毕业设计-农药废水处理毕业设计.doc

1 前言
1.1概述
毒死蜱[1]是美国陶氏化学公司（Dow. Chemical Co.）于1965年首先开发的一种广谱性有机磷酸酯类杀虫剂，其高效、广谱、低残留和低抗药性，具有触杀、胃毒和熏蒸作用，能有效防治水稻、麦类、玉米、棉花、甘蔗、茶叶、果树、花卉和牧畜等方面的螟虫、卷叶虫、粘虫、介壳虫、蚜虫、叶蝉和害螨等百余种害虫。研究和开发毒死蜱对调整我国农药产品结构，取代甲胺磷、对硫磷等高毒农药，防止农作物病虫害和家畜体外寄生虫均有重要意义。
xx化工集团股份有限公司引进xx化工研究院技术，先以三氯乙酰氯和丙烯腈为原料、氯化亚铜为催化剂的常压——锅法生产合成毒死蜱的中间体三氯吡啶酚钠，再用双溶剂法合成毒死蜱。毒死蜱合成工艺[1]如下：
（1）三氯乙酰氯法合成三氯吡啶酚钠
将三氯乙酰氯和丙烯腈按摩尔比1:0.9-1:1.3加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的反应釜中，于120-140℃下加热、搅拌，加入1:1的铜粉和氯化亚铜催化剂，在氮气的保护下反应8-16h，催化剂总量与三氯乙酰氯的摩尔比为0.1:1左右，溶剂为硝基苯、二氯苯或二甲苯。得到褐色的混合物，过滤除去固体催化剂，得到浅黄色透明液体(加成产物)。减压蒸出未反应的原料和溶剂，然后转入带搅拌器、通气管和回流冷凝装置的反应釜中，在30-50℃下通入干燥的氯化氢气体，并搅拌3-10h。减压排出过量的氯化氢气体，得到环合产物吡啶酮。缓慢滴加氢氧化钠溶液，便可看到大量的浅黄色粉末出现，继续搅拌并控制温度在室温，搅拌5-12h，过滤、干燥得到三氯吡啶酚钠。
（2）双溶剂法合成毒死蜱
将三氯吡啶酚钠、二氯甲烷、水、三乙烯二胺和三乙基苄基氯化物混合后，加到氢氧化钠、硼酸钠组成的缓冲溶液中，搅拌滴加乙基氯化物，40℃左右反应1-3 h后，冷却至室温，分离出水相，用水洗涤，减压脱除溶剂，得到毒死蜱，收率97%，含量96%以上。
从上述工艺可知：毒死蜱生产废水中含有吡啶酚钠、邻二氯苯、甲苯、腈化物、硫化物、氯化物及重金属离子等，很难生物降解。
1.2设计依据
以xx化工集团股份有限公司提供的毒死蜱农药废水作为设计背景，以小试研究报告提供的数据作为设计参考依据。
1.2.1废水水质、水量
毒死蜱农药废水每天排放50吨，考虑到处理能力裕度10%；还考虑到处理的废水不仅仅是毒死蜱农药废水，还包括污泥浓缩池上清液、污泥压滤液，取这部分的水量为毒死蜱农药废水量的10%。故毒死蜱农药废水的设计处理量为50×(1+10%+10%)=60t/d，考虑到废水处理是连续运行的，毒死蜱农药废水的设计处理量即为2.5m3/h。
废水水质见表1。
表1 废水水质
项目
COD(mg/L)
色度(倍)
pH
数值
35000
20000
5-6
1.2.2小试研究报告
毒死蜱农药废水小试试验[2]处理分为二步：
第一步：Fe/C微电解，最佳工艺条件为：pH值为1，停留时间为45min，COD去除率为49.6%，色度去除率为90.6%；
第二步：ClO2催化氧化，最佳工艺条件为：pH值为6~7，ClO2投加量为0.5g/L，停留时间为60min，COD去除为97.8%，色度去除率为99.7%。
微电解法对毒死蜱农药废水有很高的色度去除率，对COD也有一定的去除效果。ClO2与水中有机物的反应速度很快，在60min内可达到良好的去除效果。
1.2.3处理要求
废水经微电解处理后，COD处理率50%左右，色度去除90%；再经催化氧化处理后，COD处理率98%左右，色度去除99%；最后进行生化处理，出水达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准[3]，见表2。
表2 出水水质
控制指标
COD(mg/L)
色度(倍)
pH
指标值
≤100
≤50
6-9
1.3设计原则
（1）在确保实现治理目标的同时，应尽可能地投资少，效率高，运转费用低。
（2）尽量清污分流、分质处理和综合深度处理相结合，以实现高效低成本运作。
（3）为了系统的运转可靠、操作维修方便，对自动化程度及相关设备的设计作适当选择。
1.4处理工艺
1.4.1工艺流程选择
毒死蜱农药废水处理技术有：电极电解法、特殊菌种生化处理法、Fenton试剂氧化法、减压蒸馏与焚烧[4]、微电解—ClO2催化氧化法[2]、超临界二氧化碳萃取法[5]等。
毒死蜱农药废水很复杂，含有吡啶酚钠、邻二氯苯、甲苯、腈化物、硫化物、氯化物及重金属离子等，COD达35000mg/L，色度达20000倍，很难生物降解。根据小试试验，采用“微电解—ClO2催化氧化”对废水预处理，降低COD和色度、提高B/C比后，再对废水生化处理，生化部分采用“两级生物接触氧化”工艺。毒死蜱农药废水处理工艺流程如图1所示。

