乳品污水处理方案.docx

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乳品污水处理方案

500吨每天乳品污水处理方案

本方案设计主要依据国家现行设计规范、标准。

具体如下：

1.2.1中华人民共和国《污水综合排放标准》（GB8978-96）一级排放标准；

1.2.2《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）；

1.2.3《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；

1.2.4《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）；

1.2.5《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

1.2.6《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）；

1.2.7《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）；

1.2.8《恶臭污染物排放标准》（GB1455-1993）；

1.2.9业主提供的废水水量，及相关要求等。

1.3.设计水量、水质

1.3.1废水性质：

乳制品废水是炼乳、干酪、奶油、乳制清凉饮料、冰激凌以及乳制品点心生产过程中排出的废水。

污水特点表现为：

水质无毒，B/C≧0.4，可生化性好。

1.3.2设计水量

根据业主提供相关数据，确定设计水量：

500t/d,即:

25t/h

1.3.3设计水质：

参照该公司提供的数据和同类污水水质，具体如下:

表1—1原水水质表单位:

mg/l

污染项目

CODcr

BOD5

NH3-N

污染物浓度

1200

600

100

1.3.4出水水质：

处理后的污水排放要求达到《水污染物排放标准》（GB8978—1996）一级排放标准。

表1—2出水水质表单位:

mg/l

污染项目

CODcr

BOD5

NH3-N

污染物浓度

100

1.4设计范围

本工程的设计范围是：

污水流入处理站界区始至全处理工艺出水为止，具体有各工艺单元的全部工程内容，主要包括工艺、土建、电气、仪控、设备等各专业内容。

2、乳品污水处理工艺

2.1设计原则

2.1.1根据污水特点，选择合理工艺，做到技术可靠、操作方便、易维护检修、流程简单；

2.1.2在保证处理效果的前提下，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用，主要处理设施建在地下，不影响厂区的美化和绿化等；

2.1.3污水处理设备应选用性能可靠、运行稳定、自动化程度高的节能优质产品，确保工程质量及投资效益；

2.1.4在设计中充分考虑二次污染的防治，设备耐腐蚀，噪声达标，以免影响周围环境；

2.2污水处理工艺方案的选择

乳品废水主要含有大量可容性有机物，包括糖类、淀粉、蛋白质、脂肪酸，污水可生化性好，且不含有毒有害物质，也不含大颗粒悬浮物质，废水呈乳白色，属中高浓度污水。

鉴于此废水情况，结合本公司的实际经验，本项目的污水工艺易采用混凝沉淀—水解酸化—CASS工艺处理废水最为优化。

CASS工艺是国际公认的生活污水及工业废水处理的先进工艺。

CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，最早产生于美国，90年代初引入中国。

该方法是美国川森维柔废水处理公司1975年研究成功的。

其主要原理是：

在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿长度方向设计为两部分，前部设置了生物选择区（也称预反应区），后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置，曝气、沉淀和排水在同一池子内周期性地循环进行，取消了常规活性污泥法的二沉池。

COD去除率达90％以上，BOD去除率达95％，并达到良好的除磷脱氮效果。

CASS工艺每一操作循环由下列四个阶段组成：

（1）曝气阶段

由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3－N。

（2）沉淀阶段

此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。

反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。

污泥逐渐沉到池底，上层水变清。

（3）滗水阶段

沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液。

此时，反应池继续进行硝化。

（4）闲置阶段

闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。

为了保持适当的污泥浓度，系统根据产生的污泥量排除相应数量的剩余污泥，排除的剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行。

与传统活性污泥法相比，CASS法的优点是：

（5）工艺流程短，占地面积少，建设费用低：

省去了初次沉淀池、二次沉淀池等构筑物，与传统活性污泥法相比，占地减少30％，投资节省20％－40％。

（6）运转费用省：

由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10-25%。

（7）有机物去除率高，出水水质好：

对一般的生物处理工艺，很难达到这样好的水质。

所以，对CASS工艺，二级处理的投资，可达到三级处理的水质。

排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，将处理后的清水均匀排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。

