节能减排示范工程可行性研究报告.doc

元阳县绿野制粉有限公司元阳县绿野制粉有限公司 节能减排示范工程可行性研究报告节能减排示范工程可行性研究报告 海南省建设项目规划设计研究院海南省建设项目规划设计研究院 二二一三年六月一三年六月 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 1 元阳县绿野制粉有限公司元阳县绿野制粉有限公司 节能减排示范工程可行性研究报告节能减排示范工程可行性研究报告 院 长：张世有国家注册咨询工程师 高级工程师 审定人：李剑国家注册咨询工程师 审核人： 王振藩高级工程师 项目负责人：申锦刚国家注册咨询工程师 编写人员：王宗晖国家注册咨询工程师 杨勇毅助理工程师 钟乙正助理规划师 海南省建设项目规划设计研究院海南省建设项目规划设计研究院 二二一三年六月一三年六月 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 2 目目 录录 第一章第一章 总论总论3 1.1 项目简介 3 1.2 项目概况 3 1.3 结论与建议 4 第二章第二章 项目提出背景与建设必要性项目提出背景与建设必要性4 2.1 项目提出背景 4 2.2 项目建设的必要性 5 第三章第三章 场址现状场址现状5 3.1 地理位置 5 3.2 气候条件 5 第四章第四章 工艺技术方案选择工艺技术方案选择6 4.1 淀粉废水的主要特征 6 4.2 工艺选择 7 4.3 污水处理工艺确定 .10 第五章第五章 污水处理工程设计污水处理工程设计11 5.1 污水处理部分 .11 5.2、污泥处理系统17 5.3、木薯渣处理系统17 5.4、沼气利用18 第六章第六章 预期处理效果预期处理效果18 第七章第七章 建筑、结构设计建筑、结构设计18 7.1 结构设计18 7.2 建筑设计.20 第八章第八章 电气设计电气设计21 8.1 设计范围 .21 8.2 设计依据 .21 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 3 8.3 电源 .21 8.4 低压设备控制方式 .22 8.5 电缆敷设 .22 8.6 保护方式 .22 第九章第九章 设备选型设备选型23 第十章第十章 总图设计总图设计23 10.1 厂区总平面图布置 23 10.2 高程设计 23 第十一章第十一章 消防消防24 第十二章第十二章 劳动保护和安全生产劳动保护和安全生产25 第十三章第十三章 项目管理和实施计划项目管理和实施计划25 13.1 实施原则与步骤 25 13.2 组织机构与分工 25 13.3 设计、施工及安装规范 26 13.4 调试与试运转 26 第十四章第十四章 节能节能26 第十五章第十五章 环境保护环境保护27 第十六章第十六章 人员编制人员编制27 第十七章第十七章 工程投资估算工程投资估算28 17.1 编制说明 28 17.2 工程投资 29 17.3 资金筹措 31 第十八章第十八章 成本分析成本分析31 第十九章第十九章 结论结论32 附件：环保工程平面布置图 .33 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 4 第一章第一章 总论总论 1.11.1 项目项目简介简介 1、项目名称：环境保护及循环经济示范工程项目元阳县绿野 制粉有限公司污水治理工程 2、建设单位：元阳县绿野制粉有限公司 元阳县绿野制粉有限公司是一家以鲜木薯为原料生产淀粉的厂家， 日产鲜木薯淀粉 100 吨。工厂位于云南省元阳县黄茅岭乡。公司自成立 以来，以人为本，坚持质量第一，投入大量的资金，进行全面性的技术 改造。迄今为止，公司蓬勃发展，在技术管理和产品质量方面已处于行 业领先地位。 公司配备先进的生产设备，生产线严格按照国际标准设计建造，在 生产经营上严格按照 ISO9001:2000 质量管理体系进行管理，确保产品 质量满足各类用户的使用要求。公司拥有产品研发，质量监控实验室， 拥有布拉班德粘度分析仪等各种精良分析化验设备，用于化验和检测产 品的各项指标，更有一批专业水准的品控队伍，保证产品质量。产品广 泛用于食品、医药、饲料、纺织、造纸、变性淀粉、建筑材料和精细化 工等行业；尤其是应用于方便面、粉丝和预糊化淀粉等产品上，更具质 量优势和市场竞争力。 3、可行性研究报告编制依据： （1）国家、行业的有关强制性标准； （2）建设单位的有关意见与建议。 4、可行性研究报告编制单位： 海南省建设项目规划设计研究院 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 5 证书编号：工咨甲 12620070002 1.21.2 项目概况项目概况 1、建设地点：元阳县绿野制粉有限公司厂区内 2、建设规模及内容: 日处理 2000 立方高浓度有机废水的污水处理系统，木薯渣，木薯 皮处理系统，污泥处理系统。 3、项目投入总资金及资金筹措： 本项目建设总投资估算为 394 万元，建设资金来源为建设单位自 筹。 1.31.3 结论与建议结论与建议 本项目的建设符合国家循环经济、节能减排与环境保护发展战略。 本项目的建设是改善水环境质量最有效的工程措施，它的建成运转，必 将提高当地的环境面貌。另外，目前能源紧张，能源价格上涨，沼气能 源的开发利用，可以为工厂节省大量的能源，推动企业由资源消耗的粗 放经济向保护生态的集约经营转变。