某乳業(yè)有限公司乳品廢水處理工程設計畢業(yè)論文

1、江 西 理 工 大 學本 科 畢 業(yè) 設 計（論文）題 目：某乳業(yè)有限公司乳品廢水處理工程設計學 院：資源與環(huán)境工程學院專 業(yè)：環(huán)境工程班 級：081學 生：xxx學 號：23指導教師：鐘xx 職稱：副教授指導教師： 職稱：江 西 理 工 大 學本 科 畢 業(yè) 設 計（論文）任 務 書資源與環(huán)境學院環(huán)境工程專業(yè)2008 級（2012屆）環(huán)境工程081班23號xxx題目：某乳業(yè)有限公司乳品廢水處理工程設計原始依據(jù)1、設計技術(shù)條件、技術(shù)參數(shù)等：原始依據(jù)主要污染物描述：污染物的主要來源為生產(chǎn)廢水和生活污水，生產(chǎn)廢水主要含有乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、naoh等，生活污水主要來源為衛(wèi)生間、洗澡和洗衣等

2、。廢水日處理量：2500噸/日，連續(xù)排放。 水質(zhì)指標如下表：編號污染物種類平均數(shù)值最大數(shù)值1、codcr3000 mg/l3500 mg/l2、bod51200 mg/l2100 mg/l3、ss500 mg/l-4、動植物油300 mg/l-5、ph值6-9-主要內(nèi)容和要求：（1）污水處理方案的論證。包括污水處理基本工藝路線的確定，污水處理工藝流程論證和主要處理構(gòu)筑物的選型。應盡量采用新工藝、新技術(shù)。論證主要進行技術(shù)比較也適當進行經(jīng)濟比較。（2）污水處理和污泥處理工藝設計計算。（3）總體布置圖和某些構(gòu)筑物施工設計圖。（4）經(jīng)濟估算。包括投資估算和運行費用及勞動定員的計算。日程安排：時 間內(nèi)容

3、安排3.10-3.31收集設計資料，完成外文翻譯3.21-3.31完成文獻綜述，確定設計方案4.1-5.23進行設計算5.1-5.27完成論文初稿5.28-5.31修改、完成論文二稿6.2-6.3完成論文正式稿，答辯主要參考文獻和書目：1 高廷耀 顧國維 周琪.水污染控制工程（下冊）.高等教育出版社,20072 閃紅光.環(huán)境保護設備選用手冊-水處理設備.化工工業(yè)出版社,2002.43 孫體昌 婁金生.水污染控制工程.機械工業(yè)出版社,2009.6.4 陶俊杰 于軍亭 陳振選.城市污水處理技術(shù)及工程實例. 化學工業(yè)出版社,2005.55 卜秋平 陸少鳴 曾 科.城市污水處理廠的建設與管理. 化學工

4、業(yè)出版社,2002.56 王良均 吳孟周.污水處理技術(shù)與工程實例.中國石化出版社,20067 魏先勛 陳信常 馬菊元 韓紹昌.環(huán)境工程設計手冊（修訂版）.湖南科學技術(shù)出版社,2002.78 徐新陽 于 鋒.污水處理工程設計. 化學工業(yè)出版社,2003.49 鄭興燦 李亞新. 污水除磷脫氮技術(shù)m . 中國建筑工業(yè)出版社, 1998.10 史惠祥主編,實用環(huán)境工程手冊m.化學工業(yè)出版社,200211 鄧榮森編著. 氧化溝污水處理理論與技術(shù). 化學工業(yè)出版社, 2006 06指導教師簽字： 年 月 日教研室主任簽字： 年 月 日教學院長簽字： 年 月 日 江 西 理 工 大 學本 科 畢 業(yè) 設 計