（8）抗冲击负荷能力强，操作灵活：

CASS系统在设计时已考虑流量变化的影响，能确保污水在系统内停留至预定的处理时间才经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。

而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。

①管理简单，运行可靠：

污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。

所以，系统管理简单，运行可靠。

②污泥产量低，污泥性质稳定。

③具有脱氮除磷功能。

④无异味。

2.3乳品污水的工艺流程

废水经格栅拦截较大悬浮物后，进入调节池；在调节池均衡水量和水质，然后用泵将废水从调节池送入混凝沉淀池；对污水投加絮凝剂、助凝剂，去除水中长期保持分散悬浮状态、微小粒径的悬浮物和胶体等；污水在沉淀池进行固液分离：

上清夜自流进入水解酸化池，污泥定期用泵打入污泥浓缩池；水解酸化为兼氧环境，设置填料一套，污泥附着于填料之上，利用其中的厌氧菌将难生物降解有机物分解成易生物降解的小分子有机物，提高废水的可生化性，同时也可降低部分COD；水解酸化池出水自流进入CASS反应池，在好氧菌的作用下，将大部分有机物分解为二氧化碳和水，然后达标排放；污泥定期处理外运。

进水加药

上清液

泥饼外运

回流污泥

剩余污泥

2.4主要处理构筑物及设计参数

2.4.1格栅

（1）功能：

格栅设置于调节池之前，主要用于拦截污水中较大的固体漂浮物（废水中的果皮、残渣等杂物），防止其在调节池中积聚沉淀和堵塞水泵及管道，影响后续处理效果。

（2）设计参数：

格栅间隙：

5mm

栅前水深：

0.20—0.40m

格栅放置倾角：

70℃

（3）主要内容：

格栅井尺寸：

1200×500×1000mm，地下式

2.4.2调节池

（1）功能：

保证生化处理进水水量水质的均匀性。

（2）设计参数：

水力停留时间：

HRT=8h

有效水深：

h=3.5m

有效容积约为：

180m3

（3）主要内容：

尺寸：

8000×8000×3500mm，V=224m3，1座，地下式，钢砼结构。

（4）主要设备：

提升泵：

WQ25-10-2.2型，2台（1用1备）

Q=25m3/h

H=10m

N=2.2Kw

2.4.3混凝沉淀池

（1）功能：

对污水投加絮凝剂、助凝剂，去除水中长期保持分散悬浮状态、微小粒径的悬浮物和胶体等。

（2）设计参数：

有效水深：

h=3.m

水力停留时间：

有效容积约为：

40m3

（3）主要内容：

沉淀池：

4500×4000×3500mm，1座，地上式，钢结构。

混凝池设置二道隔墙，第一格加絮凝剂PAC和碱液；第二格加混凝剂PAM；

水力搅拌，污泥有泵排出。

（4）主要设备：

a,搅拌器1台，配套电机1.5Kw

b,加药泵：

计量泵，3台，流量300mL/min；压力50Mpa；功率0.25Kw

c,导流桶：

1套；加药箱：

3个，PE

2.4.4水解酸化池

（1）功能：

水解酸化池起到厌氧处理效果。

利用厌氧细菌的作用，通过分子结构的改变（开环、断键、裂解基团取代、还原等），将废水中的大分子、难生物降解的有机物水解转化成小分子、易生物降解的溶解性有机物，提高废水的B/C比；池内设填料一套，池底安装穿孔管，微量曝气。

