广东省潮州秀丽豆制品有限公司工业污泥处理设计.docx

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1、广东省潮州秀丽豆制品有限公司工业污泥处理方案学 院：专 业：姓 名：指导老师：材料与环境学院环境工程刘琬琳学 号：职 称：160503102150黄锦勇讲师中国珠海二二年五月5北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计广东省潮州秀丽豆制品有限公司工业污泥处理方案是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日广东省潮州秀丽豆制品有限公司工业污泥处理工艺方案设计摘 要本文以广东省潮州豆制品有限公司经营的污水处理厂所产生的沉淀物污泥作为研究对象

2、，计算出经过初沉池和二沉池处理后需要处理的污泥总量Q。然后设计出储泥池、厌氧消化池和污泥脱水间的各项参数。通过认真的分析阅读有关资料，结合该豆制品公司的污泥产生情况，选择出处理工艺，本次设计决定用储泥池-浓缩脱水-厌氧消化-脱水干化处理工艺，处理后的污泥符合城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 里的污泥排放标准。关键词：污泥总量，浓缩脱水-消化-堆肥，脱水干化Guangdong chaozhou XiuliLimitedcompnywaste Industria Treatment process designAbstract In this paper, the sedime

3、nt sludge produced by the sewage treatment plant operated by Guangdong Chaozhou Bean Products Co., Ltd. is taken as the research object. The purpose is to compare the treatment process of the sludge produced by Chaoshan Bean Products and the options for disposal. Calculate the total amount of sludge

4、 Q that needs to be treated after treatment in the primary settling tank and the secondary settling tank. Then the parameters of sludge storage tank, anaerobic digestion tank and sludge dewatering are designed.Through careful analysis and reading the relevant materials, combined with the sludge prod

5、uction situation of the soybean product company, a treatment process was selected. This design decided to use this concentrated dehydration-digestion-compost treatment process, and then choose a dry incineration sanitary landfill program for disposal Finally, the resource reuse part can be used for

6、construction materials and landfill treatment. It is hoped that this design will achieve the expected value, and it is a sludge treatment and disposal design with high efficiency, easy operation of advanced technology and low cost.Keywords:Total amount of sludge, concentrated dehydration-digestion-c

7、ompost, dry incineration, sanitary landfill目 录1 前言11.1 污泥处理处置的目的11.2课题研究的技术流程11.3各国的发展现状及待解决问题12 工程概况22.1 设计标准和原则22.2常规的污泥处理方法3设计出水水质43 工艺流程设计53.1 工艺设计流程图53.2 工艺流程简述53.3 构筑物的设计计算53.4 主要处理构筑物选型及成本估算204 污泥的处置205 结论20参考文献21谢 辞221 前言随着现代废水处理设施的日益广泛，处理率的长进和处理水平的上升，废水处理厂中残留污泥的产量显着增加，这将使二次污染问题的问题更加严重。污水的升华

8、处理主要由污水中的胶体和可溶性有机物提供，转化为二氧化碳，水和生物质。而多余的生物质构成了生物化学处理所产生的污泥。剩余污泥是含有大量有害物质和不稳定的有机物的固体废物，万一处理处置过程中操作出现问题，会对环境产生严重污染。.1.1 污泥处理处置的目的污泥是处理厂在污水处理后产生的一种粘性沉淀物，是污水处理后产生的副产物。具有高产，高含水，高亲水性，水分去除困难的特点，主要成分包括多种好氧微生物菌群，淤积在原污水内的泥沙微粒，纤维，动植物残留物以及吸附在其上的有机物，金属， 病毒，蠕虫卵，胶体和胶体的其他复杂混合物。污泥处理的目的是为了通过减低污泥水含量来减小体积，去除其中的有机物和杀死寄生虫

9、和病毒来让污泥稳定化和无害化，最后实现综合利用。1.2课题研究的技术流程（1） 分析国内和国外对于污泥处理处置的现实情况。（2） 豆制品生产污泥处理工艺流程的选择与确定。（3） 用有代表性的活性污泥处理技术作为参考依据。（4） 各个构筑物的设计及工程计算。（5）通过工艺计算出最适合本公司使用的符合经济与环境成本的工艺。1.3各国的发展现状及待解决问题1.3.1国内外处理工业污泥的现状全球工业化，伴随的不仅仅是经济的高速发展，还有更多的问题。比如生活污水的排放量越来约多从而导致污水处理附属物污泥的产量也日益增加。据有关调研统计，欧洲国家的干污泥产量每年大量增长。根据目前统计数据表示，美国每年都会

