水污染课程设计某食品加工废水处理厂设计12.docx
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水污染课程设计某食品加工废水处理厂设计12
《水污染控制工程》课程设计报告
题目某食品加工废水处理厂设计系部环境工程系
专业班级环境工程专业
组员
指导教师
设计时间2011-2012学年
1设计任务书..............................................................11.1设计目的..........................................................11.2设计任务及内容....................................................11.2.1设计任务.....................................................11.2.2设计内容.....................................................11.3设计资料..........................................................21.3.1设计依据.....................................................2
1.3.2处理后出水水质要求...........................................3
2工艺流程的设计及说明....................................................32.1水质分析..........................................................32.2效率计算..........................................................42.2.1COD去除效率.................................................42.2.2BOD
5
去除效率.................................................42.2.3SS去除效率..................................................42.3污水处理工艺流程的选择与确定......................................42.3.1预处理装置的选择.............................................52.3.2生物方法的选择...............................................5
2.4工艺流程说明......................................................7
3废水处理构筑物的设计计算................................................83.1格栅..............................................................83.1.1设计说明.....................................................83.1.2设计计算.....................................................83.2调节沉淀池.......................................................133.2.1设计说明....................................................133.2.2设计参数....................................................133.2.3设计计算....................................................133.3UASB反应器.......................................................143.3.1设计说明....................................................14
3.3.2设计参数....................................................153.3.2设计计算....................................................153.4CASS池...........................................................253.4.1设计说明....................................................253.4.2设计参数....................................................25
3.4.2设计计算....................................................26
4污泥处理构筑物的设计计算...............................................344.1集泥井...........................................................344.1.1设计说明....................................................344.1.2设计参数....................................................344.1.3设计计算....................................................344.2污泥浓缩池.......................................................354.2.1设计说明....................................................354.2.2设计参数....................................................354.2.3设计计算....................................................354.3脱水间...........................................................374.3.1设计说明....................................................374.3.2脱水机的选择................................................384.3.3设计参数....................................................384.3.4设计计算....................................................39
