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1、*宰鹅废水处理工程方案(罗宗学 云南昆明 650091)1. 厂区周边环境概况1.1厂区地表水环境标准工厂位于安宁市草铺镇麒麟村,东南800米处为清水河村,北1200米处为云康村,其西面紧邻安宁弘祥化工沉渣场,其南面与光明农场为邻。区域地表河流为清水河,清水河属地表水类水体。沿线基本无大污染源,水质总磷、COD超标,总氮略微超标。安宁市环境监测站于2006年8月对评价区地表水环境质量现状进行了监测,结果如下:(1)监测依据:HJ/T地表水和污水监测技术规范、GB/T1458193水质、湖泊和水库采样技术指导、HJ/T521999水质、河流采样技术指导以及水和废水监测分析方法第四版。(2)监测项
2、目:COD,BOD5,TP,NH3-N,SS,pH。(3)监测点:1#:清水河上游;2#:清水河下游。(4)监测频率:每个测点每天采集一个混合样,连测三天。 (5)监测结果及评价监测结果表明水体受有机物、磷污染严重。检测结果如表1-1所示。安宁县环保局(2006年)要求采用类标准如表1-2;国家农田灌溉水质标准标准如表1-3所示。表1-1 地表水监测结果及评价单位:mg/L(pH为无量纲)项目采样点 时段pHCODCrBOD5NH3NTPSS清水河上游08.097.8488.03.60.2484.022408.107.8271.23.20.2564.022008.117.8465.22.002
3、723.9118平均值7.8374.82.90.2593.9831GB3838-2002III类标准692041.00.2评价结果达标超2.7倍达标达标超18.9倍清水河下游08.098.6478.38.10.3303.462408.108.6378.94.50.3213.322008.118.6374.25.70.3433.3722平均值8.6377.16.103313.3822GB3838-2002III类标准692041.00.2评价结果达标超2.9倍超0.5倍达标超15.9倍表12 地表水环境质量标准(GB38382002)(类)项目pH值CODMn(m g/LCODCr mg/L)D
4、O (mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)TN (mg/L)限值6962051.00.21.0表13 农田灌溉水质标准(GB508492)旱作标准项目pH值COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)限值5.5-8.530015020030101.2厂区污水排放标准厂区废水排放源部分为厕所污水和生活污水,主要为屠宰废水和鹅舍冲洗水。按GB13457-92肉类加工工业水污染物排放标准,应执行禽类屠宰加工二级标准。标准值如表14:表14 肉类加工工业水污染物排放(GB1345792)二级标准标准类别pH值CODCr(mg/L)SS(mg/
5、L)BOD5(mg/L)动植物油(mg/L)NH3-N(mg/L)大肠菌群数(个/L)排水量(m3/t)排放浓度6.5-8.510010040202010000排放总量(kg/t活屠重)1.81.80.720.360.3618.0(m3/t)相关规定:排水量不包括间接冷却水,厂区生活排水、厂内锅炉、电站排水;油脂回收率75%;血液回收率80%;肠胃内容物回收率50%;毛羽回收率90%;废水回收率15%。2厂区生产概况2.1生产内容及规模2.1.1首批投资生产规模存栏种鹅15000余只,填鹅20万只/年,屠宰量700只/日,年产鹅肉800吨。(1)主要原料及辅料生产线(填鹅20万只/年)主要材料
