某味精厂淀粉-废水处理工程设计.doc

资源描述

某味精厂淀粉-废水处理工程设计.doc

《某味精厂淀粉-废水处理工程设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某味精厂淀粉-废水处理工程设计.doc（46页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

某味精厂淀粉-废水处理工程设计.doc

河海大学环境工程专业毕业设计

某味精厂淀粉1100m3/d废水处理工程设计

说明书与计算书

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》（GB8978—1996）二级排放标准；

4、《市外排放设计规范》1997年修订（GBJ14—87）；

5、《建筑给水排水设计规范》（GBJ15—88）；

6、《淀粉工业水污染物排放标准编制说明》；

1.2.2参考文献

1、《水质工程学》，李圭白主编，中国建筑工业出版社，2005；

2、《环保设备设计与应用》，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》（1—11册）。

1.3厂区概况

该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，该厂每天排放的淀粉废水为1100t，废水直接排放，废水处理站在厂区的南面，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。

1.4自然条件

1.4.1污水水质特征

味精废水具有COD，SO42-，NH3-N浓度高，PH低等特点，同时在TP和SS方面的污染也比较明显。

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，占总水量的60%～70%，CODCr在12000～15000mg/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，车间使用清水的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15000～18000mg/L。

但由于水循环次数增加，废水中的CODCr、N、P以及无机盐都有比较严重的积累，对原有工艺的稳定运行产生了许多不利因素，淀粉废水中污染物浓度相应增加，造成污染治理的困难。

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，同时淀粉废水中含有大量的蛋白。

1.4.2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。

1.4.3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4.5~11m，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：

相对地面高度-8m，

4）最大冻土深度：

0.7m。

1.5工程建设的必要性和工程内容

1.5.1工程建设的必要性

近几年来，随着科技的进步和工业的迅速发展，各种工厂相继兴建起来，大量的污水未经处理排入河流湖泊，大大的污染了水质，破坏了环境，影响了人们的生活。

为了响应国家的号召，适应当地环保工作的需要和建设项目三同时规定，保护好我们的环境，使出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）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工程建设的内容

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规模与处理程度的确定

2.1.1处理规模

该淀粉废水排放量为1100m3/d废水处理工程的设计规模，废水处理站在厂区的南面，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。

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

SS/（mg/L）

CODCr（mg/L）

BOD5（mg/L）

NH3-N

进水水质

4～6

7000

15000

9000

处理后水质要求达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）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

SS/（mg/L）

CODCr（mg/L）

BOD5（mg/L）

NH3-N

进水水质

4～6

7000

15000

9000

排放标准

6～9

150

1.0

去除率

——

97.86%

99%

99.67%

58.3%

2.1.3污水处理程度确定

污水处理站的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，根据下面公式计算：

2.2污水处理方案的确定

2.2.1确定污水处理方案的原则

确定污水处理方案的原则：

a）污水处理应采用先进的技术设备，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）污水厂的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，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；

c）为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和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，把沼气作为燃料。

e）查阅相关资料确定其方案。

最佳处理方案要体现以下优点：

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。

厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。

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。

2.2.3污水处理方案的比选

（1）根据污水水质水量及最终处理要求的特点，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，通过比较，初步选SBR序批是活性污泥法和生物接触氧化法两种方法进行比较：

①SBR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（SequencingBatchReactor），是近年来国内外被广泛应用的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教授等的研究改进，并于1980年在印地安那州实施，取得满意的效果从而得到广泛的推广。

序批式活性污泥法工艺由按一定时间顺序间歇作运行的反应器组成。

SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的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）可不设初沉池和污泥消化池；

2）不需要污泥回流及其设备和动力消耗，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）通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷；

6）耐冲击负荷能力较强，处理有毒或高浓度有机废水的能力强，尤其按非限制曝气时，不易产生污泥膨胀现象，是防止污泥膨胀的最好工艺；

7）应用电动阀、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的操作与管理；

8）加深池深时，与同样的BOD、SS负荷的其他方式相比较，占地面积较小；

9）SBR法系统本身适用于组建式构造方法，有利于废水处理厂的扩建与改造。

综上所述，SBR法定工艺特征顺应了当代污水处理所要求的简易、高效、节能、灵活、多功能的发展趋势，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，二次污染物排放少的污水处理技术。

②生物接触氧化法

生物接触氧化法是由生物滤池和接触曝气氧化池演变而来的。

它是具有活性污泥与生物滤池优点的生物膜法，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，废水与生物膜接触过程中，水的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化成新的生物膜。

从填料上脱落的生物膜，随水流到沉淀池后被除去，废水得到净化．它有较高的容积负荷和适用能力，可以更好的使污水达标排放。

优点

1）在工艺方面，使用多种型式的填料，利于丝状菌的大量滋生，从而形成一个呈立体结构的密集的生物网，污水在其中通过，起到类似“过滤”的作用，提高净化效果；通过曝气，在池内形成液、固、气三相共存体系，有利于氧的转移，适于微生物存活及增值，使池内保持较高浓度的活性生物量。

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，对冲击负荷有较强的适用能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果；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4－6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，同时产生大量的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、水量变化的适应性强，耐冲击负荷的SBR工艺。

经SBR工艺处理后，COD的去除率可达90%，BOD5的去除率可达95%，SS的去除率可达70%，同时SBR还具有很好的脱氮除磷效果，可以满足该污水处理后排放要求。

