【導(dǎo)讀】本項目要求對給定的化工廢水進行治理設(shè)計。是水量波動大，不同工藝的廢水水質(zhì)差別極大，總體用量又不太高，試驗回用率很低，大部分都直接排放了。備選型；系統(tǒng)布置；編寫設(shè)計說明書。綜述，要求＞3000字，文獻＞10篇；附件：1篇英文文獻翻譯。的可生化性，有明顯的分類排水，而且相互之間水質(zhì)水量差距非常的大。其中玉米漿冷凝廢水、工藝循環(huán)排污的BOD、COD濃度非常的高，而玉米輸送。廢水的BOD、COD濃度則明顯的要低很多。3類廢水的SS都不是很高，BOD/COD的。值都＞，具有非常好的可生化性。兩相厭氧法的容積效率和產(chǎn)氣率都有一定的優(yōu)勢，接觸氧化法沒有污泥膨脹的隱患，而且出水水質(zhì)高，有機負(fù)荷也相對較高，厭氧法處理，達到降低BOD、COD，產(chǎn)生沼氣，再將出水與玉米輸送廢水混合均勻，進入接觸氧化反應(yīng)，進一步處理污水。該方案處理過的污水最終達到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)濟合理。

　　

【正文】 如果用專門的沉淀池固然能夠取得很好的沉淀效果，但是基建費用較大。在這種情況下采用調(diào)節(jié)沉淀池也可以得到預(yù)期的效果。 用調(diào)節(jié)沉淀池，既可以調(diào)節(jié)水量水質(zhì)，也可以降低水中的 SS。在加強了預(yù)處理的同時也沒有使基建費用有很大幅度的增加。根據(jù)工藝的需要，要要選用兩種調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池一，一種是廢水無須混合的水量調(diào)節(jié)池，故選水量調(diào)節(jié)池；調(diào)節(jié)池二，還有一種是要水力混合 +厭氧生化工藝，要有一定的沉 淀作用，故選兼有預(yù)處理作用的調(diào)節(jié)池。 三． 提高處理 效果 ① 厭氧處理階段 [10] 1979 年， Bryant 根據(jù)對產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的研究結(jié)果，提出了三階段理論。水質(zhì)名稱 數(shù)量 t/h COD mg/l SS mg/l BOB mg/l 玉米輸送廢水 8 500 500 300 玉米漿冷凝廢水 25 2021 450 1450 工藝循環(huán)排污 10 8000 350 5800 張歡：淀粉加工企業(yè)廢水站設(shè)計 10 三階段理論包括： 第一階段為水解發(fā)酵階段。在該階段，復(fù)雜的有機物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解為簡單的有機物，續(xù)而這些簡單的有機物在醇酸菌的作用下結(jié)果厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸和醇類等。參與這個階段的水解發(fā)酵菌主要是專性厭氧菌和兼性厭氧菌。 第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌階段。在該階段，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把第一階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成乙酸和氫，并有二氧化 碳產(chǎn)生。 第三階段為產(chǎn)甲烷階段。在該階段中，產(chǎn)甲烷菌把乙酸、氫氣和二氧化碳轉(zhuǎn)換為甲烷。 1971 年 Ghosh 和 pohland 首次提出了兩相厭氧發(fā)酵的概念，即把產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷兩個階段的反應(yīng)分別在兩個獨立的反應(yīng)器內(nèi)進行，以創(chuàng)造各自最佳的環(huán)境條件，并將這兩個反應(yīng)器串聯(lián)起來，形成兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。產(chǎn)酸階段包括第一、二階段，而產(chǎn)甲烷階段包括第三階段。 