环境工程毕业设计样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。毕业设计题目:莘县300吨/天淀粉废水处理工程学院:市政与环境工程学院专业:环境工程姓名:学号:指导老师:完成时间:5月23日毕业设计(论文)任务书题目:莘县300吨/天淀粉废水处理工程学院市政与环境工程专业环境工程班级学号学生姓名指导教师发放日期3月25日

河南城建学院毕业设计(论文)任务书一、主要任务与目标:莘县300吨/天淀粉废水处理工程处理站位于河南中部地区;站址的地下水位为:－2.0m站址的地质情况:亚粘土生活污水和工业废水的混合污水的原始数据:日处理水量:4000m3/d,工厂为三班倒连续生产;水质:COD:6200~8200mg/lBOD5:3800~4200mg/lSS:3000mg/lPH值为:6.5~7.5标高:废水进站标高为:－2.5m处理站附近排水管道底标高为:－1.6m要求:1.SS<20mg/l,出水COD<50mg/l,BOD5<20mg/l2.满足国家一级排放标准二、主要内容与基本要求:1.设计计算:(1)总泵站或区域泵站的计算;(2)设计中选用的污水处理方法阐述(包括方案比较);(3)污水处理厂中所有污水处理构筑物计算及其图纸之绘制;(4)污水处理厂中污泥流程及污水流程之水力计算;(5)指定的某一构筑物细部的工艺及水力计算;(6)概预算及技术经济指标的计算。2.图纸绘制:(1)总泵站或区域泵站图;(2)污水处理厂总平面图(使用CAD绘图);(3)污水流程及污泥流程纵断面(高程)图;(4)污水处理厂处理构筑物的技术工艺设计(用CAD绘图)。(5)沉淀池施工图(6)污水处理厂工艺管道布置图总共约为6张图。3.设计要求:(1)开题报告a.结合毕业实习内容和书本上学习的理论知识,以及指导老师给出的研究方法和设计(论文)研究内容,拟写初步论文开题报告。b.经过阅读大量的文献,进行设计(论文)开题报告方案的比较,分析优缺点,论证可行性,形成可行的论文开题报告,第11周周末交指导老师,由指导老师审查同意后方开题。(2)毕业论文要求设计计算:a.总泵站的技术工艺设计,即着重水泵选择及站内水泵机组管道、电器设备等的布置,泵数以２-４台为宜,泵站的建筑结构尺寸可参照标准图大致确定。b.应根据原始资料所给条件选择三方水处理厂的适宜位置,并应根据水体自净及污水处理程度的计算结果及当地条件,确定合理的处理方案,如指定以处理厂作技术经济比较时,则应以局部方案(涉及２—３个处理构筑物)为宜。c.应作各处理构筑物的初步设计(包括各构筑物尺寸的求定及污水、污泥流程的水力计算)。d.应做某一处理构筑物或某干段(由指导老师指定)的技术设计(包括工艺细部设计及结构设计)。e.进行经济概算求出建设工程的技术经济指标,即求出每排除及处理污水所需的费用。f.房屋卫生设备设计要求按技术安装施工设计进行。绘图:a.在处理厂的平面布置图中,要求将各处理构筑物按计算的尺寸及缩小尺寸绘出,并注明其主要尺寸。合理布置各种必要管路,其中污水、污泥管路均应按计算结果注明其管径长度、坡度、各附属建筑物及设备亦应当合理地确定其位置及大小。在该图中亦应当绘出风玫瑰图及表示出填方、挖方、绿化地带等。b.在污水污泥流程图中,要求沿污水、污泥在处理厂中流动的最长路程绘制出各处理构筑物、连接槽的剖面展开图。图中应当注明原有地面及平整后地面的标高、连接槽及构筑物中水面及底部的标高、水体的洪水水位、枯水位等,并应当将填方、挖方表示出来。c.泵站图纸按技术工艺设计要求,应当精确的、合理地布置机组。管道及电路设备,建筑物结构部分亦应当结合工艺方面的要求,力求合理。d.在某项构筑物的技术图纸中,其工艺部分要求将其本身及其附属设备及条件,按计算及设计的尺寸详细绘出。为此应当绘制相应断面图及结点大样图;其结构部分(一般在另一图纸上)应当绘制各主要剖面及钢筋配置图,并绘制材料统计表。设计说明书应当按下列顺序编写:1、目录2、绪论1)设计对象的一般说明:包括城市或工业企业所在位置,地表、地形、气象、地质、水文条件、经济概况,居民生活条件及规划远景等。3、污水量及水质4、水力计算及其技术经济比较。5、泵站的技术工艺设计。6、污水处理厂位置的选定与污水处理程度的计算,处理方案的选择及处理厂的设计。7、某一构筑物或干管技术设计(工艺及结构设计)三、计划进度:第5周熟悉设计任务,收集设计资料,初拟设计方案;第6周水处理厂工艺设计;第7周平面高程设计;第8周单体设计;第9周水厂总体设计;第10周技术经济,绘图;第11、12周绘图;第13周审核,准备答辩,答辩,评定。四、主要参考文献:1.环境工程设计手册2.给排水设计手册3,5,11,133.左金龙食品工业生产废水处理工艺及工程实例,化学工业出版社4.谭万春UASB工艺及工程实例,化学工业出版社5.曾科污水处理厂设计与运行,化学工业出版社6.左凯军UASB工艺的理论与工程实践,中国环境科学出版社7.岑超平木薯淀粉废水的絮凝法处理.上海环境科学,,20(1):31～328.邓述波、胡筏、敏罗苗微生物絮凝剂处理淀粉废水的研究工业水处理,1999,19(5):8～119.李亚峰、马强、曹丽丹等混凝-吸附法处理淀粉废水沈阳建筑工程学院学报,1999,15(1):40～4310.污水生物处理新技术指导教师(签名):年月日教研室审核意见:(建议就任务书的规范性;任务书主要内容和基本要求的明确具体性;任务书计划进度的合理性;提供的参考文献数量;是否同意下达任务书等方面进行审核。)教研室主任签名:年月日注:任务书必须由指导教师和学生互相交流后,由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生,最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。毕业设计(论文)成绩评定表题目:莘县300吨/天淀粉废水处理工程学院:市政与环境工程学院专业:环境工程姓名:学号:指导老师:

·成绩评定·成绩评定说明成绩评定说明一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计(论文)及相关材料在指定的时间内交给指导教师,由指导教师评阅填写评语、评分,并签名。二、由指导教师将评阅设计(论文)送其它同行教师交叉评阅,交叉评阅教师填写评语、评分,并签名,并将设计(论文)及成绩评定表提交答辩小组秘书。三、答辩秘书应填写完整答辩记录,答辩小组按统一的评分标准和评分方法,评定每个学生的答辩成绩、评语并签名,并将论文及成绩评定表提交学院学术委员会。四、学院答辩小组根据指导教师评定成绩、评阅教师评定成绩和学生答辩成绩,确定论文的综合成绩、折合等级。五、各专业学生的最后成绩应基本符合正态分布规律。六、具体评分标准和办法见《河南城建学院毕业设计(论文)工作管理规程》。毕业设计(论文)综合成绩指导教师评定成绩(占60%)评阅教师评定成绩(占20%)答辩成绩(占20%)综合成绩折合等级答辩小组组长签字:年月日

