随州高新化工园区污水处理厂Word格式.docx
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2013年,公司与中南民族大学合作的项目“硫酸和制药行业典型难处理废水的处理与综合利用”获得环保部环境保护科学技术二等奖;
2014年,公司获得湖北省高新技术企业认定(鄂认定办[2014]19号)
2015年,公司发明专利“酿酒污泥制备水处理生物活性促进剂”获得武汉市科技成果证书;
2015年,我公司获得湖北黄州火车站经济开发区管委会授予的“园区建设优质服务单位”(污水处理厂运营单位)荣誉称号;
2015年,应用我公司专利技术并由我公司承建的“湖北白云边股份有限公司600t/d酿酒废水处理工程”获得中国环保产业协会“2015年国家重点环境保护实用技术及示范工程”荣誉称号;
2015年,我公司申报的“武汉森泰环保股份有限公司企业研究开发中心”获得武汉市科技局审核认定;
2015年,我公司和中南民族大学合作申报的“洪山区校企合作产学研基地建设”获得洪山区科技局审核认定。
长期以来,公司秉承“风范、品质、艺术”的企业文化,行大家风范,做精品工程,创环保艺术!
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1.3设计依据、原则和内容
1.3.1设计依据
(1)《中华人民共和国环境保护法》(2014年4月24日修订)
(2)《中华人民共和国水污染防治法》(2008年2月26日修订)
(3)《污水综合排放标准》GB8978-1996
(4)《污水排入城镇下水道水质标准》CJ343-2010
(5)《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
(6)《地表水环境质量标准》GB3838-2002
(7)《室外排水设计规范》GB50014-2006(2014版)
(8)《给排水设计手册》(1—12卷)
(9)《建设项目环境保护管理条例》(1998年11月29日国务院令)
(10)《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138-2002
(11)《声环境质量标准》GB3096-2008
(12)《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
(13)《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
(14)《砌体结构设计规范》GB50003-2011
(15)《建筑设计防火规范》
(16)《建筑照明设计标准》GB50034-2013
(20)《供配电系统设计规范》GB50052-2009
(21)《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-2011
(22)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50060-2008
(23)《建筑防雷设计规范》GB50057-2010
(24)《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011
(25)其它专业规范及标准
1.3.2设计原则
(1)合国家、地方的法律、法规以及业主的要求,采用先进成熟的处理工艺,确保废水经处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准。
(2)采用高效节能和简便易行的工艺方法,力求污水处理厂达到能耗低、投资省、占地少、运行管理方便、出水水质好的目的;
(3)设备、器材及电气部分采用名牌厂家产品,质量可靠;
(4)采用切实可行的技术手段,提高装备水平,降低劳动强度;
(5)妥善处理污水处理过程中产生的栅渣、污泥、气味和噪声,不对环境产生二次污染;
(6)厂区平面布置按照工艺流程顺序布置,井然有序,按照不同功能,分区建设,整体布局经济、合理;
厂区绿化面积满足规范要求,使厂区布局美观、适用。
1.3.3设计内容
(1)废水处理工艺方案的设计说明;
(2)废水处理系统中主要建、构筑物的参数设计;
(3)工艺设备、电气设备及自控仪表的选型;
(4)工程投资估算及运行成本分析。
第二章工艺设计
