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1、水污染控制工程课程设计报告题目某酒精厂生产废水处理厂设计系部环境科学与工程学院专业班级11级环境工程（1）班组员指导教师设计时间2013-2014学年第二学期15-16周二一四 年 六 月 三 日目 录一、设计任务书21.1 设计目的31.2 设计任务及内容31.2.1 设计任务31.2.2 设计内容31.3 设计资料41.3.1 基本情况41.3.2 设计依据41.3.3 处理后出水水质要求51.3 课程设计进度计划51.4 小组任务分配5二、工艺流程的选择确定52.1 酒精废水的介绍52.1.1 酒精废水来源52.1.2 酒精废水特点62.2 酒精废水处理方法62.2.1 上流式厌氧污泥床
2、（UASB）法72.2.2 周期循环活性污泥反应器（CASS）法72.2.3 序批式活性污泥（SBR）法82.2.4 生物接触氧化法82.3 选择确定的工艺流程9三、 处理构筑物的设计计算113.1 污泥处理部分113.1.1 格栅113.1.2 调节池163.1.3 水解酸化池193.1.4 一级UASB反应器的设计223.1.5 二级UASB反应器的设计283.1.6 三相分离器设计323.1.7 SBR的设计383.1.8 风机的设计433.2 污泥处理部分443.2.1 污泥重力浓缩池设计计算443.2.2 贮泥池设计计算463.2.3 厌氧消化池设计计算473.2.3 污泥脱水493
3、.2.4 污泥最终处置50四、附属建筑物的确定51五、污水处理厂的总体布置515.1 平面布置设计515.2 高程布置52六、心得与感想53主要参考文献55一、设计任务书1.1 设计目的本课程是环境工程专业的集中实践教学环节，通过污水厂课程设计，巩固学习成果，加深对水污染控制工程课程内容的学习与理解，使学生应用规范、手册与文献资料，进一步掌握设计原则、方法等步骤，达到巩固、消化课程的主要内容，锻炼独立工作能力，对污水厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及水厂总体规划、管道系统做到一般的技术设计深度，绘制规范的施工及大样图掌握污水厂设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师指导下，基本
4、能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺设计，锻炼和提高学生分析及解决工程问题的能力。1.2 设计任务及内容1.2.1 设计任务根据已知资料，进行污水处理厂的设计。要求确定污水处理方案和流程，计算各处理构筑物的尺寸和选择设备，布置污水处理厂总平面图和高程图。需上交的设计成果包括1、设计说明书；2、设计图纸（平面图、流程高程图、主要构筑物图）。1.2.2 设计内容课程设计题目：某酒精厂生产废水处理厂设计1. 本课程设计包括下列主要内容： （1）根据原始资料（城市基础资料、水量规模、进出水水质等）选择确定污水处理厂工艺流程（包括污水和污泥处理）。 （2）对各构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目和尺寸，
5、选择设备； （3）进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计；（4）完成平面布置图和高程图的绘制；（5）编写设计说明书在进行课程设计前，尽可能组织参观与所设计的污水厂相类似的城市污水厂，以加强感性认识。2. 要求参加课程设计的每个学生应当独立完成下列成果：（1）设计说明书1份；（2）设计图纸2张（A3规格）：包括污水厂总体布置图1张和污泥流程高程图1张。1.3 设计资料1.3.1 基本情况某酒精厂以薯干为原料，经粉碎、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等工段制取酒精。每生产1吨酒精，产生12-14吨酒糟废液，这种酒精废醪的有机物、固形物和悬浮物的浓度均很大。1.3.2 设计依据(1) 废水水
6、量及水质：过滤后出水水量600 m3/dCOD=40000 mg/LBOD5=24000 mg/LSS=18000 mg/LpH=35水温9598 C(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：78 oC最高气温：34 oC最低气温：-10 oC冻土深度：60cm地下水位：4-5m地震裂度：6级地基承载力：各层均在120 kPa以上(3) 拟建污水处理厂的场地：为4060平方米的平坦地，位于主厂区的北方。酒精生产车间排出的糟液经地沟自流入污水厂边的集水池(V=20m3，池底较污水厂地平面低3.00m)。处理出水接纳河流最高
