600吨地瓜淀粉处理工程设计方案.docx
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600吨地瓜淀粉处理工程设计方案
【目录】
第一章、概况
贵公司在以地瓜为原料生产淀粉的过程中产生大量高浓度有机废水,其生产工艺为:
清洗-打浆-沉淀发酵-发酵液的一小部分回流到沉淀段,废水主要来自沉淀段的上清液及清洗段的洗地瓜水,排放量为1200m3/d,综合废水有机物浓度高,其中主要含有糖类.可溶性蛋白质,不容性蛋白质,纤维素.脂肪等,PH偏低,目前该公司已建有一套废水处理设施,由于废水量大.浓度高.设施不完善,处理效果无法达到排放标准,直接排放将会影响周边水体环境,导致水体腐化,并引起土壤酸化,污染环境,
根据该公司生产周期短（每年生产40-50天）这一特点,充分利用和发挥水处理设施,即延长处理废水的时间,计划每天将排水量的50%用泵提升至山上（山高约25米）的贮水塘（水塘容积3.5m3万）这样每天只要处理600吨的废水量,处理时间约80-100天,
我公司针对该废水的特点，进行了实地勘察，同时借鉴相关工程实际运行经验，充分利用原有的设施,合理布局,本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则，编制本设计方案，供业主和有关部门决策参考并采纳。
第二章、设计依据
1、业主提供的污水水质水量的基础资料；
2、《污水综合排放标准》GB8978-1996；
3、《室外排水设计规范》GBJ14-8；
4、《建筑给排水设计规范》GBJ15-88；
5、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93。
6、《工程自动化仪表工程施工及验收规范》GB93-86
7、《工业企业环境噪声标准》GB3096-93
8、《中华人民共和国水污染防治法》（1984、5）
9、《中华人民共和国环境保护法》（1989、12）
10、当地环保部门要求
第三章、设计范围
设计范围:
整个废水处理站
1、本方案设计范围包括污水处理站的工艺、设备、平面布置及配套设备电气等专业设计。
2、设计分二阶段：
方案设计阶段和施工图纸设计阶段。
3、处理站电线电缆以废水处理设备的电控柜为交接点，照明线以常规设计。
第四章、设计原则
1、采用成熟、可靠的污水处理工艺，确保处理出水的各项指标达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准。
2、污水处理设施力求占地面积小，工程投资省，运行能耗低，处理费用少。
3、污水处理设施在运行上有较大的灵活性和可调节性，以适应水质水量的变化，同时设置事故应急超越排放管，供紧急特殊情况下使用。
4、设计时充分考虑污水处理系统配套设备的减振、降噪、除臭、除色等措施。
剩余污泥经过有效处理后定期清除，避免二次污染。
第五章、设计水质、水量
1、设计规模600m3/d。
2、设计进水水质及出水水质
水质
指标
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
PH
备注
进水
16000
9000
5000
4.5
出水
≤100
≤30
≤70
6-9
达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准
第六章、水质分析与处理技术论证
一、废水排放情况分析
1、废水特征
1）、废水流量特征
本工程废水排放方式为非连续性，流量波动性较大。
2）、水质特征
该废水属高浓度易生物降解的有机废水,表现为B/C>0.5,也含有相当大多的固体等大分子有机物,悬浮物含量较高,排放时废水常处于缺氧状态,本项目所排放废水中含有大量的溶解性有机物，且含有较多的不易被生物降解的成分，排放废水常处于缺氧状态，致使有机酸浓度较高，废水一般表现为酸性。
根据上述实际情况，因而采用厌氧生化处理和好氧生化处理相串联的主体工艺，辅以物化处理，并尽量利用原有的构筑物及设备，
二、处理技术论证
1、处理工艺途径选择
现代废水处理技术可分为物化法、化学法、生物处理法，可根据废水的特性，采用不同的处理方法或组合以上处理方法来净化废水水质。
1）、物化法
主要用于废的预处理，用来处理呈悬浮状态的污染物（包括油膜和油珠）。
2）、化学法
主要指化学催化氧化，是处理污染物浓度高、毒性大、难降解废水的有效方法，具有自由基氧化选择性小、快速、高效、占地面积少、无二次污染等优点。
而且因为它能大幅度提高难降解废水的可生化性，去除污染物的毒性，也被用来作为废水进入生化系统前的高效预处理措施之一。
虽然化学法在处理高浓度、难降解、有毒有害废水具有很高的效率，但是单纯使用普遍存在处理成本高，可以采用该技术对难降解有机废水进行预处理，再利用生物处理方法，充分发挥二者优势，这样可以大大降低成本。
3）、生物法
是现代废水处理有机污染物的主要技术，生物处理法具有技术成熟、运行成本较低、处理效果好、操作管理简单，已成为有机物污染处理的主体核心工艺。
根据本程废水的水质特性，推荐工艺为：
物化法+生物法
2、生物法处理工艺
生物处理工艺：
厌氧处理法、好氧处理法两大类
1）、厌氧法处理
厌氧法多用于去除高浓度有机污染物废水和难降解有机污染物的废水处理。
厌氧法处理的优缺点
优点
1、通过污泥颗粒等手段,可使工艺稳定运行.
