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1、 学号： 某大学毕业设计（论文）（2013届）题 目 某淀粉厂废水处理工艺设计 学 生 学 院 专 业 班 级 校内指导教师 专业技术职务 讲师 校外指导老师 专业技术职务 二一三年六月某淀粉厂废水处理工艺设计摘要：本次设计主要是淀粉废水处理设计。淀粉废水的主要特点就是废水中含有大量的有机物，属高浓度有机废水，所以废水生化需氧量也较大。某淀粉厂产生废水10000 m3/d，CODCr为800010000mg/L，BOD5为50007000mg/L，SS在3000mg/L左右，pH值为5，经处理后的废水排放标准执行污水综合排放标准规定的二级水质标准。淀粉厂产生的淀粉废水处理工艺的要求为采用UAS
2、BSBR法处理。此设计流程简单、构筑物较少，处理效果较好，并且成本低、占地面积小，适合于大中型淀粉厂废水的处理。关键词：淀粉废水；UASB；SBR。A starch factory wastewater treatment process designAbstract：This design is mainly starch wastewater treatment design. Starch is the main characteristic of wastewater effluent contains a lot of organic matter, a high concentra
3、tion organic wastewater, wastewater BOD so well. A starch factory of wastewater is 10000 m3 / d, CODCr of 8000 10000mg / L, BOD5 of 5000 7000mg / L, SS at 3000mg / L or so, pH value of 5, pH value of 5, the treated wastewater discharge standards Integrated Wastewater Discharge standard provides a se
4、condary water quality standards. Starch produced from starch factory wastewater treatment process requirements for the use of UASB + SBR method.This design process is simple, small structures, better handling, and low cost, small footprint, suitable for medium and large starch factory wastewater.Key
5、word：Starch wastewater; UASB; SBR.目 录1.绪论11.1课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势11.1.1意义11.1.2 国内外研究现状和发展趋势11.2研究的主要内容11.3课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题22.淀粉废水处理工艺设计22.1废水处理工艺选择原则22.2废水水质分析32.2.1淀粉废水进出水水质水量32.2.2淀粉废水的特点及来源32.3设计涉及范围及原则32.4工艺流程的比较42.5工艺方案的确定62.6处理工艺 UASB反应器+SBR72.7方案特点83.构筑物计算83.1粗格栅83.2集水井103.3提升泵房113.4细格栅11
6、3.5曝气沉砂池133.6气浮池153.7 水解酸化池设计183.8 UASB反应器213.9 SBR反应器263.10 集泥井的计算293.11 污泥重力浓缩池303.12污泥脱水间323.12整个设计的超越管324.平面布置324.1 平面布置的一般原则和要求324.2具体平面布置334.3 污水处理厂高程布置344.4 高程确定355.投资估算356.劳动定额与运行费用计算366.1劳动定额366.2运行费用的计算366.2.1运行费用分析366.2.2运行费用计算367.结论37参考文献38致谢391.绪论1.1课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势1.1.1意义淀粉属于多羟基天然高
