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文檔簡介
1、 某食品有限公司 工藝設計方案 姓名:楊宇 學號:1101410125 目錄第一章 設計依據和指導思想81.1設計依據81.2技術規范81.3主要設計原則101.4設計范圍及深度101.4.1設計范圍101.4.2設計文件內容101.4.3設計深度10第二章 處理規模及水質122.1處理規模122.1.1蔬菜加工清潔生產改造工程122.1.2廢水處理站處理水量- 15 -2.2處理目標- 15 -2.2.1清潔生產改造工程目標- 15 -2.2.2進出水水質及處理目標- 15 -第三章 廢水處理工藝設計- 18 -3.1處理規模及目標- 18 -3.1.1廢水處理規模- 18 -3.1.2廢水
2、污泥處理目標- 18 -3.2進水水質特點分析- 18 -3.3廢水處理工藝選擇- 19 -3.3.1處理技術分析- 19 -3.3.2鹽漬菜、泡菜廢水預處理工藝分析- 19 -3.3.3預處理工藝分析- 19 -3.3.4生化處理工藝分析- 20 -3.3.4.1厭氧處理工藝的選擇- 20 -3.3.4.2好氧處理工藝的簡介- 20 -3.3.4.3好氧處理工藝的選擇- 21 -3.3.6后續強化處理工藝選擇- 22 -3.3.7處理工藝流程的確定- 22 -3.4污泥處理工藝選擇- 22 -3.4.1污泥種類- 22 -3.4.2污泥產量的計算- 22 -3.4.3污泥處理工藝確定- 23
3、 -3.5高效微生物(EMO)介紹- 23 -3.6處理工藝流程圖- 24 -3.7處理工藝流程說明- 25 -3.8處理系統去除效率分析- 26 -3.9工藝特點分析- 27 -3.10主體構筑物工藝設計- 27 -第四章 主要建構筑物一覽表- 43 -第五章 設備及管道輔材選型- 44 -5.1設備及材料選型原則- 44 -5.2設備選型標準及規范- 44 -5.3主要設備一覽表- 45 -5.4管道材質及防腐選擇- 49 -5.5其他輔材選擇- 50 -第六章 工程投資概算及運行成本分析6.1 編制依據- 51 -6.2 工程內容- 51 -6.3 工程投資概算表- 51 -第一章 設計
4、依據和指導思想1.1設計依據(1)重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目總承包招標文件;(2)重慶市XX綠色食品開發有限公司工業生產廢水治理項目可行性研究報告;(3)業主及招標機構提供的相關圖紙資料及現場實際地形地貌及地質條件;(4)我司治理同類廢水的工程經驗及相關工藝設計資料。 1.2技術規范(1)中華人民共和國清潔生產促進法; (2)國務院令第253號建設項目環境保護管理條例;(3)國家環保總局關于推行清潔生產的若干意見;(4)國辦發(1996)31號國務院關于環境保護若干問題的決定; (5)中華人民共和國節約能源法(1998年1月1日施行);(6)評價企業合理用電技
5、術導則(GB/T 3485-1998);(7)國家計委、國務院經貿辦公室、建設部文件資源(1992)1959號關于建設和技術改造項目可行性研究增列“節能篇章”的暫行規定;(8)國務院辦公廳下發的30號文件關于開展資源節約活動的通知(2004);(9)國家經貿委資源(2000)1015號關于加強工業企業節水工作的意見;(10)國家環保總局長江三峽庫區及上游水污染防治規劃;(11)重慶市長江三峽庫區流域水污染防治條例;(12)中華人民共和國環境保護法;(13)中華人民共和國水污染防治法;(14)污水綜合排放標準GB89781996;(15)給水排水工程結構設計規范GBJ69-84;(16)污水泵站
6、設計規程DBJ11-99;(17)建筑結構荷載規范GBJ9-87;(18)混凝土結構設計規范 GBJ10-89;(19)建筑地基基礎設計規范GBJ-89;(20)建筑抗震設計規范GBJ11-89;(21)建筑結構設計統一標準GBJ68-84;(22)建筑設計防火規范GBJ16-87;(23)室外排水設計規范(GB50014-2006);(24)建筑給水排水設計規范(GB50015-2003);(25)重金屬污水化學法處理設計規范(CECS92:97);(26)建筑結構設計標準(BGJ989);(27)城市污水處理站污泥排放標準(CJ3025-93);(28)城市區域環境噪聲標準(GB3096-
7、93);(29)工業企業廠界噪聲標準(GB12348-90);(30)建筑結構荷載規范(GB50009-2001);(31)混凝土結構設計規范(GB50010-2002);(32)建筑結構設計統一標準(GBJ68-84);(33)建筑設計防火規范(GBJ16-87)(修改版);(34)地下工程防水技術規范(GB50007-2002);(35)混凝土外加劑應用技術規范(GB50119-2003);(36)建筑地基基礎設計規范(GB50007-2002);(37)建筑地基處理技術規范(JGJ79-2002);(38)工業建筑防腐蝕設計規范(GB50046-95);(39)建筑物防雷設計規范(GB5
