蔬菜加工废水处理工程初步设计.doc

目 录第一章 前言第二章 设计依据、原则和范围第三章 污水处理工程水质水量的确定第四章 污水处理工艺方案设计第五章 废水处理主要构筑物去除效果第六章 工艺流程特点第七章 工艺流程说明第八章 工艺、构筑物与设备类型第九章 供配电设计第十章 建筑结构第十一章 工程投资估算表第十二章 主要经济技术指标第十三章 污水处理总平面布置第十四章 项目实施计划山东荷泽嘉宏食品有限公司120m3/d蔬菜加工废水处理工程初步设计第一章 前言该公司位于山东菏泽定陶半堤开发区，创建于2006年6月，现有员工400余人。是乡党委、政府围绕蔬菜产业，通过招商引资引进的一个蔬菜深加工企业。该公司系台商独资企业，隶属台湾康师傅集团，主要生产脱水蔬菜系列产品，在满足康师傅集团原料供应的同时，还销往韩国、日本、香港等多个国家和地区。脱水蔬菜是将蔬菜中所含过多的水分脱去，而所含叶绿素和维生素仍能保存，便于贮存、保管、运输和出售。蔬菜脱水后，味道不变，色泽不变，食用方便，在国内外市场上深受欢迎。脱水蔬菜包括叶菜类、根菜类、鳞球和茎菜类等各种蔬菜。加工工艺为：原料整理-洗净切片-蒸煮冷却（或浸泡）-沥水烘干-分选包装。该公司在生产加工过程中会产生大量废水，这些废水中含有大量的悬浮物和溶解性的有机污染物，若不进行处理将会对周围环境造成污染，危害人民群众的身体健康。该设计方案是在嘉宏食品有限公司现有污水处理设施的基础上提出的，现有污水处理设施是由江苏宜兴正源环保公司设计建造，我们公司承担调试改造运行。第二章 设计依据、原则和范围一、 设计依据 山东荷泽嘉宏食品有限公司120m3/d蔬菜加工废水处理工程初步设计依据下列文件编制：1 山东荷泽嘉宏食品公司关于蔬菜加工废水治理的委托书2 室外排水设计规范GBJ14-873 国家环境标准污水综合排放标准（GB8978-1996）4 山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准（DB37/599-2006）5 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）6 给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）7 中华人民共和国环境保护法水污染防治法8 电力装置的电测量仪表装置设计规范（GBJ63-90）二、 设计原则山东荷泽嘉宏食品有限公司120m3/d蔬菜加工废水处理工程初步设计依据下列原则编制：1：依照总体规划，对生产污水进行集中综合处理，力求获得最大的社会、经济和环境效益。2：充分利用现有条件，因地制宜，减少占用土地，最大限度利用现有状况，减少投资。3：严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策，结合工程实际，本着技术上先进、安全、可靠，经济上合理可行的原则，采用国内外同行业成熟的工艺路线，减少投资和运行管理费用。4：废水处理工程中的设备选用国产、先进、节能的优质产品，确保工程质量。三：设计范围山东荷泽嘉宏食品有限公司120m3/d蔬菜加工废水处理工程初步设计包括以下内容：1：废水处理站总图设计2：工艺设计（包括污泥处理设计工艺）3：土建构筑物设计4：其它配套设施设计第三章 污水处理工程水量、水质的确定一：水量的确定根据山东荷泽嘉宏食品有限公司提供的用水量资料，参考国内同行业、同等规模蔬菜加工量，并结合本公司的实际情况，确定污水处理工程建设规模为120m3/d。