100吨大蒜废水处理方案Word文档下载推荐.docx
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项目日产生废水量为100m3,需要经过厂区自建污水处理设施处理达标后排放附近水体，执行排放标准为《河南省辖海河流域水污染物排放标准》（DB41777-2013）。
1.2设计目的
编制本设计方案主要为达到以下目的：
（1）了解甲方公司废水的产生过程，分析废水产生特性；
（2）分析此类废水质特点，确定工程范围和设计参数；
（3）通过经济技术比较论证提出合理的工程设计方案；
（4）确保工艺的正常运行，处理污水最终达标排放。
1.3设计原则
（一）符合国家有关法规、规范及标准；
（二）确保出水指标达到园区污水处理厂接收标准；
（三）技术线路成熟、简单明了，操作管理方便；
（四）在严格达标的情况下，做到投资少、运行费用低、节省占地面积；
（五）贯彻节能方针，选用高效节能设备；
（六）结合设备运行控制要求，合理确定系统的自动化程度。
1.4设计规范
本项目的设计、施工与安装必须按照国家的专业技术规范与标准执行，其规范与标准如下：
（一）设计和工程建设将采用的主要技术规范和标准:
《污水综合排放标准》（GB/8979-1996）
《河南省辖海河流域水污染物排放标准》（DB41777-2013）
《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-90，1997年版）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，2001年版）
《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）
（二）设计和建设安装将采用的规范：
《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）
《混凝土碱含量限值标准》（CECS53：
93）
《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB50209-2002）
《地下水防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212-2002）
《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ119-88）
《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-2002）
《建筑安装工程选题检验评定统一标准》（GBJ300-88）
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-92）
《电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范》（GB50170-92）
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-91）
《建筑电气安装工程质量检验评定标准》（GBJ303-88）
《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254-50259-96）
《建筑工地施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）
《城市污水处理厂质量验收规范》（GB50334-2002）
（三）设计和建设时将采用的设备技术标准规范：
《涂装通用技术条件及附录》（JB/ZQ400010）
《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323）
《工业管道工程施工及验收规范（金属管道篇）》（GBJ235）
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GBJ236）
（四）设计和建设将采用的环保标准：
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
1.5编制范围
本设计编制范围为污水处理站内全部建、构筑物及配套工程。
（一）污水站处理工艺进行优化组合和经济技术比较；
确定经济、可行、合理的工艺技术方案，并对推荐设计方案进行工艺工艺流程、平面布置、设备选型和自动控制设计；
（二）污水处理站投资估算；
（三）污水处理站运行成本分析；
（四）工程设计从废水汇流至调节池始，至废水经处理后排放口为止；
（五）工程所需电源、自来水等，均需建设方按设计要求送至指定地点；
（六）工程不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网；
（七）工程设计范围不包括污水处理站所有道路铺设、绿化等。
2基本概况
2.1污水产生情况及污水特性
厂区工艺废水主要来自大蒜加工过程中的漂洗废水，废水中含有大量蒜皮、泥沙及少量果浆、蛋白质、大蒜素、糖类等污染物，主要表现污染物特性为CODCr、BOD、悬浮物、氨氮。
由于大蒜废水CODCr浓度高，用单一的化学法处理效果不好且费用高，对这种较高浓度的有机废水一般采用物化+生化法来处理。
大蒜废水主要含有大蒜素，化学名称为二烯丙基三硫化物，相对分子质量为178,总含量≥
95％：
具有强烈的刺激味和特有的辛辣味，难溶于水，呈油状液体，可与乙醇、乙醚和苯等混合。
大蒜素中的二硫醚和三硫醚能够透过病菌的细胞膜进入细胞质中，将含巯基的酶氧化为双硫键，从而抑制细胞分裂，破坏微生物的正常代谢。
所以先用物理化学方法去除大部分大蒜素，大幅度降低大蒜素的浓度以减轻对后续生物处理单元的影响，再用生化处理去除溶解性有机物。
2.2设计进水水质及水量
