小型污水站化工废水处理设计方案——毕业设计 53页

┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书摘要化工废水的处理方法很多，常用的处理方法有物理化学处理法、化学处理法、生化处理法。由于化工废水的生物难降解性和成分的复杂性，单一的生化或物理化学处理技术常常难以达标排放，故处理化工废水的工艺发展趋势是采用多种方法的组合工艺。目前国内处理化工废水的主要方法是先采用合适的预处理方法破坏废水中的难降解有机物，再联用生化方法,如SBR、接触氧化工艺,A/O工艺等对化工废水进行深度处理。本设计提出采用预处理——厌氧水解（UASB工艺）——SBR好氧生化工艺来处理化工废水，对于盐分超过生化处理条件的废水，集中收集，通过蒸发器蒸法处理后,再进入生化处理。预处理主要是去除废水中大的悬浮物和调节废水水质水量，为后续构筑物提供良好的运行条件；厌氧水解主要是将难降解的大分子有机物转化成易生物降解的小分子物质，提高废水的可生化性，同时亦能去除部分COD和BOD5,并起到均化水质的作用；SBR好氧生化反应工艺，主要是利用好氧菌降解有机物，由于其沉淀性能好、对有机物去除率高、可不设二沉池和污泥回流设备等优势，故该工艺对本类型的小型污水处理站是很合适的选择。关键词：化工废水；小型污水站；厌氧水解（UASB工艺）；SBR工艺共2页第3页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书AbstractTherearemanytreatmenttechnologiesforchemicalwastewater,Themainmethodsusedarephysicalandchemicaltreatment,chemicaltreatmentandbiologicaltreatmentmethods.Asthechemicalwastewaterisalwayscomplicatedandhardtobesubtracted，asinglebiologicalorphysicalchemicaltreatmenttechnologyisoftendifficulttomeetthestandards,sochemicalwastewatertreatmentprocesstrendisacombinationoftechnologyinvariousways.Currentlytheprimarymethodofchemicalwastewatertreatmentisfirsttouseaappropriatemethodofthepretreatmenttodestructionrefractoryorganicmatterinwastewater,andthencombinedwithbiochemicalmethods,suchasSBR,contactoxidationprocess,A/Oprocessastheadvancedtreatmentofthechemicalwastewater.Pretreatment-anaerobichydrolysis(UASB)–SBRAerobicBiologicalTechnologywasadoptedintreatingwastewaterfromthechemicalindustry,Asforthethesaltwaterconcentrationmorethantheconditionofbiologicaltreatment,firstcollection,throughtheevaporatortreatmentthenintothebiochemicaltreatment.Pretreatmentistoremovelargesuspendedsolidsinwastewaterandregulatingwaterqualityandquantity,toprovidethefollow-upstructuresagoodoperatingconditions;byanaerobichydrolysisreaction,non-degradableorganicsintoeasilybiodegradablesmallmoleculematerial,improvingwastewaterbiodegradability，andatthesametime，whichcanremovedpartofCODandBOD5,andbothplayedtheroleofhomogenizingquality;SBRaerobicbiochemicalreactionprocess,mainlyusingaerobicbacteriadegradeorganicmatter,foritsgoodperformanceonthedepositionoftheorganicmatter,don’thavetosetthesecondarysettlingtankandsludgerecycleequipmentandotheradvantages,sothattheprocessofthistypeofsmallsewagetreatmentstationisaverysuitablechoice.Keywords:chemicalwastewater;Anaerobichydrolysis(UASBprocess);SBRprocess共2页第3页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书目录1文献综述11.1概述11.2化工废水11.2.1化工废水的来源和基本特点11.2.2化工废水的危害11.3化工废水常用处理技术21.3.1物理处理法21.3.2化学处理法21.3.3物理化学处理法21.3.4生化处理法31.4小型污水处理站工艺选择31.4.1小型污水处理站特点[7]31.4.2污水处理工艺选择原则[8]41.4.3小型处理站目前常用的处理工艺41.5小型化工企业废水处理方法51.6化工废水处理新技术51.7化工废水处理技术的发展与展望62工艺方案确定82.1水处理规模82.2进出水水质82.3化工废水与小流量污水处理站的设计原则82.4提出方案82.4.1方案一：厌氧+SBR工艺92.4.2方案二：水解酸化+生物接触氧化池工艺102.4.3方案比较102.4.4工艺比较结果122.5污水处理构筑物设计122.5.1格栅和调节池（两者合建在一起）122.5.2中间水池1122.5.3厌氧池122.5.4中间水池2132.5.5SBR池132.5.6污泥干化场133工艺设计计算14共2页第3页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.1格栅143.1.1设计说明143.1.2设计参数143.1.3设计计算143.2调节池163.2.1设计说明163.2.2设计计算163.3中间水池1173.4UASB池173.4.1设计说明173.4.2设计计算173.4.3三相分离器设计183.5集水池243.6SBR池243.6.1设计条件243.6.2SBR反应池设计253.7污泥处理系统303.7.1产泥量及污泥处理方式确定303.7.2污泥干化场设计303.8各处理构筑物污染物去除率汇总314平面布置324.1各处理单元构筑物的平面布置：325高程布置335.1高程布置原则335.2高程计算335.3各处理构筑物的标高356技术经济分析366.1编制依据366.2工程投资概算366.2.1直接费用366.2.2工程直接投资386.2.3其他部分费用386.2.4工程总造价386.2.5直接运营费用387结论40鸣谢40参考文献41共2页第3页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书附录43外文翻译43共2页第3页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1文献综述1.1概述近十年来，我国化学工业始终是全国主要工业污染源和排放大户。据统计，化工废水占我国工业废水的19%，居第一位，化工废水排放达标率仅有52.9%[1]。近年来，我国化学工业是全国主要污染源与排放大户，且随着经济的快速发展，化工废水对环境的影响加剧，对人类的危害也日益严重，环保工作面临十分严峻的形式。化工产品特别是精细化工产品（如制药、燃料、日化等）生产过程中排放的大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的有机污染物质，处理的难度大。高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术成为目前研究的重点之一。在众多的化工企业中，中小型企业由于其经济和技术条件的限制，污水处理设施往往运行效果不佳，甚至难以正常运行。对于所有涉及排放污水的企业修建的污水处理设施，据国家环保总局公布的结果是能够正常运行的为30％[2]左右，通过实际调查，中小企业污水处理情况甚至更糟，有些甚至成了摆设。据此，本论文主要讨论化工废水，特别是小型化工企业废水的处理方法。1.2化工废水1.2.1化工废水的来源和基本特点（1）化工废水来源化工废水是在化工生产过程中产生的，主要来源于两部分：①化工生产的原料和产品或副产品在生产、包装、运输、堆放的过程中，因部分物料流失又经雨水或用水冲刷而产生的废水；②化工生产常在高温下进行，因此，对成品或半成品需要进行冷却而排放的废水。（2）化工废水的特点①水质成分复杂，由于化学反应过程不完全，水中含有副产物以及使用的各种辅料和溶剂物质等；②废水中的污染物浓度高，B/C一般较低，可生化性一般比较差；③有毒有害等特征污染物多，如硝基化合物、醛类、苯类、重金属催化剂、盐、酸碱等，本身对菌类有抑制作用或杀菌功能；④有的废水色度高。1.2.2化工废水的危害化工废水对水域的污染极为严重，其危害主要有以下两方面：（1）共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书对人体健康的影响：水体受化学有毒物污染后，通过饮水或食物链，便可引起人的急慢性中毒；某些有致癌作用的化学物质，如砷、铬、镍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后，可以在悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。