罐头厂废水处理设计

毕业设计(论文)设计(论文)题目：1300m³/d罐头厂废水处理设计环境监测与治理技术专业学生戴俊科指导教师彭明江随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，旅游事业大力发展，罐头食品的需求量急剧增加。今年来，食品罐头生产发展很快，改建、扩建和新建许多食品罐头罐头厂。因为在生产中产生大量有机废水，所以，建设罐头厂的同时，应考虑污水处理。因此，本文的主要研究对象为中高浓度的罐头厂生产废水，研究路线为通过理论分析和实际考察采用隔油+水解法+A0工艺处理中高浓度的罐头生产加工废水。对应用隔油+水解法+A0工艺处理面包厂废水实际工程的设计、建设和运行结果进行了较为深入的分析。概述了罐头生产废水的来源、特点、治理的意义及国内外对该类废水处理工艺的研究和应用现状；系统地论述了水解法的原理和发展，并对隔油+水解法+A0法的特点进行了说明。通过对已经投入生产的A0工艺处理站的了解和分析，较深入地探讨了隔油+水解法+A0法该类废水的运行参数，系统研究了各单元的运行效果、效率、影响因素及控制条件等，并从中得到最优的工艺路线和最优的设计、运行参数，以期为同类废水的处理提供了可靠地参考价值。本次设计出水水质达到《罐头厂废水污染排放标准》一级标准，符合国家要求和地方标准。increasedsharply.Recegrowingnumberofcanningfactoriesareunderconstruction,andsomeofwhichareaccomplishedwiththeconstructionofcanningfactoriwhosemainrouteistousetheoiltheoilremoval+hydrolysis+AOthighconcentrationofconstructionandoperationofbAOareapplied.Thispaperalsogivesabrieficharacteristicsandcharacteristicsoftheoilremoval+hydrprocessofproduction.Thispapergainsadeeperdiscussionontheoperationalparametersoftheoilremoval+hydrolysis+AO,andadeeperanalysisoftheunit.AllthepaperwantstogainisareliablerefThedesignedwaterreleasereachestheprimarystanremoval,hydrolysis目录 I 1 2 3 3 31.1.2鱼贝类和肉类罐头加工简介 4 41.3罐头厂废水处理的意义 41.4罐头生产废水工艺简介 5 5 6 6 7 72.2.1设计项目 72.2.2设计研究主要内容 72.3设计范围 72.3.1设计依据 82.3.2设计原则 8 8 92.5.1废水处理工艺流程及简介 92.5.2工艺简介 9第三章各污水处理构筑物的选型和设计计算 3.1格栅间 3.1.2细格栅设计 3.3.1水质调节池 3.3.2水量调节池 3.3.3调节池选择及调节池容积确定 3.4.1平流隔油池设计原理 3.4.3平流隔油池设计容积 3.4.4平流隔油池过水断面 3.4.5平流隔油池间数 3.4.6平流隔油池分离区长度 3.4.8破乳方法 3.5沉淀池 20 3.6水解酸化池 3.6.1水解酸化池的作用 3.6.2水解酸化池的具体作用和实际运用情况 3.6.3水解酸化池的设计参数 3.6.4水解酸化池的设计计算 273.7.2A/O工艺流程 3.7.3结构特点 3.7.5A/O工艺的相关计算 3.8二沉池 3.8.1二沉池的主体设计 3.8.2进出水系统计算 3.8.3排泥量计算 V4.1各流程对污水的处理效率及进出水水质 474.2出水水质与排放标准 47 1前言罐头不仅是一种方便食品，也是营养品之一。随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，旅游事业大力发展，罐头食品的需求量急剧增加。进年来，食品罐头生产发展很快，改建、扩建和新建许多食品罐头罐头厂。艺最有效和经济的处理方法之一，特别在废水量大的情况下更是如此。由于罐头加工废水的水量一般都较大，因此，水解法+AO处理工艺是罐头加工废水处理采用得最普遍的主题工艺。又由于罐头加工废水中含有大量的非溶解性的果皮、油脂等杂物，同时肉类加工废水的水质水量在24h内变化较大，为了防止物理方法(如格栅、调节、撇渣、隔油、沉淀、气浮等)和化学方法也常常与目前开发出来的处理罐头厂废水的工艺很多，但真正进行工业应用的方法仅是有限的十几种，但是对于中小型罐头厂废水的处理，水解法+AO工艺设备较其他工艺较为便宜，是应用的最广泛成熟经济的一种工艺，所以选择水解法+AO工艺是符合中国国情的。