毕业设计（论文）-生物柴油废水处理工艺设计

生物柴油废水处理工艺设计古衫生物柴油有限公司废水处理工艺设计摘要本工程为古衫生物柴油有限公司污水处理工艺设计。通过在现场的考察，该厂每日产生生产废水70吨，COD 66400 mg/L，属于高浓度含油废水。另外该厂每日产生生活污水30吨，COD 400 mg/L。根据以上水质水量，通过实验和查阅国内外有关参考文献，确定出一套废水处理工艺设计方案。工艺流程包括微电解、气浮、厌氧反应、好氧反应。其中厌氧反应采用UASB反应器，利用原有的UASB反应器进行改造；好氧反应采用SBR工艺，利用原有的活性好氧污泥池进行改造。设计出水水质可达到污水综合排放标准（GB8978-1996）三级排放标准。关键词：生物柴油，微电解，气浮，UASB，SBR全套图纸加扣 3012250582 The Design of Wastewater Processing Craft on Gushan Biologic Diesel Oil CompanyAbstractIt works for the treatment of sewage in Gushan biologic diesel oil CO.LTD. , 70t production waste water and 66400 mg/L COD were produces each day with investigation at crime scene.It belongs to waste water at high concentration. In addition, 30t domestic sewage and 400mg/L COD were produced each day. According to the quantity and quality of sewage, making experiment and referring to document at home and abroad. A designed program about the treatment technology of waste water is ascertained.The technological process includes microeletrolysis technology, air-float, anaerobic reaction and oxic reaction. The USAB reactor was used for the anaerobic reaction,and the original reactor was making use of carries on a reformation.The SBR carft was used for the oxic reaction,and the original reactor was making use of carries on a reformation.The designed quality of water exit achieves Grade III according to Integrated Wastewater Dscharge Standard(GB8978-1996).KEY WORDS: biologic diesel oil, Microeletrolysis, Air-float, UASB,SBR目录摘要IAbstractII第1章 工程概述11.1 工程概况11.2 水质水量11.3 工程设计依据2第2章 高浓度有机废水处理工艺技术研究进展32.1 微电解32.1.1 作用机理32.1.2 技术应用现状42.1.3 存在问题及发展方向52.2 气浮52.2.1 气浮原理52.2.2 几种主要气浮类型52.2.3 压力溶气气浮62.3 UASB反应器62.3.1 UASB的结构72.3.2 UASB的工作原理82.3.3 UASB的主要结构和外形尺寸92.3.4 UASB反应器在工程中的应用102.4 SBR工艺112.4.1 SBR工艺概述112.4.2 SBR工艺的技术特征112.4.3 SBR工艺的形式12第3章 工艺选择及其说明133.1 工艺设计133.1.1 废水物化预处理试验133.1.2 选用的工艺流程及分析133.1.3 预期流程各单元处理效果14第4章 主要构筑物的设计说明154.1 隔油沉淀池154.2 微电解池154.3 中和反应池154.4 气浮装置164.5 UASB反应器164.6 SBR池164.7 曝气生物滤池174.8 物化池174.8 清水池174.9 污泥浓缩池/污泥脱水系统174.10 设备房18第5章 投资估算分析195.1 土建构筑物概算195.2 设备概算195.3 报价一览表21第6章 运行费用分析226.1 电费226.2 药剂费用226.3 废铁屑消耗费用226.4 人工费用236.5 合计工程运行费用23致谢24参考文献25附录1 计算说明书26附录2 图纸目录36III第1章 工程概述1.1 工程概况福建古杉生物柴油有限公司位于马尾亭江长安投资区闽江边上，主要利用酸化油和地沟油进行催化反应生成生物柴油。