废水处理排放达标处理方案.docx
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废水处理排放达标处理方案
浙江普尔树脂有限公司
废水处理排放达标建议方案
浙江省环境工程有限公司
ENVIRONMENTALENGINEERINGCO.LTDOFZHEJINGPROVINCE
二○一二年六月
第一章工程概况
杭州普尔树脂有限公司现有一套日处理300吨的污水处理装置。
因普尔公司生产规模不断扩大，现普尔公司废水排放量已超过当时的设计处理水量。
为此，普尔公司领导决定对污水处理装置进行改造，改造后污水处理装置处理能力将达到700吨/天的能力。
普尔公司领导咨询了相关技术人员后提出了一个初步想法，即把原有调节池加高，对其改造使之变为生化池，同时用催化氧化对其高浓度废水（含甲醛，有机胺）进行预处理，以确保废水达标排放。
普尔公司领导就此改造想法在2012年5月30日与我公司有关技术人员进行了探讨。
双方交流后达成一致共识，并委托我公司再编制一本普尔公司污水处理改造方案供普尔公司领导参考。
我公司在总结同类型废水处理工程经验的基础上再结合普尔公司的实际情况。
提出了污水处理改造方案。
该方案于2012年6月27日在普尔公司，由我公司技术人员和普尔公司的领导和有关技术人员进行了论证。
并达成一致共识。
根据会议精神，我公司提出以下改造方案供普尔公司领导参考。
第二章改造设计依据、原则与范围
2.1设计依据
1、《污水综合排放标准》（GB8978-2002）
2、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
3、《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
4、《给排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）
5、同类型废水资料及处理效果
6、业主方提供的相关资料数据
2.2设计原则
1.严格执行国家及当地环境保护的各项规定，确保各项出水指标达到规定的排放标准；
2.在运行上有较大的灵活性和可调节性，运行管理费用少，经济合理，以满足长远需要；
3.工艺流程简捷，操作灵活性好，设备布置合理，结构紧凑，投资和运行费用省；
4.操作管理方便，技术要求简单，维修简便，适宜于长期使用；
5.工艺技术先进、可靠、实用，工艺流程简单，运行稳定达标，易于操作管理和维护。
2.3改造范围
本改造方案的范围为污水处理站内的污水、污泥处理工艺、建、构筑物、电气自控及给排水。
不包括站外至污水处理站的供水、供电、污水管渠、车间污水管的分流及干化污泥的外运，污水外排去向。
第三章改造规模与标准
3.1改造设计规模
根据业主方提供的资料，本项目废水水量为700m3/d。
其中含甲醛废水（水真空泵）水量为2m3/d。
3.2设计进水水质
根据业主方提供的资料，本项目废水水质指标如下：
表3.2-1废水水质检测一览表
污染因子
CODcr
BOD5
甲醛
pH
氨氮﹡
石油类
甲醇
SO42-
浓度（mg/L）
≤6000
≤1800
≤500
1～3
200
≤650
≤2500
≤1300
﹡跟据同类型厂水质，其氨氮在400mg/L左右，业主要求的数据为200mg/L，原因是争光化工阴离子产品多，因此氨氮比普尔公司高。
故该方案我们设计按200mg/L。
3.3处理后出水标准
根据业主要求，该废水处理后达到《污水综合排放标准》（GB8978-2002）三级标准后排放，即：
表3.3-1出水水质指标一览表
项目
CODcr（mg/L）
BOD5
SS（mg/L）
石油类（mg/L）
氨氮（mg/L）
pH
出水水质
