污水处理工程设计方案(A0工艺).doc

某市某公司有限公司某市某公司有限公司 污水处理工程 初 步 设 计 江苏江苏*环境工程有限公司环境工程有限公司 二二九年四月九年四月 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 目 录 前 言4 第一章 概 述5 1.1 项目概况 .6 1.1.1 项目名称6 1.1.2 建设单位6 1.1.3 设计单位6 1.1.4 建设地点6 1.1.5 建设内容6 1.2 设计依据 .6 1.3 设计范围 .6 1.4 设计原则 .7 1.5 设计目的 .7 1.6 采用的主要规范及标准 .8 1.7 城市概况及自然环境 .9 1.7.1 气温10 1.7.2 降水量10 1.7.3 风向10 1.7.4 蒸发量10 1.7.5 冰冻10 1.7.6 水文10 1.7.7 地质地貌11 1.7.8 地震11 第二章 污水水质、水量特征11 2.1 污水水质特性 .11 2.2 设计水质及水量 .13 2.3 综合污水排放标准 .13 2.4 污水回用 .13 2.5 污泥出路 .14 第三章 处理工艺技术论证14 3.1 造纸废水的水质特征 .15 3.1.1 备料废水15 3.1.2 黑液、红液15 3.1.3 洗选废水15 3.1.4 漂白废水15 3.1.5 冷凝水废水15 3.1.6 制浆废水15 3.1.7 造纸白水16 3.2 污水处理工艺 .16 3.2.1 工艺方案选择的原则16 3.2.2 本工程水质特点17 3.2.3 总体工艺方案选择的原则17 3.2.4 污水生物处理的可行性分析18 3.2.5 污染物的去除效果分析19 3.2.6 主要处理工艺综述27 3.2.7 生物处理工艺方案的选择28 3.2.8 深度处理工艺的确定38 3.3 污泥处理方案确定 .40 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 3.4 污泥最终处置方案 .43 第四章 工程设计46 4.1 工艺设计 .46 4.1.1 设计污水量46 4.1.2 污水处理工艺的确定基于以下因素46 4.1.3 工艺流程及工艺说明：47 4.1.4 总平面设计48 4.1.5 建（构）筑物设计49 4.1.6 厂区给排水设计54 4.2 建筑设计.54 4.2.1 设计依据54 4.2.2 总图54 4.2.3 单体设计55 4.2.4 建筑技术设计55 4.2.5 建筑装修55 4.2.6 设计年限56 4.3 结构设计 .56 4.3.1 设计原则56 4.3.2 工程内容56 4.3.3 工程地质情况（略）56 4.3.4 设计技术标准56 4.3.5 结构体系58 4.3.6 结构抗震措施59 4.3.7 主要构、建筑物结构处理59 4.3.8 控制构、建筑物沉降重要措施.60 4.3.9 关于抗浮设计地下水位61 4.3.10 厂内主要构筑物的防渗设计61 4.3.11 厂内建、构筑物的防腐设计61 4.3.12 结构抗渗措施62 4.3.13 特殊施工条件的要求62 4.3.14 主要结构材料62 4.3.15 标准通用图集的选用63 4.3.16 工程施工对环境的影响及防护措施63 4.4 电气设计 .64 4.4.1 负荷情况及变电站的设置64 4.4.2 供电电源及接线方式64 4.4.3 电气设备的选择64 4.4.4 功率因数补偿64 4.4.5 电量的计量64 4.4.6 防雷接地保护65 4.4.7 照明设计65 4.4.8 通讯65 4.5 自动化控制及仪表设计 .65 4.5.1 选用依据65 4.5.2 设计原则65 4.5.3 自控系统设计66 4.5.4 仪表配置69 4.5.5 系统防雷70 4.6 通风 .70 4.6.1 设计范围70 4.6.2 通风设计70 4.7 机修 .71 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 4.7.1 设计原则71 4.7.2 维修任务71 4.8 化验 .71 4.8.1 化验室的任务71 4.8.2 化验室的分析项目71 4.8.3 化验室设计原则71 4.8.4 化验室仪器设备选型原则72 4.9 厂区给排水及消防 .72 4.9.1 厂区给排水72 4.9.2 消防设计73 第五章 公用工程及辅助设施74 5.1 安装工程.74 5.1.1 管道.74 5.1.2 阀门74 5.1.3 电缆与油漆防腐.74 5.2 运输、维修安排 .74 5.3 工厂防护设施设置的原则和要求 .75 第六章 环境保护76 6.1 本工程对环境保护的贡献 .76 6.2 本工程对环境可能的影响 .76 6.3 工程建设过程中的环境保护 .76 6.4 生产过程中的环境保护措施 .77 6.4.1 水环境77 6.4.2 大气及噪声77 6.4.3 固体废弃物77 6.5 安全生产 .78 第七章 节能措施79 第八章 消防80 8.1 总图 .80 8.2 建筑 .80 8.3 电气 .80 8.4 消防给水及消防设施 .81 第九章 投资估算82 9.1 编制说明 .82 9.1.1 编制范围82 9.1.2 本工程投资估算编制依据.82 9.1.3 编制办法.82 9.2 投资估算分析（该部分需要重新修订） .83 9.3 经济技术指标（见表） .83 第十章 结论84 第十一章 项目组织及有关技术措施85 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 前 言 综合考虑某市某公司有限公司污水处理厂进出水水质、厂区地 形条件、技术经济、远期发展等因素，在对多种工艺进行比选的基 础上，推荐采用污水处理的主体工艺：预处理混凝沉淀a/o 沉淀的处理工艺；污泥处理推荐采用：重力预浓缩机械浓缩脱水 卫生填埋工艺。 