8、0057-97)(2000年版);(40)建筑抗震設計規范(GB50001-2001);(41)低壓配電設計規范(GB50054-95);(42)通用用電設備配電設計規范(GB50055-93);(43)供配電系統設計規范(GB50052-95);(44)電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范(GB50062-92);(45)民用建筑照明設計標準(GJ133-90);(46)民用建筑節能設計標準(JGJ26-95);(47)工業企業照明設計標準(GB50034-92);(48)工業與民用電力裝置的接地設計規范(GBJ65-83);(49)砌體結構設計規范(GB5003-2001);(50)建筑內
9、部裝修設計防火規范(GB50222-95);(51)工業企業設計衛生標準(GBZ1-2002);(52)工業自動化儀表工程施工及檢驗規范(GBJ93086);(53)采暖通風和空調設計規范(GBJ19-87);(54)城市污水再生利用 城市雜用水水質(GB/T18920-2002)。1.3主要設計原則1、結合國內外同行業先進的清潔生產和先進的廢水處理工藝,選擇最佳可行的綜合治理技術,治理技術先進、運行連續、穩定可靠,處理系統應有較大的適應性,不需采取非常規的應急措施;既考慮技術先進性和經濟上的合理性,也考慮本行業的可行性,使清潔生產副產品質量合格,廢水達標排放;2、采用質量優良的設備,使廢水治
10、理設施能夠長期穩定運行;3、建(構)筑物布置與站區建筑物協調一致,總體布局合理美觀;4 、處理工藝的操作管理方便,長期運行穩定、可靠,切合實際,安全實用,并具有較好的生產環境和勞動條件;5、 綜合考慮工程投資和運行費用,在保證廢水處理站達標排放的前提下,力求廢水處理設施投資省、占地少、能耗低、節省工程投資和運行費用;6、降低噪聲、消除異味,改善污水處理站及周圍環境;7、嚴格執行國家有關設計規范、標準,重視消防、安全工作。1.4設計范圍及深度1.4.1設計范圍本設計的內容包括:(1)清潔生產工藝改造:通過改進生產工藝、部分設備技改更新,部分廢水處理后回用,減少終端污染物的排放,剩余廢水排入終端廢
11、水處理站繼續處理。(2)處理量900噸/d的生產廢水處理站一個。1.4.2設計文件內容涉及范圍包括以上兩部分的以下范圍:(1)系統工藝設計;(2)平面布置及構筑物設計;(3)電氣及自控設計;(4)系統非標件設計;(5)工藝設備選型;(6)工程經濟分析及投資概算;(7)土建及安裝施工組織設計;(8)操作人員培訓、試運行調試方案編制。1.4.3設計深度按照招標文件要求,本工程的設計需要達到以下要求:(1)工藝設計達到初步設計深度;(2)電氣設計達到初步設計深度;(3)自控設計達到初步設計深度;(4)土建設計達到初步設計深度。第二章 處理規模及水質2.1處理規模2.1.1蔬菜加工清潔生產改造工程2.
12、1.1.1原生產用水產污情況1)清洗鮮菜廢水產生量年產2.5萬噸蔬菜、野菜產品所需鮮菜按1:3計算,需要7.5萬噸鮮菜,每噸鮮菜用4噸水清洗,每年的用水量為:7.5萬噸×430萬噸按每年加工300個工作日每天用水量為:30萬噸÷3001000噸2)鹽漬菜廢水產生量按加工保存用鹽漬菜時每噸排水1.5噸計算,排水量為:25000噸/年×1.537500噸/年按每年加工300個工作日每天用水量為:37500噸÷300125噸/日3)泡菜廢水產生量年產5000噸泡菜,每噸泡菜排水1.5噸水,年排水量為:5000噸×1.57500噸水按每年加工300個工
13、作日每天排水量為:7500噸÷30025噸4)清洗設備廢水產生量每天5噸5)巴氐滅菌用水每天25噸6)生活排水按每人0.3噸,按600人計算,每天用水量為:600人×0.3180噸7)衛生用水每天10噸則每天產生廢水:1000+125+25+5+25+180+10=1370噸。重慶市XX綠色食品開發有限公司在準備擴大產品生產的同時,加大清潔生產和環保建設投入,力爭實現環保效益、社會效益和企業經濟效益的全面實現。按2.5萬噸原生產方案,在加工過程中,每天產生清洗鮮菜廢水1000噸,生產鹽漬菜廢水125噸,生產泡菜廢水25噸,清洗設備廢水5噸,巴氐滅菌廢水25噸,生活廢水180
14、噸,衛生用水每天10噸,共計每天產生廢水1370噸。一部分廢水污染程度較低,而另一部分廢水中含鹽量很高,可以濃縮回收加以利用。但目前這些廢水均不經任何處理就直接排放,不僅對庫區和長江的水體環境造成了極大污染,而且造成資源的很大浪費。新鮮水1370t/d外排水 1370t/d252525 25 5512510001000m3 125 清洗蔬菜用水鹽漬菜用水泡菜用水清洗設備用水巴氏滅菌用水180 180生活用水10 10衛生用水原用水平衡圖:圖5-1 清潔生產改造前原用水平衡圖2.1.1.2清潔生產改造工程內容本項目通過改進生產工藝、部分設備技改更新和自動化等清潔生產改造措施,合理利用、節約自然資
