水污染控制工程设计

1、水污染控制工程设计方案目 录目 录 1水控工艺设计方案 3-一、设计方案的基本信息和要求 3 1. 基本信息 3 1.1 进水水质和水量 3 1.2 处理程度3 2. 基本要求 3二、工艺方案 4 1. 设计依据 4 2. 工艺与工艺路线 4 2.1 调节池 4 2.2 预处理 4 2.3 初沉池 4 2.4 计量槽 5 2.5 脱氮除磷工艺 5 2.5.1 A2/O工艺 5 2.5.2 SBR工艺 6 2.5.3 氧化沟工艺 6 2.5.4 工艺比对 6 2.6 二沉池 7 2.7 接触消毒池 7 2.8 污泥浓缩池 73. 工艺路线图 74. 各工艺单元的主要参数 8 4.1 集水槽 8

2、4.2 调节池 9 4.3 微电解池 9 4.4 初沉池 9 4.5 A2/O工艺 11 4.6 二沉池 12 4.7 接触消毒池 12 4.8 污泥收集池 13 4.9 污泥浓缩池 135. 装机容量、劳动与环境保护 13 5.1 电气工程设计 13 5.2用电负荷 13 5.3项目实施过程中的环境影响及对策 13 5.4 项目建成后的环境影响及对策 13 5.5 劳动保护及安全生产 14 6. 设备与设施 14 6.1 工程中主要设施统计 14 6.2 工程中主要设备统计 15 7. 设备与设施投资核算 16 7.1 工程中的主要设施的价格核算 16 7.2 工程中的主要设备的价格核算 1

3、7 8. 费用核算 19 8.1 总投资 19 8.2 运行费用核算 19 9. 工艺流程图和平面布置图 19三、致谢 20四、参考文献 20水控工艺设计方案一、设计方案的基本信息和要求1. 基本信息1. 1 进水水质和水量表1-1 化工厂废水主要污染物（pH 无量纲，mg/L）项目pHCODBOD5SSNH3-N苯二腈TP数值4-5500060030010030010水量：100m3/d1. 2 处理程度污水处理厂出水水质指标执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准，见表1-2。表1-2 污水处理厂出水水质指标（pH 无量纲，mg/L）项目CODBOD5SS氨氮

4、总磷色度pH数值6010105(8)0.5306-92. 基本要求2.1 提交设计依据（有关标准和规范）2.2 拟采用工艺和工艺路线要进行比对2.3 提交工艺路线方框图2.4 提交各工艺单元主要参数2.5 设置装机容量、劳动和环境保护篇章2.6 设置设备和实施篇章，并提供主要参数和工艺尺寸2.7 设备和设施投资核算2.8 运行费用核算2.9 提供工艺流程图（包括设施高程）和平面图（CAD）二、工艺方案1. 设计依据本设计主要采用的标准和规范：城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 18918-2002污水综合排放标准 GB8978-1996工业企业厂界噪声标准 GB 12348-90环境工程设计手

5、册 2002年城市污水处理工程项目建设标准 2001年修订版给水排水设计手册5 给水排水设计手册6给水排水设计标准2. 工艺与工艺路线由于是化工厂工业废水，故可不设格栅。 2. 1 调节池：破腈处理：由于本化工厂废水中含有苯二腈，此为有毒物质，在进行生化处理前必须要先对苯二腈进行破腈处理，故在调节池中应加入液氯进行破腈。pH的调节：并且在进行微电解处理工艺时，pH要求为7左右，而进水水质为4-5，故在调节池内需加入NaOH或Ca(OH)2进行调节pH至7左右。 2. 2 预处理：本方案采用微电解预处理工艺，其对进水水质中的COD、色度等有一个良好的处理作用，并且可以提高其废水的可生化性，从而为

