毕业论文-沈阳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。11味精废水的来源与危害111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58，国外先进水平一般为1014，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25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342224EAGAPOSCLFMNHK、素，各种有机酸，小于1的其他氨基酸，0608，残糖小于1）以及4NH115的味精，此外还含有00501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15,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。112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1532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51造成富营养化、破坏受纳水体水质的NH3N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NH3N及的含量高,较难24SO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。12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。13选题的意义我国大小河川总长42万公里，湖泊756万平方公里，占国土总面积的08，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，232亿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7080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1429，是世界人均水资源占有量的0028，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05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35，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。14设计原始资料141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800T/D,精制废水排放量2000T/D,洗米废水排放量300T/D,生活杂水400T/D，设计规模4000T/D。142味精废水混合水质表11味精废水混合水质TABLET11THETREATMENTOFMIXEDWATER项目单位含量项目单位含量BODCODSSSO42MG/LMG/LMG/LMG/L4500102005204167PH值氨氮CLMG/LMG/L4533001334注其他指标参考相关企业具体情况。143气象资料1气温年平均76，夏季平均245，冬季平均125；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8355MM。144水文资料1水体资料1河流最小流量01M3/S,最小流速05M/S；河流最大流量23M3/S,最大流速19M/S；河流最高水位25M,正常水位135M,最低水位112M；2河底高程602M；3河底水质A平均溶解氧35MG/L,平均SS为50MG/L；B地下水深度46M；C土壤冰冻厚度115M；D污水厂进口水位为615M，地面标高为655M；145工程地质资料1土壤承载力16T/M2；2设计地震裂度8度；15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21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/COD045,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21表21味精废水的处理情况TABLET21MSGWASTEWATERTREATMENTSITUATION项目BODMG/LCODMG/LSSMG/L氨氮MG/LPH值SO42MG/LCLMG/L进水水质排放标准去除率4500100971020030097152015071233007097945694167133422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。23工艺选择方案一混凝剂石灰泵方案二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。