1 综述
1.1 印染废水的产生及特点
印染是对纺织材料进行再加工的过程，包括预处理、染色、印花和整理等四个过程。印染废水是指印染厂、毛纺厂、针织厂等在生产过程中排出的各种废水的总称。由于纺织材料种类繁多，生产产品的花样更多，在生产过程中使用的染料、助剂等化工原料的种类非常多。
印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点，主要为以下方面。
（1）水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和ph大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。
（2）由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的ph值、COD
Cr
、
BOD
5、颜色等也各不相同，但其共同的特点是BOD
5
/COD
Cr
值均很低，一般在20%左右，
可生化性差，因此需要采取措施，使BOD
5/COD
Cr
值提高到30%左右或更高些，以利于
进行生化处理。
（3）印染废水中的碱减量废水，其COD
Cr
值有的可达10万mg/L以上，ph值≥12，因此必须进行预处理，把碱回收，并投入酸降低其ph值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。
（4）印染废水的另一个特点是色度高，有的可高到4000倍以上。所以印染废水处理的行政任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。
（5）印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水
中含量大量增加。特别是PVA浆料造成的COD
Cr 含量占印染废水总COD
Cr
的比例相当大，
而水处理用的普通微生物对这部分COD
Cr
很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA 的微生物。
此外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动；对于大量使用还原染料、硫化染料、冰染料等的废水，其化学絮凝效果相对较差。因此处理工艺要考虑这些因素，要有一定的适应水量、水质负荷变化的能力。
印染过程的四个工序都排出废水，如预处理阶段排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水，染色阶段排出染色废水，印花阶段排出印花废水和皂洗废水。
①退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维素、淀粉、碱和各种助剂。退浆废水呈碱性，PH值在12左右。上浆以淀粉为主的（棉布）退浆废水，其COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇（PVA）为主的（如涤棉经纱）退浆废水，COD高而BOD低，废水可生化性较差。
②煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈碱性，水温高，呈褐色。
③漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、硫代硫化钠等。
④丝光废水：含碱量高，NaOH含量3%~5%，多数印染厂都通过蒸发浓缩回收，所以，丝光废水一般很少排出，经过多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD、SS均较高。
⑤染色废水：水量较大，水质因所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。
⑥印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。
印染废水的特征可概括为：有机物浓度高、成分复杂、可生化性较差、色度深、碱性大、PH高、水质变化大。印染行业是工业废水排放大户，全国排放量为300~400万m3/d，因此，是污染负荷较大的行业之一。
1.2 印染废水的处理
1.2.1 印染废水处理的通用方法
①生物处理技术
生物处理法，包括厌氧生物处理法和好氧生物处理法，好氧生物处理法中常有的有表面曝气活性污泥法、高浓度活性污泥法、生物转盘、生物接触氧化、生物铁法和SBR等为提高废水的可生化性，缺氧、厌氧工艺往往应用于印染废水氧化工艺处理之前。活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法和表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低，处理效果较好等优点。生物接触氧化法具有容积负荷高，占地小，污泥少，不产生丝状菌膨胀，无需污泥回流，管理方便，填料上易保存
