山东某酒厂2000td废水处理毕业设计--完整版优秀毕业设计

1 前 言 临沂市位于山东省的东南部 ,东部连接日照 ,地近黄海 ,西接枣庄、济宁、泰安，北靠淄博、潍坊。地跨东经 117 度 24 秒 119 度 11 秒，北纬 34 度 22 秒 36度 22秒，南北最大长距 228公里，东西最大宽度 161 公里，总面积 17184 平方公里，是山东省面积最大的市。 山东 某 酒厂为酒精生产企业，所用生产原料为薯干，该厂所生产的废水主要为酒精废液，主要污染物包括 CODcr、 BOD5、 SS 等。高浓度废水来自蒸馏阶段的蒸馏残液，以及少量蒸馏冷凝液，其它过程基本不产生高浓度废水。从蒸馏车间排出的废水温度在 95左右。 根据有关部门批准的任务书，拟在山东省临沂市 某 酒厂建设一座酒厂废水处理厂，主要采用生物处理方法对酒厂废水进行有效处理，使 污水经处理后全面达到国家污水综合排放标准GB8978-1996 中一级排放标准 。 2 目 录 前 言 . 1 第一部分 设计说明书 . 5 1. 概述 . 5 1.1 编制依据 . 5 1.2 编制原则 . 5 1.3 编制范围 . 6 1.4 设计资料 . 6 2. 工程设计 . 8 2.1 总体设计 . 8 3. 污水处理工艺说明 .15 3.1 调节池 .15 3.2 固液分离 .15 3.3 UASB 反应器 .16 3.3 厌氧工艺机理 .19 3.3 厌氧工艺的选择 .20 3.4 水解酸化 .21 3.5 接触氧化 .21 3.6 曝气生物滤池 .22 3.7 曝气系统 .24 4. 各构筑物设计参数说明 .25 4.1 固液分离 .25 4.2 调节池 .25 4.3 UASB 厌氧反应器 .26 4.4 水解酸化池 .26 4.5 接触氧化池 .27 4.6 曝气生物滤池 .29 4.7 供气系统 .29 4.8 反冲洗系统： .30 4.9 污泥处理系统 .30 4.10 综合机房 .31 5. 主要设备参数 .32 6. 环境保护 .33 6.1 主要污染源和主要污染物 .33 6.2 控制污染和生态变化的初步方案 .34 7. 节能与消防 .34 7.1 节能设计 .34 3 7.2 消防 .35 第 二部分 设计计算书 .36 1. 调节池设计计算 .36 1.1 设计参数 .36 2. UASB 反应器的设计计算 .36 2.1 UASB 反应器有效容积及主要尺寸的确定 .36 2.2 进水分配系统的设计 .37 2.3 三相分离器的设计 .38 2.4 排泥系统的设计计算 .42 2.5 出水系统的设计计算 .42 2.6 沼气收集系统的设计计算 .44 2.7 UASB 的其他设计考虑 .45 3. 水解酸化池设计计算 .46 3.1 水解酸化池尺寸计算 .46 3.2 布水系统 .47 3.3 出水系统 .47 4. 接触氧化池的设计 .48 4.1 生物接触氧化池 .48 4.2 接触氧化池尺寸 .48 4.3 曝气系统的计算 .49 4.4 污泥产量计算 .51 4.5 接触氧化池布水系统设计 .52 4.6 接触氧化池出水系统计算 .52 5. 斜管沉淀池 .53 5.1 清水区面积 .53 5.2 停留时间 .53 5.3 总高度 .53 5.4 泥斗容积 .54 5.5 污泥量的计算 .54 5.6 布水系统 .54 5.7 出水系统 .54 5.8 排泥系统 .54 6. 曝气生物滤池设计计算 .55 6.1 曝气生物滤池尺寸的确定 .55 6.2 曝气生物滤池出水系统计算 .56 6.3 曝气系统的设计计算 .56 6.4 反冲洗系统计算 .58 6.5 污泥产量的计算 .59 6.6 污泥处理系统计算 .60 7.