煤化工基地A区污水处理工程初步设计说明

1、 .PAGE168 / NUMPAGES179煤化工基地（A区）污水处理工程初 步 设 计第一册 设计说明书总目录 第一册 设计说明书 第二册 工程概算书 第三册 设计图纸第一册 设计说明书目 录第一章总论11.1 项目概况11.2设计依据11.3 执行的相关规与标准21.4 设计原则31.5 设计围41.6 厂址概况41.7 环境保护与综合利用41.8 劳动安全卫生51.9 管理体制与定员61.10 消防71.11厂区自然条件71.12 技术经济指标11第二章建设规模与处理程度132.1 建设规模132.2 进水水质132.3 出水水质16第三章工艺方案论证183.1 污水性质分析183.2

2、 工艺方案论证193.3 生化方案论证193.4 深度处理方案论证243.4.1均质滤料滤池243.4.2膜处理部分263.5 污泥处理方案论证323.6消防事故废水的处理方案论证33第四章污水回用工程354.1 工艺流程简介354.2 工艺设计374.2.1生物处理系统374.2.1.1预处理工段374.2.1.2 生物处理工段404.2.2 砂滤系统414.2.2.1 均质滤料滤池414.2.2.2 中间水池444.2.3 膜处理系统444.2.3.1设计基础资料444.2.3.2工艺设计原则454.2.3.3系统设计和运行条件454.2.3.4工艺说明超滤装置部分504.2.3.4工艺说

3、明反渗透装置654.2.4 污泥处理系统754.2.4.1 反冲洗废水调节池764.2.4.2混凝反应池764.2.4.3 混凝沉淀池774.2.4.4污泥浓缩池784.2.4.5污泥脱水机房784.2.5消防事故水贮池814.2.6消防事故水提升泵井814.2.7 综合泵房824.2.8鼓风机房与加药间824.2.8 回用水池与回用水泵房854.2.9 污水处理车间864.2.10 深度处理车间864.2.11综合楼864.2.12附属设施874.3主要建、构筑物一览表884.4主要设备一览表88第五章总图运输895.1概述895.2总平面布置895.2.1布置容895.2.2布置原则895

4、.2.3主要技术经济指标表905.3竖向布置915.3.1竖向布置原则915.3.2布置方式915.4工厂运输915.4.1运输方式与运输量915.4.2公路运输925.4.3运输工具925.5工厂防护设施935.6绿化93第六章供配电946.1概述946.1.1设计依据和设计采用的标准与规946.1.2设计围与分工946.1.3电源状况946.1.4用电负荷与全厂变电所956.1.5继电保护1006.1.6无功补偿1016.1.7机泵的启动与控制方式1016.1.8照明1016.1.9防雷、接地系统设计1016.1.10电缆、导线的选型和敷设1026.1.11设备选型1026.2表格103第

5、七章自控、仪表系统设计1047.1概述1047.1.1设计依据1047.1.2设计原则1047.1.3设计围1047.1.4全厂自动化水平1047.1.5系统方案1057.1.5.1控制系统组成1057.1.5.2中央控制室CCR1067.1.5.3现场控制站PLC1077.1.5.4可编程序控制器（PLC）1077.1.5.5主要设备控制1087.1.5.6控制系统软件配置1107.1.5.7组态软件1107.1.5.8维护软件1107.1.5.9仿真软件1107.1.5.10设备管理软件1117.1.5.11监控软件1117.1.5.12文件管理1117.1.6主要仪表设备选型1117.1

6、.6.1自动化仪表1117.1.6.2 动力供应1127.2表格1127.2.1 主要自控设备与仪表表格1127.2.2仪表索引表1137.2.3 PLC-I/O表118第八章电信1218.1概述1218.1.1设计依据与标准、规1218.1.2设计围1218.2 电信设施组成1218.3 电信需求与系统技术方案1218.4 电信需求123第九章建筑结构设计1249.1设计依据1249.1.1 地质资料1249.1.2地基处理1249.1.3气象资料1249.1.4 设计采用的国家、行业、地方标准和规1259.2建筑设计1259.2.1 建筑布局1259.2.2 建筑装修1269.3结构设计1

7、269.3.1主要设计参数1269.3.2 结构材料与结构防腐1279.3.3建构（建）筑物简述1279.3.4说明事项129第十章给排水设计13010.1设计围、设计原则和采用规13010.1.1设计围13010.1.2设计原则13010.1.3设计采用的规13010.2设计依据13110.3设计围13110.4水源与水质13110.5全厂给排水水量与系统划分13110.5.1全厂给排水水量13110.5.2给排水管网系统划分132第十一章通风、空调与采暖13411.1设计依据与设计标准规13411.2 通风13411.3 空调13411.4采暖与供热134第十二章环境保护13612.1臭味

8、对环境的影响与缓解措施13612.2噪声对环境的影响与缓解措施13612.3视觉与景观影响与缓解措施13612.4污泥处置过程对环境的影响与缓解措施13612.5建设项目环境影响初步分析137第十三章安全生产与工业卫生13813.1 设计依据与遵循的主要技术规、规程和标准13813.2 生产过程中的不安全和职业危害因素分析13813.3 安全生产技术措施13813.4 工业卫生13913.5 安全与工业卫生管理、监测等机构14013.6 安全与工业卫生投资概算14013.7 安全与工业卫生预期效果140第十四章消防与节能14114.1 消防14114.1.1设计遵循的主要技术规14114.1.

