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    三原昌泰植化废水处理技术方案

    日期:2015年5月28日 11:02

    1 总论


    1.1项目概况


    项目名称:昌泰植物化工废水处理工程
    项目规模: 50m3/d
    项目地点: 三原大程
    建设单位: 昌泰植化
    建设年度:2013年


    1.2 编制依据


    1.相关政策法规
    《中华人民共和国水法》,2002.10.1
    《中华人民共和国环境保护法》,1989.12
    《中华人民共和国水污染防治法》,1996.05.15
    《中华人民共和国水污染防治法实施细则》,2000.03.20
    《关于环境保护若干问题的决定》,国务院文件(1996)31号


    2.设计规范
    《室外给水设计规范》(GB50013-2006)
    《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
    《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)
    《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)
    《城市排水工程规划规范》(GB50318-2000)
    《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)
    《泵站设计规范》(GB/T50265-97)
    《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)
    《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)
    《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
    《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)
    《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》DB61/224-2006


    3.相关资料
    厂家提供的有关污水水量、水质等数据资料;
    两次取样分析得出的水质数据


    1.3 编制原则
    根据国家有关政策和要求,确定以下编制原则:
    (1)认真贯彻国家关于环境保护的方针和政策,使设计符合国家的有关法规、规范与标准。
    (2)工程要投资少,实施容易,建设周期短,见效快,充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。
    (3)处理工艺效果稳定、流程简单可靠、运行管理方便,综合发挥处理效果。
    (4)采用先进的节能技术,降低污水处理系统的能耗及运行成本。
    (5)充分利用现有地形,对处理系统各部分合理布局,尽量减少污水提升次数和减少占地。
    (6)采用可靠的控制系统,做到技术可靠,经济合理。


    1.4 工程范围
    本方案设计范围自废水处理站格栅井进水口起,至废水处理站清水池排水口为止,包括废水处理站界区内治理工艺、管道工程、设备及安装工程、电气工程。动力线从废水处理站配电柜开始。包含土建条件提出,不包含土建工程施工,不包括调节池前的污水收集系统以及清水池后排水系统。


    2 污水处理工艺方案选择
    2.1 水质水量
    2.1.1 污水水量
    平均流量:Q=50m3/d
    2.1.2 进水水质
    进水水质如下表所示:
    表2-1 进水水质
    监测指标 pH SS  (mg/L) 色度   (倍) CODCr(mg/L) BOD5 (mg/L) NH4+(mg/L)
    监测值 3 200 600 2000~3000 1500~2000 65
    2.1.3 出水水质
    根据项目具体情况以及工艺引入污染物的种类,主要污染指标为pH、SS、色度、CODCr、BOD5、NH4+,参考陕西省地方标准——《黄河流域陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224-2011),设计出水水质如下:
     

    表2-2    进出水水质参数
    污染物 进水水质 出水水质 最大去除率%
    pH 3 6-9 ——
    CODCr(mg/L) 2000~3000 50 99
    BOD5(mg/L) 1500~2000 20 99
    NH4+(mg/L) 65 12 82


    2.2 污水性质分析
    该污水主要为植物化工废水,污水中需要去除的污染物主要为系统带出的中草药碎屑、有机物质、提取溶剂,主要污染指标为pH、色度、SS、CODCr、BOD5。由于污水进水时间较为分散,且水质水量的变化幅度大,因此要求污水处理工艺要有耐冲击负荷的能力和可靠的运行稳定性。


    2.3 污水处理工艺选择
    由于该污水有机物含量较高,可生化性相对较好,针对该污水的污染特征及运行管理要求,本方案采用“预处理+内循环厌氧氧化+接触氧化+MBR(膜生物反应器)”处理,污水处理系统由调节单元、IC厌氧处理(内循环颗粒污泥床)单元、好氧处理(接触氧化池)单元、MBR组成。该工艺具有处理效果稳定,操作维护简单,运行费用和吨水处理成本低的显著优势,并具有以下特点:


    (1)污水处理设施有较大的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化,同时设置应急事故超越排放管,以供紧急、特殊情况时使用;
    (2)采用先进成熟的内循环厌氧处理工艺,具有布水均匀,容积负荷高、运行稳定抗冲击负荷能力强的特点,该技术已成功地应用于多个行业的高浓度有机废水处理。
    (3)通过膜生物反应器的后续处理,及池内有效水深及泥斗倾角等设计参数的选择,从而进步固液的分离效果,保证了出水水质。
    (4)整个处理系统管理简单,运行可靠。


    3 污水处理工艺工程设计


    3.1设计原则
    根据国家有关政策、法规,需要遵循以下原则:
    1、在达到相应处理标准的前提下,力求最大限度的减少投资和日常运行费用。
    2、设备选型做到先进、可靠、合理。
    3、妥善处置处理过程中产生的栅渣、污泥以及尾水排放问题,最大限度的减少对环境的二次污染。
    3.1总体设计
    3.1.1工艺流程图

    污水首先经过格栅池,截留污水中较大的悬浮物或飘浮物,保护后续设备,再自流入调节池,以曝气搅拌方式进行水质水量的调节和均衡,并设置pH调节区域, 调节污水pH介于6.5~8.5之间,以便后续处理系统稳定运行。


    污水在经过水质水量均衡、pH调节之后经提升进入斜管沉淀池,通过投加PAC和PAM产生物化反应生成矾花,从而去除污水中CODCr、部分SS等污染物。当发生紧急事故,并危机到生化处理构筑物微生物的生命活动和处理能力时,则应将斜管沉淀池出水超越至事故池。待解决事故后,返回调节池继续处理。


    污水在经过絮凝沉淀处理之后进入厌氧单元—内循环厌氧反应器,利用厌氧菌和兼性菌的作用,将不溶性有机物水解为溶解性有机物,大分子物质分解为小分子物质,提高污水的可生化性及污水中VFA浓度。经过厌氧处理之后,污水自流至接触氧化单元,该单元是一种以生物膜法为主,兼有活性污泥法的生物处理装置,通过鼓风机提供氧源,使污水中的有机物与池内生物膜充分接触,经微生物吸附、降解作用,使水质得到净化;处理后污水通过MBR泥水分离后,上清液自流至清水池,达标后排入市政管网。


    本系统产生的污泥包括物化污泥和生化污泥,污泥池中的生化污泥一部分回流至接触氧化池,一部分作为剩余污泥,与斜管沉淀池排出的物化污泥共同排入污泥贮池,经初步浓缩后由吸粪车转运并妥善处置。


    该工艺预处理以“pH调节+絮凝沉淀”,提高水中的碱度,减轻其对厌氧单元的影响。厌氧反应器对高浓度有机废水有较好的适应性和处理效果,在整个工艺单元中污染消减量最大,好氧接触池能将废水中的污染物含量降至较低水平,达到排放要求。二沉池能强化对SS和色度的去除,保证出水水质。各工段水力停留时间及处理效果见表3-1。


    表3-1   各单元水力停留时间及处理效果分析


    处理单元 水力停留时间(H) 累计污染去除率%
      CODCr BOD5 SS 色度
    初沉调节池及斜板沉淀池 6 20 15 60 60
    厌氧反应器 48 80 85 80 80
    好氧接触池 38 95 95 85 90
    MBR膜池 4 99 99 99 99


    3.1.2平面布置
    污水处理区内包括预处理区、污水生化处理区。预处理区设有格栅池、调节池、斜管沉淀池。在设置上考虑该区内产生的栅渣及沉淀池污泥等处理后外运。污水生化处理区内有BIC反应器设备,有接触氧化池等构筑物;污泥处理区有污泥贮池等构筑物。


    人员控制区设有鼓风机房、加药间。在设计中考虑设在主导风向的上风向且与产生异味的污泥贮池等,保持一定的距离。
    各建构筑物间充分考虑厂区内各种管线布置所需的间距。


    为了保证该区域的环境风采,污水处理站设计注重布置紧凑,周围有绿化带和道路,各处理单元设检查井,以便于安装维修。污水处理中产生的异味气体通过设置专用排风管道接至四周高层建筑物屋顶排放,从而有效地避免了对四周环境造成二次污染。


