工业废水零排放工程设计方案.docx

1、工业废水零排放工程设计方案工业废水零排放工程设计方案第一章 概 述一、工程概况中铝瑞闽铝板带有限公司是中国铝业公司控股的一家以生产优质铝板带材为主的现代化铝加工企业，按中铝集团节能减排的目标与要求，要求所属企业2008年全部实现工业废水零排放，实现工业废水的零排放，对公司内的生产废水和生产污水进行集中处理，达到回用水标准后作为景观用水、循环水补充水、道路清洗、绿化用水、车辆冲洗用水等杂用水或其他用水，为创建国家环保友好企业目标而努力。二、设计依据1） 中华人民共和国环境保护法(1989年12月)2） 中华人民共和国水污染防治法(1996年5月修正)3） 给排水构筑物施工及验收规范（GBJ125

2、-1989）4） 室外排水设计规范（GBJ14-1987）5） 给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-1997）6） 给排水工程结构设计规范（GBJ69-1984）7） 给水排水标准规范实施手册（GB17-1988）8） 低压电器设计规范（GB50054-1995）9） 污水综合排放标准（GB8978-1996）10） 城市污水再生利用城市杂用水水质标准GB/T18920-200211） 污水再生利用工程设计规范GB/T18920-200212） 中铝瑞闽铝板带有限公司提供的设计资料三、设计范围1、本方案设计范围从中水站拦污渠进水口起至回用水池止。2、本方案设计内容包括处理工艺、设备选

3、型、土建、电力、仪表及工程概算。四、设计原则1、采用先进可靠的处理工艺，确保处理出水的各项指标达到回用水水质标准。2、中水处理设施力求占地面积小，工程投资省，运行能耗低，处理费用少，劳动强度低。3、选用质量可靠、维修简便、能耗低的机电设备及性能优异、价格适宜的专用设备，尽可能降低系统的运行费用。4、合理确定设计规模及有机负荷，确保终年达标。5、运行管理结合实际，尽量实现自动化，以提高管理水平，减少人员编制。6、中水处理中设置用于计量、检测及采样的必要设施及设备。第二章 废水的水质、水量和处理要求一、废水水质中铝瑞闽铝板带有限公司每日排放生产废水和工业污水约250吨，废水中主要污染物有COD、B

4、OD、SS、石油和动植物油类、NH3N、氧化铝、石墨等污染物质，主要的废水有拉弯矫清洗线含油废水、冷却塔排放水、铸轧机地坑含油废水、乳化液废水等。目前公司有五个排放口，1排放口接入办公楼生活污水、2#拉矫含油生产污水、板带车间2卫生间生活污水；2排放口接入板带车间磨床乳化液废水、铸轧车间磨床乳化液废水、铝箔车间磨床乳化液废水、铝箔车间生活污水、冷轧车间生活污水；3排放口接入轧制油站、铸轧车间生活污水、铸轧车间1铸轧机地坑含油生产污水、2铸轧机地坑含油生产污水、1铸轧机生产废水、2铸轧机生产废水。4排放口接入板带车间1卫生间生活污水、水泵房卫生间生活污水、空压站卫生间生活污水、110KV变电站卫

5、生间生活污水、贸易公司卫生间生活污水、综合仓库卫生间生活污水、单身公寓生活污水、1门卫生活污水；5排放口接入食堂生活污水、化验楼生活污水。未纳入污水管网的工业废水为铸轧车间34铸轧机地坑含油生产污水、喷泉废水、2门卫生活污水、机电修卫生间生活污水、12铸轧机生产废水，水泵房生产废水，在本方案设计时要考虑纳入，同时，乳化液废水将统一收集运到二期污水站进行处理，本方案设计时可以不用考虑。二、废水水量水平衡系统日用水总量：593m3/d（年用水量按2007年的用水量的1.05倍计，为213600吨，360日/年）用水及排水平衡如图2.1所示：根据业主提供的设计参数，每日的总废水水量为：Q =250m

6、3/d其中含生活污水130吨/天；拉矫废水、车间冲洗水、清洗机工业废水等共60吨/天；循环冷却排污水60吨/天。三、废水水质根据业主提供的资料，并结合各种废水的不同水质特征和处理要求，本设计将工业废水和生活污水、循环冷却排污水分别进行预处理后再合并进行深度处理。根据现有的排水管路，将1#、2#、3#排污口废水以及未纳入污水管网的工业废水汇合成一股废水进入中水站处理，本股废水主要为工业废水，废水设计水量为100吨/天，废水设计进水水质按国家三级排放标准水质；将4#、5#排污口以及未纳入污水管网的水泵房生产废水汇合成一股废水进入中水站处理，本股废水主要为生活污水，废水设计水量为150吨/天，废水设