其主综合废水集水池气浮池提取蛋白调节池混凝沉淀池水解酸化池生物接触氧化池二沉池排放预曝气调节池池初沉池中间池HCR脱气池二沉池生物接触氧化池终沉池出水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31格栅311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。312格栅设计参数1清渣方式在栅渣量不大于02M/D时采用人工清渣；当栅渣量大于02M/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，01005M/10M污水；格栅间隙3050MM时，003001M/10M污水。5栅前流速污水在栅前渠道内的流速一般控制在0408M/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0610M/S，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若小于06M/S会造成栅前渠道的流速小于04M/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0205M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31选用表31栅条断面形状及一般尺寸和局部阻力系数TABLET31THEGATEOFTHISFORMANDTHEUSUALSIZEANDPARTIALRESISTANCECOEFFICIENTS栅条断面形状一般采用尺寸（MM）公式说明正方形边长20取064圆形直径20179锐边矩形宽10厚50242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50183167313格栅的设计计算格栅计算简图如图31所示。图31格栅计算简图FIG31GRIDCOMPUTING1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/D1667M/H0046M/S，；格栅间隙QKZMAX1ZKD10MM；过栅流速U06M/S；安装倾角60；栅前渠道超高03M。2H栅前水深H，根据最优水利断面公式Q21B2U1B式中Q设计流量，M/S；进水渠宽，M；1U过栅流速，M/S，取U06M/S；则040M则栅前水深H020M。1BU2Q60421B3设计计算1格栅的间隙数N3HDQNUSI1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357取N36个HDQNUSI6021SIN42栅槽的有效深度B设计采用20圆钢为栅条；即S002MDNSB132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002（361）00136106M取11MDNSB13进水渠道渐宽部分长度；取渐宽部分展开角20；L1112TGB33式中进水渠道渐宽部分长度，M；1LB栅条有效宽度，M；B1进水渠宽，M；渐宽部分展开角，（），取20。11则）（MTGTBL96024114栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度2L2134式中进水渠道渐宽部分长度，M；1L栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，M。2则048M219605通过格栅的水头损失1H格栅条断面为矩形断面K3，242，U06M/S35K01H34SD36式中格栅水头损失，M；1H计算水头损失，M；0G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3242032M3K1HSIN2GU34D3401260SIN89276栅槽总高度H栅前槽高1H2H（38）式中栅前渠道超高，03M；2H2HH栅前水深，M；栅前槽高，M。1H则020306M2H栅后槽高2HH139式中栅前渠道超高，03M；22HH栅前水深，M；栅后槽高，M；2H格栅水头损失，M。1则0203203082M22H17栅槽总长度L29360TG5021M8每日栅渣量W，在格栅间隙001的情况下，设栅渣量每1000M污水产渣007M。310864MAXZKWQ10式中W每日栅渣量，；/3D栅渣量，；1W总变化系数，取15。ZK则02/M318501640741086MAXDQZ/3D所以采用人工清渣。32集水池321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。322设计计算计算简图如图32所示。图32计算简图FIG32CALCULATIONCHART设计水量Q1667M水力停留时间T05H水面超高05M2H1集水池的有效容积V3QTV11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VQT16670584M2集水池的高度H有效水深取3M2HH321H12式中H集水池的高度，M；水面超高，M；1H有效水深，M。