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贵州某酱香型白酒废水尾水处理工程设计

2024-10-07 11 上传者：管理员

摘要：本文介绍了贵州省某酱香型白酒废水尾水处理工程设计。通过方案论证比较，采用细格栅、提升泵房及事故调节池+曝气生物滤池+深床反硝化滤池+臭氧接触池+一体化气浮池+活性炭滤池+次氯酸钠消毒工艺流程，结合项目厂址及尾水排放水体的实际情况，确定设计出水水质，对全流程进行了较为完善的工程设计，出水水质符合GB3838—2002 《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准中的排放限值。其中，出水总氮质量浓度要求≤8mg/L，对项目投资和运行成本进行了分析。

关键词：
工程设计
工艺流程
投资
白酒废水尾水处理
运行成本
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1、工程概况

1.1 工程介绍

贵州省习水县四个制酒企业内部污水处理站将处理后达到行业排放标准的尾水直接排入临江河，对赤水河流域习水县段水环境造成严重污染。赤水河习水县段属于Ⅱ类水体，严禁在已划定的地表水Ⅱ类区域范围内违规审批建设项目，因此需对尾水进行二次集中收集处理，确保其正常运行并达标排放。

1.2 设计水量

据统计，贵州习酒股份有限公司（以下简称习酒公司）、步长集团（香港）有限公司（以下简称步长集团）、贵州宜仁怀市茅台镇云峰酒业有限公司（以下简称云峰酒业）及贵州省可水县小糊涂仙酒业有限公司（以下简称小糊涂仙酒业）污水处理站尾水排放量及达标情况如表1和表2所示。

表1各企业尾水排放量统计表

表2设计出水水质

习酒公司1.9万t技改项目、步长酒旅一体化项目、小糊涂仙临江项目即将建成投产，总产能约4.0万t（习酒公司3.3万t、步长酒旅0.5万t、小糊涂仙临江项目0.2万t）。按目前产能换算，预计每天尾水排放量增加约10000 t。

因此本工程设计水量为25000 m3/d。

1.3 设计进出水水质

1.3.1 设计进水水质

四个企业已建成的污水处理站尾水均达到GB27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》中水污染物特别排放限值中的直接排放标准（见表2），设计进水水质如表3所示。

1.3.2 设计出水水质

因临江河的纳污能力有限，下游赤水河习水县段属于Ⅱ类水体，确定本项目的出水执行GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准中的排放限值，总氮指标结合类似项目确定。

表3设计进水水质

2、工艺流程

2.1 各污染物的去除

2.1.1 BOD5的去除

本工程设计出水BOD5≤4 mg/L，最低去除率为75%。采用曝气生物滤池+深床反硝化工艺，对BOD5进行削减，能够保证出水BOD5≤4 mg/L。

2.1.2 CODCr的去除

CODCr与BOD5的去除基本同步，出水CODCr≤20 mg/L，最低去除率为60%。尾水中剩余CODCr大部分为难降解有机物。本工程采用曝气生物滤池+深床反硝化工艺，对CODCr可生物降解部分有一定削减作用，同时考虑臭氧氧化及活性炭滤池进一步去除CODCr，确保出水CODCr≤20 mg/L。

2.1.3 NH3-N的去除

本工程要求出水NH3-N质量浓度≤1 mg/L，去除率>80%。污水处理厂进水NH3-N的去除主要依靠硝化过程，而NH3-N的硝化过程远比碳的氧化过程缓慢，硝化将成为曝气生物滤池设计的控制因素。

2.1.4 TN的去除

本工程要求出水TN质量浓度≤8 mg/L，去除率为46.7%。污水处理厂进水TN的去除是在硝化充分的基础上依靠反硝化过程来完成，通过缺氧阶段实现，反硝化成为缺氧池设计的控制因素，TN要求比较完全反硝化才能达到出水标准[1]。

2.1.5 TP的去除

本工程要求出水TP质量浓度≤0.2 mg/L，去除率为60%。在增加化学除磷的深度处理后能保证出水TP指标达标。

2.2 工艺流程说明

主体工艺流程为：细格栅、提升泵房及事故调节池+曝气生物滤池+深床反硝化滤池+臭氧接触池+一体化气浮池+活性炭滤池+次氯酸钠消毒工艺（见图1）。

3、主要工艺单元及设计参数

3.1 细格栅、提升泵房及事故调节池

设阶梯网板式细格栅除污机去除固形物，细格栅流速为0.6 m/s，网板孔径为2 mm，安装角度为70°。提升泵房设置4台潜污泵，3用1备，流量Q为360 m3/h，扬程H为15 m。

事故调节池停留时间为1 h，有效容积为1041.7 m3，设置潜水搅拌机2台，叶轮的直径d为620 mm，转速为480 r/min。

3.2 曝气生物滤池

去除SS、COD、BOD等有害物质[2]。硝化负荷为0.15 kg(NH3-N）/（m3·d），水力停留时间T为39.7 min，水力表面负荷V为8.63 m3/（m2·h）。设置曝气生物滤池系统16套，单套箱体尺寸直径为3.2 m×6 m，填料比表面积≥10000 m2/m3，填料填充率≥90%，材质为聚氨酯生物填料。

图1污水处理厂工艺流程示意图

3.3 深床反硝化滤池

主要对曝气生物滤池出水进行脱氮，作为总氮达标的保障工艺。设计滤速为5.2 m/h，气冲洗强度为110 m3/（m2·h），水冲洗强度为15 m3/（m2·h），采用2～3 mm石英砂滤料。

