环境工程概论：第七章水处理工程设计实例

第七章水处理工程设计实例 实例一 印染废水处理工程设计实例 一、基础资料 1，废水水量；10000m3/d 2，废水水质： 表9－1 印染废水水质 PH BOD5 CODcr TSS SS 色度 N P 酚 Cu Cr Pb 硫化物  11.5 300 700 1200 100 300 1.8 0.13 3.0 1.2 2.2 0.8 0.04  二、设计原则和工艺流程的确定 印染废水 格栅 调节池 集水井 泵房 曝气池 二沉池 氧化池 泵房 气浮 出水 上清液 污泥浓缩池 凝聚池 脱水机 泥饼 滤液 图9－1 印染废水处理工艺流程 三、全过程设计计算 1 调节池 设计流量为Q＝10000m3/d＝416.7m3/h，设调节时间为3h, 则所需调节池有效容积为 V＝3×416.7m3=1250.1m3，取调节池有效水深为5m,则池表面积A＝1250.1/5=250m2，设计时采用每格尺寸为11.2m×11.2m，则设计需要250/11.2×11.2＝1.99格，实际采用2格。 集水井 设计流量Q＝10000m3/d，总变化系数为1.2，则设计流量Qmax＝12000m3/d=500 m3/h=138.9 l/s。设污水泵房选三用一备泵，则每台泵的流量为138.9/3=46.3(l/s)。集水井有效容积按照一台泵流量的5min水量进行计算，则V＝46.3×60×5/1000=13.89m3。 取集水井有效水深为2m,则其表面积A＝13.89/2=6.94m，取集水井宽度为B=1.5m，则其长度L=7/1.5=4.7m,取超高为1.0m、浮渣高0.5m，则实际深度为H=2.0+1.0+0.5=3.5m。 污水泵 选用三用一备，则每台工作泵的设计流量为166.68m3/h=46.3l/s。泵所需自由水头H1＝2m，从集水井底到曝气池高H2＝3.5+4.5=8m，管路水头损失H3=2.0m, 未计水头损失H4=1.0m，则泵需要的总扬程高度为H＝2+8+2+1=13m。 曝气池 采用分建式矩形回流管曝气池。设计流量Q＝10000 m3/d=416.7m3/h,进水BOD5＝300 mg/l，曝气时间为T＝5h, 污泥负荷率Ls取0.3 kgBOD5 / kgMLss.d，污泥浓度MLSS=4g/l。采用6座曝气池，则每座曝气池的处理流量为10000/6=1666.7 m3 /d /69.5 m3/h。 曝气区设计：有效容积为V1＝69.5×5=347.25m3，底部锥体容积V2按照曝气区容积的2％计算为2%×347.25=6.95 m3，则总有效容积为V=V1+V2=347.25=6.95=354.2 m3。 取曝气池有效水深H1＝4.5m，则每池表面积为F1=V/H1=354.2/4.5=78.17m2。采用正方形池型，尺寸为9m×9m＝81 m2。实际曝气时间为T=9×9×4.5/69.45=5.25 h。 去曝气池超高H2为1.2 m，则池总高度为H＝4.5+1.2m=5.7 m。 实际每个曝气池总容积为5.7×9×9=461.7 m3。 污泥回流设计：污泥回流倍数R＝MLSS / RSS-MLSS，其中混合液活性污泥浓度MLSS＝4 g/l，回流污泥浓度RSS=6 g/l(含水率为99.4%)。则R＝4/6-4=2，回流比为200％。 导流窗：导流水量Q1＝(1+2)×Q＝3×69.45=208.35m3/h。设窗口区水流速度为v1=100mm/s=360 m/h，则窗口总过水面积为F4=Q1/v1=208.35/360=0.58 m。设每池采用两个回流窗口，则每个回流窗口的面积为F5＝0.58/2=0.29m。设窗口深度b1=0.7m,则窗口水深H4=F5/b1=0.29/0.7=0.414 m，采用0.42 m。 导流区设计：设导流区混合液水流下降速度v2=36 m/h，则导流区过流面积F2=Q1/v2=208.35/36=5.79 m，设导流区的宽度与曝气池相同，则导流区长度L=F2/b=5.79/9=0.64 m，采用0.65 m。则导流区尺寸为：0.65m×9m×1.7m。 5 曝气设备的选择与设计 每池每天去除BOD5的总量为(BOD5进－BOD5出)×Q1×24＝(0.3-0.03)×69.45×24=450 kgBOD5/d。需氧量计算公式为：R=a'(BOD5进－BOD5出)＋b'MLSS。对于印染废水a'=0.6,b'=0.06。则R＝0.6×450＋0.06×354.2×4＝355 kgO2/d=14.8 kgO2/h。实际考虑安全系数为1.5，则R'=1.5×14.8=22.2 kg/h。根据R'=Ro×(Csw－Cl)×1.024(T-20)×α/Cso，式中水温T＝30℃，Cl=1.0 mg/l，Cso＝7.6 mg/l，α＝0.5，Csw＝Cso×β×P/760＝7.6×0.85×745/760=6.33 mg/l。则Ro=51.9 kgO2/h。曝气叶轮直径与其供氧能力的关系式为：Ro=0.379V2.8D1.88.kd，式中v为叶轮搅拌速度，取4.5m/s，kd取1.11，则计算结果叶轮直径D＝1.38m，实际取1.5m。叶轮功率N叶＝0.0804vm3D2.05＝16.85kw，选择PE150型高强度表面曝气机，直径为1.5m，叶片数为6，当v=4.5m/s时其供氧能力为52 kgO2/h，稍对于51.91 kgO2/h。配备电机功率为30kw。 6 二沉池设计 每池处理水量为69.45m3/h，设沉淀时间为1.5h，在MLSS为4g/l时二沉池内水流上升流速采用0.28mm/s=1.01m/h。则沉淀池容积为＝69.45×1.5=104.2m3，沉淀池的表面积为F＝69.45/1.01=68.76m2，设二沉池的宽度与曝气池相同，则其长度为68.76/9=7.65m。有效水深为104.175/9×7.65=1.51m。二沉池超高取0.3m，缓冲层高度为0.5m，污泥斗采用一只，上部尺寸为9m、下部尺寸为2m，则其高度为3.5m，实际取4.95m，则污泥斗容积＝[(9×9)＋(2×2)]×4.95/2＝199.24m3。二沉池总高度为H＝0.3+1.52+0.5+4.95=7.2m。混合液及回流污泥的总流量为69.45×(1+2)＝20.8.35m3/h，污水中浓度为4g/l，则每h沉淀的污泥量为208.34×4＝833.5 kg，若含水率为99.5%，则污泥的体积为833.5/5=166.7m3,则污泥储存时间为199.24/166.7=1.2h。 7 剩余污泥计算 按照一般理论计算数值偏大，按照经验公式计算：剩余污泥量为＝进水BOD5总量×(0.55～0.65)，则剩余污泥量为＝10000×300×0.65＝1800 kg/d，采用2000 kg/d。设其含水率为99.4%，则每天排放的剩余污泥量为2000/6＝333.3m3/d，＝13.89m3/h。 营养物质计算 投加比例按照BOD5：N：P＝100：5：1计算。废水中BOD5为300 mg/l，按照去除100％计算，则N需要量为10000×300×5/100×24＝6.25 kg/h＝150 kg/d。相应地P的需要量为30 kg/d。印染废水中含有的N、P，根据有关资料为：N＝1.8 mg/l，P＝0.17 mg/l。则废水中含：N＝18 kg/d=0.75 kg/h;P=1.7 kg/d=0.07 kg/h。生活污水中含有的N、P 按照工厂4200人计算，男女比例为1：1，排水量标准为每人每天50l,则生活污水总量为4200×0.05＝210m3/d=8.75m3/h，考虑安全系数取9m3/h=216m3/d。根据一般资料，生活污水中的N含量为17.2～30.1 mg/l，取25 mg/l；P含量为8.5～18.2 mg/l，取15 mg/l。则生活污水N、P总含量为：N＝5.4 kg/d;P＝3.24 kg/d。需要添加的N、P量：N＝150－18－5.4=126 kg/l；P＝30－1.7－3.24＝25.06 kg/d。加入N物质为硫酸铵，分子量为132，N为28，则硫酸铵需要量为126×132/28＝594 kg/d；加入P物质为磷酸三钠，分子量为164，P＝31，则需要量为25.06×164/31＝132.58 kg/d。 氧化脱色系统设计 污水流量Q＝10000m3/d=416.7m3/h。加氯量按照60 mg/l计算，则每天加氯量为600 kg/d。加氯级为ZJ－L型转子加氯机。 污泥浓缩池设计 采用间断静止浓缩池，设计浓缩时间为10h，每天排放的剩余污泥量为333.3m3/d＝13.89m3/h，浓缩后污泥含水率为98％。则浓缩池所需总容积为13.89×10＝138.9m3。采用二只浓缩池，交替使用，则每池容积为69.45m3，采用的尺寸为直径为4.8m，有效深度为4m，则实际容积为3.14×4.8×4.8×4/4＝72.3m3。浓缩后的污泥量为13.89×(100－99.4)/(100－98)＝4.17m3/h＝100m3/d。 脱水设备设计 选用板框压滤机二台，根据经验数据酶h每m2滤布可出干污泥3.15 kg，则按照每天24h运转计算每台板框压滤机所需的过滤面积为2000 kg/3.15×24×2=13.25m2，采用15m2。污泥预处理时投加混凝剂进行调理，根据经验数据投加三氯化铁(有效含量为45％)是，投加量按照3～5 kg/T污泥计算。实际取用4 kg/T污泥；投加固体聚合铝时投加量为0.5～0.6 kg/T污泥，取用0.55 kg/T污泥；投加液体聚合铝，有效含量为8～10％，投加量为2.5～3.0 kg/T污泥，取用2.8 kg/T污泥。则：投加的三氯化铁量为＝4.167×4＝16.67 kg/h＝400 kg/d；投加的聚合铝量为＝4.167×0.55＝2.29 kg/h＝55 kg/d；投加的液体聚合铝量为＝4.167×2.8＝11.67 kg/h＝280 kg/d。脱水后的污泥量：浓缩后的污泥量为4.167m3/h，脱水前的含水了为98％，脱水后的含水率取84％，则脱水后的污泥量为4.167×(100－98)/(100－84)＝0.521m3/h=12.25m3/d。若储存7天，则所需污泥堆场面积为90m2。 药剂及储存设计 ①营养物质储存：N采用硫酸铵，每天用量为594 kg，即213.84t/年，按照储存15天计算，则每次需要储存594×15＝8.9t，硫酸铵的比重为1.77，则每次需要储存的体积为8.9/1.77＝5.03m3，设堆高1m，则所需的堆场面积为5m2，实际需要8m2的用地。P采用磷酸三钠(12个结晶水)，每天用量为132.58 kg，储存15天，则每次储存量为132.58×15＝1.99t，其比重为1.62，则每次需要堆放的体积为1.99/1.66＝1.228m3，设堆高为0.5m，则所有堆场面积为1.228/0.5＝2.46m3，实际需要5m2的用地。 ②凝聚剂储存：采用液体的PAC，每天用量为280 kg，储存30天，则每次需要储存280×30＝8.4t，PAC液体比重为1.20，则所需体积为8.4/1.2＝7m3。需要10m3的储存池。 ③液氯：每天加氯量为600 kg，储存15天，共计储存9t，采用1t的液氯钢瓶11只，则所需仓库面积为12m2。 气浮池设计 废水理流量为1000t/d，分成3组，每组处理废水量为416.7/3=138.9m3/h。采用全加压工艺、溶气时间为3～4min，取3.5min。则溶气罐容积为138.9×3.5/60=8.1m3。设高度为4.5m，则直径为1.5m。则实际溶气时间为3.43这。溶气所需空气量按照处理水量的3％计算，则所需气量为138.9×3％=4.167m3/h。实际溶气量：水温为25℃，溶气压力为3.5 kg/cm2，空气在水中的溶解度为60ml/l，而当压力为0时的空气溶解度为17.4ml/l。则实际溶气量为(60－17.4)×138.9＝5.917m3/h，设溶气效率为60％(一般为50～65％)，则需要的空气量为5.917/0.6=0.165m3/min。选用Z－0.184/7型空压机三台。溶气水泵的选用：流量为138.9m3/h，扬程为41.3m(溶气压力为35m、管道损失3m、气浮池高度3.3m)。选用6sh－9A水泵六台，三用三备。流量为111.6～180m3/h；扬程为43.8～35m，功率为28kw。 气浮池池体的设计：表面负荷率设为4m3/m2.h，停留时间为40min。则气浮池容积为138.9×40/60=92.6m3。气浮池表面积为A＝138.9/4＝34.7m2。有效水深为92.6/34.7＝2.67m，采用3m。设超高0.3m，则总高3.3m。取气浮池宽度为4.5m，则池长为L＝34.7/4.5=7.7m。 穿孔集水管：取每根集水管出水流量为25m3/h，则需要138.9/25＝6根集水管。选用释放器：每只释放器流量为4.2m3/h，则需要138.9/4.2＝33.1只，采用34只，分两排布置，则每排为17只。 药剂储存及高位药剂箱：投加PAC，浓度为8－10％，投加量为300 mg/l，则每天使用量为10000×0.3＝3000 kg/d＝125 kg/h，按照储存20天计算，则每次储存60t。PAC的比重为1.2，则所需储存池容积为60/1.2＝50m3。高位塑料药剂箱容积按照一班考虑。则每班需要的PAC为125×8＝1000 kg，所需容积为1t/1.2=0.833m3，采用1m×1.2m×0.7m的塑料箱一只。碱药剂：30％的NaOH，投加量为100 mg/l，每天用量为1t，储存20天，则每次储存量为20t。液碱比重为1.33，则储存池容积为20/1.33＝15m3。高位碱药剂箱，按照一班考虑。需要量为41.7×8＝333.6 kg。则需要高位药剂象容积为333.6/1.33＝0.26m3。 13 电耗、原料消耗计算 ①电耗:装机367kw，使用268kw。 ②原料消耗：磷酸三钠47t/年；硫酸铵214t/年；液体PAC101t/年；液氯216t/年。 废水处理成本分析： ③药剂消耗费用：(1)液氯：单价为540元/t，则每天324元；(2)液体PAC：单价为400元/t，则每天为100元；(3)磷酸三钠，单价900元/t，则每天119元；硫酸铵单价185元/t，则每天110元。 电费：设照明用电功率为80kw/班，则总用电量为268×24＋80×2＝6603kw.h，按照每度电0.4元计算，则每天电费2641元。 工资：10人，600元/月。则每天200元。 总计费用为：324＋100＋119＋110＋2641＋200＝3494元/天。每处理1t废水0.35元。 四、设计小结 通过设置调节池对印染废水的水质和水量有很好的均衡作用，保证了后续处理设施的高效运行；(2)合建式曝气池具有结构紧凑、耐冲击负荷能力较强及处理效果较好等优点；(3)加氯化学氧化可以确保废水达标排放(特别是废水的色度)；(4)污泥经过浓缩、脱水等处理大大较少了污泥的处置量，可有效地防治二次污染。 实例二 腈纶废水处理工程设计 一、基础资料 某大型油田化工总厂因丙烯腈工程的扩建和3万吨腈纶工程的新建将产生350m3/h含氰污水。污水水量和水质情况： 表9－2 腈纶废水水质 序号  项 目 丙烯腈 装置  腈纶装置     聚合 溶剂回收 纺丝   1 流量(m3/h)  125  70  55  100   2 pH值  6.81  4-5  6-12  6-8   3 BOD5( mg/l)  480 1033  180  11   4 CODcr( mg/l) 1500 3030  240  55   5 总碳(TOC)( mg/l)   683  180  70   6 总悬浮物(TSS)( mg/l)  120  343  36  11   7 总氮(TN)( mg/l)  0  250  120  20   8 氨氮(NH3-N)( mg/l)  150  0  0  0   9 硫氰酸钠(NaSCN)( mg/l)   40  360  40   10 丙烯腈(ACN)( mg/l)   356  0  0   11 低聚物((SPN)( mg/l)   200  36  20   12 氰化物(Cyanide)( mg/l)  5  3  0.6  0.1   13 硫化物(SulpHate)( mg/l)  1365  90  118   14 氯化物(Chloride)( mg/l)   899  30  14   15 温度(℃) 常 温 35-40  35-40 35-40  二、设计原则和工艺流程确定 1 污水处理工艺的确定 处理要求 表9－3 腈纶废水主要污染物去除效果分析 污染物种类 进水*（ mg/L） 出水（ mg/L） 去除量（ mg/L） 去除率（％）   CODcr 1323 100 1223 92.4   BOD5 449 50 399 88.9   NH3－N** 138 25 113 81.9   氰化物 2.6 0.5 2.1 80.8   硫化物 76 1.0 75 98.7   所以在处理工艺的选择上有较高的要求。 (2)工艺选择及其依据 根据含氰污水的水质特性及其具有较高的浓度冲击和毒性冲击的特点。通过对其他同类型污水处理工程的类比分析，对该污水处理工程的工艺简述如下。丙烯腈、腈纶生产污水是属难处理的化工污水之一，由于某些成分对微生物有抑制和毒害作用，降解缓慢，所以要使CODcr、NH3－N、氰化物等多项指标达到排放要求采用单一的处理方法往往不能奏效，需采用生物、化学、生物物理等综合处理方法；否则，如采用一种方法会造成基建或运行费过大的问题。如采用单一化学氧化的方法，会造成运行费用过高，采用单一生物法会造成基建费过高。对于难处理的石油化工污水可以采用多种方法相结合的工艺流程，对不同的处理阶段和不同的污染物采用相应的处理方法进行有效的处理，达到高效、经济、合理。由于污水的组成复杂，本工程采用化学法进行预处理，采用生物法进行主体处理，采用生物物理法进行后续处理，最终达到采用较低投资和运行成本，实现处理出水达标的目的。预处理系统：为了排除高浓度及毒性的冲击，在预处理系统中必须设置事故池。在含氰污水中主要防治氰根浓度的冲击问题，一般情况下未经含氰污水驯化后的微生物对氰根的承受能力为1～2 mg/L，经含氰污水驯化后的微生物对氰根的承受能力为3～5 mg/L。当污水中的氰根含量大于5 mg/L时，微生物将产生中毒，在生化反应池中活性污泥会产生离散、上浮现象，微生物失去活性，出水水质恶化。由于丙烯腈、腈纶生产污水中氰根浓度一般小于5 mg/L，当生产系统出现故障或某工程的操作失误会造成生产污水中氰根含量大于5 mg/L时，处理系统将这一现象视为事故状态。预处理中将事故状态的高浓度含氰污水排入事故池，采用小流量逐步排出的方法，再进入处理系统。其二，通过化学混凝气浮去除部分悬浮固体及胶状物质（一部分低聚合物）；混凝气浮对去除污水中悬浮物和胶状物是一种最有效的方法之一。在凝聚剂和助凝剂的作用下不仅能去除悬浮物和胶状物，同时还能去除一部分大分子结构的溶解性有机物。去除污水中的大分子结构的溶解性有机物采用混凝的化学法已被公认，然后通过生物水解酸化作用把剩余的大部分大分子有机物转化为小分子物质，即可提高BOD/COD比值，约为20％，COD的去除率可达到30～40％，使主体处理系统发挥更大的能力。主体处理系统：主体处理系统处理效果的好坏直接影响到能否达标的关键。选择具有同时去除C和N的生化工艺是比较经济而有效的方法。3、后续处理系统：根据处理后出水水质要求达到COD≤100 mg/L，NH3－N≤25 mg/L等排放标准，在预处理、主体处理系统后，还必须加入后续处理系统来保证出水水质达标。在化工污水的处理过程中，一般通过预处理和主体处理系统后污水中的易生物降解物质均被去除，而存下一部分为难生物降解物质，如部分残留的大分子有机物(如低聚合物等)和微生物代谢物质，而这部分物质浓度低（接近排放标准值），这些物质主要以COD值出现在水中，在普通的生化反应池内难以降解；在后续处理系统中必须选择具有对难降解物质能有效去除的工艺，才能保证处理后出水达标排放，同时还需为水资源的回用打好基础。 工艺流程图 丙烯腈污水 1＃集水池 1＃中和池 1＃事故池 混凝气浮池 3＃集水池 腈纶污水 2＃集水池 2＃中和池 2＃事故池 水解酸化池 SBR反应池 生物活性炭滤塔 陶粒压滤器 出水 图9－2 腈纶废水处理工艺流程 (4)工艺说明 预处理系统：丙烯腈装置生产污水进入1＃集水池，当污水中氰化物浓度>5 mg/L时，通过事故泵把污水打入1＃事故池，反之污水进入1＃中和池。根据类似污水处理工程的经验，污水经中和后可直接进行生化处理，但考虑到为生化处理减轻压力，污水经中和后进入混凝气浮池。腈纶装置污水进入2＃集水池，当污水中氰化物浓度>5 mg/L时，通过事故泵把污水打入2＃事故池，反之污水进入2＃中和池。由于腈纶装置生产污水中含有较难处理的有机物如低聚物（(SPN），根据类似污水进行的混凝沉淀小试经验，当投加适量的凝聚剂和高分子助凝剂可使污水中COD削减20～30％。丙烯腈、腈纶生产污水经混凝气浮后COD可从1323 mg/L降至1058 mg/L，去除率为20％。根据混凝气浮的原理通过投加适量的凝聚剂和助凝剂可使污水的悬浮物和一部分大分子结构的有机物去除，如部分的低聚合物。凝聚剂采用碱式氯化铝， 投加量为50 mg/L，碱式氯化铝不仅有较宽的PH适应范围并能与污水中硫化物进行反应。助凝剂采用聚丙烯酰胺，投加量为1 mg/L。污水经混凝气浮后进入3＃集水池。丙烯腈和腈纶生产污水经中和、混凝气浮后进入3＃集水池再用提升泵打入调节罐，污水经调节后水质和水量将得到稳定，污水再进入水解酸化池。水解酸化反应是微生物在厌氧条件下对有机物产生生化反应的前二个阶段，一般微生物在厌氧条件下对有机物产生四个阶段反应，其中水解与酸化阶段可称为水解酸化反应。水解酸化反应必须在厌氧条件下有机物被水解细菌和酸化细菌分解的一种生化反应。厌氧和兼性厌氧微生物的胞外酶对有机物进行水解，可使大分子有机物得到分解，生成可以被微生物利用的小分子的有机物。酸化反应是厌氧和兼性厌氧微生物对可利用的有机物使其转化为有机酸、醇、醛以及CO2、H2等简单物质。水解酸化反应一般可去除30～40％的COD，同时还能提高BOD/COD的比值，更有利于好氧生化处理。水解酸化反应池出水COD为741 mg/L，去除率为30％，NH3－N的浓度将会升高，由于水解酸化反应使大部分有机物得到分解，其中含N有机物在分解时N在氨化菌的作用下产生NH3－N，从污水中的TN含量分析除少量用于生物机体合成，大部分的TN还存在于污水中，其浓度为138 mg/L。关于BOD的去除量，由于水解酸化反应中BOD值有一定量的提高，用进出水中的BOD作为去除可能不真实。在此采用BOD/COD的比值估算水解酸化出水的BOD值，原污水BOD/COD的比值为0.34，酸化出水BOD/COD提高20％为0.41，出水BOD为302 mg/L。在酸化反应中由于污水可能缺磷，需要投加5 mg/L的磷，以供生物生长的需要。 主体处理系统：丙烯腈、腈纶生产污水经预处理后，在主体处理系统内主要解决的污染指标为CODcr、NH3－N。采用什么样的生化处理工艺是对COD、NH3－N能否达标的关键，一般具有生物脱氮功能的工艺有：活性污泥法：(A/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺等);生物膜法(接触氧化A/O工艺、塔滤、生物转盘等)。其中，SBR工艺是一种将反应、沉淀、回流各工序放在同一个反应池内进行，提供一种以时间顺序为工作中心的污水处理工艺技术，主要用于污水水质水量变化较大的处理系统。
