污水排放处理方案

污水排放处理方案一、项目背景与水质特征本项目服务范围为一座常住人口12万的县级城区，外加两座食品加工园区、一座纺织印染集聚区。日均污水量3.8万m³，峰值系数1.42，工业废水占比38%。进水COD420mg/L、BOD₅220mg/L、NH₃-N46mg/L、TN58mg/L、TP6.2mg/L、色度280倍、Cl⁻1100mg/L、TDS2800mg/L，含少量活性染料和动物油脂，碳氮比偏低，冬季最低水温13℃。出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A，其中COD≤50mg/L、NH₃-N≤5（8）mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.5mg/L，色度≤30倍，同时地方生态环境部门要求出水Cl⁻≤800mg/L、TDS≤1500mg/L，以满足下游生态补水需求。二、处理目标与约束条件1.稳定达标：全年出水合格率≥98%，瞬时样超标次数≤4次/年。2.能耗控制：单位水量电耗≤0.32kWh/m³，药耗（折纯）≤18g/m³。3.占地限制：厂区红线内可用地4.6ha，无扩建余地。4.臭味噪声：厂界NH₃≤0.2mg/m³、H₂S≤0.03mg/m³，夜间噪声≤45dB(A)。5.资源化：污泥含水率≤60%，有机分≥45%，满足后续协同焚烧；出水50%回用于园区冷却、绿化、道路冲洗。三、工艺路线比选3.1传统A²O+深度处理优点：技术成熟、操作简便；缺点：占地大、需外加碳源、除磷药剂量高、对低C/N适应性差。3.2多级AO+MBR优点：高污泥浓度、出水浊度低、可省去二沉池；缺点：膜折旧+清洗费用高、膜通量冬季下降、Cl⁻对膜寿命不利。3.3改良Bardenpho+高效沉淀+臭氧催化+生物滤池优点：脱氮除磷效率高、耐低温、臭氧可脱色降COD；缺点：流程长、臭氧电耗高、操作复杂。3.4拟选路线：强化生物除磷-五段Bardenpho+侧流厌氧氨氧化+高效沉淀+臭氧-生物活性炭（O₃-BAC）+反硝化滤池+次氯酸钠消毒理由：①五段Bardenpho在低温下仍可将TN降至12mg/L以下，无需外加碳源；②侧流Anammox处理污泥回流液，可节省曝气能耗18%，减少N负荷；③O₃-BAC同步去除难降解COD、色度及微量污染物，降低出水Cl⁻和TDS；④反硝化滤池作为保障单元，投加少量碳源即可将TN从12mg/L降至≤10mg/L，为波动留足余量；⑤整体占地3.9ha，满足红线要求；⑥全生命周期成本（20年）最低，较方案3.2节省约0.11元/m³。四、详细工艺流程与参数4.1预处理（1）粗格栅：回转式，栅隙20mm，过栅流速0.75m/s，设超声波液位差控制清耙。（2）提升泵房：潜水离心泵4台（3用1备），变频控制，单泵Q=650m³/h，H=14m，N=45kW，泵房集水池停留8min，设电磁流量计、超声波液位计。（3）细格栅：内径流式转鼓格栅，栅隙3mm，配套螺旋压榨机，栅渣含固率≥35%，每日外运。（4）曝气沉砂池：水力停留时间6min，气水比0.15Nm³/m³，设链板式刮砂机，砂斗气动排砂，洗砂后含固率≥65%，有机分≤5%。（5）隔油调节池：HRT4h，设斜板隔油+链板式刮油机，浮油进入储罐后由有资质单位拉运；调节池末端设潜水搅拌器防沉，池顶加盖，臭气收集后送入生物滤池。4.2强化生物除磷-五段Bardenpho（1）厌氧段：HRT1.5h，设潜水推流器，DO≤0.2mg/L，快速吸收COD并释放磷。（2）第一缺氧段：HRT3.0h，内回流比R₁=200%，反硝化去除回流硝态氮，同时聚磷菌吸收PHB。（3）第一好氧段：HRT5.5h，DO2.0–2.5mg/L，污泥龄12d，MLSS4.5g/L，同步硝化吸磷。（4）第二缺氧段：HRT2.5h，补充碳源（乙酸钠）将NO₃⁻-N从12mg/L降至3mg/L，碳氮比（COD/NO₃⁻-N）=4.2，投加量按在线NO₃⁻仪PID闭环控制。（5）第二好氧段：HRT1.0h，DO1.0mg/L，吹脱N₂并进一步吸磷。