畢業論文--味精廠淀粉廢水處理工程設計

1、<p>　　某味精廠淀粉800m3/d廢水處理工程設計</p><p><b>　　1. 概述5</b></p><p>　　1.1. 設計任務5</p><p>　　1.2. 設計依據5</p><p>　　1.2.1 規范標準5</p><p>　　1.3 廠區地形5<

2、;/p><p>　　1.4 自然條件6</p><p>　　1.4.1 污水水質特征6</p><p>　　1.4.2 氣象資料6</p><p>　　1.4.3 工程地質資料6</p><p>　　2. 污水處理工藝設計7</p><p>　　2.1. 規模與處理程度的確定7</

3、p><p>　　2.1.1. 處理規模7</p><p>　　2.1.2. 設計進出水水質7</p><p>　　2.2. 污水處理工藝方案的確定8</p><p>　　2.2.1. 廢水水質分析8</p><p>　　2.2.2. 工藝方案選擇8</p><p>　　2.2.3. 污水處

4、理方案的比選8</p><p>　　2.2.4. 設計方案的確定10</p><p>　　2.3. 污水處理站工藝設計11</p><p>　　2.3.1. 格柵11</p><p>　　2.3.2. 集水井11</p><p>　　2.3.3. 一級泵房11</p><p>　　2

5、.3.4. 氣浮池12</p><p>　　2.3.5. 調節池12</p><p>　　2.3.6. UASB反應器12</p><p>　　2.3.7. 曝氣沉淀池12</p><p>　　2.3.8. SBR反應器13</p><p>　　2.3.9. 二級泵房13</p><p&

6、gt;　　2.4. 污泥部分工藝設計13</p><p>　　2.4.1. 集泥井13</p><p>　　2.4.2. 污泥重力濃縮池13</p><p>　　2.4.3. 污泥脫水間13</p><p>　　3. 污水站總平面布置13</p><p>　　3.1. 平面布置及總平面圖13</p&g

7、t;<p>　　3.2. 平面布置的一般原則14</p><p>　　3.3. 污水處理站平面布置的具體內容14</p><p>　　3.4. 高程布置15</p><p>　　4. 畢業設計計算書17</p><p>　　4.1. 設計資料17</p><p>　　4.1.1. 設計題目及任務

8、17</p><p>　　5. 污水站設計計算17</p><p>　　5.1. 污水處理站處理規模17</p><p>　　5.1.1. 污水處理程度18</p><p>　　5.2. 污水處理站工藝設計18</p><p>　　5.3. 污水處理構筑物的設計計算20</p><p&g

9、t;　　5.3.1. 格柵20</p><p>　　5.3.2. 集水井21</p><p>　　5.3.3. 一級泵房22</p><p>　　5.3.4. 氣浮池23</p><p>　　5.3.5. 調節池27</p><p>　　5.3.6. SBR反應器39</p><p>

10、;　　5.3.7. 鼓風機房設計43</p><p>　　5.3.8. 二級泵房44</p><p>　　5.4. 污泥處理系統計算45</p><p>　　5.4.1. 集泥井45</p><p>　　5.4.2. 污泥重力濃縮池46</p><p>　　5.4.3. 污泥脫水間47</p>

11、<p>　　6. 污水處理站的平面布置和高程布置48</p><p>　　6.1. 平面布置48</p><p>　　6.2. 高程布置48</p><p>　　某味精廠淀粉800m3/d廢水處理工程設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　我國生物化工

12、行業經過一系列的發展，已具備了一定的基礎。特別是改革開放以后，生物化工行業的發展邁向了一個新的階段。但是，隨著生物化工的發展，其環境污染問題也日趨嚴重，已經成為我國的環境污染主要來源。在生物化工的各個行業中，由于淀粉、啤酒、酒精、味精、檸檬酸、抗生素的產值較大，環境污染嚴重，所以尤其被人們重視。</p><p>　　食品工業是以糧食和農副產品為主要原料的加工工業。這類行業用水量和廢水排放量都很大，尤其以淀粉工業廢

13、水的排放量占首位。我國淀粉行業有 600 多家企業。在國內，每生產 1淀粉就要產生 10～20廢水，有的甚至更多。廢水中主要含有淀粉、糖類、蛋白質、廢酸和廢堿等污染物，隨生產工藝的不同，廢水中的 COD 濃度在2000～20000mg/l 之間。這些淀粉廢水若不經過處理直接排放，其水中所含有的有機物，進入水體后會迅速消耗水中的溶解氧，造成水體缺氧而影響魚類和其他水生動物的生存，同時廢水中懸浮物易在厭氧條件下分解產生臭氣，惡化水質。<

14、;/p><p>　　味精廠以玉米為原料生產淀粉，然后以淀粉為原料生產味精，生產過程中排放大量淀粉廢水，影響周圍環境，為適應當地環保工作以及工程項目的需要應符合同時設計、同時施工、同時投入使用的三同時原則，使出水水質達到國家城鎮污水處理廠污染物排放二級標準。</p><p>　　根據某味精廠排放的廢水特點及提供的占地面積，本設計方案通過氣浮—UASB—序批式活性污泥處理工藝和氣浮—UASB—生物

15、接觸氧化處理工藝的對比，選擇一套高效，穩定和經濟技術合理的處理工藝，保證廢水達到國家污水綜合排放二級標準，同時使投資、占地面積、運行管理度達到最佳設置。</p><p>　　關鍵詞：味精廢水 淀粉 USAB</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　China's bio chemical indu

16、stry after a series of development, already have a foundation. Especially after the reform and opening up, the development of bio chemical industry towards a new stage. However, with the development of bio chemical indus