15、源,減少廢物和污染物的排放。清潔生產改造工程主要內容有以下幾部分:1、洗菜工序:通過添置自動洗菜機二臺、切菜機三臺, 提高生產自動化,減少操作工人人數,同時減少了公司的污水排放量。2、通過將部分鮮菜脫水干燥保存,減少保存用鹽漬菜產量。年加工脫水干菜600噸,按豇豆、四季豆、蘿卜平均的鮮菜/干菜比為24:1計算,則需鮮菜14400噸/年,同時減少鹽漬菜產量14400/3=4800噸/年,鹽漬菜總產量由原來的25000噸/年減少到20200噸/年,并減少了食鹽及水的用量。3、建設冷凍庫房,冷凍保存鮮菜,減少鹽漬量。建5000m3冷庫,按每年周轉4次,可冷藏2萬噸鮮菜,同時減少鹽漬菜產量20000/
16、3=6700噸/年,鹽漬菜產量再由20200噸/年減少到13500噸/年,并減少了食鹽及水的用量。4、調整產品結構,壓縮鹽漬菜生產量,增加脫水菜生產量。(1)將鹽漬菜、泡菜年產量由原計劃25000噸調整為20000噸,其中鹽漬菜年產量由20000噸調整為15000噸。(2)改變種植菜品,減少大頭菜和蘿卜種植量,增加榨菜和貢菜種植。5、改進加工工序,減少廢水廢物排放。有部分菜品采用干菜復水加工工藝,大幅度降低了用水量和廢水的產生。(1)改進加工工藝,改高鹽漬為低鹽漬。大頭菜和榨菜由鹽度10調整到8,后期不經過脫鹽而直接加工,降低了廢水的產生。(2)改變加工摸式,部分菜品由企業集中初加工,改為分散
17、到農戶加工,公司收購半成品。如貢菜,由農戶加工成菜干交售給公司,公司再加工成產品,幾乎無廢水產生。整個廠區新鮮用水量為1370t/d,通過以上改進措施后,排入污水處理站的廢水量將會減少502t/d,節水減排率達到36.6%,達到清潔生產改造的目標。 洗菜 用水鹽漬菜用水泡菜 用水清洗設備用水巴氐滅菌用水生話用水衛生用水清潔水儲水池供水處理設備水處理沉淀池過濾處理滅菌處理處粗濾處理精濾處理滅菌處理粗濾處理精濾處理滅菌處理沉 淀 過 濾 處 理 SBR系統 處理濃縮泡菜汁食 鹽水源消防用水1、洗菜用水:清洗蔬菜每天用水1000噸。經處理后回收再利用300噸,其余700噸廢水進入系統處理。2、鹽漬菜
18、用水:平均每天125噸,減量生產后為75噸,經處理80回收利用,2015噸廢鹽水進入系統處理。3、泡菜用水:加工泡菜平均每天25噸酸水經處理后80回收利用,205噸廢鹽水進入系統處理。其他用水:4、 巴氏滅菌用水每天25噸。5、 清洗設備和埸地用水每天5噸。6、 減員40%,生活用水每天108噸7、衛生用水10噸第三次清洗用水圖4廢水處理系統5-3 重慶市XX綠色食品開發有限公司清潔生產節水示意圖2.1.2廢水處理站處理水量2.1.2.1生產用水量及清潔生產節水量按2.5萬噸原生產方案,在加工過程中,每天產生清洗鮮菜廢水1000噸,生產鹽漬菜廢水125噸,生產泡菜廢水25噸,清洗設備廢水5噸,
19、巴氐滅菌廢水25噸,生活廢水180噸,衛生用水每天10噸,共計每天產生廢水1370噸。經過清潔生產改造工程實施后,生產工藝進行了調整,部分設備進行技改更新,自動化程度得到提高,將一部分含鹽量很高的廢水進行濃縮回收加以利用,可以減少生產廢水約502噸/天。最終進入廢水處理站的廢水量為868噸/天。2.1.2.2廢水處理站處理水量按照重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目總承包招標文件的要求,結合重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目可研報告提供的資料,確定重慶市XX綠色食品開發有限公司在蔬菜加工生產過程中,每天將產生廢水量1420噸。通過清潔生產改造工
20、程的實施,改進蔬菜加工工序以及采取節水措施,最后進入廢水處理站的廢水量為868噸/天,考慮到裕量,擬建廢水處理站的處理能力確定為900噸/天。2.2處理目標2.2.1清潔生產改造工程目標根據以上生產用水量統計分析,結合本公司生產現狀及設備運行狀況,通過考察和借鑒其他同類公司先進的生產設備、自動化控制和管理理念,對本公司的進行清潔生產改造。通過改進生產工藝、更新部分設備和提高自動化程度等清潔生產改造措施,做到合理利用,節約自然資源,減少廢物和污染物的排放。清潔生產改造的目標主要為通過以上措施后,將生產過程中排放的廢水量由1370噸/天減少至868噸/天,同時提高生產效率,改善工作環境,達到行業清
21、潔生產要求。2.2.2進出水水質及處理目標2.2.2.1廢水進水水質從重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目可研報告中確定,根據重慶市奉節縣環境監測站對重慶市XX綠色食品開發有限公司車間排放的廢水水質監測結果見下表。 廢水監測結果一覽表 pHSS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)糞大腸桿菌(個/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計) (mg/L)4.545001500800>2.4×1067010根據重慶市奉節縣環境監測站的測定結果(綜合廢水)及清潔生產改造情況,確定本廢水處理站的進水水質為下表:廢水進水水質表pHSS(mg/l)C