图1 毒死蜱农药废水处理工艺流程图
1.4.2工艺流程说明
（1）水系统
废水处理系统采用连续处理工艺，废水经两次提升，一次提升从调节池到中间水池，二次提升从中间水池到清水池。毒死蜱废水首先进入调节池；调节池中的废水泵入微电解塔后，以重力流方式依次流经混凝池、斜板沉淀池和中间水池，完成微电解、混凝和沉淀分离过程；中间水池的水则泵入保安器过滤，其出水与二氧化氯水溶液在管式静态混合器中混合后进入催化氧化塔，然后以重力流依次流经第一生物接触氧化池（一氧池）、第一沉淀池（一沉池）、第二生物接触氧化池（二氧池）、第二沉淀池（二沉池）和清水池，完成催化氧化、生物接触氧化和沉淀分离过程；清水池的水用作微电解塔、保安器、催化氧化塔的冲洗水，还用来配制H2SO4、NaOH、PAM以及ClO2溶液，或达标排放。
（2）曝气系统
用罗茨鼓风机鼓风，再用分气罐分配气量，分别对调节池、微电解塔、混凝池、催化氧化塔、一氧池和二氧池进行曝气，完成混合搅拌、供氧过程。
（3）冲洗系统
用清水泵将清水池中的清水泵出，对微电解塔铁炭填料或催化氧化塔填料的表面进行冲洗，或对保安器滤料底部进行反冲洗。
（4）药剂投配系统
用清水池中的清水配制H2SO4、NaOH、PAM以及ClO2溶液。H2SO4、NaOH、PAM溶液周期性配制，利用高位槽、计量泵进行药剂投加。H2SO4投加至调节池使出水pH由5-6降至4；NaOH、PAM投加至混凝池，使废水pH升至8，并完成混凝过程。ClO2溶液实时配制，将清水自清水池不停泵出，利用管式静态混合器配制ClO2溶液，制得的ClO2溶液在下一个管式静态混合器中与废水混合，再进入催化氧化塔反应。
（5）污泥系统
斜板沉淀池、一沉池、二沉池的污泥由吸泥泵排至污泥浓缩池浓缩，浓缩污泥经板框压滤机脱水后外运填埋。浓缩池上清液、板框压滤机压滤液返回调节池重新处理。
1.4.3工艺条件控制
根据小试实验，铁炭微电解的最佳工艺条件[2]为：pH值为1，停留时间为45min，COD去除率为49.6%，色度去除率为90.6%，但为了避免对微电解塔腐蚀性太强，设计时选择pH值为4，停留时间为1h，故在调节池中加稀H2SO4溶液使pH由5-6降至4；微电解出水含有亚铁离子，会干扰COD的测定，还会带来返色，故投加NaOH、PAM进行中和沉降，使废水pH升至8，混凝时间30min；ClO2催化氧化的最佳工艺条件为：pH值为6~7，ClO2投加量为0.5g/L，停留时间为60min，COD去除为97.8%，色度去除率为99.7%，设计中，pH值为6~7，ClO2投加量为1.0g/L，停留时间为1h；生物接触氧化选用工程菌，一氧池停留时间为16h，一氧池停留时间为8h。
2 构筑物（设备）的计算
2.1调节池
2.1.1一般说明
调节池用于均匀水量和水质，从而使整个污水处理系统稳定、高效地运行。
毒死蜱生产废水重力流进水，进水管为硬聚氯乙烯管，由布水槽的单侧淹没孔口堰溢流布水。调节池内设液位计，通过最高水位与最低水位差进行水量调节；池底设穿孔曝气管，对废水曝气搅拌，不仅能使废水混合均匀、避免悬浮物沉淀，还能提高水中溶解氧，使调节池内生长一定数量的活性污泥，降解部分污染物，有效抑制废水腐败发臭，但运行费用略高[6]。池尾设集水坑，池底以的坡度坡向集水坑。出水由自吸式离心泵提升，提升泵安于地面上，其吸水喇叭口伸入集水坑内。
污泥浓缩池的上清液、污泥压滤液、二氧化氯发生器的ClO2残液也排入调节池，ClO2残液还对废水起了一定的预氧化作用，能降解部分污染物。为了使废水的pH有利于微电解，用计量泵将高位槽中的稀硫酸溶液加入到布水槽中，使废水的pH由5-6降至4。调节池计算草图见图2。
调节池为钢筋混凝土结构，地下式。为防雨水进入，上口高出地面15㎝，四周防护铁栏杆高1m，栏杆高出地面1.15m。内壁有铁爬梯至池底，以便安装、检修。

