某米酒厂污水处理工程方案设计

酒厂有限公司污水处理工程方案设计（设计资质建设部甲级）市环保工程设计有限公司2001年8月目录1概述11项目基本情况212设计参数313设计水质排放标准414设计依据42工艺设计21工艺路线422工艺流程523工艺说明524各单元处理效果估算1025酒糟泥产生量估算1026废污泥产生量估算1027沼气产生量估算1128各处理单元设计113工程投资估算31主要建、构筑物及设备、材料规格及估价1332工程建设直接费用1533工程取费1534工程总造价154工程建设经济分析41环境效益1542经济效益1643废水处理成本估算165工程图纸176附件17酒厂有限公司污水处理工程方案设计1概述11项目基本情况省酒厂有限公司位于省市镇沙口，该企业年产米酒5万吨，1999年利税达到12亿元，在全国同行业中产量排名第十一位，是我国最大的米酒生产企业，也是米酒行业中第一家通过ISO9002认证的企业。企业所在地东临口岸、南靠江支流的西江河岸、大桥和高速公路从厂的西侧跨越、北面镇内大道，地理位置优越、水陆交通发达。酒厂有限公司以大米为原料生产白酒。其洗米水排放量为250M3/D，大豆蒸煮水排放量为20M3/D，酒糟废水排放量为100M3/D。目前，洗米水和大豆蒸煮水经过现有的好氧生物处理设施处理后排放，酒糟废水出售给养猪户作为饲料利用。考虑到企业的长远发展和环境保护措施的加强，决定扩建改造现有的处理设施，使扩建改造后的处理设施能够处理现在排放的洗米水、大豆蒸煮水和100M3/D的酒糟废水的上清液。酒糟废水的特点是水温高达90以上，悬浮物浓度高达76460MG/L，上清液COD浓度高达61300MG/L。经固液分离可以将废水中的悬浮物去除，所得到的固形物（酒糟泥）可以做饲料或有机农肥，清液中仍含有高浓度的溶解性有机物，可以通过厌氧发酵将其转化为燃料沼气，用于锅炉燃烧，获得节约燃煤的经济效益。洗米水的特点是COD浓度变化较大，为20007000MG/L。虽然目前工厂有一套处理处理设施在运行，但是由于设计工艺是采用单一的好氧处理，因此处理效果不稳定。大豆蒸煮废水的水量很小，只有20M3/D。其特点是COD浓度为29340MG/L，颜色呈褐色，有较多的悬浮物。公司领导的设想是将来可以把这种水添加到酒的发酵罐中进行利用。因此，可以不作为废水来考虑。但是，作为备用方案，即如果这部分水添加到酒的发酵罐而影响酒的品位时，则应考虑作为废水的处理问题。大豆蒸煮废水中含有较丰富的氮、磷营养元素，如果与上述两种废水混合进行处理，则可以减少或不再添加氮、磷营养药品，反而会对酒糟及洗米废水的处理非常有利。12设计参数1水量370M3/D，A洗米水排放量250M3/D，COD浓度5100MG/LB大豆蒸煮水排放量20M3/D，COD浓度30000MG/LC酒糟废水的上清夜100M3/D，COD浓度61000MG/L2上述3股废水混合后的水质COD浓度22000MG/LBOD浓度11000MG/LSS浓度2500MG/LPH613设计水质排放标准本设计方案要使废水经处理后所达到的排放标准为中华人民共和国污水综合排放标准（GB89781996）中所规定的第二类污染物排放的一级标准。因为本设计对象的废水属于食品类有机废水，所以其主要污染物排放监测项目及其限制浓度如下表1监测项目CODBODSSPH色度氨氮限制浓度100MG/L20MG/L70MG/L6950倍15MG/L数值的具体要求应由当地环保部门确定与批准。14设计依据（1）酒厂有限公司废水水质、水量参数（2）国家污水综合排放标准（3）给水排水设计手册（4）给水排水规范2工艺设计21工艺路线针对酒厂废水的基本情况，结合在厂里所进行的中试实验结果和国内外进几年的技术进步和成功经验，提出如下设计技术路线（1）首先将洗米水、大豆蒸煮水和100M3/D酒糟废水的上清液3股废水混合，然后采用“厌氧好氧”串联工艺进行处理。