随着我国对环境、资源的日益重视， 因此本工程项目建设具有重要意义。 建议有关部门予以大力支持，促进本项目早日上马。同时，建议建 设单位加紧项目筹建工作，成立项目建设专门机构，加强项目进度控制、 成本控制和质量控制，协调好各方面关系，确保项目以最低的成本创造 最佳的经济效益、社会效益和环境效益。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 6 第二章第二章 项目提出背景与建设必要性项目提出背景与建设必要性 2.12.1 项目提出背景项目提出背景 中国政府在经济社会“十二五”发展规划中提出要实现主要污染物 排放总量减少 10的目标，并将这一约束性指标层层分解、落实到各级 政府各相关行业。当前，各级政府高度重视，工作力度明显加大，约束 性指标的导向作用开始显现。推动污染减排、建设环境友好型社会是全 社会共同的责任，不仅需要各级政府和有关部门加大工作力度，而且需 要取得最广大人民群众的积极支持，动员最广泛社会力量踊跃参与。将 “污染减排与环境友好型社会”确定为今年世界环境日中国主题，旨在 加大宣传力度，鼓励公众参与，充分发挥社会各界的积极性、主动性和 创造性，使减少污染物排放、与环境友好相处成为每个单位、每个企业、 每个社会成员的自觉行动。 而在构建节约型社会的要素当中，低污染、低成本、可利用价值高 的能源正在被越来越多的人所接受。其中以沼气为代表的能源正处于一 种迅猛的发展趋势。 沼气是一种具有较高热值的可燃气体，与其它燃气相比，其抗爆性 能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事 和照明。事实上，沼气技术在农业及工业领域具有最大最广泛的潜力。 本项目是也是废水综合利用项目，旨在利用新的废水治理工艺，使 废水得以利用，污水的排放标准达到国家的要求，这对于改善区域现状 的环境、保护全省的生态环境都具有积极的意义，正是在这样的背景下 提出本项目建设。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 7 2.22.2 项目建设的必要性项目建设的必要性 年产 1.2 万吨的淀粉厂每年排放高浓度废水 24 万立方，废水 COD 浓度高达 15000mg/L 左右，每年排放 COD 总量 3600 吨、排放 BOD 总量 1920 吨、排放 NH3-N 总量 72 吨。 项目建成后，每年可以减排 COD 3560 吨、BOD 1915.2 吨、NH3-N68.4 吨。可以产生沼气 142 万立方（1 立方沼气热值相当于 1 公斤标准煤），可以代替 1420 吨标准煤。处理 后 50%的水回用作为工艺洗涤水，每年节约用水 12 万立方。由此可见项 目建设的重大意义。 工厂各级领导高度重视生产过程中节能与环保工作，将节能环保工 作视为企业生命，因此项目建设是必要的，适时的。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 8 第三章第三章 场址现状场址现状 3.13.1 地理位置地理位置 元阳县位于云南省南部、哀牢山脉南段，红河州西南部、红河南岸， 地处东经 1022710313北纬 22492319之间。 东接金平县，南连绿春县，西邻红河县，北与蒙自市、个旧市、建水县 隔红河相望，东西横跨 74 公里，南北纵距 55 公里，国土面积 2189.88 平方公里。元阳县峰峦叠嶂，云海浩翰，是云南热带水果和云雾茶及黄 金的重要产地之一；以哈尼族和万亩梯田为主体的六大文化景点，构成 了一幅气势磅礴，秀美壮观的画卷，形成了元阳旅游业的优势和特色 3.23.2 气候条件气候条件 元阳县境内山高谷深，沟壑纵横，属深切割。中山地貌类型。由于 长期受红河、藤条江水系的侵蚀、切割，地貌呈现出中部突起，南北两 侧低下，地势由西北向东南倾斜，北面山地多为羽状横向峡谷，南面坡 形多为箕状，全县地形可概括为“两山两谷三面坡，一江一河万级田。 ”土地全力为山地，无一平川，最低海拔 144 米，最高海拔 2939.6 米， 相对高差 2795.6 米，年平均气温 24.4，最高气温 43.5，最低气温 3.7；年降雨量最高 1189.1 毫米、最低 665.7 毫米、平均 899.5 毫米。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 9 第四章第四章 工艺技术方案工艺技术方案选择选择 4.14.1 淀粉废水的主要特征淀粉废水的主要特征 木薯淀粉的生产过程实际上就是一个物理分离过程，将原料中的淀 粉与纤维素、蛋白质、脂肪、无机物等其他物质分开。加工工艺是根据 淀粉不溶于冷水和其密度大于水的性质，采用专用机械设备，将淀粉从 水的悬浮液中分离出来，从而达到回收淀粉的目的。木薯淀粉采用湿法 加工工艺，包括滚筒清洗、二次碎解、浓浆筛分、旋流除砂、二级分离、 脱水烘干、风冷包装等环节。 木薯淀粉的生产工艺流程图及主要产污环节如下： 鲜木薯 干法脱皮去泥 干皮泥清运 水 清洗 湿法脱皮去泥 泥水沉淀 湿泥清运 （部分水循环使 用） 一级碎解 二级碎解 少量渣水 工艺水 筛 分 木薯渣 压 榨 外 卖 一级分离 黄浆水 二级精分离 白浆水 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 10 脱 水 白浆水 锅炉 气流干燥 烘 干 干 淀 粉 包装入库 从以上工艺流程图可以知道木薯淀粉生产废水主要来源于洗涤、筛 分、精分等工艺过程。