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一、概述淀粉污水的直接排放给周围环境造成了很大程度的污染，只有经过严格的污水处理达到有关排放标准后才允许排放。二、设计范围及原则1．设计范围排入污水处理设施的污水均为淀粉厂生产污水，其它污水均需预处理达到污水站进水要求后方可纳入污水处理站。处理后的排放水《国家综合污水排放标准》二级标准。污水处理设施具有成熟性、应急性的特点，满足水量、水质的变化及突发性事故状态，符合国内实际情况。所选用的设备性能可靠，运行稳定，运行费用低，管理维修方便，自动化程度高。污水处理站在考虑污水处理达标排放的同时，也对二次污染源加以严格控制，从而彻底落实对环境的保护。本工程设计范围为接入污水处理设施入水口开始至净化水排出为止的污水处理结构、工艺、电气设计。2.设计原则a、处理工艺，运行稳定可靠，能有效地去除污水中的NH3-N。b、耐冲击负荷，具有可调性、灵活性，设备为全封闭系统。c、处理系统能自动运行，经常运行费用低，维护管理方便。d、提供优良的主要设备设施，确保设备质量有较好的售后服务。三、污水水量、水质及排放要求1、污水种类：淀粉废水2、污水水量及水质：COD：17000mg/lBOD：7000～8000mg/l处理水量：600～700m3/h3、污泥处理方式：脱水干化后外运4、排放水水质：PH：6~9CODcr：≤300mg/LBOD5：≤100mg/LSS：≤800mg/L四、设计标准建设单位提供的水量、水质等基础资料；1、《污水综合排放标准》（GB8978-96）Ⅱ类一级；2、《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）Ⅱ类标准；3、《建筑给排水设计规范》（GBJ15-88）；4、《室外排水设计规范》（GBJ14-87）；5、《低压配电设计规范》（GB50054-95）；6、《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；7、《民用建筑生活污水处理工程设计规范》（GBJ08-71-98）。8、《地表水环境质量标准》GHZBI-19999、《建筑结构荷载规范》GBJ9-8710、《混凝土结构设计规范》GBJ10-8911、《建筑地基基础设计规范》GBJ-8912、《建筑抗震设计规范》GBJ11-8913、《建筑结构设计统一标准》GBJ68-8414、《建筑设计防火规范》GBJ16-8715、《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-8716、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025-9317、《城市污水处理工程项目建设标准》18、《民用建筑电气设计规范》GB/T16-9219、《工业企业设计卫生标准》TJ36-7920、《工业企业采暖、通风及空气调节设计规范》TJ19-7521、《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-8422、《污水泵站设计规程》DBJ08-23-9123、《工业与民用建筑抗震设计规范》GBJ11-9924、《工业与民用10千伏及以下变电站设计规范》GBJ53-8325、《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54-83五、工艺流程确定综上分析及比较，本工程拟采用以CASS反应器为核心的处理工艺，工艺流程简图如下：六、主要工艺设备说明1、UASB的构造及工作原理UASB的构造UASB反应器主要包括以下几个部分：污泥床、污泥悬浮层、布水器、三相分离器。各组成部分的功能、特点及工艺要求如下：污泥床：污泥床位于整个UASB反应器的底部，污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥浓度一般为40～80MLSSg/L，污泥床中的污泥由活性生物量占70%--80%以上的高浓度的颗粒污泥组成，正常运行的UASB中的颗粒污泥粒径一般为0.5～5mm之间，具有优良的沉降性能，其沉降速度一般为1.2～1.4cm/s，其典型的污泥容积指数（SVI）为10～20mg/l。颗粒污泥的主体是各类厌氧微生物，包括水解发酵细菌、共生的产氢乙酸细菌和产甲烷细菌，在颗粒污泥表面生物膜的外层中占优势的细菌是水解发酵细菌，内部是产甲烷细菌。