精品毕业论文味精厂味精废水处理工程设计

1 绪论目前，国内废水的排放要求越来越严格，而味精废水作为污染的重要来源，在处理和排放时受到了各方关注。随着经济的飞速发展和技术的不断进步，我国已经成为味精的生产和消费大国。据报道，目前我国的味精生产量约占世界产量的一半。但是味精生产过程中所排放的废水量大，尤其是味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有“五高一低”的特点，是一种治理难度很大的工业废水。由于不能有效地治理味精废水，不少味精厂被列入全国重点污染源 3000 家单位之列1。味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题 。目前国内外都还没有成熟的成套技术应用于生产实践。主要的问题是一次性投资过大，或者日常运行费用过高,大多数味精厂无法承受,不得不长期维持超标排放的现状。但面对环境的日益恶化，国家制定了严格的排放标准，味精生产企业在面对现状的同时，需要及时改进味精废水处理工艺，引进新技术。在味精废水中含有许多宝贵的资源，厂家可以根据废水中所含物质不同，对废水进行分析和适宜的处理工艺。因此，根据味精废水的特点，必须采取切实有效的措施，对其进行综合治理。在减小废水对环境造成污染的同时，回收废水中的菌体蛋白，取得一定的经济效益和环境效益。本文是以辽宁沈阳味精厂味精废水处理工程设计为例，大家通过工艺的选择、处理过程和设备选取等，会对味精废水处理有一定新的认识。1.1 味精废水的来源与危害1.1.1 味精废水的来源味精生产废水主要来源于提取味精后的发酵废液或离子交换尾液；生产过程中各种设备（调浆罐、液化罐、糖化罐、发酵罐，中和脱色罐等）的洗涤废水；离子交换树脂洗涤与再生废水；液化至糖化、糖化至发酵等各阶段的冷却水；浓缩结晶遗弃的结晶母液，以及各种洗涤、消毒废水。废水外观呈黄褐色。发酵废液是一股极高浓度的废水，一般每生产1t味精约有25t发酵废液排出，这与发酵工艺、原料及菌种有关。我国目前生产水平大约是原发酵液中含酸量能达5%8%，国外先进水平一般为10%14%，毫无疑问，发酵时单位体积产酸愈高，发酵废液的单位排放量(以成品味精计)愈少。发酵废液中含2%5%的湿菌体及蛋白质等固形物(菌体中富含蛋白质、脂肪、核酸等营养物质)，含有等无机盐，消泡剂，色素，尿素，各种有机酸，小于1%的其他氨基酸，0.6%0.8%，残糖(小于1%）以及1%1.5 %的味精，此外还含有0.05%0.1%左右的核昔酸类降解产物。由于提取方法的不同，废发酵液的性质会有所不同，废水水质自然就不尽相同2。此外，所用原料不同，发酵废液的性质也会有所变化。一般情况下，发酵废液的COD高达6080g/L，BOD高达3150g/L，谷氨酸1%5%,悬浮物1718g/L。要彻底地治理味精废水造成的污染，清洁生产和综合利用是发展的趋势。一方面，必须改进味精生产工艺现状，积极探索研究新工艺、新方法，大力推广清洁生产，从源头上遏制污染的产生；另一方面，对产生的味精废水必须处理和利用相结合，尽可能提取废水中有用物质，实现经济效益和环境效益的双丰收3。1.1.2 味精废水的危害 通常所说的味精废水是指味精发酵液提取谷氨酸后排放的母液。由于谷氨酸的提取工艺不同，排放的废水水质也有所差别。但大多都具有CODCR高、BOD5 高、菌体含量高、硫酸根(改用硫酸调pH前为氯离子)含量高、氨氮含量高及 pH 值 1.53.2 低“五高一低”的特点4。由于味精废水往往具有较强的酸性，若不加处理就大量排放，势必会改变水体的pH值，从而污染环境、影响农作物生长、危害渔业生产。高COD、高BOD的主要原因是谷氨酸、残糖、SS与氨氮所致，如不经处理，直接排放，会引发环境问题，破坏生态平衡。味精废水中的大量有机物质和含非蛋白氮、硫（或氯）的无机物质，非常适合微生物生长，而有害于除反刍动物及个别动物如兔以外的其它生物(包括江河湖泊里鱼虾)，同时也直接伤害了饮用该水源的人类本身，通过破坏水中动物生态平衡，又进一步造成对环境水源水质的严重损害。污染严重的河段，水的颜色发黑，味道发臭。随着日趋渐严的环保法规的完善和全民环保意识的提高，废水处理工艺的实施面临着严峻的挑战。其主要危害如下5：(1)造成富营养化、破坏受纳水体水质的NH3-N值已放在了监测因子的首位。(2)恶臭气味的产生，H2S气体排出对周边空气环境的影响造成对生态环境的破坏。