酯类废水处理方案0.docx
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酯类废水处理方案0
15吨/天酯类废水处理
技术方案
2012年4月
1、设计进出水水质
1.1设计进水水质及指标
根据酯类生产废水水源的性质及相关资料数据资料，本工程的设计进水水质指标如表2所示，设计进水水量15m3/d：
表1设计进水水质指标单位：
mg/L
水质指标
CODcr
BOD5
盐度（%）
pH
SS
NH3-N
总磷
数值
≤20000
≥6000
≤2%
4-6
≤300
1.2设计出水水质及指标
设计出水水质指标见下表：
表2设计出水水质指标单位：
mg/L
水质指标
CODcr
NH3-N
pH
出水水质
≤500
≤15
6-9
2、设计原则
（1）污水处理装置能满足在50%-110%负荷下正常运行，保证系统操作稳定、安全可靠、节能、连续、长周期运转。
（2）设备选型成熟、可靠、先进，结构简单、易维修，抗腐蚀，制造材料能满足介质要求。
（4）系统布置合理、美观，操作方便，易于维护。
（5）采用高效节能的治理工艺，极大地降低工程运行费用。
（6）合理布局，减少处理站对周围环境的影响。
3、设计要求
（1）设计方案严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后确保各项出水水质指标均达到要求。
（2）根据水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，采用简单、成熟、先进、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）处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。
（4）设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。
（5）利用场地高程，污水以重力自流为主，减少动力消耗。
（6）尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制气味、噪声，建构筑物尽量采取密闭形式。
4、设计范围
（1）污水工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备结构布置，电气控制说明等设计工作。
（2）不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。
5、设计依据
我们在设计及供货中，严格按照以下及以下未列入的国家和行业的标准规范进行设计、制造和检验。
对于进口设备，采用国际标准，经招标方确认也可采用所在国标准，当采用国际标准，提供转换资料。
这些标准和规范均采用最新版本。
《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）
GB8978-1996《污水综合排放标准》
GB3095-1996《环境空气质量标准》
GB12348-2008《工业企业厂界噪声标准》
GB50141-2008《给水排水构筑物施工及验收规范》
GB50069-2002《给水排水工程构筑物结构设计规范》
GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》
GB50011-2001《建筑抗震设计规范》
GB50014-2006《室外排水设计规范》
GB50010-2002《混凝土结构设计规范》
GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》
GB50034-1992《工业企业照明设计标准》
GB50054-92《工业与民用供配电系统设计规范》
JB/T2932-1999《水处理设备技术条件》
GB/T13992.1-92《水处理设备性能试验总则》
GB/T13384-97《机电产品包装通用技术条件》
GB/T5656-94《化工离心泵技术条件》
GB10889-89《泵的振动测量与评价方法》
GB3216-89《离心泵，混流泵，轴流泵和旋涡泵试验方法》
GB/T8196-2003《机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求》
JB/T7258-94《一般用途离心风机技术条件》
HG/T20505-2000《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》
HG/T20507-2000《自动化仪表选型规定》
HG/T20509-2000《仪表供电设计规定》
HG/T20510-2000《仪表供气设计规定》
HG/T20511-2000《信号报警、安全联锁系统设计规定》
HG/T20512-2000《仪表配管配线设计规定》
HG/T20514-2000《仪表及管线伴热和绝热保温设计规定》
HG/T20515-2000《仪表隔离和吹洗设计规定》
HG/T20699-2000《自控设计常用名词术语》
HG/T20573-95《分散型控制系统工程设计规定》
HG/T20700-2000《可编程控制器系统设计规定》
HG/T21581-95《自控安装图册》
GB/T2624-93《流量测量节流装置用孔板,喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》
IEC581《热电偶》
IEC751-86《工业铂电阻温度计传感器》
GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》
GBJ131-90《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》
HG20592~20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》
GB113-9128《钢制管法兰》
GB50139-2000《建筑工程监理规范》
GB50016-2006《建筑设计防火规范》
GB50231-1998《机械设备安装工程施工及验收通用规范》
HGJ8-87《化工设备管道外防腐设计规定》
CECS75：
95《带式压滤机污水污泥脱水设计规范》
GB50052-1995《供配电系统设计规范》
GB50054-95《低压配电设计规范》
GB50046-95《工业建筑防腐设计规范》
GB50068-2001《建筑结构设计可靠度统一标准》
GB50108-2001《地下工程防水技术规范》
GB5009-2001《建筑结构荷载规范》
CECS06:
88《栅条、絮凝池设计标准》
CECS50:
1993《滤池设计规程》
HG/T3923-2007《循环冷却水用再生水水质标准》
隐蔽工程：
按隐蔽工程所规定的项目进行。
有关的设计规范及设计手册。
6、废水处理工艺流程
6.1处理工艺选择
根据酯类生产废水的水质指标，结合本单位从事类似废水处理业绩及工程应用实例，本方案考虑采用“集水池+pH调节池+UASB反应器+接触氧化池+沉淀池”工艺为主体的处理工艺实现废水的达标排放。
6.2处理工艺流程
污水处理工艺流程简图如图1所示：
图1工艺流程示意图
8、工艺流程说明
8.1事故池
化工生产经常出现厂区污水排放超标事故，因此设计时需考虑事故工况的处理，设计一事故池。
当水中污染物可能对后续的生物处理造成危害时，先将废水送到事故池存放，待正常后，将事故废水少量的按一定比例混到正常工况排出的废水中，缓慢处理，以保证好、厌氧菌免受冲击。
设计停留时间为48h。
8.2集水池
生产废水通过污水管网自流至集水池，集水池前端设置格栅装置，滤除废水中颗粒较大的杂质，废水在集水池内短暂停留后泵入pH调节池进行废水pH的调节。
集水池设计停留时间为12h。
8.3pH调节池
集水池中的废水通过污水提升泵泵入pH调节池，在pH调节池内设置机械搅拌装置、pH在线监测系统，碱液投加计量泵与pH在线监测系统联动来调节废水pH；同时在调节池内补充营养盐以满足生化系统新陈代谢正常进行；采用自来水或者生活废水对原废水进行稀释（稀释1倍），使得进入生化系统的盐度控制在1%（质量比）以内。
pH调节池设计停留时间为48h。
8.4UASB反应器
pH调节池出水泵入UASB反应器进行生化处理。
UASB（升流式厌氧污泥床反应器）由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，厌氧微生物对于杂环化合物和多环芳烃中环的裂解，具有不同于好氧微生物的代谢过程，其裂解为还原性裂解和非还原性裂解。
厌氧生化处理的主要目的是去除COD和改善废水的可生化性。
厌氧过程对于浓度较高的有机废水，可以将废水中的有机物分解为甲烷等，以气体的形式从池中排中，可以去除废水中大部分COD。
厌氧UASB反应器设内回流系统，将部分泥水混合物回流至UASB。
一方面污水的回流对UASB进水进行稀释，降低了反应器有机物单位浓度，削弱了难降解物质对微生物的毒性；另一方面，污泥的回流，保证了UASB中有足够的生物量，有利于反应器的稳定运行。
UASB反应器介绍
8.4.1UASB反应器原理
UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。
厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。
在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。
在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。
上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。
气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。
置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。
包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。
由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。
累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。
8.4.2UASB反应器的构成
UASB反应器包括以下几个部分：
进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。
在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。
为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。
