家具厂油烟处理与污水处理设计方案.docx

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家具厂油烟处理与污水处理设计方案

广州增城创繁家具厂

污水处理与油烟处理

 

项目地址:

增城市新塘新围工业区

建设单位:

广州增城创繁家具厂

承建单位:

广州市振滔环保科技工程有限公司

日期:

2017年4月

 

目录

第一章设计单位简介3

第二章基本情况3

2.1项目概况4

2.2设计依据4

2.3设计原则5

2.4废气性质6

2.5水质水量6

2.6排放标准6

第三章设计方案8

3.1设计处理能力8

3.2排放标准8

3.3油烟废气处理工艺选择8

3.3.1油烟处理的重要性8

3.3.2常见油烟净化工艺与设备8

3.4好氧处理16

3.5污水处理工艺确定18

3.6污泥处理工艺选择19

3.6.1污泥处理设计原则19

3.6.2污泥量19

3.7工艺流程图19

3.8油烟废气处理单元技术说明20

3.8.1静电油烟净化器20

3.8.2离心风机21

3.9生活污水处理单元技术说明21

3.9.1格栅21

3.9.2调节池21

3.9.3集装箱式膜生物反应器21

3.9.4污泥沉淀池22

3.9.5消毒池23

3.9.6其他23

第四章电气配电及仪控工程施工规范及品牌型号23

4.1施工规范23

4.2供、配电系统24

4.2.1配电24

4.2.2主要电气设备选型24

4.2.3电缆、电线选型及敷设24

4.2.4安全接地24

第五章二次污染防治24

5.1臭气防治24

5.2噪声控制24

5.3污泥处理25

第六章主要经济指标25

6.1主要经济指标25

第七章设备配置清单25

第一章设计单位简介

广州市振滔环保科技有限公司成立于二零一七年四月,是一家提供环保、节能全程解决方案的科技公司。

具体业务包括环境影响评价、环保工程项目的设计和施工、运营管理、环保验收服务、环保产品的生产和销售。

 

第二章基本情况

2.1项目概况

本项目服务对象为广州市增城创繁家具厂,该工厂在生产过程中每天产生3000m3/h的厨房油烟和0.5m3/h的生活污水。

为提高厨房工作人员的工作环境,现安装油烟净化系统,对油烟废气进行处理,以保证厨房员工的健康,并使废气达标排放。

生活污水是人们在日常生活中产生的污水,包括厨房洗涤、厕所用水,洗衣机排水,淋浴用水等,生活污水中含有较多的有机物,如蛋白质、脂肪、淀粉、糖类、纤维素等;还含有氮、磷、硫等无机盐,根据工厂现有工人与生活作息情况,对生活污水提出以下建设方案。

2.2设计依据

●《中华人民共和国环境保护法》(2015年4月24日修订);

●《中华人民共和国水污染防治法》(2008年2月28日修订);

●广东省地方标准《水污染物排放限值》(GB44/26-2001);

●《污水综合排放标准》(GB8978-1996);

●《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001);

●《室外排水设计规范》(GB50014-2006)(2014年版);

●《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002);

●《污水过滤处理工程技术规范》(HJ2008-2010);

●《鼓风曝气系统设计规程》(CECS97-97);

●《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89);

●《污水处理设备安全技术规范》(GB/T28742-2012);

●《城镇污水处理厂运行监督管理技术规范》(HJ2038-2014);

●《供配电系统设计规范》(GB50052-2009);

●《低压配电设计规范》(GB50054-2011);

●《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-2011);

●《钢结构设计规范》(GB50017-2003);

●《工业金属管道设计规范(2008年版)》(GB50316-2000);

●《给水排水工程管道结构设计规范》(GB50332-2002);

●《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008);

●其他相关法律、法规、规范、标准和要求

2.3设计原则

●贯彻执行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法律、法规、规范及标准;

●充分利用现有设施,尽力节省投资;

●确保工程的可靠性及有效性,操作管理简单,实现全过程控制原则,降低运行费用,减少日常维护检修工作量;

●结构设计合理,外型美观,用材优良,高效节能,运行平稳,经久耐用;

●妥善处置污水处理过程中产生的污泥,避免造成二次污染;

●结合创繁家具厂发展的实际情况、工业厂区排水系统进行综合考虑,遵循工程项目环保设施“三同时”原则,对污水处理系统进行优化设计。

●根据本工程实际情况,选用适合本工程废气、废水特点、技术先进、经济合理的处理工艺技术,选择安全可靠的工艺路线和设计参数,确保污水处理站长期稳定运行和达标排放;

