生产污水处理工程工艺技术项目可行性研究报告

生产污水处理工程工艺技术项目可行性研究报告生产污水处理工程工艺技术项目一、工程背景11企业基本情况青岛啤酒（兴凯湖）有限公司（原名鸡西啤酒厂）位于黑龙江省鸡西市鸡冠区，东邻兴凯湖、西连301国道。始建于1958年，1985年经国家轻工业部、国家计委和国家建设总行批准，同意移地扩建年生产三万吨啤酒能力的啤酒厂，啤酒厂是轻工业部50家重点企业之一，公司占地面积6万余平方米。1998年在市政府的帮助和支持下，鸡西啤酒厂被青岛啤酒集团公司兼并，并成立了青岛啤酒（兴凯湖）有限公司。公司拥有美国、德国、瑞典、捷克、意大利、中国等国际先进的技术装备，是一个设备精良、工艺先进、布局合理的现代化企业。现有职工600人，其中工程技术人员102人，包括酿造、机械、自控、财务等专业技术人员，高级工程师7人，工程师32人，有较强的理论基础和实践经验，是我公司科技兴企和技术改造的中坚力量。近几年我公司经几次改造、改进了国际先进的二条灌装生产线，空瓶检测、贴标机等关键设备是引进美国、意大利等国设备，保持着较高的装备水平。为公司产品提高打下了良好的基础。公司于1998年10月份加入青啤集团公司，全面管理工作与青啤集团的管理机制并轨，引进了青啤的用人机制和工艺技术，各方面得到突飞猛进的发展。现年生产能力56万吨，连续多年实现年销售收入5000余万元，年利税500多万元。主要产品有青岛啤酒（兴凯湖）系列、桶装啤酒及津美乐系列饮料，产品质量上乘，曾多次获奖，深受鸡西人民的喜爱，产品覆盖鸡西地区及周边部分城市，并远销俄罗斯。（插图蒸蒸日上的青岛啤酒（兴凯湖）有限公司1）12工程概况青岛啤酒（兴凯湖）有限公司主要从事于啤酒生产，其主要工艺过程中必然产生大量的废水，包括麦芽生产过程中的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、1凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；灌装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤水；以及来自办公楼、食堂和浴室的生活污水。虽然多次投资进行节能、节水的工艺改造，也仅仅是使吨啤酒的水消耗降低，未能从根本上解决污水排放的问题。污水中主要污染物有碱性洗涤剂、废酵母、废酒花、残酒和其它杂质等。为了严格执行国家有关环保法规，保护人民健康，实现国家污水一级排放，迫切需要建设一座专门污水处理站，处理生产过程排放的废水。本报告根据污水水质特点设计处理方案，提出工艺技术路线，写出可行性研究报告。二、设计依据及标准1、中华人民共和国环境保护法；2、中华人民共和国水污染防治法及其实施细则；3、排污专项资金收缴使用管理办法；4、黑龙江省环境保护条例；5、啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）6、污水综合排放标准（GB89781996）一级标准；7、室外排水设计手册；8、排水工程设计手册；9、给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50692002）；10、钢筋混凝土工程施工及验收规范（GBJ20483）；11、电气装置施工及验收规范（GB502561996）；12、业主提供的有关资料及现场采水监测报告；13、有关的设计规范及设计手册。三、设计原则1、严格贯彻执行国家环境保护的有关规定，确保出水各项指标达到设计要求，达到或优于排放标准。2、尽量采用功能可靠、运行稳定、操作简单、运行管理方便的处理工艺技术，以达到降低建设费用和处理成本。3、结合工程条件和排放标准，谨慎合理选择工程设计方案，并尽量采用技术先进、新材料、新布局，以减少运行费用，确保处理系统长期运行安全可靠，出水稳定，达标有保障。24、合理地解决污泥、泥渣的处理问题，控制好噪声，以避免二次污染。5、尽量采用机械与自动化操作，以减轻操作人员的劳动强度。四、设计条件1气候条件鸡西市位于黑龙江省东南部，地处东经1302313356，北纬44514636之间。年有效积温2550，无霜期平均139天，年降水量533MM，属于寒带大陆性季风气候。