四川华泰亿红生物科技有限公司 果酒污水治理工程
来源：成都碧水科技有限公司 阅读：4134 更新时间：2014-11-17 20:46
第一章 总 论
1.1 概述
四川华泰亿红生物科技有限公司，日产果酒污水100吨。该厂拟对本厂的果酒污水进行治理，根据排污情况，计划建一污水处理厂。利用技术先进，操作、维护、管理简单、运行稳定的处理系统消除污染，保护环境，使排水达标。
成都碧水科技有限公司是集科研、设计、生产制造、安装调试、售后服务五位一体的环保高科技企业，已完成的工程涉及各种环境工程领域。其中环境工程项目包括：化工废水、轻工废水、造纸废水、医药废水、食品酿造废水、机械加工废水、油漆涂料废水、煤炭加工废水等。近几年先后完成各种规模的工程总计500余项，全部顺利竣工，达到设计要求，通过各有关部门组织的验收工作，得到各建设单位一致肯定。
在贵公司污水治理工程的建设中，我公司愿意真诚参与，贡献我们的技术和力量。
1.2编制依据与范围
1.2.1编制依据
1）中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-1996）；
2）《给水排水设计规范》。
3）（86）国环字第003号“建设项目环境保护管理办法”。
4）（87）国环字第002号“建设项目环境保护设计规定”。
5) 《室外排水设计规范》(GBJ14-87)及其他相关规范。
6) 工程设计收费标准。
7) 华泰亿红果酒公司提供的污水水质水量资料
1.2.2编制范围
该厂果酒污水治理设施为新建工程，拟在现有规划用地处进行，污水经管道收集后输送至污水处理站进行处理。本技术方案不考虑收集和输送系统的费用。
本技术方案包括污水处理站内治理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程、自控工程、站内给水排水工程及消防。
污水及给水进口从污水处理站界区边线开始计算，动力线从污水处理站配电柜进线开始，排水至污水处理站界区边线止。
1.3 编制原则
1) 1) 严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后污水的排放水质达到环保局的有关排放标准。
2) 采用技术先进，运行可靠，操作管理简单，，使先进性和可靠性有机地结合起来。
3) 主要设备国产化，采用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程基建投资和运行费用。
4) 平面布置和工程设计时，结合厂区现状，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地。
5) 污水处理站应尽量使操作运行与维护管理简单方便。
6) 严格执行国家有关设计规范、标准，重视消防、安全工作。
第二章 污水处理工艺
2.1 污水处理规模及水质
2.1.1 污水处理规模
根据华泰亿红果酒有限公司提供的资料，该厂日产污水量约为100m3/d。本次设计污水水量为100 m3/d。
2.1.2 污水水质
根据华泰亿红果酒有限公司提供的水质资料。确定进入污水处理站的污水水质为：
CODcr=3133mg/l BOD5 = 1425mg/l SS = 1984mg/l
PH = 6 - 9 T=20℃-26℃ NH3=42 mg/l
2.2 污水处理要求
污水经处理后应达到国家GB8978－1996中第二类污染物最高允许排放标准中的一级标准，具体指标为：
CODcr￡100mg/l BOD5￡ 20mg/l
SS￡60mg/l pH = 6 - 9
2.3 处理工艺流程选择与确定
果酒生产废水中含有较高的糖类、果胶、果渣以及水溶物和纤维素、果酸单宁、矿物盐等具有良好的生物可降解性，可生化性好，藤椒油生产废水主要为洗锅水和车间地面冲洗水，主要污染物为动植物油，经隔油池后进入生化处理系统。。