5、 開 題 報 告資源與環(huán)境學院環(huán)境工程專業(yè)2008 級（2012屆）環(huán)境工程081班23號xxx題 目：某乳業(yè)有限公司乳品廢水處理工程設計本課題來源及研究現(xiàn)狀：課題來源近年來我國乳品生產(chǎn)快速增長。2010年末奶牛存欄14201萬頭，比2000年的4694萬頭增加了2倍。同時，原料奶產(chǎn)量也逐年增加。2010年奶類？穴含羊奶等？雪和牛奶產(chǎn)量分別為3748萬噸和35756萬噸，分別是2000年的4l倍和43倍。乳業(yè)的迅速發(fā)展使得我國在世界乳業(yè)中的地位不斷提高，2010年我國奶類產(chǎn)量占全球的58，居全球第3位。乳制品廢水是煉乳、干酪、奶油、乳制清涼飲料、冰激凌以及乳制品點心生產(chǎn)過程中排出的廢水。廢水主

6、要來自容器及設備的清洗水，主要成分含有制品原料。其中牛奶加工廠含有處理原乳0.2%，bod20-300mg/l，污染較低，而干酪、奶油加工產(chǎn)廢水污染程度較高，cod達3000 mg/l， bod 全達2400 mg/l，含油脂達200 mg/l，懸浮物達600 mg/l，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，如直接排入水體，將導致水體發(fā)黑、發(fā)臭，嚴重影響漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及飲用水源，破壞人類的生存環(huán)境。乳業(yè)廢水的排放和對環(huán)境的污染成為突出問題，引起了有關部門的重視，因此，如何有效解決乳業(yè)廢水帶來的環(huán)境問題勢在必行。研究現(xiàn)狀自“七五”以來，我國對乳業(yè)廢水的處理工藝和技術(shù)進行了大量的研究和探索，到目

7、前為至，已取得了許多行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結(jié)合法等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究，有的已取得了理想的成效，不久將應用于實踐中。目前乳品廢水產(chǎn)常見處理方法（1）物理法，是利用物理作用分離污水中的呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。通常作為生物法的預處理工序，保證微生物處理的正常進行。主要有氣浮、隔油等。（2）化學法，主要利用化學、物理化學、電化學作用等去除污染物的過程。乳品廢水常用的化學法有混凝沉淀、化學沉淀

8、等。（3）生物法，生化處理方法主要可以分為好氧處理和厭氧處理方法兩大類。一、好氧生物處理 好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化乳品廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高?；钚晕勰喾?、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。（1）傳統(tǒng)活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進入曝氣池后，與活性污泥混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則

9、由沉淀池來完成。 (2)間歇式活性污泥法（sbr）sbr法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性sbr工藝，如iceas法、cass法、idea法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設曝氣和輸配水系統(tǒng)，采

10、用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。 （3）氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門工藝。氧化溝在應用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有： 帕式(passveer)簡稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.53.5m，轉(zhuǎn)刷動力效率1.61.8kgo2/(kwh)。 奧式(orbal)簡稱同心圓式，應用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的do(如外環(huán)為0，中環(huán)為1，內(nèi)環(huán)為2)，有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.04.5m，

11、動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應用。 若能將氧化溝進水設計成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用。 卡式(carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。 三溝式氧化溝(t型氧化溝)，此種型式由三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。t型氧化溝構(gòu)造簡單，處理效果不錯，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復雜的控制儀表增加了運行管理的難度。不設厭氧池，不具備除磷功能。 氧化溝一般不設初沉池，負荷低，耐沖擊，污

12、泥少。建設費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率達2.53.0 kgo2/(kwh) (4)生物膜法與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題。生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法。依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。該法運轉(zhuǎn)穩(wěn)定

13、、動力消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)，廢水中bod5的去除率在80%以上。 二、厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水，它是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有50%90%轉(zhuǎn)化為沼氣，而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關注。，（1）水解酸化法水解和酸化是一種傳統(tǒng)的厭氧生物處理方法，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，在處理有機工業(yè)廢水工藝中，水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C物，將其中難生物降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生

14、化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預處理。酸化則是一類典型的發(fā)酵過程，在酸化過程中微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機酸。（2）升流式厭氧污泥床（uasb）uasb的主要組成部分是反應器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設置了一個專用的氣-液-固三相分離系統(tǒng)。廢水從反應器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣。氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應器底部，水經(jīng)出流堰排出。uasb成功處理高濃度乳品廢水的關鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污

