乳酸废水治理方案.docx
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乳酸废水治理方案
乳酸废水处理工程技术方案
一、概述
1.1工程概况
随着国家环境保护政策的加强,需要按照新的标准、规范要求配套建设一套新的污水处理设施，乳酸废水设计水量为9000m3/d，设计出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级标准。
1.2、污水的来源及主要特点
主要污染物有：
COD、BOD、SS、NH3-N等污染物。
乳酸废水污染负荷较高，污染物质多为易腐败的有机污染物，可生化性较好，但水量相对较大，悬浮物较多，处理要求相对较高。
二、设计依据、原则及执行标准
2.1设计依据
省及地方环保局对该单位的治污要求及环保政策。
乳酸废水情况分析的数据、资料。
2.2设计原则
认真贯彻国家关于环境保护的方针和政策，使设计符合国家的有关法规、规范。
依据工程实际，选择技术先进、运行可靠、操作管理简单的污水处理工艺，确保设施长期稳定运行，达标排放；充分利用现有条件，因地制宜，选择合适的工程单元、工艺技术和设备，尽量减少工程投资和占地面积；并且在运行上有较大的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化，抗冲击负荷能力强；选择先进的节能技术和设备，方便运行管理，并尽量降低运行费用；设计时充分考虑污水处理系统配套的减振、降噪、除臭措施，避免对环境的二次污染，污水处理过程产生的剩余污泥通过消化后，定期进行清除外运处置；建、构筑布局力求合理节约占地，美化环境，与厂区总体规划相协调。
2.3标准与规范
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
《地表水环境质量标准》；（GB3838－2002）；
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）；
《建筑给水排水设计规范》（GBJ50015-2003）；
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）；
《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）；
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
《建筑地面设计规范》（GBJ50037-96）；
《工业企业噪音控制设计规范》（GBJ87-85）；
《供配电系统设计规范》GB50052-1995；
《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-1995；
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-1992；
《民用建筑照明设计规范》GBJ133-1990；
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-1997；
三、设计处理能力、进水水质和出水水质
3.1设计处理能力
乳酸废水处理工程，设计规模为9000m3/d，即每小时处理能力约为375m3/h。
3.2设计进水水质
根据业主提供的基础资料情况，确定水质参数如下：
表3-1主要污染物浓度
污染物（mg/L）
CODCr
BOD5
SS
NH3-N
pH
设计值
3000
1850
550
50
6.5-7.5
3.3设计出水水质
应业主及地方环保要求，废水出水水质应达到当地环保要求，其出水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级标准要求，即：
表3-2处理出水水质
污染物（mg/L）
CODCr
BOD5
SS
NH3-N
pH
出水标准
100
30
70
15
6-9
四、工程范围
4.1工程设计范围
依据工程实际，确定如下设计及工程范围：
本次设计范围包括：
污水处理工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制和土建构筑物的工艺等设计工作；污水处理工程的设备施工、安装调试等工作；污水工程电控箱至各用电设备的配线工作；操作管理人员培训工作。
4.2配套工程
配套工程内容，不在本次工程设计范围内，但这部分工程却必不可少，在此提醒业主予以综合考虑，进行统一安排。
配套工程内容如下：
污水站的地面硬化及绿化。
进入及排出污水站的管道和排水井。
污水、给水、动力电气的接入。
站区雨水管网。