降解特殊有机物的专性微生物等特点，因而近年来在印染废水处理中被广泛采用。
印染废水成分复杂，处理难度较大，在实际工程中常采用组合处理工艺。对可生化性较好的印染废水，采用一级或二级生物处理工艺；对可生化性一般的废水，可采用厌氧生物处理与好氧生物处理相结合的工艺，也可采用好氧生物处理与物化法串联工艺；一些含有对微生物具有毒害或抑制作用的废水，先采用物化法进行预处理，再进行生物处理；排水量较小时，也可采用纯物化剂处理工艺。随着科技的发展，新的污水处理工艺不断发展，如投菌生物处理法、高效絮凝剂、高效脱色剂等对提高废水的处理效率具有较大的帮助。另一方面改革生产工艺，采用无废少废工艺，从源头上消除污染，是更积极主动的方法，也是可持续发展的必由之路。
②物化处理与其他处理技术
印染废水处理中，常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外，电解法，生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。混凝法是印染废水处理中采用最多的方法，有混凝沉淀和混凝气浮法两种。常用的混凝剂碱式氯化铝，聚合硫酸铁等。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。作为废水的深度处理，混凝法设置在生物处理构筑物之后，具有操作运行灵活的优点。在印染废水处理中，也可将混凝法设置在生物处理之前，也有其独特的优点。
③化学氧化法
纺织印染废水的特征之一是带有较深的颜色。主要由残留在废水中的染料所造成。此外，有些悬浮物，浆料和助剂也能产生颜色。这对排放和回用都很不利。为此，必须进一步进行脱色处理。常用的脱色处理法有氧化法和吸附法两种。氧化脱色发有氯氧化法，臭氧化法和光氧化法三种。化学氧化法一般作为深度处理设施，设置在工艺流程的最后一级。主要目的是去除色度，同时也降低部分COD，经化学氧化法处理后，色度可降到50倍以下，COD去除率较低，一般仅5%~15%
④电解法
借助于外加电流的作用产生化学反应，把电能转化为化学能的过程称为电解。利用电解的化学反应，使废水中的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理法，简称电解法。电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水，近年来才开始用于处理纺织印染废水的治理，但尚缺乏成熟的经验。
⑤活性炭吸附法
活性炭吸附技术在国内用于医药，化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历
史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明，活性炭对水中微量有机污染物
具有卓越的吸附性，它对纺织印染，染料化工，食品加工和有机化工等工业废水都有
良好的吸附效果。一般情况下，对废水中以BOD,COD等综合指标表示的有机物，都与
独特的去除能力。所以，活性炭吸附法已经逐步成为工业废水二级或三级处理的主要
方法之一。
本次设计针对的是印染废水中的针织印染废水。
1.2.2 针织印染废水的产生与处理
1、针织产品的织造
针织产品是由一根根纱线变成线圈互相吊套连接而成的。它不像机织产品尺寸稳
定，其纵横尺寸都可伸缩，尺寸不稳定，有较大的延伸性。针织用纱由于要形成圈，
必须柔软，而且粘度要小，故针织用纱不需上浆。针织坯布是由纱线通过经编机和纬
编机完成的。
2、针织产品的印花和染色工艺
由于针织坯布纱线不含浆料，故针织坯布不需退浆。但是为了去除织物上的天然
杂物，需经过煮炼工序，为了去除织物上的色素及剩余杂质等，还需经过漂白工序。
化纤针织产品一般不需经过漂白。
棉针织产品染色与印花工艺过程与棉机织产品基本一样。棉针织产品的印花和印
染过程排放炼漂废水和印染废水，混合后称为针织印染废水。针织印染废水与机织印
染废水相比，ph值、色度与有机污染物浓度均较低。
1.3 设计依据和原则
1.3.1 设计依据
1、设计处理水量：Q=3000t/d
2、废水水质：该水为针织印染厂的废水，主要污染物为COD、色度等
COD
=700~1000mg/L； SS=500~800 mg/L；ph=7.5~10.0；色度：400~600倍Cr
3、排放水质：要求处理后水质达到《山东省地方标准纺织染整工业水污染物
排放标准》 ( DB37/ 533－2005) 标准中B级标准：
COD≤60mg/l，SS≤30mg/l，色度≤30倍。
1.3.2 设计原则
1、根据废水特点，选择合理的工艺路线，做到技术可靠、结构简单、操作方便、易于维护检修。
2、在保证处理效果的前提下，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用。
