化工废水中水回用设计方案.docx
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化工废水中水回用设计方案
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施工方案
工程名称：
编制单位：
编制人：
审核人：
批准人：
编制日期：
年月日
附：
土建、设备及安装报价表
第一章总论
一、工程概况
工程名称：
终端水装置再提高工程
工程规模：
7600m3/d
污水来源：
变脱液、造气污水等废水600m3/d，三胺双氧水4200m3/d，循环水2880m3/d等。
污水处理后去向：
污水处理系统出水送至回用水处理系统作为原水。
回用水来源：
根据导流曝气生物滤池（CCB）出水水质设计。
回用水处理后去向：
回用水处理系统产水补入循环水站装置。
1、污水处理系统
（1）、废污水来源及水量和水质
根据终端水装置再提高工程的招标说明的数据，本工程废污水来源及水量处理系统设计见表1-1，后来的及废污水浓度见表1-2
表1-1废污水来源及水量表
废、污水来源
总正常水量（m3/d）
总最大水量（m3/d）
合计（m3/d）
变脱液、造气污水等废水
变脱液废
40
40
1110
造气污水
500
500
终端水装置处理的废水
570
570
三胺、双氧水生产废水
10万吨三胺项目生产废水
1440
1440
1608
15万吨双氧水项目生产废水
168
168
循环冷却水置换排水
精醇循环水
500
500
2500
尿素循环水
650
650
醇化循环水
650
650
烃化循环水
500
500
表1-2废污水及浓度统计表
主要污染物
浓度（mg/L）
变脱液、造气污水等废水
变脱液废
CODCr
2870
BOD5
350
NH3-N
420
造气污水
CODCr
1510
BOD5
420
SS
350
NH3-N
1180
终端水装置处理的废水
CODCr
3000
BOD5
450
SS
400
三胺、双氧水生产废水
10万吨三胺项目生产废水
CODCr
600
BOD5
350
NH3-N
400
SS
400
15万吨双氧水项目生产废水
CODCr
5000
BOD5
550
SS
300
循环冷却水置换排水
精醇循环水
CODCr
100
Cl-
600
尿素循环水
CODCr
100
Cl-
600
醇化循环水
CODCr
100
Cl-
600
烃化循环水
CODCr
100
Cl-
600
（2）、污水处理系统进水设计量
根据终端水装置再提高工程的说明，本污水处理系统分为目前各种排水和新建项目排水，目前各种排水处理能力为3480m3/d，新建项目排水处理能力为4200m3/d，合计总规模为7680m3/d
（3）、废污水进水水质计算和进水水质确定
①、废污水进水主要水质计算
根据终端水装置再提高工程的说明中提供的废污水水质，主要污水进水计算如下：
COD=899.522mg/L;BOD=302.49mg/L;氨氮=376.7mg/L
②、废污水进水水质确定
终端水装置再提高工程的说明中提供的数据，并结合以上计算，确定COD、BOD和氨氮都计算出名确的进水水质数据，其它指标终端水装置再提高工程的说明中没有提供数据，本公司根据23年工程经验和同类废污水处理成功经验，确定主要进水水质见表1-3。
表1-3污水处理系统进水水质表
序号
主要污染物
浓度（mg/L）
1
CODCr
899.522
2
BOD5
302.49
3
NH3-N
376.7（设计时按400）
4
SS
200
5
总溶解性固体
2000~2500
6
pH
7~9
③、污水处理系统设计出水水质
根据招标文件中的《技术规格书》的要求，本工程污水处理系统设计出水水质见表1-4。
表1-4污水处理系统出水水质表
污染因子
出水指标
CODCr（mg/L）
≤60
BOD5（mg/L）
≤20
SS（mg/L）
≤70
氨氮（mg/L）
≤6
石油类
≤4
硫化物（mg/L）
≤0.8
氰化物（mg/L）
≤0.2
甲醛
≤0.5
酚
≤0.3
pH（无量纲）
6～9
序号
分析项目
单位
重点保护区域浓度
备注
1
CODcr
㎎/L
60
2
色度
㎎/L
40
3
氨氮
㎎/L
10
4
悬浮物
㎎/L
70
5
pH值
6~9
6
BOD5
㎎/L
20
7
石油类
㎎/L
4.0
8
动植物油
㎎/L
10
9
氨氮
㎎/L
10
10