    3.1.3管道布置


    管网设计范围包括水、泥及各种构筑物之间的连接管道,厂区的工艺管线、给水、雨水、污水、电力、通讯等。管线的走向、交叉错综复杂,其布置原则在满足功能要求的同时,以达到经济实用的目的。各构筑物之间的连接管道尽量以直线形式连接,缩短距离,减少交叉;充分利用地形坡度敷设重力污水管道和雨水管道,当交叉点上各管道高程发生矛盾时,按压力管道避让重力管道原则解决。


    厂区污水管用于生活污水的排放及各构筑物的放空,管材选用UPVC管。厂区生活污水与构筑物的放空水一起流入格栅池。


    3.1.4竖向设计


    本污水处理工程竖向设计的主要原则是充分利用现有地形,减少挖方和填方量,实现污水处理流程顺畅,尽量减少污水提升的次数。


    3.2工艺设计
    3.2.1格栅池
    格栅的功能去除污水中较大块状的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物,以保证后续处理构筑物的正常运行,保护水泵机组。
    设计流量为Q=50m3/d,栅前水深为h=0.3m,过栅流速取v=0.6m/s,进水渠道宽B=1.0m,格栅安装倾角a=70º,格栅渠道深1.5m。
    格栅池工艺尺寸:L×B×H=1.50m×8.00m×1.5m


    结构:地下钢筋混凝土结构
    附属设备:
    细格栅1道,参数:B=0.8m,间隙宽b=3mm


    3.2.2调节池
    本项目处理对象是工业污水,其水质水量变化较频繁,设置调节池一座,对进水水质水量进行调节,减轻水质水量变化对后续污水处理工艺的冲击负荷。
    工艺尺寸:L×B×H=6.00m×5.00m×3.50m
    有效容积:100 m3
    结构:地下钢筋混凝土结构


    3.2.3 絮凝沉降池
    絮凝反应池采用机械搅拌,设置3格,设计参数如下:
    单格工艺尺寸:L×B×H=1.50m×1.50m×4.00m
    水力停留时间:3h
    有效水深:3.50m
    结构:半地上式钢筋混凝土结构
    附属设备:潜污泵2台,Q=10m3/h,H=12m,N=1.2Kw,一用一备
    附属设备:
    反应搅拌机1台,搅拌机功率N=0.5Kw
    PAC药液泵1台
    性能:Q=0~0.1m3/h,H=10m,N=0.25kW
    PAM药液泵1台
    性能:Q=0~0.1m3/h,H=10m,N=0.25kW
    PAC溶药桶250L,1个
    PAM溶药桶250L,1个
    pH传感器 1个,带电磁阀
    碱液配置桶250L,1个
    储酸桶250L,1个


     3.2.4斜管沉淀池
    在絮凝反应池中,创造适当的水力条件,投加絮凝剂、助凝剂与污水混合发生絮凝反应,在一定时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体,为杂质颗粒在沉淀阶段迅速沉降分离创造良好的条件。污水通过絮凝反应后生成的絮凝体在此处实现泥水分离,在污水处理过程中,产生的物化污泥,利用静压排泥方式送至污泥贮池。

    斜管沉淀池设置一座,设计参数如下:
    工艺尺寸:L×B×H=4.0m×2.0m×2.0m
    设计表面负荷q=1.04m3/(m2•h)
    超高h1=0.4m,斜管上部水深h2=0.7m
    斜管水深h3=0.87m(斜管长1.0m安装角度60°)
    污泥缓冲区高度h4=1.0m
    泥斗上部边长a×b=2.0m×2.0m
    泥斗下部边长a×b=0.8m×0.8m
    污泥斗坡脚=59°
    污泥斗高度h5=1.0m
    池高H=4.0m
    结构形式:地下钢混结构
    附属设备:管道离心泵两台,一用一备,Q=13.2m3/h,H=14m,N=1.5kW


    3.2.4 内循环厌氧反应器
    内循环反应器(包括两级三项分离器、布水器、气液分离罐、排泥系统、污泥循环系统、取样系统、电控柜一台、提升泵一台、污泥回流泵1台),详见内循环艳阳反应器设计图。


