俄罗斯西伯利亚年产7500T酒精项目废水处理方案DOC.docx

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俄罗斯西伯利亚年产7500T酒精项目废水处理方案DOC

俄罗斯西伯利亚年产7500t

酒精项目废水处理方案

XXXXXXXXXX有限公司

2014年5月

目录

废水处理工艺设计1

1、项目情况及背景1

1.1工程概况1

1.2方案编制目的、依据和原则1

1.2.1设计目的1

1.2.2设计依据1

1.2.3设计原则2

1.3设计数据2

2、污水处理工艺的选择3

2.1工艺选择原则3

2.2废水水质特点3

2.3工艺方案的选择4

2.3.1工艺流程7

2.3.2主体工艺单元说明7

2.3.2.1酒精糟液预处理系统6

2.3.2.2IC反应器6

2.3.2.3综合好氧生化系统6

2.3.2.4BAF深度处理系统7

2.3.2.5污泥处理8

2.4去除率预测表9

2.5污水处理单元详细设计9

第三部分方案投资估算和运行成本分析21

1、工程投资估算21

1.1编制依据21

1.2投资估算表21

2、运行成本分析24

2.1人工费24

2.2电费24

2.3药剂费24

2.4污水处理总成本24

废水处理工艺设计

1、项目情况及背景

1.1工程概况

俄罗斯西伯利亚酒精厂是一家主要以小麦面粉为原料生产谷朊粉和小麦酒精产品的企业。

在谷朊粉和酒精生产过程中，会产生一定量的废水，如不处理直接排放将对当地的环境造成极大的破坏，因此业主计划投资建设废水处理设施一套。

XXXX公司接受业主委托，承担该酒精厂废水处理方案的设计。

本工程按250m3/d的规模进行设计。

根据对废水水质的分析及出水要求，并结合我公司在废水处理方面诸多工程的实践，确定废水经调节池调节水质水量后，以IC厌氧反应器、一级好氧池、二级好氧池、BAF深度处理为主体工艺，在回收能源（沼气）的同时达到处理水的目的，出水达到并优于贵公司提出的排放标准。

