四川某污水处理站及相关辅助工程设计方案p.docx
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四川某污水处理站及相关辅助工程设计方案p
中国科学院成都光电研究所
污水处理站及相关辅助工程
初步设计
（全册）
成都中山创环保实业有限责任公司
二OO二年十二月二O日
第一章前言
我公司针对贵单位的具体情况，组织有关技术人员和商
务人员认真分析了贵单位提供的相关资料，依据我公司的工程经验并结合贵单位的实际情况编制出本方案。
1.1设计单位简介
成都中山创环保实业有限责任公司（原中山市环保实业发展总公司成都分公司），是中山市环保实业发展总公司，在成都分公司业务发展壮大的情况下，为适应环境保护形势发展需要，积极参与环保建设而成立的一家以环保高新生物技术开发以及废水处理工艺为核心技术的股份制有限责任公司。
公司下设科研实验开发部、工程部、设计部、业务拓展部、售后服务部等多个部门。
公司自建立以来，一直致力于环保领域技术、工艺、设备的研究和开发工作，特别是在高效生物处理废水工艺，以及高效降解微生物的分离、筛选上，特别是和上海宝钢合作研究的高效焦化废水降解菌剂的工程应用工作，达到了国际先进水平。
我公司的控股公司，中山市环保实业发展总公司是集科研、工程设计、设备制造、安装调试、工程总承包于一体的大型环保企业。
具有国家环保总局及国家建委颁发的环保工程设计乙级资格证，是广东省环保产业协会常务理事会成员。
总公司属下有十三家全资公司，现有职工556人，其中公司总部有61人，从事污水处理方面研究设计的高中级职称专业工程技术人员22人，总公司固定资产1500万
元，总公司年生产总值5000万元以上。
总公司是在环保工程公司不断发展扩大的基础上于1987年成立的。
总公司拥有雄厚的工程技术力量，并以工程设计合理、施工快速、工程质优、服务周到而享誉于社会，是目前广东省环保行业中规模较大，影响面广的企业之一。
总公司成立以来，已在省内外承建各种水处理工程几百项，其中有二项获得广东省99年环保优秀示范工程，有三项获得中山市科委颁发的科技进步奖，有五项获得中山市环保优质工程奖。
公司现已发展成为一家经验丰富，门类齐全的专业化环保企业。
第二章总说明
2.1设计依据
1、光电所提供的有关基础数据资料
2、
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
3、《给排水工程结构设计规范》（GB69-84）
4、其它国家和地方的相关政策、法规以及规范标准。
2.2设计原则
1、认真贯彻执行国家关于环境保护工作的方针、政策,使本工程设计符合国家现行的有关法规、规范和标准。
2、随着该所科研及生产量的逐渐发展，生活及生产废水的产生量也呈递增趋势，要求废水治理站具有一定时期的适应能力，真正起到保护环境，保护人民身体健康的作用。
3、根据原污水水质和处理要求，因地制宜，选择高效率、低投资、低运行成本的污水处理工艺形式和污泥处理、处置方法。
4、根据工程实际，机电设备、自动化控制系统等尽可能采用性能好、故障率低的产品，以提高自动化水平，便于维护管理，减轻工人劳动强度。
5、适当考虑厂区的景观及绿化，努力创造一个良好的生活环境，把该污水设施建成一个花园式的处理站。
6、施工过程中应本着确保工程质量的前提下尽量节省工程投资的原则，充分考虑各种潜在因素，以尽快使污水处理厂投入安全、正常运行。
7、
无二次污染、清洁及安全生产原则。
8、充分利用现有建（构）筑物及设备，节省投资成本。
9、治理站总体布局、统一规化，与厂和周围环境协调。
2.3工程概况
1、工程名称：
污水处理站及相关辅助工程
2、工程地址：
成都市双流县文星镇光电所内
3、建设单位：
中国科学院成都光电研究所
4、设计单位：