17、try, environmental pollution problems have become increasingly serious, has become the main source of environmental pollution in china. In the bio chemical industries, because the starch, beer, alcohol,monosodium glutama

18、te, citric acid, antibiotics, the o</p><p>　　The food industry is the processing industry for food and agricultural products as the main raw material. Water consumption and wastewater discharge this kind of

19、industry is very big, especially in the discharge of wastewater from starch industry accounted for the first. Starch industry in China has more than 600 enterprises. In China,each producing 1 starch to produce 10 ~ 20 wa

20、stewater, some even more. Wastewater containing mainly starch,carbohydrate, protein, acid and alkali waste and other p</p><p>　　Monosodium glutamate factory to the production of corn based starch as raw mate

21、rial, and then using starch asraw material production of monosodium glutamate, a lot of starch wastewater discharge in the production process,impact on the surrounding environment, should be three also conform to the con

22、tract design, construction and put into use at the same time, the principle for the need to adapt to the local environmental protection work and project, to make the effluent quality meet the national </p><p&g

23、t;　　According to the characteristics of wastewater discharged from a monosodium glutamate factory covers an areaof and provide, this design by floatation and UASB sequencing batch activated sludge treatment process andfl

24、otation - UASB - biological contact oxidation process of comparison, select a high efficiency, stability andeconomic and reasonable process, ensure the wastewater can meet the national sewage comprehensive discharge leve

25、l two standard, and make the investment, covers an area of, oper</p><p>　　Keywords: Monosodium Glutamate Wastewater，starch ，USAB</p><p><b>　　畢業設計說明書</b></p><p>　　設計題目：某味

26、精廠淀粉800m3/d廢水處理 </p><p><b>　　工程設計</b></p><p>　　學　　院 環境與生物工程學院 </p><p>　　專業年級 </p><p>　　學生姓名 學號 </

27、p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　設計地點 </p><p>　　日 期 </p><p><b>　　概述</b></p><p><b>　　設計任務</b&

28、gt;</p><p>　　根據工業園區總體規劃及相關資料進行某味精廠800m3/d污水處理工程設計，具體內容有：</p><p>　　1、污水處理工藝設計； 2、污水處理構筑物設計； 3、污泥處理構筑物設計。</p><p><b>　　設計依據</b></p><p>　　1.2.1 規范標準</p&g

29、t;<p>　　1、污水處理工程畢業設計設計任務書及可行性研究報告；</p><p>　　2、本工程執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB8978—2002）二級排放標準；</p><p>　　4、《市外排放設計規范》1997年修訂（GBJ14—87）；</p><p>　　5、《建筑給水排水設計規范》（GBJ15—88）；</p>

30、<p>　　6、《淀粉工業水污染物排放標準編制說明》；《水質工程學》，李圭白主編，中國建筑工業出版社，2005。</p><p>　　7、《給水排水設計手冊》（1—11 冊）。</p><p><b>　　1.3 廠區地形</b></p><p>　　該味精廠位于某市郊區，以玉米為原料生產淀粉，以淀粉為原料生產味精。該味精廠每天排放的

31、淀粉廢水為800t，廢水處理站在廠區的南面，該地目前是一塊空地。東西長80m，南北長40m，地勢相對平坦。圍墻在場區的西側，北側為廠區，海拔高度60m。</p><p><b>　　1.4 自然條件</b></p><p>　　1.4.1 污水水質特征</p><p>　　味精廢水具有COD，SO42-，NH3-N濃度高，PH低等特點，同時在T

32、P和SS方面的污染也比較明顯。小麥淀粉廢水由兩部分組成：沉降池里的上清液和離心后的黃漿水。前者的有機含量較低，后者則含有大量有機物，生產中通常將兩部分廢水混合后集中排放。玉米淀粉廢水主要來自含有大量有機物（不溶蛋白質，可溶蛋白質，無機鹽及糖類）的工藝水（中間產品的洗滌水，各種設備的沖洗水）和玉米浸泡水。我國淀粉生產企業眾多，原料不同，工藝不同，使得淀粉廢水污染指標間的差異也很大，盡管如此，淀粉廢水有著以下共同特點：化學耗氧量（COD）、

33、生物耗氧量（BOD）以及濁度都非常高。</p><p>　　本項目污水處理的特點：污水的BOD/COD=0.6,可生化性很好，污水的各項指標都比較高，含有大量有機物，同時淀粉廢水中含有大量的蛋白。</p><p>　　1.4.2 氣象資料</p><p>　　年平均氣溫：18.80C；</p><p>　　極端最高氣溫：42.10C；<

34、/p><p>　　極端最低氣溫：3.10C；</p><p>　　最熱月月平均氣溫：37.80C；</p><p>　　最冷月月平均氣溫：3.51C；</p><p>　　全年平均降水量：1034.5mm；</p><p>　　全年主導風向：北北東風。</p><p>　　1.4.3 工程地質資料&

35、lt;/p><p>　　1）廠區地質構造：廠區地質良好，為亞砂土、亞粘土、砂卵石組成，厚度4.5~11m，地基承載能力在1kg/cm2，</p><p>　　2）地震：沒有相關的地震資料，設計地震烈度按8度計算，</p><p>　　3）地下水位：5m，</p><p>　　4）最大凍土深度：0.7m。</p><p>&

36、lt;b>　　污水處理工藝設計</b></p><p>　　規模與處理程度的確定</p><p><b>　　處理規模</b></p><p>　　該味精廠位于某市郊區，以玉米為原料生產淀粉，以淀粉為原料生產味精。該味精廠每天排放的淀粉廢水為800t，廢水處理站在廠區的南面，該地目前是一塊空地。東西長80m，南北長40m，地勢

