100吨某市化工废水处理工程技术方案.docx
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100吨某市化工废水处理工程技术方案
100t/d某市化工废水处理工程
设
计
方
案
第一章：
总则
a）概述
某市化工有限公司是一家以研发、生产、经营医药中间体、染料中间体为主的综合性化工企业。
本废水项目负责处理该公司口服液项目在运营过程产生的剩余废水以及其他污水，企业每天外排废水100t/d（数据由企业提供），废水站处理水量为100t/d。
系统设计20小时运行，根据业主关于环保方面要求，处理后废水在达到《污染物排放标准》（GB8978-1996）中的三级排放要求的基础上高于此类标准，具体标准参数详见水质要求分析表。
受其委托，承担了该项目的设计工作。
b）设计依据
（1）《室外排水设计规范》GB50014-2006
（2）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003；
（3）《污水综合排放标准》GB8978-1996；
（4）《城镇废水厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89；
（5）《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002；
（6）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；
（7）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；
（8）《建筑抗震设计规范》GB50011-2010；
（9）《工业企业设计卫生标准》TJ36-79；
（10）《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-92；
（11）《建筑防雷设计规范》GB50057-2010；
（12）《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83；
（13）《废水泵站设计规程》DBJ08-23-91；
（14）《环境工程手册》（水污染防治卷）；
（15）《排水工程》（下册）；
（16）《给水排水工程设计手册》；
（17）《污水处理工艺及工程方案设计》；
（18）其他相关电气、土建、设备设计手册。
（19）恒立化工提供的项目信息
（20）“江西怡正”的相关工程经验
c）设计原则
（1）认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，遵守国家有关法规，规范、标准。
（2）根据废水水质和处理要求，合理选择工艺路线，处理出水水质达标排放。
处理要求技术可行，运行稳定，可靠，经济合理，设备可靠先进，工艺技术需具有一定的耐冲击负荷和操作灵活性。
（3）在总平面布置和高程设计时充分考虑现场用地情况，力求整体布置紧凑、美观，并且尽量减少对周围环境的影响。
（4）操作管理方便、技术要求简单，最大程度地实现自动化控制，管理、维护简单方便，宜于长期使用。
（5）设备选型要综合考虑性能，价格因素，设备要求高效节能，噪音低，运行可靠，维护管理简便。
（6）无二次污染，清洁及安全生产原则。
（7）根据业主的要求，力求实用简单。
d）设计范围
设计范围：
本工程设计范围是从废水站废水进口至站区后续处理系统前的平面布置、工艺、设计、建筑、结构、电气、自控等专业的全部内容。
主要包括：
⑴工艺流程选择与设计；
⑵工艺流程图和总平面布置图；
⑶建构筑物单体设计；
⑷工艺设备选型、平面布置；
⑸工艺处理效果分析；
⑹工程进度计划设计；
⑺处理成本和运行费用估算；
⑻服务及承诺。
e）设计水质
i.进水水质
根据业主提供的资料及参照相关同类型废水水质，设计该废水进水水质如下：
单位mg/L（pH为无量纲单位）
序号
项目
水质
1
PH
1.0-2.0
2
CODcr
37000mg/L
3
氨氮
≤350mg/L
ii.出水水质
经处理后出水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准排放,具体指标如下：
序号
项目
水质
1
CODcr
≦500mg/L
2
BOD5
≦300mg/L
3
pH
≦6-9
4
SS
≦400mg/L
5
NH3-N
≦25mg/L
f）设计水量
（2）根据业主提供的设计参数：
