环境工程课程设计 味精废水处理

第1章 绪论

味精生产过程中所排放的废水量大，尤其是味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有“五高一低”的特点，是一种治理难度很大的工业废水。由于不能有效地治理味精废水，不少味精厂被列入全国重点污染源 3000 家单位之列。味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题 。

目前国内外都还没有成熟的成套技术应用于生产实践。主要的问题是一次性投资过大，或者日常运行费用过高,大多数味精厂无法承受,不得不长期维持超标排放的现状。但面对环境的日益恶化，国家制定了严格的排放标准，味精生产企业在面对现状的同时，需要及时改进味精废水处理工艺，引进新技术。在味精废水中含有许多宝贵的资源，厂家可以根据废水中所含物质不同，对废水进行分析和适宜的处理工艺。因此，根据味精废水的特点，必须采取切实有效的措施，对其进行综合治理。在减小废水对环境造成污染的同时，回收废水中的菌体蛋白，取得一定的经济效益和环境效益。 根据某味精厂废水特点及地理特征，并考虑环保、经济，特设计了气浮-UASB-SBR和气浮-UASB-接触氧化法两个方案，并做出比较选择。

1.1 设计基础资料

某味精厂位于华东某市，该厂采用硫酸冷冻等电法制取味精。生产车间实行三班制，水量变化较大，日排水量为2500 m3/d。建设单位提供场地基本平坦，设计范围350×350米，东西长，南北宽；此外，附近还有大块农田可征用。污水自场地东北角流入，流入点管底标高为-1.30m(±0.00m以生产车间室内地坪为准)。处理后污水要求由场地东南角排出，排出点标高在-1.20米。 气象资料：

年平均气温：15.90C； 极端最高气温：35.00C；

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极端最低气温：-5.00C； 最热月月平均气温：32.50C； 最冷月月平均气温：-0.520C； 全年平均降水量：750mm。

1.2 水质水量和处理要求

该废水排放量为2500 m3/d，水量变化较大，处理后水质要求达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)中(新扩改企业)一级标准，进水水质和排放标准见下表1。

表1 进水水质和排放标准

项 目 PH值 SS(mg/L) CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) 进水水质 排放标准 3.2～3.5 6～9 600～700 70 18000 100 8000～9600 30 1.3 设计有关依据及规范

1、本工程执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)中(新扩改企业)一级标准；

2、可行性研究报告的批准文件和工程建设单位的设计委托书。 3、厂家提供的设计文件及基础资料数据；

4、《快速给排水设计手册》，中国建筑工业出版社，1994； 5、《给排水设计手册》（第五册：城市排水、第六册：工业排水），中国建筑工业出版社，1986。

第2章 总体设计

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2.1 设计方案的选择与确定

本项目污水处理的特点：污水的BOD/COD>0.3, 可生化性很好，污水的各项指标都比较高，含有大量有机物，非常有利于生物处理。同时淀粉废水中含有大量的蛋白，可以用气浮工艺分离提取。

根据水质情况及同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用厌氧与好氧相结合的方法来处理，废水首先经过气浮处理，去除大部分悬浮物，特别是蛋白质；然后经过厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷，获得能源—沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，在进行好氧处理后达标排放。

气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面上面实现固液或液液分离的过程。气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒（固体或液滴）附着以及上浮分离等连续步骤。它是近几年发展起来的一种技术，在工业废水及生活污水处理方面得到广泛应用。

在众多的厌氧工艺中选用上流式厌氧污泥床(USAB)，它在处理高浓度有机废水方面与其它生物处理相比具有以下几大优点： （1）成本低。运行过程中不需要曝气，比好氧工艺节省大量电能。同时产生的沼气可作为能源进行利用。产生的剩余污泥少且污泥脱水性好，降低了污泥处置费用。

（2）反应器负荷高，体积小，占地少。

（3）运行简单，规模灵活。无需设置二沉池，规模可大可小，较为灵活，特别有利于分散的点源治理。

（4）二次污染少。

通过以上分析及废水水质水量情况，拟采用“气浮—UASB—SBR法”和“气浮—UASB—接触氧化法”两套工艺进行比较。 两种工艺从技术上来说，都能达到预期的处理效果，而且工艺简单，污泥处理的难度小，在技术上都是可行的，且都为成熟工艺，但是气浮—UASB—SBR法要比气浮—UASB—接触氧化法管理简单，避免了产生二次污染，适合此污水处理管理技术水平现状。综合以上对比分析，本工程以采用气浮—UASB—SBR方案工艺方案作为最终方案。

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2.2 工艺流程说明

2.2.1 工艺流程图

蛋白沼气 调节沉淀池泵 废水 集水井泵 气浮池UASB 预曝沉淀池SBR 出水 集泥井 泵 污泥浓缩池 上清液 污泥脱水间 泥饼 压滤液 气浮+UASB+SBR法污水及污泥处理工艺流程

2.2.2 流程说明

该味精废水处理工艺由提取蛋白、厌氧生物处理和好氧生物处理3部分组成。提取蛋白采用气浮分离技术，淀粉生产车间的废水流过格栅，先去除大的悬浮物，然后进入集水井，集水井的废水泵入气浮池提取蛋白饲料，湿蛋白饲料经烘干制成干蛋白饲料。气浮分离后的废水流入调节沉淀池，以调节水量并沉淀去除部分悬浮物。厌氧生物处理采用UASB技术，调节沉淀池废水用泵压入UASB进行厌氧生物处理，大部分有机物在UASB反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封罐、气水分离器、脱硫器处理后进入沼气储柜进行利用。UASB出水自流进入预曝沉淀池，预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的悬浮物和H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。好氧生物处理采用SBR技术，预曝沉淀池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。调节沉淀池、UASB、预曝沉淀池、SBR等处理单元产生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥浓缩池，污泥经浓缩后进入污泥

