蛋白质制品废水处理初步设计方案.docx

1、蛋白质制品废水处理初步设计方案某蛋白质制品有限公司1500m3/d废水处理摘要根据以往蛋白质制品废水处理的经验，本方案采用厌氧+好氧处理工艺对该废水进行治理，其中，厌氧采用国际先进的MIC技术，好氧采用一体化氧化沟工艺。具有处理效率高，投资少，运行费用低，有产出，占地面积小等优点，出水可达到当地环保部门规定的排放标准。工程实践表明,处理后出水的CODCr、BOD5、SS去除率分别在97%、98%、95%以上,各项水质指标序均达到污水综合排放标准(GB 89781996)一级标准。并对该工程提出了优化建议。关键词蛋白质制品废水、ABR、MSBR、工艺前 言某蛋白质制品有限公司以豆类为原料，生产各

2、种豆腐、百页、豆腐干等各种蛋白质制品。蛋白质制品生产过程中，会排放一定量的高浓度有机废水，需要建设一套废水处理系统，用于处理生产排放的废水。在蛋白质制品生产过程中会产生大量的高浓度有机废水，该废水在环境中发酵，会发出剌鼻的恶臭。公司日产废水200立方米，日排约1吨CODCr。根据以往蛋白质制品废水处理的经验，本方案采用厌氧+好氧处理工艺对该废水进行治理，其中，厌氧采用国际先进的MIC技术，好氧采用一体化氧化沟工艺。具有处理效率高，投资少，运行费用低，有产出，占地面积小等优点，出水可达到当地环保部门规定的排放标准。主体工程（废水处理厂）总造价约为204.8万元。沼气的利用投资，视利用方法而定，暂

3、不包括在总投资估算之内；吨水运行费用为1.6元。废水在通过厌氧治理工艺段的过程中，将产生大量的沼气，日产约442m3，最低利用量在400m3以上，按1m3沼气热值相当于1公斤标煤的热值计算，则每天可以相当节省约400公斤以上的标煤，煤的价按照0.8元/公斤计算，每天间接收益近为320元。在方案编制过程中，对于一些细节问题的认识可能不充分，方案中难免存在不足，在今后的工作中进行补足。第一章 概述项目概况1、建设规模经建设方确认，本设计规模按日最大处理水量：1500 m3/d（包括处理站自用水排水量）。2、设计原水水质指标CODcr=2000mg/L，BOD5=800mg/L，SS=100mg/L

4、，氨氮=100mg/L，动植物油=500mg/L3、设计出水水质指标CODcr300 mg/L，BOD5100 mg/L，SS50 mg/L，氨氮10mg/L，动植物油5mg/L4、气象条件气温历年最高气温 36.4历年最低气温 -34.1年平均气温 7.6月平均最高气温 28月平均最低气温 -21.8湿度平均湿度 75%降水量平均年降雨量 625.3mm24小时最大降水量 106.8mm最大积雪厚度 60mm风速与风向历年风向频率：冬 SSW15% S 14% 夏 S14% 5、站址概述站区位于工厂的西南角，南北向40米，东西向70米。厂区内地势平坦，地面标高0.00。站区东部、北部有道路与

5、厂相通，交通方便。污水管自站区东北部接入，管径400mm，管底标高-2.00，处理后的污水由厂区南部排入城市雨水管（管底标高-2.50）。6、工艺流程图1-1 工艺流程图编制内容、原则、依据7、编制内容本设计方案的编制内容为1500m3/d废水处理工程的工艺设计、工程投资等。8、编制原则（1） 贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规范及标准；（2） 根据公司建设现状及发展，污水处理规模和工艺既满足当前废水整治的要求，又在国内具有一定的先进性；（3） 根据进厂污水的特点和现状，选择行之有效的适应性强、操作灵活、效果稳定、管理简便、节约能耗的工艺处理流程，尽量提高厌氧的去除率，

6、提高沼气产率，减少好氧的投资和运行费用；（4） 平面布置要求分区明确，近远结合，便于管理；高程布置上根据场地条件合理选择高程，既保证处理后污水方便而安全排放，又能降低污水提升能耗，并减少土方量，降低建设费用。（5）管理控制采用集中监测管理、分散控制的集散方式，建立完善的检测系统，对整个污水处理过程进行监测和控制。（6）工艺选择严格满足生产的季节性，能够较好的适应季节性废水处理的要求，系统二次启动迅速。9、编制依据（1） 治理厂方所提供的基础资料；（2）环境工程手册（水污染防治卷）；（3）三废处理工程技术手册（废水卷）（4）给水排水设计手册；（5）本单位已有的相关废水治理项目经验。10、相关规范