37、相對平坦。圍墻在場區的西側，北側為廠區，海拔高度60m。</p><p><b>　　設計進出水水質</b></p><p>　　根據任務書確定該味精廠進水水質如下表1</p><p><b>　　表1污水進水水質</b></p><p>　　處理后水質要求達到《污水綜合排放標準》（GB8978—2

38、002）二級排放標準污水進出水水質及去除率，具體標準見下表。</p><p>　　表2污水進出水水質及去除率</p><p>　　污水處理工藝方案的確定</p><p><b>　　廢水水質分析</b></p><p>　　本項目污水處理的特點：污水的 BOD/COD=0.6,可生化性很好，污水的各項指標都比較高，含有大

39、量有機物，非常有利于生物處理。同時淀粉廢水中含有大量的蛋白，可以用氣浮工藝分離提取。</p><p><b>　　工藝方案選擇</b></p><p>　　根據該味精廠水質特征及該行業的廢水處理技術和現狀，該廢水可采用厭氧與好氧相結合的方法來處理。淀粉廢水首先經過氣浮池去除大部分懸浮物，特別是蛋白質；然后經過厭氧處理裝置，降低進水有機負荷，獲得能源即沼氣，并使出水達到

40、好氧處理可接受的濃度，在進行好氧處理后達標排放。</p><p>　　在眾多的厭氧工藝中選用上流式厭氧污泥床(USAB)，它自70年代以來得到了不斷改進和發展，在處理高濃度有機廢水方面與其它生物處理相比具有以下幾大優點：</p><p>　?。?）成本低。運行過程中不需要曝氣，比好氧工藝節省大量電能。同時產生的沼氣可作為能源進行利用。產生的剩余污泥少且污泥脫水性好，降低了污泥處置費用。&l

41、t;/p><p>　?。?）反應器負荷高，體積小，占地少。</p><p>　?。?）運行簡單，規模靈活。無需設置二沉池，規?？纱罂尚?，較為靈活，特別有利于分散的點源治理。</p><p>　?。?）二次污染少。但其出水濃度仍然比較高，還需后續好氧處理。</p><p><b>　　污水處理方案的比選</b></p&g

42、t;<p>　　根據污水水質特征以及處理要求，本設計對其處理工藝流程進行方案比選，初步選擇SBR序批式活性污泥法和生物接觸氧化法兩種方法，下面對兩種方法進行必選，以確定最終的方案。</p><p><b>　?、賁BR工藝</b></p><p>　　間歇式活性污泥法，簡稱SBR工藝，又稱序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor

43、），是近年來國內外被廣泛應用的一種污水生物處理技術。序批式活性污泥法工藝由按一定時間順序間歇作運行的反應器組成。SBR工藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應器在處理廢水時的操作過程包括如下五個階段：進水期；反應期；沉淀期；排水排泥期；閑置期。該工藝具有工藝流程簡單，基建及運行費用低，速度快，效率高，出水水質好；耐沖擊負荷能力較強，是防止污泥膨脹的最好工藝的特點。綜上所述，SBR法定工藝符合了“三低一少”技術要求，即低建設費用、低運行

44、費用、低操作管理需求。</p><p><b>　?、谏锝佑|氧化法</b></p><p>　　生物接觸氧化法是由生物濾池和接觸曝氣氧化池演變而來的。它是具有活性污泥與生物濾池優點的生物膜法，生物接觸氧化池內設置填料，填料淹沒在廢水中，填料上長滿生物膜，廢水與生物膜接觸過程中，水的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化成新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨水流到沉淀池后

45、被除去，廢水得到凈化．它有較高的容積負荷和適用能力，可以更好的使污水達標排放。</p><p>　　下面通過表3對兩種方案進行必選：</p><p>　　表3 設計方案比選</p><p>　　綜上所述：在本次設計中采用在國內外廣泛使用，技術相對成熟，運行操作靈活，效果穩定，工藝簡單，運行費用低，對水質、水量變化的適應性強，耐沖擊負荷的SBR工藝。經SBR工藝處理

46、后，COD的去除率可達90%，BOD5的去除率可達95%，SS的去除率可達70%，同時還具有很好的脫氮除磷效果，可以滿足該污水處理后排放要求。</p><p><b>　　設計方案的確定</b></p><p>　　通過對廢水水質水量情況，水質特征以及該廠的運行條件，確定采用“氣浮+UASB+SBR ”法對該味精廠的味精淀粉廢水進行處理。</p><

47、;p>　　表4 “氣浮+UASB+SBR ”法污水及污泥處理工藝流程</p><p>　　流程說明：該淀粉廢水處理工藝由提取蛋白、厭氧生物處理和好氧生物處理3部分組成。提取蛋白采用氣浮分離技術，淀粉生產車間的廢水流過格柵，先去除大的懸浮物，然后進入集水井，集水井的廢水泵入氣浮池提取蛋白飼料，濕蛋白飼料經烘干制成干蛋白飼料。氣浮分離后的廢水流入調節沉淀池，以調節水量并沉淀去除部分懸浮物。厭氧生物處理采用UA

48、SB技術，調節沉淀池廢水用泵壓入UASB進行厭氧生物處理，大部分有機物在UASB 反應器中降解，反應過程中產生的沼氣經水封罐、氣水分離器、脫硫器處理后進入沼氣儲柜進行利用。UASB出水自流入曝氣沉淀池，曝氣沉淀池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構筑物，其功能主要是去除厭氧出水的懸浮物和等有害氣體，增加水中的溶解氧，為好氧處理創造有利的條件。好氧生物處理采用SBR技術，曝氣沉淀池的出水自流進入SBR進行好氧生物處理，以進一步降解水中

