乳制品厂废水处理-水控课程设计.doc

成 绩南京工程学院课程设计说明书（论文）题 目 某乳品厂废水处理工艺设计课 程 名 称： 水污染控制工程 院（系、部）： 环境工程系 专 业： 环境工程 班 级： 学 号： 姓 名： 起 止 日 期： 2012-5-21 2012-6-3 指 导 教 师： 目 录 一、前言（2） 二、设计概述（3） 2.1 设计目的（3） 2.2 设计任务（3） 2.3 设计要求（3） 三、设计工艺流程简图（4） 四、工艺介绍 （4） 4.1 格栅 （4） 4.2 隔油池 （4） 4.3 调节沉淀池（5） 4.4 混凝气浮池（5） 4.5 普通曝气池（5） 4.6 二沉池（6） 4.7 污泥处理系统 （6） 五、混凝气浮池的具体设计计算（6） 5.1设计说明 （6） 5.2具体计算（9） 六、处理设备处理情况汇总表（12） 七、心得体会（13） 一、前言 随着工业的发展，20世纪后期，我国许多城市饱尝了供水不足和水质污染的双重后果。工业种类繁多，每一种都会造成或多或少的污染，也都各具特性，如果不对工业产生的污水加以处理处置，我们的环境将不堪重负。其中乳制品行业多以牛乳为原料，主要乳制品有奶粉、鲜奶、调制乳饮料、发酵酸奶、调制酸奶、奶油、冰激凌、雪糕、干酪、乳糖、炼乳等几大类产品。综合以上几类产品的生产工艺，乳制品厂的废水水质可概括如下：乳制品工业废水主要源于牛乳输送、加工中的肉容器、管道、设备加工清洗，产生高浓度废水；生产车间、清洗和工人卫生用水，产生低浓度用水；废水排放中含高浓度的动植物油；废水ph值一般6.57.0。虽然乳制品企业产品种类不同，但废水性质接近，都属于高蛋白质含量的废水，易于被生物利用，故国内外普遍采用生物处理方法治理乳制品废水，本文同样采用生物处理法。同时由于废水中大多含有高浓度的油类，若不妥善处理，会给后续的处理带来阻碍，所以将隔油池放置在格栅后，目的是为了先将废水中的动植物油去除，方便后续处理。目前针对各种工业废水的处理工艺相对完善，但水污染控制的任务刻不容缓。水是人类赖以生存的重要资源之一，如果不对各种工业废水加处理，那么我们的地球将遭受严重的污染。所以我们在进行水处理的同时，在今后的工业生产中要积极推行清洁生产，实现三同时，改进生产工艺，推行水循环利用工艺，这是一项造福人类，造福子孙的工程，意义重大。二、设计概述2.1 设计目的 通过课程计进一步巩固课程所学习的核心内容，掌握设计的内容以及相关参数的选择与计算，并使所学知识系统化，培养学生运用所学习知识进行水处理工艺的设计。本次设计，是让学生针对给定的处理工艺，选择相应参数的计算，绘制工艺图，是学生具有初步的水处理单元的设计能力。2.2 设计任务该乳品厂是一生产酸奶、鲜奶为主的企业，企业将进行扩建，需要进行“三同时”建设，该厂废水水质情况如下：废水流量：q=250；进水水质：cod=2200；bod=750；ss=240 动植物油：250500出水要求：处理后废水排放达到gb8978-1996综合污水排放一级标准。即：cod100；bod30；ss70 动植物油202.3 设计要求 （1）查阅相关资料，由给定的进、出水的水质参数，确定废水处理的工艺路线。该工艺处理方案须能保证出水水质达到要求，同时又经济可行。（2）根据设计手册，计算出工艺流程中一套主要处理设施的尺寸以及相关数据。（3）根据设计计算数据，绘制出设备详图，同时绘制出废水处理的工艺流程图。（4）图纸要求：用a3纸打印三、工艺流程简图图3-1 工艺流程简图处理处理格栅调节池隔油池气浮池进 水二沉池曝气池离心脱水污泥浓缩综合处理稳定调理达标排放四、工艺介绍4.1 格栅格栅，是一种物理处理方法，用于去除较大的悬浮物和漂浮物，防止堵塞管道和泵体。采用细格栅和粗格栅组合使用，细格栅间距20mm，粗格栅间距50mm，由于该厂水量很小，采用人工清渣的方式。 4.2 隔油池废水的含油量太高，如果不在前面处理会对后面设备的造成影响，比如粘附在泵上，堵塞管道，给后续处理造成困难，所以把隔油池放在调节沉淀池前。采用平流式隔油池，表面设置盖板，冬季保温，保证它的流动性，同时翻过与防雨。由于隔油池易堵塞损坏，所以设两座，一用一备。经过隔油池，能去除80%的油，即动植物油含量从500减少到100。产生的废油运至肥皂厂，生产肥皂。经隔油池处理后流入调节池。 4.3 调节沉淀池调节池的主要作用有三点：一是调节水量，缓冲生产线排水峰量，为后续污水处理系统提供稳定的运行条件；二是考虑到生产线排水所含的污染物浓度因时序不同存在差异，均衡进入后续污水处理系统的污水水质；三是在调节池中进行沉淀去除50%的ss同时去除30%的cod和bod，为后续处理减轻压力。