某乳業(yè)公司2500m3d廢水處理工藝設(shè)計

某乳業(yè)公司2500m3d廢水處理工藝設(shè)計江西理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目：某乳業(yè)乳品廢水處理工程設(shè)計學(xué)院：資源與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)：環(huán)境工程班級：081學(xué)生：xxx學(xué)號：23指導(dǎo)教師：鐘xx 職稱：副教授指導(dǎo)教師： 職稱：江西理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)2008級（2012屆）環(huán)境工程081班23Sxxx題目：某乳業(yè)乳品廢水處理工程設(shè)計原始依據(jù)1、設(shè)計技術(shù)條件、技術(shù)參數(shù)等：原始依據(jù)主要污染物描述：污染物的主要來源為生產(chǎn)廢水和生活污水，生產(chǎn)廢水主要含有乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、NaOH等，生活污水主要來源為衛(wèi)生間、洗澡和洗衣等。廢水日處理量：2500噸/日，連續(xù)排放。水質(zhì)指標如下表:編號污染物種類平均數(shù)值最大數(shù)值1、CODcr3000mg/L3500mg/L2、BOD51200mg/L2100mg/L3、SSW500mg/L4、動植物油<300mg/L5、PH值6-9主要容和要求：（1）污水處理方案的論證。包括污水處理基本工藝路線的確定，污水處理工藝流程論證和主要處理構(gòu)筑物的選型。應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)。論證主要進行技術(shù)比較也適當進行經(jīng)濟比較。（2）污水處理和污泥處理工藝設(shè)計計算。（3）總體布置圖和某些構(gòu)筑物施工設(shè)計圖。（4）經(jīng)濟估算。包括投資估算和運行費用及勞動定員的計算。日程安排:時間3.10-3.31時間3.10-3.313.21-3.314.1-5.235.1-5.27收集設(shè)計資料，完成外文翻譯

完成文獻綜述，確定設(shè)計方案

進行設(shè)計算

完成論文初稿

5.28-5.316.2-6.3修改、完成論文二稿

完成論文正式稿，答辯5.28-5.316.2-6.3修改、完成論文二稿

完成論文正式稿，答辯主要參考文獻和書目：[1]高廷耀顧國維周琪.《水污染控制工程》（下冊）.高等教育,2007[2]閃紅光.《環(huán)境保護設(shè)備選用手冊-水處理設(shè)備》.化工工業(yè),2002.4[3]體昌婁金生.《水污染控制工程》.機械工業(yè),2009.6.[4]俊杰于軍亭振選.《城市污水處理技術(shù)及工程實例》.化學(xué)工業(yè),2005.5[5]卜秋平陸少鳴曾科.《城市污水處理廠的建設(shè)與管理》.化學(xué)工業(yè),2002.5[6]王良均吳孟周.《污水處理技術(shù)與工程實例》.，2006[7]先勛信常馬菊元紹昌.《環(huán)境工程設(shè)計手冊》（修訂版）.科學(xué)技術(shù),2002.7[8]徐新陽于鋒.《污水處理工程設(shè)計》.化學(xué)工業(yè),2003.4[9]興燦亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].中國建筑工業(yè)，1998.[10]史惠祥主編，實用環(huán)境工程手冊[M].化學(xué)工業(yè),2002[11]鄧榮森編著.《氧化溝污水處理理論與技術(shù)》.化學(xué)工業(yè)，200606指導(dǎo)教師簽字:教研室主任簽字:教學(xué)院長簽字:江西理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計開題報告資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)2008級（2012屆）環(huán)境工程081班23號xxx題目：某乳業(yè)乳品廢水處理工程設(shè)計本課題來源及研究現(xiàn)狀：課題來源近年來我國乳品生產(chǎn)快速增長。2010年末奶牛存欄1420.1萬頭，比2000年的469.4萬頭增加了2倍。同時，原料奶產(chǎn)量也逐年增加。2010年奶類？穴含羊奶等？雪和牛奶產(chǎn)量分別為3748萬噸和3575.6萬噸，分別是2000年的4.1倍和4.3倍。乳業(yè)的迅速發(fā)展使得我國在世界乳業(yè)中的地位不斷提高，2010年我國奶類產(chǎn)量占全球的5.8%,居全球第3位。乳制品廢水是煉乳、干酪、奶油、乳制清涼飲料、冰激凌以及乳制品點心生產(chǎn)過程中排出的廢水。廢水主要來自容器及設(shè)備的清洗水，主要成分含有制品原料。其中牛奶加工廠含有處理原乳 0.2%,B0D20-300mg/L,污染較低，而干酪、奶油加工產(chǎn)廢水污染程度較高， COD達3000mg/L,BOD全達2400mg/L,含油脂達200mg/L,懸浮物達600mg/L,有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，如直接排入水體，將導(dǎo)致水體發(fā)黑、發(fā)臭，嚴重影響漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及飲用水源，破壞人類的生存環(huán)境。乳業(yè)廢水的排放和對環(huán)境的污染成為突出問題，引起了有關(guān)部門的重視，因此，如何有效解決乳業(yè)廢水帶來的環(huán)境問題勢在必行。研究現(xiàn)狀自“七五”以來，我國對乳業(yè)廢水的處理工藝和技術(shù)進行了大量的研究和探索，到目前為至，已取得了許多行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結(jié)合法等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究，有的已取得了理想的成效，不久將應(yīng)用于實踐中。目前乳品廢水產(chǎn)常見處理方法（1）物理法，是利用物理作用分離污水中的呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。通常作為生物法的預(yù)處理工序，保證微生物處理的正常進行。主要有氣浮、隔油等。（2）化學(xué)法，主要利用化學(xué)、物理化學(xué)、電化學(xué)作用等去除污染物的過程。乳品廢水常用的化學(xué)法有混凝沉淀、化學(xué)沉淀等。（3）生物法，生化處理方法主要可以分為好氧處理和厭氧處理方法兩大類。一、好氧生物處理好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化乳品廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高?；钚晕勰喾?、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。（1）傳統(tǒng)活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進入曝氣池后，與活性污泥混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成。