3、废水处理设备选用性能可靠、运行稳定、自动化程度高的节能优质产品，确保工程质量及投资效益。
2 工艺流程的选择
2.1 悬浮物的去除
由于废水的SS值相对较低，因此在预处理部分设置细格栅来去除较大的悬浮物等。混凝沉淀池和生物处理池均可处理一部分SS，使其值降至一定标准。
2.2 碱度的去除
印染废水的水质呈碱性，可在格栅后设置调节池，保证一定的匀质匀量时间，以达到一定要求的PH值。
2.3 有机物的去除
2.3.1 生化处理方法的选择
常用的生化处理工艺有各种类型的活性污泥法和生物膜法如表2-1所示：
表2-1 两种生化方法的工艺特点及费用比较
项目接触氧化法延时曝气法
工艺特点出水水质良优流程
无污泥回流系统，较简
单
有污泥回流系统
过程控制
没有污泥膨胀现象，易
于控制
控制不好有污泥膨胀上浮现
象负荷负荷高，污泥浓度高低负荷，长停留时间
占地面积
曝气池容积相对较小，
但需设污泥浓缩池
曝气池容积较大
污泥产量及处置
污泥产量较大，污泥需
进行浓缩，然后脱水
污泥产量小，絮凝沉降性能
相对好；不需浓缩，可直接脱水
与后续脱色流程的组合
可在二沉池前直接投混
凝剂进行脱色，简便易行，
节省费用
追求高效脱色时可用吸附法
费用
基建投资
元/（m3/d）
500 688
直接处理成
本元/（m3/d）
0.37 0.40
本设计针对的针织印染废水量较小，因此考虑采用生物膜法中的生物接触氧化
法。
2.3.2 物化方法的选择
常用的物化处理工艺还有混凝沉淀和混凝气浮法，色度和COD去除率在50%左右。本设计采用混凝沉淀法。
2.4 色度的去除
常用的方法有活性炭吸附法和混凝法，由于活性炭再生需要昂贵的费用，因此本设计考虑混凝法。
2.5 工艺流程的确定
废水首先经过预处理，即格栅和调节池，去除微量悬浮物和水质水量的调节。由于印染废水中的染料会对生物池中的微生物的活性有抑制作用，故让废水先进行物化处理，经过混凝沉淀池，使得废水的色度和有机物浓度得到一定的去除后，再进行生物处理。另外，由于印染废水的可生化性不高，故令混凝池出来的水进入水解酸化池，使废水中的有机大分子分解成小分子，从而提高其可生化性，之后再通入接触氧化池进行好氧处理，使其COD和色度达到要求。
大致流程如图2-1所示：
图2-1 工艺流程图
2.6 达标分析
表2-2达标分析
项目
CODcr SS 色度 PH 调节池 进水 1000 800 600 7.5～10.0 出水 1000 800 600 7～8 去除率 0 0 0 混凝 沉淀池 进水 1000
800
600
7～8
出水 500 120 300 7～8 去除率 50% 85% 50% 水解池 进水 500 120 300 7～8 出水 300 100 150 7～8 去除率 40% 17% 50% 接触 氧化池 进水 300
100
150
出水
60
80
30
7～8
废水 调节池 格栅 混凝沉淀池
水解酸化池
接触氧化池 二沉池 出水 浓缩池
脱水间 污泥外运
去除率80% 20% 80% 7～8 二沉池进水60 80 30 7～8
出水60 30 30 7～8
去除率62.5%
综上列表，二级沉淀池出水符合《山东省地方标准纺织染整工业水污染物排放标准》 ( DB37/ 533－2005) 标准中B级标准：COD≤60mg/l，SS≤30mg/l，色度≤30倍。
3 各处理单元的计算和设计
3.1 格栅的设计计算
3.1.1 格栅的作用
除去废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻后续处理构筑物的处理负荷。
3.1.2 格栅的分类
按照栅条间隙，可分为粗格栅（50~100mm）、中格栅（10~40mm）、和细格栅（3~10mm）；按照栅渣清除方式，可分为人工清除格栅、机械清除格栅和水力清除格栅。
3.1.3 格栅的设计参数
1）格栅前渠道内的水流速的一般采用0.4~0.9m/s,此处取v1=0.6m/s;
2）过栅流速一般采用0.6~1.0m/s，此处取v=0.8m/s;
3）格栅倾角一般采40o~60o，此处取60o
3.1.4 格栅的计算
格栅计算尺寸图如图3-1所示:
（1）进水渠尺寸（B
1，
h）
废水实际流量Q=3000t/d=3000m3/d,印染废水的总变化系数k=2
印染水的设计水量Q
max
=2Q=6000 m3/d=0.0694 m3/s
令进水渠宽与水深的关系为B
1=2h,且B
1
h=Q
max
/v
1
=0.0694/0.6=0.116m2
故h=0.24m,B
1
=0.48m
h 2
h
H 1
h 1
h 1
h
H
B
L1
/tan
B 1
B 1
1
2
图3-1格栅计算尺寸图
（2）栅条的间隙数（n ）
已求得栅前水深h=0.24m ，设过栅流速v=0.8m/s,格栅倾角?=60α，栅条间隙宽度e=0.01m 故n=
ehv
Q msx αsin =
348.024.001.060sin 0694.0≈???