长期饮用含这些物质的水或食用体内蓄积有这类物质的生物，就可能诱发病症；（2）对水生生物的影响：化工废水特别是石油化工生产废水，含有多种有机酸、醇和环氧化物等，废水的COD、BOD5较高。该废水排入水体后，会在水中进一步氧化分解，从而消耗水中的大量溶解氧，直接威胁水生生物的生存。1.1化工废水常用处理技术1.1.1物理处理法物理处理法是通过物理作用分离与去除废水中的不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜、油珠）的方法。处理过程中总污染物的化学性质不发生变化。方法有：①重力分离法，其处理单元有沉淀、上浮（气浮）等，使用的处理设备是沉淀池、沉砂池、隔油池、气浮池及其附属装置等。②离心分离法，其本身是一种处理单元，使用设备有离心分离机、水旋分离器等。③筛率截留法，用筛网和过滤两种处理单元，前者使用格栅、筛网，后者使用沙滤池、微孔滤机等。此外，还有废水蒸发处理法、废水气液交换处理法、废水高梯度磁分离处理法、废水吸附处理法等。这三种物理方法工艺简单,管理方便,但不能适用于可溶性废水成分的去除,具有很大的局限性[3]。1.1.2化学处理法化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等；以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗吸和反渗透等。有废水臭氧化处理法、废水电解处理法、废水化学沉淀处理法、废水混凝处理法、废水氧化处理法、废水中和处理法等。与生物处理法相比，能较迅速、有效地去除更多的污染物，可作为生物处理后的三级处理措施。此法还具有设备容易操作、容易实现自动检测和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效地去除废水中多种剧毒和高毒污染物。1.1.3物理化学处理法常用于化工废水处理的物化法有离子交换法、萃取法、膜分离法和吸附法等[4]。废水中经常含某些细小的悬浮物及溶解静态有机物,为了进一步去除残存在水中的污染物,可以采用物理化学方法进行处理.离子交换法是一种借助于离子交换剂上离子和水中离子进行交换反应而除去废水有害离子态物质的方法,在水的软化、有机废水处理中有着广泛的应用。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书萃取法采用与水不互溶但能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分混合接触,利用污染物在水和溶剂中的溶解度或分配比的不同,达到分离、提取污染物和净化废水的目的。电渗析是在渗析法的基础上发展起来的一项废水处理工艺,它是在直流电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。反渗透是利用半渗透膜进行分子过滤,来处理废水的一种方法,所以又称为膜分离技术,这种方法是利用“半渗透膜”的性质,进行分离作用.这种膜可以使水通过,但不能使水中悬浮物及溶质通过,所以这种膜称为半渗透膜,利用它可以除去水中的溶解固体、大部分溶解性有机物和胶状物质。近年来该方法开始得到人们的重视,应用范围也在不断扩大。这些方法只适用于某一类物质的分离,具有较强的选择性,且成本较高,容易造成二次污染。吸附法是利用多孔性固体物质作为吸附剂,以吸附剂的表面吸附废水中的有机污染物的方法,活性炭是一种非选择性的常用的水处理吸附材料。但是由于活性炭再生性能差,水处理费用高,因而难以广泛使用。1.1.1生化处理法根据微生物的性质，生物化学处理法一般分为两大类：好氧生物处理法和厌氧生物处理法。基本方法有活性污泥法、生物膜法、生物稳定法、厌氧生物技术等[5]。治理化工废水中的超标COD,国内厂家一般选用生化法，调查结果见表1-1。表1-1国内生化法治理化工废水的方法[6]企业采用技术　优缺点1沉淀絮凝气浮射流曝气稳定可靠操作简便2好氧曝气不适应冲击负荷3厌氧好氧曝气氨氮去除率高4好氧塔式深层曝气占地小、效果好、耗电大5兼氧加生物滤塔6吹脱好氧生化7厌氧好氧井8活性污泥好氧鼓风曝气曝气异味大9絮凝处理厌氧三段好氧曝气1.2小型污水处理站工艺选择1.2.1小型污水处理站特点[7]（1）污水来自工业区或生活小区,污水排放的日变化系数和时变化系数都较大,共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书污水站应考虑适应污水变化的能力。（2）处理站规模小,因此不可能较全面的配备工艺流程、仪表、设备等方面的专业管理技术人才。因此流程必须简单可靠、适应性强,管理方便。（3）厂区占地面积小,污水站不可能距工业厂房和居民区有足够的环境保护距离,故工艺流程选择和设备的设置方面必须充分考虑环境因素,不能治理一种公害造成另一种公害,污水处理站必须考虑环境综合处理的具体措施。（4）由于污泥产量小,难以考虑污泥厌氧消化稳定措施,流程中必须考虑污泥稳定和再利用的具体措施。