环境工程某食品厂废水处理工程课程设计-secret

某理工学院《排水工程》课程设计课题：某食品厂废水处理工程教学院:班级：姓名：※※※※※※※※学号：※※※※※※※※指导教师：※※※※※※※※编写日期:※※※※※※※※★环境科学与工程学院⊕排水工程课程设计★-2-§目录§第一部分设计说明书绪论1.设计概述1.1工程概况…………………………………………………………………51.2设计原始资料……………………………………………………………51.3自然概况…………………………………………………………………51.4设计依据…………………………………………………………………52.设计方案及工艺流程的确定2.1工艺选择原则……………………………………………………………62.2工艺方案的分析及比较…………………………………………………62.3经济技术比较……………………………………………………………72.4工艺流程的确定…………………………………………………………72.5工艺设计流程及处理构筑物说明………………………………………72.6各处理单元效果预测表…………………………………………………9第二部分设计计算书3.主要处理构筑物及其相关计算3.1格栅的设计计算………………………………………………………93.2调节池的设计计算……………………………………………………113.3隔油池的设计计算……………………………………………………123.4UASB反应器的设计计算……………………………………………12★环境科学与工程学院⊕排水工程课程设计★-3-3.5CAST反应器的设计计算……………………………………………173.6污泥浓缩池的设计计算………………………………………………204.参考文献………………………………………………………………225.课程设计小结…………………………………………………………236.附录…………………………………………………………………246.1.主要处理构筑物设计草图……………………………………………246.2总平面图的布置………………………………………………………256.3高程图的设置…………………………………………………………26★环境科学与工程学院⊕排水工程课程设计★-4-绪论水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。建国以来，我国食品工业得到迅速发展，到目前我国食品生产厂家众多，既成为世界农业生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，食品废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。由于食品废水中含有大量的有机物，排放对自然水体的影响非常大。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为要求来设计食品废水排放设备，所以此排放系统的设计旨在控制废水的COD浓度，减少对环境的污染。“七五”以来，我国对食品废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对食品废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。★环境科学与工程学院⊕排水工程课程设计★-5-第一部分设计说明书1.设计概述1.1工程概况某食品厂建成以后主要生产番茄制品，罐装饮料利乐包饮料和方便面食品，废水主要来自饮料加工过程的清洗废水，废水水量为100m/d;现在针对该企业污水排放后用于农田灌溉，设计一套污水处理工艺，以实现污染物达标排放。1.2设计原始资料1）水资水量资料工程处理水量10003m/d原水水质详见下表项目CODBODSSNH3-N动植物油PH浓度400～1900210～950150～110015～3827～596～92）处理后的水质目标污水处理后最终标准执行国家现行《农田灌溉标准》GB5084—92用作排放标准处理后水质详见下表项目CODcrBOD5SSNH3-N动植物油PH浓度≤150≤300≤200≤30≤156.0～8.51.3自然概况1）地理位置特征地形平坦2）气候气象风向：多年主导风向为东南风气温：最冷月平均为—4℃最热月平均为36℃极端气温：最高40℃，最低—8℃，最大冻土深度0.2米1.4设计依据1）工艺设计主要法律,法规a.《中华人名共和国水污染防治法》1996年05月b.《中华人匿名共和国水法》2002年08月c.《中华人名共和国环境保护法》1989年12月2)工艺设计主要规范，标准a.《室外排水设计规范》GB114—87b.《农田灌溉标准》GB5084—922.设计方案及其工艺流程确定★环境科学与工程学院⊕排水工程课程设计★-6-2.1工艺流程设计的原则1）以废水净化和资源化回用为目的确立处理工艺。3）尽可能采用运行管理简单，自动化程度高的处理工艺。4）减少废水处理站的占地面积，在保证处理效果的前提下，通过经济比较，选用修建、维护、运行成本低的工艺，同时将废水站的产物（污水、污泥、沼气）经济利用，降低总体建设费用。5）考虑环境保护因素，尽可能少地排放废气、废水、废渣，度考虑一定的安全性，保证在事故情况下将对环境的影响降到最低。2.2工艺方案的分析及比较1）废水的特点其废水COD在400～1900mg/l之间,BOD在210～950mg/l之间，虽然BOD与COD的比价高出0.5左右，说明这种废水具有较高的生物可降解性，因此，主要采用生物处理法，2）处理废水的方法a.水解酸化，再加工后续处理工艺b.采用USAB反应器惊醒厌氧处理，再进行后续好氧处理3)废水处理的工艺流程a.方案一格栅初沉隔油池水解酸化池生物接触氧化池二沉池达标排放外运污泥脱水污泥浓缩池b.方案二格栅隔油调节池气浮池厌氧池好氧池二沉池排放污泥回流剩余污泥浮渣酸化池做肥料c.方案三沉气贮柜格栅隔油调节池UASB反应器CAST池达标排放外运污泥脱水污泥浓缩池★环境科学与工程学院⊕排水工程课程设计★-7-4)工艺流程的优缺点比较三种方案都有格栅，隔油池，调节池，污泥浓缩池等辅助构筑物无需比较，将对其主要构筑物进行比较。