目前国内果酒行业废水主要是采用纯厌氧+好氧、厌氧前段(水解酸化段)+好氧的处理工艺。其中好氧处理主要有好氧塘、活性污泥法、接触氧化、生物滤池、生物转盘及CASS法等等，厌氧处理主要有厌氧塘、厌氧滤池、普通厌氧池、厌氧接触反应器、UASB等。因果酒废水中高分子有机物含量较高，单纯采用好氧处理法不能将大分子有机物充分降解，因此，需在好氧处理前增加预处理，预处理通常采用纯厌氧（UASB）或厌氧前段水解酸化。
在厌氧工艺中，由于厌氧分为四个阶段：第一阶段，水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；第二阶段，产酸阶段（酸化阶段），碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸合丙酸，水解和产酸进行的较快，难于把他们分开，此阶段的主要微生物是水解—产酸菌；第三阶段是酸性衰退，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2，在此阶段中，由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原电势或电位降低，PH上升，PH的变化为甲烷创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素、和硫醇。由此可见，使厌氧发酵带有不良气味的过程时发生在第三阶段。第四阶段是由甲烷菌把有机酸转化为沼气。UASB需设三相分离器、布水系统，UASB还需设沼气收集装置，处理高浓度有机废水还需要加热。水解酸化处理是在大量水解细菌的作用下来使有机物大分子变成小分子碳水化合物降解为有机脂肪酸，将不溶性有机物水解为溶解性物质，同时在产酸菌的协同作用下将大分子物质、难于生物降解物质转化为易于生物降解的小分子物质，重新释放到液体中，在较高的水利负荷下随水流出系统。由于水解和产酸菌世代期短，往往以分钟和小时计，因此，这一降解过程也是迅速的。在这一过程中，溶解性BOD、COD的去除率虽然从表面上讲很低，但是由于颗粒有机物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度，因此，溶解性BOD、COD去除率实际很高，去除的这一部分以CO2、CH4和菌体增量这三种形式存在于水和泥中，特别是在低浓度污水中CO2和CH4的溶解度也是相当可观的。可以看出，水解反应器集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解功能于一体。有机物在水解反应池中的去除包括了物理、化学和生物化学在内的综合反应过程。这与只有物理沉淀功能的初沉池有本质的区别。水解酸化处理工艺由于不产生甲烷，操作简单，目前越来越多应用在工业废水处理上。与纯厌氧工艺相比，水解酸化处理工艺具有以下优越性：
●对于固体的降解功能完全和消化池一样，由于水解—好氧生物处理工艺的污泥仅为很少的难厌氧降解的剩余活性污泥，故可在常温下使固体迅速水解，实现污水污泥一次处理，不需要经常加热的中温消化池；
●不需要密闭的反应器，不需要搅拌器和水、气、固三相分离器，降低了造价并便于维护，可以设计出适应大、中、小型污水场所需的构筑物；
●由于反应控制在第二阶段完成之前，故出水厌氧发酵所具有的不良气味，改善了污水处理厂的环境；
●由于第一阶段，第二阶段反应进行迅速，故水解池的体积小，与一般初次沉淀池相当，可节省基建投资；
在果酒废水处理中好氧处理目前广泛采用CASS工艺，这是由于CASS工艺由于是一个组合体，他可根据来水量多少进行池体组合，并可根据来水浓度高低通过延长、缩短曝气时间使废水处理达标，所以CASS法操作灵活、可变性强。特别是果酒生产季节性强，有淡、旺季区分，通常是5-10月为生产旺季，而CASS法操作灵活，可变性强，恰能满足果酒废水存在淡、旺季的这一特点。
工艺简称序批式活性污泥法，与传统的活性污泥法相比较，CASS工艺具有以下优势：
