1、 本科毕业论文（设计） 论文题目： 混凝沉淀 -EGSB-生物接触氧化池处理淀粉工业废水 所在学院 生物与环境学院 专业班级 环境工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 日摘 要 采用混凝沉淀 +升流式厌氧膨胀污泥床（ EGSB） +生物接触氧化对辛集市某淀粉厂污水处理方案进行了工艺参数的选择和初步设 计计算，确定了主要理构筑物的尺寸及设备的选型，对厂区进行了平面布置和工艺流程布置，最后对工程造价和运行成本进行了核算。该工艺处理规模为 2000m3/d，处理原水水质为 COD 15000mg/L， BOD9000mg/L， SS5000mg/L， pH46， 处理后水质为 CO
2、D 150mg/L，BOD 45 mg/L， SS 50 mg/L， pH69,处理后出水达到淀粉工业水污染物排放标准。该工程 污水处理厂污水投资成本为 690.22 元 /m3 污水 ，运行成本为 0.79元 /m3。 关键词： 混凝沉淀 ;EGSB;生物接触 氧化 ;淀粉废水 ;设计参数 ABSTRACT The techniques of flocculation precipitation + Expanded Granular Sludge- Bed ( EGSB ) + biological contact oxidation was applied for the Starch
3、wastewater treatment process of a Starch Factory in Xin Ji .The primary design results were abtained through calculate with the correct choice of process parameters. The structure of main constructions were determined and the main equipments were selected. The building plan of the flow process chart
4、 were drafted according to the calculation results. The economic accounting of the whole project was analyzed respectively for the fabrication cost and the running cost. The sewage flow of this plant is 2000m3/d with the influent water concentration of COD15000mg/L, BOD9000mg/L, SS5000 mg/L, pH46:th
5、e quality of effluent water meets the Discharge standard of water pollutants for GB25461-2010 starch industrial water pollutant discharge standards with the concentration of COD 150mg/L, BOD 45mg/L, SS 50 mg/L, pH69. The project of sewage treatment plant effluent investment for 690.22yuan / m3 waste
6、water,operating costs for the 0.79yuan / m3. Key words: flocculation precipitation;EGSB; biological contact oxidation; starch wastewater;design parametersI 目 录 1前言 . 1 2基本资料 . 2 2.1 设计水量与水质 . 2 2.2 处理要求 . 2 2.3 气象与水文资料 . 2 2.4 厂区地形 . 2 3设计原则和设计依据 . 3 3.1 设计原则 . 3 3.2 设计依据和标准 . 4 4工艺流程 . 4 4.1 工艺概况 .
7、 4 4.2 处理工艺的确定 . 7 5设计说明书 . 7 5.1 格栅 . 7 5.1.1 计算说明 . 7 5.1.2 设计参数 . 8 5.1.3 格栅的设计计算 . 8 5.2 调节池 . 9 5.2.1 设计说明 . 9 5.2.2 设计计算 . 10 5.3 机械絮凝池及初沉池 . 10 5.3.1 计算说明 . 10 5.3.2 絮凝池设计计算 . 11 5.3.3. 初沉池设计计算 . 12 5.4 EGSB 厌氧反应器 . 14 5.4.1 计算说明 . 14 5.4.2 设计计算 . 15 II 5.5 生物接 触氧化池设计 . 17 5.5.1 计算说明 . 17 5.5
8、.2 设计计算 . 18 5.6 二沉池的设计 . 20 5.6.1 设计说明 . 20 5.6.2 设计计算 . 20 5.7 污泥浓缩池 . 22 5.7.1 设计说明 . 22 5.7.2 设计计算 . 22 6主要构筑物及设备 . 23 7污水管道尺寸的确定 . 24 8高程计算 . 25 8.1 水头损失计算 . 25 8.2 高程确定 . 25 9 经济评价 . 26 9.1 工程投资估算 . 26 9.1.1 土建造价 . 26 9.1.2 设备 造价 . 27 9.1.3 工程总造价 . 27 9.2 运行费用估算 . 28 10结论 . 28 参考文献 . 29 致 谢 .
