1000m3d味精厂淀粉废水处理设计 63页

毕业设计1000m3/d味精厂淀粉废水处理工艺设计环境与安全工程系学生姓名：学号：环境工程系部：×××专业：指导教师：二○一五年六月n诚信声明本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名：年月日n毕业设计任务书设计题目：1000m3/d味精厂淀粉废水处理工艺设计系部：环境与安全工程系专业：环境工程学号：学生：指导教师（含职称）：1．课题意义及目标本设计通过查阅污水处理相关参考资料进行工艺方案比选，然后根据基本工艺技术指标进行工艺计算，初步设计出处理规模为1000m3/d味精厂淀粉废水处理工艺设计方案，计算方面主要有，主要构筑物的数量、容积、结构和外形尺寸。通过设计培养了我们对污水处理厂所用设备的设计能力，使我们进一步巩固和提高学过的基础理论和专业知识，对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面、系统地回顾和总结，为学生在毕业后从事环境工程方面的工作打好基础。2．主要内容毕业设计的主要设计内容如下：（1）查阅有关文献，收集必要的技术资料与工艺数据，进行处理方法的选择比较，生产工艺流程与工艺条件的确定与论证，在能达到处理工艺要求的基础上，选择最优的处理方案。（2）以工艺技术指标和基础数据为依据进行水质水量的计算，根据计算工艺计算进行构筑物的设计和设备的选型，确定构筑物的数量、体积及基本结构尺寸。（3）绘图按照机械制图的要求绘制3-5张设备图。3．主要参考资料[1]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002:58-59.[2]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,2012:31-43.[3]史惠祥等.实用水处理设备手册.北京:化学工业出版社,2009:22-23.[4]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,2003.11-14.[5]唐受印,戴友芝等.水处理工程师手册.北京:化学工业出版社,2011:77-79.n4．进度安排设计各阶段名称起止日期1查阅淀粉废水处理相关资料、确定方案、撰写开题报告和设计任务书2014年12月15日~2015年1月13日2确定水质水量及工艺流程2015年3月2日~2015年3月10日3各主要构筑物、主要设备的选型2015年3月11日~2015年3月21日4污水处理构筑物的设计计算2015年3月22日~2015年4月20日5污泥处理构筑物的设计计算2015年4月21日~2015年5月2日6设备的选型、经济技术分析、运行费用计算2015年5月3日~2015年5月9日7完成全厂总平面布置和高程布置2015年5月12日~2015年5月23日8上机绘制主要设备图、全厂总平面图和流程图2015年5月24日~2015年5月31日9完成设计说明书及答辩工作2015年6月1日~2015年6月22日审核人：年月日n1000m3/d味精厂淀粉废水处理工艺设计摘要：本论文对1000m3/d味精厂淀粉废水处理工艺进行设计，味精厂在生产过程中产生的淀粉废水是大量的高浓度酸性有机废水，如果直接排放，可能会对环境造成非常大的危害，因此根据淀粉废水的特点，本设计选择采用气浮—升流式污泥床反应器(UASB)—序批式活性污泥法（SBR）组合工艺来处理淀粉废水，对主要构筑物的计算和主要设备的选型，使淀粉废水水质稳定并达到《淀粉工业水污染排放标准》(GB24561—2010)排放标准。计算结果表明设计中主要构筑物分别有气浮池，两座，规格尺寸为2.17m×2.17m×2.14m，调节沉淀池，一座，规格尺寸为12m×6m×5mUASB反应器，两座，规格尺寸为16m×8.5m×6.5m，曝气沉淀池，一座，规格尺寸为13m×8.5m×6m，SBR反应器，两座，规格尺寸为16.5m×8.5m×5.5m，污泥浓缩池，两座，直径为7.5m，高为5.5m，污泥脱水机房，DYQ-2000型脱水机两台，尺寸规格为12.0m×9.0m×5.5m，包含以上构筑物组成的处理工艺可以使得淀粉废水达标排放。关键词：淀粉废水，气浮，UASB，SBRVnDesignof1000m3/dstarchwastewatertreatmentprocessfrommonosodiumglutamateplantAbstract:Thispaperisthedesignof1000m3/dstarchwastewatertreatmentprocessfrommonosodiumglutamateplant.Themonosodiumglutamatefactoryproducealargeamountofhighconcentrationacidicorganicwastewaterintheproductionprocess.Ifdirectdischarge,maycauseagreatharmtotheenvironment.Soaccordingtothecharacteristicsofstarchwastewater.Thedesignchoosesflotation-flotation-sludge-bedreactor(UASB)-sequencingbatchreactor(SBR)-combinedprocesstotreatstarchwastewater.Thecalculationofmainstructuresandtheselectionofmainequipment,makethewaterqualityofstarchwastewaterstableandreachthestandardofwaterpollutionofstarchindustry(GB24561-2010).Calculationresultsshowthatthedesignofthemainstructureswereflotationtank,two,dimensions2.17m×2.17m×2.14m,settlingandadjustingpond,one,dimensionsfor12m×6m×5m,UASBreactor,two,dimensionsis16m×8.5m×6.5m,aerationsettlingtank,one,dimensionsfor13m×8.5m×6m,SBRreactor,two,dimensionsfor16.5m×8.5m×5.5m,sludgethickeningtank,two,thediameteris7.5,theheightis5.5m,sludgedewateringroom,DYQ-2000typedewateringmachineistwo,dimensionsfor12.0m×9.0m×5.5m.Thetreatmentprocessincludingtheabovestructurecanmakethestarchwastewaterdischargestandard.Keywords:starchwastewater,airflotation,UASBandSBRVn目录1前言11.1设计目的11.2设计背景21.3设计内容21.3.1处理规模21.3.2进出水水质水量和排放标准21.3.3厂区地形31.3.4气象资料31.3.6地质特点31.4设计依据42污水的来源和水质特征52.1废水来源52.2废水的水质特征53工艺方案分析63.1工艺方案比选63.2工艺方案的优缺点93.3工艺流程94构筑物的设计计算及设备选型114.1格栅114.1.1设计说明114.1.2设计参数114.1.3设计计算114.2集水井134.2.1设计说明134.2.2设计参数134.2.3设计计算134.3一级泵房144.4气浮池144.4.1设计说明14Vn4.4.2设计参数154.4.3设计计算154.5调节沉淀池174.5.1设计说明174.5.2设计参数184.5.3设计计算184.5二级泵房194.6UASB反应器204.6.1设计说明204.6.2设计参数204.6.3反应器的容积计算214.6.4三相分离器构造设计224.6.5配水系统264.6.6排泥系统264.6.7出水系统设计274.6.8沼气收集系统274.6.9加热系统284.6.10水封灌284.6.11加碱系统294.7预曝沉淀池294.7.1设计说明294.7.2设计参数294.7.3设计计算304.8SBR反应器324.8.1设计说明324.8.2设计参数324.8.3设计计算334.9鼓风机房设计354.9.1鼓风机的选型354.9.2设计计算36Vn4.9.3鼓风机房布置365污泥处理系统计算375.1集泥井375.1.1设计说明及计算375.2污泥泵375.3污泥浓缩池385.3.1设计参数385.3.2设计计算385.4污泥脱水机房415.4.1设计说明415.4.2设计参数415.4.3设计计算416消毒设施工艺设计计算436.1设计参数436.2设计计算437污水处理厂总体布置447.1平面布置447.2高程布置457.2.1设计说明457.2.2设计计算468结论50参考文献52致谢54Vn1前言随着我国国民经济的高速发展，工业也随之发展起来，最终伴随的是工业和农业废水的不合理排放，并且造成的环境问题越来越严重。