山東某淀粉廠玉米酒精污水處理畢業(yè)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 1 - 第 1章 前 言 1.1項(xiàng)目名稱 山東 某 淀粉廠 玉米酒精污水處理工藝設(shè)計(jì) 1.2目前 淀粉廢水的概況 我國(guó)生物化工行業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，已有一定的基礎(chǔ) .特別是改革開放以后，生物化工的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。目前生物化工產(chǎn)品已涉及食品、醫(yī)藥、保健、飼料和有機(jī)酸等幾個(gè)方面。但是，隨著生物化工的發(fā)展，其環(huán)境污染問(wèn)題也日趨嚴(yán)重，已經(jīng)成為我國(guó)的環(huán)境污染大戶。在生物化工的各個(gè)行業(yè)中，由于淀粉、啤酒、酒精、味精、檸檬酸、抗生素的產(chǎn)值較大，環(huán)境污染嚴(yán)重，尤其引起人們重視。 食品工業(yè)是以糧食和農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料的加工工業(yè)。這類行業(yè) 用水量大，廢水排放量也大，尤其以淀粉工業(yè)廢水的排放量占首位。我國(guó)淀粉行業(yè)有 600多家企業(yè)。在國(guó)內(nèi)，每生產(chǎn) 1m3淀粉就要產(chǎn)生 10 20m3廢水，有的甚至更多。廢水中主要含有淀粉、糖類、蛋白質(zhì)、廢酸和廢堿等污染物，隨生產(chǎn)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(jīng)過(guò)處理直接排放，其水中所含有的有機(jī)物，進(jìn)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他水生動(dòng)物的生存，同時(shí)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)。 山東 某 淀粉廠是以玉米為原料生產(chǎn)淀粉，然后 以淀粉為原料生產(chǎn)味精，生產(chǎn)過(guò)程中排放大量淀粉廢水，影響周圍環(huán)境，為適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保工作的需要和工業(yè)項(xiàng)目應(yīng)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用的三同時(shí)原則，也使出水水質(zhì)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，故投資興建此配套污水處理設(shè)施。 根據(jù)山東 某 淀粉廠排放的廢水特點(diǎn)及提供的占地面積，本設(shè)計(jì)方案通過(guò) UASB 序批式活性污泥處理工藝 ,其工藝是一套高效，穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的處理工藝，保證廢水達(dá)到所需要的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)使投資、占地面積、運(yùn)行管理度達(dá)到最佳設(shè)置。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，本人承擔(dān)了該項(xiàng)目工藝等部分的初步設(shè)計(jì)任務(wù)。敬請(qǐng)各位老師審查指教！ 第 2章 概 述 2.1原始資料 2.1.1設(shè)計(jì)背景 山東 某 淀粉廠 150萬(wàn)噸玉米深加工項(xiàng)目是以玉米加工生產(chǎn)綠色能源酒精為主 ,輔產(chǎn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 2 - DDG,DDGS高蛋白飼料 ,玉米油 ,并配套熱電站 ,鐵路專用線和辦公居住區(qū) . 2.1.2 水質(zhì)水量和處理要求 玉米酒精廢水生產(chǎn)工藝過(guò)程的不同工序中產(chǎn)生了相當(dāng)量的工業(yè)污水 ,公司每天生產(chǎn)的生活污水量約 4800m3,Qh=200m3/h. 進(jìn)水指標(biāo) : 1.5 5 0 0 0 1 2 0 1 5 0 5 1 5 0 0 6 0 4 0 0 0 2 4 0 0 0 1 0200B O D =3694mg/l 2. 1 2 5 0 0 1 2 0 3 0 0 5 3 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 2 1 0 0 0 1 0200crC O D =9008mg/l 3. 2 0 0 0 1 2 0 6 0 5 6 0 6 0 2 0 0 0 2 2 0 0 1 0200SS =1340mg/l 處理出水要求是 :COD 100mg/l,BOD5 30mg/l,SS 70mg/l,PH值取 6-9. 2.1.3 設(shè)計(jì)范圍 1、生產(chǎn)廢水流入污水處理場(chǎng)界區(qū)至全處理流程出水達(dá)標(biāo)排放為止，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括水處理工藝、土建、排水等； 2、污水處理站的設(shè)計(jì)主要分為污水處理和污泥處理及處置兩部分。 2.1.4 設(shè)計(jì)原則 根據(jù)國(guó)家和當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)環(huán)境保護(hù)法規(guī)的要求，對(duì)某味精廠在生產(chǎn)過(guò)程中排出的淀粉廢水進(jìn)行有效處理，使之符 合國(guó)家和當(dāng)?shù)貜U水排放標(biāo)準(zhǔn)，取得明顯的環(huán)境和社會(huì)效益，使企業(yè)樹立良好社會(huì)形象。 