红薯淀粉生产废水处理方案1500吨.doc

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济南十方环保有限公司 28
红薯淀粉污水处理工程
设
计
方
案
江苏俪腾环保科技有限公司
2011年12月28日
目 录
第一章 概 述 1
1
1
第二章 设计依据和范围 1
设计依据 1
2。2 设计及投标范围 2
2
济南卷烟厂废水治理工程可行性研究报告
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第三章 工程建设概论 3
3。1 设计水量及设计水质 3
3。2 设计出水水质标准 3
第四章 工艺设计 4
4。1 处理工艺的选择 4
4。1。1 生物处理工艺的选择 4
4．1．1电聚凝高压浮选净水机
4。 厌氧工艺的选择 6
脱氮工艺的选择 10
4。3 工艺流程 12
4。4 工艺说明 13
4。5 各工艺单元说明 13
4。6 处理效果分析 19
工艺单元设计 19
第五章 电气自控设计 24
24
供电负荷及配电系统 24
电缆敷设 24
照明设计 25
防雷及接地 25
25
第六章 建筑、结构设计 26
建筑设计 26
6。2 结构设计 26
第七章 给排水、采暖通风 26
给排水 26
采暖通风 26
第八章 总图设计 27
8。1总图设计原则 27
27
场区道路及绿化 27
第九章 环境保护 28
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第十章 安全卫生、消防及劳动保护 28
职业安全卫生执行标准 28
10。2 消防 29
10。3 安全防护措施 29
第十一章 投资估算 29
第十二章 运行费用分析 31
12。1 人工费 31
12。2动力费用 31
12。3 药剂费 32
12。4 吨水直接运行费用 32
第十三章 经济效益分析 32
第十四章 工程实施计划 33
工程进度计划表 33
项目实施计划 33
14。2。1 公司内部工作流程 38
公司内部过程控制 38
【淀粉生产污水处理工程设计方案】
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编制单位：江苏俪腾环保科技有限公司
第一章 概 述

该企业是属于三同时新上项目年产淀粉+++年污水量+++，生产为旺季性生产形式。

红暮淀粉生产过程中废水主要来源于胚芽脱水、纤维脱水、麸质浓缩脱水和淀粉脱水，淀粉生产排放的废水中含有大量溶解性的有机污染物，如蛋白质、糖类、碳水化合物、脂肪、氨基酸等，其次是含N、P的无机化合物，另外还含有一定量的挥发酸、灰分等，属生化性较好的高浓度有机废水，但由于氨氮和盐份含量高，较难处理。
企业的领导者在发展自身经济效益的同时,对环保工作非常重视，为创造良好的社会效益和环境效益，决定在厂区建设的同时,配套建设污水处理站对污水进行彻底治理，使处理后的出水水质达到《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》（DB 37/599-2006）中的规定指标,同时对废水处理过程中产生的沼气进行综合利用，达到良好的环境效益、社会效益和经济效益。
第二章 设计依据和范围
设计依据
1、业主的要求；
2、《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB 37/599-2006）;
3、《室外排水设计规范》（GBJ 14—87，97版)；
4、《室外给水设计规范》(GBJ 13—86）;
5、《给水排水工程结构设计规范》（GB 141—90)；
6、《给水排水设计手册》;
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7、国家和地方有关环境保护法律和法规；
8、同行业污水处理工程实例。
2。2 设计及投标范围
本方案设计为土建,构筑物及设备全方位总体设计，要求处理后的排放水质达到山东省黄河流域水质排放标准及地方水质排放标准.
