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成都碧水科技有限公司

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四川華泰億紅生物科技有限公司 果酒污水治理工程

             來源:成都碧水科技有限公司 閱讀:4687 更新時間:2014-11-17 20:46

第一章   總   論
1.1 概述
四川華泰億紅生物科技有限公司,日產果酒污水100噸。該廠擬對本廠的果酒污水進行治理,根據排污情況,計劃建一污水處理廠。利用技術先進,操作、維護、管理簡單、運行穩定的處理系統消除污染,保護環境,使排水達標。
成都碧水科技有限公司是集科研、設計、生產制造、安裝調試、售后服務五位一體的環保高科技企業,已完成的工程涉及各種環境工程領域。其中環境工程項目包括:化工廢水、輕工廢水、造紙廢水、醫藥廢水、食品釀造廢水、機械加工廢水、油漆涂料廢水、煤炭加工廢水等。近幾年先后完成各種規模的工程總計500余項,全部順利竣工,達到設計要求,通過各有關部門組織的驗收工作,得到各建設單位一致肯定。
在貴公司污水治理工程的建設中,我公司愿意真誠參與,貢獻我們的技術和力量。
 1.2編制依據與范圍
1.2.1編制依據
1)中華人民共和國污水綜合排放標準(GB8978-1996);
2)《給水排水設計規范》。
3)(86)國環字第003號“建設項目環境保護管理辦法”。
4)(87)國環字第002號“建設項目環境保護設計規定”。
5) 《室外排水設計規范》(GBJ14-87)及其他相關規范。
6) 工程設計收費標準。
7) 華泰億紅果酒公司提供的污水水質水量資料
1.2.2編制范圍
該廠果酒污水治理設施為新建工程,擬在現有規劃用地處進行,污水經管道收集后輸送至污水處理站進行處理。本技術方案不考慮收集和輸送系統的費用。
 本技術方案包括污水處理站內治理工藝、土建工程、管道工程、設備及安裝工程、電氣工程、自控工程、站內給水排水工程及消防。
 污水及給水進口從污水處理站界區邊線開始計算,動力線從污水處理站配電柜進線開始,排水至污水處理站界區邊線止。
 
1.3 編制原則
1) 1) 嚴格執行環境保護的各項規定,確保經處理后污水的排放水質達到環保局的有關排放標準。
2) 采用技術先進,運行可靠,操作管理簡單,,使先進性和可靠性有機地結合起來。
3) 主要設備國產化,采用目前國內成熟先進技術,盡量降低工程基建投資和運行費用。
4) 平面布置和工程設計時,結合廠區現狀,布局力求緊湊、簡潔,工藝流程合理通暢,盡可能縮短建、構筑物間的管路距離,建筑物與附屬物盡可能合建以節省占地。
5)  污水處理站應盡量使操作運行與維護管理簡單方便。
6)  嚴格執行國家有關設計規范、標準,重視消防、安全工作。
 
 第二章   污水處理工藝
 
2.1 污水處理規模及水質
2.1.1 污水處理規模
    根據華泰億紅果酒有限公司提供的資料,該廠日產污水量約為100m3/d。本次設計污水水量為100 m3/d。  
2.1.2 污水水質
根據華泰億紅果酒有限公司提供的水質資料。確定進入污水處理站的污水水質為:
    CODcr=3133mg/l    BOD5 = 1425mg/l     SS = 1984mg/l
    PH  = 6 - 9     T=20℃-26℃   NH3=42 mg/l
2.2 污水處理要求
污水經處理后應達到國家GB8978-1996中第二類污染物最高允許排放標準中的一級標準,具體指標為:
CODcr£100mg/l             BOD5£ 20mg/l
        SS£60mg/l              pH  = 6 - 9           
 
