大蒜脱水废水处理工程设计 29页

武汉理工大学《环境工程学课程设计》摘要近几年，大蒜制造业蓬勃发展，各种大蒜加工企业规模不断扩大，由此产生了大量的加工废水，但是大蒜废水具有强烈的抑菌作用，因此目前对于这类废水的研究还很少。本文是大蒜脱水废水的处理工艺设计。本文根据废水的流量、进水水质以及处理要求，由于大蒜废水CODCr浓度高，用单一的化学法处理效果不好且费用高，对这种较高浓度的有机废水一般采用物化一生化法来处理。大蒜废水主要含有大蒜素，化学名称为二烯丙基三硫化物．相对分子质量为178．总含量≥95％：具有强烈的刺激味和特有的辛辣味．难溶于水，呈油状液体，可与乙醇、乙醚和苯等混合。大蒜素中的二硫醚和三硫醚能够透过病菌的细胞膜进入细胞质中，将含巯基的酶氧化为双硫键，从而抑制细胞分裂，破坏微生物的正常代谢。所以先用物理化学方法去除大部分大蒜素．大幅度降低大蒜素的浓度以减轻对后续生物处理单元的影响．再用生化处理去除溶解性有机物。具体工艺流程为：污水→格栅→调节池→溶气气浮池→混流式生物选择器→加强SBR→排放。工艺原理是：污水经格栅去除较大的漂浮物后，进入调节池进行水质水量的均化，再进入溶气气浮池，去除大蒜素及大部分有机物,然后进入混流式生物选择器，投加特定高效微生物菌液，最后进去SBR进一步去除有机物脱氮除磷，然后排放污水经过本设计所采用的工艺进行处理后，达到了《污水综合排放标准》(GB8978－1996)一级标准，所以该工艺对大蒜脱水污水处理具有高效性、经济性。27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》目录1绪论11.1概况11.1.1大蒜的成分11.1.2大蒜脱水废水来源21.1.3大蒜脱水废水的成分31.2进出水水质及处理程度说明31.2.1进出水水质31.2.2处理程度说明31.3大蒜脱水废水处理原则及设计原则41.3.1处理原则41.3.2设计原则42废水处理工艺的选择与说明52.1各种处理工艺的比较52.1.1ABR-氧化工艺52.1.2加强SBR工艺62.1.3水解酸化-多级接触氧化工艺62.2处理工艺的具体说明82.2.1污水处理的说明82.2.2污泥处理的说明93各构筑物的设计计算103.1细格栅103.2调节池113.3混流式生物选择器123.4加强SBR池123.5污泥浓缩池134平面和高程布置164.1平面布置164.2高程计算165经济分析186结论19参考文献20致谢21附录2227\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》1绪论1.1概况大蒜又名胡蒜、独蒜、独头蒜，为百合科葱属植物蒜的鳞茎，其作为民间药物已广泛应用于世界各地。近年来，随着人们对保健功能食品的重视，大蒜以其丰富的营养成分和药物有效成分日益受到青睐，各种蒜制品(食品和药物)也都相继出现。此外，大蒜也是人们日常生活中喜爱的调味佳品，能够在烹调菜肴时去掉腥膻味，增加香味。我国大蒜资源丰富，品种多样，质地优良，年产量占世界总量的1／3，其鲜蒜及各种加工品除了供应国内消费之外，还大量出口日本、韩国及东南亚各国，出口总量占世界第4位。大蒜直接生食最为普遍，这样营养价值最高，生理功效也最明显。但由于它在环境适宜时会因为迅速抽芽消耗所存储的营养物质而导致品质急剧恶化而不能食用，所以大蒜初产品的价格较低。因此，可以对大蒜进行加工，提高其经济效益。1.1大蒜的成分大蒜含有许多化学成分，其主要的成分包括糖类、氨基酸类、脂质类、肽类、含硫化合物及多种维生素、微量元素等。从大蒜制剂“保生油丸"中能够测出人体己知的必需微量元素，这些微量元素包括镁、钠、铁、磷、锰、钡、钙、锶、铝、钾、锌、铜、钒、铝、硒、钼、钻、镍、镉。另外，大蒜中还含有人体几乎所有的必需氨基酸，其中半胱氨酸、组氨酸、赖氨酸的含量较高，另外还有丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、色氨酸、胱氨酸、丝氨酸、亮氨酸、缬氨酸等。目前认为大蒜主要的生物活性物质是含硫化合物。大蒜内含硫成分多达30余种，其中主要的含硫化合物有二稀丙基一硫化物，二烯丙基二硫化物，二烯丙基三硫化物。大蒜中维生素的主要成分为维生素A、B、C，另外大蒜中还含有前列腺素A、B、C。大蒜中含有的诸多化学成分是大蒜防病抗病的基石出。大蒜的食疗价值，主要是大蒜素的作用。纯品大蒜素为无色油状物，具有大蒜异味。在20℃下比重为1．112，折射率为1．561，无旋光性，微溶于水，溶于乙醇、苯、乙醚等有机溶剂。对热和碱不稳定，对酸较稳定。对皮肤有刺激性，对许多革兰氏阳性和阴性细菌及真菌具有很强的抑制作用。27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》大蒜素的结构式为：GleitzJ等研究认为新鲜的大蒜中是没有游离的大蒜素的，只有它的前体物质一蒜氨酸(aUiin)，大约占大蒜总鲜重的0．25％。蒜氨酸在放置或经水蒸汽蒸馏后转化成5种主要成分：二烯丙基硫代磺酸酯(大蒜素)，二烯丙基二硫醚，S．烯丙基甲基硫代磺酸酯，甲基烯丙基二硫醚，二烯丙基硫醚。蒜氨酸以稳定、无臭的形式存在于大蒜之中，当大蒜受到物理机械破碎或者被加工后，大蒜中的蒜酶(allinase)就会被激活，将蒜氨酸催化分解为大蒜素。在大蒜素形成过程中，蒜氨酸和蒜氨酸酶起着重要作用。