根据贵公司提供各污染物浓度，再综合公司其他类似工程的经验，暂定新建部分进水指标为：
表2-1废水水量及水质一览表
类型
处理水量
（m3/d）
PH
COD
（mg/L）
BOD
SS
氨氮（mg/L）
大蒜漂洗
废水
100
6-9
4000
1400
600
40
2.3设计出水水质
系统出水执行《河南省辖海河流域水污染物排放标准》（DB41777-2013）标准，直接排入附近水体，具体指标详见下表：
表2-2排放标准
序号
项目
单位
指标
1
CODcr
mg/L
≤50
2
NH3－N
≤5
3
≤30
4
pH
无量纲
6.0-9.0
5
BOD5
≤10
3工艺选择
3.1工艺选择的原则
作为企业基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，废水处理工程的建设和运行意义重大。
由于废水处理工程的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理站的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的方案，经全面经济技术比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
在废水处理工程的总体工艺方案确定中，将遵循以下原则：
（一）处理效果稳定可靠
（二）工艺控制调节灵活
（三）工程实施切实可行
（四）运行维护管理方便
（五）投资运行费用节省
（六）整体工艺协调优化
3.2主要工艺设施阐述
3.2.1铁碳微电解
因微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。
它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。
当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。
在处理过程中产生的新生态[H]、Fe2+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；
生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。
其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。
该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。
该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。
针对大蒜切片漂洗废水特点，引入铁碳微电解工艺，可有效破坏大蒜素的分子结构，断链后产生的硫化物和铁离子生成硫化铁或者硫化铁的衍生物，通过自然沉降，有效去除硫化物，降低大蒜素和硫化物对后续生化系统的不利影响。
3.2.2涡凹气浮
涡凹气浮（CAF，CavitationAirFlotation
）系统是世界独创的专利水处理设备，也是美国商务部和环保局的出口推荐技术。
CAF是专门为去除工业和城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物（SS）而设计的系统。
整个气浮系统共由五部分组成，经过预处理后的污水流入装有涡凹曝气机的小型充气段，污水在上升的过程中通过充气段与曝气机产生的微气泡充分混合，曝气机将水面上的空气通过抽风管道转移到水下。
曝气机的工作原理是利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空，微气泡随之产生并螺旋型地上升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中。
由于气水混合物和液体之间密度的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，将SS带到水面。
上浮过程中，微气泡会附着到SS上，到达水面后SS便依靠这些气泡支撑和维持在水面。
浮在水面上的SS间断地被链条刮泥机清除。
刮泥机沿着整个液面运动，并将SS从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中。
污泥排放管道里有水平的螺旋推进器，将所收集的污泥送入集泥池中。
净化后的污水流入溢流槽再自流至生化处理部分。
针对该大蒜切片漂洗废水，向污水中投加混凝剂和絮凝剂，通过药剂水解后离子键的吸附架桥及双电层，可有效吸附污水中的悬浮物、胶状物、大蒜素及部分果浆和蛋白质，然后通涡凹气浮系统进行分离，清水进入后续系统。
3.2.3水解酸化法
水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。
水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入-OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。
水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。
这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。
水解酸化的作用原理是通过兼氧的水解、酸化微生物高效分解好氧条件下难以降解的有机物，通过废水B/C的提高，以利于后续的好氧生物处理的高效运行。
水解酸化摒弃了厌氧消化过程中对环境条件要求十分苛刻、微生物增殖缓慢的产甲烷阶段。
使厌氧处理装置的容积大大减小，同时省去了气体回收利用系统。