个 (3)栅槽宽度（B ） 设栅条宽度S=0.01m
故B=S(n-1)+en=01.0)133(3401.0?-+?=0.69m (4)通过格栅的水头损失（h 1）
计算水头损失h 0= αξsin 22
g v ,其中由于栅条断面形状选择迎水面为半圆形的矩
形：
查得此断面的形状系数83.1=β，阻力系数83.101
.001.083.1e S 3
434=?==）（）（βξ
得052.060sin 81
.928.083.12
0=????
=h m 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数k 一般取3
故156.03052.001=?==k h h m
(5)栅后槽总高度(H)
栅前渠道超高2h 取0.3
故7.03.0156.024.0H 21≈++=++=h h h m
（6）栅槽总长度(L)
进水渠道渐宽部分的展开角度1α一般取?20 进水渠道渐宽部分的长度288.020tan 248
.069.0tan 2111=?
?-=-=
αB B l m
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度144.02
1
2==
l l m 栅前渠道深54.03.024.021=+=+=h h H m 故24.260tan 54
.05.00.1144.0288.0tan 5.00.1L 121≈?
++++=+
+++=αH l l m 设置长宽为4m 的格栅间
3.2 调节池的设计计算 3.2.1 调节池的作用
印染废水具有水质、水量和酸碱度等水质指标随排水时间大幅度波动的特点。调节池针对印染废水的以上特点，可以调节其水质水量，使处理构筑物和管渠不受废水高峰流量和浓度变化的冲击，另外，可以对呈碱性的废水进行PH 调节。
3.2.2 调节池的计算
（1）调节池容积：由于印染废水的停留时间需在10h 以上，故令停留时间t=12h
得调节池的容积V=Qt=125?12=1500m 3
(2)调节池尺寸： 有效水深取5m ，池面积为300m 2,池宽取12m ，池长为25m 。 （3）穿孔管曝气：空气量Qs=125625m 3/h=0.174m 3/s 空气总管D 1取150mm,管内流速v 1=10m/s V 1在 10~15m/s 范围内，满足规范要求。
空气支管D 2:共设8根支管，每根支管的空气流量为
q=0.02175 m 3/s
支管内的空气流速v 2应在5~10m/s 范围内，选v 2=5m/s ，则支管径
=0.075m=75mm
取D
2
=100mm,则
穿孔管D
3
:每根支管连接六根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量
q=0.03625 m3/s，取v
3
=5m/s
取D
3
=32mm,
则
孔眼计算：孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列，孔眼间距b=100mm,孔径=4mm，穿孔管长一般为4mm,孔眼数m=74个，则孔眼流速
v=6.5 m/s
管路阻力计算：沿程阻力h
1=103.5mm，局部阻力h
2
=216mm，
布气孔阻力h
3
式中 1.2----布气孔局部阻力系数； ----空气密度为1.205kg/m3 v----孔管流速，m/s
g----重力加速度，m/s2
穿孔管安装水深H
=4.4m
总需水头H=H
0+h
1
+h
2
+h
3
=4.4+0.1035+0.216+0.0012=4.72m
（4）出水泵的选型：QW型潜水排污泵根据实际流量Q=3000 m3/d=125 m3/h,故选择的型号为：100W120-10,其参数为流量120 m3/h,扬程10m,转速
