红薯淀粉废水处理综合项目工程专项方案.docx
《红薯淀粉废水处理综合项目工程专项方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红薯淀粉废水处理综合项目工程专项方案.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
红薯淀粉废水处理综合项目工程专项方案
甘薯淀粉厂废水资源化处理工程方案
（修改讨论稿）
1.项目概述……………………………………………3
1.1项目背景……………………………………………………..3
1.2研究和应用现实状况…………………….……………………….3
2.设计依据…………………………………………..6
3.设计标准…………………………………………..7
4.工艺比选…………………………………………..7
5.工程方案…………………………………………..9
5.1工艺设计…………………………………………………….10
5.2关键设备和构筑物一览表…………….……………………12
5.3总体部署…………………………………………………….14
6.投资估算和资金筹措…………………………..14
6.1预算汇总….………………....……………………………14
6.2土建预算…………………………………………………….15
6.3设备预算…………………………………………………….15
6.4运行费用…………………………………………………….16
6.5资金筹措…………………………………………………….17
7.工程效益………………………………………….17
7.1社会效益…………………………………………………….17
7.2环境效益…………………………………………………….17
7.3经济效益…………………………………………………….18
1.项目概述
1.1项目背景
淀粉是绿色植物进行光合作用后产物，是人类生命活动中必不可缺乏基础物质。
淀粉是一个很关键工业原料，它不仅应用在食品工业领域而且在制酒、制药、纺织、化工等行业也被广泛应用。
淀粉在加工过程中会产生大量高浓度酸性有机废水，其含量随生产波动而时有改变，其COD值通常达成10000mg/L以上。
地瓜，又名甘薯、红薯。
地瓜本身易腐烂，不宜长久存放。
地瓜深加工，能够处理因贮存鲜薯不妥而造成大量烂薯现象，地瓜精制淀粉经过不一样深度加工，可生产出数百种有价值化工产品，增值10-30倍左右，前景可观，市场潜力巨大。
现在，中国淀粉生产企业1000多家，年产量已达600万吨，按现在加工工艺，每生产1吨淀粉大约产出6吨高浓度有机废水，可见整个淀粉制造业每十二个月产生废水量甚多。
这些废水中关键含有溶解性淀粉、少许蛋白质、有机酸、尘土、矿物质及少许油脂，易腐败发酵，使水质发黑发臭，排入江河会消耗水中溶解氧，促进藻类及水生植物繁殖，量大时河流严重缺氧，发生厌氧腐败，散发恶臭，鱼、虾、贝类等水生动物可能会所以而窒息死亡。
所以越来越受到环境科学工作者重视。
尽管现在中国没有统一淀粉工业污染排放标准，实施是《污水综合排放标准》（GB8978-1996），但伴随对生态环境重视，有省市已经颁布了强制性《淀粉加工工业水污染物排放标准》，和国家环境保护部公布了《淀粉工业水污染物排放标准》（征求意见稿和送审稿）而且要求现有企业于1月1日起至6月30日止实施，所以统一强制性淀粉工业污染排放标准实施已日益临近，进行淀粉废水综合治理示范研究和推广应用意义十分重大。
1.2研究和应用现实状况
针对淀粉废水特点,大家全部在努力争取研究出一个快速、高效、低能耗淀粉废水处理方法。
中国外现在常见处理方法总体上可分为生物处理法和化学絮凝沉淀法,两种处理方法在实际应用中各有利弊。
1.2.1化学絮凝沉淀法
淀粉废水含有蛋白质、淀粉、糖类及悬浮物。