15、泥。顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水力負荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。 總之，uasb具有效能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，完全適用于高濃度乳品廢水的治理。其不足之處是出水codcr的濃度仍然很高，需進行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達標排放。 （3）厭氧內(nèi)循環(huán)反應器（ic）它是在uasb反應器的基礎上發(fā)展而來的，和uasb反應器一樣，可以形成高生物活性的厭氧顆

16、粒污泥，但不同的是這種反應器內(nèi)部還能夠形成流體循環(huán)。此類反應器高度約為1625m，容積負荷為普通uasb的4倍左右，占地面積少，基建投資省，有機負荷高，抗沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定性好。（4）膨脹顆粒污泥床（egsb）egsb是第三代厭氧反應器，其構(gòu)造與uasb反應器有相似之處，可以分為進水配水系統(tǒng)、反應區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與uasb反應器不同之處是，egsb反應器設有專門的出水回流系統(tǒng)。egsb反應器一般為圓柱狀塔形，特點是具有很大的高徑比，一般可達35，生產(chǎn)裝置反應器的高度可達1520米。顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機物與微生物之間的接觸，強化了傳質(zhì)效果，提高了反應器的生化反應速度

17、，從而大大提高了反應器的處理效能。 三、厭氧+好氧生物處理（一）水解酸化 + cass 其主要處理設備是酸化池和cass反應池。這種方法在處理乳品廢水時，在厭氧反應中，放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優(yōu)點：由于反應控制在水解、酸化階段反應迅速，故水解池體積小；不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護，易于放大；對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少；經(jīng)水解反應后溶解性cod比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為

18、有利的條件；水解酸化cass法處理高濃度乳品廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最高達99%以上。 （二）uasb + 好氧接觸氧化此處理工藝中主要處理設備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對ss的去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池)對廢

19、水中ss和cod均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定 、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。（三）uasb + sbr本處理工藝主要包括uasb反應器和sbr反應器。將uasb和sbr兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把uasb作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此

20、降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且uasb池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。課題研究目標、內(nèi)容、方法和手段：研究目標：廢水處理后水質(zhì)完全達到污水綜合處理排放標準規(guī)定的一級標準的前提下，采用各項適用技術(shù)、先進技術(shù)和集成技術(shù)，達到節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、治污的目的。研究內(nèi)容：（1）污水處理方案的論證。包括污水處理基本工藝路線的確定，污水處理工藝流程論證和主要處理構(gòu)筑物的選型。應盡量采用新工藝、新技術(shù)。論證主要進行技術(shù)比較也適當進行經(jīng)濟比較。（2）污水處理和污泥處理

21、工藝設計計算。（3）廠區(qū)平面布置及高程布置（4）經(jīng)濟估算。包括投資估算和運行費用及勞動定員的計算研究方法和手段：（1）應用在校四年所學知識，并使之進一步深入和系統(tǒng)化；（2）將所學理論知識運用于實驗研究問題上，從而提高獨立思考、工作能力；（3）采用有關技術(shù)規(guī)范和技術(shù)規(guī)定。設計提綱：第一章 綜述第二章 工藝流程的確定及構(gòu)筑物說明第三章 主要構(gòu)筑物設計計算第四章 廠區(qū)污水處理構(gòu)筑物平面與高程布置第五章 設備與材料 第六章 經(jīng)濟概算 參考文獻設計提綱及進度安排：時 間內(nèi)容安排3.10-3.31收集設計資料，完成外文翻譯3.21-3.31完成文獻綜述，確定實驗方案4.1-5.23進行實驗及機理研究5.1

