阳泉焦化综合治理及回用项目可行性研究报告

阳泉焦化综合治理及回用项目可行性研究报告可行性研究报告二O一五年九月目录TOC\h\z\t"2,1,StyleHeading2+(Latin)ArialNarrow(Asian)宋体Char,3,StyleHeading1+(Latin)ArialNarrow(Asian)宋体,2,StyleHeading6+Left:0cmFirstline:0cm,1"第一章 概述 41.1项目名称和承办单位 41.2项目背景及建设必要性 4第二章 编制依据､原则及范围 62.1编制依据和主要资料 62.2编制所采用的标准和规范 62.3编制原则 102.4工程范围及研究内容 12第三章 区域概况与厂址选择 143.1区域概况 143.2污水处理厂厂址选择 21第四章 设计规模与设计标准 254.1排污现状 254.2设计规模 284.3设计进水水质 284.4设计出水水质 30第五章 处理工艺选择 325.1园区污水的水质特性 325.2污水处理设计原则 335.3污泥处理设计原则 335.4污水处理工艺选择 335.5污泥处理工艺 52第六章 污水处理工程设计 556.1工艺设计 556.2建筑设计 746.3结构设计 766.4电气设计 796.5仪表与自控设计介绍 856.6主要设备 896.7辅助生产设备 104第七章 环境保护､劳动保护､消防和节能 1077.1环境保护 1077.2劳动保护及安全卫生 1097.3消防 1117.4节能减耗措施 113第八章 人员编制､经营管理 1148.1人员编制 1148.2经营管理 114第九章 工程投资估算与资金筹措 1169.1投资估算 1169.2编制依据 1169.3设备及材料价格依据 1179.4其他工程费用 1179.5投资估算 1189.6资金筹措 118第十章 财务分析 12010.1财务评价 12010.2计算原则和评价参数 12010.3成本费用预测 12210.4财务分析报表和财务评价指标 12310.5不确定分析 124第十一章 工程效益分析 12611.1环境效益 12611.2社会效益 12611.3经济效益 127第十二章 结论 128概述1.1项目名称和承办单位工程名称:山西阳泉综合废水治理及回用项目建设地点:山西省阳泉市矿区1.1.1建设单位概况1.2项目背景及建设必要性1.2.1园区排水现状及规划目前矿区雨水和污水管道尚不完善,也没有建设大型的污水集中处理设施,只是部分大型企业内部设有污水回用系统,而多数中小型企业内没有任何污水处理设施,整个开发区的污水排放还处于一个无序的状态,对环境和水资源污染严重｡为了确保开发区走循环经济的道路,实现水资源的循环､高效利用,规划开发区规划实行雨污分流的排水系统｡园区内各企业必须将其生产废水处理至满足国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级后,与园区产生的生活污水一并排入园区污水处理厂集中处理｡1.2.2项目建设的必要性无论是生产领域或生活领域,清洁水一旦使用完成或再利用完成,即成为废水､污水,需要排放或考虑重复利用｡污水和废水如果不加处理直接排放,超过自然容留能力,无疑会造成环境污染,轻则损害基地容貌,重则危害人类健康,必需加以收集和处理｡如果要想把污水或废水资源化利用,更是少不了收集和处理｡在我国,环境保护已作为一项基本国策,受到了全社会和各级人民政府的重视｡中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列的法律与法规,以保证这项基本国策的执行｡国家颁布的有关防治水污染的法规如下:《中华人民共和国环境保护法》(2015年1月)《中华人民共和国环境水污染防治法》(2008年6月)《中华人民共和国水污染防治实施细则》(2000年3月)《建设项目环境保护管理办法》(1986年3月)《建设项目环境保护设计规定》(1987年3月)《饮用水水源保护区污染防治管理规定》(1989年7月)国家建设污水处理项目工程是明智之举,虽然在实施过程中存在着许多困难,但我们仍然坚持着｡本项目的建设,将为矿区的建设提供良好的基础设施,不仅能促进矿区建设的合理､快速发展,改观基地环境和精神面貌,对提高矿居民生活质量,促进社会各项事业,特别是工业企业的发展具有重要的意义｡本项目的建设还将大大改善矿区的投资环境,为矿区经济可持续发展打下坚实的基础｡另外,提高工程建设标准达到中水回用的目标,还可以为矿区提供更为经济廉价的生产用水,降低企业生产成本,同时减少了娘子关水资源开采量,对水资源的有效利用有重要的意义｡因此,建设山西阳泉焦化废水综合治理及回用项目是执行国家建设政策､国家法律法规的需要,同时也是园区发展的需要｡编制依据､原则及范围2.1编制依据和主要资料编制依据和采用的主要资料有:《中华人民共和国环境保护法》2015年1月1日(2)《中华人民共和国水污染防治法》2008年6月1日(3)《中华人民共和国固体废弃物环境污染防治法》2005年4月1日(4)建设部国家环境保持总局科技部城建[2000]124号文件《城市污水处理及污染防治技术政策》(5)住房城乡建设部工程质量安全监管司组织编写《市政公用工程设计文件编制深度规定》(2013年版)2013年4月(7)《国家环境保护“十一五”科技发展规划》2.2编制所采用的标准和规范2.2.1 水质标准《地表水环境质量标准》 GB3838-2002《污水综合排放标准》 GB8978-1996《污水排入城镇下水道水质标准》 CJ343-2010《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002《炼焦化学工业污染物排放标准》 GB16171-2012《钢铁工业水污染物排放标准》 GB13456-2012《循环冷却水用再生水水质标准》 HG/T3923-2007《城市污水再生利用工业用水水质》 GB/T19923-2005《工业锅炉水质》 GB/T1576-20082.2.2 勘察､设计规范《室外排水设计规范》 GB50014-2006《市政公用工程设计文件编制深度规定(2013年版)》《城市排水泵站设计规程》 DGJ08-22-2003《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》 CJJ31-89《城市污水处理工程项目建设标准(修订)2001》《城市给水工程规划规范》 GB50282-1998《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003《建筑给水排水制图标准》 GB/T50106-2010《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010《钢结构设计规范》 