淀粉废水课题设计

1、精品文档题 目 2000m3/d淀粉废水处理厂综合设计专 业: 环境监测与治理 年 级: XX 学 号: 姓 名: 指导教师: XXXXXXX学院2011年 06 月 摘 要 我国水体污染主要来自两方面 ,一是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏 ,二是工业发展超标排放工业废水 ,大量污水未经处理直接进入水体造成环境污染。如淀粉废水近年来经过治理虽有所减少 ,但其形势仍然很严峻。淀粉废水属高浓度有机废水 ,其可生化性较好 ,废水中主要含有淀粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等污染物 ,随生产工艺的不同 ,废水中的 COD浓度在200020000mg/l之间BOD一般为10005000mg/

2、L。这些淀粉废水若不经过处理直接排放 ,其水中所含有的有机物 ,进入水体后迅速消耗水中的溶解氧 ,造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生动物的生存 ,同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气 ,恶化水质。淀粉废水悬浮物较高 ,可以回收做饲料。本设计要求处理水量为2000m3/d的工业淀粉污水 ,设计方案针对已运行稳定有效的UASB-水解法-接触氧化法结合的工艺处理污水。工艺由于不同环境条件 ,不同功能的微生物群落的有机配合 ,加之厌氧、缺氧条件下 ,部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链 ,使得有机碳被去除 ,提高对CODNB的去除效果。关键词：工业淀粉废水 ,UASB,水解法 ,接

3、触氧化法 目录摘 要II目录III第一章设计概述- 1 -1设计任务- 1 -2设计原则- 1 -3设计依据- 2 -第二章工艺流程及说明- 2 -1工艺方案分析- 2 -2工艺流程- 3 -3流程各结构介绍- 3 -3.1筛网- 3 -3.2调节池- 4 -3.3反应池- 4 -3.4沉淀池- 4 -3.5UASB反应器- 5 -3.6 水解池-5-3.7 接触氧化池-5-.3.8二沉池- 5 -3.9 构筑物去除率-5-第三章主要构筑物设计计算- 6 -1.筛网设计- 7 -2调节池- 7 -3反应池- 8 -4沉淀池- 9 -5UASB反应器- 11 -6水解池-16 -7接触氧化池-

4、17 -8二沉池- 18 -9污泥浓缩池- 20-10设备选择- 22-11工程投资- 22 -精品文档经济分析.-24-效益分析.-25-参考文献.-26-第一章 设计概述1 设计任务本次课程设计的主要任务是完成的淀粉废水的处理 ,处理水量为2000m3/d。表1.1 设计进出水水质主要污染物原水水质（mgL-1）排放标准（mgL-1）去除率()CODCr600010098.3以上BOD530002099.3以上SS4002095以上 PH56 - 8_ SO3 2-3000100工程设计内容包括：1) 细化工艺流程2) 选定参数3) 计算（构筑物尺寸、管道、阀门、泵、填料、控制及监测设备、

5、土建要求）4) 绘制符合规范的工程图5) 编制设计说明书2 设计原则1) 严格执行国家有关环境保护的各项法规。2) 采用先进、成熟、合理、可靠、节能的工艺 ,确保处理量及水质排放达到标准。3) 流程布局合理 ,整体感强 ,外观装饰美观大方 ,环境绿化优美。4) 在上述前提下 ,做到投资少 ,运行费用低的效果3 设计依据1地表水环境质量标准（GBZB1-1999）2污水综合排放标准（GB8979-1996）3给排水设计手册4水处理工程师手册5三废处理工程技术手册废水卷6水工业工程设计手册废水处理及再用7建设项目环境保护设计规定87国环0028.建设工程工程量清单计价规范（GB50500-2008

6、）第二章 工艺流程及说明1 工艺方案分析本项目污水处理的特点为：1) 污水以有机污染为主 ,BOD/COD =0.2,可生化性一般 ,重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；2) 污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值比国内一般城市污水高70左右；针对以上特点 ,以及出水要求 ,现有工业污水处理技术的特点 ,以采用生化处理最为经济。根据国内外已运行的污水处理厂的调查 ,要达到确定的治理目标 ,可采用此工艺。2 工艺流程污水经过筛网去除较大的悬浮物,然后进入调节池调节水量后进入反应池,主要加药对亚硫酸根进行反应,接着在初沉池中沉淀;再经过UASB,水解池,接触氧化对有机物进行去除

