降低混凝效果。快搅条件对强化混凝的效果影响明显,搅拌强度过低则沉后水浊度和DOC值都较高;而搅拌强度过高虽可增加碰撞几率和加速絮体的形成,却限制了絮体的粒度增长,对浊度去除不利。DOC的去除是和混凝剂的扩散紧密相关的,一定的搅拌强度(≥200 r /min, G≥106 s-1 )和时间(≥60 s)可以实现对有机物的较好去除。过度搅拌造成的絮体破碎对有机物的去除率没有显著影响。[4]
1.3.6 水力条件对絮凝效果的影响
三氯化铁、PAC、硫酸铝三种絮凝剂达到最佳絮凝效果对应的反应速度梯度值各不
相同,在不同水力条件下的絮凝除浊效果实验中反应速度梯度G 值分别为59 s- 1、31s- 1和23 s- 1。同一种絮凝剂在相同反应时间条件下,随着投加量的增大, 剩余浊度减小; 并且在絮凝剂投加量相同情况下, 反应时间越长, 剩余浊度越小。在原水pH 、水温和浊度条件不变的情况下絮凝体形成的快慢受絮凝剂种类、投加量、反应时间、搅拌条件等多种因素的影响。三氯化铁、PAC 和硫酸铝在反应阶段要求的GT 值不同。在相同G 值的条件下, 对于同一种絮凝剂, 为达到同样絮凝处理效果, 必须提高絮凝剂投加量, 才能缩短反应时间。在同等反应时间条件下, PAC 投加量要比硫酸铝、三氯化铁小的多。
G 值过大, 会造成絮体颗粒破碎, 浊度升高,G 值过小, 颗粒间碰撞次数少, 不利于矾花形成。因此大于或小于适宜的G 值都不利于絮凝体的形成。而且不同絮凝剂要求的反应的G 值不一样, 这主要与絮凝剂和颗粒形成的絮凝体强度有关。三氯化铁比重大, Fe 3+ 过渡金属离子, 属非惰气型, 具有3d 5的外层电子结构, 因而变形性较显著, 极化力较强, 与胶粒发生较强的相互极化, 产生较牢固的结合, 增大搅拌强度一方面不会使絮凝体破碎, 另一方面增加颗粒之间的碰撞次数, 达到良好的絮凝效果。而硫酸铝、PAC 中铝离子为惰气型, 具有较高的电荷和较小的体积, 因而变形性小, 与胶粒之间的结合力不如三氯化铁, 因此要求反应速度梯度G 值不易过高。从图1 中可知,三氯化铁絮凝剂不论在高G 值还是低G 值, 随投加量增加, 剩余浊度呈现减小趋势; 而图2和图3中显示PAC 、硫酸铝在高G 值条件下随投加量增加到一定程度剩余浊度呈增大的趋势, 低G 值条件下随絮凝剂投加量增加剩余浊度减小。由此可见, 水处理厂在选择絮凝剂后必须进行搅拌强度的调整, 否则不能取得良好的絮凝效果。[5]
水力条件因素除与水流自身的物理属性如水的密度、水的粘滞系数等有关外, 还与水流的边界制约（包括扰流装置的几何尺寸）、输入水流的能耗及能耗分布有关：而Gt 因素仅仅反映了输入水流的能耗, 而且还只是代表平均能耗, 并不代表能耗的分布情况。因此, 水力条件因素不仅对Gt 因素有所包涵, 而且对Gt 因素有所扩展。水力条件因素比Gt 因素更能全面地反映絮凝过程, 影响着絮凝效果。影响絮凝效果的水力条件因素可用五个准数：l d /n 1=，l υυ/ρn w 2=，w s 3/ρρn =，334/l Nd n =，μP/l l/υn 35?=来阐明, 使影响絮凝效果的水力条件因素变得更直观、更易于理解。[6]
混合过程中的水力条件对絮凝体的形成十分重要,有时甚至起决定性作用。G 值过大，会造成絮体颗粒破碎，浊度升高。G 值过小，颗粒间碰撞次数少，不利于矾花形成。因此适宜的G 值才利于絮凝体的形成。对于不同絮凝剂要求的反应G 值不一样，这主要与絮凝剂和颗粒形成的絮凝体强度有关。在原水pH 为8.1，温度8.03,浊度2~3NTU 的条件下考虑三氯化铁、PAC 、硫酸铝3种絮凝剂在不同速度梯度下的絮凝效果。[8]
1.3.7 颗粒计数器的应用研究
实践逐渐证明，浊度对水中许多颗粒无法显示，低浊度的水中仍然存在着大量的颗粒物。再加之，日趋严格化的水质标准使得浊度仪的测定已达到了其灵敏度的极限，
这就要求我们寻求更加实用可行的检测水质的方法。颗粒计数仪可直接计数并确定颗粒物的大小，它较全面地提供了有关水中悬浮颗粒物特征的信息，尤其对颗粒物的微小变化比较敏感，能从细节方面提供水中悬浮颗粒体系的微观特性。该实验首次通过采用颗粒计数仪对絮凝过程的水质进行在线检测和表征，通过一系列的实验，研究水力条件和投药量对絮凝过程中颗粒数量及大小变化的影响，并在此基础上分析并确定絮凝反应的最佳条件，从而达到优化絮凝剂的投加量，提高出水水质和降低成本的目的，为水厂的运行提供一定的参考。
以水中高岭土颗粒和腐殖酸有机物为去除对象，首次采用颗粒计数仪对铝盐絮体的动态絮凝变化过程进行了在线监测和分析。通过改变水力条件和投药量，分析硫酸铝和聚合氯化铝（PAC）絮凝剂絮凝过程中各阶段的絮体颗粒粒径分布情况，在此基础上分析并确定絮凝反应的最佳条件。通过实验表明：颗粒计数仪能够较好地表现出絮凝过程的粒径分布变化，同时得出颗粒总数变化与絮凝效果的相关性很好，可以灵敏地表征絮凝效果的好坏，因而可以用来优化絮凝剂的投加量，提高出水水质和降低出水成本。可以预期，颗粒计数器在未来水处理中一定会得到广泛的应用。[11]
1.3.8 絮凝效果分析方法
1.絮体的三维流场分布分析
絮凝主要用以改变水中悬浮颗粒的粒度分布。絮凝反应设备创造的水力条件直接影响其内部三维流场的分布, 进而对絮体成长及粒度分布起决定性作用。
以聚合氯化铝( PAC) 为絮凝剂、水中高岭土悬浮颗粒为去除对象, 采用浊度仪、颗粒计数仪等在线仪器对絮凝过程进行实时监测和数据记录。固定PAC投药量为10mg /L, 以静沉20min后的剩余浊度作为正交试验的评价指标, 选取快搅速度、快搅时间、慢搅速度、慢搅时间4个因素, 每个因素分别设定3个水平进行L9 ( 34)正交试验,确定的最佳水力条件为快搅速度250 r/m in、快搅时间10 s、慢搅速度60 r/min、慢搅时间20min;改变絮凝条件, 研究不同絮凝条件下絮体粒度分布的动态变化特征;对反应设备内的三维流场进行仿真计算并分析不同絮凝条件对水流结构和絮凝过程产生的影响。
对絮凝反应器内三维流场进行仿真计算实现了反应器内流动、能量耗散等计算的可视化. 计算结果表明, 适宜的搅拌条件及反应设备的形状, 能有效地改善反应器内水流的紊动效果, 大幅度地增加絮体颗粒的碰撞次数, 促进絮凝反应的有效进行. 同时, 反应过程中需要有效地控制涡旋剪切力。实现不同条件下反应器中流动、能量耗散等计算的可视化, 利用其研究絮凝过程的水流结构和絮体颗粒的分布规律, 为描述和解释复杂的絮凝过程提供一种直观可靠的研究方法。[10]
2.响应面分析法
在传统的助凝剂的助凝效果及其影响因素的研究过程中，研究者一般应用正交表进行正交试验设计。但是正交试验提供的数据分析方法所获得的优选值,只能是试验所用水