1、嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，使處理后的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn) . 2、針對(duì)廢水水質(zhì)特點(diǎn)采用先進(jìn)、合理、成熟、可靠的處理工藝和設(shè)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(shè)施和構(gòu)筑物，盡可能的降低工程造價(jià)，同時(shí)結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)情況，對(duì)污水進(jìn)行綜合治理； 、工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型能夠在生產(chǎn)過(guò)程具較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，能適應(yīng)水質(zhì)水量的變化，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)排放； 、工藝運(yùn)行過(guò)程中考慮操作自動(dòng)化，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，便于操作、 維修； 、建筑構(gòu)筑物布置合理順暢，降低噪聲，消除異味，改善周圍環(huán)境。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 3 - 2.2淀粉廢水的來(lái)源和特點(diǎn) 2.2.1淀粉廢水的主要來(lái)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 2.2.2特點(diǎn) 我國(guó)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(biāo)間的差異也很大，盡管如此，淀粉廢水有著以下共同特點(diǎn)：化學(xué)耗氧量（ COD）、生化需氧量 (BOD）以及濁度都非常高。 2.3 工藝方案分析 2.3.1 廢水水質(zhì)分析 本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)：污水的 BOD/COD=0.41,可生化性很好，污水的各項(xiàng) 指標(biāo)都比較高，含有大量有機(jī)物，非常有利于生物處理。同時(shí)淀粉廢水中含有大量的蛋白，可以用氣浮工藝分離提取。 2.3.2 工藝方案選擇 根據(jù)水質(zhì)情況及同行業(yè)廢水治理現(xiàn)狀，技術(shù)水平，該廢水采用厭氧與好氧相結(jié)合的方法來(lái)處理，廢水首先經(jīng)過(guò)氣浮處理，去除大部分懸浮物，特別是蛋白質(zhì)；然后經(jīng)過(guò)厭氧處理裝置，大大降低進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷，獲得能源 沼氣，并使出水達(dá)到好氧處理可接受的濃度，在進(jìn)行好氧處理后達(dá)標(biāo)排放。 氣浮是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其視密度小于水而上浮到水面上面實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過(guò)程。氣浮 過(guò)程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆粒（固體或液滴）附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。它是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)，在工業(yè)廢水及生活污水處理方面得到廣泛應(yīng)用。 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(lái)得到不斷改進(jìn)和發(fā)展，它在處理高濃度有機(jī)廢水方面與其它生物處理相比具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)： （ 1）成本低。運(yùn)行過(guò)程中不需要曝氣，比好氧工藝節(jié)省大量電能。同時(shí)產(chǎn)生的沼氣可作為能源進(jìn)行利用。產(chǎn)生的剩余污泥少且污泥脫水性好，降低了污泥處置費(fèi)用。 （ 2）反應(yīng)器負(fù)荷高，體積小，占地少。 （ 3）運(yùn)行簡(jiǎn)單，規(guī)模靈活。無(wú) 需設(shè)置二沉池，規(guī)?？纱罂尚?，較為靈活，特別有利于點(diǎn)源污水的治理 . 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 4 - （ 4）二次污染少。但其出水濃度仍然比較高，還需后續(xù)好氧處理。 通過(guò)以上分析及廢水水質(zhì)水量情況，擬采用“氣浮 UASB SBR法”工藝 . 第 3章 氣浮 -UASB-SBR 工藝設(shè)計(jì) 3.1 工藝流程框圖 提取蛋白 沼氣 淀粉廢水 格柵 集水井 氣浮池 調(diào)節(jié)池 UASB 集水井 SBR出水 集泥井 污泥濃縮池 污泥脫水間 泥餅 上清液 壓濾液 3.2 流程說(shuō)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(guò) 格柵，先去除大的懸浮物，然后進(jìn)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(jìn)行厭氧生物處理，大部分有機(jī)物在 UASB 反應(yīng)器中降解，反應(yīng)過(guò)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(jìn)入沼氣儲(chǔ)柜進(jìn)行利用。 