某淀粉厂污水处理的工艺设计说明书

某淀粉厂污水处理的工艺设计说明书内容摘要：

，维护管理方便。 但是对于大中型污水处理厂，基建费用和运行费用较高。 内蒙古科技大学 毕业设计说明书 8 SBR 法 SBR 是序批式或性污泥法的简称， SBR 工艺的曝气池在流态上属完全混合，在有机物降解上，确是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。 SBR工艺的基本运行模式，其基本操作流程有 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，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依 次进行的。 反应器中的底物浓度和微生物浓度随反应 的时间而变化，而且反应过程是不连续的，因此运行过程是典型的非稳态过程。 在运行期间，反应器中活性污泥处于一种交替的吸附，吸收，生物降解和活化过程的不断变化过程。 SBR工艺能同时具有脱氮和除磷的功能， 5BOD 的去除率达 95%，且产泥量少。 SBR工艺系统 组成简单， 不设二沉池，曝气池兼备二沉池的功能，无污泥回流设备；耐冲击负荷 ，在一般情况下无需设置调节池；反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质； 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的效果； 污 泥沉淀性能好， SVI值较低，能有效的防止丝状菌膨胀； 该工艺的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。 SBR法工艺特点：活性污泥混合液能在理想静态条件下沉淀分离；每一个反应池在一个周期内可按好氧 —— 缺氧 —— 厌氧条件运行，可实现生物硝化与反硝化；与氧化沟相比， SBR法占地面积小；反应池内易积蓄浮渣；出水为间歇式排放，应注意消毒接触池容积的设计。 UASB 厌氧反应器 升流式厌氧污泥床 (UASB) 反应器由荷兰 Wagningen 农业大学的 Lettinga 教授等于 1977 年开发出来的。 目前高浓度污水的生物处理首推厌氧 UASB 反应器，它在世界范围的厌氧反应器中占有 2/3 的市场。 UASB 反应器的工艺特性是反应器的上部设置气、液、固三相分离器，下部为污泥悬浮区和污泥床区。 废水从反应器底部流入，向上升流至反应器顶部流出； 污泥床区 可以保持很高的污泥浓度，废水中的大部分有机污染物在此被转化分解为甲烷和二氧化碳。 因为沼气搅动和气泡对污泥的吸附作用，在污泥床区上方形成了一个污泥悬浮层。 反应器上部的内蒙古科技大学 毕业设计说明书 9 三相分离器完成气、液、固三相分离，被分离出的沼气从上部导出，污泥自动滑落到悬浮污泥层，处理 出水从澄清区流出反应器。 UASB 反应器温度在 30~350C 时 ， COD 的去除率达 70%~90%， 5BOD 去除率 〉85%，适合于处理高、中浓度的工业有机废水。 升流式厌氧污泥床在构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。 UASB 反应器的水利停留时间较短，容积负荷率高， 中温发酵条件下，一般可达 10kgCOD/m179。 178。 d 左右，甚至高达 15— 40kgCOD/m179。 178。 d； 污泥床内生物量多，折合浓度计算可 达 20— 30g/L，污泥龄可达 30 天以上 ；设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置。 造价相对较低，便于管理，而且不存在堵塞问题。 生物接触氧化 法 生物接触氧化 法 是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术。 生物接触氧化法的工作原理：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，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。 从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，使废水得到净化。 生物接触氧化法的特点： 由于填料的比表面极大，池内的 充氧条件 好； 生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀的问题，运 行管理简便； 由于生物固体量多，水流又属于完 全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力； 生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其 F/M保持在较低水平，污泥产量较低。 