（2）厌氧生物处理处理单元采用颗粒化污泥厌氧膨胀床（EGSB）技术设计，运行条件采用中温。（3）好氧处理单元采用RC式生物接触氧化反应器与SML浸没式膜生物反应器（MBR）的串联技术设计。22工艺流程（1）废水处理工艺流程3股废水调节池投配池超声波流量计EGSB厌氧罐RC反应器MBR处理水排放其中，所产生的沼气供给锅炉作为燃料利用详见（3）；（2）污泥处理工艺流程处理过程中产生的污泥采用以下流程处理污泥污泥浓缩池螺杆泵带式压滤机脱水泥饼作为有机农肥利用（3）沼气的利用工艺流程为EGSB厌氧罐沼气水封隔火器燃煤锅炉炉膛23工艺说明231调节池废水汇入积水池并通过水泵提升到调节池，进行水量、水质的调节。在调节池中设置空气搅拌管进行混合搅拌并防止悬浮物沉积。232投配池通过投加碳酸钠将污水的PH值调节到67，加蒸汽或冷水进行水温调节到3537，然后通过水泵将污水输入到厌氧罐中进行处理。输入到厌氧罐中的水量通过超声波流量计进行测量，使流量控制在设定范围内。233高效厌氧处理技术EGSB厌氧罐EGSB是本设计中采用新技术的核心，其特点如下1EGSB是当今国际上最新型的以在装置中可以形成颗粒化厌氧污泥为特征的高效厌氧处理装置，在运行过程中其颗粒污泥层处于膨胀状态，因此与目前的升流式厌氧处理床（UASB）的固定床颗粒污泥层方式不同。与UASB相比，EGSB装置具有布水容易均匀、传质效果好、有机物去除率高，能够在更高的进水浓度和更高的容积负荷下运行的优点。此外，EGSB装置的高度可以为UASB装置的高度的倍以上，因此其占地面积更小。2EGSB反应器的操作特征是底部进水、水流装置中向上部均匀流动，经过特殊设计的气固液三相分离器后，以溢流的方式流出。在装置中，厌氧菌经过36个月的连续培养以后，结成颗粒状的污泥，其粒径一般为2MM以下，污泥浓度可高到2040KGTVS/M3，有机物主要是在这样的颗粒层中被分解，并产生大量的沼气。EGSB的高负荷及高效率的特征是基于这一原理和理论来实现的。如果上述条件达不到，例如三相分离器不能将污泥有效地分离并截留在装置中，或污泥的颗粒形不成，都会对其处理效果产生很大影响，甚至无法运行。因此，EGSB反应器的设计和正确操作都非常关键。有关这些技术，目前国内外都采取以专利的形式加以保密或保护。3本设计的EGSB装置的三相分离器及操作方法采用南开大学环境科学与工程学院教授张振家博士的发明专利。其专利分别在日本和中国进行了申报。其中，在日本以“装置设计”和“颗粒污泥形成促进方法”分两项申报，在中国申请“废水高效厌氧污泥床处理装置及方法”一项。中国的专利号为ZL1035695。4关于EGSB装置的形式，本设计采用钢板制壳体为圆柱形立罐。三相分离器和厌氧菌污泥控制器为配套设备，待壳体建造完后运至现场进行组装。234RCBIOFILTER工艺采用南开大学环境科学与工程学院所开发设计的循环接触过滤式新型高效生物接触氧化工艺（RCBIOFILTER工艺）所设计的废水生物处理装置（池），具有供气充氧阻力小、能耗低、无堵塞、有机物去除负荷高、占地小、造价低等优点，已经广泛应用于酒精、啤酒、制药和小规模生活污水处理工程。其特点为采用气水喷射泵原理设计充氧混合器，氧转移方式采用界面更新理论而不采用传统的双膜理论设计，作为生物载体的填料采用引进日本技术生产的当今性能价格比最好的塑料弹性填料（商品名BIOCORD）。填料采用上下固定方式置于反应池中，距池底05米、水面下1520米处，充氧混合器按一定间隔均匀排列在填料层中将反应池中的水自下而上提升并经过填料间隙向下流动，使池内水流不断上下循环，附着在填料表面的微生物膜在此过程中不断从水流中将有机物吸附至其表面并发生生物代谢将其分解为水和二氧化碳，使水流中的有机物浓度降低。由于反应池中无水流死角而且填料层中的水流呈层流，所以生物膜的形成时间短，一般24小时内即可形成，并且生物膜生长均匀、无生物膜生长过厚或难以脱落造成堵塞的问题。