（5）应调查部分构筑物产生臭气对环境影响的程度,必要时考虑除臭装置。（6）由于污水站设在建成区内,可占地面积极其有限,因此必须选用流程短、占地面积小、布置紧凑的工艺，同时在污水处理流程确定中还应充分考虑污泥处置和环境因素。1.1.1污水处理工艺选择原则[8]根据小处理站的进水特点，工艺选取思路应当从以下几个角度着手：1.投资省、运行费用低。2.操作管理简单。3.抗冲击负荷能力强。4.处理效果稳定可靠，具备脱氮除磷功能。5.适合当地独特的自然条件。6.在国内首次应用的新工艺，必须经过科研试验和鉴定，提供可靠设计参数后再应用。同时工艺的选取应该从一些经济指标考虑。主要包括：处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。1.1.2小型处理站目前常用的处理工艺（1）氧化沟工艺氧化沟法工艺是五十年代初期发展起来的一种污水处理工艺形式，是传统活性污泥工艺的一种变形。从运行方式上，可分成三大类：连续工作式、交替工作式和半交替工作式。较典型的连续工作式氧化沟有Carrousel及Orbal氧化沟，较典型的交替工作式氧化沟为T型氧化沟，DE型氧化沟为半交替工作式氧化沟。氧化沟工艺流程简图如图1-1所示。图1-1氧化沟流程简图共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（2）传统SBR法及其改进工艺在同一容器中进水时形成厌氧（此时不曝气）、缺氧，而后停止进水，开始曝气充氧，完成脱氮除磷过程，并在同一容器中沉淀，再加上滗水器出水，完成一个程序。这种方法与以空间进行分割的连续系统有所不同，它不需要回流污泥，也无专门的厌氧、缺氧、好氧分区，而是在同一容器中，分时段实行搅拌、曝气、沉淀，形成厌氧、缺氧、好氧过程。（3）水解—好氧生物处理工艺水解—好氧生物处理工艺20世纪80年代在我国出现，它将厌氧和好氧有机地结合起来，但在厌氧段摒弃了厌氧消化过程中对环境条件要求严格、且降解速度较慢的甲烷发酵阶段，控制厌氧段在水解阶段，不但可减少反应器的容积，而且同时省去了沼气回收利用系统，从而使基建费用大幅度降低。另外，经水解，原废水中易降解物质减少较少，而一些难以生物降解的大分子物质可被转化为易生物降解的小分子物质（如有机酸等），从而使废水的可生化性和降解速度大幅度提高。因此，后续好氧生物处理可在较短的水力停留时间内，达到较高的COD去除率。该工艺已在工业废水处理得到广泛应用。水解处理既可采用厌氧活性污泥法（如厌氧接触法、升流式厌氧污泥床等），也可采用厌氧生物膜法（如厌氧滤池等）。后续的好氧生物处理可采用好氧活性污泥法（如普通活性污泥法、SBR、氧化沟等）、生物膜法（如生物接触氧化、生物滤池、生物转盘等）、稳定塘、土地处理等。1.1小型化工企业废水处理方法综合以上分析，化工废水处理方法一般采用预处理与生化处理相结合的组合工艺，预处理部分根据不同的水质特点确定不同的处理方法。对于中小型企业，污水的生化处理部分采用好氧生物处理SBR法及氧化沟法为首先考虑的工艺方案为宜。这两种工艺都具有以下优点：（1）都属完全混合型，具有较高的耐冲击负荷的能力；（2）一般不设初沉池，工艺简化，节省占地；（3）一般采用低负荷延时曝气方式运行，处理效果好，污泥好氧稳定，同时可减少污泥产量（如果污泥出路可靠，也可适当提高负荷）。1.2化工废水处理新技术（1）物理法的进展①磁分离法　通过向化工废水中投加磁种和混凝剂,利用磁种的剩磁,在混凝剂同时作用下,使颗粒相互吸引而聚结长大,加速悬浮物的分离,然后用磁分离器除去有机污染物,国内外高梯度磁分离技术已从实验室走向应用[9]。②声波技术　通过控制超声波的频率和饱和气体、降解分离有机物质。③非平衡等离子体技术　用高压脉冲放电,辉光放电产生的等离子体对水中的有机污染物可进行氧化降解。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（2）化学处理技术进展①光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括UV—O2、UV—H2O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质[10]。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。②臭氧氧化技术此技术在难生物降解的生物处理中用作预处理氧化,使其转变成容易降解的有机化合物,这一途径发展较快,但由于臭氧的发生装置和臭氧处理装置还存在低效、价高问题,对于高浓度的废水处理很不经济。③电化学氧化技术在弱电解槽中用循环伏安法把废水中的难降解有机化合物电化学氧化为可生化降解的物质,高热值或高度危险的废液用电化学氧化也取得了较好结果[9]。④超临界法在水的超临界状态下,通过氧化剂，氧气、臭氧等完全氧化有机物，反应温度高,速度快,可在几秒钟内将有机物氧化成CO2和H2O,效率高。但对反应器材料要求也高,目前还未能找到一种理想的能长期耐腐蚀、耐高温和耐高压的反应器材料。