XX餐厨废弃物资源化利用和无害化500方污水处理工程技术方案Word文档格式.docx
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GB50204-2002(2011版)《钢筋混凝土工程施工及验收规范》
JGJ18-2012《钢筋焊接及验收规范》
GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
GB50243-2002《通风与空调工程施工及验收规范》
GB50014-2006《室外排水设计规范》
GB50013-2006《室外给水设计规范》
YS1411-89《防腐蚀工程操作规范》
GB50093-2002《工业自动化仪表施工及验收规范》
GB50683-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工质量及验收规范》
GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》
2.2设计范围
处理站界区范围内工艺、土建、电气、自控、给排水及通风等专业设计。
3设计原则
根据特点选择合理的处理工艺路线,做到工艺先进、技术可靠、操作方便、易于维护。
在保证处理效果的前提下,尽量减少占地面积,降低基建投资及日常运行费用。
处理配套通用设备选用节能优质产品,确保工程质量及投资效益。
④对关键运行参数设置仪表进行监测,以确保系统稳定运行。
4建设规模
4.1来源
餐厨加工废水主要成分为餐厨垃圾经厌氧发酵过后产生的高浓度有机废水,其特点是污染物浓度高、成分复杂,属高浓度有机废水,氨氮含量高,主要污染物表征值为CODcr、NH3-N、SS等。
另有一部分冲洗废水和生活污水,但其加入对水质基本无影响。
4.2建设规模
根据要求,处理系统建的规模为日处理量500m3/d,设计小时处理能力为20.8m3/h。
4.3设计进水水质
根据提供资料,废水处理系统水质设计指标如下:
CODcr:
15000.0mg/L
BOD5:
6000.0mg/L
氨氮:
2000.0mg/L
总氮TN:
2500.0mg/L
SS:
pH:
6~9
4.4排放标准
根据业主提出的要求,经处理后外排水质指标需达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的三级标准,具体指标如下:
CODcr≤500.0mg/L
BOD5≤300.0mg/L
-
总氮:
SS≤400.0mg/L
5处理工艺、构筑物及设备
5.1特点
餐厨加工废水特点是污染物浓度高、成分复杂,属高浓度有机废水,氨氮含量高。
主要污染物表征值为CODcr、NH3-N、SS等。
餐厨加工废水中大部分污染物可被生物利用,故选择采用生化处理为主的工艺,以降解水中的污染物,达到净化水质要求,满足排放标准。
5.2处理工艺选择
从微生物的作用机理来讲,生化处理工艺可大致分为两类,即好氧工艺和厌氧工艺。
5.2.1厌氧处理工艺选择
处理工艺的选择与性质及进、出水水质要求密切相关。
根据的水质特点,本次设计拟采用以生化处理为主的工艺。
厌氧生物处理技术也是生化处理的一种方式,可利用的价值不在于其最终能够降解多少有机物,而在于它能够将大分子、复杂的、大分子量的碳水有机物分解为好氧污泥可以降解的小分子物质,对于浓度不高而其中有机物结构复杂、难以生化的废水,处理的主要目的是提高生化性,即提高BOD/COD。
20世纪70年代以来,世界各国将开发新能源与发展高效节能的废水处理工艺相结合,涌现出一批废以提高厌氧微生物浓度和停留时间(SRT)、缩短水力停留时间(HRT)为代表的新型反应器,即所谓的第二代废水厌氧处理反应器。
其中典型的代表有:
上流式厌氧污泥床反应器(UASB),厌氧膨胀床反应器(EGSB),厌氧生物滤池(AF)等,第二代厌氧反应器具有相当高的有机负荷和水力负荷,在低温和冲击负荷、存在抑制物等不利条件下仍具有很高的稳定性。
现分别论述如下:
工艺类型
优点
缺点
传统厌氧反应池
运行成本低,运行管理方便。
占地面积大,负荷低,污泥浓度不高,一般用于污泥处理。
升流式厌氧污泥床
适合用于有机物含量高的废水,制造成本和运行成本都低,处理效率好,容积负荷高,出水水质稳定。
