木薯酒精工程废水治理设计方案.doc

【木薯酒精工程废水治理设计方案】木薯酒精工程废水治理设计方案项目编号：2006-FAC87设计证书编号：环境工程专项工程设计甲级2441号 山东十方圆通环保有限公司二OO六年九月目 录1 设计依据11.1设计依据11.2水质水量及处理要求12 工艺流程22.1工艺流程22.2 工艺流程的组成32.3 主体工艺介绍52.4主要指标预期效果表73 工程相关设计83.1建筑及结构设计83.2电气设计104 工程设备及投资一览表125运行费用分析155.1.动力费用155.2.人员设置155.3.药剂费155.4.直接运行费用1616 山东十方圆通环保有限公司 1 设计依据1.1设计依据(1) 业主提供的资料；(2)室外排水设计规范；(3)给水排水设计手册；(4)废水处理工程技术手册；(5)发酵酒精和白酒工业污染物排放标准。1.2水质水量及处理要求1、水量水质控制项目进水水 量2500m3/dCOD50000mg/lBOD525000mg/lSS25000mg/lNH3-N600mg/LpH4-4.5水温1122、处理要求根据业主要求废水经处理后应达到发酵酒精和白酒工业污染物排放标准。COD 100mg/lBOD5 20mg/lSS 70mg/lNH3-N 15mg/LPH ： 6-92 工艺流程2.1工艺流程由水质的基础数据及排放要求，确定工艺流程如下：酒精醪液格栅集水井泵 固液分离 贮 渣 池泵降 温 塔 调节沉砂池 砂 外 运 pH值调节 配 水 井泵 集 泥 池 UASB反应器 水封器 沼气利用 污泥回流 活性污泥池 二 沉 池 污泥浓缩池 污泥处理 气浮系统 达标排放图例： 污水管路 污泥管路 沼气管路图2-1 废水处理工艺流程图2.2 工艺流程的组成本工程废水属高浓度有机物废水，适宜采用生物处理。工艺流程主要包括：预处理、厌氧处理、好氧处理、污泥处理和物化处理五个工段。2.2.1.预处理工段1 格栅（不锈钢）栅间隙 3mm格栅去除废水中较大的悬浮物、漂浮物和固体颗粒物质，主要防止堵塞水泵和减少后续处理构筑物的负担。2 集水井（钢砼）总 容 积 ： 20m3提 升 泵 ： NM076BY01L06V来水标高一般较低，设置集水井收集废水，停留时间10min，内部设置提升泵，由浮球开关控制泵的开停。3 固液分离连续分离机 ： IL-600A/B 贮 渣 池 ： 600m3由于酒精醪液中含固率太高，对后续厌氧生化处理不利，故设置固液分离提取蛋白，保证后续厌氧工艺的正常进行。4 降温沉砂池 总 容 积 ： 1000m3冷却塔 ： SF-100G 冷却装置提升泵： NM076BY01L06V搅拌系统 ： QJB3/8-480/3-740/s废醪液温度太高（经固液分离后温度可降至75左右），设置降温装置保证生物处理必须的温度（UASB运行温度为3035）。 去除大部分砂，以减小对后续处理构筑物的影响。2.2.2.厌氧处理工段经预处理后的酒精醪液其水量为2100m3/d（固液分离沼渣带走部分废液）。1 配水井（钢砼）总 容 积 ： 100m3提 升 泵 ： CHD55.5-100A pH调节系统为保证厌氧反应器进水pH值，设置配水井一座。设置pH调节系统保证进UASB反应器的废水pH值稳定在6.5-8.5，在配水井上部安装泥水分离系统，回收从厌氧反应器逃逸出的颗粒污泥。2.UASB反应器（钢砼）反应器尺寸 D=20.0m H=7.0m总 容 积 8792m3 4座UASB内部主要设备：UASB布水系统UASB三相分离器UASB排泥系统UASB泥水分离器水封器循环水泵 100WL80-9-4 在配水井中稳定控制废水pH值后，废水经提升泵泵入厌氧UASB反应器（设计负荷7.0kgCOD/m3.d），布水系统保证废水的均匀分布，反应器内部含有大量的颗粒污泥，废水在上升过程中与污泥接触经水解、酸化、产酸、产甲烷四个阶段后，90%以上的有机物被降解生成CH4、CO2。2.2.3.好氧处理工段1.