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文檔簡介

資料內(nèi)容僅供您學習參考,如有不當之處,請聯(lián)系改正或者刪除。畢業(yè)設計題目:莘縣300噸/天淀粉廢水處理工程學院:市政與環(huán)境工程學院專業(yè):環(huán)境工程姓名:學號:指導老師:完成時間:5月23日畢業(yè)設計(論文)任務書題目:莘縣300噸/天淀粉廢水處理工程學院市政與環(huán)境工程專業(yè)環(huán)境工程班級學號學生姓名指導教師發(fā)放日期3月25日

河南城建學院畢業(yè)設計(論文)任務書一、主要任務與目標:莘縣300噸/天淀粉廢水處理工程處理站位于河南中部地區(qū);站址的地下水位為:-2.0m站址的地質(zhì)情況:亞粘土生活污水和工業(yè)廢水的混合污水的原始數(shù)據(jù):日處理水量:4000m3/d,工廠為三班倒連續(xù)生產(chǎn);水質(zhì):COD:6200~8200mg/lBOD5:3800~4200mg/lSS:3000mg/lPH值為:6.5~7.5標高:廢水進站標高為:-2.5m處理站附近排水管道底標高為:-1.6m要求:1.SS<20mg/l,出水COD<50mg/l,BOD5<20mg/l2.滿足國家一級排放標準二、主要內(nèi)容與基本要求:1.設計計算:(1)總泵站或區(qū)域泵站的計算;(2)設計中選用的污水處理方法闡述(包括方案比較);(3)污水處理廠中所有污水處理構(gòu)筑物計算及其圖紙之繪制;(4)污水處理廠中污泥流程及污水流程之水力計算;(5)指定的某一構(gòu)筑物細部的工藝及水力計算;(6)概預算及技術(shù)經(jīng)濟指標的計算。2.圖紙繪制:(1)總泵站或區(qū)域泵站圖;(2)污水處理廠總平面圖(使用CAD繪圖);(3)污水流程及污泥流程縱斷面(高程)圖;(4)污水處理廠處理構(gòu)筑物的技術(shù)工藝設計(用CAD繪圖)。(5)沉淀池施工圖(6)污水處理廠工藝管道布置圖總共約為6張圖。3.設計要求:(1)開題報告a.結(jié)合畢業(yè)實習內(nèi)容和書本上學習的理論知識,以及指導老師給出的研究方法和設計(論文)研究內(nèi)容,擬寫初步論文開題報告。b.經(jīng)過閱讀大量的文獻,進行設計(論文)開題報告方案的比較,分析優(yōu)缺點,論證可行性,形成可行的論文開題報告,第11周周末交指導老師,由指導老師審查同意后方開題。(2)畢業(yè)論文要求設計計算:a.總泵站的技術(shù)工藝設計,即著重水泵選擇及站內(nèi)水泵機組管道、電器設備等的布置,泵數(shù)以2-4臺為宜,泵站的建筑結(jié)構(gòu)尺寸可參照標準圖大致確定。b.應根據(jù)原始資料所給條件選擇三方水處理廠的適宜位置,并應根據(jù)水體自凈及污水處理程度的計算結(jié)果及當?shù)貤l件,確定合理的處理方案,如指定以處理廠作技術(shù)經(jīng)濟比較時,則應以局部方案(涉及2—3個處理構(gòu)筑物)為宜。c.應作各處理構(gòu)筑物的初步設計(包括各構(gòu)筑物尺寸的求定及污水、污泥流程的水力計算)。d.應做某一處理構(gòu)筑物或某干段(由指導老師指定)的技術(shù)設計(包括工藝細部設計及結(jié)構(gòu)設計)。e.進行經(jīng)濟概算求出建設工程的技術(shù)經(jīng)濟指標,即求出每排除及處理污水所需的費用。f.房屋衛(wèi)生設備設計要求按技術(shù)安裝施工設計進行。繪圖:a.在處理廠的平面布置圖中,要求將各處理構(gòu)筑物按計算的尺寸及縮小尺寸繪出,并注明其主要尺寸。合理布置各種必要管路,其中污水、污泥管路均應按計算結(jié)果注明其管徑長度、坡度、各附屬建筑物及設備亦應當合理地確定其位置及大小。在該圖中亦應當繪出風玫瑰圖及表示出填方、挖方、綠化地帶等。b.在污水污泥流程圖中,要求沿污水、污泥在處理廠中流動的最長路程繪制出各處理構(gòu)筑物、連接槽的剖面展開圖。圖中應當注明原有地面及平整后地面的標高、連接槽及構(gòu)筑物中水面及底部的標高、水體的洪水水位、枯水位等,并應當將填方、挖方表示出來。c.泵站圖紙按技術(shù)工藝設計要求,應當精確的、合理地布置機組。管道及電路設備,建筑物結(jié)構(gòu)部分亦應當結(jié)合工藝方面的要求,力求合理。d.在某項構(gòu)筑物的技術(shù)圖紙中,其工藝部分要求將其本身及其附屬設備及條件,按計算及設計的尺寸詳細繪出。為此應當繪制相應斷面圖及結(jié)點大樣圖;其結(jié)構(gòu)部分(一般在另一圖紙上)應當繪制各主要剖面及鋼筋配置圖,并繪制材料統(tǒng)計表。設計說明書應當按下列順序編寫:1、目錄2、緒論1)設計對象的一般說明:包括城市或工業(yè)企業(yè)所在位置,地表、地形、氣象、地質(zhì)、水文條件、經(jīng)濟概況,居民生活條件及規(guī)劃遠景等。3、污水量及水質(zhì)4、水力計算及其技術(shù)經(jīng)濟比較。5、泵站的技術(shù)工藝設計。6、污水處理廠位置的選定與污水處理程度的計算,處理方案的選擇及處理廠的設計。7、某一構(gòu)筑物或干管技術(shù)設計(工藝及結(jié)構(gòu)設計)三、計劃進度:第5周熟悉設計任務,收集設計資料,初擬設計方案;第6周水處理廠工藝設計;第7周平面高程設計;第8周單體設計;第9周水廠總體設計;第10周技術(shù)經(jīng)濟,繪圖;第11、12周繪圖;第13周審核,準備答辯,答辯,評定。四、主要參考文獻:1.環(huán)境工程設計手冊2.給排水設計手冊3,5,11,133.左金龍食品工業(yè)生產(chǎn)廢水處理工藝及工程實例,化學工業(yè)出版社4.譚萬春UASB工藝及工程實例,化學工業(yè)出版社5.曾科污水處理廠設計與運行,化學工業(yè)出版社6.左凱軍UASB工藝的理論與工程實踐,中國環(huán)境科學出版社7.岑超平木薯淀粉廢水的絮凝法處理.上海環(huán)境科學,,20(1):31~328.鄧述波、胡筏、敏羅苗微生物絮凝劑處理淀粉廢水的研究工業(yè)水處理,1999,19(5):8~119.李亞峰、馬強、曹麗丹等混凝-吸附法處理淀粉廢水沈陽建筑工程學院學報,1999,15(1):40~4310.污水生物處理新技術(shù)指導教師(簽名):年月日教研室審核意見:(建議就任務書的規(guī)范性;任務書主要內(nèi)容和基本要求的明確具體性;任務書計劃進度的合理性;提供的參考文獻數(shù)量;是否同意下達任務書等方面進行審核。)教研室主任簽名:年月日注:任務書必須由指導教師和學生互相交流后,由指導老師下達并交教研室主任審核后發(fā)給學生,最后同學生畢業(yè)論文等其它材料一起存檔。畢業(yè)設計(論文)成績評定表題目:莘縣300噸/天淀粉廢水處理工程學院:市政與環(huán)境工程學院專業(yè):環(huán)境工程姓名:學號:指導老師:

·成績評定·成績評定說明成績評定說明一、答辯前每個學生都要將自己的畢業(yè)設計(論文)及相關(guān)材料在指定的時間內(nèi)交給指導教師,由指導教師評閱填寫評語、評分,并簽名。二、由指導教師將評閱設計(論文)送其它同行教師交叉評閱,交叉評閱教師填寫評語、評分,并簽名,并將設計(論文)及成績評定表提交答辯小組秘書。三、答辯秘書應填寫完整答辯記錄,答辯小組按統(tǒng)一的評分標準和評分方法,評定每個學生的答辯成績、評語并簽名,并將論文及成績評定表提交學院學術(shù)委員會。四、學院答辯小組根據(jù)指導教師評定成績、評閱教師評定成績和學生答辯成績,確定論文的綜合成績、折合等級。五、各專業(yè)學生的最后成績應基本符合正態(tài)分布規(guī)律。六、具體評分標準和辦法見《河南城建學院畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)程》。畢業(yè)設計(論文)綜合成績指導教師評定成績(占60%)評閱教師評定成績(占20%)答辯成績(占20%)綜合成績折合等級答辯小組組長簽字:年月日