49、的有機物。調節沉淀池、UASB、曝氣沉淀池、SBR等處理單元產生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥濃縮池，污泥經濃縮后進入污泥脫水間進行機械脫水，產生的泥餅作為有機農肥外運。污泥濃縮池的上清液和污泥脫水間的壓濾液排入集水井進行再處理</p><p><b>　　污水處理站工藝設計</b></p><p><b>　　格柵</b><

50、/p><p>　　格柵安裝在集水井的進口處，用于攔截較大的懸浮物或漂浮物，防止堵塞水泵機組及管道閥門。同時，還可以減輕后續構筑物的處理負荷。由于處理量不是很大，采用人工清渣。結構為地下鋼混結構。</p><p><b>　　集水井</b></p><p>　　由于工業廢水排放的不連續性，為了方便操作，減少施工工程量,所以在調節池之前和格柵之后設一集

51、水井，其大小主要取決于提升泵的能力，目的是防止水泵頻繁啟動，以延長污水泵的使用壽命。具體設計時要選取適當的設計參數及合適的提升水泵型號，以達到要求。</p><p><b>　　一級泵房</b></p><p>　　一次污水泵從集水井中吸水壓至調節池,污水泵設置于地面上,不能自灌,設置引水筒。采用磚混結構。</p><p><b>　

52、　氣浮池</b></p><p>　　由于廢水的固體懸浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以設一氣浮池,分離提取蛋白質,提高經濟效益，同時減輕后續處理構筑物的壓力。該氣浮池采用部分回流的平流式氣浮池，并采用壓力溶氣法。</p><p><b>　　調節池</b></p><p>　　工業廢水的水量和水質隨時間的變化幅度較大。為了保證后

53、續處理構筑物或設備的正常運行，需對廢水的水量和水質進行調節。由于淀粉廢水中懸浮物（SS）濃度較高，此調節池也兼具有沉淀的作用。該池設有沉淀的污泥斗，有足夠的水力停留時間，保證后續處理構筑物能連續運行。其均質作用主要靠池側的沿程進水，使同時進入池的廢水轉變為前后出水，以達到與不同時序的廢水相混合的目的。采用半地下鋼混結構。</p><p><b>　　UASB反應器</b></p>

54、<p>　　UASB（上流式厭氧污泥床）是集生物反應與沉淀于一體的一種結構緊湊效率高的厭氧反應器。為了滿足池內厭氧狀態并防止臭氣散逸，UASB池上部采用蓋板密封，出水管和出氣管分別設水封裝置。池內所有管道、三相分離器和池壁均做防腐處理。</p><p><b>　　曝氣沉淀池</b></p><p>　　污水經UASB 反應器厭氧處理后，污水中含有一部分

55、具有厭氧活性的絮狀顆粒，在UASB反應器中難以沉淀去除，故而使其在此曝氣沉淀池中去除，由于經曝氣作用，厭氧活性喪失，沉淀效果增強，同時在該沉淀池中沒有沼氣氣流影響，因而沉淀效果亦增強。另外，UASB 出水中溶解氧含量幾乎為零，若直接進入好氧處理構筑物，會使曝氣池中好氧污泥難以適應，影響好氧處理效果。通過預曝氣亦可以去除一部分UASB反應器出水中所含的氣體。</p><p>　　預曝沉淀池參考曝氣沉砂池和豎流式沉淀

56、池設計。曝氣利用穿孔管進行，壓縮空氣引自鼓風機房。曝氣后污水從擋墻下直接進入沉淀池，沉淀后污水經池周出水。所產生的污泥由重力自排入集泥井，每天排泥一次。采用半地下鋼混結構。</p><p><b>　　SBR反應器</b></p><p>　　經UASB反應器處理的廢水，COD含量仍然比較高，要達到排放標準，必須進一步處理，即采用好氧處理。SBR結構簡單，運行控制靈活

57、，處理效果好。</p><p><b>　　二級泵房</b></p><p>　　該泵設置于調節池之后，緊貼調節池出水段，直接于調節池中吸水，泵房采用半地下形式，污水泵軸線標高-1.05m，污水泵提升流量按平均時流量設計，污水泵自灌運行，自動啟動，并于總出水水管上設置流量計。</p><p><b>　　污泥部分工藝設計</b&

58、gt;</p><p><b>　　集泥井</b></p><p>　　為了方便排泥及污泥重力濃縮的建設，在重力濃縮池前設置一集泥井，通過對集泥井的最高水位的控制來達到自流排泥，反應池的污泥可利用自重流入。為半地下式，池頂加蓋，由潛污泵抽送污泥。</p><p><b>　　污泥重力濃縮池</b></p>&

59、lt;p>　　集泥井中的污泥泵提升至污泥濃縮池，提高污泥濃度以及減少含水量。</p><p><b>　　污泥脫水間</b></p><p>　　污泥經濃縮后進入污泥脫水間進行機械脫水，產生的泥餅作為有機農肥外運。</p><p><b>　　污水站總平面布置 </b></p><p><

60、;b>　　平面布置及總平面圖</b></p><p>　　污水處理站的平面布置包括：處理構筑物的布置；其它輔助建筑物的布置以及道路、綠化等的布置。</p><p><b>　　平面布置的一般原則</b></p><p>　　1）處理構筑物與設施的布置應順應流程、集中緊湊，以便于節約用地和運行管理；</p><