9、2防火等级14114.1.3防火措施14114.2 节能14214.2.1节能政策14214.2.2节能措施143第十五章检化验设施14515.1 主要任务14515.2 任务安排14515.3中心化验室145第十六章管理体制与定员14616.1企业管理体制与组织机构14616.2生产倒班制与人力资源配置14616.2.1生产倒班制14616.2.2人力资源配置14616.3人员来源与培训14616.3.1人员来源14816.3.2人员工培训148第十七章运行费用分析14917.1 有关计算数据14917.2运行费用计算149第十八章结论与建议15118.1结论15118.2下阶段工作建议15

10、1第一章 总 论1.1 项目概况某煤业集团XX公司，成立于2006年1月18日。是在原某煤业集团与某集团合资合作、强强联合的基础上组建而成。注册资本101亿元，现有资产总额213.36亿元，净资产122.25亿元。主要经营煤炭开采、煤炭洗选、煤炭深加工、煤炭出口、矿井建设、机械制造、电力、冶金、化工、建筑、建材等业务。为了拓展非煤产业，集团目前已经开始建设某煤化工基地，包括甲醇与二甲醚、煤基烯烃、煤炭间接液化、氮肥、综合利用等化工项目与污水处理厂项目。集团规划的化工基地建设将形成煤炭、煤化工、精细化工等一系列项目，形成在全国具有重要地位的能源化工基地。基地建成后将产生巨大的社会经济效应，对加快

11、某发展、实施大战略以与全面建设小康社会具有重大的推动作用。某煤化工基地占地21.15km2，共包括甲醇与二甲醚项目区（一区）、煤基烯烃项目区（二区）、煤炭间接液化项目区（三区）、氮肥项目区（四区）、项目的后加工区（五区：即液化产品加工区、煤化工深加工区和综合利用区）、配煤中心区（六区）等六个区。其中2010年前初步确定在基地建成年产0.52Mt煤基烯烃、0.25Mt煤基甲醇、0.21Mt煤基二甲醚，以与3.20Mt煤炭间接液化、氮肥（0.52Mt/a合成氨、0.92Mt/a尿素）等项目。本污水处理厂是某能源化工基地煤化工基地（A区）化工项目的配套工程。厂址位于灵武市磁窑堡镇马跑泉地区煤化工基地

12、（A区）E1区，一期污水处理厂处理的污水围：三个煤化项目25万吨甲醇项目、42万吨二甲醚项目、52万吨煤基聚丙烯项目与污水、C1 办公区生活污水以与消防事故废水。其中3个煤化项目均在各自项目设有污水预处理装置，因此本污水处理厂处理的是3个煤化项目经预处理后达标排放的外排污水以与C1办公区生活污水。1.2设计依据某煤业集团某煤化工基地（A区）污水处理工程初步设计邀标文件某煤业集团XX公司 2008年7月；某煤业集团某煤化工基地（A区）污水处理工程初步设计投标文件桑德环境工程 2008年7月某煤业集团某煤化工基地（A区）污水处理工程初步设计合同某煤业集团XX公司、桑德环境工程 2008年9月5日；

13、某煤业集团某煤化工基地（A区）污水处理厂地质初步勘查报告某建筑设计研究院 2008年9月1日；某煤业集团某煤化工基地（A区）污水处理工程可行性研究报告中国寰球工程公司 2008年7月；某煤业集团某煤化工基地地形图；市造价信息与最新定额；该项目相关会议纪要、 等文件；某煤业集团XX公司提供的其它有关资料1.3 执行的相关规与标准室外给水设计规（GB50013-2006）室外排水设计规（GB50014-2006）石油化工污水处理设计规（SH3095-2000）建筑给水排水设计规(GB50015-2003)泵站设计规(GB/T50265-97)厂矿道路设计规(GBJ22-87)建筑设计防火规（GB5

14、0016-2006）建筑抗震设计规（GB50011-2001）砌体结构设计规（GB50003-2001）建筑地基基础设计规（GB50007-2002）混凝土结构设计规（GB50010-2002）给水排水结构设计规（GB50069-2002）构筑物抗震设计规（GB50191-93）建筑结构荷载规（GB50009-2001）构筑物抗震设计规（GB50191-93）工业建筑防腐设计规（GB50046-95）化工设备、管道防腐工程施工与验收规（HGJ229-91）采暖通风与空气调节设计规(GB50019-2003)工业企业噪声控制设计规(GBJ87-85)供配电系统设计规(GB50052-95)低压配

15、电设计规（GB50054-95）电力工程电缆设计规（GB50217-94）通用用电设备配电设计规（GB50055-93）并联电容器装置设计规（GB50277-95）建筑物防雷设计规（GB50057-94）电气装置安装工程施工与验收规（GB5025450259-96）工业自动化仪表工程施工与验收规（GBJ93-86）污水综合排放标准（GB8978-1996）石油化工给水排水水质标准（SH3099-2000）工业循环水水质标准（GB50050-95）城市污水再生利用工业用水水质（GB/T19923-2005）建筑结构设计统一标准（GB50068-2001）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（

16、CJJ32-89）钢制压力容器（GB150-1998）钢制焊接常压容器（/T4735-1997）水处理设备技术条件（/T2932-1999）工业企业设计卫生标准（GBZ 1-2002）低压成套开关设备与控制设备（GB7251-1997）工业企业照明设计标准（GB50034-92）自动化仪表安装工程质量检验评定标准（GBJ131-90）1.4 设计原则工程设计做到工艺流程顺畅、总图与工艺布置合理，确保生产顺行，操作可靠，维护方便。以优质、高效、低耗、环保和节能为根本目的，贯彻管理、维修方便的方针，采用成熟、可靠、适用、有显著效益的新技术；自动化控制水平遵循先进、成熟、可靠、实用、有利于水质控制的

17、原则，以便提高劳动生产率和保证供水水质。改善工作条件，方便管理，提高劳动生产率，降低运行费用；控制建设规模，降低工程量，节省投资；设计做到总体考虑、一次规划、合理布局、尽量减少占地和施工工作量；采取切实、可靠的措施，确保安全供水。对生产过程中产生的各种污染源采取有效的综合防治措施，使其满足国家规定的有关排放标准。注重节省水资源、减少新水用量、提高新水水质、提高生产用水重复利用率，将生产废水处理后回用，最大限度减少排污量、减少对环境的影响。严格执行国家有关环保、安全、工业卫生和消防等有关规定。1.5 设计围本初步设计编制围包括整个污水处理厂厂区红线的工艺、土建、电气等全部设计容。包括工艺、土建、

18、配管、给水排水与消防、暖通空调、电气、仪表与其它相关专业。工程分界线为污水处理厂界区边界：废水进口从处理厂界区边线开始计算，动力线从污水处理厂低压进线柜接线端子开始，排水至污水处理厂界区边线止。本项目围不包括场地的岩土工程勘察与特殊地基处理。1.6 厂址概况本污水处理厂是煤化工基地（A区）化工项目工程配套的污水处理厂，因此拟建于某能源重化工基地煤化工基地西北部的E1区，北邻纬四路；东邻经二路。全厂占地46000m2，其中包含11500m2预留用地。1.7 环境保护与综合利用污水处理厂是一个环保项目，更应建设好厂的环境保护。污水厂的环境污染源主要有污水散发出的臭气，处理过程中截留的栅渣，产生的污

19、泥，排出的污水，设备运行时的噪音。（1）为了加强污泥处理区臭气的收集和减少臭气处理量，采用全密闭的污泥脱水机械与输送系统，更好的保护污泥区环境。（2）由于本工程每天将有一定量的污泥产生，在这些污泥处置过程中，可能会对周围环境特别是地下水产生影响，本工程采用外运填埋的办法处理污泥。为确保运输过程的安全，拟采用全密闭污泥车，在厂采用高效脱水设备，尽可能提高污泥含固率，减少外运体积，降低外运费用。（3）工程中选用的水泵、鼓风机与其他机械设备，已考虑按规定标准采用低噪声设备，在生产区和管理区之间采用绿化隔离，种植一些吸抗性强的树木，减低噪音的影响。对主要噪声源鼓风机采用吸音和隔音的方法降低噪声。1.8

20、 劳动安全卫生生产过程中可能产生的危险、有害因素主要有：雷电破坏建筑物；电气设备的触电伤害；机械伤害和人体坠落；生产过程中使用强酸、强碱与强氧化性化学药剂等对生产人员的危害；生产过程中产生的噪声、恶臭等对生产人员的危害等。（1）针对雷电破坏建筑物的防措施主要有：本工程按规要求设置防雷保护装置，接闪器采用避雷带或利用建构筑物的钢结构、钢屋架和金属物面板；保护接地、工作接地、防雷接地采用共用接地系统，接地电阻不大于1。（2）针对电气设备的触电伤害的防措施主要有：本工程设36V检修照明电源。所有插座回路与移动用电设备回路均设漏电保护。监控室、配电室按规要求设置操作通道、检修通道和出口。（3）针对机械

21、伤害和人体坠落的防措施主要有：各生产构筑物均设有便于行走的操作平台、走道板、安全护栏和扶手，栏杆高度和强度符合国家劳动保护规定；屋面设置女儿墙和防护栏杆，高度与强度符合有关规定；登高设施均设防护栏杆（高度不小于1050mm）。（4）针对生产过程中使用强酸、强碱与强氧化性化学药剂等对生产人员的危害的防措施主要有：深度处理车间地坪与贮酸碱建筑物采取防酸、碱腐蚀措施。膜处理系统的贮酸罐、酸计量设备在生产时逸出含酸废气，设置酸雾吸收净化器进行净化处理，使工作场所空气中氯化氢浓度满足相关标准要求，改善了操作岗位的卫生条件，保障工作人员的身心健康。（5）针对生产过程中产生的噪声、恶臭等对生产人员的危害的防

22、措施主要有：电气设备选用符合国家标准的低噪音或无噪音产品，并置于柜或专用房间；所有泵均置于泵房。与时对厂区产生的污泥进行清理并外运填埋。1.9 管理体制与定员（1）管理体制1）本项目隶属于某煤业集团XX公司，为国有企业。本项目为厂长领导下的独立核算单位。工厂在厂长领导下设若干副手和技术管理人员。下设班组。在生产、经营管理中实行工厂、班组二级负责制。2）根据国家劳动法规定，实行劳动者每天工作时间不超过八小时，平均每周工作时间不超过40小时。结合煤化工基地的实际情况，生产操作人员拟实行四班三运行制，其它人员实行日班制或值班制。（2）全厂总定员本项目按独立工厂设置，设厂长1人，副厂长1人，生产部经理

23、1人，其他人力配置列于16.2-1。表16.2-1 人力配置表序号部门人力配置1工厂管理1.1厂长11.2副厂长11.3生产部经理1小计32班组2.1操作工82.2分析工22.4维修22.5门卫22.6司机32.7食堂22.8会计12.9出纳1小计21合计241.10 消防本工程在正常生产情况下，一般不易发生火灾，只有在操作失误、违反规程、管理不当与其它不正常生产情况或意外事故状态下，才可能由各种因素导致火灾发生。因此为了防止火灾的发生，或减少火灾发生造成的损失，根据“预防为主，防消结合”的方针，本工程在设计上采取了相应的防措施。（1）在厂区部总平面布置上，按生产性质、工艺要求与火灾危险性的大

