佳宝乳业废水处理工程设计方案说明.docx
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佳宝乳业废水处理工程设计方案说明
济南佳宝乳业有限公司
废水处理工程方案
山西环达环保科技有限公司
2013-5
1、概述
1.1工程概况
济南佳宝乳业有限公司是国家级农业产业化重点龙头企业和国家农副产品深加工示范项目工程，企业及产品先后获得“国家免检产品”、“中国绿色食品”、“中国无公害产品”等荣誉，通过ISO9001-2000国际质量体系和HACCP两大权威认证。
“佳宝”现为山东省著名商标，佳宝牌系列乳制品为省内第一品牌。
企业生产过程中产生一定量的生产和生活废水，为保护周边环境，企业拟建废水处理站实现废水达标排放，故委托我公司提供废水治理方案。
1.2设计依据
⑴室外排水设计规范（GB50014-2006）
⑵污水综合排放标准（GB8978-1996）
⑶建筑抗震设计规范（GB50011-2001）
⑷建筑结构荷载规范（GB50009-2001）
⑸混凝土结构设计规范（GB50010-2002）
⑹建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
⑺采暖、通风与空气调节设计规范（GBJ19-2001）
⑻恶臭污染物排放标准（GB14554-1993）
⑼国家规定其他设计规范
1.3设计原则
1.3.1合理选定设计方案，降低工程造价，减少建设投资，降低运行费用。
1.3.2本着切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的原则，积极采用经过实践考验的先进成熟的工艺、技术、设备。
1.3.3选用国内外先进、可靠、高效、成熟的设备，性能可靠、稳定的控制系统。
1.3.4因地制宜提高土地利用率，总平面布置做到合理、紧凑、美化环境，土建池体采用地埋式上覆土绿化。
1.3.5尽量采用先进的控制技术，减轻工人的劳动强度，使污水处理工程操作管理方便，易维修。
1.4方案设计范围
废水处理站红线外1米，即从格栅井进水口（含红线外1米进水管线）至处理后出水口（含红线外1米出水管线）。
包括水处理工艺、电气控制、土建、机械设备、仪表等项目。
1.5、原水水量及水质
1.5.1原水水量
根据甲方提供的数据，企业每天排放废水1000m3/d，则污水处理站设计流量为42m3/h，24小时连续运行。
1.5.2原水水质
根据建设单位提供的废水水量、水质参数污染物浓度见下表：
序号
项目
污水水质指标
（进水水质mg/l）
1
CODcr
3000-4000
2
SS
≤1200
3
动植物油脂
≤40
4
PH值
6---10
5
NH3-N
≤10
6
P（磷）
≤20
1.6处理目标
根据要求本次污水经处理后达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级标准，主要污染物指标如下：
序号
项目
水质指标
1
CODcr
100
2
SS
70
3
动植物油脂
10
4
PH值
6--9
5
NH3-N
15
6
P（磷）
0.5
2、处理工艺
废水处理工艺的选择是工程建设成败的关键。
处理工艺是否合理直接关系到废水处理系统的处理效果、处理水质、运行稳定性、建设投资、运行成本等。
因此，必须结合实际情况，综合考虑各方面因素，慎重选择适宜的处理工艺，以达到最佳的处理效果和经济效益。
设计中充分考虑节水、节能、节约用地、减少投资和降低运行费用；水处理采用的工艺、设备、技术等成熟、先进、可靠，减少污染，保护环境。
2.1废水的主要特征
●污染物浓度较高，但成分比较单一，无有毒有害物质，易生化降解，废水BOD/COD≥0.6，适合生化处理；
