山东某淀粉厂玉米酒精污水处理毕业设计2

'设计说明书第1章前言1.1项目名称山东某淀粉厂玉米酒精污水处理工艺设计1.2目前淀粉废水的概况我国生物化工行业经过长期发展，已有一定的基础.特别是改革开放以后，生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品已涉及食品、医药、保健、饲料和有机酸等几个方面。但是，随着生物化工的发展，其环境污染问题也日趋严重，已经成为我国的环境污染大户。在生物化工的各个行业中，由于淀粉、啤酒、酒精、味精、柠檬酸、抗生素的产值较大，环境污染严重，尤其引起人们重视。食品工业是以粮食和农副产品为主要原料的加工工业。这类行业用水量大，废水排放量也大，尤其以淀粉工业废水的排放量占首位。我国淀粉行业有600多家企业。在国内，每生产1m3淀粉就要产生10～20m3废水，有的甚至更多。废水中主要含有淀粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等污染物，随生产工艺的不同，废水中的COD浓度在2000～20000mg/l之间。这些淀粉废水若不经过处理直接排放，其水中所含有的有机物，进入水体后迅速消耗水中的溶解氧，造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生动物的生存，同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气，恶化水质。山东某淀粉厂是以玉米为原料生产淀粉，然后以淀粉为原料生产味精，生产过程中排放大量淀粉废水，影响周围环境，为适应当地环保工作的需要和工业项目应同时设计、同时施工、同时投入使用的三同时原则，也使出水水质达到相应的标准，故投资兴建此配套污水处理设施。根据山东某淀粉厂排放的废水特点及提供的占地面积，本设计方案通过UASB—序批式活性污泥处理工艺,其工艺是一套高效，稳定和经济技术合理的处理工艺，保证废水达到所需要的排放标准，同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。根据毕业设计的要求，本人承担了该项目工艺等部分的初步设计任务。敬请各位老师审查指教！第2章概述2.1原始资料2.1.1设计背景山东某淀粉厂150万吨玉米深加工项目是以玉米加工生产绿色能源酒精为主,辅产-27- 设计说明书DDG,DDGS高蛋白饲料,玉米油,并配套热电站,铁路专用线和办公居住区.2.1.2水质水量和处理要求玉米酒精废水生产工艺过程的不同工序中产生了相当量的工业污水,公司每天生产的生活污水量约4800m3,Qh=200m3/h.进水指标:1.=3694mg/l2.=9008mg/l3.=1340mg/l处理出水要求是:COD≤100mg/l,BOD5≤30mg/l,SS≤70mg/l,PH值取6-9.2.1.3设计范围1、生产废水流入污水处理场界区至全处理流程出水达标排放为止，设计内容包括水处理工艺、土建、排水等；2、污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两部分。2.1.4设计原则根据国家和当地有关环境保护法规的要求，对某味精厂在生产过程中排出的淀粉废水进行有效处理，使之符合国家和当地废水排放标准，取得明显的环境和社会效益，使企业树立良好社会形象。1、严格执行有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到要求的标准.2、针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备，最大可能的发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能的降低工程造价，同时结合企业的生产情况，对污水进行综合治理；３、工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放；４、工艺运行过程中考虑操作自动化，减少劳动强度，便于操作、维修；５、建筑构筑物布置合理顺畅，降低噪声，消除异味，改善周围环境。-27- 设计说明书2.2淀粉废水的来源和特点2.2.1淀粉废水的主要来源粉碎车间,胚芽浸油车间,精馏工段,酵母工段,发酵工段等2.2.2特点我国淀粉生产企业众多，原料不同，工艺不同，使得淀粉废水污染指标间的差异也很大，尽管如此，淀粉废水有着以下共同特点：化学耗氧量（COD）、生化需氧量(BOD）以及浊度都非常高。2.3工艺方案分析2.3.1废水水质分析本项目污水处理的特点：污水的BOD/COD=0.41,可生化性很好，污水的各项指标都比较高，含有大量有机物，非常有利于生物处理。同时淀粉废水中含有大量的蛋白，可以用气浮工艺分离提取。2.3.2工艺方案选择根据水质情况及同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用厌氧与好氧相结合的方法来处理，废水首先经过气浮处理，去除大部分悬浮物，特别是蛋白质；然后经过厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷，获得能源—沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，在进行好氧处理后达标排放。