淀粉工业废水处理工程设计Word格式.docx
- 文档编号:22725499
- 上传时间:2023-02-05
- 格式:DOCX
- 页数:57
- 大小:371.56KB
淀粉工业废水处理工程设计Word格式.docx
《淀粉工业废水处理工程设计Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《淀粉工业废水处理工程设计Word格式.docx(57页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水量(t/d)
CODCr(mg/L)
菲汀水
120
16000-20000
黄浆水
100-200
10000-15000
板框水
150
1000-5000
冲洗水
150-200
2000
废水经厂内地下管网汇集到废水处理站,混合废水的水质、水量见表2。
表2混合废水水质、水量
pH
BOD5(mg/L)
SS/(mg/L)
氨氮(mg/L)
混合废水
500
5.0
10000
6000
50
该淀粉废水排放量为480m3/d,废水处理工程的设计规模500m3/d。
2.2进水水质特征分析
(1)COD、BOD浓度高
生产过程中的亚硫酸浸泡液浓缩成的玉米浆或菲汀,其COD浓度在16000~20000mg/L,甚至高达20000mg/L以上。
(2)废水中SS浓度高
淀粉废水中含有大量的蛋白,可以先用气浮工艺分离提取。
(3)生产用水量大
目前玉米淀粉生产的吨淀粉用水量为6吨左右。
(4)本项目污水处理的特点
污水的BOD/COD=0.6,可生化性好,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。
2.3出水水质要求
处理后的废水出水水质达《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。
表3《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级排放标准
项目
pH值
SS(mg/L)
排放标准(一级)
6~9
70
100
30
15
2.4污水处理工艺的选择
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第三代厌氧污泥床(EGSB),它是荷兰Wageningen大学环境系在20世纪80年代开始研究的新型厌氧反应器。
EGSB实际是改进的UASB,不同之处是EGSB采用更大的高径比和增加了出水回流,上升流速高,远大于UASB,因此EGSB反应器中的颗粒污泥床处于部分或全部膨化状态,再加上产气的搅拌作用,使进水与颗粒污泥充分接触,传质效果更好。
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。
具有UASB反应器的全部特性。
(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。
自身特点:
(1)上升流速(Vup)大,有机负荷率高。
(2)反应器高径比大,反应器可以承受更高的水力负荷,污泥床处于膨胀状态。
(3)反应器设有出水回流系统,更适合于处理含有悬浮性固体和有毒物质的废水。
(4)以颗粒污泥接种。
颗粒污泥活性高,沉降性能好,粒径较大,强度较好。
(5)由于Vup大,有利于污泥与废水间充分混合、接触,因而在低温、处理低浓度废有机废水时有明显的优势。
SBR法是序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor)的简称,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地推广。
其基本操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置等五个基本过程组成,从污水流入到闲置结束构成一个周期;
SBR工艺的曝气池,在流态上属完全混合,在有机物降解上,是时间上的推流,有机物是随着时间的推移而被降解。
SBR工艺与连续活性污泥工艺相比的优点:
(1)工艺系统组成简单,不设二沉池,曝气池兼有二沉池的功能,无污泥回流设备。
(2)耐冲击负荷,在一般情况下无需设置调节池。
(3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水。
(4)运行操作灵活,通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷效果。