2.3 處理工藝流程選擇與確定
    果酒生產廢水中含有較高的糖類、果膠、果渣以及水溶物和纖維素、果酸單寧、礦物鹽等具有良好的生物可降解性,可生化性好,藤椒油生產廢水主要為洗鍋水和車間地面沖洗水,主要污染物為動植物油,經隔油池后進入生化處理系統。。
目前國內果酒行業廢水主要是采用純厭氧+好氧、厭氧前段(水解酸化段)+好氧的處理工藝。其中好氧處理主要有好氧塘、活性污泥法、接觸氧化、生物濾池、生物轉盤及CASS法等等,厭氧處理主要有厭氧塘、厭氧濾池、普通厭氧池、厭氧接觸反應器、UASB等。因果酒廢水中高分子有機物含量較高,單純采用好氧處理法不能將大分子有機物充分降解,因此,需在好氧處理前增加預處理,預處理通常采用純厭氧(UASB)或厭氧前段水解酸化。
    在厭氧工藝中,由于厭氧分為四個階段:第一階段,水解階段,固體物質降解為溶解性的物質,大分子物質降解為小分子物質;第二階段,產酸階段(酸化階段),碳水化合物降解為脂肪酸,主要是醋酸、丁酸合丙酸,水解和產酸進行的較快,難于把他們分開,此階段的主要微生物是水解—產酸菌;第三階段是酸性衰退,有機酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2,在此階段中,由于產氮細菌的活動使氨態氮濃度增加,氧化還原電勢或電位降低,PH上升,PH的變化為甲烷創造了適宜的條件,酸性衰退階段的副產物還有H2S、吲哚、糞臭素、和硫醇。由此可見,使厭氧發酵帶有不良氣味的過程時發生在第三階段。第四階段是由甲烷菌把有機酸轉化為沼氣。UASB需設三相分離器、布水系統,UASB還需設沼氣收集裝置,處理高濃度有機廢水還需要加熱。水解酸化處理是在大量水解細菌的作用下來使有機物大分子變成小分子碳水化合物降解為有機脂肪酸,將不溶性有機物水解為溶解性物質,同時在產酸菌的協同作用下將大分子物質、難于生物降解物質轉化為易于生物降解的小分子物質,重新釋放到液體中,在較高的水利負荷下隨水流出系統。由于水解和產酸菌世代期短,往往以分鐘和小時計,因此,這一降解過程也是迅速的。在這一過程中,溶解性BOD、COD的去除率雖然從表面上講很低,但是由于顆粒有機物發生水解增加了系統中溶解性有機物的濃度,因此,溶解性BOD、COD去除率實際很高,去除的這一部分以CO2、CH4和菌體增量這三種形式存在于水和泥中,特別是在低濃度污水中CO2和CH4的溶解度也是相當可觀的。可以看出,水解反應器集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解功能于一體。有機物在水解反應池中的去除包括了物理、化學和生物化學在內的綜合反應過程。這與只有物理沉淀功能的初沉池有本質的區別。水解酸化處理工藝由于不產生甲烷,操作簡單,目前越來越多應用在工業廢水處理上。與純厭氧工藝相比,水解酸化處理工藝具有以下優越性:
    ●對于固體的降解功能完全和消化池一樣,由于水解—好氧生物處理工藝的污泥僅為很少的難厭氧降解的剩余活性污泥,故可在常溫下使固體迅速水解,實現污水污泥一次處理,不需要經常加熱的中溫消化池;
    ●不需要密閉的反應器,不需要攪拌器和水、氣、固三相分離器,降低了造價并便于維護,可以設計出適應大、中、小型污水場所需的構筑物;
    ●由于反應控制在第二階段完成之前,故出水厭氧發酵所具有的不良氣味,改善了污水處理廠的環境;
    ●由于第一階段,第二階段反應進行迅速,故水解池的體積小,與一般初次沉淀池相當,可節省基建投資;
在果酒廢水處理中好氧處理目前廣泛采用CASS工藝,這是由于CASS工藝由于是一個組合體,他可根據來水量多少進行池體組合,并可根據來水濃度高低通過延長、縮短曝氣時間使廢水處理達標,所以CASS法操作靈活、可變性強。特別是果酒生產季節性強,有淡、旺季區分,通常是5-10月為生產旺季,而CASS法操作靈活,可變性強,恰能滿足果酒廢水存在淡、旺季的這一特點。
    工藝簡稱序批式活性污泥法,與傳統的活性污泥法相比較,CASS工藝具有以下優勢:
*    CASS工藝省去了二沉池,采用靜置沉淀方式,沉淀效果遠遠優于活性污泥法,出水水質好,而且由于存在缺氧-好氧的切換,因此可以脫氮除磷;
*    CASS工藝具有缺氧-好氧的切換,因此一般不易出現活性污泥法中常見的污泥膨脹現象;
*    CASS工藝通過缺氧過程有助于大分子物質的水解,從而可以提高廢水的可生化性,使系統的有機物去除率較其它方法高;
*    CASS工藝通過缺氧-好氧過程共同達到對污染物的去除,因此與活性污泥法等好氧處理工藝相比,具有電耗低的特點;
*    CASS工藝過程中有缺氧-好氧的切換,并且系統污泥濃度高,剩余污泥量較常規活性污泥法少1/3左右;
*    CASS工藝系統的啟動及生物馴化容易,并且耗時短;
*  CASS工藝系統運行穩定,且操作管理簡單。
廢水處理方法比較表