61、;p>　　2）工藝構筑物或設施與不同功能的輔助構筑物應按功能的差異，分別相對獨立布置，并協調好與環境條件的關系，如地形走勢、污水出口方向、風向、周圍的重要或敏感建筑物等；</p><p>　　3）經常有人工作的地方如辦公、化驗等用房應布置在夏季主導風的上風向，在北方地區也應考慮朝陽，設綠化帶與工作區隔開；</p><p>　　4）構（建）筑物之間的間距應滿足交通、管道（渠）敷設、施工

62、和運行管理等方面的要求；</p><p>　　5）管道（線）與渠道的平面布置，應與高程布置相協調，順應污水處理廠各種介質輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節能降耗和運行維護；</p><p>　　6）在布置總圖時，應考慮安排充分的綠化地帶，為污水處理工作人員提供一個優美舒適的環境；</p><p>　　7）污泥處理構筑物應盡可能布置成單獨的組合，已備安全，

63、并方便管理，同時污水與污泥管道應盡可能考慮重力自流；</p><p>　　8）協調好輔助建筑物、道路、綠化與處理構筑物的關系，做到方便生產運行，保證安全暢道，美化廠區環境。</p><p>　　污水處理站平面布置的具體內容</p><p>　　A 處理構筑物的平面的布置</p><p>　　工藝流程：根據設計任務書提供的廠區面積和地形，直線型

64、布置，根據污水廠進水管和常年風向，確定水處理構筑物位于處理站南部，沿流程自東向西排開。</p><p>　　B 道路及綠化帶的布置</p><p><b>　　廠區道路布置</b></p><p>　　廠區主干道寬6m，兩側構（建）筑物間距不小于14m，次干道寬4m，兩側構（建）筑物間距不小于10m。道路兩側均綠化。</p>&l

65、t;p><b>　　廠區綠化布置</b></p><p>　　綠地：在廠門附近及其它預留空地修建草坪。</p><p>　　花壇：在道路交界中心處設一花壇用于車輛回轉，同時美化環境、凈化空氣和降噪音隔臭的作用。</p><p>　　綠帶:在生活區與構筑物區之間的帶狀空地進行綠化。</p><p>　　行道樹：在道路

66、兩旁種植常綠樹木。</p><p><b>　　高程布置</b></p><p>　　污水處理站污水處理高程布置的主要任務是：確定各構筑物和泵房的標高，確定處理構筑物之間連接管(渠)的尺寸及其標高，通過計算確定各部位的水面標高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構筑物之間通暢的流動，保證污水處理廠的正常運行。</p><p><b>　　

67、畢業設計計算書</b></p><p>　　設計題目：某味精廠淀粉800m3/d廢水處理 </p><p><b>　　工程設計</b></p><p>　　學　　院 環境與生物工程學院 </p><p>　　專業年級 10級環境工程二班

68、</p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　設計地點 重慶工商大學 </p><p>　　日 期 2014年5月30日 </p>

69、;<p><b>　　畢業設計計算書</b></p><p><b>　　設計資料</b></p><p><b>　　設計題目及任務</b></p><p>　　某味精廠800m3/d污水處理工程設計，要求出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978—2002)二級排放標準，根據當地

70、環保工作的需要和建設項目規定，具體內容有：</p><p>　　1、污水處理工藝設計； 2、污水處理構筑物設計； 3、污泥處理構筑物設計。</p><p>　　1.2 進出水水質及處理程度</p><p>　　本設計處理出水排放標準采用《污水綜合排放標準》（GB8978—2002）二級排放標準，即PH=6~9，SS=150 mg/L，CODCr=150 mg/

71、L，BOD5=30 mg/L，NH3-N=25，TP=1.0進出水水質和去除率見表1。</p><p>　　表5 進出水水質和去除率</p><p><b>　　污水站設計計算 </b></p><p><b>　　污水處理站處理規模</b></p><p>　　某味精廠是該省規模最大的味精廠，該廠

72、位于某市郊區，以玉米為原料生產味精，該廠每天排放的淀粉廢水為800t。</p><p><b>　　污水處理程度</b></p><p>　　根據《污水綜合排放標準》（GB8978-2002）二級排放標準，確定設計污水處理站的進出水水質及去除率。</p><p>　　污水處理站的去除率可以根據進水水質的差額來確定，根據下面公式，計算結果見下表：

73、</p><p>　　η=（進水某物質濃度-出水某物質濃度）/進水某物質濃度</p><p>　　表 6 進出水水質和去除率</p><p>　　污水處理站工藝設計 </p><p>　　根據味精廠污水的特點及出水水質和去除率的要求，該污水符合高濃度有機廢水的處理方法，同時，此處處理對氨氮的去除率要求并不高，總磷的去除率要求達到95%，設計

74、時采用二級生物處理的方式。根據水質情況及同行業廢水治理現狀，技術水平，該廢水采用厭氧與好氧相結合的方法來處理，廢水首先經過氣浮處理，去除大部分懸浮物，特別是蛋白質；然后經過厭氧處理裝置，大大降低進水有機負荷，獲得能源—沼氣，并使出水達到好氧處理可接受的濃度，在進行好氧處理后達標排放。在眾多的厭氧工藝中選用上流式厭氧污泥床(USAB)，因為它與其它生物處理相比具有成本低、負荷高、體積小、運行簡單、二次污染少等優點。</p>

75、<p>　　初步確定的工藝見下圖：</p><p><b>　　圖1 初步工藝圖</b></p><p>　　污水處理構筑物的設計計算 </p><p><b>　　格柵 </b></p><p>　　格柵是由一組平行的金屬柵或篩網制成，安裝在污水管道上、泵房集水井的進口處或污水處理廠的