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脱水间进行机械脱水，产生的泥饼作为有机农肥外运。污泥浓缩池的上清液和污泥脱水间的压滤液排入集水井进行再处理。

第3章 工艺流程的计算

3.1 污水处理部分

3.1.1 格栅

1、设计说明

格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后续构筑物的处理负荷。由于处理量不是很大，采用人工清渣。结构为地下钢混结构。

2、设计参数

Q=2500 m3/d=0.029 m3/s 设计流量QmaxKZQ1.3ⅹ0.029=0.04 m3/s 设格条间隙b=20mm；栅前水深h=0.3m；过栅流速v=0.9m/s；安装 倾角=600；栅条宽度s=10mm。

3、设计计算

(1) 格栅的间隙数n：

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n=Qmaxsinbh= 0.04sin6000.020.30.9=7 式中 n-------格栅间隙数； Qmax------设计流量，m³/s； v-------过栅流速，m/s； h-------栅前水深，m； b-------格栅间隙，mm。 ------格栅倾角,取=60°。 (2) 栅槽宽度B

B=s(n-1)+bn=0.01×(7-1)+0.02×7=0.20m 式中 B-------栅条有效宽度，m； S-------栅条宽度，m； n-------格栅间隙数； b-------格栅间隙，m。 (3) 进水渠道渐宽部分长度

设进水渠道宽取B01=0.10m，渐宽部分展开角1=20L1 =

BB12tan= 0.200.1012tan200 = 0.14m 式中 L1------进水渠道渐宽部分长度，m； B-- ----栅条有效宽度，m； B1------进水渠宽，m；

1-----渐宽部分展开角，取1=20°。 （4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

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L2 = L1/2 = 0.07m （5） 过栅水头损失

采用栅条断面为矩形的格栅，取k=3，

v20.013(0.9)2s32sin=k())sin60=0.097 h1=kh0=ksin=32.42(2g0.0229.8d2g44式中 h1-------格栅水头损失，m；

h0------计算水头损失，m；

g-------重力加速度，m/s；

k-------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般

采用3；

-------阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的

计算公式和相关系数计算。 -------取2.42 （6） 栅后槽总高度

取栅前渠道超高h2=0.3m,栅前槽高H1=hh2=0.3+0.3=0.6m

H= h + h1 + h2=0.3+0.097+0.3=0.7 式中 h2------栅前渠道超高，h2=0.3m； h-------栅前水深，m； H1-----栅前槽高，m。 (7) 栅槽总长度L： LL1L20.51.0（8）每日栅渣量W

取W1=0.05m3栅渣/103 m3污水

WQmaxW1864000.040.05864000.13(m3/d)

Kz10001.31000H10.60.14+0.07+1.5+=2.06 0tantan60式中 W-------每日栅渣量，(m3/d)；

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W1-------栅渣量，(m3/d)； Kz------总变化系数，取1.3

进水管标高-1.3m，超高0.3m，栅前水深0.3m，栅前水面标高-1.0m,栅前顶标高-0.7m，栅后水面标高-1.1m。

3.1.2集水井

1、设计说明

由于工业废水排放的不连续性，为了方便操作，减少施工工程量,气浮池设在地上,所以在气浮池之前和格栅之后设一集水井，其大小主要取决于提升泵的能力，目的是防止水泵频繁启动，以延长污水泵的使用寿命。具体设计时要选取适当的设计参数及合适的提升水泵型号，以达到要求。

２、设计参数

设计水量:Ｑ=104.2m3/h 水力停留时间：T=6h 水面超高取：h1=0.5m 有效水深取：h2= 4.5m 3、设计计算

集水井的有效容积：V=Q·T=104.2×6=625m3 集水井的高度：H=h1+h2=4.5+0.5=5m

14 进水 气浮池 0.5 集水井的水面面积:A=V/h2=625/4.5=139m2，取140m2 集水井的横断面积为：L×B=14×10(m2)

4.5 8

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则集水井的尺寸为：L×B×H=14×10×5(m3)

所以该池的规格尺寸为14m×10m×5 m3，数量为1座。最高水位-1.9m，顶标高为-1.4m，池底标高为-6.4m。在集水井中安装UHZ-50C型浮球式液位计一台，可自动控制提升水泵的启动和停止，即高水位时自动启泵，低水位时自动停泵，超高水位时双泵启动，同时连续跟踪显示水池液位。 4、泵的选择

提升流量Q=104.2 m3/h

扬程H=提升最高水位－泵站吸水池最低水位－水泵水头损失 =4-（-6.4）+2.5=12.9m

选用IS100-80-125型无堵塞自吸污水泵，它的作用是将集水井中的废水提升至气浮池中，设2台泵（1用1备），泵的出口安装电磁流量计进行水量计量。提升泵参数：Q=120m3/h，H=16.5m，电动机功率为11Kw。 提升泵房设计尺寸：5m×4m×4.5m。安装在地面。

3.1.3 气浮池

1、设计说明

由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。本设计中气浮选取叶轮曝气气浮法。其优点是气浮设备不易堵塞，适用于处理悬浮物浓度高的废水。