2则H05335M213集水池的水面面积AA32HV13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；2H则AM2取30M22V8344集水井的横断面积为LB314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LB65169M2则集水池的设计尺寸为LBH653M所以该池的规格尺寸为6M5M35M，集水坑长宽高数量为1座。在集水池中安装UHZ50C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。323UHZ50C型浮球式液位计1UHZ50C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。2UHZ50C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。323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0610M，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32表32占地面积控制的指标TABLET32TARGETAREAOFCONTROL雨水泵站污水泵站流量QL/S占地指标M2/L/S流量QL/S占地指标M2/L/SQ200000406Q2000153020000Q100000507200000Q1000204010000Q500006081000Q60025505000Q10000811600Q30040704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05M；超高05M；污水经过格栅的水头损失为02M；在集水池中水头损失为015M；水泵吸、压水管路（含至出水井管路）的压力损失估算为15M，自由水头损失为15M；提升到池体的水位高为319M。所以有H43050201515153191375M6水泵选择查水泵样本选择，水泵选用150WL19018型污水泵两台，一用一备。泵的性能参数如下流量190M/H，扬程H18M，转速N1450R/MIN，轴功率129KW，电机功率为189KW，水泵效率为79。由水泵样本查得，200WLI79227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12M，便于水泵的维修。33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。331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002004KWH。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33叶轮气浮池FIG33IMPELLERFLOATAIONTANK332叶轮气浮池的设计计算设计水量Q4000M/D1667M/H00463M/S1气浮池的容积WW3QT15式中W气浮池的容积，M；放大系数，一般取1114；Q废水流量，M/MIN，；T气浮持续时间，一般取1620MIN；则W14MT7920612气浮池总表面积FF3HW16式中F气浮池总表面积，M2；H气浮池的工作水深，M，一般取1520，最大不超过3M。气浮池的工作水深H可以通过下式计算3HH17式中气水混合物密度，KG/L，一般取067KG/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3GU218式中G重力加速度，；2/SMU叶轮的圆周线速度，M/S，一般取1015M/S；压力系数，一般取0203。所以GH254189502取067KG/L，则工作水深为H32670M所以气浮池的总表面积M249HWF3气浮池个数M3FF19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。2D则F3636M22D950则气浮池个数个FF34取M4个，F9，则气浮池总表面积F4936气浮池的实际总容积为3HFW20式中气浮池的实际总容积，M；WF浮池总表面积，M2；H气浮池的工作水深，M。则3623828M共分为4格，每格容积为M，每格表面积为9，工作水深为23M，水7204面超高取03M，则总高度为26M。每格气浮池采用正方形，边长L6D。则气浮池总长度为4312M，宽度为3M。333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3160QMQ21式中Q叶轮吸入的水气混合流量L/S；曝气系数，一般取035；Q、M同前。则有L/S160Q817350467）（2叶轮转速计算叶轮转速按下式计算3DU60N22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/MINDU60N450133叶轮功率计算叶轮所需功率按下式计算3102QHN23式中N叶轮轴功率，KW；叶轮效率，一般取0203；其他同上。