GB50017-2003《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010《水工混凝土结构设计规范》 DL/T5057-2009《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003《建筑设计防火规范》 GB50016-2006《给水排水工程埋地矩形管道结构设计规程》 CECS145:2002《地下工程防水技术规范》 GB50108-2008《室外硬聚氯烯给水管道工程设计规程》 CECS17:90《建筑结构制图标准》 GB/T50105-2010《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB50069-2002《砌体结构设计规范》 GB50003-2011《供配电系统设计规范》 GB50052-2009《10kv及以下变电所设计规范》 GB50053-1994《低压配电设计规范》 GB50054-2011《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 GB50058-1992《35/110kv变电所设计规范》 GB50059-1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 GBT50062-2008《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137:2002《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138:2002《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-2012《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB50069-2002《给水排水工程管道结构设计规范》 GB50332-20022.2.3 施工和验收规范(1)给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008(2)市政排水构筑物工程施工及验收规程 DBJ08-224-96(3)市政排水管道工程施工及验收规程 DBJ08-220-96(4)室外硬聚氯乙烯给水管道工程施工及验收规程 CECS18-90(5)建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程 CJJ/T29-98(6)采暖与卫生工程施工及验收规范 GBJ242-1982(7)埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术标准 CECS10-1989(8)埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准 SY/T0447-96(9)土方与爆破工程施工及验收规范 GB50201-2012(10)屋面工程质量验收规范 GB50207-2012(11)建筑地面工程质量验收规范 GB50209-2010(12)建筑防腐蚀工程施工及验收规范 GB50212-2002(13)混凝土外加剂应用技术规范 GB50119-2013(14)通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002(15)建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2013(16)建筑电气工程施工质量验收规范 GB50303-2002(17)工业自动化仪表工程施工及验收规范 GBT50093—2002(18)自动化仪表工程施工及验收规范 GB50093-2002(19)电气装置安装工程施工及验收规范 GB50254-50259-96(20)建筑工程施工现场供用电安全规范 GB50194-93(21)钢筋焊接及验收规程 JGJ18-2012(22)机械设备安装工程施工及验收规范 GB50231-1998(23)地基与基础工程质量验收规范 GB50202-2002(24)砌体工程施工质量验收规范 GB50203-2011(25)混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002(26)钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001(27)地下防水工程质量验收规范 GB50208-2011(28)市政地下工程施工质量验收规范 DG/TJ08-236-20062.2.4 环保标准(1)《地表水环境质量标准》 GB3838-2002(2)《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002(3)《污水综合排放标准》 GB8978-1996(4)《环境空气质量标准》 GB3095-2012(5)《工业企业厂界环境噪声排放标准》 GB12348-20082.3编制原则2.3.1污水处理厂设计原则(1)贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家的相关法规､政策､规范和标准｡(2)工程设计方案响应国家“节水治污”､“节能减排”精神,也符合山西阳泉矿区总体规划及各分项规划要求｡(3)结合阳泉矿区的现状,考虑分期实施,提高水资源的重复利用率｡(4)根据设计进水水质和出水水质要求,对污水处理工艺进行多方案比选,其推荐采用的污水处理工艺力求技术先进成熟､处理效果好､运行稳定可靠､高效节能､经济合理,确保污水处理效果,尽量减少工程投资及日常运行费用｡(5)采用现代化自控技术,污水处理厂可实现自动化管理,达到技术可靠,提高管理水平,降低劳动强度及运行费用｡(6)设计必须考虑节能,避免对环境造成的二次污染｡2.3.2污水处理工艺设计原则污水处理厂的建设和运行耗资比较大,并且受到多种因素的制约和影响｡其中,处理工艺方案的优化选择对污水处理厂的投资及运行管理的影响尤为关键｡因此,须从整体优化的观点出发,综合考虑当地的客观条件､污水性质及处理出水要求,提出最佳的污水处理工艺方案｡污水处理工艺选择原则:1)技术成熟,运行可靠,满足处理出水要求｡2)运行管理方便,运转灵活,对进水水量､水质的变化有相应的抗冲击能力及应变能力｡3)经济合理,在满足处理要求的前提下,节约基建投资和运行管理费用｡4)工艺配套设备技术先进､质量可靠,并有广泛的选择余地｡5)工艺过程自动化控制程度高,降低劳动强度｡6)考虑分期建设,以近期为主,预留远期用地｡