红薯淀粉废水处理工程方案.pdf
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1、软件技术方*甘薯淀粉厂废水资源化处理工程方案(修改讨论稿)技术方*.2 儿项目概述 项目背 1.2研究与应用现 2设计依据 3设计原则 4工艺比选 5工程方案 5工艺设计 1O 5.2主要设备和构筑物一览 6投资估算与资金筹措 6.1预算汇总 1412 53总体布 14 54建设周 14 6 7 14 技术方*3 6.2上建预 15 6.3设备预 6.4运行费 16 6.5资金筹 17 7工程效益 17 社会效益 18 软件技术方*4 儿项目概述 项目背景 淀粉是绿色植物进行光合作用后的产物,是人类生命活动中必不可缺少的基 础物质。淀粉是一种非常重要的丄业原料,它不仅应用在食品工业领域而且在制
2、 酒、制药、纺织、化丄等行业也被广泛应用。淀粉在加工过程中会产生大量的高 浓度酸性有机废水,其含量随生产的波动而时有变化,其COT)值通常达到 loooomg/L 以上。地瓜,乂名甘薯、红薯。地瓜本身易腐烂,不宜长期存放。地瓜的深加工,可以解决因贮存鲜薯不当而导致大量烂薯的现象,地瓜精制淀粉经过不同深度的 加工,可生产出数S种有价值的化工产品,增值030倍左右,前景可观,市场 潜力巨大。U前,我国淀粉生产企业1000多家,年产量已达&00万吨,按现在 的加工工艺,每生产i吨淀粉大约产出&吨高浓度有机废水,可见整个淀粉制造 业每年产生的废水量其多。这些废水中主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机
3、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,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。因此越来越受 到环境科学工作者的重视。尽管U前我国没有统一的淀粉工业污染排放标准,执行的是污水综合排放 标准(52 8978叮99&),但随着对生态环境的重视,有的省市已经颁布了强 制性的淀粉加工丄业水污染物排放标准,2005年和2008年国家环保部公布 7淀粉工业水污染物排放标准(征求意见稿和送审稿)并且要求现有企业于 2oog年i月1日起至2010年6月30日止执行,因此统一的强制性的淀粉工
4、业 污染排放标准的执行已日益临近,进行淀粉废水综合治理的示范研究和推广应用 研究与应用现状 针对淀粉废水的特点,人们都在力求研究出一种快速、尚效、低能耗的淀粉废 水处理方法。国内外U前常用的处理方法总体上可分为生物处理法和化学絮凝沉 淀法,两种处理方法在实际应用中各有利弊。儿2化学絮凝沉淀法 淀粉废水含有蛋白质、淀粉、糖类及悬浮物。废水呈高分散系的亲水胶体溶 液,这种胶体一般比较稳定。因此,治理这类废水首先要破坏胶体状态。化学絮 凝法就是通过药剂的物理化学作用,使废水的胶体破坏,使分散状态的有机物脱 稳、凝聚,形成聚集状态的粗颗粒物质从水中分离出来。通过混凝可以去除分子 量较大的有机物。而分子
5、量较小的有机物,可以通过活性炭吸附法去除从而达到 治理这类废水的U的。絮凝沉淀法作为一种成本较低的水处理方法应用广泛。其 水处理效果的好坏很大程度上取决于絮凝剂的性能,所以絮凝剂是絮凝法水处理 技术的关键。絮凝剂可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮 凝剂和复合型絮凝剂。追求高效、廉价、环保是絮凝剂研制者们的U标。软件技术方*5 12.2生物处理法 生物处理法是利用微生物新陈代谢功能,使废水中呈溶解和胶体状态的有机 污染物被降解并转化为无害物质,使废水得以净化的方法,一般可分为好氧生物处 理法和厌氧生物处理法两种。该方法在处理高浓度有机废水方面,以其处理费用 低、处理效率高等优点