1.2方案编制目的、依据和原则

1.2.1设计目的

通过本方案设计，选择适合俄罗斯西伯利亚年产7500t酒精废水处理的工艺流程并据此编制工程投资概算表，进行运行成本分析，对方案进行技术经济分析。

1.2.2设计依据

根据使用方提供的数据和要求进行设计；

同类企业废水或类似企业废水的水质特点和处理工艺选择；

我公司在同类废水或类似废水处理过程中积累的经验数据；

业主要求的排放标准；

《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90）；

1.2.3设计原则

（1）认真执行国家和地方有关法规、标准和规定；

（2）按现行有关规定进行投资估算和经济分析，采用先进成熟、经济高效的处理工艺，运行稳定可靠，产水达到既定的水质要求；

（3）设备布置合理，结构紧凑，占地面积少；

（4）自动化程度高，操作管理简单，运行上有较大的灵活性和可调节性，并留有一定富余量以满足长远需要；

（5）尽量节省工程投资，降低成本，维修运转费低；

（6）工程卫生条件好，采用良好的防噪措施，不影响周围环境。

1.3设计数据

设计范围

污水处理工艺的选择；

总平面布置及配套设计；

工程投资估算；

设计规模

设计废水处理量250m3/d

设计进水水质

根据业主要求，预处理环节由其他单位进行设计，经过预处理后进入我方设计环节的废水指标如下：

CODCr：

≤35000mg/LpH：

≈3.5

设计出水水质

根据业主要求处理后废水达到如下标准：

CODCr：

≤50mg/L

2、污水处理工艺的选择

2.1工艺选择原则

污水处理工艺的选择直接关系到污水处理厂的建设投资、运行成本的高低、污水厂出水水质以及运行管理是否方便可靠等。

主要按以下原则确定：

Ø严格执行国家及地方环境保护的各项规定，确保各项出水指标达到规定的排放标准；

Ø投资和运行费用省，并最大程度实现废物利用和循环经济的理念，使废水成为资源，为企业创造经济效益。

Ø采用工艺先进、成熟，管理方便的设计方案。

Ø设备选型合理、可靠、先进。

Ø投资低、日常运行费用低。

Ø运行管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。

Ø保障正常运行使用，减少污泥产量，节省运行费用，避免造成二次污染。

2.2废水水质特点

俄罗斯西伯利亚酒精厂是一家以小麦面粉为原料生产谷朊粉和小麦酒精产品的企业。

目前谷朊粉生产工艺主要有三种：

三相卧螺法、马丁法和旋流法。

利用以上三种方法产生的淀粉进行酒精生产时，其产生的废水性质各有特点。

（1）三相卧螺法能够将淀粉乳中的戊聚糖单独分离出来，因而糟液废水中的粘度较低，悬浮物容易通过物理方法进行预处理实现分离，去除大部分悬浮物的废水可直接进入后续生化处理进行有效降解，因此该类废水处理难度不大；

（2）马丁法生产谷朊粉并生产酒精产品时，由于用水量较大，因而糟液废水COD、悬浮物等各项指标均较低，废水不需要单独的预处理工段，可直接进入生化处理工段进行生物处理，废水处理相对较易；

（3）采用旋流法生产谷朊粉和酒精的企业，在生产方面，淀粉乳浓度较高，有利于提高后段酒精生产设备的综合效率，但该工艺蒸馏酒精后的酒精糟液属总固形物浓度高、悬浮高、蛋白高及COD高的四高废水，尤其是高浓度悬浮物，对废水处理的生化处理工段构成致命威胁；且该工艺生产过程中，戊聚糖不能够实现有效分离，糟液废水粘度很大，致使悬浮物很难从废水有效分离出来。

因此采用合适的方法进行固液分离去除悬浮物的技术是该废水处理工艺的关键问题。

总体来说，以上三种工艺生产谷朊粉及酒精时产生的废水，来源均为酒精糟液、塔底废液及少量冲洗废水，其中酒精糟液废水量最大、浓度最高，也是该类废水处理的难题所在，其主要成分为脂肪类物质、糖类（戊聚糖及三碳糖、四碳糖等低碳糖等，以戊聚糖为主）、蛋白质、纤维素、有机酸（乙酸等）以及少量残余淀粉等物质。

企业在投资建设污水处理工程时应高度重视资源的有效回收与利用，实现环保与经济效益的双赢效果。

综上所述，该类废水既是一种高污染的、治理难度高的废水，又是一种蕴含着巨大经济效益的废水，如何实现既能对废水进行有效处理达标排放，又能够将废水资源化，为企业创造可观的经济效益，是本方案设计的基本原则。

2.3工艺方案的选择

根据废水水质特点以及处理需求，本方案以IC厌氧反应器、一级好氧池、二级好氧池、BAF深度处理为主体工艺，在回收能源（沼气）的同时达到处理废水的目的，出水达到并优于贵公司提出的排放标准。

工艺完善、技术成熟、功能稳定可靠。

核心厌氧处理工艺采用成熟、稳定的中温厌氧反应器—IC反应器，厌氧系统

运行更稳定、直接运行成本更低；系统产生的污泥量少，避免污染转移，节省运行费用和污泥的处理费用。

同时产生大量沼气，可用来饲料干燥设备的能源或净化后发电，产生巨大经济效益。

生化脱氮池和一级好氧池，即保证了系统对氨氮和COD的处理效果，又保

证了系统运行的稳定性；二级好氧池采用生物接触氧化法，能够避免好氧活性污泥法丝状菌疯长所带来的污泥膨胀问题。

2.3.1工艺流程

2.3.2主体工艺单元说明

2.3.2.1酒精糟液预处理系统

主要作用是去除该类酒精糟液中的悬浮物，减少后续处理单元的负荷，该处理单元由其他单位设计，此处不再涉及。

2.3.2.2IC反应器

IC（internalcirculation）反应器是新一代高效厌氧反应器，是在UASB反应器的基础上开发的新型高效厌氧反应器工艺，可看作是由两个UASB反应器上下叠加串联构成，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。