细菌的这种分布规律是由环境中的营养条件决定的。颗粒污泥表面的厌氧微生物是废水中的原生营养物质，其中大多数为不溶态的有机物。因而那些具有水解能力及发酵能力的厌氧微生物便在污泥粒子表面滋生和繁殖，其代谢产物的一部分进入溶液，供分散在液流中的游离细菌吸收利用；另一部分则向颗粒内部扩散，使颗粒内部成为下一营养级的产氢乙酸细菌和产甲烷细菌滋生和繁殖区域。由于甲烷菌在颗粒内部的密度大于颗粒外部的溶液本体，亦即颗粒内部的生物降解作用大于颗粒外部的溶液本体，故发酵细菌的代谢产物在颗粒内部的浓度小于外部溶液，为水解及发酵细菌的代谢产物向颗粒内部扩散提供了有利的动力学条件。可见颗粒污泥实际上是一种生物与环境条件相互依托和优化结合的生态粒子，由此构成了颗粒污泥的高活性。污泥床的容积虽仅占UASB反应区容积30%左右，但它对UASB反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，它对反应器中有机物的降解量一般可占到整个反应器全部降解量的70%-90%。污泥床对有机物的有效的降解作用，使得在污泥床内产生大量的沼气，微小的沼气气泡经过不断的积累、合并而逐渐形成较大的气泡，并通过其上升的作用使整个污泥床层得到良好的混合。污泥悬浮层：污泥悬浮层位于污泥床上部，它占据UASB反应区容积的70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为10-30gMLSS/L，由高度絮凝的污泥组成，一般为非颗粒状污泥，其沉速要明显小于颗粒污泥的沉速，污泥容积指数一般在30-40ml/g之间，靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态。这一层污泥担负着整个UASB反应器有机物降解量的10%-30%。当污泥床层中的部分污泥粒子被上升的气泡冲起时，在气泡的浮载力作用下，上浮于污泥悬浮层中；而当上升的大气泡将其上的小气泡冲起，或污泥粒子上浮至液面，在界面张力突变而使小气泡破裂后，这些污泥粒子又会沉降至原来的污泥床层中去。根据以上分析可知，尽管有机物的降解主要依靠仅占反应区容积约30%的污泥床层，而污泥悬浮层的有机物降解量很相对很小，但它是一个缓冲层，对防止污泥的流失并保持反应区污泥的高浓度有十分重要的作用。布水器：其主要功能是将进入反应器的废水均匀地分配到反应器整个横断面并均匀上升；起到水力搅拌作用，这是反应器高效运行的关键环节。三相分离器：由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体、污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区，沉淀澄清后的处理水经排出系统，均匀地加以收集，并将其排出反应器。具有三相分离器是UASB反应器处理工艺的主要特点之一，它相当于传统废水处理工艺中的二次沉淀池，并同时具有污泥回流的功能.因而三相分离器的合理设计是保证其正常运行的一个重要因素。UASB的工作原理UASB反应器在运行过程中，废水通过进水以一定的流速自反应器的底部进入反应器，水流在反应器中的上升流速在0.6～0.9m/h之间。水流依次流经污泥悬浮层至三相分离器。UASB反应器的水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解，厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起，由于大量气泡的产生，引起污泥床的膨胀。反应中产生的微小的沼气气泡在上升过程中相互结合而逐渐形成较大的气泡，将污泥颗粒向反应器的上部携带，最后由于气泡的破裂，绝大部分污泥颗粒又返回到污泥床区。随着反应器产气量的不断增加，由气泡上升所产生的搅拌作用变得日趋剧烈，气体便从污泥床内突发性逸出，引起污泥床表面呈沸腾和流化状态。反应器中沉淀性能较差的絮体状的污泥则在气体的搅拌作用下，在反应器上部形成污泥悬浮层；沉淀性能良好的颗粒状污泥则在反应器的下部形成高浓度的污泥床。随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液上升至三相分离器中，气体遇到挡板后折向集气室而被有效的分离排出；污泥和水进入上部的沉淀区，在重力作用下泥水发生分离。由于三相分离器的作用，使得反应器混合液中的污泥有一个良好的沉淀、分离和再絮凝的环境，有利于提高污泥的沉降性能。