凤爪生产厂废水处理工程施工及运行概算.docx
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凤爪生产厂废水处理工程施工及运行概算
《重庆绿南食品厂综合整治方案》
方案委托单位：
南岸区鸡冠石镇政府
方案编制单位：
重庆工商大学环境保护研究所
2014年9月25日
1企业概况....................................................................................................................................3
1企业概况
重庆绿南食品有限公司位于重庆市南岸区鸡冠石镇石龙村，是一家小型豆干生产厂，该厂仅进行原料豆干的清洗和卤制，不进行包装等工序。
豆干生产产生大量高浓度有机废水,在环境中发酵,发出刺鼻的恶臭。
在我们实地考察时，现场就闻到该厂废水有臭味。
该厂的豆干加工方式，一直以作坊式的加工为主,其生产能力低下，一般每天生产1吨（豆干）以下，设备简陋、工艺原始，生产废水不经处理直接进人地面水环境，引起附近水体的严重恶化。
且该厂所用的锅炉为1吨燃煤的小型锅炉。
1.1产品生产过程
豆干生产的主要原料是大豆。
晒干后的大豆经筛选去除杂质后，用水浸泡、淘洗去除灰份，漂洗至洁净，使其充分吸水膨胀，然后用打浆机磨碎，用水调成豆浆。
豆浆蒸煮后,根据不同的产品,加人不同量的卤水,搅拌均匀,压滤脱水后,可制成各种豆干制品。
豆干生产工艺如下:
风选一水洗一浸泡一煮浆一点卤一压滤一成品
1.2豆干生产过程中的废水排放
1.2.1废水水量
在豆干生产的过程中,产生大量的废水,废水主要来源于水洗、浸泡和压滤过程,另有部分冲洗水。
废水产生量见表1。
通常上面各股废水的水量和浓度会随着生产工艺、产品类别、生产习惯等的不同而不同。
豆干生产中会产生大量的废水,据估计加工1吨大豆约产生8~10吨废水。
根据该厂豆干日产量可知该厂日废水排放量最大为4吨。
1.2.2废水的水质
豆干废水中有机物含量相当丰富。
根据现场勘察,豆干生产中各股废水一般汇合排放,水质情况见表2。
1.3烟尘排放性质
该厂所用锅炉属小型燃煤锅炉（以2T/h或1.4MW以下手烧炉）具有下面的特点:
1、以燃散煤为主，约占锅炉总容量的70%左右；煤炭的品质低劣，煤种多变，灰分含量高。
灰分通常高于22%，一般在30%～40%之间，有时能达到40%以上；硫分一般在0.3%～0.5%，少数超过1%。
2、锅炉燃烧方式落后，无燃烧控制装置,无脱硫设施，燃烧效率低，部分燃料未经燃烧排入环境中，使污染物排放强度高。
烟尘排放浓度一般为2000mg/m3以上，林格曼黑度5级。
3、锅炉热效率低，一般为50～55%。
热效率低增加了燃料的消耗量，浪费资源、能源，增加污染物排放量。
4、锅炉烟囱低矮，低于30米，烟气多为低空排放，对城市大气污染贡献率高，通常为45%～65%。
1.3.1小型锅炉污染物排放强度高的主要原因
1、燃烧效率低
加煤时由于新煤水分的蒸发及自身的吸热，使炉膛温度下降，此时煤层最厚阻力较大，吸入炉膛的空气量减少。
这时煤中分解出来的可燃气体和焦炭的燃烧却需要较多的空气量，因而缺氧，挥发分在高温缺氧的条件下进行热分解，生成大量炭黑，出现冒黑烟现象。
拨火时由于煤炭挥发分瞬间大量增加，供氧不充分而使未燃烧的煤粉及焦油等物质随气体逃逸，产生黑色的烟尘。
2、热效率低
配气量不协调。
加煤时缺氧，随着焦炭和挥发分的不断燃烧，煤层逐渐减薄，所需空气量减少，此时通风阻力相应减少，进入炉膛的空气量增多，出现空气过剩，降低炉膛温度，增加排烟温度，增加热损失，降低锅炉热效率。