平的某种组合，优选结果不会超越所取水平的范围；另外，也不能给进一步的试验提供明确的指向性，使试验仍然带很强的摸索性色彩，不很精确。这样，正交试验法用在初步筛选时显得收敛速度缓慢、难于确定数据变化规律，增加试验次数。而响应面法( RSM)则克服了上述缺点，不仅可以减少试验量，更能定量地描述变化过程。
响应面法( Response Surface Methodology，简称: RSM)是数学方法和统计方法结合的产物，是用来对所感兴趣的响应受多个变量影响的问题进行建模和分析, 其最终目的是优化该响应值。由于RSM把仿真过程看成一个黑匣子，能够较为简便地与随机仿真和确定性仿真问题结合起来，所以得到了非常广泛的应用。响应面法的基本思想是通过近似构造一个具有明确表达形式的多项式来表达隐式功能函数。本质上来说，响应面法是一种统计方法，用这种方法来寻找考虑了输入变量值的变异或不确定性之后的最佳响应值。
1.3.9 生物絮凝剂研究
生物絮凝剂( Bioflocculant或Microbial Flocculant)是利用生物技术, 通过微生物发酵、分离提取而得到的具有生物分解性和安全性的新型、高效、廉价、无毒、无二次污染的水处理剂, 可广泛应用于给水处理和污水处理领域。采用5 g /L的高岭土配水进行混凝杯罐试验，经过大量试验表明：各因素按照影响絮凝效果的强弱排序为: pH值>水力条件>水温>絮凝剂投加量> CaCl2投加量。
1.4 目前问题与研究内容
1.4.1 目前问题
前人的絮凝理论考虑的是同向絮凝对絮凝效果的影响，忽略了在絮凝初期异向絮凝对于絮凝效果的影响，因此我们此次实验的研究通过进行水力条件优化来验证我们的理论。
1.4.2 研究内容
（1）混凝沉淀试验机的选择与絮凝杯的开发
采用六联搅拌器，絮凝杯采用有机玻璃自制，容量1L，在不同高度设置3个取样口，各取样水深分别是30mm，60mm，90mm。
（2）试验水样的确定
我们研究的水样有膨润土、红黏土、煤泥、精煤、沸石粉5种水样，这五种水样是给水处理中常见的水质情况，很有研究意义。
（3）混凝化学条件的确定
、主要是混凝剂投药量的确定，混合所需pH环境的确定。这次实验所用的混凝剂有AlCl
3 FeCl
，酸碱调节剂有HCl和NaOH。
3
（4）试验混合条件的确定
试验水样、混凝化学条件与试验混合条件的确定是通过试验探讨絮凝水力条件的前提与基础，其中确定混合条件的方法目前尚无成熟办法可参考，是试验研究需要探讨的主要内容之一。
（5）絮凝水力条件的试验研究
（6）絮凝水力条件的优化方法研究
（7）絮凝水力条件的后评价方法与指标研究
（8）絮凝水力条件的确定
第2章 絮凝理论
2.1 絮凝动力学
研究水中胶体在絮凝过程中的颗粒浓度随时间的减少过程称为絮凝动力学。絮凝讨论絮凝的速度问题，只有具有一定速度的絮凝过程才能满足水处理对出水水量的要求，因而才具有实际意义，所以对絮凝动力学的讨论水处理絮凝学的重要方面。
根据产生颗粒的动力来源，可以把絮凝分为异向絮凝和同向絮凝。
异向絮凝指胶体的相互碰撞是由于布朗运动引起的，由于布朗运动方向的不规律性，对某一个胶体颗粒来说，它可能同时受到来自各个方面的颗粒的碰撞，这就是称为“异向”的颗粒。
由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。当在同一方向上运动的两个颗粒间存在速度差，两个颗粒早垂直运动方向上的球心距离小于它们的半径之和时，速度快的颗粒将赶上速度慢的颗粒，从而相碰撞接触产生絮凝现象。
2.2 接触絮凝理论
当原水浊度较低时，除了采用助凝剂促进水中胶体和悬浮物混凝外，还可以采用高浓度泥渣的接触絮凝方法以及微絮凝过滤法。
接触絮凝是在澄清池内进行的。澄清池内浓度高达数千L m g /的活性泥渣是悬浮物和胶体的絮凝介质或称絮凝核心。根据混凝动力学方程，由于泥渣浓度很高，故而碰撞絮凝速度很快。而且原水经投药、混合后形成的絮凝颗粒粒径往往远小于泥渣颗粒粒径，更有利于泥渣对微絮粒的吸附絮凝。近年来，国外采用活性沙或无烟煤作为接触介质来替代澄清池内的泥渣，也已开始应用。活性砂是由粒径小于m μ100的粉沙粒经高分子混凝剂活化后形成。
假设在悬浮液中仅有两种大小的颗粒，一种是初级颗粒，其粒径m d μ11<，一种是絮体及絮凝生成物，其粒径m d μ1002≥。由于12d d >>，所以21,d d 颗粒结合可看作恒等于2d 颗粒，即 212d d d ?+。
1.异向絮凝 颗粒碰撞速率为：
212
21212
2112
,142n n d v n n d d v J ππ=??
?
??+=（1d 太小可忽略） (2-1)
式中：1v 表示初级颗粒1和絮体2的相对速度，21,d d 分别表示初级颗粒1和絮体2的
粒径，21,n n 分别表示初级颗粒1和絮体2的浓度。
又1
18m kT
v π=
， (2-2）
L d m ρπ3116
1
=， (2-3)
式中：k 为波兹曼常数，)/(1038.12223K s m kg ???-。T 为水的绝对温度，K 。1m 为颗粒1的质量，kg 。1d 为颗粒1的粒径。S ρ为颗粒的密度，3/2500m kg L j i ===ρρρ。 将(2-2)、（2-3）代入（2-1）得初级颗粒1和絮体2的碰撞速率为：
211
2
2
2,12
33n n d d kT J L ρ=
(2-4)
2.同向絮凝
同理可得，颗粒碰撞速率为:
G n n d J 21322,16
1=' (2-5)
式中:G 表示速度梯度,s -1。其它同上。 3.二者比较
G d d kT J J L 23
122
,12,16
3ρ='（其中异向絮凝时G ≤51-s ，同向絮凝G=5~1001-s ） (2-6) (1). 令mm d 12=，m d μ11=，
又231038.1-?=k ，K T 298=,3/2500m kg L =ρ, G=51-s 时，
1666.22
,12
,1>='J J ，由此可知G ≤5时，异向絮凝占主导。 (2)令mm d 12=，m d μ11=，
又231038.1-?=k ，K T 298=,3/2500m kg S =ρ,
12
,12
,1='J J 时，G=13.331-s ，说明当G 达到13.33时，同向絮凝与异向絮凝所起的作用才相同。
（3）令mm d 12=，G=51-s ,
12
,12
,1='J J 时， m d μ3.1921=，说明只有1d 很大，达到192.3m μ时，同向絮凝才开始起主导作用。
第3章杯罐实验
3.1 实验目的