厭氧消化系統(tǒng)的工藝控制 為達到并保持良好的消化效果 , 首先應(yīng)對消化系統(tǒng)進行嚴(yán)格的工藝控制 , 其中包括進排泥控制、 pH 值與堿度的控制、溫度與攪拌方式的選用、有毒物質(zhì)的監(jiān)控等 。以下通過一些具體的試驗數(shù)據(jù)進行分析論證。 根據(jù)相關(guān)的材料，我們將兩相厭氧法系統(tǒng)的 BOD 去除率定在比較保守的 90%， COD去除率定在比較保守的 85%。 [13,14] ② 好氧反應(yīng)處理階段 根據(jù)經(jīng)驗厭氧反應(yīng)出水 COD 大約在 557 mg/l，再與玉米輸送廢水混合均勻，進入好氧反應(yīng)階段的廢水 COD 大約在 550 mg/l 左右。根據(jù)設(shè)計要求（表 22 ）可知，要達標(biāo)排放在好氧反應(yīng)階段 COD 的去除率為 80%。這對于大多數(shù)的好氧處理都是比較容易達到的標(biāo)準(zhǔn)，因此就希望設(shè)計能夠基建費用低、運行穩(wěn)定、操作方便和減小對后續(xù)處理工藝 的符合等。 表 22 國家標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì)名稱 COD mg/l SS mg/l BOB mg/l 《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn) 100 70 30 四． 提高產(chǎn)氣率、降低處理成本 要在厭氧發(fā)酵階段控制好各種環(huán)境參數(shù)，提高產(chǎn)氣率；將污泥部分回流到厭氧發(fā)酵池中，一方面增加對有機物的利用率，另一方面減少后續(xù)處理的費用；采用合適的填料，提高氧氣的傳遞率，降低動力消耗，減少運行成本等等措施。 工藝的選擇 本次設(shè)計原水明顯的分為 3 類，期中兩大類的原水都是高 COD、 BOD，而且COD/BOD 都是大于 ，可生化性 非常好。同時玉米輸送廢水的 COD/BOD 也是大于。 由上述各種工藝的分析與比較，可以得出結(jié)論，要使得廢水經(jīng)處理后最終達標(biāo)，最佳的方式就是先玉米漿冷凝廢水 、 工藝循環(huán)排污水通過厭氧反應(yīng)階段 ， 降低 BOD、 COD， 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 提高可生化性。然后在與玉米輸送廢水一起進入 生物接觸氧化 ，進一步反應(yīng)后使出水能夠達標(biāo)排放。因此可以采用如下的工藝流程圖（圖 21）： 圖 21 工藝流程圖 其中： A：玉米漿冷凝廢水 B：工藝循環(huán)排污水 C：玉米輸送廢水 調(diào)節(jié)池 1 AB 酸化池 產(chǎn)甲烷池 沼氣儲柜 沼氣發(fā)電機組 自用 余溫加熱 調(diào)節(jié)池 2 C 接觸氧化池 沉淀池 上清液 污泥濃縮池 貯泥池 出水 外運 沉淀 張歡：淀粉加工企業(yè)廢水站設(shè)計 12 第三章 設(shè)計計算書 調(diào)節(jié)池 設(shè)計說明 根據(jù)工藝的需要，要要選用兩種調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池一，一種是廢水無須混合的水量調(diào)節(jié)池，故選水量調(diào)節(jié)池；調(diào)節(jié)池二，還有一種是要水力混合 +厭氧生化工藝，要有一定的沉淀作用，故選兼有預(yù)處理作用的調(diào)節(jié)池。 設(shè)計參數(shù)的選擇 調(diào)節(jié)池出水方式：堰頂出水只能調(diào)節(jié)出水水質(zhì)，不能調(diào)節(jié)流量。故都采用差流式均質(zhì)池（見圖 31 差流式均質(zhì)池）。 [11,13] 設(shè)計流量 Q1 =8 m3/h； Q2 =25 m3/h； Q3 =10 m3/h(每天工作 時間取 24h) ； 調(diào)節(jié)池 1停留時間 T1= ； 調(diào)節(jié)池 2 停留時間 T2=； 水量波動系數(shù) k=（一般取值在 ~，取中間值）； 設(shè)池底沉淀向下取 ，坡度在 1:1000 左右的污泥池； 圖 31 差流式均質(zhì)池 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 調(diào) 節(jié)池的設(shè)計計算 V1 =qT=q1t1+q2t2+? +qntn ； C=(c1q1t1+c2q2t2+? qntn)/(qT)； 式中 V1—— 調(diào)節(jié)池的有效容積， m179。； q —— 調(diào)節(jié)時間 T 內(nèi)，廢水的平均流量， m179。/h； c —— 調(diào)節(jié)時間 T 內(nèi)，廢水的平均濃度， mg/L； t1t2? tn —— 時間間隔 ti，其總和為 T， h； q1q2? qn —— 相應(yīng)于時間間隔 ti內(nèi)，廢水的平均流量， m179。/h； 根據(jù)上面的公式可以得到： 調(diào)節(jié)池一： 有效容積 V=（ Q2 +Q3 ） 180。 k180。 T1=350m179。； 出水水質(zhì) C(COD)= ； C(SS)= 350 mg/l； C(BOB)= mg/l ； 調(diào)節(jié)池有效水深取 3 米，超高 米，則 A=350／ 3= m2； (為了計算方便，可以取值為 120 ㎡ ) 取調(diào)節(jié)池寬度為 6m，長為 20m，池的實際尺寸為：長寬高 =20m 6m = 420 m3。 [11,13] 調(diào)節(jié)池二： 有效容積 V=（ Q4+Q3） 180。 k180。 T2=215m179。； 出水水質(zhì) C(COD)= ； C(SS)= 350 mg/l； C(BOB)= mg/l ； 調(diào)節(jié)池有效水深取 3 米，超高 米，則 A=215／ 3= m2； (為了計算方便，可以取值為 80 ㎡ ) 取調(diào)節(jié)池寬度為 8m，長為 10m，池的實際尺寸為：長寬高 =10m 8m = 280 m3。 [11,13] 酸化階段 設(shè)計說明 [12,14] 產(chǎn)酸反應(yīng)器為折流板反應(yīng)器，利用該反應(yīng)器良好的污泥截留能力保持反應(yīng)器內(nèi)生物量同時，減少進入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器污水的 SS 含量，水力停留時間 6h。同時折流板反應(yīng)器接近于一組 SBR 反應(yīng)器，它的性能非常好，特別的空間效率比完全混合池更高。相對的同等的處理效果，折流板反應(yīng)器的體積要小一些。 示意圖（圖 32 酸化池）如下： 張歡：淀粉加工企業(yè)廢水站設(shè)計 14 圖 32 酸化池 設(shè)計參數(shù)的選擇 [12] PH=~； 溫度 T=20~30℃； 水力停留時間 t=6h； 設(shè)計流量 Q4 = Q3 + Q2=35 m3/h； 水量波動系數(shù) k=（一般取值在 ~，取中間值）； 池底沉淀坡度≥ 1:1000，取沉淀區(qū)高 ； 酸化池的設(shè)計計算 酸化池的有效池容為： V= Q4180。 t180。 k =35 m3/h180。 6h180。 =179。； 取有效容積為 280m179。； 有效高度取為 3m，超過取 (由于是密封的池體 )，則有效面積是： 80 ㎡； 取酸化池寬 4m，則有效長為 20m； 所以酸化池的尺寸是： 4m20m； 沉淀區(qū)、隔板和超過都不是有效容積。 [13] 分為 4 個格子，沉淀區(qū)高度取 ； 水泵的選型 設(shè)計流量是 Q4 = Q3 + Q2=35 m3/h； 提升高度是 ； 則設(shè)計功率是 w=； 故選用 QWS 潛水排污電泵 。 產(chǎn)甲烷階段 [15] 產(chǎn)甲烷反應(yīng)器設(shè)計說明 [14,15,19] 產(chǎn)甲烷反應(yīng)器設(shè)計為升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（ UASB），利用反應(yīng)器產(chǎn)生的活性污泥層具有較強的攔截污泥能力，反應(yīng)器內(nèi)可保持很高的生物量濃度。