6、消耗见表22。表2-2 生产线原辅料消耗表原料(辅料)平均日耗量(吨)年耗量(吨)备注填鹅700只20万只一年生产286天玉米175995按365日平均水56.616188一年生产286天电150 kWh42900kWh一年生产286天(2)主要产品、副产品生产线(填鹅20万只/年)产品、副产品产量见表23。表23 现有生产线产品、副产品产量表产品(附产品)平均日产量(吨)年产量(吨) 备注鹅肉2.8800一年生产286天鹅肥肝0.42120鹅掌0.0617鹅头0.04513鹅肠0.0617鹅毛羽0.0926鹅骨无2.1.2新增投资生产规模宰鹅300羽/小时,年屠宰能力250万羽,年产鹅肉10
7、000吨。主要原料及辅料新建生产线原辅料消耗见表25。表2-5 新建生产线原辅料消耗表原料(辅料)平均日耗量(吨)年耗量(吨) 备注填鹅32.4(7200只)11250(250万只)一年生产347天新鲜水732.3254108电190kWh65930kWh燃油1.44500主要产品、副产品新建生产线产品、副产品见表26。表2-6 新建生产线产品、副产品产量表产品(附产品)平均日产量(吨)年产量(吨) 备注鹅肉25.98987一年生产347天鹅肥肝.0.8277鹅掌0.6208鹅头0.45156一年生产347天鹅肠0.6208鹅毛羽0.9312鹅骨无 2.2生产工艺2.2.1首批建设生产工艺利用
8、引进的种鹅产蛋,鹅蛋经孵化,饲养20天以后交由农户饲养。至90天养成成鹅,由公司收回,填饲至110天后屠宰。生产工艺流程如图2-1:鹅肉鹅肝鹅内脏毛羽填饲(至第110天)成鹅(至第90天)屠宰孵化育雏(至第20天)农户饲养种鹅s1 n1 s2 s3 n2 w1 s5 n3 s4 图2-1 首批建设生产线污染工艺流程图2.2.2新增投资生产工艺工厂屠宰经过填饲的鹅,并加工成为不同的产品。加工方式有两种,其中第一种为屠宰加工工艺如图22:电晕电晕宰杀挂鹅放血进鹅 w1 开膛人工摘小毛浸蜡脱羽浸烫 w3 s2 s1 w2称重分割预冷清洗内脏除内脏 w4 s3 s4 w5 w6 s5 w7 w8装袋图
9、22 新增生产线污染工艺流程图(一)第二种为剥皮加工工艺如图2-3:.宰杀电晕挂鹅进鹅 w1剥皮 w6 s3 w5 s2 w4 w3 w2 s1 s4 w7 w8开膛除内脏清洗内脏预冷分割速冻称重装袋装箱冷藏放血分割图2-3 新建生产线污染工艺流程图(二)2.3.给水排水情况2.3.1首批建设生产给排水(1)给水工厂新鲜用水取自地下水,给水经多级泵输送至厂区高位水池(500m3),接下分送给各用户。用户主要为鹅粪冲洗、屠宰、鹅舍冲洗以及厂区生活。其中鹅粪冲洗水还田使用;屠宰、鹅舍冲洗以及厂区生活用水经处理后外排至光明农场做灌溉用水。项目新鲜水补充用量为56.6m3/d。给水情况如2-4。生活鹅
10、舍冲洗鹅粪冲洗屠宰 2 44 给水56.6 0.6 10 图2-4 首批建设生产给水(m3/d)(2)排水鹅粪冲洗废水2 m3/d,该废水中主要污染物为CODCr、SS、氨氮和磷酸盐;屠宰废水35m3/d,该废水中主要污染物为CODCr 、SS、氨氮和磷酸盐;鹅舍清洗废水0.5 m3/d,该废水中主要污染物为CODCr 、SS、氨氮和动植物油。按年生产286天计,合计产生废水35.5吨/日,年排放10153吨。按年生产286天计,生活污水排放8吨/日,年排放2288吨。首批项目生产废水水质见表2-7:表2-7 首批项目生产废水水质指标CODBOD5SSNH3-N动植物油pH大肠菌群废水水质20
11、0012001000451206.5-8.54.11082.3.2新增投资生产给排水(1)给水供水水源为地下水,企业独立铺设管道,从地下抽水,清洁新鲜水引水采用深井泵自机井提水,经多级泵送至厂区的高位水池,生产及生活用水由高位水池接下分供。生活用水新建250万只/年鹅屠宰线增加工人80人,生活用水量按80L/人d计,则生活用水量为6.4m3/d,由厂区给水管网供给。生产用水250万只/年鹅屠宰线生产用水主要为屠宰和预冷,设有冷却水循环系统。项目生产用水新鲜水补充量为715.3m3/h。循环冷却水:冷却水量为0.5 m3/d,循环水量为0.49 m3/d,约有1-2%的循环排污。(2)排水厂区新