该区目前没有完善的市政污水管道，根据环境影响评价要求废水排放水质达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)规定的一级排放标准，由于特殊原因，目前要求达到三级排放标准后外运附近市政污水处理厂进行处理，因此污水处理要求达到三级排放标准。现有的废水处理站因各种原因，目前出水水质超标严重。特此进行一系列试验、分析比较和优化选定、计算，按照实验和计算结果，编制本方案设计说明书。1.2 水质水量公司的生产废水主要产生于酸化罐、皂化段、蒸汽吸收段。表1-1 福建古杉生物柴油有限公司生产废水水质参数水样酸化罐废水蒸馏液封段废水真空液封段废水废水混合CODCr（mg/L）12800420001300066400PH2.7634734水量（m3/d）30202070表1-2 污水综合排放标准（GN8978-1996）三级排放标准主要水质标准项目CODBOD5SSpH标准500mg/L300mg/L400mg/L6-9另外还有皂化段的生产废水进行内部回收处理后清液也会进入到废水处理站，在设计时暂不予考虑，生产废水混合后CODCr按66400 mg/L、水量按70 m3/d，生活污水CODCr按400 mg/L、水量按30 m3/d进行设计计算，生产废水和生活污水总设计处理量100 m3/d。1.3 工程设计依据目前该厂原有一套污水处理系统，但是无法达到治理要求。本工程设计、施工和调试要求出水水质执行污水综合排放标准（GB8978-1996）三级排放标准（见表1-2）。A法律依据：1)中华人民共和国环境保护法2)中华人民共和国水污染防治法3)地面水环境质量标准GB383820024)工业企业设计卫生标准GBZ120025)污水综合排放标准GB89781996B技术手册、规范1)室外排水设计规范GBJ14872)建筑给水排水设计规范GBJIS883)给水排水工程结构设计规范GBJ69844)总图制图标准GB/T501032005)建筑给水排水设计规范GBJIS886)给水排水工程结构设计规范GBJ6984第2章 高浓度有机废水处理工艺技术研究进展对于高浓度有机废水，微电解气浮UASBSBR是目前比较流行的一种工艺。在COD去除方面有着良好的效果。2.1 微电解 微电解技术，又称为内电极法、零价铁法等技术。20世纪80年代微电解技术引入我国，目前已成功地应用于染料、石油化工、重金属、医药等废水的处理。2.1.1 作用机理由于微电解技术的研究与应用主要针对某一种废水或某一类工业废水，尚未形成系统的理论与技术，概括起来主要有以下几种作用机理：1、电场作用微电池产生微电场，废水中分散的胶体颗粒、极性分子、细小污染物受微电场作用后形成电泳而聚集在电极上，形成大颗粒沉淀，而使COD降低。2、电极反应当体系中有废铁屑、惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等)存在时，可发生如下电极反应：阳极:Fe-2eFe2+E0(Fe2+/Fe)=-0144V阴极:2H+2e2HH2E0(H+/H2)=0.100V在原电池中，有机物得失电子，得到降解，成为较易处理的小分子。另外由于金属离子的不断生成，能有效地克服阳极的极化作用，从而促进金属的电化学腐蚀。3、氧化还原反应氧化性强的离子或化合物会被铁或亚铁离子还原成毒性较强的还原态。例如在酸性条件下(E0(Cr2O72-/Cr3+)=1136V)，铬由毒性较强的氧化态Cr2O72-转化成毒性较弱的Cr3+还原态。4、铁离子的络合作用从阳极得到的Fe2+在有氧和碱性条件下，会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3。Fe(OH)3可能水解生成Fe(OH)2+、Fe(OH)2+等络离子，可以吸附水中的不溶性物质，使废水得到净化。5、物理吸附在弱酸性溶液中，由于铸铁屑是一种多孔性的物质，与其中的微碳粒一样，都具有较强的活性，能吸附多种金属离子及废水中的有机污染物，达到净化废水的目的。6、电子传递作用铁是生物氧化酶中细胞色素的重要组成部分，通过Fe2+、Fe3+之间的的氧化还原反应进行电子传递。微电解出水中新生态的铁离子能参与这种电子传递，对生化反应有促进作用。2.1.2 技术应用现状20世纪80年代微电解技术引入我国以来，在染料、石油化工、重金属、制药、农药等废水的处理中有广泛应用，技术也从单一的微电解技术发展为与其他技术有机组合的联合废水处理技术。