图2 调节池计算草图
2.1.2参数选取
池型：方形
个数：
设计流量：
水力停留时间：
气水比：15:1
设计进水水质：COD=35000mg/L，色度=20000倍，pH=5-6
设计出水水质：COD=33250mg/L，色度=20000倍，pH=4
设计去除率：COD为5%，色度为0%
2.1.3工艺尺寸
有效容积
取调节池水面超高
取池子边长，则最高水位与最低水位差，考虑到曝气会引起废水体积膨胀而使水位升高，取水位升高量，则校正后的最高水位与最低水位差
取集水坑深度，即最低水位为0.5m
调节池总深度
调节池尺寸
2.1.4细部结构
（1）布水槽
布水槽尺寸
进水管口距槽底200㎜
（2）单侧淹没孔口堰[7]
取淹没水深，跌落水深
堰流量，取安全系数为1.5，则校正后的堰流量
由得

式中 ——流量系数，取0.62；
——孔口淹没水深，此处为0.05m；
——孔眼总面积，㎡；
则
取孔眼直径d=15㎜，则单孔面积
孔眼个数，取
出水堰长L=2.5m，则相邻孔眼间距，取270㎜，靠近两端各留出305㎜。
（3）集水坑
与调节池同宽，尺寸L×B×H=800mm×2500mm×500mm。
（4）铁爬梯
用Φ10㎜的圆钢制得，间距200㎜。
2.1.5工艺设备
（1）曝气装置
所需空气量
曝气强度，符合要求（）[6]
选用穿孔管曝气，2根，1组。曝气管中心间距0.9m，设置在调节池水面下2.7m，距池底0.2m，斜向下45°开孔，孔径，孔距50㎜，孔在管两侧交错排列。
空气管干管流速，由得所需管径，选用公称直径镀锌钢管。
空气管支管流速，由得所需管径，选用公称直径镀锌钢管。
孔口流速
鼓风机的选用见后面的“鼓风系统”部分。
（2）一次提升泵
一次提升泵两台，1用1备。选用自吸式离心泵，选型见水力计算部分。
2.2微电解塔
2.2.1一般说明
微电解法[2，9]所用材料有两种：一种是铁屑或铁刨花；另一种是焦碳，将它们混合后投加到废水中。由于铁和碳的电极电位不同，浸入废水（电解质溶液）就会形成原电池。另外，铁屑含有碳渗体，自身即可形成无数铁素体和碳渗体组成的微原电池。通过电极反应以及电极反应产物的作用来降解水中污染物，在色度的去除方面尤为明显。在此过程中，还有絮凝、吸附、架桥、卷扫、共沉、电沉积的作用。微电解同时对铁炭填料床进行曝气，以搅动填料、减少板结、去除铁屑表面钝化膜、增加出水的絮凝效果。
微电解塔自底部进水，上行通过铁炭填料床后，自上部的周边淹没孔口出水至集水槽。进水偏酸性（pH=4）；铁炭填料选用铸铁屑和焦炭颗粒，上部安装有筛网压板以防填料膨胀流失，填料置于卵石（或碎石）承托层之上，由穿孔板支承。进水同时，对铁炭填料曝气，并用清水池的水定期对铁炭填料冲洗。冲洗时关闭微电解塔的进水阀和集水槽的出水阀，冲洗水自上部进入，从底部出水至污泥浓缩池。
微电解塔为碳钢结构，焊制，内壁环氧树脂防腐，外壁防锈，二度红丹，一度防锈漆。外壁有卸料口、铁爬梯，安于砖砌混凝土地基上，设4个预埋铁。计算草图如图3。
2.2.2参数选取
塔形：圆形
塔数n：1
设计流量Q：2.5m3/h
水力停留时间HRT：1h
铁炭比（体积比）：1:1
铸铁屑、焦炭粒径d：2-4㎜
铁炭填料设计空隙率：
气水比：14:1
周边集水槽超高h1：0.15m
上层稳定水层高h2：0.5m
铁炭填料层厚度h3：1.5m
承托层厚度h4：0.35m，共三层，每层厚100 mm，卵石（或碎石）的筛分粒径自上而下依次为4-8 mm，8-16 mm，16-32mm，底部穿孔板支承装置厚0.05m
底部配水区高度h5：0.8m
冲洗强度：0.75L/(㎡·s)
冲洗时间：5min
冲洗周期：5d
设计进水水质：COD=33250mg/L，色度=20000倍，pH=4

