废水处理工程设计方案浙江工业大学

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2t/d乳胶废水处理工程设计方案杭州维华环境工程技术有限公司浙江工业大学2010年06月06日n目录第一章概论31.1项目概况31.2设计原则31.3设计依据31.4设计范围4第二章工艺方案52.1设计进水水质水量52.2设计出水水质52.3工艺选择52.4废水处理工艺思路及原理62.5废水处理工艺方案72.6废水处理效果82.7主要构筑物设计参数与设备选型9第三章电气仪表与自动控制133.1电气13第四章安全生产和环境保护154.1安全生产154.2环境保护15第五章项目实施计划和进度要求175.1实施步骤与原则175.2建设周期175.3设计、施工及安装175.4调试及试运转18第六章工程投资概算19第七章运行成本分析217.1污水处理各项费用计算217.2污水处理运行费用2121n第一章概论1.1项目概况企业生产产生废水大约1~2t/d，目前建设有一套混凝气浮-吸附处理工艺，出水未能达到相关排放标准。本单位受企业方委托，在合理分析企业意见建议的基础上，根据同类废水特征及工程实施经验，编制了本项目的废水处理工程设计方案，仅供有关专家、环保管理部门和建设单位认定后组织实施。1.2设计原则（1）科学规划，合理布局；（2）设计方案经济、合理、科学；l废水处理工程应选择处理效果好、技术先进、稳定可靠、适应性强、经济合理、运行灵活、投资省、占地少、管理操作方便的成熟工艺；l生产过程中废水水量水质变化大，因此，废水处理工艺必需耐水质水量负荷的冲击，能够确保生产废水终年达标排放；（3）保护环境，减少二次污染；妥善处理污水处理过程中产生的污泥，防止产生二次污染。1.3设计依据²《中华人民共和国环境保护法》²《污水综合排放标准》GB8978—1996²《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88²《室外排水设计规范》GBJ14/87²《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84²《工业与民用配电系统设计规范》GB50052-92²《供配电系统设计规范》GB50052-95²《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-95²《电力工程电缆设计规范》GB50217-94²桐公司提供的其他相关资料及其意见建议21n1.4设计范围本方案生产工艺、废水成分、产量等，选择合适的废水处理技术路线，进行合理的工程设计。具体设计范围包括：1)污水处理系统构筑物、设备；2)管道、电气、仪表及给排水等必要的辅助设施；污水处理厂内部的道路、绿化等均由业主自行解决，以保证污水处理厂区内整体设计的统一协调。21n第二章工艺方案2.1设计进水水质水量根据业主提供的资料及其建议，公司废水平排水量将达到1~2m3/d，由于原污水浓度极高，则企业建议采用10倍稀释后处理，则设计废水处理规模定为20m3/d，合计1t/h。设计进水水质为：CODCr≤9000mg/L2.2设计出水水质设计出水水质达到设计出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级标准及环保局的要求标准，即：CODCr≤100mg/L。2.3工艺选择物理化学法作为污水站的预处理技术手段，可以明显改善和提高后续生物处理效果，主要技术方法如下：·混凝法：混凝反应不仅能去除废水中的胶体颗粒和吸附在胶体表面上的表面活性剂，而且还可与溶解在水相中的表面活性剂形成难溶性的沉淀。国内对于混凝法的研究主要集中在对混凝剂的复配使用和对新型混凝剂的开发上。·泡沫分离法：向废水中通入压缩空气产生大量气泡，使废水中的表面活性剂和油剂吸附于气泡表面上，并随气泡浮升至水面富集形成泡沫层，除去泡沫层即可。泡沫分离法对于非连续性排放的水质、水量变化较大的含表面活性剂废水是一种理想的工艺选择。·吸附法：利用多孔性固体吸附剂处理污染物时，污染物中的一种或几种组分，在分子张力或化学键力作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。