(3)受产品低利润空间的限制，企业无法承受过高的改造投资费用和运行费用。 (4)地下水和地表水随着新水法的执行，实行有偿使用和总量收费。(5)处理时高能耗、高投入。(6)味精废水有机物浓度高,色度大,且不易沉淀,废水中NH3-N及的含量高,较难处理,此种污水虽然营养高,但直接进入生化处理也很难达到良好的效果。影响水体的营养组成成分，对水中生物生存产生极为严重的影响。从多年的生产、试验和研究结果看来，单独采用某一种方法治理难以达到满意的效果。在味精废水的治理中，必须根据生产的工艺、废水的水质水量当地的环境以及回收利用的情况，联合采用物理的化学的以及生物的方法，并进行优化组合，方可实现味精废水的综合治理6。1.2 味精废水处理国内外现状味精废水具有水量大、污染物浓度高、成分复杂、有机物、氨氮、硫酸根含量高等特点，处理难度极大。虽然味精生产企业、科研机构及有关的大专院校都对味精废水的治理进行了大量的研究。但是目前国内外都还没有成熟的成套技术应用于生产实践。主要的问题是一次性投资过大，或者日常运行费用过高，大多数味精厂无法承受，不得不长期维持超标排放的现状。味精生产过程中产生的废水量很大，处理比较困难。据报道，每生产1t味精，大约要排出1015t提取谷氨酸后的母液，全国每年要排放1000 多万吨这种高浓度有机废水。不仅严重污染了自然环境，而且制约了味精行业的发展。国内,味精废水处理采用厌氧生物处理法、厌氧-好氧生物处理法、混凝除菌体、高速离心机分离和膜处理除菌体法等,这些方法各有千秋,但仅属于中小试阶段,或多或少存在一些问题,因而未被味精厂生产性采用7。我国台湾地区味精废水处理都不外是用兼氧-好氧法处理、沉淀、过滤、氧化、海抛、浓缩作肥料等方法,但不大适合大陆应用。在国外,日本协和株式发酵会社对发酵液菌体采用蝶式自动分离机分离,分离出菌体作饲料。其母液及过程废水根据COD、SS、pH的不同分3种处理方法:高浓度废水经浓缩后作有机肥料；中浓度废水使用活性污泥-絮凝沉淀的方法；低浓度废水直接使用活性污泥法8。1.3 选题的意义我国大小河川总长42万公里，湖泊7.56万平方公里，占国土总面积的0.8%，水资源总量28000亿立方米，人均2300立方米，只占世界人均拥有量的1/4，居121位，为13个贫水国之一。目前中国640个城市有300多个缺水，2.32亿人年均用水量严重不足。人口数量的几何增长、现代工业废水的乱排乱放、城市垃圾、农村农药喷洒等等，造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为生产生活所用。污染水的70%-80%直接排放，我国污水的处理能力只占20%左右。全国每年排污量约300亿吨。全国各大城市地下水不同程度受到污染。全国78条主要河流有54条遭污染.我国七大水系:长江，珠江，松花江，黄河，淮河，海河，辽河。七大水系中有一半河段受到污染，86%城市河段污染超标，比较严重的有：黄河，淮河，辽河，太湖，巢湖，滇池等河流湖泊9。20世纪80年代以来，沈阳市城市建设规模和发展速度一直受水资源匮乏问题所困绕，影响了全市国民经济的发展。目前，沈阳市人均水资源占有量仅为338m，是全国人均水资源占有量的14.29，是世界人均水资源占有量的0.028，已被列入全国严重缺水城市之一10。因此，地下水资源量的多少、未来变化趋势如何，能否满足城市发展建设的需要，一直是该市各级领导及有关部门十分关注的问题。沈阳市一方面水资源严重匮乏，同时在供水、用水环节中又存在极大的浪费。主要表现在水的有效利用率低。一是农业用水有效利用系数较低，只有0. 5左右，与世界先进国家相比差距很大。二是工业用水和生活用水浪费严重。沈阳市工业万元增加值用水量为48m，是发达国家的23倍。自来水管网年久失修，跑、冒、滴、漏损失率达24 % ，而世界上先进国家的损失率不超过10 %。另外，由于公众节水意识淡薄，节水器具普及率偏低。水污染威胁中国，威胁中华民族的生存，我国最大的污染源之一味精工业废水的排放量每天10000吨，PH值3.5，含有大量有机物和非蛋白氮，严重地污染着水源，我国的环保工作者呕心沥血地奋战了多年，就因为没有找到一种产出大于投入的治理方法，而战胜不了金钱和眼前利益的驱动，味精生产废水每天源源不断地，流入过去养育了我们祖先，现在养育着我们，将来还要养育我们子孙后代的江河湖泊。从资源的综合利用和节能效果来看，利用味精废水生产生物蛋白饲料具有低成本、低能耗、无污染、高效益等优点，该治理方案是一条适合我国国情的味精废水治理方法11。