●废水中蛋白质含量较高，造成氮含量较高和含有一定量的硫化物，生化过程中易产生恶臭，滋生蚊蝇；
●水量早晚变化较大，有一定的负荷冲击，要考虑设置调节池；
●悬浮物和乳脂肪含量高，直接进入生化反应器会影响生化工艺的正常运行，而且这些物质密度小于水，因此需设置隔除油预处理工艺。
2.2污染物处理方法分析
●无机物（硝酸、NaOH）
硝酸本身不是排放指标，其能造成废水pH偏低。
但由于废水中含量低，不会造成由硝酸引起的低pH。
同时这样低的硝酸浓度也不会造成对生物处理的影响，这些硝酸在调节池的缺氧条件下完全能被还原为氮气。
NaOH由于浓度低不会造成由其引起的过高pH，同时它将增加废水的碱度有利于废水的处理。
●乳脂肪
脂肪在水中的存在形式有溶解态、乳化态和悬浮态。
溶解态的脂肪分子量小，极性基团多，一般都能被生物降解。
本废水的脂肪主要以乳化态形式存在，乳化态脂肪的去除必须先进行破乳，破乳的方法有酸化和投加破乳剂（破乳剂通常为混凝剂），然后经气浮设备去除；微生物也能降解油脂，降解途径如下：
β氧化
油脂乙酸进一步降解
但生物降解速度很慢，因此本方案不采用。
因此结合该废水的特点，首先投加破乳剂到废水中，利用气浮设备去除废水中的油类，此时废水中大部分悬浮物也被同时去除。
●乳糖
乳糖是废水中极易降解的部分，其降解途径为：
糖解酵
乳糖单糖乙酸进一步降解
因此采用生物方法加以去除。
●乳蛋白
蛋白质（角蛋白和胶原蛋白除外）是比较容易生物降解的，其降解途径为：
脱氨基
蛋白质多肽氨基酸有机酸进一步降解
根据以上分析，本废水BOD/COD的比值为0.6，是易于好氧生化处理的，确定处理流程时应充分考虑这一点。
●氨氮
水中的氮元素除了以氨态氮的形式存在外，还有蛋白质中存在的有机氮和无机盐形式存在的硝酸盐和亚硝酸盐。
水中有机氮在好氧微生物的氨化作用下先一部分合成自身细胞，另一部分转化为氨氮，氨氮在硝化细菌作用下进一步氧化变成硝酸盐和亚硝酸盐。
在缺氧状态下，硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化细菌作用下还原为氮气排出系统。
因此水中的氮元素可通过剩余污泥和厌氧好氧交替运行的方式去除。
●磷
磷去除的原理为聚磷菌在好氧条件下可过量吸收磷，在厌氧状态下释放磷，因此可通过排泥系统将磷去除。
为防止生物除磷不完全，一般在二沉池后通过投加铝盐与磷反应生成沉淀，通过沉淀分离去除。
2.3工艺流程的选择
原水中悬浮物、COD和动植物油含量较高，若直接进入生化系统，会造成生化负荷太重，处理达不到方案目标要求，因此必须进行预处理。
通过前述分析，我们知道去除悬浮物、COD和动植物油的有效方法为破乳后对废水进行气浮处理。
经气浮处理后，悬浮物去除率可达到90%以上、COD的去除率可达到30%以上，大大减轻生化处理负荷，减少生化停留时间，降低工程投资。
经气浮预处理后废水中COD含量在2800mg/l以下，根据我方实际工程经验，后续处理工艺决定采用水解酸化+好氧生化为主体的处理工艺。
水解酸化技术由厌氧技术发展而来的，由于其要求水平较低（前期投资小、运行管理要求不高），能够有效地降低COD，改变污水的性质，提高废水可生化性，几乎不需要什么运行费用。
并且由于乳品废水的特殊性（本身含一定量的乳酸菌），且来水水温较高，易于水解酸化，因此在本工程中应予采用。
同时好氧生化形成的硝化液回流至水解酸化池在反硝化细菌作用下生成氮气排出系统。
根据工程实际实践，采取我方最新处理工艺，可极大的提高去除率。
好氧工艺是一个主要耗能的单元，在选择时就应考虑如何提高污泥负荷、降低投资费用和运行费用。
下表就最常用的几种好氧处理工艺从9个方面作了比较。
几种好氧技术或工艺在工业污水处理应用的比较