成都中山创环保实业有限责任公司
2.4项目组成与设计内容
1.项目组成
本项目子项工程组成
——1号生活废水治理工程（1500T/d）
——2号生活废水治理工程（300T/d）
——3号生活废水治理工程（100T/d）
——4号电镀废水治理工程（10T/d）
——污水管排水工程
——占用农业道路恢复工程
2.设计内容
本项目子项设计组成内容
——各废水处理站工艺系统
——各废水处理站工艺设备
——各废水处理站建（构）筑物设施
——各废水处理站控制及照明系统
——给排水管网工程
——占用农业道路恢复工程
——各废水处理站内部消防设施
2.5总概算
1、本工程概算总投资为502万元。
投资构成，按费用构成划分见下表：
序号
项目名称
概算投资（万元）
占投资比例（%）
1
建筑工程费
128.8
25.7
2
设备购置费
104.9
20.9
3
设备安装费
42.4
8.4
4
管道工程费
138.5
27.6
5
征地、青苗赔偿
18.0
3.6
6
恢复占用农业道路
31.2
6.2
7
项目报建费
5.2
1.0
8
地貌勘测费
11.0
2.2
9
不可预见费
3.0
0.6
10
工程监理费
10.0
2.0
11
招投标费
2.5
0.5
12
建设单位管理费
6.5
1.3
13
合计
502
100
2、主要设计结果一览表
序号
名称
主要参数
装机容量
投资
1
污水处理站1
1500m3
43Kw
142.8
2
污水处理站2
300m3
16Kw
66.2
3
污水处理站3
100m3
6Kw
25.7
4
污水处理站4
10m3
34Kw
41.4
5
恢复占用农业道路
9900m2
31.2
6
管道工程费
1967m
138.5
2.6设计规模及废水处理站治污能力
1号生活废水治理工程设施总容积约为1400m3，总占
地面积约为500m2，地上建（构）筑物占地面积为40m2，日处理能力为1500m3，接纳污水范围为：
东南区办公楼及住宿楼的生活废水。
2号生活废治理工程设施总容积为400m3，总占地面积约为200m2，地上建（构）筑物占地面积约为40m2，日处理能力为300m3，接纳污水范围为：
西北区单身宿舍、办公楼生活废水及食堂污水。
3号生活废水治理工程设施总容积约为200m3，总占地面积为80m2，地上建（构）筑物占地面积为0m2，日处理能力为100m3，接纳污水范围为：
西南区办公楼的生活废水。
4号电镀废水治理工程日处理能力为10m3，总占地面积为60m2，地上建（构）筑物占地面积为60m2，接纳污水范围为东南区电镀车间产生的电镀废水。
污水管排水工程敷设φ800mm污水排水管总长约为2Km，出水口在江安河，敷设φ300mm污水排水管总长约为300m。
占用农业道路恢复工程需恢复路面总长约3.2Km，路面宽为4.5-5m。
第三章废水治理工艺设计
3.1所处城市概况及自然条件
厂区所在地属于亚热带湿润季风气候区，冷空气活动频
繁，气温不稳定，春节和初夏的雨量分布不均、有干旱，夏季无酷暑，雨量集中，多洪涝灾害，时有大风，偶有冰雹危害，秋季气温下降快，多绵阴雨。
据当地多年地面气象观测，年平均气温16.3℃，年日照时数1107.9小时，年降水时间2808小时，平均霜期85天，气压956.6毫帕，常年平均风速1.2m/s，常年主导风向NE静风频率40%，历史最低气温-4.2℃。
3.2废水来源及特性
1号生活废水治理工程废水来源于东南区办公楼及住宿楼的生活废水，悬浮物浓度较高，污水的B/C高，可生化性较好。
2号生活废水治理工程废水来源于西北区单身宿舍、办公楼生活废水及食堂污水，此处废水中悬浮物浓度高，COD、BOD相对其它生活废水较高，相对较难治理，污水的B/C仍较高，可生化性较好。