22、ODcr(mg/l)BOD5(mg/l)糞大腸桿菌(個/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計)(mg/L)鹽(以Cl-計)(mg/L)4.5<4500<1500<800>2.4×106<70<10<20005.2.2.2設計出水水質由重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目總承包招標文件可知,本廢水處理站經處理后需要達到國家標準廢水綜合排放標準(GB8978-1996)中的一級標準。具體出水水質詳見下表:處理出水水質表pHSS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計)(
23、mg/L)色度(稀釋倍數)6-92010020150.5502.2.2.3設計處理目標根據廢水處理站進出水水質情況,本處理站的處理目標為:指標pHSS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)糞大腸桿菌(個/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計)(mg/L)色度(稀釋倍數)進水水質4.545001500800>2.4×1067010-出水水質6-92010020-150.550去除率-99.6%93.3%97.5%-78.6%95%-第三章 廢水處理工藝設計3.1處理規模及目標3.1.1廢水處理規模按照重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目
24、總承包招標文件的要求,結合重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目可研報告提供的資料,確定重慶市XX綠色食品開發有限公司在蔬菜加工生產過程中,每天將產生廢水量1370噸。通過清潔生產改造工程的實施,改進蔬菜加工工序以及采取節水措施,最后進入廢水處理站的廢水量為868噸/天,考慮到處理裕量,擬建廢水處理站的處理能力確定為900噸/天。每天按照運行24h計算,廢水處理站處理規模為38噸/h。3.1.2廢水污泥處理目標3.1.2.1廢水進水水質從重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目可研報告中確定,根據重慶市奉節縣環境監測站對重慶市XX綠色食品開發有限公司車
25、間排放的廢水水質監測結果見下表。 廢水監測結果一覽表 pHSS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)糞大腸桿菌(個/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計) (mg/L)4.545001500800>2.4×1067010根據以上監測結果,結合生產工藝情況,確定本廢水處理站的進水水質為下表:廢水進水水質表pHSS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)糞大腸桿菌(個/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計)(mg/L)鹽(以Cl-計)(mg/L)4.545001500800>2.4×106701087003.1.2.2設計出水水
26、質由重慶市XX綠色食品開發有限公司工業廢水治理及清潔生產改造項目總承包招標文件可知,本廢水處理站經處理后需要達到國家標準廢水綜合排放標準(GB8978-1996)中的一級標準。具體出水水質詳見下表:pHSS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計)(mg/L)色度(稀釋倍數)6-92010020150.5503.1.2.3廢水設計處理目標根據廢水處理站進出水水質情況,本處理站的處理目標為:指標pHSS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)糞大腸桿菌(個/l)NH3-N(mg/l)磷酸鹽(以P計)(mg/L)色度(稀釋倍數)進水水
27、質4.545001500800>2.4×1067010-出水水質6-92010020-150.550去除率-99.6%93.3%97.5%-78.6%95%-3.1.2.4污泥處置目標清潔生產改造工程和廢水處理站運行過程中會產生的沉砂、柵渣、污泥等,需要對其進行妥善處置。根據各個污泥產生點排放的污泥特性,選用不同的干化方法;清潔生產工藝中產生的沉砂含沙量較高,較容易干化,可以收集后自然干化處理,處理后的干砂可以按照一般垃圾送入填埋場處理;格柵攔截的柵渣均為一些大塊雜物,含水率不高,自然堆放滴水后即可和沉砂一起送入填埋場處理;廢水處理站厭氧池及好氧池中排放的剩余活性污泥含水率達到
