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淀粉工业废水处理工程设计方案

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我国生物化工行业经过长期发展,已有一定的基础.特别是改革开放以后,生物化工的发 展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品已涉及食品、医药、保健、饲料和有机酸等几 个方面。但是,随着生物化工的发展,其环境污染问题也日趋严重,已经成为我国的环境污 染大户。在生物化工的各个行业中,由于淀粉、啤酒、酒精、味精、柠檬酸、抗生素的产值 较大,环境污染严重,尤其引起人们重视。 食品工业是以粮食和农副产品为主要原料的加工工业。这类行业用水量大,废水排放量 也大,尤其以淀粉工业废水的排放量占首位。我国淀粉行业有 600 多家企业。在国内,每生 产 1m 淀粉就要产生 10~20m 废水,有的甚至更多。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 2000~20000mg/l 之间。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。 某味精厂以玉米为原料生产淀粉,然后以淀粉为原料生产味精,生产过程中排放大量淀 粉废水,影响周围环境,为适应当地环保工作的需要和工业项目应同时设计、同时施工、同 时投入使用的三同时原则,也使出水水质达到国家污水综合排放二级标准,故投资兴建此配 套污水处理设施。 根据某味精厂排放的废水特点及提供的占地面积, 本设计方案通过 UASB—序批式活性污泥处理 工艺和 UASB—生物接触氧化处理工艺的对比,选择一套高效,稳定和经济技术合理的处理工艺,保 证废水达到国家污水综合排放二级标准,同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。根据 要求,本小组进行了初步设计。
3 3

第一章





1.1 设计背景
某味精厂是该省规模最大的味精厂,该厂位于某市郊区,以玉米为原料生产味精,味精 产量为 4 万 t/a,每生产 1t 味精消耗玉米 2.7t,玉米制淀粉过程中产生大量的淀粉废水, 每消耗 1t 玉米排出淀粉废水 5t,该厂每天排放的淀粉废水为 1520t, 废水直接排放,影响 周围环境,为适应当地环保工作的需要和建设项目三同时规定,也使出水水质达到《污水综 合排放标准》(GB8978—1996)二级排放标准,投资兴建此配套污水处理设施。

1.2 水质水量和处理要求
该淀粉废水排放量为 1520m3/d,废水处理工程的设计规模 1600m3/d,处理后水质要求达 到《污水综合排放标准》 (GB8978—1996)二级排放标准,进水水质和排放标准见表 1。
表 1-1 项 目 PH 值 4~6 6~9 进水水质和排放标准 SS/(mg/L) 7000 150 CODCr(mg/L) 15000 150 BOD5(mg/L) 9000 30

进水水质 排放标准

1.3 工程设计依据及规范
1、可行性研究报告的批准文件和工程建设单位的设计委托书; 2、厂家提供的有关设计文件和基础数据; 3、本工程执行《污水综合排放标准》 (GB8978—1996)二级排放标准; 4、 《市外排放设计规范》1997 年修订(GBJ14—87) ; 5、 《建筑给水排水设计规范》 (GBJ15—88) ; 6、 《给水排水设计手册》 (1—11 册) 。

1.4 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置两部分。

1.5 设计原则
根据国家和当地有关环境保护法规的要求,对某味精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或优于《污水综合排

放标准》 (GB8978—1996)二级排放标准; 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,改善周围环境。

1.6 基本资料
1.6.1 厂区地形
废水处理站在厂区的南面,目前是一片空地,东西长 95m,南北长 70m,地势基本*坦。 其西侧为厂区围墙,东侧为现有混凝土路,北侧为厂区,海拔高度:67.3m。

1.6.2 气象资料
年*均气温:17.90C; 极端最高气温:41.90C; 极端最低气温:-3.0 C; 最热月月*均气温:32.50C; 最冷月月*均气温:-0.52 C; 全年*均降水量:1034.5mm; 全年主导风向:北北东风。
0 0

1.6.3 工程地质资料
1)地质构造:厂区地质良好,为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成,厚度 4.5~11m,地基承 载能力在 1kg/cm2, 2)地震:没有相关的地震资料,设计地震烈度按 8 度计算。 3)地下水位:3.5m 4)最大冻土深度:0.7m

第二章 淀粉废水的来源和特点
小麦淀粉和玉米淀粉是我国淀粉的两大主要品种,目前国内淀粉加工一般为湿磨法,小 麦淀粉和玉米淀粉的生产工艺流程大致分别如图 2-1 和图 2-2 所示。

小麦粉

计量后加水





振动筛分



筋 上清夜

淀粉乳液

圆筒筛分去麸皮



降 离 心

*

干燥

*筛

大包装生粉

定量分装

成品

图 2-1

小麦淀粉生产工艺图

清洗玉米原料

输送





一次碎解

二次碎解

浸泡水

工艺水

离心分离













产 品

工艺水

工艺水

图 2-2

玉米淀粉生产工艺图

从工艺流程看,小麦淀粉废水由两部分组成:沉降池里的上清液和离心后的* 前者的有机含量较低,后者则含有大量有机物,生产中通常将两部分废水混合后集中排放。 玉米淀粉废水主要来自含有大量有机物(不溶蛋白质,可溶蛋白质,无机盐及糖类)的工艺 水(中间产品的洗涤水,各种设备的冲洗水)和玉米浸泡水。 我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) 、生物耗氧量(BOD)以 及浊度都非常高。

第三章 工艺方案分析
3.1 废水水质分析

本项目污水处理的特点: 污水的 BOD/COD=0.6,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,可以用气浮工艺 分离提取。

3.2

工艺方案选择

根据水质情况及同行业废水治理现状,技术水*,该废水采用厌氧与好氧相结合的方法 来处理,废水首先经过气浮处理,去除大部分悬浮物,特别是蛋白质;然后经过厌氧处理装 置,大大降低进水有机负荷,获得能源—沼气,并使出水达到好氧处理可接受的浓度,在进 行好氧处理后达标排放。 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物,使其视密度小于水而 上浮到水面上面实现固液或液液分离的过程。气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒(固体或 液滴)附着以及上浮分离等连续步骤。它是*几年发展起来的一种技术,在工业废水及生活 污水处理方面得到广泛应用。 在众多的厌氧工艺中选用上流式厌氧污泥床(USAB),它自 70 年代以来得到不断改进和 发展,它在处理高浓度有机废水方面与其它生物处理相比具有以下几大优点: (1)成本低。运行过程中不需要*群醚豕ひ战谑〈罅康缒堋M辈恼悠 作为能源进行利用。产生的剩余污泥少且污泥脱水性好,降低了污泥处置费用。 (2)反应器负荷高,体积小,占地少。 (3)运行简单,规模灵活。无需设置二沉池,规模可大可小,较为灵活,特别有利于 分散的点源治理。 (4)二次污染少。但其出水浓度仍然比较高,还需后续好氧处理。 通过以上分析及废水水质水量情况,拟采用“气浮—UASB—SBR 法”和“气浮—UASB— 接触氧化法”两套工艺进行比较,选择一最佳方案作为最终方案。

第四章
4.1 工艺流程框图
蛋 白

气浮-UASB-SBR 工艺设计

沼 气

淀粉废水

集 水 井



气 浮 池

调 节 沉 淀 池

泵 UASB

预 曝 沉 淀 池

出水 SBR

集泥井



污泥浓缩池 上清液

污泥脱水间 压滤液

泥饼

图 4-1

气浮+UASB+SBR 法污水及污泥处理工艺流程

4.2 流程说明
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 废水流入调节沉淀池,以调节水量并沉淀去除部分悬浮物。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 水自流进入预曝沉淀池,预曝沉淀池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悬浮物和 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,预曝沉淀池的出水自流进入 SBR 进行好氧生物处 理,以进一步降解水中的有机物。调节沉淀池、UASB、预曝沉淀池、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。

4.3 主要处理设备和构筑物的设计参数
4.3.1 格栅
1、设计说明: 格栅安装在废水渠道、集水井的进口处,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,还可以减轻后续构筑物的处理负荷。由于处理量不是很大,采用 人工清渣。结构为地下钢混结构。 2、设计参数:格条间隙 d=10mm;栅前水深 h=0.3m;过栅流速 0.6m/s;安装倾角 ? =450 设计流量:Q=1600m3/d=66.7m3/h=0.019m3/s 3、设计计算 (1)格栅的间隙数(n) n=

Q sin ? 0.019? sin 45? = = 8.88 dh? 0.01? 0.3 ? 0.6

取n=9

(2) 栅槽有效宽度(B) 设计采用 ? 20 圆钢为栅条:即 s=0.02m B = s (n – 1) + dn = 0.02 (9 - 1) + 0.01 ? 9 = 0.25m (3) 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=0.158m,渐宽部分展开角 ? =200 L1 =

B ? B1 0.30 ? 0.158 = = 0.20m 2 ? tg 200 2tg? 1

(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 = L1/2 = 0.10m (5) 过栅水头损失:取 k=3, ? =1.79,? =0.6m/s

0.02 3 (0.6)2 s ?2 ) ? ? sin 45? =0.176m h1=k ? ( ) 3 sin ? = 3 ? 1.79 ? ( 0.01 2 ? 9.8 d 2g
4
4

(6) 栅槽总高度 H 栅前槽高 栅后槽高 (7) 栅槽总长度(L) L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + (8)高程布置 H1 = h + h2 = 0.3 + 0.3 = 0.6m H = h + h1 + h2 = 0.3 + 0.176 + 0.3 = 0.776m

