酒厂污水处理设计.docx

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酒厂污水处理设计

第一章设计基础3

项目名称3

项目建设地点4

项目概况4

项目设计的原始数据4

项目所在地城市简介4

酒厂简介4

项目建设的必要性4

设计依据5

相关法律法规

A、《中华人民共和国环境保护法》

B、《中华人民共和国水污染防治法》

C、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》

D、《建设项目环境保护管理条例》

E、《污染物处理设施环境保护监督管理办法》

工艺设计

●《室外排水设计规范》（GB50014-2006）2014版

●《泵站设计规范》（GB/T50265-97）

●《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）

●《城市污水处理工程项目建设标准》

●《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

●《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

●《城镇污水处理站污染物排放标准》（GB18918-2002）

●《防洪标准》（GB50201-94）

●《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）

●《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-2008）

●《城市环境噪声标准》（GB3096---93）

●《三废处理工程技术手册》化学工业出版社

●《污染源自动监控管理办法》（国家环境保护总局令第28号）

●《环境监测管理办法》（国家环境保护总局令第39号）

●《酿造工业废水治理工程技术规范》（HJ575-2010）

●《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》（GB27631-2011）

电气设计

●《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

●《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）

●《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）

●《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053－94）

●《低压配电设计规范》（GB50054－95）

●《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062－92）

●《工业企业照明设计标准》（GB50034-92）

建筑设计

●《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）

●《民用建筑隔声设计规范》（GBJ118-88）

●《屋面工程施工及验收规范》（GB50207-2002）

●《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）

●《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）

●《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）

●《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）（2001年版）

●《建筑灭火器配置设计规范》（50140-2005）

结构设计

●《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）

●《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）

●《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）

●《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

●《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

●《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）

●《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）

●《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

●《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）

●《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）

●《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138：

2002）

●《给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程》（CECS141：

2002）

设计范围

根据业主要求，本方案设计范围为：

污水处理站升级改造的工艺设计、土建设计、电气设计、配套设备设计、自控及仪器仪表的配套及安装和调试，并最终达到《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》（GB27631-2011）表三水污染物特别排放限值中直排标准。

设计原则

1、贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规范及标准，对设计范围内的企业生产污水进行综合治理，充分发挥项目的社会、经济及环境效益。

2、污水处理站总平面布置、用地范围按规划建设规模400m3/d的进行设计，规划控制预留远期发展用地。

3、根据进厂污水的特点及现状，采用功能齐全,设计先进,工艺成熟可靠的污水处理工艺技术，确保污水经过处理后达到《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》（GB27631-2011）表三水污染物特别排放限值中直排标准。

4、污水处理系统投入运行后要能保障系统配套的设备长期稳定的运行，操作、维护、管理方便.使系统的先进性和可靠性有机地结合起来。

5、污水处理系统中的土建构筑部分力求布局合理,占地面积小,节省工程投资,降低运行成本。

6、污水处理设备选择低能耗、高效率的设备，以节省能耗，降低运行成本。

7、在保证系统稳定安全运行的前提下,考虑一定量的负荷冲击值。

8、系统设备配套设计要考虑所配套设备的减震,降低噪音等措施,避免二次污染。

9、污水处理站的工作方式为连续工作。

第二章污水处理工艺方案

进出站水质

进厂水质

根据业主方提供的数据，设计水量为400m3/d。

本方案采用业主提供的该厂的生产污水水质水样作为设计进水水质依据，400m3/d污水处理站进厂混合水质如下：

本方案以下表数据作为原水水质设计依据，列表如下：

（PH除外，单位：

mg/L）

序号

项目

浓度范围

单位

水量

备注

混合污水

BOD5

5460

mg/L

400m3/d

CODcr

10304

mg/L

1850

mg/L

总P

mg/L

NH3-N

mg/L

色度

350倍

出厂水质

酒厂污水处理站出厂水质经过处理后达到《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》（GB27631-2011）表三水污染物特别排放限值中直排标准。