对于染料废水，经铁屑过滤后，可去除大量的COD，脱色率也可达80%以上，而且废水的B/C比也有提高，为后续的生物处理创造了良好条件。陈水平用铁屑内电解法处理船舶机舱含油废水，油污水的SS、油分和COD的去除率分别超过95%、90%和80%。处理后的污水油分浓度低于15mg/L，符合有关国际公约的标准。制药生产废水含硝基苯类物质较多，有较大毒性，属难降解的有机化工废水。经微电解%混凝处理后，COD去除率平均达到30%左右，B/C比则由0146上升到0153，硝基苯转化率平均达到55%，脱色率平均为50%左右，并使全流程COD去除率达到91%。欧阳玉祝等采用铁屑微电解-共沉淀工艺处理含钒废水，结果表明，常温反应时间为90min的条件下，钒的去除率可达97%以上。柴晓利等采用内电解混凝沉淀%厌氧%好氧工艺处理高浓度医药废水。当进水NH4+-N、苯胺、COD、S2-的浓度(mg/L)分别为2310、6960、2010、1017时，经上述工艺处理后出水浓度(mg/L)分别为1216、6112、1119、110，达到了排放标准。彭根槐等以电石渣和废铁屑为药剂去除砷、氟废水。通过铁屑电池反应产生Fe2+，再用电石渣调pH值，沉降30min，砷、氟的去除率分别达到了93%和99%，出水达到排放标准。王永广等采用微电解与Fenton组合工艺分别进行了2，3-酸染料废水、除草醚农药废水的试验，结果表明，进水pH=2.0-2.5时，控制好Fen2ton进水的Fe浓度，总停留时间610-710h后，COD去除率分别达到90%和82%左右。用Pb/Fe二元金属作催化剂，微电解对水中低分子量的氯代烃进行脱氯处理，氯乙烯类和四氯化碳均在数分钟内被迅速降解为相应的烃类和氯离子。微电解处理硝基苯胺系列废水时加入一特定的金属催化剂，COD、色度的去除率分别达70%和90%以上。2.1.3 存在问题及发展方向铁碳微电解柱运行一段时间后，填料表面会形成钝化膜，同时填料易结块、出现沟流等现象，从而减少了填料与废水的有效接触面积导致处理效果逐渐降低。因此预防和解决填料表面钝化、填料板结问题是今后微电解技术发展的关键所在。废水通常是在酸性条件下进入铁碳微电解柱，造成溶出的铁屑量大，加碱中和时产生大量沉淀物，后续处理是主要难题。而且运行过程中调节pH也比较繁琐，目前有待于进一步研究在中性条件下应用微电解技术。另外针对不同性质的废水，如何将微电解技术与其他技术有机组合是今后研究与应用微电解技术的发展方向。2.2 气浮2.2.1 气浮原理气浮法是在水中通入或产生大量的细微气泡，使其附着在悬浮颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使它浮在水面，从而获得固液分离的方法。米在前给水、工业废水和城市污水处理方面都有应用。气浮过程中，气泡和颗粒物共存于水中。在水气粒三相混合体系中，不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力。一旦气泡于颗粒物接触，由于界面张力作用就会产生表面吸附作用。2.2.2 几种主要气浮类型气浮方式可分为散气气浮法、溶气气浮法与电解气浮法。1、散气气浮：这是靠机械碎细空气的方法。高速旋转叶轮的离心力造成的真空负压状态将空气吸入，成为微细的气泡而扩散于水中。气泡由池底向水面上升并粘附水中的悬浮物一起带至水面。水流的机械剪切力与扩散板产生的较大气泡不易与细小威力的絮凝体相吸附，反而易将絮体打碎，因此散气浮不实用于处理含细小颗粒与絮体的废水，但适合处理含大油滴的废水。2、溶气气浮：水中过饱和空气在减压时能以微细的气泡形成释放迟来，从而使水中的杂质颗粒被粘附而上浮。如果先将空气加压使其溶于水而形成空气过饱和溶液，然后减至常压使空气析出，成为加压溶气气浮；如果将废水在常压下曝气后在真空条件下诱使溶气逸出，成为真空式气浮。3、电解气浮：电解气浮法是用不溶性阳极和阴极直接电解废水，靠产生的氢和氧的微小气泡将已絮凝的悬浮物带至水面，达到分离的目的。电解法产生的气泡尺寸远小于溶气法和散气法产生的气泡尺寸，不产生紊流。电解法对有机废水除降低BOD外，还有氧化、脱色和杀菌作用，其流程对废水负荷变化的适应性强，而且生成污泥量少，占地少而不产生噪音。2.2.3 压力溶气气浮1、工艺特点：目前压力溶气气浮法应用最广。与其它方法相比，它具有以下优点：(1) 在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数量多，能够确保气浮效果；(2) 溶入的气体经骤然释放，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；(3) 工艺过程及设备比较简单，便于管理、维护；(4) 特别是部分回流式，处理效果显著、稳定，并能较大地节约能耗。