冰淇淋废水方案.doc

XXXXXXXXXX生产废水处理工程

一一一一一一有限公司冰淇淋生产废水处理工程

方案设计

AAAAAAAAAAAA
二○一○年七月
目 录

前言 2
1、概述 2
1．1设计依据 2
1．2设计范围 2
1．3废水来源、水质水量及处理规模 2
2、设计原则 4
3、工艺过程设计 4
3.1工艺比较与选择 4
3.2工艺流程 8
3.3工艺流程说明 8
3.5处理效果预测 9
4、单元设计 9
5、投资估算 11
5.1土建投资估算 11
5.2设备及材料投资估算 12
5.3安装工程投资估算 13
6、运行成本分析 13
7、方案小结 13
8、售后服务 14

前言
冰淇淋的生产工艺以巧克力、奶油、乳品等高油脂、高蛋白为原料，产品生产过程中还大量添加食用色素。冰淇淋废水呈粉红色，富含蛋白质、脂肪等大分子有机污染物，CODcr浓度在2000—12000 mg／L之间，污水储存一段时间后，水中会产生大量乳白色油渣，对环境和水体污染较大。根据国家环保部门要求，此类污水必须经有效处理达标后才能排放。
为使贵公司的废水经治理后符合国家及地方的排放标准，我们对此情况进行了仔细的研究和论证，编制了这本处理设计方案，以供评审和采纳。
1、概述
1．1设计依据
1.1.1国务院(1998)令第253号《建设项目环境保护管理条例》；
1.1.2一一一一一一有限公司提供的废水水质、水量及基本情况；
1.1.3地方和环境保护主管部门的环境要求；
1.1.4《污水综合排放标准》(GB8978-1996)；
1.1.5《室外排水设计规范》(GBJ14-87)；
1.1.6《工业企业设计卫生标准》 (TJ36-79)；
1．2设计范围
1.2.1本工程设计分两阶段进行，即方案设计阶段和施工图设计阶段；
1.2.2本工程的设计范围从污水处理站进水口到污水处理站排水口；
1.2.3本工程的设计内容包括处理工程的工艺、结构、电气与自控各个专业的全部内容。
1．3废水来源、水质水量及处理规模
1.3.1废水来源
è 废水主要来源：车间生产废水；车间地面清洗废水；生活污水。
1.3.2废水水质
冰淇淋生产废水主要污染物是CODcr、BOD5、SS、动植物油、PH等，属于高浓度有机废水,一般CODCr为2000-12000 mg/ L 左右, BOD5为1000-6000 mg/ L左右,SS为600-1000 mg/ L左右，动植物油为200 mg/ L左右,PH为3-4左右，其水质水量波动较大,变化幅度通常为1～3 倍, 对处理工艺具有较高的耐冲击负荷要求，营养配比适中，可生化性较好。经对雪龙食品冰淇淋废水现场取样检测，CODCr为11700 mg/ L。
1.3.3废水水量
根据厂家提供数据，现正常情况下废水总量为150m3/d。
1.3.4废水处理主要情况汇总
根据废水检测结果，参考同类型水质，设计进水水质如下表。
表1 污水情况汇总表
序号
项 目
设计进水水质(mg/L)
处理后要求(mg/L)
1.
CODCr
12000
≤150
2.
BOD5
5000
≤30
3.
SS
1000
≤150
4.
PH
3-4
6-9
5.
动植物油
200
≤15