6、被广泛釆用。12.2.1厌氧生物处理 1)升流式厌氧污泥床丿 VAS3内的水流方向与产气上升方向相一致,一方面减少了堵塞的机率,另 一方面则加强了对污泥床的搅拌混合作用而有利于微生物与进水基质间的混合 接触及颗粒污泥的形成。该工艺不仅投资省、运行费用低、操作简便,而且产生可 供利用的沼气,处理后的废水达标排放,获得较好的经济效益和环境效益。2丿厌氧折流板反应器(久2久)久ER反应器作为一种理想的多段分相、混合流态处理工艺具有比其他厌氧 丄艺更为优越的特性。沿水力流向设置多层隔板,将反应器分隔成若干个串连的 反应室,每个反应室都类似厌氧污泥床的单元。该工艺构造设讣简单9反应器内 水流的反复上下折
7、流作用,提高了微生物体与被处理废水间的混合接触,稳定了 处理效果,促进了颗粒污泥的形成与生成,发挥完全混合式承受冲击负荷能力,及所有微生物体的作用。山于各隔室营养水平不同,反应器的微生物相有明显的 种群差异。3丿厌氧流化床 该反应器内填充着粒径小、比表面积大的载体厌氧微生物组成的生物膜在载 体表面生长,载体处于流化状态,具有良好的传质条件,微生物易与废水充分接触,细菌具有很面的活性,设备处理效率高。4丿厌氧接触消化法 厌氧接触消化法属第二代厌氧消化技术,由于采用将消化污泥回流至消化器 的措施,可保持消化设施内较高浓度的生物量,从而提高了消化器的容积负荷。与 久于迟相比,厌氧接触消化法虽然负荷较
8、低,但运行可鼎,起动时间较短,但U前国内在淀粉废水处理方面的研究和应用并不多见。5丿厌氧滤池(AP 装置中填满了如沙砾、塑料、泡沫等填料,使厌氧微生物附着在上面生长,可维持较高的生物量和较长的SRT;SRT的延长实质上是维持了反应器内污泥 的高浓度。但山于该装置易发生堵塞,所以主要用于处理含悬浮物较少的中、低 浓度废水。1.2.2.2好氧生物处理 与厌氧法相比好氧生物法在处理淀粉加工废水方面有许多不足之处,例如需 要充氧、动力消软件技术方*6 耗大、无能量回收、微生物所需营养多和污泥量大等适合处理低 浓度的有机废水。而淀粉废水的COT)-般较大,所以在淀粉废水的处理中单独应 用的较少,主要是接
9、触氧化法、生物氧化塘法和SER法。在淀粉加工废水的处理 中,好氧生物处理一般用作后续处理。1)接触氧化法 接触氧化池是在生物滤池的基础上,从接触氧曝气法改良而来,它兼具生物 膜法和活性污泥法的特点。它在一曝气池中装入填料(通常为塑料、焦炭、砾石 等),填料浸没于水中,用鼓风机在填料下面曝气充氧9山于气液相对运动,气 泡被剪碎,相应地增大了与生物膜的接触面积,加速生物膜的脱落使得生物膜保 持较面活性,提高了处理效果。2)氧化沟 氧化沟是活性污泥法的一种改型,其曝气池呈封闭的沟渠型,污水和污泥的 混合液在其中进行不断的循环流动。该工艺不需设初沉池,对水温、水质、水量 的变动有较強的适应性,若运行得
10、当,氧化沟还具有反硝化脱氮作用。但氧化沟 池体体积过大,占地面积过大。3)法 SER法采用间歇运行,运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在;污泥不断内循环,排泥量少,生物固体平均停留时间长;沉淀和排水时水流处于 静止状态,故处理效果优于一般活性污泥法。由于进水、曝气、沉淀、排水等工 序在一个池内进行,工艺简单,运行费用低。SZR原则上不需要二沉池和污泥 回流设施,多数情况下可以省去初沉池,故而其工程投资和占地面积均小于一般 活性污泥法。国内U前对于淀粉加工废水治理方面的研究比较重视,在这方面不断取得新 的进步。虽然和国外发达国家相比还有很大差距/旦处理方法和工艺已相当成熟,基本适应我国淀