⑤其它的辐照法、脉冲电晕技术利用高能电子发生装置或脉冲发生装置产生的电能电子束与水分子碰撞,形成激发态从而发生氧化降解作用,有去除率高、设备占地小,操作简单,但对各种发生装置技术要求高,且价格昂贵,有的还需要特殊的防护措施,若要真正投入运行还需进行大量研究。（3）生物处理技术的进展①好氧活性污泥法发展,用筛选、驯化、诱导、诱变和基因育种等手段培制能分解难生物降解有机物的工程菌是改进当前活性污泥工艺重要途径之一[11]，试验表明,对难降解有机物用间歇式活性污泥生物反应器特别有效。②厌氧技术的发展,在厌氧工艺中除了改良菌株以外,还改进生物处理的主要流程,如A—→A/O流程,对除去难降解有机物是极为经济和有效的[12]。③生物膜法的发展,生物膜法是一种耐毒性基质较强的接触生物氧化工艺,但处理的水质不如活性污泥好,将二者结合作用即可显著提高生化降解功能。④酶生物处理技术,实验表明,用酶可使废水中芳烃化合物催化聚合和沉淀,用遗传学工程变种假单胞菌种降解效果较好。⑤生物吸附降解技术,是利用生物吸附剂吸附作用和生物作用的协同降解难生化处理的技术,与单纯活性污泥法相比,可抵制较强的冲击负荷,提高去除率,但吸附剂的回收和操作困难运行费用较高,还需研究解决。1.1化工废水处理技术的发展与展望共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书由于化工废水的生物难降解性和成分的复杂性，单一的生化或物理化学处理技术常常难以达标排放，因此高效、经济、运行稳定可靠、工艺简单的组合水处理技术是化工废水处理新技术研究的重要方向。目前,国内对处理化工废水工艺的研究也趋向于采用多种方法的组合工艺。例如,柴晓利等人采取内电解混凝沉淀—厌氧—好氧工艺处理医药废水[13]、吴昌龙等人采用大孔吸附树脂吸附和厌氧—好氧生物处理—絮凝沉淀法处理有机化工废水[14]、王雅琼等人采用絮凝—电解法联用处理麻黄素废水[15]、于秀娟等采取臭氧—生物活性碳工艺去除水中有机污染物[16]、曾庆福等人采用的光催化氧化—内电解—SBR组合方法处理高浓化工废水都取得了比较好的结果。同时，对于中小企业的污水处理设施与方案，相信随着人民对环境越来越严格的要求，小型污水处理工艺也会不断地完善。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1工艺方案确定1.1水处理规模龙舜化工(南通)有限公司（以下简称“龙舜化工”）成立于2006年，厂址位于江苏省海门市青龙化工园区内,日处理量为Q=29.5/d，污水主要由生活污水及生产废水组成。1.2进出水水质表2-1进出水水质水质指标COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮（mg/L）PH原水水质54211725019.46~9出水水质500300400356~9本设计中废水分开处理，上表列出的为除高盐废水的总废水水质，另外四股高盐水通过收集，经蒸发处理后排放。高盐水的含盐量为239105.1mg/L，质量分数约为49.3%。本次设计的废水为有机化工废水，由上表可知=0.21，可生化性差，同时水量很小。故综合考虑化工废水与小型处理站废水的处理方法。1.3化工废水与小流量污水处理站的设计原则（1）化工废水有机物含量高，可生化性差，一般的处理方法可归纳为四类：物理、化学、物化以及生物处理法；（2）小型污水站污水来自工业区,污水排放的日变化系数和时变化系数都较大,污水站应考虑适应污水变化的能力；（3）处理站规模小，因此流程必须简单可靠、适应性强,管理方便；（4）污泥产量小,难以考虑污泥厌氧消化稳定措施,流程中必须考虑污泥的有效处理。1.4提出方案该厂废水属于比较难处理的化工废水。根据其他化工厂废水的处理经验，采用物理和生化相结合的处理工艺。一级处理采用格栅、调节池，主要去除废水中的悬浮物，调节水质、水量。生化处理工艺主要有活性污泥法、SBR法及氧化沟法。下面就以下两种工艺加以比较。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1.1.1方案一：厌氧+SBR工艺格栅废水调节池提升泵房厌氧池SBR反应池出水污泥提升泵污泥处置图2-1SBR工艺流程图图它结合了厌氧处理工艺能耗低、产泥量低，好氧工艺出水水质好的特点，在投资、处理成本和效果方面都有很大的优越性。本设计工艺与其它工艺相比，具有以下优点：（1）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应池步骤紧凑、占地面积省，处理效果稳定可靠，运行成本低；（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好；（3）污泥产生量少，小水量情况下几乎为零，污泥处理费用低甚至没有；（4）操作管理方便，装置可实现半自动化控制，污水站需要人员少，劳动强度低；（5）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活，适合小规模污水处理站。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1.1.1方案二：水解酸化+生物接触氧化池工艺废水格栅调节池提升泵房水解酸化池生物接触氧化池化池出水二沉池污泥处置图2-2生物接触氧化池流程图生物接触氧化法的处理构筑物是浸没曝气式生物滤池，也称生物接触氧化池。