技术设计方案

1、一、 艺技术设计方案8.1设计依据、原则和数据8.1.1 原水参数处理水量：2000 m3/d进水水质：CODcr 9200mg/l（老系统废水调节池数据） 8.1.2 出水排放标准按国家污水综合排放标准（GB8978-96）的一级排放水质要求设计，其主要排放水质指标如下：CODcr：100mg/lSS：70mg/lBOD5：20mg/l氨氮：15mg/l色度：50倍（稀释倍数）总磷：0.5mg/lpH：698.1.3 设计主导思想及原则A. 改造过程中基本不影响业主正常生产运营。B. 充分利用现有污水处理单元和设施，节省改造费用。C. 尽量少增加设施用地。D. 严格按照国家关于污水处理有关设

2、计规范的要求进行设计，采用先进设计理念，力求做到运行稳定可靠、易于操作维修、节省投资。E. 工艺设计有较强的灵活性、可调性、适应性，以适应水质和水量的变化。F. 不造成二次污染。8.1.4 改造方案设计范围本改造方案设计涉及的工程范围包括：污水处理站污水入口至处理后出口之间的所有构筑物、管路和电器。8.1.5 设计采用的标准规范在本设计中遵循下列的标准和规范：编号规范或标准名称标准号1建筑设计防火规范（2001年修订版）GBJ16-872室外排水设计规范（97年修订版）GBJ14-873钢制焊接常压容器JB/T4 735-974给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-20025钢结构设计

3、规范GB50017-20036建筑结构荷载规范GB50009-20017混凝土结构设计规范GB50010-20028建筑地基基础设计规范GB50007-20029工业建筑防腐设计规范GB50046-9510砌体结构设计规范GB50003-200111地下工程防水技术规范GB50108-200112工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-9713工业企业照明设计标准GB50034-200414建筑物防雷设计规范（2000年版）GB50057-9415低压配电设计规范GB50054-9516通用用电设备配电设计规范GB50055-9317工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-8318爆

4、炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-9219石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范SH3022-9920采暖通风与空气调节设计规范（2001年）GBJ19-8721过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号GB2625-8122石油化工仪表接地设计规范SH/T3081-199723工业企业噪声控制设计规范GBJ87-8524恶臭污染物排放标准GB14554-9325污水综合排放标准GB8978-9626污水排入城市下水道水质标准CJ3082-9927给水排水制图标准GB/T50106-200128总图制图标准GB/T50103-200129给水排水工程结构设计规范GBJ69-

5、8430给水排水构筑物施工和验收规范GB/T50265-9731城市污水处理工程项目建设标准建标2001 77号8.2现处理系统说明及存在的不足8.2.1 现工艺流程图及说明生产污水从各生产车间通过沟、管汇流至污水处理站，通过粗格栅的拦截作用，截取污水中大块杂质。污水进入格栅井后用泵提进入微滤机继续去除水中的粗细纤维及杂质，然后泵入初沉池（竖流式）。通过沉淀进一步去除污水中的COD及SS，以利于后续处理单元的运行。污水经初沉后进入一级气浮，利用一级气浮加药去除污水中的COD和SS以控制水解酸化池进入UASB的SS含量。在水解酸化池内污水再由泵提升进入UASB的布水系统，在2个并联的厌氧反应器中

6、进行厌氧反应，污水在反应器底部与厌氧污泥充分混合，在反应器下部形成一个活性厌氧污泥床，在此大部分COD和BOD降解转化为沼气，经处理后的水最终经出水堰溢流排出,进入好氧处理系统。好氧系统采取推流式活性污泥延时曝气法，好氧处理的出水经泵提升至二沉池，经斜管沉降后自流到二级气浮器同时投加PAM、PFS，进一步去除废水中的COD、SS，最终出水外排，好氧剩余污泥、初沉污泥、气浮污泥、厌氧剩余污泥、微滤机拦截杂质均进入污泥贮存池，经过污泥脱水机脱水，泥饼堆积定期外运。8.2.2 现系统主要工艺参数现系统进水为1200T/d表7-1 主要工艺技术参数序号名 称参 数单 位指 标1UASB反应器容积负荷K