·指導教師評定意見·一、評語:二、評分:(1)理工科評分表評分項目工作態(tài)度與紀律(10分)設計(論文)選題(10分)基礎理論和基本技能(10分)數(shù)據(jù)處理、文字、圖形表示水平(30分)完成任務情況與撰寫水平(20分)格式規(guī)范化程度(10分創(chuàng)新性及成果價值(10分)合計(100分)評分(2)文科評分表評分項目工作態(tài)度與紀律(10分)論文選題(10分)文獻檢索、閱讀及綜述能力(10分)綜合知識與技能運用(20分)論文撰寫水平(30分)格式規(guī)范化程度(10分)創(chuàng)新性及成果價值(10分)合計(100分)評分指導教師簽字:年月日·評閱教師評定意見·一、評語:二、評分:評分項目設計(論文)選題(10分)數(shù)據(jù)處理、文字、圖形表示水平(30分)質(zhì)量(正確性、條理性、創(chuàng)造性、實用性)(40分)格式規(guī)范化程度(10分)創(chuàng)新性及成果價值(10分)合計(100分)評分評閱教師簽字:年月日

·答辯小組評定意見·一、評語:二、評分:評分項目完成任務情況(20分)畢業(yè)設計(論文)質(zhì)量(40分)表示情況(15分)回答問題情況(25分)合計(100分)評分答辯小組成員簽字:年月日畢業(yè)答辯說明1、答辯前,答辯小組成員應詳細審閱每個答辯學生的畢業(yè)設計(論文),為答辯做好準備,并根據(jù)畢業(yè)設計(論文)質(zhì)量標準給出實際得分。2、嚴肅認真組織答辯,公平、公正地給出答辯成績。3、指導教師應參加所指導學生的答辯,但在評定其成績時宜回避。4、答辯中要有專人作好答辯記錄。摘要本設計根據(jù)給定的原始資料及相關(guān)的要求,進行完整的莘縣300噸/天淀粉廢水處理工程設計。工程處理水量為4600m3/d。本設計要求處理后的水質(zhì)滿足《國家污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級A標準。由于污水主要來源為生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水,特點是懸浮物含量高,BOD、COD濃度高,屬于中高濃度有機廢水。為使處理出水達到標準,故采用當前國內(nèi)外經(jīng)常使用用的厭氧-好氧串聯(lián)工藝。主要構(gòu)筑物為:格柵、提升泵房、調(diào)節(jié)池、氣浮池、UASB反應池、CASS反應池。污泥處理構(gòu)筑物有:重力濃縮池、污泥脫水機房。處理工程設計方案為:污水處理流程:格柵→提升泵房→調(diào)節(jié)池→氣浮池→UASB反應池→CASS反應池→排放污泥處理流程:剩余污泥→集泥井→污泥提升泵房→重力濃縮池→脫水機房→泥餅外運關(guān)鍵詞:淀粉廢水,UASB工藝,CASS工藝AbstractThedesignaccordingtothegivenrawdataandrelatedrequirements,acomplete200t/dofstarchwastewatertreatmentengineeringdesigninSheqi.Thetreatmentplantstodesign4600m3/d.Thedesignrequirestreatedwatertomeetthe"NationalIntegratedWastewaterDischargeStandard"(GB8978-1996)anAstandard.Sincethemainsourceofsewagewastewatergeneratedintheproductionprocess,ischaracterizedbyhighlevelsofsuspendedsolids,BOD,CODconcentrationishigh,belongingtothehighconcentrationorganicwastewater.Inordertomeettheeffluentstandards,sotheuseofcommonlyusedathomeandabroadusinganaerobic-aerobictandemprocesses.Themajorstructuresare:barscreen,pumpstation,regulatingreservoir,floatationtank,UASBreactor,CASSreactor.Sludgetreatmentstructuresare:gravitationalsludgethickener,sludgedewateringroom.Engineeringdesignprocessesareasfollows:Sewagetreatmentprocess:barscreen→pumpstation→regulatingreservoir→floatationtank→UASBreactor→CASSreactor→dischargeSludgetreatmentprocess:excesssludgemudwell→Improvesludgepumproom→gravitationalsludgethickener→sludgedewateringroom→MudcakeSinotransKeywords:starchwastewater,UASBreactor,CASSreactor目錄TOC\o"1-3"\h\u5740摘要 I18236Abstract II293171緒論 1161042設計概況 263242.1設計題目 244532.2設計目的和要求 231412.2.1設計目的 2174812.2.2設計要求 2289842.3設計任務 2133962.3.1設計規(guī)模 2109342.3.2設計進出水水質(zhì)及排放標準 2287032.3.3設計范圍 3120752.3.4設計原則 3269762.4工程概況 395082.4.1工廠概況 33502.4.2廢水來源 446262.4.3廢水污染特征 4133092.4.4廢水的危害 4178173工藝方案選擇 541873.1廢水水質(zhì)分析 5164503.2工藝方案分析 549223.3廢水處理方法選擇 5309033.3.1預處理工藝 5229823.3.2厭氧處理工藝選擇 6153513.3.3好氧處理工藝選擇 760083.4污水處理流程方案 920903.4.1工藝流程圖 9205173.4.2工藝流程說明 9324993.4.3各級處理效果表 1080604污水處理構(gòu)筑物 11131734.1格柵 11249604.1.1設計說明 11310804.1.2設計參數(shù) 11275864.1.3設計計算 11179054.2污水提升泵房 12177584.2.1設計說明 12307444.2.2設計計算 13317644.3調(diào)節(jié)池 13199864.3.1設計說明 13263534.3.2參數(shù)選取 14137554.3.3設計計算 14274844.4氣浮池 