世界难题茶多酚废水处理方案.docx

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世界难题茶多酚废水处理方案

茶多酚生产企业

废水处理工程

设计方案

第一章概述

1.1工程概况

xxxx有限责任公司位于xx东部，其产品茶多酚系列产品销往国内及欧美、日、韩等国家和地区，广泛应用于食品、药品、保健品、日用化工等领域，并成为国内及国外诸多知名企业高度信赖的供应商，已具有一定的品牌效应，产量和市场占有率位居同行业前三位。

xx有限责任公司响应国家环境环保政策，做好“三同时”，保护环境，治理污染，现决定新建一套生产废水处理设施，实现生产废水达标排放。

xx环保有限公司根据xx有限责任公司废水的特点进行废水工程方案设计，本着“有效、经济、稳定”的原则，编制以下废水处理工程初步设计方案。

1.2编制依据

1.《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；

2.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

3.《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）；

4.安徽红星药业有限责任公司提供的有关基础资料。

1.3编制范围

编制范围包括：

xx有限责任公司生产废水处理工程。

xx有限责任公司生产废水处理工程包括从进水到处理后达标排放所涉及的所有专业和各单项工程。

生产设施包括物理处理、生化处理及污泥处理系统，生产辅助配套设施包括配电、生产控制、行政管理设施等。

1.4主要基础资料

1.现场实地考察资料；

2xx有限责任公司提供的有关资料；

3.《xx有限责任公司建设项目环境影响报告表》。

1.5设计采用的主要规范和工程设计标准

1.《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；

2.《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2009）；

3.《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；

4.《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）；

5.《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-82002）；

6.《砌体结构设计规范》（GB5003-2001）；

7.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

8.《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；

9.《构筑物抗震设计规范》（GBJ50191-93）；

10.《工业企业噪音控制设计规范》（GBJ.87-85）；

11.《地下工程防水技术规程》（GB50108-2008）；

12.《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）；

13.《屋面工程技术规程》（GB50207-2002）；

14.《供电系统设计规范》（GB50052-95）；

15.《低压配电设计规范》（GB50054-95）；

16.《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）；

17.《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）。

1.6水污染治理政策法规

环境保护作为一项基本国策在我国加以贯彻和执行，得到全社会和各级人民政府的高度重视。

中华人民共和国国务院和有关部委颁布了一系列的法律和法规，以保证环境保护这项基本国策的贯彻和执行。

中华人民共和国颁布的有关防治水污染的法律和法规如下：

1.《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）；

2.《中华人民共和国水污染防治法》（2008年2月）；

3.《建设项目环境保护管理条例》（国务院令253号）；

4.《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）；

5.《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）；

6.《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）；

7.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

8.《城市污水处理厂污水、污泥排放标准》（CJ3025-93）。

第二章建设规模、站址和废水水质

2.1废水处理站建设规模

废水处理站的规模由废水总量决定，xx有限责任公司一期项目生产废水41.7m3/d（正常排放下的平均数量），根据xx有限责任公司的要求，项目一期废水处理设计处理能力为75m3/d。

本废水处理设计方案按一期项目设计，预留二期项目废水处理用地。

2.2废水处理站选址

xx有限责任公司废水处理站拟建在厂区规划用地内。

2.3废水水质

现场取样水质数据如下：

表2-1：

水样水质

水样

CODcr（mg/L）

SS（mg/L）

高浓度废水

22000

2486

总车间排口

4440

214

根据xx有限责任公司生产工艺和文献资料，并结合环评报告及实际检测，设计进水平均水质如下表：

表2-2：

进水平均水质

PH

CODcr

（mg/L）

BOD5

（mg/L）

SS

（mg/L）

茶多糖（mg/L）

色度

5.0

7500

4100

1500

1000

1000

2.4废水处理目标

出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准，本废水处理工程主要出水水质指标为：

表2-3：

《污水综合排放标准》中一级标准排放限值

控制项目

单位

排放标准

CODcr

mg/L

≤100

BOD5

mg/L

≤20

SS

mg/L

≤70

色度

≤50

pH

6~9

第三章工艺设计方案的选择

3.1工艺方案选择原则

本项目水质净化的对象是xx有限责任公司生产废水，水体中污染物主要为有机物、茶多糖、悬浮物等，污染物浓度较高，处理后出水水质要求高，出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级标准水质。

根据设计进水水质、处理出水水质目标要求、用地面积和工程规模等多因素进行综合考虑，各种工艺都有其一定的适用条件，应视工程的具体条件，选择合适的水质净化工艺，不仅可以降低工程投资，且有利于水质净化的运行管理及减少水质净化的运行费用，保证整个水体水质良好，水质净化工艺选择必须做到：

1.认真贯彻国家x关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、规范、标准。

2.积极稳妥地采用国内外先进处理技术，选用高效节能的废水处理工艺，因地制宜地采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省、运行费低、技术可靠、运行稳定。