五、工艺方案选择及说明
5.1污水处理主体工艺分析
本工程废水处理工艺选择应遵循处理工艺先进、处理方法实用可靠、处理效果稳定、处理成本低等原则综合考虑进行选择。
乳酸废水可生化性好，易采用应用最多、最为经济成熟的生化处理工艺。
生化处理按供氧情况可以分为三种方法，即好氧生物处理、厌氧生物处理及兼氧生物处理。
乳酸废水为高浓度有机废水，若废水仅仅采用好氧处理，不但难以达标，而且运行成本太高，企业难以承受，因此需要增加厌氧处理。
根据目前乳酸废水处理工艺流程和实际运行情况，主体处理工艺采用：
厌氧＋好氧。
5.2污水厌氧处理单元选择
污水厌氧处理技术的应用已有100多年的历史。
第一次高潮是二十世纪五十年代初。
人们将这个时期的消化器称为第一代厌氧装置，以传统消化池为代表。
第一代厌氧反应器（消化罐）内部结构简单，对进水中SS要求较低，反应器的容积负荷较低，一般要求有较大的反应器体积和占地面积，在运行中还需用泵进行机械回流，运行费用较高，现已很少使用。
第一代厌氧反应器经过十多年的发展，称为第二代厌氧反应器，以UASB为代表。
UASB反应器
上流式厌氧污泥床反应器的简称，是由荷兰的G.Lettinga等人在20世纪70年代初研制开发的。
污泥床反应器内没有载体，是一种悬浮生长型的消化器。
由反应区、沉淀区和气室三部分组成。
在反应器的底部是浓度较高的污泥层，称污泥床，在污泥床上部是浓度较低的悬浮污泥层，通常把污泥层和悬浮层统称为反应区，在反应区上部设有气、液、固三相分离器。
特征：
在反应器上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮层区和污泥区，废水从反应器底部流入，向上流至反应器顶部流出。
基本构造：
、进水配水水系统
、反应区
、三相分离器
、气室
、出水系统
、排泥系统和浮渣清除系统
厌氧流化床反应器特点：
、细颗粒的填料为微生物附着生长提供比较大的比表面积，使床内具有很高的微生物浓度，一般为30gVSS/L左右，因此有机物容积负荷较高，一般为10～40kgCOD/（m3·d），水力停留时间短，耐冲击负荷能力强，运行稳定；
、载体处于膨胀状态，能防止载体堵塞；
、床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少；
、既可用于高浓度有机废水的厌氧处理，也可用于低浓度的城市污水处理。
缺点：
载体流化能耗较大；容积负荷和去除率较消化罐有所提高，因此建设的UASB反应器特别是用于高浓度废水处理的很多，但布水器要求进水中SS相对较低，常遇到该类反应器因堵塞或操作控制不当等问题不能正常运行，伴随容积负荷下降、产气量减少、污泥流失等现象常有发生。
第三代厌氧反应器（IC系列）是在第二代厌氧反应器基础上开发出来的，二十世纪九十年代仍受专利保护，我国早期应用的IC大多采用国外进口，效果也较好，但造价较高，使得国内多数企业难以接受。
现在IC专利保护期已过，国内发展速度比较快。
与国外IC相比造价和启动费用等都大大降低，实现了真正的“技术国际化、价格国产化”的特点。
IC从结构上可看成是由两个上下重叠的UASB反应器串联组成，利用厌氧反应所产生的沼气作为动力，将废水、污泥提升至反应器顶部，再从中心回流管回流至反应器底部，实现了混合液的内循环，缓冲了底部进水对污泥的冲击，同时提高了反应器的水力负荷，保证泥水的充分混合，使废水获得稳定的处理效果。
IC的特点为：
、反应器顶部的泥水分离器内所有间歇性的气、水、泥的进入，泥、水能顺畅地自动回到反应器底部；
、适用于处理中、高浓度有机废水；
、有机负荷可达到20kg（COD/m3.d），COD去除率在90%以上；
、可以用国产厌氧污泥作为种泥进行启动；
、抗负荷冲击能力强、操作管理简单。
IC反应器的缺点：
维修不方便，对设计、材质、施工要求比较高。
我公司设计的UASB、IC反应器已经成功在工程实践上应用，效果良好；但IC反应器操作较为复杂，需专业人员配合运行，因此本方案采用相对简单的UASB反应器。
5.3污水好氧处理单元选择
好氧处理比较有代表性的工艺技术有活性污泥法和膜法。
活性污泥法比较有代表性的是推流式活性污泥法和SBR。
膜法中主要为膜生物反应器（MBR）和接触氧化法。
●推流式活性污泥法
推流式活性污泥法是早期开始使用并一直沿用至今的运行方式。
原水从池首端进入池内，回流污泥也同步进入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外进入二次沉淀池，进行泥水分离。
沉淀池分离产生的活性污泥回流到好氧池前端。
以此往复反应。