其原因是因为工业类型不同、所用生产工艺的不同以及用水水质和管理水平的不同而造成的，这就使得各类型的工业废水的的成份和性质各不相同，同时不论是早期还是现在由于环境污染引起的惨剧接二连三的发生，若干历史教训告诉我们，我们每个人都要学会尊重自然，保护环境。正因为如此我国环境问题非但不容忽视，而且成了我国目前亟待解决的问题，其中工业是最主要的污染源，农业次之，国内几种典型的污染比较严重的行业，比如造纸行业、煤化工行业、食品发酵行业废水，甚至实验室废水的不合理排放都会造成严重的环境问题。味精厂是食品工业中的一种，味精厂主要是粮食和农副产品等为主要原料。在生产过程中，食品工业的用水量比较大，所以其废水排放量也比较大，排放量占据首要位置的是淀粉工业废水，淀粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等都是淀粉废水包括的主要污染物，淀粉废水对水体环境和自然环境有很大得危害，它进入水体后迅速消耗水中所含有的溶解氧，使其富营养化，从而严重破坏水体的自净能力，造成水体的发臭，影响环境和农业灌溉，同时也会对人类及其它生物产生不良的影响。针对味精厂所产生的淀粉废水的水质水量特征及其所要求达到的排放标准，对污水进行处理需要对污水进行处理制定合理的处理方案和选择合适的处理工艺，使得淀粉废水水质达到《淀粉工业水污染排放标准》(GB24561—2010)的排放标准。1.1设计目的通过此次的毕业设计，我在设计、计算、CAD制图等方面得到了一定的磨练，使得我们加深了对环境工程专业知识的理解，并且培育了我们运用污水处理有关知识的本领，同时学会了设计中要用到的专业知识和技能应注意的有关问题，最重要的是培养了我们理论结合实际的综合运用能力。（1）通过毕业设计理解和掌握环境工程专业所学的基础知识和设计方法，并在此基础上对一个污水处理站进行处理工艺设计。（2）训练我们污水处理工艺设计计算，图纸绘制，设备选型等基本技能。（3）54n掌握设计文本编写的根本程序和方法，提高设计话语的表达能力，并且能以规范的格式完成毕业设计说明书。1.2设计背景该味精厂是该地域范围最大的味精厂，该厂座落于太原市某郊区。该厂平均每天排放的淀粉废水为1000m3，味精厂淀粉废水有机物浓度高，也含有蛋白质、脂肪、纤维素等，因此采取气浮－UASB－SBR组合工艺技术对废水进行处置，也使出水水质达到《淀粉工业水污染排放标准》(GB24561—2010)，因此投资修建此配套污水处理设施。1.3设计内容1.3.1处理规模设计处理能力为日处理淀粉废水1000m3。1.3.2进出水水质水量和排放标准该味精厂淀粉废水排放量为1000m3/d，根据该厂的生产工艺流程，并通过查阅《淀粉废水淀粉废水治理工程技术规范》确定该淀粉废水进水水质见表1.1。表1.1污水进水水质项目值CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS/(mg/L)PHNH3-NTP进水水质12000600050004～66020从上表可以得出淀粉废水具有以下特征；（1）有机物浓度和悬浮物浓度都很高；（2）PH呈酸性；处理后水质要求达到《淀粉工业水污染排放标准》(GB24561—2010)排放标准，具体的进出水水质和去除率，具体标准见下表1.2。表1.2污水进出水水质和去除率项目值CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS/(mg/L)PHNH3-NTP进水水质12000600050004～66020排放标准10020306～9151去除率99％99％98.9％——58.3％95％54n1.3.3厂区地形在该味精厂的的东南角有一块预留场地，为不规则的长方形地块，东西长约120m，南北长约70m，占地大约有50亩，实际有48亩大小的用地可以用来作为该污水处理站的建设用地。场地相对比较平整，海拔高度为3.3m，其西侧为厂区围墙，东侧是紧挨混凝土路，北侧为厂区，淀粉废水处理站建设在厂区的南面。根据淀粉废水排放量1000m3/d，并以此为规模进行污水处理厂的设计。1.3.4气象资料本地区主要气象条件如下：气压变化范围：917.6～934hPa年平均气压：972.1hPa年平均气温：9.5℃最热月平均气温：23.5℃最冷月平均气温：-13℃极端最高气温：39.4℃极端最低气温：-25.5℃年平均最高气温：16.7℃年平均最低气温：3.4℃年平均降水量：459.5mm日最大降水量：183.5mm年平均风速：2.5m/s该地区的全年主导风向一般以偏北风为主，但冬季多西北风，夏季多东南风。1.3.6地质特点（1）地质构造：厂区地质条件非常好，主要以亚砂土、亚粘土和砂卵石为主，土壤厚度在5.5～12m之间。（2）地震：升降运动和地板活动为本地区构造的主要特征，由于数据资料有限，没有详细的当地的有关地震资料，根据周边的资料，定该地区的地震基本得烈度为Ⅶ度。（3）地下水位：地面相对高度-7m。（4）土壤最大冰冻深度：0.39m。54n1.4设计依据（1）《水污染控制工程》[1]；（2）《污水处理厂设计与运行》[2]；（3）《城市污水厂处理设施设计计算》[3]；（4）《水污染控制工程设计论文指南》[4]；（5）《淀粉废水治理工程技术规范》[5]；（6）本工程执行《淀粉工业水污染物排放标准》(GB24561—2010)[6]；（7）《排水工程》下册第四版[7]；（18）《给水排水工程设备基础》[8]；（19）《污水处理构筑物设计与计算》[9]；（10）《给排水工程专业毕业设计指南》[10]；（11）《实用水处理设备手册》[11]；54n2污水的来源和水质特征2.1废水来源在味精生产工艺的过程中，原料玉米首先进行清洁再进行高温浸泡，然后用机械设备粗略的破碎，再经过胚芽分离、离心分离等一系列的生产工序来生产味精，这就是味精厂生产味精的工艺流程，在这一生产过程中会产生大量含高浓度的有机化合物及悬浮物的废水[12]。通过查阅大量资料得知，味精的生产工艺流程比较复杂，可以看出淀粉废水的来源比较复杂，在这一系列淀粉及副产品生产过程中，根据生产工艺流程可以得知废水的排放主要集中在玉米清洁、输送、浸泡、纤维榨水、浮选浓缩、蛋白压滤等工段。因此废水主要有蛋白质回收后的排水、玉米浸泡过后的水，回收时产生的蒸发冷凝水以及原料输送清洗废水和各种设备的冲洗水[13]。若采用正确的工艺处理，可生产出一系列副产品，其中最主要的为沼气，可以达到资源循环利用的目的。最主要的是因为排出口的项目值CODCr、BOD5、SS等指标都超过了国家标准，为了让出水达标，同时为了保护环境，该味精厂拟建淀粉废水处理站来处理淀粉废水。2.2废水的水质特征由于在生产过程中水资源的循环利用，废水中的BOD5、CODCr、N、P以及无机盐都有在一定程度上的积累，但是有毒的污染物比较少[14]。该废水的水质特征为：①生产消耗水量比较大；②废水的来源比较复杂，主要是因为生产的工序比较繁琐；③废水中有机物、悬浮固体浓度高、水质变化大：④废水CODCr、BOD5、SO42-、NH3-N浓度高，PH低等特点。污水的BOD/COD=0.5,可生化性好。54n3工艺方案分析3.1工艺方案比选根据查阅有关数据资料显示，现阶段国内外常用的淀粉废水处理方法是预处理和生化处理结合的处理工艺[15]，以此方法为依据处理该淀粉废水。废水首先对固体悬浮物进行去除通过气浮预处理装置来达到去除效果，然后通过厌氧处理装置，再对有机物进行进一步的去除，使出水达到厌氧处理所规定的效果，再进行好氧处理或者深度处理装置来使得废水实现达标排放。（1）预处理即属于一级处理，其主要是对悬浮物的去除，因此选择采用气浮处理工艺。