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~I~ 目录第一章概论 (1)1.1项目概况 (1)1.2处理目标 (1)1.3设计依据 (1)1.4设计原则 (1)第二章废水处理方案 (2)2.1处理工艺 (2)2.2工艺说明 (2)2.3处理效果 (3)第三章处理工程设计 (4)3.1工艺设计 (4)3.2 主要构筑物及设备 (7)第四章平面布置和高程布置 (8)4.1平面布置 (8)4.2 高程布置 (8)第五章工程投资估算 (9)5.1投资估算 (9)5.2 投资估算编制依据 (10)第六章工程实施进度计划 (11)第七章生产组织和安全保护 (12)7.1 劳动定员 (12)7.2 职工培训 (12)7.3 安全保护 (12)第八章环境经济分析 (13)8.1环境效益分析 (13)8.2 运行费用分析 (13)第九章结论和建议 (15)9.1 结论 (15)9.2 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1.2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》GB21903—2008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1.3设计依据1.3.1有关国家环境保护技术的政策。
1.3.2有关赖氨酸工业废水的调研资料。
1.3.3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。
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/O及催化氧化技术为主的废水处理工艺，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三级A/O技术，A/O 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/O、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 各处理单元处理效果第三章处理工程设计本赖氨酸工业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×宽×高＝4.5m×4.5m×6.5m；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。
3.1.3 UASB容积负荷 1.8kgCOD/m3d,有效容积4800m3。
厌氧处理生物污泥产率为0.1kgSS/ kgCOD，生物污泥产量为432 kgSS/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504 kgSS/日，每天产生含水率为98%的污泥0.25吨。
沼气产率为0.45 m3/kgCOD，处理系统沼气产量为1994 m3/日。
UASB采用中温处理，控制温度为30℃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×宽×高＝35Π×5m3.1.4 A\O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、O1、A2、O2、A3、O3，A/O组合池的工艺参数为：容积负荷为0.5kgBOD/m3, 天变化系数为1.25，容积为1200x1.25x2000/0.5x3300=1820m3 A1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×宽×高＝12.0m×8m×5.3m；总容积：508.8m3；O1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×宽×高＝16.0m×12m×5.3m；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×宽×高＝12.0m×8m×5.3m；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×宽×高＝16.0m×12m×5.3m；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×宽×高＝12.0m×8m×5.3m；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×宽×高＝16.0m×12m×5.3m；总容积：1017.6m3；硝化混合液回流比800％（以原污水进水流量计），由O3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1010N 54kg，1008C 30kg。
生物处理工艺中，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OH-，每摩尔硝酸盐转化为氮气会释放出1摩尔OH-，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CaCO3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0.4 g/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1.4～1.5g（纯度95%），每吨污水消耗量为2.8～3.0kg（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7～10d，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0.15kgCOD/kgMLSS,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0.25 kgSS/kgCOD，生物污泥产量为324 kgSS/日，同时CASS能够去除部分悬浮物，有机污泥产量为144 kgSS/日，污泥总产量为468 kgSS/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吨外形尺寸：长×宽×高＝4.5m×4.5m×6.5m；3.1.6 污泥处理本工程处理系统共产生污泥2548 kgSS/日，共产生湿污泥为151吨/日。