    3.2.5接触氧化池


    设置接触氧化池两座。
    单格工艺尺寸为:4.00m×4.00m×4.50m
    有效容积:72m3
    水力停留时间:35小时
    结构形式:地下钢砼结构
    池内设半软性填料,两座共250m3,曝气采用微孔曝气器,共160个
    风机型号为:Q=3.53m3/min,P=0.049MPa,N=5.5kW,一用一备


    3.2.6 MBR池


    MBR采用PP膜,膜元件尺寸为524mm*850mm
    每个膜元件过滤面积为20m2
    通量为1m3/D
    膜池工艺尺寸:1.5m×2.0m×2.0m
    有效容积:6m3
    自吸泵型号为:Q=10m3/h,H=8m,N=0.8Kw,一用一备。


    3.2.7清水池
    二沉池出水进入清水池后,方便日后水质监测化验采样。
    工艺尺寸:2.00 m×2.00m×1.50m
    有效水深:1.00m
    结构形式:地下砖混结构


    3.2.8污泥贮池
    从污泥池的设置功能上来看,污泥池的容积主要是满足储泥的需要,经浓缩后污泥定期由市政吸粪车转运。污泥主要来自斜管沉淀池和二沉池,按500m3/d水量进行设计,设置污泥贮池一座,分两格。
    工艺尺寸:L×B×H=3.00 m×2.00m×4.50m
    有效容积:27m3
    结构:半地上式钢筋混凝土结构


    3.2.9事故池
    当发生紧急事故,并危机到生化处理构筑物微生物的生命活动和处理能力时,则应将斜管沉淀池出水超越至事故池。待解决事故后,返回处理流程。
    设计流量:Q=50m3/d
    工艺尺寸:L×B×H=4.00m×3.00m×5.00m


    3.2.10风机房
    该房设置在地面,电控安装在房内。
    尺寸:2.50m×2.50m
    结构:砖混结构


    3.2.11加药间
    规格尺寸:L×B=5.00m×4.00m
    结构:砖混结构


    3.3 电气设计
    (1)污水处理站配备备用电源以保证污水处理系统正常运行;总装机容量16.6kw,实际使用功率为8.5kw。
    (2)污水处理工艺主要机泵交替使用,互用互备,以达到保证正常运行的目的;
    (3)各类电气设备的启动、封闭和切换可通过电控柜自动按序实行联动,在控制柜的面板上设有自动―手动转换开关,必要时也可切换成手动控制;
    (4)各类电气设备均设置电路短路和过载保护装置;
    (5)污水调节池设置液位控制装置,根据液位的高低自动控制水泵的开停。


    3.4运行班制及职员编制
    (1)运行班制:污水处理实行两班运行。
    (2)职员编制:由于污水处理工艺的自动化程度较高,站房只需配置1名专职管理人员,一名兼职管理职员。
    4工程投资估算


    4.1工程概况
    工程规模:50m3/d,占地面积120m2。投资估算包括污水处理厂规划红线范围内所有建设工程。厂区主要建构筑物有格栅池、调节池,污水依次进入絮凝反应池、斜管沉淀池、外循环厌氧反应器、接触氧化池、MBR池、清水池及其它厂区配套措施等。


    4.2投资主要指标
    本工程投资包括:污水工程预计总投资为  万元,其中土建费用  万元,设备费用  万元,间接费用  万元。


    4.3编制原则及计算依据
    1、工程估算编制执行建标[2007]164号文发布的《市政工程投资估算编制办法》的通知编制。
    2、土建工程、安装工程根据陕西省建设厅(陕建定[2004]29号),《陕西省建筑与装饰工程计价表》、《陕西省安装工程计价表》、《陕西省市政工程计价表》2004版。
    3、建设单位管理费执行财建[2002]394号文关于印发《基本建设财务管理规定》的通知计算。
    4、项目前期工作费根据国家计划委员会颁发计价格[1999]1283号文《关于印发建设项目前期工作咨询收费暂行规定的通知》。
    5、设计费执行计价格[2002]10号文《工程勘察设计收费标准》。

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