吨每天豆制品废水处理初步设计方案

1、200方/天豆制品废水处理工程初 步 设 计二一一年三月目 录前 言- 4 -第一章 总论- 5 -一、 项目概况- 5 -二、 编制内容、原则、依据- 5 -1、 编制内容- 5 -2、 编制原则- 5 -3、 编制依据- 6 -4、 相关规范、标准- 6 -三、 公司概况- 7 -1、 自然环境- 7 -2、 污水排放现状- 7 -四、 项目建设必要性- 7 -第二章 工程总体设计- 9 -一、 设计范围- 9 -二、 工程规模- 9 -1、 进厂废水水质- 9 -2、 出厂废水水质- 10 -第三章 工艺方案比选- 11 -一、 工艺方案的选择原则- 11 -二、 污水处理工艺方案的比选

2、- 11 -1、 污水处理基本流程- 11 -2、 二级处理方案比选- 12 -3、 污泥处理工艺及污泥处置方案比选- 22 -三、 污水处理工艺流程- 25 -四、 工艺流程简述- 26 -第四章 污水处理厂工程设计- 27 -一、 工程内容概述- 27 -二、 污水处理部分设计- 27 -1、 机械格栅池- 27 -2、 调节池- 27 -3、 厌氧反应器（MIC）- 28 -4、 污泥选择器（SST）- 29 -5、 气柜- 29 -6、 脱水脱硫系统- 29 -7、 一体化氧化沟- 30 -8、 鼓风机房及需氧量- 31 -三、 污泥处理部分- 32 -1、 设计参数- 32 -2、

3、污泥贮池- 32 -3、 污泥脱水机房- 32 -四、 主要附属建筑物设计- 33 -五、 结构设计- 33 -1、 设计条件- 33 -2、 执行的主要设计规范- 33 -3、 抗浮处理- 33 -4、 地基处理- 34 -5、 抗震设计- 34 -6、 主要材料- 34 -六、 建筑设计- 34 -1、 设计依据、原则- 34 -2、 建筑物设计构思- 35 -七、 主要建、构筑物一览表- 35 -八、 主要设备一览表- 36 -第五章 总图运输及公用辅助工程- 37 -一、 总平面布置- 37 -1、 布置原则- 37 -2、 总平面布置- 37 -二、 竖向布置- 37 -1、 竖向布

4、置原则- 37 -三、 电气设计- 38 -1、 设计范围- 38 -2、 设计依据- 38 -3、 负荷等级- 38 -4、 供电电源- 38 -5、 负荷计算- 38 -6、 接地系统- 38 -7、 避雷- 38 -8、 电气管缆敷设- 39 -9、 照明设计- 39 -四、 仪表、电气及控制设计- 39 -1、 工程内容及设计范围- 39 -2、 设计原则- 39 -3、 电缆选型及敷设方式- 40 -4、 仪表及控制系统供电电源- 40 -5、 接地系统- 40 -五、 厂区管道- 40 -1、 范围及原则- 40 -2、 工艺管道- 40 -第六章 劳动安全、卫生及消防- 41 -

5、一、 劳动安全- 41 -二、 卫生- 41 -三、 消防- 42 -1、 建筑防火设计依据及原则- 42 -2、 总体布置防火- 42 -3、 综合及辅助生产车间防火- 42 -4、 生产区防火- 43 -5、 室内装修防火- 43 -第七章 组织结构与人力资源配置- 44 -一、 劳动定员- 44 -二、 人员培训- 44 -第八章 投资估算- 45 -一、 投资估算- 45 -1、 工程概况- 45 -2、 编制依据- 45 -3、 编制方法- 45 -二、 废水处理投资估算表- 45 -1、 土建投资估算- 45 -2、 主要设备投资估算- 46 -3、 总投资- 47 -第九章 运行

6、费用分析- 48 -一、 直接运行费用分析- 48 -第十章 沼气利用- 49 -一、 沼气来源及原理- 49 -二、 沼气组成及含量- 49 -三、 沼气利用- 50 -1、 构筑物（设备）设计说明- 51 -第十一章 工程实例- 52 -一、 豆制品废水工程实例- 52 -前 言某豆制品有限公司以豆类为原料，生产各种豆腐、百页、豆腐干等各种豆制品。豆制品生产过程中，会排放一定量的高浓度有机废水，需要建设一套废水处理系统，用于处理生产排放的废水。在豆制品生产过程中会产生大量的高浓度有机废水，该废水在环境中发酵，会发出剌鼻的恶臭。公司日产废水200立方米，日排约1吨CODCr。苏州科技学院环保

7、应用技术研究所长期从事高浓度有机废水处理工艺的开发研究工作，引进、消化国外的先进技术，并进行过柠檬酸废水、啤酒废水、豆制品废水、酒精废水等高浓度有机废水的治理工程，对这类废水的处理具有相当丰富的处理经验，也取得了令人满意的处理效果。根据以往豆制品废水处理的经验，本方案采用厌氧+好氧处理工艺对该废水进行治理，其中，厌氧采用国际先进的MIC技术，好氧采用一体化氧化沟工艺。具有处理效率高，投资少，运行费用低，有产出，占地面积小等优点，出水可达到当地环保部门规定的排放标准。主体工程（废水处理厂）总造价约为204.8万元。沼气的利用投资，视利用方法而定，暂不包括在总投资估算之内；吨水运行费用为1.6元。