●妥善处理和处置污水处理过程中产生污泥,选用噪声小的设备,避免对环境造成二次污染;

●选用质量可靠、维修简便、能耗低、售后服务佳的机电设备及行业通用的性能优异、价格适宜的环保专用设备和药剂,采用先进的节能技术,节约能源尽可能节约工程投资和节省系统的日常运行费用;

●(工艺设备的选型适当,布置合理,操作方便,确保安全生产和劳动卫生条件良好;

●电气自动化水平要在满足生产要求的前提下选用成熟、可靠的先进技术和设备,为工艺提供良好的条件;

●为确保工程的可靠性及有效性,必须简化操作程序,降低运行费用,减少日常维护检修工作量。

2.4废气性质

厨房废气主要为炒炉产生的油烟,根据同类餐厅估计其污染浓度,见下表:

表2-1处理前油烟概况表

项目

污染物名称

污染浓度

预期去除率

指标

油烟

9.5mg/m3

80%

2.5水质水量

根据创繁家具厂提供的资料及现场情况,改厂生活污水通过排水明渠收集汇总后,通过管道排放至污水处理系统,参考同类企业相同生产工艺的生活污水水质情况,确定设计废水水质如表2-2所示。

表2-2处理前生活污水水质表

项目

浓度

项目

浓度

CODcr

300-500

总磷

1-10

BOD5

150-200

色度(稀释倍数)

200-300

SS

200-400

pH值

8~10

氨氮

10-30

水温

<40℃

总氮

10-30

注:

除pH无量纲及注明外,其余单位均为mg/L。

废水量12m3/d,废水处理设施24小时连续运行,平均每小时废水量为0.5m3/h。

2.6排放标准

根据环保要求,创繁家具厂油烟排放执行《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001);主要指标见表2-3

表2-3排放限值

项目

污染物名称

排放标准

设计目标

指标

油烟

2mg/m3

≤2mg/m3

注:

油烟处理设备的最低去除率≥80%

生活污水排放执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4特别排放限值要求。

主要指标见表2-4。

表2-4排放限值

项目

浓度

项目

浓度

pH值

6~9

总氮

12

CODcr

60

总磷

0.5

BOD5

20

色度(稀释倍数)

50

SS

20

二氧化氯

0.5

氨氮

15

注:

除pH无量纲及注明外,其余单位均为mg/L。

第三章设计方案

根据增城区环保要求,结合项目实际情况,拟采取如下提标技术改造措施。

本次设计包含一下内容:

(1)工艺设计;

(2)工艺设备选型;

(3)厂区工艺管道;

(4)低压电气自动控制;

(5)工程总投资估算。

3.1设计处理能力

该工厂厨房只有一个炉灶,设计油烟废气量为3000m3/h。

设计范围:

从油烟收集至系统排放。

生活污水废水量12m3/d,废水处理设施24小时连续运行,设计处理能力为0.5m3/h。

设计范围:

从系统筛网调节池至系统排放渠。

3.2排放标准

根据环保要求,油烟排放执行《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001);生活污水排放执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。

3.3油烟废气处理工艺选择

3.3.1油烟处理的重要性

当油加热超过200℃时,生成油烟的主要成分丙烯醛,它具有强烈的辛辣味,对鼻、眼、咽喉黏膜有较强的刺激,可引起鼻炎、咽喉炎、气管炎等呼吸道疾病;当油烧到“吐火”时,油温超过300℃,这时除了产生丙烯醛外,还会产生凝聚体,导致慢性中毒,容易诱发呼吸和消化系统癌症,油烟净化就显得非常重要。

3.3.2常见油烟净化工艺与设备

1、油烟收集罩

采用简易罩收集油烟,通过排气扇把油烟排到室外。

仅收集油烟,不做净化处理,油烟去除率为0%。

2、运水烟罩

采用碱液作为洗涤剂,通过喷淋的方式与油烟接触将油烟净化,然后通过抽风机收集排放。

目前最好产品的油烟去除率约30~40%。

油烟去除率不符合<饮食业油烟排放标准>GB18483-2001的要求。

3、水喷淋洗涤塔净化工艺

采用烟罩收集送入吸收塔(喷淋、筛板、填料)的方式净化,然后通过抽风机排放。

该产品的油烟去除率约80~90%。

油烟去除率符合GB18483-2001的要求。

但设备安装空间大,系统复杂。

4、高压静电(等离子)净化

利用高压下的气体电离和电场作用力,使尘粒荷电后从气体中分离。

该产品的油烟去除率标称95%。

产品使用的第一周的油烟去除率95%符合GB18483-2001的要求。

5、物理过滤

丝网、活性炭、钢丝其中之一或几种复合.

