【正文】 的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 工藝流程為： 從沉淀池中排出的污泥經(jīng)過排泥管收集到糖廠內(nèi)的鍋爐沉灰池。采用氧化溝工藝可有效地保護(hù)周邊水環(huán)境，而且該工藝還有易于管理等優(yōu)點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，水資源的短缺已成為當(dāng)代社會(huì)突出的環(huán)境問題。根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布的“ 2021 年全 國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)”顯示， 2021 年，全國(guó)廢水排放總量為 億噸，比上年增加 ％。重金屬、砷、氰化物、揮發(fā)酚等的排放量也呈上升趨勢(shì)。用物化法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)入生化系統(tǒng)，最后依次經(jīng)物化處理及生物濾池后達(dá)標(biāo)排放。磁分離法，高級(jí)氧 化法，蒸發(fā)濃縮法等。主要有 好氧法、 厭氧處理法(UASB 法、二段厭氧法 )、厭氧一好氧處理法、厭氧一光合細(xì)菌處理法等。生產(chǎn)車間產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，主要來源于蒸發(fā)、煮糖工段噴淋廢水，洗箱灌污水、洗機(jī)污水、洗地污水；制糖工藝?yán)鋮s循環(huán)水由于生產(chǎn)過程中的蒸汽帶出 糖分及跑冒滴漏等使其有機(jī)物濃度增高，為保持冷卻水清潔以適用于循環(huán)使用，因此必須不 斷排出部分循環(huán)水并補(bǔ)充新鮮水。 設(shè)計(jì)水量 廢水 水量為 14400m3/d(600m3/h) 。 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下： CODCr≤ 800mg/l BOD5≤ 400mg/l SS≤ 100mg/l pH6～ 9 T≤ 35℃ 處理后排放水 質(zhì) 處理后的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB8978— 1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，即： CODCr≤ 100mg/l BOD5≤ 20mg/l SS≤ 70mg/l pH 6～ 9 T≤ 35℃ 出水感官清澈、無色、無異味。 8 3 工藝方案的選擇 制糖廢水處理常用的工藝 厭氧處理 廢水的厭氧處理在有機(jī)物含量較高時(shí)是很適用的。 上流式厭氧污泥床反應(yīng)器 (UASB)是厭氧處理的一個(gè)有代表性的形式。正常情況下，有機(jī)物負(fù)荷可達(dá)到 15kgCOD／ m3天 。通過控制堿度和微量元素來使 甘蔗糖蜜為基質(zhì)的厭氧污泥形成顆粒狀。在其他條件不變的情況下 ， 堿度 ： COD 降為 時(shí)，加入的營(yíng)養(yǎng)物可使形成的顆粒自動(dòng)懸浮分散。在甘蔗制糖廢水的水利停留時(shí)間為 小 時(shí)，平均有機(jī)物負(fù)荷率為 13kgCOD／ m3在溫度為 34℃時(shí)，產(chǎn)生甲烷的回收率約為 CH4／ kgCOD。 新型厭氧反應(yīng)器以美國(guó) BiothaneSystems 公司研發(fā)的 BiobedEGSB 反應(yīng)器 (商品名，實(shí)質(zhì)上為一種膨脹顆粒污泥床 )較為突出。在制糖廢水這樣的高濃度負(fù)荷的情況下 ，此反應(yīng)器非常適用。 廢水的 BOD 值是生物處理工藝的重要參數(shù) ， 但是其測(cè)量的周期為 5天，很難為設(shè)備控制提供及時(shí)的參考；而 COD 值的測(cè)量大約只需要 3 小時(shí) ， 所以能找到兩者之間的 9 關(guān)系，就可更好地進(jìn)行污水處理流程的控制。