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第一章 总 论
1.1 项目背景概况
1.1.1项目名称及承办单位
项目名称： 马铃薯渣综合利用及污水处理改造项目
项目承办单位： 甘肃达利食品有限公司
承办单位法定代表人：***
项目建设地点： 甘肃武威工业园区
1.1.2 承办单位概况
略。
1.1.3 可行性研究报告编制单位
中国市政工程西北设计研究院有限公司
工程咨询资质等级： 市政公用工程、建筑甲级
证书编号： 工咨甲13320070002
甘肃省轻纺工业设计院
工程咨询资质等级： 纺织、化纤、轻工甲级
证书编号： 工咨甲1031633001
1.1.4 可行性研究报告编制依据及范围
1.1.4.1 可行性研究报告编制依据
1)《一般工业项目可行性研究报告编制大纲》
(摘自国家计委委托中国国际工程咨询公司编写的《投资项目可行性研究指南(试用版)》，2002年)
2) 建设单位提供的相关基础资料
3) 相关文件及现行规范
1.1.4.2 可行性研究报告研究工作范围
本可行性研究报告针对甘甘肃达利食品有限公司薯渣及污水综合利用项目相关建设内容，污水处理系统、薯渣沼气系统、公用工程及辅助设施、环境保护、节约能源、投资估算和资金筹措、财务经济评价等方面进行全面考察、分析、研究，对项目的可行性做出论证和评价。
1.2 项目概况
1.2.1项目改造地点
甘肃武威工业园区
1.2.2 改造内容及规模
原有污水处理设施比较简陋，污水处理未能稳定达标，改造原有污水处理系统，使处理能力达到1000m3/d。
新建薯渣沼气系统，将原有2吨燃煤锅炉改造为2吨沼气锅炉。
1.3 研究成果概要
1.3.1 设备选型
本项目所有设备均选用国内先进设备。设备选型遵循实用、先进、可靠、经济、节能的原则。
1.3.2 燃料供应情况
项目改造完成后年需燃煤11668吨/年，较改造前减少1768吨/年，仍
由天祝炭山岭煤矿供给，供应有保证。
1.3.3 建设条件
1) 厂址及土建工程
甘肃达利食品有限公司位于武威市东南郊的武威工业园区内，公司西北距武威市中心约8km，东北与国道312线相连、南邻兰新铁路线。武威市至武南镇公路主干道从区内通过，交通十分便利。
2) 能源动力
供电：本项目新增全年用电量为3.3×105KWh。
供水：本项目工程为污水处理、沼气工程及锅炉设备改造，全厂用水量没有大的变化，现有厂区给水工程可以满足改造后的正常生产需要，无需进行改造和添置。
供热：本项目需将2t/h蒸汽锅炉改造为沼气锅炉，项目改造前年需燃煤13436吨，改造后年需燃煤11668吨，天祝炭山岭煤矿供给。
1.3.4 环境保护
1) 废水
本项目所产生的生产污水来自生产车间，日排放量1000m3/d，该污水不含有毒物质，但其有机物浓度、悬浮物含量超过排放标准，而原有污水处理设施比较简陋，污水处理未能稳定达标，经改造后的污水处理站处理后可达标排放。
2) 废渣
废渣主要是薯渣共10000吨/年。薯渣送沼气站处理，沼气供锅炉使用，实现原料废渣综合利用，沼液可做肥料，用于附近农田。
1.3.5 工作制度
本项目生产线实行三班工作制，全年生产天数250天，每天工作22.5小时。厂部实行常日班制。
1.3.6 劳动定员
本项目为节能改造项目，不增加劳动定员，企业原有劳动定员180人，其中管理及销售人员20人，工程技术人员30人，工人130人。
1.4 项目总投资及经济效益
1.4.1 总投资
本项目投入总资金970万元。
1.4.2 经济效益
项目的运营正常年可降低成本(可视作利润)51.28万元。
1.4.3 主要技术经济指标 见表1.4.1。
第二章 项目背景和发展概况
2.1 项目背景
2.1.1 国家相关政策
国家《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出：“强化能源节约和高效利用的政策导向，加大节能力度。通过优化产业结构特别是降低高耗能产业比重，实现结构节能；通过开发推广节能技术，实现技术节能；通过加强能源生产、运输、消费各环节的制度建设和监管，实现管理节能。突出抓好钢铁、有色、煤炭、电力、化工、建材等行业和耗能大户的节能工作。加大汽车燃油经济性标准实施力度，加快淘汰老旧运输设备。制定替代液体燃料标准，积极发展石油替代产品。鼓励生产使用高效节能产品。”