28、99%,需要進行濃縮處理后,再進一步干化處理,最終形成含水率僅為70-80%的干污泥,本污泥中不含有重金屬、油類等污染物,屬于一般的污泥,干化處理后與其他幾類污泥一起送至填埋場處理。3.2進水水質特點分析從前面的論述和上節圖表中可以看出,本廢水具有以下特點:A、本綜合廢水是由洗菜廢水、鹽漬菜廢水、泡菜廢水、設備清洗廢水、巴氐滅菌廢水、生活廢水、衛生排放水等七大類廢水經過回用裝置后排放的剩余廢水,廢水中的污染物的含量均經過一定程度的濃縮,廢水污染物種類較多,污染物含量均較高,屬于較難處理的有機廢水。B、CODcr濃度偏高,BOD/COD=0.53可生化性較好,采用合理的生化處理工藝較容易達到CO
29、Dcr和BOD5達標的要求。C、NH3-N和磷酸鹽濃度較高,處理要求嚴格,去除率需要達到78.6%和95%,本廢水處理工藝的選擇需要充分考慮廢水的脫氮除磷效果。D、SS濃度較高,SS濃度高達4500mg/l,且廢水所含的懸浮物中有絕大部分為沙粒、有機物雜質,這部分SS不去除直接進入生化處理系統,會加大生化系統的處理負荷,造成生物污泥的流失,影響生化處理的效果,在工藝選擇時需要在進入生化處理系統前將廢水中的SS去除。F、進水pH值在4.5左右,呈弱酸性,進入生化處理系統前需要調節至中性 。另外,本廢水中含有部分色素分子有機物,廢水色度的去除需要考慮。本方案針對以上水質特點選定合理經濟的工藝流程,
30、保證廢水中各監測指標達標。3.3廢水處理工藝選擇3.3.1處理技術分析根據我司治理高含鹽量有機廢水的經驗及以上的水質特征,從工程投資、運行費用、運行管理等多方面進行技術經濟比較,合理的選擇處理工藝。綜合廢水中的主要去除對象為CODcr、NH3-N、磷酸鹽。其中鹽漬菜廢水和泡菜廢水含鹽量較高,盡管大部分鹽分在清潔生產改造中進行回收利用,但排入廢水處理站的廢水中的鹽分仍較高,而且這部分廢水具有量小波動大,鹽含量不穩定的特點;處理時需要考慮此廢水對系統的影響。現分別對去除方法進行詳細分析。3.3.2鹽漬菜、泡菜廢水預處理工藝分析鹽漬菜廢水和泡菜廢水經過清潔生產回收利用后,剩余排放的廢水中除了CODc
31、r、NH3-N、磷酸鹽等污染物外,其中的含鹽量較高,但這部分廢水水量較少,每天約為30m3,占排水總量的3%左右。此含鹽廢水與其他廢水充分混合后,綜合后的廢水含鹽量將不超過2000mg/l,本方案考慮將排放不穩定的少量鹽漬菜廢水和泡菜廢水單獨收集后儲于單獨的調節池中,每天定量連續的送入處理系統,與其他廢水充分混合,消除廢水中鹽分對生化處理的影響,另外,選用利于嗜鹽菌生長的生化處理工藝作為本工程的主體工藝。3.3.3預處理工藝分析本廢水中含有大量顆粒物,且廢水呈弱酸性,在進入后續處理系統前需要預處理,消除pH值、顆粒物對后續處理系統的影響,預處理主要包括大塊雜物攔截、顆粒物的去除、水量水質均化、
32、pH值調節等。由于廢水中含有菜葉、塑料袋等大塊雜物,顆粒物高達4500mg/l,廢水進入處理系統后,首先利用粗、細機械格柵,攔截廢水中的菜葉、塑料袋等大塊雜物,防止其損壞水泵等設備,之后再設置沉砂池,利用重力作用使廢水中的顆粒物在其中沉下來,達到去除顆粒物的目的。水量水質均化主要依靠調節池,各類廢水首先進入其中,不同類型、不同時段的廢水在其中混合,進行水量調節和水質均化,高含鹽量的鹽漬菜廢水和泡菜廢水定量連續的送入后與其他的低含鹽量廢水混合,消除含鹽量對整個廢水處理系統的沖擊,為后續處理系統提供連續穩定的污水。由于各類廢水混合后調節池內的廢水呈弱酸性,直接進入生化處理會影響池內活性污泥的生長和
33、繁殖,從而影響最終排水水質,本方案在進入生化處理前先采用燒堿將廢水pH值調節至中性。3.3.4生化處理工藝分析從國內外含鹽有機廢水處理技術的發展來看,根據含鹽量的不同,較多采用生物處理工藝以及與物化處理相結合的組合工藝,對各種含鹽有機廢水進行了較為成功的處理,如A/O法、A2/O法、SBR工藝、生物膜法等。根據本工程進出水水質要求及處理規模,選擇的工藝除了對有機物具有較高的去除效果外,同時具有較好的脫氮除磷功能,才能保證廢水各項指標均達到排放標準。本廢水BOD5/CODcr值為0.53,表明廢水的可生化性好,CODcr達到1500mg/l,直接采用好氧生化處理,其處理負荷較高,需氧量較大,污泥
34、產生量較大,易先采用厭氧處理后,再進行好氧處理。厭氧處理不需要曝氣,污泥量較少,但厭氧處理一般適用于中高CODcr濃度的廢水處理,其中水解酸化相對嚴格厭氧工藝,所需的水池容積小很多,運行能耗更低,不會產生大量氣體污染環境,比較實用中CODcr濃度的廢水處理,一般作為好氧處理的前處理處理。無論水解酸化還是嚴格厭氧,出水往往不能一次性達到排放標準,需經進一步處理。好氧處理需要部份能耗,處理效果好,可保證出水質量,但要求進水濃度不能太高。另外,廢水經過生化處理后其中的污染物得到大部分去除,但本廢水處理后直接排至長江,需要達到污水綜合排放標準(GB8978-1996)一級標準,處理要求較高,為了保證排