7、gCOD/m3d52好氧反应池曝气时间h273初沉池沉淀时间h3.54二沉池沉淀时间h3.58.2.3 现系统各构筑物参数表7-2 主要构筑物参数序号名 称尺寸(M)容积M31UASB反应器24*5*6*214402初沉池8*81863二沉池10*4*62403水解酸化池7*8*4.32244好氧反应池24*13*5.814805集水井2(SBR出水池)6*5*4.31206出水井2*2*4.3167污泥池6*6*4.31448集水井6.5*2*3.531.58.2.4 现各处理单元的去除污染物效率一览表 表7-3 效率一览表工艺点CODcr (mg/l)（均值）pH（均值）进水出水去除率进水

8、出水废水调节池920087405%5656初级沉淀池8740787010%5656初级混凝气浮池7870575025%5656水解酸化池5750460020%5656厌氧反应池4600140070%5667好氧反应池140042070%6768.5二级沉淀池42035015%68.568.5二级混凝气浮池35025026%68.568.58.2.5 现系统存在的主要问题现有系统工艺路线基本合理，但运行中仍存在如下问题:1）水解酸化池过小(容积仅为200m3), 致使水解酸化时间不够，仅为3.6h，水解酸化处理效果不高，直接影响了UASB的处理效率。2）UASB系统运行不平衡, 1#厌氧池处理效

9、果可达到75%以上, 而2#厌氧池处理效果仅为60%左右,需进行调整和处理。3）一级气浮加药种类(PAC+PFS+PAM)和比例有待改善。4）一级和二级气浮溶气和排泥效果有待提高。5）好氧曝气池挂膜不当。6）污水量由1200 m3 /d增加到2000m3 /d，处理能力严重不足，处理效果不能达到排放要求。上述提及的问题在后面的解决方案中会一一提出解决办法8.3系统改造及工艺系统描述8.3.1 工艺设计本方案采用一级气浮物化处理+生化处理工艺系统+二级絮凝气浮处理+深度脱色处理单元，其中生化处理工艺系统为厌氧+好氧处理相结合的模式，化学絮凝气浮处理单元作为生化处理系统预处理和后处理，深度脱色是继

10、续对色度的去除，从而确保处理的水质达到排放标准。改造后的工艺流程图如下：集水井1微滤机集水井2（利用SBR出水池）初沉池原二沉池一级气浮池水解酸化池调质池UASBIC污泥贮池污泥脱水二级气浮池二沉池原好氧曝气池新好氧曝气池生物选择池生物选择池脱色过滤原水粗渣加药泥饼外运加药ClO2出水水鼓风鼓风(一) 污水的预处理单元1格栅/集水井/微滤机 烟草车间及生活污水首先经过格栅处理，以去除并收集污水中的悬浮及漂浮物质，确保后续设备的安全。 污水经过格栅后，汇集到1号集水井中，通过集水井提升泵，污水进入微滤机进行初步过滤，粗渣直接进入污泥池，过滤后的污水进入2号集水井，2号集水井由原SBR出水池改造而

11、成。2. 初沉池为了保证生化系统的平稳运行以及保证旋转类设备如泵、潜水搅拌机等设备的安全，废水经过集水井后进入初沉池来去除废水中的TSS与无机物（如砂）。原初沉池由于体积小停留时间短，不能满足沉淀的需要，于是将原二沉池也改造成初沉池并联运行，初沉池中的污泥进入污泥池，然后用泵输送到污泥脱水系统处理。3. 一级气浮池根据新业公司最近三年使用一级气浮处理后整个系统运行效果分析，增加一级气浮后能有效去除大部分的SS，大大降低了后续处理的难度，使UASB系统能够稳定运行，因此本项目设计继续沿用一级气浮的方案，由于处理水量的增加，新增一个8.0m浅层气浮代替原旧的气浮系统提高处理能力。 初沉池的出水通过

12、泵进入到一级气浮池，通过加入少量絮凝剂和气浮机产生的微小气泡，将废水中微小的悬浮物、胶体以及难以生化降解的物质再次去除，以降低废水生化处理的难度，保证厌氧处理的稳定运行。4. 调节/预酸化池 一级气浮处理后的废水自流进入新建的调节/预酸化池，以保证后续生物处理的污水水量、水质均衡，调节池的体积为1400立方，可满足废水最长18小时的停留时间，经过一定预酸化的污水有利于提高厌氧处理阶段COD的去除效率。 为了防止废水中SS在池内的积累，调节/预酸化池内采用潜水搅拌器搅拌，同时，搅拌也可以保证污水水质混合的更均匀。 调节/预酸化池内装有液位计，通过液位计来监控液位，并控制泵及潜水搅拌机的运行状态。