气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面上面实现固液或液液分离的过程。气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒（固体或液滴）附着以及上浮分离等连续步骤。它是近几年发展起来的一种技术，在工业废水及生活污水处理方面得到广泛应用。在众多的厌氧工艺中选用上流式厌氧污泥床(USAB)，它自70年代以来得到不断改进和发展，它在处理高浓度有机废水方面与其它生物处理相比具有以下几大优点：（1）成本低。运行过程中不需要曝气，比好氧工艺节省大量电能。同时产生的沼气可作为能源进行利用。产生的剩余污泥少且污泥脱水性好，降低了污泥处置费用。（2）反应器负荷高，体积小，占地少。（3）运行简单，规模灵活。无需设置二沉池，规模可大可小，较为灵活，特别有利于点源污水的治理.-27- 设计说明书（4）二次污染少。但其出水浓度仍然比较高，还需后续好氧处理。通过以上分析及废水水质水量情况，拟采用“气浮—UASB—SBR法”工艺.第3章气浮-UASB-SBR工艺设计3.1工艺流程框图提取蛋白沼气淀粉废水格栅集水井气浮池调节池UASB集水井SBR出水集泥井污泥浓缩池污泥脱水间泥饼上清液压滤液3.2流程说明该淀粉废水处理工艺由提取蛋白、厌氧生物处理和好氧生物处理3部分组成。提取蛋白采用气浮分离技术，淀粉生产车间的废水流过格栅，先去除大的悬浮物，然后进入集水井，集水井的废水泵入气浮池提取蛋白饲料，湿蛋白饲料经烘干制成干蛋白饲料。气浮分离后的废水流入调节池，以调节水量去除部分悬浮物。厌氧生物处理采用UASB技术，调节沉淀池废水用泵压入UASB进行厌氧生物处理，大部分有机物在UASB反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封罐、气水分离器、脱硫器处理后进入沼气储柜进行利用。UASB出水自流进入集水井，集水井是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。好氧生物处理采用SBR技术，集水井的出水进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。调节池、UASB、SBR等处理单元产生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥浓缩池，污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水，产生的泥饼作为有机农肥外运。污泥浓缩池的上清液和污泥脱水间的压滤液排入集水井进行再处理。3.3主要处理设备和构筑物的设计参数3.3.1格栅-27- 设计说明书1、设计说明：格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后续构筑物的处理负荷。由于处理量不是很大，采用人工清渣。结构为地下钢混结构。2、设计参数：格条间隙e=10mm；栅前水深h=0.4m；过栅流速0.8m/s；安装倾角a=450,设计流量：Q=4800m3/d=200m3/h=0.056m3/s3、设计计算（1）格栅的间隙数（n）取n=15Q-进水流量,m3/se-栅条间距,mh-栅前水深,m取0.4mv-过栅流速,取0.8m/s（2）栅槽有效宽度(B)设计采用直径为20mm圆钢为栅条：即s=0.02mB=s(n–1)+en=0.02(15-1)+0.01×15=0.43m取B为0.5mS-栅条直径,mn-格栅的间隙数e-栅条的间隙,m（3）进水渠道渐宽部分长度设进水渠道内的流速为0.4m/s，进水渠道宽取B1=0.2m，渐宽部分展开角a=200=0.42m（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度-27- 设计说明书L2=L1/2=0.21m（5）过栅水头损失：取k=3,β=1.79,v=0.6m/s=0.312h1-过栅水头损失,mk-系数,格栅受污染物堵塞后水头损失增加的倍数k取3s-栅条宽度,me-栅条荐举,mv-过栅速度,m/s取v=0.8m/s（6）栅槽总高度H栅前槽高H1=h+h2=0.4+0.3=0.6m栅后槽高H=h+h1+h2=0.4+0.312+0.3=1.012m（7）栅槽总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0=0.42+0.21+1.0+0.5=2.83m（8）每日栅渣量K总取1.5mW1=0.07W0.19m/s<0.2m/s采用人工(9)高程布置进水渠沟底标高为-2.0m，超高0.3m，栅前水深0.4m，栅前水面标高-1.6m，栅前顶标高-0.9m，栅后水面标高-1.9m。3.3.2集水井1、设计说明由于工业废水排放的不连续性，为了方便操作，减少施工工程量,气浮池设在地上,所以-27- 设计说明书在气浮池之前和格栅之后设一集水井，其大小主要取决于提升泵的能力，目的是防止水泵频繁启动，以延长污水泵的使用寿命。