气浮分法，可以分为三大类，一、分散空气气浮法，二、电解气浮法，三、溶解空气气浮法，这是基于微细气泡的产生划分的。表3.1气浮工艺比选工艺优点缺点工艺适用条件电解气浮法气泡很小，适应性较好，结构易于调整。有配套的装置，实现了设备化，运行简单易于操作，占地少。偶尔会发生电极钝化的现象，适用于小水量工业废水（Q＜10～20m3/h）处理叶轮气浮法接触时间短，节省投资，运行费用低。结构较简单，分离速度比较快。溶气量很大，适应性较好。装置设备化，占地面积少。结构易于调整要严格的控制进气量，耗能较高，会产生较大粒度的气泡适用于处理水量（Q＜10～20m3/h）的废水。适用于含油及有机高浓度的废水的处理加压溶气气浮法基建费用省，处理效果好，处理能力大。泥渣含水率低，出水水质好。各构筑物之间布置紧凑工艺复杂运行费用高运转动力消耗大适用于不同水量的处理。各种类型的工业的废水处理综合以上分析，在本设计中选择采用叶轮气浮法以达到预处理效果。（2）厌氧处理即属于该工艺中的生化处理的第一阶段，主要是因为废水中的有机物浓度比较高，所以采用厌氧处理来降解废水中的大量有机物[16]。近几年，厌氧生物处理技术不断改革，并且得到了很迅速的发展，现阶段54n常用的先进的工艺技术主要有厌氧消化池、UASB、厌氧接触工艺、AF以及AFB等。厌氧生物处理技术在进行污水处理的过程中具有以下几种优点：①采用厌氧处理能够降低能耗，还可以回收沼气能源重新再利用。②在厌氧处理后期会产生很少的污泥量。③比起好氧处理，厌氧处理有机废水有它独特的优势，好氧生物不能降解的有机物，在厌氧条件下就可以进行全部降解或者部分降解。因此对于这类有机废水，可以利用厌氧生物处理[17]。厌氧生物处理在环境、能源和生态等方面实现了环境效益和经济效益的有机统一，社会效益也会因此得到空前的提升，所以厌氧处理技术倍受到环保界精英的重视。表3.2厌氧工艺比选类型英文名称优点缺点普通的厌氧消化池CADT结构较简单，适于处理VSS颗粒粒径大的废水管理不便，长的水力停留时间，效率低，处理效果不好厌氧接触工艺ACP适用于处理高浓度有机废水，接触时间短，负荷高，易启动耐冲击负荷，出水水质好一部分的污泥需要进行回流，固液分离有时困难，工艺流程比较复杂厌氧生物滤池AF产泥少，能力高，耐冲击负荷能力大，能耗较小，处理效率高，出水SS浓度低布水不均匀，填料昂贵，容易堵塞厌氧生物转盘ARBCP负荷比较高，不易堵塞，运行稳定，耐冲击负荷动力消耗大占地面积大，设备造价高厌氧流化床AFB耐冲击负荷，占地面积小，产泥量比较少管理要求高，动力消耗大升流式厌氧污泥床UASB耐冲击负荷，产泥量很少，可以实现污泥的颗粒化，气固液的分离一体化，适于处理各种高难度有机废水动力消耗大，运行管理要求高54n综合以上的分析，结合类似的工程资料，在众多的厌氧处理工艺中选用升流式厌氧污泥床(USAB)。本设计厌氧处理装置采用UASB反应器作为厌氧处理单元。（3）淀粉废水经前段处理阶段处理后，出水的BOD5/CODCr的比值会降低，所以废水得可生化性和原污水相比要差。随着好氧处理技术的不断发展，其中一些处理这类废水的工艺技术也得到了进一步开发和改良，如A-B法、氧化沟、生物接触氧化法、SBR法等[18]。表3.3好氧处理工艺的优缺点工艺名称优点缺点氧化沟构筑物少、建设费用较省、处理流程简单，并且脱氮、除磷功能效果较好，对高浓度有机物去除率高，耐冲击负荷能力高，污泥产量少处理构筑物多，回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响，容积及设备利用率不高AB法体积较小，相应得基建费用降低，污泥不易膨胀，可以达到一定的脱单除磷效果，抗冲击负荷的能力强构筑物较多污泥产量较多，具有改善污泥沉降性能将减少污泥的排放量UNTIANK(一体化活性污泥法)具有脱单除磷的作用，构筑物较少，占地面积少，运行灵活，水头损失少，投资费用较省缺乏专门的厌氧区影响厌氧段磷的是释放和除磷效果SBR不需要回流和回流混液，不设专门的二沉池构筑物少，占地面积少，可实现污泥的颗粒化，气固液的分离一体化,适用于各种高难度有机废水耐冲击负荷占地面积小，产泥量少容积及设备利用率较低，操作维护，动力消耗大占地面积大，设备造价高，管理要求高动力消耗大综合以上分析，结合类似的工程资料，在众多的好氧处理工艺中选用序批式活性污泥法。本设计好氧处理装置采用SBR反应器作为好氧处理单元。本设计好氧处理SBR法作为厌氧处理单元。54n3.2工艺方案的优缺点根据污水水质水量及最终处理要求的特点，对该淀粉废水处理工艺流程进行方案筛选，本设计方案确定使用气浮-UASB-SBR组合工艺。其方案特点为：（1）本设计方案以低耗能的处理工艺为主体，且结构具有较大的灵活性，运行方便，并且能很好的适应污水水质和水量的变化。（2）本废水处理技术以先进实用为主，工艺合理，在处理水质稳定，并且达标排放的同时，能获得蛋白饲料和沼气，实现资源再利用，变废为宝。（3）通过该工艺处理后的废水的出水水质可以达到《淀粉工业水污染排放标准》（GB24561—2010），可以不经过城镇污水处理厂直接外排。（4）该气浮-UASB-SBR流程方案的设备和构筑物的利用率不高，可能会造成不不必要的经济损失。总之，气浮-UASB-SBR组合工艺具有工艺简单、投资省，费用低，而且出水水质稳定，同时出水可以达标排放等优点[19]。同时在废水处理过程中能够提取蛋白和沼气等可以利用的资源，从而实现了环境效益和经济效益的有机统一。3.3工艺流程（1）对该废水处理工艺流程按进水水流顺序分别从以下五个工段作详细的说明。①排出的废水通过格栅，可以截留大颗粒的有机物和悬浮物，然后再自流进入集水井，集水井的淀粉废水借助一级泵房中的污水提升泵压入气浮池，气浮池的功能是去除大部分悬浮物。②经过气浮池气浮分离后的废水进入调节沉淀池进行预处理，调节沉淀池的功能是进一步均化水质水量和沉淀悬浮物。③调节沉淀池废水用泵抽入加热系统，加热到一定温度的废水经过自流进入UASB进行厌氧生物处理，UASB反应器的功能是可以降解大部分有机物，反应过程中产生的沼气经水封器进入沼气柜进行利用。④UASB反应器出水自流进入预曝沉淀池，厌氧处理单元和好氧处理单元之问的重要构筑物就是预曝沉淀池[20]，预曝沉淀池得其功能主要是去除厌氧出水中的悬浮物和硫化氢等有害气体，同时增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。⑤最后一道工序是SBR反应器，预曝沉淀池的出水自流进入SBR反应器54n进行好氧生物处理，SBR反应器的功能是降解废水中的有机物，直到出水可以达标排放。（2）工艺流程见图3.1。蛋白沼气泵淀粉废水泥饼污泥脱水间污泥浓缩池集泥井出水泵泵集水井气浮池调节沉淀池预曝沉淀池UASBSBR⑤④③②①上清液压滤液图3.1气浮+UASB+SBR工艺流程图54n4构筑物的设计计算及设备选型4.1格栅4.1.1设计说明格栅通常是由一组相互平行且长度相等的金属栅条制成的，在集水井的井口处安装，格栅的主要功能是截留较大的悬浮物或漂浮物，同时还可以起到保护水泵、风机和管道阀门等机械设备的作用。4.1.2设计参数通过查阅《淀粉废水治理工程技术规范》，综合生产废水的水量变化系数等于时变化系数和日变化系数的乘积，时变化系数为1.3～1.6，日变化系数为1.1～1.3，在本设计中取。平均日处理流量（式4.1）4.1.3设计计算（1）栅槽的宽度①栅条的间隙数n（个）（式4.2）式中：e——栅条的净间隙，取e=10mm；α——格栅的倾角，取α=45°；h——栅前水深，m，设栅前水深h=0.3m；v——过栅流速，m/s，最大设计流量时v=0.6～1.0m/s，取v=0.6m/s。②栅槽宽度B（m）（式4.3）式中：s——栅条的宽度,一般栅条的宽度为0.01～0.025m，取0.02m。（2）通过格栅的水头损失h1（m）54n（式4.4）式中：——水头损失，m；，k——系数，取k=3；Β——阻力系数，矩形断面β=2.42；——过栅水头损失，m；g——重力加速度，9.8m/s2。（3）栅后槽总高度h总（m）（式4.5）式中：h——栅前水深，m，h=0.3m；——格栅前的渠道超高，一般取h1=0.3m；——格栅的水头损失，m。（4）栅槽的总长度L（m）①进水渠道渐宽部分的长度（式4.6）式中：——进水渠道的宽度，取B1=0.158m——进水渠道渐宽部分的展开角度，一般取α1=20°②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度（m）（式4.7）③栅条总长度（m）（式4.8）（5）每日的栅渣量54n（式4.9）式中：W——每日的栅渣量，m3/d；Q——设计流量，m3/d；——栅渣量，m3/(103m3.