1440r/min，出口直径100mm,重量150kg。
3.3 混凝沉淀池的设计计算
3.3.1 混凝的作用
通过向水中投加一些药剂（通常称为混凝剂及助凝剂）使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合，长大至能自然沉淀的程度。还可投加一些有机脱色剂，使废水中的色度得到一定的去除。
3.3.2 混凝的原理
混凝处理包括凝聚和絮凝两个阶段。在凝聚阶段水中的胶体双电层被压缩失去稳定而形成较小的微粒；在絮凝阶段这些微粒互相聚结（或由于高分子物质的吸附架桥
作用相助）形成大颗粒絮体，这些絮体在一定的沉淀条件下可以从水中分离去除。3.3.3 混凝剂的选择
考虑因素（1）处理效果好，对希望去除的污染物有较高的去除率，能满足设计要求；（2）混凝剂及助凝剂的价格应适当便宜，需要的投加量应当适中，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，并应宜于储存和投加方便；（4）所有的混凝剂都不应对处理出水产生二次污染。
综上因素考虑，选择聚合氯化铝（PAC）。(资料2 )PAC的特点有①净化效率高，耗药量少，过滤性能好，对各种工业废水适应性较广；②温度适应性高，PH适应范围宽（可在PH=5~9的范围内），因而可不投加碱剂；③使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；④设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低；⑤是无机高分子化合物。
3.3.4 脱色剂的选择
采用絮凝脱色剂，代号脱色Ⅰ号。
它的特点有①属于聚胺类高度阳离子化的有机高分子混凝剂，液体产品固含量70%，无色或浅黄色透明粘稠液体②贮存温度5~45℃，使用PH值7~9，按1：50~1：100稀释后投加，投加量一般为20~100mg/L，也可与其他混凝剂配合使用③对于印染厂、染料厂、油墨厂等工业废水处理具有其他混凝剂不能达到的脱色效果
3.3.5 助凝剂的选择
采用聚丙烯酰胺（PAM）
它的特点有①在处理高浊度水时效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和一级沉淀池容积。目前被认为是处理高浊度水最有效的高分子絮凝剂之一，并可用于水厂污泥脱水；②聚丙烯酰胺水解体的效果比未水解的好，生产中应尽量采用水解体，水解比和水解时间应通过试验求得；③与常用混凝剂配合使用时，应视原水浊度的高低按一定的顺序先后投加，以发挥两种药剂的最大效果；④聚丙烯酰胺固体产品不易溶解，宜在有机械搅拌的溶解槽内配制溶液，配制浓度一般为2%，投加浓度0.5%~1%；⑤聚丙烯酰胺中丙烯酰胺单体有毒性，用于生活饮用水净化时，其产品应符合优等品要求；⑥是合成有机高分子絮凝剂，为非离子型。通过水解构成阴离子型，也可通过引入基团制成阳离子型。
3.3.6 投药池的容积计算
(1)混凝剂PAC 投药池容积（W 1） 混凝剂最大用量a=10mg/L 处理水量Q=3000m3/d=125m3/h 药液浓度b 取10% 每天配制溶液次数n=3
3110417/)10001000/(10024W m bn aQ bn aQ ==??=
(2)助凝剂PAM 投药池容积（W2） 助凝剂最大用量a=10mg/L 处理水量Q=3000m3/d=125m3/h 药液浓度b 取10% 每天配制溶液次数n=3
3210417/)10001000/(10024W m bn aQ bn aQ ==??=
3.3.7 混合池的设计计算