處理方法 水解酸化+ CASS法 UASB+ CASS法 水解酸化+二段接觸氧化法
特點 對PH值適應范圍廣,耐沖擊負荷強,調節池容積省,無污泥沉淀池。可自動、手動操作。 UASB對高濃度廢水處理能力強,產生生物能力強,調劑池容積省,無污泥沉淀池,耐高負荷沖擊能力強。但會產生沼氣,有復雜的沼氣收集系統。UASB需加熱,三相分離器等關鍵技術,。接觸氧化工藝成熟,UASB屬純厭氧工藝,條件要求嚴。對PH值適應范圍窄,只有6.5-7.4。 對PH值適應范圍廣,耐沖擊負荷強,產泥量少。可變性較差,操作不靈活。需設沉淀池。填料壽命短需定期更換,勞動強度大運行成本至少會增加0.20元/m3
運行費用 一般
    綜合以上優點,同時結合我公司采用水解酸化+UASB+CASS工藝處理的成功工程經驗,以及國內外采用水解酸化+UASB+CASS工藝處理果酒廢水的成功實例,確定水解酸化+UASB+CASS處理工藝為我公司推薦的生物處理工藝。CASS池出水直接排放。為提高水解酸化調節池的生化降解能力,將CASS池中的污泥定期向水解酸化池中排放。剩余污泥則進入污泥處理系統進行濃縮干化。
污水先經格柵處理去除污水中的較大懸浮物,以防止水泵或管道的堵塞。污水經格柵后流入水解酸化調節池調節污水水量水質。水解酸化調節池內設置微孔曝氣系統進行不足量預曝氣。使污水中的一部分有機物在這里得到去除。水解酸化調節池后段設置污水提升泵進行水的提升。提升入水力篩過濾,以去除廢水中粒徑較小的懸浮物(如谷殼等),為后續生物處理提供有利條件,污水經水力篩過濾后然后經提升泵進入UASB反應器,出水自流入好氧CASS反應池,利用好氧微生物將廢水中的有機物徹底氧化為CO2和水,從而使廢水得以凈化。
 2.4工藝說明
2.4.1格柵
由于果酒污水中懸浮物濃度較高,為保證后續處理工序的順利進行,首先采用格柵去除廢水中大顆粒的懸浮物質,防止水泵堵塞。格柵置于格柵井中。格柵采用1臺,型號為FH-800。格柵柵間距10mm,傾斜角度70度,柵前水深0.6m。柵渣定期裝車外運。格柵露天放置,格柵前設置手動閘門2個(設于配水井內)用于調節格柵的運轉與維修。
格柵井尺寸為4.0×0.8×2.0m。
2.4.2初沉池
經格柵隔除大顆粒懸浮物后的出水自流進入初沉池,通過初沉池中的自流到調節池。
初沉池尺寸為4.0×4.0×4.5m,運行水深3.5m,有效容積56m3,水力停留時間HRT=1.0h。
2.4.3調節池
由于污水排放過程中污水量及排入雜質的不均勻性,使得污水的流量或濃度,在晝夜內有較大范圍的變化。為使處理構筑物正常工作,不受污水高峰流量或濃度變化的影響,利用調節池來調節水量和水質。此外,酸性污水和堿性污水可以在調節池內中和;短期排出的高溫污水也可通過調節以平衡水溫。
調節池尺寸為4.0×4.0×4.5m,運行水深4.0m,有效容積64m3,水力停留時間HRT=10h。
調節池內設置污水提升泵2臺,1用1備,提升泵采用2臺100WQ10-10-2.2潛污泵,其主要參數為Q=10m3/h,H=10m,電機功率2.2kw。潛水攪拌機:一臺QS-200-1.1,每分鐘200轉,1.1kw。酸堿加藥裝置:1臺。BS-JY-20;PH在線監測儀一套:BS-PH-30;蒸汽加熱裝置:一套
2.4.4氣浮機