序号
工艺或技术
普通活性污泥法
氧化沟
CASS
接触氧化工艺
SBR
1
BOD负荷
低
低
较低
较高
较低
2
抗冲击负荷
较差
一般
较好
好
较好
3
抗丝状膨胀
较差
一般
好
好
较好
4
投资
大
大
大
一般
较大
5
占地面积
大
大
较大
小
较大
6
运行控制
一般
一般
复杂
简单
复杂
7
自控要求
简单
简单
复杂
简单
复杂
8
设备维修
一般
复杂
复杂
一般
复杂
9
运行费用
较高
一般
一般
一般
一般
从表中不难看出，在几种工艺中，接触氧化工艺是一种完全成熟的工艺，它不仅具有极高的污泥负荷（通常能达到10g/L左右），而且在运行和管理上更具有优势，同时我公司拥有交叉流接触氧化工艺技术，极大提高了普通接触氧化工艺的处理效果。
深度处理技术主要采用投加混凝除磷剂，使水中的磷形成沉淀，在混凝剂架桥、吸附作用下，通过沉淀池沉淀分离排出系统。
在此过程中水中的COD得到进一步降低，达到排放要求。
3、工艺流程及阐述
3.1工艺流程
工艺流程如下：
3.2流程简述
污水经格栅进入调节池，由潜水污水泵提升至破乳设备破乳后流入气浮设备进行固液分离。
出水流入水解酸化池，在厌氧菌作用下，降低水中COD，提高废水可生化性，同时好氧池回流的硝化液在此进行脱氮处理，氮元素最终形成氮气排出系统。
水解酸化池出水进入接触氧化池进行好氧处理，在此阶段水中的大部分有机物被消化，转化成二氧化碳和水。
出水进入二沉池沉淀，进行固液分离。
上清液流入除磷反应池，通过加药系统投加的混凝除磷药剂在此与水中的磷反应形成沉淀物，流入沉淀池进行分离，上清液流入中间水池通过加压泵加压泵入过滤系统过滤后出水达标排放。
接触氧化池末端的硝化液通过回流泵回流至水解酸化池进行反硝化处理。
水解池内加设立体弹性填料，增加污泥量，多余污泥定期排入污泥浓缩池。
二沉池的污泥一部分回流至接触氧化池，多余部分排入污泥浓缩池，然后泵送至脱水机房内的污泥脱水机脱水，脱水后的污泥外运可作为土壤调节剂综合利用或直接填埋。
由市政垃圾车集中拉运。
浓缩后的上清液和脱水机的滤液由于悬浮物含量较高，因此将这部分水自流至调节池。
由于鲜奶容易变质，有变质奶直接排放的可能，为防止生产中产生事故，短时间排放高浓度污水对生物处理产生强列冲击至使出水不达标，本方案设事故排放池，池容按最大一座奶罐的一半容积设置。
4、工艺设计
4.1预处理工艺
预处理工艺包括袼柵、调节池、破乳及气浮。
格栅井
数量
一座
结构形式
钢混结构
尺寸
2.0×0.4×1.5m
有效水深
0.5m
附属设备
机械格栅一台
宽度：
350mm；栅宽：
5mm
功率：
0.55kw
生产厂家：
宜兴四方或同等国产优质
调节池
数量
一座
结构形式
钢混结构，加盖密闭
有效容积
420m3
有效水深
4m
停留时间
10h
附属设备
潜污泵
生产厂家：
惠而浦
数量：
2台，1用1备
流量：
50m3/h；扬程：
12m
功率：
3kw
预曝气系统
数量：
一套
气水比1：
3
材质：
UPVC
事故池
数量
1座
结构形式
钢混结构，加盖密闭
有效容积
50m3
附属设备
事故池污水泵1台
流量：
10m3/h，扬程：
10m电机功率：
0.75Kw
生产厂家：
惠而浦
破乳、气浮工艺
数量
1套
结构形式
钢结构
附属设备
加药设备2套
爱力浦隔膜计量泵
JXM-A250/0.7/0.37
溶药槽4个，单个容积1m3
破乳反应设备1套
处理能力：
50m3/h
生产厂家：
宜兴四方或同等国产优质
气浮设备1台
处理能力：
42m3/h
功率：
23.5kw
生产厂家：
宜兴四方或同等国产优质
4.2主体处理工艺
主处理工艺包括水解酸化、接触氧化及二沉池。
水解酸化池
数量
一座
结构形式