将混合池分为两个部分，其中一个加入混凝剂PAC ，另一个加入助凝剂PAM.采用机械搅拌混合池，设计要点如下：①为加强混合效果，除池内设有快速旋转桨板外，还可在周壁上加设固定挡板四块，每块宽度采用（1/10~1/12）D(D 为混合池直径)，其上下缘离静止液面和池底皆为1/4D;
②混合池内一般设带两叶的平板搅拌器，搅拌器离池底0.5~0.75 D 0(D 0为搅拌器直径)当H(有效高度)：D ≤1.2时，搅拌器设1层；当H ：D>1.3时，搅拌器可设两层；如H ：D 的比例很大，则可多设几层；每层间距（1.0~1.5）D 0，相邻两层桨板采用90°交叉安装；
③搅拌器直径D 0=（1/3~2/3）D ；搅拌器宽度B=(0.1~0.25)D （1）混合池有效容积（W ） 混合时间T=8min
混合池流量Q=3000m 3/d=2.08m 3/min 设两个池子即n=2 故W=QT/n=8.32m 3
设混合池长宽均为2m,即l=w=2m 混合池水深H=W/l*w=2.1m
当量直径D=
π
lw
4=2.26m
混合池壁设四块固定挡板，每块宽度1/10D=0.23m,其上下缘离静止 液面和池底皆0.6m,挡板长为2.1m-1.2m=0.9m 混合池超高0.5m,混合池全高为2.1m+0.5m=2.6m (2)搅拌器外缘线速度v=3m/s 搅拌器直径D 0≈2/3D,D 0=1.5m
搅拌器距池底高度采用0.7m,搅拌叶数Z=2,搅拌器宽度B=0.413m ，搅拌器层数e=1。
搅拌器转速min /385
.114.33
6060n 0
0r D v
≈??=
=
π
搅拌器旋转角速度s rad D v w /45
.13220=?==
阻力系数C 取0.5，水的容重γ=1000kg/m 3，搅拌器半径R 0=D 0/2=1.5/2=0.75m 重力加速度g=9.81m/s 2
计算轴功率KW 09.281
.940875.0413.012410005.0408434032=???????==
g ZeBR C N γω 水的动力粘度μ取水温20℃的24/.10029.1m s kg -?，设计速度梯度G 取5001-s 需要轴功率
10.2102
50032.810029.11022
42
1=???==
-WG N μKW
21N N ≈，满足要求。
传动机械效率∑n η一般取0.85 电动机功率
KW N N n
46.285
.009
.22
3==
=
∑η
3.3.8 处理后的水质
设计混凝池可使废水色度和COD 值均减小50%，即CODmg/L
3.3.9 一级沉淀池的设计计算
（1）沉淀池的选择如表3-1所示：
表3-1 各种沉淀池比较
池型优点缺点适用条件
平流式○1沉淀效果好
○2对冲击负荷和温
度变化的适用能力
较强
○3施工简易，造价
较低
○1池子配水不易均匀
○2采用多斗排泥时，每个泥
斗需要单独设排泥管各自排
泥，操作量大；采用链带式
刮泥机排泥时，链带的支撑
机和驱动件都浸于水中，易
锈蚀
○1适用于地下水
位高及地质较差
地区
○2适用于大中小
型污水处理厂
竖流式○1排泥方便，管理
简单
○2占地面积小
○1池子深度大，施工困难
○2对冲击负荷和温度变化的
适用能力较差
○3造价较高
○4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
辐流式○1多为机械排泥，
运行较好，管理较
简单
○2排泥设备已趋定
型
机械排泥设备复杂，对施工
质量要求高
○1适用于地下水
位较高地区
○2适用于大中型
污水处理厂
斜流式○1生产能力大，处
理效率高；
○2停留时间短，占
地面积小；
○1构造复杂，斜板、斜
管造价高，须定期更换，易
堵塞；
○2固体负荷不宜过大，
耐冲击负荷能力较差
综上分析，本设计采用辐流式沉淀池，并且，周边进水的辐流式沉淀池是一种沉淀效率较高的池型，与中心进水周边出水的辐流式沉淀池相比，其设计表面负荷可提