2hydrolyzedstrongAOprocessofhydrolysisoftheapproach,especiallyinthelargeamountofwastewater.Cannedfoodprocessiwastewatervolumeofwaterisgenerallylarger,sothehydrolystheloadofthehydrolysistreatmentfacilitiesandstabilitytohydrolysistodealwiththetreatmenteffectoftheprocess,somephysicalmethods(suchasthegrille,regulation,scum,greasetraps,sedimentation,flotation,etc.)andchemicpretreatmentpriortobiologicaltreatmenDevelopedtheprocessofdefactory,wastewatertreatment,hydrolysisAOprocessequipmentischeaperthantheKeyword:Canningfoods,hydrolysis,grill,adjust,scum,greasetraps,3第一章绪论随着我国国民经济的增长，人民生活水平的提高，人们对于物质的需求也随之增加，既方便又营养的食品是人们一直在追求的，罐头食品无疑是最好的选择。由此，罐头加工工业得到空前发展，规模不断扩大，也为罐头厂废水处理奠定了经济基础和客观条件。如何选择合理的工艺处理废水是必须考虑的问题，在我国，食品罐头污水处理开展较迟，运行的生产性设施较少。采用水解法+AO工艺处理该类废水，成本低，效果较为显著,适合在我国罐头食品厂的广泛使用。罐头制品品种繁多，主要有蔬菜水果罐头、肉类罐头和鱼贝类罐头。水果罐头中有糖汁类和果酱类，其中又以糖汁类罐头为多，如橘子、桃、梨、山楂、菠萝等，都是常见的糖汁类罐头。水果罐头生产工艺的主要程序有：洗净、去皮、装罐、封罐及杀菌、设备及器具洗涤等。水果罐头的生产工艺流程如下图所示：原料→加热剥皮分割水浸酸处理水洗碱处理晾晒冷却废水图1-1水果罐头生产工艺流程图蔬菜类罐头有蘑菇、竹笋、龙须菜、豌豆等。主要生产工序是：水洗去除原料表面砂土颗粒；热水浸泡，分割；水煮、晾晒；调味装罐等。废水来自水洗和水煮工序。废水中含有砂土等无机杂质和有机物。41.1.2鱼贝类和肉类罐头加工简介鱼贝类和肉类罐头有多种多样的生产制作方法，主要是水煮、清洗、油炸、红烧、加番茄汁等，其制品还包括红肠、火腿等肉制品。鱼贝类和肉类罐头的生产工艺包括：冷冻原料解冻；去除血污和分割洗净；蒸、煮、油炸；装罐密封和杀菌处理；设备和器具洗涤。因上述工序中排出的废水中含有肉渣、血污等有机污染物，其中氮和脂肪类化合物含量较高。图1-2为鱼贝类罐头生产工艺流程图。冷冻的原料在空气或水中解冻，去除头、内脏、骨和血污等，用清水或盐水洗净精肉，在此过程中将产生数量较多的废水。洗净的鱼肉蒸煮后晾干装罐，再加入适量精盐、调味品和植物油。而后密封、高温杀菌、冷却，即成为罐头制品。在水煮汤液中含有大量有机物。鱼类罐头生产中割下来的头、内脏等废弃物，一般制成鱼粉，煮汤经过浓缩后回收利用。猪、牛、羊等肉类罐头的生产工艺与鱼贝类罐头大体相似，所排废水中含有大量有机物和脂肪，易腐败发臭。密封加热杀菌冷却→成品废水图1-2鱼贝类罐头生产工艺流程图1.2罐头厂废水特点罐头厂废水的特点可概括为：悬浮物(SS)较高，一般在1000~1200mg/L;CODcr含量高，一般在4000~4800mg/L;BOD₅含量也高，一般1000~1500m³/d。水质混浊，容易腐蚀，容易发臭，容易对环境造成严重污染。1.3罐头厂废水处理的意义5回收利用罐头厂废水级处理预处理图1-3罐头生产废水处理简介国外应用于生产和研究的处理罐头生产废水发的技术工艺有深井曝气法、活性生物滤池法(ABF法)、稳定塘工艺、软性填料二段接触氧化法、延时曝(1)深井曝气法深井曝气法是一种高效生物处理的活性污泥工艺，这种方法60年代起源于英国，处理设施一般包括前处理、深井曝气和液固分离三部曝气池，一般直径1～6m,深度50～I50m,井分隔成下降管和上升管两部分，可(2)活性生物滤池法活性生物滤池法即为ABF(ActivatedBioFilter)法，条做成的框架，水平放置，层间有空隙有利通风，污水自上而下逐层滴溅充氧，6(3)稳定塘工艺稳定塘工艺可分为好氧塘、兼氧塘、厌氧塘和生物塘(包括养鱼塘、人工植物塘)。采用厌氧塘、兼性塘和好氧塘串联系统处理肉类加工且处理周期非常漫长，不适合本次设计的肉类加工废水的处理。(4)软性填料二段接触氧化法接触氧化一般以蜂窝填料为床繁殖微生物，软性填料是一种维纶纤维束。价格低廉、比面积大(理论值为2472m²/m³)、着在填料上的生物膜多数是发育极好的垂丝状菌胶团，并有大量丝状菌穿插其间，形成密集的生物群体，增进了污水与微生物的接触表面积。