22、-5.27完成論文初稿5.28-5.31修改、完成論文二稿6.2-6.3完成論文正式稿，答辯主要參考文獻和書目：1 高廷耀 顧國維 周琪.水污染控制工程（下冊）.高等教育出版社,20072 閃紅光.環(huán)境保護設備選用手冊-水處理設備.化工工業(yè)出版社,2002.43 孫體昌 婁金生.水污染控制工程.機械工業(yè)出版社,2009.6.4 陶俊杰 于軍亭 陳振選.城市污水處理技術(shù)及工程實例. 化學工業(yè)出版社,2005.55 王良均 吳孟周.污水處理技術(shù)與工程實例.中國石化出版社,20066 魏先勛 陳信常 馬菊元 韓紹昌.環(huán)境工程設計手冊（修訂版）.湖南科學技術(shù)出版社,2002.77 徐新陽 于 鋒.污水

23、處理工程設計. 化學工業(yè)出版社,2003.48 鄭興燦 李亞新. 污水除磷脫氮技術(shù)m . 中國建筑工業(yè)出版社, 1998.9 史惠祥主編,實用環(huán)境工程手冊m.化學工業(yè)出版社,200210 魏先勛編著.環(huán)境工程設計手冊修訂版.湖南科技大學出版社，2002.0711 給排水設計手冊第11冊，中國建筑工業(yè)出版社，200212 三廢處理工程手冊，化學工業(yè)出版社，200013 崔玉川 劉振江.城市污水廠處理設施設計計算，化學工業(yè)出版社，2004指導教師審核意見：指導教師： 年 月 日摘要本文介紹了循環(huán)式活性污泥法cass工藝在污水處理中的應用。本次設計的某乳業(yè)有限公司乳品廢水處理站的工程規(guī)模為2500m

24、3/d，同時出水要達到國家綜合污水排放標準（gb 189182002）一級b類標準，貫徹執(zhí)行“三同時”制度。循環(huán)式活性污泥法是序批式活性污泥法工藝(sbr)的一種變型。它綜合活性污泥法和sbr工藝特點，與生物選擇器原理結(jié)合在一起，具有抗沖擊負荷和脫氮除磷功能。本設計采用cass工藝對污水處理站進行設計計算，其中包括根據(jù)有機負荷、水力停留時間等參數(shù)的選取進行反應池池體設計，通過計算設計出格柵等輔助構(gòu)筑物尺寸，并進行設備選型。處理后的水質(zhì)達到一級b標準，污泥經(jīng)脫水后最終堆肥處理以致不造成二次污染。因此，cass工藝在城市污水處理中有著廣泛的應用。關鍵詞：循環(huán)式活性污泥法，工藝設計，撇水器，生活污水

25、處理abstract the application of cyclic aerated sludge system cass process in waste water treatment has been presented in the paper. the scale of the urban wastewater treatment plant project in the thesis is 2500m3 / d. need to reach the comprehensive national sewage discharge standard (gb 18918-2002)

26、class a type b, while implementing the the three simultaneousnesses system.cyclic activated sludge system (cass) is a type of modified sequencing bath reactor (sbr). it synthesizes the characteristics of activated sludge processing and sbr in combination with a biological selector, shock loading and

27、 fluctuation and denification as well as phosphorus removal will take place simultaneously. cass process is adopted to calculate and design a wastewater treatment plant in this project, which includes designing the volume of the reactor tanks by choosing the values of parameters, such as organic loa

28、ding, mean cell residence time and so on, designing the size of some auxiliaries, and then choosing some suitable types of fixture. the quality of effluent accord with a b standard, the wasting sludge after dydrating can be converted to compost, so as not to pollute the environment again. therefore,

29、 cass.keywords cyclic activated sludge system, project design, decanter, wastewater treatment目 錄前言1第一章 文獻綜述21.1乳品廢水的來源21.2乳品廢水的組成及特點21.3乳品廢水處理發(fā)展現(xiàn)狀2第二章 工藝流程的確定及構(gòu)筑物說明72.1設計概況72.2設計原則、范圍與依據(jù)82.3工程規(guī)模和處理水質(zhì)要求92.4污水處理工藝方案的比較與確定92.5水處理構(gòu)筑物設計說明182.6污泥處理構(gòu)筑物設計說明242.7平面與高程布置26第三章 主要構(gòu)筑物設計計算303.1細格柵303.2污水提升泵房323.3

