3000m3d淀粉废水处理工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)

3000m3d淀粉废水处理工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

的渣滓，长期积累存在储槽内，会产生一定量的废水。 这种废水不产生恶臭但酸度较高。 以玉米为原料生产淀粉，淀粉含量在 60﹪ 70﹪，剩余 30﹪ 40﹪的原料成为副产品。 玉米淀粉废水主要 来源于浸泡、胚芽分离、纤维洗涤和脱水等工序。 随着淀粉行业技术的发展，玉米淀粉生产工艺在节水方面也有了长足的进步。 90 年代末，吨淀粉用水量还在 615吨，而近几年内，由于水环境保护政策的实施，淀洛阳理工学院毕业设计（论文） 3 粉生产厂家在清洁生产方面加大了力度，吨淀粉用水可降至 3 吨甚至更低。 中国淀粉工业协会“十五”规划建议中，对淀粉企业的多项经济指标进行了规定，建议玉米淀粉企业的水耗平均为 ，平均污水排放量≤。 玉米淀粉废水中主要成分为淀粉、糖类、蛋白质、纤维素等有机物质，另外含有大量含氮、碳的无机化合物 ，是一种不含有毒物质的高浓度有机废水。 玉米淀粉废水组成一般如下：总糖为 ﹪ ﹪，粗蛋白为 ﹪，固形物为 5﹪ 10﹪，粗纤维为 2﹪ 3﹪，脂肪酸 ﹪ ﹪；其废水水质 COD值通常为 100030000 mg/L BOD 值为 500020200 mg/L SS 值为 15005000mg/L. 薯类淀粉废水中可溶性固形物的一般组分：蛋白质为 33﹪ 41﹪，总糖为 35﹪，有机酸 4﹪，矿物质为 20﹪。 淀粉废水的危害 淀粉废水若不经过处理直接排放，其水中所含有的有机物，进入水体后迅 速消耗水中的溶解氧，造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生动物的生存，同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气，恶化水质。 工程概况 水质水量资料 设计处理的废水量为 3000m3/d。 废水水质： COD 为 7000mg/L ， BOD5 为 5000 mg/L ， SS 为 1500— 5000 mg/L ， NH3N 为 25— 35 mg/L， PH 值为 4— 5，温度为20— 25℃。 气象资料 极端最高气温： ℃ 极端最低气温： ℃ 全年平均降水量： 全年主导风向：夏季东南 风，冬季西北风 工程地质资料 地质构造：，厂区地质良好为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，厚度 ~11m，地基承载能力在 1kg/cm2， 洛阳理工学院毕业设计（论文） 4 地震：没有相关的地震资料，设计地震烈度按 8度计算。 地下水位： 最大冻土深度： 排放标准及设计要求 为了保护环境，要求处理后的污水排放标准执行国家《污水综合排放标准》（ GB89781996）中的二级标准即：（见表 1） 表 11 排放标准 污染物 COD BOD5 SS NH3N PH 排放浓度 ≤ 150 mg/L ≤ 30mg/L ≤ 150 mg/L ≤ 25mg/L 6～ 9 设计任务 毕业设计课题的目的和要求 课题： 3000m3/d 淀粉废水处理工艺设计 目的是 了解 淀粉废水的工艺流程、污染物产生情况、常用的工业废水处理工艺 、 培养独立研究分析问题能力，进一步提高污水处理工程的工艺选择、参数计算、工程制图的专业水平， 独立设计污水处理工程的能力。 了解和掌握工业废水处理工程设计的基本程序，学会工艺确定的原则和方法，掌握 淀粉废水的生产工艺流程、废水中污染物产生情况、常用的淀粉废水处理工艺。 主要研究目标 污水处理方案的论证。 包括污水处理基本工艺路线的确定、污水处理工艺流程论证和主要处理构筑物的选型。 污水处理和污泥处理工艺设计计算。 污水厂总体布置图和部分构筑物施工图设计。 设计原则 根据国家和当地有关环境保护法规的要求，对某味精厂在生产过程中排出的淀粉废水进行有效处理，使之符合国家和当地废水排放标准，取得明显的环境和社会效益，使企业树立良好社会形象。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 5 严格执行有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到或优于《污水综合排放标准》（ GB8978— 1996）二级排放 标准； 针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备，最大可能的发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能的降低工程造价，同时结合企业的生产情况，对污水进行综合治理； ３、工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放； ４、工艺运行过程中考虑操作自动化，减少劳动强度，便于操作、维修。