发酵类制药废水治理方案

1、山东正大菱花生物科技有限公司赖氨酸工业废水处理工程设计方案郑州大学环境与水利学院河南金谷实业发展有限公司2004年10月目录目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2第一章概论1 HYPERLINK l bookmark41.1项目概况1 HYPERLINK l bookmark81.2处理目标1 HYPERLINK l bookmark101.3设计依据1 HYPERLINK l bookmark121.4设计原则1 HYPERLINK l bookmark14第二章废水处理方案2 HYPERLINK l bookmark162.1处理工艺2 HYPERLIN

2、K l bookmark182.2工艺说明2 HYPERLINK l bookmark202.3处理效果3 HYPERLINK l bookmark22第三章处理工程设计4 HYPERLINK l bookmark243.1工艺设计4 HYPERLINK l bookmark443.2主要构筑物及设备7 HYPERLINK l bookmark46第四章平面布置和高程布置8 HYPERLINK l bookmark484.1平面布置84.2高程布置8 HYPERLINK l bookmark50第五章工程投资估算9 HYPERLINK l bookmark525.1投资估算9 HYPERLIN

3、K l bookmark545.2投资估算编制依据10 HYPERLINK l bookmark56第六章工程实施进度计划11 HYPERLINK l bookmark58第七章生产组织和安全保护12 HYPERLINK l bookmark607.1劳动定员127.2职工培训12 HYPERLINK l bookmark627.3安全保护12 HYPERLINK l bookmark64第八章环境经济分析13 HYPERLINK l bookmark668.1环境效益分析13 HYPERLINK l bookmark688.2运行费用分析13 HYPERLINK l bookmark86第九

4、章结论和建议15结论15建议15附图1赖氨酸工业废水处理工程工艺流程图附图2赖氨酸工业废水处理工程平面布置图山东正大菱花生物科技有限公司赖氨酸工业废水处理工程设计方案第一章概论1.1项目概况山东正大菱花生物科技有限公司在山东济宁新建年产25000吨的饲料级赖氨酸盐酸盐生产厂，其生产工艺为：淀粉葡萄糖工业发酵离子交换提取浓缩结晶干燥产品生产废水大部分在离子交换提取过程中产生，公司生产废水的排放量为1200吨/日，根据已建成生产运行的赖氨酸企业生产废水的类比，其废水水质指标见表1-1。表1-1赖氨酸工业废水水质指标项目PHSSCODBOD5NH3-NSO42-指标5.5-7400mg/L8000m

5、g/L4000mg/L600mg/L500mg/L1.2处理目标本公司设计处理水量为1200吨/日，废水经处理后要求出水水质达到国家发酵类制药工业水污染物排放标准GB219032008表2中的排放标准，具体指标见表1-2。表1-2赖氨酸工业废水排放标准项目PHSSCODBOD5NH3-N指标6-960mg/L120mg/L40mg/L35mg/L1.3设计依据有关国家环境保护技术的政策。有关赖氨酸工业废水的调研资料。有关处理发酵工业有机废水和类似工业有机废水的经验。1.4设计原则1.4.1处理出水水质确保达到规定的国家排放标准。1.4.2采用先进实用，高效低耗的废水处理技术，尽量节省基建投资和

6、工程运行费用。1.4.3采用合理可靠的处理工艺，达到运行稳定，抗冲击能力强，管理维护方便的工程目标。山东正大菱花生物科技有限公司赖氨酸工业废水处理工程设计方案 第二章废水处理方案2.1处理工艺废水处理工艺流程图见本方案附图1。废水处理工程的经验表明处理工艺技术的选择对处理效果，占地面积，运行管理，基建投资，处理成本等重要指标都有很大的影响，因此选择先进可靠的处理工艺技术是做好处理工程建设的根本保证。根据本公司生产废水的特征，在全面查阅了国内外有关赖氨酸工业废水处理技术文献资料的基础上通过系统分析并根据处理类似工业废水的工程经验提出了以升流式厌氧污泥床(UASB)、A/0及催化氧化技术为主的废水

