XX玉米制乙醇项目污水处理装置初步方案XXXX环境工程公司二〇一九年二月大庆玉米制甲醇项目初步方案目录1工程概况 (3)1.1项目简介 (3)1.2设计规模 (3)1.3项目所在地 (3)2项目水质分析 (3)2.1设计进水水量水质 (3)2.2设计出水水质 (4)2.3去除率预测表 (5)3设计原则及工艺选择 (5)3.1设计原则 (5)3.2工艺选择论证 (6)4工艺方案 (28)4.1工艺方案流程图 (28)4.2工艺设计 (28)5经济技术分析 (41)5.1运行成本估算 (41)5.2运行成本分析 (41)6环境及社会效益 (42)6.1环境效益 (42)6.2社会效益 (42)1 工程概况1.1 项目简介项目地址：XX项目名称：XX玉米制甲醇项目分项名称：污水处理系统1.2 设计规模处理能力Q=5000m3/d1.3 项目所在地XXXXX地区。

2 项目水质分析2.1 设计进水水量水质本项目为玉米制甲醇项目产生废水，废水由高浓及低浓度污水组成。

玉米发酵法制甲醇，是将糖质和淀粉质在微生物作用下发酵生产甲醇，废水来源主要来源玉米制甲醇生产过程中的糖化和发酵工段的冲洗废水、冷却工段的冷却水、精馏工段的精馏残夜等。

污水处理站接收污水由高浓及低浓污水组成，高浓污水来自蒸发单元的二次冷凝水及发酵单元的生产废水。

低浓污水包括设备及机封冲洗水、地面冲洗水、初期污染雨水及各种生活设施排放的生活污水等。

本项目废水组成如下：表2-1 废水水量统计表通过以上污水量的统计，并综合考虑污水间断排放的情况，以及对处理流程中冲击作用，最终污水处理站设计规模为5000m3/d。

参考业主提供资料和工程实际数值，污水水质组成如下：表2-2 蒸发单元高浓水水质表2.2 设计出水水质出水水质参考《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)直接排放标准和回用水水质标准，根据业主要求，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，具体主要指标如下：表2-6 出水水质一级A水质表2.3 去除率预测表表2-6 去除率预测表3 设计原则及工艺选择3.1 设计原则本项目污水处理工艺，根据进水水质特点、排放标准要求、污水处理站的规模，结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定，遵循以下原则：1）污水主体处理工艺采用“预处理系统+厌氧+二级缺氧+二级好氧+深度处理系统”，工艺路线技术先进、系统运行成熟稳定且能耗低；2）污水处理站平面布置范围符合整个厂区规划的平面布置，同时平面布置间距满足国家相关规范要求；3）根据本项目污水的来源，针对污染物浓度高这股废水，选择技术先进、工艺可靠、运行管理成熟的中温厌氧工艺，厌氧降解后出水与低浓度废水混合后再生化和物化处理；4）处理工艺中具有较强的冲击负荷能力的工程措施，采取可靠的保证措施，在最大水量、最高负荷时确保出水水质，考虑系统处理一定的冲击负荷；5）污水处理过程中产生的资源性物质尽量回用，做到废物利用，避免产生对环境的二次污染；6）综合考虑投资、运行费用因素，尽量降低运行中的物耗指标，节约运行成本；7）在工艺设计中采用完善的设施和设备，来消除处理时产生的臭味、污泥固废等二次污染问题，采用低噪音处理设备，二次污染的治理满足相关国家标准；8）采用高效节能设备，工艺过程实现自动化，采用高度自控、节能控制技术及措施，尽可能降低运行成本；9）为确保工程质量，保证设备高效，可靠运行，设备选用国内外知名品牌。

所有设备符合XX地区自然环境，保证一年四季均可运行；3.2 工艺选择论证3.2.1厌氧预处理工艺玉米制甲醇废水是一种高浓度有机废水，处理此类废水通常采用厌氧生物进行预处理，降低后续生化处理负荷，节约工艺运行动力消耗。

厌氧处理就是利用厌氧微生物的新城代谢作用，将废水中有机物进行还原，同时生产甲烷气体等一种有效而经济处理技术。

废水厌氧生物处理，就是在无分子氧条件下，通过厌氧微生物，将污水中各种复杂的有机物降解为甲烷、二氧化碳等。

其与好氧处理最大区别在于，其不以分子态氧作为受氢体，而是以化合态的氧、碳、硫、氢等作为受氢体。

本项目蒸馏塔单元排出废水一般温度在80°以上，需在本单元冷却至40°后方可排入废水系统。

各种微生物都在一定温度范围内生长，根据微生物的生长温度范围，习惯将微生物分为三类：嗜冷微生物，生长温度5-20°；嗜温微生物，生长温度20-42°；嗜热微生物，生长温度42-75°。

