新月高浓度废水处理方案.docx
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新月高浓度废水处理方案
星月公司25t/d高浓度废水处理站
设计方案
上海傲立环境工程有限公司
二ＯＯ七年八月
1概述
1.1项目概况
在工业生产活动中，许多行业除了产生正常的工业废水外，还有少量的高浓度废液产生。
这部分废液若在每个工厂分别单独处理，既有技术上的难度，经济上也是不合理的。
根据发达国家的经验，一般是统一收集，集中处置，并进行商业化运作。
星月公司依托已有环保焚烧设施，开展废液综合处置业务，是一项极具远见和商业眼光的举措，既引领国内环保潮流，又能创造巨大的经济效益。
因此，是一件环境效益、社会效益和经济效益相互统一的好事。
高浓度废水亦称工业废液，是一种很难处理的工业废水。
来自各工厂的工业废液，种类繁多，成份千差万别。
统一收集，集中处置不失为一种好办法。
浓度很高，热值较大的工业废液宜直接进行焚烧处理。
浓度较高，热值一般的工业废液宜先采用双效减压蒸发将废液浓缩，浓缩后的废液再采用焚烧法处理。
而普通的高浓度废水采用焚烧法处理则存在一个经济性的问题，应通过其它方法处理。
依据环保法规及相关条例，污水必须经过处理达标后，方可排放。
上海傲立环境工程有限公司荣幸地接受业主邀请，为高浓度废水处理工艺提供方案设计。
我公司在了解了有关情况，并进行了相关的调研工作后编制此方案设计书，以供业主参考和指正。
上海傲立环境工程有限公司作为中国具有一定实力的环保公司，积累了多年的工程经验，特别是在高难度废水处理方面掌握了多项领先的专有技术，加上园满解决了包括LG宁波ABS化工废水等多个高难度废水处理问题，我们完全有信心也完全有能力园满解决此一高浓度废水处理问题。
1.2设计采用的主要规范及标准
1．《室外排水设计规范》（GBJ14-87 1997年版）
2．《地面水环境质量标准》（GHZB1-1999）
3．《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
4．《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
5．《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）
6．《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》（CJJ31-89）
7．《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）
8．《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）
9．《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
10．《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
11．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
12．《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
13．《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2002）
14．《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
15．《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）
16．《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2002）
17．《地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）
18．《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
19．《水工砼结构设计规范》（SDJ20-87）
20．《地下工程防水技术规范》 GB50108-2001
21．《混凝土结构工程施工及验收规范》 GB50204-92
22．《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）
23．《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
24．《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）
25．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
