木薯酒精废水处理工程设计方案

木薯酒精废水处理工程设计方案

某生物农业有限公司5万吨/年酒精废水处理工程实施方案二OO九年四月n目　　录第一章工程概况41.1项目由来41.2技术单位介绍4第二章设计规范和设计原则62.1设计依据62.2设计原则7第三章酒精生产工艺、污水源分析83.1酒精生产工艺83.2污染源分析8第四章设计水量、水质,设计范围及排放标准124.1设计水量、水质124.2设计范围124.3排放标准12第五章污水处理系统工艺分析145.1工艺选择原则145.2废水处理工艺的确定145.3污水处理工艺路线185.4主要构筑物去除率指标19第六章污水处理工程工艺设计20n6.1预处理系统206.2厌氧处理系统216.3氧化沟好氧和深度处理系统236.4配套处理设施27第七章其他相关设计297.1高程设计和总图设计297.2建筑和结构设计297.3结构设计307.4电气设计317.5防腐、防暑、降温与节能337.6给排水、通风及环境保护35第八章管理机构及劳动定员378.1管理机构378.2劳动定员37第九章工程投资估算389.1土建投资估算389.2设备工程投资估算389.3工程间接投资409.4总投资估算40第十章污水处理厂运行成本分析4110.1设备电耗41n10.2人员费4210.3药剂费用4210.4运行费用4210.5经济效益42第十一章结论与建议43第十一章结论与建议44附件：1、平面布置图2、工艺流程图n第一章工程概况1.1项目由来某生物农业有限公司以木薯为原料生产酒精，并生产醋酸乙酯等下游产品。公司规划实施30万吨/年的酒精生产项目，目前公司先行实施5万吨/年的一条酒精生产线。为了保护当地的环境和公司的可持续性发展，将实施污水处理，设计规模为8000m3/d。根据现在的一条生产线，先实施2400m3/d污水处理工程。酒精水质为40000-50000mgCOD/L、pH：4.0-5.0，该废水具有COD高、SS含量大、温度高、pH低等特点，属于高浓度有机废水，本方案采用预处理（水质、水量调节、换热）——两级IC内循环厌氧发酵罐——氧化沟——深度处理工艺，经过处理后的废水CODcr≤100mg/L，本处理分成基本上独立的五个单元：预处理、厌氧发酵、好氧处理、深度处理、污泥处理。1.2技术单位介绍公司致力于各种废水的治理研究，在多种废水的处理上有着非常丰富的理论和实践经验，承接过酒精废水、化纤废水、柠檬酸废水、豆制品废水、生活污水、啤酒废水、生物制药、乳品废水、饮料废水、电镀废水、化工废水等多种高、中、低浓度废水治理的新建、改扩建工程，水量从80～50000m3/d，并进行过多个单位的中水回用工程设计。n公司投入大量的精力，专注于农产品加工废水、食品行业废水与生活污水的工艺技术，专注于高效厌氧技术和低耗好氧技术的研究，以技术革新为先导，先后开发了IC、CSTR、UASB、EGSB等一系列的厌氧技术和生活污水的一体化设备，并得到了应用和推广，取得了非常好的经济、环境与社会效益。n第二章设计规范和设计原则2.1设计依据1、委托单位提供的水质、水量及排放要求；n1、《室外排水设计规范》（GB50014—2006）2、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）3、《<发酵酒精和白酒工业污染物排放标准>编制说明》4、《城市污水回用设计规范》（CECS61：94）5、《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050—95）6、《水处理设备制造技术条件》（JB2932-86）7、《水处理设备油漆、包装技术条件》（ZBJ98003-87）8、《机械设备安装工程施工及验收规范》（GBJ231—75）9、《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）10、《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）11、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）12、《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068-2001）13、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）14、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）15、《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）16、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）17、《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）18、《电气装置施工及验收规范》（GBJ232—82）19、《电力建设施工及验收设计规范》（DLJ58-81）20、《低压电气设备控制》（GB/T4720-1984）21、《供配电系统设计规范》（GB50052-95）22、《低压配电设计规范》（GB50054-95）23、废水处理工艺设计规范、手册；24、同类酒精废水的水质情况；25、本单位已有的工程经验。