味精厂淀粉废水处理工程设计.doc
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1、某味精厂淀粉1100m3/d废水处理工程设计说明书及计算书第一篇 设计说明书1 概述1.1 设计任务根据工业园区总体规划及相关资料进行某味精厂1100万m3/d污水处理工程设计,具体内容有:1、污水处理工艺设计; 2、污水处理构筑物设计; 3、污泥处理构筑物设计。1.2设计依据1.2.1 规范标准1、污水处理工程毕业设计设计任务书;2、建筑制图标准汇编,中国建筑工业出版社,1996;3、污水综合排放标准(GB89781996)二级排放标准;4、市外排放设计规范1997年修订(GBJ1487);5、建筑给水排水设计规范(GBJ1588);6、淀粉工业水污染物排放标准编制说明;1.2.2 参考文献
2、1、水质工程学,李圭白主编,中国建筑工业出版社,2005;2、环保设备设计及应用,罗辉主编,高等教育出版社,1997;3、污水处理工艺技术手册,2005;4、污水处理厂工艺设计手册,北京化学工业出版社,2003;5、给水排水设计手册(111册)。1.3 厂区概况该味精厂是该省规模最大味精厂,该厂位于某市郊区,以玉米为原料生产味精,该厂每天排放淀粉废水为1100t,废水直接排放,废水处理站在厂区南面,目前是一片空地,东西长95m,南北长70m,地势基本平坦。其西侧为厂区围墙,东侧为现有混凝土路,北侧为厂区,海拔高度。1.4 自然条件1.4.1 污水水质特征味精废水具有COD,SO42-,NH3-
3、N浓度高,PH低等特点,同时在TP与SS方面污染也比较明显。传统淀粉厂排水主要工段集中在玉米清洗输送、浸泡车间、纤维榨水、浮选浓缩、蛋白压滤等工艺。其中浮选浓缩工段排水量最大,占总水量60%70%,CODCr在1200015000mg/L(含浸泡水)。而目前各大淀粉厂在排水方面主要集中在浮选浓缩工艺及冷凝水,其他工段用水基本可实现闭路循环,车间使用清水工艺也只有在淀粉洗涤工序,其他工序则都用工艺水。亚硫酸浸泡液一般浓缩做玉米浆或做菲汀,其CODCr 浓度在1500018000mg/L。但由于水循环次数增加,废水中CODCr、N、P 以及无机盐都有比较严重积累,对原有工艺稳定运行产生了许多不利因
4、素,淀粉废水中污染物浓度相应增加,造成污染治理困难。本项目污水处理特点:污水BOD/COD=0.6,可生化性很好,污水各项指标都比较高,含有大量有机物,同时淀粉废水中含有大量蛋白。1.4.2 气象资料年平均气温:;极端最高气温:;极端最低气温:;最热月月平均气温:;最冷月月平均气温:;全年平均降水量:;全年主导风向:北北东风。1.4.3 工程地质特点1)地质构造:厂区地质良好,为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成,厚度4.511m,地基承载能力在1kg/cm2,2)地震:没有相关地震资料,设计地震烈度按8度计算,3)地下水位:相对地面高度-8m,4)最大冻土深度:。1.5 工程建设必要性与工程内容1.
5、5.1 工程建设必要性近几年来,随着科技进步与工业迅速发展,各种工厂相继兴建起来,大量污水未经处理排入河流湖泊,大大污染了水质,破坏了环境,影响了人们生活。为了响应国家号召,适应当地环保工作需要与建设项目三同时规定,保护好我们环境,使出水水质达到污水综合排放标准(GB89781996)二级排放标准,该厂决定建立一污水处理配套设施,将污水处理达标后再进行排放。1.5.2 工程建设内容1、污水处理工艺设计; 2、污水处理构筑物设计;3、污泥处理构筑物设计。2 污水处理站设计2.1 规模及处理程度确定2.1.1 处理规模该淀粉废水排放量为1100m3/d废水处理工程设计规模,废水处理站在厂区南面,目
6、前是一片空地,东西长95m,南北长70m,地势基本平坦。其西侧为厂区围墙,东侧为现有混凝土路,北侧为厂区,海拔高度:。2.1.2 设计进出水水质根据任务书确定该味精厂进水水质如下表1表1污水进水水质项目值PHSS/(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-NTP进水水质4670001500090006020处理后水质要求达到污水综合排放标准(GB89781996)二级排放标准,出水水质及去除率,具体标准见下表。表2污水进出水水质及去除率项目值PHSS/(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-NTP进水水质4670001500090006020排放标准6
7、91501503025去除率97.86%99%99.67%58.3%5% 污水处理程度确定污水处理站去除率可以根据进出水水质差额来确定,根据下面公式计算:2.2 污水处理方案确定2.2.1 确定污水处理方案原则确定污水处理方案原则:a) 污水处理应采用先进技术设备,要求经济合理,安全可靠,出水水质好;保证出水水质,效益高;b) 污水厂处理构筑物要求布局合理,建设投资少,占地少;自动化程度高,便于科学管理,力求达到节能与污水资源化,进行回用水设计;c) 为确保处理效果,采用成熟可靠工艺流程与处理构筑物提高自动化程度,为科学管理创造条件;d) 提高管理水平,保证运转中最佳经济效果;充分利用沼气资源
