淀粉废水处理工艺设计(共22页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上成 绩南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 某淀粉生产企业废水处理工艺设计 课 程 名 称: 水污染控制工程 院(系、部): 环境工程系 专 业: 环境工程 班 级: 环境091 学 号: 姓 名: 徐 森 起 止 日 期: 2012-5-21 2012-6-3 指 导 教 师: 李红艺 徐进 目 录 第一章 绪 论 课程设计目的:为期两周的水污染控制工程课程设计旨在总结水污染控制工程专业课的知识,让我们对污水处理的工艺形成系统性的认识。通过设计污水处理系统,让我们在系统的选择比较、制定整体的方案流程和最后的运行调试以及经济性和技术性的选择方面取得全面的认识,当污
2、水指标较特殊,没有现行工艺能够完全处理废水时,还需要我们认真查阅相关资料,进行创新性的设计,以满足所处理的污水。在此过程中,我们查阅文献的能力、团队间相互交流沟通的能力、创新能力得到提高,这些都是我们日后工作的基础。总而言之,水污染控制工程的目的在于总结本学期所学过的专业知识和为日后的工作打下基础,所以认真踏实的完成本次设计是十分必要的。第二章 课题概述第一节 淀粉废水的概况 淀粉是一种重要的工业原料,广泛地应用于食品、化工、纺织、医药等多种行业。淀粉在加工过程中会产生大量的高浓度有机废水。目前,我国淀粉生产企业有600多家,年产量400多万t,按现在的加工工艺,每生产1t淀粉大约产出6t废水
3、,可见整个淀粉制造业每年产生的废水量甚多。这些废水中主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机酸、尘土、矿物质及少量的油脂,易腐败发酵,使水质发黑发臭,排入江河会消耗水中的溶解氧,促进藻类及水生植物繁殖,废水量大时,河流严重缺氧,发生厌氧腐败,散发恶臭,鱼、虾、贝类等水生动物可能会因此而窒息死亡,进而对人类生存环境造成威胁。因此,淀粉废水的综合治理及回收利用越来越受到环境科学工作者的重视。第二节 处理淀粉废水的必要性 淀粉是一种重要的化工原料,广泛应用于食品、化工、纺织、造纸、医药行业。淀粉生产中排放的大量废水属高有机浓度废水,其COD浓度几千甚至上万,BOD浓度也有几千,SS较高。如将废水直接排放
4、,不仅是水资源的巨大浪费,而且将造成严重的环境污染。因此,国内外学者都在力求研究出一种快速、高效、低能耗的淀粉废水处理工艺。但相对于其他工业废水来说,淀粉废水比较好处理,可生化性较好,有毒有害物质少。第三节 设计任务要求 该淀粉厂废水水质情况如下:废水流量:Q=m/d进水水质:COD=10000mg/L ; BOD=5000mg/L; SS=3000mg/L ; 氨氮=40mg/L ; TN=50mg/L出水要求:处理后废水排放达到GB8978-1996综合污水排放二级标准。第三章 设计工艺第一节 主体工艺本组设计的污水处理主体工艺依次包括格栅、配水井、初尘池、厌氧混合接触池、脱气器、缺氧池、
5、好氧池,好氧池,沉淀池,污泥浓缩池,污泥消化池,脱水机房。剩余污泥污泥回流沉淀池加碱好氧池好氧池消化液回流栅渣污泥消化池 出水脱水机房 药渣处置 泥饼外运缺氧池污泥浓缩池脱气器进水配水井格栅初沉池厌氧混合接触池接真空系统N2消化气 图3-1 淀粉废水处理流程图第二节 主体工艺的校验 污水经各系统处理后指标如下表:表3-1 各设施去除率指标初沉池厌氧混合接触池AN/O好氧池出水SSmg/L1500(50 )150(90)112.5(25)84.4(25)150BODmg/L3750(25)375(90)37.5 (90)3.75(90)30CODmg/L7500(25)599(92)119.8(
6、80)23.96(80)150氨氮-6.8 (83)1.156(83)25 备注:1.表格中数据为经过所在系统处理后的数值 2.括号中内容为本部分的处理效率。 第三节 各种主要构筑物设计及设计参数1.格栅针对本厂大块的漂浮物较少,格栅截留的污染物量少,故选用人工清渣。栅条选用圆形断面,栅条宽度,栅条间隙为,栅条安装倾角。2.配水井采用旋转布水器:中心一根干管,接有多根辐射状的支管,支管上设有配水孔,使用时,整个装置以一定的角速度选装,以达到在整个工作面上均匀配水的目的。同时,配水井设机械搅拌装置,通过机械搅动阻止废水中悬浮物的沉淀。配水井采用钢筋混凝土结构,配水井停留时间,有效容积,有效水,配
