一、总论1.1设计依据(1)某地区某糖业公司提供的废水水质水量数据;(2)综合污水排放标准(GB8978-1996)及某地区、环保局对某糖业公司废水处理的有关要求;(3)给排水设计手册及规范;1.2设计范围某公司外排废水有三个单独出口，一是包括压粕水、其它废水、酒精废水在内的1＃排水口，二是排放锅炉除尘水的3#排水口,三是排放流洗水的3＃排水口，总废水排放量627m3/h本设计范围为从三部分废水汇合处的沉淀调节池开始，到废水处理后达标排放为止的废水处理站范围内的土建工程、工艺设备及工艺管路、动力配电及照明、测量控制仪表、给排水及污泥脱水工程的设计主要包括:(1)从三部分生产废水汇合开始，至混凝脱色池达标水排放为止的废水处理工程范围内所需的土建、工艺、动力配电及仪表的设计、站区给水排水设计工程范围内与外界相连的管道计算到站界外1m2)污泥脱水工程的设计包括污泥浓缩池、污泥调质槽、污泥脱水机、污泥脱水机房的设计使工程排放的污泥经浓缩脱水后,泥饼外运3)工程配套用房的设计包括操作控制、配电、分析、办公用房和泵房、空压机房的设计4)废水处理工程范围内的给水排水管路的设计废水处理工程所需的动力及照明用电、自来水、取暖用蒸气等由厂方接至废水处理工程的指定位置。
生产所排废水由厂方负责送至废水汇合处，处理后达标处理水由厂方接入总排水管网1.3设计原则(1)废水处理工程按日处理制糖废水量为15050m3,平均CODCr为5439mg/l的规模设计,其中制糖废水14400m3/d，酒精废液650m3/d在平面布置上按一次建成投入使用布置，除适当留有余地外，不再考虑工程扩建问题2)某地区某糖业公司生产基本是连续进行的，多数废水是均匀连续排放，废水水质水量经沉淀调节池调节、预处理后变化幅度较小因此废水处理工程直接从沉淀调节池后的集水池取水，不再考虑废水水质水量的调节和悬浮物的预沉淀3)目前，某公司生产废水分别由1＃、2＃和3＃排水管线排至土沉淀池内，本工程将对其进行修整改造做为沉淀调节池废水在沉淀调节池内混合为提高沉淀调节池处理效果，将部分剩余污泥也排入沉淀调节池，引人菌种废水在沉淀调节池沉淀除去SS、酸化水解降解大分子有机物4)由于废水的BOD/COD值较高,可生化性较很好，废水处理工艺以生化法处理为主,物化法处理为辅厌氧处理设备采用帕克公司先进的IC厌氧反应器，好氧法处理选用快速高效的深层曝气，以保证废水处理效果，使处理水稳定达标排放5)工艺设备选用质量上乘、价格适中的优质设备，具有使用寿命长、效率高、维修工作量少、噪声低等优点。
(6)废水处理工艺在高程布置上采用废水经水泵一次提升后,靠重力流完成全工艺处理，避免废水的反复提升，以节约动力消耗，方便操作管理7)土建构筑物适当合壁共建，以节约工程占地，减少工程投资8)设计中尽量选用低噪声的动力设备，并适当采取消声、减震等措施，污泥即时脱水外运，以防止二次污染产生9)为节约工程投资，便於操作管理，工程工艺控制适当采用仪表测量、显示以人工控制为主，自动控制为辅；集中控制与分散就地控制相结合1.4排放标准根据某地区某糖业公司及环保主管部门的有关要求，该公司废水处理后应达到国家综合污水排放标准(GB8978-1996)中制糖行业二级排放标准表1 