2、装置特征：压力溶气气浮工艺主要由三部分组成，即压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。(1) 压力溶气系统：包括水泵、空压机、压力溶气罐及其它附属设备。其中压力溶气罐是影响溶气效果的关键设备。(2) 溶气释放系统：一般是由释放器及溶气水管路所组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压，使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速而均匀地与水中杂质相粘附。(3) 气浮分离系统：气浮分离系统一般可分为三种类型：即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与地表面积，使微气泡群与水中絮凝体充分混合、接触、粘附，一级带气絮凝与清水分离。2.3 UASB反应器升流式厌氧污泥床（UASB）工艺是由Lettings等人在20世纪70年代开发的。他们在研究升流式厌氧滤池处理马铃薯加工和甲醇废水时取消了池内的全部填料，并在池子的上部设置了气、液、固三相分离器，于是一种结构简单、处理效能很高的新型厌氧反应器便诞生了。UASB反应器一出现很快便获得广泛的关注和认可，并在世界范围内得到广泛的应用。国内对UASB反应器的研究是从20世纪80年代开始的。由于UASB反应器具有工艺结构紧凑，处理能力大，无机械搅拌装置，处理效果好及投资省等特点，UASB反应器是目前研究最多，应用日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺。2.3.1 UASB的结构图2-1 UASB反应器工艺系统组成如图2-1所示，UASB的基本构造分述如下：1、污泥床污泥床位于整个UASB反应器的底部，污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥浓度(MLSS)一般为4000080000mg/L污泥床中的污泥由活性生物量(或细菌)占70%80%以上的高度发展的颗粒污泥组成。正常运行的UASB中的颗粒污泥的粒径一般在0.55.0mm之间，具有优良的沉降性能，其沉降速度一般为1.21.4cm/s，其典型的污泥容积指数(SVI)为1020Ml/g颗粒污泥中的生物相组成比较复杂，主要是杆菌、球菌和丝状菌等。污泥床的容积一般占整个UASB反应器容积的30%左右，但他对UASB反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，对反应器中有机物的降解量占到整个反应器全部降解量的70%90%。2、污泥悬浮层污泥悬浮层位于污泥床的上部。他占据整个UASB反应器容积的70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为1500030000mg/L，由高度絮凝的污泥组成，一般为非颗粒状污泥，其沉降要明显小于颗粒污泥的沉速，污泥容积指数一般在3040Ml/g之间。靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态。这一层污泥担负着整个UASB反应器有机物降解量的10%30%。3、沉淀区沉淀区位于UASB反应器的顶部，其作用是使由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒(主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥)在沉淀区沉淀下来，并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内(包括污泥床和污泥悬浮层)，以保证反应器中污泥不致流失而同时保证污泥床中污泥的浓度。沉淀区的另一个作用是可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室的有效空间高度而防止集气空间的破坏。4、三相分离器三相分离器一般设在沉淀区的下部，但有时也可将其设在反应器的项部。三相分离器的主要作用是将气体(反应过程中产生的沼气)、固体(反应器中的污泥)。和液体(被处理的废水)等三相加以分离。将沼气引入集气室，将处理出水引入出水区，将固体颗粒导入反应区。他由气体收集器和折流挡板组成。只有三相分离器是UASB反应器污水厌氧处理工艺的主要特点之一。他相当于传统污水处理工艺中的二次沉淀池，并同时具有污泥回流的功能。因而三相分离器的合理设计是保证其正常运行的一个重要内容。2.3.2 UASB的工作原理废水进入UASB时，通过布水器，均匀地分布在反应区的横断面上，防止死水，保证泥水充分接触。废水中的有机物被污泥中的微生物分解为沼气，形成微小气泡不断上升，在上升过程中结合成较大气泡，在这种气泡的碰撞、结合、上升的搅动作用下，使得污泥床区以上的污泥呈松散悬浮状态，并与废水充分接触。