1、项目名称及设计规模 项目名称：某市某公司有限公司污水处理工程 设计规模： 15000m3/d。 2、设计水质 （1）设计进水主要水质： ph：6-7 codcr：1600mg/l ss：400mg/l。 （2）设计出水水质： 执行污水综合排放标准 （gb8978-1996）表 4 二级标准。 其中，codcr，ss 满足下列要求：ph：6-9 codcr150mg/l；ss200mg/l 。 3、厂址：某市市大港新区大东新厂厂区。 4、主要技术经济指标 设计规模：1.5 万 m3/d 工程总投资：898.90 万元 其中：土建：419 万元 设备：387.9 万元 安装：48 万元 其它：44 万元 总占地面积：16200 平方米 5、建设期 6 个月。 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 第一章 概 述 1.1 项目项目概况概况 1.1.1 项目名称项目名称 某市某公司有限公司污水处理工程。 1.1.2 建设单位建设单位 某市某公司有限公司 1.1.3 设计单位设计单位 江苏中天环境工程有限公司。 1.1.4 建设地点建设地点 某市市大港新区大东新厂厂区。 1.1.5 建设内容建设内容 污水处理厂设计规模为 15000m3/d。本初步设计为厂区部分，厂外污水收 集系统及尾水排放管线（含排放口）不包括在内。 1.2 设计依据设计依据 1.某市某公司有限公司提供的相关资料及处理要求 ； 2.公司通过实验对水质分析进行分析所取得的实验数据。 1.3 设计范围设计范围 本工程初步设计范围为污水处理厂厂区部分的建设工程，主要内容： 1、处理规模 15000m3/d 一座，包括污水、污泥处理构筑物及必要的附属建 筑物的工艺、结构、建筑、电气、自控、仪表、通风及总图等专业的设计。 2、对污水处理站综合污水的水质水量进行分析，制订经济可靠、切实可 行的工艺技术方案。 3、对污水站的工艺流程进行统筹考虑、合理规划，对工艺设备进行选型， 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 对土建、工艺设备的方位布置、电气控制及自动控制等进行设计。 4、负责污水处理工程中管路、设备的施工、安装、调试等工作。 5、不包括污水的收集管网及污水排出界区的外排水管网。 1.4 设计原则设计原则 （1）以国家的有关法令、法规和标准为准则，在总体规划的指导下进行 文件的编写工作，使工程建设与园区的发展相协调，最大限度地发挥出工程的 社会、经济和环境效益。 （2）在规划所确定的工程建设规模等基础上，合理确定工程进、出水水 质。 （3）对处理工艺进行技术经济比较，选择满足进、出水水质要求并适合 原场地条件、管理简单、运行可靠、节约能耗、运行费用合理的处理工艺。 （4）选择设备力求经济、实用、高效。对于关键性设备，选用高效的先 进产品，以达到运行安全可靠，操作方便简单的目的。 （5）为确保污水处理厂的正常运行，供电采用厂内设柴油机组备用的方 式，运行设备考虑足够的备用率。 （6）采用先进可靠的控制系统，提高水厂的自动化水平。系统分散控制、 集中管理，减少人员编制。 （7）妥善处理污水处理过程中产生的垃圾及浓缩脱水后的剩余污泥，避 免对环境造成二次污染，建议送到填埋场进行卫生填埋，同时加强绿化，尽量 减少污水厂对周围环境带来不良影响。 （8）在总平面布置时考虑与远期工程的衔接，预留必要的接口，方便今 后扩建。 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 （9）厂区平面布置力求新颖美观，布局合理，功能齐全。在便于施工安装 和维修的前提下，使处理构筑物尽量集中，布置紧凑，节约用地，保证绿化面 积，同时留有适当的发展余地。 1.5 设计目的设计目的 在充分调查研究、评价预测和依据必要的勘察资料的基础上，达到下述目 的： （1）提供审批依据，进一步论证污水处理厂工程方案的技术先进性、可 靠性和经济合理性。 （2）对本项目有关的主要因素：如水质、水量、污水处理工艺、投资概 算及运行成本等进行技术可靠性、经济合理性及实施可行性的多方案综合性研 究，进行方案比较和论证。 （3）在多方案论证的基础上，提出推荐建设方案，为项目决策提供科学 依据。 （4）提供施工准备工作及主要设备材料定货要求。 