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水量：
最大小时水量为4.2m3/h每天废水量为Q=100m3/d
水质：
项目
单位
数值
CODcr
mg/L
7000-20000
水温
°
C
60-80
pH
1-2
第二章、设计任务
受甲方委托，本公司对甲方污水处理进行工艺设计。
2.2 设计依据及设计原则
2.2.1 设计依据
1）国发（1996）31号文《国务院关于环境保护若干问题的决定》。
2）《中华人民共和国环境保护法》。
3）《中华人民共和国水污染防治法》。
4）当地行业污染物排放标准。
5）其它有关规范和标准。
6）甲方提供的有关基础资料。
2.2.2 设计原则
1）认真贯彻执行国家环境保护政策，按照国家有关法规、规范及标准进行设计。
2）工艺流程选择要考虑地区的具体情况，要根据进水水质和出水水质的要求，选择工艺技术先进、处理效果稳定、可靠、操作管理简单、节能、占地面积小，工程投资省和运行费用低的处理工艺；
3）选用国内先进、高效节能、性能可靠、运行管理方便的设备，提高自动化程度，减少维护工作量，减轻操作人员的劳动强度；
4）设计中充分考虑防止二次污染，噪声低，基本无异味，不影响周围环境；
5）厂区平面布置力求新颖美观，布局合理，功能齐全。
在便于施工安装和维修的前提下，使处理构筑物尽量集中，布置紧凑，节约用地，保证绿化面积，同时留有适当的发展余地。
6）充分考虑现有污水处理设施的情况，将现有污水处理设施并入设计。
7）尽可能满足甲方提出的一些具体要求与建议。
2.3设计说明
2.3.1总体思路
本设计只考虑废水处理部分。
首先，从废水资源化的角度考虑,应尽可能的回收废水中的有用物质；
其次，考虑到当地属于缺水区，所以处理后水应尽可能回用于农业灌溉及生产；
最后，糠醛废水有机物浓度很高，可生化性好，所以主体处理工艺定位于厌氧生物处理+好氧生物处理。
2.3.2处理后水执行的排放标准
出水执行《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的二级标准
≤150
SS
6~9
2.4设计采用标准与规范
（1）《中华人民共和国环境保护法》
（2）《中华人民共和国水污染防治法》
（3）《给水排水工程设计规范》
（4）《给水排水设计手册》
（5）《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046—95）
（6）《化工企业爆炸和火灾危险场所电力设计技术规范》（HGJ21—98）
（7）《爆炸危险场所的配电和电器设备安装通图》
（8）《工业企业设计卫生标准》
（9）《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》
（10）《建筑设计防火规范》（GBJ16—87）
（11）《污水综合排放标准》（GB8978—1996）
第三章、综合排放废水的处理部分
废水除了回收利用部分外，尚有大量高浓度有机废水排出，必须经过一系列处理后排放，这一部分废水进入本设计所做的综合废水处理系统。
甲方提供的水量数据为：
Q=100m3/d，考虑到处理系统一定的抗冲击能力，所以确定设计水量为：
Q=120m3/d（保险系数为1.2），即每小时水量为5m3/h。
其余污水各项污染物参数根据采自甲方水样所测：
31000
2000
4
3.2工艺流程选择
该污水有机物浓度很高，可生化性好，所以，采用生物处理方法应是最适当的。
该法是利用微生物摄取污水中的有机污染物，以达到降低BOD和COD的作用，即可以达到满意的处理效果，而且投入少量的化学药剂，废水的处理费用是最低的。
微生物有好氧、厌氧、兼氧三种，由于废水中有机物浓度很高，只用好氧生物处理难于达到理想的效果，所以在好氧生物处理之前需要进行厌氧生物处理。
预处理：
由于废水的水质水量很不稳定，所以需要有一个适当容量的调节池。
由于废水中的SS含量较高，所以有必要设置一个初沉池，去除废水中大部分的SS，减轻后续生物处理的负荷。