高1倍左右。因此，本设计采用周边进水的辐流式沉淀池。
（2）沉淀池的计算：
设计参数：①辐流沉淀池设计流量取最大设计流量，初次沉淀池表面负荷去
1.0~1.5m3/m
2.h,二次沉淀池表面负荷取0.7~1.0m3/m2.h，沉淀效率40%~60%；
②池直径一般大于10m,有效水深大于3m;
③进水处设闸门调节流量，进水中心管流速大于0.4m/s，进水采用中心管淹没式潜孔进水，过孔流速0.1~0.4m/s，潜孔外侧设穿孔挡板式稳流罩，保证水流平稳；
④出水处设挡渣板，挡渣板高出池水面0.15~0.2m,排渣管直径大于0.2m，出水周边采用锯齿三角堰，汇入集水渠，渠内水流速为0.2~0.4m/s;
⑤排泥管设于池底，管径大于200mm,管内流速大于0.4m/s，排泥静水压力
1.2~
2.0m，排泥时间大于10min
⑥池底坡度一般采用0.05~0.10
图3-2 辐流沉淀池
⑴沉淀部分水面面积（F）
=2Q=6000m3/d=250 m3/h
其中，最大设计流量Q
max
池数n=1
表面负荷q’=1.0 m3/m2.h
故
⑵池子直径（D）
Q
=q*s
max
故 =17.8m(取D=18m)
⑶实际水面面积（F）
⑷实际表面负荷（）
0.98 m3/m2.h
⑸单池设计流量（Q
）
Q
=Q/n=250/1=250m3/h
⑹校核堰口负荷（）
0.61L/s.m<4.34 L/s.m
符合要求
⑺校核固体负荷（）
其中，混合液悬浮物浓度（MLSS）N
w
=3kg/m3
污泥回流比R=0
=70.9kg/m2.d<150 kg/m2.d
符合要求
⑻澄清区高度（）
其中，沉淀时间t=2h
⑼污泥区高度（）
其中，污泥停留时间t’=4h(资料4 P138)
底流浓度C
u
=6kg/m3
⑽池边水深（）
设缓冲层高度为0.3m
=1.97+2.6+0.3=4.87m
⑾沉淀池高度（H）
设池底坡度为0.06，污泥斗直径d=2m
池中心与池边落差h
3
==0.48m
超高h
1
=0.3m
污泥斗高度h
4
=1.0m
H=h
1+h
2
+h
3
+h
4
=0.3+4.87+0.48+1.0=6.65m
⑿沉淀池污泥量（）
进水流量
其中，沉淀池有效容积 3
沉淀时间t=2h
干污泥量
其中，沉淀池进水悬浮物含量为800mg/L
沉淀池出水悬浮物含量为120mg/L
去除污泥量
其中，含水率为%时的污泥量为
去除污泥含水率%=95%
3.4 曝气系统的设计计算
3.4.1 对曝气系统的要求
①供氧量在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定剩余DO值，一般按2mg/L计；
②使混合液始终保持悬浮状态，不致产生沉淀，一般应使池中平均水流速度在
0.25m/s左右；
③设施的充氧能力应便于调节，有适应需氧变化的灵活性；
④在满足需氧要求的前提下，充氧装置的动力效率和氧利用率应力求较高；
⑤充氧装置应易于维修，不易堵塞，出现故障时，应易于排除；
⑥充氧装置一般是选用易于购到的可靠产品，附有清水试验的技术资料；
⑦应考虑气候、环境因素，如结冰、噪声、臭气问题等。
3.4.2 曝气类型
大体分为两类，一类是鼓风曝气，是指采用曝气器----扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方式。另一类是机械曝气，是指利用叶轮等器械引入气泡的曝气方式。根据污水性质、环境要求、管理水平、经济核算，工程设计中可选用鼓风曝气、机械表面曝气、射流曝气等方式，一般宜选用鼓风曝气式。
3.4.3 鼓风曝气系统
鼓风曝气系统由鼓风机、空气扩散装置（曝气器）和一系列连通的管道组成。鼓风机将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的曝气器，经过曝气器使空气形成不