1.6 采用的主要规范及标准采用的主要规范及标准 室外排水设计规范 gb50014-2006 污水综合排放标准 gb8978-1996 城镇污水处理厂污染物排放标准 gb18918-2002 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 cjj31-89 城镇污水处理厂污泥处置 cjt239-2007 污水排入城市下水道水质标准 cj3082-1999 城市给水工程规划规范 gb50282-98 城市排水工程规划规范 gb50318-2000 城市工程管线综合规划规范 gb50289-98 城市污水处理工程项目建设标准 （修订）2001 年北京 地表水环境质量标准 gb3838-2002 建筑给水排水设计规范 gb50015-2003 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 建筑设计防火规范 gb50016-2006 建筑灭火器配置规范 gb50140-2005 建筑抗震设计规范 （2008 年修订版） gb50011-2001 混凝土结构设计规范 gb50010-2002 建筑结构荷载设计规范 （2006 年版） gb50009-2001 建筑地基基础设计规范 gb50007-2002 砌体结构设计规范 gb50003-2001 给水排水工程构筑物结构设计规范 gb50069-2002 建筑工程抗震设防分类标准 gb50223-2008 建筑地基处理技术规范 jgj79-2002 工业建筑防腐设计规范 gb50046-95 民用建筑设计通则 gb50352-2005 汽车库建筑设计规范 jgj100-98 工业企业设计卫生标准 gbz1-2002 10kv 及以下变电所设计规范 gb50053-94 低压配电装置及线路设计规范 gb50054-95 电力装置的电气测量仪表装置设计规范 gbj63-90 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 gb50062-92 工业与民用电力装置的接地设计规范 gbj65-83 电力工程电缆设计规范 gb50217-94 过程检测和控制系统用文字代号和图形符号 hg20505-92 控制室设计规定 hg20508-92 仪表供电设计规定 hg20509-92 信号报警、联锁系统设计规定 hg20511-92 仪表配管、配线设计规定 hg20512-92 分散型控制系统工程设计规定 hg/t20573-95 工业企业照明设计标准 gb50034-2004 通用用电设备配电设计规范 gb50055-93 采暖通风与空气调节设计规范 gb50019-2003 工业企业厂界环境噪声排放标准 gb12348-2008 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 1.7 城市概况及自然环境城市概况及自然环境 某市新区座落于古城某市的东郊，地域形状呈带状。地理坐标位于北纬 3211，东径 11945。气候湿润温和，四季分明，雨量适中，受季节影响，属 暖温带的北亚热带过渡的季风气候。 某市新区地形南高北低，内有微丘，场地平均高程在 1030m(黄海高程， 下同)，大港镇东横山最高点高程为 126.5m，位于大港、大路乡界线上的五峰山 高程为 208.7m，山顶峰高程 258.5m。 1.7.1 气温气温 年平均温度: 15.5，1 月最冷，7 月最热。 极端最低气温: -12(1996.2.5) 极端最高气温: 40.9(1959.8.22) 冬季平均气温： 3.8 夏季平均气温： 26.5 历年平均相对湿度 76% 1.7.2 降水量降水量 年最大降雨量1601.1mm 年平均降雨量 1070.0mm 日最大降雨量262.5mm (1972.7.3) 1.7.3 风向风向 常年主导风向为东风和 ene （东北偏东） ，其次为 ese （东南偏东） 。 夏季主导风向： ese （东南偏东） 冬季主导风向： 静风和 ene （东北偏东） 历年平均风速： 3.1m/s 历年最大风速： 23.0m/s (1959.8.31 ne） 1.7.4 蒸发量蒸发量 年平均总量：1276.7mm 年最大蒸发量：1755.9mm 最小蒸发量： 847mm 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 1.7.5 冰冻冰冻 年最大积雪深度： 14mm 最大冻结深度：9mm 1.7.6 水文水文 某市新区内主要地表水为长江、古运河、团结河、孩溪河和大港河。大港 河及孩溪河为辅助性河流，其河水主要来源于雨水及长江丰水期倒灌水，主要 功能为灌溉及排涝。古运河、团结河均为二级受纳水体，由于两端设有节制闸， 属受控制水体。 某市新区长江河段距长江口约 260km，属长江镇扬河段，一般称为黄港河 段，该河段属感潮河段，每日涨落二次，涨潮平均延时 3 小时 25 分，涨潮最大 潮差 2.32 m（黄海高程，下同） ；落潮平均延时为 9 小时，落潮最大潮差 2.20m；历年最高洪水位 6.63m，历年最低水位-0.65m，多年平均水位 2.52 m。 1.7.7 地质地貌地质地貌 某市新区地势南高北低，内有微丘，山丘平均高度在 2070m。该地区植 被状态良好，无滑坡现象，地质状况稳定，岩性较为均匀。土质多属黄土阶地， 平整容易、粘性均匀，具有良好的承载能力（大部分地区为 150kn/m2）, 利于 各种工程建设。岸线稳定，边界地质条件好，河床较为稳定，水流势态佳，可 供利用的深水岸线长约 6.5km，具有良好的港口和大型工业项目建设的条件。 1.7.8 地震地震 某市市处于长江中下游断裂带扬州-铜陵地震带附近，区域内未发现较大断 层及破碎带等对建筑不利的构造。2001 年国家重新确定某市市区地震烈度为七 度，在抗震设计时采用地震加速值为 0.15g。 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 第二章 污水水质、水量特征 2.1 污水水质特性污水水质特性 由于造纸工业在生产过程废水排放的多样性，使排出的废水的水质及 水量在一日内有一定的变化，因此要求对废水进行进行调节，均衡水质， 使其能够均匀进入后续处理单元，提高处理效果。