【正文】 撫州賴氨酸廠廢水處理工程項目可行性研究報告 目 錄第一章總論…………………………………………………………41，文獻綜述…………………………………………………………41．1. 賴氨酸生產(chǎn)廢水及其污染特點……………………………41. 設(shè)計資料 ……………………………………………………5第2 章 建設(shè)規(guī)模及處理程度……………………………………7 污水處理量…………………………………………………7 設(shè)計進水水質(zhì)和處理標(biāo)準(zhǔn)…………………………………9第三章 工藝方案分析……………………………………………12 污水及污泥處理工藝的功能要求…………………………12 廢水質(zhì)分析…………………………………………………13…………………………………………………13………………………………………………………15……………………………………………15第四章 投資估算………………………………………………174 .1土建部分………………………………………………………174. 2 設(shè)備部分……………………………………………………18第五章 流程概況………………………………………………20. 工藝流程圖如下…………………………………………20 流程說明……………………………………………………22 主要處理設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)………………………23 方案特點…………………………………………………23第6章 技術(shù)經(jīng)濟分析……………………………………………24 人員編制……………………………………………………24 投資費用概算………………………………………………25 污水處理成本概算…………………………………………25…………………………………………………25第七章 總圖布置………………………………………………26 平面布置……………………………………………………26 高程布置……………………………………………………26 運輸…………………………………………………………26第一章總論1，文獻綜述近年來，隨著食品工業(yè)規(guī)模的擴大和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，賴氨酸的需求量迅速增加，因此國際和國內(nèi)賴氨酸生產(chǎn)也得到快速發(fā)展。賴氨酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的高濃度廢水，如不進行有效的處理將對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。賴氨酸廢水的處理方式有化學(xué)法、生物法和綜合利用等。 1．1. 賴氨酸生產(chǎn)廢水及其污染特點1．1．1，賴氨酸廢水的生產(chǎn)賴氨酸是一種堿性氨基酸，分子式為H2NCH2CH2CH2CH2 CH(NH2)COOH ，是一種重要的營養(yǎng)強化劑，添加賴氨酸可提高大米和面粉的蛋白質(zhì)的品質(zhì)，使其營養(yǎng)價值提高。目前工業(yè)生產(chǎn)賴氨酸的世界總產(chǎn)量約為5萬噸左右，我國食用級賴氨酸生產(chǎn)能力僅為200噸/年。近幾年，隨著飼料行業(yè)的迅猛發(fā)展，對賴氨酸（飼料級）的需求量不斷增加，僅國內(nèi)市場年需求量就達6萬噸以上，賴氨酸產(chǎn)品作為飼料添加劑具有較好的銷售前景。 賴氨酸的主要生產(chǎn)原料為淀粉，其生產(chǎn)過程分為制糖、發(fā)酵、離子交換和精制等四個階段。 直接發(fā)酵法是廣泛采用的賴氨酸生產(chǎn)法。常用的原料為甘蔗或甜菜制糖后的廢糖蜜、淀粉水解液等廉價糖質(zhì)原料。此外，醋酸、乙醇等也是可供選用的原料。直接發(fā)酵法生產(chǎn)賴氨酸的主要微生物有谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌的突變株等 3種。這種方法是在50年代后期開發(fā)的。70年代以來，由于育種技術(shù)的進展，選育出一些具有多重遺傳標(biāo)記的突變株，使工藝日趨成熟，賴氨酸的產(chǎn)量也得到成倍增長。工業(yè)生產(chǎn)中最高產(chǎn)酸率已提高到每升發(fā)酵液100～120g,提取率達到80～90％左右。1．1．2 賴氨酸生產(chǎn)廢水特征賴氨酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含有固體懸浮物（SS），硫酸根，COD,BOD5含量嚴(yán)重超標(biāo)的廢水。