H1 = 0.20 + 0.10 + 0.5 + 1.0 + 0.6/1 = 2.40m tg 450

进水渠沟底标高为-2.0m,超高 0.3m,栅前水深 0.3m,栅前水面标高-1.7m,栅前顶标高 -1.4m,栅后水面标高-1.9m。

4.3.2 集水井
1、设计说明 由于工业废水排放的不连续性,为了方便操作,减少施工工程量 ,气浮池设在地上,所以 在气浮池之前和格栅之后设一集水井,其大小主要取决于提升泵的能力,目的是防止水泵频 繁启动,以延长污水泵的使用寿命。具体设计时要选取适当的设计参数及合适的提升水泵型 号,以达到要求。 2、参数选择 设计水量:Q=66.7m /h 水力停留时间:T=6h 水面超高取:h1=0.5m 有效水深取:h2= 4.5m 3、设计计算(如图 4-2) 集水井的有效容积:V=Q· T=66.7× 6=400m3 集水井的高度:H=h1+h2=4.5+0.5=5m 集水井的水面面积:A=V/h2=400/4.5=88.9m2,取 90m2 集水井的横断面积为:L× B=13× 7(m2) 则集水井的尺寸为:L× B× H=13× 7× 5(m3) 所以该池的规格尺寸为 13m×7m×5.3m,数量为 1 座。最高水位-2.2m,顶标高为-1.4m, 池底标高为-6.7m。在集水井中安装 QUZ—291 式浮球液位计 1 台,可自动控制提升水泵的启 动和停止,即高水位时自动启泵,低水位时自动停泵,超高水位时双泵启动,同时连续跟踪 显示水池液位。
13000 图 4-2 4500
3

气浮池 进水 500

4.3.3 一级泵房
1、 设计说明 一次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。采 用砖混结构。 2、 设计计算 提升流量:Q = 66.7m3/h 扬 程:H= 提升最高水位-泵站吸水池最低水位-水泵水头损失 = 4-(-6.7)+2=12.7m

选用 100ZZB-15 型无堵塞自吸污水泵,它的作用是将集水井中的废水提升至气浮池中, 设 2 台泵 (1 用 1 备) , 泵的出口安装电磁流量*兴考屏俊 提升泵参数: Q=70m /h, H=18m, 电动机功率为 11kW,进、出口直径 100mm,自吸时间 100s/5m,通过固体物最大直径 75mm。 安装尺寸:长 1480mm,宽 500mm,高 865mm。 泵体、电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装,另外考虑一定的检修空间。 提升泵房设计尺寸:6m×4m×4.5m。
3

4.3.4 气浮池
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,所以设一气浮池,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*流式气浮池, 并采用压力溶气法。 2、参数选取 设计水量:Q=1600m3/d=66.7m3/h=0.019m3/s 反应时间取 15min,接触室上升流速取 20mm/s,气浮分离速度取 2mm/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 16min。 水质情况:
表 4-1 项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) CODCr 15000 40 9000 预计处理效果 BOD5 9000 40 5400 SS 7000 80 1400

3、设计计算 (1) 反应池 :采用穿孔旋流反应池
1 反应池容积 ○

W=

QT 66.7 ? 15 = = 16.7m3 60 60

反应池面积考虑与调节池的连接,取有效水深 H = 2.5m,则反应池面积 F = W / H = 16.7/2.5=6.67m2 孔室分 4 格: 1.3m ? 1.3m ? 4 个 每格面积 F1=F/4=6.67/4=1.67m2 采用边长为 1.3m 的正方形*面 取用? 1=1.0m/s,? 2=0.2m/s,中间孔口流速

t ?2 t ? ? ? 1 ? ? 2 ? ? 2 1 ? ( 12 ? 1) n = 1.2 ? 0.2 1 ? 24 n T ?2 T
孔口旋流反应池计算如下:
表 4-2 孔 口 反应历时 t(min) 0 T/4=3.75 2T/4=7.5 3T/4=11.25 T=15 孔口旋流反应池计算 孔口面积(m2) 0.019 0.028 0.040 0.054 0.095 水头损失(m) 0.054 0.024 0.012 0.007 0.002

孔口流速(m/s) 1.00 0.67 0.48 0.35 0.2

进口处 一、二格间 二、三格间 三、四格间 出口处

? 0.099
注: 表中 孔口流速

? n ? 1.2 ? 0.2 1 ? 24
f ? Q

tn T

(m/s)

孔口面积

?n

(m2)
2 ?n

水头损失

h ? 1.06

2g

(m)

则 G=

?h 1000? 0.019 ? ? 102 ? 29 60?T 60 ? 102? 20
2

GT = 29 ? 15 ? 60 ? 2.6 ? 10 (2)气浮池 ① 气浮所需的释气量: Qg = Q R?? e? = 2 所需空压机额定气量: ○

1600 ×10%×40×1.2 = 320L/h 24

? Qg ? ? ?

Qg 320 ? 1.4 ? ? 0.0075 m 3 / min 60 ? 1000 60 ? 1000

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: ○

Qp =

Qg 736 ?pKT

?

320 =8.95m3/h ?2 736? 80% ? 2.5 ? 2.43? 10

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 d =

4QP 4 ? 8.95 ? ? 0.28m ?I ? ? 150

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 气浮池接触尺寸:接触室上升流速? c =20mm/s,则接触室*面面积 ○ Ac =

Q ? Qp

?c

?

1600/ 24 ? 8.95 ? 1.05m 2 20 ? 0.001? 3600

接触室宽度选用 bc=0.50m,则接触室长度(气浮池宽度) B=

Ac 1.04 ? ? 2.10m bc 0.5

接触室出口的堰上流速? 1 选取 20mm/s,则堰上水位 H2=bc=0.5m 6 气浮池分离尺寸:气浮池分离室流速? s =2mm/s,则分离室*面面积 ○ As ?

Q ? Qp

?s

?

1600/ 24 ? 8.95 ? 10.5m 2 2 ? 0.001? 3600

分离室长度 Ls=As/B=10.5/2.10=5m 7 气浮池水深 ○ H=? s t=2×10-3×16×60=1.92m W=(Ac+As)H=(1.05+10.5)×1.92=22.2m3

8 气浮池的容积 ○ 总停留时间 T=

60 ? W 60 ? 22.2 ? ? 17.6 min Q ? Q p 1600/ 24 ? 8.95
Hc=H – H2

接触室气水接触时间 tc

tc ?

Hc

?c

?

1.92 ? 0.60 ? 66s(? 60s) 0.02

9 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

q?

Q ? Qp 2

?

1600/ 24 ? 8.95 ? 37.8m 3 / h , 选 用 直 径 Dg=200mm, 管 中 最 大 流 速 为 2

0.51m/s。 如允许气浮池与后续调节沉淀池有 0.3m 的水位落差(即允许穿孔集水管孔眼有*于 0.3m 的水头损失)则集水孔口的流速

? 0 ? ? 2gh ? 0.97? 2 ? 9.81? 0.3 ? 2.35m / s
每根集水管的孔口总面积 w ?

q q? 0

?

37.8 ? 0.007m 2 3600? 0.64 ? 2.35

设孔口直径为 15mm,则每孔面积 ?0 =0.000177m2 孔口数 n=

w

?0

?

0.007 ? 40 只 0.000177

气浮池长为 5m,穿孔管有效长度 L 取 4.7m,则孔距

l?

L 4.7 ? ? 0.118 m n 4.0

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=8.95/0.76≈12 只, 释放器分两排交错布置, 行距 0.3m,释放器间距(2.10×2)/12=0.35m.,接口直径 25mm,重 0.70kg。 (3)确定高程 设备总高 3m,反应池水面标高+3.50m,池底标高+1.00m;气浮池水面标高+2.92m,池底 标高+1.00m,池顶标高 4.00m。 (4)气浮系统的其他设备 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。

4.3.5 调节沉淀池
1、设计说明 工业废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。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。由于淀粉废水中悬浮物(SS)浓度较高,此调节池 也兼具有沉淀的作用。该池设有沉淀的污泥斗,有足够的水力停留时间,保证后续处理构筑 物能连续运行。其均质作用主要靠池侧的沿程进水,使同时进入池的废水转变为前后出水,

以达到与不同时序的废水相混合的目的。采用半地下钢混结构。 2、参数选取 停留时间:T=6h 设计水量:Q=1600m3/d=66.7m3/h=0.019m3/s 水质情况:
表 4-3 项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) CODCr 9000 10 8100 预计处理效果 BOD5 5400 10 4860 SS 1400 60 560

3、设计计算 (1) 池子尺寸 池有效容积:V=QT=66.7× 6=400m3 取池总高 H=5m,其中超高 0.5m,有效水深 h=4.5m 则池面积:A=V/h=400/4.5=89m2 池长取 L=14m,池宽取 B=7m 池子总尺寸为:L× B× H=14m× 7m× 5m (2) 理论上每日的污泥量:

W?

Q(C0 ? C1 ) 1600? (1400? 560) 1 ? ? ? 33.6m 3 / d 1000 (1 ? P0 ) 1000? (1 ? 0.96) 1000

(3) 污泥斗尺寸 取斗底尺寸为 400 ㎜× 400 ㎜,污泥斗倾角取 450 则污泥斗的高度(h2)为:h2=(3.5-0.2)tan450=3.3m 每个污泥斗的容积:

1 1 2 2 V2 ? h2 (a1 ? a1 a 2 ? a 2 ) ? ? 3.3 ? (7 2 ? 7 ? 0.4 ? 0.4 2 ) ? 57.16 m 3 3 3
设2个污泥斗,则污泥斗总容积:V总=2V2=114.3m3>V 故符合要求。 (4) 进水系统 进水起端两侧设进水堰,堰长为池长的 1/2。 (5) 确定高程 该构筑物地上 3.0m,地下 5.3m,最低水位设置-1.0m,则最高水位为+2.5m,池顶高

程为+3.0m,池底高程为-5.3m。 (6)其他设置 采用静水压力排泥,排泥口距地面 0.2m,排泥管直径 200mm,每天排泥一次。

4.3.6 UASB 反应器
1、设计说明 UASB(上流式厌氧污泥床)是集生物反应与沉淀于一体的一种结构紧凑效率高的厌氧 反应器。为了满足池内厌氧状态并防止臭气散逸,UASB 池上部采用盖板密封,出水管和出 气管分别设水封装置。池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。 2、设计参数 (1)参数选取:容积负荷(NV) :6kgCOD/(m3.d) 污泥产率:0.1kgMLSS/kgCOD 产气率:0.5m3/kgCOD (2)设计水质
表 4-4 项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) COD 8100 85 1215 预计处理效果 BOD 4860 90 486 560 SS 560

(3)设计水量:Q=1600m3/d=66.7m3/h 3、反应器容积计算 UASB 的有效容积: V有效 ?

