5万吨年酒精废水处理工程设计方案Word下载.docx
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（GB50069-2002）
12、
《建筑地基基础设计规范》
（GB50007-2002）
13、
《建筑结构可靠性设计统一标准》
（GB50068-2001）
14、
《建筑抗震设计规范》
（GB50011-2001）
15、
《混凝土结构设计规范》
（GB50010-2002）
16、
《砌体结构设计规范》
（GB50003-2001）
17、
《建筑结构荷载规范》
（GB50009-2001）
18、
《建筑设计防火规范》
（GBJ16-87）
19、
《电气装置施工及验收规范》
（GBJ232—82）
20、
《电力建设施工及验收设计规范》
（DLJ58-81）
21、
《低压电气设备控制》
（GB/T4720-1984）
22、
《供配电系统设计规范》
（GB50052-95）
23、
《低压配电设计规范》
（GB50054-95）
24、
废水处理工艺设计规范、手册；
专业2专注.
同类酒精废水的水质情况；
26、
本单位已有的工程经验。
2.2设计原则
1、执行国家环境保护的政策，符合国家和地方有关的法规、规范及标准，污水经处理后达标排放。
2、根据企业规划和实际情况，力求做到系统布局合理，节省投资，又便于运行管理，充分发挥工程投资效益（沼气回收）。
3、采用高效、节能、先进、可靠的污水处理新工艺、新技术，实现污水处理工程的低耗高效运行。
4、在已建成相同类型处理工程的基础上进行优化，尽可能降低投资和运行费用。
5、操作管理方便，操作人员的劳动强度低。
6、污水处理系统适合生产性变化。
第三章酒精生产工艺、污水源分析
3.1酒精生产工艺
酒精生产分为发酵法和化学合成法两种，国内外多采用发酵法，发酵法是将淀粉质、糖质等原料，在微生物作用下经发酵生产酒精。
其主要化学反应方程式为：
糖化：
（CeHoO）n（淀粉）+nH2»
CHoQ（葡萄糖）
发酵：
C6H°
Qt2GHbO（酒精）+2COf+热量
以木薯为原料，生产酒精工艺见图3—1。
图3—1酒精生产工艺流程图
3.2污染源分析
1、酒精生产工艺中的废水来源
图3—2发酵酒精生产污染物的来源与排放
酒精生产过程中产生废水的水质和吨产品排水量见表3—1
.专业.专注.
表3—1酒精废醪、洗涤水、冷却水的水质和吨产品排水量
废水名称
排水量
（t/t产品）
pH
COD
（mg/L）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
酒糟
13〜16
4〜4.5
5〜7万
2〜4万
1〜4万
精馏塔底残留水
3〜4
5
1000
600
洗涤水
2〜4
7
600〜2000
500〜1000
冷却水
50〜100
V100
酒精废醪（以下简称酒精废水）是高浓度有机废水，其污染物主要包括：
悬浮在废水中的固体不溶物、油脂、淀粉、胶；
溶解在水中的糖、酸、碱、盐等；
温度可高达100C;
悬浮物含量高，外观混浊、色度高、易腐败。
2、酒精废水前处理方法
对酒精废水的前处理方法有以下两种：
一种是全糟发酵，但该种方
法具有发酵周期长、
设备庞大、设备维修率高、一次性投资高，现在已
经逐渐很少采用了。
另一种是固液分离后，清液发酵。
固液分离有如下
三种方法：
（1）、DDG（Distiller'
sDriedGrains），将酒精糟固液分离后的滤渣经脱水干燥而制成的干酒糟饲料称为DDG其主要成分为糖类、蛋白质、维生素等；
（2）、DDS（DistillerDriedSolubles）,DDS烧酒糟残液干燥物）是将酒精糟固液分离后的滤液经脱水干燥而制成的干酒糟饲料；
（3）、DDGS（Distiller'
sDriedGainswithSolubles）,DDGS酒
