300吨餐饮废水方案解析.docx
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300吨餐饮废水方案解析
12.5t/h餐饮废水处理
设
计
方
案
一、工程概况
该公司为生产餐饮食品的企业,在企业生产过程中会产生一定量的污水,如果直接排放,会对周围水体产生严重的污染,我公司受厂方的委托,根据厂方提供的废水水量、水质资料,借鉴相关工程实际运行经验,本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则,编制了该初步设计方案,供厂方和有关部门决策参考。
二、设计依据、规范、范围及原则
2.1设计依据及规范
(1)建设单位提供的污水水质、水量和要求等基础资料
(2)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
(3)《低压配电装置及线路设计规范》(GB50054-92)
(4)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-92)
(5)《室外排水设计规范1997年修订》(GBJ14-1987)
(6)《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-1988)
(7)《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)
(8)《给水排水设计手册》(1~11册)
(9)《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月)
(10)《中华人民共和国水污染防治法》(1984年5月)
(11)《中华人民共和国水污染防治实施细则》(1989年7月)
2.2设计范围
1)污水处理站的总体设计包括工艺、土建、电气设计,不包括污水处理站外污水收集和输送管道。
2)污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。
a)污水处理
调查研究污水的水质水量变化情况,选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。
b)污泥处理与处置
通常小型的污水处理站污泥只作浓缩处理,本工程产生的污泥主要是化学污泥和生物污泥。
经干化处理后的污泥进行外运。
2.3设计原则
1)本设计方案严格执行国家和地方环境保护的各项规定,污水处理首先必须确保各项出水水质指标均达到国家、地方污水排放标准要求。
2)针对本工程的具体情况和特点,采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺,以达到节省投资和运行管理费用的目的。
3)处理系统运行有一定的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化。
4)管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少操作劳动强度。
设备选型采用通用产品,选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。
选购产品的企业应通过ISO9001质量体系认证。
5)在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用,减少占地面积,减少运行费用。
6)设计美观、布局合理、降低噪声及合理处置固体废弃物,改善污水站及周围环境,避免二次污染。
三、设计水量与水质
3.1设计水量
根据建设单位提供的水量报告Qd=300m3,本方案设计流量最终确定为:
Qd=300m3,污水处理站24小时运行,小时处理水量确定为:
Qh=12.5m3/h。
3.2设计水质
A)废水性质为餐饮废水;
B)设计废水水质
设计水质一览表
项目
进水水质一览表
COD5
BODcr
SS
氨氮
PH
综
合
废
水
1400mg/l
200
6-9
出水水质一览表
COD5
BODcr
SS
氨氮
PH
400
100
6-9
设计出水水质达到纳入城市污水管网要求。
四、废水处理工艺流程
4.1流程说明
因该废水有机物含量较高,BOD/COD值也比较高,属一种生化性较好的高浓度有机工业废水。