水解酸化反应器不是严格意义上的厌氧反应器，从反应器中需要保持的溶解氧浓度方面考虑，其只能作为兼氧反应器的一种，不是严格的厌氧环境，因此没有或极少产甲烷过程的参与，而通常只是作为好氧反应器前置的一个提高可生化性的系统，能够有效提高好氧反应器的处理效率。
水解工艺利用厌氧处理的水解和酸化阶段，而放弃产甲烷（碱性发酵）阶段，水解处理的主要目的是通过水解和非水解作用实现难生物降解有机物的转化，通过分子结构改变（开环、断键、裂解、基团取代、还原等），使结构复杂难生物降解的有机物分子转化成可慢速或快速生物降解的有机物，从而明显改善污水的可生物处理性和脱色效果，使最终电子受体包括难生物降解有机物（分子结构中的基团或化学键）。
使出水水质稳定，减少冲击负荷，为好氧处理创造条件，采用这一流程，较好解决SS（悬浮物）的问题。
另一方面的特点是好氧段产生的剩余污泥全部或部回流到厌氧段，由于厌氧段有足够长的生物固体停留时间（SRT），污泥可在厌氧段进行彻底的厌氧消化，从而使剩余污泥在循环过程中全部分解为H2O和CO2，整个系统达到自身的污泥平衡，少排或不排污泥，有效地解决废水污泥的问题，同时还能起到生物脱氮的作用。
3.2.4接触氧化工艺
生物接触氧化法是生物膜法的一种，由池体、填料、曝气系统组成。
细菌及菌类的微生物、后生动物等一类的微型动物在填料载体上生长繁殖，微生物摄取污水中的有机物作为养份，吸附分解污水中的有机物，微生物不断新陈代谢，保持活性，从而使污水得以净化。
在溶解氧和食物都充足的情况下，微生物繁殖十分迅速，生物膜逐渐增厚，溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用，被微生物利用。
当生物膜达到一定厚度时，氧气无法向生物膜内部扩散，好氧菌死亡，而兼性细菌和厌氧菌开始大量繁殖，形成厌氧层，利用死亡的好氧菌为基质，并在此基础上不断繁殖厌氧菌，经过一段时间后在数量上开始下降，加上代谢气体的逸出，使生物膜大块脱落。
在脱落的生物膜表面新的生物膜又重新发展起来，在接触氧化池内，由于填料表面积大，所以生物膜发展的每一个阶段都是存在的，使去除有机物的能力稳定在一个水平上。
BOD去除率一般在80%-90%。
3.2.5MBR膜生物工艺
膜生物反应器（MembraneBioreactor，简称MBR）水处理技术是一种生物技术与膜技术相结合的高效生化水处理技术，膜生物反应器是结合了膜分离技术和传统的污泥法的一种高效污水处理技术，由于膜的过滤作用，生物完全被截留在生物反应器中，实现了水力停留时间和污泥龄的彻底分离，使生物反应器内保持较高的MLSS。
硝化能力强，污染物去除率高。
膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。
中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。
充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应保证顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。
应用MBR技术后，主要污染物的去除率可达：
COD≥93%、SS=100%。
产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。
膜生物反应器具有以下特点：
1）对污染物的去除率高，抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物;
2）膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的分别控制，因而其设计和操作大大简化;
3）膜的机械截留作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，具有极强的抗冲击能力;
4）由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低;
5）由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。
如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解;
6）MBR曝气池的活性污泥不会随出水流失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点;
7）较大的水力循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面积。
MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。
这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的;
8）膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便;
3.2.6推荐处理工艺
经过上述分析，根据我公司在畜牧养殖行业多年的工程经验，结合同类型企业处理污水的实例，同时也考虑到工程投资、运行费用、工艺的稳定性等多方面的原因，确定采用
初沉池+微滤机+涡凹气浮+铁碳微电解+水解酸化+接触氧化+MBR+消毒池的处理工艺。
3.3污泥处理工艺
污泥处理和处置问题是污水处理过程中产生的新问题。
首先污泥中含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等，它将对周围环境造成不利影响，只有对这些污泥进行及时的处理与处置，才能：
（1）确保污水处理效果，防止二次污染。
（2）使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理。
（3）使有毒有害物质得到妥善处理和利用。