2.3.3污泥处理设计原则选择污泥处理工艺以及进行污泥处理系统的设计,主要针对污泥进行稳定化､无害化和减量化处理｡1)根据污水处理工艺,按其产生的污泥量､污泥性质,结合自然环境及处置条件选用符合实际污泥处理工艺｡2)根据污泥排出标准,采用合适的脱水方法､脱水后污泥含水率低于60%｡3)妥善处置污水处理过程中产生的栅渣､污泥,避免二次污染｡2.4工程范围及研究内容2.4.1编制范围本工程包括山西阳泉矿区焦化废水处理｡污水处理厂最终服务范围为山西阳泉矿区焦化废水排放的工业企业排放的符合纳管标准的焦化废水｡2.4.2编制内容对废水处理工艺进行优化组合和多方面的经济技术比较,确定技术可行､经济合理,适合国情条件的工艺技术路线｡对废水处理工艺的推荐方案进行工艺､建筑､结构､电气､机械和仪表自控等专业设计,提出示范工程定员､节能､环保､消防､厂区总平面等方面的说明｡对推荐方案提出工程投资估算,并进行成本预测｡提出工程可行性研究结论､存在问题和建议｡区域概况与厂址选择3.1区域概况3.1.1地理位置阳泉矿区位于山西省沁水盆地东北部,面积2102.47平方千米｡矿区范围西北以郭家沟断层为界,东南以清漳河为界;北界､东界为煤层露头,西部深部界线以各勘探区和矿井边界连成一个半环形｡区内地形较复杂,西部寿阳区和南部和顺区以剥蚀低山丘陵为主,中部盂县､阳泉､昔阳一带以剥蚀中—低山为主;总趋势为西高东低､南高北低,相对高差近千米｡矿区总体构造为单斜构造｡地层走向寿阳—阳泉—平定—和顺一带大致由北东东转为北西至北北东向;倾向南东转至南西至北西,向盆地中心倾斜｡矿区内断层不发育,但环状陷落柱构造特别发育｡含煤地层为石炭—二叠系的太原组和山西组;煤层发育,主要可采煤层有8､9､12､15号煤层｡3煤层为局部可采煤层｡煤层厚度平均1.01~5.20米,太原组15煤层最厚,10~11.26米｡煤类主要为无烟煤,次有贫煤､瘦煤,少量焦煤｡从西北向东南,煤变质程度增高｡镜质组反射率1.73%~3.11%｡煤结构完整,裂隙较发育,以小型裂隙和微裂隙为主｡阳泉矿区煤层气资源丰富,煤层气资源量为908.8亿立方米｡在埋深300~1000米中,煤层含气量5~30立方米/吨｡甲烷浓度80%以上｡煤层渗透率为(0.5~6.7)×10^-3平方微米｡阳泉矿区地处山西省中部经济区核心区,是未来山西省经济发展核心承载与外延拓展地带｡同时处于城镇体系一级发展轴和二级发展轴的交汇处｡3.1.2历史沿革山西阳泉矿区(以下简称矿区)是山西省阳泉市三区之一,是焦化工业较大的工业区｡清末,现今的市中心还是一片荒滩,自1903年石太\o"铁路"铁路通车后,煤､铁､硫磺等工业随之兴起,至1936年才形成一个有三万余人的小集镇,属平定管辖｡1947年5月4日,以原平定县的一部分设阳泉市,后改为阳泉工矿区｡

抗日战争时期,平定分置平定(路北)县､平(定)东县和平(定)西县,\o"盂县"盂县分置盂(县)平(山)县､盂(县)阳(曲)县､盂(县)寿(阳)县;正太铁路以南的平(定)东､平(定)西二县属晋冀鲁豫边区,以北各县属晋察冀边区｡解放战争时期,平定､盂县逐渐恢复原建置｡

1949年设阳泉工矿区,属榆次专区｡1951年\o"阳泉"阳泉工矿区改设阳泉市,由省直辖｡1958年阳泉市划归晋中专署领导｡1961年阳泉市改由省直辖｡1970年阳泉市划归晋中地区领导｡1972年阳泉市改由省直辖｡3.1.3阳泉矿区的规模､产业结构矿区现有企业80余家,其中规模以上企业29户,初步形成了以煤焦､化工､冶炼､机械铸造和建材为特色的符合工业生态系统的工业产业集聚区｡至2007年完成工业增加值213335万元,完成现价工业总产值711118万元,实现利税109610万元｡矿区80余家企业,其中较大型企业共计35个｡涉及产业门类较多,主要为煤焦､化工､机械加工､材料加工､铸造､玻璃加工､建材､电力和农副产品加工｡3.1.4自然条件1､气候特征阳泉矿区位于太行山北段西翼,区内落雁脑､庙粱分水岭,大致呈东西向横贯全区中南部,形成中部高而南北低的地势｡区内地形切割剧烈,冲沟极为发育,其山脊与沟谷多数成北东向排列于分水岭两侧,犹如羽状,形成复杂的中高山地貌｡地表多为裸露岩石,少量第四纪黄土分布于山顶及山坡｡井田内地形最高点为中部的落雁脑,标高为1369.3米,最低点为沸腾锅炉房蒙村河床处,标高为766.3米,相对高差约603米｡2､地理条件阳泉市矿区是山西省阳泉市的县级建置区,是全国最大的无烟煤生产基地,煤炭､铝冶､磁材为区域三大支柱产业｡3､工程地质条件(1)建筑场地阳泉矿区所在地由洪积倾斜平原和冲击平原组成,组成物质以沙砾石和亚沙土为主,岩性为灰岩和变质岩类,并夹有黄土类物质｡建筑场地较为平坦,沉积物质达千米以上,为晋中盆地组成部分,地耐力在15~20t/m2｡地震阳泉矿区以断裂构造运动为主,以断陷带内一系列盆地断陷下沉,山区相对上升为主要特征,因此各盆地接受了巨厚的沉积物,形成了大面积的冲积和洪积平原,并反映出新构造运动的继承性特点｡4､矿产资源(1)煤矿资源山西阳泉煤田属于西山煤田,主要分布在中东部地区,总储量为19.94亿t｡主要煤种为焦煤､肥煤,储量约为18亿t,可供炼焦､煤焦配煤及动力煤､无烟煤｡磁窑—崔家山一带为火矿区,主要储藏煤焦､无烟煤,储量为1.94亿t,可作动力煤和配焦煤｡(2)黑色金属矿产阳泉矿区内黑色金属矿主要是铁矿,分布在县域东北部狐偃山南侧,大冶式—矽卡岩型铁矿品位较高,工业储量为111.7万t,远景储量249.9万t｡另外还有山西式铁矿､鞍山式沉积变质铁矿｡(3)非金属矿产主要有石棉､石灰岩､大理石｡3.1.6人口状况一､阳泉矿区人口1､阳泉矿区人口现状矿区总面积10平方千米,现状建成区范围内人口22万人,人员组成包括产业工人､服务业从业人员和开发区范围内村庄人口三类｡2､规划发展影响人口矿区拥有的资源优势和多年发展形成的产业布局,决定了工业经济在相对长的时间内,仍将是区域经济的主导产业｡围绕阳泉市建设特新材料基地的构想,区委､区政府确定了“工业强区､三产活区､民营兴区､招商引资促发展”区域经济总体发展思路,以及建设“一带”(沿桃河三产经济带)“两区”(贵石沟煤电铝及煤化工工业园区､赛鱼铝产品加工工业园区)“四大商贸板块”(平潭､桥头､赛鱼､蔡洼商贸板块),重点发展三大支柱产业(煤炭深加工产业､铝加工产业､磁材产业)的具体部署,积极推进区域经济发展,区域经济呈现快速发展的良好势头将会影响阳泉矿区的人口数量｡3.2污水处理厂厂址选择3.2.1选择原则焦化废水处理与回用项目的位置受到企业排水系统布置的支配,在进行污水厂的总体设计时,对具体厂址的选择,须进行深入的调节研究和详尽的技术经济比较,其一般选择原则为:(1)污水处理厂设置应根据工业区总体规划､污水量以及地形地势等综合因素来确定｡(2)根据水体的纳污能力和作为受纳水体的可能性,考虑污水处理厂设置的位置｡