1-叶轮；2-盖板；3-转轴；4-轴套；5-轴承；6-进气管；7-进水槽；

8-出水槽；9-泡沫槽；10-刮沫板；11-整流板

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叶轮气浮池

2、设计参数

设计水量Q=2500 m3/d=0.029 m3/s 气浮延续时间t=18min 叶轮圆周线速度u=11m/s 叶轮直径D=0.40m 3、设计计算 （1） 气浮池总容积

W= Qt= 1.2×0.029×60×18=37.5 m³ 取38 m³ 式中 W-------气浮池的容积，m³；

-------放大系数，一般取1.1~1.4； Q--------废水流量，m³/min，； t---------气浮持续时间。 （2） 气浮池总面积

F=

W h式中 F-------气浮池总表面积，m2；

h-------气浮池的工作水深，m，一般取1.5~2.0，最大不超

过3m。 气浮池的工作水深h可以通过下式计算： hH

式中 -------气水混合物密度，kg/L，一般取0.67kg/L；

H--------气浮池中的静水压力，m；

气浮池中的静水压力H可以通过下式计算：

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u2 H

2g式中 g--------重力加速度，m/s2；

u--------叶轮的圆周线速度，m/s，一般取10~15m/s； --------压力系数，一般取0.2~0.3。

所以 Hu21122g=0.2529.81.54(m) 取=0.67kg/L，则工作水深为： hH.54=

10.672.3(m) 所以气浮池的总表面积 F=W/h=38/2.3=16.6 m2

气浮池采用正方形，边长不宜超过叶轮直径的6倍，即则每个气浮池的表面积一般为f=36D2 （3） 气浮池数目的计算m f=36D2=36×(0.4)2=5.76 m2 m=F/f=16.6/5.76=2.9 取m=3 式中 m--------气浮池个数； F---------浮池总表面积，m2； f---------气浮池面积，m2 （4） 叶轮设计与计算

叶轮吸入的水气混合流量 qQ10000.02960100060m(1) = 603(10.35) = 14.9L/s

式中 q--------叶轮吸入的水气混合流量L/s； ------曝气系数，一般取0.35；

Q、m同前。

l=6D，11

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叶轮转速计算 n60u6011 = = 526 r/min πD3.140.4式中 n-------叶轮转速，r/min； u-------叶轮的圆周线速度，m/s； D------叶轮直径，m。

叶轮所需功率按下式计算： NHq0.671.5414.9 = = 0.75Kw 1021020.2式中 N-------叶轮轴功率，Kw；

-------叶轮效率，一般取0.2~0.3。

气浮池分为3格，每格工作水深2.3m，水面超高0.3m，总高

度2.6m。梅格均采用正方形，边长为6D，即2.4m，则气浮池总长为2.4×3=7.2m，宽度2.4m。选择叶轮直径为400mm，转速526r/min，功率为0.75Kw。

3.1.4 调节池

1、设计说明

工业废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。由于淀粉废水中悬浮物（SS）浓度较高，此调节池也兼具有沉淀的作用。该池设有沉淀的污泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理构筑物能连续运行。其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。此外，酸性或碱性污水在调节池里可中和。采用半地下钢混结构。 2、设计参数 停留时间T=6h

设计水量：Ｑ=2500m3/d=0.029m3/s

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有效水深h=4.5m

L

0.5m 出 4.5m 泵 预计处理效果

项目 CODCr BOD5 SS 进水水质（mg/L） 18000 8000～9600 600～700 去除率（％） 40 40 65 出水水质（mg/L） 10800 4800～5760 210~245

3、设计计算 （1） 池子尺寸

池有效容积：V=QT=0.029×3600×6≈626m3 取池总高H=5m，其中超高0.5m，有效水深h=4.5m 则池面积：A=V/h=626/4.5=139m2 池长取L=15m，池宽取B=10m

池子总尺寸为：L×B×H=15m×10m×5m （2） 理论上每日的污泥量：

WQ(C0C1)1000(1P2500(700225)1000(10.96)1100030m3/d

0)式中 W---------每日的污泥量，m3/d； Q-------- 设计水量，m3/d；

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C0--------进水悬浮物浓度，kg/m3；

C1--------出水悬浮物浓度，kg/m3； P0--------污泥含水率，%。

（3）污泥斗

污泥斗底采用500mm×500mm，上口采用4000mm×4000mm，污泥斗斜壁与水平夹角为600，则污泥斗高度 h1=

4000/100500/1000tan600=3.03m

2污泥斗容积V1 =h(S1S2S1S2 )=1/3×3.03×(0.52+4.02+0.524.02) =20.48 m3

20.48×2>30 所以采用两个这样的污泥斗。 （4）搅拌机

为防止污水中悬浮物的沉积和使水均匀，采用DQT055型潜水搅拌机进行搅拌，单台设备功率为5.5Kw，叶轮直径为1800mm，叶轮转速为42r/min。两用一备。 （5）污水泵

调节池集水坑内设2台自动搅匀污水泵，一备一用。 水泵基本参数： 型号：QW120-130-20-15 水泵流量：130 m³/h 出口直径：D=125mm 扬程H=20m 转速n=1450r/min 配电机功率：N=15KW

调节池规格为15m×10m×5m，污泥斗采用2个底采500mm×500mm，上口4000mm×4000mm，深度为3.03m。采用DQT055型潜水搅拌机搅拌，QW120-130-20-15污水泵排水。每天排泥一次。

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3.1.5 UASB反应器

１、设计说明

UASB（上流式厌氧污泥床）是集生物反应与沉淀于一体的一种结构紧凑效率高的厌氧反应器。为了满足池内厌氧状态并防止臭气散逸，UASB池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设水封装置。池内所有管道、三相分离器和池壁均做防腐处理。 2、设计参数 设计水质

