乳业污水处理工艺设计.docx
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1、海拉尔三元乳业污水处理厂工艺设计专业:环境工程班级:2005级1班姓名:王小林目 录引 言31设计说明书81.1设计任务81.2流程说明82污水处理设计92.1中格栅92.2调节池112.3气浮池122.4水解酸化池152.5接触氧化池172.6二沉池193污泥部分的计算243.1集泥井243.2污泥浓缩池253.3 污泥脱水274高程的计算284.1高程布置原则284.2水头损失284.3高程计算295泵的选型326工程概算及效益分析336.1工程初步投资预算336.2经济效益分析336.3 环境效益分析34结 论35致 谢36参 考 文 献37摘 要本文是乳业污水的处理工艺设计,以解决其废
2、水带来的环境污染问题。奶制品工业废水具有污染物浓度较高,易生化降解,悬浮物含量高等的特点。针对其废水特点,考虑成本、处理技术、进出水水质等因素,最终确定水解酸化接触氧化的处理工艺。流程简述为:首先对污水进行一级处理,主要构筑物有格栅,调节池和气浮池,目的是去除大部分的悬浮物。继而进行生化处理,主要构筑物为水解酸化和接触氧化池,废水中的难降解有机物通过水解酸化变为易降解的,小分子有机物,再通过好氧处理变为CO2和生物质。这种缺氧-好氧联合的方法对减轻好氧生物处理负荷、提高有机物去除率、降低污泥量极为有利。处理后的出水能达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级排放标准。本文对主要构
3、筑物进行计算,编制设计说明书,并绘制工艺流程、构筑物平面及高程、主要构筑物共五张图纸。关键词:曝气; 沉淀;水解酸化;接触氧化AbstractThis is the dairy wastewater treatment process design,and it aim to reduce the environment pollution by dairy wastewater. Dairy industrial wastewater has the characteristics of high concentration of pollutants, easy biodegradatio
4、n, higher content of suspended solids. In view of the wastewaters characteristics, the hydrolytic acidification contact oxidation process was ultimately determined considering the cost, the processing technology and the emission standard.The process can be summarized as follows:Firstly, primary trea
5、tment was carried out to remove most of the suspended solids and the main structures include grille, pool and air-conditioning pool. And then hydrolysis acidification and contact oxidation pond were used as biological treatment. Refractory organic matter was degraded into mall molecule organic compo
6、und through the role of hydrolysis, and then was oxidized into CO2 and biomass. The hydrolytic acidificationcontact oxidation process was beneficia to lessen load,increase organic matter removal and reduce sludge volume. Treated water can reach the first-level emission standard of (GB8978-1996). In
7、this paper, the calculation of main structures, the preparation of design manuals, and five blueprints including district layout,flow chart, elevation chart,main structures were accomplished.Keywords:aeration; sedimentation; hydrolytic acidification;contact oxidation引 言工业废水(industrial wastewater )包括