生物膜的比表面积大、对水流过滤接触性能非常优越，因此反应池中的水流清澈、出流水中的悬浮物浓度非常低，有时可以省去后续沉淀池而直接排水。传统的生物接触氧化池在布气和混合方面效果差，往往造成填料表面生物膜厚度不均匀和局部水流死角，使池中局部填料表面生物膜过厚、造成厌氧，带来恶臭和处理效果恶化。为了解决这一问题则需要经常用水枪清洗填料表面，给维护管理带来麻烦。更主要的是频繁的冲洗填料层会使填料的使用寿命缩短，增加维修更换费用和影响设施正常运行。南开大学设计的这种反应池则无这些问题。235膜生物反应器（MBR）将膜分离技术和生物处理技术相结合而产生的一种全新的污水深度处理技术。本设计采用鹭滨公司生产的SML浸入式膜生物反应器（MBR），具有一种独特的屏幕式结构，它是将中空纤维膜置于曝气悬浮生物反应池内，微孔中空纤维膜的两端汇集于出水收集管，经过曝气和生物处理后的水经过中空纤维膜过滤由泵抽出。整个装置采用全自动控制，具有操作简单、运行稳定等特点。该反应单元的主要去除对象是氨氮，保证出水氨氮及悬浮物浓度达到排放标准。236处理工艺流程中水温控制及固形物处理的说明由于酒糟废水的水温和悬浮物浓度很高，必须加以前处理才能达到后继废水处理工艺的要求。但是，考虑到场地地皮紧张，无法采用通常的做法。因此，在除悬浮物上决定采用自动板框过滤机，冷却降温上采用先与洗米水混合降低大部分温度，然后再在投配池中加入小量其它水，如生物接触氧化池的回流水等进行调温，使EGSB反应罐中的温度保持在352的最佳状态。由于废水中的蛋白质等含氮化合物经好氧处理后会产生较多的硝酸氮，降低COD的去除率，所以采用回流的方法可以减少废水排放量，而且还可以提高废水的COD及总氮去除率。污泥浓缩池的作用不仅是进行废弃污泥的浓缩，而且还要作为将来EGSB反应罐在维修和正常运转时多余颗粒污泥的寄存池和颗粒污泥菌种库。将来如要考虑向外销售颗粒污泥菌种，则这部分池子的容积一定要保证。废弃污泥经浓缩后采用带式污泥脱水机进行脱水，泥饼是很好的有机农肥，可以用于种花和农田，具有销售价值。24各单元处理效果估算表2COD（MG/L）SS（MG/L）处理单元进水出水进水出水调节池调节水温为3337。C；PH6572EGSB厌氧罐20000150020001000好氧处理池15003001000500MBR设备3001005001025酒糟泥产生量估算500M3/D酒糟废水经板框过滤机处理后，若悬浮物的去除率以97计，所产生的酒糟泥约106000KG/D（含水率以65计）。26废污泥产生量估算废水处理过程中要产生一定量的多余菌体和浮渣，这些固体物形成废水处理过程中的废污泥。本设计工艺的废污泥产生量为每立方米废水约1012KG干污泥，每天产生的脱水污泥量约3000KG（含水率以75）。27沼气产生量估算废水经过EGSB装置处理后，有98的有机物被转化为沼气，沼气的总产生量为62035210980510697NM3/D。其中，沼气的甲烷含量为6070，沼气的燃烧热值约54006300千卡/NM3。28各处理单元设计281储存池主要功能收集、储存酒糟废水，供板框过滤机处理。有效容积50M3282板框过滤机主要功能进行渣水分离，去除酒糟废水中的悬浮物，得到的酒糟泥作为饲料出售。处理能力每小时处理2530M3酒糟废水。283调节池有效容积400M3284投配池有效容积100M3配套设备碱液溶解设备1套，药液定量投加设备1套，自动搅拌设备1套，PH计1台，管道、阀门若干。285进水泵流量40M3/H，扬程25M，数量3台（2用1备）。286超声波流量计数量1套，安装于EGSB进水管上，装备数字就地和控制室显示和流量累计功能。287EGSB厌氧罐直径7M，高度15M，配备直径2M的三相分离器台和污泥界面控制器1台。288沼气计量表数量1台，安装于去锅炉房的沼气管道上。