总氰化物＋
㎎/L
0.2
11
磷酸盐
㎎/L
0.5
12
粪大肠菌群
㎎/L
100
13
总余氯量
㎎/L
0.5
④、污水处理工艺
根据我公司多年设计经验及招标文件中技术规格书要求，对高氨氮废水我公司采用吹脱塔＋SBR（序批式活性污泥法）＋CCB（导流曝气生物滤池）处理工艺，经生物处理后，达到《山东省小清河流域水污染物综合排放标准》（DB37/656-2006）表4重点保护区域标准，即达到表1-5排放浓度值。
污泥处理采用卧式螺旋卸料沉降离心机脱水处理，泥饼外运填埋。
表1-5排放浓度值
2、回用水处理系统
（1）、回用水处理系统设计进水水量水质
根据化工厂终端水装置再提高工程的招标说明中提供的《技术规格书》的数据，本工程回用水处理系统设计进水水量见表1-6。
进水水质见表1-7。
表1-6回用水处理系统进水水量表
CCB处理后的来水水量
（t/h）
回用水进水水量
（t/h）
175
175
表1-7设计回用水系统进水水质
序号
分析项目
单位
浓度
备注
1
CODcr
㎎/L
40
2
氨氮
㎎/L
4
1
悬浮物
㎎/L
70
2
溶解固体
㎎/L
1300
3
pH值
7~9
4
COD
㎎/L
40
5
钾
㎎/L
4.04
6
钠
㎎/L
18.9
7
Ca2＋
㎎/L
≤450
8
Mg2＋
㎎/L
<80
9
铁
㎎/L
0.21
10
铝
㎎/L
0.21
11
锰
㎎/L
0.08
12
砷
㎎/L
0.021
13
铵
㎎/L
0.36
14
氟
㎎/L
1.24
15
氯根
㎎/L
115
16
硝酸根
㎎/L
19.1
17
硫酸根
㎎/L
157
18
重碳酸根
㎎/L
450
19
碳酸根
㎎/L
2.2
20
磷酸根
㎎/L
3.14
21
亚硝酸根
㎎/L
0.014
22
余氯
㎎/L
2
（2）、回用水处理系统设计出水水质
根据招标文件中的《技术规格书》的要求，本工程回用水处理系统设计出水水质见表1-8。
表1-8回用水处理系统设计出水水质表
序号
分析项目
单位
浓度
备注
1
悬浮物
㎎/L
不超过0.1
2
溶解固体
㎎/L
不大于进水的0.05倍
3
pH值
6~9
4
COD
㎎/L
40
5
TN
㎎/L
0.5
6
钾
㎎/L
不大于进水的0.05倍
7
钠
㎎/L
不大于进水的0.05倍
8
钙
㎎/L
不大于进水的0.05倍
9
镁
㎎/L
不大于进水的0.05倍
10
铁
㎎/L
不大于进水的0.05倍
11
铝
㎎/L
不大于进水的0.05倍
12
锰
㎎/L
不大于进水的0.05倍
13
砷
㎎/L
不大于进水的0.05倍
14
铵
㎎/L
不大于进水的0.05倍
15
氟
㎎/L
不大于进水的0.05倍
16
氯根
㎎/L
不大于进水的0.05倍
17
硝酸根
㎎/L
不大于进水的0.05倍
18
硫酸根
㎎/L
不大于进水的0.05倍
19
重碳酸根
㎎/L
不大于进水的0.05倍
20
碳酸根
㎎/L
不大于进水的0.05倍
21
磷酸根
㎎/L
不大于进水的0.05倍
22
亚硝酸根
㎎/L
不大于进水的0.05倍
23
余氯
㎎/L
不超过1.0
（3）、回用水出水水量
取CCB处理后水质达到《山东省小清河流域水污染物综合排放标准》（DB37/656-2006）表4重点保护区域标准的170t/h处理成100t/h回用水，回用浓水70吨回流至调节池通过生化处理系统处理其中的有机物。
（4）、回用水处理工艺
根据我公司多年设计经验及招标文件中技术规格书要求，我公司采用预处理+超滤+反渗透处理工艺，达到回用水标准。
回用水处理后，还有20%—25%浓水，浓水回流至调节池通过生化处理系统处理其中的有机物，本系统产生污泥送至污水处理系统统一处理。
二、设计、制造执行的规范与标准
1、污水处理系统
（1）、通用规范与标准
当地环保规范和要求
《污水综合排放标准》GB8978
《大气污染物综合排放标准》GB16297
《恶臭污染物排放标准》GB14554
《工业企业厂界噪声标准》GB12348
《工业企业设计卫生标准》GBZ1
《室外排水设计规范》GB50014
《建筑给水排水设计规范》GB50015
《石油化工企业设计防火规范》GB50160
《水处理设备技术条件》JB/T2932-1999
《水处理设备性能测试总则》GB/T13992.1
《污水泵站设计规程》DBJ08-23
《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268