活性污泥池（钢砼）总 容 积 ： 5800m3曝气风机 ： 3L53WC曝气系统 ： 1050m2加药系统（营养盐投加系统）UASB反应器出水自流进入曝气池，除了UASB反应器出水外，还有0.250.75倍于曝气池的二沉池污泥回流至好氧池。2.二沉池（辐流式沉淀池、钢砼）总 容 积 ： 585m3刮吸泥机 ： CGX-14C 2.2.4.物化处理工段1.气浮设备气浮装置 SF-QF150 设计参数：功 率 17kW 经过好氧处理的废水，再通过物化处理工艺进一步降低废水中污染物含量。2.2.5.污泥处理工段1.集泥池总 容 积 ： 60m3UASB所排颗粒污泥进入集泥池，作为接种污泥。2.污泥浓缩池总 容 积 ： 250m3二沉池所产污泥含水率高，排入污泥浓缩池后，依靠重力浓缩，降低污泥含水率，然后送入污泥脱水机，脱水外运。3.脱水机房总 面 积 ： 400m2污泥脱水系统 ： DYQ-2000 剩余污泥是废水生物处理的产物。须妥善处理，避免对环境造成二次污染。常用的污泥脱水设备有板框压滤机、带式压滤机和卧式螺旋离心机。本工程采用的带式脱水机设备具有连续操作，维护量少，脱水效率高的特点。2.3 主体工艺介绍1.厌氧工艺UASB即上流式厌氧污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Blanket），是该污水处理工程的主体构筑物。由于上流式厌氧污泥床（UASB）在反应器中集有大量高效颗粒化的厌氧污泥，因而大大提高了COD去除率，高出一般传统的厌氧消化池2-3倍，减小了后续处理段的进水负荷，从而降低工程造价。上流式厌氧污泥床反应器的基本原理是：废水中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体（沼气）含甲烷大于60%，可做为能源再次利用，如用于发电、锅炉燃烧等。这样，既去除了有机污染物又回收了能源。上流式厌氧污泥床反应器主体是内装颗粒厌氧污泥的容器，在其上部设置专用的气、液、固分离系统，即三相分离器，它可使反应器中保持高活性及良好沉淀性能的厌氧微生物，从而在工艺上较一般厌氧装置的效率高，节省投资与占地面积。厌氧处理出水可作农田灌溉，也可以使废水中的有机物含量达到工业污水的排放要求，其技术关键为三相分离器、布水系统及该装置的工艺条件，特别是形成颗粒污泥的工艺条件是使UASB装置高效的技术关键。冬季给废水适当加温，以保证厌氧污泥的活性。以下为UASB示意图：图2-2 UASB反应器示意图图2-3 UASB中培养的颗粒污泥的电镜照片2.好氧工艺曝气池和二沉池是活性污泥系统的基本处理构筑物。活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术，由曝气池、二次沉淀池、曝气系统（含空气或氧气的加压设备、管道系统和空气扩散装置）以及污泥回流系统等组成。经前处理流出的废水与从二沉池底部回流的活性污泥同时进入曝气池；在曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解，使废水得到净化。在二沉池内，活性污泥与已被净化的废水分离，处理水排放，活性污泥在污泥区内进行浓缩，并以较高的浓度回流曝气池。由于活性污泥不断地增长，部分污泥作为剩余污泥从系统中排出。2.4主要指标预期效果表工 艺 段项 目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）固液分离进 水出 水去除率5000050%2500052%2500060%UASB反应器进 水出 水去除率2500090%1200090%1000050%沉淀池进 水出 水去除率250020%120020%500070%活性污泥池+二沉池进 水出 水去除率200085%100095%150080%气浮池进 水出 水去除率30050%5060%30078%3 工程相关设计3.1建筑及结构设计3.1.1设计范围格栅、集水池、降温沉砂池、配水井、UASB反应器、活性污泥法、贮渣池、沉淀池、集泥池、二沉池、污泥浓缩池、贮气柜基础、泵房、鼓风机房、加药间、脱水机房及水封间、值班化验室。