某食品加工企业污水处理站设计 30页

某食品有限公司800m3/d废水处理站工程初步设计方案设计某水务有限公司二○一一年八月\n目录1．项目概况11．1设计原则11．2设计规范21．3处理规模21．4设计范围22．水质分析43．处理工艺分析63．1主要流程分析确定63．2工艺流程图113．3工艺说明123．3工艺流程对污染物去除率134．工程设计-14-4．1主要构筑物及设备-14-4．2主要工程量-19-5工程投资概算及运行成本分析-23-6.1编制依据-23-6.2工程内容-23-6.3工程投资概算表-23-6．附图37\n项目概况1．1设计原则（1）严格按照国家标准，对污水处理站提出合理的、先进的技术方案，以达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中三级标准。（2）在污水处理站高程设计及平面布置中，避免重复工程和废弃工程。平面布置上按功能分区，保证厂区内环境质量。（3）根据污水处理站进出水水质要求，选用先进有效的污水处理工艺。对水质适应性强，出水达标率高，并结合污水站的设计特点，提高自动化管理水平，使管理方便，运行稳定,耗电小、运行费用低，投资省，占地少。（4）污泥处理方案，采用经实践证明而行之有效的处理方法，污泥处置充分考虑城市的总体功能，采取社会化处置方法，综合利用，发挥综合能力。（5）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力；（6）污水处理站内设置必要监控仪表，使污水、污泥处理过程能在受控条件下进行，选用的监控仪表能稳定运行，维修方便。（7）污水处理站内排水专用机械设备，应选用质量好、价格低、效率高的通用设备，并在国内外都有实绩的产品，保证设备运行的可靠性。\n（8）以人为本，充分考虑便于污水站运行管理的措施，重视环境，控制噪声，防治臭气，创造文明生产,提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。1．2设计规范（1）《污水综合排放标准》(GB8978-1996)；（2）《室外排水设计规范》(GB50014-2006)；（3）《水污染防治设备安全技术规范》(JB8939-1999)；（4）《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)；（5）《工业企业卫生设计标准》(GBZ1-2002)；（6）《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)；（7）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；（8）《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138:2002)；（9）《低压配电设计规范》（GB50054-95）；（10）其他相关法律、法规、规范、标准和要求。1．3处理规模污水处理设施设计规模：800m3/d，平均流量33.3m3/h，设计流量35m3/h。1．4设计范围本次设计范围为某食品有限公司食品废水处理站工程方案设计，包括总平面、工艺、土建、设备、电气自控等专业设计。\n废水处理工程总水源、总排水点由建设方提供至污水处理站区1m处，总电源由建设方提供至污水处理站配电柜。废水处理站进水管底标高暂按-1.5米考虑。\n2．水质分析某食品有限公司（以下简称“公司”）是由香港某（国际）食品有限公司于1998年在某地投资创建的一家专业从事休闲食品科研、生产、加工、销售的综合型企业，位于某国家生物产业基地，共占地100余亩，建筑面积约30000㎡,总资产近2亿元。其中主厂区占地80余亩，主要为蜜饯果脯车间和豆干车间，蜜饯果脯工艺有盐渍、漂洗、蒸煮、制酱、成型、烘干、晒坯、糖制、调味、脱盐、脱水等，豆干工艺有清洗、浸泡、碾磨、去水、切坯、消毒、卤制、过油、调味等。 废水来源为原料处理设备、杀菌、各种容器、设备清洗水等，污水特点为动植物油含量高，CODcr、BOD5浓度高；同时，盐度高，对生物活性有抑制作用，需要特殊菌种或菌种驯化，必要时需对原水稀释。主要污染因子为CODcr、BOD5、SS、色度、动植物油、盐度等。