8、废水在通过厌氧治理工艺段的过程中，将产生大量的沼气，日产约442m3，最低利用量在400m3以上，按1m3沼气热值相当于1公斤标煤的热值计算，则每天可以相当节省约400公斤以上的标煤，煤的价按照0.8元/公斤计算，每天间接收益近为320元。在方案编制过程中，对于一些细节问题的认识可能不充分，方案中难免存在不足，在今后的工作中进行补足。第一章 总论一、 项目概况 （1） 项目名称：200m3/d豆制品废水处理工程（2） 建设单位：某豆制品有限公司（3） 工程概况工程规模：水量m3/dCODmg/LNH3-Nmg/LTPmg/LPH2005000130353-4注：根据我公司该废水经验暂定，具体根

9、据实际情况确定。处理工艺：采用厌氧+好氧的主体工艺； 污水出水执行国家污水综合排放标准（GB8978-96）中的三级排放标准；厂外工程：本方案暂不考虑。二、 编制内容、原则、依据1、 编制内容本设计方案的编制内容为200m3/d废水处理工程的工艺设计、工程投资等。2、 编制原则 （1） 贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规范及标准；（2） 根据公司建设现状及发展，污水处理规模和工艺既满足当前废水整治的要求，又在国内具有一定的先进性；（3） 根据进厂污水的特点和现状，选择行之有效的适应性强、操作灵活、效果稳定、管理简便、节约能耗的工艺处理流程，尽量提高厌氧的去除率，提高沼气

10、产率，减少好氧的投资和运行费用；（4） 平面布置要求分区明确，近远结合，便于管理；高程布置上根据场地条件合理选择高程，既保证处理后污水方便而安全排放，又能降低污水提升能耗，并减少土方量，降低建设费用。（5）管理控制采用集中监测管理、分散控制的集散方式，建立完善的检测系统，对整个污水处理过程进行监测和控制。（6）工艺选择严格满足生产的季节性，能够较好的适应季节性废水处理的要求，系统二次启动迅速。3、 编制依据 （1） 治理厂方所提供的基础资料；（2）环境工程手册（水污染防治卷）；（3）三废处理工程技术手册（废水卷）（4）给水排水设计手册；（5）本单位已有的相关废水治理项目经验。4、 相关规范、标

11、准 中华人民共和国水污染防治法给水排水工程结构设计规范 （GBJ69-84）建筑结构荷载设计规范 （GB50009-2001）混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）低压配电装置及线路设计规范 （GB50054-95）室外排水设计规范 （GB50014-2006）机械设备安装工程施工及验收规范 （GBJ231-75）现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GBJ236-82）钢制焊制常压容器 （JB4735-1997）建筑给水排水设计规范 （GBJ15-88）城市下水道水质标准 （CJ3082-1999）三、 公司概况 1、 自然环境

12、1.1 地理位置略。1.2 气候略。2、 污水排放现状2.1 生产排水情况废水主要来源于豆制品生产中产生的黄浆水、清洗水等中高浓度的有机废水。水量m3/dCODmg/LNH3-Nmg/LTPmg/LPH2005000130353-4四、 项目建设必要性某豆制品有限公司以黄豆为原料来生产豆干、豆腐等产品。豆制品生产具有较好经济效益，但其生产过程中会产生大量的弱酸性高浓度有机废水，公司排放的豆制品生产废水污染负荷约1吨CODCr，会造成水体富营养化、缺氧、鱼虾绝迹、水质恶化、发臭，严重污染地表地下水。高浓度有机废水不治理会对环境造成严重危害，影响当地居民的生活质量和影响附近环境质量。为了公司可持续

13、性的发展，公司领导要求对此污水进行彻底治理，使其达到相关标准后外排，建设一套新的废水治理工艺是控制污染的有效手段，也是公司总体规划的实施，并树立良好的企业形象，创造良好的投资环境和生产环境。同时，厂区废水处理厂的建设，也符合国家的发展规划和产业政策、以及地区社会、经济、环境协调发展规划。 保护环境是我国的基本国策，保护水环境和生态环境，是实现社会、经济可持续发展的重要保证，并能改善居民的生活环境，提高生活质量，促进经济持续发展。因此建设200吨/天生产废水治理工程是十分必要的。第二章 工程总体设计 一、 设计范围设计废水总废水排放量10m3/h（200 m3/d）。本设计范围为从废水汇合处开始

