水污染控制工程课程设计Word格式文档下载.docx

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1、预曝沉淀池设计（包括设计说明、曝气沉淀池工艺构造计算、曝气装置设计计算、沉淀池出水渠计算、排泥、进水配水）

2、SBR设计计算（包括设计计算说明、SBR反应池容积计算、SBR反应池运行时间与水位控制、排水口高度和排水管管径、排泥量及排泥系统、需氧量及曝气系统设计计算）

3、鼓风机房设计（包括供风量、供风风压、鼓风机的选择、鼓风机房布置）

4、剖面图绘制

5、PPT制作

1、污泥处理设计（包括产泥量、污泥处理式、集泥井容积计算、集泥井排泥泵）

2、污泥浓缩池设计计算（包括设计说明、容积计算、工艺构造尺寸、排水和排泥、污泥脱水系统设计、污泥贮柜、污泥脱水机房）

3、主要构筑物参数

4、整体设计整合

5、高程图绘制

1.设计任务书

1.1设计目的

课程设计是环境科学专业教学计划中的一个重要的实践性教学环节。

通过工程设计，综合运用和深化所学理论知识；

学会调查研究、收集设计资料，根据工程要求和设计规选择、制定设计案，并利用标准图集和设计手册等完成设计任务；

进一步提高设计计算、绘图、编制工程预算，编写设计说明书和计算书及使用计算机技能；

培养独立分析和解决一般工程实际问题的能力，使学生受到工程师的基本训练。

通过本设计，使学生巩固和加深对水污染控制工程的基本理论和基本概念的理解，掌握水处理处理厂（站）的设计计算要点。

使学生初步具有水处理处理厂（站）的设计能力。

1.2设计任务及容

拟新建某淀粉厂废水处理厂一座，

（1）收集相关资料，确定废水水量水质及其变化特征和处理要求；

（2）对废水处理工艺进行分析比较，提出适宜的处理工艺案和工艺流程；

（3）结合水质水量特征，确定各处理构筑物的型式；

（4）进行全面的处理工艺设计计算，确定各构筑物尺寸构造和设备选型；

（5）进行厂区平面布置及水力高程计算；

本次课设为某淀粉厂废水处理厂设计，规模为2300m3/d。

根据某淀粉厂排放的废水特点及提供的占地面积，本设计案通过UASB工艺，SBR工艺,稳定、经济技术合理且具有良好除氮除磷功能的处理工艺，保证废水达到《污水综合排放标准》（GB25461－2010）一级标准，同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。

1.3设计背景及资料

1.3.1设计背景

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，每生产1m3淀粉就要产生10～20m3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。

1.3.2设计依据

（1）废水水量及水质：

废水水量：

2300m3/d=26.62L/s,Kz=1.88

COD=9500mg/L

BOD5=4500mg/L

SS=350mg/L

pH：

5~6

水温30oC

（2）气象水文资料：

风向：

春季：

南风（东南）

夏季：

南风（东南、西南）

秋季：

南风、北风

冬季：

西北风

气温：

年平均气温：

7~8oC

最高气温：

34oC

最低气温：

-10oC

冻土深度：

60cm

地下水位：

4-5m

地震裂度：

6级

地基承载力：

各层均在120kPa以上

（3）拟建污水处理厂的场地：

为80×

30平米的平坦地，位于主厂区的南。

生产车间排水经管道自流到污水厂边的集水池（V=50m3，池底较污水厂地平面低4.00m）。

处理水排水管的管底标高比主厂区低5米。

1.3.3处理后出水水质要求

处理后水质要求：

COD≤100mg/L

BOD5≤20mg/L

SS≤70mg/L

6~9

1.4污水水指标

表1-1污水水质指标

指标

BOD5

CODcr

SS

TN

NH3-N

TP

pH

废水进水水质（mg/L）

4500

9500

350

-

5-6

出水水质（mg/L）

20

100

70

6-9

处理程度（%）

99.6

98.9

80

/

2.工艺流程的设计及说明

2.1工艺流程的选择与确定

2.1.1常规二级处理工艺

根据我国现行《室外排水设计规》（GBJl4—87），污水处理厂的处理效率见下表。

表2-1污水处理厂的处理效率表

处理级别

处理法

主要工艺

处理效率（%）

一级

沉淀法

沉淀

40—50

20—30

二级

生物膜法

初次沉淀、生物膜法、二次沉淀

60—90

65—90

活性污泥法

初次沉淀、曝气、二次沉淀

70—95

65—95

从上表可见，二级活性污泥法的处理效率最高。

但活性污泥法有多种运行式，现将各种运行法做一比较，见下表。

表2-2活性污泥法工艺比较

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

吸附再生活性污泥法

构造简单维护便

具有抗冲击负荷能力

运行费用较低

BOD去除率80-90%

剩余污泥量大且稳定性较差

悬浮性有机物含量高的大中型污水厂

完全混合活性污泥法

抗冲击负荷能力强

占地不多投资省

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

系统简单管理便

产泥少且稳定性好

曝气池占地多投资高

悬浮性BOD低有脱氮要求的中小型污水厂

间歇式活性污泥法

无须设置调节池

SVI值较低，污泥易于沉淀不产生污泥膨胀现象

可以进行脱氮和除磷

运行操作比较烦琐

曝气装置容易堵塞

高浓度可生化有机废水的污水厂

2.1.2工艺案选择

本项目污水处理的特点：

污水的BOD/COD=0.474，大于0.45，可生化性好，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。