7、分子化合物，在植物的根，茎和果实中有很多淀粉，是食品，医药，化工，造纸，纺织等工业部门的重要原料。淀粉生产的主要原料作物是玉米、薯类和小麦。在淀粉生产加工过程中会产生大量的高浓度酸性有机废水，其含量随生产的波动而发生变化，其中主要是溶解性的淀粉、少量蛋白质、糖类、废碱和废酸等污染物，一般没有毒性，但COD值很高，由于生产工艺的不同，废水中CAD的浓度通常为200020000mg/L，SS为1500mg/L。如果将其直接排放到环境水体中，那将会对环境造成严重危害，而且也会造成水资源的浪费。在淀粉加工企业附近经常会出现居民采取举报、上访等形式反映淀粉厂排放废水的污染问题。国家环保总局在国家环境科技
8、发展“十五”计划纲要指出，决定继续把淀粉加工工业的废水污染控制技术作为重要内容进行研究。而且针对淀粉工业废水的特点，人们都在力求研究出一种快速，高效，低能耗的淀粉废水处理方法1。1.1.2 国内外研究现状和发展趋势目前国内外淀粉废水处理方法主要有沉淀分离法、化学絮凝法、生化处理法等。沉淀分离法直接通过物理沉淀使废水中的悬浮物沉淀下来，以降低后序消毒处理污染负荷，此方法过于简单不能有效的去处污水中的化合物。化学絮凝法处理对SS具有较高的去除率，且操作简单，处理周期长，但占地面积大，对BOD去除率低，并且絮凝后污泥的处理也存在很大的问题。生化处理法是国内外常用的处理淀粉废水的方法，分为厌氧生物法和
9、好氧生物法，能较好的去除COD，BOD等指标，达到排放标准，且处理费用低，效率高。目前国内外成熟的工艺有：气浮UASBSBR法，气浮UASB接触氧化法2-4。1.2研究的主要内容本设计研究的主要内容主要有：.查阅相关文献及撰写此次设计综述。.利用给定的资料,确定污水处理方案和污水处理厂的工艺流程。.设计计算主要构筑物及确定主要设备的规格、型号、数量及工艺参数。.完成处理系统的高程设计。.绘制全厂配置平面图、高程图及相关构筑物图。该设计主要解决的问题是由于淀粉生产而产生的污水废水并对其进行处理，设计处理水量为10000m3/d。经过处理后的水质应达污水综合排放标准（GB8978-1996）二级排
10、放标准。1.3课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题通过此次毕业设计，使我们熟悉并掌握淀粉厂废水处理的设计原理、方法、内容和步骤，能根据设计原始资料正确地选定设计方案和工艺，掌握淀粉厂废水处理工艺设计的基本流程及各构筑物的计算方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并且能够熟练和规范的绘制工程CAD图纸。具体内容如下：(1) 淀粉厂废水处理方案的比较、优化和确定；(2) 各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、鼓风机、曝气器等；(3) 平面布置和高程计算；(4) 根据所确定的工艺和计算结果，绘制城市污水处理厂的总平面布置图、高程布置图、工艺流程图及各主要构筑物图。2
11、淀粉废水处理工艺设计2.1废水处理工艺选择原则在确定工艺流程之前，需要对原水的水质情况有全面的了解，摸清废水中污染物质的种类、数量和组成。工艺方法应适应国家和地方的有关规定，严格遵守国家地方有关环境保护法律、法规，保护改善周边的生态环境，处理后的水质指标达到规定的设计要求。确定的工艺应能适应一定范围内水质水量较大的变化，抗冲击负荷能力强。在确保达到处理要求的前提下，尽量减少投资和运行成本，运用类比方法参考类似项目的运行经验，进行技术经济分析综合考虑确定最佳的工艺流程方案。全面考察项目所在地的自然环境和社会环境现状，并结合考虑废水生物处理的特点。北方寒冷地区最好选择适合在低温条件或者对温度变化要
12、求不高的处理工艺运行。工艺流程的选择应尽量考虑成熟的工艺流程，当然也可以选择技术先进的工艺，但是必须要考虑好先进技术和工艺和理性可行之间的关系，对把握不大或者难处理的废水应做好试验工作，甚至进行小试和中试试验，以实验结论作为工艺设计的参考依据，这样才能保证最终工艺方案的可行，将风险降低到最低程度。工艺的先进性也体现了废水处理项目的总投资、运行费用和管理等方面的内容，最好是选择处理能耗地、效率高、管理方便、产物能得到利用同时符合清洁生产要求的处理工艺路线。对不成熟的，尚在试验阶段的新处理技术、新处理工艺、新处理装备应慎重考虑对待。总之，废水生物处理工艺的选择应综合考虑多方面的影响因素，全面衡量，
