淀粉废水处理(共51页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上引 言我国生物化工行业经过长期发展,已有一定的基础.特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品已涉及食品、医药、保健、饲料和有机酸等几个方面。但是,随着生物化工的发展,其环境污染问题也日趋严重,已经成为我国的环境污染大户。在生物化工的各个行业中,由于淀粉、啤酒、酒精、味精、柠檬酸、抗生素的产值较大,环境污染严重,尤其引起人们重视。食品工业是以粮食和农副产品为主要原料的加工工业。这类行业用水量大,废水排放量也大,尤其以淀粉工业废水的排放量占首位。我国淀粉行业有600多家企业。在国内,每生产1m3淀粉就要产生1020m3废水,有的甚至更多。废
2、水中主要含有淀粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等污染物,随生产工艺的不同,废水中的 COD浓度在200020000mg/l之间。这些淀粉废水若不经过处理直接排放,其水中所含有的有机物,进入水体后迅速消耗水中的溶解氧,造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生动物的生存,同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气,恶化水质。某味精厂以玉米为原料生产淀粉,然后以淀粉为原料生产味精,生产过程中排放大量淀粉废水,影响周围环境,为适应当地环保工作的需要和工业项目应同时设计、同时施工、同时投入使用的三同时原则,也使出水水质达到国家污水综合排放二级标准,故投资兴建此配套污水处理设施。专心-专注-专业根据某味精厂排放的废水
3、特点及提供的占地面积,本设计方案通过UASB序批式活性污泥处理工艺和UASB生物接触氧化处理工艺的对比,选择一套高效,稳定和经济技术合理的处理工艺,保证废水达到国家污水综合排放二级标准,同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。根据毕业设计的要求,本人承担了该项目工艺等部分的初步设计任务。敬请各位老师审查指教!目录第一章 概 述1.1 设计背景某味精厂是该省规模最大的味精厂,该厂位于某市郊区,以玉米为原料生产味精,味精产量为4万t/a,每生产1t味精消耗玉米2.7t,玉米制淀粉过程中产生大量的淀粉废水,每消耗1t玉米排出淀粉废水5t,该厂每天排放的淀粉废水为1520t, 废水直接排放,影响
4、周围环境,为适应当地环保工作的需要和建设项目三同时规定,也使出水水质达到污水综合排放标准(GB89781996)二级排放标准,投资兴建此配套污水处理设施。1.2 水质水量和处理要求该淀粉废水排放量为1520m3/d,废水处理工程的设计规模1600m3/d,处理后水质要求达到污水综合排放标准(GB89781996)二级排放标准,进水水质和排放标准见表1。表1-1 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467000150009000排放标准69150150301.3 工程设计依据及规范 1、可行性研究报告的批准文件和工程建设单位的设计委托
5、书; 2、厂家提供的有关设计文件和基础数据; 3、本工程执行污水综合排放标准(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、给水排水设计手册(111册)。1.4 设计范围 1、生产废水流入污水处理场界区至全处理流程出水达标排放为止,设计内容包括水处理工艺、土建、排水等;2、污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两部分。1.5 设计原则根据国家和当地有关环境保护法规的要求,对某味精厂在生产过程中排出的淀粉废水进行有效处理,使之符合国家和当地废水排放标准,取得明显的环境和社会效益,使企业树立
6、良好社会形象。1、严格执行有关环境保护的各项规定,使处理后的各项指标达到或优于污水综合排放标准(GB89781996)二级排放标准;2、针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备,最大可能的发挥投资效益,采用高效稳定的水处理设施和构筑物,尽可能的降低工程造价,同时结合企业的生产情况,对污水进行综合治理;、工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地,能适应水质水量的变化,确保出水水质稳定、达标排放;、工艺运行过程中考虑操作自动化,减少劳动强度,便于操作、维修;、建筑构筑物布置合理顺畅,降低噪声,消除异味,改善周围环境。1.6 基本资料1.6.1 厂区地形废水处理站在
7、厂区的南面,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:67.3m。1.6.2 气象资料年平均气温:17.90C;极端最高气温:41.90C;极端最低气温:-3.00C;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:1034.5mm;全年主导风向:北北东风。1.6.3 工程地质资料 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:没有相关的地震资料,设计地震烈度按8度计算。 3)地下水位:3.5m 4)最大冻土深度:
8、0.7m 第二章 淀粉废水的来源和特点 小麦淀粉和玉米淀粉是我国淀粉的两大主要品种,目前国内淀粉加工一般为湿磨法,小麦淀粉和玉米淀粉的生产工艺流程大致分别如图2-1和图2-2所示。干燥黄浆水大包装生粉平筛定量分装成品计量后加水振动筛分拌 和小麦粉沉 降圆筒筛分去麸皮离 心上清夜面 筋淀粉乳液 图2-1 小麦淀粉生产工艺图产 品离心分离清 洗脱 水干 燥工艺水工艺水一次碎解工艺水清洗玉米原料输送清 洗浸泡水二次碎解图2-2 玉米淀粉生产工艺图 从工艺流程看,小麦淀粉废水由两部分组成:沉降池里的上清液和离心后的黄浆水。前者的有机含量较低,后者则含有大量有机物,生产中通常将两部分废水混合后集中排放。
9、玉米淀粉废水主要来自含有大量有机物(不溶蛋白质,可溶蛋白质,无机盐及糖类)的工艺水(中间产品的洗涤水,各种设备的冲洗水)和玉米浸泡水。 我国淀粉生产企业众多,原料不同,工艺不同,使得淀粉废水污染指标间的差异也很大,尽管如此,淀粉废水有着以下共同特点:化学耗氧量(COD)、生物耗氧量(BOD)以及浊度都非常高。第三章 工艺方案分析3.1废水水质分析本项目污水处理的特点:污水的BOD/COD=0.6,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。3.2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