给水处理中的混凝工艺, 混凝剂的种类、投量、水力条件等是影响处理效果的重要因素。水力条件改变时, 所形成的絮体的尺寸、结构、强度及吸附特性等也会随着发生变化。因此, 确定合适的水力条件对于提高水质处理效果、指导实际生产具有重要意义。
制造更优的混合和絮凝设备, 如何使设备所提供的水力条件更加有利于絮体的形成、更加有利于水质处理效果的提高，是我们通过研究絮凝水力条件的目的。
3.2 实验内容
1.处理方法选择与确定其最优pH值、最优投药量。研究不同水样、不同浊度下可以选用的混凝剂种类及其相应最优pH值、最优投药量，探讨其耐冲击能力，并研究稳定出水水质的措施，从而筛选基本的给水处理方法。
2.絮凝水力条件优化实验研究。探讨絮凝过程中速度梯度最优的时间分布，并考察水质条件和投药条件对速度梯度时间分布的影响。
3.3 实验方法和设备
3.3.1 实验方法
本部分研究涉及的水样根据试验需要自行配制的水样有膨润土水样、煤泥水样、沸石粉水样等，根据试验所需浓度，采用重量法配制，其配水浊度有50NTU、100NTU、200NTU、400NTU、600NTU左右等的水样。
实验采用杯罐实验法。具体的实验方法、步骤与控制参数见各部分实验内容的详细介绍。
3.3.2 实验设备
1.实验主体设备
混凝搅拌实验机：实验机为湖北潜江市梅宇仪器厂生产的MY3000-6M型混凝搅拌实验机。搅拌桨板形式采用双平叶桨板，桨板直径d=50mm，高h=40mm。转速在10-800r/min之间可任意调节。
混凝沉淀实验杯：实验杯利用有机玻璃自制。内径D=103mm，静态水深H=122mm，有效容积V=1000mL。在不同的高度设置取样口共3个，各取样水深分别为30mm、60mm 和90mm，水平方向上三个取样口交错布置，其轴线水平投影夹角为120°。
我们用的取样口是水深60mm处的水样。
搅拌器施加给水流的功率按许保玖先生介绍的式(3-1)计算。
式3-1适用于搅拌器和实验杯具有固定的尺寸比例的情况。当D/d=2.5-4.0，H/D=0.6~1.6，h/d=1/5~1/3时，计算的功率应乘以校正系数f ，f 由式（3-2）计算。
W =14.35d 4.38n 2.69ρ
0.69
μ
0.31
（3-1）
式中：W ——搅拌功率，W ； d ——桨板直径，m ； n ——转速，r/s ；
ρ——水的密度，1000kg/m 3； μ——水的动力黏度，N ?s/m 2。
8
.06.01.1)4()()3(
d
h D H d D f = (3-2) 式中：D ——水样容器直径； H ——水样容器水深； h ——桨板高度； d ——桨板直径。
对1m 3水的搅拌功率P 为：
fW P 1000= （3-3）
搅拌的速度梯度G 为：
μ
P
G =
（3-4）
六联搅拌器的桨板直径d=50mm ，高h=40mm 。实验杯的内径D=103mm ，静态水深H=122mm 。温度T=20℃时，水的动力黏度μ=0.001N ?s/m 2。将不同转速n 代入（3-4）得搅拌器的速度梯度G 如表3-1所示：
表3-1 20℃时搅拌机转速与速度梯度的关系
2.主要水质指标的分析方法与设备
（1） 剩余浊度的测定：美国哈希出品的306_2100an 台式浊度仪，测量范围为0～10000NTU 。
（2） pH 值和温度的测量：美国哈纳出品的HI2223专业实验室 pH/ORP/温度测定
仪，pH值测量范围为-2.00～16.00，温度范围是-20.0℃～120.0℃。
3.3.3混凝剂的选择和机理
此次实验用的混凝剂是铝盐混凝剂，由于SO42-可能有较大的影响，所以选择的是氯化铝。
铝离子Al3+的水解基本反应有：
Al3+＋H２O→[Al(OH)2]+＋H＋；
Al3+＋2H２O→[Al(OH)]2+＋H＋；
Al3+＋3H２O→Al(OH)3＋3H＋；
Al3+＋4H２O→[Al(OH)4]-＋4H＋；
2Al3+＋2H２O→[Al2(OH)2]4+＋2H＋；
3Al3+＋4H２O→[Al3(OH)4]5+＋4H＋；
Al(OH)3（无定形）→A l3+＋2OH—。
有反应式可知，铝离子通过水解产生的物质分为4类：未水解的水合离子；单核羟基配合物；多喝羟基配合物或聚合物；氢氧化铝沉淀物。
O)]3+可起压缩双电层作用。
对铝盐混凝剂而言，当pH<3时，简单水和铝离子[Al(H
２
带在给水处理中，这种情况很少见；在pH=4.5~6.0范围内（视混凝剂投量不同而定），主要是多核羟基配合物对负电荷胶体起电性中和作用，凝聚体比较密实；在pH=7~7.5范围内，电中性氢氧化铝聚合物[Al(OH)3]n可起吸附架桥作用，同时也存在某些羟基配合物的电性中和作用。天然水的pH值一般在6.5~7.8之间，铝盐的混凝作用主要是吸附架桥和电性中和，两者何以为主，决定于铝盐投加量；当铝盐投加量超过一定限度时，会产生“胶体保护”作用，使脱稳胶粒电荷变号或使胶粒被包卷而重新稳定（常称“再稳”现象）；当铝盐投药量再次增大、超过氢氧化铝溶解度而产生大量氢氧化铝沉淀物时，则起网捕和卷扫作用。实际上，在一定的pH值下，几种作用都可能同时存在，知识程度不同，这与铝盐投加量和水中胶体含量有关。如果水中胶粒含量过低，往往需投加大量铝盐混凝剂使之产生卷扫作用才能发生混凝作用。[22]
3.4 絮凝试验研究
3.4.1 试验目的
根据原水的水质特点，本研究采用调节pH值和调节投药量相结合的处理法为主导处理工艺。
混凝实验的目的，在于分别探讨不同浊度原水处理的化学条件。主要内容为pH值，混凝剂种类、投量对混凝效果的影响及其最优条件的确定。
3.4.2 试验研究
试验方法：研究采用混凝杯罐试验法，试验装置如前所述。
试验水力条件（如表3-2）
表3-2 混凝水力条件
1.煤泥水样浊度100NTU实验
（1）水样
原水水样用50g煤泥与60L自来水均匀混合。用浊度仪和酸度计测量得到如下结果：原水浊度：123NTU；pH值：7.77；水温：17.5℃。
煤泥的特点：
1、粒度细、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒约占70%～90%.
2、持水性强，水分含量高。经圆盘真空过滤机脱水的煤泥含水一般在30%以上；折带式过滤机脱水的煤泥含水在26%～29%;压滤机脱水的煤泥含水在20%～24%.
3、灰分含量高，发热量较低。按灰分及热值的高低可以把煤泥分成三类：低灰煤泥灰分为20%～32%，热值为12.5～20MJ/kg;中灰煤泥灰分为30%～55%，热值为8.4～12.5MJ/kg;高灰煤泥灰分>55%,热值为3.5～6.3MJ/kg.