14、，到废水处理后达标排放为止的废水处理站范围内的土建工程、工艺设备及工艺管路、动力配电及照明、测量控制仪表、给排水及污泥脱水工程的设计。主要包括：(1)从废水汇合开始，至达标水排放为止的废水处理工程范围内所需的土建、工艺、动力配电及仪表的设计、站区给水排水设计。工程范围内与外界相连的管道计算到站界外1m。(2)污泥脱水工程的设计。包括污泥池、污泥浓缩脱水机、污泥脱水机房的设计。使工程排放的污泥经浓缩脱水后，泥饼外运或焚烧。(3)工程配套用房的设计。包括操作控制、配电、分析、办公用房和泵房、空压机房的设计。(4)废水处理工程范围内的给水排水管路的设计。(5)沼气利用工程的脱硫、脱水及沼气的输送（可

15、选）。废水处理工程所需的动力及照明用电、自来水、蒸汽等由厂方接至废水处理工程的指定位置。生产所排废水由厂方负责送至废水汇合处，达标处理后由厂方接入总排水管网。二、 工程规模废水主要来源于黄豆生产的黄浆水、清洗水等中高浓度的有机废水，水量为200m3/d。1、 进厂废水水质废水水质、水量一览表水量m3/dCODmg/LNH3-Nmg/LTPmg/LPH2005000130353-42、 出厂废水水质出水采用国家污水综合排放标准（GB8978-96）三级标准，排水指标为：CODCr 300mg/LSS 400 mg/LPH =69第三章 工艺方案比选 一、 工艺方案的选择原则废水处理厂工艺方案的确

16、定遵循以下原则： （1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到规定的排放要求。 （2）运行管理方便，运转灵活，并可根据进水水质的变化调整运行方式和工艺参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。（3）有大型高浓度有机废水处理工程成功的工程实例及经验。（4）选定工艺的技术及设备应因地制宜，便于养护、维修，运行可靠，有一定的先进性。 （5）便于实现工艺的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。 （6）合理衡量工艺方案的技术经济性，严格控制建设投资和运行费用。 （7）重视环境，臭气防护，噪声控制，环境协调，清洁生产。 二、 污水处理工艺方案的比选1、 污水处理基本流程根据豆制品生产废水

17、的特性，采用厌氧+好氧的主体工艺。来水经格栅池进入调节池，调节池出水用泵提升入SST（污泥选择器），SST出水由厌氧提升泵入MIC（多级内循环厌氧反应器），MIC出水回流至SST，SST出水进入一体化氧化沟，出水进入二沉池后，出水达标排放。2、 二级处理方案比选2.1 污水水质分析 根据拟建废水处理厂的进、出水水质分析，去除的主要污染物质为BOD5、COD、NH3-N 、TP。 目前高浓度有机废水最常采用的处理方法是生物处理方法，厌氧+好氧工艺具有运行费用低、管理方便等优点，在运行正常的情况下，均能满足处理的要求。 能否很好的采用生物处理工艺主要取决于生物处理过程中自身的营养是否能平衡，相关的

18、指标能否达到要求，主要从以下几个检测指标分析： （1）BOD5/TNBOD5/TN 是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，生物脱氮是缺氧阶段反硝化菌利用好氧阶段产生的、由混合液回流带入的硝酸盐作为最终电子受体，氧化原水中有机物（BOD5），同时自身被还原为氮气从水中逸出，达到脱氮的生物处理过程。由于生物脱氮系统主要利用原水中的基质作为反硝化的氢供体，BOD5/TN 比值越大，反硝化速度越快，理论上BOD5/TN > 2.86 时反硝化过程才能正常进行，实际运行资料表明BOD5/TN > 3才能使反硝化过程正常进行，BOD5/TN=45时，氮的去除率>60%，磷的去除率在75%左右

19、。本项目中原水BOD5/TN 5，可采用生物脱氮工艺。（2）BOD5/COD BOD5/COD 指标是鉴定污水可生化的最简便易行和最常用的方法之一，一般认为BOD5/COD > 0.45的原水生化性能较好，BOD5/COD < 0.3较难生化，BOD5/COD < 0.25不易生化，本项目原水BOD5/COD> 0.45，可采用生物处理方法。2.2 污染物的去除方法二级处理去除的主要污染物包括：有机污染物COD、BOD，无机营养盐N、P。（1）BOD5的去除污水中的BOD5的去除主要是靠微生物吸附、代谢作用及对出水进行泥水分离来完成的。在活性污泥与污水接触初期，会出现很

20、高的BOD5去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所致。但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物不起作用。对于溶解性有机物需要靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外水解酶水解后进入细胞内被利用，由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物均为无害的

21、稳定物质，因此可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。 （2）COD的去除污水中的COD去除的原理与BOD基本相同，即COD的去除率取决于原污水的可生化性，它与废水的组成有关。废水的BOD5/COD比值大于0.5，其污水的可生化性好，出水中COD值可控制在较低的水平；对于高浓度有机废水，所选择的处理工艺是先采用厌氧工艺降解部分有机物，然后通过后续的好氧工艺进一步去除有机物。 2.3 废水处理工艺的选择选择适宜的污水处理工艺应当根据处理规模、进水、出水水质，用地条件、环境等条件作慎重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践上总结优化，提出适合具体项目的工艺。根据国内外豆制品废水处理的经