QS0 1600? 8100? 10?3 ? ? 2160 m3 NV 6.0

将 UASB 设计成圆形池子,布水均匀,处理效果好 取水力负荷:q=0.26[m3/(m2.h)] 水力表面积:A=Q/q=66.7/0.26=256.5m2 有效水深:h=V/A=2160/256.5=8.42m 采用6座相同的 UASB 反应器 A1=A/6=256.5/6=42.8m2 直径: D ? 取 h=9m

4 A1

?

?

4 ? 42.8 ? 7.38m ,取 D=8m 3.14

横断面积: A2 ?

1 1 ?D 2 ? ? 3.14 ? 8 2 ? 50.24 m 2 4 4
66.7 ? 0.22 ? 1.0 6 ? 50.24
符合要求

实际表面水力负荷:q1=Q/A = 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 36 个布水点 (1) 参数 每个池子流量:Q1=66.7/6=11.12m3/h (2) 圆环直径计算 每个孔口服务面积: a ?

1 ?D 2 / 36 ? 1.40 m 2 ,a 在1~3m2 之间,符合要求 4

可设3个圆环,最里面的圆环设 6 个孔口,中间的圆环设 12 个,最外的圆环设 18 个 孔口 ① 内圈 6 个孔口设计 服务面积:S1=6× 1.40=8.40m2 折合为服务圆的直径为:

4S1

?

?

4 ? 8.40 ? 3.30m 3.14

用此直径作一虚圆,在该虚圆内等分虚圆面积处设一实圆环,其上布 6 个孔口 则内圆的直径计算如下:

?d1 2
4

?

1 S1 ,则 d1 ? 2

2S1

?

?

2 ? 8.40 ? 2.30m 3.14

② 中圈 12 个孔孔口设计 服务面积:S2=12× 1.40=16.8m2 折合为服务圆的直径为:

4( S1 ? S 2 )

?

?

4 ? (8.40 ? 16.8) ? 5.67m 3.14

中间圆环的直径计算如下:

1 1 ? (5.67 2 ? d 2 2 ) ? S 2 ,则 d 2 ? 4.63m 4 2
③ 外圈 18 个孔口设计 服务面积:S3=18× 1.40=25.2m2 折合为服务圆的直径为:

4(S1 ? S 2 ? S 3 )

?

?

4 ? (8.40 ? 16.8 ? 25.2) ? 8.01m 3.14

则外圆环的直径计算如下:

1 1 ? (8.012 ? d 3 2 ) ? S 3 ,则 d 3 ? 6.94m 4 2
4 ○ 布水器配水压力计算 H4=h1+h2+h3 ,其中布水器配水压力最大淹没水深 h1=8.5mH2O;UASB 反应器 水头损失 h2=1.0 mH2O;布水器布水所需自由水头 h3=2.5 mH2O,则 H4=12 mH2O。 5、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/h; ② 沉淀器斜壁角度约为 50 ,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: ? =50 沉淀区面积: A ?
0 0

1 1 ?D 2 ? ? 3.14 ? 7 2 ? 50.24 m 2 4 3 Q 66.7 ? ? 0.22 ? 1.0 ,符合要求 A 6 ? 50.24

表面水力负荷: q ? (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*夹角: ? =500 下三角形集气罩底水*宽度:b1=h3/tan ? =2.2/tan500=1.85m b2= 8 ? 2 ×1.85=4.3m

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:

? 1 =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缝面积,m2

v1 ?

66.7 / 6 ? 0.77 m / h <2m/h,符合要求 ? ? 4.3 2 / 4

上下三角形集气罩之间回流缝中流速(v2)可用下式计算:

? 2 = Q1/S2,
式中 S2—为上三角形集气罩回流缝之面积 取回流缝宽:CD=0.9m,上集气罩下底宽:CF=4.8m 则 DH=CDsin500=0.69m S2=

? (CF+DE)/2=3.14(4.8+ 4.8+2×0.69)/2=15.51m2

v2= Q1/S2=66.7/(6× 15.51)=0.72m/h<v1<2m/h 确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸 CH=CDsin400=0.9×sin400=0.58m DE=2DH+CF=2× 0.69+4.8=6.18m

AI ? DI tan 50 0 ?

1 1 ( DE ? b2 ) tan 50 0 ? (6.18 ? 4.3) tan 50 0 ? 1.12 m 2 2

又 h4=CH+AI=0.58+1.12=1.70m,h5=1.2m 由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为:

CF ? 2h5tg 400 ? 4.8 ? 2 ?1.2 ? tg 400 ? 2.79
BC=CD/sin400=0.9/sin400=1.40m DI=(DE-b2)/2=(6.18-4.3)/2=0.94m AD=DI/cos500=0.94/cos500=1.47m BD=DH/cos500=0.69/cos500=1.08m AB=AD-BD=1.47-1.08=0.39m (4)气液分离设计 d=0.01cm(气泡),T=200C,ρ1=1.03g/cm3,ρg=1.2× 10-3g/cm3,β=0.95 γ=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=0.02 g/(cm· s) 由斯托克斯公式可得气体上升速度为:

?b ?

?g 0.95 ? 9.81 ( ?1 ? ? g ) d 2 ? (1.03 ? 1.2 ? 10?3 ) ? 0.012 18? 18 ? 0.02

? 0.266cm / s ? 9.58m / h

? a ? ? 2 ? 1.34m / h
则,

? b 9.58 ? BC 1.40 BC ? ? 3.59 , b > ,符合要求 ? ? 7.15 , AB 0.39 ? a 1.34 ? a AB
采用锯齿形出水槽,槽宽 0.2m,槽高 0.2m

6、出水系统设计 7、排泥系统设计

产泥量为:8100× 0.85× 0.1× 1600× 10-3=1101.6kgMLSS/d 每日产泥量 1101.6kgMLSS/d,每个 UASB 日产泥量 183.6kgMLSS/d,各池排泥管选钢管 DN150,六池合用排泥管选 DN200mm 排泥管,每天排泥一次。 8、产气量计算 (1)每日产气量:8100× 0.85× 0.5× 1600× 10-3=5508m3/d 每个 UASB 反应器产气量:Gi=G/6=5508/6=918m3/d=38.25m3/h (2)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,气水分离器设置一套两级,共三个,从分离器出来去沼气贮柜。 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*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-1.0 mH2O=1.5m H2O。 故水封罐中该两收气管的水封深度为 1.5m H2O,取沼气柜压力 p≤0.4m H2O。 则水封罐所需最大水封为 H0= p2- p=2.5-0.4=2.1 mH2O 取水封罐总高度为 H=2.5m,直径φ 1800mm,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) 气水分离器 对沼气起干燥作用, 选用φ 500mm×H1800mm,钢制气水分离器 2 个,

串联使用,预装钢丝填料,出气管上装设流量计,压力表及温度计。 (5) 沼气柜容积 日产气量 5508m3, 则沼气柜容积应为*均时产气量的 2h 体积来确定,

即 2×5508/24=459m3,设计选用 500m3 钢板水槽内导轨湿式贮气柜(C-1416A) 。

9、其它设计 (1)取样管设计 为掌握 UASB 运行情况,在距反应器底 1.2m 位置,污泥床内分别设置

取样管 4 根,各管相距 1.0m 左右,取样管采用 DN50 钢管,取样口设于距* 1.0m 处,配球阀 取样。 (2)人孔 (3)通风 为便于检修,各 UASB 反应器在距* 1.7m 处设φ 800mm 人孔一个。 为防止部分容重大的沼气在 UASB 反应器内聚集,影响检修和发生危险,检修

时间可向 UASB 反应器中通入压缩空气,故在 UASB 反应器一侧预埋空气管(由鼓风机房引来)。 10、确定高程 池底高程设置±0.00m,则最低水位为±0.00m,最高水位 8.5m,池顶高程为 9.0m。

4.3.7 预曝沉淀池
1、设计说明 污水经 UASB 反应器厌氧处理后, 污水中含有一部分具有厌氧活性的絮状颗粒, 在 UASB 反应器中难以沉淀去除,故而使其在此*恋沓刂腥コ捎诰*饔茫嵫趸钚陨ナВ 沉淀效果增强,同时在该沉淀池中没有沼气气流影响,因而沉淀效果亦增强。另外,UASB 出水中溶解氧含量几乎为零, 若直接进入好氧处理构筑物, 会使*刂泻醚跷勰嗄岩允视Γ 影响好氧处理效果。通过预*嗫梢匀コ徊糠 UASB 反应器出水中所含的气体。 预曝沉淀池参考*辽俺睾褪魇匠恋沓厣杓啤F*么┛坠芙校顾蹩掌 鼓风机房。*笪鬯拥睬较轮苯咏氤恋沓兀恋砗笪鬯刂艹鏊K奈勰嘤 重力自排入集泥井,每天排泥一次。采用半地下钢混结构。 2、设计参数 (1)设计水量:Q=1600m /d=66.7m /h=0.019m /s (2)设计水质:
表 4-5 项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) COD 1215 20 972 预计处理效果 BOD 486 10 437 SS 560 50 280
3 3 3

(3) 预曝沉淀池,*奔 30min,沉淀时间 2h,沉淀池表面负荷 0.7~1.0m3/(m2.h), *课 0.2m3/m3 污水。 3、设计计算 (1) 有效容积计算

*篤1=66.7×0.5=33.3m

3

沉淀区:V2=66.7×2.0=133.3m (2) 工艺构造设计计算

3

**面尺寸为 6.5m×2.0m×3.0m,池高 3.5m,其中超高 0.5m,水深 3.0m,总容积 为 78m 。*杞洳郏叽 6.5m×0.3m×0.8m,其深度 0.8m(含超高) 。 沉淀区*面尺寸为 6.5m×6.5m×3.0m,池总高 6.0m,其中沉淀有效水深 2.0m,沉淀区 总容积 169.0m ,沉淀池负荷为 66.7/(6.5×6.5×2.0)=0.793/(m2.h),满足要求。
3 3

沉淀池总深度: H=h1+h2+h3+h4+h5,其中,超高 h1=0.4m,沉淀区高度 h2=2.0m,隙高度 h3=0.2m,缓冲层高度 h4=0.4m,污泥区高度 h5=3.0m,则 H=6.0m。 沉淀池污泥斗容积为:

Vi ?