·指导教师评定意见·一、评语:二、评分:(1)理工科评分表评分项目工作态度与纪律(10分)设计(论文)选题(10分)基础理论和基本技能(10分)数据处理、文字、图形表示水平(30分)完成任务情况与撰写水平(20分)格式规范化程度(10分创新性及成果价值(10分)合计(100分)评分(2)文科评分表评分项目工作态度与纪律(10分)论文选题(10分)文献检索、阅读及综述能力(10分)综合知识与技能运用(20分)论文撰写水平(30分)格式规范化程度(10分)创新性及成果价值(10分)合计(100分)评分指导教师签字:年月日·评阅教师评定意见·一、评语:二、评分:评分项目设计(论文)选题(10分)数据处理、文字、图形表示水平(30分)质量(正确性、条理性、创造性、实用性)(40分)格式规范化程度(10分)创新性及成果价值(10分)合计(100分)评分评阅教师签字:年月日

·答辩小组评定意见·一、评语:二、评分:评分项目完成任务情况(20分)毕业设计(论文)质量(40分)表示情况(15分)回答问题情况(25分)合计(100分)评分答辩小组成员签字:年月日毕业答辩说明1、答辩前,答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计(论文),为答辩做好准备,并根据毕业设计(论文)质量标准给出实际得分。2、严肃认真组织答辩,公平、公正地给出答辩成绩。3、指导教师应参加所指导学生的答辩,但在评定其成绩时宜回避。4、答辩中要有专人作好答辩记录。摘要本设计根据给定的原始资料及相关的要求,进行完整的莘县300吨/天淀粉废水处理工程设计。工程处理水量为4600m3/d。本设计要求处理后的水质满足《国家污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级A标准。由于污水主要来源为生产过程中产生的废水,特点是悬浮物含量高,BOD、COD浓度高,属于中高浓度有机废水。为使处理出水达到标准,故采用当前国内外经常使用用的厌氧-好氧串联工艺。主要构筑物为:格栅、提升泵房、调节池、气浮池、UASB反应池、CASS反应池。污泥处理构筑物有:重力浓缩池、污泥脱水机房。处理工程设计方案为:污水处理流程:格栅→提升泵房→调节池→气浮池→UASB反应池→CASS反应池→排放污泥处理流程:剩余污泥→集泥井→污泥提升泵房→重力浓缩池→脱水机房→泥饼外运关键词:淀粉废水,UASB工艺,CASS工艺AbstractThedesignaccordingtothegivenrawdataandrelatedrequirements,acomplete200t/dofstarchwastewatertreatmentengineeringdesigninSheqi.Thetreatmentplantstodesign4600m3/d.Thedesignrequirestreatedwatertomeetthe"NationalIntegratedWastewaterDischargeStandard"(GB8978-1996)anAstandard.Sincethemainsourceofsewagewastewatergeneratedintheproductionprocess,ischaracterizedbyhighlevelsofsuspendedsolids,BOD,CODconcentrationishigh,belongingtothehighconcentrationorganicwastewater.Inordertomeettheeffluentstandards,sotheuseofcommonlyusedathomeandabroadusinganaerobic-aerobictandemprocesses.Themajorstructuresare:barscreen,pumpstation,regulatingreservoir,floatationtank,UASBreactor,CASSreactor.Sludgetreatmentstructuresare:gravitationalsludgethickener,sludgedewateringroom.Engineeringdesignprocessesareasfollows:Sewagetreatmentprocess:barscreen→pumpstation→regulatingreservoir→floatationtank→UASBreactor→CASSreactor→dischargeSludgetreatmentprocess:excesssludgemudwell→Improvesludgepumproom→gravitationalsludgethickener→sludgedewateringroom→MudcakeSinotransKeywords:starchwastewater,UASBreactor,CASSreactor目录TOC\o"1-3"\h\u5740摘要 I18236Abstract II293171绪论 1161042设计概况 263242.1设计题目 244532.2设计目的和要求 231412.2.1设计目的 2174812.2.2设计要求 2289842.3设计任务 2133962.3.1设计规模 2109342.3.2设计进出水水质及排放标准 2287032.3.3设计范围 3120752.3.4设计原则 3269762.4工程概况 395082.4.1工厂概况 33502.4.2废水来源 446262.4.3废水污染特征 4133092.4.4废水的危害 4178173工艺方案选择 541873.1废水水质分析 5164503.2工艺方案分析 549223.3废水处理方法选择 5309033.3.1预处理工艺 5229823.3.2厌氧处理工艺选择 6153513.3.3好氧处理工艺选择 760083.4污水处理流程方案 920903.4.1工艺流程图 9205173.4.2工艺流程说明 9324993.4.3各级处理效果表 1080604污水处理构筑物 11131734.1格栅 11249604.1.1设计说明 11310804.1.2设计参数 11275864.1.3设计计算 11179054.2污水提升泵房 12177584.2.1设计说明 12307444.2.2设计计算 13317644.3调节池 13199864.3.1设计说明 13263534.3.2参数选取 14137554.3.3设计计算 14274844.4气浮池 15230214.4.1设计说明 15162704.4.2参数选取 1570734.4.3设计计算 15157994.5UASB工艺 19237994.5.1设计说明 19136644.5.2设计参数 19301044.5.3反应器容积计算 