（2）間歇式活性污泥法（SBR）SBR法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。（3）氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式（Passveer）簡稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.5?3.5m,轉(zhuǎn)刷動力效率1.6?1.8kgO/（kW?h）。奧式（Orbal）簡稱同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的DO(如外環(huán)為0,中環(huán)為1,環(huán)為2),有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.0?4.5m,動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在濰坊、黃村和王小郢的城市污水處理廠應(yīng)用。若能將氧化溝進水設(shè)計成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用。卡式(Carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。三溝式氧化溝(1型氧化溝)，此種型式由三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。1型氧化溝構(gòu)造簡單，處理效果不錯，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的控制儀表增加了運行管理的難度。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能。氧化溝一般不設(shè)初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率[達2.5?3.0kgO2/(kW?h)](4)生物膜法與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題。生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法。依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。該法運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動力消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)，廢水中BOD5的去除率在80%以上。二、厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水，它是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有50%?90%轉(zhuǎn)化為沼氣，而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關(guān)注。，(1)水解酸化法水解和酸化是一種傳統(tǒng)的厭氧生物處理方法，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，在處理有機工業(yè)廢水工藝中，水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C物，將其中難生物降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。酸化則是一類典型的發(fā)酵過程，在酸化過程中微生物的代產(chǎn)物主要是各種有機酸。（2）升流式厭氧污泥床（UASB）UASB的主要組成部分是反應(yīng)器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個專用的氣-液-固三相分離系統(tǒng)。廢水從反應(yīng)器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣。氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應(yīng)器底部，水經(jīng)出流堰排出。UASB成功處理高濃度乳品廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水力負荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球?？傊?，UASB具有效能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，完全適用于高濃度乳品廢水的治理。其不足之處是出水CODcr的濃度仍然很高，需進行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達標排放。（3）厭氧循環(huán)反應(yīng)器（IC）它是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，和UASB反應(yīng)器一樣，可以形成高生物活性的厭氧顆粒污泥，但不同的是這種反應(yīng)器部還能夠形成流體循環(huán)。此類反應(yīng)器高度約為16?25m,容積負荷為普通UASB的4倍左右，占地面積少，基建投資省，有機負荷高，抗沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定性好。（4）膨脹顆粒污泥床（EGSB）EGSB是第三代厭氧反應(yīng)器，其構(gòu)造與UASB反應(yīng)器有相似之處，可以分為進水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與UASB反應(yīng)器不同之處是，EGSB反應(yīng)器設(shè)有專門的出水回流系統(tǒng)。EGSB反應(yīng)器一般為圓柱狀塔形，特點是具有很大的高徑比，一般可達3?5,生產(chǎn)裝置反應(yīng)器的高度可達15?20米。顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機物與微生物之間的接觸，強化了傳質(zhì)效果，提高了反應(yīng)器的生化反應(yīng)速度，從而大大提高了反應(yīng)器的處理效能。三、厭氧+好氧生物處理（一）水解酸化+CASS其主要處理設(shè)備是酸化池和CASS反應(yīng)池。這種方法在處理乳品廢水時，在厭氧反應(yīng)中，放棄反應(yīng)時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點：由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池體積小；不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護，易于放大；對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少；經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件；水解酸化一CASS法處理高濃度乳品廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最高達99%以上。