1 1 2 2 H 5 (a1 ? a 2 ? a1 a 2 ) ? ? 3.0 ? (6.5 2 ? 0.7 2 ? 6.5 ? 0.7) ? 47.3m 3 3 3
3

总容积:V=2Vi=94.6m

(3) 每天污泥产量(理论泥量) 预*恋沓匚勰嘀饕蛐∥锍恋聿,不考虑微生物代谢造成的污泥增量.

V?

Q(C1 ? C2 ) 1600 (560 ? 286) ? ? 22.4m 3 / d 1000 (1 ? P0 ) 1000? (1 ? 0.98) ? 1000

每日污泥量为 22.4m3/d,则污泥斗可以容纳 4 天的污泥. (4) *爸蒙杓萍扑 设计流量 Q=66.7m /h,*课 0.2m /m 污水,则供气量为 66.7×0.2/60=0.22m /min, 单**咳 0.12 m /min,供气压力为 4.0~5.0mH2O(1mH2O=9800pa)。 *爸 利用穿孔管*,*苌柙诮徊唷9┢芄┢ 0.24m3/min,则管
3 3 3 3 3

径选 DN50 时,供气流速约为 2m/s,*芄┢课 0.12m3/min,供气流速为 2.0m/s 时,管 径为 DN32。*艹 6.0m,共两根,每池一根。在*苤写瓜呦虏嗫 4mm 孔,间距 280mm,开孔 20 个,两侧共 40 个,孔眼气流速度为 4m/s。 (5)沉淀池出水渠计算 A.溢流堰计算 设计流量单位为 33.3m3/h,即 9.25L/s

设计溢流负荷 2.0~3.0L/(m·s) 设计堰板长 1300mm,共 5 块,总长 6500mm.。 堰板上共设有 900 三角堰 13 个, 每个堰口宽度为 100mm, 堰高 50mm, 堰板高 150mm。 每池共有 65 个堰,每堰出流率为 q/n=9.25/65=0.14L/s

则堰上水头损失为: h ? (

q 0.4 0.14 ? 10?3 0.4 ) ?( ) ? 0.025m 1.40 1.40

则每池堰口水面总长为:0.025×2×65=3.25m 校核堰上负荷为:9.25/3.25=2.85[L/(m?s)].符合要求。 B.出水渠计算 每池设计处理流量 33.3m3/s,即 9.25×10-3m3/s。 每池设出水渠一条,长 6.5m。 出水渠宽度 渠内起端水深 末端渠内深 假设*均水深 则渠内*均流速

b ? 0.9(1.2q) 0.4 ? 0.9 ? (1.2 ? 0.95?10?3 ) 0.4 ? 0.15m
h1=0.75b=0.11m h2=1.25b=0.18m h=0.15m

??

q 9.25 ? 10?3 ? ? 0.41m / s bh 0.15 ? 0.15
b×h=0.2m×0.3m A=0.20×0.14=0.028m2

设计出水渠断面尺寸 出水渠过水断面面积 过水断面湿周 水力半径 流量因素

x=2h+b=0.48 R=A/x=0.028/0.48=0.058m C?

1 6 1 R ? ? (0.058) 6 ? 47.8 n 0.013

1

1

水力坡降 渠中水头损失 (7) 排泥设计

i?

?2
C2R

?

(0.4) 2 ? 1.2 ? 10?3 47.8 2 ? 0.058

hi=i?L=1.2×10-3×6.5=0.008m

预*恋沓啬谖勰嘀 1~2 天后,每天排泥一次,采用重力排泥,流入集泥井,排泥 管管径为 200mm。 (8) 进水配水 为使预*龋柚门渌,配水槽长 6.5m,宽 0.3m,深 0.8m,槽底设 10 个 配水孔,每池 5 个,孔径φ 100mm。 (9) 确定高程 预曝沉淀池设置地下 2.5m,地上 4m,*厮姹旮+3.5m,沉淀池水面标高+3.3m, 池底标高+0.5m,污泥斗底标高-2.5m。

4.3.8 SBR 反应器
1、设计说明 经 UASB 反应器处理的废水,COD 含量仍然比较高,要达到排放标准,必须进一步处 理,即采用好氧处理。SBR 结构简单,运行控制灵活.本设计拟采用4个 SBR 反应池,每个池 子的运行周期为 6h。 2、设计水质水量
表 4-6 项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) COD 972 90 97 预计处理效果 BOD 437 95 22 SS 280 70 84

(2)设计水量:Q=1600m /d=66.7m /h=0.0185m /s 3、设计计算 (1)确定参数 ① 污泥负荷率:NS 取值为 0.15kgBOD5/(kg MLSS. d) ② 污泥浓度和 SVI:污泥浓度采用 3000mgMLSS/L;污泥体积系数 SVT 采用 100 ③ 反应周期数:SBR 周期数采用 T=6h,反应器 1d 内周期数:n=24/6=4 ④ 周期内的时间分配 反应池数 N=4

3

3

3

进水时间:T/N=6/4=1.5h 反应时间:3.0h 静沉时间:1.0h 排水时间:0.5h ⑤ 周期进水量: Q0 ?

QT 1600 ? 6 ? ? 100 m 3 24 N 24 ? 4

(2)反应池有效容积: V1 ?

nQ0 S 0 4 ? 100? 437 ? ? 388.4m 3 XN S 3000? 0.15

(3)反应池最小水量:Vmin=V1-Q0=388.4-100=288.4m3 (4)反应池中污泥体积

Vx ?

SVI ? MLSS ? V1 100? 3000? 388.4 ? ? 116.5m 3 106 106

Vmin>Vx,符合要求

(5)校核周期进水量 周期进水量应满足下式:

Q0 < (1 ?
3

SVI ? MLSS 100 ? 3000 )V ? (1 ? ) ? 388 .4 ? 271 .9m 3 , 6 6 10 10

Q0=100m ,符合要求 (6)确定单座反应池的尺寸 SBR 的有效水深取 5m,超高 0.5m,则 SBR 总高为 5.5m SBR 的面积为:388.4/5=77.68m
2

设 SBR 的长宽比为 2:1,则 SBR 的池宽为 6.3m,池长为 12.6m SBR 反应池最低水位为:288.4/(6.3×12.6)=3.64m SBR 反应池的污泥高度为:116.5/(6.3×12.6)=1.47m 可见,SBR 最低水位与污泥泥位之间的距离为:3.64-1.47=2.17m,大于 0.5m 的缓冲 层,符合要求。 4、鼓风*低 (1) 确定需氧量 O2 由公式: O2 ? a?Q(S 0 ? S e ) ? b?X V V 取 a? =0.5, b ? =0.15,出水 Se =22mg/L,

X V =fX=0.75×3000=2250mg/L=2.25kg/m3
V=4V1=4×388.4=1553.6m3 代入数据:O2=0.5×1600×(437-22)/1000+0.15×2.25×1553.6 =856.34kgO2/d 供氧速度:R= O2/24=856.34/24=35.68 kgO2/h (2)供气量的计算 采用 SX—1型*鳎*诎沧霸诰喑氐 0.3m 处,淹没深度为 4.7m,计算温度取 250C, 性能参数为: EA=8%, EP=2kgO2/kWh, 服务面积: 1~3m2, 供氧能力: 20~25m3/(h. 个),氧在水中饱和溶解度为:CS(20)=9.17mg/L, CS(25)=8.38mg/L 扩散器出口处绝对压力为: Pb=P0+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.7=1.47×105Pa 空气离开反应池时氧的百分比为:

Ot ?

21(1 ? E A ) 21(1 ? 0.08) ? ? 100% ? 19.65% 79 ? 21(1 ? E A ) 79 ? 21(1 ? 0.08)

反应池中的溶解氧的饱和度:

C Sb ( 25) ? C S ( 25 ) (

Pb O ? t) 5 42 2.026? 10 5 1.47 ? 10 19.65 ? 8.38( ? ) ? 10.0m g / L 5 42 2.026? 10

C Sb ( 20 ) ? C S ( 20 ) (

Pb O ? t) 5 42 2.026? 10 5 1.47 ? 10 19.65 ? 9.17( ? ) ? 10.9m g / L 5 42 2.026? 10

取 α=0.85,β=0.95,C=2,ρ=1,则 20℃时脱氧清水的充氧量:

R0 ? ?
供气量: GS ?

RCSb ( 20 )

? [ ??C Sb ( 25) ? C ] ? 1.024( 25?20 )
35.68 ? 10.9 ? 54.18kgO2 / h 0.85(0.95 ? 1 ? 10.0 ? 2) ? 1.0245

R0 54.18 ? ? 2257 .67m 3 / h ? 37.63m 3 / min 0.3E A 0.3 ? 0.08
2 2

(3)布气系统的计算 反应池的*面面积: 6.3 × 12.6 × 4=318m ,每个扩散器的服务面积取 1.6 m ,则需 318/1.6=199 个,取 200 个扩散器,每个池子需 50 个。 ( 4 )污泥产量计算 选取α =0.6,b=0.075,则污泥产量为 △X=αQSr-bVXv=0.6×1600(437-22)/1000-0.075×1553.6×2.25 =146.72KgMLVSS/d=195.63KgMLSS/d 5、其它设计 ( 1 )空气管计算 假设空气管路水头损失为 0.15m ,管路富余压头为 0.1m ,即

100mmH2O , SX-1 型空气扩散器压力损失为 200 mmH2O ,则*低匙苎沽λ鹗 h=0.15+0.1+0.20=0.45 mmH2O。 鼓风机房出来的空气供气干管, 在相邻两 SBR 池的隔墙上设两根供气支管, 为两 SBR 供气。在每根支管上设 5 条配气竖管,为 SBR 池配气。 (2)排泥设置 每池池底坡向排泥坑坡度 i=0.01,池出水端池底(1.0×1.0×0.5)m3