《工业设备及管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236
《工业与民用供配电系统设计规范》GB50054
《低压配电设计规范》GB50055
《建筑物防雷设计规范》GB50057
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058
《建筑防雷设计规范》GB50057
《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB50254
《电气安装工程爆炸和火灾环境电气施工及验收规范》GB50257
《机电产品包装通用技术条件》GB/T13384
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93
（2）、风机规范与标准
JB/T7258一般用途离心式鼓风机
JB/T6887风机用铸铁件技术条件
JB/T6891风机用消声器技术条件
JB/T4364风机配套消声器性能试验方法
（3）、泵类规范与标准
JB/T5118污水污物潜水电泵
GB3216离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法
GB/T5656离心泵技术条件
GB5661轴向吸入离心泵机械密封和软填料用腔体尺寸
GB13006离心泵、混流泵和轴流泵汽蚀余量
GB13007离心泵效率
JB/T8079泵的振动测量与评价方法
JB/T6879离心泵铸件过流部位尺寸公差
JB/T6881泵可靠性测定试验
GB3836.1爆炸性环境用防爆电气设备通用要求
GB3836.2爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”
GB10890泵的噪声测量与评价方法
API675计量泵标准
（4）、设备类规范与标准
水处理设备制造技术JB2923-26
水处理设备材料入厂检验ZBJ98004-87
水处理设备油漆、包装技术条件ZBJ98003-87
机械加工通用技术条件Q/ZB75-73
装配通用技术条件Q/ZB76-73
手工电弧、气焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB985-88
埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB986-88
蜗杆传动公差JB162-60
摆线针减速机JB/T2982-92
圆柱齿轮减速机JB1130-70
圆柱蜗杆减速机Q/ZB125-73
链传动用短节距精密滚子链轮GB1243.1-85
工业机械电气设备第一部分：
通用技术条件CD/T5226.1-1996
2、回用水处理系统
（1）、膜处理设备规范与标准
膜处理设备执行《反渗透设备行业标准》CJ/T119-2000。
（2）、进口设备规范与标准
进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。
（3）、反渗透膜元件规范与标准
反渗透膜元件的设计参数和运行条件执行膜生产公司的《反渗透应用设计导则》。
（4）、国产设备规范与标准
国产设备的制造及材料应符合下列标准和规定的最新版本的要求（但不限于此）：
《钢制压力容器》GB150
《压力容器安全技术监察规程》
《橡胶衬里化工设备》HGJ32
《橡胶衬里设备设计技术规定》CD130A16
《水处理设备制造技术条件》JB2932
《火力发电厂化学水处理设计技术规程》DL/T5068
《化工装置管道设计规定》HG20549
《化工设备、管道外防腐设计规定》HG/T20679
《化工用不锈钢焊接钢管技术要求》HG20537.3
《衬胶钢管和管件》HG21501
《化工设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229
《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》HG20538
《压力容器无损检测》JB4730
《水处理用石英砂滤料》CJ43
《水处理无烟煤滤料》CJ44
《水处理设备油漆、包装技术条件》ZBJ98003
《通用用电设备配电设计规范》GB50055
《机电产品包装通用技术条件》GB/T13384
