某淀粉厂污水处理设计说明书

1.概述1.1淀粉厂概况该淀粉厂以玉米为原料生产淀粉，原料玉米经高温浸泡，然后破碎，再进行胚芽分离、细磨和离心分离，可以得到玉米皮浆、黄浆水和淀粉乳。黄浆水送至贮存沉淀池，未沉淀黄浆水作为废水排放，沉淀下来的黄浆水由泵打入板框压滤机中脱水，产生黄浆水（排放）和湿黄蛋粉（作精饲料）。玉米皮浆送入卧式离心分离机，滤出物生产上烘干得到粗渣（去做粗饲料），同时滤出液作为黄浆水排放。这一系列淀粉及副产品生产过程中，在离心分离、沉淀、板框压滤等过程会产生大量高浓度的黄浆水，另在浸泡、破碎、细磨等过程亦生产出大量废水。黄浆水的CODCr浓度高达8000~10000mg/L，直接外排会严重污染环境。若采用厌氧发酵工艺处理，可生产出沼气，变废为宝。因排出口废水的CODCr、BOD5、SS等指标大大超过国家的排放标准，为保护环境，该淀粉厂拟建废水处理站来处理包括黄浆水在内的生产废水。2工艺设计2.1设计水量的确定根据该厂的生产规模可确定污水水量为：日处理淀粉废水1500m3，最大时废水约为190m3/h。2.2污水水质及处理程度据测定，该淀粉厂的污水水质如下：pH值：4.0~6.0水温：22~32℃CODCr：6800~8000mg/LBOD5：2700~3500mg/LSS：1800~3000mg/L根据环保部门要求，废水处理站投入运行后，外排废水应达到国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996中规定的二级标准，即：CODCr≤150mg/LBOD5≤30mg/LSS≤150mg/LpH值：6.0~9.0根据设计进、出水水质，确定本工程处理程度见下表表1-1污水处理程度表指标水质BOD5SSCODCrpH进水（mg/l）3200250080004~6出水（mg/l）301501506~9处理程度（%）999498/2.3污水处理工艺方案选择2.3.1常规二级处理工艺根据我国现行《室外排水设计规范》(GBJl4—87)，污水处理厂的处理效率见下表。表1-2污水处理厂的处理效率表处理级别处理方法主要工艺处理效率(%)SSBOD5一级沉淀法沉淀40—5020—30二级生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60—9065—90活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70—9565—95从上表可见，二级活性污泥法的处理效率最高。但活性污泥法有多种运行方式，现将各种运行方法做一比较，见下表。表1-3活性污泥法工艺比较方法优点缺点适用对象传统活性污泥法BOD去除率高达90-95%工作稳定构造简单占地大投资高产泥多且稳定性差抗冲击能力较差出水要求高的大中型污水厂维护方便运行费用较高吸附再生活性污泥法构造简单维护方便具有抗冲击负荷能力运行费用较低BOD去除率80-90%剩余污泥量大且稳定性较差悬浮性有机物含量高的大中型污水厂完全混合活性污泥法抗冲击负荷能力强运行费用较低占地不多投资省BOD去除率80-90%构造较复杂污泥易膨胀设备维修工作量大污水浓度高的中小型污水厂氧化沟法BOD去除率95%以上有较高脱氮效果系统简单管理方便产泥少且稳定性好曝气池占地多投资高运行费用较高悬浮性BOD低有脱氮要求的中小型污水厂间歇式活性污泥法无须设置调节池SVI值较低，污泥易于沉淀不产生污泥膨胀现象可以进行脱氮和除磷运行操作比较烦琐曝气装置容易堵塞高浓度可生化有机废水的污水厂2.3.2污水处理工艺选择据分析，在淀粉生产中，来自于玉米浸泡、剥离、离心分离、黄浆水沉淀与压滤，玉米皮浆的离心分离过程的生产废水，会有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物质，含有蛋黄粉、玉米芯、玉米皮等不溶性细小颗粒有机物，另外还含有泥砂等无机物。其中主要以有机物为主，并不含有害物质，具有较好的可生化性，属高浓度可生化有机废水。由于进水水质和处理去除率均很高（表1-1），应采用厌氧-好氧的处理路线，废水首先通过厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷，获得可利用的能源——沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，再进行好氧处理后达标排放。（1）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，但需要设置池内完全混合搅拌设备，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1.0~3.0kgCOD/(m3·d)，其水力停留时间仍然较长要求的消化池容积大。本工程的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，适合于处理生化降解，CODCr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，对于较易生物降解的有机废水，容积负荷可达4~8kgCODCr/（m3·d）。厌氧过滤器采用附着型厌氧生物处理技术，在反应器内充填一定填料，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，并起到一定过滤截流作用。但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不适合处理有机物浓度过高的废水，且要求进水SS浓度应较低，一般要求SS200mg/L。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本工程进水水质（SS浓度较高）。综合以上分析，结合类似工程资料，本工程废水厌氧处理装置采用UASB。（2）好氧处理工艺选择有机废水经厌氧处理，出水的BOD5/CODCr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（表1-2），处理厌氧处理出水，其CODCr去除率约只有60%，而处理同等浓度的原有机废水，CODCr去除率可达80%。