排泥坑一个,每池排泥坑中接出泥管一根,排泥管安装高程相对地面为-0.5m,相对最底水 位为 1.2m,剩余污泥在重力作用下排入集泥井。

(3)高程布置

地上部分 2.5m,地下部分 3.0m,水面标高+2.0m,池底标高-3.0 m,污

泥出口高度离地面-0.5 m,出水口高度离地面+0.1 m。

4.3.9 鼓风机房设计
1、供气量 本处理需提供压缩空气的处理构筑物及供风量为:预曝沉淀池 0.22m /min,
3 3

SBR 反应池 37.63m /min。 2、供风风压 预曝沉淀池的供气压力为 4.0mH2O,SBR 反应池需供风风压为 5.0mH2O,鼓风

机供风以 SBR 反应池为准. 3、鼓风机选择 综合以上计算,鼓风机总供风量及风压为 Gs=37.83m /min,Ps=5.0mH2O。 所以拟选用 TSD-150 鼓风机三台, 二用一备, 该鼓风机技术性能如下: 转速 n=1220r/min, 口径 DN=200mm,出风量 19.8m /min,出风升压 53.9kPa,电机功率 N=30kW,机组重 560kg, 占地尺寸为 L1450mm×M550mm,机组高 H1650mm。 4、鼓风机房布置 鼓风机房*面尺寸 12.5m×6.0m,鼓风机房净高 6.5m,鼓风机房含机房两间 7.8m2,值 班(控制)室一间 4.0m3,鼓风机机组间距不小于 1.5m。
3 3

4.3.10 二级泵房
1、 设计说明 该泵设置于调节池之后,紧贴调节池出水段,直接于调节池中吸水,泵房采用半地下形 式,污水泵轴线标高-1.05m,污水泵提升流量按*均时流量设计,污水泵自灌运行,自动启 动,并于总出水水管上设置流量计。 2、 污水泵设计计算 (1) 污水泵扬程计算 H5=H1+H2+H3+H4, 其中污水泵吸水管水头损失 H1=0.1m, 污水泵出水管水头损失 H2=3m, 调节池最低水位与布水器水位之差 H3=1.5m ,布水器所需压力水头 H4=12m ,安全水头 H5=1.5m,则 H5= 16.6m。 (2) 污水泵的选用 选用 80WG 型污水泵三台,两用一备。设备参数:流量 25~70 m3/h,扬程 16.5~19m,电 机功率 5.5kw,泵重 70kg。 (3) 泵房布置 污水泵单台占地 L1297mm×B596mm,高 H530mm,污水泵房地下一层,深 1.6m,*面 面积 4m×7m,污水泵房地上一层高 3.5m,*面面积 6.5m×9.0m。设就地控制柜一组,流量

计于控制柜,就地显示并远程传送至中控室。

4.3.11 污泥部分计算
淀粉工业废水处理过程产生的污泥来自以下几部分: (1)调节沉淀池,Q1=33.6m /d,含水率 96% (2)UASB 反应器,Q2=55.1m /d,含水率 98% (3)预曝沉淀池,Q3=22.4m /d,含水率 98% (4)SBR 反应器,Q4=19.6m /d,含水率 99% 总污泥量:Q=Q1+Q2+Q3+Q4=131m /d 1、集泥井 为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设,在重力浓缩池前设置一集泥井,通过对集泥井的 最高水位的控制来达到自流排泥,反应池的污泥可利用自重流入。为半地下式,池顶加盖, 由潜污泵抽送污泥。 (1)参数选取:停留时间 T=6h,设计总泥量 Q=131 m /d 采用圆形池子,池子的有效体积为:V=QT=13×6/24=32.75m 池子有效深度取 3m,则池面积为:A=V/3=10.92m 则集泥井的直径: D ? 则实际面积 A=12.53m2 水面超高 0.3m,则实际高度 3.3m (2)确定高程:池底高程设置-4.5m,则最低泥位为-4.0m,最高泥位-1.0m。 (3) 集泥井排泥泵 集泥井安装潜污泵 1 台,1 用 1 备,选用 150QW100-15-11 型潜污泵,该泵技术性能为 Qb=100m3/h,Hb=15.0m,电机功率 11kW,出口直径 150,重量 280kg。 集泥井最低泥位-4.0m,浓缩池最高泥位 2.0m,则排泥泵抽升的所需扬程 6.0m,排泥富 余水头 2.0m。污泥泵吸水管和出水管压力损失有 3.0m。 则污泥泵所需扬程为:Hh=6.0+2.0+3.0=11.0m。 2、污泥重力浓缩池 参数选取:固体负荷(固体通量)M 取 30 kg/(m3.d);浓缩时间取 T=24h;设计污泥量 Q=131 m /d,浓缩后污泥含水率 96% 污泥后的污泥体积:V1=V0×(C0/C)=131×[(1-98%)/(1-96%)]=65.5m /d 根据要求,浓缩池的设计横断面面积应满足:A≥QC/M,
3 3 2 3 3 3 3 3 3 3

4A

?

?

4 ? 10.92 ? 3.73m 3.14

取 D=4m

式中 Q─入流污泥量,m3/d; M─固体通量,Kg/(m3·d); C─入流固体深度(kg/m ). 入流固体深度(C)的计算如下: C ? W1=Q1×1000(1-96%)=1344kg/d W2=Q2×1000(1-98%)=1102kg/d W3=Q3×1000(1-98%)=488kg/d W4=Q4×1000(1-99%)=196kg/d 那么,QC=W1+W2+W3+W4=3090kg/d=128.85Kg/h,C=3090/131=23.6kg/m 浓缩后污泥浓度:C1=42.7 kg/m (1) 池子尺寸 浓缩池的横断面面积:A=QC/M=3090/30=103m
2 3 3 3

W1 ? W2 ? W3 ? W4 Q1 ? Q2 ? Q3 ? Q4

设计两座正方形污泥浓缩池,则每座边长为:B=7.18m,取 B=7.5m (2) 高度计算 停留时间,取 T=24h,则有效容积:V=QT=131m
3

有效高度:h2=V/A=131/103=1.27m,取 h2=1.5m,超高 h1=0.5m,缓冲层高 h3=0.5m 污泥斗下锥边长 0.7m,高度 3m,则池壁高:H1=h1+h2+h3=2.5m,总高度:H=5.5m (3) 澄清液量 V2=Q-V1=131-65.5=65.5m
3

(4) 确定高程:池底高程设置-3.0m,池顶高程为 2.5m 水面标高+2.0m。 3、污泥脱水间 (1) 污泥产量 :经浓缩池浓缩后含水 P=96%的污泥共 65.5m3/d。 (2)污泥脱水机:选用带式压滤机,其型号为 DYQ-2000。处理能力为 430kg(干)/h。设计 参数:干泥生产量 400~460kg/h,泥饼含水率 70%~80%,主机调速范围 0.97!4.2r/min,主机 功率 1.1kw,系统总功率 25.2kw,滤带宽度 2000mm,滤带运行速度 1.04~4.5r/min,外形尺 寸 4.8m×3.0m×2.5m,重 6120kg。 污泥脱水间尺寸:12.0m×9.0m×5.0m。 (3) 投药设备 投聚丙烯酰胺,设计投药量 0.2%,则每日需药剂为 2660×0.2/100=5.32kg,需用纯度为 90%的固体聚丙烯酰胺为:5.32/0.90=5.91kg。 选用 BJQ-14-0.75 溶药搅拌机一台,药液罐规格 1.8m×φ 1.5m,有效容积为 2625L,搅 拌电机功率为 0.75kw 。药液投加选用 JZ-450/8 计量泵,投药量为 450L/h ,投药压力为

8.0kgf/cm3(1kgf/cm3=98kPa),计量泵外形占地尺寸为 825mm×890mm,高为 800mm。 (4)其它设备 污泥进料泵 单螺杆泵一台 GFN65×2A,该泵输送流量 0.5~15.0m3/h,输送压力为

4.0kgf/cm2,电机功率 7.5kw,占地尺寸 2100mm×1200mm 滤带清洗水泵 DA1-80×5 清水泵一台,该泵流量 25.2~39.6 m3/h,扬程 44~64mm,电

机功率 7.5kw,占地 1400mm×700mm。 空压机 Z-0.3/7 移动式空压机一台,输送空气量为 0.3 m3/min,压力为 0.7 kgf/cm2,

4.4

方案特点

1. 本方案以低耗的生化处理工艺为主体,且处理系统有较大的灵活性,以适应污水水质、 水量的变化。 2. 本废水处理工程技术先进实用,工艺合理,在处理水质稳定达标排放的同时,能获得蛋 白饲料和沼气,具有显著的经济效益,实现了环境效益和经济效益的统一。 3. 废水处理后水质达到《污水综合排放标准》 (GB8978—1996)二级标准,可直接向外排放。

4.5 投资估算
4.5.1 编制依据
依据《某省市政工程费用定额》标准,及《某省市政工程费用定额的补充规定》中工业 排放工程费率。土石方工程计取地区材料基价系数,按《某省市政工程费用定额》中土石方 工程费率计算。 构筑物材料价格根据市场当时(2004 年)价格。 国内设备按厂家出厂价格另加运杂费用,引进设备按岸价另加国内运杂费用。

4.5.2 土建部分
表 4-7 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 格栅 集水井 一级泵房 气浮池 调节沉淀池 UASB 反应器 预曝沉淀池 SBR 反应器 土建部分投资估算(单位:万元) 规 格 型 号 钢筋混凝土结构,2.5m×0.3m×0.6m 钢筋混凝土结构,13m×7.0m×5.3m 地上式砖混结构,6m×4m×4.5m 钢筋混凝土结构,9.0m×2.6m×3m 钢筋混凝土结构,14m×7.0m×8.3m 钢筋混凝土结构,Φ 8.0m×9.0m 钢筋混凝土结构,13m×8.5m×6.0m 钢筋混凝土结构,12.6m×6.3×5.5m 单位 座 座 座 座 座 座 座 座 数量 1 1 1 1 1 6 1 4 估算 0.6 13.5 6.1 3.8 15.6 67.2 7.6 41.3