WuDK等研究证明，大蒜素对温度、强酸和碱较敏感，在30℃时较稳定，而且在0"C"-50"C范围内，大蒜素含量与温度成反比。pH值低于3时的大蒜素含量高于pH值为5时的含量。表明大蒜素的稳定性与温度、pH值有直接关系。当温度≤0℃，pH值3"-'5时，大蒜素较稳定，且分解较缓慢。添加0．5％～1．5％的维生素C或1．0％"-1．5％3-环糊精可大大提高大蒜素的稳定性。AgrawalR等在大蒜静置培养过程中发现：含3％～5％的蔗糖、0．5mg／L激素和NI-14+：N03"=2：l或l：l的培养基能使大蒜素含量增加10。1.1.2大蒜脱水废水来源近年来，大蒜切片加工生产业已形成规模，大蒜脱水生产加工一般包括挑选、清理、切片、漂洗、脱水(烘干)、平衡水分、分选、包装、成品等几个过程，其中清理、漂洗和脱水过程中，会产生大量的废水。大蒜切片废水为高浓度废水，CODCr近万mg／L，虽然该种废水本身并没有毒性，但它含有大量可生物降解的有机物质，如果不经过处理直接排入水体，将会消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，使水生生物死亡。同时，废水中含有的悬浮颗粒物沉入水底，经过厌氧分解，产生臭气使水质恶化，不仅给水体造成了严重的污染，给大大的损害了周围的空气环境。由于大蒜具有强烈的抑菌作用，大蒜素中的硫醚能够氧化含巯基的酶，抑制了细胞细胞分裂，破坏了微生物的正常代谢，因此采用传统的物化一生化方法进行处理则效果较差。27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》1.1.3大蒜脱水废水的成分废水中的主要成分有糖类、蛋白质、大蒜素和少量果胶、蜡,以及生产过程中添加的柠檬酸、明矾、食盐等无机化合物,CODCr、BOD5、SS含量高，有一定的氨氮。无有毒物质，但不能直排，直排易导致河水溶解氧低，生物大量死亡。1.2进出水水质及处理程度说明1.2.1进出水水质水量Q：800m3/d表1综合进水水质出水要求达到《污水综合排放标准》(GB8978－1996)一级标准。见附录1.2.2处理程度说明（1）CODCr的去除率：η=（4000-100）/4000*100%=97.5%（2）BOD5的去除率:η=（1400-20）/1400*100%=98.6%（3）SS的去除率:η=（600-70）/600*100%=83.3%（4）NH3-N的去除率:η=（40-15）/40*100%=62.5%27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》1.3大蒜脱水废水处理原则及设计原则1.3.1处理原则（1）全过程控制原则。对污水产生、处理、排放的全过程进行控制。（2）减量化原则。在污水和污物发生源处进行严格控制和分离，厂内生活污水与工作区污水分别收集，即源头控制、清污分流。（3）就地处理原则。为防止污水输送过程中的污染与危害，必须就地处理。（4）分类指导原则。根据工厂性质、规模、污水排放去向和地区差异对污水处理进行分类指导。（5）达标与风险控制相结合原则。全面考虑污水达标排放的基本要求，同时加强风险控制意识，从工艺技术、工程建设和监督管理等方面提高应对突发性事件的能力。（6）生态安全原则。有效去除污水中有毒有害物质，减少处理过程中消毒副产物产生和控制出水中过高余氯，保护生态环境安全。1.3.2设计原则（1）基础数据可靠认真研究基础资料、基本数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水质特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。（2）针对水质特点选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的处理工艺，积极慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定的达标排放。（3）避免二次污染尽量避免或减少对环境的负面影响，妥善处置处理渗滤液工程中产生的栅渣、污泥，臭气等，避免对环境的二次污染。（4）运行管理方便建筑构筑物布置合理，处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济适用，以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费用。（5）严格执行国家环境保护有关规定，使处理后的水能够达标排放。27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》2废水处理工艺的选择与说明2.1各种处理工艺的比较近年来，随着污水处理水质要求不断提高和处理技术的发展，大蒜脱水废水处理技术取得了很大的进步，生化处理工艺有ABR-氧化工艺、加强SBR工艺、水解酸化-多级接触氧化工艺等，各种工艺均有自身的优缺点。2.1.1ABR-氧化工艺厌氧折流板反应器是在反应器中沿水流方向添加几个挡流板，将反应器分隔成若干个串联的隔室，每个反应室都可以看作一个相对独立的UASB反应器，废水进入反应器后沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，反应器中的微生物与废水中的有机物充分接触，最终将其降解去除。