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6000吨啤酒废水处理技改工程技术方案


6000 吨/d 啤酒废水处理技改工程技术方案

6000 吨/d 啤酒废水处理技改工程技术方案

第一章 1.1 项目名称、地点及业主单位

概 述

项目名称:某啤酒集团公司废水处理技改工程 工程地点:某啤酒集团公司厂区内

2)某啤酒集团公司总体规划相关资料 3)某啤酒集团公司提供的水质水量 1.3 遵循的主要法律法规 《中华人民共和国环境保护法》

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(1989 年 12 月) (2000 年 4 月修正) (1996 年 4 月) (1997 年 3 月) (2003 年 9 月) (2002 年 6 月) (1987 年 3 月)

《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》

《中华人民共和国环境影响评价法》

《建设项目环境保护设计规定》 1.4 采用的主要规范和标准 1)《室外排水设计规范》 2)《地表水环境质量标准》 3)《污水综合排放标准》 4)《污水再生利用工程设计规范》 5)《泵站设计规范》 6)《厂矿道路设计规范》



《中华人民共和国清洁生产促进法》

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《中华人民共和国环境噪声污染防治法》

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《中华人民共和国大气污染防治法》

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GBJ14-87 GB3838-2002 GB8978-1996 GB50335-2002 GB/T50265-97 GBJ22-87

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1)某啤酒集团公司提供的废水处理技改项目的设计委托书

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1.2 编制依据及主要资料

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项目业主:某啤酒集团公司

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7)《工业建筑防腐蚀设计规范》 8)《建筑结构载荷设计规范》 9)《建筑地基基础设计规范》 10)《建筑设计防火规范》 11)《水工砼结构设计规范》 12)《给水排水工程结构设计规范》 13)《建筑抗震设计规范》 14)《工业与民用供配电系统设计规范》 15)《工业企业噪声控制设计规范》 16)《建筑防雷设计规范》 1.5 工程概况及自然条件 1.5.1 地理位置 1) 社会环境简况

GB50046-95 GB50009-2001 GBJ7-89 GBJ16-87 SDJ20-78 GBJ69-84 GBJ11-89 GB50052-95

某市位于吉林省中西部,座落在松辽平原南端,是吉林省较大的地级市。同时 也是吉林省交通要道,哈大铁路、公路横贯市区,长沈高速公路在市区边缘穿过。 某市是国家和吉林省的重点商品粮基地之一。主要粮食作物有玉米、大豆、高

2) 地理位置

某市地处东经 124°39′~124°54′与北纬 43°10′~44°40′之间。某啤酒 集团公司生产厂区位于某市。公路极为通畅,交通运输便利,地理位置优越。本项

1.5.2 自然条件 1)地质地貌

某市位于吉林省西部,东部属大黑山山前地带,西部为东辽河河谷,北部为兴 隆河河谷,南部为某河河谷。某地区地势是呈阶梯状向东辽河倾斜。阶地上部为黄 色亚粘土,下部为砂砾石,河漫滩上部为黄色亚砂土,下部为粉细砂和砂砾石,多 夹淤泥质亚粘土或淤泥质亚粘土。 2)水文条件 区域内最大河流为东辽河,属辽河水系,河长为 371.9 km。东辽河上游,即二



目建设位置在某啤酒集团公司污水站内。

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梁、小麦、水稻等,经济作物主要有田菜、芝麻和烟叶等。

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GBJ87-85

GB50057-94

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龙湖以上河段,属低山丘陵区,支流众多,支流有兴隆河、卡伦河、苇子沟(某河) 。 洪水多发生在 7~8 月份,来势凶猛,枯水季节一般都出现河流干涸、断流现象。 苇子沟 (某河) 穿过市区由东向西流经 12km 后, 在刘家河口村附近汇入东辽河。 该河天然径流很小,河水主要是市区排放的工业和生活污水,该河已成为某市区的 污水沟,水体受到严重污染。 3)气象条件 区域内气候属北温带大陆性气候。据某市气象站监测资料,多年平均气温为 5.7 ℃,历年最高气温 36.4℃,最低气温-34.5℃。年降水量 460~650mm,多集中于 6~