24、小等划分出各个相对独立的小区，并在各小区之间采用道路相隔。（2）本工程建、构筑物的耐火等级均至少达到II级。主要厂房均设两个出入口。建构筑物的防火设计均严格执行建筑设计防火规（GBJ16-87）(1997版)的有关规定。（3）本工程建、构筑物的设计均根据其不同的防雷级别按防雷规设置相应的避雷装置，防止雷击引起的火灾。在爆炸和火灾危险场所严格按照环境的危险类别或区域配置相应的防爆型电器设备和灯具，避免电气火花引起的火灾。电气系统具备短路、过负荷、接地漏电等完备保护系统，防止电气火灾发生。1.11厂区自然条件本地区属中温带干旱、半干旱大陆性高原气候区。气候干燥、雨量稀少，日照充分，蒸发强烈，风大沙

25、多，夏热而短促，冬寒而漫长，冷热变化急剧，年温差、日温差较大。具体自然条件如下：(1) 气温年平均气温 8.9最热月（7月）平均气温 23.2最冷月(1月)平均气温 -7.6极端最高气温 37.5极端最低气温 -26.5夏日连续5日干球温度 28.1、24.8、23.4、24.5、27.3（2003年） 26.1、24.4、24.9、26.7、26.2（2004年）7-8月平均干球温度 21.9（2003年）夏日连续5日湿球温度 21.9、19.1、20.1、21.3、23.0（2003年）19.5、20.4、20.8、22.3、21.5 (2004年)(2) 湿度年平均相对湿度 57%月平均

26、最高相对湿度 70%(八月)月平均最低相对湿度 43%(四月)日平均最大相对湿度 （夏季） 96%日平均最大相对湿度 （冬季） 82%(3) 气压年平均气压 89.03 KPa绝对最高气压 91.69 KPa绝对最低气压 86.71 KPa一月平均气压 89.57 KPa七月平均气压 88.19 KPa(4) 降雨量年平均降雨量 192.9mm年最大降雨量 322.4mm年最小降雨量 114.8mm日最大降雨量 91.8mm1小时最大降雨量 13.3mm（2004年）(5) 冰雪基本雪压 0.1KN/m2最大积雪深度 90mm(6) 蒸发量全年平均水面蒸发量 1762.9mm(7) 风全年主导

27、风向 北风冬季主导风向 北风夏季主导风向 南风年平均风速 2.6m/s瞬间最大风速（地上10米） 21m/s基本风压值（地面以上10m处） 650N/m2（8）土壤冻结最大深度 1.09m（9）地震烈度基本地震加速度：0.044g特征 周期0.24s 概率水平63%0.154g 特征周期0.35s 概率水平10%0.304g 特征周期0.44s 概率水平 2%地震烈度： （10）海拔 1298m1.12 技术经济指标表1.12-1 主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注1处理能力污水m3/d360002供水能力回用水m3/d264003排水量 浓缩液m3/d96004设备安装容量kW382

28、15职工人数人 其中工人人6建筑物面积m248287构筑物容积m3358308主要原材料消耗NaHSO3 (还原剂)t/a35.898%OSM35(阻垢剂)t/a26.3100%PACt/a131.4PAMt/a2.6NaClOt/a81.710%溶液酸洗剂t/a1.2100%碱洗剂t/a1.2100%9动力消耗电106kWh/a17.1蒸汽t/h0.39压缩空气Nm3/min0.2710工程投资万元12687.58工程费用万元10045.26工程建设其它费用万元1156.27基本预备费万元784.11建设期贷款利息万元621.95铺底流动资金万元80.0第二章 建设规模与处理程度2.1 建设

29、规模根据招标文件与投标文件，确定污水处理厂的最大进水流量为1500m3/h，其中包括甲醇项目排水32.35m3/h，二甲醚项目排水279.5 m3/h，烯烃一期项目排水1096 m3/h，C1办公区排水42.4m3/h；正常进水流量为900m3/h，其中包括甲醇项目排水22.9m3/h，二甲醚项目排水237.5m3/h，烯烃一期项目排水612m3/h，C1办公区排水27.8m3/h。本初步设计根据招标文件要求按最大进水流量设计，即设计处理规模为1500m3/h（即36000m3/d），处理后回用于工业冷却循环水补充水量为1100m3/h（即26400m3/d）；正常时的处理量900m3/h（即

30、21600 m3/d），处理后回用于工业冷却循环水补充水量为678m3/h（即16272 m3/d）。2.2 进水水质方案一：本污水处理厂处理的是以上三个煤化项目以与C1办公区生活污水，根据招标文件所提供的各项进水水质以与混合后的水质见表2.2-1。方案二：根据招标文件所述，甲醇、二甲醚、烯烃一期三个煤化项目所排放的废水均达到GB8978-1996综合污水排放标准中的二级排放标准，该标准水质、C1办公区生活污水水质以与混合后的水质见表2.2-2。其中三个煤化废水水质中悬浮物、CODCr、BOD5、NH3-N、总磷五项指标按综合污水排放标准中的二级排放标准取值，其余指标按招标文件所给水质指标取值

31、。根据招标文件的要求，本初步设计进水水质按方案一混合后的水质作为本项目的进水水质。各项指标均按最大浓度设计。表2.2-1 方案一进水水量和水质装置 名称排放量(m3/h)水质(mg/L)正常最大pHCODCrBOD5油钡锶总氮硝态氮NH3-NSO42-Cl-TDSSS甲醇22.932.356-9128200.00930.092523.930.061544.9535962600100二甲醚237.5279.56-9120300.00930.092570602524003101800100烯烃 一期61210966-91203050.020.09103502000100办公区(一区)27.842.