具体设计时要选取适当的设计参数及合适的提升水泵型号，以达到要求。２、参数选择设计水量:Ｑ=200m3/h水力停留时间：T=6h水面超高取：h1=0.5m有效水深取：h2=5.5m3、设计计算集水井的有效容积：V=Q·T=200×6=1200m3集水井的高度：H=h1+h2=5.5+0.5=6m集水井的水面面积:A=V/h2=1200/5.5=218.2m2，取219m2集水井的横断面积为：L×B=14×8(m2)则集水井的尺寸为：L×B×H=14×8×6(m3)所以该池的规格尺寸为14m×8m×6m，数量为1座。最高水位-2.0m，顶标高为-1.5m，池底标高为-7.5m。在集水井中安装QUZ—291式浮球液位计1台，可自动控制提升水泵的启动和停止，即高水位时自动启泵，低水位时自动停泵，超高水位时双泵启动，同时连续跟踪显示水池液位。3.3.3泵房1、设计说明一次污水泵从集水井中吸水压至调节池,污水泵设置于地面上,不能自灌,设置引水筒。采用砖混结构。2、设计计算提升流量：Q=200m3/h扬程：Ｈ=提升最高水位－泵站吸水池最低水位－水泵水头损失=4-(-6.3)+2=12.3m选用100ZZB-15型无堵塞自吸污水泵，它的作用是将集水井中的废水提升至气浮池中，设4台泵（3用1备），泵的出口安装电磁流量计进行水量计量。提升泵参数：Q=70m3/h，H=18m，电动机功率为11kW，进、出口直径100mm，自吸时间100s/5m，通-27- 设计说明书过固体物最大直径75mm。安装尺寸：长1480mm，宽500mm,高865mm。泵体、电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定的检修空间。提升泵房设计尺寸：6m×4m×4.5m。3.3.4气浮池1、设计说明由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。该气浮池采用部分回流的平流式气浮池，并采用压力溶气法。２、参数选取设计水量：Ｑ总=4800m3/d=200m3/h=0.056m3/s选用两个池子,所以每个单池的流量Q=0.056/2=0.028m3/s反应时间取15min，接触室上升流速取20mm/s，气浮分离速度取2.5mm/s，溶气罐过流密度取150m3/(h·m2),溶气罐压力取2.5kgf/cm2，气浮池分离室停留时间为15min。水质情况：预计处理效果项目CODCrBOD5SS进水水质（mg/L）900836941340去除率（％）404080出水水质（mg/L）540522162683、设计计算(1)反应池：采用穿孔旋流反应池反应池容积W=50m3采用两个池,则单池为25m3反应池面积考虑与调节池的连接，取有效水深H=2.5m，则反应池面积S=W/H=25/3=8.33m2孔室分4格:1.5m×1.5m×4个=9m2每格面积S1=S/4=8.33/4=2.08m2采用边长为1.5m的正方形平面T=1.5min取用v1=1.0m/s,v2=0.2m/s,中间孔口流速-27- 设计说明书v==注：表中孔口流速孔口面积íf=水头损失h=1.06vn-空口流速,m/sQ-流量,m3/stn-反应历时,minT-反应时间,取15ming-重力加速度,取9.81N/m2孔口旋流反应池计算如下:孔口旋流反应池计算孔口反应历时t(min)孔口流速（m/s）孔口面积(m2)水头损失(m)进口处01.000.0560.054一、二格间T/4=3.750.670.0840.024二、三格间2T/4=7.50.480.1170.012三、四格间3T/4=11.250.350.1600.007出口处T=150.20.280.0020.099（2）气浮池①气浮所需的释气量：==400L/h②所需空压机额定气量：=0.0093m3/min故选用Z—0.025/6空压机两台，一用一备，设备参数：排气量0.025m3/min，最大压力6kgf/cm2，-27- 设计说明书电动机功率0.375kw。③加压溶气所需水量：=8.77m3/h故选用CK32/13L，设备参数：流量9m3/h，扬程H=5m，转速1450r/min，轴功率0.211kw，电动机功率0.55kw。④压力溶气罐直径：因压力溶气罐的过流密度I取150m3/(h·m2)故溶气罐直径:d==0.28m选用TR—3型标准填料罐，规格d=0.3m，流量适用范围7-12，压力适用范围0.2-0.5MPa，进水管直径70mm,出水管直径80mm，罐总高(包括支脚)2580mm。⑤气浮池接触尺寸：接触室上升流速vc=20mm/s，则接触室平面面积AC==1.51m2接触室宽度选用bc=0.7m，则接触室长度(气浮池宽度)B==2.20m接触室出口的堰上流速v1选取20mm/s，则堰上水位H2=bc=0.7m⑥气浮池分离尺寸：气浮池分离室流速vs=2.5mm/s，则分离室平面面积=12.10m分离室长度Ls=As/B=12.10/2.20=5.5m⑦气浮池水深H=vzt=2.5×10-3×15×60=2.25mt-气浮有效时间s取15min⑧气浮池的容积W=(Ac+As)H=(1.51+12.10)×2.25=30.6m3-27- 设计说明书总停留时间T==16.9min>15min符合要求接触室气水接触时间tcHc=H–H2=2.25-0.7=1.55mtc===77.55s(>60s)⑨气浮池集水管：集水管采用穿孔管,全池共用两根(管间距1.04m)，每根管的集水量=54.4m3/h，选用直径Dg=200mm,管中最大流速为0.51m/s。