食品加工污水处理工艺设计

WORD格式-可编辑**校课程设计任务书10/11学下学2011年7月7日环境监测专业

班级09-24

课程名称

水污染控制工程设计题目

与治理食品加工污水处理工艺设计

指导教师起止时间

2011.6.27-2011.7.8

周数2周

设计地点

教学楼设计目的：通过污水厂课程设计，巩固学习果，加深对《水污染控制工程》课程内容的学习与理解，使学生应用规范、手册与文献资料进一步掌握设计原则、方法等步骤，达到巩固、消化课程的主内容，锻炼独立工作能力，对污厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及水厂总体规划，培养提高计算能力、设计和绘画水平在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺计，锻炼和提高学生分析及解决程问题的能力。设计任务或主要技术指标：设计水量为100m/d；进水水质为BOD=8000mg/L=10000=3000mg/L=6005倍设计进度与要求：66-月29日6-月174日-75日76日-77日78日

阅读教材，掌握与设计有关内容熟悉设计任务，查阅文献和教材确定设计思路工艺分析、选择及论证构筑物尺寸计算设计任务书的书写、修改，整理打印提交，答辩专业知识--整理分享WORD格式-可编辑主要参考书及参考资料：北水环境技术与设备研究中心三理工程技术手.水卷京化业出版.潘，田.水处理工程技术手北京化出版.苏水染控制技.2版大.连理大学出版2010京市环境保护科学研究院等主编.《处理工程技术册》(废).京：化学工业出版社.

唐印，汪大珲等.废水处理程第版北京化学工业出版.

2000.4化工业出版社组织编水程典型设计实例学业版.2000.5教研室主任（签名）

系（部）主任（签名）

年月专业知识--整理分享WORD格式-可编辑摘要本设计以食品加工厂中的肉类食品加工污水处理厂作为参照，选定资料后，根据设计的进水水质（即BOD=8000mg/LCODcr=10000mg/LSS=3000mg/L、色5度=600倍）确定了以气浮+UASB+SBR为主的厌氧法养法组合的工艺。在对各个构筑物进行了设计说明后出了各个构筑物的尺寸出了厂区平面图及高程图，达到了出水水质为BOD≤20mg/L≤60mg/L≤50mg/L≤505倍）的设计要求。关键字：食品加工，污水处理，厌氧法，好氧法专业知识--整理分享WORD格式-可编辑目录1..11.1设题目....................................................................................................11.2设资料....................................................................................................13设内容及要求..........................................................................................222.1废来源....................................................................................................22.2水特质....................................................................................................32.3废处理工艺选择......................................................................................32.3.1氧反应器的选择...................................................................................32.3.2氧工艺的选择—SBR工艺.....................................................................42.3.3艺流程..............................................................................................44工设备简介.............................................................................................5.73.1格...........................................................................................................83.2调......................................................................................................103.3沉......................................................................................................113.4UASB反应器.............................................................................................143.5SBR反................................................................................................203.6气......................................................................................................243.7设结果..................................................................................................26专业知识--整理分享WORD格式-可编辑3.8符说明..................................................................................................283.9设小结..................................................................................................30.321.设计任务书设食品加工污水处理厂设计设（）设计水量1000m（）水质设计的进水水质）项目进水