3号生活废水治理工程废水来源于西南区办公楼的生活废水，此处废水中悬浮物相对较少，COD、BOD相对较低，污水的B/C仍较高，可生化性较好。
4号电镀废水治理工程废水来源于东南区电镀车间产生的电镀废水，废水中污染物主要由六价铬、镍和锌组成（在电镀生产过程中未将六价铬废水分流）。
3.3废水进水水质：
1、生活废水部分
根据常规生活污水的性质,结合该地区的工业布局等的实际情况以及人民生活水平,参考国内类似生活污水处理厂的经验数据,1～3号生活废水处理站设计进水水质如下：
CODCr：
300～600mg/l
BOD5：
200～400mg/l
SS：
10～350mg/l
pH：
6～9
动植物油：
30～40mg/L
NH3-N≤10mg/l
TP≤5mg/l
2、电镀废水部分
Cr6+:
≤300mg/l
Ni2+:
≤200mg/l
Zn2+:
≤200mg/l
pH：
1.5
3.4出水排放水质要求:
出水排放要求达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级标准，具体参数如下：
1、生活废水部分
CODcr≤150mg/l
BOD5≤30mg/l
SS≤150mg/l
pH：
6～9
动植物油：
≤15mg/l
NH3-N≤25mg/l
磷酸盐（以P计）≤1.0mg/l
2、电镀废水部分
Cr6+:
＜0.5mg/l
总铬：
＜1.5mg/l
总镍:
＜1.0mg/l
Zn2+:
＜5.0mg/l
pH：
6～9
3.5工艺确定
一、生活废水部分：
根据生活污水处理站的规模及处理量，一般采用生物处理，污水处理基本全流程：
污水→预处理→一级处理→二级处理→排放。
国内外最早应用于生活污水处理的工艺为传统活性污泥法，但由于近年来生态环境的破坏及水域富营养化
等问题的日益严重，因此对氮磷去除效率要求提高。
传统活性污泥法因其脱氮除磷效果的局限性而逐渐被新的工艺所代替。
目前针对脱氮除磷用于城市污水处理厂的工艺主要有AB法、氧化沟法、序批式活性污泥法SBR等。
虽然这些工艺都能较好的处理生活废水，但是这些工艺都有着共同的缺点，就是有臭味、污泥量大、可绿化面积小等，影响生活及工作环境。
因此推荐我公司针对这些缺点进行改进并得以成功运用的全地埋式污水处理系统（高效多功能WSB生活污水处理工艺），本污水处理系统除了能绝对保证被治理废水达标排放，还有着可绿化面积大，污泥量小，无臭味，低能耗等优点。
常用生活废水治理工艺和我公司推荐采用的高效多功能WSB生活污水处理工艺简单阐述比较如下：
AB法（AdsorptionBiodegradation,吸附生物降解法）工艺的基本流程为吸附、沉淀、曝气、沉淀，是在传统两段活性污泥法（Z-A法）和高负荷活性污泥法的基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法。
但通常在BOD≥250mg/l的场合才具有明显的优势，更主要的缺点是产泥量高。
氧化沟工艺也是活性污泥法的一种变型，它通常以较低的负荷运行，属于延时曝气模式。
氧化沟耐冲击能力强、污泥较稳定，它有一定的脱氮功能。
但根据国内已建的以氧化沟为主的污水处理厂运行经验，要实现磷的达标排放尚有一
定难度。
SBR作为废水处理技术并非是污水处理的新工艺,随着各种新型不堵塞曝气器、新型浮动式出水堰（滗水器）和自动监测控制的硬件设备和软件技术的出现及发展应用[如溶解氧测定仪、ORP（氧化还原电位）计、液位计等]，特别是计算机和工业自控技术的发展和不断完善，做为活性污泥法开发初期的间歇运行操作中的复杂问题，因此使该工艺的优势逐步得到充分发挥，并使该工艺迅速得到开发而后应用。
但是如使用该工艺则工程投资大，能耗高。
高效多功能WSB生活污水处理工艺能有效地防止污泥膨胀，去除有机物及除磷脱氮均具有较好的效果，耐冲击负荷能力也较强，具体处理工艺阶段可根据进水情况和出水要求进行灵活调整。