10、有3500吨以上的污泥产生。西欧主要一热干化为主，而日本主要以填埋为主。 而我们国家由于经费技术上的原因，以填埋堆放为主。常用的污泥处理方法都存在着缺陷，为了完善这些缺陷，污泥的减量技术就产生了。处理污泥的主要工艺处置污泥主要技术有：卫生垃圾填埋，建筑材料的使用，污泥焚烧。土壤利用，操作简单费用少而且处置量大，但侵占大量土地容易渗滤导致二次污染；建材利用不依赖土地而且使污泥处置进入循环经济体系，但污泥制造建材要先考虑其有毒有害物质含量1.3.2 本设计应解决的主要问题污泥的设计包括处理以及处置。本设计的工厂是生产豆制品，所以产生的污泥是有机质。处理阶段的过程为浓缩-脱水-消化-堆肥，可以稳定污

11、泥并使排放的污泥符合城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 里的污泥排放标准的；处置阶段处理污泥之后的最终手段，包括填埋处理，土地循环利用，建筑素材的利用和焚烧以及使用臭氧来减少污泥。本设计主要讨论反应体系各项参数的改变对反应的影响，为污泥减量化提供技术支持。2 工程概况豆制品公司产生的工业污泥特点是量多。大豆制品产生的污泥具有很好的生物降解性，易被破坏和变质。变质后会产生异味，产生大量的蚊蝇，严重影响工厂的环境。污泥很粘。这种污泥粘性强，脱水性能差。采用传统的板框压滤机脱水，效率很低。如果采用带式压滤机或蜗牛脱水机处理污泥，则需要大量的絮凝剂。药剂成本高，污泥含水率高达85-9

12、0%。豆制品工厂产生的污泥来自于初沉池和二沉池产生的污泥总量，流向厌氧消化槽进行厌氧消化最后进行污泥脱水。焚烧处置具有减容量高处置彻底与可回收能量等优点，但投资成本高，技术难度大。污泥处置不妥会对环境造成不可挽回的损害，甚至侵蚀社会和居民的健康生活生活。过去，仅出于技术可行性和经济性的考虑选择污泥处置方法，忽视环境和社会影响，这严重导致污泥处理处置效率低下。因此我们应更加严谨地考虑使用怎样的污泥处理处置方案。2.1 设计标准和原则2.1.1设计采用的主要标准及规范（1）城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 2水污染控制工程（第三版下册）（3） 水污染控制工程（第三版下册）（4）

13、实用环境工程手册（5）以及其他现行相关的标准规范国内有关工业污泥运行经验与运行资料2.1.2 设计原则考虑潮州地区作为亚热带海洋性季风气候，还有的地形地貌，选择高效率、经济成本合理、易于操作维护费用低的污泥处理工艺，还要考虑公司后续发展，选取更优的设备。 2.2常规的污泥处理方法(1) 污泥浓缩脱水 污泥减量化的步骤是首先特泥浓缩，从二沉池出来浓缩后污泥的水含量从9799%变为97%。目前较多见的四种污泥浓缩技术：重力浓缩；空气动力学浓缩；离心浓缩；整体脱水浓缩。目前国内大部分污水厂都采用浓缩成本低的重力浓缩法，但因为制度对磷去除的需求变高，应用机械浓缩变得有更多的必要。脱水后的污泥呈含水高于

14、90%的流动状态，为了污泥中的毛细管结合水分离出来，因此还需进行机械脱水，脱水过后的污泥体积可以减少到原来的10%，含水量降低到差不多80%，通过机械脱水处理污泥后，之后的处理处置难度会减低许多。污泥热干化技术利用热能快速蒸发掉污泥中水分显着减少污泥。通过热干化，污泥含水率可降低80%-90%，微生物活性减低为零，污泥稳定，不会腐烂并且可以长期存储和运输。干化技术可以实现污泥减量化、无害化、稳定化。由于利用外加热源污泥干化的高能耗和高运营成本，热干化技术现已广泛应用于土地和劳动力价格更高，经济较发达的地区。1(2) 污泥的厌氧消化 污泥厌氧消化在世界的污泥稳定化流程中占有非常重要的价值，污泥在