BOD8000

CODcr10000

SS3000

色度600（）处理要求设计的出水水质）项目出水

BOD≤20

CODcr≤60

SS≤50

色度50专业知识--整理分享WORD格式-可编辑设（）设计内容通过论证分析，确定合理的工艺流程；选择适宜的设计参数，对构筑物进行设计计算，确定构筑物的工艺尺寸及主要构造；进水污水处理站的平面布置，合理安排处理构筑物。（）设计成果设计说明书一份，含工艺计算；要求图纸两张，其中包括平面布置图和主要构筑物工艺图。（）设计要求工艺选择合理；设计计算概念清楚，公式选取正确；设计说明书条理清晰，层次分明，文字通顺，格式规范；图纸表达正确，符合制图规范。2.工艺流程选择废肉类加工是指对猪、牛、羊等家畜和鸡、鸭等家禽等屠宰和进一步加工，以便生产人们生活所需要的肉类食品和副食品。在屠宰和肉类加工的过程中耗用大量的水时又要排除含有血污脂、肉屑、畜禽内脏杂务、未消化的食料和粪便等污染物质的废水，而且此类废水中还含有大量对人类健康有害的微生物宰和肉类加工厂的废水主要产生在屠宰工序和预备工序。废水主要来自于圈栏冲洗、宰前淋洗和屠宰、放血、脱毛、解体、开腔劈片、清洗内脏肠胃等工序。油脂提取、剔骨、切割以及副食品加工等工序也会排放一定的废水。此外，在肉类加工厂还有来自冷冻机房的冷却水，以及车间卫生设备、洗衣房、办公楼专业知识--整理分享WORD格式-可编辑和场内福利设施排出的生活污水等。水屠宰废水成分复杂，废水中含有大量的有机物质，具有以下特点：废水呈褐红色，主要是由屠宰动物的血污造成；具有较强的腥臭味，主要是由畜禽血和蛋白质分解造成；夹带有大量的悬浮物，主要由畜禽皮毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物和粪便等构成；含有较高动物油脂；含有大量大肠杆菌。这些废水若不经过处理，直接排入城市下水管网或自然水体，将会严重污染周围的水体环境，造成水体严重富营养化，使水体发黑变臭，严重影响人们的日常生活和身心健康。废污水处理工艺的选择与污水性质进、出水水质密切相关。本设计BOD/COD=0.8可生化性很好故本设计采用气浮+UASB+SBR为主的工艺以达到去除CODBODSS色度的目的。2.3.1氧反应器的选择由于屠宰废水的进水水质中COD和BOD浓度很高，需要设置厌氧工艺作为好氧工艺处理的前处理，在厌氧处理器选择升流式厌氧污泥床反应器。UASB的主要优点是：（1适用于高浓度有机废水，进水BOD高浓度可达数万mg/L也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。专业知识--整理分享WORD格式-可编辑UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为2040gVSS/L；有机负荷高，水力停留时间长，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m·d左右；无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；UASB内设三相分离器常不设沉淀池被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。鉴于这些优点，选择UASB反应器。2.3.2氧工艺的选择—SBR工艺就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。用地紧张的地方。对已建连续流污水处理厂的改造等。非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。鉴于这些优点，选择SBR工艺作为本废水处理中的好氧工艺。2.3.3艺流程图专业知识--整理分享WORD格式-可编辑根据出水要求及分析，确定方案如下（见图1鼓风机废水

提升

格栅

调节池

沉淀池

UASB工艺

SBR工艺

混凝剂

气浮池

外排外运

污泥浓缩

集泥池污水管线污泥管线空气管线图食加工废水处理厂工艺流程图工（）格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂得端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。肉类加工污水中含有较大的悬浮物，这些悬浮物通常通过格栅和筛网加以去除。（）调节池调节池的目的是削弱水质水量波动对废水处理工艺的影响于或保证处理工艺的正常运行，保证稳定的处理效果。从工业企业排出的废水，其水量和水质都是随时间变化的，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。在本次设计中矩形调节池工废水在24h内水质和水量的变化幅度较大，专业知识--整理分享WORD格式-可编辑为了使后续工艺的处理效果稳定处理流程霍总设置调节池对废水的水质和水量进行调节，以减弱水质和水量的变化幅度。（）沉淀池沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池的污泥无机成分较多含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。沉淀池池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过。池的长宽比一般不小于4有效水深一般不超过3泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，多设在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。（）UASB工艺UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并专业知识--整理分享WORD格式-可编辑在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。（）SBR工艺经典SBR通过在时间上的交替实现传统活性污泥法的整个过程流程上只有一个池子，将调节池、曝气池、和二沉池的功能集中在该池子上，兼有水质水量调节、微生物降解有机物和固液分离等功能。经典SBR是间歇进水且工序繁杂对操作人员的要求较高在非进水工序无法处置来水为了解决SBR无法处理连续来水的问题工程上采用了多池系统使各个池子按进水顺次进行进水在各个池子之间循环切换进行但是这样明显增加了SBR工艺操作的复杂性。尽管经典的SBR存在着许多问题是它的优点也非常明显的间歇运行方式与许多行业废水产生的周期比较一致以充分发挥SBR的技术特点此在工业废水处理中应用非常广泛。对一些难降解废水的处理，经典SBR也经常被采用。由于SBR工艺占地面积小平面布置紧凑在小城镇污水处理方面成功应用SBR工艺的例子也非常多。（）气浮池气浮是向水中通入或设法产生大量的微细气泡，形成水、气、被去除物质的三相混合体，使气泡附着在悬浮颗粒上，因黏合体密度小于水而上浮到水面，实现水和悬浮物分析，从而在回收废水中的有用物质的同时又净化了废水。气浮用于含油废水的处理以及密度接近于水的微细悬浮颗粒杂质的去除，考虑食品废水的水质特点，在气浮之前投加混凝剂。3.设计计算书专业知识--整理分享WORD格式-可编辑本设计采用的设计流量1000m格（）设计参数

