餐厨沼液废水处理.docx

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餐厨沼液废水处理

餐厨废水处理300吨每天

设

计

方

案

第一章概述

1.1工程简介

工程名称：

餐厨沼液处理工程

建设地点：

工程规模：

厌氧发酵液300m3/d

产水排放:

根据环评和业主要求经过处理后出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准。

表1-1餐厨沼液处理站设计水质

项目

BOD5

COD

氨氮

动植物油

排放标准（mg/L）

6～9

300

500

400

100

餐厨沼液处理工艺:

采用“A/O工艺和MBR膜系统→NF系统”的污水处理工艺（纳滤系统作为应急系统，当MBR产水无法达到产水要求时开启）

餐厨沼液污泥处理工艺:

采用污泥浓缩+压泥机脱水

主要生产构筑物和建筑物:

1）沼液主要生产构筑物

反硝化池、硝化池、污泥浓缩池、浓缩液池、MBR膜池、膜处理车间、污泥脱水间、风机车间。

2）辅助建筑物

控制及化验室。

餐厨沼液特点:

（1）水质成分复杂

由于地理位置、生活环境、垃圾来源等众多因素影响，导致餐厨沼液的水质成分非常复杂，既有高浓度有机污染物，也有金属、无机盐类、细菌等有毒有害物质。

（2）有机物浓度高

本项目远水cod为15000

（3）营养比例失调

对高浓度有机废水一般采用的生化处理工艺而言，沼液中营养比例失调，相对COD、BOD含量，其磷含量偏低而氨氮含量偏高。

（5）可生化性能不稳定

其BOD/COD的比率变化幅度较大，并不能笼统地认为沼液就一定具有较高的可生化性能。

（6）水中含油较高

含油高对生化细菌产生很大影响，同时对后期膜系统处理影响很大，对于一般材质的膜油污染无法清洗，通量无法恢复。

因此，这对工艺、处理设施的抗冲击负荷能力提出了较高的要求，渗沥液处理工艺的选择应注意以下两点：

（1）高负荷处理能力

渗沥液属于高浓度有机废水，这就要求所选工艺应是高效的，并且能在高负荷条件下长期稳定运行。

（2）对水质变化的适应能力

处理系统的设计应充分考虑水质水量的波动范围，在水质水量发生变化的前提下，保证出水水质基本稳定。

（3）选用目前较先进的膜材质，抗污染抗油能力强，同时抗拉强度大，寿命长。

1.2工程服务范围

来源

餐厨沼液

水量

300m3/d

工程界面:

从废水入口至处理后NF清水箱出口止，包括沼液处理工艺及设备、辅助（污泥、臭气、沼气等）处理工艺及设备、与之相关的建（构）筑物、室内外供排水、照明、消防、防雷接地、暖通、防汛、安全生产等配套设施。

1.5设计进水水质

本系统沼液来自餐厨发酵消化液及厂区生活污水。

根据业主提供的资料，沼液进水水质指标见下表。

项目

BOD5

COD

氨氮

动植物油

进水浓度（mg/L）

6～9

6000

15000

2000

2500

680

1.6设计出水水质

根据环评和业主要求经过处理后出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的三级排放标准。

项目

BOD5

COD

氨氮

动植物油

排放标准（mg/L）

6～9

300

500

400

100

1.7设计工艺

污水进入缺氧反应区，本反应器的首要功能是进行脱氮。

硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，通常内回流量为2~10倍原污水流量，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除。

混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，在好氧反应区除进一不降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。

为了保护水质，需要严格出水水质，考虑到餐厨沼液水质较为复杂，为了运行运行稳定，同时考虑能耗和稳定性，减少浓水产生，选择采用“MBR膜生物反应器+NF工艺”，对进水要求低，出水水质稳定。

第二章工艺流程设计

2.1沼液工艺流程说明：

（1）餐厨沼液污水经自流进入A/O处理单元，A/O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌、反硝化菌组成，一般专性好氧菌等菌群均基本被工艺过程淘汰。

（2）在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及由有机铵转化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝基氮；在缺氧池，通过兼氧菌进一步分解及降解部分污染物质，去除部分CODcr，同时进行反硝化作用，使硝酸盐及亚硝酸盐转化成氮气，从而达到生物脱氮的功能，缺氧池出水自流至好氧池，大量的好氧菌再进一步分解及降解大部分污染物质，去除大部分CODcr同时进行硝化作用，为更好地进行反硝化奠定了基础；