废水呈高分散系亲水胶体溶液，这种胶体通常比较稳定。
所以，治理这类废水首先要破坏胶体状态。
化学絮凝法就是经过药剂物理化学作用，使废水胶体破坏，使分散状态有机物脱稳、凝聚，形成聚集状态粗颗粒物质从水中分离出来。
经过混凝能够去除分子量较大有机物。
而分子量较小有机物，能够经过活性炭吸附法去除从而达成治理这类废水目标。
絮凝沉淀法作为一个成本较低水处理方法应用广泛。
其水处理效果好坏很大程度上取决于絮凝剂性能,所以絮凝剂是絮凝法水处理技术关键。
絮凝剂可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂和复合型絮凝剂。
追求高效、廉价、环境保护是絮凝剂研制者们目标。
1.2.2生物处理法
生物处理法是利用微生物新陈代谢功效,使废水中呈溶解和胶体状态有机污染物被降解并转化为无害物质,使废水得以净化方法,通常可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。
该方法在处理高浓度有机废水方面,以其处理费用低、处理效率高等优点被广泛采取。
1.2.2.1厌氧生物处理
1）升流式厌氧污泥床（UASB）
UASB内水流方向和产气上升方向相一致,首先降低了堵塞机率,其次则加强了对污泥床搅拌混合作用而有利于微生物和进水基质间混合接触及颗粒污泥形成。
该工艺不仅投资省、运行费用低、操作简便,而且产生可供利用沼气,处理后废水达标排放,取得很好经济效益和环境效益。
2）厌氧折流板反应器（ABR）
ABR反应器作为一个理想多段分相、混合流态处理工艺,含有比其它厌氧工艺更为优越特征。
沿水力流向设置多层隔板，将反应器分隔成若干个串连反应室，每个反应室全部类似厌氧污泥床单元。
该工艺结构设计简单，反应器内水流反复上下折流作用，提升了微生物体和被处理废水间混合接触，稳定了处理效果，促进了颗粒污泥形成和生成，发挥完全混合式承受冲击负荷能力，及全部微生物体作用。
因为各隔室营养水平不一样，反应器微生物相有显著种群差异。
3）厌氧流化床（AFB）
该反应器内填充着粒径小、比表面积大载体,厌氧微生物组成生物膜在载体表面生长,载体处于流化状态,含有良好传质条件,微生物易和废水充足接触,细菌含有很高活性,设备处理效率高。
4）厌氧接触消化法
厌氧接触消化法属第二代厌氧消化技术,因为采取将消化污泥回流至消化器方法,可保持消化设施内较高浓度生物量,从而提升了消化器容积负荷。
和UASB、AFB相比,厌氧接触消化法即使负荷较低,但运行可靠,起动时间较短,但现在中国在淀粉废水处理方面研究和应用并不多见。
5）厌氧滤池（AF）
装置中填满了如沙砾、塑料、泡沫等填料，使厌氧微生物附着在上面生长，可维持较高生物量和较长SRT，SRT延长实质上是维持了反应器内污泥高浓度。
但因为该装置易发生堵塞，所以关键用于处理含悬浮物较少中、低浓度废水。
1.2.2.2好氧生物处理
和厌氧法相比,好氧生物法在处理淀粉加工废水方面有很多不足之处,比如需要充氧、动力消耗大、无能量回收、微生物所需营养多和污泥量大等适合处理低浓度有机废水。
而淀粉废水COD通常较大,所以在淀粉废水处理中单独应用较少,关键是接触氧化法、生物氧化塘法和SBR法。
在淀粉加工废水处理中,好氧生物处理通常见作后续处理。
1）接触氧化法
接触氧化池是在生物滤池基础上，从接触氧曝气法改良而来，它兼具生物膜法和活性污泥法特点。
它在一曝气池中装入填料（通常为塑料、焦炭、砾石等），填料浸没于水中，用鼓风机在填料下面曝气充氧，因为气液相对运动，气泡被剪碎，对应地增大了和生物膜接触面积，加速生物膜脱落使得生物膜保持较高活性，提升了处理效果。
2）氧化沟
氧化沟是活性污泥法一个改型，其曝气池呈封闭沟渠型，污水和污泥混合液在其中进行不停循环流动。
该工艺不需设初沉池，对水温、水质、水量变动有较强适应性，若运行适当，氧化沟还含有反硝化脱氮作用。