30、調(diào)節(jié)池343.4平流式隔油池353.5混凝及沉淀池373.6水解酸化池423.7工藝流程及污染物負荷削減估算443.8 cass池443.9集泥井523.10污泥濃縮池533.11脫水機房54第四章 廠區(qū)污水處理構(gòu)筑物平面與高程布置554.1水力計算554.2高程計算55第五章 設備與材料595.1構(gòu)、建筑物一覽表595.2 主要設備材料表60第六章 經(jīng)濟概算616.1投資概算616.2運行成本636.3經(jīng)濟效益64前言11 我國污水處理要求的提出我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。由于我國城市化進程的加快和國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，水環(huán)境污染和水資源短缺日趨嚴重。為了保護水體環(huán)境，

31、國家已把城市污水處理列為基本建設領域重點支持的產(chǎn)業(yè)，并提出至2010年污水處理率達到40%的總體，要求“七大流域”、“三大湖泊”和重點沿海城市及其近岸海域城市、非農(nóng)業(yè)人口50萬以上的城市都要建設城市污水處理廠。污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保護了水環(huán)境，有利于實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的健康、良性循環(huán)，從長遠利益來看，這將是有效地解決我國水資源短缺和水環(huán)境惡化問題的優(yōu)化途徑。 12 我國污水處理概況我國污水處理始于二十世紀五六十年代。解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當時的污水污染程度很低，且提倡利用污水進行農(nóng)業(yè)灌溉，全國僅有幾個城市建設了近十座污水處理廠，處理工藝有的只是一級處

32、理。 70-80年代，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，城市污水污染程度由低到高逐漸演變，國家和地方都為籌建國內(nèi)大型污水處理廠。紀莊子污水處理廠自投產(chǎn)運行后多年來達到設計出水水質(zhì)標準，使黑臭的污水變?yōu)榍辶鳎玫饺珖舜?、全國政協(xié)委員們的贊揚，并通過他們向全國各地政府呼吁，加速建設污水處理廠的步伐，發(fā)展污水處理事業(yè)，消除污水對環(huán)境的污染。在他們的決策下，許多省市根據(jù)各自的具體情況分別建設了不同規(guī)模的污水處理廠，使我國的污水處理廠由60年代的十幾座發(fā)展到幾十座，天津市紀莊子污水處理廠的設計、施工、管理的成功經(jīng)驗，為我國大型城市綜合污水處理廠的建設起到了工程建設的示范作用。國家“七五

33、”、“八五”、“九五”科技攻關課題的建立，使我國污水處理的新技術(shù)、污泥處理的新技術(shù)、再生水回用的新技術(shù)都取得了可喜的科研成果.隨著改革開放大好形勢的不斷深入，我國的污水處理事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。國外污水處理新技術(shù)、新工藝、新設備被引進到我國，在活性污泥法工藝應用的同時，ab法、a/o法、a/a/o法、cass法、sbr法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等也在污水處理廠的建設中得到應用。由過去只具有去除有機物功能的污水處理工藝技術(shù)發(fā)展為具有除磷脫氮多功能的工藝技術(shù)，國外一些先進的、高效的污水處理專用設備進入了我國污水處理行業(yè)的市場。如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風機、污泥泵、脫

34、水機、沼氣發(fā)電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設備。第一章 文獻綜述1.1乳品廢水的來源乳制品廢水是煉乳、干酪、奶油、乳制清涼飲料、冰激凌以及乳制品點心生產(chǎn)過程中排出的廢水。廢水主要來自容器及設備的清洗水，主要成分含有制品原料。其中牛奶加工廠含有處理原乳0.2%，bod20-300mg/l，污染較低，而干酪、奶油加工產(chǎn)廢水污染程度較高，cod達3000 mg/l， bod 全達2400 mg/l，含油脂達200 mg/l，懸浮物達600 mg/l。乳品廢水有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，如直接排入水體，將導致水體發(fā)黑、發(fā)臭，嚴重影響漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及飲用水源，破壞人類的生存環(huán)境。乳業(yè)