9、31 1 1 前言 水是生命的源泉，它是组成自然界生命体的主要成分。人们日常生活离不开水，工农业生产离不开水。虽然我国水资源总量丰富，居世界第六位，但由于人口众多，人均水量仅为世界人均水平的四分之一，居世界 149个国家的 110位。 随着人口数量的增多和人们生活水平的提高，人们对水要求的数量和品质越来越高，而如今水资源逐渐减少，水污染也日益严重，这严重制约了社会、经济和环境资源可持续发展，如何即合理又有效的解决这一问题，成为世界各国共同关注的问题。 我国生物化工行业经过长期发展，已有一定的基础。特别是改革开放以后，生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品已涉及食品、医药、保健、饲
10、料和有机酸等几个方面。但是，随着生物化工的发展，其环境污染问题也日趋严重，已经成为我国的环境污染大户。在生物化工的各个行业中，由于淀粉、啤酒、酒精、 味精、柠檬酸、抗生素的产值较大，环境污染严重，尤其引起人们重视。 淀粉废水 1是典型的有机废水。淀粉是一种重要的工业原料，除供食用与加工食品外，更广泛的应用于纺织、造纸、医药、发酵、铸造、胶粘、化工、机械及钻井等行业 ，我国淀粉行业 2有 600多家企业，年产淀粉 2000多万吨，其中 80%以玉米为原料制造淀粉，在国内，每生产 1m3淀粉就要产生 10 20m3废水，有的甚至更多。废水中主要含有淀粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等污染物，随生产工艺
11、的不同，废水中的 COD浓度在 2000 20000mg/l之间。这些淀 粉废水若不经过处理直接排放，其水中所含有的有机物，进入水体后迅速消耗水中的溶解氧，造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生动物的生存，同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气，恶化水质，给环境造成极大的危害。于是，我们不仅要节约用水，更要重视如何回收利用废水，让水资源能被再次利用，实现可持续发展战略目标。下面就玉米淀粉废水治理方案的选择、相关构筑物设计计算、设备选择和工艺图绘制进行了详叙，望各位老师教导指正。 2 2 基本资料 2.1 设计水量与水质 据相关文献资料 3报道，废水来源于玉米淀粉生产车间。玉米制造淀粉的 一般工艺
12、流程为：玉米 过筛 浸泡（回收玉米浆） 粉碎 胚芽分离 磨细 筛分（粉渣可做饲料） 沉淀分离（分离玉米蛋白） 淀粉洗涤 脱水 干燥 淀粉，其中的玉米输送洗涤水，玉米浸泡水，胚芽分离，黄浆废水，冲洗车间地板及设备的废水等。废水中含有大量的 淀粉颗粒、可溶蛋白、不溶蛋白、纤维素、无机矿物质、大颗粒杂质、大量有机物，污水浑浊不清，类似 掏米水 。 每生产一吨淀粉所需水量为 1020 m3，本设计为国内某个玉米淀粉制造厂， 产能为年产 5 万吨玉米淀粉， 2013 年正式投产 ，设计废水日排放量为 2000 m3。原水水质为 ： COD15000mg/L， BOD59000mg/L， SS5000mg
13、/L， pH4 6， BOD5/CODcr0.5可生化性优良。 2.2 处理要求 本设计处理后的水直接排入河流，执行 GB25461-2010淀粉工业水污染物排放标准国家标准 4： COD150 mg/L， BOD545 mg/L， SS50 mg/L， pH6 9。 2.3 气象与水文资料 设计厂区位于河北石家庄东部辛集市 张古庄镇， 属东部季风区暧温带半湿润大陆性气候 ， 气候春、夏、秋、冬四季分明 。年平均温度为 12.5 ，极端最高气温 41.9 ，最低气温 -22.0 ，气温变化较大。春东两季相对湿度小，夏秋两季相对湿度大。 3-4 月为春季，干燥多风； 6-8 月为夏季，炎热多雨；
14、 9-11月为秋季，温和凉爽，初秋易出现阴雨天气； 12-2 月为冬季寒冷寡照，雨雪稀。 2.4 厂区地形 设定污水处理厂选址位于辛集市 张古庄镇东部 ，地势平缓，该地区土质软硬适中。厂区长约 100m，宽约 55m。地图如图 1 所示： 3 图 1 厂区谷歌卫星图 3 设计原则和设计依据 3.1 设计原则 （ 1）本设计严格执行国家有关环境保护的各项规定，污水处理首先必须严格确保各项出水水质指标达到并优于国家有关污水排放标准。 （ 2）针对本工程的具体情况和特点，采用成熟可靠的处理工艺和设备，实用性和先进性兼顾，以实用可靠为主。 （ 3） 污水处理设施的运行有较大的灵活性和调节余地，以适应本
