淀粉废水处理工艺设计

南京工程学院课程设计说明书（论文）题目某淀粉生产企业废水处理工艺设计课程名称：水污染控制工程院（系、部）：环境工程系专业：环境工程班级：环境091学号：216090124姓名：徐森起止日期：2012-5-21～2012-6-3指导教师：李红艺徐进成绩南京工程学院课程设计说明书（论文）1目录第一章绪论...............................................................................2第二章课题概述...........................................................................3第一节淀粉废水的概况.........................................................3第二节处理淀粉废水的必要性.............................................3第三节设计任务要求.............................................................3第三章设计工艺...........................................................................4第一节主体工艺.....................................................................4第二节主体工艺的校验.........................................................4第四节厌氧混合接触池的设计.............................................5第四章附录.................................................................................10第五章参考文献.........................................................................11第六章总结.................................................................................12第七章感想.................................................................................18南京工程学院课程设计说明书（论文）2第一章绪论课程设计目的：为期两周的水污染控制工程课程设计旨在总结水污染控制工程专业课的知识，让我们对污水处理的工艺形成系统性的认识。通过设计污水处理系统，让我们在系统的选择比较、制定整体的方案流程和最后的运行调试以及经济性和技术性的选择方面取得全面的认识，当污水指标较特殊，没有现行工艺能够完全处理废水时，还需要我们认真查阅相关资料，进行创新性的设计，以满足所处理的污水。在此过程中，我们查阅文献的能力、团队间相互交流沟通的能力、创新能力得到提高，这些都是我们日后工作的基础。总而言之，水污染控制工程的目的在于总结本学期所学过的专业知识和为日后的工作打下基础，所以认真踏实的完成本次设计是十分必要的。南京工程学院课程设计说明书（论文）3第二章课题概述第一节淀粉废水的概况淀粉是一种重要的工业原料，广泛地应用于食品、化工、纺织、医药等多种行业。淀粉在加工过程中会产生大量的高浓度有机废水。目前，我国淀粉生产企业有600多家，年产量400多万t，按现在的加工工艺，每生产1t淀粉大约产出6t废水，可见整个淀粉制造业每年产生的废水量甚多。这些废水中主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机酸、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，废水量大时，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，进而对人类生存环境造成威胁。因此，淀粉废水的综合治理及回收利用越来越受到环境科学工作者的重视。第二节处理淀粉废水的必要性淀粉是一种重要的化工原料，广泛应用于食品、化工、纺织、造纸、医药行业。淀粉生产中排放的大量废水属高有机浓度废水，其COD浓度几千甚至上万，BOD浓度也有几千，SS较高。如将废水直接排放，不仅是水资源的巨大浪费，而且将造成严重的环境污染。因此，国内外学者都在力求研究出一种快速、高效、低能耗的淀粉废水处理工艺。但相对于其他工业废水来说，淀粉废水比较好处理，可生化性较好，有毒有害物质少。第三节设计任务要求该淀粉厂废水水质情况如下：废水流量：Q=1000~1500m³/d进水水质：COD=10000mg/L；BOD=5000mg/L；SS=3000mg/L；氨氮=40mg/L；TN=50mg/L出水要求：处理后废水排放达到GB8978--1996综合污水排放二级标准。南京工程学院课程设计说明书（论文）4第三章设计工艺第一节主体工艺本组设计的污水处理主体工艺依次包括格栅、配水井、初尘池、厌氧混合接触池、脱气器、缺氧池、好氧池，好氧池，沉淀池，污泥浓缩池，污泥消化池，脱水机房。图3-1淀粉废水处理流程图第二节主体工艺的校验污水经各系统处理后指标如下表：表3-1各设施去除率指标初沉池厌氧混合接触池AN/O好氧池出水SSmg/L1500（50％）150（90％）112.5（25％）84.4（25％）≤150BODmg/L3750（25％）375（90％）37.5(90％）3.75（90％）≤30CODmg/L7500（25％）599（92％）119.8（80％）23.96（80％）≤150剩余污泥污泥回流沉淀池加碱好氧池好氧池消化液回流栅渣污泥消化池出水脱水机房药渣处置泥饼外运缺氧池污泥浓缩池脱气器进水配水井格栅初沉池厌氧混合接触池接真空系统N2消化气南京工程学院课程设计说明书（论文）5氨氮----------------------6.8(83％）1.156（83％）≤25备注：1.