n2.2设计原则1、执行国家环境保护的政策，符合国家和地方有关的法规、规范及标准，污水经处理后达标排放。2、根据企业规划和实际情况，力求做到系统布局合理，节省投资，又便于运行管理，充分发挥工程投资效益（沼气回收）。3、采用高效、节能、先进、可靠的污水处理新工艺、新技术，实现污水处理工程的低耗高效运行。4、在已建成相同类型处理工程的基础上进行优化，尽可能降低投资和运行费用。5、操作管理方便，操作人员的劳动强度低。6、污水处理系统适合生产性变化。n第三章酒精生产工艺、污水源分析3.1酒精生产工艺酒精生产分为发酵法和化学合成法两种，国内外多采用发酵法，发酵法是将淀粉质、糖质等原料，在微生物作用下经发酵生产酒精。其主要化学反应方程式为：糖化：(C6H10O5)n(淀粉)＋ｎH2O→C6H10O6(葡萄糖)发酵：C6H10O6→2C2H6O(酒精)+2CO2↑+热量以木薯为原料，生产酒精工艺见图3—1。蒸汽CO2发酵酵母压滤糖化酶、水粉碎、除杂木薯蒸汽酒精蒸馏糖化调浆、液化酒精糟液、塔底残留水α—淀粉酶污水处理站滤液饲料干燥滤渣图3—1酒精生产工艺流程图3.2污染源分析1、酒精生产工艺中的废水来源煤水废渣（粉煤灰、炉渣）废气（CO、CnHn、NOx、SO2、烟尘）锅炉房蒸汽原料60℃60℃冷却冷却糖化蒸煮拌料粉碎冲洗水冲洗水酒精糟酒精蒸馏发酵冷却水冷却水冲洗水粉尘图3—2发酵酒精生产污染物的来源与排放酒精生产过程中产生废水的水质和吨产品排水量见表3—1。n表3—1酒精废醪、洗涤水、冷却水的水质和吨产品排水量废水名称排水量(t/t产品)pHCOD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)酒糟13～164～4.55～7万2～4万1～4万精馏塔底残留水3～451000600洗涤水2～47600～2000500～1000冷却水50～1007＜100酒精废醪(以下简称酒精废水)是高浓度有机废水，其污染物主要包括：悬浮在废水中的固体不溶物、油脂、淀粉、胶；溶解在水中的糖、酸、碱、盐等；温度可高达100℃；悬浮物含量高，外观混浊、色度高、易腐败。2、酒精废水前处理方法对酒精废水的前处理方法有以下两种：一种是全糟发酵，但该种方法具有发酵周期长、设备庞大、设备维修率高、一次性投资高，现在已经逐渐很少采用了。另一种是固液分离后，清液发酵。固液分离有如下三种方法：(1)、DDG(Distiller’sDriedGrains)，将酒精糟固液分离后的滤渣经脱水干燥而制成的干酒糟饲料称为DDG，其主要成分为糖类、蛋白质、维生素等；(2)、DDS(DistillerDriedSolubles)，DDS(烧酒糟残液干燥物)是将酒精糟固液分离后的滤液经脱水干燥而制成的干酒糟饲料；(3)、DDGS(Distiller’sDriedGrainswithSolubles)，DDGS(酒渣及其残液干燥物)固液分离后的滤渣和蒸发浓缩混合干燥而制成的饲料。nDDGS将糟液全部蒸干，无糟液排放，废物利用率高；糟液中干物质全部转化为DDGS干糟高蛋白饲料有机物利用价值高；DDGS饲料含砂少，品质好。缺点是DDGS生产设备的投资大(特别是引进设备)、能耗高(DDGS生产耗电200kw·h/t，耗蒸汽3t/人，耗水10t/t)、技术要求高、出水仍然需要处理，而且废水处理难度加大，需要不断补充营养。DDG加沼气的综合利用的工艺，投资少，经济效益高，治理污染彻底，废液达标排放，运行费用低，能较好地解决酒精糟液综合利用问题。3、酒精废水处理厌氧工艺比较(1)、消化罐工艺：采用消化罐等进行全糟发酵，废水在厌氧段的停留时间通常为7~10天，该技术具有以下优点：消化罐的各项技术成熟，企业的投资风险性小；可进行全糟发酵，降低了预处理的要求；废水中的主要污染物(COD)去除率可做到60~70%以上。但消化罐也有以下缺点；因消化罐停留时间长(7~10天)，导致工程占地面积大、投资高；消化液中残余污染物仍很高，COD还在10000mg/L左右，增加了后续好氧处理的投资和处理难度；沼气产率低，造成可回收能源的浪费；排出的消化液SS含量高，很难继续分离出来再到后段处理；消化罐内沉积泥砂多，若定期清理可能会耽误企业正常生产；系统不稳定，若控制不当就会发生酸化等现象降低去除效果；采用机械搅拌或回流，动力投资、运行费用、维修费用都高。(2)、UASB、EGSB等工艺UASB、EGSB等第二代厌氧反应器曾被认为高效的厌氧反应器，具有如下的优点：COD去除率高；出水的SS不高，易分离；沼气的产率高。占地比第一代厌氧反应器少。n但UASB、EGSB等也具有如下缺点：容积负荷比较低，而且容易发生酸败；进水系统易堵塞，清理极为麻烦；反应器内常有结晶和泥沙沉积等情况发生，减少了反应器的池容，直至无法运行；运行稳定性差，一旦发生酸败，很难恢复。