由于废水的pH值呈很强酸性，很大程度上会影响生物处理的效果，所以在工艺流程的起始阶段，通过加碱调节装置，将废水的pH值调节至中性（6.0~8.0），使出水适应后续的多级生物处理，保证后续生物处理的正常运行和其效果。
厌氧生物处理：
常用的厌氧生物处理工艺主要有AF厌氧生物滤池、水解酸化池、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）等。
由于糠醛污水是一种高浓度、易生物降解的有机废水，所以水解酸化池工艺是不适合的。
UASB反应器是一种适用于高浓度、可生化性良好的有机废水的厌氧处理工艺，但由于需要在反应器内实现污泥颗粒化，所以初次启动难度大，且运行期间需要有较高的专业水准的人员才能可靠的运行。
这显然不符合实际的情况。
AF厌氧生物滤池由于内部采用填料，实现了污泥固定化技术，所以泥龄长，污泥浓度大，从而COD负荷也大大提高，可以达到10~15kgCOD/m3.d，相应的反应器的占地面积也可以适当减少。
同时由于AF厌氧生物滤池不需要实现污泥的颗粒化，只要形成絮状污泥即可挂膜，且日常管理方便、简单，一般的非专业人员经过一定的培训即可上岗。
对环境因素的改变具有很强的抵抗能力。
经过以上比较，从运行稳定、操作简单、以及节省占地、最小化的投资等角度考虑，所以本处理系统的厌氧处理最后确定为AF厌氧生物滤池工艺。
好氧生物处理：
厌氧后的好氧生物处理阶段对工业废水的治理是必要的。
其中适合于高浓度有机污水处理的好氧生物处理工艺主要有接触氧化法、SBR法等。
SBR工艺集曝气氧化、沉淀排水于一体，不设二沉池和污泥回流设备，所以节省了部分土建的投资,但该工艺要充分发挥其优越性,必须要与计算机的程序化管理相结合。
这就要求日常运行人员的较高素质。
考虑到该厂的实际情况，这一点限制了SBR的应用。
而且，该工艺属活性污泥法范畴，相对于膜法来说普遍的有管理复杂，抗负荷冲击能力小等缺点。
另外，从投资的角度看，采用接触氧化法相应的增加了填料与填料架的费用，但SBR却相应的增加了滗水装置以及自动控制系统，两者相比较，还是前者投资较少。
综上所述，本系统确定好氧段采用生物接触氧化法，出水经二沉及砂滤后流入回用水池或排放。
污泥处理：
本工艺会产生一定量的污泥，经污泥干化厂脱水后可用作农田肥料，改良土壤。
3.3工艺流程说明
3.3.1综合废水处理工艺流程图
废水格栅 碱 加药
调节曝气池泵Fe-C床中和沉淀池泵初沉器AF厌氧生物滤池
上清液
污泥干化场
鼓风机
砂滤池二次沉淀器泵接触氧化池
回用水池
废水流程:
污泥流程:
空气流程:
3.3.2综合废水处理工艺流程
⑴废水流程：
来自车间的污水在调节池停留一段时间，调节水量、均衡水质并加碱调节pH值，避免水质水量大幅度变化冲击后续工序，同时起到降温的作用。
调节池中的污水由泵提升到Fe-C床中除去污水中的油污及部分COD并调节pH值，污水自流入中和沉淀池并加碱（Ca（OH）2）调节pH值，由于pH的变化产生部分絮凝沉淀物由污泥泵排入污泥干化厂，中和池可进行进一步降低水温的作用，中和池污水由泵提升到初沉器，加入混凝剂去除大部分的悬浮物，然后自流至AF厌氧生物滤池，废水由底部布水系统进入，向上流动。
在AF厌氧生物滤池底部设置潜水式推流搅拌机，促使布水均匀，加强泥水的接触。
在AF厌氧生物滤池内有填料，微生物在填料上繁殖，废水经过填料区时，附于填料上的微生物对废水中的可生化有机物进行吸附、生物絮凝、最终被生物降解，从而降低了COD值。
AF厌氧生物滤池的上清液则通过出水堰流入接触氧化池。
接触氧化池分为两级，以确保达到工艺要求的COD去除率。
在好氧微生物的作用下，废水中残留的有机物被进一步吸附、降解，去除COD和BOD。
接触氧化池出水含有较多脱落的生物膜，经过二次沉淀器及快速砂滤池，出水即可完全达标，并储存于回用水池，排放或回用。
⑵污泥流程：
中和沉淀池、初沉器及二次沉淀器中均有一定量的污泥，排出进入污泥干化场，定期清理。
⑶鼓气流程：
污水处理系统中，接触氧化池需要鼓进空气，为好氧微生物提供氧气。
空气释放器采用曝器软管。
另外，为了防止调节池中污泥沉淀，调节池内设置穿孔管，利用空气搅拌。
空气由鼓风机通过曝气系统鼓入水体。
⑷加药流程：
开始时废水呈酸性，需要加碱液进行调节。
初沉器进水加药絮凝沉淀.