IC反应器一般为中温反应器，温度控制在35℃左右。

IC反应器在一定条件下具有显著特点：

（1）污泥浓度高，运转效率高；

（2）相对UASB投资较低；

（3）结构紧凑，占地面积小，外形美观；

（4）容积负荷高，颗粒污泥质量好，可以作为商品出售；

（5）运行稳定性强，管理方便；

（6）COD去除效率高，出水稳定，抗冲击负荷强；

（7）依靠沼气提升力，实现自动循环，运行费用低；

（8）不足之处就是耐受各类悬浮物能力差，对进水水质要求较为苛刻，

对于悬浮物较高的废水必须进行预处理来去除悬浮物；

IC反应器在控制进水条件的前提下，尤其是控制进水悬浮物在一定范围之内时，IC反应器适合于任何生化性好的有机废水。

2.3.2.3综合好氧生化系统

综合好氧生化系统主要由六部分组成：

缓冲池、脱氮池、一级氧化池、二沉

池、二级氧化池以及终沉池。

缓冲池对IC出水进行缓冲，并截留大颗粒污染物质，避免废水中携带的部分厌氧絮状污泥进入好氧生化系统，对后续处理系统带来不利影响，改善后续处理系统的处理环境。

脱氮池+一级好氧池，即A/O生化池，是当前针对高COD、高氨氮“双高”废水最有效的好氧生化处理工艺。

A/O生化池均由缺氧段（脱氮池）与好氧段（一级好氧池）组成。

A段主要功能是进行反硝化反应，完成最终脱氮的过程；O段主要功能是大量降解废水COD，并完成脱氮过程中必不可少的硝化反应过程，为最终脱氮提供条件。

脱氮池设有潜水搅拌机，并控制DO＜0.5mg/L；一级好氧池设有专用曝气设备，并控制DO＞1.5mg/L。

一级好氧池出水自流进入二级好氧池，二级好氧池为生物接触氧化池，进一步对一级好氧池出水进行处理，二级好氧池池内装有生物填料，为生物的生长繁殖提供载体，大大提高了整个好氧生化处理系统对COD物质等污染物质的去处效率，提高了废水处理系统达标排放的可靠性和稳定性。

大量的有机物在此得以去除，氨氮的去除主要集中在脱氮池-一级好氧池内去除过程如下：

好氧环境：

NH4++1.4O2+2.0HCO3-NO2+H++H2O（亚硝化菌）

好氧环境：

NO2-+0.5O2+HCO3-NO3-（硝化菌）

缺氧环境：

NO3-+【H】NO2-+CO2+H2O（反硝化菌）

缺氧环境：

NO2-+【H】N2+H2O+OH-（反硝化菌）

2.3.2.4BAF深度处理系统

曝气生物滤池工艺（BiologicalAeratedFilter,简称BAF），是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。

该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用。

曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体，节省了后续沉淀池，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：

运行能耗低，运行费用少的特点。

BAF生物滤池，从下之上分为布水布气层、承托层、滤料层及出水区。

污水经过布水进行均匀布水后通过滤料层，水体含有的污染物被滤料层截留，并被滤料上附着的生物降解转化，同时，溶解状态的有机物和特定物质也被去除，所产生的污泥保留在过滤层中，而只让净化的水通过，这样可在一个密闭反应器中达到完全的生物处理而不需在下游设置二沉池进行污泥沉降。