289好氧处理池（钢筋混凝土结构，地上式）有效容积480M3，配备三叶型低噪音罗茨风机、充氧混合器、生物填料（详细数量及参数由施工图确定）。2810MBR膜分离反应器采用定型成套设备，处理水量40M3/H2811污泥浓缩池（钢筋混凝土结构，地下式）有效容积40M3。2812污泥脱水机采用带宽为2M的带式污泥脱水成套设备。配套设施污泥泵2台，管道、阀门若干；PAM溶解设备1套，药液定量投加设备1套，反应罐1套，管道、阀门若干。2813配电及电气控制设备根据施工图确定。2814水质检验化验设备数量1套。2815风机房及加药、脱水、电控间建筑面积15M9M2816化验值班室建筑面积42M90M主体设备COD等化验分析设备配套设施电源及上下水管道3工程投资估算本章所主要建、构筑物和设备、材料数额以及相应算出的工程造价仅作为估计和参考，真实的造价由施工图设计确定。投资估算主要依据给排水工程概预算与经济评价手册。31主要建、构筑物及设备、材料规格及估价表3、表4分别为给出了本工程的主要建、构筑物和设备、材料一览及其参考估价。表3主要建、构筑物一览表名称工程量（M3）估算单价（元/M3）估算总价（万元）备注储存池55100055池容积中增加10的无效容积调节池4401000440池容积中增加10的无效容积投配池22100022池容积中增加10的无效容积EGSB基础3631000363中间水池22100022池容积中增加10的无效容积水温调节池22100022池容积中增加10的无效容积RCBIOFILTER池5401000540池容积中增加1125的无效容积回流水池22100022池容积中增加10的无效容积风机房及加药、脱水、配电间135M215002025化验值班室378M21500567合计17452表4主要设备及材料一览表名称规格单位数量单价（万元）总价（万元）备注自动板框过滤机Q40M3/H台2240480浓浆泵Q40M3/HH30M台21224EGSB罐体直径7M高度15M座34501350含保温、防腐处理三相分离器GSSZ20台1257684污泥界面控制器ET1A台31030进水泵Q40M3/HH20M台0816中间水泵Q40M3/HH20M台20816热电藕温度计0100套120224不锈钢探头超声波流量计050M3/H套33090管道式罗茨风机SSR150台24284回流泵Q40M3/HH15M台20816兼作气浮单元进水泵MBRQ40M3/H台1120120加药设备套23570带式污泥脱水机B20M套1150150单螺杆污泥泵Q20M3/HH15M台20918生物填料BT15M3300006180充氧混合器NK1套7500654875电气及电控设备非标设计套130管道及阀门50化验器材20爬梯等辅助设施非标设计80合计35807532工程建设直接费用上述两项造价的合计为工程建设的直接费用，其值为532595万元人民币。33工程取费依照国家有关规定，本工程的各项取费标准及取费额如下表5序号名称取费标准取费基数（万元）取费额（万元）说明1工程设计费5053259526632设备及材料运输费5053259526633设备安装费8035807528654联动试车改装费5053259526635培菌调试及人员指导费3053259515976菌种购买费105325955327管理及验收服务费105325955328税金5653259529839不可预见费505325952663合计1916134工程总造价本工程的总造价确定为工程直接费用与工程取费之合计，其金额为724205万元人民币。4工程建设经济分析41环境效益本工程为环境保护工程，其建成后可以减少污染排放量，起到对西江河流水质保护的重要作用，环境效益非常显著。411工程未建设前的污染物排放量计算本工程未建设前，酒糟废水只有100M3/D被利用，每天向西江排放酒糟废水400M3。根据本次现场取样一次分析值估算，酒