图3 微电解塔计算草图
2.2.3工艺尺寸
有效容积，考虑到曝气会引起废水体积膨胀，取其增大量为，则校正后的总有效容积
所需填料体积
微电解塔横截面积
塔径，取D=2.4m。
塔高H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5 =0.15+0.5+1.5+0.35+0.8=3.3m
微电解塔尺寸为
2.2.4细部结构
（1）进水口
选用公称直径Dg=25㎜的硬聚氯乙烯管（Φ32㎜×1.5㎜）作为微电解塔的进水管， 当时，，。进水口距池底0.20㎜。
（2）集水槽[7]
①单侧淹没孔口集水槽，环形，内环即淹没孔口出水堰。
②集水槽个数N=1
③槽中流量，取安全系数为1.2，则校正后的槽中流量
④槽宽，为方便加工，取B=0.20m。
⑤槽总高度
槽超高
取淹没水深
取跌落高度
槽中水深：起点槽中水深为0.75B=0.75×0.20=0.15m，终点槽中水深为1.25B=1.25×0.20=0.25m，取槽中水深
槽总高度
⑥孔眼计算
由得

式中 ——布水槽流量，；
——流量系数，取0.62；
——孔口淹没水深，此处为0.05m；
——孔眼总面积，㎡；
则
单孔面积：取孔眼直径d=10㎜，则单孔面积

孔眼个数，取n=18
相邻孔眼间弧长对应的圆心角为20°，弧长约为0.42m。
⑦出水口
位于槽底，共4个，用公称直径Dg=25㎜的硬聚氯乙烯管（Φ32㎜×1.5㎜）作为出水竖管。4个出水竖管最后合流为1根出水管。
（3）卸料口
卸料口DN500，1个，兼作卸料口，平时密封，底部与承托层底部齐平。
（4）穿孔板支承装置
圆盘状，直径2.4m，均匀穿孔，孔径，间距50㎜，兼作曝气器的安装板。
（5）筛网式填料压板
圆盘状，安于填料层上面，直径2.4m，孔径2㎜，防止填料流失。
2.2.5工艺设备
（1）曝气装置
所需空气量
选用TCBQ-178Q型陶瓷微孔曝气器，刚玉曝气帽和托盘合并，制成一体的全刚玉型曝气头，克服了托盘与刚玉帽之间漏气的情况。其技术参数见表3。
表3 TCBQ-178Q型陶瓷微孔曝气器技术参数
名称
技术参数
名称
技术参数
材质
全刚玉+ABS
供氧量/㎏O2·h-1
0.26
规格Φ/㎜
178
通气量/m3·h-1
3.0
外形
球冠形，外丝
服务面积/㎡
0.3-0.75
质量/㎏
1.302
阻力损失/㎜H2O
30-80
孔径/μm
200
气孔率/%
36-42
每个陶瓷微孔曝气器的通气量，则所需的陶瓷微孔曝气器个数，取12。校核：单个曝气器实际服务面积为，符合0.3-0.75㎡。曝气器均匀安于穿孔板上，间距600㎜，如图4所示。
实际曝气量，曝气强度
取干管空气流速，则所需管径，干管选用DN32的镀锌钢管。
取支管（曝气横管）空气流速，选用DN20的镀锌钢管。
曝气管距池底0.60m，曝气器顶距水面2.30m。
鼓风机选用见后面的“鼓风系统”部分。

图4 曝气器位置图
（2）配水系统
采用25个单面叠片式滤头（排水帽），江苏如东县掘港塑料厂生产。其规格及性能见表4。滤头均匀布于支撑板上，间距300㎜，如图5所示。进水管距池底0.20m。
表4 单面叠片式滤头（排水帽）规格及性能
结构形式
本体材质
规格/㎜
缝隙宽度/㎜
缝隙面积/mm2·个-1
质量/kg·个-1
蘑菇形碟片式
ABS塑料
Φ55
0.35
286-303
68

图5 滤头分布图
（3）冲洗设备
设计冲洗水流量，即
冲洗进水管选用公称直径Dg=40㎜的硬聚氯乙烯管（Φ50㎜×2㎜），当时，管中流速（符合2.0-2.5m/s），。
选用“固定式表面冲洗设备”对铁炭填料表面进行冲洗，即在填料上方100㎜处布置间距为600㎜的水平硬聚氯乙烯管（Dg=20㎜，Φ25㎜×1.5㎜），共四根，布成“丰”字型，水平管两侧每300㎜开一孔（Φ5㎜），从孔中喷射出水流对填料表面进行冲洗。
冲洗出水管位于微电解塔进水管对面，1根，选用公称直径Dg=50㎜的硬聚氯乙烯管（Φ63㎜×2.5㎜），当时，管中流速，。
一次冲洗水量
冲洗水泵自清水池，泵的选用见后面的“水力计算”部分。
2.3混凝池
2.3.1一般说明
微电解出水含有亚铁离子，会干扰COD的测定，还会带来返色。用加碱混凝法中和沉降，调pH为8左右。
本设计中选用稀NaOH溶液调pH，PAM作为混凝剂，加药管伸入液面下。混凝过程中，曝气搅拌。宽顶堰溢流出水至斜板沉淀池的配水槽。池体为钢筋混凝土结构。与斜板沉淀池、中间水池合建，如图6所示。