35、廢水的排放和對環(huán)境的污染成為突出問題，引起了有關部門的重視。1.2乳品廢水的組成及特點在乳品加工過程中容器、設備、管道的清洗消毒水構(gòu)成乳制品加工高濃度廢水，其cod值高者可超過20000mg/l。一般也在5000mg/l以上，廢水量約每加工l噸原料乳產(chǎn)生1.0m3，隨著生產(chǎn)品種、產(chǎn)量、工廠管理等因素的變化，廢水量有所變化。乳制品工廠洗滌車間地面水和其他用水（如辦公用水、生活用水等）構(gòu)成低濃度廢水。一般cod值在1000mg/l以下，每加工l噸原料乳約有34m3低濃度廢水產(chǎn)生。通常液態(tài)奶及奶粉生產(chǎn)企業(yè)排放的廢水cod約為15003000mg/l；酸奶、奶油、冰激凌、雪糕、干酪等乳制品企業(yè)排放的廢

36、水cod一般為40007000mg/l。乳品廢水主要污染成分為乳蛋白（如酪蛋白、乳清蛋白籌）、乳糖、乳脂以及含于原乳中的各種礦物質(zhì)、用于設備、管道、容器清洗的酸、堿等，廢水ph值一般6.57.0。1.3乳品廢水處理發(fā)展現(xiàn)狀自“七五”以來，我國對乳業(yè)廢水的處理工藝和技術(shù)進行了大量的研究和探索，到目前為至，已取得了許多行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結(jié)合法等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究，有的已取得了理想的成效

37、，不久將應用于實踐中。目前乳品廢水產(chǎn)常見處理方法（1）物理法，是利用物理作用分離污水中的呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。通常作為生物法的預處理工序，保證微生物處理的正常進行。主要有氣浮、隔油等。（2）化學法，主要利用化學、物理化學、電化學作用等去除污染物的過程。乳品廢水常用的化學法有混凝沉淀、化學沉淀等。（3）生物法，生化處理方法主要可以分為好氧處理和厭氧處理方法兩大類。一、好氧生物處理 好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化乳品廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高。活性污泥法、生物膜法、深井曝氣

38、法是較有代表性的好氧生物處理方法。（1）傳統(tǒng)活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進入曝氣池后，與活性污泥混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成。(2)間歇式活性污泥法（sbr）sbr法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性sbr工藝，如iceas法、cas

39、s法、idea法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。 （3）氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門工藝。氧化溝在應用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有： 帕式(pas

40、sveer)簡稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.53.5m，轉(zhuǎn)刷動力效率1.61.8kgo2/(kwh)。 奧式(orbal)簡稱同心圓式，應用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的do(如外環(huán)為0，中環(huán)為1，內(nèi)環(huán)為2)，有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.04.5m，動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應用。 若能將氧化溝進水設計成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用。 卡式(carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其

41、原因是供氧與流速有矛盾。 三溝式氧化溝(t型氧化溝)，此種型式由三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。t型氧化溝構(gòu)造簡單，處理效果不錯，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復雜的控制儀表增加了運行管理的難度。不設厭氧池，不具備除磷功能。 氧化溝一般不設初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率達2.53.0 kgo2/(kwh) (4)生物膜法與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問

42、題。生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法。依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。該法運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動力消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)，廢水中bod5的去除率在80%以上。 二、厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水，它是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有50%90%轉(zhuǎn)化為沼氣，而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因

43、此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關注。，（1）水解酸化法水解和酸化是一種傳統(tǒng)的厭氧生物處理方法，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，在處理有機工業(yè)廢水工藝中，水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C物，將其中難生物降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預處理。酸化則是一類典型的發(fā)酵過程，在酸化過程中微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機酸。（2）升流式厭氧污泥床（uasb）uasb的主要組成部分是反應器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設置了一個專用的

44、氣-液-固三相分離系統(tǒng)。廢水從反應器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣。氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應器底部，水經(jīng)出流堰排出。uasb成功處理高濃度乳品廢水的關鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水力負荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。 總之，uasb具有效