生物接触氧化法具有下列特点：（1）由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；（2）生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；（3）由于生物固体量多，水流又属完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；（4）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产量较低。1.1.2方案比较共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书表2-2工艺方案比较项目生物接触氧化工艺SBR工艺技术可行性生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的长食物链的生物群落，能有效地将不能好氧生物降解的COD部分厌氧降解为可生化的有机物。整个过程在缺氧-好氧环境中交替进行，易产生污泥膨胀的丝状细菌在反应池中因反应条件的不断的循环变化而得到有效的抑制。由于物化处理后废水中SS含量较低，生物膜固着的载体较少，导致生物膜比重较小，极易造成脱膜。脱落的生物膜比重较小，在二沉池沉淀效果较差，易导致出水SS超标。固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个反应池容积都用于固液分离，固液分离彻底，表面水力和固体负荷低，沉淀效率高，出水水质有保证。操作管理氧化池出水需设置泥水分离系统，一般设二沉池或气浮，整个系统复杂，操作管理不够方便。系统集进水、反应、沉淀、排水、闲置于一体，无需设置二次沉淀池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性。由于填料和支架的存在，曝气系统发生故障时维修困难，重新挂膜相对困难。多池运行，曝气系统发生故障时可向其它池子倒换，维修方便，启动迅速。约每4-6年需更换一次填料。完全混合，可长期运行。投资设备较多，一次性投资较大。形式简单，一次性投资较小。运行费用较高较低占地面积构筑物占地面积较小，由于结构复杂，实际占地面积需考虑通道和公共面积。构筑物占地面积相对较大，实际SBR工艺占地面积较小。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书在确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一基本条件外，同时还要降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。1.1.1工艺比较结果鉴于以上分析比较，结合本设计的小水量特点，选用方案1。因为水量小，采用可间歇运行的SBR具有一定的优越性，而且SBR操作管理方便，装置可实现半自动化控制，污水站需要人员少，劳动强度低，很合适此种类型的小型处理站。1.2污水处理构筑物设计1.2.1格栅和调节池（两者合建在一起）在污水处理系统或水泵前宜设置格栅，格栅井与调节池采用合建的方式。（1）格栅由于在污水中含有一定的悬浮物和漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管道、孔口和损坏辅助设施。在本设计中由于水量很小，格栅在计算的过程中山渣量也很小，故直接选用人工清渣的平面格栅。（2）调节池从工业企业排出的工业废水，其水质和水量都是随时间变化的，工业废水的变化幅度一般比城市污水大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对水质和水量进行调节。在本设计中设置调节池，采用地下式，用于调节水量。1.2.2中间水池1本设计由于废水量小，在选用小水量污水提升泵的时候较困难，故考虑选用稍大水量的污水提升泵将水从调节池提升至中间水池1，然后自流进入后续处理构筑物。1.2.3厌氧池厌氧水解是利用水解菌将难生物降解的大分子有机物转化为易生物降解的小分子物质，从而提高废水的可生化性，同时亦能去除部分COD,并起均化水质的作用，当进水难降解有机物浓度较高时，厌氧水解的预处理作用尤为重要。在本设计中采用UASB厌氧反应器，虽然本设计废水的污染物负荷低，产泥量少，但本次设计平时不考虑排泥，仅3个月排一次泥，故在此期间，产生的污泥有可能会上浮，影响处理效果。所以本次设计采用UASB厌氧反应器，其特色和优点主要体现在颗粒污泥的形成使反应器内的污泥浓度大幅度提高,水力停留时间因此大大缩短。加上UASB内设三相分离器而省去了沉淀池,又不需搅拌设备和填料,从而使结构也趋于简单。本设计由于废共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书水量小，延长停留时间到4天，可有效提高废水的生化性，有利于后续的好氧处理。