渣及其残液干燥物）固液分离后的滤渣和蒸发浓缩混合干燥而制成的饲
DDG将糟液全部蒸干，无糟液排放，废物利用率高；
糟液中干物质全部转化为DDG干糟高蛋白饲料有机物利用价值高；
DDG饲料含砂少，品质好。
缺点是DDG生产设备的投资大（特别是引进设备）、能耗高（DDGS生产耗电200kw・h/t，耗蒸汽3t/人，耗水10t/t）、技术要求高、出水仍然需要处理，而且废水处理难度加大，需要不断补充营养。
DDG^沼气的综合利用的工艺，投资少，经济效益高，治理污染彻底，废液达标排放，运行费用低，能较好地解决酒精糟液综合利用问题。
3、酒精废水处理厌氧工艺比较
（1）、消化罐工艺：
采用消化罐等进行全糟发酵，废水在厌氧段的停留时间通常为7~10天，该技术具有以下优点：
消化罐的各项技术成熟，企业的投资风险性小；
可进行全糟发酵，降低了预处理的要求；
废水中的主要污染物（COD）去除率可做到60~70%以上。
但消化罐也有以下缺点；
因消化罐停留时间长（7~10天），导致工程占地面积大、投资高；
消化液中残余污染物仍很高，COD还在10000mg/L左右，增加了后续好氧处理的投资和处理难度；
沼气产率低，造成可回收能源的浪费；
排出的消化液SS含量高，很难继续分离出来再到后段处理；
消化罐内沉积泥砂多，若定期清理可能会耽误企业正常生产；
系统不稳定，若控制不当就会发生酸化等现象降低去除效果；
采用机械搅拌或回流，动力投资、运行费用、维修费用都高。
（2）、UASBEGS蒔工艺
UASBEGS蒔第二代厌氧反应器曾被认为高效的厌氧反应器，具有如下的优点：
CODfc除率高；
出水的SS不高，易分离；
沼气的产率高。
占地比第一代厌氧反应器少。
但UASBEGS蒔也具有如下缺点：
容积负荷比较低，而且容易发生酸败；
进水系统易堵塞，清理极为麻烦；
反应器内常有结晶和泥沙沉积等情况发生，减少了反应器的池容，直至无法运行；
运行稳定性差，一旦发生酸败，很难恢复。
（3）、内循环厌氧技术
内循环厌氧技术具有以下优点：
反应器容积负荷高，可在12〜
15kgC0D/（mi・d）左右正常稳定运行；
COD总去除率在85%以上，主要污染物在厌氧段去除更彻底，减轻了好氧的压力；
沼气产率高；
出水稳定，耐负荷冲击强；
内循环系统大大减少动力设备消耗及降低运行、维修费用；
可以较方便地解决结晶和泥砂沉积的问题。
内循环厌氧反应器技术也有以下缺点：
为正确操作、高效稳定运行，需对技术人员进行培训，更需要设计人员对此技术有很深刻的理解、丰富的工程经验（操作运行、培养颗粒污泥）、扎实的理论基础。
第四章设计水量、水质，设计范围及排放标准
4.1设计水量、水质
根据厂方提供的酒精生产量及水质、水量，结合我们的经验，按以下参数设计：
水量按2400mVd设计；
原水水质指标：
COD<
45000mg/L
4.2设计范围
废水处理系统设计从具体如下：
1、废水调节池入口开始，到系统排放口为止；
2、电器系统从污水处理系统进口的上接线柱，到系统出口为止。
3、污泥从沉淀池开始，到离心分离脱水为止；
4、沼气从厌氧塔水封到沼气利用为止。
4.3排放标准
排放要求必须由当地环保部门根据环评报告可确定，本方案的排水要求如下，其中主要污染物指标如下：
100mg/L
SS<
70mg/L
6~9
第五章污水处理系统工艺分析
5.1工艺选择原则
1、设计方案严格执行环境保护有关规定，污水处理后必须保证出水主要指标均达到排放标准。
2、采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，减少投资及运行管理费用。
3、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化；
4、设备有通用性和先进性，处理稳定可靠、效率高、管理方便，维修、维护工作量小，价格适中。