受纳水体应有足够的环境容量,以减少尾水对受纳水体的影响｡厂址应尽可能设在城市边缘,并要求出水管线短,靠近受纳水体｡(3)污水处理厂尽可能设在城市或生活居住区的下风向及远离生活居住区(在300m以上),以减少对城市的环境影响｡(4)厂址所在地的地势较低,有利于污水自流,减少污水提升次数,节省投资和运行成本｡(5)处理厂应尽量少占土地和不占良田,厂址现址没有或很少建筑物,可节省拆迁费用｡同时,要考虑今后有适当的发展余地｡(6)厂址应选在地质条件较好的地方,地基较好,承载力较大,地下水位较低,便于施工｡(7)厂址应选择不受洪水威胁的地方,否则应考虑防洪措施｡(8)厂址位置应便于污泥的最终处理｡(9)应考虑交通运输及水､电､暖供应等条件｡根据以上选择原则,本工程污水处理厂厂址选择如下｡3.2.2厂址选择山西阳泉焦化厂处理厂山西阳泉焦化厂处理厂图3-1山西阳泉矿区焦化污水处理厂区位图3.2.3回用水去向本项目污水处理厂出水部分处理到满足回用水要求后回用｡纳滤产水主要流向附近电厂等企业作为企业脱盐水制备系统的原水,浓水经处理后可回用至附近企业用于洗煤水等对水质要求不高的用途｡3.2.4尾水排放和污泥处置本项目污水排放口设置于白石南河,尾水经白石南河去往汾河｡排放口距污水处理厂距离约1公里,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准｡本项目产生的污泥经脱水后外运至附近电厂掺烧处置｡设计规模与设计标准4.1排污现状山西交城经济开发区污水处理厂主要处理开发区内企业排放的工业废水和生活污水｡根据调研,目前园区内主要排污企业及其排放的废水情况如表4-1所示｡表4-1主要排污企业及其排放的废水情况企业名称山西宏特煤化工有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)软水车间重盐水16815517.510.650.159317其他企业名称山西华鑫煤焦化实业有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)电厂重盐水360020827.920.80.151701循环冷却排污水38420200697.930其他企业名称山西田宝肥业有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)锅炉重盐水130015527.9710.720.141973循环排污水12001580160.340.76其他企业名称山西中航腾锦清洁能源有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)锅炉及渗透水､生活污水1456.082435.1420.91重盐水256120.750.13其他企业名称山西省交城县红星化工有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)锅炉重盐水30251830.930.16其他企业名称山西省交城县并盛化工有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)软水装置､废热锅炉1864425180生活水67002517018080重盐水25720.850.14其他企业名称山西省美锦镁合金科技有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)生活废水4380253006060重盐水251010.950.17其他企业名称山西省交城县新园太生物科技有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)酚水225481.8重盐水25520.650.12其他企业名称园区其他企业生活污水废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)生活废水1703253006050重盐水25620.640.15其他企业名称山西省交城县兴龙铸造有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)重盐水2568.720.620.122002其他企业名称山西利虎玻璃集团有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)锅炉重盐水502525150.960.17其他企业名称山西美锦煤化工有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)间接冷却水､循环水1232580070783.50.2450重盐水172825827.750.550.146070其他企业名称山西建华美锦管桩有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)蒸汽冷凝水1702580169.80.03重盐水256111.210.650.131602其他企业名称山西新天源医药化工有限公司废水种类水量(t/d)水温(℃)COD(mg/L)SS(mg/L)pHBOD(mg/L)氨氮(mg/L)TP(mg/L)硬度(mg/L)电导(us/cm)软化及锅炉排污水1112.7251632.020.03脱盐水站排水循环冷却排污水重盐水251027.7430.950.031138其他总计52904.7298.5120.348.929.43.552.0由上表可知,目前开发区排污量约53000m3/d,主要废水来源为煤化工废水,部分企业排放的生产废水COD､氨氮等污染物浓度很高,可生化性较差｡部分企业排水含脱盐水站和循环冷却水排污水,预计污水厂进水中将含有一定量的盐分｡4.2设计规模目前开发区排污量约53000m3/d,随着园区的发展､新企业的入驻,排污量还将逐年增加｡本污水处理厂工程设计水量40000m3/d,主要处理对象为园区工业废水,及各企业及生活区排放的生活污水｡4.3设计进水水质污水处理厂进水污染物浓度的高低决定污水处理工艺流程的选择,且与污水厂的基建投资和运行费用密切相关｡然而,污水厂进水水质又与工业用水状况､工业废水种类及预处理情况､居民生活水平､生活用水状况､以及污水收集方式等相关联,要准确预测污水厂建成后实际进水水质,难度较大｡为力求所确定的水质符合实际情况,本可研一方面参考现有企业排污情况和园区未来的产业规划,一方面从国家相关的设计规范以及相似污水处理厂的水质情况等多方面来预测园区污水处理厂的设计进水水质｡根据CJ343-2010《污水排入城镇下水道水质标准》,对排入有城市污水处理厂的下水道系统的工业废水中污染物最高允许排放浓度有明确规定｡下水道末端污水处理厂采用再生处理时,排入城镇下水道的污水水质应符合如下规定｡