施工污水处理方案

施工污水处理方案一、项目背景与污水特征本项目位于华东某市轨道交通4号线车辆段，占地约28.6万m²，基坑最大深度18.7m，主体为框架剪力墙结构。施工期36个月，高峰期劳动力1200人，混凝土日浇筑量2600m³，钻孔桩2160根，地下连续墙800m。现场污水来源可归纳为五类：1.基坑降水：含大量SS（悬浮物），电导率1200～1800μS/cm，pH6.8～7.4，温度随季节12～24℃，水量受降雨影响大，日均3200m³，峰值7200m³。2.车辆冲洗：SS800～2500mg/L，石油类45～180mg/L，COD350～900mg/L，阴离子表面活性剂（LAS）15～40mg/L，瞬时流量80m³/h。3.混凝土拌合站冲洗：pH11～12.5，SS2000～6000mg/L，COD1200～2800mg/L，含少量未水化水泥颗粒，粒径<0.15mm占比>85%。4.生活污水：COD250～500mg/L，BOD₅120～260mg/L，NH₃-N25～55mg/L，TP4～8mg/L，水量按人均80L/d计，峰值96m³/d。5.盾构泥浆：密度1.15～1.25g/cm³，含膨润土、CMC、发泡剂，SS30000～80000mg/L，动切力>20Pa，需先筛分再处理。二、设计原则与排放标准执行《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）B级，其中SS≤400mg/L，COD≤500mg/L，石油类≤15mg/L，pH6～9。同时满足地方标准《××市施工排水管理细则》要求：SS≤300mg/L，氨氮≤45mg/L，磷酸盐≤8mg/L。设计安全系数1.3，出水水质目标：SS≤200mg/L，COD≤300mg/L，石油类≤10mg/L，pH6.5～8.0，确保下游市政污水厂运行稳定。三、水量平衡与规模确定采用“日变化系数1.4、时变化系数1.6”法，综合污水量=（基坑降水3200+车辆冲洗200+拌合站冲洗150+生活96）×1.4=5100m³/d，取整5500m³/d；峰值流量=5500÷16×1.6=550m³/h，设计处理能力600m³/h，按两班制运行，每班8h。四、处理工艺路线1.基坑降水：旋流除砂→高效絮凝沉淀→活性砂过滤→紫外消毒→回用或排放。2.车辆冲洗：格栅→调节→隔油→气浮→生物接触氧化→多介质过滤→回用。3.拌合站碱性废水：pH调节→絮凝→斜板沉淀→陶瓷膜过滤→回用。4.生活污水：格栅→调节→缺氧/好氧MBBR→二沉→紫外消毒→回用。5.盾构泥浆：振动筛→除砂器→加药絮凝→板框脱水→滤液返回降水系统。五、主要单元设计参数与计算5.1旋流除砂器选用Φ750mm水力旋流器4台，3用1备，单台处理量220m³/h，进料压力0.25MPa，底流口直径55mm，溢流口直径140mm，SS去除率>60%，底流含固率8%～12%，排砂周期2h，配套螺旋输送机输送至临时堆场。5.2调节池地下式钢砼结构，平面尺寸22m×12m，有效水深3.5m，有效容积924m³，HRT=10min（按峰值流量），池内设2台潜水搅拌机（N=3kW），防止沉淀；池顶加盖，臭气经生物滤塔处理后排放。5.3高效絮凝沉淀池（高密度沉淀池）采用污泥循环型高密度沉淀池，分三格：快速混合区、絮凝区、斜管沉淀区。快速混合区G值=600s⁻¹，t=60s，投加PAC30mg/L（以Al₂O₃计），PAM0.8mg/L（阴离子型，分子量1200万）。絮凝区G值=80s⁻¹，t=12min，设变频桨叶，絮体粒径D₅₀≥0.8mm。斜管区液面负荷15m³/(m²·h)，斜管φ80mm，L=1.0m，倾角60°，出水SS≤80mg/L。底部设Φ8m刮泥机，周边线速度2.5m/min，污泥含固率3%～5%，由螺杆泵送至储泥罐。5.4活性砂过滤器连续流砂滤，Φ3.0m×4台，单台滤速10m/h，滤床深2.0m，砂粒径1.2～2.0mm，气提洗砂耗气量3Nm³/min，反冲洗水量<3%，出水SS≤20mg/L，浊度≤5NTU。