8、,把沼气作为燃料。e) 查阅相关资料确定其方案。最佳处理方案要表达以下优点:1. 技术合理。先进成熟,效益高,对水质变化适应性强,出水达标且稳定性高,污泥易于处理。2. 经济节能。耗电少,造价低,占地少。3. 易于管理。操作管理方便,自动化程度高,设备可靠。4. 重视环境。厂区平面布置及周围环境相协调,注意厂内噪声控制与臭气治理,绿化、道路及分期建设结合好。2.2.2 工艺方案选择根据水质情况及同行业废水治理现状,技术水平,该废水采用厌氧及好氧相结合方法来处理,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
9、接受浓度,在进行好氧处理后达标排放。气浮是利用高度分散微小气泡作为载体去粘附废水中污染物,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过程。气浮过程包括气泡产生、气泡及颗粒(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。在众多厌氧工艺中选用上流式厌氧污泥床(USAB),它自70年代以来得到不断改进与发展,它在处理高浓度有机废水方面及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。同时产生沼气可作为能源进行利用。产生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,
10、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,特别有利于分散点源治理。(4)二次污染少。但其出水浓度仍然比较高,还需后续好氧处理。2.2.3 污水处理方案比选(1)根据污水水质水量及最终处理要求特点,本节对其处理工艺流程进行方案筛选,通过比较,初步选SBR序批是活性污泥法与生物接触氧化法两种方法进行比较:SBR工艺间歇式活性污泥法,简称SBR工艺,又称序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor),是近年来国内外被广泛应用一种污水生物处理技术。SBR工艺早在1914年就已开发,后经美国Irvine教授等研究改进,并于1980年在印地安那
11、州实施,取得满意效果从而得到广泛推广。序批式活性污泥法工艺由按一定时间顺序间歇作运行反应器组成。SBR工艺一个完整操作过程,亦即每个间歇反应器在处理废水时操作过程包括如下五个阶段:进水期;反应期;沉淀期;排水排泥期;闲置期。优点:1) 可不设初沉池与污泥消化池;2) 不需要污泥回流及其设备与动力消耗,不设二次沉淀池;3) 工艺流程简单,基建及运行费用低;4) 生化反应推动力大,速度快,效率高,出水水质好;5) 通过对运行方式调节,在单一曝气池内能够进行脱氮与除磷;6) 耐冲击负荷能力较强,处理有毒或高浓度有机废水能力强,尤其按非限制曝气时,不易产生污泥膨胀现象,是防止污泥膨胀最好工艺;7) 应
12、用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表,能使本工艺过程实现全部自动化操作及管理;8) 加深池深时,及同样BOD、SS负荷其他方式相比较,占地面积较小;9) SBR法系统本身适用于组建式构造方法,有利于废水处理厂扩建及改造。综上所述,SBR法定工艺特征顺应了当代污水处理所要求简易、高效、节能、灵活、多功能发展趋势,也符合“三低一少”技术要求,即低建设费用、低运行费用、低操作管理需求,二次污染物排放少污水处理技术。生物接触氧化法生物接触氧化法是由生物滤池与接触曝气氧化池演变而来。它是具有活性污泥及生物滤池优点生物膜法,生物接触氧化池内设置填料,填料淹没在废水中,填料上长满生物膜,废
13、水及生物膜接触过程中,水有机物被微生物吸附、氧化分解与转化成新生物膜。从填料上脱落生物膜,随水流到沉淀池后被除去,废水得到净化它有较高容积负荷与适用能力,可以更好使污水达标排放。优点1) 在工艺方面,使用多种型式填料,利于丝状菌大量滋生,从而形成一个呈立体结构密集生物网,污水在其中通过,起到类似“过滤”作用,提高净化效果;通过曝气,在池内形成液、固、气三相共存体系,有利于氧转移,适于微生物存活及增值,使池内保持较高浓度活性生物量。2) 在功能方面,生物接触氧化处理技术具有多种净化功能,除有效地去除有机污染物外,如运行得当还能够用以脱氮。3) 在运行方面,对冲击负荷有较强适用能力,在间歇运行条件
14、下,仍能够保持良好处理效果;操作简单、运行方便、易于维护管理,勿需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇;污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀。缺点去除有机物效率不如活性污泥法高,工程造价也较高,如设计或运行不当,填料可能堵塞且填料易老化,一般46年需更换一次。此外,布水、曝气不易均匀,可能在局部出现死角,同时产生大量后生动物容易造成生物膜瞬时大量脱落,影响出水水质。设计方案比选对象SBR工艺生物接触氧化池BOD5处理效果好比较好COD处理效果好比较好SS处理效果好比较好脱氮效果好一般除磷效果好无二次污染强度无小二次沉淀池不需要需要管理技术成熟简单成熟较简单单位处理成本低较低前景好需更换