为 19.4%,其次为南南西、南、西西南风。多年平均风速为 4.2m/s。

降深 15~20m,单井日出水量 500~1000T,水化学类型为重碳酸钠型,水质符合饮 用水卫生标准,是某的主要水源。 1.5.3 生产性质及规模

的麦芽生产车间,生产的麦芽质量稳定,可满足绝大部分生产需要,保证了啤酒口

牌。年啤酒生产能力达二十万吨以上。 1.5.4 生产工艺和废水来源



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味的恒定。生产全过程采用先进生产工艺,具备世界先进水平,是全国啤酒知名品

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30 万吨,注册资本 6.25 亿元,是东北地区最大的啤酒生产企业之一。公司拥有自己

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某啤酒集团公司占地面积 45 万平方米,建筑面积 8 万平方米。年设计生产能力

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某市区地下水主要为白垩系碎屑岩孔隙承压水。承压水位埋深多为 3~5m,水位

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4)水文地质条件

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7 月份;年蒸发量 1700~1800mm,气候比较干燥。年主导风向以西南风最多,频率

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某啤酒集团公司啤酒的生产工艺是以大麦为原科,先用水浸泡。此过程产生有 机物浓度较低的浸麦水。经浸泡后在淀粉酶的作用下生成麦芽,麦芽再经粉碎,破 坏其角质层,然后以水、蒸汽为介质,在淀粉酶和蛋白酶的作用下生成交芽糖、葡 大麦 水 浸泡 麦牙 粉碎 水 蒸汽 过滤 蒸汽 酒花 冷却 水 酵母 水 主发酵 后发酵 过滤 水 罐装 成品 废水来源和基本水质示意图 煮沸 糖化 涮锅水(COD(高)6000mg/L) 浸麦水(COD(低)800mg/L) 萄糖和氨基酸。 此过程会产 生高浓度有机废水——涮 锅水。糖化后要进行过滤, 除去残渣——废麦糟, 滤液 为富含麦芽糖、葡萄糖、氨

ON UL ZH W.
涮锅水(COD(高)6000mg/L)

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涮锅水(COD(高)6000mg/L)



洗瓶水(COD(低)800mg/L)

从啤酒的生产工艺可以看出,啤酒废水主要来源是:低浓度的浸麦水和洗瓶水, COD 约为 800mg/L 及高浓度的糖化废水和发酵废水,COD 约为 6000mg/L。从废水量分 析,高浓度废水占总排水量的 30%,低浓度的占 70%。
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基酸的麦芽质。 对麦芽质用 蒸汽加热煮沸,并加入酒 花,一方面是为了消灭杂 菌, 另一方而是对麦芽质进 行浓缩。经冷却后,在酵母 菌作用下进入主发酵阶段, 糖就被转化成了乙醇和 CO2,此过程是间歇性生产, 每次的涮锅水是高浓度的 有机废水。 此阶段产品充人 饱和 CO2 即得鲜啤, 即生啤。 要得熟啤酒还需要进行后 发酵,即熟化阶段,此过程 仍然是间歇式生产, 同样有 高浓度有机废水——涮锅 水产生。熟化后,经过滤即 可进入灌装车间进行瓶装 而得成品, 灌装时的洗瓶水 是低浓度有机废水。

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1.5.5 废水处理的必要性 因现有 H/O 工艺处理能力为 1600 m3/d 废水,实际废水总量为 6000 m3/d,使废 水处理后不能稳定达标,排水产生富营养化,对周围生态环境造成了水污染,为保 护环境,造福社会,某啤酒集团公司决定对现有的废水处理工程进行技改扩建。 为减少污染,合理利用水资源,迫切需要经济实用的水处理技术支持,依靠一 套先进的废水处理系统,使废水实现无害化、减量化、资源化,达到啤酒生产可持 续的、快速健康的发展目的。 第二章 2.1 设计原则 设计总则