13、调节池的预酸化度控制在40%左右，通过液位的控制可以改变调节池的水力停留时间，以保证预酸化度的正常范围。(二) 污水的厌氧处理单元调节池的废水进入厌氧调质池，厌氧调质池作为一个缓冲池，可以起到合理分配负荷的作用，同时利用厌氧出水与进水的混合稀释，有效的控制了进水负荷的稳定性。厌氧回流池的出水分为两部分，一部分约40%的负荷进入到原UASB反应器中处理，另一部分约60%的负荷进入到新增的IC反应器中处理。高浓度有机废水通常采用厌氧反应器进行处理，以去除过高的有机物，而且是一种经济有效的处理方式。厌氧是废水中的有机物在没有氧气的条件下,和厌氧菌发生反应产生沼气和水的过程。厌氧反应可以简单地表示如下

14、: CODcr CH4 +CO2+H2O本方案中的厌氧处理采用德利公司的专利技术厌氧IC反应器。IC反应器设计的容积负荷为10Kg COD/m3d。反应器的有效体积为600m3(6*21m，1座)。IC反应器最大的优点是占地省，效率高。 (三) IC反应器的说明目前，废水生化处理厌氧反应器仍以常规的UASB为主，但UASB在处理高浓度有机废水方面还是有一定的局限性和缺点，特别是其低的容积负荷带来了UASB体积的加大，增加了投资费用，同时其低上升流速，对于处理悬浮物含量较高的废水时，很容易导致SS在反应器内的沉积，最终影响其去除效率。为了有效避免这一现象发生，目前世界上使用最广泛的高上升流速的厌

15、氧反应器主要有2种，即内循环厌氧反应器（简称IC）和膨胀颗粒污泥床厌氧反应器（简称EGSB），这类厌氧反应器由于内部厌氧污泥的颗粒化及高的上升流速，大大增加了厌氧反应器的耐冲击负荷能力，可将废水中的悬浮物直接冲洗出反应器外。内循环厌氧反应器（IC-Internal Circulation）有利于污泥的颗粒化而控制较高的上升流速，同时可以避免在处理高浓度废水时因较高的负荷及大量产气所造成的污泥流失问题，因此，IC反应器更加适用于中高浓度有机废水的处理。与UASB反应器相比，IC反应器在其处理效能、运行稳定性、颗粒污泥特性等方面具有一系列的优点，两者在处理高浓度有机废水时的具体比较如下表。性能IC

16、UASBSS在污泥床内的积累无有在IC反应器内，上升流速比UASB高8倍，可完全将废水中SS冲出反应器上升流速低，SS容易在污泥床内的积累，有置换厌氧污泥的危险布水器堵塞无有可能开放式的布水器远远大于UASB布水孔，同时布水器的面积仅为UASB的8%布水面积大，布水器喷嘴开孔小抗冲击负荷能力100%60%内循环自动调节，可平衡负荷的冲击对冲击负荷敏感占地面积小大仅为UASB的25%比IC反应器大近3倍系统启动速度快慢一般2周内即可启动2个月以上去除效率高低高的上升流速、两级三相分离器、耐高负荷冲击的厌氧颗粒污泥，可保证较高的去除效率容积负荷低，不耐冲击，污泥容易流失内循环厌氧反应器内有上下两个

17、UASB反应室，一个高负荷，一个低负荷，并形成泥水内部循环。废水经过下端的布水系统均匀进入，与反应器内的循环水混合，前处理区是一个膨胀的颗粒污泥床，由于进水的向上流动、气体的搅动以及内循环的作用，污泥床呈膨胀和悬浮状态，在这里COD负荷的转化率很高，大部分COD在此处被转化成沼气，然后在一级沉降分离器收集，沼气产生上升力使泥水向上流动，通过上升管，进入顶部气体收集室，沼气排出，水和污泥经过泥水下降管直接滑落到反应器底部，这就形成了内部循环流。一级沉降反应器出水，在后处理区被再次处理，在这个区内，污泥浓度低，有机负荷也较低，水力停留时间较长，而且内循环流没有经过这个区域，因气体上升而产生的搅动也

18、很小，出现微生物停留和层流环境，从而保证了对一级分离器流出来的剩余COD的有效降解。在后处理区内，由于污泥浓度很低，使得前处理区污泥膨胀有了空间，避免了有机负荷高峰冲击时污泥分离，这也是IC反应器能高负荷运行的主要原因，经两级沉降分离后，沼气夹带泥水也通过上升管进入顶部气体收集室，沼气排出，水和污泥经过泥水下降管直接滑落到反应器底部，参与内部循环。 (四) 污水的好氧处理单元经过厌氧处理的废水分别进入两个好氧池中进行好氧处理，UASB的出水进入原好氧池，IC出水进入新好氧池，新好氧池的有效容积为1800 m3，采用微孔曝气管的曝气方式。两个好氧池的总容积为3300 m3，平均水力停留时间可达到