19217064.5.4配水系统设计 2089764.5.5三相分离器设计 20210844.6配水井 2274404.6.1设计说明 22323454.6.2设计参数 22298884.6.3尺寸计算 22264874.7CASS工艺 23244454.7.1设计说明 23207574.7.2曝气池 23206724.7.3剩余污泥量 24286954.7.4需氧量计算 2592135污泥处理构筑物 28193825.1集泥井 28242525.1.1设计说明 28188885.1.2参数选取 2851795.1.3设计计算 28272105.2污泥重力浓缩池 28325995.2.1设计说明 2851695.2.2设计计算 29196035.3污泥脱水间 3096775.3.1设计说明 3075365.3.2参数选取 31197825.4污泥泵房 31223916平面布置 3246016.1设计说明 3293796.2布置原则 32321916.3主要构筑物 32307377高程布置 3434237.1设计说明 34166597.2设计原则 3425047.3构筑物之间管渠的连续及水头损失的计算 3420897.3.1构筑物水头损失 34142637.3.2管渠水头损失 35195597.4污水处理构筑物高程确定 36312267.5污泥处理构筑物高程 36279788技术经济分析 3888218.1总投资额 3830918.1.1建设费用 38206188.1.2运行费用 39269129结论 4028573参考文献 419433致谢 421绪论淀粉是自然界最丰富的原料之一,属于可再生、可生物降解资源。它容易从粮食中获得、价格较低,也容易用化学、物理和生物方法进行加工,以取代某些由石油获得的化工产品。中国是淀粉生产大国,当前年产淀粉1000万吨以上,淀粉产量仅次于美国居世界第二位。淀粉在造纸业、纺织业、食品加工业、胶黏剂生产以及其它精细化工领域有着广泛的用途。玉米淀粉是中国淀粉的主要品种之一。其加工工艺是根据淀粉不溶于冷水和密度大于水的性质,采用专用机械设备将淀粉从水的悬浮液中分离出来,从而达到回收淀粉的目的。玉米淀粉宜采用湿法加工工艺,其包括滚筒清洗、二次破碎、浓浆筛分、逆流洗涤、氧化还原法漂白、旋流除砂、浓浆分离、溢浆法脱水、一级负压脉冲气流干燥。据统计,在国内每生产1t淀粉大约要产生6t废水,有的甚至更多。在淀粉加工过程中产生大量高浓度酸性有机废水,废水主要来源于淀粉加工过程中的洗涤、压滤、浓缩等工艺段。废水中含有大量溶解性的有机污染物,如淀粉、蛋白质、糖类、碳水化合物、脂肪、氨基酸等,其次是含N、P的无机化合物,另外还含有一定量的挥发酸、灰分等,属生化性较好的高浓度有机废水,随生产工艺的不同,废水中的COD浓度在～0mg/L之间。但由于氨氮和盐份含量高,较难处理。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它水生动物的生存,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。根据莘县某淀粉厂排放的废水特点及提供的占地面积,本设计方案经过UASB—CASS活性污泥处理工艺,该工艺是一套高效,稳定和经济技术合理的处理工艺,保证废水达到所需要的排放标准,同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。2设计概况2.1设计题目莘县300吨/天淀粉废水处理工程289622.2设计目的和要求83762.2.1设计目的①温习和巩固所学知识、原理;②掌握一般水处理构筑物的设计计算。44892.2.2设计要求①独立思考,独立完成;②完成主要处理构筑物的设计布置;③工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明;④提交的成品:设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图。262512.3设计任务160222.3.1设计规模日平均流量:Qd=4000m3/d日变化系数:1时平均流量:Qh=166.7m3/h时变化系数:1.3最大设计流量:Qmax=Q×KZ≈0.06m3/s22872.3.2设计进出水水质及排放标准见表2.1表2.1设计进出水水质及排放标准指标水质BOD5SSCODCrpH进水(mg/l)4200300082006.5~7.5出水(mg/l)2020506~9处理程度(%)999999/排放标准:本工程废水经处理后要求达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排入水体。2.3.3设计范围①生产废水流入污水处理场界区至全处理流程出水达标排放为止,设计内容包括水处理工艺、土建、排水等;②污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处理两部分。2.3.4设计原则根据国家和当地有关环境保护法规的要求,对淀粉厂在生产过程中排出的淀粉废水进行有效处理,使之符合国家和当地废水排放标准,取得明显的环境和社会效益,使企业树立良好社会形象。①严格执行有关环境保护的各项规定,使处理后的各项指标达到要求的标准.②针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备,最大可能的发挥投资效益,采用高效稳定的水处理设施和构筑物,尽可能的降低工程造价,同时结合企业的生产情况,对污水进行综合治理;③工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地,能适应水质水量的变化,确保出水水质稳定、达标排放;④工艺运行过程中考虑操作自动化,减少劳动强度,便于操作、维修;⑤建筑构筑物布置合理顺畅,降低噪声,消除异味,改进周围环境。274962.4工程概况52802.4.1工厂概况该淀粉厂以玉米为原料生产淀粉,原料玉米经高温浸泡,然后破碎,再进行胚芽分离、细磨和离心分离,能够得到玉米皮浆、黄浆水和淀粉乳。黄浆水送至贮存沉淀池,未沉淀黄浆水作为废水排放,沉淀下来的黄浆水由泵打入板框压滤机中脱水,产生黄浆水(排放)和湿黄蛋粉(作精饲料)。玉米皮浆送入卧式离心分离机,滤出物生产上烘干得到粗渣(去做粗饲料),同时滤出液作为黄浆水排放。这一系列淀粉及副产品生产过程中,在离心分离、沉淀、板框压滤等过程会产生大量高浓度的黄浆水,另在浸泡、破碎、细磨等过程亦生产出大量废水。黄浆水的CODCr浓度高达8000~10000mg/L,直接外排会严重污染环境。若采用厌氧发酵工艺处理,可生产出沼气,变废为宝。因排出口废水的CODCr、BOD5、SS等指标大大超过国家的排放标准,为保护环境,该淀粉厂拟建废水处理站来处理包括黄浆水在内的生产废水。