* CASS工艺省去了二沉池，采用静置沉淀方式，沉淀效果远远优于活性污泥法，出水水质好，而且由于存在缺氧－好氧的切换，因此可以脱氮除磷；
* CASS工艺具有缺氧－好氧的切换，因此一般不易出现活性污泥法中常见的污泥膨胀现象；
* CASS工艺通过缺氧过程有助于大分子物质的水解，从而可以提高废水的可生化性，使系统的有机物去除率较其它方法高；
* CASS工艺通过缺氧－好氧过程共同达到对污染物的去除，因此与活性污泥法等好氧处理工艺相比，具有电耗低的特点；
* CASS工艺过程中有缺氧－好氧的切换，并且系统污泥浓度高，剩余污泥量较常规活性污泥法少1/3左右；
* CASS工艺系统的启动及生物驯化容易，并且耗时短；
* CASS工艺系统运行稳定，且操作管理简单。
废水处理方法比较表
| 处理方法 | 水解酸化+ CASS法 | UASB+ CASS法 | 水解酸化+二段接触氧化法 |
| 特点 | 对PH值适应范围广，耐冲击负荷强，调节池容积省，无污泥沉淀池。可自动、手动操作。 | UASB对高浓度废水处理能力强，产生生物能力强，调剂池容积省，无污泥沉淀池，耐高负荷冲击能力强。但会产生沼气，有复杂的沼气收集系统。UASB需加热，三相分离器等关键技术，。接触氧化工艺成熟，UASB属纯厌氧工艺，条件要求严。对PH值适应范围窄，只有6.5-7.4。 | 对PH值适应范围广，耐冲击负荷强，产泥量少。可变性较差，操作不灵活。需设沉淀池。填料寿命短需定期更换,劳动强度大运行成本至少会增加0.20元/m3。 |
| 运行费用 | 低 | 低 | 一般 |
污水先经格栅处理去除污水中的较大悬浮物，以防止水泵或管道的堵塞。污水经格栅后流入水解酸化调节池调节污水水量水质。水解酸化调节池内设置微孔曝气系统进行不足量预曝气。使污水中的一部分有机物在这里得到去除。水解酸化调节池后段设置污水提升泵进行水的提升。提升入水力筛过滤，以去除废水中粒径较小的悬浮物（如谷壳等），为后续生物处理提供有利条件，污水经水力筛过滤后然后经提升泵进入UASB反应器，出水自流入好氧CASS反应池，利用好氧微生物将废水中的有机物彻底氧化为CO2和水，从而使废水得以净化。
2.4工艺说明
2.4.1格栅
由于果酒污水中悬浮物浓度较高，为保证后续处理工序的顺利进行，首先采用格栅去除废水中大颗粒的悬浮物质，防止水泵堵塞。格栅置于格栅井中。格栅采用1台，型号为FH-800。格栅栅间距10mm，倾斜角度70度，栅前水深0.6m。栅渣定期装车外运。格栅露天放置，格栅前设置手动闸门2个（设于配水井内）用于调节格栅的运转与维修。
格栅井尺寸为4.0×0.8×2.0m。
2.4.2初沉池
经格栅隔除大颗粒悬浮物后的出水自流进入初沉池，通过初沉池中的自流到调节池。
初沉池尺寸为4.0×4.0×4.5m，运行水深3.5m，有效容积56m3，水力停留时间HRT=1.0h。
2.4.3调节池
由于污水排放过程中污水量及排入杂质的不均匀性，使得污水的流量或浓度，在昼夜内有较大范围的变化。为使处理构筑物正常工作，不受污水高峰流量或浓度变化的影响，利用调节池来调节水量和水质。此外，酸性污水和碱性污水可以在调节池内中和；短期排出的高温污水也可通过调节以平衡水温。
调节池尺寸为4.0×4.0×4.5m，运行水深4.0m，有效容积64m3，水力停留时间HRT=10h。
调节池内设置污水提升泵2台，1用1备，提升泵采用2台100WQ10-10-2.2潜污泵，其主要参数为Q=10m3/h，H=10m，电机功率2.2kw。潜水搅拌机：一台QS-200-1.1，每分钟200转,1.1kw。酸碱加药装置：1台。BS-JY-20;PH在线监测仪一套：BS-PH-30；蒸汽加热装置：一套
2.4.4气浮机
由于果酒污水中含有大量细小悬浮物（如橘子瓤颗粒、麦粒等），该种悬浮物直接进入后续生物处理工序，将产生负面影响，为此采用气浮机加以去除，为后续生物处理提供有利条件。设QF-100型气浮机1台，参数为：尺寸为1000×2000×2000mm，处理能力10m3/h。
