水处理方案.docx

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水处理方案

废水生化处理

（初设）

设

计

方

案

（甲方提供数据有差距）

废水生化处理方案

（初设）

1．工程概况

废水主要来源于公司对企业生产污水（沉淀池处理系统）以及经（原化粪池处理系统）处理后的生活废水混合后进行生化处理，达到国家废水综合排放一级标准。

企业一期工程（物化段）处理废水应该已达到大部分达到回用目的，减少了外排水量，降低了生化处理的投资。

2．工程设计依据

1、厂方提供的废水种类、浓度范围、水量排水规律等基础数据资料

2、《中华人民共和国国家污水综合排放标准》（GB8978—1996.）

3、《污水再生利用及景观用水标准》（GB/T18921—2002.）

5、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）

6、《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1990）

7、《现行建筑结构规范大全》

8、《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-92）

9、《水处理新工艺新技术与工程方案设计及质量检验标准规范实用全书》

8、《地下工程防水技术规范》（GBJ16-1987）

8、《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ9386）

8、《环境工程设计手册》

9、《环境工程计算手册》

10、《环保设备材料手册》

11、《水处理工程师手册》

3、设计原则

1、本设计严格执行国家有关法律、规范、地区有关环保各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质均达到污水相关各项标准。

2、采用先进、成熟、稳定、实用经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。

3、设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠。

管理方便，维修工作量少，价格适中。

4、系统运行灵活，维修简单尽量考虑操作自动化，以减少劳动强度。

设置必要的监控仪器，提高控制操作的自动化程度。

5、设计美观，布局合理，与周围环境统一协调。

6、尽是采取措施减少对周边环境的影响，合理控制噪声，减小气味，妥善处理固体废弃物，避免二次污染。

7、充分依托现有设施，最大限度节约投资成本。

4、设计范围

本工程设计范围包括从废水生化处理工艺设计，排水设计，土建设计，电气、自控设计，设备选型，以及工程投资估算，概算及各项工艺指标，污水处理站进出水管道、电缆（工程一米范围内）。

消防设施不在本设计范围。

5、设计规模

目前根据企业提供的工业废水外排量和生活废水量，设计企业混合废水生化处理量42m3/h，合计水量1000m3/d，经过生化处理后达到国家废水综合排放一级标准。

7、废水水量、水质及设计排放水水质

废水水量及进水质（根据企业提供数据确定）

总废水生化处理量为1000m3/d，即每小时水量42m3。

工业污水、生活污水混合废水水质：

COD:

400mg/L

总废水水质：

COD:

400mg/L（按最高浓度计算）

设计：

COD:

450mg/L（有可能不对）

悬浮物根据厂区工艺应达到1000左右。

生化出水水质：

（达到国家污水综合排放标准GB8978-1996一级B排放标准）

COD≤60mg/L

BOD≤20mg/L

SS≤20mg/L

pH：

6～9

氨氮≤25mg/L

8、废水处理工程设计

1工艺流程见图

2工艺流程简介：

厂区废水经格栅流入集水池、斜板沉淀池后进

入反应池，废水在反应池中与絮凝剂、助凝剂反应形成大颗粒沉降物，然后流入辐流式混凝沉淀池。

辐流式沉淀池出水流入流入接触消毒池后，再经高效过滤器进一步去除悬浮物后可废水再利用。

剩余废水进入水解酸化池进行厌氧处理，水解池出水再经过一二级生物接触氧化池进行好氧处理，由气浮确保废水达标外排。

沉淀池污泥流至污泥池场进行二次浓缩后进入污泥储存池，外运填埋、焚烧或用于做肥料。

由于生化池污泥大部分回流至厌氧池，因此量很小，剩余少量污泥进入污泥贮存池再进行处理。

气浮机浮渣也进入污泥贮存池。

污泥浓缩池上清夜也进入生化处理系统。

废水经气浮机（利旧）去除大部分悬浮物和胶体后进入EGSB厌氧罐，出水经进入曝气调节池与洗涤废水混合后一起进入水解酸化池，废水经水解变成小分子有机物后进入二级生物接触生化池进行好氧处理，处理后的废水经高效气浮机确保达标外排。

3工艺说明

（1）——曝气调节池

废水及污泥浓缩池上清夜与经过厌氧处理后的酒精废水在此调节池混合，均匀水质水量，确保废水进入生化系统平衡、稳定。

在此池体中采用空气搅拌。

（2）——水解酸化池

水解酸化池中的反应主要有水解与酸化两个阶段，在水解阶段，可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子物质。

