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兰州交通大学毕业设计1第一章项目概况1、项目概况酒泉高新技术工业园区，是2000年4月经市委同意，市政府批准设立的高新技术工业园区。园区位于市区南郊酒火公路两侧，南邻兰新铁路复线，北接正在开发建设的新城区，南北长约9公里，东西宽约4公里，远期规划面积36平方公里。园区设立以来，按照“规划高起点、设计高标准、建设高质量、运作高效能”的原则，强化基础设施的建设，大力改善投资环境，着力提高承载和吸引力。近两年来，高新技术工业园区凭借着完善配套的基础设施、独具特色的开发优势和诸多鼓励投资的优惠政策，引起了区内外众多投资商的广泛关注，先后引用了草原兴发、酒泉清真肉食品厂、四川大业种业、敦煌种业种子加工厂，大得力生物制药，好牛乳业食品有限公司、甘地制药公司、先锋种业公司、等一大批项目和投资。原区原有企业26个，新建成投产企业32个，在建起企业23个，为开工建设企业10个。目前，园区内大部分企业排放的废水采用简单的处理，有的企业废水甚至未经任何处理，最终排入北大河，对北大河造成严重污染。主要污染物挥发醇、COD、BOD、SS、硫化物、石油类及大肠杆菌等含量严重超标，使北大河酒泉段以达到严重级别，给下游（金塔县）公农业生产和人们生活用水造成严重影晌。同时，工业园区处于肃州区南郊地下水系上游，地下水储量丰富，水质良好，素有“地下水库”之称，园区北部即是酒泉市的地下水资源保护区，如不尽早建设污水处理厂，随着工业圆规模的不断扩大，将给该水源保护去造成严重污染事故。为保护工业园区水质环境，保障工农业生产及人民群众生活用水安全，提高水资源的有效利用，在酒泉高新技术工业园区建设污水管网工程及污水处理厂是十分必要的。对促进肃州区经济发展，改善北大河水质，保障人民健康及提高工业园区用水重复利用率具有重要意义。同时，工业园区现有污水管网排污口由于污水到处溢流，造成蚊蝇滋生，周围环境恶劣，严重影响酒泉市容，影响市民的正常生活，污水管网也到了非扩容不可的地步。2、设计原则兰州交通大学毕业设计2(1)根据酒泉高新技术工业园区管委会的要求，本方案采用工业园区的污水进行处理，出水水质达到后表要求。(2)选用运行安全可靠、经济合理的工艺流程，尽可能减少基建投资和运行费用，节省占地、降低能耗。(3)积极稳妥的利用先进技术和设备，确保污水处理的效果。(4)妥善处理合处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥等，避免产生二次污染。3、污水处理设计条件(1)设计规模的确定为了更好的了解园区工业企业的排污状况，在酒泉高新技术工业园区管委会的大力协助下，我公司于2003年11月13日至2003年11月19日对园区内的所有企业的排污状况进行了详细的调查依据调查的结果及酒泉高新技术工业园区管委会的要求，本方案废水处理工程设计水量确定为2万立方米每天。(2)设计进水质的确定根据上述调查，经与酒泉高新技术工业园区管委会商定共同确定，本方案设计水质如下：COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)PH温度（℃）2026138013806—915—25(3)出水水质：本方案确定的出水水质如下：COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)PH6020206—9(4)废水的水质特性其废水水质主要有以下一些特点：1、具有很高的有机物浓度，COD浓度一般在2020mg/l左右2、较高的B/C比，废水的可生化性较好，宜于进行生物处理3、含有较高的悬浮物浓度4、含有丰富的碳水化合物及氮磷营养物兰州交通大学毕业设计35、废水呈中性，其PH值一般在6~9(5)排水出路根据酒泉市环境保护局的要求，该污水经处理后直接排入水体。(6)污泥出路污水处理过程中产生的污泥主要以生物污泥为主，经浓缩脱水后可进行农用或直接运往附近垃圾卫生添埋场统一处理。