宝清糖厂污水处理.docx

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宝清糖厂污水处理

宝清南华糖业有限公司

污水处理工程设计方案

大庆远大环保设备有限公司

2011年6月

一工程概述

宝清南华糖业有限公司是一个甜菜制绵白糖和颗粒粕的企业，年处理甜菜12万吨，生产运行时间是每年10月至次年2月。

生产期每天排出水量3000吨。

污水主要有以下几部分构成：

1）流送沟输送甜菜废水，废水主要含有泥、沙及糖份。

2）洗菜机洗涤甜菜废水，废水成分同上。

3）各种设备的冷却水，不含污染物。

4）冷凝水，不含污染物。

5）各车间、办工楼的生活污水。

这些生产污水混合后，其中含有大量的有机污染物，若直接排入城镇污水处理管网，将对城市污水处理厂造成冲击。

为治理污染，消除对城市污水处理厂的冲击，减小城市污水处理厂的运行负荷，保护宝清水体环境，宝清南华糖业有限公司拟建设一套污水处理装置，对排放的污水进行处理并达到城镇污水处理厂进水接纳标准。

受业主委托，大庆市远大环保设备有限公司以业主提供的排放水水质、水量为基础，结合地区特点，并根据制糖废水的水质特征，同时借鉴同行业先进的处理技术并结合我公司有关的工程经验，设计采用现代生物处理技术的最新研究成果MBBR处理工艺，控制部分采用DCS控制系统，对主要耗能设备采用变频节能控制等先进技术，提出如下的设计方案。

本方案立足技术领先、运行稳定可靠、控制水平先进，并在保证技术先进的前提下尽量减少工程总投资和占地面积，在此基础上制定本设计方案。

本方案具有以下主要特点：

a.本方案主工艺采用“水解酸化+MBBR反应器”组合工艺，该组合工艺出水水质稳定、抗冲击性能强、去除有机物效率高、相对于“IC反应器+好氧生化反应器”组合工艺或“UASB反应器+好氧生化反应器”组合工艺对水温控制的要求低、生化系统过程控制简单，停、开工周期短，非常适合糖厂间断生产的特点。