7、处理工艺，废水处理工程方案工艺流程框图见图2-1。图2-1赖氨酸工业废水处理工艺流程框图2.2工艺说明本废水处理工艺中格栅的作用主要是去除粗大的悬浮物，防止管道堵塞和保护污水泵；初沉池通过简单的物理过程对悬浮物进行去除，对后续的生物处理提供了有利条件；调节池主要是调节水量，有利于处理系统的稳定运行。厌氧生物处理采用先进实用的UASB反应器，大部分有机物在厌氧处理过程中去除，而且产生大量的优质沼气可以加以利用，由于厌氧生物处理容积负荷高能耗低，本公司废水通过厌氧生物处理大大降低工程基建费用和工程运行费用，而且通过厌氧生物处理和好氧生物处理废水中的有机污染物可以更彻底的去除；好氧处理采用先进实用的

8、三级A/0技术，A/0反应器结构紧凑，处理效率高并且脱氮功能强。本废水处理系统中氨氮主要在厌氧处理单元和好氧处理单元进行去除，厌氧处理单元主要利用微生物生长对氮素的需要去除部分氨氮，好氧处理单元可以通过硝化和反硝化作用去除大部分氨氮。由于本废水中氨氮含量高，三级A/O系统能够进行硝化和反硝化串联作用，提高氨氮的去除率。污泥处理采用带式压滤机，污泥处理效率高，占地面积小，操作管理方便；厌氧生物处理系统产生的沼气通过汽水分离器进入沼气柜，可以进行连续稳定的利用。2.3处理效果废水中的有机污染物主要在初沉池、UASB、A/0、催化池单元加以去除，采用本处理工艺各单元的处理效果见表2-1。表2-1各处

9、理单元处理效果处理单元CODBOD5SSNH3-N初沉池进水（mg/L）80004000400600出水（mg/L）72003600200600去除率（）10%10%50%UASB进水（mg/L）72003600200600出水（mg/L）36001800140570去除率（）50%50%30%5%A/O池进水（mg/L）36001800140570出水（mg/L）3601807050去除率（）90%90%50%91%催化池进水（mg/L）3601806050出水（mg/L）108362830去除率（）70%80%60%40%排放标准（mg/L）120406035第三章处理工程设计本赖氨酸工业

10、废水处理工程设计处理水量为1200吨/日，主要处理单元工程设计说明如下。3.1工艺设计3.1.1初沉池水力停留时间2h,有效容积100m3。外形尺寸：长X宽X高=4.5mX4.5mX6.5m；3.1.2调节池水力停留时间8h,有效容积400m3。调节池对水质水量进行调节，以保证处理系统的正常稳定运行。UASB容积负荷1.8kgCOD/m3d,有效容积4800m3。厌氧处理生物污泥产率为O.lkgSS/kgCOD,生物污泥产量为432kgSS/日,同时UASB能够去除部分悬浮物，有机污泥产量为72kgSS/日，污泥总产量为504kgSS/日,每天产生含水率为98%的污泥0.25吨。沼气产率为0.

11、45m3/kgCOD，处理系统沼气产量为1994m3/日。UASB采用中温处理，控制温度为30C左右，夏季不需要加热，冬季利用本公司蒸汽或废热水加热废水至要求温度。外形尺寸：长X宽X高=35口X5mAO组合池A/O生化池为组合式钢砼结构，是本项目的COD和氨氮处理的主要单元，设三级A/O系统，包括A1、01、A2、02、A3、O3,A/O组合池的工艺参数为：容积负荷为O.5kgBOD/m3,天变化系数为1.25,容积为1200 x1.25x2000/0.5x3300=1820m3A1池设计参数为：有效体积：480m3，水力停留时间：28.8h（以原污水进水流量计）有效水深：5.0m,超高为0.

