60吨高浓度含磷废水处理系统工程技术方案

60t/h高浓度含磷废水处理系统工程技术方案PAGE2-目录TOC\o"1-1"\h\z\u一、工程概述 3二、设计依据、设计原则及设计范围 3三、设计水量与水质 5四、污水处理工艺流程 5五、污水处理系统主要技术参数 6六、污水处理站运行费用分析 15七、污水处理工程清单 17八、服务承诺 19一、工程概述水中磷、氮等元素超标，会加速水体的富营养化，这种现象在我国较为严重，给工业、水产业、农业以及旅游业都带来了极大的危害。氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。因此，如何有效降低污水中磷的浓度，对消除污染，保护环境，具有十分重要的意义。

目前，国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。生物法如A/O，A2/O，UCT工艺，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水；化学法和物理化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要适合处理无机态含磷废水。然而，有许多工业生产过程中经常出现一些高浓度的含磷废水。高浓度含磷废水在目前的研究中并没有严格的定义，一般认为只要是高于生活废水中的含磷量或者总磷浓度在100mg/L以上就称为高浓度废水。高浓度含磷废水难以应用单一的生物法或化学法进行去除，即便能去除也会对整个单一的生物法或化学法处理工艺造成极大的负担，使整个处理工艺处理效果降低或者无法连续运行。因此，只有利用组合工艺才能更好地处理高浓度含磷废水。这些组合工艺的适用条件、工艺参数、最佳工艺条件以及处理效果存在较大差异，有些工艺只能作为预处理来减轻对后续工艺的磷负担，而有些则可以直接使废水处理后达标排放。

针对该污水水质具体的特点，本方案拟采用“化学沉淀-混凝气浮”工艺。为严格遵守有关环境法规，保护环境，本着经济建设和环境保护同步进行的“三同时”原则。我单位受投资者邀请，在进行初步调研，并经多项高浓度含磷废水处理成功的实践经验的基础上，编制该设计方案，以供有关部门决策、实施。二、设计依据、设计原则及设计范围1、设计依据1）业主提供的有关资料2）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）3）室外排放设计规范（GBJ14－87）4）环境噪声标准（GB5096－93）5）低压配电设计规范GB50054-956）给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范7）我公司所完成同类工程所取得的实际经验和实际工程参数2、设计原则1）严格执行国家现行的环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保的有关法律、法规及排放标准；2）选用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放达标的前提下，做到操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；3）本工程系环境工程，尤其要注意环境保护，避免和减少二次污染。要求改善劳动卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针；4）为了提高污水处理站管理水平，设计采用PLC全自动程序控制，减轻操作人员的劳动强度；5）合理选用优质配件，降低能耗，提高工作效益和使用寿命，降低系统运行成本。3、设计范围1）从污水处理雨水收集池出水口开始到处理设备的排放口为止。2）污水工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制说明等设计工作。3）污水处理工程的钢砼工艺结构，设备的施工、安装、调试等工作。4）污水工程的动力配线，由业主将主电引至污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责。5）不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。