22、验与成功的实际应用工程，提出以下厌氧+好氧工艺选择：2.3.1 厌氧生物工艺的选择深度厌氧工艺先后经历了厌氧滤池、升流式厌氧污泥层（UASB）反应器、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘、厌氧折流板反应器、厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）和厌氧内循环（IC）反应器。深度厌氧需要废水可生化性好、温度适宜、废水营养物质齐全等。（1）、消化罐工艺采用消化罐（第一代厌氧技术）工艺处理废水，在厌氧段的停留时间通常为34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；降低了预处理的要求；废水中的主要污染物（CODCr）去除率可做到7085%以上；该技术大家都掌握，不用找专门技术单位设计。但

23、消化罐也有以下缺点：因消化罐停留时间长（710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，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等第二代厌氧反应器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。但UA

24、SB、EGSB等也具有如下缺点：容积负荷比较低，很少有超过35kgCOD/（m3·d）的成功的工程实例，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)、内循环厌氧反应器A、MIC的基本结构MIC反应器从结构上看是由两个UASB反应器的上下重叠串联而成，底部为进水区和回流出水区，下部的第一反应室为高负荷区，上部的第二反应室为低负荷区。每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器和沼气收集器。两反应室之间设有沼气提升管，在第二反应室上部设有三相分离系统，反应器的顶部有

25、三相分离包。两反应室和三相分离包用沼气提升管和回流管相连。在第一反应室的沼气收集器设沼气提升管直通MIC反应器顶的气、液分离包。分离包的底部设一回流管直通至MIC反应器的底。1布水区2泥床区3污泥膨胀区4沼气集气器5污泥沉淀区6三相分离器7出水堰和超高8提升管9分离包10回流下降管MIC反应器结构图B、MIC的工作原理混合区：废水从反应器底部进水，与颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。第一反应室：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物被降解转化为沼气。混合液上升流速和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈完全膨胀和流化状态，加强泥水表面接触，强化了泥水传质

26、效果，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离包。内循环系统：被沼气提升的混合物中的沼气，在气液分离区内与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。第二反应室：经第一反应室厌氧处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第二反应室。该区污泥浓度较低，而且废水中大部分有机物已在第一反应室被降解，因此沼气产生量较少，沼气通过沼气管导入气液分离区，对第二反应室的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。沉淀区：第二反应室的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，

27、上清液由出水管排走，.沉淀的颗粒污泥返回第二反应室污泥床。从MIC反应器的工作原理中可见，反应器通过二层三相分离器来实现SRT>HRT，使整个反应器获得高浓度的厌氧污泥；并通过大量沼气和内循环泥水混合物的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。用下面第一个UASB 反应器产生的沼气作为动力，实现了下部混合液的内循环，使废水获得强化的预处理)，上面的第二个UASB反应器对废水继续进行后处理，使出水可达到预期的处理效果。C、MIC反应器的优点MIC内循环厌氧反应器是我公司专利技术。已成功应用于豆制品、酒精、柠檬酸、淀粉废水等在内的中高浓度有机废水的厌氧处理，取得很好的经济技术效果。是目

28、前世界上较先进的厌氧工艺技术和厌氧处理设备。MIC反应器在处理高浓度有机污水时具有以下优点：(a)、高负荷与污泥流失相分离MIC反应器通过上下两个动力学过程不同的反应室的设置，实现了“高负荷与污泥流失相分离”，既保持反应器内的高生物量，又强化了传质过程，故容积负荷很高。(b)、污泥自动回流污泥自动回流，进一步加大生物量，延长污泥龄。在高的COD容积负荷的条件下，依据气体提升原理，利用沼气膨胀做功在无需外加能源的条件下实现了内循环污泥回流。(c)、引入分级处理，并赋予其新的功能一级(底部)分离沼气和水，二级分离器(顶部)分离颗粒污泥和水。由于大部分沼气已在一级分离器中得到分离，第二厌氧反应室中几

29、乎不存在紊动，因此二级分离器可以不受高的气体流速影响，能有效分离出水中颗粒污泥。进水和循环回流的泥水在第一厌氧反应混合，使进水得到稀释和调节，并在此形成致密的厌氧污泥膨胀床。IC反应器通过膨胀床去除大部分进水中的COD,通过精处理区降解剩余COD及一些难降解物质，提高出水水质。更重要的是，由于污泥内循环，精处理区的水流上升速度(210m/h)远低于膨胀床区的上升流速(1020m/h)，而且该区只产生少量的沼气，创造了污泥颗粒沉降的良好环境，解决了在高COD容积负荷条件下污泥被冲出系统的问题。此外，精处理区为膨胀污泥床区由于高的进水负荷导致的过度膨胀提供缓冲空间，保证运行稳定。(d) 、高径比大