《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收标准》JBJ29
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ122
《电厂用水处理设备质量验收标准》DL543
接口法兰标准按照本项目《管道材料设计说明》执行。
（5）、电器及工艺仪表规范与标准
电器及工艺仪表符合下列标准和规定的最新版本的要求：
所选用的仪器及仪表均需通过ISO9001质量体系认证，为了保证系统的先进性、适用性和稳定性，系统进行设计、制造、测试和验收所遵循的质量标准、试验程序和规范均参照以下标准的最新版本：
GB中华人民共和国国家标准
IEC国际电工委员会
ISO国际标准化组织
IEEE美国电子和电气工程师协会
PROWAYC国际电工委员会工业过程数据公路标准
ANSI美国国家标准协会
EIA美国电子工业学会
RS-232C数据终端设备和使用串行二进制数据交换数据通讯设备之间的连接
ISA美国仪器仪表协会
ICS4用于工业控制设备和系统的端子板
ICS6国际电工委员会
CCITT国际电报与电信咨询委员会
CCIR国际无线电通信委员会
三、设计原则
（1）、严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达到排放标准；工艺技术先进，运行安全可靠，节能、环保，设备、工程质量优良；
（2）、针对本工程的具体情况和特点，采用简单、成熟、先进、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并达到节省投资和运行管理费用的目的；
（3）、具有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化，管理方便、维修简单，合理地、充分地考虑操作自动化，减少操作劳动强度；
（4）、设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中；设计美观、布局合理，与周围设施统一协调考虑；
（5）、尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染；
（6）、在系统整体设计中引入模块化概念，将主体处理设施分成几个并列运行的处理单元，可根据生产的实际情况以及实际水量的大小灵活运行，节省运行费用。
（7）、总图布置合理、紧凑，建筑风格充分考虑与厂区周围环境的协调一致；
（8）、根据全厂生产、生活用水和排水的情况以及设计进水水质和出水水质要求，因地制宜、扬长避短采取行之有效的处理方法和工艺流程，所选处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳定可靠，同时合理选用设备和新材料以减少工程投资及日常运行费用，降低经营成本；
（9）、严格执行招标文件中《技术规范书》的相关要求；
（10）、遵循提高项目综合效益、节约能源和推进技术进步为原则，积极引进国外先进技术和关键设备，优先考虑采用国内已达到国际先进水平的技术与设备；
（11）、在占地的范围内，站区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并预留发展用地；
（12）、站区竖向设计力求减少厂区填方量和节省提升污水的运行费用；
（13）、站区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与站区周围景观相协调；
（14）、积极创造一个良好的生产和生活环境，把本污水处理及回用水处理系统设计成为现代化的园林式站区。
第二章污水处理系统工艺设计
一、设计规模及进出水水质
1、系统设计处理规模
技术规格书提供数据见表1-1。
污水处理系统分目前各种排水和新建项目排水，目前各种排水处理能力为3480m3/d，新建项目排水处理能力为4200m3/d，合计总规模为7680m3/d。
2、设计进水指标
技术规格书提供数据见表1-2。
分析上述各生产工段排水水质情况，水中主要控制的污染指标为：
CODcr（以下简称COD）、BOD5（以下简称BOD）、氨氮、SS等。
根据技术规格书中提供的进水指标确定设计的主要进水指标见表2-1。
表2-1设计的主要进水指标表
序号
主要污染物
浓度（mg/L）
1
pH
7-9
2
NH3-N
376.7
3
硫化物
0.12
4
CN-
0.28
5
总悬浮物
81
6
COD
899.522
7
BOD
