1、化学工程系课程设计*学校课程设计任务书10/11 学年 下 学期 2011 年 7 月 7 日专业 环境监测 与治理 班级 09-24 课程名称 水污染控制工程设计题目 食品加工污水处理工艺设计 指导教师起止时间 2011.6.27-2011.7.8 周数 2 周 设计地点 教学楼设计目的：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，培养和提高计算能力、设计和绘画水平。在教师指导下，基本能独立完成
2、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。设计任务或主要技术指标：（1） 设计水量为 100 m3/d；（2） 进水水质为 BOD5 = 8000 mg/L、CODcr = 10000、SS = 3000 mg/L、色度=600倍（3） 出水水质为 BOD520 mg/L、CODcr60 mg/L、SS 60 mg/L、色度50 倍设计进度与要求：6 月 27 日 阅读教材，掌握与设计有关内容6 月 28 日-6 月 29 日 熟悉设计任务，查阅文献和教材，确定设计思路6 月 30 日-7 月 1 日 工艺分析、选择及论证 7 月 4 日-7 月 5 日 构筑物尺
3、寸计算7 月 6 日-7 月 7 日 设计任务书的书写、修改，整理，打印7 月 8 日 提交，答辩主要参考书及参考资料：1北京水环境技术与设备研究中心等.三废处理工程技术手册 .废水卷.北京.化学工业出版社.20002潘涛，田刚.废水处理工程技术手册.北京.化学工业出版社 .20103苏少林.水污染控制技术.2 版.大连.大连理工大学出版社 .20104北京市环境保护科学研究院等主编.三废处理工程技术手册 (废水卷).北京：化学工业出版社. 4205唐受印，汪大珲等编.废水处理工程(第二版).北京化学工业出版社 . 4206化学工业出版社组织编写.水处理工程典型设计实例 （第二版）.北京：化学
4、工业出版社.2000.5教研室主任（签名） 系（部）主任（签名） 年 月 日化学工程系课程设计摘要本设计以食品加工厂中的肉类食品加工污水处理厂作为参照，选定资料后，根据设计的进水水质（即 BOD5 = 8000 mg/L、CODcr = 10000 mg/L、SS = 3000 mg/L、色度 = 600 倍）确定了以气浮+UASB+ SBR 为主的厌氧法+好养法组合的工艺。在对各个构筑物进行了设计说明后，计算出了各个构筑物的尺寸，并画出了厂区平面图及高程图，达到了出水水质为 BOD5 20 mg/L、CODcr 60 mg/L、SS 50 mg/L、色度 50 倍）的设计要求。关键字：食品加
5、工，污水处理，厌氧法，好氧法化学工程系课程设计目录1.设计任务书 .11.1 设计题目 .11.2 设计资料 .11.3 设计内容及要求 .12.工艺流程选择 .12.1 废水来源 .12.2 水质特质 .22.3 废水处理工艺选择 .22.3.1 厌氧反应器的选择 .22.3.2 好氧工艺的选择 SBR 工艺 .32.3.3 工艺流程图 .32.4 工艺设备简介 .43.设计计算书 .63.1 格栅 .63.2 调节池 .83.3 沉淀池 .93.4UASB 反应器 .113.5SBR 反应池 .173.6 气浮池 .203.7 设计结果 .233.8 符号说明 .243.9 设计小结 .2
6、6参考文献 .27致谢 .28化学工程系课程设计11.设计任务书1.1 设计题目食品加工污水处理厂设计1.2 设计资料（1）设计水量 1000 m3/d（2）水质设计的进水水质（mg/L）项目 BOD5 CODcr SS 色度进水 8000 10000 3000 600（3）处理要求设计的出水水质（mg/L）项目 BOD5 CODcr SS 色度出水 20 60 50 501.3 设计内容及要求（1）设计内容通过论证分析，确定合理的工艺流程；选择适宜的设计参数，对构筑物进行设计计算，确定构筑物的工艺尺寸及主要构造；进水污水处理站的平面布置，合理安排处理构筑物。（2）设计成果设计说明书一份，含工
7、艺计算；要求图纸两张，其中包括平面布置图和主要构筑物工艺图。（3）设计要求工艺选择合理；设计计算概念清楚，公式选取正确；设计说明书条理清晰，层次分明，文字通顺，格式规范；图纸表达正确，符合制图规范。2.工艺流程选择2.1 废水来源化学工程系课程设计2肉类加工是指对猪、牛、羊等家畜和鸡、鸭等家禽等屠宰和进一步加工，以便生产人们生活所需要的肉类食品和副食品。在屠宰和肉类加工的过程中，要耗用大量的水，同时又要排除含有血污、油脂、毛、肉屑、畜禽内脏杂务、未消化的食料和粪便等污染物质的废水，而且此类废水中还含有大量对人类健康有害的微生物。屠宰和肉类加工厂的废水主要产生在屠宰工序和预备工序。废水主要来自于
8、圈栏冲洗、宰前淋洗和屠宰、放血、脱毛、解体、开腔劈片、清洗内脏肠胃等工序。油脂提取、剔骨、切割以及副食品加工等工序也会排放一定的废水。此外，在肉类加工厂还有来自冷冻机房的冷却水，以及车间卫生设备、洗衣房、办公楼和场内福利设施排出的生活污水等。2.2 水质特质屠宰废水成分复杂，废水中含有大量的有机物质，具有以下特点：（1）废水呈褐红色，主要是由屠宰动物的血污造成；（2）具有较强的腥臭味，主要是由畜禽血和蛋白质分解造成；（3）夹带有大量的悬浮物，主要由畜禽皮毛、肉屑、骨屑、内脏杂物、未消化的食物和粪便等构成；（4）含有较高动物油脂；（5）含有大量大肠杆菌。这些废水若不经过处理，直接排入城市下水管网
9、或自然水体，将会严重污染周围的水体环境，造成水体严重富营养化，使水体发黑变臭，严重影响人们的日常生活和身心健康。2.3 废水处理工艺选择污水处理工艺的选择与污水性质进、出水水质密切相关。本设计 BOD/COD=0.8，可生化性很好，故本设计采用气浮+UASB+ SBR 为主的工艺。以达到去除COD、 BOD、 SS、色度的目的。2.3.1 厌氧反应器的选择由于屠宰废水的进水水质中 COD 和 BOD 浓度很高，需要设置厌氧工艺作为好氧工艺处理的前处理，在厌氧处理器选择升流式厌氧污泥床反应器。UASB 的主要优点是：（1）适用于高浓度有机废水，进水 BOD 最高浓度可达数万 mg/L，也可适用于