UASB 出水自流進(jìn)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(jìn)入 SBR進(jìn)行好氧生物處理，以進(jìn)一步降解水中的有機(jī)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(jìn)入污泥脫水間進(jìn)行機(jī)械脫水，產(chǎn)生的泥餅作為有機(jī)農(nóng)肥外運(yùn)。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(jìn)行再處理。 3.3 主要處理設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù) 3.3.1 格柵 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 5 - 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明： 格柵安裝在廢水渠道、集水井的進(jìn)口處，用于攔截較大的懸浮物或漂浮物，防止堵塞水泵機(jī)組及管道閥門。同時(shí)，還可以減輕 后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。由于處理量不是很大，采用人工清渣。結(jié)構(gòu)為地下鋼混結(jié)構(gòu)。 2、設(shè)計(jì)參數(shù)：格條間隙 e=10mm；柵前水深 h=0.4m；過(guò)柵流速 0.8m/s；安裝傾角 a=450,設(shè)計(jì)流量： Q=4800m3/d=200m3/h=0.056m3/s 3、設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）格柵的間隙數(shù)（ n） sinQn ehv 0 . 0 5 6 s i n 4 5 1 4 . 70 . 0 1 0 . 4 0 . 8 取 n=15 Q-進(jìn)水流量 , m3/s e-柵條間距 ,m h-柵前水深 ,m 取 0.4m v-過(guò)柵流速 ,取 0.8m/s （ 2） 柵槽有效寬度 (B) 設(shè)計(jì)采用直徑為 20mm圓鋼為柵條：即 s=0.02m B = s (n 1) + en = 0.02 (15 - 1) + 0.01 15 = 0.43m 取 B為 0.5m S-柵條直徑 ,m n-格柵的間隙數(shù) e-柵條的間隙 ,m （ 3） 進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 設(shè)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 0.4m/s，進(jìn)水渠道寬取 B1=0.2m，漸寬部分展開角 a=200 111B-B2tgL 0.5 0.22 20tg =0.42m （ 4） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 6 - L2 = L1/2 = 0.21m （ 5） 過(guò)柵水頭損失：取 k=3, =1.79,v=0.6m/s 4 231 ( ) s i n2svhk eg4 230 . 0 2 0 . 83 1 . 7 9 s i n 4 50 . 0 1 2 9 . 8 =0.312 h1-過(guò)柵水頭損失 ,m k-系數(shù) ,格柵受污染物堵塞后水頭損失增加的倍數(shù) k取 3 s-柵條寬度 ,m e-柵條薦舉 ,m v-過(guò)柵速度 ,m/s 取 v=0.8m/s （ 6） 柵槽總高度 H 柵前槽高 H1 = h + h2 = 0.4 + 0.3 = 0.6m 柵后槽高 H = h + h1 + h2 = 0.4 + 0.312 + 0.3 = 1.012m （ 7） 柵槽總長(zhǎng)度 (L) L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 1tan 45H =0.42+0.21+1.0+0.5 0.71=2.83m （ 8）每日柵渣量 K總 取 1.5m W1=0.07 W m a x 1. 8 6 4 0 01 .5 1 0 0 0Qw 0 . 0 5 6 0 . 0 7 8 6 4 0 01 . 5 1 0 0 0 0.19m/s15min 符合要求 接觸室氣水接觸時(shí)間 tc Hc=H H2 =2.25-0.7 =1.55m tc= 2cccH HHVV = 1.550.02 =77.55s(60s) 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1 2 4 0 0 / 2 4 8 . 7 722PQQq =54.4 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)調(diào)節(jié)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 0 2 0 . 9 7 2 9 . 8 1 0 . 3V g h =2.35m/s 每根集水管的孔口總面積 2 205 4 . 4 0 . 0 1 03 6 0 0 0 . 6 4 2 . 3 5qwmqv 設(shè)孔口直徑為 20mm，則每孔面積 w0=0.000314m2 孔口數(shù) n= 00 .0 1 00 .0 0 0 3 1 4ww =32個(gè) 氣浮池長(zhǎng)為 6.0m，穿孔管有效長(zhǎng)度 L取 5.0m，則孔距 6.032LL n =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-型釋放器的出流量為 0.76m3/h。則釋放器的個(gè)數(shù) N=8.77/0.76 12 只，釋放器分兩排交錯(cuò)布置，行距 0.3m，釋放器間距（ 2.20 2） /12=0.37m. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 12 - （ 3）確定高程 設(shè)備總高 3m，反應(yīng)池水面標(biāo)高 3+0.5=3.50m，池底標(biāo)高 +0.60m；氣浮池水面標(biāo)高 +2.85m，池底標(biāo)高 +0.60m，池頂標(biāo)高 4.10m。 （ 4）氣浮系統(tǒng)的其他設(shè)備 刮渣機(jī)采用 TQ-1 型橋式刮渣機(jī)，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(dòng) 減速器型號(hào)： SJWD減速器附帶電機(jī)，電機(jī)功率 0.75kW。 3.3.5 調(diào)節(jié)池 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明 工業(yè)廢水的水量和水質(zhì)隨時(shí)間的變化幅度較大。為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，需對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。其均質(zhì)作用主要靠池側(cè)的沿程進(jìn)水，使同時(shí)進(jìn)入池的廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蟪鏊赃_(dá)到與不同時(shí)序的廢水相混合的目的。采用半地下鋼混結(jié)構(gòu)。 、參數(shù)選取 停留時(shí)間： T=6h 設(shè)計(jì)水量： =4800m3/d=200m3/h=0.056m3/s 水質(zhì)情況： 預(yù)計(jì)處理效果 項(xiàng)目 CODCr BOD5 SS 進(jìn)水水質(zhì)（ mg/L） 5405 2216 268 去除率（ 10 10 10 出水水質(zhì)（ mg/L） 4865 1994 242 3、設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 池子尺寸 池有效容積： V=QT=200 6=1200m3 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=1200/5.5=218m2 池長(zhǎng)取 L=20m，池寬取 B=11m 池子總尺寸為： L B H=20m 11m 6m （ 2） 理論上每日的污泥量： 01 304 8 0 0 2 6 8 1 0 8 101 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 . 9 6Q C CwP =1.92m3/h 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 13 - （ 3） 確定 高程 該構(gòu)筑物地上 3.5m，地下 2.0m，池頂高程為 +4.0m. 3.3.6 UASB反應(yīng)器 、設(shè)計(jì)說(shuō)明 UASB（上流式厭氧污泥床）是集生物反應(yīng)與沉淀于一體的一種結(jié)構(gòu)緊湊效率高的厭氧反應(yīng)器。為了滿足池內(nèi)厭氧狀態(tài)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(shè)水封裝置。池內(nèi)所有管道、三相分離器和池壁均做防腐處理。 、設(shè)計(jì)參數(shù) 參數(shù)選?。?容積負(fù)荷（ NV）： 7kgCOD/(m3.d) 污泥產(chǎn)率： 0.1kgMLSS/kgCOD 產(chǎn)氣率： 0.5m3/kgCOD （ 2）設(shè)計(jì)水質(zhì) 預(yù)計(jì)處理效果 項(xiàng)目 CODcr BOD5 SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/L) 4865 1994 242 去除率 (%) 85 90 0 出水水質(zhì) (mg/L) 730 199 242 （ 3）設(shè)計(jì)水量： Q=4800m3/d=200m3/h 、反應(yīng)器容積計(jì)算 UASB的有效容積： V有效 = 3 30 4 0 0 0 4 8 6 5 1 0 33367 . 0VQS mN 取水力負(fù)荷 :q=0.40m3/(m2.h) 水力表面積： 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反應(yīng)器 V1=A/4=3336/4=834m3 取 H=7m 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 14 - 則 A1=V1/h=834/7=119.2m 設(shè) UASB池為矩形 :則 L B=15m 8m 實(shí)際表面水力負(fù)荷： q1=Q/A = 200/(4 119.2)=0.42 m3/(m2.h)1.0m3/(m2.h) 符合要求 、配水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為圓形布水器，每個(gè) UASB反應(yīng)器設(shè) 24個(gè)布水點(diǎn) （） 參數(shù) 每個(gè)池子流量： Q1=200/4=50m3/h （） 三角架型計(jì)算 每個(gè)孔口服務(wù)面積： a=L B/24=5m2 、三相分離器設(shè)計(jì) （）設(shè)計(jì)說(shuō)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(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣相分離器的設(shè)計(jì)。 （）沉淀區(qū)設(shè)計(jì) 三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)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(fù)荷來(lái)決定。 