1.1.1中间水池2在本设计中考虑只设一座SBR池，所以在污水进水SBR池前应有一个能够储存从厌氧池流出水的构筑物，故在SBR池前设计一座中间水池2。1.1.2SBR池　序批式活性污泥法（SBR-SequencingBatchReactor）是通过时间上的安排，在一个池内完成进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成了一个周期。这种工艺近年来在我国已被广泛应用。SBR法作为本废水处理方法的原因如下：SBR法的工艺流程简单，构筑物少，占地省，造价低，设备费、运行管理费用低；静止沉淀，分离效果好，出水水质高。由于进水结束后，原水与反应器隔离，进水水质水量的变化对反应器不再有任何影响，因此工艺的耐冲击负荷能力高；间歇进水、排放以及每次进水只占反应器的总体积的一部分，其稀释作用进一步提高了工艺对进水冲击负荷的耐受能力。另一方面，SBR法能够有效地控制丝状菌的过量繁殖，且产泥量少，节省污泥处理费用。1.1.3污泥干化场由厌氧池和SBR池排放的污泥含水率高，须经一定的处理后外运。在本设计中由于厌氧池和SBR池产泥量非常少，平时不考虑排泥，两个构筑物均考虑3个月排一次泥，污泥通过提升泵提升至污泥干化场进行自然晒干。由于排泥周期很长，污泥干化场只设计1个，且不分格。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1工艺设计计算1.1格栅1.1.1设计说明格栅是由一组平行的的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道、调节池的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后续处理构筑物的负荷。结构为地下式钢混结构。1.1.2设计参数设计水量Q=29.5m3/d=1.23m3/h=0.000341m3/s=0.341L/s综合生活污水量总变化系数（）可按当地实际综合生活污水量变化资料采用，没有测定资料时，可按表3-2的规定取值。表3-1综合生活污水量总变化系数平均日流量（L/s）4154070100200500≥1000总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.3注：当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数可用内插法求得。因此，本设计中=2.3。1.1.3设计计算=×Q=2.3×0.000341=0.000784(m3/s)。设栅前水深h=0.4m栅前流速v=0.6m/s过栅流速v=0.7m/s栅条间隙宽度b=10mm栅条宽度s=10mm格栅安装倾角α=60°格栅设计计算示意图如图3-1所示：共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图3-1格栅设计计算草图（1）栅条间隙数n==0.26(不符合实际，故直接选型)式中：Qmax——最大设计流量，m3/s；——格栅倾角，o；b——栅条间隙，m；n——栅条间隙数，个；h——栅前水深，m；（2）因为水量太小，故直接在设计手册专用机械第633页选用PGA-6001500-10的平面格栅一台。（3）通过格栅的水头损失式中：——通过格栅的水头损失，m；——计算水头损失，m；——系数，格栅受山渣堵塞时，水头损失增大的倍数，一般取=3；共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书g——重力加速度，9.81m/；——阻力系数，其值与栅条的断面形状有关，本设计中栅条为矩形=2.42；=0.157m（4）每日栅渣量栅渣量(m3/103m3污水)，一般取0.1-0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值，本设计中取W1=0.1m3/103m3，=2.3，则：式中：——设计流量，W——栅渣量m3/103m3污水，取0.1m3/103m3代入公式得：=0.003<0.2,宜采用人工清渣。1.1调节池1.1.1设计说明为了使后续处理稳定运行，针对工厂废水排放不均匀的特点，均衡水质水量。废水进调节池前通过中格栅隔除废水中部分悬浮物和杂物，调节池的调节时间为24小时。1.1.2设计计算设计进水量==29.52.3=67.85=2.83设废水在池内的停留时间HRT=24h。（1）调节池容积V=T=2.8324=67.92m3取70m3（2）调节池尺寸①调节池表面积A调节池容积取70m3，取池子的有效水深h=2.5m表面积A==28②池长L共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书采用矩形池，池宽取B=4.0m，则池长L==7m③池子的几何尺寸池子的超高取0.5m则池子的尺寸为L=7m4.0m3.0m1.1中间水池1中间水池能储存1d的污水，由水泵抽升。取水池的有效水深为3m，宽为3m,则水池长L为m实际体积为3.433=30.6超高取0.5m1.2UASB池1.2.1设计说明在本设计中由于原水可生化性差，厌氧水解是利用水解菌将难生物降解的大分子有机物转化为易生物降解的小分子物质，从而提高废水的可生化性，同时亦能去除部分COD,并起均化水质的作用，当进水中难降解有机污染物浓度较高时，厌氧水解的预处理作用尤显重要。