项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) COD 10800 BOD 4800～5760 SS 210～245 90 1080 90 480～576 210～245 设计水量：Q=2500m3/d=104.2m3/h 3、设计计算

设计容积负荷为Nv10kgCOD/(m3d) UASB的有效容积V有效QS0250010.80.92430m3 Nv10（1） UASB反应器的形状和尺寸

工程设计反应器6座，槽截面为矩形。

反应器有效高度为h=7m，则 横截面积S单池面积SiV有效h2430347m2 734758m2 6Si584.8m,取B=5m L1215

设池长L=12m,则宽B

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设计反应器总高H=7.5m，其中超高0.5m 单池有效反应容器：Vi有效Sih406m3 单个反应器实际尺寸：1257.5450m3 总池面积：S总Sin586348m2 总有效反应器容积：V有效Vi有效n40662436m3

设计UASB反应器规格为每个12×5×7.5m3，数量为6。 （2） 水力停留时间（HRT）及水力负荷率（Vr） t有效 VrV有效Q243623h 104.2Q104.20.30m3/(m3h) S总348 据参考文献，对颗粒污泥，水力负荷Vr0.1~0.9m3/m3h，故符合要求。

（3） 三相分离器构造设计计算

a.沉淀区设计

根据一般设计要求，水流在沉淀室内的表面负荷率

q'0.7m3/m3h，沉淀室底部进水口表面负荷一般小于

2.0m3/m3h。

本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置6个集气室，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。 三相分离器长度B=5m，每个单元宽度b 沉淀区的表面负荷率：

L122.0m 66Qi104.2/60.30m3/(m3h) Si580.26m3/(m3h)<0.7m3/(m3h),符合要求。

b.回流缝设计

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单元三相分离器结构示意图

如图，设上下三角形集气罩斜面水平夹角为55，取h31.2m； b1h30.84(m) tan55 b2b2b12.020.840.32(m) 式中：b1——下三角形集气罩底的宽度，m； h3——下三角形集气罩的垂直高度，m；

b2——相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回

流缝之一），m； b——单元三相分离器的宽度，m.

回流缝计算示意图

下三角形集气罩之间缝隙b2中的水流（不考虑气的影响）上升流速v1的计算为：

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a1nb2l60.321223.04(m2)

v1Qi104.2/60.75(m/h) a123.04 式中：v1——下三角形集气罩之间污泥回流缝中混合液的上升流

速，m/h；

a1——下三角形集气罩回流缝的总面积，m2； l——反应器的宽度，即三相分离器的长度B，m； n——反应器的三相分离器的单元数。

为使回流缝水流稳定，固液分离效果良好，污泥能顺利回流，一般v12m/h。

上三角集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速，设b3=CD=0.35m

a22nb3l260.351250.4(m2) v2Qi104.2/60.34(m/h) a250.4式中：v2——上三角集气罩下端与下三角集气罩斜面之间水平距

离的回流缝中水流的速度，m/h； a2——上三角形集气罩回流缝的总面积，m2； b3——上三角形集气罩回流缝的宽度，m。

为了使回流缝和沉淀区的水流稳定，确保良好的固液分离效果和污泥回流，要求满足：v2v12.0m/h。 c.气液分离设计 由上图可知：

CE=CDsin55=0.35sin550.29(m) CB=

CE0.290.50(m) sin35sin35设AB=0.5m，则

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h4(ABcos55b20.62)tan55(0.5cos55)tan550.85(m) 22校核液气分离。如上图所示，假定气泡上升流速和水流速度不

变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉淀区的必要条件是：

vbADBC或。 vaABAB沿AB方向水流速度：vaQi104.2/61.0(m/h)

CEB2n0.29526g气泡上升速度：

vbl218gd l

设气泡直径d=0.01cm；35C下，

l1.03g/cm3,g1.15103g/cm3,0.0101cm2/s, 0.95,0.01011.030.0104g/cms由于污水动力黏滞系数值比净水的大，取0.02g/(cms)。

vb0.95981180.021.031.151030.0120.266(cm/s)9.58(m/h)

BC0.62AB0.51.24; vbv9.589.58 a1.00vbBCv aAB可脱去d0.01cm的气泡。 d.三相分离器与UASB高度设计 三相分离区总高度hh2h3h4-h5

h2为集气罩以上的覆盖水深，取0.5 m。

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AFh3/sin551.46(m)

DFAF-AD=1.46-0.5-0.41=0.55(m) h5DFsin550.55sin550.45(m) hh2h3h4-h5=0.5+1.2+0.85-0.45=2.1

UASB总高H=7.5m，沉淀区高2m，污泥床高2.5m,悬浮区高2.5m,超高0.5m。出水处于沉淀去处1m处。 （4） 布水系统的设计计算

有资料知，颗粒污泥Nv4kgCOD/(m3d)，每个布水点服务2~5m2，出水口流速2~5m/s。

配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设1根D=150mm的总水管，20根d=50mm的支水管，支管分别位于总水管两侧，同侧每两根支管之间的中心距为0.6m，配水孔径取15mm，孔距1m，每根水管有12个配水孔，每个孔的服务面积1.022(m2)，孔口向下。 总管流速uQ104.20.41(m/s)

3600D236000.152布水孔2012240个出水流速为2m/s,则孔径计算为：

d4Qi4(104.2/6)3.6(mm)