a.方案一，采用水解酸化池和接触氧化法组合工艺，此流程特点是将好样工艺中的两级接触氧化工艺简化为一级接触氧化，使能耗大幅度降低，由于水解反应器可使食品废水中的大部分难降解有机物转变为小分子易讲解的有机物，出水的课生化性能得到改善，这使好氧处理的单元的停留时间小于传统工艺，水解池还可以有效地截留去除悬浮性颗粒物质的特点。因此，水解与好样处理相结合，要比完全好样处理经济一些。b.方案二，采用厌氧好氧组合工艺，此流程在厌氧,好氧不同环境条件下,可使不同种类微生物菌群有机配合,能同时除去有机物,具有较好的除氨氮效果.但污泥增长有一定限度,不易提高,并且工艺流程较复杂,经济成本较高..c.方案三，采用简单的厌氧好氧联合处理处理技术，即UASB反应器与CAST池的组合工艺，其中UAST与其他反应器相比有以下特点：（1）沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流。（2）不甜载体，构造简单，节省造价。（3）由于消化产气作用，污泥上浮造成一定得搅拌，因而不设搅拌设备。（4）污泥浓度和有机负荷高，停留时间短（5）再加上UAST反应其氨氮的去除率高达85%，能有效的去除氨氮（6）CAST拥有良好的工艺性能和灵活的操作2.3技术经济的比较，如下表处理方法主要技术，经济特点生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，废水中SS和COD均有较高的去除率，可防止高糖含量废水污泥膨胀现象，但需填料过大，不便于运输和装填，污泥排放量大且容易堵塞厌氧—好氧技术厌氧好氧不同环境条件使不同种类微生物菌群有机配合，能同时具有除去有机物除氮的功能。但污泥增长有一定的限度，不易提高。UASB-好氧技术设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。技术上先进可靠，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，有一定收益，操作要求严2.4工艺流程的确定显然通过以上的比较，采用UASB—好氧技术即UASB—CAST最优2.5工艺设计流程及处理构筑物说明1）工艺设计流程食品生产废水先经细格栅去除粗打杂质物，进入隔油池去除废水中的植物★环境科学与工程学院⊕排水工程课程设计★-8-油，隔油池中出来的水用泵连续送入UASB反应器内的出水流入CAST反应池中进行好氧处理。从CAST出来的废水中的氨氮含量大大降低，使出水各项指标都能达标。来自UASB反应器的剩余污泥现在污泥池内浓缩，中心泥斗中的污泥被污泥泵送到脱水机房，进一步降低污泥含水率，实现污泥的减量化。2）工艺中的主要构筑物说明a.格栅:由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道，泵房集水井的进口处或物水处理厂的端部，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷，并使之正常运行。b.平流式隔油池：可去除原水中的不可溶解的有机物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。在我国使用较为广泛，出油效果好，能去除70%以上的油和调节水量的作用。c.UASB反应器：UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器，由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。能培养出一种据用良好沉降性能和高比产甲烷活性的厌氧颗粒污泥，并在底部形成污床，颗粒具有极高的净化处理效率，最重要的是反应器能培养出一种具有良好沉降性能和高比产甲烷活性的厌氧颗粒污泥，并在底部形成污泥床，可逆污泥具有极高的进化处理效率。UASB反映其具有下面这些优点：⑴放映气的有机负荷很高，高于前几代厌氧反应器；⑵污泥颗粒化后使反应器抗击负荷性大大提高；⑶在一定水力负荷条件下，反应器可以靠产生的气体进行搅拌混合，不需要任何搅拌装置，使污泥和基质充分混合接触；⑷反应器上部设置的三相分离器有效地将气，液，固三相进行分离，不需要再增加其他沉淀，脱气等辅助设备，简化了工艺，节省了运行费用；⑸不需要设置填料和载体，提高了反应器的容积利用率。d.CAST反应池：工艺集曝气与沉淀于同一池内，取硝了常规活性污泥法的一沉池和二沉池，其工作过程分为曝气、沉淀和排水三个阶段。CAST工艺的优点1.工艺简单，占地面积小，投资较低：CAST的核心构筑物为反应池，没有二沉池，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑，占地省和投资低。2.曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池容积，降低工程投资。3.沉淀效果好：CAST工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用池，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多，没有进水的干扰，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CAST工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。CAST反应池中存在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有效防止污泥丝状膨胀。4.运行灵活，抗冲击能力强：CAST工艺是按时间顺序运行的，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，可以在满足排放标准的条件下达到经济运行的目的。CAST工艺集曝气、沉淀等功能