30、，占地省MIC反应器的构造特点是具有很大的高径比，反应器的直径一般可达48m，反应器的高度高达1628m。占用的土地远比其他技术低，特别适应于老的污水处理厂改造，和拥挤的污染厂家增建污水处理系统。(e) 、运行费用低、抗冲击负荷能力强由于有内循环，原水的中和、营养药品的添加要求减少，运行费用大大降低。并且稳定性较好，操作和管理方便，基本上能做到“脱人运行”，运行、管理的费用降低。但是，反应器一般远高于UASB等，提升费用会增加。由于内循环的作用，对高负荷的冲击、对水质突变、对毒性污染有较高的抗干扰能力。根据以上对比分析，厌氧系统采用MIC技术。2.3.2 好氧工艺选择好氧生物处理工艺历史悠久，

31、自1914年第一座活性污泥法污水处理试验厂运行以来，已经80 多年了。选择适宜的工艺应当根据处理规模、进、出水水质，用地条件、环境等条件作慎重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践上总结优化，提出适合具体项目的工艺。根据我公司的经验与成功的实际应用工程，提出以下几种具有除磷脱氮的工艺：一体化氧化沟工艺、微曝氧化沟工艺、CASS工艺。（1） 一体化氧化沟工艺一体化氧化沟内分为厌氧、兼氧、缺氧段，采用A2/O原理。A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺（A/O工艺）的基础上开发出来的。该工艺是在常规工艺中增加一个缺氧段，将好氧段的泥水混合液大部分回流至厌氧段，以达到脱氮的目的

32、。一体化氧化沟工艺可以完成有机污染物的去除、硝化反硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能。一体化氧化沟在优化生化作用的优越性：（a）对污染物的去除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物；（b）工艺工艺稳定可靠，控制简单操作灵活可靠，可按照A2/O或A/O工艺运行，对C、N、P具有很高的去除率；（c）BOD降解率可达到9598%，COD降解率可达到9095%，同时具有较高的脱氮除磷效果。（2）单沟微曝氧化沟工艺单沟微曝氧化沟工艺是结合氧化沟的池型及穿孔曝气方式而产生的。污泥池穿孔曝气氧化沟是采用高效节能的穿孔曝气装置代替曝气机、转刷、转碟等曝气装置的氧化沟，穿孔曝气充氧效率高

33、，成本较低，便于管理操作，加设厌氧池，生物除磷效果好，占地面积小。利用水下推流器造成水力环流，这种氧化沟不仅保持耐冲击负荷，可去掉初沉池。污泥稳定，产泥量少等特点，而且由于采用穿孔曝气，具有节能，水深可深于传统盘式氧化沟，节约占地等优点。 单沟式穿孔曝气氧化沟推流器和曝气头布置方式如下图所示，水流方向如图上箭头所示： 泥水混合液进入池中以V0.3m/s的速度水平前进，此时DO的浓度较低，进入曝气头布置区后，随着曝气的进行，DO浓度不断上升，进入非曝气区后，由于微生物的作用，溶解氧不断被消耗，DO的浓度不断降低，循环一周，再次进入曝气区后，DO浓度随曝气的进行而不断上升，周而复始。 单沟式穿孔曝

34、气氧化沟工艺可以较好的形成缺氧、好氧相互交替的状况，再加上氧化沟前面设置厌氧池和缺氧池，具有较好的脱氮除磷能力。（3）CASS工艺 CASS（cyclic activated sludge system）工艺是SBR（间歇式活性污泥法）的一种变革。 CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集反应、沉淀、排水于一体。不同于传统的SBR 工艺,CASS工艺对污染物的降解不仅在时间上可以创造厌氧缺氧好氧阶段,而且在空间上也可以创造厌氧缺氧好氧分隔,

35、 微生物交替处于厌氧缺氧好氧周期性变化之中,具有较好的生物脱氮除磷功能。CASS 工艺特点可归纳为： 增加了预反应区和污泥回流，引入生物选择器机理和空间上创造厌/好氧回流措施，具有一定脱氮的效果，但是除磷效果一般。 由于每座池子是时间上的间歇运行，所以，如果需要空间上的连续运行，就需要分成多组共同运行，自动化控制较高，池体容积大，占地面积大，建设费用高；排泥污泥浓度低，排泥面积大，可能排泥不完全，在局部地区污泥层高度过高。由于系统进水、排水排泥都需要自动化控制，自动化控制设备很多，可人工控制、管理点较少，可灵活操控性差。 多采用滗水器进行排水，如果系统运行出现异常，出水容易出现带泥现象。三种工

36、艺的比较如下表：表5.4 三种工艺技术、经济比较方案优点缺点一体化氧化沟工艺 1.处理效果好，除磷稳定；2.功能划分清晰，便于操作管理；3.水下曝气，充氧效率高，成本较低；4.工艺成熟，运行稳定，应用广泛；5.热量损失小，保温性能好。1.工程投资较高；2.工艺流程较复杂； 单沟微曝氧化沟工艺 1.经验成熟，运行稳定；2.不设内回流设备，节能；3.耐冲击负荷，处理流程较简单；4.穿孔曝气充氧效率高，成本较低；5.加设厌氧池，生物除磷效果好。1.池体较深，地基需加强处理；2.需要建二沉池，占地面积大于CASS工艺；CASS 工艺1.处理效果稳定，出水水质好；2.耐冲击负荷，对高浓度工业废水有较大的

