石家庄某淀粉厂ic法处理淀粉废水技术方案设计.doc

赵县某淀粉厂ic厌氧法处理淀粉废水技术方案河北某环境科技发展有限公司2008年10月目 录1方案编制单位简介22、工程概述33、设计依据及原则43.1设计依据43.2设计原则44、设计参数64.1进水水量64.2进水水质64.3出水要求64.4设计范围65、淀粉废水处理工艺流程75.1淀粉废水的水质特征75.2淀粉废水处理工艺特点75.3处理工艺流程105.4 工艺说明105.5处理效果分析125.6可行性分析136、工程投资估算156.1安装工程157、经济分析167.1 人工费167.2 电费(按0.5元/度)167.3 药剂费168公司对客户的服务与保障措施178.1质量保障措施178.2产品质量保障措施178.3售后服务措施179结论18181方案编制单位简介河北某环境科技发展有限公司是一家致力于环境保护高科技的股份制企业。注册资金1500万元。聘请清华大学、北京大学、北京科技大学的教授和生物专家作为公司技术研发的后盾。公司产品平台覆盖水污染治理、大气污染治理、烟气脱硫、恶臭气体净化等领域。公司以“专业化、规模化、市场化”作为企业定位，以环保高科技为先导，以制造集成化为基础，依托“模式、技术、资本、机制、人才、文化”等六大优势资源，树立河北某环境科技发展有限公司的“第一品牌”形象，在提升我国环保设备制造业发展水平和推进环保技术领域向前迈进的过程中，成为集环境保护技术创新、环保设备集成制造和环保产品供应服务为一体的综合性环保产业实体。2、工程概述淀粉废水属高浓度有机废水，可生化性较好，含大量淀粉、蛋白质和糖类等。cod一般为200010000mg/l，bod一般为10005000mg/l。淀粉废水悬浮物较高，可以回收做饲料。过去，对淀粉废水的处理仅追求对cod和ss的去除，参照淀粉行业水污染排放标准（征求意见搞）编制说明，对淀粉废水的处理不仅要求去除ss、cod，还要求脱除氨氮及对磷的去除。这就对淀粉废水的处理提出了更严格的要求。本方案设计即依据建设单位提出的处理后的出水要达到污水综合排放标准（gb8978-96）的级排放标准，即cod150mg/l，bod30mg/l，ss150mg/l。3、设计依据及原则3.1设计依据3.1.1中华人民共和国环境保护法3.1.2建设项目环境保护设计规定87国环0023.1.3污水综合排放标准（gb8979-1996）3.1.4恶臭污染物排放标准（gb1455493）3.1.5室外排水设计规范（gbj14-87）3.1.6地表水环境质量标准（gbzb1-1999）3.1.7城市噪音标准（gb12348-1990）3.1.8给排水设计手册3.1.9厂家提供的污水处理设计文件要求3.2设计原则3.2.1贯彻执行国家环境保护政策，按照国家有关法规、规范及标准进行设计；3.2.2工艺流程选择要充分考虑企业的自身情况，要根据进水水质和出水的要求，选择先进的处理工艺、处理效果稳定、可靠、操作管理简单、节能，利用现有场地考虑减少并能工程投资和运行费用低;3.2.3先用国内先进、高效节能、性能可靠、运行管理方便的设备，提高自动化程度、减少维护工作量，减轻操作人员的劳动强度；3.2.4设计中充分考虑防止二次污染，噪音低，无异味，不影响周围环境；3.2.5废水处理站布置力求美观，布局合理，功能齐全。在便于施工安装和维修的前提下，使处理构筑物尽量集中，布置紧凑，节约用地，保证有一定的绿化场地。4、设计参数4.1进水水量根据厂方提出的数据，设计进水水量为1000m3/d（42m3/h）。4.2进水水质根据厂方提供的数据，确定设计水质如下：codcr：10000mg/l bod5：5000mg/lnh3-n：60120mg/l ss：700mg/l ph：45 水温：204.3出水要求根据厂方要求，生产废水经处理后应达到污水综合排放标准（gb8979-1996）中的二级标准：codcr150 mg/l bod530mg/lss150mg/l nh3-n15ph：69 4.4设计范围与工艺的确定4.4.1污水处理站内的废水处理工艺设计、污泥处理工艺设计。4.4.2污水处理站结构设计及相关设计。4.4.2建筑物设计、构筑物设计、设备设计及选型、电器及自控设计、设备安装设计。5、淀粉废水处理工艺流程5.1淀粉废水的水质特征5.1.1 以玉米为原料生产淀粉时，大致有60的玉米成为商品淀粉，并有30的玉米成为副产品。5.1.2 淀粉废水中的固形物含量较高，有机物的主要成分是蛋白质、糖（碳水化和物）、脂肪等，另外含有大量含氮、碳的无机化合物。