10、低化学工程系课程设计3浓度有机废水，如城市污水等。（2）UASB 内污泥浓度高，平均污泥浓度为 2040 g VSS/L ； （3）有机负荷高，水力停留时间长，采用中温发酵时，容积负荷一般为 10 kg COD/m3d 左右； （4）无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动； （5）污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题； （6）UASB 内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。鉴于这些优点，选择 UASB 反应器。2.3.2 好氧工艺的选择SBR
11、 工艺就近期的技术条件，SBR 系统更适合以下情况： （1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 （2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 （3）水资源紧缺的地方。SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 （4）用地紧张的地方。 （5）对已建连续流污水处理厂的改造等。 （6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 鉴于这些优点，选择 SBR 工艺作为本废水处理中的好氧工艺。2.3.3 工艺流程图根据出水要求及分析，确定方案如下
12、（见图 1）：化学工程系课程设计4格栅调节池提升 气浮池废水沉淀池UASB工艺SBR工艺外排鼓风机集泥池污泥浓缩外运污水管线污泥管线空气管线图 1 食品加工废水处理厂工艺流程图混凝剂2.4 工艺设备简介（1）格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂得端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。肉类加工污水中含有较大的悬浮物，这些悬浮物通常通过格栅和筛网加以去除。（2）调节池调节池的目的是削弱水质水量波动对废水处理工艺的影响，利于或保证处理工艺的正常运行，保证稳定的处理效果。从工业企业排出的废水，其水量和水质
13、都是随时间变化的，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。在本次设计中，采用矩形调节池。肉类加工废水在 24h 之内水质和水量的变化幅度较大，为了使后续工艺的处理效果稳定，在处理流程霍总设置调节池对废水的水质和水量进行调节，以减弱水质和水量的变化幅度。（3）沉淀池沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机成分较多，污泥含水率相对于二沉池污泥化学工程系课程设计5低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。沉淀池池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水
14、渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过。池的长宽比一般不小于 4，池的有效水深一般不超过 3 米。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，多设在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。（4）UASB 工艺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
15、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，沼气碰到分离器下部的反射板时，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
16、后排出污泥床。（5）SBR 工艺经典 SBR 通过在时间上的交替实现传统活性污泥法的整个过程，它在流程上只有一个池子，将调节池、曝气池、和二沉池的功能集中在该池子上，兼有水质水量调节、微生物降解有机物和固液分离等功能。经典 SBR 是间歇进水，且工序繁杂，对操作人员的要求较高，在非进水工序无法处置来水，为了解决 SBR 无法处理连续来水的问题，工程上采用了多池系统，使各个池子按进水顺次进行，进水在各个池子之间循环切换进行。但是，这样明显增加了SBR 工艺操作的复杂性。尽管经典的 SBR 存在着许多问题，但是它的优点也非常明显。它的间歇运行方式化学工程系课程设计6与许多行业废水产生的周期比较一致
17、，可以充分发挥 SBR 的技术特点，因此在工业废水处理中应用非常广泛。对一些难降解废水的处理，经典 SBR 也经常被采用。由于SBR 工艺占地面积小，平面布置紧凑，在小城镇污水处理方面，成功应用 SBR 工艺的例子也非常多。（6）气浮池气浮是向水中通入或设法产生大量的微细气泡，形成水、气、被去除物质的三相混合体，使气泡附着在悬浮颗粒上，因黏合体密度小于水而上浮到水面，实现水和悬浮物分析，从而在回收废水中的有用物质的同时又净化了废水。气浮用于含油废水的处理以及密 度 接 近 于 水 的 微 细 悬 浮 颗 粒 杂 质 的 去 除 ， 考 虑 食 品 废 水 的 水 质 特 点 ， 在气 浮 之
18、前 投 加 混 凝 剂 3。3.设计计算书本设计采用的设计流量m3/d m3/h m3/s10Q10.3.1 格栅（1）设计参数栅前水深 h = 0.3 m；过栅流速 v = 0.6 m/s；栅条间隙 b = 0.005 m；格栅倾角 75；栅条宽度 S = 0.01 m（2）设计计算栅条的间隙数（n） vhbQsinmax6.035.7i条槽有效宽度（B） bnS)1(305.30. m49化学工程系课程设计7进水渠渐宽部分长度（L 1）设进水渠宽 B1 = 0.3 mtg2753.049.tm2.设计取 L1 = 0.03 m格栅与出水渠道连接处渐宽部分长度（L 2）213.0m5.通过格栅的水头损失（h 1）栅条采用 圆钢制作，阻力系数202kgvbShsin)(2341 375i8.9260)5.(34m680栅后槽总高度沿栅前渠道，超高 h2 = 0.5 m1H5.03.m栅槽总长度（L） tgHL1215.0