由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)，產(chǎn)生少量氣體，這對(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求： 沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷 1.0m/h； 沉淀器斜壁角度約為 500,使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)； 進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫 隙的流速 2m/h； 總沉淀水深應(yīng) 1.5m； 水力停留時(shí)間介于 1.5 2h； 如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果。 沉淀器（集氣罩）斜壁傾角 =500 沉淀區(qū)面積： A=L B=119.2m2 表面水力負(fù)荷： 2004 1 1 9 .2Qq A =0.42 m3/(m2.h)1.0m3/(m2.h)， 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 15 - 符合要求 （）回流縫設(shè)計(jì) 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 =500 下三角形集氣罩 底水平寬度： b1=h3/tan =2.2/tan500=1.85m b2=(8-2 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(jì)算： V1 Q1/S1， 式中 Q1-反應(yīng)器中廢水流量， m3/h S1-下三角形集氣罩回流縫面積， m2 V1= 11200 / 4QS L B =0.42m/h 2m/h，符合要求 上下三角形集氣罩之間回流縫中流速（ v2）可用下式計(jì)算： V2= Q1/S2， 式中 S2 為上三角形集氣罩回流縫之面積 V2=200/(4 10 2.5)=1.54m/h1.15m,符合 6、出水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用鋸齒形出水槽，槽寬 0.2m，槽高 0.2m 7、排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 產(chǎn)泥量為： 4865 0.85 0.1 4800 10-3=1984.92kgMLSS/d 每日產(chǎn)泥量 1984.92kgMLSS/d，每個(gè) UASB日產(chǎn)泥量 496.23kgMLSS/d,各池排泥管選鋼管DN600mm 2排泥管，每天排泥一次。 、產(chǎn)氣量計(jì)算 （ 1）每日產(chǎn)氣量： 4865 0.85 0.5 4800 10-3=9924.6m3/d 每個(gè) UASB反應(yīng)器產(chǎn)氣量： Gi=G/4=9924.6/4=2481m3/d=103.38m3/h （ 2）沼氣集氣系統(tǒng)布置 由于有機(jī)負(fù)荷較高，產(chǎn)氣量大，每?jī)膳_(tái)反應(yīng)器設(shè)置一個(gè)水封罐，水封罐出水的沼氣分別進(jìn)入分離器，集氣室沼氣出氣管最小直徑 DN100，且盡量設(shè)置不短于 300mm的立管出氣，若采用橫管出氣，其長(zhǎng)度不宜小于 150mm，每個(gè)集氣室設(shè)置獨(dú)立出氣管至水封罐。沼氣管道壓力損失一般很小，可近似認(rèn)為管路壓力損失為零。 （ 3）水封罐的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)于反應(yīng)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(yīng)器中大小集氣罩壓力差為： p=p2-p1=2.5mH2O-1.0 mH2O=1.5mH2O。 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 取水封罐總高 度為 H=2.5m,直徑 1800mm，設(shè)進(jìn)氣管 DN100鋼四根，出氣管 DN150鋼一根，進(jìn)水管 DN52鋼一根，放空管 DN50鋼一根，并設(shè)液面計(jì)。 10、確定高程 池底高程設(shè)置 -4.00m，則最高水位 6.5m，超高為 0.5m,池頂高程為 +3.0m。 3.3.7 第二集水井 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 17 - 、設(shè)計(jì)說(shuō)明 由于污水經(jīng) UASB反應(yīng)器厭氧處理后， UASB 出水中溶解氧含量幾乎為零，若直接進(jìn)入好氧處理構(gòu)筑物，會(huì)使曝氣池中好氧污泥難以適應(yīng)，影響好氧處理效果。通過(guò)集水井亦可以去除一部分 UASB反應(yīng)器出水中所含的氣體。另外 ,SBR池不 可以連續(xù)運(yùn)行 ,用集水井可以使 SBR池中有足夠的不連續(xù)運(yùn)行時(shí)間 . 、參數(shù)選擇 設(shè)計(jì)水量 : =200m3/h 水力停留時(shí)間： T=6h 水面超高取： h1=0.5m 有效水深?。?h2= 5.5m 3、設(shè)計(jì)計(jì)算 集水井的有效容積： V=Q T=200 6=1200m3 集水井的高度： H=h1+h2=5.5+0.5=6m 集水井的水面面積 :A=V/h2=1200/5.5=218.2m2，取 219m2 集水井的橫斷面積為： L B=14 8(m2) 則集水井的尺寸為： L B H=14 8 6(m3) 所以該池的規(guī)格尺寸為 14m 8m 6m，數(shù)量為 1座。 3.3.8 SBR反應(yīng)器 、設(shè)計(jì)說(shuō)明 經(jīng) UASB 反應(yīng)器處理的廢水， COD含量仍然比較高，要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，必須進(jìn)一步處理，即采用好氧處理。 