对进水悬浮物有一定要求。
厌氧滤池
处理效率高,耐负荷耐冲击能力强,出水水质稳定。
投资大,反应器容易短路和堵塞,不适合处理悬浮物含量高的废水。
厌氧膨胀床反应器
水力停留时间段,容积负荷高,处理效率高。
投资相对较大,适用于有机物含量相对较低的污水。
经以上对比分析及综合考虑,选用UASB为本项目设计中的厌氧段处理工艺。
5.2.2好氧处理工艺选择
目前对餐厨废水的好氧处理工艺主要有生物接触氧化工艺、SBR工艺、MBR工艺等,各种不同工艺的综合比较如下:
不同生物生物处理工艺的综合比较
生物接触氧化工艺
抗冲击负荷能力高、运行稳定;
容积负荷高,占地面积小;
污泥产量较低;
无需污泥回流,运行管理方便。
填料投资高。
SBR工艺
比较适用于氨氮含量较高的废水处理,出水水质好;
运行可靠性高,抗冲击负荷能力强;
不易发生污泥膨胀;
容积负荷高,且省去二沉池和污泥回流,占地面积小。
自动化程度低。
MBR工艺
比较适用于氨氮含量较高的废水处理,抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,有效去除SS和病原体;
剩余污泥产量低甚至无。
占地面积大,气水比高,膜需进行反洗能耗及运行费用高,投资费用和保养费用、更换费用都非常高。
虽然本次设计中对出水氨氮未规定要求,但是水体中大量的氨氮同样会产生大量COD,如不能有效去除,将直接影响出水水质。
根据上述分析,结合目前现场的施工状况,SBR处理工艺既能满足处理要求,同时可以降低造价和操作工作量。
因此,在确保处理效果的前提下,达到工艺操作简单、管理维护方便、污泥量小、占地面积紧凑,以尽量节约投资的需要。
最终确定采用SBR法处理工艺作为本次项目的好氧段设计处理工艺。
5.2.3处理工艺描述
一.升流式厌氧污泥床(简称UASB)反应器
在众多厌氧技术中,目前发展得最快、建造的装置数目最多的厌氧处理系统是荷兰的Lettinga等人发明的升流式厌氧污泥床(简称UASB)反应器,这项技术是荷兰农业大学在1974~1978年开发的。
升流式厌氧污泥床反应器具有构造简单、处理能力大、处理效果好、投资少等优点,因此迅速风靡世界,广泛应用于糖厂、酒精厂、造纸厂、乳品厂以及屠宰厂等,处理效果相当令人满意。
UASB反应器近年来的迅速发展,是因为它与传统的厌氧和好氧工艺相比,具有以下优点:
①成本低。
UASB工艺简单、反应器体积小、造价便宜、运行中不但能耗小于好氧工艺、且可产生大量的生物气能源,UASB工艺在处理废水时很少或不添加化学药品,且只产生极少的沉降性能良好、容易脱水的剩余污泥,从而大大节省了污泥处理所需的费用。
由于成本低,该工艺特别适合于发展中国家,以解决资金短缺与环境保护之间的矛盾。
联合国与荷兰政府合办的国际农业中心已为此举办了数届国际低成本废水处理技术展览向发展中国家推广这一技术。
②处理效率高。
UASB反应器污泥床内生物量多,折合浓度计算可达20~30g/l;
容积负荷率高,在中温发酵条件下,一般可达10KgCODCr/m3/d左右,甚至能够高达15~40KgCODCr/m3/d,污水在反应器内的水力停留时间较短,因此所需用地大大缩小。
③操作方便。
UASB反应器内的厌氧颗粒污泥可以在停机或放置在环境中,不加任何措施保存一年以上,不丧失其活性和沉降性能。
因此,停机后,再次启动很容易。
二.序批式活性污泥法(SBR)
序批式活性污泥法(SBR)是一种间歇运行的污水生物处理工艺,集曝气、沉淀池于一池而不需要二沉池和污泥回流设备。
在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行。
处理后混合液沉淀一段时间后,从池中排除上清液。
SBR系统分为:
充水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。
SBR存在以下几点优点:
①集曝气、沉淀池于一池,不需要二沉池和污泥回流设备。
故基建、运行费用大大减少。
②可实现硝化、反硝化,具有脱氮、除磷效果。
③耐冲击负荷强,由于高浓度污水是逐渐进入反应器的,进反应器的原污水只占反应容器的1/2左右甚至更多,所以该工艺具有良好的稀释作用。