由于该方案利用有机废水制取生物蛋白饲料，为社会提供廉价优质的蛋白饲料添加剂，解决我国蛋白饲料不足的现状，社会效益显著；同时，由于加工成本低廉，设备投资少，因此可使味精厂家在完全彻底治理味精废水污染的同时取得显著的经济效益。1.4 设计原始资料1.4.1 味精废水水量沈阳味精厂所排污水主要来自谷氨酸提取后的高浓度离交废水:排放量为800 t/d,精制废水:排放量2 000 t/d,洗米废水:排放量300t/d,生活杂水:400 t/d，设计规模4000t/d。1.4.2 味精废水混合水质表1-1 味精废水混合水质Tablet.1-1 The treatment of mixed water项目单位含量项目单位含量BODCODSSSO42-mg/Lmg/Lmg/Lmg/L4500102005204167pH值氨氮Cl-mg/Lmg/L4.533001334注：其他指标参考相关企业具体情况。1.4.3 气象资料(1)气温：年平均7.6，夏季平均24.5，冬季平均-12.5；(2)非采暖季节主导风向为南风；(3)冰冻期为135d；(4)年平均降雨量为835.5mm。1.4.4 水文资料1).水体资料(1) 河流最小流量0.1m3/s,最小流速0.5m/s；河流最大流量23m3/s,最大流速1.9m/s；河流最高水位2.5m,正常水位1.35m,最低水位1.12m；(2) 河底高程60.2m；(3) 河底水质：a.平均溶解氧3.5mg/L,平均ss为50mg/L；b.地下水深度-4.6m；c.土壤冰冻厚度1.15m；d.污水厂进口水位为61.5m，地面标高为65.5m；1.4.5 工程地质资料(1)土壤承载力16t/m2；(2)设计地震裂度8度；1.5 设计内容(1)味精废水水质水量分析(2)味精废水处理工艺流程的选择(3)主要处理构筑物的设计(4)泵站的初步工艺设计(5)处理站平面布置和高程布置2 味精废水水质分析与工艺方案比选2.1 废水水质分析味精生产工艺有两种:发酵法和水解法，日前我国生产厂家多采用发酵法生产味精，是用淀粉质为原料，经酸水解成葡萄糖，或直接采用制糖的糖蜜为原料，利用谷氨酸细菌的发酵作用，而生成谷氨酸。而味精废水主要来源于从发酵液中提取谷氨酸的提取工段，日前提取工艺有离了交换法、一步冷冻等电点法、浓缩等电点法、以及锌盐法12。生产过程中产生的废水COD,BOD浓度高,氯离子、硫酸根离子含量大，pH值和温度较低，属于典型的高浓度有机废水而A悬浮物含量高，不沉淀，废水很难处理。本项目污水处理的特点：污水的BOD/COD=0.45,可生化性很好，污水的各项指标都比较高，含有大量有机物，非常有利于生物处理。同时淀粉离交废水中含有大量的蛋白，可以用气浮工艺分离提取。设计中的味精废水处理时的进水水质、出水水质及去除率见下表2-1：表2-1 味精废水的处理情况Tablet.2-1 MSG wastewater treatment situation项目BOD mg/LCODmg/LSSmg/L氨氮mg/LpH值SO42-mg/LCl-mg/L进水水质排放标准去除率(%)4500100971020030097.152015071.233007097.94.569416713342.2 味精废水处理主要工艺目前，国内味精行业废水主要是采用纯厌氧+好氧、厌氧前段(水解酸化段)+好氧的处理工艺。其中好氧处理主要有好氧塘、活性污泥法、接触氧化、生物滤池、生物转盘及SBR法等等，厌氧处理主要有厌氧塘、厌氧滤池、普通厌氧池、厌氧接触反应器、UASB等13。根据本次设计的味精废水水质情况及味精同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用厌氧与好氧相结合的方法来处理，废水首先经过气浮处理，去除大部分悬浮物，特别是蛋白质；然后经过厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷，获得能源沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，在进行好氧处理后达标排放。气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面上面实现固液或液液分离的过程。