废水的调节主要分为： 水量调节和水质调节 废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的，要求均匀进水， 特别对生物处理系统更为重要，为了保证后续处理系统的正常运行，在废 水进入处理系统之前，预先调节水量，使处理系统满足设计要求。我公司 在该方案中设计了事故调节池，兼作水质水量调节,设计停留时间为 24h。 造纸工艺根据废纸来源和生产工艺的差别，其特性有所不同，由于废 纸造纸废水中 cod 组分间的分子量差异较大，采用单一的处理方法只能 去除其中一部分cod 物质，难以取得满意的效果，所以必须采用综合处 理技术。 造纸过程的废水主要来自打浆、纸机前筛选和抄造等工序。造纸机在 生产过程中纸料在造纸网上流动时，浆料中添加的辅助化学品和助剂一部 分保留在浆料中，另一部分则随着用于悬浮纤维的水流向网下。从网上纸 料中脱除的水含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉及染料等。根据该水质 情况，我公司加设了格栅，有效去除树皮、木屑、碎屑纤维等杂物，保证 了后续系统的正常运行。 采用混凝沉淀的方法可以去除废水中分子量较高的cod 组分，而 采用生化、吸附等方法则可去除分子量较低的cod 组分。随着新型有 机和无机高分子絮凝剂的应用，采用混凝沉淀法不仅可有效地去除废水中 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 的 ss 和颜色，而且可大大降低废水的cod 含量，同时水中的ss 也 将由于混凝而大大降低。 由于混凝沉淀法不能去除分子量较低的cod 组分，所以难以实现 对废水的有效治理。该类污水含有木素及大分子碳水化合物等难降解有机 物，我公司采用了a/o 工艺。废水经准确计量进入a 池，兼氧反应系 统的设计我们参照国内一些成功的经验，并根据实际情况进行了多次实验， 使整个 a 池均匀进水，并且污泥与污水进行很好的搅拌混合，有利于将 废水中难降解的有机大分子分解为易降解的有机小分子，为下一步的好氧 处理创造了良好条件。好氧处理采用活性污泥法 ，我们在布气、池型结 构、填料布置等方面进行了精心布置，大幅度提高了溶氧率和codcr 的降解速率。 后续物化处理，我们取用辐流式沉淀池，对大型污水处理厂较为经济， 并且 机械排泥设备已经定型系列化。 2.2 设计水质及水量设计水质及水量 需处理的污水水质和水量由业主提供，经我方复测，如表2-1： 表 2-1： 水质及水量 名称污染物名称污染物浓度 ph6-7 cod1600 mg/l 大东污水 ss400mg/l 废水总量15000 吨/天 注：根据该公司废水水质不稳定的特点，进污水处理系统废水的各项 水质主要污染物指标取数据中的上限数据。 2.3 综合污水排放标准综合污水排放标准 综合污水排放标准根据某市某公司有限公司所处地理位置及该地区污水处 理厂接纳水质的要求，某市某公司有限公司生产过程中排放的综合污水经污水 处理设施处理后执行污水综合排放标准 （gb8978-1996）三级标准与污水 排入城市下水道水质标准 （cj3082-1999）中以下参数，如表 2-2： 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 表 2-2： 水质排放要求 污水综合排放标准（gb8978- 1996）三级标准（单位：mg/l） 污水排入城市下水道 水质标准（cj3082- 1999）（单位：mg/l） 厂方要求的标准 （单位：mg/l） ph 69 69 69 codcr 500 500 150 ss 400 400 200 2.4 污水回用污水回用 为节省宝贵的净水资源，降低污水处理的成本，在厂内实现回用，加药溶 解用水与污泥冲洗用水，厂区内绿化与地面冲洗用水均采用三级处理出水回用。 另外，滤池后的反冲洗集水池内贮存水可以供市政绿化用水。 2.5 污泥出路污泥出路 某市某公司有限公司污水处理厂所产生的污泥，采用一体化带式压滤机脱 水后，将泥饼作为固体废弃物外运至专业填埋厂处置。 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 第三章 处理工艺技术论证 3.1 造纸废水的水质特征造纸废水的水质特征 造纸废水的排放量和污染物的浓度因原料的种类、生产工艺方法和产品品 种的不同而存在着很大的差异，同时生产规模、设备和管理水平也是很重要的 因素，大规模生产和先进的设备以及管理可以大大减少造纸工业污染物的排放。 3.1.1 备料废水备料废水 在木材湿法备料过程中产生的废水主要含泥沙，在草类原料备料中是水封 除尘产生废水，这两种废水均可通过澄清后循环使用。 3.1.2 黑液、红液黑液、红液 黑液是指用烧碱法和硫酸盐法直接蒸煮原料(麦草、木片等)而产生的废水。 黑液中含有大量的碱木素、半纤维素和纤维素的分解物等有机物，还含有各种 钠盐。红液是指用亚硫酸盐法直接蒸煮原料而产生的废水。 这部分废水的 codcr 高达 100g/l，bod5 也有 50g/l，必须通过碱回收。 3.1.3 洗选废水洗选废水 洗浆为了最大限度提取黑液，提高化学药品的回收率。如果管理得当、封 闭用水，基本上不排出废水。少量的清洗水呈棕黑色，有机污染物浓度很高。 3.1.4 漂白废水漂白废水 漂白是在多段过程中进行的，并使用不同的漂白剂，常用氯气、次氯酸盐、 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 二氧化氯和烧碱等。