(3)、内循环厌氧技术内循环厌氧技术具有以下优点：反应器容积负荷高，可在12～15kgCOD/(m3·d)左右正常稳定运行；COD总去除率在85%以上，主要污染物在厌氧段去除更彻底，减轻了好氧的压力；沼气产率高；出水稳定，耐负荷冲击强；内循环系统大大减少动力设备消耗及降低运行、维修费用；可以较方便地解决结晶和泥砂沉积的问题。内循环厌氧反应器技术也有以下缺点：为正确操作、高效稳定运行，需对技术人员进行培训，更需要设计人员对此技术有很深刻的理解、丰富的工程经验(操作运行、培养颗粒污泥)、扎实的理论基础。n第四章设计水量、水质,设计范围及排放标准4.1设计水量、水质根据厂方提供的酒精生产量及水质、水量，结合我们的经验，按以下参数设计：水量按2400m3/d设计；原水水质指标：CODcr≤45000mg/LSS≤33000mg/LpH=4.5~6.0T≤70℃4.2设计范围废水处理系统设计从具体如下：1、废水调节池入口开始，到系统排放口为止；2、电器系统从污水处理系统进口的上接线柱，到系统出口为止。3、污泥从沉淀池开始，到离心分离脱水为止；4、沼气从厌氧塔水封到沼气利用为止。4.3排放标准排放要求必须由当地环保部门根据环评报告可确定，本方案的排水要求如下，其中主要污染物指标如下：CODcr≤100mg/LSS≤70mg/LnpH=6~9n第五章污水处理系统工艺分析5.1工艺选择原则1、设计方案严格执行环境保护有关规定，污水处理后必须保证出水主要指标均达到排放标准。2、采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，减少投资及运行管理费用。3、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化；4、设备有通用性和先进性，处理稳定可靠、效率高、管理方便，维修、维护工作量小，价格适中。5、尽量减少污泥产生量，力求在系统内消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用。6、布局科学合理，与外界环境协调，满足绿化要求。7、尽可能减少对周围环境的影响，合理控制噪声，妥善处理固体废弃物，避免二次污染。8、工程建设完成后力争达到社会效益、经济效益、和环境效益的最佳统一。5.2废水处理工艺的确定1、废水厌氧工艺的确定一种好的厌氧反应器若想获得高的处理效率、高负荷、高稳定性，必须具备如下两点：na)产气和进水的均匀分布以及内循环回流，使底部的污泥呈“流化”状态，进水（底物）和活性污泥（菌种）形成了很好的接触，增大了相互间的传质效果；b)多组三相分离器的保护，使污泥的流失量仅为UASB的1/3以下，从而保证了反应器运行时有足够多的活性污泥，为反应器的稳定、高负荷运行提供安全保障。IC厌氧反应器是在第二代厌氧反应器（UASB）基础上开发出来的，利用厌氧反应所产生的沼气作为动力，将废水、污泥提升至反应器顶部的分离包，再从中心回流水管回流至反应器底部，实现了混合液的内循环，缓冲了底部进水对污泥的冲击，同时提高了反应器的水力负荷，保证泥水的充分混合，使废水获得稳定的处理效果。我单位开发的IC厌氧反应器，克服了其它厌氧反应器负荷低、产气量少、污泥流失等问题，打破了国外公司在我国的垄断，处理效果和国外IC处理于同等水平，在国内设计、制造并用国产厌氧污泥接种，与国外IC相比造价和启动费用等都大大降低，实现了真正的“技术国际化、价格国产化”的特点。IC反应器完全作到了以上两点，同时具备如下特点：a）IC与第一、二代厌氧技术相比占地可减少1/2~1/3，池体容积可减少1/3~1/4，工程总投资也大幅度降低；b）有专门的分离包，使沼气收集率高；c）出水稳定，耐负荷冲击强；d）循环系统大大减少动力设备消耗及降低运行、维修费用；f）解决进水系统最易引发的结垢堵塞的问题。由于厌氧是最主要的设备，考虑公司的实际操作、降低管理风险，建议采用较大体积的ICn反应器，以确保厌氧出水COD足够低并且安全稳定可靠，一级厌氧、二级厌氧均为中温运行。2、好氧工艺的选择活性污泥法是利用活性污泥处理废水的一种方法。生物环境条件沿池长变化，有机物浓度沿池长逐渐降低，入口处污泥负荷高，出口处降低到内源呼吸水平；推流运行，在负荷较稳定情况下，很少产生短流，能获得高度净化的出水；需氧量沿池长变化，不平衡，入口处耗氧快，氧成为限制因素，渐近出口处供氧过度。但活性污泥法处理该类废水，该法对水量、水质的变化适应性差，冲击负荷对污泥及处理性能影响大；进水有机物浓度不能太高，对有毒、抑制物质敏感；容积负荷低、池体积庞大，占地多；平均污泥浓度低等缺点。生物膜法是附着生长生物反应器的一种，它是利用附着生长的微生物对废水中有机物的新陈代谢作用去除废水中有机物的。一般好氧处理酒精污水的工艺多选用接触氧化工艺、SBR工艺和氧化沟工艺，本方案中选取氧化沟工艺，其与接触氧化工艺相比有如下特点：氧化沟和生物接触氧化法都是活性污泥法的延伸，其对有机物有降解原理相同，都是通过向池内机械供氧，并利用池内的微生物对有机物进行分解，都具有污泥产率低，排泥量少，去除效果好等优点。但氧化沟在处理酒精废水时具有生物接触氧化法不能及的优点：（1）、在水力流态上，氧化沟内流速可达0.3m/sn以上，并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，使沟内各段的有机物浓度不会有大的变化；生物接触氧化法的水力流态是推流式的，当进水水质发生变化时，对池内的污泥冲击较大。