3600nu36002402本设计取10mm

布水管设置在离UASB反应器底部200mm处。 （5）排泥系统设计计算

UASB反应器中污泥总量计算

一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均

浓度为15VSS/L，则6座UASB反应器中污泥总量：

GVCss24301536450(kg/d)

产泥量计算：

厌氧生物处理污泥产量取r0.08kgVSS/kgCOD。

20

味精厂污水处理

流量Q=104.2m3/h

进水COD浓度C010800mg/L10.8kg/m3 去除率E=90% a.UASB反应器总产泥

XrQC0E0.08104.22410.80.901945(kgVSS/d)。

19452431(kgSS/d)。 0.8b.据VSS/SS=0.8；X 单池产泥XiX2431405(kgSS/d)。 66c.污泥含水率为98%，当含水率>95%，取s1000kg/m3，则 污泥产量Wsi2431122(m3/d)；

1000(198%)单池排泥量Wsi污泥龄：c12220(m3/d)。 6G3645015(d) X2431排泥系统设计：

在距UASB反应器底部100cm和200cm高处，各设置两个排泥

口，共4个排泥口。排空时由污泥泵从排泥管强排。反应器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选钢管D=200mm。

（6）出水系统设计计算

出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响且其形式与三相分离器及沉淀区设计有关。 出水槽设计：

对于每个反应池，有6个单元三相分离器，出水槽共有12条，槽宽0.2m。

a) 单个反应器流量：qiQi104.2/60.0048(m3/s) 3600360021

味精厂污水处理

b) 设出水槽槽口附近水流速度为0.2m/s，则 槽口附近水深=

qi/60.0048/60.02m ua0.20.2取槽口附近槽深为0.20m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸

12m0.2m0.2m，出水槽数量为6座。

溢流堰的设计：

a. 出水槽溢流堰共有24条（122），每条长12m；设计90三角堰，堰高50mm, 堰口宽100mm，则堰口水面宽50mm（堰上水头最小为25mm）。每个UASB反应器处理水量4.8L/s，查知溢流负荷为1~2L/(ms)设计溢流负荷

f1.0L/(ms)，则堰上水面总长为：Lqi4.84.8(m)。 f1.0 三角堰数量：n b.堰上水头校核

L4.896(个)，取100个 '3b5010qi4.81034.8105(m3/s) 每个堰出流率：qn100 按90三角堰计算公式 q1.43h2.5

q则堰上水头：h1.430.44.81051.430.016(m)。 c.出水渠设计计算

反应器沿长边设一条矩形出水渠，24条出水槽的出水流至此出水

渠。

设出水渠渠口附近水流速度为0.2m/s。 出水渠附近水深=

qi0.04050.506(m) ua0.40.2 以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.2+0.51=0.710.75m 离出水渠最远的出水槽到渠口的距离为13.85m，出水渠长为

13.85+0.1=13.95m。

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味精厂污水处理

出水渠尺寸：13.95m0.4m0.75m；向渠口坡度为0.001。

3.1.6 预曝沉淀池

１、设计说明

污水经UASB反应器厌氧处理后，污水中含有一部分具有厌氧活性的絮状颗粒，在UASB反应器中难以沉淀去除，故而使其在此曝气沉淀池中去除，由于经曝气作用，厌氧活性丧失，沉淀效果增强，同时在该沉淀池中没有沼气气流影响，因而沉淀效果亦增强。另外，UASB出水中溶解氧含量几乎为零，若直接进入好氧处理构筑物，会使曝气池中好氧污泥难以适应，影响好氧处理效果。通过预曝气亦可以去除一部分UASB反应器出水中所含的气体。

预曝沉淀池参考曝气沉砂池和竖流式沉淀池设计。曝气利用穿孔管进行，压缩空气引自鼓风机房。曝气后污水从挡墙下直接进入沉淀池，沉淀后污水经池周出水。所产生的污泥由重力自排入集泥井，每天排泥一次。采用半地下钢混结构。

２、设计参数

（1）设计水量：Q=2500m3/d=104.2m3/h=0.029m3/s （2）设计水质：

表4-5 预计处理效果

项目 进水水质(mg/L) COD 1080 BOD 480~576 SS 210~245 23

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去除率(%) 出水水质(mg/L) 25 810 20 384~461 50 105~122

（3） 预曝沉淀池，曝气时间30min，沉淀时间2h，沉淀池表面负荷

0.7～1.0m3/(m2.h)，曝气量为0.2m3/m3污水。 3、设计计算 （1） 有效容积计算

曝气区：V1=104.2×0.5=52.1m3 沉淀区：V2=104.2×2.0=208.4m3 （2） 工艺构造设计计算

曝气区平面尺寸为2×6.5m×2.0m，池高3.5m，其中超高

0.5m，水深3.0m，总容积为78m3。曝气区设进水配槽，尺寸6.5m×0.3m×0.8m，其深度0.8m（含超高）。

沉淀区平面尺寸为6.5m×6.5m×2m，池总高6.0m，其中沉淀有效水深3.0m，沉淀区总容积253.5m3，沉淀池负荷为66.7/(6.5×6.5×3.0)=0.74 m 3/(m2.h)，满足要求。

沉淀池总深度：H=h1+h2+h3+h4+h5，其中，超高h1=0.4m，沉淀区高度h2=2.0m，隙高度h3=0.2m，缓冲层高度h4=0.4m，污泥区高度h5=3.0m，则H=6.0m。 沉淀池污泥斗容积为：