13、进行多方案的比较确定才能得到最终方案。上述几条原则只是基本原则，在实际具体的工艺实践中，应该眼光放远点，涉及要有前瞻性，使工艺流程不仅能满足现在的需要，也要尽量符合将来的处理要求。2.2废水水质分析根据废水特点，设计稳定和经济技术合理的处理气浮-UASB-SBR式活性污泥处理工艺，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。2.2.1淀粉废水进出水水质水量该废水处理工程的设计规模10000m/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2.1。表2.1废水的污染状况及执行的排放标准序号污染物进水设计
14、值排放标准1COD（mg/L）8000100001502BOD5（mg/L）50007000303SS30000.4m/s，符合要求。 进水渠道渐宽部分长度l1 进水渠道内的流速=0.60m/s0.4m/s，进水渠道宽取B1=0.59 m，渐宽部分展开角=20l1 =0.33m故栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2l2 = L1/2 = 0.165 m 通过格栅的水头损失h1：设粗格栅的断面为锐边矩形断面：取k=3，=2.42，=0.6m/s，g=9.8m/s2 h1=k=0.0458m故取h1=0.1. 格栅后槽总高度H:超高采用h2=0.3 格栅前槽高 H1=h+h2=0.295+0.3
15、=0.595m 格栅后槽高 H=H1+h1=0.595+0.1=0.695m 格栅总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+= 0.33+0.0.165+0.5+1.0+0.595/tan60=2.34m 每日格栅渣量（b为格栅间隙）当b为1625mm时，格栅渣量为0.100.05m3/1000m3污水；当b为3040mm时，格栅渣量取0.030.01m3/1000m3污水。格栅间隙b取20mm，故W1=0.078m3/103W=0.79m3/d所以采用机械清除。综上，设两组粗格栅，每组n=28；一用一备。3.2集水井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
16、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。参数选择设计水量:Q=416.67m3/h水力停留时间：T=5min水面超高取：h1=0.5m有效水深取：h2= 2m设计计算集水井的有效容积：V=QT=416.675/60=11.57m3集水井的高度：H=h1+h2=0.5+2=2.5m集水井的水面面积:A=V/h2=11.57/2=5.79m2，取取A=6m2集水井的横断面积为：LB=32.5(m2)则集水井的尺寸为：LBh所以该池的规格尺寸为3m2m
17、2.5m，数量为1座。在集水井中安装QUZ291式浮球液位计1台，即可自动控制提升水泵的启动和停止，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。图3.2集水井计算示意图3.3提升泵房 设计说明提升泵房是用来提升污水水位的，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。 设计计算 提升流量：Q = 416.67m3/h扬 程：考虑安全水头，取安全水头为2m，则扬程H=8.5。选用250TLW-530B型污水泵，污水泵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计进行水量计量。
18、提升泵参数：Q=643m3/h，H=10.4m，电动机功率为37kW，转速为735r/min，效率为74%，此泵重量2380kg。 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。所以提升泵房设计尺寸：7m8m。3.4细格栅设计说明：细格栅是一种可连续清除流体中较小颗粒杂物的固液分离设备，在各种工业行业生产工艺中是不可或缺的专用设备，是目前国内普遍采用的固液筛分设备。设计参数：设置2组细格栅，故每组设计流量为Q=0.5，Qmax=0.105m3/s；格条间隙d=10mm；过栅流速v=0.6m/s；安装倾角=60。设计计算确定栅前的水深h在最优有水力断面的情况下公式
19、Qmax=B1hv= B1B1v= B12vB1=0.59m则栅前水深：h= B1=0.295m格栅的间隙数（n）：Q=Qmax=0.21m3/s,v=0.6m/s,取60，b取0.01，N=2n = = = 55.21 取n = 56栅槽有效宽度(B)B =S(n1)+bn= 0.01(56-1) + 0.0156 = 1.11m进水渠道渐宽部分长度l1 进水渠道内的流速=0.60m/s0.4m/s，进水渠道宽取B1=0.59 m，渐宽部分展开角=20l1 =0.71m故栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2l2 = L1/2 = 0.355 m通过格栅的水头损失h1：同粗格栅的断面为锐边矩