（二）UASB+好氧接觸氧化此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對SS的去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗。好氧處理（包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池）對廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。（三）UASB+SBR本處理工藝主要包括UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器。將UASB和SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把UASB作為整個廢水達標排放的一個預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且UASB池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。課題研究目標、容、方法和手段：研究目標：廢水處理后水質(zhì)完全達到《污水綜合處理排放標準》規(guī)定的一級標準的前提下，采用各項適用技術(shù)、先進技術(shù)和集成技術(shù)，達到節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、治污的目的。研究容：（1）污水處理方案的論證。包括污水處理基本工藝路線的確定，污水處理工藝流程論證和主要處理構(gòu)筑物的選型。應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)。論證主要進行技術(shù)比較也適當進行經(jīng)濟比較。（2）污水處理和污泥處理工藝設(shè)計計算。（3）廠區(qū)平面布置及高程布置（4）經(jīng)濟估算。包括投資估算和運行費用及勞動定員的計算研究方法和手段：（1）應(yīng)用在校四年所學(xué)知識，并使之進一步深入和系統(tǒng)化；（2）將所學(xué)理論知識運用于實驗研究問題上，從而提高獨立思考、工作能力；（3）采用有關(guān)技術(shù)規(guī)和技術(shù)規(guī)定。設(shè)計提綱：第一章綜述第二章 工藝流程的確定及構(gòu)筑物說明第三章 主要構(gòu)筑物設(shè)計計算第四章 廠區(qū)污水處理構(gòu)筑物平面與高程布置第五章 設(shè)備與材料第六章經(jīng)濟概算參考文獻設(shè)計提綱及進度安排：時間 容安排3.10-3.31 收集設(shè)計資料，完成外文翻譯3.21-3.31 完成文獻綜述，確定實驗方案4.1-5.23 進行實驗及機理研究5.1-5.27 完成論文初稿5.28-5.31 修改、完成論文二稿6.2-6.3 完成論文正式稿，答辯主要參考文獻和書目：[1]高廷耀顧國維周琪.《水污染控制工程》（下冊）.高等教育,2007[2]閃紅光.《環(huán)境保護設(shè)備選用手冊-水處理設(shè)備》.化工工業(yè),2002.4[3]體昌婁金生.《水污染控制工程》.機械工業(yè),2009.6.[4]俊杰于軍亭振選.《城市污水處理技術(shù)及工程實例》.化學(xué)工業(yè),2005.5[5]王良均吳孟周.《污水處理技術(shù)與工程實例》.,2006[6]先勛信常馬菊元紹昌.《環(huán)境工程設(shè)計手冊》（修訂版）.科學(xué)技術(shù),2002.7[7]徐新陽于鋒.《污水處理工程設(shè)計》.化學(xué)工業(yè),2003.4[8]興燦亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].中國建筑工業(yè)，1998.[9]史惠祥主編，實用環(huán)境工程手冊[M].化學(xué)工業(yè),2002[10]先勛編著.《環(huán)境工程設(shè)計手冊》修訂版科技大學(xué)，2002.07[11]《給排水設(shè)計手冊》第11冊，中國建筑工業(yè)，2002[12]《三廢處理工程手冊》，化學(xué)工業(yè)，2000[13]玉川振江.《城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計計算》，化學(xué)工業(yè)，2004指導(dǎo)教師審核意見:指導(dǎo)教師:摘要本文介紹了循環(huán)式活性污泥法CASS工藝在污水處理中的應(yīng)用。本次設(shè)計的某乳業(yè)乳品廢水處理站的工程規(guī)模為2500m3/d，同時出水要達到《國家綜合污水排放標準》(GB18918—2002)一級B類標準，貫徹執(zhí)行“三同時”制度。循環(huán)式活性污泥法是序批式活性污泥法工藝(SBR)的一種變型。它綜合活性污泥法和SBR工藝特點，與生物選擇器原理結(jié)合在一起，具有抗沖擊負荷和脫氮除磷功能。本設(shè)計采用CASS工藝對污水處理站進行設(shè)計計算，其中包括根據(jù)有機負荷、水力停留時間等參數(shù)的選取進行反應(yīng)池池體設(shè)計，通過計算設(shè)計出格柵等輔助構(gòu)筑物尺寸，并進行設(shè)備選型。處理后的水質(zhì)達到一級B標準，污泥經(jīng)脫水后最終堆肥處理以致不造成二次污染。因此，CASS工藝在城市污水處理中有著廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：循環(huán)式活性污泥法，工藝設(shè)計，撇水器，生活污水處理AbstractTheapplicationofcyclicaeratedsludgesystemCASSprocessinwastewatertreatmenthasbeenpresentedinthepaper.Thescaleoftheurbanwastewatertreatmentplantprojectinthethesisis2500m3/d.NeedtoreachtheComprehensiveNationalSewageDischargeStandard(GB18918-2002)ClassATypeB,whileimplementingthe"TheThreeSimultaneousnesses"system.CyclicActivatedSludgeSystem(CASS)isatypeofmodifiedSequencingBathReactor(SBR).ItsynthesizesthecharacteristicsofactivatedsludgeprocessingandSBRincombinationwithabiologicalselector,shockloadingandfluctuationanddenificationaswellasphosphorusremovalwilltakeplacesimultaneously.CASSprocessisadoptedtocalculateanddesignawastewatertreatmentplantinthisproject,whichincludesdesigningthevolumeofthereactortanksbychoosingthevaluesofparameters,suchasorganicloading,meancellresidencetimeandsoon,designingthesizeofsomeauxiliaries,andthenchoosingsomesuitabletypesoffixture.ThequalityofeffluentaccordwithaBstandard,thewastingsludgeafterdydratingcanbeconvertedtocompost,soasnottopollutetheenvironmentagain.Therefore,CASS.Keywordscyclicactivatedsludgesystem,projectdesign,decanter,wastewatertreatment1.1我國污水處理要求的提出我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。