2.3.2.5污泥处理

污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，若不经妥善处理和处置将造成二次污染。

同时，污泥处理还有以下功能：

1）减少污泥中有机质的含量，使污泥稳定化；

2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；

3）尽可能利用污泥中可用物质，回收能源。

国家GBJ14－92《室外排水设计规范》规定：

污泥处理流程应根据污泥的最终处置方法选定。

目前国内外污泥最终处置和利用的常用方法有直接农用、堆肥、卫生填埋、焚烧、干化、填海以及经必要的处理后作建材利用等几种途径。

在本工程中剩余污泥处理采用的工艺如下：

剩余污泥重力浓缩污泥脱水锅炉房燃烧

剩余活性污泥在污泥浓缩池中依靠重力进行浓缩，然后进入污泥脱水机房。

污泥脱水采用目前普遍采用的箱式压滤机

作为污泥脱水设备，具有操作简单、处理量大的特点。

污泥脱水后产生的泥饼作为有机肥利用或外运处理。

2.3.3流程说明

高浓度的酒精糟液从酒精车间输送至糟液预处理系统，通过物理化学方法将废水中的高浓度的有机类悬浮物质有效分离出来，大大降低废水中的悬浮物质和废水的COD浓度，为后续生化处理创造前提条件；预处后理清液进入我方设计环节的调节池单元，车间蒸馏塔底液、冲洗废水等低浓度废水可以自流直接进入调节池，预处理后清液在调节池内充分混合。

调节池内混合后的废水经水质调节后利用提升泵提升进入IC反应器，在IC反应器内，废水中的绝大部分有机污染物被降解掉，并产生清洁能源气体-沼气，沼气可作为锅炉燃烧的能源加以利用，节省生产成本；也可以把沼气净化处理后用于发电。

IC反应器出水自流进入缓冲池，在缓冲池内截留少量溢流出来的厌氧污泥，厌氧污泥返回至IC反应器内继续参与反应或排入污泥池，上清液自流进入脱氮池，在脱氮池内废水与回流硝化液和污泥进行反硝化反应，脱出氨氮类物质，完成脱氮反应；脱氮池出水自流进入一级好氧曝气池，在该单元内，同时完成COD的好氧降解及硝化反应。

一级好氧池出水经二沉池进行泥水分离，污泥进入污泥浓缩池，上清液进入二级好氧池，通过附着在生物填料上的微生物进一步对废水中的COD等污染物质进行降解。

经过综合生化系统降解后出水进入到BAF深度处理环节，水体含有的污染物被滤料层截留，并被滤料上附着的生物降解转化，同时，溶解状态的有机物和特定物质也被去除，最终使得出水达到排放要求，最终达标排放。

系统产生的活性污泥排放至污泥池浓缩，并经污泥脱水机进一步脱水处理后作为有机肥使用或外运处理。

2.4去除率预测表

表1各处理单元去除率预测表

指标

CODCr

去除率

（mg/L）

（％）

原水

35000

调节池

15000

57.1%

IC反应器

2800

81.3%

缓冲池

2800

0%

脱氮池

2800

0%

一级好氧池

392

86%

二沉池

392

0%

二级好氧池

71

81.9%

终沉池

71

0%

BAF反应器

42

40.8%

出水标准

50

2.5污水处理单元详细设计

2.5.1酒精糟液预处理系统

预处理系统由其他单位设计，此处不再涉及。

2.5.2调节池

A．功能概述

接收糟液预处理后废水以及低浓度的冲洗废水和蒸馏塔底液等废水，在调节池内通过搅拌系统实现水质的均值，同时调节废水处理站的平均处理水量。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

12.3hr

有效尺寸：

8.0×4.0×4.0m

单体容积：

128m3

结构形式：

地下式砼结构

C．主要设备

1.提升泵

型号：

TYW50-20

流量：

12.5m3/h

扬程：

20m

功率：

1.5kW

数量：

2台（一用一备）

2.潜水搅拌机

型号：

QJB-0.85

功率：

0.85kW

数量：

2台

3.碱液投加系统

规格：

非标制作

功率：

1.1KW

数量：

1整套

2.5.3IC反应器

A．功能概述

废水以稳定的流量进入IC反应器，在该反应器内利用水解酸化菌群和产甲烷菌群的联合作用，将废水中的90％以上的有机污染物降解，并产生清洁能源气体--沼气，既处理了废水，又回收了能源。