如允许气浮池与后续调节沉淀池有0.3m的水位落差(即允许穿孔集水管孔眼有近于0.3m的水头损失)则集水孔口的流速=2.35m/s每根集水管的孔口总面积2í设孔口直径为20mm，则每孔面积w0=0.000314m2孔口数n==32个气浮池长为6.0m，穿孔管有效长度L取5.0m，则孔距=0.188m释放器的选择与布置：溶气压力2.5kgf/cm2，及回流溶气水量8.42m3/h，采用TS-78-Ⅱ型释放器的出流量为0.76m3/h。则释放器的个数N=8.77/0.76≈12-27- 设计说明书只，释放器分两排交错布置，行距0.3m，释放器间距（2.20×2）/12=0.37m.（3）确定高程设备总高3m，反应池水面标高3+0.5=3.50m，池底标高+0.60m；气浮池水面标高+2.85m，池底标高+0.60m，池顶标高4.10m。（4）气浮系统的其他设备刮渣机采用TQ-1型桥式刮渣机，其技术参数：气浮池池净宽2～2.5m，轨道中心距2.23～2.73m，驱动减速器型号：SJWD减速器附带电机，电机功率0.75kW。3.3.5调节池1、设计说明工业废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。采用半地下钢混结构。２、参数选取停留时间：T=6h设计水量：Ｑ=4800m3/d=200m3/h=0.056m3/s水质情况：预计处理效果项目CODCrBOD5SS进水水质（mg/L）54052216268去除率（％101010出水水质（mg/L）486519942423、设计计算（1）池子尺寸池有效容积：V=QT=200×6=1200m3取池总高H=6m，其中超高0.5m，有效水深h=5.5m则池面积：A=V/h=1200/5.5=218m2池长取L=20m，池宽取B=11m池子总尺寸为：L×B×H=20m×11m×6m（2）理论上每日的污泥量：-27- 设计说明书=1.92m3/h（3）确定高程该构筑物地上3.5m，地下2.0m，池顶高程为+4.0m.3.3.6UASB反应器１、设计说明UASB（上流式厌氧污泥床）是集生物反应与沉淀于一体的一种结构紧凑效率高的厌氧反应器。为了满足池内厌氧状态并防止臭气散逸，UASB池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设水封装置。池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。２、设计参数参数选取：容积负荷（NV）：7kgCOD/(m3.d)污泥产率：0.1kgMLSS/kgCOD产气率：0.5m3/kgCOD（2）设计水质预计处理效果项目CODcrBOD5SS进水水质(mg/L)48651994242去除率(%)85900出水水质(mg/L)730199242（3）设计水量：Q=4800m3/d=200m3/h３、反应器容积计算UASB的有效容积：V有效=取水力负荷:q=0.40m3/(m2.h)水力表面积：A=Q/q=200/0.40=500m2有效水深：h=V/A=3336/500=6.67m取h=7m采用4座相同的UASB反应器-27- 设计说明书V1=A/4=3336/4=834m3取H=7m则A1=V1/h=834/7=119.2m设UASB池为矩形:则L×B=15m×8m实际表面水力负荷：q1=Q/A=200/(4×119.2)=0.42m3/(m2.h)<1.0m3/(m2.h)符合要求４、配水系统设计本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设24个布水点（１）参数每个池子流量：Q1=200/4=50m3/h（２）三角架型计算每个孔口服务面积：a=L×B/24=5m2５、三相分离器设计（１）设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能，三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气相分离器的设计。（２）沉淀区设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相似。主要考虑沉淀区的面积和水深。面积根据废水量和表面负荷来决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应，产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：①沉淀区水力表面负荷＜1.0m/h；②沉淀器斜壁角度约为500,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内；③进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；④总沉淀水深应≥1.5m；⑤水力停留时间介于1.5～2h；如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。