8、生产废水和生产污水,是指工业生产过程中产生的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。生产过程中排出的水。其中,食品废水是工业废水中的一种。 食品工业原料广泛,制品种类繁多,排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质,如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等;(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等;(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等:(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等;(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高,易腐败,一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化,以致引起水生动物和鱼类死亡,
9、促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。 食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧需氧串联的生物处理系统。1 乳品行业发展 随着奶制品工业的发展,其工业废水带来的环境压力也越来越大。它能使水体富营养化以致引起水生动物和鱼类死亡,促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。由此可见,必须对其废水进行必要的处理之后才能进行排放或处理。1.1 乳品行业废水得来源及特点 乳制品废水是炼乳、干酪、奶油、乳制清凉饮料、冰激凌以及乳制
10、品点心生产过程中排出的废水。废水主要来自容器及设备的清洗水,主要成分含有制品原料。其中牛奶加工厂含有处理原乳0.2%,BOD20-300mg/L,污染较低,而干酪、奶油加工产废水污染程度较高,COD达3000 mg/L, BOD 全达2400 mg/L含总氮(N)达90 mg/L,总磷(P)达16 mg/L,含油脂达200 mg/L,悬浮物达600 mg/L,废水中原料成品如奶油、炼乳应作为副产物尽量回收并在生产过程中减少其流失,废水常采用隔油、沉淀气浮、电化学絮凝等物化处理法及生物滤池、曝气池、气化沟、生物塘等生化处理方法进行处理。乳业废水的主要特征为:污染物浓度较高,易生化降解,悬浮物含量
11、高。该废水BOD/COD0.6,可生化性好,适合生化处理。1.2 设计的目的、意义本设计需要处理的乳业废水属于工业废水,主要来源于奶品制造车间。废水具有:污染物浓度较高,易生化降解,悬浮物含量高等特点,处理难度较大。一旦处理不妥,势必对环境造成极大的危害。本设计能使奶业废水经过工艺处理后,出水各项指标均可以达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级排放标准。不仅能有效减少这种废水对环境的危害及对人类健康的影响,并且处理后的出水还可以部分回用,达到合理有效利用水资源的目的。2 废水处理现状及趋势目前对乳品的废水处理方法一般采用的是物化法(气浮、混凝沉淀、吸附等),去除效果不好,运行费用
12、高,管理不便。现阶段的处理方法除进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池等。2.1好氧处理工艺 20世纪80年代初,奶业废水处理主要采用好氧技术处理,包括活性污泥法,生物滤池法和接触氧化法等。传统活性污泥法由于污泥产量大,脱N能力差,操作管理技术要求严,目前,已被其它工艺代替。20世纪90年代以来,SBR工艺得到了发展和应用。2.2生物接触氧化法该方法于20世纪70年代由日本初创,它是在生物反应器内装载填料,利用微生物自身得附着作用,在填料表面形成生物膜,使污水在与生物膜接触过程中得到净化。它比活性污泥法有一定的优势,
13、在奶业污水处理中得到了广泛应用。但由于奶业废水中的进水COD比较高,处理中一般采用两级接触氧化工艺。但该法对于较大型污水厂填料需要量过大,不便于运输和装填,切污泥排放量大。2.3 SBR法及改进工艺【1】SBR法(序批间歇活性污泥法)是20世纪70年代由Zrvine等研究出来的方法,应用十分广泛,CASS工艺是对SBR方法的改进,即循环式活性污泥法。它的运行分3个阶段:进水曝气回流阶段。沉淀阶段及涉水排泥阶段。整个反应池分为3个区:选择区,预反应区,及主反应区。各区可以交替进水,易于自动化操作,废水与回流污混合后,进入生物选择区,该区内不曝气,利用微生物大量吸附废水中的有机物,能快速有效地降低
14、废水中的有机物浓度;预反应区采用半限制性曝气方式,溶解氧控制在0.5mg/l以内,有机物初步降解;主反应区为好氧曝气,溶解氧控制在2-3mg/l;进行硝化和降解有机物。2.4 厌氧好氧处理技术【2】针对不同废水中污染物的浓度及处理特性,采用厌氧好氧主体组合工艺进行适当的工艺组合,在厌氧水解产酸段,可使难降解有机物分解成易降解的水分子有机物,在厌氧反应器中利用容积负荷高,动力能耗低的特点,将有机负荷大幅度降低,再利用好氧生物反应器处理浓度有机废水的优势,使处理水达标排放。3 处理方案的确定综合比较以上工艺,好氧生物处理对低浓度废水有较高的COD去除率(大于90%),但是需要大量的投资和场地,能耗