15、填料综上所述:在本次设计中采用在国内外广泛使用,技术相对成熟,运行操作灵活,效果稳定,工艺简单,运行费用低,对水质、水量变化适应性强,耐冲击负荷SBR工艺。经SBR工艺处理后,COD去除率可达90%,BOD5去除率可达95%,SS去除率可达70%,同时SBR还具有很好脱氮除磷效果,可以满足该污水处理后排放要求。(2)深度工艺方案确定在二级生物处理工艺确定后,深度处理工艺选择便成为保证本工程出水水质关键一步。因此,针对深度处理工艺,有必要根据确定标准与原则,从整体优化角度出发,结合设计规模,进水水质特征与出水水质要求以及当地实际条件与要求,选择切实可行且经济合理深度处理工艺方案,经全面技术经济比
16、较后优选出最佳工艺方案。深度处理工艺方案确定中,拟遵循以下原则:1) 技术成熟,处理效果稳定,保证出水水质达到设计要求;2) 基建投资与运行费用低,以尽可能少投入取得尽可能高处理效果;运行管理方便,运转灵活,并可根据不同进水水质与出水水质要求调整运行方式与工艺参数,最大限度发挥处理装置与处理构筑物处理能力;3) 选定工艺技术及设备先进可靠;4) 便于实现工艺工程自动控制,提高管理水平,降低劳动强度与人工费用。(3)污泥处理污水处理过程中产生污泥有机物含量较高且不易稳定,易腐化,并含有寄生虫卵,处理不好会造成二次污染,污泥处理要求:减少有机物,使污泥稳定化;减少污泥体积,降低污泥后续处理费用;减
17、少污泥有害物质,利用污泥中可用物质;尽量减少或避免二次污染。目前,我国污泥浓缩脱水一体设备已实现了国产化,因此国内许多已建成污水厂多数采用直接浓缩脱水,有效减少污泥在贮泥池停留时间及磷释放机会,加上本污水厂建设规模较小,进水水质浓度不高,污泥量较少,故采用直接浓缩脱水污泥处理工艺。2.2.4 设计方案确定通过分析废水水质水量情况,采用“气浮UASBSBR法”,工艺流程框图 UASB淀粉废水泵调节池曝气池出水SBR沼气泥饼泵上清液压滤液污泥浓缩池污泥脱水间集泥井泵集水井气浮池蛋白图1 气浮+UASB+SBR法污水及污泥处理工艺流程流程说明该淀粉废水处理工艺由提取蛋白、厌氧生物处理与好氧生物处理3
18、部分组成。提取蛋白采用气浮分离技术,淀粉生产车间废水流过筛网,先去除大部分悬浮物,然后进入集水井,集水井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。气浮分离后废水流入调节池,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出水自流入曝气池,曝气池是厌氧处理单元与好氧处理单元之间重要构筑物,其功能主要是去除厌氧出水悬浮物与H2S等有害气体,增加水中溶解氧,为好氧处理创造有利条件。好氧生物处理采用SBR技术
19、,曝气池出水自流进入SBR进行好氧生物处理,以进一步降解水中有机物。调节池、UASB、曝气池、SBR等处理单元产生污泥排入集泥井,集泥井中污泥泵提升至污泥浓缩池,污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水,产生泥饼作为有机农肥外运。污泥浓缩池上清液与污泥脱水间压滤液排入集水井进行再处理。其方案特点为:1. 本方案以低耗生化处理工艺为主体,且处理系统有较大灵活性,以适应污水水质、水量变化。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同时,能获得蛋白饲料与沼气,具有显著经济效益,实现了环境效益与经济效益统一。3. 废水处理后水质达到污水综合排放标准(GB89781996)二级标准
20、,可直接向外排放。2.3 污水处理站工艺设计2.3.1 筛网1、设计说明筛网是一种简单、高效、维护方便去除固体杂质装置。同时筛网对于BOD去除率还约相当于初次沉淀池。将它安装在集水井进口处,用于拦截部分悬浮物或漂浮物,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处理负荷。2、其运行参数设计参数:设计流量:Q=1100m3/d=m33m3/s3、设计结果根据味精淀粉废水特点,选用不锈钢金属丝筛网,因为其具有机械强度大,便于过滤后清洗污物特点,而且其使用寿命长。此处采用10目/英寸,其孔径为2.00mm,丝径为0.56um,重量为1.55Kg。2.3.2 集水井1、设计说明由于工业废水排
21、放不连续性,为了方便操作,减少施工工程量,所以在调节池之前与筛网之后设一集水井,其大小主要取决于提升泵能力,目是防止水泵频繁启动,以延长污水泵使用寿命。具体设计时要选取适当设计参数及合适提升水泵型号,以达到要求。、其运行参数设计参数选择:设计水量:=m3/h水力停留时间:T=6h水面超高取:h1有效水深取:h23、设计结果集水井尺寸LBH=9m7m5m 2.3.3 一级泵房1、 设计说明一次污水泵从集水井中吸水压至调节池,污水泵设置于地面上,不能自灌,设置引水筒。采用砖混结构。2、 设计计算提升流量:Q = m3/h扬 程:泵房设计尺寸:4m3m3.5m。3、设备选型选用100ZZB-15型无
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