3/dm3/hm3/s栅前水深=0.3m速v=m/s隙b=0.005m角75°；栅条宽度S=0.01m（）设计计算①栅条的间隙数（n）n

Qsinb

0.333条②槽有效宽度（B）B(bn0.01(33m③进水渠渐宽部分长度（L）1设进水渠宽B=0.3m1L1

Btg0.3275m专业知识--整理分享241412241412WORD格式-可编辑设计取L=0.03m1④格栅与出水渠道连接处渐宽部分长度（L）2LL12

0.0320.015m⑤通过格栅的水头损失（h）1栅条采

钢制作，阻力系数

2Sv2)320.6)sin7520.268m⑥栅后槽总高度沿栅前渠道，超高h=0.5m2H11.1m⑦栅槽总长度（L）HLLL0.51tg0.51.8m⑧每日栅总量（W）

0.8tg专业知识--整理分享WORD格式-可编辑格栅渣量为1000m，污水产渣0.04m3WWmaxK总

1.51000m

3/d＞m3/d所以，选用机械格栅。调（）设计参数调节时间t=12h有效水深h=5m2（）设计计算①调节池有效容积（V）1Qm

3②调节池池宽（B）

12005240m

2设计采用调节池n=2，取池长L=12m则池宽

L240212m③污泥斗的体积（V）2取污泥斗顶宽B=3m，污泥斗高h=2m，污泥斗倾角59°，则污泥斗底宽14专业知识--整理分享2424WORD格式-可编辑B24

31

m2231.8248m

3④调节池高度（H）调节池超高h=0.5m池效调节水深h=5.0m池斜坡高度h=0.5m池123污泥斗高度h=2.0m。则调节池总高415.00.58.0m⑤复核调节池停留时间（t）0实际有效容积VLo212600m实际停留时间

3to

V0Q600100h符合设计要求。沉（）设计参数专业知识--整理分享33WORD格式-可编辑拟采用2个流式沉淀池，其他参数见表1。表1沉参数选中心管道流速v

25mm/s

沉淀时间t

1h间隙流速

30mm/s

超

高

0.3池内水上升流速v

0.8mm/s

缓冲层高度

0.3（）设计计算①中心管面积和直径Qf0

0.031.2m②喇叭口直径

2

f1.0m③反射板表面至喇叭口距离Q1

0.030.2m④沉淀区面积Qmaxv

专业知识--整理分享11WORD格式-可编辑m⑤沉淀池直径

2D

Af)7.0m在4-7m间，故不设排水管。⑥沉淀区深度hvt36000.0008mDh

＜3符合要求。⑦取下部截面锥底直径为r=0.4污泥斗倾角

60hRr)

70.4)6022m⑧截圆锥部分容积5(3

2

2

)5.73

2

0.20.2

2

)77.5m⑨沉淀池总高度

3专业知识--整理分享33WORD格式-可编辑1340.20.35.79.38m（）设计依据进水COD=10000mg/L除率E=85%BOD=8000mg/L15去除率E=88%。2（）反应器结构尺寸设计计算①反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区）设计容积负荷6kgCOD/(m3·d)