图9－3 SBR工作模型示意 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。
图9－4 SBR工艺运行周期 采用SBR工艺更适应本工程实施并具有如下优点：（1）SBR工艺由于具备可调性、管理灵活性更适应水质的变化，同时SBR工艺具有较强的脱氮能力和耐冲击能力，使出水水质更为稳定。（2）SBR工艺流程简单，构筑物少，更适合改造工程的实施，可减少工程投资和运行管理费用。（3）由于SBR工艺不仅具有缺氧、好氧功能，更重要的是具有严格的推流型反应过程更适应对难分解有机物的降解。在SBR反应池内需投加硝化反应中必须的碱度和反硝化反应中易被生物分解的甲醇。 后续处理系统：为了出水水质能更有保证达到排放标准，后续处理系统的设置是必不可少的。后续处理系统采用臭氧生物活性炭工艺和压力陶粒过滤装置，臭氧生物活性炭工作原理为：污水中难分解的有机物通过活性炭的吸附作用，进入活性炭的内孔，再通过臭氧分解与活性炭内孔的好氧和兼性微生物进行长时间的分解，并使活性炭内孔恢复吸附能力。生物活性炭具有吸附、分解、再生、吸附的循环过程，活性炭不需要更换，可长期使用直至活性炭破碎流失。压力陶粒过滤装置与普通的砂滤器不同，陶粒为多孔材料，具有较大的吸附力，材料强度近次于石英砂，但质量轻于石英砂；采用陶粒作为过滤材料具有滤速高、不易堵塞、反冲洗强度低和节能等优点。压力陶粒过滤装置主要去除臭氧生物活性炭反应装置流出的SS。 三、全工艺过程设计与计算 1 丙烯腈污水 ①1＃集水池设计 1＃集水池用于收集丙烯腈生产污水。设计最高时污水流量为125m3/h，设计水力停留时间HRT＝4h，则其有效容积为125×4＝500m3。设2只池子，则每只为250m3。设计尺寸为：L＝20m，B＝5.0m，H有效＝2.5m，超高0.5m。总尺寸为：20(长)×5(宽)×3(深)m×2。搅拌推进装置：2台，功率：1.5KW。 ②1＃中和池设计 1＃中和池调节丙烯腈污水的PH。设计流量为125m3/h，设计HRT＝1h，设计有效容积为125m3。设计尺寸为：20×2.5×3.0，超高为0.5m。搅拌推进装置：1台，功率：1.5KW。 ③1＃事故池设计 1＃事故池当丙烯腈生产污水中CN－>5 mg/L时，污水进入事故池，随后采用小流量逐步排出的方法，进入1＃集水池。设计HRT＝4h，则有效容积为500m3，有效尺寸：(8×1.1m，超高为1.0m，则实际容积为502.4m3。 搅拌推进装置：1台，功率：2.5KW。 2 腈纶污水 ①1＃集水池设计 2＃集水池收集腈纶生产污水。设计流量为225m3/h，设计HRT＝4h，则有效容积为900m3。共设4个池子。每池尺寸为：20×4.5×3.0m，其中超高为0.5m。 搅拌推进装置：2台，功率：1.5KW。 ②2＃中和池设计 2＃中和池调节腈纶污水的pH。设计停留时间HRT＝1h，设2个池子，每池设计尺寸：20×2.5×2.8m，其中超高为0.5m。搅拌推进装置：1台，功率：1.5KW， ③2＃事故池设计 2＃事故池当腈纶生产污水中CN－>5 mg/L时，污水进入事故池，随后采用小流量逐步排出的方法，进入2＃集水池。设计2个池子，每池尺寸为：(8×1.1m，超高为1m，实际有效容积为10004.8m3，实际HRT为4.47h。搅拌推进装置：1台，功率：2.5KW。 3 混合污水 混合污水：设计流量为350m3/h，进水水质为：COD＝1323g/l，BOD5＝449 mg/l，TSS＝135 mg/l，CN－=2.6 mg/l，NH3－N＝138 mg/l。 ①混凝气浮池设计 设2个混凝气浮池，每池处理量为175m3/h，采用全加压式工艺，溶气时间为3min，则每个溶气罐的容积为175×3/60＝8.75m3。设溶气罐的总高度为5m，则直径为1.5m，实际溶气时间为3.03min。 若溶气所需的空气量按照被处理污水量的3％进行计算，则总需空气量为350×3％＝10.5m3/h，每个溶气罐所需空气量为5.3m3/h。每个溶气罐实际溶气量为：(60-17.4)×350/2×2000＝7.46m3/h。设溶气效率为60％，则每罐需要7.46/0.6＝12.4m3/h的空气流量。气浮池池体设计：取表面水力负荷率q'＝4m3/m2.h，HRT＝ 40min，则总容积为350×40/60＝233.4m3，设2个池子，每池容积为116.7m3。每池表面积A＝175/4＝43.8m2,H有效＝116.7/43.8＝2.67m，取超高为0.3m，取B＝5m，则L＝43.8/5＝8.76m则每池总尺寸为：8.76×5×3mm3。集水管数：175/25＝7根，释放器个数：175/4＝43.75个，取44个，分为2排布置，每侧22个。混凝剂：PFS，投加量：50 mg/L，助凝剂：聚丙烯酰胺，投加量：1 mg/L。去除率：COD＝25％，BOD5＝30％，NH3－N＝5％，CN－＝20％，TSS＝85％。则出水水质为：COD＝992.3 mg/l，BOD5＝314.3 mg/l，NH3－N＝131.1 mg/l，CN－＝2.08 mg/l，TSS＝20.3 mg/l。 ②水解酸化反应池设计 设计流量为350 m3/h，设计HRT＝4h，则所需容积为1400 m3,设4个池子，则每池需要350m3，总尺寸为：20×6×3.5m，其中超高为0.5m。搅拌推进装置：4台，功率：1.5KW。去除率：COD＝30％，BOD5＝15％，NH3－N＝5％，CN－＝70％。则出水水质为：COD＝694.4 mg/l，BOD5＝267.2 mg/l，NH3－N＝124.5 mg/l，CN－＝0.62 mg/l。磷酸投加量（PO4－m3）：按10 mg/L投加量计， ③SBR反应池设计 共计设计5个池子，每池容积为840m3 ，有效尺寸为： 50×4.5×4.3m，超高为0.5m。SBR反应池分5组交替运行，每天工作周期：4（详见运行周期图），每周期工作时间：6h，进水：1.2h，曝气反应：3.8h（进水同时曝气可达5h），沉淀 0.5h，排水 0.5h，排出比：23％，反硝化投加甲醇比：1.25 mg甲醇/ mg.NOx-N，硝化投加碱度（以CaCO3计）：7.14 mgCaCO3/ mgN，总需氧量：8757 kgO2/d，微孔曝气系统氧利用率： 15％，供气量：160m3/min，COD污泥产率：0.2 kgCOD/ kgMLSS，污泥泥龄：30天，排泥量：1215 kg/d。每次进水量为1.2×350＝420m3，每次COD量420×0.6944＝291.6 kg，每次BOD5量为＝420×267.2＝112.2 kg。而SBR池内MLSS总量为：5×2.5gMLSS/l×840＝10500 kgMLSS。则Ls(COD)＝291.6×24/10500×3.8＝0.18 kgCOD/ kgMLSS.d；Ls(BOD5)＝112.2×24/10500×3.8＝0.067 kgBOD5/ kgMLSS.d。 ④生物活性炭反应池设计 结构尺寸：(8000×5000mm，总有效容积：800m3活性炭：480m3COD容积负荷：1.55 kgCOD/m3.d，出水COD：103 mg/L，去除率：30％，出水BOD5：5 mg/L，需氧量：258 kgO2/d。微孔曝气系统氧利用率： 15%，供气量：3m3/min ⑤压力陶粒过滤装置设计 压力过滤装置8座，陶粒：60m3，粒径：2～4mm，出水COD： 93 mg/L，去除率：10％，出水BOD5： 25 mg/L，出水SS： < 40 mg/L 4 处理后最终出水水质 CODcr ( 93 mg/L，BOD5 ( 25 mg/L，NH3-N ( 17 mg/L， CN－( 0.4 mg/L， TSS( 40 mg/L 5 运行费用计算 ①主要机电设备实际用电量计算 主要机电设备的实际使用率和事故状态使用率(按10%)计算列表如下： 表9－4 腈纶废水处理主要机电设备的实际使用率 序号  名 称 电机功率 (KW) 数 量 (台) 使用率 (%) 实际使用功率 (KW)   1 液下搅拌推进装置  1.5  10  100  15   2 液下搅拌推进装置  2.5  2  10  0.5   3 (1).鼓风机  175  1  100  175   (2).鼓风机  175  1  23  40.25   4 鼓风机  7.5  1  100  7.5   5 事故泵  30  2  10  6   6 (1).3#集水井污水提升泵  30  1  100  30   (2).3#集水井污水提升泵  30  1  60  18   7 气浮加压泵  15  4  100  60   8 (1).生物活性炭反应池进水泵  30  1  100  30   (2).生物活性炭反应池进水泵  30  1  60  18   9 (1).压力陶粒过滤池进水泵  30  1  100  30   (2).压力陶粒过滤池进水泵  30  1  60  18   10 反冲洗泵  37  2  20  15   11 厂内污水泵  11  1  100  11   12 气浮刮渣机  1.5  4  100  6  合计      48.25   每m3污水耗电量为480.25(KW)÷350(m3/H)=1.37(KWH/m3)。 ②药剂耗量计算 药剂品种有：次氯酸纳、氢氧化纳、硫酸、磷酸、碱式氯化铝、PAM、甲醇。 次氯酸钠：每天的用量根据事故发生量而定。 氢氧化钠：按pH值而定。 盐酸：按pH值而定。 磷酸：86 kg/d(按10 mg/L投加量计)。 碱式氯化铝：420 kg/d(按50 mg/L投加量计)。 PAM：126 kg/d(按气浮1 mg/L，污泥脱水0.5 mg/L计)。 甲醇：435 kg/d(按投加30％计)。 CaO：按补充60％计，按CaCO3折算为CaO，投加量为3570 kg/d。 四、设计小结 (1)含氰污水选用预处理，主体处理和后续处理工艺具有抗冲击 能力强、去除难分解物质和氨氮效率高、出水水质好等特点。 预处理工艺对事故状态的高毒性污水采用小流量排放逐步处理的方式，对正常浓度和含氰含低聚物等难分解物质进行混凝气浮和水解酸化处理，具有去除率高和调整BOD/COD值的特点，有利于主体处理工艺。 主体处理工艺采用世界上较先进的SBR工艺技术，具抗冲击，氨氮去除率高，运行管理灵活等优点。 后续处理采用生物活性炭新技术，可有效去除难分解物质的残留，使出水水质低于排 放标准，有利于污水的综合利用。 实例三 制糖废水处理工程设计 一、基础资料 设计进水量：根据业主提供的资料，糖厂有二个排放口，水量情况如下： 第一排放口，Q1＝3696.4m3/d,第二排放口，Q2＝1095.1m3/d 总排放量ΣQi＝Q1＋Q2＝4791.5 m3/d＝200 m3/h 设计进水水质： 第一排放口，CODcr＝3540.2 mg/l, SS＝975 mg/l, pH＝7.81 第二排放口，CODcr＝32636.2 mg/l,SS＝3208 mg/l, pH＝4.48 排放标准： CODcr＝160 mg/l, SS＝70 mg/l, pH＝6－9 二、设计原则和工艺流程的确定 制糖废水具有有机污染浓度高，可生化性较好的特点。根据这一特点在选择处理工艺时，要充分考虑处理工艺的投资成本和运行成本，以得到较好的投资效益和环境效益。在采用生物处理技术时，当废水的CODcr达到1500 mg/l以上时，厌氧生物技术将明显优于好氧生物技术，二者的运行成本之比约为1：3，而且厌氧生物技术还具有以下一些特点：①处理设备负荷高，占地小;②产生的剩余污泥量少，而且剩余污泥的脱水性能好;③对废水中的营养物需求量少;④不要对高浓度废水进行稀释.厌氧生物技术在处理高浓度废水具有明显优势的同时，也有它的不足。厌氧处理后的出水CODcr等有机污染物浓度高于好氧，无法达到排放要求。因此，需要将二种技术加以组合，才能达到理想的目的。 UASB发明后，目前已成为应用最为广泛的厌氧处理方法。根据表1的比较和本工程废水特征，厌氧处理技术采用UASB工艺。废水经过厌氧处理后尚不能达到排放要求，还需采用好氧处理，由于处理的对象主要是含碳有机废水，无须脱氮除磷，因此，采用采用常规的活性污泥法。由于废水中含有较高的SS，为减轻UASB的负荷，在进UASB前，对废水进行气浮处理。 沼气 脱硫 沼气利用 进水 调节池 气浮池 pH调整池 UASB 曝气池 二沉池 排放 图9－5 制糖废水处理工艺流程 表9－5 制糖废水处理各段工艺处理效果预测 位置 CODcr ( mg/l) 去除率(%) SS ( mg/l) 去除率(%)  第一排放口 3540.2 － 975 －  第二排放口 32636.2 － 3208 －  调节池平均出水 10190.1 － 1485.4 －  气浮出水 7133 30 149 90  UASB出水 1070 85 － －  好氧出水 160 85 70 55  三、全过程工艺设计计算 1 调节池设计 调节池数为1只，停留时间为6 h，有效容积为1200 m3 。自动格栅为1 台，栅 距为5 mm，功率为0.4 kW；手动格栅1 台，不锈钢材质，栅距为5mm，提升水泵3台，2用1备，单泵流量为110 m3/h，单泵功率：7.5kW 2 UASB 反应池设计 采用常温消化，设计容积负荷为8 kgCODcr/ m3.d，有效容积为4280 m3 ，反应池数为2只，三相分离器2只，温度传感器2只，沼气脱硫装置2只。 3 涡流气浮池设计 气浮池数为2只，单池处理能力为110 m3/h，单池功率为4 kW，加药装置2只， 4 曝气池设计 曝气池数为2只，污泥负荷为 0.4 kgCODcr/ kgSS.d，污泥浓度为3500 mg/l，有效容积为3670 m3，单池容积为1835 m3，有效水深为4.5m，曝气头数为1230 只 5 沉淀池设计 沉淀池数为2只，表面负荷为1 m3 /m3 .h，池子直径为Ф12。刮泥机2只，单机功率为1.5kw 6 回流污泥井设计 回流量为140 /m3 .h，回流泵数 3 台，2用1备，单泵流量为70 /m3 .h，单泵功率为5.5kW。污泥井尺寸：Ф5。 7 污泥浓缩池设计 污泥浓缩池数为2只，浓缩池尺寸：Ф10，浓缩池水深为4 m，浓缩机2台，单机功率1.5kW。 8 污泥均衡池设计 污泥均衡池数为1只，均衡池尺寸：Ф10，均衡池水深为3 m，液下搅拌机1台，单机功率为2.2kW。 9 脱水机房及堆棚设计 离心机2台,单机功率为18.5kW。螺杆泵2台，加药系统2套，计量泵2 台。皮带运输机2台。机房及堆棚尺寸：14×10m 10 气罐设计 储气罐数为2只，罐直径：Ф8，罐深：7m，液位标尺2只， 11 鼓风机房设计 供氧量为2465 kg/d，供气量为 42 m3/min，鼓风机数为4台，3用1备。单机功率为18.5kW， 机房尺寸：15×6 m。 12 pH调节池设计 停留时间为0.5h，酸加注泵2台，1用1备。加注量为 6 L/min，功率为0.4 kW。酸储槽容积4 m3。碱加注泵2台，1用1备，加注量为6 L/min，0.4 kW，碱储槽容积为 4 m3 13 运行费用计算 ①药剂与用水：0.30元/m3,0.30元×4800＝1440元/d ②电费：用电量为2719.8Kw.h/d,按0.60元/Kw.h计，1613.9元/d. ③人工工资：800×6/22=218元/d. 合计：1440+1613.9+218=3271.9元/d。 14 工程投资计算 工程总投资约1500万元，即3131元/(m3/d)。 四、设计小结 本处理系统通过对高浓度有机废水进行预处理，有效地去除了废水中的悬浮态有机物，大大降低了后续生化处理的负荷；采用UASB来处理高浓度有机废水具有占地少、处理能力强、耐冲击负荷等特点，同时也为后续好氧生化处理达标提供了可靠的保证。 实例四 机械加工废水处理工程设计 一、基础资料 某拖拉机内燃机有限公司主要生产拖拉机和内燃机二大部分产品，公司内生产拖拉机和内燃机二块在地理位置和生产车间布局方面都相对独立。由于生产过程中需要润滑，清洁和冲洗等过程，会排出相应的生产废水；同时全厂职工在生产活动中排出相应的生活污水（浴室、食堂、厕所），因此，整个公司的废水有生产废水和生活污水二部分组成。 拖制部废水水质：CODcr=78～216 mg/l，BOD5=18.8～83.0 mg/l ，SS=67～189 mg/l NH3-N=5.05～10.1 mg/l ，动植物油＝1.6～7.8 mg/l，pH值=6.46～9.33 内制部废水水质: CODcr=211～1230 mg/l, BOD5=74.5～2.7 mg/l , SS=103～276 mg/l NH3-N=3.43～9.91 mg/l ,动植物油＝24.7～95.5 mg/l,pH值=6.91～7.69 以上数据表明，拖内公司的废水水质波动大，设计进水水质： 拖制部废水水质：CODcr=130 mg/l；BOD5=44 mg/l ；SS=115 mg/l；NH3-N=7 mg/l ； 动植物油=3 mg/l。 内制部废水水质：CODcr=746 mg/l；BOD5=164 mg/l ；SS=167 mg/l；NH3-N=6.7 mg/l ；动植物油=49.6 mg/l 根据上述实测数据以及二大块的排水量，加权平均后得：：CODcr=318 mg/l BOD5=81 mg/l ；SS=131 mg/l；NH3-N=6.9 mg/l ；动植物油=17.2 mg/l。通过对污废水分流及对冲洗水的控制，预测今后废水的浓度会有所提高，用水量有所降低，因确定以下参数作为新建污水站的设计值。CODcr=350 mg/l；BOD5=90 mg/l ；SS=150 mg/l；NH3-N=7 mg/l ；动植物油=50 mg/l。 处理后出水水质：采用《污水综合排放标准》(DB31/199-1997) 中第二类指标值。即CODcr≤100 mg/l ；BOD5≤30 mg/l ； SS*≤ 70 mg/l；NH3-N≤15 mg/l ；动植物油≤15 mg/l(SS* 采用第一类指标值)。 