7、,在二沉池进行沉淀. 二沉池中的污泥80%回流,其中部分回流到接触氧化池重新利用,其余污泥与初沉池调节池中沉淀一起进入污泥浓缩池进行浓缩,再经过板框压滤进一步脱水,其两部分上清液均回流到调节池,脱水后污泥进行外运.具体流程如下图2.1:沼气利用用水封罐加药接触氧化池出水二沉池水解池UASB沉淀池反应池调节池筛网淀粉废水 回流 少量 污泥回流 污泥浓缩池 上清液回流 上清液回流外运板框压滤机 废水管道 污泥管道 沼气管道图2.1 工艺流程图3 流程各结构介绍3.1 筛网因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较小的悬浮物或漂浮物 ,所以在处理系统之前设置筛网 ,以截留这些较小的悬浮物或漂浮物 ,防止

8、堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。本次采用机械清渣方式。3.2 调节池由于淀粉废水悬浮物含量较高 ,且能回收做饲料 ,因此需设调节池作为预处理 ,这样即可以去除一部分有机物 ,减轻后续生化处理单元的负荷 ,又可以产生经济效益。采用方形调节池 ,调节池的功能是对进入系统的水质水量进行调节。3.3 反应池采用旋流式反应池砖混结构 ,主要用于调节废水的水质、和PH值 ,以及发生事故时暂时储存水量。由于淀粉废水中含有大量的So32- ,在调节池投加碱液（Na2CO3或CaCO3） ,将废水的PH值调整为6.57.5之间。3.4 平流式沉淀池初沉池是作为二级污水处理厂的预处理构筑物设再生物处理

9、构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质（SS约可去除40%55以上） ,同时也可去除部分BOD5（约占总BOD5的2540 ,主要是非溶解性BOD） ,以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。初沉池按池内水流方向的不同 ,可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。本设计采用了成本较低 ,运行较好的平流式沉淀池 ,该池施工简易 ,对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。3.5 UASB反应器通过水解菌及产酸菌的作用 ,将淀粉中的大分子有机物断链或开环 ,分解为容易被好氧菌吸收利用的简单的分子有机物 ,即将淀粉分解为多糖及挥发性脂肪酸 ,进一步提高好氧处理环节的处理效率。水解酸化属厌氧处理

10、的前一个阶段 ,因此 ,水力停留时间较短 ,从而可以减少厌氧池有效容积。UASB反应器的结构可分为三个区:污泥床区、悬浮区和沉淀区（包括三相分离器）由于能在其污泥区内形成高活性、沉降性能优越的颗粒污泥使反应器中厌氧细菌达到30gvss/L以上,对有机物去除率高造价低,占地少,运行管理方便.3.6 水解池混合液经UASB反应器进入接触氧化池污水中溶解氧不足,需要经过缺氧池提高水中溶解氧含量和可生化性有利于后续接触氧化池的去除效率的提高,并能去除一部分BOD、COD、ss .3.7 生物接触氧化生物接触氧化法是细菌和原生动物、后生动物一类微型动物在滤料或某些载体上生长繁殖 ,形成膜状生物污泥生物膜

11、。通过与污水接触 ,生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养 ,从而使污水得到净化。3.8 二沉池沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物 ,二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分 ,其作用是泥水分离 ,使混合液呈清 ,浓缩和回流活性污泥。沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式、辐流式。本次设计选用辐流式沉淀池。3.9 构筑物去除率处理单元指 标CODcrBODSSSO3-筛网进水（mg/L）60003000400300出水（mg/L）60003000360300去除率%10调节池进水（mg/L）60003000360300出水（mg/L）60003000360300去除率%反应池进水（

12、mg/L）60003000360300出水（mg/L）60003000360300去除率%沉淀池进水（mg/L）60003000360300出水（mg/L）6000300025240去除率%3086.7UASB进水（mg/L）6000300025240出水（mg/L）60030025230去除率%909025水解池进水（mg/L）60030025230出水（mg/L）42019550.415去除率%30358050接触氧化池进水（mg/L）42019550.415出水（mg/L）8429.2550.45去除率%808533.4二沉池进水（mg/L）8429.2550.45出水（mg/L）842