37、稀释能力；3.构筑物集成，艺流程简单，占地小，建设投资小。 1.除磷效果一般；2.对自动控制要求高；3.单体池体比较大，基建投资比较高 经上述技术、经济比较，结合公司的实际情况，本工程二级处理推荐采用一体化氧化沟处理工艺。 3、 污泥处理工艺及污泥处置方案比选 3.1 污泥处理的目的污泥处理是污水处理厂运行工艺中的重要组成部分。污水处理产生的污泥必须采用适当的工艺进行处理后，使之达到稳定化和无害化的要求，方可根据有关标准和规定进行处置。污泥处理的主要目的是：（1）降低污泥含水率，减少污泥体积，为污泥处置创造条件，减少处置费用；（2）减少污泥中的有机物，使之稳定化，避免产生二次污染；（3）减少污

38、泥中的有害物质，使污泥达到无害化和卫生化的要求；（4）有利于污泥的综合利用，达到保护环境的目的。3.2 污泥处理工艺的选择污泥浓缩、脱水有两种方案可供选择，处理后的污泥含水率均能达到80%以下。（1）污泥机械浓缩、机械脱水（方案一）； （2）污泥重力浓缩、机械脱水（方案二）； 将两种方案的优缺点进行比较，见下表：污泥浓缩、脱水方案比较表项 目 方 案 一 机械浓缩、机械脱水 方 案 二 重力浓缩、机械脱水 主要构建筑物污泥贮泥池浓缩、脱水机房污泥堆棚污泥浓缩池脱水机房污泥堆棚主要设备 污泥浓缩脱水机 加药设备 浓缩池、浓缩机 脱水机 加药设备 占地面积 小 大 絮凝剂总用量 3.05.0kg/

39、T·DS 4.0kg/T·DS 对环境影响 无大的污泥敞开式构筑物，对周围环境影响小 污泥浓缩池露天布置，气味难闻，对周围环境影响大 总土建费用 小 大 设备费用 稍高 一般 投资 一般 一般 剩余污泥中磷的释放 无 有 用水量（水费）小 大 电费 一般 小 从上表可看出，两个方案投资相近，但方案一在占地面积、环境保护、确保出水水质方面明显优于方案二。方案二采用重力浓缩会出现污泥中磷的释放，在污泥处理过程中会造成的磷的释放，需要设置专门的除磷池，从而使系统复杂化；重力浓缩效率低、占地面积大。因此，本工程污泥处理工艺推荐采用机械浓缩、机械脱水方案。 机械浓缩、机械脱水分为污泥

40、浓缩脱水一体机和污泥浓缩脱水分体机两种方式。设备集成化程度高，占地小，适用于中小型污水处理厂，污泥浓缩脱水分体机占地面积大，浓缩、脱水分开，适用于大、中型污水处理厂。在设备投资、运行维护方面污泥浓缩脱水一体机有明显优势，本工程推荐采用污泥浓缩脱水一体机。 浓缩前污泥含水率高（污水无初沉池时一般均在99.0%99.2%左右），量大。浓缩后污泥含水率相对较低（污水无初沉池时，一般均在9596.5%左右），量较小。污泥机械浓缩、脱水一体设备主要有两种形式比较如下表： 带式、离心浓缩一体机比较带式浓缩脱水一体机离心浓缩脱水一体机操作环境 污水、臭气影响大，操作环境差污水、臭气影响小，操作环境好运行维护

41、 需要冲洗、滤带纠偏系统，设备复杂，运行维护麻烦 运行维护简单、工人劳动强度小占地面积 大 小 噪声 小 较大 投资 较小 较大 通过上表比较，采用国产滤带的带式浓缩脱水一体机投资比离心浓缩脱水一体机小，运行费用低，而离心脱水机噪声大，运行维护不方便，因此本项目推荐采带式浓缩脱水一体机。3.3 污泥最终处置目前，国内外污水处理厂污泥的最终处置和利用方式有还田农用、卫生填埋、堆肥和焚烧等几种途径，其各自的特征列于下表：污泥处置方式一览表处置方式处理要求处置原理应用农田 农用稳定无害化的干污泥，含固率20-30%按国家要求，污泥散入农田后深翻，可种草、麦，但不能种水稻、蔬菜是可行的处置方法，可大量

42、处置污泥，可做肥料，但必须控制重金属和有害物质卫生 填埋尽量稳定无害化的干污泥，含固率20-30%卫生填埋场填埋大多数国家处置污泥的最主要方法焚烧含固率大于30%的干污泥在焚烧场焚烧后填埋能耗高，费用大，有可能二次污染，较少用堆肥含固率20-30% 的干污泥与生活垃圾一起堆肥发酵，或进行深加工，做成复合肥，价值大具有经济、简便、可资源化等优点，国外应用较多，国内产品出路难本项目的污泥处置可采用两种方法：卫生填埋和焚烧。卫生填埋是将污水厂污泥直接送往生活垃圾卫生填埋场与生活垃圾一起填埋，这是目前最省事、最通行的处置方法。 根据公司的实际情况，本项目的污泥最终处置方式可送往生活垃圾卫生填埋场进行卫