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

集泥井 污泥浓缩池 污泥脱水间 鼓风机房 二级泵房 综合楼 辅助车间 设备基础 道路与草坪 合计

钢筋混凝土结构, Φ 4.0m×4.3m 钢筋混凝土结构,7.5m×7.5m×5.5m 砖混结构,12.0m×9.0m×5.0m 砖混结构,12.5m×6m×6.5m 地下为钢混结构,地上为砖混结构 砖混结构,建筑面积 160m 砖混结构,建筑面积 40m
2 2

座 座 间 间 座 座 间

1 2 1 1 1 1 2

2.35 10.9 3.6 3.1 14.7 8.75 2.9 2.1 4.5 208.6

4.5.3 设备部分
表 4-8 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 名称 一级提升泵 空压机 溶气罐 清水泵 溶气释放器 刮渣机 减压释放阀 二级提升泵 鼓风机 污泥提升泵 带式压滤机 自控液位机 转子转子流量计 空气流量计 加药系统 *爸 沼气柜 水封罐 螺杆泵 阀与管道 运输费 安装费 GFN65×2A 80WG 型污水泵 TSD-150 鼓风机 150QW100-15-11 潜污泵 DYQ-2000 LZB-65、LZB100 LZB-100 LZB—100 药剂泵、流量计等 SX-1型*鳌⑵* 设备部分投资估算(单位:万元) 单位 台 台 台 台 台 台 个 台 套 台 套 套 套 套 套 套 台 台 台 数量 2 2 1 1 1 1 1 3 3 2 1 2 2 1 2 5 1 1 1 估算 1.30 0.9 9.3 0.13 4.6 3.8 0.65 2.25 10.2 0.92 5.30 0.80 0.30 0.15 4.00 5.3 2.86 0.24 0.56 15.0 2.06 6.86 取设备费 3% 取设备费 10% 2用1备 2用1备 1用1备 备注 1用 1 备 1用 1 备 规格型号 100ZZB-15 型污水泵 z-0.025/6 型空压机 TR-3 型压力溶气罐 CK32/13L TV-I 型溶气释放器 TQ-1 型桥式刮渣机

23

合计

77.48

4.5.4 工程直接投资
土建费用+设备费=208.6+77.48=286.08(万元)

4.5.5 其它部分费用
工程设计费: 工程调试费: 不可预见费: 管理费: 税金: 小计: 286.08×1.5%=4.3 万元 286.08×1.5%=4.3 万元 286.08×5%=14.3 万元 286.08×3%=8.6 万元 286.08×0.5%=1.43 万元 32.93 万元

4.5.6 工程总造价
(直接费用+间接费用)×1.035=(286.08+32.93)×1.035=330.18 万元

4.6 工程效益分析
4.6.1 经济效益
本废水处理工程总投资 330.18 万元, 处理水量为 1520m3/d, 在运行过程中每吨废水提取 蛋白饲料 5.0kg,每年可以提取蛋白饲料 2736t,UASB 处理过程中每年的沼气产量 201 万 m3。工程运行成本及运行效益见下表,本废水处理工程运行费用为 166.45 万元/a,运行效益 为 428.8 万元/a,去除运行成本每年可以获得万元的经济效益 262.35 万元/a。全年运行 350 天。
表 4-9 项目 工资费 电费 药剂费 维修费 折旧费 运行成本合计 蛋白饲料 沼气 运行效益合计 2736t/a 201 万 m /a
3

运行效益 单价 1200 元/月 0.76 元/(kW·h) 1735 元/d 金额/(万元/a) 17.28 58.73 60.73 6.6 23.11 166.45 1200 元/t 0.5 元/m
3

数量 12 人 92kW

总投资×2% 总投资×7%

328.3 100.5 428.8

4.6.2 社会效益分析

随着经济的发展,污染治理成为企业的一项重要责任,该味精厂淀粉工艺废水通过此方 案的处理,其对环境的污染削减到最低程度,作到了以废治废;执行了国家的环保法规,对 保护当地水环境尽到了应承担的义务;必将得到当地环保部门和周围群众的认可。

第五章
5.1 工艺流程框图
蛋 白

气浮-UASB-接触氧化法

沼 气

淀粉废水

集 水 井



气 浮 池

调 节 沉 淀 池



厌 氧 反 应 器

预 曝 沉 淀 池

接 触 氧 化 池

二 沉 池
出水

集泥井



污泥浓缩池 上清液

污泥脱水间 压滤液

泥饼

图 5-1

气浮+UASB+SBR 法(第一方案)污水及污泥处理工艺流程

5.2 流程说明
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,湿蛋白经烘干制成干制成蛋白饲料。经气浮分离后的废 水进入调节沉淀池,以均化水质并沉淀去除部分悬浮物。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、脱硫器进入沼气储柜进行利用。UASB 出水自流进 入预曝沉淀池,预曝沉淀池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 是去除厌氧出水的悬浮物和 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。好氧生物处理采用接触氧化池,预曝沉淀池的出水自流进入接触氧化池进行好氧生物处 理,以进一步降解水中的有机物,最后流入二沉池,进一步沉淀以均化水质。调节沉淀池、 UASB、预曝沉淀池、二次沉淀池等处理单元产生的污泥排入集泥井,集泥井中的污泥泵入污 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。

5.3 主要处理设备和构筑物的设计参数
5.3.1 格栅
设计尺寸 2.5m×0.3m×0.6m,进水渠沟底标高为-2.0m,超高 0.3m,栅前水深 0.3m, 栅前水面标高-1.7m,栅后水面标高-1.9m。

5.3.2 集水井
集水井的尺寸为 13m×7m×5.3m,提升泵选用 100ZZB-15 型污水泵,它的作用是将集水 井中的废水提升至气浮池中,采用自动和手动两套控制系统,2 台水泵 1 用 1 备,泵的出口 安装转子流量计。提升泵的技术性能参数:Q=70m /h,H=18m,电动机功率为 11kW,进、出口 直径 100mm,自吸时间 100s/5m 通过固体物最大直径 75mm。安装尺寸:长 1480mm,宽 500mm, 高 865mm.提升泵房设计尺寸:6m×4m×4.5m。
3

5.3.3 气浮池
气浮所需空气量 V=320L/h,空压机选用 Z—0.025/6 空压机;加压溶气水量 q?=9m /h; 溶气罐选用 TR-3 型压力溶气罐;气浮池尺寸:接触室尺寸为 2.1m×0.5m×3m,分离室尺寸 为 5m×2.1m×3m,反应池尺寸为 2.6m×2.6m×3m;溶气释放器采用 TS-78-Ⅱ型溶气释放 器;刮渣机采用 TQ-1 型桥式刮渣机。 反应池水面标高+3.50m,池底标高+1.00m;气浮池水面标高+2.92m,池底标高+1.00m, 池顶标高 4.00m。
3

5.3.4 调节沉淀池
池子的总尺寸为 L×B×H=14m×7m×5m;污泥斗的尺寸为:斗底尺寸为 0.4m×0.4m, 污泥斗倾角取 450,污泥斗的高度为 3.3m。 该构筑物地上 3.0m,地下 5.3m,最低水位设置-1.0m,则最高水位为+2.5m,池顶高程 为+3.0m,池底高程为-5.3m。

5.3.5

UASB 反应器

UASB 反应器尺寸为 Φ 8m×9m,数量为 6 座。 池底高程为±0.00m,最低水位为±0.00m,最高水位 8.5m,池顶高程为 9m

5.3.6 预曝沉淀池
**面尺寸为 6.5m×2.0m×3.0m,池高 3.5m,其中超高 0.5m,水深 3.0m。* 设进水配槽,尺寸 6.5m×0.3m×0.8m,其深度 0.8m(含超高) 。 沉淀区*面尺寸为 6.5m×6.5m×2.0m,池总高 6.0m,其中沉淀有效水深 2.0m。 预曝沉淀池设置地下 2.5m,地上 4m,*厮姹旮+3.5m,沉淀池水面标高+3.3m, 池底标高+0.5m,污泥斗底标高-2.5m。

5.3.7 接触氧化池
1、设计说明 经 UASB 处理后的废水,COD 浓度仍较高,要达到排放标准必须进一步处理,即采用 好氧处理,此工艺拟用接触氧化池,设计 6 座接触氧化池。 2、设计水质水量 (1) 设计水质
表 5-1 项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L)
3 3

预计处理效果 BOD 437 93 31
3

COD 972 85 146

SS 280 40 168

(2)设计水量:Q=1600m /d=66.7m /h=0.019m /s 3、设计计算 (1)确定参数 容积负荷率取:NW=1.5kgBOD/(m3·d) 填料层高度取:H=3m,分三层,每层 1 米; (2)接触氧化池填料的总有效容积:

W?

QS0 1600? (437.4 ? 31) ? ? 433.5m 3 NW 1.5 ? 1000

(3)接触氧化池总面积:A=W/H=433.5/3=144.5m2 每座接触氧化池面积 f≤25m2,滤池格数 n=F/f=144.5/25=5.8,取 6 个 则池长取 L=5m,池宽取 B=5m。 (4)污水与填料的接触时间为:

t?

nfH 6 ? 25? 3 ? 24 ? ? 24 ? 6.75h ,取 7h Q 1600

(5)接触氧化池的高度:H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4 其中,超高取 h1=0.5m,填料上部的稳定水层深取 h2=0.5m,填料层间隙高度 h3=0.2,填 料层数 m=3,配水区高度 h4=0.6m。 则 H0=3+0.5+0.5+(3-1)×0.2+0.6=5.0m (6)空气量D 污水需气量为:D0=18m3/m3 则,D=D0Q=18×66.67=1200m3/h=20m3/min

5.3.8 鼓风机房设计
1、供气量 本处理需提供压缩空气的处理构筑物及供风量为:预曝沉淀池 0.22m /min,接触氧化池 20m /min,56kPa=5.71mH2O。 2、供风风压 3、鼓风机选择 综合以上计算,鼓风机总供风量及风压为 Gs=20m /min,Ps=4.0mH2O。 所以拟选用 RD-127 鼓风机三台, 二用一备, 该鼓风机技术性能如下: 转速 n=1150r/min, 口径 DN=125mm,出风量 11.4m /min,出风升压 39.2kPa,电机功率 N=15kW。 4、鼓风机房布置 鼓风机房*面面积尺寸 10.8m×5.4m,鼓风机房净高 4.8m,鼓风机房含机房两间 7.8m2, 值班(控制)室一间 3.0m3,鼓风机机组间距不小于 1.5m。
3 3 3 3

预曝沉淀池的供气压力为 4.0mH2O

5.3.9 二次沉淀池
1、设计说明 接触氧化池后要设二次沉淀池,以去除出水中挟带的生物膜,保证系统出水水质。 2、设计水质水量 (1) 水质
表 5-2 项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) COD 146 15 123 预计处理效果 BOD 31 15 27 SS 168 50 84

(2)设计水质:Q=1600m /d=66.7m /h=0.019m /s

3

3

3

3、设计计算 (1)参数选取:停留时间:T=6h (2)池水尺寸 池子有效容积为:V=QT=66.7×6=400m3 取池子总高 H=3.5m,其中超高 0.5m,有效水深 h=3m 则池面积:A=V/h=400/3=133.3m2,池长取 L=20m,池宽取 B=7m (3)理论上每日的污泥量:

W?