≤500
（业主要求350）
≤300
≤400
≤20
≤35
6～9
第四章处理工艺方案设计
4.1现有设施情况简述
4.1.1现有处理工艺设施
现业主方已建有污水处理设施，厂区废水经预处理后入废水调节池。
调节池废水打入中和混凝沉淀池，中和混凝沉淀池入曝气脱钙池后入碳酸钙沉淀池。
碳酸钙沉淀池出水流入兼氧池处理，废水经兼氧处理后进入好氧池，好氧池出水入生化二沉池，生化二沉池出水排放。
工艺流程如下所示：
4.1.2现有相关的主要设施
业主现有的污水处理构筑物主要规格如下：
（1）调节池钢混结构，停留时间12h。
（2）中和沉淀池钢混结构，表面负荷0.5m3/m2.h。
（3）曝气脱钙池钢混结构，5.0m×3.0m×5.0m。
（4）脱钙沉降池钢混结构，表面负荷0.7m3/m2.h。
（5）兼氧好氧池钢混结构，停留时间70h。
（6）生化二沉池钢混结构，表面负荷0.6m3/m2.h。
4.1.3水量增大后处理工艺可能出现的情况分析及解决方法
目前贵企业现有的污水处理设施配置规模是300m3/d，而本项目计划经改造后，污水处理设施规模达到700m3/d。
因此，现处理装置可能会出现以下问题：
（1）调节池池容偏小
原废水调节池停留时间12h。
处理量增加到700m3/d，则停留时间减少到5h。
调节池偏小。
现业主另造了400m3的调节池来解决该问题。
（2）中和沉淀池表面负荷太大
原中和沉淀池表面负荷0.5m3/m2.h。
处理量增加到700m3/d，则表面负荷增加到1.17m3/m2.h。
而一般要求中和沉淀池表面负荷小于0.8m3/m2.h，表面负荷将影响沉淀效果，对后续生化造成不利影响。
可利用脱钙沉降池，让脱钙沉降池和中和沉淀池并联使用以解决表面负荷过大的问题。
（3）生化曝气方式不理想
原生化曝气形式用可变微孔曝气头，曝气头一旦坏了检修十分麻烦。
建议改用可提升曝气器，以解决检修麻烦的问题。
（4）生化池池容偏小
原设计进水废水浓度COD5000mg/L，经中和混凝沉淀反应后废水浓度COD在3500mg/L。
生化池须处理3000mg/L的COD后废水才能达标排放。
原生化池池容本身设计时已偏小，总停留时间70h。
生化池停留时间不够。
若处理量增加到700m3/d，生化池根本无法承受。
解决方法有两种意见。
一种是普尔公司业主意见，即把原有调节池加高，改为生化池13.0m×7.0m×5.0m。
有效容积410m3考虑到调节池改为生化池后，生化池容积仍不够。
因此，在原生化池边的一块空地上再建一只生化池，因要留消防通道及施工通道。
生化池最多只能建8.0m×24.0m×4.5m。
有效容积672m3。
改造后生化时间仍不到原设计生化的总停留时间70h。
废水经生化处理后达标排放的压力将更大。
如对高浓度原水进行催化氧化预处理以降低混合废水浓度，使之符合进生化处理的浓度要求，则存在处理成本高的缺点。
同时其还存在一个问题，即生化二沉池表面负荷将增加到1.4m3/m2.h。
会影响沉淀效果，对达标排放造成不利影响。
另一种意见是我公司技术人员所提的意见。
即在加高调节池把它改建成生化池和生化二沉池的同时。
对厂区废水进行分流，把含甲醛的废水（水真空泵循环水等）进行分流，并用催化氧化预处理去除甲醛，从而使混合废水的甲醛浓度确保控制在不影响生化处理的浓度内。
对废水进行厌氧处理，控制厌氧出水COD浓度在1500mg/L左右。
从而使原生化池处理能力从300m3/dCOD浓度在5000mg/L，提高到700m3/dCOD浓度在1500mg/L，确保废水达标排放。
（5）生化二沉池表面负荷太大
原生化二沉池表面负荷0.6m3/m2.h。
处理量增加到700m3/d，则表面负荷增加到1.4m3/m2.h。