三、设计水量与水质1、污水处理水量及水质1）处理水量处理量：Q=60m装置运行时间：在正常操作条件下，连续运行8000小时/年2）本项目污水进水水质序号项目单位：（mg/L）1收集池出水总P2002、设计要求出水水质序号项目标准1TP≤10mg/l四、污水处理工艺流程1、工艺流程简图酸PACPAM石灰酸PACPAM石灰PACPAM泵泵反应槽2沉淀槽反应槽1雨水收集池初期雨反应槽2沉淀槽反应槽1雨水收集池初期雨水泵泵干泥外运处理板框压滤机污泥槽干泥外运处理板框压滤机污泥槽排放或回用清水池气浮设备排放或回用清水池气浮设备2、工艺原理及流程说明1）主要工艺原理磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，常需要采取化学除磷措施来满足要求。化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异。FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。二价铁盐仅当污水中含有氧，能被氧化成三价铁盐时才能使用。Fe2+在实际中为了能被氧化常投加到曝气沉砂池或采用同步沉析工艺投加到曝气池中，其效果同使用Fe3+一样，反应式如式2、3。Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6～7式2Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5～5.5式3与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应，所以对于各种不同的金属盐产品应注意的是金属的离子量，反应式如式4、5。Al3++3OH-→Al(OH)3↓式4Fe3++3OH-→Fe(OH)3式5金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。沉析效果是受PH值影响的，金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响。对于铁盐最佳PH值范围为5.0～5.5，对于铝盐为6.0～7.0，因为在以上PH值范围内FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处，比如会降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等。由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的Cl-或SO2-4离子含量增加。如果沉析药剂溶液中另外含有酸的话，则需特别加以注意。除了金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂。在沉折过程中，对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2+，而是OH-离子，因为随着pH值的提高，磷酸钙的溶解性降低，采用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的形成是按反应式6进行的：5Ca2++3PO43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓pH≥8.5式6但在pH值为8.5到10.5的范围内除了会产生磷酸钙沉析外，还会产生碳酸钙，这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢，反应式如式7。Ca2++CO32-→CaCO3式7与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到PH值的影响，另外还受到碳酸氢根浓度(碱度)的影响。在一定的PH值惰况下，钙的投加量是与碱度成正比的。2）工艺流程说明初期雨水经雨水管网收集至肥业公司雨水收集池，经提升泵送入本界区除磷。首先进入反应槽1第一格，第一格投加石灰乳，搅拌混合反应（混合液通过pH值测控系统来自动控制石灰乳的投加量，以使其pH值稳定在11左右），反应槽1第二格投加PAC，反应槽1第三格投加PAM，接着再依次流经反应槽搅拌反应，使废水中的总磷绝大部分得以沉淀去除。之后废水经斜板沉淀器沉淀之后再流入反应、气浮装置，通过pH回调与投入的絮凝剂、混凝剂混合发生混凝反应，从而除去废水中的其它污染物和部分残磷。出水即可达标外排。沉淀槽进行固液分离的排泥及气浮排渣排入污泥池。浓缩后由泵提入板框压滤机进行脱水处理，干泥外运由当地环保部门指定单位处理。