豆制品企业污水处理方案.docx

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豆制品企业污水处理方案

某豆制品有限公司160m3/d废水处理工程

设

计

方

案

1、概述

豆制品废水属于中高浓度有机废水，其制作豆干时产生的压滤黄浆水构成此类污水的主体，也是主要污染源，其最高COD值高达15000mg/L以上，除此之外废水来源还包括黄豆浸泡水、卫生打扫地面冲洗水等。

此类废水中含有大量植物蛋白、草酸、胶原体等易被微生物降解的物质。

随着产品多元化，废水成分也日趋复杂，如含有一些油脂、悬浮物、盐分等对污水处理不利的物质，给治理带来了一些影响。

然而，我们通过对该类水多年的科研和实际工程经验表明，现在豆制品废水在治理难度和运行稳定性上都不成问题。

贵公司污水产生量约160m3/d，各类水混合后COD浓度约7000mg/L（经验值），日排CODCr总量约1120kg，属行业内中等规模。

生产车间产生的污水如不经有效处理直接外排，极易引起附近水体和地下水体的严重恶化和污染，对食品卫生、环境保护都将带来严重影响。

公司管理层深知“为了实现经济的可持续发展，必须扫清污染障碍”这一道理，要求污水经处理后达到一级排放要求。

经认真阅读贵公司提供的基础资料后，得知公司拥有一些简单的污水处理构筑物，但不清楚池容、尺寸和标高，无法判断在此次工艺设计中能否加以利用，故此方案暂不考虑（待进一步了解清楚后再做决定，若能利用可以减少基建投资）。

本工程主要采用“污水预处理+厌氧反应器（UASB）+好氧活性污泥法”的治理工艺即可，该工艺具有“处理效率高、投资少、运行费用低、运行稳定、有沼气产出”等优点，出水可确保长期达到一级排放标准。

经初步估算，工程总投资约为37万元，占地面积不超过250平方米。

除设计费和调试费外，所有设施均由公司自行采购实施，实际投资成本将会更低。

2、废水综合水量水质

2.1污水性质：

中高浓度有机废水

2.2设计水量：

160m3/d

2.3设计水质：

化学需氧量（CODcr）：

≤7000mg/L

2.4生化需氧量（BOD5）：

≤4500mg/L

2.5氨氮（NH3-N）：

≤30mg/L

2.6悬浮物（SS）：

≤1500mg/L

2.7酸碱度（PH）：

5.0

2.8废水水温：

常温

3、排放标准

根据贵公司要求，出水达到GB8978-1996二类污染物一级排放标准，主要指标：

CODCr≤100mg/L

pH：

=6～9

4、废水处理工艺流程

4.1设计原则

4.1.1满足环境保护的各项规定，污水经处理能保证达标。

4.1.2选择工艺成熟可靠，且切实可行的方案。

4.1.3要求操作管理方便，日常运行费用低，有沼气副产品产出，且污水处理系统有较长的使用寿命。

4.1.4设备要耐腐蚀，噪声要达标，以免影响周围环境。

4.2处理工艺的选择

4.2.1厌氧反应器的优点：

●电能消耗少，每去除1公斤COD电耗仅为好氧系统的1/20~1/30；

●剩余污泥少，去除同样当量的COD，产泥量仅为好氧系统的1/5~1/10，节约了污泥处置费用；

●有沼气产出，沼气的热值约24兆焦（即4500大卡），1m3沼气热值相当于1kg标准煤或发1.2度电，属于清洁能源，可以用于燃煤锅炉燃烧，结束了污水处理“只投入、不产出”的历史；

4.2.2厌氧反应器的缺点：

●厌氧出水水质一般达不到一、二级排放要求，后续需接好氧系统进行再处理；

●调试启动周期长，初次调试一般需3个月左右时间达到满负荷运行，如用颗粒污泥接种，调试时间为1~2个月，而好氧系统约20天左右的时间即可完成调试；

●工艺控制要求高，对进水的温度、负荷、有毒物质要求比较严，而好氧系统抗冲击、抗负荷方面等比较强，运行管理上相对简单；

鉴于政府对环境要求越来越严格，单一的采用厌氧反应器或好氧系统都不可行，必须结合两种不同反应器的特点，发挥各自优点，做到优势互补，对污水的各种污染物真正做到“吃干榨净”。

