150吨每天辣椒清洗废水处理设计方案

150 吨吨 天辣椒清洗废水处理天辣椒清洗废水处理 设设 计计 方方 案案 日期 日期 2014 年年 1 月月 23 日日 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 1 目录目录 一 工程概况一 工程概况 2 二 设计标准及规范二 设计标准及规范 2 三 设计原则三 设计原则 2 四 设计范围四 设计范围 3 五 设计条件五 设计条件 3 5 1 进水水量 水质 3 5 2 出水水量 水质 3 六 工艺流程及说明六 工艺流程及说明 4 6 1 工艺流程图 4 6 2 工艺流程说明 4 6 3 技术 设备 特点 4 七 各处理单元功能及技术参数七 各处理单元功能及技术参数 10 7 1 调节池 10 7 2 缺氧池 11 7 3 MBR 膜池 11 7 4 消毒池 14 7 5 设备间 15 八 运行费用八 运行费用 15 8 1 电力消耗 15 8 2 运行成本分析 15 九 电气控制系统九 电气控制系统 16 9 1 控制概述 16 9 2 控制要求 16 十 工程预算十 工程预算 17 10 1 土建投资 17 10 2 设备投资 17 十一 处理效果 效益分析十一 处理效果 效益分析 18 11 1 处理效果分析 18 11 2 环境效益和影响分析 18 十二 售后服务十二 售后服务 18 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 2 一 工程概况一 工程概况 略 二 设计标准及规范二 设计标准及规范 室外排水设计规范 GBJ14 87 建筑给水排水设计规范 GBJ15 88 污水再生利用工程设计规范 GB T50335 2002 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 95 建筑结构荷载设计规范 GBJ9 87 给水排水工程结构设计规范 GBJ69 84 工业企业噪声控制设计规范 GBJ87 85 工业与民用供配电系统设计规范 GB50052 95 低压配电装置及线路设计规范 GB50054 95 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50060 92 通用用电设备配电设计规范 GB50055 93 污水综合排放标准 GB18918 2002 城市污水处理厂污水污泥排放标准 CJ3025 93 城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准 CJJ31 89 工业企业设计卫生标准 TJ36 79 膜生物反应器相关技术规程 三 设计原则三 设计原则 采用技术先进 运行可靠 操作管理简单 适用于当地区的工艺 使 先进性和可靠性有机地结合起来 采用目前国内成熟先进技术 尽量降低工程投资和运行费用 平面布置和工程设计时 布局力求合理 通畅尽量节省占地 污水处理设施应尽量使操作运行与维护管理简单方便 为确保工程的 可靠性及有效性 提高自动化水平 降低运行费用 减少日常维护检修工 作量 改善工人操作条件 采用现代化技术手段 实现自动化控制和管理 做到技术可靠 经济合理 尽量减少废水提升高度和提升次数 以节约能源 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 3 四 设计范围四 设计范围 本设计主要对污水处理工艺流程 平面布置 处理构筑物 相关设备 污水处理系统投资及运行费用进行设计 五 设计条件五 设计条件 5 15 1 进水水量 水质进水水量 水质 Q总 150t d 其中 Q1 100t d 为辣椒清洗废水 Q2 50t d 为生活污水 进水水质按照下表进行设计 表 1 进水水质 单位 mg L 污染物 化学需氧量 CODCr 生化需氧量 BOD5 氨氮 NH3 N 悬浮物 SS pH 排放浓度 mg L400200302506 9 5 25 2 出水水量 水质出水水量 水质 出水水质执行 城市污水再生利用 城市杂用水水质 GB18920 2002 标 准 见表 2 表 2 出水水质 单位 mg L 污染物 化学需氧量 CODCr 生化需氧量 BOD5 氨氮 NH3 N 悬浮物 SS pH 排放浓度 mg L50105106 9 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 4 六 工艺流程六 工艺流程及说明及说明 6 16 