五、污水处理系统主要技术参数1、初期雨水收集池（业主自建）有效容积： 2制作形式： 钢筋混凝土抗渗等级： S6数量：1座配套：○污水泵流量： 60m扬程： 12.5功率： 4.0kw数量： 2台（1用1备）品牌：上海凯泉/合肥华升2、混凝反应槽1本系统内分置三个不同的反应段，第一段为加碱调PH值反应，第二段为絮凝，第三段为助凝；分别向其内部投加Ca(OH)2、絮凝剂、助凝剂。设计参数： 60m3停留时间： 30min有效容积： 30规格： 4500×3000×3材质： Q235内衬玻璃钢配套：搅拌机：转速： 90转/分轴径： Φ60轴径及桨叶材质： 不锈钢电机功率： 0.55KW数量：3套加入药剂名称： Ca(OH)2、絮凝剂、助凝剂控制范围： pH＞9.5控制方式： pH计（内置）3、斜管沉降槽设计参数： 60m3规格： 10000×3000×45材质： Q235内衬玻璃钢有效容积： 120表面负荷： 2.0m3/m数量：1台配套：○斜管规格： Φ50斜长： 1数量： 3材质： PP/玻璃钢4、混凝反应槽2本系统内分置三个不同的反应段，第一段为中和反应，第二段为絮凝，第三段为助凝；分别向其内部投加稀硫酸、絮凝剂、助凝剂。设计参数： 60m3停留时间： 30min有效容积： 30规格： 4500×3000×3材质： Q235内衬玻璃钢配套：○搅拌机：转速： 90转/分轴径： Φ60轴径及桨叶材质： 不锈钢电机功率： 0.55KW加入药剂名称： 稀硫酸、絮凝剂、助凝剂控制范围： pH：（6-9）控制方式： pH计（内置）5、气浮设备型号：YQF-60设计参数： 60m3外形尺寸：10000×3000×2材质： Q235防腐配套：溶气罐：φ800mm刮渣机：0.55KW//1台空压机：Z-0.05/6，0.75KW/1台溶气水泵：24m3/h,40m,6、污泥池有效容积： 100制作形式： 钢筋混凝土抗渗等级： S6外形尺寸： 5000×5000×45数量：1座配套：○污泥泵型号：G50-1流量：18m3/h扬程：60m功率：5.5KW数量：2台（1用1备）7、板框压滤机型号规格：80㎡功率：3.0KW数量：1台8、清水池有效容积： 6制作形式： 钢筋混凝土抗渗等级： S6外形尺寸： 5000×3000×4数量：1座9、加药系统◎Ca（OH）2配制槽规格： Φ1600×H1800材质： 钢衬胶有效容积： 3.0数量：1台搅拌机转速： 131转/分轴径： Φ60轴径及桨叶材质： 不锈钢电机功率： 0.55KW配套：○计量泵流量：0-2扬程：3功率：0.25KW数量：2台◎PAC配制槽规格： Φ1400×H1600材质： 钢衬胶有效容积： 2数量：1台搅拌机转速： 131转/分轴径： Φ60轴径及桨叶材质： 不锈钢电机功率： 0.55KW配套：○计量泵流量：0-50L/h扬程：30m功率：0.25KW数量：2台◎H2SO4贮罐规格： 10m材质： 钢衬胶数量：1台配套：○硫酸输送泵流量：20m3扬程：15功率：1.5KW数量：1台○计量箱规格： 0.5m材质： 钢衬胶数量：1台○计量泵流量：0-50L/h扬程：5功率：0.25KW数量：2台◎PAM自动配料装置制备能力： 1000L制备箱容积：3m外形尺寸： 2200×1200×1900材质：不锈钢304配套：○搅拌机:3套，0.55KW×3○自动投料装置○计量泵（投至反应槽）流量：0-50L/h扬程：5功率：0.25KW数量：2台○计量泵（投至污泥处理系统）流量：0-50L/h扬程：5功率：0.25KW数量：2台10、设备房规格：按需结构：砖混六、控制系统说明及配置6.1、概况污水处理控制系统首先满足污水处理工艺要求，采用“集中监测，分散控制”的典型控制模式、选择在业内应用成熟，技术先进可靠，功能实用的控制方式与控制设备，整个电控系统稳定可靠，反应迅速，能够及时提供生产设备运行状态，能够快速提供故障及诊断信息，达到自动化控制水平，便于工作人员操作及维护。控制系统在污水处理站控制室设集中控制柜。对泵、阀采用自动控制或手动控制二种方式，手动控制分为控制室集中控制与现场操作箱手动控制两种。自动控制功能均通过可编程序控制器（PLC）完成。工业计算机实现在线监控，进行集中管理、监控，并通过液晶显示器显示系统及设备工况。控制系统之间有相应的联锁控制，以保证整个系统运行的安全可靠。联锁逻辑必须正确、全面、可靠地满足工艺要求，程序控制必须考虑各区域之间的接口逻辑的发送与接收条件正确无误。污水处理控制系统所有的设备、操作箱、桥架、管道、仪表在海口地区任何季节都能正常运行，不受天气和气温的影响，且所有室外操作箱及仪表具有防水、雨篷等保护措施。6.2、系统配置与组成本控制系统主要由监控单元、控制单元、检测仪表、电气控制柜和就地操作箱等组成。