另一個(gè)指示反應(yīng)器性狀的量 ， 消化污泥中的甲烷細(xì)菌量 ， Nishiharaetal(1995)。 但甘蔗制糖業(yè)為季節(jié)性生產(chǎn)， 且其運(yùn)行條件復(fù)雜，啟動(dòng)速度慢，根據(jù)該廠條件，不合適采用厭氧方式 。由于好氧降解工藝的投資較低 ， 操作條件簡(jiǎn)單，所以是有機(jī)污染廢水處理的首選，但是對(duì)于像制糖廢水這樣的包含高濃度有機(jī)物的情況 ， 好氧處理仍然存在著許多原理和工藝上的限制條件，因而在實(shí)際應(yīng)用上不如厭氧處理普遍，但是也有較為成功的研究。 通過對(duì)體系中的好氧降解生物種群的研究和篩選 ， 可以進(jìn)一步提高活性污泥對(duì)高濃度有機(jī)廢水的處理能。從另一個(gè)角度 ， 如生物轉(zhuǎn)盤處理制糖廢水時(shí)系統(tǒng)中的纖毛蟲的差異性比較，制糖廢水中綠藻的生長(zhǎng)特性，都可以為好氧處理提 供一些參考數(shù)據(jù)。 本次設(shè)計(jì)就是采用用好氧處理中的氧化溝工藝來處理。 Wangetal(1999)在臺(tái)灣的三個(gè)地區(qū)的蔗田中實(shí)施實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)制糖廢水的土地處理情況。并發(fā)現(xiàn)其中的兩處地方非常適合于制糖廢水的處理，對(duì)甘蔗無不良影響，增加產(chǎn)量，而且甘蔗的含糖量并未因制糖廢水的施用而降低。 Paulsen et al(1997) 則對(duì)制糖廢水在 (德國(guó) )可耕地上灌溉的法律規(guī)定的可行性以及因此而產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行了較詳盡的論述，可操作性的部分對(duì)我國(guó)在制糖的高濃度廢水土地處置的管理方面有可借鑒性。 適合本設(shè)計(jì)工藝 針對(duì)項(xiàng)目排放的廢水具有水量大，污染物平均濃度不高但波動(dòng)大，污染負(fù)荷沖擊性強(qiáng)但可生化性好，而且處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)要求高的特點(diǎn)，目前廣泛采用好氧生物處理技術(shù)，即生物膜法和活性污泥法 兩種方法。 1） 由于項(xiàng)目屬于季節(jié)性生產(chǎn)，生產(chǎn)時(shí)生物膜法需要 20～ 30 天重新掛膜馴化才能正常運(yùn)行，而活性污泥法在生產(chǎn)榨季開機(jī)時(shí)只需按照一定的程序開機(jī) 3～ 5 天即可投入正常運(yùn)行。而生物膜法除鏡檢外，相對(duì)于活性污泥法監(jiān)控和調(diào)整手段少，生物膜出現(xiàn)問題后不容易被發(fā)現(xiàn)，調(diào)整運(yùn)行的靈活性差。 4） 活性污泥法建設(shè)費(fèi)用相對(duì)生物膜法也較低。 綜上所述，本項(xiàng)目擬采用活性污泥法的工藝方案，并采用抗負(fù)荷沖擊性強(qiáng)氧化溝的曝氣池型以增強(qiáng)處理效果，確保廢水處理后可靠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，處理后的廢水如需要可做進(jìn)一步深度處理，全部回用。 2） 調(diào)節(jié)池：可調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量， 使污水水質(zhì)均勻，同時(shí)承受由于生產(chǎn)排水不規(guī)律產(chǎn)生的沖擊負(fù)荷。 3） 生物選擇池： 即將 進(jìn)入曝氣 生化 池的廢水和從沉 淀 池回流的活性污泥在此相互混合接觸。