(5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀。
(6)该工艺地各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制,便于自控运行,易于维护管理。
通过以上分析及废水水质、水量情况,拟采用“气浮—EGSB—SBR法”。
2.5污水工艺流程图
图3气浮-EGSB-SBR淀粉处理工艺流程图
2.6污水处理工艺流程的描述
该淀粉废水处理工艺主要由提取蛋白、厌氧生物处理和好氧生物处理三部分组成。
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,先去除大颗粒的悬浮物,然后进入集水井,集水井的废水泵入气浮池提取蛋白饲料,湿蛋白经烘干制成干蛋白。
气浮分离后的废水流入调节沉淀池,以调节水量和pH并沉淀去除部分悬浮物。
厌氧生物处理采用EGSB技术,调节沉淀池废水用泵压入EGSB进行厌氧生物处理,大部分有机物在EGSB反应器中降解,反应过程中产生的沼气回收利用。
EGSB出水自流进入集水井,集水井是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的调节水量的构筑物,其功能主要是为后面的好氧处理创造有利的条件。
好氧生物处理采用SBR技术,集水井的出水自流进入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、EGSB、SBR等处理单元产生的污泥排入污泥浓缩池,污泥经浓缩、调理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。
2.7污水处理构筑物功能描述
(1)格栅
格栅安装在废水渠道、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)集水井1
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,在气浮池之前和格栅之后设一集水井,进行水质、水量的初步调节。
(3)气浮池
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、回收蛋白,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。
(4)调节沉淀池
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,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。
(5)EGSB
废水经过水质、水量的调节后,进入厌氧反应池进行处理,因为EGSB反应器中的颗粒污泥床处于部分和或全部膨化状态,再加上产气的搅拌作用,使进水与颗粒污泥充分接触,传质效果更好,所以处理效果比较好。
(6)集水井2
SBR为序批式反应器,设此集水井的目的是调节进入SBR中的水量
(7)SBR
经EGSB反应器处理的废水,COD含量仍然比较高,要达到排放标准,必须进一步处理,即采用好氧处理。
SBR结构简单,运行控制灵活,同时能达到脱氮效果。
SBR是典型的非稳态过程,底物和微生物浓度的变化在时间上呈推流状态,在空间上呈完全混合状态,具有灵活的控制调节能力和较强的抗冲击负荷能力,同时投资及运行费用较小。
(8)污泥浓缩池:
EGSB、SBR中产生污泥进入污泥浓缩池进行浓缩,减少污泥的体积
(9)污泥调理池
在污泥中加入适量的混凝剂、助凝剂等化学药剂,使污泥颗粒絮凝,改善污泥脱水机能。
(10)压滤机
经污泥调理后,用板框压滤机进行脱水处理,进一步减少污泥的含水率。
处理后的污泥可用作肥料。
2.8各构筑物处理效率估算
表4主要污染物去除情况一览表单位:
mg/L
序号
进水
气浮出水
调节沉淀池
EGSB出水
SBR出水
排放标准
1
CODcr
5400
540
54
2
BOD5
3600
3240
162
16.2
3
SS
600
240
168
50.4
3污泥处理工艺
3.1污泥处理工艺的选择
对污泥的处理和处置,设计中一般只提将脱水污泥外运和综合利用,未计算其投资和经常费用,这势必会造成二次污染。
未经稳定处理的污泥,因有机物含量高,极易腐败并产生恶臭,尤其是初沉淀池的污泥,含有大量病菌、寄生虫卵及病毒,易造成传染病的传播。
国内外污泥处理与处置的方法很多,一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋及焚烧等,或用其中几个方法组合处置。