32、46-931015530230总计900.2 1450.25 6-9126.07 33.61 3.40 0.02 0.09 19.08 15.83 14.70 634.34 334.90 1900.73 75.09 125.73 33.43 3.78 0.01 0.09 14.02 11.56 13.59 463.54 337.55 1916.37 82.30 设计值900 15006-9126 3440.020.09 19 1615634 3381916 82 “总计”一行中各项水质指标，上边一栏为根据正常流量计算的结果，下边一栏为根据最大流量计算的结果表2.2-2 方案二进水水量和水质装置

33、 名称排放量(m3/h)水质(mg/L)正常最大pHCODCrBOD5油钡锶总氮总磷NH3-NSO42-Cl-TDSSS甲醇22.932.356-9150300.00930.092523.931.02544.9535962600150二甲醚237.5279.56-9150300.00930.0925701.02524003101800150烯烃 一期61210966-91503050.020.091.0253502000150办公区(一区)27.842.46-93101555.030230总计900.2 1450.25 6-9155343.40 0.02 0.09 19.08 125634.3

34、4 334.90 1900.73 153155343.78 0.01 0.09 14.02 125463.54 337.55 1916.37 153“总计”一行中各项水质指标，上边一栏为根据正常流量计算的结果，下边一栏为根据最大流量计算的结果2.3 出水水质根据某能源化工基地煤化工基地污水处理工程可行性研究报告、污水回用设计规与招标文件要求，依据污水再生利用工程设计规GB503352002（2003.3.1实施）（再生水用作冷却用水的水质控制指标）。设计出水指标主要回用于各装置工业冷却循环水补给水。其水质指标见表2.3-1。表2.3-1 出水水质序号项 目单位水质控制指标1pH值 (25)7.

35、08.52悬浮物mg/L 103浊度NTU 54BOD5mg/L55CODCrmg/L 306铁mg/L 0.57锰mg/L 0.28Clmg/L 2509总硬度（以CaCO3计）mg/L 15010总碱度（以CaCO3计）mg/L 20011NH3-Nmg/L 312总磷（以P计）mg/L 113溶解性总固体（TDS）mg/L 80014游离氯mg/L末端0.10.215石油类mg/L 516细菌总数个/mL 1000第三章 工艺方案论证3.1 污水性质分析根据业主提供的资料，本污水处理厂处理的污水主要为3个煤化项目经过预处理后外排的污水，同时还有少量厂区生活污水。从进水水质可以看出，废水中

36、的污染物主要包括CODcr、BOD5、NH3-N、SS、Cl-和TDS，此外还有少量石油类。BOD5和CODcr是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，用BOD5/CODcr值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法，一般情况下，BOD5/CODcr值越大，说明污水可生物处理性越好，综合国外的研究结果，可参照表3.1-1中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。表3.1-1 污水可生化性评价参考数据BOD5/CODcr0.450.30.450.20.30.2可生化性好较好较难不宜本工程污水处理厂进水水质BOD5/CODc=35/125.7=0.28，属于较难生物降解畴。根据进水水质和出水

37、水质，本工程处理目标如表3.1-2。表3.1-2 污水处理工程污染物去除率要求参数设计进水水质指标设计出水水质指标去除率(%)CODcr126.073076.1BOD533.61585.7SS82.31087.8NH3-N14.7376.4TDS1916.480058.3Cl-337.525026根据以上分析，本工程处理难点是CODcr、BOD5、NH3-N、SS、Cl-和TDS，同时污水的生化性较差。 3.2 工艺方案论证由于本工程处理重点是CODcr、BOD5、NH3-N、SS、Cl-和TDS，此外还有少量石油类。这些污染物都能通过成熟的技术得到有效处理。主要去除工艺如表3.2-1所示。表

38、3.2-1 主要污染物与去除工艺主要污染物主要去除工艺NH3-N生化工艺：利用生物工艺的硝化和反硝化作用。COD、BOD生化工艺：利用微生物的新代作用硫化物、氰化物和酚类生化工艺：均可利用自然界存在的微生物处理石油类高浓度时利用隔油和气浮装置去除；当浓度低于10mg/L时可利用生化工艺去除。悬浮物物化工艺：利用格栅、沉淀或过滤工艺。胶体、微生物物化工艺：利用超滤工艺TDS、 Cl-、硬度物化工艺：利用反渗透工艺。通过表3.2-1分析可知，本污水处理厂处理污水的有效工艺主要分为两大类：（1）生化工艺（2）物化工艺3.3 生化方案论证分析污水处理厂进水水质数据可以看出，3个煤化项目外排污水均已经过

39、生化处理，来水污染物浓度均不高；4项来水中除办公区生活污水BOD5/COD为0.571可生化性较好外，3个煤化项目外排污水BOD5/COD分别为0.15和0.25，可生化性已经很差，而办公区排水所占整体排水量份额较小，对提高污水处理厂总进水的BOD5/COD值贡献较小；此外总进水中BOD5/ NH3-N比值为2.56，C/N比偏小，不利于生物脱氮工艺的高效运行，但仍可通过降低生化池氨氮负荷来达到脱氮的目的。综上所述，本污水处理厂总进水具有可生化性差，C/N比偏低，但污染物浓度都不高的特点。近年来，生化工艺在处理这类微污染水方面有了较大的进步，改进和开发了一些新的生化工艺，此外生化工艺具有投资省