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 6 第 2 章 工艺方案分析 淀粉废水水质分析 淀粉废水是一种高浓度有机废水，其中含有大量的有机物，如淀粉、蛋白质和糖类等，通常其 BOD COD、 SS 浓度较高，废水的可生化性较好，有利于生物处理。 同时淀粉废水中含有大量的蛋白，可以用气浮工艺分离提取。 淀粉废水的处理方法 根据淀粉生产废水的生产特点和水质特征，目前国内外常用的玉米淀粉废水处理方法有：化学絮凝法和生物处理法。 化学絮凝法 化学絮凝法是一种物理化学处理法，通过加入絮凝剂或配合投加助凝剂，降低胶体溶液的稳定性，使之凝聚沉淀，然后分离净化的方法。 玉米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，治理玉米 淀粉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，是废水的胶体破坏，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大于 10000的有机物，而分子量小于 10000 的有机物可以通过活性炭吸附去除，达到治理该类废水的目的。 化学絮凝法具有工艺简单、效率高、费用低等特点，但玉米淀粉废水处理工艺中 ,若单独采用物化法 ,如气浮、混凝沉淀、吸附等 ,存在去除率不稳定 ,运行费用高等缺点。 生物处理法 玉米淀粉废水因不含有毒物质，可生化性好，国内外常用生 物法处理。 生物处理法就是提供合适的条件，利用微生物新陈代谢功能，使废水呈溶解和胶体状态的有机污染物降解，并转化为无害物质，使废水得以净化的方法。 相比较废水的物化处理方法如吸附和混凝，这些方法只是将有机物从废水中转移，还需要考洛阳理工学院毕业设计（论文） 7 虑后续处理，没有达到标本皆治。 而生物处理法是比较彻底的降解有机物。 故生物处理是处理废水的主要途径。 根据微生物的不同，生物处理方法又分为厌氧处理与好氧处理两类。 厌氧生物处理法 厌氧生物处理能够在无需提供氧气的条件下，通过自身代谢过程将废水中的有机物转化为无机物和少量细胞物质。 厌 氧生物处理克服了好氧生物处理的缺点，如能耗较低，容积负荷高，水力停留时间短，污泥停留时间长，污泥量少，产生的甲烷气体可回收利用，运行费用低。 其缺点是出水浓度仍然较高，必须再经过好氧处理再能达标排放。 近年来淀粉废水处理所用的厌氧法主要有厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床等。 厌氧生物滤池 厌氧生物滤池是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长形成生物膜，生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。 其结构与原理类似于好氧生物滤床，图 为上流式厌氧滤池示意图，废 水进入反应器底部并均匀布水，在向上流动的过程中，废水中的有机物被生物膜吸附并分解，进而通过微生物的代谢作用将有机物转化为甲烷和二氧化碳，沼气和出水由反应器上部分别排出，填料表面的生物膜不断生长，部分老化的生物膜剥落随出水排出，在反应器后设置的沉淀池中分离成为剩余污泥。 图 21上流式厌氧滤池示意图 厌氧接触法 普通消化池用于高浓度有机污水的处理时，存在着容积负荷率低以及停留时洛阳理工学院毕业设计（论文） 8 间长等问题。 厌氧接触法采用污泥回流，能保证在消化池内拥有大量的微生物，大大缩短了水力停留时间，并且使得厌氧消化池的容 积负荷有所提高。 污水先进入混合接触池后，迅速与混合液及回流的厌氧污泥相混合，泥、水能充分接触，然后经真空脱气器而流入沉淀池，污水由沉淀池上部排除，沉淀污泥回流至消化池。 接触池中的污泥浓度要求很高，为 12020 mg/L— 15000 mg/L，因此污泥回流量大。 污泥回流可使污泥不流失，从而使运行稳定，还可以提高消化池内污泥浓度。 厌氧接触法实质是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。 厌氧接触法对悬浮物浓度高的有机污水的处理效果好，悬浮颗粒成为微生物的载体，并且容易在沉淀池中沉淀。 上流式厌氧污泥 床 污泥床内反应器内没有载体，是一种悬浮生长型的消化器，如图 22所示。 