7、计进水水质按生活污水排放水质。各股废水水质如下： 工业废水CODcr500mg/L；BOD5300mg/L；SS400mg/L；石油类20mg/LPH：69生活废水CODcr500mg/L；BOD5300mg/L；SS200mg/L；氨氮50mg/L；PH：69将两股废水分别进行预处理后合并入综合调节池，泵入后续生化及深度处理工艺。生化处理的进水水质考虑一定的余量，按以下水质进行设计：CODcr500mg/L；BOD5300mg/L；SS200mg/L；氨氮50mg/L；石油类20mg/LPH：69 四、回用标准处理后的水质需要到满足回用的要求，同时需要考虑执行国家标准污水综合排放标准（GB8

8、9781996）中的一级排放标准。据此确定的废水处理具体指标见下表。上述各用途的回用水，要求的水质指标如下：(1) 循环水补水，其水质应达到污水再生利用工程设计规范中再生水冷却水水质的要求。表1-3 再生水用作冷却水的水质控制指标序号项 目直流冷却水循环冷却系统补充水1PH6.09.06.59.02SS(mg/L) 303浊度(NTU) 54BOD5(mg/L) 30105CODcr(mg/L) 606铁(mg/L) 0.37锰(mg/L) 0.28Cl (mg/L) 3002509总硬度(以CaCO3计mg/L) 85045010总碱度(以CaCO3计mg/L) 50035011氨氮(mg/

9、L) 1012总磷(以P计mg/L) 113溶解性总固体(mg/L) 1000100014游离氯(mg/L) 末端0.10.2末端0.10.215粪大肠菌群(个/L) 20002000当循环冷却系统为铜材换热器时，循环冷却系统水中的氨氮指标应小于lmg/L(2) 生活杂用水水质标准，其水质应达到污水再生利用工程设计规范中城镇杂用水水质的要求。 表1-3 城镇杂用水水质控制指标序号指标冲厕道路城市车辆建筑1PH6.0-9.02色度(度) 303嗅无不快感4浊度（NTU） 51010555溶解性固体(mg/L) 15001500100010006生化需氧量BOD5(mg/L) 1015201015

10、7氨氮(mg/L) 10102010208阴离子表面活性剂(mg/L) 1.01.01.00.51.09铁(mg/L)0.30.310锰(mg/L)0.10.111溶解氧(mg/L) 1.012总余氯(mg/L) 接触30min后1.0，管网末端0.213总大肠菌群(个/L) 3注：混凝土拌合用水还应符合JGJ63的有关舰定。(3)废水零排放水平衡图第三章 废水处理的工艺设计一、污水处理工艺的选择1、处理对象按照中铝瑞闽板带工业废水零排放的水质要求，污水处理工艺既要考虑油类、浊度硬度等物化指标，也应兼顾氨氮、CODcr、BOD5等生化指标。2、处理工艺的选择废水零排放处理工艺的选择应综合考虑基

11、建投资、运行管理费用、回用水水质要求、操作管理难易、占地面积的大小等多种因素。废水零排放处理工艺路线如下：工业废水中含有悬浮杂物以及石油类物质，在进入生化处理前，首先必须加以去除；废水中具有相当的溶解性污染物，这些溶解性污染物必需以生化处理工艺降解；本工艺要求污水处理成回用水水质标准，做到污水零排放，对污水处理工艺提出更高的要求，废水需采用深度处理工艺。按照以上工艺路线，就预处理、生化处理、深度处理、污泥处理单元选择如下：预处理预处理主要是将废水中所含的悬浮物、石油类物质去除。据了解，厂内虽已建有一套拉矫含油生产污水处理装置，污水处理已达到国家三级排放标准要求，且乳化废水今后会进入二期污水处理

12、站处理，但考虑到现有污水处理装置的不稳定性，以及车间内“跑、冒、滴、漏”现象，为确保后续生化处理的连续、稳定运行，本设计在中水站内仍设计有一套预处理装置，主要处理工业废水中的细小悬浮物以及石油类物质等。根据细小杂物、石油类物质比重较轻，易随气泡上浮的特点，本设计采用目前常用的气浮工艺将其去除。生化处理经预处理后，废水的悬浮物、石油类物质有了大幅度的消减，满足生化处理的进水水质要求。根据废水水质与生活污水水质相类似的特性，本设计生化处理采用脱氮除磷效果较好的A/A/O工艺。AAO（厌氧/缺氧/好氧)工艺，亦称A2/O工艺，是70年代由美国的一些专家在厌氧一好氧(An-0)法脱氮工艺的基础上开发的

