1、凤爪生产厂废水处理工程施工及运行概算重庆绿南食品厂综合整治方案 方案委托单位:南岸区鸡冠石镇政府方案编制单位:重庆工商大学环境保护研究所2014年9月25日1企业概况 .31企业概况 重庆绿南食品有限公司位于重庆市南岸区鸡冠石镇石龙村,是一家小型豆干生产厂,该厂仅进行原料豆干的清洗和卤制,不进行包装等工序。豆干生产产生大量高浓度有机废水,在环境中发酵,发出刺鼻的恶臭。在我们实地考察时,现场就闻到该厂废水有臭味。该厂的豆干加工方式,一直以作坊式的加工为主,其生产能力低下,一般每天生产1吨(豆干)以下,设备简陋、工艺原始,生产废水不经处理直接进人地面水环境,引起附近水体的严重恶化。且该厂所用的锅炉
2、为1吨燃煤的小型锅炉。1.1产品生产过程 豆干生产的主要原料是大豆。晒干后的大豆经筛选去除杂质后,用水浸泡、淘洗去除灰份,漂洗至洁净,使其充分吸水膨胀,然后用打浆机磨碎,用水调成豆浆。豆浆蒸煮后,根据不同的产品,加人不同量的卤水,搅拌均匀,压滤脱水后,可制成各种豆干制品。 豆干生产工艺如下: 风选一水洗一浸泡一煮浆一点卤一压滤一成品1.2豆干生产过程中的废水排放1.2.1废水水量 在豆干生产的过程中,产生大量的废水,废水主要来源于水洗、浸泡和压滤过程,另有部分冲洗水。废水产生量见表1。通常上面各股废水的水量和浓度会随着生产工艺、产品类别、生产习惯等的不同而不同。豆干生产中会产生大量的废水,据估
3、计加工1吨大豆约产生810吨废水。根据该厂豆干日产量可知该厂日废水排放量最大为4吨。1.2.2废水的水质 豆干废水中有机物含量相当丰富。根据现场勘察,豆干生产中各股废水一般汇合排放,水质情况见表2。1.3烟尘排放性质 该厂所用锅炉属小型燃煤锅炉(以 2T/ h 或 1.4MW 以下手烧炉)具有下面的特点:1、以燃散煤为主,约占锅炉总容量的 70% 左右;煤炭的品质低劣,煤种多变,灰分含量高。灰分通常高于22%,一般在 30%40% 之间,有时能达到 40% 以上;硫分一般在 0.3%0.5%,少数超过1%。2、锅炉燃烧方式落后,无燃烧控制装置,无脱硫设施,燃烧效率低,部分燃料未经燃烧排入环境中
4、,使污染物排放强度高。烟尘排放浓度一般为2000mg/m3以上,林格曼黑度 5 级。3、锅炉热效率低,一般为 5055%。热效率低增加了燃料的消耗量,浪费资源、能源,增加污染物排放量。4、锅炉烟囱低矮,低于30米,烟气多为低空排放,对城市大气污染贡献率高,通常为 45%65%。1.3.1小型锅炉污染物排放强度高的主要原因1、燃烧效率低 加煤时由于新煤水分的蒸发及自身的吸热,使炉膛温度下降,此时煤层最厚阻力较大,吸入炉膛的空气量减少。这时煤中分解出来的可燃气体和焦炭的燃烧却需要较多的空气量,因而缺氧,挥发分在高温缺氧的条件下进行热分解,生成大量炭黑,出现冒黑烟现象。拨火时由于煤炭挥发分瞬间大量增
5、加,供氧不充分而使未燃烧的煤粉及焦油等物质随气体逃逸,产生黑色的烟尘。2、热效率低 配气量不协调。加煤时缺氧,随着焦炭和挥发分的不断燃烧,煤层逐渐减薄,所需空气量减少,此时通风阻力相应减少,进入炉膛的空气量增多,出现空气过剩,降低炉膛温度,增加排烟温度,增加热损失,降低锅炉热效率。小型锅炉大多数情况处于远低于额定负荷状态,如果锅炉在 50% 负荷下运行,散热损失增加一倍。这样就使锅炉漏风量增大,火床和炉膛温度相对偏低,燃烧速度明显减慢,煤中的固定碳更加不易燃烧,致使炉渣含碳量增加,增大了燃烧热损失和排烟热损失,使热效率下降 。2设计依据1、有关资料:建设方提供的数据资料2、生产废水的水质和水量
6、3、法律法规:中华人民共和国环境保护法(1989年12月) 中华人民共和国水污染防治法(1996年5月)中华人民共和国水污染防治法实施细则(2000年3月) 建设项目环境保护条例(1998年11月) 建设项目环境保护设计规范(1987年3月)4、规范及标准:污水综合排放标准GB8978-1996; 锅炉大气污染物排放标准GB13217-2014; 大气污染综合排放标准GB16297-1996; 泵站设计规范GB50265-2010; 混凝土结构设计规范GB50010-2002; 室外排水设计规范GB50014-2006; 给水排水工程结构设计规范GB50069-2002 国家和地方制定的有关规