污水)。在的情况下，设栅渣量为污水，采用机械清渣。格栅间的规格尺寸为5m×5m×3m。4.2集水井4.2.1设计说明气浮池之前和格栅之后设置集水井，这样做的主要目得就是由于工业废水一般都不是连续性的排放，而是间歇排放的模式，为了缓减水量过大对构筑物和设备带来的损坏，可以起到保护设备和构筑物的作用，同时延长污水设备和构筑物的使用寿命。也起到暂存废水的作用，可以减少占地面积。4.2.2设计参数最大设计流量：水力停留时间：超高：有效水深：集水井：1座。4.2.3设计计算集水井的有效容积：（式4.10）集水井的高度：集水井的水面面积：（式4.11）集水井的横断面积：L×B=13m×7m；则集水井的尺寸为：L×B×H=13m×7m×5m；集水井得规格尺寸为：13m×7m×5m54n4.3一级泵房一级泵房的作用是将集水井中的废水通过一级泵房提升至后续处理构筑物气浮池当中，污水泵房中共设2台泵（1用1备），污水泵安装在地面上，泵的出口安装电磁流量计进行水量计量。提升流量：扬程H=提升最高水位-泵房吸水池最高水位-水泵水头损失=4-（-6.4）+2.5=12.9m污水提升泵的基本参数：型号：100QW100-12.5；排出口径：100mm；提升流量：Q=62.5m3/h；扬程：H=14.2m；转速：r=1450r/min；电动机功率：7.5kw；泵重：208kg。一级泵房得结构尺寸：L×B×H=4m×3m×3m。4.4气浮池4.4.1设计说明本设计中选用的气浮法是叶轮气浮法，因为淀粉废水属于有机高浓度悬浮物，废水中的固体悬浮物含量很高,并且含有大量的蛋白，所以对于这些污染物用自然沉淀或者上浮很难得以去除，叶轮气浮法的优点主要是比沉淀和简单的上浮法的分离速度要快,去除率也高,设备不易堵塞，适用于处理悬浮物浓度高的废水。同时在一定程度上可以减少后续的生化污泥的产量，减轻后续处理构筑物的压力。所以在污水处理工艺前段设置气浮池。54n图4.1叶轮布气气浮装置1-叶轮；2-盖板；3-转轴；4-轴套；5-轴承；6-进气管；7-进水槽；8-出水槽；9-泡沫槽；10-刮沫板；11-整流板4.4.2设计参数（1）参数选取最大设计水量：；反应时间定为：20min；（2）设计水质表4.1预处理效果项目值CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)进水水质出水水质去除量去除率1200010200180015％6000540060010％50002000300060％4.4.3设计计算（1）叶轮气浮池的总容积（式4.12）式中：——气浮池的容积，m³；54n——放大系数，一般取1.1～1.2；——废水流量，m³/min；——气浮持续时间，min，一般为20～25。（2）气浮池的总表面积（式4.13）（式4.14）（式4.15）式中：——气浮池的总表面积，m2；——气浮池的工作水深，m，一般取1.5～2.0，最大不超过3m；——气浮池的容积，m³；——气浮池中的静水压力，m；——气水混合体的密度kg/L，一般取0.67kg/L；——压力系数，值为0.2～0.3，取0.2；——叶轮的圆周线速度，m/s，取11m/s；——重力加速度，m/s2，9.8。考虑到布水的均匀性，气浮池采用正方形，边长一般不超过叶轮直径的6倍，即l=6D，则每个气浮池的表面积一般为f=36D2。（3）气浮池数（式4.16）式中：n——电机板的块数，个；f——气浮池的总面积，m2；F——单台气浮池面积，m2。（4）叶轮气浮池池长（式4.17）54n式中：l——叶轮气浮池边长，m；D——叶轮直径，m。（5）叶轮吸入的水汽混合体量（式4.18）式中：q——叶轮吸入的水汽混合量，L/s；β——曝气系数，根据试验确定，一般可取0.30。（6）叶轮转速（式4.19）式中：——叶轮转速，r/min；（7）叶轮所需功率（式4.20）式中：——叶轮的效率，kw，等于0.2～0.3，取0.25kw；——叶轮所需功率，kw。4.5调节沉淀池4.5.1设计说明在气浮池之后和在厌氧生物处理之前设置调节沉淀池的目的主要是以均和水质，短时间对废水的储存，同时第二个目的是沉淀厌氧生物处理之前的未去除的固体悬浮物颗粒物。根据淀粉废水的排放规律和水量的大小，调节池停留时间取8.0h，设置调节池有两个目的，第一是为了便于一次提升水头，第二是便于调节池的污泥可以通过重力作用排入集泥井，调节池的建设安装方式是采用半地下式，这样对废水具有一定的保温作用。最后从各方面综合考虑，此处只设一个调节池。54n4.5.2设计参数（1）参数选取设计水量：停留时间：T=8.0h有效水深：h=4.5m。（2）设计水质表4.2预处理效果项目值SS(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)进水水质出水水质去除量去除率20001000100050％102008670153015％5400486054010％4.5.3设计计算（1）调节沉淀池池的有效容积：（式4.21）池高H=5m；超高0.5m；调节沉淀池的有效水深h=4.5m。池的水面面积：（式4.22）池长L=12m；池宽B=6m；池子的总尺寸：L×B×H=12m×6m×5m。（2）每日的污泥量（式4.23）式中：——每日的污泥量，m3/d；——设计水量，m3/d；——进水悬浮物浓度，kg/m3；54n——出水悬浮物浓度，kg/m3；——污泥含水率，%，取98%。（3）污泥斗污泥上口采用7000mm×7000mm，斗底采用500mm×500mm，污泥斗斜壁与水平夹角为600，则污泥斗高度h2=3m。每个污泥斗的容积：（式4.24）设两个污泥斗，则污泥斗总的容积为，可以容纳两天的污泥。两天排泥一次。（4）搅拌机：采用潜水搅拌机进行搅拌，两用一备。搅拌机的基本参数为：型号：DQT—055型潜水搅拌机功率：5.5kw叶轮直径：1800mm叶轮转速：42r/min4.5二级泵房（1）两台污水泵，一备一用。污水泵基本参数为：型号：80QW50-12.5水泵流量：65m³/h出口直径：D=80mm扬程：H=12.5m转速：n=2900r/min配电机功率：N=4kW泵重：125kg（2）潜污泵：调节池内共设2台，一用一备。潜污泵的基本参数为：潜污泵流量：60m3/h扬程：H=7m54n配电机功率：N=3kW4.6UASB反应器4.6.1设计说明UASB反应器（上流式厌氧污泥床）是一种结构紧凑，效率又很高，并且包含了微生物反应和沉淀两种功能于一体厌氧生物反应器。UASB反应器是整个废水处理工艺的核心之一，它大约可以去除废水中将近90%左右的CODCr,，设计时首先要根据进水水质得水量来选择合适的池型，UASB反应器有主要主要设计对象有池体、配水系统、三相分离器、出水系统、排泥系统等主要设施。图4.2UASB反应器示意图4.6.2设计参数（1）参数选取设计流量；容积负荷（Nv）为：10kgCOD/(m3·d)污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD产气率为：0.5m3/kgCOD54n反应器：2座。（2）设计水质表4.3预处理效果项目值SS(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)进水水质出水水质去除量去除率100050050050％8670867780390％4860540461795％4.6.3反应器的容积计算（1）UASB反应器的有效容积为：（式4.25）式中：V有效——反应器的有效容积，m3；Q——最大设计流量，m3/d；S0——进水有机物浓度，kgCOD/m3；Nv——容积负荷，kgCOD/(m3·d)。（2）UASB反应器的形状和尺寸①反应器的有效高度为5m，则横截面积为单池面积为②首先考虑到布水的均匀性和投资得合理性，长宽比为2：1以下的矩形反应池较为合适。设反应池长L=16m，则宽取8.5m。单池截面积：③反应池总高H=6.5m，其中超高0.5m，单池总容积54n单池有效反应容积单个反应器实际尺寸反应器的数量2座反应器总池面积反应器总容积总有效反应容积，符合要求。UASB体积有效系数在70%-90%之间，符合要求④水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)（式4.26）（式4.27）4.6.4三相分离器构造设计（1）设计说明UASB反应器中，三相分离器是UASB反应器的核心，它具有气、液、固三相分离的作用。沉淀区、回流缝、气液分离器的设计是三相分离器设计的主要对象。