13、，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。其工艺特征如下:a.原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥进人厌氧反应池，该反应池主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化.b.污水经过厌氧反应池进人缺氧反应池，该反应池的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应池送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q原污水流量). c.混合液从缺氧反应器进人好氧反应池，该反应器是多功能的:去除BOD5,硝化和吸收磷。这三项反应都是重要的，混合液中含有N03-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD5(或COD)则得到去除.流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应池。d.沉淀池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流

14、厌氧反应器，上清液作为处理水排放.AAO工艺具有以下各项特点:a.该工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺.b.在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。c.污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。d.运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。AAO工艺也存在如下各项的待解决问题：a.除磷效果难于再行提高(总磷去除率一般为70%)，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当PBOD值高时更是如此.b.脱氮效果也难于进一步提高(总氮去除率一般为4070%)，内循环量一般以2Q为限，

15、不宜太高。c.进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。为解决A2O工艺的固有缺陷，本次设计采用A2O工艺改良的UCT工艺，南非UCT(University of Cape Town,1983)工艺将A2/O中的污泥回流由厌氧区改到缺氧区,使污泥经反硝化后再回流至厌氧区,减少了回流污泥中硝酸盐和溶解氧含量。当UCT工艺作为阶段反应器在水力停留时间较短和低泥龄下运行时在美国被称为VIP(Virginia Initiative Process,1987)工艺。与A2/O工艺相比,UCT工

16、艺在适当的COD/TKN比例下,缺氧区的反硝化可使厌氧区回流混合液中硝酸盐含量接近于零。其工艺流程图如下：UCT工艺流程图结合更为合理的MBR深度处理工艺，将使整个UCT工艺更加优化：UCT+MBR工艺深度处理(1)深度处理工艺的选择深度处理的目的是将生化出水进行处理并满足回用水的水质标准。目前常用的深度处理工艺为混凝沉淀+砂滤+活性炭过滤以及MBR工艺，前一种工艺存在流程长、占地面积大、运行费用高、操作繁琐等弊病，并逐步被MBR工艺所取代。MBR工艺与传统废水生物处理工艺相比，具有出水水质好、出水可回用、设备占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥产量低和便于自动控制等优点。虽然目前膜污染和膜的

17、制造成本较高仍是阻碍 MBR 工艺发展的瓶颈，但是该技术已经在污水回用和难降有机废水处理领域崭露头角，并在实际工程中得到了成功的应用。MBR与传统工艺相比有以下明显优势：1) 能够高效地进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可以直接回用，实现了污水资源化。2) 膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使得运行更加灵活稳定。3) 反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷。4) 膜生物反应器有利于增殖缓慢的微生物的截留、生长和繁殖，使硝化效率得以提高。通过运行方式的改变也可以具有脱氮和除磷的

18、功能。5) 污泥龄可随意控制。膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，大大的提高了难降解有机物的降解效果。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄的条件下运行，可以实现基本无剩余污泥的排放。6) 系统由可编程序控制器（PLC）控制，可以实现全程自动化控制。7) 占地面积小，工艺设备集中。总的来说，MBR 的基本结构包括四个环节：进水系统、生物反应池、膜组件、自控系统。由于各个环节的多样性，MBR 有着不同的分类。按膜组件和生物反应器的相对位置，MBR 又可以分为一体式膜生物反应器（也称浸没式）和分置式膜生物反应器二种。分置式膜生物反应器（如图1(a)所示）通过

19、料液循环错流运行，其特点是，操作管理容易，易于膜的清洗、更换及增设。但为了减少污染物在膜面的沉积，由循环泵提供的料液流速很高，为此动力消耗较高。一体式MBR，也称浸没式MBR（如图1(b)所示）组合最简单，直接将膜组件置于生物反应器内通过真空泵或其他类型的泵抽吸，得到过滤液。为减少膜面污染，延长运行周期，一般泵的抽吸是间断运行的。一体式MBR利用曝气时气液向上的减切力来实现膜面的错流效果，也有采用在一体式膜组件附近进行叶轮搅拌和膜组件的旋转来实现膜面错流效应。与分置式相比，一体式的最大特点是运行能耗低。另外，根据膜组件的类型可以分为中空纤维MBR、管式MBR、板框式（平片式）MBR、卷式MBR