废水中的大部分有机物就是在这个区域，即反应区中被分解转化。含有大量气泡的混合液不断上升，达到三相分离器下部，首先将气体分离出去，被分离的气体进入气室，并由管道引出。固-液混合液进入分离器，失去气泡搅动作用的污泥发生絮凝，颗粒逐渐变大，并在重力作用下，沉淀到底部反应区，分离出污泥的处理水进入澄清区。混合液中的污泥得到进一步分离，澄清水经溢流堰排出。从原理来看，污泥的沉降性能和活性，即颗粒污泥的培养，以及三相分离器的设计是UASB，工艺的重点。对于任何一种厌氧反应器来说，要想长期稳定运行，进入反应器的水质情况非常重要，UASB也不例外。只有污泥和污水良好接触，才能取得良好处理效果。UASB内污泥的运动受3种力的影响：污泥自重、水的冲力和所产沼气的托力，这3种力的相互作用决定着反应器内污泥的存在方式：沉积、悬浮或被冲走。2.3.3 UASB的主要结构和外形尺寸UASB 从总体上分为三个部分：消化区过渡区和沉淀区(参见图1)。消化区由于有颗粒污泥床的存在，是进行厌氧反应的主要场所，所以又称反应区。从消化区底部进入反应器的污水在与颗粒污泥床进行充分的混合接触和反应过程中产生沼气及其它气体。在消化区的上部由于气体的搅动而形成一个污泥浓度较小的悬浮层，即所谓的过渡区。气泡带着污泥和水一起上升进入沉淀区，UASB反应器最具特色的部分三相分离器就设在这个区域。上升的气泡碰到三相分离器下部的折射板会折向板的四周，并穿过水层进入气室。在三相分离器外部的沉淀区污泥发生絮凝沉淀并在重力作用下沿三相分离器的外壁下滑回反应区。而经泥水分离后的处理出水则从沉淀区溢流堰上部排出。从荷兰的Lettinga教授于1977年建成世界上第一座200m3UASB示范装置以来，曾出现过三种不同形式的反应器(如图2-2所示)。但目前一般认为上下截面相等的第3种形式总体效果最好。反应器的体积计算：V = QV 体积Q 流量水力停留时间图2-2 三种不同形式的UASB对于热带和亚热带地区建议采用6个小时的水力停留时间。对于气温较低的地区，应适当延长，比如有人建议当气温在1012时，应增至1214小时。如果体积超过1000m3，则最好将反应器分为二座或二座以上，这样不仅可以节省投资，同时还可以提高操作弹性，便于故障检修和维护。反应器高度选择恰当与否对有机物的去除率有重要影响。液体的上升流速与反应器的高度直接相关，在体积一定的情况下，二者成正比。为了保持一定的泥污浓度，上升流速不能太大，而另一方面又必须保持一定的流速以强化污水与颗粒污泥的接触混合，因此应将反应器的高度限制在一定范围内。考虑技术和经济两方面的因素，其高度一般取46m为宜。根据亨利定律，反应器混合液中二氧化碳的浓度与液面的高度成正比，反应器过高则会使系统的pH 值过低，一方面会降低厌氧反应的效率，另一方面也增加了对设备的腐蚀，所以反应器的高度一般不应超过67m。如图3所示，UASB从平面投影来看，有圆形和长方形(包括正方形) 二种。圆形柱状结构虽结构稳定性强，但与之相匹配的环形三相分离器在加工制造上比较困难一些。通常将小型UASB 建成圆柱形，而将大型的做成长方形。当反应器的数目在二个以上时，建议采用长方形，因为这样可以彼此共用相邻的边墙而节约材料。对于圆形结构而言，一旦体积和高度确定了，它的直径及整个外型尺寸也就完全确定了。而对于长方形的UASB ，从经济角度考虑，长宽比应小于41 。图2-3 横截面为圆形和长方形的UASB2.3.4 UASB反应器在工程中的应用UASB反应器在所有高速厌氧反应器中是应用最广的，其处理的废水包括几乎所有以有机污染物为主的废水，如各类发酵工业、淀粉加工、皮革、制糖、罐头、饮料、牛奶与乳制品、蔬菜加工、豆制品、肉类加工、造纸、制药、石油精炼及石油化工等各种来源的有机废水。低浓度废水格栅收集池沼气收集利用UASB反应器调节池气浮池收集池格栅高浓度废水预曝池SBR反应器沙滤池排放图2-4 常见UASB处理工艺流程图2.4 SBR工艺2.4.1 SBR工艺概述间歇式活性污泥法或序批式活性污泥法简称SBR工艺，是近二十几年来活性污泥处理系统中较隐忍注目的一种废水处理工艺。自20世纪80年代起，国外将此工艺逐步应用与工业化生产。近年来，国内对SBR工艺的研究和应用也日益增多。SBR作为废水处理技术并非是污水处理的新工艺，早在1914年英国学着Arden和Lockett就对SBR污水处理工艺进行了研究。虽然间歇式活性污泥法比连续式的处理效率更高，但由于但是的曝气器易堵塞、自动控制技术水平较低、工程运行操作管理较为复杂等原因，该种间歇式污水处理法不久就演变成现今的连续式传统活性污泥法。但到了20世纪70年代，随着各种新型不堵塞曝气器、新型浮动式出水堰和自动监测控制的硬件设备和软件技术的出现及发展应用，SBR技术得到了突破性的发展2.4.2 SBR工艺的技术特征图2-5 SBR工艺的基本运行操作SBR的操作模式由进水、反应、沉淀、出水和待机等5个基本过程组成。