化妆品废水处理回用工程设计毕业设计doc.docx
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化妆品废水处理回用工程设计毕业设计doc
化妆品废水处理回用工程设计毕业设计
毕业设计说明书作者学号063497系能源与能源与环环境工程学院境工程学院专业环境工程题目化妆品废水处理回用工程设计指导者评阅者年月日毕业论文中文摘要化妆品废水处理回用工程设计化妆品废水处理回用工程设计摘要摘要化妆品工业在我国迅猛发展的同时,排出了大量的化妆品废水,给环境造成了极大的威胁。
本设计为某化妆品废水处理回用设计。
化妆品废水水质的主要特点是含有大量的有机物,属高浓度有机废水,故其生化需氧量也较大。
不经处理会对环境造成巨大污染,故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即BOD≤20mg/L,COD≤100mg/L,SS≤70mg/L,Ph6~9。
本文分析了化妆品生产中废水产生的环节,污染物及主要污染来源,并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺,提出了UASBCASS的组合工艺流程。
出水符合标准,处理后的水经过滤、消毒达到回用目的。
该处理工艺具有结构紧凑简洁,运行控制灵活,抗冲击负荷,污泥量小等特点,实践表明该组合工艺处理性能可靠,投资少,运行管理简单。
为化妆品工业废水处理提供了一条可行途径。
具有良好的环境效益和社会效益。
关键词化妆品废水UASBCASS毕业论文外文摘要TitleTitleTheWastewaterTreatmentAndReuseDesignofBeijingYanJingBeerGroupCompanyAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofbreweryindustryinchina,morebrewerywastewaterisdischarged,whichendangersenvironment.Thisdesignisonebeerwastetreatmentandreusesystem.Thedegreeofthedesignisinapreliminaryphase.Themaindistinguishingfeatureofthebeerwastewateristhatitcontainsthemassiveorganicmatters,soitbelongstothehighconcentrationorganicwastewater.Itcouldpollutetheenvironmentifdrainedbeforetreatment,soitrequestthebeerwastewaterwhichdrainedmustbestrictlytreatedtothetwoeffluencestandardinthecountry,whichisasfollowingBOD≤20mg/L,COD≤100MG/L,SS≤70mg/L,pH6~9.Thispaperanalyzesthegenerationprocessofwastewater,themajorcontaminatsandtheirmajorsourcesinbeerproduction.Italsointroducestheprimarybiologicalprocessingtechniquesofaerobicandanaerobic.Accordingtotheproductscaleofbeerbrewery,themainstandardofdrainingwater\naturalmaterials,andsoon,themainprocesstechnologyofthebeerwastewaterdisposalstationisdefinedasUASBCASS.thatdrainsoutcanreachesthestandard.Thewaterwasmanagedreachtheaimofcircleusingbyfiltrateandantisepsis.ThistechnologyofwastewatertreatmenthasmanytraitsSuchas,well-knitstructure,pithyquickcontrol,lastingattacked,lesssledgecapacity.Practiceidiactesthatthecomposedcrafthasreliablefunction,itsrunningandmanagementisuncomplicated.KeywordsKeywordsbeerwastewater,UASB,CAST目目次次11绪论绪论111.1工厂概况.11.2研究现状.11.3研究背景与意义.41.4本设计工程概况.422工艺路线的确定及选择依据工艺路线的确定及选择依据662.1化妆品废水的处理工艺比较.62.2回用水处理的工艺.82.3处理工艺路线的确定122.4本设计工艺流程1333化妆品化妆品废水处理构筑物设计与计算废水处理构筑物设计与计算15153.1格栅的设计计算153.1.1格栅的作用153.1.2设计参数153.1.3设计计算153.2集水池的设计183.2.1设计说明183.2.2设计参数193.2.3设计计算193.3泵房的设计193.3.1设计说明193.3.2设计参数203.3.3设计计算203.4水力筛的设计213.4.1设计说明213.4.2设计参数213.4.3设计计算213.5调节池223.5.1设计说明223.5.2设计参数223.5.3设计计算223.6UASB反应池的设计233.6.1设计说明243.6.2设计参数263.6.3UASB反应器的设计计算.263.7CAST反应池363.7.1设计说明363.7.2设计参数363.7.3设计计算373.8混凝池的设计与计算453.8.1设计说明453.8.2设计参数463.8.3设计计算464.1混合单元数484.2混合时间484.4校核GT值.485.4栅条设计49a.