二：水质的确定1：进水水质：本设计是在调查同类企业的基础上，根据同等类型工程生产特点、产生的废水污染特征，并参考国内同等类型蔬菜加工企业的废水资料，确定山东荷泽嘉宏食品有限公司蔬菜加工废水及生活污水水质为：CODcr：1200mg/l，BOD5：600 mg/l，SS：300 mg/l。2：出水水质根据菏泽市地面水体功能区划分，菏泽市辖区内水域执行地面水环境质量标准（GB383888）的III、IV类水域标准，菏泽市定陶县执行国家山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准（DB37/599）中的一般保护区排放标准。为此确定污水处理后的出水水质为：CODcr 100mg/l, BOD5 20mg/l,SS70mg/l,PH：69，色度50倍NH3-N15mg/l.第四章 污水处理工程工艺方案设计一：工艺流程的确定选择处理工艺的基本原则是：能满足出水水质要求，工艺先进合理，运行管理简便、稳定、可靠，投资少，运行成本低。根据山东荷泽嘉宏食品有限公司蔬菜加工废水的水质特点和达标排放所要求的处理程度，本工程必须采用二级生化处理工艺并附以简单的物化处理工艺才能达到处理效果和排放要求。脱水蔬菜包括叶菜类、根菜类、鳞球和茎菜类等各种蔬菜。加工工艺为：原料整理-洗净切片-蒸煮冷却（或浸泡）-沥水烘干-分选包装。1、原料整理。选择成熟适宜、鲜嫩洁净的蔬菜，剔除黄叶、老叶；根茎类的蔬菜应逐个挑选，并用清水洗去附在表面的泥沙、污物、灰尘等杂质；然后根据不同品种，切成段、片、丝或条状。2、蒸煮冷却。煮菜的时间应根据不同的蔬菜品种分别确定，一般应掌握在2-7分钟之间。操作方法有二种：预煮。先把锅内的水烧至沸腾，再把整理好的蔬菜投入锅内，并上下搅动，使其均匀受热；蒸。把已去皮、洗净的蔬菜放在蒸气中蒸（蒸的时间根据不同的蔬菜品种而定）。预煮或蒸过的蔬菜，起锅后应立即用冷水冲淋，使温度下降。如有条件，可用冰水低温冷却，也有些蔬菜为了要保持原来的风味、辣味或香味，则不必预煮或蒸发。不采用蒸煮的蔬菜品种，可采用浸泡法，此法有2种：把整理好的鲜菜，浸入含小苏打千分之五的沸水里，拌匀，同时要保持水沸腾，浸1-2分钟后，使鲜菜至二成熟，变透亮时取出，再浸入含2.5的小苏打冷水里，散热到透凉，沥去清水，装入麻袋压去水分，待烘；将已脱掉20-85%水分的蔬菜浸在至少含有一种溶质的溶液中（盐液或盐、糖混合液），溶液的数量应该全部能被已脱水的蔬菜吸收。使蔬菜的最终含盐量达到3-15%，糖含量不超过15%（指采用盐、糖混合液时盐糖的含量），水的含量为6-25%。3、沥水烘干。冷却后的蔬菜，为了缩短烘干时间，可用压榨方法，清除表面的浆质及辛辣粘物，以利于保持原有的色泽，然后摊铺于晒席上抖松、晒干或送入烘房内烘干。当烘房内温度达到32-42，排去蒸气即可。房内应设多层架，升温设备可用火盆煤球炉子，有条件的最好是用电能，但成本要增高。使用煤球炉子木炭升温时，一切工作都要在室外进行，严防烟灰、灰尘进屋，保持烘房清洁，并严关房门。根据脱水蔬菜生产加工工艺的特点，在其生产过程中产生的废水有机物浓度比较高，废水PH值通常小于7，显酸性，由于生产废水来源于不同的地方因此废水产生量和水质浓度变化波动较大，其属于可生化度较高的有机废水。为此我们参考了国内外关于蔬菜加工废水治理的各种实例和近年来对蔬菜加工废水治理的新工艺、新成果，根据我们对同行业污水治理的实际工程经验，结合山东荷泽嘉宏食品有限公司的实际情况，拟采用物化处理与生化处理相结合的处理工艺。综上所述，污水中的不溶于水的碎菜叶等大颗粒杂物可采用物理化学的方法进行处理，物化处理的方法很多，为了达到预期的处理效果和降低污水处理运行费用本物化处理过程主要是采用格栅筛网截留的方法除去废水中的固体杂质、悬浮物，调节池兼作沉淀和调节的作用其目的是去除污水中比重比较大的物质，并将沉淀的污泥排出，以利于后续生化工段的处理。