从污水流入开始到待机时间结束算作一个周期。在一个周期内。一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应池内依次运行，这种操作周期周而复始反复运行，以达到不断进行污水处理的目的。因此不需要传统活性污泥法中必须设置的沉淀池、回流污泥泵等装置。传统活性污泥法是在空间上设置不同设施进行固定地连续操作；而SBR是在单一的反应池内，在时间上进行各种目的的不同操作。2.4.3 SBR工艺的形式传统或经典的SBR工艺形式在工程中应用存在一定的局限性。首先是在进水流量较大的情况下，对反应系统需要进行调节，但这会相应增大投资；而对出水水质有特殊要求，如脱氮、除磷等工艺，则需对SBR工艺进行适当的改进。几种罪行的SBR形式有：间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）、循环式活性污泥系统（CAST/CASS/CASP）、间歇排水延时曝气工艺（IDEA）、DAT-IAT工艺、UNITANK系统等。第3章 工艺选择及其说明3.1 工艺设计3.1.1 废水物化预处理试验由于废水有机物浓度较高，直接用生物处理不可能达到预期目标，因此在废水处理改造工程工艺确定之前，进行了大量的废水预处理试验，通过正交试验筛选最佳的预处理工艺及其参数，结果如表3-1所示。表3-1工艺参数及CODCr去除效果工艺参数进水CODCr（mg/L）出水CODCr（mg/L）CODCr去除率微电解及絮凝过滤微电解1.5h,PAC700PPM，FeCl3200PPM，PAM20PPM664003020054.4%3.1.2 选用的工艺流程及分析生产废水生活污水空压机自来水溶气罐污泥浓缩池UASB反应器气浮池中和池微电解罐隔油调节池排放清水池物化池曝气生物滤池SBR池泥饼外运压滤机图3-1 工艺流程图由于废水中油的含量约占COD的18-20%左右，如果把这部分油通过隔油调节去除，生产废水COD值可降到53000mg/L左右，并且可保护微电解池的正常运行，但是由于时间紧迫的原因，该池无法在较短的时间内完成改造，仅通过简单改造，适当提高其隔油效率，隔油调节池出水COD以59800 mg/L。 根据计算，在1.5小时左右的反应时间内，微电解池及气浮装置对废水的COD的去除率可达54.5%，即废水的COD值从59800 mg/L可降到27210mg/L左右，此时加入生活污水，COD 可稀释到19170mg/L左右，但考虑到应用到实际生产上的运行状况不够理想，预处理效率有所下降，UASB反应器的进水COD以20000 mg/L。由于该废水生化性较好，因此只要UASB反应器和活性污泥池调试正常，沉淀后出水可达到三级排放标准。3.1.3 预期流程各单元处理效果表3-2 预期流程各单元处理效果一览表构筑物名称CODCr进水(mg/l)出水(mg/l)去除率%隔油664005312020微电解罐531203718430气浮池371841859250UASB反应BR池2800(生活污水稀释)40086第4章 主要构筑物的设计说明4.1 隔油沉淀池由于生物柴油废水中含油量高，若将这部分油通过隔油池除去可去除20%左右的COD，并且保护微电解池的正常运行。同时该池起到初步沉淀的作用。利用公司原有的隔油池改造，在原有的池子前面增设挡板以提高隔油效率。尺寸： 980040003000mm3。设备：PGL-1型刮渣机1台4.2 微电解池当废水进入微电解装置后形成直流电场，在电场力作用下逐步完成电极沉积，电絮凝和电化学氧化还原等反应，对高浓度有机废水有较好的净化作用。微电解法具有投资少，运行费用低，操作简便的特点。生产废水设计处理量为70m3/d。尺寸规格：采用Q235钢制作内衬玻璃钢防腐，停留时间90min，有效容积10.5m3，空罐流速为0.77m/h，微电解罐外形尺寸为24005050mm。配套设备：ISW150-250(I)反冲泵1台，FS40-32-125再生酸泵1台和酸桶、曝气管等。4.3 中和反应池由于生产废水呈较强的酸性，为了保护后续厌氧工艺的正常运行，需要投加石灰进行中和。均匀布置穿孔管进行曝气搅拌。利用原有闲置的池子进行改造并增设加药系统。尺寸： 350038204000mm3。配套设备：石灰乳溶药及加药系统一套、PH值检测仪一台。4.4 气浮装置微电解罐出水中含有大量的悬浮物和胶体有机物，废水的PH值提高至5左右，使废水中的铁离子生成絮凝效果更佳的新生态氢氧化铁，并补充混凝剂进行絮凝反应后，经气浮装置进行固液分离予以去除。压力溶气式气浮设备回流比取40，系统总处理量为2.91（1+0.4）4.07m3/h。 气浮装置：采用Q235钢制作内衬玻璃钢防腐，分离室直径1.2m，气浮池总高度1.78m，水力停留时间20min，分离室表面水力负荷5.0m3/(m2.h)，接触室上升流速10mm/s。