(5)延时曝气活性污泥法延时曝气的工艺特征是有机物负荷低，曝气时间长(一般在1d以上),微生物生长处于内源代谢阶段。因此基本无污泥外排，气池。国内采用的卡鲁塞尔型氧化沟BOD₅的去除率在98%左右，总氮的去除率在90%左右。入城市污水系统进行处理，采用的活性污泥亚，氧化塘是肉类加工废水处理采用最普遍的方法；法国采用絮凝-气浮和生物处理(包括卡鲁塞尔池等),气浮用作生物处理前的预处理；英国采用高负荷生性污泥法、生物滤池和普通活性污泥法。泥法、卡鲁塞尔完全混合曝气池、生物吸附(AB法)池等；70年代末，一些单位进行了生物转盘(筒)处理肉类加工废水的试验，并在几家工厂中得到应用；射流曝气串联工艺处理肉类加工废水的试验；从90年代开始，酸化水解+AO工艺在罐头厂废水处理中获得成功应用并迅速推广第二章1300m³/d的罐头厂废水处理工程设计72.1毕业设计罐头厂废水处理方案的选择本次设计采用集水池(调节池)+格栅+隔油池+沉淀池+酸化水解+AO工艺进行罐头生产废水的处理，因为罐头厂排水集中在生产的原料的清洗、解冻和蒸煮阶段，出水的不均衡性很容易处理设施造成大的冲击，设计调节池主要调节水质水量，避免对水解酸化池造成大的冲击负荷，稳定工艺运行条件参数和为酸化水解池创造了有利条件，调节池的外加动力搅拌，以及平流式隔油沉淀池的平流进水，丙烯酰胺的共聚物的投加都能达到破乳除油和除去SS的目的设计目的，水解酸化有助于有机物和油脂的降解。酸化水解法处理罐头生产废水，取其厌氧处理的前两个阶段(水解阶段、酸化阶段),不需密封及搅拌，在常温下进行即可提高废水的可生化性。由于水解酸化反应迅速，故池容小，停留时间短，水解酸化反应能适应较大的水质范围，出水水质稳定，为后续的AO工艺除磷去氮做好了充分的前期因此，选择水解酸化+AO工艺处理罐头厂废水是较为合理的。2.2设计项目和内容设计项目是：罐头厂生产废水的处理，这次设计项目来源于成都电子机械高等专科学校机电工程系环境监测与治理技术环境教研室，力争通过本次课题设计来综合学习期间学到的环境课程的知识，提高专业设计技能，为以后的工本次设计研究的主要内容是集水池(调节池)+格栅+隔油池+沉淀池+酸化水解+AO工艺处理肉联厂加工废水1300m³/d的工艺流程中每个单元的设计参(1)(中小型)罐头厂废水隔油处理工艺设计计算(2)酸化水解处理工艺设计计算(3)A0工艺设计计算(4)进出水系统设计8《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国水污染防治实施细则》《罐头加工工业水污染物排放标准》《污水综合排放标准》《室外排水设计规范》设计任务书；同类行业同规模水质资料；原有废水处理站设计等。(1989年12月);(2008年6月);(1989年7月);2.3.2设计原则(1)贯彻执行国家有关环境保护的政策，按照国家颁布的有关法规、规范及标准进行设计。(2)充分利用已有的工程条件，使新建部分与已有工程紧密衔接。(3)根据设计进水水质和排放标准的要求，改造部分污水处理选用工艺技术先进，处理效果好，操作管理简单，运行稳定可靠，占地面积少，工程投资省和运行费用低的方案。(4)选用性能可靠、效果好，能耗低的国内先进设备。(6)自动化控制程度高，降低劳动强度。根据环境教研室提供水质报造，本设计按常规处理工艺进行设计，出水水质达到GB13457-92《罐头加工工业水污染物排放标准》一级标准。表2-1废水水质(mg/L)氨氮参数本次设计中的执行标准属于GB13457-92中1992年后新建厂的执行表三执行标准表2-2排水标准(mg/L)氨氮参数92.5食品厂废水工艺简介废水入口废水入口格栅间出水二沉池剩余污泥调节池泵好氧池缺氧池污泥回流平流隔油池沉淀池酸化水解池第三章各污水处理构筑物的选型和设计计算格栅是由一组平行的金属栅条或筛网、格栅柜和清渣耙三部分组成，安装在污水渠道上，泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部。格栅主要作用是将污水中的大块污染物拦截出来，否则这些大块污染物将堵塞后续单元的机泵或格栅按不同的方法可以分为不同的类型。按格栅条间距的大小不同，格栅分为细格栅、中格栅和粗格栅3类，其栅条间距分别为4～10mm,15～25mm和大于40mm。按清渣方式不同，格栅分为人工除渣格栅和机械除渣格栅两种。人工清渣按栅耙的位置不同，格栅分为前清渣式格栅和后清渣式格栅。前清渣式格栅要顺水流清渣，后清渣式格栅要逆水流清渣。按形状不同，格栅分为平面格栅和曲面格栅。平面格栅在实际工程中使用较多。按构造特点不同，格栅分为抓扒格栅、循环式格栅、弧形格栅、回转式格此设计中设计两个格栅，污水先通过中格栅，去除污水中不溶解大颗粒杂物，在进入细格栅，进一步去除污水中的不溶解小颗粒杂质。在所需要截留污物量较少时，一般格栅都设置为人工清理的格栅。这种格栅用直钢条制成，按50°~60°倾角安放，这样可以增加有效格栅面积40%~80%,而且便于清洗和防止因堵塞而造成过高的水头损失。