4、黏性较大。由于煤泥中一般含有较多的黏土类矿物，加之水分含量较高，粒度组成细，所以大多数煤泥黏性大，有的还具有一定的流动性。由于这些特性，导致了煤泥的堆放、贮存和运输都比较困难。尤其在堆存时，其形态极不稳定，遇水即流失，风干即飞扬。结果不但浪费了宝贵的煤炭资源，而且造成了严重的环境污染，有时甚至制约了洗煤厂的正常生产，成为选煤厂一个较为棘手的问题。
（2）药剂
所用的混凝剂为氯化铝，现场配置包括10%AlCl3，1%AlCl3。pH值调节药剂有1%HCl、10%HCl、1%NaOH、10%NaOH。
（3）实验结果
表3-3 浊度100NTU煤泥水样最佳投药量实验
从图3-1中可以看出：煤泥水样100NTU 最佳投药量为4mg/L ，剩余浊度为52.7NTU 。投药量在大投药量（>10mg/L ）时，浊度在100NTU~120NTU 之间，基本没有效果。
表3-4 100NTU 煤泥水样最佳投药量(4mg/L)pH 值稳定性实验
图3-1 浊度100NTU 煤泥水样最佳投药量实验
从图3-2中可以看出：100NTU 煤泥水样在最佳投药量为4mg/L 时的最优pH 值是11.3，投加10%NaOH 3mL 。但出于经济考虑，在pH=8.6时又出现一个浊度低点，故将8.6作为最优pH 值点，投加1%NaOH 2mL 。剩余浊度为36.2NTU 。
2.浊度200NTU 煤泥水样最佳投药量实验 （1）原水水样：
用100g 煤泥与60L 自来水均匀混合。用浊度仪和酸度计测量的得到如下结果：原水浊度：201NTU ；pH 值：7.83；水温：16.9℃。 （2）药剂
所用的混凝剂为氯化铝，现场配置包括10%AlCl 3，1%AlCl 3。pH 值调节药剂有1%HCl 、10%HCl 、1%NaOH 、10%NaOH 。 （3）实验结果
表3-5 浊度200NTU 煤泥水样最佳投药量实验
图3-2 100NTU 煤泥水样最佳投药量(4mg/L)pH 值稳定性实验
从图3-3可以看出：200NTU 煤泥水样最佳投药量为260mg/L ，剩余浊度为20.7NTU 。投药量在50mg/L~ 250mg/L 之间时，剩余浊度在150NTU 左右；投药量大于300mg/L 时，剩余浊度急剧上升，效果急剧变差。
表3-6 200NTU 煤泥水样最佳投药量(260mg/L)pH 值稳定性实验
图3-3 浊度200NTU 煤泥水样最佳投药量实验
工业废水处理工艺流程及选择 流程说起来工业废水，它的种类可是不少，当然相对的处理工艺流程就会略有不同，比如： 1.磨光、抛光工业废水 在对零件进行磨光与抛光过程中，由于磨料及抛光剂等存在，工业废水中主要污染物为COD、BOD、SS。一般可参考以下工业废水处理工艺流程进行处理：工业废水→调节池→混凝反应池→沉淀池→水解酸化池→好氧池→二沉池→过滤→排放 2.除油脱脂工业废水 常见的脱脂工艺有：有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂、超声波脱脂。除有机溶剂脱脂外，其它脱脂工艺中由于含碱性物质、表面活性剂、缓蚀剂等组成的脱脂剂，工业废水中主要的污染物为pH、SS、COD、BOD、石油类、色度等。 一般可以参考以下工业废水处理工艺进行处理：废水→隔油池→调节池→气浮设备→厌氧或水解酸化→好氧生化→沉淀→过滤或吸附→排放 该类工业废水一般含有乳化油，在进行气浮前应投加CaCl2破乳剂，将乳化油破除，有利于用气浮设备去除。当废水中COD浓度高时，可先采用厌氧生化处理，如不高，则可只采用好氧生化处理。 3.酸洗磷化工业废水 酸洗工业废水主要在对钢铁零件的酸洗除锈过程中产生，废水pH一般为2-3，还有高浓度的Fe2+，SS浓度也高。 可参考以下工业废水处理工艺进行处理：废水→调节池→中和池→曝气氧化池→混凝反应池→沉淀池→过滤池→pH回调池→排放 4.磷化废水又叫皮膜废水，指铁件在含锰、铁、锌等磷酸盐溶液中经过化学处理，表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜，作为喷涂底层，防止铁件生锈。该类工业废水中的主要污染物为：pH、SS、PO43-、COD、Zn2+等。 可参考以下工业废水处理工艺进行处理：废水→调节池→一级混凝反应池→沉淀池→二级混凝反应池→二沉池→过滤池→排放 选择工业废水处理流程的选择，直接关系到建设费用和运行费用的多少、处理效果的好坏、占地面积的大小、管理上的方便与否等关键问题。因此，在进行废水处理厂设计时，（洛阳大泉水处理）建议必须做好工艺流程的比较，以确定最佳方案。
食品加工废水处理工艺设计方案 某食品加工某有限公司生产具有客家风味的肉丸、盐焗、腊味、糕点、汤料、海产品、食用菌蔬菜制品等系列产品，年加工能力达2500吨。 1. 工程概况 1.1水质水量 该项目废水主要来源于屠宰、加工清洗所产生的较高浓度的生产废水。废水常常是间歇式排放，水质水量随时间、生产班次有较大的波动废水中，含有大量血污、油脂、碎肉、畜毛、未消化的食物及粪便、尿液、消化液等污染物。其中大部分物质都具有较好的生化性，很适合于进行生物降解。 该厂杀鸡排水量为30m3/d，每月8次，每天生产废水15m3/d，总水量取45m3/d，按运行10小时计算，处理量为4.5m3/h。该厂水质情况见表1。 1.2 工艺流程 1.3 设计要点 （1）隔油池（原有）的水在pH调整池1中调节为中性，由潜水排污泵提升入水解酸化池中，经过水解酸化池内的微生物将大分子的有机物分解成易分解的小分子有机物。
（2）水解酸化池出水重力流入接触氧化反应池完成去除有机物的生物处理过程，接触氧化池出水重力流进入二沉池。二沉池的污泥回流至水解酸化池，所产生的剩余污泥则定期送入污泥浓缩池。 （3）好氧处理［2］的供氧采用空气扩散方式，使用橡胶盘式微孔曝气器。由于在微孔曝气器的橡胶盘上有数千个微孔，因此具有很高的氧传质效率，标准氧传质效率可以达到25~30%，是一般穿孔管的4~5倍。因此所选用曝气系统可以明显减少需要的空气量，进而降低系统的能耗和日常运行费用。同时，由于曝气器的盘片采用EPDM橡胶，在非曝气时可以关闭微孔，因此不必担心在不曝气时和系统检修时曝气器堵塞的问题。 （4）物化处理［3］由pH调整池、混凝池、絮凝池、斜管沉淀池等组成，为生物处理系统的后置构筑物。通过物化处理系统将废水中的总磷进行处理。 （5）污泥处理系统由污泥池、污泥脱水系统组成。主要作用是脱除污泥中的部分水分，实现污泥减容的目的。 （6）废水经处理后仍含有动物致病菌，必须对其处理出水进行消毒后方可进行达标排放。本项目用二氧化氯消毒可达到较好的消毒效果。 1.4 主要设备 主要构筑物及主要设备见表2、表3。 2. 系统控制
目录
第一章处理工艺的文献综述 1.1含硝基苯废水对环境的危害 硝基苯，分子式为C5H6NO2，相对分子量为123，相对密度(水=1)1.20，熔点在5.7℃，沸点是210.9℃。硝基苯是淡黄色透明油状液体，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醉、乙醚、苯等多数有机溶剂。用于溶剂，制造苯胺、染料等。环境中的硝基苯主要来自化工厂、染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。 硝基苯在水中具有极高的稳定性，由于其密度大于水，进入水体后会沉入水底，长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。硝基苯类化合物化学性能稳定，苯环较难开环降解，常规的废水处理方法很难使之净化。因此，研究硝基苯类污染物的治理方法和技术十分必要。 1.2处理硝基苯的技术方法现状 1.2.1 物理法 对含高浓度硝基苯的工业废水，采用物理手段处理既可降低硝基苯的浓度，改善废水的可生化性，又可以回收部分硝基苯，实现资源利用最大化。主要的物理处理方法有：吸附法、萃取法和汽提法。 对于吸附法，硝基苯废水处理研究中颗粒状活性炭、炉渣、有机膨润土等都是应用较多的吸附剂。赵钰等[1]在用活性炭吸附法处理含芳香族硝基化合物的染料废水的工程试运行中，COD平均值由209mg/L下降至119mg/L。 对于萃取法，目前一般采用多级萃取法或萃取法与其他方法协同处理。林中祥等人[2]用N5O3—苯做萃取剂对硝基苯生产废水进行处理，萃取两次可使硝基苯含量达国家一级排放标准。 对于汽提法，用于处理高浓度硝基苯废水，工艺上较为可行。于桂珍等[3]利用汽提—吸附法处理硝基苯废水，实验表明，硝基苯的去除率可达90%以上，汽提后的废水经碳黑吸附，废水中硝基苯含量可降至10mg/L以下，效果较好 1.2.2 化学法 针对于处理硝基苯的化学法主要有电化学法和高级氧化法。电化学氧化的基本原理有两
设计说明 长春市政设计有限责任公司 2006年6月
目录 1.概述 (1) 1.1编制依据和范围 (1) 1.2工程概况 (1) 2.方案论证 (4) 3.工艺流程 (6) 4.工艺设计 (7) 4.1工艺系统单元设计 (7) 4.2主要设备一览表 (10) 5.附属专业设计 (11) 5.1建筑与结构设计 (11) 5.2 电气及控制 (12) 6.技术优点 (14) 7.投资估算 (16)
1.概述 1.1编制依据和范围 1.1.1编制依据 （1）现行的有关规范、标准； （2）预处理工艺选择上尽量适合当地情况，采用管理简单，运转可靠，降低成本，节约运行费用的处理工艺； 1.1.2 编制范围 编制范围为海水预处理系统工程中涉及的工艺和电控等方面的内容。 主要包括海水预处理系统的混合絮凝沉淀、加药部分的工艺建构筑物、设备、电控、必要的辅助设施等的设计，不含污泥处理设施。 1.2工程概况 1.2.1工程简介 本工程为天津大港10万吨/日海水淡化厂预处理工程，预处理系统产水量为12000m3/h。该厂位于天津市大港区，由新加坡凯发集团投资建设，其运营权为30年，一期建设规模为日产淡水10万吨，主要用于大港工业园区用水。 1.2.2气候条件