15、较高,受外界环境(温度等)影响较大。厌氧生物处理对高浓度废水有较高的COD去除率,他克服了好氧生物处理的大多数缺点,还能进行生物质能转化。大幅度降低处理成本,因而越来越多的厂家采用。其最大缺陷是出水的COD的浓度仍然很高难以达到污水综合排放标准的要求,虽然土地利用系统能够改善水质,节约水源,增加土壤有机质的含量但是占地面积大,易产生臭味,还可能引起土壤盐碱化。要想得到理想的处理效果,实现奶制品工业废水治理的环境效益和经济效益相统一,必须采用将两种或三种技术结合使用,才是解决奶业污水问题的根本出路。因此本设计采用好氧-厌氧处理方法处理奶业废水。该方法占地面积小,一次性投资少,运行费用低,运行稳定
16、性好,操作管理十分方便,适用于奶业污水厂得废水处理。具体工艺流程见图1: 进水 中格栅调节池气浮池水解酸化池接触氧化池二沉池事故池集泥池污泥浓缩池脱水机房出水 污泥外运 图1 工艺流程图1设计说明书1.1设计任务(1)污水水量Q=1500m3/d(2)进水水质:(如表1所示)表1 污水进水水质项目CODcrBODSS氨氮进水浓度(mg/l)160080030025(3)出水水质:(如表2所示)表2 污水出水水质项目CODcrBODSS氨氮出水浓度(mg/l)100307015出水满足国家一级排放标准(污水综合排放标准GB89781996)1.2流程说明乳品废水集中排入格栅间,首先通过格栅去除较
17、大的颗粒悬浮物,后自流入调节池使废水的水质和水量调节均衡,出水经过提升泵进入水解酸化池进行反应,再由水解酸化池进入接触氧化池,最后进入二沉池,二沉池出水达标排放,排出污泥进入污泥处理设备,最终污泥外运。2污水处理设计2.1中格栅2.1.1设计说明格栅【3】由一组或多组相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,以拦截去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的污水中较粗大的悬浮物,并保证后续处理设施正常运行。本设计采用的是中格栅2.1.2设计参数格栅间隙1625mm;栅前流速0.40.8m/s;过栅流速0.61.0m/s;过栅水头损失0.080.15m;设栅前水深h = 0.2m;取过栅流速 v =
18、 0.6 m/s;栅条间隙宽度 b = 0.016m;格栅倾角= 70;变化系数 K = 1.5;2.1.3设计计算【4】(1)栅条间隙数nQmax = 1.5Q =1.51500 = 2250m/d = 0.026m/s个图2 格栅各部分结构尺寸 (2)栅槽宽度B查表取栅条宽度S = 0.01m,则栅槽宽度为(3)进水渠道渐宽部分长度【4】设进水渠道宽,渐宽部分展开角(经验),则栅前流速为 ,符合要求(4)栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度(5)通过栅条的水头损失式中:形状系数,栅条边为锐边矩形时取2.42;K系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3,则:(6)栅后槽总高度H设栅前保
19、护超高,则(7)栅槽总长度L(8)每日栅渣量W当格栅间隙在1625mm时,为0.100.05m/1000m(取每1000m污水产0.08m栅渣),变化系数取1.5,则2.2调节池2.2.1 设计说明调节池【5】可对进水水量和水质进行一定的调节,此处设立调节池的目的是为了对沉淀池的出水进行收集,并对水质进行调节。2.2.2 设计参数设停留时间T=2h2.2.3 设计计算(1)池有效容积【5】:V=QT=62.52=125m(2)取池总高H=2m,其中超高0.5m,有效水深h=1.5m ;(3)池面积:A=V/h=125/2=62.5m2(4)池长取L=10m,池宽取B=6m (5)池子总尺寸为:
20、LBH=10m6m2m 调节池几何尺寸长10m,宽6m,深2米(含超高)2.3气浮池2.3.1设计说明气浮池【6】的功能是提供一定的容积和池表面积,使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附、并使带气颗粒与水分离。同时减轻后续处理构筑物的压力。该气浮池采用部分回流的平流式气浮池。2.3.2设计参数取反应时间15min【6】2.3.3 设计计算(1)气浮所需的空气量Qg:【6】Qg=Q Re=62.510%401.2=300L/h式中:Q气浮池设计水量,m3/h;R试验条件下的回流比,% ,取5%25%;e试验条件下的释气量,L/m3;水温校正系数,取1.11.3(2)所需空压机额定气量Qg:Q
21、g=Qg/(601000)=1.4300/60000=0.007m3/min(3)加压溶气所需水量Qp:Qp=式中:P选定溶气压力;Kt溶解度系数,MPa;溶气效率表3不同温度下的Kt值温度()010203040Kt 3.7710-22.9510-22.4310-22.0610-21.7910-2(4)压力溶气罐直径:因压力溶气罐的过流密度I取150m3/(hm2),故溶气罐直径: d =(5)接触池的表面积Ac:接触室上升流速c =20mm/s,则接触室平面面积: Ac=式中:Q气浮池设计水量,m3/h;Qp加压溶气水量,m3/h;接触室宽度选用bc=0.50m,则接触室长度(气浮池宽度):
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