趙縣 某 淀粉 廠 IC 厭氧法處理淀粉廢水 技 術(shù) 方 案 河北 某 環(huán)境科技發(fā)展有限公司 2008 年 10 月 1 目 錄 1方案編制單位簡介 . 2 2、工程概述 . 3 3、設計依據(jù)及原則 . 4 3.1 設計依據(jù) . 4 3.2 設計原則 . 4 4、設 計參數(shù) . 6 4.1 進水水量 . 6 4.2 進水水質(zhì) . 6 4.3 出水要求 . 6 4.4 設計范圍 . 6 5、淀粉廢水處理工藝流程 . 7 5.1 淀粉廢水的水質(zhì)特征 . 7 5.2 淀粉廢水處理工藝特點 . 7 5.3 處理工藝流程 . 10 5.4 工藝說明 . 10 5.5 處理效果分析 . 12 5.6 可行性分析 . 13 6、工程投資估算 . 15 6.1 安裝工程 . 15 7、經(jīng)濟分析 . 16 7.1 人工費 . 16 7.2 電費 (按 0.5 元 /度 ) . 16 7.3 藥劑費 . 16 8公司對客戶的服務與保障措施 . 17 8.1 質(zhì)量保障措施 . 17 8.2 產(chǎn)品質(zhì)量保 障措施 . 17 8.3 售后服務措施 . 17 9結(jié)論 . 18 2 1方案編制單位簡介 河北 某 環(huán)境科技發(fā)展有限公司是一家致力于環(huán)境保護高科技的股份制企業(yè)。注冊資金 1500 萬元。聘請清華大學、北京大學 、北京科技大學的教授和生物專家作為公司技術(shù)研發(fā)的后盾。公司產(chǎn)品平臺覆蓋水污染治理、大氣污染治理、煙氣脫硫、惡臭氣體凈化等領域。公司以“專業(yè)化、規(guī)?；?、市場化”作為企業(yè)定位，以環(huán)保高科技為先導，以制造集成化為基礎，依托“模式、技術(shù)、資本、機制、人才、文化”等六大優(yōu)勢資源，樹立河北 某 環(huán)境科技發(fā)展有限公司的“第一品牌”形象，在提升我國環(huán)保設備制造業(yè)發(fā)展水平和推進環(huán)保技術(shù)領域向前邁進的過程中，成為集環(huán)境保護技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)保設備集成制造和環(huán)保產(chǎn)品供應服務為一體的綜合性環(huán)保產(chǎn)業(yè)實體。 3 2、工程概述 淀粉廢水屬高濃度 有機 廢水，可生化性較好，含大量淀粉、蛋白質(zhì)和糖類等。 COD 一般為 2000 10000mg/L， BOD 一般為 1000 5000mg/L。淀粉廢水懸浮物較高，可以回收做飼料。 過去 ，對淀粉廢水的處理僅追求對 COD 和 SS 的去除，參照淀粉行業(yè)水污染排放標準（征求意見搞）編制說明，對淀粉廢水的處理不僅要求去除 SS、 COD，還要求脫除氨氮及對磷的去除。這就對淀粉廢水的處理提出了更嚴格的要求。 本方案設計即依據(jù)建設單位提出的處理后的出水要達到污水綜合排放標準（ GB8978-96）的級排放標準，即 COD 150mg/L， BOD 30mg/L，SS 150mg/L。 