设计水量：拖内公司现有的二个排放口都无计量设备，废水量只能按常规从公司的用水量来预测。公司目前的用水量如表9－6。 表9－6 机械加工公司用水量分析 部门 用途 日平均用水量 日最高用水量 时最高用水量  拖 制 部 浴室 120 m3/d 140 m3/d 28 m3/h   食堂 115/235 m3/d 125/265 m3/d 25/53 m3/h   生产 2900 m3/d 3100 m3/d 200 m3/h   小计 3135/3255 m3/d 3365/3505m3/d 253/281 m3/h  内 制 部 浴室 190 m3/d 250 m3/d 50 m3/h   食堂 25/215 m3/d 35/285 m3/d 5/55 m3/h   生产 800 m3/d 1000 m3/d 80 m3/h   小计 1015/1205 m3/d 1285/1535 m3/d 135/185 m3/h  用水量 合计 4150/4460 m3/d 4650/5040 m3/d 388/466 m3/h  排水量* 合计 3320/3568 m3/d 3720/4032 m3/d 310/373 m3/h  *排水量按用水量0.8计 废水站按最大日污水量4032 m3/d进行设计,时变化系数Kh＝2.2。 二、设计原则和工艺流程的确定 1 工艺选择 各处理方法需根据水质情况、用地许可、出水指标、运行管理、排放水体的距离等综合因素考虑来选择一种或几种组合。本污水处理站处置的对象为生活污水和生产污水混合的污水，污水特征为含油、可生化性能较差。为充分发挥污水处理的投资效益，力使处理工艺合理、经济而有效，对拖内公司的水样进行了小试，小试结果如表9－7。 表9－7 机械加工废水混凝处理实验效果 混凝剂加注量 助凝剂加注量 原水均值CODcr  出水平均CODcr pH值  内制部 1‰ 0.1‰ 590 80 7-7.2  拖制部 1‰ 0.1‰ 120 50 7-7.2  根据试验结果确定以下工艺。 2 工艺流程 食堂 （隔油） 生活废水 1＃调节池 接触氧化（Q=3032m3/d） 淋浴与厕所 其他生产废水 混凝反应 气浮 计量 排放 乳化废水 预处理装置 2＃调节池 （Q=1000m3/d） 油漆废水 图9－6 机械加工废水处理工艺流程 此工艺流程是针对进入1＃调节池内的废水，其可生化好的特点采用生物法加以处理，降低运行成本；气浮作为其固液分离的手段可达到节约占地面积的目的。进入2＃调节池内的废水可生化差采用生物法难以奏效，采用物化法加以处理，去除CODcr及油比较可靠，而且二股水混合后，达标有保证。 3 总平面布置原则 废水处理站较为理想的位置是进出管道比较顺畅，离排放水体或管道近，处于生活办公场所的下风向。根据介绍公司内可供废水站使用的位置在内制部的技校工场，占地面积约为408m2。因此，本废水站需根据现有场地进行布置。由于面积有限，废水处理站为二层布置，下层为混凝土水池，有1＃调节池、2＃调节池、接触氧化池、污泥池和螺杆泵房；上层为房屋结构放置设备，有成套气浮池、鼓风机房、控制室、脱水机、自动细格栅。 4 高程布置原则 高程布置原则：希望废水经一次提升后藉重力流经各处理构筑物，并尽量减少提升高度，节约能耗，处理后排入附近水体或管道。污水站的室内地面标高要基本保证不受雨水侵害，在满足处理构筑物容量的要求下尽量减小水池深度。通过高架方式输送进入废水站的废水先进入2＃调节池，这股废水SS及粗大垃圾较少，调节池内设人工格栅和自动细格栅各一个，最高液位标高为－0.50m。池内废水由泵提升进入混凝反应池，反应池液位标高为2.10m；最后进气浮池，气浮池液位标高为1.80m。 通过地下埋管方式输送进入废水站的废水有二股，内制部的可采用重力流直接进入1＃调节池。内制部排水最远点距废水处理站约250m，管道按3‰坡度设计，进入污水站的管低标高为-1.75m，因此1＃调节池的液位设计值为-1.45m。拖制部的一股废水在进入废水处理站前需穿越厂区外的道路，在穿越前为减小管道埋深，提高1＃调节池的液位设计值，需设置一座提升井，井内配置二套潜水泵及液位控制系统。二股废水进入1＃调节池后，由泵提升进入接触氧化池，接触氧化池的设计液位为-0.5m。为保持较稳定的处理效果，在进接触氧化池前设置流量分配槽，将超过处理量的废水溢流回1＃调节池。接触氧化池内的废水反应后，进入2＃调节池，利用2＃调节池内的提升泵进入混凝反应池，池前也设置流量分配槽，将超过处理量的废水溢流回2＃调节池,最后进气浮池，在气浮池完成固液分离后计量排出。 三、全工艺过程设计与计算 1 拖制部提升井设计 提升井有效容积：29m3 ；水泵数：2台 (一用一备)；单泵流量：88m3/h；单泵扬程：6m；单泵功率：4.0kw。 1＃调节池设计 池数1 只；有效容积308m3 ；配置自动细格栅：1台，单机功率：0.4 kw；配置手动细格栅：1台；配置提升水泵：3台(二用一备)。单泵流量：70m3/h；单泵扬程：6m；单泵功率：3.0kw；配预曝气管。 接触氧化池设计 池数：1 只；有效容积：632m3，填料充填率：30％，计有190 m3 ；填料型号：SNP球形填料；配膜式曝气管：180根。 混凝反应池(钢制)设计 池数2 格；每格HRT ：7min；配置PH在线仪表：1 套；配置酸碱加注泵：2 台，单机功率：0.75 kw；配置混凝剂加注泵：2 台；单机功率：0.75 kw。配置浆式搅拌器：2 台；单机功率：1.5 kw。 污泥池设计 日污泥产量：650 kg；污泥含水率：97％；HRT: 2天。配置污泥螺杆泵台数：2台；污泥泵流量：5.65m3/h；压力：0.6Mpa，功率为 4kw。 气浮池(钢制)设计 气浮池数：1套；单套处理能力：200 m3/h；平面尺寸：15×2.5 (m) 单套功率：5.435kw； 污泥脱水机设计 自动污泥脱水机数：1台；处理能力：120 kgSS/h。过滤面积：20m2 单机功率：7.5kw；每天工作时间：5.5h，平面尺寸：6.1×1.4(m)。 8 2＃调节池设计 池数1 只；有效容积： 102m3，配置自动细格栅： 1台； 单机功率：0.4 kw配置手动细格栅1台；配置提升水泵3台(二用一备)。单泵流量：84m3/h；单泵扬程为 7.7m单泵功率为5.5kw； 配预曝气管。 9 电磁流量计 数量1只；管径DN200。 10 鼓风机房设计 数量： 2台（供氧化池）；单机供气量：7.10m3/min；风压：39.2kPa，单机功率：11kw 转速n=770rpm）；数量：1台（用于预曝气）；单机供气量：4.46m3/min；风压为34.3kPa；单机功率为7.5kw 转速n=920rpm）。 11 其它 根据需要在1＃、2＃调节池、污泥池进行预曝气。预曝气单独由一台小鼓风机供气。废水处理站内设置送排风系统，换风次数8次/h。 12 废水处理站装机容量计算 表9－8 机械加工废水处理装机容量计算 序号 设备名称 台数 装机容量  1 提升井潜水泵 2 2×4.0kW  2 1＃调节池潜水泵 3 3×3.0kW  3 1＃调节池自动格栅 1 1×0.4kW  4 混凝反应池加注泵 4 4×0.75kW  5 混凝反应池搅拌器 2 2×1.5kW  6 螺杆泵 2 2×4.0kW  7 气浮池 1 1×5.435kW  8 污泥脱水机 1 1×7.5kW  9 2＃调节池潜水泵 3 3×5.5kW  10 2＃调节池自动格栅 1 1×0.4kW  11 鼓风机 2 2×11.0kW  12 鼓风机 1 1×7.5kW  13 轴流通风机 1 1×1.1kW  14 总计 26 91.745kW  四、平面布置图 图9－7 机械加工废水处理站平面布置 五、投资和运行费用估算 投资 表9－9 机械加工废水处理站扩建工程投资汇总 序号  项 目  规 格 单位 数量 价格（万元）  备 注   1 调节池  3.0×2.5×1.5m  m3  12  1.0  新建，改造 A3钢   2 中间调节池  3.0×2.5×3.2m  m3  24  2.0  新建，A3钢   3 生化池1 φ2000×4200  m3  10  0.6  填料支架等改造   4 生化池2 2.0×2.5×3.2m  m3  14  1.0  加高及改造   5 沉淀池 φ1700×4200  座  1  1.8  新建，A3钢   6 污泥池  2.0×2.5×3.2m  m3  12   新建，钢筋混凝土   7 溶气水泵 2GC-5.2  台  1  0.3  新增   8 进水泵 IS50-32-200  台  2  0.4  新增   9 生化进水泵 ISG20-110  台  1  0.2  新增   10 污泥泵   台  1  0.3  新增   11 鼓风机 TSB-50  台  2  2.2  新增   12 污泥脱水机   台  1  1.5  新增   13 管道及配件     2.5  新增及改造   14 电气控制   套  1  0.7  新增   15 平台     0.5  改造   16 防腐     0.6    17 小计  15.6    18 改造系数 8％  1.25    19 调试 4％  0.62    20 运输及安装 10％  1.56    21 管理费 10％  1.56    22 税收 5.65%  0.88    23 总计  21.47    运行费用 废水处理系统运行费用包括电费，药剂费，人工费等。水量按30吨/天计。 表9－10 机械加工废水处理站主要动力设备 序号  名 称 规 格  配电功率  利用率  数量  备 注   1 进水泵 IS50-32-200 0.75KW  20%  2    2 生化进水泵 ISG20-110 0.37KW  10%  1    3 溶气水泵 2GC-5.2 7.5KW  20%  2    4 风机 TSB-50 2.2KW  100%  2 一用一备   5 污泥脱水设备 0.5KW  15%  1     ∑5.94KW      0.7×5.94×24/30＝3.30元/吨废水 1.58＋0.15＋0.125＝1.86元/吨废水 2人×1600/30×30＝3.56元/吨废水 直接运行费：3.30＋1.86＋3.56＝8.75元/吨废水 六、环境效益分析 由于废水得到了有效的处理，因此有显著的环境效益。使用该处理系统后，以下各项指标的年消减量为： 1 COD：19.9×30×360＝214920 kg 2 油：4.99×30×360＝53892 kg 3 BOD5：9.98×30×360＝107784 kg 表9－11 机械加工废水处理污染物去除率分析 处理单元  指 标  CODCr  BOD5  油   进水（ mg/l）  20600  8240  5950   调节隔油池 出水（ mg/l）  17500  6592  4760   去除率（％）  15  20  20   进水（ mg/l）  17500  6592  4760  一级反应气浮池 出水（ mg/l）  2010  593  195   去除率（％）  88.5  91.0  95.9   进水（ mg/l）  2010  593  195  二级反应气浮池 出水（ mg/l）  795  225  22   去除率（％）  60.4  62.1  88.7   进水（ mg/l）  795  225  22  生物接触氧化池 出水（ mg/l）  99.2  20  7.3   去除率（％）  87.5  91.1  66.8   进水（ mg/l）  99.2  20  7.3   二沉池 出水（ mg/l）  99.2  20  7.3   去除率（％）  /  /  /  七、设计小结 本处理系统根据废水的特点，对生活污水和含油工业废水先分开采用不同的方法进行预处理，其中生活污水采用除油预处理，乳化油及油漆废水采用混凝气浮方法进行预处理，使得各类废水可以得到有效地前期净化；合并后生化处理采用接触氧化法，大大较少了装置的占地面积，满足本工程用地紧张的要求，而且净化效果良好。 实例五 油泵油嘴厂废水处理工程设计 一、基础资料 某油嘴油泵厂的桑塔纳轿车离合器液压操纵主缸总成，工作缸总成配套，技术改造项目所产生的乳化液废水，具有有机物浓度高，含油量大，并含有大量表面活性剂及添加剂，该类废水水量虽不大，但处理难度极大。其中加工中心、车床等设备产生的切削液废水，CODcr为10000～30000 mg/l，油类为 1000～3000 mg/l，PH偏碱性。清洗机在零件清洗过程中产生的清洗废水，CODcr为20000～50000 mg/l，油类为 3000～7000 mg/l，pH偏碱性。 清洗液废水水量取15m3/月（两台清洗机，一台10m3/月；另一台5m3/月，每月排放一次）。 切削液废水水量取15m3/月（5个切削液贮槽，每槽3m3/月，每月排放一至二次）。 处理设备设计流量按每月20天，每天4 h运行计，则每套处理设备的 h设计流量：Qh＝15/20(4＝0.2 m3/h 表9－11 油泵油嘴厂废水水质指标及处理要求 项 目  进 水 水 质  处 理 要 求    清  COD ( mg/l)  20000～ 50000  处理工艺中不得添加其他药   洗  油 ( mg/l)  3000～7000  剂。处理后水不得影响回用，   液  PH  8.5～10.5  回用水中细菌含量小于标准值   切  COD ( mg/l)  10000～ 30000  和不得含有有害物质。   削  油 ( mg/l)  1000～3000    液  PH  9.5～11.5   二、工艺流程   消 毒 循环液 超滤 微滤器 循环池 回用水池 车 间 进水(经隔油) 浓缩液储存池 浓缩液喷煤烧掉 清洗水池 图9－8 油泵油嘴厂废水处理工艺流程 废水经隔油池隔油后用泵打入微滤器，预处理后进入循环池，再用泵打入超滤器处理，超滤出水进入回用水池经消毒后抽至车间回用，少量浓缩液排入浓缩液储存池。 三、全过程工艺计算 1 调节隔油池 (3000mm×2500mm×2500mm) 原水通过3mm金属筛网后进入调节隔油池。由于该厂废水排放具有很大波动性，且含有高浓度浮油，对后续处理设施构成危害，故原水必须经过隔油处理，去除大部分浮油，浮油可人工撇除。同时进行水质水量调节，停留时间大于一个月。 2 微滤器 微滤器由几种不同材质和过滤孔径（5-50微米）的滤芯组成，经过微滤器预处理，可除去浮油及较大分子的有机杂质，延长后续处理设施 超滤器的使用周期和寿命。微滤器可定期清洗或更换滤芯。 3 循环池 (1800mm×1200mm×1500mm) 循环池贮存预处理出水，通过泵为超滤器提供一定水压、流量的废水。废水在循环池中浓缩到一定程度后排入浓缩液贮存池。 4 超滤器 超滤器为整个处理系统的核心，采用PVDF材质卷式超滤器，该超滤器适用于含油废水处理，不易堵塞，清洗方便，操作简单。废水经超滤器处理后，滤出液贮存在回用水池中待回用，其废液回流至循环池。 5 回用水池 (2200mm×2200mm×2500mm) 贮存超滤器滤出液供车间回用，回用水停留时间10天以上。回用前须经过紫外消毒器杀菌后用泵提升至车间使用。 6 浓缩液贮存池 (1800mm×1200mm×1500mm) 浓缩液贮存池用来贮存浓缩到一定程度、无法再超滤的浓缩液，由于浓缩液量很少，不超过原废水量的5％，且热值很高，所以可直接浇在煤上烧掉。为了减少浓缩液体积，可先破乳撇油，残余液自然干化。 7 清洗水池 (1800mm×1200mm×1500mm) 清洗水池提供超滤器清洗的水源。超滤器在使用一定周期后需进行化学药剂清洗，然后用清水清洗，以防治废水中的污染物在超滤膜面上形成软垢，影响出水量。清洗时，前4分钟清洗出水排放至调节池，以后作循环清洗。每天补充清水约0.2m3。清洗用的自来水须经过微滤器过滤。 本工程动力装机功率和运行功率 装机功率为：7.6KW 运行功率为：4.7KW 9 运行费用 废水处理运行费用包括废水处理设备的电费、维修费及水费等组成。每套处理设施按废水15m3/月计。 电费： 表9－12 油泵油嘴厂废水处理主要动力设备 序号  名 称 型号  规格  配电功率  利用率  数量  备 注    1 进微滤器泵 Q=1m3/h, H=20m  500W  20(  1    2 进超滤器泵 Is50-32-160B  2.2KW  100(  2    3 回用水泵 Is50-32-160B  2.2KW  5(  1    4 清洗水泵 Is50-32-160B  2.2KW  5(  1    5 浓缩液泵 Q=1m3/h, H=20m  500W  1(  1      ( 4.7KW      每度电电费以0.6元计，则每m3废水的处理成本： 0.6×(4.7×4.0×20)/15＝15.04元/吨废水 (2)维修费： 以每年维修费2000元计(主要用于微滤器、超滤器的滤芯更换) 2000/(15×12)＝11.11元/吨废水 (3)药剂费和水费： 药剂费约为0.04元/吨废水。 清洗用水量每年约48 m3，每吨水0.70元计 0.70×48/(15×12)＝0.19元/吨废水 直接运行费用：15.04+11.11+0.04+0.19=26.3元/吨废水 (注：超滤膜使用周期约3年，每套超滤器更换膜芯约需5000元). 四、工程投资 表9－13 油泵油嘴厂废水处理工程投资分析 序号  名  称  型号 规格  单位  数量 价格(元)   备  注    1  筛网 2500×600  张  1  500  置于调节池   2  微滤器  套  6  14700    3  进水泵 Q=1m3/h,H=20m  只  1  1400    4  超滤器  套  2  42000    5  紫外光消毒器  只  1  4000    6  回用水泵 IS50-32-160B  只  1  4000    7  超滤泵 IS50-32-200  只  2  12000    8  清洗泵 IS50-32-160B  只  1  4000    9  浓缩液泵 Q=1m3/h,H=20m  只  1  1400    10  防腐    1000    11  管道、配件    30000 管道、减压阀、流量计、阀等   12  电气控制设备    15000    13  小计   130000    14  设计费 15000    15  安装调试费 (13)×8％ 10400    16  管理费 (13)×5% 6500    17  利润 (13)×5% 6500    18  税收 [(13)+(14) +(15) +(16) +(17)]×5.61％ 9400    19  总计   177800    注: 上述投资估算表为每套处理设施的费用。整个回用处理工艺投资为17.78(2=35.56万元。 五、平面布置和高程布置 图9－9 油泵油嘴厂废水处理站平面布置 图9－10 油泵油嘴厂废水处理站高程布置 六、设计小结 该废水处理工艺方案在大量试验基础上确定，超滤出水经厂方测试认定完全达到回用水质要求，因此本方案是切实可行的。该处理工艺方案的特点是，把污染物控制在生产工艺中，即废水回用，这不仅节约水资源、还可回收90(左右表面活性剂等有效成份，既节省了洗涤剂、切削液的投入成本，又可达到污染物零排放，符合国家清洁生产政策。同时也大大降低了该类废水处理成本。 该废水处理系统操作简单，只需配置或兼职一名管理人员。 由于废水污染物零排放，因此有显著的环境效益。使用该处理系统后，以下各项指标的年消减量为：(两类废水的水量总和为30吨/月，COD为30000 mg/l，油为4000 mg/l ) 1 COD：30000×30×12/1000＝10800 kg/年 2 油： 4000×30×12/1000＝1440 kg/年 表9－14 油泵油嘴厂废水处理污染物去除率表 处理单元  指 标 CODcr 矿物油 LAS  备 注    进水（ mg/l） 24200 661 494 出水经厂方防锈试验   调节隔油池  出水（ mg/l） 24200 543 494 达到回用要求    去除率（(） 0 17.9 0     进水（ mg/l） 24200 543 494    微滤器  出水（ mg/l） 9700 460 117     去除率（(） 60 15.3 76.3     进水（ mg/l） 9700 460 117    超滤器  出水（ mg/l） 2570 8.75 21.9     去除率（(） 74 98.1 81.3    实例六 生物制品公司废水处理工程设计 一、基础资料 1 进水水质、水量 表9－15 生物制品公司废水水质和水量分析 废水 名称 水量 m3/d CODcr浓度 mg/l CODcr负荷 kg/d TN浓度 mg/l TN负荷 kg/d 磷酸盐浓度 mg/l 磷酸盐负荷 kg/d  浓废水 350 20000 7000 1000 350 74 26  稀废水 470 3190 1500 100 47 8.5 4  总 量 820  8500  397  30  2 处理出水要求 表9－16 生物制品公司废水处理出水要求 PH SS CODcr NH3-N 磷酸盐 总量控制  TN  磷酸盐  6-9 ≤200 mg/l ≤300 mg/l ≤50 mg/l ≤1 mg/l CODcr 72吨/年 7.5吨/年 0.3吨/年   该生物制品有限公司的产品为各种液体、固体型淀粉酶，糖化酶，广泛应用于淀粉糖、酒精、啤酒、味精、食品酿造、有机酸、纺织印染、造纸、抗菌素及其它发酵工业。 