15、无氧时由专性厌氧细菌及兼性菌将污泥中的有机物分解为CO2和CH4。日处理1010md以上的污水二级处理设施产生的污泥都需要进行厌氧消化，厌氧消化和之后的污泥干燥是利用土壤进行处置的两个最主要的处理过程。(3) 污泥的干化焚烧 污泥焚烧是污泥干化后与氧气发生燃烧反应使其氧化分解，从而去除里面的有毒物质并资源再利用。最后形成无害的废渣。主要使用的设备有多段竖炉，回转焚烧炉与流化床焚烧炉。(4) 污泥的再利用 污泥的综合利用有农用处理，建筑材料的应用，填埋处理，污泥投海和能量回收等。2.3 进出水量的参数设计水量：1600m3/d总变化系数：Kz=K日K时，因工业企业一般每天的生产时间相同，即每日的

16、污水流量一样，所以K日=1，Kz=K时，查给水排水设计手册第06册工业排水得：K时=1.5最大设计流量：Qmax=Q*K=1600*1.5=2400m3/d=100m3/h=0.028m3/s设计进水水质项 目CODcrmg/LBOD5mg/LNH3-Nmg/LSSmg/LPH浓度40001600404004-6设计出水水质项 目CODcrmg/LBOD5mg/LNH3-Nmg/LSSmg/LPH排放标准1005015706-93 工艺流程设计3.1 污泥处理工艺设计流程图储泥池脱水干化厌氧消化池污泥浓缩池3.2 工艺流程简述通过计算经过初沉池和二沉池进出水量可以求得需要处理的污泥总量，这些污

17、泥进入储泥池浓缩脱水后进入厌氧消化池进行厌氧消化，接着进入污泥脱水间进行脱水。需要设计储泥池、厌氧消化池和污泥脱水间。3.3 构筑物的设计计算3.3.1污泥总量计算3.3.1.1初沉池中的污泥总量豆制品厂的污水的构筑物处理设计系统排泥每天一次，初沉池中通常生成的是具有一般沉降性能良好的污泥，平均浓度设为，则1座初沉池中总污泥量：生物处理厌氧污泥产量：反应池进水；COD去除率为；反应池的排出总污泥量： 式中： 反应池产泥量，； 厌氧生物处理污泥产量，； 进水化学需氧量浓度，； 化学需氧量去除率，取。据，则 反应池 污泥含水率为99%，所以，则初沉池排出总污泥量： 污泥龄： 式中: s 污泥含水率

18、，以99%计p 污泥密度， 可以得出排泥系统初沉池一天的产泥量为3.3.1.2 二沉池中污泥总量计算还有一部分豆制品污泥是在二沉池生成的。设计的容积负荷： Nv=4 kgCODcr/ m3d。反应器的有效水深宜在48m,本设计取6m。（1）COD负荷计算每天的COD去除量： （2）查得取污泥的产率为X=0.07kgVSS/kgCOD 每日排泥量： X=XQ1Sr X-污泥产率，取0.07kgVSS/kgCOD Q1-单个反应器的设计流量， m3/d Sr-去除的COD浓度，kgCOD/m3 X=0.07kgVSS/kgCOD1200 m3/d3200mg/L90% =0.24 kgVSS/d

19、取VSSMLSS=0.8，则产生的干泥： X=X0.8=0.240.8=0.3 kgMLSS/d 查得污泥含水率的取值为，本设计取98%，因含水率95%，取s=1000kg/m3,则污泥量为： Qs=Xs1-=0.310001-98%=0.015m3/d 排泥管管径应大于150mm,本设计用200mm的排泥管，每天排泥一次。 排泥点宜设在泥区中上部和底部，中上部排泥点宜设在三相分离器下0.51.5m处，本设计排泥点位于三相分离器下方1.2m处。3.3.4储泥池设计设计说明 通过豆制品污水处理工艺初沉池和二沉池产生的豆制品污泥每天一次排泥，收集后集中到储泥池，豆制品污泥通过污泥泵站传送到污泥浓缩

20、池。污泥浓缩池：运行时间是间歇的；运行周期：；豆制品污泥工程中其他构筑物排泥时间：1.0-1.5 h；污泥泵抽送污泥工作时间：；污泥浓缩时间：，污泥浓缩池排水时间：，闲置时间：设计技术指标 豆制品污泥设计产生量： 豆制品污水处理工程产生污泥主要来自初沉池和二沉池，即： 初沉池 二沉池 总豆制品污泥量为：， 设计时取，储泥池里的豆制品污泥由污泥泵站进行运送到下一个构筑物中。豆制品污泥处理工程中产生污泥需在1.5h内完成抽送。3.3.5 污泥浓缩池参数计算设计 设计技术指标总污泥量为：，设计时取参数选择：有机负荷通常为，取1.2=29；浓缩时间为；设计污泥量；污泥浓缩后含水率为97%；浓缩池计算（