钢混结构
有效容积
420m3
有效水深
5.0m
停留时间
10h
附属设备
生物填料300m3
潜水搅拌机QJB0.85/8-260/3-740/C2台南京南蓝功率0.85kw
排泥泵：
惠而浦数量：
1台，流量：
50m3/h；扬程：
12m，功率：
3kw
接触氧化池
数量
一座
结构形式
钢混结构
有效容积
1400m3
停留时间
33.3h
有效水深
5m
气水比
15:
1
F/M
0.25kgBOD5/kgMLSS·d（进水BOD5按1200mg/l计）
污泥浓度
3500mg/L
附属设备
鼓风机3台2用1备
供风量：
16m3/min
风压：
55kPa
电机功率：
22kW
生产厂家：
百事德
可变微孔曝气系统8套
规格：
Φ65mm
服务面积：
0.3m2/m
生产厂家：
宜兴四方或同等国产优质
生物填料1000m3
生产厂家：
宜兴四方或同等国产优质
硝化液回流泵
生产厂家：
惠而浦
数量：
2台，1用1备
流量：
50m3/h；扬程：
12m
功率：
3kw
二沉池
数量
二座
结构形式
钢混结构
形式
竖流式沉淀池
单座尺寸
5.0×5.0×5.5m
停留时间
2h
表面负荷
0.84m3/m2。
h
附属设备
沉淀池布集水系统2套
污泥泵2台
功率：
N=0.75KW
流量：
Q=10m3/h
扬程：
H=10mH2O
生产厂家：
惠而浦
4.3深度处理工艺
深度处理工艺包括除磷加药、混合反应、沉淀及过滤。
除磷加药、混合反应池
数量
二座
结构形式
钢混结构气体搅拌
有效容积
10m3
停留时间
14min
有效水深
5m
气水比
3:
1
附属设备
加药设备2套
爱力浦隔膜计量泵
JXM-A250/0.7/0.37
溶药槽2个，单个容积1m3
沉淀池
数量
二座
结构形式
钢混结构
形式
竖流式沉淀池
单座尺寸
5.0×5.0×5.5m
停留时间
2h
表面负荷
0.84m3/m2。
h
附属设备
沉淀池布集水系统2套
污泥泵2台
功率：
N=0.75KW
流量：
Q=10m3/h
扬程：
H=10mH2O
生产厂家：
惠而浦
中间水池
数量
一座
结构形式
钢混结构
有效容积
10m3
停留时间
14min
有效水深
5m
附属设备
砂过滤罐1套
直径2000mm
滤料：
石英砂
碳过滤罐1套
直径2000mm
滤料：
活性炭
过滤泵2台
功率：
N=7.5KW
流量：
Q=42m3/h
扬程：
H=35mH2O
生产厂家：
惠而浦
4.4污泥处理系统
污泥处理系统由污泥浓缩池、污泥调质系统、污泥脱水系统组成。
污泥浓缩池
数量
1座
结构形式
钢混结构
总容积
100m3
附属设备
螺杆泵1台
流量：
10m3/h，
电机功率：
4Kw
污泥脱水系统（采用板框污泥脱水压滤机）
板框污泥脱水压滤机
1台
过滤面积50m2
生产厂家：
国产优质
加药泵
1台
型号：
爱力浦隔膜计量泵
JXM-A50/0.7/0.25
功率：
0.25kW
管道混合器
1台，DN80，玻璃钢
4.5附属设施
综合间：
将值班室、电控、鼓风机房、脱水机房整合一体。
综合机房
数量
1间
结构形式
砖混
面积
180m2
5、辅助设计
5.1电气设计
5.1.1设计依据:
建设单位提供资料；
工艺及其它专业提供的电气设计要求；
电气设计规程与规范。
5.1.2设计范围
污水处理厂内的低压配电；
废水处理过程工艺参数测量与自动控制；
照明配电。
5.1.3配电设计
电源电压为380/220V/50HZ，三相四线制供电。
低压配电室电源进户处做重复接地，接地电阻小于4欧姆，污水处理厂内用电设备为三相五线制供电。
功率因数补偿
在低压配电室集中进行功率因数自动补偿，将功率因数自动补偿到0.9以上。
控制与信号