但氧化沟池体体积过大，占地面积过大。
3）SBR法
SBR法采取间歇运行，运行周期每一阶段有适应基质特征优势菌群存在；污泥不停内循环，排泥量少，生物固体平均停留时间长；沉淀和排水时水流处于静止状态，故处理效果优于通常活性污泥法。
因为进水、曝气、沉淀、排水等工序在一个池内进行，工艺简单，运行费用低。
SBR标准上不需要二沉池和污泥回流设施，多数情况下能够省去初沉池，故而其工程投资和占地面积均小于通常活性污泥法。
中国现在对于淀粉加工废水治理方面研究比较重视,在这方面不停取得新进步。
即使和国外发达国家相比还有很大差距,但处理方法和工艺已相当成熟,基础适应中国淀粉加工业发展需要。
因为淀粉废水高有机浓度和无毒等特点,现在应用最多是生化法和絮凝沉淀法,对这两种方法应用研究也是最多,不过近些年伴随部分新废水处理工艺出现和发展,这些工艺也必将会被不停应用于淀粉废水处理。
另外,将多种方法结合起来,能够使它们优缺点相互补充,达成较高处理效果。
1.2.3资源化技术
淀粉废水含有高浓度蛋白质、淀粉、糖类，假如排放，就是重污染源，假如合理利用，也是宝贵资源。
中国科学院生态环境研究中心环境生物技术试验室一项专利技术“利用高浓度有机废水制备防治植物病害生防剂”（申请号：
），就是将高浓度有机废水经过生物转化，生产防治植物病害生防剂。
也有文件报道，能够将该类废水转化为蛋白饲料（我们合作试验室前期工作）或用来生产沼气。
2.设计依据
本工程设计依据业主提供初步资料和国务院公布《建设项目环境保护管理条例》、《中国环境保护法》等相关要求。
设计采取其它相关规范及标准：
1.《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）
2.《淀粉工业水污染物排放标准》（GB征求意见稿-）
3.《淀粉加工工业水污染物排放标准》（DB37/595- ）
4.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
5.《建设项目环境保护设计规范》（877国环字第002号文）
3．设计标准
1.严格实施环境保护各项要求，确保经处理后水质符合《污水综合排放标准》（GB89781996）排放标准。
2.采取技术优异、运行安全可靠、操作管理简单工艺，使优异性可靠性有机结合起来。
3.采取现在中国成熟优异技术，尽可能降低工程投资和运行费用。
4.废水处理站内外，严格预防对环境造成二次污染，充足表现以人为本标准。
4.工艺比选
湖南湘丰金薯企业为红薯原料生产淀粉，生产规模为毛淀粉1吨/小时，每十二个月约生产100天，生产期间天天20小时,生产期为每十二个月9、10和11月份；另外大部分时间利用淀粉生产粉丝。
其废水水质特征为：
1.输送和洗净废水：
通常含有泥土、碎皮及由原料溶出有机物，这种废水悬浮物含量高，但COD和BOD值全部不高；
2.分离废水：
含有大量水溶性物质，如糖、蛋白质、树脂等，同时也含有少许微细纤维和淀粉，COD和BOD值全部很高，且水量大。
所以本工段废水是关键污染源；
3.生产设备洗刷废水；
4.淀粉渣贮槽废水：
淀粉生产过程中，作为副产品产生大量渣滓，长久积存在贮槽内，会含有一定量废水，这种废水因发酵其酸度很高；
5.冲洗粉条废水。
上述5类废水总排放量约1050m3/d，其中输送洗净废水约350m3/d。
5类水对当地水环境全部会造成一定污染。
但依据该厂实际情况，分离废水浓度高，是关键污染源，需用厌氧+好氧+物化综合处理。
下面拟从处理效果很好投药气浮+UASB+SBR工艺和ABR+接触氧化池+混凝过滤工艺简单比较中挑选出最符合该厂处理工艺：
1）投药气浮+UASB+SBR工艺
现在淀粉行大多采取此种工艺，能够说是一个比较成熟处理工艺。
此工艺基础步骤以下以下：
