有限公司谷污水处理工程设计方案 20页

'东海粮油工业（张家港）有限公司谷朊粉厂污水处理工程设计方案上海####环境工程公司二0一0年十一月20 目录一、概述二、水质水量三、污水处理工艺路线及工艺流程简图四、主要工艺设计参数五、主要处理构筑物及设备六、动力装置七、污泥处置八、定员九、主要技术经济指标十、几点说明十一、基本建设投资估算附：工艺平面布置图20 一、概述东海粮油工业（张家港）有限公司自1997年投产以来，生产规模和经济效益不断发展，尤其是榨油、油脂和饲料产业更为显著。近年来该公司面粉产业虽也取得了一定的进步，但与公司的远景规划发展要求差距甚远，根据公司现有的综合实力优势，拟在面粉加工能力为750吨/日的基础上，再增加一条250吨/日面粉生产线。并发展与小麦（面粉）为主要原料的相关产品：谷朊粉；小麦淀粉及淀粉糖。在谷朊粉、小麦淀粉及淀粉糖的生产过程中产生两股高浓度有机废水：淀粉废水及戊聚糖废水。前者CODcr浓度达到数万ppm，而后者浓度更高，超过10万ppm。废水中SS亦很高，也达到几万ppm。废水中的主要有机污染物为淀粉（多糖类物质）、蛋白质、戊聚糖及纤维素。这些有机污染物，有的呈溶介状态，有的呈非溶介状态，而非溶介状态有机质几乎占到废水中CODcr总量的一半左右。为了确定废水处理工艺路线，自二00四年四月开始至十一月，历时七个多月，用相同生产厂家、相同生产工艺所产生的废水作了试验。试验H/O工艺（水解—好氧工艺），厌氧工艺及SS分离工艺。这些试验为工程设计提供了依据。本污水处理工程系“三同时”建设项目，执行国标GB8978-1996《污水综合排放标准》的一级排放标准。本污水处理工程建于生产扩建征地范围内，本工程涉及到的水、电等公用设施，由生产厂统一规划提供，污水站不单建。本污水处理方案涉及到污水处理站建筑红线范围内的工艺、总图、水、电、气、自控仪表等各工种工程设计内容，基本建设投资估算与此相吻合。二、水质水量（一）水量20 1、谷朊粉及戊聚糖混合废水量（以下简称面粉深加工废水）q1=15m3/h2、油脂废水及生活污水混合废水（稀释水）q2=50m3/h（一）水质1、谷朊粉及戊聚糖混合废水（离心机分离后）CODcr5000mg/l；总氮1400mg/l；磷酸盐400mg/l；SS3000mg/l；PH3～42、油脂等混合废水CODcr6000mg/l；动植物油3000mg/l；磷酸盐70mg/l；SS3000mg/l；PH4～5（二）处理后出水水质CODcr≤100mg/l；BOD5≤20mg/lSS≤70mg/l；磷酸盐（以P计）≤0.5mg/l；氨氮≤15mg/l；PH6～9一、废水处理工艺路线及工艺流程简图（一）小试主要结论1、小试分两个阶段实施：第一阶段单用戊聚糖CH2OH（CHOH）3CHO废水试验；第二阶段用淀粉和戊聚糖混合废水试验。用戊聚糖单独试验意在了解这种五碳化合物其可生物降解性及有无毒性。一般讲五碳化合物较难生物降解，而且有的还有毒性，例如糠醛C5H4O2和四氢糖醇C4H7OCH2OH。它们的原水CODcr浓度都不能超过4000～5000mg/l，超过这个阈值，便会使生化处理装置中的微生物中毒。本小试证实，无论是用H/O工艺，还是用厌氧工艺，以小麦面粉为原料产生的高浓度戊聚糖度废水（CODcr>10000mg/l）的可生化性均较好，没有发现有中毒现象。三段H/O工艺，小试进水CODcr浓度17713mg/l，出水为124mg/l20 ；厌氧工艺，进水CODcr13023mg/l，出水CODcr573～643mg/l。小试数据表明戊聚糖废水无毒性，无须单独特殊处理，可与淀粉废水混合后一并处理，简化了工艺流程。