污水排水量为100t/d，其中主要为生产废水。
（3）设计运行周期：
20h/d
（4）每小时处理量：
5t/h
（5）系统设计处理能力：
5t/h
第二章：
污水处理工艺设计
根据相应的国家标准和设计规范，以及贵司的水质、水量要求，结合先进、节能和环保的设计理念及贵司提供的参考工艺，我们制定了如下工艺流程（详见附件《工艺流程图》）。
2.1工艺流程图
污泥浓缩池
初沉池
板框压滤机
缓冲池
UASB
鼓风机
泥饼外运
兼氧池
接触氧化池
沉淀池
清水池
达标排放
2.2主要工艺说明
2.2.1调节池
收集废水，对水量和水质进行调节，使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响。
2.2.2铁碳过滤池
铁碳过滤池就是俗称的催化氧化池，微电解反应池。
该技术是目前针对高浓度的COD废水最常用也是最可靠，最高效的催化氧化技术。
该技术能有效的去除废水中高浓度有机物、提高可生化性，同时还可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。
它是在无需外接电源的情况下自身产生1.2伏电位差对废水进行电解处理。
当系统通水后设备内形成原电池系统，在其周围产生许多电场形成电流。
对废水进行电解的原理；达到降解有机污染的目的。
铁在酸性条件下释放铁离子生成新生态Fe2+。
Fe2+具有氧化--还原的作用、能与废水中的许多组分发生氧化还原反；⑴将六价铬还原为三价铬;⑵将汞离子还原为单质汞；⑶将硝基还原为氨基；⑷将偶氮废水的有色基团或助色基团氧化--还原；达到降解脱色作用；提高了废水的可生化性。
生成的Fe2+调PH值进一步产生Fe3+；Fe3+是一种很好的絮凝剂。
它们的水合物具有较强的吸附-絮凝作用、Fe3+在减的作用下进一步产生氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂。
它们的吸附能力远远高于那些外加化学药剂水解得到的絮凝剂；分散在水污中的悬浮物、、有毒物、金属离子及有极大分子能被吸附-絮凝沉淀。
其工作原理：
电化学、氧化—还原、物理吸附及絮凝--沉淀的共同作用对废水进行处理。
技术特点:
1、解决了微电解污水处理工艺填料板结、钝化、活化，更换的难题。
2、内电解阴阳极及催化剂通过高温形成架构式合金结构，不会像铁碳混合组配那样容易出现阴阳极分离，影响原电池反应。
3、采用微孔活化技术，比表面积大，同时配加催化剂，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果，反应速率快。
4、由于微电解和催化剂的双重作用，同比传统铁碳填料对针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理，废水中COD去除率一般在35％-60％左右，色度去除率95％以上同。
5、电解处理方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属。
6、Fe2＋催化作用，在微电解后投加H2O2，即芬顿氧化工艺，对一些难降解化工废水CODcr的去解率可达75-95％。
7、该技术通过高温烧结等手段将铁及金属催化剂与炭包容在一起形成架构式铁炭结构。
8、该技术通过冶炼等手段将铁及金属催化剂与炭包容在一起形成架构式铁炭结构。
2.2.3pH调节池
由于铁炭微电解会消耗H+，因此废水的pH值会逐渐上升，为保证后续芬顿反应池所需的pH值，故需进行pH值的调节。
往铁炭电解后的出水中加入盐酸或硫酸，即可使废水的pH值降低，用pH计控制其数值在指定数字。
2.2.4芬顿反应池
酸性废水泵入催化氧化池，在池内投加药剂双氧水和硫酸亚铁，进行芬顿氧化反应，利用生成的羟基自由基的强氧化性将水中有机物进行部分氧化。
芬顿氧化法可有效地处理难降解有机物，将其部分氧化或彻底矿化，改善废水的可生化性，也可以脱色、除臭。
COD去除率>30%。
2.2.5反应池及沉淀池
废水经芬顿反应后，含有大量的三价铁离子以及其他各种小分子物质，三价铁离子是良好的絮凝剂，可以先将该部分铁离子沉淀，同时在其作用下，可以去除悬浮物及部分小分子物质。
往废水中投加氧化钙调节废水的pH值在8～9（采用PH显示仪撑握），同时开启气搅拌，反应过程中继续往废水中投加混凝剂PAC溶液，在混凝剂PAC的作用下，废水中颗粒状及胶体状污染物自动形成固体悬浮物，搅拌反应10分钟后，废水中形成的固体悬浮物进一步聚合形成较大颗粒的絮体。