淀粉废水→格栅→调整池→投药气浮池→UASB→预曝沉淀池→SBR→出水
淀粉废水经格栅截留粒径较大漂浮物悬浮物后，进入调整池调整水质和均化水量，调整池设机械搅拌装置，经过机械搅动使原水混合均质，阻止悬浮物沉淀，悬浮物随水流入气浮池。
同时投加絮凝剂或混凝剂，经过气浮,分离提取蛋白质,有效去除淀粉废水中悬浮物、降低废水COD，提升经济效益，减轻后续处理构筑物压力。
气浮池出水流入UASB进行厌氧生物处理，大部分有机物在UASB反应器中降解，反应过程中产生沼气经水封罐、气水分离器、脱硫器进入沼气储柜进行利用。
UASB出水自流进入预曝沉淀池，预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间关键构筑物，其功效关键是去除厌氧出水悬浮物和H2S等有害气体，增加水中溶解氧，为好氧处理发明有利条件。
预曝沉淀池出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以深入降解水中有机物。
调整池、UASB、预曝沉淀池、SBR等处理单元产生污泥排入污泥浓缩池进行浓缩，提升污泥含固率，使污泥含水率低于95%。
污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水，产生泥饼外运，污泥浓缩池上清夜及机械压滤液回流至调整沉淀池再继续处理。
此工艺能够有效降低淀粉废水中COD，处理出水达成国家要求相关标准。
不过气浮池投资运行费用较高，而且UASB开启周期达成2个月至3个月，这对于只在9、10、11月份收地瓜打淀粉企业是不可接收，这将大大增加企业生产成本和运行消耗，经济上不适用；而且此工艺不宜处理冲洗粉条废水。
2）ABR+接触氧化+混凝过滤工艺
ABR+接触氧化+混凝过滤工艺，从原理上说和投药气浮+UASB+SBR工艺大致相同。
具体处理单元以下：
淀粉废水→格栅→微滤机→调整池→ABR→两级接触氧化池→二沉池→
混凝过滤→出水
淀粉生产车间废水流过格栅，先去除大悬浮物。
然后废水进入微孔过滤机，去除较小悬浮物和胶体。
以后，废水就流入含有调整池进行水质、水量调整，调整池出水进入ABR池去除废水中有机物质。
研究表明，不一样条件下ABR反应器不一样隔室中VFA及pH改变展现出显著相分离及移动特征且其特征随不一样隔室而展现出对应改变规律。
还需要关键说明是，ABR开启时间比UASB大大缩短，只需要2周左右，而且二次开启快，很适合红薯淀粉季节性生产。
ABR反应器处理后废水，COD浓度仍较高，要达成排放标准必需深入处理，即采取好氧处理，此工艺用接触氧化池，该方法处理效果稳定能够有效处理SBR工艺后期因营养缺乏造成大量丝状菌问题。
从一些意义上说，这降低了处理费用，因为不用添加额外营养物质，降低了运行费用。
接触氧化池出水经过混凝过滤处理，去除出水中细小悬浮物，最大程度降低污水对河道水环境影响。
该工艺以低耗生化处理工艺为主体，既能够处理淀粉生产车间高浓度废水又能够处理不宜生化冲洗粉条废水及农村生活污水，能够适应污水水质、水量改变，处理系统有较大灵活性，优异又实用。
5.工程方案
经过上述工艺比选并充足考虑当地实际及现场用地等原因，确定以ABR+接触氧化工艺+混凝过滤为基础并添加以中科院创新结果，设计湘丰金薯企业废水处理工艺，在处理水质稳定达标排放同时，使其含有显著经济效益，实现了环境效益和经济效益统一。
5.1工艺设计
5.1.1设计进、出水水质及处理程度
设计水量：
依据淀粉厂提供数据，建设规模确定为700t/d，（不包含输送洗净废水350t/d）。
根据标准淀粉生产工艺推算，天天水量应该是400吨左右。
本项目一期工程暂不建设资源化处理工段，700t/d处理量出水优于《污水综合排放标准》GB8978-1996中三级标准，暂实施“味精工业水污染物排放标准值”。