沉淀器（集气罩）斜壁倾角θ=500沉淀区面积：A=L×B=119.2m2表面水力负荷：-27- 设计说明书=0.42m3/(m2.h)<1.0m3/(m2.h)，符合要求（３）回流缝设计取超高h1=0.3m；h2=0.5m；下三角形集气罩的垂直高度：h3=2.2m下三角形集气罩斜面的水平夹角θ=500下三角形集气罩底水平宽度：b1=h3/tanθ=2.2/tan500=1.85mb2=(8-2×1.85)/2=2.15m下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v1，可用下式计算：V1＝Q1/S1，式中Q1---反应器中废水流量，m3/hS1---下三角形集气罩回流缝面积，m2V1==0.42m/h＜2m/h，符合要求上下三角形集气罩之间回流缝中流速（v2）可用下式计算：V2=Q1/S2，式中S2—为上三角形集气罩回流缝之面积V2=200/(4×10×2.5)=1.54m/h<2m/h取回流缝宽：CD=1m，大集气罩下底宽：CF=2.5m则单面宽为1.25m（４）气液分离设计d=0.01cm(气泡)，T=200C，ρ1=1.03g/cm3，ρg=1.2×10-3g/cm3，β=0.95γ=0.0101cm2/s，μ=γρ1=0.0101×1.03=0.0104g/(cm·s)一般废水的μ＞净水的μ，故取μ=0.02g/(cm·s)由斯托克斯公式可得气体上升速度为：=0.266cm/s=9.58m/h-27- 设计说明书Va=V2=1.54m/h则=6.22上集气罩上部长为13m,下面为15m,则:上下长比为15/13=1.15m则:6.22>1.15m,符合6、出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m7、排泥系统设计产泥量为：4865×0.85×0.1×4800×10-3=1984.92kgMLSS/d每日产泥量1984.92kgMLSS/d，每个UASB日产泥量496.23kgMLSS/d,各池排泥管选钢管DN600mm×2排泥管，每天排泥一次。８、产气量计算（1）每日产气量：4865×0.85×0.5×4800×10-3=9924.6m3/d每个UASB反应器产气量：Gi=G/4=9924.6/4=2481m3/d=103.38m3/h（2）沼气集气系统布置由于有机负荷较高，产气量大，每两台反应器设置一个水封罐，水封罐出水的沼气分别进入分离器，集气室沼气出气管最小直径DN100，且尽量设置不短于300mm的立管出气，若采用横管出气，其长度不宜小于150mm，每个集气室设置独立出气管至水封罐。沼气管道压力损失一般很小，可近似认为管路压力损失为零。（3）水封罐的设计计算设于反应器和沼气柜之间，起到调整和稳定压力，兼作隔绝和排除冷凝水之用。UASB反应器中大小集气罩压力差为：△p=p2-p1=2.5mH2O-1.0mH2O=1.5mH2O。故水封罐中该两收气管的水封深度为1.5mH2O，取沼气柜压力p≤0.4mH2O。则水封罐所需最大水封为H0=p2-p=2.5-0.4=2.1mH2O取水封罐总高度为H=2.5m,直径φ1800mm，设进气管DN100钢四根，出气管DN150钢一根，进水管DN52钢一根，放空管DN50钢一根，并设液面计。10、确定高程池底高程设置-4.00m，则最高水位6.5m，超高为0.5m,池顶高程为+3.0m。-27- 设计说明书3.3.7第二集水井１、设计说明由于污水经UASB反应器厌氧处理后，UASB出水中溶解氧含量几乎为零，若直接进入好氧处理构筑物，会使曝气池中好氧污泥难以适应，影响好氧处理效果。通过集水井亦可以去除一部分UASB反应器出水中所含的气体。另外,SBR池不可以连续运行,用集水井可以使SBR池中有足够的不连续运行时间.２、参数选择设计水量:Ｑ=200m3/h水力停留时间：T=6h水面超高取：h1=0.5m有效水深取：h2=5.5m3、设计计算集水井的有效容积：V=Q·T=200×6=1200m3集水井的高度：H=h1+h2=5.5+0.5=6m集水井的水面面积:A=V/h2=1200/5.5=218.2m2，取219m2集水井的横断面积为：L×B=14×8(m2)则集水井的尺寸为：L×B×H=14×8×6(m3)所以该池的规格尺寸为14m×8m×6m，数量为1座。3.3.8SBR反应器１、设计说明经UASB反应器处理的废水，COD含量仍然比较高，要达到排放标准，必须进一步处理，即采用好氧处理。SBR结构简单,运行控制灵活.本设计拟采用6个SBR反应池，每个池子的运行周期为6h。