浓缩池尺寸 .61 7.1 浓缩池面积 .61 7.2 池面直径 .61 7.3 浓缩池高度 .61 4 7.4 浓缩后污泥体积 .62 8 加氯量的计算 .62 8.1 加氯量的计算 .62 8.2 加氯设备的选择 .62 8.3 氯库尺寸的计算 .62 9 贮泥池的确定 .63 9.1 设计参数 .63 9.2 贮泥池的尺寸 .63 10 清水池的计算 .63 10.1 设计参数 .63 10.2 清水池的尺寸的确定 .63 11 废水处理站高程部分 .64 11.1 UASB 反应器损失 .64 11.2 UASB 反应器到水解酸化池的损失 .64 11.3 水解酸化池的损失 .64 11.4 水解酸化池到接触氧化池的损失 .64 11.5 接触氧化池自身的损失 .64 11.6 接触氧化池到沉淀池损失 .65 11.7 沉淀池自身损失 .65 11.8 沉淀池到曝气生物滤池的损失 .65 11.9 曝气生物滤池自身损失 .65 参考文献 .66 谢 辞 .67 5 第一部分 设计说明书 1. 概述 1.1 编制依据 （ 1） 某 酒厂废水处理站工程的可行性研究报告 （ 2） 某 酒厂废水处理站工程环境影响报告书 （ 3）污水处理厂的地形、地貌、水位地质及气象资料 （ 4）污水厂进水水质资料 （ 5）污水综合排放标准（ GB8978-1996） （ 6） 室外排水设计规范 （ GBJ14） （ 7）工业循环水处理设计规范 GB50050-95 （ 8）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 (CJJ31-89) （ 9）建筑设计防火规范（ GBJ16-87） 2001 版 （ 10）建筑抗震设计规范（ GB50011-2001） （ 11）总图制图标准（ GB/T50103-2001） （ 12）给水排水工程构筑物结构设计规范 (GB50069-2002) （ 13）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 (CECS 138:2002) （ 14）给水排水构筑物施工及验收规范 (GBJ 141-90) 1.2 编制原则 根据国家和当地有关环境保护法规的要求，对 该 厂在生产过程中排出的废水进行有效处理，使之符合国家和当地废水排放标准，取得明显的环境和社会效益，使企业树立良好社会形象。 （ 1）以污水的无害化处理为目的，因地制宜，尽量减少占有土地面积。厂区总平面图尽量紧凑和最大限度的减少管线的浪费，以达到降低工程造价的原则，总体布局优化合理。功能分区合理， 6 绿化面积适宜。 （ 2）工程设计中既要工艺先进、技术可靠、耐冲洗负荷强、尽量能实现自动监测、自动控制，方案要经济合理、节约能源、做到 建设与运行费用最优化。 （ 3）尽量才用运行管理方便，自动化程度高而且运行稳定的工艺。机电化设备的选用力求先进可靠，高效节能。 （ 4）根据国家和地方的财政能力，在充分考虑近、远期结合的前提下，确定工程的分期和适宜规模，使资金 定时期内发挥最大作用。 （ 5）彻底改善废水对周围环 在一境所带来的不利影响，解决好废水处理过程中所产生的污泥所造成的二次污染。 （ 6） 严格执行有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到或优于污水综合排放标准（ GB89781996） 一 级排放标准 。 （ 7） 针对废水水质特点采用先进、合理 、成熟、可 行 的处理工艺和设备，最大可能的发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能的降低工程造价，同时结合企业的生产情况，对污水进行综合治理 。 （ 8） 工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放 。 1.3 编制范围 山东省临沂市兰陵酒厂废水净化处理工程、投资估算及经济分析。 1.4 设计资料 1.4.1 自然概况 临沂市位于山东省的东南部 ,东部连接日照 ,地近黄海 ,西接枣庄、济宁、泰安，北靠淄博、潍坊。