7、、标准中华人民共和国水污染防治法给水排水工程结构设计规范 （GBJ69-84）建筑结构荷载设计规范 （GB50009-2001）混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）低压配电装置及线路设计规范 （GB50054-95）室外排水设计规范 （GB50014-2006）机械设备安装工程施工及验收规范 （GBJ231-75）现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GBJ236-82）钢制焊制常压容器 （JB4735-1997）建筑给水排水设计规范 （GBJ15-88）城市下水道水质标准 （CJ3082-1999）第二章 工程总体设计设计范围

8、设计废水总废水排放量1500 m3/d。本设计范围为从废水汇合处开始，到废水处理后达标排放为止的废水处理站范围内的土建工程、工艺设备及工艺管路、动力配电及照明、测量控制仪表、给排水及污泥脱水工程的设计。主要包括：(1)从废水汇合开始，至达标水排放为止的废水处理工程范围内所需的土建、工艺、动力配电及仪表的设计、站区给水排水设计。工程范围内与外界相连的管道计算到站界外1m。(2)污泥脱水工程的设计。包括污泥池、污泥浓缩脱水机、污泥脱水机房的设计。使工程排放的污泥经浓缩脱水后，泥饼外运或焚烧。(3)工程配套用房的设计。包括操作控制、配电、分析、办公用房和泵房、空压机房的设计。(4)废水处理工程范围内

9、的给水排水管路的设计。(5)沼气利用工程的脱硫、脱水及沼气的输送（可选）。废水处理工程所需的动力及照明用电、自来水、蒸汽等由厂方接至废水处理工程的指定位置。生产所排废水由厂方负责送至废水汇合处，达标处理后由厂方接入总排水管网。工程规模废水主要来源于黄豆生产的黄浆水、清洗水等中高浓度的有机废水，水量为1500m3/d。1、进厂废水水质CODcr=2000mg/LBOD5=800mg/LSS=100mg/L氨氮=100mg/L动植物油=500mg/L2、出厂废水水质出水采用国家污水综合排放标准（GB8978-96）三级标准，排水指标为：CODcr300 mg/LBOD5100 mg/LSS50 m

10、g/L氨氮10mg/L动植物油5mg/L第三章 工艺方案比选工艺方案的选择原则废水处理厂工艺方案的确定遵循以下原则： （1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到规定的排放要求。 （2）运行管理方便，运转灵活，并可根据进水水质的变化调整运行方式和工艺参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。（3）有大型高浓度有机废水处理工程成功的工程实例及经验。（4）选定工艺的技术及设备应因地制宜，便于养护、维修，运行可靠，有一定的先进性。 （5）便于实现工艺的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。 （6）合理衡量工艺方案的技术经济性，严格控制建设投资和运行费用。 （7）重视环境，臭气防护，

11、噪声控制，环境协调，清洁生产。 污水处理工艺方案的比选1、污水处理基本流程根据蛋白质制品生产废水的特性，采用厌氧+好氧的主体工艺。来水经格栅池进入调节池，调节池出水用泵提升入SST（污泥选择器），SST出水由厌氧提升泵入MIC（多级内循环厌氧反应器），MIC出水回流至SST，SST出水进入一体化氧化沟，出水进入二沉池后，出水达标排放。2、二级处理方案比选2.1 污水水质分析 根据拟建废水处理厂的进、出水水质分析，去除的主要污染物质为BOD5、COD、NH3-N 、TP。 目前高浓度有机废水最常采用的处理方法是生物处理方法，厌氧+好氧工艺具有运行费用低、管理方便等优点，在运行正常的情况下，均能满

12、足处理的要求。 能否很好的采用生物处理工艺主要取决于生物处理过程中自身的营养是否能平衡，相关的指标能否达到要求，主要从以下几个检测指标分析： （1）BOD5/TNBOD5/TN 是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，生物脱氮是缺氧阶段反硝化菌利用好氧阶段产生的、由混合液回流带入的硝酸盐作为最终电子受体，氧化原水中有机物（BOD5），同时自身被还原为氮气从水中逸出，达到脱氮的生物处理过程。由于生物脱氮系统主要利用原水中的基质作为反硝化的氢供体，BOD5/TN 比值越大，反硝化速度越快，理论上BOD5/TN 2.86 时反硝化过程才能正常进行，实际运行资料表明BOD5/TN 3才能使反硝化过程正常进行

