糖厂制糖污水处理工程设计-文献综述本科毕业设计论文论文综述文献综述目录1.前言12. 制糖废水的来源和水质 13. 制糖废水处理研究的历史 24. 制糖废水处理常用的工艺 24.1厌氧处理 24.2 好氧处理 44.3 土地处理 45. 适合本设计工艺 55.1 工艺的选择 55.2 工艺流程图及描述66. 结语7参考文献8前言水是生命之源,是人类和其它一切生物生存和发展的物质基础,又是社会经济发展重要而宝贵的资源。

随着经济的发展和人口的增长,水资源的短缺已成为当代社会突出的环境问题。

目前我国有60%以上的水源用于农业,工业用水约占20% ,主要工业产品的平均用水量比发达国家高几十倍甚至上百倍,不仅加剧了用水的紧张,而且产生大量污水污染环境。

根据国家环保总局发布的“2002年全国环境统计公报”显示,2002年,全国废水排放总量为439.5亿吨,比上年增加1.5%。

其中工业废水排放量207.2亿吨,占废水排放总量的47.1%;废水化学需氧量CODcr排放量1367万吨,其中工业废水中化学需氧量排放量584万吨,占化学需氧量排放总量的42.7%[1]。

重金属、砷、氰化物、挥发酚等的排放量也呈上升趋势。

目前制糖废水的治理主要采用物化法和生化法。

用物化法对废水进行预处理,然后再进入生化系统,最后依次经物化处理及生物滤池后达标排放。

物化法处理包括:沉淀法,吸附法,电化学法。

磁分离法,高级氧化法,蒸发浓缩法等。

制糖废水的可生化性好,因此国内外对此废水的处理常采用生化法。

主要有厌氧处理法UASB法、二段厌氧法、厌氧一好氧处理法、厌氧一光合细菌处理法等。

2. 制糖废水的来源和水质制糖废水包括生产废水和糖蜜酒精废水两部分。

生产废水是指以甜菜和甘蔗为原料加工生产蔗糖过程中产生的废水,一般为中、低浓度废水,包括洗涤流送水、冷凝冷却水、滤泥水、压粕水、洗滤布水亚法糖厂等。

糖蜜酒精废水是指以制糖副产品一糖蜜为原料,发酵生产酒精过程中产生的高浓度有机废水。

此类废水水量大,每生产1吨酒精约产生7~15吨废水,而且污染物浓度高,含有糖、蛋白质、氨基酸、维生素等有机物以及N、P、K、Ca、Mg等无机盐和较高浓度SO42-。

此类废水大多呈酸性,而且色度高,类黑色索等难以降解。

这些废水若直接排放会造成水体富营养化、缺氧、鱼虾绝迹、水质恶化、发臭,严重污染地表地下水。

如酒精生产排放的废水污染负荷是广西最主要的水污染源,占广西废水排放污染负荷总量73%。

3. 制糖废水处理研究的历史甘蔗糖厂的污染主要有废水、废气及废渣的污染。

过去几年经过很多人的努力, 污染程度减小了许多,但距洁净生产还有很远的距离。

废水的种类及目前的处理方法: 一是酒精生产排放的废醪液COD100000mg/ L 左右,pH4.0 左右 ,日榨1000 吨甘蔗的糖厂每天约有150 吨废醪液。

有的厂直接排放; 有的厂做成液体肥给农业用; 有的厂采用氧化塘法, 雨季来时, 随洪水冲走; 有的厂生产单细胞蛋白后再排放; 有的厂采用大型工业沼气工程处理后排放; 有的厂采用浓缩后燃烧; 有的厂用于锅炉烟道气冲灰后排放; 也有的厂采用废醪液回流复用发酵, 之后处理排放等等。