④在投入工程的资金富裕时,SBR的运行可实现PLC自动控制,应用DO在线监测仪器和相关的电动阀、液位计等自控仪表后,可实现工艺过程的自动化,减少操作,便于管理。
⑤SBR的污泥沉淀是在理想静止条件下进行的,不受进出水流的干扰,可以避免短流和异重流的出现,因此固液分离效果好,出水水质稳定。
5.3处理工艺流程
推荐的处理工艺流程见下图。
餐厨加工废水
泵
药剂
曝气风机
SBR池
混合反应池
化学沉淀池
清水池
出水池
流程说明:
餐厨垃圾经处理后排出的废水经管道收集后自流经过机械格栅隔除较大的杂物,然后废水自流进入曝气调节池。
调节池主要用于污水的水量、水质调节,防止大水量的瞬间冲击影响后继的污水处理单元稳定运行。
本次设计中采用的曝气调节池在保留了调节池的各项调节功能的同时,并通过内设曝气系统的方式防止水废水中有机物腐败,从而确保后段的气浮装置的正常运行。
通过调节池曝气还可以在一定程度上改善污水的可生化性,为后段的生化处理起到预氧化的作用。
调节池后,废水经提升泵提升至气浮/沉淀池,餐厨废水存在悬浮物多、油含量高的特点,故前端预处理显得尤为重要。
废水经格栅处理后,污水中大部分SS都得到了去除,但是还存在悬浮的细小颗粒物和乳状油。
气浮法是最理想最有效的去除悬浮油的方法,通过向溶气气浮机里投加助凝剂和絮凝剂的方式,使悬浮物质得到聚集,形成矾花,由溶气后释放产生的微小气泡将矾花带至液面,再由刮渣机挂到泥斗里,从而使悬浮物质得到最大程度的去除。
污水经过前端预处理后,自流进入中间水池,经过中间水池后使用提升泵将污水提升输送到UASB池,池内培养大量颗粒厌氧污泥对有机污染物进行厌氧降解,有机物在厌氧降解过程可分为四个阶段。
a.水解阶段,微生物利用酶将大分子切割成小分子;
b.发酵(或酸化)阶段,小分子有机物被发酵菌利用,在细胞内转化为简单的化合物,这一阶段的主要产物有挥发酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨和硫化氢等;
c.产乙酸阶段,此阶段中上一阶段的产物被进一步转化为乙酸等物质;
d.产甲烷阶段,在此阶段乙酸、氢气、碳酸等被转化为甲烷、二氧化碳。
上述四个阶段的进行中,大分子有机物被转化为无机物,水质变好,同时微生物得到了生长。
产生的甲烷气可通过顶部安装的三相分离器得到收集,回收利用。
经过UASB处理后,废水自流至SBR池,在SBR池内,底部安置一定量的曝气头,曝气风机向池内输送压缩空气,经过曝气头的分配和切割分散后,空气微泡里的氧气扩散到水里形成溶解氧。
培养好的SBR污泥利用溶解氧对水中的CODcr、氨氮、等污染物进行氧化分解,成为水、二氧化碳等无害物质,达到了污水净化的目的。
在SBR池底部通过安装潜水搅拌机的方式,可使废水在进水时快速混合,强化传质后有利于提高处理效率。
废水经过SBR的理想静态沉淀后,清澈的水质进到下一个处理单元,沉淀的活性污泥积存在池底部,定时排到生化污泥池。
经过SBR处理后,上清液经过滗水器进入到滗水池,滗水池储池的水经提升泵提升至出水池后,废水自流至混凝反应器,通过投加絮凝药剂,使水中悬浮物得到富集,在沉淀池中进行沉淀分离,污泥沉到泥斗中,通过刮泥机将污泥输送至物化污泥池。
生化污泥池和物化污泥池中的污泥定期经提升泵提升至储泥池,储泥池中污泥用排泥泵打至沼渣脱泥系统。
化学沉淀池上清液排往出水池,再自流至清水池达标外排。
污水处理系统按照要求设置污水应急事故储池,因此,可在污水处理系统中配置一座事故应急储池。
当出现事故污水进入污水处理站时,开启事故储池阀门,将该部分污水引入池内储存起来,当事故解决后,使用事故污水提升泵将事故污水缓慢加入到污水处理系统,将污水处理完毕后,事故水池空置待用(本次设计不含污水处理事故应急池)。
5.4主要工艺设计参数
表5-1处理工艺设计参数
餐厨废水--气浮池--UASB池--SBR池
HRT(h)
47.31
63.72
V有效(m3)
985.6
1327.6
CODcr(mg/L)
15000.0
12750.0
3825.0
382.5
CODcr去除率(%)
15
70
90
排放标准
5.5主要处理构筑物设计及设备选型
5.5.1格栅池
1.构筑物
功能:
拦杂、保护设备。
数量:
1座
结构:
钢砼结构
单座尺寸:
3700×
800×
3000(H)mm
池容:
7.7m3