（3）好氧池曝气采用罗茨风机曝气方式，较微孔曝气装置的氧利用率高，进一步提高微生物处理效率；

（4）沼液经过A/O处理后，通过内置式MBR膜进行泥水分离。

本系统使用的是中空纤维膜，MBR技术的引进，取代了传统工艺中的二沉池，同时通过截留污水中活性污泥而大大提高了水中MLSS浓度（12~30g/L），从而大大提高了生化处理效率，减小了池容。

（5）MBR膜出水进入纳滤系统除去大部分二价及多价离子和分子量在200～1000的有机物，同时可除去少量的一价离子，使出水达到排放标准要求，合格水排到回用水池供厂区回用。

（6）在处理过程中AO池等系统产生的臭气经管道收集后统一送到餐厨垃圾废气处理系统一起处理；

（7）纳滤的浓水排到浓缩液池，经泵回喷至餐厨垃圾堆放区。

（8）在处理过程中A/O池产生的污泥排入污泥浓缩池，调理后经压滤机进行泥水分离，脱水后污泥含水率低于80%，转运至填埋场进行填埋。

污泥浓缩池上清液和污泥脱水回流至反硝化池。

2.2臭气处理

本工程AO池、污泥浓缩池和浓缩液池都是耐力板密封，并通过轴流风机对AO池、污泥池和浓缩液池等构筑物进行换气，采用负压将所有构筑物中的臭气引入餐厨垃圾库中的一次风机入口处，避免臭气外泄。

2.3膜品牌的优势对比

名称

PTFE膜

管式膜

PVDF平板膜或其他中空纤维膜

运行能耗（每小时）

14kw（含膜池曝气）

140kw

14kw（含膜池曝气）

使用寿命

质保5年使用寿命10年以上

质保2年使用寿命3-5年

质保1年使用寿命3-5年

抗拉强度

80N，质保期无断丝

10N

＜10N

运行压力

-0.02Mpa

0.6Mpa

-0.02Mpa

占地面积

与生化池共建，约28平方

独立建设膜车间，净高4.5m，需70平方以上

与生化池共建，约28平方

安装难易程度

容易

较难

容易

运行控制

控制简单

控制较难

控制简单

耐药性

PH值0-14

PH值2-12

清洗维护

较易

较难

清洗恢复

大于98%

约85-90%

约75-85%

在线清洗周期

30-50天

20-30天

在线清洗耗时

4小时

3小时

20小时

离线清洗周期

6-12个月

无

3个月到6个月

保存方法

干式保存

必须湿法保存

污泥浓度

8-30g/L

小于8g/L

抗污染性能

强

一般

油污染

抗油，且清洗恢复彻底

无法使用

其他

曝气冲刷膜面，不停抖动膜丝，使膜表面不积泥

3-5m/s的水流速度对膜管的冲刷作用，容易引起膜破损

曝气冲刷膜面，不停抖动膜丝，使膜表面不积泥

2.4沼液各工艺段去除效果

表11　各工艺段去除效果

序号

处理单元

CODCr

BOD5

NH3-N

A/O膜生物反应器

进水

15000.0

6000.0

2000.0

2000

出水

500.0

300

去除率（%）

≥75

≥90

≥98

≥95

进水

500.0

300

出水

100.0

去除率（%）

≥85

≥80

≥0

≥98

排放标准

500

300

400

100

2.5沼液处理单元设计

2.5.1A/O膜生物反应器

①特性说明：

一体式A/O膜生物反应器技术组合了膜生物反应器（MBR）与A/O法脱氮处理工艺的优点，克服了传统生物处理工艺在出水方式上的局限性，以超滤或微滤膜组件代替二沉池，实现污泥与净化水的固液分离，同时维持生物反应器内的高生物量。