2、淀粉和戊聚糖混合废水的试验（1）用芬兰STATECH公司的小型离心样机在上海做SS分离试验。原水CODcr为78700mg/l，SS为53500mg/l，磷酸盐为252mg/l，总氮为2490mg/l。在未加任何药剂及调正PH值的条件下分离：A、离心机转速为低速时，分离后的清液呈乳浊态，CODcr为53000mg/l，去除率为32.66%；SS为33000mg/l，去除率38.3%；磷酸盐244mg/l，去除率为3.2%；总氮为114mg/l，去除率为95.4%。B、离心机转速为高速时，分离后的清液呈乳浊态，CODcr为37200mg/l，去除率为52.73%；SS为19400mg/l，去除率63.74；磷酸盐140mg/l，去除率为44.4%；总氮为114mg/l，去除率为95.4%。离心分离试验的数据表明，采用高速离心机优于低速的；离心后水的CODcr值可削减50%以上；SS基本上完全分离掉，水呈乳浊态，由胶体物质形成；磷酸盐和总氮分别去除44%和95%以上。试验表明，采用离心机作为水的预处理手段是可取方案。（2）用离心分离后的清液做混淀（加药）试验混凝（加药）试验结果（PH值调至7.5～8）序号原水CODcr，mg/l药剂沉淀后清液CODcr平均值，mg/lCODcr去除率，%136100NaOH3170512.2236100NaOH,PAC328309.1336100NaOH,PAC,PAM333207.743610039188NaOH,Ca（OH）2NaOH,Ca（OH）2305763239815.317.353610039188Ca（OH）2Ca（OH）2276363084623.4521.3420 639188Ca（OH）2FeCl33123420.29739188NaOHFeCl33104020.8所有加药化学处理的PH值调至7.5～8是为了适应UASB反应条件的需要，避免二次调正PH值。面粉深加工废水原水呈酸性，进入UASB前必须要调正PH值，试验证实，用Ca（OH）2优于NaOH，也优于用其它混凝剂，CODcr的去除率能达到20%以上。分析其原因可能是两种作用机理的结果，一是水中胶体物质带正电负，调PH后，在偏碱性条件下，胶体物质发生电荷中和，破坏了胶体的稳定性；二是Ca（OH）2颗粒较重，起到载体作用，与胶体凝聚物产生共沉淀。当然，采用Ca（OH）2有其缺点：UASB反应器池底会产生重颗粒沉积物，长时间运行可能会出现不利影响，设计时采用相应工程措施。（3）厌氧试验A、采用UASB反应装置，容积负荷4～6kg/m3·d；反应PH值6.8～7.8；UFA控制在300～500mg/l；试验流量1L/d；出水PH值>8。B、试验原水CODcr配水浓度12387～17883，出水平均2276mg/l，CODcr去除率为85%左右，这组数据的正常运行只持续了21天。过后，试验装置出现反常现象：出水和出气通道堵塞；污泥层堆积呈一园柱体，没有悬浮层；降低进水CODcr浓度（按2000mg/l梯度下降CODcr浓度）上述堵塞现象仍然出现，区别在于出现的时间长短不一而以，浓度越高出现堵塞的时间越短。这种现象在做戊聚糖废水试验时是不存在的。分析其原因，是小麦淀粉降解特性的反映。周知，以淀粉（多糖类物质）降解到单糖（葡萄糖）要经过多个阶段：淀粉→糊精→麦芽糖→20 葡萄糖。小麦淀粉不同于玉米淀粉等的区别在于从淀粉降解为糊精的速度较快，而糊精降解为麦芽时间则较长（即糊精滞留时间较长），糊精是粘淍物质，它粘附在厌氧颗粒污泥和絮状污泥的表面，并逐渐聚集在一起，至使上升水流通道堵塞。在实际工程中，由于厌氧反应装置体积（截面积）厐大，水流上升通道不会堵塞，但糊精与污泥体聚集在一起的现象是发生的：小块的，在沼气的上托力作用下，漂浮在表面；大块的则在重力作用下有可能下沉到池底，在微生物作用下慢慢分解。