鸡西市处于中纬度带，属于中温带大陆季风气候区。四季比较分明，年平均气温42，全年日照相2565小时。每年四季时间为春季4至5月，夏季6至8月，秋季至9月至10月冬季11至3月。冬季较长，室外最低温度23度。2、设计水量根据厂方提供的资料，该厂日污水排放量为1200M3/D，车间每天连续生产，生产污水为连续排放。3、设计水质根据厂方提供的资料，生产污水指标见下表设计处理水量为Q1200M3/D排放峰值，按全天三班连续运行计算。4、水质分析根据啤酒生产工艺，生产废水主要有以下几类（1）清洁废水冷冻机、麦汁和发酵冷却水等。这类废水基本未受到污染。（2）清洗废水如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初期洗涤水、酒罐消毒废液和地面冲洗水等。这类废水受到不同程度的有机污染。（3）冲渣废水如麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣及残碱性洗涤液等。这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物。工段中将产生麦汁冷却水、装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水、过3滤槽和沉淀槽洗涤水，此外，糖化过程还要排出酒花糟、热凝固物等大量悬浮固体。（4）装酒废水在灌装酒时，机器的跑冒滴漏时有发生，还经常出现冒酒。废水中掺入大量残酒。（5）洗瓶废水清洗瓶子时先用碱性洗涤剂浸泡，然后用压力水初洗和终洗。瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥沙等。其来源和浓度见下表五、项目的目的51目的意义啤酒生产污水的特点是高COD、高BOD、高悬浮物（CODCR含量达到2000MG/L以上），这种“三高”的污水不经处理排放到地表，则使河（湖）水浑浊、水体腐败发臭、鱼虾绝迹、危害人体健康，使生态环境遭受严重破坏据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度是相当严重的，所以要对啤酒废水进行一定的处理。既然啤酒生产污水是造成环境污染的重要污染源，对其污染治理是势在必行，也是啤酒生产实施可持续发展的必经途径。为了改善鸡西市的环境污染，更加有效地实施清洁生产，提高企业的经济效益。青岛啤酒（兴凯湖）有限公司决定建立污水处理站，以解决目前存在的污染问题。污水处理站的建成，不但能够促进公司的生产环境，社会效益也十分明显，并且人民生存环境得到明显的改善。综合考虑，污水处理站的建设势在必行。4（污水对环境的影响点滴可见）52国内外概况随着人民生活水平的不断提高，我国的啤酒工业发展迅速，啤酒产量有了较大幅度的增长，已成为世界五大啤酒生产国之一。到2006年，我国啤酒产销量已连续四年保持世界第一。至2006年全国啤酒年产量超过3500万吨，居世界首位。以生产1吨啤酒产生20M3废水计算，则啤酒工业排放的废水量每年达到6075亿M3，污染物中BOD5为（260469）万吨，CODCR为（520781）万吨，SS为（1036208）万吨。（高污染废水源源外流）啤酒生产废（污）水处理，在国内外多采用传统的接触氧化法、活性污泥法、A/O5法等处理工艺。近年来国内有些单位开始研究和使用SBR法处理啤酒生产废水，以及采用UASB工艺再进行后续好氧处理等。综而观之，无外乎如下水解酸化好氧（HO）工艺；UASB好氧工艺两大类。欧盟的荷兰等国利用UASB技术处理啤酒生产废水的工艺正向亚洲国家辐射。但由于气候及能耗等约束显得有些“水土不服”。啤酒生产废水主要来自冲洗水、洗涤水，是属于高耗水量的企业，每生产1吨啤酒耗水量可从20吨到50吨。其特点是高碱度、高温度和高浓度有机物，对土壤、水体、饮用水源的污染尤为严重，对生态环境造成巨大破坏，所以对啤酒生产废水治理是势在必行。53市场预测和发展趋势2002年中国啤酒产量达到2358万吨，首次登上世界第一，2003年不仅产量达到2510万吨，将位居第二的美国甩得更远，而且消费是突破2500万吨，首次超过美国成为世界最大的消费市场。全国平均吨酒利润首次突破百元大关。