这些废水含有大量的有机污染物，如可溶性蛋白 质、不溶性蛋白、淀粉、脂肪、糖类等，另外还含有一定量的挥发酸、 灰分及粗提和精提过程中分离出来的大量木薯渣和悬浮物。这些污水如 不经治理直接排放，要消耗大量的溶解氧，将会对周围环境造成污染， 但要经过合理的设施进行处理还可以产生部分能源，变废为宝。 4.24.2 工艺选择工艺选择 4.2.14.2.1 处理方法的选择处理方法的选择 根据元阳县黄茅岭绿野制粉有限公司的实际情况和木薯淀粉生产排 放污水的特点，结合我们在其它木薯淀粉生产厂家污水治理工程中的实 践经验，在保证污水达标排放的前提下，本着投资低、运行费用低、去 除效率高的原则，来确定工艺流程。 木薯淀粉废水中的黄浆水水量大、浓度高，同时可生化性较好，有 很高的综合利用价值。根据该废水特性，决定采用运行消耗较少，同时 又能够产生沼气能源的厌氧生物处理方法，即 UASB 反应器。就目前各 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 11 种废水处理技术水平而言，几乎没有任何方法能够以更低的成本将这种 废水处理到同样的水平。黄浆水仅靠厌氧分解又很难达标，必须进行二 级处理来进一步降解污水中的有机物使出水最终达标排放。 1 1、 厌氧工艺的选择厌氧工艺的选择 厌氧处理工艺的基本原理是：在无分子氧的条件下通过厌氧微生物 的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质。 厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，主要经过三个阶段：第一 阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性有机物在厌氧菌的作用下 分解为小分子、溶解性有机物，这个阶段主要产生较高级脂肪酸。第二 阶段为产氢产乙酸阶段。在专性厌氧菌的作用下，第一阶段产生的各种 有机酸被分解转化成乙酸、氢气和二氧化碳。第三阶段为产甲烷阶段。 在甲烷菌的作用下，将第二阶段生成的乙酸、乙酸盐、CO2、H2等转化为 甲烷。 上流式厌氧污泥床反应器（Upflow Anaerobic Sludge Blanket） ， 即 UASB 反应器，该技术由荷兰引进，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。该技术经国内专家 十几年的研究开发和大量的工程实际应用，工艺更加完善，培养出的污 泥活性高，沉降性能好，处理效果好，倍受国内环保界的重视，并在高 浓度有机废水的治理中被广泛推广使用。 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 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 12 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 70%，可做为能源再次利用，如用于锅炉燃烧等。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。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。 上流式厌氧污泥床有以下特点： 1）处理能力强，有机负荷高。处理效果高于同类处理工艺 2-3 倍。 2）运行管理简便，装置没有泵等复杂的电器需要人工操作，节省 了人力，减少了动力消耗，同时具有投资少等优点。 3）对各种冲击有较强的稳定性和恢复能力。 4）无填料堵塞问题，运行稳定。 厌氧生物处理系统要达到高效率，就必须满足两个原则：（1）能 够保持大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥龄；（2）保持废水和污泥 之间的充分接触。为了满足第一条原则，人们采用固定化（生物膜） 或培养沉淀性能良好的厌氧颗粒污泥的方式来保持厌氧污泥。在采用 高的有机负荷和水力负荷时不发生严重的厌氧活性污泥流失。这样便 产生了一系列的第二代厌氧反应器，UASB 反应器是其中的佼佼者。为 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 13 满足第二个条件，应该确保反应器布水的均匀性，这问题除涉及布水 系统的设计外，另外一个重要原因是厌氧反应器内废水等的混合来源 于进水的混合和产气的搅动。 由于良好的混合传质作用，UASB 反应器内所有的活性的细菌，包 括颗粒污泥内部的细菌都能得到来自废水的有机物。也就是说，UASB 内更多微生物参与了水处理过程。因此可允许废水在反应器中有很短 的水力停留时间，从而 UASB 反应器可处理较低浓度的有机废水，因 而其应用范围更广泛。 这种颗粒污泥具有下述优点： 可以保留高浓度的厌氧污泥； 细菌形成颗粒状的聚集体是一个微生态系统，有利于形成细菌生 长的生理化条件并利于有机物的降解； 颗粒的形成有利于其中的细菌对营养的吸收； 颗粒使发酵菌的中间产物的扩散距离大大缩短，可以促进复杂有 机物的降解； 减少废水性质突然变化时的不良影响。 三相分离器是 UASB 反应器最具特色和最重要的装置。它同时具有 以下功能： 能收集从分离器下的反应室产生的沼气； 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。 