其中分為濃液，稀液以及淀粉廢水。這些廢水若直接排放到河流或海洋的生態(tài)環(huán)境中，將破壞水質(zhì)造成嚴(yán)重污染，影響我們的生活。1．1．3 賴氨酸生產(chǎn)廢水處理要求 撫州賴氨酸廠生產(chǎn)中排放出的廢水濃液中COD,BOD的含量較高，需要進行前期處理。根據(jù)《國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)》以及《工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》該廠生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水處理后水質(zhì)應(yīng)達到國家標(biāo)準(zhǔn)才可排放。撫州賴氨酸廠地處郊區(qū)，當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)儆趯俦眮啛釒駶櫄夂騾^(qū)，常年為偏東南風(fēng)，處理后水排入周邊河流，應(yīng)注意水文氣候?qū)ζ涞挠绊?。處理過程中，注意避免二次污染。1. 設(shè)計資料 1. 2. 1．基本情況 賴氨酸是一種堿性氨基酸，分子式為H2NCH2CH2CH2CH2 CH(NH2)COOH ，是一種重要的營養(yǎng)強化劑，添加賴氨酸可提高大米和面粉的蛋白質(zhì)的品質(zhì)，使其營養(yǎng)價值提高。目前工業(yè)生產(chǎn)賴氨酸的世界總產(chǎn)量約為5萬噸左右，我國食用級賴氨酸生產(chǎn)能力僅為200噸/年。近幾年，隨著飼料行業(yè)的迅猛發(fā)展，對賴氨酸（飼料級）的需求量不斷增加，僅國內(nèi)市場年需求量就達6萬噸以上，賴氨酸產(chǎn)品作為飼料添加劑具有較好的銷售前景。 賴氨酸的主要生產(chǎn)原料為淀粉，其生產(chǎn)過程分為制糖、發(fā)酵、離子交換和精制等四個階段。1. 2. 2．設(shè)計依據(jù) ⑴廢水水量及水質(zhì)： 廠內(nèi)共排出三種污水，分為濃液、稀液和淀粉廢水。其中濃液污水COD濃度很高，此外還含有較高的硫酸根、氨氮和其他一些污染物。現(xiàn)已采用合適的方法使廢水中的NH4+N濃度降至可忽略的濃度。采用合適方法去除氨氮后，廢水水質(zhì)如下表⑵氣象水文資料： 撫州屬北亞熱帶濕潤氣候區(qū) 風(fēng)向：常年為偏東南風(fēng) 氣溫：年平均氣溫： oC 地下水位： 最高水位： 最低水位： 平均地面高程： 地震烈度：6級 地基承載力：各層均在120Kpa以上 ⑶擬建污水處理廠的場地為一30140平方米的平洼地，位于主廠區(qū)的東方，相對工廠地平面（+）。濃液、稀液和淀粉廢水均可自流至該污水廠的集水池（V=25m3,）。7第2 章 建設(shè)規(guī)模及處理程度 污水處理量撫州賴氨酸廢水處理廠處理規(guī)模（即現(xiàn)狀污水量）為濃廢水250m3/d,稀廢水1000 m3/d，淀粉廢水750 m3/d. 設(shè)計進水水質(zhì)和處理標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計進水水質(zhì)設(shè)計任務(wù)書提供的資料中撫州賴氨酸廢水處理廠設(shè)計進水水質(zhì)為：表1 污水處理廠設(shè)計進水水質(zhì) 出水排放標(biāo)準(zhǔn)污水處理廠的污水排放應(yīng)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－1996）》中的二級標(biāo)準(zhǔn)，即出水水質(zhì)應(yīng)達到如下要求：表2 污水處理廠出水排放標(biāo)準(zhǔn)污染物CODCrBOD5SSSO4pH含量≤100mg/l25mg/l70mg/l06~9華僑大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第三章 工藝方案分析 污水及污泥處理工藝的功能要求污水處理廠的工藝流程系指在保證處理水達到所要求的處理程度的前提下，所采用的污水處理技術(shù)各單元的有機組合。在選定處理工藝流程的同時，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程的選定，主要以下列各項因素作為依據(jù)：(1) 污水的處理程度；(2) 工程造價與運行費用；(3) 當(dāng)?shù)氐母黜棗l件；(4) 原污水的水量與污水流入工程。 污泥是水處理過程的副產(chǎn)物，包括篩余物、污泥、浮渣和剩余污泥等。%～%左右，如水進行處理深度，～1倍。