（2）设计参数：

停留时间为：

HRT=4h

有效水深：

3.0m，

有效容积约为：

85m3

（3）主要内容：

尺寸为：

10000×3000×3500mm,1座，V=112m3，钢结构。

（4）主要设备

a,DN32穿孔管：

一套

b,填料（包括支架）：

体积90m3

2.4.5CASS反应器

（1）功能：

CASS反应器是本工艺的主要处理设施，其主要功能是周期循环活性污泥去除污水中BOD、COD，使废水得到净化，最终达标排放。

（2）设计参数：

CASS生化池总设计水力停留时间为15h

其中兼氧区1.9h，主反应区13.1h

池内有效水深为：

3.0m

污泥浓度为3.8g/L；

污泥负荷为0.06kgBOD5/kgSSd；

有效容积约为90m3

（3）主要内容：

尺寸：

20000×5000×3500mm，2座），V总=600m3，钢结构。

（4）主要设备：

a,罗茨鼓风机

采用微孔鼓风曝气充氧，所需供风量为1.66m3/min（气水比12:

1）

鼓风机型号：

三叶罗茨风机120A型，2台

进气流量：

5.17m3/min

转速：

1360rpm

功率：

11Kw

b,曝气系统

曝气器型号：

φ215球面

服务面积：

0.33m2/个

曝气器数量：

600个

曝气分布管一套。

c,污泥回流采用管道泵，污泥回流比为50-100%，回流污泥进入兼氧区或水解酸化池。

回流泵：

WQ50-10-1.5型，1台

Q=50m3/h

H=10m

N=3Kw

2.4.6污泥浓缩池

（1）功能：

污泥浓缩脱水。

提高污泥的含泥量；减少污泥含水率并减小其体积，便于运输和后部处理。

浓缩采用重力浓缩，浓缩池上清液自流入调节池，底部浓缩污泥用螺杆泵抽送至带式压滤机上进行脱水处理。

（2）设计参数：

有效深度h=2.0m

（3）主要内容：

主要尺寸：

3000×3000×2000mm（包括泥斗），V=15m3，1座，钢结构。

（4）设备：

螺杆泵：

G50-1，1台。

Q=5m3/hN=1.1Kw

2.4.7厢式压滤机

（1）产品型号：

XMS-15

该机型的主要优点是进料时损耗少，过滤速度快，耐高温及高压，密封性能好，滤饼洗涤均匀，含水率低，且各滤室压力均匀不易坏板，日常操作维护方便。

表2-1厢式压滤机参数表

型号

过滤面积

滤板数量

滤室数量

滤饼厚度

外型尺寸

XMS

20m2

25块

24个

30mm

2230×600×1200mm

2.4.8控制间、风机房、压滤机间和控制室

采用砖混结构，占地面积约75m2。

设置鼓风机房、压滤机房、电气控制室、加药间和值班室等。

2.5配管设计

2.5.1设计范围：

本污水处理站界区范围内所有管道布置及材质。

2.5.2设计依据：

参考国内同类污水处理用材情况进行选材，以便更好的满足工艺要求。

2.5.3管材选择

①给水管、设备连接管采用优质UPVC塑料管；

②池内空气管及穿孔管用UPVC塑料管，其它如给水管采用热浸镀锌钢管；

2.5.4管道连接

①UPVC管采用粘接或法兰连接；

②热浸镀锌钢管采用丝扣、焊接或法兰接；

2.5.5法兰、管件的选择

①一般原则是与管道材质相同或相当；

②阀门形式以球阀、蝶阀为主。

2.5.6敷设方式

①进出装置区重力流管道一般采用埋地敷设（或地沟）；

②装置区内管道根据工艺要求进行敷设。

3．总图、土建、给排水工程

3.1总图

3.1.1选址原则

根据当地的季风特点，污水处理站一般设在厂区的西端。

远离居民区，且处在全年主导风向的下风向；水、电供给方便。

3.1.2平面布置原则

结合站区地形，力求使工艺布置集中，并使污水和污泥流向短，节约用地。

3.1.3竖向布置

竖向布置原则以一次提升、重力自流，降低运行能耗。

因设计人员未能到现场，具体位置及布置，待与业主确定。

3.2土建

3.2.1工程地质概况

本工程方案设计时无地质报告，施工图阶段必须根据详细地质报告确定持力层地基承载力及基础埋深。

3.2.2耐火等级、地震烈度

本污水处理工程耐火等级为二类；根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A.0.10，抗震设防烈度为7度。

