味精生产废水处理工程设计毕业设计.doc
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1、摘 要 近十几年来我国味精工业发展十分迅速,80年代全国味精产量仅为2.77万 t,现在发展到年产40万 t。在味精生产过程中产生大量废水,主要来自原料的水解、发酵、提取、精制等工段。以生 产 1t味精产生 600t废水计,大约每年产生废水 2.4亿 t左右.味精废水正成为发酵行业及其难以处理的工业废水。如果这些废水未经有效处理就直接排放,势必会对我们的环境造成严重的破坏。本论文为某味精生产废水进行工程设计,设计处理水量为 1600m3/d,其中进水COD=15000mg/L,BOD=9000mg/L,SS=7000mg/L。要求废水经处理后达到 污水综合排放标准 (GB89781996)二级
2、排放标准:COD150mg/L , BOD30mg/L ,SS150mg/L。本设计在查阅了大量的中文、外文文献基础上,确定了气浮+UASB+SBR的主体工艺,并进行了优化设计。工程实践表明气浮+UASB+SBR组合工艺对味精废水是一种有效的处理工艺,且该处理工艺具有结构紧凑简洁,运行控制灵活,抗冲击负荷,污泥量小等特点。论文工艺设计的主要内容包括:集水池、气浮池、UASB、SBR、储泥池等的设计计算与设备选型。关键词: 味精废水,气浮法,UASB,SBRABSTRACT Over the last decade the MSG industry in China developed very
3、 rapidly in the 1980s MSG output was only 27,700 tons, now developed into an annual output of 400,000 tons. MSG production process to produce large amounts of wastewater, mainly from the hydrolysis, fermentation, extraction, refining and other raw materials Section. The production of 1t MSG the 600t
4、 wastewater meter, per year to produce wastewater 2.4 billion tons of MSG wastewater is a fermentation industry and its difficult to deal with industrial waste water. If the wastewater is not effectively deal with directly discharged, bound to have our cause serious damage to the environment. In thi
5、s thesis, for a taste of the Qing wastewater engineering, and design treatment of water 1600m3 / d, in which the water of COD = 15000mg / L, BOD = 9000mg / L, SS = 7000mg / L. Treated wastewater to achieve Integrated Wastewater Discharge Standard (GB8978-1996) of COD 150mg / L of BOD 30mg / L, SS 15
6、0mg / L. The design to determine the main process of flotation + UASB + SBR, and optimized design.The engineering practice shows that the UASB + CASS combination process on beer wastewater is a kind of effective treatment process, and the processing technology has the characteristic of compact struc
7、ture simple, flexible operation control, impact resistant load, small amount of sludge, etc. The main content of the paper process design, including: collecting tank, flotation tank, UASB, SBR, Chu mud pools and other design calculations and equipment selection. KEY WORDS: Monosodium glutamate waste