生物選擇器是對(duì)付絲狀菌膨脹的設(shè)計(jì)，由于絲狀菌是嚴(yán)格的好養(yǎng)型，大部分菌膠團(tuán)是兼氧型，所以在進(jìn)水時(shí)增設(shè)一座 HRT 在 8～ 25min 的池子將二沉池回流污泥與進(jìn)水混合，采用槳板攪拌快速混合，讓菌膠團(tuán)優(yōu)先獲取營(yíng)養(yǎng)。 4） 生化 池：本設(shè)計(jì)的曝氣 生化 池形式為環(huán)形曝氣池，為氧化溝工藝的一種改良 廢水 格柵 調(diào)節(jié)池 出水 沉淀池 氧化溝 生物選擇池 泵 污泥池 污泥 污泥回流 剩余污泥排回廠里沉灰池 泵 圖 1 簡(jiǎn)易工藝流程圖 12 形式。 5） 沉淀 池： 采用輻流式沉淀池。沉降到沉淀池底部的污泥采用刮泥機(jī)刮出排到污泥池， 再 用泵送到生物選擇池與 調(diào)節(jié) 池來的廢水進(jìn)行混合后進(jìn)入曝氣池，剩余部分污泥送到 鍋爐沉灰池與灰渣一同沉淀處理 。采用投加泵連續(xù) 調(diào)節(jié) 池及曝氣 生化 池投加 堿液與 營(yíng)養(yǎng)源。 各工段處理效果預(yù)測(cè)如下 表 1 所示 ： 表 1 各工段處理效果預(yù)測(cè) 項(xiàng)目工序 COD（ mg/L） BOD5（ mg/L） SS（ mg/L） 原水 800 400 100 調(diào)節(jié) 池 出水 560 280 80 去除率 % 30 30 20 氧化溝 出水 56 48 去除率 % 90 92 40 二沉池 出水 42 14 45 去除率 % 25 25 50 外排水 42 24 排放標(biāo)準(zhǔn) ≤ 100 ≤ 20 ≤ 70 第二部分 計(jì)算書 1 主要構(gòu)筑物和設(shè)計(jì)參數(shù) 格柵 安裝在廢水渠道的進(jìn)口處，主要是攔截廢水中 的較大顆粒和漂浮物，以確保后續(xù)處理的順利進(jìn)行。 1） 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 柵條選圓鋼，柵條寬度 S=，柵條間隙 e=。 ,便于除渣操作。 3） 進(jìn)水渠漸寬部分長(zhǎng)度 設(shè)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 ，進(jìn)水渠寬為 ，漸寬部分展開角α 1=30176。 2= 4） 過柵水頭損失 取 k=3 β = υ = m/s magueskh i n2 s i 2342341 ??????????? ?????? ?? ? 5） 取柵前渠道超高 h2= 則柵前槽高 H1=h＋ h2=+= 柵后槽總高度 H=+= 柵槽總長(zhǎng)度 L= L1+ L2+++176。 = 在進(jìn)水渠入格柵處設(shè)閘板，污水站正常運(yùn)行時(shí)，此閘門打開；當(dāng)出現(xiàn)事故或停產(chǎn)檢修時(shí)，關(guān)閉此閘門，污水由 DN350 超越管直接排出。取超高 。 去除率為 30% COD 800 （ 130%） =560 mg/L BOD 400 （ 130%） =280 mg/L 每日理論污泥量 取ρ 0 = 96%， SS去除率為 25%，則 W = Qm（ C0C1） /[1000（ 1ρ 0） ] = 14400 100 25%/[1000（ ） 103]= 9m3 生物選擇池 1） 回流污泥量 回流比 : r =f COD / (Xr FL)=0. 3 800/(8 150)= 47 % 回流污泥流量 :Qr = r Qi = 47 % 600= 282 m3/ h 2） 選擇器容積 : 取停留時(shí)間 20min V = ( Qi + Qr) 20 = (600 + 282) 20/ 60=300 m3 取 L BH= 14m 6m 4m 15 V 有效 =336 m3 取超高 總高度為 氧化溝 氧化溝中廢水停留時(shí)間一般為 10～ 40h 之間，本設(shè)計(jì) 結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況， 采用1組氧化溝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流量 Q=600 m3/h=14400 m3/d。