5.1.3 淀粉废水的一般组成为：总糖0.130.17%，粗蛋白2.11%，固形物510%，粗纤维23%，脂肪酸0.10.3%5.1.4 淀粉生产废水显酸性，在处理过程中会使后续厌氧处理受到抑制，甲烷菌不能承受低ph值的环境，因此生化处理前需调整ph值在6.57.5之间。5.1.5 在玉米浸泡过程中，为了破坏玉米的机械强度，削弱淀粉与其他部分的亲和力，分离可溶性蛋白，同时为抑制微生物的滋生繁衍，在浸泡中加入一定量的亚硫酸溶液，经工程实践证明，当so3-2和so4-2的浓度与cod之比小于1：7时对厌氧消化有不利影响。5.1.6 淀粉废水中的蛋白质等含有机氮的物质经厌氧处理后，发生了氨化作用，换言之，废水中的有机氮转化为氨氮，从而增加了废水中的氨氮浓度。因此，在废水治理工艺选择中同时考虑cod去除及生物脱氮功能。5.2淀粉废水处理工艺特点5.2.1由于淀粉废水悬浮物含量较高，且能回收做饲料，因此需设初沉池作为预处理，这样即可以去除一部分有机物，减轻后续生化处理单元的负荷，又可以产生经济效益。为了保证回收物质的纯度，初沉池内不投加任何药剂，每立方米废水经初沉池后可回收饲料2.0kg。5.2.2由于淀粉废水属于高浓度有机废水，且可生化性较好，必须采用厌氧好氧串联生化处理工艺，才能使出水达到排放标准。厌氧处理单元极适应于高浓度有机废水，其有机负荷率较高，抗冲击负荷能力强，其主要优点是动力消耗低，无需向废水中充氧。由于厌氧生化反应器往往不能将全部生化反应进行到底，只有部分cod能进行到产甲烷阶段，尚有部分cod降解反应只进行到中间阶段，形成出水中cod、bod浓度仍不能达标，因此在厌氧处理单元后需串联好氧生化反应，经好氧反应后，使淀粉废水cod、bod进一步降解。淀粉废水处理采用“厌氧好氧工艺”取代了“水解酸化好氧”及过去的三级好氧工艺1、减少动力，降低处理成本为了降低淀粉废水处理成本，由原来的淀粉处理工艺经历了从“三级好氧”到“水解酸化好氧”，再到“厌氧好氧”的发展过程。用厌氧方法去除等量的bod所需的电耗只需好氧的1/8，故采用“厌氧好氧”处理工艺。动力消耗少，处理成本低。2、能减少好氧处理负荷厌氧处理淀粉废水cod去除率达到80%，经厌氧处理后，进入好氧处理系统的cod只有未经过厌氧处理的20%，从而为好氧处理设施预留了充足的处理能力。3、可减少污泥处理费用 好氧污泥生成量大，而且不稳定，需要再处理。而厌氧污泥生成量只有好氧污泥量的1/3，从而可以减少污泥处理费用。厌氧污泥还可直接作有机肥，符合生态学要求。4、可生产沼气，充作能源日处理1000吨cod为10000mg/l的淀粉废水，通过厌氧可产生沼气3360m3/d，用于烧锅炉，每天可节省4吨原煤。5.3选择ic厌氧工艺在淀粉废水厌氧处理中，大多采用uasb厌氧工艺，其容积有机负荷只能达到5-6kgcodm-3d-1。厌氧反应器要有较高的有机负荷必须同时具备两个条件：较高的污泥浓度和较高的传质速率。而强化传质过程主要是通过提高水力负荷和产气负荷来实现。uasb为了保持较高的污泥浓度，不能有较高的水力负荷和产气负荷，一旦出现较高的水力负荷和产气负荷便会造成污泥大量流失。因此，uasb的传质并不理想，故容积有机负荷不高。ic厌氧反应器的内部有1个依靠自身产生的沼气来驱动的内循环系统。这个内循环系统使ic反应器内既能保持较高的污泥浓度，又能通过提高水力负荷来提高传质速率。故有机负荷可高达20kgcodm-3d-1以上，处理效率很高。是uasb的35倍。ic的容积只需uasb的1/31/4。除此之外，ic还具有以下特点：1、造价低，以处理等量的废水相比较，ic的造价只有uasb的50%。2、占地面积少，占地面积只需uasb的1/3。3、出水水质好，由于ic是在颗粒污泥条件下运行，厌氧出水中不含污泥。故出水水质好，对好氧处理十分有利。4、耐冲击负荷能力强，运行稳定，便于操作管理。5.4处理工艺流程加碱根据上述，确定本工程采取ic厌氧好氧工艺，流程如下：ic厌氧反应器调节罐中和池初沉池格栅提升泵废水缺氧回流污泥二沉池排放二级生化一沉池一级生物接触氧化 鼓风剩余污泥泥饼外运干化池污泥浓缩池 废水管道 污泥管道淀粉废水处理工艺流程图5.5 工艺说明 5.5.1格栅井格栅井、细格栅各一道，以去除废水中的机械杂质，减轻废水的有机负荷，避免管道堵塞。5.5.2初沉池初沉池的功能是将废水中的ss（固体cod）部分地去除，回收黄粉。采用砖混结构，有效容积为v=168 m3。5.5.2调节中和池采用矩形砖混结构，主要用于调节废水的水质、水量和ph值，以及发生事故时暂时储存水量。