1、糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 1 页1 总论1.1 企业概况糠醛厂是一以玉米轴为主要原料生产糠醛的厂家，年生产糠醛 2500 吨，年产值 1500 万元，利税 150 万元。该厂在生产过程中排放的污水有机物浓度较高，不能满足国家规定的排放标准。糠醛厂为了消除污染、保护环境，以利于企业的可持续发展，决定对生产过程中排放的废水进行净化处理，实现所排废水的达标排放。受糠醛厂的委托，编制了该厂废水处理技术方案。1.2 生产过程及废水的产生情况 以玉米轴为主要原料采用直接法生产糠醛的生产工艺及废水排放节点见图 1。首先将粉碎后的原料(玉米芯)和催化剂( 硫酸) 加入到蒸煮锅中进行混合蒸煮，玉米芯中
2、的戊聚糖水解成戊糖，再经脱水生成糠醛。糠醛水溶液通过冷却、冷凝后进入蒸馏塔，经蒸馏得粗糠醛。粗糠醛再用碱液中和，去除上层水溶液，真空精制得到产品糠醛。玉米芯、硫酸 蒸汽 废气 稀醛水混合 蒸 煮 冷凝、冷却 蒸馏 冷凝、冷却、分层残渣 冷却水 余馏水 冷却水 粗醛纯碱液成品 真空精制 中 和冲洗水 图 1 糠醛生产工艺及废水排放节点图由图 1 排污节点可见，糠醛生产过程中产生的废水主要有余馏水（塔底水）和循环冷却排污水。其中循环冷却排污水污染物浓度较低可直接排放；糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 2 页余馏水产生量较小，但污染物浓度高，属于高浓度有机废水，废水中的污染物主要有醋酸、甲醛和糠醛
3、等，pH 值较低为 34，COD 在 20000mg/L 左右，而且水温较高，是处理的重点。1.3 设计依据(1)建设项目环境保护设计规定 ；(2)给水排水设计手册 ；(3)给水排水标准规范实施手册 ；(4)给水排水工程概预算与经济评价手册 ；(5)污水综合排放标准 （GB89781996）表 4 中二级标准；(6)糠醛厂提供的有关资料。1.4 设计原则(1) 废水处理方案符合国家有关方针政策规定的要求，处理后水质达到国家规定的排放标准。(2) 选取的处理工艺技术先进、成熟，运行稳定可靠，易于运行管理。(3) 处理方案尽量节省投资和运行费用，以减轻企业的负担。2 处理方案2.1 处理工艺的确定
4、由本项目废水的排放情况可见，需处理废水中污染物以有机物为主，属高浓度有机废水。从生产原料及产品来看，废水中污染物主要有醋酸、甲醛和糠醛等物质，可生化性较好。对于高浓度有机废水国内外多采用以厌氧、好氧为主的处理工艺进行净化。为消除污染使废水做到达标排放，多年来国内作了大量的研究工作，如保定化工二厂、河北省威县恒威糠醛有限责任公司等的糠醛生产过程中排放的废水均采用“厌氧好氧”工艺进行处理，取得较好的净化效果。河北科技大学 20 多年来一直从事高浓度有机废水生物处理技术研究，在高效生物反应器的研制、处理工艺开发和废水处理工程的糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 3 页设计、运行控制技术方面取得了大量
5、的研究成果，在国内几十家企业中进行了推广应用，取得了较好的环境效益、社会效益和经济效益。根据企业排水的水质特征，本工程拟采用“厌氧好氧”组合处理工艺对糠醛废水进行处理。2.2 设计参数2.2.1 设计规模根据企业的生产规模及企业提供的资料和监测结果，考虑到生产过程中废水排放的波动性和水质特征，便于处理设施的运行，拟利用部分循环冷却排水对余馏水进行稀释调节后，送废水处理站进行处理。废水处理站的设计规模确定为 130m3/d。2.2.2 设计水质(1) 设计进水水质根据监测结果并同类企业所排废水的水质特征，设计进水水质为：水 温 80 85；pH=3 4； COD=10000mg/L； BOD5=
6、4500mg/L； SS=300mg/L； (2) 设计出水水质：废水经废水处理站处理后，出水水质达到污水综合排放标准（GB89781996）表 4 中二级标准值要求，即：pH 69； COD150mg/L；BOD 530mg/L；SS150mg/L。2.3 处理工艺流程说明2.3.1 工艺流程简介处理工艺流程如图 1 所示：糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 4 页碱 冷却排污水 混合废水 集水池 泵 凉水塔 中和池 调节池 泵出水 沉淀池 接触氧化池 沉淀池 厌氧反应器 干化池 浓缩池 图 1 废水处理工艺流程图由生产过程中排放的废水因温度较高（8090） ，经集水池收集后，首先经泵入凉水
7、塔进行冷却，降温至 45左右；冷却后的废水进入中和池中，用碱进行中和，使中和后废水的 pH 达到 6.06.5，然后进入调节池与循环冷却排污水混合，进行水质、水量的均衡调节；调节后废水泵入厌氧反应器，在厌氧反应器中厌氧菌群降解废水中的有机物，将其转化为沼气；沼气经水封、气水分离器后排放。厌氧反应器出水经沉淀后进入接触氧化池，在好氧条件下，接触氧化池内填料表面生物膜中的微生物将废水中有机物降解为 CO2 和 H2O，使废水得到进一步净化。氧化池出水经二沉池分离脱落的生物膜后达标排放。沉淀池剩余污泥排至污泥浓缩池，浓缩后的污泥在干化池脱水干化后卫生填埋。2.3.2 预期达到的处理效果采用以上工艺预