15、项目的污水水质、水量的变化。 （ 4） 管 理、运行、维修要方便，减少操作的劳动强度。 （ 5） 在保证处理效率的前提下节省工程费用，减少占地面积，减少运行费用。 （ 6） 妥善处置污水处理过程中产生的污泥、栅渣等和其它污染物，避免二次污染。 4 3.2 设计依据和标准 （ 1）污水综合排放标准（ GB8978-1996） （ 2）地表水环境质量标准（ GB3838-2002） （ 3） 淀粉工业水污染物排放标准 （ GB25461-2010） （ 4）污水排入城市下水道水质标准（ CJ18-86） （ 5）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（ CJJ31-89） （ 6）建筑结构荷载规
16、范（ GB19-87） （ 7）建筑结构统一设计标准（ BGJ68-84） （ 8）混凝土结构设计规范（ GBJ10-98） （ 9）建筑设计防火规范（ GBJ16-87 2001年版） （ 10） 地表水环境质量标准 （ GB3838-2002） （ 11）城市区域噪声标准（ GB309693） （ 12） 城市污水生物脱氮除磷设计规程 （ CECS 149:2003） （ 13） 排水手册 （ 14） 废水处理工艺设计计算 （ 15） 给水排水设计手册 （ 16） 水处理工程师 手册 4工艺流程 4.1 工艺概况 在淀粉加工过程中产生大量的高浓度酸性有机废水，主要是溶解性的淀粉和少量蛋白质
17、，一般没有毒性，但 COD 很高，通常为 1000 30000 mg/ L ， SS 为5000 mg/L，用单一的方法处理难以得到理想的效果，于是考虑用生物处理、化学处理、物理处理以及多种处理方式 5结合处理淀粉废水。根据水质情况及同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用厌氧与好氧相结合的方法来处理，废水首先经过絮凝沉淀，去除大部分悬浮物，特别是蛋白质；然后经过厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷， 获得能源 沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，在进行好氧处理后经过第二次沉淀最终达到排放标准。 5 化学絮凝法。絮凝沉淀法作为一种成本较低的水处理方法应用广泛。其水处理效果的好坏很大程度上取决
18、于絮凝剂 6-8的性能，所以絮凝剂是絮凝法水处理技术的关键。絮凝剂可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂和复合型絮凝剂。追求高效、廉价、环保是絮凝剂研制者们的目标。化学絮凝法中 常用的混凝剂有铝盐、铁盐、 PAM、活性炭等，其中使用用石灰、 PAM、活性炭等化学方法进行淀粉废水的絮凝，其优点有 :基建投资少 、工艺简单、操作容易、能耗低，对气温的变化适应性强，且出水水质达到排放标准 ;絮凝物经压滤脱水后掺在煤中做燃料，无二次污染问题。处理每立方米废水的药剂费在0.200.35 元，运行费用在 0.50 元 / m3 以下，经济可行。 厌氧法 9处理淀粉废水，其最终产物是以甲烷
19、为主的可燃气体，可作为能源回收利用 ;剩余污泥量少且易于脱水浓缩，可作为肥料使用 ;处理工艺运转费用低。在当前能源日益紧张的形势下，该方法作为一种低能耗，可回收资源的处理工艺日益受到世界各国的重视。近年来，厌氧发酵法处理淀粉废水主要有升流式厌氧污泥床 (UASB) 10 、厌氧流化床 (AFB) 、厌氧接触法 (ACP) 、两相厌氧消化法 11 ( TPAD)、厌氧滤池 (AF) 和新型升流式膨胀污泥床（ EGSB） 12等 。 ACP 法虽然运行非常可靠，但由于其负荷较低不宜使用在淀粉废水里。 AF 法装置中填满了如沙砾、塑料、泡沫等填料，使厌氧微生物附着在上面生长，可维持较高的生物量和较长
20、的 SRT。但由于该装置易发生堵塞，所以主要用于处理含悬浮物较少的中、低浓度废水。 UASB 技术也可用于淀粉废水治理，且有良好的效果，但相比之下， EGSB13作为 UASB 的改 良型，具有更多的优点。 EGSB 作为第三代厌氧技术，国内尚未普及，但其高效率低能耗的作用值得深入研究和应用。 EGSB 构造 14与 UASB 反应器有相似之处，可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与 UASB 反应器 15不同之处是， EGSB 反应器设有专门的出水回流系统。 EGSB 反应器一般为圆柱状塔形，特点是具有很大的高径比，一般可达 3-5，生产装置反应器的高度可达 15-20 米，但占地面积非常少。 EGSB 反应器的高径比要大得多，因此微生物厌氧代谢所产生的气体能够以较大的表观流速通过反应器，保证了颗 粒污泥能够以高浓度均匀存在于反应器的绝大部分位置，颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的接触，强化了传质效果，