12、增投资项目排水主要分为生活污水和生产废水来那个部分。生活污水产生量以用水量的80计,项目生活污水产生量13m3/d,年产生量为4511m3。生产废水工程产生的废水有新增屠宰废水,该废水中主要污染物为CODCr 、SS、动植物油、氨氮,水量为583 m3/d。为节约用水,提高水的重复利用率,工程对制冷系统的冷却水部分循环使用,设有冷却水循环系统。厂区新增屠宰废水583 m3/d,该废水中主要污染物为CODCr 、SS、动植物油、氨氮。新建生产线废水水质如表2-8。表2-8 新建生产线废水水质指标CODBOD5SSNH3-N动植物油pH大肠菌群进水190011001300451206.5-8.54
13、.1*108项目劳动定员200人,按人均污水排放量80l/d计,产生生活污水16 m3/d,该废水中主要污染物为CODCr 、SS、氨氮和磷酸盐。新增投资生产给排水情况如图2-51.61.6输送机清洗3.23.2电晕机5519淋浴系统1714.81 蒸发锅炉生活 55.28.864浸烫槽7188掏膛器25020347除内脏给水732.3313383700.5 0.01直接排放清洗内脏预冷 0.4916313图2-5 新增投资生产给排水(m3/d)2.3.3厂区所有废水排放情况见表2-9表2-9 厂区所有废水排放情况汇总指标(吨/年)废水CODBOD5SSNH3-N动植物油排放量21245440
14、20304.45163治理工程方案3.1.废水水量、水质及处理程度3.1.1水量原有项目生产废水为35.5 m3/d,生活污水为8 m3/d;新建项目生产废水为583 m3/d,生活污水为13 m3/d。将生活污水纳入废水处理系统,合计为639.5 m3/d。为了保证水量变动安全,此工程设计处理能力为650 m3/d,一天24小时都有效处理,平均处理能力为27.1 m3/d。3.1.2水质根据实际监测,废水水质成份及含量如表3-1、3-2、3-3所示。表3-1 原有生产线废水水质(单位:除pH外均为mg/L)指标CODBOD5SSNH3-N动植物油pH大肠菌群水质200012001000451
15、206.5-8.54.1*108表3-2 新建生产线废水水质(单位:除pH外均为mg/L)指标CODBOD5SSNH3-N动植物油pH大肠菌群水质190011001300451206.5-8.54.1*108表3-3 厂区生产线废水总体水质(单位:除pH外均为mg/L)指标CODBOD5SSNH3-N动植物油pH大肠菌群水质190012001300451206.5-8.54.1*1083.1.3处理程度工厂废水处理达标后拟用于厂区绿化用水和光明农场灌溉用水。光明农场现有旱地果园3000亩,每亩需水量约为300 m3/a,共需水900000 m3/a,平均每天需约2466 m3。厂区实际污水总量
16、639.5 m3/d,远小于需求量,能妥善利用。处理污水主要为屠宰废水,遵循行业标准肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92),执行二级标准,具体限值见表1-4;因出水作农灌水之用,遵循农田灌溉水质标准(GB5084-92),执行旱作标准,具体限值见表1-3;为防止意外事故出水不能正常排往光明农场,导致出水进入地表水或清水河,处理水遵循污水综合排放标准(GB8978-1996),执行一级标准,具体限值见表3-4;另外,为了弥补浓度标准的缺陷,还需遵循污水排放总量控制。表3-4 污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准CODcr100mg/LSS70mg/L磷酸盐(以P计)0
