水污染控制工程课程设计

课程设计报告。

二oo五年 06月 24日。

小组任务分配。

共同完成部分：

1、设计任务书。

2、工艺方法的选择等主要整体步骤。

1、格栅槽的设计（包括格栅的设计、分馏格栅槽布置、调节沉淀池的设计（包括设计说明、设计计算。

2、 uasb设计计算（包括设计说明、uasb反应器工艺构造设计计算、布水系统的设计计算、出水渠设计计算、排泥管的设计计算、uasb排水管设计计算、沼气管路系统设计计算、uasb的其他设计）

3、一次污水泵设计（包括设计说明、污水泵设置、污水泵计算）

4、二次污水泵设计（包括设计说明、污水泵设计计算）

5、平面图绘制。

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、污泥处理方式、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。

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范选择、制定设计方案，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。

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方案和工艺流程；

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，本设计方案通过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，保证废水达到国家《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。

在国内，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

t': latex', orirawdata': q_=0.

02662×1.88=0.05m^/s', altimg':

w': 296', h': 28'}]

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：7~8 oc

最高气温：34 oc

最低气温：-10 oc

冻土深度：60cm

地下水位：4-5m

**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平方米的平坦地，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

ph：6~9

表1-1污水水质指标。

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《室外排水设计规范》(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。

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方式，现将各种运行方法做一比较，见下表。

表2-2 活性污泥法工艺比较。

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方法来处理，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。

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（complete stirred tank reactor，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内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：

负荷较低，在沉淀池中的固液分离较为困难；

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。

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，池内放置填料，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；滤池内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、操作方便等。一般要求ss＜200mg/l。

而该污水的进水ss高达434mg/l，因此，不适用此方法。

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，滑落到反应器内。

uasb反应器运行的三个重要前提是：

反应器内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内。

uasb反应器存在以下问题：

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。

uasb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 多种厌氧处理方法比较表。

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。

近年有许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。

通过以上对比，结合该污水的数据资料，最终选择sbr工艺。

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