则102QHNKW90281754634调节池341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00040008KW/M池容。所需曝气量约为0010015M空气/MINM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。342设计计算设计参数停留时间T8H设计水量Q4000M/D1667M/H00463M/S有效水深H45M池底坡度I001计算简图如下图34计算简图FIG34CALCULATIONCHART1池子尺池子有效容积V3QTV24式中V池子有效容积，M；T停留时间，8H；Q设计流量，M/H。则1667813336MQT设计中采用的调节池容积考虑增加理论调节容积的10202池断面面积AAHV325式中A池断面面积，M2；H有效水深则AM2取A245M2V435167池子设计成正方形，则边长为157M。3池体高度H取池体超高05M1H则池体高度HH450550M4理论上每日的污泥量3DPCQW/M49109610283410326式中W每日的污泥量，M3/D；Q设计水量，M3/D；C0进水悬浮物浓度，KG/M3；C1出水悬浮物浓度，KG/M3；P0污泥含水率，；5潜污泵调节池集水坑内设3台自动搅匀污水泵，一备一用。水泵基本参数型号100QW1201055水泵流量120M/H出口直径D100MM扬程H10M转速N1440R/MIN配电机功率N55KW6搅拌机为防止污水中悬浮物的沉积和使水均匀，采用DQT型低速潜水推流器进行搅拌，搅拌功率一般按48KW选搅拌设备，调节池选潜水搅拌机的总功率W。选择3台DQT055型潜水搅拌机，单台设备功率为55KW，叶轮直径为1800MM，叶轮转速为42R/MIN。两用一备。35混凝沉淀池351混凝混凝处理是向水中加入混凝剂，通过混凝剂的水解或缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附与架桥作用使胶粒被吸附黏结，或者通过混凝剂的水解产物来压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结的目的。混凝过程包括凝聚和絮凝两个阶段。各种废水都是水和水中均匀分布的细小颗粒所组成的分散体系，按颗粒的大小，分散体系可分为三类颗粒粒径小于1NM的真溶液，颗粒粒径为1100NM的胶体溶液，以及颗粒粒径大于100NM的悬浮液。真溶液中的颗粒由于粒度很小，不会引起光线散射，水呈透明状，胶体溶液与悬浮液中的颗粒能使光散射，水呈浑浊状。在通常情况下，胶体溶液和部分悬浮液（颗粒粒径小于100）用混凝方法处理。M絮凝过程是在外力作用下具有徐宁性能的微絮粒相互接触碰撞，从而形成更大的稳定的絮粒，以适应沉降分离要求。为了达到完善的絮凝效果，在絮凝过程中要给水流适当的能量，增加颗粒碰撞机会，并且不使已经形成的絮粒破坏。絮凝过程需要足够的反应时间。352混凝作用及其影响因素1混凝作用混凝通常置于固液分离设备前，与分离设备组合起以下作用。1有效地去除原水中的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和BOD；混凝一般适用于粒度在1NM100的分散体系。可用在流程的不同位置上，也可用于污泥的调理。M2有效地去除水中的微生物、病原菌和病毒。3去除污水中的乳化油、色度、重金属离子及其他一些污染物。4混凝沉淀可去除污水中磷的9095，是最便宜而高效的除磷方法。5投加混凝剂可改善水质，有利于后续处理。如用石灰作混凝剂，同时提高了污水的PH值，有利于吹脱除氮。有些混凝剂可作为化学沉淀剂、氧化还原剂和催化剂。6二级处理出水经混凝沉淀处理之后，可获得靓号出水。混凝剂促使胶粒脱稳凝聚，从机理上解释主要有两种一是双电层压缩机理，投人的高价正离子可以进人胶体的扩散层，从而使胶体扩散层厚度减薄，压缩双电层。这样当两个胶粒相互接近时，由于扩散层厚度降低，电位降低，且碰撞时的间距缩小，排斥能峰降低，相互间吸力增大。因此只要药投量适宜，排斥能峰降到某一值，使胶粒动能可以超越它时，两胶粒就可靠近发生凝聚二另一种是化学架桥作用机理，主要是指离分子物质与胶粒的吸附与桥连，也可理解为两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而联结在一起。实质上，当溶液中有溶胶微粒与聚合物时，聚合物分子迅速被吸附结合于微粒表面，占据表面上一个或几个吸附位，而分子的其余部分则伸人溶液中，当它再结合到另一微粒表面的辛白吸附位时，就形成颗粒间的化学架桥，生成絮凝体。在解释混凝过程时，往往要同时应用这两种机理才较完善。例如当解释铝盐或铁盐在水中的混凝作用时，压缩双电层机理可以较好地解释凝聚过程，即胶粒失稳，在布朗运动作用下，生成微粒或微絮凝体。而化学架桥机理则较好地解释了絮凝过程，即凝聚生成的细小絮凝体，在架桥物质存在和水流搅动中，生成粗絮凝体。2混凝的影响因素混凝过程的作用是将水中呈分散状态的微粒杂质聚集成较粗的絮凝体，从而通过沉淀、过滤等过程从水中分离。混凝的影响因素，除水力条件外，主要是水温和水质两方面。1水温水温对混凝效果的影响是多方面的。