图6 混凝池、斜板沉淀池、中间水池合建示意图
2.3.2参数选取
池形：方形
池数n：1个
设计流量Q：2.5m3/h
水力停留时间HRT：30min
气水比x：2:1
2.3.3工艺尺寸
混凝池有效容积
取水面超高h1=0.5m
取池子边长，则混凝池水位，考虑到曝气会引起废水体积膨胀而使水位升高，取水位升高量，则校正后混凝池水位为
，取1.8m
混凝池总深度
混凝池尺寸
2.3.4细部结构
（1）进水管
微电解塔的出水管分流为两根竖管深入混凝池水面下进水，进水竖管为公称直径Dg=40㎜的硬聚氯乙烯管（Φ50㎜×2.0㎜）。当单管流量为时，管中流速（符合后续的混凝要求0.2-0.3m/s）[7]，。进水管伸入水面下，管口距池底100㎜。
（2）宽顶堰
设计堰上水头取0.05m，出水跌落高度取0.10m。
2.3.5曝气设备
所需空气量
选用TCBQ-178Q型陶瓷微孔曝气器，其技术参数见表3。
每个陶瓷微孔曝气器的通气量，则所需的陶瓷微孔曝气器个数，取2。校核：单个曝气器实际服务面积为，符合0.3-0.75m2。曝气器在水面下1.6m。
实际曝气量，曝气强度
空气干管流速，由得所需管径，选用公称直径镀锌钢管。
空气支管流速，由得所需管径，选用公称直径镀锌钢管。
鼓风机选用见后面的“鼓风系统”部分。
2.4斜板沉淀池
2.4.1一般说明
用于去除废水混凝后产生的大量悬浮物。
本工艺采用异向流斜板沉淀池，废水进入配水槽后，经底部穿孔花墙整流布水进入沉淀池缓冲区，上行经斜板区沉淀后溢流出水至中间水池。
池体为钢筋混凝土结构。斜板用石棉板，上缘倾向池子进水端，后倾安装。池壁与斜板的间隙处设阻流板，以防水流短路。底部设梯形断面泥斗，内设穿孔管，由吸泥泵排至污泥浓缩池。如图7所示。

图7 斜板沉淀池计算草图
2.4.2参数选取
池形：方形
池数N：1个
设计流量Q：2.5m3/h
水力表面负荷q：3 m3/(㎡·h)[8，10]
斜板长度：1.2m
斜板倾角q：60°
斜板净距d：100mm
斜板厚度b：5mm
设计出水水质：COD=17500mg/L，色度=2000倍，pH=8
2.4.3工艺尺寸
有效水面面积[8，10，11]
考虑到与混凝池合建，取池宽B=1.0m
沉淀池有效长
沉淀池长，取1.6m
斜板个数，取m=8
取水面超高=0.5m
取斜板上端清水区高度=0.5m
斜板区高度,取1.05m
取斜板下端与泥斗之间的缓冲层高度=0.7m
泥斗梯形槽状，1个，取梯形断面底边长，倾角b=60°，泥斗高度为

泥斗总容积
校核：池内水力停留时间，与30min接近，符合要求。
沉淀池总高度
沉淀池尺寸
2.4.4细部结构
（1）配水槽
配水槽与沉淀池同宽，其尺寸L×B×H=800㎜×1000㎜×2750㎜。
（2）穿孔花墙
钢筋混凝土结构，浇灌时用公称管径Dg=25㎜（Φ32㎜×1.5㎜）的硬聚氯乙烯管镶入花墙壁作为穿孔，其计算内径为d=29㎜，管长即为花墙壁厚。
取穿孔花墙的进水流速，则所需孔眼面积为

单孔面积
孔眼个数，取
穿孔布置为2排，每排穿孔数为m=3，则相邻孔眼中心距，两端各留出0.25m，上下两排穿孔距离取0.25m，底排开孔中心距离槽底0.15m。
（3）单侧淹没孔口堰
取淹没水深，跌水高度0.15m。
堰流量，取安全系数为1.5，则校正后的堰流量
由得