具体指标如下：

（PH、色度除外，单位：

mg/L）

生化需氧量（BOD5）≤20

化学需氧量（CODcr）≤50

悬浮物（SS）≤20

氨氮≤5

PH值6~9

总磷≤

色度20

污染物的处理程度及削减量

酒厂原有污水处理站实际处理能力为150m3/d，扩建能力达到550m3/d，主要污染物质的削减量为：

BOD5：

吨/年

CODcr：

吨/年

SS：

吨/年

氨氮：

吨/年

总磷：

吨/年

厂址选择原则

1、厂址位置应位于当地城区河段下游。

2、厂址位置应位于当地夏季主导风向的下风向。

3、厂址位置应具备较好的工程地质条件。

4、厂址位置应尽量不影响居民的正常生活秩序。

5、厂址位置应便于污水、污泥的排放和回用。

6、厂址位置应满足当地的防洪要求，应具备良好的排水条件。

7、厂址位置应少拆迁、少占或不占农田、有卫生防护距离。

8、厂址位置应有远期扩建的可能。

9、厂址位置应具备方便的交通运输和水电条件。

污水处理工艺

生产废水的特征

生产污水主要产生于制酒车间烤酒工段，是在烤酒过程中产生的锅底水。

白酒废水是指从生产到贮存陈化过程中所产生的工业废水，各个厂生产工艺有所不同，但都是属于间歇式排放。

一天排放3次，排放量为400m3/d。

该酒厂采用小麦、高粱为原料酿酒。

在酿酒过程中，需要经过发酵工段，产生少量的酸，因此排放的生产污水呈弱酸性。

一、工艺比选

污水处理工艺总体分为三类：

物理法：

物理或机械的分离过程。

过滤，沉淀，离心分离，上浮等；

化学法：

加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。

中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等；

生物法：

微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。

活性污泥法,生物膜法等；

物理法

由于本项目废水中SS含量较高，主要为酒糟等物质，比重较轻，接近于1，为了避免影响后续处理单元的正常运行，本项目采用的物理法为气浮工艺

气浮工艺

气浮工艺就是向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫一气、水、颗粒（油）三相混合体，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。

浮选法主要用来处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。

化学法

本项目进厂水质中总磷含量较高，需要用到化学除磷法辅助除磷。

自60年代以来，随着化学工艺的高速发展，欧美等国家开始建立逸化学为主的处理工艺，既混凝沉淀法，是采用最早的一种除磷方式，利用金属盐（铁盐、铝盐）作为沉淀剂，形成磷酸盐沉淀物，将溶解性磷酸盐从液相中分离出去，其特点是：

（1）磷的去除率较高，可达90%以上；

（2）化学污泥稳定，在后续处理过程中不会重新释放磷，避免二次污染。

为了出水稳定达标，本工程采用PAC除磷药剂辅助除磷。

生物法

污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物代谢作用使污染物被降解，污水得以净化。

因此，对污水营养成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。

所谓污水可生化性的实质是指污水中所含的污染物通过微生物的生命活动，来改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。

研究污染物可生化性的目的在于了解污染物质的分子结构能否在微生物作用下分解到环境所允许的结构形态，以及是否有足够快的分解速度。

所以对污水进行可生化性研究只研究可否采用生物处理，并不研究分解成什么产物，即使有机污染物被生物污泥吸附而去除。

因为在停留时间较短的处理设备中，某些物质来不及被分解，允许其随污泥排放处理。

事实上，生物处理并不要求将有机物全部分解成CO2、H2O和硝酸盐等，而只要求将水中污染物去除到环境允许的程度。

BOD5和CODcr是污水处理过程中常见的两个水质指标，用BOD5/CODcr的比值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简单有效的方法，一般情况下，BOD5/CODcr的比值越大，说明污水可生物处理性越好。

综合国内外的研究成果，一般认为BOD5/CODcr﹥可生化性较好，BOD5/COD﹤较难生化，BOD5/COD的比值﹤不易生化。

分析本工程进水水质，BOD5/CODcr=，其可生化性较好，因此本工程适宜采用生化处理工艺。

生化处理其主要分为好氧处理（包括生物膜法和活性污泥法）和厌氧处理。

1、生物膜法

生物膜法具有易驯化、启动快、池容积较小等优点，主要有生物滤池、接触氧化等。

（1）曝气生物滤池

曝气生物滤池（BAF，BiologicalAeratedFilter）也叫淹没式曝气生物滤池，是普通生物滤池的一种变形形式，也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，其基本原理是：