本设计中采用升流式厌氧污泥床（UASB）反应器。升流式厌氧污泥床是荷兰学者G.lettinga等人于70年代初开发的一种新型高效污水厌氧处理方法。其特色和优点主要体现在颗粒污泥的形成使反应器内的污泥浓度大幅度提高,水力停留时间因此大大缩短。加上UASB内设三相分离器而省去了沉淀池,又不需搅拌设备和填料,从而使结构也趋于简单。基于以上优点,UASB在国外倍受重视,成为近年来国外发展最快的一种厌氧处理技术。据有关资料介绍,到1991年全世界已有300座工业规模的处理装置在正常运行。近年来国内清华大学等单位也纷纷将其作为重要的研究方向。1.2.2设计计算（1）池形池子设置为矩形，较有利于平面布置和节约用地。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（2）厌氧池的容积V对于工业废水，决定反应器大小的因素通常是允许进水容积负荷率(可以生物降解COD计)，而容积负荷率大小主要决定于污泥的活性，而污泥活性与温度有关，容积负荷率还与废水的污染物组成百分数和污染物的性质，反应器内污泥浓度，配水系统的均匀性和所要求的安全系数有关。但对于本设计来说，COD浓度较低，因此可以采用以水力停留时间来确定反应器的容积。由于水量小，B/C低，在本设计中考虑厌氧池停留时间为4d即96h①反应器有效容积=1.2396=118式中：——厌氧池容积，Q——废水时平均流量，HRT——废水在池中的水力停留时间，取96h②厌氧池的尺寸据相关资料，厌氧反应器的有效高度以4～6m为宜，处理较低浓度的废水时一般可取低限，处理浓度高的废水时取上限。设厌氧池的有效水深h=4.0m,则厌氧池的面积A=29.5厌氧池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池的长宽比一般为2：1较为合适，设计反应器的宽B为4.0m，则反应器的宽L为：L=m图3-1三相分离器尺寸图实际体积V=7.54.04.0=120厌氧池的超高取0.5m,则反应池的尺寸为LBH=7.54.04.5m1.1.1三相分离器设计（1）设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。三相分离器设计计算草图见图3-2：共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图3-2三相分离器的计算草图（2）沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：①沉淀区水力表面负荷<1.0m/h②沉淀器斜壁角度设为55°,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。③进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h④总沉淀水深应大于1.5m⑤水力停留时间介于1.5～2h如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。本设计中，取三相分离器的面积等于反应器的水平面积。沉淀区面积为：A=L×B=7.5×4.0=30m2表面水力负荷为：q===0.041<1.0符合设计要求。共48页第48页n┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（3）回流缝设计三相分离器由上下两组重叠的三角形集气罩组成。设上、下三角形集气罩斜面的水平夹角θ＝55°，取保护水层高h1=0.5m，下三角形高度h3=1.2m，上三角形顶水深h2=0.5m，厌氧池的回流缝的数目为3，则下三角形集气罩底部宽为：部宽为：=/式中：——下三角集气罩底水平宽度，m;——下三角集气罩斜面的水平夹角；一般为55°～60°——下三角集气罩的垂直高度，m;==0.84m则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：=b-2=2.5–2×0.84=0.82m则下三角形回流缝面积为：S1=·B·n=0.82×4.0×3=9.84式中：S1——下三角形集气罩回流缝的总面积（）；B——反应器的宽度（m）；n——反应器的三相分离器单元数下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速可用下式计算：=Q1/S1式中：Q1——反应器中废水流量，m3/h；S1-——下三角形集气罩回流逢面积，m2；==0.13m/h<2.0m/s,符合设计要求。设上三角形集气罩回流缝的宽度=0.35m,则上三角形回流缝面积为：=·B·2n=0.35×4.0×2×3=8.4m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速()可用下式计算：=/，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；==0.15m/hV1