13、015.120去除率%3270100总去除率%98.699.396.2100出 水842015.120第三章 构筑物设计计算1 筛网 型号XWC(N)-2000滤网名义宽度mm2000单块网板名义高度（链板节距）/mm600最大使用深度5m标准网孔净尺寸/mm*mm3.0*3.0设计允许间隙/mm4设计允许过网流速/(cm/s)0.8设计水位差/mm600冲洗运行水位差/mm150报警水位差/mm300滤网运行时网板上升速度/(cm/min)3.6/1.8(双速电动机)电动机功率/kw5.5一台滤网共有喷嘴/只31喷嘴出口处水压不低于/mpa0.4一台滤网冲洗水量/(m/h)112最大组件起吊

14、高度/m42 调节池有效容积为 V=QT=846=504 m3 Q-最大设计流量, m3 /h T-池内停留时间,h ,取T=6 实际容积 V实际=1.2 V=5041.2=600 m3池体面积 A=V/H=6003=200 m3 池深取3m 外型尺寸 a2=200 a=14m L=B=14m 调节池设计规格:长宽高=14m14m3m3 反应池1. 池体容积 W总容积W=QT/60=8410/60=14 m3 反应池混合时间T=10min Q-最大设计流量, m3 /h2. 池体直径D ,D=33.6W/n=2.53m n-池体个数 ,n取13.喷嘴直径d喷嘴直径：d=4Q/nv=7.32 m

15、 v=2m/s4.水头损失h水头损失:h=h1+h2=0.24+0.15=0.39m h2=0.15 m h1=0.06v2=0.0622=0.24 m h1-喷嘴水头损失 ,m h2-池内水头损失 ,0.1-0.2m5.池内水深H总 H总=H+ h1=2.82+0.39=3.21 m有效水深H=10D/9=2.82m ,因为外型尺寸H:D=10:9 h1-喷嘴水头损失 ,m反应池设计规格：池体直径D=2.53m ,池内水深H总=3.21 m池内采用JWH-650-1型推进式搅拌器浆叶深度1350 mm桨叶直径650 mm桨叶宽度120 mm搅拌器间距单层主轴转速136 r/min功率5.5

16、kw浆叶外缘线速度4.63m/s重量462kg4 初沉池4.1初沉池用平流式沉淀池 ,采用砖混结构:1) 池子总面积A ,m2 式中 ,q表面负荷 ,m3/(m2.h),取q2.0 m3/(m2.h)Q-则：A=108/2=54 m22) 沉淀部分有效水深h2, m,取沉淀时间t1hh2=q.t212.0（m）3) 沉淀部分有效容积V VQt3600=0.0313600=108(m3) 4) 池长 ,取最大设计流量时的水平流速v=4.2mm/s L=3.6vt=4.213.6=15.12(m) , 取L=15.5m5) 池子总宽度BB=A/L=54/15.12=3.6 (m)6) 池子个数n取

17、2 每个池子分格宽度b=B/n=1.8m7) 校核长宽比L/B=15.12/1.8=8.4 4(符合要求)8) 污泥部分需要的总容积V7 ,污泥含水率97 ,两次清除污泥间隔时间T=2d则V= Qmax 24（c0-ce）100T/1000(100-p0) =8424(360-252)100/10001000(100-97) = 14.4 m39) 每格池污泥所需容积 V=V/n14.4/27.2（m3）10) 污泥斗容积h4=(3-1)/2tan60=1.73(m) V1=1/3h4(f1+f2+ (f1f2)0.5)=1/31.73(33+11+(320.52)0.5)=6.92(m3)1

18、1) 污泥斗以上梯形部分污泥容积V2 , 坡度i=0.01 h4=（L-h1-b）0.01=(15.12-3)0.01=0.0274(m) l1=L+h1+a2=15.12+0.3+1=16.42m l2=a1=3m V2 =（ l1+ l2）h4b/2=（16.42+3）0.02741.8/2=0.48(m3) h1-超高 ,m b-每个池体的宽度 ,m a1 ,a2-污泥斗上 ,下宽 ,ml1-梯形上底宽 ,m l2-梯形下底宽 ,m12) 污泥斗和梯形部分污泥容积 V1+V2=6.92+0.48=7.4(m3)7.2(m3)13) 池子总高度 ,设缓冲层高度h30.50m ,则Hh1+

19、h2+h3+h40.3+2.0+0.50+0.0274+1.734.56（m）初沉池设计规格：长宽高=15.5m3.6m4.56m5 UASB反应器一、反应器所需容积及主要尺寸确定1.反应器有效容积 有机负荷取6kgCOD/（m3d）V1=Q(c0-ce) /Nv=2000(6-0.6) /6=1800 m3 Q-最大设计流量 ,m3 /d c0-ce 进出水COD浓度之差 ,g/L2.反应器形状和尺寸有效高度:h=6m 横截面积 S=V1/h=1800/6=300设池长L与池宽B的比值 L:B=2:1 B=12m L=25m一般应用时反应器装液量为70%-90% ,所以取反应器总高度H=8.