因此，氧化沟的抗冲击负荷能力较接触氧化工艺强；（2）、氧化沟包括厌氧段、好氧段、沉淀池，沉淀池沉淀下来的污泥大部分都回流到厌氧段，保证厌氧段的污泥浓度较高。因废水到后端生化性不是太好，在废水进入氧化沟厌氧段后，沟内的兼性微生物可将废水中的难降解的长链大分子有机物进行分解、断裂，将其分为易分解的小分子物质，可提高废水的可生化性，以利于后续好氧段的生化反应。而接触氧化池即使设置厌氧段，也难保证有高浓度的污泥而使效果不明显。因此，对于处理经过厌氧后的酒精废水，其处理效果的稳定性较接触氧化池好些；（3）、氧化沟与生物接触氧化法相比，在相同的停留时间（有机负荷）的情况下，能够达到同样的处理效果，但没有了填料部分的投资，会使工程造价有所降低。3、深度处理工艺深度处理采用曝气生物滤池——臭氧接触池——吸附滤池（此部分有超越管道）使废水达到排放及回用水质要求。曝气生物滤池去除生化出水的SS和微污染物，臭氧接触池是对废水进行预氧化，去除废水中难生物降解的有机物和废水的色度，吸附滤池是投加活性炭，吸附难生物降解的污染物。5.3污水处理工艺路线采用预处理——两级厌氧——好氧——深度处理的处理工艺，工艺流程如下：去锅炉气柜脱硫罐脱水罐水封沼气污泥回流n泵泵调节、和换热一级IC厌氧反应器脱气沉淀池二级IC厌氧反应器酒精清液剩余污泥外运处置污泥带滤污泥浓缩池臭氧接触池吸附滤池曝气生物滤池氧化沟沉淀池卡鲁塞尔氧化沟二级厌沉池排放或回用图5—1废水处理工艺流程图（1）、厌氧塔的运行方式为确保厌氧出水及沼气产率，将废水中95%以上的COD厌氧处理掉，减轻好氧负荷。要求厌氧反应器内保持高活性菌群的高效运行和生物量，在厌氧反应器后设置污泥选择器进行筛选、回流。（2）、厌氧塔出水进入卡鲁塞尔氧化沟，氧化沟A2/O式方式运行，进行好氧生物降解去除有机物和脱氮除磷。好氧出水经过沉淀后污泥回流到氧化沟，延长污泥的泥龄，进行自生氧化分解，减少剩余污泥的排放。氧化沟设计负荷为0.6~1.0kgCOD/(m3·d)。（3）、氧化沟出水进行深度处理，深度处理采用曝气生物滤池——臭氧接触池——吸附滤池工艺。曝气生物滤池为有利于脱氮处理，在曝气生物滤池出水口投加臭氧，去除废水中难降解的有机物和脱色，吸附滤池去除废水的浊度和悬浮物和难降解的污染物。特殊时期吸附滤池投加活性炭过滤后回用或排放。5.4主要构筑物去除率指标表5－1　废水处理去除率预测表序号处理单元水质项目水质指标nCODcr(mg/L)SS(mg/L)pH1厌氧处理系统进水4500030006~7出水≤2500≤10006~9去除率(%)≥92%≥70%——2氧化沟系统进水≤2500≤10006~8出水≤125≤1006~9去除率(%)≥95%≥90%——3曝气生物滤池、臭氧接触和吸附滤池进水≤125≤1006~9出水≤95≤706~9去除率(%)≥25%≥30%——4总去除率(%)——≥99.5%≥97%——5排出水国家标准——100706~9n第六章污水处理工程工艺设计6.1预处理系统1、调节池和换热器功能：调节废水的水质水量、同时对废水进行降温。主要技术参数为：设计尺寸：22*12*5m，1座；调节时间为：10h；池总容积：1000m3；最大水深：4.5m；材质：钢砼结构；主要配套设备：厌氧提升泵：Q=150m3/h，H=32m，功率30kw，无堵塞耐腐蚀污水泵2台（1备1用）；换热器：换热面积为200m2的板式换热器3台；6.2厌氧处理系统1、一级厌氧IC内循环厌氧塔功能：根据同类废水水质及其厌氧实际工程情况，采用厌氧反应器处理酒精的废水。厌氧反应器采用成熟技术，针对酒精废水情况优化设计。本厌氧塔敞开式的，沼气回收率高达99.5%以上，沼气压力3~6kpa，沼气产生的压缩能把厌氧内的沼液和沼渣内循环起来，使厌氧塔内呈现流化状态，微生物与有机物接触密切，提高了沼气的产率。主要设计尺寸设计尺寸：D*H=φ22.0*23.4m，3座n单座容积：7200m3停留时间：9d温度：50～55℃材质：钢结构，内部防腐主要配套设备（1）、三相分离器、集气罩、分离包、水封等配件。2、一级厌氧沉淀池主要功能：一级厌氧出水中携带的污泥在沉淀池泥水分离，污泥进入污泥浓缩池，作为厌氧处理的污泥沉淀、污泥回流、储备系统，可以提高厌氧系统的抗冲击能力、保证厌氧污泥浓度。清液进入二级厌氧配水池。主要设计尺寸沉淀池设计尺寸：D*H=φ18.0*5m，1座表面负荷：0.5m3/(m2·h)沉淀时间：5~6hr建筑形式：钢砼结构主要配套设备：（1）、排泥泵：Q=100m3/h，H=32m，N=15kw，2套，1用1备。（2）、刮泥机，单桥周边传动，直径18m，一套。3、二级厌氧配水池二级厌氧配水池设计尺寸：L*H*W=6*3*5m，1座，建筑形式：钢砼结构，与一级厌氧沉淀池合建。二级厌氧提升泵：Q=120m3/h，H=32m，N=22kw，n无堵塞耐腐蚀污水泵2台（一备一用）。4、二级IC内循环厌氧塔功能：去除废水中的大部分有机物，尽可能的产生沼气，使进入好氧的负荷降低。主要设计尺寸设计尺寸：D*H=φ20.0*23.4m，1座单座容积：7200m3停留时间：3d温度：35～40℃材质：钢结构，内部防腐4、二级厌氧沉淀池功能：泥水分离，澄清出水，降低好氧的负荷。