COD≤500mg/LBOD≤350mg/LSS≤400mg/LNH3-N≤45mg/LTN≤70mg/LTP≤8mg/L此外,各企业排入污水收集管网的污染物浓度还应满足相关行业的污染物排放标准,如焦化企业的污水排放应满足《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012),钢铁企业的污水排放应满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456—2012)｡园区的企业涉及行业主要有煤焦､化工､机械加工､材料加工､铸造､玻璃加工､建材､电力和农副产品加工等,目前主要企业排放的污染物浓度可参考表4-1｡根据园区规划,还将新建一批以焦化､合成氨､煤化工等行业为主的大型企业｡根据相关行业废水特点,经过预处理的废水中剩余的有机物大部分难以生化降解,预计COD和氨氮将更高,BOD会比常规污水更低｡园区中的焦化企业排水氨氮较高,往往需要外加碳源以满足反硝化反应需求,为增加废水的可生化性,并减少外加碳源量,将园区的生活污水与工业废水合并处理｡综合考虑以上因素,确定污水处理厂废水进水主要水质如下:表4-2设计进水水质水质指标COD[mg/L]BOD5[mg/L]SS[mg/L]NH3-N[mg/L]TN[mg/L]TP[mg/L]进水水质521540035700.234.4设计出水水质该污水处理厂出水部分处理到满足回用要求后回用为附近电厂等企业锅炉补给水的原水;其余尾水到达标排放,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准｡设计进出水水质对照如下表所示｡表4-3设计进､出水水质序号控制项目进水水质排放水质回用水水质1CODcr(mg/L)≤500≤50≤602BOD5(mg/L)≤150≤10≤103SS(mg/L)≤400≤10/4NH3-N(mg/L)≤45≤5(8)≤105TN(mg/L)≤70≤15/6总磷(mg/L)≤8≤0.5≤17动植物油(mg/L)≤100≤1/8石油类(mg/L)≤20≤1≤19挥发酚(mg/L)≤1≤0.5/10总氰化物(mg/L)≤0.5≤0.5/11色度(稀释倍数)≤50≤30≤3012pH6.5~9.56~96.5~8.513粪大肠菌群数(个/L)/≤103≤200014浊度(NTU)//≤515铁(mg/L)≤5/≤0.316锰(mg/L)≤2/≤0.117氯离子(mg/L)≤500/≤50018二氧化硅(mg/L)//≤3019总硬度(mg/L)//≤45020总碱度(mg/L)//≤35021硫酸盐(mg/L)≤400/≤25022TDS(mg/L)≤1600/≤100023阴离子表面活性剂(mg/L)≤20≤0.5≤0.5根据进､出水水质比较,该污水处理厂排放水处理工艺以去除有机物为主,同时具有脱氮的功能;而回用水处理工艺以软化脱盐为主｡处理工艺选择5.1园区污水的水质特性1)污水的可生化特性园区污水BOD5/CODcr=150/500=0.3由于BOD5/CODcr<0.35,表明园区污水的可生化性较差,生化处理难度较大,同时本次取样为冬季且企业订单不足,排污总量相对较少,企业自备污水处理装置运行负荷较低,导致化验结果各项数值可能偏低,为了消除以上影响,在设计过程中,团队充分考虑到企业排放污水的波动性,因此,在工艺选择上对此做了相应考虑｡废水来源含有企业外排的重盐水､经过处理的生产生活污水､循环排污水等,其中主要焦化厂的废水全部在厂内处理后回用,在前期走访及资料收集过程中,主要企业相关负责人对厂内废水产量及回用情况均作了说明,企业自建水处理设备基本都在运行中｡2)污水的反硝化特性园区污水BOD5/TN=150/100=1.5由于BOD5/TN<3.0,故表明污水的碳源不能满足反硝化需求,需要外加碳源｡经过前期取样化验,园区排放废水总的特点是有机物含量不高,氨氮较高,含盐量较大,硬度大,其主要原因就是企业排放大量的重盐水导致｡因此本工艺的处理思路是废水收集后先进行预处理,再进行生化达到去除有机物脱氮的目的,接着对废水进行软化,为后续进膜创造良好的条件,废水软化后进行深度处理脱盐,脱盐产品水回用,作为企业锅炉补给水的原水,浓水采用蒸发工艺,使得本项目达到“零排放”的标准｡5.2污水处理设计原则1)根据进水水质､水量以及受纳水体的环境容量,综合考虑实际情况,选用低能耗､低运行费､低基建费､操作管理方便､工艺成熟的污水处理工艺｡2)污水厂总平面布置力求紧凑,有效利用地形,减少占地和投资｡其绿化面积不小于30%,创造一个优美的工作环境｡3)妥善处置污水处理过程中产生的污泥和栅渣等污物,避免造成二次污染｡4)污水处理过程中的自动控制,力求安全可靠､经济实用,提高管理水平,降低劳动强度及运行费用｡5.3污泥处理设计原则1)根据污水处理工艺,按其产生的污泥量､污泥性质,结合自然环境及处置条件选用符合实际污泥处理工艺｡2)根据城市污水厂污泥排出标准,采用合适的脱水方法､脱水后污泥含固率大于40%｡3)妥善处置污水处理过程中产生的栅渣､沉砂和污泥,避免二次污染｡5.4污水处理工艺选择根据设计原则和设计要求,本工程拟比选出一个投资省､运行费用低､耐冲击性强､技术成熟､处理效果稳定可靠､运行管理方便､要求操作运转灵活､技术设备先进､成套性好､便于分期实施的处理工艺｡5.4.1调节和事故储存针对工业废水的处理而言,由于水质水量变化范围比较大,为了水量､水质均衡,保证后续处理的稳定性和连续性,平衡冲击负荷,一般均采用设置调节池以达到均匀水质及水量的目的｡根据工程经验,调节池的水质水量调节作用好坏对污水处理系统能否正常运行影响较大｡同时,为防止企业在事故状态下排放出超出系统设计水质､水量的高浓度废水,设置一座事故池｡调节池和事故池合建,根据类似工程经验和废水排放规律,总调节时间定为18小时｡为同时实现水量水质的均衡,调节池和事故池流态采用完全混合式｡5.4.2预处理本项目取水点在“白石南河”,河水中泥沙较大,且受季节影响,因此进水需要进行必要的预处理,去除水中泥沙及其他悬浮物｡针对这类水质特点,常用的预处理工艺是反应沉淀｡沉淀池的类型比较多,常见的有网格絮凝反应池､平流沉淀池､机械搅拌澄清池等｡结合本项目水质的特点拟采用网格絮凝反应池集混凝反应､絮凝反应､沉淀为一体的絮凝沉淀池｡沉淀池工艺有网格絮凝反应池､平流沉淀池､机械搅拌澄清池等｡各种沉淀工艺的比较见下表｡表5-1各种反应沉淀池工艺比较对比项目网格絮凝反应池平流沉淀池机械搅拌澄清池工艺特点1､采用网格絮凝,沉淀区可根据出水效果加设斜管,出水效果好;2､重力排泥,能耗低;3､设备整体性好,结构简单,安装检修方便;4､水力负荷1~2.5万m3/d;5､占地面积较小;6､可分组建设,改扩建方便;1､采用长方形水池,构造简单,造价较低,净水效果稳定;2､处理水量不限,沉淀效果好;3､平面布置紧凑,施工方便,造价低;4､占地面积较大;5､多斗排泥时,需要机械辅助,工作繁杂,能耗大｡