经过调节沉淀池的沉淀，ss的浓度降为120；cod和bod分别变为1540和525。由泵注入气浮池，进行气浮处理。产生的沉淀物与格栅产生的废渣一并由管道送至离心脱水机，进行干燥处理，外运。4.4 混凝气浮池气浮法是指采用某种凡是，向水中通入大量微小气泡，在一定条件下，使呈表面活性的待分离物质吸附或黏附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某组分得以分离的方法。气浮法一般可以分为三类：点解气浮法、分散空气气浮法和溶气气浮法。本工艺采用溶气气浮法，因为电解气浮法电耗高，操作运行复杂及电极易结垢而分散空气法常用于矿物浮选且存在空气扩散装置的微孔易于堵塞、气泡较大、气浮效果不高的缺点。在溶气气浮法中选用部分回流加压溶气工艺流程。该流程在与其他流程相比，在相同的能耗下溶气压力可大大提高，形成的气泡更小更均匀更能得到充分利用。且应为本设计中用到混凝剂，而该流程可以充分利用混凝剂，减少投药量，并避免絮凝体破坏。部分回流加压溶气流程示意图如下：图4-1 部分回流加压溶气流程示意图在气浮池中进行加药混凝气浮处理，所加药剂为pac(高效聚合氯化铝)，之所以选用pac而不选用pam是因为在起到相同的处理效果情况下pam的投加成本过高。气浮池包括加药系统，压力容器系统，空气释放系统，气浮分离设备，刮渣设备组成，选用部分是、回流加压溶气流程。经混凝气浮处理，ss基本去除完全；动植物油的去除率达80%，即出水含油量变为20，符合出水标准；同时，对cod和bod的去除率达60%，cod浓度变为616，bod变为218。出水进入生物处理流程。4.5 普通曝气池出水水质可生化性,可生化性较好，采用生物处理法。曝气池的作用是去除废水中剩余cod和bod。采用传统推流式活性污泥法工艺流程，污水和回流污泥在曝气池的前端进入，在池内呈推流形式流动至池的末端，由鼓风机通过扩散设备曝气并搅拌。在曝气内进行吸附、絮凝和有机污染物的氧化分解，最后进入二沉池进行最后的污水和活性污泥的分离，部分污泥回流至曝气池，部分污泥作为剩余污泥排放。经过生物处理后，大部分有机物被微生物分解利用，去除效率为90%左右，则进过普通曝气池处理后，cod和bod的浓度分别变为92.4和26.2，符合排放标准。4.6 二沉池经过曝气池处理的污水和污泥流至二沉池，进行污泥分离。二沉池要同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两方面的要求。二沉池出水达标排放，部分污泥回流至曝气池。二沉池排放污泥流入污泥处理系统。4.7 污泥处理系统 污泥处理的主要目的是减少污泥量并使其稳定，便于污泥的运输和最终处置。污泥首先经浓缩处理，减少污泥体积，采用离心浓缩，因为该方法占地面积小，适用于小型污水处理，并且时间短卫生条件好，浓缩池的上清液返回气浮池前重新处理；然后经过石灰稳定，将污泥的ph提高到1111.5,并且在15下接触4h，杀死全部大肠杆菌及沙门氏伤寒菌；接下来进行脱水后最终处置，脱水装置采用带式压滤机，该方法消耗动力小，并可以连续运行且工艺简单，污泥最终压成泥饼外运。五、混凝气浮池的具体设计计算5.1设计说明5.1.1加药系统由于无法做最佳投药量的小试试验，查阅资料得到一般废水pac加药浓度大约60，由水量计算得：，pac的市场价格为1800元/吨，所以每日投加费用为：。加药系统选用sam型，该型适合于小型污水处理设施，由剂量计、搅拌器、溶药罐、输药软管等组成。sam型加药系统图如下:图5-1 sam型加药系统图5.1.2 压力溶气系统(1)加压水泵加压水泵作用是提升废水，将水、空气以一定压力送至压力溶气罐，本设计中根据水量和水质采用单吸清水离心泵,型号为is60-50-125（吸入口直径60mm,排出口直径50mm，叶轮名义直径125mm），压头为5m。(2)压力溶气罐压力溶气罐的作用是使水与空气充分接触，促进空气的溶解。采用填料式，填料为阶梯环，因为阶梯环有较好的溶气效率。(3)空气供给设备压力溶气罐溶气方式有三种：水泵吸水管吸气溶气式、水泵出水射流溶气式、空压机供气式。其中吸水管溶气式在经济和安全方面都不理想，已很少使用。而空压机供气式会产生噪声污染和油污染，且操作比较复杂，综合考虑选用水泵出水管射击流溶气式。它的优点是不需另设空压机，没有空压机带来的噪声和油污染。虽然该法本身的能量损失大，但是考虑到处理水量很小，所以选用该法。5.1.3空气释放系统空气释放系统是由容气释放装置和溶其水管路组成。溶气释放装置的功能是将压力溶气水减压，使气水以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物粘附，减压释放装置产生的微气泡直径在20100。