Q(C0 ? C1 ) 1600? (168? 84) 1 ? ? ? 13.4m 3 / d 1000 (1 ? P0 ) 1000? (1 ? 0.99) 1000

(4)污泥斗尺寸 取斗底尺寸为 0.7m×0.7m,污泥斗的高度 h2=1.5m 每个污泥斗的容积:

1 1 2 2 V2 ? h2 (a1 ? a1 a 2 ? a 2 ) ? ? 1.5 ? (7 2 ? 7 ? 0.7 ? 0.7 2 ) ? 27.2m 3 3 3
设计 1 个污泥斗,

5.3.10 污泥部分计算
1、集泥井 池底高程设置-4.5m,则最低泥位为-4.0m,最高泥位-1.0m。集泥井最低泥位-4.0m,浓 缩池最高泥位 1.5m 则排泥泵抽升所需扬程为 6.0m,排泥富余水头 2.0m。污泥泵吸水管和出 水管压力损失有 3.0m。则污泥泵所需扬程为:Hh=6.0+2.0+3.0=11.0m。 选用 150QW100-15-11 型潜污泵, 该泵技术性能为 Qb=100m /h, Hb=15.0m, 电机功率 11kW, 出口直径 150,重量 280kg。 2、污泥浓缩池 池子尺寸为:7.5m×7.5m×2.5m,其中池子总高 2.5m,超高 0.5m,缓冲层高 0.5m,有 效高度 1.5m;污泥斗尺寸:污泥斗下锥体边长取 0.7m,高度取 3m。 池底高程设置-3.0m,池顶高程为 2.5m。 3、污泥浓缩间 选用带式压滤机将污泥脱水,其型号为 DYQ-2000,一套。处理能力为 430kg(干)/h。设 备参数:干泥生产量 400~460kg/h,泥饼含水率 70%~80%,主机调速范围 0.97!4.2r/min,主 机功率 1.1kw,系统总功率 25.2kw,滤带宽度 2000mm,滤带运行速度 1.04~4.5r/min,外形 尺寸 4.8m×3.0m×2.5m,重 6120kg。污泥脱水间尺寸:13.0m×8.0m×5.0m。
3

5.4 方案特点
1、本方案以低耗的生化处理工艺为主体,且处理系统有较大的灵活性,以适应污水水 质、水量的变化。 2、本废水处理工程技术先进实用,工艺合理,在处理水质稳定达标排放的同时,能获 得蛋白饲料和沼气,具有显著的经济效益,实现了环境效益和经济效益的统一。 3、废水处理后水质达到《污水综合排放标准》 (GB8978—1996)二级标准,可直接排放。

5.5 投资估算
5.5.1 编制依据
依据《某省市政工程费用定额》标准,及《某省市政工程费用定额的补充规定》中工业 排放工程费率。土石方工程计取地区材料基价系数,按《某省市政工程费用定额》中土石方 工程费率计算。 构筑物材料价格根据市场当时 (2004 年) 价格。 国内设备按厂家出厂价格另加运杂费用, 引进设备按岸价另加国内运杂费用。

5.5.2 土建部分
表 5-3 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 10 11 12 13 14 15 名称 格栅 集水井 一级泵房 气浮池 调节沉淀池 UASB 反应器 预曝沉淀池 接触氧化池 二次沉淀池 集泥井 污泥浓缩池 污泥脱水间 鼓风机房 二级泵房 综合楼 辅助车间 土建部分投资估算(单位:万元) 规格型号 钢筋混凝土结构,2.5m×0.3m×0.6m 钢筋混凝土结构,13m×7.0m×5.3m 地上式砖混结构,6m×4m×4.5m 钢筋混凝土结构,9m×2.6m×3m 钢筋混凝土结构,14m×7.0m×8.3m 钢筋混凝土结构,Φ 8.0m×9.0m 钢筋混凝土结构,13m×8.5m×6.0m 钢筋混凝土结构,5.0m×5.0m×5.0m 钢筋混凝土结构,20m×7.0m×5.0m 钢筋混凝土结构, Φ 4.0m×4.3m 钢筋混凝土结构,7.5m×7.5m×5.5m 砖混结构,建筑面积 108m
2

单位 座 座 座 座 座 座 座 座 座 座 座 间 间 座 座 间

数量 1 1 1 1 1 6 1 6 1 1 2 1 1 1 1 2

估算 0.6 13.5 6.1 3.8 15.6 67.2 7.6 37.8 18.65 2.35 10.9 3.6 3.1 14.7 8.75 2.9

砖混结构,12.5m×6m×6.5m 地下为钢混结构,地上为砖混结构 砖混结构,建筑面积 160m 砖混结构,建筑面积 24m
2 2

16 17 18

设备基础 道路与草坪 合计

2.1 4.5 223.75

5.5.2 设备部分
表 5-4 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 22 23 24 名 称 一级提升泵 空压机 溶气罐 清水泵 溶气释放器 刮渣机 减压释放阀 二级提升泵 鼓风机 污泥提升泵 带式压滤机 自控液位机 转子流量计 空气转子流量计 加药系统 *爸 沼气柜 水封罐 填料 螺杆泵 阀与管道 其它 运输费 安装费 合计 GFN65×2A 台 1 80WG 型污水泵 TSD-150 鼓风机 150QW100-15-11 潜污泵 DYQ-2000 LZB-65、LZB100 LZB-100 LZB—100 药剂泵、流量计等 穿孔* 设备部分投资估算(单位:万元) 规 格 型 号 100ZZB-15 型污水泵 z-0.025/6 型空压机 TR-3 型压力溶气罐 CK32/13L TV-I 型溶气释放器 TQ-1 型桥式刮渣机 单位 台 台 台 台 台 台 个 台 套 台 套 套 套 套 套 套 台 台 数量 2 2 1 1 1 1 1 3 3 2 1 2 2 1 2 1 1 1 估算 1.30 0.9 9.3 0.13 4.6 3.8 0.65 2.25 10.2 0.92 5.30 0.80 0.30 0.15 4.00 1.4 2.86 0.24 3.18 0.56 13.0 2.7 2.06 6.85 77.44 取设备费 3% 取设备费 10% 2用1备 2用1备 1用1备 备 注 1用 1 备 1用 1 备

5.5.3 工程直接投资
土建费用+设备费=223.75+77.44=301.19 万元

5.5.4 其它部分费用
工程设计费: 工程调试费: 不可预见费: 管理费: 税金: 小计: 301.19×1.5%=4.52 万元 301.19×1.5%=4.52 万元 301.19×5%=15.06 万元 301.19×3%=9.04 万元 301.19×0.5%=1.51 万元 34.65 万元

5.5.5 工程总造价
(直接费用+间接费用)×1.035=(301.19+34.65)×1.035=347.60 万元

5.6 工程效益分析
5.6.1 经济效益
本废水处理工程处理水量为 1520m3/d,在运行过程中每吨废水提取蛋白饲料 5.0kg,每 年可以提取蛋白饲料 2736t,UASB 处理过程中每年的沼气产量 201 万 m3。工程运行成本及 运行效益见下表,本废水处理工程运行费用为 171.44 万元/a,运行效益为 428.8 万元/a,去 除运行成本每年可以获得万元的经济效益 258.78 万元/a。
表 5-5 项目 工资费 电费 药剂费 维修费 折旧费 运行成本合计 蛋白饲料 沼气 运行效益合计 2736t/a 201 万 m /a
3

运行效益 单价 1200 元/月 0.76 元/(kW·h) 1920 元/d 金额/(万元/a) 18.72 54.26 67.2 6.952 24.332 171.46 1200 元/t 0.5 元/m
3

数量 13 人 85kW

总投资×2% 总投资×7%

328.3 100.5 428.8

5.6.2 社会效益分析
随着经济的发展,污染治理已成为企业的一项重要责任,该味精厂淀粉工艺废水通过此 方案的处理,其对环境的污染削减到最低程度,做到了以废治废;执行了国家的环保法规, 对保护当地水环境尽到了应承担的义务;必将得到当地环保部门和周围群众的认可;增加了 企业的无形资产,为企业的生存、发展打下良好的基础。