张家港市振兴面粉厂日处理量800m3/d小麦淀粉废水厌氧处理装置的运行实践（已运行一年多）证明，在进水CODcr浓度为8000～5000mg/l的条件下，虽然厌氧池表面出现了一些污泥块状漂浮物，但处理装置始终正常运行着，CODcr的去除率保持在80%以上。综合试验与工程实践表明，小麦淀粉废水采用厌氧处理装置是可行的，但CODcr进水浓度应控制在10000mg/l以下，容积负荷控制在5kg/m3·d以下。（二）主要污染物对症治理措施本污水处理工程的主要污染因子为CODcr，磷酸盐，氨氮，SS和动植物油。1、CODcr谷朊粉厂废水中的主要有机污染为淀粉（多糖物质）、蛋白质、戊聚糖及纤维素。这些物质均属可生物降解物质，BOD5/CODcr大于0.5，但CODcr总量较大，CODcr浓度经车间排水前离心分离后仍达到40000～50000mg/l。经试验及类似工程实践证实，将原水稀释（用粮油生产废水）至CODcr10000mg/l左右，用UASB厌氧反应器削减大部分CODcr（75%左右），然20 后用H/O工艺及SBR工艺，另加相应物化处理，可使出水达到排放标准。2、磷酸盐谷朊粉厂废水中的磷酸盐（以P计）高达300mg/l，经粮油废水稀释后，UASB出水中游离磷酸盐含量仍达到72.5mg/l，按出水磷酸盐含量0.5mg/l标准，P的去除率达到99.3%以上。像这样高的去除率，单靠生物处理是无法达到的，必须采用物化和生化处理相结合的方法，而且需要多级处理。物化处理实为投加化学药剂。例如钙盐、铁盐和铝盐，在合适的PH条件下均能生成不溶介（或难溶介）磷酸盐，但实践证实投加钙盐（石灰）的去除效果最佳。3、氨氮谷朊粉厂排水中的总氮相当高，达1400mg/l，经粮油废水稀释，并经UASB反应，结合态的氮素（主要存在于蛋白质内）实现氨化（脱出氨氮）后，生成的氨氮值为242mg/l。根据生物脱氮原理，厌氧反应器后采用H/O工艺实现了两次硝化-反硝化。最终用SBR反应器作为生物脱氮的把关措施。实际上用了三级脱氮过程。4、SS谷朊粉厂废水中的SS主要是非溶介性有机质，采用国外进口离心机，SS基本上能全部分离掉，CODcr削减50%以上，水中残存的基本上是颗粒极细小的，达到胶体状态的物质，试验证明，用常规混凝剂助凝剂对去除CODcr均无明显效果，只有采用石灰（石灰液），调PH至7.8～8.0。沉淀物明显析出。说明离心分离后的胶体物质带有正电荷，石灰投加后，致使胶体颗粒表面电荷发生中和，产生混凝，并在Ca（OH）2沉降物作用下，发生共沉淀作用。本来原水呈酸性，进入厌氧反应前，须调正PH值，用石灰（石灰乳）调PH的同时得到了附加效果：CODcr20 的去除率可达23%左右，这是一举两得的效应。5、动植物油油主要含在粮油废水中。粮油废水可生化性极好，作为高浓度谷朊粉厂生产废水的稀释水是可行的。问题是要在作为稀释水前，进行予处理，去除水中浮油、乳化油及溶介性油。工程实践证明，在粮油废水进入生化处理前，进行隔油，化学破乳，用隔油器、沉降池及气浮器可将绝大部份浮油、乳化油去除掉（相应CODcr可去除75%左右，SS可去除94%，油去除97%），经予处理后粮油废水可以作为谷朊粉厂废水的稀释水，至于粮油废水中的溶介性油可在后续生化处理装置一并去除掉。综上所述，拟采用以下工艺流程简图。