（4）使有用物质得到综合利用，变害为利。
3.3.1处理工艺对比分析
本方案污泥主要来源初沉池及生化排泥，系统排出的污泥经浓缩后，需要进行脱水处理。
污泥脱水方法分为机械脱水和自然干化脱水，目前，用于污泥脱水处理的机械设备主要有：
板框压滤机、带式压滤机、卧螺离心机和叠螺离心机，各种污泥脱水方法的工作原理及特点介绍如下：
1）板框压滤机
板框式压滤机是通过板框的挤压，使污泥内的水通过滤布排出，达到脱水的目的。
它主要由凹人式滤板、框架、自动-气动闭合系统侧板悬挂系统、滤板震动系统、空气压缩装置、滤布高压冲洗装置及机身一侧光电保护装置等构成。
设备选型时，应考虑以下几个方面：
①对泥饼含固率的要求。
一般板框式压滤机与其他类型脱水机相比，泥饼含固率最高，可达百分之六十五，如果从减少污泥堆置占地因素考虑，板框式压滤机应该是首选方案。
②滤板及滤布的材质。
要求耐腐蚀，具有一定的抗拉、抗压强度。
③滤板的移动方式。
要求可以通过液压一气动装置全自动或半自动完成，以减轻操作人员劳动强度。
④操作工人劳动强度大，占地面积较大，场地污染大，滤布、滤板损耗大，生产效率低。
2）带式压滤机
带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，连续运行，把污泥层中的水挤压出来，从而实现污泥脱水。
带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响较大，污泥负荷大时，污泥会从滤带两边溢出，污染场地；
运转中的滤带转入下部后，需大量的水反冲粘附在滤带上的污泥，使其不堵塞滤带孔隙，因带式压滤脱水机为开放式工作，对工作环境的污染较大，消耗水量也较大；
带式压滤脱水机操作较繁琐，运行过程滤带经常跑偏、滤带磨损也较大，需及时调正和更换新滤带，因此，管理控制相对复杂、对运转操作人员的素质要求较高；
压滤脱水机对污泥预处理（絮凝）要求较高，需高分子量的絮凝剂且用量大，因此，价格贵、成本高。
3）卧螺离心机
卧螺离心脱水机主要由转鼓和带空心转轴的螺旋推料器组成，污泥由空心转轴送入转筒后，在高速旋转产生的大于重力几千倍的离心力作用下，立即被甩人转鼓腔内。
污泥颗粒比重较大，因而产生的离心力也较大，被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；
水密度小，离心力也小，只在固体层内侧产生液体层。
固体层的污泥在螺旋推料器的缓慢推动下，被输送到转鼓的锥端，经转鼓出泥口连续排出，液体则由出水口溢流排至转鼓外，汇集后排出脱水机。
卧螺离心脱水机的特点：
占地面积小，操作简单，连续运行，自动化程度高，对工作环境污染少，操作人员的劳动强度较小；
卧螺离心脱水机受污泥负荷的波动影响较小，由于离心力很大，故对污泥预处理（絮凝）要求不高，因此，可选用较小分子量的絮凝剂且用量小，药剂费用较低。
但是卧螺离心机电耗较高，运行中噪音很大。
4）叠螺离心机
叠螺式固液分离机主体由多重固定环、游动环和螺旋过滤部构成，有机地结合了过滤浓缩技术和压榨技术，将污泥的浓缩和压榨脱水工作在一筒内完成。
在浓缩腔内，它利用定、动叠片间的相对游动，使滤液快速排出，永不堵塞。
在脱水腔内利用螺旋腔室内体积的不断收缩，增强内压及背压板的调压机理，以独特微妙的滤体模式取代了传统的滤布和离心的过滤方式。
叠螺式固液分离机浓缩段碟片间的空隙为0.5mm、脱水段碟片间的空隙为0.3mm、0.15mm，通过旋转的螺旋边缘将游动环推上，通向排出口时使空隙变狭窄，螺旋的螺距自浓缩部至脱水部也变狭窄。
因此污泥脱水机主体内产生容积压力，通过背压板产生更高的内压,经过充分的脱水后，排出污泥饼；
同时清扫过滤部的空隙防止堵塞。
5）污泥干化
污泥自然干化的主要构筑物是干化场。
干化场脱水主要依靠渗透、蒸发与人工清除。
干化场分为自然滤层干化与人工滤层干化两种，前者适用于自然土质渗透性能好，地下水位低的地区；
人工滤层干化场的滤层是人工铺设的。
污泥干化场原理简单，投资低，不产生运行费用，但是受气候条件如当地降雨量、蒸发量、冰冻期等因素影响。
污泥性质如消化污泥中的沼气泡、初次沉淀池污泥的浓缩等影响。
3.3.2推荐处理工艺
根据上述分析并结合实际情况分析，确定工程污泥经浓缩池脱水后采用叠螺污泥压滤机后外运填埋的最终处置方式。
4工艺设计及流程说明
4.1工艺流程
4.2工艺流程说明
生产废水通过人工格栅自流进入沉砂池，再经提升泵通过微滤机进入预曝气调节池。
可有效去除污水中的蒜皮、泥沙等大颗粒悬浮物，确保后续工序的稳定运行。
污水在调节池完成水质水量的调节，然后通过提升泵进入涡凹气浮。
污水中投加PAC/PAM药剂，然后通过气浮机的浮选及沉淀完成泥水分离，可有效去除污水中的悬浮物、COD、胶体物等污染物，大大降低污染物对后续生化系统的冲击。
气浮出水进入铁碳微电解系统，通过微电解填料自身产生的1.2v微电流对有机物进行电解处理，可有效破坏大蒜素的分子结构，提高污水的生化性，同时通过铁离子的吸架桥作用，进一步去除污水中的有机物、悬浮物、硫化物等污染物。
污水自流进入生化处理部分，生化部分分为水解区和接触区，在水解区厌氧菌和兼养菌将污水中的纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经厌氧水解的产物进入接触区进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率。
接触区污水自流进入二沉池，二沉池污泥进行回流，剩余污泥去污泥浓缩池，上清液进入MBR膜生物反应池。
污水在MBR膜生物反应池内，通过微滤膜的有效截留维持高浓度活性污泥，可有效去除污水中的有机物、氨氮、病毒、虫卵等污染物。
污水在清水池通过消毒
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