由于我國城市化進程的加快和國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，水環(huán)境污染和水資源短缺日趨嚴重。為了保護水體環(huán)境，國家已把城市污水處理列為基本建設(shè)領(lǐng)域重點支持的產(chǎn)業(yè)，并提出至2010年污水處理率達到40%的總體，要求“七大流域”、“三大湖泊”和重點沿海城市及其近岸海域城市、非農(nóng)業(yè)人口50萬以上的城市都要建設(shè)城市污水處理廠。污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保護了水環(huán)境，有利于實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的健康、良性循環(huán)，從長遠利益來看，這將是有效地解決我國水資源短缺和水環(huán)境惡化問題的優(yōu)化途徑。2我國污水處理概況我國污水處理始于二十世紀五六十年代。解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當時的污水污染程度很低，且提倡利用污水進行農(nóng)業(yè)灌溉，全國僅有幾個城市建設(shè)了近十座污水處理廠，處理工藝有的只是一級處理。70-80年代，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，城市污水污染程度由低到高逐漸演變，國家和地方都為籌建國大型污水處理廠。紀莊子污水處理廠自投產(chǎn)運行后多年來達到設(shè)計出水水質(zhì)標準，使黑臭的污水變?yōu)榍辶鳎玫饺珖舜?、全國政協(xié)委員們的贊揚，并通過他們向全國各地政府呼吁，加速建設(shè)污水處理廠的步伐，發(fā)展污水處理事業(yè)，消除污水對環(huán)境的污染。在他們的決策下，許多省市根據(jù)各自的具體情況分別建設(shè)了不同規(guī)模的污水處理廠，使我國的污水處理廠由60年代的十幾座發(fā)展到幾十座，天津市紀莊子污水處理廠的設(shè)計、施工、管理的成功經(jīng)驗，為我國大型城市綜合污水處理廠的建設(shè)起到了工程建設(shè)的示作用。國家“七五”、“八五”、“九五”科技攻關(guān)課題的建立，使我國污水處理的新技術(shù)、污泥處理的新技術(shù)、再生水回用的新技術(shù)都取得了可喜的科研成果.隨著改革開放大好形勢的不斷深入，我國的污水處理事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。國外污水處理新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進到我國，在活性污泥法工藝應(yīng)用的同時，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等也在污水處理廠的建設(shè)中得到應(yīng)用。由過去只具有去除有機物功能的污水處理工藝技術(shù)發(fā)展為具有除磷脫氮多功能的工藝技術(shù)，國外一些先進的、高效的污水處理專用設(shè)備進入了我國污水處理行業(yè)的市場。如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風(fēng)機、污泥泵、脫水機、沼氣發(fā)電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設(shè)備。第一章文獻綜述乳品廢水的來源乳制品廢水是煉乳、干酪、奶油、乳制清涼飲料、冰激凌以及乳制品點心生產(chǎn)過程中排出的廢水。廢水主要來自容器及設(shè)備的清洗水，主要成分含有制品原料。其中牛奶加工廠含有處理原乳0.2%，BOD20-300mg/L，污染較低，而干酪、奶油加工產(chǎn)廢水污染程度較高， COD達3000mg/L，BOD全達2400mg/L，含油脂達200mg/L，懸浮物達600mg/L。乳品廢水有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，如直接排入水體，將導(dǎo)致水體發(fā)黑、發(fā)臭，嚴重影響漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及飲用水源，破壞人類的生存環(huán)境。乳業(yè)廢水的排放和對環(huán)境的污染成為突出問題，引起了有關(guān)部門的重視。乳品廢水的組成及特點在乳品加工過程中容器、設(shè)備、管道的清洗消毒水構(gòu)成乳制品加工高濃度廢水，其COD值高者可超過20000mg/L。一般也在5000mg/L以上，廢水量約每加工l噸原料乳產(chǎn)生1.0m3,隨著生產(chǎn)品種、產(chǎn)量、工廠管理等因素的變化，廢水量有所變化。乳制品工廠洗滌車間地面水和其他用水(如辦公用水、生活用水等)構(gòu)成低濃度廢水。一般COD值在1000mg/L以下，每加工l噸原料乳約有3?4m3低濃度廢水產(chǎn)生。通常液態(tài)奶及奶粉生產(chǎn)企業(yè)排放的廢水COD約為1500?3000mg/L；酸奶、奶油、冰激凌、雪糕、干酪等乳制品企業(yè)排放的廢水80一般為4000?7000mg/L。乳品廢水主要污染成分為乳蛋白(如酪蛋白、乳清蛋白籌)、乳糖、乳脂以及含于原乳中的各種礦物質(zhì)、用于設(shè)備、管道、容器清洗的酸、堿等，廢水pH值一般6.5?7.0。乳品廢水處理發(fā)展現(xiàn)狀自“七五”以來，我國對乳業(yè)廢水的處理工藝和技術(shù)進行了大量的研究和探索，到目前為至，已取得了許多行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結(jié)合法等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究，有的已取得了理想的成效，不久將應(yīng)用于實踐中。目前乳品廢水產(chǎn)常見處理方法(1)物理法，是利用物理作用分離污水中的呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。通常作為生物法的預(yù)處理工序，保證微生物處理的正常進行。主要有氣浮、隔油等。(2)化學(xué)法，主要利用化學(xué)、物理化學(xué)、電化學(xué)作用等去除污染物的過程。乳品廢水常用的化學(xué)法有混凝沉淀、化學(xué)沉淀等。（3）生物法，生化處理方法主要可以分為好氧處理和厭氧處理方法兩大類。一、好氧生物處理好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化乳品廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高?；钚晕勰喾?、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。