能够适应 UASB 反应器的较高的上升流速，而不影响气、液、固 分离效果。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 14 布水器是厌氧反应器的关键配置，它对于形成污泥与进水间充分的 接触、最大限度地利用反应器的污泥是十分重要的。进水系统兼有 配水和水力搅动作用，为了保证这两个作用的实现，需要满足如下 原则： 进水装置的设计使分配到各点的流量相同； 很容易观察进水管的堵塞，当发现堵塞，容易排除； 尽可能满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速 混合，防止局部产生酸化现象。 通过以上厌氧工艺的分析，采用上流式厌氧污泥床反应器（UASB） 是明智的选择。 2 2、废水深度处理工艺的选择。废水深度处理工艺的选择。 淀粉废水厌氧分解后出水的水质特点，其 BOD5、 CODcr 浓度适中， BOD5/ CODcr 之比值为 0.5，废水可生化性能良好，活性污泥法对具有良 好可生化性的污水中的有机物去除效率可达 90，同时又具有出水水质 稳定，投资与运行费用较省、运行经验丰富等优点，因此，对于此类污 水采用活性污泥法是最佳的工艺选择。 根据该项目的具体情况采用最新的 A2O2工艺，设计为半地下结构， 采用矩形曝气池，池前段为厌氧区，通过厌氧-好氧 （Anaerobic/Oxic）单元组合完成生物除磷、脱氮的效果，即在厌氧条 件下，通过活性污泥中的聚磷菌将能源物质 ATP（三磷酸腺苷）转化成 ADP（二磷酸腺苷）获得能量并释放磷（以磷酸的形式） ，吸收低分子有 机物，并将其转化为 PHB（聚 羟基丁酸） ；而在好氧条件下聚磷菌代 谢 PHB，释放出能量从而能够过量地吸收在数量上超过其生理需要的磷， 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 15 并将磷以聚合磷的形态贮藏在菌体内，形成富磷污泥，通过排剩余污泥 排出系统外，从而达到从污水中除磷的效果。利用多级缺氧好氧 （Anoxic/Oxic）过程，经过硝化（好氧反应）把氨氮氧化成硝酸盐；再 经过反硝化（缺氧反应）把硝酸盐还原成氮气，氮气不易溶解，逸入大 气，将污水中的氨氮及有机氮降解脱除从而使污水得以净化。 本工艺的主要优点是： （1）处理程度深、出水效果好而且运行稳定。不仅对一般碳源污 染物有高效的去除效果，而且通过厌氧以及好氧区的反复交替，完成释 磷吸磷、硝化反硝化过程，具有较强的生物 （2）动力效率高，能耗省，运行成本低。 （3）工艺流程简单，单元组合紧凑，采用的设备数量较少，控制 简单，不易发生污泥膨胀，运行管理更为便利，对管理人员的技术水平 要求不高 3 3、木薯渣处理方案选择木薯渣处理方案选择 生产过程中产生的木薯渣进行机械脱水后用作饲料,木薯渣脱水采 用带式压滤机。产生的废水同黄浆水混合进入 UASB 反应器系统处理。 4 4、污泥处理工艺选择污泥处理工艺选择 在污水处理工艺中， 系统的剩余污泥应进一步处理，系统所排出的 剩余污泥排至污泥浓缩池，浓缩后的污泥进行机械脱水。UASB 产生的颗 粒污泥可以作为种泥销售，好氧污泥外运至垃圾填埋场进行卫生填埋或 采用堆肥等其他方式进行处置。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 16 4.34.3 污水处理工艺确定污水处理工艺确定 通过以上工艺分析，确定污水处理主要工艺选用 UASB 反应器和 A2O2工艺联合处理。 黄 浆 水 洗木薯水 除皮 蒸汽 沼气利用 除泥沙 泵 部分回用 达标排放 调 节 池 UASB 反应池 中 淀 池 A/O2反应池 格 栅 沉 沙 池 集 水 池 污泥干化场 鼓 风 机 黄浆沉淀池 二 沉 池 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 17 第五章第五章 污水处理工程设计污水处理工程设计 5.15.1 污水处理部分污水处理部分 一、废水处理规模及排放标准确定：一、废水处理规模及排放标准确定： 根据元阳县绿野制粉有限公司的生产规模为 100 吨淀粉/天，根据 行业水准，吨淀粉用水量约为 20m3，其中黄浆水为 15m3 洗木薯水为 5m3。因此确定设计总水量为 2000m3/d。 根据该厂实际情况并参照同行业水质，确定水质设计参数如下： 黄浆水： CODcr ： 15000mg/L BOD5 ： 8000mg/L SS ： 4000mg/L NH3-N ： 300mg/L PO4-3(以 P 计) ： 5mg/L PH ： 4.5 洗木薯水： CODcr ： 800mg/L BOD5 ： 400mg/L SS ： 4000mg/L PH ： 4.5 根据环保部门的有关规定，废水排放应达到中华人民共和国 污水综合排放标准 （GB8978-1996）中（1998 年 1 月 1 日后建设单 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 18 位）的“一级”标准： CODcr 100mg/L BOD5 20mg/L SS 70mg/L NH3-N 15mg/L PO4-3(以 P 计) 0.5mg/L PH ： 69 二、工艺单元设计二、工艺单元设计 1 1、黄浆水预处理、黄浆水预处理 设计处理水量： 1500 吨/天 平均小时流量： 62.5m3/h （1 1）竖流沉淀罐）竖流沉淀罐 由于黄浆水中含有大量不溶性的黄浆蛋白，初沉池的作用就是利用 重力沉降，将比水重黄浆蛋白等悬浮颗粒从水中去除。