1 工艺流程图工艺流程图 进水 调节池 缺氧池 MBR 膜池 消毒 清水池 至回用点 鼓风机 排泥 二氧化氯 间歇曝气 污 泥 回 流 6 26 2 工艺流程说明工艺流程说明 污水经格栅去除大分子固体颗粒物后 进入调节池 通过调节池调节 水量均化水质后再通过污水提升泵将污水提入缺氧池 利用缺氧微生物的 降解能力将污水中较难分解的有机高分子污染物分解成较易分解的有机低 分子污染物 同时通过将 MBR 膜池泥水混合物回流至缺氧池 依靠原水中 的含碳有机物利用缺氧微生物的反硝化作用将氮氨转化为氮气 缺氧池内 混合液自流至 MBR 池 利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧化碳和水 并利用好氧微生物的聚磷作用将磷从污水中分离出来 再经平板膜的过滤 作用实现泥水混合物的固液分离 从而达到去除有机物 实现脱氮除磷的 目的 经 MBR 平板膜处理的水至消毒清水池 一方面将去除水中的大肠杆 菌 另一方面为回用水做好准备 6 36 3 技术 设备 特点技术 设备 特点 MBR 膜生物反应器 Membrane bioreactor MBR 是将膜分离技术和生 物反应器的生物降解作用集于一体的生物反应系统 它以浸没式膜组件替 代传统活性污泥法中的二沉池实现泥水分离 该系统具有处理能力强 固 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 5 液分离效率高 出水水质好 占地空间小 运行管理简单等特点 由于膜 的过滤作用 微生物被完全截留在生物反应器中 实现了水力停留时间与 活性污泥泥龄的彻底分离 消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题 MBR 具有对污染物去除效率高 硝化能力强 出水水质稳定 剩余污泥产量低 设备紧凑 操作简单等优点 经过缺氧池进行脱氮反硝化后的污水进入膜生物反应池 进入膜池 的污水经硝化细菌的硝化作用实现脱氮作用 同时好氧微生物通过内源呼 吸对有机物进行氧化分解而达到降低 COD 的目的 浸没安装在膜生物反应 池中的 MBR 平板膜装置对泥水混合液进行过滤处理 进一步去除 SS 油 大肠杆菌等 膜生物反应池运行稳定 清洗周期长 产水能耗低 不需投加混凝剂 助凝剂等化学药剂 降低了运行成本 膜生物反应池内污泥浓度高 耐冲 击性能好 占地面积小 出水水质良好 1 MBR 处理工艺优势 对污染物的去除率高 抗污泥膨胀能力强 出水水质稳定可靠 出水中 没有悬浮物 膜生物反应器实现了反应器污泥龄 STR 和水力停留时间 HRT 的分别控 制 因而其设计和操作大大简化 膜的机械截留作用避免了微生物的流失 生物反应器内可保持高的污泥 浓度 MLSS 4000 8000mg l 从而能提高体积负荷 降低污泥负荷 具 有极强的抗冲击能力 由于 SRT 很长 生物反应器又起到了 污泥硝化池 的作用 从而显著减 少污泥产量 剩余污泥产量低 污泥处理费用低 由于膜的截流作用使 SRT 延长 营造了有利于增殖缓慢的微生物 如 硝化细菌生长的环境 可以提高系统的硝化能力 同时有利于提高难降 解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解 MBR 曝气池的活性污泥不不会随出水流失 在运行过程中 活性污泥 会因进入有机物浓度的变化而变化 并达到一种动态平衡 这使系统出 水稳定并有耐冲击负荷的特点 较大的水力循环导致了污水的均匀混合 因而使活性污泥有很好的分散 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 6 性 大大提高活性污泥的比表面积 MBR 系统中活性污泥的高度分散 是提高水处理的效果的又一个原因 这是普通生化法水处理技术形成较 大的菌胶团所难以相比的 膜生物反应器易于一体化 易于实现自动控制 操作管理方便 MBR 高容积负荷下 停留时间短 MBR 流程较传统系统简单 工艺省 略了二沉池 减少占地面积 标准移动式模组化设计 快速简单的安装 易于分期扩充 适用于对于旧有污水处理厂进行改造 仅需增设 MBR 膜组设备 2 MBR 平板膜详细介绍 1 平板膜过滤出水原理 图 2 自旋回流过滤示意图 平板膜竖直放置在好氧反应池中 清水及小分子物质 如盐分 在负 压引流下垂直膜的表面透过膜 具有一定浓度的活性污泥混合液在曝气的 作用下沿平板膜向上流动 并不断冲刷平板膜表面 使污泥不容易在膜表 面堆积 从而保持恒定的透水产量 2 