5

10000.856m

3式中——设计处理量，m3/dC——进水有机物浓度，COD/mON——容积负荷，kgCOD/(m

3·d)②反应器的形状和尺寸工程设计反应器2座横截面积为圆形，反应器有效高度为h=5m。则V有效5

8501705

m3单池横截面积Si

Sn专业知识--整理分享WORD格式-可编辑

1702m

2D

S

i

10.40m取D=10.5m则实际横截面积S

i

D4

2

24m

2设计反应器总高度H=8.5m，其中超高0.5m。单池总容积i

i

86.8m

3单池有效反应器容积

i有效

i

86.6433m

3总池面积

总

'i专业知识--整理分享WORD格式-可编辑173.2m反应器总容积Vi

2m总有效反应容积

3V有效

i效

n866m

3m3（符合有机负荷设计要求）UASB体积有效系数V有效V

86683.3%1040

，在70%~90%之间。水力停留时间（HRT及水力负荷率（V）rt

HRT

有效

8661008.66hVr

S

100m

3/m2·h）颗粒污水水力负荷应满足0.1~0.9m/（m2·h合设计要求。（）三相分离器构造设计三相分离器具有气、液、固三相分离的功能，三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流专业知识--整理分享WORD格式-可编辑缝、气相分离器的设计。本设计三相分离器结构示意图如附图1所示。①沉淀区设计日平均表面负荷应小于1.0m³/(m²•h)，沉淀区进水口的水流上升速度一般小于1m/h其中，沉淀区直径D=10.5m壁厚0.48m沉淀区底部进水直径5m。沉淀室面积

总

m

2沉淀池表面负荷1

S总100173.2m³/(m²•h)1.0m³/(m²•h)（符合要求）沉淀室进水口面积S2

d2

)

522

)m²沉淀室进水口水流上升速度2

Q2100117.8m/h1m/h（符合要求）沉淀区斜壁角度与深度设计三相分离器沉淀区斜壁倾角应在罩顶以上的覆盖水深可采用0.5~1.0m沉淀区斜面的高度可取0.5~1.0m。设计UASB反应器沉淀区最大水深为2m=0.5m=0.5m角为60°。13专业知识--整理分享WORD格式-可编辑②气液分离设计由附图1可，三相分离器由上、下两组重叠的三角形集气罩组成。根据几何关系可得htg31

2

60式中

4.8m——下三角形集气罩的1/2宽，mh——下三角形集气罩的水质高，3

——下三角形集气罩斜面的水平夹角，一般采用55°~60°上三角形集气罩回流缝宽度CE大于0.2m本设计取1.0m。上三角形集气罩底部直径CF取6m，sin600.866mEQCF0.866m上三角形集气罩回流缝面积（S）为3SCF)

CE23.147.732)m²

废水量为1000m/d，0.8m3/d的废水通过进水缝进入沉淀区，另有0.2Qm

3/d的废水通过回流缝进入沉降区，则1

Q0.68m10117.82

3/h2

0.2Q300mnS21.563专业知识--整理分享

3/h33WORD格式-可编辑根据附图2可定集气罩相对位置及尺寸：CE1BC2mcos60CF6HGm22EGEHHG0.8660.51.366m

EGmsintan60mAEBEmDICD6060mDIBCDI0.866mhm5③脱气条件校核由斯托克斯公式

(

式中

u——气泡上升速度，cm/s

——碰撞系数，取0.95

1

——水的密度，取997.0449kg/m——沼气密度，取1.12g/L——气泡直径，取0.01cm

——废水的动力粘度系数，g/(cm·s)，取0.0089

可得u21.93

m/h则式中

N0.46Mu——混合液沿AB方流速，m/h，MM专业知识--整理分享

m/huBC5uBC5WORD格式-可编辑BC

，可见N＞uM合理，满则气泡分离后进入沉淀区得必要条件。反应（）设计依据COD=1500mg/L，=960mg/L，设计去除率为75%；（）设计参数设计水温20℃X混合悬浮固体浓度（MLSS）2000mg/L；池数量n=3个；污泥负荷N=0.15kg/m；设计排水比为1:2反映周期为。s（）设计计算①SBR反应池容积计算每个反应池的设计容积

Nn1000m

3设有效水深h=5m超高h=0.8m12VAh133350.8257m设池宽=12m，池长SBR反应池有效容积

L

57mL1044m专业知识--整理分享

3DDWORD格式-可编辑②上清液排出设备设计每池的排出负荷Q

Q

10001360m

3/h每池设一台排水装置，每台排出负荷

'