污泥處理的目的有：確保水處理的效果，防止二次污染；使容易腐化發(fā)臭的有機物穩(wěn)定化；使有毒有害的物質(zhì)得到妥善處理和利用；使有用物質(zhì)得到綜合利用，變害為利?？傊?，污泥處理和處置的目的是減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用[9]。 廢水水質(zhì)分析本項目污水處理的特點：污水的BOD/COD=,可生化性很好，污水的各項指標(biāo)都比較高，含有大量有機物，非常有利于生物處理。同時淀粉廢水中含有大量的蛋白，可以用氣浮工藝分離提取。根據(jù)水質(zhì)情況及同行業(yè)廢水治理現(xiàn)狀，技術(shù)水平，該廢水采用厭氧與好氧相結(jié)合的方法來處理，廢水首先經(jīng)過氣浮處理，去除大部分懸浮物，特別是蛋白質(zhì)；然后經(jīng)過厭氧處理裝置，大大降低進水有機負(fù)荷，獲得能源—沼氣，并使出水達到好氧處理可接受的濃度，在進行好氧處理后達標(biāo)排放。 氣浮氣浮是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其視密度小于水而上浮到水面上面實現(xiàn)固液或液液分離的過程。氣浮過程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆粒（固體或液滴）附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。它是近幾年發(fā)展起來的一種技術(shù)，在工業(yè)廢水及生活污水處理方面得到廣泛應(yīng)用。 UASB上流式厭氧污泥床(Up Flow Anaerobic Sludge Blanket ,簡稱UASB) 反應(yīng)器是荷蘭Wageningen 農(nóng)業(yè)大學(xué)的Lettinga 等人于1973 1977 年間研制成功的。目前,在歐洲的UASB 工藝已普遍形成了顆粒污泥,這使得厭氧UASB 工藝在歐洲迅速得到了推廣和普及。我國于1981 年開始了UASB 反應(yīng)器的研究工作,該技術(shù)在我國已得到了實際的推廣應(yīng)用。UASB 反應(yīng)器是目前應(yīng)用最為廣泛的高速厭氧反應(yīng)器,該技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一。 UASB 反應(yīng)器的基本構(gòu)造和原理(1) UASB 反應(yīng)器的構(gòu)成圖1 是UASB 反應(yīng)器的示意圖。UASB 反應(yīng)器的主體部分主要分為兩個區(qū)域,即反應(yīng)區(qū)和三相分離區(qū)。其中反應(yīng)區(qū)為UASB 反應(yīng)器的工作主體。(2) UASB 反應(yīng)器的工作原理在UASB 反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)下部,是由沉淀性能良好的污泥(通常是顆粒污泥) 形成的厭氧污泥床,污泥濃度可達到50～100g/ l 或更高。廢水由反應(yīng)器底部進入反應(yīng)區(qū),由于水的向上流動和產(chǎn)生的大量氣體上升形成良好的自然攪拌作用,并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的上方形成相對稀薄的污泥懸浮區(qū),懸浮區(qū)污泥濃度一般在5～40g/ l 范圍內(nèi)。懸浮液進入分離區(qū)后,氣體首先進入集氣室被分離,含有懸浮液的廢水進入分離區(qū)的沉降室,污泥在此沉降,由斜面返回反應(yīng)區(qū),澄清后的處理水溢流排出。 UASB 反應(yīng)器的工藝特點UASB 反應(yīng)器運行的3 個重要的前提是: ①反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥。 ②出產(chǎn)氣和進水的均勻分布所形成的良好的攪拌作用。 ③設(shè)計合理的三相分離器,能使沉淀性能良好的污泥保留在反應(yīng)器內(nèi)。(1) 利用微生物細(xì)胞固定化技術(shù) 污泥顆?；疷ASB 反應(yīng)器利用微生物細(xì)胞固定化技術(shù) 污泥顆?；瘜崿F(xiàn)了水力停留時間和污泥停留時間的分離,從而延長了污泥泥齡,保持了高濃度的污泥。顆粒厭氧污泥具有良好的沉降性能和高比產(chǎn)甲烷活性,且相對密度比人工載體小,靠產(chǎn)生的氣體來實現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸,節(jié)省了攪拌和回流污泥的設(shè)備和能耗。