2.1工程设计规模、进水水质及排放标准
2.1.1工程设计规模
随州高新区淅河片区污水处理厂设计规模为20000m3/d,分两期建设,一期10000m3/d,其中工业废水7000m3/d、生活污水3000m3/d。
2.1.2进水水质
本项目工业废水进水执行《综合污水排放标准》(8978-1996)的三级标准,并满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)B级标准,水质见表2-1。
表2-1不同排放标准污染物排放限值(单位mg/L,pH无量纲)
项目
pH
SS
CODCr
BOD5
TN
NH3-N
TP
TDS
GB8978-1996三级标准
6-9
≤400
≤500
≤300
/
CJ343-2010
B级标准
6.5-9.5
≤350
≤70
≤45
≤8
≤2000
通过分析以上主要污染物排放限值,并结合化工园区废水特点,本工程进水BOD5浓度低于一般城市污水处理厂,参考其它化工园区污水处理厂实际进水水质,废水可生化性均较差,B/C值<0.3。
同时为防止高盐分对后续处理工艺和设备影响,需对各企业排水盐分进行限定,控制其浓度。
故确定本工程工业废水设计进水水质如表2-2:
表2-2工业废水设计进水水质(单位mg/L,pH无量纲)
设计取值
≤200
≤150
≤6000
生活污水设计进水水质如表2-3:
表2-3生活污水设计进水水质(单位mg/L,pH无量纲)
≤180
≤160
≤40
≤30
≤4
2.1.3排放标准
本项目出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准,各项指标如表2-4所示。
表2-4出水水质(单位mg/L,pH无量纲,色度为稀释倍数)
色度
出水水质
≤20
≤60
≤8(15)*
≤1
注:
*当水温≤12°
时执行括号内标准
2.2污水处理工艺方案
2.2.1预处理工艺
来水通过格栅去除大块漂浮物等杂质后经泵提升至调节池,均质均量后提升至后续处理单元。
由于工业废水在进入本项目污水处理厂前,均经过各企业内污水处理设施进行预处理,因此废水生化性较差,B/C<0.3,故需采用化学强氧化的前处理工艺,通过氧化反应去除废水中的部分有机污染物,提高废水的可生化性,减轻后续处理设施的处理负荷,保证后续工艺的稳定运行。
同时可通过氧化作用分废水中具有生物毒性的物质,减少对生化处理系统的影响。
本设计方案氧化工艺采用“多元氧化”,利用初生态氧原子(羟基自由基),实现高浓度、高强度羟基自由基的产出,氧化分解难降解有机物和有毒物质。
“多元氧化”出水经絮凝沉淀去除废水中的大部分悬浮物,清液进入后续处理单元。
2.2.2生化处理工艺
生化处理工艺主要有活性污泥法和生物膜法。
在普通活性污泥法的基础上又演变出多种工艺,如接触氧化法、A/O法、MBR法等;
生物膜法主要有生物接触氧化法、生物转盘等。
以上各种工艺各有其特点、优点和不足之处。
具体使用哪一种工艺需要根据设计要求和实际情况来确定。
为了选择合理的污水处理工艺,下面将几种常用生化处理方案作一综合比较。
表2-5污水处理方案综合比较表
项目
方案一:
接触氧化法
方案二:
A2/O
方案三:
MBR
主要建、构筑物
生物氧化池、二沉池、鼓风机房
A2/O生物池、二沉池、鼓风机房
MBR池、鼓风机房
主要设备
鼓风机、曝气头、布气管路、填料、刮泥机
鼓风机、曝气头、布气管路、刮泥机
鼓风机、曝气头、布气管路、膜组件
占地面积
较小
略大
池容利用率
高
能耗
大
较低
运行管理要求
运行要求较低,维护检修难
运行管理较简单
较高,膜清洗麻烦
脱氮除磷
较差
好
抗冲击负荷
较强
强
处理效率
一般
较高
土建费用
较大
设备费用
设备较少,自控要求低,费用较少
设备较少,自控要求低
费用大
总投资
运行费用
该工程出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准,该标准对氮磷的去除要求较高,因此必须采用脱氮除磷工艺。
通过上述工艺方案综合比较可以看出,方案二A2/O工艺具有处理效率高、脱氮效果好、运行管理简单的特点,该工艺具有以下特点:
1)总水力停留时间少于其它脱氮除磷工艺;
2)缺氧(厌氧)、好氧交替运行,不利于丝状菌繁殖,无污泥膨胀之虞;
3)A段维持缺氧(厌氧)环境,不需曝气,只需缓慢搅拌,运行费用较低。