二是洗滤布水COD6000mg/ L 左右, pH7.0 左右 , 清洁冲地板水,洗罐水, 日榨1000 吨甘蔗的糖厂每天有200 多吨这种废水。

这部分废水,多数厂是直接排放的。

废气主要是烟囱排放的烟气, 目前多数厂采用水膜除尘,烟气是白色的水雾气, 没有大的污染。

三是冷却用水, 这部分水, 量大直接排放不会有污染。

四是滤泥, 对碳酸法糖厂来讲, 滤泥量大, 碱性, 确实有污染, 大厂把滤泥用于作制水泥的原料, 可以消除其污染, 小厂及中等规模的厂, 对这部分滤泥确实是个难题。

目前,用于制糖废水处理的处理工艺主要有:UASB+活性污泥工艺处理系统;UASB+SBR工艺;生物滤塔/射流曝气/曝气生物滤池工艺处理系统;生物膜/活性污泥工艺处理系统等等。

4. 制糖废水处理常用的工艺4.1厌氧处理废水的厌氧处理在有机物含量较高时是很适用的。

由于厌氧处理时,去除1kgCOD能产生 0.35m3 的甲烷,反应器不受氧传递的限制 ,其中的固体停留时间 SRT比水力停留时间HRT高出约 10?100倍,单位体积负荷远高于好氧系统,污泥产生量少,运行费用低。

因而在制糖工业废水处理中得到了广泛应用。

上流式厌氧污泥床反应器UASB是厌氧处理的一个有代表性的形式。

在这种反应器中,废水从底部均匀进入并向上运动,反应器下部为浓度较高的污泥床 ,上部为浓度较低的悬浮污泥床。

正常情况下,有机物负荷可达到 15kgCOD/m3 ?天,COD去除率为90%左右时,其污泥负荷可高达 30?50kgCOD/m3 ?天。

在利用 UASB反应器处理甘蔗糖蜜废水时,有机物体积荷率、营养平衡状况和碱度对厌氧污泥粒化特性的影响很大。

通过控制碱度和微量元素来使甘蔗糖蜜为基质的厌氧污泥形成颗粒状。

在UASB反应器中,基质浓度调节到COD为3750mg/L,碱度 :COD为 1.06,N :COD为0.018,P:COD 为0.0028的情况下,30天后形成厌氧生物颗粒,通过调节其他条件,在 90天后形成了平均粒度达3.1mm 的最大颗粒。

在其他条件不变的情况下 ,碱度 :COD降为0.4时,加入的营养物可使形成的颗粒自动悬浮分散。

对于改善工艺条件大有裨益,有关的实验是在2.83m3 的UASB反应器中进行的。

在甘蔗制糖废水的水利停留时间为5.5小时时,平均有机物负荷率为 13kgCOD/m 3?天,COD去除率 75?80%。

在温度为34℃时,产生甲烷的回收率约为 0.22m3 CH4/kgCOD。

用悬浮固定化细胞生物反应器厌氧处理糖蜜酒精发酵废水时,应用青霉菌属进行好氧前处理可以明显改善随后的厌氧处理另一种非常有效的前处理方法,制糖废水在经过多层介质过滤去除率分别达到 98% 、92% 。

新型厌氧反应器以美国BiothaneSystems公司研发的BiobedEGSB反应器商品名,实质上为一种膨胀颗粒污泥床较为突出。

其反应介质与UASB中的颗粒载体上的微生物生长特性相似 ,但它的最大的特点是并未使用载体介质,而完全使用生物颗粒。

在制糖废水这样的高浓度负荷的情况下 ,此反应器非常适用。

而对反应器的设计、处理流程的选择有一定指导意义的是Starkenburg1997的研究报告。

废水的BOD值是生物处理工艺的重要参数 ,但是其测量的周期为 5天,很难为设备控制提供及时的参考;而COD值的测量大约只需要 3小时,所以能找到两者之间的关系,就可更好地进行污水处理流程的控制。

Murugappanetal1997 进行了制糖废水中的BOD和COD的相关研究,对特定的制糖废水可以得出两者之间的线性关系,其实验测定方法可以借鉴于其它的处理流程。

另一个指示反应器性状的量 ,消化污泥中的甲烷细菌量 ,Nishiharaetal1995。

通过脂质分析得到了简便易行的解决方法4.2 好氧处理好氧降解是利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用 ,来去除水体中的有机污染物 ,其最终产物是合成的细胞体、水和CO2。