日平均废水量4000m3/d;地下水位为:－2.0m;地质情况:亚粘土;废水进站标高为:－2.5m;处理站附近排水管道底标高为:－1.6m;pH值:6.5~7.5;COD:8200mg/L;BOD5:4200mg/L;SS:3000mg/L5442.4.2废水来源粉碎车间,胚芽浸油车间,精馏工段,酵母工段,发酵工段等154972.4.3废水污染特征中国淀粉生产企业众多,原料不同,工艺不同,使得淀粉废水污染指标间的差异也很大,尽管如此,淀粉废水有着以下共同特点:化学耗氧量(COD)、生化需氧量(BOD)以及浊度都非常高。251852.4.4废水的危害江河中的水生物,如鱼类依靠水中含有一定浓度的溶解氧而生存。在极小受污染的水域,水中溶解氧浓度接近饱和状态。可是当大量的BOD5浓度高的造纸废水排入接受水体时,水中好氧微生物氧化分解废水中可生物降解的有机物(如糖类物质),使其转化成CO2、H2O和少量的微生物,同时迅速消耗水中的溶解氧。当水中溶解氧消耗量大于水体表面的自然充氧能力时,水中溶解氧浓度将逐渐降低,当其降至4mg/L,鱼会窒息,浮到水面,降至1mg/L,大部分鱼类将死亡,如果溶解氧量为零时,水体中厌氧菌开始起作用,造成河水变臭,鱼虾绝迹,俗称急性中毒,公众容易觉察,极受重视、关注。53933工艺方案选择3.1废水水质分析本项目污水处理的特点:污水的BOD/COD=0.51,可生化性很好,污水的各项指标都比较高,含有大量有机物,非常有利于生物处理。同时淀粉废水中含有大量的蛋白,能够用气浮工艺分离提取。261163.2工艺方案分析根据《食品工业废水处理》(化学工业出版社)中介绍,一个完整的淀粉厂废水处理工艺一般由几个处理单元组成,当前国内外经常采用的淀粉废水处理工艺有两种:厌氧-好氧串联工艺及两段好氧串联工艺。其中两段好氧串联工艺是指生物接触氧化与氧化塘串联,在江西国药厂淀粉厂已实际采用;厌氧-好氧串联工艺其厌氧部分一般采用UASB工艺、厌氧滤池、厌氧塘等,好氧部分一般采用生物接触氧化、活性污泥法等,当前红星淀粉厂、扬州淀粉厂、郸城县经贸有限公司淀粉生产废水均采用厌氧-好氧联合处理工艺,处理效果很好,废水均能稳定达标排放。据分析,在淀粉生产中,来自于玉米浸泡、剥离、离心分离、黄浆水沉淀与压滤,玉米皮浆的离心分离过程的生产废水,会有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物质,含有蛋黄粉、玉米芯、玉米皮等不溶性细小颗粒有机物,另外还含有泥砂等无机物。其中主要以有机物为主,并不含有害物质,具有较好的可生化性,属高浓度可生化有机废水。由于进水水质和处理去除率均很高,应采用气浮-厌氧-好氧的处理路线,废水首先经过厌氧处理装置,大大降低进水有机负荷,获得可利用的能源——沼气,并使出水达到好氧处理可接受的浓度,再进行好氧处理后达标排放。304833.3废水处理方法选择3.3.1预处理工艺淀粉废水中SS含量较高,主要为玉米生产中产生的颗粒状淀粉物,直接进行生化处理会增加废水处理负荷,难以经过生化处理完全去除,导致废水最终难以稳定达标排放,因此淀粉废水首先应采用物化方法进行预处理,降低后续生化处理的难度。气浮分离技术是将空气与水在一定的压力条件下,使气体最大限度的溶于水中,力求达到饱和状态。然后将形成的压力容器水经过减压释放,产生大量的微小气泡,与水中的悬浮絮凝体充分接触,使水中悬浮絮体粘附在微气泡上,随气泡一起浮到水面,形成浮渣并用机械刮渣系统刮去,从而达到净化水的目的。根据《食品工业废水处理》(化学工业出版社)关于甘薯淀粉生产废水处理措施的综合分析,在废水处理前段采用加压溶气气浮工艺去除废水中的SS,能够有效去除废水中较大分子的有机物,因此在废水处理前段采用加压溶气气浮工艺是可行的。3.3.2厌氧处理工艺选择近年来,厌氧处理技术得到很快发展,常见的先进技术有厌氧接触工艺、上流式厌氧污泥床和厌氧过滤器。厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展,它采用完全混合式消化反应器,适合于处理含悬浮固体很高的废水,预处理要求低,但需要设置池内完全混合搅拌设备,池外还要设消化液沉淀池,其处理效率比传统厌氧消化技术有提高,但中温消化时容积负荷只有1.0~3.0kgCOD/(m3·d),其水力停留时间依然较长要求的消化池容积大。本工程的处理对象为较好生化处理的废水,为提高处理效率、节省工程投资和占地,因此不宜采用厌氧接触法。上流式厌氧污泥床(UASB)属采用滞留型厌氧生物处理技术,在底部有污泥床,依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率,依靠顶部的三相分离器,进行气、液、固分离,能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物污泥停留时间长,处理效率高,适合于处理生化降解,CODCr和SS浓度均较高的废水(一般要求进水SS不大于4000mg/L)。常温条件下,对于较易生物降解的有机废水,容积负荷可达4~8kgCODCr/(m3·d)。厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术,在反应器内充填一定填料,使生物污泥附着在填料上生长,不易随出水流失,且填料对于改进水流均匀性有益,并起到一定过滤截流作用。但反应器内填料易发生堵塞现象,因此不适合处理有机物浓度过高的废水,且要求进水SS浓度应较低,一般要求SS<200mg/L。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大,处理效率亦高,但不适合本工程进水水质(SS浓度较高)。综合以上分析,结合类似工程资料,本工程废水厌氧处理装置采用UASB。UASB有以下特点①设计先进合理的三相三相分离器和布水系统,保证UASB正常运行。②处理能力强,有机负荷高,处理效率高于同类处理工艺的2~3倍。③运行管理简单,装置中有极少量的电器、泵等需要人工操作设备,节省人力,减少劳动量,同时投资少。④对各种冲击有较强稳定性和恢复能力。⑤无填料堵塞的问题,运行稳定,而且回流量小。3.3.3好氧处理工艺选择有机废水经厌氧处理,出水的BOD5/CODCr会降低,出水可生化性较原污水差。采用一般好氧生物处理方法(表3.1),处理厌氧处理出水,其CODCr去除率约只有60%,而处理同等浓度的原有机废水,CODCr去除率可达80%。尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好,但难以适应BOD5大于250mg/L的污水浓度,近年来开发了一些处理此类废水(进水浓度较高,可生化性较差,不易生化降解)的工艺技术,如A-B法活性污泥工艺、氧化沟活性污泥法、SBR法等。这些方法均能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较好的处理效果。