该工段是工厂外排废水的主要来源，有毒、处理难。 3.1.5 冷凝水废水冷凝水废水 冷凝水废水是指多效蒸发中各效二次蒸汽的冷凝液、清洗和泄漏的废水。 这股废水中含甲醇、乙醇和丙酮等小分子有机物，同时还含有有机硫化。 3.1.6 制浆废水制浆废水 制浆废水中的污染物主要是生产过程中产生的溶解性有机物和流失的小纤 维，废纸造纸制浆废水中还含有脱墨废水。该废水中含有有机氯化物。 3.1.7 造纸白水造纸白水 造纸白水中含有大量悬浮固形物如纤维、填料和涂料等，还有可溶解的有 机污染物，codcr一般 500800mg/l，bod5为 200350mg/l。为了减少污染、 节约用水，造纸厂通常采取部分回用或全部回用。剩余的白水可通过纤维回收、 过滤、气浮或沉淀等方法进行简单处理后再回收使用。但是，长期循环使用会 导致各类污染物在系统中积累，对造纸系统和产品质量造成不良的影响。因此， 应根据实际情况添加合理数量的新鲜水，或者添加经过深度处理(生化处理)的 水。 本工程因厂方采用的是购买成品纸浆造纸，主要处理的是是造纸白水。 3.2 污水处理工艺污水处理工艺 3.2.1 工艺方案选择的原则工艺方案选择的原则 污水处理厂是基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，其建设 和运行意义重大。由于耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中污水处 理工艺方案的优化选择对确保污水处理厂的运行性能和降低费用最为关建，因 此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、 污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工 艺方案，经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。 污水处理厂工艺方案选择的一般原则为： 1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定的排放要求； 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 2）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效益； 3）运行管理方便，运转灵活，在一定的负荷变化范围内，可根据不同的进 水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和 处理构筑物的处理能力； 4）选定工艺的技术及设备先进、可靠、成熟； 5）便于实现工艺过程的合理自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人 工费用。 3.2.2 本工程水质特点本工程水质特点 本工程来水为生活污水和未经处理的造纸污水混合，其比例为：生活污水 和工业污水比例 3%、97%。其水质特点以造纸污水为主。由于本项目为大东造 纸厂厂区污水，其收水还具有下列特征： 1）排水纳污面积小，污水量基本稳定，因此变化系数小，进水水质、水量 波动都较小，冲击负荷不大。 2）污水、雨水厂实行分流，收集的污水可能还带有一定的初期雨水冲击。 3）公司的发展可能出现跳跃式的发展，近期污水量比较少，规划远期污水 量较大。 因此,本污水处理应满足经济、高效、节能和简便易行的处理要求，同时要 结合建设管理方便，日常运行灵活可调。 3.2.3 总体工艺方案选择的原则总体工艺方案选择的原则 污水厂的建设和运行受多种因素的制约和影响，其中工艺方案的确定是确 保污水厂的运行性能、降低污水建设和运行费用的最关键因素，因此有必要根 据确定的标准和一般性原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、污水水 质特性以及当地的实际情况、条件和要求，选择切实可行且经济合理的多个工 艺方案，经全面技术经济分析，优选最佳的总体工艺方案和实施方式。 大东造纸污水处理厂的总体工艺方案确定过程中，将遵循以下原则： 1）技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定可靠，能保证出水 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 水质达到设计排放标准和相关技术要求。 2）应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。 3）易于操作、运行灵活、自动化程度高且便于管理。根据进水水质水量的 变化，能对工艺和操作运行模式进行适当的调整。 4）应与污泥处理和处置方式结合起来考虑，污水厂排出的污泥应易于处理 和处置。 5）最大程度地减少对周围环境地不良影响（气味、噪声、气雾等）满足项 目区域规划的要求。 根据本工程进、出水水质要求，污水处理程度较高，对 codcr 去除率要求 分别达 88%以上，对污水处理工艺选择应十分慎重。因此根据本工程的污水量、 污水水质及当地的经济条件、管理水平考虑适应力强、调节灵活、低能耗、低 投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。下面将对各种工艺的特点进行 论述，以便选择切实可行的方案。 