3.优先采用集成度高的废水处理工艺，以便实现模块化设计，以利于废水处理站的分期建设和扩展。

4.妥善处理、处置废水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染。

5.选择国内或国外先进、可靠、高效，运行管理方便，维修简便的排水专用设备和控制系统。

3.2废水的处理方法

废水处理方法的选用是与进水水质特点及排放所要求达到的处理程度密切相关的。

根据废水处理站进水污染物的浓度和应达到的出水水质，安徽红星药业有限责任公司废水处理站的污染物去除率如下表所示。

表3-1：

进出水水质及污染物去除率

项目

设计进站

废水水质

设计出站

废水水质

去除率

（%）

CODcr

22000mg/L

≤100mg/L

99.6

SS

2486mg/L

≤70mg/L

97.2

色度

1000mg/L

≤50mg/L

95

xx有限责任公司废水处理站要达到的污染物的去除率只能采用物化处理加二级生物处理方法。

3.3废水处理的方案设计

茶多酚生产废水中有机物浓度高，色度大，处理难度大。

由茶多酚的生产工艺可知，废水的成分与茶叶的水溶性成分基本相同，其中有机酸、糖分、氨基酸和果胶物质可生化较好。

茶多酚在废水中含量较高，对细菌有很强的抑制作用。

本项目废水处理的方案设计采用如下工艺：

⑴预处理工艺

由于茶多酚对微生物有很强的抑制作用。

所以对废水的预处理工艺选择十分重要，是否有效地预处理去除茶多酚对后续的生化处理能否有效运行，起着决定性的作用。

综合企业的现状及日后工艺的运行成本，认为，对茶多酚的去除宜采用絮凝沉淀的方式去除。

一方面可以去除废水中的茶多酚，另一方面通过絮凝沉淀作用去除水中呈胶体和微小悬浮状态的有机物和无机物，降低了水体中的SS和COD，为后续生化处理的顺利进行提供条件。

⑵生化处理工艺

茶多酚生产废水的有机物浓度含量很高，实验检测发现其CODcr的值为22000mg/l，属于高浓度有机废水。

针对废水这一特点，废水在经过预处理后进入厌氧池，在严格的厌氧条件下进行厌氧消化，降低有机物浓度。

厌氧反应对高CODcr值的废水有较好的适应性和处理效果，经过厌氧反应后，废水的CODcr值将明显降低，为后续的好氧处理打下基础。

厌氧工艺后出水进入好氧池，通过好氧生化作用进一步降低废水的CODcr值确保稳定达标排放。

第四章废水处理站工艺设计

4.1总图设计

4.1.1总平面布置

总体布局首先满足本工程的生产工艺流程要求，使其更加优化、合理、高效、节能，同时结合整体工艺的特点进行合理布局。

同时考虑地形、地貌、风向、周边生态环境等自然条件，其它详见工艺设计。

4.1.2高程布置

1.高程布置原则

（1）在满足工艺流程的前提下，尽量做到减少土方开挖、回填及外运，以减少基建投资。

（2）根据现场地形特点，兼顾工程地质特点，考虑风向、朝向等因素，争取最佳布置方案。

2.各工艺构筑物高程布置

一般以室外水泥地坪标高为±0.00计，本设计方案中处理站的各工艺构筑物高程布置将根据进水管高程和业主提供场面情况再作合理设计。

4.2工艺设计

4.2.1工艺流程

4.2.2工艺说明

废水经管网自流入格栅渠，格栅渠是将废水中的大块污物（茶叶残渣等）拦截出来，防止其将堵塞后续单元的机泵或工艺管线的构筑物。

格栅渠出水自流入调节池，由于该废水有机物含量高易腐败变质，故在调节池中设曝气搅拌系统防止废水变质，废水在调节池中进行均质匀量后通过提升泵提升至混凝反应池。

混凝反应池内，分别投加Ca（OH）2、PAC、PAM。

通过添加Ca（OH）2，一方面可调节PH值6~8之间，另一方面钙离子与茶多酚反应生成难溶化合物，减少废水中茶多酚的含量；投加PAC，一方面铝离子可与茶多酚生成难溶物质，另一方面通过絮凝作用去除水中呈胶体和微小悬浮状的有机和无机物质，减小了后续生化处理负荷。

混凝反应池的出水自流入沉淀池，进行固液分离，上清液自流入中间水池，沉积物排入污泥池。

中间水池内废水由提升泵提升UASB池。

废水自下而上通过UASB。

反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。

因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。

反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。

消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。

UASB负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。

运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。

UASB池出水进入中沉池，经沉淀后的废水自流入接触氧化池进行后续处理，在有氧条件下，废水中的可降解污染物在好氧微生物作用下，一部分合成为微生物细胞，另一部分分解为CO2、H2O，得以彻底去除，从而使水质到净化。

接触氧化池出水自流入混凝沉淀池，二沉池将接触氧化池出水所带的污泥沉淀，并通过投加PAC、PAM，进一步降低出水的CODcr和色度。

混凝沉淀池的沉积物排入污泥池。

混凝沉淀池出水自流入清水池，废水由提升泵输入过滤器，以保障出水稳定达到排放。

污泥池污泥通过泵打入板框压滤机压滤，滤液回流至调节池，泥饼外运处置。

4.2.3格栅渠的设计

格栅是将废水中的大块污物拦截出来，防止其将堵塞后续单元的机泵或工艺管线的构筑物。

格栅池为地下钢混结构，设计参数如下：

池体尺寸：

2.0×0.5×1.5m；

结构形式：

钢混，地下式；

池数：

1座；

主要设备：

人工格栅：

尺寸：

1.5×0.5m

栅隙：

5mm

数量：

1台

4.2.4调节池的设计

调节池主要作用是均质匀量，对