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一、項(xiàng)目概況
(一)項(xiàng)目背景
某某有限公司在番薯淀粉加工過(guò)程中產(chǎn)生大量高濃度酸性有機(jī)廢水，廢水主要來(lái)源于淀粉加工過(guò)程中的洗滌、壓濾、濃縮等工藝段。廢水中含有大量溶解性的有機(jī)污染物，如淀粉、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、碳水化合物、脂肪、氨基酸等，其次是含N、P的無(wú)機(jī)化合物，另外還含有一定量的揮發(fā)酸、灰分等，屬生化性較好的高濃度有機(jī)廢水，但由于氨氮和鹽份含量高，較難處理。這些有機(jī)廢水排入水體要消耗大量的溶解氧，如不經(jīng)治理直接排放，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
淀粉生產(chǎn)大約有80%是以番薯為原料，其余以玉米、小麥、大麥、燕麥以及其他富含淀粉的植物塊根等為原料。原料中除含有淀粉以外還含有其他的多種成分—蛋白質(zhì)、纖維素、機(jī)鹽等。在淀粉生產(chǎn)由原料處理、浸泡、粉碎、過(guò)篩、分離淀粉、洗滌、干燥等幾個(gè)主要工序組成。但具體操作上因原料的不同存在著一些差異，廢水的主要來(lái)源也因淀粉生產(chǎn)原料的不同而異。
(二)污水排放
水量及排放規(guī)律
根據(jù)業(yè)主的要求，參考對(duì)國(guó)內(nèi)眾單位多年積累的設(shè)計(jì)資料和在食品污水處理方面的成功經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)考慮到雨水倒灌和生產(chǎn)高峰情況，該社區(qū)污水處理量按2m3/H設(shè)計(jì)。
該污水處理站設(shè)備運(yùn)行采用全自動(dòng)兼人職守操作，每天工作24小時(shí)，年生產(chǎn)按365天計(jì)。
位于山西平定縣一農(nóng)村社區(qū)，該食品企業(yè)處理的生產(chǎn)廢水所含COD、SS、BOD5均較高。廢水間歇排放，排放量為20m3/d左右，日均水質(zhì)波動(dòng)較大。且該生產(chǎn)廢水中含有多種高指標(biāo)的有機(jī)污染物，但污水的B/C為0.5，可生化性能較好，因此采用水解酸化池+生物接觸氧化+MBR膜工藝處理為主體工藝，消毒處理為輔助處理。該組合處理工藝對(duì)此類(lèi)生產(chǎn)廢水處理效果穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、剩余污泥產(chǎn)量少，且具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。經(jīng)過(guò)處理的廢水最終出水水質(zhì)要求執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其原始廢水水質(zhì)情況及排放標(biāo)準(zhǔn)要求如表1所示。
表1廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)
(三)污水水質(zhì)狀況
根據(jù)一般食品生產(chǎn)污水水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告和實(shí)際情況，該廢水水質(zhì)狀況如下：
二、本方案編制的依據(jù)、原則和范圍
(一)編制依據(jù)
1、《中華人民共和國(guó)水污染防治法》;
2、企業(yè)提供的水質(zhì)、水量及相關(guān)情況;
3、國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978—1996中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn);
4、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ14—47;
5、國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)工程設(shè)計(jì)規(guī)范。
(二)編制原則
1、認(rèn)真貫徹國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)工作的方針和政策，符合國(guó)家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn);
2、嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)環(huán)保的各種法規(guī)，保證出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家及地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
3、積極穩(wěn)妥地采用先進(jìn)可靠的處理技術(shù)，為節(jié)省建設(shè)資金和合理利用資金創(chuàng)造條件。
4、貫徹經(jīng)濟(jì)性和可靠性并重的設(shè)計(jì)原則，在最大限度地降低工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用的同時(shí)，合理的兼顧運(yùn)行操作條件和管理維護(hù)條件。
5、需要與可能相結(jié)合的原則，充分考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況與可觀條件，因地制宜、積極穩(wěn)妥地采用先進(jìn)適用的工藝技術(shù)，使工程各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到預(yù)期的目的。
6、經(jīng)廢水處理工程處理后出水水質(zhì)，應(yīng)能滿(mǎn)足國(guó)家和地方環(huán)保部門(mén)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