400t/d处理量出水暂实施《污水综合排放标准》GB8978-1996中二级标准。
二期建设资源化处理工段后出水将达成一级标准或无废水排放。
确定红薯淀粉厂废水处理工程设计进出水水质以下表1所表示。
表1：
设计进出水水质及处理程度：
（最少达成味精行业排放标准）
水质
类别
CODcr
BOD5
总氮
氨氮
总磷
SS
pH
进水水质，mg/l
1
6400
1500
—
出水水质，mg/l
500
300
50
400
（6-9）
去除效果，%
95.8
95.3
73.3
表1淀粉加工工业水污染物排放限值（7月1日以前实施）
序号
项目
单位
标准值－2
1
排水量
以玉米为原料
m3/t产品
3
以甘薯为原料
m3/t产品
15
2
化学需氧量（CODCr）
mg/L
120－150
3
生化需氧量（BOD5）
mg/L
50－30
4
悬浮物（SS）
mg/L
100
5
氨氮（NH3-N，以N计）
mg/L
40－25
6
色度
倍
70
7
pH
－
6～9
注1：
以甘薯、木薯、马铃薯等薯类为原料进行淀粉生产、深加工企业实施“以甘薯为原料”要求。
注2：
以玉米为原料进行淀粉生产、以淀粉为原料进行深加工实施“以玉米为原料”要求。
表2味精工业水污染物排放标准值
（1月1日起建设（包含改、扩建）项目）
污染物项目
化学需氧量（CODCr）
五日生化需氧量（BOD5）
悬浮物（SS）
氨氮（NH3-N）
排水量
pH值
kg/t产品
mg/L
kg/t产品
mg/L
kg/t产品
Mg/L
kg/t产品
mg/L
m3/t产品
6-9
标准值
30
200
12
80
15
100
7.5
50
150
5.1.2基础工艺步骤图
淀粉废水处理工艺步骤以下：
堆肥处理
格栅
淀粉废水
真菌发酵
微孔过滤
ABR
饲料或有机肥料
接触氧化
中沉池
接触氧化
二沉池
酸碱中和剂
回流
出水
过滤
调整池
污泥池
污泥回流
步骤介绍:
格栅设置在废水处理前端,用以去除废水中较大悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而确保后续处理构筑物正常运行，减轻后续处理构筑物处理负荷。
以后废水进入真菌发酵池，对废水中有机污染物进行真菌发酵生产饲料蛋白或有机复合肥料，真菌发酵池能使废水中大部分有机物得以去除，可更大程度地降低废水对后续生化处理系统有机负荷，真菌发酵池出水经过微孔过滤机拦截出水中菌体，以确保真菌发酵池真菌数量。
真菌发酵池出水进入调整池进行水质水量调整，以减轻对后续处理系统浓度负荷冲击。
调整池出水用泵提升进入改良型厌氧折流板反应器（ABR）。
ABR可将大不易降解高分子有机物经过水解作用分解为小分子易降解有机物，再经过后续2级接触氧化池反应深入降解处理，生化处理后出水经过石英砂过滤去除细小悬浮物及胶体，以确保出水水质优于《污水综合排放标准》（GB89781996）中三级排放标准。
工艺特点：
1、淀粉废水含有大量有机物，本工艺中关键部分真菌发酵是生物处理技术一个革新工艺，真菌发酵在去除大部分有机物同时能够生产饲料蛋白或高效复合微生物生防菌肥，菌肥能够替换部分化肥用量，降低富营养化，这也是本工艺创新之处；
2、采取改良型ABR厌氧反应池，能高效地进行分解，去处废水中悬浮物质、胶体物质、富营养物，开启快且能够维持在水解酸化阶段，安全也高效；
3、采取改良型2级接触氧化反应，使用不一样填料，能够确保处理效果，同时又可显著降低剩下污泥量；
4、工艺适应面广，能够同时处理其它工艺废水和脱甲村生活污水。
5.1.3工艺设计参数
Ø集水井（1座）
有效容积：
长5.0m×宽4.0m×深2.5m
水力停留时间：
1.5h
设格栅1台，潜污泵2台。
Ø调整池（1座）
调整容量：
V＝180m3
有效容积尺寸：
长7.2m×宽7.2m×深3.5m