此类产品的油烟去除率实际为20~30%,单独使用时无法符合GB18483-2001要求的。

易堵,需要每周清洗。

6、光催化

利用紫外光将含油气体的油雾分解。

此产品的油烟去除率可以达到90%,符合GB18483-2001要求的,前提是需要最少约30米长的管道,便于安装紫外光管。

目前只有进口的紫外光管能保证产品的可靠性、耐用性。

缺点是紫外光致癌,必须密封严实了,泄漏了,对大家没有任何好处。

对了,泄漏一点可以杀菌,消毒。

7、生物净化

利用嗜油微生物将油烟中的油雾分解净化。

此产品的油烟去除率可以达到90%,符合GB18483-2001要求的。

需要专门的微生物池,微生物新陈代谢需要定期处理更新。

8、液沫洗涤

利用传质双膜理论,物理、化学方法的结合产物,机电一体化产品,严格来说不应该叫油烟净化器,应该叫油烟净化机较为合理。

此产品的油烟去除率可以达到90%,符合GB18483-2001要求的。

采用专用净化剂提高气液两相之间的双膜传质动力,能快速捕捉气相中的油烟等微粒;同时利用自身排风风机的负压产生约600mm厚的液沫层(液沫大小直径1.5mm)对油烟气体进行洗涤式净化。

约等效于600米的自然降雨层的净化效果。

油烟中油的去除率90%,黑烟颗粒物的去除率90%,空气中灰尘等杂质的去除率90%,各类气味的去除率70%,蓝色烟(化学凝胶)的去除率60%。

产品需要每使用2~3天做一次排污、添加专业净化剂的工作。

产品运行稳定、使用寿命长、特级防火。

结合该厂实际情况与我司多年的油烟方案设计,本次设计拟使用静电油烟净化器。

 

3.4生活污水处理工艺的选择

3.4.1调节池

用以调节进、出水流量的构筑物。

主要起对水量和水质的调节作用,以及对污水pH值、水温,有预曝气的调节作用,还可用作事故排水。

对于有些反应,如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸的调节池,对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。

调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。

水量调节池和水质调节池

水量调节池

位于无压引水道的某一部位。

无日调节池的无压引水道应按水电站最大引用流量设计,且对流量的变化反应迟钝;若有日调节池,则其与压力前池间的引水道按水电站最大引用流量设计,而其上游的引水道则可按较小的流量(甚至接近水电站的平均流量)设计。

日调节池应利用合适的地形建造,以接近压力前池为佳。

水质调节池

无论是工业废水,还是城市污水和生活污水,水量水质在一日24小时内都有变化,一般认为,对大、中型城市污水处理厂而言,因其服务区域大,区域内住宅、商店、办公楼、机关等不同类型建筑物的排水变化规律不同,有互补作用,再加上污水管网对水量水质的均衡作用,所以城市污水处理厂不设调节池,调节池主要在工业废水处理站内作为均衡水量和水质的预处理构筑物而被大量应用。

3.4.2厌氧处理工序

厌氧生物处理过程是在厌氧条件下由多种微生物共同作用,使有机物分解并生成甲烷和二氧化碳的过程,又称为厌氧消化。

整个过程分为三个阶段:

第一阶段:

水解发酵阶段,即在发酵细菌的作用下,多糖转为单糖,再发酵成为乙醇和脂肪酸;蛋白质先水解为氨基酸,再经脱氨基作用成为脂肪酸和氨。

第二阶段:

产氢、产乙酸阶段,即产氢气产乙酸菌将水中的脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2和CO2。

第三阶段:

产甲烷阶段,即产甲烷菌利用乙酸、H2和CO2产生CH4。

因此,厌氧消化就是由多种不同性质、不同功能的的微生物协同工作的一个连续的微生物学过程。

与好氧相比具有能耗低、污泥量少,且能够降解一些好氧微生物所不能降解的有机物。

厌氧消化技术经过一百多年的历史,发展出一些先进的、高效的厌氧工艺,如完全混合厌氧反应器、厌氧接触反应器、厌氧滤池、厌氧流化床反应器、上流式厌氧污泥床反应器、厌氧折流板反应器、内循环厌氧反应器等,这些工艺各有特点。

3.4.2.1完全混合厌氧反应器(CSTR)