形成絮体的废水自流进入初沉池，在初沉池中絮体在重力的作用下沉淀至池底，从而达到泥水分离，水则从上部溢流进入缓冲池。
初沉池的污泥由污泥泵抽至污泥浓缩池进一步浓缩，最后由污泥压滤机压滤，污泥成为泥饼外运。
浓缩池上清液和压滤机出水回缓冲池再处理。
2.2.6上流式厌氧污泥床反应器UASB
污水自下而上通过UASB。
反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。
反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。
消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。
UASB负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。
运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。
2.2.7兼氧池
在兼氧池内培养有大量的兼氧微生物形成的活性污泥。
UASB的出水进入兼氧池，有机物在兼氧微生物的作用下进一步分解，高分子有机物被分解为简单的低分子有机物，部分简单的有机物直接被兼氧微生物分解成二氧化碳和水，以及微生物的营养物。
低分子有机物成为后续好氧处理的微生物的营养物。
2.2.8接触氧化池
接触氧化法污水处理工艺的原理是通过在曝气池内悬挂特殊填料，经过充氧的废水与长满生物膜的填料充分接触，在生物膜的作用下，使废水得到净化。
在接触氧化法的运行初期，少量的细菌附着于填料表面，由于细菌的繁殖逐渐形成很薄的生物膜。
在溶解氧和食物都充足的条件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐渐增厚。
溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用，为微生物所利用。
但当生物膜达到一定厚度时，氧已无法向生物膜内层扩散，好氧菌死亡，而兼性菌、厌氧菌在内层开始繁殖，形成厌氧层，利用死亡的好氧菌为基质，并在次基础上不断发展厌氧菌。
经过一段时间后，加上代谢气体产物的逸出，使内层生物膜脱落。
在生物膜已脱落的填料表面上，新的生物膜又重新发展起来。
在接触氧化池内，由于填料表面积大，所以生物膜发展的每一个阶段都是同时存在的，使去除有机物的能力稳定在一定的水平上。
生物膜在池内呈立体结构，对保持稳定的处理能力有利。
接触氧化法具有以下特点：
（1）、体积负荷高，处理时间短，节约占地面积。
（2）、生物活性高。
通过曝气的搅动作用，不但加速了生物膜的更新，使生物膜活性提高，而且可以使生物膜同污水充分接触，还增强了传质效果，提高了生物代谢的速度。
（3）、有较高的微生物浓度。
（4）、污泥产量低，不需要污泥回流。
由于氧化池内溶解氧高，微生物的内源呼吸进行得较充分，合成物质被进一步氧化；氧化池内的微生物食物链比较完全和稳定；生物膜中的厌氧层将部分生物膜分解、溶化，转化成甲烷和有机酸。
这些都是减少污泥量的因素。
（5）、出水水质好而且稳定，抗冲击负荷能力强。
在进水短期内突然变化时，出水水质受的影响很小。
在毒物和PH值的冲击下，生物膜所受影响也较小，而且恢复速度快。
（6）、动力消耗低。
氧化池内悬挂的填料起到了切割气泡、增加紊动的作用，从而增大了氧的传递系数。
同时省去了污泥回流，也使电耗下降。
（7）、挂膜方便，可以间歇运行。
（8）、不存在污泥膨胀问题。
接触氧化池采用鼓风曝气系统供氧，曝气器采用微孔曝气器，设计气水比为15～20:
1。
2.2.9备用池和清水池
接触氧化池出水经二沉池沉淀后，上清液自流进入清水池，该构筑物主要用于储存达标排放后的清水，已备后续的回用要求甚至满足更高的水质要求。
2.2.10事故应急池
事故池的作用为当系统处理过程中与进水水质突变、系统检修、设备故障等因素导致出水严重不达标的情况下，将处理出水排入事故池，启动备用泵定量泵送至集水井重新处理。
（企业需自备事故应急池水泵）
2.2.11污泥处理系统
系统产生的污泥经过污泥浓缩池浓缩后，泵送至带式压滤机进行污泥脱水，并定期外运。
第三章：
主要构筑物设计及设备选型
3.1构筑物部分
序号
构筑物名称
长（m）×宽（m）×高（m）
数量（座）
有效容积
构造
备注
（6）
调节池
4.0m×4.0m×2.8m（H）
1座
/
RC+防腐
原有改造
（7）
初沉池
4.0m×2.75m×4.5m（H）
