【正文】 安徽工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專 業(yè)： 環(huán)境工程 題 目：某味精廠淀粉廢水處理方案設(shè)計(jì)作 者 姓 名： 方日明 導(dǎo)師及職稱： 魏翔 教授 導(dǎo)師所在單位： 生物與化學(xué)工程學(xué)院 年 月 日 摘要 我國(guó)生物化工行業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，生物化工的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。目前生物化工產(chǎn)品已涉及食品、醫(yī)藥、保健、飼料和有機(jī)酸等幾個(gè)方面。但是，隨著生物化工的發(fā)展，其環(huán)境污染問(wèn)題也日趨嚴(yán)重，已經(jīng)成為我國(guó)的環(huán)境污染大戶。在生物化工的各個(gè)行業(yè)中，由于淀粉、啤酒、酒精、味精、檸檬酸、抗生素的產(chǎn)值較大，環(huán)境污染嚴(yán)重，尤其引起人們重視。 食品工業(yè)是以糧食和農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料的加工工業(yè)。這類行業(yè)用水量大，廢水排放量也大，尤其以淀粉工業(yè)廢水的排放量占首位。我國(guó)淀粉行業(yè)有600多家企業(yè)。在國(guó)內(nèi)，每生產(chǎn)1m3淀粉就要產(chǎn)生10～20m3廢水，有的甚至更多。廢水中主要含有淀粉、糖類、蛋白質(zhì)、廢酸和廢堿等污染物，隨生產(chǎn)工藝的不同，廢水中的 COD濃度在2000～20000mg/l之間。這些淀粉廢水若不經(jīng)過(guò)處理直接排放，其水中所含有的有機(jī)物，進(jìn)入水體后迅速消耗水中的溶解氧，造成水體缺氧而影響魚類和其他水生動(dòng)物的生存，同時(shí)廢水中懸浮物易在厭氧條件下分解產(chǎn)生臭氣，惡化水質(zhì)。某味精廠以玉米為原料生產(chǎn)淀粉，然后以淀粉為原料生產(chǎn)味精，生產(chǎn)過(guò)程中排放大量淀粉廢水，影響周圍環(huán)境，為適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保工作的需要和工業(yè)項(xiàng)目應(yīng)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用的三同時(shí)原則，也使出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，故投資興建此配套污水處理設(shè)施。 根據(jù)某味精廠排放的廢水特點(diǎn)及提供的占地面積，本設(shè)計(jì)方案通過(guò)UASB—序批式活性污泥處理工藝和UASB—生物接觸氧化處理工藝的對(duì)比,選擇一套高效，穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的處理工藝，保證廢水達(dá)到國(guó)家污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)使投資、占地面積、運(yùn)行管理度達(dá)到最佳設(shè)置。第一章 概 述 設(shè)計(jì)背景某味精廠是該省規(guī)模最大的味精廠，該廠位于某市郊區(qū)，以玉米為原料生產(chǎn)味精，味精產(chǎn)量為4萬(wàn)t/a，玉米制淀粉過(guò)程中產(chǎn)生大量的淀粉廢水，每消耗1t 玉米排出淀粉廢水5t，該廠每天排放的淀粉廢水為1000t, 廢水直接排放，影響周圍環(huán)境，為適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保工作的需要和建設(shè)項(xiàng)目三同時(shí)規(guī)定，也使出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，投資興建此配套污水處理設(shè)施。 水質(zhì)水量和處理要求該淀粉廢水排放量為1520m3/d，廢水處理工程的設(shè)計(jì)規(guī)模1600m3/d，處理后水質(zhì)要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。表11 進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目PH值SS/(mg/L)CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)進(jìn)水水質(zhì)４－６７０００１５０００９０００排放標(biāo)準(zhǔn)６－９１５０１５０３０ 工程設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)范可行性研究報(bào)告的批準(zhǔn)文件和工程建設(shè)單位的設(shè)計(jì)委托書；廠家提供的有關(guān)設(shè)計(jì)文件和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；本工程執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)；《市外排放設(shè)計(jì)規(guī)范》1997年修訂（GBJ14—87）；《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ15—88）；《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（1—11冊(cè)）。 