生物制品公司废水处理工程设计.doc

生物制品公司废水处理工程设计一、基础资料1 进水水质、水量    表915  生物制品公司废水水质和水量分析 废水名称水量m3/dCODcr浓度 mg/lCODcr负荷 kg/dTN浓度 mg/lTN负荷 kg/d磷酸盐浓度 mg/l磷酸盐负荷 kg/d浓废水35020000700010003507426稀废水47031901500100478.54总  量820 8500 397 30 2 处理出水要求   表916  生物制品公司废水处理出水要求 PHSSCODcrNH3-N磷酸盐总量控制 TN  磷酸盐6-9200 mg/l300 mg/l50 mg/l1 mg/lCODcr 72吨/年7.5吨/年0.3吨/年     该生物制品有限公司的产品为各种液体、固体型淀粉酶，糖化酶，广泛应用于淀粉糖、酒精、啤酒、味精、食品酿造、有机酸、纺织印染、造纸、抗菌素及其它发酵工业。生产原料主要为淀粉、玉米浆等。简单工艺流程为：   种子罐                                     洗罐  浓废水                                      浸泡  稀废水 配料                                    冲洗打料管  浓废水   发酵罐                                    洗罐  浓废水                                      浸泡  稀废水 处理罐                                         洗罐  浓废水  板框压滤机                                            滤渣  固体废弃物                                        洗板框  浓废水                                       洗滤布  浓度水   超滤UF                                        UF废液  浓废水                                          清洁液  再生液  稀废水                           成品图911  生物制品公司生产工艺流程    生产过程中产生的废水主要有二类，第一类为洗罐水、洗板框、滤布废水和超滤废液，这部分废水为浓度水，COD达20000 mg/l左右，其中超滤废液COD高达35000 mg/l。第二类为各种清洗浸泡水形成的相对浓度较低的稀废水，CODcr为3000 mg/l左右。由于发酵废水排放不均匀，而且各种产品排放水质、水量不同，生产产品的产量品种又随市场需求变化。所以，本项目的废水排放具有极其不均匀的持点。二、     废水处理工艺流程    现有污水处理装置的能力由于排入污水处理站的水质，水量变化过大，在满负荷生产情况下或浓水排放的冲击负荷下，难以维持CODcr300 mg/l，NH3-N50 mg/l，TP1 mg/l的排放指标。原有处理工艺流程如下：     厌氧沉淀池升流式厌氧污泥床厌氧调节池浓液初沉池浓废水                                             一期AB生化反应系统稀废水    好氧调节池                                    气浮     出水                            二期AB生化反应系统图912  生物制品公司废水处理工艺流程三、全过程工艺计算1  吹脱塔    控制PH=10-11.5，温度50-60°C，将NH4-N转变为NH3，通过吹脱塔将氨气释放。设计淋水密度为7m3/m2hr，塔径1.9m，填料高度12m。    根据中华人民共和国恶臭污染物排放标准GB14554-93，吹脱塔设于新车间屋顶，排放口高度大于25m。以减少对周围环境的影响。2  浓液初沉池（现有）    长度L=3.5m，宽度W=1.70m，有效深度H0=1.70m，总高度H=3.70m，泥斗倾角50°。    处理水量350m3/d=14.6m3/hr时，沉淀时间2.5hr，表面负荷0.68m3/m2hr。    由于泥斗倾角过小，排泥困难，增设一台潜水排泥泵。3 预酸化平衡池（利用现有污泥池）    有效容积90m3。处理水量350m3/d=14.6m3/hr时，停留时间6.2hr。污泥池上增设顶盖。4  厌氧调节池（现有）    现有厌氧调节池有效容积225m3。日处理水量350m3/d时，调节时间为15.4hr。调节池内通入蒸汽使浓废水水温升至3540°C，以保证上流式厌氧污泥床的处理效果。5  上流式厌氧污泥床（现有）   原有两座上流式厌氧污泥床，内径9.2m，总高度9.4m。本次改造除增加回流提高其运行稳定性外，不作大的改动。6      厌氧沉淀池（现有）    长度×宽度=4m×4m，有效深度H0=2.12m，总高度H=5.16m，泥斗倾角55°。    处理水量350m3/d=14.6m3/hr时，沉淀时间2.3hr，表面负荷0.91m3/m2hr。7      好氧调节池（现有）    长度×宽度=17.7m×9.7m，有效水深H0=2.5m，有效容积429m3。    处理水量820m3/d=34.2m3/hr时，调节时间12.6 h。    为防止污水中的悬浮物沉降，增设空气搅拌。按每100m3池 2m3/min空气量配置鼓风机。8      初沉池（利用现有二期沉淀池）    长度×宽度=3.8m×3.8m，有效深度H0=1.55m，总高度H=4.59m，泥斗倾角51°。共四座。    