生化处理工段的工艺包括厌氧和好氧处理，根据山东荷泽嘉宏食品有限公司的废水COD浓度比较高的实际情况，单纯的好氧和厌氧处理都不能达到出水要求，因此必须采取厌氧好氧组合处理后才能达到要求。 厌氧生物处理具有能耗低、剩余污泥量少、耐冲击负荷能力强、对营养物要求低、可间歇运行而被广泛采用，但是它又具有处理程度低、水力停留时间长、设备复杂、启动时间长的特性对中小型企业污水处理投资和运行形成了一定的制约，为此开发了水解酸化工艺，水解酸化是将厌氧过程的四个阶段控制在前两个阶段即水解发酵阶段和产氢产乙酸阶段，它是一种不完全不彻底的有机物厌氧过程，不进行甲烷化阶段，其最终产物主要是水溶性的有机酸和少量的醇和酮，将大分子有机物转化为小分子物质，这样就减小了池容和设备，为此我们公司为使水解酸化更为彻底、效果更好、投资更低通过改变布水方式自行开发了脉冲布水器应用于本处理工段。好氧生物处理目前应用种类较多，如普通曝气法、吸附再生法、氧化沟法等及最近国内外运用较多的A-B法、SBR法、A2/O法、A/O等，由于进水水量波动较大，并考虑降低基建投资和运行费用，拟采用水解酸化和好氧接触氧化相组合的工艺。处理后的废水若想回用可在后面增加砂滤工艺进一步去除悬浮物以达到回用的目的。二：具体工艺流程根据本企业废水水质特点，结合我们在其它同类工程中的实践经验，并综合国内外的先进工艺，本着“两低两高”的原则（即投资低、运行费用低、去除率高、效率高），确定具体工艺流程如下：1：废水处理部分PAMPAC调节池混凝沉淀池水解酸化池接触氧化池二沉池污泥干化池进水出水 第五章 废水处理主要构筑物去除效果各主要构筑物去除污染物效果一览表序号主要构筑物污水量项目COD（mg/l）SS(mg/l)BOD5（mg/l）1格栅筛网120m3/d进水1200300600出水1020240510去除率1520152调节沉淀池120m3/d进水1020240510出水 632.4120433.5去除率3850153混凝沉淀池120m3/d进水632.4120433.5出水208.778 260去除率6735404水解酸化池120m3/d进水208.7 88260出水1207820去除率82.466.7945好氧生化池120 m3/d1007020第六章 工艺流程特点本工艺流程处理蔬菜加工废水具有如下特点1：工艺流程简单，构筑物少，布置紧凑，占地面积小，投资省。2：装机容量少，间歇运行，运行费用低。3：能够适应废水变化波动大的特点，具较强的耐冲击负荷能力，对公司短暂停产或检修能够适应。4：本工艺曝气设备选用高效、低能耗的微孔曝气器，具有充氧量大、氧利用率高、运行稳定、曝气均匀的特点。5：本工艺流程简便易操作，根据水质水量实际情况可随时调节，有较大的灵活性、稳定性和可操作性。6：本工艺将调节池、初沉池、隔油池合三为一，节约土建费用，节约占地面积。7：生化部分采用接触氧化混合污泥工艺，它具有很好的处理效果，尤其具有很好的脱氮功能，并具有基建、运行费用低的特点，省去了厌氧池、沉淀池和回流装置，节约了大量建设资金和占地面积。8：水解酸化的应用可使废水中高分子物质在水解酸化菌的酶解作用打开链节或苯环，使之成为较易生物降解的小分子物质。由于本过程对水中溶解氧及温度控制条件不十分严格，操作管理较方便，基本上不耗用能源。9：气浮的使用不仅可以去除水中悬浮物，而且可以去除废水中油脂类物质。而且加药量远远小于混凝沉淀的用药量。 第七章 工艺流程说明一：物化处理部分1：旋转筛网废水经旋转式筛网去除较大悬浮固体和果皮、果核等颗粒污物。2：沉淀调节池具有调节、沉淀并起到中和池的作用。