2.4.5水解酸化池
气浮出水自流到水解酸化池，把水中的大分子水解成小分子，以利于后续的厌氧处理。
水解酸化池设置
布水装置一套。
填料50方。
调料架一套。池体尺寸：2000×4000×4500mm,有效水深4000mm，有效体积32方。
2.4.6酸碱中和池：
池体尺寸：1000×1000×1000
设置PH在线监测仪一套，
加药机一套：BS-JY-300
2.4.7UASB反应器
1.构筑物
功 能：去除CODcr、BOD5、SS，产生沼气
池 数：1座
类 型：钢筋砼结构
尺 寸：4000×4000×7000（H）mm 700m3
容积负荷：LV=6.0KgCODCr/m3·d
CODCr去除率80％
附件：
① GLS三相分离器
功能：气、固、液分离，回流污泥
型号：非标设备 三相分离器面积为16m2/套
数量：1套
② 沼气收集系统
功能：保持UASB中气相一定压力，收集uasb产生的沼气
数量：1台
材质：Q235A
尺寸：φ520×1200（H）mm
2) 布水系统
型号：非标设备
数量：2套
3)立式管道回流泵
流量：20m3/h
扬程：8m
数量：3台（2用1备）
功率：7.5kw
2.4.8 CASS池
CASS处理工艺即为序批式活性污泥处理工艺的简称。 CASS反应器是目前国际上较为先进的生物处理工艺，其流程简单，运行管理方便，耐冲击负荷能力强，处理效果良好。
CASS反应池去除有机物的机理在充氧时与普通活性污泥法相同。保证在同一CASS池中周期进行进水、反应、沉淀、排水及空载五个工序，故CASS反应池不需专设二沉池和污泥回流系统，从而减少占地，降低造价。同时可根据进水水质水量自动调整运行周期，以利于降低运行费用。
CASS反应器运行方式可以根据有机物种类的不同进行调整，从而在单池内实现活性污泥法、A/O工艺、A2/O工艺等不同工艺，因此可以极方便脱氮除磷。另外，通过调整CASS反应器单池的运行周期和整体的进水时序和排水时序，可以适应废水水量和水质的波动，也就是可以适应高峰流量的排水，通过变换运行周期来保证出水水质，这正是CASS反应器多种运行方式以耐受高强度冲击负荷的特征。
对于果酒污水，经预处理，UASB厌氧处理后有机物浓度较低，因此，利用CASS反应池可以在同一个周期内通过调节曝气量以改变运行方式，极大限度地提高有机物去除率，保证较好的出水水质。由于CASS反应器通过缺氧—好氧或缺氧—好氧—缺氧—好氧等运行可以极其方便地按A/O或A2/O运行，因此，对氨氮和磷有良好的去除效果。由于CASS反应器单个反应池的运行周期均大于接触氧化反应池的水力停留时间，因此，可以在反应池内培养出生长缓慢、世代时间较长的硝化细菌，从而提高废水中氨氮的去除。废水中磷的含量相对较低，大部分可转化为微生物细胞的原生质，其余部分可通过磷细菌去除。
CASS反应器在好氧运行时，由于有大量的硝化菌，进行硝化作用：
硝化菌
NH4＋＋1.382O2＋1.982HCO3－
0.982NO2－＋0.018C5H7O2N＋1.036H2O＋1.891H2CO3
NO2－＋0.003NH4＋＋0.01H2CO3＋0.003HCO3－＋0.488O2
硝化菌
0.003C5H7O2N＋NO3－
而在缺氧运行时，污泥中有大量的兼性反硝化菌，进行反硝化反应：
反硝化菌
NO3－＋[H] NO2－＋H2O
反硝化菌
NO2－＋[H] N2↑＋H2O
这样使整个系统具有较高的脱氮效果。
传统的活性污泥法和生物膜法可通过生物体合成去除污水中20－25%的磷。某些细菌交替地处于厌氧条件和好氧条件时，它们能在厌氧条件下吸收低分子的有机物(如脂肪酸)，同时将细胞原生质中聚合磷酸盐异染粒的磷释放出来，提供主要的能量，在随后的好氧条件下，能氧化有机物并提供能量，同时从废水中吸收超过其生长所需的磷并以聚磷酸盐的形式贮存起来。由于系统必须经常排放剩余污泥，被细菌过量摄取的磷也将随之排出系统，因而可获得相当好的脱磷效果。