有效过滤界面:
1.6m2
2.主要设备
机械格栅
拦截杂物
型号:
HF-800
功率:
1.1kw
鼓隙:
3mm
材质:
机架Q235/耙齿SUS304
1台
②运渣小车
运走格栅产生的栅渣
600×
600mm
Q235
2台
5.5.2曝气调节池
调节水量、水质,附加水解功能。
21200×
7700×
4500(H)mm
容积:
489.7m3
停留时间:
23.50hr
2.主要设备
①曝气布气管网
提供调节池曝气
增强PVC
规格:
DN100/DN40
1套
②曝气风机
提供曝气
GRB-125
流量:
16.97m3/min
风压:
3m
转速:
1180rpm
15.0kw
2台(1备1用)
③提升泵
提供气浮池进水
80ZX35-13
Q=35.0m3/h
扬程:
H=13.0m
N=3.0kw
2台(1用1备)
④电磁流量计
DN100
电极材质:
不锈钢
计量范围:
2.83-282.6m3/h
⑤浮子液位开关
检测液位
测距:
6m
⑥在线温度计
0-100℃
⑦在线ph计
PH/ORP
测量范围:
1-14
5.5.3气浮系统
1主要设备
①气浮机
气浮装置
设备型号:
YMFP-25
处理量:
Q=25m3/h
外形尺寸:
5300×
2200×
3000mm
碳钢防腐
13.15kw
②在线ph计
2加药设备
①PAC、PAM、碱剂化药箱
提供PAC搅拌容器
0.5m3
Φ855×
1100mm
配套搅拌机:
0.75kw
PE
6个
②PAC加药泵
投机PAC药剂
25CQ-15
110L/min
1.10kw
③PAM加药泵
投加PAM药剂
20CQ-12F
50L/min
0.37kw
④碱剂加药泵
投加碱剂
⑤浮子流量计
LZB-15F
量程:
0.4-4.0m3/h
3台
⑥投药箱
投加药剂
3个
⑦曝气搅拌管网
加药搅拌
DN25
5.5.4中间水池1
功能:
收集气浮出水,为水解提供进水
数量:
尺寸:
11000×
7450×
5400(H)mm
409.75m3
19.67hr
2.主要设备
①循环泵过滤罐
过滤循环混合液,保护循环泵
Φ800×
1000mm
Q235/防腐
②内循环布水管网
DN200/DN80
1组
③内循环收集管网
④循环水泵
循环混合液,达到无死角传质目的
125HWZ-5
2台(一用一备)
Q=150.0m3/h
H=4.0m
N=4.0kw
⑤污水提升泵
提升污水至UASB
⑥电磁流量计
DN150
6.4-950m3/h
⑦浮子液位开关
检测污泥池液位
1台
⑧引水罐
提启动泵用水
5.5.5UASB
提供厌氧生化处理空间。
2座
6400×
9600(H)mm
492.8m3
47.31hr
①循环水泵
循环混合液
XX
4台(2用2备)
Q=XX.0m3/h
H=XX.0m
N=XXkw
②循环泵过滤罐
ΦXX×
XXmm
③电磁流量计
DNXX
XXm3/h
④进水布水管网
DNXX/DNX0
⑥三相分离器
6400*1700mm
SUS304
一套
⑦溢流堰
⑧在线温度计
⑨在线ph计
⑩污泥床采样管
DN40
⑾排泥泵
输送UASB污泥
XXZWXX-XX
N=XX.0kw
⑿填料
增加容积负荷
体积:
XXm3*2
⒀填料架
填料支架
5.5.6SBR池
提供生化处理空间。
6座
5400(H)mm
221.26m3
63.72hr
①曝气风机
提供SBR池曝气
型号1:
GRB125A,Q=9.04m3/min,N=18.5KW,
型号1数量:
3台(1备2用)
型号2:
GRB200A,Q=31.69m3/min,N=55KW
型号2数量:
②曝气布气管网
③曝气头
旋混曝气头
曝气量:
2m3/h
1680只
④潜水搅拌机
QJB2.2/8-320/3-740/S
叶轮直径:
320mm
叶轮转速:
740r/min
电机功率:
2.2kw
叶轮材质:
304不锈钢
12套
⑤排泥泵
输送SBR污泥
80ZW40-16
Q=40.0m3/h
H=16.0m
⑥滗水器
200m3/h
PS-200
0.55kw
⑦DO在线测定仪
0.00-20.00mg/L
6台
⑧浮子液位
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