气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒（固体或液滴）附着以及上浮分离等连续步骤14。它是近几年发展起来的一种技术，在工业废水及生活污水处理方面得到广泛应用。在众多的厌氧工艺中选用水解酸化+生物接触氧化的方法，它在处理高浓度有机废水方面有一下优点：(1)以厌氧水解酸化生物接触氧化法处理高浓度抗生素有机废水，在经济和技术上是可行的。该法克服了常规好氧活性污泥法处理高浓度有机废水能耗高、稀释水量大、占地面积大以及运转费用高等缺点。(2)此工艺可实现高浓度进水和高去除容积负荷氧化池。 (3)本工艺处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少，运行费用低，勿需污泥回流，且可降低基建费用。2.3 工艺选择方案一提取蛋白 混凝剂 石灰综合废水集水池气浮池调节池混凝沉淀池 泵 排放二沉池生物接触氧化池水解酸化池方案二脱气池HCR中间池初沉池预曝气调节池池出水终沉池生物接触氧化池二沉池方案一是由常见的处理构筑物构成，占地小、经济合理、操作简单。设计构造相对简单易懂，符合我国现在社会发展的国情。本工艺流程不仅在经济上为国家单位节省资金，而且在技术上掌握也比较成熟。适用于中小型污水处理厂及工业水处理站。方案二 HCR系统由反应器、脱气池及二沉池组成，两组喷嘴是系统核心。其主要特点是：反应器容积小，系统占地面积少，溶解氧含量高，系统封闭运行稳定性好，容积负荷高，耐冲击负荷强，有机物去除率高，污水处理综合成本低，结构紧凑美观，环境、经济效益明显。由于味精废水的COD很高，仅经过HCR一级反应处理还不能是出水达到排放标准，因此还要在HCR后续生物生物接触氧化池（BCO）。 综上所述，方案一更符合设计要求，且能达到处理要求。3 废水处理构筑物的设计3.1 格栅3.1.1 格栅作用与分类 在排水工程中，格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。(1)格栅的作用格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。 格栅的拦截物成为栅渣，其中包括数十种杂物，大至腐木，小到树杈、木塞、塑料袋、破布条、石块、瓶盖等。(2)格栅的分类 格栅一般由相互平行的格栅条、格栅框和清渣耙3部分组成。格栅按不同的方法可分为不同的类型。按格栅条间距3的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅、和细格栅三类，其栅条间距分别为410mm、1525mm和大于40mm。按清渣方式不同，格栅分为人工清渣格栅和机械清渣格栅两种。人工清渣格栅主要是粗格栅。按栅耙的位置不同格栅分为前清渣式格栅和后清渣式格栅。前清渣式格栅要顺水流清渣，后清渣式格栅要逆水流清渣。按形状不同，格栅分为平面格栅和曲面格栅。平面格栅在实际工程中使用较多。按构造特点不同，格栅分为抓扒式格栅、循环式格栅、弧形格栅、回转式格栅、转鼓式格栅和阶梯式格栅。3.1.2 格栅设计参数(1) 清渣方式：在栅渣量不大于0.2m/d时采用人工清渣； 当栅渣量大于0.2m/d时采用机械清渣。(2) 栅条间隙要求：当人工清渣时格栅间隙以2540mm为宜； 当机械清渣时格栅间隙以1025mm为宜。(3).当泵前的格栅间隙不大于25mm时，水泵后可不再设置格栅。(4) 栅渣量：栅渣量以每单位水量产渣量计。 格栅间隙：1625mm时，0.10.05m/10m污水； 格栅间隙：3050mm时，0.03.0.01 m/10m污水。(5) 栅前流速：污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.40.8m/s，可保证污水粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积。(6) 过栅流速：即污水通过格栅的流速，一般控制在0.61.0m/s，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若小于0.6m/s会造成栅前渠道的流速小于0.4m/s，使栅前渠道发生淤积。(7) 过栅水头损失：污水的过栅水头损失与污水的过栅流速有关，一般在0.20.5m之间。(8) 格栅的倾角宜采用6070，有时为90。(9) 栅渣的容重：一般为960kg/m，含水率一般为80%。