２、设计水质水量预计处理效果项目CODcrBOD5SS进水水质(mg/L)730199268去除率(%)909070出水水质(mg/L)732043-27- 设计说明书（２）设计水量：Q=4800m3/d=200m3/h=0.056m3/s3、设计计算（１）确定参数①污泥负荷率：NS取值为0.15kgBOD5/(kg.MLSS.d)②污泥浓度和SVI：污泥浓度采用3000mgMLSS/L；污泥体积系数SVT采用100③反应周期数：SBR周期数采用T=6h，反应器1d内周期数：n=24/6=4④周期内的时间分配反应池数N=6进水时间：T/N=6/4=1.5h反应时间：3.0h静沉时间：1.0h排水时间：0.5h⑤周期进水量：=200m2（２）反应池有效容积：（３）反应池最小水量：Ｖmin=Ｖ1-Ｑ0=356－200=156m3（４）反应池中污泥体积Ｖmin＞Ｖx，符合要求（５）校核周期进水量周期进水量应满足下式：=249.2m3Ｑ0=200m3<249.2m3，符合要求（６）确定单座反应池的尺寸SBR的有效水深取5m，超高0.5m，则SBR总高为5.5mSBR的面积为：356/5=71.2m2设SBR的长宽比为2:1，则SBR的池宽为5.97m，取6m;池长为11.8m,取12m-27- 设计说明书SBR反应池最低水位为：156/(6×12)=2.17mSBR反应池的污泥高度为：106.8/(6×12)=1.48m可见，SBR最低水位与污泥泥位之间的距离为：2.17-1.48=0.69m，大于0.5m的缓冲层，符合要求。４、鼓风曝气系统（１）确定需氧量O2由公式：取a′=0.5，b′=0.15，出水Se=20mg/L，Xv=fX=0.75×3000=2250mg/L=2.25kg/m3V=4V1=4×356=1424m3代入数据：O2=0.5×4800×(199-20)/1000+0.15×2.25×1424=910.2kgO2/d供氧速度：R=O2/24=910.2/24=37.92kgO2/h（２）供气量的计算采用SX—１型曝气器，曝气口安装在距池底0.3m处，淹没深度为4.7m，计算温度取250C，性能参数为：EA=8%，EP=2kgO2/kWh，服务面积：１～３m2，供氧能力：20～25m3/(h.个)，氧在水中饱和溶解度为：CS(20)=9.17mg/L，CS(25)=8.38mg/L扩散器出口处绝对压力为：Pb=P0+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.7=1.47×105Pa空气离开反应池时氧的百分比为：=反应池中的溶解氧的饱和度：+==10.0mg/L-27- 设计说明书==10.9mg/L取α=0.85，β=0.95,C=2，ρ=1,则20℃时脱氧清水的充氧量：=54.18kgO2/h供气量：==2257.67m3/min（３）布气系统的计算反应池的平面面积：6×12×6=432m2，每个扩散器的服务面积取1.5m2，则需432/1.5=288个,取300个扩散器，每个池子需50个。(4)污泥产量计算选取α=0.6,b=0.075,则污泥产量为△X=αQSr-bVXv=0.6×4800(199-20)/1000-0.075×1424×2.25=275.22KgMLVSS/d5.空气管计算假设空气管路水头损失为0.15m，管路富余压头为0.1m，即100mmH2O，SX-1型空气扩散器压力损失为200mmH2O，则曝气系统总压力损失为h=0.15+0.1+0.20=0.45mmH2O。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为两SBR供气。在每根支管上设5条配气竖管，为SBR池配气。6.排泥设置每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01，池出水端每个池子设出泥管一根，排泥管安装高程相对地面为-0.5m，相对最底水位为1.2m，剩余污泥在重力作用下排入集泥井。7.高程布置地上部分2.0m，水面标高3.5m，污泥出口高度离地面-0.5m,出水口高度离地面+0.1m。8.SBR滗水器滗水器是一种能随水位变化而调节的出水堰,排水口淹没在水面下一定的深度,可防止浮渣进入.理想的排水装置应具有以下的特点:(1)单位时间内出水量大,流量小,不会使沉淀污泥重新翻起;(2)集水口随水位下降,排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态;-27- 设计说明书(3)排水设备坚固耐用且排水量可无机调控,自动化程度高.目前常见的SBR滗水器主要有3种形式，即虹吸式,旋转式,套筒式;多用的是虹吸式和旋转式。旋转式滗水器目前在国内较大规模的在SBR水处理工程中使用,其随水位变化的种类比较多，可以是机械力亦可以是浮力,机械力以螺材质动居多,浮力以压筒式居多,其总体的构成主要是由集水管或集水槽,支管,主管,支座,旋转接头,动力装置,控制系统等组成.旋转式滗水器一般采用重力自流,当滗水器降至最低位置时,堰槽内最低水位与池外水位(或出水中心)差△H通常喂500mm左右.