11、粉加工业的发展需要。山于淀粉废水的高有机浓度和无毒等特点.U前应用最多的是生化法和絮凝沉淀法,对这两种方法的应用研究也是最多的,但 是近些年随着一些新的废水处理工艺的出现和发展,这些工艺也必将会被不断应 用于淀粉废水的处理。另外,将各种方法结合起来,可以使它们的优缺点相互补充,达到较高的处理效果。儿23资源化技术 淀粉废水含有高浓度的蛋白质、淀粉、糖类9如果排放,就是重污染源,如 果合理利用,也是宝贵的资源。中国科学院生态环境研究中心环境生物技术实验 室的一项专利技术“利用高浓度有机废水制备防治植物病害的生防剂”(申请号:2006101655951 就是将高浓度有机废水通过生物转化,生产防治植
12、物病害的 生防剂。也有文献报道,可以将该类废水转化为蛋口饲料(我们的合作实验室的 前期丄作)或用来生产沼气。软件技术方*7 2设计依据 本工程设计依据业主提供的初步资料以及国务院发布的建设项U环境保护 管理条例、中华人民共和国环境保护法等有关规定。设计采用的其他相关规 范及标准:建筑给水排水设计规范(C珂巧-88)淀粉工业水污染物排放标准征求意见稿-2005)淀粉加工工业水污染物排放标准(2)237/5952000)污水综合排放标准(52 89787996)建设项U环境保护设计规范(877国环字第002号文)3设计原则 K严格执行环境保护的各项规定,确保经处理后的水质符合污水 综合排放标准(C
13、S 8978 1996)排放标准。2.采用技术先进、运行安全可靠、操作管理简单的工艺,使先进性 可靠性有机的结合起来。3釆用U前国内成熟先进技术,尽量降低工程投资和运行费用。4废水处理站内外,严格防止对环境造成二次污染,充分体现以人 为本的原则。4工艺k匕选 湖南湘丰金薯公司为红薯原料生产淀粉,生产规模为毛淀粉1吨/小时,每 年约生产ioo天,生产期间每天20小时,生产期为每年的9、和n月份;另 外大部分时间利用淀粉生产粉纟幺。其废水的水质特征为:】输送和洗净废水:通常含有泥土、碎皮及山原料溶出的有机物,这种废水悬浮物含量高,但COT)和3OT)值都不高;2分离废水:含有大量的水溶性物质,如糖
14、、蛋口质、树脂等,同 时也含有少量的微细纤维和淀粉,COQ和:BOQ值都很高,且水量大。因此本丄段废水是主要污染源;3生产设备洗刷废水;2.5.技术方*8 4淀粉渣贮槽废水:淀粉生产过程中,作为副产品产生大量的渣滓,长期积存在贮槽内,会會有一定量的废水,这种废水因发酵其酸度很高;5冲洗粉条的废水。上述5类废水总排放量约1050 mycC,其中输送洗净废水约350 r)V/cC.5 类水对当地水环境都会造成一定污染。但根据该厂的实际悄况,分离废水浓度高,是主要污染源,需用厌氧+好氧+物化综合处理。下面拟从处理效果较好的投药气浮I:艺和久:2久+接触氧化 池混凝过滤工艺简单比较中挑选出最符合该厂的