40、、运行费用低的优点，因此具有较大的优势，仍是目前处理这类污水的主流工艺并有大量的工程实践。因此本方案仍然选用生化工艺做为处理C、N类污染物的主工艺。需要注意的是，此时的生化工艺需以氨氮负荷做为关键控制参数。好氧生化工艺分为活性污泥法和生物膜法，两者的主要区别在于活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。两种方法处理废水、净化水质的机理是一样的，二者的生物污泥都是好氧活性污泥，而且污泥的组成也具有一定的相似性。典型的活性污泥法工艺目前有A/O、A2/O、SBR、氧化沟等与其衍生工艺，典型的生物膜法工艺目前有生物滤塔、接触

41、氧化、生物转盘、BAF等。活性污泥法和生物膜法在污水处理中各有优缺点，应根据实际情况选用合适的处理工艺。经过认真研究，充分考虑本工程建设的实际情况以与现场用地、占地的情况，初步筛选的工艺是“卡鲁塞尔2000型氧化沟”工艺和“曝气生物滤池”工艺。（1）卡鲁塞尔2000氧化沟工艺利用了氧化沟的水力循环、无动力回流等特点，实现了类似于A2/0工.艺，故又称为Carrousel denitir A2/0工艺，该工艺是在普通氧化沟前增设了一个厌氧区和缺氧区(又称前置.反硝化区)，以加强聚磷菌的释磷、吸磷和营养盐(NO3-N)的去除，在去除BOD的同时达到脱氮除磷的目的。但是氧化沟也有一些缺点，具体如下：

42、由于氧化沟工艺的自身特点，限制了氧化沟的水深，故氧化沟工艺占地面积很大；氧化沟具有一定脱氮除磷处理效果，对水质的可生化性要求比较高，而本项目的可生化性较低；（2）曝气生物滤池曝气生物滤池（BAFBiological Aerated Filters）也叫淹没式曝气生物滤池（SBAF-Submerged Biological Aerated Filters），是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物滤塔、生物接触氧化法等生物膜法的基础上发展而来的，被称为第三代生物滤池（The Third Generation Filter）（结构简图见图3.3-1）。国外在二十世纪二十年代开始进行研究，于八十年代末

43、基本成型，后不断改进，并开发出多种形式。曝气生物滤池在开发过程中，充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，即需曝气、高过滤速度、截留悬浮物、需定期反冲洗等特点。其工艺原理为，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点与生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以与更新生

44、物膜，此为反冲洗过程。自控系统处理出水反冲出水反冲水污水曝气反冲气图3.3-1 曝气生物滤池结构图根据本工程的具体情况，本初设推荐使用生物膜法工艺中的曝气生物滤池（BAF）工艺，主要原因如下：1）本工程进水污染物浓度低、可生化性差。与生物膜法相比，活性污泥法依靠的是悬浮流动的活性污泥来处理污染物，在较高的污染物浓度和较好的可生化性下，活性污泥法在单位体积由于其远高于生物膜的固液接触面积和生物量，处理效果将优于生物膜法。而在污染物浓度偏低、可生化性差的情况下，活性污泥在生化池基本上都处于源呼吸期，微生物在得不到足够基质（养分）的情况下，将分解自身来满足整个群体的需要，活性污泥如长期处在这种环境下

45、将不利于微生物群体的生存发展。此外，污染物浓度低可以导致丝状菌大量繁殖，引起污泥膨胀，使得二沉池污泥沉降效果下降，大量污泥随出水外排，导致出水的二次污染。目前常用的解决该类问题的办法是在曝气池前设置生物选择器，但在本工程的进水浓度低与生化性差的特点下设置生物选择器的效果将大打折扣。采用曝气生物滤池，由于池微生物固定在填料上，因此曝气生物滤池不会发生污泥膨胀，增殖速度慢的微生物也能生长繁殖，生物种类较活性污泥法更为丰富，对难降解污染物的去除效果更好；而且由于生物膜的相对固定，而不是象活性污泥法中的活性污泥那样均匀的存在于曝气池的每个角落，这使得曝气生物滤池生物膜中的生物相沿水流方向分布的更加合理

46、。另外，由于采用小粒径多孔滤料和强制曝气，曝气生物滤池的基质传递效果、微生物量和污染物处理效果将远高于一般生物膜法，因此对于本工程来说，生物膜的处理效果将优于活性污泥。2）BAF出水水质好，可保证后续物化处理设备的正常稳定运行。曝气生物滤池是第三代生物滤池，是真正集生物膜法与活性污泥法于一身的反应器，出水水质高、处理负荷大。滴滤池（普通生物滤池）被称为第一代生物滤池，也是生物滤池最初的雏形，高负荷生物滤池、生物滤塔是在此基础上发展起来的第二代生物滤池，主要特征是增加了处理负荷。曝气生物滤池对生物滤池进行了全面的革新：采用人工强制曝气，代替了自然通风；采用粒径小、比表面积大的滤料，显著提高了生物