也無需附設(shè)沉淀分離裝置。同時反應(yīng)器內(nèi)不需投加填料和載體,提高了容積利用率。(2) 由產(chǎn)氣和進水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用在UASB 反應(yīng)器中,由產(chǎn)氣和進水形成的上升液流和上竄氣泡對反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污泥顆粒產(chǎn)生重要的分級作用。這種作用不僅影響污泥顆?；M程,同時還對形成的顆粒污泥的質(zhì)量有很大的影響。同時這種攪拌作用實現(xiàn)了污泥與基質(zhì)的充分接觸。(3) 設(shè)計合理的三相分離器的應(yīng)用三相分離器是UASB 反應(yīng)器中最重要的設(shè)備。三相分離器的應(yīng)用省卻了輔助脫氣裝置,能收集從反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的沼氣,同時使分離器上的懸浮物沉淀下來,使沉淀性能良好的污泥能保留在反應(yīng)器內(nèi)。在眾多的厭氧工藝中選用上流式厭氧污泥床(USAB)，它在處理高濃度有機廢水方面與其它生物處理相比具有以下幾大優(yōu)點：（1）成本低。運行過程中不需要曝氣，比好氧工藝節(jié)省大量電能。同時產(chǎn)生的沼氣可作為能源進行利用。產(chǎn)生的剩余污泥少且污泥脫水性好，降低了污泥處置費用。（2）反應(yīng)器負(fù)荷高，體積小，占地少。（3）運行簡單，規(guī)模靈活。無需設(shè)置二沉池，規(guī)模可大可小，較為靈活，特別有利于分散的點源治理。（4）二次污染少。但其出水濃度仍然比較高，還需后續(xù)好氧處理在進行廢水處理工藝選擇時，應(yīng)結(jié)合該工廠所排放廢水水質(zhì)水量特點，充分考慮該廠的發(fā)展趨勢以及經(jīng)濟效益，合理確定處理出水所需達到的排放標(biāo)準(zhǔn)。下面針對該廠廢水處理特點，就幾種比較適合于賴氨酸廢水的常規(guī)處理工藝進行分析對比。 直接厭氧 好氧生物處理流程將高濃度廢水與低濃度廢水及淀粉廢水混合后,直接進入?yún)捬跸?廢水在厭氧微生物的作用下會去處掉一部分的有機物和懸浮物，經(jīng)初步處理后的的廢水再進入接觸氧化池,進一步去除廢水中的COD 及BOD5 ,出水排放。試驗結(jié)果表明, (1) 由于廢水中的SO42很高,厭氧過程中在硫酸鹽還原菌(SBR) 作用下,被還原生成硫化氫,對甲烷菌有抑制作用,厭氧處理過程將受到明顯影響,以至完全停止作用,且排氣中含有H2S 氣味,達不到預(yù)期的處理效果,COD 去除率很低,約6. 2 %～15 %。 (2) 混合廢水經(jīng)本流程處理后,出水COD 401～452mg/ L ,無法達標(biāo)排放。3. 4 .2 SBR工藝SBR工藝簡單；布置緊湊、占地面積?。徊僮骶S修方便；抗沖擊負(fù)荷能力強；污泥沉降性能好、污泥處理系統(tǒng)簡單；出水水質(zhì)好；可防止污泥膨脹。統(tǒng)計結(jié)果表明，采用SBR工藝處理小城鎮(zhèn)污水，要比普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%以上[4]。有研究表明，SBR法在每一個運行周期之間以及同周期進水階段內(nèi)出現(xiàn)急劇的水質(zhì)水量變化甚至處理負(fù)荷猛增到正常負(fù)荷的兩倍以上的情況下，仍可獲得良好的處理效果。劉永松等人對SBR工作穩(wěn)定性的分析研究結(jié)果充分表明了這一點[5]。但SBR反應(yīng)器設(shè)備的閑置率高，進水和排水的閥門切換頻繁，自動化程度較高，這對于技術(shù)力量和管理水平相對較弱的小城鎮(zhèn)來說，限制了該工藝的推廣。SBR是一種間歇式的活性泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運行實現(xiàn)連續(xù)進出水。SBR通過對反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈活性。SBR池通常每個周期運行4～6小時，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時，SBR系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動切換至雨水運行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。SBR系統(tǒng)通常