生物接触氧化法的工艺特点：操作简单，运行方便，易于维护管理，没有污泥回流，不产生污泥膨胀也不产生滤池蝇；采用比表面积大的填料，能保持较多的生物量和较高浓度的活性生物量，抗冲击负荷能力强，有机负荷率高，池容积小，占地面积少；生物相丰富，食物链长，处理效果稳定可靠；二 沉池固液分离不充分时，可增设滤池。 但当 设计或运行不当 时 ，填料可能堵塞。 此外，布水、曝气不易均匀，可能在局部出现死角。 内蒙古科技大学 毕业设计说明书 10 污水处理方案的可行性分析 淀粉污水处理研究现状及发展趋势 淀粉废水处理研究现状 淀粉工业是以玉米，马铃薯，小麦，大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品的工业。 淀粉工业约需 吨原料才能得到 1 吨产品，在生产过程中，需水量很大，废水排放量也大，而且废水都是含大量淀粉，蛋白质，糖类，脂肪等有机物的高浓度有机废水，如不加以处理直接排放到水体中，将造成水体缺氧 ，使水生动物窒息，给水环境带来巨大的危害。 淀粉是一种非常重要的工业原料，它不仅应用在食品工业领域而且在制酒、制药、纺织、化工等行业也被广泛应用。 淀粉在加工过程中会产生大量的高浓度酸性有机废水，其含量随生产的波动而时有变化，其 COD 值通常 很高。 淀粉是一中重要的工业原料，它的用途很广，除供食品与加工食品外，更广泛的应用于纺织，造纸，医药，发酵，铸造，化工等行业。 目前，我国年产淀粉 300 万吨。 在淀粉生产过程中，废水排放量很大，每产 1吨淀粉排放废水 10— 20 立方米。 目前，我国淀粉生产企业 600 多家，年产量已达 400 万吨，按现在的加工工艺，每生产 1 吨淀粉大约产出 6 吨废水，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，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。 废水主要来源于甘薯流送渠和洗涤水，从筛网或离心机提取淀粉后的薯浆废水，薯浆脱水后的压榨机和沉淀池排出来的蛋白质水，淀粉洗涤和精制中排出的较稀的蛋白质水，淀粉渣贮槽废 水，冷凝器和真空干燥器的冷凝水，生产设备洗刷废水等，除此之外，还有少量地面冲洗废水。 淀粉废水处理发展趋势 （ 1） 淀粉厂废水 的利用 淀粉废水中含有丰富的营养物质，如能从淀粉废水中回收有用物质，既变废为宝，综合利用，有能减少废液处理的费用。 我国在利用淀粉废料生产饲料酵母，内蒙古科技大学 毕业设计说明书 11 提取淀粉酶方面都有研究。 （ 2） 合理使用原材料 淀粉生产 80%是以玉米为原料， 其余是以薯类，小麦，大麦，燕麦，以及其他富含淀粉的植物块根等为原料。 原料中除含淀粉外，还含有其他的多种成分 — 蛋白质，脂肪，纤维素，无机盐等。 淀粉 具有不溶于冷水和比重大于水的特征。 以玉米为原料生产淀粉大致有以绝干计 60%的玉米成为商品淀粉，还有 30%的玉米成为副产品，其余部分则成为废液派出场外。 开发 和 选 用无害或少害的原材料，以替代有害的原材料；定量控制原料的添加量，提高原料（ 转 化 为产 品）的 转 化率， 减 少原材料流失和消耗； 对 原料充分进 行 综 合利用， 对 流失的原料 进 行循 环 利用和重 复 利用。 对 原材料的合理 选 用，可 显 著降低生 产 成本，提高 经济 效益， 减 少 废 物和 污 染物的排放量。 淀粉厂污水处理主要采用的处理方法概述： 淀粉废水的基本处理方法 污水处理的基本方法，就是采用各种技术与手段，将污水中所含的污染物质分离去除，回收利用，或将其转化为无害物质，使水得到净化。 现代污水处理技术，按原理可分为 物理处理法，化学处理法和生物化学处 理法 3 类。 （ 1） 物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。 主要 方法有筛滤法，沉淀法，上浮法，气浮法，过滤法和反渗透法。 （ 2） 化学处理法：利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质（包括悬浮的、溶解的、胶体的等）。 主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、气提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。 化学处理法多用 于处理生产污水。 （ 3） 生物化学处理法：是利用微生物的代谢作用，使污水中呈悬浮、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。 主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好 氧 法 (好氧氧化法 )和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。 前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有机废 水与 废 水处理过程中产生的污泥，现在也开始用于处理城市污水和内蒙古科技大学 毕业设计说明书 12 低浓度有机污水。 