5、尽量减少污泥产生量，力求在系统内消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用。
6、布局科学合理，与外界环境协调，满足绿化要求。
7、尽可能减少对周围环境的影响，合理控制噪声，妥善处理固体废弃物，避免二次污染。
8、工程建设完成后力争达到社会效益、经济效益、和环境效益的最佳统一。
5.2废水处理工艺的确定
1、废水厌氧工艺的确定
一种好的厌氧反应器若想获得高的处理效率、高负荷、高稳定性，必须具备如下两点：
a）产气和进水的均匀分布以及内循环回流，使底部的污泥呈“流
化”状态，进水（底物）和活性污泥（菌种）形成了很好的接触，增大了相互间的传质效果；
b）多组三相分离器的保护，使污泥的流失量仅为UASB勺1/3以下，从而保证了反应器运行时有足够多的活性污泥，为反应器的稳定、高负荷运行提供安全保障。
IC厌氧反应器是在第二代厌氧反应器（UASB基础上开发出来的，利用厌氧反应所产生的沼气作为动力，将废水、污泥提升至反应器顶部的分离包，再从中心回流水管回流至反应器底部，实现了混合液的内循环，缓冲了底部进水对污泥的冲击，同时提高了反应器的水力负荷，保证泥水的充分混合，使废水获得稳定的处理效果。
我单位开发的IC厌氧反应器，克服了其它厌氧反应器负荷低、产气量少、污泥流失等问题，打破了国外公司在我国的垄断，处理效果和国外IC处理于同等水平，在国内设计、制造并用国产厌氧污泥接种，与国外IC相比造价和启动费用等都大大降低，实现了真正的“技术国际化、价格国产化”的特点。
IC反应器完全作到了以上两点，同时具备如下特点：
a）IC与第一、二代厌氧技术相比占地可减少1/2~1/3，池体容积可减少1/3~1/4,工程总投资也大幅度降低；
b）有专门的分离包，使沼气收集率高；
c）出水稳定，耐负荷冲击强；
d）循环系统大大减少动力设备消耗及降低运行、维修费用；
f）解决进水系统最易引发的结垢堵塞的问题。
由于厌氧是最主要的设备，考虑公司的实际操作、降低管理风险，
建议采用较大体积的IC反应器，以确保厌氧出水COD足够低并且安全稳
定可靠，一级厌氧、二级厌氧均为中温运行。
2、好氧工艺的选择
活性污泥法是利用活性污泥处理废水的一种方法。
生物环境条件沿池长变化，有机物浓度沿池长逐渐降低，入口处污泥负荷高，出口处降低到内源呼吸水平；
推流运行，在负荷较稳定情况下，很少产生短流，能获得高度净化的出水；
需氧量沿池长变化，不平衡，入口处耗氧快，氧成为限制因素，渐近出口处供氧过度。
但活性污泥法处理该类废水，该法对水量、水质的变化适应性差，冲击负荷对污泥及处理性能影响大；
进水有机物浓度不能太高，对有毒、抑制物质敏感；
容积负荷低、池体积庞大，占地多；
平均污泥浓度低等缺点。
生物膜法是附着生长生物反应器的一种，它是利用附着生长的微生物对废水中有机物的新陈代谢作用去除废水中有机物的。
一般好氧处理酒精污水的工艺多选用接触氧化工艺、SBR工艺和氧
化沟工艺，本方案中选取氧化沟工艺，其与接触氧化工艺相比有如下特点：
八、、・
氧化沟和生物接触氧化法都是活性污泥法的延伸，其对有机物有降解原理相同，都是通过向池内机械供氧，并利用池内的微生物对有机物进行分解，都具有污泥产率低，排泥量少，去除效果好等优点。
但氧化沟在处理酒精废水时具有生物接触氧化法不能及的优点：
（1）、在水力流态上，氧化沟内流速可达0.3m/s以上，并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，使沟内各段的有机物浓度不会有大的变化；
生物接触氧化法的水力流态是推流式的，当进水水质发生变化时，
对池内的污泥冲击较大。
因此，氧化沟的抗冲击负荷能力较接触氧化工艺强；
（2）、氧化沟包括厌氧段、好氧段、沉淀池，沉淀池沉淀下来的污泥大部分都回流到厌氧段，保证厌氧段的污泥浓度较高。