2、剩余污泥量少.
3、对营养需求量少,一般COD:
N:
P=200-350:
5:
1.
4、COD负荷普遍较好氧高（可达3.2-32kg/m3而好氧系统仅达到0.5﹋3.2kg/m3）。
5、可产生沼气作燃料。
6、可降解好氧不可降解的物质。
7、可处理季节性排放的污水，厌氧生物可降低内源强度，使厌氧生物能长时间耐饥饿。
缺点
1、启动时间较长，一般8—12周。
2、处理低浓度碳水化合物碱度不足时效果不好。
3、一般经过处理后不能达标，尚需好氧生物处理。
4、会产生H2S气味。
5、无硝化作用。
6、低温时效果不佳。
正因为厌氧生物处理有许多优点和一些缺点，我们对于高浓度不降解的淀粉生产废水，应首先选择厌氧生化处理，把COD降至最低限度时，在进入好氧生化处理，这是我们的主要考虑出发点。
厌氧生化处理工艺的主要类型
第二代厌氧反应器有：
厌氧滤池（AF）上流式厌氧污泥床（UASB）
厌氧流化床（AFB）厌氧折流板反应器（ABR）
第三代厌氧反应器有：
上流式厌氧污泥床（UASB）+厌氧滤池（AF）叫复合式厌氧反应器（UBF），膨胀颗粒污泥床（EGSB）及内循环厌氧反应器（IC）。
最近提出的两相厌氧生物反应器。
尽管以上提及的各种厌氧反应器均有各自的特点，各自的优点和缺点，我们对各类厌氧反应器不多加评述，而具体结合本工程新采用的反应器作如下评述：
厌氧部分我们采用两相厌氧生物处理系统，即前部采用厌氧折流板反应器（ABR），根据现场原有的池子进行简易改造即可。
我们知道，ABR是一种新型的厌氧反应器，该技术集UASB和SMPA（分阶段多相厌氧反应技术）与一体，不但大大提高了厌氧反应器的负荷和处理效果，而且使其稳定性和对不良因素（如有毒物质）的适应性大为增加，是当今的一项有效的新技术。
ABR反应器是用导流板将反应室分成多个串联的反应室，每个反应室都是一个相对的UASB。
废水通过各个反应室并与反应室内的颗粒或絮状污泥接触，而使废水中的有机物得以降解。
UASB可近似看做一种完全混合式反应器,而ABR是一种复杂混合型水力流态,而且更接近于推流式反应器,其次UASB中酸化和产CH4两类不同的微生物相交织在一起,不能很好地适应相应的底物组分及环境因子（如PH.氢分压）,而ABR中各个反应室中微生物相是随流程逐级递变的,递变的规律与底物的降解过程协调一致,从而确保相应的微生物相拥有最佳的工作活性,
ABR反应器前端的格室中,主要是水解及产酸菌为主,而较后的格室中则以产CH4菌为主,这是围着时间的增长和废水经流各室而产生不同的菌属也就产生不同的物质,本设计的目的是为了使废水缩短后厌氧反应时间,而ABR反应器仅起到水解酸化的任务,
ABR反应器后采用复合厌氧反应器（UBF）,它可充分发挥厌氧滤池（AF）和上流式厌氧污泥床（UASB）这两种高效反应器的优点,是一项当今极具开发应用前景广的生物处理新技术,
UBF系统的突出优点是反应器内水流的方向与产气上升的方向一致,一方面减少了堵塞的机会,另一方面加强了对污泥床的搅拌作用,有利于微生物同进水基质的充分接触,也有助于形成颗粒污泥,反应器上部设置填料,不仅在其表面生长微生物,还能增加对COD的去除率（一般比单独UASB的COD去除率提高20%左右）,拦截悬浮微生物,更重要的是由于填料的架设,夹带气泡的污泥在上升的过程中发生碰撞,加速了污泥和气泡的分离,从而降低了污泥的损失,由于二者联合作用,使UBF反应器的体积可以最大限度得到利用,反应器积累微生物的能力大为增加,反应器的有机负荷更高,因而UBF具有启动速度快.处理效率高,运行稳定等显著的特点,