（6）混合液回流：设内回流泵3台（2用1备），变频控制，总回流比400%。（7）外回流：污泥回流比80%，设变频螺杆泵，泵房设超声泥位计，自动调节回流量。（8）剩余污泥：每日排泥量约28tDS，含磷率≥4.5%，直接进入侧流厌氧消化。4.3侧流厌氧氨氧化（DEMON®）（1）污泥回流液经浓缩带机至含固率8%，上清液NH₃-N750mg/L、COD600mg/L、温度30℃。（2）设SBR式Anammox反应器2座，单座有效容积400m³，填充比60%，设微孔曝气+搅拌，DO0.15mg/L，pH7.3–7.6。（3）通过在线NH₄⁺、NO₂⁻仪控制曝气/搅拌周期，实现短程硝化-厌氧氨氧化，NH₃-N去除率≥85%，NO₃⁻产率≤11%，无需有机碳源。（4）节省曝气量约1800Nm³/d，减少碱度消耗，年节电约26万kWh。4.4高效沉淀池（Actiflo®Carb）（1）投加PAC25mg/L（以Al₂O₃计）、PAM0.8mg/L，絮凝区G值=55s⁻¹，沉淀区斜管负荷20m/h。（2）设污泥循环泵，循环比6%，保持晶核，TP≤0.3mg/L，SS≤8mg/L。（3）设活性炭投加系统，应急时投加粉末活性炭30mg/L，吸附微量染料、臭味。4.5臭氧-生物活性炭（O₃-BAC）（1）臭氧接触池：三级逆流，总接触时间25min，臭氧投加量按COD1.2倍当量，设在线余臭氧仪，尾气分解采用热催化+活性炭吸附，确保排放浓度≤0.1ppm。（2）BAC滤池：空床滤速8m/h，炭层厚2.5m，粒径1.5mm，碘值≥950mg/g，每三年更换一次。（3）反冲洗：气水联合，周期72h，膨胀率15%，反冲废水返回高效沉淀前段。（4）COD降至≤40mg/L，色度≤20倍，臭氧电耗0.09kWh/m³。4.6反硝化滤池（Denite®）（1）深床滤池，滤料φ2–3mm石英砂，滤速6m/h，空床接触时间30min。（2）投加乙酸钠溶液（30%），按C/N=3.5，在线NO₃⁻仪控制计量泵，TN从12mg/L降至≤10mg/L。（3）同步过滤SS≤5mg/L，TP≤0.2mg/L，无需额外加药。（4）反冲洗：气水联合，周期24h，废水返回第二缺氧段。4.7消毒与回用（1）接触池：折板式，有效氯8mg/L，接触时间≥30min，设在线余氯仪，出厂余氯0.5mg/L。（2）回用水泵房：变频恒压供水，Q=800m³/h，H=38m，供园区冷却、绿化、道路冲洗，年回用量690万m³。（3）设紫外强化消毒模块，作为备用，确保粪大肠菌群≤1000个/L。4.8污泥处理（1）浓缩：剩余污泥经带式浓缩机至含固率6%，加PAM2kg/tDS。（2）厌氧消化：中温37℃，HRT20d，有机负荷2.8kgVS/(m³·d)，产气率0.9Nm³/kgVS，沼气CH₄含量64%，设双膜储气柜1000m³。（3）消化后污泥经板框高压隔膜机至含水率≤60%，加FeCl₃6%调质，单批次循环90min。（4）沼气脱硫采用生物脱硫塔，H₂S≤50ppm，经燃气锅炉产蒸汽，用于消化加热及冬季厂区采暖，年节省天然气22万m³。（5）泥饼外运至热电厂协同焚烧，按GB/T25031-2010判定为A级污泥，重金属、有机分均满足入炉要求。五、主要构筑物与设备清单1.粗格栅渠：L×B×H=8×1.2×4.5m，SS304材质，配套螺旋输送机。2.提升泵房：地下式，L×B×H=12×6×9m，设电动葫芦2t。3.细格栅：转鼓φ2.0m，N=1.5kW，冲洗泵N=3kW。4.曝气沉砂池：L×B×H=18×3.5×4.0m，鼓风机Q=12Nm³/min，风压39kPa，N=30kW。5.五段Bardenpho池：总有效容积22800m³，分2座，单座L×B×H=75×25×6.1m，厌氧/缺氧段设潜水推流器φ2.5m，N=4kW，好氧段设微孔曝气盘φ300mm，共4800只，鼓风机3台（2用1备），单台Q=80Nm³/min，风压68kPa，N=132kW，变频。6.二沉池：周进周出辐流式，φ38m，表面负荷0.75m³/(m²·h)，设中心驱动刮泥机N=1.5kW。7.高效沉淀池：钢制，φ12m，高7m，处理量1600m³/h，设斜管模块、污泥循环泵Q=100m³/h。