1.2.3 水量及水质 原水水源：大港电厂的循环冷却排放渠的水，预处理产水量为12000m3/h。 1.2.3.1原水水质指标 原水水质
1.2.3.2出水水质标准 水质标准 2.方案论证 通过对上述原水水质与出水水质的分析，原水水质中的浊度为本方案的主要去除指标。 基于以上分析，本方案的主要处理工艺采用以“接触絮凝沉淀水处理技术”为理论基础的混合絮凝沉淀工艺，下面对此处理技术进行简单论述。 “接触絮凝沉淀水处理技术”是传统絮凝沉淀技术的发展与创新，根据微水动力学原理、胶体物理化学理论，融合流体边界层及边界层分离、澄清池接触絮凝理论，提出的混凝沉淀机理。本技术（混合、
汇丰石油化工 新建300m3/h污水处理场工艺方案（基本）1 项目简介 1.1 项目名称 汇丰石油化工新建300m3/h污水处理场工程 1.2 建设单位 汇丰石油化工 1.3 建设地点 汇丰石油化工位于济青高速公路、付山路以北，803省道（原205国道）以 东的市高新技术开发区桓台新区，紧邻农中火车站，东靠淄东铁路，交通非常方便。 1.4 项目背景 汇丰石油化工始建于1997年，经过几年的跨跃式发展，目前已拥有7套生产装置：30万吨/年常减压装置、10万吨/年催化裂化装置、30万吨/年重油催化裂化装置、7万吨/年气分装置、4万吨/年MTBE装置、15万吨/年气分装置、50万 吨/年重交沥青装置，12t/h酸性水汽提装置及50m3/h污水处理装置。 未来发展计划：2007年，计划新上35万吨/年加氢改质和40万吨/年焦化裂化装置，新上60吨/小时的酸性水汽提装置和1万吨/年的硫磺回收装置，对30万吨/年重油催化裂化装置进行改造达到45万吨/年加工能力。2008年，计划再上一 套80万吨/年重油催化裂化装置。
根据公司未来的发展规划，本着满足增产但不增污的目标要求，以彻底解决外排水污染环境的问题，促进生态的可持续发展。汇丰石化公司拟新建一套处理规模为300t/h的污水处理场。 1.5 现有条件 1、市各种基建材料供应充足，当地建筑公司和安装公司有能力施工本项目建（构）筑物，满足项目建设和施工质量要求。 2、厂设有35kV变压器和1.0MPa过热蒸汽管网。 3、原料油来源：油源不固定，加工原油种类较多，有部分当地原油，也有从国外进口的燃料油等。原料油硫含量高时可达3％。 1.6 工程围及设计容 本工程设计围仅新建污水处理场的工艺、土建、电气、仪表等工程。 要求该项目工艺设计先进，不用没有成熟使用经验的技术和设备。 2 工程概况 2.1 编制依据及原则 2.1.1 编制依据 ?汇丰石化关于增建污水处理场的会议纪要200611.16 ?《室外排水设计规》GB50014-2006 ?《室外给水设计规》GB50013-2006 ?《污水综合排放标准》GB8978-1996 ?《石油化工污水处理设计规》SH3095-2000 ?《建筑给水排水设计规》GB50015-2003 ?《石油化工生产建筑设计规》SH3017-1999 ?《石油化工企业设计防火规》GB50160-92
第一章总论 第一节概况 食品公司是一家肉类加工屠宰企业，公司领导在发展自身企业经济的同时，对环保工作非常重视，为了保障企业的持续发展，树立良好的企业形象，创造良好的社会效益和环境效益，公司领导决定对工厂污水进行治理，使其达到国家排放标准。 第二节设计依据、原则 一、设计依据 1）国家《污水综合排放标准》（GB8978-96）； 2）《室外排水设计规范》(GBJ14-87)； 3）国家现行的建设项目环境保护法规、条例； 4）参考国内同行业、同原料生产废水的有关数据； 5）厂方提供的有关资料； 6）借鉴我公司以往工程的成功经验。 二、设计原则： 2)符合国家现行的污水排放标准要求； 3)本着技术先进、经济可行的原则，采用合理、成熟、先进的技术和 优化工艺，减少投资和运行管理费用； 4)结合当地的实际情况与客观条件,因地制宜、积极稳妥地采用先进技 术和优化、简洁的工艺，使工程的设计、施工、运行管理都能达到预期目标； 5)操作、维护、管理方便，保证达标并稳定运行。
第二章水质、水量及处理后标准 第一节水质、水量 根据建设单位提供的资料，确定屠宰产生废水为200m3/d, 本方案设计水质和水量如下： 1、设计水量： 污水处理站设计规模为Q=200m3/d 平均小时排放量为10m3/h 2、设计水质： 参考其他同行业厂家污水水质情况： CODcr：1000～1500mg/l BOD5： 700～900mg/l SS： 600mg/l pH：6.5～8 第二节处理后标准 根据当地环保部门及厂方要求，该厂废水应达到《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978-96）中的一级排放标准，即： CODcr：≤100mg/l BOD5：≤30 mg/l SS：≤50mg/l pH：6～9 第三章工艺流程 第一节工艺流程的选择、确定 该厂废水主要来生产车间的屠宰废水及地面、设备冲洗水。其中收
污水处理常用工艺方案 1 物理法 1、沉淀法:主要去除废水中无机颗粒及SS 2、过滤法:主要去除废水中SS与油类物质等 3、隔油:去除可浮油与分散油 4、气浮法:油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1(水的密度近似1)的悬浮固体 5、离心分离:微小SS的去除 6、磁力分离:去除沉淀法难以去除的SS与胶体等 2 化学法 1、混凝沉淀法:去除胶体及细微SS 2、中与法:酸碱废水的处理 3、氧化还原法:有毒物质、难生物降解物质的去除 4、化学沉淀法:重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除
3 物理化学法 1、吸附法:少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等 2、离子交换法:回收贵重金属,放射性废水、有机废水等 3、萃取法:难生物降解有机物、重金属离子等 4、吹脱与汽提:溶解性与易挥发物质的去除。 4 生物法 1、活性污泥法:废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。 (1)SBR法 序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称,就是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。 工艺流程图:
SBR技术的核心就是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。 优点: 1)工艺简单,节省费用 2)理想的推流过程使生化反应推力大、效率高 3)运行方式灵活,脱氮除磷效果好 4)防治污泥膨胀的最好工艺 5)耐冲击负荷、处理能力强 (2)CASS法 CASS法就是SBR法的改进型,特点就是占地小、运行费用低、技术成熟、工艺稳定。CASS法就是在CASS反应池前部设置生物选择区,后部设置可升降的自动滗水装置。 工艺流程图:
简述混凝沉淀处理的基本工艺流程和主要设备 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
简述混凝沉淀处理的基本工艺流程和主要设备 在污水处理过程中，向污水投加药剂，进行污水与药剂的混合，从而使水中的胶体物质产生凝聚或絮凝，这一综合过程称为混凝过程。 混凝沉淀处理流程包括投药、混合、反应及沉淀分离几个部分 （1）投药混凝剂的配制与投加方法可分为干法投加和湿法投加两种。 ①干法投加干法投加指把药剂直接投放到被处理的水中。干法投加劳动强度大，投配量较难控制，对搅拌机械设备要求高。目前，国内较少使用这种方法。 ②湿法投加湿法投加指先把药剂配成一定浓度的溶液，再投入被处理污水中。湿法投加工艺容易控制，投药均匀性也较好，可采用计量泵、水射器、虹吸定量投药等设备进行投加。 （2）混合混合是指当药剂投入污水后发生水解并产生异电荷胶体与水中胶体和悬浮物接触形成细小的絮凝体（俗称矾花）这一过程。 混合过程大约在10~30s内完成。混合需要搅拌动力，搅拌动力可采用水力搅拌和机械搅拌两种，水力搅拌常用管道式、穿孔板式、涡流式混合等方法；机械式可采用变速搅拌和水泵混合槽等装置。 （3）反应当在混合反应设备内完成混合后，水中已经产生细小絮体，但还未达到自然沉降的粒度，反应设备的任务就是使小絮体逐渐絮凝成大絮体以便于沉淀。反应设备有一定的停留时间和适当的搅拌强度，使小絮体能相互碰撞，并防止生产的大絮体沉淀。但搅拌器强度太大，则会使生成的絮体破碎，且絮体破碎，且絮体越大，越易破碎，因此在反应设备中，沿着水流入方向搅拌强度越来越小。 （4）沉淀废水经过加药、混合、反应后，完成絮凝过程，进入沉淀池进行泥水分离。沉淀池可采用平流、辐流、竖流、斜板等多种结果形式。 加药系统运行操作过程中应注意的问题 为了保证车辆效果，不论使用何种混凝药剂或投药设备，加药设备操作时应注意做到以下几点。 保证各设备的运行完好，个药剂的充足。 定量校正投药设备的计量装置，以保证药剂投入量符合工艺要求。 保证药剂符合工艺要求的质量标准。 定期检验原污水水质，保证投药量适应水质变化和出水要求。 需记录清楚储药池、投药池浓度。 经常检查投药管路，防止管道阻塞或断裂，保证抽升系统正常运行。 出现断流现象时，应尽快检查维修。