废水生物处理的负荷能力是由保留在反应器里的生物量控制的,而截流高活性污泥（颗粒污泥）正是UBF反应器的设计目标.，这一点正是UBF反应器加以考虑的。
另外为了防止堵塞一是UBF反应器的设计本身，二是UBF反应器前部设计采用ABR反应器也是已考虑到这一点了
厌氧处理虽然能大幅降低废水的有机污染，但其降解具有不彻底性，在整个废水有机物降解处理工艺中厌氧处理仅作为预处理，要使出水达标排放需后续好氧处理工艺。
2）、好氧法处理
好氧处理根据微生物是否附着，分活性污泥法和生物膜法。
活性污泥法具有代表的工艺有：
传统活性污泥法、氧化沟系列、氧化塘、SBR系列。
普通活性污泥法是一种国内外污水处理工程中广泛采取的一种方法，有成熟的运行管理经验，主要去除污水中的COD、BOD、SS，但处理负荷小，去除效率低，当污水可生化性较差时易发生污泥膨胀，造成污泥流失，活性污泥浓度低，且运行稳定性差，出水水质不稳定，因此本程中不宜采用普通活性污泥法。
生物膜法是一种最成熟、常用的好氧生物处理技术，具有代表的工艺有：
生物接触氧化、生物流化、生物曝气滤池等。
生物接触氧化法是结合生物滤池和生物曝气池的特点演变过来的，属于固着型生物处理方法，该工艺具有去除氨氮和有机物效果好，耐冲击负荷，出水水质稳定，动力消耗相对较低，污泥产率低，运行灵活，操作管理方便等优点，经过多年运行，我公司针对停留时间、曝气方法、填料品种、排泥和操作技术等艺要素上做了大量的试验研究，取得了比较成熟的经验，并在多年来建成的实际工程中应用成功。
针对本工程水质特性，本设计采用生物接触氧化法作为本工程工艺的核心，并总结过去经验的基础上，强化水处理过程，增加调节和控制手段，以达到适应负荷变化，完善整个系统的目的。
3、推荐处理工艺
根据以上分析比较，同时根据废水水质特性，推荐以生化处理为核心的处理工艺，辅之物化预处理设施+生物处理工艺+深度处理工艺设施，确保出水达标排放。
第七章、污水处理工艺流程
1、工艺流程
图表1
工艺流程图
2、工艺说明
废水汇集后经明渠格栅流入调节池（原有的土池需改造），去除较大的漂浮物以保证后续处理构筑物的正常运行，调节池前端设置PH值调节池，调节废水的PH值，调节池对水质、水量进行均衡调节，调节池出水经明渠（渠内装有闸板控制水量）流入ＡＢＲ加热池（新建）加温有泵提升至ＡＢＲ反应池（利用原有的１＃２＃水池改造），同时进行加温控制厌氧反应，温度为25度左右，废水在ABR内进行厌氧生物处理仅进行水解酸化阶段后，进入UBF加热池（原有池改造）加温有泵提升至UBF反应器，同时进行加温控制厌氧反应，温度为３５度左右中温，进行生物降解，废水在此阶段进行产生CH4，废水进一步得到净化一部分废水进入预曝气池及沉淀池（原有３＃池改造），同时以４倍的废水处理量回流至UBF反应器，沉淀池的污泥回流可补充UBF的污泥量，降低了后续处理设施的负荷，废水由沉淀池进入接触氧化池１（原有4#池改造，原5#6#氧化池,）接触氧化池２（原有7#8#池）经好氧后流入气浮池（原有需改造）进行固液分离，经气浮后流入生物炭池及斜管沉淀池（原有９＃池改造，）废水进一步得
到降解，达到一级排放标准后进入清水池（原有１０＃１１＃１２＃池改造）一部分作为气浮水用和反冲洗水，其余由泵提升至山上的蓄水池，可做灌溉用水
4、污泥处理说明
经各构筑物排除的污泥直接进入干化池进行污泥干化，干化后的污泥可做肥料处理或运至填埋场填埋处理。
第八章、处理效果
项
目
设备
名称