反应室中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，而挡流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使得污泥在水平方向的流速极其缓慢，因此大量的厌氧污泥都被截留在反应室中。由此可见，ABR反应器是一个由多个格室组成的连续性结构，虽然在结构上可以看做是多个UASB反应器的串联，但是从总体上看，ABR反应器更加类似于推流式反应器。ABR反应器中不同隔室内的厌氧微生物易于呈现出良好的种群分布和处理功能的配合，不同隔室中生长适应流入该隔室废水水质的优势微生物种群，从而有利于形成良好的微生态系统网。例如，在位于反应器前端的隔室中，主要以水解和产酸菌为主，而在、反应器后面几个隔室中，则以甲烷菌为主。就甲烷菌而言，随着隔室的推移，其种群由主要以八叠球菌属为主逐渐向以甲烷丝菌属、异养甲烷菌和脱硫菌属为主转变，这样逐室的变化，使优势微生物种群得以良好地生长繁殖，废水中的污染物分别在不同的隔室中得到降解，因而ABR具有良好的处理效能和稳定的处理效果。ABR不同隔室产生不同的微生物群落，微生物生态取决于基质的类型和数量，以及外部参数如pH、温度等。在折流板反应器前部是高浓度的甲烷八叠球菌，向反应器后部转变为甲烷丝状菌。这是因为在高乙酸浓度下，甲烷八叠球菌增长速度比甲烷丝状菌的高，然而在低乙酸浓度下，甲烷丝状菌由于其对乙酸的亲和力比甲烷八叠球菌强而占优势引。27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》尽管在ABR反应器中即使不形成颗粒污泥也能获得良好的处理效果，但是许多研究结果还是说明了只要条件合适，在ABR反应器中是可以培养出颗粒污泥的，而且其生长速度较快。污泥颗粒化可有效地改善污泥的沉降性能，有利于反应器对生物体的截留，改善微生物的生理环境，加强它们对外界环境(如水质、pH、温度等)的抵抗和适应能力，提高了系统的稳定性和对废水的降解能力。许多研究表明，在ABR反应器内，颗粒污泥的外观和粒径大小都随废水水质、浓度及处理目的(酸化和甲烷化)的不同而不同。在处理糖蜜蒸馏液废水时，各隔室内颗粒污泥尺寸几乎完全一致；而底物改为蜜糖时，颗粒污泥的尺寸却沿流向逐渐缩小。国内外许多研究也表明，ABR反应器中的颗粒污泥粒径沿程逐渐降低的规律。2.1.2加强SBR工艺加强SBR是在保留了一般SBR优点的基础上，重点对微生物培养及调试运行做了改进。采用传统办法进行微生物培养及调试所用时间较长．一般需要1至2个月才能投入正常运行，不能适应大蒜生产的季节性强(只在79月份生产)、周期短的特性。选择优势菌种、合理利用生物资源、加快微生物菌种的培养驯化成为SBR运行的关键。使用高性能专用特种微生物制剂和复合酶制剂配合类似企业的剩余活性污泥进行驯化培养，在调试10d后就取得了良好的效果，15d后即进入正常运行状态。加强SBR主要有以下优点：(1)由于使用了高效特种微生物，污泥培养速度加快，适应性更强，出水水质好。(2)运行效果稳定，理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。(3)耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，更能有效抵抗水量和有机污染物的冲击。(4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。(5)反应池内存在DO、BOD浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。2.1.3水解酸化-多级接触氧化工艺大蒜废水由生产车间排出后,采用自动旋转格栅去除较大悬浮物,27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》保护后续构筑物和设备稳定运行。调节池均衡水量、水质后由泵送入水解酸化池。水解酸化池主要作用是在厌氧环境下将大分子的蛋白质和多糖降解为小分子的氨基酸和羧酸,有利于其进一步被氧化。水解酸化池中设组合填料和搅拌装置,增加系统的微生物浓度和改善系统的传质速度。运行表明,水解酸化池主要起到两方面的作用:一是发挥了水解酸化的作用,使废水中难降解的有机物及其大分子物质生成易降解小分子物质;二是水解部分污泥,减少污泥的排放量。水解酸化池出水自流入多级生物接触氧化池,该工艺采用4级串联方式。研究表明,生物接触氧化法有利于世代较长的硝化细菌生长,其硝化性能优于活性污泥法。但是,在普通生物接触氧化反应器中,一些对环境和营养条件要求不同的细菌混杂生活在相同条件下,不能充分发挥各自对不同污染物的净化效能。硝化细菌的比增长速率比有机物降解菌小数倍甚至数十倍,严重影响硝化性能的发挥。基于微生物生态学的原理,应用微生物生态调控技术,在生物接触氧化工艺中,对不同的微生物群落按其不同的环境要求进行适当功能分区,提供各自的营养及环境条件,是提高硝化速率的新思路。在串联运行的生物接触氧化池中,第一级池中的生物膜厚度和活性、优势菌种类和数量明显超过后三级,但原生动物和后生动物数量低于后者,从而使分区有不同的微生物组成,大大提高了处理效率。生物接触氧化池出水进入二沉池进行固液分离,出水达标排放。二沉池部分污泥排入水解酸化池,剩余污泥进入污泥储存池进行进一步硝化,硝化后污泥经箱式压滤机脱水后外运作肥料处理。