格栅设计的原则：人工清除格栅栅条间隙以25～40mm为宜。考虑由于污设计草图3—1为：2aI1Hl图3—1格栅示意草图设计计算：(1)栅条的间隙数目：n——栅条间隙数，个；栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3米，取0.2米。设栅条宽度S=10mm则栅槽宽度B=S(n-1)+bn(3)进水渠道渐宽部分长度式中L——进水渠道渐宽部分长度，m;a₁——渐宽部位展开角，取20°。(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度(5)通过格栅的水头损失：式中h₁——过栅水头损失，m;k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，当为矩形断面(6)栅后总高度：式中H₁——栅前渠道深，m;H₁=h+h(8)每日栅渣量式中W——每日栅渣量m³/d;W₁——栅渣量(m³/10³m³污水)取0.1-0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值，这里取0.05;Kz——污水流量总变化系数，取1.7。所以检验得出：每日栅渣量0.04m³/d<0.3m³/d,采用人工清栅才符合要求。最后栅渣用汽车运出。罐头厂污水经过中格栅后，进入细格栅，进一步去除污水中的小颗粒不溶解杂质。3.1.2细格栅设计设计中取格栅栅条间隙数b=0.005m,格栅栅前水深h=0.5m,污水v=0.5m/s,每根格栅条宽度S=0.01m,进水渠道宽度B₁=0.1m,栅前渠道超高h₂=0.3m,每日每1000m³污水的栅渣量W₁=0.04m³/10³m³。格栅的宽度：B=S(n+1)+bn=0.01(12+1)+0.0进水渠道渐宽部分长度：进水渠道渐窄部分长度：L₂=0.5L=0.5×0.1通过格栅的水头损失：取栅条断面为锐边矩形(K=3,β=2.42)每日栅渣量0.03m³/d<0.3m³/d,采用人工清栅，最后栅渣用汽车运走。污水从格栅间出来之后，由泵抽至调节池进行水量、水质调节，再进行后续设计中，我们选用KWQ型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表表3-1QW型潜水排污泵性能表型号最大颗粒直径/mm流量扬程m转速功率泵效率使用条件：水温不超过60℃、液体的pH值为4~10、颗粒直径15~200mm。水质调节池的任务是对不同时间或不同来源的污水进行混合，使流出的水质较均匀，水质调节的基本方法有两种，即外加动力调节和差流式调节。(1)外加动力调节池外加动力调节就是采用外加叶轮搅拌、鼓风曝气搅拌、水泵循环等设备对水质进行强制调节，它的设备比较简单，运行效果好，但运行费用高。(2)采用差流式调节池水质调节采用差流方式进行强制调节，使同时间和不同浓度的污水进行水质自身水力混合，这种方式基本上没有运行费用，但设备复杂，包括了对角线调节池和折流调节池两种。3.3.2水量调节池污水处理中水量调节有两种方式，一种为线内调节，另一种是线外调节。(1)线内调节池线内调节池进水一般采用重力流，出水用泵提升。(2)线外调节池线外调节池设在旁路上，当污水流量过高时，多余污水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，再从调节池回流至集水井、并送去后续处理。它的优点就是进水不受进水管高度限制，但被调节水量需要两次提升，消耗动力大。3.3.3调节池选择及调节池容积确定通过论述，我比较后，决定本次设计采用改进型线内水量水质调节池，即在线内水量调节池上安装一台搅拌设备，可以达到调节水质和破乳的目的，破乳后的污水更有利于隔油。调节池调节水量一般占一天流量的25%,考虑到肉联厂未来的发展，势必要扩大规模，本次设计采1500m³/d来设计调节池，选用矩形池子，为半地下式，为钢筋混凝土结构。Q——进水流量，m³/d;T——调节时间，h。取调节时间T为6h,则：V=Q·T=1300÷24×6=325(m³)(取350m³)调节池尺寸。取池内有效水深h为4m,则调节池平面面积为：取S=90m,长L=10m,宽B=9m,平面尺寸为10m×9m。设定废水处理站室外地坪为±0.000m,进水渠内水面标高为-0.700m。调节池超高取0.3m,则调节池实际水深为H=0.7+0.3+4=5m。所以调节池最终尺寸为长×宽×高=10m×9m×5m。3.4平流隔油池平流隔油池的设计主要是为了去除污水中的浮油，乳状物，再破乳阶段需要添加一些破乳剂，如丙烯酰胺的共聚物等。如图3-2所示为平流隔油池的立面图：进水水流方向→挡水板集油管排泥阀刮油刮泥机进水格栅出水图3-2平流隔油池立面图原则上讲，隔油池和沉淀池是相同的，前者是水中的油珠浮升至水面，而后者是水中的悬浮物等物质沉降至池底，都可以应用斯笃克斯定理数学公式求得油珠的上浮速度和悬浮物的沉降速度。