现将各种运行方法做一比较,见下表3.1:表3.1活性污泥法工艺比较方法优点缺点适用对象传统活性污泥法BOD去除率高达90-95%工作稳定构造简单维护方便占地大投资高产泥多且稳定性差抗冲击能力较差运行费用较高出水要求高的大中型污水厂完全混合活性污泥法抗冲击负荷能力强运行费用较低占地不多投资省BOD去除率80-90%构造较复杂污泥易膨胀设备维修工作量大污水浓度高的中小型污水厂氧化沟法BOD去除率95%以上有较高脱氮效果系统简单管理方便产泥少且稳定性好曝气池占地多投资高运行费用较高占地面积较大悬浮性BOD低有脱氮要求的中小型污水厂序批式活性污泥法运行效果稳定,净化效果好,耐冲击负荷运行灵活处理设备少,构造简单自动化控制要求高对处理设备要求高易产生浮渣适用于小水量、间歇排放、流量变化大的地方本工程生产废水最大产生量为4600m3/d,考虑到尽量节省占地面积,本工程更适用采用CASS工艺。CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循环活性污泥法的简称,又称为循环活性污泥工艺CAST(CyclicActivatedSludgetechnology),是在SBR的基础上发展起来的,即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器,实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排水。CASS工艺作为SBR处理技术的一个改进,不但具备SBR法工艺简单可靠、运行方式灵活、自动化程度高的特点,而且具备明显的除磷脱氮功能,这一功能的实现在于CASS池经过隔板将反应区分为功能不同的几个区域,因在各分格中溶解氧、污泥浓度和有机负荷不同,各池中占优化的生物相亦不同。尽管单池为间隙作运行,但使整个过程达到连续进水、连续出水。同时,在传统SBR池前或池中设选择器及厌氧区,相当于厌氧、缺氧、好氧阶段串联起来,提高了脱氮除磷效果。在进水处设置生物选择器,生物选择器能迅速培养优势去除细菌,抑制丝状菌的繁殖,从而抑制了污泥膨胀。CASS工艺主体构筑物由CASS反应池组成,CASS反应池的运行操作由以下几个阶段组成:①进水-曝气阶段开始:池内达到最低水位,开始进水,曝气与污泥回流。②进水-曝气阶段结束:池内达到最高水位,进水、曝气与回流污泥,曝气结束,废水进入反应池中发生生化反应,在这阶段能够只混合不曝气,使废水处在重复的好氧-缺氧中,反应期的长短一般由进水水质及所要求的处理程度而定。③沉降阶段开始:当池内达到最高水位,停止进水并停止曝气与停止污泥回流,进入沉降阶段。在此阶段反应器内混合液进行固液分离,因该阶段在完全静止条件下进行,表面水力和固体负荷低,沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。④沉降阶段趋向结束,滗水阶段开始:此时不进水,停止曝气,滗水开始外派。当沉淀阶段结束,设置在反应池末端的滗水器开动,将上清液缓缓滗出池外。⑤滗水阶段及牌泥结束:此阶段滗水设备排出上清液直到最低水位,停止曝气,同时根据需要牌泥。在此阶段从反应池排出的剩余活性污泥泥龄长,已基本稳定。⑥进水闲置(待机)阶段:此时池内达到最低水位,开始进水。滗水后完成了一个运行周期,在实际操作中,滗水所需时间往往小于理论最大时间,故滗水完成后两周期间闲置时间就是待机期,该阶段可视废水的水质、水量和处理要求决定其长短或取消。CASS法与其它活性污泥处理技术比较有以下优点:①污泥活性较高,沉降、分离的效果好。CASS反应池内污泥SVI一般在100左右,沉降性能好,能有效抑制污泥膨胀,沉降时没有进出水,属于理想静沉,分离效果好。②耐冲击负荷CASS反应池为间歇进水和排放,本省就耐水量冲击负荷。同时,高浓度污水是逐渐进入反应池,有数小时进水时间,且进反应池的污水只占反应池容积的三分之二左右,有较好的稀释能力,因此也耐水质冲击负荷。③出水水质高相同条件下,CASS反应池一方面污泥活性高,降解基质速率快,另一方面,具有比完全混合式更高的基质去除率,具有一定的硝化反应池,能去磷脱氮。④与SBR工艺相比,增加了选择配水和污泥回流,因而具有更高的去除率和适应力。⑤CASS工艺排出的污泥浓度可达10g/L左右,因此与其它活性污泥法相比,CASS系统排出的剩余污泥量较少。⑥降低了造价,减少了用地,运行费用低。CASS系统不需要二沉池,减少了占地面积,降低造价,而且在进水开始一段时间不需要曝气,进行生物脱氮不需要再加碳源,溶解氧浓度梯度大,氧的利用率高,大大降低运行费用总之,整个CASS系统简易、可靠、稳定、灵活、低费。152023.4污水处理流程方案 3.4.1工艺流程图该淀粉厂生产废水处理工艺流程如图3.1所示。提取蛋白沼气外排淀粉废水格栅集水井气浮池调节池UASB集水井CASS集泥井污泥浓缩池污泥脱水间泥饼上清液压滤液图图3.1淀粉废水处理工艺图3.4.2工艺流程说明对该处理工艺流程作以下说明。该淀粉废水处理工艺由提取蛋白、厌氧生物处理和好氧生物处理3部分组成。提取蛋白采用气浮分离技术,淀粉生产车间的废水流过格栅,先去除大的悬浮物,然后进入集水井,集水井的废水泵入气浮池提取蛋白饲料,湿蛋白饲料经烘干制成干蛋白饲料。气浮分离后的废水流入调节池,以调节水量去除部分悬浮物。厌氧生物处理采用UASB技术,调节沉淀池废水用泵压入UASB进行厌氧生物处理,大部分有机物在UASB反应器中降解,反应过程中产生的沼气经水封罐、气水分离器、脱硫器处理后进入沼气储柜进行利用。UASB出水自流进入集水井,集水井是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物,其功能主要是去除厌氧出水的H2S等有害气体,增加水中的溶解氧,为好氧处理创造有利的条件。好氧生物处理采用SBR技术,集水井的出水进入SBR进行好氧生物处理,以进一步降解水中的有机物。调节池、UASB、SBR等处理单元产生的污泥排入集泥井,集泥井中的污泥泵提升至污泥浓缩池,污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水,产生的泥饼作为有机农肥外运。污泥浓缩池的上清液和污泥脱水间的压滤液排入集水井进行再处理。3.4.3各级处理效果表淀粉废水各级处理效果如下表3.2:表3.2淀粉废水各级处理效果表进水浓度(mg/L)出水浓度(mg/L)去除率(%)调节池COD8200738010BOD54200378010SS3000180040气浮池COD7380442840BOD53780207945SS180027085UASBCOD4428442890BOD52079207.990SS27010860CASSCOD442.844.2890BOD5207.910.4095SS10816.2854污水处理构筑物4.1格栅4.1.1设计说明格栅设于污水处理厂所有处理构筑物之前,或设在泵站前,用于拦截较大的悬浮物或漂浮物,防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞。同时,还能够减轻后续构筑物的处理负荷。由栅渣量不是很大,采用人工清渣。4.1.2设计参数格条间隙b=20mm;栅前水深h=0.3m;过栅流速0.7m/s;安装倾角a=60°,设计流量:Qmax=5200m3/d=216.7m3/h=0.060m3/s4.1.3设计计算①格栅的间隙数(n);取14式(4.1)式中:Qmax——进水流量,m3/sb——栅条间距,mh——栅前水深,m;取0.3mv——过栅流速,m/s;取0.7m/s②栅槽有效宽度(B)设计采用直径为10mm圆钢为栅条:即s=0.01m=0.01×(14－1)+0.02×14=0.41;取0.5m式(4.2)式中:S-栅条直径,mn-格栅的间隙数e-栅条的间隙,m③进水渠道渐宽部分长度设进水渠道内的流速为0.4m/s,进水渠道宽取B1=0.2m,渐宽部分展开角。=式(4.3)④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度式(4.4)⑤过栅水头损失:取k=3,β=1.79,v=0.6m/s;取50mm式(4.5)式中:h1-过栅水头损失,mk-系数,格栅受污染物堵塞后水头损失增加的倍数,k取3s——栅条宽度,me——栅条间距,mv——过栅速度,m/s取v=0.7m/s⑥栅槽总高度H栅前槽高H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m式(4.6)栅后槽高H=h+h1+h2=0.3+0.05+0.3=0.65m式(4.7)⑦栅槽总长度(L)式(4.8)⑧每日栅渣量=m3/s式(4.9)式中:K——1.5W1——0.06可知W<0.2m3/s,故采用人工清渣符合要求。4.2污水提升泵房4.2.1设计说明泵房作为一个完整污水处理厂的唯一动力来源,在污水处理厂中有着不可替代的作用。因此泵房的设计在设计污水处理厂的过程中也是尤为重要。在设计泵房时主要是确定泵房的流量、扬程已经选择泵和电机的型号。泵房形式取决于泵站性质,建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平,以及地形、水文地质情况等诸多因素。泵房形式选择的条件:①由于污水泵站一般为常年运转,大型泵站多为连续开泵,故选用自灌式泵房。②流量小于2m3/s时,常选用下圆上方形泵房。③大流量的永久性污水泵站,选用矩形泵房。④一般自灌启动时应采用合建式泵房。污水泵从集水井中吸水压至调节池,污水泵设置于地面上,不能自灌,设置引水筒。4.2.2设计计算①扬程:污水提升前水位为-2.55m,污水提升后水位为2.20m,污水总提升流程为4.75m,考虑到安全扬程(取2.0m),泵站内的总损失为1.5m,吸压水管路的总损失为1m,则可初步确定水泵的扬程H为:H=4.75+2.0+1.5+1.0=9.25m②选泵:根据已知流量和扬程,选择采用潜水排污泵,选三台泵(两用一备)。则每台流量为95.9m3/h。选100QW120-10-5.5潜水排污泵三台,参数如下:Q=120m3/h,扬程H=10m,轴功率N=5.5kW,η=77.2%③泵站类型的确定排水泵站的类型取决于进水管渠的埋设深度、来水流量,水泵机组的型号和台数、水文地质条件以及施工方法等因素。选择排水泵站的类型应从造价、布置、施工、运行条件等方面综合考虑,本次设计综合该工程中以上各因素确定泵站为合建式矩形泵站,进水方式为自灌式。本设计选用三台水泵,二用一备,因此每根吸水管的流量为:Q=216.7÷2=108.3m3/h④集水池集水井容积按最大一台泵5min出流量计算,则其容积为:集水井最高水位(与格栅槽连接)-2.55m,最低水位-4.05m,井底-4.55m,,平面尺寸6m×2m,安装三台100QW120-10-5.5潜水泵于集水井一侧地面上。4.3调节池4.3.1设计说明工业企业由于生产工艺的原因,在不同工段,不同时间所排放的污水差别很大,特别是操作不正常或者是设备产生泄漏时,污水的水质就会发生急剧恶化,水量也大大变化。这些问题都会给处理操作带来很大的麻烦,使污水处理设施难以维持正常的运行。因此在特征上波动比较大的污水有必要在污水进入处理主体前先将污水导入调节池进行均和调节处理,使其水量和水质都比较稳定,这样就能够为后续的水处理设施提供一个比较稳定和优越的操作条件。具体说来,调节池的主要作用体现在以下的几个方面:①提供对污水处理负荷的缓冲能力,防止处理系统负荷急剧变化。②减少进入处理系统污水流量的波动,使其处理污水时所用化学品的加料速率稳定,适合加料设备的能力。③在控制污水的PH值,稳定水质方面可利用不同污水自身的中和能力,减少中和作用中化学品的消耗量。④防止高浓度的有毒物质直接进入生物化学系统。⑤当工厂或其它系统暂时停止排放污水时仍能对处理系统继续输入污水,保证系统的正常运行4.3.2参数选取采用半地下钢混结构。停留时间:T=6h设计水量:Ｑ=5200m3/d=216.7m3/h=0.060m3/s调节池预计处理效果见表4.1表4.1调节池预计处理效果项目CODBOD5SS进水水质(mg/L)820042003000去除率(％)101040出水水质(mg/L)7380378018004.3.3设计计算①池子尺寸池有效容积:V=QT=216.7×6=1300.2m3取池总高H=6m,其中超高0.5m,有效水深h=5.5m则池面积:A=V÷h=1300.2÷5.5=236.4m2池长取L=20m,池宽取B=12m池子总尺寸为:L×B×H=20m×12m×6m②理论上每日的污泥量:10-3=6.47m3/h式(4.10)4.4气浮池4.4.1设计说明由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白,因此设一气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益,同时减轻后续处理构筑物的压力。该气浮池采用部分回流的平流式气浮池,并采用压力溶气法。气浮与絮粒进行重力自然的沉降、澄清工艺不同,它是依靠微气泡,使其粘附于絮粒上,从而实现絮粒强制性上浮,达到固、液分离的一种工艺。由于气泡的重度远小于水,浮力很大,因此,能促使絮粒迅速上浮,因而提高了固、液分离速度。4.4.2参数选取设计水量:Ｑ总=5200m3/d=216.7m3/h=0.060m3/s选用两个池子,因此每个单池的流量Q=0.060/2=0.030m3/s反应时间取15min,接触室上升流速取20mm/s,气浮分离速度取2.5mm/s,溶气罐过流密度取150m3/(h·m2),溶气罐压力取2.5kgf/cm2,气浮池分离室停留时间为15min。