水解酸化工艺将大分子的有机物降解为小分子物质,提高了废水的可生化性,为好氧处理创造条件。结合多级接触氧化工艺的特点可知,在连续运行的条件下,系统中存在种类繁多的微生物,能够保持微生物种群的平衡,形成合理的生态结构,构成了完整的食物链。本系统是生物膜和活性污泥共存的生态系统。大大提高了食物链和食物网的复杂性,提高微生物种类和生态系统的稳定性。沿着废水流向出现不同的优势微生物种群,第一级有机物浓度高,生物膜厚,主要由菌胶团组成;第二级有机物浓度有所降低,出现大量的丝状菌;第三级出现了部分原生动物,如鞭毛虫、游泳型纤毛虫等;第四级有机物浓度低,生物膜变薄,种类多,数量少,柄纤毛虫和轮虫占优势。这与废水沿河流方向的自净作用相符。多级氧化工艺的理论目前还不完善,一般根据非稳态理论认为,非稳态条件对生物处理系统的影响应归结到对系统中微生物的影响,27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》包括微生物活性、适应外界环境不断变化的能力、利用不同底物微生物的富集和固定化、具有特殊功能的微生物的形成等方面,而系统的处理效果很大程度上取决于这些因素。研究表明,一段时间的“饥饿”状态并不会导致微生物活性的降低,反而会刺激微生物产生更多的与基质摄取相关的酶,从而在“饱食”状态下吸收即从水中去除数量更多、范围更广的污染物[2]。最重要的是,本工艺结合了生物接触氧化和APO的工艺的特点,既有反应空间的连续间断性,又有反应时间连续性和间断性,形成了活性污泥与生物膜共存的状态。2.2处理工艺的具体说明图1工艺流程图2.2.1污水处理的说明由于废水的排放无规律性和水质的不均衡性以及废水有高的悬浮物浓度，必须要有稳妥的预处理措施。设置细格栅用来去除废水的悬浮物．减轻后续处理单元的压力．设置调节池均衡水量和水质．将悬浮物质沉降，避免对后续处理单元有较大的冲击负荷。后续处理由于大蒜废水CODCr浓度高，用单一的化学法处理效果不好且费用高，对这种较高浓度的有机废水一般采用物化一生化法来处理。大蒜废水主要含有大蒜素，化学名称为二烯丙基三硫化物．相对分子质量为178．总含量≥95％：具有强烈的刺激味和特有的辛辣味．难溶于水，呈油状液体，可与乙醇、乙醚和苯等混合。大蒜素中的二硫醚和三硫醚能够透过病菌的细胞膜进入细胞质中，将含巯基的酶氧化为双硫键，从而抑制细胞分裂，破坏微生物的正常代谢。所以先用物理化学方法去除大部分大蒜素．大幅度降低大蒜素的浓度以减轻对后续生物处理单元的影响．再用生化处理去除溶解性有机物。结合企业提供与现场勘察的有关情况及环保部门的要求．27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》考虑上述因素．确定工艺流程如图。2.2.2污泥处理的说明污泥处理工艺以污泥脱水为主，采用板框压滤机进行污泥脱水。板框过滤机是用来将球磨机排出来的泥砂等颗粒进行固体和液体分离，将分离的水循环利用的设备。要求具有分离效果好、适应性强，特别对于粘细物料的分离，具有独特的优越性。压滤机的结构见图，图中的2是固定头板，5是可移动的尾板。在这两个端板间排列着滤板3和滤布4.所有的板均借助自己两侧的把手搁挂在横梁7上，并可沿横梁做水平方向移动。活塞杆的前端与可动压紧板6铰接，当活塞在液压推力下推动压紧板，将所有板和布压紧在机架中。达到液压工作压力后，旋转开关至自动保压“I”位置，即可进料过滤。电接点压力表会自动稳压在上、下限之间。图2板框式压滤机结构图27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》3各构筑物的设计计算3.1细格栅图3格栅设计计算示意图（1）设计参数设计流量Q=800=0.0093栅前流速=0.6m/s，过栅流速=0.8m/s,栅前水深h=0.4m栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm,进水槽宽B1=0.4m栅前部分长度0.5m，栅后部分长度为1.0m,格栅倾角=60°（2）设计计算①栅条间隙数n=27②栅槽宽度B=s(n-1)+en=0.01×26+0.01×27=0.53m③进水渠道渐宽部分长度27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》L1=0.18m④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2=0.9m⑤过栅水头损失h2因栅条为矩形截面，k=3.36v-1.32=1.368;当为矩形断面时β=2.42所以h2=0.094m⑥栅后槽总高度H取栅前渠道超高h1=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h1=0.4+0.3=0.7m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.094+0.3=0.794m⑦格栅总长度L=2.18m3.2调节池调节池内设置自动控制系统，根据液位高、低位设定后，可自动启动、关闭系统的运行。