76、端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、等。防止堵塞水泵機組及管道閥門。同時，還可以減輕后續構筑物的處理負荷。由于該處理量不是很大，采用人工清渣。結構為地下鋼混結構。</p><p><b>　　2、設計參數</b></p><p>　　設計流量：Q=800=33.33=0.010</p><p>　　設計參數：格條間隙d=10mm；

77、柵前水深h=0.3m；過柵流速0.6m/s；安裝傾角</p><p><b>　　設計計算</b></p><p><b>　　格珊的間隙數（n）</b></p><p><b>　　取n=5</b></p><p>　?。?）柵槽有效高度（B)</p><

78、p>　　設計采用Φ20圓鋼為柵條：即s=0.02m</p><p>　　B= s (n – 1) + d n = 0.02 (5 - 1) + 0.01×5 = 0.13m</p><p>　?。?） 進水渠道漸寬部分長度</p><p>　　設進水渠道內的流速為 0.4m/s，進水渠道寬取 B1=0.050m，漸寬部分展開角α =</p>

79、;<p>　?。?） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度</p><p>　　過柵水頭損失：取 k=3,β =1.79,ν =0.6m/s</p><p>　?。?） 柵槽總高度 H</p><p>　　柵前槽高 H1 = h + h2 = 0.3 + 0.3 = 0.6m</p><p>　　柵后槽高 H = h + h1 +

80、 h2 = 0.3 + 0.123+ 0.3 = 0.723m</p><p>　?。?） 柵槽總長度(L)</p><p>　　L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 +=0.23+0.115+0.5+1.0+0.6=2.445m=2.4m</p><p><b>　?。?）高程布置</b></p><p>　

81、　進水渠溝底標高為-2.0m，超高 0.3m，柵前水深 0.3m，柵前水面標高-1.7m，柵前頂標高-1.4m，柵后水面標高-1.9m。</p><p>　　圖2 格柵計算草圖</p><p><b>　　集水井</b></p><p>　　由于工業廢水排放的不連續性，為了方便操作，減少施工工程量,氣浮池設在地上,所以在氣浮池之前和格柵之后

82、設一集水井，其大小主要取決于提升泵的能力，目的是防止水泵頻繁啟動，以延長污水泵的使用壽命。具體設計時要選取適當的設計參數及合適的提升水泵型號，以達到要求。</p><p><b>　　氣浮池</b></p><p>　?。?、參數選擇 進水</p><p>　　設計水量:Ｑ=33.33m3/h</p>

83、<p>　　水力停留時間：T=6h</p><p>　　水面超高?。篽1=0.5m</p><p>　　有效水深?。篽2= 4.5m</p><p>　　3、設計計算 圖3 集水井設計草圖</p><p>　　集水井的有效容積：V=Q·T=33.3×

84、;6=199.8m3</p><p>　　集水井的高度：H=h1+h2=4.5+0.5=5m</p><p>　　集水井的水面面積:A=V/h2=199.8/4.5=44.4m2，取45m2</p><p>　　集水井的橫斷面積為：L×B=13×7(m2)</p><p>　　則集水井的尺寸為：L×B×

85、;H=13×7×5(m3)</p><p>　　所以該池的規格尺寸為13m×7m×5.3m，數量為1座。最高水位-2.2m，頂標高為-1.4m，池底標高為-6.7m。在集水井中安裝QUZ—291式浮球液位計1臺，可自動控制提升水泵的啟動和停止，即高水位時自動啟泵，低水位時自動停泵，超高水位時雙泵啟動，同時連續跟蹤顯示水池液位。</p><p><

86、;b>　　一級泵房</b></p><p><b>　　1、 設計說明</b></p><p>　　一次污水泵從集水井中吸水壓至調節池,污水泵設置于地面上,不能自灌,設置引水筒。采用磚混結構。</p><p><b>　　2、 設計計算 </b></p><p>　　提升流量：Q

87、= 33.3m3/h</p><p>　　揚程：Ｈ= 提升最高水位－泵站吸水池最低水位－水泵水頭損失</p><p>　　= 4-(-6.7)+2=12.7m</p><p>　　選用100ZZB-15型無堵塞自吸污水泵，它的作用是將集水井中的廢水提升至氣浮池中，設2臺泵（1用1備），泵的出口安裝電磁流量計進行水量計量。提升泵參數：Q=70m3/h，H=18m，電動

88、機功率為11kW，進、出口直徑100mm，自吸時間100s/5m，通過固體物最大直徑75mm。安裝尺寸：長1480mm，寬500mm,高865mm。</p><p>　　泵體、電機、減速機、電控柜、電磁流量計顯示器室內安裝，另外考慮一定的檢修空間。提升泵房設計尺寸：6m×4m×4.5m。</p><p><b>　　氣浮池</b></p>

89、;<p><b>　　1、設計說明</b></p><p>　　由于廢水的固體懸浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以設一氣浮池,分離提取蛋白質,提高經濟效益，同時減輕后續處理構筑物的壓力。該氣浮池采用部分回流的平流式氣浮池，并采用壓力溶氣法。</p><p><b>　?。?、參數選取</b></p><p>

90、　　設計水量：Ｑ=1000m3/d=33.33m3/h=0.010m3/s</p><p>　　反應時間取15min，接觸室上升流速取20mm/s，氣浮分離速度取2mm/s，溶氣罐過流密度取150m3/(h·m2), 溶氣罐壓力取2.5kgf/cm2，氣浮池分離室停留時間為16min。</p><p>　　水質情況： 表7 預計處理效果 </p&g