平板膜结构 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 7 图 3 平板膜结构图 具有特殊结构的导流板的最外层是以聚偏二氟乙烯 PVDF 材料制作 的具有不对称结构的孔径为 0 1 微米的滤膜 经过滤膜过滤的清水从出水口 被负压吸出或重力自流 工程中一般采用负压抽吸的方式 3 平板膜组件的构造 图 4 膜组件结构图 平板膜组件主要由曝气系统和膜板支撑框架组成 曝气系统将从风机 输送来的空气通过曝气管进入气水混合空间 经混合均匀后到达膜片部分 保障每一片平板膜均匀地获得气体冲刷力 膜板支撑框架通过导轨支撑膜 板 使每块平板膜的空间距离一致 通过集水管把每块平板膜的出水联接 在一起 膜元件可以每张取出 检查和互换都很容易 4 膜组件的曝气系统 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 8 膜组件的曝气主要有两方面的作用 a 连续不断地曝气对膜面起冲刷作用 这样就可以最大可能的减少通 过过滤作用在膜面上形成的滤饼层 尽量降低膜的污染 b 为微生物提供足够的氧气 满足微生物新成代谢的条件 膜组件中的曝气管路系统如下图所示 图 4 曝气管路系统图 曝气管冲洗方法 1 自吸泵停止运行 2 打开清洗用阀门 V2 通过该操作使曝气管中的污泥逆流进入 V2 阀控制的放空管路 同空气一起被排放 3 保持阀门 V2 开一段时间后关闭阀门 V2 如果曝气稳定则曝气系 统已经正常 若曝气仍然不均匀重复上面的操作 4 自吸泵开启重新启动 MBR 系统 DF 浸没式平板膜组件通常采用恒流量间歇出水方式运行 这是因为连 续出水会加快混合污泥在膜表面堆积 形成滤饼层 采用间歇出水方式将 大大改善这种状况 当停止抽吸时 膜两侧的压差减少 以致降低为零 停止产水期间 曝气风机正常运行 堆积在膜表面的污泥在气泡和向上涌 动的液流的搅动下脱落 达到清洗的效果 使用膜生物反应器处理污水时 一般按照以下方式运行 抽吸出水时 间 8 分钟 空曝时间 2 分钟 上述抽停时间循环往复 6 平板膜的清洗 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 9 当平板膜在膜池内运行较长的时间 膜表面发生了污染 会使抽吸压 力上升 如果不采取措施会导致产水量下降 因此必须进行清洗使膜性能 恢复 清洗的方式包括 在线化学清洗 离线物理清洗 和 离线化学清 洗 A 在线化学清洗 膜组件设置在池内的状态下 也可使药液进行清洗 而且多组件一起 运行的情况下 也可对单组件或多个组件进行在线清洗 一般在线化学清 洗周期为 3 4 个月 清洗原理如下 图 7 在线化学清洗图 在线化学清洗药液 碱清洗 根据工程安装平板膜的数量首先确定安装清洗装置 连接清 洗管路 DF150 单片膜元件计算 每片膜约需 5L 的 0 5 次氯酸钠溶液浸泡 3 5 小时 酸清洗 按 0 1 配比草酸溶液 浸泡 3 5 小时 在线化学清洗方法 a 关闭出水管阀门 开启阀门 及阀门 将清洗液从高位水 箱由漏斗注入抽吸管道至膜元件 b 注入清洗液为 5L 片 注满后关闭阀门 碱洗液浸泡 3 5 小时 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 10 即可 c 浸泡完毕后关闭阀门 重新开启阀门 开启设备正常出水 若漏斗设置于室外 在不使用时需加盖 防止脏物跟随清洗液进入抽 吸管影响正常运行 B 物理清洗 一般不需要 当在线化学清洗无法解决问题时 需将膜元件从组件中取出 用高压 水枪冲洗膜表面 C 离线化学清洗 一般不需要 膜元件经过物理清洗后 再置于专用容器中 投加清洗剂 浸泡 5 小 时 可使滤膜的过滤能力得到有效的恢复 七 各处理单元功能及技术参数七 各处理单元功能及技术参数 7 17 1 调节池调节池 调节池主要用来调节水量均化水质 有效尺寸 L B H 5000 3200 4500 单池有效容积 m 64 停留时间 10 h 材质 钢砼 数量 1 座 配置 1 污水提升泵 型号 50QW10 10 0 75 流量 10m3 h 扬程 10 m 功 率 0 75 Kw 数量 2 台 一用一备 2 液位控制系统 采用浮球液位控制实现工艺的自动控制 浮球开关不含导致故障发生 和波纹管 弹簧 密封等部件 而是采用直浮子驱动开关内部磁铁 浮球 开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作 浮子悬臂角有限位设计 