（2）设计计算①沉淀区的设计三相分离器的设置位置在与宽平行，沿池长均匀分布每池分别布置6个三相分离器，三相分离器长度B=8.5m，每个单元宽度b=L/6=16/6=2.6667m。沉淀区面积是反应器的水平面积，即130m2。沉淀区表面负荷率：②回流缝设计如下图4.3可知，设上下三角形集气罩斜面水平夹角=55°，取h3=1.1m；（式4.28）式中：——下三角集气罩底的水平宽度，m；54n——下三角集气罩斜面的水平夹角；——下三角集气罩的垂直高，m。则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：（式4.29）则下三角形回流缝面积为：（式4.30）下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算：（式4.31）式中：——反应器中的废水流量，m3/h；——下三角形集气罩的回流逢面积，m2；符合设计要求。设上三角形集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝的宽度b3=CD=0.45m,则上三角形回流缝面积为：（式4.32）上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：（式4.33）符合设计要求。式中：——反应器中废水流量，m3/h；——上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：（式4.34）54nh4bb2b1b3h2h1h3DCBAEV1V2图4.3三相分离器的结构示意图③气液分离设计由上图4.3可知：（式4.35）设AB=0.4m，则（式4.36）校核气液分离。假设气泡上升的流速和水流的速度都不变，则气泡沿AB方向水流速度：（式4.37）式中：B——三相分离器长度，m；N——每池三相分离器数量，个。气泡上升速度：（式4.38）54n式中：——气泡直径，cm；——液体密度，g/cm3；——沼气密度，g/cm3；——碰撞系数，取0.95；——废水的动力粘滞系数，0.02g/cm·s；取(气泡)，常温下，，，，，。一般废水的μ>净水的μ,故取。由斯托克斯公式可得气体的上升速度为：根据速度合成的平行四边形法则，则有：要使气泡分离分离进入沉淀区的条件是：计算结果可得，可脱去的气泡。④三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度（式4.39）h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。54nUASB反应器总高度H=6.5m，沉淀区高度为2.5m，污泥区高度为1.5m，悬浮区高度为2.0m，超高0.5m。4.6.5配水系统配水系统的作用是保证UASB反应器的正常运行，它同时有配水和搅拌的功能，采用穿孔管配水。4.6.6排泥系统（1）UASB反应器中污泥总量计算设厌氧污泥的平均浓度为15gVSS/L,则两座UASB反应器中污泥总量：（式4.40）（2）产泥量计算污泥产率取：0.07kgMLSS/kgCODUASB反应器总产泥量（式4.41）式中：——UASB反应器的产泥量，kgVSS/d；——污泥产率，kgVSS/kgCOD；——进水COD浓度kg/m3；——去除率，取85%。②据VSS/SS=0.8，单池产泥③污泥含水率为98%，当含水率＞95%，取，则污泥产量（式4.42）单池的排泥量④污泥龄（式4.43）（3）排泥系统设计在UASB反应器下500mm和底部400mm高处，设置一个排泥口，共两个排泥口。每天排泥一次。54n4.6.7出水系统设计出水系统的作用是实现固液的分离，也可以保证反应器均匀稳定的运行。出水采用锯齿出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m。4.6.8沼气收集系统（1）沼气产量计算①沼气主要产生厌氧阶段，设计产气率取0.5。产气量（式4.44）每个UASB反应器的产气量②集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。每根集气管内最大气流量（式4.45）据资料，集气室沼气出气管最小直径d=100mm,取100㎜.③沼气主管每池13根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%.单池沼气主管内最大气流量取D=150mm，充满度为0.8，则流速为（式4.46）④两池沼气最大气流量为取DN=250mm，充满度为0.6；流速为（式4.47）（2）沼气柜由上述计算可知该处理站日产沼气5355，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即（式4.48）设计选用φ700mm×H700mm。钢板水槽内导轨湿式储气柜（C-1416），尺寸为54n（3）气水分离器气水分离器的主要功能是对沼气的干燥，在本设计中，选用一个φ50mm×H180mm钢制的气水分离器，气水分离器中装钢丝填料，气水分离器前部设置过滤器和脱硫器来达到净化沼气的作用，并且在分离器出气管上装流量计及压力表来控制沼气的流量和出口压强。4.6.9加热系统进水温度为15°C，反应器的设计温度为25°C。那么废水加热所需要的热量：（式4.49）式中：——加热废水需要的热量，KJ/h；——废水的相对密度，按1计算；——废水的比热容，kJ/(kg.K)；——废水的流量，m3/hTr——反应器内的温度，°C；t——废水加热前的温度，°C；h——热效率，可取为0.85。每天沼气的产量为5527m3，其主要成分是甲烷，沼气的平均热值为22.7KJ/L每小时的甲烷总热量为：，因此足够加热废水所需要的热量。4.6.10水封灌水封灌的设计主要是因为UASB为封闭式的所以总出气管必须通过一个水封以防漏气和臭气散逸，更重要的是厌氧条件，因此水封对于整个UASB反应器来说也是起着至关重要的作用，它的作用主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，此外水封灌还具有排泥和排除冷凝水作用。水封高度式中：H0——反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头。54n为保证安全，取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2m水柱，贮气罐内压强H0为40mm水柱。②水封灌水封高度取1.5m，水封灌面积一般为进气管面积的4倍，则水封灌直径取0.5m。则水封灌面积（式4.50）4.6.11加碱系统在UASB反应器中，最佳pH值是6.8~7.2，安装此系统主要是因为厌氧过程很复杂，自然很难准确控制反应器内真实的pH值范围，这时候就需要靠碱度来维持和缓冲，据参考资料显示，在UASB反应器内碱度应保持在1000mgCaCO3/L以上，因此必须向反应器中直接加入致碱物质。通过中和反应间接调节pH值。在此装置中，使用的主要致碱药品为Ga(OH)2。4.7预曝沉淀池4.7.1设计说明预曝沉淀池在污水处理中有以下功能：①去除厌氧出水中间夹带的污泥；②吹脱H2S等有害气体；③通过曝气的方式增加水中的溶解氧；④当厌氧反应器UASB受到冲击或者在其他情况下出现污泥流失时，预曝沉淀池中沉淀的污泥可以回流到UASB反应器中。在设计的过程中，没有查阅到有关试验资料，因此该预曝沉淀池只能根据曝气沉砂池和和竖流式沉淀池的一般规定进行设计。4.7.2设计参数（1）参数选取曝气时间：30min沉淀时间：2h沉淀池表面负荷：0.7～1.0m3/(m2h)曝气量：0.2m3/m3有效水深：5m54n（2）设计水质表4.4预处理效果项目值CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)进水水质出水水质去除量去除率867692173.420％2431707330％50025025050％4.7.3设计计算（1）预曝沉淀池有效容积计算曝气区有效容积：沉淀区有效容积：总有效容积：（2）工艺构造设计计算曝气区容积的确定曝气区的高3.5m，超高0.5m，水深3.0m，总容积为78m3,曝气区设进水配槽尺寸为2m，其深度0.8m。沉淀池总深度：（式4.51）式中：——总高度，m；——超高，m，取0.3；——沉淀区高度，m，取2m；——间隙高度，m，取0.3m；——缓冲层高度，m，取0.4m；——污泥斗高度，m，取3.0m。