2、设计原则
2.1依照国家和地方现行环保政策及法规，要求废水处理站在建设过程中和投产运行时，对环境不产生二次污染，合理解决剩余污泥及噪声控制问题。
2.2遵循从长远和全局观点出发的原则，选择可行的废水处理工艺 ，采用高效节能、简便易行的工艺技术，力求废水处理达到能耗低、投资省、占地面积少、运行管理方便、出水水质好的目标，且能保证长期稳定运行。
2.3符合国情的自动化程度，最大限度地减少人力投入。
2.4污水处理设备在运行上有较大灵活性和调节性，以适应水质水量的变化。
2.5污水处理设备选用质量可靠，性价比高的产品；国内产品在质量和性能上能达到要求的，为了维修、维护方便，尽量选用国产优质产品，国内产品达不到工艺要求的，选用进口或外资企业产品。
2.6建筑物、构筑物的设计尽可能与周围建筑物和环境相匹配。
2.7废水经处理后，水质达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-96）二类污染物二级排放标准。
3、工艺过程设计
3.1工艺比较与选择
常见的物化处理工艺有混凝沉淀、气浮、吸附、化学氧化、离子交换、膜分离等，具体应采用哪一种工艺取决于具体的水质情况。
混凝沉淀法是采用混凝剂以絮凝架桥共沉的方式去除水中细小的悬浮物和胶体污染物的一种常见的物化处理方法，具有降低水中SS、COD、脱色、等作用。混凝过程实际上是胶体脱稳、反应絮凝、沉淀的统一过程，采用混凝时，应了解污水中胶体的带电性，然后再选择混凝剂种类、用量和混凝操作方法，才能达到较好的混凝效果。其优点为：一次性投资较低；操作管理技术要求不高；针对不同水质选用合适的絮凝剂，其处理效果和处理成本均可控制在适当的水平。缺点为：对于某些污水，可能存在加药量大或絮凝剂昂贵的情况，导致运行成本偏高；适用范围窄，对可溶性的有色污染物质脱色效果差；产生大量化学污泥，对污泥的处理和处置进一步增加了运行成本及操作管理的难度，且容易造成二次污染。
吸附法是采用吸附剂吸附水中的污染物，可去除色度、悬浮物、胶体及溶解性有机物，选择合适的吸附剂还可去除重金属离子。吸附剂主要有活性炭、硅藻土、膨润土等。其优点为：不需投加任何药剂，无污泥，缺点为：吸附剂很容易饱和，处理效果随时间的延长迅速下降，吸附剂的再生或更换比较麻烦、费用相当高，再生废液以及饱和废弃的吸附剂容易造成二次污染。吸附法一般用于给水处理。
化学氧化法是通过化学氧化剂，将污水里有机物等还原性物质在氧化剂的作用下氧化成无机物的方法，该法不能去除无还原性的SS，且氧化剂成本相当高，在污水处理中极少采用。离子交换对有机物几乎不置换，而膜分离技术采用的高强度高效率的无阻塞膜难于制造，目前在大型污水处理方面应用极少。
气浮法是通过向污水中鼓入大量微小气泡，使水中细小微粒粘附在气泡上，形成密度小于水的气浮体，上浮到水面形成浮渣从而达到与水体分离的目的。在实际应用中，往往投加一定量的化学药剂能促进处理效果。气浮法广泛应用于工业污水如炼油厂含油污水、造纸厂白水、印染污水等处理，也可用于生物污泥的浓缩。气浮法的优点有：表面负荷较高，可达12 m3/ （m3 .h），水力停留时间短，池深浅、体积小；浮渣含水率低（只有沉淀法的15-20%），排渣方便，泥渣不易腐化。
针对本项目的实际情况，根据污水的水质情况和处理目标，并结合我们公司在相类似含油废水处理过程中的经验，综合比较各种不同处理方法，我们拟采用新型高效溶气气浮作为污水物化处理的主工艺。
新型溶气气浮系统是引进日本先进技术和设备，通过独特的溶气装置将20-30µm微气泡回流水一起注入污水中而不需要事先进行溶气，无须空压机、溶气罐和释放头，所以不会发生阻塞的现象。它具有投资省、运行费用低、效率高、性能稳定、操作简单、低噪音、无臭气等优点。
结合本工程实际情况，我们在气浮前增设混凝反应器，投加一定量的混凝剂将悬浮微粒及可溶与不溶有机物吸附凝结成团，再辅以投加少量高分子絮凝剂将小微粒架桥成大颗粒物质，在微气泡的表面张力作用下粘结浮到液面，被刮抹机刮掉，从而实现去除有机物、悬浮物的目的。
生物方法主要有厌氧生物处理工艺和好氧生物处理工艺。厌氧生物处理的优势在于它能处理较高浓度的有机废水而不必稀释进水浓度，目前厌氧处理工艺较多采用升流式厌氧污泥床(UASB)，厌氧生物滤床(AF)，厌氧复合床(AFB)，厌氧折流板反应器（ABR）及普通厌氧消化池、水解酸化池等。厌氧处理后的废水中COD值还较高，一般需后接好氧处理工艺才能使废水水质达标。厌氧折流板池具有如下性能特点：