15230214.4.1設計說明 15162704.4.2參數(shù)選取 1570734.4.3設計計算 15157994.5UASB工藝 19237994.5.1設計說明 19136644.5.2設計參數(shù) 19301044.5.3反應器容積計算 19217064.5.4配水系統(tǒng)設計 2089764.5.5三相分離器設計 20210844.6配水井 2274404.6.1設計說明 22323454.6.2設計參數(shù) 22298884.6.3尺寸計算 22264874.7CASS工藝 23244454.7.1設計說明 23207574.7.2曝氣池 23206724.7.3剩余污泥量 24286954.7.4需氧量計算 2592135污泥處理構(gòu)筑物 28193825.1集泥井 28242525.1.1設計說明 28188885.1.2參數(shù)選取 2851795.1.3設計計算 28272105.2污泥重力濃縮池 28325995.2.1設計說明 2851695.2.2設計計算 29196035.3污泥脫水間 3096775.3.1設計說明 3075365.3.2參數(shù)選取 31197825.4污泥泵房 31223916平面布置 3246016.1設計說明 3293796.2布置原則 32321916.3主要構(gòu)筑物 32307377高程布置 3434237.1設計說明 34166597.2設計原則 3425047.3構(gòu)筑物之間管渠的連續(xù)及水頭損失的計算 3420897.3.1構(gòu)筑物水頭損失 34142637.3.2管渠水頭損失 35195597.4污水處理構(gòu)筑物高程確定 36312267.5污泥處理構(gòu)筑物高程 36279788技術(shù)經(jīng)濟分析 3888218.1總投資額 3830918.1.1建設費用 38206188.1.2運行費用 39269129結(jié)論 4028573參考文獻 419433致謝 421緒論淀粉是自然界最豐富的原料之一,屬于可再生、可生物降解資源。它容易從糧食中獲得、價格較低,也容易用化學、物理和生物方法進行加工,以取代某些由石油獲得的化工產(chǎn)品。中國是淀粉生產(chǎn)大國,當前年產(chǎn)淀粉1000萬噸以上,淀粉產(chǎn)量僅次于美國居世界第二位。淀粉在造紙業(yè)、紡織業(yè)、食品加工業(yè)、膠黏劑生產(chǎn)以及其它精細化工領(lǐng)域有著廣泛的用途。玉米淀粉是中國淀粉的主要品種之一。其加工工藝是根據(jù)淀粉不溶于冷水和密度大于水的性質(zhì),采用專用機械設備將淀粉從水的懸浮液中分離出來,從而達到回收淀粉的目的。玉米淀粉宜采用濕法加工工藝,其包括滾筒清洗、二次破碎、濃漿篩分、逆流洗滌、氧化還原法漂白、旋流除砂、濃漿分離、溢漿法脫水、一級負壓脈沖氣流干燥。據(jù)統(tǒng)計,在國內(nèi)每生產(chǎn)1t淀粉大約要產(chǎn)生6t廢水,有的甚至更多。在淀粉加工過程中產(chǎn)生大量高濃度酸性有機廢水,廢水主要來源于淀粉加工過程中的洗滌、壓濾、濃縮等工藝段。廢水中含有大量溶解性的有機污染物,如淀粉、蛋白質(zhì)、糖類、碳水化合物、脂肪、氨基酸等,其次是含N、P的無機化合物,另外還含有一定量的揮發(fā)酸、灰分等,屬生化性較好的高濃度有機廢水,隨生產(chǎn)工藝的不同,廢水中的COD濃度在~0mg/L之間。但由于氨氮和鹽份含量高,較難處理。這些淀粉廢水若不經(jīng)過處理直接排放,其水中所含有的有機物,進入水體后迅速消耗水中的溶解氧,造成水體缺氧而影響魚類和其它水生動物的生存,同時廢水中懸浮物易在厭氧條件下分解產(chǎn)生臭氣,惡化水質(zhì)。根據(jù)莘縣某淀粉廠排放的廢水特點及提供的占地面積,本設計方案經(jīng)過UASB—CASS活性污泥處理工藝,該工藝是一套高效,穩(wěn)定和經(jīng)濟技術(shù)合理的處理工藝,保證廢水達到所需要的排放標準,同時使投資、占地面積、運行管理度達到最佳設置。2設計概況2.1設計題目莘縣300噸/天淀粉廢水處理工程289622.2設計目的和要求83762.2.1設計目的①溫習和鞏固所學知識、原理;②掌握一般水處理構(gòu)筑物的設計計算。44892.2.2設計要求①獨立思考,獨立完成;②完成主要處理構(gòu)筑物的設計布置;③工藝選擇、設備選型、技術(shù)參數(shù)、性能、詳細說明;④提交的成品:設計說明書、工藝流程圖、高程圖、廠區(qū)平面布置圖。262512.3設計任務160222.3.1設計規(guī)模日平均流量:Qd=4000m3/d日變化系數(shù):1時平均流量:Qh=166.7m3/h時變化系數(shù):1.3最大設計流量:Qmax=Q×KZ≈0.06m3/s22872.3.2設計進出水水質(zhì)及排放標準見表2.1表2.1設計進出水水質(zhì)及排放標準指標水質(zhì)BOD5SSCODCrpH進水(mg/l)4200300082006.5~7.5出水(mg/l)2020506~9處理程度(%)999999/排放標準:本工程廢水經(jīng)處理后要求達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準后排入水體。2.3.3設計范圍①生產(chǎn)廢水流入污水處理場界區(qū)至全處理流程出水達標排放為止,設計內(nèi)容包括水處理工藝、土建、排水等;②污水處理站的設計主要分為污水處理和污泥處理及處理兩部分。2.3.4設計原則根據(jù)國家和當?shù)赜嘘P(guān)環(huán)境保護法規(guī)的要求,對淀粉廠在生產(chǎn)過程中排出的淀粉廢水進行有效處理,使之符合國家和當?shù)貜U水排放標準,取得明顯的環(huán)境和社會效益,使企業(yè)樹立良好社會形象。①嚴格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護的各項規(guī)定,使處理后的各項指標達到要求的標準.②針對廢水水質(zhì)特點采用先進、合理、成熟、可靠的處理工藝和設備,最大可能的發(fā)揮投資效益,采用高效穩(wěn)定的水處理設施和構(gòu)筑物,盡可能的降低工程造價,同時結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)情況,對污水進行綜合治理;③工藝設計與設備選型能夠在生產(chǎn)過程具較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地,能適應水質(zhì)水量的變化,確保出水水質(zhì)穩(wěn)定、達標排放;④工藝運行過程中考慮操作自動化,減少勞動強度,便于操作、維修;⑤建筑構(gòu)筑物布置合理順暢,降低噪聲,消除異味,改進周圍環(huán)境。274962.4工程概況52802.4.1工廠概況該淀粉廠以玉米為原料生產(chǎn)淀粉,原料玉米經(jīng)高溫浸泡,然后破碎,再進行胚芽分離、細磨和離心分離,能夠得到玉米皮漿、黃漿水和淀粉乳。黃漿水送至貯存沉淀池,未沉淀黃漿水作為廢水排放,沉淀下來的黃漿水由泵打入板框壓濾機中脫水,產(chǎn)生黃漿水(排放)和濕黃蛋粉(作精飼料)。玉米皮漿送入臥式離心分離機,濾出物生產(chǎn)上烘干得到粗渣(去做粗飼料),同時濾出液作為黃漿水排放。這一系列淀粉及副產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,在離心分離、沉淀、板框壓濾等過程會產(chǎn)生大量高濃度的黃漿水,另在浸泡、破碎、細磨等過程亦生產(chǎn)出大量廢水。