国务院国发〔2006〕28号《关于加强节能工作的决定》要求 “到“十一五”期末，万元国内生产总值(按2005年价格计算)能耗下降到0.98吨标准煤，比“十五”期末降低20%左右，平均年节能率为4.4%。重点行业主要产品单位能耗总体达到或接近本世纪初国际先进水平。初步建立起与社会主义市场经济体制相适应的比较完善的节能法规和标准体系、政策保障体系、技术支撑体系、监督管理体系，形成市场主体自觉节能的机制。
国家发改委《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中指出“ 以科学发展观为指导，落实节约资源基本国策，围绕实现“十一五”GDP能耗降低20%左右的目标，以提高能源利用效率为核心，以企业为实施主体，大力调整和优化结构，加快推进节能技术进步，建立严格的管理制度和有效的激励机制，加大政府资金的引导力度，充分发挥市场配置资源的基础性作用，调动市场主体节约能源资源的自觉性，尽快形成稳定可靠的节能能力，为实现国家节能目标奠定坚实的基础。”
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。
2.1.2 项目的提出
甘肃达利食品有限公司是达利集团嫁接改造原武威天艺食品公司3000吨马铃薯颗粒全粉生产线基础上成立的。公司按照福建达利集团总部的发展规划，投资1.2亿元改扩建，使生产能力达1.5万吨，年处理马铃薯10万余吨。但扩建中原有辅助生产设施设备落后、能耗较高、污水排放不达标等问题未能很好解决。近年来，国内马铃薯加工业发展迅速，产品市场竞争加剧，给行业内企业的生存带来了严重压力。如果仍维持原有状况，已经建立起来的市场占有量将逐步被高起点的产品所取代。目前企业存在的主要问题有：
1）企业原有的污水处理设施比较简陋，只经过简单的格栅拦截，沉淀池沉淀后直接排放，污水处理不能稳定达标，处理后的水供农户用于灌溉季节浇地，但长期浇地后，会因集聚到土壤表层耕土层的淀粉、纤维等物质发酵发生植物根系腐烂等不利影响而导致减产；而非灌溉季节污水最终经水渠流入至杨家坝河（属石羊河水系），当汛期及洪水季节南营水库泄洪时，金塔河地面水就会经杨家坝河流入下游的石羊河红崖山水库进入民勤县境内，对当地的水资源造成一定的污染。
2）原有生产线在生产过程中大量的薯渣排出，投产初期曾作为饲料出售给附近的农户和饲养场，但当地的农户和饲养场用量有限，多余皮渣堆积在厂区内腐烂发霉、造成厂区散着严重的异味、污染环境。
为了彻底解决存在的问题，实现 “十一五”规划纲要提出的国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标，公司决定建设沼气池，用薯渣生产沼气用于锅炉，节约燃煤。同时改造污水处理系统，使处理后废水水质稳定的达到排放标准。
2.2 发展概况
甘肃达利食品有限公司通过节能综合利用改造项目，使动力消耗、污水排放、废渣排放等各项技术指标均达到国内领先水平，在市场竞争中处于明显优势地位。
本项目改造完成后，年节约标煤约1768吨，改造后的污水处理系统稳定达到排放标准。
第三章 市场分析与改造规模
3.1 市场分析
3.1.1 市场前景分析
马铃薯是世界上最重要的粮食、经济作物之一，是仅次于小麦，玉米，水稻的第四大作物，马铃薯的营养成分齐全。含有较丰富的维生素，其产品开发潜力很大。在欧美发达国家，马铃薯多以主食形式消费。美国马铃薯加工量约占总产量76%，每人年平均消费马铃薯食品58Kg。欧洲加工量约占总产量90%，每人年平均消费马铃薯食品80Kg。中国加工量约占总产量5%，每人年平均消费马铃薯食品11.7Kg。数字显示，我国深加工比例远低于国际平均水平，国内的马铃薯加工行业还有很大的可发展空间。