3.1.2 主要建构筑物的建筑设计1、本工程建筑物有泵房、鼓风机房、加药间、脱水机房及水封间、值班化验室。以上工业建筑生产火灾危险性类别为戊类，以上建筑物耐火等均为二级。2、建筑做法：主要建筑做法说明:地面：采用混凝土水泥地面。内墙面：采用混合砂浆墙面，面层刷内墙涂料。外墙面：采用贴面砖墙面，颜色为白色。屋面：采用卷材防水膨胀蛭石保温屋面。顶棚：采用抹灰顶棚。窗户：采用中空双层玻璃。以上建筑做法均选自省标L96J002。3、建筑立面根据厂区总平面布局、厂区重点建筑景观以红色调值班化验室为中心，其它建构筑物与之协调呼应,墙面以白色为主调，配以浅黄色线条使建筑物以稳重的质感，建筑物周围均绿化，更能够体现污水处理厂宗旨绿色环保的主体。3.1.3各建构筑物的结构设计由于本工程所在地质情况不详，建构筑物的结构设计仅提供外形尺寸和载荷。混凝土强度等级C30，抗渗标号S8，抗冻标号D50。结构设计按工艺及其它专业要求，遵循国家现行有关规范制定结构方案及其结构设计。1、平面布置处理站的平面布置是整个建筑设计中最重要的部分，其布置将影响到整个处理站的合理性。本着节省投资、布置紧凑、工艺流畅、便于建设实施的原则，根据地形、地貌、道路、环境等自然条件，考虑进出水走向、风向、朝向和外观等因素，处理站按功能区分区布置，一次规划用地，充分考虑到业主远期发展的需要。2、道路及绿化为节省占地面积，减少投资,废水处理站内的车行道与厂区保持一致，人行路宽4.0米，铺装人行道板。道路能满足防火及运输要求。处理站路面坡度控制在0.5%左右，使雨水能及时排出处理站，保证处理站内不积水。主要道路两侧设绿篱，距绿篱1米处种植乔木，其它空地铺草坪。3、建筑装修标准根据公司的发展及处理站所处的位置，装修标准充分考虑厂房现有情况，做到美观、大方，易于清洁，与厂区总体风貌风格一致。3.2电气设计1、设计范围本设计包括处理站内配电及电气控制的设计，不包括发电机的工程设计。2、供电负荷本工程装机容量为362.55kW，均为380/220V低压设备。3、电气传动及控制系统设计本工程工艺设备分为两种供电方式，即由MCC直接供电和由现场控制箱供电。单机设备的控制均采用现场手动和PLC自动两种控制方式。由MCC供电的设备均设机旁操作箱，在操作箱上设“远程停就地”控制选择开关，自动时由上位机及PLC自动控制，手动时可在机旁操作箱上实施手动控制，手动控制仅在系统和设备调试时使用，正常运行时全部由PLC自动控制。4、施工设计 1）设备安装 本工程所使用的开关柜、控制箱、操作箱等分为落地安装、墙（柱）上安装及支架安装等形式。落地安装的设备均采用槽钢作基础，槽钢与设备间采用螺栓固定。挂墙安装的配电箱或控制箱均采用胀管螺栓直接安装。户外安装的配电箱、控制箱、机旁操作箱等一般采用支架安装，亦可视现场实际情况采用其它形式的安装方式。安装支架采用不锈钢或镀镍铬合金的防腐支架。 2）电缆敷设 室内电缆采用电缆沟和穿钢管敷设，电缆采用VV和KVV聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。 室外电缆采用电缆沟和直埋敷设，各构筑物局部采用穿钢管明敷设或电缆桥架敷设。电缆沟内敷设的电缆采用VV和KVV聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，直埋电缆采用VV22和KVV22铠装电缆。 电缆桥架采用不锈钢或镀镍铬合金的防腐型桥架，电缆保护管、电缆沟内支架以及接地线等均采用镀锌材料。 3）接地及等电位联接设计 本工程低压配电系统采用TN-S（三相五线）接地系统。各MCC及每一建筑物电源入户处或低压馈线距离超过50m时，设重复接地装置。 建筑物内做总等电位和根据规范要求做局部等电位联接设计。所有进出建筑物的各种金属管道、电缆保护管、电缆金属铠皮等以及电源PE线等均采用镀锌扁钢或电线分别与等电位端子箱联接。室外构筑物上所有正常不带电的设备金属外壳、金属性构架等以及电缆PE线等均采用镀锌扁钢与相应构筑物处的电源重复接地装置相连。 