7、廢水處理規(guī)模應(yīng)留有一定余地，以滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展需要，布局緊湊，盡量少占土地，實(shí)行科學(xué)管理。
8、選用的工藝流程處理效果好，技術(shù)先進(jìn)成熟穩(wěn)妥可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)合理，在確保達(dá)標(biāo)排放的前提下，力求簡(jiǎn)單實(shí)用，以方便管理操作;
9、盡量降低一次性投入，力求運(yùn)行成本降低，具有可持續(xù)發(fā)展性;
10、創(chuàng)建良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境，努力創(chuàng)建現(xiàn)代化花園式污水處理工程。
(三)編制范圍
1、本方案只涉及廢水處理站內(nèi)的設(shè)計(jì)和施工概算;
2、消防設(shè)計(jì)、冬季保暖及廢水處理站外的管網(wǎng)設(shè)計(jì)、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和概算由企業(yè)自行安排。
三、排放廢水特點(diǎn)概述
該食品企業(yè)的生產(chǎn)廢水排放屬中等偏低濃度的有機(jī)廢水，主要含有有機(jī)污染物質(zhì)，不含有毒物質(zhì)，廢水的BOD5/CODcr為0.6左右，可生化性好，易于生化處理。在淀粉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水含有淀粉、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸等溶解性有機(jī)物質(zhì)，小顆粒淀粉、纖維等不溶性細(xì)小顆粒有機(jī)物及泥砂等無(wú)機(jī)物。為了減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施，應(yīng)在輸送、清洗排放的廢水預(yù)處理處理設(shè)施的后端安裝氣浮設(shè)備，以截留原污水中較大的懸浮物或漂浮物、去除廢水中沉淀物。
該企業(yè)廢水屬高濃度可生化有機(jī)廢水，故可采用生化處理方法。由于原水的BOD較高，要求達(dá)到的處理效果也較高，擬采用厭氧一好氧的處理路線。廢水中難降解的COD經(jīng)厭氧處理后轉(zhuǎn)化為較易降解的COD，高分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)物，好氧生物處理法工藝成熟、穩(wěn)定性好、出水水質(zhì)較好。因此，采用厭氧一好氧的處理路線較合理。
四、廢水治理工藝選擇
(一)工藝選擇
根據(jù)該企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，建議采用一體化的鋼體結(jié)構(gòu)，具有占地面積小、靈活、耐用、基本無(wú)噪音和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)投資不大，處理工藝仍采用生化處理。
一體化淀粉廢水處理設(shè)備，采用以厭氧工藝、好氧工藝為主的處理工藝。前置預(yù)處理工藝，應(yīng)設(shè)置格柵、調(diào)節(jié)池或沉淀池等，以盡量降低進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物的懸浮物，確保后續(xù)工藝正常運(yùn)行。綜合分析考慮，確定使用氣浮法+水解酸化池+生物接觸氧化+MBR膜工藝處理+消毒處理工藝處理該廢水。
污水經(jīng)由調(diào)節(jié)池隔油調(diào)節(jié)池提升進(jìn)入混凝加絮凝裝置，依次投加PAC和PAM。充分進(jìn)行混凝、絮凝反應(yīng)。經(jīng)混凝、絮凝反應(yīng)好后的廢水進(jìn)入高效組合氣浮，除去大部分油和SS，出水基本達(dá)標(biāo)，經(jīng)過(guò)一體化污水處理設(shè)備，去除水中的COD、BOD、氨氮、PH值等，最后一道工序加二氧化氯進(jìn)行最終消毒，出水達(dá)標(biāo)排放。
氣浮裝置去除參數(shù)：
廢水經(jīng)氣浮設(shè)備處理后流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行初步的勻質(zhì)、勻量，主要是因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)池內(nèi)對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)曝氣及攪拌可以盡可能地避免大量SS在調(diào)節(jié)池內(nèi)堆積和發(fā)酵，同時(shí)還能夠?qū)U水中的低分子有機(jī)污染物吹脫氧化。隨后由潛污泵提升至水解酸化池。在水解酸化池中得到馴化、培養(yǎng)的大量厭氧微生物，則直接將廢水中所含的大部分高分子有機(jī)污染物破碎降解為小分子有機(jī)污染物，進(jìn)而提高廢水的可生化性，有效地緩解后續(xù)好氧生化處理工序的處理壓力。廢水經(jīng)水解酸化處理后自流進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化池中的好氧微生物種群及硝化菌菌群在池內(nèi)羅茨鼓風(fēng)機(jī)曝氣充氧的情況下，大量的有機(jī)污染物被好氧微生物種群氧化降解為CO2和H2O，廢水中的氨氮?jiǎng)t被氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽得以去除。經(jīng)接觸氧化池處理后的出水進(jìn)行最終的混凝沉淀反應(yīng)，作用是使廢水中不易沉淀的細(xì)小顆粒絮體凝聚形成大顆粒絮體，混合液隨后進(jìn)入二沉池內(nèi)進(jìn)行固液分離，保證最終出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。固液分離后的上清液溢流進(jìn)入出水流量堰可達(dá)標(biāo)排放，剩余污泥則排入污泥濃縮池進(jìn)行污泥濃縮處理。