有研究表明，改性粉煤灰对废水中的表面活性剂吸附性能良好。目前21n废水处理的主要工艺为生物处理工艺，目前成熟的生物处理工艺有好氧生物工艺包括活性污泥法、生物接触氧化法、序批式活性污泥法（SBR）等等和厌氧生物工艺包括上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧滤池等等。其中，生物接触氧化法被广泛应用于中小规模的污水处理系统。（1）厌氧处理方法主要包括厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床UASB。其显著特点如下：Ø高浓度微生物量；Ø能耗低：只需要废水提升泵而基本不再需要其它动力；Ø处理负荷高、处理效率高；Ø剩余污泥产生量少；Ø占地面积小；（2）生物膜法生物膜法是使微生物群体附着在固体填料的表面,形成一层生物膜,并让它与废水接触,使废水净化的方法。生物膜反应器分为生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。生物接触氧化工艺具有如下特点：Ø生物量高：生物填料有利于生长缓慢的微生物的富集，提高难降解有机物的去除效率；Ø处理负荷高、处理时间短，处理效率高，节省用地；Ø出水水质稳定：抗冲击负荷能力强，生物膜受其影响小，容易恢复活性；Ø动力消耗低：填料的存在增加了氧的传质效果，省去污泥回流系统，电耗降低；Ø污泥产量低。由于该废水有机物浓度高，内含有高浓度的表面活性剂，可生化性不是很好，采用厌氧水解和好氧组合工会仪处理，可以充分整合两者的工艺优势，能够显著地提高废水的处理效率并降低运行费用。2.4废水处理工艺思路及原理首先采用企业现有的混凝气浮工艺处理废水，可去除大分子有机物；然后采用生化工艺通过微生物分解废水中的大部分有机物分子；组后经过预氧化—生物处理工艺去除残余有机物分子，确保废水达标排放。21n2.5废水处理工艺方案1工艺流程从废水水质和生物处理工艺特点出发，选择厌氧-好氧生物处理作为该工艺方案的主要单元，以满足工艺设计出水要求。其中，混凝气浮池和吸附池采用原有的设施。具体工艺流程如下：进水水、油污泥调节池干污泥外运脱水机污泥池混凝气浮集水池池泵UASB塔好氧池池二沉池预氧化池生物接触氧化池斜管沉淀池出水图1废水处理工艺流程框图21n2工艺说明废水自动流入调节池，调节池出水通过提升泵进入混凝气浮系统。首先经过混合反应系统，絮凝剂、分散剂与废水中乳化状污染物反应，将该类有机物吸附，并提高其疏水性；反应后的废水流入分离系统，此时加压系统通过空气压缩机和增压泵提高压缩空气进入分离系统，由释放器放出微米气泡；该气泡具有强大的比表面积，可以有效地吸附反应产生的絮体，将其与废水分离，浮游到水面，经过刮渣机进入污泥池。澄清的废水自动流入集水池。集水池提升泵将废水给入到UASB塔，该塔内生长有丰富的厌氧微生物。厌氧微生物在不需要外加能源的作用下，降解有机物，并且将难以生物降解的大分子有机物转化为容易生物降解的小分子有机物，减轻了后续好氧池的处理负荷，降低了工艺能耗。有机物的去除效率可以达到50%以上。同时消减后续好氧池所产生的剩余污泥，消除系统中外排污泥。UASB塔出水以自流进入好氧池，好氧微生物具有较高的生物活性，迅速分解残余的有机物，将有机物转化为CO2和H2O，保证出水水质达标。该池中设置了组合填料，微生物可以附者在填料上生长，这样确保微生物不容易流失，而且可以维持缺氧池内高浓度的微生物数量，保证较高的处理效率。经过好氧生物处理后残余的有机物难以再采用生物处理，因此必须采用氧化技术分解处理，难生物降解的有机物或者彻底分解为无机小分子或者转化为可生物处理的有机小分子。预氧化单元可明显改善有机分子的生物处理效果。生物接触氧化池可继续氧化预氧化转化的有机分子，以确保排水达标排放。二沉池的剩余污泥在污泥泵的提升作用下进入好氧池补充其生物污泥；预氧化产生的物化污泥进入已有污泥池脱水处理。2.6废水处理效果废水处理工艺各单元的处理效果见表2-1。