防止浮子垂 直 浮球液位开关是一种结构简单 使用方便 安全可靠的液位控制器 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 11 它比一般机械开关速度快 工作寿命长 与电子开关相比 它又有抗负载 冲击能力强的特点 一只产品可以实现多点控制 型号 FK 型 数量 2 套 3 格栅 删距 2mm 数量 1 套 7 27 2 缺氧池缺氧池 主要作用是依靠污水中的有机物做为碳源将回流至该池泥水混合物中 的硝酸盐 亚硝酸盐利用反硝化细菌的反硝化作用转化为氮气 从而实现 脱氮作用 同时由于脱氮时也消耗了污水中的有机物所以也降低了 COD 有效尺寸 长 宽 高 mm 3200 2000 4500 单池有效容积 m 25m 停留时间 4 0h 材质 钢砼 数量 1 座 配置 1 填料 型号 YID 150 材质 PP 数量 23m3 2 填料支架 材质 Q235 螺纹钢防腐 数量 13m2 3 曝气系统 材质 UPVC 数量 一套 方式 穿孔曝气 7 37 3 MBRMBR 膜池膜池 MBR 膜池既实现了 MBR 膜支架的安装 又是传统意义上的好氧池 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 12 同时又利用 MBR 平板膜的泥水分离特性实现了泥水分离 所以 MBR 膜池 是本工艺的核心部分 首先好氧微生物在氧气的作用下 以好氧池里的有 机物作为碳源维持正常的生命活动 另一方面硝化菌将氨氮转化为硝态氮 为反硝化提供必要的前提条件 膜生物反应器 Membrane Bioreactor MBR 是一种将高效膜分离技 术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺 它用膜组件代替传统 活性污泥法中的二沉池 大大提高了系统固液分离的能力 从而使系统出 水水质和容积负荷都得到大幅度提高 出水可以作为中水回用 由于膜的 过滤作用 微生物被完全截留在生物反应器中 实现了水力停留时间与活 性污泥泥龄的彻底分离 消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题 MBR 具有对污染物去除效率高 硝化能力强 出水水质稳定 剩余污泥 产量低 设备紧凑 操作简单等优点 应用与处理量大面广的有机生活污 水 实现污水资源化具有很大的潜力 有效尺寸 长 宽 高 mm 3200 2500 4500 单池有效容积 m 32m 停留时间 5 2h 材质 钢砼 数量 1 座 配置 1 DF150 150 膜组件 型号 DF150 150 有效膜面积 m 225 外形尺寸 长 宽 高 mm 2350 625 2400 数量 组 2 曝气量 膜组件需要的曝气量 Q n q n 膜片数量 片 q 单片膜所需要的空气量 L min 对于 DF150 取 q 12L min 则 Q 12 150 2 3 6m3 min 2 出水泵 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 13 根据日处理水量及运行方式可以推算出所需抽吸泵的类型 以抽停时 间比为 8 分钟比 2 分钟为例 Q 抽吸 150 24 10 8 7 8 m3 h Q 抽吸 抽吸泵流量 Q 日 日处理水量 N 所选的泵的数量 一般要求抽吸泵吸上真空高度为 6m 出水泵前一定要安装负压真空表 观察平板膜污染的程度 阀门 控 制出水流量 膜组件正常运行的负压为 0 30KPa 负压超过或接近 30KPa 时 膜元件属于严重污染 则需要清洗 自吸泵后一定要安装出水流量计 确 定膜组件的出水水量 出水泵参数 型号 GMP31 50 流量 Q 12m3 h 扬程 H 8m 功率 0 75 KW 数量 2 台 一用一备 3 鼓风机 型号 BK5003 风量 Q 3 95m3 min 风压 P 49KPa 功率 7 5KW 数量 2 台 一用一备 4 液位控制系统 采用浮球液位控制实现工艺的自动控制 浮球开关不含导致故障发生 和波纹管 弹簧 密封等部件 而是采用直浮子驱动开关内部磁铁 浮球 开关的简捷的杠杆使开关瞬间动作 浮子悬臂角有限位设计 防止浮子垂 直 浮球液位开关是一种结构简单 使用方便 安全可靠的液位控制器 它比一般机械开关速度快 工作寿命长 与电子开关相比 它又有抗负载 冲击能力强的特点 一只产品可以实现多点控制 型号 FK 型 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 