本方案采用钢 结构竖流沉淀池。 设计流量 ： 62.5 m3/h 表面负荷 ： 1.1m2/h 沉淀罐尺寸 ： D=8.6m H=9m 1 座 （2 2）调节池）调节池 调节池对水质、水量、水温的调节，是厌氧反应稳定运行的保证。 调节池的作用是均质和均量，还兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化 等功能 。根据颗粒化和 pH 调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 19 补充碱度和营养盐(N、P)等；可采用计量泵自动投加酸、碱中和药剂， 通过调节池水力或机械搅拌达到中和作用。 设计参数： 设计流量 ： 65 m3/h 水力停留时间 ： 2.0h 总容积 ： 150m3 数量 ： 1 座 主要设备：污水提升泵 设备类型：WQ 型潜污泵 设备参数： 单台泵流量 ： 85m3/h 扬 程 ： 15.0 米 功 率 : 4.5KW 数 量 ： 2 台（一用一备） （3 3） UASBUASB 反应器反应器 UASB 反应器为圆形钢结构，共计 1 座 。 设计流量 ： 1500m3/d 设计浓度 ： 15000mg/L 容积负荷 ： 4.6kgCOD/（m3.d） 有效容积 ： 4150m3 UASB 尺寸 ： D=25m H=10.5m 1 座 布水系统 ： 490m2 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 20 三相分离器 ： 98 组 （4 4）中淀池）中淀池 厌氧出水中含有的一定量的悬浮物，可以通过颗粒和水的密度差， 在重力的作用下进行分离。本方案采用平流式沉淀池，钢筋混凝土结 构。 设计流量 ： 90m3/h 表面负荷 ： 1 m3/（m2.h） 沉淀池尺寸 ： LBH=10m10m5m 1 座 2 2、洗木薯水预处理、洗木薯水预处理 设计处理水量： 500 吨/天 平均小时流量： 25m3/h （1 1）旋转式格栅机）旋转式格栅机 格栅采用旋转式格栅机，放置在平流沉砂池进水口处，方便操作。 格栅设计一台。 设计参数和设备参数： 单台设计流量： 25m3/h （2 2）竖流沉淀罐）竖流沉淀罐 由于洗木薯水中含有大量泥沙，沉淀罐的作用就是利用重力沉 降将比水重的泥沙等悬浮颗粒从水中去除。本方案采用钢结构竖流沉 淀池。 设计参数： 设计流量 ： 25 m3/h 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 21 表面负荷 ： 0.7m2/h 沉淀罐尺寸 ： D=6.8m H=8m 1 座 3.3. 二级处理工艺系统二级处理工艺系统 设计流量 ： 2000m3/h（其中厌氧出水 1500m3 ，洗木薯水 500 m3） 设计浓度 ： 1000mg/L A2O2生物反应池为钢筋混凝土结构。 主要设计参数 ： 设计流量 ： 2000 m3/d 容积负荷 ： 1kgCOD/（m3.d） 尺 寸 ： LBH=40m10m5m 总 容 积 ： 2000m3 曝气系统 ： 280 套 鼓 风 机 ： JSR200 型 Q=29.82 m3 /min N=37KW P=5.0 米水柱 数量：2 台(一用一备) A2O2反应池系统采用鼓风曝气，在池底安装微孔曝气系统，采用微 孔橡胶管式曝气管，橡胶膜为 RAU-SIK 硅橡胶材料，具有良好的弹性、 抗拉性和抗机械磨损能力。管路系统可采用不锈钢管或高强度的工程塑 料管。在曝气池中一般以使用管式微孔曝气器为宜，其与盘式微孔橡胶 曝气器的性能比较见下表： 序号项目盘式曝气器管式曝气器单位 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 22 1 试验水池体积 700700M3 2 试验水池面积 117117m2 3 试验水池水深 6.006.00m 4 SSA（清水） 17.0018.00 gO2/ m2空 气M深 5 SSA（污水） 11.912.67 gO2/ m2空 气M深 6 好氧量（污水） 69.769.7KgO2/h 7 所需空气量 1010.01010.0 M3空气/h 8 曝气器数量 45060 只 9 曝气器尺寸 310651000mm 10 通过每 m2膜的空气量 56.1152.70 11 每只曝气器膜面积 0.040.15m2 12 每只曝气器的空气量 2.2415.81 M3空气/只 13 1 m2膜相当于 246 只 14 孔径 1.001.00mm 15 空面积/膜面积 0.120.36 16 空气流量 37.537.5N M3/ m2h 17 气孔流过开孔的速度 8.682.89M/s 18 气泡直径 1.501.20mm 19 比表面积 a=A/V 4.005.00 20 氧传递效率 1.001.25 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 23 21 比能耗 4.604.70 wh/N M3mte 22 鼓风机压力 710730mbar 23 污水充氧动力效率 2.202.70KgO2/KWh 24 结论 管式氧传递效率比盘式高 2；管式污水充 氧动力效率比盘式节能 22.7 盘式曝气器和管式曝气器性能比较表盘式曝气器和管式曝气器性能比较表 5.25.2、污泥处理系统、污泥处理系统 1）污泥浓缩池 设计采用重力浓缩池一座，工艺系统中产生的剩余污泥将进入污泥 浓缩池，经重力浓缩后，由污泥泵将浓缩污泥送至脱水机房，浓缩上清 液排至厂区污水管，回到集水池中。