（1）设计流量Q=800=33.4（2）停留时间t：取t=12h（3）有效容积V：V=Qt=33.4×12h=400（4）有效水深h：取h=3.3m（5）池子面积F：F=V/h=121.2m2（6）池子平面尺寸：L×B=11m×11m（7）池子高度H：取超高为0.3m，缓冲高度0.5m，所以H=0.3+0.5+3.3=4.1m（8）池子几何尺寸：LBH=11m×11m×4.1m27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》3.3混流式生物选择器在反应器启动时投加特定高效微生物菌液，初期阶段每天投加5，持续投加10d就可发挥特定优势功能。高效微生物是采用生物工程手段对自然微生物进行改性和强化的高效专用微生物和复合酶制剂，活性高，适应性强，对污水中自然微生物难降解的物质降解速度快、耐毒能力强。该菌种能适应大蒜素的特性，不被大蒜素杀死，同时将污水中的残余大蒜素分解，将难降解的或大分子污染物质降解为小分子物质，消除其对好氧微生物的影响，易于被后续好氧阶段微生物氧化分解，增加污水的可生化性，并可去除部分CODCr；池内底部设穿孔管均匀配水系统，增设专用微生物载体(填料)，利用配水系统的水力条件搅动活性污泥的同时增加污泥与废水中有机物的接触面积．以便于泥水充分混合，提高降解速率。（1）设计流量Q=800=33.4（2）停留时间t：取t=13.2h（3）有效容积V：V=Qt=33.4×12h=440（4）有效水深h：取h=5.5m（5）池子面积F：F=V/h=80m2（6）池子平面尺寸：L×B=10m×8m（7）池子高度H：取超高为0.3m，缓冲高度0.5m，所以H=0.3+0.5+5.5=6.3m（8）池子几何尺寸：LBH=10m×8m×6.3m3.4加强SBR池加强SBR是在保留了一般SBR优点的基础上，重点对微生物培养及调试运行做了改进。采用传统办法进行微生物培养及调试所用时间较长．一般需要1至2个月才能投入正常运行，不能适应大蒜生产的季节性强(只在79月份生产)、周期短的特性。选择优势菌种、合理利用生物资源、加快微生物菌种的培养驯化成为SBR运行的关键。使用高性能专用特种微生物制剂和复合酶制剂配合类似企业的剩余活性污泥进行驯化培养，在调试10d后就取得了良好的效果，15d后即进入正常运行状态。（1）设计流量Q=80027\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》（2）运行周期t：取t=8h，进水时间4h(2h后开始曝气)、曝气时间6h(DO的质量浓度是随反应时间变化的，一般控制在1．5—2．0mg／L)、沉淀时间1．5h、滗水时间1h、闲置时间0．5h（3）设2座SBR池（4）有效水深h：取h=4.5m（5）单池体积V：①一个SBR池一天处理水800/2=400m3一个SBR池一天进水3次，每次进水133.3m3单池体积V=V1+V2V1=133.3m3V2=QLj/NwFw式中Q——单池每天进水量800/2=400m3Lj——进水BOD=873mg/LNw——污泥负荷取0.1kgBOD/KGMLSS.dFw——混合液污泥浓度取4000mg/LV2=873m3V=1006m3（6）池子面积F：F=V/h=224m2（7）池子平面尺寸：L×B=15m×15m（8）池子高度H：取超高为0.3m，缓冲高度0.5m，所以H=0.3+0.5+4.5=5.3m（9）池子几何尺寸：LBH=15m×15m×5.3m3.5污泥浓缩池（1）设计参数设计流量Qw：==0.5×(450-20)×103×800=172kg∕d式子中—27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》活性污泥微生物对有机污染物的氧化分解过程的需氧量，即活性污泥微生物每代谢1㎏BOD所需要的氧量，以㎏计。设计取值范围为0.49～0.62，实际取0.5；—进水BOD浓度，取450㎎/L;—出水BOD浓度，取20㎎/L;Q—污水流量，/d内源呼吸分解泥量==0.15×2012×1600×103=483kg/d式子中b—活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化分解过程的需氧量，即每1㎏活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以㎏计。设计取值范围为0.0.16，实际取0.15；—挥发性悬浮固体，（MLVSS）==0.4×4000=1600㎎/LV—SBR池容积，不可生物降解和惰性悬浮物量==(60-10)×103×800×0.5=20kg/d式子中—进水悬浮固体浓度（SS）,取60㎎/L—出水悬浮固体浓度（SS）,取10㎎/L剩余污泥量W==675kg/d湿污泥量（剩余污泥含水率=99.5%）Qw==135/d污泥浓度C=6g/L浓缩后含水率97%浓缩时间T=18h浓缩池固体通量M=30kg/（m2•d）浓缩池数量1座27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》浓缩池池型圆形辐流式（2）浓缩池尺寸①面积A=QwC/M=2.7m2②直径D=5.9m③工作高度h=TQw/24A1=2.3m，取超高为0.3m，缓冲高度0.5m，则总高度H=2.3+0.3+0.5=3.1m27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》4平面和高程布置4.1平面布置该大蒜加工厂污水处理站构筑物及其技术参数见下表，构筑物平面尺寸指平面外形尺寸。