澱粉廢水處理工程設計方案

2021-10-29 22:17:26 字數 3335 閱讀 6944

方案貴陽市******xx****

聯絡人:鐘代榮

二o一五年三月十八日

一、引言

澱粉是綠色植物進行光合作用後的產物,是人類生命活動中必不可缺少的基礎物質,澱粉的化學成分及結構儘管複雜,但用途甚廣。澱粉是一種非常重要的工業原料,它不僅應用在食品工業領域而且在製酒、製藥、紡織、化工等行業也被廣泛應用。澱粉在加工過程中會產生大量的高濃度酸性有機廢水,其含量隨生產的波動而時有變化,其cod值通常在1000mg/l左右。

目前,我國澱粉生產企業600多家,年產量已達400萬噸,按現在的加工工藝,每生產1噸澱粉大約產出6噸廢水,可見整個澱粉製造業每年產生的廢水量甚多。這些廢水中主要含有溶解性澱粉、少量蛋白質、有機酸、塵土、礦物質及少量的油脂,易腐敗發酵,使水質發黑發臭,排入江河會消耗水中的溶解氧,促進藻類及水生植物繁殖,量大時河流嚴重缺氧,發生厭氧腐敗,散發惡臭,魚、蝦、貝類等水生動物可能會因此而窒息死亡。因此,搞好澱粉廢水的治理及綜合**利用越來越受到環境科學工作者的重視。

二、澱粉廢水的組成

在澱粉加工過程中產生大量的高濃度酸性有機廢水,主要是溶解性的澱粉和少量蛋白質,一般沒有毒性,但cod很高,通常為1000~30000mg/l,ss為1500mg/l。如將廢水直接排放到環境水體中,不僅對環境造成嚴重危害,也造成水資源的浪費。

薯類澱粉

薯類(主要是馬鈴薯和地瓜)為原料的澱粉生產,其廢水的水質特徵為:

(1)輸送和洗淨廢水。通常含有泥土、馬鈴薯碎皮及由原料溶出的有機物,這種廢水懸浮物含量高,但cod和bod值都不高;

(2)生產廢水即分離廢水。含有大量的水溶性物質,如糖、蛋白質、樹脂等,同時也含有少量的微細纖維和澱粉,cod和bod值都很高,且水量大。因此,本工段廢水是馬鈴薯原料澱粉廠汙染廢水的主要**;

(3)生產裝置洗刷廢水;

(4)澱粉渣貯槽廢水。澱粉生產過程中,作為副產品產生大量的渣滓,長期積存在貯槽內,會含有一定量的廢水,這種廢水雖然不產生怪味,但因發酵其酸度很高。

甘薯類澱粉生產廢水屬高濃度有機廢水。因此,對澱粉廢水進行處理,使其達到國家所要求的排放標準已成為乙個不容忽視的環境科學研究課題。根據國家綜合汙染物排放標準gb8978-1996規定二級排放標準,排放水水質要求如下:

cod≤150mg/l,bod≤30mg/l,ss≤70mg/l,ph=6~9。

三、澱粉廢水處理方法綜述

國家環保總局在國家環境科技發展"十五"計畫綱要指出,繼續把澱粉工業的廢水汙染控制技術作為重要內容進行研究。針對澱粉工業廢水的特點,人們都在力求研究出一種快速、高效、低能耗的澱粉廢水處理方法。

uasb+導流曝氣生物過濾法

生物處理法是利用微生物新陳代謝功能,使廢水中呈溶解和膠體狀態的有機汙染物被降解並轉化為無害物質,使廢水得以淨化的方法,一般可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法兩種。該方法在處理高濃度有機廢水方面,以其處理費用低、處理效率高等優點被廣泛採用。

3.1厭氧生物法

厭氧法處理澱粉廢水,其最終產物是以甲烷為主的可燃氣體,可作為能源**利用;剩餘汙泥量少且易於脫水濃縮,可作為肥料使用;處理工藝運轉費用低。在當前能源日益緊張的形勢下,該方法作為一種低能耗,可**資源的處理工藝日益受到世界各國的重視。

近年來,厭氧發酵法處理澱粉廢水主要有公升流式厭氧汙泥床(uasb)、厭氧流化床(afb)、厭氧接觸法(acp)、兩相厭氧消化法(tpad)和厭氧濾池(af)等,但uasb較其他方法較為理想。公升流式厭氧汙泥床(uasb)

uasb內的水流方向與產氣上公升方向相一致,一方面減少了堵塞的機率,另一方面則加強了對汙泥床的攪拌混合作用而有利於微生物與進水基質間的混合接觸及顆粒汙泥的形成。該工藝不僅投資省、執行費用低、操作簡便,而且產生可供利用的沼氣,處理後的廢水達標排放,獲得較好的經濟效益和環境效益。