尽管采用生物膜法处理效果可能会稍好，但难以适应BOD5大于250mg/L的污水浓度，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A-B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，故处理效率高于一般的活性污泥法。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，本工程好氧处理采用SBR法工艺。2.3.3污水处理工艺流程该淀粉厂生产废水处理工艺流程如图1-1所示。对该处理工艺流程作以下说明。①废水通过格栅截留大颗粒有机物和漂浮物，由于截污量较小，采用人工清渣方式。雨季或生产不正常时排出雨水或事故废水，通过分流格栅槽中溢流口闸板控制。②一次污水提升泵，设置集水井，污水泵设置地面上露天放置（考虑环境气温不低于-3℃），污水泵配套引水筒。③调节沉淀池在调节水量的同时，去除一部分格栅无法截留的悬浮颗粒有机物，如玉米碎粒、玉米皮、泥砂等。该池采用半地下式结构，便于沉淀物的排除。④二次污水提升泵泵房为地下式泵房，自灌启动，直接从调节池吸水，泵房出水干管上设置流量计。为保证UASB运行所需水温，在污水泵吸水井中设置蒸汽管，直接加热污水，并在水泵出水总管上设置水温自控装置，冬季污水温度偏低时，通过加热维持在24~26℃左右。⑤UASB为主要的生化处理装置，全钢结构，地上式，考虑保温。沼气部分，设计水封罐、气水分离器。⑥预曝沉淀池，要改变厌氧出水的溶解氧含量，沉淀去除UASB出水带来的悬浮污泥。该池为地上式，钢筋混凝土结构。⑦SBR池为半地下式，钢筋混凝土结构，运行中采用自动控制。处理出水排入市政污水管。⑧淀粉废水各级处理效果如下表：表1-4淀粉废水各级处理效果表进水浓度（mg/L）出水浓度（mg/L）去除率（%）调节沉淀池CODCr8000600025BOD53200288010SS2500150040UASBCODCr600075087.5BOD5288045090.0SS150028870.0预曝沉淀池CODCr75060020.0BOD5450259.210.0SS28827040.0SBRCODCr60015075.0BOD5259.238.8885.0SS2708170.03处理工艺构筑物设计3.1分流格栅槽的设计3.1.1格栅的设计（1）设计说明：格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。该厂处理站仅处理生产废水，尽管SS含量不低，但较大漂浮物及较大颗粒少，格栅拦截的污染物不多，故选用人工清渣方式。栅条选圆钢，栅条宽度S=0.01m，栅条间隙e=0.02m。格栅安装倾角α=60°，便于除渣操作。（2）设计计算最大设计污水量Qmax=190m3/h=0.053m3/s污水沟断面尺寸为300mm×450mm设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=0.7m/s栅条间隙数原污水分流格栅槽污水提升泵调节沉淀池污水提升泵UASB预曝沉淀池SBR出水集泥井污泥提升泵浓缩池脱水机房泥饼外运图1-1淀粉废水处理工艺图8.117.03.002.060sin053.0sinmaxehvxQn，取12。校核平均流量时过栅流速为0.23m/s，偏小。设计最大流量时过栅流速为0.95m/s，则栅条间隙数为n=8.66,取9。栅槽宽度β′=S(n-1)+en=0.01×(9-1)+0.02×9=0.26(m)栅槽实取宽度B=0.3m，栅条10根。圆形栅条阻力系数71.002.001.079.13434es过栅水头损失mmh3.29360sin81.929.071.021，取30mm。取h1=50mm=0.05m栅前槽高H1=h+h2=0.3+0.15=0.45m（h2为超高）栅后槽总高度H=0.45+h1=0.5m3.1.2分馏格栅槽布置在原污水沟上格栅入口下侧设闸板1＃（300mm×500mm），污水站正常运行时，污水由闸板截流进入污水站。污水站发生事故时，格栅前闸板（300mm×500mm）关闭，1＃闸板打开，污水分流。格栅槽总长度=闸板段长度+栅条段长度+渣水分离器筛段长度=0.5+0.4+1.1=2.0m3.2调节池的设计3.2.1设计说明根据生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求，调节池停留时间取8.0h。调节池采用半地下式，便于利用一次提升的水头，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定的保温作用，由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构可靠性高时故障少，只设一个调节池。3.2.2设计计算调节池调节周期T=8.0h调节池应有容积V=TQH=8×1500/24=8×62.5=500m3调节池有效水深h有效=3.5m调节池规格12m×12m×4m，V有效=12×12×3.5=504m3调节池设污泥斗四个，每个污泥斗的上口面积6m×6m，下口面积0.6m×0.6m，泥斗倾角45°，泥斗高2.7m。每个泥斗容积322222121964.356.066.0637.23mSSSShVi泥斗容积共V=4Vi=143.856m3调节池每日沉淀污泥重为W=2500mg/L×40%×1500m3/d=1.5t/d湿污泥体积约为V′=1.5/2.5%=60m3（设污泥密度为1t/m3，污泥含水率97.5%）泥斗可存约两天半污泥。（图1-2）调节池最高水位设置为+3.00m，超高为0.50m，顶标高为3.50m。最低水位-0.50m，池低标高-3.20m。调节池出水端设吸水段。3.3一次污水泵设计计算3.3.1设计说明一次污水泵从集水井中吸水压至调节池，污水泵设置于地面上，不能自灌，设置引水筒。3.3.2集水井计算污水泵总提升能力