表2各构筑物尺寸及参数表序号构筑物名称技术参数尺寸L×B()高度(m)备注1格栅v1=0.6m/s,v2=0.8m/s，s=0.01m,e=10mm2.18×0.530.8钢混2调节池t=12h,h=3.3m11×114.1钢混3混流式生物反应器t=13.2h,h=5.5m10×86.3钢混4加强SBR池T=8h,h=4.5mNS=0.1kgBOD5/(kgMLVSS·d)X=4000mg/L15×15（2座）5.3钢混5污泥浓缩池T=18h直径为5.9m3.1钢混6脱水机房-5×43砖混4.2高程计算构筑物水头损失与构筑物种类、型式和构造有关。初步设计时，可按下表所列数据估算：表3各构筑物的水头损失表构筑物名称水头损失/cm构筑物名称水头损失/cm格栅10-25生物滤池（工作高度为2m时）a.装有旋转式布水器b.装有固定喷洒布水器沉砂池10-25270-280沉淀池平流竖流20-40450-47527\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》辐流40-50混合池或接触池10-3050-60污泥干化场200-350双层沉淀池10-20配水井10-20曝气池污入潜流入池污水跌入水池25-50混合池（槽）40-6050-150反应池40-60设计加强SBR池底处相对标高为±0.00,加强SBR池水面标高为5.00，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高，具体结果见污水、污泥处理流程图。表4各构筑物的设计水面标高及池底标高表构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管-0.70-1.00格栅-1.00-1.80调节池-2.00-5.30混流式生物反应器6.000.00加强SBR池5.000.00污泥浓缩池2.00-0.8027\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》5经济分析该项目工程规模为800m3／d，总投资为人民币158万元，其中土建投资48万元。设备及其它投资ll0万元。废水运行费用为0．78元／m3．其出水平均CODSS的质量浓度分别为75．7、l1．7mg／L。污水处理设施正常运行后每天可去除CODo污染物质2．81t，每年减少排放CODo污染物质252．9t(本企业年生产期为3个月)．大大减轻了对环境水体的污染，环境效益十分显著。表4各工艺阶段处理效果数据表27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》6结论(1)大蒜废水一直是环保行业及大蒜加工企业非常棘手的问题，采用气浮一混流式生物选择一加强SBR工艺处理大蒜脱水废水的工程运行实践表明，该工艺是一套切实可行、非常实用的大蒜脱水废水处理工艺技术。对大蒜脱水废水的处理效率高，运行稳定。操作灵活，出水指标能够完全达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中规定的一级标准要求。(2)自主研制的混流式生物选择反应器和培养的适应大蒜素的专用高效微生物菌种对大蒜素废水有很好的适应性和降解能力，为下一步的好氧处理打下了坚实的基础，是解决大蒜脱水废水处理的根本，为污水能够很好的进行好氧处理提供了必要条件(3)简单的物理絮凝反应对本废水的作用很不明显，这在运行过程中尤其重要。通过加人自主研制的专用药剂，再配合絮凝剂使用能起到极佳的效果。27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》参考文献[1]张忠祥，钱易．废水生物处理新技术[M]．北京：清华大学出版社．2004．[2]阮文权．废水生物处理工程设计实例详解[M]．北京：化学工业出版社．2006．[3]北京水环境技术与设备研究中心，北京市环境保护科学研究院，国家城市环境污染控制工程技术研究中心．三废处理工程技术手册废水卷[M]．北京：化学工业出版社，2000[4]《水质工程学》，中国建筑工业出版社，2005年[5]《污水处理工程设计》，化学工业出版社，2003年[6]《给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社，2004年[7]《污水处理厂工艺设计手册》，化学工业出版社，2003年[8]《三废处理设计手册》（废水卷），化学工业出版社[9]李先宁,宋海亮.反应区分区提高生物接触氧化硝化性能的研究[J].中国环境科学,2006,26(1):62266.[10]王涛.多级APO废水处理工艺的理论研究[J].环境科学与技术,2003,26(4):28233.致谢27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》感谢学院给我们安排这次课程设计，让我们有一次磨砺的机会，对所学的专业有深刻的理解和掌握；同时十分感谢黄永炳老师对我们细心的指导和无私的帮助，保证了我们顺利完成设计；感谢同学互相支持及给予我的帮助。由于缺乏实际工程经验，加之我的设计水平有限，设计中不妥之处在所难免，请老师给予批评指正,在此表示衷心的感谢!附录27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》污水综合排放标准---GB8978-1996(GB8978-1996　1998-01-01实施)本标准按照污水排放去向，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。