地跨东经 117 度 24 秒 119 度 11 秒，北纬 34 度 22 秒 36度 22秒，南北最大长距 228公里，东西最大宽度 161 公里，总面积 17184 平方公里，是山东省面积最大的市。 1.4.2 气象资料 气温：最冷月平均气温 -6 7 最热月平均气温 28 历年极端最高气温 43.6 历年极端最低气温 -16 风速：平均风速 1.6m/s 月平均最大风速 4 m/s 月平均最小风速 0.6 m/s 主导风向及风频率： 夏季 南风 15 冬季 东北风 15 降雨：年平均降雨量 1087mm 雪量：最大积雪深度 52mm 1.4.3 水质和水量资料 （ 1) 设计水量：污水处理水量 2000m3/d （ 2) 设计水质：设计水质见表 1-1： 表 1-1 主要设计水质资料 项目 pH 值 BOD5（ mg/l） COD(mg/l) SS(mg/l) 温度 ( ) 原水 4.5 5 18000 25000 2200 70 75 8 2. 工程设计 2.1 总体设计 2.1.1 生产企业状况 山东 某 企业集团总公司是以酒业为龙头，集科、工、贸为一体的大型一类企业。公司年产白酒 15 万吨，酒精 10 万吨，是全国规模最大的白酒和酒精生产基地之一，产品销往国内 30 个省市， 出口 9 个国家和地区。所用生产原料为薯干，该厂所生产的废水主要为酒精废液，主要污染物包括 CODcr、 BOD5、 SS 等，高浓度废水来自蒸馏阶段的蒸馏残液。 2.1.2 排放标准 本工程废水处理执行污水综合排放标准一级标准 见表 1-2 表 1-2 污水综合排放标准（ mg/l） 一级 二级 三级 悬浮物 70 200 400 生化需氧量（ BOD5） 30 150 600 化学需氧量（ COD） 100 300 1000 氨 氮 15 25 2.1.3 废水处理方案 废水处理方案选择原则： （ 1）技术可靠，力求高效，处理工艺能满足排放标准的要求。 （ 2）处理流程应具有一定的抗冲击负荷的能力。 （ 3）运行稳定，操作管理简便。 9 （ 4）尽量降低基建投资与运行费用，少占土地、节约能耗。 （ 5）尽量考虑远近结合，避免设备的浪费 方案一： UAS B+接触氧化池 +曝气生物滤池 图 1 方案二： 高效内循环好氧反应器 +AB法 +SBR 废水 污泥 外运 图 2 废水 调节池 UASB 水解酸化池 污泥脱水 接触氧化池 二沉池 沼气储罐 外运 浓缩池 沼气利用 曝气生物滤池 贮泥池 固液分离 分离糟渣制作饲料 达标排放 集水池 沉淀池 AB 法 缓冲 沉淀池 高效好氧反应器 SBR 集泥井 污泥 浓缩池 污泥脱水车间 出水 10 方案比较： 方案一 采用 UASB+接触 氧化池 +曝气生物滤池 UASB 反应器是 20 世纪 70 年代厌氧技术的重大突破， UASB 反应器适用于降解好氧反应器所不能降解及难降解的有机物，既能保持大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥龄，由可保持废水和污泥之间的充分接触。 UASB 反应器的特点，可以采用固定化（生物膜）后培养沉淀性能良好的颗粒污泥 ；可以将固体停留时间和水力停留时间相分离，固体停留时间可以很长，而使处理的高浓度有机废水的停留时间很短。采用生物厌氧反应，可产生沼气二次能源加以利用，符合国家能源政策。在其后加生物接触氧化池，接触氧化池内的曝气装置设在填料之 下，不仅供氧充足，而且对生物膜起到了搅拌作用，加速了生物膜的更新，使生物膜活性得以提高，提高了有机物的分解能力。之后在接入曝气生物滤池， 其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，并节省了后续二次沉淀池。该工艺有机物容积负荷、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高，因而所需占地面积小、基建投资少、能耗及运行成本低。 