第六章
6.1 技术比较
6.1.1 气浮—UASB—SBR 法

技术经济比较

SBR 法是序批式活性污泥法 (Sequencing Batch Reactor) 的简称, 早在 1914 年就已开发, 后经美国 Irvine 教授等的研究改进, 并于 1980 年在印地安那州实施, 取得满意的效果从而得 到广泛的推广。序批式活性污泥法工艺由按一定时间顺序间歇作运行的反应器组成。SBR 工 艺的一个完整的操作过程,亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下五个阶 段:进水期;反应期;沉淀期;排水排泥期;闲置期。 SBR 反应器的特点: (1)运行操作灵活,效果稳定。SBR 法在运行操作过程中,可以根据废水水量水质的变 化、出水水质的要求来调整一个运行周期中各个工序的运行时间、反应器的混合液的容积变 化和运行状态来满足多功能的要求; (2)工艺简单,运行费用低。SBR 原则上不需要二沉池、回流污泥及设备,一般情况下 不必设调节池,多数情况下可以省去初沉池。SBR 法的工艺简单,便于自动控制。SBR 系统 构筑占地面积少、节省投资; (3)反应推动力大,净化速率高。在采用限制*桶胂拗破*绞皆诵惺保谢锱 度的变化在时间上是一个理想的推流过程,从而使它保持了最大的反应推动力。 (4)能有效防止丝状菌膨胀。限制* SBR 最不容易出现污泥膨胀; (5)SBR 法的运行效果稳定,即无完全混合的跨越流,也无接触氧化法中的沟流; (6)对水质、水量变化的适应性强,耐冲击负荷。

6.1.2 气浮—UASB—接触氧化法
生物接触氧化法是具有活性污泥与生物滤池优点的生物膜法,生物接触氧化池内设置填 料,填料淹没在废水中,填料上长满生物膜,废水与生物膜接触过程中,水的有机物被微生 物吸附、氧化分解和转化成新的生物膜。从填料上脱落的生物膜,随水流到沉淀池后被除去, 废水得到净化. 1、优点: (1)由于填料的比表面积大,池内充氧条件好,氧化池内单位容积的生物量高于 活性污泥法*丶吧锫顺兀梢源锏浇细叩娜莼汉桑 (2)因污泥浓度高,当有机容积负荷较高时,其F/M仍保持在一定水*,因此污泥产

量与活性污泥法相当. 2、缺点: (1)使用生物接触氧化池时,如果设计或者运行不当,易引起填料堵塞,影响处理效果; (2)此方案所需构筑物过多,占地面积大,建设投资大; (3)处理后的出水较浑浊,有机物去除率较低; (4)需要较多的填料和填料支撑结构。

6.2 经济比较
表 6—1 序号 1 2 项目 处理能力(m /d) 进水水质 (mg/L) BOD5 COD SS PH 3 出水水质 (mg/L) BOD5 COD SS PH 4 5 要求管理水* 总占地面积(m ) 单位占地[m /(m ?d)] 6 工程总投资(万元) 单位投资[万元/(m ?d)]
3 3 2 2 3

工艺方案技术经济比较表 气浮-UASB-SBR 法 1600 9000 15000 7000 4~6 ≤22 ≤97 ≤84 6~9 较简单 2610.6 0.613 330.18 0.206 气浮-UASB-接触氧化法 1600 9000 15000 7000 4~6 ≤27 ≤125 ≤84 6~9 较复杂 2507.1 0.638 347.60 0.218

6.3 比较结果
由以上内容知,两种工艺从技术上来说,都能达到预期的处理效果,而且工艺简单,污 泥处理的难度小,在技术上都是可行的,且都为成熟工艺,但是气浮—UASB—SBR 法要比 气浮—UASB—接触氧化法管理简单,避免了产生二次污染,适合该市污水处理管理技术水 *现状。从经济上来说,可知气浮—UASB—SBR 法的基础建设投资较低,在单位处理成本 费用上气浮—UASB—SBR 法较省,考虑在单位处理成本费用上,SBR 法处理工艺略低,人 员使用较少。

6.4 方案确定
综合以上对比分析,本工程以采用气浮—UASB—SBR 方案工艺方案作为最终方案。

第七章
7.1 *面布置
7.1.1 总*面布置原则

总图布置

该淀粉厂污水处理站位于厂区的南面,处理站东西长 91.1m,南北长 69m,总占地面积 6286m2。其中构(建)筑物占地面积为 2610.6m2,所占比例为 41.53%。 布置原则: ①.处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑,以便于节约用地和运行管理; ②.工艺构筑物(或设施)与不同功能的辅助构筑物应按功能的差异,分别相对独立布 置,并协调好与环境条件的关系(如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要 或敏感建筑物等) 。 ③.构(建)筑物之间的间距应满足交通、管道(渠)敷设、施工和运行管理等方面的 要求。 ④.管道(线)与渠道的*面布置,应与高程布置相协调,顺应污水处理厂各种介质输 送的要求,尽量避免多次提升和迂回曲折,便于节能降耗和运行维护。 ⑤.协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构筑物的关系,做到方便生产运行,保证安 全畅道,美化厂区环境。

7.1.2 总*面布置结果
污水处理厂呈长方形,东西长 91.1m,南北长 69m。综合楼、仓库、车库及其它主要辅助 建筑位于处理站的北部,正门在东北角,占地较大的水处理构筑物位于处理站南部,沿流程 自东向西排开。污泥处理系统及出水消毒设施位于厂区东侧。在处理站的东面紧临现有混凝 土路,故在处理站东面另设一大门,以便污泥及沉砂外运。同时为了改善处理站区环境,在 空地上都铺上草皮,在主干道两旁种植常绿树木,并于中心空地设一大花坛,起到绿化环境、 调节气侯、净化空气和降噪音隔臭等作用。 厂区主干道宽 6m,两侧构(建)筑物间距不小于 14m,次干道宽 4m,两侧构(建)筑物 间距不小于 10m。 气浮-UASB-SBR 方案总*面布置见附录设计图 1。

7.1.3 厂区土地使用情况(见表 7—1)
表 7—1 厂区用地一览表 序 号 1 2 3 4 项 目 占地面积(m ) 6285 2610.6 2227.2 1447.2
2

占地比例(%) 100.0 41.53 35.44 23.03

总占地面积 构(建)筑物 绿化用地 道路及铺装地面

7.2 高程布置
7.2.1 高程布置原则 1、 充分利用地形地势及城市排水系统, 使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构
筑物,排出厂外。 2、协调好高程布置与*面布置的关系,做到既减少占地,又利于污水、污泥输送,并有 利于减少工程投资和运行成本。 3、做好污水高程布置与污泥高程布置的配合,尽量同时减少两者的提升次数和高度。 4、协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计,既便于正常排放,又有利于检修排 空。

7.2.2 高程布置结果
淀粉废水经提升泵一次提升后自流经过气浮池、调节沉淀池,在由二次污水提升泵提升 至 UASB 反应器,然后自流到预曝沉淀池,最后经 SBR 池处理后直接排入自然水体。气浮 -UASB-SBR 方案高程布置图见附录设计图 2。

7.3 运输
根据本站的设计计算及运输要求,需备 1 辆东风牌自卸汽车和 2 至 3 部手推车。运输工 具由厂部统一调配解决。





综上所述,采用气浮-UASB-SBR 工艺合理,技术成熟,管理方便,在处理水质稳定达标 排放的同时,能够得到饲料和沼气,具有显著的经济效益,实现了环境效益和经济效益的统 一。对规划区内的生产废水进行集中处理,避免废水对周围水环境的严重污染。以较低的投 入,可以收到良好效果,是一种合理、可靠的废水处理方案。在对两套方案进行比较时,我 们可以看到在此工程中气浮-UASB-SBR 工艺从经济和技术上都占有优势,非常适合该废水的 处理。 通过对方案的比较,对工程做出系统的规划,为企业节省投资,对企业和社会都有巨大 的经济和环境效益。 本工程设计只是初步设计方案,采用的方案比较法,可以针对废水的特点做出适当的选 择,然后再做出具体设计。





本论文是在×××老师的悉心指导下完成的,在此非常感谢邱贤华老师,在我毕业设计 期间,×老师时常监督、指导并给我提供了很大的帮助和一些宝贵的意见,在此对他给予的 帮助和支持表示衷心的感谢。同时在设计过程中还得到了该系其他老师和同学的帮助,使得 论文更加完善。在此,对那些对我的工作给予帮助的老师和同学们表示感谢! 特别感谢我的家人,他们给予了我全方位的支持与鼓励,我的每一点进步都离不开他们 的关爱。对他们的感激之情,我终身难忘。 感谢环境与化学工程系的全体老师,在这四年里给我无限的关怀和帮助,谢谢!特别感 谢××航空工业学院这个家园对我的培育,感谢读书期间众多的老师同学对我的关爱、支持 和帮助。所有这些都让我难忘。

参 考 文 献
[1]魏先勋.环境工程设计手册[M].武汉:湖南科学技术出版社,1992; [2]高廷耀、顾国维.水污染控制工程(上、下册).[M].北京:高等教育出版社,1989; [3] 中国市政工程西北设计院 . 给水排水设计手册( 1 、 11 册) . 北京 : 中国建筑工业出版 社,1986; [4]化学工业出版社.水处理工程典型设计实例[C].北京:化学工业出版社,2001; [5]买文宁.生物化工废水处理技术及工程实例[C].北京:化学工业出版社,2002; [6]李旭东、杨芸等.废水处理技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2003; [7]张智等.给排水工程专业毕业设计指南[M].中国水利水电出版社,1999; [8]张统.SBR 及其变法污水处理与回用技术.北京:化学工业出版社,2003; [9]曾科,卜科*,陆少鸣.污水处理厂设计与运行. 北京:化学工业出版社,2003; [10]郑育毅等.生物膜/活性污泥联合工艺处理淀粉制糖废水.工业水处理.2003,23(7); [11]唐受印,戴友芝等.水处理工程师手册. 北京:化学工业出版社,2000; [12]史惠祥等.实用水处理设备手册. 北京:化学工业出版社,2000; [13]娄金生,王宇等.水污染治理新工艺与设计.北京:海洋出版社,2002; [14]谭大路等.工程估价. 北京:中国建筑工业出版社,2003; [15]周律.环境工程技术经济和造价管理. 北京:化学工业出版社,2001; [16] 何 国 庆 等 . 小 麦 淀 粉 工 业 废 水 的 水 质 特 征 及 酶 法 预 处 理 条 件 研 究 . 浙 江 农 业 学 报.1997,9(5):235~239; [17]王凯军,秦人伟.发酵工业废水处理. 北京:化学工业出版社,2000; [18]乌锡康.有机化工废水治理技术. 北京:化学工业出版社,1999; [19]Annachhatre,Ajitp:amatya prasannal,USAB treatment of tapioca strarch

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