2003年以来，中国啤酒业联合、兼并走势强劲，如华润收购钱江、龙津，燕京收购惠泉，青啤收购甘肃农垦等。这些中、小啤酒厂之所以面临困境被收购、兼并，其主要原因就是生产工艺落后、耗水量大、生产污水未经处理严重污染环境，使企业不能上等级，因此这些企业被收购、兼并就是在所必然了。啤酒生产既是耗水大户，同时也是污水产量大户。每生产1吨啤酒产生2050M3污水，2006年，全国啤酒年产量超过3500万吨，生产污水量达到6075亿M3，污染物中BOD5为（260469）万吨，CODCR为（520781）万吨，SS为（1036208）万吨。这些污染物排放到水体，已对全国各大水系造成严重污染，对人的健康造成巨大危害，对生态环境造成巨大破坏。尤其地方小型啤酒厂和啤酒分装厂，其生产污水一般都未经处理就排放，所以对于啤酒生产的节水和污水的综合治理、处理水回用的新工艺技术的需求量增大，是实施啤酒工业可持续发展的必然趋势。因此对啤酒生产污水处理的工艺技术研究、筛选优化，具有重要的经济性，也是工业污染源治理的重大课题。六、工艺技术可行性分析61处理工艺选择针对青岛啤酒（兴凯湖）有限公司所处的地理气候条件及啤酒生产污水高COD、高BOD及高SS的特点，并充分结合国内外啤酒废水综合治理的发展过程和经验，拟设计采用调节水解酸化接触氧化工艺。根据厂方提供的水质资料CODCR2000MG/L；6BOD51300MG/L；SS600MG/L；总磷6MG/L；氨氮15MG/L。出水水质指标达到啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）排放标准，即CODCR80MG/L；BOD520MG/L；SS70MG/L；总磷3MG/L；氨氮15MG/L；PH69。通过以上水质资料可以看出除氨氮和PH值外，其他各项指标均超标。其中，COD超标25倍；BOD超标65倍；SS超标86倍；总磷超标2倍。本工程中BOD/COD065，说明水质可生化性非常好。因此，本处理工程建议采用生化法作为主体处理工艺。62处理站置的选择本污水处理站拟选置在青岛啤酒（兴凯湖）有限公司厂区范围内东北角处的露天库区，现有占地600平方米，拟规划使用400平方米。无需重新增地，亦对附近居民没有影响（详见厂区平面布置图）。63本工程项目特点针对啤酒废水的特点，目前国内大多采用生化法如传统活性污泥法、生物接触氧化法等。近年来，随着水处理技术的不断进步，厌氧处理技术亦不断完善和成熟。厌氧处理从开始只能处理高浓度的污水发展到成功地处理中低浓度的污水，如啤酒、屠宰甚至生活污水。厌氧技术作为好氧处理的预处理阶段已经得到了广泛应用。其中，水解酸化、UASB等工艺在国内已经得到很好的应用。本处理工程拟采用曝气调节水解酸化（UASB）生物接触氧化沉淀工艺，对污水进行处理。处理工艺中水解酸化与UASB反应器有各自的优缺点。水解酸化工艺主要优点（1）通过水解池利用厌氧反应中的水解酸化阶段，而放弃了停留时间长的甲烷发酵阶段，其反应控制在厌氧的第二阶段完成之前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善处理厂的环境。（2）或称部分厌氧，即主要在厌氧反应的水解和酸化阶段（这也是称为水解好氧工艺的原因），从而在反应器中取消了三相分离器，使得反应器结构十分简单，便于放大。虽然水解池的停留时间仅有25H，但分别可取得高达457、423和930的COD、BOD5和SS去除率。后处理的活性污泥法仅需采用25H停留时间。（3）水解池对有机物的去除率，特别是对悬浮物的去除率显著高于具有相同停留时间的初沉池，完全可取代初沉池。因初沉池的去除率受水质影响较大，出水水质波动范围较大，而水解池出水水质比较稳定。先采用水解池进行一级处理，出水水质将比初沉池有很大程度的改善。特别是啤酒废水虽然可生物降解的可溶性COD成分高，但是废水中悬浮性颗粒状COD含量也很高，所以更适合采用水解处理。