传统的完全混合厌氧反应器(CSTR)是借助消化池内厌氧活性污泥来净化有机污染物。

有机污染物进入池内,经过搅拌与池内原有的厌氧活性污泥充分接触后,通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解,使废水中的有机污染物转化为沼气。

完全混合厌氧反应器(CSTR)池体体积较大,负荷较低,其污泥停留时间等于水力停留时间,因此不能在反应器内积累起足够浓度的污泥,一般仅用于城市污水厂的剩余好氧污泥以及粪便的厌氧消化处理。

3.4.2.2厌氧接触反应器

厌氧接触工艺的反应器是完全混合式的,是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器(CSTR)的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。

反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离,污水由沉淀池上部排出,沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。

这样的工艺既保证污泥不会流失,又可提高厌氧消化池内的污泥浓度,从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率,与普通厌氧消化池相比,可大大缩短水力停留时间。

目前,全混合式的厌氧接触反应器已被用于废水中SS浓度较高的好氧污泥处理、酒精废醪处理。

3.4.2.3厌氧滤池(AF)

厌氧滤池是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器,厌氧菌在填充材料上附着生长,形成生物膜。

生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。

厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。

污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触,因为细菌生长在填料上将不随出水流失,在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。

厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵,反应器建造费用较高,此外,当污水中SS含量较高时,容易发生短路和堵塞。

3.4.2.4厌氧流化床反应器

厌氧流化床反应器采用微粒状填料作为微生物固定化材料,厌氧微生物附着在这些微粒上形成生物膜。

由于这些微粒粒径较小,反应器内采用一定范围的上流速度,因此在反应器内这些微粒形成流态化。

厌氧流化床反应器由于使用了较小的颗粒,由于形成比表面积很大的生物膜,流态化又充分改善了有机物向生物膜传递的传质速率,同时它克服了厌氧滤器中可能出现的短路和堵塞。

在这一工艺中,流态化的形成前提条件,较轻的颗粒或絮状的污泥将会从反应器中连续冲出,流态化的真正形成必须依赖于所形成的生物膜在厚度、密度、强度等方面相对均匀或形成的颗粒均匀。

但实际上,生物膜的形成与剥落难于控制,真正的流化床形态很难实现,致使工艺控制困难,投资和运行成本较高。

3.4.2.5上流式厌氧污泥床反应器(UASB)

UASB是(Up-flowAnaerobicSludgeBed/Blanket)的英文缩写。

名叫上流式厌氧污泥床反应器,是一种处理污水的厌氧生物方法,又叫升流式厌氧污泥床。

由荷兰Lettinga教授于1977年发明。

UASB的处理机理是待处理的废水被引入UASB反应器的底部,向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。

随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应,产生沼气引起污泥床的扰动。

在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上,自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。

污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部,这引起附着的气泡释放;脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。

自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。

液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内,剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。

UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度,很长的污泥泥龄,较高的进水容积负荷率,从而大大提高了厌氧反应器单位体积的处理能力。

与传统的厌氧反应器相比,UASB具有以下优点:

1UASB内污泥浓度高,平均污泥浓度为20~40gVSS/L;

2有机负荷高,水力停留时间短;

③无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动,使污泥床上部的污泥处于悬浮状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动;

④UASB内设三相分离器,通常不设沉淀池,被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内,通常可以不设污泥回流设备。

3.4.2.6上流式污泥床过滤器(UBF)

上流式污泥床-过滤器(简称UBF)是加拿大人Guiot在厌氧过滤器(AnaerobicFilter,简称AF)和上流式厌氧污泥床(UpflowAnaerobicSludgeBlanket,简称UASB)的基础上开发的新型复合式厌氧流化床反应器。

UBF具有很高的生物固体停留时间(SRT)并能有效降解有毒物质,是处理高浓度有机废水的一种有效的、经济的技术。

UBF主要由布水器、污泥层和填料层构成,下方是高浓度颗粒污泥组成的污泥床,上部是填料及其附着的生物膜组成的填料层。

反应器的下面是高浓度颗粒污泥组成的污泥床,其混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度可达每升数十克,上部是由填料及其附着的生物膜组成的滤料层。

当废水从反应器的底部进入,顺序经过颗粒污泥层、絮体污泥层进行厌氧处理反应后,从污泥层出来的水进入滤料层,进行气-液-固分离,从其顶部排出,气体输送出来后进行贮存或者直接使用。