35、放廢水各項指標均達標,在生化處理系統后設物化強化處理系統,增強化學除磷工藝,保證處理廢水的各項指標全面達標。根據以上分析,本方案擬采用的“水解酸化+好氧+物化強化”的組合工藝作為本工程的主體處理工藝。采用“水解酸化+好氧+物化強化”組合工藝比單純的采用厭氧或好氧工藝來說,主要有以下幾方面的優點:(1)水解酸化處理容積負荷比好氧處理要高得多,單位容積的有機物去除量也因此要高得多,采用水解酸化好氧處理可以降低后續好氧處理的負荷及處理難度,比全部采用好氧處理節約投資和占地面積,運行費用更省,處理效果穩定;(2)水解酸化在不曝氣的情況下利用微生物將高分子有機物轉化小分子有機物,能耗低、污泥產生量較少,
36、可以減少污泥的處理負荷;(3)水解酸化好氧處理工藝更有利于耐受廢水的水質波動及有毒有害物質沖擊;(5)生化處理末端接深度處理工藝更加強化了最終處理效果,確保了出水各指標穩定達標的可靠性、安全性。3.3.4.1厭氧處理工藝的選擇嚴格厭氧處理不需要曝氣,污泥量較少,但嚴格厭氧處理停留時間較長,一般達到20h以上,處理效果受來水水質及溫度影響較大,一般用于處理有機物含量較高的工業廢水,而水解酸化相對嚴格厭氧工藝,所需的水池容積小很多,運行能耗更低,不會產生大量氣體污染環境,比較實用中CODcr濃度的廢水處理,針對本工程水質情況,選用水解酸化作為好氧處理工藝的前處理。3.3.4.2好氧處理工藝的簡介廢
37、水經過厭氧處理后,廢水中的NH3-N和CODcr已經大部分被去除,適宜采用運行費用較低的好氧生化處理,同時實現NH3-N和CODcr的去除,常用的好氧處理工藝有A/O工藝、A2/O工藝、SBR及生物接觸氧化工藝等,現分別做以下介紹:(1)、A/O工藝A/O工藝是專門針對氨氮有機廢水處理而開發的,它由兼氧的厭氧反硝化池和好氧硝化池組成,在好氧硝化池有氧條件下,廢水中的氨態氮、亞硝態氮在硝化菌的作用下轉化為硝態氮,然后在厭氧反硝化池兼氧條件下通過反硝化菌的作用將硝態氮轉化為氮氣釋放。在好氧硝化池硝化反應中,氨態氮首先在硝化菌的作用下分解、氧化,就此分二個階段進行,首先在亞硝化菌的作用下,氨(NH4
38、)轉化為亞硝酸氮,反應式為:NH4O2 NO-2+H2O+2H+繼之,亞硝酸氮(NO2N)在硝化菌的作用下,進一步轉化為硝酸氮,其反應式為:NO-2O2 NO3硝化的總反應式為:NH42O2 NO-3+H2O+2H+-2H2O在厭氧反硝化池兼氧條件下,以NO3N為電子受體,以有機碳為碳源。在這種條件下,相應合成的細胞物質較少。在反硝化菌的代謝活動下,NO3N有二個轉化途徑,即:同化反硝化(合成),最終產物為有機氮化合物,成為菌體的組成部分;異化反硝化(分解),最終產物為氣態氮,一般以后者為主。反硝化反應式如下:(同化反硝化)-2H2O4H 2NH2OH2NH3-H2O-2H2O2HNO32HN
39、O22HNO-H2O(異化反硝化) N2ON2A/O工藝中的好氧段主要有活性污泥法和生物膜法,可以根據廢水水質特點選擇具體的方法。(2)、A2/O工藝A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫,它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱,A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧好氧除磷工藝(A/O工藝)的基礎上開發出來的,該工藝具有同時脫氮除磷功能。該工藝在A/O工藝中加一缺氧池,將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端,以達到反硝化脫氮的目的。A2/O工藝是通過厭氧與好氧、缺氧交替變化的環境完成脫氮除磷反應。在厭氧條件下,污水中的可降解有機物發生酸化水解反應,形成溶解性有
40、機物,且部分有機氮分解成氨氮,同時回流污泥中的好氧聚磷菌由于環境的改變而受到抑制,通過分解釋放體內的聚磷酸鹽而獲取能量,其中一部分能量用于細胞自身的生存,另一部分能量用于吸收污水中的溶解性有機物,并以聚羥丁酸(PHB)的形式儲存于細胞體內。在這一過程中既完成了磷的釋放,又去除了部分有機物;在缺氧條件下,反硝化菌利用污水的有機物作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體,進行“無氧呼吸”,將回流混合液中的硝態氮還原成N2釋放出來。在完成反硝化過程的同時,污水中的有機物繼續得以去除;在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內的PHB進行好氧分解,所釋放的能量一部分用于細胞的合成、增殖,另一部分用于吸收污水中的磷,近
41、而在體內合成聚磷酸鹽儲存起來,由于聚磷菌對磷的過量吸收并隨剩余污泥排出系統,從而實現污水的除磷。另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸鹽,再向缺氧池回流,為脫氮作好準備。與此同時,污水中的有機物被微生物進一步生化降解而達到最低值。其優點是: 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。 在同時脫氮除磷去除有機物的工藝中,該工藝流程最為簡單,總的水力停留時間也少于同類其他工藝。 在厭氧缺氧好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI一般小于100,不會發生污泥膨脹。 污泥中磷含量高,一般為2.5%以上。(3)、SBR工藝SBR是間歇式活性