2)根据设计进水水质和出水水质要求,所选废水处理工艺力求技术先进、成熟、 可靠、稳定,处理效果保证运行稳定、高效节能、经济合理。 3)以实现“无害化”和“资源化”为宗旨,将污水处理和水合理回用融为一体

5)在污水站用地范围内,总平面布置力求在便于施工、安装和维修的前提下, 使各处构筑物尽量集中,节约用地,扩大绿化面积,并留有发展余地;竖向设计力

6) 尽可能利用现有设施,节省投资费用。 2.2 设计进水水质、水量

根据业主提供的水质资料,确定设计进水水质水量(见表 2.2) : 表 2.2
名 称 水量 m /d / / / ≤6000m /d
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求减少挖填方费和节省污水提升费用。

CODcr mg/L ≤6000 ≤800 ≤450 ≤3000
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4)采用现代技术手段,实现自动化控制和在线监测管理。

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设计,既保护环境,又最大程度地发挥工程效益。

污水处理进水水质水量
BOD5 mg/L ≤2200 ≤350 ≤200 ≤1740 SS mg/L ≤4500 ≤1000 ≤600 ≤1500 NH3-N mg/L ≤50 ≤20 ≤100 ≤50 PH 4.2~5 7.5~10 5~7.5 4.5~7.5

发酵糖化废水 包装 CIP 废水 生活污水 设计均值

实际水量 6000 m /d,故按 6000 m /d 设计。 2.3 排放出水水质 总排水达到《污水综合排放标准》GB8978-1996 标准中其它排污单位中的一级排
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1)贯彻执行国家环境保护政策,符合国家有关法律、法规及标准。

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放标准。回用水达到《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002 中再生水用作冷 却用水的水质控制标准要求,即表 2.3: 表 2.3
名称 排放水 回用水 水量 m /d 3000 3000
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水质控制标准
CODcr ≤100 ≤60 BOD5 ≤30 ≤10 SS ≤70 ≤10 NH3-N ≤15 ≤10 ≤2000 个/L ≤0.2 大肠菌群

单位:mg/L
游离余氯 浊度 50 倍 5度 PH 6-9 6-9

2.4 污水污染物总去除率(见表 2.4.) 表 2.4 项目 BOD5 CODcr SS NH3-N 进水浓度 mg/L 均值 1800 均值 3000 均值 1500 均值 50 排放水 mg/L 30 100 70 15 本工程污水污染物总去除率 回用水 mg/L 10 60 10 10

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98.33 96.67 95.33 70.00

污水去除率%

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回用水去除率% 99.44 98.00 99.33 80.00

2.5 设计范围

1)本方案设计范围原则上为污水站技改部份必要的附属建筑物的工艺、土建、 电气、自控、总图等。但考虑到属技改项目,许多内容可以使用原有设施,降低投 资,如进出水管网、供配电体系、供暖体系、运输车辆、微机网络、定员编制等, 因而在每个具体项目的设计中,加入特别注明不纳入本设计的范畴。 2)本方案同时将对污水污泥处理工艺、中水回用工艺等的技术可靠性、经济合 理性及实施的可行性进行比较与论证,使所选择的方案科学合理、技术先进、处理

达到最佳统一。 2.6 厂址选择

本工程为技改工程,厂址仍为原污水站,在尽量利用原污水处理设施的基础上 进行设计。



效果好、运行成本低、投资相对低。最终使工程的社会效益、环境效益和经济效益

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第三章 3.1 设计思路 3.1.1 无害化与资源化

工艺方案的设计

环保工程的基本宗旨是实现“减量化、无害化、资源化” 。 ● 减量化,其最高目标是实现零排放,即采取先进的闭路循环用水工艺

分段回收有机固含物,不再排放有机废水。根据金士百啤酒集团公司产品特点、回 用水应用范围、需求量和经济指标、金士百啤酒集团公司的要求,故本方案仅考虑 3000m3/d 中水回用,实现 60%的减量化指标。