20、和毛细管式MBR，各种膜组件各有自身的优缺点，实际应用中应综合考虑成本和处理效果等方面来选择。就浸没式超滤膜产品而言，国际以及国内市场主要被加拿大泽能、日本久保田、日本三菱丽阳、西门子、美国科氏、日本东丽等品牌所主导。就平板膜和中空纤维膜作为MBR反应池中常用的膜为比较，如下表所示：类型平板膜中空纤维膜膜清洗运行中，在平板膜上形成一层几微米厚的均匀生物膜，成为过滤的主力，使得其不需要反冲洗，清洗周期也延长到了6个月需要进行反冲洗，并且清洗周期在3个月左右过膜压差独特的运行机理使其过膜压差很小，一般小于20kPa中空纤维膜的过膜压差在20kPa100kPa之间使用寿命平板膜膜组件是由单张膜组成，

21、部分膜损坏可以独立更换，无需整个组件更换当中空膜的膜管有5%10%损坏时，整个膜组件就需要更换。日常操作平板膜日常操作包括每天一次的曝气管强制泄气，每次30秒，抽吸泵每开9分钟，停止1分钟，这些工作用简单的PLC逻辑即可完成。由于有反冲洗操作，使得自动控制复杂许多此外，在平板膜反应池中的污泥浓度可以达到中空纤维膜的两倍左右，在前处理的要求上，中空纤维膜也比平板膜要高出许多。平板膜每个膜片间存在5mm左右的间隔，而中空膜膜管间的距离小，且采用密集安装方式，因此在占地上中空膜占有一定的优势。通过以上的分析本次设计采用平板膜作为MBR膜组件，以期达到最佳处理效果。(2)东丽平板膜介绍。（略）。综上所

22、述，本设计污水处理工艺为“物化预处理UCTMBR池消毒”；污泥处理工艺为“污泥浓缩池板框压滤机”二、污水处理工艺设计1、工艺流程工艺流程简图如下：水回用工艺流程图2、工艺流程简介A、1#、2#、3#排污口废水汇合成工业废水经厂区管网进入中水站的格栅井，在格栅的拦截下将废水中所含的大块杂物隔除，出水自流进入1#调节池中进行水质水量的均化。B、1#调节池中废水再由泵提升进入高效气浮机中在絮凝剂PAC的作用下将废水中所含的细小悬浮物、石油类物质去除，出水自流进入2#调节池。C、4#、5#排污口废水以及水泵房生产废水汇合成生活污水经厂区管网进入中水站的格栅井，在格栅的拦截下将废水中所含的大块杂物隔除，

23、出水自流进入2#调节池中进行水质水量的均化。D、2#调节池中的废水再由泵提升进入厌氧池中，在厌氧条件下中实现COD的预处理和以及磷的释放，出水自流进缺氧池。E、缺氧池接收来自MBR池的硝化混合液及厌氧池来水，在兼氧菌的作用下，实现完全反硝化，达到对氨氮的去除，出水自流进入活性污泥。F、活性污泥池中的好氧微生物在鼓风曝气充氧的状态下，将污水中的有机物分解成CO2和H2O，将氨氮氧化成硝态氮。G、活性污泥池中的混合液自流进入MBR反应池，在MBR池中装有膜组件，底部曝气，MBR池中的污泥浓度可达10kg/m3以上，出水经超滤膜截留后由抽吸泵抽吸进入回用水池。MBR池中的污泥由污泥回流泵回流至缺氧池

24、中，以保证系统的高污泥浓度。H、回用水池中的中水经紫外C消毒后根据不同的需求回用。I、污泥处置：气浮池污泥和生化处理系统的剩余污泥排入污泥浓缩池中进行污泥浓缩，浓缩后的污泥再由污泥泵打入板框压滤机脱水，脱水污泥定期外运，板框压滤机的滤液和污泥浓缩池的上清液回流至2#调节池中继续处理。3、各处理单元特性说明、设计参数及功能计算（1）、格栅井特性说明废水排放时难免会带入大块杂物，这些杂物进入后续的处理构筑物容易造成水泵、管道堵塞，因此废水在进入处理构筑物前均需设格栅井。由于本项目废水已处理并达到国家三级排放标准，剩余的大块杂物较少，为节省工程造价，本设计在格栅井中各设置一台人工格栅。 设计参数工业