42、污泥法(又稱序批式反應器,Sequencing Batch Reactor)的簡稱。SBR工藝由一個或數個按一定時間順序間歇操作運行的反應器組成,它的一個完整操作過程包括如下四個階段(見圖1):進水期(或稱充水期);反應期;沉淀期;排水排泥期。SBR的運行工況以序列間歇運行為主,所謂序列間歇有兩種含義:一是運行操作在空間上是按序列間歇的方式進行的,由于污水多是連續排放且流量波動很大,此時SBR至少為兩個池或多個池,污水連續按序列進入每個反應期,它們運行時的相對關系是有次序的,也是間歇的;二是每個SBR的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運行的,一般可按運行次序分為四個階段。在一個運行周期內,各
43、個階段的運行時間,反應器內混合液體積的變化及運行狀態等都可以根據具體污水的性質,出水水質及運行功能要求等靈活掌握。對于單一的SBR而言,不存在空間上控制的障礙,只在時間上進行有效的控制與變換,即可達到多種功能的要求,運行是非常靈活的。 圖 SBR反應器運行周期示意圖對于連續排污的情形,可按如上所述采用多個SBR間歇反應單元并聯運行,即第1個反應器充滿后,將污水接入第2個反應器,依次接入第3,第4個和第n個反應器。當處理系統中的最后一個反應器充水完成后,第1個反應器已完成整個運行周期并接著充水,如此循環運行。(4)、生物接觸氧化工藝生物接觸氧化法是在池內設置填料,池底曝氣,充氧的污水浸沒全部填料
44、,并以一定的速度流經填料。填料上長滿生物膜,污水與生物膜相接觸,在生物膜微生物的作用下,污水得到凈化。接觸氧化法常用直流式鼓風曝氣系統,其特點是在填料下直接曝氣,生物膜受到上升氣流的沖擊、攪動,加速脫落、更新,使其經常保持較好的活性,可避免堵塞。生物接觸氧化法具有負荷高、處理效率較高、對進水沖擊的適應力強、掛膜快、無污泥回流系統、無污泥膨脹危害、日常運行管理容易等優點。3.3.4.3好氧處理工藝的選擇對以上多種好氧廢水處理工藝的對比:SBR工藝考慮了先進、高效的生物處理工藝,在技術及工程運用上具有以下顯著的優勢:(1)處理效果好。SBR工藝采用序批式進水方式,池內厭氧、好氧處于交替狀態,凈化效
45、果好。適當控制運行方式,實現好氧、缺氧、厭氧狀態交替,具有良好的脫氮除磷效果。(2)運行效果穩定,廢水曝氣過后廢水進入沉淀階段,污水在理想的靜止狀態下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質好。反應池內存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。(3)占地面積小。SBR集生物處理池及沉淀池于一體,縮短了流程,大大減小了占地面積小。(4)運行能耗低。好氧工藝采用序批式間歇曝氣系統,并且省去了污泥回流設備,可節省能耗。(5)產泥量較少。一方面:好氧SBR中微生物處于內源呼吸期,剩余活性污泥進入污泥暫存池后由泵送至前端水解酸化池,進一步穩定、減量,使好氧剩余污泥量進一步減小。該處理工藝產泥量少,減少
46、了污泥處理部分的費用。(6)運行管理簡便、靈活。好氧處理工藝采用的SBR反應器高效簡易,池內處于厭氧、缺氧、好氧交替狀態,可根據水質變化延長反應時間,保證處理效果。(7)工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器,無二沉池、污泥回流系統,調節池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。綜上所述,從技術、投資、運行和管理等方面綜合考慮,本好氧工藝選擇SBR工藝作為廢水處理的好氧處理工藝方案。3.3.6后續強化處理工藝選擇本綜合廢水經過預處理調節pH、去除SS、消除鹽分對系統的沖擊后,再經過水解酸化+SBR的生化處理,廢水中的SS、CODcr、BOD5、NH3-N等得到較好的去除,已經能
47、夠達到排放要求,由于本廢水中磷酸鹽含量較高,且色度較高,大腸桿菌含量也較高,僅僅依靠生化除磷和除色度較難達到排放要求,本工藝為了保證廢水的全面達標,保證排放的廢水不會污染環境,在SBR后增設化學除磷脫色和消毒工藝,本方案選用除磷效果較好的“絮凝+高效過濾+二氧化氯消毒”的組合工藝進行強化處理。3.3.7處理工藝流程的確定鹽漬菜廢水和泡菜廢水中含鹽量較高,水量較少,僅占總廢水量的3%,水質水量波動較大,車間進行回收利用后設置單獨的調節池收集該廢水,采用計量泵每天定量連續的送入綜合廢水調節池,與其他的洗菜廢水、設備清洗廢水、巴氏殺菌廢水、生活污水充分混合,綜合廢水的含鹽量可以控制在2000mg/l