污水处理工艺流程简图（未含污泥系统和加药系统）　　　　　　　　　　　　药剂　　　　药剂沉淀池I隔油池调节池Ⅰ气浮池粮油废水　q1=50m3/h　　　沼气直排水封槽　　在生产车间　　　　　　　　　　　　药剂反应池UASB混合池沉淀池A调节池Ⅱ离心机面粉深加工混合废水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　●Aq2=15m3/h加温　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　药剂中间水池H/O池沉淀池C中间水池池预曝池沉淀池B　　　A●　●B药剂过滤器中间水池SBR池清水池H池沉淀池DB●出水20 四、主要工艺设计参数（一）粮油废水预处理油脂废水调节池　　　隔油池　　沉淀池I　　　气浮池　　至面粉深加工混合废水q1＝50m3/d　　　水力停留时间（h）16　　1.5　　　2　0.75有效容积（m3）　800　75　　　　　　　CODcr去除率（%）　　　10　　6030出水CODcr（mg/l）6000　　　5400　2160　1512动植物油去除率　（%）　　　　　　　　40　　　10　　　　　95出水油（mg/l）30001800162081SS去除率（%）　　　　　　　　　　　　　　　　80　　　　　　70出水SS（mg/l）3000600　180磷酸盐去除率（%）　　80　70出水p（mg/l）70144.220 （二）面粉深加工混合废水A、厌氧处理工段　　　　　　　粮油废水　　　　　　　　　　　　　　　　　　q2＝50m3/d　　　　　药剂混合废水调节池　离心机　　沉淀池A　　混合池　　　UASB　　沉淀池B　　至予曝气池q2＝15m3/h　　　水力停留时间（h）　　高速　　　2　14.6kg/m3•d2有效容积（m3）　25CODcr去除率（%）　　　2075出水CODcr（mg/l）50000　40000103942599出水总氮（mg/l）　　　　1400　　　　　　　　　　　　　　242(氨氮)P去除率（%）　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　出水P（mg/l）　　　　400380　　　　　　9120 B、厌氧后处理工段　接厌氧工段预曝池　沉淀池CH/O池　沉淀池DH池　SBR池　过滤器　清水池　出水　q4＝65m3/h　　　水力停留时间（h）10　224　　　2　816（反应）V=6m/h1有效容积（m3）650156052065CODcr去除率（%）30　1070　　10　　207010出水CODcr（mg/l）1819　　1637491　442　35410695<100氨氮去除率（%）　　　　　　　60　　　　　　40　　80出水氨氮（mg/l）975812<15　P去除率（%）　　　　　　　60　50　　　80　　　　90出水P（mg/l）36.418.23.640.37<0.5空气需要量（m3/h）11271242　　358氧利用率（%）1515　　　　　　1520 五、主要处理构筑物及设备1、调节池I（20×5.1×8.5m）：其主要功能是调节粮油废水水质水量。废水由车间压力输送至此。池内设集油器，池顶设冷却塔，以备夏季高温时降温。水力停留时间16小时，系钢筋砼防腐构筑物。2、隔油池（8×4×2.4m）：其主要功能是分离水中浮油，池内设浮油回收机、池壁防腐、浮油回收机系不锈钢设备。3、沉淀池I（φ7×7.4m）两座：其主要功能是分离水中SS，并在投药条件下实现破乳。采用竖流式沉淀池，水力比表面负荷<0.72m3/m2·h。系钢筋砼构筑物。4、气浮器（TJQJ-50型）：其主要功能是分离破乳后的浮油，系组合式成套专用设备。5、反应器A（5×2×2.5m）：其主要功能是将离心分离后的谷朊粉厂废水在投加Ca（OH）2条件下，使PH调正至7.8～8,中和胶体物质的电荷，破坏胶体的稳定性。系钢结构专用设备。