膜的过滤作用，使生物处理的效果进一步强化，系统容积负荷高，占地面积小，对难降解有机物和氨氮去除率高，出水水质远远优于传统生物处理工艺，低BOD、SS和菌类。

MBR膜采用日本住友的进口中空纤维超滤膜，共126支膜，通过16m³/h的水泵自吸式从膜池中将产水打至产水箱。

②设计参数：

Q=300m3/d，工作时间按24小时计算，则平均小时流量16m3/h。

③主要工程内容：

A池：

L×B×H=20.0m×8.0m×5.5m;半地下钢混防腐结构；有效容积：

800m3。

O池：

L×B×H=20.0m×28.0m×5.5m;半地下钢混防腐结构；有效容积：

2800m3。

膜池：

L×B×H=3.0m×8.0m×5.0m;不锈钢结构；有效容积：

120m3。

MBR膜设计：

处理规模

MBR进水量

300m3/day

MBR处理量

300m3/day

MBR产水量　

300m3/day

所需膜面积（设计值）

1728m2

所需膜组件的数量

24支

所需膜单元数量

6组

所需膜单元组数量

1套

1个膜单元所需膜组件的数量

24支

1个膜单元的膜面积

288m2

单套膜单元组所需膜单元数量

144支

单套膜单元组膜面积

1728m2

正常运行条件下平均通量

0.21m/d

At25℃

（8.7LMH）

正常运行时实际运行膜通量

0.232m/d

At25℃

（9.6LMH）

化学清洗时平均膜通量

0.21m3/d

At0℃

（8.75LMH）

化学时实际运行膜通量

0.21m3/d

At0℃

（8.75LMH）

正常运行条件下运行的膜单元组的数量　

6组

化学清洗时运行的膜单元组数量

5组

每次化学清洗膜单元组数量

1组

2.5.3NF

①特性说明：

NF的作用是截留那些不可生化的大分子有机物COD及部分盐分，纳滤的清液可以达到很低的COD和盐分浓度水平。

NF系统由30个膜元件组成，每一膜元件拥有32.2m2膜过滤面积；每5个膜元件组成一根膜管，共6根膜管。

共分为两套系统，每套15支膜元件。

纳滤系统最大压力为15bar，并配套清洗系统和加药系统。

纳滤净化水回收率85％。

纳滤过程产生15％的浓缩液。

浓缩液经过絮凝后进污泥处理系统处理。

纳滤浓缩液经过浓缩沉淀处理后，大部分二价离子及50％左右的COD被吸附去除，上清液回到AO池中。

上清液中剩余的难降解物质，由于在系统中的停留时间增长，慢慢地也会被降解，不会造成累积。

●药剂投加表

NF系统投加表

药剂

作用

投加量

硫酸

调节PH

30ppm

杀菌剂

抑制微生物繁殖堵塞NF膜

10ppm

阻垢剂

防止结垢堵塞NF膜

8ppm

2.5.4污泥浓缩池

①特性说明：

硝化池和膜池剩余污泥一起打入污泥浓缩池进行污泥浓缩，以降低污泥含水率、减少污泥体积，为后续处理创造条件，上清液回流至AO池再行处理。

②设计参数：

总污泥量估计Q=8m3/d（考虑到污泥量较少，将UASB厌氧污泥和生化污泥一起浓缩处理），停留时间24h。

③主要工程内容

L×B×H=5.0m×5.0m×5.5m，半地下钢混防腐结构。

2.5.5浓缩液池

①特性说明：

纳滤过滤后浓水打入浓缩液池，再用泵打往餐厨垃圾进行喷淋。

②主要工程内容：

L×B×H=5.0m×5.0m×5.5m，半地下钢混防腐结构。

2.5.6辅助建筑设施

本设计中辅助性建筑主要包括膜组和鼓风机车间、污泥脱水间，控制室。

膜组和鼓风机车间、污泥脱水间、控制室采用砖混结构。

控制化验室：

L×B×H＝5.0m×9.0m×5.0m；

膜车间：

L×B×H＝25.0m×9.0m×5.0m

风机车间：

L×B×H＝10.0m×5.0m×3.5m

第三章设备清单及运行成本分析

设备清单及报价

序号

名称

规格及型号

材质

数量

单位

备注

单价

总价

潜水搅拌器

叶轮直径：

400mm，4kw

304ss

台

58000

116000

板式换热器

换热量1.11X106KJ/h

304ss

台

72000

冷却塔

120吨/小时

玻璃钢

台

50000

污泥压滤机

碟螺式

304ss

台

350000

曝气系统

作用面积400平方

橡胶

套

600000

在线DO仪

E+H

台

58000

好氧循环泵

150m3/h，10m

304ss

台

45000

90000

污水冷却泵

100m3/h，10m

304ss

台

22000

清水冷却泵

100m3/h，10m

铸铁

台

6000

罗茨风机

30m3/min，5.8m，910r/min

台

工频

56000

112000

罗茨风机

30m3/min，5.8m，910r/min

台

变频

60000

MBR抽吸泵

16m3/h，10m，1.5kw

304ss

台

15000

30000

MBR膜堆

SPMW-12B12

PTFE

组

250000

1500000

MBR反洗系统

15m³/H,10μm

304ss

套

9000

MBR药洗系统