5.5紫外消毒渠渠道尺寸8m×0.8m×1.2m，设64支320W低压高强紫外灯，剂量≥25mJ/cm²，灯管寿命12000h，在线清洗周期6h，出水粪大肠菌群≤1000MPN/L。5.6隔油池（车辆冲洗水）平流式，分三格，总停留时间1.5h，首格设波纹斜板，板间距40mm，板内流速0.5mm/s，浮油经集油管进入Φ1.5m带式撇油机，收油率>90%，出油含水率<5%。5.7溶气气浮（DAF）回流比30%，溶气压力0.45MPa，释放器采用TS型，微气泡直径30～50μm，表面负荷6m³/(m²·h)，投加PAC25mg/L，PAM0.5mg/L，出水石油类≤5mg/L，SS≤30mg/L。5.8生物接触氧化池BOD容积负荷1.2kg/(m³·d)，池体分两段，总停留时间3h，填料为φ150mm组合式弹性立体填料，填充率70%，曝气采用微孔盘式，气水比8:1，DO3～4mg/L，出水COD≤120mg/L，BOD₅≤30mg/L。5.9pH调节（碱性废水）采用废酸中和+CO₂曝气联合工艺，废酸为钢结构酸洗废液（HCl8%～12%），通过变频计量泵投加，调节池内设pH在线仪（量程0～14，精度±0.01），当pH>10时启动废酸泵，当pH<8时启动CO₂钢瓶电磁阀，CO₂经微孔曝气管均匀布气，反应时间15min，出水pH稳定在7.5～8.0，避免过量投酸导致TDS升高。5.10陶瓷膜系统19通道α-Al₂O₃膜，孔径0.1μm，膜面积25m²/支，共8支，设计通量120L/(m²·h)，跨膜压差0.15MPa，反冲洗周期30min，化学清洗周期7d，出水SS≤5mg/L，可满足拌合站回用要求（SS≤10mg/L）。5.11MBBR池（生活污水）缺氧区HRT=2h，填料填充率50%，填料规格φ25mm×10mm，比表面积500m²/m³；好氧区HRT=4h，填料填充率60%，曝气量气水比12:1，内回流比200%，出水NH₃-N≤15mg/L，TN≤35mg/L。5.12板框脱水盾构泥浆经加药调理后，采用500m²高压隔膜板框机2台，进料压力0.8MPa，隔膜压榨压力1.2MPa，循环周期2.5h，泥饼含固率≥40%，滤液SS≤300mg/L，返回调节池再处理。六、污泥产量与处置路线高密度沉淀池干污泥量=5500×(800-80)×10⁻⁶×1.3=5.15t/d（含水率以75%计，体积20.6m³/d）；气浮浮渣量=0.8t/d（含水率95%，体积16m³/d）；MBBR剩余污泥量=0.6t/d（含水率99.2%，体积75m³/d）。合计湿污泥量111.6m³/d，经储泥罐→螺杆泵→板框脱水后，泥饼量9.2t/d（含固率40%），外运至建材厂制砖，滤液全部回系统。七、加药系统设计7.1PAC储罐PE材质，Φ2.5m×3m，有效容积12m³，储药量10d，配搅拌机与液位计，投加泵为机械隔膜泵，Q=200L/h，P=0.3MPa，变频控制，与进水流量计联动。7.2PAM制备三槽式自动泡药机，制备浓度0.1%～0.3%，熟化时间60min，单套制备能力2000L/h，设2套，1用1备，投加泵螺杆泵Q=80L/h。7.3酸、碱、次氯酸钠酸储罐Φ1.5m×2m，HDPE材质，设防泄漏围堰；次氯酸钠储罐Φ1.2m×1.8m，黑壳避光，投加量5mg/L，用于紫外故障时应急消毒。八、自动控制系统采用西门子S7-1500PLC+昆仑通态触摸屏，远程通过4G路由器接入企业私有云，实现：1.进水水质在线监测：pH、SS、COD、氨氮、电导率、流量，数据5min上传一次；2.设备运行状态：泵电流、阀门开度、鼓风机风量、紫外强度，异常短信报警；3.加药闭环：根据进水SS、流量自动调节PAC、PAM投加量，设定值±5%范围内波动；4.能耗统计：每月自动生成电耗、药耗、水耗报表，折算处理成本；5.视频联动：在调节池、出水口设红外球机，当出水COD超标时自动录像并推送10s短视频到值班手机。九、回用方案经处理后的5500m³/d出水，优先回用于：1.