同尺寸的气泡。气泡在扩散装置出口处形成，尺寸则取决于空气扩散装置的形式，气泡经过上升和随水循环流动，最后在液面处破裂，这一过程中产生氧向混合液中转移的作用。（资料2 P503）
（1）空气扩散装置的选定
在选定空气扩散装置时，要考虑下列各项因素：
①空气扩散装置应具有较高的氧利用率（E
a ）和动力效率（E
p
）,具有较好的节能
效果；
②不易堵塞，出现故障易排除，便于维护管理；
③构造简单，便于安装，工程造价及装置本身成本都较低。
此外，还应考虑废水水质、地区条件以及曝气池型、水深等。
微孔曝气器的主要性能特点是产生微小气泡，气、液接触面大，氧利用率较高，一般可达10%以上；其缺点是气压损失较大，易堵塞，送入的空气应预先通过过滤处理。选用YMB型微孔曝气器，它是由优质合成橡胶制成，具有较高的优质速度，充氧效率高，不易产生堵塞，不怕锈蚀。
表3-2 YMB-Ι的规格及性能参数
直径D/mm 膜片平均
孔径/
空气量
/m3.个-1
服务面积
/m2.个-1
氧利用率
/%
充氧能力（O2）
/kg.(m3.h)-1
动力效率（O2）
/kg.(kW.h)-1
260 80~100 1.5~3 0.5~0.75 18.4~27.7 0.112~0.185 3.46~5.19
（2）鼓风机的选定
国内目前常用风机1 罗茨鼓风机：TS系列低噪声罗茨鼓风机，R系列罗茨鼓风机，L系列罗茨鼓风机；2 离心鼓风机：高速单级污水处理离心鼓风机，C系列污水处理离心鼓风机。
鼓风机应选用高效、节能、使用方便、运行安全，噪声低、易维护管理的机型。
（3）鼓风机机房
污水处理厂采用鼓风曝气系统时，宜设置单独的风机房。也可根据情况设置敞开式风机站，或采用密闭隔音结构风机房。机房宜布置在曝气池附近。机房内可设有值班室、配电室、工具室，对单级离心鼓风机房应设有冷却或风冷却系统。机房内值班室宜有单独出入口，宜用双层玻璃，并应有良好的隔声措施。机房顶板及内墙应采用吸声效果较好的材料贴面。
机房内值班室应有必要的通讯手段和机房内主要设备工况的指示或报警装置。当机房内不设值班室时，机房主要设备工况的指示或报警装置均应引进总值班室。
（4）供风管道的铺设要求：
①水面以上供风干、支管可采用UPVC-FRP复合管（加强聚氯乙烯+2mm玻璃布）或FRP管、钢管。水下供风支管也可采用加强聚氯乙烯UPVC管。
②供风管道为钢管时，必须对管道内进行严格防腐处理，管道外也宜做防腐处理。管内防腐可采用厚δ=150μ的铝合金热喷涂或其它方法。
③布气支管允许水平高度误差值±10mm。
④微孔曝气器底盘与布气支管连接后，底盘平面与管轴线水平误差不应大于5mm。
⑤微孔曝气器固定支架应可调。调整后同一曝气池内曝气器盘面标高最大误差不应大于5mm，两曝气池之间的曝气器盘面标高，最大误差不应大于10mm或按设计要求。
⑥供风支管的间距应通过计算确定，但不宜小于0.5m。
⑦为便于检修和更换曝气头，也可采用可提式微孔曝气器装置。
⑧曝气支管末端应有排除气、水混合物之立管，管端伸出水面，管径不宜小于5mm，支管与立管连接处孔洞直径以3-5mm为宜，管上设有阀门。
⑨微孔曝气器的固定支架，应有足够的锚固力，与池底板进行锚固应考虑所受浮力。
⑩微孔曝气器安装前，应将供风干管、支管等所有管道吹扫干净。
3.5 水解酸化池的设计计算
3.5.1 水解酸化池的作用
印染废水的可生化性较低，通过酸化水解可使废水中的有机大分子分解成小分子，有利于后续有氧细菌的分解作用，从而提高废水的可生化性，有利于改善后续好氧生化处理的效果
3.5.2 水解酸化池的计算
（1）有效容积（V）
设停留时间HRT=8h
污水流量Q=3000 m3/d=125 m3/h