因此，主体工艺拟采用高效厌氧反应器和好氧系统相结合的处理工艺，确保污水经处理后长期满足一级排放的要求。

该污水虽浓度较高，但生化性好，含有大量可被微生物降解的有机污染物，BOD5/CODcr达0.6以上，非常适合采用生化法处理。

工艺简单描述：

首先，废水经格栅去除大块悬浮物后，通过潜污泵入调节槽，进行PH、水质、水温调节，再通过离心泵入厌氧反应器（即：

UASB），污水在UASB内通过和厌氧污泥的充分接触、传质、反应，能稳定的去除90%（保守值）以上的COD。

厌氧运行产生污泥量非常少，可以忽略不计（五年内不需考虑剩余污泥问题）。

满负荷正常运行时，一天将产生约500m3的沼气，可以有效加以利用，如：

燃煤锅炉助燃等。

其次，厌氧出水经过沉淀池以去除少许携带出来的污泥后再自流入好氧系统，使残留的污染物在有氧的条件下，通过好氧微生物的新陈代谢进一步去除污水中残留的COD等污染物，同时在好氧系统中设有独特的好氧区和兼氧区，还可使污水中的氨氮、总磷等污染物分别在硝化菌和聚磷菌的作用下得到了有效处理。

再次，好氧出水夹杂的活性污泥经过二沉池泥水分离后满足最终一级排放的要求，沉淀池内的污泥24小时回流到好氧系统，产生的少量剩余污泥排入污泥干化床，可以当作有机肥料用于厂区绿化。

具体流程如下：

图例：

5、主要建筑物及设备参数说明

5．1格栅池

主要功能：

用于拦截污水中的大块杂物，防止水泵、管道、阀门、因杂物的堵塞而损坏。

采用细格栅，格栅宽0.5m，栅条间距为4mm，杂物由人工定期清理。

设计尺寸为2.5*0.5*1.5m，污水最大停留时间15分钟，该池为全地下式，砖结构池壁砂浆抹平。

设备：

耐腐蚀无堵塞潜污泵两台，一用一备（用于向调节槽供水）。

水泵参数流量：

10m3/h，扬程：

7m，电机功率：

0.75KW，装有一套浮球液位控制系统。

采用DN50碳钢管道，两只DN50闸阀，两只DN50止回阀，防止调节槽内污水倒流。

另水泵上部设有简易龙门架，便于将来因水泵损坏、堵塞时检修。

控制指标：

大于3mm的颗粒物通过率≤1%。

5．2调节槽

主要功能：

用于调节废水的PH、水质、水量、水温，保证UASB进水的稳定性、连续性。

最大停留时间约11小时。

设计尺寸：

φ4*5.0m，碳钢结构，地上式，池内外壁环氧树脂防腐。

最大停留时间约9小时，上部封顶，顶部留有DN600人孔一只，顶部密封有利于保温解决了冬季散热和异味挥发问题。

调节池底部设DN80排空阀一只，便于将来检修用。

5.2.1、该池采用罐壁切线进水，通过来自格栅池潜污泵的水头作用形成自动搅拌，有利于槽内水质均匀，采用DN50碳钢管道；

5.2.2、设有简单实用的浮标指示线，用于显示内部液位高度；

5.2.3、蒸汽加热管：

DN25一根，DN25截止阀两只，管道岩棉保温；

5.2.4、设溢流管到格栅池确保前后工艺衔接和解决突发溢水问题，采用DN60碳钢管，无需安装阀门；

5.2.5、因工艺需要，设有沉淀池到调节槽的回流管一根，DN65碳钢管，DN65闸阀一只、弯头若干；

沼气燃烧器一套，UASB反应器自产的沼气经燃烧加热废水（待定）。

设备：

耐腐蚀离心泵两台，一用一备（用于向UASB供水），水泵参数流量：

15m3/h，扬程：

12m，电机功率：

1.5KW。

进水管采用DN50碳钢管，DN50闸阀6只，DN50止回阀2只，管道上设采样管一只，用于准确采集进水样。

仪表：

玻璃转子流量计2只，范围：

0~15m3/h；

水银温度计2只，范围：

0~50℃，设有放空阀；

控制指标：

出水温度35±2℃，PH≥6.0，无大量油脂，流量和COD按照调试计划进行。

前段所有的工作都是为UASB反应器准备和服务的，UASB之前的工艺统称为“预处理”，实际污水在这一阶段并未得到处理，但良好的预处理是获得UASB反应器COD高去除率的关键，所以非常重要。