15、的处理工艺:1)投药气浮AU久工艺 现在淀粉行大多采用此种工艺,可以说是一种比较成熟的处理工艺。此工艺 基本流程如下如下:出水 淀粉废水经格栅截留粒径较大的漂浮物悬浮物后,进入调节池调节水质与均 化水量,调节池设机械搅拌装置,通过机械搅动使原水混合均质,阻止悬浮物沉 淀,悬浮物随水流入气浮池。同时投加絮凝剂或混凝剂,经过气浮,分离提取蛋口 质,有效的去除淀粉废水中的悬浮物、降低废水COD,提高经济效益,减轻后 续处理构筑物的压力。气浮池出水流入进行厌氧生物处理,大部分有机 物在反应器中降解,反应过程中产生的沼气经水封罐、气水分离器、脱 硫器进入沼气储柜进行利用。出水自流进入预曝沉淀池,预曝沉淀
16、池是 厌氧处理单元和好氧处理单元之间的要构筑物,其功能主要是去除厌氧出水的 悬浮物和兀S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。预 曝沉淀池的出水自流进入进行好氧生物处理,以进一步降解水中的有机物。调节池、17久SZ、预曝沉淀池、SE久等处理单元产生的污泥排入污泥浓缩 池进行浓缩,提高污泥的含固率,使污泥含水率低于95%。污泥经浓缩后进入污 泥脱水间进行机械脱水,产生的泥饼外运,污泥浓缩池上清夜及机械压滤液回流 至调节沉淀池再继续处理。此工艺可以有效的降低淀粉废水中的COT),处理出水达到国家要求的相关 标准。但是气浮池投资运行费用较高,而且启动周期达到2个月至3个 月,这对于
17、只在9、2、n月份收地瓜打淀粉的企业是不可接受的,这将大大增 加企业的生产成本和运行消耗,经济上不适用;并且此工艺不适宜处理冲洗粉条 的废水。2)久:2久+接触氧化+混凝过滤工艺 SER戒触氧化一混凝过滤工艺,从原理上说与投药气浮工 艺大致相同。具体处理单元如下:淀粉废水 f 格栅 f 调节池一投药气浮池 预曝沉淀池f SZR-软件技术方*.1O 淀粉生产车间的废水流过格栅,先去除大的悬浮物。然后废水进入微孔过滤 机,去除较小悬浮物和胶体。之后,废水就流入具有调节池进行水质、水量调节,调节池出水进入3:5久池去除废水中的有机物质。研究表明,不同条件下久:5久 反应器不同隔室中的许久及7开的变化
18、呈现出显著的相分离及移动的特征且其 特性随不同隔室而呈现出相应的变化规律。还需要重点说明的是,久:启动时 间比大大缩短,只需要2周左右,而且二次启动快,非常适合红薯淀粉 的季节性生产。久ER反应器处理后的废水,COQ浓度仍较高,要达到排放标准必须进一 步处理,即采用好氧处理,此丄艺用接触氧化池,该方法处理效果稳定可以有效 解决SEE 1:艺后期因营养缺乏造成大量丝状菌的问题。从某些意义上说,这降 低了处理费用,因为不用添加额外的营养物质,减少了运行费用。接触氧化池出水经过混凝过滤处理,去除出水中的细小悬浮物,最大程度降 低污水对河道水环境的影响。该工艺以低耗的生化处理工艺为主体,既可以处理淀粉
19、生产车间的高浓度废 水乂可以处理不宜生化冲洗粉条的废水及农村生活污水,可以适应污水水质、水 量的变化,处理系统有较大的灵活性,先进乂实用。5工程方案 经过上述丄艺比选并充分考虑当地实际及现场用地等因素,确定以久2久+技术方*.10 接触氧化工艺混凝过滤为基础并添加以中科院的创新成果,设计湘丰金薯公司 的废水处理工艺,在处理水质稳定达标排放的同时,使其具有显著的经济效益,实现了环境效益和经济效益的统一。5工艺设计 5丄设计进、出水水质及处理程度 设汁水量:根据淀粉厂提供的数据,建设规模确定为7oor%(不包含输 送洗净废水350 t/eC)O按照标准淀粉生产工艺推算,每天水量应该是400吨 左右
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- 红薯 淀粉 废水处理 工程 方案
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