某豆制品公司生产废水达标排放处理工程设计.doc

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1、目 录第一章 概 述11.1我国豆制品行业的发展现状11.2豆制品废水的主要来源21.3豆制品废水特性及危害21.3.1豆制品废水主要特性21.3.2豆制品废水的主要危害21.4 豆制品废水处理的必要性31.5 现有豆制品废水处理工艺方法综述31.5.1 好氧生物处理31.5.2 厌氧生物处理41.5.3 厌氧一好氧结合处理51.6 研究豆制品废水的处理工艺方法的意义5第二章 流程选择与论证72.1 工程概况72.2设计依据、原则与范围72.2.1 设计依据72.2.2 设计原则82.2.3 设计范围82.3 工艺流程的选择与论证82.3.1氧化沟工艺82.3.2 A2/O工艺102.3.3

2、UASB-生物接触氧化工艺102.4 本设计工艺流程的确定13第三章 构筑物说明与计算143.1 格栅143.1.1格栅的构造与分类143.1.2格栅的设计计算153.2 调节池的设计计算173.2.1 调节池的作用173.2.2 调节池的设计参数173.2.3 设计计算183.3 初沉池设计计算183.3.1设计参数183.3.2 设计计算193.3 UASB设计计算203.3.1 UASB反应器作用203.3.2设计参数213.3.3设计计算21（4）沼气收集系统设计233.4 生物接触氧化池233.4.1接触氧化池作用233.4.2设计参数243.4.3设计计算243.5 二沉池283.

3、5.1二沉池作用283.5.2设计参数283.5.3设计计算283.6污泥处理313.6.1 污泥浓缩池设计计算313.6.2设计参数313.6.3设计计算323.7 贮泥池及污泥泵333.7.1贮泥池作用333.7.2设计计算333.8污泥脱水343.8.1 污泥脱水作用343.8.2 设计选型343.9 污水泵站的设计343.9.1泵站的设计343.9.2选泵35第四章 污水处理站平面及高程布置364.1 平面布置364.2 高程布置374.2.1高程设计任务及原则374.2.2 污水处理高程计算37第五章 经济核算415.1 工程初步投资预算415.2 经济效益分析41第六章 结论43致

4、 谢44参考文献：45第一章 概 述1.1我国豆制品行业的发展现状豆制品是以大豆为原料经过加工制作得到的产品。豆制品分为传统豆制品和新兴豆制品，传统豆制品包括豆腐、豆腐干等非发酵制品和酱油、腐乳等发酵制品；新兴豆制品，包括豆奶粉、豆奶以及分离蛋白、浓缩蛋白、组织蛋白、蛋白饮料等蛋白制品。豆制品是我国的传统健康食品，与人民群众的生活息息相关。由于大豆中含有极其丰富的蛋白质，是植物中唯一能与动物蛋白质相媲美的食品。豆制品不但营养价值高，所含蛋白质能保护血管内皮细胞使其不被破坏，还能有效的预防骨质疏松和乳腺癌的发生，是更年期的“保护神”。同时，豆制品所含的大豆蛋白还能抑制胆固醇的摄入，大豆蛋白不仅可

5、以降低血糖和胆固醇同时还有助于防治心脑血管疾病。中医记载,大豆具有“味甘性凉，益气和中，生津解毒的功效。”由于其营养丰富、价格低廉，豆制品一直是各大城市“菜篮子”工程的主角，受到人们的广泛喜爱。但由于过去豆制品行业主要是一些小工业的手工作坊的豆腐加工形式，销售额相对来说比较小，并没有形成大规模的产业化。而随着其“健康”功能不断被人们认识，现在我国豆制品行业处于迅速提升的趋势。比如现在的新型休闲豆腐干，适合旅游、聚会时食用，方便营养美味，使得产品发展迅速。四川、重庆一带的休闲豆腐干企业，经过几年的发展，销售额都增长了三四个亿。山东城头镇去年有3家企业进入全国豆制品企业前50强，极大地促进了当地产

6、业的发展。近几年来，投产量最大的企业每年已达10万吨，销售额最高的企业达到10亿以上，比2004年的不到1个亿增加了10倍，这样的发展速度是非常快的。2009年，豆制品行业前10强企业中投产量最低的也达到1万吨，销售额最低的接近2个亿。到目前为止，传统豆制品全国具有大、中型加工企业1000多个，能够生产出豆浆、豆腐、豆腐干、百叶、腐竹、豆豉、豆酱、腐乳和酱油等9个系列100多个品种。新兴豆制品是最近10 多年来我国大豆加工利用的新方向。1.2豆制品废水的主要来源豆制品加工过程中会产生大量有机废水，一般每加工1吨大豆可产生了710m3豆制品废水。其主要来源于洗豆水、泡豆水、浆渣分离水、压滤水、各