车辆冲洗1200m³/d，设独立回用泵房，变频恒压供水0.3MPa；2.道路喷淋降尘800m³/d，设旋转喷头120只，每只射程15m，定时10min启停；3.绿化及养护300m³/d，设快速取水阀30套，配锁防止误用；4.混凝土养护500m³/d，通过塑料水囊+滴管方式，保证养护面湿润；5.剩余2700m³/d达标排放，经专用排水口接入市政管网，安装电磁流量计，数据实时上传监管平台。十、施工期运行管理10.1人员配置设站长1名（环境工程本科，5年经验），班长2名（高工），运行工6名（三班两倒），化验员2名（持上岗证），机修2名，电工1名，合计14人。10.2化验指标与频次进水、出水每日测SS、COD、pH；每周测BOD₅、氨氮、TP、石油类；每月测粪大肠菌群、TDS、重金属（Cd、Pb、Cr、As、Hg）；每季度委托第三方全指标分析。10.3巡检制度每小时现场巡检一次，记录电流、压力、液位、气味、噪音；每班清理格栅渣、收浮油；每周检查膜通量、紫外灯套管结垢；每月校准在线仪表；每半年更换一次减速机齿轮油。10.4应急预案（1）暴雨导致水量激增：立即启动溢流井闸门，将超标水引入应急池（容积2000m³），同时加大PAC投量30%，调用移动式一体化净水器（300m³/h）辅助处理；（2）PAC储罐泄漏：围堰内积液由耐酸泵抽至事故池，用碱液中和至pH7，再泵回系统；（3）出水COD超标：先停排、后溯源，若因生化系统受冲击，立即投加葡萄糖（C:N=20:1）及硝化菌剂，DO提升至4～5mg/L，24h内连续监测；（4）紫外灯故障：切换次氯酸钠应急投加，保证接触时间≥30min，余氯0.3～0.5mg/L；（5）突发停电：800kW柴油发电机30s内自启，保证鼓风机、加药泵、出水阀门不间断运行。十一、投资估算与运行成本11.1投资土建费用：调节池、高密度沉淀池、回用水池等约680万元；设备费用：泵、风机、膜、紫外、加药、仪表、自控等约920万元；安装及其他：160万元；合计1760万元（不含征地）。11.2运行成本电费：装机功率385kW，运行功率260kW，年耗电1.83×10⁶kWh，按0.75元/kWh计，137.3万元；药费：PAC单价2200元/t，年耗198t，43.6万元；PAM单价18000元/t，年耗4.2t，7.6万元；次氯酸钠1200元/t，年耗10t，1.2万元；人工：14人×9万元/年，126万元；维修与膜更换：年费率3%，52.8万元；合计年运行成本368.5万元，折算吨水成本368.5×10⁴÷（5500×300）=2.23元/m³（按年运行300d计）。十二、碳排放与绿色施工采用“光伏发电+储能”互补系统，在回用车间屋顶铺设450块550W组件，总容量247.5kW，年发电28×10⁴kWh，可抵消碳排放221tCO₂e；污泥制砖替代黏土砖，每t泥饼减少碳排放0.35tCO₂e，年减排322t；选用一级能效鼓风机、变频泵，节电率12%，年减排145t；项目整体年减排688tCO₂e，相当于植树3.8万棵。十三、智慧运维案例示范2023年7月，系统检测到进水COD由平均320mg/L骤升至980mg/L，SS由600mg/L升至2100mg/L，平台触发三级报警：一级：短信通知值班；二级：自动加大PAC至45mg/L，PAM至1.2mg/L，开启应急气浮；三级：厂长手机远程授权，启动应急池，切换出水至应急池，暂停外排。经溯源，为盾构泥浆池翻池导致高浓度泥浆水进入调节池，通过应急措施，出水COD稳定在280mg/L以内，SS≤180mg/L，未发生外排超标，避免环保罚款32万元。十四、质量、安全、文明施工14.1质量所有隐蔽工程验收前拍照、录像存档；HDPE膜焊接每条焊缝100%真空检测；混凝土抗渗等级≥P8，池体满水试验48h无渗漏；在线仪表与实验室比对相对误差≤5%。14.2安全有限空间作业执行“先通风、再检测、后作业”制度，配四合一气体仪、正压式呼吸器、三脚架；酸碱区设洗眼器、防腐蚀围堰；鼓风机房噪声≤85dB(A)，