此外由于本CASS反应器污泥龄大于传统活性污泥法的污泥龄，且污泥负荷也比接触氧化有所降低，从而使剩余污泥产量较传统活性污泥系统明显减少，进而降低了污泥处理的费用。
CASS反应池采用“鼓风机+微孔曝气系统”进行充氧，具有投资省、效率高、能耗低等特点。由于系统自控采用PLC可编程控制器来实现，使得系统在调试阶段可以较容易对运行周期进行变化和控制，使CASS反应器的实际运行方式更接近实际需要和实际污水的排放情况。
设计采用CASS反应池1座，运行周期8小时，尺寸为4000×6000×4500m，水深4.0米。在每个运行周期中，进水曝气6小时（进水的同时开始曝气），沉淀1小时，滗水1小时。污泥负荷0.2 Kg(BOD5)/Kg(MLSS).d，污泥浓度3500mg/L，滗水率30%。
设置滗水器1台，滗水器采用XFP-4型机械式重力排水滗水器,排水量40m3/h。
采用鼓风曝气进行充氧，曝气装置采用微孔曝气系统，气水比19:1。设置3台RRD-150型罗茨鼓风机，风量1.3m3/min，升压ΔP=58.8Kpa，配套电机 Y250M-4，功率N=4.0kW。
微孔曝气器：ø215，100套。
剩余污泥泵4台，型号：65QW25-30-4，流量：25m3/h、扬程:30米、功率：1.1kw。
2.4.9清水池
CASS出水进入清水池，清水池中的水达标排放。清水池内的水可用作脱水系统的反冲洗水，还可用于作为厂区监测的取水口。
清水池尺寸：2.0×4.0×3.5m
2.4.10污泥浓缩池
CASS剩余污泥泵入污泥浓缩池，进行重力浓缩，上清液回流到调节池进行处理后达标排放，浓缩污泥通过螺杆泵泵入带式压滤机进行脱水处理。
污泥浓缩池尺寸：2.0×2.0×3.5m
螺杆泵2台，型号：G60-1、流量：10m3/h、功率：2.2kw
2.4.11带式压滤机
污泥脱水、干化的作用是去除污泥中的大量水分，从而缩小其体积、减轻其重量。经过脱水、干化处理，污泥含水率能从96%左右降到60～80%左右，其体积降为原体积的1/10～1/5，有利于运输和后续处理。因此国内外均比较重视污泥的脱水、干化技术。多数国家普遍采用的脱水机械为板框压滤机。对污泥的自然干化多采用干化床。
污泥干化占地较大，在占地限制条件下不宜采用。而污泥脱水中板框压滤机由于过滤能力较低，劳动强度大，操作管理复杂等因素，也不是理想选择；带式压滤机具有能连续或间歇生产、及其操作管理简单、附属设备较少等优点，在国内外应用广泛。
该果酒废水处理中产生污泥经浓缩后污泥含水率仍然很高、体积较大，不宜直接外排。故采用带式压滤机进行机械脱水以使污泥含水率降低至75－80%，脱水后污泥外运，滤出液回流至总进水。
设计选用1台DNY-1500带式压滤机，主要参数为：滤带宽500mm，处理能力15-35m3/h，主机功率：2.6kw ,尺寸为4250×2250×2730mm，设备重量1050Kg。
反冲洗泵1台，一用一备，流量10m3/h，扬程40米，功率5.5kw。
一体式加药装置：加药装置选用我公司生产的DS-300C型产品，采用进口计量泵投加。该产品质量保证，无泄漏，无堵塞，运转可靠，投加准确，易于维护。
2.4.12操作间
为保证污水处理装置的稳定运行，设置操作间一座，2楼，用作中控、化验、值班、生产调度、及行政管理。尺寸为4.0×9.0×3.0m。
2.4.13鼓风机房
鼓风机房与操作间合建，鼓风机房内设置3台罗茨鼓风机，2台离心风机。鼓风机房尺寸为3.0×4.0×3.0m。
2.4.14污泥脱水棚
污泥脱水间内设置带式压滤机1台（一用一备），带宽500mm，处理能力15-35m3/h，主机功率N=2.6kW。
污泥脱水间尺寸为3.0×3.0×4.0m。
表二、 主要建、构筑物一览表
| 序号 | 名称 | 尺寸（米） | 数量（座） |
| 1 | 格栅井 | 4.0×2.0×2.0 | 1 |
| 2 | 初沉池 | 4.0×4.0×4.5 | 1 |
| 3 | 调节池 | 4×4×4.5 | 1 |