而一般要求生化二沉池表面负荷小于0.8m3/m2.h，表面负荷将影响沉淀效果，对达标排放造成不利影响。
须再建一生化二沉池确保达标排放。
如业主采用我公司意见，则可利用原有调节池改建为生化池的同时，隔出部分容积再建一只生化二沉池。
以解决废水达标排放问题。
4.2改造工艺流程确定
4.2.1改造工艺流程
废水处理理论上讲，BOD5大于1000mg/L的废水，用厌氧处理比用好氧处理能耗低，投资省。
原处理工艺不采用厌氧是考虑到厌氧处理技术与好氧比，厌氧处理技术对废水的pH值，水温，及有毒有害物质浓度控制条件都比好氧处理技术苛刻。
如厌氧进水的pH最好在5.0～5.5之间。
而好氧进水的PH在6.0～9.之间都可。
如厌氧池内水的温度短时间变化幅度最好在5℃以内。
而好氧池内水的温度在15～35℃之间都可。
同时，好氧处理技术耐有毒有害物质浓度也比厌氧处理技术好。
当时还考虑到厌氧处理技术在化工废水上应用成功的工程实例较少，尤其是厌氧培菌训化时间长，难度大，颗粒污泥菌种特别是耐甲醛的厌氧菌种来源少。
因此，原处理工艺用混凝沉淀+好氧工艺替代厌氧+好氧工艺，牺牲投资及运行费用，来降低污水处理操作难度，确保污水处理设施能正常运行。
随着厌氧处理技术的发展，厌氧处理技术在化工废水上应用成功的工程实例也越来越多。
我公司用膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）厌氧技术成功的处理了江苏连云港榆嘉药业的高浓度医药化工废水，为我公司用EGSB厌氧技术处理高浓度医药化工废水积累了宝贵的经验。
因此，我公司决定用厌氧+好氧工艺来处理普尔公司的废水。
好氧处理形式，原处理工艺是用A/O形式。
A/O形式在当时是处理氨氮的一种先进的，可靠的工艺。
但随着环保技术的发展，新的脱氮技术比A/O技术更节能，更环保。
我公司用全程自氧脱氮（CANON）技术成功的处理了山西长治金泽生物有限公司高氨氮废水。
为我公司用CANON技术处理高氨氮废水积累了宝贵的经验。
因此，我公司决定好氧采用CANON技术来处理普尔公司的废水。
综上所述，我公司最后设计采用的废水处理工艺流程如下：
对阴离子树脂生产车间的氯化后清洗废水，水真空泵循环水等含甲醛的废水，进行催化氧化预处理。
降低废水中甲醛浓度。
以消除甲醛对微生物的生物活性的抑制作用，影响生化处理的效果；
此部分废水分流及预处理由业主在车间内自行处理
图4.2-1改造后废水处理工艺流程图
4.2.2工艺流程说明
废水首先分质分流，含甲醛废水入储水池，储水池废水用泵提升至催化氧化反应器进行氧化除甲醛处理，催化氧化出水经中和沉淀后混入废水调节池。
其它废水入废水调节池，废水调节池内废水经调节水量和均化水质后用泵提升至中和沉淀池，中和沉淀池投加石灰乳调整PH值。
中和沉淀池出水入中间水池中间水池内废水泵入EGSB厌氧塔。
厌氧塔出水入全程自氧脱氮（CANON）池，脱氮池出水入生化二沉池。
生化二沉池出水达标排放。
各沉淀池排出的剩余污泥则进入污泥池内，污泥则经压滤机脱水后外运处置，滤液则回调节池。
4.3关键技术介绍
4.3.1EGSB厌氧反应器
EGSB反应器即膨胀颗粒污泥床反应器，是第三代厌氧反应器。
EGSB反应器是UASB反应器的更新换代的产品。
EGSB反应器的构造特点是具有很大的高径比，一般可达2～5，反应器的高度高达16～20m。
从外观上看，EGSB反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成，每个厌氧反应器的顶部各设一个气-固-液三相分离器。
如同两个UASB反应器的上下重叠串联。
EGSB的特点：
1、容积负荷率高，水力停留时间短
EGSB反应器生物量大（可达到60g/L），污泥龄长。