；7（4）水解池是一种以水解产酸菌为主的厌氧上流式污泥床，具有较好的抗有机负荷冲击能力；（5）水解过程可使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变为小分子易降解的有机物，改变污水中有机物的形态和性质，是出水的可生化性得到改善，有利于后续好氧处理；表632水解反应前后污水性质的变化（HRT30H，荷兰BENNEKOM）项目进水出水COD（MG/L）650397BOD（MG/L）346254SS（MG/L）21733BOD5053064BOD5F5067091VAFT009025BOD5F054061CODFT049073CODMT029049（6）在低温条件下仍有较好的处理效果8（7）可以同时达到对剩余污泥的稳定，整个处理过程中产生的污泥可通过此池排出。（8）水解酸化工艺无需动力，又可降低后续好氧处理过程的运行费用。UASB工艺主要优点（1）能够有效去除高浓度有机物，尤其是难降解有机物；（2）有机负荷大，污泥浓度高。（3）UASB反应器的反应时间太长，在基建投资方面无优势。（4）在温暖气候条件下常温（1020）厌氧处理污水的实验，存在两个问题。首先总的去除效果不理想，这是针对达标和总的停留时间而言。事实上，厌氧的停留时间在812H的去除效果还是相当高的，但是，要考虑到其竞争力。第二，停留时间在824H的厌氧系统的竞争能力将大为降低，COD的去除率仅3060。（5）从经济方面考虑UASB工艺土建费用高，动能消耗大，运行成本高于水解酸化池。9综上考虑，建议本工程采用水解酸化工艺作为生物接触氧化法的预处理工艺。可以讲水解好氧生物处理工艺是我国独立自主开发的污水处理工艺，为我国的水污染控制作出了积极的贡献。64处理效果分析预测详见下分析图1065处理工艺流程根据本工程水质特点，具体工艺流程如框图外运66工艺装置的功能与作用A格栅格栅用于前处理、截留污水中纸屑、纤维和其它较大的废弃物和漂浮物，防止水泵、11管道以及处理设备的堵塞。采用回转式机械细格栅，格栅宽度800MM，格栅间距610MM。B预曝气调节池大容积的均化调节池为排放污水水质、水量波动大以及生产的间断性而设计。其作用提高污水的可处理性，减少在生化处理过程中可能产生的冲击负荷。对微生物有毒的物质可以得到稀释，短期排放出的高温污水还可以得到降温处理。当处理设备发生故障时，可以起到临时的事故贮水池的作用。当停止生产时可以为后续生化处理提供延续水源。C水解酸化池厌氧处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括专性、兼性微生物）的作用，将污水中的各种复杂的大分子不溶性有机物分解转化成小分子可溶性有机物（如乙酸和其它有机酸），提高废水的可生化性。厌氧生物处理是一个复杂的生物化学过程，依靠主要几个类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌的联合作用。厌氧生物处理的影响因素有温度、PH值、有机负荷、搅拌和混合、污水的营养物质、有毒物质等。本工程采用水解酸化池，控制微生物种类为兼性细菌。生物反应阶段为水解及酸化阶段，避免产甲烷阶段。在水解池中微生物附着于填料的表面生长，当污水通过填料层时，在填料表面的厌氧生物膜作用下，污水中的有机物被降解。本工艺采用水解酸化池，其特点为由于填料为微生物附着生长提供了较大的表面积，水解池中的微生物量较高，因而可承受的有机容积负荷高，COD容积负荷为216KG/M3/D，而耐冲击负荷能力强。污水与生物膜两相接触面大，强化了传质过程，因而有机物去除速度快。微生物以固着生长为主，不易流失，不需污泥回流与搅拌装置。启动或停止运行后再运行时间短（为间歇式生产所选）。D好氧接触氧化池好氧接触氧化池的主要功能是进一步降解小分子有机物，使COD降解达标，并使氨氮硝化达到排放标准。12采用曝气式生物接触氧化池，内设置填料，填料表面上长满生物膜，污水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化为新的生物膜。接触氧化法其主要优点如下填料表面全为微生物所布满，形成生物膜的主体结构，加上充沛的有机物和溶解氧，适宜微生物栖息繁殖，在生物膜上能够形成稳定的微生物群。生物相浓度比活性污泥法高，在相同的进水负荷下，可缩短系列化降解时间，从而减少池体体积，节省土建成本。在曝气的作用下，生物膜表面氧的浓度高，有利于保持生物膜的活性，提高氧的利用率。