其集水堰长度一般不宜超过20m,滗水器深度不宜小于1m.3.3.9污泥部分计算淀粉厂工业废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：调节池，Q1=19.2m3/d，含水率96%UASB反应器，Q2=98.2m3/d，含水率98%SBR反应器，Q3=30.2m3/d，含水率99%总污泥量：Q=Q1+Q2+Q3=147.6m3/d１、集泥井为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设，在重力浓缩池前设置一集泥井，通过对集泥井的最高水位的控制来达到自流排泥，反应池的污泥可利用自重流入。为半地下式，池顶加盖，由潜污泵抽送污泥。（１）参数选取：停留时间T=6h，设计总泥量Q=147.6m3/d采用圆形池子，池子的有效体积为：V=QT=147.6×6/24=36.9m3池子有效深度取3m，则池面积为：A=V/3=12.3m2则集泥井的直径：=3.96m.取D=4m则实际面积A=12.53m2水面超高0.3m，则实际高度3.3m（２）确定高程：池底高程设置-4.5m，则最低泥位为-4.0m，最高泥位-1.0m。（３）集泥井排泥泵-27- 设计说明书集泥井安装潜污泵1台，1用1备，选用150QW100-15-11型潜污泵，该泵技术性能为Qb=100m3/h，Hb=15.0m，电机功率11kW，出口直径150mm,重量280kg。集泥井最低泥位-4.0m，浓缩池最高泥位2.0m，则排泥泵抽升的所需扬程6.0m，排泥富余水头2.0m。污泥泵吸水管和出水管压力损失有3.0m。则污泥泵所需扬程为：Hh=6.0+2.0+3.0=11.0m。２、污泥重力浓缩池参数选取：固体负荷（固体通量）M取30kg/(m3.d)；浓缩时间取T=24h；设计污泥量Q=147.6m3/d，浓缩后污泥含水率96%污泥后的污泥体积：V1=V0×(C0/C)=147.6×[(1-98%)/(1-96%)]=73.8m3/d根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A≥QC/M，式中Q─入流污泥量,m3/d;M─固体通量,Kg/(m3·d);C─入流固体深度(kg/m3).入流固体深度（Ｃ）的计算如下：W1=Q1×1000(1-96%)=19.2×1000(1-96%)=768kg/dW2=Q2×1000(1-98%)=98.2×100(1-98%)=1964kg/dW3=Q3×1000(1-99%)=30.2×1000(1-99%)=302kg/d那么，QC=W1+W2+W3=3034kg/d=126.42Kg/h，C=3034/147.6=20.6kg/m3浓缩后污泥浓度：C1=42.7kg/m3（１）池子尺寸浓缩池的横断面面积：A=QC/M=3034/30=101m2设计两座圆形污泥浓缩池，则每座边长为：B=5.7m,取B=6.0m（２）高度计算停留时间，取T=24h，则有效容积：V=QT=131m3有效高度：h2=V/A=131/103=1.27m，取h2=1.5m，超高h1=0.5m，缓冲层高h3=0.5m污泥斗下锥边长0.7m,高度3m，则池壁高：H1=h1+h2+h3=2.5m，总高度：H=5.5m（３）澄清液量V2=Q-V1=131-65.5=65.5m3（４）确定高程：池底高程设置-3.0m，池顶高程为2.5m水面标高+2.0m。３、污泥脱水间-27- 设计说明书(1)污泥产量：经浓缩池浓缩后含水P=96%的污泥共65.5m3/d。（2）污泥脱水机：选用带式压滤机，其型号为DYQ-2000。处理能力为430kg(干)/h。设计参数：干泥生产量400-460kg/h，泥饼含水率70%-80%，主机调速范围0.97!4.2r/min，主机功率1.1kw，系统总功率25.2kw，滤带宽度2000mm，滤带运行速度1.04-4.5r/min，外形尺寸4.8m×3.0m×2.5m，重6120kg。污泥脱水间尺寸：12.0m×9.0m×5.0m。3.4方案特点1.本方案以低耗的生化处理工艺为主体，且处理系统有较大的灵活性，以适应污水水质、水量的变化。2.本废水处理工程技术先进实用，工艺合理，在处理水质稳定达标排放的同时，能获得蛋白饲料和沼气，具有显著的经济效益，实现了环境效益和经济效益的统一。3.废水处理后水质达到要求排放的水质标准,可直接向外排放。3.5SBR法SBR法是序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor）的简称，早在1914年就已开发，后经美国Irvine教授等的研究改进，并于1980年在印地安那州实施，取得满意的效果从而得到广泛的推广。序批式活性污泥法工艺由按一定时间顺序间歇作运行的反应器组成。SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下五个阶段：进水期；反应期；沉淀期；排水排泥期；闲置期。3.6SBR反应器的特点：（1）运行操作灵活，效果稳定。SBR法在运行操作过程中，可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求来调整一个运行周期中各个工序的运行时间、反应器的混合液的容积变化和运行状态来满足多功能的要求；（2）工艺简单，运行费用低。SBR原则上不需要二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不必设调节池，多数情况下可以省去初沉池。