5m³/H,10μm

304ss

套

8000

16000

NF进水泵

8m3/h，35m，1.5kw

304ss

台

5600

11200

NF高压泵

8m3/h，130m，5.5kw

304ss

台

13600

27200

NF循环泵

24m3/h，35m，3.0kw

304ss

台

7200

14400

NF清洗泵

16m3/h，35m，2.5kw

304ss

台

6200

NF主机

150吨/天处理量

碳钢+304

套

400000

800000

NF清洗系统

两套共用清洗系统

套

50000

污泥泵

10m3/h，10m，1.5kw

304ss

台

6000

膜池循环泵

50m3/h，10m，3.0kw

304ss

台

9500

19000

浓缩液泵

15m3/h，10m，1.5kw

304ss

台

8000

清水泵

16m3/h，10m，1.5kw

铸铁

台

3500

管路

批

150000

阀门

批

250000

配件

批

30000

电控系统

套

120000

240000

PLC

套

60000

空压机

0.8m3/min，8bar

批

5000

合计

4531500

安装费

设备总价×5%

226575

运输费

30000

调试费

设备总价×4%

181260

税费

设备总价×5%

226575

总价

5435910

渗滤液处理系统主要建（构）筑物预算表

序号

名称

外形尺寸长×宽×高（m）

单位

单价（元）

合价（元）

数量

调节池

10m×10m×5.5m

座

252500

A池

L*D*H=10m×8m×5.5m

座

269200

538400

O池

L*D*H=10m×28m×5.5m

座

548500

1090000

污泥浓缩池

L*D*H=4m×4m×5.5m

座

73600

浓缩液池

L*D*H=4m×4m×5.5m

座

73600

污泥机脱水间

9m×5m×4.5m

间

150000

膜组车间

20m×9m×4.5m

栋

180000

风机车间

10m×5.5m×3.5m

间

150000

综合办公室

9m×5m×4.5m

栋

80000

合计

2588100

总价为设备总费用（5435910）+土建费用（2195100）=8024010

运行成本分析：

系统运行成本分析表

序号

项目

设备名称

运行费用（元/吨）

备注

电费

整个污水系统

￥10.4

电费单价按照0.80元/kwh计

药剂费

整个污水系统

￥0.08

次氯酸钠、氢氧化钠和柠檬酸

人工费

整个污水系统

￥1.2

人工费按2500每人，共5人

第四章污水站总平面设计

4.1平面布置

4.1.1污水站平面布置原则

1.功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。

2.流程力求简短、顺畅、避免迂回重复。

3.变配电间布置在靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。

4.交通顺畅，使施工、管理方便。

站内平面布置除了遵循上述原则之外，具体还应结合焚烧厂区主导风向、进水方向、排放点位置、工艺流程特点及污水站地形、地质条件等因素进行布置。

既要考虑合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑物造型、绿化及与周围环境相协调等因素。

具体污水站布置详见沼液处理站平面布置图。

4.1.2污水站平面布置

根椐来水方向、现有出水管位置及场地条件，在污水处理区内，按照工艺流程由北向南依次布置反硝化及硝化池、膜处理车间等，使工艺流程顺畅，布置紧凑。

（1）污水站给水

污水站给水利用现有的供水系统。

给水主要用于生活、构筑物及设备冲洗、加药等。

（2）污水站排水

污水站排水采用雨污分流制。

站区雨水就近排至边沟。

清洗水池污水、构筑物放空污水、上清滤液等经厂内污水管道收集后入硝化池，经提升与沼液一并处理。

4.2污水站主要管道布置

污水站各污水处理构筑物均采用不锈钢给水管连接，管径为D50mm～D200mm，污泥管道采用D65mm。

4.3高程设计

高程设计尽量根据现场的地形地质现状，考虑周边各接入口的设计高程，按照减少土方、节省造价的原则确定各建构筑单体的标高。

但是，高程设计更应该考虑以后生产运营时各介质、物料及人员移动的总体能耗较低或最低的原则。

就本处理站的生产运营特点，本方案的高程设计重点考虑了沼液从抽取、到进入各工序、到最终排放的总体提升耗能，合理设计各建构筑物的标高及提升设备动力。

高程设计详见高程布置图。

根据污水站的特点，在建筑设计时主要以满足生产工艺及使用功能要求为基础，使各建（构）筑物在功能上实用、经济，在形式上简洁、美观，从而体现出现代化污水站建筑的特点。

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