厂区位于某国家生物产业基地，生产生活污水分开，生产污水出厂执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准，排入园区污水管网后集中处理，生活污水直接入园区污水管网。根据业主要求，确定本污水处理站设计进水水质见表2-1表2-1设计进水水质(mg/L)CODcrBOD5SSpHNH3-NTP动植物油≤6000≤2480≤99573.7≤22≤33≤467\n厂区不定期会外派一股高含盐量污水，含盐量可高达10000mg/L，这股水拟单独收集，经稀释后进入系统与其他生产废水混合处理。主要出水水质见表2-2表2-2设计出水水质(mg/L)CODcrBOD5SSpH动植物油≤500≤300≤4006~9≤100备注：出水水质监测以当地环保局执行标准为依据。\n3．处理工艺分析3．1主要流程分析确定食品工业原料广泛，制品种类繁多，排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等；(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等；(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等：(4)原料夹带的泥砂及其它有机物等；(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高，易腐败，一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化，以致引起水生动物和鱼类死亡，促使水底沉积的有机物产生臭味，恶化水质，污染环境。食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外，一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高，可采用两级曝气池或两级生物滤池，或多级生物转盘．或联合使用两种生物处理装置，也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统。食品废水的水量水质特性主要体现在4个方面：（1）废水量大小不一，食品工业从家庭工业的小规模到各种大型工厂，产品品种繁多，其原料、工艺、规模等差别很大，废水量从数m3/d到数千m3/d不等。（2）生产随季节变化，废水水质水量也随季节变化。（3）废水中含各种微生物，废水易腐败发臭。\n（4）废水浓度高，高含盐量。某废水处理站工程污水主要为蜜饯果脯车间及豆干车间出水，特点为动植物油含量高，CODcr、BOD5浓度高；同时，盐度高，对生物活性有抑制作用，需要特殊菌种或菌种驯化，必要时需对原水稀释。主要污染因子为CODcr、BOD5、SS、色度、动植物油、盐度等。常用的食品污水处理方法有：A．物理处理法物理处理法是指应用物理作用改变废水成分的处理方法。用于食品工业废水处理的物理处理法有筛滤、撇除、调节、沉淀、气浮、离心分离、过滤、微滤等。前五种工艺多用于预处理或一级处理，后三种主要用于深度处理。废水中的油脂根据其物理状态可分为游离漂浮状和乳化状两大类。通常隔油池除去漂浮状油脂。隔油池对漂浮状油脂的去处率可达90%以上。如果处理流程中设有调节池或沉淀池，则隔油池可与调节池或初沉池合用统一构筑物，可节省投资和占地。对小型处理系统，可设油水分离器撇油。气浮主要用于除去食品工业废水中的乳化油、表面活性剂和其它悬浮固体。有真空式气浮、加压溶气气浮和散气管（板）式气浮。当废水进入容器气浮池之前，往水中投加化学混凝剂或助凝剂，可提高乳化油脂和胶体悬浮颗粒的去除率。据资料介绍，气浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5\n和SS。气浮池HRT一般30min。B．化学处理法化学处理法是指应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。用于食品工业废水的化学处理法有中和、混凝、电解、氧化还原、离子交换、膜分离法等。C．生物处理法生物处理法是有机废水处理系统中最重要的过程之一。在食品工业的废水处理中，生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。