1、工艺构造设计简单；
2、不需要使用结构复杂且造价较高的三相分离器；
3、反应器内水流的多次折流作用，提高了污泥微生物体与被处理废水间的混合接触，稳定了处理效果，促进了颗粒污泥的形成和生长；
4、反应器内的微生物相有明显的种群配合和良好的沿程分布；
5、可长期运行而不需要排泥；
6、能在高负荷条件下有效地截流活性微生物固体。
考虑以上原因，本方案厌氧工艺选用厌氧折流板反应器。
好氧生物处理主要有微生物悬浮生长型（活性污泥法及其变型）和微生物附着生长型（生物膜法）。活性污泥法主要有传统工艺、A/O法、A2/O法、巴顿甫（Bardenpho）法、UCT法、氧化沟法、SBR法及其变型、AB法等；生物膜法主要有塔式生物滤池法、生物转盘法、接触氧化法、移动生物床法等。适合于浓度较高的小型污水处理的常用工艺主要有SBR法、A2/O法与生物接触氧化法等，下面分别作简要说明。
SBR法是将初沉池出水流入曝气池，按时间顺序进行进水、反应（曝气）、沉淀、出水、待机（闲置）等基本操作，从污水的流入开始到待机时间结束称为一个操作周期，这种操作周期周而复始反复进行，从而达到不断进行污水处理之目的，因此，节约了二次沉淀池和污泥回流系统，在中小规模污水处理中是较好的处理工艺。
传统活性污泥法是在空间顺序上设置不同构筑物与设施进行固定地连续操作，而SBR是在单一的反应池内，在时间顺序上进行各种目的的不同操作。SBR（同样包括衍生出来的ICEAS、DAT-IAT、CASS、CAST、UNITAK及MSBR）相对于传统的活性污泥法有以下优点：无需初沉池与二沉池及相应泵送管道系统，占地面积少，基建投资降低；设备数量种类少，可减少运行电耗；可根据进水水质水量的变化灵活调整运行方式，有较强的耐冲击能力；但该工艺对自动化程度要求较高，相对的维护难度大，对担作人员操作水平要求高。
A2/O工艺由厌氧、缺氧和好氧三段组成，功能明确，界线分明。但是 A2/O存在以下不足之处：由于存在两次回流，内回流比达到100～400%，外回流比为50～100%，需要大量的回流设备及管路闸阀系统，而回流泵的运行需要耗费大量电能，因此A2/O工艺运行费用相当高；需要初沉池，二沉池，构筑物数量增多，相应设备增加，土建与设备费用增大。
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，是一种应用非常广泛的污水处理工艺。移动生物床是一种新型的高效率的生物膜处理工艺，但目前该工艺采用的填料主要依赖进口，造价昂贵；生物接触氧化法也称淹没式生物滤池，具有操作简单，处理效率高，运行稳定等特点，它也具有处理效率高、产泥量少等优点。但填料作为微生物的载体是生物接触氧化池的核心，其特性对接触氧化池中生物固体量、氧的利用率、水流条件和废水与生物膜的接触情况等起着重要的作用，因此是影响生物接触氧化池处理效果的重要因素，但针对浓度较高的废水还须增加后续工艺才能达到较高的出水水质。该工艺具有以下优点：
接触氧化池是生物膜法的一种，是一种较新的很有发展前途的生物处理工艺，池内挂满高效生物填料，调试时在氧化池内加入高效生物菌种，经培养驯化后，填料上长满生物膜，充氧的污水以一定的速度流经填料，与生物膜相接触，在生物膜的作用下，污水得到净化。接触氧化法有如下特点：
1、有较高的污泥浓度，单位体积可达10-20g/L（活性污泥法一般为2-3g/L），因而体积负荷高，单位处理能力大，最高可达3-6kgBOD/（m3.d），耐负荷冲击能力较强，且膜内存在大量的生长速度缓慢的硝化细菌，具有很高的脱氮能力；
2、生物活性高，好氧部分的曝气装置设在填料下，对生物膜起到了搅动作用，加速了生物膜的更新；
3、污泥产量低，接触氧化池的污泥产量远低于活性污泥法，可减少后续工序的工作量，同时生物膜的脱落和增长可自动保持平衡，不需污泥回流；
4、动力消耗较低，由于接触氧化池内有填料存在，起到切割气泡的作用，增大了氧的传递系数，省去污泥回流也使电耗下降；
5、挂膜方便，可间歇运行，间断后系统恢复较快，当停电或发生事故不能供气时，只要将氧化池中的水放干既可，附着在固定床上的微生物可以从空气中获取氧气而维持生命，事故消除后只需进水曝气既可恢复正常；
6、不产生污泥膨胀，运行管理方便。
根据ZZZZZ有限公司冰淇淋废水水质特征，在充分论证了传统活性污泥法、SBR法、接触氧化法等各种工艺的优缺点之后，本方案拟采用厌氧（ABR）+接触氧化法作为主导工艺，预处理采用隔油池+高效气浮。
3.2工艺流程