表2-1废水预处理效果处理单元CODCr(mg/L)进水出水去除率（%）21n调节池—9000—已有混凝气浮池9000400055UASB塔4000120060好氧池-二沉池120030075预氧化池30015050生物接触氧化池-斜管沉淀池15090402.7主要构筑物设计参数与设备选型1调节池-混凝气浮处理系统已有。2集水池钢筋砼结构，建筑尺寸：1.5m×1.5m×3.0m。配置2台提升泵，1用1备，型号为25ZW-3-12性能参数：流量：3m3/h扬程：12m功率：0.75kW3UASB塔碳钢衬胶防腐，内部设置三相分离器、配水器、水封器。UASB塔池设计参数：停留时间：30h有机负荷：3.0kgCOD/m3·d有效容积：30m3建筑尺寸：2.5m×2.5m×6.0m配置2台循环水泵，型号为32GW5-12性能参数：流量：5m3/h21n扬程：12m转速：2900rpm功率：0.75kW4好氧池钢筋砼结构，内装组合填料，池底铺设微孔曝气器。反应池设计参数：停留时间：36h有效容积：36m3建筑尺寸：4.0m×2.5m×4.5m配置1个药剂搅拌罐，采用重力流自动滴加营养液。5二沉池钢筋砼结构，采用竖流式沉淀池。反应池设计参数：停留时间：2.0h表面负荷率：0.48m3/m2.h建筑尺寸：1.5m×1.5m×3.0m配置单管道排污泵1台，型号为32GW5-12性能参数：流量：5m3/h扬程：12m转速：2900rpm功率：0.75kW6预氧化池钢筋砼结构。预氧化池设计参数：停留时间：3.0h有效容积：3m3建筑尺寸：1.5m×1.5m×3.0m配制一体化竖流式沉淀池。21n沉淀池设计参数：停留时间：2.0h表面负荷率：0.48m3/m2.h建筑尺寸：1.5m×1.5m×3.0m配置单管道排污泵1台，型号为32GW5-12性能参数：流量：5m3/h扬程：12m转速：2900rpm功率：0.75kW配置4套氧化剂加药系统，功率为0.2kW。7生物接触氧化池钢筋砼结构，内装组合填料，池底铺设微孔曝气器。反应池设计参数：停留时间：8h有效容积：36m3建筑尺寸：1.5m×1.5m×3.0m8斜管沉淀池钢筋砼结构，采用斜管沉淀池。沉淀池设计参数：停留时间：2.0h表面负荷率：0.48m3/m2.h建筑尺寸：1.5m×1.5m×3.0m配置单管道排污泵1台，型号为32GW5-12性能参数：流量：5m3/h扬程：12m转速：2900rpm功率：0.75kW21n9鼓风机鼓风机主要为生化池中微生物繁殖和降解有机物供氧。采用三叶式罗茨鼓风机，仪器型号3L13XD，2台，一用一备。性能参数：风量：3.15m3/min升压：4000mmH2O功率：4.0kw21n第三章电气仪表与自动控制3.1电气3.1.1设计范围本工程电气设计范围为污水处理厂内全部供配电。（1）380/220V低压配电间及配电系统。（2）所有用电设备的供电及控制（原有设备在施工设计时视具体情况定）。（3）建筑物、构筑物照明及控制。（4）新建构筑物接地。3.1.2工程界面(1)与厂区供电部门的界面：以控制柜的进线电缆为界，电缆头以前部分属厂区供电部门负责，电缆头以后部分属范围。(2)与设备供货商的界面：电气负责配电至各设备现场配电箱；设备本体配电布线由设备制造厂完成（该部分不属本范围）。(3)与自控的界面：以配电箱或开关柜内的端子排范围为界，强电所需监控信号指令出口及强电所用端子排内外部分属本范围，自控所用端子内外部分包括引出电缆均属自控范围。3.1.3装机容量本工程装机容量为14.05kw,使用容量为8.55kw。所有用电设备使用电源电压为380/220V。装机容量见表3-1。表3-1装机容量序号名称功率/kw装机数量/套使用数量/套工作时间（h）装机容量/kw使用容量/kw1鼓风机4.02124842提升泵0.7521241.50.753循环水泵0.7521241.50.754排污泵32GW5-120.7531242.252.255加药系统0.244240.80.8小计14.058.553.1.4电能计算21n为掌握污水处理厂的用电情况，本站低压进线柜内设置有功电度表1只。3.1.5防雷和接地按三类防雷建筑物考虑，采用构件防雷，即利用钢柱、钢檩条、金属屋面板和基础内的钢筋作接闪器、引下线和接地装置。