主要设计尺寸沉淀池设计尺寸：D*H=φ18.0*5m，1座表面负荷：0.5m3/(m2·h)沉淀时间：5~6hr建筑形式：钢砼结构主要配套设备：（1）、排泥泵：Q=100m3/h，H=32m，N=15kw，2套，1用1备。（2）、刮泥机，单桥周边传动，直径18m，一套。6.3氧化沟好氧和深度处理系统1、氧化沟主要功能：降解废水中的大部分有机污染物n，采用A/O方式运转，进行脱氮除磷，同时，也减少了使用空气量。氧化沟内流速可达0.3m/s以上，并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，具有污泥产率低，排泥量少，去除效果好，操作简单等优点。主要设计参数设计尺寸：L*W*H=48*39*5.5m，1座总有效容积：8900m3停留时间：3.5D有机负荷：0.7kgCOD/(m3·d)建筑形式：钢结构，配套设备：(1)、低速推流器：叶轮直径D=2500mm，N=4kw，8台(2)、风机，风量：65m3/min，风压：6m，功率：90kw，数量：2台，1用1备；（3）、旋流切割曝气器规格：φ260mm，数量：3600套；（4）、配气管材质：ABS管,DN50mm，DN100mm，8套。2、氧化沟沉淀池功能：沉淀好氧池的出水，泥水分离，澄清出水。主要设计尺寸沉淀池设计尺寸：D*H=φ18.0*5m，1座表面负荷：0.5m3/(m2·h)沉淀时间：5.0~6hr建筑形式：钢砼结构n主要配套设备：（1）、排泥泵：Q=100m3/h，H=20m，N=11kw，2套，1用1备。（2）、刮泥机，单桥周边传动，直径10m，一套。3、曝气生物滤池主要功能：曝气生物滤池可深度处理废水，去除有机物、氨氮进行硝化及脱氮，净化能力强，占地面积小，耐冲击负荷能力强，优点显著。生物滤池与其他处理工艺比较：1)只需较小的池容和占地：停留时间短；2)出水水质好：因兼有氧化和过滤作用，能保证较好的出水水质；3)简化处理流程：不需设置二沉池和污泥回流系统，占地少；4)基建费用、运行费用节省：因流程短、池容小、占地省，基建费用会较低，因采用颗粒填料，使得充氧效率很高，可节省能源消耗；5)管理简单：抗冲击能力强，无污泥膨胀问题，运行效果稳定；6)设施可间断运行：长期停止运行后，再启动较快，微生物量积累较快，设施可在短期内恢复正常运行。本项目采用的是下流式的生物滤池，设计参数如下：主要设计参数设计过滤速度：1.0m/h过滤面积：230m2设计尺寸：L*W*H=16*5*5m，分为3格有效容积：300m3停留时间：3hr建筑形式：半地下半地上式钢砼结构n滤料层厚：2m承托层：0.5m，φ=30-50mm，数量：37.5m3滤料粒径：1.5m，φ=4~6mm，数量：112.5m3采用气、水联合定时进行反冲洗，空气管采用穿孔管，设在池底。配水采用小阻力配水系统。设反冲洗强度q=7L/m2.s，滤料层反冲洗膨胀率控制在10%以内，反冲洗总时间约在7~10分钟左右。反冲洗出水进入污泥池，上清液进入调节池，浓缩液进行脱水处理。反冲洗周期：根据实际情况，采用定时反冲洗。配套设备如下：（1）、风机，使用氧化沟的风机4、臭氧接触池功能：采用臭氧预氧化，去除废水中一定的有机物和色度，同时使难降解的有机物变成易降解的有机物，提高废水的可生化性。主要设计参数接触时间：1hr设计尺寸：L*W*H=5*5*5m，分为1格（1）、臭氧发生器，规格1.5kg/h，空气源(2)、臭氧发生器配套设备：空气储气罐、干燥机、空压机、空气过滤器、曝气头等，1套5、吸附池功能：n对废水处理的难度加大，在臭氧接触池出水增加活性炭（初次投加活性炭后，一般情况下超越，特殊时期使用），使废水处理能够应对特殊时期的水质变化，提高系统的抗冲击能力。主要设计参数吸附时间：1hr设计尺寸：L*W*H=5*5*5m，为1格活性炭，厚度：1m，规格：φ=4~6mm，数量：25m3活性炭支架、滤板1套。反冲洗采用水力反冲洗。6、回用水池功能：收集出水，以备反冲洗和回用。设计尺寸：L*W*H=5*5*5m，分为1格回用水泵：Q=120m3/h，H=18.5m，N=11kw，2套，1用1备。6.4配套处理设施1、污泥处理设施氧化沟生化系统形成A2/O的运行方式，延长系统的污泥龄，使其大部分自身氧化分解，剩余污泥和物化污泥进行处理。污泥是污泥处理过程中的产物，污泥浓缩池是整个污水处理厂的主要组成部分。污泥浓缩池的目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，稳定污泥性质，并为污泥的进一步处理创造条件。生化污泥大部分回至好氧池、兼氧池进行污泥减量化，物化污泥全部进入浓缩池。污泥脱水方式，使用最常见的为板框压滤机、带式压滤和离心脱水方式。板框压滤机劳动强度大，自动化程度低，但脱水效果较好，适合小水量污水处理厂。n离心脱水系统结构紧凑，附属设备少，在密闭状况下运行，臭味小、工作环境好，不需要过滤介质，维护较为方便，能长期自动连续运转，但噪音较大，动力费用高。带式压滤机需滤带作为过滤介质，对滤带要求高，操作简单，可以连续自动运转，大中型污水处理厂一般都采用带式压滤机。