1座
44m3
RC+防腐
新建
（8）
缓冲池
4.0m×3.25m×2.8m（H）
1座
/
RC+防腐
原有改造
（9）
UASB
6.0m×8.0m×6.5m（H）
1座
290m3
RC
新建
（10）
兼氧池1
8.0m×2.0m×6.5m（H）
1座
104m3
RC
新建
（11）
接触氧化池1
4.0m×4.0m×4.0m（H）
1座
/
RC
原有改造
（12）
中沉池
4.0m×1.2m×4.0m（H）
1座
/
RC
原有改造
（13）
兼氧池2
4.0m×2.5m×4.0m（H）
1座
/
RC
原有改造
（14）
接触氧化池2
4.0m×4.0m×4.0m（H）
2座
/
RC
原有改造
（15）
二沉池
2.0m×2.0m×4.0m（H）
1座
/
RC
原有改造
（16）
清水池
2.0m×2.0m×4.0m（H）
1座
/
RC
原有改造
（17）
污泥浓缩池
3.0m×1.5m×4.0m（H）
1座
/
RC
原有改造
（18）
设备房
10.0m×4.0m×3.0m（H）
1座
/
砖混
新建
注：
1、土建部分施工请建设方自行建设，我司提供土建图纸。
3.2设备材料表
序号
名称
型号
单位
数量
品牌
备注
（19）
调节池
进水泵
8.0m3/h，0.75Kw,9m
台
2
国产优质
氟塑胶泵
一用一备
（20）
引水罐
套
1
自制
（21）
液位计
干簧管式
台
1
国产优质
（22）
曝气系统
套
1
自制
（23）
气浮系统
气浮设备
含曝气系统等
套
1
怡正
（24）
加药系统
含加药泵系统0.25kw
套
1
国产优质
（25）
刮渣机
1.0kw
套
1
怡正
（26）
空压机
Q=0.3m3/min,2.2kw
1
台
国产优质
（27）
铁炭及芬顿设备
铁炭及芬顿反应设备
5mx3.5mx3.0
台
1
国产优质
PP材质
（28）
曝气布水网
套
1
自制
（29）
铁炭滤料
颗料状
m3
6
国产优质
（30）
pH计
0-14,数显式
套
1
进口
（31）
加药泵
100L/h，0.37kw
台
2
新道茨或同等品牌
（32）
搅拌机
75rpm，1kw,H=2m
台
2
国产优质
（33）
计量泵
100L/h，0.37kw
台
2
新道茨或同等品牌
（34）
加药泵
100L/h，0.37kw
台
1
新道茨或同等品牌
（35）
pH计
0-14,数显式
套
1
进口
（36）
沉淀池
导流筒
套
1
自制
（37）
缓冲池
进水泵
8.0m3/h，0.75Kw,9m
台
2
川源或同等品牌
（38）
引水罐
套
1
自制
（39）
液位计
干簧管式
台
1
国产优质
（40）
曝气系统
套
1
自制
（41）
UASB
脉冲布水器
台
1
国产优质
（42）
三相分离器
套
1
自制
PP材质
（43）
污泥循环泵
10.0m3/h，1.5Kw,15m
台
1
国产优质
（44）
沼气利用系统
干式双膜气柜
套
1
国产优质
（45）
接触氧化池
组合填料
∮150mm
m3
150
国产优质
（46）
填料支架
12#螺纹、槽钢、角铁
m2
120
（47）
布水系统
套
2
自制
PVC
（48）
曝气系统
φ216，EPDM膜片
套
5
进口
（49）
污泥回流泵
10.0m3/h，1.5Kw,12m
台
2
国产优质
（50）
鼓风机
HC-801S
台
3
优纳特或同等品牌
（51）
污泥处理系统
污泥泵
8.0m3/h，1.5Kw,12m
台
3
国产优质
（52）
污泥压滤泵
QBY-40
气动隔膜泵
台
2
进口
PP材质
（53）
压滤机
XMY80-800UB
台
1
国产优质
（54）
空压机
5.5kw
台
1
国产优质
（55）
加药系统
加药桶
1.0m3
套
5
国产优质
（56）
搅拌装置
套
5
国产优质
（57）
控制柜
套
1
LG或同等品牌
（58）
电缆电线
批
1
（59）
管材支架
批
1
第四章：
除去率及运行费用
4.1污染物除去率分析表
4.1.1COD除去率表
COD值除去率
序号
处理工序名称
处理前浓度
（mg/l）
处理后浓度
（mg/l）
去除率
（60）
调节池
37000.00
35150.00
5%
（61）
铁碳滤池
35150.00
19332.50
45%
（62）
芬顿反应池
19332.50
13532.75
30%
（63）
初沉池
13532.75
12179.48
10%
（64）
UASB