该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。升流式厌氧污泥床和接触氧化池、曝气生物滤池相串联的酒厂废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定、能耗低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积 1/3 的厌氧污泥菌种，就能够保证污泥菌种的平稳增长，经过3 个月的调试 UASB 即可达到满负荷运行。整个工艺对 COD 的去除率达 96.6%，对悬浮物的去除率达 97.3% 98%。 方案二 采用 高效内循环好氧反应器 +AB 法 +SBR 高效好氧内循环反应器（ JLCR）为一体式结构，曝气区、反应区、沉淀区在同一构筑物内完成，是利用物质交换和生物降解的机理发展而成，它融入了当今的射流曝气技术、气液相物相强化传递、紊流剪切等技术。 AB法为两段活性污泥法， A段为吸附段， B段为生物氧化段，两段的污泥单独回流，互不相混，形成两种 不同特性的微生物种群，其运行稳定性优于单段活性污泥法，比普通活性污泥法具有更强的抗冲击负荷的能力。 SBR反应器 运行操作灵活，效果稳定。 SBR法在运行操作过程中，可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求来调整一个运行周期中各个工序的运行时间、反应器的混合液的容积变化和运行状态来满足多功能的要求。工艺简单，运行费用低。 SBR原则上不需要二沉池、回流污泥及设备，一般不必设调节池，多数情况下可省去初沉池。 SBR工艺简单便于自动控制。反应推动力大，净化速率高。能有效防止丝状菌膨胀。限制曝气的 SBR最不易出现污泥膨胀 。 SBR运行效果稳定，即无完全混合的跨越流，也无接触氧化 11 法中的沟流。对水质、水量变化适应性强，耐冲击负荷但是它与其它构筑物在运行时衔接不好控制，使运行受到很多不利因素的限制。 表 1-3 污水处理设计方案比较 项目 方案一 方案二 投资费用 土建工程 土建工程量较小 土建工程量稍大 机电设备及仪表 设备和自控仪表布置集中且少 自控仪表较多 征地费 征地费小 征地费稍高 总投资 较小 稍高 运行费用 污泥回流 不需要 污泥回流 需污泥回流 能源问题 能够产生能量 不能产生能量 曝 气量 较小，传递效率高 较大，传递效率高 电耗 小 稍大 总运行成本 较低 较低 工艺效果 出水水质 SS 可达 15mg/L 以下 BOD 可达 10mg/L 以下 COD 可达 40mg/L 以下 TKN 可达 15mg/L 以下 SS可达 15mg/L 以下 BOD 可达 15 mg/L 以下 COD 可达 40mg/L 以下 TKN 可达 15mg/L 以下 有无污泥膨胀 无 无 冲击负荷的影响 可承受日常的冲击负荷 可承受日常的冲击负荷 温度变化（低温）的影响（温度将影响硝化 /反硝化） 滤池从底部进水，上部可封闭，水温波 动小，低温运行较稳定 夏季与冬季出水效率相当温度波动对运行影响不大 运行管理 自动化程度 运行操作灵活性比较强 运行操作较为复杂 日常维护和巡视 设备布置集中，巡视方便 日常维护管理方便 操作和管理人员人数 正常 正常 根据 表 1-3 从 投资费用、运行费用、工艺效果、运行管理等方面的比较，最终选用方案一，采用 UASB+接触氧化 +曝气生物滤池 处理 工艺，其 工艺流程的特点： （ 1）工艺成熟，稳定可靠，操作方便。 （ 2）运行周期灵活可变，耐冲击负荷性能强。 （ 3）能实现同时硝化 /反硝化以去除污水中 CODcr，氨氮，并能实现过度生物氧化，处理效率高，出水水质好。 12 （ 4）通过对沉淀池的表面负荷、有效水深等设计参数合理选择，从而提高了固液分离的效果。 （ 5）整套系统实行自动或自动控制，节省人员费用。 （ 6）本工程涉及结构紧凑，占地面积少，流程尽量利用位差，减少动力消耗，节省投资及日常费用。 方案一中各污水处理构筑物对污水的处理效率祥见表 1-4 表 1-4 各处理单元进出水水质状况 项目 处理单元 COD/(mg/L) BOD(mg/L) SS(mg/L) PH 值 固液分离器 进水 25000 18000 10000 4.5 5 出水 20000 15300 3000 去除率 % 20 15 70 调节池 进水 20000 15300 3000 出水 20000 15300 2400 6.8 7.2 去除率 % 20 UASB 反应器 进水 20000 15300 2400 6.8. 7.2 出水 3000 2295 720 去除率 % 85 85 70 水解酸化池 进水 3000 2295 720 出水 2100 1491 216 去除率 % 30 35 70 接触氧化池 进水 2100 1491 216 出水 210 149 151 去除率 % 90 90 70 斜管沉淀池 进水 210 149 151 出水 122 104.37 45 去除率 % 40 30 70 曝气生物滤池 进水 122 104.37 45 出水 37 20.87 18 去除率 % 70 80 60 排放标准 （ GB8978-1996） 一级排放标准 100 20 70 6 9 13 2.1.4 处理 厂位 置 厂址确定是一个十分重要的问题，它对周围环境卫生、处理厂基建投资及运行管理都有很大影响。选择废水综合处理回用站厂址时，在考虑总体规划的基础上，同时考虑如下原则： （ 1）废水综合处理站要与酒厂位置相接近。 （ 2）考虑处理厂建设位置的工程地质情况，以节省造价、方便施工。 （ 3）充分利用地形，随坡顺势建设深度处理厂，尽量节省能源。 （ 4）厂址选择考虑远期发展的可能，为以后的扩建留有余地。 2.1.5 污水处理总平面布置 污水处理厂的平面布置应包括： 处理构筑物的布置污水处理厂的主体是各种处理构筑物。作平面 布置时，要根据各构筑物（及其附属辅助建筑物，如泵房、鼓风机房等）的功能要求和流程的水力要求，结合厂址地形、地质条件，确定它们在平面图上的位置。在这一工作中，应使联系各构筑物的管、渠简单而便捷，避免迂回曲折，运行时工人的巡回路线简短和方便；在作高程布置时土方量能基本平衡；并使构筑物避开劣质土壤。布置应尽量紧凑，缩短管线，以节约用地，但也必须有一定间距，这一间距主要考虑管、渠敷设的要求，施工时地基的相互影响，以及远期发展的可能性。构筑物之间如需布置管道时，其间距一般可取 5 8m，某些有特殊要求的构筑物（如消化池 、消化气罐等）的间距则按有关规定确定。 厂内管线的布置污水处理厂中有各种管线，最主要的是联系各处理构筑物的污水、污泥管、渠。管、渠的布置应使各处理构筑物或各处理单元能独立运行，当某一处理构筑物或某处理单元因故停止运行时，也不致影响其他构筑物的正常运行，若构筑物分期施工，则管、渠在布置上也应满足分期施工的要求；必须敷设接连入厂污水管和出流尾渠的超越管，在不得已情况下可通过此超越管将污水直接排人水体，但有毒废水不得任意排放。厂内尚有给水管、输电线、空气管、消化气管和蒸气管等。所有管线的安排，既要有一定的施工位置 ，又要紧凑，并应尽可能平行布置和不穿越空地，以节约用地。这些管线都要易于检查和维修。 污水处理厂内应有完善的雨水管道系统，以免积水而影响处理厂的运行。 14 辅助建筑物的布置辅助建筑物包括泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、化验室、变电所、机修、仓库、食堂等。它们是污水处理厂设计不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理方法。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。如鼓风机房应设于曝气池附近