平流隔油池正是在理想沉淀池四项假设的基础上，应用斯笃克斯定理数学公式求得油珠上浮速度，经实验得出油珠浮升的运行规律及油珠浮升到水表面所需时间，从而得出平流隔油池工艺设计步骤。平流隔油池的主要设计参数见表3-2所示表3-2平流隔油池的主要设计参数序号平流隔油池设计参数1进水PH值应在6.5~8.5范围内2宜采用自留进水避免剧烈搅动3去除油粒粒径≥150um4停留时间1.5~2h(暴雨时≥40min)5水平流速10mm/s6单池宽6、4.5、3.2、2.4m等，长宽比≥478集泥槽按8h沉渣量计，含水量按99%计9池内刮油泥机速度不超过15mm/s集油管管径为200~300mm,池宽4.5m时，串联数小于4根排泥阀直径≥200mm,端头应设压力水冲泥在寒冷地区池内宜设加热设施池底应设非燃烧材料盖板，并设蒸汽消防池体不少于两间，并能单独工作式中V——平流隔油池设计容积，m³;t——污水在池内停留时间，取2h,则：3.4.4平流隔油池过水断面式中vp——污水在池中的平均水平流速，m/s;一般取0.002~0.005,这里取0.002,则：3.4.5平流隔油池间数B——平流隔油池的宽度，一般在2~6m,这里取3.8m;H₀——平流隔油池的有效水深，一般在1.8~2m;这里取1.8m,则：所以应设计2间平流隔油池进行隔油。3.4.6平流隔油池分离区长度3.4.7平流池设计参数校正,符合要求；深宽比,位于0.3~0.5之间，符合要求。设超高0.4m,所以，平流隔油池的设计参数为：长16m;深1.8m+0.4m=2.2m;隔油池最终体积为：V=16×3.8×2.2=3.4.8破乳方法(1)投加换型乳化剂；(2)投加盐类、酸类；(3)投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂；(4)搅拌；(5)过滤；(6)改变温度；(7)添加混凝剂。用于沉淀的构筑物称为沉淀池，沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板斜管沉淀池。本次设计采用的是平流式沉淀池。平流式沉淀池是使用最早的一种沉淀设备，由于它结构简单、运行可靠，对水质适应性强，故目前仍在采用。通过对平流式沉淀池的研究，可以帮助理解各种沉淀设备的原理、水力学条件及工艺参数。平流式沉淀池一般是一个矩形结构的池子，常称为矩形沉淀池。整个池子可分为进水区、沉淀区、出水区和排泥区。3.5.1平流式沉淀池主要尺寸的计算已知条件：水厂的设计水量Q=1300m³/d,其余数据可根据情况自行而定。(1)设计参数的确定设计中去除率为80%,应去除的最小颗粒的沉降速度为0.4mm/s(1.44m/h)即表面负荷q=1.44m³/(m²·h),沉淀时间t=60min。为使设计留有余地，对表面负荷除1.5及沉淀时间乘1.75系数。则设计表面负荷为设计沉淀时间to=1.75t=1.75×60=105min=1.75h设计污水量：(2)沉淀区各部分尺寸总有效沉淀面积采用1座沉淀池，每池表面积A=56.43m²,每池的处理量Q=54.17m³/h,则沉淀池有效水深为：池宽B取3.5m,则池长为：长宽比核算：(3)污泥区尺寸：设计中污泥含水率为96%,则每日产生的污泥量为每座沉淀池的污泥量(4)污泥斗容积：污泥斗上口采用3500mm×3500mm;污泥斗下口宽采用300mm×300mm;污泥斗斜壁面与水面夹角为60°上口面积f=3.5×3.5=12.25m²,下口面积f₂=0.3×0.3=0.09m²排泥管直径：污泥斗高度：污泥斗容积：因为V<W,3V>W,所以每座沉淀池设计3个漏斗，可以贮存1d污泥量。固沉淀池总高度(用刮泥机)为H=h+h+h₃+h₄=0.3+1.68+0设流入口至挡板距离为0.5m,流出口至挡板距离为0.3m,则沉淀池总长度平流式沉淀池计算草图见图3-3污水能否进行生化处理，尤其是否适用于生物脱氮除磷工艺，取决于污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长需要，因此必须分析相关的进水指标。污水BOD₅/CODer值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。根据工程经验，一般认为BOD₅/CODer>0.45可生化性较好，BOD₅/CODer<0.3较难生化，BOD₅/CODer<0.25不易生化。本项目BOD₅/CODer=0.67,可见其生化性较好。(二)一般厌氧发酵过程可分为四个阶段，即水解阶段、酸化阶段、酸衰退阶段和甲烷化阶段。而在水解酸化池中把反应过程控制在水解与酸化两个阶段。在水解阶段，可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子物质。在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸等。