17、.5mg/LZn2+2.0mg/L油类5mg/LpH6.0-9.0综合以上标准,本污水处理系统最终出水的控制如表3-5所示。表3-5 污水处理最终出水控制量(单位:除pH外均为mg/L)指标CODBOD5SSNH3-N动植物油pH大肠菌群水质204060146.8-7.61.01043.2处理工艺选择3.2.1原则及要求从排水水质成份特性、排水规律、处理水出口、当地的实际条件和要求等出发,综合考虑总投资,运行费用、运行的稳定性等因素,遵循整体优化观念,选择切实可行且经济合理的处理工艺方案。3.2.2设计思路废水主要来自宰鹅后清洗、解体冲洗、内脏清洗和地面冲洗以及粪便废水等废水。废水中含有大量的
18、鹅粪便、血液、内脏杂物、鹅毛、碎皮肉和油脂等有机物,属于高浓度有机废水。目前,国内外关于屠宰废水处理工艺技术很多,综合起来为“隔油沉淀+气浮+A2O+混凝沉淀”处理工艺的一道或多道处理系统。本设计遵循工厂实际,工艺选择优先考虑运转费较低,场地需求较大的方法,废水处理以新带老,采用接触氧化法。此方法的优点是不需要回流污泥、自然通风供氧。另外,还将生活污水纳入处理系统。设计废水处理能力为650 m3/d。3.2.3工艺流程图废水处理工艺系统主要由调节池、水解池、接触氧化池和二沉池构成,如图3-1。光明农场灌溉废水格栅调节池二沉池接触氧化池水解池污泥干化清水池隔油沉淀池加氯图3-1 *宰鹅废水处理工
19、艺流程图4.设计计算4.1格栅为防止废水中碎肉、鹅毛、残渣、粪便等大颗粒杂质进入反应池,将废水先通过格栅。格栅分两道,首先进入孔径8mm的筛网(可以废水沟大小现场自制),再在在其后设置一台旋转细格栅,其规格为WGS-500A,栅隙3mm,功率0.75kW,进一步去除悬浮物,以保证后续设备的正常运行。格栅井设计尺寸为1.20.60.8m。栅渣定期清除,作垃圾处理。4.2隔油沉淀池隔油沉淀池采用平流式结构,该池的设置主要是强化预处理的作用,其功能主要是第一、隔除水中的浮油、浮渣,减轻后续处理负荷;第二、沉淀大部分不溶于水、密度大于水的无机颗粒杂质,有效保证污水提升泵不堵塞卡死,大大延长了提升泵的使
20、用寿命,同时便于沉积物的清理工作,延长后续调节池的有效容积。隔油沉淀池设计停留时间HRT=4.0h,有效容积V有效=105m3(LWH=1000030003500,有效水深3m),采用钢筋混凝土结构,上部设有浮油。通过格栅和隔油沉淀池,SS降解率50%,经过格栅的SS为650mg/L;动植物油降解率48%,经过格栅的动植物油为62.4mg/L。4.3调节池由于排水的周期性与水质的不均匀性,来自各时的水质、水量均不一样,一般高峰流量为平均处理量的1-3倍,因此为保证后续处理设施的正常运行和达到设计的出水水质,同时调节水量和均化水质,所以设计一调节池。调节池设计停留时间HRT=4.0h,日变化系数
21、取1.26,则调节池大小为:V调节=6501.26/244=136.5m3有效水深取3米,长宽比取3:2,则调节池宽度为:W调节=(136.5/3/1.5)1/2=5.51m实际宽取5.6m。则长度为8.4m。则调节池尺寸为:LWH=840056003000,采用钢筋混凝土结构。4.4水解池调节池流出的废水进入本池,在兼氧的条件下水解废水中脂肪、蛋白质等大分子有机物为小分子有机物,同时通过水中氨化菌的作用把废水中的有机氮转化为能被硝化菌利用分解的NH4+。该池内安装有弹性填料可作为生物载体,经过一段时间的培养驯化水中的大量微生物以生物膜的形式固定于填料表面,同时池的下部会形成一层浓度较高的污泥