（1）傳統(tǒng)活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進入曝氣池后，與活性污泥混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成。⑵間歇式活性污泥法（SBR）SBR法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。（3）氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式（Passveer）簡稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.5?3.5m,轉(zhuǎn)刷動力效率1.6?1.8kgO/（kW?h）。奧式（Orbal）簡稱同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的DO（如外環(huán)為0,中環(huán)為1,環(huán)為2）,有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.0?4.5m,動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在濰坊、黃村和王小郢的城市污水處理廠應(yīng)用。若能將氧化溝進水設(shè)計成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用?？ㄊ?Carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。三溝式氧化溝(1型氧化溝)，此種型式由三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。1型氧化溝構(gòu)造簡單，處理效果不錯，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的控制儀表增加了運行管理的難度。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能。氧化溝一般不設(shè)初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率[達2.5?3.0kgO2/(kW?h)](4)生物膜法與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題。生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法。依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。該法運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動力消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)，廢水中BOD5的去除率在80%以上。二、厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水，它是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有50%?90%轉(zhuǎn)化為沼氣，而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關(guān)注。，(1)水解酸化法水解和酸化是一種傳統(tǒng)的厭氧生物處理方法，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，在處理有機工業(yè)廢水工藝中，水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C物，將其中難生物降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。酸化則是一類典型的發(fā)酵過程，在酸化過程中微生物的代產(chǎn)物主要是各種有機酸。(2)升流式厭氧污泥床(UASB)UASB的主要組成部分是反應(yīng)器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個專用的氣-液-固三相分離系統(tǒng)。廢水從反應(yīng)器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣。氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應(yīng)器底部，水經(jīng)出流堰排出。UASB成功處理高濃度乳品廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水力負荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。總之，UASB具有效能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，完全適用于高濃度乳品廢水的治理。其不足之處是出水CODcr的濃度仍然很高，需進行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達標排放。3）厭氧循環(huán)反應(yīng)器（IC）它是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，和UASB反應(yīng)器一樣，可以形成高生物活性的厭氧顆粒污泥，但不同的是這種反應(yīng)器部還能夠形成流體循環(huán)。此類反應(yīng)器高度約為16?25m,容積負荷為普通UASB的4倍左右，占地面積少，基建投資省，有機負荷高，抗沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定性好。（4）膨脹顆粒污泥床（EGSB）EGSB是第三代厭氧反應(yīng)器，其構(gòu)造與UASB反應(yīng)器有相似之處，可以分為進水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與UASB反應(yīng)器不同之處是，EGSB反應(yīng)器設(shè)有專門的出水回流系統(tǒng)。EGSB反應(yīng)器一般為圓柱狀塔形，特點是具有很大的高徑比，一般可達3?5,生產(chǎn)裝置反應(yīng)器的高度可達15?20米。顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機物與微生物之間的接觸，強化了傳質(zhì)效果，提高了反應(yīng)器的生化反應(yīng)速度，從而大大提高了反應(yīng)器的處理效能。三、厭氧+好氧生物處理（一）水解酸化+CASS其主要處理設(shè)備是酸化池和CASS反應(yīng)池。這種方法在處理乳品廢水時，在厭氧反應(yīng)中，放棄反應(yīng)時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點：由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池體積小；不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護，易于放大；對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少；經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件；水解酸化一CASS法處理高濃度乳品廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最高達99%以上。