4 3、設計依據(jù) 及 原則 3.1 設計依據(jù) 3.1.1中華人民共和國環(huán)境保護法 3.1.2 建設項目環(huán)境保護設計規(guī)定 87 國環(huán) 002 3.1.3污水綜合排放標準（ GB8979-1996） 3.1.4惡臭污染物排放標準（ GB14554 93） 3.1.5室外排水設計規(guī)范（ GBJ14-87） 3.1.6地表水環(huán)境質(zhì)量標準（ GBZB1-1999） 3.1.7城市噪音標準（ GB12348-1990） 3.1.8給排水設計手冊 3.1.9 廠家提 供的污水處理設計文件要求 3.2 設計原則 3.2.1 貫徹執(zhí)行國家環(huán)境保護政策，按照國家有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標準進行設計； 3.2.2 工藝流程選擇要充分考慮企業(yè)的自身情況，要根據(jù)進水水質(zhì)和出水的要求，選擇先進的處理工藝、處理效果穩(wěn)定、可靠、操作管理簡單、節(jié)能，利用現(xiàn)有場地考慮減少并能工程投資和運行費用低 ; 3.2.3 先用國內(nèi)先進、高效節(jié)能、性能可靠、運行管理方便的設備，提高自動化程度、減少維護工作量，減輕操作人員的勞動強度； 3.2.4 設計中充分考慮防止二次污染，噪音低，無異味，不影響周圍環(huán)境； 3.2.5 廢水處 理站布置力求美觀，布局合理，功能齊全。在便于施工安裝和 5 維修的前提下，使處理構(gòu)筑物盡量集中，布置緊湊，節(jié)約用地，保證有一定的綠化場地。 6 4、設計參數(shù) 4.1 進水水量 根據(jù)廠方提出的數(shù)據(jù)，設計進水水量為 1000m 3 /d（ 42m 3 /h） 。 4.2 進水水質(zhì) 根據(jù)廠 方 提供的數(shù)據(jù)，確定設計水質(zhì)如下： CODCr： 10000mg/L BOD5： 5000mg/L NH3-N： 60 120mg/L SS： 700mg/L PH： 4 5 水溫： 20 4.3 出水 要求 根據(jù)廠方要求，生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后應達到 污水綜合排放標準 （ GB8979-1996） 中 的 二 級 標準： CODCr 150 mg/L BOD5 30mg/L SS 150mg/L NH3-N 15 PH： 6 9 4.4 設計范圍 與工藝的確定 4.4.1 污水處理站內(nèi)的 廢水處理工藝設計、污泥處理工藝設計。 4.4.2 污水處理站結(jié)構(gòu)設計及相關(guān)設計。 4.4.2 建筑物設計、構(gòu)筑物設計、設備設計及選型、電器及自控設計、設備安裝設計。 7 5、 淀粉 廢水處理工藝 流程 5.1 淀粉廢水的水質(zhì)特征 5.1.1 以玉米為原料生產(chǎn)淀粉 時 ，大致有 60的玉米成為商品淀粉，并有 30的玉米成為副產(chǎn)品。 5.1.2 淀粉廢水中的固形物含量較高，有機物的主要成分 是 蛋白質(zhì)、糖（碳水化和物）、脂肪等，另外含有大量含氮、碳的無機化合物。 5.1.3 淀粉廢水的一般組成為：總糖 0.13 0.17%，粗蛋白 2.11%，固形物 510%，粗纖維 2 3%，脂肪酸 0.1 0.3% 5.1.4 淀粉生產(chǎn)廢水顯酸性，在處理過程中會使后續(xù)厭氧處理受到抑制，甲烷菌不能承受低 PH 值的環(huán)境，因此 生化處理前需調(diào)整 PH 值在 6.5 7.5 之間。 5.1.5 在玉米浸泡過程中，為了破壞玉米的機械強度，削弱淀粉與其他部分的親和力，分離可溶性蛋白，同時為抑制微生物的滋生繁衍，在浸泡中加入一定量的亞硫酸溶液，經(jīng)工程實踐證明，當 SO3-2 和 SO4-2 的濃度 與 COD之比小于 1： 7 時對 厭氧消化有不利影響 。 5.1.6 淀粉廢水中的蛋白質(zhì)等含有機氮的物質(zhì)經(jīng)厭氧處理后，發(fā)生了氨化作用，換言之，廢水中的有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，從而增加了廢水中的氨氮濃度。