[工学]淀粉废水处理工程设计

[工学]淀粉废水处理工程设计内容摘要：

（ 2）不设填料，提高容积利用率，避免堵塞； （ 3）消化产气，污泥上浮，造成一定的搅拌，因此不设搅拌设备； （ 4）污泥浓度和有机负荷高，停留时间短； 好氧工艺 由于淀粉废水浓度较高，经处理后出水达不到排放标准，需继续进行好氧处理。 现对生物接触氧化，选用 SBR 工艺 第 2 章 淀粉废水处理工艺设计 9 UASB+SBR 法处理工艺与水解酸化 +SBR 处理工艺相比有以下优点： ① 节约废水处理费用。 UASB 取代原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，从而降低后续 SBR 池的处理负荷。 ② 节约污泥处理费用。 通过以上分析及废水水质水量情况，选用“气浮池 — UASB— SBR 法”工艺进行淀粉废水处理。 工艺流程图 图 21 气浮 +UASB+SBR 法污水及污泥处理工艺流程 流程说明 该淀粉废水处理工艺由提取蛋白、厌氧生物处理和好氧生物处理 3 部分组成。 提取蛋白采用气浮分离技术，淀 粉生产车间的废水流过格栅，先去除大的悬浮物，然后进入集水井，集水井的废水泵入气浮池提取蛋白饲料，湿蛋白饲料经烘干制成干蛋白饲料。 气浮分离后的废水流入调节沉淀池，以调沼气 泵 集水井 气浮池 蛋白 出水 SBR 泵 调节沉淀池 淀粉废水 预曝沉淀池 UASB 泥饼 泵 上清液 压滤液 污泥浓缩池 污泥脱水间 集泥井 燕山大学本科生毕业设计（论文） 10 节水量并沉淀去除部分悬浮物。 厌氧生物处理采用 UASB 技术，调节沉淀池废水用泵压入 UASB 进行厌氧生物处理，大部分有机物在 UASB 反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封罐、三相分离器、脱硫器处理后进入沼气储柜进行利用。 UASB 出水自流进入预曝沉淀池，预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的悬浮物和 H2S等 有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。 好氧生物处理采用 SBR 技术，预曝沉淀池的出水自流进入 SBR 进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。 调节沉淀池、 UASB、预曝沉淀池、 SBR 等处理单元产生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥浓缩池，污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水，产生的泥饼作为有机农肥外运。 污泥浓缩池的上清液和污泥脱水间的压滤液排入集水井进行再处理。 方案特点 1. 本方案以低耗的生化处理工艺为主体，且处理系统有较大的灵活性，以适应污水水质、水量的变化。 2. 本废水处理工程 技术先进实用，工艺合理，在处理水质稳定达标排放的同时，能获得蛋白饲料和沼气，具有显著的经济效益，实现了环境效益和经济效益的统一。 3. 废水处理后水质达到 《污水综合排放标准》（ GB89781996） 二级标准，可直接向外排放。 本章小结 本章通过对淀粉废水水质及水量的分析，结合淀粉废水的特点，在几种不同工艺中，根据各工艺的特点，选择了 UASB+SBR 工艺。 该工艺具有污泥颗粒化使反应器对不利条件抗性增强；沉降性能好；污泥浓度和有机负荷高，运行费用低，并可回收沼气；节约处理费用等有点。 第 3 章 构筑 物计算 11 第 3 章 构筑物计算 格栅 设计说明： 格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。 同时，还可以减轻后续构筑物的处理负荷。 由于处理量不是很大，采用人工清渣。 结构为地下钢混结构。 设计参数：格条间隙 d=10mm；栅前水深 h=；过栅流速 ；安装倾角  =450 设计流量： Q=8000m3/d=设计计算 （ 1） 格栅的间隙数（ n） n = dhQ sin = sin  = 取 n = 48 （ 2） 栅槽有效宽度 (B) 设计采用  20 圆钢为栅条：即 s= m B = s (n – 1) +dn= (481) + 48 = （ 3） 进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道内的流速为 ，进水渠道宽取 B1= m，渐宽部分展开角  =20176。 L1 =112 tgBB = 20tg = m （ 4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 = L1/2 = （ 5） 过栅水头损失：取 k=3，  =，  = h1=k  sin2)(234gds= 4 230 . 0 2 ( 0 . 6 )3 1 . 7 9 ( ) s in 6 00 . 0 1 2 9 . 8    = （ 6） 栅槽总高度 H 栅前槽高 H1 = h + h2 = + = 燕山大学本科生毕业设计（论文） 12 栅后槽高 H = h + h1 + h2 = + + = （ 7） 栅槽总长度 (L) L = L1 + L2 + + +0145tgH= + + + + 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 =水力停留时间： T=6h 水面超高取： h1= 有效水深取： h2= 设计计算（如图 42） 集水井的有效容积： V=QT= 6= 2020m3 集水井的高度： H=h1+h2=+=5m 集水井的水面面积 :A=V/h2=2020/=，取 445m2 集水井的横断面积为： LB=3 0 17(m2) 进水 17000 30000 图 31 集水井 第 3 章 构筑 物计算 13 则集水井的尺寸为： LBH 30 175(m 3) 所以该池的规格尺寸为 30m 17m ，数量为 1座。 