黃漿水的CODCr濃度高達8000~10000mg/L,直接外排會嚴重污染環(huán)境。若采用厭氧發(fā)酵工藝處理,可生產(chǎn)出沼氣,變廢為寶。因排出口廢水的CODCr、BOD5、SS等指標大大超過國家的排放標準,為保護環(huán)境,該淀粉廠擬建廢水處理站來處理包括黃漿水在內(nèi)的生產(chǎn)廢水。日平均廢水量4000m3/d;地下水位為:-2.0m;地質(zhì)情況:亞粘土;廢水進站標高為:-2.5m;處理站附近排水管道底標高為:-1.6m;pH值:6.5~7.5;COD:8200mg/L;BOD5:4200mg/L;SS:3000mg/L5442.4.2廢水來源粉碎車間,胚芽浸油車間,精餾工段,酵母工段,發(fā)酵工段等154972.4.3廢水污染特征中國淀粉生產(chǎn)企業(yè)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)、生化需氧量(BOD)以及濁度都非常高。251852.4.4廢水的危害江河中的水生物,如魚類依靠水中含有一定濃度的溶解氧而生存。在極小受污染的水域,水中溶解氧濃度接近飽和狀態(tài)??墒钱敶罅康腂OD5濃度高的造紙廢水排入接受水體時,水中好氧微生物氧化分解廢水中可生物降解的有機物(如糖類物質(zhì)),使其轉(zhuǎn)化成CO2、H2O和少量的微生物,同時迅速消耗水中的溶解氧。當水中溶解氧消耗量大于水體表面的自然充氧能力時,水中溶解氧濃度將逐漸降低,當其降至4mg/L,魚會窒息,浮到水面,降至1mg/L,大部分魚類將死亡,如果溶解氧量為零時,水體中厭氧菌開始起作用,造成河水變臭,魚蝦絕跡,俗稱急性中毒,公眾容易覺察,極受重視、關(guān)注。53933工藝方案選擇3.1廢水水質(zhì)分析本項目污水處理的特點:污水的BOD/COD=0.51,可生化性很好,污水的各項指標都比較高,含有大量有機物,非常有利于生物處理。同時淀粉廢水中含有大量的蛋白,能夠用氣浮工藝分離提取。261163.2工藝方案分析根據(jù)《食品工業(yè)廢水處理》(化學工業(yè)出版社)中介紹,一個完整的淀粉廠廢水處理工藝一般由幾個處理單元組成,當前國內(nèi)外經(jīng)常采用的淀粉廢水處理工藝有兩種:厭氧-好氧串聯(lián)工藝及兩段好氧串聯(lián)工藝。其中兩段好氧串聯(lián)工藝是指生物接觸氧化與氧化塘串聯(lián),在江西國藥廠淀粉廠已實際采用;厭氧-好氧串聯(lián)工藝其厭氧部分一般采用UASB工藝、厭氧濾池、厭氧塘等,好氧部分一般采用生物接觸氧化、活性污泥法等,當前紅星淀粉廠、揚州淀粉廠、鄲城縣經(jīng)貿(mào)有限公司淀粉生產(chǎn)廢水均采用厭氧-好氧聯(lián)合處理工藝,處理效果很好,廢水均能穩(wěn)定達標排放。據(jù)分析,在淀粉生產(chǎn)中,來自于玉米浸泡、剝離、離心分離、黃漿水沉淀與壓濾,玉米皮漿的離心分離過程的生產(chǎn)廢水,會有淀粉、糖類、有機酸等溶解性有機物質(zhì),含有蛋黃粉、玉米芯、玉米皮等不溶性細小顆粒有機物,另外還含有泥砂等無機物。其中主要以有機物為主,并不含有害物質(zhì),具有較好的可生化性,屬高濃度可生化有機廢水。由于進水水質(zhì)和處理去除率均很高,應采用氣浮-厭氧-好氧的處理路線,廢水首先經(jīng)過厭氧處理裝置,大大降低進水有機負荷,獲得可利用的能源——沼氣,并使出水達到好氧處理可接受的濃度,再進行好氧處理后達標排放。304833.3廢水處理方法選擇3.3.1預處理工藝淀粉廢水中SS含量較高,主要為玉米生產(chǎn)中產(chǎn)生的顆粒狀淀粉物,直接進行生化處理會增加廢水處理負荷,難以經(jīng)過生化處理完全去除,導致廢水最終難以穩(wěn)定達標排放,因此淀粉廢水首先應采用物化方法進行預處理,降低后續(xù)生化處理的難度。氣浮分離技術(shù)是將空氣與水在一定的壓力條件下,使氣體最大限度的溶于水中,力求達到飽和狀態(tài)。然后將形成的壓力容器水經(jīng)過減壓釋放,產(chǎn)生大量的微小氣泡,與水中的懸浮絮凝體充分接觸,使水中懸浮絮體粘附在微氣泡上,隨氣泡一起浮到水面,形成浮渣并用機械刮渣系統(tǒng)刮去,從而達到凈化水的目的。根據(jù)《食品工業(yè)廢水處理》(化學工業(yè)出版社)關(guān)于甘薯淀粉生產(chǎn)廢水處理措施的綜合分析,在廢水處理前段采用加壓溶氣氣浮工藝去除廢水中的SS,能夠有效去除廢水中較大分子的有機物,因此在廢水處理前段采用加壓溶氣氣浮工藝是可行的。3.3.2厭氧處理工藝選擇近年來,厭氧處理技術(shù)得到很快發(fā)展,常見的先進技術(shù)有厭氧接觸工藝、上流式厭氧污泥床和厭氧過濾器。厭氧接觸法屬于傳統(tǒng)厭氧消化技術(shù)的發(fā)展,它采用完全混合式消化反應器,適合于處理含懸浮固體很高的廢水,預處理要求低,但需要設置池內(nèi)完全混合攪拌設備,池外還要設消化液沉淀池,其處理效率比傳統(tǒng)厭氧消化技術(shù)有提高,但中溫消化時容積負荷只有1.0~3.0kgCOD/(m3·d),其水力停留時間依然較長要求的消化池容積大。本工程的處理對象為較好生化處理的廢水,為提高處理效率、節(jié)省工程投資和占地,因此不宜采用厭氧接觸法。上流式厭氧污泥床(UASB)屬采用滯留型厭氧生物處理技術(shù),在底部有污泥床,依據(jù)進水與污泥的高效接觸提供高的去除率,依靠頂部的三相分離器,進行氣、液、固分離,能使污泥維持在污泥床內(nèi)而很少流失。因而生物污泥停留時間長,處理效率高,適合于處理生化降解,CODCr和SS濃度均較高的廢水(一般要求進水SS不大于4000mg/L)。常溫條件下,對于較易生物降解的有機廢水,容積負荷可達4~8kgCODCr/(m3·d)。厭氧過濾器采用附著型厭氧生物處理技術(shù),在反應器內(nèi)充填一定填料,使生物污泥附著在填料上生長,不易隨出水流失,且填料對于改進水流均勻性有益,并起到一定過濾截流作用。但反應器內(nèi)填料易發(fā)生堵塞現(xiàn)象,因此不適合處理有機物濃度過高的廢水,且要求進水SS濃度應較低,一般要求SS<200mg/L。盡管厭氧過濾器抗沖擊負荷能力大,處理效率亦高,但不適合本工程進水水質(zhì)(SS濃度較高)。綜合以上分析,結(jié)合類似工程資料,本工程廢水厭氧處理裝置采用UASB。UASB有以下特點①設計先進合理的三相三相分離器和布水系統(tǒng),保證UASB正常運行。②處理能力強,有機負荷高,處理效率高于同類處理工藝的2~3倍。③運行管理簡單,裝置中有極少量的電器、泵等需要人工操作設備,節(jié)省人力,減少勞動量,同時投資少。④對各種沖擊有較強穩(wěn)定性和恢復能力。⑤無填料堵塞的問題,運行穩(wěn)定,而且回流量小。3.3.3好氧處理工藝選擇有機廢水經(jīng)厭氧處理,出水的BOD5/CODCr會降低,出水可生化性較原污水差。采用一般好氧生物處理方法(表3.1),處理厭氧處理出水,其CODCr去除率約只有60%,而處理同等濃度的原有機廢水,CODCr去除率可達80%。盡管采用生物膜法處理效果可能會稍好,但難以適應BOD5大于250mg/L的污水濃度,近年來開發(fā)了一些處理此類廢水(進水濃度較高,可生化性較差,不易生化降解)的工藝技術(shù),如A-B法活性污泥工藝、氧化溝活性污泥法、SBR法等。這些方法均能對不易生化降解有機廢水或厭氧處理出水有較好的處理效果。