生产原料主要为淀粉、玉米浆等。简单工艺流程为： 洗罐 浓废水 浸泡 稀废水 冲洗打料管 浓废水 洗罐 浓废水 浸泡 稀废水 洗罐 浓废水 滤渣 固体废弃物 洗板框 浓废水 洗滤布 浓度水 UF废液 浓废水 清洁液 再生液 稀废水 成品 图9－11 生物制品公司生产工艺流程 生产过程中产生的废水主要有二类，第一类为洗罐水、洗板框、滤布废水和超滤废液，这部分废水为浓度水，COD达20000 mg/l左右，其中超滤废液COD高达35000 mg/l。第二类为各种清洗浸泡水形成的相对浓度较低的稀废水，CODcr为3000 mg/l左右。 由于发酵废水排放不均匀，而且各种产品排放水质、水量不同，生产产品的产量品种又随市场需求变化。所以，本项目的废水排放具有极其不均匀的持点。 废水处理工艺流程 现有污水处理装置的能力由于排入污水处理站的水质，水量变化过大，在满负荷生产情况下或浓水排放的冲击负荷下，难以维持CODcr≤300 mg/l，NH3-N≤50 mg/l，TP≤1 mg/l的排放指标。 原有处理工艺流程如下： 浓废水 一期AB生化反应系统 稀废水 好氧调节池 气浮 出水 二期AB生化反应系统 图9－12 生物制品公司废水处理工艺流程 三、全过程工艺计算 1 吹脱塔 控制PH=10-11.5，温度50-60°C，将NH4-N转变为NH3，通过吹脱塔将氨气释放。设计淋水密度为7m3/m2hr，塔径1.9m，填料高度12m。 根据中华人民共和国恶臭污染物排放标准GB14554-93，吹脱塔设于新车间屋顶，排放口高度大于25m。以减少对周围环境的影响。 2 浓液初沉池（现有） 长度L=3.5m，宽度W=1.70m，有效深度H0=1.70m，总高度H=3.70m，泥斗倾角50°。 处理水量350m3/d=14.6m3/hr时，沉淀时间2.5hr，表面负荷0.68m3/m2hr。 由于泥斗倾角过小，排泥困难，增设一台潜水排泥泵。 3 预酸化平衡池（利用现有污泥池） 有效容积90m3。处理水量350m3/d=14.6m3/hr时，停留时间6.2hr。污泥池上增设顶盖。 4 厌氧调节池（现有） 现有厌氧调节池有效容积225m3。日处理水量350m3/d时，调节时间为15.4hr。 调节池内通入蒸汽使浓废水水温升至35~40°C，以保证上流式厌氧污泥床的处理效果。 5 上流式厌氧污泥床（现有） 原有两座上流式厌氧污泥床，内径9.2m，总高度9.4m。本次改造除增加回流提高其运行稳定性外，不作大的改动。 厌氧沉淀池（现有） 长度×宽度=4m×4m，有效深度H0=2.12m，总高度H=5.16m，泥斗倾角55°。 处理水量350m3/d=14.6m3/hr时，沉淀时间2.3hr，表面负荷0.91m3/m2hr。 好氧调节池（现有） 长度×宽度=17.7m×9.7m，有效水深H0=2.5m，有效容积429m3。 处理水量820m3/d=34.2m3/hr时，调节时间12.6 h。 为防止污水中的悬浮物沉降，增设空气搅拌。按每100m3池 2m3/min空气量配置鼓风机。 初沉池（利用现有二期沉淀池） 长度×宽度=3.8m×3.8m，有效深度H0=1.55m，总高度H=4.59m，泥斗倾角51°。共四座。 由于这四座方形沉淀池结构不合理，有效深度过浅，泥斗倾角过小，本次改造将它们作为初沉池。其中一座作为厌氧出水进吹脱塔之前的初沉池，三座作为进入接触氧化池之前的初沉池。当最大处理水量820m3/d=34.2m3/hr时，沉淀时间1.9hr，表面负荷0.79m3/m2hr。 接触氧化池 为使今后运行中能够根据水质水量变化灵活操作，接触氧化池分为两组，每组长度×宽度=6m×16m，分成三格。有效水深H0=4.3m。 接触氧化池内采用组合纤维填料。组合纤维填料的负荷为2.5 kgCODcr/m3池d时CODcr去除率为75%。 接触氧化池每组设计供氧量为1515 kgO2/d。采用可变孔曝气软管，每组设计供气量为19 m3/min。 中沉池 采用斜板沉淀池。直径4.5m，有效水深3m。处理水量34.2m3/hr，表面负荷0.68m3/m2.hr。 一级生物脱氮反应池 一级生物脱氮反应池根据实验所得参数设计。 反应池分为三段，第一段为厌氧段，使废水中的有机氮进一步氨化以保证总氮的去除效果。第二段为缺氧段即前置反硝化段，污泥回流及好氧池混合液回流使反应池中有足够数量的微生物，并且使缺氧段得到好氧段中产生的硝态氮，反硝化菌将硝态氮转化为氮气，然后使氮气从污水中释入大气。为了保证反硝化过程C/N比（BOD5：TN = 4：1）要求，设计中考虑了可根据需要加入高碳低氮浓废水。第三段为好氧段即硝化段，硝化菌将氨氮氧化为硝态氮，并且进一步降解BOD5。1gNOT-N还原成N2，生成3.75g碱度，反硝化阶段控制PH：7.0-7.5。 氧化1g NH4+ 消耗7.14g碱度，硝化阶段控制PH：7.5左右。 硝化池设计NH4-N负荷为0.095 kg/m3 d，BOD5污泥负荷为0.1 kg/ kgMLSSd，污泥浓度MLSS=3000 mg/l~4000 mg/l。内回流比400%。 硝化池有效容积为2056 m3，反硝化池有效容积为514 m3，厌氧池有效容积为257m3。一级生物脱氮反应池供需总有效容积为2827m3。为充分利用现有设施，二期AB生化反应池（利用部分有效容积为707 m3）改造成一级生物脱氮反应池（老池）。一级生物脱氮反应池（新池）总有效容积为2120m3，分为二组，每组有效容积为1060m3，设计采用可变孔曝气软管，每组设计供氧量为1502 kgO2/d。设计供气量为18m3/min。 二 级生物脱氮反应池（利用现有一期AB生化反应池） 总有效容积404m3，其中缺氧段有效容积为101m3。好氧段有效容积为303m3，NH4-N负荷为0.08 kg/m3 d，BOD5容积负荷为0.13 kg/ kgMLSSd，污泥浓度MLSS=2500 mg/l。内回流比400%，按计算设计供氧量为379 kgO2/d。 二沉池（利用现有一期沉淀池） 现有一期沉淀池有两座。为竖流式沉淀池，内径6m，有效深度H0=3.5m，总高度H=8.1m，泥斗倾角55°。处理水量820m3/d=34.2m3/hr时，沉淀时间3hr，表面负荷0.6m3/m2hr。 气浮池（现有） 利用现有气浮池。气浮主要考虑保证磷酸盐的处理效果。如果将来产品调整使磷酸盐排放量增加，厂方可根据需要增加气浮设备。 三、运行成本分析 1 电费 目前每天实际处理水量为600吨，耗电3986.4KW；以0.6元/KWH计，则电费：3986.4×0.6/600 =3.99元/m3； 满负荷运行时耗电5762.4KW；以0.6元/KWH计，则电费：5762.4×0.6/820 =4.21元/m3。 药剂费 加NaOH： 目前需吹脱的浓废水量约42 m3/d，投加NaOH约0.72吨/d，蒸汽耗量约4.1吨/d，NH3-N从800 mg/l降到300 mg/l。NaOH以500元/吨，蒸汽以85元/吨计，则药费：（0.72×500 +4.1×85）/42=16.87元/m3。糖化酶废水（约24 m3/d）进厌氧前调pH投加NaOH约0.28吨/d，则药费： 0.28×500/24=5.83元/m3。满负荷运行时需吹脱的浓废水量约200 m3/d。糖化酶废水约50 m3/d。 加聚铝和PAM高分子： 目前聚铝耗量约450 kg/d，PAM耗量约1 kg/d，聚铝以2元/ kg，PAM以17元/ kg计，则药费：（450×2 +1×17）/600 =1.52元/m3。满负荷运行时聚铝耗量约540 kg/d，PAM耗量约1.2 kg/d，则药费：（540×2 +1.2×17）/820 =1.34元/m3。 处理成本（仅考虑电费和药剂费） 目前废水处理成本：E =3.99元/m3 + 16.87元/m3×42/600 + 5.83元/m3×24/600 + 1.52元/m3 = 6.89元/m3 满负荷废水处理成本：E =4.21元/m3 + 16.87元/m3×200/820 + 5.83元/m3×50/820 +1.34元/m3 = 10.01元/m3 四、环境效益分析 表9－17 生物制品公司废水处理污染物去除率分析 分析项目( mg/l) 厌氧处理 好氧生化池 二沉池 气浮池（总出水）  CODcr 进 水 1200-10800 333-2320  154-547   出 水 416-2280 134-1245 154-547 90-291  NH3-N 进 水 78-1518 13-536  0-44   出 水 163-929  0-44 0-38  TP 进 水 11-159 11-322  9-35   出 水 15-71  9-35 0.5-1.0  SS 进 水 ( mg/l) / / / /   出 水 ( mg/l) / / / ＜200  注：根据对该厂废水BOD5的不定期测定知，该废水的BOD5/ CODcr为小于0.5，且出水BOD5已达到设计要求。在该运行期间内，出水NH3-N浓度 90%以上小于15 mg/l。 四、平面布置图 图9－13 生物制品公司废水处理平面布置 实例七 生化制药厂废水处理工程设计 一、基础资料 1.1、编制目的、依据和范围 编制目的 (1) 论述建设某制药厂污水处理二期工程建设的必要性。 (2) 对建设项目的进水水质、水量及处理规模进行论证；对处理设施的位置、污水处理、污泥处理工艺以及投资估算等进行技术可靠性、经济合理性和实施可行性方案进行论证。 (3) 为下阶段设计提供依据 编制依据 (1) 《某医药股份有限公司某制药厂污水处理二期工程方案设计》某市政工程设计研究院。 (2) 《某医药股份有限公司某制药厂污水处理二期工程项目建议书》某医药股份有限公司某制药厂 (3) 《某制药厂废水HSB技术处理试验总结报告》某环境生物工程有限公司 (4) 某医药股份有限公司某制药厂委托某市政工程设计研究院和某环境生物工程有限公司进行污水处理二期工程设计的合同 1.1.3、编制原则 (1) 严格执行国家关于环境保护的有关法规、规范及污水排放标准；污水处理系统具有良好的稳定性，能确保出水达标。 (2) 结合工厂规划，合理布局；考虑企业未来的发展情况及不可预见因素，在设计上留有一定余地。 (3) 污水处理系统避免二次污染的产生，具有较低的运行成本。 (4) 适当提高自动化程度，减少人为操作误差，达到监测、控制、报警、记录智能化。 编制范围 (1) 根据方案设计中要求的编制范围。 1.2、编制采用的主要规范、标准和资料 《室外排水设计规范》（GBJ14-87）1997年版 《污水综合排放标准》（GB8978-1996） 《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93） 《工业与民用10kV以下变电所设计规范》（GBJ53－94） 《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ57－83） 《钢筋混凝土结构设计规范》（GBJ10-89） 《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84） 《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87） 《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89） 《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89） 《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89） 按GBJ68-84《建筑结构设计统一标准》所制订的国家各种建筑结构设计标准 《电气设计遵照中华人民共和国国家标准中有关设计规定》 《建筑设计防火规范》（GBJ16-87） 《城镇污水附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89） 1.3、概况 1.3.1、区域概况 1.3.1.1气象资料 年平均气压 100.34 kpa 年平均气温 16.6℃ 极端最高气温 40.9℃(1966.9.6) 极端最低气温 -11.1℃(1969.2.6) 年平均相对湿度 78% 年平均降水量 1300 mm 一日最大降水量 91 mm(1977.6.11) 年平均蒸发量 1411.6 mm 年平均日照时数 1914.6 h 最大积雪深度 32 cm 年平均雷暴日数 47天 年平均风速 4.3 m/s 全年主导风向 ESE 1.3.1.2 地形地貌 厂区内地形大部分为平坡,坡度约2%，东高西低，现大部为菜地，自然地面标高50.83米至58.96米。东南角为山坡脚，并有一条排洪沟穿越。 1.3.2、企业概况 某医药股份有公司是由某制药股份有限公司、某药业集团股份有限公司、某医药有限公司以新设合并方式组建而成的大型企业。总资产8.08亿元，净资产2.66亿元，股本总额1.73亿元，资产负债率为58％。 新公司按照“科技兴药，多元拓展”的发展战略，发挥强强联合、优势互补的作用，科学合理地实施产品经营与资本经营相结合的方针，加快产品结构调整，建成维生素、喹诺酮类和抗生素药物/激素类、计划生育类药物生产基地。 某医药股份有限公司某制药厂现有员工2100余人，占地面积23万平方米，建筑面积11万平方米，主要生产氟喹诺酮类、维生素类、抗生素类三大原料药及制剂，同时兼产饲料添加剂、兽药、营养食品、化工中间体，年产值达到10亿。 新建污水站的污水管道，通过管架进入污水站。以后物流主要通过东面一侧5米的道路进出，此道路地面绝对标高在46.24米。 1.4、项目建设的必要性 制药废水是一种较为典型的含有大量有毒有害难降解有机物的废水，排入到水体中将会对环境以及人类身体健康造成严重的污染和危害。目前虽然某制药厂建有一套较大规模的污水处理装置，采用传统的A/O工艺，但随着该厂生产的扩大发展，所产生的废水水质及水量均有较大变化，其现有的环保设施已不能满足废水处理的要求，为了保护某地区的水质和人民的身体健康，对厂内二期工程的废水进行综合规划、整治和改造是一个需要迫切解决的问题。 根据项目建设“三同时”的原则，在“八五”期间，某制药厂已完成了“某制药股份有限公司‘八五’技改项目配套环境保护设施工程”，其中包括日处理450吨高浓度废水的污水处理站、污水站废气治理项目、以清洁生产为目标的环丙沙星二氯亚砜工艺改造及以抗生素废水醋酸丁酯回收为重点的综合利用设施，“九五”期间又建成抗生素废渣综合利用中心和医药化工废渣综焚烧项目，直接用于环境保护方面的投入已达2100余万元，“三废”处理运转费用达400万元/年，初步实现了经济效益、环境效益和社会效益的统一，为企业搞好环保工作取得了成功的经验。 近几年，本单位生产规模日益扩大，“三废”总量增加较大，已建成的废水处理设施由于余量较小，已超负荷运转，难以满足治理及企业发展的需要。 为认真贯彻《中华人民共和国环境保护法》，保障人民身体健康，实现企业可持续发展计划。结合某县环境保护“九五”计划及2010年长远规划，实现国务院提出的2000年“一控双达标”目标，从企业的实际出发，在与县环保局多次调查研究的基础上，决定实施污水处理Ⅱ期项目。 工程方案论证和处理工艺确定 2.1、规划年限及工程服务范围 规划年限 某制药厂的2010年企业规划。 排水体制 厂内采用雨、污水分流体制；部分混流的管道改造为分流制管道；生产废水与生活污水进入污水处理站，雨水直排进某江。 工程服务范围 整个厂区的生产废水与生活污水，二期工程建成后，原有的一期不拆除，作为二期检修和发生突发事件时备用。 2.2、废水水量的预测 某药厂的发展非常迅速，历年产值为： 95年－76430万元 96年－91874万元 97年－114447万元 98年－101391万元 99年－125741万元 按规划到2010年时实现100亿产值。目前生产废水排放量为高浓度废水500m3/d，其他废水500m3/d。虽然，废水的水量与产值有一定关系，但由于推进清洁生产和产品结构调整废水水量难以用线性关系推算出。根据企业规划与设计邀标书，预计到2010年高浓度废水1500m3/d，其他废水1900m3/d。 2.3、废水水质的预测 根据一期的污水处理站预测如下： ①高浓度废水： CODcr=12000-15000 mg/l，BOD5=4700 mg/l，SS=2000 mg/l，色度1000倍。 ②稀废水： CODcr=500 mg/l，BOD5/CODcr=0.25-0.4 ③生活污水与冷却水： CODcr=250 mg/l，BOD5/CODcr=0.4 2.4、废水处理要求与尾水排放位置 在城镇污水处理厂建成以前，废水处理后达到GB8978-1999的一级标准(氨氮无要求)，即： CODcr≤100 mg/l，BOD5≤30 mg/l，SS≤70 mg/l，PH＝6－9 在城镇污水处理厂建成后为降低废水处理费用，执行医药化工类废水进网标准： CODcr≤800 mg/l，BOD5≤200 mg/l，SS≤100 mg/l 厂内目前的污水处理站，处理后尾水排入市政管道。本项目建成后也利用原有的污水管道。在城镇污水处理厂建成以前，尾水直接排入某江；城镇污水处理厂建成后，尾水排入城镇污水处理厂。 2.5、污泥处理要求与排放位置 处理系统的剩余污泥经脱水浓缩后，含水率达到≤80％，外运处置。 2.6、污水处理站设计规模与站址选择 日处理高浓度废水1500m3，其他稀废水等2400 m3。 根据企业规划，在厂区的西南面预留一块污水处理用地，面积约为8.5亩。 2.7、废水处理工艺比较 2.7.1、废水的特征 本项目的废水以CODcr、SS和色度高为特征，含难生化降解有机物，同时在处理工艺中要考虑PH对生化处理的影响。 2.7.2、废水处理工艺的选择 有机废水处理通常可选用生化法及化学法与物理化学法等。 常用的物理化学法有混凝沉淀、浮选、超滤、反渗透等。混凝沉淀法、浮选适用处理悬浮物高的废水。废水经混凝沉淀或气浮处理后，处理出水SS低，但可能需要进行PH调整，单采用此法只能去除废水中的悬浮物和胶体物质，对溶解性的物质只能部分去除。 膜处理技术，所谓膜，是指在一种流体相内或两种流体之间有一层薄的凝聚相物质，它把流体相分隔成互不相通的两部分，膜可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。膜能使溶剂透过的现象通常称为渗透，膜使溶质通过的现象称为渗析，利用膜的选择透过性来进行浓缩和分离的现象为膜分离技术。膜分离技术特点 a) 膜分离技术在分离过程中，不发生相变化，也不发生相变化的化学反应。 b) 在膜分离过程中，不需要从外界物质加进其它物质 c)膜分离可在常温下得到分离，因此对热敏性和对热不稳定的物质比较适合。 d)需要定期进行维护，膜的集留物难以处置，运行成本高。 膜技术目前主要用于开发新的水资源，用膜技术进行海水淡化和苦咸水淡化来解决水资源的不足，得到广泛应用，但采用膜技术来处理工业废水，还是近年来的方向，在如何降低水处理投资和运行成本，如何处置膜的集留物尚需进一步研究。 有机废水最为常用的处理方法是生化法，生化法具有运行成本低，处理效率高，处理效果稳定，运转经验丰富、有机物适用范围广的特点，此法广泛应用于城市污水处理厂和以有机污染物为主的工业废水领域。根据废水的进水水质及出水要求，单用一种处理方法要达到目的，在技术上有难度，在经济上难以承受；因此要将几种处理方法的优势发挥，优化处理系统才能达到理想的目的。据此，本方案采用以特殊生物法为主，辅以其他方法来处理此类废水，达到在技术上可行，经济上合理的最终目的，并消除对环境的二次污染问题。 2.7.3、物化预处理工艺 由于浓废水的CODcr和SS都很高，若与稀废水混合后一并处理，在处理率上将大为降低，会造成占地面积和投资过大弊病。