竖井隔墙孔洞尺寸50b.各段水头损失51c.各段停留时间523.9过滤池的设计与计算533.9.1设计说明533.9.2设计参数533.9.3设计计算533.10加氯间的设计与计算.573.10.1设计说明.573.10.2设计参数.583.10.3设计计算.5844污泥部分各处理构筑物设计与计算污泥部分各处理构筑物设计与计算58584.1集泥井.584.1.1设计说明584.1.2设计参数594.1.3设计计算594.2污泥浓缩池604.2.1设计参数604.2.2参数选取604.2.3设计计算604.3污泥脱水间624.3.1设计参数624.3.2工艺流程634.3.3设计计算6355构筑物高程计算构筑物高程计算65655.1污水构筑物高程计算.655.1.1污水流经各处理构筑物水头损失655.1.2污水管渠头损失655.1.3高程确定675.2污泥高程计算675.2.1污泥管道水头损失675.2.2污泥处理构筑物的水头损失685.2.3污泥高程布置6866效益分析效益分析69691经济效益692环境效益693社会效应69附录附录AA主要处理构筑物设计及选型主要处理构筑物设计及选型70701.格栅池.702.集水池703.酸化调节池714.UASB反应器.725.CAST池.736.混凝747.过滤池758.加氯机759.集泥井7510.污泥浓缩池.7611.污泥脱水间.7612.主要设备.76结论结论7878参考文献参考文献7979致谢致谢808011绪论绪论1.1工厂概况1980年建厂,1993年组建集团。
目前全国市场占有率达到10.5以上,华北市场50,北京市场92以上;积极完成股份制改造,由产品经营转向产品与资本双向经营,1997年两地上市,独特的“红酬背景、A股身份”股权结构模式,为燕京快速稳定发展提供了雄厚的资金保障。
目前,燕京已发展成为拥有有形资产96亿元、商标商誉价值137.45亿元,员工22500人,占地289万平方米,拥有控股子公司(厂)25个,其中化妆品生产企业17个,相关和附属产品企业8家。
燕京总部是亚洲最大的化妆品生产厂。
从1997年起,燕京化妆品集团公司用三年的时间建设30万吨精品化妆品生产线。
德国霍夫曼公司的糖化工艺设备引了进来,德国西门子公司的自动控制系统引了进来,德国凯塞曼公司的发酵用的管板技术引了进来,德国克朗斯公司和KHS公司的灌装设备引了进来,德国沙多利斯公司的精滤机引了进来,德国沙多利斯公司和美国波尔公司的膜过滤系统引了进来,所有自动控制系统软件都由德国PROIEIT公司提供。
1.2研究现状化妆品行业是食品工业中耗水量较大的行业,虽然各企业间有较大的差别,一般来说,每生产1t化妆品的耗水量从8-25t不等,以生产1t化妆品产生20m3计算,我国化妆品工业每年排放的废水量达3.72108m3,而多数化妆品厂尚未进行综合利用和废水处理,因而给环境造成严重污染。
化妆品是目前世界上消费量最大的酒类饮料,全球化妆品产量已连续多年稳步增长,2000年世界主要化妆品生产国的化妆品总产量约1635亿公升。
我国的化妆品产量自1993年达到1190万吨,列美国之后成为世界第二,经过9年时间,2002年达到2386万吨,超过美国成为世界上化妆品生产和消费量最大的国家。
化妆品废水主要来自麦芽车间(浸麦废水),糖化车间(糖化,过滤洗涤废水),发酵车间(发酵罐洗涤,过滤洗涤废水),灌装车间(洗瓶,灭菌废水及瓶子破碎流出的化妆品)以及生产用冷却废水等。
化妆品工业废水主要含糖类,醇类等有机物,有机物浓度较高,虽然无毒,但易于腐败,排入水体要消耗大量的溶解氧,对水体环境造成严重危害。
化妆品废水的水质和水量在不同季节有一定差别,处于高峰流量时的化妆品废水,有机物含量也处于高峰。
国内化妆品厂废水中CODcr含量为1000~2500mg/L,BOD5含量为600~1500mg/L,该废水具有较高的生物可降解性,且含有一定量的凯氏氮和磷。
化妆品废水按有机物含量可分为3类①清洁废水如冷冻机冷却水,麦汁冷却水等。
这类废水基本上未受污染。
②清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装置清洗水等,这类废水受到不同程度污染。
③含渣废水如麦糟液、冷热凝固物。
剩余酵母等,这类废水含有大量有机悬浮性固体。
鉴于化妆品废水自身的特性,化妆品废水不能直接排入水体,据统计,化妆品厂工业废水如不经处理,每生产100吨化妆品所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值,悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS,其污染程度是相当严重的,所以要对化妆品废水进行一定的处理。
降低废水的有机物浓度,使之达到国家排放标准,是处理化妆品废水的中心任务。
由于化妆品废水无毒无害,可生化性强,选用生物处理法比较经济可行。
目前国内的化妆品厂工业废水的污水处理工艺,都是以生物化学方法为中心的处理系统。
80年代中前期,多数处理系统以好氧生化处理为主。
由于受场地、气温、初次投资限制,除少数采用塔式生物滤池,生物转盘靠自然充氧外,多数采用机械曝气充氧,其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行。
随着人们对于节能价值和意义的认识不断变化与提高,开发节能工艺与产品引起了国内环保界的重视。
1988年开封化妆品厂国内首次将厌氧酸化技术成功的引用到化妆品厂工业废水处理工程中,节能效果明显,约节能30~50,而且使整个工艺达标排放更加容易和可靠。
减少液体用量而BOD量保持相同,则浓度提高。
所以,唯一可节省的费用只有减少用水和减少废水量。