常用的溶气释放装置有减压阀、专用容器装置。本设计采用ts型，图形如下：5-2 ts型溶气释放装置外观图ts型有以下特点：能瞬间释放溶气量的99%左右，释放完全；在0.2mpa以上的低压下工作，即能取得良好的气浮效果，节约能耗；释放出的气泡微细，平均直径为2040，气泡密集，附着性能好。5.1.4气浮分离设备 气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中的悬浮颗粒充分混合、接触、黏附，并使带气絮体与水分离。气浮池有平流式和竖流式，选用平流式气浮池，因为平流式气浮池池身浅造价低、结构简单、运行方便且竖流式一般用于水量大于150200的污水处理厂。5.1.5 刮渣设备如果气浮池中大量的上浮液、渣得不到及时的清除，刮渣时对渣层的扰动过于剧烈，因此需要及时将上浮液、渣排除，排渣设备主要是刮渣机，本设计中采用行车式撇渣机，运行速度取60mm/s（3.6m/min）,刮渣机选用规格宽度2.5m。该撇渣机与行走小车、驱动装置、翻版机构传动部分、导轨及碰块等组成。浮渣由管道送至离心脱水机，进行脱水处理。为了消除撇渣时存在的死区和浮渣倒流现象，在池子两边设置挡渣板。挡渣板表面光滑平直，两块板相互平行，其间距与刮板尺寸相吻合，挡渣板与池墙焊接密封，以防浮渣进入挡板内。5.2具体计算 5.2.1 气浮池设计计算气浮池设计参数：过流密度2500m3/(m2d)；布水区高度取0.2m；贮水区高度取1.0m；填料层高度取1.0m；液位控制高取0.8m(从罐底计)；气罐承受能力最大0.5mpa；罐内理论停留时间3min; 分离室表面负荷率，分离室水力停留时间；反应室停留时间，气浮池运行温度设为20，刮泥机的宽度为2.5m。（1）气浮所需空气量 当温度为20时，查得空气密度=1.164,容气压力p为 0.3mpa,容气效率为90%。 气固比： 每日需气总量：=()=0.152500.5120=2.25kg/d 每日流入气浮池的总固定量 溶气罐直径：溶气罐高度：(2) 气浮池气浮池分离室体积 分离室表面积 有效深度 因为选用2.5m规格的刮渣机，所以分离室长度 气浮池接触池宽度 表面积 接触池长度，过小，则设定 接触池表面积 气浮池反应室，反应池的水力停留时间 反应室的体积 反应室的表面积 反应室的长度 最终尺寸 总宽 有效水深 气浮池的有效容积： 在分离区底部均匀布设集水管，用于收集处理过后的水，汇总至集水总管，一部分回流至溶气水泵。 5.2.2 刮渣机的计算 （1）浮渣量 其中理论浮渣量（） 气浮池水中悬浮物含量（） 废水流量（） 浮渣的去除率，一般为40%60% 带入计算得0.1210.40.624=18 （2）含水率为98%的浮渣量 （3）刮渣机刮渣能力 其中浮渣平均厚度（m）,取0.05m 刮板长度（m）,2.5m 刮板移动速度（m/min）,3.6m/min 浮渣密度（）,约为1 带入数值得 5.2.3 各管道直径选取 进水管直径：125mm.进水流速0.24m/s 集水管直径：80mm 集水总管直径：200mm 回流至溶气水泵的回流管直径：80mm 排渣管直径：150mm 以上管道材质均为钢材。六、处理设备处理效果汇总表表6-1 处理设备效果汇总表ss动植物油bodcod格栅进2400%进5000%进7500%进22000%出240出500出750出2200隔油池进2400%进50080%进7500%进22000%出240出100出750出2200调节池进24050%进1000%进75031%进220030%出120出100出520出1540气浮池进12090%进10090%进52059%进154060%出12出20出210出616曝气池进120%进200%进21087.5%进61685%出12出20出26.2出92.4综上所述，出水水质为：cod=92.4；bod=26.2；ss=12；动植物油20，符合达到gb8978-1996综合污水排放一级标准。七、心得体会本次课程设计历时两周，遇到了很多困难，也一一解决了这些困难。刚刚拿到任务书抽签得知设计任务后，暗暗想到，这一个星期还不搞定，前三天计算加些论文，后两天画图。然而真正做起来才明白并非如此。首先根据自己设计任务的出水水质设计完整的流程图，在这一方面就花了较长时间。隔油池和气浮池选哪个，生物处理又选用何种工艺，二沉池选用平流式、竖流式还是辐流式，产生的污泥又如何处理，各设备的处理效率是多少，确定工艺流程后出水又能否达到gb8978-1996综合污水排放一级标准，这一系列问题都必须慎重考虑。确认流程后，我要具体设计流程中的气浮池。结合课本上的计算和网上查阅的资料，我完成了设计计算部分，此时已经接近一个星期。接下来是重头戏-