由于果酒污水中含有大量細小懸浮物(如橘子瓤顆粒、麥粒等),該種懸浮物直接進入后續生物處理工序,將產生負面影響,為此采用氣浮機加以去除,為后續生物處理提供有利條件。設QF-100型氣浮機1臺,參數為:尺寸為1000×2000×2000mm,處理能力10m3/h。
2.4.5水解酸化池
氣浮出水自流到水解酸化池,把水中的大分子水解成小分子,以利于后續的厭氧處理。
水解酸化池設置
布水裝置一套。
填料50方。
調料架一套。池體尺寸:2000×4000×4500mm,有效水深4000mm,有效體積32方。
2.4.6酸堿中和池:
池體尺寸:1000×1000×1000
設置PH在線監測儀一套,
加藥機一套:BS-JY-300
2.4.7UASB反應器
1.構筑物
功    能:去除CODcr、BOD5、SS,產生沼氣
池    數:1座
類    型:鋼筋砼結構
尺    寸:4000×4000×7000(H)mm    700m3
容積負荷:LV=6.0KgCODCr/m3·d
CODCr去除率80%
附件:
① GLS三相分離器
功能:氣、固、液分離,回流污泥
型號:非標設備  三相分離器面積為16m2/套
數量:1套
② 沼氣收集系統
功能:保持UASB中氣相一定壓力,收集uasb產生的沼氣
數量:1臺
材質:Q235A
尺寸:φ520×1200(H)mm
2) 布水系統
型號:非標設備
數量:2套
3)立式管道回流泵
流量:20m3/h
揚程:8m
數量:3臺(2用1備)
功率:7.5kw
2.4.8 CASS
CASS處理工藝即為序批式活性污泥處理工藝的簡稱。 CASS反應器是目前國際上較為先進的生物處理工藝,其流程簡單,運行管理方便,耐沖擊負荷能力強,處理效果良好。
CASS反應池去除有機物的機理在充氧時與普通活性污泥法相同。保證在同一CASS池中周期進行進水、反應、沉淀、排水及空載五個工序,故CASS反應池不需專設二沉池和污泥回流系統,從而減少占地,降低造價。同時可根據進水水質水量自動調整運行周期,以利于降低運行費用。
CASS反應器運行方式可以根據有機物種類的不同進行調整,從而在單池內實現活性污泥法、A/O工藝、A2/O工藝等不同工藝,因此可以極方便脫氮除磷。另外,通過調整CASS反應器單池的運行周期和整體的進水時序和排水時序,可以適應廢水水量和水質的波動,也就是可以適應高峰流量的排水,通過變換運行周期來保證出水水質,這正是CASS反應器多種運行方式以耐受高強度沖擊負荷的特征。
對于果酒污水,經預處理,UASB厭氧處理后有機物濃度較低,因此,利用CASS反應池可以在同一個周期內通過調節曝氣量以改變運行方式,極大限度地提高有機物去除率,保證較好的出水水質。由于CASS反應器通過缺氧—好氧或缺氧—好氧—缺氧—好氧等運行可以極其方便地按A/O或A2/O運行,因此,對氨氮和磷有良好的去除效果。由于CASS反應器單個反應池的運行周期均大于接觸氧化反應池的水力停留時間,因此,可以在反應池內培養出生長緩慢、世代時間較長的硝化細菌,從而提高廢水中氨氮的去除。廢水中磷的含量相對較低,大部分可轉化為微生物細胞的原生質,其余部分可通過磷細菌去除。
CASS反應器在好氧運行時,由于有大量的硝化菌,進行硝化作用:
                               硝化菌          
NH4+1.382O2+1.982HCO3         
           0.982NO2+0.018C5H7O2N+1.036H2O+1.891H2CO3
 