現(xiàn)將各種運行方法做一比較,見下表3.1:表3.1活性污泥法工藝比較方法優(yōu)點缺點適用對象傳統(tǒng)活性污泥法BOD去除率高達90-95%工作穩(wěn)定構(gòu)造簡單維護方便占地大投資高產(chǎn)泥多且穩(wěn)定性差抗沖擊能力較差運行費用較高出水要求高的大中型污水廠完全混合活性污泥法抗沖擊負荷能力強運行費用較低占地不多投資省BOD去除率80-90%構(gòu)造較復雜污泥易膨脹設備維修工作量大污水濃度高的中小型污水廠氧化溝法BOD去除率95%以上有較高脫氮效果系統(tǒng)簡單管理方便產(chǎn)泥少且穩(wěn)定性好曝氣池占地多投資高運行費用較高占地面積較大懸浮性BOD低有脫氮要求的中小型污水廠序批式活性污泥法運行效果穩(wěn)定,凈化效果好,耐沖擊負荷運行靈活處理設備少,構(gòu)造簡單自動化控制要求高對處理設備要求高易產(chǎn)生浮渣適用于小水量、間歇排放、流量變化大的地方本工程生產(chǎn)廢水最大產(chǎn)生量為4600m3/d,考慮到盡量節(jié)省占地面積,本工程更適用采用CASS工藝。CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱,又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(CyclicActivatedSludgetechnology),是在SBR的基礎上發(fā)展起來的,即在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器,實現(xiàn)了連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水),間歇排水。CASS工藝作為SBR處理技術(shù)的一個改進,不但具備SBR法工藝簡單可靠、運行方式靈活、自動化程度高的特點,而且具備明顯的除磷脫氮功能,這一功能的實現(xiàn)在于CASS池經(jīng)過隔板將反應區(qū)分為功能不同的幾個區(qū)域,因在各分格中溶解氧、污泥濃度和有機負荷不同,各池中占優(yōu)化的生物相亦不同。盡管單池為間隙作運行,但使整個過程達到連續(xù)進水、連續(xù)出水。同時,在傳統(tǒng)SBR池前或池中設選擇器及厭氧區(qū),相當于厭氧、缺氧、好氧階段串聯(lián)起來,提高了脫氮除磷效果。在進水處設置生物選擇器,生物選擇器能迅速培養(yǎng)優(yōu)勢去除細菌,抑制絲狀菌的繁殖,從而抑制了污泥膨脹。CASS工藝主體構(gòu)筑物由CASS反應池組成,CASS反應池的運行操作由以下幾個階段組成:①進水-曝氣階段開始:池內(nèi)達到最低水位,開始進水,曝氣與污泥回流。②進水-曝氣階段結(jié)束:池內(nèi)達到最高水位,進水、曝氣與回流污泥,曝氣結(jié)束,廢水進入反應池中發(fā)生生化反應,在這階段能夠只混合不曝氣,使廢水處在重復的好氧-缺氧中,反應期的長短一般由進水水質(zhì)及所要求的處理程度而定。③沉降階段開始:當池內(nèi)達到最高水位,停止進水并停止曝氣與停止污泥回流,進入沉降階段。在此階段反應器內(nèi)混合液進行固液分離,因該階段在完全靜止條件下進行,表面水力和固體負荷低,沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。④沉降階段趨向結(jié)束,潷水階段開始:此時不進水,停止曝氣,潷水開始外派。當沉淀階段結(jié)束,設置在反應池末端的潷水器開動,將上清液緩緩潷出池外。⑤潷水階段及牌泥結(jié)束:此階段潷水設備排出上清液直到最低水位,停止曝氣,同時根據(jù)需要牌泥。在此階段從反應池排出的剩余活性污泥泥齡長,已基本穩(wěn)定。⑥進水閑置(待機)階段:此時池內(nèi)達到最低水位,開始進水。潷水后完成了一個運行周期,在實際操作中,潷水所需時間往往小于理論最大時間,故潷水完成后兩周期間閑置時間就是待機期,該階段可視廢水的水質(zhì)、水量和處理要求決定其長短或取消。CASS法與其它活性污泥處理技術(shù)比較有以下優(yōu)點:①污泥活性較高,沉降、分離的效果好。CASS反應池內(nèi)污泥SVI一般在100左右,沉降性能好,能有效抑制污泥膨脹,沉降時沒有進出水,屬于理想靜沉,分離效果好。②耐沖擊負荷CASS反應池為間歇進水和排放,本省就耐水量沖擊負荷。同時,高濃度污水是逐漸進入反應池,有數(shù)小時進水時間,且進反應池的污水只占反應池容積的三分之二左右,有較好的稀釋能力,因此也耐水質(zhì)沖擊負荷。③出水水質(zhì)高相同條件下,CASS反應池一方面污泥活性高,降解基質(zhì)速率快,另一方面,具有比完全混合式更高的基質(zhì)去除率,具有一定的硝化反應池,能去磷脫氮。④與SBR工藝相比,增加了選擇配水和污泥回流,因而具有更高的去除率和適應力。⑤CASS工藝排出的污泥濃度可達10g/L左右,因此與其它活性污泥法相比,CASS系統(tǒng)排出的剩余污泥量較少。⑥降低了造價,減少了用地,運行費用低。CASS系統(tǒng)不需要二沉池,減少了占地面積,降低造價,而且在進水開始一段時間不需要曝氣,進行生物脫氮不需要再加碳源,溶解氧濃度梯度大,氧的利用率高,大大降低運行費用總之,整個CASS系統(tǒng)簡易、可靠、穩(wěn)定、靈活、低費。152023.4污水處理流程方案 3.4.1工藝流程圖該淀粉廠生產(chǎn)廢水處理工藝流程如圖3.1所示。提取蛋白沼氣外排淀粉廢水格柵集水井氣浮池調(diào)節(jié)池UASB集水井CASS集泥井污泥濃縮池污泥脫水間泥餅上清液壓濾液圖圖3.1淀粉廢水處理工藝圖3.4.2工藝流程說明對該處理工藝流程作以下說明。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(shù),淀粉生產(chǎn)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(jīng)烘干制成干蛋白飼料。氣浮分離后的廢水流入調(diào)節(jié)池,以調(diào)節(jié)水量去除部分懸浮物。厭氧生物處理采用UASB技術(shù),調(diào)節(jié)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(chǎn)生的沼氣經(jīng)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出水自流進入集水井,集水井是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構(gòu)筑物,其功能主要是去除厭氧出水的H2S等有害氣體,增加水中的溶解氧,為好氧處理創(chuàng)造有利的條件。好氧生物處理采用SBR技術(shù),集水井的出水進入SBR進行好氧生物處理,以進一步降解水中的有機物。調(diào)節(jié)池、UASB、SBR等處理單元產(chǎn)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(jīng)濃縮后進入污泥脫水間進行機械脫水,產(chǎn)生的泥餅作為有機農(nóng)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。