45、能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，完全適用于高濃度乳品廢水的治理。其不足之處是出水codcr的濃度仍然很高，需進行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達標排放。 3）厭氧內(nèi)循環(huán)反應器（ic）它是在uasb反應器的基礎上發(fā)展而來的，和uasb反應器一樣，可以形成高生物活性的厭氧顆粒污泥，但不同的是這種反應器內(nèi)部還能夠形成流體循環(huán)。此類反應器高度約為1625m，容積負荷為普通uasb的4倍左右，占地面積少，基建投資省，有機負荷高，抗沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定性好。（4）膨脹顆粒污泥床（egsb）egsb是第三代厭氧反應器，其構(gòu)造與uasb反應器有相似之處，可以分為進水配水系統(tǒng)、反應區(qū)、

46、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與uasb反應器不同之處是，egsb反應器設有專門的出水回流系統(tǒng)。egsb反應器一般為圓柱狀塔形，特點是具有很大的高徑比，一般可達35，生產(chǎn)裝置反應器的高度可達1520米。顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機物與微生物之間的接觸，強化了傳質(zhì)效果，提高了反應器的生化反應速度，從而大大提高了反應器的處理效能。 三、厭氧+好氧生物處理（一）水解酸化 + cass 其主要處理設備是酸化池和cass反應池。這種方法在處理乳品廢水時，在厭氧反應中，放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優(yōu)點：由于反應控制在水解、酸化階段反應迅

47、速，故水解池體積??；不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護，易于放大；對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少；經(jīng)水解反應后溶解性cod比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件；水解酸化cass法處理高濃度乳品廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最高達99%以上。 （二）uasb + 好氧接觸氧化此處理工藝中主要處理設備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對ss的去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物

48、濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池)對廢水中ss和cod均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定 、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。（三）uasb + sbr本處理工藝主要包括uas

49、b反應器和sbr反應器。將uasb和sbr兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把uasb作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且uasb池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。、第二章 工藝流程的確定及構(gòu)筑物說明2.1設計概況該乳業(yè)有限公司的乳品廢水的處理設施的廢水

50、來源主要是生產(chǎn)廢水和生活廢水，生產(chǎn)廢水主要含有乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、naoh等，生活廢水主要來源為衛(wèi)生間（有化糞池設施）、洗澡和洗衣廢水等。生產(chǎn)廢水量較為穩(wěn)定，生活廢水雖然雖波動較大，但是占總水量比例較小，所以對總水量波動的影響不大。污水處理站一般由預處理、生化處理、污泥處理三部分組成。污水處理程序包括預處理、一級處理、二級處理、深度處理及污泥處理、其中的核心部分為二級生化處理。污水一級處理系統(tǒng)主要由格柵、篩網(wǎng)、沉砂池、沉淀池等組成。格柵和沉砂池也常作為城市污水的預處理系統(tǒng)。由于生活廢水常挾帶大量懸浮物和漂浮物，通過一級處理系統(tǒng)可以攔截和沉淀體積和密度較大的污染物，以保護后續(xù)處理設施，保

51、證處理出水效果達標。因此，是污水處理工藝前必不可少的組成部分。本設計中，采用格柵、沉砂池。同時，生產(chǎn)廢水中還有大量的油類廢水，含油量高，分子量大，不易直接生化去除，應該設置隔油池和水解酸化池。污水二級處理系統(tǒng)主要為生物處理系統(tǒng)，以生物處理技術(shù)為主體。污水二級處理系統(tǒng)可以大幅度去除污水中呈膠體和溶解性狀態(tài)的有機污染物，bod5去除率達85%95%，而一級處理只能去除bod520%30%。乳品廢水處理的方法很多，可用氧化溝、傳統(tǒng)活性污泥法、水解酸化cass工藝、好氧缺氧（a1/o）脫氮工藝等污水的深度處理包括脫氮除磷及有機物的進一步去除，常用混凝沉淀和過濾工藝，也有采用生物陶粒和生物炭工藝，而最后