淀粉废水处理产生的污泥有机质含量高,污泥中的氮、磷等元素,对农作物有增产作用
。
通过堆肥的方法,同时添加一定数量的N、P、K做成复合肥(N、P、K的比为1∶0.9∶0.4),并直接造粒为污泥颗粒肥,便于运输和贮存。
3.2污泥处理流程图
原污泥→浓缩→污泥调理→脱水→外运利用(制有机化肥等)
3.3污泥处理系统流程描述
(1)污泥调理
污泥调理是污泥浓缩后和机械脱水前的预处理,其目的是改善污泥脱水的性能,提高机械脱水设备的处理能力。
(2)污泥浓缩
目的是去除污泥中的间隙水,缩小污泥的体积,为污泥的输送、消化、脱水、利用与处置创造条件。
(3)脱水
降低污泥的含水率。
(4)利用
制成有机化肥等。
3.4污泥处理构筑物功能说明
3.4.1污泥浓缩池(重力浓缩)
重力浓缩是最常用的污泥浓缩方法。
本设计由于处理水量较少,采用间歇式浓缩池,它利用重力原理,污泥间隙给入,在给入污泥前先放空上清夜。
为此,在浓缩池的不同高度设上清夜排放管。
3.4.2污泥调理池
污泥调理采用化学调理:
常用的无机混凝剂有硫酸铝、聚合氧化铝等;
有机高分子混凝剂用聚丙烯酰胺,用来调节污泥的pH值。
3.4.3污泥脱水机房
采用板框压滤机处理。
压滤机工作时,先启用压紧机构,压紧板框,形成滤饼,然后用高压压缩空气通过滤框内腔,吹鼓橡胶膜,挤出水分,压干滤饼。
4工艺计算
4.1主要处理设备和构筑物的设计参数
4.1.1格栅
A.设计说明
B.设计参数
格条间隙d=16mm,栅前水深h=0.15m,过栅流速0.7m/s,安装倾角
=600,设计流量采用最大时流量,取:
104m3/h=0.029m3/s。
C.设计计算
(1)格栅的间隙数(n)
n=
=
(个),取17个
(2)栅槽有效宽度(B)
设计采用矩形断面栅条:
即s=0.01m
B=s(n-1)+dn=0.01
(17-1)+0.016
17=0.432m,取0.44m
(3)进水渠道渐宽部分长度
进水渠道宽取B1=0.25m,渐宽部分展开角
=200。
L1=
=
(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
L2=L1/2=0.13m
(5)过栅水头损失
取k=3,阻力系数
=2.42,
=0.7m/s
h1=k
=
=0.084m
(6)栅槽总高度H
栅前槽高:
H1=h+h2=0.15+0.3=0.45m
栅后槽高:
H=h+h1+h2=0.15+0.084+0.3=0.534m,取0.54m
h2:
栅前渠道超高,取0.3m
(7)栅槽总长度(L)
L=L1+L2+0.5+1.0+
=0.26+0.13+0.5+1.0+0.45/1=2.34m
(8)每日栅渣量(W)
Qmax-实际排放污水最大流量,m3/s
W1-栅渣量,取0.10m3/103m3(栅渣/污水)
Kz-污水流量总变化系数,取1.50
(9)高程布置
栅前槽底标高-0.45m,栅后槽底标高-0.54m,栅前水面标高-0.30m,栅后水面标高-0.384m。
4.1.2集水井
(1)
由于工业废水排放的不连续性,为了调节水质、水量,设一集水井。
同时为了方便操作,减少施工工程量,气浮池设在地上,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。
B.参数选择
设计水量:
Q=20.8m3/h
水力停留时间:
T=4h
水面超高取:
h1=0.5m
有效水深取:
h2=2.5m
集水井的有效容积:
V=Q
T=20.8×
4=83.2m3,取85m3
集水井的高度:
H=h1+h2=0.5+2.5=3m
集水井的水面面积:
A=V/h2=85/2.5=34m2,取35m2
集水井的横断面积为:
L×
B=7×
5(m2)
则集水井的尺寸为:
B×
H=7×
5×
3(m3)
所以该池的规格尺寸为7m×
5m×
3m,数量为1座。
顶标高为0.00m,水面标高-0.50m,池底标高为-3.0m。
在集水井中安装安装QUZ—291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,同时连续跟踪显示水池液位。
4.1.3一级泵房
一次污水泵从集水井中吸水到气浮池,污水泵设置于地面上,不能自灌,设置引水筒。
B.设计计算
提升流量:
Q=20.8m3/h
扬程:
H=提升最高水位-泵站吸水池最低水位-水泵水头损失
=3.5-(-4.4)+2=9.9m