（2）深度工艺方案的确定

在二级生物处理工艺确定后，深度处理工艺的选择便成为保证本工程出水水质的关键一步。

因此，针对深度处理工艺，有必要根据确定的标准和原则，从整体优化的角度出发，结合设计规模，进水水质特征和出水水质要求以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的深度处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的工艺方案。

深度处理工艺方案的确定中，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）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能高的处理效果；运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力；

3）选定的工艺技术及设备先进可靠；

4）便于实现工艺工程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。

（3）污泥的处理

污水处理过程中产生的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的污水厂多数采用直接浓缩脱水，有效减少污泥在贮泥池的停留时间及磷的释放机会，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的污泥处理工艺。

2.2.4设计方案的确定

通过分析废水水质水量情况，采用“气浮—UASB—SBR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筛网，先去除大部分悬浮物，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出水自流入曝气池，曝气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，曝气池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。

调节池、UASB、曝气池、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。

其方案特点为:

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—1996）二级标准，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、维护方便的去除固体杂质的装置。

同时筛网对于BOD的去除率还约相当于初次沉淀池。

将它安装在集水井的进口处，用于拦截部分的悬浮物或漂浮物，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。

2、其运行参数

设计参数：

设计流量：

Q=1100m3/d=45.83m3/h=0.013m3/s

3、设计结果

根据味精淀粉废水的特点，选用不锈钢的金属丝的筛网，因为其具有机械强度大，便于过滤后清洗污物的特点，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

由于工业废水排放的不连续性，为了方便操作，减少施工工程量,所以在调节池之前和筛网之后设一集水井，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、其运行参数

设计参数选择：

设计水量:

Ｑ=45.83m3/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、设计结果

集水井的尺寸L×B×H=9m×7m×5m

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=45.83m3/h

扬程：

Ｈ=12.7m

泵房设计尺寸：

4m×3m×3.5m。

3、设备选型

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。

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：

6m×4m×4.5m。

2.3.4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。

２、参数选取

设计水量：

Ｑ=1100m3/d=45.83m3/h=0.013m3/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/（h·m2），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4-1预计处理效果

项目

CODCr（mg/L）

BOD5（mg/L）

SS（mg/L）

NH3-N

进水水质

15000

9000

7000

4～6

去除率（％）

出水水质

9000

5400

1400

3、设计结果

气浮所需空气量V=320L/h，空压机选用Z—0.025/6空压机；加压溶气水量q´=9m3/h；溶气罐选用TR-3型压力溶气罐；气浮池尺寸：

接触室尺寸为2.1m×0.5m×3m，分离室尺寸为5m×2.1m×3m，反应池尺寸为2.6m×2.6m×3m；溶气释放器采用TS-78-Ⅱ型溶气释放器；刮渣机采用TQ-1型桥式刮渣机。

反应池水面标高+3.50m，池底标高+1.00m；气浮池水面标高+2.92m，池底标高+1.00m，池顶标高4.00m。

2.3.5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。

采用半地下钢混结构。

２、参数选取

停留时间：

T=6h

设计水量：

Ｑ=1100m3/d=45.83m3/h=0.013m3/s

水质情况：

表4-3预计处理效果

项目

CODCr（mg/L）

BOD5（mg/L）

SS（mg/L）

NH3-N

进水水质

9000

5400

1400

4～6

去除率（％）

出水水质

8100

4860

560

3、设计结果

池子的总尺寸为L×B×H=14m×7m×5m；污泥斗的尺寸为：

斗底尺寸为0.4m×0.4m，污泥斗倾角取450，污泥斗的高度为3.3m。

该构筑物地上3.0m，地下5.3m，最低水位设置-1.0m，则最高水位为+2.5m，池顶高程为+3.0m，池底高程为-5.3m。

2.3.6UASB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

（1）参数选取：

容积负荷（NV）：

6kgCOD/（m3.d）

污泥产率：

0.1kgMLSS/kgCOD

产气率：

0.5m3/kgCOD

（2）设计水质

表4-4预计处理效果

项目

CODCr（mg/L）

BOD5（mg/L）

SS（mg/L）

NH3-N

进水水质

8100

4860

560

4～6

去除率（％）

出水水质

1215

486

560

（3）设计水量：

Q=1100m3/d=45.83m3/h

3、设计结果

UASB反应器尺寸为Φ8m×9m，数量为6座。

池底高程为±0.00m，最低水位为±0.00m，最高水位8.5m，池顶高程为9m

2.3.7曝气池

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。

曝气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=1100m3/d=45.83m3/h=0.013m3/s

（2）设计水质：

表4-5预计处理效果

项目

COD

BOD

NH3-N

进水水质（mg/L）

1215

486

560

4～6

去除率（%）

出水水质（mg/L）

972

437

280

（3）曝气池，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、设计结果

曝气区平面尺寸为6.5m×2.0m×3.0m，池高3.5m，其中超高0.5m，水深3.0m。

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×2.0m，池总高6.0m，其中沉淀有效水深2.0m。

曝气池设置地下2.5m，地上4m，曝气池水面标高+3.5m，沉淀池水面标高+3.3m，池底标高+0.5m，污泥斗底标高-2.5m。

2.3.8SBR反应器

１、设计说明

经UASB反应器处

展开阅读全文