与前几种工艺相比，泥水分离效果好，反应区容积较小，是设计更加优化合理的工艺。
具有良好的除磷脱氮功能。
综上所述，针对光电所1～3号生活废水治理工程的工艺流程采用我公司推荐的高效多功能WSB生活污水处理工艺，工艺流程及简述如下：
1、工艺流程简图如下：
高效多功能全地埋式
WSB污水处理设施
2、工艺流程简介：
由于生活废水中含有大量难生物降解的固体悬浮物，为了降低后续处理单元的负荷以及减少管道和泵的堵塞，废水在进入地埋式污水处理设施前需先去除废水中较大的悬浮物。
由于1、2号生活废水治理工程废水中的悬浮物量大，因此设有自动格栅机。
而3号生活废水治理工程废水量小，较大的悬浮物浓度低，因此只需设置格栅栏，采用人工清掏。
经格栅分离出的残渣可送至垃圾处理站处理或送至锅炉站烧毁。
除渣后的出水流入高效多功能全地埋式WSB污水处理设施中，对废水中的BOD、磷及氨氮进行生物降解。
本污水处理设施内部由多功能水解酸化区、高效WSB氧化区、斜板沉淀区几部分组成，经格栅除渣后的出水首先进入地埋式处理设施中的多功能水解酸化区，废水在多功能水解酸化区起水质水量的调节作用及对废水中的有机物质进行初步降解。
由于此多功能水解酸化区为密闭式并加入大量中温厌氧菌，故也有厌氧反应器的作用，废水中的固体物质和胶体物质迅速被截留吸附，并水解为溶解性物质，在产酸菌的作用下将大分子物质、难于降解的物质转化为可生
物降解的小分子物质，重新释放于废水中，并在产甲烷菌的作用下产生甲烷及更简单的化合物。
高效多功能水解酸化区在进水初期，沉淀区污泥回流至该区，与污水充分混合，活性污泥对进水中有机物质的分解作用消耗掉残留在池内的游离氧，使池内呈厌氧状态，为反硝化创造了条件，回流污泥中反硝化菌利用进水中丰富的碳源，将泥水混合物中NOx—N少部分同化为有机氮化合物，大部分硝酸盐（约70～75%）异化（还原）为气态氮；缺氧区随着泥水继续推进，在该段反硝化过程继续进行，且在缺氧条件下污水得到水解酸化，可生化性可得到提高；
经多功能水解酸化区处理后的废水以一定流速打入高效WSB氧化区进行深度处理。
并在充氧条件下降解菌以废水中溶解状的有机物为营养源，不断的摄取，通过投加的高效生活废水降解菌的新陈代谢作用，一方面降解有机物，使之无害化；另一方面，合成新的细胞质，即自身的生长繁殖，以满足连续处理废水的生物量，达到彻底降解废水中的CODcr、BOD5，从而使出水中的CODcr、BOD5达到所要求的排放标准。
同时在好氧条件下，硝化菌通过氨化反应将有机氮化合物分解，转化为NH3-N，同时NH3-N在硝酸盐菌和亚硝酸盐菌的硝化作用下进一步被分解氧化为NO2-和NO3-形式。
在以上缺氧区和好氧区同时还伴有生物除磷过程，生
物除磷是利用聚磷菌过量地超出其生理需要从废水中摄取磷，并将其以聚合形态贮藏在体内，形成高磷污泥。
在缺氧区，聚磷菌体内的高能磷（ATP）水解，释放H3PO4和能量，由于胞内磷的吐出释放而使自身处于缺磷状态。
即在缺氧条件下：
高能磷（ATP）→低能磷（ADD）+磷（P）；好氧状态时，处于饥饿状态的聚磷菌此时大量的吸磷，同时还会过剩地吸收环境中的多余磷，从而完成生物除磷的任务。
磷吸收对磷释放也有影响，磷吸收完成得越彻底，聚磷量越大，相应地厌氧状态下磷的有效释放也越有保证。
生物除磷脱氮系统中各反应的完成顺序是磷的吸收、有机物降解、硝化。
经多功能水解酸化区和高效WSB氧化区处理后的出水除SS外其它指标已达到排放要求，因此出水自流入斜板沉淀区中进行固液分离，降低废水中的SS，经过固液分离后出水中的污染物指标全部能达到排放标准。
在多功能水解酸化区和高效WSB氧化区投加了我公司开发研制成功的生活废水治理菌剂，在进行生物降解的过程中无臭味产生，且该工艺降解每公斤BOD5产生污泥约0.12公斤。