式中 ——流量系数，取0.62；
——孔口淹没水深，此处为0.05m；
——孔眼总面积，㎡；
则
取孔眼直径=15㎜，则单孔面积
孔眼个数，取
出水堰长，则相邻孔眼间距，取100㎜，靠近两端各留出150㎜。
（4）穿孔排泥管
采用公称管径Dg=200㎜（Φ200㎜×6㎜）的穿孔硬聚氯乙烯管作排泥管，布于泥斗底部，吸泥泵排泥。吸泥泵选型见“污泥处理系统”部分。
2.5中间水池
2.5.1一般说明
用作斜板沉淀池出水贮池，兼作保安器进水泵（即二次提升泵）的集水池。有效容积取0.5h废水流量[7]。
2.5.2工艺尺寸
有效容积
取超高
取池子边长，则最高水位与最低水位差，取1.3m
取最低水位
池高，考虑到与沉淀池的合建，取H=2.55m，使之与沉淀池泥斗上部齐平，则1.55m。
中间水池尺寸为
2.5.3工艺设备
二次提升泵两台，1备1用，选型见“水力计算”部分。
2.6保安器
2.6.1一般说明
由于催化氧化塔的进水的SS要求在50mg/L以下，所以在催化氧化前用保安器对废水进行过滤，使出水SS满足催化氧化塔的进水要求，以保证其正常工作。由于处理水量不大，设置1台。
二次提升泵将中间水池中的水泵入保安器。保安器自上部进水，倒置喇叭口布水。布水后下行，经石英砂滤层过滤后，自下部排出。反冲洗时，关闭进水阀、出水阀，自下部进水，上部出水，出水流入污泥浓缩池。平时，反冲洗进、出水阀关闭。反冲洗水泵自清水池。
保安器碳钢结构，焊制，内壁环氧树脂防腐，外壁刷防锈漆。顶部为球冠封头，旁侧引出排气管，有安全阀（当保安器内压力大于0.45MPa时，自动排气）。采用石英砂单层滤料[8]，粒径级配为，，不均匀系数，滤料置于承托层上；承托层采用卵石（或碎石），共四层，卵石（或碎石）的粒径自上而下依次为2-4㎜、4-8㎜、8-16㎜、16-32㎜，每层厚100㎜；下部为栅板式支承装置。外壁有入料口、卸料口。保安器安于铁架上，混凝土地基，设4个预埋铁。计算草图见图8。
2.6.2参数选取
外形：圆柱状
个数n：1
设计水量：
顶部球冠封头高度：0.2m
滤层厚度：1.0m
承托层厚度：0.45m，含栅板式支承装置厚度0.05m
底部出水区（反冲洗进水区）高度：0.3m
正常滤速：9m/h
强制滤速：12m/h
工作周期T：5d
反冲洗膨胀度：45%
反冲洗强度：[7，8]
反冲洗时间：5min

图8 保安器计算草图
2.6.3工艺尺寸
保安器横截面积
保安器直径，取D=0.60m
校核空塔流速，符合要求（8-10m/s）
所需石英砂体积
石英砂反冲洗膨胀率，则保安器有效高度为

保安器高度
保安器尺寸为
2.6.4细部结构
（1）进水口
进水管用公称直径Dg=25㎜的硬聚氯乙烯管（Φ32㎜×1.5㎜），自上部旁侧引入保安器后上弯，用倒置喇叭口布水。
（2）栅板式支承装置
圆盘状，由竖立的热轧扁钢组成，所用扁钢厚5㎜，宽50㎜，扁钢条间距为最底层承托层卵石（或碎石）的粒径（16-32mm）的0.6-0.8倍，取12㎜。
（3）出水口（反冲洗进水口）
保安器直径D=0.6m
设计反冲洗水流量，即12.24m3/h，查表选用公称直径Dg=40㎜的硬聚氯乙烯管（Φ50㎜×2.0㎜）作为反冲洗进水管，当时，管中流速（符合2.0-2.5m/s），。
校核：当出水流量时，管中流速（符合后续管式混合的要求，），。
一次反冲洗水量
（4）反冲洗出水口
查表选用称直径Dg=40㎜的硬聚氯乙烯管（Φ50㎜×2.0㎜）作为反冲洗进水管，当时，管中流速（符合2.0-2.5m/s），。
（5）入料口与卸料口
入料口DN300，平时密封，底部与滤层上部齐平。
卸料口DN300，平时密封，底部与栅板式承托支架上部齐平。
2.6.5冲洗泵
见后面的“水力计算”部分。
2.7催化氧化塔
2.7.1一般说明
毒死蜱农药废水与二氧化氯水溶液的混合液一起进入催化氧化塔，在有催化剂存在的条件下，二氧化氯的氧化性很强，能降解废水中很多的难降解物质，使得出水水质能满足生物接触氧化的要求。
离心泵自清水池泵取清水，二氧化氯发生器产生的ClO2通过管式静态混合器A与清水混合成ClO2水溶液，再通过管式静态混合器B与保安器的出水混合，然后一起送入催化氧化塔。
催化氧化塔自底部进水，上行通过催化剂填料床后，自上部出水。填料上部安装有筛网压板以防填料膨胀流失，填料置于卵石（或碎石）承托层上，承托层下为穿孔板支承装置。进水同时，对催化剂填料床进行曝气，并用清水池的水对填料表面进行定期冲洗。冲洗时关闭催化氧化塔的进水阀和出水阀，冲洗水自上部进入，由底部出水至污泥浓缩池。
催化氧化塔为碳钢结构，焊制，内壁环氧树脂防腐，外壁刷两层防锈漆。顶部球冠式，开人孔（兼作入料口），底部侧面设卸料口。催化剂填料置于卵石（或碎石）承托层上，下有穿孔板支承装置，安有曝气器。催化氧化塔安于砖砌混凝土地基上，设预埋铁。计算草图如图9所示。
2.7.2参数选取
塔形：圆形
塔数：1
废水流量：2.5m3/h
投药比：1:1（体积比，ClO2水溶液:废水）
ClO2水溶液浓度：1000mg/L
ClO2残液产率：
水力停留时间：1h[2]
催化剂填料粒径：2-4㎜
催化剂填料设计空隙率：0.5
催化氧化塔顶部球冠封头（含人孔）高度：0.4m
上部水面超高：0.45m
上层出水区高：0.5m
催化剂填料层厚度：1.5m
承托层厚度：0.35m，共三层，每层厚100㎜，卵石（或碎石）的粒径自上而下依次为4-8㎜，8-16㎜，16-32mm，穿孔板支承装置厚度0.05m
底部布气区、进水区高度：0.8m
气水比：12:1
冲洗强度：0.75L/(㎡·s)
冲洗时间：5min
冲洗周期：5d
设计进水水质：COD=17500mg/L，色度=2000倍，pH=6-7
设计出水水质：COD=700mg/L，色度=200倍，pH=6-8