（二）UASB+好氧接觸氧化此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對SS的去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗。好氧處理（包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池）對廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。（三）UASB+SBR本處理工藝主要包括UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器。將UASB和SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把UASB作為整個廢水達標排放的一個預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且UASB池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。、第二章工藝流程的確定及構(gòu)筑物說明2.1設(shè)計概況該乳業(yè)的乳品廢水的處理設(shè)施的廢水來源主要是生產(chǎn)廢水和生活廢水，生產(chǎn)廢水主要含有乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、NaOH等，生活廢水主要來源為衛(wèi)生間（有化糞池設(shè)施）、洗澡和洗衣廢水等。生產(chǎn)廢水量較為穩(wěn)定，生活廢水雖然雖波動較大，但是占總水量比例較小，所以對總水量波動的影響不大。污水處理站一般由預(yù)處理、生化處理、污泥處理三部分組成。污水處理程序包括預(yù)處理、一級處理、二級處理、深度處理及污泥處理、其中的核心部分為二級生化處理。污水一級處理系統(tǒng)主要由格柵、篩網(wǎng)、沉砂池、沉淀池等組成。格柵和沉砂池也常作為城市污水的預(yù)處理系統(tǒng)。由于生活廢水常挾帶大量懸浮物和漂浮物，通過一級處理系統(tǒng)可以攔截和沉淀體積和密度較大的污染物，以保護后續(xù)處理設(shè)施，保證處理出水效果達標。因此，是污水處理工藝前必不可少的組成部分。本設(shè)計中，采用格柵、沉砂池。同時，生產(chǎn)廢水中還有大量的油類廢水，含油量高，分子量大，不易直接生化去除，應(yīng)該設(shè)置隔油池和水解酸化池。污水二級處理系統(tǒng)主要為生物處理系統(tǒng)，以生物處理技術(shù)為主體。污水二級處理系統(tǒng)可以大幅度去除污水中呈膠體和溶解性狀態(tài)的有機污染物，80匕去除率達85%?95%,而一級處理只能去除80020%?30%。5乳品廢水處理的方法很多，可用氧化溝、傳統(tǒng)活性污泥法、水解酸化一CASS工藝、好氧一缺氧（A/0）脫氮工藝等1污水的深度處理包括脫氮除磷及有機物的進一步去除，常用混凝沉淀和過濾工藝，也有采用生物粒和生物炭工藝，而最后進行消毒處理。污泥處理是污水處理廠的重要組成部分，主要包括濃縮、消化、脫水和干化等。污水處理廠的工藝流程是指在達到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合，以滿足污水處理要求。采用何種處理流程還要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟性，排放水體的具體規(guī)定。因為進水水質(zhì)中各種水質(zhì)指標的濃度比較低且氮磷的去除率要求不高，所以在二級處理過中CASS工藝進行處理。不僅能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機物，以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)，無機鹽類也能被部分去除，而且通過厭氧或缺氧區(qū)的設(shè)置可以脫氮、除磷。2.2設(shè)計原則、圍與依據(jù)2.2.1設(shè)計原則1設(shè)計數(shù)據(jù)可靠真實。認真研究各項基礎(chǔ)資料、基本數(shù)據(jù)，全面分析各項影響因素，充分掌握水質(zhì)水量的特點和地域特性，合理選擇好設(shè)計參數(shù)，為工程設(shè)計提供可靠的依據(jù)。2、廠址選擇合理根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程專業(yè)規(guī)劃，結(jié)合建設(shè)地區(qū)地形、氣象條件，經(jīng)全面地分析比較，選擇建設(shè)條件好、環(huán)境影響小的廠址，功能分區(qū)明確，生產(chǎn)、生活、人、物、車流向合理。3、工藝先進實用選擇技術(shù)先進、運行穩(wěn)定、投資和處理成本合理的污水污泥處理工藝，積極慎重地采用經(jīng)過實踐證明行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備，使污水處理工藝先進，運行可靠，處理后水質(zhì)穩(wěn)定地達標排放。4、總體布置考慮周全根據(jù)處理工藝流程和各建筑物、構(gòu)筑物的功能要求，結(jié)合廠址地形、地址和氣候條件，全面考慮施工、運行和維護的要求，協(xié)調(diào)好平面布置、高程布置及管線布置間的相互關(guān)系，力求整體布局合理完美。5、避免二次污染污水處理工藝作為環(huán)境保護工程，應(yīng)避免或盡量減少對環(huán)境的負面影響，如空氣、噪聲、固體廢物污染等；妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂、污泥和臭氣等，避免對環(huán)境的二次污染。6、運行管理方便以人為本，充分考慮便于污水廠運行管理的措施。污水處理過程中的自動控制，力求安全可靠、經(jīng)濟實用，以利提高管理水平，降低勞動強度和運行費用。7、近期遠期結(jié)合污水處理廠設(shè)計應(yīng)近遠期全面規(guī)劃，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設(shè)計時應(yīng)為以后的發(fā)展留有挖潛和擴建的條件，污水廠的廠區(qū)面積，應(yīng)按項目總規(guī)?？刂?，并做出分期建設(shè)的安排，合理確定近期規(guī)模。8、滿足安全要求污水處理廠設(shè)計須充分考慮安全運行要求，如適當設(shè)置分流設(shè)施、超越管線等。廠區(qū)消防的設(shè)計和消化池、貯氣罐急其他危險單元設(shè)計，應(yīng)符合相應(yīng)安全設(shè)計規(guī)的要求。2.2.2設(shè)計容及圍本次設(shè)計容為全面熟悉城市污水處理的傳統(tǒng)工藝和先進工藝，根據(jù)要求設(shè)計工藝方案，完成計算書，成本核算后進行工藝完善及繪制設(shè)計圖。本設(shè)計圍為對污水處理廠廠的污水處理構(gòu)筑物、污泥處理構(gòu)筑物及必要的附屬建筑進行工藝及總圖的初步設(shè)計，不包括收集管網(wǎng)及泵站部分。工程規(guī)模和處理水質(zhì)要求工程規(guī)模：某乳業(yè)乳品廢水的每日最大污水處理量為2500m3/d。