19、40个小时。污水经过厌氧处理后进入好氧系统以去除污水的气味及进一步去除污染物。好氧处理单元包括反硝化池、曝气池、二沉池。好氧处理的主要目的是将可生物降解COD转化为CO2和H2O。在活性污泥系统发生的整个生物反应表示如下：COD+O2CO2+H2O+增殖污泥为使有机污染物顺利转化，必须严格控制溶解氧（DO）和悬浮污泥浓度（MLSS）。维持曝气池中足够的溶解氧浓度为微生物提供充足的氧，通常溶氧浓度不小于2mg/1；曝气池中悬浮污泥浓度（MLSS）通常维持在35gMLSS/L。1. 生物选择池因絮状菌和丝状菌在好氧阶段COD及BOD的速率不同，设生物选择池加强絮状菌的生长优势，使其在好氧阶段和丝状

20、菌相比取得竞争优势，保证二沉池不发生污泥膨胀，同时生物选择池也可去除部分易降解的COD和BOD，减轻后续好氧阶段处理负荷。2. 曝气池在曝气池中，好氧微生物将有机物（BOD）转化为CO2和H2O，部分有机污染物转化成污泥（生物增殖），整个系统的污泥量因微生物的生长而增加，曝气池的污泥量将会上升。为维持曝气池合适的污泥量，必须定期将剩余污泥从系统中排出。曝气池的池底均匀分布总共约400套微孔曝气管进行微孔曝气，空气由鼓风机通过曝气头提供。安装2台罗茨鼓风机（一用一备），每台罗茨鼓风机的最大供气量为1800m3/h，其中一台带变频装置。在曝气池的末端安装在线溶氧仪,以连续监测曝气池的溶解氧,便于控

21、制鼓风机的转速。3. 二沉池来自于曝气池的泥水混合物进入新建的平流式的二沉池（设计表面负荷为0.6m3/m2h）。二沉池中,活性污泥依靠重力沉降进行泥水分离，二沉池出水经溢流堰进入气浮池。二沉池中沉淀的污泥通过平流式刮泥机进入污泥井，然后用污泥回流泵部分回流到曝气池。回到曝气池中的回流污泥的流量进行连续在线监测。剩余污泥进入污泥浓缩池。(五) 化学絮凝气浮处理单元二沉池出水用泵泵入二级气浮池，在此处理单元，通过添加化学药剂以去除不可生化降解的COD，同时进一步降低出水色度。本单元处理流程如下：二沉池出水由污水提升泵提升至浅层气浮池，在浅层气浮进入管口加入PAFS及PAM，经气浮池底部混合管充分

22、混合，紧接着与溶气系统产生的部分带正电荷的微小气泡混合，形成絮凝体、废水中的污染物被吸附，进入气浮布水系统；废水经过布水系统进入气浮池体，通过气浮的布水系统及无级调速装置使进入气浮池内的废水在布水区及气浮区达零速度；凝聚的絮体及被微气泡吸附桥联的污染物在浮力及零速度的作用下迅速进行固液分离；在浅层气浮池清水区被分离而上浮的浮渣污染物被带螺旋的撇泥勺捞走，自流至污泥桶，在重力的作用下自流至浮渣池；被分离在下层的清水通过回转桶下面的清水抽提槽管自流至清水池；浮渣池内的浮渣经污泥泵送到污泥池，经带式压滤脱水机后，泥饼外运填埋或综合处理。CQJ型超效浅层气浮装置是一种新型的气浮装置，它采用了独特的具有

23、世界先进水平专利技术-均衡消能装置取代了传统的释放器，大幅度地减小了微气泡的直径。微气泡直径平均仅约520m，与目前国内外平均约50m的水平比较至少减小了310倍。由于当溶气量一定时，微气泡的总面积与其直径的平方成反比，因而微气泡的总面积至少增大了100倍，而微气泡的密集度则增大了近几百倍。理论研究及试验均表明，微气泡直径约小，气泡吸附悬浮物的趋势越强，吸附力越大，这可以用界面能理论来解释，微气泡总面积呈几何数增加等效于废水中固、水、气三相总届面呈几何级数增加，于是它们力图通过吸附降低表面能的趋势大幅增强。 在气浮理论中，悬浮物自水体的分离，除了气泡吸附、气泡顶托、絮体吸附机理之外，还存在“气