特别是由于存在着内、外循环，传质效果好。
处理高浓度有机废水，进水容积负荷率可达15～25kgCOD/m3·d。
2、抗冲击负荷强
在EGSB反应器中，当COD负荷增加时，沼气的产生量随之增加，由此内循环的气提增大。
处理高浓度废水时，循环流量可达进水流量的10～20倍。
废水中高浓度有害物质得到充分稀释，大大降低有害物质浓度，从而提高了反应器的耐冲击负荷能力；当COD负荷较低时，沼气产量也低，从而形成较低的内循环流。
因此，内循环实际为反应器起到了自动平衡COD冲击负荷的作用。
3、避免了固形物沉积
有一些废水中含有大量的悬浮物质，会在UASB等流速较慢的反应器内容易发生累积，将厌氧污泥逐渐置换，最终使厌氧反应器的运行效果恶化乃至失效。
而在EGSB反应器中，较高的液体和气体上升流速，将悬浮物冲击出反应器。
4、基建投资省和占地面积小
由于EGSB反应器的容积负荷率比普通的UASB反应器要高3～4倍以上，则EGSB反应器的体积为普通UASB反应器的1/4～1/3左右。
而且有很大的高径比，所以，占地面积特别省，非常使用于占地面积紧张的厂矿企业采用。
并且，可
降低反应器的基建投资。
图4.3-1EGSB厌氧反应器结构示意图
5、依靠沼气提升实现自身的内循环，减少能耗
厌氧流化床载体的膨胀和流化，是通过出水回流出水泵加压实现。
因此，必须消耗一部分动力。
而EGSB反应器正常运行时是以自身产生的沼气作为提升的动力，实现混合液内循环，不必开水泵实现强制循环，从而减少能耗。
6、减少药剂投量，降低运行费用
内外循环的液体量相当于第一级厌氧出水的回流，对pH起缓冲作用，使反应器内的pH保持稳定。
可减少进水的投碱量，从而节约药剂用量，减少运行费用。
7、出水的稳定性好
因为，EGSB反应器相当有上、下两个UASB反应器串联运行，下面一个UASB反应器具有很高的有机负荷率，起“粗”处理作用，上面一个UASB反应器的负荷较低，起“精”处理作用。
一般说，多级处理工艺比单级处理的稳定性要好，出水水质更加稳定。
4.3.2全程自氧脱氮（CANON）工艺
Canon（CompletelyAutotrophicNitrogenremovalOverNitrite）工艺，是在一个好氧反应器中限制溶解氧的条件下，部分硝化和厌氧氨氧化的结合，它是由两种细菌合作完成。
硝化菌氧化氨成亚硝酸盐消耗反应器中的氧，造成的缺氧环境有利于氨的厌氧氧化的发生，该工艺实质上是通过控制溶解氧的浓度来实现完成。
关于该工艺的反应原理共有两种说法，一：
在污泥絮体的表面发生氨的好氧硝化，生成的亚硝酸盐扩散到污泥絮体的内部缺氧区发生类似厌氧氨氧化的反应生成氮气。
其反应式如下：
另一个是：
在氧限制下亚硝酸菌将部分的亚硝酸盐还原成氮气和N2O，氧化过程中产生的还原物充当亚硝酸盐还原的电子供体，其反应的假设模型如下图所下：
图4.3-2Canon工艺反应模型图
CANON的特点：
1,该过程是由自养菌完成的，不必外加有机碳源。
因此，在处理低C/N比废水时既能节省大量能源，又可防止二次污染。
2，反应是在低溶解氧的条件下进行，可大幅度地减少硝化反应器中氧气的需求，降低能源消耗。
3，采用短程硝化反硝化工艺，将反应控制在亚硝化阶段，缩短反应流程和反应时间，提高处理效率。
4，结合了同步硝化反硝化工艺，使硝化反硝化在同一个反应器里进行，使其具有较强的抵抗冲击负荷的能力。
5，借鉴了厌氧氨氧化工艺，但对亚硝态氮的供应没有要求，含有高氨氮的废水可直接进入反应器。
6，尽管该系统要求限氧，但不严格要求厌氧。
因此，在实际操作中氧气的控制比较容易。
4.4改造工艺各处理单元效率设计
本项目利用原有处理设施，并进行适当改造，设计各单元处理效果见表4.4-1。
