800吨食品废水处理方案设计计算书

800吨食品废水处理方案设计计算书一、设计基础1.1水质来源废水来自肉制品、乳制品、果蔬清洗、设备冲洗、地面冲洗、CIP清洗、实验室排水、生活污水等七股，混合后进入调节池。1.2设计规模平均日流量Qd＝800m³/d，设计峰值系数Kz＝1.5，峰值流量Qh＝50m³/h。1.3进水水质（连续一年逐日加权平均）COD4200mg/L，BOD52600mg/L，SS900mg/L，NH3-N85mg/L，TN140mg/L，TP18mg/L，pH5.5～10，动植物油280mg/L，Cl⁻450mg/L，T＝18～32℃，电导率3200μS/cm，色度600倍，LAS45mg/L。1.4排放要求《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）B级：COD≤500mg/L，BOD5≤350mg/L，SS≤400mg/L，NH3-N≤45mg/L，TN≤70mg/L，TP≤8mg/L，动植物油≤50mg/L，pH6～9。1.5设计原则（1）高负荷生物段优先去除碳源，低负荷深度段同步脱氮除磷；（2）油脂、蛋白、胶体在前端高效分离，降低后续生物抑制；（3）污泥龄控制兼顾硝化与污泥减量；（4）全厂臭气密闭收集，生物滤池+光氧催化达标；（5）占地≤450m²，吨水电耗≤0.85kWh，吨水药耗≤0.35元，自动化水平无人值守8h。二、工艺路线格栅→调节池→溶气气浮（DAF）→水解酸化→UASB→AO-MBR（预缺氧+好氧+膜池）→臭氧催化氧化→生物活性炭（BAC）→清水池→紫外消毒→计量排放。污泥路线：DAF浮渣+UASB颗粒污泥+MBR剩余污泥→浓缩池→高压板框脱水至含水率≤60%，泥饼外运制砖。臭气路线：池体密闭→管道收集→生物滤池（空床停留25s）→光氧催化→15m排气筒，H2S≤0.06kg/h，NH3≤1.0kg/h，臭气浓度≤800（无量纲）。三、单元设计计算3.1格栅栅隙b＝3mm，过栅流速v＝0.8m/s，栅前水深h＝0.3m，安装角度60°。栅条数n＝Qh/(b×h×v×sin60°)＝0.0139/（0.003×0.3×0.8×0.866）＝22.3，取23条。每日栅渣量W＝0.05m³/1000m³×800＝0.04m³/d，容重960kg/m³，日产渣38.4kg，采用螺旋压榨一体机，功率0.75kW。3.2调节池HRT＝10h，有效容积V＝Qh×10＝50×10＝500m³，取18.0×6.0×5.0m，有效水深4.7m，超高0.3m，钢砼结构，内衬FRP防腐。设潜水搅拌机2台，单台D＝2500mm，N＝3.0kW，轴功率密度8W/m³，防止沉淀。池底设穿孔预曝气管，气水比2:1，风机Qa＝100m³/h，P＝39.2kPa，1用1备。3.3溶气气浮（DAF）采用循环回流式，回流比R＝30%，溶气压力0.45MPa，释放器TS型，微气泡20～40μm。表面负荷q＝4.5m³/(m²·h)，停留25min，池体面积A＝Qh(1+R)/q＝50×1.3/4.5＝14.4m²，取4.0×4.0m，有效水深2.2m。溶气罐φ800×2400mm，停留2min，填料层1.0m，空压机Q＝0.4m³/min，P＝0.7MPa，N＝3.0kW。PAC投加80mg/L，PAM投加1.0mg/L，设机械隔膜泵2台，Q＝40L/h，P＝0.7MPa。预计除油率≥85%，除SS≥70%，COD去除25%，浮渣量1.2t/d，含水率94%。3.4水解酸化池HRT＝6h，V＝50×6＝300m³，分2格，单格8.0×4.0×5.0m，脉冲布水器布水，上升流速0.8m/h，填料为φ150弹性立体填料，填充率60%，比表面积380m²/m³。