   NO2+0.003NH4+0.01H2CO3+0.003HCO3+0.488O2
            硝化菌
                   0.003C5H7O2N+NO3
而在缺氧運行時,污泥中有大量的兼性反硝化菌,進行反硝化反應:
                      反硝化菌
           NO3+[H]           NO2+H2O
                      反硝化菌
           NO2+[H]           N2↑+H2O
    這樣使整個系統具有較高的脫氮效果。
傳統的活性污泥法和生物膜法可通過生物體合成去除污水中20-25%的磷。某些細菌交替地處于厭氧條件和好氧條件時,它們能在厭氧條件下吸收低分子的有機物(如脂肪酸),同時將細胞原生質中聚合磷酸鹽異染粒的磷釋放出來,提供主要的能量,在隨后的好氧條件下,能氧化有機物并提供能量,同時從廢水中吸收超過其生長所需的磷并以聚磷酸鹽的形式貯存起來。由于系統必須經常排放剩余污泥,被細菌過量攝取的磷也將隨之排出系統,因而可獲得相當好的脫磷效果。
此外由于本CASS反應器污泥齡大于傳統活性污泥法的污泥齡,且污泥負荷也比接觸氧化有所降低,從而使剩余污泥產量較傳統活性污泥系統明顯減少,進而降低了污泥處理的費用。
CASS反應池采用“鼓風機+微孔曝氣系統”進行充氧,具有投資省、效率高、能耗低等特點。由于系統自控采用PLC可編程控制器來實現,使得系統在調試階段可以較容易對運行周期進行變化和控制,使CASS反應器的實際運行方式更接近實際需要和實際污水的排放情況。
設計采用CASS反應池1座,運行周期8小時,尺寸為4000×6000×4500m,水深4.0米。在每個運行周期中,進水曝氣6小時(進水的同時開始曝氣),沉淀1小時,潷水1小時。污泥負荷0.2 Kg(BOD5)/Kg(MLSS).d,污泥濃度3500mg/L,潷水率30%。
設置潷水器1臺,潷水器采用XFP-4型機械式重力排水潷水器,排水量40m3/h。
采用鼓風曝氣進行充氧,曝氣裝置采用微孔曝氣系統,氣水比19:1。設置3臺RRD-150型羅茨鼓風機,風量1.3m3/min,升壓ΔP=58.8Kpa,配套電機 Y250M-4,功率N=4.0kW。
微孔曝氣器:ø215,100套。
剩余污泥泵4臺,型號:65QW25-30-4,流量:25m3/h、揚程:30米、功率:1.1kw。
2.4.9清水池
CASS出水進入清水池,清水池中的水達標排放。清水池內的水可用作脫水系統的反沖洗水,還可用于作為廠區監測的取水口。
清水池尺寸:2.0×4.0×3.5m
2.4.10污泥濃縮池
CASS剩余污泥泵入污泥濃縮池,進行重力濃縮,上清液回流到調節池進行處理后達標排放,濃縮污泥通過螺桿泵泵入帶式壓濾機進行脫水處理。
污泥濃縮池尺寸:2.0×2.0×3.5m
螺桿泵2臺,型號:G60-1、流量:10m3/h、功率:2.2kw
2.4.11帶式壓濾機
污泥脫水、干化的作用是去除污泥中的大量水分,從而縮小其體積、減輕其重量。經過脫水、干化處理,污泥含水率能從96%左右降到60~80%左右,其體積降為原體積的1/10~1/5,有利于運輸和后續處理。因此國內外均比較重視污泥的脫水、干化技術。多數國家普遍采用的脫水機械為板框壓濾機。對污泥的自然干化多采用干化床。
污泥干化占地較大,在占地限制條件下不宜采用。而污泥脫水中板框壓濾機由于過濾能力較低,勞動強度大,操作管理復雜等因素,也不是理想選擇;帶式壓濾機具有能連續或間歇生產、及其操作管理簡單、附屬設備較少等優點,在國內外應用廣泛。