沉淀区平面尺寸为6.5m×6.5m×3.0m，池总高6.0m，其中沉淀有效水深2.0m，54n沉淀区总容积169.28m3。（3）每天污泥的产量（式4.52）式中：——进水悬浮物浓度，kg/m3；——出水悬浮物浓度，kg/m3；——污泥含水率，﹪，取98﹪；——污泥容重，kg/m3；含水率在95﹪以上，故可取1000kg/m3；t——两次排泥的时间间隔，取2h。污泥斗的容积（用锥体体积公式）沉淀池设两个污泥斗取斗底尺寸为0.5m。沉淀池污泥斗容积为：=（式4.53）总容积：每日污泥量为18.75m3/d，则污泥斗可以容纳6天的污泥。（4）曝气装置设计计算设计流量Q=62.5m3/h所需曝气量为0.2m3/m3污水，则供气量为62.5×0.2/60=0.208m3/min。单池曝气量取0.14m3/min，供气压力为4.0～5.0m水柱(1m水柱=9800Pa)。曝气装置利用穿孔管曝气,曝气管设在进水一侧。曝气管的供气量0.12m3/min，供气流速为2.0m/s时，管径为DN32。曝气管长6.0m，共一根。在曝气管的中垂线下侧开φ4mm的孔，开孔10个，两侧共20个，孔眼气流速度为2.0m/s。（5）排泥设计预曝气沉淀池，每天排泥一次，主要采用重力排泥流入集泥井，排泥管的管径为DN200mm。（6）进水配水配水槽，配水槽L=6.5m，B=0.3mH=0.8m，配水槽的底部设5个配水孔，孔径φ100mm。54n4.8SBR反应器4.8.1设计说明SBR是活性污泥法的一个变型，间歇式活性污泥法也称序批式活性污泥法（简称SBR），是一个反应器中周期性完成生物降解和泥水分离过程的污水处理工艺。在典型的SBR反应器中，操作模式有进水→曝气→沉淀→排水→闲置5个阶段顺序完成一个污水处理周期，运行过程中省掉了二沉池和污水和污泥回流系统。在设计合理的条件下，SBR工艺具有良好的脱氮除磷效果，并且出水水质好，因而备受关注，它有运行灵活，近似于静止沉淀的特点，使出水SS较低且稳定。图4.4SBR反应器结构示意图4.8.2设计参数（1）参数选取最大设计流量水深：5.0m；污泥界面上最小水深：0.5m；排水比：1/3；反应池数：2个；MLSS浓度：2500mg/L；BOD-污泥负荷：0.15kgBOD·(kgMLSS·d)-1；污泥产率：0.6kgMLSS·(kgSS)-1。（2）设计水质54n表4.5预处理效果项目值CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)进水水质出水水质去除量去除率6926962390％1701715390％2502522590％4.8.3设计计算（1）曝气时间（式4.54）（2）沉淀时间水温20℃（式4.55）（式4.56）排水时间一个周期所需时间（3）周期数的确定（n）取n=3，则每1周期为8h。（4）进水时间（5）反应器容积（式4.57）（6）进水变动讨论54n（式4.58）式中：r——1个周期最大流量变化比，取1.5.。首先考虑到废水流量的变动，反应器修正的容积V`（式4.59）反应器水深为5m,则所需水面积为：反应器的运行水位计算如下：（7）需氧量按去除1kgBOD5需氧2kg计算，则（式4.60）周期数为n=3，反应器个数为2池，则单个SBR一个周期的需氧量为：周期曝气时间TA=4h，则每小时需氧量为：（8）供氧量取温度20℃，、、、EA=10％，设曝气头巨池底0.2米，则淹没水深为4.8米，空气离开反应器时氧的百分浓度为：（式4.61）则曝气装置水深的修正系数需供氧量：54n（式4.62）每池需供氧量：曝气阶段应供给的氧量为：（式4.63）（9）供风量（式4.64）（10）污泥量的计算污泥含水率为99%，则污泥产量为（式4.65）（式4.66）4.9鼓风机房设计4.9.1鼓风机的选型目前使用的鼓风机得类型见下表4.6。表4.6鼓风机类型机型优点缺点适用条件离心式风机操作简便使用寿命长，成本低，低转速机械可可靠性高，噪声低满载效率高于罗茨鼓，风机噪声低于罗茨鼓风机宜用于水深不变的生物反应池。罗茨鼓风机回转机械简单，易于控制和维护，日处理量较少应设置防止超负荷的装置。效率低于离心风机，噪声比较大宜用于反应池的水深在运行中变化大时54n本设计采用单级高速离心鼓风机（HV-TURBO鼓风机）。4.9.2设计计算（1）供气量本设计中处理需的供风量为：曝气沉淀池0.22m3/min，SBR反应池14m3/min。（2）供风风压供风量：Gs=14m3/min风压：Ps=5.0m水柱选用TSC-100鼓风机三台，二用一备，鼓风机的基本的技术参数转速：n=1440r/min，口径：DN=100mm，出风量：9m3/min，出风升压：50kPa，电机功率：N=15.9kW，机组重：560kg，安装尺寸为L×B=1500mm×500mm，机组高H=1500mm。4.9.3鼓风机房布置鼓风机房平面尺寸12m×6.0m，鼓风机房净高6.5m。54n5污泥处理系统计算味精厂淀粉废水处理过程中产生的污泥主要来自于以下几部分：（1）调节沉淀池的每日的污泥量；（2）UASB反应器的每日的污泥量；（3）预曝沉淀池的每日污泥量；（4）SBR反应器的每日污泥量。污水处理工艺产生总污泥量（式5.1）5.1集泥井5.1.1设计说明及计算集泥井的设置主要是因为各构筑物在一情况下不连续排泥。根据以上的计算得出每日总排泥量为130.95m3，规定需在2h内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提升流量130.95m3的20min的体积，即21.8m3。此外，为保证SBR排泥能按其运行方式进行，集泥井容积应外加13.8m3。则集泥井总容积为35.6m3。集泥井的有效泥深为3.0m，则平面面积应为（式5.2）平面尺寸为3.0×4.5，集泥井的总容积为35.6+21.8=57.4m3。5.2污泥泵集泥井中安装潜污泵两台，一用一备，潜污泵的基本参数：型号：AS75—2CB配双泵双导轨自耦底座100GAK单泵流量：Q＝8.5m3/h扬程：H=13m电动机功率：N=7.5kw转速：r=2900r/min，54n泵重：185kg污泥泵安装所占尺寸：2500mm×1300mm污泥泵房：占地面积L×B×H=4m×3m×3m。5.3污泥浓缩池本设计中选用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池5.3.1设计参数进泥浓度：10g/L；浓缩前的污泥含水率为P1=99％；浓缩后的污泥含水率为P2=97％；污泥总流量；污泥固体负荷（固体通量）：M=25kgSS/(m2/d)；污泥浓缩时间：T=24h；贮泥时间：t=4h。5.3.2设计计算（1）采用连续辅流式污泥浓缩池，进入浓缩池的污泥量为根据要求浓缩池的设计横端面面积应满足：（式5.3）式中：Q——进入浓缩池的污泥量，m3/d；M——污泥固体负荷（固体通量），kgSS/(m2/d)；C——入流固体浓度，kg/。入流固体浓度(C)d计算如下：（式5.4）54n那么浓缩后的污泥浓度（2）浓缩池的有效容积：（式5.5）式中：Q——设计污水量，m3/h；T——浓缩时间，本设计取24h。（3）浓缩池的有效面积：（式5.6）式中：F——浓缩池的有效面积，m3；V——浓缩池的有效容积，m3；h2——浓缩池的有效水深，取3m。（4）浓缩池的直径：（式5.7）式中：D——浓缩池直径。（5）池底高度：辐流式浓缩池采用中心驱动刮泥机，池底的坡度为i=0.05，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗，池底高度:（式5.8）54n（6）泥斗的高度：在本设计中选择NZS1-12型浓缩机；根据浓缩机安装尺寸要求，浓缩池污泥斗的高度为:h4=2m。（7）浓缩池总高度：（式5.9）式中：——超高，一般采用0.3m。（8）浓缩后的污泥量：（式5.10）式中：——浓缩后的污泥量，m3/d；——浓缩前的污泥量，m3/d；——浓缩前污泥的含水率；——浓缩后污泥的含水率。（9）根据每日产生的污泥量，采用2座正方形浓缩池单个浓缩池浓缩前的污泥量为（式5.11）单个浓缩池浓缩后的污泥量为（式5.12）（10）浓缩后分离出的上清夜量为：（式5.13）式中：——浓缩后分离出的污水量，m3/d；——浓缩前污泥的含水率；——浓缩污泥的含水率。54n单个浓缩池浓缩后分离出的上清夜量为:（式5.14）5.4污泥脱水机房5.4.1设计说明脱水机分别有板框、带式和离心等的压滤脱水机等。根据所学环境工程设备知识，确定本设计采用带式压滤脱水机。