Vi1122H5(a1a2a1a2)3.0(6.520.726.50.7)47.3m3 33 总容积：V=2Vi=94.6m3 （3） 每天污泥产量（理论泥量）

预曝气沉淀池污泥主要因悬浮物沉淀产生,不考虑微生物代谢造成的污泥增量. VQ(C1C2)2500(245122)7.7m3/d

1000(1P0)1000(10.96)1000（4） 曝气装置设计计算

24

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设计流量Q=104.2m3/h，曝气量为0.2m3/m3污水,则供气量为104.2×0.2/60=0.35m3/min，单池曝气量取0.18 m3/min,供气压力为4.0～5.0mH2O(1mH2O=9800pa)。

曝气装置 利用穿孔管曝气,曝气管设在进水一侧。供气管供气量0.36m3/min，则管径选DN50时，供气流速约为2m/s，曝气管供气量为0.16m3/min，供气流速为2.0m/s时，管径为DN32。曝气管长6.0m，共两根，每池一根。在曝气管中垂线下侧开φ4mm孔，间距280mm，开孔20个，两侧共40个，孔眼气流速度为4m/s。 （5）沉淀池出水渠计算

溢流堰计算 设计流量单池为52.1m3/h，即14.5L/s 设计溢流负荷2.0~3.0L/(m·s)

设计堰板长1300mm，共5块，总长6500mm.。

堰板上共设有900三角堰13个，每个堰口宽度为100mm，堰高50mm，堰板高150mm。

每池共有65个堰，每堰出流率为q/n=14.5/65=0.22L/s

q0.40.221030.4)()0.03m 则堰上水头损失为：h(1.401.40 则每池堰口水面总长为：0.03×2×65=3.9m

校核堰上负荷为：14.5/3.9=3.72[L/(m•s)].符合要求。 (6) 排泥设计

预曝气沉淀池内污泥贮存1~2天后，每天排泥一次，采用重力

排泥，流入集泥井，排泥管管径为200mm。

(7) 进水配水

为使预曝气区进水均匀，设置配水槽,配水槽长6.5m，宽0.3m，深0.8m，槽底设10个配水孔，每池5个，孔径φ100mm。

3.1.7 SBR池

１、设计说明

25

味精厂污水处理

经UASB反应器处理的废水，COD含量仍然比较高，要达到排放标准，必须进一步处理，即采用好氧处理。SBR结构简单,运行控制灵活.本设计拟采用４个SBR反应池，每个池子的运行周期为6h。

2、 设计参数

项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) COD 810 90 81 BOD 384~461 95 19.2~23.1 SS 105~122 70 31.5~36.6 设计水量：Q=2500m3/d=104.2m3/h=0.029m3/s ① 污泥负荷率：NS取值为0.15kgBOD5/(kg MLSS. d)

② 污泥浓度和SVI：污泥浓度采用3000mgMLSS/L；污泥体积系数SVT采用100

③ 反应周期数：SBR周期数采用T=6h，反应器1d内周期数：n=24/6=4

④ 周期内的时间分配 反应池数N=4 进水时间：T/N=6/4=1.5h 反应时间：3.0h 静沉时间：1.0h 排水时间：0.5h ⑤ 周期进水量：Q0QT25006156.25m3 24N244 26

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（２）反应池有效容积：V1nQ0S04156.25437607m3 XNS30000.15（３）反应池最小水量：Ｖmin=Ｖ1-Ｑ0=607－156.3=450.7m3 （４）反应池中污泥体积

VxSVIMLSSV110030006073 182.1m661010Ｖmin＞Ｖx，符合要求 （５）校核周期进水量 周期进水量应满足下式：

Q0＜(1SVIMLSS10030003， )V(1)607425m661010符合要求

（６）确定单座反应池的尺寸

SBR的有效水深取7m，超高0.5m，则SBR总高为7.5m SBR的面积为：607/7=86.8m2

设计SBR反应池规格9.7×9×7 m3

SBR反应池最低水位为：450.7/(9.7×9)=5.2m SBR反应池的污泥高度为：182.1/(9.7×9)=2.1m

可见，SBR最低水位与污泥泥位之间的距离为：5.2-2.1>0.5m

的缓冲层，符合要求。 (7) 鼓风机房设计

所以拟选用TSD-150鼓风机三台，二用一备，该鼓风机技术性能如下：转速n=1220r/min，口径DN=200mm，出风量19.8m3/min，出风升压53.9kPa，电机功率N=30kW。鼓风机房平面尺寸12.5m×6.0m，鼓风机房净高6.5m。

3.2 污泥处理 3.2.1 污泥量

淀粉工业废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：

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（１）调节沉淀池，Q1=30m3/d，含水率96% （２）UASB反应器，Q2=122m3/d，含水率96% （３）预曝沉淀池，Q3=8m3/d，含水率96% （４）SBR反应器，Q4=6m3/d，含水率96% 总污泥量：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=166m3/d

3.2.2 集泥井

为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设，在重力浓缩池前设置一集泥井，通过对集泥井的最高水位的控制来达到自流排泥，反应池的污泥可利用自重流入。为半地下式，池顶加盖，由潜污泵抽送污泥。

（１）参数选取：停留时间T=6h，设计总泥量Q=166m3/d 采用圆形池子，池子的有效体积为：V=QT=166×6/24=41.5m3 池子有效深度取3m，则池面积为：A=V/3=13.8m2 则集泥井的直径：D则实际面积A=15.9m2

水面超高0.3m，则实际高度3.3m

（2） 集泥井排泥泵

集泥井安装潜污泵1台，1用1备，选用150QW100-15-11型潜污泵，该泵技术性能为Qb=100m3/h，Hb=15.0m，电机功率11Kw。

4A413.84.2m 取D=4.5m 3.143.2.3污泥重力浓缩池

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参数选取：固体负荷（固体通量）M取30 kg/(m3.d)；浓缩时间取T=24h；设计污泥量Q=166 m3/d，浓缩后污泥含水率96% 浓缩后的污泥体积：V1=V0×(C0/C)=166×[(1-98%)/(1-96%)]=83m3/d

根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A≥QC/M， 式中 Q─入流污泥量,m3/d; M─固体通量,Kg/(m3·d);

C─入流固体深度(kg/m3).