反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室（应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。
相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用）。
只一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。
水力和有机（产气率）负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。
UASB系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。
形成和保持沉淀性能良好的污泥（其可以是絮状污泥或颗粒型污泥）是UASB系统良好运行的根本点。
A.三相分离器的原理
在UASB反应器中的三相分离器（GLS）是UASB反应器最有特点和最重要的装置。
它同时具有两个功能：
①能收集从分离器下的反应室产生的沼气；②使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。
对上述两种功能均要求三相分离器的设计避免沼气气泡上升到沉淀区，如其上升到表面将引起出水混浊。
降低沉淀效率，并且损失了所产生的沼气。
设计三相分离器的原则是：
（1）间隙和出水面的截而积比影响到进入沉淀区和保持在污泥相中的絮体的沉淀速度。
（2）分离器相对于出水液面的位置确定反应区（下部）和沉淀区（上部）的比例。
在多数UASB反应器中内部沉淀区是总体积的15%-20%。
（3）三相分离器的倾角这个角度要使固体可滑回到反应器的反应区，在实际中是在45～60℃之间。
这个角度也确定了三相分离器的高度，从而确定了所需的材料。
（4）分离器下气液界面的面积确定了沼气的释放速率。
适当的释放率大约是1～3m3/（m2·h）。
速率低有形成浮渣层的趋势，非常高导致形成气沫层，两者都导致堵塞释放管。
对于低浓度污水处，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分离器缝隙处保持大的过流面积，使得最大的上升流速在这一过水断面上尽可能的低是十分重要的。
原则上只有出水截面的面积（而不是缝隙面积）才是决定保持在反应器中最小沉速絮体的关键。
B.进水和配水系统的要求
进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则：
（1）进水装置的设计使分配到各点的流量相同，确保单位面积的进水量基本相同，防止发生短路等现象;
（2）很容易观察进水管的堵塞，当堵塞发现后、必须很容易被清除。
（3）应尽可能的（虽然不是必须的）满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合.防止局部产生酸化现象。
为确保进水等量地分布在池底，每个进水管仅与—个进水点相连接是最理想状态，只要保证每根配水管流量相等，即可取得均匀布水的要求;因此有必要采用特殊的布水分配装置，以保证一根配水管只服务一个配水点，为了保证每一个进水点达到应得的进水流量，建议采用高于反应器的水箱式（或渠道式）进水分配系统。
图1-11给出了一种连续流的布水器形式，这种敞开的布水器的—个好处是可以容易用肉眼观察堵塞情况。
对高浓度废水由于水力负荷较低，采用脉冲式进水分配装置是一种较好的选择。
UASB反应器设计停留时间72h，容积脱除负荷2.83KgCOD/m3·d。
8.4高密度填料生化池
高密度填料生化池是一种好氧生物膜法工艺，池内设有高密度弹性填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。
该工艺兼有活性污泥法与生物膜法二者的特点，其优点有：
①处理能力大（与活性污泥法比较），因而可以节省用地。
②对冲击负荷有较强的适应性。
③污泥量少，不产生污泥膨胀的危害，能够保证出水水质。
④勿需污泥回流，易于维护管理，不产生滤池灰蝇。
该工艺成熟稳定，占地面积省，设备国产化，在运行管理上更具优势，在废水处理工程中得到了广泛的应用。
由于填料比表面积大，高密度填料池内生物固体量多，水流实现完全混合，因此可提高高密度填料池对水质水量的骤变的适应能力。
通过对池型结构的改变，完全可以克服诸如短流，水和填料接触不佳等缺点，从而达到了相应的处理效果。
总结起来，这种布置有以下几个方面的优势：
①避免了单级单段式的短流现象，保证水和填料的充分混合。
②每级渐次有一个COD浓度梯度，最大限度地保证了有机物向微生物细胞的传递，从动力学角度保证了去除效果。
③每级生物均不相同，从而最大程度保证了各自不同的生存环境在一个最佳的位置上。
高密度填料池生化反应器设计停留时间24h，容积脱除负荷1.0KgCOD/m3·d。
8.5沉淀池
高密度填料池出水中含有一定的悬浮物、微生物残体等，须进行沉淀后方可排放。
8.6各单元处理效果预测
根据废水的特性，参考我单位做过的类似污水处理实例，结合所推荐的工艺，就各处理单元对几种污染物的处理效果进行预测，如下表所示：
表3废水处理系统各单元去除效率（浓度单位：
mg/L）
单元名称
CODcr
水量
集水池
进水
≤20000
15m3/d
出水
≤20000
去除率
---
pH调节池
进水
≤20000
30m3/d
出水
≤10000
去除率
---
UASB反应器
进水
≤10000
30m3/d
出水
≤1500
去除率
≥85%
高密度填料
生化池
进水
≤1500
30m3/d
出水
≤500
去除率
≥66.7%
沉淀池