显然,降低耗水量的重要措施有①把片式巴氏杀菌器的液体送往糖化室②闭路温度控制,③冷凝水重复使用,④最后把冲淋水加以回收⑤重复使用洗涤机和巴氏杀菌器排出来的水⑥设置就地清洗系统,⑦间歇冲淋,⑧“干”谷类和酒花的处理,⑨解冻液体的循环使用⑩软管的直径⑨软管的锁合;⑩软管的直径;⑨软管的锁合。
用于处理化妆品厂废水的方法为①排放至河中②农田喷雾处理,③排放至城市下水道,④整个废水量作局部处理,⑤强度大的部分作局部处理,⑥整个废水量作完全处理。
80年代以来,我国化妆品工业得到迅速发展,到目前我国化妆品生产厂已有800多家,据1996年统计我国化妆品产量达1650万t,既成为世界化妆品生产大国,又成为较高浓度有机物污染大户,化妆品废水的排放和对环境的污染已成为突出问题,引起了各有关部门的重视。
化妆品废水主要来自麦芽车间(浸麦废水),糖化车间(糖化,过滤洗涤废水),发酵车间(发酵罐洗涤,过滤洗涤废水),灌装车间(洗瓶,灭菌废水及瓶子破碎流出的化妆品)以及生产用冷却废水等。
该废水中主要含糖类,醇类等有机物,有机物浓度较高,虽然无毒,但易于腐败,排入水体要消耗大量的溶解氧,对水体环境造成严重危害。
化妆品废水的水质和水量在不同季节有一定差别,处于高峰流量时的化妆品废水,有机物含量也处于高峰。
鉴于化妆品废水自身的特性,化妆品废水不能直接排入水体,据统计,化妆品厂工业废水如不经处理,每生产100吨化妆品所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值,悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS,其污染程度相当严重。
基于水污染的危害性和严重性,以保护环境为宗旨,以达到国家废水排放标准为目的来设计化妆品废水处理工艺是化妆品生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任“七五”以来,我国对化妆品废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索,特别是轻工业系统的设计院和科研单位,对化妆品废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践,取得了行之有效的成功经验,逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。
生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。
这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处,但各自都有较为成功的经验。
目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究,有的已取得了理想的成效,不久将应用于实践。
尽管目前污水处理技术众多,但其发展目标是一致的,即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。
根据国内外研究动向,化妆品废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面1充分利用新技术对现有的化妆品废水处理工艺进行因地制宜的技术改造,采用高效节能的生物反应器。
2实行污水规模化集中处理,可免除重复性设备投资,易于采用新技术。
3化妆品废水中含有多种有用物质,在处理前应尽量回收有用的固体物质,经加工后作饲料添加剂或药品,在处理时应多考虑变废为宝,提高经济效益。
4针对化妆品废水中有机物含量高、生物降解性差的特点,同时考虑能源紧张的形势,主要采用厌氧-好氧联合技术,并将产生的污泥干化后作肥料使用。
5当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点,而化妆品废水有害无毒,如能将其净化后回收利用,可达到节约水资源的目的。
6在污水处理中实行自动化控制技术,实现反应器自控管理,将会节省人力。
7开发生物基因技术在环保领域的应用,向着节能、回收有用物质的方向发展。
1.3研究背景与意义水是生命之源,是人类赖以生存和发展的物质基础,是不可替代的宝贵资源。
我国却是一个水资源十分短缺的国家,人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一,严重制约着我国社会主义经济的发展。
经济的腾飞是以环境的代价为前提的。
随着近代我国社会主义经济的腾飞,社会主义工业呈现飞速发展,水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。
工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。
1.4本设计工程概况1.设计任务①本工程设计范围为污水接入构筑物至二级出水排出为止的水处理工艺施工图设计。
②为了解决水资源紧张问题,要求进行污水回用,用于冲洗厕所,绿化、洗车,因此要求设计污水回用系统。
2.水量及水质资料1.废水处理量为7500m3/d。
2.水质资料其主要水质指标见表1-1。
表1-1原水水质和设计要求水质指标COD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)pHNH3-Nmg/l原水120017003005~636出水≤20≤60≤206~92原水的TN45mg/l。
3.执行标准1.污水综合排放标准GB8978-1996中的二级标准。
BOD≤20mg/L,COD≤100mg/LSS≤70mg/L,pH6~92.回用水质执行北京市杂用水质标准CODcr≤50mg/lBOD5≤5mg/lSS≤5mg/lpH6.591.4.4处理效率100oeoCCCE式中Co物质进水的浓度(mg/l)Ce物质出水的浓度(mg/l)BOD5E110098.331200201200CODcrE210096.471700601700SSE310093.33300203001.4.5工厂所在地气象资料如下温度多年平均气温14.5℃。