全世界主要种植马铃薯的国家148个，种植面积1930万hm2，产量3.2亿吨。目前，我国马铃薯种植面积近472万hm2，年产马铃薯7500万吨，约占全世界种植总面积20%～25%，总产量约占20%左右，我国马铃薯种植面积、总产量均居世界第一位。
我国马铃薯加工技术水平近年来有较快提高，精淀粉及其下游制品加工、马铃薯膨化小食品加工、油炸马铃薯片、马铃薯全粉和速冻薯条加工均有所发展，加工总量约占马铃薯总产量的10%左右。而在欧美等发达国家，马铃薯用于加工的比例则很高。据统计资料显示，美国约有50%的马铃薯用于深加工，其生产的马铃薯食品有70多种，全国有300多家马铃薯深加工企业；荷兰有40%的马铃薯深加工后方进入市场。马铃薯全粉是马铃薯深加工代表产品之一，主要品种包括雪花粉、颗粒粉、雪花颗粒粉等，主要生产国有美国、荷兰、德国、芬兰等。据有关专家统计，全世界马铃薯全粉类产品年产量在40万吨以上。我国国内全粉生产起步较晚，现有马铃薯全粉厂仅10余家。其中雪花粉厂8家，设备主要从欧洲引进，年设计生产能力约3.5万吨，实际产量约2万吨/年，雪花颗粒粉生产厂一家，生产能力5000吨/年。
马铃薯全粉是加工各类马铃薯复合加工制品的基础原料，其生产过程中注意保持薯块植物细胞的完整，最大限度保留了马铃薯所含的全部营养成分，复水后可重新获得鲜薯的营养和品味。马铃薯全粉除可直接调制土豆泥外，主要用于加工复合薯片、膨化食品等，在方便、休闲食品生产中具有不可替代的重要地位。由于这一类产品符合现代人生活节奏和健康价值观要求，市场发展十分迅速。
3.2 改造规模
新建薯渣沼气系统，将原有2吨燃煤锅炉改造为2吨沼气锅炉。
改造原有污水处理系统，使处理能力达到1000m3/天。
3.3改造效果
随着武威市马铃薯产品深加工的规模进一步扩大，产品加工中的污水处理问题、废渣处理问题日渐突出。本项目承办单位甘肃达利食品有限公司是当地起步较早、发展较快、经营初具规模的产业化重点企业。福建达利集团于2005年9月份，收购改制的甘肃武威酒业（集团）有限责任公司食品厂现有生产厂区，组建了甘肃达利食品公司。企业原有设计能力为年产3000t马铃薯全粉，按照福建达利集团总部的发展规划，将生产线改扩建至生产能力1.5万吨/年，年处理马铃薯10万吨。由于受当时建设资金的制约，原有生产线的污水处理设施比较简单，污水处理效果不能完全达标。处理后的水供农户用于灌溉季节浇地，但长期浇地后，会使淀粉、纤维等过滤到土壤的表层，这些物质发酵过程中可能造成耕土层的植物根系腐烂、作物减产等不利影响；而非灌溉季节污水经水渠直接流入石羊河，对当地的水资源造成一定的污染，因此，公司决定改造污水处理车间，使污水处理达到国家排放标准。生产中产生薯渣可生产沼气，用于锅炉，节约燃煤。本项目的实施不仅减少了对当地水资源的污染，而且每年可通为公司降低成本(可视作利润)51.28万元。
第四章 建设条件及厂址
4.1 建设地点
本项目属技术改造，在甘肃达利食品有限公司现有厂区内改改造。甘肃达利食品有限公司位于武威市东南郊的武威工业园区内，公司西北距武威市中心约8km，东北与国道312线相连、南邻兰新铁路线。武威市至武南镇公路主干道从区内通过，交通十分便利。
4.2 地理位置
武威市地处甘肃省西北部，河西走廊东端、祁连山北麓，位于东经101°49′—104°16′，北纬36°29′—39°27′之间。东北毗邻内蒙古，东南与兰州市、白银市接壤，西南紧靠青海省，西北和金昌、张掖接壤。区域总面积33238Km2。
厂址位置图见附图－01。
4.3 地质概况
武威市处于武威盆地中部，所在的平原区可分为两个大的地貌带，即城市南部山前洪积——冲积倾斜平原带和城北部冲积——洪积细土平原带。武威城恰处两带之间，属过渡地带，地下水供水条件比较优越。
评价项目厂区所在地属第四系冲洪积扇前缘部位，呈缓坡地形，地表平整，无沟谷冲刷、土石堆积地貌形态。厂区周围地势平坦、开阔，地形标高在1550.1—1553.9m之间，南高北低，附近没有建筑群体。