同時 UASB 運行穩(wěn) 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 定可靠，幾乎不會出現(xiàn)什么麻煩的問題。 示意圖見 圖 33： 圖 33 產(chǎn)甲烷池 設(shè)計參數(shù)的選擇 [10,12,13] PH=~； 溫度 T=30~38℃（中溫），取 35℃； 設(shè)計流量 Q4 = Q3 + Q2 + QR =50m3/h； 取 容積負(fù) 荷 L=15kgCOD/() （有機負(fù)荷一般 4~20 kgCOD/()）； 產(chǎn)氣率 (STP)/kgCOD ； 水質(zhì)指標(biāo) ： 表 31 兩相厭氧 反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標(biāo) 水 質(zhì) 指 標(biāo) COD（㎎ ∕L） BOD（㎎ ∕L） 進 水 水 質(zhì) 設(shè)計去除率 90% 93% 設(shè)計出水水質(zhì) 372 188 UASB 反應(yīng)器容積及主要 工藝 尺寸的確定 （ 1） UASB 反應(yīng)器容積的確定 V= Q4180。 S0/L=179。 張歡：淀粉加工企業(yè)廢水站設(shè)計 16 式中 S0—— 污水有機物濃度， gBOD5/L或者 gCOD/L； V—— 反應(yīng)器的有效容積 (m3)； 沉淀區(qū)、隔板和超過都不是有效容積。 [13] 取有效容積系數(shù)為 ,則實際體積為 （ 2） 主要構(gòu)造尺寸的確定 取水力負(fù)荷 q1=（ m2h） 反應(yīng)器表面積 ： A=Q/q1=35/= 反應(yīng)器高度 ： H=V/A=取寬 4m，則長為 15m，分 6 格即 6 個三相分離器。 故產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的尺寸是 15m*4m*5m； （ 3）污泥量的確定 厭氧法污泥產(chǎn)率一般取 ~ kgMLSS/kgCOD，含水率一般取 97%~99%。 本次設(shè)計 污泥產(chǎn)率 取 Y＝ ，含水率去 98%。則干污泥量用下式計算： WDS=YQ(S0Se) 式中 WDS——污泥干重， kg/d； Y ——活性污泥產(chǎn)率， kgMLSS/kgCOD； Q——污水量， m3/d； S0 ——進水 BOD5值， kg/m3； Se——出水 BOD5值， kg/m3； 池污泥干重： WDS＝ *35*24*（ － ） =（ kg/d） 污泥體積： QS= WDS/(198%)=(1000*)= m3/d 梅格泥斗容積計算公式： Vs=(1/3)*h(A’+A’’+sqr(A’*A’’) 式中 Vs——泥斗容積， m3； h——泥斗高， m； A’——泥斗上 口面積， m 2； A’’——泥斗下口面積， m 2； 設(shè)計泥斗高 ，泥斗下口取 ㎡（半徑 ），則泥斗體積： V=(1/3)**(4*++sqr(4)=(m3) UASB 進水配水系統(tǒng)設(shè)計 (1) 設(shè)計原則 ： ① 進水必須要反應(yīng)器底部均勻分布，確保各單位面積進水量基本相等，防止短路和表面負(fù)荷不均； ② 應(yīng)滿足污泥床水力攪拌需要，要同時考慮水力攪拌和產(chǎn)生的沼氣攪拌； ③ 易于觀察進水管的堵塞現(xiàn)象，如果發(fā)生堵塞易于清除。 本設(shè)計采用圓形布水器 ，每個 UASB 反應(yīng)器設(shè) 6 個布水點。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 三相分離器的設(shè)計 [13]： (1) 設(shè)計說明 UASB的重要構(gòu)造是指反應(yīng)器內(nèi)三相分離器的構(gòu)造，三相分離器的設(shè)計直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對污泥床的正常運行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用 。示意圖見圖 34： 圖 34 三相分離器 QFCHDEBAh3h4h5h2h1GI 根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)驗