厌氧系统产生的颗粒污泥还可以作 为种泥外卖。 主要设计参数： 剩余污泥干固量 ： 2000kgDS/d 停留时间 ： HRT=12h 总容积 ： V=200m3 平面尺寸 ： LBH=7m7m4m 2）浓缩池污泥泵 泵房内安装 2 台污泥泵，将浓缩后的污泥送入带式压滤机中。 主要设备参数： 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 24 污泥泵 ： 2 台（一用一备） 单泵能力 ： Q=812 m3/h H=10m 3）污泥脱水机房 脱水机房内共设置 1 台带式压虑机。 机房内设絮凝剂制备装置一套，采用干粉聚丙烯酰胺高分子絮凝剂 配置药液。经一台加药泵加压，稀释后加入脱水机前的静态混合灌与污 泥充分混合后进入带式污泥压滤机。 主要设计参数及设备参数 ： 带式压滤机一台：带宽：2 米 功率 4KW 5.35.3、木薯渣处理系统、木薯渣处理系统 生产过程中产生的木薯渣进行脱水后用作饲料,木薯渣脱水采用 带式压滤机。产生的废水同黄浆水混合进入厌氧系统处理。 带式压滤机一台：带宽：2.5 米 功率 5.5KW 5.45.4、沼气利用、沼气利用 厌氧微生物对有机污染物进行生物降解的同时产生大量的沼气，沼 气可以作燃料，代替重油、煤，也可用来发电。本工程是用沼气来代替 煤作为锅炉燃烧的燃料。沼气利用应注意安全防范措施，沼气出口处及 锅炉前均应设置水封器，防止气压不够造成的回火现象。沼气用于锅炉 燃烧时应严格执行操作规程，防止事故发生。 由上可知，本工艺在进行污水处理的同时还产生较大的经济效益。 主要设计参数及设备参数： 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 25 沼气产量 ： 9000m3/d 水 封 器 ： 一台 第六章第六章 预期处理效果预期处理效果 工 艺 段项 目CODCr（mg/l ） BOD5（m g/l） SS（mg/ l） NH3- N（mg/l ） PO4-3(以 P 计) （mg/l） UASB 反应器 进 水 出 水 去 除 率 15000 95% 8000 95% 4000 92% A2O2 生化池 进 水 出 水 去 除 率 1000 90% 400 95% 300 77% 250 94% 出水标准 100207015 05 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 26 第七章第七章 建筑、结构设计建筑、结构设计 7.1 结构设计结构设计 一、设计依据 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001（2006 版） ） ； 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） ； 建筑抗震设计规范 （GB50011-2001 （2008 版） ） ； 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） ； 砌体结构设计规范 （GB50003-2001） ； 建筑设计防火规范 （GBJ GB50016） ； 建筑桩基技术规范 （JGJ 94-2008 ） ； 高层建筑混凝土结构技术规程 （JGJ3-2002） 二、工程构筑物设计确定以下设计原则： 1、根据工艺流程，厂区各部分环境的要求。在满足厂区内工艺要求、 交通运输、环保、防火等前提下，使厂区建筑物、构筑物、道路、绿 化有机的联系在一起。把厂前区的总平面图设计及各项单体的建筑风 格作为设计重点，使厂区协调而又富有特色。 2、注重环境保护，使污水处理厂成为环境优美的花园式景点，使之 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 27 不仅改善环境，而且为厂区的景观做出贡献。 3、本工程在体现先进的工艺设计，满足工艺要求的同时，尽可能打 破普通建筑模式，使整个厂区的建筑风格具有现代风范。 4、污水处理厂的各项附属建筑面积应根据污水处理工程项目建设标 准并结合实际情况决定。 三、 地质情况 由当地提供拟建污水处理厂区部分勘探点工程地质报告。 四、主要构（建）筑物结构设计 1构筑物 主要构筑物：包括沉淀池、调节池、UASB 反应器、竖流沉淀罐、 A2O2反应池、污泥浓缩池、鼓风机房等。 1）UASB 反应池基础、竖流沉淀罐基础、A2O2反应池采用钢筋混凝土 结构，调节池、沉淀池、污泥浓缩池，鼓风机房为砖混框架结构。 2）UASB 反应池、竖流沉淀罐采用钢板焊接结构，内外池壁做防腐。 所有构筑物的抗渗问题，均以混凝土本身的密实性来满足抗渗要求。 根据构筑物的重要性及水力梯度来确定其抗渗标号，混凝土标号不小于 C25， 抗渗标号不小于 S6，水灰比不小于 0.55。宜采用普通硅酸盐水 泥，骨料应选择良好级配，严格控制水泥用量。建议在混凝土中加入适 量的外加剂，用于补偿混凝土的收缩变形，提高混凝土的密实度及 抗 渗能力。 2建筑物 主要建筑物包括：办公室、配电室、鼓风机房、污泥脱水机房等。