6、后续处理做铺垫。在预处理工程中，要注意pH的变化，pH值对电解效果的影响是存在的，pH值太高或太低对废水COD的去除都是不利的，pH值在7左右时，电解效果相对较好；pH值对色度去除的影响比较小。必要时可以用NaOH或Ca(OH)2进行调节pH。 2. 3 初沉池：在微电解预处理后，可设一个沉淀池，用于废水中沉积物和悬浮物的沉降与预排除，并且可以对微电解中的沉积物进行处理。 2. 4 计量槽：主要用于分析污水的性质，便于后续的管理工作。 2. 5 脱氮除磷工艺：从表1-1中可以看出，此化工废水的氮磷含量都较高，故要想满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的要求，必须进行

7、脱氮除磷，虽然表1-1中的废水BOD5/COD=0.12<0.3，可生化性不好，故不可以进行生化处理，但是在预处理中，我们采用了微电解工艺，不仅可以提高废水的可生化性，而且还去除了一部分的COD与色度，并对一些悬浮固体颗粒物SS有很好的处理效果，在调节池中对苯二腈进行了破腈处理，因此废水中对微生物有抑制作用的有毒物质可以去除，转化为氮类化合物，因此，我们可以采用生物脱氮除磷工艺进行脱氮除磷。下面对其可行性进行分析：BOD5:N:P的比值是影响生物脱氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率随着BOD5:N和BOD5:P比值的增加而增加。从理论上讲，BOD5:N>3时才能使反硝化正常进行，在B

8、OD5:N=45时，氮的去除率大于60%，磷的去除率也达到60%左右。对于生物除磷工艺，要求BOD5:P=33100且BOD5:N4，本废水进水水质为BOD5:P=60且BOD5:N经微电解预处理后可以满足生物脱氮条件。2.5.1 A2/O工艺：上图为A2/O工艺的一般工艺流程图，从上图中的工作程序与流程中可以看出，A2/O工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧交替进行，达到同时降解有机物脱氮除磷的目的，而且在这种运行状况下，丝状菌不宜生长繁殖，基本不存在污泥膨胀的问题。A2/O工艺流程简单，总HRT少于其他同类工艺，并且不需外加碳源，缺氧、厌氧段只需缓慢搅拌，运行费用低。相应的，其缺点是除磷效果因受到

9、污泥龄、回流污泥中夹带的溶解氧和NO3-N的限制，可能不会十分理想。同时，由于脱氮效果取决于混合液的回流比，而A2/O工艺的混合液的回流比不宜太高，故脱氮效果不能满足较高的要求。2.5.2 SBR工艺：序批式反应器系统（SBR）由于良好的工艺性能和灵活的操作，故可以容易引入厌氧、缺氧、好氧工程，通过改变运行方式，合理分配曝气阶段和非曝气阶段的时间，创造交替运行的厌氧、好氧条件，实现生物脱氮除磷。 氧化沟工艺：进水二沉池出水污泥泵房回流污泥 氧化沟工艺流程氧化沟脱氮除磷工艺是将氧化沟和其他脱氮除磷工艺结合起来，用氧化沟来实现本应有多个反应器来承担的任务，使脱氮除磷工艺更加紧凑，氧化沟的功能更加强

10、大。2.5.4 工艺比对：各工艺进行比对，可得出：由于本化工厂的化工废水处理量比较大，故用传统的SBR工艺不合理，并且其各种改良流程存在设备投资大，管理不方便，因此在此处不采用SBR工艺。氧化沟工艺虽然在小型污水处理厂具有工艺流程短,处理效率高，出水水质稳定等优点，但是由于本化工厂要建的污水处理厂，规模比较大，如果采用氧化沟必须加大，施工又不方便，基建费用和运行费用会很高，所以，在此不采用氧化沟工艺。根据比较可知，虽然各工艺都可以达到预期的效果，但是A2/O工艺相对于其他工艺有以下优势：该工艺最简单的脱氮处理工艺，总的水力停留时间（HRT）、总的占地面积少于其他工艺；在厌氧、缺氧、好氧交替运行