入流固体深度（Ｃ）的计算如下：C W1=Q1×1000(1-96%)=1200kg/d W2=Q2×1000(1-96%)=4880kg/d W3=Q3×1000(1-96%)=320kg/d W4=Q4×1000(1-96%)=240kg/d

那么，QC=W1+W2+W3+W4=6640kg/d=276.7Kg/h，C=6640/166=40kg/m3

池子尺寸

浓缩池的横断面面积：A=QC/M=6640/30=221.3m2 设计两座正方形污泥浓缩池，则每座边长为取B=11m 高度计算

停留时间，取T=24h，则有效容积：V=QT=166m3 有效高度：h2=V/A=166/221.3=0.75m，取h2=1m，超高h1=0.3m，缓冲层高h3=0.5m

污泥斗下锥边长0.7m,高度3m，则池壁高：H1=h1+h2+h3=1.8m，总高度：H=5.8m

澄清液量 V2=Q-V1=166-83=83m3

W1W2W3W4Q1Q2Q3Q4

3.2.4污泥脱水间

浓缩后的污泥体积83m3 。污泥柜总容积应大于83m3，设计污泥柜为直径D=4m，深度H=7m。

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污泥脱水机：选用带式压滤机，其型号为DYQ-2000。处理能力为430kg(干)/h。

第4章 附属建筑物的确定

根据《室外排水设计规范》进行确定附属建筑物的建造与选定。

第5章 污水处理厂的总体布置

5.1 平面布置设计

水厂平面布置应结合工程目标和建设条件，在确定的工艺组成和处理构筑物形式的基础上进行。平面布置和竖向设计应满足各建筑物的功能和流程要求；废水站附属建筑和附属设施应根据水战规模、生产和管理体制，结合当地实际情况确定。

(1) 按功能分区，配置得当；

(2) 充分利用地形，平衡土方，降低工程费用； (3) 功能明确，布置紧凑；

(4) 污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定；

(5) 必要时应预留适当余地； (6) 构（建）筑物应注意风向和朝向；

(7) 生产构筑物间连接管道的布置，宜水流顺直、避免迂回； (8) 站内应根据需要，在适当的地点设置滤料、管配件等露天露天堆放场地；

(9) 污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材适当，并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调；

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味精厂污水处理

(10) 污水厂周围根据现场条件应设置围墙，其高度不宜小于2.0m。

废水站内应设置通向个构筑物和附属建筑物的道路，可按下列要求设计：

(1) 宜设置环形道路；

(2) 主要车行道的宽度：单车道为3.5～4.0m，双车道为6.0～7.0m，并应有回车道；

(3) 车行道的转弯半径宜为6.0～10.0m； (4) 人行道的宽度宜为1.5～2.0m；

(5) 通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°，不宜大于45°；

(6) 天桥宽度不宜小于1.0m；

(7) 车道、通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求，并应符合当地有关部门的规定。 另附平面布置图。

5.2 高程布置

废水处理站高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管区的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使被处理的水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证废水站的正常运行。

在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：

(1) 选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何处理情况下处理系统能够正常运行；

(2) 污水尽量经一次提升就应能靠重力通过构筑物，而中间不应再经加压提升；

(3) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管（渠）的设计流量；

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味精厂污水处理

(4) 污水处理后应能自流排入下水道或者水体，包括洪水季节（一般按25年1遇防洪标准考虑）；

(5) 高程的布置既要考虑某些处理构筑物（如沉淀池、调节池、沉砂池等）的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的难度；

(6) 高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量。污泥浓缩池、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥排入污水井或者其他构筑物的可能性；

(7) 进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免沉砂池在地面上架的很高 ，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时；

(8) 尽量使水厂填挖土方趋于平衡；

废水站的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩出设计时，精度要求可降低）。水头损失包括：

(1) 水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进水池到出水池的所有水头损失在内；

(2) 水流流过连结前后两构筑物的管道（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失；

(3) 水流流过量水设备的水头损失。 水力水头计算原则：

(1) 水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并应适当留有余地；以使实际运行时能有一定的灵活性；

(2) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量，计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。

另附高程流程图。

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第6章 结论

方案特点：

1. 本方案以低耗的生化处理工艺为主体，且处理系统有较大的灵活性，以适应污水水质、水量的变化。

2. 本废水处理工程技术先进实用，工艺合理，在处理水质稳定达标排放的同时，能获得蛋白饲料和沼气，具有显著的经济效益，实现了环境效益和经济效益的统一。

3. 废水处理后水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)中(新扩改企业)一级标准，可直接向外排放。

4. 运行操作灵活，效果稳定。SBR法在运行操作过程中，可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求来调整一个运行周期中各个工序的运行时间、反应器的混合液的容积变化和运行状态来满足多功能的要求；

5. 工艺简单，运行费用低。SBR原则上不需要二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不必设调节池，多数情况下可以省去初沉池。SBR法的工艺简单，便于自动控制。SBR系统构筑占地面积少、节省投资；