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 28 1）办公室、化验室、配电室。 单层砖混结构，平面紧凑，布局合理。建筑面积：90 m2。 2） 鼓风机房、脱水机房。 单层砖混结构，根据工艺要求平面紧凑，布局合理，立面配以简洁 明快的色带，层高高低错次，使整个建筑层次丰富。为防止噪音对周围 环境的影响，鼓风机房做隔音处理。建筑面积：120m2。 五、抗震设计 遵照国家建筑抗震设计规范 （GB50011-2001 （2008 版） ）的有 关规定。构（建）筑物按地震烈度 7 级设防。 7.27.2 建筑设计建筑设计 一、设计依据 民用建筑设计通则 （GB 50352-2005） ； 工业企业总平面设计规范 （GB5018793） ； 洁净厂房设计规范 （GB50073-2001） ； 建筑设计防火规范 （GB50016-2006） ； 公共建筑节能设计标准 （GB50189-2005） ； 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 （JGJ75-2003） ； 其它国家、行业主管部门、海南省等有关法律、法规、规章等。 二、总平面布置 厂区总平面布置应遵循以下原则 1. 功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 29 2. 流程力求简短，顺畅、避免迂回重复。 3. 配电室应位于最靠近全厂用电中心，离进厂线路最近的位置。 4. 建筑物应尽可能布置在南北朝向。 5. 充分考虑预留地位置。 6. 厂区内绿化面积不少于 35，总平面布置满足消防的要求。 7. 交通顺畅，使施工管理方便。 厂区总平面布置除遵循以上原则外，还应根据城市主导风向、进出 水方向、工艺流程特点及厂址地形、地质条件等因素进行布置，既要考 虑流程合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑造型、厂区绿化及与 周围环境相协调等因素。 三、建筑单体设计 污水处理厂建筑物应本着符合工艺要求为主的原则，在满足污水处 理厂功能要求的情况下，力求美观大方。 四、其它 1、绿化 主干道两侧设行道树，大面积绿地种植草皮并配有适当绿篱，绿化 面积达到并超过规范标准。 2、建筑物装修标准 建筑物装修标准按照国标CJJ31-89执行，与周围环境相协调为 唯一目的，室内装修按业主的要求进行。 3、建筑防火 整个厂区建筑防火均严格按照国家标准建筑设计防火规范 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 30 （GBJ16-87）进行设计。厂区内建筑物均为二级耐火等级，相互之间的 防火间距应符合防火规范。各建筑物单体设计也均按照国家标准建筑 设计防火规范进行设计。 第八章第八章 电气设计电气设计 8.18.1 设计范围设计范围 本污水处理厂电气设计包括以下内容： 1、污水厂供电及配电装置设计。 2、污水厂用电设备供电及控制设计。 3、污水厂内电缆敷设设计。 4、污水厂供电系统及各建筑物接地设计。 5、污水厂防雷设计。 6、污水厂各构筑物及现场照明设计。 8.28.2 设计依据设计依据 1、 工业与民用 10KV 及以下变电所设计规范 （GBJ53-83） 2、 工业与民用供电系统设计规范 （GBJ52-83） 3、 低压配电装置及线路设计规范 （GBJ54-83） 4、 建筑物防雷设计规范 （GB50057-94） 5、 工业与民用电力装置的接地设计规范 （GBJ65-83） 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 31 6、 3110KV 高压配电装置设计规范 （GBJ50060-92） 8.38.3 电源电源 污水处理厂的动力电源由厂内配电室引入；照明电源为 220V 专用照 明电源，由厂内配电室引入。电源线均为电缆直进线。 8.48.4 低压设备控制方式低压设备控制方式 污水处理厂中低压电机的控制方式均为就地手动与集中自动控制相 结合，每台设备均设有就地按钮箱，手动自动转换开关安装在就地按钮 箱或控制箱上。就地手动仅仅用于设备调试及设备检修和紧急情况时使 用，正常情况下，PLC 按程序自动控制。所有设备的工作状态及故障信 号均输入 PLC 系统。 8.58.5 电缆敷设电缆敷设 电缆比较集中的主干线采用电缆沟敷设或电缆桥架空敷设，电缆较 少而有分散处采用电缆直接穿管埋地或架空管敷设。 8.68.6 保护方式保护方式 所有电机实行集中控制与分散的人工控制相结合，并且实行过载、 过热、缺相、短路、接地、温度等全方位自动保护， 所有电动机在条件许可的条件下，优先考虑直接启动，条件不允许 时采用软启动方式驱动。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 32 1）继电保护 10KV 系统采用短路速断，过载延时及接地保护。 低配进线总开关设短路速断，过载延时保护，低压用电设备及馈线设短 路与过载保护。 2）接地保护 污水处理厂采用 PEN 制，高压配电室及各变配电所均采用集中接地装置， 其接地电阻应小于 4，低压馈线距离超过 50 米时，设重复接地装置， 其接地电阻不应大于 10。 3) 防雷保护 为防止直接雷击，在需要防雷击的配电室屋顶安装避雷带保护。污 水处理厂设有防雷接地网，防雷接地装置的冲击接地电阻不应大于 10。接地系统采用 TN-C-S 系统。