包括装置本体、标准直径Dd=200mm,TR-2型压力溶气罐一只、JX-1型行星式刮渣机和溶气释放系统等。设计溶气工作压力0.35MPa，采用匀分布溶气释放器TS-型释气。 配套溶气水泵ISW40-200A，1台，流量5.9m3/h，扬程44m，功率3kw；配置空压机一台，型号：PX0260，排气量0.09m3/min，压力8kg/cm2，功率0.37kw；配套FeCl3溶药加药槽、PAC溶药加药槽、PAM溶药加药槽和渣槽等。4.5 UASB反应器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。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。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。利用原有的UASB池子改造，增加回流系统（提高内回流量）和射流引流系统，以解决现有的配水布水不均和上升流速太低的问题。并增加潜污泵1台以排放剩余污泥。尺寸：980096008200mm3设备：QW10-10潜水排污泵1台4.6 SBR池由原有的好氧活性污泥反应池改造而成，在中部将原有的池子分成两格，同时引入生活污水。增设滗水器两台，并重新布置底部的曝气系统。单个池子尺寸：520052004500mm3 配套设备：BSL100型杆式旋摆滗水器2台，鼓风机房内配备H4560型高压罗茨风机2台(1用1备)，QW10-10潜水排污泵2台。4.7 曝气生物滤池利用原有的二沉池改造，底部增加曝气系统，并增加原二沉池底部泥斗的角度，同时增加中心导流筒和收水堰等设施。当SBR池出水水质无法满足要求时进行曝气进一步氧化。尺寸：350030004000 mm34.8 物化池利用原有的物化池改造，增加加药箱，用于投加H2O2和FeCl2。当前面步骤的出水水质无法满足要求时利用此池进行加药进一步氧化。尺寸：350030004000 mm34.8 清水池用于最后的澄清和储水，同时设回流管至前面需要溶药的池子以提供溶药水和反冲洗水。并可观察出水的水质等。尺寸：350030004000 mm3设备：池底设置80JYWQ43-13-3提升泵两台，根据需要设置选择开启泵的台数。4.9 污泥浓缩池/污泥脱水系统污泥浓缩池尺寸：3.003.003.00设备：螺杆泵ZW25-8-15，功率2.2KW，两台，一用一备污泥脱水系统：采用压滤机BAJBMJ60/650，过滤面积30，滤板尺寸（外）800800，过滤压力（MPa）：0.6，电机功率（KW）：3技术性能：（1） 虑布曲张助卸机构，使率兵易于脱落（2） 用机械手自动拉动滤板实现自动卸料（3） 微机全自动控制，可实现整机操作的全自动程序控制（4） 压榨功能，用压缩空气使橡胶压榨挤压滤饼，进一步降低滤饼含水率（5） 自动集液盘，出液可集中排放，能自动退出和复位4.10 设备房鼓风机房：2.305.203.00(m)污泥脱水机房：5.204.003.00(m)第5章 投资估算分析 5.1 土建构筑物概算场地清理费用1万5.2 设备概算表5-1 设备概算表序号设备名称型号规格数量价格（万元）备注1水管，污泥管、集油管、阀门等DN100、DN150、DN3001批3.002曝气管道及阀门、弯头、三通、直接等管件DN50、25、20、潜污泵配套PVC软管等1批0.603水泵80JYWQ43-13-36台3.30进水提升2台，生活污水2台，清水池2台4螺杆泵ZW25-8-152台0.9储泥池5污泥泵QW10-106台1.0气浮池1台，UASB池1台，SBR池2台，生物曝气滤池1台，物化池1台6PH检测仪PC-30502台0.70用于中和池和高级氧化池的PH检测7电控1套0.40手动控制8微电解罐240050501台3.80颗粒活性炭5.7m32.51铸铁屑5.7m35.64反冲泵ISW150-250(I)1台0.65流量200 m3/h, 扬程20m,功率18.5kw酸泵FS40-32-1251台0.25流量12.5m3/h, 扬程20m,功率1.5kw续表5-1序号设备名称型号规格数量价格（万元）备注9气浮系统酸桶容积200L以上1个0.08带封盖，阀门控制加药量气浮装置CF-8.51套4.60溶气泵ISW40-200A1台0.30流量5.9m3/h，扬程44m，功率3kw空压机PX02601台0.20排气量0.09m3/min，压力8kg/cm2，功率0.37kw；PAC溶药加药槽容积250L以上1套0.10敞口，穿孔管曝气溶药，阀门控制加药量FeCl3溶药加药槽容积80L以上1套0.03敞口，穿孔管曝气溶药，阀门控制加药量渣槽5000L以上1个0.05利用现有贮罐10SBR系统杆式旋摆滗水器BSL100型2套2.0敞口，穿孔管曝气溶药，阀门控制加药量膜片式微孔曝气器112个0.2带封盖，阀门控制加药量罗茨风机SSR150型2台4.0011压滤系统板框压滤机BAJBMJ60/6501台3.0012合计投资35.395.3 