与常用普通生物法污泥产量比较如下（以1号生活废水治理工程为例）：
（设计水量1500吨/天，BOD5以400mg/l计算）
①、采用我公司研制的高效微生物菌剂，污泥产生量
如下：
每公斤BOD5产生0.12公斤污泥量，污泥比重约为1.05，则日产污泥量为：
1500×（400-20）×0.12×1.05÷1000
=71.8公斤/天
因此可将污泥全部回流消化。
2、采用常用普通生物法的污泥产量：
每公斤BOD5产生0.5公斤污泥量，污泥比重约为1.05，则日产污泥量为：
1500×（400-20）×0.5×1.05÷1000
=299.3公斤/天
③、采用两种不同菌剂的年产污泥量比较：
（299.3-71.8）×365÷1000
≈83吨/年
通过上述比较，可看出采用高效生活废水治理菌剂则一年内会少产生约83吨污泥，从而大大节省了污泥处置的人力物力。
另外如没有很好的污泥处理方法，随便弃置，会严重影响厂区环境，蚊蝇孳生，并造成严重的二次污染。
对一个现代化管理企业的形象会造成很大的负面影响。
二、电镀废水部分
由于在电镀生产过程中未将六价铬废水与其它重金属废
水分流，因此对排出的综合废水治理须分为四部分。
第一部分将六价铬还原成三价铬并沉淀去除；第二部分直接去除其它重金属离子；第三部分回调pH值至6～9再并外排；第四部分为污泥处置。
目前治理电镀废水的方法很多，最常用且技术最成熟的治理方法为化学法。
对六价铬废水采用化学还原法，相对设备投资和运行费用较低，主要用于间歇式处理含铬废水，对废水中的其它重金属离子采用加碱中和沉淀法。
（一）、工艺流程简图（详图见后附页）
ZC-Ph
-S5
（二）、工艺流程简介
电镀废水自流入调节池中，由于本工艺采用间歇式处理废水，在调节池中达到水质水量的调节作用后，调节池内的废水定时打入ZC-PH/ORP-S5中将Cr6+还原成Cr3+并将其沉淀去除，上清液打入ZC-PH-S5中去除其它重金属离子，停留一定时间后将上清液打入ZH-V2中回调pH至8左右外排。
在ZC-PH/ORP-S5内有液位控制系统、搅拌系统、pH控制系统、ORP控制系统、浮力吸水器、泵等设备；ZC-PH-S5中有搅拌系统、pH控制系统、浮力吸水器、泵；ZH-V2中有搅拌系统、pH控制系统。
ZC-PH/ORP-S5的控制原理：
将pH调至2.5左右后，向内加还原剂，并保持pH值在2.5左右，直至ORP电位值为300mv～350mv时，开始加碱，将pH调至7～8，并加入混凝剂，停止搅拌，保持2小时，开启泵将上清液打入ZC-PH-S5中，底部污泥排入污泥干化系统处理。
ZC-PH-S5的控制原理：
将pH调至10左右，加入混凝剂，保持1.5小时后将上清液打入ZH-V2，下部污泥排入污泥干化系统处理。
ZH-V2的控制原理：
废水在由ZC-PH-S5打入ZH-V2的同时，pH控制系统控制加酸泵向系统内加酸，回调pH到8～9间外排，此过程为连续反应。
（三）、工艺及原理分析：
1、Cr6+去除原理
先用还原剂将Cr6+还原成Cr3+（还原剂以亚硫酸盐为例，则反应方程如下）：
Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O
还原成Cr3+后的去除原理如下：
Cr3++3OH-=Cr（OH）3↓
反应条件分析
根据将Cr6+还原成Cr3+的实测反应速度，当pH为2.0或更低时，反应可在5分钟左右进行完毕，如采用亚硫酸盐做还原剂，则pH过低，会产生较多的二氧化硫气体；pH在2.5～3.0时，反应约需30分钟；pH高于3.0，反应很慢，因此，pH不应高于3。
为节约用酸，降低运行成本，保证一定的工作效率，避免二次污染，将pH调至2.5～3.0，为最佳工作区。