水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开，此阶段废水经过水解酸化池后可以提高其可生化性，降低污水的pH值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造了有利条件。因此，设置水解酸化池可以提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果，减轻好氧系统的有机负荷，使整个系统的能耗相比于单独使用好氧系统大为降低。水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H₂O电离的H⁺和OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+,一端加入OH,可以将长链水解为短链、支菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的不一定有变化的，这要根据在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物，这也就是调试阶段工艺控制好以后，处理效果会逐步提高的原因之一。水解工艺在设计时要考虑污水中有机物的性质，确定水解的工艺设计，水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、(1)水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质，将环状结构转化为链(2)水解酸化处理有机废水，取其厌氧处理的前两个阶段(水解阶段、酸化阶段),不需密封及搅拌，在常温下进行即可提高废水的可生化性。由于水解酸化反应迅速，故池容小，停留时间短，水解酸化反应能适(3)停留时间不是越长越好的，印染行业大致在14小时左右，生活污水就短了，大致在3小时左右。水解酸化能去色，而好氧是不行的。也是(4)有两种水解酸化池，一种是设置搅拌，使泥水充分混合，另一种是形3.6.3水解酸化池的设计参数(1)池深H:应大于5.5～6m;(2)容积负荷N_v=2～2.5kgCOD/(m³.d);(3)水力停留时间：6～8h;(4)污泥浓度：MLSS=10～20g/L;(5)溶解氧：小于0.2～0.3mg/L,用氧化还原电位之-50～+20mv;(7)水温尽可能高，大于25摄氏度效果较好；(8)配水：由配水区进入反应区的配水孔流速v=0.20～0.23m/s;v不宜3.6.4水解酸化池的设计计算(1)水解酸化池容积计算式中V——水解池容积，m³;HRT——水力停留时间，取HRT=6h。Q——平均日平均时污水量(L/s)食品厂废水中设计的水解池，分为8格。设每格池宽为3m,水深为5m,按长宽比2:1设计，则每组水解池池长为2×3=6m,则8格水解池的总容积为(2)水解池上升流速核算反应器的高度为：H=6m,反应器的高度与上升流速之间的关系为：V——水解池容积，m³;HRT——水力停留时间，取HRT=6h。水解反应器的上升流速v=0.5~1.8m/h,v符合设计要求。(3)配水方式采用总管进水，管径为DN500,池底分支式配水，支管为DN100,支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm,均匀布置在池底。(4)进水堰设计已知每格沉淀池进水流量①堰长设计取出水堰负荷q=IL/(s·m)。Q——设计流量m³/s;q'——出水堰负荷L/s·m),取IL/(s·m)。②出水堰的形式及尺寸出水收集器采用UPVC自制90°三角堰出水，直接查看第二版《给排水设计手册》第一册常用资料P683页，当设计水量为Q=54.17m³/h时，过堰水深为164mm,每米堰板设16个堰口，则过堰流速为v₁=2.3m/s,取出水堰负荷q'=1L/(s·m)(根据《城市污水厂处理设施设计计算》P377中记载：取出水堰负荷不宜大于每个三角堰口出水流量为：③堰上水头q——每个三角堰出水流量m³/h;则：④集水水槽宽B式中：B——积水水槽宽m;Q——设计流量m³/s;为了确保安全集水水槽设计流量Q=(1.2~1.5)Q,则：B=0.9×(1.5×0.00376⁴=0.113n,因此水槽宽取150mm。⑤集水槽深度集水槽的临界水深：Q₀——安全设计流量，m³/s;则集水槽总深度h=h+h₂+h₀=0.018+0.1+0.11=0.228n图3-3集水槽剖面图3.7AO工艺设计依据本设计进水水质和出水水质的要求；本设计采用缺氧/好氧活性污泥生物脱氮工艺A/O工艺.(1).基本原理A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。