本工艺中根据污泥特性和使用特点及规模等条件，选择带式压滤脱水方式。2套带式压滤机，包括污泥絮凝搅拌机、加药装置、清洗水泵、空压机、污泥输送机等。滤带宽度：2000mm。污泥浓缩池，用于带滤厌氧少量的剩余污泥、气浮浮渣、水解污泥，好氧剩余污泥浓缩池设计尺寸：D*H=φ18.0*5m，1座，建筑形式：钢砼结构主要配套设备：（1）、污泥泵：Q=30m3/h，H=20m，N=4kw，数量：2台。（2）、刮泥机，直径18m，一套。（3）、带式压滤机，1套，2m带宽，含加药设备及配件2、综合房：用于风机、配电、臭氧设备间、污泥脱水机房和办公，设计尺寸为：L*W*H=30*10*4.5m，建筑形式：框架结构。n第七章其他相关设计7.1高程设计和总图设计1、高程设计（1）、污水处理设施尽量减少提升费用。（2）、污水厂设计地面标高尽可能考虑土方平衡，并与周围场地道路标高适应。2、总图设计（1)、平面布置考虑各个主要构筑物等合理布置。（2)、按照不同功能，分区布置，并用绿化带隔开，设置厂前区、污水处理区、污泥处理区。（3)、处理构筑物之间间距的确定，考虑基础埋置高差各管道施工维修方便，根据人流、物流及运输方便，设置主、次道路。（4)、考虑消防安全，设置必要的设施。（5)、按照建成范围和处理要求，进行绿化小品布置。（6)、根据实际情况布置主入口方向，并在入口进行景观设计。7.2建筑和结构设计1、工程概况（1)、工程设计不仅要体现先进的工艺，并应满足工艺要求的同时注重同地域、城市自然环境、人文环境的协调，成为城市环境中的积极因素和新的景观。（2)、本工程位于广西江州。（3)、工程性质：本工程为2400m3/d酒精n污水处理厂，由处理构筑物及其辅助厂房和综合楼等建筑设施组成，以构筑物为主，建筑物为辅。（1)、厂区设计按规划红线图进行，建筑物的防火等级为三级。2、单体设计（1)、脱水机房、鼓风机房等辅助用房均为单层砖混结构工业用房，厂房立面采用普通的工业厂房形式，简洁朴素。所有外墙面均采用浅色外墙涂料，与厂区环境协调。（2)、凡露出地面的水池结构等构筑物，均刷浅色外墙涂料，使厂区不显灰暗。3、消防设计（1）、总体消防设计：消防车道布置沿厂区围墙环通，车道宽为6m。（2）、建筑单体消防设计对于一般辅助厂房消防设计立足于自防自救，采用可靠的防火措施，一般设灭火器。（3）、综合楼按耐火等级分三级进行设计，每层均设灭火器。（4）、室外消防栓沿道路适当布置。7.3结构设计1、设计采用的基本条件抗震设防烈度：6度结构抗震等级：四级建筑场地类别：Ⅵ类场地荷载采用值：综合楼楼面：2.5KN/m2n上人屋面：1.0KN/m2基本风压：W0=0.5KN/m2基本雪压：SR=0.2KN/m22、设计说明（1)、厂区内池子等构筑物采用C30抗渗钢筋混凝土结构的矩形。（2)、辅助用房及综合楼均采用柔性钢筋混凝土条基。（3)、为避免沉降差异影响池子结构，对较长池子底板做分割处理。（4)、地震基本烈度按六度考虑，钢筋混凝土水池根据其水位与地下潜水位间的最大水头，考虑其池壁厚度，确定其抗渗要求为S6。（5)、地下结构抗浮安全系数取1.15。（6)、建筑材料选用钢筋混凝土结构采用C30，抗渗标号S6；所有构筑物垫层采用C10；钢筋：d≤10,Ⅰ级钢；d≥12，Ⅱ级钢；钢材采用HPB235、HRB335（7)、本污水处理主体构筑物均为钢筋混凝土结构，为避免地下水渗入或池内水渗出，构筑物结构采用抗渗设计，并在池体内壁用20mm厚1：2防水水泥砂浆粉刷。7.4电气设计1、电气设计原则根据污水处理工艺要求，对工艺运行情况及时进行显示、控制、报警。本设计原则以自动控制为主，人工控制为辅，以国产设备为主，适当选用进口控制仪表。n2、设备用电负荷处理厂设计双电源供电，由业主将电源线送至污水厂配电柜，其功率补偿由设计单位考虑。配电和自动控制系统有防潮、防漏电和可靠的接地措施，各类电气设备均设电路短路和过载保护装置，以确保用电设备安全运行。3、照明系统（1）、室外处理池四周各安装一只广场灯，各通道每相距30m装设一只高6m的250W高压钠灯。（2）、室外照明线路采用W22型铠装电缆，直接埋地敷设，跨越道路部分穿管保护。室内照明线路采用BV-500型塑料绝缘铜芯导线穿阻燃PVC管暗敷。4、电源、敷线方式及保安措施1）、电源本工程电源采用照明，电力分别进线方式。进户线自室外电缆穿钢管埋地引入，室外钢管进口处埋地0.8米。2）、敷线方式导线均采用BV-500V铜芯塑料线，采用钢管沿墙、天地板暗敷设。在地层地坪内用G（厚壁钢管）敷设，其余用TC（电线管）敷设，照明所有支线均采用BV-1.5平方线，2-3根穿TC15，4-5根穿TC20。3）、安保措施n本工程采用TN-C-S系统，电源进线处中性线需重复接地，接地级用40×4mm度锌扁钢通长敷设，扁钢埋地0.8米，其接地电阻应小于4Ω。接地级与接地线需可靠焊接，钢管接头处需按规范要求作跨接，所有不带电的电器金属外壳均要作可靠接地。其它：施工说明中未提到的，均按国家有关标准、规范执行。5、仪表及监控系统（1）、对主要工艺设备及机电设备实现现场控制与中央控制相结合。中控室的操作在PC机操作平台上，利用虚拟现实的用户世界，使用户采用计算机操作设备如同在现场操作，直观易行。