26．《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）
27．《工业企业照明设计标准》（GB50034-92）
28．《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）
29．《工业及民用电力装置的接地设计规划》（GBJ65-83）
30．《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）
31．《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
32．《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）
33．《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
34．《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）
35．《城市污水处理工程项目建设标准》（2001年）
工程法律背景
在我国，包括水环境的环境保护已作为一项基本国策加以贯彻，得到了全社会和各级人民政府的高度重视，保护环境和控制污染对城市的经济繁荣、社会稳定具有重要意义。
为此，国务院有关部委颁布了一系列有关的法律和法规，以保证这项基本国策的贯彻和执行。
由国家所颁布的有关防治水污染方面的法律和法规如下：
1.中华人民共和国环境保护法 1989.12
2.中华人民共和国大气污染防治法 2000.4
3.中华人民共和国水污染防治法 1984.5（1996.5修正）
4.中华人民共和国水污染防治法实施细则
5.中华人民共和国海洋环境保护法 1982.12
6.中华人民共和国固体废物环境污染防治法 1995.10
7.中华人民共和国环境噪声污染防治法 1996.10
8.征收排污费暂行办法 1982.2
9.全国监测设施和地震观测环境保护条例 1983.7
10.中华人民共和国环境保护标准管理办 1983.11
11.关于加强环境统计工作的规定 1985.4
12.建设项目环境保护管理条例 1998.12
13.建设项目环境保护管理办法 1986.3
14.建设项目环境保护设计规定 1987.3
15.对外经济开放地区环境管理暂行规定 1986.3
16.污染物排放许可证管理暂行办法 1986.3
17.污水处理设施环境保护、监督管理办法 1989.5
18.引水水源保护区污染防治管理规定 1989.11
19.海洋环境保护法 1983.3
为具体执行上述法规，国家还颁布了以下标准：
1.《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）
2.《海洋水质标准》（GB3097-82）
3.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
4.《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）
5.《渔业水质标准》（GB11607-89）
6.《景观娱乐用水水质标准》（GB12941-91）
7.《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）
8.《医院污水排放标准》（GBJ48-83）
1989年12月26日颁布的《中华人民共和国环境保护法》，是各项有关环境保护法规的基础和依据，其要点如下：
（1）环境监督和管理
规定了各级政府在制定环境质量标准和环境监督大纲方面的职责，由中央政府制定国家环境标准，各省、市级政府可根据地方条件补充项目和指标。
（2）环境保护与污染防治
各级政府必须制定工业排污的程序和制度，并提供各种环境保护措施。
（3）法律责任
授权给各级环保部门采取适当的法律程序来警告和处罚污染者。
1.3设计原则
根据业主对该废水处理站的规划要求，遵守有关的法律法规、标准规范，编制本工程设计方案。
选用运行安全可靠、经济合理的工艺流程，尽可能减少基建投资和运行费用，节省占地、降低能耗。
积极稳妥的利用先进技术和设备，确保废水处理的效果。
在设计中采用成熟可靠的电气自控方式，选用优质可靠的自动化仪表及监测仪表，提高自动控制及管理水平。
妥善处理和处置废水处理过程中产生的废气、噪声、污泥等，避免产生二次污染。
1.4设计范围
包括工艺、结构、建筑、电气、机械、通风、仪表自控等主要专业的设计说明、主要图纸、工程投资估算、运行费用说明、设备清单等技术文件。
2高浓度废水处理站设计条件
2.1设计规模的确定
根据业主提供的数据，该废水处理站设计规模为25m3/d。
整个工程一次规划，土建和设备一次实施到位。
设计日进水流量 25m3/d
平均小时流量 1.2m3/h
时变化系数 1.2
2.2进水水质的确定