4）防雷及过电压设计 本工程拟对三类及以上防雷建、构筑物做防雷保护。屋顶设避雷带或避雷针作为接闪器，以柱内主筋作为引下线，防雷接地与电气系统的保护接地共用接地装置，其接地电阻不大于1欧姆。 为防止因雷电感应过电压对电气设备造成破坏，拟在主要建（构）筑物的低压配电进线处加装避雷器或浪涌保护器。 5）照明及弱电系统设计 照明电源采用220/380V三相五线制系统。 本工程办公及生活场所以荧光灯照明为主，生产场所采用以白炽灯为光源的工厂灯照明，照度要求较高的生产场所采用混光灯具；其它附属设施采用白炽灯照明。 厂区道路照明选用3m高金属灯杆的路灯，光源为150W高压钠灯，厂区路灯分别由值班室控制。室外构筑物根据需要设置局部照明。4 工程设备及投资一览表一、工艺部分序号名称规格型号数 量设备参数制造商名称单 价总 价（万元）材 质1格 栅3mm1台山东十方1.001.00不 锈 钢3162提 升 泵1NM076BY01L06V3台Q=44m3/h H=10m N=7.5kW德国耐驰5.2015.60乙丙橡胶 EPBPF /EP3连续分离机IL-600A/B12台N=5.5kW盐城利隆2.8033.60转篮不锈钢材质4冷 却 塔SF-100G4台山东十方6.0024.005冷却装置提升泵NM076BY01L06V3台Q=44m3/h H=10m N=7.5kW德国耐驰5.2015.60丁腈橡胶 SBBPF /SBE6搅拌系统QJB3/8-480/3-740/s4台N=3.0kW南京中环2.5010.00不 锈 钢7提 升 泵2CHD55.5-100A2台Q=95m3/h H=12m N=5.5kW上海川源1.102.20泵体、叶轮均为FC2008pH调节系统SF-JY1套山东十方5.005.00集 成9UASB布水系统SF-BS64套山东十方2.50160.00工程塑料10UASB三相分离器SF-FL128套山东十方2.60332.80工程塑料11UASB排泥系统SF-PN8套山东十方7.0056.00工程塑料12UASB泥水分离系统SF-NF4套山东十方2.5010.00工程塑料13循环水泵100WL80-9-48台Q=80m3/h H=9m N=4kW上海东方0.604.80泵体、叶轮均为HT20014水 封 器SF-SF4套山东十方2.5010.00工程塑料15鼓 风 机3L53WC3台Q=32.5m3/hP=0.06Mp N=45kW南通恒荣4.4013.20HT250/30016曝气系统膜式曝气管1050m2江苏宜兴0.030/m231.50橡胶HPDE17加药系统（营养盐）SF-JY2套山东十方3.006.00集 成18刮吸泥机CGX-12C1套 N=0.75kW唐山博大12.0012.00碳钢防腐、不锈钢19气浮装置SF-QF1501台N=17.0kW山东十方28.0028.00 20污泥脱水机DYQ-20003套N=14.6kW唐山博大25.0075.00碳钢、推料器衬钨钢21菌 种颗粒污泥1200吨山东十方0.0560.0022化验仪器2.0023管道、阀门、栏杆18.0024防腐、保温12.0025电气、电缆25.00小计963.30二、土建部分序号名 称结构形式数量规 格金额（万元）备注1集 水 井钢 砼1座20m30.60中级玻璃钢防腐2贮 渣 池钢 砼1座600m315.00中级玻璃钢防腐3降温沉砂池钢 砼1座1000m325.00中级玻璃钢防腐、顶盖弱防腐4配 水 井钢 砼1座100m33.00中级玻璃钢防腐、顶盖弱防腐5UASB反应器钢 砼4座8792m3220.006活性污泥池钢 砼1座5800m3145.007二 沉 池钢 砼1座585m314.708气浮设备基础钢 砼1座60m25.009污泥浓缩池钢 砼1座250m36.3010集 泥 池钢 砼1座60m31.8011水 封 间砖 混1座20m21.4012脱水机房砖 混1座400m228.0013机房（鼓风机房、泵房、加药间）砖 混 180m212.6014值班化验室砖 混1座40m22.80小计481.20三、其