该区地层特点是，由于武威盆地平原区是自新生代以来剧烈沉降区，盆地基底以古生代地层为主，覆盖层除第三系外，主要为巨厚的第四系沉积物。据钻孔资料揭示，金塔河冲积扇中下部（即厂区所在地部位）松散层厚度可达300m，主要为卵砾石含砂层，其下为第三系甘肃群，组成以紫红、桔红色砂岩、泥岩、砾岩为主，与下伏下古生界深灰绿色变质矿岩呈不整合接触。
气象条件：
年平均气温： 7.7℃
最热月平均气温 21.9℃
最冷月平均气温 -8.7℃
常年主导风向 NW
年平均风速 2.0m/s
年平均最大风速 3.1m/s
冬季平均风速 1.5m/s
夏季平均风速 1.8m/s
年日照时数 2968hr
年平均降水量 161mm
年平均蒸发量 2020mm
4.4 地震
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011一2001)附录A，武威市抗震设防烈度为8度(第二组)， 设计基本地震加速度值为0.20g ，本项目所有新建建构筑物设计均按据此进行抗震设防。
4.5 交通运输及通讯
公司西北距武威市中心约8km，东北与国道312线相连、南邻兰新铁路线。交通便捷，路网纵横交错，通讯十分便利，建厂条件良好。
第五章 工程技术改造方案
5.1沼气工程方案
5.1.1工艺设计方案确定原则
1)工艺设计应根据工程规模和建设目标，选择投资省、占地少、工期短、操作简单的工艺路线，做到技术先进，经济合理，安全实用。
2)在经济合理的原则下，对经常操作且稳定性要求较高的设备、管道及监控部位，应尽可能采用机械化、自动化控制，以方便运行管理，降低劳动强度。
3)应在不断总结生产实践经验和吸收科研成果的基础上，积极采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。
4)应尽可能地降低工程造价和运行成本。
5.1.2工艺选择及确定
沼气的产生是以纤维素为主的碳水化合物在发酵性细菌的作用下逐步分解生成简单的糖、酸、醇类等物质，这些物质再被分解性细菌分解，产生甲烷和二氧化碳，同时进一步还原二氧化碳生成甲烷。马铃薯薯渣的主要成分是残余淀粉和纤维素物质，同时它还含有足够产醇和酸的菌类所需的各种营养成分。本工程拟新建沼气站一处，采用马铃薯薯渣和残次马铃薯作为发酵原料生产沼气，供锅炉房燃烧使用，达到节能减排、减少环境污染、变废为宝的目的。工程设计日产沼气6000m3。
沼气站采用技术先进、经济合理的完全混合式厌氧消化器(CRST)为主的沼气生产工艺。
企业年产薯渣10000t，总固体含量TS为29.8%,马铃薯薯渣TS产气率为510mL/gTS，可年产沼气1518000m3。满足锅炉房2t/h沼气锅炉用气量需求。
完全混合式厌氧消化器(CSTR)有效容积单位产气率为3.0～3.2m3/m3•d，本工艺设计方案采用2座1000m3的CSTR 消化罐，日产沼气6000m3～6400m3，满足锅炉房2t/h沼气锅炉用气量需求。
5.1.3沼气站工艺流程
1) 沼气站工艺流程框图
污 水
薯渣 调渣池
调节池
混流泵
CSTR消化器一体化 水 封 罐
沼液贮池 气水分离器
脱 硫 塔
附近农田
阻 火 器
原料管路
沼渣沼液管路 储气罐
沼气管路
锅炉使用
图5.1 .1薯渣利用处理工艺流程框图
2) 工艺流程说明
薯渣与一部分污水一起进入调渣池，池内设有浆式搅拌机，通过搅拌机的机械混合搅拌，将薯渣稀释；稀释后的渣污进入调节池，用混流泵将渣污提升进入CSTR消化器一体化设备。在一体化设备中，有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生可燃性的沼气。由一体化设备出来的沼气通过水封罐，进入装有填料的气水分离器进行脱水，再进入脱硫塔中进行脱除硫化氢处理，处理后经阻火器后存储与高压储气罐中，用于锅炉燃烧。由一体化设备出来的沼渣沼液可用于农田肥料。
3）沼气利用工艺特点
·预处理阶段采用了搅拌机的机械混合搅拌，有利于发酵原料产气率的提高；
·关键设备采用CSTR消化器一体化设备，土建费用减少
·沼气站占地及土建费用均较小。
·自动化程度高，有效降低运行成本。