电气接地装置设计将按照交流电气装置的接地DL/T621—1997规范及工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83进行。3.1.6电力与照明管线的敷设方式动力线、照明线、信号线将按照有关《低压配电装置及线路设计规范》(GB50054-92)和现场实际情况，进行敷设安装施工。部分电缆需架设桥架敷设，室内动力照明电缆原则上均穿电线管暗敷，办公室用房缆线均穿PVC管暗敷，加药间、鼓风机房、脱水机房、动力控制照明电缆均用桥架明敷。配电间、控制室、办公室有关动力控制照明电缆及照明配电箱、电源插座箱、仪表开关箱等均穿钢管暗敷、暗装。21n第四章安全生产和环境保护4.1安全生产从1995年1月1日起，<<中华人民共和国劳动法>>正式实行，其中，对操作工人的劳动保护和安全生产进行法律保护。由此，本工程其劳动保护安全卫生设施必须符合国家规定的标准。在污水处理厂运营之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作和管理制度，除此之外，尚需考虑如下措施。各处理构筑物走道和领空天桥均设置保护栏杆，用黄色警告色标色，其走道宽度、栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。对参观人群进行合理的人流组织。对于较深的水池，检修时，须对池子进行换气，满足劳动保护的换气要求。对于一些特殊构筑物，通风条件差的场所，如加药间等，采取机械通风。易燃、易爆及有毒物品，须设置专用仓库，专人保管，并满足劳动保护规定。所有电气设备的安装、防护，均须满足电器设备有关安全规定，屋顶采用现浇混凝土结构，避免漏水影响安全生产。水泵、电机、风机等易产生噪声的设备，设置隔振垫、减小噪声，同时，将管理用房与机房分开，并采取有效的措施。4.2环境保护4.2.1臭味对环境的影响及缓解对策由于污水处理厂内很多污水处理设施均为敞开式水池，所以污水的臭味散发在大气中，势必会影响到周围地区。本工程将采取如下措施缓解臭味对环境的影响：在设计时对有臭味产生的水池尽量考虑采取构筑物加盖措施。构筑物与构筑物间设置绿化带，种植花草与乔木缓解臭味扩散。4.2.2噪声对环境的影响及缓解对策21n污水处理厂的噪声来源于厂内转动机械工作时发出的噪声，有鼓风机、污水泵、污泥泵及污泥脱水机等噪声。对于引风机、鼓风机设置隔声间、橡胶隔振垫、水泥减振基础墩，泵体安装时调平基础并加设橡胶隔振垫避免振动。设计中采取低噪音装备，并对各风机安装吸音材料，如风机进出口均装有消音器，在厂房内设有各种控制室、值班室，使工作人员免受噪声之害。噪声将满足《工业企业厂界噪声标准》GB12348–90Ⅲ类标准(65dB(A))和《城市区域噪声标准标准》GB3096-93Ⅲ(65dB(A))类标准的要求。昼65db(A)，夜55db(A)。21n第五章项目实施计划和进度要求5.1实施步骤与原则项目的实施原则与步骤须符合国家基本建设的设计程序，并要满足国家对基本建设项目的有关要求。（1）项目的设计、供贷、施工、安装等单位，应与项目执行单位签定必要的委托合同，违约责任按国家的有关法律规定执行。（2）项目执行单位与项目履行单位协商制定项目实施计划表，并于履行前通知有关各方。（3）项目执行单位应为项目履行单位开展工作积极创造条件，项目履行单位也应对工程负责，保质保量按期完成项目的实施。5.2建设周期建设工期为2个月，调试2~3个月。5.3设计、施工及安装本工程施工和安装必须按照国家的专业技术规范与标准执行。其有关规范和标准如下：（1）施工规范和标准《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GBJ204－83）《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205－83）《地下防水工程施工及验收规范》（GBJ208－83）《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18－84）《防腐工程施工操作规程》（YSJ411－89）《地基与基础工程施工操作规程》（YSJ402－89）《钢筋混凝