7、生产工艺容器的洗涤水、地面冲洗水等。 1.3豆制品废水特性及危害 在豆制品行业飞速发展的同时,其所带来的环境污染问题也是不容忽视的。豆制品废水的COD(化学耗氧量)、BOD(生化耗氧量)值较高，属于高浓度有机废水。1.3.1豆制品废水主要特性(1)有机物浓度高。COD一般在2000mg/L以上，有的甚至高达几万至几十万mg/L。(2)成份复杂。以豆腐生产为例，黄泔水COD高达20000到30000mg/L，泡豆水COD为4000到8000mg/L，洗涤冲洗税COD为500到1500mg/L。泡豆水的主要成份有水溶性非蛋白氮、税苏糖、棉籽糖等寡糖，柠檬酸等有机酸以及水溶性维生素、矿物质等，此外，

8、还有异黄酮等色素类物质。(3)色度高，有异味。有些废水散发出刺鼻恶味，给周围环境造成不良影响。 1.3.2豆制品废水的主要危害(1)需氧型危害：豆制品废水属于高浓度有机废水，由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，可能导致多数水生生物死亡，产生恶臭，恶化水质和环境。(2)营养物质性危害：豆制品废水中含有大量N、P、K等营养物质，进入河流、湖泊、海湾等缓流水域，引起不良藻类和其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧含量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，即产生水体富营养化。(3) 感官性危害：工厂排放的豆制品废水常伴有混浊、恶臭、异味、颜色、泡沫等，能引起人们感官上不愉快，严重影响

9、水体附近人民的正常生活。1.4 豆制品废水处理的必要性豆制品废水的COD(化学耗氧量)、BOD(生化耗氧量)值较高，属于高浓度有机废水。据报道生产75 吨大豆蛋白所排放的废水，其BOD 值相当于2.53 万人口的城市一天的生活污水。我国豆制品加工量较大，如果废水不处理直接排放，会对环境产生严重的污染。但豆制品厂的企业规模以中小型居多、资金力量薄弱、企业布点分散，分布在城郊接合部的许多企业所排放的废水不易纳入城市管网。因此，废水的有效处理是豆制品厂所必须面对的尖锐问题。1.5 现有豆制品废水处理工艺方法综述对于豆制品废水的处理，国外从60年代开始研究并应用于工程实践，国内70年代以来也进行了广泛

10、而深入的研究，已有工程投产运行。近十年来，国内外的科研工作者在豆制品废水处理方面做了大量工作，主要侧重于生物处理方面。生物处理可分为好氧生物处理、厌氧生物处理和厌氧一好氧结合处理三种方式。1.5.1 好氧生物处理好氧生物处理对污染物的去除相当彻底， 常用于豆制品废水处理的工艺有：生物滤膜(HABFS)、AB法和活性污泥法等。HABFS工艺 98年Imamuea Yasuhiro等利用不同孔径的超滤膜分级处理豆制品废水， 可以去除分子量3O00道尔顿以上的蛋白质，且利用活性炭或沸石吸附去除Ca2+、Mg2+ 、NH4+ ，使处理后的水达到生活用水的标准，得以循环利用。但是，分子量小于3000的蛋

11、白质仍存留于水中， 且有机碳不能有效吸附去除。AB工艺有研究指出，AB 法对豆制品废水的处理效果良好，A 段的COD 负荷率2.0kgm d左右，HRT为6.0h；B 段则分别为0.3kgm d 和8.0h，进水COD 浓度是6000-7000mgL， 出水可低于200mgL。活性污泥工艺 活性污泥法只能处理一些低浓度的有机废水， 其有机负荷为0.010.5kgBODkgSSd之间，浓度过高，会出现污泥膨胀问题，所以一般不单独采用活性污泥工艺处理废水。有报道说，用活性污泥处理黄浆水时， 处理过程中加入铁盐(如FeCl )有利于处理效果。1.5.2 厌氧生物处理根据豆制品废水含易生物降解的高浓度

12、有机物，无毒性等特点，厌氧生物法更适用于豆制品废水处理，并且厌氧处理动力消耗低，产生的沼气可作为能源，生成的剩余污泥量少，污泥可长期贮存，是一项具有经济效益的处理技术。常用于豆制品废水处理的厌氧处理工艺有：厌氧滤床(AF)、厌氧流化床(AFB)、多级厌氧床消化器、上流式厌氧污泥床(UASB)、折流板反应器(ABR)、两相厌氧处理工艺等。AF工艺 AF 处理豆制品废水的填料主要采用软性和半软性材料，有研究指出，采用盾式填料在处理过程中不易堵塞，生物膜均匀，处理效果优于软性材料。AFB工艺中温条件下，AFB 处理豆制品废水的最大去除负荷率达18.0kgCODmd，当COD 负荷率保持于10.0 k