报价一览表表5-2 报价一览表序号项目名称报价(万元)备注1现场清理费1.002设备35.393设计调试费3.5%1.274设备安装费8%2.915税收管理费5%1.82合计42.39万元第6章 运行费用分析6.1 电费污水提升泵： 60kwh鼓风机： 444kwh其他：30kwh总耗电量：60+444+30534kwh，每吨水耗电量：534/707.63kwh/m3水电价以0.50元/kwh计，则废水处理运行耗电费：E17.630.503.81元/m3废水6.2 药剂费用（1）污水处理过程中PAC的加药量为700PPM，日加药量为0.049t/d，PAC价格2000元/t，则PAC药剂费0.049t/d2000元/t=98元/d（2）PAM的加药量(不含污泥压滤)为20PPM，日加药量为0.0014t/d，PAM价格25000元/t，则PAM药剂费0.0014t/d25000元/t=35元/d（3）FeCl3的加药量为200PPM，日加药量为0.014t/d，FeCl3价格800元/t，则PAC药剂费0.014t/d800元/t=11.2元/d（4）中和所用的石灰加药量为800PPM，日加药量为0.056t/d，石灰价格350元/t，则石灰药剂费0.056t/d350元/t=19.6元/d（5）催化微电解床每周再生一次,所使用的工业盐酸的消耗量为0.09 t/(7d)，工业盐酸价格650元/t，则工业盐酸药剂费0.09t/(7d)650元/t=8.4元/d（6）合计应急处置期间日加药费用为172.2元/d则废水处理药剂费用：E2=172.2元/d70m3/d=2.46元/ m3废水6.3 废铁屑消耗费用按每月补充0.5t计,废铁屑价格以2200元/t计,则吨废水消耗费用为E30.52200(3070)0.52(元/吨废水)。6.4 人工费用该废水处理厂编制人员为4个（管理人员1个，操作工3个），每人月工资福利以1200元计，则废水处理人工费：E4=41200元/月（70m3/d30d/月）=2.29元/ m3废水6.5 合计工程运行费用E= E1+ E2+ E3+ E4=3.81+2.46+0.52+2.29=9.08元/ m3废水致谢本次设计是在李XX和方XX老师的悉心指导下完成的，他们在设计过程中给予了我很大的帮助，帮助我解决了许多实际问题，在此首先对老师致以诚挚的谢意。在进行设计之前本人在古衫生物柴油有限公司实习了3个星期，使我获得了不少现场的经验，本人能顺利完成本次设计与现场实习是分不开的，因此也感谢古衫集团。设计的过程就是一个知识不断积累的过程。在设计过程中，我们不断发现自己在知识与经验上的不足，这更加激励我们要不断的学习。只有不断学习才能不断的进步。本次设计中，我们得到了老师的指导和帮助，并通过上网查找资料学到了很多课本中学习不到的知识，提高了自己的动手能力和自学能力，得到了巨大的收获。今后，我将继续努力，争取把在本次设计中学到的知识运用到工作和学习当中，努力发扬吃苦耐劳的精神，取得更大的进步。由于时间仓促和自己水平有限，本次设计中难免存在很多不足之处，恳请各位老师批评指正。最后，对李XX和方XX的耐心指导再次表示感谢！并祝老师在今后的工作里工作愉快！合家欢乐！参考文献1 上海市建设委员会.中华人民共和国国家标准.室外排水设计规范GBJ-87（1997年版）.北京:中国规划出版社,1998.2 北京水环境技术与设备中心等主编.三废处理工程技术手册废水卷M. 北京:化学工业出版社,2002.3 张自杰主编.环境工程手册水污染防治卷M.北京:高等教育出版社,1996.4 孙慧修主编.排水工程M.北京:中国建筑工业出版社,1999.5 姜乃昌主编.水泵及水泵站M.北京:中国建筑工业出版社,1998.6 任南琪,王爱杰.厌氧生物技术原理与应用M.北京:化学工业出版社,2004.7 唐受印,戴友芝,汪大翠.废水处理工程M.北京:化学工业出版社,2004.8 高廷耀,顾国维.水污染控制工程(下册)M.北京:高等教育出版社,1999.9 郭茂新.水污染控制工程学M.北京:中国环境科学出版社,2005.10 张萍,石富礼.UASB处理工艺J.甘肃:甘肃环境研究与监测,2003.11 徐庆贤,钱午巧,陈彪.UASB处理污水现状及效果分析J.福建:能源与环境,2006.12 黄晓东,张存铎.UASB的主要设计问题J.北京:环境工程,1997.13 彭乃文,张丽,任文慧,葛平.UASB反应器在废水厌氧处理中的应用J.平顶山:煤矿环境保护,2002.14 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