3.2.4 污水生物处理的可行性分析污水生物处理的可行性分析 我国现行室外排水设计规范 （gbj50014-2006）的表中给出了污水处理 厂 bod5 和 ss 的处理效率，见表 3-2。 表 3-1： 污水处理厂的处理效率 处理效率（%） 处理级别处理方法主要工艺 ssbod5 一级处理沉淀法沉淀40552030 生物膜法初次沉淀池、生物膜法、二次沉淀60906590 二级处理 活性污泥法初次沉淀池、曝气池、二次沉淀70906595 从表中可知，二级活性污泥法的处理效率最高，这也是目前国内外大多数 污水处理厂都采用的方法。当污水处理来水 b/c 较好的条件下，常规二级处理 工艺可以有效地去除 bod5、codcr 和 ss，并对氮和磷的有一定程度的去除， 从本工程的进水水质来看，其水质中的氮与磷相对于 bod5与 codcr 而言较低， 由于引入了生活污水使得 n、p 缺少的状况有所缓和，但在其处理的过程中仍 需根据需要适当加入 n、p，以维持生物生物代谢需要； 因此，本项目的水质处理应是水的总磷与总氮的处理。 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 污水处理通常采用物理、化学和生物处理方法，将污水中所含各种形态的 污染物质加以分离去除，或转为无害和稳定的物质，从而使废水得到净化。 本项目的污水处理厂出水要求低于城镇污水处理厂污染物排放标准中 的三级排放标准，达到 cod200 的要求，相对于进水水质而言，处理要求较高， 污水处理工艺选择应考虑采用经长期实践证明，成熟可靠的处理工艺。 目前，污水处理工艺一般首选生物处理工艺，其次再采用物理或化学处理 方式。生物处理虽经济易行，但在污水考虑采用生物处理时，首先要满足生物 处理的条件。因此，以下工艺选择中将首先以生物处理工艺为主来对污水的各 项指标进行分析。 1）bod5/codcr 污水 bod5/codcr 值是评价污水可生化性最简便易行和最常用的方法。一 般情况下，bod5/codcr 越大，说明污水可生物处理性能约好，综合国内外的 研究成果，可参照下表所列的数据来评价污水的可生物降解性能。 表 3-2： 污水可生化评价参考数据 bod5/codcr0.450.30.450.20.30.2 可生化性较好生化可生化较难生化不宜生化 根据对大东污水处理厂进水水质的预测，bod5/codcr0.22，属于有机物 可生化性较差的污水，在物化处理后经 o 池处理可达到 bod5/codcr0.37 以 上，可以采用生物处理工艺进行处理。 2）tn 由于造纸废水中缺乏 n 等营养元素,应向池中投入定量的尿素补充生物链营 养。保证微生物的正常代谢和活性。 3）tp 值和磷酸二氢钾 由于造纸废水中缺乏 p 等营养元素,应向池中投入定量的磷酸二氢钾补充生 物链营养。保证微生物的正常代谢和活性。 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 3.2.5 污染物的去除效果分析污染物的去除效果分析 在常规二级活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除的，污染物 的去除方式决定了污水处理的工艺流程。 1）ss 的去除 污水中 ss 粒径一般大于 1m，在生活污水中的 ss 来自人类生产活动过程 中的排出物和洗涤渣，本污水中的 ss 来自生产过程中随污水带出的颗粒及纤维。 ss 可分为挥发性有机物的 vss（约占总量的 5060%）和无机的 nvss 二种，vss 中 7080%可好氧降解，其量以 bod5计算时相当于污水中 bod5 总量的 2030%，vss 排入自然水体后除给水体增加悬浮物量外，还要造成水 体中氧的消耗，恶化水体。 根据污水的污染源分析，污水中的 ss 数值应近似或稍大于污水中 bod5 数值，如综合污水中的 ss 值与 bod5 相差过大，则有二种可能，当 ss 过大时， 综合污水中必另有 nvss 污染源进入，过大的 ss 是由 nvss 造成；如该值过 小，则应分析少的原因，一般可能在进入污水厂前已沉淀。 ss 中可沉部分在典型的造纸污水中约占 50%，随着无机成分的增加，可沉 部分比例也将增加，可沉部分中的 vss 产生的 bod5 约为总 bod5 量的 2030%，这部分颗粒性 bod5 进入生化反应池之后，无法被微生物直接代谢 降解，除少部分较大颗粒进入污泥之外，另一部分在酶的作用下水解成可溶性 bod5 供微生物代谢，因此需增加污水在反应池的分解时间和容积，同时还需 增加为氧化这部分 bod5 的动力消耗。由于颗粒性 bod5 需经水解后才能被微 生物所降解去除，一般来说颗粒性 bod5 应随污水的 ss 可沉部分在进入生化 反应池前予以沉淀去除，既可保证生化反应池的良好运行条件，又能达到省能 目的。当污水中 ss 浓度低，ss 中颗粒性 bod5 较低时，为简化污水处理流程， 减少处理构筑物和管理点，这时所取得的效益高于为此带来的能耗增加时，可 以省略去除可沉 ss 的沉降构筑物（初次沉淀池） ，污水经前级沉砂池去渣之后 直接进入生化反应池进行处理。 “氧化沟”（连续环形生化反应池）和“sbr”（序 批式反应生化池）就是应用这种工艺的代表，已有许多成功的工程。