13、gCODm d时，C0D 去除效果最好，达90 以上。该工艺对污染物的降解彻底，SS的去除率高，抗pH 冲击能力强，产气率高。多级厌氧床消化器 梁家远等人曾对多级厌氧床消化器处理豆制品废水进行研究 ，能达到类似于两相厌氧处理的效果。但是这种工艺应用和研究较少。UASB工艺 目前为止，UASB 是研究最多的一种工艺。研究表明，它启动快、易于形成颗粒化活性污泥，有效率高、三相分离效果好、污泥沉降性能好的优点。91年，Kobayashi Toshio等人将颗粒状的鼓风炉渣加入接种的污泥中应用于UASB，来处理耗氧量3000-4000mgL、500-1000mg固形物L的豆制品废水。有机碳的去除率大于

14、80 ，处理过程中pH 降低也被炉渣中滤出的碱抑制。92年，刘双江等人将厌氧污泥颗粒应用于UASB，处理含蛋白质的废水。当处理量控制大于0.67kgCODkgSSd，pH7.27.5。Propionat含量小于300mgL 时， 这种颗粒状污泥生长良好。微生物分析表明，只有当不同的细菌数量达到一个特定的值和一个合适组成的时候， 污泥才会形成颗粒，当颗粒状污泥成熟后，其组成就会相对稳定。这种颗粒状污泥由于含有比一般污泥多的细菌，其分解能力也高。ABR工艺 ABR 类似于几个串联的UASB，无三相分离器。此法启动过程快、易培养出颗粒化污泥；稳定运行时C0D 容积负荷率可达14.3 Ld，C0D 去

15、除率80 以上， 有良好的抗冲击负荷和抗低pH 能力。当进水COD 负荷率低时，各区段形成多级发酵的特点；而进水COD 负荷率高时，则表现出自然的两相发酵规律。两相厌氧处理工艺两相厌氧消化器耗能低、处理效率高、耐负荷，并产生沼气。根据杨秀山等人的研究，在两相厌氧消化器中， 以厌氧絮状污泥及固定化甲烷八叠球菌对酸化反应器接种，厌氧颗粒污泥对甲烷化反应器接种，实验结果证明了固定化甲烷八叠球菌在低有机物负荷下发挥很大作用，有较低的出水C0D 和较高的甲烷含量，但高有机负荷下，作用不明显。1.5.3 厌氧一好氧结合处理好氧处理对低浓度废水COD 1000mgL，BOD 0.2m3/d所以采用机械除渣的

16、方法。3.2 调节池的设计计算3.2.1 调节池的作用从工业企业和居民排出的废水，其水量和水质都是随时间而变化的，工业废水的变化幅度一般比城市污水大。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。调节水量和水质的构筑物称为调节池。3.2.2 调节池的设计参数调节时需对池内废水进行混合，本工艺采用机械搅拌混合方法及对角线出水调节池。对角线出水调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左右两侧，经过不同时间倒流出水槽。从而达到自动调节、均和的目的。为防止废水在池内短路，可以在池内设置若干纵向隔板。其空气量为1.5-3m3/(m2h)。调节池有效水深

17、为1.5-2m，纵向隔板间距为1-1.5m。设计水量Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s；水力停留时间T=6h。3.2.3 设计计算（1） 调节池有效容积（2） 池子有效容积V=QT=41.676=250 m3（2）调节池尺寸取池总高H=2m,其中超高0.5m,有效水深h=1.5m则池面积池长取L=16m 池宽取B=10.4m则池子总尺寸为LBH=16m10.4m2m（3）空气管设计空气量，根据空气主管、支管及穿孔管内气体流速的要求范围，管径分别选择150mm、80mm和40mm。其中空气主管1根，支管10根，每根支管连接2根穿孔管。为避免堵塞，穿孔管孔径取4mm，孔眼

18、间距100mm。（4）总水头计算 式中：H总水头损失，m；H0穿孔管安装水深，m； h管距阻力损失，m；一般调节池的管距阻力损失不超过0.5m。根据空气量Qs和H选择型号为LSR125-1WD罗茨鼓风机5台，一台备用。3.3 初沉池设计计算 初沉池是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物。初沉池的去除对象主要是悬浮固体，可以去除SS40%55%，同时也可以去除部分20%30%COD和BOD，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。本设计采用平流式沉淀池作为初沉池。平流式沉淀池具有对冲击负荷和温度变化适应能力强且施工简单，造价低等优点，符合设计要求。3.3.1设计参数表3