表格中数据为经过所在系统处理后的数值2.括号中内容为本部分的处理效率。第三节各种主要构筑物设计及设计参数1.格栅针对本厂大块的漂浮物较少，格栅截留的污染物量少，故选用人工清渣。栅条选用圆形断面，栅条宽度ms02.0，栅条间隙为m02.0d，栅条安装倾角45。2.配水井采用旋转布水器:中心一根干管，接有多根辐射状的支管，支管上设有配水孔，使用时，整个装置以一定的角速度选装，以达到在整个工作面上均匀配水的目的。同时，配水井设机械搅拌装置，通过机械搅动阻止废水中悬浮物的沉淀。配水井采用钢筋混凝土结构，配水井停留时间h8T，有效容积3m40024/1200824/QTV，有效水m5.3h，配水井直径m5.12D，则配水井规格：3224305.34/5.1214.34/mhD3.初沉池采用对冲击负荷和温度变化适应能力强而且施工简单、造价低的平流式沉淀池。入流处设置溢流堰，出流出设置出水堰。有效容积约为3m400。为了保证污水在池内均匀分布，池长与池宽比不宜小于4，长度与有效水深比不宜小于8。取长mHmBLB3,5.275,m5.5。则有效容积375.45335.275.5mBLHV第四节厌氧混合接触池的设计一、设计概要厌氧接触法实际上是厌氧活性污泥法。废水进入厌氧混合接触池后，依靠池内大量的厌氧微生物絮体降解废水中的有机物，池内设有搅拌设备以保证废水与厌氧微生物的充分接触，并促进降解过程中产生的沼气从污泥中分离出来，厌氧接触池南京工程学院课程设计说明书（论文）6流出的泥水混合液进入沉淀分离装置，进行泥水分离。沉淀污泥按一定的要求返回厌氧消化池，以保证消化池内拥有大量的厌氧微生物。由于污泥的回流，反应器内能够维持较高的污泥浓度，大大降低了HRT，且具有一定的耐冲击负荷能力。图3-2厌氧接触法流程图厌氧接触法的特点：1.消化池污泥浓度高，降低了水力停留时间，其挥发性悬浮物的浓度一般为5~10g/L，耐冲击能力强；2.有机容积负荷较高，COD容积负荷一般为1~5kg/(dm3),COD去除率为70%~80%，BOD容积负荷为0.5~2.5kg/(dm3)，去除率为80%~90%；3.增设沉淀池、污泥回流系统和真空脱气设备，流程较复杂；4.适合处理悬浮物和COD浓度高的废水，生物量（SS）可达到50g/L。二、设计计算1.相关数据设计进水水量Q=12003m/d废水水质为COD=7.5kg/3m5BOD=3.75kg/3mSS=1.5kg/3m回流比R=2中温30°C微生物内源呼吸系数dK取0.0151d微生物产率系数Y=0.04mg/mg进水真空脱气器出水沉淀池污泥回流剩余污泥接真空系统消化气南京工程学院课程设计说明书（论文）72.计算（1）确定动力学系数(sKT)=2224×)3535(046.010=2224mg/LTk)(=6.67×)3535(015.010=6.671d（2）确定固体停留时间消化温度为35°C，McCarty推荐的最小固体停留时间为4d，安全系数取为6，则c=4×6=24d（3）确定反应器容积X取为3500mg/L，出水中有机物浓度S为S=)()1(dccdsKYkKK=1)015.067.604.0(24)24015.01(2224=599m/LE=00SSS×100%=92%将已知条件带入得V=)1()(0cdcKXSSYQ=)24015.01(3500)5997500(3120004.024=5010.53m水力停留时间HRT=QV=312005.5010=1.4d有机物容积负荷VH=VSSQ1000)(0=5.50101000)5997500(31200=4.96kg/(dm3)采用5座消化池，单池体积1V=5V=55.5010=1002.13m取10003m采用圆柱型消化池，如下图：南京工程学院课程设计说明书（论文）8Gas进泥出泥图3-3厌氧混合接触池简图消化池的直径为16.5m，圆台直径14m，高4m，圆台高1m。一般厌氧池的装液量为70%~90%，则本工程中设计反应器总高度为6.5m，超高0.5m（4）脱气器采用机械搅拌法，机械搅拌脱气，搅拌桨板转速为10~12r/min，脱气器容积按5min停留时间计算已求出=1.4d，c=24d，R=2，因为1=)1(XXRRVr241=)3500221(5.501031200rX得rX=5148.5mg/L脱气器容积=5602431200=12.53m取产期系数r=0.33m/kg.COD产气量G=rQ0Sr=0.3×3600×7.5×92%=74523m/d按6小时平均产气量计算：沼气柜体积V=4G=18633m采用两座沼气柜，单体1V=921.53m，D=10m，H=12m（5）沉淀池采用竖流式沉淀池两座，面积水力负荷采用13m/（hm2），每个沉淀池表面积A=124231200=752m沉淀池直径D=A4=9.8，取D=10m南京工程学院课程设计说明书（论文）9（6）进水分配系统的设计本次设计采用一管多点的布水方式，布水点数量与处理废水的流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。为配水均匀，出水孔孔径一般为10～20mm,常采用15mm，孔口向下或与垂线成呈45°方向，为了使穿孔管各孔出水均匀，要求出口流速不小于2m/s.本厌氧池采用连续进料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于厌氧池底部反射散布作用，有利于布水均匀。为了增强污泥与废水之间的接触，减少底部进水管的堵塞，建议进水点距厌氧池底200～250mm，本次设计布水管离厌氧池底部200m