东海粮油工业公司谷朊粉厂污水处理工程设计方案

1 东海粮油工业公司谷朊粉厂污水处理工程设计方案 东海粮油工业（张家港）有限公司自 1997年投产以来，生产规模 和经济效益不断发展，尤其是榨油、油脂和饲料产业更为显著。近年来该公司面粉产业虽也取得了一定的进步，但与公司的远景规划发展要求差距甚远，根据公司现有的综合实力优势，拟在面粉加工能力为 750吨 /日的基础上，再增加一条 250吨 /日面粉生产线。并发展与小麦（面粉）为主要原料的相关产品：谷朊粉；小麦 淀粉及淀粉糖。 在谷朊粉、小麦淀粉及淀粉糖的生产过程中产生两股高浓度有机 废水：淀粉废水及戊聚糖废水。 前者 后者浓度更高，超过 10 万 水中 达到几万 水中的主要有机污染物为淀粉（多糖类物质）、蛋白质、戊聚糖及纤维素。这些有机污染物，有的呈溶介状态，有的呈非溶介状态，而非溶介状态有机质几乎占到废水中 为了确定废水处理工艺路线，自二 00四年四月开始至十一月，历 时七个多月，用相同生产厂家、相同生产工艺所产生的废水作了试验。试验 H/解 好氧工艺），厌氧工艺及 些试验为工程设计提供了依据。 本污水处理工程系 “三同时”建设项目，执行国标 污水综合排放标准的一级排放标准。 本污水处理工程建于生产扩建征地范围内，本工程涉及到的水、电等公用设施，由生产厂统一规划提供，污水站不单建。 本污水处理方案涉及到污水处理站建筑红线范围内的工艺、总图、水、电、气、自控仪表等各工种工程设计内容，基本建设投资估算与此相吻合。 一、 水质水量 2 （一） 水量 1、谷朊粉及戊聚糖混合废水量（以下简称面粉深加工废水） 5m3/h 2、油脂废水及生活污水混合废水（稀释水） 0m3/h （二） 水质 1、谷朊粉及戊聚 糖混合废水（离心机分离后） 5000mg/l； 总氮 1400 mg/l； 磷酸盐 400mg/l； 3000 mg/l； 3 4 2、油脂等混合废水 6000mg/l； 动植物油 3000 mg/l； 磷酸盐 70mg/l； 3000 mg/l； 4 5 （三） 处理后出水水质 100mg/l； 20mg/l 70mg/l； 磷酸盐（以 l； 氨氮 15 mg/l； 6 9 二、 废水处理工艺路线及工艺流程简图 （一）小试主要结论 1、小试分两个阶段实施：第一阶段单用戊聚糖 3二阶段用淀粉和戊聚糖混合废水试验。用戊聚糖单独试验意在了解这种五碳化合物其可生物降解性及有无毒性。一般讲五碳化合物较难生物降解，而且有的还有毒性，例如糠醛 四氢糖醇们的原水 000 5000mg/l，超过 这个阈值，便会使生化处理装置中的微生物中毒。本小试证实，无论是用H/是用厌氧工艺，以小麦面粉为原料产生的高浓度戊聚糖度废水（ 0000mg/l）的可生化性均较好，没有发现有中毒现象。三段 H/试进水 7713mg/l，出水为 124mg/l；厌氧工 3 艺，进水 3023mg/l，出水 73 643mg/l。小试数据表明戊聚糖废水无毒性，无须单独特殊处理，可与淀粉废水混合后一并处理，简化了工艺流程。 2、淀粉和戊聚糖混合废水的试验 （ 1）用芬兰 水 8700mg/l， 3500mg/l，磷酸盐为 252mg/l，总氮为2490mg/l。在未加任何药剂及调正 A、离心机转速为低速时，分离后的清液呈乳浊态， 53000mg/l，去除率为 33000mg/l，去除率 磷酸盐 244mg/l，去除率为 总氮为 114mg/l，去除率为 B、离心机转速为高速时，分离后的清液呈乳浊态， 37200mg/l，去除 率为 19400mg/l，去除率 酸盐 140mg/l，去除率为 总氮为 114mg/l，去除率为 离心分离试验的数据表明，采用高速离心机优于低速的；离心后水的 0%以上； 本上完全分离掉，水呈乳浊态，由胶体物质形成；磷酸盐和总氮分别去除 44%和 95%以上。试验表明，采用离心机作为水的预处理手段是可取方案。 （ 2）用离心分离后的清液做混淀（加药）试验 混凝（加药）试验结果（ 8） 序号 原水mg/l 药剂 沉淀 后清液 mg/l % 1 36100 1705 36100 2830 36100 3320 36100 39188 a（ 2 a（ 30576 32398 36100 39188 2 27636 30846 4 6 39188 2 1234 39188 1040 有加药化学处理的 调至 8是为了适应 免二次调正 粉深加工废水原水呈酸性，进入 H 值，试验证实，用 2优于 优于用其它混凝剂， 0%以上。分析其原因可能是两种作用机理的结果，一是水中胶体物质带正电负，调 偏碱性条件下，胶体物质发生电荷中和，破坏了胶体的稳定性；二是 2颗粒较重，起到载体作用，与胶体凝聚 物产生共沉淀。当然，采用 2有其缺点： 应器池底会产生重颗粒沉积物，长时间运行可能会出现不利影响，设计时采用相应工程措施。 （ 3）厌氧试验 A、采用 积负荷 4 6kg/d；反应 00 500mg/l；试验流量 1L/d；出水 8。 B、试验原水 2387 17883，出水平均 2276mg/l，5%左右，这组数据的正常运行只持续了 21 天。过后，试验装置出现反常现象：出水和出气通道堵塞；污泥层堆 积呈一园柱体，没有悬浮层；降低进水 2000mg/l 梯度下降 述堵塞现象仍然出现，区别在于出现的时间长短不一而以，浓度越高出现堵塞的时间越短。这种现象在做戊聚糖废水试验时是不存在的。分析其原因，是小麦淀粉降解特性的反映。周知，以淀粉（多糖类物质）降解到单糖（葡萄糖）要经过多个阶段：淀粉糊精麦芽糖葡萄糖。 5 小麦淀粉不同于玉米淀粉等的区别在于从淀粉降解为糊精的速度较快，而糊精降解为麦芽时间则较长（即糊精滞留时间较长），糊精是粘 淍 物质，它粘附在厌氧颗粒污泥和絮状污泥的表面，并逐 渐聚集在一起，至使上升水流通道堵塞。在实际工程中，由于厌氧反应装置体积（截面积）厐 大，水流上升通道不会堵塞，但糊精与污泥体聚集在一起的现象是发生的：小块的，在沼气的上托力作用下，漂浮在表面；大块的则在重力作用下有可能下沉到池底，在微生物作用下慢慢分解。张家港市振兴面粉厂日处理量 800m3/运行一年多）证明，在进水 000 5000mg/然厌氧池表面出现了一些污泥块状漂浮物，但处理装置始终正常运行着，0%以上。 综 合试验与工程实践表明，小麦淀粉废水采用厌氧处理装置是可行的，但 水浓度应控制在 10000mg/l 以下，容积负荷控制在5kg/ （二）主要污染物对症治理措施 本污水处理工程的主要污染因子为 酸盐，氨氮， 动植物油。 1、 朊粉厂废水中的主要有机污染为淀粉（多糖物质）、蛋白质、戊聚糖及纤维素。这些物质均属可生物降解物质， 000050000mg/l。经试验及类似 工程实践证实，将原水稀释（用粮油生产废水）至 10000mg/ 75%左右），然后用 H/加相应物化处理，可使出水达 6 到排放标准。 2、磷酸盐 谷朊粉厂废水中的磷酸盐（以 达 300mg/l，经粮油废水稀释后， 水中游离磷酸盐含量仍达到 l，按出水磷酸盐含量 上。像这样高的去除率，单靠生物处理是无法达到的，必须采用物化和生化处理相结合的方法，而且需要多级处理。物化 处理实为投加化学药剂。例如钙盐、铁盐和铝盐，在合适的 件下均能生成不溶介（或难溶介）磷酸盐，但实践证实投加钙盐（石灰）的去除效果最佳。 3、氨氮 谷朊粉厂排水中的总氮相当高，达 1400mg/l，经粮油废水稀释，并经 应，结合态的氮素（主要存在于蛋白质内）实现氨化（脱出氨氮）后，生成的氨氮值为 242mg/l。根据生物脱氮原理，厌氧反应器后采用 H/反硝化。最终用 际上用了三级脱氮过程。 4、 朊粉厂废水中的 要是非溶介性有机质，采用 国外进口离心机， 本上能全部分离掉， 0%以上，水中残存的基本上是颗粒极细小的，达到胶体状态的物质，试验证明，用常规混凝剂助凝剂对去除 有采用石灰（石灰液），调 淀物明显析出。说明离心分离后的胶体物质带有正电荷，石灰投加后，致使胶体颗粒表面电荷发生中和，产生混凝，并在 2沉降物作用下，发生共沉淀作用。