7、范和标准。3设计原则 依据重庆绿南食品有限公司有关资料和环保要求,处理后生产废水达到污水综合排放标准(GB8978-1996)二级标准。1、 先进性:技术可靠,选用目前先进成熟技术或已有成功经验的治理技术。争对废水水质特点,采用适当的处理措施达到预期的处理效果。2、 实用性:因地制宜、设计合理。选用适当、合理的高程控制。尽量减少废水提升,降低工程造价和运行成本。3、可靠性:尽量精简、优化设备,选用国内、外知名品牌。装置运行稳定可靠,采用时间自动控制,各工艺运转得到有效监控,处理出水稳定达标,便于维护管理。4、高性价比:精心设计,做到投资省,运行费用低,工程性能优良。5、高安全性:强化风险事故防
8、范措施,做到布局合理、环境协调、功能完善。4废水治理方案设计1、处理工艺的选择 废水一般都是很复杂的混合物,尤其是工业废水。其净化处理往往需要不同的技术组合成一定的工艺流程。工艺流程的选择对处理效果、占地面积、运行管理、基建费用、处理成本等重要参数都有很大的影响。所以对废水水质特性的认识来确定处理工艺就显得尤为重要。 该食品厂废水污染浓度高,从BOD5 /COD的比值来看,废水可生化性好。但实际上废水不易腐败,污水处理生物菌种难以在该废水环境中生长。因此,必须采用适当的物化处理和生化处理,才能使废水达标排放。而物化处理和生化处理的方式较多,选用合理的工艺及控制才是达标的保证。 一般来讲,物化处
9、理作为废水的预处理,即采用较短的工艺,较大幅度地降低污染浓度,为后续生化处理创造条件;生化处理作为废水的二级处理,去除废水中溶解性的有机污染物。根据水质达标情况,废水处理拟采用以下工艺。2、物化处理法(1) 隔油 由于废水含有动植物油、脂肪。油类最有效的处理方法就是隔油、气浮。我们选用重力分离隔油池将油粗粒化,即隔油池内装填亲油疏水材料聚集油粒,油粒变大后,由于比重较水轻而上浮,再通过打捞去除浮油。(2) 混凝气浮 混凝气浮是将水中分散油及部分浮化油、有机物经化学破乳、混凝,再通过气浮方法去除。利用混凝气浮方法可以去除水中某些溶解污染物,但是以分子态或离子态混溶于水中,必须经过化学处理,将其转
10、化为不溶性固体物或可沉淀络合物,成为微细颗粒,再予以分离,即为混凝气浮法。由于该厂仅进行原料豆干的生产,不进行酱料的拌制加工,所以不需要隔油设施。3、 废水的生化处理 根据食品废水的水质特点,经混凝气浮后的废水中动植物油、SS、能较好的去除,但有机污染浓度仍然较高,需进行生物处理。 生物处理包括厌氧生物法和好氧生物法。厌氧生物法适宜浓度较高的污水或污泥,能将大分子有机污染物转化为小分子物质,去除率高。 结合本项目生产废水的水质特点,及水量较少的原因,建议采用较为成熟的A2/O污水处理工艺。4、 处理工艺流程5主要设计参数1、废水水量根据建设方提供的数据得知,设计处理废水量:5m3/d。2、水质
11、情况(1)根据以往经验废水水质监测数据。原水水质情况如表1:项 目CODBOD5动植物油氨氮PH色度(倍)SS原水水质mg/L80006000502005-6801000(2)根据污水综合排放标准GB8978-1998二级标准,出水达到指标如表2:项 目CODBOD5动植物油氨氮PH色度(倍)SS出水水质mg/L1503015256-9801503、工艺单元及设计尺寸1)厌氧池尺寸:LWH = 222.7m容积:10m3数量:1座建筑结构:钢混结构。型式:地下式。水力停留时间为2天2)缺氧池尺寸:LWH = 322.9m容积:16 m3数量:1座建筑结构:钢混结构。型式:地下式。水力停留时间为
12、2天3)好氧池尺寸:LWH = 211.2 m容积:2 m3数量:1座水力停留时间为6天4)沉淀池尺寸:LWH = 214 m容积:8 m3数量:1座建筑结构:钢混结构。型式:地下式。水力停留时间为2天5)设备微孔曝气装置1套,小型曝气泵2台(一用一备);小型污泥回流泵2台(一用一备)厌氧池与缺氧池内宜设置2台以上的搅拌器。6烟尘治理对策烟尘治理对策分为燃烧前控制技术、燃烧中控制技术和燃烧后控制技术 。燃烧前控制技术是治理烟尘污染的先决一步,包括物理的、化学的、生物的方法,以及多种技术联合使用的综合工艺。燃烧中控制技术主要指清洁燃烧技术,指在减少燃烧过程中污染物的排放,提高燃煤利用效率的所有技