课 程 设 计 设计课题镇污水处理工艺设计 系部班级环境工程1202 所属专业环境工程 设计者李云天 学号2012011359 指导教师 设计时间
前言 中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。 据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。 针对我国水资源使用现状，现代城市急需要建立一套完整的收集和处理工程设施来收集各种污水并及时的将之输送至适当地点、然后进行妥善处理后再排放或再利用。以达到是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活的目的。 水污染控制技术在我国社会主义现代化建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲，水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，水污染控制技术的兴起对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。 在本次课程设计中，专门针对城市污水处理而设计，实现污水处理后的水质达到基本的国家二级排放标准，同时也是实现水资源利用最大化的一项重要措施。
生物磁高效沉淀技术(处理量5000m3/d) 技 术 方 案 2019年7月
一、系统介绍: 1.1 产品应用前景： 生物磁高效沉淀技术主要应用于工业污水除磷，与传统工艺相比，具有占地面积小、投资小、水质优等诸多优点。能有效去除水体的中的SS、TP、COD，达到水质净化的目的。 1.2 产品结构及技术原理： 产品结构： 生物磁混凝沉淀由反应池、沉淀池、生物磁分离器、高剪机、污泥泵、加药系统、电气控制系统等组成。 技术原理： 通过在混凝絮凝过程中增加了磁粉，由于磁粉的比重高达5.0×103kg/m3，混有磁粉的絮体比重增大，絮体快速沉降。强化了分离效果，达到高效除污和快速沉降的目的。从污水中有效地去除悬浮物、油、总磷、重金属以及不溶性的COD、BOD和其他污染物质，并可降低絮凝沉淀工艺所需用地和节约加药量的技术。 1.3 工艺特点： ?表面负荷超高：10-40 m3/m2.h ?除磷效果卓越：TP≤0.5mg/L ?出水水质优势：COD、SS、TP(可以达到一级A标准) ?节约混凝剂量：20%-35% ?耐高负荷冲击：可接受40 m3/m2.h 1.4 技术优势： ?处理效果好 ?耐冲击负荷能力强 ?絮凝反应流程短 ?占地极小 ?投资成本低 ?水头损失小
?生物磁种损耗量低 ?TP、SS、COD去除效果好 1.5 工艺流程图： 1.6 专用设备： 二、方案设计 2.1 磁粉除磷优势： 在混凝絮凝过程中投入四氧化三铁(磁粉)可增加凝聚核心，提高脱稳微絮体间的引力，进而促进絮体形成。以其为磁性载体与脱稳胶粒、微絮体结合，形面高密度的矾花，达到高效除污和快速沉降的目的。
污水处理工艺流程 工业废水处理理论 一、工业废水（Industrial Wastewater）的含义和分类 定义：指工业企业各行业生产过程中产生和排放的废水。 包括：生产污水（包括生活污水）和生产废水两大类。 二、工业废水的分类、种类、指标 1分类 按行业的产品加工对象：冶金、造纸、纺织、印染等。 按工业废水中主要污染物分：无机废水（电镀、矿物加工），有机废水（食品加工） 按废水中污染物的主要成分：酸性、碱性、含酚等 按处理难易程度和危害性分：易处理危害性小的废水，易生物降解无明显毒性的废水，难生物降解又有毒性的废水。 2工业废水造成环境污染的种类 1)含无毒物质的有机废水和无机废水的污染； 2)含有毒物质的有机废水和无机废水的污染； 3)含有大量不溶性悬浮物废水的污染； 4)含油废水产生的污染； 5)含高浊度和高色度废水产生的污染； 6)酸性和碱性废水产生的污染； 7)含有多种污染物质废水产生的污染； 8)含有氮、磷等工业废水产生的污染。 三、工业废水处理方法概述 1 工业废水的物理处理（Physical Treatment） 定义：应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法； 操作单元（Operating Units）：调节（Adjust）、离心分离（CentrifugalSeparation）、除油（Oil Elimination）、过滤（Filtration）等。 废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。 2 工业废水的化学处理（Chemical Treatment） 定义：应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。 操作单元（Operating Units）：中和（ Neutralization）、化学沉淀（ Chemical Precipitation）、药剂氧化还原（Chemical Oxidation Reduction）、臭氧氧化(Ozone Oxidation )、电解(Electrolysis)、光氧化法(Photo- Oxidation)等。 污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。 3工业废水的物理化学处理（Physic-chemicalTreatment） 定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。 操作单元（Operating Units）：混凝（Coagulation）、气浮（Floatation）、吸附(Adsorption)、离子交换(Ion Exchange)、电渗析(Electro-dialysis)、扩散渗析(Diffusion Dialysis)、反渗透(Reverse Osmosis)、超滤(Ultra Filtrate)等。 污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。
目录 第一章工程概述?错误!未指定书签。 1.1概况.......................................错误!未定义书签。第二章设计依据规范及水质水量................ 错误!未指定书签。 2.1 设计依据及标准?错误!未定义书签。 ２．2设计原则?错误!未定义书签。 2.３设计范围...................................错误!未指定书签。 ２.4 设计条件?错误!未定义书签。 第三章废水处理工艺设计?错误!未指定书签。 3.１废水处理工艺流程...........................错误!未指定书签。 3.2构筑物及设备...............................错误!未定义书签。 3.3工艺单元处理效果...........................错误!未指定书签。 3.4主要构筑物及设备一览表 .....................错误!未指定书签。第四章土建设计?错误!未指定书签。 4．１?土建设计依据?错误!未定义书签。 4.2土建设计规范...............................错误!未定义书签。 4.3 材料.......................................错误!未定义书签。 ４.4 钢筋混泥土?错误!未指定书签。 ４．5 土建结构类型.............................错误!未指定书签。 4.6 建筑物设计要点.............................错误!未指定书签。 4.7 总平面布置图..............................错误!未指定书签。第五章电力系统设计........................ 错误!未指定书签。 5.1 设计范围.................................错误!未指定书签。 5.2 电源及配电系统............................错误!未定义书签。 5.３电缆及敷设?错误!未定义书签。 5.４防雷接地..................................错误!未指定书签。 5．５自动控制..................................错误!未指定书签。第六章管理及劳动定员...................... 错误!未指定书签。 6.1 管理?错误!未指定书签。
一、 工程概况 贵公司主要生产：苯酐、周位酸（1-萘胺-8-磺酸）、劳伦酸（1-奈胺-5-磺酸）、苯基周位酸、橡胶防老剂等化工产品。苯环类、萘酚类、酸类等有毒物质，另有一部分生活污水。如该污水不经处理直接排入江河水体，将直接影响到附近水域的利用率，破坏水源体，污染周围环境，特别是人一旦误饮，将直接影响人们的身心健康，危害较大，因此，根据国家环保部门管理要求，特别是当地环保部门污染防治暂行条例，制定了明确的防治目标，为此我们受贵单位的委托，对该污水进行治理工艺设计，设备的制造及工程预算，供贵方选用。 二、 设计依据 1. 《室外排水设计规范》GBJ14-87 2. 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）； 3. 《中华人民共和国环境保护法》和《水污染保护法》; 4. 根据环保部门的具体要求; 5. 根据贵单位的实际情况提出污水指标,建设方提供 平面位置等有关资料; 6. 《污水处理设施环境保护、监督管理方法》；