2.78D2.78m1

3/h按照排水装置排水能力的最大流量比（r=1.5）进行设计，排出能力为W

r1.54.17m

3/h③SBR反应池供氧量设计计算降解BOD需供氧量c

(S)

V0.6(960288)

0.151600

kg/d④供氧量每池每周期需氧量D

Ckg2以曝气2h计，每小时所需氧量OOD13.4kg/d8⑤所需供养能力计算专业知识--整理分享WORD格式-可编辑设混合水温度为20℃，混合液DO为2mg/L池水深为5m。则空气扩散出口处绝对压力9.8

H1.0131.484

55

9.84.8Pa

3式中H——空气扩散装置的安装高度，

——大气压力1.0135

5

pa气泡离开池表面时，氧的百分比t

E))

210.25)79

16.6%式中

E

A

——空气扩散装置的氧的转移效率，取25%计算水温20℃和℃条件下的氧饱和度，得

9.17mg/L(20

)

8.4mg/L(25

代入公式分别求得

Sb(25

(

pbt542

)8.4

1.4845)2.026542mg/L

Sb(20

(

pObt

)专业知识--整理分享''WORD格式-可编辑

1.484)2.026542mg/L在20℃条件下，脱氧清水的充氧量为

()

S(20]

(20)

[0.96

20)kg/d式中、、——0.85、0.95、1供氧量的计算

R751.16010015.5m0.3E0.3

3/d在运行周期内单池需要供气G

G10015.5208.7m2

3/h⑥鼓风机曝气量计算每池一台鼓风曝气机，同时备用一台。为了确保事故发生时供气稳定，需取安全系数1.2~1.5，际取1.5，空气量为208.7313.05mSS⑦曝气装置设计计算

3/h采用微孔曝气，选用192冠形可张微孔曝气器，每个曝气器的服务面积为0.5m，则每个池所需曝气器个数为n

81.25

个根据SBR池尺寸，设164。专业知识--整理分享ccWORD格式-可编辑气（）气浮池设计①接触室表面积Q)vcc

36003.47m

2式中——回流比，取0.25

P

——加压回流容器水量，

3/hv——接触室水流平均上升速度，取0.01m/s②分离室表面积A

sAs

Q(1)s0.00217.36m

2式中

v——分离室水流向下平均速度，取0.002m/s③气浮池净容积取气浮池平均水深h=1.5m，则气浮池净容积为V(3.47m校核停留时间

2专业知识--整理分享WORD格式-可编辑T

VQ(1)

0.25)15min符合要求）④气浮所需释气量7.37g

pKQTP

20.0241000.25119.4L/h式中——溶气效率，取0.9

——选定容器压力，取0.3atmK——溶解度系数T——溶气水量P所需空压机额定空气量为Q

Q6010006010000.003m

/min式中

——余量系数，取1.5。(2)压力罐直径容器罐体积V1000.25

360专业知识--整理分享WORD格式-可编辑m

3式中——容器罐停留时间3min设容器罐高h=3m，则D

V0.73m选用标准直径D730mm复核高直径比h30004.1D730

（符合设计要求）设专业知识--整理分享WORD格式-可编辑最大流量3

）

1000

栅条间隙数（条）

33格栅

槽有效宽度）总高度）每日格渣量/d有效容积3）

0.491.10.31200

水头损失总长度）宽度（）

0.2681.810调节

污泥斗体积3

）

48

长度（）

12池

实际有效体积3）

600

高度（）

8实际停留时间h

6单池最大流m

/s)

0.03

中心管面积m

）

1.2喇叭口直径）

1.35

中心管直径m）

1.0沉淀

反射表面至喇叭口

0.2

沉淀区面积m

）

37.5池

距离（）沉淀池直径）

7

深度（）

2.88圆锥部分容积3）77.5

总高度）

9.38有效容积3）直径（）

85010.5

单池横截面2）实际横截面2）

8586.6UASB

单池总容积3

）

520

单池有效容2）

433反应

总池面积2）

173.2

总容积

）

1040器

总有效容积3

）

866

水力停留时间h

8.66SBR反

水力负荷/2·h）单池容积3）池长（）

0.5833312.5

池宽（）有效容积3）

6.51218.7应器

5每池排出负荷（3/h）鼓风机通气量（3）

2.78313

供气量（kg/d曝气器个数（个）