小型锅炉大多数情况处于远低于额定负荷状态，如果锅炉在50%负荷下运行，散热损失增加一倍。
这样就使锅炉漏风量增大，火床和炉膛温度相对偏低，燃烧速度明显减慢，煤中的固定碳更加不易燃烧，致使炉渣含碳量增加，增大了燃烧热损失和排烟热损失，使热效率下降。
2设计依据
1、有关资料：
建设方提供的数据资料
2、生产废水的水质和水量
3、法律法规：
《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）
《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月）《建设项目环境保护条例》（1998年11月）
《建设项目环境保护设计规范》（1987年3月）
4、规范及标准：
《污水综合排放标准》GB8978-1996；
《锅炉大气污染物排放标准》GB13217-2014；
《大气污染综合排放标准》GB16297-1996；
《泵站设计规范》GB50265-2010；
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
《室外排水设计规范》GB50014-2006；
《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002
国家和地方制定的有关规范和标准。
3设计原则
依据重庆绿南食品有限公司有关资料和环保要求，处理后生产废水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准。
1、先进性：
技术可靠，选用目前先进成熟技术或已有成功经验的治理技术。
争对废水水质特点，采用适当的处理措施达到预期的处理效果。
2、实用性：
因地制宜、设计合理。
选用适当、合理的高程控制。
尽量减少废水提升，降低工程造价和运行成本。
3、可靠性：
尽量精简、优化设备，选用国内、外知名品牌。
装置运行稳定可靠，采用时间自动控制，各工艺运转得到有效监控，处理出水稳定达标，便于维护管理。
4、高性价比：
精心设计，做到投资省，运行费用低，工程性能优良。
5、高安全性：
强化风险事故防范措施，做到布局合理、环境协调、功能完善。
4废水治理方案设计
1、处理工艺的选择
废水一般都是很复杂的混合物，尤其是工业废水。
其净化处理往往需要不同的技术组合成一定的工艺流程。
工艺流程的选择对处理效果、占地面积、运行管理、基建费用、处理成本等重要参数都有很大的影响。
所以对废水水质特性的认识来确定处理工艺就显得尤为重要。
该食品厂废水污染浓度高，从BOD5/COD的比值来看，废水可生化性好。
但实际上废水不易腐败，污水处理生物菌种难以在该废水环境中生长。
因此，必须采用适当的物化处理和生化处理，才能使废水达标排放。
而物化处理和生化处理的方式较多，选用合理的工艺及控制才是达标的保证。
一般来讲，物化处理作为废水的预处理，即采用较短的工艺，较大幅度地降低污染浓度，为后续生化处理创造条件；生化处理作为废水的二级处理，去除废水中溶解性的有机污染物。
根据水质达标情况，废水处理拟采用以下工艺。
2、物化处理法
（1）隔油
由于废水含有动植物油、脂肪。
油类最有效的处理方法就是隔油、气浮。
我们选用重力分离隔油池将油粗粒化，即隔油池内装填亲油疏水材料聚集油粒，油粒变大后，由于比重较水轻而上浮，再通过打捞去除浮油。
（2）混凝气浮
混凝气浮是将水中分散油及部分浮化油、有机物经化学破乳、混凝，再通过气浮方法去除。
利用混凝气浮方法可以去除水中某些溶解污染物，但是以分子态或离子态混溶于水中，必须经过化学处理，将其转化为不溶性固体物或可沉淀络合物，成为微细颗粒，再予以分离，即为混凝气浮法。