3.4主要设施的设计及作用分析
3.4.1调节曝气池（防腐）：
结构：
钢混结构
规格：
LBH=5.0×
4.0×
3.0m
设计参数：
有效停留时间：
12h
作用：
可混合不同时间的进水，使水质均匀，让不同浓度的废水达到自动调节的作用。
并曝气充氧促进有机物分解提高微生物活性。
3.4.2中和反应沉淀池（防腐）：
LBH=10.0×
6.0×
36h
池内设一反应区并做防腐处理，可对污水进行pH调节作用并产生一定量的由pH变化引起的反应所生成的沉淀物，同时可以调节水温。
3.4.3初沉器（防腐）
碳钢
φH=2.1×
5.6m
沉淀时间：
4.0h
最大上升流速：
1.5m/h
沉淀废水中的SS，降低后续生物处理的负荷，防止AF厌氧生物滤池底部堵塞。
3.4.4AF厌氧池（防腐）
钢筋混凝土
LBH=6.0×
5.0m
设计容积负荷：
17.0kgCOD/（m3·
d）
有效停留时间：
24h
≤0.20m/h
构造：
池顶设有出水溢流堰，下部开设进水口，废水由布水浅槽在等同压力下经进水口流到池底，用潜水式推流搅拌机搅拌，加强泥水混合,保证布水均匀。
中间设有2.5m高的软性填料层,固定污泥,增加污泥量,延长泥龄,提高容积负荷,减小池体容积,提高抗冲击能力。
对废水进行厌氧生物处理，依靠厌氧微生物对水中复杂有机物进行吸附、分解、降解，大幅度降低废水的COD、和悬浮物浓度。
3.4.5一级接触氧化池
5.0×
4.5m
2.5kgCOD/（m3·
18h
气水比：
30：
1
3.4.6二级接触氧化池
规格:
LBH=5.0×
0.6kgCOD/（m3·
13h
20：
采用曝气软管提供氧气，内设组合式纤维填料，填料间距适当加大，既可以节省填料，也为活性污泥的存在提供了空间，综合了膜法生物处理及活性污泥法的双重优点。
对废水进行好氧生物处理，依靠好氧微生物对水中复杂有机物进行吸附、分解、降解，进一步彻底降低污水的COD、BOD值，使出水接近达标水平或达到达标水平。
3.4.7二次沉淀器
φH=2.5×
4.7h
1.5m/h
分离废水中脱落的生物膜，降低污水的SS值。
3.4.8快滤池
LBH=2.0×
2.0×
2.5m2座
内盛0.5米厚度的石英砂，
进一步截留悬浮物。
3.4.9回用水池
处理后水的储池，以利回用。
3.4.10污泥干化场
砖混结构
LBH=4.0×
3.0×
1.1m数量：
2座
污泥干化场处理初沉池、二沉池中的污泥。
3.4.11控制室（风机房）
3.0m
动力系统集中控制、同时可以解决鼓风机防止风炊雨淋。
3.5主要设施处理效果预测
各主要工段设计处理效果见下表，
工段
COD（mg/l）
SS（mg/l）
调节曝气池
进水
出水
去除率（%）
27900
10
Fe-C床
16740
40
中和沉淀池
11720
30
1700
15
初沉器
8200
510
70
AF厌氧生物滤池
2460
70%
281
45%
接触氧化池（一级）
615
75%
266
5%
接触氧化池（二级）
去除率
184
253
二次沉淀器
快滤池
<
150
25%
50％
3.6投资估算
3.6.1主要构筑物及建筑物投资估算表:
表1
序号
项目名称
规格型号（米）
结构
数量
金额
（万元）
格栅池
1.0×
0.5×
1.0m
砖混
0.02
2
调节池（防腐）
砼
4.0
3
中和反应沉淀池（防腐）
10.0×
12.0
AF厌氧池（防腐）
7.68
5
一级接触氧化
4.5m
8.1
6
二级接触氧化
6.75
7
2.5m
1.2
8
7.2
9
污泥干化场
1.1m
0.8
控制室
0.96
11
设备基础