12、30m,总高为5.3m,外形尺寸：长X宽乂高=12.0mX8mX5.3m；总容积：508.8m3；01池设计参数为：有效体积：960m3，水力停留时间：57.6h（以原污水进水流量计）有效水深：5.0m,超高为0.3m，总高为5.3m,外形尺寸：长X宽乂高=16.0mX12mX5.3m；总容积：1017.6m3；A2池设计参数为：有效体积：480m3，水力停留时间：28.8h（以原污水进水流量计）有效水深：5.0m，超高为0.30m,总高为5.3m,外形尺寸：长X宽乂高=12.0mX8mX5.3m；总容积：508.8m3；O2池设计参数为：有效体积：960m3，水力停留时间：57.6h（以原污

13、水进水流量计）有效水深：5.0m，超高为0.3m，总高为5.3m,外形尺寸：长X宽乂高=16.0mX12mX5.3m；总容积：1017.6m3；A3池设计参数为：有效体积：480m3，水力停留时间：28.8h（以原污水进水流量计）有效水深：5.0m，超高为0.30m,总高为5.3m，外形尺寸：长X宽乂高=12.0mX8mX5.3m；总容积：508.8m3；O3池设计参数为：有效体积：960m3，水力停留时间：57.6h（以原污水进水流量计）有效水深：5.0m，超高为0.3m，总高为5.3m，外形尺寸：长X宽乂高=16.0mX12mX5.3m；总容积：1017.6m3；硝化混合液回流比800%（

14、以原污水进水流量计），由03直接回流到A1,硝化混合液回流泵选用100WGF耐酸碱离心污水泵（通用产品），4台（3用1备）设备参数：Q=112m3/h；H=12m；n=970rmp；N=11kw。A池内底部安装散流曝气器型号为ZX-600,每池安装80个，3池总数为240个。O池采用可变微孔曝气器型号为ZX-215进行鼓风曝气充氧。每池安装1630个，3池总数为4890个。A/O生化池每月和事故后添加1010N、1008C等生物菌种，以改善污泥性质和提高污泥中硝化菌浓度。1010N添加量为每月5.4kg,1008C添加量为每月3kg。事故时添加量1010N54kg，1008C30kg。生物处理

15、工艺中，氨氮首先会被污泥（生物体）吸收，按每天剩余污泥量0.6t计算，污泥含氮12%计，每天污泥需氮量为0.07t,以570mg/l氨氮计算，总氮源量为684kg，扣除污泥需氮量和允许排放的氨氮浓度（35mg/l）后，每天硝化需处理的氨氮572kg。按照理论计算1摩尔氨氮转化为硝酸盐需2摩尔0H-，每摩尔硝酸盐转化为氮气会释放出1摩尔0H-,因此理论上1g氨氮完成硝化和反硝化后需消耗2.86g烧碱，反硝化率按98%计算，则每日需碱量为4492kg。但BOD被处理后也会释放出碱度，释放的碱度（以CaC03计）按BOD量的10%计算，约为1136kg/d，折合烧碱909kg/d；由于本工艺在调节池

16、前设有石灰石过滤床，也将增加碱度，可节约碱耗约363kg/d；污水本身也带有一定的碱度，根据中试时测试约为0.50g/l（以CaCO3计），折合0.4g/l烧碱，可抵扣碱耗400kg/d。综合上述分析，日耗碱量约为2820kg，折合吨污水碱耗为2.82kg。根据中试实验过程分析，处理1g氨氮的碱耗约为1.41.5g（纯度95%），每吨污水消耗量为2.83.0kg（纯度95%），与理论计算基本吻合。每日需碱量为2.8吨（折纯），碱储存（30%）按710d，需设100m3的碱储槽，为维持O池的碱度，每级O池必须设碱自动投加系统，总的需配置PH101型全自动pH控制器3套（含计量泵）。污泥负荷设计为

17、0.15kgCOD/kgMLS污泥溶度设计为3000mgMLSS/L,有效容积3600m3。处理系统生物污泥产率为0.25kgSS/kgCOD，生物污泥产量为324kgSS/日，同时CASS能够去除部分悬浮物，有机污泥产量为144kgSS/日，污泥总产量为468kgSS/日，每天产生含水率为99%的污泥47吨，好氧生物处理曝气系统采用高效可变微孔曝气器，采用罗茨风机供气。3.1.4中间沉淀池3.1.5水力停留时间2h,有效容积100m3。处理系统产生的污泥量为240kgSS/日，每天产生含水率为98%污泥12吨夕卜形尺寸：长X宽X高=4.5mX4.5mX6.5m；3.1.6污泥处理本工程处理系