本标准适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。(1997年12月31日之前建设（包括改、扩）的石化企业，COD一级标准值由100mg/l调整为120mg/l，有单独外排口的特殊石化装置的COD标准值按照一级：160mg/l，二级：250mg/l执行，特殊石化装置指：丙烯腈-腈纶、已内酰胺、环氧氯丙烷、环氧丙烷、间甲酚、BHT、PTA、奈系列和催化剂生产装置)。　　为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国海洋环境保护法》,控制水污染,保护江河、湖泊、运河、渠道、水库和海洋等地面水以及地下水水质的良好状态,保障人体健康,维护生态平衡,促进国民经济和城乡建设的发展，特制定本标准。　　1主题内容与适用范围　　1.1主题内容　　本标准按照污水排放去向，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。　　1.227\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》适用范围　　本标准适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。　　按照国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则，造纸工业执行《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-92)》，船舶执行《船舶污染物排放标准(GB3552-83)》，船舶工业执行《船舶工业污染物排放标准(GB4286-84)》，海洋石油开发工业执行《海洋石油开发工业含油污水排放标准(GB4914-85)》，纺织染整工业执行《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)》，肉类加工工业执行《肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92)》，合成氨工业执行《合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-92)》，钢铁工业执行《钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)》，航天推进剂使用执行《航天推进剂水污染物排放标准(GB14374-93)》，兵器工业执行《兵器工业水污染物排放标准(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》，磷肥工业执行《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》，烧碱、聚氯乙烯工业执行《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB15581-95)》，其他水污染物排放均执行本标准。　　1.3本标准颁布后，新增加国家行业水污染物排放标准的行业，按其适用范围执行相应的国家水污染物行业标准，不再执行本标准。　　2引用标准　　下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。　　GB3097-82海水水质标准　　GB3838-88地面水环境质量标准　　GB8703-88地面水环境质量标准　　GB8703-88辐射防护规定　　3定义　　3.1污水：指在生产与生活活动中排放的水的总称。　　3.2排水量：指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。　　3.3一切排污单位：指本标准适用范围所包括的一切排污单位。　　3.4其他排污单位：指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。　　4技术内容　　4.1标准分级　　4.1.1排入GB3838Ⅲ类水域(划定的保护区和游泳区除外)和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。　　4.1.2排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准。　　4.1.3排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。　　4.1.4排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求，分别执行4.1.1和4.1.2的规定。　　4.1.5GB3838中Ⅰ、Ⅱ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区，GB3097中一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。　　4.2标准值　　4.2.1本标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为二类。