13、，BOD5/TN=45时，氮的去除率60%，磷的去除率在75%左右。本项目中原水BOD5/TN 5，可采用生物脱氮工艺。（2）BOD5/COD BOD5/COD 指标是鉴定污水可生化的最简便易行和最常用的方法之一，一般认为BOD5/COD 0.45的原水生化性能较好，BOD5/COD 0.3较难生化，BOD5/COD 0.45，可采用生物处理方法。2.2 污染物的去除方法二级处理去除的主要污染物包括：有机污染物COD、BOD，无机营养盐N、P。（1）BOD5的去除污水中的BOD5的去除主要是靠微生物吸附、代谢作用及对出水进行泥水分离来完成的。在活性污泥与污水接触初期，会出现很高的BOD5去除率

14、，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所致。但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物不起作用。对于溶解性有机物需要靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外水解酶水解后进入细胞内被利用，由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以

15、使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。 （2）COD的去除污水中的COD去除的原理与BOD基本相同，即COD的去除率取决于原污水的可生化性，它与废水的组成有关。废水的BOD5/COD比值大于0.5，其污水的可生化性好，出水中COD值可控制在较低的水平；对于高浓度有机废水，所选择的处理工艺是先采用厌氧工艺降解部分有机物，然后通过后续的好氧工艺进一步去除有机物。 2.3 废水处理工艺的选择选择适宜的污水处理工艺应当根据处理规模、进水、出水水质，用地条件、环境等条件作慎重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践上总结优化，提出适合具体项目的工艺。根据国内外蛋白质制品废水处理的经验与成功的实际

16、应用工程，提出以下厌氧+好氧工艺选择：2.31、厌氧生物工艺的选择深度厌氧工艺先后经历了厌氧滤池、升流式厌氧污泥层（UASB）反应器、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘、厌氧折流板反应器、厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）和厌氧内循环（IC）反应器。深度厌氧需要废水可生化性好、温度适宜、废水营养物质齐全等。（1）、消化罐工艺采用消化罐（第一代厌氧技术）工艺处理废水，在厌氧段的停留时间通常为34天，该技术具有以下优点：消化罐的各项技术成熟，企业的投资风险性小；降低了预处理的要求；废水中的主要污染物（CODCr）去除率可做到7085%以上；该技术大家都掌握，不用找专门技术单位设计。但消化罐也有以下缺

17、点：因消化罐停留时间长（710天），导致工程占地面积大、投资高；消化液中残余污染物仍很高，增加了后续好氧处理的投资和处理难度；沼气产率低，造成可回收能源的浪费；排出的消化液SS含量高，很难继续分离出来再到后段处理；消化罐内沉积泥砂多，若定期清理可能会耽误企业正常生产；系统不稳定，若控制不当就会发生酸化等现象降低去除效果；采用机械搅拌或回流，动力投资、运行费用、维修费用都高。（2）、UASB、EGSB等第二代厌氧反应器UASB、EGSB等第二代厌氧反应器曾被认为高效的厌氧反应器，具有如下的优点：COD去除率高；出水的SS不高，易分离；沼气的产率高。占地比第一代厌氧反应器少。但UASB、EGSB等

18、也具有如下缺点：容积负荷比较低，很少有超过35kgCOD/（m3d）的成功的工程实例，而且容易发生酸败；进水系统易堵塞，清理极为麻烦；反应器内常有结晶和泥沙沉积等情况发生，减少了反应器的池容，直至无法运行；运行稳定性差，一旦发生酸败，很难恢复。(3)、内循环厌氧反应器A、MIC的基本结构MIC反应器从结构上看是由两个UASB反应器的上下重叠串联而成，底部为进水区和回流出水区，下部的第一反应室为高负荷区，上部的第二反应室为低负荷区。每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器和沼气收集器。两反应室之间设有沼气提升管，在第二反应室上部设有三相分离系统，反应器的顶部有三相分离包。两反应室和三相分

19、离包用沼气提升管和回流管相连。在第一反应室的沼气收集器设沼气提升管直通MIC反应器顶的气、液分离包。分离包的底部设一回流管直通至MIC反应器的底。MIC反应器结构图B、MIC的工作原理混合区：废水从反应器底部进水，与颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。第一反应室：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物被降解转化为沼气。混合液上升流速和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈完全膨胀和流化状态，加强泥水表面接触，强化了泥水传质效果，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离包。内循环系统：被沼气提升的混合物中的沼气