47、浓度；采用生物处理与过滤处理联合方式，省去了二次沉淀池；采用反冲洗的方式，免去了堵塞的可能，同时提高了生物膜的活性；采用生物膜加生物絮体联合处理的方式，同时发挥了生物膜法和活性污泥法的优点。曝气生物滤池同时具有生物氧化降解和过滤的作用，因而可获得很高的出水水质，可达到回用水水质标准。一般来说，对生活污水，二级处理即可达到普通工艺三级处理的水平。对工业废水，即使在可生化性不强的情况下，曝气生物滤池处理效果也优于一般的工艺，因为曝气生物滤池处理有机物不仅依赖于生物氧化，还存在显著的生物吸附和过滤作用，因为可去除粒径较大，可吸附去除一些可生化性不强的物质。由于填料本身截留与表面生物膜的生物絮凝作用，

48、使得出水SS很底，一般不超过10mg/l，出水非常清澈透明；因不断的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄（一般为110微米左右），活性很高。高活性的生物膜不仅体现在生物氧化、降解方面，更表现为生物絮凝、吸附作用。对一些难降解的物质，可将其吸附、截留在池中，得以去除。3）运行费用低。供气能耗在所有好氧生物处理的运行费用中占了相当的比例，曝气生物滤池工艺氧的传输利用效率很高，曝气量小，供氧动力消耗低。氧的利用效率可达2030。主要原理为：.因填料粒径很小，气泡在上升过程中，不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，加强了氧气的利用率。 .气泡在上升过程中，受到了填料的阻力，延长了停留时间，同

49、样有利于氧气的传质。 .研究表明，在BIOFOR中，氧气可直接渗透入生物膜，因而加快了氧气的传质速度，减少了供氧量。工程实践表明，曝气量为传统活性污泥法的120，为氧化沟的16，为SBR的1413，在很大程度上节省了运行费用。曝气生物滤池水头损失较小，剩余污泥量少且容易处理，维护量很少，这都将保证运行费用较低。4）抗冲击负荷能力强，耐低温。运行经验表明，曝气生物滤池可在正常负荷23倍的短期冲击负荷下运行，而其出水水质变化很小。这一方面依赖于滤料的高比表面积，当外加有机负荷增加时，滤料表面的生物量可以快速增值；另一方面依赖于整体曝气生物滤池的缓冲能力。此外，生物曝气滤池一旦挂膜成功，可在610水

50、温下运行，并具有较好的运行效果。5）BAF剩余污泥量较少。由于曝气生物滤池生物相当丰富，生物膜有高营养级的微生物存在，有机物代可以较多的转移为能量，可以形成比较稳定的生态系统，因此剩余污泥量较活性污泥法少且易于固液分离，减少了污水处理厂外排污染物的总量和剩余污泥处理设施的投资和运行费用，6）占地面积小，基建投资省。曝气生物滤池之后不设二次沉淀池，可省去二次沉淀池的占地和投资。曝气生物滤池占地面积仅为常规工艺的11015。处理负荷高、停留时间短，因而池容较小，基建投资比常规工艺节省至少2030。7）易挂膜，启动快。曝气生物滤池在水温15左右，2至3周即可完成挂膜过程。在暂时不使用的情况下可关闭运

51、行，此时滤料表面的生物膜并未死亡，而是以孢子的形式存在，一旦通水曝气，可在很短的时间恢复正常。污水水温15左右，停止运行半月（滤柱排空水且不曝气），恢复运行后，三天后即完全恢复正常。这一特点使曝气生物滤池非常适合一些水量变化区的污水处理。在旅游地区，污水量受季节与旅游人数的变化影响非常大，在旅游淡季时，完全可以关闭部分曝气生物滤池，以减少不必要的运行费用，一旦需要，可在很短的时间恢复设计处理能力。8）BAF采用分组设计，当需要大修时，不会出现停产现象，且对出水水质影响较小。采用模块化结构，扩建容易，所需占地和土建工作量很小，工期短。目前，在经过二级生化处理后污水的深度处理上和微污染水处理上，曝

52、气生物滤池得到了广泛应用，我公司在多个项目中将其做为深度物化处理前的生化处理工艺，出水水质稳定达标，处理效果满意。 通过上述比较，同时针对废水水质的实际情况和我公司多年的工程经验，本初设生化主体工艺推荐采用曝气生物滤池。3.4 深度处理方案论证本污水处理工程要求出水水质达到循环冷却系统补充水水质，而生化工艺无法达到这一要求，需要在生化工艺后增加必要的物化深度处理工艺。与本工程相关的常用的物化工艺主要有砂滤和膜法水处理工艺。3.4.1均质滤料滤池曝气生物滤池出水进入砂滤处理单元，主要用于去除水中的悬浮物。由于本工程水量较大，砂滤处理单元若采用成套设备即砂滤器，则所需设备数量较大，工程造价也比较高

53、；若采用钢混结构的滤池将会大大降低工程投资费用。所以本工程砂滤处理单元采用处理效果好、占地面积小、造价低、自动化程度高的均质滤料滤池。图3.4-1 均质滤料滤池过滤过程均质滤料滤池（其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料）工作过程：1）过滤过程：待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后，溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹沿的V型槽，分别经槽底均匀的配水孔和V型槽堰进入滤池。被均质滤料滤层过滤的滤后水经长柄滤头流入底部空间，由方孔汇入气水分配管渠，在经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。2）反冲洗过程：关闭进水阀，但有一部分进水仍从两侧常开的方孔流入滤池，由V型槽一侧流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排

