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1、第35页河南城建学院本科毕业设计（论文）1绪论1.1前言水是人类及一切生物赖以生存的不可缺少的重要物质，也是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源，同土地、能源等构成人类经济与社会发展的基本条件。我国是一个干旱缺水严重的国家。我们的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的14、美国的15，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。能源、资源、环境和安全被全世界共认为是人类赖以生存的四大支柱，也是全球可持续发展战略的关键。而自从上世纪九十年代以来，水资源的日趋缺乏已成为影响经济发展和社会安全的全球性热
2、点问题。据了解，中国目前年用水量为四千五百亿立方米，其中年农业用水四千亿立方米，城市与工业用水五百亿立方米。由于中国水资源的不足，农业年缺水量约三百亿立方米，城市与工业年缺水量达五十八亿立方米。1.1.1 厂况介绍该淀粉厂地处北方，由于其生产废水未经处理，直接排放到河流中，对该市河流形成了严重的污染，从而影响了该市人民正常用水，阻碍了该市工农业的发展，造成了巨大的经济损失。鉴于以上情况，本着保护该城市水体环境，减轻污染，减少水资源浪费，从而促使该城市更好的发展的目的，必须建立一座废水处理厂来处理该造淀粉厂的生产生活废水。1.1.2项目提出的背景、治理的必要性 随着工业及国民经济的不断发展，各河
3、流水体的污染日益严重，恶性事故时有发生，对工、农、渔业生产和人民生活带来极大 影响，企业领导 非常重视，按照国家和环保部门对河流水体的总要求，该企业的废水处理工程已势在必行。该企业是以玉米为原料生产淀粉，在生产过程中排放出含淀粉、糖类、蛋白质、仟维素等有机物质，此废水要是不经过处理直接排入河流，将对周围环境造成严重污染，因该废水中有机物含量高，易于腐化，一经腐化 就能使水体发臭，变黑，因此该企业的污水治理工程无论是对国家政策、地方经济的发展，还是对河流水体的生态平衡保护都是非常必要的。1.1.3设计资料本设计内容为2600t/d淀粉废水处理站设计本站位于河南中部地区站址地下水位为：-2.0m
4、站址的地质情况：亚粘土进水位厂区的生活污水和工业废水的混合污水混合污水进水原始数据：处理水量：2600t/d，工厂为三班连续生产；水质状况 表1.1 进水和出水水质项目进水水质mg/l出水水质mg/lPH4.486-9COD（平均）10000150BOD（平均）600030SS（平均）750150氨氮（平均）8025注：满足国家二级排放标准1。根据以上的资料及数据选择合理的水处理工艺，使其水质能过达标排放减轻其水环境的压力。1.2 设计依据及主要指标1.2.1 设计依据（1）设计任务书提供的设计基础资料。（2）现行的环境保护法规。（3）环境工程手册及有关国家设计标准及规定。（4）河南省工程建设
5、原则及其规定。（5）国家污水综合排放标准GB89781997。（6）给排水等方面的设计规范及规定。1.2.2设计原则（1）确保处理后的水质稳定、可靠地达到设计要求。（2）设计污染物排出的浓度必须符合国家规定标准。（3）对所设计构筑物的尺寸尽量合理，符合该地的实际情况。（4）运行完全可靠。（5）选择适合该城市实际情况的污水工艺，务必减少其建设投资，降低运行费用。充分考虑环境效益与经济效益的联系。既要节省投资又要提高效益。（6）主要单元工艺采用自动控制，减轻劳动强度。（7）严格遵守国家的环境保护法规。污泥、污水综合治理后保证无二次污染。（8）设计数据合理，运行简单可靠，维护方便。构筑物尺寸按设计的
6、最大流量计算。1.2.3 设计技术规范处理废水方案应用的技术规范，适应以玉米为原料生产淀粉治理工程的功能设计、结构、性能、安装 和调试等方面的技术要求。并对技术的相关技术细节作出规定与描述。按国家环保部门要求,处理后出水应达到GB 89781996污水综合排放标准中二级标准。1.2.4设计主要技术指标设计计算：1.总泵站或区域泵站的计算；2.设计中选用国家有关规定a.中华人民共和国环境保护法；b.GB383888地面水环境质量标准；c.GB897896污水综合排放标准；d.GB6497室外排水设计规范。2 厂址的选择及说明2.1污水厂厂址的选择 （1）该地区常年主导风向为北风，厂址选在该厂西南
7、角，可以减少污水厂所产生臭气对厂区环境的影响。（2）考虑到污水处理站对本厂职工生活的影响，污水站应布置在离职工生活区较远的地方。（3）污水厂的位置靠近主要服务区，减少了管道的敷设长度，节省管材。2.2排水系统体制的确定考虑到该该厂区生活、生产污废水水量不大，且该厂区道路较窄，采用合流制排水系统。 2.3管道敷设方式（1）管材及接口。由于该地区地质条件很好，采用钢筋混凝土圆管。支管采用水泥砂浆抹带接口；主干管，干管采用钢丝网水泥沙浆抹带接口。由于该地区地质条件好，可以采用刚性接口。 （2）基础采用混凝土带形基础。根据覆土厚度不同，采用90，135或180管座形式。（3）基坑回填，该地区土质为亚粘