2。3设计原则　
严格执行国家及地方现行有关法规、技术经济政策。
采用的工艺应先进、成熟、高效、可靠、确保系统稳定运行并达标排放。
设计中贯彻节能的原则，最大限度降低废水和污泥处理成本和运转费用,实
现资源化利用，争取获得最大的经济效益。
设计中所确定的数据可靠、准确，并保证一定的安全系数。
土建结构、设备配置合理。在满足工艺要求，保证出水水质的前提下应尽可
能降低工程总投资和运行费用。
充分考虑工程操作、管理、维护的方便，降低劳动强度。
采取必要的措施，尽量减少环境影响，避免二次污染；
工艺流程简单，设备、管道布置合理，总平面布置美观整齐，并充分考虑绿
化。
第三章 工程建设概论
3。1 设计水量及设计水质
根据业主提供的数据，确定废水组成为：淀粉生产废水1500m3/d；总计处理水量：1500m3/：
(1)淀粉生产排放废水水质
CODCr ： 7000mg/L
BOD5 　 : 3500mg/L
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SS 　 : 800～2000mg/L
pH ： 4～
（雨水另行外排,做到清污分流，以减轻运行费用）
设计出水水质标准　
根据《招标文件》的要求，废水排放应达到《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB 37/599—2006)中的“一般保护区域"规定的水质标准:
CODCr ≤ 50mg/L
BOD5 ≤ 20mg/L
SS ≤ 30mg/L
氨氮 ≤ 15mg/L
pH ： 6～9
工艺设计
4。1 处理工艺的选择
废水处理站的建设和运行受多种因素的制约和影响,其中，废水处理工艺方案的确定对确保处理站的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则,从整体最优的观念出发,结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案,经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式.
从淀粉的生产工艺及业主提供的数据可以看出：淀粉废水中含有大量溶解性的及非溶解性的有机污染物，如蛋白质、糖类、碳水化合物、脂肪、氨基酸等，其次是含N、P的无机化合物，另外还含有一定量的挥发酸、灰分等，属生化性较好的高浓度有机废水.
为此本方案主体工艺采用高压浮选电聚凝———生物物理法来进行针对性的处理.
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。1 电聚凝高压浮选生物处理法的工艺选择
红薯在加工的过程中产生大量的悬浮物质及大量的可溶性物质以及漂浮物质，这些物质其实都是高浓度产生的来源，本方案设计受采用电聚凝高压浮选区域将污水中还没转性的有机物及不溶性与少量的可溶性物质,在电聚凝高压状态下将其去除及转性，以减轻后续处理工艺的负担，为后续生物处理提供一个良好而稳定的水质.
经电聚凝高压浮选处理后的中高浓度废水而言，无论从技术上还是经济的角度来说，都是效果最好,成本最低的一种最佳方法，该设备处理工艺不受气温及其他外界的影响，其最佳去除率可达到百分之60-——90。经转性处理后的可生物降解的污水可直接进入厌氧水解法的方法来处理，以便达到理想的设计处理效果。
经厌氧处理后的污水可直接进入好氧处理工艺中，微生物通过利用氧气将有机（污染）物氧化为CO2和微生物的细胞物质（污泥）。随着氧化分解过程，大量能量被释放，用于微生物降解有机物转化为细胞物质,即好氧污泥：
CH3COOH + O2 H2O + CO2 + 细胞物质
这些剩余污泥需要专门的设施处理，增加相当多的投资和运行费用.
而厌氧处理工艺则是在无氧的条件下，大多数（污染）有机物的能量转化为甲
烷的形式，结果只有很少部分用于合成细胞物质,而产生的沼气可作为热能被再利用.
CH3COOH CH4 + CO2
因此从生物反应的原理上，显而易见，对高浓度废水而言，厌氧处理存在很大的优势.
a. 无需曝气，节省用电。理论上讲，处理1kgBOD5纯好氧曝气需要耗电大约1。67kWhr,而通过厌氧处理,可以节约其中电耗的80%。
b. 产生有价值的能源—沼气。理论上讲，降解1kgCODCr厌氧可以产生0。5m3沼气,每m3沼气的燃烧热值大约为23000-27000kJ/m3，如用于发电，～。
c。 产生污泥量少，颗粒污泥同时是有价值的接种产品。一般地，处理1kgBOD5好氧处理产生0。5kg很难处理的好氧污泥；而处理1kgCODCr厌氧处理只产生
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0。05kg左右的厌氧污泥，而且无需处理，可以作为有价值的种泥商品。
d。 由于合成新生细胞少,合成细胞所需的氮、、磷的需求比例是： BOD5：N：P=100：5：1，而厌氧反应对应的比例为：BOD5：N:P=350：5：1。
e. 处理容积负荷高,占地小。
f。 抗冲击负荷性强， 可以直接处理基质浓度很高的污水或污泥。
g．与好氧生化法相比，可以在较高温度条件下运行。当利用高温厌氧消化时，其处理效果会大大提高。
经过厌氧处理的废水，其绝大部分的有机污染物已经被去除，但仍达不到国家标准规定的排放标准，所以厌氧处理往往用于对高浓度有机废水的前处理工艺来使用，为了进一步降低废水中的污染物含量，厌氧出水还需要通过好氧处理进行二级生物处理.