10、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),它自70年代以来得到不断改进和发展,它在处理高浓度有机废水方面与其它生物处理相比具有
11、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。但其出水浓度仍然比较高,还需后续好氧处理。通过以上分析及废水水质水量情况,拟采用“气浮UASBSBR法”和“气浮UASB接触氧化法”两套工艺进行比较,选择一最佳方案作为最终方案。第四章 气浮-UASB-SBR工艺设计4.1 工艺流程框图UASB淀粉废水泵调节沉淀池预曝沉淀池出水SBR沼气泥饼泵
12、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4-1 气浮+UASB+SBR法污水及污泥处理工艺流程4.2 流程说明该淀粉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
13、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。4.3 主要处理设备和构筑物的设计参数4.3.1 格栅1、设计说明:格栅
14、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:格条间隙d=10mm;栅前水深h=0.3m;过栅流速0.6m/s;安装倾角=450 设计流量:Q=1600m3/d=66.7m3/h=0.019m3/s3、设计计算 (1)格栅的间隙数(n) n = = = 8.88 取n = 9 (2) 栅槽有效宽度(B) 设计采用20圆钢为栅条:即 s=0.02m B = s (n 1) + dn = 0.02 (9 - 1) + 0.019 = 0.25m (3
15、) 进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道内的流速为0.4m/s,进水渠道宽取B1=0.158m,渐宽部分展开角=200 L1 = = 0.20m (4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 = L1/2 = 0.10m (5) 过栅水头损失:取k=3,=1.79,=0.6m/s h1=k=0.176m (6) 栅槽总高度H 栅前槽高 H1 = h + h2 = 0.3 + 0.3 = 0.6m 栅后槽高 H = h + h1 + h2 = 0.3 + 0.176 + 0.3 = 0.776m (7) 栅槽总长度(L) L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 += 0.20 + 0.1
16、0 + 0.5 + 1.0 + 0.6/1 = 2.40m(8)高程布置 进水渠沟底标高为-2.0m,超高0.3m,栅前水深0.3m,栅前水面标高-1.7m,栅前顶标高-1.4m,栅后水面标高-1.9m。4.3.2 集水井1、设计说明4500气浮池50013000进水图4-2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。、参数选择设计水量:=66.7m3/h水力停留时间:T=6h水面超高取
17、:h1=0.5m有效水深取:h2= 4.5m3、设计计算(如图4-2)集水井的有效容积:V=QT=66.76=400m3集水井的高度:H=h1+h2=4.5+0.5=5m集水井的水面面积:A=V/h2=400/4.5=88.9m2,取90m2集水井的横断面积为:LB=137(m2)则集水井的尺寸为:LBH=1375(m3)所以该池的规格尺寸为13m7m5.3m,数量为1座。最高水位-2.2m,顶标高为-1.4m,池底标高为-6.7m。在集水井中安装QUZ291式浮球液位计1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
18、.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 = 66.7m3/h扬 程:= 提升最高水位泵站吸水池最低水位水泵水头损失 = 4-(-6.7)+2=12.7m选用100ZZB-15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=70m3/h,H=18m,电动机功率为11kW,进、出口直径100mm,自吸时间100s/5m,通过固体物最大直径75mm。安装尺寸:长1480mm,宽500mm,高865mm
19、。泵体、电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装,另外考虑一定的检修空间。提升泵房设计尺寸:6m4m4.5m。4.3.4 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。该气浮池采用部分回流的平流式气浮池,并采用压力溶气法。、参数选取设计水量:=1600m3/d=66.7m3/h=0.019m3/s反应时间取15min,接触室上升流速取20mm/s,气浮分离速度取2mm/s,溶气罐过流密度取150m3/(hm2), 溶气罐压力取2.5kgf/cm2,气浮池分离室停留时间为16min。水质情况:表
20、4-1 预计处理效果项目CODCrBOD5SS进水水质(mg/L)1500090007000去除率()404080出水水质(mg/L)9000540014003、设计计算(1) 反应池 :采用穿孔旋流反应池 反应池容积 W = = = 16.7m3 反应池面积考虑与调节池的连接,取有效水深H = 2.5m,则反应池面积 F = W / H = 16.7/2.5=6.67m2 孔室分4格: 1.3m1.3m4个 每格面积 F1=F/4=6.67/4=1.67m2 采用边长为1.3m的正方形平面 取用1=1.0m/s,2=0.2m/s,中间孔口流速 = 孔口旋流反应池计算如下:表4-2 孔口旋流反
21、应池计算 孔 口反应历时t(min)孔口流速(m/s)孔口面积(m2)水头损失(m)进口处01.000.0190.054一、二格间T/4=3.750.670.0280.024二、三格间2T/4=7.50.480.0400.012三、四格间3T/4=11.250.350.0540.007出口处T=150.20.0950.002 注: 表中 孔口流速 (m/s) 孔口面积 (m2) 水头损失 (m) 则 G = GT = 29(2)气浮池气浮所需的释气量: Qg = Q = 10%401.2 = 320L/h所需空压机额定气量: 故选用Z0.025/6空压机两台,一用一备,设备参数:排气量0.02
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