6、沉淀池A（φ5.2×6.3m）：其主要功能是实现胶体凝结体和Ca（OH）2的共沉淀，部分削减水的CODcr值，采用竖流式沉淀池，水力比表面负荷<0.72m3/m2·h。系钢筋砼构筑物。7、混合池（15×3×3.5m）：其主要功能是将稀释水（粮油废水）在此与谷朊粉厂废水混合，并调正进入UASB反应器的PH值与水温。系钢筋砼构筑物。8、UASB（45×15×8.9m）：其主要功能是在厌氧条件下降解大部分有机污染物，并实现氨化和释磷反应。容积负荷4.6kg/m3·d，设双层三相分离器。反应温度35°±2，PH6.8～7.8。压力配水，设内循环系统。沼气直排，暂不考虑回收利用。9、沉淀池B（20×4×5.3m）：其主要功能是截留UASB出水中夹带之生物污泥。采用斜板沉淀池，水力比表面负荷<1.2m3/m2·h，系钢筋砼构筑物。20 10、予曝池（35×4.6×6m）：其主要功能是作为厌氧生物反应向好氧生物反应的过渡段，并部分实现碳化和硝化反应。水力停留时间10小时。内挂SH-I型醛化维纶填料，用膜式微孔曝气器曝气。系钢筋砼构筑物。11、沉淀池C（φ7.6×7.6m）：其主要功能是在投药条件下，实现化学除磷。采用竖流式沉淀池，水力比表面负荷<0.72m3/m2·h，系钢筋砼构筑物。12、H/O池（35×9.8×6m）：其主要功能（1）实现一次反硝化脱氮；（2）实现二次硝化；（3）部分削减CODcr，内挂SH-I型醛化维纶填料，用膜式微孔曝气器曝气，水力停留时间24小时。系钢筋砼构筑物。13、沉淀池D（φ7.6×7.6m）：其主要其功能是实现二次化学除磷。采用竖流式沉淀池，水力比表面负荷<0.72m3/m2·h，系钢筋砼构筑物。14、H池（35×3.6×6m）：其主要功能是实现二次生物脱氮。内挂SH-I型维纶填料，水力停留时间8小时，系钢筋砼构筑物。15、SBR池（27.5×15×6m）：其主要功能是作除磷脱氮的三级反应器，是改进型连续进水间隙曝气的活性污泥法（CF10），池子分八格，每一格按进水3小时、曝气14小时、沉淀2小时、排水3小时及闲置2小时（其中半小时为排泥），采用电动阀门由电脑指令按顺序，八格轮回运行。排水液高度4.2m，池内污泥占池高1.4m。用膜式微孔曝气器曝气。16、过滤器（φ2.7×4.2m）两台：其主要功能作出水把关用。六、动力装置1、提升泵（100WQ65-15-5.5），九台（五用四备），N=5.5kw×52、回流泵（100WQ65-15-5.5），二台（一用一备），N=5.5kw3、反冲洗泵（150WQ200-10-15），二台（一用一备），N=15kw4、污泥泵（50WQ10-10-0.75），四台（二用二备），N=0.75kw×25、气浮器（TJQJ-50），一套，N=12.5kw6、板框压滤机（XAY80/920-V-1），三台（二用一备），N=1.5kw×220 1、螺杆泵（G42-I型），　三台（二用一备），N=2.2kw×22、搅拌器七台N=0.55kww×73、三叶鼓风机（SSR-200）,△p58.8kpa,三台（二用一备）,N=45kw×210、加药泵A二台（一用一备）N=1.1kw11、加药泵B六台（三用三备）N=0.37kw×312、冷却塔（50-NG）一台（备用）N=4kw七、污泥处置本污水站的污泥主要产生于沉淀池，其次是气浮池。由于采用石灰投药，故产泥量较大，约每天生成含水率为98%的污泥78m3，经板框压滤后，最终每天约生成含水率为78～80%的污泥7.8～8.0m3。此污泥无毒无害，可按一般废弃物处置。八．定员污水站定员按24小时三班四运行制配备。检修工不单设，由全厂统一调配。