設(shè)計(jì)范圍生產(chǎn)廢水流入污水處理場(chǎng)界區(qū)至全處理流程出水達(dá)標(biāo)排放為止，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括水處理工藝、土建、排水等；污水處理站的設(shè)計(jì)主要分為污水處理和污泥處理及處置兩部分。 設(shè)計(jì)原則認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的方針政策，遵守國(guó)家有關(guān)法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)污水水質(zhì)和處理要求，合理選擇工藝路線，要求處理技術(shù)先進(jìn)，工藝自動(dòng)化程度高，處理出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。在滿足處理要求的前提下，盡量減少占地和投資。設(shè)備選型要綜合考慮性能、價(jià)格因素，設(shè)備要求高效節(jié)能，噪音低，運(yùn)行可靠，維護(hù)管理簡(jiǎn)便。池體采用地埋式，并與院方的給排水系統(tǒng)相匹配。廢水處理站平面和高程布置要求緊湊、合理、美觀，實(shí)現(xiàn)功能分區(qū)，方便運(yùn)行管理。在處理達(dá)標(biāo)前提下盡量降低投資成本。工程及其材料使用壽命長(zhǎng)。 1．污水處理廠總平面布置圖1張（含土建、設(shè)備、管道、設(shè)備清單等） 2．處理工藝流程圖1張 3．主要單體構(gòu)筑物（沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池）平面、剖面圖2張 4．設(shè)計(jì)說(shuō)明書、計(jì)算書一份第二章 廢水水質(zhì)分析本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)：污水的BOD/COD=,可生化性很好，污水的各項(xiàng)指標(biāo)都比較高，含有大量有機(jī)物，非常有利于生物處理。同時(shí)淀粉廢水中含有大量的蛋白，可以用氣浮工藝分離提取。 工藝方案選擇根據(jù)水質(zhì)情況及同行業(yè)廢水治理現(xiàn)狀，技術(shù)水平，該廢水采用厭氧與好氧相結(jié)合的方法來(lái)處理，廢水首先經(jīng)過(guò)氣浮處理，去除大部分懸浮物，特別是蛋白質(zhì)；然后經(jīng)過(guò)厭氧處理裝置，大大降低進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷，獲得能源—沼氣，并使出水達(dá)到好氧處理可接受的濃度，在進(jìn)行好氧處理后達(dá)標(biāo)排放。氣浮是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其視密度小于水而上浮到水面上面實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過(guò)程。氣浮過(guò)程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆粒（固體或液滴）附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。它是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)，在工業(yè)廢水及生活污水處理方面得到廣泛應(yīng)用。在眾多的厭氧工藝中選用上流式厭氧污泥床(USAB)，它自70 年代以來(lái)得到不斷改進(jìn)和發(fā)展，它在處理高濃度有機(jī)廢水方面與其它生物處理相比具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：（1）成本低。運(yùn)行過(guò)程中不需要曝氣，比好氧工藝節(jié)省大量電能。同時(shí)產(chǎn)生的沼氣可作為能源進(jìn)行利用。產(chǎn)生的剩余污泥少且污泥脫水性好，降低了污泥處置費(fèi)用。（2）反應(yīng)器負(fù)荷高，體積小，占地少。（3）運(yùn)行簡(jiǎn)單，規(guī)模靈活。無(wú)需設(shè)置二沉池，規(guī)模可大可小，較為靈活，特別有利于分散的點(diǎn)源治理。 （4）二次污染少。但其出水濃度仍然比較高，還需后續(xù)好氧處理。通過(guò)以上分析及廢水水質(zhì)水量情況，擬采用“氣浮—UASB—SBR法”和“氣浮—UASB—接觸氧化法”兩套工藝進(jìn)行比較，選擇一最佳方案作為最終方案。第三章 主要處理設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù) 工藝流程圖： 流程說(shuō)明 該淀粉廢水處理工藝由提取蛋白、厭氧生物處理和好氧生物處理3部分組成。提取蛋白采用氣浮分離技術(shù)，淀粉生產(chǎn)車間的廢水流過(guò)格柵，先去除大的懸浮物，然后進(jìn)入集水井，集水井的廢水泵入氣浮池提取蛋白飼料，濕蛋白飼料經(jīng)烘干制成干蛋白飼料。氣浮分離后的廢水流入調(diào)節(jié)沉淀池，以調(diào)節(jié)水量并沉淀去除部分懸浮物。厭氧生物處理采用UASB技術(shù)，調(diào)節(jié)沉淀池廢水用泵壓入U(xiǎn)ASB進(jìn)行厭氧生物處理，大部分有機(jī)物在UASB 反應(yīng)器中降解，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)水封罐、氣水分離器、脫硫器處理后進(jìn)入沼氣儲(chǔ)柜進(jìn)行利用。UASB 出水自流進(jìn)入預(yù)曝沉淀池，預(yù)曝沉淀池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構(gòu)筑物，其功能主要是去除厭氧出水的懸浮物和H2S等有害氣體，增加水中的溶解氧，為好氧處理創(chuàng)造有利的條件。