43、生填埋。三、 污水处理工艺流程 通过上面对本污水处理工程的厌氧、好氧以及污泥处置的比选，现确定本工程的污水处理方案为下面流程图所示： 四、 工艺流程简述 采用厌氧+好氧的主体工艺。来水经格栅池进入调节池，调节池出水用泵提升入SST，SST出水由厌氧提升泵入MIC，MIC出水回流至SST，SST出水进入一体化氧化沟，出水进入二沉池后，出水达标排放。去除效率表：工 艺 段项 目CODCr（mg/l）PH调节池进 水出 水去除率500050003434厌氧（MIC反应器）进 水出 水去除率5000<750>85%346.57.5好氧（一体化氧化沟）进 水出 水去除率750<75&g

44、t;90%6.57.578排放要求<30069第四章 污水处理厂工程设计 一、 工程内容概述 根据上述论证，确定本工程污水处理厂流程为：采用厌氧+好氧工艺方案，污泥处理采用机械浓缩直接脱水方案，其主要工程内容为： 污水预处理系统； 污水二级处理； 污泥处理；厂内附属建筑；供电系统、仪表、电气及控制系统； 供水系统；厂外配套工程（包括输电、通信，不包括在本设计方案范围内）。二、 污水处理部分设计 1、 机械格栅池主要功能：用于拦截废水中的杂物，防止提升泵、管道、阀门的堵塞，损坏设备。设置一道机械格栅，定期清渣。设计尺寸为0.55×2×3.5m（深度还需根据来水水位确定）

45、，钢砼结构，可以调节池合建。格栅池后是否设置集水井也需根据来水水位定，如果来水水位深，则建议加设一道集水井。回转式格栅除污机，1台，格栅宽500mm。2、 调节池主要功能：收集生产车间排放废水，用于调节废水的水质水量，减缓对后续处理构筑物的的冲击负荷，同时调节水温。设计停留时间12小时，有效体积100 m3，设计尺寸5×4×5m，钢砼结构，全地下式。SST进水泵：Q=10m3/h，H=10m，共2台，一用一备。3、 厌氧反应器（MIC） MIC全称：厌氧多级内循环反应器（Multi-Internal Circulation）。我单位近年开发出了第三代厌氧反应器MIC，MIC

46、和UASB相比除了一直保持原有的优点外，更在容积负荷、抗冲击能力、运行稳定性等方面有着UASB无法比拟的优势。该厌氧反应器从结构上可以看成是由两个上下重叠的UASB反应器串联组成，用下面第一个UASB反应器产生的沼气作为动力，实现了下部混合液的内循环，使废水获得强化处理，上面的第二个UASB反应器对废水继续进行后处理，使出水可达到预期的处理要求。该厌氧反应器能够提高处理效能，缩小反应器的容积，从而降低工程投资，节省占地面积等优点。内循环厌氧反应器能完成多级自动内循环，其主要特点为：（1）反应器顶部的泥水分离器内所有间歇性的气、水、泥的进入，泥、水能顺畅地自动回到反应器底部，对进水进行缓冲、稀释

47、，减少进水对反应器底部污泥的浓度冲击；（2）沼气在反应器的顶部泥水分离包内进行分离，能分离得较完全，既提高了沼气的产率又能防止因沼气而带出污泥，提高了反应器的稳定性；（3）有机负荷能达到：1025kgCOD/(m3·d)，COD去除率在85%以上，并且运行稳定；（4）可以用国产厌氧污泥作为种泥进行启动；设计尺寸：总容积：220m3，停留时间24小时左右，设计容积负荷约：5 kgCOD/(m3.d)左右。MIC数量：1座单体设计尺寸：4.5×14m，碳钢材质，内外三涂环氧树脂防腐，外部100mm岩棉保温，外彩钢板保护，颜色由业主定。4、 污泥选择器（SST）主要功能：减少厌氧

48、出水带泥量，并将好的厌氧污泥回流至MIC反应器内，减少对好氧的影响。设计尺寸：4.5×5m，1台，总容积 80 m3，碳钢结构内外防腐，外部100mm岩棉保温，外彩钢板保护，颜色业主定。主要设备：MIC提升泵。设备数量：MIC提升泵3台，二用一备，根据实际运行情况确定开启台数。技术指标：Q =10 m3/h，H=24m5、 气柜用于贮存沼气，沼气具体用途，需与公司领导商量后决定。按规格配置100方左右的湿法气柜，尺寸：5×5m，1台。6、 脱水脱硫系统厌氧系统产生的沼气中还有一部分水蒸气和H2S，如果直接用于后续锅炉燃烧等用途，会对后续设备造成一定的损坏，故气柜排除的气体需