3.4.3各級處理效果表淀粉廢水各級處理效果如下表3.2:表3.2淀粉廢水各級處理效果表進水濃度(mg/L)出水濃度(mg/L)去除率(%)調(diào)節(jié)池COD8200738010BOD54200378010SS3000180040氣浮池COD7380442840BOD53780207945SS180027085UASBCOD4428442890BOD52079207.990SS27010860CASSCOD442.844.2890BOD5207.910.4095SS10816.2854污水處理構(gòu)筑物4.1格柵4.1.1設計說明格柵設于污水處理廠所有處理構(gòu)筑物之前,或設在泵站前,用于攔截較大的懸浮物或漂浮物,防止其后處理構(gòu)筑物的管道閥門或水泵堵塞。同時,還能夠減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負荷。由柵渣量不是很大,采用人工清渣。4.1.2設計參數(shù)格條間隙b=20mm;柵前水深h=0.3m;過柵流速0.7m/s;安裝傾角a=60°,設計流量:Qmax=5200m3/d=216.7m3/h=0.060m3/s4.1.3設計計算①格柵的間隙數(shù)(n);取14式(4.1)式中:Qmax——進水流量,m3/sb——柵條間距,mh——柵前水深,m;取0.3mv——過柵流速,m/s;取0.7m/s②柵槽有效寬度(B)設計采用直徑為10mm圓鋼為柵條:即s=0.01m=0.01×(14-1)+0.02×14=0.41;取0.5m式(4.2)式中:S-柵條直徑,mn-格柵的間隙數(shù)e-柵條的間隙,m③進水渠道漸寬部分長度設進水渠道內(nèi)的流速為0.4m/s,進水渠道寬取B1=0.2m,漸寬部分展開角。=式(4.3)④柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度式(4.4)⑤過柵水頭損失:取k=3,β=1.79,v=0.6m/s;取50mm式(4.5)式中:h1-過柵水頭損失,mk-系數(shù),格柵受污染物堵塞后水頭損失增加的倍數(shù),k取3s——柵條寬度,me——柵條間距,mv——過柵速度,m/s取v=0.7m/s⑥柵槽總高度H柵前槽高H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m式(4.6)柵后槽高H=h+h1+h2=0.3+0.05+0.3=0.65m式(4.7)⑦柵槽總長度(L)式(4.8)⑧每日柵渣量=m3/s式(4.9)式中:K——1.5W1——0.06可知W<0.2m3/s,故采用人工清渣符合要求。4.2污水提升泵房4.2.1設計說明泵房作為一個完整污水處理廠的唯一動力來源,在污水處理廠中有著不可替代的作用。因此泵房的設計在設計污水處理廠的過程中也是尤為重要。在設計泵房時主要是確定泵房的流量、揚程已經(jīng)選擇泵和電機的型號。泵房形式取決于泵站性質(zhì),建設規(guī)模、選用的泵型與臺數(shù)、進出水管渠的深度與方位、出水壓力與接納泵站出水的條件、施工方法、管理水平,以及地形、水文地質(zhì)情況等諸多因素。泵房形式選擇的條件:①由于污水泵站一般為常年運轉(zhuǎn),大型泵站多為連續(xù)開泵,故選用自灌式泵房。②流量小于2m3/s時,常選用下圓上方形泵房。③大流量的永久性污水泵站,選用矩形泵房。④一般自灌啟動時應采用合建式泵房。污水泵從集水井中吸水壓至調(diào)節(jié)池,污水泵設置于地面上,不能自灌,設置引水筒。4.2.2設計計算①揚程:污水提升前水位為-2.55m,污水提升后水位為2.20m,污水總提升流程為4.75m,考慮到安全揚程(取2.0m),泵站內(nèi)的總損失為1.5m,吸壓水管路的總損失為1m,則可初步確定水泵的揚程H為:H=4.75+2.0+1.5+1.0=9.25m②選泵:根據(jù)已知流量和揚程,選擇采用潛水排污泵,選三臺泵(兩用一備)。則每臺流量為95.9m3/h。選100QW120-10-5.5潛水排污泵三臺,參數(shù)如下:Q=120m3/h,揚程H=10m,軸功率N=5.5kW,η=77.2%③泵站類型的確定排水泵站的類型取決于進水管渠的埋設深度、來水流量,水泵機組的型號和臺數(shù)、水文地質(zhì)條件以及施工方法等因素。選擇排水泵站的類型應從造價、布置、施工、運行條件等方面綜合考慮,本次設計綜合該工程中以上各因素確定泵站為合建式矩形泵站,進水方式為自灌式。本設計選用三臺水泵,二用一備,因此每根吸水管的流量為:Q=216.7÷2=108.3m3/h④集水池集水井容積按最大一臺泵5min出流量計算,則其容積為:集水井最高水位(與格柵槽連接)-2.55m,最低水位-4.05m,井底-4.55m,,平面尺寸6m×2m,安裝三臺100QW120-10-5.5潛水泵于集水井一側(cè)地面上。4.3調(diào)節(jié)池4.3.1設計說明工業(yè)企業(yè)由于生產(chǎn)工藝的原因,在不同工段,不同時間所排放的污水差別很大,特別是操作不正常或者是設備產(chǎn)生泄漏時,污水的水質(zhì)就會發(fā)生急劇惡化,水量也大大變化。這些問題都會給處理操作帶來很大的麻煩,使污水處理設施難以維持正常的運行。因此在特征上波動比較大的污水有必要在污水進入處理主體前先將污水導入調(diào)節(jié)池進行均和調(diào)節(jié)處理,使其水量和水質(zhì)都比較穩(wěn)定,這樣就能夠為后續(xù)的水處理設施提供一個比較穩(wěn)定和優(yōu)越的操作條件。具體說來,調(diào)節(jié)池的主要作用體現(xiàn)在以下的幾個方面:①提供對污水處理負荷的緩沖能力,防止處理系統(tǒng)負荷急劇變化。②減少進入處理系統(tǒng)污水流量的波動,使其處理污水時所用化學品的加料速率穩(wěn)定,適合加料設備的能力。③在控制污水的PH值,穩(wěn)定水質(zhì)方面可利用不同污水自身的中和能力,減少中和作用中化學品的消耗量。④防止高濃度的有毒物質(zhì)直接進入生物化學系統(tǒng)。⑤當工廠或其它系統(tǒng)暫時停止排放污水時仍能對處理系統(tǒng)繼續(xù)輸入污水,保證系統(tǒng)的正常運行4.3.2參數(shù)選取采用半地下鋼混結(jié)構(gòu)。停留時間:T=6h設計水量:Q=5200m3/d=216.7m3/h=0.060m3/s調(diào)節(jié)池預計處理效果見表4.1表4.1調(diào)節(jié)池預計處理效果項目CODBOD5SS進水水質(zhì)(mg/L)820042003000去除率(%)101040出水水質(zhì)(mg/L)7380378018004.3.3設計計算①池子尺寸池有效容積:V=QT=216.7×6=1300.2m3取池總高H=6m,其中超高0.5m,有效水深h=5.5m則池面積:A=V÷h=1300.2÷5.5=236.4m2池長取L=20m,池寬取B=12m池子總尺寸為:L×B×H=20m×12m×6m②理論上每日的污泥量:10-3=6.47m3/h式(4.10)4.4氣浮池4.4.1設計說明由于廢水的固體懸浮物含量很高,且含有大量的蛋白,因此設一氣浮池,分離提取蛋白質(zhì),提高經(jīng)濟效益,同時減輕后續(xù)處理構(gòu)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。氣浮與絮粒進行重力自然的沉降、澄清工藝不同,它是依靠微氣泡,使其粘附于絮粒上,從而實現(xiàn)絮粒強制性上浮,達到固、液分離的一種工藝。由于氣泡的重度遠小于水,浮力很大,因此,能促使絮粒迅速上浮,因而提高了固、液分離速度。