使废水变为水资源。第一类途径如前所述,最显多快好省功效的办法是结合到啤酒 生产工艺中回收酵母,只有少部份进入废水中,因此设计不考虑酵母蛋白回收装置; 第二类途径是将高浓度污水部份用厌氧法将废水中有机物变为沼气能;第三类途径

按照业主提供的原水水质和本行业的调研,COD 和 BOD 的绝对值均较高,但污水

工艺,在去除大量 COD 和 BOD 的同时,产生沼气,变废为宝,降低运行成本。 3.2 废水处理工艺设计条件限制说明 3.2.1 高浓度和低浓度废水不能分开 厌氧生化法适于处理高浓度有机废水,好氧生化法适于处理低浓度废水和厌氧 出水。由于各工艺排放的废水不能明确的分开,如果单纯使用好氧将使工程占地相 当大,且处理效果得不到保障,因此在选择处理工艺时,使用了先厌氧后好氧的整 体思路。这一思路的优点是减少了好氧设施扩建投资,缺点是增大了厌氧设施的投 资。 3.2.2 厂区蒸汽不能保证厌氧水温 厌氧工艺按温度划分分为高温、中温和常温,针对某啤酒集团公司的生产实际 和当地的气候状况, 并且在保证厌氧效果的条件下, 本工程中选用常温厌氧工艺 (详
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的 BOD/COD 比值约为 0.60(1800mg/L:3000mg/L) ,其生化性能较好。故应采用厌氧

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3.1.2 沼气回收与利用

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用为重点进行设计。

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是在经济运行条件下,最大限度的实现中水回用,故本方案以沼气能和中水回用利

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分离回收固形物;二是运用厌氧法将废水中有机物变为沼气能;三是实现中水回用,

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资源化,啤酒废水的资源化途径,主要有三类:一是进一步从废水中

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见附件 1:厌氧工艺的选择) ,因此必须保证厌氧进水水温在 16~32℃,以 25~28℃ 为最佳。 在气温较高的季节不需要外加热源就可以达到 16~32℃,在温度低的季节就需 要外加热源,由于厂内蒸汽没有多余供污水站使用,因此需要考虑另外的加热装置。 加热装置比较复杂,也不是本公司的特长,本公司参阅了国内外的现有工艺,提出 一些备选方案,供贵公司选择(详见附件 2:厌氧升温方案) ,本设计暂按 “沼气燃 烧和燃煤烟道气传热”进行设计(若贵公司有更好的方案请提出) 。 3.2.3 沼气利用

烧方式排放。如果厂方要求利用可自行布管利用。 3.2.4 生产工艺废水来水不稳定

于强碱性,如洗瓶水。这些废水水量小,且来水不稳定。这样可能造成综合废水的 pH 波动较大,严重影响工程处理效果。因此设计要求贵公司将强碱与强酸废水集中 贮存于单独平衡池,使流量相对稳定泵入吸水井,既保证了 pH 相对稳定,又可少加

啤酒废水总体上呈弱酸性,当 pH 小于 5 时不利于厌氧微生物生长,本设计采取

pH 过低和工程调试期回流水量小等问题,需要在吸水井预设加碱装置,可直接利用 现有装置,增设 pH 自控系统。 3.2.6 改造与利用

由于本工程为技改工程,在保证技术指标的条件下,充分利用原工程中现有设 备和设施,因此在设计时有所限制。如好氧曝气装置的选择(详见附件 3:射流曝气 与鼓风曝气的比较) 。 3.3 工艺路线选择 啤酒废水的主要特点之一是 BOD/COD 值较高,约 0.60,非常有利于生物处理。 生物处理与物化法、 化学法相比, 一方面工艺较成熟, 另一方面是处理效率高, CODcr、 BOD5 去除率一般可达 90%以上;同时处理成本低、运行费用也较低。本设计选用生物



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厌氧出水回流可以解决综合废水进水 pH 的问题,但是为了应对突发事件造成的进水