食品废水是有机废水，生物法是主要的二级处理工艺，目的在于降解CODcr、BOD5。（1）水解酸化工艺\n是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入-OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。（2）生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池\n之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。（3）上流式污泥反应床(UASB)由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。\n（4）好氧池采用常规的活性污泥法处理工艺。针对此类废水的处理要求，活性污泥法具有投资省，控制简单，运行效果达到实际要求的特点。某废水处理站工程各处理环节采用的主要工艺流程有：预处理工艺：格栅+隔油调节+气浮废水生物处理工艺：水解酸化+UASB+好氧池3．2工艺流程图图一工艺流程图\n3．3工艺说明根据废水的排放特点、水质特点及排放要求，确定工艺路线为气浮反应池+水解酸化池+UASB反应器+好氧池+污泥处置。首先是预处理，经过格栅后的污水除去较大的悬浮物后进入隔油调节池，调节水质水量、进行pH中和后进入全自动气浮设备，向全自动气浮设备内投加PAC、PAM进行絮凝反应，除去部分悬浮颗粒后污水进入水解酸化池。水解酸化是大分子有机物降解的必经过程，提高废水可生化性。车间不定期排放的高盐废水单独收集进入高盐废水集水池，利用系统出水稀释，稀释后与其他废水均匀混合进入处理系统。经过水解酸化后的污水进入UASB反应器，UASB反应器处理过程能耗低；有机容积负荷高，剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；经过UASB反应器降解后的污水进入好氧池，在好氧条件下在微生物新陈代谢的作用将污水中的有机物分解成二氧化碳和水，从而降解有机污染物，并进行自身增殖，维持系统中高浓度的生物群体。进一步降解有机物。沉淀池排放的污泥进入污泥浓缩池、经过浓缩后的污泥经过压滤机压滤后外运处理。\n3．3工艺流程对污染物去除率表3-1各主要处理单元设计去除效率表单位（mg/l）污染物指标处理单元CODcrBOD5SS动植物油pH浓度去除率浓度去除率浓度去除率浓度去除率范围隔油调节池进水6000/2000/99505%80050%3.5出水6000200094504003.5气浮反应池进水600025%200020%945085%40085%6~9出水450016001418606~9水解酸化池进水450035%160025%141840%60/6~9出水29251200850606~9UASB反应器进水292565%120060%85030%60/6~9出水1025480595606~9好氧池进水102570%48050%59543%60/6~9出水31024034060总去除率94.8%88%96.4%92.5%排放标准5003004001006~9\n4．工程设计4．1主要构筑物及设备（1）格栅井数量：1座几何尺寸：0.7×2.5×2.0（m）结构：钢砼设备配置：（a）格栅数量：1套栅间距：3mm（2）隔油池数量：1座停留时间：2.0h流速：2mm/s几何尺寸：3.5×5.0×5.0（m）有效容积：81m3结构：钢砼（3）调节池数量：1座停留时间：4h几何尺寸：7.5×5.0×5.0（m）\n有效容积：150m3结构：钢砼备注：与格栅井、隔油池合建设备配置：（a）提升泵数量：2台，一用一备流量：35m3/h扬程：10m功率：2.2kW（b）药剂投加系统NaOH投加系统1套功率：N=1.1kw材质：PE数量：1套（3）高盐废水集水池数量：1座几何尺寸：2.5×5.0×5.0（m）结构：钢砼备注：与调节池、隔油池合建设备配置：（4）全自动气浮装置数量：1套处理量：Q=35m3/h\n结构：碳钢防腐设备配置：（a）药剂投加系统PAC、PAM投加系统各1套功率：N=1.5kw材质：PE数量：2套（5）水解酸化池数量：1座平面尺寸：7.5×5.0