凭借以往多年的实践经验,同时结合国内外类似废水的处理工艺及处理效果,我们认为:
本工程应采用以生化处理为主体的工艺路线,具体先将该生产废水进行厌氧预处理,以提高废水的处理效率,节约工程造价,降低处理成本,然后进行好氧处理,以满足排放要求。
为了提高处理效果,好氧处理主体工艺易采用技术先进、工艺流程简单、处理效果稳定、耐冲击负荷能力强的废水处理新工艺水解酸化+接触氧化处理工艺,同时配合投加我公司开发的专性菌种,以提高废水的可生化性和降解率,提高系统的抗冲击能力,确保系统安全运行、达标排放。
故拟定废水处理工艺流程如下:
4.2污水处理
4.3污泥处理
4.4工艺说明
生产废水自流经格栅井,经过格栅去除大部分SS后进入隔油调节池,格栅采用不锈钢人工格栅。
设置隔油调节池的目的是为了隔除部分油粒,并均衡水质,调节水量,调节池底部设预曝气系统。
由于餐饮废水中油含量非常高,因此调节池出水进入气浮装置,在气浮装置前投加PAC、PAM,经絮凝后混合液流入气浮中,骤然减压释放的无数微细的过饱和气体与“矾花”及水中悬浮类结合浮上水面形成浮渣,刮渣机定期将浮渣刮去,浮渣顺管道排入污泥浓缩池。
分离去除污染物后的废水自流进入水解酸化水解后再进入接触氧化池好氧降解有机污染物。
蛋白质分解过程中会产生较高浓度的氨氮,将好氧池出水部分回流至水解池进口,氨氮在好氧兼氧交替条件下,通过硝化菌的作用,将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮,然后再利用反硝化菌将硝态氮转化为氮气,从而达到废水中的脱氮的目的。
在水解池中,发酵细菌将污水中复杂有机物(包括多糖、脂肪、蛋白质等)水解为有机酸、醇类。
在酸化阶段产氢、产乙酸细菌将发酵产物有机酸和醇类代谢为乙酸和氢,使大分子物质降解为小分子物质,使难生化的固体物降解为易生化的可溶性物质,提高了废水的可生化性。
经水解酸化处理的废水进入好氧池,向废水中输送空气进行曝气。
水中碳水化合物为好氧微生物提供了丰富的营养,加快了好氧微生物的新陈代谢,在其作用下水中有机物得以有效降解。
在好氧条件下可超出其生理需要而从废水中过量摄取磷,形成多磷酸盐作为贮藏物质。
排去剩余的活性污泥,也即从废水中去除了磷,经水解、好氧处理后的污水流入二沉池,在二沉池中悬浮物质(脱落的生物膜)在重力作用下下沉,沉到二沉池的泥斗中,沿排泥管道排入污泥干化池,至此经沉淀池排放的水已达到排放标准,水质达标排放。
污泥干化池的中的污泥由污泥定期由环卫所清理。
4.5污泥处理工艺
4.5.1污泥性质分析
本污水处理过程中产生的污泥主要为生物沉淀污泥和化学污泥。
4.5.2污泥处理工艺方案的比较
污泥是污水处理过程的产物,是整个污水处理厂的重要组成部分,处理目的在于降低污泥含水率,减少污泥体积,达到性质稳定,并为进一步处置创造条件。
1)化学污泥处理总体流程选择
污泥处理的一般流程为:
浓缩→消化→脱水→干化→处置。
考虑到若采用消化处理,需增加消化池、加热系统、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备,投资增加,经济效益差。
因此本设计不考虑污泥的消化处理。
2)污泥脱水方式的选择
目前国内污泥脱水装置主要有以下几种形式:
(1)真空过滤
真空过滤脱水机可以连续处理,自动控制,但其附属设备多,过滤滤布需定期反冲清洗,操作工序复杂,滤布亦容易堵塞,脱水后污泥含水率高,一般仅用于消化污泥脱水,故本工程不宜采用。
(2)箱式压滤机
箱式压滤脱水效果好,经脱水后污泥含水率较低,只能间歇操作。
箱式压滤设备费用适中,电机功率小、运行费用一般。
适用于各类污水处理工程。
(3)污泥干化池
严格来说,污泥干化池应叫做污泥过滤场。
适应于小型污水处理站。
(4)带式过滤
带式压滤机污水脱水设备,滤带可回转,连续工作,但价格较贵。
4.5.3污泥处理与处置方案的确定
综合上述分析,本工程污水较少,因此可采用污泥干化池。
五、废水处理工艺设计
5.1格栅
本污水处理工艺设计中,因废水量较大,废水中含有大量固体杂质,这些物质容易积累并最终堵塞工艺设备和构筑物,所以必须采用拦截设备。
本工艺设置格栅一道。
位于进水管路上,在本工艺设计范围内。
◎设计参数
宽度:
600mm
外形尺寸:
3000×600×2000mm
材质:
钢筋混凝土
数量:
1座
配套:
◎格栅
宽度:
500mm
间隙:
5mm
材质:
不锈钢