5．3UASB反应器

主要功能：

通过调节池提升泵将污水提升至UASB反应器，废水中的绝大部分COD在该反应器中得到有效去除，如控制操作得当，可长期稳定在95%以上的COD去除率。

去除率越高，后续好氧系统的处理压力越低，不仅有利于后续稳定达标排放还进一步降低运行成本。

UASB反应器主要是通过在厌氧条件下，将COD降解为甲烷和二氧化碳气体，从而降低出水COD的浓度。

厌氧的反应机理：

水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段。

影响UASB反应器COD去除效率的几大因素：

进水水温（35±2℃）、进水PH（6.0~8.0）、进水SS（杜绝大量进入）、进水负荷、反应器内的污泥浓度等。

产生的沼气建议考虑回收利用，沼气利用技术目前很成熟，如贵公司有兴趣我们将另行提供方案，在此不做详细赘述。

设计尺寸：

φ6*7.0m，碳钢结构，地上式，池内外壁环氧树脂防腐。

有效停留时间：

29小时，容积负荷：

6.0kgCOD/m3.d，污泥负荷：

86kgCOD/m3VSS.d，上升流速：

0.24m/h。

内部装置有：

进水系统、三相分离系统、沼气系统和出水系统。

待建设完成和水试合格后投加含水率80%的厌氧消化污泥65吨。

该反应器设有：

排空检修阀1只（DN80闸阀）、上排液管1只（DN65碳钢管、DN65闸阀）、人孔1只（DN600）、池壁取样管2只（DN25碳钢管、DN25快开阀4只），池壁温度计2只（表盘温度计，检测范围：

0~50℃）、盘旋台阶一副等。

控制指标：

出水COD去除率≥92%，出水VFA（挥发性脂肪酸）≤5mmol/L，出水SV≤15%，出水PH：

6.5~7.5。

5．4水封

主要功能：

用于调控UASB反应器集气室内的气压，同时收集沼气中冷凝水。

采用碳钢材质，设有液位计和加放水装置，尺寸：

Ф0.5*1m，1座。

5．5沉淀池

主要功能：

沉淀UASB反应器出水可能携带出的少量污泥，出水自流入好氧池（根据运行需要部分回流到调节池），污泥定期回流到UASB反应器，保证有足够的污泥菌种维持正常处理的需要。

设计尺寸：

φ4*4.5m，碳钢结构，地上式，池内外壁环氧树脂防腐。

有效停留时间：

8小时，表面负荷：

0.54m3/m2.h，采用辐流式沉淀池，中间进水，四周出水。

设备：

污泥回流泵，一台，该泵很少使用，有时一年都用不着几次。

建议需要时从别处临时调借，水泵参数流量：

1m3/h，扬程：

10m。

5.6好氧池

主要功能：

沉淀池出水还不能满足达标排放的要求，所以需经好氧系统进一步处理后，达标排放。

好氧池降解COD和氨氮（NH3-N）、总磷（TP）的机理：

微生物（异样型）在有氧的条件下，通过自身的新陈代谢将废水中的有机物（COD）转变为水和二氧化碳，此过程降解了水中的COD；

微生物（自养型）在有氧的条件下，将水中的氨氮（NH3-N）转化为硝态氮，并再通过缺氧将硝态氮再转化为氮气并溢出水面，此过程降解了水中的氨氮；

微生物（自养型）在有氧的条件下，将污水中的总磷（TP）生成含磷物质的富磷污泥，再通过二沉池污泥排放，从而降解了水中的总磷。

设计尺寸：

7*6*4.0m，砖混结构，半地下式，地下2m，地上2m。

有效停留时间24小时，采用微孔曝气方式，活性污泥法，设计容积负荷：

0.6kgCOD/m3.d。

每天产生剩余干污泥量约45公斤。

设备：

●罗茨鼓风机：

风量：

5m3/min，风压：

5000mmH2O，电机功率：

7.5KW。

两台，一用一备，气水比40:

1；

●曝气头：

微孔曝气头（不易堵塞），主体采用ABS材质，共130套，气量：

2.2m3/h/套；

●潜水搅拌器：

叶片直径1.5m，转速：

55r/min。

电机功率：

1.1KW。

控制指标：

池内DO：

2mg/L，池内SV：

15%~30%，池内MLSS：

1500~3000mg/L。

上清液：

COD去除率≥85%，NH3-N去除率≥88%，TP去除率≥80%。

空气总管采用DN100碳钢管，碟阀若干。

仪表：

●溶氧仪一只，监测范围：

0~10mg/L。

5.7二沉池

主要功能：

对好氧出水中的污泥进行沉淀，并将部分的污泥回流至好氧池中，以保证好氧污泥量，剩余污泥排入浓缩池。

设计尺寸：

6*4*4.0m，砖混结构，半地下式，地下2m，地上2m。

有效停留时间14小时。

与好氧池合壁共建，以减少基建费用，采用多斗平流式沉淀池，表面负荷：

0.28m3/m2.h。

设备：

污泥回流泵，采用无堵塞潜水污泥泵，水泵参数：

流量10m3/h，扬程7m，电机功率0.75KW，二台，一用一备。

同时将剩余污泥抽至浓缩池。

污泥主管采用DN65碳钢管，污泥斗排泥管采用DN50碳钢管。

控制指标：

出水CODcr≤100mg/L，PH：

6~9，SS≤70mg/L，BOD5≤30mg/L，色度≤50倍，NH3-N≤15mg/L，TP≤0.5mg/L。

5.8污泥浓缩池

主要功能：

对排入的污泥进行浓缩，污泥排入干化床，上清液自流到格栅池。

设计尺寸：

3*3*2.0m，砖混结构，半地下式，地上1m，地下1m。

采用重力间歇式浓缩法，设导流筒，中间进水，两边上清液出水的方式。

上清液自流到格栅池。

视池内污泥量的情况适当的排入干化床。

6、主要处理单元污染物削减率一览表，单位：

mg/L

指标

处理单元

CODcr

SS

BOD5

PH

NH3-N

T（℃）

格栅池+调节槽

进水

7000

1500

4500

5~7

30

15~30

出水

7000

1000

4800

5~7

50

30~37

厌氧系统

（UASB+沉淀池）

进水

7000

1000

4800

5~7

50

30~37

出水

<700

<400

<300

7~8

120

26~33

去除率

＞90%

＞60%

＞93%

——

——

——

好氧系统

好氧池+二沉池

进水

700

400

300

7~8

120

26~33

出水

<100

<70

<30

6~9

<15

20~30

去除率

＞85%

＞83%

＞90%

——

＞88%

——

6、工程概算

序号

构筑物名称

规格

数量

金额（万元）

备注

1

格栅池

2.5*0.5*1.5m

1只

0.09

含格栅

2

潜污泵

Q：

10m，H：

7m

2台

0.26

格栅池内

3

离心泵

Q：

15m，H：

12m

2台

0.31

UASB进水

4

玻璃转子流量计

0~15m3/h

2只

0.07

UASB进水

5

潜污泵

Q：

10m，H：

7m

2台

0.26

好氧污泥回流

6

罗茨风机

Q:

5m3/minH:

0.5mH2O

2台

1.5

好氧曝气用

7

微孔曝气头

2.2m3/h/套

130套

1.3

好氧曝气用

8

水封

Ф0.5*1m

1座

0.08

沼气用

9

潜水搅拌器

Ф1.5m，转速：

55r/min

1只

1.8

好氧用

10

调节槽

Ф4*5.0m

1座

3.5

含基础

11

UASB反应器

Ф6*7.0m

1座

9.5

含基础

12

沉淀池

Ф4*4.5m

1座

2.6

含基础

13

好氧池

7*6*4.0m

1座

4.36

砖混结构

14

二沉池

6*4*4.0m

1座

2.21

砖混结构

15

污泥浓缩池

3*3*2.0m

1座

0.45

砖混结构

16

污泥干化床

1座

0.12

地膜铺设土坑

17

厌氧菌种

65吨

0.7

含运输

18

管道、阀门

若干

1.1

19

电气、仪表

一套

1.02

含电缆

20

风机房

4*3*3

一间

0.37

砖结构

21

设计费

2.1

设计文件、图纸

22

调试费

2.8

处理工艺调试

23

税金

0.27

小计

36.77

注：

1、道路、绿化、构建筑物的外观装饰不计在内。

2、以上报价依据华东市场行情。

3、除设计费、调试费外，其余设施由公司自行比价和采购，该报价仅供参考。

7、人员配备：

为了运行稳定，建议污水站24小时运行（需定员2人），公司可考虑安排其他岗位员工兼职代管。

8、运行成本：

此方案仅考虑直接运行成本，维修费、设备折旧费等不予考虑。

直接运行成本=人工费+电费+少许蒸汽费（仅调试期间或冬天少许使用）+化验费。

人工费：

假设人员工资1200元/月，则：

人工费=1200元/月*2/160m3/d/30d=0.5元/吨水

电费：

装机总功率：

22.1KW，24小时运行功率：

8.9KW，假设平均电费按照0.85元/KW.h计，则：

电费=24h*8.9KW*0.85元/KW.h/160m3/d=1.13元/吨水

化验费：

0.1元/吨水

运行成本：

0.5+1.13+0.1=1.73元/吨水。

蒸汽费：

仅在冬天时使用，全年最少半年时间无需任何蒸汽加热。

考虑公司有无废蒸汽外排的可能，建议用于冬季污水加热，以降低成本。

或者将每天满负荷运行产生的500m3的沼气加以有效利用，即可节约一笔客观的费用。

500m3沼气的热量相当于0.5吨标煤热量，假设目前煤价以500元/吨计算，可节约费用250元/天，基本抵消了污水站运行费用。