图9 催化氧化塔计算草图
2.7.3工艺尺寸
进水实际流量
有效容积，考虑到曝气会引起废水体积膨胀，取其增大量为，则校正后的总有效容积为
所需填料体积
催化氧化塔横截面积
塔径，取D=3.4m。
催化氧化塔高度为

催化氧化塔尺寸为
2.7.4细部结构
（1）进水口
进水管用公称直径Dg=40㎜的硬聚氯乙烯管（Φ50㎜×2.0㎜）。
（2）穿孔板支承装置
直径3.4m，开有小孔，间距50㎜，均匀分布，兼作曝气器的安装板。
（3）筛网式填料压板
圆盘状，安于填料层上面，直径3.4m，孔径2㎜，防止填料流失。
（4）出水口
出水管用公称直径Dg=40㎜的硬聚氯乙烯管（Φ50㎜×2.0㎜）。
（5）人孔（兼作入料口）、卸料口
人孔DN800，开于顶部，兼作催化剂填料入料口，平时盖紧。
卸料口DN500，平时密封，底部与承托层底部齐平。
2.7.5工艺设备
（1）二氧化氯发生装置
①选型
所需ClO2的产气量
选用PLM-2500型纯二氧化氯发生器。其主要技术参数见表5。
表5 PLM-2500型纯二氧化氯发生器主要技术参数
型号
产量/g·h-1
柜式外形尺寸/㎜
电机功率/kW
PLM-2500
2500
1800×1600×500
1.5
ClO2残液量，残液送往调节池的配水槽。
②耗药量
PLM-2500型纯二氧化氯发生器利用如下反应生产ClO2：

理论计算，产生1g ClO2，需消耗0.133gH2O，0.652gCO2和1.676gNaClO2。设备所需的NaClO2溶液浓度为35%，其转化率大于85%，则所需的NaClO2的质量为

（2）ClO2水溶液输送泵
耐腐蚀离心泵，1备1用，自清水池泵水，作为ClO2溶液的输送泵，选型见“水力计算”部分。
（3）管式静态混合器A、B
管式静态混合器A用于ClO2与清水混合成ClO2水溶液；管式静态混合器B用于废水与ClO2水溶液的混合。水流通过混合器时产生对分流、交叉混合和反向旋流，瞬时就能完成混合，效果显著。两者都选用GW-50型管式静态混合器。其技术参数见表6。
表6 GW-50型管式静态混合器主要技术参数
管径DN/㎜
投药口 d/㎜
管长
L/㎜
法兰尺寸/㎜
流速
v/m·s-1
总压头损失
Δh/m
D
D1
D2
b
n