本池将比重较大物质通过重力作用在一定的时间内沉积到池底，并通过污泥排出管排出；同时将不同浓度和不同PH值废水相互混合和中和，池底沉积物然后吸到污泥池中进行处理；同时本池具有均化水质水量的作用，为生化处理储备水源。3:混凝反应池生产废水中大量悬浮的固态有机物不容易被微生物降解，同时废水整体PH值比较低显酸性，为防止污水破坏生化系统采用中和PH值同时混凝污染物采用投加混凝剂混凝反应通过气浮工艺去除悬浮有机物，可以降低后续生化处理的有机负荷，降低废水处理成本。气浮工艺采用的是当前最先进的高效溶气泵微气浮技术，气泡的直径20-40微米，对悬浮有机物的吸附和净化有很好的效果，工艺简捷，避免了传统加压溶气气浮在操作和管理上的复杂性，维护工作量低，气浮出水效果不易受温度、水量、水质变化的影响。气浮池采用链条刮泥机排泥，浓缩后外排。二：生化处理部分1：水解酸化池水解酸化工艺是厌氧反应的前两个阶段，厌氧处理工艺是在厌氧的条件下通过厌氧菌或兼性菌的作用将污水中的有机污染物分解成简单物质的过程，它在处理过程中首先将大分子物质水解、酸化为小分子物质，然后在中温或高温的条件下经过一定的时间分解为甲烷、二氧化碳和水，为了减少运行费用和节约基建投资同时达到预期的处理效果我们将厌氧反应控制在水解酸化阶段，它对含有大量难降解物质的工业废水有较好的降解作用。在水解酸化阶段，废水中难降解的有机物及大分子有机物经过水解性发酵细菌的作用首先分解成水溶性有机物，进而在产酸发酵细菌的作用下，转化为结构更为简单、分子量更小的化合物（有机酸和醇等）；水解过程最典型的特征是生物反应场所发生在细胞外，微生物通过释放胞外自由酶，或连接细胞外壁上的固定酶来完成生物催化氧化反应；酸化则是一个典型的发酵过程，这一阶段的基本特征是微生物的代谢产物主要为各种有机酸。水解酸化过程可提高废水的可生化性及去除部分COD物质的功能，为进一步的生物处理奠定良好的基础。由于在水解酸化反应器中形成一个多菌群的微生态系统，并以絮状菌胶团的形式存在，对各种有毒物质及冲击负荷的耐受能力很强，通过逐渐的驯化培养，可以产生对蔬菜加工废水有较好降解作用的工程微生物菌种，达到对废水处理的目的。水解酸化微生物对温度的适应范围很宽，从10-36都可以达到较好的有机物降解效率。在水解酸化阶段，由于不设有曝气设施，系统运行能耗很低。2：生化反应池承担彻底去除有机物的任务，原有污水处理设施采用接触氧化工艺，该工艺是在曝气池内，悬挂弹性立体生物填料，该填料是微生物栖息的场所，在生物填料上形成生物膜，生物膜具有一定的厚度，由于在整个曝气池内具有一定的溶解氧，在整个生物膜内，从外向内溶解氧依次降低形成好氧、缺氧、厌氧状态，污水中的有机污染物通过渗透作用进入生物膜内得以去除，同时由于溶解氧的状态不同，污水中的氨氮、磷也能够进行去除，增加后的生物膜由于累加作用，最后脱落，在斜管沉淀池沉淀下来。由于理论上是如此，所以原有的污水处理设施是采用这种办法进行处理的，可是实践证明，此方法效果不是很理想，其主要原因是，针状填料采用塑料制造，由于表面光滑，再加上曝气的蠕动生物膜无法形成，因此我针对这种现象进行改造，采用活性污泥法进行处理，增加污泥回流设施。三：污泥处理部分混凝沉淀池由于加药形成絮体通过助凝剂的吸附架桥，吸附和网捕污水中的有机物胶体和颗粒沉积在斜管沉淀池底部，通过污泥泵排到污泥干化池内，同时二沉池内的剩余污泥也定时定量的排入污泥干化池内，在这里通过滤料的过滤等作用，将较浓的污泥进行泥水尽量进行分离，分离后的污水进入调节池重新进行处理，含水量较少的污泥定时进行清理外运进行处理或者进行填埋。第八章 主要构筑物与设备技术参数描述一：污水预处理部分1：格栅与筛网功能：将废水中不溶于水大块漂浮物及悬浮物进行截留和拦截。