因此，首先将此部分废水单独进行处理(物化预处理和生化预处理)。物化预处理的目的是调整PH值，最大限度地去除CODcr和SS，从而有效地调整BOD/ CODcr的比值。 常用的物化预处理工艺为：混凝沉淀和气浮二大类。需要根据废水的特性、处理规模、流程来确定。影响因素如下表9－18： 表9－18 生化制药厂废水处理物化预处理方法选择 混凝沉淀 气浮(涡凹式)  废水特性 悬浮颗粒较重 悬浮颗粒较轻、油类  占地面积 大 小  投资 相当 相当  运行成本 低 较高  操作管理 相当 相当  污泥含水率 99％ 98-99%  处理规模 大 小  由于浓废水中有一部分为含油废水，采用普通的混凝沉淀难以达到要求，因此选用气浮作为物化预处理工艺。 气浮形式有三大类：溶气气浮(简称DAF)、散气气浮(简称IAF)、涡凹气浮(简称CAF)。根据国际著名的环保公司ERM的评价，三类气浮中以涡凹气浮(简称CAF)为佳，其评价表如下(以2000吨/d规模为基础)： 表9－19 生化制药厂废水处理气浮预处理方法分析 处理方法 设备占地(m2) 能量消耗(kw) 投资比例  DAF 60 22.4 1.37  IAF 30 10.0 1.18  CAF 19.3 2.6 1.00  2.7.4、HSB特殊生化工艺 常规的生物处理工艺对此类制药废水难以达到要求。目前国内尚无媒体公开报道，可以通过普通生物处理达到GB8978-1999的一级标准。因此，对普通生物法需要加以改进；提高难降解污染物的去除率，是项目要解决的重点。要想有效地提高目前生物处理的效率，就必须对造成生物处理出水中有机污染物含量较高的原因加以分析，虽然原因是多方面的，但从污染物的性质来分析，主要是以下原因：⑴ 有毒有机物对微生物有抑制作用，影响了生物处理效果；⑵ 生物降解速率较慢，在相同的工艺条件下，其它有机物已被充分降解，而难降解有机物仍有残留；⑶ 降解程度较低，生成许多中间产物。对本项目而言CODcr主要由原因⑵造成的。目前，提高难降解污染物生物处理效率的主要对策有： ①选用合适的预处理工艺。废水的预处理方法很多，根据废水的性质有汽提工艺、泡沫分离工艺、混凝沉淀工艺、兼氧酸化工艺等，其中兼氧酸化是一种对难降解有机物行之有效而且经济实用的预处理方法。许多研究对兼氧酸化的应用表明，在通常的生物处理前加一级兼氧酸化预处理可以明显提高其对污染物的去除效果。 ②针对难降解污染物的化学结构式，选用多种合适的微生物菌属用于废水处理。HSB复合微生物就是这样一种比较有效的方法，HSB菌系包含着15属47种之多，大致有下列属种：芽孢杆菌属（Bacillus）9种；产碱假单胞菌属（Pseudomonas）7种；硫杆菌属（Thiobacillus）4种；短杆菌属（Brevibacterium）3种；无色杆菌属（Achromonabcter）3种；亚硝化单胞菌属（Nitrobacter）3种；发光杆菌属（Photobacterium）3种。此外还有乳杆菌属（Lctobacillus）、微球菌属（Micrococcus）、糖单胞菌属（Saccharomyces）、肠杆菌属（Enterobacter）及产碱菌属（Alcaligenes）等。这些菌种中有产碱菌属的反硝化产碱菌(Alcaligenes denitrificans)、产碱假单胞菌属的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putina)、硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)、敏捷食酸菌(P.Facilis)以及硫杆菌属的脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrifican)、排硫硫杆菌(T.Thiooxidans)等。这些菌种的应用除有破杂环、断长链、耐盐、除氮、脱臭、降COD等能力外，还具有如下特性： ①菌种本身无毒性，无致病性，不会造成二次危害。 ②消除COD、BOD、SS等污染速度快且强。对杂环、苯环类化合物也有极强的分解能力。 ③分解NH3-N、甲硫醇、H2S及有机酸之能力强，除臭效果好。 ④工程设备简单、投资省、运行费用低廉、故障率低。 ⑤污泥产生量少，去除每 kgBOD产生污泥约为0.05 kg。 ⑥COD、BOD的负荷力约为15～35 kg/m3˙d，N（氮）的去除率85%以上，P（磷）去除率90%以上，S（硫）去除率60%以上。 ⑦污泥沉降性能佳，紧密度高，稳定性强。 ⑧由试车到成功，需时甚短，菌剂只需添加一次。 ⑨不形成有害气体 HSB技术采用兼氧与SBR好氧工艺相结合的处理工艺，在兼氧池的底部也呈厌氧状态，在产酸菌与沼气菌的协同作用下会形成一定量的CH4，其总体反应式为： CnHaOb+(n – a4 - b2 )H2 Bacteria ( n2 - a8 + b4 )CO2+ ( n2 + a8 - b 4 )CH4 在加入的菌系中有一类菌可将CH4变成CO2： CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 另外在硫酸盐存在下，在另一种菌的参与下，可与H2作用，生成有臭味的H2S： 5H2 + SO4-2 H2S + 4H2O + 2e- CO2 + 2H2S （CH2O）+ 2S + H2O 上述论断与最近对染料废水兼氧池上部气体检测结果基本一致，即CH4 < 0.5%，H2S < 0.1 mg/m3，不会给环境带来明显的影响。 虽然这些微生物对难降解的污染物有明显去除效率，但有在工程中进行运用，需要解决了微生物的培养、复合、保存等技术问题。某琦源环境生物工程有限公司在以下行业进行了工程实践：畜禽场污水、苯胺污水、焦化污水、染料污水、涂料污水、味精污水。并在某制药厂进行了三个的试验研究。 这些菌系应用兼氧发酵与好氧发酵相结合的工艺，能有效地即使在高硫酸根、高氯根、高悬浮物的场合对杂环类化合物，苯基及高分子物质进行降解，有效地去除COD、BOD、NH3-N、SS等。 本方案根据HSB的特性选用兼氧与好氧相结合的工艺，与单一采用好氧法相比，废水兼氧处理具有以下一些优点： ①运行成本低。据有关资料统计，以兼氧法运行成本为100％，好氧法则为319％； ②兼氧处理设备负荷高，占地少； ③兼氧处理产生的剩余污泥少； ④兼氧处理对营养物质的需求量少，约为好氧法的30％。 采用兼氧HSB技术与SBR好氧工艺相结合的处理工艺，在最近某药厂的小试得到了良好的效果。试验过程与参数详见附件一。 从小试的结果看，废水经处理后，CODcr＝90～150 mg/l，BOD5≤20 mg/l，SS=50～70 mg/l。和常规生化处理工艺相比，已达到很高的去除率，但由于出水中尚有SO4，在小试中也发现SBR的出水再投加少量石灰，可继续产生沉淀物，且出水的色度有明显改善，对出水的PH值影响不大。为了确保出水达标，本方案设计中，在好氧SBR后增加了混凝沉淀池。从小试结果和类似工程的经验，选用SBR工艺确有很多优点，尤其对水质、水量变动大的场合，优势明显，但由于其排放方式也是间歇式，因此存在着排水量大、后续构筑物大的缺点，近年来在SBR工艺基础上发展起来了MSBR法。 2.7.5、SBR法与MSBR法 SBR(Sequencing Batch Reactor)是一种生物反应器间歇运行的操作方法，就是将传统活性污泥法中曝气、沉淀等单元操作，在同一反应池中按时间有序反复进行，通常有几个池子轮换进行。一个典型的SBR反应池的运行过程包括进水、反应、沉淀、排水及必要的闲置等五个阶段组成。各个阶段的时间分配、操作方式对水质处理效果有较大的影响。 进水段 SBR进水首先在生物选择区中与源自上一周期沉淀段的污泥混合，大量的来水在该段内形成较大的基质浓差梯度，通过有渗透酶协助完成的促进扩散使来水中的可溶解快速降解BOD在高浓度污泥条件下得以很快地被利用，形成良好的缺氧/厌氧环境。通过调节进水段的反应模式(进水时间、进水量、缺氧/厌氧反应时间)进行有效的生物脱氮、除磷。充水之后，随后在反应段中进一步曝气生物降解。微生物反复生长在缺氧/好氧的环境下，有效地抑制了好氧型丝状菌的生长，避免了污泥的膨胀。 反应段 进水段近来的污水在足够的曝气条件下进行充分的好氧除碳和生物硝化。 沉淀段 不进水、不曝气、不回流，使污泥混合液获得一个静止的絮凝沉淀环境。 排水段 不进水、不曝气、不回流，通过浮动滗水器将上清液排出，降液面至最低控制水位时，排水停止。重复上一周期过程，如此周尔复始。 这种方法与以空间进行分割的连续流系统有所不同，它不需要回流污泥，也无专门厌氧、缺氧、好氧区，而是在同一容器中，该方时段进行搅拌、曝气、沉淀，形成厌氧、缺氧、好氧过程。这种方法中容积利用率低，一般小于50％，因此当处理大规模的污水时，反应器体积大，且需要大型昂贵的滗水设备，很少在大型污水厂采用。 MSBR即连续流的经改进的序批式活性污泥法。近年来，国内外一些专家提出了连续流SBR法的新概念。该法一方面充分发挥了SBR反应器高效去除有机污染物并达到脱氮除磷效果的优势，另一方面又克服了间歇进出水问题，达到了连续进水和出水的目的。 典型的MSBR反应器为一矩形水池，用隔墙分成若干个区域，一般分缺氧区(有脱氮要求)、主曝区、序批区(两个)、污泥浓缩区等。污水连续进入缺氧区、主曝区，然后进入序批区，两个序批区交替充当沉淀池周期运行。假定序批区A沉淀出水，则序批区B按缺、好氧和静止沉淀等过程进行序批反应。序批区B在进行缺、好氧反应的同时，回流混合液到缺氧区；静沉阶段，停止混合液回流。回流混合液进入浓缩区，该区的上清液进入主曝区，浓缩污泥进入厌氧区与原污水混合使聚磷菌进行释磷，在好氧区有硝化液回流以供脱氮。另外在序批区池内缺氧搅拌也有脱氮功能。 半个周期结束后，序批区A和序批区B的功能交换，剩余污泥在序批区沉淀出水的后期排放。 图9－14 MSBR法工艺系统 在本工程中，由于无脱氮除磷要求，故MSBR简化为好氧池、序批池的四池方案。 2.8、污水处理推荐工艺简述 根据以上论述，本报告采用以下处理工艺流程： 稀废水 浓废水 PH调整 气浮 HSB兼氧 缓冲调节 MSBR 混凝沉淀 排放 图9－15 生化制药厂废水处理MSBR法工艺流程 在污水站接纳的浓废水中，其理化性能方面有较大差异。主要有这几股：高温废水、含油废水。 高温废水在夏天时可能局部温度可达到80℃，因此在进入调节池前需要先进冷却池冷却一下，当冷却池池容不够时，进入事故池，由事故池的水泵提升进入调节池。 在日常生产中会遇到故障或检修状态，此部分废水的浓度很高，每次排放量约为120-150m3，因此需设置事故池，由事故池的水泵提升分批进入处理系统，因此事故池有效容积150m3。 含油废水在进调节池前需要先进隔油池进行隔油处理，隔出的油撇出。 这些浓废水进调节池后进行调质、调量、调温和调整PH值，以使进入气浮池的水质达到要求。污水经气浮处理后，去除了大量的SS和部分CODcr，减轻了后续生物处理负荷。 经气浮处理后的污水计量后均匀进入2只HSB的兼氧池，兼氧池采用液下搅拌器进行搅拌，污泥需要回流。兼氧池的出水与稀废水、生活污水一并进入缓冲调节池，进行调节，然后由水泵提升进入2只MSBR池，经处理后进入混凝沉淀池，混凝沉淀池的出水管道上设置在线CODcr仪表进行监控，以调节混凝沉淀池的加药量。 具体工艺详见附图一：工艺流程图 2.9、污泥处理 日产剩余污泥3201 kg，主要来源于进水中的SS，由气浮产生；由于HSB生化工艺的特殊性，其产泥量很少，因此与一般城市污水厂的剩余污泥不同，污泥中有机物的含量较低，可采用直接污泥机械脱水方法，可以解决湿污泥量大与不卫生的状况。 脱水后的污泥可采用三大类处置方法： 作为建筑材料的原料－某市的城市污水厂剩余污泥作为水泥厂的原料 污泥进一步干化后作为燃料 与其他废弃物一起填埋 虽然上述方法都可采用，但本污水站的污泥处理规模太小，单独处理不够经济，以外运后交有关部门统一处理。 污泥脱水有带式过滤脱水，离心过滤脱水、真空过滤脱水、加压过滤脱水等多种方式，选择合适的脱水方式，可以达到节约投资，降低工程费用的目的。污泥脱水的常用方法有二类：离心过滤脱水和带式过滤脱水。二类脱水机有以下一些差别： 表9－20 带式压滤机与离心脱水机脱水经济技术比较 带式压滤机 离 心 机  药剂投加量 大 小  进泥含水率 相当 相当  出泥含水率 <78% <80%  固体回收率 略高 小  电费(功率) 低 高  药剂费用 高 低  总 费 用 250％ 100％  卫生条件 较差 条件好  噪 声 一般50dB左右 大于70dB  占地面积 一般 较小  从上表可以看出，离心机的运行费用较低，总的性能略优于带机，但目前国内的离心机质量有待提高，主要是噪声达到90分贝以上，采用进口设备价格又难以承受，而国产带机质量成熟，因此本次设计选用国产带机，采用全封闭形式可有效改善卫生状况与工人的操作条件。 三、全过程设计与计算 3.1、工艺设计 主要工艺设计参数 事故池 设计每批流量 150m3 有效容积 150m3 提升泵数 1套 泵提升能力 Q ＝25 m3/h 扬程 8 m 隔油池 含油废水流量 1450 m3/d 有效容积 100m3 冷却池 高温废水流量 50 m3/d ④调节池 数量 1 座 有效容积 1500 m3 停留时间 24 h 扬程 10 m 单泵流量 40 m3/h 单泵功率 2.2 KW 数量 3套(2用1备) 配套自耦装置 3套 ⑤涡凹气浮池 数量 1 座 单池处理量 Q ＝75 m3/h 单池功率 2.94 kW 单池尺寸 6.5×2.4×1.8m 加药系统 1套 ⑥HSB兼氧池 数量 2座 单池有效容积 3100 m3 有效水深 8.5 m CODcr负荷 2.35 kg/m3d 液下搅拌器 4只 单机功率 7.5kW 污泥产率 0.05 kgSS/去除 kgCODcr 污泥回流比 50％ ⑦缓冲调节池数 数量 1座 浓废水流量： 1500m3/d 稀废水流量： 500m3/d 其他废水水流量： 1900m3/d 提升水泵： 3台(2用1备) 单泵流量： 100m3/h 扬程： 7米 自动格栅： 1台 栅隙： 3mm 栅宽： 400mm 采用穿孔管空气搅拌，气水比1：1。 ⑧兼氧沉淀池数 数量 2座 进水流量： 2250m3/d 出水流量： 1500m3/d 污泥流量： 750m3/d 斜管高度： 0.8m 斜管管径： φ35 停留时间： 1 h 出水堰负荷： 0.9l/m.s 泥斗体积： 30 m3 污泥回流泵： 2台，1用1备 单泵流量： 40m3/h 扬程： 8米 ⑨MSBR池 数量 2座 进水流量 3900m3/d 进水COD 1315 mg/l 进水BOD 179 mg/l 进水SS 122 mg/l 混合液平均浓度 4000 mg/l 反应区COD容积负荷 0.5( kgCOD/m3) 容积利用率 0.75 污泥产率 0.05( kgSS/ kgBOD) 每序批区回流泵 2台，1用1备 单泵流量： 100m3/h 扬程： 1.2米 每剩余污泥泵 2台，1用1备 单泵池流量： 25m3/h 扬程： 8米 ⑩混凝沉淀池 数量 1座 进水流量： 3900m3/d 出水流量： 3900m3/d 斜管高度： 0.8m 斜管管径： φ35 停留时间： 2 h 出水堰负荷： 1.21l/m.s ⑾污泥浓缩池数 数量 1座 干固体量 651( kgSS) 浓缩前含固率 0.4% 固体负荷 20( kgSS/m2.d) 停留时间 大于12 h 浓缩后含固率 3% 浓缩后容积 22m3 ⑿污泥均衡池数 数量 1座 干固体量 3201( kgSS) 混合后含固率 2.6% 停留时间 大于12 h 搅拌机 1台 单位搅拌功率 7w/m3 ⒀脱水机房 数量 1座 固体量 3201( kgSS) 污泥量 124 m3/d 脱水机型号 1.5米带式 单机流量 10m3/h 脱水机台数 1台 加药系统 1套 ⒁鼓风机房 数量 1座 进入MSBR池的COD 5130( kgSS/d) 供氧率 0.5( kgO2/ kgCOD) AOR 2565( kgO2/d) 污(KLa)：清(KLa) 0.8 污(Co)：清(Co) 0.9 SOR 3563( kgO2/d) 氧转移效率 15％ 2只MSBR池的风机 3台(2用1备) 单机风量 31m3/min 风压 7米 单机功率 75kW 调节池、缓冲调节池的风机 1台(不设备用) 单机风量 7.8m3/min 风压 4.5米 单机功率 11kW 3.2、污水处理站总图与高程布置 3.2.1、总图布置 1)布置原则 按处理规模2000 m3/d进行布置。 ①按照功能不同，分区布置，并用绿带隔开 ②构筑物的间距，考虑管道施工与维修的方便 ③尽量缩减污泥管道，发生恶臭的处理构筑物和污泥区置于常年风向下 ④本工程设有事故排放管及超越管 2)厂内设置宽3m绿化带，各构筑物之间尽量以绿化填充。全厂绿化面积占总面积的30％。厂区内部公共工程包括道路、给排水、通讯设施，绿化配置。道路：污水厂内道路宽为4m，半径不小于3m，便于车辆进出、管道养护及满足消防要求。道路采用混凝土路面，道路与建（构）筑物间操作人员出入处用人行道板连接。 3.2.2高程布置 1)布置原则 ①尽可能利用水泵提升的水头, 藉重力流经各处理构筑物，优化管线，使水头损失最小。 ②埋设深度与高度相近的构筑物布置在一起。 ③结合地质情况，使构筑物的埋深既满足工艺、美观需要，又能方便施工进行。 站区道路设计地面标高尽量考虑土方平衡。 2)站区设计地面标高 进站区的道路中心标高为46.24米，站区道路设计标高为46.20米与原有道路接顺。厂区西侧400米的某江，1990年的特大洪水水位为46米。 3) 污水处理站出水水位标高 目前工厂的污水通过埋地1.5米左右的管道排出，本次污水站的设计出水标高控制在标高47米以上。 3.3、建筑结构设计 3.3.1、工程地质资料 某制药厂污水处理二期工程的污水站位于该厂厂区内，场地2/3范围内积有污水，本工程可行性研究阶段尚未提供详细的地质钻探勘察资料，根据甲方提供的参考地质资料可知：拟建场地地貌上属某盆地，所处A洪积扇前缘与某江河漫滩交互部位，地形较为平坦，场地地层划分自上而下分别为：杂填土层厚1.80～2.25m，粘土层厚0.20～0.40m，含粘土砾砂层厚0.40～1.85m，含砾粗砂层厚0.40～0.80m，含粘土卵石层厚1.70～2.50m，再下层为强风化含砾砂层。 (1)场地地震效应 工程地震烈度小于6度。 (2)地下水及其对混凝土的影响 场地地下水主要为浅部孔隙潜水，赋集于卵石，砾砂层中，其富水性及渗透性好。场地内最高地下水位取地面下0.5米，地下水对混凝土具侵蚀性。 (3)荷载情况： 风载：基本风压0.40KN/m2 活载：各种活载按GBJ9－87《建筑结构荷载规范》及GBJ69－84《给排水工程结构设计规范》采用。 (4)污水站内构(建)筑物结构形式及施工方法： ①兼氧池： 2座，内径22.2m，池深8.6m，埋深约5.1m，现浇钢筋混凝土结构，井点降水，大开挖施工。由于水池埋置较深，存在抗浮问题，地下水位高时，池内水不能全部放空，需要保持一定水位。 ②MSBR池： 2座，平面尺寸23.6×17.8m，池深6.6m，埋深约3.1m， ③污泥沉淀池及污泥均衡池： 1座，平面尺寸5.6×17.8m，池深6.6m，埋深约3.1m，现浇钢筋混凝土结构，人工降水，大开挖施工。 ④综合池： 1座，综合池下部为调节池，隔油池，事故池，冷却池合建一体。平面尺寸18.6×21.87m，池深5.2m，埋深约3.9m，现浇钢筋混凝土结构，井点降水，大开挖施工。综合池上部为鼓风机房和气浮池房，平面尺寸11.54×15.18m，砖混结构，现浇钢筋混凝土屋面。由于综合池最高水温可能达到80℃，池壁外侧采用砌墙起到保温作用。 ⑤混凝沉淀池： 1座，平面尺寸9.4×8.25m，池深5.4m，埋深约2.4m，现浇钢筋混凝土结构，人工降水，大开挖施工。 ⑥缓冲调节池： 1座，缓冲调节池中包括有缓冲调节池，滤液池，酸液池，碱液池等合建一体，平面尺寸13.0×17.32m，其中缓冲调节池池深4.8m，埋深约2.7m，其余水池池深2.5m，埋深约2.7m，采用现浇钢筋混凝土结构，人工降水大开挖施工。 ⑦污泥脱水机房： 1座，平面尺寸13.0×8.32m，建于缓冲调节池上，砖混结构，现浇钢筋混凝土屋面。 (5)建筑装修： 外墙均采用乳白色釉面砖贴面，挑檐及雨蓬采用淡蓝色面砖贴面。 内墙采用乳胶漆面。 门窗均采用彩钢门窗。 栏杆采用不锈钢栏杆。 (6)主要材料规格： 钢筋：Ф≤8为Ⅰ级钢，fY=210N/mm2 10≤Ф≤25为Ⅱ级钢， fY=310N/mm2 Ф>25为Ⅱ级钢，fY=310N/mm2 水泥： ①盛水构筑物及地下构筑物的混凝土标号均采用C25，抗渗S6，水灰比小于0.55。水泥用量控制在300～350 kg/m3。垫层为C10混凝土，填料为C15混凝土。