11、的条件下丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI一般小于100；污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效；运行过程中不需要投加药剂，厌氧和缺氧段只需缓慢搅拌，用于不增加溶解氧浓度，运行费用低。因此本工艺欲采用A2/O工艺进行此化工废水的脱氮除磷。 2. 6 二沉池：主要用于进出水配水均匀，存排泥方便，并且对污水中的污泥进行回流，提高对污水中污染物的去除效果。 2. 7 接触消毒池：根据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的要求，污水处理后必须要进行消毒处理，才可以排放。 2. 8 污泥浓缩池：主要是对初沉池、二沉池中的污泥进行浓缩脱水。3. 工艺路线图：根据上述的工艺方案的

12、确定，则此化工厂的化工废水的处理工艺流程图如下，见图1。4. 各工艺单元的主要参数：本文中的工艺单元主要分为三个部分：一为预处理工艺单元，二为生化处理单元，三为污泥处理部分。根据环境工程设计手册（2002年）和城市污水处理工程项目建设标准（2001年修订），对以下各工艺单元进行主要参数设计。 4. 1 集水槽：由于集水槽主要用于防止进水流量的变化和突发事件的发生，所以一般设计集水槽的收集水量为2h，并且应该考虑增加理论集水槽容积的10 %20 %，因此设置有效水深h为2 m，超高为0.6m，进水管标高为-1.50，把集水槽设置为正方形底面积，设置为2座，则根据流量为100m3/d，则：S=(1

13、00×2×1.2)/(2×24)=5m2S单=S/2=2.5m2L=B=1.581m1.6m 4. 2 调节池：设置有效水深h为2 m，超高为0.6 m，长L取2.5 m，时间t=2h，则： 4. 3 微电解池：在预处理的微电解中要加入Fenton试剂和铸铁屑，从而对废水进行预处理，降低废水的COD，色度和SS值。在此处，一般微电解对COD的去除率可达到40%70%，并且本文中加入了Fenton试剂，故根据文献的研究可知，COD去除率可设置为70%，BOD5去除率可为30%左右，色度去除率可为60%80%，SS去除为70%80%。设计水力停留时间HRT为3h，底部

14、为圆形池底，有效水深H为5 m，池子地下埋深2 m，超高0.6 m。因此： 4. 4 初沉池：采用混凝沉淀池，重力排泥方式，由于化工废水的水量很小，所以只设一个沉淀池，主要是接微电解的后续处理。经过沉淀池的化工废水，SS去除率达到50%60%，BOD5的去除率达到20%，污泥含水率为95%97%。取初沉池的表面负荷q为1.0 m3/(m2·h)，流量QMax为5m3/h，水力停留时间t1为1.3 h。 沉淀池的总表面积 沉淀部分的有效水深 池子部分有效容积 池子的长度L 取最大设计流量时的水平流速v为1mm/s，则： 池子宽度B 校核长宽比 污泥区部分所需的容积根据上面预处理后的SS

15、浓度为进水悬浮物浓度C1，即：，出水悬浮物浓度C2 ，即：，两次清污间隔时间t2= 2d，污水变化系数KZ 取1.2，污泥容重，污泥含水率 0=97%因此， 污泥斗容积斗上口面积，斗下口面积泥斗高度因此， 污泥斗以上的梯形部分污泥容积梯形上底长梯形下底长梯形高度 池子的总高度超高h1取0.5m，有效水深h2取1.3m缓冲层高度h3取0.5m，沉淀部分高度。初沉池的设计尺寸：L×B×H=4.68m×1.07m×2.8331m 4.5 A2/O工艺：对废水中的COD、BOD5、SS、TN和TP等进行去除达标。一般去除COD可达70%以上，BOD5可达97.5