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3.2.5 预设加碱装置

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碱,节约大量运行费用。

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由于生产工艺中部分废水属于强酸性,如糖化废水中的涮锅水,而部分废水属

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本设计中的厌氧产生的沼气只作保证厌氧进水升温之用,多余沼气将以火炬燃

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处理。 啤酒生产过程中的高低浓度废水若混合后进行处理,混合水 CODcr 为 1500~ 3000mg/L,如采用好氧处理,有机负荷较低,约 1~3kgCOD/(m3·d),反应器容积大, 设备多,耗电量大,污泥量也大,处理费用高。因高低浓度废水不能分开进行处理, 根据啤酒废水的特性和工程经验,在尽量利用原设施基础上,本技改工程采用的处 理工艺见下图。

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污泥 清水池

原水 细格栅 集水井

平衡调节池

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泥水回流 好氧处理池

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污泥浓缩

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一沉池 辐流式 沉淀池

酸 碱 酸碱水收集池 调 节 罐

回用水 储池

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中水回用 成套设备

3000m

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3000m3

达标排放

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沼气利用

厌 氧 反 应 器

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火炬燃烧



污泥 备注:红色边框标注的设施为现有设施改造



啤酒废水处理工艺技改工程流程

3.4 工艺设计路线说明 在生产车间设置强酸与强碱收集管线,于适当位置(最好在车间附近)处新建 强酸与强碱收集池,用耐腐蚀泵均匀抽入集水井,并设置一台自动细格栅机;所有 综合废水利用现有吸水井泵入水解酸化调节池, 利用现有加碱装置, 增设 pH 自控 (带 手动)装置与报警装置,以应付 pH≤4 时的应急备用;水解酸化调节池使用现有 H 池改造,增设厌氧出水后水解酸化调节池的回泥水布水器、冬季“沼气燃烧和燃煤

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烟道气传热”装置(所需热量详见附件 2) 、pH 与温度检测装置,用 pH 检测值控制 回泥水量,末端用泵提升入内循环厌氧罐;厌氧出水部份自流入现有一沉池,另一 部份(约 1500m3/d)则通过泥水回流管线进入水解酸化调节池,在一沉池底部设置 厌氧回泥泵,一沉池上部出水流入现有好氧池;将现有二沉池、滤池和清水池改造 为好氧池与现有 O 池共同组成好氧系统;好氧出水流入新建的两个 Φ14 m 辐流式沉 淀池,池底设置污泥回泥泵,剩余污泥流入现有污泥池,利用现有脱水设施维修后 将剩余污泥脱水后外运填埋,二沉池上部出水经新建的清水池一部分达标排放,一 部分用于用于其它用途,一部分引入中水回用系统再深度处理回用于生产。

双机絮凝剂系列产品,已于 2001 年 8 月 22-23 日通过了由某省科学技术厅组

本产品是由某大学、西南交大、中科院成都生物研究所等一大批资深专家和教 授,经过十余年潜心研究成功的环保产品。它的先进性在于:产品中含有经改性的 植物多酚,由于它同时含有酚羟基、醇羟基、羧基等多个反应活性基团和活性部位,

离子等物质结合产生沉淀,而且还具有强烈的吸附、架桥、粘附、卷扫、强电中和

长,在技术上较好地融合了有机和无机絮凝剂的优点和特长,攻克了传统有机和无 机絮凝剂同时投放时互不相溶的弊端,属国内首创。这种经特殊工艺将“有机”和 “无机”物结合起来的“双机”产品,具有脱色、除浊、除臭、除味、分离污秽、 沉淀蛋白质、纤维杂质、木质素、部份金属离子、去除油脂及悬浮物等特殊的絮凝 功效,以及成本低、中水回收率高、除磷、去色效果好等特点 本产品已成功地应用于淀粉加工、啤酒、菲汀、城市污水、垃圾渗沥液、酒精 生产等高难度污水处理中,具有一次性投资省,工艺操作简便,运行成本低,效果 好的特点。进入市场近几年来,已将淀粉、啤酒污水通过综合生化处理后,使用双 机絮凝剂深度处理,达到《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002 中再生水用 作冷却用水的水质控制标准。在淀粉、酵母、沼气等有回收价值的污水处理中,实 现了回收价值超过运行费用的良好效果,实现了水资源的再利用,突破了治污运行
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力和极强的络合能力。因而,它既具有无机絮凝剂的特点,又具备有机絮凝剂的特