该工艺特点是有机物在曝气池内的降解，经历了第一阶段的吸附和第二阶段代谢的完整过程，活性菌种也经历了一个从池首端的对数增长，经衰减增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期。
由于有机物浓度沿池长逐渐降低，需氧速率也沿池长逐渐降低。
在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度低、甚至不足，沿池长逐渐升高，在末端一般可以达到2mg/L左右。
推流式活性污泥法系统对污水的处理效果好，BOD去除率可以达到90％以上，适于处理净化程度和稳定性要求高的污水。
缺点是曝气池首端有机负荷高，耗氧速率也高，容易形成缺氧状态。
其次曝气池容积大，占地多，基建费用高。
第三、对水质水量变化的适应性较低。
第四、耗氧速率与供氧速率难于沿池长吻合，曝气量调节困难。
●SBR为循环式反应器，曝气池、二沉池合二为一，，其操作由进水、曝气反应、沉淀、排出和闲置5个基本过程，从进水至闲置间的工作时间为一个周期。
在一个周期内的5个过程都在一个反应池内按程序完成，整个处理系在单一反应池内利用活性污泥完成废水的生物处理和固液分离，低投资、低操作成本及低维修费用。
SBR工艺的特点：
具有耐冲击负荷能力强（即水量变化大对系统影响小）、运行稳定、水处理效果较好、有生物脱氮作用等优点，但其曝气设备选型比较困难，氧利用率高微孔曝气装置，容易堵塞；穿孔管可以防止堵塞，但是氧利用率低，能耗高排水不连续，与后续处理工艺衔接不好，运行管理较复杂，占地面积大，基建投资高。
●MBR法
膜生物反应器（MembraneBioreactor，简称MBR），是膜分离技术与生物技术有机结合的废水处理技术。
它利用膜分离组件的高效截留性能，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。
膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失。
理论上，膜的清理工作由微生物进行，在提供氧气状态下，微生物分解污水中含有的绝大部分污染物和营养物质，并转换成生物物质，同时进行膜过滤过程。
膜组件在分离界限38nm处将处理之后的清液和活性污泥相分离。
因为膜内孔径很小（比人的头发丝细1500倍），所有固体物质和细菌，以及几乎大多数病毒都被截留分离，出水水质达标。
MBR设备少，流程短，但是存在无机颗粒堵塞，清理麻烦，由此造成膜寿命短，膜的清洗、更换费用高；为了减少污染物在膜面的沉积，由循环泵提供的料液流速很高，为此动力消耗也较高。
●生物接触氧化法
生物接触氧化法属于生物膜法，是在好氧生化池中设置一定量的生物填料，通过培养一定的好氧菌，在好氧菌作用下，使填料上长满生物膜，当污水流经生物载体表面和生物充分接触的过程，污水中的有机污染物随生物吸附、稳定、降解，最终转化为水、二氧化碳和生物细胞等物质，使废水中有机物得到分解、净化。
生物接触氧化优点：
有机负荷高，生物活性好，占地面积小，动力消耗低，污泥量产生少，长时间停止运行后，启动方便；缺点：
结构复杂，维修不方便。
结合本工程以及工程实践经验，本方案设计选用接触氧化法处理工艺作为好氧处理主体工艺。
5.4工艺流程
该乳酸废水处理站满负荷运行的设计水量为9000m3/d，平均小时流量为375m3/h。
按照每天工作二班，连续运行。
本方案设计的具体处理工艺流程见下图：
乳酸废水初沉池气浮池调节池
风机浮渣槽
UASB接触氧化池沉淀池清水池达标排放
污泥回流污泥回流
污泥外运压滤机污泥浓缩池
工艺流程图
5.5工艺流程说明
乳酸综合废水经过格栅截留较大杂物和悬浮物质后自流入初沉池，颗粒性无机物质在此沉淀截留后泵入气浮池在此废水中淀粉、蛋白质等经加药混凝、破乳后，在溶气水突然减压所形成的微气泡的浮力作用下，升至液面形成浮渣，被刮渣机刮入渣槽，实现与水的分离。
气浮出水自流进入调节池，调节池作用是均衡水量、调节水质，避免突发性的水质、水量波动对后续单元产生冲击，保证污水处理系统的连续自动运行。
调节池内污水经提升泵加压后从池子下部进入厌氧反应池与池内污泥接触，污泥内有大量的微生物，在厌氧条件下将水中有机物分解为有机酸、醇类等小分子有机物，并在甲烷菌作用下进一步分解为沼气，从而将水中大部分有机物去除，反应器上部设置三相分离器，用于收集沼气、并实现泥水分离，防止厌氧污泥流失。
经厌氧处理后的废水自流进入接触氧化池，接触氧化池内的微生物在鼓风、水中有大量溶解氧的条件下，在填料上形成生物膜，将水中有机物彻底分解为CO2和H2O，使水质得到净化，生化池反应结束后污水自流入沉淀池进行泥水分离，上清液进入清水池内达标外排。
5.6各处理单元处理效果
本项目实施后各处理单元预期处理效果如下表。
表5-1各处理单元预期处理效果一览表