某糖业公司废水处理排放标准（GB8978-1996）污染物指标单位标准值CODCrmg/L≤200BOD5mg/L≤100SSmg/L≤150PH6.0－9.0NH3-Nmg/L≤25色度倍≤80二、废水处理工艺流程2.1废水来源及水质水量（1）甜菜生产概况某地区某糖业公司以甜菜为原料来生产食用糖、酒精、甜菜颗粒粕等产品甜菜制糖生产工艺流程如下：压粕水外排造粒干燥压粕渗出切丝流洗颗粒粕产品甜菜 结晶蒸发清净回用砂糖包装沉淀池去酒精车间废糖蜜滤泥废水滤泥 洗滤布水 图1 甜菜制糖工艺流程图从甜菜制糖工艺流程中可看出：废水主要来自压粕水、清洗滤布水、经沉降后的甜菜的流洗水等，以及地面及设备冲洗水、生活污水等。
食用酒精的生产是以废糖蜜为原料，经发酵、粗馏、脱醛、精馏等工艺生产食用酒精生产工艺流程如下：粗馏废糖蜜发酵稀释杀菌脱醛精馏酒精成品 酒精废液图2 酒精生产工艺流程图从酒精生产工艺流程中可看出：酒精废液主要来自废糖蜜经发酵提取酒精的粗馏、精馏后残液根据某地区某糖业公司污水处理工程招标邀请书提供的制糖废水、酒精废液排放数据如表2所示表2. 某糖业公司生产废水水质水量情况一览表废水来源水量m3/hCODCrmg/lBOD5mg/lSSmg/lSO42-mg/l温度℃pH锅炉除尘水12014071.6124920.01409.2酒精车间排水27700004500050006000954流洗水16033102200650000.012010.2压粕水1406700278048090.01507.7其它种类水(冷却水、生活用水等)1802001001500.01157总排废水6275439316420311258308.5（2）设计水质水量预测经沉淀调节池预处理后的混合废水水质水量如表3所示表3 某糖业公司废水处理设计水质水量污染物指标单位设计值CODCrmg/L6000BOD5mg/L3600SSmg/L1000SO42-mg/L200PH9温度℃30水量m3/d15050每日废水总量为15050m3；每日需处理的CODCr总量为87.29t，每日需处理的BOD5总量为52.67t；废水的BOD/COD值0.5以上。
可生化性较好，废水采用以生化法为主的处理工艺处理，可获得较佳的处理效果2.2厌氧工艺的选择由于在酒精废醪液中含有大量的硫酸盐（SO42-5500mg/L），在厌氧处理过程中由于硫酸盐还原菌（SRB）的作用，最终产物为硫化物、水和二氧化碳而硫酸盐的还原和硫化物的产生会引起以下问题：①由于出水中存在硫化物，二硫化物能表现为COD，使得COD的去除效率下降；②部分硫化物以H2S的形式存在于沼气中，沼气在被利用前需要除去H2S③废水中和沼气中的硫化物产生腐臭味，为此需增大投资和维修费用；④硫酸盐转化为硫化物后，对包括产甲烷菌和产酸菌在内的厌氧菌有毒，其毒性如表4所示表4 无机硫化合物对甲烷菌的毒性化合物50％ICSO42-3300SO32-50总硫化物50050％IC：使厌氧过程污泥产甲烷活性降低50％的有毒物质的浓度由此可见，如果选择不当，厌氧系统的处理效率将会大打折扣，而厌氧系统运行是否成功是制糖废水处理的关键，因此，制糖行业的废水治理也大多围绕酒精废醪液的厌氧治理技术做文章A糖厂投资约2300万元，采用PSB（光合细菌法）处理酒精废水，对硫酸盐采用稀释法处理，结合接触氧化工艺处理全厂废水，由于种种原因，运行结果也不理想。