因此，在廢水治理工藝選擇中同時考慮 COD 去除及生物脫氮功能。 5.2 淀 粉廢水處理工藝特點 5.2.1 由于淀粉廢水懸浮物含量較高，且能回收做飼料，因此需設初沉池作為預處理，這樣即可以去除一部分有機物，減輕后續(xù)生化處理單元的負荷， 8 又可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益。為了保證回收物質(zhì)的純度，初沉池內(nèi)不投加任何藥劑，每 立方米 廢水經(jīng)初沉池后可回收飼料 2.0Kg。 5.2.2 由于淀粉廢水 屬于 高濃度 有機 廢水，且可生化性較好，必須采用厭氧好氧串聯(lián)生化處理工藝，才能使出水達到排放標準。 厭氧處理單元極適應于高濃度有機廢水，其有機負荷率較高，抗沖擊負荷能力強，其主要優(yōu)點是 動力 消耗 低 ，無需向廢水中 充 氧。 由于厭 氧生化反應器往往不能將全部生化反應進行到底，只有部分COD 能進行到產(chǎn)甲烷階段，尚有部分 COD 降解反應只進行到中間階段，形成出水中 COD、 BOD 濃度仍不能達標，因此在厭氧處理單元后需串聯(lián)好氧生化反應，經(jīng)好氧反應后，使淀粉廢水 COD、 BOD 進一步降解。 淀粉廢水處理采用 “ 厭氧 好氧工藝 ” 取代了 “ 水解酸化 好氧 ”及過去的三級好氧工藝 1、減少動力，降低處理成本 為了降低淀粉廢水處理成本，由原來的淀粉處理工藝經(jīng)歷了從“三級好氧”到“水解酸化 好氧”，再到“厭氧 好氧”的發(fā)展過程。 用厭氧方法去除等量的 BOD 所需的電耗只需好氧的 1/8，故采用“厭氧 好氧”處理工藝。動力消耗少，處理成本低。 2、能減少好氧處理負荷 厭氧處理淀粉廢水 COD 去除率達到 80%，經(jīng)厭氧處理后，進入好氧處理系統(tǒng)的 COD 只有未經(jīng)過厭氧處理的 20%， 從而為好氧處理設施預留了充足的處理能力。 3、可減少污泥處理費用 好氧污泥生成量大，而且不穩(wěn)定，需要再處理。而厭氧污泥生成量只 9 有好氧污泥量的 1/3，從而可以減少污泥處理費用。厭氧污泥還可直接作有機肥，符合生態(tài)學要求。 4、可生產(chǎn)沼氣，充作能源 日處理 1000 噸 COD 為 10000mg/l 的 淀粉 廢水，通過厭氧可產(chǎn)生沼氣3360m3/d，用于 燒鍋爐 ，每天可節(jié)省 4 噸原煤。 5.3 選擇 IC 厭氧工藝 在 淀粉 廢水厭氧處理中，大多采用 UASB 厭氧工藝，其容積有機負荷只能達到 5-6kgCODm-3d-1。厭氧反應器要有較高的有機負荷必須同時具備兩個條件：較高的污泥濃度和較高的傳質(zhì)速率。而強化傳質(zhì)過程主要是通過提高水力負荷和產(chǎn)氣負荷來實現(xiàn)。 UASB 為了保持較高的污泥濃度，不能有較高的水力負荷和產(chǎn)氣負荷，一旦出現(xiàn)較高的水力負荷和產(chǎn)氣負荷便會造成污泥大量流失。因此， UASB 的傳質(zhì)并不 理想，故容積有機負荷不高。 IC 厭氧反應器的內(nèi)部有 1 個依靠自身產(chǎn)生的沼氣來驅(qū)動的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。這個內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)使 IC 反應器內(nèi)既能保持較高的污泥濃度，又能通過提高水力負荷來提高傳質(zhì)速率。故有機負荷可高達 20kgCODm-3d-1以上，處理效率很高。是 UASB 的 3 5 倍。 IC 的容積只需 UASB 的 1/3 1/4。