但在工业 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 废水处理项目中，由于污水中的 ss 中含有的 nvss 较多，去除其中的 ss 对 bod5 影响较小，而对于其 codcr 则影响较大，有利于提高污水的 b/c 比，况 且，由于工业废水排出水一般经厂内简单处理，大颗粒、有回收利用价值部分 已被有效去除，其排出水中含有的 ss 颗粒较小，在自然沉降时，由于小颗粒物 质较多，有可能达不到所要求的去除率，故宜在污水进入初沉池前投加絮凝剂， 利用絮凝剂的吸附与架桥作用，连接在一起，形成较大的絮凝体，去除更多的 小颗粒物质。 污水处理过程中形成的 ss（即活性污泥+少量无机物）的去除主要靠二次 沉淀池的功能。污水中无机颗粒和大尺度的有机颗粒在初次沉淀池就可去除， 小尺度的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小尺度的无机颗粒（包括尺度 大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网捕作 用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。 污水处理厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水 ss 指标，还因为组成出水悬 浮的主要是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，因此较高的出水悬浮物 含量对出水中的 bod5、codcr 等指标也有很大影响。所以控制污水处理厂出 水的 ss 指标是基本的，也是很重要的。 为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适 当的污泥负荷（f/m 值）以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，充分利用活性污 泥悬浮层的吸附网络作用，确保本项目的二沉池出水 ss100mg/l。 2）bod5去除 与 ss 一样，生活污水中的 bod5量也是在人类生活活动过程中产生。其与 生活水平和生活习惯有关，西方人明显高于东方人，发展中国家低于发达国家。 污水中的 bod5，由溶解性、胶体及颗粒性组成。对典型的城市综合污水，其 溶解性 bod5约占 4050%，胶体和颗粒性的占 5060%，其中颗粒性约占 2030%。 污水中 bod5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥与水 进行分离来完成的。 活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最 终产物是 co2 和 h2o 等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶 解性有机物（如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而 百溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被 利用。 由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有 机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质。因此，可以使处理后污水中 的残余 bod5 浓度很低，使出水的 bod520mg/l。 3）codcr 的去除 cod 由二部分组成，可以通过微生物降解的被称之 codb，不能被微生物 降解只能用化学法去除的为 codnb，其中 codb 以 codcr 计时，codb 相当 于 1.72bod5 当量，所以可以从污水中的 bod5 与 codcr 比值分析出污水的可 生化性能，当 bod5：codcr0.45 时的污水被认为易生化，当 bod5：codcr0.25 时的污水被认为不易生化，二者之间认为是可生化。当不 易生化的工业污水大量进入时，要影响城市综合污水的生化性。 可生化 codb 随 bod5 的去除而去除，如污水中 codnb 过高时为达到排 放标准除生化处理外还应辅以化学、物理或其它方法去除。 为提高不易生化污水的生化性能，需采取措施予以提高，对于某些污水可 以通过厌氧水解把污水中大而长的分子链断裂成较短的分子链，供微生物代谢， 以提高污水的可生化性。 本工程主要通过缺氧水解把污水中大而长的分子链断裂成较短的分子链， 以提高污水的可生化性，在处理工艺时其 cod 的去除也应受到重视，防止因水 质变化而使出水水质不稳定，因此，在工艺中应考虑其运行的灵活可调，使之 能够有一定回旋余地来适应水质的变化。能够在后续的好氧处理后，使出水 codcr 指标稳定达到 150mg/l 以下的标准。 再经二沉池出水微絮凝沉降，在降低出水 ss 的同时，可使出水 codcr 得 到同时去除，达到 200mg/l 以下。 4）氮的去除 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 污水脱氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，目前，生物脱氮是主体， 也是污水处理中经济和常用的方法，生物脱氮工艺较多。物理化学脱氮主要有 折点氯化法去除氨氮、选择性离子交换法去除氨氮、空气吹脱法去除氨氮。 物理化学脱氮 a. 折点氯化法去除氨氮 折点氯化法去除氨氮是将氯气或次氯酸钠投入污水中，将污水中的 nh4+- n 氧化成 n2 的化学脱氮工艺。