兰州交通大学毕业设计4第二章设计说明书第一节、方案初选根据本废水如下的特点：1、具有很高的有机物浓度，COD浓度一般在2020mg/l左右2、较高的B/C比，废水的可生化性较好，宜于进行生物处理3、含有较高的悬浮物浓度4、含有丰富的碳水化合物及氮磷营养物5、废水呈中性，其PH值一般在6~9对于这样的较高浓度的工业区污水，国内外一般采用厌氧+好氧的处理方法。首先，厌氧废水处理技术有其明显的优点：1、厌氧废水处理可作为把环境保护，能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，具有较好的环境与经济效益2、厌氧废水处理技术是非常经济的技术，在废水处理成本上要比好氧处理便宜的多，特别是对中等以上浓度（COD）1500mg/l）的废水更是如此。有人比较了处理2500m3/dCOD、BOD浓度分别为2600mg/l和1000mg/l的工业废水的费用，当用好氧处理时每吨水的成本为0.4美元，而用厌氧处理时每吨水的成本仅为0.14美元，其中还未计入所产沼气的价值。厌氧法成本的降低主要由于动力的大量节省，营养物添加费用和污泥脱水费用的减少。即使不记沼气作为能源所带来的收益，厌氧法也仅为好氧法成本的约1/3。如所产沼气能被利用，则费用更会大大降低，甚至会带来相当的利润。3、厌氧处理不但能源需求很少而且能产生大量的能源，据报道，每处理1吨COD的废水，厌氧法只需耗电2.7×108J,而好氧法需耗电36×108J。厌氧法在理论上每除去1kgCOD可以产生0.35m3的纯甲烷气。纯甲烷气的燃烧值高于天然气的燃烧值，因此甲烷是很好的能源。4、厌氧废水处理设备负荷高，占地少。厌氧反映器容积负荷比耗氧法要高的多，单位反应器容积的有机物去除量也因此要高的多，特别是使用新一代的高速厌氧反应器更是如此。因此其反应器体积小，占地少。这一优点对于人口密集，地价昂贵的地区时非常重要的。兰州交通大学毕业设计55、厌氧方法所产生的剩余污泥量要比耗氧方法少的多，且剩余污泥脱水性能好，浓缩时可不使用脱水剂，因此剩余污泥的处理要容易的多。由于厌氧微生物增值缓慢，因此处理同样多的废水时产生相当于耗氧法1/10-1/6的剩余污泥。厌氧法所产生的污泥高度无机化，可用作农田肥料或作为新运行的废水处理厂的种泥出售。6、厌氧方法对营养物的需求量较小，一般认为，若以可生物降解的COD为计算依据，好氧方法氮与磷的需求量为COD：N：P=100：5：1,而厌氧法为（350-500）：5：1。有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此厌氧方法可不添加或少添加营养盐。7、厌氧方法可用于处理高浓度的有机废水。当废水浓度较高时不需要大量的稀释水。8、厌氧方法的菌种（例如厌氧颗粒污泥）可以在终止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉降性能至少一年以上。它的这一特性为其间断的或季节性的运行提供了有利条件，厌氧颗粒污泥因此可作为新建厌氧处理厂的种泥出售。9、厌氧系统规模灵活，可大可小，设备简单，易于制作，无需昂贵的设备。目前处理工业废水的上流式厌氧污泥床反应器（UASB）以几十立方米到上万立方米的规模运行。但是，由于微生物厌氧反应的特点，对于较高浓度有机废水，一级厌氧处理技术很难达到排放标准，所以，厌氧处理技术的发展在实践上，在厌氧处理之后往往再辅以好氧处理作为其后续处理。因为，厌氧+好氧的处理技术可以将两者的优势发挥出来，同时，又可以克服两者的缺点。本设计中，现将处理方案初步定为厌氧+好氧的处理技术。兰州交通大学毕业设计6第二节、方案比选根据废水较高的B/C比，废水的可生化性较好，宜于进行生物处理的特点，可以将处理方案确定在生物处理的范围之内，下面好氧与厌氧处理方案以及其组合。方案1：厌氧处理单独的厌氧处理技术很难将较高浓度的有机废水处理后达到排放标准。方案2：好氧处理单独的好氧处理技术能够将较高浓度的有机废水处理后达到排放标准，处理水量为20000m³/d，能耗过大，产生的剩余污泥量较多，这给后续处理带来了困难。方案3：好氧+厌氧首先，让好氧处理技术处理高浓度有机废水，能耗较大，而且，经好氧处理后的废水再进行厌氧处理时，废水的浓度较小，难以再满足厌氧处理的要求。通过方案比选，前面所确定的初步处理方案是合适的。