20、形断面：取k=3，=2.42，=0.6m/s，g=9.8m/s2 h1=k=0.0.115m格栅后槽总高度H:超高采用h2=0.3 格栅前槽高 H1=h+h1+h2=0.295+0.3+0.115=0.71m 格栅后槽高 H=H1+h1=0.71+0.1=0.81m格栅总长度(L) L=l1+l2+0.5+1.0+= 0.71+0.0.355+0.5+1.0+0.71/tan60=2.97m每日格栅渣量（b为格栅间隙）格栅间隙b取10mm，所以去渣量W1=0.05m3/103m3W=0.504m3/d0.20 m3/d所以采用机械清除。综上，设两组细格栅，每组n=56；一用一备。3.5曝气沉砂
21、池设计说明污水经过细格栅后水中还会有无机颗粒，无机颗粒会磨损管道和设备，且会降低活性污泥活性，而且会慢慢囤积在反应池底部，这样就减少了反应池的有效容积，甚至在脱水时扎破滤带，损坏脱水设置。沉砂池的目的就是去除污水中的这些泥沙、煤渣或是一些其他相对密度较高的固体无机颗粒，以此来保证后续的构筑物正常运行。曝气沉砂池的作用是通过在曝气沉砂池内一侧鼓入空气,会使水流产生垂直于水平轴的竖向流,其与在沉砂池内的水平流叠加产生螺旋流，这种螺旋流一方面使有机物和砂子得到分离,另一方面将沉入池底的砂子冲入集砂槽内，使污水在池内呈螺旋状前进，砂子等无机颗粒物质在曝气沉砂池内受到不同水流的影响,各个颗粒运动情况也不
22、相同。由于水流高速螺旋前进,水面处小颗粒无机物受水流的影响比大颗粒无机物大,所以大颗粒物质比小颗粒物质更慢的到达沉砂池边。在沉砂池边由于水平流速变小,所以无机颗粒水平运动的距离比较短,较小的颗粒会较慢地沉入池底，较大的颗粒就会更快地沉入池底。在池横断面的中部,因为具有较高的水平流速,且旋流速度较小,所以无机颗粒沿水平方向运动的距离比沿横断面方向运动的距离大。无机颗粒在重力的作用下沉到沉砂池底,无机颗粒沿着沉淀路线,水平流速慢慢变小,旋流速度慢慢变大。在这一区域较小的无机颗粒受旋流水流的影响较大,所以较小的无机颗粒在横断面方向运动比较大无机颗粒运动距离大10。设计参数设计水量：Q=10000m3
23、/d=416.67m3/h=0.116m3/s，停留时间t取2min，污水在曝气沉砂池内的平均流速v1为0.03m/s，有效水深h2为2.5m，曝气所需空气量为0.10.2m3空气/m3污水，d取0.2m3空气/m3污水，贮砂时间T为2d，X=30m3/106m3污水,设沉砂槽的槽底宽b2为0.5m，沉砂槽的槽壁与水平面的夹角为60，沉砂槽的高度h3为1.5m，曝气沉砂池的池底坡度为0.10.5 ，此设计取0.5，坡向沉砂槽。设计水质：表3.1预计处理效果项目CODBODSS进水水质（mg/L）800010000500070003000去除率（）858540出水水质（mg/L） 1200150
24、0 75010501800设计计算曝气沉砂池有效容积计算=600.212=25.2m3 水流断面面积A=Qmax/v1=0.21/0.03=7m2曝气沉砂池总宽度B=A/h2=7/2.5=2.8m深度比：=1.12，在11.5范围之内，故符合要求。所以池长L=V/A=25.2/7=3.6m曝气沉砂池内每小时所需空气量Q=3600dQ=36000.20.21=151.2m3/h公式中d为每立方米污水曝气量，取0.2m3曝气沉砂池的沉砂斗所需要容积V=0.60m3曝气沉砂池沉砂斗几何尺寸的计算沉砂斗的上口宽度为b1=2.23m沉砂斗的容积为V1=3.17m3故V1=3.17m32.4m3，符合设计
25、要求。曝气沉砂池池子总高设超高h1为0.3m，故池子的总高度H=h1+h2 =0.3+2.5=2.8曝气沉砂池进水口的水头损失计算污水通过DN1000的管道的灌渠送入沉砂池的进水渠道内，然后送入沉砂池内。取管道的宽B1=0.8m，高H1=0.6m，所以进入渠道内的水流速度为=0.44m/s污水经过进水渠道然后分别进入曝气沉砂池内，进水口的尺寸为800mm800mm,流速的校对v=0.33 m/s进水口的水头损失h,取1.06h=0.00589m出水堰的计算曝气沉砂池的出水采用沉砂池薄壁末端出水堰跌落出水，出水堰能够保证曝气沉砂池内水位标高的恒定，故堰上水头损失为H2=0.24m出水堰后面的自由跌落高度为0.08m，出水污水流入出水槽，出水槽的挎包度B2为1.0m，出水槽的水深为h2为0.6m，水流的速度为1.25m/s