工艺流程见下图：

PH调节系统
投药系统

格栅/隔油池
废水
接触氧化池
厌氧池
气浮池
调节池

二沉池
污泥

达标排放
污泥池

脱水机

泥饼外运处置

工艺流程图

3.3工艺流程说明
生产废水经格栅自流入隔油池，隔油池出水自流入调节池，废水在此对水质水量进行调节；调节池出水用泵抽入高效气浮系统，同时投加碱液及絮凝剂对水中的浮油及悬浮物进一步有效去除；出水自流入厌氧池，污水在此进行厌氧处理，将污水中大部分有机物进行去除；厌氧池出水自流入接触氧化池，对污水中的有机物进行最终有效处理，生化处理后出水自流入二沉池，上清液达标外排。气浮渣、二沉池污泥排入污泥池，用螺杆泵抽入脱水机进行污泥脱水。脱水污泥、隔油池污泥、隔油池浮油及时人工清理。

3.5处理效果预测
表2 单元处理效果表
序号
处理设施
进水水质
出水水质
去除率
1.
格栅、
隔油池、
调节池
CODCr=12000mg/L
BOD5=5000mg/L
SS=1000mg/L
动植物油=200mg/L
PH=3-4
CODCr=10800mg/L
BOD5=4500mg/L
SS=700mg/L
动植物油=100mg/L
PH=3-4
10%
10%
30%
50%
--
2.
高效气浮
CODCr=10800mg/L
BOD5=4500mg/L
SS=700mg/L
动植物油=100mg/L
PH=3-4
CODCr=6480mg/L
BOD5=2700mg/L
SS=105mg/L
动植物油=15mg/L
PH=7-8
40%
40%
85%
85%
--
3.
厌氧池
CODCr=6480mg/L
BOD5=2700mg/L
SS=105mg/L
动植物油=15mg/L
PH=7-8
CODCr=1296mg/L
BOD5=540mg/L
SS=105mg/L
动植物油=15mg/L
PH=7-8
80%
80%
--
--
--
4.
接触氧化池、
二沉池
CODCr=1296mg/L
BOD5=540mg/L
SS=105mg/L
动植物油=15mg/L
PH=7-8
CODCr=123mg/L
BOD5=27mg/L
SS=64mg/L
动植物油=12mg/L
PH=6-9
90%
95%
--
--
--
4、单元设计
各处理单元的作用及设计参数如下：（因具体标高数据不详，各单元设计尺寸可能会有一定变动）。
4.1、格栅槽
格栅槽采用地下式砖混结构，内空尺寸：3000×600×1000mm（具体根据现场污水排水沟尺寸确定），根据现场确定操作平台及踏步施工；内装格栅两道。
4.2、隔油池
隔油池主要是对废水进行隔油处理，确保后续工段的正常运行。
设计参数为：内空尺寸：4000×2000×4000mm
隔油池采用地下式结构。设计时保证操作工能及时对浮油、浮渣和沉淀物进行清理。
4.3、调节池
调节池主要是对废水的水质、水量进行调节，同时出水时对PH值进行调节，确保后续工段的正常运行。
设计参数为：内空尺寸：5000×4000×4000mm
调节池采用地下式结构。
调节池安装搅拌系统和液位控制系统，保证系统的稳定运行和便利操作。
4.4、高效气浮
高效气浮主要是对水中的细小悬浮物、非溶性有机物和动植物油等进行去除。
设计参数为： 采用成套设备，配套反应装置、溶药投药系统，处理能力15m3/h。
4.5、厌氧池
对废水进行厌氧处理，池内挂新型生物填料。
设计参数：内空尺寸：13000×3000×4500mm
容积负荷：6kgCOD/m3·d， HRT：23h。
4.6、接触氧化池
对废水进行好氧处理，较为彻底地分解水中的有机物，池内挂新型生物填料。
设计参数：内空尺寸：12000×3000×4500mm
容积负荷：1.4kgCOD/m3·d， HRT：21h
曝气采用Ф63橡胶微孔曝气管，氧利用率取20%，供气采用鼓风机两台（一用一备），N=5.5kw ，Q=4.11m3/min，P=50kpa。
4.7、二沉池
设计参数：内空尺寸：3000×3000×4500mm，一个，采用竖流式沉淀池。
二沉池采用地下式结构。配套污泥泵一台N=0.75kw。
4.8污泥池
设计参数：内空尺寸：3000×2000×3500mm，一个。
配套污泥螺杆泵一台N=2.2kw；脱水机一台，N=1.5kw。
4.9综合用房
设计参数：利用现有房屋改造。
5、投资估算
5.1土建投资估算
土建投资估算见表3：
表3 土建投资估算表 金额单位：万元
名称
规 格
(mm)
单位
数量
备注
格 栅 槽
3000×600×1000
个
1