2）、对主要工艺过程实现自动控制，如水泵、曝气池鼓风曝气等。3）、对主要设备和工艺过程，利用在线监控系统，可以在中控室观察主要的运行参数、运行状态等。7.5防腐、防暑、降温与节能1、防腐本废水处理过程中，部分物品和材料处于腐蚀环境，需进行防腐考虑，以减少水中污染物和腐蚀性气体对建筑物、构筑物、设备和设施等的腐蚀，确保设备和设施的运行安全，保证工程质量，保持处理厂的美观。（1）、防腐对象水泵、鼓风机等设备；输水管、曝气管、加药管道等生产性设备和设施。厂区的栏杆、平台、钢门窗等附属设施及设备等。（2）、腐蚀情况分析污水环境：A、通常情况下，水中有氧存在时，金属表面形成局部电池引起电化学反应，金属腐蚀就会发生。B、污水中存在悬浮物、氮、磷、钾、盐及各种有机化学成分，将产生电解质腐蚀作用。n空气环境：室外阳光尤其是夏季阳光照射中含有紫外线，在水上，室外强烈阳光的照射，特别是盛夏高温季节，受热后的污水散发蒸汽，侵蚀钢结构及设备。其中，有些难溶性颗粒物积聚在金属表面，又会产生垢下腐蚀、点蚀、坑蚀或缝隙腐蚀等局部腐蚀，使钢结构的腐蚀加剧。（3）、防腐措施水泵、鼓风机等设备的轴心部件应为抗腐蚀金属，加药剂管路采用UPVC或PP，架空管路采用衬胶管或衬塑管，阀门采用UPVC蝶阀或球阀。一般污水管道采用镀锌钢管或普通钢管。所有架空、埋地管路均需环氧或沥青2道，必要时架空管路再加色漆2道。防腐处理前，金属件必须严格除锈，暴露金属色后才能施工。2、防暑、降温措施厂区内主要的热源是机房。按对机房作业区的夏季室内温度不超过室外温度的3～5度的要求，拟采取以下防暑降温措施：值班控制室与热源分离，并安装空调。在机房内设置机械通风设备。鼓风机采用自动操作或集中按钮操作，减少操作人员与热源接触时间。3、节能减耗措施在本工程设计中，积极稳妥的利用新技术，既注重技术的先进性又考虑技术的成熟性和实用性，使本工程设计更为合理、更为节省、更为优化。具体表现在以下几个方面：（1）、对废水进水水质进行分析后，提出了合理设计参数。如取值过高，会使构筑物设备过大，形成“大马拉小车”现象，浪费能源。n（2）、鼓风机房的电耗为全厂电耗的60%以上，本工程采用低噪声的罗茨鼓风机，供气量大小可自动调节。（3）、构筑物布置紧凑，减少了联络管渠的水头损失。（4）、全厂采用技术先进的微机测控管理系统，分散检测和集中控制，集中管理和显示，各种设备均可根据污水水质、流量等参数自动调节运转台数或运行时间，不仅改善了内部管理，而且使整个污水处理系统在最经济状态下运行，使运行费用最低。7.6给排水、通风及环境保护1、给排水（1)、在污水处理厂有关位置设上水管，以便冲洗构筑物及地坪。（2)、综合楼化验楼设有上水管，供化验、生活、办公用。（3)、污水处理厂所有下水管均接入集水井，统一处理。2、臭气控制运行时会产生一定臭气，加强通风和布置一定规模的绿化可有效减少臭味。3、环境保护（1）、噪声污水处理厂的噪声主要是由工作泵和鼓风机等设备在运行过程中产生,为此设计中采用如下措施以降低环境噪声。①、采用隔离装置，在安装水泵电机和鼓风机等设备的厂房内，值班控制室与机泵间的门窗进行隔音处理。②、在设备与管路连接处安装减震垫或柔性接头，鼓风机进出口设消音器等措施。n③、绿化环境，厂区绿化不仅能净化空气，保护和美化环境，而且能降低环境噪声。（2）、废水污泥浓缩、污泥脱水后的废水及厂内生产的其它污水均进入调节池中，与进厂废水一起经处理后达标排放，做到厂内污水不直接排放。（3）、废渣排放的剩余污泥经浓缩池浓缩后，经机械脱水处理后泥饼送指定的固废处置中心处置。n第八章管理机构及劳动定员8.1管理机构污水处理厂从建设到运转调试，都需要有一个管理机构。本污水厂应设专门的管理人员。污水厂内设生产部门和辅助生产部门。生产部门包括污水处理车间和污泥处理车间。辅助生产部门主要由维修车间组成。技术人员和操作人员直属于厂长领导。污水处理厂24小时/日操作，操作工24小时按三班制工作，分析和维修均为常日班制工作。8.2劳动定员本方案中所需的操作控制点少，操作简单。根据城乡建设部（85）号劳字第5号文《城市建设各行业编制定员试行标准》，并根据本工程的实际情况，确定本工程专职定员13人，分配如下表8-1所示。表8-1污水厂人员编制表序号人员分类人数上班方式1技术员与化验员2专职2机修工2职3操作工，主要维护池的清洁，设备正常和污水脱水。9专运转班为3班，每班3人4总计13所有人员在上岗前，均需按有关规定进行培训，经考试合格后上岗。每人第2年轮训1次，1次2周。n第九章工程投资估算9.1土建投资估算表9—1污水处理厂土建投资估算表序号名称规格数量单价（万元）复价（万元）备注1调节池L*W*H=22*12*5m1座钢砼结构2一级厌氧基础D*H=φ21.0*0.6m3座钢砼结构3一级厌氧沉淀池D*H=φ18.0*5m1座钢砼结构4二级厌氧基础D*H=φ21.0*0.6m1座钢砼结构5二级厌氧配水池L*W*H=6*3*5m1座钢砼结构6二级厌氧沉淀池D*H=φ18.0*5m1座钢砼结构7氧化沟L*W*H=48*39*5.5m1座钢砼结构8氧化沟沉淀池D*H=φ18.0*5m1座钢砼结构9深度处理池L*W*H=16.3*11*5m1座钢砼结构10污泥浓缩池D*H=φ18.0*5m1座钢砼结构11综合房L*W*H=30*10*4.5m1座钢砼框架12道路等13合计注：（1）特殊地基基础处理费用不包括在内；（2）钢砼价格以1200元/m3估算，详细预算待施工图设计完成后再确定。