由于该厂仅进行原料豆干的生产，不进行酱料的拌制加工，所以不需要隔油设施。
3、废水的生化处理
根据食品废水的水质特点，经混凝气浮后的废水中动植物油、SS、能较好的去除，但有机污染浓度仍然较高，需进行生物处理。
生物处理包括厌氧生物法和好氧生物法。
厌氧生物法适宜浓度较高的污水或污泥，能将大分子有机污染物转化为小分子物质，去除率高。
结合本项目生产废水的水质特点,及水量较少的原因，建议采用较为成熟的A2/O污水处理工艺。
4、处理工艺流程
5主要设计参数
1、废水水量
根据建设方提供的数据得知，设计处理废水量：
5m3/d。
2、水质情况
（1）根据以往经验废水水质监测数据。
原水水质情况如表1：
项目
COD
BOD5
动植物油
氨氮
PH
色度（倍）
SS
原水水质
mg/L
8000
6000
50
200
5-6
80
1000
（2）根据《污水综合排放标准》GB8978-1998二级标准，出水达到指标如表2：
项目
COD
BOD5
动植物油
氨氮
PH
色度（倍）
SS
出水水质
mg/L
150
30
15
25
6-9
80
150
3、工艺单元及设计尺寸
1）厌氧池
尺寸：
L×W×H=2×2×2.7m
容积：
10m3
数量：
1座
建筑结构：
钢混结构。
型式：
地下式。
水力停留时间为2天
2）缺氧池
尺寸：
L×W×H=3×2×2.9m
容积：
16m3
数量：
1座
建筑结构：
钢混结构。
型式：
地下式。
水力停留时间为2天
3）好氧池
尺寸：
L×W×H=2×1×1.2m
容积：
2m3
数量：
1座
水力停留时间为6天
4）沉淀池
尺寸：
L×W×H=2×1×4m
容积：
8m3
数量：
1座
建筑结构：
钢混结构。
型式：
地下式。
水力停留时间为2天
5）设备
微孔曝气装置1套，小型曝气泵2台（一用一备）；小型污泥回流泵2台（一用一备）
厌氧池与缺氧池内宜设置2台以上的搅拌器。
6烟尘治理对策
烟尘治理对策分为燃烧前控制技术、燃烧中控制技术和燃烧后控制技术。
燃烧前控制技术是治理烟尘污染的先决一步，包括物理的、化学的、生物的方法，以及多种技术联合使用的综合工艺。
燃烧中控制技术主要指清洁燃烧技术，指在减少燃烧过程中污染物的排放，提高燃煤利用效率的所有技术的总称。
燃烧后控制技术是指在锅炉尾部采用物理、化学措施将煤炭挥发物截留或转化，达到减少污染物排放的目的。
燃烧前控制技术和燃烧中控制技术是治理烟尘污染的最根本的途径，通过提高燃料燃烧率和锅炉热效率减少污染物排放量和燃料消耗量，达到节能减排的目的。
该厂锅炉为燃煤锅炉，且无配置相配套的除尘脱硫设施，难以确保各项污染物浓度达到国家排放标准。
根据《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014中对于自2014年7月1日起新建的锅炉执行的标准如表3所示：
表3新建锅炉污染物排放浓度限值
该厂为小型豆干原料加工厂，若仍使用燃煤锅炉，需花费大量资金进行相应脱硫除尘设施的建设与维护，且很难使烟尘达标排放，仍然不能避免对环境的污染。
由于该厂所处位置人口密集，楼群林立，考虑其未来发展趋势，目前烟尘治理的主要对策（除加高烟囱外）建议：
1、使用气体燃料。
气体燃料主要有天然气、石油液化气、煤气，与固体和液体燃料相比，气体燃料可以在很低的过量空气系数（1.05～1.3）下完全燃烧，CO2排放量可减少26%；SO2减少为零；NOx减少为33%；烟尘排放可以降低到零。
2、使用电锅炉。
电锅炉热效率高，无污染物排放，安装使用简便，可以彻底解决小型锅炉的烟尘污染问题。