21、1）浓缩池总面积： 式中：Q 污泥量，；C 污泥固体浓度，；M 污泥固体通量，；（2）单池面积： 式中：n 浓缩池个数,1个（3）浓缩池直径： ，取2.2m 设计一座圆形浓缩池，则直径B=6.4 m，则实际面积（4）浓缩池工作部分高度： ，取3.3m （5）浓缩池总高： 式中：h2 超高，取 h3 缓冲层高度（6）浓缩后污泥体积： （7）入流固体浓度 （8）浓缩后污泥浓度： 浓缩后污泥浓度： （9）污泥斗污泥斗倾角取污泥斗高度为： ，取 污泥斗容积: （10）总高度 H=4.3+1=4.4m（11）排水口 污泥浓缩池池内的上清液利用重力进行排放。上清液由管道排入污水处理系统。污泥浓缩池设四根排

22、水管于池壁。（12）污泥浓缩机污泥浓缩池需要一个污泥浓缩机进行搅拌，采用的是机械搅拌的方法。污泥浓缩机产品参数型号FTA-2000外观尺寸（mm）处理量4-7搅拌机使用功率（kw）0.37浓缩机使用功率（kw）0.37滤液收集器有参考重量（kg）960设计草图： 单位：mm3.3.6 厌氧消化池参数计算设计污泥厌氧消化池是豆制品污泥处理工程的一个核心构筑物。采用中温两级消化处理技术，消化池停留天数30d，一级消化池20d，二级消化池10d，消化池控制温度33-35，投配率为5%。设计泥量，豆制品污泥经过污泥浓缩池处理的污泥的含水率为97%。污泥浓缩池后污泥体积为： 参数选择本次设计的厌氧消化池

23、为圆柱形消化池，采用中温厌氧消化技术。厌氧消化池中产生的副产物沼气，则通过管道运输至沼气柜。容积计算（1） 总容积一级消化池投配率（2） 有效容积N 浓缩池个数,1个（3） 消化池总高度消化池直径取，集气罩直径采用，池底下锥底直径集气罩高度；上椎体高度；消化池柱体高度，取（地面以上高度，地面以下），下椎体高度；池底边长L=2.7； 总高度：集气罩容积 弓形部分 圆柱部分体积 下椎体部分体积 则消化池有效容积 二级消化池总容积 二级消化池投配率采用两座二级消化池，每一座一级消化池串联两座二级消化池，则每座二级消化池有效容积为： 二级消化池各尺寸与一级消化池一致。（4）消化池部分表面积设计池盖表面

24、积：集气罩表面积 池顶表面积： 池盖总面积： 池壁表面积： （地面以上部分） （地面以下部分）池底表面积： 消化热工计算中温消化温度为新年污泥年平均温度：日平均最低温度：每座一级消化池投配的最大生污泥量为： 则全年平均耗热量为： 最大耗热量为： 消化池不同部分传热系数：池盖；池外介质是大气，；冬季室外计算温度：；池外介质为土壤时，；池盖部分全年平均耗热量为: ： 最大耗热量为 池壁在地面以上的部分的全年平均耗热量： 最大耗热量为 池壁在地面以下的部分的全年平均耗热量：最大耗热量为 池底部分的全年平均耗热量： 最大耗热量为 消化池的全年总耗热量，全年平均耗热量： 最大耗热量为 消化池各部分传热系

25、数：；设消化池池盖混凝土结构厚度钢筋混凝土的导热系数为采取聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，导热系数为，则保温材料厚度为 池壁在地面以上部分保温材料厚度的计算：设消化池池壁混凝土结构厚度为采取聚氨酯硬质泡沫塑料为保温材料，则保温材料厚度为 池壁地面以下部分，因为有土壤作为天然的保温层。土壤导热系数设池壁地面以下部分的混凝土结构厚度 池壁地面以下部分，因为有土壤作为天然的保温层。设池壁地面以下部分的混凝土结构厚度 采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为池盖、池壁的保温材料，其厚度计算，均按照计算，乘以，采用50mm。二级消化池所用保温材料结构均与一级消化池相同。消化池所产生的沼气经集气罩收集后输送至沼气柜。设

26、计草图：3.3.7 脱水干化参数计算设计污泥脱水间 经过污泥消化池后的豆制品污泥，我们进行再次脱水。豆制品污泥减量化减少水分，以便于运输和后续处理。经过污泥浓缩后污泥含水率为97%。 基础参数 压滤时间为T=4.5h；设计污泥量；污泥目前含水率是97%；采用带式压滤机，压滤后污泥含水率为77%。设计计算（1）污泥体积 -脱水后污泥量， ；-脱水前含水率；-脱水后含水率；-脱水后干污泥重量 ；豆制品污泥经过带式压滤机脱水后形成污泥泥饼存放，然后污泥运走。污泥脱水机根据所需处理泥量，选用DNDYQ1000型带式浓缩压滤机一台：表4.9 DNDYQ1000型带式压滤机产品参数表型号网带宽度电动机滤带