格栅断面形状参数可按表3-1选用表3-1栅条断面形状及一般尺寸和局部阻力系数Tablet.3-1 The gate of this form and the usual size and partial resistance coefficients栅条断面形状一般采用尺寸（mm）公式说明正方形边长20取0.64圆形直径20=1.79锐边矩形宽10 厚50=2.42迎水面为半圆形的矩形迎水面、背水面均匀宽10 厚50宽10 厚50=1.83=1.673.1.3 格栅的设计计算 格栅计算简图如图3-1所示。图3-1格栅计算简图Fig.3-1 Grid computing 1) 设计说明 格栅安装在废水渠道，集水井的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后续构筑物的处理负荷。由于处理水量不是很大，采用人工清渣，结构为地下钢混结构。 2) 设计参数选择设计流量4000m/d=166.7m/h=0.046m/s，；格栅间隙d=10mm；过栅流速u =0.6m/s；安装倾角=60；栅前渠道超高=0.3m。栅前水深h=，根据最优水利断面公式Q=式中 Q-设计流量，m/s； -进水渠宽，m； u-过栅流速，m/s，取u =0.6m/s；则=0.40(m) 则栅前水深h=0.20(m)。3) 设计计算(1)格栅的间隙数n： (3-1)式中 n-格栅间隙数； Q-设计流量，m/s； u-过栅流速，m/s； h-栅前水深，m； d-格栅间隙，mm。 -格栅倾角，()，取=60。则 =35.7 取 n=36个(2)栅槽的有效深度B： 设计采用20圆钢为栅条；即s=0.02m (3-2) 式中 B-栅条有效宽度，m； S-栅条宽度，m； n-格栅间隙数； d-格栅间隙，mm。则 =0.02（361）+0.0136=1.06(m) 取1.1m(3)进水渠道渐宽部分长度；取渐宽部分展开角=20； (3-3)式中 -进水渠道渐宽部分长度，m； B- -栅条有效宽度，m； B1-进水渠宽，m； -渐宽部分展开角，（），取=20。 则 (4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 = (3-4)式中 -进水渠道渐宽部分长度，m； -栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，m。 则 =0.48(m)(5)通过格栅的水头损失 格栅条断面为矩形断面 k=3，=2.42，u =0.6m/s (3-5) (3-6)式中 -格栅水头损失，m；-计算水头损失，m；g-重力加速度，m/s；k-系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般采用3；-阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算。则有 *=32.42=0.32(m) (3-7)(6)栅槽总高度H ：栅前槽高 = （3-8）式中 -栅前渠道超高，=0.3m； h-栅前水深，m； -栅前槽高，m。则 =0.2+0.3=0.6(m) 栅后槽高 =+ (3-9)式中 -栅前渠道超高，=0.3m； h-栅前水深，m； -栅后槽高，m； -格栅水头损失，m 。 则 =+=0.2+0.32+0.3=0.82(m)(7)栅槽总长度L： (8)每日栅渣量W，在格栅间隙0.01的情况下，设栅渣量每1000m污水产渣0.07m。 (3-10)式中 W-每日栅渣量，； -栅渣量，； -总变化系数，取1.5。 则 0.2所以采用人工清渣。3.2 集水池3.2.1 设计说明由于工业废水排放的不连续性，为了方便操作，减少施工工程量，而且气浮池设在地上，所以在气浮池之前和格栅之后设一集水池，其大小取决于提升泵的能力，目的是防止水泵频繁启动，以延长污水泵的使用寿命。具体设计时要选取适当的设计参数及合适的提升泵型号，以达到要求。3.2.2 设计计算计算简图如图3-2所示。图3-2 计算简图Fig.3-2 Calculation chart设计水量Q=166.7m水力停留时间T=0.5h水面超高=0.5m(1)集水池的有效容积 V： (3-11)式中 V-集水池的有效容积，m； Q-设计最大水量，m/h； T-水力停留时间，h。 