气浮池预处理效果见表4.2表4.2气浮预计处理效果项目CODBOD5SS进水水质(mg/L)738037801800去除率(％)404585出水水质(mg/L)442820792704.4.3设计计算①反应池:采用穿孔旋流反应池反应池容积m3采用两个池,则单池为27m3反应池取有效水深H=2.5m,则反应池面积S=W/H=27÷3=9m2孔室分4格:1.5m×1.5m×4个=9m2每格面积S1=S÷4=9÷4=2.25m2采用边长为1.5m的正方形平面T=1.5min取用v1=1.0m/s,v2=0.2m/s,中间孔口流速式(4.11)式中:表中孔口流速孔口面积f=式(4.12)水头损失h=1.06式(4.13)Vn-空口流速,m/sQ—流量,m3/stn—反应历时,minT—反应时间,取15minG—重力加速度,取9.81N/m2孔口旋流反应池计算如下表4.3:表4.3孔口旋流反应池计算孔口反应历时tn(min)孔口流速(m/s)孔口面积(m2)水头损失(m)进口处01.000.0600.054一、二格间T/4=3.750.670.0800.036二、三格间2T/4=7.50.480.1000.026三、四格间3T/4=11.250.330.1610.018出口处T=150.200.2650.0110.145②气浮池1)气浮所需的释气量:=式(4.14)2)所需空压机额定气量:m3/min式(4.15)故选用Z—0.025/6空压机两台,一用一备,设备参数:排气量0.025m3/min,最大压力6kgf/cm2,电动机功率0.375kw。3)加压溶气所需水量:m3/h式(4.16)故选用CK32/13L,设备参数:流量9m3/h,扬程H=5m,转速1450r/min,轴功率0.211kw,电动机功率0.55kw。4)压力溶气罐直径:因压力溶气罐的过流密度I取150m3/(h·m2)故溶气罐直径:式(4.17)选用TR—3型标准填料罐,规格d=0.3m,流量适用范围7-12,压力适用范围0.2-0.5MPa,进水管直径70mm,出水管直径80mm,罐总高(包括支脚)2580mm。5)气浮池接触室尺寸:接触室上升流速Vc=20mm/s,则接触室平面面积m2式(4.18)式中:Q—气浮处理的废水量,m3/hQp—回流加压水量,m3/hVc—接触室水流的上升流速,m/h接触室宽度选用bc=0.7m,则接触室长度(气浮池宽度)式(4.19)接触室出口的堰上流速v1选取20mm/s,则堰上水位H2=bc=0.7m6)气浮池分离室尺寸:气浮池分离室分离流速Vs=2.5mm/s,则分离室平面面积2式(4.20)分离室长度Ls=As÷B=13.06÷2.32=5.6m式(4.21)7)气浮池水深H=Vst=2.5×10-3×15×60=2.25m式(4.22)式中:t—气浮有效时间s,取15min8)气浮池的容积W=(Ac+As)H=(1.63+13.06)×2.25=33.0m3式(4.23)总停留时间T=min>15min式(4.24)符合要求接触室气水接触时间tcHc=H-H2=2.25-0.7=1.55m式(4.25)tc===77.55s(>60s)式(4.26)气浮池集水管:集水管采用穿孔管,全池共用两根(管间距1.04m),每根管的集水量m3/h,选用直径Dg=200mm,管中最大流速为0.51m/s。如允许气浮池与后续UASB工艺有0.3m的水位落差(即允许穿孔集水管孔眼有近于0.3m的水头损失)则集水孔口的流速=2.35m/s式(4.27)每根集水管的孔口总面积2=0.010m2式(4.28)设孔口直径为20mm,则每孔面积w0=0.000314m2孔口数n==32个气浮池长为6.0m,穿孔管有效长度L取5.0m,则孔距=0.188m释放器的选择与布置:溶气压力2.5kgf/cm2,及回流溶气水量8.42m3/h,采用TS-78-Ⅱ型释放器的出流量为0.76m3/h。则释放器的个数N=8.77/0.76≈12只,释放器分两排交错布置,行距0.3m,释放器间距(2.20×2)/12=0.37m.10)气浮系统的其它设备刮渣机采用TQ-1型桥式刮渣机,其技术参数:气浮池池净宽2～2.5m,轨道中心距2.23～2.73m,驱动减速器型号:SJWD减速器附带电机,电机功率0.75kW。4.5UASB工艺4.5.1设计说明UASB即流式厌氧污泥床,是本污水处理工程的主体处理构筑物。基本原理是:废水中的有机物在厌氧条件下,经微生物降解,转化成甲烷、二氧化碳等,所产生气体(沼气)含甲烷大于70%,可作为能源再次利用,用于锅炉燃烧等,既去除了有机污染物又回收了能源。UASB反应器的主体是内装颗粒厌氧污泥的容器,在其上部设置专用的气、液、固分离系统,即三相分离器,它能够使反应器中保持高活性及良好沉淀性能的厌氧微生物,从而在工艺上较一般厌氧装置的效率高,节省投资与占地面积。UASB的控制技术关键为三相分离器、布水系统的结构设计及该装置的合理的运行条件的控制。4.5.2设计参数参数选取:容积负荷(NV):7kgCOD/(m3.d)污泥产率:0.1kgMLSS/kgCOD产气率:0.5m3/kgCODUASB工艺预计处理效果见表4.4表4.4UASB工艺预计处理效果项目CODcrBOD5SS进水水质(mg/L)44282079270去除率(%)909060出水水质(mg/L)442.8207.9108设计水量:Q=4600m3/d=191.7m3/h4.5.3反应器容积计算①UASB的有效容积:V有效==3201m3式(4.29)②取水力负荷:q=0.40m3/(m2.h)水力表面积:A=Q÷q=216.7÷0.40=541m2式(4.30)有效水深:h=V÷A=3201÷541=5.9m;取h=6m式(4.31)③采用4座相同的UASB反应器V1=A÷4=3201÷4=800m3式(4.32)取h=6.5m,则A1=V1÷h=800÷6.0=133.3m式(4.33)设UASB池为矩形:则L×B=15m×9m④实际表面水力负荷:q1=Q÷A=216.7÷(4×133.3)=0.41m3/(m2.h)<1.0m3/(m2.h)式(4.34)符合要求4.5.4配水系统设计本系统设计为圆形布水器,每个UASB反应器设24个布水点①参数每个池子流量:Q1=216.7÷4=54m3/h②三角架型计算每个孔口服务面积:a=L×B÷24=5.6m24.5.5三相分离器设计①设计说明:三相分离器要具有气(沼气)、液、固(微生物)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、气相分离器的设计。②沉淀区设计:三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相似。主要考虑沉淀区的面积和水深。面积根据废水量和表面负荷来决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还能够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/h;2)沉淀器斜壁角度约为500,使污泥不致积聚,尽快落入反应区内;3)进入沉淀区前,沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h;4)总沉淀水深应≥1.5m;5)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。