20、，在气液分离区内与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。第二反应室：经第一反应室厌氧处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第二反应室。该区污泥浓度较低，而且废水中大部分有机物已在第一反应室被降解，因此沼气产生量较少，沼气通过沼气管导入气液分离区，对第二反应室的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。沉淀区：第二反应室的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，.沉淀的颗粒污泥返回第二反应室污泥床。从MIC反应器的工作原理中可见，反应器通过二层三相分离器来实现SRTHRT，使

21、整个反应器获得高浓度的厌氧污泥；并通过大量沼气和内循环泥水混合物的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。用下面第一个UASB 反应器产生的沼气作为动力，实现了下部混合液的内循环，使废水获得强化的预处理)，上面的第二个UASB反应器对废水继续进行后处理，使出水可达到预期的处理效果。C、MIC反应器的优点MIC内循环厌氧反应器是我公司专利技术。已成功应用于蛋白质制品、酒精、柠檬酸、淀粉废水等在内的中高浓度有机废水的厌氧处理，取得很好的经济技术效果。是目前世界上较先进的厌氧工艺技术和厌氧处理设备。MIC反应器在处理高浓度有机污水时具有以下优点：(a)、高负荷与污泥流失相分离MIC反应器通过上

22、下两个动力学过程不同的反应室的设置，实现了“高负荷与污泥流失相分离”，既保持反应器内的高生物量，又强化了传质过程，故容积负荷很高。(b)、污泥自动回流污泥自动回流，进一步加大生物量，延长污泥龄。在高的COD容积负荷的条件下，依据气体提升原理，利用沼气膨胀做功在无需外加能源的条件下实现了内循环污泥回流。(c)、引入分级处理，并赋予其新的功能一级(底部)分离沼气和水，二级分离器(顶部)分离颗粒污泥和水。由于大部分沼气已在一级分离器中得到分离，第二厌氧反应室中几乎不存在紊动，因此二级分离器可以不受高的气体流速影响，能有效分离出水中颗粒污泥。进水和循环回流的泥水在第一厌氧反应混合，使进水得到稀释和调节

23、，并在此形成致密的厌氧污泥膨胀床。IC反应器通过膨胀床去除大部分进水中的COD,通过精处理区降解剩余COD及一些难降解物质，提高出水水质。更重要的是，由于污泥内循环，精处理区的水流上升速度(210m/h)远低于膨胀床区的上升流速(1020m/h)，而且该区只产生少量的沼气，创造了污泥颗粒沉降的良好环境，解决了在高COD容积负荷条件下污泥被冲出系统的问题。此外，精处理区为膨胀污泥床区由于高的进水负荷导致的过度膨胀提供缓冲空间，保证运行稳定。(d) 、高径比大，占地省MIC反应器的构造特点是具有很大的高径比，反应器的直径一般可达48m，反应器的高度高达1628m。占用的土地远比其他技术低，特别适应

24、于老的污水处理厂改造，和拥挤的污染厂家增建污水处理系统。(e) 、运行费用低、抗冲击负荷能力强由于有内循环，原水的中和、营养药品的添加要求减少，运行费用大大降低。并且稳定性较好，操作和管理方便，基本上能做到“脱人运行”，运行、管理的费用降低。但是，反应器一般远高于UASB等，提升费用会增加。由于内循环的作用，对高负荷的冲击、对水质突变、对毒性污染有较高的抗干扰能力。根据以上对比分析，厌氧系统采用MIC技术。2.4 2、好氧工艺选择好氧生物处理工艺历史悠久，自1914年第一座活性污泥法污水处理试验厂运行以来，已经80 多年了。选择适宜的工艺应当根据处理规模、进、出水水质，用地条件、环境等条件作慎

25、重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践上总结优化，提出适合具体项目的工艺。根据我公司的经验与成功的实际应用工程，提出以下几种具有除磷脱氮的工艺：一体化氧化沟工艺、微曝氧化沟工艺、CASS工艺。（1）一体化氧化沟工艺一体化氧化沟内分为厌氧、兼氧、缺氧段，采用A2/O原理。A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺（A/O工艺）的基础上开发出来的。该工艺是在常规工艺中增加一个缺氧段，将好氧段的泥水混合液大部分回流至厌氧段，以达到脱氮的目的。一体化氧化沟工艺可以完成有机污染物的去除、硝化反硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能。一体化氧化沟在优化生化作用的优越性：（a）对污染物的去