处理单元
处理效率（%）
COD
BOD
SS
NH3-N
初沉池、气浮池
进水（mg/L）
3000
1850
550
50
出水（mg/L）
2550
1480
110
/
去除率（％）
15
20
80
/
调节池
进水（mg/L）
2550
1480
110
50
出水（mg/L）
2550
1480
110
50
去除率（％）
/
/
/
/
厌氧池
进水（mg/L）
2550
1480
110
50
出水（mg/L）
637.5
296
110
50
去除率（％）
75
80
/
/
好氧池、沉淀池
进水（mg/L）
637.5
296
110
50
出水（mg/L）
90
24
60
12
去除率（％）
86
92
45
76
总去除
去除率（％）
97
98.7
89
76
六、主要单元设计
6.1格栅井
尺寸：
2.5×1.0×1.5m
有效容积：
3.5m3
数量:
一座
结构：
砖混
附设：
机械格栅一台，栅隙5mm，0.75KW
6.2初沉池
尺寸：
11.0×24.0×4.4m，地下2.0米
有效容积：
1082m3
数量:
一座
结构：
钢混
附设：
潜污泵150QW200-14-18.5，3台，两用一备
6.3气浮池
尺寸：
4.0×24.0×2.4m
有效容积：
200m3
水力停留时间：
0.53h
数量:
一座
结构：
钢混
附设：
溶气泵、刮渣机、加药装置
6.4调节池
尺寸：
24.0×29.0×4.4m，有效水深4.1m
有效容积：
2850m3
水力停留时间：
7.6h
数量:
一座
结构：
钢混
附设：
潜污泵150QW200-14-18.5，3台，两用一备
6.5厌氧池
单池尺寸：
14.0×18.0×6.5m
有效容积：
4687m3
结构：
钢混
数量:
一座内分三池
附设：
布水管，三相分离器，水封罐，集气罩
6.6接触氧化池
尺寸：
28.0×38.0×5.5m
有效容积：
5320m3
数量:
一座
结构：
钢混
附设：
鼓风机4台，3用1备，曝气器，生物填料
6.7沉淀池
尺寸：
11.0×48.0×3.8m
有效容积：
1950m3
表面负荷：
0.71m3/m2·h
数量:
一座
结构：
钢混
附设：
加药系统1套，污泥回流泵2台
6.8清水池
尺寸：
11.0×5.0×3.5m
数量:
一座
结构：
钢混
有效容积：
180m3
6.9污泥浓缩池
尺寸：
φ10.0×5.0m
数量:
一座
结构：
钢混
有效容积：
370m3
6.10鼓风机房及压滤机房
尺寸：
18×6.0×3.6m
数量:
两间
结构：
砖混
6.11值班室、配电室、化验室
尺寸：
18×6.0×3.6m
数量:
2间
结构：
砖混
七、工程内容
1）主要构筑物情况
表7.1主要构筑物一览表
序号
名称
尺寸（m）
数量
结构
备注
1
格栅井
2.5×1.0×1.5
1座
砖混
新建
2
初沉池
11.0×24×4.4
1座
钢混
新建
3
气浮池
4.0×24.0×2.4
1座
钢混
新建
4
调节池
14.0×29.0×4.4
1座
钢混
新建
5
厌氧池
14.0×18.0×6.5
1座
钢混
新建
6
接触氧化池
28.0×38.0×5.5
1座
钢混
新建
7
沉淀池
11.0×48.0×3.8
1座
钢混
新建
8
清水池
11.0×5.0×3.5
1座
砖混
新建
9
污泥浓缩池
φ10.0×5.0
1座
钢混
新建
10
风机房
18.0×6.0×3.6
2间
砖混
新建
11
值班室
18.0×6.0×3.6
2间
砖混
新建
2）主要设备情况
表7.4主要新增设备一览表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
机械格栅
SHG回转式，b=5mm
台
1
2
潜污泵
150QW200-14-18.5
台
3
2用1备
3
溶气泵
台
2
1用1备
4
刮渣机
套
1
5
潜污泵
150QW200-14-18.5
台
3
2用1备
6
鼓风机
台
4
3用1备
7
曝气器
套
1
8
污泥泵
台
2
1用1备
9
三相分离器
套
1
10
管道阀门类
批
1
11
栏杆爬梯类
批
1
12
电控柜
台
3
13
电缆
批
1
14
控制系统
套
1
合计
八、公用工程
该工程的公用工程主要是新增项目的动力配电。
8.1设计依据
（1）《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-83）
（2）《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）