91、t;<p>　　3、設計計算(1) 反應池 ：采用穿孔旋流反應池</p><p>　　反應池容積 W = = =8.33m3</p><p>　　反應池面積考慮與調節池的連接，取有效水深H = 2.5m，則反應池面積</p><p>　　F = W / H = 8.33/2.5=3.33m2</p><p>　　孔室分4

92、格: 1.0m1.0m4個</p><p>　　每格面積 F1=F/4=3.33/4=0.83m2</p><p>　　采用邊長為1.0m的正方形平面</p><p>　　取用1=1.0m/s,2=0.2m/s,中間孔口流速</p><p><b>　　=</b></p><p>　　孔口旋

93、流反應池計算如下:</p><p>　　表8 孔口旋流反應池計算</p><p>　　注： 表中 孔口流速 (m/s)</p><p>　　孔口面積 (m2)</p><p>　　水頭損失 (m)</p><p><b>　　則 G = </b></p><

94、p><b>　　GT = 29</b></p><p><b>　?。?）氣浮池</b></p><p>　?、佟飧∷璧尼寶饬浚?lt;/p><p>　　Qg = Q = ×10%×40×1.2 = 160L/h</p><p>　　所需空壓機額定氣量：</

95、p><p>　　故選用Z—0.025/6空壓機兩臺，一用一備，設備參數：排氣量0.025m3/min，最大壓力6kgf/cm2，電動機功率0.375kw。</p><p><b>　　加壓溶氣所需水量：</b></p><p>　　Qp = =4.47m3/h</p><p>　　故選用CK32/13L，設備參數：流量9m3

96、/h，揚程H=5m，轉速1450r/min，軸功率0.211kw，電動機功率0.55kw。</p><p><b>　　壓力溶氣罐直徑：</b></p><p>　　因壓力溶氣罐的過流密度I取150m3/(h·m2)</p><p>　　故溶氣罐直徑 d = </p><p>　　選用TR—3型標準填料罐，規

97、格d=0.3m，流量適用范圍7~12，壓力適用范圍0.2~0.5MPa，進水管直徑70mm,出水管直徑80mm，罐總高(包括支腳)2580mm。</p><p>　　氣浮池接觸尺寸：接觸室上升流速=20mm/s，則接觸室平面面積</p><p><b>　　Ac =</b></p><p>　　接觸室寬度選用bc=0.50m，則接觸室長度(氣浮

98、池寬度) </p><p><b>　　B=</b></p><p>　　接觸室出口的堰上流速選取20mm/s，則堰上水位H2=bc=0.5m</p><p>　　氣浮池分離尺寸：氣浮池分離室流速=2mm/s，則分離室平面面積</p><p><b>　　As</b></p><

99、p>　　分離室長度 Ls=As/B=5.3/1.06=5m</p><p>　　氣浮池水深 H=t=2×10-3×16×60=1.92m</p><p>　　氣浮池的容積 W=(Ac+As)H=(0.53+5.3)×1.92=11.2m3</p><p><b>　　總停留時間 T= </b>

100、</p><p>　　接觸室氣水接觸時間tc Hc=H – H2</p><p>　　氣浮池集水管：集水管采用穿孔管,全池共用兩根(管間距1.04m)，每根管的集水量 ，選用直徑Dg=200mm,管中最大流速為0.51m/s。</p><p>　　如允許氣浮池與后續調節沉淀池有0.3m的水位落差(即允許穿孔集水管孔眼有近于0.3m的水頭損失)則集水孔口的流速&

101、lt;/p><p>　　每根集水管的孔口總面積 </p><p>　　設孔口直徑為15mm，則每孔面積=0.000177m2</p><p><b>　　孔口數 n=只</b></p><p>　　氣浮池長為5m，穿孔管有效長度L取4.7m，則孔距</p><p>　　釋放器的選擇與布置：溶氣壓力2

102、.5kgf/cm2，及回流溶氣水量8.42m3/h，采用TS-78-Ⅱ型釋放器的出流量為0.76m3/h。則釋放器的個數N=8.95/0.76≈12只，釋放器分兩排交錯布置，行距0.3m，釋放器間距（2.10×2）/12=0.35m.，接口直徑25mm，重0.70kg。</p><p><b>　?。?）確定高程</b></p><p>　　設備總高3m，反

103、應池水面標高+3.50m，池底標高+1.00m；氣浮池水面標高+2.92m，池底標高+1.00m，池頂標高4.00m。</p><p>　?。?）氣浮系統的其他設備</p><p>　　刮渣機采用TQ-1型橋式刮渣機，其技術參數：氣浮池池凈寬2～2.5m，軌道中心距2.23～2.73m，驅動減速器型號：SJWD減速器附帶電機，電機功率0.75kW。</p><p>

104、<b>　　調節池</b></p><p><b>　　1、設計說明</b></p><p>　　因為厭氧反應對水質、水量和沖擊負荷較為敏感，所以對于工業廢水適當尺寸的調節池，對水質、水量的調節是厭氧反應穩定運行的保證。由于淀粉廢水中懸浮物（SS）濃度較高，此調節池也兼具有沉淀的作用。該池設有沉淀的污泥斗，有足夠的水力停留時間，保證后續處理構筑物

105、能連續運行。其均質作用主要靠池側的沿程進水，使同時進入池的廢水轉變為前后出水，以達到與不同時序的廢水相混合的目的。采用半地下鋼混結構。</p><p><b>　?。?、參數選取</b></p><p><b>　　停留時間：T=6h</b></p><p>　　設計水量：Ｑ=800m3/d=33.33m3/h=0.010m

106、3/s</p><p><b>　　水質情況：</b></p><p><b>　　表8 預計處理效果</b></p><p><b>　　3、設計計算</b></p><p><b>　?。?） 池子尺寸</b></p><p>