（1）监控单元监控单元主要由工控机、组态软件、彩显、不间断电源等组成，用于完成整套设备的工艺及设备流程图的模拟运行及动态显示等各项功能。工控机配置为CPU：P43.0G，内存：1G，硬盘容量：80G；显示器为19英寸液晶显示器。监控单元具备以下功能：※动态工艺流程监控※现场工艺实时数据采集、记录※工艺参数数据报表、历史数据查询※实时数据趋势曲线※设备运行状态、故障显示※工艺参数越限报警※工艺参数打印功能※具有以太网通信功能（预留接口）（2）控制单元采用德国西门子S7-300系列可编程序控制器、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块，用于完成整套工艺的数据处理及各个执行机构的控制。确保系统长期稳定的运行。控制单元主要完成以下功能：※泵及阀等执行机构的自动控制※工艺参数的采集、处理运算※过程控制（PID等）（3）检测仪表由液位变送器、压力变送器、流量计、PH计及相关仪表所组成，用于设备运行中工艺参数的测量和显示，并将参数送到可编程控制器用于分析处理。（4）电气控制柜所供的控制柜的外型尺寸如无特殊说明均为1000×600×2200mm（宽×深×电气控制柜内主要电控元器件选型清单序号名称型号及规格生产厂家备注1进线电源总开关NSC施耐德2低压断路器C32N系列施耐德3交流接触器LC1系列施耐德4热继电器LR2系列施耐德5指示灯XB2系列施耐德6开关，旋钮XB2系列施耐德7PLCS7-300系列西门子8工控机P43.0G、1G、80G研祥9显示器19“液晶三星/飞利浦10辅助材料国内名牌（5）就地操作箱用于设备的现场控制操作，规格尺寸根据实际需要设计。八、污水处理站运行费用分析☆污水处理站投药系统计算书1、Ca(OH)2投加量：40mg/L处理水量：Q=60m每天消耗药剂量：40×60×24/1000=57.6单价：1.0元/Kg每天运行费用：57.6×1.0=57.6元2、PAC投加量：10mg/L+10mg/L处理水量：Q=60m3年消耗药剂量：20×60×24/1000=28.8单价：2.0元/Kg每天运行费用：28.8×2.0=57.6元3、PAM投加量：2mg/L+2mg/L+20mg/L处理水量：Q=60m3年消耗药剂量：24×60×24/1000=34.56单价：24.0元/Kg每天运行费用：34.56×24.0=829.44元4、H2SO4投加量：20mg/L处理水量：Q=60m年消耗药剂量：20×60×24/1000=28.8单价：2.0元/Kg每天运行费用：28.8×2.0=57.6元5、所有药剂一天总费用：57.6+57.6+829.44+57.6=1002.24元加药费：1002.24÷60÷24=0.696元/m3.废水注：具体投药量要根据废水小试的情况确定，本计算书为一般情况下的加药量。☆污水处理站动力费计算书1、主要动力设备用电负荷一览表序号设备名称安装数量(台)使用数量(台)备用数量(台)单机负荷(Kw)使用负荷(Kw)安装负荷(Kw)使用时间(h)用电量(Kw.h)12345678910合计用电负荷系数0.8，实际耗电量：67.02×0.8=53.616Kw.h系统安装负荷：13.9Kw使用负荷：11.7Kw2、电费处理站每日用电53.6164Kw.h电费按0.6元/Kw计电费：53.616×0.7/20≈1.87元/m3.废水3、人员工资平均每人每月以2000元计（包括工资、奖金、福利和劳保等），整个污水处理站共设1名员工，且只需兼职即可。人工费：1×2000/30/20≈3.33元/m3.废水4、总运行费用：0.128+1.87+3.33=5.328元/m3.废水说明：以上运行费用不包含设备折旧及大修费用。八、污水处理工程清单1、土建部分序号构筑物名称规格数量备注1调节池3000×3000×2500mm1座钢砼结构2污泥池3000×1000×2500mm1座钢砼结构3清水池3000×1000×2500mm1座钢砼结构4设备房36㎡1座砖混结构5设备基础按需钢砼结构2、设备部分序号设备名称规格型号数量备注1人工格栅B=500mmb=1台碳钢防腐2污水泵SZB40-32-2002台N=1.1kw3混凝反应池11200×800×201套Q235内衬玻璃钢4配套搅拌机N=0.55kw/台2台5PH在线仪0-141套6斜管沉淀槽2400×1200×28001台Q235内衬玻璃钢7配套斜管填料Φ503㎡PP/玻璃钢8混凝反应池21200×800×20001套Q235内衬玻璃钢9配套搅拌机N=0.55kw/台2台10PH在线仪0-141套11气浮设备YQF-2.5,2400×1200×2000mm1套12配套溶气罐φ500mm1台Q235