b.主要好氧生化处理工艺采用先进的MBBR处理工艺，氧气利用率高，容积负荷高，可达到高效节能之目的。

c.过程控制技术先进、可靠，运行成本低，劳动强度小。

d.主要耗能设备采用变频节能技术，节能效果明显。

e.DCS控制系统为开放式设计，便于网络数据通讯，为企业的生产管理信息化和现代化创造了良好的条件。

f.本处理设施最终处理水水质达到宝清污水处理厂水质接纳标准，为企业可持续发展的良性循环奠定了可靠的基础。

二污水处理工艺设计

2.1设计原则

（1）遵照国家及当地环保部门有关法规规定；

（2）遵照业主具体要求；

（3）采用成熟、先进、可靠、在同类型企业中有成功运行经验的工艺，确保稳定达标；

（4）采用国内污水处理的先进设备，设备运行经济稳定、操作维修方便、使用寿命长；

（5）选用国外先进的控制设备和元件，提高自动化水平，以确保污水处理装置的主要装置、设备运行稳定、安全、可靠；

（6）精心设计，尽量减少项目基建投资；

（7）运行管理简单，操作维护方便，运行费用低；

（8）污水处理工程设计方案在整体布局合理、美观的前提下，尽量做到结构紧凑、工艺流畅、减少占地面积。

2.2设计依据

（1）业主提供的基础技术资料和要求

（2）《中华人民共和国水污染防治法》

（3）《中华人民共和国环境保护法》

（4）《中华人民共和国大气污染防治法》

（5）《中华人民共和国水污染防治法》

（6）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》

（7）《污水综合排放标准》GB18918-2002

（8）《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88

（9）《室外排水设计规范》GBJ14-87

（10）《建设项目环境保护设计规范》

（11）《钢筋混凝土工程施工及验收规范》GBJ204-83

2.3设计范围

本项目设计范围包括：

自厂区原有污水总排泵出口起，至污水处理装置排水口止的全部污水处理及污泥处置装置。

负责整个污水处理装置的设计、设备、电气、仪表、控制系统的选型及采购，设备、电气、仪表、控制系统的安装、调试，系统调试，技术培训，质量保证及售后服务等工作。

负责土建部分的设计，土建施工由业主另行处理。

2.4污水水质和水量

2.4.1污水进水水量

污水进水水量为：

3000t/d。

2.4.2设计进水水质

CODCr3000mg/L

BOD51800mg／L

悬浮物SS2000mg／L

pH6-8

温度≥16℃

2.4.3设计出水水质

参照执行宝清污水处理厂接纳标准，具体水质如下：

CODCr＜450mg/L

BOD5＜250mg／L

悬浮物SS＜400mg／L

pH6-9

2.5工艺流程的选择

2.5.1污水水质特征分析

根据甲方提供的生产工艺和水质分析报告可知，由于该糖厂没有运行废蜜发酵生产酒精的生产装置，因此原水所含的有机污染物浓度比一般糖厂低。

根据相类似糖厂的实际排水情况和厂家提供的有关技术资料综合分析可知，废水中含有的主要有机物包括糖分、皂苷类物质、甜菜碱、碳水化合物等，COD、BOD均较高，废水色度深，含氮、磷、钾等元素较高。

通过对原水的综合分析可知，制糖污水，属于可生化性强（BOD/COD＞0.5）且不含有毒有害物质的中等浓度有机废水，非常适合生化处理，因而可以选择以生化法为主的污水处理工艺进行处理。

由于该污水有机污染物浓度较高，比较适合IC反应器或UASB反应器做预处理，然后再采用好氧生化处理。

但由于该糖厂间断性生产，生产结束后污水处理设备即停止使用，再次投产时，菌种需重新培养，而IC反应器或UASB反应器中的厌氧菌培养期需几个月，不适合该糖厂生产期短的现状，最后选定能快速启动并投入使用的“水解酸化+MBBR反应器”作为本次方案设计的主要工艺。

制糖污水有机污染物中氮、磷的含量较为丰富，转化氨氮较多，在污水处理工艺中必须考虑总氮、总磷及氨氮的去除。

2.5.2国内外制糖废水处理技术现状及发展

对于制糖废水的处理，国外从60年代开始研究并应用于工程实践，国内70年代以来也进行了广泛而深入的研究，并大量的应用于工程实践。

其中研究和应用最多的是厌氧生物处理工艺，其次是好氧处理工艺，同时，对制糖废水中的资源回收利用也有一定的研究。

常用于中高等浓度制糖废水处理的厌氧工艺有厌氧滤床（AF）、厌氧流化床（ＡＦＢ）、内循环反应器（IC）、上流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）、折流板反应器（ＡＢＲ）、两相厌氧处理工艺等。

常用于制糖废水处理的好氧工艺有活性污泥法、接触氧化工艺、氧化沟工艺、MBBR、ＳＢＲ及其变形工艺等。

针对制糖废水的水质特点，经常采用厌氧、好氧组合工艺。

目前，对制糖废水的处理大多采用厌氧、好氧组合工艺，它是制糖废水处理的发展方向。

2.5.3工艺流程确定

污水处理装置工艺的选择是关系到制糖污水处理后是否能达标排放的关键。

污水处理装置的工艺选择本着工艺流程符合糖业废水的特征，工艺先进，流程合理；管理方便；能够长期稳定运行，抗水质、水量冲击能力强；工艺方案造价低，运行成本低；出水达到城镇污水管网污水接纳标准。

确定方案为：

初沉+水解酸化+MBBR。

具体工艺流程见附图。

本处理工艺优点：

（1）技术成熟，运行成本低

（2）运行稳定可靠

（3）出水水质好

（4）脱氮除磷效果较好

（5）抗冲击性能好

2.5.4工艺流程说明

糖厂排出的含糖废水通过现有的提升泵提升进入平流沉淀池，将原水中泥砂在此沉降，通过定期对初沉池进行清泥，将污泥排入干化场干化后外运。

经沉淀后的污水自流进入水解酸化池，水解酸化处理单元的作用是利用产酸菌，使废水中的不溶性有机物变成溶解性的有机物，使溶解状态的大分子有机物转变成可生物降解的小分子有机物，以提高废水的可生化性，为后续生化处理单元创造良好的条件。

通过水解酸化把固体有机物转化为可溶解的有机物，同时把氮和磷两种生物营养元素从有机物结构中转移出来，成为后续好氧生化的营养物。

水解酸化池的出水自流进入MBBR反应池。

污水在MBBR反应池中经过好氧生化反应，污水中的有机物得到较为彻底的去除，同时污水中的氨氮和总磷也同时得到去除，处理后的出水再自流进入沉淀池中，在池中进行泥水分离。