SBR結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,運(yùn)行控制靈活 .本設(shè)計(jì)擬采用 6個(gè) SBR反應(yīng)池，每個(gè)池子的運(yùn)行周期為 6h。 、 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量 預(yù)計(jì)處理效果 項(xiàng)目 CODcr BOD5 SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/L) 730 199 268 去除率 (%) 90 90 70 出水水質(zhì) (mg/L) 73 20 43 （）設(shè)計(jì)水量： Q=4800m3/d=200m3/h=0.056m3/s 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 18 - 3、設(shè)計(jì)計(jì)算 （）確定參數(shù) 污泥負(fù)荷率： NS取值為 0.15kgBOD5/(kg.MLSS.d) 污泥濃度和 SVI：污泥濃度采用 3000mgMLSS/L；污泥體積系數(shù) SVT采用 100 反應(yīng)周期數(shù)： SBR周期數(shù)采用 T=6h，反應(yīng)器 1d內(nèi)周期數(shù)： n=24/6=4 周期內(nèi)的時(shí)間分配 反應(yīng)池?cái)?shù) N=6 進(jìn)水時(shí)間： T/N=6/4=1.5h 反應(yīng)時(shí)間： 3.0h 靜沉?xí)r間： 1.0h 排水時(shí)間： 0.5h 周期進(jìn)水量： 0 4 8 0 0 62 4 2 4 6TQQ N =200m2 （）反應(yīng)池有效容積： 3001 4 2 0 0 1 9 9 3563 0 0 0 0 . 1 5sn Q SVmXN （）反應(yīng)池最小水量： min= 1- 0=356 200=156m3 （）反應(yīng)池中污泥體積 31661 0 0 3 0 0 0 2 5 6 1 0 6 . 81 0 1 0x S V I M L S S VVm min x，符合要求 （）校核周期進(jìn)水量 周期進(jìn)水量應(yīng)滿足下式： 0 661 0 0 3 0 0 01 1 3 5 61 0 1 0S V I M L S SQV =249.2m3 0=200m3249.2m3，符合要求 （）確定單座反應(yīng)池的尺寸 SBR的有效水深取 5m，超高 0.5m，則 SBR總高為 5.5m SBR的面積為： 356/5=71.2m2 設(shè) SBR的長(zhǎng)寬比為 2:1，則 SBR的池寬為 5.97m，取 6m；池長(zhǎng)為 11.8m,取 12m SBR反應(yīng)池最低水位為： 156/(6 12)=2.17m 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 19 - SBR反應(yīng)池的污泥高度為： 106.8/(6 12)=1.48m 可見， SBR 最低水位與污泥泥位之間的距離為： 2.17-1.48=0.69m，大于 0.5m 的緩沖層，符合要求。 、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) （） 確定需氧量 O2 由公式： 20 evO a Q S S b X V 取 a =0.5， b =0.15，出水 Se =20mg/L， Xv =fX=0.75 3000=2250mg/L=2.25kg/m3 V=4V1=4 356=1424m3 代入數(shù)據(jù)： 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=37.92 kgO2/h （）供氣量的計(jì)算 采用 SX 型曝氣器，曝氣口安裝在距池底 0.3m處，淹沒深度為 4.7m，計(jì)算溫度取 250C，性能參數(shù)為： EA=8%， EP=2kgO2/kWh，服務(wù)面積： m2，供氧能力： 20 25m3/(h.個(gè) )，氧在水中飽和溶解度為： CS(20)=9.17mg/L， CS(25)=8.38mg/L 擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力為： Pb=P0+9.8 103H=1.013 105+9.8 103 4.7=1.47 105Pa 空氣離開反應(yīng)池時(shí)氧的百分比為： 2 1 1 2 1 1 0 . 0 8 100%7 9 2 1 1 7 9 2 1 1 0 . 0 8At AEOE 反應(yīng)池中的溶解氧的飽和度： 422 5 2 5 52 . 0 2 6 1 0 tObS b S PCC = 551 . 4 7 1 0 1 9 . 6 58 . 3 82 . 0 2 6 1 0 4 2 =10.0mg/L 422 0 2 0 52 . 0 2 6 1 0 tObS b S PCC 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 20 - = 551 . 4 7 1 0 1 9 . 6 59 . 1 72 . 0 2 6 1 0 4 2 =10.9mg/L 取 =0.85， =0.95,C=2， =1,則 20時(shí)脫氧清水的充氧量： 200 2 5 2 020 1 . 0 2 4sbsbRRCC =54.18kgO2/h 供氣量： 00.3SARG E = 54.180.3 0.08 =2257.67m3/min （）布?xì)庀到y(tǒng)的計(jì)算 反應(yīng)池的平面面積： 6 12 6=432m2，每個(gè)擴(kuò)散器的服務(wù)面積取 1.5m2，則 需 432/1.5=288個(gè) ,取 300個(gè)擴(kuò)散器，每個(gè)池子需 50個(gè)。 ( 4 )污泥產(chǎn)量計(jì)算 選取 =0.6,b=0.075,則污泥產(chǎn)量為 X= QSr-bVXv=0.6 4800(199-20)/1000-0.075 1424 2.25 =275.22KgMLVSS/d 5.