19、.1 初沉池进、出水水质参数水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)32001500800去除率(%)252050出水水质(mg/l)24001200400流量：1000 m3/d3.3.2 设计计算沉淀池总表面积计算设表面负荷为：q=1.0m3/(m2h)，则A=Q/q=41.67/1.0=41.67m2沉淀池有效水深计算取沉淀时间为t=1.0h，h=qt=1.01.0=1.0m沉淀部分有效容积计算V1=Qt=41.671.0=41.67m3池长设流速v=2mm/s，L=vt3.6=22.03.6=14.4m 池子总宽度B=A/L=41.67/14.4=2.9m池子个数计算设每池格的池宽

20、b=1.45m，n=B/1.45=2校核池的长宽比、长深比长宽比：L/b=14.4/2=7.24 符合要求长深比：L/h=14.4/1.0=14.48符合要求污泥部分所需的总容积设T=2h，W=Q24(C0-C1)100/(100-P0)2/12=0.125m3每格污泥体积为：W1=W/3=0.04m3泥斗尺寸计算、V=1/3h4(f1+f2+(f1f2)1/2)=1/31(36+0.16+（360.16）1/2)=12.85m3沉淀池的总高度H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.4+0.6+1=4.3m 沉淀池总长度L=0.5+0.3+14.4=15.2m3.3 UASB设计计算3.3.1

21、 UASB反应器作用UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。废水在UASB反应器中进行厌氧分解，去除大部分COD并将难生物降解的大分子物质分解为易生物降解的小分子物质。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。其设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。图3.2 UASB反应器简图3.3.2设计参数容积负荷（Nv）=3.0kgCOD/(m3d); 污泥产率=0.1kgMLSS/kgCOD；产气率=0.5

22、m3/kgCOD; 设计水量 Q1000m3/d=41.67 m3/h=0.012 m3/s表3.2 UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBOD5SS进水水质(mg/l)24001200400去除率（%）90%80%60%出水水质(mg/l)2402401603.3.3设计计算（1）反应器容积计算UASB有效容积：式中：Q - 设计流量，m3/d S0 - 进水COD含量，g/l NV-容积负荷，kg COD/(m3d) 将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好。取水力负荷q0.3m3/(m2h)，则： 则实际横截面积为：实际表面水力负荷为 ，故符合设计要求。（2）配水系统设计 本

23、系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设120个布水点。参数：池子流量：m3/h圆环直径计算：每个孔口服务面积为:在12m2之间，符合设计要求。可设3个圆环，最里面的圆环设12个孔口，中间设36个，最外围设72个孔口。a.内圈6个孔口设计：服务面积：折合为服务圆的直径为： 用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一个实圆环，其上布12个孔口，则圆的直径计算如下： 则b.中圈36个孔口设计：服务面积：折合成服务圆直径为: 中间圆环直径计算如下： 则c.外圈72个孔口设计服务面积：折合成服务圈直径为：则外圆环的直径计算如下： 则（3）出水系统设计 采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m

24、。（4）沼气收集系统设计每日沼气产量： 式中：Q设计流量，m/d； r污泥产率，m/kgCODCr； c0进水COD浓度，kg/m；ECOD去除率，90%储气柜容积一般按照日产量的25%40%设计，大型的消化系统取最高值，小型的取最低值，本设计取30%，则储气柜容积为：V=21630%=64.8m，设计体积为64.8m，取高度h=4m，则设计尺寸为：4.5m4m 集气罩气体收集管道取D=150mm。（5）排泥系统设计产泥量为：31500.650.1100010-3=204.75kgMLSS/d； 污泥浓度采用20000mgMLSS/L=20kg/m3；每日产泥量204.75kgMLSS/d，则

25、可用250mm排泥管，每两天排泥一次。3.4 生物接触氧化池3.4.1接触氧化池作用接触氧化是在生物反应器内装载填料利用微生物自身的附着作用，在填料表面形成生物膜，使污水在与生物膜接触过程中得到净化。有机物在接触氧化池中，通过好氧微生物的作用，被降解为生物质和CO2，通过这种方法被从污水中去除掉。3.4.2设计参数 设计流量 Q1000m3/d=41.67 m3/h=0.012 m3/s;容积负荷 取1.0 kg BOD5/(m3d); 3.4.3设计计算接触氧化池设计水质如表3.3 表3.3接触氧化池进出水水质指标水质指标CODBOD5SS进水水质(mg/l)240240160去除率（%） 70% 90% 60%出水水质(mg/l)722464（1）接触氧化池的有效容积：式中: V-氧化池有效容积，；Q - 日均污水流量，/；- 进水浓度,mg/l；- 出水浓度,mg/l；-容积负荷, gBOD5/(m3d)，取1.0 kg BOD5/(m3d)。（