5.4.2设计参数（1）脱水前的污泥含水率为97%；（2）脱水后的污泥含水率按75%计。5.4.3设计计算（1）脱水后的污泥量（式5.15）（式5.16）式中：Q0——脱水前污泥量，m3/d，P1——脱水前污泥含水率，%：P2——脱水后污泥含水率，%M——脱水后污泥重量，kg/h。（2）脱水机的选择根据以上对污泥量的计算，确定选用DQY-2000型带式压滤机2台，就可以满足要求。（3）附属设施①均质池有效容积：（式5.17）式中:——设计污泥量，m3/h；——水力停留时间，本设计取12h。54n②均质池的有效面积：（式5.18）式中：F——均质池的有效面积，m2：V——均质池的有效容积，m3：H——均质池的有效水深，m，取3.0。③均质池直径:（式5.19）54n6消毒设施工艺设计计算6.1设计参数消毒剂：二氧化氯投加量：a=14g/m3接触时间；t=30min6.2设计计算（1）投加量的计算设计水量为1000m3/d，综合变化系数为1.5。加氯量：（式6.1）实际有效产氯量=2000g(有效氯)/h，有效氯1166g/h。加氯设备选型：采用两台二氧化氯发生器，单台有效氯产量1000g/d，P=1.0kw。电源220V，20Hz，一用一备。（2）消毒接触池计算消毒接触池有效容积按接触时间不小于30min计算，则有效容积：（式6.2）接触池有效水深h=2.5m.渠道宽采用2m。则需接触消毒渠道长=375/2.5/2=75。考虑隔墙结构厚度，接触消毒池尺寸为L×B×H=25×2×2.5(3个廊道)。54n7污水处理厂总体布置7.1平面布置该味精厂淀粉废水处理站的主要构筑物及设备见下表7.1。表7.1构筑物及设备一览表序号名称技术参数数量平面尺寸/m2高度/m1格栅S=0.01m12.0×0.30.92集水井T=6h113×75.03一级污水泵房100QW100-12.5Q=62.5m3/hH=14.2mn=1450r/min24×33.04气浮池N=0.28kwn=583r/min22.17×2.172.145调节沉淀池T=8h111×65.06二级污水泵房80QW50-12.5H=12.5mn=2900r/min24×33.07UASB反应器T=20h216×8.56.58预曝沉淀池T=2.5h113×8.569SBR反应器∑T=7.5h216.5×8.55.510鼓风机房Q14m3/minp5.0mH2O112.5×66.511集泥井Q=130.95m3/d14.5×3.03.012污泥浓缩池P=97％Q43.65m3T=24h2∮7.46m5.513污泥提升泵AS75—2CBQ=8.5m3/hH=13.0mN=7.5kwn=2900r/min24×33.014污泥脱水机房DYQ-2000212.0×9.05.515消毒接触池a=14g/m3T=30min125×22.516污泥棚13.0×6.03.517沼气柜V=500m31∮10m7.018综合楼115×5.57.520绿化和道路20m354n污水处理厂的布置应该做到以下几点：（1）构筑物的布置要分布明确，按功能进行分区，避免平面上的分散和凌乱；（2）布置要做到每个构筑物的功能明确，在平面上布置紧凑；（3）构筑物要按进水顺序顺流进行排列，工艺流程安排要尽量简洁；（4）平面布置要充分利用土地土方量，节约用地，尽量压低工程费用，节省投资费用；（5）在厂区规划的过程中要根据厂区原有地形及面积适当预留空地，考虑二期扩建和其他构筑物施工可能；（6）污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离，布置时应注意分向和朝向；（7）在处理过程中会产生沼气，沼气系统得安全要求程度非常高，沼气柜不应设在明火或人流、物流繁忙区域范围内；（8）配电室应靠近电的引入点和耗电量大的构筑物或设备，一方面可以节省投资，另一方面便于管理。具体平面布置图见附图1。7.2高程布置7.2.1设计说明在该味精厂淀粉废水处理站进行平面布置的基础上，在进行高程布置中，主要按废水的进水顺序进行布置，具体的布置流程为：淀粉废水经一级泵房中的污水泵提升后进入气浮池、调节沉淀池，再经二级污水中的污水泵提升至UASB反应器，然后自流到预曝沉淀池，最后经SBR池处理后达标直接排入自然水体中。54n7.2.2设计计算（1）高程计算表7.2主要构筑物的水头损失构筑物水头损失（m）构筑物水头损失（m）细格栅0.12预曝沉淀池0.3集水井0.2SBR0.6气浮池0.6消毒池0.25调节沉淀池0.6浓缩池1.2UASB0.5脱水间1.3①污水处理构筑物连接管的水头损失（式7.1）式中：h1——沿程水头损失，m；h2——局部水头损失，m；i——单位管长的水头损失，m；L——连接管长度，m；ξ——局部阻力损失；g——重力加速度，m/s；v——连接管中流速，m/s；污水处理系统高程水力计算见下表7.3。54n表7.3污水处理系统高程水力计算名称流量L/s管径mmi阻力系数ξ流速m/s管长m沿程损失h1(m)局部损失h2(m)总水头h(m)出水口—消毒池17.42500.00261.50.601000.260.0280.288消毒池—SBR8.72000.0064.180.50900.540.0530.593SBR—预曝沉淀池8.72000.0062.80.50600.360.0360.396预曝沉淀池—UASB8.72000.0063.370.50900.540.0430.583UASB—提升泵8.72000.0068.720.50550.330.110.440提升泵—调节池17.42500.00264.230.60330.0860.0780.164调节池—气浮池至细格栅17.42500.00262.090.60350.0910.0380.129气浮池—提升泵17.42500.00263.910.60100.0260.0720.0978提升泵—集水井17.42500.00262.830.60150.0390.0520.091集水井—细格栅17.42500.00262.870.60150.0390.0530.092②污泥处理构筑物连接管的水头损失（式7.2）式中：54n——污泥浓度系数；——局部阻力系数；D——污泥管管径；L——管道长度；v——管内流速。查表的当污泥含水率99%时，污泥浓度系数=80，污泥含水率为97%时，污泥浓度系数=62。污泥处理系统高程水力计算见下表7.4。表7.4污泥处理系统高程水力计算名称流量L/s管径mmi阻力系数ξ流速m/s管长m沿程损失h1(m)局部损失h2(m)总水头h(m)调节沉淀池—集泥井0.582000.00262.21.0600.220.0730.293UASB—集泥井0.562000.0061.81.0400.0440.0370.081预曝沉淀池—集泥井0.222000.0062.11.0420.0540.2130.267SBR—集泥井0.162000.0061.91.0300.0120.1720.184集泥井—浓缩池1.53000.0064.321.2350.1050.4440.549浓缩池—脱水机房1.453000.00263.831.2150.0110.6400.65154n表7.5污水高程计算表构筑物顶高构筑物底高名称水面标高（m）2m-0.5m消毒池1.52.5m-3.0mSBR2.04m-2.5m预曝沉淀池3.59m0.0mUASB8.53.0m-5.3m调节沉淀池2.51.0m-4.0m气浮池2.92-1.4m-6.7m集水井-2.2-2.0m-1.4m格栅-1.9表7.6污泥高程计算表构筑物顶高构筑物底高名称标高5.50.0污泥脱水间2.5-3.0浓缩池2.0-1.5-4.5集泥井-1.5具体高程布置图见附图2。54n8结论本次毕业设计的题目是1000m3/d淀粉废水处理工艺设计，首先查阅有关资料对淀粉废水水质水量进行了详细的分析，然后对其处理方法进行了比选，根据淀粉废水的特点，同时为了达到国家废水排放标准，本次设计采用淀粉废水+UASB+SBR处理工艺对该淀粉废水进行处理，确定了处理淀粉废水的工艺流程图。本次设计的工艺流程图为：淀粉废水→格栅→集水井→气浮池→调节池→UASB反应器→预曝沉淀池→SBR反应池→消毒接触池→出水，接下来对淀粉废水各个处理构筑物进行了设计计算及选型，在这里简单介绍处理淀粉废水各个构筑物的设计计算：以下是对污水处理各个构筑物的计算：（1）格栅：由于废水量不是很大，所以选用细格栅，则细格栅的尺寸为：栅槽总宽度为0.25m，栅槽的总高度为0.90m，格栅的总长度为2.4m，每日的栅渣量为0.25m3/d，为了符合卫生标准，选用机械清渣。