土工程施工操作规程》（YSH403－89）《结构吊装、工程施工操作规程》（YSJ404－89）《特种结构工程施工操作规程》（YSJ405－89）《砌筑工程施工操作规程》（YSJ406－89）（2）安装规范和标准《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ93－86）21n《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GBJ236－82）《电气装置施工及验收规范》（GBJ232－82）《采暖与卫生工程施工及验收规范》（GBJ242－82）《机械设备安装工程施工及验收规范》（GBJ231－75）5.4调试及试运转工程调试工作分两个阶段：第一阶段为设施单机运行调试（包括管道清扫工作、动力设备试车及清水流程打通工作等）及操作人员培训。在单机调试过程中制定出有关操作规程和规章制度；第二阶段为工艺技术调试阶段，包括活性污泥的培养、处理设备最佳运行参数的选择和确定及各类仪表的正常运行调试工作。同时对工艺技术资料进行总结，提出对运行出现异常现象时的各种修正措施，为建设方提出一整套科学管理的技术资料。其内容包括如下:提供处理设施的所有竣工资料，为建设方的操作维护保养提供健全的依据。编制<<调试报告>>，记录调试过程一切技术要求、发生的问题及解决的方法，为以后运行过程将发生问题的解决提供依据。编制废水处理系统的<<操作规程>>、<<设备保养、维护手册>>，包括机泵的操作步骤、发生问题的应变对策和设备保养规范。编制废水处理系统的<<生化处理中经常发生的问题及对策>>，为使用方提早发现问题，及时对策，保证处理系统的稳定运行。提供<<环境监测手册>>，为使用方能够正确分析处理前后的水质，为及时对策提供依据。21n第六章工程投资概算工程总造价为41.66万元，具体工程投资见下表6-1、表6-2。表6-1工程直接投资估算序号名称规格、型号结构形式单位数量投资总价(万元)备注（一）工程土建费1集水池1.5m×1.5m×3.0m钢筋砼座10.542好氧池4.0m×2.5m×4.5m钢筋砼座12.93二沉池1.5m×1.5m×3.0m钢筋砼座10.784预氧化池1.5m×1.5m×3.0m钢筋砼座10.545一体沉淀池1.5m×1.5m×3.0m钢筋砼座10.786生物接触氧化池1.5m×1.5m×3.0m钢筋砼座10.547斜管沉淀池1.5m×1.5m×3.0m钢筋砼座10.788设备基础0.20工程土建费小计7.06（二）工程设备费9提升泵25ZW-3-12台20.58一备一用10UASB塔2.5m×2.5m×6.0m套17.5整套11管道泵32GW5-12台51.1012鼓风机3L13XD台12.90非标13加药系统包括药剂泵、搅拌桶PP套42.08泵日意产14曝气器套300.4515组合填料m3500.6016填料支架套20.4017斜管m330.2418工艺管道、阀门、护栏、配件、耗材等3.80小计19.65（三）电气、仪表费19电力、控制电缆包括电缆、控制柜2.55电气、仪表费用小计2.55小计（一）+(二)+(三)29.2621n表6-2工程总投资序号工程或费用名称投资估算（万元）（一）第一部分工程费用29.26190.00（二）第二部分工程费用（1）安装费2.90（2）设计费3.50（3）调试费2.50（4）税收、管理、不可预见费用3.50第二部分工程费用小计12.4工程总造价41.6621n第七章运行成本分析7.1污水处理各项费用计算（1）电费单位电价为0.70元/kW.h。根据设备开机时间，则日消耗功率为每年电费=8.55×300×20×0.75×0.70=2.68万元/年（2）药剂费用年药剂费用=0.96万元/年（3）工资福利生产工人可以兼职。7.2污水处理运行费用年运行费用总共为3.64万元。按照年运行300天计算，则每天实际支出的单位废水处理费用（不包括折旧费）为：（电费+药剂费用）÷300÷20=3.64万元÷300÷20=6.1元/m3废水建议：由于主要费用发生在电力设备能耗上，因此，可采用调频器控制电力消耗;或者通过扩大土建投资来缩短日工作时间，这样可以降低电力消耗。21