27、张力速度冲洗耗水量DNDYQ10001000mmJJTY21-40-4.9KN/m压缩电机功率污泥处理器浓缩电机功率外形尺寸重量1.5kw10-13m/h592018502270mm3100kg另外，带式浓缩压滤机也需要进行冲洗。出于节约成本的考虑，我们选用可以回用水的清洗水泵。滤带清洗水泵：德国Speck 高压柱塞泵 SpeckAJ-1特点高性能、高稳定、高耐久性材质黄铜压力400barMpa用途高压水射流原理往复式液压泵驱动方式电动流量15-20功率4kW高程投药装置投药量试验知，常用絮凝剂的投药量分别为:，.，选用金隆ZRS-1溶药搅拌机一台金隆ZRS-1溶药搅拌机产品参数型号金隆ZRS

28、-1溶解能力储药体积500L-1000L功率3kw搅拌机类型搅拌机类型物料类型物料类型适用物料适用物料搅拌鼓形状圆盘型药液投加选用KD-60/07型隔膜式加药泵，其性能如表 KD-60/07型隔膜式加药泵产品参数型号计量范围流量（L/H）压力(MPa）冲次（MIN-1）进出口径重量压力范围KD-60/070-120L/H600.672DN1580-1.0MPa通过带式压滤机的豆制品污泥压滤后，降低了水分，形成泥饼存放污泥干化间，放置等待小车外运走。污泥干化间主要作用就是存放形成泥饼的豆制品污泥。同时也需要注意通风。根据需求我们设立：污泥干化间尺寸：3.4 主要处理构筑物选型及成本估算名称参数数

29、量单位污泥浓缩机上海富产FTA-20001台污泥提升泵NL50-182台隔膜式加药泵KD-60/071台溶药搅拌机金隆ZRS-11台带式压滤脱水机DNDYQ10001台滤带清洗水泵SpeckAJ-11台4 污泥的处置污泥经过干化后进行焚烧综合比较目前的处置手段，大部分污泥直接卫生填埋是比较适合该豆制品工厂的，该方案具有易于操作，成本较低。少部分可以用于园林绿化和建筑材料，这是符合我们永续发展理念的方案。5 结论本设计对从初沉池和二沉池出来的污泥，通过储泥池-浓缩脱水-厌氧消化-脱水干化的工艺进行处理。设计了污泥浓缩池、厌氧消化池和污泥脱水间，选出设备选用的型号，最后本设计认为对大部分污泥进行干

30、化焚烧处置，然后卫生填埋以及小部分用于园林和建筑材料上。本文对广东省潮州秀丽豆制品有限公司所采用的污泥处理处置方案均基于环境、经济、技术、社会这四个方面进行了综合评进行评价，然后才选出最为理想的结果，处理后的污泥符合城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 里的污泥排放标准。参考文献1汪启光 污泥臭氧破解及其减量的机理与效能研究 中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士)，2006.92杨东娟，城市污水处理厂污泥处理研究，中国优秀硕士学位论文全文数据库，2015，23史惠祥.实用环境工程手册，化学工业版2002.4汪启光 污泥臭氧破解及其减量的机理与效能研究D5章嵘,费征云. 杭州

31、七格污水处理厂污泥处置及示范工程J. 中国给水排水,2011,27(18):79-82. 6胡维杰. 上海市白龙港污泥处理工程工艺设计及其技术特点J. 中国给水排水,2011,27(18):40-45. 7崔玉川，刘振江，张绍怡，等城市污水厂处理设施设计计算M.北京：化学出版社，2004.谢 辞本文的写作和设计的修改过程中，要由衷感谢黄锦勇老师的悉心指导，老师为我手忙脚乱的设计进程指明了方向。从老师身上，我学到了细心严谨的态度，带着从老师身上学到的品质，一定对以后的学习工作带来信心和帮助。同时，也非常感谢我的小组成员，一起学习交流和细致修改，开拓了我的思路。为时一个学期的毕业设计即将结束了，这也意味者我在北京理工大学珠海学院的大学生涯也即将结束。最后，发自内心的向大学生涯中教授我们知识的老师和遇到的每一位同学朋友表达诚挚的谢意。 27