数量：1个 安装位置：总进水渠内材质：不锈钢栅缝：15mm设计参数：B=20目，倾角为68度，筛网为20目2：调节沉淀池砼混结构 ： 地下式 数量： 1座 工艺尺寸：800080003500mm有效容积：180m设计参数：HRT=6h， 主要设备：（1）污水潜污泵 2台 （一用一备） （2）空气搅拌装置 1套3：混凝沉淀池功能：将废水中含色物及不溶于水的颗粒物通过混凝剂和助凝剂的作用将污水中的有机物胶体和颗粒进行网捕和吸附。结构：钢筋混凝土结构 有效尺寸;lbh=332.5内加材料：PVC斜管设计参数：水力停留时间4hr加药设备：加药罐2个 加药泵2台 搅拌机2台二：生化处理系统1：水解酸化池功能：将废水中的大分子有机污染物在厌氧的条件下分解为小分子物质，提高废水的可生化性，同时降低部分COD和色度及悬浮物。结构：钢筋混凝土混结构数量：一座设计参数：水力停留时间HRT=6小时，有效池容V=37.5m，有效水深 H=5.5米，容积负荷：2kgCOD/m3.d，污泥浓度：15g/L，水温尽可能高，大于25度时效果最好。主要设备：厌氧生物填料及配水管2：改良好氧生化反应池功能：好氧菌在好氧及特定的条件下，将废水中的有机污染物作为养料进行新陈代谢作用从而使有机污染物减少并得以去除，同时通过合理的工艺参数调配可有效的实现氨氮的去除。结构：钢筋混凝土结构池数：一座运行方式：连续进水交替运行设计参数：HRT=8小时，有效池容V=10m，连续曝气混合搅拌方式为机械搅拌， MLSS=3500mg/l，泥龄:8天主要设备：1：罗茨鼓风机 TRE-150 2台（一用一备） Q=4.25m3/min2：微孔曝气器 BZQW-195型 数量178个3：污泥回流泵 1台三：污泥处理部分将调节池、混凝污泥、剩余污泥等进行集中经干化池浓缩后便于外运，本处理系统污泥处理不加药调质脱水，而是通过重力浓缩干化，便于用作农家肥料。污泥干化池共设计两座，交替使用。设计参数：LBH=4米2米1.5米 滤料：分级鹅卵石或炉渣第九章 供配电设计9.1 用电负荷及负荷等级9.1.1用电负荷及负荷等级本装置总装机容量为15.8kW，所有用电负荷均为380V和220V低压用电负荷。装置以100%的设计能力运行时，需要容量为31.315kW.装机容量表如下：名 称单台动力 (kW)数 量总动力 (kW)备 注加药泵0.51台0.5间歇式工作实际每天工作4小时潜水泵1.52台3一用一备污泥回流泵2.21台2.2单台交替运行罗茨风机5.52台11一用一备合 计15.8KW根据国家标准供配电系统设计规范（GB50052-95）中关于负荷分级的规定，装置所有负荷均为三级负荷。9.1.2用电负荷谐波及其防治本装置的大部分用电设备为三相对称的线性负荷，预计本项目用电设备投运后所产生的高次谐波最大允许数值符合电能质量 公用电网谐波（GB/T14549-93）的要求，不需采取防治高次谐波污染电网的措施。9.2电源状况9.2.1外部电源因业主没有提供基础资料，本装置所需一路380/220V电源暂按引自工厂变电所。设计和供货分界点暂为本装置配电主进线断路器电源进线侧。工厂变电所目前现有供电余量和备用380V出线回路可供本装置使用。9.2.2电源可靠性分析根据上述情况，本装置外部电源落实可靠，电力供给有保障。9.3供配电方案及其原则确定9.3.1供配电方案根据低压用电设备容量、负荷分布情况和负荷等级，本装置的供配电方案原则：在污水装置配电室内设若干低压开关柜为本装置所有低压用电设备提供380/220V电源。9.3.2功率因数补偿由于本装置新增用电负荷较少，功率因数由工厂变电所统一补偿，本配电不另设功率因数补偿装置。9.4主要电气设备和材料的选择9.4.1选择原则按技术先进可靠、经济合理和使用环境条件进行选择。