分离后的水自流进入出水井中，通过终水提升泵提升进入城市污水管网。

活性污泥通过沉淀池中的虹吸刮泥机收集进入污泥回流井中，经提升泵提升部分回流到MBBR反应池，剩余活性污泥进入污泥储池；水解酸化池剩余污泥通过排泥管定期自流进入污泥储池。

当污泥达到一定量时，通过污泥泵将混合污泥提升进入混合反应槽，在混合反应槽中与投加的PAFC、PAM进行凝聚反应，生成大颗粒污泥，混合反应后的污泥经污泥提升泵提升进入带式压滤脱水机进行污泥脱水，脱水后的干泥经皮带输送机输送运出界外作为肥料返回农田。

脱出的污水自流进入调节池。

2.5.5主要单元技术原理

2.5.5.1初沉池

由于进入污水处理装置的污水，有一部分是原有幅流沉淀池底部排出的清洗甜菜后的含泥污水，因此首先通过沉淀将这部分泥沙去除。

平流沉淀池是利用水中的固体泥沙与水的比重差来达到将其自然沉淀的目的。

具有抗冲击，负荷大等优点。

沉淀下来的泥沙在沉淀池地步形成底泥，定期用泥浆泵将其清入干化场进行干化处理。

2.5.5.2水解酸化池

水解酸化处理单元利用产酸菌，将制糖废水中部分不溶性的有机物变成溶解性的有机物，使溶解状态的大分子有机物转变成可生物降解的小分子有机物，将制糖废水中所含的以提高废水的可生化性，为后续生化处理单元创造良好的条件。

通过酸化水解把固体有机物转化为可溶解的有机物，同时把氮和磷两种生物营养元素从有机物结构中转移出来，成为后续好氧生化的营养物。

为了强化水解酸化效果，在水解酸化池中设置了组合填料，使水解酸化菌附着在填料上，增加了酸化菌的细菌总量，提高了污泥龄。

底部的均匀配水系统使原水与酸化菌充分接触强化了水解酸化效果,使糖、碳水化合物等的水解酸化反应得到了充分进行。

2.5.5.3MBBR反应器

MBBR工艺是悬浮生长活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种新工艺，通过在CAS曝气池中投加一定量的特殊轻质悬浮载体填料，使污水处理的机理和效能发生质的变化，在此工艺中，微生物生存的基础环境由CAS工艺中的气、液两相转变为气、液、固三相，这种转变为微生物创造了良好的条件和更丰富的存在形式，形成了一个更复杂的复合式生态系统。

悬浮载体表面的生物膜与液相中的悬浮污泥共同发挥作用，各自发挥自己的降解优势。

大量吸附生长在生物填料上的生物膜使生物反应器中的活性生物量大大增加，在提高系统抗冲击负荷能力的同时，使系统具有更强的脱氮除磷能力。

MBBR工艺中，附着生长的悬浮载体中的长泥龄生物膜为生长缓慢的硝化菌提供了非常有力的生存环境，可实现有效的硝化效果，而悬浮生长的活性污泥的泥龄相对较短，主要起去除有机物的作用，由此避免了CAS工艺中为了实现硝化作用而需较长的泥龄并因此而易出现的污泥膨胀的问题。

MBBR工艺与传统的活性污泥法相比具有如下优点：

a.悬浮填料，无须固定支架支撑，安装、维修方便。

b.曝气时，填料处于流化状态，切割分散气泡，氧的利用率高。

c.汽、固、液三相共存，传质面积大，传质速率高，传质过程强化，抗冲击负荷能力强。

d.气流、水流冲刷悬浮填料，促进膜的新陈代谢，有机物降解能力提高，无污泥膨胀。

e.悬浮填料比重与水相近，很小的气量即可均匀悬浮，减少曝气成本。

f.投配、更新方便，操作管理和维护简单。

g.出水水质好。

h.剩余污泥量少，污泥稳定便于处理。

2.5.5.4二次沉淀池

MBBR反应池处理后的出水中含有活性污泥，为了使泥水充分分离开来，根据水的重力作用，污泥经由沉淀池底部的虹吸刮泥机进入污泥储池，而沉淀池上层清水自流进入出水井，达到泥水分离的效果。

2.5.5.5出水井

沉淀池中上清液进入出水井，通过最终水泵，将终水排放至市政管网进入城市污水处理厂继续处理。

2.5.5.6污泥储池

沉淀池中排放的活性污泥，水解酸化池中产