在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸。

废水经水解酸化池后可以提高废水的可生化性，以利后续好氧生物处理。

水解酸化池内可放置生物填料，利用厌氧和缺氧微生物的氧化分解作用，将难生物降解的大分子有机物分解为小分子有机物，增加BOD/COD比值，提高可生化性。

影响水解酸化过程的重要因素：

      PH值：

水解酸化微生物对PH值变化的适应性较强，水解酸化过程可在PH值3.5-10的范围内进行，但最佳的PH是5.5-6.5

      水温：

研究表明，水温在10-20摄氏度之间变化时，对水解反应速度影响不大，说明参与水解的微生物对低温变化的适应性强。

      底物的种类和形态：

底物的种类和形态对水解酸化过程的速度有很大影响。

对同类有机物来说，分子量越大，水解越困难，相应的水解速度就越小。

颗粒状有机物，粒径越大，单位重量有机物的比表面积就越小，水解速度也越小。

      污泥生物固体停留时间：

在常规的厌氧条件下，混合厌氧消化系统中，水解酸化微生物的比增值速度高于甲烷菌，因此，当系统的生物固体停留时间较小时，甲烷菌的数量将逐渐减少，直至完全淘汰。

为了保持水解微生物的活性，水解池内水解微生物浓度应该保持一个合适的浓度。

这都是靠控制水解池的生物固体停留时间来完成的。

      水利停留时间：

对水解酸化反应器来说，水利停留时间越长，底物与水解微生物的接触时间也越长，相应的水解效率就高。

水解可能产生二次污染，臭气问题。

其主要成分为硫化氢、一氧化碳、甲烷等气体。

由于水解池为全封闭池体，初步设计臭气吸附装置一套，通过碱液回收装置吸收硫化氢后，将甲烷、一氧化碳等气体燃烧或高空外排。

等建立起沼气回收管路后，可改建为沼气利用装置。

（3）——两段生物接触氧化池

二段生物接触氧化法（略称二段法）将传统的生物接触氧化池分为二段：

第一段充分利用微生物处于对数增长期的吸附特性，以低能耗、高负荷、快速的生物吸附和合成为主，能够去除污水中75%～85%的有机物，称为吸附合成期；第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用，对污水中残留的有机物进行氧化分解，以进一步改善出水水质，称为氧化分解阶段。

由于进行了分段，可充分发挥同类微生物种群间的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，故处理效率大大提高。

　　二段法采用的是组合结构，这样既节省了占地和土建费用，又能方便操作管理和运行维护，并能减少水头损失，使厂区总体布局合理、工艺流程简洁流畅。

　　二段法在第二段接触氧化池前后各设一座接触沉淀池，能够截留污水中的悬浮物质，并能将一段和二段完全分开，使其各自成为独立系统以充分发挥各自的效能。

典型的二段法工艺流程及生化组合池水力剖面图见图1。

　　污水自初沉池经导流墙进入一段接触氧化池底部，在此处经曝气充氧后自下而上流经填料层，并经顶部集水系统收集后，通过一沉池的导流墙进入一沉池，然后自下而上经砂滤层接触沉淀后进入顶部集水系统，再由导流墙导入二段接触氧化池、二沉池，最后出水进入消毒池。

2　工艺特点

　　①污泥回流

　　二段法氧化池的填料上栖息着大量的高活性微生物，它们能够高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有机物。

由于填料上老化的生物膜会不断脱落，从而使填料上附着的生物膜能较长时间地保持高活性，所以污泥可回流至水解池。

又由于生化组合池设有二次接触沉淀池，它能够高效截留和分离污水中的悬浮物质，出水效果更加良好。

　　②污泥产量低、无污泥膨胀、运行稳定

　　与活性污泥法和氧化沟工艺相比，二段法虽然容积负荷高，但污泥产量较低，主要是因为：

a.氧化池内的微生物链比较完整和稳定；b.微生物内源呼吸进行得较充分，合成物质被进一步氧化［3］；c.生物填料内部存在缺氧和厌氧区，能部分分解、转化有机物。

　　在活性污泥法中容易产生膨胀的菌种（如丝状菌）在二段法中不仅不产生膨胀，而且能充分发挥其分解、氧化能力强的特点，但其沉降性能差，在曝气池中易随水流出［3］。

　　由于二段法的第一段以生物吸附合成为主，且生物负荷和活性很高，对第二段起到了缓冲和保护作用，因此在BOD5、毒物、pH值冲击下生物膜受到的影响较小，而且恢复很快、出水水质好、运行稳定。

　　③水力停留时间短，具有脱氮功能

　　二段法的生化组合池总停留时间一般控制在6～12h，比活性污泥法（12～14h）和氧化沟工艺（15～20h）的要短得多；二段法还具有去除NH3-N的功能，对于一般的城市污水其去除率能达到50%～80%。