3.2.3土建构成

根据污水处理工艺要求，处理站内设有7座构筑物。

地面为控制间；其它为格栅、调节池、混凝沉淀池、水解酸化池、CASS反应池、污泥浓缩池。

结构造型以满足污水处理工艺生产要求为原则，努力做到技术先进、经济合理，构筑物均采用钢筋混凝土结构。

3.2.4建筑材料

①混凝土：

构筑物采用C30砼（内掺膨胀剂），抗渗标号S6，其余梁、板、柱等均采用C20砼。

②钢材：

钢筋选用HPB235、HRB335钢，预埋件部分用A3钢。

3.2.5工程施工

①本工程所有钢筋混凝土构筑物和附属建筑的梁、板、柱均采用现浇。

②构筑物地下部分的施工办法为大开挖施工，设基坑表面排水。

3.3给排水

污水处理站由厂区给水管网引引一根DN25的自来水管供冲洗和操作人员的日常用水。

污水处理站不需设消防用水；雨水仍利用厂区原有管网排除；处理后水外排管均采用钢筋混凝土管。

4．电气及自控系统

4.1电气设计

4.1.1供电电源及运行方式

本工程供电按三级负荷设计，单回路供电，电源电压为380/220V，总电缆采用架空或埋地方式从厂区总变配电室引入污水处理站控制室。

4.1.2用电负荷分布

本工程电气设备总装机负荷为26.05Kw，常用运行负荷7.15w左右，其中：

表4—1装机电压负荷表

名称

功率

数量

备注

提升泵

1.5kw

2台

调节池

污泥泵

0.75kw

1台

混凝沉淀池

鼓风机

11kw

2台

回流泵

1.5kw

1台

CASS池

螺杆泵

1.1kw

1台

加药泵

0.25kw

3台

搅拌器

1.5kw

3台

4.1.3计量方式与保护方式

低压配电母线采用空气断路器作总电源过载保护，馈线采用空气断路器和热继电器作短路和过载保护。

总进线处设置有功电度表进行有功电能计量。

4.1.4供配电设备选型:

动力配电箱XL-21。

4.1.5电力输送方式

配电为380/220V三相四线，电力输送全部采用直接埋地敷设方式。

由配电室送至各用电、配电设备处。

4.1.6电气设备的控制方式及装置水平

本工程所有工艺用电设备采用配电室集中控制控制方式。

电机全部采用全压起动。

4.1.7接地保护

所有不带电用电设备的金属外壳均采用接零保护并做重复接地，所有埋地电缆金属外皮及金属管网均与接地极焊接连接。

4.1.8照明

室外照明选用防溅式水银灯，照度30LX；室内照明采用绝缘电线穿阻燃管暗敷设线路，采用荧光灯照明，照度100LX。

4.2仪表与自控

4.2.1概述

①设计范围

集中控制室；现场检测仪表的布置；信号控制电缆的敷设；控制室设置仪表盘；②设计原则

a．本工程仪表选用立足于国内，选用经济、安全、可靠产品。

b．现场电缆的敷设采用直接埋的方式。

c．控制方式为集中控制，集中显示。

4.2.3仪表供电

仪表电源为一路交流220V，由配电柜引来。

4.3控制方式说明

本系统控制采用自控和手动控制方式，操作灵活机动、安全可靠。

自动控制方式：

整个污水处理站的运行实行半自动化，现场须操作人员操作。

5．工程投资及运行费用

5.1工程投资

5.1.1土建工程投资

表5—1土建工程投资表单位：

万元

序号

构筑物名称

工艺尺寸（m）

结构

数量

价格（万元）

备注

格栅

1.2×0.5×1.0（H）

钢砼

1座

地下式

调节池

（H）

钢砼

1座

地下式

混凝池

（H）

钢

3座

地上

沉淀池

（H）

钢

1座

地上

水解酸化池

（H）

钢

1座

地上

CASS池

（H）

钢

1座

地上

污泥浓缩池

H）

钢

1座

地上

控制间

加药室

18m2

砖混

1间

平房

风机房

18m2

1间

压滤机房

30m2

1间

控制室

值班室

15m2

1间

合计：

（万元）

5.1.2主要设备及报价

表5—2主要设备及报价表单位：

万元

序号

设备名称

规格型号

生产厂家

数量

单价

总价

备注

机械格栅

青岛伊美环境工程有限公司

1套

2.60

提升泵

WQ25-10-0.75

南方泵业

2台

0.30

0.60

一备一用

加药桶

300L

青岛伊美

3个

0.08

0.24

青岛伊美

2个

污泥泵

WQ50-10-3

南方泵业

2台

0.65

1.3

南方泵业

罗茨鼓风机

80A

山东战尔

2台

1.2

2.4

包括消声器

导流筒

溢流堰

DN200

青岛伊美

1套

1.50

用于混凝沉淀池

回流泵

WQ15-10-1.1

南方泵业

1台

0.25

CASS池

电控系统

XL-21型

青岛伊美

1套

1.40

包括仪表、电缆和线管等

滗水器

150

青岛伊美

2台

2.20

4.4

不锈钢

曝气系统

215球面

青岛伊美

480个

0.02

5.76

含支架

填料

φ180型

青岛伊美

150m3

0.02

3.00

弹性填料，含支架

计量泵

EW-F

南方泵业

3台

0.30

0.9

加混凝剂至沉淀池

搅拌器

J230型

青岛伊美

3台

0.30

0.90

螺杆泵

G50-1型

上海

1台

0.90

厢式压滤机

XMS-15

青岛伊美

1台

2.2

管道、阀门

若干

3.20

含曝气管、穿孔管、焊管

3个

合计：

31.55（万元）

5.1.3污水处理工程总投资

a.土建工程建设投资

1）土建工程费：

万元

2）设计费（4%）

31.27×4%=1.25万元

3）税金及管理费（8%）

土建工程建设总投资为：

万元

b.设备、设备安装及系统调试培训投资

1）设备费：

31.55万元

2）设计费（4%）

3）安装、调试及培训费（设备的10%，包括菌种费）

31.55×10%=3.15万元

4）税金及管理费（8%）

（31.55+3.155）×8%=2.7万元

设备工程总投资为：

31.55+3.15+2.7=37.4万元

c.污水处理工程总投资

1）土建工程建设投资为20万元

2）设备工程总投资为37.4万元

污水处理工程总投资为：

37.4+20=57.4万元

5.2运行费用

本工程运行费用主要为人工费、药剂费和电费。

人工费：

人员1，工资：

30元/日，约0.15元/m3·污水·日

电费：

各设备运转情况如下表：

表5-1主要设备运行情况一览表

名称

功率（kw）

运行数量（台或套）

运行时间（h/d）

度数（kw·h）

提升泵

2.2

1台

污泥泵/回流泵

3.0

1台

1.1

1台

22.0

风机

7.5

1台

搅拌机

0.55

3台

1.1

计量泵

0.55

3台

19.8

螺杆泵

1.1

1台

1.1

合计：

kw·h

电费按0.6元/度计：

0.6元/度×115.9kw/d÷200m3/d=0.35元/m3·污水

药剂费：

混凝剂：

0.18元/m3·污水

单位水总运行费用为：

0.15+0.35+0.18=0.68元/吨

6．结论

6.1主要指标

处理水量：

500m3/d

处理前后主要水质指标：

CODcr：

1200mg/l100mg/l

BOD5：

600mg/l30mg/l

SS：

100mg/l60mg/l

氨氮：

70mg/l15mg/l

占地：

约186m2

工程投资：

60.63万元

运行费：

0.68元/吨水

装机容量：

26.05KW

运行容量：

7.15KW

6.2结论

本工程处理500m3/d污水，采用混凝沉淀+水解酸化+CASS工艺，占地面积省，能保证达标.

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