废水中主要以有机物为主，该污水含有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物，并不含有害物质，该污水的BOD5和CODcr的含量均很高，出水要求也高，均达到98%以上。

根据水质情况及同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用厌氧与好氧相结合的法来处理，因为水量变化较大，废水首先经过调节沉淀池，调节水量；

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，再进行好氧处理，最后经过混凝沉淀池进一步去除氮磷后达标排放。

2.1.3厌氧处理工艺比较与选择

近年来，厌氧处理技术得到很快发展，常用的先进技术有厌氧接触工艺、厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥床。

厌氧接触工艺：

厌氧接触工艺是在传统的完全混合反应器（CompleteStirredTankReactor，简写作CSTR）的基础上发展而来的，在一个厌氧的完全混合反应器后增加了污泥分离和回流装置，从而使污泥停留时间（SRT）大于水力停留时间（HRT），有效的增加了反应器中的污泥浓度。

厌氧接触工艺用于高浓度有机污水，为了强化有机物与池厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌；

同时为了提高处理效率，必须连续进水排水。

但这样会造成厌氧污泥的大量流失，因此反应器后要串联沉淀池将厌氧污泥沉淀并回流至厌氧反应器。

厌氧接触工艺存在以下缺点：

①负荷较低，在沉淀池中的固液分离较为困难；

②受污泥浓度的制约，在高的有机负荷下，厌氧接触工艺也会产生类似好氧活性污泥的污泥膨胀问题。

③厌氧接触工艺系统较为复杂，反应器需要搅拌装置，运转设备多，管理比较复杂。

厌氧生物滤池：

是密封的水池，池放置填料，污水从池底进入，从池顶排出。

微生物附着生长在滤料上，平均停留时间可长达100d左右。

其主优点是：

处理能力较高；

滤池可以保持很高的生物浓度；

不需另设泥水分离设备，出水SS较低；

设备简单、操作便等。

一般要求SS＜200mg/L。

而该污水的进水SS高达434mg/L，因此，不适用此法。

上流式厌氧污泥床反应器（UASB）：

上流式厌氧污泥床反应器（UASB）是一种高效的生物处理装置。

在反应器底部装有厌氧污泥，污水反应器底部进入，在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触。

产生的生物气附着在污泥颗粒上，使其悬浮于污水，形成下密上疏的悬浮污泥层。

气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升，能起一定的搅拌作用。

有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层，撞在三相分离器上使气泡脱离，污泥固体又沉降到污泥层，部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于静沉作用而被截留下来，滑落到反应器。

UASB反应器运行的三个重要前提是：

①反应器形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；

②由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用；

③设计合理的三相分离器，使沉降性能良好的污泥能保留在反应器。

UASB反应器存在以下问题：

①需要性能优良的气、液、固三相分离器保证其出水水质，由此也造成构造的复杂化，并占去了一定的容积。

②UASB反应器抗冲击负荷能力低，当进水的浓度低或SS高时会导致污泥大量流失，影响出水水质。

表2-3多种厌氧处理法比较表

综合以上分析，结合该工程的实际情况，本工程污水厌氧处理装置采用上流式厌氧污泥床反应器（UASB）。

2.1.4好氧处理工艺比较与选择

有机污水经厌氧处理之后，有机物浓度大大降低，出水的BOD5/COD也降低，污水的可生化性也大大降低。

因此，宜采用好氧处理。

由于UASB对氮和磷几乎没有去处理率，所以后面的好氧处理工艺的主要作用是去除氮和磷。

近年有多可以去除氮和磷的好氧处理工艺技术，主要有A2O工艺、UCT工艺、SBR工艺等多种工艺。

这三种工艺的优缺点如下表：

表2-4常用生物脱氮除磷工艺性能特点

工艺名称

A2O工艺

同时脱氮除磷；

反硝化过程为消化提供碱；

反硝化过程同时去除有机物；

污泥沉降性能好；

回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；

脱氮受回流比影响；

聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物；

UCT工艺

减少了进入厌氧区的硝酸盐量，提高了除磷效率；

对有机物浓度偏低的污水，除磷效果有所改善；

脱氮效果好；

操作较为复杂；

需增加附加回流系统；

SBR工艺

间歇运行，每一阶段都有优势菌存在；

污泥不断循环，