人员配备表工种人数备注站长1大专以上文化分析员1操作工8合计10九、主要技术经济指标1、处理能力：65m3/h（1560m3/d）2、截污量：25044kgCODcr/d3、建筑面积：298m24、占地面积：5090m220 5、总有效装机容量：169.46KW6、单位电耗：1.96kw·h/m3水7、基本建设总投资:1096.68万元8、运行费：4.992元/m39、折旧费（按15年计）：1.284元/m3运行费组成一览表项目计算标准单位处理水费用，元/m3备注电费0.5元/kw.h0.98Ca（OH）2460元/吨3.45精石灰PAC2300元/吨0.17PAM13000元/吨0.195人工费800元/人·月0.171维修费2%0.026合计4.992十、几点说明　　1、本方案中土建投资估算，未包括特殊地基处理费用。2、考虑到油脂废水原水水温较高，且占总处理水量的77%，估计与面粉深加工废水混合后，水温基本上能满足UASB反应的要求，但设计仍考虑引一根蒸汽管至混合池作备用措施。20 十一、基本建设投资估算（65m3/h方案）序号项目单位数量价格备注单价（元）总价（万元）(一)土建工程⒈建筑物M229865019.37⒉构筑物⑴调节池M386733.20防腐⑵沉淀池IM32858.55⑶混合池M31584.74⑷沉淀池AM31344.02⑸UASBM36008178.00防腐⑹沉淀池BM342412.72⑺予曝池M397229.16⑻中间水池A、BM31193.57⑼沉淀池CM334510.35⑽H/O池M3205261.56⑾沉淀池DM334510.35⑿H池M388226.46⒀SBRM3252073.00⒁污泥池M31795.37⒂中间水池CM3953.04⒃清水池M3812.59小计466.683.设备基础3.504.道路地坪4.005.土建工程合计493.5520 （二）安装工程1.设备类序号项目单位数量价格备注单价（元）总价（万元）⑴提升泵台9108009.72带耦合装置、液位控制器、室外控制⑵回流泵台2108002.16同上⑶反冲洗泵台2200604.01同上⑷污泥泵台441811.67⑸反应器A台1320003.20⑹反应器B台36400019.20⑺隔油池台111380011.38⑻集油器台258001.16⑼气浮器套125000025.00⑽过滤器台2420008.40⑾板框压滤机台35150015.45⑿螺杆泵台364001.92⒀搅拌器A台550002.50⒁搅拌器B台2150003.00⒂三叶风机台36800020.40⒃加药泵A台242000.84⒄加药泵B台638002.28⒅冷却塔台1480004.80⒆加药槽个558002.90⒇UASB三相分离器72.23布水系统13.50排气系统11.89排泥系统8.78辅助系统10.6020 小计256.992.器材类序号项目单位数量价格备注单价（元）总价（万元）⑴醛化维纶填料M3311011034.21⑵填料框架吨42480020.16⑶膜式微孔曝气器套202011022.22⑷斜板填料M31187008.26⑸钢梯、平台、走道8.30⑹中心导流器个765004.55⑺PH计个251001.02⑻转子流量计1个135000.35⑼转子流量计2个425001.00⑽转子流量计3个35000.15⑾油漆5.20小计105.423.管道阀门类63.52含SBR用32套电动阀门4.电气仪表35.405.1-4合计461.336.安装费%1046.137.运杂费%313.848.安装工程合计521.30（三）（一）+（二）1014.85（四）其它费用1．设计费%330.452．调试费%1.515.223．税金%3.4136.164.小计81.83（五）工程总投资1096.6820 注：该基本建设投资估算不包括特殊地基处理费用。20'