UBF以微生物固定化和污泥颗粒化为基础所开发出的UBF工艺,是一种高效厌氧废水处理工艺,通过对UASB反应器上部增设填料而得到UBF反应器。

UBF反应器整合了UASB与AF的技术优点,相当于在UASB装置上部增设AF装置,(将滤床相当于AF装置,内设填料)置于污泥床(相当于UASB装置)的上部,由底部进水,于上部出水并集气。

UBF反应器所具有的多种优点使其在对高浓度污水的处理上显示出了很好的效果。

比起UASB反应器,增加的填料层使得UBR反应器积累微生物的能力大为增加,有机负荷更高,处理效果更好,且在启动运行期间,可有效截流污泥,还可加速污泥与气泡的分离,降低污泥流失;启动速度快,处理率高,运行稳定,对容积负荷、温度、pH的波动有较好的承受能力。

对于可以驯化出颗粒污泥的废水,UASB、IC等反应器具有更强的竞争力。

而对于不易甚至不能)驯化出颗粒污泥的废水,例如PH低、含盐量高、有生物毒性、波动冲击范围较大、组成或种类变化频繁的废水,如果采用颗粒污泥化的反应器会遇到较大的问题,在这些情况下UBF反应器的竞争力更强。

3.4.2.7厌氧折流板反应器(ABR)

厌氧折流反应器(ABR)是在UASB基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器,ABR运用挡板构造在反应器内形成多个独立的反应器,实现了分相多阶段缺氧,其流态以推流为主,对冲击负荷及进水中的有毒物质具有很好的缓冲适应能力,还具有不短流,不堵塞,无需搅拌和易启动的特点。

ABR不仅生物固体截留能力强,而且水力混合条件好。

随着厌氧技术的发展,其工艺的水力设计已由简单的推流式或完全混合式发展到了混合型复杂水力流态。

第三代厌氧反应器所具有的特点包括:

反应器具有良好的水力流态,这些反应器通过构造上的改进,使其中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态,因而具有高的反应器容积利用率,可获得较强的处理能力;具有良好的生物固体的截留能力,并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长,与不同阶段的进水相接触,在一定程度上实现生物相的分离,从而可稳定和提高设施的处理效果;通过构造上改进,延长水流在反应器内的流径,从而促进废水与污水的接触。

厌氧折流反应器(ABR)的优点:

①结构简单、无运动部件、无需机械混合装置、造价低、容积利用率高、不易阻塞、污泥床膨胀程度较低而可降低反应器的总高度、投资成本和运转费用低。

②对生物体的沉降性能无特殊要求、污泥产率低、剩余污泥量少、泥龄高、污泥无需在载体表面生长、不需后续沉淀池进行泥水分离。

③可以间歇的方式运行、耐水力和有机冲击负荷能力强,对进水中的有毒有害物质具有良好的承受力、可长运行时间而无需排泥。

ABR反应器中使用一系列垂直安装的折流板使被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动,借助于处理过程中反应器内产生的沼气应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动,而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。

由于污水在折流板的作用下,水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流径的总长度增加,再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用,生物固体被有效地截留在反应器内。

由此可见,虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联,但在工艺上与单个UASB有着显著的不同,UASB可近似看作是一种完全混合式反应器,ABR则由于上下折流板的阻挡和分隔作用,使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态(水流的上升及产气的搅拌作用),而在反应器的整个流程方向则表现为推流态。

在反应动力学的角度,这种完全混合与推流相结合的复合型流态十分利于保证反应器的容积利用率、提高处理效果及促进运行的稳定性,是一种极佳的流态形式。

同时,在一定处理能力下,这个复合型流态所需的反应器容积也比单个完全混合式的反应器容积低很多。

ABR工艺在反应器中设置了上下折流板而在水流方向形成依次串联的隔室,从而使其中的微生物种群沿长度方向的不同隔室实现产酸和产甲烷相的分离,在单个反应器中进行两相或多相的运行。

也就是说,ABR工艺可在一个反应器内实现一体化的两相或多相处理过程。

在结构构造上,ABR比UASB更为简单,不需要结构较为复杂的三相分离器,每个隔室的产气可单独收集以分析各隔室的降解效果、微生物对有机物的分解途径、机理及其中的微生物类型,也可将反应器内的产气一起集中收集。

3.4.2.8内循环厌氧反应器(IC)

IC(internalcirculation)反应器是新一代高效厌氧反应器,废水在反应器中自下而上流动,污染物被细菌吸附并降解,净化过的水从反应器上部流出。

它相似由2层UASB反应器串联而成。

按功能划分,反应器由下而上共分为5个区:

混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。

混合区:

反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在

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