7、水井直径,则配水井规格:3.初沉池采用对冲击负荷和温度变化适应能力强而且施工简单、造价低的平流式沉淀池。入流处设置溢流堰,出流出设置出水堰。有效容积约为。为了保证污水在池内均匀分布,池长与池宽比不宜小于4,长度与有效水深比不宜小于8。取长。则有效容积第四节 厌氧混合接触池的设计一、设计概要厌氧接触法实际上是厌氧活性污泥法。废水进入厌氧混合接触池后,依靠池内大量的厌氧微生物絮体降解废水中的有机物,池内设有搅拌设备以保证废水与厌氧微生物的充分接触,并促进降解过程中产生的沼气从污泥中分离出来,厌氧接触池流出的泥水混合液进入沉淀分离装置,进行泥水分离。沉淀污泥按一定的要求返回厌氧消化池,以保证消化池内
8、拥有大量的厌氧微生物。由于污泥的回流,反应器内能够维持较高的污泥浓度,大大降低了HRT,且具有一定的耐冲击负荷能力。进水真空脱气器出水沉淀池污泥回流 剩余污泥接真空系统消化气图3-2 厌氧接触法流程图 厌氧接触法的特点:1. 消化池污泥浓度高,降低了水力停留时间,其挥发性悬浮物的浓度一般为510g/L,耐冲击能力强;2. 有机容积负荷较高,COD容积负荷一般为15kg/(),COD去除率为70%80%,BOD容积负荷为0.52.5kg/(),去除率为80%90%;3. 增设沉淀池、污泥回流系统和真空脱气设备,流程较复杂;4. 适合处理悬浮物和COD浓度高的废水,生物量(SS)可达到50g/L。
9、二、设计计算1.相关数据 设计进水水量 Q = 1200/d 废水水质为 COD = 7.5kg/ = 3.75kg/ SS = 1.5kg/ 回流比R = 2 中温30C 微生物内源呼吸系数取0.015 微生物产率系数Y=0.04mg/mg2.计算 (1) 确定动力学系数 = 2224 = 2224mg/L = 6.67 = 6.67 (2) 确定固体停留时间 消化温度为35C,McCarty推荐的最小固体停留时间为4d,安全系数取为6,则 = 4 6 = 24d (3) 确定反应器容积 X取为3500mg/L,出水中有机物浓度S为 S = = = 599m/L E = 100% = 92%
10、 将已知条件带入得 V = = = 5010.5 水力停留时间 HRT = = = 1.4d 有机物容积负荷 = = = 4.96kg/() 采用5座消化池,单池体积 = = = 1002.1 取1000 采用圆柱型消化池,如下图: Gas 进泥 出泥图3-3 厌氧混合接触池简图 消化池的直径为16.5m,圆台直径14m,高4m,圆台高1m。一般厌氧池的装液量为 70%90%,则本工程中设计反应器总高度为6.5m,超高0.5m(4) 脱气器 采用机械搅拌法,机械搅拌脱气,搅拌桨板转速为1012r/min,脱气器容积按5min停留时间计算 已求出 = 1.4d, = 24d,R = 2,因为 =
11、 = 得 = 5148.5mg/L 脱气器容积 = = 12.5 取产期系数r = 0.3/kg.COD 产气量G = rQr = 0.336007.592% = 7452/d 按6小时平均产气量计算: 沼气柜体积V = = 1863 采用两座沼气柜,单体 = 921.5,D = 10m,H = 12m(5) 沉淀池 采用竖流式沉淀池两座,面积水力负荷采用1/(),每个沉淀池表面积 A = = 75 沉淀池直径D = = 9.8,取D = 10m (6) 进水分配系统的设计 本次设计采用一管多点的布水方式,布水点数量与处理废水的流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。 为配水均匀,出水孔孔径一般为
12、1020mm,常采用15mm,孔口向下或与垂线成呈45方向,为了使穿孔管各孔出水均匀,要求出口流速不小于2m/s. 本厌氧池采用连续进料方式,布水孔孔口向下,有利于避免管口堵塞,而且由于厌氧池底部反射散布作用,有利于布水均匀。 为了增强污泥与废水之间的接触,减少底部进水管的堵塞,建议进水点距厌氧池底200250mm,本次设计布水管离厌氧池底部200mm。第四章 附录GB8978-1996综合污水排放二级标准(部分)COD150mg/LBOD530mg/LSS150mg/LpH=69氨氮25mg/L第五章 参考文献1.厌氧生物技术原理与应用(化学工业出版社,任南琪、王爱杰等编)2.水污染控制工程