空氣管計(jì)算 假設(shè)空氣管路水頭損失為 0.15m，管路富余壓頭為 0.1m，即 100mmH2O， SX-1 型空氣擴(kuò)散器壓力損失為 200mmH2O，則曝氣系統(tǒng)總壓力損失為 h=0.15+0.1+0.20=0.45 mmH2O。鼓風(fēng)機(jī)房出來(lái)的空氣供氣干管，在相鄰兩 SBR池的隔墻上設(shè)兩根供氣支管，為兩 SBR供氣。在每根支管上設(shè) 5條配氣豎管，為 SBR池配氣。 6.排泥設(shè)置 每池池底坡向排泥坑坡度 i=0.01，池出水端每個(gè)池子設(shè)出泥管一根，排泥管安裝高程相對(duì)地面為 -0.5m，相對(duì)最底水位為 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，水面標(biāo)高 3.5m，污泥出口高度離地面 -0.5m,出水口高度離地面 +0.1m。 8.SBR潷水器 潷水器是一種能隨水位變化而調(diào)節(jié)的出水 堰 ,排水口淹沒在水面下一定的深度 ,可防止浮渣進(jìn)入 . 理想的排水裝置應(yīng)具有以下的特點(diǎn) : (1)單位時(shí)間內(nèi)出水量大 ,流量小 ,不會(huì)使沉淀污泥重新翻起 ； (2)集水口隨水位下降 ,排水期間始終保持反應(yīng)當(dāng)中的靜止沉淀狀態(tài) ； 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 21 - (3)排水設(shè)備堅(jiān)固耐用且排水量可無(wú)機(jī)調(diào)控 ,自動(dòng)化程度高 . 目前常見的 SBR潷水器主要有 3種形式，即虹吸式 ,旋轉(zhuǎn)式 ,套筒式 ；多用的是虹吸式和旋轉(zhuǎn)式 。 旋轉(zhuǎn)式潷水器目前在國(guó)內(nèi)較大規(guī)模的在 SBR水處理工程中使用 ,其隨水位變化的種類比較多，可以是機(jī)械力亦可以是浮力 ,機(jī)械力以螺材質(zhì)動(dòng)居多 ,浮力以壓筒 式居多 ,其總體的構(gòu)成主要是由集水管或集水槽 ,支管 ,主管 ,支座 ,旋轉(zhuǎn)接頭 ,動(dòng)力裝置 ,控制系統(tǒng)等組成 . 旋轉(zhuǎn)式潷水器一般采用重力自流 ,當(dāng)潷水器降至最低位置時(shí) ,堰槽內(nèi)最低水位與池外水位 (或出水中心 )差 H通常喂 500mm左右 .其集水堰長(zhǎng)度一般不宜超過(guò) 20m,潷水器深度不宜小于 1m. 3.3.9污 泥部分計(jì)算 淀粉 廠 工業(yè)廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥來(lái)自以下幾部分： 調(diào)節(jié)池， Q1=19.2m3/d，含水率 96% UASB反應(yīng)器， Q2=98.2m3/d，含水率 98% SBR反應(yīng)器， Q3=30.2m3/d，含水率 99% 總污泥量 ： Q=Q1+Q2+Q3 =147.6 m3/d 、 集泥井 為了方便排泥及污泥重力濃縮的建設(shè)，在重力濃縮池前設(shè)置一集泥井，通過(guò)對(duì)集泥井的最高水位的控制來(lái)達(dá)到自流排泥，反應(yīng)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。 （）參數(shù)選?。和Ａ魰r(shí)間 T=6h，設(shè)計(jì)總泥量 Q=147.6 m3/d 采用圓形池子，池子的有效體積為： V=QT=147.6 6/24=36.9 m3 池子有效深度取 3m，則池面積為： A=V/3=12.3 m2 則集泥井的直徑： 4 4 1 0 . 9 23 . 1 4AD =3.96m.取 D=4m 則實(shí)際面積 A=12.53m2 水面超高 0.3m，則實(shí)際高度 3.3m （）確定高程：池底高程設(shè)置 -4.5m，則最低泥位為 -4.0m，最高泥位 -1.0m。 （） 集泥井排泥泵 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 22 - 集泥井安裝潛污泵 1臺(tái)， 1 用 1備，選用 150QW100-15-11 型潛污泵，該泵技術(shù)性能為Qb=100m3/h， Hb=15.0m，電機(jī)功率 11kW，出口直徑 150mm,重量 280kg。 集泥井最低泥位 -4.0m，濃縮池最高泥位 2.0m，則 排泥泵抽升的所需揚(yáng)程 6.0m，排泥富余水頭 2.0m。污泥泵吸水管和出水管壓力損失有 3.0m。 則污泥泵所需揚(yáng)程為： Hh=6.0+2.0+3.0=11.0m。 、 污泥重力濃縮池 參數(shù)選?。汗腆w負(fù)荷（固體通量） M 取 30kg/(m3.d)；濃縮時(shí)間取 T=24h；設(shè)計(jì)污泥量Q=147.6m3/d，濃縮后污泥含水率 96% 污泥后的污泥體積： V1=V0 (C0/C)=147.6 (1-98%)/(1-96%)=73.8m3/d 根據(jù)要求，濃縮池的設(shè)計(jì)橫斷面面積應(yīng)滿足： A QC/M， 式中 Q入流污泥量 ,m3/d； M固體通量 ,Kg/(m3 d)； C入流固體深度 (kg/m3). 入流固體深度（）的計(jì)算如下：1 2 31 2 3W W WC Q Q Q W1=Q1 1000(1-96%)=19.2 1000(1-96%)=768 kg/d W2=Q2 1000(1-98%)=98.2 100(1-98%)=1964 kg/d W3=Q3 1000(1-99%)=30.2 1000(1-99%)=302 kg/d 那么， QC=W1+W2+W3 =3034kg/d=126.42Kg/h， C=3034/147.6=20.6 kg/m3 濃縮后污泥濃度： C1=42.7 kg/m3 （） 池子尺寸 濃縮池的橫斷面面積： A=QC/M=3034/30=101m2 設(shè)計(jì)兩座圓形污泥濃縮池，則每座邊長(zhǎng)為： B=5.7m,取 B=6.0m （） 高度計(jì)算 停留時(shí)間，取 T=24h，則有效容積： V=QT=131m3 有效高度： h2=V/A=131/103=1.27m，取 h2=1.5m，超高 h1=0.5m，緩沖層高 h3=0.5m 污泥斗下錐邊長(zhǎng) 0.7m,高度 3m，則池壁高： H1=h1+h2+h3=2.5m，總高度： H=5.5m （） 澄清液量 V2=Q-V1=131-65.5=65.5m3 （） 確定高程：池底高程設(shè)置 -3.0m，池頂高程為 2.5m水面標(biāo)高 +2.0m。 