腐乳石污水处理工艺设计毕业论文设计Word格式文档下载.docx

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关键词：

升流式厌氧污泥床（UASB）；

SBR；

腐乳废水。

摘要I

第一章绪论1

1.1概论1

1.2工业废水（IndustrialWastewater）的含义和分类1

1.3工业废水的分类、种类、指标1

1.3.1分类1

1.3.2工业废水造成环境污染的种类2

1.4处理原则3

1.5工业废水处理方法概述3

1.5.1工业废水的物理处理 

（PhysicalTreatment）3

1.5.2工业废水的化学处理（ChemicalTreatment）4

1.5.3工业废水的物理化学处理（Physic-chemicalTreatment）4

1.5.4工业废水的生物处理（BiologicalTreatment）5

1.6现状及发展趋势5

1.7设计原始资料8

1.8设计目的及意义8

第二章方案的比较与选择10

2.1厌氧生物处理工艺的选定10

2.2好氧生物处理工艺的选定12

2.3工艺流程的确定13

第三章设计计算14

3.1格栅计算14

3.1.1设计说明14

3.1.2设计参数16

3.1.3设计计算16

3.2配水井设计计算19

3.2.1设计说明19

3.2.2设计计算20

3.2.3泵位及安装20

3.3提升泵房21

3.3.1泵房的设计依据21

3.3.2设计说明23

3.3.3设计计算23

3.4调节沉淀池24

3.4.1设计说明24

3.4.2设计计算24

3.5UASB反应器设计计算26

3.5.1设计说明26

3.5.2设计参数27

3.5.3反应器容积计算28

3.5.4配水系数设计28

3.5.5三相分离器设计30

3.5.6出水渠的设计34

3.5.7UASB排水管设计计算35

3.5.8排泥管的设计计算36

3.5.9沼气管路系统设计计算37

3.5.10UASB的其他设计39

3.6SBR反应器设计计算40

3.6.1设计计算说明40

3.6.2SBR反应池容积计算41

3.6.3SBR反应池运行时间与水位控制42

3.6.4排水系统设计43

3.6.5排泥量及排泥系统45

3.6.6需氧量及曝气系统设计计算46

3.7鼓风机房设计计算52

3.7.1鼓风机房的规定52

3.7.2鼓风机设计计算54

3.7.3鼓风机的选择55

3.7.4鼓风机房布置55

3.8污泥处理系统55

3.8.1产泥量55

3.8.2污泥处理方式55

3.8.3集泥井容积计算56

3.9污泥重力浓缩池56

3.9.1设计说明56

3.9.2设计计算58

3.9.3排水和排泥59

3.10污泥脱水系统设计60

3.10.1设计说明60

3.10.2设计计算61

第四章污水处理厂总厂布置62

4.1平面布置62

4.2污水厂的高程布置64

4.2.1污水厂高程布置原则64

4.2.2高程布置时的注意事项66

4.2.3污水处理站高程水力计算67

第五章工程概预算71

5.1编制概预算依据的基础资料71

5.2估算范围72

附录A：

SBR反应器73

附录B：

UASB反应器74

附录C:

调节沉淀池75

附录D:

污水提升泵房76

附录E:

污泥浓缩池77

附录F:

平面图78

附录G:

高程图79

致谢80

第一章绪论

一.1概论

毕业设计是完成教学计划规定的全部课程后，必须进行的重要实践性教学环节，是向实践转变的过渡环节，通过毕业设计、综合运用和深化所学理论知识，培养独立思考，分析问题、解决问题能力，使学生能够灵活运用所学知识

来解决实际问题。

我的设计题目是“包头市某腐乳厂污水处理工艺设计”，此腐乳污水属于工业废水。

工业废水种类繁多，成分复杂，相对而言对环境的影响更大，处理难度也较高。

我国经济尚处于发展之中，特别是在制药、印染、化工、食品等领域，其产品的附加值不高，属于低端产品的较多，因而单位产值的产污量很大，更需要寻求经济有效的方法来解决工业废水的污染问题，以满足更加严格的污水排放标准的要求。