占地面积约56m2
设潜污泵2台。
Ø真菌发酵池（1座）
有效容积：
29×20＝580m3
水力停留时间20小时
尺寸：
长25m×宽8m×深3.5m（有效水深为2.9m），占地面积约200m2
池底设曝气软管
ØABR厌氧反应池
有效容积：
V＝768m3，占地面积约240m2
水力停留时间26小时
有效容积尺寸：
长21m×宽7.2m×深5.0m
分两组并列运行；
每组4隔室，每隔室尺寸：
长5.25m×宽3.6m×高5.5m
设潜污泵一台
Ø接触氧化池（2座）
单座有效容积：
V＝150m3
单座尺寸：
长7.2m×宽6.0m×深4.0m
水力停留时间：
单座5小时，累计10小时
池中挂软性纤维状填料，池底设曝气软管
Ø竖流沉淀池（1座）
有效容积：
占地面积约54m2
水力停留时间：
2.5小时
尺寸：
6.0m×6.0m×4.0mmm
污泥用潜污泵打回氧化池和ABR池
Ø污泥储存池（1座）
污泥、真菌好氧堆肥池，200m3，
占地面积200m2，或用于污泥干化场
Ø设备机房：
234m2
5.2关键设备和构筑物一览表
污水处理关键设备材料一览见下表2所表示：
表2关键设备材料表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
回转式格栅机
HZG400
台
1
集水井
2
提升泵
Q=30m3/h，H=15m，N=3Kw
台
2
集水井
3
立式叶轮搅拌机
N=1.5Kw
台
2
转鼓式微滤机
处理量Q=40m3/h
台
1
4
潜水搅拌机
QJB1.5/4-2500/2-36
台
2
调整池
5
提升泵
Q=30m3/h，H=15m，N=3Kw
台
2
调整池
6
回流泵
Q=20m3/h，H=10m，N=1.5Kw
台
2
ABR池
7
鼓风机
Q=37.7m3/min，N=37Kw
台
2
8
填料
Φ150
m3
1040
9
曝气软管
Φ65
m
200
氧化池
10
污泥泵
Q=10m3/minH=10mN=0.75Kw
台
2
污泥池
11
提升泵
Q=30m3/h，H=15m，N=3Kw
台
2
中间池
12
石英砂过滤罐
Φ2400
台
1
13
反冲洗泵
Q=60m3/h，H=18mN=7.5Kw
台
1
14
石英砂滤料
1-4mm
m3
9
15
絮凝加药设备
X003V100L
套
1
16
酸碱中和设备
套
1
17
管材管件阀门
国家标准
批
1
18
仪表电控系统
国家标准
套
1
工程装机容量103Kw，运行功率62Kw
本工程关键污水处理构筑物见下表3所表示：
表3关键构筑物一览表
序号
名称
有效容积
数量
单位
结构
水力停留时间
备注
1
集水井
40m3
1
座
砖混
1.5h
2
调整池
180m3
1
座
砖混
6h
新建
3
真菌发酵池
700m3
1
座
砖混
24h
新建
4
ABR池
700m3
1
座
砖混
24h
新建
5
接触氧化池
290m3
2
座
砖混
10h
新建
6
竖流沉淀池
72.5m3
2
座
砖混
2.5h
新建
7
污泥池
27m3
1
座
砖混
新建
8
设备间
234m2
1
间
砖混
新建
微生物发酵关键设备材料一览见下表4所表示：
表4关键设备材料表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
超净工作台
单人
台
1
2
恒温摇床
气浴500ml×12
台
2
3
一级种子罐
50L
台
2
4
二级种子罐
500L
台
2
5
发酵罐
5m3
台
2
6
固态发酵槽
50m3
座
2
7
气泵，风机
和上述发酵设备配套
台
8
8
高压蒸汽锅炉
0.2MPa
套
1
9
管材管件阀门
国家标准
批
1
10
仪表电控系统
国家标准
套
1
工程装机容量12kW，运行功率
升级会员 