20、5m ,其中超高0.5m反应器总容积:V=BLH=1225(8.5-0.5)=2400 m3 算得体积有效系数为72% ,符合有机符合要求。3.水力停留时间（HRT）和水力负荷率（Vr）HRT=V124/Q=180024/2000=21.6 h Vr=Q/S=84/300=0.3 m3/（*h）对颗粒污泥,水力负荷在0.10.9 m3/（*h）之间,所求符合要求.二、进水分配系统的设计1. 布水点设计由于所取容积负荷为5.4kgCOD/（m3*d） ,本次设计池中共设100个布水点 ,则每点的负荷面积：Si=S/n=300/100=3 （）2. 配水系统形式因为进水总管管径不宜小于200mm

21、,所以进水总管管径取200mm ,流速约为1.7m/s,反应器中设7根100mmU形管 ,每两根之间的中心距为1.7m ,每根管上有7个配水孔 ,孔距为1.8m ,配水管的管径：d= 4Q/3600nu=0.011 m u=2.4m/s 连续进料 ,布水孔向下开口 ,有利于避免堵塞 ,而且UASB底部有反射散布作用 ,有利于布水均匀。管距池底0.2米。（3）上升水流速度（uk）和气流速度（ug）uk 宜小于等于1m/h ug宜小于等于1.0m/h uk =Q/S=84/300=0.28 m/h ug=Qc0r/S=0.6m/h 去除率=90% 沼气产率r=25m3/kgCOD三、三相分离器设计

22、1、沉淀区设计日均平均表面负荷率小于0.7 m3/（*h） ,进水口上升速度小于2 m3/（*h） 超高h1大于0.2m 分离器长度B=10 m 每个单元宽度L=30/6=5 m 其中沉淀区长B1=10m 宽度b=3m ,集气罩顶宽a=1.3 壁厚0.2m 沉淀室底部进水口宽度 b1=1.5m沉淀区面积 S沉=b n1B1 =3610= 180沉淀区表面负荷q=Q/S1=84/180=0.47 m3/（*h）,小于0.7符合要求。沉淀室进水口面积S2=nB b1=6101.5=90沉淀室进水口水流上升流速 u2=Q/S2=84/90=0.93 m3/（*h）2.沉淀区斜壁角度与深度设计最大水深

23、2m ,超高为0.5m ,集气罩顶以上的覆盖水深h2=0.5 ,沉淀区斜面高度h3=1.0m =arc tan （h3/ (b+0.4-b1)）=46.47 3. 分隔板设计 气体因受浮力作用 ,气泡上升速度在进水缝中vN =9.58m/h ,沿进水缝斜向上的速度分量为UNSin=9.58Sin46.47=6.946m/h ,则进水缝中水流速度应满足v0.07,现设计l2=0.13m则进水缝中水流流速v= Q进水缝/ S进水缝 =3.74m/h 56.88m39.沉淀池总高度 超高h1=0.3m 缓冲层高度h3=0.5mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4+0.5+0.036+4=8.

24、836m10.沉淀池池边高度 H=h1+h2+h3=0.3+4+0.5=4.8m进水系统计算1.进水管计算管道流速 v0.8m/s管道过水断面 AQ/v0.03/0.80.04管径 取出水管径DN200mm2.出水部分设计1)采用单侧集水 ,一个总出水口集水槽宽度 取b=1.0m2)集水槽起点水深 h起=0.75b=0.751.0=0.75m集水槽终点水深h终=1.25b=1.251.0=1.25m槽深均取 0.8m3)采用出水90三角堰取堰上水头 H1=0.05m(H2O)4)每个三角堰流量q q=1.343H12.47 =1.3430.052.47 =0.0008213 m3/s5)三角堰

25、个数nn=Q/q=0.03/0.0008213=36.5个 取37个6)三角堰中心距L=3.14（D-2b）/n=3.14（7.5-21.0）/37=0.467m二沉池设计规格：直径D=7.5m 高=8.836m9.污泥浓缩池 1) 污泥量 Q 初沉池：W=QMAX 24（c0-c1）100T/1000=14.4m3/ss BOD: W=Q(c0-ce)/Nv=2000(300-20)/6000=93.4m3水解池: W=Qmax24(c0-c1)100T/1000(100-p0)=2000(252-50.4)100 2/10001000(100-97)=26.9m3 二沉池总泥量:W=93.