COD（mg/L）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
进
出
%
进
出
%
进
出
%
调节池
16000
15200
5
9000
8550
5
5000
4000
20
ABR池
15200
12920
15
8550
7695
10
UBF池
12920
1938
85
7695
1539
80
预曝气池
1938
1647
15
1539
1354
12
4000
800
80
接触氧化池1
1647
494
70
1354
271
80
800
200
75
接触氧化池2
494
148
70
271
81
70
200
50
75
气浮池
148
118
20
81
65
20
50
25
90
生物炭池
118
＜100
60
65
＜30
60
25
＜70
60
第九章、主要构筑物设计参数
序
名称
规格
单位
数量
备注
1
调节池
V=1200m3
座
1
利用原有土池子改造
2
ABR池
V=342m3
座
1
利用1#、2#池改造
3
UBF池
NV=8.5kgCOD/m3d
Φ7.5×18m
座
1
利用3#池南空位置
4
预曝气沉淀池
V=230m3
座
1
利用3#池改造
5
接触氧化池1
V=716m3
座
1
利用4#池改造,5#.6#池
6
接触氧化池2
V=406m3
座
1
原有7#、8#池
7
气浮池
Q=25m3/h
座
1
利用原有气浮池
8
生物炭池
V=100m3
座
1
利用9#池1/2
9
斜管沉淀池
V=100m3
座
1
利用9#池1/2
10
清水池
V=470m3
座
1
用现10#、11#、12#利
11
ABR加温池
V=142m3
座
1
新建
12
UBF加温池
V=193m3
座
1
利用原有池
1、格栅井
为了防止废水中大量固体悬浮物堵塞管道及水泵，保证系统的正常运行，设置格栅，用以拦截废水中大颗粒漂浮物。
格栅井一座，地下式，砖混结构
设计参数：
流速；0.5-1.0m/s
有效水深:
500mm
格栅间隙:
小于5mm
2、调节池
由于地瓜废水排放集中,水量、水质的不均匀性较大,为保证后续续处理设施的正常运行和达到设计的出水水质,设置调节池。
其主要功能为：
均匀水质水量，起到水解、酸化的作用，即将废水中的有机固体及不易生物降解的有机物初步分解为有分子溶解性有机物，以减轻后续处理过程。
调节池采用淹没式出水方式，保证出水均质。
※设计参数：
数量：
1座
规格：
停留时间：
24小时
有效容积：
1200m3
结构：
（利用原有的土池加以改造）
型式：
地下式
3.ABR加温水池废水入加温池起缓冲作用,同时通入蒸气进行加温25度左右,
设计参数:
数量:
1座
规格:
10×3.1×4.6m
结构:
砖混（新建）
池内配置穿孔加热管:
DN80（1套）
配置污水泵:
2台（一用一备）
功率:
N=1.5KW/h
4、ABR池ABR反应器前端的格室中,主要是水解及产酸菌为主,而较后的格室中则以产CH4菌为主,这是围着时间的增长和废水经流各室而产生不同的菌属也就产生不同的物质,本设施的目的是为了使废水缩短后厌氧反应时间,而ABR反应器仅起到水解酸化的任务,
※设计参数：
数量：
1座
结构：
（原有的1#2#池加以改造）
型式：
地下式
规格：
14×5.3×4.6
停留时间：
10h
填料规格：
Φ120×120
填料材质：
PP组合式
填料体积：
85m3
填料架：
碳钢（防腐）
填料架数:
1套
5,UBF加温池.废水入加温池起缓冲作用,同时通入蒸气进行自控加温35度左右加温控制采用自力式温控阀自动调节,