54、水阀将池面水从排水槽中排出直至滤池水面与V型槽顶相平。反冲洗过程常采用“气冲气水同时反冲水冲”三步。3）气冲：打开进气阀，开启供气设备，空气经气水分配渠的上部小孔均匀进入滤池底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮于水中，被表面扫洗水冲入排水槽。4）气水同时反冲洗：在气冲的同时启动冲洗水泵，打开冲洗水阀，反冲洗水也进入气水分配渠，气、水分别经小孔和方孔流入滤池底部配水区，经长柄滤头均匀进入滤池，滤料得到进一步冲洗，表扫仍继续进行。5）停止气冲，单独水冲，表扫仍继续，最后将水中杂质全部冲入排水槽。图3.4-2 均质滤料滤池反洗过程均质滤料滤池采用恒滤速、恒液位重力流过滤。滤池设置气、水

55、和表面扫洗的反冲洗系统，经滤池过滤后的出水可达到SS10mg/l，油5mg/l。均质滤料滤池的过滤速度较高，滤速可达720m/h，一般为12.515.0m/h，并满足检修情况下的强制滤速要求。均质滤料滤池无论在正常过滤还是在反洗过滤的情况下，滤池出水水质都能达标。滤池有防止滤料流失、乱层措施，保证流量稳定的措施，滤池的过滤与反冲洗是全自动控制操作。滤池在设计时考虑设防直射措施，未影响正常运行与检修。滤料之上水头不小于1.2m，以保持有效的过滤压力从而保证过滤介质的各个深度上均不产生负压。均质滤料滤池配备必要的在线仪表，以检测水质，包括：电导、浊度、pH计。在每一组滤池设液位传感器，通过滤池出水

56、的调节阀控制滤池的液位。同时在每一组滤池设置阻塞传感器，可用来监控滤池的工作情况。滤池的主要工艺控制阀门采用气动阀门。3.4.2膜处理部分根据某煤化工基地污水的进、出水水质要求，需要深度处理工艺。而污水中的氯化物和溶解性固体的去除，目前比较成熟的工艺有离子交换、电渗析、反渗透工艺。针对本工程的处理要求，除了需要去除水中的各项污染物质外，还需降低水中的含盐量。在处理高含盐量水时，反渗透是作为脱盐手段的首选之一。因为，其技术和经济性大大优于传统的离子交换法和电渗析法。但是，反渗透对进水水质要求较为严格。实际运行经验告诉我们，反渗透装置不能正常运行，膜使用寿命降低的原因80%是由于反渗透进水水质不合

57、格，造成反渗透膜元件污染和劣化而引起的。因为，经过二级处理的工业废水仍含有高浓度的胶体物质、悬浮物和溶解性有机物，具有较高的生物活性。如何保证反渗透的进水水质，使反渗透装置能够长期稳定地正常运行，预处理系统是至关重要的。通常进入反渗透系统的预处理采用传统工艺（直流凝聚、双滤料过滤、活性炭过滤）与超滤/微滤工艺。（1）传统工艺与超滤/微滤工艺的比较1）传统工艺路线：污水杀菌混凝加药砂滤活性炭过滤保安过滤反渗透系统传统的处理工艺系统复杂，占地面积大，出水水质容易受进水水质波动的影响，出水水质不稳定，较难保证脱盐系统对进水水质的要求。系统日常运行管理和维护工作量大，运行成本高。2）超滤/微滤工艺路线

58、污水粗 滤超滤或微滤中间水箱反渗透系统超滤/微滤出水水质好，出水水质稳定。但由于污水水质成分复杂，COD、BOD含量高，所选用的超滤/微滤设备必须具有抗污染能力强（特别是对有机物和微生物污染），化学性能稳定，机械强度高，可恢复性好，出水水质满足脱盐系统进水水质要求，一次性投资和运行成本相对较低等特性。近几年来，超滤/微滤技术在污水处理回用领域方面应用广泛，在国外膜生产厂家专门针对污水处理开发生产的大直径中空纤维超滤膜和微滤膜。但是，由于污水水质波动频繁、成分复杂，污染性强，所选用的超滤/微滤必须具有抗污染能力强（特别是对有机物和生物污染），化学性能稳定，机械强度高，可恢复性好等特性；超滤/微滤

59、系统对水质变化适应围宽，系统安全可靠；运行成本低，综合经济效益高，并且在污水深度处理回用中得到广泛的应用，取得了很大的成功。3）超滤/微滤工艺技术与传统工艺相比，具有以下明显的优势： a)出水水质好。一般SDI3，浊度0.2NTU，明显降低了反渗透的胶 体污染负荷。b)出水水质稳定，且不受原水变化的影响。即便是地表水和废水等水质波动频繁的水源，这种稳定性也不会改变。c)由于胶体污染减少，反渗透系统的化学清洗频率明显降低，可大大延长反渗透膜的使用寿命。d)系统简单，自动化程度高，操作更简便。e)占地面积只有传统预处理工艺的1/41/5，大大节省土建投资。根据某煤化工基地回用水的要求，对于本工程中

60、的反渗透的预处理采用超滤膜技术是非常必要的，但根据本工程的产品水质和原水水质的特点，为保证反渗透的正常运行，超滤技术中的膜的类型和膜的运行方式选择就显得尤为重要。如何保证反渗透的进水水质，使反渗透装置能够长期稳定地正常运行，预处理系统是至关重要的。因此选择合适的预处理工艺对于反渗透膜的使用寿命、化学清洗周期、运营成本、工程占地面积、工程总体造价有直接影响。本工程的原水为经过处理的生产废水和生活污水，悬浮物等杂质含量较高，水质有一定波动，因此在方案的选择上，应将着眼点放在反渗透的预处理。有以下几个方面需要重点考虑。技术合理：技术先进成熟，对水质变化适应性强，出水达标稳定性高；经济节约：造价低，运