16、%，采用5廊道式，即1：1：3。此时BOD5进水水质为336mg/L，出水BOD5为小于10mg/L，污泥浓度取4000mg/L，反应池容积V：50.4m3。反应池总水力停留时间THRT=0.42d=10.08h10h。 厌氧池（A）：降低化工废水中的COD值。水力停留时间：HRT=2hTP负荷 < 0.06kgTP/(kgMLSS · d)容积负荷：1kgCOD/m3·d有效体积：10.08m3有效水深：2m地面超高：0.6m工艺尺寸：L×B×H=5m×1m×2.6m池体内底部安装布水管和搅拌机，进水口有进水井，并且在进水口处

17、接有污泥回流管等。 缺氧池（A）：进行反硝化过程。水力停留时间：HRT=2h硝态氮负荷：0.15kgNO3-/m3.d容积负荷：1kgCOD/m3·d有效体积：10.08m3有效水深：2m地面超高：0.6m工艺尺寸：L×B×H=5m×1m×2.6m池底安装微孔曝气装置，适量的给缺氧池曝下气。并且要有混合液接受管。进行混合液回流，回流比为100%300%，污泥回流比为：50%100%。 好氧池（O）：有三个廊道。水力停留时间：HRT=6h硝态氮负荷：0.15kgNO3-/m3.d容积负荷：1kgCOD/m3·d有效体积：30.24m3每

18、个池子有效水深：2m地面超高：0.6m每个池子的工艺尺寸：L×B×H=5m×1m×2.6m池底安装微孔曝气装置，参照环境工程设计手册，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3m20.75m2，充氧能力qc=0.14kgO2/(h个)，适量的给好氧池曝气，以增加池子的溶解氧。并且要有混合液接受管，进行混合液回流。在池子一旁安装出水井和出水口。 4.6 二沉池：功能：沉淀A2/O工艺中产生的污泥。停留时间：HRT=12.0h表面负荷：0.5m3/m2·h有效体积：60m3工艺尺寸：4.4m×4.6m二沉池采用竖流沉淀池，池体采用钢混结构

19、，埋深1.0m。 4.7 接触消毒池：采用加氯消毒工艺，接触时间t=30min，设计消毒接触池各部分尺寸： 接触池有效容积V： 超高：0.6m 工艺尺寸：L×B×h = 1m×1.25m×2.6m池体采用钢筋混凝土结构，埋深2.0m。 4.8 污泥收集池：（略） 4.9 污泥浓缩池：（略）5. 装机容量、劳动与环境保护： 5. 1 电气工程设计：电气设计的主要内容有： 废水处理厂内电器设备配电及控制设计； 动力布置及照明设计。 5. 2 用电负荷：废水处理厂用电负荷分为动力负荷和生产辅助用电负荷两大类。主要动力设备，如提升水泵、污泥泵、风机和电化学氧化用

20、电等工作量计算用电负荷；生产辅助用电，如照明、化验等。废水处理厂的总装机容量：147.5 KW计算用电负荷为：125.5KW 5. 3 项目实施过程中的环境影响及对策： 工程建设对环境影响 a、施工扬尘、噪声的影响 b、废弃物的影响5.3.2 建设中环境影响的缓解措施 a、减少扬尘 b、施工噪声的控制 c、制定废弃物处置和运输计划 5. 4 项目建成后的环境影响及对策：5.4.1 废水处理厂对周围的环境影响 a、废水处理厂产生的污泥 b、臭味对环境的影响5.4.2 对环境影响的对策 a、加强管理 b、加强绿化 5. 5 劳动保护及安全生产：中华人民共和国劳动法规定，其中，对操作工人的劳动安全生

21、产进行法律保护，因此，本工程设计其劳动安全卫生设施符合国家规定的标准。在废水处理厂运转之前，需对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，除此之外，尚需考虑以下措施： a、各处理构筑物走道和临空天桥均设置保护栏杆，其走道宽度、栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。 b、所有电气设备的安装、防护，均须满足电气设备有关安全规定。6. 设备与设施：在本文的设计工艺中，设备和设施均按环境工程设计手册和给水排水设计手册中进行选择，并按照工业企业厂界噪声标准和城市污水处理工程项目建设标准对设备的性能与型号进行了筛选。因为在实施过程中，设备都会有些噪声，故应在设备选型中，把握好尺度，