3.4 臭氧接触池

对废水中剩余难降解的有机污染物进行改性，利用臭氧的强氧化性降解难降解有机物。设计接触时间为40 min，设计去除COD为7～8 mg/L，臭氧投加量为28.8 mg/L。臭氧尾气破坏器装置按空气源15 kg/h臭氧反应后尾气配2套。曝气盘为钛合金微孔曝气盘，DN100,144只。

3.5 一体化气浮池

利用高度分散的微气泡作为载体黏附废水中的污染物，使其随气泡升到水面加以去除（通过刮渣机）。气浮法一般用于去除水中的疏水性颗粒，亲水性颗粒可加入浮选剂改变颗粒的亲水性能，利用增大润湿角的方法用气浮法分离，具有很好的除磷效果[3]。设计回流率为12.8%，絮凝反应时间为8.5 min，分离区停留时间为5.0 min，分离区的表面负荷为11.7 m3/（m2·h），气浮池停留时间为10.5 min。

3.6 活性炭滤池

吸附去除污水中难降解COD，确保出水水质达标。滤速为6.13 m3/（m2·h），滤料深度为2.6 m，反冲水洗强度为25.88 m3/（m2·h），反冲气洗强度为53.65 m3/（m2·h），活性炭滤料采用直径1.5 mm煤质柱状活性炭。

3.7 次氯酸钠消毒工艺

次氯酸钠消毒工艺采用接触消毒渠投加次氯酸钠进行辅助消毒，投加量为5 mg/L。在巴氏计量槽进行水量计量及出水水质取样检测。接触消毒渠停留时间为30 min，流速为0.28～0.72 m/s。巴氏计量槽喉宽为0.30 m，量程Q为3.5～400.0 L/s，配套明渠流量计。

4、设计重难点分析及解决对策

4.1 设计重难点分析

本项目属于白酒废水尾水深度处理，存在进水碳源偏低的问题，合理分配碳源是工程设计中的一个难点。

本工程污水厂CODCr、NH3-N、TN和TP出水标准较严格，白酒废水尾水中剩余CODCr大部分为难降解有机物，污水处理厂进水氨氮的去除主要依靠硝化过程来完成，而NH3-N的硝化过程远比碳的氧化过程缓慢，TN的去除主要在硝化充分的基础上依靠反硝化过程来完成。出水TP质量浓度<0.2 mg/L，需增加化学除磷的深度处理保证出水TP指标达标。

因此，CODCr、NH3-N、TN和TP的去除是本工程的重点设计去除项目。

4.2 解决对策

主体工艺采用曝气生物滤池和反硝化深床滤池，在充分利用现有碳源的基础上，额外补充碳源。

采用硝化+反硝化工艺去除NH3-N和TN，同步去除NH3-N、TN和CODCr，同时考虑臭氧氧化及活性炭滤池进一步去除CODCr，采用气浮装置去除TP，确保各污染物出水达标。

5、经济指标

5.1 占地面积

污水处理厂总占地面积为8050.55 m2。其中建筑物占地面积为899.68 m2，构筑物占地面积为2274.87 m2，绿地率达到22.17%。

5.2 工程投资

工程总投资为9929.932万元，其中建设投资9748.616万元（包括建筑工程费用3534.456万元、安装工程费用1592.801万元、设备及工器具购置费用3080.933万元、工程建设其他费用898.995万元、预备费用641.431万元）、建设期借款利息181.316万元。

5.3 运行成本分析

直接运行成本包括电费、药剂费、水费、人工费、滤料更换和污泥运输费。装机功率为2365.13 kW，运行功率为1838.61 kW。耗电量为17070.568kW·h/d，吨水电耗为0.6828元。吨水电费为0.3521元。药剂费包含PAM阳离子、PAM阴离子、PAC、乙酸钠、次氯酸钠药剂费，PAM阳离子消耗量为7.5kg/d、PAM阴离子消耗量为7.5 kg/d、PAC消耗量为417.5 kg/d、乙酸钠消耗量为250 kg/d、次氯酸钠消耗量为125 kg/d，吨水药剂费为0.1033元；自来水消耗量为20.975 t/d，吨水水费为0.0042元；污水处理厂运营劳动定额18人，吨水人工费用为0.1402元。本工程产干泥量为0.30 t/d，污泥脱水至80%，吨水污泥运输费为0.0036元。滤料更换包含滤池和活性炭滤料，滤池滤料每年更换量为140 t，活性炭滤料年更换费用为65万元，滤料吨水更换费用为0.1786元。本污水处理厂直接运行成本为0.7820元/t。

6、结语

1）本工程白酒废水尾水深度处理主体采用细格栅、提升泵房及事故调节池+曝气生物滤池+深床反硝化滤池+臭氧接触池+一体化气浮池+活性炭滤池+次氯酸钠消毒工艺，出水执行GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准中的排放限值，TN质量浓度≤8 mg/L。

2）该工艺一次性投资少，运行管理方便。

3）污水处理厂直接运行成本为0.7820元/t。

4）本文从设计角度分析了白酒废水尾水处理工程设计的要点，为后续工程和类似污水处理厂的设计提供参考。

参考文献:

[1]王波,梅峰,李旭宁,等.反硝化生物滤池用于白酒废水深度脱氮处理研究[J].中国给水排水,2014,30(17):120-122,127.

[2]张昌明.曝气生物滤池工艺用于污水厂准Ⅳ类出水提标[J].城市道桥与防洪, 2021(11):114-116,17.

[3]隋克俭,李家驹,李鹏峰,等.溶气气浮工艺用于城镇污水处理厂二级出水的深度除磷研究[J].环境工程,2020,38(7):66-70,65.

文章来源:曾伟,吴幼娥,丁嘉培,等.贵州某酱香型白酒废水尾水处理工程设计[J].天津化工,2024,38(05):106-109.