18、统共产生污泥2548kgSS/日，共产生湿污泥为151吨/日。污泥处理系统采用污泥浓缩脱水一体机，污泥处理效率高，卫生条件好，结构紧凑占地少。污泥处理中每天产生含水率为75%的泥饼10吨，污泥中不含有有害物质，可以用作农肥。3.1.7沼气利用厌氧生物处理系统沼气产生量为3240m3/日，产生的沼气是优质的气体燃料，可以作为本公司锅炉的燃料或民用，建设一座容积为300m3的沼气利用的需要。主要构筑物及设备3.2.1主要构筑物主要处理构筑物见表3-1。表3-1主要处理构筑物序号名称规格（m）单位数量备注1集水井5x5x5座1砼结构2初沉池7x7x8组2砼结构锥形底3调节池14x14x6座1砼结构4

19、加热池7x3x8座1砼结构5CASS28x7x6组4砼结构组合池6集泥池10 x5x5座1砼结构3.2.2主要设备及用电功率主要设备及用电功率见表3-2。本废水处理工程电耗主要有集水井废水提升泵，加热废水提升泵，罗茨鼓风机，CASS污水回流泵和潜水搅拌机以及污泥浓缩脱水一体机等。表3-2主要设备及用电功率序号名称型号数量单机功率运行功率/装机功率备注1废水提升泵WQ100-133台7.5KW15KW/22.5KW2用1备2废水提升泵WQ100-223台15KW30KW/45KW2用1备3罗茨鼓风机SSR150-0.64台22KW66KW/88KW3用1备4污水回流泵WQ100-84台5.5KW

20、11KW/22KW间歇运行5潜水搅拌机QJB2.2/8-3208台2.2KW11KW/17.6KW间歇运行6污泥处理系统DY20001套16KW/32KW间歇运行7其他设备12KW/20KW间歇运行8合计161KW/247.1KW山东正大菱花生物科技有限公司赖氨酸工业废水处理工程设计方案 第四章平面布置和高程布置4.1平面布置本工程平面布置见附表2本工程中初沉池，调节池，加热池采用组合式结构形式，节省占地和工程建设费用，布置紧凑并且有利于维护管理。UASB和CASS对称布置以突出主题构筑物，并且有利于维护管理。鼓风机房设在CASS池附近，以节省能耗和管道。污泥处理车间卫生条件较差，布置在废水处

21、理站的北边，并且有利于污泥储存和运输。把防火要求很高的沼气柜放在人迹很少的东北边并且用栅栏围护。综合楼设在处理站的西南角并且向阳设计，可保证良好的通风采光条件，而且交通方便，便于人员出入。处理站建筑物前留有部分绿化用地，可按气候和植物主要条件种植花卉草木，以改善环境卫生，构筑物四周种植草坪，以美化站区。本处理站由于用地紧张，构筑物布置比较紧凑。4.2高程布置本公司生产废水首先自流进入集水井，然后通过初沉池自流到调节池，对废水水质水量进行调节后自流到加热池对废水进行加热，采用污水泵把废水提升至UASB反应器，UASB出水通过中间沉淀池自流到CASS反应池，经CASS处理后的废水排出处理系统。高程

22、布置水流畅通，废水提升次数少，节省运行能耗。第五章工程投资估算5.1投资估算5.1.1土建部分土建部分投资估算见表5-1。表5-1土建部分投资估算序号名称规格（mm）单位数量投资（万元）备注1格栅井3x1x1座1砼结构2集水井5x5x5座1砼结构3初沉池7x7x8组2砼结构锥形底4调节池14x14x6座1砼结构5加热池7x3x8座1砼结构6UASB基础D=9座6砼结构7中沉池7x7x8组4砼结构锥形底8CASS28x7x6组4砼结构组合形9集泥池10 x5x5座1砼结构10沼气柜基础D=11座1砼结构11风机房12x7座1砖混结构12污泥处理间19x10座1砖混结构13综合楼19x8座1砖混结