本来原水呈酸性，进入厌氧反应前，须调正 ，用石灰（石灰乳）调 同时得到了附加效果： 的去除率可达 23%左右，这是一举两得 的效应。 5、动植物油 油主要含在粮油废水中。粮油废水可生化性极好，作为高浓度谷朊粉厂生产废水的稀释水是可行的。问题是要在作为稀释水前，进行予处理，去除水中浮油、乳化油及溶介性油。工程实践证明，在粮油废水进入生化处理前，进行隔油，化学破乳，用隔油器、沉降池及气浮器可将绝大部份浮油、乳化油去除掉（相应 5%左右， 去除94%，油去除 97%），经予处理后粮油废水可以作为谷朊粉厂废水的稀释水，至于粮油废水中的溶介性油可在后续生化处理装置一并去除掉。 综上所述，拟采用以下工艺流程简图。 污水处理 工艺流程简图（未含污泥系统和加药系统） 药剂 药剂 粮油废水 0m3/h 沼气直排 在生产车间 药剂 面粉深加工混合废水 A 5m3/h 加温 药剂 A B 药剂 B 出水 调节池 隔油池 水封槽 沉淀池 I 气浮池 离心机 调节池 沉淀池 A 混合池 沉淀池 B 预曝池 中间水池池 沉淀池 C H/中间水池 过 滤 器 H 池 中间水池 清水池 沉淀池 D 8 四、主要工艺设计参数 （一）粮油废水预处理 油脂废水 调节池 隔油池 沉淀池 I 气浮池 至面粉 深加工混合废水 50m3/d 水力停留时间 （ h） 16 2 有效容积 （ 800 75 除率 （ %） 10 60 30 出水 mg/l） 6000 5400 2160 1512 动植物 油去除率 （ %） 40 10 95 出水油 （ mg/l） 3000 1800 1620 81 除率 （ %） 80 70 出水 mg/l） 3000 600 180 磷酸盐去除率 （ %） 80 70 出水 p （ mg/l） 70 14 9 （二）面粉深加工混合废水 A、厌氧处理工段 粮油废水 50m3/d 药剂 混合废水 调节池 离心机 沉淀池 A 混合池 沉淀池 B 至予曝气池 15m3/h 水力停留时间 （ h） 高速 2 1 m3d 2 有效容积 （ 25 除率 （ %） 20 75 出水 mg/l） 50000 40000 10394 2599 出水总氮 （ mg/l） 1400 242(氨氮 ) P 去除率 （ %） 5 出水 P （ mg/l） 400 380 91 10 B、 厌氧后处理工段 接厌氧工段 预曝池 沉淀池 C H/ 沉淀池 D 过滤器 清水池 出水 65m3/h 水力停留时间 （ h） 10 2 24 2 8 16（反应） V=6m/h 1 有效 容积 （ 650 1560 520 65 除率 （ %） 30 10 70 10 20 70 10 出水 mg/l） 1819 1637 491 442 354 106 95100 氨氮去除率 （ %） 60 40 80 出水氨氮 （ mg/l） 97 58 12 15 （ %） 60 50 80 90 出水 P （ mg/l） 气需要量 （ m3/h） 1127 1242 358 氧利用率 （ %） 15 15 15 11 五、主要处理构筑物及设备 1、调节池 I（ 20其主要功能是调节粮油废水水质水量。废水由车间压力输送至此。池内设集油器，池顶设冷却塔，以备夏季高温时降温。水力停留时间 16小时，系钢筋砼防腐构筑物。 2、隔油池（ 84其主要功能是分离水中浮油，池内设浮油回收机、池壁防腐、浮油回 收机系不锈钢设备。 3、沉淀池 I（ 7座：其主要功能是分离水中 在投药条件下实现破乳。采用竖流式沉淀池，水力比表面负荷h。系钢筋砼构筑物。 4、气浮器（ 其主要功能是分离破乳后的浮油，系组合式成套专用设备。 5、反应器 A（ 52其主要功能是将离心分离后的谷朊粉厂废水在投加 2条件下，使 8,中和胶体物质的电荷，破坏胶体的稳定性。系钢结构专用设备。 6、沉淀池 A（ 其主要功能是实现胶体凝结体 和 2的共沉淀，部分削减水的 用竖流式沉淀池，水力比表面负荷 h。系钢筋砼构筑物。 7、混合池（ 153其主要功能是将稀释水（粮油废水）在此与谷朊粉厂废水混合，并调正进入 应器的 与水温。