一.2工业废水（IndustrialWastewater）的含义和分类

定义：

指工业企业各行业生产过程中产生和排放的废水。

包括：

生产污水（包括生活污水）和生产废水两大类。

一.3工业废水的分类、种类、指标

一.3.1分类

按行业的产品加工对象：

冶金、造纸、纺织、印染等。

按工业废水中主要污染物分：

无机废水（电镀、矿物加工），有机废水（食品加工）

按废水中污染物的主要成分：

酸性、碱性、含酚等。

按处理难易程度和危害性分：

易处理危害性小的废水，易生物降解无明显毒性的废水，难生物降解又有毒性的废水。

一.3.2工业废水造成环境污染的种类

含无毒物质的有机废水和无机废水的污染；

含有毒物质的有机废水和无机废水的污染；

含有大量不溶性悬浮物废水的污染；

含油废水产生的污染；

含高浊度和高色度废水产生的污染；

酸性和碱性废水产生的污染；

含有多种污染物质废水产生的污染；

含有氮、磷等工业废水产生的污染。

一.4处理原则

工业废水的有效治理应遵循如下原则：

（1）最根本的是改革生产工艺，尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。

如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。

（2）在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中，采用合理的工艺流程和设备，并实行严格的操作和监督，消除漏逸，尽量减少流失量。

（3）含有剧毒物质废水，如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰等废水应与其他废水分流，以便于处理和回收有用物质。

（4）一些流量大而污染轻的废水如冷却废水，不宜排入下水道，以免增加城市下水道和污水处理厂的负荷。

这类废水应在厂内经适当处理后循环使用。

（5）成分和性质类似于城市污水的有机废水，如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等，可以排入城市污水系统。

应建造大型污水处理厂，包括因地制宜修建的生物氧化塘、污水库、土地处理系统等简易可行的处理设施。

与小型污水处理厂相比，大型污水处理厂既能显著降低基本建设和运行费用，又因水量和水质稳定，易于保持良好的运行状况和处理效果。

（6）一些可以生物降解的有毒废水如含酚、氰废水，经厂内处理后，可按容许排放标准排入城市下水道，由污水处理厂进一步进行生物氧化降解处理。

（7）含有难以生物降解的有毒污染物废水，不应排入城市下水道和输往污水处理厂，而应进行单独处理。

一.5工业废水处理方法概述

一.5.1工业废水的物理处理 

（PhysicalTreatment）

应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法。

操作单元（OperatingUnits）：

调节（Adjust）、离心分离（CentrifugalSeparation）、除油（OilElimination）、过滤（Filtration）等。

废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。

一.5.2工业废水的化学处理（ChemicalTreatment）

应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。

操作单元（OperatingUnits）：

中和（Neutralization）、化学沉淀（ChemicalPrecipitation）、药剂氧化还原（ChemicalOxidationReduction）、臭氧氧化（OzoneOxidation）、电解（Electrolysis）、光氧化法（Photo-Oxidation）等。

污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。

一.5.3工业废水的物理化学处理（Physic-chemicalTreatment）

废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。

混凝（Coagulation）、气浮（Floatation）、吸附（Adsorption）、离子交换（IonExchange）、电渗析（Electro-dialysis）、扩散渗析（DiffusionDialysis）、反渗透（ReverseOsmosis）、超滤（UltraFiltrate）等。

污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。

一.5.4工业废水的生物处理（BiologicalTreatment）

是利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。

好氧生物处理（AerobicBiologicalTreatment）、厌氧生物处理（AnaerobicBiologicalTreatment）.