则 V=QT=166.70.5=84 (m) (2)集水池的高度 H： 有效水深取=3m H= (3-12)式中 H-集水池的高度，m； -水面超高，m； -有效水深，m。 则 H=0.5+3=3.5(m)(3)集水池的水面面积 A： A= (3-13)式中 A-集水池的水面面积，m2； V-集水池的有效容积，m； -有效水深，m； 则 A=m2 取30m2 (4)集水井的横断面积为： LB (3-14)式中 L-集水池的长度，m； B-集水池宽 ，m； 将集水池设置为正方形，则集水池的横断面积LB=65=169 m2则集水池的设计尺寸为： LBH=653 (m)所以该池的规格尺寸为6m5m3.5m，集水坑长宽高数量为1座。在集水池中安装UHZ-50C型浮球式液位计一台，可自动控制提升水泵的启动和停止，即高水位时自动启泵，低水位时自动停泵，超高水位时双泵启动，同时连续跟踪显示水池。3.2.3 UHZ-50C型浮球式液位计 (1) UHZ-50C型浮球式液位计D的工作原理液位计采用连通器的原理。使容器内液体等高引入到液位计主体管内。在主体管内的漂浮的浮球组件，根据浮力原理和磁性耦合原理。在主体管外附靠着能反映磁现象的翻柱作为液面的显示。随主体管内液位的变化，浮球组件的高低也相应变化。从而使主体管外的翻柱作180的翻转，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液面下降时，翻柱由红色转为白色。显示器的红，白届位处为容器内介质液位的实际高度。从而实现液面的检测目的。 (2)UHZ-50C型浮球式液位计D的特点：1) 适用于容器内液体介质的液位测量除现场显示外，还可以配远传变送器、液位控制器等功能。2) 显示直观醒目，显示方向可根据用户要求改变显示方向。3) 测量范围大，不受容器高度限制。4) 显示器组件与被测介质完全隔离，密封性好安全可靠。5) 结构简单，安装方便，维修简易。6) 耐腐蚀、防爆。3.2.3 水泵选择1) 泵房分类(1)按排水的性质，分为污水泵站、雨水泵站、合流泵站、立交排水泵站、污泥泵站等；(2)按在排水系统中的作用，分为终点泵站、中途提升泵站(加压泵站、接力泵站)等；(3)按使用水泵的泵型，分为离心泵站、轴流泵站、混流泵站、潜水泵站、立式泵站、卧式泵站等；(4)按主体地下构筑物的平面形状，分为圆形泵站、矩形泵站、矩形与梯形组合形泵站或其他异形泵站；(5)按集水池与机器间的组合情况，分为合建式泵站和分建式泵站；(6)按水泵的启动方式，分为自灌式泵站和非自灌式泵站；(7)按机器间地面同室外地面的相对高程，分为半地下式泵站和全地下式泵站；(8)按使用情况，分为永久性泵站、半永久性泵站及临时泵站。2) 规模(1)泵站规模一般根据设计流量大小确定，单位是m/s、m/h、m/d，已经建成泵站的规模也可以用装机总容量表示；(2)泵站的设计流量由上游排水系统管道终端的设计流量提供，远期设计流量由城镇排水规划确定； (3)泵站建设规模应能满足近期及远期发展的需要。在远期流量已经确定的情况下，泵站征地应该一次完成，并根据资金和具体情况，尽量一次建成，或土建一次完成，设备分期安装。3) 泵站组成(1)进水交汇井:汇合不同方向来水，尽量保持正向进入集水池；(2)进水闸门:截断进水，为机组的安装检修、集水池的清池挖泥提供方便。当发生事故和停电时，也可以保证泵站不受淹泡；一般采用提板式铸铁闸门，配用手动或手电两用启闭机械。(3)格栅:拦截进水中大于格栅间隙的污杂物、保护水泵的正常工作。格栅上的污杂物可以用人工清捞，也可以用机械清污机自动清捞；(4)前池、集水池:前池可以调整进水流态，集水池的容积可以调蓄变化的进水量，提供水泵机组稳定运行的条件；前他和集水池一般为钢筋混凝土结构。前池的布置应满足水流顺畅、流速均匀的要求。集水他的布置应满足调蓄容积和水泵吸水管安装的工艺要求。(5)机器间:包括主厂房和副厂房；主厂房设置水泵、电机机组及天车等附属设备，立式水泵有时单独设置水泵间及电机间。副厂房的组成由布置形式决定，一般除设置配电及启动设备外，还设有值班室、控制室。(6)出水池:汇集各台水泵的出水，调节出水压力，通过出水总管排出泵站；(7)出水闸门:防止在水泵停止运转时受纳水体或下游排水系统通过出水总管向泵站侄流，并且为水泵的检修维护提供方便； (8)滋流道(或事故排出口)；(9)沉泥井:为了减少集水池的淤积，市政排水管道在进入泵站前宜加设沉泥井，沉泥井的窝泥深度可采用管底以下0.61.0m，沉泥糟的形状要满足机械挖泥的要求。