8、water,Flotation,UASB,SBR 目 录第1章 绪 论11.1味精废水的来源11.2味精废水的特点21.3味精废水的危害31.4味精废水处理现状31.5味精废水治理的展望71.6工艺方案选择8第2章 设计说明书92.1原始资料及要求92.2设计原则102.3 工艺方案的选择122.4构筑物设计与说明142.4.1格栅池142.4.2 集水池152.4.3 提升泵房162.4.4 气浮池172.4.5 UASB反应器182.4.6 SBR反应器192.4.7 储泥池202.4.8 污泥脱水间202.5污水厂总体布置212.5.1 平面整体布置212.5.2 高程布置212.6 构
9、筑物及附属设备小结22第3章 设计计算书233.1 格栅233.1.1设计计算233.2集水井263.3提升泵房273.4气浮池273.5 UASB反应器313.5.1 UASB尺寸计算313.5.2 三相分离器构造设计323.5.3配水系统设计363.5.4出水系统设计383.5.5排泥系统设计383.5.6沼气产量计算393.6 SBR反应器的设计计算393.6.1设计水质预测393.6.2设计计算403.7污泥部分各处理构筑物的设计453.7.1 储泥池的设计453.7.2 污泥脱水间463.8水力及高程计算47结论50参考文献51致谢52附录诚信声明西安工程大学本科毕业设计(论文)第1
10、章 绪 论目前,国内废水的排放要求越来越严格,而味精废水作为污染的重要来源,在处理和排放时受到了各方关注。随着经济的飞速发展和技术的不断进步,我国已经成为味精的生产和消费大国。据报道,目前我国的味精生产量约占世界产量的一半。但是味精生产过程中所排放的废水量大,尤其是味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有“五高一低”的特点,是一种治理难度很大的工业废水。由于不能有效地治理味精废水,不少味精厂被列入全国重点污染源之列。味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题 。国内外目前都还没有成熟的成套技术应用于生产实践。主要的问题是一次投资过大,或者日常运行费用过高,大多数味精厂无法承受,不得
11、不长期维持超标排放的现状。但面对环境的日益恶化,国家制定了严格的排放标准,味精生产企业在面对现状的同时,需要及时改进味精废水处理工艺,引进新技术。在味精废水中含有许多宝贵的资源,厂家可以根据废水中所含物质不同,对废水进行分析和适宜的处理工艺。因此,根据味精废水的特点,必须采取切实有效的措施,对其进行综合治理。在减小废水对环境造成污染的同时,回收废水中的菌体蛋白,取得一定的经济效益和环境效益。 总之,在味精行业急速发展,拉动经济快速发展的同时,味精废水不仅造成了严重的环境问题,使得我们有限的资源极度的浪费,同时更是直接制约着味精行业的发展。因此,对于味精废水极大治理力度,不断研发新的治理措施,改
12、变治理途径已经是迫在眉睫。1.1味精废水的来源 目前,我国味精行业通常以大米、 淀粉、 糖蜜为主要原料 ,通过糖化、 发酵等处理 ,经分离提取谷氨酸 ,再通过精制获得味精产品(谷氨酸钠) 。味精生产过程废水的主要来源见图1-1所示。根据分析可知 ,工艺废水的来源包括制糖车间的洗米水、 滤布洗涤水 ,发酵车间的洗罐废水与冷却水 ,提取车间的离交废水与反冲洗水 ,精制车间的精制废水以及各车间的冲洗水等。味精生产过程中产生的发酵母液是味精生产行业的主要污染源 ,由于谷氨酸的提取工艺和所用的原料不同 ,排放的废水水质也有所差别 ,但大多都具有 COD、 BOD、 菌体含量、 硫酸根(或氯离子)和氨氮含
13、量高及 pH 值低的“五高一低” 特点。其中 ,离交废水与洗罐废水属于高浓度有机废水 ,CODCr浓度高达数万 mg;洗米水、 滤布洗涤水、 精制废水与各车间冲洗水为中浓度废水 ,CODCr在1 ,0003 ,000 mg;而冷却水等属于低浓度废水 CODCr 150 mg,味精废水的来源见图11:前期制备制 糖发酵 提 取包装 精 制 冲 洗水发洗酵水罐冲洗米水剩余母液精制废水图1-11.2味精废水的特点味精生产过程中排放的低浓度及中等浓度的废水(CODCr = 800 40000mg/ L) ,如淘米水、洗布水、离交冲柱水及精制冲洗水等 ,治理起来相对容易 ,对环境的污染也较小。通常所说的
14、味精废水是指味精发酵液提取谷氨酸后排放的母液。由于谷氨酸的提取工艺不同 ,排放的废水水质也有所差别。但大多都具有CODcr高、 BOD5 高、菌体含量高、硫酸根(改用硫酸调 pH前为氯离子) 含量高、氨氮含量高及 pH 值(1. 5 3. 2)低“五高一低”的特点。各种味精废水的主要特性见表 。味精废水中含有许多宝贵的资源。据报道 ,废水中残留的谷氨酸约为 1. 2 %1. 5 % ,甚至可以高达 2 % ,占发酵醪液中谷氨酸含量的 20 %25 %。废水中含有的大量菌体是优质蛋白源 ,粗蛋白含量约占 70 %80 %。因此,对味精废水进行资源回收有着极大的意义。1.3味精废水的危害由于味精废