表4.4-1各单元处理效果设计
处理单元
PH
甲醛（mg/L）
CODcr（mg/L）
NH3-N（mg/L）
原水
进水
2～3
＜500
6000
200
调节池
出水
2～3
＜500
6000
200
去除率
/
/
/
/
中和沉淀池
出水
5～6
＜500
6000
200
去除率
/
/
/
/
EGSB厌氧塔
出水
7～8
50
1500
140
去除率
/
90%
75%
30%
CANON池
出水
6～7
5
375
30
去除率
/
90%
75%
79%
生化二沉池
出水
6～7
4.5
356
30
去除率
/
10%
5%
/
排放水指标
6～9
5
≤500
≤35
第五章主要构筑物及设备
5.1主要处理设施及工艺参数
5.1.1废水处理改造
（1）废水分质分流预处理部分
设备配置等由厂方自行解决，厂方只要做到经预处理后混合废水甲醛浓度
＜500mg/L即可，如厂方要我公司设计，则请提供精确的水量水质数据。
（2）中和沉淀池（利用原有中和、脱钙沉淀池）
设备配置：
①污水提升泵2台（1用1备），型号：
FB65-16A，Q＝25m3/h,H=15m，N=3KW
②其它利用原有设备
（3）EGSB厌氧塔（新建钢制设备，中间水池利用原有脱钙吹脱池）
设计流量：
Q=700m3/d
功能：
对废水进行厌氧处理，去除大部分有机物。
尺寸：
Φ7.0m×18.0m（H）
数量：
1座
水力停留时间：
22.4h
上升流速：
VUP，4～5m/h
有效容积：
654m3
结构：
塔体采用A3钢板焊制。
设备配置：
1、回流泵（安装于地面的卧式离心泵）
流量：
Q=180m3/h
扬程：
H=28m
功率：
N=22kw
数量：
2台，1用1备
2、三相分离器模块
材质：
PPH
数量：
分2层（每层包含14套三相分离器及管路系统）
3、EGSB旋涡式布水系统
材质：
STS
数量：
1套
4、气液分离系统
材质：
Q230
尺寸：
Ø1500
数量：
1套
5、水封系统
材质：
Q230
尺寸：
Ø300
数量：
1套
6、内循环系统
材质：
Q235、PVC
数量：
1套
7、沼气燃烧器
数量：
1套，EGSB塔产生的沼气经气水分离及水封后送入自动沼气燃烧器进行燃烧处理，燃烧器预留回收利用接口。
自控说明：
EGSB反应器进水管配置电磁流量计和控制阀以方便控制EGSB反应器的进料流量，以保持一个稳定的输入流量。
EGSB反应器出水的pH和温度连续监测。
EGSB反应器顶部气液分离器装有液位开关，若其液位过高则产生高位报警。
沼气燃烧器的操作由PLC自动控制完成。
EGSB壳体制作说明：
壳体材料：
碳钢防腐，底板采用δ14，塔身根据不同高度承受的不同压力分别采用δ12，δ10和δ8的钢板制作,局部作加强处理。
壳体外表面处理：
手工除锈和环氧防腐处理，并作保温处理。
壳体内表面处理：
喷砂处理和环氧防腐处理
壳体顶部防腐内衬：
进口PE
环塔钢梯、操作平台及栏杆：
手工除锈和二道防锈漆一道面漆
壳体亦可用钢筋混凝土制作，钢筋混凝土制作壳体具有价格低，无需防腐及池体保温处理。
但其存在施工难度大，周期长及内部设备加工安装困难等缺点。
我公司建议壳体用碳钢制作。
（4）自氧脱氮池（利用原有改造，不足部分利用调节池改建）
系统设计：
对原系统处理形式进行调整，强化其脱氮功能。
用“CANON”工艺替代原A/O工艺，因曝气时间接长，废水水温会变高，故配冷却系统。
设备配置：
风机等利用原有。
原曝气头改为可提升曝气器方便维修。
可提升曝气器80套，型号：
ZH-2×2000，冷却系统一套。
（5）生化二沉池（利用原有及原有调节池改造时隔出部分体积改造）
（6）污泥处理等附属设施，利用原有。
5.2主要构筑物改造、及新增设备一览表