拟建废水处理设施的处理对象主要是各种工业废液，具有典型难处理高浓度废水的水量水质特点。
即废水的水量、水质变化大；废水污染物浓度高；难生物降解有机物含量高。
根据业主提供的资料，确定废水处理站进水水质采用如下：
CODcr
60000mg/L
BOD5
25000mg/L
SS
3500mg/L
pH
1-12
2.3废水处理系统排放标准
执行《上海市污水综合排放标准》（DB31/199-1997）中的三级排放标准，其出水主要指标所允许的最高排放浓度如下：
CODcr
≤300mg/L
BOD5
≤150mg/L
SS
≤350mg/L
pH
6-9
2.4废水处理设施位置的确定
废水处理站的具体位置由业主确定。
2.5排水出路
废水处理系统的出水将直接排放附近城市排水管网。
2.6污泥出路
考虑到废水处理站主要处理工业废液，其处理过程中产生的生物污泥和化学污泥一般不宜做农用。
因此，本方案设计采用污泥经浓缩脱水后直接送入垃圾焚烧炉焚烧处理。
3高浓度废水处理站处理工艺方案
3.1高浓度废水的水质特性
拟建中的废水处理站处理对象主要是各种高浓度工业废液，主要有如下特点：
由于工业废液种类繁多，成份复杂，导致废水水质、水量波动极大，且污染物变化范围很广。
因此，拟建的废水处理系统应有很好的调节能力以适应水质、水量负荷变化；生物处理系统应有很强的抗突变和冲击负荷的能力。
废水的COD值很高，可生化性较差，且含有一定浓度的有害重金属。
为提高生化处理效果，必须采取有效的预处理措施。
3.2高浓度废水处理工艺方案的选择原则
在工艺选择和设计时充分考虑高浓度工业废液的特点；并根据国内外类似工程的设计和实践经验；特别是我公司近年来在高难度废水处理方面积累的科研成果和工程经验；在进行主体工艺选择时，注意考虑以下原则：
含重金属废水单独收集和贮存，先期进行除毒性处理；含油废水和含油墨废水单独收集和贮存，先期进行破乳处理；废碱液单独收集和贮存，用于废水调整pH值；其它废水统一收集和贮存。
采用超声波气浮、催化氧化反应器、混凝沉淀作为废水的预处理单元；采用HCR反应器、微絮生物载体缺氧好氧MBR工艺（A/OMBR工艺）作为生化处理的主体工艺。
在予处理后加水稀释，并视情况分别投加营养物、N、P等以调配水质。
调配后的废水必须满足后续生化处理的要求，这样就能提高生化处理效果和效率。
采用先进可靠的系统设备，降低系统的维护工作量，以保证系统的长期正常运转。
采用适当水平的自动化控制系统和仪表，以保证处理效果和减少劳动力需求。
采取如下措施，降低污水处理过程中的二次污染。
废水处理系统产生的剩余污泥经浓缩脱水后直接送入垃圾焚烧炉焚烧处理。
选用低噪声风机、水泵等动设备，降低噪声对环境的污染。
污水处理站各设备和水池均密闭或加盖，废气经引风机统一收集净化后高空排放，降低废气对环境的污染。
3.3高浓度废水处理主体工艺的确定
催化氧化工艺
同济大学城市污染控制国家工程研究中心针对难生物降解工业废水处理的现状，经过长时间的机理分析研究，开发出“催化氧化内电解工艺”。
该方法的机理，是通过阴极材料和催化剂大大加速阳极金属的氧化，且尽量避免被分子氧氧化。
因此，作为电子受体的有机物比例大大增加，提高了还原效果。
其处理污水的机理，完全不同于现有污水处理方法，它通过廉价单质铁（或铝）的氧化，将有机物还原；特别是一些难生化，含有苯环、双键、强氧化基团、偶氮键的物质容易被还原。
因此，该方法不仅去除难降解物质效果好，而且经预处理后出水的生化性大幅度提高，非常适宜作为生物处理的预处理段。
高效生物反应器
高效生物反应器HCR工艺是利用物质交换和生物降解的机理发展而成,它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点,是第三代生物反应器。
因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。
特别是大水量的内回流,极大地提高了反应器抗击高浓度废水和冲击负荷的能力。
至今，已经在国内外建成了数十个HCR系统，并已投产运行，污水处理效果普遍良好。
A/OMBR工艺
膜生物反应器（MembraneBio-Reactor，简称MBR）是膜分离与生物处理技术组合而成的废水生物处理工艺，膜生物反应器集膜的优良分离性能和生物法对有机物氧化降解效率高的特性于一身，与常规的活性污泥法相比，主要有以下优点：
1）用膜组件代替二沉池，固液分离效率高，分离效果远好于传统的二沉池，处理后的出水水质好，不仅对悬浮物和有机物去除率高，而且可以去除细菌、病毒等；
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和固体停留时间的完全分离，使生物反应器内保持较高的MLSS，使运行更加稳定，控制更加灵活；
3）有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，可有效地进行硝化和反硝化，强化了系统的硝化能力，大大提高了系统脱氮的效率；