22、并对在实施过程中造成的噪声污染进行防治。下面对主要设施和设备进行了统计。 6.1 工程中主要设施统计：序号名称规格（L×B×H）数量1集水槽1.6m×1.6m×2.6m22调节池（防腐）2.5m×2m×2.6m23污水提升泵房5m×3m×2.5m14 微电解池2m×5.6m15初沉池4.68m×1.07m×2.833m16计量槽1.12m×1.12m×2.6m27厌氧池（A）5m×1m×2.6m1 8缺氧池（A）5m×1m×2

23、.6m19好氧池（O）5m×1m×2.6m310二沉池4.4 m×4.6m111接触消毒池1m×1.25m×2.6m112污泥收集池6m×5m×2.6m113污泥浓缩池3m×2.6m114鼓风机房6m×4m×3m115污泥泵房6m×3m×2.5m116加氯间5m×4m×3m117脱水车间6m×4m×3m118综合楼15m×8m×3m2层19配水井1.6m×1.6m×2.6m1 6.2 工程中主要设

24、备统计：序号设备名型号备注1耐酸泵FW25-5-103用1备2微电解铁屑60m33污水提升泵QW50-10-103用1备4初沉池刮泥机HJGN121台5排污泵IF-50-32-1252用1备6微孔曝气器WBB1.0-S50个（17个用）7鼓风机TSD-1252用1备8Fenton试剂就情况而定9污泥回流泵200QW300-71用1备10液氯视情况而定11污泥泵IF-50-32-1252用1备12浓缩池刮泥机NG-81台13板框压滤机DL-11台14加药机JYB-15003套15Ca(OH)2/NaOH视情况而定16电器及自动控制1套17操作护栏、扶梯4吨18防腐油漆19管道阀门排泥管螺旋焊接钢

25、管DN325*62.8吨排泥管阀门DN3008个操作单元连接管螺旋焊接钢管DN200*62.3吨连接管阀门DN2008个风机供气总管无缝钢管DN200*8mm5.7吨供气总管阀门球阀DN2006个风机供气分管无缝钢管DN50*3mm2.4吨供气分管阀门球阀DN50152个厌氧进水管无缝钢管DN50*3mm0.3吨厌氧进水管阀门DN5030个7. 设备与设施投资核算：根据对产品的价格查询，对主要设施和设备进行了统计。 7.1 工程中的主要设施的价格核算：序号名称壁厚mm总造价（万元）1集水槽3000.783362调节池（防腐）3001.20243污水提升泵房2401.0084 微电解池3001.

26、26675初沉池3000.76676计量槽3000.517厌氧池（A）3000.74168缺氧池（A）3000.74169好氧池（O）3002.224810二沉池3002.289111接触消毒池3000.255612污泥收集池3004.219213污泥浓缩池3001.7643214鼓风机房2401.555215污泥泵房2401.166416加氯间2401.353617脱水车间2401.555218配水井3000.3916819综合楼（包括内部设施）24010.8864小计31.6966 7.2 工程中的主要设备的价格核算：序号设备名型号备注总造价（万元）1耐酸泵FW25-5-103用1备2.0

27、2微电解铁屑60m321.603污水提升泵QW50-10-103用1备1.24初沉池刮泥机HJGN121台35排污泵IF-50-32-1252用1备0.36微孔曝气器WBB1.0-S50个（17个用）0.097鼓风机TSD-1252用1备1.28Fenton试剂就情况而定39污泥回流泵200QW300-71用1备0.810液氯视情况而定511污泥泵IF-50-32-1252用1备1.212浓缩池刮泥机NG-81台313板框压滤机DL-11台5.514加药机JYB-15003套315Ca(OH)2/NaOH视情况而定516电器及自动控制1套617操作护栏、扶梯4吨218防腐油漆1.319管道阀门排泥管螺旋焊接钢管DN325*62.8吨1.12