5.1.4 沼气站设备
沼气站主要设备一览表 表5.1.1
序号
名称
型号
数量
备注
1
机械搅拌机
1
碳钢防腐
2
混流泵
1200HLB-12
2
一用一备
3
沼液泵
300S-19A
2
一用一备
4
CSTR一体化设备
1000m3
2
5
高压储气罐柜
BY-QG400
2
碳钢
6
阻火器
1
不锈钢
7
浮球开关
1
8
流量计
1
9
脱硫罐
2
含托脱硫剂
10
水封罐
1
11
气水分离器
1
12
避雷装置
1
13
电控系统
1
14
调渣池
Φ5 .0×4.5m
1
钢混结构
15
沼液贮池
12.0×8.0×4.5m
1
粘土防渗
16
CRST反应器基础
Φ8.5×0.5m
2
17
沼气净化车间
1
5.2污水处理工程
5.2.1工艺方案确定原则
1) 本设计严格遵守国家相关工程设计标准规范，以及工程安装施工的相关规定。
2) 采用先进、可靠、经济合理的处理工艺，工艺构筑物布局紧凑合理，占地节省。
3) 设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、维护管理简便，确保污水处理站长期稳定运行。
4) 采取合理措施处理污水站运行中所产生的废弃物，避免处理站对环境造成二次污染。
5) 建筑设计在满足工艺要求的前提下，建筑风格及色调上力求新颖、简洁、明快，结合环境，建设一座和谐有致、环保绿色的废水处理站。
6) 在设计中充分兼顾处理站投资、占地与运行成本之间的经济合理性，以实现环境效益、经济效益与社会效益的协调统一。
5.2.2 污水处理工艺方案的选择
污水处理站进水水质水量及出水水质要求
1）项目设计水量：
日处理水量：Q=1000m3/d
设计运行周期：T=24h/d
设计规模：Q=41.7m3/h
2）设计处理水质：
a 设计进水水质
根据甲方提供的原水水质及多方资料，设计进水水质见表5.3.1：
污水处理进水水质表 表5.2.1
序号
项目
污染物浓度
1
CODcr
3816.1mg/L
2
BOD5
3007.9mg/L
3
SS
1529.3mg/L
b 出水水质
根据环保部门及甲方的要求，处理后出水需达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准，具体排放水质标准见表5.3.2
污水处理出水水质表 表5.2.2
序号
项 目
《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
一级标准
1
CODcr
≤100mg/L
2
BOD5
≤30mg/L
3
SS
≤70mg/L
5.2.3 污水处理工艺的确定
1）污水处理系统的确定
本项目属于食品生产加工行业废水处理。根据上述水质分析及对出水水质的要求，结合同类企业废水水质资料分析,本项目处理工艺的关键点为：通过可靠、稳定的物化预处理工艺去除废水中的泥砂等悬浮物及沉淀物，同时可有效降低废水中的COD的含量，为后续的核心生化处理工艺创造良好的水质条件。
根据淀粉生产废水的特点，即有机物含量高，可生化性好，废水中不含有毒有害和持久性（如重金属）污染物，易于生物降解。为节省投资、减少占地及考虑运行成本之间的经济合理性，本项目拟采用稳定、高效、先进的ABR+CASS的工艺对此类废水进行有效处理。
ABR法称厌氧折流反应器。反应器内设置若干竖向导流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都可以看作一个相对独立的上流式污泥床系统，废水进入反应器后沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物充分的接触而得到去除。反应器中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态，因而具有较高的反应器容积利用率，可获得较好的处理能力；具有良好的生物固体的截留能力，并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长，与不同阶段的进水相接触，在一定程度上实现生物相的分离，从而可稳定和提高设施的处理效果。