因废水到后端生化性不是太好，在废水进入氧化沟厌氧段后，沟内的兼性微生物可将废水中的难降解的长链大分子有机物进行分解、断裂，将其分为易分解的小分子物质，可提高废水的可生化性，以利于后续好氧段的生化反应。
而接触氧化池即使设置厌氧段，也难保证有高浓度的污泥而使效果不明显。
因此，对于处理经过厌氧后的酒精废水，其处理效果的稳定性较接触氧化池好些；
（3）、氧化沟与生物接触氧化法相比，在相同的停留时间（有机负荷）的情况下，能够达到同样的处理效果，但没有了填料部分的投资，会使工程造价有所降低。
3、深度处理工艺
深度处理采用曝气生物滤池一一臭氧接触池一一吸附滤池（此部分有超越管道）使废水达到排放及回用水质要求。
曝气生物滤池去除生化出水的SS和微污染物，臭氧接触池是对废水进行预氧化，去除废水中难生物降解的有机物和废水的色度，吸附滤池是投加活性炭，吸附难生物降解的污染物。
5.3污水处理工艺路线
采用预处理一一两级厌氧一一好氧一一深度处理的处理工艺，
工艺流程如下：
沼气卜水封>
脱水罐*脱硫罐*气柜”去锅炉
污泥回流
剩余污泥
图5—1废水处理工艺流程图
（1）、厌氧塔的运行方式
为确保厌氧出水及沼气产率，将废水中95%以上的COD厌氧处理掉，减轻好氧负荷。
要求厌氧反应器内保持高活性菌群的高效运行和生物量，在厌氧反应器后设置污泥选择器进行筛选、回流。
（2）、厌氧塔出水进入卡鲁塞尔氧化沟，氧化沟A2/O式方式运行，进行好氧生物降解去除有机物和脱氮除磷。
好氧出水经过沉淀后污泥回流到氧化沟，延长污泥的泥龄，进行自生氧化分解，减少剩余污泥的排
放。
氧化沟设计负荷为0.6~1.0kgCOD/（m3•d）。
（3）、氧化沟出水进行深度处理，深度处理采用曝气生物滤池
臭氧接触池吸附滤池工艺。
曝气生物滤池为有利于脱氮处理，在曝
气生物滤池出水口投加臭氧，去除废水中难降解的有机物和脱色，吸附滤池去除废水的浊度和悬浮物和难降解的污染物。
特殊时期吸附滤池投
加活性炭过滤后回用或排放。
5.4主要构筑物去除率指标
表5-1废水处理去除率预测表
骨口.序号
处理单元
水质项目
水质指标
COD（mg/L）
SS（mg/L）
1
厌氧处理系统
进水
45000
3000
6~7
出水
<
2500
1000
去除率（%）
>
92%
70%
2
氧化沟系统
6~8
125
100
95%
90%
3
曝气生物滤池、臭氧接触和吸附
滤池
100
95
70
25%
30%
4
总去除率（％）
99.5%
97%
排出水国家标准
70
第六章污水处理工程工艺设计
6.1预处理系统
1、调节池和换热器
功能：
调节废水的水质水量、同时对废水进行降温。
主要技术参数为：
设计尺寸：
22*12*5m,1座；
调节时间为：
10h;
池总容积：
1000m3；
最大水深：
4.5m;
材质：
钢砼结构；
主要配套设备：
厌氧提升泵：
Q=150mh，H=32m功率30kw,无堵塞耐腐蚀污水
泵2台（1备1用）；
换热器：
换热面积为200m的板式换热器3台；
6.2厌氧处理系统
1、一级厌氧IC内循环厌氧塔
根据同类废水水质及其厌氧实际工程情况，采用厌氧反应器处理酒精的废水。
厌氧反应器采用成熟技术，针对酒精废水情况优化设计。
本厌氧塔敞开式的，沼气回收率高达99.5%以上，沼气压力3~6kpa,沼气产生的压缩能把厌氧内的沼液和沼渣内循环起来，使厌氧塔内呈现流化状态，微生物与有机物接触密切，提高了沼气的产率。
主要设计尺寸
D*H邛22.0*23.4m,3座
单座容积：
7200用
停留时间：
9d
温度：
50〜55C
材质：
钢结构，内部防腐
主要配套设备
（1）、三相分离器、集气罩、分离包、水封等配件。
2、一级厌氧沉淀池
主要功能：
一级厌氧出水中携带的污泥在沉淀池泥水分离，污泥进入污泥浓缩池，作为厌氧处理的污泥沉淀、污泥回流、储备系统，可以提高厌氧系统的抗冲击能力、保证厌氧污泥浓度。