6. 反应推动力大，净化速率高。在采用限制曝气和半限制曝气方式运行时，有机物浓度的变化在时间上是一个理想的推流过程，从而使它保持了最大的反应推动力。

7. 能有效防止丝状菌膨胀。限制曝气的SBR最不容易出现污泥膨胀；

8. SBR法的运行效果稳定，即无完全混合的跨越流，也无接触氧化法中的沟流；

9. 对水质、水量变化的适应性强，耐冲击负荷。 方案缺陷：

使用该气浮-UASB-SBR流程方案的设备闲置率较大，UASB的进水悬浮物浓度不宜过大，UASB池内污泥床内有短流现象，影响处理能力，耐冲击力差。

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附录

格栅的选择、计算注意事项：

1、栅条间隙根据污水种类、流量、代表性杂物种类和大小来确定，一般选取范围如下：机械清栅：3～25mm；人工清栅：5～15mm；筛网：0.1～2mm。

2、在大中型污水站，应设置两道机械格栅：第一道为粗格栅：10～40mm，第二道为细格栅：3～10mm。在小污水站，设置一道格栅即可，栅条间隙应为3～15mm。

3、过栅流速：污水在栅前渠道内的流速应控制在0.4～0.8m/s，经过格栅的流速应为0.6～1.0m/s。过栅水头损失与过栅流速相关，一般应控制在0.1～0.3m之间。栅后渠底应比栅前相应降低0.1～0.3m。

4、格栅有效过水面积按流速0.6～1.0m/s计算，但总宽度不小于进水管渠宽度的1.2倍，格栅倾角应为45°～75°，如果为人工格栅则采用安装角度30°～60°。

5、格栅必须设置工作台，台面应高出栅前最高水位0.5m，台上应设安全和冲洗设施。工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。台正面宽度，当采用人工清渣时，不应小于1.2m，当采用机械清渣时，不应小于1.5m。

6、格栅间应设置机器通风设施，常用的有轴流排风扇。如果污水中含有有毒气体则格栅间应设置有毒有害气体的检测与报警系统。大中型格栅间应安装吊运设备，便于设备检修和栅渣的日常清除。 7、格栅的耙齿、链节长时间浸泡在水中，为了防止腐蚀生锈，一 般选用高强度塑料或不锈钢制成，其链轴也采用不锈钢。

栅条断面形状及一般尺寸和局部阻力系数

栅条断面形状

正方形 圆形 锐边矩形 迎水面为半圆形

的矩形 迎水面、背水面

一般采用尺寸（mm）

边长20 直径20 宽10 厚50 宽10 厚50 宽10 厚50

公式 说明

取0.64

β=1.79 β=2.42

β=1.83 β=1.67

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均匀

QW（WQ)潜水式无堵塞排污泵性能参数（部分）：

型 号 口 径 (mm) 流 量 (m3/h) 扬 程 (m) 功 率 (kw) 转 速 (r/min) 效 率 (%) QW80-40-7-2.2 QW80-43-13-3 QW80-40-15-4 QW80-65-25-7.5 QW100-80-10-4 QW100-110-10-5.5 QW100-100-15-7.5 QW100-85-20-7.5 QW100-100-25-11 QW100-100-30-15 QW100-100-35-18.5 QW125-130-15-11 QW120-130-20-15 QW150-145-9-7.5 80 80 80 80 100 100 100 100 100 100 100 125 125 150 40 43 40 65 80 110 100 85 100 100 100 130 130 145 7 13 15 25 10 10 15 20 25 30 35 15 20 9 2.2 3 4 7.5 4 5.5 7.5 7.5 11 15 18.5 11 15 7.5 1450 2900 2900 2900 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 52 50 57 56 62 66 67 68 65 66 65 62 63 63 IS系列常用水泵规格、型号、参数一览表（部分）

流 量 扬 程 水泵型号 m／h 3m 125 114 103 20 16 32 电机功率kW 37 37 30 11 7.5 15 流 量 水泵型号 m／h 3扬 程 m 28 24 50 44 38 20 电机功率kW 22 18.5 45 37 30 37 IS80-50-315 IS80-50-315A IS80-50-315B IS100-80-125 IS100-80-125A IS100-80-160

50 47 45 100 89 100 IS150-125-315A IS150-125-315B IS150-125-400 IS150-125-400A IS150-125-400B IS200-150-250 187 173 200 187 173 400 35

味精厂污水处理

IS100-80-160A IS100-80-160B IS100-65-200 IS100-65-200A 93 86 100 93 28 24 50 44 11 11 22 18.5 IS200-150-250A IS200-150-250B IS200-150-315 IS200-150-315A 374 346 400 374 17.5 15 32 28 30 22 55 45 主要的参考文献

1、 蒋展鹏，《环境工程学》，高等教育出版社，1992； 2、 高廷耀，《水污染控制工程》，高等教育出版社，1989； 3、 《化工原理》（上册），天津大学出版社；

4、 郑铭，《环保设备》第二版，化学化工出版社，2006； 5、 张自杰主编，《废水处理理论与设计》，中国建筑工业出版

社，2003； 6、 张统.SBR及其变法污水处理与回用技术.北京:化学工业出版

社,2003; 7、 张志刚，《给水排水工程专业课程设计》，化学工业出版社，

2004； 8、《快速给排水设计手册》，中国建筑工业出版社，1994； 9、《给排水设计手册》（第五册：城市排水、第六册：工业排水），中国建筑工业出版社，1986； 10、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)。

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