50
15
300
160
125
10
18
4
18
＜1
-
（4）曝气装置
所需空气量
选用TCBQ-178Q型陶瓷微孔曝气器，每个陶瓷微孔曝气器的通气量，则所需曝气器个数，为便布置，取21。校核：单个曝气器实际服务面积为，符合0.3-0.75㎡。穿孔板上的曝气器自催化氧化塔圆心向四周均匀分布，间距600㎜。
实际曝气量，曝气强度
取干管空气流速，则所需管径，干管选用DN40的镀锌钢管。
取支管空气流速，竖管选用DN25的镀锌钢管。
曝气管距池底0.50m，曝气器顶距水面2.35m。
（5）配水系统
采用56个单面叠片式滤头（排水帽），江苏如东县掘港塑料厂生产。其规格及性能见表4。滤头均匀布于支撑板上，间距300㎜。进水管距池底0.20m。
（6）冲洗设备
设计冲洗水流量，即
冲洗进水管选用公称直径Dg=70㎜的硬聚氯乙烯管（Φ75㎜×2.5㎜），当时，管中流速，。
选用“固定式表面冲洗设备”对催化剂填料表面进行冲洗，即在填料上方100㎜处布置间距为600㎜的水平硬聚氯乙烯管（Dg=20㎜，Φ25㎜×1.5㎜），共四根，布成“丰”字型，水平管两侧每300㎜开一孔（Φ5㎜），从孔中喷射出水流对填料表面进行冲洗。
冲洗出水管位于进水管对面，选用Dg=80㎜的硬聚氯乙烯管（Φ90㎜×3㎜），当时，管中流速，。
一次冲洗总水量
冲洗水泵自清水池，泵的选用见后面的“水力计算”部分。
2.8生物接触氧化池
2.8.1一般说明
生物接触氧化池用于预处理过的毒死蜱农药的生化处理，使之出水达标排放。采用二段式生物接触氧化，分两组并列运行，一氧池、一沉池、二氧池、二沉池和清水池合建，如图10所示。

图10 一氧池、一沉池、二氧池、二沉池、清水池合建示意图
填料选用江苏宜兴市祥达填料有限公司生产的第一型产品之D1型组合式生物填料，其主要技术参数见表7。废水自上部进入导流槽后下行，经导流墙整流后进入生物接触氧化池，经填料上的挂膜接触氧化后，自上部的淹没孔口集水槽集水，并出水至沉淀池的导流槽。
表7 第一型产品之D1型组合式生物填料主要技术参数
名称
技术参数
名称
技术参数
纤维束长度/㎜
120
单位质量/㎏·m-3
2.5-3.0
束间距离/㎜
60
成膜后基本质量/㎏·m-3
50
安装间距/㎜
120
空隙率/%
＞99
纤维束量/束·m-3
1157
理论比表面积/㎡·m-3
2472
生物接触氧化池为钢筋混凝土结构，底部有排空管。填料悬于绳子上，绳子的两端系于格栅上，由竖立的热轧扁钢焊成，扁钢厚5㎜，宽50㎜，格栅间距120㎜。接触氧化池设计草图见图11。
2.8.2参数选取
池型：矩形
组数：2
设计水量：
长宽比：一氧池长宽比，二氧池长宽比
总水力停留时间：。其中，一氧池水力停留时间，二氧池水力停留时间
水面超高：
稳水层：
填料层高度：[8，12，13]
构造层高度：
填料空隙率：99%
曝气强度：
设计进水水质：一氧池COD=700mg/L，色度=200倍，pH=6-9
二氧池COD=280mg/L，色度=80倍，pH=6-9

图11 接触氧化池计算草图
2.8.3工艺尺寸
（1）一氧池
一氧池单池有效容积，考虑到曝气会引起废水膨胀，取其增大量为，则校正后的总有效容积
一氧池单池所需填料体积
一氧池单池表面积，
一氧池长宽比，则，
一氧池高度
一氧池尺寸为
（2）二氧池
二氧池单池有效容积，考虑到曝气会引起废水膨胀，取其增大量为，则校正后的总有效容积
二氧池单池所需填料体积
二氧池单池表面积，
二氧池长宽比，则
二氧池高度
二氧池尺寸为
2.8.4细部结构
（1）导流槽
导流槽尺寸
导流墙距池底0.4m。
（2）单侧淹没孔口出水堰
取淹没水深，跌落水深
堰流量，取安全系数为1.5，则校正后的堰流量
由得

式中 ——流量系数，取0.62；
——孔口淹没水深，此处为0.05m；
——孔眼总面积，㎡；
则
单孔面积：取孔眼直径d=15㎜，则单孔面积

孔眼个数，取
出水堰长L=3.0m，则相邻孔眼间距，取300㎜，靠近两端各留出450㎜。
（3）填料布置
填料的纤维束串于绳子上，绳子两端系于格栅上。纤维束竖直方向间距60㎜，水平方向间距120㎜，周边的纤维束距离池壁中心线180㎜。
单个一氧池所需的填料串数为，每串所需填料数为，计个填料
单个二氧池所需的填料串数为，每串所需填料数为，计个填料。
生物接触氧化池共需串填料，总计个填料。
2.8.5曝气设备
（1）一氧池