隔油池
4000×2000×4000
个
1

调 节 池
5000×4000×4000
个
1

厌氧池
13000×3000×4500
个
1

接触氧化池
12000×3000×4500
个
1

二 沉 池
3000×3000×4500
个
1

污泥池
3000×2000×3000
个
1

站区排水井、操作道

批
1

综合用房
改造
㎡
40

设备基础

批
1

土方工程

批
1

小 计
略
说明：地基处理、余土外运未计。

5.2设备及材料投资估算
设备及材料投资估算见表4：
表4 设备及材料投资估算表 金额单位：万元
名 称
规 格 型 号
数 量
单 价
合 计
备 注
人工格栅

2台

潜污泵
0.75kw
2台

一用一备
高效成套气浮装置
15m3/h，带反应系统与自动刮渣机
1套

德邦环保，采用日本技术及核心设备
污泥泵
0.75kw
2台

一用一备
超声波液位控制器

1套

PH调节系统

1套

德邦环保
溶药加药装置

2套

德邦环保
高效生物填料
DBL-150
300m3

德邦环保
填料支架

140㎡

非标加工
二沉池导流器

1台

德邦环保
螺杆泵
2.2kw
1台

脱水机
1.5kw
1台

回转式鼓风机
5.5kw
2台

日资企业
橡胶膜微孔曝气管
Ф63
80m

德邦环保
电控及自控

1套

德邦环保
工艺管道、阀门

----
电缆、电气材料

----
防护栏、钢制盖板

1批

小 计

5.3安装工程投资估算
略
6、运行成本分析
本污水处理系统设计处理水量为150m3/d，其运行成本分析如下：
6.1 电费：           
装机容量为17.0kw，实际运行平均功率8kw，按照电价0.50元/度来计算：           
电费=0.50元/度×（8度×20）/d÷150m3/d=0.53元/m3          
6.2 人工费：           
操作人员一名，按人均月工资1500元计算：
人工费=1500/30÷150m3/d=0.33元/m3 
6.3 药剂费：0.30元/吨
6.4 吨水运行费用：0.53+0.33+0.30= 1.16元/m3           
7、方案小结
F 本方案采用隔油+高效气浮+厌氧+接触氧化的工艺，运行稳定，出水水质好，操作简便，运行方式灵活，对水质波动适应能力强。
F 尽可能利用现有房屋改造综合用房，投资省，运行费用较低。
F 本方案所选主要工艺设备为外资或合资企业产品，质量可靠。

8、售后服务
AAAAAAAAAAAA有一个完善的售后服务体系统，以解除用户的后顾之忧。
F 免费为用户提供技术培训及操作培训。
F 全部设备免费保修一年。计算方法为竣工验收之日起算。
F 保修期过后负责对用户全部设备常年有偿成本维修服务，只收取设备或材料成本费，免费提供技术服务。
F 对设备故障执行2小时响应制度，接到用户通知，2小时之内，售后服务工程师必须作出回复，24小时内赶至现场。
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