為提高系統(tǒng)抗負(fù)荷變化的能力 ， 選擇混合液污泥濃度 MLSS 為 3000mg/L（ 2500～ 4500），f=MLVSS/MLSS=（ ～ ），溶解氧濃度 C=，污泥含水率 p=% 1） 計(jì)算硝化菌的生長(zhǎng)速率 μ n 硝化所需最小污泥平均停留時(shí)間 θ cm 取最低溫度 35℃，氧的半數(shù)常數(shù) KO2取 ， PH 按 考慮。 30 10698)( 30)()1( )( mKX SSYQV d e ???? ?????? ?? ? ? 3） 計(jì)算反硝化所要求增加的氧化溝的體積 如假設(shè)，反硝化條件時(shí)溶解氧的濃度 DO=，計(jì)算溫度仍采用 35℃， 20℃反硝化速率 rDN取 （ mgVSS 203520 ?????? ?? DOrr TDNDN 16 = NO3N/（ mgVSS由于合成的需要，產(chǎn)生的生物污泥中約有 12%的氮，因此首先計(jì)算這部分的氮量。 14400=反硝化 NO3— N 量 Δ NO3== mg/L 所需去除氮量 Δ S NO3= 14400247。39。 mVVV ?????總 氧化溝設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為 HRT=V 總 247。 600= h 取池子總體積 11500m3 則停留時(shí)間 HRT=19 h 4） 確定氧化溝的工藝尺寸 : 采用 4 溝道曝氣池型，溝道的端口采用圓角設(shè)計(jì)，以利于水力條件，避免池中產(chǎn)生短流死角現(xiàn)象（具體池型見附圖） 。 5） 回流污泥 量計(jì)算： 根據(jù)物料平衡： 進(jìn)水（ TSS） Q+XRQR=(Q+QR)X 式中 QR—— 回流污泥量（ m3/d）； XR—— 回流污泥濃度，根據(jù)公式： ?SVIX R 610? 17 SVI取 150，γ取 ， XR為 8571mg/L 100 14400+8571 QR=(14400+QR) 3000 QR=7496 m3/d 回流比 R 為 52%，取 50% 6） 氧化溝 剩余污泥量計(jì)算 : QXQXKf YSQX ecd?????? 1])1([ ? 14 4002021 40030])( [)(14 400 ?????????? dkg /1214? 濕污泥量為 ： 含水率 P= hmdmp XQ S /)( 12141000)1( 33 ??????? ?? 7） 污泥負(fù)荷 在 ~ 之間，所以符合要求 8） 污泥齡： Q =VX/（進(jìn)水 SS ?Q） =（ 10648?3000） /（ 100?14400） =23d 沉淀 池 通過對(duì)工業(yè)污水處理中污泥沉降性 的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，采用中心進(jìn)水周 邊出水的輻流式沉淀池。h ） 1） 沉淀部分水面面積 計(jì)算公式： F=Q/nq Q：為日平均流量（ m3/h） q：為水力負(fù)荷（ m3/（ m2 二沉池污泥區(qū)所需存泥容積為 Vw XrX QXRTwVW ??? )1(2= 390090003000 3000600)(22 m?? ????? 則存泥區(qū)高度 h2為 mAVwh 304190022????? ? 6） 二沉池總高度 H 取二沉池緩沖層高度 H3=，二沉池超高 H4=， 則二沉池池邊總高度 H為 H=H1+ H2+ H3+ H4 =+++= 設(shè)計(jì)二沉池池底坡度 I=，則池底坡降為 H5 H5=30247。 9） 二沉池進(jìn)水系統(tǒng)計(jì)算 采用環(huán)形平底配水槽，等距設(shè)計(jì)布水孔，孔徑 DN100mm，并加 DN100 L150mm 短管。 配水槽配水流量 Q=（ 1+R） Qh=（ 1+） 600=900 m3/