27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》　　4.2.1.1第一类污染物，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求(采矿行业的尾矿坝出水口不得视为车间排放口)。　　4.2.1.2第二类污染物，在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。　　4.2.2本标准按年限规定了第一类污染物和第二类污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量，分别为：　　4.2.2.11997年12月31日之前建设(包括改、扩建)的单位，水污染物的排放必须同时执行表1、表　　2、表3的规定。　　4.2.2.21998年1月1日起建设(包括改、扩建)的单位，水污染物的排放必须同时执行表1、表4、表5的规定。　　4.2.2.3建设(包括改、扩建)单位的建设时间，以环境影响评价报告书(表)批准日期为准划分。　　4.3其他规定　　4.3.1同一排放口排放两种或两种以上不同类别的污水，且每种污水的排放标准又不同时，其混合污水的排放标准按附录A计算。　　4.3.2工业污水污染物的最高允许排放负荷量按附录B计算。　　4.3.3污染物最高允许年排放总量按附录C计算。4.3.4对于排放含有放射性物质的污水，除执行本标准外，还须符合GB8703-88《辐射防护规定》。　表１第一类污染物最高允许排放浓度单位：mg/l　 序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.57总铅1.08总镍1.09苯并(a)芘0.0000327\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》10总铍0.00511总银0.512总α放射性1Bq/L13总β放射性10Bq/L 　表2第二类污染物最高允许排放浓度(1997年12月31日之前建设的单位)单位：mg/L序号污染物适用范围一级标准二级标准三级标准1pH一切排污单位6～96～96～92色度(稀释倍数)染料工业50180-　-　-其他排污单位5080-　-　-采矿、选矿、选煤工业100300-　-　-脉金选矿100500-3悬浮物(SS)边远地区砂金选矿100800-　-　-城镇二级污水处理厂2030-　-　-其他排污单位70200400　-　-甘蔗制糖、苎麻脱胶、湿法纤维板工业301006004五日生化需氧量(BOD5)甜菜制糖、酒精、味精、皮革、化纤浆粕工业30150600　-　-城镇二级污水处理厂2030-　-　-其他排污单位3060300　表2第二类污染物最高允许排放浓度续表(2)(1997年12月31日之前建设的单位)单位：mg/L27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》序号污染物适用范围一级标准二级标准三级标准--甜菜制糖、焦化、合成脂肪酸、湿法纤维板、染料、洗毛、有机磷农药工业1002001000--味精、酒精、医药原料药、生物制药、苎麻脱胶、皮革、化纤浆粕工业1003001000--石油化工工业(包括石油炼制)1001505005化学需氧量(COD)城镇二级污水处理厂60120-其他排污单位1001505006石油类其他排污单位1001505007动植物油一切排污单位1010308挥发酚一切排污单位20201009总氰化合物一切排污单位0.50.52.0电影洗片(铁氰化合物)0.55.05.010硫化物其他排污单位0.50.51.011氨氮一切排污单位1.01.02.0--医药原料药、染料、石油化工工业1550---其他排污单位1525-12氟化物黄磷工业102020--低氟地区(水体含氟量<0.5mg/L)10102013磷酸盐(以P计)其它排污单位0.51.0-14甲醛一切排污单位---15苯胺类一切排污单位1.02.05.016硝基苯类一切排污单位2.03.05.017阴离子表面活性剂(LAS)合成洗涤剂工业5.01520--其他排污单位5.0102018总铜一切排污单位5.01.02.019总锌一切排污单位2.05.05.020总锰合成脂肪酸工业2.05.05.0--其他排污单位2.02.05.021彩色显影剂电影洗片2.03.05.0　表2第二类污染物最高允许排放浓度续表(2)(1997年12月31日之前建设的单位)单位：mg/L序号污染物适用范围一级标准二级标准三级标准27\n武汉理工大学《环境工程学课程设计》22显影剂及氧化物总量电影洗片3.06.06.023元素磷一切排污单位0.10.30.324有机磷农药(以P计)一切排污单位不得检出0.50.525粪大肠菌群数医院*、兽医院及医疗机构含病原体污水500个/L1000个/L5000个/L　　传染病、结核病医院污水100个/L500个/L1000个/L26总余氯(采用氯化消毒的医院污水)医院*、兽医院及医疗机构含病原体污水<0.5**>3(接触时间≥1h)>2(接触时间≥1h)-　　-传染病、结核病医院污水<0.5**>6.5(接触时间≥1.5h>5(接触时间≥1.5h)　注：*指50个床位以上的医院。**加氯消毒后须进行脱氯处理，达到本标准27