建筑物部分的钢筋混凝土构件均采用C20。 ②水泥采用425号普通硅酸盐水泥。 砖砌体： 均采用MU10普通烧结砖，地面以下及水接触部分用M10水泥砂浆砌筑，地面以上部分墙体用M5混合砂浆砌筑。 (7)存在问题： 在本次可行性研究阶段，因无较详细地质钻探资料，未考虑地基处理。如正式提供的地质资料有较大变化而需地基处理，在下阶段设计中对地基处理费用再作调整。 3.4、电气设计 3.4.1、设计范围 变电所原有设备原则上保持不变（包括原有的供电、变压、计量方式）。从变电所380V电源出线端子起，与污水处理工艺有关的全部供配电设计。 3.4.2、设计原则 充分利用原有供配电设施，对原有供配电设施进行校核、复算，对损坏和已淘汰的元器件进行更换，必要时新增供配电设施，确保处理系统运行正常，设计遵照中华人民共和国国家标准实施。 3.4.3、供电电源 由原变电所供电。 3.4.4、责任分界 污水站与供电部门的责任分界点：以变电所0.4kv电源出线电缆头为界，电缆头以外部分不属于本设计范围。 3.4.5、供配电 整个系统设备安装容量为300KW。0.4KV进线和馈出线均装设空气开关或熔断器以及热继电器作为短路过载保护。站内电缆主要采用直埋敷设，局部地区采用电缆桥架或穿管敷设. 3.4.6、计量 计量由原高压供电系统在变电所解决，本次设计不作考虑。 3.4.7、接地与防雷 对原接地系统进行测试，尽可能利用，对损坏部分进行修复，电气设备不带电的金属外壳必须与地线连接，其接地电阻不大于4欧。 对原接防雷系统进行测试，尽可能利用，对损坏部分进行修复，新增高出地坪15米以上的建筑物装设避雷针(带)，并应有可靠的接地，接地电阻不大于10欧。 3.4.8、照明 照明电源由MCC照明回路引出。照明包括室内照明和厂区照明. 3.4.9、防爆 本污水处理系统按《爆炸危险场所电气安全规程》（劳动部、化工部、公安部、石油部等）规定，污水处理厂区应定为非危险场所。 3.5、仪表与自控设计 3.5.1、控制方式 污水处理站的控制方式分中央控制和就地控制二种。中央控制室内设上位机一台、PLC一套，就地控制开关分别设在各构筑物的附近。兹分述如下： (1) 就地控制 对站内每个设备进行分散独立的人工控制，并具有一切安全联锁。电机均能就地(机旁)操作和电控柜上试验操作。电机除了就地操作以外，部分电机由PLC监控，部分电机由PLC监视。 (2) 中央控制 能按预先设定的工艺参数自动操作泵、鼓风机等；并且监视和协调全厂的运行情况，优化整个系统，处理停电及应急事故。 能监视各测量点所采集的数据(包括就地检测仪表)，并记录、存储、打印、制表等。 (3) 数据传送 a 在线仪表测量数值； b 电机的开、停信号及相关自动、故障信号； c 电机自动/手动选择信号； (4) 控制室 控制室由原污水站二楼化验室改造而成，面积为30m2,地面铺设防静电地板，吊顶，装设8盏双管吸顶荧光灯照明，门窗全部换成铝合金或塑钢门窗。 控制室是全站的监控中心，控制室内包括下列主要设备： ①1套带有模拟图示的控制盘。包括模拟流程图和各种显示仪表以及框架等，反映各种设备的运行状态、报警信号和测量值的显示、记录、积算。 ②一套计算机（工程师/操作员站） ③三台电控柜（包括一套PLC控制系统） 3.5.2、各构筑物主要的检测与控制 (1) 缓冲调节池 a 设置一台粗格栅，手动控制。 b 缓冲调节池设置一套液位开关（高、中、低液位），信号送PLC及电控柜，在电控柜二次回路中与进水泵联锁，三台进水泵由PLC根据液位信号自动控制。 c 设置一台鼓风机，由PLC根据时间周期自动控制。 d 缓冲调节池污泥池设置一套液位开关（高、低液位），信号送PLC及电控柜，在电控柜二次回路中与进水泵联锁，二台污泥泵由PLC根据液位信号自动控制。 (2)事故池 a 调节池设置一套液位开关（高、低液位），信号送PLC及电控柜，在电控柜二次回路中与进水泵联锁，二台进水泵由PLC根据液位信号自动控制。 (3)调节池 a 调节池设置一套液位开关（高、中、低液位），信号送PLC及电控柜，在电控柜二次回路中与进水泵联锁，三台进水泵由PLC根据液位信号自动控制。 (4)CAF气浮池 a 设置一台搅拌机，由现场开关箱控制，PLC监视。 b 设置一台输送机，由现场开关箱控制，PLC监视。 (5)酸碱中和池 a 设置pH计一套，由PLC根据pH值控制酸碱计量泵的启停。 (6)HSB兼氧池 a 每池各设二台搅拌机，由PLC监控。 (7)MSBR池 a 每池各设二台回流污泥泵，由PLC根据工艺控制周期自动控制。 b 每池各设一台剩余污泥泵，由PLC根据工艺控制周期自动控制。 c 设置三台鼓风机，序批池曝气管、序批池出水堰门由PLC根据时间周期自动控制切换。 (8)混凝沉淀池 a 设置三台搅拌机，由现场开关箱控制，PLC监视。 b 设置二台加药泵及搅拌机二台，由PLC根据设定值自动控制。 c 排泥阀人工操作，设置污泥泵二台，由PLC根据液位自动控制。 (9)脱水机房 采用就地人工控制，PLC实施监视。 3.6、防腐设计 污水站的防腐设计要根据接触的介质性质进行处置，主要由三方面内容：混凝土水池内防腐、混凝土水池外防腐、管道防腐。 3.6.1、混凝土水池内防腐 污水处理中常用的防腐措施有以下几种： 涂有机涂料－氯磺化、环氧煤沥青、氰凝、改性氰凝 ②内衬防腐板材－合成板材、大理石 氯磺化由于有一定毒性，目前使用的已经较少；氰凝也有一定毒性，其固着力等各方面具有较好的性能，已改为改性氰凝使用。环氧煤沥青和氰凝一般可满足输送50℃介质，但本污水站接纳的污水极端情况下可达到80℃，且内含有甲苯、醋酸丁脂、氯仿二氯乙烷等有机溶剂，环氧煤沥青和氰凝涂料恐难以满足要求。使用大理石板材无疑是最佳的材料，但大理石板材的施工周期较长。根据业主在国内几家大型制药企业污水材料站的调研，水池内防腐采用增强聚丙烯板材用于防腐，较为成功，其耐温高达90℃，并用厂内现有的污水进行试验，效果理想。本污水站根据各构筑物接纳的介质不同分别采用以下几措施。 表9－21 生化制药厂废水处理构筑物防腐措施 构筑物名称 内防腐措施 内防腐数量(m2)  调节池 聚丙烯板材 1400  兼氧池 无   MSBR池 无   混凝沉淀池 无   酸碱溶剂池 聚丙烯板材 76  3.6.2、混凝土水池外防腐 地面以上水池外无需防腐，地面以下根据地质资料显示，呈弱酸性，对混凝土有具有较强的腐蚀性，因此采用涂氰凝防腐。 3.6.3、管道防腐 管道防腐是采用不同材质和涂防腐的方法涂料实现的。具体要求如下： ①兼氧池前的污水污泥埋地管道增强聚丙烯管(FRPP)；地上管道采用聚丙烯管道(PP) 。 ②空气管埋地或架空部分采用钢管，外壁氰凝防腐；水下部分采用PP管 ③加药管采用PP管 ④给水、热水管采用镀锌钢管，加热保温采用镀锌钢管，外壁氰凝防腐 3. 7、辅助工程设计 3.7.1、管网清浊分流 目前厂内尚有一部分稀污水与浓污水、雨水混合，为了确保所有的污水进入污水站，并达到较好的污水处理效果，需要对厂内的现有管道进行调整。调整的主要工程内容为：所有的浓污水分成高温污水、含油污水通过截留管道提升进入污水站的隔油池、冷却池；所有的稀污水、冷却水、生活污水进入缓冲调节池。由于二座调节池是高位形式，因此需要改造原有的提升水泵，以满足新污水站的需要。 3.7.2、清洁生产 原抗生素车间的废水SS高达5000－7000 mg/l，主要是生产工艺中使用板框压滤机，滤液SS的跑料现象，对整个废水的CODcr和SS影响很大，改为真空转鼓压滤机后，可减少SS达1000 mg/l以上。因此，此项改造对节约原料，减少排放污染物具有重要意义。 3.7.3、化验室与化验设备 原一期工程的化验室非常简陋，化验设备形式也比较老，为了更好做好污水处理站的管理工作，需要对原有的化验室与化验设备进行改造，添置一些常用的化验设备。化验设备名称详见清单。 3.7.4、运输设备 在污水处理过程中需要产生大量污泥，这些污泥经脱水后外运；每天污泥产量为3201 kg，脱水后污泥浓度按80％计，则每天的脱水污泥容积为16m3，因此需配置一辆自卸式卡车用于脱水污泥运输，卡车的吨位为8T；由于污水站场地有限，卡车的停放车库由厂内统一调度，污水站不设车库。 除用于脱水污泥运输外，污水站中还需要短途运输一些污泥、药剂、设备等物料，因此需配置二辆手推小车。 四、主要设备一览表 4.1、机械设备 表9－22 生化制药厂废水处理主要机械设备 序号 构筑物 设备名称 设备参数 数量 单位 备 注  1 调节池 潜水泵 Q=25m3/h ，H=8m N=1.5Kw 2 台   2  自耦装置 配套 2 套   3  潜水泵 Q=40m3/h H=10m N=2.2Kw 3 台   4  自耦装置 配套 2 套   5 事故池 不锈钢栅网 800×800 1 台 5mm  6 冷却池 不锈钢栅网 800×800 1 台 5mm   隔油池 不锈钢栅网 800×800 1 台 5mm  7 MSBR池 潜水泵 Q=100m3/h ，H=1.2m N=5.5Kw 8 台   8  自耦装置 配套 8 套   9  潜水泵 Q=25m3/h ，H=8m N=1.5Kw 4 台   10  自耦装置 配套 4 套   11  曝气管 12 m3/m.h 340 米   12  旋转电动堰门 2500 4 台   13  电动阀 DN80 4 只   14 污泥均衡池 搅拌机  1 台   15 缓冲调节池 潜水泵 Q=40m3/h ，H=10m N=2.2Kw 2 台     自耦装置 配套 2 套     潜水泵 Q=100m3/h ，H=7m N=4Kw 3 台   16  自耦装置 配套 2 套   17  机械格栅 400 1 台 5mm  18 脱水机房 带式脱水机 宽1500 1 台   19  加药计量泵 Q=500l/h 1 台   20  加药搅拌桶 1.5m3 1 只   21  螺杆泵 Q=10 m3/h ,H=65m N=4Kw 1 台   22  空压机 94l/min，P=7 kg/cm2 1 台   23  电动葫芦 5T 1 台   24  冲洗泵 Q=10 m3/h ,H=65m N=4Kw 1 台   25  轴流通风机 T30 1 台   26  螺旋输送机  1 台   27  滤液提升泵 Q=8m3/h ，H=15m N=1.5Kw 1 台   28  自耦装置 配套 1 套   29  酸碱提升泵 Q=6m3/h ，H=15m N=0.75Kw 3 台   30 气浮池 涡流气浮池 Q=75m3/h N=2.94Kw  1台   31  酸碱调节罐 2×2×3.8 1 只   32  电动葫芦 3T 1 台   33  轴流通风机 T30 1 台     加药计量泵 Q=500l/h 6 台     加药搅拌桶 1.5m3 6 只   34 HSB兼氧池 液下搅拌器 N=7.5Kw 4 台   35 混凝沉淀池 搅拌器  3 台   36  斜板组 直径35  50m3 乙丙共聚  37  加药泵  2 台   38  储药槽  1 只   39  管道混合器  1 只     污泥泵 Q=8m3/h ，H=15m N=1.5Kw 2 台   31 鼓风机房 鼓风机 Q=31m3/min H=7m N=75Kw 3 台   32  鼓风机 Q=7.8m3/min H=4.5m N=11Kw 1 台   33  电动葫芦 5T 1 台   34  轴流通风机 T30 1 台   35 总图 生物除臭器  1 台    4.2、电气设备 表9－23 生化制药厂废水处理主要电气设备 序号 名称  型号及规格  单位  数量 备注  1  电控柜   台  2   2  电动机控制箱   台  14   3  照明配电箱  20A  台  2   4  荧 光 灯  40W  盏  10   5  工 厂 灯  200W  盏  20   6  防水防尘灯  150W  盏  20   7  吸 顶 灯  100W  盏  8   8  铠装电力电缆 VV29－1KV 3x95+1x50MM2  米  150   9  铠装电力电缆 VV29-1KV 3x50+1x25MM2  米  200   10  铠装电力电缆 VV29-1KV 3x35+1x16MM2  米  120   11  铠装电力电缆 VV29-1KV 3x25+1x16MM2  米  250   12  铠装电力电缆 VV29-1KV 4x16MM2  米  420   13  铠装电力电缆 VV29-1KV 4x10MM2  米  400   14  铠装电力电缆 VV29-1KV 4x6MM2  米  560   15  铠装电力电缆 VV29-1KV 4x4MM2  米  2000   16  铠装电力电缆 VV29-1KV 2x2.5MM2  米  500   17  导 线 BV-500V 2.5 MM2  米  500   18  铠装控制电缆 KVV-500V 10x2.5 MM2  米  650   19  铠装控制电缆 KVV-500V 5x2.5 MM2  米  720   20  铠装控制电缆 KVV-500V 8x1.5 MM2  米  900   21  槽型电缆桥架  600x100  节  120   22  镀锌焊接钢管  DN100  米  100   23  镀锌焊接钢管  DN50  米  100   24  镀锌焊接钢管  DN32  米  350   25  镀锌焊接钢管  DN20  米  800   26  槽钢  10#  米  20    4.3、仪表设备 表9－24 生化制药厂废水处理主要仪表 位置 名称 型号与规格 数量 单位 备注  综合池 事故池高低液位开关2点 CS1-R 2 只    调节池高中低液位开关3点 CS1-R 3 只    事故池超声波液位计 SONOLEV-TM 1 只    流量计 IFS4000+IFC090 (DN150) 2 套    pH计 InPro4200/120/ Pt1000/ VP6-ST/pH2050 2 套    温度计 Pt100 1 只   混凝沉淀池 高低液位2点 CS1-R 2 只    在线COD仪 ELOX100 1 只   缓冲调节池 污泥池高低液位2点 CS1-R 2 只    缓冲池高中低液位3点 CS1-R 3 只    流量计 IFS4000+IFC090 (DN200) 1 套    温度计 Pt100 1 只   MSBR 均衡池高低液位2点 CS1-R 2 只    污泥池高液位1点 CS1-R 1 只    “DO”仪 D53/5540D 2 套   脱水机房 酸，碱，溶剂，冲洗，滤液池高低液位各2点 CS1-R 10 只   4.4、控制系统设备 表9－25 生化制药厂废水处理主要控制设备 序号 名称 型号及规格 数量 备注   中央控制站     *1 PC机 586 工业级 1套   *2 显示器 21’ 彩色 1套   *3 打印机：喷墨打印机 A4 1套   4 模拟屏 3200X1200MM 1列   5 模拟屏驱动器  6套   6 其他附件     *7 系统软件  1套   8 应用软件  1套   *9 PLC  1套    I/O DI=96；DO=32；AI=8；AO=0；     电源      机架      隔离中间继电器     10 不间断电源（UPS） 3KVA 0.5H 1只   11 电控柜 800X600X2200MM 2只   4.5、化验设备 表9－26 生化制药厂废水处理主要化验设备 序号 名 称 型号及规格 数量 备注  1 电热恒温培养箱  1台   2 生物显微镜  1台   3 分光光度计  1台   4 酸度计  1台   5 溶氧仪  1套 包括备用膜  6 离子交换纯水器  1套   7 MLSS计  1套   8 精密天平  1套   9 自动取样器  1只   10 空调器  1台   11 玻璃器皿  1套   12 真空泵  1台   13 灭菌器  1只   14 磁力搅拌器  1只   15 硫化氢测定仪  1只 便携式  4.6、主要运输设备 表9－27 生化制药厂废水处理主要运输设备 序号 名 称 型号及规格 数量 备注  1 自卸式卡车 8T 1辆   2 手推小车  2辆   3      五、通风设计 污泥脱水机房和气浮池房内的污泥会产生异味，为改善工作环境，通风措施采用机械与自然进风相结合，自然进风和机械排气相结合，主要采用壁式轴流通风机，排气次数不小于8次/ h，送风量为排气量的75％以上。加药间也设置壁式轴流通风机，排气次数12次/ h，上述通风机的开停均采用现场控制。 六、环境保护、劳动保护、消防、节能 6.1、环境保护 环境保护有二方面的内容：施工过程与日常运行中。在施工过程中要注意噪声与粉尘对环境的影响，避免机械设备的空转和粉尘的飞扬。 本次污水站设计选用的机械设备或是进口和国产优质的产品，如：气浮为美国麦王公司产品；鼓风机为离心机形式；搅拌器采用进口的液下形式；曝气采用进口的微孔曝气管，氧转移效率高，可减少曝气量，有利于降低运行中的噪声污染；同时配套的污泥处理设施上马有利于控制湿污泥的二次污染问题，也可以减少湿污泥的数量，减少了气体散发量和蚊蝇孳生地，是污水站自身功能完善的一个组成部分。 为了减少污水处理过程散发臭气，本次设计在调节池旁设置收集和处置臭气生物处理装置，能有效降低臭味的外溢；同时在构筑物周围种植绿化隔离带，以控制臭气扩散。 6.2劳动保护和消防 在改造过程中，会存在着一些影响职工安全的问题，对待这些可能出现的问题，设计上尽量做了周密考虑，采取必要的防范措施。 设计中采取的主要防范措施 ①各处理构筑物走道或临空走道均设置保护栏杆、防滑梯、水池边配备救生圈、绳索等安全措施。 ②根据污水厂平面布置的实际需要，在厂内适当地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、户外操作人员休息室、工具间等设施。 ③在产生有气体工段如污水泵房等设置通风设备等。 ④站区管道闸阀均考虑采用操作轮接杆至地面以上，便于操作。 ⑤所有电器设备的安装、防护以及操作条件均按电器有关安全规定设计。 ⑥在污水和污泥处理区之间设置较宽的绿化带，种植可吸收臭气和声音的乔木，以减轻对周围的污染。 ⑦严格控制设备的噪声，保证在离设备1m远处的噪声不超过80分贝(dB)。室外气管道尽可能埋地铺设，利用土层吸收噪音。 ⑧制定操作规程，在运转管理说明中明确规定安全操作规则，规范职工的操作行为。 站内部分构（建）筑物的耐火等级，防火间距、消防给水、采暖通风、空调及电力设备的选型和保护等级按GBJ16－87建筑设计防火规范有关条款执行： ①站区设有室外消火栓； ②主要建筑物每层设室内消火栓及紧急通道； ③变电所、污水泵房内设干粉灭火器。控制室、车库、检修间等配置灭火器； ④站区内道路布置考虑消防车辆出入方便。 6.3、节能 本工程的节能通过二方面来实现的：处理工艺与节能设备。 首先，本工程根据进水特性采用了气浮预处理，将部分SS和CODcr去除，减轻后继好氧处理的负荷。 其次，采用兼氧处理后，供气明显减少。具有关资料介绍厌氧(兼氧)工艺与好氧工艺相比，可节能三分之二且处理产生的剩余污泥少，污泥处理的费用也相应减少。 在设备方面，水泵选用在高效率区的；风机选择离心式、。由于采用涡凹气浮比溶气气浮因此节能效果明显。 七、经营管理、人员编制与建设进度 7.1、人员编制 污水站人员编制参照建设部《城市建设各行业编制定员试行标准》以及根据本工程自动化程度的实际需要进行安排。本污水处理站要求连续运行，定员人数为7人。 岗位定员： 表9－28 生化制药厂废水处理站人员编制 序号 工 段 每班人数 合计人数 备 注  1 污水污泥系统 1 4   2 化验室 2 2   3 机 修 1 1   4 控 制 1 1    总 计  8   7.2、技术管理 污水处理站的运行管理，要以处理效果佳，处理成本低为目标，必须根据进水水质、水量变化，随时调整运行条件。要求做好日常水质分析，保存记录完整的各项资料，并做好处理构筑物和仪器、设备的维护保养工作及维修记录。 日常水质分析是指对进水、出水、污泥进行常规分析。 常规水质分析项目包括：BOD5、CODcr、开氏氮、SS等, 特别对在线检测仪表的日常检验和校正工作。同时要经常进行微生物镜观察活性污泥中的生物相，如发现生物相有突变，即要查明原因，采取措施，以保证处理系统正常运行。 各处理构筑物的进、出水槽要每天清洗，保证水流畅通，所有设备要定时检查及维修。 