B．构筑物

反应器基础

有效尺寸：

Ø6×0.5m

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构

反应器罐体

设计水量：

250m3/d

停留时间：

30hr

有效尺寸：

Ø5×16m

容积：

314m3

结构形式：

钢结构

C．主要设备

1.配水系统

型号：

ZP-100

数量：

2套

材质：

碳钢防腐

形式：

点式配水

2.双层自动调压三相分离器

型号：

TPS-A-20

数量：

1整套

材质：

碳钢防腐

3.厌氧出水槽堰

型号：

非标

数量：

1整套

材质：

碳钢防腐

4.循环泵

型号：

TYW100-20

流量：

100m3/h

扬程：

11m

功率：

5.5kw

数量：

2套（一用一备）

5.沼气综合利用水封罐

规格型号：

Φ1200×1800mm

数量：

1套

6.PH在线监测系统

规格：

0-14

数量：

1套

7.温度在线监测系统

规格：

0-100℃

数量：

2套

8.电磁流量计

规格：

DN50

数量：

1套

规格：

DN150

数量：

1套

9.沼气锅炉助燃系统

规格：

非标

数量：

1整套

材质：

碳钢防腐

2.5.4缓冲池

A．功能概述

调节IC反应器出水水质，确保后续处理单元的稳定运行。

主要作用有：

1、防止IC反应器出水携带厌氧污泥对好氧系统造成影响；

2、收集IC反应器系统受到冲击恶化时逃逸污泥，并回流至厌氧罐中；

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

8.6hr

有效尺寸：

6.5×2.5×5.5m

单体容积：

89m3

结构形式：

半地上式钢砼结构

C．主要设备

1.排泥系统

规格：

非标

数量：

1套

2.缓冲池污泥回流泵

型号：

TYW50-15

流量：

12.5m3/h

扬程：

15m

功率：

1.1kW

数量：

2台（一用一备）

2.5.5脱氮池

A．功能概述

利用微生物的作用，生化池的二沉污泥和混合液的回流，并进行厌氧搅拌，通过缺氧反硝化作用去除废水中的氮和磷。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

10.3hr

有效尺寸：

6.5×3×5.5m

容积：

107m3

结构形式：

半地上式钢砼结构

C．主要设备

1.脱氮搅拌机

型号：

QJB-0.85

功率：

0.85kW

数量：

2套

2.5.6一级好氧池

A．功能概述

IC厌氧罐出水虽降解了90％以上的有机物染物，但仍达不到出水标准，需以好氧为后处理，进一步的降解。

一级好氧池在充足的氧气和强烈的搅拌的条件下，利用好氧微生物的新陈代谢，降解废水的污染物。

同时完成脱氮过程中的消化反应和脱磷过程中的吸磷过程。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

48hr

有效尺寸：

14×6.5×5.5m

容积：

500m3

结构形式：

半地上式钢砼结构

C．主要设备

1.微孔曝气器

型号：

Ø260

数量：

270套

材质：

加强聚丙烯+硅胶

2.鼓风机

型号：

HDSR-125

流量：

10.73m3/min

风压：

53.9kpa

功率：

18.5kW

数量：

2台（一用一备，与二级好氧池共用一个备用风机）

3.混合液回流泵

型号：

TYW80-16

流量：

45m3/h

扬程：

16m

功率：

4kW

数量：

2台（一用一备）

2.5.7二沉池

A．功能概述

一级好氧池出水在二沉池进行泥水分离，上清液进入二级好氧池，污泥回流至释磷池进行脱磷过程中的吸磷反应，剩余污泥排放至污泥浓缩池进一步处理。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

9.36hr

有效尺寸：

6.5×3.0×5.0m

单体容积：

97.5m3

结构形式：

半地上式钢砼结构

C．主要设备

1.污泥回流泵

型号：

TYW50-15

流量：

12.5m3/h

扬程：

15m

功率：

1.1kW

数量：

2台（一用一备）

2.排泥系统

型号：

非标

数量：

1套

2.5.8二级好氧池

A．功能概述

进一步降解一级好氧池出水，在鼓风机供氧的条件下，利用生物活性填料上附着的好氧微生物的新陈代谢，深度降解废水的污染物，确保出水达到一级排放标准。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