设计参数:
数量:
1座
规格:
13.6×3.1×4.6
结构:
砖混（原有池改造）
池内配置穿孔加热管:
DN80（1套）
配置污水泵:
2台（一用一备）
功率:
N=15KW/h）
6.UFB复合厌氧池：
UASB反应器由三个功能区构成,及底部的布水区、中部的反应区、上部的分离区组成,其中反应区为UASB反应区的工作主体,布水区的功能是将待处理污水均匀地分布在反应器地横断面上,反应区包括污泥床区和悬浮区,污泥床位于反应器地底部,其悬浮物质量浓度可高达60-80g/l,具有良好的沉降性和絮凝性功能。
污水进入反应器底部布水器均匀布水与底部污泥混合,污水中有机物被污泥中的微生物分解产生沼气同时与布水器出口高速水流的冲击组合上升。
甲烷气泡不断上升在上升过程中相互碰撞结合形成较大气泡,,形成搅拌作用,使污泥床的污泥呈悬浮状态,并与污水充分混合接触,污水中大部分有机物被分解转化,含有大量气泡的混合液上升入三相分离器,首先进行气体分离被分离气体进入气室然后排入水封罐,,固液混合液进入分离器污泥在重力作用下沉降至底部反应器,保持反应器内污泥生物量.分离后的处理水。
中间水池污水由泵提升入UBF厌氧池，通过自力式控制器控制反应温度35℃±2℃，污水中有机物通过水解酸化菌及甲烷菌的系列生化反应得到大部分去除，反应过程中产生易燃甲烷气体由水封入贮气槽，再经阻火器后入燃烧器燃烧去除。
本厌氧反应器采用上流式厌氧污泥池与AF厌氧滤池相结合的UBF复合上流式型。
同时本反应器上部安装生物载体填料，形成复合式UASB厌氧反应器。
填料表面可附着大量厌氧微生物，可有效截留厌氧污泥的能力，减少污泥的流失同时使反应器的上下部分均保持很高的生物量浓度。
本厌氧池采用钢结构半地下式（全封闭式以防嗅气溢出）
设计厌氧有机负荷：
8.5kgCOD/m3·d（中温）
设计水力停留时间：
HRT=31小时
设计有效容积为：
V=775m3
设计污泥产率：
0.15kg/m3kgCOD
设计产气率：
0.4m3/kgCOD
设计外形尺寸：
φ7.5×18m
回流比：
1：
4
上升流速：
2.9m/h
同时内置：
（A）多点大阻力配水系统1套
材质：
UPVC
规格：
DN150、DN80
孔口流速：
2m/s
孔口服务面积：
1.5-2.0m2/个
（作用保证整体平面布水均匀，防止局部股流,同时促使厌氧污泥形成悬浮层）
（B）内置立体弹性填料：
规格φ150mm
安装高度：
3000mm
数量：
V=750m3
（内置立体弹性填料作为生物载体提高池中微生物量，同时起稳流作用）
（C）中间内回流系统：
丰形回路管，规格DN200--DN100（1套）
材质：
UPVC（丰型穿孔管）
回流泵：
GW100-85-20
功率：
N=5kw
数量：
2套（1用1备）
（内回流系统作用：
稀释高浓度污水水质，提高UBF水力上升速度保持池内污泥悬浮层高度，保证污水与污泥层的有效及长时间的良好接触,并可减少污水毒性污染物的影响,同时回流可控制污水反应碱度,有利于系统正常工作。
）
内循环还有以下优点:
（1）UASB出水一般含有一定碱度,而调节池出水由于予酸化作用一般呈酸性,出水再循环可以中和水中酸度。
本系统加碱装置可运行初期投加，厌氧启动正常稳定后可通过生化系统内部调节污水酸碱度，加碱系统可不投加中和剂，减少污水运行成本，.同时减少污水的含盐量，有利于生化过程高效进行。
（2）出水循环可保证形成足够的水絮状污泥,加快颗粒污泥的形成。