處理后的水質(zhì)要達到國家一級（B）類排放標準，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）可得進出水水質(zhì)情況如表1.1：表2—1設(shè)計污水處理廠生化處理階段污染物去除率編號污染物種類平均數(shù)值出水標準6、CODcr3000mg/L?60mg/L7、BOD51200mg/L?20mg/L8、SS500mg/L?20mg/L9、動植物油300mg/L10、PH值6-9污水處理工藝方案的比較與確定方案的比較目前乳品廢水處理方法很多，根據(jù)乳品廢水水質(zhì)具有有機物含量高，可生化性良好的特點，要求有效去除30匕又要適當去除^所以可選的主要工藝有（1）氧化溝；（2）好氧一缺氧（A/0）脫氮工藝；（3）水解酸化一CASS工藝。1（一）氧化溝工藝氧化溝又稱循環(huán)混合式活性污泥法。一般采用延時曝氣，同時具有去除8005和脫氮的功能，它采用機械曝氣，一般不設(shè)初沉池和污泥消化池。氧化溝處理效率為：BOD和SS均為95%以上，總氮為70%?80%。氧化溝具有工藝流程短，處理5效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，運行管理簡單等優(yōu)點，但占地面積過大。在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合與推流之間。污水在溝的流速v平均為0.4m/s,氧化溝總長為L,當L為100?500m時，污水完成一個循環(huán)所需時間約為4?20min,如水力停留時間定為24h,則在整個停留時間要做72?360次循環(huán)?？梢哉J為在氧化溝混合液的水只是接近一致的，從這個意義來說，氧化溝的流態(tài)是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝的這種獨特的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化，取得脫氮的效應(yīng)。常用的氧化溝系統(tǒng)由卡羅塞氧化溝、交替工作氧化溝及二沉池交替工作氧化溝。氧化溝工藝流程見圖2—1：圖2—1氧化溝工藝流程簡圖氧化溝可分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝如帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝、卡魯賽爾(Carrousel)氧化溝。氧化溝處理污水的原理如下：氧化溝中的污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。在充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除回0；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在一個池子。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效去除800,但脫氮除磷的能力有限。氧化溝的主要優(yōu)點如下：(1)氧化溝的流態(tài)在整體上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝體，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果；另外，其獨特的水流性能對除磷脫氮也是極其重要的。(2)處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，并可實現(xiàn)脫氮。(3)污泥廠量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。(4)能承受水量、水質(zhì)沖擊負荷，對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力。氧化溝的缺點如下：（1）單純的氧化溝工藝的除磷效率很低，需要增設(shè)厭氧段才能達到一定的除磷效率。（2）雖然污泥產(chǎn)量少，耐沖擊負荷，但是這是建立在該工藝很低的污泥負荷上的，且要求處理構(gòu)筑物水深要淺，而這又決定了在處理相同水質(zhì)、水量污水的情況下，該工藝是最占土地的，也即增加了基建費用。（二）循環(huán)污泥污泥工藝1、簡介CASS（CyclicActivatedSludgeSystem）是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST（CyclicActivatedSludgetechnology），是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進水），間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累--再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段（基質(zhì)積累），隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。該工藝最早在國外應(yīng)用，為了更好地將其引進，開發(fā)出適合我國國情的新型污水處理新工藝，有關(guān)科研機構(gòu)在實驗室進行了整套系統(tǒng)的模擬試驗，分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業(yè)廢水的機理和特點以及水處理過程中脫氮除磷的效果，獲得了寶貴的設(shè)計參數(shù)和對工藝運行的指導(dǎo)性經(jīng)驗。將研究成果成功地應(yīng)用于處理生活污水及不同種工業(yè)廢水的工程實踐中，取得了良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。并開發(fā)的CASS工藝與ICEAS工藝相比，負荷可提高1-2倍，節(jié)省占地和工程投資近30%。2、CASS結(jié)構(gòu)與原理CASS基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。CASS原理：：在預(yù)反應(yīng)區(qū)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、ph和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物