23、构14各种检查井15管够及道路16合计（A）5.1.2设备材料部分设备材料部分投资估算见表5-2表5-2设备及材料部分投资估算序号名称规格（m）型号单位数量投资（万元）备注1各种提升泵台16外购2机械格栅个1外购3UASBD8H12个6自制4水封器个6自制5汽水分离器个1自制6沼气柜300m3个1自制7罗茨风机台4外购8曝气器D260个2000外购9滗水器套4外购10潜水搅拌机QJB2.2/8-320台8外购11污泥浓缩脱水机DY2000套1外购12配电设备13自动控制设备PLC14各种阀门15各种管道16防腐保温17合计（B）5.1.3其它部分其它部分投资估算见表5-3。表5-3其它部分投资

24、估算序号名称计算标准费用（万元）1设计费2调试费3安装费4运输费5菌种费6小计7税金及管理费8合计（C）5.1.4工程总投资本废水处理工程总投资见报价单。投资估算编制依据（1）本工程估算是依据本处理方案中提出的该废水处理工程方案的工艺流程和工程总平面布置图所反映的主要构筑物规模、工艺管道、设备型号及辅助设施内容计取工程量。（2）参考目前设备材料价格和已建类似工业废水处理工程的实际投资、估算本工程投资。（3）设计调试费参照执行现行建筑工程、工艺设备、安装工程、构筑物综合设计取其平均值。第六章工程实施进度计划本工程总体工程为8个月，工程实施进度计划见表6-1。表6-1工程实施进度计划项目/月份12

25、345678工程设计土建施工设备定货设备加工设备安装试车调试竣工验收山东正大菱花生物科技有限公司赖氨酸工业废水处理工程设计方案 第七章生产组织和安全保护7.1劳动定员本废水处理站按3班4运转制，机修及电工由公司统一安排，不设专门编制，人员分配如下。站长1人；技术员1人三班运转工8人污泥脱水两班生产4人处理站共计14人7.2职工培训本废水处理工程运行管理技术性较强，所有人员必须经过严格的技术培训，达到标准方可持合格证上岗。可以招收环境工程专业的大学生，结合实际废水处理工程实践，不断提高自身的业务水平。同时可以选送技术骨干到高校进修培养或请专家教授讲课或到相似厂家考察学习。7.3安全保护7.3.1

26、防火工程设计按建筑设计防火规范考虑。沼气柜应是重点防火构筑物。UASB反应器上部有沼气室，虽离地较高，也应加强防火措施。7.3.2防爆厌氧生物处理所产生的沼气是易燃易爆的气体，UASB反应器及沼气柜为甲级防火区，严禁烟火和火电线路在此架设，区域内照明以及电气设备均选用防爆型。7.3.3防雷废水处理站内建构筑物及设施均应按建筑物防雷设计规范执行。UASB反应器及沼气柜为二类防雷构筑物，在其最高处设避雷针，沿外围上沿设避雷带，避雷针与避雷带连接在一起，每座构筑物的引下线不少于两处，冲击接地电阻不大于10欧。山东正大菱花生物科技有限公司赖氨酸工业废水处理工程设计方案 第八章环境经济分析8.1环境效益

27、分析本废水处理工程实施后处理水质达到了国家废水排放标准，为本公司的可持续发展提供了保证；废水处理过程中每天处理有机污染物10吨COD，为环境保护做出了重要贡献，树立了良好的公司形象。本项目为环境保护综合治理项目，总体上大大减少了环境污染，处理过程中产生的剩余污泥经处理后，可以外运作为肥料；处理过程中产生的大量沼气，可以作为优质能源加以利用，这对于节约用煤，减少大气污染具有积极作用。8.2运行费用分析运行费用经常运行费用主要包括工资费、动力费、药剂费、蒸汽费、维修费等，每年生产日按330天计算。工资费本废水处理站共需要14人，每人每月工资按1000元计算，则全年工资费为：1000 x12x14/10000=16.8万元/年。动力费本废水处理工程运行功率为161KW，每度电按0.5元计算，则全年动力费为：161x24x0.5x330/10000=63.8万元/年药剂费本废水处理工程运行过程中，污泥处理需要加入聚丙烯酰胺絮凝剂，每天需要量为9Kg，聚丙烯酰胺絮凝剂的价格按15元/Kg计算，则全