目前，电锅炉、燃气锅炉的技术条件已经比较成熟了，能够满足取暖需求和工业生产上的要求，但在解决价格方面一直没有取得突破性的进展，相对于燃煤锅炉而言，价格还是比较高的，大约是3～5倍。
7工程投资概算
7.1污水处理设施概算
1、土建工程
序号
名称
规格L×B×H（m）
材料
数量
总价
（万元）
备注
1
厌氧池
2m×2m×2.7m
钢混
1
1.8
新建
2
缺氧池
3m×2m×2.9m
钢混
1
1.6
新建
3
好氧池
2m×1m×1.2m
钢混
1
1.1
新建
4
二沉池
2m×1m×4m
钢混
1
0.6
新建
5
污泥浓缩池
1.5m×1.2m×1.3m
钢混
1
0.7
新建
土建费5.8万元
2、工艺工程概算：
序号
名 称
规格
单位
单价
数量
价值
（万元）
备注
1
格栅
0.8×0.6×1.0
套
0.05
1
0.05
不锈钢自制
2
磁力泵
Q＝2.0m3/h
台
1.5
3
4.5
2用1备
3
微孔曝气器
刚玉
套
0.01
20
0.2
江苏
4
曝气系统
套
3.3
1
3.3
PVC
5
管道、阀门
套
0.45
1
0.45
华亚
6
配电及自控系统
套
0.7
1
0.7
非标件
7
污泥抽吸泵
套
2.1
2
4.2
1用1备
8
电缆、线槽、管
配套
套
0.3
1
0.3
非标件
9
设备、钢构防腐
树脂、防锈漆、面漆
套
0.4
1
0.4
非标件
10
总计（万元）
14.1
（3）设计调试费 14.1×6％＝0.85万元
（4）安装费 14.1×6％＝0.85万元
（5）税金
（2）+（3）+（4） 15.8×7％＝1.106万元
（6）合计 16.91万元
7.1.1处理成本分析
①药剂费
药剂消耗为0.25元/吨。
②电费
设备正常运转每天平均总耗电8.4kw·h，电价按0.6元/kw·h计算，吨水电费1.008元。
③人工费
本污水站需配备1人专职负责污水站正常运行管理，工资另计。
④处理成本
污水处理成本＝①＋②＝1.26元/吨
7.2锅炉运行费用估算
1吨的锅炉，按下列条件计算：
天然气热值：
9300 kcal /Nm3 ， 煤炭热值:
5500 kcal/kg
天然气价格：
3.6元/ Nm3（商用），煤炭价格:
1300元/吨 电价：
0.80元/kwh ， 燃油、气热效率：
η=90% ，煤锅炉效率：
η=82%； 电锅炉效率：
η=90%。
可得三种方案的运行费用比较如表4，由表4可以看出：
燃煤和燃气锅炉经济性差别不大，但燃煤锅炉需要配套烟尘处理设备才能使烟尘排放达标，这样必然使运行费用上升。
3种方案的其他因素比较如表5。
表4各方案运行费用比较
项目
蒸汽生产设备
安全性
节能
故障率
环保性
产气量（吨）
每小时耗量（油、气、煤）（度、kg、Nm3、kg）
预计每小时费用（元）
方案一
天燃气蒸汽锅炉
安全隐患小
能耗很小
高
环保无烟型
0.5
70Nm3/h
260
方案二
电锅炉
存在安全隐患
耗能很大
高
环保无烟型
0.5
700度
560
方案三
燃煤蒸汽锅炉
存在安全隐患
耗能很小
中
重度污染
0.5
150Kg/h
200
表5各方案其他因素比较
锅炉类型
燃气锅炉
燃电锅炉
燃煤锅炉
能源种类
天然气
电
II类煤种
能源类型
一次能源
二次能源
一次能源
维护指数
维护费用很低
维护费用很低
维护费用高
环保指数
无污染
无污染
重度污染
能效比
90%
90%
82%
配套设施要求
配套燃气管道
配套电线电缆高压变压器
储煤场地、煤渣储存场地、运输车辆及个类人员、专业司炉工
受政府政策
影响
大力提倡和支持
节能减排、拉闸限电
节能减排、减少灰尘、逐渐取缔
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