1､采用机械搅拌,处理效率高,适应性较强;2､重力排泥,能耗低;3､设备整体性好,安装检修方便;4､圆形池体,可分组建设,改扩建方便;5､占地面积小;6､投资成本高;7､维护较麻烦｡技术可靠程度技术成熟､可靠;适用范围广技术成熟､可靠;适用于进水水质较好的情况技术成熟､可靠;适用于小水量情况运行管理要求运行管理方便操作强度小运行管理较复杂操作强度小运行管理较复杂操作强度大自动水平较高一般较高工程投资一般一般一般运行费用很低较高一般由上表可以看出,网格絮凝反应池配套设备工艺最简单,设备也较少,产泥量低,出水效果好,池形简单占地中等等优点;平流沉淀池配套设备相对简单,但需要机械辅助排泥,能耗较大,占地较大;机械搅拌澄清池占地较小,但搅拌机刮泥能耗较大,同时产泥量也较大,运行维护要求较高;结合本工程的特点,为更好的减轻后续工艺的负荷,本方案选用网格絮凝反应池,能满足污水处理的要求｡综上所述,本方案沉淀池选用网格絮凝反应池作为预处理｡5.4.3生化处理对于含难降解有机物的工业废水来说,一般生化二级处理可选择的方案是:先经过水解酸化预处理,提高废水的可生化性,再进生化处理｡生活污水直接进行生化处理｡1､水解(酸化)在废水生物处理中水解指有机物在进入细胞前,在细胞外进行的生化反应,其特征是微生物通过释放胞外自由酶或固定酶来完成生物催化氧化反应(主要是大分子有机物的断链和水溶);酸化是一类典型的发酵过程,其特征是微生物利用溶解性的基质产生各种有机酸｡水解和酸化是不可分割地同时进行｡本工程中,水解酸化的目的是将废水中难以生物降解的固体物质分解为溶解性物质;将复杂有机物降解为易生物降解的溶解性简单的有机物,提高废水的可生化性,以利于后续的好氧生物处理｡水解酸化实际上是好氧生物处理的一种前处理｡目前经常使用的水解酸化工艺有以下几种:接触式反应器(污泥为悬浮生长,类似于厌氧消化系统的厌氧接触反应器);污泥床反应器(污泥为悬浮生长,类似于厌氧消化系统的上流式厌氧污泥床UASB);生物膜式反应器(污泥为固定生长)｡水解酸化方案比较:1)方案一:上流式水解污泥床2)方案二:完全混合式水解池3)方案三:上流式水解填料床4)方案四:推流式填料水解池表5-2水解酸化阶段方案综合比较方案一上流式水解污泥床方案二完全混合式水解池方案三上流式水解填料床方案四推流式填料水解池工艺特点1､采用上流式的构造,易形成污泥层,固化污泥,使得反应效率提高;2､不采用填料,防止SS经常堵塞;3､高度上留有一底部混合区,可以有效利用池内污泥吸附来水中的有机物,促进污泥层反应效果;4､污泥水解酸化效果好,出水稳定,污泥降解率高;5､靠进､出水压差出流,无机械能耗;6､不需设中间沉淀池;7､占地面积小;8､配水系统复杂1､传统的池型构造,属于传统的活性污泥法,水力停留时间长,耐来水冲击负荷;2､水头损失小;3､池内需设水下推进器进行推流;并有污泥内回流;4､需设中间沉淀池;5､配水系统简单1､采用上流式的构造,在半软性填料上固化污泥,使得反应效率提高;2､如控制得当,污泥水解酸化效果好,出水稳定,污泥降解率高;3､靠进､出水压差出流,无机械能耗;4､不需设中间沉淀池1､传统的池型构造,属于接触水解酸化法,在半软性填料上固化污泥,使得反应效率提高;2､如控制得当,污泥水解酸化效果好,出水稳定,污泥降解率高;3､水头损失小;4､池内设水下推进器进行推流;5､不设中间沉淀池;6､配水系统简单技术可靠程度技术成熟､可靠;适用于进水水质中等的情况技术成熟､可靠;适用于进水水质较低的情况技术成熟､可靠;适用于进水水质较高的情况技术成熟､可靠;适用于进水水质较高的情况运行管理要求运行管理较复杂运行管理方便运行管理方便运行管理方便自动水平一般一般一般一般工程投资较高较低较低较低运行费用较高较低较低较低从上表比较可知,推流式填料水解池方案比较适合于本废水的进水水质,该方案处理效率高,管理方便,不需中间沉淀池,此外剩余活性污泥可实现减量､稳定化｡所以本工程工业废水处理的水解酸化阶段推荐采用方案四:推流式填料水解池｡2､生化处理污水生物处理主要借助微生物的分解作用把污水中有机物污染物转化为简单的无机物,使污水得到净化｡其具有效果好,费用低,技术较简单等优点,故在现代污水处理中得到最广泛应用｡本工程中的废水主要污染物为各类有机物,故选用生物处理工艺,拟对下列三个工艺进行比较,改良SBR法､氧化沟法､A/A/O法等,各处理工艺的机理简述如下:1)改良SBR法(方案一)1901年英国Ardern和Lockett在其试验成功的基础上在世界化学学报上首先发表了一篇重要的科研报告,介绍了在单一的反应器内将空气注入污水中,将其所产生的污泥进行循环并按间歇方式运行,就得到良好的污水净化效果,从试验成果,诞生了活性污泥法｡80年来活性污泥法一直处于污水生化处理的主导地位｡但是由于当时的活性污泥法虽然处理效率很可观,由于监控和检测技术的限制,SBR法未得到广泛应用｡70年代起,由于西欧各国财政上的原因,政府对小城镇环保项目的投入减少,迫使小城镇的环保事业着眼于低投资低能耗,同时由于程控技术,电子计算机技术的发展,一些水质仪表如溶氧测定仪､ORP计的开发应用,于是SBR法又得到了重视｡日本､美国､澳大利亚､法国等国家开始了高层次重新研究间歇活性污泥法｡被命名为序批式活式污泥法(SequencingBatchReactor简称SBR)｡根据SBR工艺运行模式,其操作由进水､曝气反应､沉淀､排出和闲置5个基本过程,从进水至闲置间的工作时间为一个周期｡在一个周期内的5个过程都在一个反应池内按程序完成,整个处理系统可以通过二个或二个以上的反应池进行组合交替完成｡由于SBR工艺流程短,反应过程在一个池内按时间程序完成,所以在时间程序中进水阶段可以降低曝气强度使池内产生缺氧状态,而曝气阶段的时间可根据实际反应时间而定｡通过时间顺序可以对缺氧､好氧的比例进行调整,使处理系统更适应水质的变化和达到期望的出水标准;通过时间程序可控制沉淀出水水质,根据活性污泥的实际沉淀时间使出水SS浓度更低｡由于SBR法中,曝气､沉淀集同一池内,节约了二次沉淀池和污泥回流系统,但曝气池体积､曝气动力设备均要增加,在中小规模污水处理中是较好的处理工艺｡典型的SBR工工艺已发展出了许多变种,改良SBR工艺是其中一能够达到脱氮除磷功能完善的方式｡本工程拟采用改良SBR工艺作为方案一进行比较｡在改良SBR池内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,这对进水水质､水量､PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时对丝状菌的生长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀;随后在反应阶段经历一个较低负荷的基质降解过程｡