43.7hr

有效尺寸：

14×6.5×5.0m

容积：

455m3

结构形式：

半地上式钢砼结构

C．主要设备

1.微孔曝气器

型号：

Ø260

数量：

270套

材质：

加强聚丙烯+硅胶

2.鼓风机

型号：

HDSR-125

流量：

10.73m3/min

风压：

53.9kpa

功率：

18.5kW

数量：

1台

3.弹性填料

型号：

TL-200

数量：

270m3

2.5.9终沉池

A．功能概述

二级好氧池出水在终沉池进行泥水分离，出水达标排放。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

7.8hr

有效尺寸：

6.5×2.5×5.0m

单体容积：

81m3

结构形式：

半地上式钢砼结构

C．主要设备

1.排泥系统

型号：

非标

数量：

1套

2.5.10集水池

A．功能概述

对终沉池出水进行收集，便于后续BAF深度处理进行提升。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

3.8hr

有效尺寸：

4.5×3.0×3.0m

单体容积：

40m3

结构形式：

半地下式钢砼结构

C．主要设备

1.BAF提升泵

型号：

TYW50-15

流量：

12.5m3/h

扬程：

15m

功率：

1.1kW

数量：

2台（一用一备）

2.5.11BAF反应器

A．功能概述

针对综合好氧生化系统出水还无法达到规定的排放标准，对废水进行深度处理，保证废水完全稳定达标。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

19.2hr

有效尺寸：

4.5×4.5×5.0m

单体容积：

100m3

数量：

2座

总容积：

200m3

结构形式：

半地上式钢砼结构

C．主要设备

1.活性填料

型号：

陶粒滤料

数量：

120m3

2.配水系统

型号：

非标

数量：

2套

材质：

碳钢防腐

3.布气系统

型号：

非标

数量：

2套

材质：

碳钢防腐

4.承托系统

型号：

非标

数量：

2套

材质：

碳钢防腐

2.5.12反冲洗水池

A．功能概述

二级好氧池出水在终沉池进行泥水分离，出水达标排放。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

停留时间：

5.7hr

有效尺寸：

4.5×4.5×3.0m

单体容积：

60m3

结构形式：

半地下式钢砼结构

C．主要设备

1、反冲洗泵

型号：

TYW200-250

流量：

360m3/h

扬程：

18m

功率：

37kW

数量：

2台（一用一备）。

2.5.13污泥处理系统

污泥池

A．功能概述

暂时储存污泥同时进行污泥浓缩，待进一步处理。

上清液自流回调节池重新处理。

B．构筑物

设计水量：

250m3/d

有效尺寸：

4×4×4m

容积：

64m3

结构形式：

地下式钢砼结构

C．设备

1、投泥泵

型号：

TYW65-60

功率：

11KW

扬程：

60m

流量：

20m3/h

数量：

2台（一用一备）

2、污泥脱水机

设计水量：

250m3/d

型号：

金龙箱式脱水机－80m2

数量：

1台

2.5.14值班室、化验室及设备间/配电室

构筑物：

设备间/配电室有效尺寸：

7.0×5.0×3.0m

结构形式：

砖混结构

值班室有效尺寸：

5.0×3.0×3.0m

结构形式：

砖混结构

化验室有效尺寸：

5.0×4.0×3.0m

结构形式：

砖混结构

第三部分方案投资估算和运行成本分析

3、工程投资估算

1.1编制依据

工艺设备计价是参照生产厂家提供的设备基价计入；安装工程按照全国统一安装工程预算定额以及建筑安装工程间接费定额；

1.2投资估算表

表2土建及罐体费用：

序号

名称

规格（米）

数量

单价

（万元）

总价（万元）

备注

直径

长