于0.2mg/L,O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH₃、NH⁴+),在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH₃-N(NH⁴+)氧化为NO³,通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO³-还原为分子态氮(N₂)完成C、N、O在生态中的循环，实现污(2)A/O内循环生物脱氮工艺特点根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮①效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。②流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产③缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效和SCN在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有机物的去除率分别为62%和36%,故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。④容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环)工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。3.7.2A/O工艺流程A/O工艺由前段厌氧池和后段好氧池串联组成，在A/O工艺系统中，反硝化反应器在前；BOD去除、硝化两项反应的综合反应在后。反硝化反应时以原污水中的有机物为碳源，硝化反应器内有大量硝酸盐的消化液回流到反硝化反应3.7.3结构特点A/O工艺由缺氧和好氧两段组成，两段可以分建也可以合建，合建要求两段挡板隔开；缺氧段水力停留时间0.5-1h,溶解氧小于0.5mg/l,同时加强搅拌混合，防止污泥沉积，应设置搅拌器或水下推动器。好氧段结构和普通活性污泥法相同，要保证溶解氧1-2mg/l,水力停留时间2.5-6h。3.7.4A/O工艺设计规定：2、总氮负荷：[kgTN·(kgMLSS·d]小于等于0.05;6、污泥回流比R:50-100%;7、污泥浓度X:(mg/)3000-5000(≥3000);8、溶解氧DO/(mg·I')A段约为0.5mg/l,O段=1-2;9、温度/℃:20-30;3.7.5A/O工艺的相关计算1、设计参数(1)BOD污泥负荷：8利于消化反应进行](2)污泥指数：SVI=150(3)回流污泥浓度(4)污泥回流比：R=100%(5)曝气池内混合液污泥浓度：a.出水溶解性BODs,要求降到30mg/l,出水溶解性BOD₅的浓度S为：=30-1.42×0.5×50×(1-e-023N——NH₃-N的浓度mg/L,ko₂——氧的半数常数mg/LO₂——反应池中溶解氧的浓度mg/L选安全系数K=3d.好氧池容积计算v₁——好氧池容积m³,S——出水溶解性BOD₅的浓度mg/L,θc固体停留时间d,Xv——混合溶液挥发性悬浮固体浓度(MLSS)mg/L:Xv=fX曝气池内混合液悬浮固体浓度：(2)缺氧池容积的计算a.反硝化速率b.缺氧池容积为NT——需还原硝酸盐氮量kg/d,V₂——出水溶解性BOD₅的浓度mg/L缺氧池污水停留时间系统总设计泥龄=好氧池泥龄+缺氧池泥龄计算污泥回流比R曝气池内混合液污泥浓度：X₁——进水中悬浮固体中惰性部分(TSS-VSS)kg/m³a.好氧反应池总容积V=965m³,设反应池2组。有效水深h=2.0m,单组有效面积采用3廊道式，廊道宽b=3m,反应池长度超高取1.0m,则反应池总高度H=2.0+1.0=3.0mb.缺氧反应池尺寸总容积V₂=75.76m³设缺氧池1组，单组池容V₂单=V₂=75.76m²有效水深h=2.0m,单组有效面积长度与好氧池宽度相同，为L=9m,(7)反应池进、出水计算a.进水管两组反应池合建，进水与回流污泥进入竖井，经混合后经配水渠、进水潜孔进入缺氧池。反应池进水管设计流量管道流速采用v=0.2m/s管道过水断面管径取进水管径DN400mm;校核管道流速b.回流污泥渠道反应池回流污泥渠道设计流量Q渠道流速v=0.12m/s;则渠道断面积取渠道断面b×h=0.5m×0.3m渠道超高取0.3m;渠道总高度为0.3+0.3=0.6mc.进水竖井进水孔过流量孔口流速v=0.10m/s;孔口过水段面积进水竖井平面尺寸1.0m×0.8m。d.出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式：H——堰上水头高，m。出水孔过流量Q₄=Q₃=0.0151m³/s孔口流速v=0.12m/s;孔口过水断面积单组反应池出水管设计流量：管道流速v=0.15m/s;管道过水断面积取出水管管径DN400mm;(8)曝气系统设计计算a.