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能与蛋白质、生物碱、多糖、磷脂、花色苷、聚乙烯醇、非离子表面活性剂、金属

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以及亲核中心和亲电中心,使其可以同时发生亲核、亲电等多种化学反应。它不仅

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方科学合理,系国内首创” 。现已申报国家发明专利,专利受理号为“03117327·6” 。

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织的专家技术鉴定,鉴定号为 X 科鉴字[2001]第 272 号。专家一致评定该产品“配

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3.5 双机絮凝剂中水回用工艺说明

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费零投入的关键问题,且还能产生很好的经济效益,运行几年即可收回全部投入。 此工艺已成功应用于长春大成玉米开发有限公司等多家企业。 3.6 各工艺单元负荷分担(见表 3.5) 附:表 3.7
项目 指标 CODcr BOD5 SS NH3-N 格栅 3000 1800 2800 50

本工程污水污染物各工艺单元负荷分担
集水井 2860 1740 1500 50 水解酸化与 综合平衡池 2280 1360 1500 50 厌氧罐 340 100 1500 50 一沉池 320 95 1000 45 好氧反 应池 96 30 1000 15

mg/L
辐流沉 淀池 90 25 70 10 中水 设备 60 10 20 10 回用 水池 55 10 15 10

● ●


流程力求简短、顺畅,避免迂回重复; 交通顺畅,便于施工、生产、管理;

厂区绿化面积不小于 30%,总平面布置满足消防要求。

4.1.2 竖向设计

1)竖向设计遵循如下原则: ●

污水经进水泵房提升后能自流流经各处理构筑物,并尽量减少提升扬

程,节省能源; ● 出厂排水口能自流入当地灌溉渠道,尽量避免提升、节省能耗,防止

洪水淹没或倒灌; ● 尽量减少基建挖填方量,节省投资。

2)厂区设计地面高程的确定,见高程图。 4.2 污水处理工程设计 4.2.1 酸碱水收集池



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2)厂区面积与具体布局见平面布置图。

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功能分区明确,构筑物布置紧凑,减少占地面积;

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1)厂区总平面布置遵循如下原则:

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4.1.1 总平面设计

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4.1 厂区总平面及竖向设计

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第四章

工程设计

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1. 设计说明 由于洗瓶工序中需碱性洗涤液浸泡,废碱性洗涤液定期更换直接排放的 pH 值在 11 以上;而树脂再生水及个别装置洗涤水又属强酸性,pH<2~3。这两种废水对生 物处理工艺中的微生物是毁灭性的打击。这些废水水量小,且来水不稳定,这样可 能造成综合废水的 pH 波动较大,严重影响工程处理效果,因此在集水井前建一酸碱 水收集池将这些废水进行储存和酸碱中和,使流量及水质相对稳定。 2. 设计参数 设计流量:酸性废水 QA= 100 m3/d,排放频率 12 h;碱性废水 QB= 100m3/d。水

3. 设计计算

3 酸碱水收集池的有效容积 V 有效 = 200 m ;

4. 配套设备

提升泵 15QWHL-3 型 2 台(1 备 1 用) ,流量 Q = 15m3/h,扬程 H = 15 m,N=3KW;

4.2.2 细格栅 1. 设计说明

格栅安装在原粗栅(原工程的集水井前已经有了 2 个 1000 mm×1500 mm 粗格栅) 之后, 集水井进口以前 (经现场详细勘测后确定) 用于截留较大的悬浮物或漂浮物, , 主要对水泵起保护作用。另外,可以减轻后续处理工艺的处理负荷。由于处理水量 比较大,选用自动机械细格栅,自动清