随着还原反应的进行，酸逐渐消耗，应及时补充，以保证反应过程中所需酸度值。
重金属离子
pH范围
残留浓度（mg/L）
备注
Zn2+
9-10
1以下
从pH10.5左右以上再溶解
Ni2+
9以上
1以下
综合废水中主要含Znx+、Nix+两种重金属离子，根据上表数据和以往的工程经验，向废水中投加碱性物质,调整pH值到9.5左右时，这两种重金属离子都能全部转变为金属氢氧化物沉淀除去，并能达到最佳效果。
（四）、污泥处理工艺的确定
废水处理过程中，会产生大量的污泥，污泥中含有多种重金属离子等有毒物质，这些污泥需要及时处理和处置，以达到变害为利、综合利用和保护环境的目的，污泥处理工艺为：
剩余污泥→污泥浓缩→污泥脱水→泥饼处置
根据污泥浓缩方式及脱水方式的不同，有以下几种方案可供选择：
方案一：
采用污泥机械浓缩、机械脱水一体化设备。
方案二：
采用重力浓缩，机械脱水。
方案三：
采用自然过滤，自然干化脱水。
其流程如下：
泥饼
该方案污泥处理时间短，不存在二次污染，对周围环境影响较小。
结合本项目实际情况，由于泥量较少，采用方案三。
3.6主要构筑物
一、生活废水部分
、格栅池：
1、2号废水治理工程中格栅池用来安放自动格栅机，3号废水治理工程的格栅池用来安放不锈钢格栅栏，以去除废水中大的漂浮物及悬浮物，此池子内空尺寸为3100×600×1500mm。
格栅池上需预埋用来安装设备的相关预埋件和修筑操作平台。
、高效多功能全地埋式WSB污水处理设施，贮水系统采用钢混结构。
●多功能水解酸化区起缓冲和初步降解废水的有机物质，该池投入高效功能菌，将难处理的大分子物质生物水解为易处理的低分子物质，同时去除废水中原有的部分易降解物质，该池中不需设置辅助动力
源，在无动能的情况下去除相当部分的污染物，也为后续的曝气处理打下了良好的基础。
设计水力停留时间：
8～10h；反应器容积负荷：
3～12kgCODcr/m3.d、CODcr去除率50%～60%，三个污水处理站的实际容积分别为720m3，200m3，100m3。
●高效WSB氧化区用来彻底去除废水中的污染物质，经前处理的废水流入氧化区，废水中的有机污染物和氧化区内的高效微生物菌群结合，进行生化反应，分解有机物，同时分解NH3、甲硫醇、有机磷等，进行有机物的深度生物降解。
设计水力停留时间：
7～9h；反应器容积负荷0.8～1.5kgCODcr/m3.d、CODcr去除率85%～95%。
三个污水处理站实际容积分别为560m3，150m3，60m3。
③、斜板沉淀区是用来去除废水中的SS，使悬浮物在此得以净化以达到较好的出水水质。
设计水流停留时间1h；表面负荷1.5～3.0m3/m2.h，三个污水处理站斜板沉淀区的实际容积分别为75m3，30m3，10m3。
二、电镀废水部分
、调节池：
利用现已有池子。
、设备基础（见后附图）
③、污泥浓缩干化池：
由于产泥量很小，设计污泥浓缩干化池容量为6m2，污泥采用自然干化；排入污泥浓缩干化池的污泥经自身重力沉降数小时后，将上清液排入混合废水调节池中，经自然干化后的污泥外运至固体废弃物治理中心。
第四章废水治理工艺设备
4.11号生活废水治理工程设备
自动格栅除污机
功能：
去除污水中较大的漂浮物，并拦截直径较大的杂物，以保证污水提升泵的正常运行。
设备类型：
格栅除污机
设备型号：
HF500
设备数量：
1台
设计参数：
过栅流速:
Vm=1.0m/s
栅条间隙：
b=10mm
栅前水深：
h=1.0m
安装角度：
60°～85°
整机功率：
2.0Kw
潜污泵
功能：
从多功能水解酸化区定流量向高效氧化区进水
设备数量：
1台
设备参数：
Q=80m3/h
H=18m
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