4）生物反应器内微生物浓度高，可达到15-20g/L，耐冲击负荷能力强，且氧传质效率高；
5）泥龄长。
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，大大提高了难降解有机物降解效率；
6）反应器在低F/M条件下运行，剩余活性污泥量远低于传统活性污泥工艺，甚至可以做到污泥零排放。
无污泥膨胀，降低了对剩余污泥的处置费用；
7）系统易于实现自动化控制，操作管理方便；
占地面积小，工艺设备集中。
膜生物反应器工作机理：
膜生物反应器对有机物去除的强化机理有几个方面，一是生物反应器对有机物的降解作用：
由于膜组件浸没在生物反应器内，膜表面积聚了高浓度的活性污泥絮体，生物降解作用相对于传统的活性污泥法大大增强。
同时，在传统的活性污泥法中，由于受二沉池对污泥沉降特性的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的处理效率很困难，往往需要延长水力停留时间，而在MBR中，由于膜分离作用延长了生物反应器的固体停留时间，降低了污泥产率，提高了容积硝化及有机物去除能力，因此在膜生物反应器中可以在比传统的活性污泥法更短的时间内达到更好的去除效果。
MBR去除污水中有机物的另一个机理是膜对有机大分子物质的截留作用即筛滤作用对溶解性有机物的去除。
溶解性COD的去除效果取决于膜的截留作用，膜孔和膜表面的吸附作用以及膜面沉积层筛滤和吸附作用。
基于上述机理，MBR在废水处理的的应用也越来越多，也越来越显示出MBR在废水处理中优越于传统活性污泥法。
MBR在废水处理中有如下特点：
有机物去除效率高，抗冲击负荷能力强。
系统对有机物去除率高是生物降解和膜分离共同作用的结果。
膜的截留作用将大分子有机物和难降解有机成分截留在反应器内，使其获得比活性污泥法更多的与微生物接触反应时间，加强了生物降解作用，保证了出水的稳定性；膜过滤对污泥的剪切破坏作用使污泥的平均粒径变小，提高了传质效果，有利于有机物的去除。
反应器内的混合液通过膜过滤出水时会逐渐在膜表面形成沉积层，可通过沉积层的筛滤/吸附作用去除溶解性有机物。
膜分离作用使污泥浓度随容积负荷的增加而迅速增加，污泥负荷基本保持不变，从而抑制了出水水质的恶化，使系统耐冲击负荷。
解决膜污染问题
膜生物反应器出水水质良好是一个公认的事实，但膜污染及其解决方式的成败则是能否采用膜生物反应器的关键。
我们将采取全方位、全过程控制的办法来解决减轻膜污染，长周期稳定膜通量的问题。
膜污染的形成途径主要有三个。
其一是滤饼层（cakelayer）；其二是溶解性有机物；其三是微生物污染。
膜污染控制可从全过程来考虑，包括膜材料的选择及安装、混合液特性的改善、操作条件的优化和膜的清洗等。
选择机械强度高、热稳定及化学稳定性强、耐污染性好，亲水性的偏聚氟乙烯（PVDF），膜孔径选择在0.1-0.4μm之间。
膜组件之间及膜组件与曝气池墙体之间确定一个合理的间距，以保证在一定曝气量下获得较高的液体上升速率，减少污泥层在膜表面的沉积，减缓膜污染。
在混合液中加活性炭（PAC）颗粒，利用活性炭的吸附作用来改善污泥的可滤性能，以此降低膜阻力，控制反应器中MLSS浓度在15-20g/L左右。
优化操作条件，采用低抽吸力和低水通量过滤，间歇操作并合理曝气。
对膜的清洗采用全自动化控制并机械化操作，具体采用空气反吹，水反冲洗、空气曝气、药物清洗和超声波清洗。
一系列措施的采取，将有效地控制膜污染问题。
3.4高浓度废水处理流程描述
废水处理系统工艺流程框图
废碱液
收集槽
含油、油墨废水收集、破乳槽
池
含重金属废水
收集、除毒槽
池
其它废水收集池
混合池
专用混凝剂
泵
超声波气浮槽
助凝剂
加酸
催化氧化反应器
专用混凝剂
混凝沉淀槽
助凝剂
加水、营养物
调配水池
N、P等
泵
高效生物反应器
脱泡沉淀槽
污泥助剂
鼓风机
A/OMBR池
加药间
污泥浓缩池
出水
污泥脱水
干泥焚烧
高浓度废水处理系统的组成
本方案所设计处理系统包括以下主要单元：
序号
工艺单元名称
工艺单元作用
1
含重金属废水收集、除毒池
用于收集贮存重金属废水并除毒
2
含油、油墨废水收集、破乳池
用于收集贮存含油、油墨废水并破乳
3
废碱液收集池
用于收集贮存废碱液
4
其它废水收集池
用于收集贮存其它废水
5
超声波气浮
用于去除油类、SS、重金属和部分有机污染物
6
催化氧化反应器
用于去除有机污染物并提高废水的可生化性
7
混凝沉淀池
用于去除SS和部分有机污染物
8
调配水池
用于稀释废水并调配水质
9
HCR反应器
用于去除有机污染物
10
脱泡沉淀池
用于消除泡沫和固液分离
11
A/OMBR池
用于去除有机污染物
12
污泥浓缩池
贮存和浓缩系统排放的化学污泥及废弃生物污泥
13
污泥脱水系统
用于污泥脱水
14
鼓风系统
为A/O池提供氧气
15
废气收集净化系统
用于收集净化污水处理过程中排出的废气