4.4.2參數(shù)選取設計水量:Q總=5200m3/d=216.7m3/h=0.060m3/s選用兩個池子,因此每個單池的流量Q=0.060/2=0.030m3/s反應時間取15min,接觸室上升流速取20mm/s,氣浮分離速度取2.5mm/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15min。氣浮池預處理效果見表4.2表4.2氣浮預計處理效果項目CODBOD5SS進水水質(zhì)(mg/L)738037801800去除率(%)404585出水水質(zhì)(mg/L)442820792704.4.3設計計算①反應池:采用穿孔旋流反應池反應池容積m3采用兩個池,則單池為27m3反應池取有效水深H=2.5m,則反應池面積S=W/H=27÷3=9m2孔室分4格:1.5m×1.5m×4個=9m2每格面積S1=S÷4=9÷4=2.25m2采用邊長為1.5m的正方形平面T=1.5min取用v1=1.0m/s,v2=0.2m/s,中間孔口流速式(4.11)式中:表中孔口流速孔口面積f=式(4.12)水頭損失h=1.06式(4.13)Vn-空口流速,m/sQ—流量,m3/stn—反應歷時,minT—反應時間,取15minG—重力加速度,取9.81N/m2孔口旋流反應池計算如下表4.3:表4.3孔口旋流反應池計算孔口反應歷時tn(min)孔口流速(m/s)孔口面積(m2)水頭損失(m)進口處01.000.0600.054一、二格間T/4=3.750.670.0800.036二、三格間2T/4=7.50.480.1000.026三、四格間3T/4=11.250.330.1610.018出口處T=150.200.2650.0110.145②氣浮池1)氣浮所需的釋氣量:=式(4.14)2)所需空壓機額定氣量:m3/min式(4.15)故選用Z—0.025/6空壓機兩臺,一用一備,設備參數(shù):排氣量0.025m3/min,最大壓力6kgf/cm2,電動機功率0.375kw。3)加壓溶氣所需水量:m3/h式(4.16)故選用CK32/13L,設備參數(shù):流量9m3/h,揚程H=5m,轉(zhuǎn)速1450r/min,軸功率0.211kw,電動機功率0.55kw。4)壓力溶氣罐直徑:因壓力溶氣罐的過流密度I取150m3/(h·m2)故溶氣罐直徑:式(4.17)選用TR—3型標準填料罐,規(guī)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。5)氣浮池接觸室尺寸:接觸室上升流速Vc=20mm/s,則接觸室平面面積m2式(4.18)式中:Q—氣浮處理的廢水量,m3/hQp—回流加壓水量,m3/hVc—接觸室水流的上升流速,m/h接觸室寬度選用bc=0.7m,則接觸室長度(氣浮池寬度)式(4.19)接觸室出口的堰上流速v1選取20mm/s,則堰上水位H2=bc=0.7m6)氣浮池分離室尺寸:氣浮池分離室分離流速Vs=2.5mm/s,則分離室平面面積2式(4.20)分離室長度Ls=As÷B=13.06÷2.32=5.6m式(4.21)7)氣浮池水深H=Vst=2.5×10-3×15×60=2.25m式(4.22)式中:t—氣浮有效時間s,取15min8)氣浮池的容積W=(Ac+As)H=(1.63+13.06)×2.25=33.0m3式(4.23)總停留時間T=min>15min式(4.24)符合要求接觸室氣水接觸時間tcHc=H-H2=2.25-0.7=1.55m式(4.25)tc===77.55s(>60s)式(4.26)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m3/h,選用直徑Dg=200mm,管中最大流速為0.51m/s。如允許氣浮池與后續(xù)UASB工藝有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=2.35m/s式(4.27)每根集水管的孔口總面積2=0.010m2式(4.28)設孔口直徑為20mm,則每孔面積w0=0.000314m2孔口數(shù)n==32個氣浮池長為6.0m,穿孔管有效長度L取5.0m,則孔距=0.188m釋放器的選擇與布置:溶氣壓力2.5kgf/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(shù)N=8.77/0.76≈12只,釋放器分兩排交錯布置,行距0.3m,釋放器間距(2.20×2)/12=0.37m.10)氣浮系統(tǒng)的其它設備刮渣機采用TQ-1型橋式刮渣機,其技術(shù)參數(shù):氣浮池池凈寬2~2.5m,軌道中心距2.23~2.73m,驅(qū)動減速器型號:SJWD減速器附帶電機,電機功率0.75kW。4.5UASB工藝4.5.1設計說明UASB即流式厭氧污泥床,是本污水處理工程的主體處理構(gòu)筑物?;驹硎?廢水中的有機物在厭氧條件下,經(jīng)微生物降解,轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等,所產(chǎn)生氣體(沼氣)含甲烷大于70%,可作為能源再次利用,用于鍋爐燃燒等,既去除了有機污染物又回收了能源。UASB反應器的主體是內(nèi)裝顆粒厭氧污泥的容器,在其上部設置專用的氣、液、固分離系統(tǒng),即三相分離器,它能夠使反應器中保持高活性及良好沉淀性能的厭氧微生物,從而在工藝上較一般厭氧裝置的效率高,節(jié)省投資與占地面積。UASB的控制技術(shù)關(guān)鍵為三相分離器、布水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計及該裝置的合理的運行條件的控制。4.5.2設計參數(shù)參數(shù)選取:容積負荷(NV):7kgCOD/(m3.d)污泥產(chǎn)率:0.1kgMLSS/kgCOD產(chǎn)氣率:0.5m3/kgCODUASB工藝預計處理效果見表4.4表4.4UASB工藝預計處理效果項目CODcrBOD5SS進水水質(zhì)(mg/L)44282079270去除率(%)909060出水水質(zhì)(mg/L)442.8207.9108設計水量:Q=4600m3/d=191.7m3/h4.5.3反應器容積計算①UASB的有效容積:V有效==3201m3式(4.29)②取水力負荷:q=0.40m3/(m2.h)水力表面積:A=Q÷q=216.7÷0.40=541m2式(4.30)有效水深:h=V÷A=3201÷541=5.9m;取h=6m式(4.31)③采用4座相同的UASB反應器V1=A÷4=3201÷4=800m3式(4.32)取h=6.5m,則A1=V1÷h=800÷6.0=133.3m式(4.33)設UASB池為矩形:則L×B=15m×9m④實際表面水力負荷:q1=Q÷A=216.7÷(4×133.3)=0.41m3/(m2.h)<1.0m3/(m2.h)式(4.34)符合要求4.5.4配水系統(tǒng)設計本系統(tǒng)設計為圓形布水器,每個UASB反應器設24個布水點①參數(shù)每個池子流量:Q1=216.7÷4=54m3/h②三角架型計算每個孔口服務面積:a=L×B÷24=5.6m24.5.5三相分離器設計①設計說明:三相分離器要具有氣(沼氣)、液、固(微生物)三相分離的功能,三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣相分離器的設計。②沉淀區(qū)設計:三相分離器的沉淀區(qū)的設計同二次沉淀池的設計相似。主要考慮沉淀區(qū)的面積和水深。面積根據(jù)廢水量和表面負荷來決定。