选用50QW27-15型潜水排污泵,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=27m3/h,H=15m,配用功率为2.2kW,出水直径50mm。
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。
4.1.4气浮池
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。
B.参数选取
Q=500m3/d=20.8m3/h=0.0058m3/s
反应时间取8min,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3000m3/(m2·
d),溶气压力取0.3MPa,气浮池分离室停留时间为16min。
水质情况:
表5主要污染物预计处理效果
进水水质(mg/L)
去除率(%)
40
出水水质(mg/L)
600
(1)反应池
反应池容积V=
=2.8m3
取有效水深:
H=2.0m,则反应池面积
F=W/H=2.8/2=1.4m2
尺寸为:
0.93m×
1.5m×
2m
(2)气浮池
①气浮所需的空气量
Qg=Q
=20.8×
10%×
40×
1.2=100L/h=0.1m3/h
Q-气浮池设计水量,m3/h
R―试验条件下的回流比,%
―试验条件下的释气量,L/m3
―水温校正系数,取:
②所需空压机额定气量
-安全系数,一般取1.2-1.5
故选用Z—0.025/6空压机两台,一用一备,设备参数:
排气量0.025m3/min,最大压力0.6MPa,电动机功率0.37kw。
③加压溶气所需水量
Qp=
=2.07m3/h,取2.1m3/h
Qp-加压溶气水量,m3/h
-溶气系数
-选定的溶气压力,MPa
-溶解度系数,L/(
)
故选用G(GS)25-1单螺杆泵,设备参数:
流量2.45m3/h,转速720r/min,轴功率0.47kW。
④压力溶气罐直径
因压力溶气罐的过流密度I取3000m3/(m2·
d)。
故溶气罐直径D=
选用TR—2型标准填料罐,规格d=0.2m,流量适用范围3~6m3/h,压力适用范围0.2~0.5MPa,进水管直径40mm,出水管直径50mm,罐总高2550mm,重量77Kg。
⑤气浮池分离尺寸
气浮池分离室流速
=2mm/s,则分离室平面面积
As
分离室长度Ls=As/bc=3.2/1.5=2.13m,取2.2m
⑥气浮池接触尺寸:
接触室上升流速
=10mm/s,则接触室平面面积
Ac=
接触室长度bc=1.5m,则接触室宽度
L=
取0.5m
⑦气浮池水深H=
t=2×
10-3×
16×
60=1.92m
⑧气浮池的净容积W=(Ac+As)H=(0.64+3.2)×
1.92=7.4m3
总停留时间T=
⑨气浮池排水管:
排水管采用穿孔管,全池共用两根(管间距0.65m),每根管的集水量
如允许气浮池与后续调节沉淀池有0.3m的水位落差(即允许穿孔集水管孔眼有近于0.3m的水头损失)则集水孔口的流速
每根集水管的孔口总面积
设孔口直径为10mm,则每孔面积
=0.0000785m2
孔口数:
只,取28只
气浮池分离室长为2.2m,穿孔管有效长度L取1.9m,则孔距
,取0.13m
释放器的选择与布置:
溶气压力0.3MPa,回流溶气水量2.10m3/h,采用TS-Ⅱ型释放器的出流量为0.83m3/h。
则释放器的个数n=2.10/0.83≈3只,释放器间距1.5/4=0.375m.,接口直径20mm。
(3)确定高程
反应池水面标高2.08m,池底标高0.08m,气浮池水面标高2.00m池顶标高2.58m。
(4)气浮系统的其他设备
刮渣机采用TQ-1型桥式刮渣机,其技术参数:
气浮池池净宽2~2.5m,轨道中心距2.23~2.73m,驱动减速器型号:
SJWD减速器附带电机,电机功率0.75KW。
4.1.5调节沉淀池
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。
采用钢混结构。
Q=500t/d=20.8m3/h=0.0058m3/s
表6主要污染物预计处理效果
10
60
设计参数:
Q=500m3/d=20.8m3/h,v=1.5mm/s
表面负荷q0=2.0m3/(m2
h),沉淀时间=90min
(1)沉淀区尺寸确定
沉淀区总有效面积A=Q/q0=20.8/2.0=10.4m3
有效水深
m超高0.3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 淀粉 工业废水 处理 工程设计