25、废水水量为120吨/天，按照设计废水平均流量为10m3/h（废水排放时间12小时计），Kz=1.5；生活污水水量为130吨/天，按照设计废水平均流量为12.5m3/h（废水排放时间12小时计），Kz=1.2。由于本项目未提供中水站进水管的标高，为便于沟渠土建施工和拦污设备安装，格栅井深度暂采用1.5m，设计过栅流速0.51.0m/s，栅前有效水深约为0.1m，栅隙2mm，格栅安装倾角60。主要工程内容格栅井两座，砖混结构，平面尺寸1.5m0.8m，井深1.5m。配置人工格栅2台，规格：1.20.8m，材质：A3F。（2）、1#调节池特性说明将工业废水进行水质水量的均化。 设计参数由于本项目工业

26、废水种类多，水质、水量差异大且均在生产时间集中排放，为保证后续处理设施能连续、稳定运行，本设计1#调节池水力停留时间为12小时，计算总有效容积为57.6m3。为加强水质的均化并防止废水中细小悬浮杂质在调节池中沉积，本设计在调节池中采用空气预曝气方式混合搅拌，设计空气预曝气强度为2.0m3/m2.h，计算空气用量为0.60m3/min。主要工程内容1#调节池一座，地下砼结构，平面尺寸为6.0m3.0m，池深3.5m。 配置ZW50-10-20无堵塞排污泵两台（一用一备）用于废水提升，Q=10m3/h ，H=20m ，N=2.2kW。配置UQK-612浮球式液位计一台，用于控制排污泵的启停。配置L

27、DG50S电磁流量计一台，用于控制排污泵的流量。配置SSR-50型三叶罗茨鼓风机二台，一用一备，Q=1.66m3/min ，P=34.3KPa，N=2.2KW；（与2#调节曝气池共用）（3）、高效引气气浮机特性说明经预处理后，废水中仍残余有细小悬浮杂质以及石油类物质，若不加以去除而进入后续的生化处理构筑物，一方面会形成沉渣造成后续处理构筑物有效容积减少，另一方面会包裹在活性污泥表面，影响生化处理效果。高效引气气浮装置是一个先进的快速气浮系统，成功地运用了浅池理论和“零速”原理，通过精心的设计，集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥为一体，是一种高效的水质净化设备。该设备池内停留时间短，净化量大，表面负

28、荷高，占地面积小，安装维修费用低。设计参数按照4.2m3/h废水平均流量，加上回流量30%，计算处理量为5.5m3/h，设计选用IAF-10型成套气浮系统，处理量为510m3/h。设计絮凝剂PAC投加量为200mg/L, PAC配置浓度为10%。主要工程内容IAF-10高效引气气浮机一台，A3钢制作，外形尺寸为3.5m1.3m1.5m，配电功率：2.0KW。配置PT500PAC溶解槽两台，有效容积：0.5m3，材质：PE。配置BB20-PVP4-38HV型PAC计量泵两台，一用一备，Q=24L/h ，P=10Kgf/cm2 ，N=40W。（4）、2#调节池特性说明将预处理后的工业废水与生活污水

29、、水泵房生产废水混合并进行水质水量的均化。 设计参数设计处理水量250吨/天，由于工业废水已经过调节其水质水量较为稳定，水泵房生产废水水量水质也较为稳定，故本设计2#调节池水力停留时间取9.2小时，计算总有效容积为96m3。为加强水质的均化，本设计在2#调节池中也采用空气预曝气方式混合搅拌，设计空气预曝气强度为2.0m3/m2.h，计算空气用量为1.00m3/min。主要工程内容2#调节池一座，地下砼结构，平面尺寸为6.0m5.0m，池深3.5m。 配置ZW50-15-30无堵塞排污泵两台（一用一备）用于废水提升，Q=15m3/h ，H=30m ，N=3.0kW。配置UQK-612浮球式液位计

30、一台，用于控制排污泵的启停。配置LDG50S电磁流量计一台，用于控制排污泵的流量。配置SSR-50型三叶罗茨鼓风机二台，一用一备，Q=1.66m3/min ，P=34.3KPa，N=2.2KW；（与1#调节曝气池共用）（5）厌氧池特性说明：厌氧池接收原水及来自缺氧池的反硝化废水，在缺氧状态下完成微生物磷的释放以及部分CODcr的降解。设计参数：设计总进水量500m3/d，按照进水CODcr为500mg/L，回流液400mg/L计算厌氧池有效容积62.5m3，水力停留时间3.0hr，CODcr去除率设计为20%左右。主要工程内容：厌氧池一座，砼结构，有效容积62.5m3，有效尺寸LBH=4.05.03.5m。配置水下搅拌机一台。（5）、缺氧池特性说明：在无能耗的条件下将大分子有机物分解为小分子的中间体，使难生化降解物质转变成容易生化处理的物质，提高废水的可生化性，同时将硝化液进行反硝化处理。设计参数：设计缺氧池流