设计需氧量AOR需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并应扣除剩余活性污泥排放所减少的BOD₅及NH₃-N的氧当量(此部分用于细胞合成，并未耗氧),同时还应考虑反硝化脱氮产生的氧量。AOR=碳化需氧量+硝化需氧量—反硝化脱氮产氧量=(去除BOD₅需氧量—剩余污泥中BOD需氧量)+(NH₃-N硝化需氧量—剩余污泥中NH₃-N的需氧量)一反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D式中k——BOi的分解速度常数，d-,取k=0.23;t——BOI试验时间，取t=5d。硝化需氧量D₂D₂=4.6Q(N₀-N)-4.6×12.4%×Px式中N₀——进水总氮浓度，kg/m³;D₂=4.6×1300×(0.03-0.010)-4.6×1反硝化脱氮产生的氧量D₃式中N,——反硝化脱除的硝态氮量，取N,=25kg/d。D₃=2.86×25=71.5kgO₂/d故总需氧量AOR=D₁+D₂-D₃最大需氧量与平均需氧量之比为1.4,则：Csm(7)——设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，,本例工程所在式中H——空气扩散器的安装深度，m;p——大气压力，p=1.013×10⁵Pa。Pb=1.013×10⁵+9.8×10³×3.8=1空气离开好氧反应池时的氧百分比O:c.所需空气压力p(相对压力)式中h₁——供气管道沿程阻力，MPa;取h₁+h=0.002MPap=0.002+0.038+0.004+0.005=0.049MPa=49kPad.曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供氧能力计算曝气器数量q.——曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能q=1~3m/6个时，曝气器氧利用率E=20%,服务面积0.3~0.75m²,e.供风管道计算干管供风管道采用环状布置。流流速v=10m/s;取干管管径为DN200mm。支管单侧供气(向单侧廊道供气)支管(布气横管):流速v=10m/s;取支管管径为DN100mm。双侧供气(向两侧廊道供气):流速v=10m/s;管径取干管管径为DN150mm。(9)缺氧池设备选择缺氧池分成三格串联，梅格内设一台机械搅拌器。缺氧池内设3台潜水搅拌机，所需功率按5W/(m³污水)计算。混合全池污水所需功率N=151.56×5=757.8W污泥回流比R=100%污泥回流量QR=RQ=1300m³/d=54.17m³/h设回流泵房1座，内设2台潜污泵(1用1备)单泵流量R单=RQ=1300m³/d=54.17m³/h混合液回流量QR=RQ=1300m³/d=54.17m³/h每池设混合液回流泵1台，单泵流量QR单=RQ=1300m³/d=54.17m³/h高的容积利用率和较好的沉淀效果。表面负荷：q=0.6m³(m²h),设计流量Q=54.17m³/h,池数n=1个。(1)单池面积：(2)直径：(3)沉淀部分有效水深h=q×t=0.6×4=2.4m(4)有效容积(5)沉淀池坡底落差，取i=0.05;(6)沉淀池周边水深(7)污泥斗容积集泥斗上部直径为5m,下部直径为3m,倾角为60°,则有污泥斗高度：h₆=(ri-r₂)tgα=(2.5-1.5)tg污泥斗有效容积为：(8)沉淀池的高度：设超高h₁=0.3mH₁=H+h₄+h+h₆=3.4+0.18+0.3.8.2进出水系统计算(1)进水部分设计辐流式沉淀池中心处设中心管，污水从池底的进水管进入中心管，通过中心管壁的开孔流入池中央，中心管处用穿孔整流板围成流入区，使污水均匀流动。污水曝气池出水并接DN600的铸铁管进入配水井，从配水井接DN400的铸铁管，在二沉池前接阀门，后接DN400的二沉池入流管。采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管，为了配水均匀，设计流量54.17m³/h(Q=0.0151m³/s),则单池设计污水流量：当回流比为100%时，单池进水管设计流量为：取中心管流速为v=1.0m/s,则过水断面积为：设5个导流孔，则单孔面积为设管壁厚为0.15m,则中心管外径为：D外=0.7+0.15×2=1.0m进水管与中心孔水头损失均按回流比为100%的最不利情况计算，进水管水查《给水排水设计手册》第一册673、408页得ξ=1.05,DN=1000mm,则进水部分水头损失为h=h+h₂=0.0167+0.0167=0.0334m筒中流速一般为v₃=0.03m/s0.02m/s,取0.02m/s。稳流筒直径为：并设置罩高为0.7m(2)出水部分设计①每池所需堰长且有故采用单侧集水。②出水溢流堰的设计(采用出水三角堰90°)采用等腰直角三角形薄壁堰，取堰高0.08m,堰宽0.16m,堰上水头(即三角口底部至上游水面的高度)0.04m,堰上水宽为0.08m。每池出水堰长：实际堰