9.2设备工程投资估算表9—2污水处理厂设备投资估算表序号名称规格数量单价(万元)复价(万元)备注1厌氧提升泵Q=120m3/h，H=32m，N=30kw3套2板式换热器换热面积200m23套n3IC厌氧反应器筒体D*H=φ20*23.44座4厌氧塔裙座V-4*0.8m4套5进水分配箱V-0.8*0.754套6伞形布水器V-1.4*1.54套7小三相分离器L*H=11*1.58套8大三相分离器D*H=φ0.4*22.6m8套9沼气集气箱D*H=φ1.5*1.5m8套10内循环及防堵装置D*H=φ1.2*1.8m，16套11厌氧塔附属配件4套12一级厌氧塔排泥泵Q=100m3/h，H=32m，N=15kw2套13一级厌氧脱气沉淀池刮泥机单桥周边传动，直径18m1套14二级厌氧提升泵Q=120m3/h，H=32m，N=22kw2套15二级厌氧塔排泥泵Q=100m3/h，H=32m，N=15kw2套16二级厌氧沉淀池刮泥机单桥周边传动，直径18m1套17氧化沟低速推流器φ2500mm，N=4kw8台18好氧池风机Q=65m3/min，H=6m，N=90kw2台19旋流曝气器φ260mm3600套20ABS配气管φ50mm，φ100mm8套21氧化沟沉淀池排泥泵Q=100m3/h，H=20m，N=11kw2套22氧化沟沉淀池刮泥机单桥周边传动，直径18m1套23曝气生物滤池滤料φ=30-50mm，φ=4~6mm150m324曝气滤池滤板、曝气管、反冲洗管非标3套25臭氧发生器1.5kg/h1套26活性炭φ=4mm25m327滤池滤板非标1套28回用水泵Q=100m3/h，H=322套nm，N=15kw29浓缩池刮泥机单桥周边传动，直径18m1套30带压滤机及配件2m1套31管道、阀门32安装费33电器、仪表、控制34厌氧菌种费35合计说明：菌种费不在上述投资估算中。9.3工程间接投资表9—3污水处理厂工程间接费用表序号项目金额（万元）备注1工程设计费（土建+设备）*4%2现场管理（土建+设备）*2%3调试技术服务费（土建+设备）*5%4以上合计9.4总投资估算总投资=土建投资+设备投资+间接投资以上投资估算均为含税价。n第十章污水处理厂运行成本分析10.1设备电耗表10—1污水处理厂机械设备电耗表序号用电设备名称功率（KW）数量（台）设备容量(KW)使用时间使用电度数安装台数工作台数装机容量使用容量（h）（kwh）1一级厌氧提升泵30216030247202厌氧污泥泵15426030247203刮泥机1.54466241444二级厌氧提升泵22214422245285氧化沟低速推流器4883232247686氧化沟风机9021180902421607氧化沟沉淀池排泥泵15213015243608臭氧发生器37113737248889带滤机5.5115.55.584410照明5115563011其他辅助501150502412012合计2752822509.5322.56482系统新增设备总装机功率约为510kw，其中24小时开机功率约为330kw，电耗约为2.7kwh/吨水，电价按0.65元/度计算，电费为1.76元/吨水。10.2人员费劳动定员13人，人员工资按平均人员1500元/月计算，吨水费用约0.28元/吨水。n10.3药剂费用根据同类工程的实际运行情况，污泥处理费为1.0元/吨水，具体根据实际运行情况再测算。10.4运行费用污水集中处理厂运行费用为=设备电费+人工费+药剂费=1.76+0.28+1.0=3.04元/吨水（运行废水为初步估算）10.5经济效益本工程应该挖掘厌氧的处理能力，将有机物尽可能的产生沼气，以回收能源，同时降低好氧的负荷和运行费用，提高废水的综合利用价值。厌氧塔以处理水量为2400m3/d计算，日产沼气约为45000m3，相当于45吨标煤（1000m3沼气约为1吨标煤热值，1000元/吨煤），抵去运行费用，每吨水盈余3.6元。年盈余为1200万元。2年收回投资。n第十一章结论与建议1、根据当前环保要求，新建污水处理厂，是利国利民的大事，为企业可持续发展奠定基础。2、从当前的生产规模来看，工程设计水量到2400m3/d，可满足当前发展需要。3、企业应加强废水处理的管理，废水经过深度处理后，可以达到排放要求。4、污水处理厂的出水，部分可回用于厂内生产用水、冷却水、杂用水、冲洗水、道路绿化浇灌等用水。5、污水处理厂建成后，可解决厂区的水环境污染现状，附近水体将会有明显的改善，该工程项目具有明显的社会效益、环境效益、经济效益。6、我们本着节能降耗，以废水治理达标为前提，引用先进的技术，使用最少的投资和最低的运行费用，将废水治理工程建设好，创造良好的环境效益和社会效益。厌氧塔以处理水量为2400m3/d计算，日产沼气约为45000m3，相当于45吨标煤（1000m3沼气约为1吨标煤热值，1000元/吨煤），抵去运行费用，每吨水盈余3.6元。年盈余为1200万元。2年收回投资。某环保开发有限公司2009年4月8日