数量:
1台
5.2隔油调节池
隔油池和调节池合建,去除一部分浮油。
废水来水水质、水量不均匀度极高,为使后续处理工序长期稳定运行,避免水量冲击导致处理效率和处理稳定性降低,需设置具有调节水质、水量和污水收集功能和调节池一座。
◎设计参数
设计水量:
300m3/d
停留时间:
8.0h
有效容积:
100m3
外形尺寸:
8500×3000×4500mm
有效水深:
4000mm
结构:
钢筋混凝土
数量:
1座
配套:
◎提升泵
型号:
50WQ15-12-1.1
流量:
15m3/h
扬程:
12m
功率:
1.1kw
转速:
2825r/min
数量:
2台(1用1备)
◎预曝气系统
型式:
穿孔曝气
材质:
ABS
数量:
1套
◎液位控制器
型号:
GSK-I
数量:
3只
5.3气浮处理
◎工作原理
气浮装置是在一定条件下,将大量空气溶于水中,形成溶气水,作为工作介质,通过释放器聚然减压,快速释放,产生大量微细气泡粘附于经过混凝反应后废水的“矾花”上,使絮体上浮,从而迅速地除去水中的污染物质,达到净水的目的。
◎工艺说明
气浮分四个部份
(一)加药聚凝部份
(二)回流水溶气释放部份(三)气浮净水部份(四)电器控制部份
(一)加药聚凝部份
废水由接触氧化池提升进入气浮反应池。
在进水管路中设置管道混合器一只。
这样可使药液和废水得到充分的混合,从而废水产生聚凝。
药液由加药装置供给。
(二)回流水溶气释放部份
气浮效果的好坏,主要取决于回流水溶气及释放的效果。
本气浮采用高效节能的溶气和释放设备。
该设备为同济大学专利产品,使空压机的压缩空气与处理后通过水泵加压的回流水在溶气罐中充分混合溶解,形成溶气水。
溶气罐的工作压力为2~3kg/cm2。
(三)气浮净水部份
通过加药混凝的废水进入气浮池中,由溶气罐的溶气水在进水管口下部由溶气释放器骤然减压,使溶解于水中的空气由骤然减压而释放出大量微气泡,微气泡在上升过程中遇到污水中已经聚凝的悬浮物,微气泡附着在悬浮物上,使之很快上浮,这样污水中处理掉的悬浮物全部浮于上面,然后通过气浮上部的刮沫机把它们刮去排到污泥池中,而池底部通过处理的清水排出。
(四)电器控制部份:
本设备附设电器控制柜,调试安装后可达到无人操作状态。
电控柜控制溶气水泵、刮沫机、空压机的运行。
◎设计参数
处理能力:
12.5t/h
外形尺寸:
4000×1800×2000mm
溶气罐直径:
Φ400mm
刮沫机功率:
0.55kw
溶气压力:
0.4Mpa
释气量:
45ml/L
回流比:
50%
混合时间:
3min
反应时间:
10min
进入接触室水流流速:
<0.1m/s
接触室水流上升流速:
20mm/s
接触室水流停留时间:
1.0min
分离室水流下向流速:
3.0mm/s
分离室水流停留时间:
3min
复核停留时间:
20min
释放器出口流速:
0.5m/s
◎空压机
型号:
Z-0.025/6
气量:
0.025m3/min
压力:
0.60Mpa
功率:
0.37kw
数量:
1台
◎溶气水泵
型号:
KQL50/160-3/2
流量:
5m3/h
压力:
0.33Mpa
功率:
3.00kw
数量:
1台
5.4水解酸化池
水解酸化池在兼氧的条件下将难生物降解的高分子有机物断链水解成小分子、易降解有机物。
本水解酸化池与理论上的厌氧反应器具有根本上的区别,厌氧反应器有酸化和产甲烷反应,本水解酸化池只控制到酸化水解阶段。
水解酸化池共设置一座,钢筋混凝土结构。
◎设计参数
设计水量:
300m3/d
停留时间:
1.5h
有效容积:
19m3
外形尺寸:
1600×3000×4500mm
结构:
钢筋混凝土
配套:
◎弹性填料
填料:
JYD立体弹性填料
填料直径:
Ф150(mm)
数量:
14m3
束间距离:
0.02mm
◎曝气系统
曝气主管:
DN80
曝气支管:
DN32
材质:
U-PVC
数量:
1套
5.5生物接触氧化池
生物接触氧化工艺需配固定床或浮动床填料,具有负荷高、不产生污泥膨胀、设施体积小、运行稳定可靠、管理方便等优点,一般适用于小型污水站。
接解氧化池出水一部分进入沉淀池进行沉淀,另一部分回流至水解池进行内循环,以达到进一步降解有机物和降低氨氮的目的。
接触氧化池内溶解氧控制在3.0g/l以上,整个生化处理过程是依赖于附着在填料上的多种微生物来完成的。
◎设计参数
设计水量:
300m3/d
停留时间:
6.0h
有效容积:
75m3
结构:
钢筋混凝土
外形尺寸:
6500×3000×4500mm
数量:
1座
气水比:
15∶1
氧利用率:
15%~18%
溶解氧:
2~4mg/L
配套:
◎曝气风机
型号:
HC1001S
风量:
5.11m3/min
风压:
0.05Mpa
功率:
7.5kw
转速:
1500r/min
数量:
2台(1用1备)
制造商:
百事德机械(江苏)有限公司
◎曝气系统
曝气头型式:
旋混式
规格:
D260
空气流量:
1.5-3.0m3/h.个
服务面积:
0.45-0.55m2/个
氧总转移数KLA(20℃):
0.204-0.337min-1
氧利用率:
18.4-27.7%
充氧能力:
0.136~0.248kgO2/m.h
曝气阻力:
180-280mmH2O
◎弹性填料
填料:
JYD立体弹性填料
填料直径:
Ф150mm
数量:
58m3
束间距离:
0.02mm
单位重量:
6.37kg/m3.池子
成膜重量:
93.7~108.7kg/m3.池子
◎混合液回流泵
型号:
50WQ20-16-2.2
流量:
20m3/h
扬程:
16m
功率:
2.2kw
转速:
1445r/min
数量:
2台(1用1备)
5.6沉淀池
经过水解、接触氧化处理后的废水自流进入二沉池,在二沉池中悬浮物质(脱落的生物膜)在重力作用下下沉,沉到二沉池的底部,通过中心传动刮泥机排入污泥浓缩池。
◎设计参数
设计水量:
300m3/d
停留时间:
2.0h
结构:
钢筋混凝土
外形尺寸:
2000×3000×4500mm
有效水深:
4000mm
表面负荷:
2m3/m2.h
有效容积:
25m3
5.7消毒排放池
二沉池出水自流进入出水池,出水达标排放。
设计水量:
300m3/d
停留时间:
1.0h
有效容积:
12.5m3
外形尺寸:
1000×3000×4500mm
结构:
钢筋混凝土
5.8污泥干化池
沉淀池、气浮装置内的污泥和浮渣定期排入污泥干化池内,设置一只,其有效容积为30m3。
干化池上清液回流至调节池进行再处理。
设计水量:
300m3/d
有效容积:
25m3
外形尺寸:
4200×3000×2500mm
材质:
钢砼结构防腐
数量:
1座
六、主要构筑物及设备一览表
6.1主要构筑物一览表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
格栅井
3.0×0.6×2.0m
座
1
钢筋混凝土
2
调节池
8.5×3.0×4.5m
座
1
钢筋混凝土
3
水解酸化池
1.6×3.0×4.5m
座
1
钢筋混凝土
4
接触氧化池
6.5×3.0×4.5m
座
1
钢筋混凝土
5
沉淀池
2.0×3.0×4.50m
座
1
钢筋混凝土
6
出水池
1.0×3.0×4.5m
座
1
钢筋混凝土
7
污泥池
4.2×3.0×4.5m
座
1
钢筋混凝土
8
综合设备间
10.0×5.0×4.5m
间
1
砖混结构
6.2主要设备一览表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
粗格栅
B=500mmb=5mm
台
1
不锈钢
2
提升泵
50WQ15-12-1.1
台
2
Q=15m3/h
H=12m,N=1.1kw
3
预曝气系统
穿孔曝气
套
1
ABS
4
液位控制器
GSK-I
只
3
5
PAC加药装置
WA-1.0
套
1
含计量泵,搅拌装置
6
PAM加药装置
WA-1.0
套
1
含计量泵,搅拌装置
7
气浮装置
QF-12.5
套
1
组合件
8
溶气罐
Ф400mm
台
1
Q235-A
9
空压机
Z-0.025/6
台
1
Q=0.025m3/min
P=0.60Mpa
N=0.37kw
10
溶气水泵
KQL50/160-3/2
台
1
Q=5.0m3/h
H=33m,N=3.0kw
11
刮渣机
GZJ-0.55
台
1
N=0.55kw
12
酸化池填料及支架
Ф150mm
m3
14
弹性填料
13
酸化池曝气系统
穿孔曝气
套
1
ABS
14
氧化池填料及支架
Ф150mm
m3
58
弹性填料
15
氧化池曝气系统
Ф260mm
套
39
旋混式
16
曝气风机
HC1001S
台
2
Q=5.11m3/min
N=7.5kw
P=0.50kgf/cm2
17
回流泵
50WQ20-16-2.2