脉冲周期t＝6min，充放比1:3，脉冲罐φ1.2×2.5m。预计B/C由0.62提升至0.75，COD去除15%，SS去除30%，VFA增至280mg/L。3.5UASB容积负荷Lv＝8kgCOD/(m³·d)，V＝(4200×800/1000)/8＝420m³，H＝6.5m，A＝65m²，分2座，单座φ6.5×6.5m。三相分离器缝隙流速＜8m/h，沉淀区表面负荷0.6m³/(m²·h)，回流缝角度55°。颗粒污泥浓度25gTSS/L，污泥产率0.08kgMLSS/kgCOD，产气率0.38Nm³CH₄/kgCOD，沼气产量1020Nm³/d，甲烷含量65%，设沼气柜200m³，双膜干式，脱硫后送锅炉。预计COD去除80%，BOD5去除85%，SS去除60%，油脂去除70%，碱度消耗900mg/L，投加NaHCO₃调碱度至1800mg/L。3.6AO-MBR3.6.1缺氧池HRT＝4h，V＝200m³，分2格，单格7.0×3.6×4.5m，填料为φ100组合填料，填充率70%，搅拌功率6W/m³，设潜水搅拌机2台，N＝1.5kW。3.6.2好氧池HRT＝10h，V＝500m³，分2廊道，单廊道12.0×4.5×5.0m，污泥龄SRT＝18d，MLSS＝10g/L，污泥负荷Ls＝0.085kgBOD/(kgMLSS·d)。采用微孔曝气盘φ215，氧利用率28%，标准需氧量SOR＝1.4×(2600×0.15×800/1000)/0.28＝1560kgO₂/d，风机Q＝26m³/min，P＝58.8kPa，N＝45kW，变频。内回流比R内＝400%，混合液回流泵Q＝200m³/h，H＝1.0m，N＝2.2kW，2台。3.6.3膜池膜组件为PVDF中空纤维，孔径0.1μm，膜通量J＝15L/(m²·h)，膜面积A＝Qh×1000/J＝50×1000/15＝3333m²，选用6组，单组560m²，膜丝直径1.2mm，帘式。膜运行8min停2min，每28min反洗30s，反洗泵Q＝150m³/h，H＝12m，N＝11kW。化学清洗周期30d，次氯酸钠500mg/L，柠檬酸2000mg/L，各浸泡2h。预计出水COD≤120mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤5mg/L，NH3-N≤5mg/L，TN≤25mg/L，TP≤3mg/L。3.7臭氧催化氧化臭氧投加量60mg/L，接触时间30min，反应塔φ1.6×6.0m，有效容积12m³，填料为γ-Al₂O₃负载Mn-Ce，比表面积280m²/g，填充率50%。臭氧发生器产量3kgO₃/h，浓度120mg/L，功率16kW，冷却水循环5m³/h。尾气破坏器加热350℃，停留3s，臭氧残留≤0.1mg/m³。预计COD去除40mg/L，色度去除70%，B/C由0.15提至0.35，为BAC提供可生化底物。3.8BACHRT＝45min，V＝37.5m³，分2格，单格3.0×2.5×3.0m，炭层高度2.0m，柱状炭φ3mm，碘值950mg/g，密度0.55t/m³，装填20t。气水反冲：先气12L/(m²·s)3min，后水8L/(m²·s)5min，膨胀率15%，反洗水来自清水池，反洗废水返回调节池。预计COD再降30mg/L，出水COD≤80mg/L，色度≤50倍，无异味。3.9清水池与紫外消毒清水池V＝100m³，HRT＝2h，钢砼，设外排泵2台，Q＝60m³/h，H＝18m，N＝5.5kW。紫外渠4模块，单模块12支灯管，功率320W，剂量≥30mJ/cm²，寿命12000h，出水粪大肠菌群≤1000MPN/L。