由于这四座方形沉淀池结构不合理，有效深度过浅，泥斗倾角过小，本次改造将它们作为初沉池。其中一座作为厌氧出水进吹脱塔之前的初沉池，三座作为进入接触氧化池之前的初沉池。当最大处理水量820m3/d=34.2m3/hr时，沉淀时间1.9hr，表面负荷0.79m3/m2hr。9      接触氧化池    为使今后运行中能够根据水质水量变化灵活操作，接触氧化池分为两组，每组长度×宽度=6m×16m，分成三格。有效水深H0=4.3m。    接触氧化池内采用组合纤维填料。组合纤维填料的负荷为2.5 kgCODcr/m3池d时CODcr去除率为75%。接触氧化池每组设计供氧量为1515  kgO2/d。采用可变孔曝气软管，每组设计供气量为19 m3/min。10   中沉池    采用斜板沉淀池。直径4.5m，有效水深3m。处理水量34.2m3/hr，表面负荷0.68m3/m2.hr。11   一级生物脱氮反应池    一级生物脱氮反应池根据实验所得参数设计。    反应池分为三段，第一段为厌氧段，使废水中的有机氮进一步氨化以保证总氮的去除效果。第二段为缺氧段即前置反硝化段，污泥回流及好氧池混合液回流使反应池中有足够数量的微生物，并且使缺氧段得到好氧段中产生的硝态氮，反硝化菌将硝态氮转化为氮气，然后使氮气从污水中释入大气。为了保证反硝化过程C/N比（BOD5：TN = 4：1）要求，设计中考虑了可根据需要加入高碳低氮浓废水。第三段为好氧段即硝化段，硝化菌将氨氮氧化为硝态氮，并且进一步降解BOD5。1gNOT-N还原成N2，生成3.75g碱度，反硝化阶段控制PH：7.0-7.5。    氧化1g NH4+   消耗7.14g碱度，硝化阶段控制PH：7.5左右。    硝化池设计NH4-N负荷为0.095  kg/m3 d，BOD5污泥负荷为0.1 kg/ kgMLSSd，污泥浓度MLSS=3000 mg/l4000 mg/l。内回流比400%。    硝化池有效容积为2056 m3，反硝化池有效容积为514 m3，厌氧池有效容积为257m3。一级生物脱氮反应池供需总有效容积为2827m3。为充分利用现有设施，二期AB生化反应池（利用部分有效容积为707 m3）改造成一级生物脱氮反应池（老池）。一级生物脱氮反应池（新池）总有效容积为2120m3，分为二组，每组有效容积为1060m3，设计采用可变孔曝气软管，每组设计供氧量为1502  kgO2/d。设计供气量为18m3/min。12   二级生物脱氮反应池（利用现有一期AB生化反应池）    总有效容积404m3，其中缺氧段有效容积为101m3。好氧段有效容积为303m3，NH4-N负荷为0.08  kg/m3 d，BOD5容积负荷为0.13 kg/ kgMLSSd，污泥浓度MLSS=2500 mg/l。内回流比400%，按计算设计供氧量为379  kgO2/d。13   二沉池（利用现有一期沉淀池）    现有一期沉淀池有两座。为竖流式沉淀池，内径6m，有效深度H0=3.5m，总高度H=8.1m，泥斗倾角55°。处理水量820m3/d=34.2m3/hr时，沉淀时间3hr，表面负荷0.6m3/m2hr。14   气浮池（现有）利用现有气浮池。气浮主要考虑保证磷酸盐的处理效果。如果将来产品调整使磷酸盐排放量增加，厂方可根据需要增加气浮设备。三、运行成本分析1 电费目前每天实际处理水量为600吨，耗电3986.4KW；以0.6元/KWH计，则电费：3986.4×0.6/600 =3.99元/m3；满负荷运行时耗电5762.4KW；以0.6元/KWH计，则电费：5762.4×0.6/820 =4.21元/m3。2      药剂费  加NaOH： 目前需吹脱的浓废水量约42 m3/d，投加NaOH约0.72吨/d，蒸汽耗量约4.1吨/d，NH3-N从800 mg/l降到300 mg/l。NaOH以500元/吨，蒸汽以85元/吨计，则药费：（0.72×500 +4.1×85）/42=16.87元/m3。糖化酶废水（约24 m3/d）进厌氧前调pH投加NaOH约0.28吨/d，则药费： 0.28×500/24=5.83元/m3。满负荷运行时需吹脱的浓废水量约200 m3/d。糖化酶废水约50 m3/d。  加聚铝和PAM高分子：  目前聚铝耗量约450 kg/d，PAM耗量约1 kg/d，聚铝以2元/ kg，PAM以17元/ kg计，则药费：（450×2 +1×17）/600 =1.52元/m3。满负荷运行时聚铝耗量约540 kg/d，PAM耗量约1.2 kg/d，则药费：（540×2 +1.2×17）/820 =1.34元/m3。a. 处理成本（仅考虑电费和药剂费）目前废水处理成本：E =3.99元/m3 + 16.87元/m3×42/600 + 5.83元/m3×24/600 + 1.52元/m3 = 6.89元/m3满负荷废水处理成本：E =4.21元/m3 + 16.87元/m3×200/820 + 5.83元/m3×50/820 +1.34元/m3 = 10.01元/m3四、环境效益分析表917  生物制品公司废水处理污染物去除率分析 分析项目( mg/l)厌氧处理好氧生化池二沉池气浮池（总出水）CODcr进 水1200-10800333-2320 154-547出 水416-2280134-1245154-54790-291NH3-N进 水78-151813-536 0-44出 水163-929 0-440-38TP进水    11-15911-322 9-35出 水 15-71 9-350.5-1.0SS进水       ( mg/l)/出水    ( mg/l)/200 注：根据对该厂废水BOD5的不定期测定知，该废水的BOD5/ CODcr为小于0.5，且出水BOD5已达到设计要求。在该运行期间内，出水NH3-N浓度 90%以上小于15 mg/l。      四、平面布置图