台
2
Q=20m3/h
H=16m,N=2.2kw
18
沉淀池配件
套
1
组合件
19
沉淀池排泥系统
AL-6
套
1
20
污泥池消化系统
好氧消化
套
1
ABS
21
系统电控系统
套
1
22
系统管阀件
套
1
七、平面布置、高程布置及电气说明
7.1平面布置
◇充分利用原有设施和场地,尽量节省占地,降低造价。
◇与厂区整体绿化结合,和周围环境协调一致、整体美观。
◇满足规范对各处理建筑物平面布置要求。
7.2高程布置
◇在满足平面布置前提下,尽量减少埋深,降低造价。
◇尽量考虑污水重力流,减少泵提升次数,降低运行费用。
7.3配电及装机容量
7.3.1设计原则
◇为确保安全,本设计中采用三相五线制线路(采用TN-S系统),电源进线接零线N与接地线PE相连。
所有污水处理系统的设备金属外壳均与PE线相连。
◇为使污水处理工程调试后正常工作,确保污水处理效果,本系统的低压供电系统采作双进线,即设置一路备用电源,采用人工切换。
7.3.2控制方式
◇根据工艺要求,对污水提升等系统中的主要环节可进行集中控制及现场控制,污水池内的水位采用浮球开关传递信号,以达到液位自动控制的目的。
◇一旦自动控制失灵或变更使用工艺时,本系统可进行手动控制,工作状态以信号灯观察运行正常与否。
◇为了减少操作的劳动强度,并实现操作自动化、机械化,要求水泵和风机能定时自动切换;当其中之一发生故障时,能进行声光报警,并自动切换另一台工作。
当集水池内水位达到最低水位以下时,水泵能自动停止工作;当调节池水位达到最高水位时,进行声光报警,并自动启动备用泵工作。
无备用设备的电机能根据确定的工艺时间按时启动和及时关闭,计量泵等设备可根据工作对象的工作情况确定是否工作、何时工作、怎样工作。
7.3.3装置及装机容量
(1)管线
动力线管采用镀锌管或焊接管。
管道连接必须焊跨越,良好接地。
所有配出线用VV电缆。
信号线用KVV型电缆。
(2)本设计动力装机容量为16.56kw,工艺额定容量为27.36kw。
配备动力一览表
序号
用电设备名称
规格型号
数量
单机
功率
运行
功率
装机
功率
1
提升泵
50WQ15-12-1.1
2台
1.1
1.1
2.2
2
加药装置
WA-0.5
2套
0.92
1.84
1.84
3
空压机
Z-0.025/6
1台
0.37
0.37
0.37
4
溶气水泵
KQL50/160-3/2
1台
3.00
3.00
3.00
5
刮渣机
GZJ-0.55
1台
0.55
0.55
0.55
6
曝气风机
HC-1001S
2台
7.5
7.5
15.0
7
回流泵
50WQ20-16-2.2
2台
2.20
2.20
4.4
10
合计
八、管材及防腐、防渗措施
8.1管材
污水管、污泥管、空气管等工艺管道主要采用镀锌钢管或经防腐处理的钢管,使用寿命长,曝气管、加药管道采用U-PVC或ABS管,以便于安装维修和保养。
各种管道的管径根据工艺计算而定。
8.2防腐措施
小口径管道(管径≤DN150mm)以下均采用U-PVC管或镀锌、焊接、无缝管。
大口径管道(管径>DN150mm)以上采用焊接钢管,并管壁外涂三道、内壁涂两道环氧煤沥青以加强防腐。
所采用的铸铁阀门外涂2道环氧树脂漆以加强防腐。
8.3防渗措施
本污水处理站设计的构筑物主要采用钢筋混凝土结构,为避免地下水渗入或污水渗出,构筑物采用抗渗结构,抗渗等级S6,在池体内壁用壁厚20mm厚1:
2水泥沙浆粉刷,池外壁涂防水涂料。
九、运行成本及效益分析
9.1主要运行成本
9.1.1基本参数
◇计算用电负荷及电费
计算用电负荷为额定容量16.56kw,动力装机容量为27.36kw。
电费0.50元/度
◇加药量(加药量为估算值,具体根据实际调试时确定)
混凝剂平均:
3600元/吨,加药量50mg/L
助凝剂平均:
15000元/吨,加药量10mg/L
◇工资福利
本污水处理站机械化、自动化程度较高,因此设置人员2名,职工工资福利按每人每月1000元计。
9.1.2成本费用预测
1)动力费E1
E1=16.56×0.50÷12.5≈0.66元/m3污水
2)药剂费E2
E2=3.6×0.05+15×0.01=0.33元/m3水
3)工资福利费E3
E3=2×1000÷30÷24÷12.5≈0.
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