在调节池投加碱液（na2co3或caco3），将废水的ph值调整为6.57.5之间，内设曝气软管。池内有效容积为v=336m35.5.3提升泵 在沉淀池内安装一级提升泵两台，采用潜污泵，型号100wq45-10-5.5型，流量q=45 m3/h，扬程h=15 m，功率p=2.2kw，其功能是将废水提升至调节罐。5.5.4 ic厌氧反应器（1）ic进水调节罐30m 1台 2m h=5m 进水泵1台 q=45m3/h h=10m电磁流量计1台调节罐对废水cod和温度进行调节，以保证其恒定，罐内可配备蒸汽加热管，只需在水温低于28度以下时进行调温。（2）ic厌氧反应器630m1台(直径6.5m，高度19m)。进水泵1台 q=45m3/h h=35m（功率：11千瓦）电磁流量计4台为严格控制ic的进水量，ic需安装4台电磁流量计。为保证有较好的cod去除率，hrt设定为6小时，上升流速为3.13m/h。ic反应器必须在颗粒污泥条件下运行，每台ic需接种颗粒污泥10吨。5.5.5 一级生物接触氧化淀粉废水经ic厌氧反应器后，去除一部分有机污染物，但还不能达到排放标准。我们采用接触氧化法作为后续的处理办法。该法与活性污泥法相比，具有占地少，单位体积的池容中有更多的生物量，所以处理效率高，耐各种冲击能力强，停留时间短，不会发生活性污泥法中令人头痛的污泥膨胀问题，容易操作管理等优点。池内有效容积为380m3，外型尺寸9.5 m5.0m，池深5.6m。池底设可变微孔曝气器曝气，内设组合填料，填料高度4.0m。5.5.6一沉池一级生物接触氧化池中生物填料上的生物膜经过一段时间生长后将会不断老化脱落，不断更新。脱落的生物膜随出水进入一沉池进行泥水分离，沉淀分离出的污泥部分利用气体回流器回流至一级生物接触氧化池中补充流失的污泥，剩余污泥进入污泥池。选用竖流式沉淀池，有效容积170m3，设气提回流器一台。5.5.7污泥浓缩池沉淀池中的污泥一部分回流，另一部分剩余污泥进入污泥浓缩池浓缩处理。污泥浓缩池外形尺寸6.0m4.0 m，池深4.0m，采用砖混结构。5.5.8干化池污泥浓缩池浓缩后的污泥进污泥干化池进行干化后外运。设污泥干化池两座，单池容积40 m3，外型尺寸4m8m1.2m,砖结构。5.5.9鼓风机房鼓风机的作用是向生物接触氧化池和缺氧池供氧曝气（原有）。5.6处理效果分析本工艺处理效果见下表项目cod（mg/l）bod（mg/l）ss（mg/l）nh3-n（mg/l）初沉池进水100005000700100出水90003200350100去除率10%35%50%0%调节池进水90003200350100出水7200128031540去除率20%60%10%60%ic厌氧反应器进水7200128031540出水108019228560去除率85%85%10%-50%一级生物接触氧化进水108019228560出水32428.811412去除率70%85%60%80%一沉池进水32428.8114出水29123.179.8去除率10%20%30%二级生化池进水29123.179.8出水87.520.271.5去除率70%12.5%10%二沉池进水87.520.271.5出水78.719.363.3去除率10%5%10%5.7可行性分析在前一阶段，我国玉米淀粉废水处理采用厌氧-好氧处理工艺，已达到了污水综合排放标准中的二级标准，本工程要求达到污水综合排放标准的一级标准，故此，在原处理工艺基础上，增设了曝气生物滤池，以进一步对残留的cod，bod进行降解去除，同时曝气生物滤池还可以同时进行硝化反硝化作用进一步脱氮。本设计方案采用了淀粉工业水污染排放标准（征求意见稿）中所推荐的uasb+a/o工艺，此推荐工艺是为了有效地去除废水中的氨氮；这是过去玉米淀粉废水处理没有涉及到的。参照以下二例1河北省许昌淀粉厂，采用如下处理工艺淀粉废水-沉淀池-调节池-泵-uasb-接触氧化池-气浮池-砂滤-出水其出水水质达到了一级排放标准。2山东邹平淀粉厂，以玉米为原料生产淀粉，其费水处理采用以下工艺流程淀粉废水-沉淀调节池-uasb反应器-竖流式沉淀池-接触氧化池-气浮池-排放处理后达到了污水综合排放标准的二级标准。根据上述，认为本方案能确保处理出水水质达到建设单位要求的标准。6、工程投资估算6.1安装工程6.1.1设备购置设备名称型 号数 量单价（万元）造价（万元）ic厌氧反应器6.5m，h=19m1套75ic进水调节罐2m, h5m1套流量计2加温器3个2不锈钢材料8防腐6爬梯平台6调试费运费5设计费10小 计114 菌种、吊车、土建、泵、塔外管道由厂家负责。合 计：114万