該果酒廢水處理中產生污泥經濃縮后污泥含水率仍然很高、體積較大,不宜直接外排。故采用帶式壓濾機進行機械脫水以使污泥含水率降低至75-80%,脫水后污泥外運,濾出液回流至總進水。
設計選用1臺DNY-1500帶式壓濾機,主要參數為:濾帶寬500mm,處理能力15-35m3/h,主機功率:2.6kw ,尺寸為4250×2250×2730mm,設備重量1050Kg。
反沖洗泵1臺,一用一備,流量10m3/h,揚程40米,功率5.5kw。
       一體式加藥裝置:加藥裝置選用我公司生產的DS-300C型產品,采用進口計量泵投加。該產品質量保證,無泄漏,無堵塞,運轉可靠,投加準確,易于維護。
2.4.12操作間
   為保證污水處理裝置的穩定運行,設置操作間一座,2樓,用作中控、化驗、值班、生產調度、及行政管理。尺寸為4.0×9.0×3.0m。
2.4.13鼓風機房
鼓風機房與操作間合建,鼓風機房內設置3臺羅茨鼓風機,2臺離心風機。鼓風機房尺寸為3.0×4.0×3.0m。
2.4.14污泥脫水棚
污泥脫水間內設置帶式壓濾機1臺(一用一備),帶寬500mm,處理能力15-35m3/h,主機功率N=2.6kW。
污泥脫水間尺寸為3.0×3.0×4.0m。
表二、 主要建、構筑物一覽表     
序號 名稱 尺寸(米) 數量(座)
1 格柵井 4.0×2.0×2.0 1
2 初沉池 4.0×4.0×4.5 1
3 調節池 4×4×4.5 1
4 水解酸化池 2.0×4.0×4.5 1
5 氣浮池 1.0×2.0×2.0 1
6 酸堿調節池 1.0×1.0×1.0 1
7 UASB反應器 4.0×4.0×7.0 1
8 CASS池 4.0×6.0×4.5 1
9 清水池 2.0×4.0×4.5 1
10 污泥濃縮池 2.0×2.0×3.5 1
11 操作間 4.0×9.0×3.0 1
12 污泥脫水加藥間 3.0×3.0×4.0 1
表三、 主要設備一覽表 
編號 名稱 規格 單位 數量  
格柵井、集水井、初沉池、調節池  
1 格柵 寬0.8m,間隙3mm,N=0.75kW 1  
2 貯渣槽 L×B×H=1.0×0.6×1.0m 2  
3 污水提升泵 100WQ10-10-2.2 2  
4 潛水攪拌機 QS-200-1.1 1  
5 液位計   2  
6 加藥機 BS-JY-20 1  
7 PH在線監測儀 BS-PH-30 1  
8 污泥泵   2  
9 蒸汽加熱裝置 非標設備 1  
10 氣浮裝置 BS-QF-100 1  
生化系統  
水解酸化池  
1 填料 軟性填料 100  
2 填料架 非標 1  
3 水解酸化池布水系統 非標 1  
UASB反應器  
1 三相分離器 非標設備 16  
2 沼氣收集裝置 φ520×1200(H)mm 2  
3 立式管道回流泵 20m3/h、揚程10m、功率5.5kw 2  
4 布水系統 非標 1  
CASS  
1 潷水器 XFP-4、排水量40m3/h 1  
2 微孔曝氣器   100  
3 剩余污泥泵 65QW15-10-1.1 2  
六、 污泥濃縮池  
1 螺桿泵 G60-1 2  
七、 脫水機房  
1 帶式壓濾機 濾帶寬500mm 1  
2 一體式加藥裝置 DS-300C 1  
3 反沖洗泵 Q=40m3/h,H=40m, N=5.5kw 2  
八、 風機房  
  1 曝氣風機 RRD-150、風量:1.3m3/min 3
  九、 電控室      
  1 電控柜 PLC自控 1
                         
 

 
 


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