在一定的水力负荷条件下，绝大部分污泥能在反应器中保持很长的停留时间，使反应器中具有足够的污泥量。UASB的工艺构造和实际运行具有以下几个突出的特点：一是反应器中高浓度的以颗粒状形式存在的高活性颗粒污泥，这种污泥是在一定的运行条件下，通过严格控制反应器的水力学特性以及有机物负荷的条件，经过一段时间的培养而形成的。颗粒污泥特性的好坏将直接影响到UASB反应器的运行性能。二是反应器内具有集泥、水和气分离于一体的三相分离器，这种三相分离器可以自动地将泥、水、气加以分离并起到澄清出水，保证集气室正常水面的功能。三是反应器中无需安装任何搅拌装置，反应器的搅拌是通过产气的上升迁移作用而实现的，因而具有操作管理比较简单的特性。该工艺具有投资省、运行可靠、操作管理简易、运行费用少、处理效果好等优点。2、CASS的构造、运行程序及工艺特点CASS是设有一个生物选择器可变容积生物反应器，在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离的处理功能。整个系统以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的方式实现有机污染物的降解功能。▲CASS反应器的构造CASS反应器由生物选择区、缺氧区、主反应区以及曝气器、滗水器、水下搅拌机等组成，CASS反应器中生物选择区、缺氧区和主反应区的容积比一般为1：5：30。生物选择区设置在反应器的进水处，是一容积较小的废水污泥接触区（容积约为反应器总容积的10%）。进入反应器的废水和从主反应区内回流的活性污泥（回流量约为日平均流量的20%）在此相互混合接触。生物选择器是按照活性污泥种群组成的动力学原理而设置的，创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌。在生物选择区内，通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用，而且加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。生物选择器还可有效的抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性，兼氧区不仅具有辅助在厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。主反应区则是最终去除有机底的主要场所。在运行过程中通常将主反应区的曝气强度以及曝气池中溶解氧强度加以控制，以使反应区内主体溶液呈好氧状态，保证污泥絮体的外部有一个好氧环境进行硝化；活性污泥絮体结构的内部则基本处于缺氧状态，溶解氧抽污泥絮体内部的传递受到限制，而较高的硝酸盐浓度则能较好渗透到絮体内部，有效地进行反硝化，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化的反硝化作用。▲CASS的运行程序CASS的循环运行过程以时间序列运行，其运行过程包括进水曝气、污泥沉淀、排水排泥等阶段并组成其运行的一个周期。每个运行周期中曝气和非曝气的时间基本相等，而其一个典型的运行周期时间为4h，其中曝气2h、沉淀和排水各1h。CASS在进水阶段，一边进水一边曝气，同时进行污泥回流，保证了沉淀过程在静止的环境中进行，并使排水的稳定性得到保障，沉淀排水阶段的时间一般为2h。对于二池CASS系统，这样的运行程序保证了整体进水的连续性和风机的连续运行。CASS在操作循环的曝气联合完成有机物的生物降解过程，在非曝气阶段完成废水分离和处理水的排放。排水装置为移动式自动滗水器，将每一循环操作中所处理的废水经沉淀后排出。一个运行周期结束后，重复上一周期的运行并由此循环不止。循环过程中，反应器内的水位随进水而初始的设计最低水位逐渐上升到最高设计水位，因而CASS是一个变容积的运行过程。▲CASS工艺特点CASS工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种新型的废水处理工艺，CASS工艺具有以下几个方面的特征和优点。（1）在反应器入口处设一生物选择器，并进行污泥回流，保证了活性污泥不断地在选择器中经历了一个高絮体负荷阶段，从而有利于系统中絮凝性细菌的生长并提高污泥活性，使其快速地去除废水中溶解性易降解基质，进一步有效在抑制丝状菌的生长和繁殖。这使得CASS系统的运行不取决于水处理厂的进水