　　④工艺流程简洁、设备少、工程投资低由于二段法生化组合池除阀门外没有其他设备，所以整个二段法工艺流程简洁、设备少、工程投资低。

3　生物填料

填料的选择是二段法的技术关键，填料质量的优劣直接影响着处理效能。

自行研制开发的两种质优价廉、分别适用于不同污水处理厂的生物填料的性能参数见表1。

表1　生物填料性能参数

项目

比表面积（m2/m3）

空隙率

密度（g/cm3）

堆积密度（g/cm3）

抗压强度（Pa）

磨损率（%）

使用年限（a）

单价（元/m3）

矿渣Ⅲ型

200～300

0.3～0.5

1.3～1.5

0.6～0.8

＞49

＜3

8～10

150～200

聚丙烯组合填料

150～200

0.8～0.9

0.65

0.2～0.3

＞19.6

＜1

15～20

200～300

4　脱氮除磷效果

　　二段法对NH3-N的去除率与进水NH3-N的浓度、水力停留时间及气水比的关系见表2。

表2　两段法对NH3-N的去除效果

进水NH3-N（mg/L）

水力停留时间（h）

气水比

去除率（%）

＞100

1.5

5∶1

10

50～100

1.0

5∶1

35～50

30～50

1.0

5∶1

45～60

15～30

1.5

5∶1

50～70

5～15

1.5

3∶1

60～80

＜5

1.5

3∶1

75～95

（7）——QF型高效浅层气浮机

物体的沉降、上浮遵循STOKSS公式，其机理与质量差有关，与粘度、重力加速度有关。

废水中微小的悬浮物除质量差小外，且形成一个相互吸引的电离层，当在水中通入细小气泡后，悬浮物粘附在气泡上，由于空气与水的质量差远远大于悬浮物与水的质量差，与此同时投加高分子絮凝剂，打破其间电离层，促进悬浮物与水的分离，随气泡迅速上升。

浮出水面。

浮出水面的的细小的悬浮物在絮凝剂作用下很快聚合成浮渣，形成的浮渣经刮渣机撇出，从而形成渣水分离。

气浮分离技术是将空气与水在一定的压力条件下，使气体极火限度地溶入水中，力求处于饱和状态，然后把所形成的压力溶气水通过减压释放，产生大量的微细气泡，与水中的悬浮絮体充分接触，使水中悬浮絮体粘附在微气泡上，随气泡一起浮到水面，形成浮渣并刮去浮渣，从而净化水质。

QF型高效浅层气浮装置，是一个先进的快速气浮系统。

该装置在传统气浮理论的基础上，又成功地运用了“浅层理论”和“零速”原理，通过精心设计，集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥为一体，是一种水质净化处理的高效设备。

其优点如下：

>外形紧凑，占地小

>设计合理，电耗省

>溶气装置采用专利技术

>溶气效率高

>处理效果稳定，机电仪实现了一体控制

>操作方便、维护简单

（8）——污泥处理

废水处理的污泥主要来自前面的沉淀池。

由于污泥量非常大，一期工程污泥量已经大量浓缩，但是含水率仍然很高，自然干化时间长，因此，在一级浓缩的基础上再度进行二级浓缩装置，减少污泥量，污泥浓缩后排入污泥储存池（原有防渗池体），待来年开春后可根据企业实际情况外运处理或用于做肥料处理。