8、期达到的处理效果见表 1。风机 沼气糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 5 页表 1 处理工艺预期达到的净化效果2.4 主要设备、构筑物描述(1) 集水池功 能：收集生产车间排放的高浓度废水。有效容积 12m3结构形式 地下钢砼结构(2) 凉水塔功 能：将生产过程中排放的高温废水（8090）进行冷却，降温至 45左右。处理能力 100m3/d温 差 4050结构形式 玻璃钢结构，地上(3) 中和池功 能：调整废水的 pH 值，使其能满足生化处理的要求。有效容积 12m3结构形式 地下钢砼结构(4) 调节池功 能：高温废水冷却后与循环冷却排污水在调节池进行水质水COD BOD5 SS处理单元名称
9、废水量(m3/d)浓度(mg/L)去除率(%)浓度(mg/L)去除率(%)浓度(mg/L)去除率(%)pH调节池出水厌氧反应器出水接触氧化池出水系统出水1301301301301000080014014092.082.598.64500280282893.090.099.4200100505050.050.075.06.07.27.269糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 6 页量调节。有效容积 45 m3结构形式 地下钢砼结构(5) 厌氧反应器（UASB）功 能：厌氧反应器主要由反应区和三相分离器组成，在反应区的下部是由大量具有良好生物活性的厌氧颗粒污泥组成的污泥床。废水从污泥床的底部进入后
10、和污泥充分接触，厌氧微生物将废水中的大部分有机物降解，将其转化为 CH4、CO 2。气、水、污泥混合液上升至三相分离器进行分离，沼气排出，污泥经沉淀后回到厌氧反应器，出水进入下一处理单元。容积负荷： 8kgCOD/m3.d有效容积 160m3结构形式 钢结构，地上(6) 沉淀池（ ） 、 （II）功 能：靠重力作用使泥水分离。有效容积 12 m3停留时间 2h结构形式 钢结构(7) 接触氧化池功 能：接触氧化池内装填组合填料，采用曝气软管进行曝气。在好氧条件下，组合填料表面滋生大量的生物膜，膜中的微生物将废水中有机物氧化分解为 CO2 和 H2O，使废水得到进一步净化。有效容积 45m3尺 寸
11、 450025004500结构形式 钢砼结构2.5 工艺特点及技术关键糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 7 页（1）工艺的技术特点： 采用的高浓度有机废水生物处理技术是河北科技大学近年来取得的研究成果，并已成功地应用于淀粉、制药、柠檬酸和有机化工等高浓度废水处理，并均通过环保主管部门的验收。 工艺采用的厌氧反应器是第二代新型高效生物反应器（UASB 反应器） ，其关键部分三相分离器和配水系统是技术单位所拥有的技术成果。 工艺简单灵活，运行稳定可靠，基建投资少，运行费用低。（2）工艺的技术关键： 厌氧反应器结构设计。 厌氧微生物菌种筛选及颗粒污泥的培养。 厌氧反应器快速启动。 接触氧化池的设计
12、及运行控制运行。3 公用工程3.1 给水排水(1) 给水废水处理正常运行时所用水量较小，主要是化验室及清洗用水，用水量按 2m3/h 设计。由生产过程供水系统供给。(2) 排水废水处理产生的废水为污泥干化池排水和设备放空时排水，设一排水沟，所排废水经此入调节池。3.2 供配电本工程装机总容量 22kw，常用功率约 8.8kw，供电按三类电负荷设计，单回路供电，380 伏四线制。配电情况见表 2。表 2 工程配电情况表序号 设备名称 规格型号 数量 总装机容量 (kw/h) 常用功率 (kw/h)糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 8 页1 废水泵 IS50-32-125Q =8m3/h H =
13、22m 4 6 32 罗茨鼓风机 SSR50 1.83m3/min 0.45kgf/cm2 2 6 35 污泥泵 1PNQ =7.216m3/h H =1412m 2 6.0 1.54 化验室 3.0 1.05 照明 2.0 0.3合计 22 8.83.3 环境保护废水处理属环境保护工程，工程本身产生污染主要是水泵的设备噪声和废水处理过程中产生的污泥。所用产生噪声设备尽量安装在工房内，门窗设计时采取隔声措施，不会对周围环境造成污染；脱水后的污泥外运卫生填埋。3.4 定员废水处理站定员 4 人。三班制，每班 1 人，化验室 1 人。4 工程投资估算与资金筹措4.1 工程投资估算根据河北省建设工程
14、材料预算价格 、 河北省建筑工程预算定额 、河北省建筑工程预算补充定额 、 河北省常用项目单位估价汇总表 ，并参考同类处理设计，本工程总投资 108.1 万元，其中土建投资 21.1 万元，设备投资 72.0 万元。土建投资估算见表 3，设备投资估算见表 4，工程总投资见表 5。表 3 土建投资估算一览表序号 名 称 规 格 数量 结构 造价(万元)糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 9 页1 集水池 200020004000 1 砼 0.82 中和池 250015004000 1 砼 0.83 调节池 450025004000 1 砼 2.54 接触氧化池 450025004500 1 砼