12179.48
3653.84
70%
（65）
兼氧池1
3653.84
2557.69
30%
（66）
接触氧化池1
2557.69
767.31
70%
（67）
兼氧池2
767.31
537.11
30%
（68）
接触氧化池2
537.11
161.13
70%
4.1.2氨氮除去率表
氨氮值
序号
处理工序名称
处理前浓度
处理后浓度
去除率
1
调节池
200.0mg/l
190.0mg/l
5%
2
铁碳滤池
190mg/l
114mg/l
40%
3
芬顿反应池
114mg/l
91.2mg/l
20%
4
UASB
91.2mg/l
31.92mg/l
65%
5
兼氧池1
31.92mg/l
22.34mg/l
30%
6
接触氧化池1
22.34mg/l
15.64mg/l
30%
7
兼氧池2
15.64mg/l
10.95mg/l
30%
8
接触氧化池2
10.95mg/l
7.66mg/l
30%
4.2系统运行成本
本系统仅对短期运行成本加以分析，其组成为电费和药剂费组成，以下将对于上述几种运行成本进行分析。
恒立化工有限公司污水处理成本分析（短期成本）
一、电费成本经济分析
序号
设备名称
单机功率
设备数量
设备使用数量
日使用时间
单日功耗
（Kw）
（台）
（台）
（h）
（Kw）
（69）
废水提升泵
0.75
2
1
20
15
（70）
气浮系统
3.45
1
1
20
69
（71）
缓冲池提升泵
0.75
2
1
20
15
（72）
鼓风机
2.2
3
2
20
88
（73）
污泥回流泵
1.5
3
3
4
18
（74）
污泥泵
1.5
2
1
4
6
（75）
板框压滤机
1.5
1
1
10
15
（76）
加药泵
0.37
5
5
20
37
（77）
空压机
5.5
1
1
10
55
（78）
轴流风机
0.25
5
5
20
25
系统日功耗（Kw）：
343
电费（峰谷电价平均值-参考）（元/Kw）：
2
日系统电费（元/日）：
686
二、药剂费成本经济分析
序号
药剂名称
添加浓度
日加药量
初始浓度药量
药剂单价
药剂总价
（元）
（配药浓度）
（ppm）
（Kg）
（Kg）
（Kg/元）
（79）
H2O2
10
50
0.02
3.2
160
（80）
亚铁
8
2.5
0.02
2.8
7.0
（81）
Ca（OH）2
15
20
0.5
1
20
（82）
PAC（10%）
10
10
0.1
2.6
26
日系统药剂费（元/日）：
213
经济分析：
日电费（元/日）：
686
日药剂费（元/日）：
213
日费用总和（元/日）：
899
日处理能力（t/D）：
100
吨水处理成本（短期成本）（元）：
8.99
备注：
由于各地单价不一、具体根据调试情况确定，以下价格仅供技术参考。
第五章：
电气及仪表
5.1设计范围
本工程电气设计包括废水回用内部的动力、照明设计，主要内容如下：
（83）废水处理用电设备的电气负荷计算；
（84）低压供、配电系统设计；
（85）废水处理站用电设备的电气控制；
（86）动力电缆和照明电缆（线）的敷设；
（87）设备接地
5.2供配电系统
本废水处理场采用与生产车间相同的的供电等级，确定为二类。
本工程用电负荷较低，所以确定废水处理场供电电压为0.4kv等级，电源采用三相五线制。
5.3电缆敷设
来自变电站的0.4kv电源电缆接入控制室低压配电柜，通过输出电缆（电线）给用电设备。
全场配电采用树干式与放射式相结合的方法，视建、构筑物结构情况及用电设备的布置情况，采用穿钢管暗敷或电缆桥架敷设方式。
5.4电气控制
风机、水泵主回路由隔离开关、保护电器、控制电器、管线组成，采用保护电动机型低压断路器作为隔离开关、短路兼接地保护，采用热继电器用于超载、断相保护，交流接触器用作控制电器。
采用手动按钮控制，并显示主要设备的运行状态。
第六章：
产品质量及售后服务
1、按项目要求，提供项目所需全部设备及辅件，其加工及供货质量达到合同要求。
2、设备及本体管道、附件按供货要求运抵贵公司指定地点。
3、工程项目的安装、调试在贵公司指定的日期内保质保量完成。
4、设备加工质量按照国家或行业标准要求，并以ISO9001质量保证体系进行质量控制。
我公司根据以下标准对合同货物进行制造和质量控制：
（88）JB2932-86《水处理设备制造技术条件》；
（89）GB/
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