CASS法称周期循环活性污泥法，其主要原理是：把反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子内周期循环进行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。CODCr去除率可达90%，并有良好的脱氮除磷效果。
2）污泥处理系统的确定：
由于该项目的废水水量为1000m3/d，水量较大，且核心生化处理工艺中采用了好氧－厌氧工艺，其主要的特点是剩余污泥量少，污泥性质比较稳定。考虑到废水处理站的投资和运行成本，因此对于产生的剩余污泥，送到浓缩池进行浓缩，浓缩后的污泥经隔膜泵输送至压滤机进行干化处理，最终的泥饼外运填埋或作农作物的肥料再利用，避免污泥所造成的二次污染。
5.2.4 废水处理工艺流程
1）工艺流程个框图
废水
格栅井
调节池 风机
污泥浓缩池 ABR池
污泥脱水机 CASS池
泥饼外运 出水
图5.2 .1污水处理工艺流程框图
图例：
污水管线 污泥管线
配气管线
2）工艺流程说明
生产废水经污水管网收集后汇集到污水处理站，经机械格栅去除较大的漂浮物和悬浮物后，进入调节池进行水质水量的混合均质。调节池内的污水经提升泵提升至厌氧折流板反应池（ABR），进行厌氧生物处理。ABR池处理后的污水重力自流至CASS反应池，产生的剩余污泥重力排至污泥浓缩池。进入CASS池的污水进行好氧生化处理，根据预设时间进行周期运行，污染物得到进一步的去除，污水经处理达标后排放。CASS反应池内的剩余污泥排至污泥浓缩池。各种污泥混合浓缩后，上清液经集水池收集送回调节池，和原污水合并处理，浓缩污泥经板框压滤机脱水，泥饼外运填埋或用于沤制肥料，避免污泥所造成的二次污染。
3）处理工艺特点：
·处理费用低。
针对较高的进水浓度，采用ABR厌氧折板反应器，厌氧反应本身是在无能耗条件下运行，水力流态好，抗冲击负荷能力强，且能有效减轻后续处理设施的负荷，从而大大降低运行费用。
·占地及土建 费用较小。
由于ABR和CASS工艺均属比较成熟的污水处理技术，都具有较高的处理效率，水力停留时间短，且整个工艺结构紧凑，构筑物占地较少，土建投资比较节省。
·污泥产生量小，污泥系统处理费用较低。
ABR反应器实质上是一系列的升流式厌氧污泥床，挡板的截流使流失污泥量少，CASS工艺不仅去除效率高，而且具有一定的脱氮除磷效果，组合工艺产泥量较小，节约了污泥处理的运行费用。
·系统运行平稳，自控水平较高，操作简便。
5.2.5污水处理站设备及构筑物表
污水处理站设备表见表5.2.3
污水处理主要设备一览表 表5.2.3
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
机械格栅
台
1
格栅渠
2
一级提升泵
WQ70-20-7.5
台
2
ABR池
3
罗茨鼓风机
BH150A
台
2
调节池、CASS池共用
4
污泥回流泵
WQR20-18-2.2
台
2
CASS池
5
滗水器
XBS
台
1
CASS池
6
板框压滤机
NP2000
套
1
污泥脱水间
7
微孔曝气管
批
2
调节池、CASS池
8
进水布水器
套
1
9
出水收集系统
套
1
10
生物菌种
批
1
厌氧菌种+好氧菌种
11
配电自控和仪表
套
1
12
管道、阀门配件
套
1
污水处理构（建）筑物一览表 表5.2.4
序号
构（建）筑物名称
规格尺寸
数量
结构
1
格栅渠
3m×1m×2m(长×宽×高)
1座
砖混结构
2
调节池
总容积400 m3
1座
钢筋混凝土
3
ABR池
总容积520m3
1座
钢筋混凝土
4
CASS反应池
总容积840m3
1座
钢筋混凝土
5
污泥浓缩池
总容积120m3
1座
钢筋混凝土
6
设备间
建筑面积40m2
1座
混合结构
5.2.6废水处理效果
废水处理效果见表5.2.5
废水处理效果表 表5.2.5