电动机（潜水泵）为两地控制。
配电室内控制柜为集中控制，在工艺设备附近设置就地控制按钮。
电器控制与减压起动元件集中安装在控制柜内。
保护接地系统
按《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94），建筑物属三类防雷建筑；所用金属管道、用电设备的金属外壳、穿线钢管、电缆桥架均与接地系统做可靠连接，系统接地电阻小于4欧姆；
5.1.4电力设计
配电系统：
动力设备采用放射式供电
设备选择
泵房等灰尘潮湿场所电器设备按防水防潮式考虑。
导线选择与线路敷设
电源线采用YJV-1KV铜芯电力电缆，干线在电缆桥架内敷设，支线穿钢管敷设，控制线路采用KVV-1KV型控制电缆敷设。
仪器仪表信号电缆采用RVVP屏蔽电缆。
51..5电气照明设计
供电电源
照明电源由低压配电室提供，电源线采用YJV-1KV铜芯电缆，单电源供电，电源为三相五线制，380/220V～，50HZ。
照明光源
配电室、控制室等办公室采用荧光灯照明，泵房等采用防水防尘白炽灯或钠灯照明；厂区及池顶照明采用投光灯；
导线选择
照明箱电源线采用YJV-1KV铜芯电缆，分支线采用BV-500V铜芯塑料线穿阻燃塑料管暗敷设或钢管明敷设；
设备安装
照明箱分别设置在配电室，照明箱暗设，底距地1.3m安装，开关距地1.4m暗设。
5.1.6控制方式
污水处理站的操作运行通过PLC,以自动和手动相结合的方式来控制（注：
自动与手动都可以单独完成）,并显示工作状态和故障报警。
5.2结构设计
5.2.1设计依据
1）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
2）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
3）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
4）《砌体结构设计规范》GB5003-2001
5）《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
6）《普通砼砂子质量标准及检验方法》JGJ152-79
7）《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002
8）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
9）《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002
5.2.2钢筋砼水池及钢筋砼工程
水池采用抗渗砼施工，严格控制砼的级配，按当地质量主管部门的要求作好配合比，防水砼中掺入HA高效防水剂，抗渗等级S6，防腐见工艺。
水池墙体200-300mm厚；水池底板200-400mm；水池顶板150mm，并设钢筋混凝土梁（详见施工图）。
5.2.3砖砌体工程
综合机房结构采用砖混结构。
基础采用条形或毛石基础。
±0.000m以上墙体采用MU10红砖和M7.5混合砂浆砌筑，±0.000m以下墙体采用MU10红砖和M7.5水泥砂浆砌筑。
墙身：
呼市金山外墙为370砖墙，内墙为240墙或间隔板。
杜尔伯特项目外墙为480砖墙，内墙为240墙或间隔板。
5.2.4屋面工程
综合机房屋面均采用有组织排水，设女儿墙，屋面采用水泥珍珠岩保温，防水采用SBS改性沥青卷材防水。
5.2.5装饰工程
综合机房装饰如下，有特殊要求者，按设计施工。
内墙面：
抹混合砂浆，刷大白两遍。
外墙面：
抹水泥砂浆，刷乳白色外墙涂料两遍。
门：
行车大门为保温平开钢木大门，其它均为木门或塑钢。
窗；均为塑钢窗。