西域和昌吉糖厂各投资500余万元，采用UASB（上流式厌氧污泥床）处理酒精废水，由于硫酸盐的问题解决得不好，处理系统的运行很不稳定D糖业（某糖厂）采用EGSB（悬浮颗粒污泥床）工艺，投资近400万元处理酒精废水，对硫酸盐采用稀释法处理，由于种种原因工程至今未调试完成，尚无法肯定该工艺的好与坏B糖业）C糖厂投资约2400万元，对硫酸盐采用稀释法处理，采用深井曝气工艺，结合深层曝气＋接触氧化工艺处理全厂废水，经两年运行效果尚可但施工难度大，受工程地质条件的影响大，推广受局限综上所述，厌氧工艺选择成功与否是制糖废水处理成功的关键，而是否能消除废水中硫酸盐的影响是厌氧工艺成功的关键因此，①在本工程中我们采用稀释法，将酒精废醪液与其它废水混合，在处理负荷不变的情况下，将废水中的硫酸盐控制在400mg/L以下；②采用荷兰的专利技术IC（内循环厌氧反应器）工艺进行处理，由于其内循环强烈的搅拌作用使污泥与废水达到良好的混合而将硫酸盐的影响降至最低，以保证厌氧工艺的正常运行有资料表明，硫酸盐在厌氧消化中浓度不大于4000mg/L，运行中控制COD/SO42－大于10g/g，这时所产生的沼气可将还原出的H2S气提出消化液，使消化液中的H2S维持在100mg/L以下水平，以保证运行安全。
2.3废水处理工艺流程根据某地区某糖业公司污水处理工程招标邀请书提供的废水水质水量、废水处理后要达到的排放要求；以及我们对甜菜制糖废水处理工艺研究结果、工程实践经验为依据，确定此废水的处理工艺流程如图3所示沼气稳压柜NaOH液液脱臭塔燃烧器碱液槽沉淀调节池排放或回用混凝沉淀池深层曝气池中间沉淀池混凝脱色池接触氧化池IC厌氧反应器循环池集水池制糖废水酒精废水生活污水污泥调质池带式压滤机泥饼外运污泥浓缩池 图3 某糖业公司废水处理工艺流程图某地区某糖业公司每天排放的制糖废水、酒精废水等工业废水和生活污水均排入沉淀调节池废水在沉淀调节池内沉淀除去废水中的SS、进行废水水质的调节，并在缺氧情况下，兼氧微生物对废水中有机物进行酸化水解处理，把大分子有机物分解生成小分子有机物，提高废水的可生化性然后废水流入集水池，通过齿距为3mm的回转式除渣机除去废水中直径大于3mm的固型物；然后用污水泵将流入集水池的废水提升入厌氧循环罐，与厌氧出水、厌氧污泥混合，并调节废水的PH、温度、碱度、补充营养盐后，再用污水泵将调节罐内废水提升入IC厌氧反应器，在底部与培养、驯化好的颗粒厌氧污泥混合，在厌氧条件下，厌氧微生物中的产酸菌将有机物首先分解生成有机酸，厌氧微生物中的产甲烷菌进一步把有机酸降解为CH4、CO2、H2O。
由于厌氧污泥浓度高、活性好、可快速高效地去除废水中的有机物，最后在反应器中经三相分离器分离后，沼气入沼气稳压柜，然后在沼气燃烧器中烧掉或利用；污泥自动回入厌氧反应器，剩余污泥排入污泥池脱水后外运；废水经厌氧处理，其COD去除率大于70％经厌氧处理后的废水，进入混凝沉淀池，在投加金属盐混凝剂后，废水中的硫化物与金属盐生成硫化物沉淀，去除硫化物和悬浮物后，废水自流进入深层曝气池进行好氧生物处理由于深层曝气池的深度大、静水压力高、溶解氧浓度大、氧化能力强，因此，厌氧处理后的废水中残留可生化有机物在此被快速、高效地降解，生成CO2、H2O在深层曝气处理后设置中间沉淀池，将生物污泥回流至深层曝气池，以提高生化处理负荷因此，深层曝气池的出水进入混凝沉淀池，加药去除部分COD，以改善废水的B/C比；经混凝沉淀池处理后的废水进入接触氧化池，继续进行好氧生化处理，以进一步降低废水中的有机物，接触氧。