26、除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物；（b）工艺工艺稳定可靠，控制简单操作灵活可靠，可按照A2/O或A/O工艺运行，对C、N、P具有很高的去除率；（c）BOD降解率可达到9598%，COD降解率可达到9095%，同时具有较高的脱氮除磷效果。（2）单沟微曝氧化沟工艺单沟微曝氧化沟工艺是结合氧化沟的池型及穿孔曝气方式而产生的。污泥池穿孔曝气氧化沟是采用高效节能的穿孔曝气装置代替曝气机、转刷、转碟等曝气装置的氧化沟，穿孔曝气充氧效率高，成本较低，便于管理操作，加设厌氧池，生物除磷效果好，占地面积小。利用水下推流器造成水力环流，这种氧化沟不仅保持耐冲击负荷，可去掉初沉池。污泥

27、稳定，产泥量少等特点，而且由于采用穿孔曝气，具有节能，水深可深于传统盘式氧化沟，节约占地等优点。 单沟式穿孔曝气氧化沟推流器和曝气头布置方式如下图所示，水流方向如图上箭头所示： 泥水混合液进入池中以V0.3m/s的速度水平前进，此时DO的浓度较低，进入曝气头布置区后，随着曝气的进行，DO浓度不断上升，进入非曝气区后，由于微生物的作用，溶解氧不断被消耗，DO的浓度不断降低，循环一周，再次进入曝气区后，DO浓度随曝气的进行而不断上升，周而复始。 单沟式穿孔曝气氧化沟工艺可以较好的形成缺氧、好氧相互交替的状况，再加上氧化沟前面设置厌氧池和缺氧池，具有较好的脱氮除磷能力。（3）CASS工艺 CASS（

28、cyclic activated sludge system）工艺是SBR（间歇式活性污泥法）的一种变革。 CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集反应、沉淀、排水于一体。不同于传统的SBR 工艺,CASS工艺对污染物的降解不仅在时间上可以创造厌氧缺氧好氧阶段,而且在空间上也可以创造厌氧缺氧好氧分隔, 微生物交替处于厌氧缺氧好氧周期性变化之中,具有较好的生物脱氮除磷功能。CASS 工艺特点可归纳为：1增加了预反应区和污泥回流，引入生物选择器

29、机理和空间上创造厌/好氧回流措施，具有一定脱氮的效果，但是除磷效果一般。 2由于每座池子是时间上的间歇运行，所以，如果需要空间上的连续运行，就需要分成多组共同运行，自动化控制较高，池体容积大，占地面积大，建设费用高；排泥污泥浓度低，排泥面积大，可能排泥不完全，在局部地区污泥层高度过高。由于系统进水、排水排泥都需要自动化控制，自动化控制设备很多，可人工控制、管理点较少，可灵活操控性差。 多采用滗水器进行排水，如果系统运行出现异常，出水容易出现带泥现象。三种工艺的比较如下表：表3-1 三种工艺技术、经济比较方案优点缺点一体化氧化沟工艺 1.处理效果好，除磷稳定；2.功能划分清晰，便于操作管理；3.

30、水下曝气，充氧效率高，成本较低；4.工艺成熟，运行稳定，应用广泛；5.热量损失小，保温性能好。1.工程投资较高；2.工艺流程较复杂；单沟微曝氧化沟工艺 1.经验成熟，运行稳定；2.不设内回流设备，节能；3.耐冲击负荷，处理流程较简单；4.穿孔曝气充氧效率高，成本较低；5.加设厌氧池，生物除磷效果好。1.池体较深，地基需加强处理；2.需要建二沉池，占地面积大于CASS工艺；CASS 工艺1.处理效果稳定，出水水质好；2.耐冲击负荷，对高浓度工业废水有较大的稀释能力；3.构筑物集成，艺流程简单，占地小，建设投资小。 1.除磷效果一般；2.对自动控制要求高；3.单体池体比较大，基建投资比较高 经上述

31、技术、经济比较，结合公司的实际情况，本工程二级处理推荐采用一体化氧化沟处理工艺。 二、污水处理工艺流程通过上面对本污水处理工程的厌氧、好氧以及污泥处置的比选，现确定本工程的污水处理方案为下面流程图所示： 图3-1 污水处理工艺流程图三、工艺流程简述采用厌氧+好氧的主体工艺。来水经格栅池进入调节池，调节池出水用泵提升入SST，SST出水由厌氧提升泵入MIC，MIC出水回流至SST，SST出水进入一体化氧化沟，出水进入二沉池后，出水达标排放。去除效率表：工 艺 段项 目CODCr（mg/l）PH调节池进 水出 水去除率20003003434厌氧（MIC反应器）进 水出 水去除率200085%346.57.5好氧（一体化氧化