摘 要

本次毕业设计的主要内容为完成某淀粉厂3500m³/d废水处理工艺设计。

通过对多种工艺分析比较本次计主体工艺确定使用UASB工艺和SBR工艺相结合，在此基础上加上相配套的污水处理构筑物以及相应的污泥处理构筑物。

本设计说明书根据相关规范以及课题要求首先进行污水处理工艺的比较，再选择合适的工艺方案，根据确定的方案参考相关的案例确定处理系统的各种构筑物。之后，根据设计水量的要求对它们进行工程设计计算，选择合适的设备，同时完成污水处理厂的总体布置，初步完成了对3500m3/d污水量的淀粉厂的污水处理工程设计。

关键字： 淀粉废水处理；活性污泥法；UASB工艺；SBR工艺

Abstract

The main content of this graduation project is to complete the design of 3500m3/d wastewater treatment process in a starch factory.

Based on the combination of UASB and SBR processes, the combined sewage treatment structures and the corresponding sludge treatment structures are added through the analysis and comparison of various process analysis.

According to the relevant specifications and the requirements of the project, the design instruction first carries out the comparison of the sewage treatment process, and then selects the appropriate process plan, and determines the various structures of the processing system according to the relevant cases. After that, according to the requirements for the design of water, they are designed and calculated, the suitable equipment is selected, and the overall layout of the sewage treatment plant is completed, and the sewage treatment engineering for the starch plant with 3500m3/d pollution water is designed.

Key Words： starch wastewater treatment；activated sludge process； UASB process； SBR process

目 录

第1章 绪论 1

第2章 概述 3

2.1 设计题目与设计规范 3

2.1.1设计任务 3

2.1.2 设计的各项参数 3

2.2 各项污染物去除率 4

2.3设计规范 5

2.3.1设计要求 5

2.3.2设计依据 5

第3章 淀粉废水方案的选择 7

3.1淀粉废水水质分析 7

3.2淀粉生产废水治理方法 8

3.3污水处理工艺流程的选择 9

3.3.1厌氧生物处理工艺比选 9

3.3.2好氧生物处理工艺比选 11

3.4工艺流程的确定 13

3.5污水处理构筑物的选择 13

3.5.1格栅 13

3.5.2污水泵房 14

3.5.3气浮池 14

3.5.4调节沉淀池 14

3.5.5升流式厌氧污泥床反应器（UASB） 14

3.5.6预曝沉淀池 15

3.5.7 SBR反应池 15

3.5.8 接触消毒池 16

3.5.9计量设备 16

3.6污泥处理构筑物的选择 16

3.6.1集泥井 16

3.6.2污泥浓缩池 17

3.6.3污泥脱水 17

第4章 污水处理系统的设计计算 18

4.1污水厂进水干管设计 18

4.2格栅的设计 18

4.3一级污水泵的设计 20

4.4气浮池的设计 21

4.5 调节沉淀池的设计 24

4.6 UASB反应器的设计 25

4.7二级水泵的设计 27

4.8预曝沉淀池的设计 28

4.9 SBR反应器设计计算 29

4.10 接触消毒池 34

4.11巴氏计量槽的设计 35

第5章 污泥处理系统的设计计算 36

5.1污泥井的设计 36

5.2污泥浓缩池的设计 37

5.3污泥泵的设计 38

5.4污泥脱水间 39

第6章 污水处理厂的平面与高程布置 40

6.1污水厂平面布置 40

6.1.1污水厂平面布置原则 40

6.1.2主要构筑物尺寸 41

6.2污水厂高程布置 41

第7章 结论 42

参考文献 43

致谢 45

第1章 绪论

淀粉属于自然界中最丰富的原料之一，属于可再生、可生物降解资源。用于淀粉生产的主要原料是薯类作物和玉米^[1]。它比较容易从食物中获得而且更便宜。淀粉主要是利用玉米、木薯、马铃薯、小麦等经过深加工生产而成的。

淀粉是食物的重要成分。从淀粉或它的水解产物葡萄糖为起点，可以通过发酵可生产有机化学品，如谷氨酸一钠、有机酸、赖氨酸、柠檬酸^[2]。另外，各种淀粉衍生物也可以通过变性方法生产，并且可以用作填充剂，包埋剂，粘合剂，表面活性剂等。

自2001年以来，中国淀粉年产量保持了17%的增长率，2005年超过了1000万吨，居各国之首^[3]。中国淀粉生产技术也是世界上最发达的国家之一，一些工艺流程已达到国际先进水平。淀粉工业直接推动农业、食品、造纸、医药、化工、石油等众多行业发展。尽管我国淀粉行业虽已取得很大进步，但年人均消费只有8.5公斤，为美国的8.5%，日本的36.6%，仍有很大发展空间。

目前，我国有25家年产10万吨玉米淀粉的企业，其淀粉产量占总产量的87%。年产改性淀粉1万吨以上的企业有15家，产量占总产量的90%以上。

我国淀粉作为原料以玉米和甘薯类为主。甘薯淀粉和玉米淀粉是我国淀粉的两大主要品种，它们的生产工艺流程大致分别如下图1-1和1-2。

图1-1小麦淀粉生产工艺流程图

图1-2 甘薯淀粉生产工艺流程图

第2章 概述

2.1 设计题目与设计规范

2.1.1设计任务

某淀粉厂3500m³/d废水处理工艺设计。

2.1.2 设计的各项参数

（1）设计污水量

设计淀粉厂污水量为3500m³/d，由城市工业污水变化系数表，如下表2-1。

表2-1工业污水变化系数表

工业污水变化系数定义：可由生产工艺流程及生产特性确定。从上表可以估算出污水量的变化系数，污水量的日变化系数通常为1。_。 故本设计可取K_总为1.3。^[4]