22、层,当废水通过它时大量悬浮固体被截留、液化、水解。本池作为生化处理系统的预处理同时具有极高有机物去除率,为后续生化处理创造了良好的条件。同时该池还能分解部分回流的污泥,使整个处理系统的排泥量进一步降低。水解池停留时间按4h计,则水解池总有效容积:V水解=日流量日变化系数/24停留时间=6501.26/244=136.5m3有效水深取3米,长宽比取3:2,则水解池宽度为:W调节=(136.5/3/1.5)1/2=5.51m实际宽取5.6m。则长度为8.4m。则水解池尺寸为:LWH=840056003000,采用钢筋混凝土结构。废水通过水解池后,水中污染物去除率如表4-1.表4-1 水解池进出水质
23、指标CODBOD5SSNH3-N动植物油pH大肠菌群进水190012006504562.46.5-8.54.1*108降解比例(%)4552501240出水104557632539.637.444.5接触氧化池去除水体中有机物,选用好氧生物处理工艺是最常用、最有效、运行成本最低廉的工艺。好氧生物处理工艺包括活性污泥法和接触氧化法两大类。两种方法在工艺上的最大差别是前者的微生物处于悬浮状态,后者的微生物为固定状态。后者曝气池内需要安装生物填料以作为生物的载体。由于触氧化法无需污泥回流,管理方便,所以对于小型的废水处理站应用较多。4.5.1接触氧化池容积根据设计手册,体积负荷取1000g/dm3,
24、进水浓度BOD5 576mg/L,略高于规定浓度,出水浓度BOD5 40 mg/L。则接触池总有效容积:V接触=(进水浓度-出水浓度)*日流量*日变化系数/体积负荷=(576-45)6501.26/1000=434.07m3实际取450m3。取填料高度区3.5m,有效水深取4.5米,分为4个池,长宽比为1:1,则接触池宽为W调节=(450/4/4.5/1)1/2 =4.95m实际取宽5.0m,则长为5.0m,单个面积25m2,单个面积不超过25m2。通过接触氧化,实际停留时间为:T=5544.5/(650*1.26/24)=13.2h4.5.2接触池供气量正常溶解氧量为2.5-3.5mg/L,
25、取3.0 mg/L。则需氧量为M溶氧=(576-45+3.0)6501.26=437346g/d=437.4kg/d相当于标准状态下的氧气体积:V溶氧=437.4/3222.4=306.18m3/d氧气在空气中的体积比为24%,故65.4 m3/d氧气相当于空气体积:V空氧=306.18/0.24 m3/d=1275.75m3/d昆明地区的气压仅为海平面的75%,故昆明地区的供气量为:V昆空氧=1275.75/0.75 =1701 m3/d采用微孔曝气,传氧效率按12%计,则昆明地区实际供气量为:V实=1701/0.12=14175m3/d=590.7m3/h 4.6二沉池二沉池是以沉淀去除生
26、物处理过程中产生的污泥获得澄清处理水的重要系统。其作用一方面使泥水分离,另一方面是使污泥浓缩。一般有平流式、竖流式和辐流式三种。为了使氨氮去除达标,在二沉池中分别按2.8ppm、2ppm添加化学试剂MgCl2和NaH2PO4处理的氨氮量为5mg/L。 本方案采用平流沉淀,按停留时间2.0h设计,则有效容积:V二沉=6501.26/242.0=68.25m3实际有效容积取68.5 m3。平均水深区2.5m,按长宽比3:1设置,则宽度:W二沉=(105/2.5/3)1/2=3.022m 实际取3.05m则二沉池水深2.5m,长9.15m,宽3.05m。设1座。4.7清水池清水池是为了调节水厂制水量
27、与供水量之间产差额,并满足加氯接触时间而设置的水池。其作用是让二沉池出来的水沿着管道流往其内部进行贮存,并在清水中投加入液氯进行一段时间消毒,对水体的细菌、大肠杆菌等病菌进行杀灭。达到灭菌的效果。清水池按24小时容量计。有效容积为:V清水=6501.26=819 m34.8污泥干化池污泥干化池是否设计要根据厂区实际情况而定。由于本厂区周边人口稀疏,空地较多,污泥可用于果树、菜地作为肥料,污泥干化池可以不需设计。5. 技术经济分析5.1运行成本分析该废水处理成本主要为管理人员工资费用、污水处理电费、污水处理物料费三部分组成(按满负荷650m3/d,折合27.1 m3/h ,300d/a运行)。5