8、土。3 设计方案的选择3.1 基本工艺方案的确定 在淀粉生产过程中产生的生产废水含有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物质,蛋黄粉、玉米芯、玉米皮等不溶性细小颗粒有机物及泥砂等无机物。为了减轻后续处理构筑物的处理负荷,保护后续处理设施,应在处理设施的前端安装格栅,以截留原污水中较大的悬浮物或漂浮物。厂区内废水的水质水量变化较大,为了保证后续处理构筑物运行的稳定性,应在格栅之后设置调节沉淀池。调节沉淀池有调节水质、水量、沉淀及一定的水解作用。原水的BOD5/CODCr=0.350.3,属高浓度可生化有机废水,故可采用生化处理方法。由于原水的BOD5较高,要求达到的处理效果也较高,拟采用厌氧好氧的处理
9、路线。厌氧法处理高浓度有机废水较经济,既节能又可回收沼气。废水中难降解的有机物经厌氧处理后转化为较易降解的有机物,高分子有机物转化为低分子有机物,但出水有机浓度仍较高,达不到排放标准。好氧生物处理法工艺成熟、稳定性好、出水水质较好。因此,采用厌氧好氧的处理路线较合理。3.2 厌氧处理方案的选择常用的几种厌氧处理有厌氧接触法、厌氧过滤器、厌氧生物转盘、升流式厌氧污泥床(UASB)等。上流式厌氧活性污泥床反应器（UASB）是集生物反应与沉淀于一体，结构紧凑。废水由配水系统从反应器底部进入，经过反应区经气液固三相分离器后进入沉淀区。其固液分离后，沼气由气室收集，再由沼气管流向沼气柜。固体（污泥）由沉
10、淀区反应后自行返回反应区，沉淀后的处理水从出水槽排出。UASB采用了滞留型厌氧生物处理技术,在底部有污泥床,依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率,依靠顶部的三相分离器进行气、液、固三相的分离,能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物污泥停留时间长,处理效率高,适合于处理较易生化降解、CODCr和SS浓度均较高的废水(一般要求进SS不大于4000 mg/( m3/d)。常温条件下,对于较易生物降解的有机废水,容积负(CODCr)可达48 kg/(md),在中温发酵条件下,一般可达10 kg/(m3d)。废水在反应器内的水力停留时间较短,所需池容积大大缩小,并且设备简单,运行方便,无须设沉淀池
11、和污泥回流装置,造价相对较低,而且不存在堵塞问题。从造价、管理、处理效果等各方面考虑,并结合类似工程资料,本工程废水的厌氧处理装置采用UASB1-2。3.3好氧处理方案的选择由于进水中氨氮浓度高达80mg/l，需经脱氮处理，故采用缺氧-好氧（A/O）活性污泥法脱氮系统进行处理。A/O系统主要由反硝化（缺氧）和除碳、消化（好氧）两部分组成。其只要特点是将反硝化池置放在系统之首，是目前采用较为广泛的一种脱氮工艺。本系统的特征有：缺氧池（反硝化）在前，进行BOD去除及硝化二项反应的好氧池在后；反硝化反应以原废水中的有机物为碳；好氧池内的含有大量硝酸盐的 硝化液回流至缺氧池，进行反硝化脱氮反应； 在缺
12、氧池内进行的反硝化反应，其产生的碱度可补偿硝化反应消耗碱度的一半左右。 硝化好氧池在后，可使反硝化残留的有机污染物得以进一步去除勿需增建后瀑气池。 本系统流程简单，无需外加碳源，因此建设费用与运行费用均较低。3.4总工艺流程图如下（图1）：图1 总工艺流程图流程说明：该淀粉厂废水处理工艺主要由厌氧生物处理工艺和好氧生物处理工艺两部分组成。废水通过格栅，去除大的悬浮物，然后进入调节池。调节池的作用主要是均匀水质、调节水量、防止悬浮物沉淀，同时曝气作用还能去除一定量的有机污染物，从而减轻了后续处理设施的负荷。曝气调节池的废水由提升泵打入升流式厌氧污泥床反应器UASB进行厌氧生物处理，大部分有机物在
13、UASB反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封罐、气水分离器、脱硫器处理后进入沼气储柜进行利用。UASB出水自流进入好氧处理工艺部分。好氧生物处理采用A/O生物生物处理系统，经上一阶段未处理完的有机污染物在该处理设施中得到进一步降解，从而实现达标排放。UASB、A/O等处理单元产生的污泥排入集泥井，通过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曝气调节池进行再处理。4主要处理构筑物设计4.1 格栅如图2所示： 图2 格栅设计图4.1.1设计参数（1）设计流量：Q=2600=108.3=0.0
14、301（2）过栅流速V1=0.61.0，本设计V1取0.8（3）栅前水深：h=0.1（4）格栅安装角度：=60（5）栅条宽度：s=0.01,栅条净间距e=0.015（6）每日栅渣量：因本设计为细格栅，栅条净间距为0.015，取=0.04渣/103污水。4.1.2 设计计算（1）栅槽宽度B 取24条 B= （2）进水渠道渐宽部分长度 若进水渠道=0.5m，渐宽部分展开角=15 （3）栅槽于出水渠道连接的渐缩部分长度 （4）通过格栅水头损失 因栅条为巨型截面，取k=3，取2.42 （5）栅槽总高度H 为栅前渠道超高，一般取=0.3m, 栅前槽高 m （6）栅槽总长度L m式中 L栅槽总长度，m； H1栅前槽高，m； 进水渠道渐宽部分长，m； B1进水渠道渐度，m； 进水渠展开角，一般用20； 栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m。（5）每日栅渣量W 栅渣量，污水，与栅条间距有关，取0.10.001，粗格栅用小值，细格栅用大值。本设计取值取0.1