107、　　池有效容積：V=QT=33.33×6=200m3</p><p>　　取池總高H=5m，其中超高0.5m，有效水深h=4.5m</p><p>　　則池面積：A=V/h=200/4.5=44m2</p><p>　　池長取L=13m，池寬取B=6m</p><p>　　池子總尺寸為：L×B×H=13m

108、5;6m×5m</p><p>　?。?） 理論上每日的污泥量：</p><p><b>　?。?） 污泥斗尺寸</b></p><p>　　取斗底尺寸為400㎜×400㎜,污泥斗傾角取450</p><p>　　則污泥斗的高度（h2）為：h2=(3.5-0.2)tan450=3.3m</p&g

109、t;<p>　　每個污泥斗的容積： </p><p>　　設２個污泥斗，則污泥斗總容積：Ｖ總=2V2=114.3m3>V故符合要求。</p><p><b>　?。?） 進水系統</b></p><p>　　進水起端兩側設進水堰，堰長為池長的1/2。</p><p><b>　?。?） 確定

110、高程</b></p><p>　　該構筑物地上3.0m，地下5.3m，最低水位設置-1.0m，則最高水位為+2.5m，池頂高程為+3.0m，池底高程為-5.3m。</p><p><b>　?。?）其他設置</b></p><p>　　采用靜水壓力排泥，排泥口距地面0.2m，排泥管直徑200mm，每天排泥一次。</p>

111、<p>　　2.4.6 UASB反應器</p><p><b>　?。?、設計說明</b></p><p>　　UASB（上流式厭氧污泥床）是集生物反應與沉淀于一體的一種結構緊湊效率高的厭氧反應器。為了滿足池內厭氧狀態并防止臭氣散逸，UASB池上部采用蓋板密封，出水管和出氣管分別設水封裝置。池內所有管道、三相分離器和池壁均做防腐處理。</p>

112、<p><b>　?。?、設計參數</b></p><p><b>　?。?）參數選取</b></p><p>　　設計參數如下：容積負荷（NV）：6kgCOD/(m3.d)</p><p>　　污泥產率：0.1kgMLSS/kgCOD</p><p>　　產氣率：0.5m3/kgCOD&l

113、t;/p><p><b>　?。?）設計水質</b></p><p><b>　　表8 設計水質</b></p><p>　?。?）設計水量：Q=800m3/d=433.33m3/h</p><p><b>　?。?、反應器容積計算</b></p><p>　

114、　UASB的有效容積：</p><p>　　將UASB設計成圓形池子，布水均勻，處理效果好</p><p>　　取水力負荷：q=0.26[m3/(m2.h)]</p><p>　　水力表面積：A=Q/q=33.33/0.26=128.2m2</p><p>　　有效水深：h=V/A=1080/128.3=8.42m 取h=9m</p

115、><p>　　采用3座相同的UASB反應器</p><p>　　A1=A/4=128.2/3=42.7m2</p><p><b>　　直徑：，取D=8m</b></p><p><b>　　橫斷面積：</b></p><p>　　實際表面水力負荷：q1=Q/A = 符合要求

116、</p><p><b>　?。?、配水系統設計</b></p><p>　　本系統設計為圓形布水器，每個UASB反應器設36個布水點</p><p><b>　　參數</b></p><p>　　每個池子流量：Q1=33.33/3=11.1m3/h</p><p><b

117、>　　圓環直徑計算</b></p><p>　　每個孔口服務面積：，a在１～３m2之間，符合要求</p><p>　　可設6個圓環，最里面的圓環設12個孔口，中間的圓環設個，最外的圓環設18個孔口</p><p>　?、?內圈6個孔口設計</p><p>　　服務面積：S1=6×1.40=8.40m2</p&

118、gt;<p>　　折合為服務圓的直徑為：</p><p>　　用此直徑作一虛圓，在該虛圓內等分虛圓面積處設一實圓環，其上布3個孔口</p><p>　　則內圓的直徑計算如下：</p><p><b>　　，則</b></p><p>　?、?中圈12個孔孔口設計</p><p>　　

119、服務面積：S2=12×1.40=16.8m2</p><p>　　折合為服務圓的直徑為：</p><p>　　中間圓環的直徑計算如下：</p><p><b>　　，則</b></p><p>　?、?外圈18個孔口設計</p><p>　　服務面積：S3=18=25.2m2</p

120、><p>　　折合為服務圓的直徑為：</p><p>　　則外圓環的直徑計算如下：</p><p><b>　　，則</b></p><p><b>　　布水器配水壓力計算</b></p><p>　　H4=h1+h2+h3 ，其中布水器配水壓力最大淹沒水深h1=8.5mH2O；

121、UASB反應器水頭損失h2=1.0 mH2O；布水器布水所需自由水頭h3=2.5 mH2O，則H4=12 mH2O。</p><p><b>　?。?、三相分離器設計</b></p><p>　?。ǎ保┰O計說明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能，三相分離器的設計主要包括沉淀區、回流縫、氣相分離器的設計。</p><p>　?。ǎ玻┏恋韰^

122、設計 三相分離器的沉淀區的設計同二次沉淀池的設計相似。主要考慮沉淀區的面積和水深。面積根據廢水量和表面負荷來決定。</p><p>　　由于沉淀區的厭氧污泥及有機物還可以發生一定的生化反應，產生少量氣體，這對固液分離不利，故設計時應滿足以下要求：</p><p>　?、俪恋韰^水力表面負荷＜1.0m/h；</p><p>　?、诔恋砥餍北诮嵌燃s為500,使污泥不致積