13、(高等教育出版社,高廷耀等编)3.工业水处理(2000年08期)4.水污染控制工程课程设计指导书(李红艺编)5.水处理工程及实例分析(化学工业出版社,杨岳平、徐新率、刘传富,2002)6.工业污染源达标排放技术(中国环境科学出版社,国家环境保护总局科技标准司编,1999)7.水处理工程典型设计实例(北京: 学工业出版社,化学工业出版社组织编写)8.制革工业废水处理(化学工业出版社,高忠柏、苏超英编著,2001)9.废水处理工程(化学工业出版社,唐受印、汪大钧等编,2002)10.给水排水工程专业毕业设计指南(北京中国水利水电出版社,张智编,2000)11.水处理工程师手册(北京:化学工业出版社
14、,唐受印、戴友芝编,1992)第六章 总结 废水厌氧生物处理是在无氧的情况下,利用兼性菌和厌氧菌的代谢作用,分解有机物的一种生物处理法。是一种低成本的废水处理技术,它能在处理废水过程中回收能源。厌氧生化法不仅可用于处理有机污泥和高浓度有机废水,也用于处理中、低浓度有机废水,包括城市污水。 厌氧生化法与好氧生化法相比具有下列优点: 1. 应用范围广 好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理,而厌氧法既适用于高浓度有机废水,又适用于中、低浓度有机废水。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的,但对厌氧生物处理是可降解的、如固体有机物、着色剂蒽酿和某些偶氮染料等。 2. 能耗低 好氧法需
15、要消耗大量能量供氧,曝气费用随着有机物浓度的增加而增大,而厌氧法不需要允氧,而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达一定浓度后,沼气能量可以抵偿消耗能量。当原水BOD5达到1500mg/L时,采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高,剩余能量愈多。般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。 3. 负荷高 通常好氧法的有机容积负荷为24kgBOD/m3.d,而厌氧法为210kg COD/m3.d,高的可达50kgCODm3.d。 4. 剩余污泥量少,且其浓缩性、脱水性良好 好氧法每去除1kg COD将产生0.40.6 kg生物量,而厌氧法去除1kg COD只产生0.020.1kg 生物量,其剩余
16、污泥量只有好氧法的520。同时,消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此,剩余污泥处理和处置简单、运行费用低,甚至可作为肥料、饲料或饵料利用。 5. 氮、磷营养需要量较少 好氧法一般要求BOD:N:P为100:5:1,而厌氧法的BOD:N:P为100:2.5:0.5,对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。 6. 厌氧处理过程有一定的杀菌作用,可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。 7. 厌氧活性污泥可以长期贮存,厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。与好氧反应器相比,在停止运行一段时间后,能较迅速启动。 但是,厌氧生物处理法也存在下列缺点: 1. 厌氧微生物增殖缓慢,因而厌氧设备启动和
17、处理时间比好氧设备长。 2. 处理后的出水水质差,往往需进一步处理才能达标排放。 厌氧消化原理 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段,由不同的细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态及物性变化,可分为以下三个阶段。第一阶段为水解阶段。废水中的不溶性大分子有机物(如蛋白质、多糖类、脂类等)经发酵细菌水解后,分别转化为氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有机物。水解过程通常较缓慢,因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。由于简单碳水化合物的分解产酸作用,要比含氮有机物的分解产氨作用迅速,故蛋白质的分解在碳水化合物分解后产生。含氮有机物分解产生的NH3除了提供合成细胞物质的
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- 淀粉 废水处理 工艺 设计 22
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