由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機物還能夠發(fā)生一定的生化反應,產(chǎn)生少量氣體,這對固液分離不利,故設計時應滿足以下要求:1)沉淀區(qū)水力表面負荷<1.0m/h;2)沉淀器斜壁角度約為500,使污泥不致積聚,盡快落入反應區(qū)內(nèi);3)進入沉淀區(qū)前,沉淀槽底縫隙的流速≤2m/h;4)總沉淀水深應≥1.5m;5)水力停留時間介于1.5~2h;如果以上條件均能滿足,則可達到良好的分離效果。沉淀器(集氣罩)斜壁傾角θ=50°沉淀區(qū)面積:A=L×B=133.3m2表面水力負荷:=0.423m3/(m2.h)<1.0m3/(m2.h)式(4.35)符合要求③回流縫設計取超高h1=0.3m,h2=0.5m,下三角形集氣罩的垂直高度:h3=2.2m下三角形集氣罩斜面的水平夾角θ=50°下三角形集氣罩底水平寬度:b1=h3÷tanθ=2.2t÷an50°=1.85m式(4.36)b2=(9—2×1.85)2÷=2.15m下三角形集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速v1,可用下式計算:V1=0.40m/h<2m/h,符合要求式(4.37)式中:Q1反應器中廢水流量,m3/hS1下三角形集氣罩回流縫面積,m2上下三角形集氣罩之間回流縫中流速(v2)可用下式計算:V2=Q1÷S2式(4.38)式中:S2—為上三角形集氣罩回流縫之面積V2=216.7÷(4×10×2.5)=1.97m/h<2m/h取回流縫寬:CD=1m,大集氣罩下底寬:CF=2.5m則單面寬為1.25m④氣液分離設計d=0.01cm(氣泡),T=20℃,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)一般廢水的μ>凈水的μ,故取μ=0.02g/(cm·s)由斯托克斯公式可得氣體上升速度為:式(4.39)=0.266cm/s=9.58m/hVa=V2=1.97m/h,則=4.98上集氣罩上部長為13m,下面為15m,則:上下長比為15/13=1.15m則:4.98>1.15m,符合⑤出水系統(tǒng)設計采用鋸齒形出水槽,槽寬0.2m,槽高0.2m⑥排泥系統(tǒng)設計產(chǎn)泥量為:4428×0.85×0.1×5200×10-3=1904.48kgMLSS/d每日產(chǎn)泥量1904.48kgMLSS/d,每個UASB日產(chǎn)泥量476.1kgMLSS/d,各池排泥管選鋼管DN600mm×2排泥管,每天排泥一次。⑦產(chǎn)氣量計算1)每日產(chǎn)氣量:4428×0.85×0.5×5200×10-3=9522.3m3/d每個UASB反應器產(chǎn)氣量:Gi=G÷4=9522.3÷4=2380m3/d=99.1m3/h2)沼氣集氣系統(tǒng)布置由于有機負荷較高,產(chǎn)氣量大,每兩臺反應器設置一個水封罐,水封罐出水的沼氣分別進入分離器,集氣室沼氣出氣管最小直徑DN100,且盡量設置不短于300mm的立管出氣,若采用橫管出氣,其長度不宜小于150mm,每個集氣室設置獨立出氣管至水封罐。沼氣管道壓力損失一般很小,可近似認為管路壓力損失為零。3)水封罐的設計計算設于反應器和沼氣柜之間,起到調(diào)整和穩(wěn)定壓力,兼作隔絕和排除冷凝水之用。UASB反應器中大小集氣罩壓力差為:△p=p2-p1=2.5mH2O-1.0mH2O=1.5mH2O。式(4.40)故水封罐中該兩收氣管的水封深度為1.5mH2O,取沼氣柜壓力p≤0.4mH2O。則水封罐所需最大水封為H0=p2-p=2.5-0.4=2.1mH2O式(4.41)取水封罐總高度為H=2.5m,直徑φ1800mm,設進氣管DN100鋼四根,出氣管DN150鋼一根,進水管DN52鋼一根,放空管DN50鋼一根,并設液面計。4.6配水井4.6.1設計說明配水井的作用是將UASB反應池出水均勻分配到CASS各個反應池中。若配水不均勻,各個池的負擔不同,一些構(gòu)筑物可能會出現(xiàn)超負荷,而另一些構(gòu)筑物又未充分發(fā)揮作用。為實現(xiàn)均勻配水,故設計配水井4.6.2設計參數(shù)①取3min停留時間②去污泥回流比R=50%③流量Q=5200m3/d4.6.3尺寸計算①配水井水量:V水=5200×1.5×180÷(24×60×60)=16.25m3式(4.42)②設計采用圓形的配水井:圓形直徑3m,水深2.5m,超高0.5m,則配水井部分體積式(4.43)③進水管流速:V1=0.75m/s進水管截面積:A1=Q÷V=0.08m2式(4.44)進水管直徑:,取0.3m式(4.45)④由工藝可知,配水井有一個進水管,三個出水管,出水管流速:V2=0.95m/s出水管截面積:A2=Q÷3V2=0.021m2式(4.46)出水管直徑:D2==0.159m;取0.16m式(4.47)4.7CASS工藝4.7.1設計說明CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱,又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(CyclicActivatedSludgetechnology),是在SBR的基礎上發(fā)展起來的,即在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器,實現(xiàn)了連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水),間歇排水。CASS系統(tǒng)不需要二次沉淀池,減少了占地面積,降低了造價,而且在進水開始一段時間內(nèi)不進行曝氣,進行生物除氮不需要外加碳源,溶解氧濃度梯度大,氧利用率高,大大降低了運行費用。CASS工藝預計處理效果見表4.5:表4.5CASS工藝預計處理效果項目CODcrBOD5SS進水水質(zhì)(mg/L)442.8207.9108去除率(%)909585出水水質(zhì)(mg/L)44.2810.4016.24.7.2曝氣池①曝氣時間ta:設混合液污泥濃度X=2500mg/L,污泥負荷Ns=0.1kgBOD/kgMLSS,沖水λ=0.24則:==0.79h;取5h。式(4.48)②沉淀時間ts:設計水溫為20℃,當污泥濃度小于3000mg/L時,污泥界面沉降速度為:式(4.49)=2.48m/h設計曝氣池水深為H=5.0m,緩沖層高度,沉淀時間式(4.50)=0.7h取1小時。設排水時間td=0.5h③整個運行周期時間:=5.0+1.0+0.5=6.5h式(4.51)每天運行次數(shù)n2=24/6.5=3.7次④曝氣池容積V:設計4個反應池,即n1=4==1463m3式(4.52)⑤復核出水溶解BOD5:根據(jù)設計水質(zhì),出水溶解性BOD5<20mg/L,設計中的出水水質(zhì)中溶解性BOD5為:式(4.53)=6.34mg/L<20mg/L計算結(jié)果符合要求。4.7.3剩余污泥量①計算剩余污泥:20℃活性污泥的自身氧化系數(shù)Ka(20),式(4.54)=0.06d-1其中:Kd—活性污泥自身氧化系數(shù)典型值,Kd(20)=0.06。1)剩余污泥量:=0.6×5200×-0.06×1899××0.75××3×3.7=134.8kg/d式(4.55)2)剩余污泥量:=5200×(1-0.7×0.75)×=226.7kg/d

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