（1）低压开关柜低压开关柜选用低压固定式开关柜。（2）检修电源箱选用普通型。 （3）电线和电缆低压电力电缆选用全塑电力电缆， VV-0.6/1型。控制电缆选用全塑控制电缆， KVV-0.45/0.75型、KVVP-0.45/0.75型。（3） 辅助材料配线用的电缆桥架、保护管以及防雷接地装置的材料均属辅助材料。保护管选用镀锌钢管、可挠性金属套管或无增塑钢性塑料管。防雷和接地装置选用铅包钢复合型钢。第十章 建筑结构10.1建筑设计各构筑物均为新建，采用钢筋混凝土结构，具体设计祥见施工图。10.2结构设计10.2.1工程地质因业主没有提供工程地质勘察报告，本工程暂按6度地震设防区，本污水处理工程所有建（构）筑物如原水池、沉淀池、生化池、气浮池等重要建筑物按7度设防。地基土容许承载力R暂按812t/m2考虑，没有考虑地下水影响，待地质报告后再作修正。10.2.2结构设计方案（1） 本污水处理工程的建（构）筑物包括沉淀池、污泥浓缩池等均为钢混结构。（2）配电、分析室等随同车间一起建造。（3）室外设备基础采用现浇混凝土板式结构。10.2.3材料供应由于本设计的构筑物为常规形式，钢材、水泥、木材、沙子、石子等建筑材料均就地采购供应。第十一章 工程投资估算表一：土建部分（万元）名称外型尺寸体积（m）造价（万元）备注调节池883.5m2244.48砼混混凝沉淀池332.5181.14砼混水解酸化池532.537.53.26砼混生化池844.514414.28砼混二沉池543.5706.95砼混污泥干化池421.5120.76砼混总计：30.87万元二：机械设备部分（万元）序号名称 型号规格数量单价(万元)合计价格(万元)备注1电气控制系统3套0.61.82格栅筛网1台0.80.83潜污泵2台0.40.8一用一备4鼓风机BK50092台3.36.65曝气器BZQ.W-192178个0.0152.676污泥泵1台0.350.357斜管2套2.24.48生物填料1套4.24.29加药系统2套1.83.610管道阀门1宗3.23.2N 合计:28.42万元三：其它部分1：工程设计费 2.60万元 2：技术调试费 2.60万元3：人员培训费 1.20万元4：工程税金 3.2万元四：工程总投资总计：（123）68.89万元第十二章 主要经济技术指标一：主要经济技术指标1：本工程总投资68.89万元2：本工程总装机容量为：15.8KW，运行功率12.95KW3：废水处理成本分析（1） 电费：工业用电以0.65元/度计，每天工作时间为24小时，M112.95240.65/1200.56元/吨（2） 人员工资：工人每月以900元计，共2人，M2=2900/30/120=0.5元/吨（3） 药剂费：M3=0.36元/吨（4） 运行成本：（123）1.42元/吨二：效益分析工程完工并且投入运行后，每年减少向周围环境排放污染负荷（COD、NH3-N削减量）为：CODcr【（1200100）*120】*106*36047.52吨/年SS【（30070）*120】*106*36011.664吨/年第十三章污水处理总平面布置一、设计范围：1设计范围：废水处理站总体布置：调节池、水解酸化池、生化曝气池、沉淀池、气浮池等土建设计。2总体布置以基础资料为基础，占地以厂方提供的用地为原则，少占地，减少投资。二、高程布置图1设计范围：从厂方的生产废水进入格栅开始至出水达标排放。2高程布置：废水在调节池一次提升，然后自流进入后续处理构筑物，沉淀池出水，经提升泵送入气浮池进行物化处理。三、总平面布置图（见附图2） 第十四章项目实施计划14.1建设周期本项目的建设周期规划为以下几个阶段：u 项目初始阶段