某生物工程基地3000噸日生產廢水的生物處理工程設計

設計任務在化工、制藥、食品等行業(yè)生產中，經常排放出大量含氨基酸的發(fā)酵廢水，這種廢水呈酸性，若排入江河，會使水體的自凈能力降低，容易引起水體富營養(yǎng)化，嚴重污染環(huán)境。本設計要求以肇慶某生物工程基地3000噸/日的氨基酸發(fā)酵廢水為處理樣品，出水水質達到《廣東省地方標準—水污染物排放限值》（DB44/26-2001）二時段一級標準的要求。具體進出水指標如表：氨基酸發(fā)酵廢水污水設計水質指標項目PHCODBODSSTNTP進水濃度4-5300020008003010出水濃度6-9≤90≤20≤60≤10≤0.5氨基酸發(fā)酵水特點以及國內外處理概況氨基酸發(fā)酵廢水具有高COD、高BOD、高硫酸根、高氨氮及強酸性等特點,且含有多種氨基酸,單獨采用物化或生化方法處理都難以達標，國內外對這類廢水的處理主要致力于廢水中氨基酸綜合利用，主要方法如下表：處理方法優(yōu)點缺點膜分離法高效、實用、工藝簡便投資和運行費高超濾法處理對象廣泛處理效果欠佳生物法費用低，不產生二次污染等生物濾膜易堵塞好氧活性污泥法技術成熟、穩(wěn)定處理效果差厭氧生物處理除COD、BOD效果好除TP、TN效果欠佳主要工藝論證在參照了國內外運用各種工藝處理氨基酸發(fā)酵廢水成功經驗的基礎上，本次設計主要比選的工藝主要為厭氧-好氧組合工藝。

厭氧和好氧處理工藝各有特點：將兩種工藝組合起來，它們各自的優(yōu)點得以發(fā)揚，缺點得到彌補，厭氧-好氧組合工藝已經成為高濃度有機廢水的主流工藝。優(yōu)點缺點厭氧工藝能夠承受更高的進水有機物濃度和負荷，能夠降低運行能耗，且可回收能源但操作比較復雜，出水的COD仍然較高，難以達標排放；好氧工藝可以更徹底地講解廢水中的有機物高濃度有機廢水直接進行好氧處理時，需要對原廢水進行高濃度倍數(shù)的稀釋，同時消耗大量能源工藝比選根據污水處理廠出水水質達到一級排放標準要求，結合工程實際，本設計的主要工藝選取MBR工藝以及UASB+A/A/O、UASB+生物接觸氧化池和UASB+CASS工藝等三種經典厭氧-好氧組合工藝進行論證和比較，在比較的四種工藝中，MBR處理池、生物接觸氧化池和厭（缺、好）氧處理池、CASS生化處理池是處理工藝的關鍵單元。四個方案的技術比較見表：從表2.1可以看出各種工藝方案的優(yōu)缺點1.MBR工藝雖然具有處理效果好占地面積少等特點但造價昂貴；2.UASB+生物接觸氧化池則在出水水質方面存在懸浮物含量高的缺陷；3.UASB+A/A/O技術成熟，運行可靠，但是存在構筑物較多，占地面積大，管維護理復雜等缺點；3.UASB+CASS則在各方面都是比較突出的，綜上所述，針對氨基酸發(fā)酵廢水的水質，本次設計采用的主體工藝為UASB+CASS工藝UASB+CASS工藝簡介簡介優(yōu)點UASB工藝是在一種在已開發(fā)的厭氧反應器中研究最為深入、應用最為廣泛，并已大量成功應用于各種廢水的處理。因此，選擇UASB反應器作為厭氧主體反應器處理能力強，有機負荷高，運行穩(wěn)定，管理方便、維護簡單CASS工藝CASS工藝獨特之處在于，它提供了時間程序的污水處理系統(tǒng)，而不是連續(xù)流提供的空間程序的污水處理污泥活性高，沉降、分離效果好、耐沖擊負荷、出水水質好、不需要二次沉淀池費用降低工藝流程圖經過以上各種工藝方案的論證，本次設計的工藝流程圖如下：主要構筑物設計說明本次設計去除指標的核心構筑物選取調節(jié)池、UASB反應池、CASS反應池加以說明1.調節(jié)池根據生產廢水排放規(guī)律，后續(xù)處理構筑物對水質水量穩(wěn)定性的要求，考慮土建結構可靠性高時，故障少，只設一個調節(jié)池調節(jié)池其設計參數(shù)：1.調節(jié)周期T＝8.0h2.有效容積V＝TQH＝8.0×125＝1000立方3.有效水深h＝4m4.規(guī)格2m×8m×16m×4m，V有＝1024立方5.設污泥斗四個，每斗上口面積8m×8m，下口面積：1m×1m，泥斗高3.5m。2UASB反應池設計說明1.UASB（上流式厭氧污泥床）是集生物反應與沉淀于一體的一種結構緊湊效率高的厭氧反應器設計參數(shù)選取如下：容積負荷（Nv）為4.5kgCOD/(m3·d)；污泥產率為：0.1kgMLSS/kgCOD；產氣率為：0.5m3/kgCOD。2.當長寬比在2：1左右時，基建投資最省。L×B×H=11.6m×5.8m×5.5m，采用四座UASB，故UASB反應池的設計圖如下：CASS反應池本工藝采用2個CASS池為一組,共壁建造選用設計資料參數(shù)如下：各反應區(qū)體積比為：選擇區(qū)體積：預反應區(qū)體積：主反應區(qū)體積=1：5：30寬深比約為：B：H=1～2長寬比約為：L：B=4～6回流比為：20%充水比為：32%MLSS為：4000mg/LCOD去除率為：85%預反應區(qū)和反應區(qū)間隔墻的孔口水流速度為：30~50m/h一個運行周期為：4個小時運行周期數(shù)：6污水處理廠總體布置

污水處理工藝平面布置

高程布置項目數(shù)量單價金額／（萬元／a）工資費121800元/月25.92電費92kW0.76元/(kW·h)58.73藥劑費1735元/d60.73維修費總投資×2%9.39折舊費總投資×7%32.75運行成本合計187.52每噸水處理費用1m36.002元/m3蛋白飼料5475t1200元/t657沼氣107.8萬m330.5元/m3353.9運行效益合計710.9本廢水處理工程總投資469.7萬元，運行成本合計187.52萬元/a，處理水量為3000m3/d，每噸污水的處理費用約為：4.29元投資估算結論采用UASB+CASS工藝處理氨基酸發(fā)酵廢水廢水具有工藝簡單，運行可靠、節(jié)省投資、日常維護簡單等特點。廢水經UASB反應器處理后，可以大幅度減輕CASS工段的負荷