×5.0（m）有效水深：4.5m结构：钢砼设备配置：（a）组合填料数量:120m3规格:φ150mm材质:全塑性夹片维纶醛化丝（b）提升泵数量：2台，一用一备流量：35m3/h扬程：15m功率：3.7kw材质：铸铁\n（c）潜水搅拌器数量：2台功率：1.5kw材质:叶轮聚氨酯（6）UASB反应器数量：1座平面尺寸：18.0×4.5×8.0（m）有效水深：7.2m结构：钢砼容积负荷：5.0kgCOD/m3.d停留时间：16.5h设备配置：（a）布水装置数量：1套（b）三相分离器数量：1套（7）好氧池几何尺寸：24.0×4.5×5.0（m）结构：钢砼有效水深：4.5m容积负荷：2kgCOD/m3.d停留时间：13.8h设备配置：\n（a）鼓风机Q=13.5m3/min，N=18.5Kw，H=5m数量：2台（8）二次沉淀池平面尺寸：10.0×4.5×4.7（m）有效水深：4.3m结构：钢砼表面负荷：1.0m3/m2.h设备配置：（a）斜管填料数量:36m3规格:φ80mm材质:PVC（b）剩余、回流污泥泵数量：2台，一用一备流量：15m3/h扬程：10m功率：1.5kW（9）污泥浓缩池数量：1座平面尺寸：3.0×3.0×4.5（m）结构：钢砼设备配置：\n（a）螺杆泵数量：1台型号：I-IB2.5流量：Q=6.5m3/h扬程：H=60m功率：3Kw（b）厢式压滤机数量：1台型号：XM30/800K功率：2.2Kw（c）PAM投加系统1套功率：N=1.1kw材质：PE4．2主要工程量4．2．1主要建构筑物主要建构筑物见表4-1。表4-1主要建构筑物一览表序号名称尺寸（m）单位数量备注1格栅井0.7×2.5×2.0（m）座1钢砼、地下式2隔油池3.5×5.0×5.0（m）座1钢砼、地下式3调节池7.5×5.0×5.0（m）座1钢砼、地下式4高盐废水集水池2.5×5.0×5.0（m）座1钢砼、地下式5水解酸化池7.5×5.0×5.0（m）座1钢砼、地上式6UASB反应器18.0×4.5×8.0（m）座1钢砼、地上式\n9好氧池24.0×4.5×5.0（m）座1钢砼、地上式10二沉池10.0×4.5×4.7（m）座1钢砼、地上式11污泥浓缩池3.0×3.0×4.5（m）座1钢砼、半地上式12加药间、脱水间8.0×4.0×3.5（m）间1砖混13鼓风机房3.0×4.0×3.5（m）间1砖混14配电间4.0×3.0×3.5（m）间1砖混15值班室3.0×4.0×3.5（m）间1砖混4．2．2主要设备及材料主要设备材料一览表见表4-2。表4-2主要设备材料一览表序号名称规格型号单位数量备注1细格栅栅距3mm台12提升泵Q=35m3/h，H=10m，N=2.2Kw台21用1备3NaOH投加系统N=1.5kw套1含药剂桶、搅拌机、加药泵、流量计等5全自动气浮设备处理量Q=35m3/h套1碳钢防腐6PAC投加系统N=1.1kw套1含药剂桶、搅拌机、加药泵、流量计等7PAM投加系统N=1.1kw套1含药剂桶、搅拌机、加药泵、流量计等8组合填料φ150mmm3144全塑性夹片维纶醛化丝9提升泵Q=35m3/h，H=15m，N=3.7Kw台2一用一备10潜水搅拌机N=1.5kw套2叶轮聚氨酯11布水装置套2布水装置12三相分离器套2三相分离器13鼓风机Q=13.5m3/min，H=5m，N=18.5Kw台214斜管填料φ80mmm336PVC\n15剩余、回流污泥泵Q=15m3/h，H=10m，N=1.5Kw台4一用一备（两处）16螺杆泵Q=6.5m3/h，H=60m，N=3.0Kw台217PAM投加系统N=1.1kw套1含药剂桶、搅拌机、加药泵、流量计等，18厢式压滤机XM30/800K,N=2.2Kw台119液位控制系统0-10m套120电磁流量计DN100套121溶解氧测定仪O-10mg套122在线pH计0-14套223电气、自控设备材料（电缆、电控柜）套1电气、自控设备材料（电缆、电控柜）24管道阀门批1\n5．运行费用估算按废水处理站设计处理能力Q=800m3/d计，每天3班制运行。（1）电费本污水处理工程总装机容量为75.95千瓦，运行容量为50.7千瓦，计算负荷P=38.02千瓦。则日耗电量约为912.6千瓦时，按0.7元/千瓦时计，则电费为0.79元/米3。（2）人工费按人均工资及福利按1000元/月计，定员3人（每班1人），每班8小时的工作制度。