除此之外， IC 還具有以下特點： 1、造價低，以處理等量的廢水相比較， IC 的造價只有 UASB 的 50%。 2、占地面積少，占地面積只需 UASB 的 1/3。 3、出水水質(zhì)好，由于 IC 是在顆粒污泥條件下運行，厭氧 出水中不含污泥。故出水水質(zhì)好，對好氧處理十分有利。 10 剩余 污泥 回流 污 泥 4、耐沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定，便于操作管理。 5.4 處理工藝流程 根據(jù)上述，確定本工程采取 IC 厭氧 好氧工藝，流程如下 ： 廢水管道 污泥管道 淀粉廢水處理工藝流程圖 5.5 工藝 說明 5.5.1 格柵 井 格柵井、細格柵各一道，以去除廢水中的機械雜質(zhì)，減輕廢水的有機負荷，避免管道堵塞。 5.5.2 初沉池 初沉池的功能是將廢水中的 SS（固體 COD） 部分地 去除，回收黃粉。采用磚混結(jié)構(gòu)，有效容積為 V=168 m 3。 5.5.2 調(diào)節(jié)中和池 采用矩形磚混結(jié)構(gòu)，主要用于調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì) 、 水量 和 PH 值，以及發(fā)加堿 初沉池 廢水 中和池 IC 厭氧反應器 提升泵 一級生物接觸氧化 一沉池 泥餅外運 排放 鼓風 污泥濃縮池 格柵 干化池 調(diào)節(jié)罐 二級生化 二沉池 缺氧 11 生事故時暫時儲存水量。 在調(diào)節(jié)池投加堿液（ Na2CO3 或 CaCO3） ，將廢水的 PH 值調(diào)整為 6.5 7.5 之間 ，內(nèi)設曝氣軟管。 池內(nèi) 有效 容積為 V=336m 3 5.5.3 提升泵 在沉淀池內(nèi) 安 裝一級提升泵兩臺， 采用潛污泵，型號 100WQ45-10-5.5型，流量 Q=45 m 3 /h， 揚程 H = 1 5 m，功 率 P=2 . 2 KW， 其功能是將廢水提升至 調(diào)節(jié)罐 。 5.5.4 IC 厭氧反應器 （ 1） IC進水調(diào)節(jié)罐 30m 1 臺 2m H=5m 進水泵 1 臺 Q=45m3/h H=10m 電磁流量計 1 臺 調(diào)節(jié)罐對廢水 COD 和溫度進行調(diào)節(jié)，以保證其恒定，罐內(nèi)可配備蒸汽加熱管，只需在水溫低于 28 度以下時進行調(diào)溫。 （ 2） IC厭氧反應器 630m1 臺 (直徑 6.5m，高度 19m)。 進水泵 1臺 Q=45m3/h H=35m（功率： 11千瓦） 電磁流量計 4 臺 為嚴格控制 IC 的進水量， IC需安裝 4臺電磁流量計。 為保證有較好的 COD 去除率， HRT 設定為 6 小時，上升流速為 3.13m/h。 IC反應器必須在顆粒污泥條件下運行，每臺 IC 需接種顆粒污泥 10 噸。 5.5.5 一級生物接觸氧化 淀粉廢水經(jīng) IC 厭氧 反應器 后，去除一部分有機污染物，但還不能達到排放標準。我們采用接觸氧化法作為后續(xù)的處理辦法。該法與活性污泥法相比，具有占地少，單位體積的池容中有更多的生物量，所以處理效率高， 12 耐各種沖擊能力強 ，停留時間短，不會發(fā)生活性污泥法中令人頭痛的污泥膨脹問題，容易操作管理等優(yōu)點。 池內(nèi) 有效容積為 380m3，外型尺寸 9.5 m 5 .0m，池深 5.6 m。 池底設可變微孔曝氣器曝氣， 內(nèi)設組合 填料，填料高度 4 .0m。 5.5.6 一沉池 一 級 生物接觸氧化池中生物填料上的生物膜經(jīng)過一段時間生長后將會不斷老化脫落，不斷更新。