3) 站址选择的原则(1) 一般原则：a符合厂区总体规划；b靠近排水系统需要提升的管段；c靠近下游的受纳水体或排水系统；d尽量减少拆迁、少占农田；e选择地势较低的位置，以便减少挖深，但不得位于可能发生积水或受洪水威胁的地段；f具有比较良好的工程地质条件；g交通便利，附近有可以利用的电源、水源、热源；h位于城镇夏季最大频率风向的下风侧，并尽量满足环境保护的要求；i排水泵站宜设计成单独的建筑物。为了减少臭味、噪声的污染，应结合当地的环境条件，与住房和公共建筑保持必要的距离。(2)占地面积:泵站占地面积与泵站性质、规模大小以及所处的位置有关。根据雨水和污水泵站性质和水量的不同。占地面积控制的指标见表3-2：表3-2 占地面积控制的指标Tablet.3-2 Target area of control雨水泵站污水泵站流量Q(L/s)占地指标m2/(L/s)流量Q(L/s)占地指标m2/(L/s)Q200000.40.6Q20001.53.020000Q100000.50.7200000Q10002.04.010000Q50000.60.81000Q6002.55.05000Q10000.81.1600Q3004.07.04) 本味精废水处理站设为合建式，合建式泵房的优点是布置紧凑、占地少、水头损失小、管理方便。5) 水泵扬程H计算其中污水进厂水位为-4m；集水池有效水深为3m，其中集水池中放水泵的集水坑处深度为0.5m；超高0.5m；污水经过格栅的水头损失为0.2m；在集水池中水头损失为0.15m；水泵吸、压水管路（含至出水井管路）的压力损失估算为1.5m，自由水头损失为1.5m；提升到池体的水位高为3.19m。所以有H=4+3+0.5+0.2+0.15+1.5+1.5+3.19=13.75m6) 水泵选择查水泵样本选择，水泵选用150WL190-18型污水泵两台，一用一备。泵的性能参数如下：流量190m/h，扬程H=18m，转速n=1450r/min，轴功率12.9kW，电机功率为18.9kW，水泵效率为79%。由水泵样本查得，200WLI792-27型水泵基座平面尺寸为1600mm1300mm，混凝土基础平面尺寸比机座平台尺寸各边加大200mm并考虑施工情况取整，即为1800mm1500mm。水泵基础并排布置，基础间距1.2m，便于水泵的维修。3.3 气浮池由于味精废水中离交废水占有很大比重，且含有大量的蛋白，所以设气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。3.3.1 气浮 利用高度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现固液或液液分离的过程称为气浮。气浮是向水中注入或通过电解的方法产生大量的微气泡，使其与废水密度接近水的固体或液体污染物微粒黏附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离的一种处理技术。 废水中污染物微粒能较稳定的吸附在气泡上并随气泡上浮分离的前提条件。因此，被去除的污染物微粒应具有疏水性表面。为提高气浮法的分离效果，往往采取措施改变固体或液体污染物微粒的表面特性。悬浮颗粒与气泡粘附的原理 ：水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润，该颗粒属亲水性；如不易被水湿润，属疏水性。亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角大小来解释。在气、液、固三相接触时，固、液界面张力线和气液张力线之间的夹角称为湿润接触角以表示。 根据气泡产生的方式气浮法分为：a.电解气浮法；b.散气气浮法：分为扩散板曝气气浮和叶轮气浮；c.溶气气浮法：分为溶气真空气浮和加压溶气气气浮法的优点：(1) 气浮设备能在短时间内较为彻底地去除沉降速度很小的颗粒，通常需1520min即可完成固液分离的过程，在水量、水质相同的条件下，以沉淀池具有较高的去除效率和较小的反映容器积，可节省基建投资。(2) 气浮过程所生成的浮渣，其含水率较沉淀池污泥含水率低，污泥量少，且表面刮渣也较方便。(3) 若用气浮池代替活性污泥中的二沉池，则可以消除污泥膨胀的影响。(4) 气浮法对去除水中表面活性剂及嗅味等有明显效果。(5) 对低温低浊及含藻类多的水源，气浮法比沉淀法可取得更好的精华效果。 