7、洪水水位比污水厂地面低2.5m。1.3.3 处理后出水水质要求处理后水质要求：COD300mg/LBOD5100mg/LSS150mg/LpH：691.3 课程设计进度计划表1-1 进度计划表5.265.28接受题目，查找资料、文献，初步设计处理工艺流程5.296.3确定处理工艺流程，细化设计方案，进行有关设计计算，整理资料，撰写设计报告书6.46.5检查、修改图纸，修改并完成设计报告书终稿1.4 小组任务分配表1-2 小组任务分配表温丽玲（）查找资料，讨论确定使用工艺流程；部分工艺的计算，绘制高程图陈倩（）查找资料，讨论确定使用工艺流程；报告书的编写，绘制污水处理平面布置图；敖婷（）查找资料
8、，讨论确定使用工艺流程；负责主要的工艺流程计算二、工艺流程的选择确定2.1 酒精废水的介绍2.1.1 酒精废水来源酒精废水是高浓度、高温度、高悬浮物的有机废水，酒精工业的污染以水的污染最为严重，生产过程中的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟，生产设备的洗涤水、冲洗水，以及蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水等。锅炉房 水 废气（CO、CnHm、NOx、SO2、烟尘） 煤 废渣（粉煤灰、炉渣）原料 保持60 oC 保持30 oC冷却冷却酒精蒸馏发酵糖化蒸煮拌料 粉尘 60 oC 30 oC 冷却水酒精槽CO2冲洗水冲洗水冷却水冲洗水粉碎冲洗水图2-1 发酵酒精生产污染物的来源与排放2.1.2
9、 酒精废水特点酒精废水的主要特点是：悬浮物含量高，平均悬浮物含量高达40000mg/L；温度高，平均水温达70，蒸馏釜底排出的废水温度高达100；浓度高，废水的COD高达2-3万，包括悬浮固体、溶解性COD和胶体，有机物占93%-94%，无机物占6%-7%，有机物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解出去的产品：如丁醇、乙醇等，此外还有500mg/L的有机酸；废水含有约500mg/L左右的有机酸，废水呈酸性，运行初期可考虑加碱或污泥的回流以平衡废水的酸碱度，运行稳定后系统具备足够的缓冲能力，则不需要加碱或回流；无机物主要是来自原料中的灰尘和杂质；废水的可生化性好。2.2 酒精废水
10、处理方法酒精工业废水常用的处理方法大多为：化学法、物化法、生化法、其他组合工艺等。化学法主要有混凝法、中和法、氧化还原法；物化法主要有萃取法、汽提法、吸附法、膜分离法（电渗析和扩散渗析）、粒子交换；生化法主要有上流式厌氧污泥床（UASB）法、周期循环活性污泥反应器（CASS）法、序批式活性污泥（SBR）法，普通活性污泥法、生物接触氧化法；其他组合工艺主要有厌氧-气浮-UASB-SBR工艺、UASB-生物接触氧化工艺、酒精槽固液分离-内循环厌氧生物反应器+循环式活性污泥法（DDG-IC-CASS）工艺、UASB-SBR工艺、EGSB-SBR工艺。2.2.1 上流式厌氧污泥床（UASB）法UASB
11、反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为最终产物沼气、水等无机物。UASB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。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下
12、部的图2-2 UASB构造图反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。2.2.2 周期循环活性污泥反应器（CASS）法周期循环活性污泥工艺（CASS）工艺，是在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀
13、、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池循环活性污泥工艺和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS 图2-3 CASS原理图工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
14、2.2.3 序批式活性污泥（SBR）法序批式活性污泥法，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 图2-4 SBR构造图2.2.4 生物接触氧化法生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作