沉淀器(集气罩)斜壁倾角θ=50°沉淀区面积:A=L×B=133.3m2表面水力负荷:=0.423m3/(m2.h)<1.0m3/(m2.h)式(4.35)符合要求③回流缝设计取超高h1=0.3m,h2=0.5m,下三角形集气罩的垂直高度:h3=2.2m下三角形集气罩斜面的水平夹角θ=50°下三角形集气罩底水平宽度:b1=h3÷tanθ=2.2t÷an50°=1.85m式(4.36)b2=(9—2×1.85)2÷=2.15m下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v1,可用下式计算:V1＝0.40m/h＜2m/h,符合要求式(4.37)式中:Q1反应器中废水流量,m3/hS1下三角形集气罩回流缝面积,m2上下三角形集气罩之间回流缝中流速(v2)可用下式计算:V2=Q1÷S2式(4.38)式中:S2—为上三角形集气罩回流缝之面积V2=216.7÷(4×10×2.5)=1.97m/h<2m/h取回流缝宽:CD=1m,大集气罩下底宽:CF=2.5m则单面宽为1.25m④气液分离设计d=0.01cm(气泡),T=20℃,ρ1=1.03g/cm3,ρg=1.2×10-3g/cm3,β=0.95γ=0.0101cm2/s,μ=γρ1=0.0101×1.03=0.0104g/(cm·s)一般废水的μ＞净水的μ,故取μ=0.02g/(cm·s)由斯托克斯公式可得气体上升速度为:式(4.39)=0.266cm/s=9.58m/hVa=V2=1.97m/h,则=4.98上集气罩上部长为13m,下面为15m,则:上下长比为15/13=1.15m则:4.98>1.15m,符合⑤出水系统设计采用锯齿形出水槽,槽宽0.2m,槽高0.2m⑥排泥系统设计产泥量为:4428×0.85×0.1×5200×10-3=1904.48kgMLSS/d每日产泥量1904.48kgMLSS/d,每个UASB日产泥量476.1kgMLSS/d,各池排泥管选钢管DN600mm×2排泥管,每天排泥一次。⑦产气量计算1)每日产气量:4428×0.85×0.5×5200×10-3=9522.3m3/d每个UASB反应器产气量:Gi=G÷4=9522.3÷4=2380m3/d=99.1m3/h2)沼气集气系统布置由于有机负荷较高,产气量大,每两台反应器设置一个水封罐,水封罐出水的沼气分别进入分离器,集气室沼气出气管最小直径DN100,且尽量设置不短于300mm的立管出气,若采用横管出气,其长度不宜小于150mm,每个集气室设置独立出气管至水封罐。沼气管道压力损失一般很小,可近似认为管路压力损失为零。3)水封罐的设计计算设于反应器和沼气柜之间,起到调整和稳定压力,兼作隔绝和排除冷凝水之用。UASB反应器中大小集气罩压力差为:△p=p2-p1=2.5mH2O-1.0mH2O=1.5mH2O。式(4.40)故水封罐中该两收气管的水封深度为1.5mH2O,取沼气柜压力p≤0.4mH2O。则水封罐所需最大水封为H0=p2-p=2.5-0.4=2.1mH2O式(4.41)取水封罐总高度为H=2.5m,直径φ1800mm,设进气管DN100钢四根,出气管DN150钢一根,进水管DN52钢一根,放空管DN50钢一根,并设液面计。4.6配水井4.6.1设计说明配水井的作用是将UASB反应池出水均匀分配到CASS各个反应池中。若配水不均匀,各个池的负担不同,一些构筑物可能会出现超负荷,而另一些构筑物又未充分发挥作用。为实现均匀配水,故设计配水井4.6.2设计参数①取3min停留时间②去污泥回流比R=50％③流量Q=5200m3/d4.6.3尺寸计算①配水井水量:V水=5200×1.5×180÷(24×60×60)=16.25m3式(4.42)②设计采用圆形的配水井:圆形直径3m,水深2.5m,超高0.5m,则配水井部分体积式(4.43)③进水管流速:V1=0.75m/s进水管截面积:A1=Q÷V=0.08m2式(4.44)进水管直径:,取0.3m式(4.45)④由工艺可知,配水井有一个进水管,三个出水管,出水管流速:V2=0.95m/s出水管截面积:A2=Q÷3V2=0.021m2式(4.46)出水管直径:D2==0.159m;取0.16m式(4.47)4.7CASS工艺4.7.1设计说明CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循环活性污泥法的简称,又称为循环活性污泥工艺CAST(CyclicActivatedSludgetechnology),是在SBR的基础上发展起来的,即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器,实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排水。CASS系统不需要二次沉淀池,减少了占地面积,降低了造价,而且在进水开始一段时间内不进行曝气,进行生物除氮不需要外加碳源,溶解氧浓度梯度大,氧利用率高,大大降低了运行费用。CASS工艺预计处理效果见表4.5:表4.5CASS工艺预计处理效果项目CODcrBOD5SS进水水质(mg/L)442.8207.9108去除率(%)909585出水水质(mg/L)44.2810.4016.24.7.2曝气池①曝气时间ta:设混合液污泥浓度X=2500mg/L,污泥负荷Ns=0.1kgBOD/kgMLSS,冲水λ=0.24则:==0.79h;取5h。式(4.48)②沉淀时间ts:设计水温为20℃,当污泥浓度小于3000mg/L时,污泥界面沉降速度为:式(4.49)=2.48m/h设计曝气池水深为H=5.0m,缓冲层高度,沉淀时间式(4.50)=0.7h取1小时。设排水时间td=0.5h③整个运行周期时间:=5.0+1.0+0.5=6.5h式(4.51)每天运行次数n2=24/6.5=3.7次④曝气池容积V:设计4个反应池,即n1=4==1463m3式(4.52)⑤复核出水溶解BOD5:根据设计水质,出水溶解性BOD5＜20mg/L,设计中的出水水质中溶解性BOD5为:式(4.53)=6.34mg/L＜20mg/L计算结果符合要求。4.7.3剩余污泥量①计算剩余污泥:20℃活性污泥的自身氧化系数Ka(20),式(4.54)=0.06d-1其中:Kd—活性污泥自身氧化系数典型值,Kd(20)=0.06。1)剩余污泥量:=0.6×5200×-0.06×1899××0.75××3×3.7=134.8kg/d式(4.55)2)剩余污泥量:=5200×(1-0.7×0.75)×=226.7kg/d