系钢筋砼构筑物。 8、 4515其主要功能是在厌氧条件下降解大部分有机污染物，并实现氨化和释磷反应。容积负荷 d，设双层三相分离器。反应温度 352， 力配水，设内循环系统。沼气直排，暂不考虑 回收利用。 9、沉淀池 B（ 204其主要功能是截留 水中夹带之生物污泥。采用斜板沉淀池，水力比表面负荷 h，系钢筋砼构筑物。 12 10、予曝池（ 35m）：其主要功能是作为厌氧生物反应向好氧生物反应的过渡段，并部分实现碳化和硝化反应。水力停留时间 10小时。内挂 膜式微孔曝气器曝气。系钢筋砼构筑物。 11、沉淀池 C（ 其主要功能是在投药条件下，实现化学除磷。采用竖流式沉淀池，水力比表面负荷 h，系钢筋 砼构筑物。 12、 H/35m）：其主要功能（ 1）实现一次反硝化脱氮；（ 2）实现二次硝化；（ 3）部分削减 挂 膜式微孔曝气器曝气，水力停留时间 24小时。系钢筋砼构筑物。 13、沉淀池 D（ 其主要其功能是实现二次化学除磷。采用竖流式沉淀池，水力比表面负荷 h，系钢筋砼构筑物。 14、 H 池（ 35m）：其主要功能是实现二次生物脱氮。内挂力停留时间 8小时，系钢筋砼构筑物。 15、 56m）：其主要功能是作除磷脱氮的三级反应器，是改进型连续进水间隙曝气的活性污泥法（ 池子分八格，每一格按进水 3小时、曝气 14小时、沉淀 2小时、排水 3小时及闲置2 小时（其中半小时为排泥），采用电动阀门由电脑指令按顺序，八格轮回运行。排水液高度 内污泥占池高 膜式微孔曝气器曝气。 16、过滤器（ 台：其主要功能作出水把关用。 六、 动力装置 1、 提升泵（ 九台（五用四备）， N= 2、 回流泵（ 二台（一用一备）， N=、 反冲洗泵（ 150二台（一用一备）， N=15、 污泥泵（ 四台（二用二备）， N= 5、 气浮器（ 一套， N=、 板框压滤机（ 20三台（二用一备）， N= 13 7、 螺杆泵（ 三台（二用一备）， N= 8、 搅拌器 七台 N=w7 9、 三叶鼓风机（ , 台（二用一备） , N=45 10、加药泵 A 二台（一用一备） N=1、加药泵 B 六台（三用三备） N= 12、冷却塔（ 50 一台（备用） N=4、 污泥处置 本污水站的污泥主要产生于沉淀池，其次是气浮池。由于采用石灰投药，故产泥量较大，约每天生成含水率为 98%的污 泥 78板框压滤后，最终每天约生成含水率为 78 80%的污泥 污泥无毒无害，可按一般废弃物处置。 八 定员 污水站定员按 24 小时三班四运行制配备。检修工不单设， 由全厂统一调配。 人员配备表 工 种 人数 备 注 站长 1 大专以上文化 分析员 1 操作工 8 合 计 10 九、主要技术经济指标 1、 处理能力： 65m3/h （ 1560m3/d） 2、 截污量： 25044d 3、建筑面积： 2984、占地面积： 5090 14 5、总有效装机容 量： 、单位电耗： h/ 7、基本建设总投资 : 8、运行费： 、折旧费（按 15年计）： 运行费组成一览表 项 目 计算标准 单位处理水费用，元 / 注 电 费 2 460元 /吨 石灰 300元 /吨 3000元 /吨 人工费 800元 /人月 维修费 2% 合 计 十、几点说明 1、本方案中土建投资估算，未包括特殊地基处理费用。 2、考虑到油脂废水原水水温较高，且占总处理水量的 77%，估计与面粉深加工废水混合后，水温基本上能满足 应的要求，但设计仍考虑引一根蒸汽管至混合池作备用措施。 15 十一、基 本 建 设 投 资 估 算（ 65m3/ 序 号 项 目 单 位 数 量 价 格 备 注 单 价 （元） 总 价 （万元） (一 ) 土建 工程 建筑物 98 650 构筑物 调节池 67 腐 沉淀池 I 85 混合池 58 沉淀池 A 34 3 6008 腐 沉淀池 B 24 予曝池 72 中间水池 A、 B 19 沉淀池 C 45 H/052 沉淀池 D 45 82 3 2520 污泥池 79 中间水池 C 5 清水池 1 小计 3. 设备基础