8.O₃-BAC：接触池L×B×H=20×8×6m，BAC滤池4格，单格L×B×H=10×6×5.5m。9.反硝化滤池：钢筋混凝土，6格，单格L×B×H=9×4×4.5m。10.消毒接触池：L×B×H=25×6×4m，设次氯酸钠储罐2×10m³，计量泵6台。11.污泥浓缩机房：L×B×H=24×12×8m，设带式浓缩机2台，带宽2m。12.厌氧消化罐：φ18m，高22m，2座，碳钢搪瓷拼装，配套热交换器、搅拌机、安全阀。13.板框机房：L×B×H=30×15×10m，设高压隔膜压滤机4台，过滤面积800m²/台。14.生物除臭滤池：L×B×H=20×15×3m，填料为树皮+火山岩，设喷淋泵、循环水箱。15.中央控制室：设SCADA系统，PLC冗余，千兆环网，关键仪表双路供电，数据保存≥3年。六、自动控制系统1.进水在线仪表：COD、NH₃-N、TN、TP、SS、pH、温度、流量计，每2min上传。2.过程仪表：DO、MLSS、ORP、NO₃⁻-N、PO₄³⁻-P、污泥界面、沼气流量、CH₄含量。3.控制策略：①曝气采用“氨氮-DO串级+前馈补偿”算法，DO设定值动态调整，节能8%；②碳源投加采用“NO₃⁻-PID+流量前馈”，误差≤5%；③臭氧投加按COD负荷+色度双因子模型，O₃/COD=0.8–1.4自动切换；④污泥龄采用“每日计算+月底校正”方式，确保生物除磷与硝化平衡。4.视频监控：厂区设48路高清摄像头，红外夜视，录像保存30天。5.智慧运维：手机APP推送故障、能耗、药耗日报，支持远程诊断。七、电气与节能设计1.高压双回路10kV供电，变压器2×1250kVA，负载率≤75%，设无功补偿至功率因数0.95。2.大功率设备采用变频+高效电机（IE4），年节电率≥12%。3.鼓风机配套余热回收，用于消化加热，年节省蒸汽1.1万t。4.厂区屋顶设分布式光伏500kWp，自发自用，年发电60万kWh。5.照明采用LED+光感+时控，厂区综合能耗指标0.31kWh/m³，优于行业先进值。八、除臭与噪声控制1.重点臭源加盖：预处理、污泥处理、厌氧消化，收集风量45000m³/h。2.生物滤池：空床停留时间35s，填料高度1.5m，设预洗段+生物段，H₂S去除率≥99%，NH₃≥95%。3.植物液喷淋：在格栅、脱水机房设高压雾化，植物液稀释200倍，间歇运行。4.噪声：鼓风机房设隔音罩+消声器，室外噪声≤45dB(A)；泵房设减振垫、柔性接头，夜间停1台泵。九、水质保障与应急预案1.在线超标报警：出水COD、NH₃-N、TN、TP任一指标连续15min超标即触发三级响应：一级：自动加大曝气、碳源、除磷剂；二级：启动应急BAC粉末炭投加、加大臭氧；三级：停止外排，切换至应急储存池（5000m³），同时上报生态环境局。2.应急储存池设搅拌+覆盖，可存放24h水量，配套回流泵，事故结束后分批返回处理。3.关键设备设“1用1备”或“2用1备”，仪表双路供电，UPS续航2h。4.每年组织2次突发环境事件演练，形成报告备案。十、运行管理与人员配置1.生产班组：四班两运转，每班8人，含工艺、设备、仪表、化验、安全岗位。2.化验室：具备COD、BOD₅、NH₃-N、TN、TP、SS、色度、Cl⁻、TDS、粪大肠菌群、重金属、VFA、沼气成分等检测能力，每日检测项目32项。3.设备巡检：采用“二维码+NFC”点检，手机APP记录，异常自动推送。4.培训：新员工三级安全教育+工艺专项培训≥40学时；每年组织技能比武、应急演练。5.绩效考核：与出水达标率、能耗、药耗、故障率挂钩，月度打分，年度评优。十一、投资与运行成本1.工程总投资2.86亿元，其中土建1.35亿元、设备1.18亿元、安装0.18亿元、其他0.15亿元。2.年运行成本1980万元，含电费920万元、药剂费380万元、人工420万元、维护260万元。3.单位经营成本1.43元/m³，其中能耗0.31元、药耗0.13元、人工0.30元、折旧+财务0.69元。4.按照县域居民水价1.75元/m³、工业水价2.45元/m³，加上0.95元/m³污水处理费，