14 数量 2 套 5 污泥回流泵 型号 50QW10 10 0 75 流量 10m3 h 扬程 10 m 功 率 0 75 KW 数量 1 台 6 清洗系统 当平板膜在膜池内运行较长的时间 膜表面发生了污染 会使抽吸压 力上升 如果不采取措施会导致产水量下降 因此必须进行清洗使膜性能 恢复 清洗的方式包括 在线化学清洗 离线物理清洗 和 离线化学清 洗 1 次氯酸钠清洗 清洗药箱 清洗药箱容积 2 0m3 材质 PE 桶 数量 1 个 7 47 4 消毒池消毒池 消毒清水池一方面对出水出水进行消毒处理 另一方面将清水暂时存 储方便后续回用 有效尺寸 长 宽 高 mm 3200 1200 4500 单池有效容积 m 15m 停留时间 2 4h 材质 钢砼 数量 1 座 配置 1 二氧化氯发生器 二氧化氯发生器型号 HB 200 有效产氯量 200g h 外形尺寸 800 600 1200mm 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 15 功率 0 4KW 数量 1 套 7 57 5 设备间设备间 设备间主要用于安装鼓风机 自吸泵 控制系统以及存放清洗药剂和 相关工具 有效尺寸 长 宽 mm 5000 3000 3000 材质 砖混 数量 1 座 八 八 运行费用运行费用 8 18 1 电力消耗电力消耗 表 3 机电总功率表 序号名称规格型号数量装机容量 KW 实际运行功率 KW 1污水泵50QW10 10 0 752 台 2 0 75 1 5 0 75 2自吸泵GMP31 502 台 2 0 75 1 5 0 75 3回流泵50QW10 10 0 751 台 0 75 1 0 75 0 75 4鼓风机BK5003 N 7 5kw2 台 2 7 5 15 0 7 5 5二氧化氯HB 2001 台 1 0 4 0 4 0 4 6合计10 15 8 28 2 运行成本分析运行成本分析 直接运行成本按电耗和药剂消耗计算 1 电费 按 0 6 元 KW h 计 功率因子取 0 7 则 10 15 0 6 0 7 150 24 0 68 元 吨水 2 药剂费用 1 次氯酸钠清洗药液费用 该处理工艺中主要用 0 5 的次氯酸钠溶液进行化学清洗膜元件 一般 情况下膜的清洗周期为两个月 则 一次需要 7 5Kg 分析纯的次氯酸钠大约 为 112 5 元 则 112 5 2 30 150 0 01 元 吨废水 2 二氧化氯消毒费用 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 16 经计算一天需要消耗 4 8kg 二氧化氯约为 15 36 元 则 15 36 150 0 11 元 吨废水 即药剂费 0 01 0 11 0 12 元 吨废水 3 人工费 该系统采用自动化控制 一般只需要 1 个工人兼职即可 工资不计 则 处理每吨废水每天需要的费用为 0 68 0 12 0 79 元 九 电气九 电气控制系统控制系统 9 19 1 控制概述 控制概述 1 电源接到控制电柜 2 采用操作控制柜地面集中控制方式 带 PLC 微电脑全自动控制 控 制板面设计为模拟屏 通过 PLC 可编程序控制器集中显示并自动控制所有 设备的运转情况 各设备亦可单台控制 为便于操作 有关设备设置现场 开关 现场控制箱上有手动挡 自动挡开关 当处在手动挡状态时 操作 人员可在现场启动 关闭设备 当处在自动挡状态时 由 PLC 自动控制系 统设备的运转 实现无人值守 但现场发生情况 手动停止按钮仍然可以 关闭系统 即实行手动优先原则 3 所有设备的运行状况和所有监测仪表的状态 运行 关闭 故障 在 PLC 电控柜面板显示 4 根据监测仪表传递的信号 自动控制相应设备的动作 5 备用设备之间可定时自动切换 6 对于间歇运行的设备 通过编程定时运行 7 相关设备实现联动功能 8 各类动力设备发生故障 电控系统自动报警指示 报警时间 10 30 秒 并故障显示至故障消除 报警系统留出接口 可引至指定管理 地点 9 满足国家电力行业相关标准 建筑物按 建筑物防雷设计规范 GB 50057 94 2000 年版 规定设避雷设施 10 各类电气设备均设置电路短路和过载保护装置 11 动力电源由业主提供 引入污水处理站动力配电柜 150t d 辣椒清洗废水 MBR 设计方案 17 9 29 2 控制要求控制要求 1 污水提升泵二台 一用一备 根据调节池液位开关自动运行 低液 位停止工作 高液位正常运行 工作 6 8