改良SBR工艺集反应､沉淀､排水于一体,对污染物的降解是一个时间上的推流过程,微生物处于好氧——缺氧(厌氧)——好氧的周期性变化之中,因此可有效地防止污泥膨胀｡完整的改良SBR操作周期一般分为以下四个步骤:a)反应阶段:由多个曝气(O)和无氧搅拌(A)阶段串联组成,此时有机污染物和氨氮被微生物氧化分解｡b)沉淀阶段:此时停止反应,活性污泥逐渐沉到底部,上层水变清｡c)出水阶段:沉淀结束后,置于反应池末端的空气堰开始工作,逐渐排出上清液｡本工程改良SBR工艺采用连续进水､连续排水的模式;而且可随来水水量和水质情况,及时调整运行组数和运行周期安排,以节约能耗｡2)氧化沟法(方案二)氧化沟最初于五十年代出现于荷兰,主要由环形曝气池组成,具有出水水质好､处理效率稳定､操作管理方便等优点,同时,也能满足生物脱氮要求｡氧化沟布置有多种形式,除了常用的转刷型氧化沟外,还有采用垂直轴表面曝气叶轮的卡罗塞尔氧化沟以及转碟型曝气器的奥贝尔氧化沟｡同时,在运行方法上又可分为连续流及分渠式氧化沟｡后者,氧化沟中一部分体积兼作沉淀池,故不再设二次沉淀池和污泥回流设备｡上述各种形式的氧化沟,目前国内均有工程实例,大部分氧化沟运行良好,去除效率稳定,取得了较好的处理效果｡在间歇运行的氧化沟基础上,丹麦又发展了一种新型的氧化沟,即三沟式氧化沟｡在运行稳定可靠的前提下,操作更趋灵活方便｡随着氧化沟工艺的不断发展,作为活性污泥法的一种变型的氧化沟现已广泛应用于世界各地,并正向着大中型污水处理厂发展,曝气型式的多样化和不断改进,使氧化沟工艺迅速得到推广｡早期的氧化沟工艺占地面积大,仅用于小型污水处理厂,随着对氧化沟工艺的充分认识和改进,目前沟深已由1.0m增加至4.0m以上,曝气转刷和转碟直径也增加到1.0~1.4m｡据报导,从1963年至1974年,英国共兴建了约300多氧化沟污水处理厂,1962年至1975年,美国建成了约558座氧化沟污水处理厂｡氧化沟发展出各种型式,可以满足不同的要求,它可以采用延时曝气,一池代替初沉池､曝气池､二沉池和污泥消化池,这对小型污水处理厂最为合适,运行管理非常简单,它也可以仅作为二级处理使用,代替曝气池和二沉池,或者只代替曝气池｡一般情况下,由于氧化沟耐冲击负荷能力强,往往省去初沉池,这对除磷十分有利｡氧化沟从五十年代发展至今,已有许多类型,目前主流池型有:·丹麦克鲁格公司的DE型三沟式氧化沟和DSS氧化沟｡·荷兰DHV公司发明注册的Carrousel及Carrousel2000型氧化沟·美国Envirex公司设计的Orbal氧化沟｡·美国EMICO与荷兰DHV公司合作开发的AC型和BARDENPHO氧化沟｡结合本工程的情况,由于污水处理可用地面积小,而氧化沟由于池深较浅,一般不超过4m,因此污水处理厂占地面积较大,另相关费用较高｡3)A/O法(方案三)A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO(溶解氧)不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L｡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｡A/O工艺具有以下特点:(1)效率高,该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果;(2)流程简单,投资省,操作费用低;(3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率;(4)容积负荷高;(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强｡表5-3方案综合比较表比较内容方案一(改良SBR法)方案二(氧化沟法)方案三(A/O法)工艺特点采用鼓风机供气,氧利用率高,运行方式多样,但操作复杂采用叶轮供氧及维持沟内流速,混合效果好,耐冲击负荷采用鼓风机供气,氧利用率高;需要内外回流,能耗较高主要构筑物种类较少,主要为SBR池､鼓风机房等种类较多,主要为氧化沟､二沉池､污泥回流泵房等种类较多,主要为AAO池､二沉池､污泥回流泵房､鼓风机房等主要设备设备种类较少,维护简单,但闲置率较高,设备种类及数量相对较少,维护要求一般设备种类､数量及维护要求一般运行管理自动控制要求高,运行管理要求高管理较简单｡自动控制要求低运行管理要求一般｡自控要求一般｡占地池深较深,占地面积较小池深较浅,占地面积最大池深较深,总构筑物多,占地面积中等投资中高中运行费中高中由上表可知:氧化沟工艺采用叶轮等供氧,氧利用率相对较低,且水池水深较浅,占地面积大,同时叶轮曝气不利于冬季的低温运行｡SBR工艺虽然占地较小,但需要经常调整程序,运行控制复杂;同时每座池子都需要安装曝气设备､沉淀的滗水器及控制系统,间歇排水,水头损失大,能耗较大,设备和池体的闲置率较高,利用率低,土建和设备投资浪费大｡因此本污水处理二级生化处理推荐采用A/O工艺｡后经过二沉池进行泥水分离｡5.4.4曝气方式在污水生化处理系统中,特别是大中型污水处理厂,曝气设备耗电占整个污水厂电量的60~70%,曝气器的效率直接影响到污水处理的效果､工程投资和运行费用｡曝气装置种类繁多,有表面嚗气､鼓风嚗气､射流嚗气等,A/O工艺一般采用鼓风曝气形式｡鼓风嚗气根据气泡可分为大､中､小形式,大中气泡氧利用率较低,目前一般较少使用｡较常用的为微孔曝气,其形式有很多种,传统的微孔曝气器如钛板､陶瓷微孔曝气器以硅石或钢玉等主要材料制成,这类曝气孔眼容易堵塞,工程维护量大,对气体除尘､除油､锈要求严格等弊端,现在污水厂多利用可变孔式微孔管式曝气器,氧利用可达到20~26%,标准充氧效率一般可达5~6kgO2/kW·h,因此,本工程采用微孔管式曝气器｡5.4.5软化经过生化处理后的污水有机物及氨氮等指标明显下降,为进膜创造了良好条件,但原水硬度较高,进膜后在膜表面极易形成结垢显现,对膜的使用寿命､清洗和运行都造成不利影响,为消除以上不利因素,降低原水硬度碱度等指标,必须对生化后的污水进行软化处理｡原水是污水,硬度高,水量较大,针对这类水源的软化方法基本都采用“石灰软化法”,此法具备软化效果好､处理成本低适用于大型工程等特点｡石灰软化法配套工艺是澄清池,澄清池的类型比较多,主要有机械搅拌澄清池､水力循环澄清池､悬浮澄清池等,各类澄清池均有相应优缺点,需结合项目自身特点,选择适合的池形,各类澄清池的比较见下表:表5-4各型澄清池工艺比较对比项目机械搅拌澄清池水力循环澄清池悬浮澄清池工艺特点1､采用机械搅拌,处理效率高,出水效果好;2､重力排泥,能耗低;3､设备整体性好,安装检修方便;4､采用机械刮泥,适用范围广;5､占地面积较小;6､圆形池体,可分组建设,改扩建方便｡