气浮的缺点：(1) 电耗较大，每吨水比沉淀法多消耗电0.020.04kwh。(2) 减压阀或低压释放器易堵塞，维修工作量大。(3) 浮渣易受较大风雨的干扰。本设计中气浮选取叶轮曝气气浮法。其优点是气浮设备不易堵塞，适用于处理悬浮物浓度高的废水。但产生的气泡较大，气浮效率低。1-叶轮；2-盖板；3-转轴；4-轴套；5-轴承；6-进气管；7-进水槽；8-出水槽；9-泡沫槽；10-刮沫板；11-整流板图3-3 叶轮气浮池Fig.3-3 Impeller floataion tank3.3.2 叶轮气浮池的设计计算设计水量：Q=4000m/d=166.7 m/h=0.0463 m/s(1) 气浮池的容积W W= (3-15)式中 W-气浮池的容积，m； -放大系数，一般取1.11.4； Q-废水流量，m/min，； T-气浮持续时间，一般取1620min； 则 W=1.4(m)(2) 气浮池总表面积F F= (3-16)式中 F-气浮池总表面积，m2； h-气浮池的工作水深，m，一般取1.52.0，最大不超过3m。气浮池的工作水深h可以通过下式计算： (3-17)式中 -气水混合物密度，kg/L，一般取0.67kg/L；H-气浮池中的静水压力，m。气浮池中的静水压力H可以通过下式计算： (3-18)式中 g-重力加速度，； u-叶轮的圆周线速度，m/s，一般取1015m/s； -压力系数，一般取0.20.3。所以 =取=0.67kg/L，则工作水深为： =所以气浮池的总表面积m2(3) 气浮池个数 m (3-19)式中 m-气浮池个数； F-浮池总表面积，m2； f-气浮池面积，m2，为保证气浮池上升水流的均匀性，f不宜过大，一般其边长不超过叶轮直径D的6倍，故f一般为36。 则 f=36=36m2则气浮池个数=个 取m=4个，f=9，则气浮池总表面积F=49=36() 气浮池的实际总容积为： (3-20)式中 -气浮池的实际总容积，m； F-浮池总表面积，m2； h-气浮池的工作水深，m。 则 =362.3=82.8m共分为4格，每格容积为 m，每格表面积为9，工作水深为2.3m，水面超高取0.3m，则总高度为2.6m。每格气浮池采用正方形，边长L=6D。则气浮池总长度为43=12m，宽度为3m。3.3.3 叶轮设计与计算叶轮直径多采用400700mm，周边线速多采用1015m/s。(1) 叶轮吸入的水气混合流量计算按下式 (3-21)式中 q-叶轮吸入的水气混合流量L/s； -曝气系数，一般取0.35； Q、m同前。 则有 =L/s(2) 叶轮转速计算 叶轮转速按下式计算： (3-22)式中 n-叶轮转速，r/min； u-叶轮的圆周线速度，m/s； D-叶轮直径，m。则有 = r/min(3) 叶轮功率计算叶轮所需功率按下式计算： (3-23)式中 N-叶轮轴功率，KW；-叶轮效率，一般取0.20.3； 其他同上。则 =3.4 调节池3.4.1 调节池城市污水和工业废水在一天24h内排出的水量和水质是波动变化的。这样对废水站的处理设备，特别是生物处理设备或生化反应系统处理功能正常发挥是不利的，甚至可能遭到破坏。因此，应在污水处理系统前设置均化调节池，以均和水质、存盈补缺，使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质，并达到理想的处理效果。 主要起均衡水量作用的调节池称为均量池，主要起均和水质作用的调节池称为均质池，既可均量又可均质的调节池称为均化池。设计调节池时应考虑的问题：(l) 调节池的几何形状宜为方形或圆形，以利形成完全混合状态。长形池宜设多个进口和出口。(2) 调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫的装置，以及酒水消泡装置。(3) 为使在线调节池运行良好，宜设混合和曝气装置。混合所需的功率约为0.0040.008Kw/m池容。所需曝气量约为0.010.015m空气/(min.m池表面积)。(4) 调节池出口宜设测流装置，以监控所调节的流量。提升泵可设于调节池的前面或后面。本设计中的味精废水主要是各车间生产后排出的含有不同物质、不同水量的废水，车间进行24h工作，机器不停转。所以水量的变化在很小的一个范围内变化，主要是在高峰期生活用水的排放。由于生活废水占的比例不大，所以设计中按水量不变来设计，则本设计中的调节池设均质调节池。3.