膜-生物反應(yīng)器(MBR)
主要作用：利用微生物去除污水中大量的可溶性有機(jī)物，大量降低廢水的COD和氨氮，由于膜的高度分離特性科使出水基本不含的懸浮物。經(jīng)過(guò)MBR的處理使廢水完全達(dá)標(biāo)排放，其出水水質(zhì)由于國(guó)家所要求的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
污泥處理工藝流程簡(jiǎn)述
沉淀池底部集泥斗內(nèi)的沉淀污泥由氣提裝置抽入污泥濃縮池，隨后在污泥濃縮池內(nèi)進(jìn)行污泥重力濃縮處置，污泥斗凝聚濃縮后的污泥由污泥泵加壓泵入廂式壓濾機(jī)，再進(jìn)行后續(xù)的壓濾脫水處理。最終污泥濃縮池上清液及廂式壓濾機(jī)濾液則統(tǒng)一回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。脫水后的污泥經(jīng)收集后由專(zhuān)用污泥運(yùn)輸車(chē)外運(yùn)至衛(wèi)生填埋場(chǎng)進(jìn)行處理。
(二)生物處理技術(shù)
在生物處理技術(shù)中，我們選擇了近年來(lái)發(fā)展最為迅速的一種好氧生物處理技術(shù)——生物接觸氧化法+MBR膜工藝。
該法屬于生物膜法的一種，該法的生物載體主要是池內(nèi)裝置的優(yōu)質(zhì)生物填料。與其它生物處理方法相比，其主要特點(diǎn)是：
1.由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好，生物接觸氧化池內(nèi)單位體積的生物固體量(10~20g/L)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于活性污泥法曝氣池的生物量(1.5~3.0g/L)。因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷(3.0~6.0kgBOD5/m3˙d)，是活性污泥法的6~7倍。
2.由于相當(dāng)一部分微生物固著生長(zhǎng)在填料表面，不存在令人頭痛的污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理方便。
3.由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水質(zhì)屬完全混合型，因此生物接觸氧化池對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
4.由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，有機(jī)容積負(fù)荷較高，其F/M(有機(jī)基質(zhì)F與微生物M的比值)可以保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量低于活性污泥法。
5.處理能力大，占地面積小，容積負(fù)荷高，池子容積小，相當(dāng)于活性污泥法和氧化溝的四分之一至五分之一。
6.氧的利用率高(15%以上)運(yùn)行動(dòng)力省。
在生物接觸氧化法工藝中，有兩種供氧方式,一種是鼓風(fēng)曝氣，一種是射流曝氣。這兩種方式相比，鼓風(fēng)曝氣具有氧利用率高、能耗省等特點(diǎn)，因此本方案決定采用《鼓風(fēng)曝氣生物接觸氧化法》工藝對(duì)該企業(yè)廢水進(jìn)行生化處理。
該技術(shù)具有投資少、效益高、運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理方便、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)等特點(diǎn)。
7.MBR膜的清洗方法一般根據(jù)膜的性質(zhì)和處理液的性質(zhì)來(lái)確定。無(wú)機(jī)膜的分離對(duì)象是活性污泥混合液。生物反應(yīng)器中的微生物對(duì)餐飲業(yè)污水中的有機(jī)物降解是一個(gè)動(dòng)態(tài)、連續(xù)的過(guò)程。餐飲污水中的營(yíng)養(yǎng)成分主要是油、淀粉、蛋白質(zhì)等，經(jīng)過(guò)微生物的分解、吸收作用，將其轉(zhuǎn)變成能量和自身的一部分。微生物正常代謝會(huì)產(chǎn)生粘性多糖類(lèi)物質(zhì)、粘性多肽分子和蛋白質(zhì)分子等.細(xì)菌死亡后，這些物質(zhì)一部分可被其它微生物所利用，一部分可能存在于活性污泥混合液中。同樣，來(lái)自餐飲污水的少量無(wú)機(jī)鹽也會(huì)部分被細(xì)菌等微生物攝人，剩余部分也存在于活性污泥混合液中。這些殘留在污泥混合液中的成分，最終到達(dá)膜表面，形成了堵塞膜的凝膠層。
五、污水處理站設(shè)計(jì)技術(shù)方案
(一)工程地點(diǎn)
污水池排水口右側(cè)空置區(qū)域。
(二)設(shè)計(jì)參數(shù)
1.設(shè)計(jì)處理能力：Q=20m3/d，每天24小時(shí)運(yùn)行，設(shè)計(jì)：1m3/h。
2.設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)(見(jiàn)表1)
表1-設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)-進(jìn)入綜合污水池后
3.設(shè)計(jì)出水水質(zhì)(采用GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn))。(見(jiàn)表2)
表2-設(shè)計(jì)出水水質(zhì)
(三)工藝流程說(shuō)明