清液进入二级厌氧配水池。
沉淀池设计尺寸：
D*H邛18.0*5m,1座
表面负荷：
0.5m3/（m2・h）
沉淀时间：
5~6hr建筑形式：
钢砼结构主要配套设备：
（1）、排泥泵：
Q=100mh,H=32mN=15kw2套，1用1备。
（2）、刮泥机，单桥周边传动，直径18m一套。
3、二级厌氧配水池
二级厌氧配水池设计尺寸：
L*H*W=6*3*5m1座，建筑形式：
钢砼结构，与一级厌氧沉淀池合建。
二级厌氧提升泵：
Q=120mh,H=32mN=22kw无堵塞耐腐蚀污水
泵2台（一备一用）。
4、二级IC内循环厌氧塔
去除废水中的大部分有机物，尽可能的产生沼气，使进入好氧的负荷降低。
D*H邛20.0*23.4m,1座
7200ml
3d
35〜40C
4、二级厌氧沉淀池
泥水分离，澄清出水，降低好氧的负荷。
0.5m3/（m2•h）
5~6hr
建筑形式：
钢砼结构
6.3氧化沟好氧和深度处理系统
1、氧化沟
降解废水中的大部分有机污染物，采用A/0方式运转，进行脱氮除磷，同时，也减少了使用空气量。
氧化沟内流速可达0.3m/s以上,并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，具有污泥产率低，排泥量少，去除效果好，操作简单等优点。
主要设计参数
L*W*H=48*39*5.5m1座
总有效容积：
8900用
3.5D
有机负荷：
0.7kgCOD/（m3・d）
钢结构，
配套设备：
（1）、低速推流器：
叶轮直径D=2500mmN=4kw8台
（2）、风机，风量：
65mVmin，风压：
6m,功率：
90kw,数量：
2台,
1用1备；
（3）、旋流切割曝气器规格：
©
260mm数量：
3600套；
（4）、配气管材质：
ABS管,DN50mmDN100mm8套。
2、氧化沟沉淀池
沉淀好氧池的出水，泥水分离，澄清出水。
0.5m3/（m2・h）
5.0~6hr
Q=100mh,H=20mN=11kw2套，1用1备。
（2）、刮泥机，单桥周边传动，直径10m一套。
3、曝气生物滤池主要功能：
曝气生物滤池可深度处理废水，去除有机物、氨氮进行硝化及脱氮，净化能力强，占地面积小，耐冲击负荷能力强，优点显著。
生物滤池与其他处理工艺比较：
1）只需较小的池容和占地：
停留时间短；
2）出水水质好：
因兼有氧化和过滤作用，能保证较好的出水水质；
3）简化处理流程：
不需设置二沉池和污泥回流系统，占地少；
4）基建费用、运行费用节省：
因流程短、池容小、占地省，基建
费用会较低，因采用颗粒填料，使得充氧效率很高，可节省能源消耗；
5）管理简单：
抗冲击能力强，无污泥膨胀问题，运行效果稳定；
6）设施可间断运行：
长期停止运行后，再启动较快，微生物量积累较快，设施可在短期内恢复正常运行。
本项目采用的是下流式的生物滤池，设计参数如下：
设计过滤速度：
1.0m/h
过滤面积：
230m2
L*W*H=16*5*5rg分为3格
有效容积：
300m3
3hr建筑形式：
半地下半地上式钢砼结构滤料层厚：
2m
承托层：
0.5m,©
=30-50mm数量：
37.5m3滤料粒径：
1.5m,©
=4~6mm数量：
112.5m3
采用气、水联合定时进行反冲洗，空气管采用穿孔管，设在池底。
配水采用小阻力配水系统。
设反冲洗强度q=7L/mTs，滤料层反冲洗膨胀率控制在10%以内，反冲洗总时间约在7~10分钟左右。
反冲洗出水进入污泥池，上清液进入调节池,浓缩液进行脱水处理。
反冲洗周期：
根据实际情况,采用定时反冲洗。
配套设备如下：
（1）、风机,使用氧化沟的风机
4、臭氧接触池
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