26、4+26.9=120.28 m3二沉池设进水污泥含水率P1=98%,出水为P2=94% 污泥浓度（按1000kg/m3计）C1=(1-P1)103=(1-0.98) 103=20kg/m3 C2=(1-P2) 103=60kg/m32) 浓缩池面积 A , 浓缩污泥为剩余污泥,污泥固体通量选用 27(kg/(m2.d)浓缩池面积 A=Q泥C/M=（120.280.20.05）+14.420/27=11.56m2 Q污泥量 ,m3/d；Co污泥固体浓度 ,kg/m3；G污泥固体通量 ,kg/(.d)；3) 浓缩池直径D=4A/=411.56/3.14=3.84m 4) 浓缩池深度 ,取T 为浓缩

27、时间=14h ,则h1=TQ/24A=(1484)/(2411.56)=4.24 m5) 超高：h2=0.3m 缓冲层：h3=0.3m池底坡度造成的深度 （i=0.003_0.1 常取0.05）h4=(D/2) i=(3.84/2) 0.05=0.096m7) 污泥斗高度 h=5.2m8) 有效水深 ：H1=h1+ h2+ h3 =4.24+0.3+0.3=4.84m3m ,符合规定。9) 浓缩池总深度： H=H1+ h4+ h5=4.84+0.096+2=6.936m 取H=7m10) 污泥浓缩后的体积 V2= Q（1-P1）/(1-P2)=84(1-98%)/(1-94%)=28m3 污泥

28、浓缩池设计规格：直径D=3.84m 高=7m10.设备选择提升泵本方案 ,污水处理系统简单 ,对于新建污水处理厂 ,工艺管道可以充分优化 ,故污水只考虑一次提升。污水经过提升后进入UASB反应器,然后自流通过水解池,接触氧化池,二沉池,最后由出水管道排出.采用立式混流泵 ,型号SEZ14001700型 ,流量Q=4.4 m3/s ,扬程H=16.6 m ,功率P=1000KW 效率=86% 污泥回流泵转子式污泥泵 ,流量范围2-150m3/h 自吸扬程8m 排除扬程120m链板式刮泥除沙机型号GL-625 刮泥速度0.26m/min 电机功率0.8w 池宽: 6m风机选型 用叶片型罗次鼓风机送

29、气 ,型号：3L32WD ,功率75KW其占地面积为10770m2。 型号：472 主要规格：No.3.2A 全压（Pa）：1963118 流量（m3/h）：1565239654 转速（r/min）：4002900 功率：（KW）0.554511.工程投资估算11.1土建工程序号设备名称规格型号数量金额（万元）备注单价总价1调节池14m14m3m1套77钢筋混凝土2反应池D=2.53m H=3.21m1套22钢筋混凝土3初沉池15.5m3.6m4.6m1套12.512.5钢筋混凝土4UASB25m12m8.5m1套150160钢筋混凝土5水解池20m10m4.4m1套2020钢筋混凝土6接触氧

30、化池20m3m5.7m1套4040钢筋混凝土7二沉池D=7.5m H=8.836m1套26.5526.55钢筋混凝土8污泥浓缩池D=3.84m H=7m1套7.237.23钢筋混凝土25合 计贰佰陆十五万贰千捌佰元275.2811.2安装工程11.2.1设备购置设备名称型 号数 量单价（万元）造价（万元）筛网XWC(N)-20001台0.10.1提升泵4.4m3/ s ,H=16.6m功率=1000kw ,P=1000 KW3台（2用1备）0.20.6TSD-150罗茨鼓风机17.05m3/min ,15 KW1台55组合填料SB-A(材质塑料和醛化维纶) D :120-200 片距 40-90比表面积:1230孔隙率: 99% 140m30.