15、2.85 干化池 400020001600 1 砖混 0.66 操作间、化验室 36m2 1 砖混 1.87 配电室、风机房 36m2 1 砖混 1.88 基础 砼 10.0合计 21.1表 4 主要设备价格估算一览表序号 设备名称 规格型号 数量 单价(万元) 总价(万元) 备注1 凉水塔 处理能力 100m3/d 1 8.02 废水泵 IS50-32-125 4 0.5 2.03 金属流量计 1 0.54 厌氧反应器 250 m3 1 30.0 30.05 布水系统 3.06 水封 600 H 1200 1 1.07 气水分离器 600 H 1200 1 1.08 厌氧沉淀池 2400 H
16、 5000 1 5.59 好氧沉淀池 2400 H 5000 1 5.510 罗茨鼓风机 SSR50 2 1.5 3.011 填料 组合式 40m3 0.812 曝气管 30m 0.413 污泥泵 1PN 2 0.4 0.814 污泥浓缩池 2000 H 3000 1 3.515 电气、仪表、配电 3.0糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 10 页16 管道、阀门、 4.0合计 72.0表 5 废水处理站投资估算项 目 内 容 总价（万元）土建投资 21.1设备投资 72.0直接工程费菌种费 3.0安装费 5.0设计费 5.0间接工程费培训、调试费 2.0合 计 108.14.2 资金筹措本工
17、程总投资 108.1 万元，其中直接工程费 96.1 万元，间接工程费 12.0万元。工程投资中，企业自筹 75.1 万元，申请污染防治专项资金 33.0 万元。5 综合效益分析 5.1 环境效益分析废水处理工程建成后，日处理糠醛废水 130m3，处理后排水的COD、 BOD5、SS 、pH 分别为 140mg/L、28mg/L、50mg/L 和 7.2，满足污水综合排放标准 （GB89781996）表 4 二级标准值的要求；污污染物削减量 COD、BOD 5、SS 分别为 384.54t/a、 154.83 t/a 和 5.85 t/a，去除率分别为 98.6%、99.4% 和 75%，环境
18、效益显著。5.2 经济损益分析本工程的经济损益分析主要指废水处理的运行费用。运行费用主要包括：工人工资、电费、药剂费。计算基准：年生产 300 天；工人工资 500 元/月；电费按 0.5 元/kwh；药剂按 0.1 元/m 3 废水。糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 11 页工资费用 =职工人数月工资12 个月=450012=2.4 万元电 费 =常用功率（kwh）24300 0.5=8.8243000.5=3.17 万元药 剂 费 =0.1日处理水量300= 0.1130300=0.39 万元全年运行费用：2.4+3.17+0.39 =5.96 万元废水处理成本：5.9610000300
19、130=1.53 元/m 3 废水。6 工程进度工程进度安排见附表。7 结论采用“厌氧接触氧化”工艺处理糠醛废水，处理规模为 130m3/d，工程实施后，处理后排水的 COD、BOD 5、SS、pH 分别为140mg/L、28mg/L、50mg/L 和 7.2，满足 污水综合排放标准 （GB89781996）表 4 二级标准值的要求；污染物削减量 COD、BOD 5、SS 分别为384.54t/a、 154.83 t/a 和 5.85 t/a，去除率分别为 98.6%、99.4%和 75%，环境效益显著。本工程总投资 108.1 万元。工程年运行费用为 6.5 万元，废水处理成本为 1.53
20、元/ m 3 废水。从各项技术、经济指标看，该技术工艺是可行的。糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 12 页目 录1 总论11.1 企业概况11.2 生产过程及废水的产生情况11.3 设计依据21.4 设计原则22 处理方案22.1 处理工艺的确定22.2 设计参数32.3 处理工艺流程说糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 13 页明32.4 主要设备、构筑物描述52.5 工艺特点及技术关键63 公用工程73.1 给水排水73.2 供配电73.3 环境保护83.4 定员84 工程投资估算与资金筹措84.1 工程投资估糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 14 页算84.2 资金筹措105 综合效益分析105.1 环境效益分析105.2 经济损益分析106 工程进度107 结论11附表与附图糠醛厂废水处理工程可行性研究报告第 15 页附表 工程进度安排2004 年 2005 年序号年份月份项目3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121 可行性研究报告编制2 初步设计3 施工图设计4 设备定货5 土建施工6 设备安装及调试7 试运行8 正式运行9 申请验收