目前用于处理淀粉厂污水的主要方法有沉淀分离法、化学絮凝法、单纯暴气法、生物处理法（活性污泥法、厌氧生物法、厌氧好 氧法、生物膜法等）、以膜分离技术、光合细菌等方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性。 生产 废 水中的污染物是多种多样的，往往需要采用几种方法的组合，才能处理不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的与排放标准。 由于此淀粉厂的 COD 浓度非常高 ,所以选用厌氧 +好氧工艺对淀粉废水进行处理。 厌氧处理工艺选择 近年来，厌氧处理技术得到很快发展，常用的先进技术有厌氧接触工艺、上流式厌 氧污泥床和厌氧过滤器。 厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。 它采用 完全混合式 消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的废水，预处理要求低，一需要设置池内完全混合搅拌，池外还要设消化液沉淀池。 其处理效率比传统厌氧消化技术有提高，但中温消化时容积负荷只有 — kgCOD/( 3m 178。 d)，其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大。 本设计处理对象为较好生化处理的废水。 为提高处理效率，节省工程投资和占地，因此不宜采用厌氧接触法。 上流式厌氧污泥床（ UASB），属 采用了滞留型厌氧生物处理技术，在底部有污泥床，依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分离器，进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥床内而很少流失。 因而生物污泥停留时间长，处理效率高， 适合于处理较易生化降解， CrCOD 和 SS浓度均较高的废水 (一般要求进水 SS 不大于 4000mg/L)。 常温条件下对于较易生物降解有机废水，容积负荷可达 4— 8kgCOD/( 3m 178。 d)。 厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术，在反应器内充 填一部填料，使生物污泥附着在填料上生长，不易随出水流失，且填料对于改善水流均匀性有益，并起到 — 定过滤截留作用。 但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不适合处理有内蒙古科技大学 毕业设计说明书 13 机物浓度过高的废水，且要求进水 SS浓度应较低， — 般要求 SS200mg/L。 尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本次设计进水水质 (SS 浓度较高 )。 综合以上分析，结合类似工程资料，本设计厌氧处理装置采用 UASB。 好氧处理工艺选择 有机废水经厌氧处理，出水的 5BOD / CrCOD 会降低，出水可生化性较原污水差。 采用一般好氧生物处理方法 (活性污泥法和生物膜法 )，处理厌氧处理出水，其 CrCOD 去除率约只有 60％，而处理同等浓度的原有机废水， CrCOD 可达 80％。 尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好，但难以适应 5BOD 大于 250mg/L 的来水。 近年来开发了一些处理此类废水 (进水浓度较高，可生化性较差，不易生化降解 )的工艺技术，如 AB 法活性污泥工艺、氧化 沟活性污泥法、 SBR 法等。 这些方法均能对不易生化降解有机废水或厌氧处理出水有较好的处理效果。 以上三种方法中， SBR 法具有特别显著的特点：首先由于采用间歇运行，运行周期每一阶段有适应基质特征的优势菌群存在；污泥不断内循环，排泥量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水时水流处于静止状态，故处理效果优于一般活性污泥法。 其次由于进水、曝气、沉淀、排水等工序在一个池内进行，省去了沉淀池和污泥回流设施，故而其工程投资和 占地面积均小 于一般活性污泥法。 综合以上分析，本设计好氧处理采用 SBR 工艺。 淀 粉厂污 水 处理 方案及其工艺 比较 淀粉 厂污 水处理方案 方案 1： UASBSBR 法的处理工艺： 其具体处理流程见图 ： 内蒙古科技大学 毕业设计说明书 14 方案 2：化学絮凝 — 活性碳吸附法处理工艺： 其具体流程图见 ： 淀粉厂污水处理工艺及比较 1 UASBSBR 法的工艺特点 此工艺采用厌氧与好氧相结合，厌氧是该工艺的主体，选择何种厌氧工艺是关系到处理效果好坏的关键。 在众多厌氧 工艺中，上流式厌氧污泥床反应器即 UASB具有投资低，容积负荷高，处理效果好的特点。 好氧设备采用 SBR 法的曝气池， 反应池 管道反应器 斜板沉淀池 上清水 砂滤池 碳塔 出水排放 图 化学絮凝 — 活性碳吸附法处理工艺流程图 格栅 调节沉淀 池。