1、主要构筑物改造方案一览表
序号
名称
改造方案
1
调节池
业主已另行建造了一个400立方的调节池
2
中和沉淀池
原脱钙沉淀池+原中和沉淀池并联使用
3
中间水池
原曝气脱钙池改造利用
4
自氧脱氮（canon）池
原兼氧好氧池利用+原调节池加高（部分）改造利用
5
生化二沉池
原生化二沉池+原调节池改造时另隔一格作为二沉池并联使用
6
污泥池
原有利用
7
附属用房
原有利用
注：
以上构筑物的改造由业主负责完成。
2、新增主要设备一览表
序号
名称
设备参数
单位
数量
1
污水提升泵
型号：
FB65-16A，Q＝25m3/h,H=15m，N=3KW
台
2
2
厌氧反应器
Φ7.0×18.0m
套
1
3
回流泵
流量：
Q=180m3/h扬程：
H=28m功率：
N=22kw
数量：
2台，1用1备
台
2
4
三相分离器模块
PPH
套
28
5
EGSB旋涡式布水系统
STS
套
1
6
气液分离系统
Q230，Ø1500
套
1
7
水封系统
Q230，Ø300×1000
套
1
8
内循环系统
Q235、PVC
套
1
9
沼气燃烧器
套
1
10
可提升曝气器
ZH-2×2000（包括对原有生化池曝气头的替换）
套
80
11
管道、阀门等配件
套
1
12
电气仪表
套
1
13
冷却系统
套
1
备注：
1、由于本项目工程水量较小，产生沼气量有限且不稳定，故本项目产生的沼气暂设置为点天灯排放，不考虑沼气利用设施；
2、厌氧塔菌种由我方提供
第六章投资概算
6.1编制依据
（1）定额：
建筑安装工程采用当地标准；
（2）材料价格：
执行当地价格标准；
（3）设备价格：
采用询价；
（4）工程建设及其费用：
执行国家有关标准；
6.2土建估算
土建改造由业主自行负责完成，暂不列入本投资概算中。
6.3新增工艺设备概算
表6.3-1新增设备概算表单位：
万元
序号
材质
名称
参数
单位
数量
单价
总价
1
污水提升泵
型号：
FB65-16A，Q＝25m3/h,H=15m，N=3KW
台
2
0.56
1.12
2
回流泵
流量：
Q=180m3/h扬程：
H=28m功率：
N=22kw
台
2
1.58
3.16
3
环塔钢梯/操作平台/护栏
碳钢及镀锌钢管制作，刷二道防锈漆及面漆一道
套
1
3.85
3.85
4
壳体材质用碳钢防腐
EGSB厌氧反应器塔体
Φ7.0×18.0m
套
1
28.80
28.80
EGSB塔体内防腐
喷砂和环氧防腐及局部PE处理
㎡
440
0.0325
14.30
EGSB塔体外防腐
二道环氧防腐
㎡
440
0.0215
9.46
EGSB塔体保温
㎡
440
0.0355
15.62
材质钢筋混凝土
EGSB厌氧反应器塔体
Φ7.0×18.0m
套
1
26.6
26.6
5
三相分离器模块
PPH
套
28
1.54
43.12
6
EGSB旋涡式布水系统
STS
套
1
5.50
5.50
7
气液分离系统
Ø1500
套
1
9.00
9.00
8
水封系统
Ø300
套
1
3.50
3.50
9
内循环系统
Q235
套
1
5.60
5.60
10
沼气燃烧器
套
1
7.60
7.60
11
电磁流量计
0～400m3/h
套
1
0.85
0.85
12
PH计
德国E+H
套
1
1.20
1.20
13
温度控制仪
套
1
0.45
0.45
14
液位仪
套
1
0.38
0.38
15
可提升曝气器
ZH-2×2000
套
80
0.300
24.00
16
冷却系统
套
1
7.00
7.00
总计（壳体碳钢）
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