在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生长生物膜，滤池内部曝气。

污水流经时，污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落生物膜不随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。

曝气生物滤池工艺作为一种新型生物处理技术，从诞生至今经历了一段快速发展的过程，最初仅用于污水的三级处理，后发展成直接用于二级处理，现在已经应用到水体富营养化控制，中水回用和微污染水、高浓度废水、城市生活污水处理等各个领域，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体功能于一身，节省了后续二沉池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。

（2）生物接触氧化法

生物接触氧化法是生物膜法的主要类型之一。

其主要利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。

生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。

其原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好氧层的好氧菌将其分解，再进入厌氧层进行厌氧分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。

老化的生物膜不断脱落下来，随水流入沉淀池被沉淀去除。

生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。

从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。

在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则自鼓入的空气不断补充失去的溶解氧。

空气通过设在池底的穿孔布气管进入水流，当气泡上升时向废水供应氧气。

2、活性污泥

活性污泥是微生物菌落的聚合体，活性污泥法是指在盛满污水的容器或池体中，通过曝气充氧自然培养驯化微生物群体——活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中的有机物，使之得到净化的方法。

活性污泥净化废水的作用是由吸附和氧化两个阶段完成的，在废水处理中，要使活性污泥保持良好状态，吸附凝聚和氧化分解应保持适当的平衡。

只要条件适当，活性污泥在与废水初期接触的20～30min内，就可以去除75％以上的BOD，这种现象称为活性污泥的初期吸附或生物吸附。

初期吸附的基本原因，在于活性污泥具有巨大的表面积（2000～10000m2/m3混合液），且其表面具有多糖类黏液层。

如果废水中悬浮的或胶体的有机物多，则这种初期吸附去除的比率就大。

此外，还与污泥的状态有关：

如果吸附与氧化分解失去适当的平衡，原吸附的有机物未氧化分解完全，则初期吸附量就小；如果原吸附于污泥上的有机物代谢彻底，则二次吸附时的吸附量就大。

但若回流污泥经历了长时期曝气，使微生物进入了内源呼吸期，活性降低，则再吸附能力也降低，亦即初期吸附量也就降低。

活性污泥的作用主要是氧化在吸附阶段吸附的有机物，同时也继续吸附残余物质。

氧化分解作用相当慢，所需时间比吸附时间长得多，可见曝气池的大部分容积是在进行有机物的氧化和微生物的合成。

活性污泥法主要有氧化沟、SBR、MBR等工艺

（1）氧化沟

氧化沟利用连续环式反应池（CintinuousLoopReator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。

氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。

氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。

氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。

因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。

氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：

1）氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。

入流通过曝气区在循环中很好地被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。

这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。

这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。

同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内有较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。

2）氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。

氧化沟从整体上说是完全混合的，而液体流动却又保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。

氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。

这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。

3）氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。

传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。

这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。

当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。

4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。

氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。

据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%－30%。

另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。

传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。

其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。

但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。

另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。

（2）SBR法

SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。

它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。

在大多数情况下（包括工业废水处理），无需设置调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象；通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应；应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制；运行管理得当，处理水水质优于连续式；加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较，占地面积较小；耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强。

2、厌氧工艺

厌氧生物处理是利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。

厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/L，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。

厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/，最高的可达30-50kgCOD/；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。

近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有水解酸化法、升流式厌氧污泥床（UASB）、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。

（1）水解酸化法

水解（酸化）处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。

水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。

水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。

微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。

酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。

从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。

水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。

考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。

混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。

而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。

（2）膨胀颗粒污泥床（EGSB）

EGSB厌氧反应器是继UASB之后的一种新型的厌氧反应器。

它由布水器、三相分离器、集气室及外部进水系统组成一个完整系统。

废水经过污水泵进入EGSB厌氧反应器的有机物充分与厌氧罐底部的污泥接触，大部分被处理吸收。

高水力负荷和高产气负荷使污泥与有机物充分混合，污泥处于充分的膨胀状态，传质速率高，大大提高了厌氧反应速率和有机负荷。

所产生的沼气上升到顶部经过三相分离器把污泥、污水、沼气分离开来。

有机负荷高?

厌氧反应器的有机

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