由于好氧降解工艺的投资较低 ,操作条件简单,所以是有机污染废水处理的首选,但是对于像制糖废水这样的包含高浓度有机物的情况 ,好氧处理仍然存在着许多原理和工艺上的限制条件,因而在实际应用上不如厌氧处理普遍,但是也有较为成功的研究。

充气固定膜生物处理系统ASFF用于处理制糖废水是一种较新的技术,在水利停留时间为 6?8小时的情况下,处理效果可以达到 BOD88.5%一97.9% ,COD67.8% 一73.6%。

通过对体系中的好氧降解生物种群的研究和筛选 ,可以进一步提高活性污泥对高浓度有机废水的处理能。

Pathadeetal1999[基于甘蔗糖蜜酒精厂产生的大量高浓度有机废水,建议好氧生物处理利用改进的混合微生物菌种接种进行污泥培养。

从另一个角度 ,如生物转盘处理制糖废水时系统中的纤毛虫的差异性比较,制糖废水中绿藻的生长特性,都可以为好氧处理提供一些参考数据。

高浓度有机废水的好氧处理的另一大难题是在二沉池中的活性污泥的特性极差,如何有效地降低污泥的SVI值是处理可行性的一个依据。

Prendletal1998_用一好氧分离器预防制糖废水污泥膨胀效果非常显著,污泥的SVI值由使用前的300--600mg/g下降到 60?90 mg/g。

4.3 土地处理利用土地来进行有机污水的处理 ,主要是利用土地、植物的净化功能,在治理废水的同时,同时又利用其中的水分和肥分来促进作物、林木的生长,故而具有投资少、能耗低,易管理和净化效果好的特点。

Wangetal1999在台湾的三个地区的蔗田中实施实验,评价制糖废水的土地处理情况。

污水灌溉量为100kg/m3。

,土地均属于慢速过滤系统,并对土层厚度、地下水位、坡度、水利传导度进行了分析,为制糖废水的土地处理的工程的设计提出了科学的方法。

并发现其中的两处地方非常适合于制糖废水的处理,对甘蔗无不良影响,增加产量,而且甘蔗的含糖量并未因制糖废水的施用而降低。

另一个研究发现,制糖工业的废水在未稀释的情况下灌溉小麦和绿豆对叶绿素含量和干物质产量的影响效果不同,小麦的叶绿素含量和干物质产量均有增加,而绿豆的情况则相反。

Paulsen et al1997 则对制糖废水在德国可耕地上灌溉的法律规定的可行性以及因此而产生的生态效应进行了较详尽的论述,可操作性的部分对我国在制糖的高浓度废水土地处置的管理方面有可借鉴性。

5. 适合本设计工艺5.1 工艺的选择根据厂家提供的水质水量条件可以知道,本设计废水该废水处理主要为有机物,不存在氮、磷等富营养化物质超标排放问题,因而应采用一般生物处理工艺。

且该项目排放的废水具有水量大,污染物平均浓度不高但波动大,污染负荷冲击性强但可生化性好,而且处理后的排放标准要求高的特点,目前广泛采用好氧生物处理技术,即生物膜法和活性污泥法两种方法。

经过多方面比较,针对该公司的污水特点和经济状况,活性污泥法更适合该项目废水的处理。

1、由于项目属于季节性生产,生产时生物膜法需要20~30天重新挂膜经驯化后才能正常运行,而活性污泥法在生产榨季开机时只需按照一定的程序开机3~5天即可投入正常运行。

2、活性污泥法在运行过程中有多种监控手段,能及时发现问题及时调整运行状态。

而生物膜法除镜检外,相对于活性污泥法监控和调整手段少,生物膜出现问题后不容易被发现,调整运行的灵活性差。

3、糖厂废水水量和污染物负荷变化大,活性污泥法在受冲时,可以通过SVI、污泥沉降比、污泥浓度等多种方法调节运行状况,预防冲击事故,确保废水处理达标。