对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍有保持良好的处理效果，对排水不均匀的污水更具有实际意义。操作简单，运行方便，易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象。E竖流式沉淀池为了节省占地面积和提高沉淀效果，采用竖流式沉淀池，主要用于去除生化池中脱落的生物膜及其他固体悬浮物，对COD、BOD亦有一定程度的去除效果。污泥借由排泥泵排出至污泥浓缩池，一般每天排泥12次。F污泥浓缩池主要作用是储存污泥，并且达到污泥浓缩的目的，污泥螺杆泵由此池抽污泥到压滤机进行脱水。污泥脱水后，外运。67工程布置基本原则污水处理系统主要构筑物包括格栅井、预曝气调节池、水解酸化池、好氧接触氧化池、竖流式沉淀池、污泥浓缩池。由于场地限制，在满足工艺流程畅通的条件下，使污水处理站的平面布置紧凑合理、水流顺畅，气路、水路、泥路、电路布局清晰；工艺流程布局合理，力求与厂区周围环境协调统一；充分结合利用地形、地质及水文等条件，构筑物选择合理的结构类型，力求经济合理；主要污染物排放标准按照啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）标准规定的要求。68主要处理构筑物及工艺参数681格栅回转式机械细格栅，栅条间距采用6MM。13682均化调节池（一座）规格LBH1000080005500（MM）有效水深HE4700（MM）停留时间8H配套设备原水提升泵2台（Q50M3/H）683一段水解酸化池（一座）规格LBH1400031006000（MM）有效水深HE4700（MM）水力停留时间4H684一段好氧接触氧化池（一座）规格LBH1400047005500（MM）有效水深HE4600（MM）水力停留时间6H溶解氧DO34MG/L曝气量3300M3/H（气水比11M3/M3）配套设施尼龙花瓣型填料、橡胶膜盘式曝气器685二段水解酸化池（一座）规格LBH950030005400（MM）有效水深HE4500（MM）水力停留时间25H686二段好氧接触氧化池（一座）规格LBH950048005300（MM）有效水深HE4400（MM）水力停留时间4H溶解氧DO34MG/L曝气量3300M3/H（气水比11M3/M3）配套设施尼龙花瓣型填料、橡胶膜盘式曝气器687竖流式沉淀池（一座）规格LBH1000065005200（MM）有效水深HE4300MM14中心管径500MM。688污泥浓缩池规格LBH1000013003000（MM）有效水深HE2700MM工艺参数重力浓缩，自然干化七、电气与自控1、设计依据（1）工艺专业提供的电气设计要求及建设单位提供的有关电气设计资料。（2）工业与民用供电系统设计规范（GBJ5283）（3）低压配电装置及线路设计规范（GBJ5483）（4）工业与民用通用设备电力装置设计规范（GBJ5583）（5）建筑防雷设计规范（GBJ5783）（6）工业与民用电力装置接地设计规范（GBJ6583）2、设计范围污水处理站的动力配电、照明配电、防雷接地系统、自动控制系统。3、供电设计（1）供电电源为0380V、50HZ，由建设单位低压配电所引至污水处理站配电柜，负荷等级为三级。（2）污水处理站配电系统采用三相五线制，单相配电为三线制。4、动力配电及电缆敷设（1）污水处理站设1台GCL型配电柜，分别给各动力设备供电。（2）电力电缆选用VV型，控制电缆选用KVV型，经电缆沟或穿管敷设，需直埋的电力电缆或控制电缆用VV22或KVVP型。5、照明配电由配电柜提供0220V电源作室内外照明电源，用BVV电线经难燃塑料线槽沿墙明敷。6、接地与防雷15（1）利用建筑物的基础钢筋作自然接地体，或安装人工接地极，接地电阻应小于10欧姆。（2）建筑物用避雷带和短避雷计作防雷保护。7、测量及控制系统本工程须在地面上的配电间内设置一总电箱控制整个污水处理的电气。按电气要求，运行设备设置有过流、过载、断相、短路保护，故障自动切换并声光报警等自动化设施，运行可靠，使用寿命长。八、紧急状态及处理措施在进行设备维护或正常检修时，应启用备用系统进行工作，以保证处理系统的正常运行。对于水量突然大规模增大或水质明显恶化的情况，则应酌情调整中和药剂投加量以使污水处理系统