生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。

一.6现状及发展趋势

世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染。

污水也是造成环境污染的来源之一。

这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。

中国政府历来重视环保治理工作，敬爱的周恩来总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”32字方针，历届政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。

由于各界政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，但是我们要清醒的看到，我国工农业生产发展的步伐很快，特别是发展开放的20年乡镇企业的诞生使我国的企业结构发生了变化，有些企业在追求经济效益时忽视了社会、环境效益，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。

为此当今环境污染的治理不能停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。

我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。

为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任。

解放初期由于工农业生产刚刚起步，当时的污水污染程度很低，且提倡利用污水进行农业灌溉，特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广，如著名的沈抚灌渠等，所以全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂（还包括1921～1926年间外国人兴建3座污水处理厂），在处理工艺有的还是一级处理，处理的规模也很小，每天只有几千m3，最大的也只有每天5万m3左右，致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。

随着工农业生产的不断发展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的万分也随之而变化，污染程度由低向高逐渐演变，一些发达的资本主义国家由于污水的污染，使人民身体健康受到威胁的沉痛教训（如，日本国骨疼病、水俣病的出现），引起人们的关注和我国政府的高度重视，建立了国家级环保组织（国务院环境保护办公室），大学也陆续设置环境工程系或环境工程专业，国务院环保办投资在天津兴建污水处理试验厂（天津市纪庄子污水处理试验厂），70年代末开始兴建，处理规模：

一级处理0.1m3s，二级处理0.025m3s，北京高碑店污水处理试验厂也先后运行。

国家和地方都为筹备建设国内大型污水处理厂做前期工作，此刻天津市政府与建设部及有关部委率先决定建设天津市纪庄子污水处理厂，并于1982年破土动工，1984年4月28日竣工投产运行，处理规模26万m3d。

国定“七五”、“八五”、“九五”科技攻关课题的建立，使我国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果，某些项目达到国际先进水平。

十一届三中全会以来在邓小平建设有中国特色的社会主义理论的指引下，随着改革开放大好形势的不断深入，我国的污水

处理事业也得到了快速的发展。

国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥工艺应用的同时，AB法、AO法、AAO法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。

由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术发展行业的市场。

如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备。

由于建设大型城市污水处理厂的投资很大，我国的建设资金有限，无法适应水污染治理的需要。

为此引进国外资金建设污水处理厂成为建设资金的重要组成部分，从而也加快了我国城市污水处理厂的建设速度。

一批大型的城市污

水处理厂利用国外贷款项目相继建成投产。

如：

我国20世纪最大的污水处理规模为60万m3d；

天津东郊污水处理厂、成都三瓦窑污水处理厂、沈阳北部污水处理厂、郑州王新庄污水处理厂处理规模均为40万m3d。

这些大型污水处理厂的建设标志着我国污水处理事业的不断壮大，标志着污水处理技术在我国发展的成果，标志着我国政府对污水处理事业的重视，也标志着我国污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。

经济发展与水环境污染是成正比的，也就是说经济发展的速度越快，相应

带来的水环境污染就越严重。

人民生活离不开水，工农业生产更离不开水，排出来的无论是生活污水还是工业废水都会带来不同程度的污染。

经济的发展是需要资金投入的，保护环境不受污染。

同样也需要钱，当资金有限的时候，就需要将经济发展和保护环境这两项硬指标进行有机的协调，不能造成顾些失彼或厚此薄彼的局面。

若顾经济发展失环境保护，就会产生环境严重受到污染，再投入相当的资金也不会治理到原来的清洁环境。

国外的反面教训警示了我们，日本的伊势湾受到沿海石化生产废水的污染，使伊势湾的水产品受到严重的损失，产生了不能食用的后果，虽经多年的治理也难以恢复污染前的环境状况。

这也充分证明了经济发展与环境保护的密切关系。

在水和其他资源日渐短缺以及环境污染治理日益迫切的情况下，工业废水处理的发展趋势是：

把水和污染物作为有用资源回收利用和实行闭路循环。

这

可分为水和污染物综合循环回用。

水和污染物各自单独循环回用。

一.7设计原始资料

腐乳废水主要来源于泡豆水、浆渣分离水、压豆腐水、腌胚水和各种工艺容器的洗涤水、地面冲洗水、洗瓶水、杀菌后的热水（冷却水）等以及在生产过程中发生破碎、跳盖导致产品报废等产生的废水。