污染物
CODcr
BOD5
SS
进水水质(mg/L)
3816.1
3007.9
1529.3
出水水质(mg/L)
85
20
55
处理前年产污染物(t/a)
954.0
751.9
382.3
处理后年产污染物(t/a)
21.3
5.0
13.8
废水经生化处理后，污染物浓度显著降低。污染物排放浓度均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。因此，该项目废水处理措施是可行的。
5.3 锅炉改造
5.3.1 改造前状况
原锅炉房为分期建设，单层布置，先后共装有组装型SZL10-1.25-AⅡ、SZL6-1.25-AⅡ、DZL2-0.7-AⅡ锅炉各一台，此三台锅炉经多年使用，炉内外结垢现象较为严重，热效率约为68%，造成能源的很大浪费，且近年来，燃煤价格的飞速上涨，给企业带来了很大的经济负担，因此锅炉改造、节能降耗成为本次改造工作的重点之一。公司经多次考察，拟新建沼气站一座，采用马铃薯薯渣作为发酵原料生产沼气，供锅炉燃烧使用，达到节能减排、减少环境污染、变废为宝的目的。
5.3.2 改造方案
本次改造前、后供热负荷不变。本项目改造拟将原有DZL2-0.7-AⅡ型燃煤锅炉改造为燃沼气锅炉，即采用耐火砖和耐火材料砌堵原有的链条炉排火床面，在炉前安装沼气燃烧器，配套相应的管道和控制设备，拆除原有的鼓、引风机和上煤除渣设备，在沼气保障供给条件下，做到满负荷用行，生产出的蒸汽并入锅炉房原有的蒸汽系统。
5.3.3 全厂热负荷
全厂生产、采暖热负荷估算见表5.3.3.1。
全厂热负荷估算表 表5.3.3.1
序号
用汽部门
用汽压力 MPa
用汽量 t/h
凝结水回水量 t/h
改造前
改造后
改造前
改造后
1
淀粉生产用汽
0.6
13.34
13.34
6.12
6.12
2
采暖用热
1.10
1.10
0.93
0.93
3
管道热损失
0.76
0.76
合 计
15.2
15.2
7.15
7.15
5.3.4 燃料及消耗
改造前：
改造前燃料消耗量(煤) 2.39t/h 53.74t/d 13436t/a
改造后：
燃煤消耗量(煤) 2.074t/h 46.67t/d 11668t/a
沼气消耗量 263.7Nm3/h 5934Nm3/d 148万Nm3/a
沼气站年可供沼气151.8万Nm3/a
5.3.5更新设备
主要更新设备见表5.3.3.2
更新设备表 表5.3.3.2
序号
名 称
型号及规格
单位
数量
备 注
1
燃烧器
GP-90H Q=350~1500kw N=4.5kw
台
1
2
电 控 箱
台
1
3
排风机
T35-11№3.55 N=0.55kw
台
2
4
烟囱
φ360mm h=10m
个
1
5.3.6烟囱
本次改造拟拆除2t/h锅炉原有的破旧烟囱，新安装一个直径φ360mm的钢制烟囱，烟囱高度10m。
5.3.7沼气
污水处理厂日产沼气6400~6800Nm3/d，小时平均产气量6600Nm3/h沼气热值为23025KJ /Nm3/h。
污水处理站产生的沼气经过水封后压力在200～300mmH2O水柱左右，经预处理后可直接通入微正压锅炉替代部分燃煤。
其工艺流程图如下：
沼气 水封器 贮气柜 阻火器 锅炉
沼气管道上设置水封器，用以调整和稳定压力，并在厌氧反应器、锅炉之间起隔绝作用。水封罐也可兼作排除冷凝水之用。因为产气量的不均匀，在进锅炉前设稳压气柜，气柜容积为30min左右用气量，气柜和构筑物的安全距离在12m以上。水封器与锅炉之间管道上安装阻火器，防止明火沿沼气管道传递，引起厌氧集气室及其他重要附属设施的爆炸隐患。
5.3.8 锅炉房土建改造
将原2t/h锅炉与10t/h、4t/h锅炉间设防爆隔离间，进行分区隔离。
5.3.9 锅炉房通风改造
燃气锅炉间设防爆机械排风装置，其正常换气次数每小时6次，事故
换气次数为12次。选用排风机设备见表5.2.5.1
5.4 土建工程方案
5.4.1 生产车间
1）锅炉房
本项目中锅炉为改造，无需新建锅炉房。
2）污水处理及沼气站