第二节确定污水指标及处理后要求 一、废水的水量 根据建设方提供的数据,每天生产污水排放量确定为100m3/d,根据用户的需要.即:Q=5m3/h(处理时间以每天24小时计)。生活污水排 放量：100m3/d，处理时将综合于生产有机污水后期生物处理装置。 二、废水的水质指标 由于贵单位提供了污水水质报告，所以，我们列下表进行分析： 根据以上污水参数，以及取水样实际的测试结果，取得生产污水的进水平均值为： 1.COD cr: 35000 mg/L 2.SS: 5500 mg/L 3.色度：8500（倍） 4.PH值: 0.5-1.0 三、处理后要求 1.COD cr:≤100 mg/L 2.BOD5: ≤30mg/L
山东XXXX有限公司300m3/d污水处理技术方案
目录 1.概况 2.设计依据、原则及范围 2.1设计依据 2.2设计原则 2.3设计范围 3.废水处理站设计条件 3.1设计规模 3.2进水水质 3.3处理后的水质标准 4.废水处理站处理工艺方案4.1废水的水质特性 4.2工艺流程的选择 4.3主体工艺的确定 5、废水处理工程设计 5.1主要构筑物和设备 5.2平面布置与高程设计5.3电气及自控设计 5.4节能设计 5.5运行管理及劳动定员 6.工程投资概算 7、运行费用分析
1.概况 山东XXXX有限公司生产车间比较多，排放的污水种类比较多，污水成份比较复杂，对环境污染比较严重。公司领导对环境保护比较重视，决定对公司排放的污水全部进行治理。我们根据贵公司的实际情况制订了如下污水处理方案。 2.设计依据、原则及范围 2.1设计依据 2.1.1业主提供的废水水质、水量等基础资料； 2.1.2《污水综合排放标准》（GB8978－1996）； 2.1.3《室外排水设计规范》（GBJ14-87，1997年版）； 2.1.4《工业企业噪音控制设计规范》（GBJ.87-85）； 2.1.5《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）； 2.1.6《砌体结构设计规范》（GBJ3-88）； 2.1.7《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）； 2.1.8《构筑物抗震设计规范》（GBJ50191-92）； 2.1.9《地下工程防水技术规程》（GBJ108-87）； 2.1.10《低压配电设计规范》（GB50054-95）； 2.1.11其它有关的设计规范和标准。 2.2设计原则 2.2.1本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定，废水处理达到国家《污水综合排放标准》GB8978-96中的一级排放标准； 2.2.2本着技术先进、经济合理、运行可靠的原则，采用国内外成熟
食品有限公司生产废水处理工程设计方案
目录 目录 (1) 1概述 (1) 2综合说明 (2) 2.1设计水量与水质 (2) 2.1.1设计水量 (2) 2.1.2进出水水质 (2) 2.2工艺设计的主要结论 (3) 2.2.1污水处理 (3) 2.2.2污泥的处理与处置 (4) 2.3工程投资及运行费用 (4) 2.3.1工程投资 (4) 2.3.2运行费用 (4) 2.4项目实施 (4) 2.4.1 主要工程内容 (4) 2.4.2总体进度计划 (5) 3设计规范、范围及原则 (6) 3.1设计规范与标准 (6) 3.2设计范围 (7) 3.3设计原则 (7) 4处理工艺流程 (9) 4.1水量与水质分析 (9) 4.1.1水量分析 (9) 4.1.2水质分析 (9) 4.1.3处理模式分析 (9) 4.2污水处理工艺流程 (9) 4.2.1选择思路 (9) 4.2.2污水处理技术 (10) 4.2.3工艺流程及工艺说明 (13) 4.2.4栅渣及污泥的处理与处置 (14) 5处理工艺设计 (15) 5.1主要工艺构（建）筑物、处理设备 (15) 5.1.1水力筛网渠 (15) 5.1.2隔油池 (15) 5.1.3调节池 (15) 5.1.4澄清池 (16) 5.1.5气浮池 (16) 5.1.6水解酸化池 (16) 5.1.7接触氧化池 (16) 5.1.8平流沉淀池 (17) 5.1.9板框压滤机 (17) 5.2主要处理构（建）筑物、设备表 (17) 5.2.1主要处理构筑物 (18) 5.2.2主要处理设备表 (18) 6建筑、结构设计（仅供土建设计参考） (20)
城市生活 污水处理设施 工 艺 方 案 环境工程有限公司二零一三年一月
生活污水处理系统设计方案 <摘要>●污水处理的总体设计思想 本着技术先进成熟、运行稳定可靠切合项目实际、降低运行费用、操作管理简单、总体设计合理的原则，通过对该综合污水的水量、水质及站址特点分析，结合当今世界上生活污水处理最新技术，确定以“厌氧水解＋好氧生物接触氧化”为核心处理工艺，以“厌氧水解池和二段生物接触氧化池”为核心处理单元，配合以埋地式布置形式和全自动运行方式的基本设计框架。在处理污水的同时注意污泥的处理，不对环境产生二次污染，使得该污水处理装置能够达到日处理量为６00吨,出水标准为《污水综合排放标准》18９１8-2０02一级B标准。 ●污水处理站主要经济技术指标 污水处理站设计处理能力600m3/d, 全天24小时连续运行,即２5m３／h。 ●设计特点 (1)先进成熟的处理工艺; （2）整体埋地的土建式结构； (3)无需专职人员管理的全自动运行方式； （4)低能耗的二级生物处理; (５)无剩余污泥处置问题; （６）科学的降噪措施； (7）巧妙的除臭设计； (8）方便的维护检修;
1 概述 1.1 项目概况 生活污水排污总量为６0０ｍ3/d，排水体制为雨污分流。生活污水主体来源于居民生活区,温泉大酒店等，根据江苏环境保护厅等相关部门的有关排污标准和要求,该地区的污水汇集经二级处理达到《污水综合排放标准》１89１8-２０0２一级Ｂ标准后，方可排入河道。 １.2 设计依据 1.2.1 政府部门要求; 1．2．2 业主提供的现场环境和现场调研收集的有关资料； 1．2．3 相关的法规与技术标准: 1．2．3．1 《江苏省环境工程设计管理规定和技术要求》 １．2．3．2 《建设项目环境保护设计规范》(1996） 1.2.3.３《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB1８918-2００2）1．２．３.4 《城市区域环境噪声排放标准》(ＧB89７8-１9９6) 1.2.３.５《给水排水工程结构设计规范》 １.2.3．６《建筑给排水设计规范》 1.2.3．7《室外排水设计手册》 １．2．4 我公司在生活污水处理方面的工程实践经验。 1．3 设计规范与设计内容 本设计规范限于拟建污水站界内,包括污水处理的工艺、土建及电气设计。 2 污水站建设规模及要求 2.1 设计处理水量的确定 根据政府提供的有关资料的相关文件要求,污水站的设计处理水量按６０0m３/d考虑。污水站采用全天24小时连续运转方式，则设计小时处理量为25m ３/ｈ。 2.2 设计处理水质的确定 2.2．１进站水质 根据政府提供的有关资料的相关文件要求,确定该地区的水质为中常浓度生活污水，综合污水汇集后的水质为:
山东邹平西王集团 新区废水治理工程 技 术 方 案 北京杰佳洁环境技术有限责任公司 二零零二年五月
第一章总论 第一节概述 山东西王集团是一家以粮食加工为主的企业，现新增日加工1000吨玉米淀粉生产线一条、年产20万吨结晶糖生产线一条和4万吨糊精生产线一条。由于该项目实施过程中，产生一定量的有机废水，故需进行综合治理，特提出以下污水治理工程技术实施方案。 第二节编制依据与范围 一、编制依据 1) 中华人民共和国污水综合排放标准GB8978-1996 2) 山东西王集团一期、二期淀粉生产废水处理站实测废水水质水量 3) 山东西王集团提供的废水水质水量报告 二、编制范围 本技术方案包括污水处理厂内治理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程、自控工程、厂内给水排水工程及消防。 污水及给水进口从污水处理厂界区边线开始计算，动力线从污水处理厂配电柜进线开始，排水至污水处理厂界区止。 第三节编制原则 1)采用技术先进，运行可靠，操作管理简单的工艺，使先进性与可靠性有机地结合 起来。 2)利用高效节能的治理工艺，极大地降低工程运行费用。 3)采用成熟的先进技术工艺，有效控制工艺造价。
4)处理工艺除考虑去除有机物外，同时考虑N、P的去除。 5)强化除臭和噪音防治措施，避免二次污染。 6)加强消防设施，减少隐患。 第二章污水处理工艺 第一节污水处理规模及水质 一、污水处理水质水量特点 根据淀粉及淀粉糖生产工艺设计技术人员提供数据并结合西王集团一期、二期淀粉实际生产工程所产生的废水实测结果，以及西王集团提供的水质水量资料。废水主要包括以下三部分： 1、结晶糖废水来自离子交换设备冲洗水，水质水量为： COD 3,500～4,000 mg/L pH 7.5～8.5 日排水量： 2,000 m3 地面清洗水：COD 500～1,000 mg/L, 日排水量： 150 m3 2、淀粉废水 水源COD (mg/L) 水量（m3）pH 车间1000 70 化验5000 150 跑冒滴漏15000 100 三效冷凝水4000 630 7.5～8.5 3、糊精废水 COD 3500～4000 mg/L pH 7.5～8.5
. . . . . . 20m3/d 食品废水处理工程 初 步 设 计 方 案 ************* 二零一一年十二月 a. .. .