废水中不但含有大量水溶性非蛋白氮、水苏糖、棉籽糖等寡聚糖以及水溶性维生素矿物质等,而且还含有异黄酮等色素物质，要是不经过处理就直接排放的话将会造成水体严重污染。

进水水量为：

4000m3d；

进水水质为：

COD=7000mgl,BOD5=4000mgl,SS=2500mgl,水温20～30℃,pH=4—6；

出水水质要求：

COD≤200mgl，BOD5≤100mgl,SS≤80mgl,色度≤40,pH=6—9。

要求学生独立绘制主要处理设备构筑物的平、剖面图，共计7张以上A1图纸的绘制，其中主要设备构筑物图需先画草图，经审查合格后方可画CAD图。

一.8设计目的及意义

进入二十一世纪后，随着人们的生活水平不断提高，人们对生存环境的要求越来越高，但由于现代化工业的迅猛发展和人们生活质量的提高，工业废水、生活污水对水环境及生态环境的污染愈来愈严重，并日益受到人们的关注。

国内、外对水环境保护与污水处理理论与技术已有较深的研究与应用。

工程设计的方法很多，应用多种污水处理工艺配合中水处理方式在我国的利用很广泛并有实际运行的作用。

学生通过所学的基本理论、基本知识和基本技能，根据毕业设计任务书所给的条件进行文献检索资料查阅收集和工程设计，要提出污水处理方案并进行技术和经济比较最终确定最佳方案，进行设计计算，使用CAD绘图完成主要构筑物的设计，并手工绘出部分构筑物的平剖面详图，结合计算机软件计算完成工程设计，给出工艺设备名称。

本设计所要达到的目的是设计出一座经处理后能够达到国家所要求的二级排放标准的污水处理厂，此外该污水处理厂还要满足以下要求：

（1）设计要结合该腐乳废水的实际情况，经济合理工程造价不宜过高，节约用地；

（2）工艺新颖，处理能力及处理效率高，运行费用低；

（3）考虑到该厂未来的发展本设计的处理能力需有一定的预留空间。

本次设计的意义为：

（1）减轻了水污染程度，改善了水体环境；

（2）缓解了因水质问题所造成的缺水问题；

（3）促进了工农业发展。

第二章方案的比较与选择

该腐乳厂主要生产腐乳、腐竹、辣椒酱产品。

废水主要来源于泡豆水、浆渣分离水、压豆腐水、腌胚水和各种工艺容器的洗涤水、地面冲洗水、洗瓶水、杀菌后的热水冷却水等以及在生产过程中发生破碎、跳盖导致产品报废等产生的废水。

废水含有大量水溶性非蛋白氮、水苏糖、棉籽糖、水溶合性维生素矿物质及异黄酮等色素物质。

此腐乳废水具有水量大、有机污染物含量高、偏

酸性、总悬浮固体含量高等特点。

对比设计进水水质和处理出水水质，可以发现本设计所要求的污染物处理去除很高，单凭单级厌氧工艺或单级好氧工艺均难达到所期望的处理效果，基于这一点本设计欲采用厌氧—好氧联合处理工艺。

二.1厌氧生物处理工艺的选定

常用的技术厌氧处理工艺有厌氧生物滤池AF、厌氧流化床AFB、升流式厌氧污泥床反应器UASB、厌氧接触法等高效厌氧反应器，在这些厌氧反应器中，主要具有如下特点：

微生物不呈悬浮生长状态，而是呈附着生长；

有机容积负荷大大提高，水力停留时间显著缩短；

首先应用于高浓度有机工业废水的处理，如食品工业废水、酒精工业废水、发酵工业废水、造纸废水、制药工业废水、屠宰废水等；

也有应用于城市废水的处理；

与好氧生物处理工艺进行串联或组合，还可以同时实现脱氮和除磷；

并对含有难降解有机物的工业废水具有较好的处理效果。

厌氧生物滤池是装填有滤料的厌氧生物反应器，在滤料的表面形成了以生物膜形态生长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量悬浮生长的厌氧微生物，废水通过滤料层向上流动或向下流动时，废水中的有机物被截留、吸附及分解转化为甲烷和二氧化碳等。