廢水經(jīng)氣浮設(shè)備除去漂浮物及漂浮油，流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)與水量的調(diào)節(jié)預(yù)處理，然后，再進(jìn)入一級(jí)和二級(jí)接觸氧化池進(jìn)行生化處理，同時(shí)對(duì)一級(jí)和二級(jí)接觸氧化池的水用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣。經(jīng)過(guò)二級(jí)接觸氧化池進(jìn)行生化處理之后的水含有殘余的生物膜，必須經(jīng)行沉淀，經(jīng)MBR膜工藝處理，經(jīng)沉淀后的上清液排出，此時(shí)的出水水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)沉淀池后產(chǎn)生的污泥回化糞池進(jìn)行厭氧處理。經(jīng)過(guò)化糞池進(jìn)行厭氧處理后的上清液再流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理，如此循環(huán)。
(四)本工藝流程中采用的特色技術(shù)
1.本工藝對(duì)產(chǎn)生的污泥經(jīng)過(guò)巧妙設(shè)計(jì)，不需要外排處理，而是進(jìn)行厭氧消化。這樣大大改善了污水處理站的環(huán)境。由于整個(gè)污水處理實(shí)施全部埋在地下，基本做到不占地。
2.生物接觸氧化池：該裝置為整個(gè)廢水處理工藝中關(guān)鍵技術(shù)，這里應(yīng)用了目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的不會(huì)堵塞的曝氣裝置——可變孔曝氣軟管和新型的組合式多孔環(huán)生物填料。保證了生化系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
(五)廢水處理效果預(yù)測(cè)
表2 工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果由此可見(jiàn) ，處理后水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該處理后水質(zhì)再經(jīng)過(guò)濾處理完全可回用于企業(yè)辦公樓、住宅樓沖廁、澆花草、灌溉農(nóng)田等。
(六)主要構(gòu)筑物及設(shè)備概述
一體化污水處理設(shè)備的組成：
1、格柵：在綜合污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池前設(shè)置一道格柵，用以去除生產(chǎn)污水中的軟性纏繞物、較大固顆粒雜物及飄浮物，從而保護(hù)后續(xù)工作水泵使用壽命并降低系統(tǒng)處理工作負(fù)荷。
2、調(diào)節(jié)池：綜合污水經(jīng)格柵處理后進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水量、水質(zhì)的調(diào)節(jié)均化，保證后續(xù)生化處理系統(tǒng)水量、水質(zhì)的均衡、穩(wěn)定，并設(shè)置預(yù)曝氣系統(tǒng)，用于充氧攪拌，以防止污水中懸浮顆粒沉淀而發(fā)臭，又對(duì)污水中有機(jī)物起到一定的降解功效，提高整個(gè)系統(tǒng)的抗沖擊性能和處理效果。
3、提升泵;調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置潛污泵，經(jīng)均量，均質(zhì)的污水提升至后級(jí)處理。
4、A級(jí)生物池：將污水進(jìn)一步混合，充分利用池內(nèi)高效生物彈性填料作為細(xì)菌載體，靠兼氧微生物將污水中難溶解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可溶解性有機(jī)物，將大分子有機(jī)物水解成小分子有機(jī)物，以利于后道O級(jí)生物處理池進(jìn)一步氧化分解，同時(shí)通過(guò)回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可進(jìn)行部分硝化和反硝化，去除氨氮。
5、O級(jí)生物池：該池為本污水處理的核心部分，分二段，前一段在較高的有機(jī)負(fù)荷下，通過(guò)附著于填料上的大量不同種屬的微生物群落共同參與下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各種有機(jī)物質(zhì)，使污水中的有機(jī)物含量大幅度降低。后段在有機(jī)負(fù)荷較低的情況下，通過(guò)硝化菌的作用，在氧量充足的條件下降解污水中的氨氮，同時(shí)也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以?xún)艋?BR>6、二沉池;進(jìn)行固液分離去除生化池中剝落下來(lái)的生物膜和懸浮污泥，使污水真正凈化
7、消毒池：二沉池出水流入過(guò)濾消毒池進(jìn)行消毒，使出水水質(zhì)符合衛(wèi)生指標(biāo)要求，合格外排。
8、鼓風(fēng)機(jī)：供A/O級(jí)生化池、調(diào)節(jié)池中充氧曝氣，攪拌、和污泥提升、污泥消化。
9、污泥提升泵：調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置潛污泵，經(jīng)均量，均質(zhì)的污水提升至后級(jí)處理。
【問(wèn)題】如何獲得完整的番薯粉加工污水處理方案？
一般需考慮以下因素：
1.廢水水質(zhì)
2.污水處理程度
3.建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用
4.工程施工難易程度
5.當(dāng)?shù)氐淖匀缓蜕鐣?huì)條件
6.污水的水量
7.處理過(guò)程是否產(chǎn)生新污染物
綜合以上因素制定合理的方案，才能定出合適的設(shè)備報(bào)價(jià)。
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