7.3、电耗与药剂耗量 ①主要机电设备实际耗电量 表9－29 生化制药厂废水处理主要机电设备实际耗电量计算 序号 名 称 电机功率 (KW) 数 量 (台) 实际耗电 (KW.h)  1 调节池提升水泵 2.2 3 88  2 MSBR池污泥回流泵 5.5(3) 8 198  3 MSBR池剩余污泥泵 1.5 4 18  4 MSBR池旋转电动堰门 1.5 4 18  5 大鼓风机 75(55) 3 2640  6 小鼓风机 11 1 264  7 气浮池 2.9 1 70  8 兼氧池搅拌 7.5 4 720  9 污泥脱水机 1.5 1 24  10 污泥进料泵 3 1 48  11 污泥冲洗泵 3 1 48  12 空压机 1.5 1 6  13 输送机 1.5 1 6  14 酸碱泵 0.75 3 9  15 加药计量泵 0.2 8 38.4  16 自动格栅 0.4 1 9.6  17 通风机 0.75 3 54  18 其他   300  合计    4559   ②药剂耗量 药剂品种有：氢氧化纳、盐酸、聚合硫酸铁、PAM。 氢氧化钠：1T/d。 盐酸：少量。 PAM：12 kg/d。 聚合硫酸铁: 300 kg/d。 八、投资估算与运行成本 本工程投资估算系根据某制药厂污水处理二期工程可行性研究报告及有关文件进行编制。 、 编制定额依据： 全国统一市政工程预算定额某省单位估价表。 全国统一安装工程预算定额某省单位估价表。 某省建筑安装工程综合费用定额(1995年)。 全国市政工程投资估算指标。 建设部“市政工程可行性研究投资估算编制办法”。 类似工程技术经济指标。 某市2000年2月份材料价格信息。 、 本工程估算中以下费暂为估列，今后按实调整。 除臭设备装置 清洁生产配套费 废水提升泵站 设计前期费 本工程投资估算中，资金贷款比为70%，利率按6％计算。 本工程投资为2795.80万元。 九、工程效益分析 本工程为企业配套设施及公用设施，对企业经济的贡献主要表现为它所产生的环境效益和社会效益。 9.1、环境效益 污水处理工程的主要作用为：工程投入运转后，每天可以减少主要有机污染物CODcr约为20吨， SS约为3吨，使企业污水达标排放，有效保护某江水质， 实现企业可持续发展要求。 9.2、社会效益 污水处理工程上马，改善了环境，将产生下列社会效益： ①改善某的投资环境，提高企业的品味与国际竞争力。 ②减少企业排污开支。 ③改善了厂区以及周围居民的生活质量 十、结论与建议 10.1、本污水站采用物化预处理＋HSB兼氧＋MSBR法工艺，可使废水处理后达标排放(不包括氨氮)；污泥处理采用带式压滤机脱水，脱水污泥外运。 10.2、污水站第一部分工程费为1968.29万元 其中辅助工程费为375万元 污水站总投资费用为2795.8万元 10.3、污水站占地面积8.5亩 10.4、建议 ①在进行下阶段设计工作前完成项目的环境影响报告书和场地地质详勘 ②对污水的水量、水质作进一步调研与预测工作 ③对脱水污泥的外运做好准备工作 图9－16 生化制药厂废水处理站平面布置图 实例八 硫酸厂废水处理工程设计 一、基础资料 1.设计原则 (1)废水处理系统具有良好的稳定性，能确保出水达标排放。 (2)废水处理系统避免二次污染的产生，做到能源的部分回收。 (3)废水处理系统具有较低的运行成本。 2.编制采用的主要规范、标准和资料 (1)《室外排水设计规范》（GBJ14-87）1997年版 (2)《城镇污水附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89） (3)《污水综合排放标准》(DB31/199-1997) (4)《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ57－83） (5)《建筑设计防火规范》（GBJ16-87） 3.废水水质、水量及设计标准 3.1废水水质及水量 废水分二部分，一部分为高浓度有机废水，另一部分为冷却水、冲洗水及生活污水等混合污水。其中高浓度有机废水近期流量40m3/d，远期发展规模为120m3/d，主要含有乙二醛、甲醛、乙醛及硫酸二甲酯等，其水质如下： 表9－30 硫酸厂高浓度有机废水水质 CODcr 12000 mg/l  BOD5 8000 mg/l  水温 40℃   其余污水流量约为5000m3/d，水质由于无实测数据，本方案设计时考虑两种水质情况，即水质情况A：CODcr＝250 mg/l及水质情况B：CODcr＝350 mg/l；BOD5以BOD5/CODcr=0.5计，两种情况污水中SS均以200 mg/l计。则两种情况下水质如下表示。 表9－31 硫酸厂生活污水、冲洗水及冷却水等水质 水质指标 水质情况A( mg/l) 水质情况B( mg/l)  CODcr 250 350  BOD5 125 175  SS 200 200  3.2出水水质 表9－32 硫酸厂废水处理出水水质要求 CODcr 100 mg/l  BOD5 30 mg/l  S2- 1 mg/l  SS 70 mg/l  *按照《污水综合排放标准》(DB31/199-1997)二级标准 4.工程概况 某硫酸厂原于七十年代末设计建造了三车间污水处理工程，并于八十年代进行了改建，由于工厂生产等原因，该改建后工程也于九十年代初停止运行，但现有装置未拆除，旧装置现共占地约2400m2，由于停产已有5年以上，原有设备如泵、鼓风机等因年久失修已不能使用，部分构筑物也已难以使用，仅有4座沉淀池、1座澄清氧化池及1座压滤机房经检修后尚可继续使用，其具体尺寸及材料如下表示。为尽可能的降低造价，与本方案工艺相符合的构筑物尽可能的改造后使用。 表9－33 硫酸厂废水处理部分可使用原有构筑物 构筑物名称 规格 材料 数量  沉淀池* φ7000×9900 砼 4  澄清氧化池 φ7000×7250 A3 1  压滤机房 13500×10000×10000 砼 1   *原总图尺寸与表格所例略有差异。 二、废水处理工艺的确定 1.废水的特征 本项目废水分两部分，其中高浓度有机废水主要含有机污染物，其BOD5/CODcr=0.7，具有非常好的生化降解性，流量按远期发展流量120m3/d设计。另一部分为生活污水，同普通生活污水相似，也具有较好的生化降解性，流量以5000m3/d设计。 2.废水处理工艺的选择 有机废水处理通常可选用生化法及化学法与物理化学法等。 常用的物理化学法有混凝沉淀、浮选、超滤、反渗透等。混凝沉淀法、浮选适用处理悬浮物高的废水。废水经混凝沉淀处理后，处理出水SS低，但可能需要进行pH调整，单采用此法只能去除废水中的悬浮物和胶体物质，对溶解性的物质不能去除，而硫酸厂废水中主要含甲醛、乙二醛等溶解性有机物质，用物化法难以达到较高的处理效果。物化方法具有设备容积小，化学污泥量大，COD较难达标，运行费用大的特点；膜处理技术－所谓膜，是指在一种流体相内或两种流体之间有一层薄的凝聚相物质，它把流体相分隔成互不相通的两部分，膜可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。膜能使溶剂透过的现象通常称为渗透，膜使溶质通过的现象称为渗析，利用膜的选择透过性来进行浓缩和分离的现象为膜分离技术。膜分离技术有如下特点： (1)膜分离技术在分离过程中，不发生相变化，也不发生相变化的化学反应。 (2)在膜分离过程中，不需要从外界物质加进其它物质 (3)膜分离可在常温下得到分离，因此对热敏性和对热不稳定的物质比较适合。 (4)需要定期进行维护，膜的集留物难以处置，运行成本高。 膜技术目前主要用于开发新的水资源，用膜技术进行海水淡化和苦咸水淡化来解决水资源的不足，但采用膜技术来处理工业废水，还是近年来的方向，在如何降低水处理投资和运行成本，如何处置膜的集留物尚需进一步研究。 有机废水最为常用的处理方法是生化法，生化法具有运行成本低，处理效率高，处理效果稳定，运转经验丰富、有机物适用范围广的特点，此法广泛应用于城市污水处理厂和以有机污染物为主的工业废水领域。根据废水的进水水质BOD5/CODcr(0.5，具有良好的可生化性，据此以生物法为主辅以其他方法来处理此类废水，在技术上是可行的，经济上是合理的。 虽然本项目的废水可生化性较好，但是高浓度有机废水的绝对污染量高，表现CODcr非常高，要求处理后的出水CODcr要求达到100 mg/l，采用通常的好氧方法难以经济的达到此要求。而与好氧法相比，废水厌氧处理具有以下一些优点： (1)可实现部分能源回收； (2)运行成本低。据有关资料统计，以厌氧法运行成本为100％(不含产气价值)，好氧法则为319％； (3)厌氧处理设备负荷高，占地少，厌氧反应器容积负荷比好氧法要高得多，单位反应器容积的有机物去除量也因此要高得多； (4)厌氧处理产生的剩余污泥少，且剩余污泥脱水性能好，浓缩时可不使用脱水剂； (5)厌氧处理对营养物质的需求量少，约为好氧法的30％； (6)厌氧处理可以处理高浓度的有机废水，当废水浓度较高时，不需要大量稀释水； (7)厌氧方法的菌种可以在中止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上。它的这一特性为其间断的或季节性的运行提供的有利条件； (8)厌氧系统规模灵活，可大可小，设备简单且易于制作。 2.1 厌氧滤器(AF) 厌氧滤器(AF)是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜，生物膜与填充材料一起形成固定的滤床，该工艺特别适用于低相对分子质量的溶解性废水，悬浮物浓度较高的废水易堵塞滤床，本项目废水主要含甲醛、乙醛及乙二醇等低分子量污染物，水温达到40℃，无须加热就可保持适宜温度，且进水SS含量也不高，符合AF工艺的要求和适宜范围，故本方案拟采用AF工艺处理高浓度有机废水。 高浓度有机废水经厌氧处理后，虽然去除有机物的绝对量较大，但其出水也相对较高，仍需后续处理才能达到排放标准，因此本方法拟将高浓度有机废水部分经厌氧法处理后，再经好氧处理后回用，或进入稀污水处理系统，达标后排放。 2.2 生物过滤 生物过滤是将生物膜处理和过滤工艺结合在一起的新型污水处理技术，具有以下特点： (1)占地面积小 由于生物滤池中过滤和生物处理是同时进行的，处理水和污泥的分离是在生物过滤池内完成，所以不必设沉淀池，而且生物滤池内生物与污水接触面积增加，处理能力大大高于传统的接触氧化处理方法； (2)空气溶解效率高，能耗低 通常的活性污泥处理方法，从曝气管出来的空气在水中的停留时间一般为2～3秒，而采用生物过滤处理，池底部的曝气要通过小颗粒滤材以及生物的间隙最终达到水面，其在水中的停留时间长达20～30秒，因此大大提高了空气在水中的溶解效率，节省供电能源在三分之一以上。 (3)负荷能力高，处理效果稳定 由于滤池装有6～10mm的多孔性滤料，为生物的生长、附着提供了很大的表面积，因此，生物与污染物反应的接触面积大；另外，在生物滤池处理中，保证污泥处于高活性状态，将使处理效率大大提高，对生物过滤池的生物活性调节，采用反冲洗方法来进行，根据进水和气温等因素设定合适的反冲洗条件，并自动控制反冲洗过程的进行。根据目前的技术水平，与接触氧化法相比，生物过滤法的有机物氧化分解(BOD5去除)和硝化处理(Org-N、NH3－N转变为NOX－N)效率，比接触氧化法高3倍，即污水处理量可提高3倍。 (4)自动运行，管理方便 生物滤池的管理与反冲洗条件、过程由计算机进行控制管理，24 h连续自动运行，管理效率高且方便。 2.3 涡凹气浮系统(CAF) 由于AF反应器会带出一定量的生物菌体，多以SS的形态表现出来，为充分利用这部分生物体的作用，将其排放至后继的调节池，调节池还接纳来自其他来源的污水，经调节池混合后出水含有大量的SS，直接进入生物过滤池会造成过滤池负荷过高，因此在生物滤池前设气浮池，气浮池采用新型涡凹气浮系统。 涡凹气浮系统是专门为了去除工业和城市污水中的油脂、胶状物以及固体悬浮物而设计的系统，其通过独特的涡凹曝气机将“微泡”直接注入污水中而无需事先进行溶气，然后通过散气叶轮把“微泡”均匀地分布于水中，不可能发生阻塞现象，其具有如下特点： (1)投资省；其不需要压力容器、空压机和循环泵等设备，大大减少了投资费用。 (2)运行费用低廉；整个系统所需功率小，而且维修和人工操作极少。 (3)效率高；固体污泥能够自动和连续地从废水中去除，污泥的去除和储存是以的方式进行，因此也降低了污泥处理的费用。 (4)由于没有机械设备，操作非常简单。 (5)由于对废水处理是一个好氧过程，因此臭气问题得到了较好的解决。 除此以外，当废水水质发生波动致使COD值升高时，也可调整气浮前的加药品种，以发挥气浮的去除效率，以保证后续处理设施的出水水质并达到排放要求。 并且，由于高浓度有机废水的产生量较小，收集较困难，因此本方案考虑是否可以与生活污水分开处理。 根据以上分析，本方案拟采用如下工艺流程： 图9－17 硫酸厂废水处理工艺流程 上述总排口的污水处理分二种情况，即水质A与B。 表9－34 硫酸厂废水处理各段处理效果分析  流量(m3/d) CODcr( mg/l) BOD5( mg/l) SS( mg/l)  1 有机废水 120 12000 8000 200  2 AF反应器出水 120 1800 1200 200  3 气浮池出水 120 1260 960 100  4 1#生物过滤池出水 120 200 30 100  5 生活污水及其它水 5000 250(350)* 125(175)* 200  6 2＃生物过滤池出水 5000 100 30 70   *括号内为B情况水质，其余水质指标相同。 三、废水处理单体构筑物设计与计算 1. 高浓度有机废水处理方案构筑物设计 1.1 1#调节池 由于废水流量变化较大，故设置调节池，池体为矩形钢砼结构。调节时间8h，则有效容积为40m3，有效水深为3.5m，调节池尺寸为4m×2.9m×4.3m。内设二台潜水泵，其流量为5m3/h，扬程为15m，单泵功率为0.75kW；设筛网1只。 1.2. AF反应器 AF池为矩形钢砼结构，容积负荷为4.6 kgCODcr/m3.d，共设2座，有效水深为6m，每座单体尺寸为4.7m×4.7m×7m，总有效容积为313m3，填料装填率为50％。沼气经储气罐存储供锅炉使用或自燃。 1.3. 储气罐 储气罐为圆形钢结构，共1座，单体尺寸为(φ5.7m×6m，总储气时间为12h。 储气罐配燃烧器1只。 1.4. 1#生物过滤池 生物过滤池为矩形钢砼结构，一座，单体平面尺寸为6.0m×6.0m，池深为4.5m，有效水深4m，生物滤池容积负荷为0.75 kgBOD5/m3.d，滤料高度为2m，装填率为50％。 1.5. 鼓风机房 鼓风机房平面尺寸为3.5×2.9m，机房配置2台(一用一备)TSB65型风机，每台风量为2.21m3/min，功率4kW。 1.6. 气浮池 池体为钢结构，尺寸2.4m×0.9m×1.8m。功率为1.87kw；另配加药系统一套，功率为0.75kw。 1.7. 出水池 池体为钢结构，尺寸1.8m×1.5m×3.4m。配置1台潜水泵，流量为5m3/h，扬程为15m，单泵功率为0.75kW。 高浓度废水的平面图略，流程图见附图一。 2. 冲洗水、冷却水及生活污水处理方案设计 a.水质情况A方案设计 2.1. 闸门井 在2#调节池前设置闸门井，闸门井有效尺寸为4.8m×2.2m×4.3m；选用1台CF－400型格栅机，栅间距为3mm，电机功率为0.75kW；并备用一台B400不锈钢手动格栅。在正常状态下，污水由闸门井进入2＃调节池，而在检修及事故状态下，由闸门控制，污水直接进入排放泵站。 2.2. 2＃调节池 考虑到生活污水及冲洗废水流量变化较大，故设置2#调节池，池体为不规则矩形钢砼结构。调节时间5h，则有效容积为1029m3，有效水深为3.5m，调节池尺寸为17.6×4.8×4.3m+19.8×10.6×4.3m。池内设三台潜水泵(二用一备)，其单台流量为110m3/h，扬程为15m，单泵功率为11kW；潜水泵上部为泵房，平面尺寸为6.2×3.8m。使水质较为稳定，在调节池内采用预曝气方式。 2.3. 2＃生物过滤池 2＃生物过滤池由二部分组成。一部分利用原有沉淀池改建后使用，原沉淀池为园形钢砼结构，共四座，每座单体直径为7m，池高9.9m。改建后水池直径不变，有效水深4m；新建部分的2＃生物过滤池也为园形钢砼结构，一座。单体直径为4m，池高5.5m，有效水深4.2m.总的生物滤池容积负荷为0.93 kgBOD5/m3.d，滤料高度为2m，装填率为50％。滤池进口设流量槽一个。 2.4. 污泥浓缩均衡池 浓缩均衡池为矩形钢砼结构，1座，中间设隔墙，平面尺寸为(7.6m×4.5m，有效池深4m，浓缩时间约为16h，配置污泥搅拌机1台，单机功率为1.5kW。 2.5. 污泥脱水机房 污泥脱水机房利用原有压滤机房，其尺寸为13.5m×10m×10m，三层楼房，底层为污泥脱水和污泥堆棚。机房内配置两台板框脱水机，每台过滤面积30m2，功率为2.2kW；配置两台螺杆泵，电机功率为6.2kW；配置两套加药、混合器及计量系统。楼房上部改为值办室、检修室和休息室。 2.6. 鼓风机房 鼓风机房平面尺寸为7.4×3.8m，机房配置6台(五用一备)TSC80型风机，每台风量为3.41m3/min，风压49kPa,功率7.5kW。 2.7. 出水池 出水池为钢砼结构1座；平面尺寸为2.4m×2.4m，池深4.4m，有效水深4m。 水池配潜水泵二台(一用一备)，其单台流量为25m3/h，扬程为14m，单泵功率为2.2kW。 b.水质情况B方案设计 在水质情况B条件下，闸门井、2＃调节池、污泥浓缩均衡池、出水池、污泥脱水机房及改建部分的2＃生物过滤池。其差别在于： 3. 新建部分的2＃生物过滤池 新建部分的2＃生物过滤池也为园形钢砼结构，一座。单体直径为9m，池高5.0m，有效水深4.2m.总的生物滤池容积负荷为0.99 kgBOD5/m3.d。 4. 鼓风机房 鼓风机房平面尺寸尺寸不变，为7.4×3.8m，机房配置6台(五用一备)TSC100型风机，每台风量为4.88m3/min，风压49kPa,功率11kW。 四、电气设计 1.电源及配电 (1) 设计范围 污水处理系统电源由工厂变配电所供电，功率补偿及计量由厂变配电所解决。从变电配所380V电源出线端子起，与污水处理工艺有关的全部供配电设计。 (2) 设计原则 采用国内先进的配电设施，确保处理系统运行正常，设计遵照中华人民共和国国家标准实施。 ⑶供电电源 由厂变配电所供电。 ⑷责任分界 污水站与厂供电部门的责任分界点：以变配电所0.4kv电源出线电缆头为界，电缆头以外部分不属于本设计范围。 2.动力设备的起动与控制方式 2.1. 各动力设备的起动均采用直接起动方式； 2.2. 各动力设备的启动与关闭由可编程序控制器自动控制按序实行联动。同时，在控制柜的面板上设有自动～手动转换开关，必要时也可以切换成手动控制。 2.3. 各动力设备的运行情况在电控箱上反映出来, 遇故障时自动报警。 2.4.接地 接地采用保护接地，其接地电阻小于4欧姆。 2.5.装机容量 (1)高浓度有机废水处理方案装机容量 表9－36 硫酸厂高浓度有机废水处理方案装机容量 序号 设备名称 台数 装机容量  1 1#调节池提升泵(潜水泵) 2台 2×0.75 kW  2 鼓风机 2台 2×4kW  3 气浮池 1台 1×1.87kW  4 加药系统 1台 1×0.75kW   合计  12.12kW   (2)水质情况A处理方案装机容量 表9－37 硫酸厂废水处理水质情况A处理方案装机容量 序号 设备名称 台数 装机容量  1 机械格栅 1台 1×0.75kW  2 2#调节池提升泵(潜水泵) 3台 3×11kW  3 鼓风机 6台 6×7.5kW  4 污泥搅拌机 1台 1×1.5kW  5 板框压滤机 2台 2×2.2kW  6 螺杆泵 2台 2×6.2kW  7 洒水泵 2台 2×2.2kW  8 加药泵 3台 3×0.37kW  9 轴流通风机 2台 2×1.5kW  10 其他  2 kW  11 合计  107.56kW   (3)水质情况B处理方案装机容量 水质情况B处理方案的装机容量项目与表2相同，只是序号2的容量不同，为6×11kW，因此总装机容量为128.56kW。 五、仪表、自控设计 1.设计条件 仪表与自控根据工艺流程对仪表与自控的要求进行设计。 2.设计指导思想 采用先进的可编程序控制器，实现污水处理的手动/自动控制和监测，满足污水处理要求。 3.控制功能 3.1程控系统具有两种控制方式：自动、手动控制方式。在自动控制方式下，整个系统由可编程序控制器控制，按符合工艺流程要求的PLC逻辑运行，正确完成各项应控设备的自动控制。在手动控制方式下，运行人员可通过控制柜盘面上的手动开关对各项应控设备实施一对一的操作。两种控制方式可通过控制盘面上的转换开关进行互相切换。 3.2程控系统具有以下显示功能 (1)手/自动显示； (2)各设备工况通过模拟屏显示当前的工作状况； (3)系统故障报警，备用泵、风机的自动切换; 3.3程控系统具有阀门位置信号检测功能 六、各构筑物主要设备 各方案构筑物主要设备如下列表示 1.