、 污泥脫水間 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 23 - (1) 污泥產(chǎn)量 ：經(jīng)濃縮池濃縮后含水 P=96%的污泥共 65.5m3/d。 （ 2）污泥脫水機(jī)：選用帶式壓濾機(jī)，其型號(hào)為 DYQ-2000。處理能力為 430kg(干 )/h。 設(shè)計(jì)參數(shù)：干泥生產(chǎn)量 400-460kg/h，泥餅含水率 70%-80%，主機(jī)調(diào)速范圍 0.97!4.2r/min，主機(jī)功率 1.1kw，系統(tǒng)總功率 25.2kw，濾帶寬度 2000mm，濾帶運(yùn)行速度 1.04-4.5r/min，外形尺寸 4.8m 3.0m 2.5m，重 6120kg。 污泥脫水間尺寸： 12.0m 9.0m 5.0m。 3.4 方案特點(diǎn) 1. 本方案以低耗的生化處理工藝為主體，且處理系統(tǒng)有較大的靈活性，以適應(yīng)污水水質(zhì)、水量的變化。 2. 本廢水處理工程技術(shù)先進(jìn)實(shí)用，工藝合理，在處理水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，能獲得蛋白飼料和沼氣，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。 3. 廢水處理后水質(zhì)達(dá)到要求排放的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ,可直接向外排放。 3.5 SBR法 SBR 法是序 批式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor）的簡(jiǎn)稱，早在 1914年就已開發(fā)，后經(jīng)美國(guó) Irvine教授等的研究改進(jìn)，并于 1980年在印地安那州實(shí)施，取得滿意的效果從而得到廣泛的推廣。序批式活性污泥法工藝由按一定時(shí)間順序間歇作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。 SBR工藝的一個(gè)完整的操作過(guò)程，亦即每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過(guò)程包括如下五個(gè)階段：進(jìn)水期；反應(yīng)期；沉淀期；排水排泥期；閑置期。 3.6 SBR反應(yīng)器的特點(diǎn)： （ 1）運(yùn)行操作靈活，效果穩(wěn)定。 SBR 法在運(yùn)行操作過(guò)程中，可以根據(jù)廢水水量水質(zhì)的變化 、出水水質(zhì)的要求來(lái)調(diào)整一個(gè)運(yùn)行周期中各個(gè)工序的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器的混合液的容積變化和運(yùn)行狀態(tài)來(lái)滿足多功能的要求； （ 2）工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低。 SBR 原則上不需要二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不必設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可以省去初沉池。 SBR法的工藝簡(jiǎn)單，便于自動(dòng)控制。 SBR系統(tǒng)構(gòu)筑占地面積少、節(jié)省投資； （ 3）反應(yīng)推動(dòng)力大，凈化速率高。在采用限制曝氣和半限制曝氣方式運(yùn)行時(shí)，有機(jī)物濃度的變化在時(shí)間上是一個(gè)理想的推流過(guò)程，從而使它保持了最大的反應(yīng)推動(dòng)力。 （ 4）能有效防止絲狀菌膨脹。限制曝氣的 SBR最不容易出現(xiàn) 污泥膨脹； （ 5） SBR法的運(yùn)行效果穩(wěn)定，即無(wú)完全混合的跨越流，也無(wú)接觸氧化法中的溝流； （ 6）對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 24 - 第 4章 總圖布置 4.1 平面布置 4.1.1 總平面布置原則 該淀粉廠污水處理站東西長(zhǎng) 70m，南北長(zhǎng) 50m，總占地面積 3500m2。 布置原則： 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理； 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助構(gòu)筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對(duì)獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢(shì)、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或 敏感建筑物等）。 構(gòu)（建）筑物之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與高程布置相協(xié)調(diào)，順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。 協(xié)調(diào)好輔助建筑物、道路、綠化與處理構(gòu)筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證