则人工费为0.13元/米3。（3）药剂费用药剂费为0.4元/米3。（4）运行费用（1）+（2）+（3）=1.33元/米3（5）冬季增加的蒸汽参数：蒸汽压力：0.35MPa，温度110℃，蒸汽管径DN32\n6工程投资概算及运行成本分析6.1编制依据(1)本公司各专业提供的有关资料；(2)现行建筑工程和安装工程预算定额、材料预算价格及有关资料；(3)类似工程的概预算及技术经济指标；(4)现行有关其它费用定额、指标及价格。6.2工程内容某食品有限公司废水处理工程构（建）筑物主要包括调节池、水解酸化池、UASB、好氧池、污泥浓缩池、设备间等。6.3工程投资概算表本废水处理工程投资估算，见表6-1、6-2、6-3：表9-1土建工程概算表序号名称规格(m)结构单位数量概算(万元)备注1格栅井0.7×2.0×2.5（m）钢砼座124.00合建2隔油池3.5×5.0×5.0（m）钢砼座13调节池7.5×5.0×5.0（m）钢砼座14高盐废水调节池3.5×5.0×5.0（m）钢砼座15水解酸化池7.5×5.0×5.0（m）钢砼座115.006UASB反应器18.0×4.5×8.0（m）钢砼座126.887好氧池24.0×4.5×5.0（m）钢砼座132.40\n1二沉池10.0×4.5×4.7（m）钢砼座12污泥浓缩池3.0×3.0×4.5（m）钢砼座13.243加药间、脱水间8.0×4.0×3.5（m）砖混座13.604鼓风机房3.0×4.0×3.5（m）砖混座11.805配电间3.0×4.0×3.5（m）砖混座11.806值班室3.0×4.0×3.5（m）砖混座11.807合计110.52\n表9-2设备（材料）概算表序号名称简要规格单位数量概算(万元)参考厂家备注1.格栅栅距3mm台14.50加清制造或同等品2.提升泵Q=35m3/h，H=10m，N=2.2Kw台20.72凯泉或同等品1用1备3.NaOH投加系统N=1.5kw套11.20凯泉或同等品4.潜水搅拌机N=1.5kw套35.04南京南蓝或同等品5.全自动气浮设备Q=35m3/h套111.60加清制造或同等品6.PAC投加系统N=1.1kw套11.50加清制造或同等品1用1备7.PAM投加系统N=1.1kw套11.50加清制造或同等品8.提升泵Q=35m3/h，H=15m，N=3.7Kw台20.96凯泉或同等品1用1备9.潜水推流器N=1.5kw套23.36南京南蓝或同等品10.布水装置套11.20加清制造或同等品11.三相分离器套110.00加清制造或同等品12.鼓风机Q=13.5m3/h，H=5m，N=18.5Kw台26.00台湾龙铁或同等品13.斜管填料φ80mmm3363.60宜兴环球或同等品14.剩余、回流污泥泵Q=10m3/h，H=10m，N=1.5Kw台20.90凯泉或同等品2用2备15.螺杆泵Q=6.5m3/h，H=60m，N=3.0Kw台21.50凯泉或同等品\n1.PAM投加系统N=1.1kw套11.50加清制造或同等品2.厢式压滤机XM30/800K,N=2.2Kw台14.50苏提或同等品3.液位控制系统0-10m套20.10禹志或同等品4.电磁流量计DN100套11.10银环或同等品5.溶解氧测定仪O-10mg套12.50禹志或同等品6.在线pH计0-14套21.00禹志或同等品7.电气、自控设备材料（电缆、电控柜）套18.00国内名优1用1备8.管道阀门批17.00国内名优合计77.53\n表6-3投资概算总表序号项目取费标准概算(万元)备注1.设备、材料部分77.532.土建110.523.设计费(1+2)*5%--设计费10.0万4.工艺调试费、菌种费4.505.设备安装费用(1)*12%(含人工、安装辅料、机械和工具等)9.506.税金（1+2+3+4+5）×6%12.72含管理费小计214.57注：项目总造价.00元（贰佰壹拾肆万伍仟柒佰圆整）；1.业主负责将生产废水引至格栅渠，出水我方负责至沉淀池外1m；2.业主负责将380V低压电接至鼓风机房配电间的低压进线柜内；3.业主负责将自来水接至污泥脱水间、加药间，自来水管需用DN50管；4.本报价不包括高压配电系统及地基开挖、回填等基地处理费；5.本报价有效期为三个月；\n6．附图附图一：工艺流程图附图二：总平面布置图