根据以上的水质分析和工艺分析，在进行污水处理时我们将厌氧工艺和好氧工艺有机地结合起来：首先采用能耗低、耐冲击负荷、污泥产量少、污泥稳定的厌氧工艺去除废水中大量的有机物，然后利用好氧处理设施对废水中的有机物进行进一步的去除，使最终出水达到国家规定的排放标准。
注：由于该类型生产单位,一般都是季节性的生产为主体的,所以本工程设计中厌氧运行中所产生的沼气可直接回用于工业生产中或食堂,洗澡等场所使用。
。2 厌氧工艺的选择
。1厌氧原理介绍
整个厌氧过程分为水解、发酵、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段。
a 水解阶段
高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，.
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b 发酵(或酸化）阶段
在这一阶段,上述小分子的化合物在发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸（简写为VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化细菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此未经酸化废水厌氧处理时会产生更多的剩余污泥。
酸化菌对pH有很大的容忍性,产酸可在pH到4的条件下进行,产甲烷菌则有它自己的最佳pH:6。5-,超出这个范围则转化速度将减慢。
c产乙酸产氢阶段
在此阶段，上一阶段的产物被进一步降解为乙酸（又称醋酸）、氢和二氧化碳，这是最终产甲烷反应的反应底物.
这是很清楚的：即不论是在水解阶段或是在产酸产氢阶段，COD已发生转化,如果将这样处理的废水直接进行好氧处理，操作费用不会有明显的变化。仅仅是一种COD转化为另一种COD，实际的COD转化发生在产甲烷阶段，在那里,COD转化为甲烷而从废水中溢出。
d 产甲烷阶段(最高的阶段）
产甲烷菌是一种严格的厌氧微生物，与其它厌氧菌比较，其氧化还原电位非常低（<—330mV)。对于大多数复杂废水的厌氧反应，甲烷的转化率约为70％-75％.
4。1。 厌氧工艺介绍
一、 UASB反应器
上流式厌氧污泥床反应器（即UASB，Upflow Anaerobic Sludge Bed）是一种高效的厌氧反应器。图4—
入反应器的底部，向上流动流过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和未附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥碰击三相分离器气体反射板的底部,,气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体反射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的紊动，。
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图4—1 厌氧UASB反应器示意图
二、EGSB反应器
图4—2 厌氧EGSB反应器示意图
荷兰学者Lettinga教授及其同事自1974年开发了UASB反应器后,在80年代后期，又根据UASB工艺的缺点开始研究厌氧颗粒污泥床（EGSB）反应器，并成为第三代厌氧反应器的主要代表工艺之一.
EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器，与UASB反应器结构相似，仅在运行方式上有所不同。
。3 厌氧工艺选择
EGSB与UASB反应器相比,工艺主要具有以下几个显著特点:
（1)容积负荷率高，水力停留时间短：EGSB反应器生物量大（可达到60g/L)，、外循环，传质效果好。处理高浓度有机废水，进水容积负荷率可达15～25kgCOD/m3·d。能在高负荷下取得高处理效率，尤其是在低温条件下,对低浓度有机废水的处理。EGSB反应器在处理COD浓度低于1000mg/L的废水时仍能有很高的负荷和去除率。
（2）避免了固形物沉积：EGSB反应器内维持很高的水流表观上升流速。在UASB反应器中液流最大上升流速仅为1m/h,而EGSB反应器中液流的最大上升流速可高达3～10m/h，最高可达15m/h。有一些废水中含有大量的悬浮物质,会在UASB等流速较慢的反应器内容易发生累积,将厌氧污泥逐渐置换，最终使厌氧反应器的运行效果恶化乃至失效。而在EGSB反应器中,高的液体和气体上升流速，将悬浮物冲击出反应器。
（3)基建投资省和占地面积小：EGSB反应器的容积负荷率比普通的UASB反应器要高3～4倍以上，则EGSB反应器的体积为普通UASB反应器的1/4～1/,所以占地面积特别省，非常适用于占地面积紧张的厂矿企业采用。并且,可降低反应器的基建投资。
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