一是影响混凝剂的水解过程，混凝剂的水解大多是吸热反应，水温较低时，混凝剂水解速率降低，水解不完全，从而影响混凝效果。另一方面，水温低时，颗粒布朗运动减弱，粘度增大，颗粒碰撞次数减少，影响混凝效果；水温降低的同时，剪切力增大，难以形成较大的絮凝体。2PH值PH值会影响混凝剂水解产物的存在形态与性能，例如铝盐、铁盐等混凝剂在逐级水解时，都释放出氢离子，使原水PH值有所降低。当PH值低至偏离铝盐或铁盐适宜PH范围时，高电荷低聚合度产物偏多，虽然有利于压缩双电层，使胶粒脱稳，但絮凝作用很差，整个混凝效果不佳。而原水中碱度足够时，投加混凝剂不致引起PH值下降，因此，为取得较好的混凝效果，原水应有一定的碱度，当碱度不足时应同时兼投一定量的碱剂。3浊度物质水中形成浊度的物质的组成与特性，主要是电位值、颗粒粒径、吸附容量等也影响混凝效果。此外，如果颗粒的吸附量大，表明胶粒扩散层中离子数量多，要取得较好的混凝效果，必须投加更多的混凝剂，以提供较多的高价阳离子，使胶粒充分脱稳。3混凝剂按照所加药剂在混凝过程中所起的作用，混凝剂可分为凝聚剂和絮凝剂两类，分别起胶粒脱稳和结成絮体的作用。硫酸铝、三氯化铁等传统混凝剂，实际上属于凝聚剂，采用这类凝聚剂时，在混凝的絮凝阶段往往自动出现尺寸足够大、容易沉淀的絮体，因而不需另加絮凝剂。有些混凝剂，特别是合成聚合物，它们往往不只起絮凝剂的作用，而是起凝聚剂和絮凝剂的双重作用。混凝剂的分类如表33所示。表33混凝剂的分类TABLET33COAGULANTCLASSIFICATION无机阳离子混凝剂无机低分子混凝剂无机阴离子混凝剂铝盐无机高混凝剂分子铁盐无机高混凝剂分子无机混凝剂无机高分子混凝剂硅酸金属盐及各种复合混凝剂有机阳离子型混凝剂有机阴离子型混凝剂人工合成有机高分子混凝剂非离子型有机混凝剂有机混凝剂天然有机高分子混凝剂微生物混凝剂微生物混凝剂通过比较絮凝剂选用聚合氯化铝PAC，PAC的适宜PH为59，使用碱化度B4060，比其他铝盐。铁盐低，对设备腐蚀性小。效率高，耗药量小，絮体大而重，沉淀快。对处理后水的PH值和碱度下降小，受水温影响小。投加过量对混凝效果影响小。适应各类水质。由于废水中还有硫酸根离子，在PAC加入810分钟后，再加入石灰（CAO，含量7090）。2OHCA4中和池由于从调节池出来的废水依然显酸性，因此选用碱性药剂对废水PH进行调节。本设计选用氢氧化钠作为中和药剂，因为氢氧化钠具有组成均匀、杂质少、易于投加、易于储藏和运输，在水中溶解度高，反应速度快等特点。虽然价格比较昂贵，相对于氢氧化钙中和来说省却了后续污泥处理麻烦。从整个过程来看选用氢氧化钠作中和药剂还是比较合适。则用氢氧化钠将废水在中和池中把PH调节到7。氢氧化钠在水中的溶解度为300MG/L，因此添加药剂时采用乳剂添加方式。乳剂中氢氧化钠含量为30。中和池，中和时间为T1H，采用圆形。则中和池的容积V为3QTV28式中V中和池的容积，M；Q设计水量，M/H；T中和时间，H。则每个中和池的容积为M，取170M。716QTV取中和池直径为D112M则池深M164372）（DH取超高M，则中和池总高度为M0102371HH5混凝装置混凝装置由混凝剂投配设备、混合搅拌设备和反应设备组成。1混凝剂投配设备混凝剂投配设备分干式和湿式两种，这两种设备中都有定量投配设备和比例投配设备之分。在选择投配设备时，应考虑下列因素A投配速度、最高投配量与最低投配量；B投配量的准确程度；C投配量记录方式；D投配的控制方式，即自动控制还是手动控制；E投配过程是否使用动力；F混凝剂贮存和运输条件。干式投配与湿式投配的特点如表34所示。表34两种方式的特点TABLET34TWOKINDSOFMETHODS优点缺点干式投配装置规模较小投配设备无腐蚀问题可方便地增加设备不能采用吸湿性摇凝剂如准确掌握投量，必须使用高档的投配设备投配量少时。不易调节湿式适用于各种形式的混凝剂易于调节可以在压力管道内进行投药投配设备比较复杂，体积较大有设备腐蚀间题，需要慎重选择设备的材料混凝剂一般应以溶液形式贮存考虑到加入PAC和石灰两种絮凝剂，和两种絮凝剂的特性，且先加PAC后加石灰；考虑味精厂将来扩建废水增加的可能性，PAC投加方式选为选为重力投配设备、石灰投加选用石灰投加系统。每种设备各设置两台，均为一备一用。2混凝剂混合与搅拌设备为了提高混凝反应速率，促进絮体的形成，应对水进行足够的搅拌，以使混凝剂迅速在水中扩散与水混合均匀。最常用的混合设备有下列几种A桨板式机械混合槽混合槽多呈圆形，内设机械搅拌。轴上叶片转动速度应在15M/S以上。混合槽停留时间按1015S设计。B分流隔板式混合槽在渠道上设水平回流或上下回流隔板。隔板间距一般为60100CM流速应在15M/S以上。转弯处的过水断面为平流渠道过水断面的1215倍。C水泵混合将混凝剂溶液投加在水泵吸水井或吸水管内，通过水泵叶轮进行混合。需要注意的是，泵混合必须在水泵内侧和吸水管内壁等处衬以耐酸耐腐材料。几种混合设备的优缺点列于表35，需要对几种混合设备进行综合比较后，选取符合设计要求的一种。表35几种混合设备的比较TABLET35COMPARISONOFSEVERALMIXINGEQUIPMENT型式优点缺点适用条件浆板式机械棍合槽混合效果良好水头损失较小维护管理较复杂、每M设备容量豁耗动力0175KW各种