其最终化学反应可表示为： 氯的投加量与 nh4+-n 重量比为 7.6：1，由于污水水质的不同，实际投加 量将大于理论计算值。 此外，折点氯化法还需要消耗水中碱度，理论计算 1mg/lnh4+-n 消耗 14.3mg/l 碱度（以 caco3计） ，一般需向污水中投加 naoh 或石灰来补充污水 碱度的不足；并且尚需对出水余氯进行脱除，以免毒害鱼、贝类水生生物，余 氯脱除可用还原剂二氧化硫将余氯还原成氯离子或用活性炭床过滤吸附。 采用折点氯化法脱氨氮，工艺复杂，投氯量大，再加上补充碱度、余氯脱 除等工艺环节，且投氯尚会产生一些新的有毒和有害物质，故从经济上、运行 管理上和环境上分析均不适宜于本工程。 b. 选择性离子交换法去除氨氮 阳离子交换树脂对各种离子所表现的不同亲和力或选择性是离子交换的基 本条件。目前在污水处理中主要采用沸石天然离子交换物质作为离子交换物质， 但该法在国内尚无应用。 该法存在的主要问题是进入交换柱的 ss 值不应大于 35mg/l，以免增加水 头损失，堵塞沸石床；吸附饱和后必须对沸石进行再生，以恢复其离子交换能 力；无运行管理经验。 c. 空气吹脱法去除氨氮 污水中的氨氮大多以铵离子（nh4+）和游离氨（nh3）形式存在，并在水 中保持如下动态平衡： 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 hnhnh 34 当 ph 值升高时，平衡向右移动，污水中游离氨的比率增加，当 ph 值升 高到 11 左右时，水中的氨氮几乎全部以 nh3形式存在，若加以加以搅拌、曝 气等物理作用可使氨气从水中向大气转移。 氨吹脱包括三个工艺过程：一是提高污水 ph 值，将污水中 nh4+转变为 nh3；二是在吹脱塔中反复形成水滴；三是通过吹脱塔大量循环空气，增加气 水接触，搅动水滴。 该工艺方案主要存在的问题是需对污水调节 ph 值，投加大量石灰，药剂 投加量大，另外还产生大量的污泥，增加处理难度和污泥处理量；由于需要大 量循环空气，故动力费用较高；该方法在城市污水处理中尚无使用先例，也缺 少运行管理经验，因此不推荐采用。 综上所述，物理化学法脱氮从经济、管理等方面均不适宜在污水处理厂中 使用。 生物脱氮 氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水之中。在原污 水中，氮以 nh3-n 及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏 氮，用 tkn 表示，而原污水中的 nox-n（包括亚硝酸盐 no2和硝酸盐 no3在 内）几乎为零，故通常进水总氮即近似等于凯氏氮。 氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一 起从水中去除，这部分氮量占所去除的 bod5的 5%。 在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧 充足、泥龄足够长的情况下进一步氧化成硝酸盐。因为氮在水体中是藻类生长 所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此氮是污水处理厂出水水质控 指标之一。 反硝化菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐（no3-n）中的氮作为电子受体， 氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（n2） ，从而完成污水的脱氮过程，由 于反硝化要求有碳源（bod5） ，根据资料，当水中的 bod5：n3 时，反硝化 某市某公司有限公司 污水处理工程 江苏中天环境工程有限公司 就可以顺利进行。由此可见，要达到生物脱氮的目的，完全硝化是先决条件。 因为硝化菌属于自养菌，其比生长率 n明显小于异养菌的比生长率 h，生物脱 氮系统维持硝化的必要条件是 nh，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷 条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。根据大量的试验数 据和运行实例，设计污泥负荷在 0.18kgbod5/kgmlss.d 及以下时，就可以达到 硝化及反硝化的目的。 本工程因含氮量较低，还需加入作为营养源，故不考虑另外处理措施。 5） 磷的去除 污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。对于污水采用生物除磷为主， 必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水的总磷浓度在排放标准以内。 化学除磷 化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶 性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行， 也可与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。按工艺流程中化学药剂投加点的不 同，磷酸盐沉淀工艺可分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉 淀的药剂投加点是原污水进水处