本方案生物脱氮除磷工艺采用“水解酸化+缺氧池+好氧池”工艺:
水解酸化工艺将厌氧反应控制在水解和产酸阶段,整个系统处于厌氧状态,聚磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP,并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞,以PHB(聚—β—羟基丁酸)及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内,同时随着聚磷酸盐的分解,释放磷;
一旦进入好氧环境,除磷菌又可利用聚—β—羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷,并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内,通过剩余污泥的排放实现高效生物除磷目的。
另外,水解酸化工艺还有以下优点:
(1)有机物含量显著减少
水解反应器对于有机污染物(特别是悬浮物及非溶解性COD)有相对高的去除率(发酵型细菌胞外酶的作用),对于后续好氧处理是非常有利的,以传统活性污泥工艺为例,可减少停留时间20~40%,同时曝气量减少20~30%,其基建总投资、能耗和运行费用可分别节省30%左右。
(2)B/C比值和溶解性有机物比例显著增加
水解反应器对有机物的降解在一定程度上只是一个预处理过程,水解反应过程中没有彻底完成有机物的降解任务,而是改变有机物的形态,将大分子物质降解为小分子物质,将难生化降解物质降解为易生化降解的物质,使得以COD形式存在而BOD不易检出的有机物,在水解反应过程中分解形成可被BOD测出的有机物,大大提高废水的可生化性,改善后续生化处理的条件。
因本项目污水中含有部分难降解的有机物,因此在厌氧处理过程中,选用水解酸化工艺,以分解难生物降解的有机污染物,改善废水的可生化性。
在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
2.3.1深度处理工艺
废水经过生化处理后,仍无法保证各项指标均达到出水要求,因此增加后物化深度处理工艺,本方案采用“芬顿氧化+絮凝沉淀+活性砂过滤器”工艺作为深度处理工艺。
芬顿氧化工艺:
通过芬顿试剂产生的初生态氧原子(羟基自由基),对废水中难降解有机物的强氧化降解,可快速氧化分解绝大多数有机污染物,保证出水COD达标。
絮凝沉淀工艺:
通过絮凝反应时,投加的絮凝剂铝盐或铁盐,可与废水中的磷酸盐反应生成沉淀,达到化学除磷的目的,保证系统处理出水总磷达标。
活性砂过滤器工艺:
通过砂滤截留作用去除废水中的SS,确保出水中SS达到排放标准。
2.3污泥处理工艺方案
2.3.1污泥处理目的
在工业废水处理过程中,会产生大量生化和物化污泥。
对于产生的这些污泥,由于其有机物含量含水率较高而且不稳定,并可能含有寄生虫卵,若不予以有效地处理和处置而直接任意排放,将会引起严重的二次污染,使污水处理厂的功能不能完全发挥。
污泥处理的目的是分解有机物,杀灭致病菌和寄生虫卵,使污泥稳定化,降低污泥的含水率,减少污泥运输和处置量;
有条件与可能尽量利用污泥中的有用资源;
防止富磷污泥磷的释放。
2.3.2污泥处理的要求
(1)减量化:
由于污泥含水量很高,体积很大,且呈流动性。
经浓缩处理后,污泥体积减至原来的十几分之一,且由液态转化成固态,便于运输和消纳。
(2)稳定化:
污泥中有机含量很高,极易腐败并产生恶臭,经消化处理以后,易腐败的部分有机物被分解转化,不易腐败,恶臭大大降低,方便运输及处置。
(3)无害化:
污泥中,尤其是初沉污泥中,含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒,易造成传染病大面积传播。
经消化处理后,可以杀灭大部分的蛔虫卵、病原菌和病毒,大大提高污泥的卫生指标。
(4)资源化:
污泥是一种资源,其中含有很多热量,其热值在1000~15000kj/kg(干泥)之间,高于煤和焦炭。
另外,污泥中还含有丰富的氮、磷、钾,是具有较高肥效的有机肥料。
通过消化处理后,可以将有机物转化成沼气,使其中的热量得以利用,同时还可进一步提高其肥效。
2.3.3污泥处理工艺
根据本废水处理工程实际情况,选择浓缩+脱水工艺处理污泥。