月均最冷气温-12℃,最热气温26.8℃,最高气温40.1℃,极端最低气温-18.9℃,最大温差26.6℃。
降雨量年降雨量637.5mm,小时最大降雨量41.7mm,地区最大时降雨量Q1807.0m3/h。
日照平均日照率65,你按照时间2451h,冬日照率56.7,消极照率66.0。
风速夏季平局风速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季为南风向,冬季为北风。
22工艺路线的确定及选择依据工艺路线的确定及选择依据2.1化妆品废水的处理工艺比较化妆品废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等,这些物质具有良好的生物可降解性,处理方法主要是生物氧化法。
有以下几种常用方法处理化妆品废水。
(一)好氧处理工艺化妆品废水处理主要采用好氧处理工艺,主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。
传统的活性污泥法由于产泥量大,脱氮除磷能力差,操作技术要求严,目前已被其他工艺代替。
近年来,SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。
SBR工艺具有以下优点运行方式灵活,脱氮除磷效果好,工艺简单,自动化程度高,节省费用,反应推动力大,能有效防止丝状菌的膨胀。
循环式活性污泥法CyclicActivatedSludgeTechnology,简称CAST是由美国Goronszy教授开发出来的,该工艺的核心为间歇式反应器,在此反应器中按曝气与不曝气交替运行,将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成,属于SBR工艺的一种变型。
该工艺投资和运行费用低、处理性能高,尤其是优异的脱氮除磷效果,已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理中。
1.工作原理CAST反应池分为预反应区和主反应区,运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期,CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除,出水总氮浓度小于5mg/L。
1预反应区为水力缓冲区,大小与高峰流量有关,若在非曝气阶段,不进水可将其省去。
2主反应区在可变容积完全混合反应条件下运行,完成含碳有机物和包括氮、磷的污染物的去除。
运行时通过控制溶解氧的浓度使其从0缓慢上升到2.5mg/L来保证硝化、反硝化以及磷吸收的同步进行。
CAST工艺保持了典型的完全混合特性,具有较强的耐冲击负荷能力;CAST设置生物选择器,促进絮凝型细菌的生长和繁殖,从而抑制了污泥膨胀的发生,高效地进行硝化反硝化,脱氮除磷效果显著。
另外,CAST工艺流程简单,采用矩形结构,运行时,不需要大量的污泥回流,自动化程度高,所以建设和运行费用低。
(二)水解好氧处理工艺水解酸化可以使化妆品废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物,出水的可生化性能得到改善,这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。
与此同时,悬浮物质被水解为可溶性物质,使污泥得到处理。
水解反应工艺式一种预处理工艺,其后面可以采用各种好氧工艺,如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。
化妆品废水经水解酸化后进行接触氧化处理,具有显著的节能效果,COD/BOD值增大,废水的可生化性增加,可充分发挥后续好氧生物处理的作用,提高生物处理化妆品废水的效率。
因此,比完全好氧处理经济一些。
(三)厌氧好氧联合处理技术厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术,它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。
对处理中高浓度的废水,厌氧比好氧处理不仅运转费用低,而且可回收沼气;所需反应器体积更小;能耗低,约为好氧处理工艺的10~15;产泥量少,约为好氧处理的10~15;对营养物需求低;既可应用于小规模,也可应用大规模。
厌氧法的缺点式不能去除氮、磷,出水往往不达标,因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理,使出水达标。
常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等,UASB反应器与其他反应器相比有以下优点①沉降性能良好,不设沉淀池,无需污泥回流②不填载体,构造简单节省造价③由于消化产气作用,污泥上浮造成一定的搅拌,因而不设搅拌设备④污泥浓度和有机负荷高,停留时间短同时,由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量,因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量,从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。
(四)不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较,见表2-1。
表2-1不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点生物接触法采用两级接触要花工艺,可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象;但需要填料过大,不便于运输和填装,且污泥排放量大氧化沟
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