去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。CASS法工作原理如右圖所示：圖2—2CASS工藝原理圖CASS原理圖在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預(yù)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據(jù)進水水質(zhì)可對運行參數(shù)進行調(diào)整。圖2—3CASS工藝流程圖3CASS工藝的主要優(yōu)點工藝流程簡單，占地面積小，投資較低CASS的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池，沒有二沉池及污泥回流設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。生化反應(yīng)推動力大CASS工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法疇；而從CASS工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應(yīng)器，生化反應(yīng)推動力較大。沉淀效果好CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。運行靈活，抗沖擊能力強CASS工藝在設(shè)計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)停留預(yù)定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應(yīng)進水量和水質(zhì)的變比。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經(jīng)受平常平均流量6信的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調(diào)節(jié)地。多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設(shè)計值2-3信時，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設(shè)有輔助的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)施，但還很可能因水力負荷變化導(dǎo)致活性污泥流失，嚴重影響排水質(zhì)量。當強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可通過調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調(diào)整，可以達到不同的處理水質(zhì)。不易發(fā)生污泥膨脹污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質(zhì)變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間，具有滯后性。因此，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設(shè)計中必須考慮的問題。由于絲狀菌的比表面積比菌膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢。而CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。適用圍廣，適合分期建設(shè)CASS工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用圍更廣泛；連續(xù)進水的設(shè)計和運行方式，一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言，CASS反應(yīng)池設(shè)計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設(shè)計值時，可以在反應(yīng)地的低水位運行或投入部分反應(yīng)池運行等多種靈活操作方式；由于CASS系統(tǒng)的主要核心構(gòu)筑物是CASS反應(yīng)池，如果處理水量增加，超過設(shè)計水量不能滿足處理要求時，可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池，因此CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅2-7天，而CASS法泥齡為25-30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1.0卜8300產(chǎn)生0.2?0.3卜8剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的60%左右。由于污泥在CASS反應(yīng)池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mg02/gMLSS.h以下，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)定，沉降性差，耗氧速率大于20mg02/gMLSS.h，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。（三）UASB+SBR本處理工藝主要包括UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器。將UASB和SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把UASB作為整個廢水達標排放的一個預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且UASB池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。

圖2—4SBR工藝流程簡圖表2—2各種工藝的比較工藝類型氧化溝循環(huán)活性污泥工藝SBR1.污水在氧化溝的停留時1.處理流程短，控制靈1.處理高效，流程簡間長，污水的混合效果好活方便單，能有效去除有機2.污泥的BOD負荷低，對2系統(tǒng)處理構(gòu)筑物少，緊物技術(shù)比較水質(zhì)的變動有較強的適應(yīng)湊，節(jié)省占地2.對進水有機負荷性3不用設(shè)置二沉池，沒的變動適應(yīng)性較有污泥膨脹問題。強；同時沒有污泥4運行管理方便膨脹問題?？刹粏为氃O(shè)二沉池，使氧投資省，運行費用低，能耗高，運行管理繁經(jīng)濟比較化溝二沉池合建，節(jié)省了比傳統(tǒng)活性污泥法基建瑣較高，規(guī)模不宜過二沉池合污泥回流系統(tǒng)費用低30%大使用圍中小流量的生活污水和工業(yè)廢水中小型處理廠居多中小型污水處理廠穩(wěn)定性一般一般一般2.4.2工藝流程的選擇本設(shè)計的工藝流程初定如下：循環(huán)活性污泥工藝(CASS)。(1)工藝發(fā)展概況近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，對SBR的生化動力學(xué)及其在工藝上的優(yōu)越性有了更深的了解。美國、澳大利亞、日本、德國等許多國家和地區(qū)都展開了對SBR法的研究和應(yīng)用工作，使SBR法在世界圍得到了越來越深入的研究和越來越廣泛的應(yīng)用。隨著人們對SBR研究的深入，新型的SBR工藝不斷出現(xiàn)，其變型工藝有ICEAS工藝(IntermittentCyclicExtendedAerationSystem)、IDAL工藝(IntermittentDecantedAeratedLagoons)、IDEA工藝(IntermittentDecantedExtendedAerated)>循環(huán)式活性污泥法(CyclicActivatedSludgeTechnology，簡稱CAST工藝)、CASS工藝(CyclicActivatedSludgeSystem)等。CASS工藝(CyclicActivatedSludgeSystem)是間歇式活性污泥法的一種變革，由Goronszy在ICEAS[2]工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并保留了支￡人5和CAST工藝的優(yōu)點。循環(huán)式活性污泥法(CyclicActivated