脫落的生物膜隨出水進入 一沉池 進行泥水分離，沉淀分離出的污泥部分利用氣體 回流器回流至一 級 生物接觸氧化池中補充流失的污泥，剩余污泥進入污泥池。選用豎流式沉淀池， 有效容積 170m3，設氣 提 回流器一臺。 5.5.7 污泥濃縮池 沉 淀 池中的污泥一部分回流，另一部分剩余污泥進入污泥濃縮池濃縮處理。污泥濃縮池 外形尺寸 6 .0m 4.0 m，池深 4.0m， 采用磚混結(jié)構(gòu) 。 5.5.8 干化池 污泥濃縮池濃縮后的污泥進污泥干化池進行干化后外運。 設污泥干化池兩座，單池容積 40 m3， 外型尺寸 4m8m1.2m,磚結(jié)構(gòu)。 5.5.9 鼓風機 房 鼓風機的作用是向生物接觸氧化池 和缺氧池 供氧曝氣 （原有）。 5.6 處理效果分析 本工藝處理效果見下表 項目 COD BOD（ mg/L） SS（ mg/L） NH3-N 13 （ mg/L） （ mg/L） 初沉池 進水 10000 5000 700 100 出水 9000 3200 350 100 去除率 10% 35% 50% 0% 調(diào)節(jié)池 進水 9000 3200 350 100 出水 7200 1280 315 40 去除率 20% 60% 10% 60% IC 厭氧反應器 進水 7200 1280 315 40 出水 1080 192 285 60 去除率 85% 85% 10% -50% 一級生物接觸氧化 進水 1080 192 285 60 出水 324 28.8 114 12 去除率 70% 85% 60% 80% 一沉池 進水 324 28.8 114 出水 291 23.1 79.8 去除率 10% 20% 30% 二級生化池 進水 291 23.1 79.8 出水 87.5 20.2 71.5 去除率 70% 12.5% 10% 二沉池 進水 87.5 20.2 71.5 出水 78.7 19.3 63.3 去除率 10% 5% 10% 5.7 可行性分析 在前一階段，我國玉米淀粉廢水處理采用厭氧 -好 氧處理工藝，已達到了污水綜合排放標準中的二級標準，本工程要求達到污水綜合排放標準的一級標準，故此，在原處理工藝基礎上，增設了曝氣生物濾池，以進一步對殘留的 COD， BOD 進行降解去除，同時曝氣生物濾池還可以同時 14 進行 硝化 反 硝化作用進一步脫 氮 。 本設計方案采用了淀粉工業(yè)水污染排放標準（征求意見稿）中所推薦的 UASB+A/O 工藝，此推薦工藝是為了有效地去除廢水中的氨氮；這是過去玉米淀粉廢水處理沒有涉及到的。 參照以下二例 1河北省許昌淀粉廠，采用如下處理工藝 淀粉廢水 -沉淀池 -調(diào)節(jié)池 -泵 -UASB-接觸氧化池 -氣浮池 -砂濾 -出水 其出水水質(zhì)達到了一級排放標準。 2山東鄒平淀粉廠，以玉米為原料生產(chǎn)淀粉，其費水處理采用以下工藝流程 淀粉廢水 -沉淀調(diào)節(jié)池 -UASB 反應器 -豎流 式 沉淀池 -接觸氧化池-氣浮池 -排放 處理后達到了污水綜合排放標準的二級標準。 根據(jù)上述，認為本方案能確保處理出水水質(zhì)達到建設單位要求的標準。 15 6、工程投資估算 6.1 安裝工程 6.1.1 設備購置 設備名稱 型 號 數(shù) 量 單價（萬元） 造 價（萬元） IC厭氧反應器 6.5m， H=19m 1 套 75 IC進水調(diào)節(jié)罐 2m, H 5m 1 套 流量計 2 加溫器 3 個 2 不銹鋼材料 8 防腐 6 爬 梯平臺 6 調(diào)試費運費 5 設計 費 10 小 計 114 菌種、 吊車、土建、泵、塔外 管道由 廠家負責