（3）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）
8.2电气与控制设计
本次电气设计包括：
电缆敷设设计；供电系统及各建筑物接地设计；各构筑物及现场照明设计。
本污水站所有用电设备电压等级均为380/220V，新增装置总动力负荷利用现有空余负荷。
根据工程情况电缆采用直埋敷设。
与设备连接部分穿钢管。
电缆采用钢带铠装电缆。
保护方式：
继电保护及操作系统
现场控制箱设过负荷延时\短路速断保护,低压用电设备及馈线设短路及过载保护。
接地保护
采用PEN制,所有用电设备外露可导电部分应可靠接地,其接地电阻应小于4Ω,低压馈线距离超过60M时,设重复接地装置,其接地电阻不大于10Ω。
九、平面布置
本工程的平面布置满足工艺、消防、安全、交通方便、管线畅通等要求，力求使工艺设备布置集中，并使污水污泥流程流向短，节约用地，降低工程投资。
由于污水处理系统会产生臭味等污染物散发，考虑风向，朝向及卫生要求。
遵守国家、有关部委和地方的各种规范、标准，以保证生产安全。
十、高程布置
高程布置主要考虑乳酸生产总排水标高和站区进排水标高，尽量减少污水提升，在满足水流阻力的前提下，尽量减少土方开挖。
避免施工期间降水费用。
十一、结构设计
11.1设计原则
本工程结构设计遵循国家基本有关方针、政策，在国家现行规范、规定及标准的指导上，在满足工艺、建筑、电气、自控等专业要求的情况下，本着“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的原则进行设计。
11.2遵循的主要设计规范
建筑结构荷载规范：
GBJ9－87
建筑抗震设计规范：
GBJ11－89
混凝土结构设计规范：
GBJ10－89
建筑地基基础设计规范：
GBJ7－89
砌体结构设计规范：
GBJ3－88
11.3设计方案
（一）基础型式
本工程新建部分为构筑物，构筑物基础采用筏板基础，地下式、半地下式构筑物均采用大开挖法施工，施工应按基础埋深由深到浅顺序施工。
基坑开挖较深处应采取基坑支护措施。
（二）结构型式
调节池均为现浇钢筋混凝土结构，均为钢筋砼水工构筑物。
本方案设计的构筑物顶部都要加盖板。
（三）施工缝处理
采用凹凸槽结合，表面凿毛清洗，敷设BW止水条。
（四）抗震设计
地震烈度：
6度。
11.4材料选用
（一）砌体
1、砌块：
采用MU10的砼空心砌块。
2、砂浆：
基础（室内地坪以下）Mb7.5砌块专用砂浆。
墙体（室内地坪以上）Mb7.5砌块专用砂浆。
（二）砼
1、贮水构筑物及地下构筑物：
C30，抗渗等级S8。
在地面以上部分，防水层做到自然地面0.1m。
2、建筑物柱、梁板结构：
C25砼。
3、垫层：
C15素砼。
4、构筑物施工时均应掺入一定量的复合防水外加剂。
（三）钢材
钢筋：
Ⅰ级钢（HPB235），Ⅱ级钢（HRB335）。
钢构件及预埋件：
A3钢。
（四）构筑物表面粉刷
构筑物内外壁均刷防水砂浆一道。
地下设备间的内壁采用1：
2.3水泥砂浆掺5％防水剂抹面压光，用白水泥罩白。
十二、二次污染防治及环境效益分析
12.1二次污染防治措施
1）噪声：
本次设计配置的曝气设备和提升泵，均采用体积小，重量轻，噪声小的设备，全部设置在水下，且采取相应的隔声、消声措施，确保噪声达到GB3096-93的二类标准。
2）污泥：
本处理系统的剩余污泥量比较少，根据实际情况可按季度或半年由专业公司清理，不会对周围环境产生不利影响。
3）配套安装COD自动监控装置，并与省、市环保部门联网。
4）建立和完善清洁生产管理制度，把清洁生产纳入企业的日常管理轨道。
12.2环境效益分析
通过本工程的实施，将改善当地的环境卫生及投资环境，随着污水系统的完善及污水处理站的建设，公司的环境面貌将焕然一新，环境效益突出，而且每年的排污费用也大幅度减少，具有一定的经济效益。
十三、工程进度计划
该工程具体工程进度见下表
工程进度表
第一、二月
第三月
第四、五月
20天
20天
20天
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
工艺、施工图设计
…
…
土建施工
…………………
……
设备采购及制作
……
……
设备及管道安装
……
……
……
设备试运行
…
工程调试
………………
人员培训
……………
工程验收
……
注：
1.工期从合同签订生效之日起开始计算；
2.视业主单位的具体情况，可适当调整工程进度。
十四、运行管理、劳动定员、人员培训
14.1运行管理
污水处理站人员主要职责是：
负责污水处理站的运行管理、日常维护、水质监
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