28、.1.1工资费用管理人员按2人计,工资按每月2000元计,则每m3污水处理工资成本:2200012/(27.124365)0.201元/ m35.1.2耗电费用本污水处理系统每天耗电量为508kW.h,按0.6元/kW.h计,则每m3污水处理耗电成本:0.6508/(27.124)=0.469元/ m35.1.3物料费本污水处理系统中清水池消毒加药为氯饼,按每千克2.0元计,加药量按4ppm计,则加药费用每m3污水处理成本:2.0410-3=0.008元/ m3为了使氨氮去除得更还,本污水处理系统在二沉池中添加化学试剂MgCl2和NaH2PO4处理的氨氮量为5mg/L,则MgCl2和NaH2P
29、O4,加药量为2.8ppm、2ppm,MgCl2按每千克10元计,NaH2PO4, 按每千克5.0元计,则加药费用每m3污水处理成本:(8.41065.0)10-3=0.038元/ m35.1.4污泥处理费污泥外运按每天3.1吨,每吨22元计,每天污泥外运费为68.2元,则每m污水处理的污泥处理费为:68.2元/d650 m3/d=0.105元/ m35.1.5行政管理费总投资为142万元, 行政管理费的折算为1%,则每m3污水处理的行政管理费为: 142万元365天650 m3/d1%=0.06元/ m3综合以上得每m3污水处理成本为:0.201+0.469+0.008+0.038+0.10
30、5+0.060.881元/ m35.2环境效益分析经过本污水处理站可有效地改变排放水质,大量削减污染物,减少对环境的危害,其主要污染指标年削减量为:水量按满负荷650m3/d,系统运行按300d/a:CODCr:(1900-20)65030010-6=366.6t/aBOD5:(1200-40)65030010-6=226.2t/aSS:(1300-60)65030010-6=241.8t/aNH3-N:(45-1.0)65030010-6=8.58t/a动植物油:(120-4)65030010-6=22.62t/a5.3工程投资概算5.3.1、设备部分 序号名称单位数量金额(万元)1粗隔栅、
31、旋转细隔栅台23.02简易捞毛机台11.03提升泵台24.04罗兹风机台20.55组合式气浮设备套110.06污泥泵台20.57二氧化氯加药剂套14.08集水池、曝气池曝气系统套21.29微孔曝气系统套24.210生物填料m2320 6.011生物填料支架m23202.012流量计只10.1113电气系统2.514管道阀泵2.415设计调试3.116安装2.017合计:46.51万元5.3.2土建部分 单位:万元 序号名 称规 格数量总价备 注1格栅井1.20.60.8m331个0.028钢筋混泥土2隔油沉淀池103.03.5m31个5.04钢筋混泥土3调节池8.45.63.0m31个6.77
32、钢筋混泥土4水解池8.45.63.0m31个6.77钢筋混泥土5氧化池5.05.04.5m34个21.60钢筋混泥土6二沉池14.42.882.5m31个4.98钢筋混泥土7清水池12.812.85.0m31个39.3钢筋混泥土8设备综合用房150 m3119合计:95.49万元6.附件6.1平面布置10000840084001200560030005600 隔油池调节池600水解池 格栅井5000氧化池1氧化池4氧化池2氧化池312800清水池2880 二沉池5000128001440050005000平面布置总图二沉池接触氧化池6.2.高程布置图+3.202.504.503.502.50+3.00+0.500.00+0.500.000.000.00 0.00水解池 -0.30 -0.30 -0.30清水池进水口格栅池-2.50调节池格油池高程布置图