相应地，废水厌氧处理也分为低温、中温、高温的三类，其温度与上述细菌生长温度相对应。

在每一个温度区间，随着温度上升，细菌生长速率逐渐上升并达到最大值，温度高出细菌生长温度上限，将导致细菌死亡，但温度低于细菌生长温度下限，细菌会逐步停止或者减弱其代谢活动，当温度再次回到正常温度，细胞活性很快恢复。

本项目高浓废水，设计进水温度40°左右，厌氧反应器采用中温厌氧反应器。

目前通用的厌氧处理主要有UASB、EGSB、IC、UBF等。

1）UASB工艺UASB 是目前快速发展的厌氧反应器之一，其特征是自下而上流动的污水流过膨胀的颗粒状的污泥床。

反应器分为三个区，即污泥床、污泥层和三相分离器。

UASB 除三相分离器外，反应器结构简单，没有搅拌装置及填料；具有较长的SRT(污泥停留时间，即污泥龄)及HRT（水力停留时间），使其实现了很高负荷率；颗粒污泥的形成使微生物天然固定化，增加了工艺的稳定性；出水SS含量低。

UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。

厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。

在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环。

在污泥层形成的一些气体，附着一部分颗粒污泥向反应器顶部上升，上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气，气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。

置于集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，避免引起沉淀区的絮动，阻碍颗粒沉淀。

包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。

由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。

由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。

累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。

图3-1 UASB反应器剖面示意图2) EGSB工艺EGSB厌氧反应器是继UASB之后的一种新的厌氧反应器。

它由布水器、三相分离器、集气室及外部进水系统组成一个完整系统。

废水经过污水泵进入EGSB厌氧反应器的有机物充分与厌氧罐底部的污泥接触，大部分被处理吸收。

较大的长径比、较高水力负荷和高产气负荷使污泥与有机物充分混合，污泥处于充分的膨胀状态，传质速率高，提高了厌氧反应速率和有机负荷。

所产生的沼气上升到顶部经过三相分离器把污泥、污水、沼气分离开来。

采用处理出水回流技术，回流可增加反应器的水力负荷，保证处理效果。

图3-2 EGSB反应器剖面示意图3）IC工艺IC反应器由相似由2层UASB反应器串联而成。

按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。

混合区：反应器底部进水、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1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。

混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，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区。

气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此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2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。

该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，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2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。

沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床。

从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层三相分离器来实现SRT和HRT，获得高污泥浓度;通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得较好的传质效果。

图3-3 IC反应器剖面示意图4）UBF工艺上流式污泥床-过滤器(，简称UBF)是在厌氧过滤器(Anaerobic Filter，简称AF)和上流式厌氧污泥床(简称UASB)的基础上开发的新型复合式厌氧流化床反应器。

UBF 具有很高的生物固体停留时间(SRT)并能有效降解有毒物质，是处理高浓度有机废水的一种有效的、经济的技术。

复合式厌氧流化床工艺是借鉴流态化技术处理生物的一种反应器械，它以设备内的软性填料为流化载体。

污水作为流水介质，厌氧微生物以生物膜形式结在软性填料表面，在循环泵或污水处理过程中产甲烷气时自行混合，使污水成流动状态。

污水以升流式通过床体时，与床中附着有厌氧生物膜的载体不断接触反应，达到厌氧反应分解、吸附污水中有机物的目的。

UBF复合型厌氧反应器，是中部为生物挂膜污泥床区、下部为布水流化区，厌氧处理中率先采用以设备内部填料为载体。

设备结构为上部分固液气分离区、下部分循环流化反应区，利用循环泵，使污水和有生物膜的两种载体在中部、下部流化反应区中进行循环，达到流化的目的。

图3-3 UBF反应器剖面示意图综合考虑各个反应器的结构、维护的难易程度，同类项目使用工艺，运行动力消耗等，EGSB和IC反应器结构较为复杂，反应器较高，动力消耗较大，UBF填料维护较为频繁；推荐采用UASB工艺作为本项目厌氧处理工艺。

3.2.2二级生化处理工艺经过厌氧生物处理，大部分有机污染物都得到去除，但是仍残留部分污染物，出水达不到出水水质标准要求，需通过进一步好氧等生物处理。

常用二级生化处理工艺主要有生物接触氧化法和活性污泥法，活性污泥法有A/O 工艺、SBR工艺、CAST工艺等。

1）生物接触氧化法生物接触氧化法，通过在生化池内安放填料，微生物附着生长在填料表面，污水流经填料时填料表面附着生物通过新陈代谢作用，分解水中污染物。

其与活性污泥最大区别在于大部分微生物附着在固定填料表面，不随污水流动，待其死完后才从填料表面脱落下，随着污水一同排出。

2）A/O工艺A/O工艺可以根据需要采用A/O或者A2/O，若单纯考虑脱氮或者除磷，可采用A/O工艺，若需脱氮、除磷结合考虑，则采用A2/O工艺。