4.3.5机型选取....................................................39
5附属建筑物的确定.......................................................405.1风机房...........................................................405.2值班室...........................................................405.3泵房.............................................................405.3.2设计参数....................................................40
5.3.3设计计算....................................................40
6污水处理厂的总体布置...................................................416.1平面布置设计.....................................................416.1.1废水处理部分................................................41
6.1.2污泥处理部分................................................416.2高程布置设计.....................................................416.2.1污水流经各处理构筑物水头损失................................416.2.2污水管渠水头损失计算表......................................41
6.2.3高程确定....................................................41
7总结...................................................................42主要参考文献.............................................................44
1设计任务书
1.1设计目的
1、通过课程设计,使学生掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法,掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法,掌握设计说明书的写作规范。
2、本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节,要求综合运用所学的有关知识,在设计中掌握解决实际工程问题的能力,并进一步巩固和提高理论知识。
1.2设计任务及内容
1.2.1设计任务
根据已知资料,进行污水处理厂的设计。
要求确定污水处理方案和流程,计算各处理构筑物的尺寸和选择设备,布置污水处理厂总平面图和高程图。
要求污泥处理工艺采用:
“污泥浓缩→污泥消化→污泥脱水”或“污泥前浓缩→污泥消化→污泥后浓缩→污泥脱水”或“污泥浓缩→污泥一级消化→污泥二级消化→污泥脱水”工艺。
1.2.2设计内容
1.设计说明书
（1说明城市基础资料、设计任务、工程规模、水质水量、工艺流程和选择理由,根据规范选择设计参数、计算主要构筑物的尺寸和个数、确定主要设备（特别是曝气设备及系统的计算和选型的型号和数量等;
（2要求对各构筑物进行计算
各构筑物的计算过程、主要设备（如水泵、鼓风机等的选取、污水处理厂的高程计算（各构筑物内部的水头损失查阅课本或手册,构筑物之间的水头损失按管道长度计算等;说明书中应画出构筑物简图、标注计算尺寸。
2.设计图纸
图纸右下角为设计图签,注明图名、比例、学生班级、姓名等。
（1污水处理厂总平面布置图1张。
①要求以计算或选定尺寸按一定比例绘出全部处理构筑物、及附属建筑物、道路、绿化、厂界。
厂区内构筑物布置要合理,可按功能划分成几个区域（如:
污水处理区、污泥处理区、办公及辅助区等。
标注构筑物外形尺寸、平面位置（可用相对坐标（x,y表示,以某点的相对坐标为零点。
②绘出各种管渠、阀门、检查井等（例如:
污水管、放空管、排泥管、回流污泥管、超越管、总事故管、空气管、上清液管、沼气管等。
标注管径、渠道尺寸、长度和坡度。
③在右上角绘出指北针。
④绘制管线等图例。
⑤列表说明图中构（建筑物的名称、数量和尺寸。
⑥图纸布局要美观。
（2污水处理厂高程布置图1张。
①在污水与污泥处理流程中,要求沿污水、污泥在处理厂中流动的最长路程绘制流程中各处理构筑物、连接管渠的剖面展开图（从污水进厂的粗格栅起,至处理后的排水渠。
②图中要画出设计地面线、构筑物中水面线及标高,标注各构筑物的顶部、底部及水面线标高,标注构筑物名称、连接管的管径。
③在图纸左侧画出高程标尺线。
④图纸布局要美观。
（3选取污水处理厂的一个主要核心构筑物,绘制其平面、立面和剖面图。
1.3设计资料
1.3.1设计依据
（1废水水量及水质
废水水量:
2500*1.2*1.3=3900m3/d
COD=693~1530mg/L,平均:
1000mg/L
BOD5=400mg/L
SS=72~1060mg/L,平均550mg/L
PH:
5~6
水温:
30~38oC
（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
为平坦地,其形状为直角梯形,上底60米,下底80米,高40米,位于主厂区的南方。
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3.20m。
处理水排水管道的管底标高比污水厂地平面低4米。
1.3.2处理后出水水质要求
COD≤100mg/L
BOD5≤30mg/L
SS≤70mg/L
pH:
6~9
2工艺流程的设计及说明
2.1水质分析
表2-1废水进水水质排放标准
进出水及标准COD/1-
⋅L
mgBOD5/1-
⋅L
mgρ（SS/1-
⋅L
mgpH
进水水质693~153040072~10605~6
排放标准≦100≦30≦706~9
食品加工废水一般不含重金属及有毒化学物质,所含污染物主要为呈溶解、胶体和悬浮等物理形态的有机物质,其主要指标有pH、BOD5、COD、SS等。
从表2-1可以看出,该食品加工废水B/C为0.4,生化降解性较好,适合采用生化法处理。
同时生化处理与普通物化法、化学法相比较:
一、处理工艺比较成熟;二、处理效率高,COD、BOD5去除率高,一般可达80%~90%以上;三、处理成本低。
因此可采用好氧生物处理,也
可先采用厌氧处理,降低污染负荷,再用好氧生物处理。