兰州交通大学毕业设计7第三节、厌氧处理技术方案的确定上世纪末，人们已经认识到沼气的产生是一个微生物学过程。1896年英国出现了第一座用于处理生活污水的厌氧消化池，所产生的沼气用于街道照明。到1914年美国有十四座城市建立了厌氧消化池，二战结束后厌氧技术的发展又掀起了一个新的高潮。40年代在澳大利亚出现了连续搅拌的厌氧消化池，改善了厌氧污泥与废水的混合，提高了处理效率，但在本质上，反应器中的微生物与废水或废料时完全混合在一起的，污泥在反映器中的停留时间与废水的停留时间是相同的，因此污泥在反应器里浓度较低，处理效果差，废水在反应器里要停留几天到几十天之久。50年代中期出现了厌氧接触反应器。这种反应器在连续搅拌反应器的基础上于出水沉淀池中增设了污泥回流装置，使部分厌氧污泥又重新返回到反应器中，从而增大了反应器中厌氧污泥的浓度，使厌氧污泥在反应器中的停留时间第一次大于水力停留时间，因此其处理效率和负荷显著提高。这是厌氧处理技术的一个重要发展。就反应器中污泥浓度通过液固分离、回流而提高这一点来说，厌氧接触工艺与好氧活性污泥工艺颇为相似。随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性。70年代以来，厌氧处理的最大突破是荷兰农业大学发展的上流式厌氧污泥床，简称UASB反应器，UASB反应器发明后受到了广泛的关注，目前已成为应用最广泛的厌氧处理方法。高速反应器的发展大大提高了厌氧反应器的负荷和处理效率时废水在反应器中的停留时间缩短到几小时，反应器容积得以大大缩小，从而有利于厌氧技术应用于工业化的废水处理。污泥停留时间的延长与污泥浓度的提高使厌氧系统更具有稳定性，有效增强了对不良因素的适应性，因此20年来厌氧废水处理技术得以很快推广，成为水污染防治领域里一项有效的新技术。UASB反应器一般不易形成沟流，仅当负荷特别低和布水系统设计不合理是才可能有沟流发生的危险。产气的搅拌作用使污泥床不断运动从而与废水混合很好。没有填料的UASB反应器有更大的空间容纳污泥。在处理类似的可溶解性废水时，UASB反应器因此有更高的负荷能力。没有填料的UASB反应器在投资和运行成本上更节省、更节能，同时操作相对简单易于控制。至今，UASB反应器在所有高速厌氧反应器中应用最为广泛兰州交通大学毕业设计8的。第四节、UASB的简单介绍UASB反应器的主体部分可分为两个区域，即反应区和气、液、固三相分离区。在反应区下部，沉淀性能良好的污泥（颗粒污泥或絮状污泥）形成的厌氧污泥床。当废水由反应器底部进入反应器后，由于水的向上流动和产生的大量气体上升形成了良好的自然搅拌作用，并使一部分污泥在反应区的污泥床上方形成相对稀薄的污泥悬浮层。悬浮液进入分离区后气体首先进入集气室被分离，含有悬浮液的废水进入分离区的沉降室，由于气体以被分离，在沉降室扰动很小，污泥在此沉降，由斜面返回反应区。UASB反应器运行的三个重要前提是：1、反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥2、由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用3、设计合理的三相分离器，这使沉淀性能良好的污泥能保留在反应器内。在UASB反应器内厌氧污泥可以以絮状的聚集体存在，也可以以球形或椭球形的形式存在。在厌氧反应器内污泥形成的过程称之为污泥颗粒化。颗粒污泥化是大多数UASB反应器启动的目标和启动成功的标志。颗粒污泥的形成使UASB内可以保留高浓度的厌氧污泥。这首先是由于颗粒污泥具有极好的沉降性能。絮状污泥的沉降性能较差，当产气量较高，废水上流速度略高时，絮状污泥则容易冲洗出反应器。产气与水流的剪切力也易于使絮状污泥进一步分散。这加剧了絮状污泥的洗出。颗粒污泥有机好的沉降性能，它能在很高的产气量和高上流速度下保留在厌氧反应器内。因此污泥的颗粒化可以使UASB反应器允许有更高的有机物容积负荷和水力负荷。一般絮状污泥的UASB负荷在10kgCOD/（m3.d）以下，而颗粒污泥UASB反应器负荷甚至可高达30-50kgCOD/（m3.d）。颗粒化污泥还具有以下优点：1、细菌形成的颗粒状聚