3.10污泥处理3.10.1浓缩池固体通量30kg/(m²·d），进泥量DS＝(0.08×3360+0.5×900×0.8+0.7×4200×0.2)/1000＝0.42tDS/d，面积A＝420/30＝14m²，φ4.0×4.5m，重力浓缩12h，上清液回流。3.10.2板框脱水选用500m²高压隔膜压滤机，进泥含水率96%，投加PAM4kg/tDS，循环90min，压榨压力1.6MPa，泥饼含水率≤60%，产量1.05t/d，设自动储泥斗5m³。四、高程与管道全厂地面标高±0.00m，调节池底－4.50m，UASB顶＋0.50m，膜池顶＋1.20m，臭氧塔＋3.50m，清水池顶－0.50m，重力流为主，仅3处提升，总扬程22m，外排管DN200，HDPE，坡度2‰，出口设巴氏计量槽，喉宽0.15m，最大流量60L/s。五、电气与自控设MCC柜1面，PLC柜1面，触摸屏15"，CPUS7-1200，I/O点256，以太网远传至厂区中控室。在线仪表：pH、DO、MLSS、ORP、NH3-N、TN、TP、流量计、液位、臭氧浓度、CH₄浓度共18套，4～20mA信号接入PLC，设高低限报警、设备故障短信推送。运行策略：（1）调节池液位联动提升泵变频；（2）UASB进水温度＜20℃自动开启蒸汽换热器；（3）好氧池DO设定2.0mg/L，风机变频PID；（4）MBR跨膜压差＞25kPa自动化学清洗；（5）臭氧氧化ORP设定280mV，闭环投加；（6）BAC每72h强制反洗1次；（7）污泥斗满仓自动报警，提示外运。六、能耗与药耗6.1电耗提升泵2.2kW×24＝52.8kWh/dDAF回流泵1.5kW×24＝36kWh/d风机45kW×24＝1080kWh/dMBR抽吸泵2.2kW×20＝44kWh/d反洗泵11kW×0.5＝5.5kWh/d臭氧16kW×18＝288kWh/d紫外1.3kW×24＝31.2kWh/d其它15kWh/d合计1552.5kWh/d，吨水1.94kWh，按0.75元/kWh，电费1164元/d，吨水1.455元。6.2药耗PAC80mg/L×800＝64kg/d，单价1.8元/kg，115.2元PAM1mg/L×800＝0.8kg/d，单价12元/kg，9.6元NaHCO₃900mg/L×800＝720kg/d，单价1.2元/kg，864元柠檬酸30kg/月×2元＝60元，日均2元次氯酸钠10kg/月×1.5元＝15元，日均0.5元合计991.3元/d，吨水1.24元。6.3人工设2班2人，月薪6000元，日人工400元，吨水0.5元。6.4总运行费1.455+1.24+0.5＝3.195元/m³。七、主要设备清单机械格栅1台，b＝3mm，N＝0.75kW螺旋压榨机1台，φ260，N＝1.1kW调节池提升泵2台，Q＝50m³/h，H＝12m，N＝3.0kW潜水搅拌机4台，N＝3.0/1.5kWDAF成套1套，含溶气罐、释放器、刮渣机脉冲布水器2套，φ1200UASB反应器2座，φ6.5×6.5m，含三相分离器、水封罐沼气柜1套，200m³，双膜罗茨风机2台，Q＝26m³/min，P＝58.8kPa，N＝45kWMBR膜组件6组，560m²/组MBR抽吸泵2台，Q＝50m³/h，H＝12m，N＝2.2kWMBR反洗泵1台，Q＝150m³/h，H＝12m，N＝11kW臭氧发生器1套，3kgO₃/h，N＝16kW臭氧反应塔1座，φ1.6×6.0mBAC罐2座，3.0×2.5×3.0m紫外消毒模块4组板框压滤机1台，500m²，N＝7.5kWPAM泡药机1套，Q＝1000L/h加药计量泵8台PLC控制柜1套在线仪表18套八、投资估算土