由于生化池污泥大部分回流至水解池，因此量很小，因此新建一较小污泥贮存池，剩余少量污泥进入污泥贮存池后再进行浇煤处理。

气浮机浮渣也进入污泥贮存池。

9单元设计

1曝气调节池1座

尺寸LBHm30×5×4.3

有效液位m4

有效容积m3600

2水解酸化池1座（一般处理效果35％左右，设计效果28％）

采用混凝土全封闭池体结构，上面设置臭气吸收装置。

尺寸LBHm10×10×6.5

有效液位m6

有效容积m3600

停留时间12hr

3一段生物接触氧化池1座（考虑回流30m3/h）

（一般处理效果80％左右，设计效果70％）

尺寸LBHm10×10×4.7

有效液位m4.2

有效容积m3420

停留时间10hr

4一段辐流式沉淀池1座

尺寸D×Hmø15×3.0

有效液位m2.7

5二段生物接触氧化池1座

（一般处理效果85％左右，设计效果75％）

尺寸LBHm10×10×4.7

有效液位m4.2

有效容积m3420

停留时间10hr

6二段辐流式沉淀池1座

尺寸D×Hmø15×3.0

有效液位m2.7

7中间水池1座

尺寸LBHm15×10×3.5

有效液位m3.0

有效容积m3450

8高效浅层气浮机两台

处理水量m3/h50

9污泥池1座

尺寸LBHm5×5×3.3

10污泥浓缩池1座

尺寸LBHm7×7×3.3

11配电、仪控、值班1座

尺寸LBHm10×6×3

面积m260

12鼓风机房2座

尺寸LBHm10×5×3

面积m2100

10处理效果分析

预期各单元处理效果表单位（mg/L）

水质参数

CODcr

BOD5

SS

-

-

-

pH

原始进水

400

200

待定

-

-

-

6～9

水解

酸化池

出水

-

-

-

去除率

28％

33％

-

-

-

-

一段

接触

好氧池

出水

-

-

-

去除率

70％

≥70％

-

-

-

二段

接触

好氧池

出水

-

-

-

去除率

75％

≥70％

-

-

-

高效

气浮机

出水

-

-

-

去除率

-

-

-

-

-

-

总去除率

≥95％

≥94％

≥90％

-

-

-

11、主要土建构筑物、设备清单及造价估算

1、主要构筑物清单

（1）建（构）筑物清单

待定

（2）主要设备清单

序号

名称

数量

型号

技术描述

单价

总价

A

工艺设备

1

曝气调节池

废水提升泵

2台

QWd150-15-15

Q=150m3/h

H=15m

功率15kW

3.5

7

2

调节池曝气系统

1套

3.5

3.5

3

调节池除沫系统

1套

利用调节池泵

2

2

4

水解池搅拌器

12套

功率2.2kW

6.5

78

5

水解池臭气

吸附装置

1套

4

4

6

组合填料Ⅱ型

2700m3

0.045

121.5

7

微孔曝气盘Ⅱ型

2400

0.06

144

8

三叶罗兹鼓风机

8台

HSR150

QS=17.75m3/min

压力：

68.6kpa

功率37kW

11.0

88

9

刮泥机1

1台

ZG-15-3.0

功率1.5kW

25

25

10

刮泥机2

1台

ZG-15-3.0

功率1.5kW

25

25

11

生物接触氧化池

除沫装置

2套

利用回流泵

3

6

12

污泥回流泵1

2台

30WJ50-20-5.5

Q=30m3/h

H=20m

功率5.5kW

3.8

7.6

13

污泥回流泵2

2台

30WJ50-20-5.5

Q=30m3/h

H=20m

功率5.5kW

3.8

7.6

14

污泥池泵

耐腐蚀耐磨砂浆

2台

ZHB-100-80

Q=80m3/h

H=22m

功率5.5kW

4.5

9

15

浓缩池泵

4台

50UHB-ZK-15-32

Q=15m3/h

H=32m

功率5.5kW

2.5

10

16

池体放空泵

2台

30WJ50-10-0.75

Q=30m3/h

H=15m

功率5.5kW

2

4

17

浅层高效气浮机

（加泵2台）

2台

QF-150

QS=150m3/h

功率15.0kw

35

70

18

气浮机加药装置

2套

PAC

功率2.2KW

10

20

19

酒精废水

加药装置

1套

废碱

5

5

20

二级污泥

浓缩装置

1套

12

12

合计

（万元）

管道阀门及配件（含管道防冻、防腐费用及一期电磁阀等费用）（万元）

管道阀门

及配件

1套

（万元）

电气系统（含液位控制仪及一期自动排泥系统）

1

电气控制柜

1套

1200×600×2000

9.5

2

电线、电缆

1套

VV/RV

16.0

3

电缆桥架

及穿线管

1套