图 22 上流式污泥床反应器 废水由反应器底部进入 ,反应器主体为无填料的空容器 ,其中含有大量高活性厌氧污泥 (下部为污泥床层 ,上部为悬浮污泥层 )，由于废水以一定流速自下向上流动以及厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用 ,废水与污泥充分混合 ,有机质被吸附分解，所产沼气经由反应器上部三相分离器的集气室排出 ,含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉降区 ,由于沼气已从废水中分离 ,沉降区不再受沼气搅拌作用的影响 ,废水在平稳上升过程中 ,其中沉淀性能良好的 污泥经沉降面返回反应器主体部分 ,从而保证了反应器内高的污泥浓度，含有少量较轻污泥的废水从反应器上方排出。 UASB 反应器的构造简单，便于操作运行。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 UASB 反应器具有良好的污泥床，可形成一个相当稳定的生物相，较大的絮体具有良好的沉淀性能，有机负荷去除效率高，不需搅动设备，对负荷冲击，温度和 PH 值的变化有一定的适应性等工艺特征，是一种有发展前途的厌氧处理设备。 至今，国内部分 UASB 处理高浓度有机废水的研究及应用情况如下表 21。 表 21国内部分 UASB处理高浓度有机废水的研究结果 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： 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。 反应器负荷高，体积小，占地少。 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。 二次污染少。 但其出水浓度仍然比较高，还需后续好氧处理。 二段厌氧处理法 二段厌氧处理法又称两相厌氧消化，厌氧消化是一个复杂的生物学过程。 其主要特 点是采用两个单独的反应器串联运行，第一个反应器为产酸反应器，其功能是将固态有机物水解和液化为有机酸，缓冲和稀释负荷冲击与有害物质，并截留难降解的固态物质。 第二反应器为甲烷反应器，其功能是保持严格的厌氧条件洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 和 PH 值，以利于甲烷菌的生长，降解，稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬浮固体，以改善出水水质。 二段厌氧处理法的流程尚无定式，可以采用不同构筑物予以组合。 几种厌氧处理法的比较 表 22 几种厌氧处理法的比较 方法 特点 优点 缺点 传统消化法 在一个消化池内进行酸化，甲烷化和固液分 离 设备简单 反应时间过长池子容积大，污泥容易随污水带走 厌氧生物滤池 微生物附着在滤料表面，适于处理悬浮物含量低的污水 设备简单，能承受较高的负荷，出水悬浮固体量少，能耗低 底部易发生堵塞，填料费用高 厌氧接触法 用沉淀池分离污泥并进行回流，消化池中进行适当搅拌，池内污泥混合完全，可处理高有机物浓度和高悬浮固体浓度的污水 能承受较高负荷，有一定的抗冲击负荷能力，运行较稳定，不受进水悬浮物浓度的影响，出水悬浮固体量少 负荷高时易造成污泥流失，设备较多，操作要求高 上流式厌氧污泥床反应器 消化和固液分离 在一个池中完成，微生物量特高 负荷率高，总体积小，能耗低，不需搅拌 如设计不善，污泥会大量流失，池的构造复杂 两段厌氧处理法 酸化和甲烷化在两个反应器内进行，两个反应器内采用不同反应温度 能承受较高负荷，耐冲击，运行稳定 设备多，运行操作复杂 好氧 处理法 好氧生物处理需要提供一定的营养物质，并且需要曝气而使得运行费用很高。 好氧生物法动力消耗较大，适合处理低浓度的有机废水，而单纯的好氧处理 ,虽对有机物有一定的去除效果 ,而去除率不高 ,运行费用也较高。 因此，实际工程应用中，为了提高各单元的处理效率，同 时进一步减少投资，通常可采用厌氧与好氧洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 组合工艺的方法处理玉米淀粉废水。 好氧生化处理应用较多的是接触氧化法和SBR。 序批式活性污泥法 SBR是序列间歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 与传统污水处理工艺不同， SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。 它的主要 特征是在运行上的有序和间歇操作， SBR技术的核心是 SBR反应池，该池集均化、初沉、生。