張振家等採用uasb反應器處理澱粉廢水,具有容積負荷及去除率高等顯著優點,在反應器cod容積負荷保持在10kg/(m3·d)以上時,cod去除率可達90%以上,有機氮去除率亦達80%,為後續處理打下良好基礎。試驗結果表明,微量元素在廢水的厭氧生物處理過程中具有不可少或缺的作用,因此在厭氧處理過程中,必須充分重視厭氧反應體系對微量元素的需求,保證供給。

3.2好氧生物法(導流曝氣生物過濾法)

根據北方氣候特點和馬鈴薯澱粉生產特點及澱粉廢水性質,採用沉澱分離-導流曝氣生物過濾組合工藝處理北方城市的馬鈴薯澱粉廠的澱粉廢水,該工藝流程簡單、容易操作、基建費和執行費低,便於管理,此工藝適合我國國情。

處理好澱粉廢水,維護良好的生態環境,保障人體健康,加強對汙水中的汙染物的管理,決定對澱粉廢水進行處理。根據目前國家新的汙水處理排放標準要求,結合我公司汙水處理新技術和幾十年來對汙水治理經驗,採用「uasb+導流曝氣生物過濾法」汙水處理裝置對該汙水進行處理,保證治理後出水水質達到《綜合汙染物排放標準》(gb8978-1996)二級排放標準,從而實現了保護環境、樹立企業良好的社會形象起到重要的作用。因此,本著保證汙水處理的效果,合理利用場地,最大限度節約投資及執行費用的原則,設計本廢水處理方案。

根據我公司多年來的工程經驗及同類水質比較,確定汙水水質如下:

由甲方提供的汙水資料顯示:

每天汙水處理站需處理的汙水為:1000噸。

汙水處理站採取24小時連續執行的方式,即汙水站的處理規模為41.67m3/h。

按照甲方的要求,本工程的汙水處理出水標準為《綜合汙染物排放標準》(gb8978-1996)二級排放標準,具體指標如下:

根據上述汙水水質,採用導流曝氣生物過濾法處理汙水,其設計去除率如下:

公升流式厭氧汙泥床(uasb)反應器是荷蘭學者lettinga等人於20世紀70年代初開發的。由於這種反應器結構簡單,不用填料,沒有懸浮物堵塞等問題,因此一出現便立即引起了廣大廢水處理工作者的極大興趣,並很快被廣泛應用到工業廢水和生活汙水的處理中。uasb反應器在處理各種有機廢水時,反應器內一般情況下均能形成厭氧顆粒汙泥,而厭氧顆粒汙泥不僅具有良好的沉降效能,而且有較高的比產甲烷活性。

由於uasb反應器設有三相分離器,使得反應器內的汙泥不易流失,所以反應器內能維持很高的生物量,平均濃度能達到80gss/l左右。同時,反應器的str很大,hrt很小,這使反應器有很高的容積負荷率和處理效率以及執行穩定性。

待處理的廢水被引入uasb反應器的底部,向上流過由絮狀或顆粒狀汙泥組成的汙泥床。隨著汙水與汙泥相接觸而發生厭氧反應,產生沼氣(氣體是甲烷和二氧化碳)引起汙泥床擾動。在汙泥床產生的氣體中有一部分附著在汙泥顆粒上,自由氣泡和附著在汙泥顆粒上的氣泡上公升至反應器的頂部。

汙泥顆粒上公升撞擊到脫氣擋板的底部,這引起附著的氣泡釋放;脫氣的汙泥顆粒沉澱回到汙泥床的表面。自由氣體和從汙泥顆粒釋放的氣體被收集在反應器頂部的集氣室內。液體中包含一些剩餘的固體和生物顆粒進入到沉澱室內,剩餘固體和生物顆粒從液體中分離並通過反射板落回到汙泥層的上面。

分離氣體、固體後的液體繼續上公升,最後從出水堰溢流,經集水槽排出。沼氣聚集於三相分離器頂部,通過氣管排出。

高濃度有機生產廢水經過兩級厭氧反應器預處理後,有機物得到大量去除,但出水還含有一定有機汙染物,本方案選用好氧系統進行後續處理。

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