进水
≤500
30m3/d
出水
≤500
去除率
---
注：
表中各单元污染物去除率的保证措施：
（1）在本表中，各单元污染物的去除负荷设的都比较保守，为系统顺畅运行提供一定的安全系数；
（2）各池体停留时间较充裕，可保证污水和微生物有充足的接触反应时间，从而保证各单元的去除效率；
（3）我单位结合已有的类似工程实例和多年水处理工程的运行经验，制作此表，表中数据有较强的可靠性。
9、主要构（建）筑物及设备表
9.1主要构（建）筑物表
表4主要构（建）筑物表
序号
名称
尺寸
数量
单位
结构
1
事故池
3m×3m×4m
1
座
钢砼
2
集水池
2m×2m×4m
1
座
钢砼
3
pH调节池
3m×3m×4m
1
座
钢砼
4
UASB反应器
4m×4m×8m
1
座
钢砼
5
高密度填料生化池
3m×3m×4.5m
1
座
钢砼
6
沉淀池
2m×2m×4m
1
座
钢砼
7
排放水池
2m×2m×3m
1
座
钢砼
8
设备间
6m×5m×3m
1
座
砖混
土建部分，废水处理占地面积为100m2左右
9.2主要设备材料表
表6主要设备材料一览表
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
粗隔栅
2m×2m，间隙5mm
m2
1
2
细隔栅
2m×2m，间隙3mm
m2
1
3
提升泵
Q=5m3/hH=10m
台
4
4
潜水搅拌机
Ф200
台
2
5
UASB填料
Ф150
m3
100
6
三项分离器
4m×4m
套
1
304不锈钢
7
厌氧回流泵
Q=5m3/hH=20m
台
2
8
高密度填料
Ф150
m3
30
9
高密度曝气器
Ф215，膜片式
套
30
10
曝气风机
Q=2.1m3/minH=7m
台
2
11
污泥回流泵
Q=5m3/hH=10m
台
2
12
pH投加系统
Q=25L/h，φ1.0×1.0m，搅拌机80r/min，0.75Kw
套
1
13
营养盐投加系统
Q=25L/h，φ1.0×1.0m搅拌机80r/min，0.75Kw
套
1
14
污泥浓缩罐
φ1.3×1.3m
套
1
15
污泥泵
Q=2m3/hH=30m
台
2
16
半框脱水机
处理量2-3m3/h
台
1
9.3总投资估算表
表7总投资估算
序号
类别
费率
费用（万元）
备注
1
土建（A）
24.42
2
主要设备费（B）
18.12
3
电仪、自控费（C）
4
含配电和简单控制
4
工艺材料费（D）
3
含管道阀门
5
安装运输费（E）
3.5
（B+C+D）×费率
6
直接投资（F）
53.04
A+B+C+D+E
7
设计、指导调试、培训费（G）
3.0
总计
56.04
注：
1.土建报价按700元/m3池容。
2.设备部分为成本价。
3.尾气处理未考虑。
10、运行成本分析
10.1电费（A）
表8功率统计表
序号
设备名称
装机数量
使用数量
单台功率（kw）
装机功率（kw）
使用功率（kw）
需要系数
需要功率（kw）
提升泵
2
1
0.5
1.0
0.5
0.3
0.15
1
提升泵
2
1
0.5
1.0
0.5
0.8
0.40
2
厌氧回流泵
2
1
0.75
1.5
0.75
0.8
0.6
潜水搅拌机
2
1
3.0
6.0
3.0
0.8
2.4
3
曝气风机
2
1
4.0
8.0
4.0
0.8
3.2
4
污泥泵
2
1
0.25
0.5
0.25
0.3
0.075
6
药剂投加系统
2
2
0.35
0.7
0.35
0.8
0.56
7
板框脱水机
1
1
2.5
2.5
2.5
0.3
0.75
小计
15
21.2
8.14
废水处理系统装机功率21.2Kw，运行功率8.14Kw。
废水处理系统间歇运行，每天运行8小时左右，经计算，电价按0.5元/Kw计，则吨水运行费用为8.14×0.5×8÷15=2.17元/m3废水。
10.2人员费（B）
污水处理站需操作工1人（可兼职），人均工资按2500元/月计，则污水处理人工费为：
2500×1÷30÷15=5.55元/m3废水
10.3药剂费（C）
（1）磷酸
作为营养盐，磷酸投加量为33mg/L，工业磷酸市场价以3000元/吨计，有效浓度85%，则投加磷酸的费用为：
0.033Kg/m3÷85%×3元/Kg=1.16元/m3废水
（2）尿素
作为营养盐，尿素理论投加量为37.5mg/L，尿素市场价以1900元/吨计，有效浓度95%，原水中氨氮平均值2mg/L，则投加尿素的费用为：
0.166Kg/m3÷95%×1.9元/Kg=0.33元/m3废水
（3）碱费用
废水pH调节碱费用为：
0.2元/m3废水
（4）总药剂费用（C）
C=1.16+0.33+0.2=1.69元/m3废水
10.4水处理直接成本
D＝A+B+C+＝2.17＋5.55＋1.69＝9.41元/m3废水
附件1：
工程进度计划
工程施工进度计划
项目及进度
计划工期/天
工期计划3个月
10
10
10
10
10
10
10
10
10
图纸设计审核
20
土建施工
30
设备采购
20
设备制造安装
30
管线安装
30
电气安装
30
清水试车
10
备注
此工期为90天，其中设备制造安装30天，管线电气安装30天，此进度仅为估计进度，可根据现场实际情况进行调整。
当人生让你碰壁头破血流时，别害怕，没有这些挫折，怎能练就一身钢筋铁骨，当生活给你一百个理由哭泣时，别沮丧，你就拿出一千个理由笑给它看。
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