高浓度有机废水处理方案构筑物主要设备 表9－38 硫酸厂高浓度有机废水处理方案主要设备 构筑物名称 主要设备及参数  1 1#调节池 2台WQK5-15-0.75潜水泵，单泵功率0.75kW，筛网一只  2 AF反应器 填料202m3，布水系统，三相分离器  3 1＃生物滤池 TSB65型鼓风机2台，单机功率4kW，填料49m3 一只配水槽，75只曝气头，自动冲洗器一套  4 储气罐 1只(  5 燃烧器 1只  6 气浮池 处理能力为5m3/h一只  2.水质情况A处理方案构筑物主要设备 表9－39 硫酸厂废水处理水质情况A处理方案主要设备 构筑物名称 主要设备及参数  1 闸门井 CFI400型格栅机1台，单机功率0.75kW  2 2#调节池 3台WQK110-15-11潜水泵，单泵功率11kW 1台轴流通风机1.5kW，起吊设备1台  3 2＃生物滤池 TSC80型鼓风机6台，单机功率7.5kW，填料337m3 1只配水槽，曝气头464只，自动冲洗器五套  4 浓缩均衡池 1台污泥搅拌机，单机功率1. 5kW  5 脱水机房 2台XM20/630-U板框压滤脱水机，单机功率2.2kW 2台G35型杆泵，单机功率为6.2kW，混合器1台，起吊设备1台  6 燃烧器 1只  3.水质情况B处理方案构筑物主要设备 水质情况B处理方案构筑物主要设备与A的差异在二部分： a:鼓风机，水质情况B下配置TSC100型鼓风机6台，单机功率11kW。 B: 2＃生物滤池，新建了直径9米的滤池，总填料数量为450m3。 七、总图布置 1.布置原则 按照功能不同，分区布置，并用绿带隔开 要根据实际的构筑物情况进行布置 构筑物的间距，考虑管道施工与维修的方便 尽量缩减污泥管道，发生恶臭的处理构筑物和污泥区置于常年风向下 尽量利用构筑物的布局与孔隙进行绿化，使绿化面积占30％。 根据物流进出方向设置道路。便于车辆进出、管道养护及满足消防要求。道路采用混凝土路面，道路与建（构）筑物间操作人员出入处用人行道板连接。 2.高程布置 (1)布置原则 ①根据现有构筑物的情况，尽可能利用水泵提升的水头, 藉重力流经各处理构筑物。 ②埋设深度与高度相近的构筑物布置在一起。 ③本设计以地坪高为0.0米计；高浓度有机废水流入1#调节池，经设在调节池内潜水泵提升至后续AF反应器厌氧处理后自流入气浮池，气浮池出水进1#生物过滤池处理后进入出水池，此部分处理废水进行回用；其它污水及生活污水自流入2#调节池，经设在2#调节池内潜水泵提升至2＃生物过滤池，经处理后排放至排放泵站，然后排入蕴藻浜。 通风设计：污泥脱水机房内的污泥会产生异味，为改善工作环境，通风措施采用机械与自然进风相结合，自然进风和机械排气相结合，主要采用壁式轴流通风机，排气次数不小于8次/ h，送风量为排气量的75％以上。上述通风机的开停均采用现场控制。 3.劳动保护及安全生产 除了对本站操作人员、管理人员进行必要的安全教育、制订必要的操作规程和管理制度外，设计中考虑以下的劳动保护和安全措施： (1)各处理构筑物走道或临空走道均设置保护栏杆、防滑梯、水池边配备救生圈、绳索等安全措施。 (2)根据污水站平面布置的实际需要，在站内适当地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、户外操作人员休息室、工具间等设施。 (3)在产生有气体工段如污水泵房等设置通风设备等。 (4)站区管道闸阀均考虑采用操作轮接杆至地面以上，便于操作。 (5)所有电器设备的安装、防护以及操作条件均按电器有关安全规定设计。 (6)污水站的生产管理及操作人员宜每年体检一次，建立健康登记卡。 4.消防 站内部分构（建）筑物的耐火等级，防火间距、消防给水、采暖通风、空调及电力设备的选型和保护等级按GBJ16－87建筑设计防火规范有关条款执行： (1)站区设有室外消火栓； (2)主要建筑物每层设室内消火栓及紧急通道； (3)控制室、检修间等配置灭火器； (4)站区内道路布置考虑消防车辆出入方便。 八、工程报价及运行费用估算 1.投资估算 a. 高浓度有机废水处理方案投资估算 表9－40 硫酸厂高浓度有机废水处理方案投资估算 序号 第一部分费用：直接工程费 价格：(万元)  1 土建 37.1  2 设备 39.2  3 钢制容器 7.6  4 仪表、电气 5.0  5    6 第一部分费用小计 88.9      b.水质情况A处理方案投资估算 表9－41 硫酸厂废水处理水质情况A处理方案投资估算 序号 第一部分费用：直接工程费 价格：(万元)  1 土建 88.7  2 设备 80.8  3 总平面布置 9.7  4 仪表、电气 30.9  5 构筑物改造 21  6 第一部分费用小计 234.1  c.水质情况B处理方案投资估算 表9－42 硫酸厂废水处理水质情况B处理方案投资估算 序号 第一部分费用：直接工程费 价格：(万元)  1 土建 92.7  2 设备 94.6  3 总平面布置 9.7  4 仪表、电气 30.9  5 构筑物改造 21  6 第一部分费用小计 249.9  d.高浓度废水与水质情况A下的总价： 第一部分费用小计:323万元 设计费： 12.1万元 工艺调试： 6.4万元 管理费： 9.7万元 运输费： 3.2万元 税： 20.9万元 总价：375.3万元 d.高浓度废水与水质情况B下的总价： 第一部分费用小计:338.8万元 设计费： 12.7万元 工艺调试： 6.8万元 管理费： 10.2万元 运输费： 3.4万元 税： 22.0万元 总价：393.9万元 报价说明：整个报价范围包括以下内容： (1)整个系统的建造、安装、调试； (2)对业主人员进行培训，协助业主验收； (3)提供污水处理系统操作手册； (4)整个系统调试至出水达标； (5)一年内非人为损坏无偿维修，并可提供长期维修保养服务； (6)不含化验设备，如需提供化验设备，增加15万元。 2.运行费用 a.高浓度有机废水处理方案运行费用 (1)动力： 177kW.h, 177×0.68元/ kW.h＝120.4元 (2)药剂 聚铝 20 kg/d; 20×2.5元/ kg＝50元 PAM 2 kg/d; 2×40元/ kg＝80元 (3)自来水 10 m3/d ；10×0.8/ m3 元＝8 元 运行费用合计：120.4＋50＋80＋8＝258.4元 单位运行费用估计：258.4元/120m3污水＝2.15元/ m3污水。 b.水质情况A处理方案运行费用 (1)动力： 2070kW.h, 2070×0.68元/ kW.h＝1407.6元 (2)药剂 聚铁 10 kg/d; 10×2.5元/ kg＝25元 PAM 2 kg/d; 2×40元/ kg＝80元 (3)自来水 30 m3/d ；30×0.8/ m3 元＝24 元 运行费用合计：1407.6＋25＋80＋24＝1536.6元 单位运行费用估计：1536.6元/5120m3污水＝0.30元/ m3污水。 c.水质情况B处理方案运行费用 (1)动力： 2484kW.h, 2484×0.68元/ kW.h＝1689.1元 (2)药剂 聚铁 15 kg/d; 15×2.5元/ kg＝37.5元 PAM 2 kg/d; 2×40元/ kg＝80元 (3)自来水 30 m3/d ；30×0.8/ m3 元＝24 元 运行费用合计：1689.1＋37.5＋80＋24＝1830.6元 单位运行费用估计：1830.6元/5120m3污水＝0.36元/ m3污水。 图9－18 硫酸厂高浓度有机废水处理工艺流程 图9－19 硫酸厂总排口废水处理工艺流程 实例九 小型生活污水处理工程设计 一、基本资料 某居住小区位于A路北侧和B路的东面，有A型29层大楼1栋;B型22层大楼1栋，C型29层大楼3栋;D型32层大楼1栋;另附有商场和半地下俱乐部,总建筑面积91,000m2 ,污水排放量为30m3 /h，主要来源于卫生间粪便污水、洗浴废水、厨房废水。本着经济发展与环境保护同步进行的“三同时”原则，依据环境保护法及相关条例，大楼内的雨、污水必须严格分流，生活污水必须自行处理达标后排放。 1.设计依据 1.1. 某市某区建设委员会(批复) 1.2. 某市某区计划委员会(批复) 1.3. 某市某区规划土地管理局(意见书) 1.4. 初步设计环保审查意见单 1.5. 某D栋总体定位图； 1.6. 室外排水设计规范; 1.7. 污水综合排放标准(DB31/199-1997); 1.8 某市标准《民用建筑生活污水处理工程设计规定》(DBJ08-71-98) 2.设计水质水量与排放标准 2.1.设计水量 平均设计水量30m3/hr 2.2.进水水质 BOD5 =150～250 mg/l， CODcr =350～450 mg/l SS = 350～400 mg/l， NH3 -N = 25～35 mg/l PH=6～9 2.3.排放标准 执行“某市污水综合排放标准(DB31/199-1997)” BOD5 ≤30 mg/l, CODcr ≤100 mg/l S.S ≤70 mg/l , NH3 -N≤15 mg/l, pH=6～9 3.设计范围 本工程的设计范围为从接入污水处理设施集水井始至出水计量井的污水处理工艺、结构、电气等各专业设计。 4.设计指导思想 　　本污水处理工程应根据住宅大楼污水的特点进行设计，符合卫生、安全、节能、可靠、基本自动化操作的原则，做到： 4.1.确保各项出水指标达到某市污水综合排放标准(DB31/199-1997) 4.2.污水处理反应池等设在小区绿化带内，在平面布置上力求占地面积小，尽量降低工程投资； 4.3.剩余污泥经好氧消化稳定处理后外运； 4.4.采取减振、降噪、减少异味措施，保护环境卫生； 4.5.操作运行安全可靠与维修管理简单，过程控制实行自动化。 二、工艺方案选择与全工艺过程设计计算 1.污水处理工艺选择 根据污水水质水量、污水排放特点、可供污水处理站使用场地特征及设计原则，污水处理工艺可选用SBR活性污泥法处理工艺，本污水处理站处理的全部是生活污水，水量较小，时最大变化系数一般大于2，且场地较紧，采用SBR工艺并辅以全自动旋转式固液分离机除污、污泥好氧消化、出水消毒，形成整套污水处理系统。 1.1.全自动旋转式固液分离机 居民住宅大楼内排出的生活污水中，含有较多的固体垃圾，为尽量减少进入污水处理设备中的固体垃圾，本方案选取CF400型，耙齿栅隙为3mm的自动机械细格栅──全自动旋转式固液分离机。 1.2.SBR工艺基本特征 SBR活性污泥法是一种兼调节、初沉、生物降解、二沉等功能于一池的污水生化处理法，无污泥回流系统，运行时，污水进入池中，在活性污泥的作用下得到净化，经沉降泥水分离后，上清液水排出池外。根据SBR的运行功能，可把整个运行过程分为充水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期。与传统的连续式污水处理系统(CFS)相比，可省去调节池、初沉池、二沉池及污泥池回流设备。 进水 出水 排泥 进水 曝气反应 沉淀 排水 SBR1＃ 进水段 曝气段 曝气段 沉淀段 出水段 进水段 曝气段 SBR2＃ 曝气段 沉淀段 出水段 进水段 曝气段 曝气段 沉淀段 出水段 图9－20 SBR运行方式图解 SBR污水处理工艺具有下述特点： (1)SBR反应池可视作为一个调节池，进水水质、水量的时间变化在运行中被平均化了，因此与其他工艺相比，SBR更具承受高峰流量和有机负荷冲击的能力。BOD5 等各项污染指标的去除率较为稳定。 (2)在大楼投入使用的初期，污水量低于设计值时，可将操作水位控制在较低的位置上，利用SBR反应池的部分容积进行运行，另外，当进水BOD5 浓度低于设计值时，可通过减少曝气反应时间来降低能耗。 (3)没有了调节池、二次沉淀池，可避免地下设备高程布置局促问题；此外没有了污泥回流设备，整个污水处理设备的构造也更趋简单、紧凑，占地小、工程投资省；便于维护管理。 (4)根据反应动力学理论，生物作用于有机基质的反应速率与基质浓度呈一级动力学反应，SBR是按时间作推流的，即随着污水在池内反应时间的延长，基质浓度由高到低，是一种典型的推流型反应器。从选择器理论可知，其扩散系数最小，不存在浓度返混作用。在每个运行周期的充水阶段,SBR反应池内的污水浓度高，生物反应速率也大，因此反应池的单位容积处理效率高于CFS系统中的完全混和型反应池以及不完全推流式反应池。 (5)由于SBR反应池内的活性污泥交替处于厌氧、缺氧和好氧状态，因此，具有脱氮的功效。接触氧化法中，由于生物膜的厚度随进水浓度、污泥泥龄等因素而变化，其A/O组成不稳定，脱氮效果也就不稳定。A/O法处理装置设置专用的缺氧反应段，运行复杂。而且，不管是接触氧化法还是A/O法，要使脱氮率达到75％以上，其污泥回流量须为数倍的进水量，动力消耗很大。而SBR法则不同，由于运行是在同一反应池内进行的，其污泥回流量趋于极大，因此，SBR法的脱氮效率不但高而且稳定。 (6)SBR法的运行效果稳定，既无完全混和型反应池中的跨越流，也无接触氧化法中的沟流。 (7)SBR反应池在运行初期，池内BOD5 浓度高，而DO浓度较低，即存在着较大的氧传递推动力，因此，在相同的曝气设备条件下，SBR可以获得更高的氧传递效率。 (8)SBR反应池中BOD5 浓度梯度的存在有利于抑制丝状菌的生长，能克服传统活性污泥法常见的污泥膨胀问题。而且污泥指数大多低于100ml/g，其剩余污泥具有良好的脱水性能。 (9)在SBR法运行初期，反应池内剩余DO浓度很低，根据动力学关系式，利用游离氧作为最终电子受体的污泥产率与剩余DO浓度有关，当DO小于0.5 mg/l时，污泥产率比DO大于2.0 mg/l时至少要低25%，另外，当SBR中硝酸盐还原菌利用NO3-作为最终电子受体进行无氧呼吸时,由于NO2-/NO3-的氧化还原电位较H2O/( 1/2O2)的氧化还原电位高，因此电子通过电子传递链时产生的ATP数少，污泥产率低。 (10)按照水力学的观点,活性污泥的沉降，以在完全静止状态下沉降为佳，与CFS在流动中沉降不同，SBR几乎是在静止状态下沉降，它们似乎更趋近于这一观点，因此，沉降的时间短，效率高。 (11)利用电动阀、电磁阀、液位计、自动记时器及可编程序控制器可使SBR污水处理系统的运行过程自动化。 1.4.污泥消化 污泥稳定可采取厌氧消化和好氧消化两种方法，厌氧消化虽然可以减少能耗，但会产生可燃烧的沼气，对于处于居民住宅楼内的污水设备而言，显然是不合适的。本工程采用好氧法污泥消化。 1.5.设备 对进水泵采用干备一台、鼓风机采用互备互用的方式。 1.6.自动化控制 污水处理站的控制系统采用较先进的PLC程序控制器，可基本实现自动化。集水井、SBR反应池采用液位控制，水泵自动切换；风机自动开启，所有设备均设置报警装置及事故处理程序。 1.7.臭气排放 污水处理设备运行时产生的臭气经风管由通风机引入专用风道，由大楼建筑设计铺设管道高空排放。 2．工艺设计与计算 2．1．SBR工艺流程 事故旁通，污水排入市管网 排入市政管网 鼓风机房 截留物定期清除 供氧 潜水泵 供氧 污水流入 集水井 格栅 潜水泵 SBR池 滗水器 消毒池 污泥 上清液 好氧污泥池 湿污泥定期抽提外运 供氧 图9－21 生活污水处理工艺流程 2．2 平面设计 在方案设计中主要考虑流程通畅，布置紧凑，考虑一定的操作维护空间。 2．3 高程设计 设计原则污水经一次提升后藉重力流经各处理构筑物，并尽量减少提升高度，以节约能源。 来自建筑物的污水经过格栅将水中垃圾捞起，确保后继构筑物的管道畅通。集水井内设置2台潜水泵（另干备一台），将污水提升至SBR池，清水用滗水器滗入消毒池，其中污泥由气提管提升至污泥池。消毒出水池内处理后污水采用重力排入城市下水道，污泥由环卫车定时抽运。 2．4 主要设计参数 (1) 集水井 有效容积：75.2m3平面尺寸：9400x4400x2000 水力停留时间：2.5hr 集水井内设CF400型旋转式固液分离机1台，WQK25-8-1.5 潜水泵3台（其中干备1台）。 (2) SBR反应池 二座SBR反应池，每池每天运行3个周期，每个周期历时8 h.有效容积: 240m3x2＝480m3 单池尺寸: 8600x7000x4400 每1个周期曝气时间： 6hr 设计污泥负荷：　0.13 kgBOD5 / kgMLSS·d 设计MLSS=3000 mg/l，MLVSS=2100 mg/l 设计污泥泥龄：15d 设计静止沉淀时间：1.0hr 每一座SBR反应池内设滗水器1台及附属设备，共2套。每台滗水器出水流量: 120m3/hr SBR反应池内设膜式曝气管，总数2m x 40根。 (3) 消毒池 消毒池有效容积: 60m3 池尺寸：6000x2500x4400 水力停留时间：0.5hr 消毒采用投加氯片消毒方式 (4)鼓风机房 共设3台罗次风机。 罗次鼓风机型号：TSC-100 3台； 鼓风机房尺寸：6300x4000x2100 (5) 污泥池 共设2套污泥气提装置。 污泥池尺寸：4600x4000x4400 三、工程造价和运行成本分析 1.第一部分费用 设备工程 表9－44 生活污水处理设备工程费用分析 序号 构筑物 名称 材质与规格 数量 价格(万元) 备注  1 集水 集水井 混凝土 有效容积:75.2m3 1座    2 井 机械格栅 CF400 1台 4.86     手动格栅 B400 1台 0.27 不锈钢  3  潜水泵(含自藕装置) WQK25-8-1.5 3套 3.89   4 SBR SBR池 混凝土 有效容积: 240m3 2座    5 池 薄膜曝气管 MAGNUM 2000 40根 3.46 德国  6  滗水器  2台 8.64 非标  7 鼓风机房 鼓风机房 6.3m×4m×2.3m 1间    8  罗次鼓风机 TSC-100 3台 7.20 进出口含消声器  9  轴流通风机 HL3-2A 2台 1.08   10  污泥池 混凝土 有效容积: 73.6m3 1座    11 污泥池 污泥池 混凝土 有效容积:36m3     12  污泥气提装置  2台 0.65   13 消毒池 消毒池 混凝土 有效容积: 60m3     14  氯片加注器  1套 0.54   15 总平 电缆  1套 1.62   16 面图 液位开关  10只 0.72   17  PLC控制柜  1台 4.68   18  电磁流量计  1套 1.17   19  管配件  1套 7.20 包括通风管 电动阀门   小计    45.98   (1) 设备费小计: 45.98万元 (2) 安装费： (2)×15%=6.90万元 (3) 运输费： (2)×2%=0.92万元 (4) 土建费估： 51万元 (5)第一部分费用小计:104.80万元 2.第二部分费用 表9－45 生活污水处理工程第二部分费用分析 序号 项目 费率 费用（万元）  1 设计费 96.98×5% 4.85  2 调试费 45.98×2% 0.92  3 管理费 96.98×5% 4.85  4 小计  10.62  4 税 (104.80+10.62)×3.41% 3.94       第二部分费用小计:15.08万元 3.总造价 102＋15.08=119.36万元 共计人民币 壹佰壹拾玖万叁仟陆佰圆。 4.人员编制及运行成本 4.1定员 本污水处理站配有微机控制柜，已设有专门程序监控整个污水处理过程。因此污水站日常配置1人监管即可。 4.2行费用 4.2.1.电费： 日用电量:4.0×6+7.5×18×2+1.5×24+0.55×24+3×6=361度 0.60元/度×361度＝216.6元/日 4.2.2.药费：0.04元/M3×710M3=28.8元/日 4.3.工资福利 职工工资福利按每人每月800元计,则 1×800/20=40元 所以,每M3污水日处理费用：(216.6+28.8+40)/710＝0.40元/M3污水 4.4.污泥出路 本污水站的污泥经收集入污泥池后由环卫局的吸泥车抽出后外运。 四、存在问题与建议 1，集水井、出水井以及相关管线的确切位置、标高在施工图设计阶段与总体设计部门协商定夺； 2，污水处理装置的埋设标高拟在施工图设计阶段与总体设计部门和建设单位共同商定； 3，自动格栅清除出的固体垃圾可请环卫部门与大楼内的其他垃圾一并处理； 4，剩余污泥的最终处置，由于污泥量较少，可采用湿污泥外运解决，也可用作建筑周围的绿化用肥。若建设单位要求污泥脱水，可另行添置污泥脱水机； 5，污水处理站不考虑管理人员的值班室， 管理人员的编制可由大楼管理部门统一安排； 6，水质化验工作量较小，因此不设化验室。除地方环保部门定期监测外，平时可每隔两周将水样送到有化验条件的部门作水质化验分析； 7，轴流通风机、进风口的设置应和暖通设计专业人员共同商定。