SBR法的工艺简单，便于自动控制。SBR系统构筑占地面积少、节省投资；（3）反应推动力大，净化速率高。在采用限制曝气和半限制曝气方式运行时，有机物浓度的变化在时间上是一个理想的推流过程，从而使它保持了最大的反应推动力。（4）能有效防止丝状菌膨胀。限制曝气的SBR最不容易出现污泥膨胀；（5）SBR法的运行效果稳定，即无完全混合的跨越流，也无接触氧化法中的沟流；-27- 设计说明书（6）对水质、水量变化的适应性强，耐冲击负荷。第4章总图布置4.1平面布置4.1.1总平面布置原则该淀粉厂污水处理站东西长70m，南北长50m，总占地面积3500m2。布置原则：①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理；②工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助构筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。③构（建）筑物之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。④管道（线）与渠道的平面布置，应与高程布置相协调，顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。⑤协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。4.1.2总平面布置结果污水处理厂呈长方形，东西长70m,南北长50m。综合楼、仓库、车库及其它主要辅助建筑位于处理站的西部，正门在西部和南部，占地较大的水处理构筑物位于处理站东南部，沿流程自西向东排开。污泥处理系统在中部。同时为了改善处理站区环境，在空地上都铺上草皮，在主干道两旁种植常绿树木，并于中心空地设一大花坛，起到绿化环境、调节气侯、净化空气和降噪音隔臭等作用。详见平面布置图.4.2高程布置4.2.1高程布置原则1、充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。2、协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。-27- 设计说明书3、做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。4、协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。4.2.2高程布置结果淀粉废水经提升泵一次提升后自流经过气浮池、调节池、UASB反应器、最后经SBR池处理后直接排入自然水体。详见高程图.4.3运输根据本站的设计计算及运输要求，需备1辆东风牌自卸汽车和2至3部手推车。运输工具由厂部统一调配解决。第5章结论综上所述，采用气浮-UASB-SBR工艺合理，技术成熟，管理方便，在处理水质稳定达标排放的同时，能够得到饲料和沼气，具有显著的经济效益，实现了环境效益和经济效益的统一。对规划区内的生产废水进行集中处理，避免废水对周围水环境的严重污染。以较低的投入，可以收到良好效果，是一种合理、可靠的废水处理方案。本工程设计只是初步设计方案，采用的方案比较法，可以针对废水的特点做出适当的选择，然后再做出具体设计。-27- 设计说明书参考文献[1]魏先勋.环境工程设计手册[M].武汉:湖南科学技术出版社,1992;[2]高廷耀、顾国维.水污染控制工程（上、下册）.[M].北京:高等教育出版社,1989;[3]中国市政工程西北设计院.给水排水设计手册（1、11册）.北京:中国建筑工业出版社,1986;[4]化学工业出版社.水处理工程典型设计实例[C].北京:化学工业出版社,2001;[5]买文宁.生物化工废水处理技术及工程实例[C].北京:化学工业出版社,2002;[6]李旭东、杨芸等.废水处理技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2003;[7]张智等.给排水工程专业毕业设计指南[M].中国水利水电出版社,1999;[8]张统.SBR及其变法污水处理与回用技术.北京:化学工业出版社,2003;[9]曾科,卜科平,陆少鸣.污水处理厂设计与运行.北京:化学工业出版社,2003;[10]郑育毅等.生物膜/活性污泥联合工艺处理淀粉制糖废水.工业水处理.2003,23(7);[11]唐受印,戴友芝等.水处理工程师手册.北京:化学工业出版社,2000;[12]史惠祥等.实用水处理设备手册.北京:化学工业出版社,2000;[13]娄金生,王宇等.水污染治理新工艺与设计.北京:海洋出版社,2002;[14]谭大路等.工程估价.北京:中国建筑工业出版社,2003;[15]周律.环境工程技术经济和造价管理.北京:化学工业出版社,2001;[16]何国庆等.小麦淀粉工业废水的水质特征及酶法预处理条件研究.浙江农业学报.1997,9(5):235～239;[17]王凯军,秦人伟.发酵工业废水处理.北京:化学工业出版社,2000;[18]乌锡康.有机化工废水治理技术.北京:化学工业出版社,1999;-27- 设计说明书-27-'