根据污水水量变化系数可以得出本污水处理厂设计水量应该为：

Q=3500m³/d×1.3=4500m³/d=189.6m³/h=0.053m³/s；

1. 进水出水指标

进水水质各项指标如下表2-2。

表2-2 进水水质标准

经过本污水处理厂处理后的排出水的水质要求符合《污水综合排放标准》（8978-1996）中的B级标准，具体指标如下表2-3^[5]。

表2-3 出水水质标准

2.2 各项污染物去除率

污染物的去除率是根据废水和排放标准所确定的。

污染物的去除率可由下面的公式计算：

式中：C₀——污水某项指标的进水含量；

Cε——经过处理后的某项指标含量；

设计要求达到1996年颁布的《污水综合排放标准》中的B级标准，《标准》中详细规定了各级水质标准的各项污染物指标的含量，所以根据其规定的数值，结合任务书中设计的淀粉的水质情况可以逐项计算出每种物质的去除效率。经过计算得不同物质的去除率如下表2-4。

表2-4污染物去除率表

2.3设计规范

2.3.1设计要求

（1）处理后的污水各项污染物的含量要满足要求。首要的是必须确保排出水能够满足设计标准的要求，要考虑到实际生活中的技术水平、经济基础，同时要考虑到施工地的具体状况(如气候、施工条件等)，在满足以上条件的基础上，选定污水处理方法，建设类型，设计标准和数据等，应该最大程度地使排放出的污水可以达到设计的要求 ^[6]。

（2）污水处理厂（站）在设计的过程中要充分考虑到经济条件，在设计的过程中要尽可能地降低不必要的工程费用，同时要合理降低运营成本。

（3）污水处理厂设计应当最大程度地考虑合适的方案。在。

（4）要注意预留消防通道，设计气体收集装置以及一些必要的安全管线，做到防患于未然。

（5）污水处理厂设计要长远考虑，目前我国城镇化发展迅速，工艺发展蓬勃，因此污水处理厂的设计不能仅仅满足当下的处理要求，要考虑未来可能的成长空间，在没有长远规划的情况下，还是要考虑一定的扩大规模的可能。

2.3.2设计依据

1. 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

2. 《给水排水设计手册》 ；

3. 《给水排水快速设计手册》第二册 排水工程；

4. 《环境工程设计手册》（修订版）；；

5. 《氧气曝气设计规程》(CECS 114：2000)；

6.《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）；

第3章 淀粉废水方案的选择

3.1淀粉废水水质分析

淀粉废水的各项水质特征根据淀粉生产的两种原料（玉米和甘薯）有所不同。

（1）玉米淀粉

玉米淀粉污水的组成通常为： 糖类0.3%～0.7%，蛋白类2.1%，固体类物质5%～10%， 粗纤维2%～3%，脂质类0.1%～0.3%。 淀粉厂的生产一般不随季节变化，全年生产。生产流程用水量大，通常为5～13m3/t玉米，废水中的各项指标： COD值为8000～28000 mg/ L， BOD5值为4500～22000 mg/ L， SS值为2500～4500 mg/ L， pH通常在4到6之间，污水显酸性。 除此之外，原材料在预处理的过程中，为了降低原材料的机械强度，在浸泡的过程中会加入少量的亚硫酸试剂， 所以在污水中会有一定量的 SO3^2-和 SO4^2-，由于它们的存在，后续的厌氧处理过程中可能会抑制某些细菌作用如甲烷菌。

1. 甘薯类淀粉

薯类淀粉生产的各个生产环节所生产的污水起伏较大，薯类淀粉污水的水质特征和污染因素如下表3-1。^[7]

表3-1 薯类原材料生产污水水质特征和污染因子/（mg/L）

国内部分淀粉厂污水水质特征情况如下表3-2

表3-2 部分淀粉厂污水水质特征

3.2淀粉生产废水治理方法

通过对淀粉废水分析，可以得出淀粉废水为高浓度有机废水， COD、BOD、SS含量高，生物降解性好等特点。根据淀粉废水的水质特征以及其生产特点，国内外常用的的处理方法有如下几种：

1. 沉淀分离法 当温度较低的时候，淀粉在水中的溶解度会非常的低，所以可以通过降低温度的方法，让污水中的SS以物理的方法沉淀到底部淀，通常情况下会使用沉淀池来作为来作为淀粉沉淀分离的场所，当水中的pH降低的时候，处于胶体状态的蛋白质，会以絮凝体的形式沉淀下来^[8]。
2. 化学絮凝法 直接采用自然沉淀，处理时间长，BOD₅的去除效果不佳。通常会在污水中加入不同种类的试剂来破坏水中分散的有机物质的稳定状态，在试剂的作用下，它们会逐渐地聚合，形成密度体积更大的聚集状态的物质，从而达到与水分离。
3. 曝气法 这种方法是利用含有氧化性物质的气体输送到污水中，一般情况下，不会长时间地向水中输送气体，而是采用短时的间歇的曝气方法来进行氧化。氧化性物质氧化并且挥发性物质被吹掉获得净化效果。

本淀粉污水处理厂拟采用的方法为生物处理法，通过多道工序对污水进行处理从而达到污水的达标排放。

3.3污水处理工艺流程的选择

为了确保污水的处理效果，降低污水的环境危害性，采用两段式污水处理，第一段先对污水进行厌氧生物处理，在此之后用好氧法进一步处理。

3.3.1厌氧生物处理工艺比选

（1）厌氧接触法

厌氧接触法工艺流程图如下图3-1。