52、進行消毒處理。污泥處理是污水處理廠的重要組成部分，主要包括濃縮、消化、脫水和干化等。污水處理廠的工藝流程是指在達到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合，以滿足污水處理要求。采用何種處理流程還要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟性，排放水體的具體規(guī)定。因為進水水質(zhì)中各種水質(zhì)指標的濃度比較低且氮磷的去除率要求不高，所以在二級處理過中cass工藝進行處理。不僅能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機物，以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)，無機鹽類也能被部分去除，而且通過厭氧或缺氧區(qū)的設置可以脫氮、除磷。2.2設計原則、范圍與依據(jù) 2.2.1設計原則 1 設

53、計數(shù)據(jù)可靠真實。認真研究各項基礎資料、基本數(shù)據(jù)，全面分析各項影響因素，充分掌握水質(zhì)水量的特點和地域特性，合理選擇好設計參數(shù)，為工程設計提供可靠的依據(jù)。2、廠址選擇合理根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程專業(yè)規(guī)劃，結(jié)合建設地區(qū)地形、氣象條件，經(jīng)全面地分析比較，選擇建設條件好、環(huán)境影響小的廠址，功能分區(qū)明確，生產(chǎn)、生活、人、物、車流向合理。3、工藝先進實用選擇技術(shù)先進、運行穩(wěn)定、投資和處理成本合理的污水污泥處理工藝，積極慎重地采用經(jīng)過實踐證明行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設備，使污水處理工藝先進，運行可靠，處理后水質(zhì)穩(wěn)定地達標排放。4、總體布置考慮周全根據(jù)處理工藝流程和各建筑物、構(gòu)筑物的功能要求，結(jié)合

54、廠址地形、地址和氣候條件，全面考慮施工、運行和維護的要求，協(xié)調(diào)好平面布置、高程布置及管線布置間的相互關系，力求整體布局合理完美。5、避免二次污染污水處理工藝作為環(huán)境保護工程，應避免或盡量減少對環(huán)境的負面影響，如空氣、噪聲、固體廢物污染等；妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂、污泥和臭氣等，避免對環(huán)境的二次污染。6、運行管理方便以人為本，充分考慮便于污水廠運行管理的措施。污水處理過程中的自動控制，力求安全可靠、經(jīng)濟實用，以利提高管理水平，降低勞動強度和運行費用。7、近期遠期結(jié)合污水處理廠設計應近遠期全面規(guī)劃，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況

55、下，設計時應為以后的發(fā)展留有挖潛和擴建的條件，污水廠的廠區(qū)面積，應按項目總規(guī)?？刂?，并做出分期建設的安排，合理確定近期規(guī)模。8、滿足安全要求污水處理廠設計須充分考慮安全運行要求，如適當設置分流設施、超越管線等。廠區(qū)消防的設計和消化池、貯氣罐急其他危險單元設計，應符合相應安全設計規(guī)范的要求。2.2.2設計內(nèi)容及范圍本次設計內(nèi)容為全面熟悉城市污水處理的傳統(tǒng)工藝和先進工藝，根據(jù)要求設計工藝方案，完成計算書，成本核算后進行工藝完善及繪制設計圖。本設計范圍為對污水處理廠廠內(nèi)的污水處理構(gòu)筑物、污泥處理構(gòu)筑物及必要的附屬建筑進行工藝及總圖的初步設計，不包括收集管網(wǎng)及泵站部分。2.3工程規(guī)模和處理水質(zhì)要求工程規(guī)模：某乳業(yè)有限公司乳品廢水的每日最大污水處理量為2500m3/d 。處理后的水質(zhì)要達到國家一級（b）類排放標準，根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（gb189182002）可得進出水水質(zhì)情況如表1.1： 表21 設計污水處理廠生化處理階段污染物去除率編號污染物種類平均數(shù)值出水標準6、codcr3000 mg/l60mg/l7、bod51200 mg/l20 mg/l8、ss500 mg/l20mg/l9、動植物油300mg/l-10、ph值6