49、要进行脱水脱硫处理后，方可进入后续利用系统进行利用。具体需与公司领导商量后决定。沼气出气柜后先进入水封，再经脱硫、脱水计量后进入利用设备。1）水封在系统中起逆止阀的作用，防止回火，以充分保证沼气系统的安全。设计尺寸：0.5m×2m，1台，碳钢加工而成，内外防腐。2）脱水罐设计采用旋风脱水。设计尺寸：0.5×2.0m，3台，碳钢加工而成，内外防腐。3）脱硫塔设计采用碱法脱硫。设计尺寸：0.5×3.0m，1台，碳钢加工而成，内外防腐。4）沼气流量计沼气进入设备之前，配流量计1台，以便于计量。采用涡轮流量计。选用LWGQ型气体涡轮流量计，它与相应的信号传输器结合可实现流

50、量信号的传输、流量总量的显示。型号：LWGQ-100。7、 一体化氧化沟主要功能：在有氧的提前下，通过微生物的新陈代谢进一步降解废水中残留的有机物。1）一体化氧化沟停留时间：12h总容积：125m3 容积负荷：1.2kg COD/(m3.d)数量：1座尺寸大小为：5×5×5m，半地下式钢砼结构采用微孔曝气系统，1套。推流器：620mm，共3台。2）二沉池表面负荷：1m/h数量：1座尺寸大小为：5×2×5m，半地下式钢砼结构配备设备：周边传动刮泥机，一套，16，碳钢结构；好氧污泥回流泵2台，流量：10m3/h，扬程10m，一用一备。8、 鼓风机房及需氧量水

51、处理用风机：主要有离心鼓风机、罗茨鼓风机两种。 罗茨风机在水工业领域已有很长的应用历史，在过去的一段时间内，因其噪音大、升压低缺少水处理适用的规格等原因而使用率下降。自八十年代末开始我国对原有罗茨风机进行了重大技术改造，1993年由机械部组织的系列罗茨风机联合设计圆满完成，其结构先进，三化程度高，基本达到国外同类产品水平，特别是三叶、低噪音罗茨风机的研制成功。可以满足水工业用风机的技术要求。但国产的罗茨风机今后尚需在降低噪音、提高效率、改善铸造工艺、提高零件加工精度等方面努力缩小与国际先进水平的差距。罗茨鼓风机一般适用于中、小型污水处理厂。 离心鼓风机具有供气连续、运行平衡，效率高、结构简单、

52、噪声低、外型尺寸及重量小、易损件少等优点。离心鼓风机又分为多级低速和单级高速，单级高速以提高转速来达到所需风压，较多级风机流道短，减少了多级间的流道损失，特别是可采用节能效果好的进风导叶片调节风量方式，适宜在大中型污水处理厂中采用。 由于本项目规模较小，推荐使用罗茨鼓风机。风量3.6m3/min，风压5.5m，2台，一用一备。鼓风机房采用砖混结构，建筑尺寸L×B×H=5.0m×4.0m×5.0m。鼓风机进口设有空气过滤器，进出口均设消声器，设备安装均有减振措施；为了检修和安装方便，鼓风机房内设置2T单梁电动葫芦一台。三、 污泥处理部分 1、 设计参数 对

53、厌氧污泥、好氧污泥进行脱水处理。（1）厌氧污泥量厌氧污泥产率按照0.05kg干泥/kgCOD去除，厌氧COD去除率按照85%考虑，每天产生厌氧污泥42.5m3左右，含水率在99%左右。（2）好氧污泥量好氧污泥产率按照0.15kg干泥/kgCOD去除，考虑到采用延时曝气，大部分好氧污泥进行自身消化分解，产泥量很少，并可做为菌种培养厌氧污泥，可以不进行处理，直接外销。2、 污泥贮池 污泥贮存池共设计有两座。一座的主要作用是用于放置厌氧剩余污泥，并进行污泥的浓缩，并在厌氧反应器运行出现状况时，将池内污泥及时打回反应器内，保证厌氧的运行。设计总体积约25m3，设计尺寸：2.5×2×

54、5m，钢砼结构。配置：污泥泵（螺旋）Q=5m3/h，H=24m，1台。 另外一座主要作用是用于放置好氧剩余污泥，同时进行好氧污泥回流。设计总体积约25m3，设计尺寸：2.5×2×5m，钢砼结构。内置：排泥泵，Q=5m3/h，H=10m，2台。3、 污泥脱水机房 污泥脱水机房是对剩余污泥进行脱水，进一步降低污泥含水率，使其含水率达到70%80%形成泥饼，减少污泥体积，以便于污泥运输处置。 脱水后泥饼含水率按75%计算，日产污泥量1.7t。 混凝药剂P.A.M 投加量0.0030.004kgP.A.M/kgDS，耗量0.006t/d。配制P.A.M溶液浓度5，投加浓度1。砖混结构污泥脱水机房一座，建筑尺寸L×B×H=5.0m×4.0m×6.0m，内设带滤机1台，带宽1m，处理量Q=2m3/h。四、 主要附属建筑物设计 （1）综合办公室一层砖混结构，平面尺寸：L×B = 10.0m×4.0m，内设办公室、化