| 4 | 水解酸化池 | 2.0×4.0×4.5 | 1 |
| 5 | 气浮池 | 1.0×2.0×2.0 | 1 |
| 6 | 酸碱调节池 | 1.0×1.0×1.0 | 1 |
| 7 | UASB反应器 | 4.0×4.0×7.0 | 1 |
| 8 | CASS池 | 4.0×6.0×4.5 | 1 |
| 9 | 清水池 | 2.0×4.0×4.5 | 1 |
| 10 | 污泥浓缩池 | 2.0×2.0×3.5 | 1 |
| 11 | 操作间 | 4.0×9.0×3.0 | 1 |
| 12 | 污泥脱水加药间 | 3.0×3.0×4.0 | 1 |
| 编号 | 名称 | 规格 | 单位 | 数量 | ||||||||
| 一 | 格栅井、集水井、初沉池、调节池 | |||||||||||
| 1 | 格栅 | 宽0.8m，间隙3mm，N＝0.75kW | 台 | 1 | ||||||||
| 2 | 贮渣槽 | L×B×H=1.0×0.6×1.0m | 个 | 2 | ||||||||
| 3 | 污水提升泵 | 100WQ10-10-2.2 | 台 | 2 | ||||||||
| 4 | 潜水搅拌机 | QS-200-1.1 | 台 | 1 | ||||||||
| 5 | 液位计 | 套 | 2 | |||||||||
| 6 | 加药机 | BS-JY-20 | 套 | 1 | ||||||||
| 7 | PH在线监测仪 | BS-PH-30 | 套 | 1 | ||||||||
| 8 | 污泥泵 | 台 | 2 | |||||||||
| 9 | 蒸汽加热装置 | 非标设备 | 套 | 1 | ||||||||
| 10 | 气浮装置 | BS-QF-100 | 套 | 1 | ||||||||
| 生化系统 | ||||||||||||
| 一 | 水解酸化池 | |||||||||||
| 1 | 填料 | 软性填料 | 方 | 100 | ||||||||
| 2 | 填料架 | 非标 | 套 | 1 | ||||||||
| 3 | 水解酸化池布水系统 | 非标 | 套 | 1 | ||||||||
| 二 | UASB反应器 | |||||||||||
| 1 | 三相分离器 | 非标设备 | 平 | 16 | ||||||||
| 2 | 沼气收集装置 | φ520×1200（H）mm | 台 | 2 | ||||||||
| 3 | 立式管道回流泵 | 20m3/h、扬程10m、功率5.5kw | 台 | 2 | ||||||||
| 4 | 布水系统 | 非标 | 套 | 1 | ||||||||
| 五 | CASS | |||||||||||
| 1 | 滗水器 | XFP-4、排水量40m3/h | 台 | 1 | ||||||||
| 2 | 微孔曝气器 | 套 | 100 | |||||||||
| 3 | 剩余污泥泵 | 65QW15-10-1.1 | 台 | 2 | ||||||||
| 六、 | 污泥浓缩池 | |||||||||||
| 1 | 螺杆泵 | G60-1 | 台 | 2 | ||||||||
| 七、 | 脱水机房 | |||||||||||
| 1 | 带式压滤机 | 滤带宽500mm | 台 | 1 | ||||||||
| 2 | 一体式加药装置 | DS-300C | 套 | 1 | ||||||||
| 3 | 反冲洗泵 | Q=40m3/h,H=40m, N=5.5kw | 台 | 2 | ||||||||
| 八、 | 风机房 | |||||||||||
| 1 | 曝气风机 | RRD-150、风量：1.3m3/min | 台 | 3 | ||||||||
| 九、 | 电控室 | |||||||||||
| 1 | 电控柜 | PLC自控 | 套 | 1 | ||||||||