1､利用水射器作用,混合和达到泥渣循环回流,加速絮凝达到较好的澄清;2､构造简单;3､体积小,占地面积少;4､水头损失大;5､药耗高;6､排泥系统较复杂｡1､构造较简单;2､形式较多;3､需设气水分离器;4､对进水量､水温等因素较敏感,处理效果不稳定｡技术可靠程度技术成熟､可靠;适用范围广技术成熟､可靠;适用中小型水厂技术成熟､可靠;适用小型水厂运行管理要求运行管理方便操作强度小运行管理较复杂操作强度小运行管理较复杂操作强度大自动水平较高较高一般工程投资一般一般一般运行费用一般较高一般由上表可以看出,机械搅拌澄清池具备出水效果好､设备自动化程度高,对原水适应性强等优点,但有一定的电耗;水力循环澄清池构造简单,占地面积小,但是药耗高提高运行成本,排泥系统复杂不易操作;悬浮澄清池由于处理水质效果稳定性较差,目前已经较少使用｡结合本工程的特点,为更好的减轻后续工艺的负荷,为进膜创造良好条件,本方案选用机械搅拌澄清池,能满足污水处理的要求｡综上所述,本方案气浮选用机械搅拌澄清池作为软化工艺｡1)机械搅拌澄清池设计原理“机械搅拌澄清池”具有泥渣接触和泥渣分离两种功能,可以强制高倍率循环以加强反和溶解,也可以形成动态泥渣,利用活性泥渣接触过程和巨大的接触表面积,去除较小分子量的有机物胶体物和无机胶体物(如胶体硅､铁､铝),它们的有效粒径约为1~100nm,而且无残留凝聚药剂及其产物｡原水中存在较高的胶体硅含量,基本表现为荷负电的球形颗粒,由于扩散作用､布朗运动等,均匀分散性很强,不能靠自身能力沉降分离,按照理论计算1nm颗粒沉降1cm需时19a,100nm沉降1cm需时16h,工业用都是不能接受的｡实际用中需要较大的凝聚剂量,并在较强的吸附作用下才可有效被分离出来｡这种石灰处理不完全是着眼软化,主要作用是吸附和改善沉降分离过程｡与之相适的澄清池必需满足这种吸附和分离过程的结构要求｡石灰处理时自然赋予了许多等级差别的颗粒物,它给予了巨大的表面,也可以成为核心,加大了合成物的密度,使那些分散和细小的胶体颗粒被携带或吸附,更容易地从水中分离出来｡不仅如此,水中颗粒的碰撞遵循如下方程:Jij=4/3NiNj(Zij)3du/dz,由式可见,颗粒浓度(NiNj)的增加(如投加助剂)不足以弥补颗粒直径(Zij)3的减小,因此帮助颗粒长大,更有助于颗粒间碰撞接触和分离｡“机械搅拌澄清池”的反中生成巨大的活性团粒,它使微粒长大102-6倍,自身不断生长和被淘汰,沿新陈代谢延续｡呈动态的活性泥渣颗粒较小,但具有动能,在活动中扑捉其他滞游颗粒｡在澄清池后区形成的浓度较大的活性泥渣层,更具有更强烈的过滤吸附作用,因此对处理胶体等级为主的杂质有良好效果｡出水中胶体硅､铁､铝等无机胶体和COD､BOD等有机胶体可以较大比例去除｡“机械搅拌澄清池”的结构设计做到过饱和石灰乳液投入后充分溶解和反应,减少自身钝化效,连续提供级差大,表面积大的核心颗粒,加速反过程和不断产生新生接触颗粒,保持较好表面活性,形成良性的循环反应｡同时在同一个澄清池的给定区域内形成较致密的活性泥渣层,具有绒毛状互相网结,又有良好透水性的活性泥渣层,当水流通过其间时,没有在前期反碰撞长大的更加细小和分散的胶体颗粒被吸附截留｡2)澄清池的具体设备内部流程反应如下:反应--进水管在池的中部以切线方向直接进入混合室内,在高流速下与药剂迅速混合,激烈的搅拌可以使钝化皮层脱落,混合室给予凝聚过程相当的时间,微粒在此间经凝聚达到失稳效果,并碰撞聚合,反应室下部有搅拌器,帮助水流呈旋流上升状态｡聚合--水流进入反应室后继续进行凝聚反,聚合产物在此接受絮凝并与之缓慢结合,逐渐结合为不同类型的初期絮团,絮团在此间及以后需要受到较好的保护不被粉碎,未能凝聚的残余微粒也可能被絮凝剂或絮团扑捉｡分流--水流折返向上时分流,一股向外进入澄清区,折返的离心力使已经反变大的颗粒向下沉淀,原水得到第一次澄清｡另一股水流向内回流,被搅拌器提升再次进入反室,与新鲜水混合,未分离颗粒再次反并可以起核心作用｡后期反--进入澄清区的水中带有初凝絮团和残余未凝微粒,在流速变化下逐渐悬浮于水层间,慢慢形成一定厚度的悬浮泥渣层｡此悬浮泥渣层具有吸附活性,初凝絮团逐渐长大,形成巨大的活性透水滤层,它可以有效吸附残余微粒和非溶胶体物,也可以继续行后期接触反,这是提高出水质量的重要阶段｡活性泥渣由水中反产物补充,失去活性的悬浮层在上部通过收集器排除｡澄清--澄清水最后通过清水区,它可以起到一些进一步净化和异常情况下的缓冲作用｡出水--水流经环形出水槽中间的小孔溢流进入槽内,汇集至出水口｡保持四周小孔同时出水是保证澄清池效率(容积系数)的重要标帜,环形槽的高度是可以调节的｡排泥—沉降渣由底部排出｡位于池底的刮泥机为全程刮泥,防止有死泥发生有机物繁殖和产生气体,干扰澄清环境｡池底部的沉积泥渣被刮泥机渐次刮到池的中部泥斗中储存,斗内的浓缩泥渣因搅动不会凝固堵塞,定期通过排污口排放｡泥斗排泥和池外储泥池(浓缩池)构成排泥系统,自动定时排泥和清洗｡泥渣在浓缩池内再次钝化后送至脱水机｡澄清池在在异常情况下出现的水面泡沫,可以通过溢流口排出｡取样--在整个流程和反阶段都设有取样点,取样管有防堵塞措施｡3)设备构造机械搅拌澄清池池体由钢筋混凝土构成,内部设施由部分钢筋混凝土和部分钢结构件构成｡混合室和反应室为筒形｡混合室底部延长段是水流回流的隔离室,由于进水浊度低,故不考虑泥砂的一次沉降,仅设较小的回流空间｡延长段固定在刮泥机上并随刮泥机转动,故延长段与混合室间即封阻又分离｡搅拌和刮泥采用同心套筒轴异速转动,两轴转速由变频调节器控制,就地调整或者接受微机控制｡改变搅拌转速调整水的回流量｡水中轴承为自润滑轴承,轴承可以在原位更换｡机械传动采用便于维护和更换机构和最新星形摆线减速机｡为保持悬浮泥渣层的活性,死渣连续排出,自行沉降浓缩,水回收｡刮泥机沿池底全程刮泥,防止死渣淤积､有机物繁殖和分解气体,干扰澄清分离,也防止沉渣中未反应完全的过剩石灰凝固板结｡大型澄清池的出水槽为双环形,保持上升水流合理分配｡水槽多点吊装,相对高度可调节,以使四周出水均衡,克服偏流,有较高的容积系数｡环形出水槽的设计不妨碍环内水面泡沫流向溢流口｡澄清池的出水保持高位势能,有较高的位差,可以直接供滤池使用,中间勿需再升压｡可辐射水流动的环形槽和倒开式闸阀解决了溢流口高于出水孔不能排除水面污物的矛盾｡5.4.6超滤截止到机械搅拌澄清池后污水基本可达到一级A标准,可以排放,但如果回用作为企业脱盐水的原水含盐量过高的问题必须先解决,因为一般的企业脱盐水装置不具备处理高含盐量原水的条件,因此需要先降低原水的含盐量,一般脱盐的常用工艺是纳滤或反渗透,但进膜(纳滤或反渗透)的原水要求较高,必须配置超滤作为其预处理,对纳滤或反渗透膜进行保护,以使其寿命更长