水质水量的波动性较大,废水集中排放在白天8点到10点,排出的废水浓度高,水量大,其他时间排放废水的浓度和水量较小。
2.2效率计算
2.2.1COD去除效率（1100%
CODCODη=-⨯进
出
（21-式中:
COD进—COD进水水质,mg/L;
COD出—COD出水水质要求,mg/L。
100
（1100%
100090%η=⨯=
2.2.2BOD5去除效率
（1100%
BODBODη=-⨯进
出
（22-式中:
BOD进—BOD进水水质,mg/L;
BOD出—BOD出水水质要求,mg/L。
30
（1100%
40092.5%η=-⨯=
2.2.3SS去除效率
（1100%
SSSSη=-⨯进
出
（23-式中:
SS进—SS进水水质,mg/L;
SS出—SS出水水质要求,mg/L。
70
（1100%
55087.3%η=-⨯=
2.3污水处理工艺流程的选择与确定
2.3.1预处理装置的选择
由于该食品加工废水中含有大量的悬浮固体,同时废水的水质和水量在24h内变化较大,为了防止设备的堵塞、回收有用副产品、降低生物处理设施的负荷和稳定生物处理工艺的处理效果,常常是使用一些物理和化学方法如格栅、调节、隔油、沉淀、气浮、絮凝等作为生化法的预处理单元。
（1筛除。
筛除是分离食品加工废水中较粗的分散性悬浮固体最广泛的方法,所采用的设备为格栅和格筛。
格栅的去除效率根据栅条间距、污水类型不同而异。
格筛的效率与废水中颗粒的分布有关,分散性差或胶体悬浮物比例高会大大影响格筛的效率。
格筛对BOD的去除率较低,因为格筛不能去除溶解性和胶体性BOD,但废水颗粒物的去除可防止以后的再溶解。
SS的去除效率为10%~20%。
（2调节。
为了使后续连续运行的处理工艺效果稳定,一些处理流程中常设置调节池对废水的水质和水量进行调节,以减弱水质和水量的冲击。
调节时间一般为6~24h,多为6~12h。
（3沉淀。
沉淀在食品加工废水处理中被用来去除原废水中的无机固体物和有机固体物,以及分离生物处理工艺中的生物相和液相。
根据国内外的实践表明,初次沉淀可去除废水BOD5约30%。
SS约55%。
初沉池HRT一般为1.5~2.0h,多为1.5h。
（4气浮。
气浮是固液分离或液液分离的一种技术,在气浮时常使用混凝剂脱稳。
气浮主要用于去除废水的乳化油（除油率可达95%,同时对COD和BOD5也有较好的去除效率（去除效率在40%以上。
气浮HRT为30min,为提高破乳效果,常使用破乳剂或混凝剂,现有资料表明,气浮可去除95%以上的油脂和40%~80%的BOD和SS。
（5絮凝。
絮凝可通过投加化学药剂来实现,也可通过电解产生离子来实现。
絮凝法不能单独使用,必须和物理处理工艺的沉淀法或是气浮法结合使用,构成絮凝沉淀或絮凝气浮。
根据国外资料表明,投加86mg/L的硫酸铝和86mg/L的石灰,絮凝沉淀可去除40%的BOD、38%的COD、60%的SS和33%的油脂。
由于该食品加工废水中含有大量的悬浮固体以及油脂,为了保证后续设备正常工作、减少后续处理工艺负荷和稳定生物处理工艺的处理效果,以及考虑整个工艺的HRT以及占地面积等因素。
选择使用占地面积小、HRT小的格栅和沉淀池。
为了进行水量、水质调节,使被处理的废水,水质均化、水量均衡,使后续处理构筑物和管渠不受废水高峰流量或浓度变化的冲击,运行稳定,所以选择调节池。
2.3.2生物方法的选择
食品加工废水的污染物主要是易于生物降解的有机物,生物方法最为有效和经济。
因此,生物方法是食品加工废水处理采用得最为普遍的处理方法。
主要有氧化沟法、间歇式活性污泥法（SBR、生物吸附再生法、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床（UASB、厌氧滤池、稳定塘。
（1间歇式活性污泥法（SBR
该方法又称序批式活性污泥法,与传统活性污泥法相比,具有以下一些明显的特点:
耐冲击负荷,运行稳定性较好,去除率高;一般情况下,不易产生污泥膨胀问题;工艺简单,无需设置二沉池和污泥回流;多数情况下不需设置调节池;通过对运行方式的调节,可在单一的池子内完成除磷脱氮反应;建设费用和运行费用较低。
SBR工艺一般都采用自动化控制系统。
处理食品加工废水时污泥负荷为0.4kg/（d
m⋅3,COD去除率为85%~98%,BOD5去除率86%~97%。
（2生物吸附再生法
用于处理食品加工废水的生物吸附再生工艺,设计总停留时间4h,其中吸附和再生的时间比为1:
3,污泥负荷为0.47kgBOD5/（d
kgMLSS⋅,MLSS为3000mg/L,容积负荷为1.4kgBOD5/（d
m⋅3,空气用量为46.4m3/（m3水,回流比为50%,实际BOD去除率为92.5%。
（3厌氧接触工艺
厌氧接触工艺通过在消化池后设置沉淀池,用回流沉淀池的污泥来提高厌氧消化池的污泥浓度和有机负荷,以缩短水力停留时间和改善出水水质。
在该处理系统中设置真空脱气装置,厌氧消化池的出水经脱气装置脱出沼气后,再进入沉淀池进行固液分离。
该工艺的出水水质较好,但需设置沉淀池、真空脱气装置和回流污泥系统,流程较复杂。
根据国外的有关运行数据,温度为7~18℃,HRT为1.5~4.7d,容积负荷为0.18~1.11kgBOD5/（d
m⋅3,BOD5去除率为92.3%~97.2%;温度为32~35℃,HRT为0.6d,容积负荷2.50kgBOD5/（d
m⋅3,BOD5去除率为90.8%。
（4上流式厌氧污泥床（UASB
UASB工艺具有结构简单、无需搅拌、负荷高、操作管理方便等优点,布水系统、气-液-固三相分离系统和集水系统的设计和运行管理,是提高UASB工艺处理效率的技术关键。
根据国内的一些经验数据,在温度为20~25℃时采用UASB处理食品加工废水,HRT（水力停留时间为8~10h,容积负荷为4kgBOD5/（d
m⋅3,污泥负荷为0.15kgCOD/（d
kgSS⋅,COD和BOD5的去除率大于76%,大肠杆菌的去除率大于99.9%。
国外实验结果,当温度为20℃时,HRT为6~6.8h,容积负荷为6kgCOD/（d
m⋅3,COD去除率为91%;当温度为30℃时,HRT为3.6~5.3h,容积负荷为10kgCOD/（dm⋅3,COD去除率为87%。
食品加工废水经厌氧法处理后,出水悬浮物浓度仍较高,必须再经好氧生物处理,才能达标排放。
（5稳定塘工艺
稳定塘工艺可分为好氧塘、兼性塘、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食品加工废水,从建设和运行角度而言是最经济的,并且处理效果令人满意、性能可靠。
除了开始运行时有些气味外,不会产生其他问题。
厌氧塘容积负荷为0.18~0.26kgBOD5/（d
m⋅3,BOD5去除率为65%~80%;兼性塘表面负荷为58.4~589.5kgBOD5/（d
hm⋅3,BOD5去除率为46%~71%;好氧塘表面负荷为5~15kgBOD5/（d
hm⋅3,BOD5去除率为60%~80%。
厌氧塘-兼性塘串联系统的BOD5和COD去除率分别可达95%~98%和90%~95%。
但该工艺占地面积大,一般是根据地形符合要求才设置的。
（6工艺
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