顶棚：
抹灰喷白。
地面：
行车的房间采用混凝土地面，其它为水泥地面。
5.3安全生产
废水处理站在运行过程中，必须牢固树立起“安全第一、预防为主”的思想。
正确处理好“生产必须安全、安全促进生产”的辩证关系。
要求把生产过程中的危险因素和职业危害消灭在萌芽之中。
严格执行国家的地方的安全生产和劳动保护的各种法令和法规；对站内操作、管理人员进行安全教育；制定安全操作规程及管理制度，提高自动化程度，减轻劳动强度；切实保障劳动者的安全和健康，确保废水处理站的正常运行。
6、工程报价
6.1土建部分（A）
序号
项目名称
参数
数量
总价（万元）
结构及说明
1
格栅井
2.0×0.4×1.5m
1座
0.8
钢筋混凝土
2
事故池
60m³
1座
6.0
钢筋混凝土
3
调节池
480m³
1座
48
钢筋混凝土
4
水解酸化池
470m³
1座
47
钢筋混凝土
5
接触氧化池
1600m³
1座
128
钢筋混凝土
6
二沉池
140m³
2座
14
钢筋混凝土
7
沉淀池
140m³
2座
14
钢筋混凝土
8
污泥浓缩池
120m³
1座
12
钢筋混凝土
9
混合反应池
15m³
2座
1.8
钢筋混凝土
10
中间水池
30m³
1座
3.6
钢筋混凝土
11
综合间
180㎡
1间
18
砖混结构
合计
6.2设备部分（B）
序号
名称
性能
数量
单价/万元
合价/万元
备注
1
机械格栅
XGS350，栅间距5mm
P=0.55kw
1台
2.6
2.6
2
潜污泵
Q=50m3/h，H=12m，P=3kw
2台
1.2
2.4
带耦合器
3
事故泵
Q=10m3/h，H=10m，P=0.75kw
1台
0.5
0.5
带耦合器
4
硝化液回流泵
Q=50m3/h，H=12m，P=3kw
2台
1.2
2.4
带耦合器
5
水解排泥泵
Q=50m3/h，H=12m，P=3kw
1台
1.2
1.2
带耦合器
6
潜水搅拌机
QJB0.85/8-260
2台
1.1
2.2
7
预曝气系统
气水比1:
3
1套
1.8
1.8
8
加药设备
爱力浦隔膜计量泵
JXM-A250/0.7/0.37
4套
1.9
7.6
9
破乳气浮设备
处理能力42m³/h
功率23.5kw
1套
24.2
24.2
10
水解池内立体弹性填料
D=150
300m3
0.025
7.5
含支架
11
接触氧化池填料
D=150
1000m3
0.025
25
含支架
12
微孔曝气器
软管曝气
12套
1.2
14.4
13
鼓风机
Q=16m3/min，H=5.5m，P=22kw
3台
3.5
11.5
二用一备
14
沉淀排泥泵
Q=10m3/h，H=10m，P=0.75kw
4台
0.3
1.2
15
沉淀池布水系统
处理能力21m3/h
4套
1.3
5.2
16
板框压滤机
过滤面积50m2
自动保压2.2KW
1套
5.5
5.5
17
污泥输送泵
螺杆泵Q=10m3/h，P=4kw
1台
0.9
0.9
溶药桶
容积1m3
2套
0.12
0.24
19
药液输送泵
N=0.75KW
2台
0.4
0.8
20
污泥加药泵
爱力浦隔膜计量泵
JXM-A50/0.7/0.25
1套
1.2
1.2
21
管道混合器
DN80
1台
0.1
0.1
22
过滤泵
Q=43m3/h，H=37m，P=7.5kw
2台
0.6
1.2
23
砂过滤器
直径2000mm
1台
6.6
6.6
24
碳过滤器
直径2000mm
1台
7.8
7.8
25
电磁流量计
Q=50m3/h
2台
0.8
1.6
26
液位计
浮
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