16
加药系统
为预处理系统及混凝单元提供药剂
17
电气自控系统
维持系统的正常运转并提高运行管理水平
3.5水质预测处理效果
以CODcr为例
单体名称
指 标
CODcr
（mg/L）
处理效率
（％）
集水池原水
60000
超声波气浮槽
42000
30
催化氧化反应器
21000
50
混凝沉淀槽
14700
30
调配水池
3675
75
HCR反应器、脱泡沉淀槽
1470
60
A/OMBR池
≤300
80
出水
≤300
排放标准
≤300
总去除率
99.5
3.6工艺特点
综合上述内容，本方案所设计的废水处理系统有如下特点：
废水处理系统具备强大的抗冲击负荷能力。
废水处理系统经过多个实际工程的长期考验，具有高度的可靠性，出水水质可确保达标。
处理系统采用先进的工艺和控制设备，能有效降低处理系统的日常运行维护费用和维护工作量。
废水处理系统简单实用，占地面积小，建设成本低，管理和操作方便。
废水处理系统产生的剩余污泥经浓缩脱水后直接送入垃圾焚烧炉焚烧处理。
污水处理站各设备和水池均密闭或加盖，废气经引风机统一收集净化后高空排放。
选用低噪声风机、水泵等动设备。
这样，有效地避免了污水处理过程产生的二次污染并极大地改善了劳动环境。
4废水处理系统设计
4.1工艺设计
根据前面所论述的工程规模和工艺方案进行本工程的工艺设计。
该废水处理站设计规模为25m3/d，主体构、建筑物及设备一次实施。
含重金属废水收集、除毒槽
钢结构，内衬玻璃钢防腐，外壁刷涂料。
工艺参数：
数量：
2座
有效容积：
10m3
外形净尺寸：
5.0m×2.0m×1.3m
含油、油墨废水收集、破乳槽
钢结构，内衬玻璃钢防腐，外壁刷涂料。
工艺参数：
数量：
2座
有效容积：
10m3
外形净尺寸：
5.0m×2.0m×1.3m
废碱液收集槽
钢结构，内衬玻璃钢防腐，外壁刷涂料。
工艺参数：
数量：
1座
有效容积：
10m3
外形净尺寸：
5.0m×2.0m×1.3m
其它废水收集池
钢筋砼结构，内壁防腐，外壁刷涂料。
工艺参数：
数量：
1座
有效容积：
30m3
有效水深：
3.0m
超高：
0.5m
外形净尺寸：
5.0m×2.0m×3.5m
设出水泵二台（一用一备）。
单泵流量Q＝1.2m3/hH=15m N=0.55kw
超声波气浮槽
成套设备，碳钢防腐。
工艺参数：
数量：
1台
处理水量：
1.2m3/h
停留时间：
1.5h
催化氧化反应器
成套设备，碳钢防腐。
工艺参数：
数量：
1台
处理水量：
1.2m3/h
停留时间：
4.0h
混凝沉淀槽
成套设备，碳钢防腐
工艺参数：
数量：
1座
型式：
斜管沉淀池
表面负荷：
1.0m3/m2·h
停留时间：
混凝：
0.5h沉淀：
4.0h
有效容积：
6m3
有效水深：
4.0m
超高：
0.5m
外形净尺寸：
1.7m×0.8m×4.5m（混凝区0.2m×0.8m×4.5m）
采用穿孔曝气管对混凝絮凝池进行搅拌，使废水快速与药剂混合。
调配水池
钢筋砼结构，内壁防腐，外壁刷涂料。
工艺参数：
数量：
1座
有效容积：
30m3
有效水深：
3.0m
超高：
0.5m
外形净尺寸：
5.0m×2.0m×3.5m
设出水泵二台（一用一备）。
单泵流量Q＝4.2m3/hH=15m N=0.75kw
调配水池、其它废水收集池合建为一个集水池。
集水池总体尺寸：
5.0m×4.0m×3.5m
HCR反应器
成套设备，碳钢防腐。
工艺参数：
数量：
1台
处理水量：
4.2m3/h
容积负荷：
3.50kgCOD/m3·d
停留时间：
9.0h
直径：
Φ2.0m
有效高度：
12.0m
内回流比：
600%
设内回流泵二台（一用一备）。
单泵流量Q＝25m3/hH=30m N=7.5kw
脱泡沉淀槽
成套设备，碳钢防腐
工艺参数：
数量：
1座
型式：
斜管沉淀池
表面负荷：
1.2m3/m2·h
停留时间：
3.4h
有效容积：
14.4m3
有效水深：
4.0m
超高：
0.5m
外形净尺寸：
3.0m×1.2m×4.5m
A/OMBR池
钢筋砼结构，内壁防腐，外壁刷涂料。
工艺参数：
数量：
1座（分3格）
污泥负荷：
0.25kgCOD/kgMLSS·d
污泥浓度：
8000mg/L
停留时间：
60h
有效容积：
240m3
有效水深：
5.0m
超高：
0.5m
外形净尺寸：
8.0m×6.0m×5.5m
单格净尺寸：
8.0m×2.0m×5.5m
停留时间A：
O＝1：
2
缺氧段DO：
0.2-0.5mg/L
好氧段DO：
2-3mg/L
内回流比：
200%
污泥回流比：
100%
设鼓风机二台，一用一备。
Q=7.5m3/minH=5.0mN=11kw
设膜吹扫风机二台，一用一备。
Q=1.5m3/minH=5.0mN=3kw
设内回流
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