15、水往往具有较强的酸性,若不加处理就大量排放,势必会改变水体的pH值,从而污染环境、影响农作物生长、危害渔业生产。高COD、高BOD的主要原因是谷氨酸、残糖、SS与氨氮所致,如不经处理,直接排放,会引发环境问题,破坏生态平衡。味精废水中的大量有机物质和含非蛋白氮、硫(或氯)的无机物质,非常适合微生物生长,而有害于除反刍动物及个别动物如兔以外的其它生物(包括江河湖泊里鱼虾),同时也直接伤害了饮用该水源的人类本身,通过破坏水中动物生态平衡,又进一步造成对环境水源水质的严重损害。污染严重的河段,水的颜色发黑,味道发臭。随着日趋渐严的环保法规的完善和全民环保意识的提高,废水处理工艺的实施面临着严峻的挑战
16、。其主要危害如下7:(1)造成富营养化、破坏受纳水体水质的NH3-N值已放在了监测因子的首位。(2)恶臭气味的产生,H2S气体排出对周边空气环境的影响造成对生态环境的破坏。(3)受产品低利润空间的限制,企业无法承受过高的改造投资费用和运行费用。 (4)地下水和地表水随着新水法的执行,实行有偿使用和总量收费。 (5)处理时高能耗、高投入。 (6)味精废水有机物浓度高,色度大,且不易沉淀,废水中NH3-N及的含量高,较难处理,此种污水虽然营养高,但直接进入生化处理也很难达到良好的效果。影响水体的营养组成成分,对水中生物生存产生极为严重的影响。1.4味精废水处理现状近年来 ,围绕着味精废水的治理 ,
17、国内许多味精厂和有关科研单位通力合作 ,提出了一些有价值的治理技术和方法。尽管还存在不同程度的问题 ,但毕竟取得了一定的进展。目前 ,处理味精废水的常见方法有以下几种:一、物理处理法物理处理法在味精废水处理中主要作为预处理 ,为后续处理构筑物创造条件。有时也可作为处理的主体工艺 ,例如气浮法,蒸发浓缩法、膜分离工艺等。(1)气浮法气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物, 使其视密度小于水而上浮到水面上面实现固液或液液分离的过程。气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒(固体或液滴)附着以及上浮分离等连续步骤。它是近几年发展起来的一种技术,尤其在高浓度有机废水方面应用较为广泛。对于味精
18、废水而言,不少大型味精企业都将其作为前期的预处理,回收废水中的菌体蛋白。一方面,减轻后续处理的负担,一定程度地降低负荷,另一方面,回收的菌体蛋白可以进一步加工成为饲料,还可以获得一定的经济效益。正因如此,气浮法也越来越多的作为综合治理味精废水的一条重要的途径。 (2)离心分离和蒸发浓缩法机械分离技术是利用废水中有机物质与水的比重差 ,通过离心达到固液分离。目前通常采用进口蝶片离心机进行高速离心分离菌体。该法多与蒸发浓缩法一起使用 ,以回收味精废水中的蛋白饲料。该技术在西方一些发达国家已有成套设备 ,即通过离心分离把废液分离成滤液和滤渣 ,再通过多效负压蒸发器把滤液浓缩到含水率为45%左右 ,蒸
19、发器的二次蒸气通过压缩后再作为蒸发器的热源。冷凝水用于进料的预热回用于生产 ,将滤渣和滤液浓缩后的固体经造粒、烘干、筛选 ,最终做成成品肥料。例如上海天厨味精厂从 1995 年采用该工艺投入运行以来 ,取得了良好的环境效益和经济效益。其中 ,废水中各种污染物去除率分别为:CODCr 79. 24 % ,BOD5 91. 2 % , SS 71. 58 % , 油6.64% ,NH3-N85.51 %7。福州味精厂采用该工艺 ,可得到粗蛋白约 75 %以上、含粗脂肪 3 %4 %、灰分 50 %的菌体蛋白。但目前尚不能连续生产 ,能量消耗很大。三、生物处理法味精废水有机物浓度高 ,BOD5/ C
20、OD 高 ,可生化性好。同时 ,生物处理法到目前为止已发展得比较完善 ,且形式多样、适应性强。因此 ,国内外大多采用该法作为主体工艺。一般分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两大类。(1)好氧生物处理目前国内研究较多的味精废水的好氧生物处理技术有:活性污泥法、生物转盘法和生物接触氧化法。近年来科研人员研制出一些新的高效的好氧生物处理工艺来处理高浓度味精废水 ,如深井曝气法等。现在 ,欧美已将此工艺用于处理高浓度味精有机废水。由于味精废水有机物浓度高 ,故采用好氧生物处理时 ,往往要将进水稀释 10 倍至上百倍 ,很不经济;如不将进水稀释 ,由于有机物浓度高 ,反应器的停留时间长 ,反应器的体积与
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