室内采用电缆桥架

室外采用穿线管

3.5

4

控制仪器等

10.5

合计

（万元）

本设计方案的预算只包括污水处理厂1米范围内的管道费用，各分厂连接到污水处理厂的管道、新水管线、消防水管线费用不在本设计方案的预算内。

（3）费率部分（万元）

序号

货物名称、规格型号

单位

数量

价格（万元）

1

安装费

2

调试费

（包括菌种费及其调试费，不含营养费）

3

运输费

4

工艺设计费

5

税金

小计

（4）工程总投资估算（万元）

序号

系统名称

价格（万元）

1

工艺设备

2

管道阀门

3

电气与自控部分

4

费率部分

5

土建部分

总价

估计600万左右

12、运行成本估算分析

费用估算一览表

项目

指标

备注

日处理水量

1000

t/d

实际运行额功率约：

220.85

kw

折算为平均小时运转轴功率（按每度0.5元计算）

电费

0.66

元m3（水）

药剂费

0.15

元/m3（水）

经验数据

人工费

0.022

元/m3（水）

3人，800元/人.月

直接运行费合计

0.832

元/m3（水）

此费用不含设备维修、折旧费

11.1.1药剂费：

药剂投加量，视污水处理厂的运行情况而定。

根据实际情况投加药剂,其聚铝主要用于高效浅层气浮机和酒精废水中悬浮物的去除（出水良好时则不用投加），用量极小。

废碱主要是用于中和酒精废水。

根据其它厂的数据经验，估计每吨水药剂费用约为：

0.15（元/m3）。

11.1.2人工费：

污水处理厂定员3人，每人每月工资按800元计，则每吨废水的人工费为：

800×3÷30÷3600＝0.022（元/m3）

11.1.3电费：

本工程主要能耗为电能。

其中风机、泵为主要能耗对象。

考虑到节能情况，风机设计8台，采用四用四备，总装机容量约为415.3KW。

在一定情况下可节约动力消耗，按负荷运转200.0KW计，每度电0.5元，则为：

0.5×200÷150＝0.66（元/m3）

综上所述，每吨水的运行费用为：

药剂费＋人工费＋电费

＝0.15＋0.022＋0.66＝0.832（元/m3）

13动力设计

1、电源设计

（1）由厂区引一路380V/22V电源，电源采用TN-C-S接地方式。

设总配电柜1台。

供电方式及电源供电方式采用低压专用线供电，电源及接线由厂里负责接到污水站电、结线形式一路进线三相四线制，380V接入低压进线柜。

（2）动力设计

用铜芯电缆供电，室内设动力箱或动力控制箱，对各用电设备进行配电和控制。

电动机启动采用直接起动。

2、照明设计

照明灯具使用日光灯电压为220V。

插座线接专用的保护线采用漏电保护。

3、接地

采用TN-e-s制保护，设备的金属外壳均与接地线连接;动力进线柜外设接地极一组。

接地电阻＜10Ω。

4、控制方式

控制方式分为手动控制和自动控制。

设置集中控制柜，自动手动可以切换；

5、备用设备之间可定时自动切换

14、防腐设计

本污水处理工程中，部分物品和材料处于腐蚀性环境，需进行防腐考虑，以减少水中污染物和腐蚀性气体对构筑物、建筑物、设备和设施等的腐蚀，确保设备和设施的运行安全，保证工程质量，保持处理站的美观。

1.1防腐对象

①水泵、鼓风机等设备；输水管、曝气管、加药装置等生产性设备和设施。

②钢门窗等附属设施及设备等。

1.2腐蚀情况分析

①污水环境

通常情况下，水中有氧存在时，金属表面形成局部电池引起电化学反应，金属腐蚀就会发生。

污水中存在悬浮物、氮、磷、钾盐及各种有机化学成分，将产生电解质腐蚀作用。

此外，还有Cl-、S2-、NOX-、SO42-等阴离子对炭钢的腐蚀。

②空气环境

室外阳光尤其是夏季阳光照射中含有紫外线。

在水中，室外强烈阳光的照射，特别是盛夏高温季节，受热后的污水散发蒸汽，侵蚀炭钢结构的设备。

其中，有些难溶解性颗粒物积聚在金属表面，又会产生垢下腐蚀、点蚀或缝隙腐蚀等局部腐蚀，使钢结构的腐蚀加剧。

1.3防腐措施

1、防腐原则

①在价格合理的情况下，根据所应用的条件，关键部件和材料的材质选用耐腐蚀和抗腐蚀的材质。

②针对使用条件，选用合适的防腐蚀涂料和防腐方法。

2、抗腐蚀材质的选用

①水泵、鼓风机等设备的轴心部分，选用耐腐蚀性金属。

②水管、污泥管等工艺管道主要采用经过防腐处理的国标钢管。

水下曝气部分采用耐腐蚀的ABS管。

填料支架采用A3钢进行防腐制作。

③管材防腐

所有外露管材或需要防腐设施的均采用外壁涂沥青措施。

15、环境保护

废水对周围环境的影响。

节约对自来水的消耗，减少生产成本，提高工厂经济效益。

对于厂内生产环节的环境与卫生，将按照《工业企业设计卫生标准》及其他有关规定做妥善考虑，其主要的方面有：

①噪音：

废水处理中产生噪音主要是泵，本设计中采用低噪音的，低噪音离心泵和潜污泵，故不会产生很大的噪音。

因此处理站内的噪音完全可以控制在国家规定的标准范围内。

②气味：

由于水解池为全封闭池体，初步设计臭气吸附装置一套，通过碱液回收装置吸收硫化氢