48、以下,可以消除鹽分對生化處理的影響。根據以上各種處理工藝的簡介和比較,所有廢水充分混合后形成的綜合廢水,其處理工藝采用“調節池+pH調節+水解酸化+SBR+ 絮凝過濾+消毒”的組合工藝,廢水經過以上工藝處理后各項指標均能達到排放標準。3.4污泥處理工藝選擇3.4.1污泥種類根據以上廢水處理工藝選擇,系統產生的污泥主要有以下幾類:1、清潔生產改造工程中設置的沉淀池中產生的污泥和沉砂;2、廢水處理站預處理過程中產生的柵渣和沉砂,主要包括一些菜葉、塑料等大塊雜物以及沙粒;3、廢水處理站SBR池排放的剩余活性污泥,其中主要含有菌膠團、大分子未降解的有機物、無機顆粒物等,不含有重金屬、油類等重污染物;3
49、.4.2污泥產量的計算本設計中污泥產生量按照處理水量、進水水質濃度、設計排水水質濃度以及藥劑投加量進行計算,計算時為了有一定的抗負荷沖擊能力,同時考慮10%的富余量。系統產生的污泥量計算如下:1、清潔生產改造工程中污泥產量計算(沉淀池)車間排放水中含有的大量的顆粒物,通過沉淀處理后上清液回用車間,池底的污泥定期清掏處理。2、柵渣產量計算(格柵)本廢水中含有的大塊雜物不多,格柵產生的柵渣一般約每天清除一次。柵渣直接外運。3、預處理污泥產量計算(沉砂池)本廢水SS濃度高達4500mg/l,直接進入生化處理系統,會造成生化系統處理負荷過大,曝氣量加大,運行成本高,預處理需要將廢水中的SS去除。預處理
50、對SS的去除率按照80%計算,去除的污泥干重約為900m3/d*4500mg/l*80%=3240kg,本污泥通過砂水分離機處理后直接收集外運處理。4、好氧污泥產量計算本綜合廢水水量為900m3/d,廢水經過預處理和水解酸化處理后,CODcr可以去除40%,則進入好氧池的廢水CODcr濃度約為1500*(1-40%)=900mg/l,好氧工藝對CODcr的去除率按照95%計算。則好氧工藝每天去除的CODcr的量為900mg/l*95%*900m3/d=769.5kg/d,根據SBR好氧工藝去除有機物時產生的污泥增長率按0.2kg(SS)/kg(CODcr),每天產生的活性干污泥量為769.5*
51、0.2=153.9kg/d,此活性污泥采用部分回流至水解酸化池內進行消解減量,可以減量10%,排入污泥處理系統的活性污泥為:153.9*(1-10%)=138.5kg/d,其他無機物等雜質產生的污泥量按照活性污泥量的0.2倍計算,則最終的污泥干重為138.5kg*1.2=166.2kg。好氧剩余污泥含水率按照99.5%計算,則好氧池每天排泥33.24m3/d;濃縮后的污泥含水率約為97.5%,進入污泥脫水單元的污泥量為6.65m3/d;污泥經過壓濾機處理后的含水率為78%,則每天污泥處理單元產生的污泥量為:756L/d。3.4.3污泥處理工藝確定清潔生產改造工程產生的沉砂量較大,收集后經過自然
52、干化處理后,即可外運處理,不需要經過污泥濃縮脫水系統;本廢水中含有的大塊雜物不多,格柵產生的柵渣量較小,一般約每天清除一次即可,收集后經過自然干化處理后外運,也不需要經過污泥濃縮脫水系統;沉砂池產生的沙粒通過砂水分離機處理后自然干化后可以直接外運,不需要經過污泥濃縮脫水系統;好氧處理單元排放的污泥含水率較高,一般在98%-99.8%之間,需要通過脫水干化處理,一般在進入脫水干化處理前需要經過濃縮處理,將含水率降至96%-98%之間,減少污泥體積,從而大大減少后續污泥脫水干化處理單元的運行負荷,提高處理效率,本工程污泥的處理主要考慮好氧處理單元排放的污泥。濃縮的方法主要有重力濃縮、氣浮濃縮和機械
53、濃縮等,根據本廢水污泥特性,一般采用重力濃縮即可達到較好的濃縮效果。修建污泥濃縮池對污泥進行濃縮,污泥濃縮池上清液回流調節池再次處理。通過濃縮后的污泥含水率仍較高,無法達到固化的要求,需要進一步脫水干化處理,常用的脫水方法有干化床、帶式壓濾機、板框壓濾機以及離心脫水機,根據本污泥特點及各類脫水機優缺點比較,本方案的污泥選用板框壓濾機作為污泥的脫水系統的主體設備。3.5高效微生物(EMO)介紹為了強化處理效果,本系統還投加我公司專有的高效微生物(EMO)菌種,本菌種是由產氣桿菌屬、假單孢菌屬、硫桿菌屬、發光桿菌屬等多種類型微生物組成的群體,能夠自行產生酶系。微生物將水中的有機物攝食后,經過一系列
54、的生化反應,把有機物分解。一部分有機物被轉化為細胞自身的一部分;一部分有機物被分解成二氧化碳和水及許多對水質沒有影響的小分子。利用多種不同的菌群,分解不同的有機物,使處理裝置內的菌群互相依賴而形成特殊的分解鏈。這些微生物正常的生命活動就是進行污水處理的原理。高效微生物技術具有的特性如下:« 高效微生物僅需一次添加,無需補加馴化和復壯。« 高效微生物菌群本身無毒性。« 消除CODcr、BOD5、氨氮、P等污染速度快且強。« 分解有機物能力強,故能除臭。« 污泥產生量少,去除每公斤的CODcr剩余污泥約0.2公斤,污泥緊密度高,穩定性高。« 在高氯離子、硫酸根離子及高氨氮環境下還能正常工作。« 利用載體種植,使污水中油水分離。« 可生物脫色。« 污染物去除能力達95%以上。« 設備簡單,成本低廉,故障率低。« 試車至成功,時間甚短。3.6處理工藝流程圖通過以上
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