24、泡裹携”作用，部分未与气泡或絮体吸附的细小悬浮物，在密集气泡上升过程中，因无论细小悬浮物怎样细小，其粒径仍远大于水分子，它们将可能被挟带在气泡群的气泡间隙中被裹携至水面而分离。此装置还运用了“浅池理论”及“零速原理”进行设计，停留时间仅需35分钟，强制布水，进出水都是静态的，微气泡与絮粒的粘附发生在包括接触区在内的整个气浮分离过程，浮渣瞬时排出，水体扰动小出水悬浮物低，出渣含固率高，悬浮物去除率可达93912.5%。独特的溶气管设计，体积小、溶气效率高、结构紧凑。设备占地面积小，效率高。 化学投加系统：1. PFS絮凝剂投加系统絮凝剂经过溶解罐溶解后，由絮凝剂投加泵泵入气浮处理系统，絮凝剂的选

25、择根据污水的去除效果确定，初步确定絮凝剂为PAFS（聚合硫酸铝铁）。2. PAM助凝剂制备投加系统助凝剂经过溶解后，由泵泵入气浮处理系统，以加速絮凝过程中产生污泥与水的分离，另外在污泥脱水系统也由一套PAM制备系统。其中气浮系统及污泥脱水系统采用阳离子的絮凝剂（PAM）。(六) ClO2氧化脱色处理单元对于脱色系统的选择，在经过详细的比较FENTON技术和ClO2氧化脱色之后，我们选择了后者，两者在性能上的对比情况见下表：性能ClO2氧化脱色FENTON深度处理一次性投资投资省一次性投资高运行费用低高只加入少量药剂，电耗低药剂种类多，设备多，电耗水耗都较高占地面积小大只需要ClO2发生器和脱色

26、池的位置需要修建较多的化学品储罐，药剂溶配池、反应池、沉淀池等危化品管理简单复杂较少的普通化学品较多的危化品，双氧水、浓硫酸、强碱都需要特别的存放和保护操作维护简单复杂只需要简单的设备，自动流加较多的溶配、配药、加药、设备操作工序。处理效果一般较好能够满足废水色度达标排放的要求出水能够稳定达标经物化处理后水的色度仍在80倍左右，若要进一步脱色，则必须利用高级处理法，与采用其它氧化脱色方法相比，ClO2法氧化能力强，反应速度快，脱色及降COD效果明显，可保证出水的色度及COD达到排放标准。且处理成本不高。本系统的主体设备是一个二氧化氯发生器和脱色池。毒副作用极低的二氧化氯进行脱色已成为当今水处理

27、领域的主流。我公司采用的二氧化氯发生器是一种集化学反应、精密计量、精确电子控制、闭环电子监测系统为一体的精密可靠的高新技术产品，反应率在96%以上，整体系统主要由精密计量泵、反应器、混合器、控制仪表、流量监视系统、压敏投药阀、药箱、液位开关等组成，采用整机集成为一体的集成安装方式，整体结构紧凑，安装简便，性能可靠，使用安全，维护容易。发生器采用盐酸和亚氯酸钠两种化学药液进行反应，生成高纯度二氧化氯溶液。反应式如下： 4HCI+5NaClO2=4 ClO2+5NaCI+2H2O电磁驱动计量泵将两种化学药剂按比例投加到发生器中，该过程的根本特点在于二氧化氯溶液可根据实际需求量生成，通过调节计量泵频

28、率实现。可以手动控制，也可以通过外部信号进行全自动控制。发生装置所产生的高纯二氧化氯浓缩液由旁路管稀释，并连续投加到待处理水中。技术特点：1. 最佳的安全性二氧化氯发生器是一个安全可靠的自动消毒系统，化学药剂的反应过程完全是在一个封闭的反应器中进行，而加药过程又是在封闭的混合器中完成，从而使系统避免了泄漏的可能。 在反应釜的出口安装专用的压敏投药阀，绝不会产生虹吸； 二氧化氯发生器系统中安装有外控泵，反应出来的药液后与外控泵管线过来的水在混合器中充分混合； 系统还备有通风管路和残液排出管路，保证其安全、可靠运行； 设备所用材料，电器配件，均采用知名品牌且均具有防水、耐腐性能； 设备采用全密封结构，工作、停机、故障时均无泄露现象。2. 智能操