1.5
12
合计
3.6.2主要设备投资估算表:
表2
序
号
规格型号
单价
备注
格栅
栅条间距10mm
1组
加药系统
3套
1.8
5.4
φ×
H=2.0×
4.0m
2个
14.0
28
防腐
H=2.1×
1个
6.0
H=2.5×
7.5
软性填料
237m3
0.012
2.85
填料架
3.2
曝气软管
HA65-5.0
142m
0.008
1.14
调节池布气系统
0.3
潜水式推流搅拌机
QJB3/4-180/2-56
1台
3.6
罗茨风机
Q=10m3/min
P=5000mmH2O
2台
2.4
4.8
备一
污水泵
Q：
8-10m3/h
H：
15m
4台
0.2
13
耐酸泵
8~10m
0.32
0.64
14
滤池填料
4m3
0.05
管线及管件
10.0
16
平台、护栏、钢梯
17
配电
3.5
18
保温
1.0
19
3.6.3工程投资费用
编码
工程项目
计算基础
费率
（%）
预算金额
TJ
土建
50.21
SB
设备
80.45
AZ
安装
12.07
YS
运输
2.41
ZJTZ
直接投资
1+2+3+4
SJF
设计费
8.71
TS
调试\培训费
5.81
SJ
税金
5+6+7
15.97
5+6+7+8
175.63
3.7运行费用分析
3.7.1总装机容量:
本工程总装机容量为20.55KW
3.7.2动力消耗费用
设备名称
电机功率（kw）
工作方式
耗电量
（kwh/天）
2.2
用三备一
158.4
0.75
间歇
5.5
连续
132
每度电按0.54元计算，则动力消耗费用为：
299.4×
0.54=161.676元/天
每吨废水耗电费：
F1=161.676/120=1.347元/吨废水2
3.7.2药剂消耗费用
名称
每吨废水投加量（g/t）
废水量（t/d）
日消耗药剂量（kg/d）
Ca（OH）2
120
酰铵
0.6
Fe
267
32
每吨Ca（OH）2价格按1500元，酰铵按14000元，Fe按1500元计算，则药剂的费用为：
（4.8/1000）×
1500+（0.6/1000）×
14000+（32/1000）×
1500=63.6元/天
每吨废水消耗药剂费用：
F2=63.6/120=0.530元/吨废水
3.7.3工人工资
现场操作每班需要两个操作工，每天两班。
按每人月平均工资500元计算，则人员费用为：
500×
2×
2=2000元/月
每吨废水分摊为（按每月30天计）：
F3=2000/30/120=0.556元/吨废水
3.7.4运行费用
处理每吨废水的运行费用为：
f=F1+F2+F3=2.433元/吨废水
每天的运行费用：
F=120f=291.96元/天
参考资料：
1、环境工程手册，张自杰主编，高等教育出版社（1996.10）
2、工业企业环境保护，李家瑞主编，冶金工业出版社（1992.8）
3、水污染控制工程，高廷耀主编，高等教育出版社（1989.10）
4、废水处理工程，唐受印主编，化学工业出版社（1999.1）
5、废水厌氧生物处理工程，张希衡主编，中国环境科学出版社（1996.12）
6、高浓度有机废水厌氧处理技术，国家环境保护局科技标准司，中国环境科学出版社（1992.6）
7、三废处理工程技术手册，北京水环境技术与设备研究中心，北京市环境保护科学研究所，国家城市环境污染控制工程技术研究中心等主编，化学工业出版社（1999.12）
8、水处理新技术及工程设计，雷乐成主编，化学工业出版社（2001.4）
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