好氧生物處理采用SBR技術(shù)，預(yù)曝沉淀池的出水自流進(jìn)入SBR進(jìn)行好氧生物處理，以進(jìn)一步降解水中的有機(jī)物。調(diào)節(jié)沉淀池、UASB、預(yù)曝沉淀池、SBR等處理單元產(chǎn)生的污泥排入集泥井，集泥井中的污泥泵提升至污泥濃縮池，污泥經(jīng)濃縮后進(jìn)入污泥脫水間進(jìn)行機(jī)械脫水，產(chǎn)生的泥餅作為有機(jī)農(nóng)肥外運(yùn)。污泥濃縮池的上清液和污泥脫水間的壓濾液排入集水井并進(jìn)行再處理。設(shè)計(jì)說(shuō)明：格柵安裝在廢水渠道、集水井的進(jìn)口處，用于攔截較大的懸浮物或漂浮物，防止堵塞水泵機(jī)組及管道閥門。同時(shí)，還可以減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。由于處理量不是很大，采用人工清渣。結(jié)構(gòu)為地下鋼混結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)參數(shù)：格條間隙d=10mm；柵前水深h=；；安裝傾角=450 設(shè)計(jì)流量：Q=1000m3/d=設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）格柵的間隙數(shù)（n） n = = = 取n = 6（2） 柵槽有效寬度(B) 設(shè)計(jì)采用20圓鋼為柵條：即 s= B = s (n – 1) + dn = (6 1) + = （3） 進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 ，進(jìn)水渠道寬取B1=，漸寬部分展開角=200 L1 == = （4） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 L2 = L1/2 = （5） 過(guò)柵水頭損失：取k=3,=,= h1=k== （6） 柵槽總高度H 柵前槽高 H1 = h + h2 = + = 柵后槽高 H = h + h1 + h2 = + + = （7） 柵槽總長(zhǎng)度(L) L = L1 + L2 + + += + + + + （8）高程布置 ，，。 集水井設(shè)計(jì)說(shuō)明4500氣浮池50013000進(jìn)水圖42由于工業(yè)廢水排放的不連續(xù)性，為了方便操作，減少施工工程量,氣浮池設(shè)在地上,所以在氣浮池之前和格柵之后設(shè)一集水井，其大小主要取決于提升泵的能力，目的是防止水泵頻繁啟動(dòng)，以延長(zhǎng)污水泵的使用壽命。具體設(shè)計(jì)時(shí)要選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù)及合適的提升水泵型號(hào)，以達(dá)到要求。２、參數(shù)選擇設(shè)計(jì)水量:Ｑ=水力停留時(shí)間：T=6h水面超高?。篽1=有效水深取：h2= 設(shè)計(jì)計(jì)算（如圖42）集水井的有效容積：V=QT=6=250m3集水井的高度：H=h1+h2=+=5m 集水井的水面面積:A=V/h2=250/=，取56m2集水井的橫斷面積為：LB=137(m2)則集水井的尺寸為：LBH=1375(m3)所以該池的規(guī)格尺寸為13m7m，數(shù)量為1座。在集水井中安裝QUZ—291式浮球液位計(jì)1臺(tái)，可自動(dòng)控制提升水泵的啟動(dòng)和停止，即高水位時(shí)自動(dòng)啟泵，低水位時(shí)自動(dòng)停泵，超高水位時(shí)雙泵啟動(dòng)，同時(shí)連續(xù)跟蹤顯示水池液位。 一級(jí)泵房 設(shè)計(jì)說(shuō)明一次污水泵從集水井中吸水壓至調(diào)節(jié)池,污水泵設(shè)置于地面上,不能自灌,設(shè)置引水筒。采用磚混結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)計(jì)算 提升流量：Q = 　　揚(yáng) 程：Ｈ= 提升最高水位－泵站吸水池最低水位－水泵水頭損失 = 4()+2=選用100ZZB15型無(wú)堵塞自吸污水泵，它的作用是將集水井中的廢水提升至氣浮池中，設(shè)2臺(tái)泵（1用1備），泵的出口安裝電磁流量計(jì)進(jìn)行水量計(jì)量。提升泵參數(shù)：Q=70m3/h，H=18m，電動(dòng)機(jī)功率為11kW，進(jìn)、出口直徑100mm，自吸時(shí)間100s/5m，通過(guò)固體物最大直徑75mm。安裝尺寸：長(zhǎng)1480mm，寬500mm,高865mm。泵體、電機(jī)、減速機(jī)、電控柜、電磁流量計(jì)顯示器室內(nèi)安裝，另外考慮一定的檢修空間。提升泵房設(shè)計(jì)尺寸：6m4m。 氣浮池設(shè)計(jì)說(shuō)明由于廢水的固體懸浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以設(shè)一氣浮池,分離提取蛋白質(zhì),提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的壓力。該氣浮池采用部分回流的平流式氣浮池，并采用壓力溶氣法。２、參數(shù)選取設(shè)計(jì)水量：Ｑ=1000m3/d=反應(yīng)時(shí)間取15min，接觸室上升流速取20mm/s，氣浮分離速度取2mm/s，溶氣罐過(guò)流密度取150m3/(hm2), ，氣浮池分離室停留時(shí)間為16min。水質(zhì)情況：表41 預(yù)計(jì)處理效果項(xiàng)目CODCrBOD5SS進(jìn)水水質(zhì)（mg/L