（3）可以稀释突然增高的COD浓度,微冲冲击负荷的不利影响，并可减少污水中有毒污染物的影响。
（4）当UASB工作不正常或需要关机时,可以通过内循环尽可能地降低厌氧池内VFA。
（D）内置双层式三相分离器：
三相分离器的功能是对反应区上升的气、固、液混合液进行有效分离。
三相中首先隔除混合液中沼气，避免由于气体进入沉降区而干扰固液分离的效果。
三相分离器设计采用双层式斜板型，斜板型分离器的设计保持沉降区混合液流态的稳定使之具有良好的固液分离效果。
更有利于污泥的快速沉降，使沉淀下来的固体污泥能迅速返回到反应区内，使下层反应区内保持很高的污泥浓度。
分离器材质A3玻璃钢复合结构
结构形式：
人字型双层式（模块化组装）
安装高度：
H=2200mm
水封槽：
规格φ800×1500mm数量:
1套A3
（水封槽：
三相分离器中气室的沼气通过沼气管与水封槽相连接，通过水封罐内的水位保持气室内压力恒定，从而保证三相分离器的分离效果。
）
气水分离器:
规格φ1000×1800mm数量:
1套A3
甲烷贮气槽:
规格φ3000×3000mm1套（浮筒不锈钢）
7.预曝气沉淀池：
作用通过预曝气改变厌氧污泥活性使其更好地沉降，同时吹除H2S等有害气体.增加水中溶解氧改善厌氧出水水质,为后好氧处理创造有利条件,同时预曝沉淀池沉降高浓度污水厌氧处理出水中SS悬浮物，以减轻好氧后处理的有机负荷，同时当厌氧反应器受负荷冲击污泥流失时采用沉降污泥回流补充厌氧中污泥浓度有利于后处理效果。
剩余污泥排入污泥干化池
设计参数
数量：
1座
结构：
预曝气沉淀池（原有3#池改造）
型式-地下式
规格:
预曝气池4.45×5.3×4.6
沉淀池：
5×5.3×4.6
曝气气水比：
5:
1
设计沉降水力负荷：
FV=0.6m3/m3·H
配置污泥回流泵：
1台
功率：
N=5.5kw/H
预曝气内配置穿孔曝气装置：
DN50
数量：
1套材质
材质：
ABS（丰型穿孔管）
8、生物接触氧化池生物接触氧化法兼有活性污泥和生物滤池的特点，氧化池内设置填料，并以一定的速度流经填料，填料上长满生物膜，污水与生物膜接触，在生物膜上微生物的作用下，污水得以净化
接触氧化池1
设计参数：
数量：
1座
结构：
原有4#池改造,5#6#池
规格：
14.55×10.3×4.6
容积负荷约1.5kgCOD/m3·d,
水力停留时间:
HRT=28.6h；
设计有效容积为716m3；
溶解氧：
2-4mg/l;
气水比:
20:
1
填料：
202m3
支架:
一套
曝气器:
270（套）
接触氧化池2
设计参数：
数量：
1座
结构：
原有7#8#池
规格：
10.7×8.25×4.6
容积负荷约0.8kgCOD/m3·d;
水力停留时间:
HRT=16.2h
设计有效容积为406m3；
.污水提升泵原有2台（1用1备）
罗茨鼓风机原有N=22KW2台（1用1备）
5．膜片微孔曝气器数量：
原有
9,气浮池
数量:
1座
结构:
原有气浮池改造（现场确定原有设备的利用价值）
规格:
11.4×5×4.6
10、生物炭池斜管沉淀池清水池
曝气生物炭池法是近年来发展起来的一种新型水处理工艺，已在世界上许多国家采用，尤其在西欧更为广泛。
该工艺的研究在我国已有十多年的历史，目前已进入实用阶段。
曝气生物炭池，内装优质生物载体。
利用填料上吸附的生料膜和悬浮活性污泥，对水体中难生物降解而可吸附性的污染物，充分氧化作用，并利用
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