（2）集水井：一座，有效容积为375m3，规格尺寸为13m×7m×5m,它的作用是为了节省占地面积，短期储存污水，又为了保留有效的碳源。（3）气浮池：两座，规格尺寸为2.17m×2.17m×2.14m，主要作用是去除悬浮物。（4）调节沉淀池：调节池的有效容积为375m3，调节池的水面面积为90m3。规格尺寸为12m×6m×5m。（5）UASB反应器：本次设计采用两座UASB反应器，UASB反应器池体的有效容积为1300m3，反应器的总池面积为272m2，反应器的总有效容积为1360m3，水力停留时间为20h，水力负荷率为0.28，三相分离器是其中的主要计算，主要包括沉淀区，回流缝和气液分离器，则沉淀区的面积为130m2,回流缝中下三角行的面积为57.5m2，上三角形的面积为45.9m2，气液分离器中气体上升速度为9.58m/h，因为在此反应器中污泥含水率为98%，则两座UASB反应器的产泥量为48.4m3/d，污泥龄为20d，沼气系统中的总产气量为5527.13m3/d。（6）预曝沉淀池：该反应池中COD的去除率为85.2%，BOD的去除率为88%，在反应池中的曝气时间为1.5h，沉淀时间为1.5h，周期时间为4h，本次设计中该反应池也是有一座，反应池需要的总容积为156.6m3，而实际的总容积为169.0m3，SBR反应器的产泥量为18.75m3/d。（7）SBR反应器：54n本设计中设置SBR反应器两座，该反应池中COD的去除率为90%，BOD的去除率为90%，在SBR反应池中的曝气时间为3.6h，沉淀时间为0.9h，排水时间为2.0h，运行一个周期时间为8h，SBR反应池的产泥量为13.8m3/d。以下是对污泥处理构筑物的设计计算：（1）污泥浓缩池：本次设计中污泥的总产量为130.95m3/d，污泥浓缩池设两座，浓缩前的污泥含水率为99%，污泥在经过污泥浓缩后的污泥含水率为97%，污泥浓缩池的横断面积为100m3，污泥浓缩池的高度为5.85m，直径为7.5m。（2）污泥脱水间：脱水车间选用DYQ-2000型带式压滤机两台，浓缩后污泥的含水率为75%，污泥脱水后变为干污泥的量1309.5kg/d。综合以上分析和设计计算，针对味精厂的淀粉废水，采用气浮-UASB-SBR工艺方案可以达到处理效果，该处理工艺方案合理，有配套的设备，技术相对成熟，管理方便，该废水在采用合理的工艺和精确的设计计算条件下，处理水质得以达标排放，在废水达标排放的同时，能够得到饲料和沼气等可以利用的能源，同时可以取得的经济效益尤为显著，并且实现了环境效益和经济效益的有机统一。在对味精厂所排放淀粉废水进行集中处理并达标排放，从而避免了淀粉废水对周边水环境的严重污染和周边居民生活的影响甚至是对人体的危害。该工艺方案及处理流程最低的经济投资，就可以收到很好的处理效果，是一种合理、可靠又经济的淀粉废水处理方案。在处理工艺方案进行比较时，我进行了足够充足的资料收集及阅读了解之后，在众多大处理方案、构筑物型式和设备的选择，通过我的论文中的详细的阐述及计算结果表明在此工程中气浮-UASB-SBR工艺不论从经济上和技术上都较其他方案占优势，该工艺非常适合处理该废水。54n参考文献[1]高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程［M］.第三版.北京:高等教育出版社,2007:277-285.[2]曾科,朱喜礼,礼自勋.污水处理厂设计与运行[C].第二版.北京:化学工业出版社,2011:171-201.[3]崔玉川,刘振江,张绍怡.城市污水厂处理设施设计计算[D].北京:化学工业出版社,2004:216-221.[4]成官文,梁斌,黄翔峰.水污染控制工程设计论文指南[P]:北京,化学工业出版社，2011.96-104.[5]HJ2043-2014.淀粉废水治理工程技术规范[P]:2014-10-24.[6]GB25461-2010.淀粉工业水污染物排放标准[P]:2010-09-27.[7]张自杰.排水工程:下册第四版:中国建筑工业出版社,2004:216-221.[8]张朝升.给水排水工程设备基础[P]:高等教育出版社,2010-09-27.[9]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算:哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002:58-59.[10]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,2012:31-43.[11]史惠祥等.实用水处理设备手册.北京:化学工业出版社,2009:22-23.[12]Annachhatre,Ajitp:amatyaprasannal,USABtreatmentoftapiocastrarchwastewater.journalofEnviornmentalEngineering,2000,126(12).[13]FerencCsampesz.Enhancedflocculationofcolloidaldispersionsbypolymermixture,ChemicalEngineeringJournal,2000,80:43～49.[14]MESQUITAAC,MORIMN,VIEIRAJM,etal．Vinylacetatepolymerizationbyionizingradiation[J].RadiationPhysicsandChemistry,2002,63:465.[15]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,2003.11-14.[16]唐受印,戴友芝等.水处理工程师手册.北京:化学工业出版社,2011:77-79.[17]李圭白.水质工程学.淀粉工业水污染物排放标准编制说明,中国建筑工业出版社,2005.[18]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.[19]SimonBiggs,MichaelHabgood.Aggregatestructuresformedviaabridgingflocculationmechanism,ChemicalEngineeringJournal,2000,80:13～22.[20]SharnaM.Glover,YaodeYan,Bridgingflocculationstudiedbylightscatteringand54nsteeling.ChmicalEngineeringJournal,2000,80:3～12.54n致谢毕业转瞬即逝，毕业设计也接近尾声了，回想起在做毕业设计的这一过程中我不但学到了很多东西，各方面能力都得到了很大的提升，不单单是是知识学习方面，我想更重要的是学会了做人的道理，比如为人与人相处，和别人打交道方面，尤其更为重要的是在学习和生活中以及在未来的工作中如何去面对压力和接受挑战。总而言之今年是我在大学四年中学到的最多，懂得的最多的一年。首先我要感谢我的指导老师任老师，本设计在老师的悉心指导和严格要求下已经完成，从课题选择、方案论证到具体设计计算及总结，都凝聚着老师的心血和汗水，在四年的本科学习和生活期间，也始终感谢老师的精心指导和无私的关怀。她从各个方面都给予了我诸多帮助，不论是生活上还是在学习上，我都要非常的感谢她。任老师在对我们论文指导上十分严谨细致、一丝不苟，精益求精以及注重培养学生独立自主精神态度让我受益匪浅，我相信她的一系列优良作风会对我以后的工作具有一定的指导作用。在此向任老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向太原工业学院，环境与安全工程系的全体老师表示由衷的谢意。感谢您们四年来的辛勤栽培。也感谢学院为我们提供良好的学习环境，让我们能够顺利的完成毕业设计。在做这次毕业设计的过程中让我学到了很多，对四年所学的专业知识，让我有了更深一步的认识和了解，在专业方面有了良好的基础，遇到一些难题要冷静分析，不能遇到困难就退缩，让我学会了如何分析问题，处理问题，解决问题，马上就要步入社会了，以后工作了也要认真对待，有付出就会有回报，工作了也要学习，懂得学习的人才不会被社会淘汰。毕业在即，我们即将离开校园踏入社会，我将时刻不忘你们的教诲，学习你们严谨的教学态度，勤恳的工作精神，在平凡中制造不平凡。在此，让我以最真挚的感情向陪伴我们度过四年时光的老师说一声，您辛苦了，我们会记得您，亲爱的老师。54