但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不合适处理有机浓度过高的废水，且要求进水SS浓度低，一般要求SS<

200mgl。

尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本设计的进水水质（SS浓度较高）。

厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。

其最大的特点是污泥回流，由于增加了污泥回流，就使得消化池的HRT与SRT得以分离。

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，需要设置池内完全混合搅拌，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）,其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大。

另外在厌氧接触法工艺中，还有一个问题就是污泥的沉淀，因为厌氧污泥上一般总是附着有小的气泡，且由于污泥在二沉池中还具有活性，还会继续产生沼气，有可能导致已下沉的污泥上浮。

本设计处理对象为较好生化处理的废水。

为提高处理效率，使污泥具有较好的沉降性，节省工程投资和占地，因此本设计不宜采用厌氧接触法。

升流式厌氧污泥床反应器UASB，属采用了滞留型厌氧生物技术，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。

因而生物停留时间长，处理效率高，适合于处理较易生化降解，COD和SS浓度均较高的废水（一般要求进水SS不大于4000mgl）。

常温条件下，对于较易生物降解有机废水，容积负荷达4—8kgCOD（m3.d）。

综合以上分析，结合以往的类似工程实例及一些资料，本设计废水厌氧处理装置采用升流式厌氧污泥床反应器UASB。

二.2好氧生物处理工艺的选定

污水好氧生物处理的主要去除对象是污水中溶解的和胶体状态的有机污染物，通过微生物的代谢作用予以转化和稳定，达到无害化。

按照污水好氧生物处理反映器中微生物的生长状态，好氧生物处理还可以划分为悬浮生长工艺和附着生长工艺。

前者以活性污泥法为代表，包括氧化沟、SBR等变形工艺，微生物在曝气池内以呈悬浮状态的活性污泥的形式存在；

而后者则以生物膜法为代表，包括生物滤池、接触氧化池、生物转盘等，微生物以膜状固着在某种载体的表面上。

通过查阅资料及参考类似工程实例，结合本设计具体情况最终选用SBR法作为本设计的好氧处理方法。

SBR（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）是一种好氧微生物污水处理技术,是连续进水、间歇排水的周期循环间歇曝气系统。

该工艺集调节、初沉、曝气、二沉、生物脱氮等过程于一池,按不同的时间顺序进行各种目的不同的操作,全部过程都在一个池体内周而复始地进行,工艺流程简洁,布局紧凑合理,是一种先进的污水处理系统。

该技术适用于处理市政生活污水和中低浓度有机工业废水,能有效地去除废水中BOD5和悬浮固体（SS）,将废水中的氮化合物转成硝酸盐,进而转成氨气,使出水的氨氮（NH3-N）含量大大降低。

与之相比较,传统的连续流水处理系统CFS（ContinuousFlowSystem）是在空间上设置不同的设施而在同一时间内进行各种操作。

该工艺将调节、初沉、曝气、二沉、生物脱氮等过程设于多个池内进行,限制了反应器的功能,扩大了使用空间和占地面积,使运行速度迟缓,空间和地面的有效利用率降低,不适应于大中城市工业废水、生活污水和其它多种复杂环境中各种废水处理的需要。

二.3工艺流程的确定

根据废水性质，我们采用了三个处理单元去除污染物：

第一单元采用格栅脱渣，去除废水中粗颗粒的悬浮物；

第二单元采用调节沉淀池，提高废水的可

生化性，同时沉淀去除悬浮物。

第三单元采用厌氧、好氧生化处理，彻底降解有机物。

厌氧采用上流式厌氧流化床反应器（UASB），好氧采用间歇式活性污泥反应池（SBR），整个处理系统耐冲