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 33 第九章第九章 设备选型设备选型 机械设备设计及选型设计原则如下： 1、由于本工程采用 UASB+ A2O2工艺，其自动化程度较高，因而对所 需设备的自动化程度也较高，因为其产品的可靠程度直接影响 A2O2工艺的自动控制运行方式。因此对上述设备将在全面考虑设备 性能指标的情况下进行设备选型。 2、各设备的选型力求经济合理满足工艺的要求，并配合土建构筑物 形式的要求。 3、控制方式根据运行要求对不同设备采用不同的控制方式，对于控 制要求高的设备采用就地和集中控制相结合的方式。 4、潜水电机的防护等级不低于 IP68，其他配套电机和就地控制箱防 护等级不低于 IP55。 5、考虑到污水介质的特性，设备材料选用的原则是与介质接触部分 采用耐腐蚀的不锈钢材料或铸铁和高强度塑料材料，其余材料可 以为碳钢材料但必须防腐处理。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 34 第十章第十章 总图设计总图设计 10.110.1 厂区总平面图布置厂区总平面图布置 1、按照工艺流程顺畅合理，结合进出水方向、地形、周围道路、 考虑朝向、风向等因素进行总图设计。 2、污水处理厂总平面按功能分为污水处理区、污泥处理区、和厂 前区，各区之间以道路、绿化带隔离。 3、污水处理区设有两座 UASB 池和两座 A2O2反应池，污泥处理构 筑物设在靠近路边，便于污泥和药物的运输。 4、配电室与鼓风机房合建。配电室与用电负荷最大处相近，以实 现合理经济的供电，降低投资和运行成本。 10.210.2 高程设计高程设计 1、厂区设计地面标高 为保证安全，厂区内设计地面标高拟按 50 年一遇防洪标准设计，由 当地水文资料确定。 2、工艺流程竖向设计 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 35 为方便设计以 UASB 反应池底板平面为标高 0.00 米控制标高，并考 虑施工费用和运行耗能等因素。 处理厂进水管管径初设为 D800mm，其管底标高由厂区污水管网决定， 经集水池后提升到竖流沉淀池，重力顺流至污水处理各个处理单元。 3、厂区给水设计 厂区生产、生活、消防用水由厂区给水管网提供。进水管由 DN80 管 由厂内引入至各个用水点，消防、生产、生活水管共用，管道在厂区内 布置程枝状供水。 4、厂区排水设计 厂区排水按雨污分流设计。生活污水经厂区污水管道收集后排入集 水池，与生产污水一并处理。厂区雨水设雨水管收集，雨水管网汇集后 排至厂外。 5、通讯 为便于生产管理，在厂内安装一部电话， 以便于生产指挥和与外部 联络。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 36 第十一章第十一章 消消 防防 一、污水处理厂内严格按照建筑设计防火规范 （GBJ16-87）进行 设计。 二、 所有建筑物均按二级耐火等级设计，建筑材料均采用非燃烧体材 料，各建筑物之间留有足够的防火间距。 三、在办公室、配电室等建筑物内按要求配置干粉、泡沫灭火器和砂 箱。 四、消防给水排水 1、消防用水量 根据规范（GBJ16-87）的规定，本工程消防用水量按 15 升/秒设 计。 2、消防用水来自城市供水管网，进厂管径 DN100，进厂水压 2kg/cm2 室外消防采用低压给水系统，最不利点的消火栓的水压 不低于 10 米水柱。在厂区内最不利点的消火栓应满足规范要求。 3、在厂区给水干管上设室外消火栓 6 个，消火栓间距120 米。 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 37 第十二章第十二章 劳动保护和安全生产劳动保护和安全生产 在污水处理厂运转以前应对厂内的所有人员，特别是各工段操作人 员、管理人员进行培训，制定必要的安全操作规程和管理制度，增强每 个人的安全意识，牢记安全规程，将不安全因素消灭在萌芽状态。 1、 各处理构筑物的平台走道和临空天桥均应设置保护栏杆，栏杆高 度和 强度应符合国家劳动保护规定。 2、 在鼓风机房、脱水机房等建筑物内设置通风系统。 3、 在厂区内须配置安全帽、防毒面具、安全带等安全器械和劳动保 护用品。 4、 厂区内阀门须设阀门井，操作杆接至地面以便于操作。 5、 易燃、易爆及有毒物品需设置专用仓库，专人保管，并满足劳动 保护规定要求。 6、 所有电气设备的安装和防护必须满足电气设备有关安全规定。 7、 水泵、电机等产生噪音的设备，应设置隔振垫，降低噪音，同时， 元阳县绿野制粉有限公司节能减排示范工程可行性研究报告 38 将管理房与机房分开，并采取有效的隔音措施。 第十三章第十三章 项目管理和实施计划项目管理和实施计划 13.113.1 实施原则与步骤实施原则与步骤 该项目由元阳县绿野制粉有限公司委托专人担任项目实施负责人， 项目在实施过程中的决策、指挥、执行，以及对内、对外的谈判与联络 等均由项目的实施负责人代表负责。 项目的设计、供货、施工、安装等履行单位应与项目执行单位履行 必要的法律手续，各自责任应按照国家的有关法律、法规执行。 项目执行单位应与项目履行单位切商制定项目实施计划，并于履行 前通知有关各方。 13.213.2 组织机构与分工组织机构与分工 为了确保项目的顺利进行，元阳县绿野制粉有限公司成立专门的领 导机构，由项目负责人亲自负责项