在集水井中安装QUZ— 291 式浮球液位计 1台，可自动控制提升水泵的启动和停止，即高水位时自动启泵，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。 一级泵房 设计说明 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 = 扬 程： H =提升最高水位－泵站吸水池最低水位－水泵水头损失 = 4()+2= 选用 100ZZB15 型无堵塞自吸污水泵，它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。 提升泵参数： Q=400m3/h， H=18m，电动机功率为 11kW，进、出口直径 100mm，自吸时间 100s/5m，通过固体物最大直径 75mm。 安装尺寸：长 1480mm，宽 500mm,高 865mm。 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。 提升泵房设计尺寸： 6m 4m 气浮池 设计说明 由于废水的固体悬浮物含量很高 ,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池 ,分离提取蛋白质，提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。 该气浮池采用部分回流的平流式气浮池，并采用压力溶气法。 参数选取 设计 水量：Ｑ =8000m3/d=燕山大学本科生毕业设计（论文） 14 反应时间取 15min，接触室上升流速取 20mm/s，气浮分离速度取 2mm/s，溶气罐过流密度取 150m3/(h m2), 溶气罐压力取 ，气浮池分离室停留时间为 16min 水质情况： 表 31 预计处理效果 项目 COD BOD SS 进水水质 （ mg/L） 15000 9000 7000 去除率 （％） 40 40 80 出水水质 （ mg/L） 9000 5400 1400 设计计算 (1) 反应池 ：采用穿孔旋 流反应池 反应池容积 W = 60QT = 1560 = 179。 反应池面积考虑与调节池的连接，取有效水深 H = ，则反应池面积 F = W / H = 孔室分 4 格 : 4 个 每格面积 F1=F/4=㎡ 采用边长为 的正方形平面 取用  1=, 2=,中间孔口流速 Tt n)1(1 2221221  =  孔口旋流反应池计算如下 : 第 3 章 构筑 物计算 15 表 32 孔口旋流反应池计算 孔 口 反应历时t(min) 孔口流速（ m/s） 孔口面积(m2) 水头损失 (m) 进口处 0 一、二格间 T/4= 二、三格间 2T/4= 三、四格间 3T/4= 出口处 T=15  注： 表中 孔口流速 Ttnn (m/s) 孔口面积 nQf  (m2) 水头损失 gh 2 (m) 则 G = 21000 10 6560 60 102 20h T     GT =65 15 60=58500 （ 2）气浮池 ① 气浮所需的释气量： Qg = Q eR = 800024 10% 40 = 1600L/h ○2 所需空压机额定气量： 316001 .4 0 .0 3 7 5 / m in6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0g QgQm     故选用 Z— ，一用一备，设备参数：排气量，最大压力 6kgf/cm2，电动机功率。 ○3 加压溶气所需水量： 燕山大学本科生毕业设计（论文） 16 Qp =216007 3 6 7 3 6 8 0 % 2 . 5 2 . 4 3 1 0g TQ pK    =故选用 CK32/13L，设备参数：流量 45m3/h，扬程 H=5m，转速 1450r/min，轴功率 ，电动机功率。 ○4压力溶气罐直径： 因压力溶气罐的过流密度 I取 150m3/(h m2) 故溶气罐直径 d = 4 4 4 4 .7 5 1 .4150QP mI 选用 TR— 3 型标准填料罐，规格 d=，流量适用范围 7~12，压力适用范围 ~，进水管直径 70mm,出水管直径 80mm，罐总高 (包括支脚 )2580mm。 ○5气浮池接触尺寸：接触室上升流 速 c =20mm/s，则接触室平面面积 Ac = 28 0 0 0 / 2 4 4 4 . 7 5 5 . 2 52 0 0 . 0 0 1 3 6 0 0pc m  接触室宽度选用 bc=，则接触室长度 (气浮池宽度 ) B= mb  接触室出口的堰上流速 1 选取 20mm/s，则堰上水位 H2=bc= ○6气浮池分离尺寸：气浮池分离室流速 s =2mm/s，则分离室平面面积 As 28 0 0 0 0 / 2 4 4 4 . 7 5 5 2 . 52 0 . 0 0 1 3 6 0 0ps m    分离室长度 Ls=As/B=○7气浮池水深 H= s t=2 103 16 60= ○8气浮池的容积 W=(Ac + As)H=(+) =105m3 总停留时间 T= 6 0 6 0 1 0 5 1 6 . 7 m i n8 0 0 0 / 2 4 4 4 . 7 5pW 接触室气水接触时间 tc （ Hc=H1– H2 ） 第 3。