13、术的总称。燃烧后控制技术是指在锅炉尾部采用物理、化学措施将煤炭挥发物截留或转化,达到减少污染物排放的目的。燃烧前控制技术和燃烧中控制技术是治理烟尘污染的最根本的途径,通过提高燃料燃烧率和锅炉热效率减少污染物排放量和燃料消耗量,达到节能减排的目的。该厂锅炉为燃煤锅炉,且无配置相配套的除尘脱硫设施,难以确保各项污染物浓度达到国家排放标准。根据锅炉大气污染物排放标准GB13271-2014中对于自2014年7月1日起新建的锅炉执行的标准如表3所示:表3 新建锅炉污染物排放浓度限值该厂为小型豆干原料加工厂,若仍使用燃煤锅炉,需花费大量资金进行相应脱硫除尘设施的建设与维护,且很难使烟尘达标排放,仍然不能
14、避免对环境的污染。由于该厂所处位置人口密集,楼群林立,考虑其未来发展趋势,目前烟尘治理的主要对策(除加高烟囱外)建议:1、使用气体燃料。 气体燃料主要有天然气、石油液化气、煤气,与固体和液体燃料相比,气体燃料可以在很低的过量空气系数(1.051.3)下完全燃烧,CO2排放量可减少 26%;SO2减少为零;N Ox减少为 3 3 % ;烟尘排放可以降低到零。2、使用电锅炉。电锅炉热效率高,无污染物排放,安装使用简便,可以彻底解决小型锅炉的烟尘污染问题 。目前,电锅炉、燃气锅炉的技术条件已经比较成熟了,能够满足取暖需求和工业生产上的要求,但在解决价格方面一直没有取得突破性的进展,相对于燃煤锅炉而言
15、,价格还是比较高的,大约是 3 5 倍。7工程投资概算7.1污水处理设施概算1、土建工程序号名 称规格LBH(m)材料数 量总 价(万元)备 注1厌氧池2m2m2.7m钢混11.8新建2缺氧池3m2m2.9m钢混 11.6新建3好氧池2m1m1.2m钢混1 1.1新建4二沉池2m1m4 m钢混10.6新建5污泥浓缩池1.5m1.2m1.3 m钢混10.7新建 土建费 5.8万元2、工艺工程概算:序号名称规格单位单价数量价值(万元)备注1格栅0.80.61.0套0.0510.05不锈钢自制2磁力泵Q2.0m3/h台1.534.52用1备3微孔曝气器刚玉套0.01200.2江苏4曝气系统套3.31
16、3.3PVC5管道、阀门套0.4510.45华亚6配电及自控系统套0.710.7非标件7污泥抽吸泵套2.124.21用1备8电缆、线槽、管配套套0.310.3非标件9设备、钢构防腐树脂、防锈漆、面漆套0.410.4非标件10总计(万元)14.1(3)设计调试费14.160.85万元(4)安装费 14.160.85万元(5)税金(2)+(3)+(4) 15.871.106万元(6)合计 16.91万元7.1.1处理成本分析 药剂费药剂消耗为0.25元/吨。电费设备正常运转每天平均总耗电8.4kwh,电价按0.6元/kwh计算,吨水电费1.008元。人工费本污水站需配备1人专职负责污水站正常运行管
17、理,工资另计。处理成本污水处理成本1.26元/吨7.2锅炉运行费用估算 1吨的锅炉,按下列条件计算:天然气热值:9300kcal/Nm3,煤炭热值:5500kcal/kg 天然气价格:3.6元/Nm3(商用),煤炭价格:1300元/吨电价:0.80元/kwh ,燃油、气热效率:=90%,煤锅炉效率:=82%;电锅炉效率:=90%。可得三种方案的运行费用比较如表4,由表4可以看出:燃煤和燃气锅炉经济性差别不大,但燃煤锅炉需要配套烟尘处理设备才能使烟尘排放达标,这样必然使运行费用上升。3种方案的其他因素比较如表5。表4各方案运行费用比较项目蒸汽生产设备安全性节能故障率环保性产气量(吨)每小时耗量(
18、油、气、煤)(度、kg、Nm3、kg)预计每小时费用(元)方案一天燃气蒸汽锅炉安全隐患小能耗很小高环保无烟型0.570Nm3/h260方案二电锅炉存在安全隐患耗能很大高环保无烟型0.5700度560方案三燃煤蒸汽锅炉存在安全隐患耗能很小中重度污染0.5150Kg/h200表5各方案其他因素比较锅炉类型燃气锅炉燃电锅炉燃煤锅炉能源种类天然气电II类煤种能源类型一次能源二次能源一次能源维护指数维护费用很低维护费用很低维护费用高环保指数无污染无污染重度污染能效比90%90%82%配套设施要求配套燃气管道配套电线电缆高压变压器储煤场地、煤渣储存场地、运输车辆及个类人员、专业司炉工受政府政策影响大力提倡和支持节能减排、拉闸限电节能减排、减少灰尘、逐渐取缔
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