沼气站可设在原有污水处理车间内，污水处理新建构筑物见表5.4.4。
污水处理构（建）筑物一览表 表5.4.4
序号
构（建）筑物名称
规格尺寸
数量
结构
1
格栅渠
3m×1m×2m(长×宽×高)
1座
砖混结构
2
调节池
总容积400 m3
1座
钢筋混凝土
3
ABR池
总容积520m3
1座
钢筋混凝土
4
CASS反应池
总容积840m3
1座
钢筋混凝土
5
污泥浓缩池
总容积120m3
1座
钢筋混凝土
6
设备间
建筑面积40m2
1座
混合结构
5.5 公用工程方案
5.5.1 给水工程
1) 用水量
本项目主要工程为污水处理、沼气工程及锅炉设备改造，全厂用水量没有大的变化，现有厂区的给水工程可以满足改造后的正常生产需要，无需进行改造和添置。
2) 水源及其水质
本项目厂址位于武威市经济开发区内，地下水埋深约140m，水质良好，各项水质指标均符合《地下水水质质量标准》(GB/T14848—93)Ⅲ类和《生活饮用水卫生标准》(GB5749—85)。现厂区内有深井2口（1备1用），1口位于南锅炉房边（备用），1口位于厂区西北角（使用）。井径φ500mm，井深140m，单井涌水量为60m3/h，本项目生产、生活用水由该水源供给。厂区现有供水调节构筑物水塔1座，容积为100 m3。现有供水水源、给水调节构筑物能够满足本项目生产、生活用水量的要求，不需扩建。
3) 厂区给水系统
本项目主要用水种类有：生产工艺用水、锅炉用水、消防给水、生活用水等。厂区采用生产、生活、消防合一的给水系统。
4)消防系统
由于生产性质与改造前相同，本项目消防系统利用原有，不需改建和添置。
5.5.2 排水工程
5.5.2.1 排水量
本项目为薯渣发酵沼气及锅炉设备改造，全厂排水量没有大的变化，现有厂区的排水工程可以满足改造后正常生产的需要，无需进行改造和添置。
5.5.2.2 排水系统
1) 雨水：采用厂区道路排水，经道路排至厂外。
2) 生产污水：该生产污水不含有毒物质，但其有机物浓度、悬浮物浓度超标，经污水处理站处理后可达标排放。
3) 生活污水：经厂区化粪池沉淀处理后排至厂区污水处理站。
5.6.3 供电工程
5.6.3.1新增供电负荷
根据各专业提供的资料统计，本项目新增用电设备总装机容量为110.00KW（锅炉房改造一台2T锅炉的装机容量为184.09 KW，而更换的沼气锅炉的装机容量仅为170.92KW，因此锅炉房的负荷不再计算），计算采用需用系数法，计算负荷为79.79KW，自然功率因数为0.87，采用电容器柜在低压侧集中对功率因数进行补偿，补偿后的功率因数达到0.92。负荷计算结果见表5.6.3.1。
全年用电量为3.3×105KWh。
负荷计算表 表5.6.3.1
序号
设 备 名 称
装机容量KW
需要系数Kx
功率因数CosФ
有功功率KW
无功功率KVAR
视在功率KVA
计算电流A
1
污水处理系统
85.00
0.75
0.80
90.00
63.75
47.81
79.69
2
照明
15.00
0.80
0.90
12.00
5.81
13.33
20.26
3
其 他
10.00
0.60
0.90
6.00
2.91
6.67
10.13
总 计
110.0
81.75
56.53
99.39
乘0.9同时系数
0.87
73.58
50.88
89.45
135.91
加入补偿
-20
补偿后
0.92
73.58
30.88
79.79
121.23
5.6.3.2 供电回路及电压等级的确定
本项目所有负荷均为三级负荷。
本项目的供电电压为10KV。厂区、车间配电电压为380/220V。
5.6.3.3 变配电室
厂区现有变配电室一座，变压器尚有余量，可满足本项目使用，配电柜有备用回路供本项目使用。
5.6.3.4电源选择
本项目供电电源由厂区现有变配电室直接供给。
5.6.3.4 动力
本项目生产车间环境较潮湿，电气设备需选用防潮型，沼气锅
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