第一章工程项目概况 第一节概况 略 第二节废水来源、水量及水质 废水来源于：生产污水 废水的水量及水质见下表： 1、设计水量：20t/d 2、设计进水水质： COD Cr BOD5NH3-N PH SS ≤6000mg/l ≤3600mg/l ≤40mg/l 6.5-9 ≤200mg/l 食品的生产工艺以巧克力、奶油、乳品、肉类制品、豆制品等高油脂、高蛋白为原料 ,产品生产过程中还大量添加食用色素。 食品废水呈各种颜色 ,富含蛋白质、脂肪等大分子有机污染物。 若直接排放污染环境，排管网会对污水厂产生一定冲击负荷。因此必须做相应环保初级处理。 第三节方案依据、原则与目标 1、方案依据： 《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002； 《室外排水设计规范》GB50101-2005； 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002； 《城市污水处理厂附属设施和附属建筑设计标准》； 《工业企业厂界噪声标准》； 其他专业规范标准。 2、方案原则： 1)在筛选各种治理方案的前提下，合理选定设计方案，降低工 程造价，减少建设投资，降低运行费用，主体工艺路线尽量 采用自流方式，减少动力消耗，节约能源； 2)本着切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的原则，积 极采用先进、成熟的工艺、新技术、新设备，提高技术含量，
. . . . . . 完善节能措施； 3)总平面布置做到合理、紧凑、美化环境； 4)选用国内外先进、可靠、高效的设备，选用性能可靠、稳定 的控制系统，实现系统自动化管理，减轻工人的劳动强度， 使污水处理工程操作管理方便，易于维修。 3、方案目标： 废水处理后出水指标：废水经处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002，可排入城市污水管网，具体要求详见表表1-1《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中三级标准： 第二章主体工艺对比选择 第一节简述 目前，处理冰淇淋废水的主要手段为气浮+生物处理法，在污水处理领域中，占有重要的地位并深受人们的重视。在污水生化处理工艺中，占主导地位的有厌氧法传统活性污泥法、间歇式活性污泥法（SBR）、循环式活性污泥法（CAST）、生物接触氧化法等。用于食品废水处理的方法主要是： 1、气浮+厌氧+好氧生物接触氧化法； 2、气浮—生物接触氧化法； 3、气浮—序批生物反应器（SBR）法。 第二节主体工艺介绍及特点 a. .. .
混凝沉淀原理：在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。 混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6 mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。 废水在未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动。颗粒都带有同性电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，有阻碍各胶体的聚合。一种胶体的胶粒带电越多，其电位就越大；扩散层中反离子越多，水化作用也越大，水化层也越厚，因此扩散层也越厚，稳定性越强。 废水中投入混凝剂后，胶体因电位降低或消除，破坏了颗粒的稳定状态（称脱稳）。脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。未经脱稳的胶体也可形成大得颗粒，这种现象称为絮凝。不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。按机理，混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网铺四种。 在废水的混凝沉淀处理过程中，影响混凝效果的因素比较多。其中有水样的影响：对不同水样，由子废水中的成分不同，同一种混凝剂的处理效果可能会相差很大。还有水温的影响，其影响主要表现在：
a影响药剂在水中碱度起化学反应的速度，对金属盐类混凝影响很大，因其水解是吸热反应；b影响矾花地形成和质量。水温较低时，絮凝体型成缓慢，结构松散，颗粒细小；c水温低时水的粘度大，布朗运动强度减弱，不利于脱稳胶粒相互凝聚，水流剪力也增大，影响絮凝体的成长。该因素主要影响金属盐类的混凝，对高分子混凝剂影响较小。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分 来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
编号：JJBH－14J－N001 版本号：A/1 重庆市川瑞渝厨食品有限公司废水处理工程设计方案 处理规模：50m3/d 设计单位：深圳市洁境保环科技有限公司 设计日期：2014年3月
目录 目录 (2) 1、建设项目的基本情况 (3) 1.1公司简介 (3) 1.2项目由来 (3) 2、设计依据及设计原则 (4) 2.1 设计依据 (4) 2.2设计原则 (5) 3、设计规模和处理要求 (5) 4、废水处理设计规模 (5) 5、工艺流程图及工艺流程说明 (8) 6 污染物去除率估算表 (12) 7、主要建构筑物一览表、主要设备清单 (13) 8、运行费用 (20) 9、建设投资概算 (21) 10、附图 (21)
1、建设项目的基本情况 1.1公司简介 重庆川瑞食品有限公司成立于2005年8月，坐落在美丽的古钓鱼城—合川市。是一家专业从事豆制品、肉制品、加工、生产、销售的休闲食品公司。自成立以来始终坚持“义利相容、以义养利、以利成义”的经营法典，始终贯彻和注重“产品质量是企业的生命、人才是企业的发展”一直吸取重庆传统的麻辣特色食品加工工艺之精华，充分应用现代食品先进的生产技术，积极联合科研机构探索食品加工行业以适应现代社会发展的路子，着力打造“健康、营养、美味”的绿色食品、大众喜爱的品牌。公司生产的“渝厨”牌豆干已远销到广东、河北、云南、四川等地，深受广大消费者的欢迎和喜爱。 1.2项目由来 公司生产中排放的废水为有机废水，系豆制品加工中产生，大豆浸泡、洗涤及卫生冲洗时排出，废水的水量及水质见表1。 水污染已成为人类可持续发展所面临的一个重要的问题，日常生活和工业废水中所含的COD、BOD、SS、色度、酸碱以及各种金属有毒有害物质从水体中排出，直接污染地表水，对生态环境构成极大的危害，同时也危害到我们人类自身，因此各类废水必须经治理后达标排放。 污水经处理后，主要用于农业灌溉、工业冷却水和市政用水，如卫生、绿化、洗车、消防等。也用于地下水回灌，利用土壤基质作为生物反应器，使再生废水借助物理、化学和生物作用将其中的有机物和病原体进一步除去，同原水源一起作为新的水源开发。随着水资源日益缺乏，