本方案选择叠螺式污泥脱水机,该脱身装置占地小,运行操作简单,自动化程度高,可实现24h无人值守。
经过叠螺式污泥脱水机处理后污泥含水率约80%。
2.4恶臭气体处理与处置
在污水和污泥的处理过程中会产生一定量的恶臭气体,对周围环境产生影响,对人的身心健康产生危害。
为减少污水和污泥处理过程中产生的恶臭气体对环境的影响,对产生臭气的处理单元进行除臭处理。
本污水处理厂的恶臭气体主要来源于污水和污泥的处理单元,其中水解酸化池是污水处理单元产生恶臭的主要场所,而污泥浓缩池、污泥脱水间是污泥脱水间恶臭产生的主要场所。
本方案拟将产生恶臭气体建构筑物加盖集中收集臭气,采用生物除臭工艺进行净化,使臭气通过一体化生物滤池,与湿润、多孔和充满生活活性微生物填料层接触,通过微生物捕获、降解臭气中污染物,分解为无害的CO2、H2O等无害物质,实现除臭的目的。
2.5工艺流程图
2.6各处理单元处理效果预测一览表
表2-5各处理单元处理效果一览表(单位:
mg/L,pH无量纲)
处理单元
PH
调节池
*进水
44
多元氧化池+絮凝初沉池
进水
出水
33
.2
去除率
25%
10%
60%
40%
水解酸化池
297
135
78
41
61
4.2
A/O池+二沉池
74.2
13.5
46.8
6.2
15.3
1.7
75%
90%
85%
芬顿氧化池+絮凝终沉池+活性砂过滤器
6~9
48.2
10.8
7.0
0.7
35%
20%
排放标准
*为工业废水与生活污水混合后水质
2.7污水处理系统设计
2.7.1格栅井/集水池(两期合建)
(1)功能:
收集废水,拦截污水中较大悬浮物或漂浮物,出水经泵提升至调节池。
(2)设计参数:
设计水量:
Q=20000m3/d
总变化系数:
Kz=1.5
Qmax=30000m3/d
尺寸:
L×
B×
H=27.0×
12.0×
9.0m数量:
1座
有效水深:
2.5m
停留时间:
HRT=32.6min
结构形式:
钢砼结构
(3)主要设备:
一期设备
A、机械格栅数量:
1台
型号:
RXG-1400功率:
N=1.5kW/台
B、铸铁镶铜闸门数量:
2个
C、手电两用启闭机数量:
2台
QDA-10启闭力:
1.0T
功率:
N=0.37kW/台
D、提升泵数量:
3台(2用1备)
CT530-250流量:
Q=460m3/h
扬程:
H=13m功率:
N=30kW/台
E、超声波液位计数量:
UTG-2000
F、人工格栅数量:
1套
G、电动葫芦数量:
CD10.5-12起重量:
0.5t
起升高度:
12m功率:
N=1.0kW/台
H、软启动器数量:
3台
CDRA030T4
二期设备
A、提升泵数量:
B、软启动器数量:
2.7.2调节池/地下泵房(两期合建)
收集格栅/集水池出水,匀质匀量,减少水质水量的波动对后续生化系统造成的冲击。
调节池前端设机械细格栅,进一步拦截污水中的悬浮物或漂浮物。
尺寸:
H=39.0×
35.0×
5.5m数量:
5.0m
有效容积:
V=600m3
HRT=7.2h
CVD511-200A流量:
Q=210m3/h
H=10m功率:
N=11.0kW/台
B、潜污泵数量:
CP50.75-50流量:
Q=10m3/h
H=10.0m功率:
N=0.75kW/台
C、轴流风机数量:
风量:
2500m3/h功率:
N=0.25kW/台
D、电动葫芦数量:
CD10.5-9起重量:
9m功率:
F、机械格栅机数量:
G、潜水搅拌机数量:
6台
MA7.5/12-620-480功率:
N=7.5kW/台
H、电磁流量计数量:
LDBE-300
I、提升泵(事故池用)数量:
2台(1用1备)
150FUH-26S流量:
Q=200m3/h
N=18.5kW/台
J、超声波液位计(事故池用)数量:
CVD519-200A流量:
Q=250m3/h
H=15m功率:
B、电磁流量计数量:
2.7.3多元氧化池
利用具有强氧化作用的羟基自由基,氧化废水中的有机物使之改变分子结构,氧化分解难降解有机物和有毒物质,提高废水的可生化性。
一期构筑物(10000m3/d)
H=17.0×
4.5m数量:
HRT=2.6h
钢砼结构,池内壁防腐
二期构筑物(10000m3/d)
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