302.49
3、设计出水标准
设计处理水质达到《山东省小清河流域水污染物综合排放标准》（DB37/656-2006）表4重点保护区域标准。
污水处理系统处理后水质应严格满足技术规格书中的要求及山东省小清河流域水污染物综合排放标准》（DB37/656-2006）表4重点保护区域标准，其主要指标见表2-2。
表2-2设计的主要出水指标表
序号
主要污染物
浓度（mg/L）
1
pH
6～9
2
NH3-N
≤6
3
硫化物
≤0.8
4
氰化物
≤0.2
5
总悬浮物
≤70
6
COD
≤60
7
BOD
≤20
8
石油类
≤4
二、污水的生化处理可行性
污水生物处理是以污水中所含有机污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化的一种最经济实用同时也是首选的污水处理工艺。
而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提。
原污水能否采用生化处理，特别是能否适用于生物脱氮工艺，取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要，因此首先应判断相关的指标能否满足要求。
污水中营养物比值见表2-3。
表2-3污水处理进水营养物比值
项目
BOD/COD
BOD/TN
数值
302.49/899.522
302.49/376.6
指标
0.336
0.8
1、BOD/COD比值
BOD和COD是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，BOD/COD值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的传统方法。
一般情况下，BOD/COD值越大，说明污水可生物处理性越好。
目前国内外多按照以表2-4中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。
表2-4污水可生化性传统评价数据
BOD/COD
>0.45
>0.3
<0.3
<0.25
可生化性
好
较好
较难
不宜生化
分析本污水处理系统进水水质，BOD=302.49mg/L，COD=899.522mg/L，BOD/COD=0.336，其可生化性属于较好的有机工业废水，因此本工程适宜于采用生物处理工艺进行处理。
2、BOD／TN比值
本工程设计进水NH3-N＝400mg/L，要求出水NH3-N≤6mg/L，从进水水质分析，进水氨氮比较高，设计上应考氨氮对生化系统的抑制作用和具有足够的反硝化脱氮能力，才能使出水水质达标。
而系统能否完成较充分的反硝化，除了外部条件，还取决于进水的碳源是否充足，因此在选择污水处理工艺前要对进水的碳源情况进行分析。
碳氮比是鉴别能否采用生物脱氮工艺的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中必须有足够的有机物（碳源），才能保证反硝化的顺利进行。
一般认为，BOD/TN≥4时，污水有足够的碳源供反硝化菌利用，可达到理想脱氮效果。
分析本工程进水水质，BOD/TN＝302.49/376.6=0.8，碳源缺乏，必须投加碳源（甲醇）方可满足生物脱氮要求，本工程有条件补加碳源。
综上所述，本污水进水水质不仅适宜于采用吹脱+生化处理工艺，而且还适宜于采用吹脱+生物脱氮工艺。
三、本工程重点处理项目
污水处理出水水质的各个指标之间并不是彼此无关，而是相互联系的，我们需要采用系统分析的方式，分析各指标之间的内在联系和相互影响，确定本污水处理系统需要重点处理的项目。
所谓重点处理项目就是该项出水指标达标了，其他一些出水指标也同时能满足招标文件的要求的项目。
抓住主要矛盾、解决主要矛盾，其他问题就可以迎刃而解。
因此污水处理系统的工艺选择与设计主要是围绕着重点处理项目来进行的。
1、BOD
本工程的出水BOD指标为20mg/L，相应的去除率为93.4%，应满足一级排放标准。
从目前常采用的一些污水处理工艺来看，该项指标容易满足。
当要求对污水进行硝化或者硝化反硝化时，处理后出水BOD低于20mg/L，其相应的去除率大于90.0%。
这是因为自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率μN，与去除碳源的异养型微生物相比要小一个数量级以上，因此需要硝化系统比单纯去除碳源BOD的系统具有更长的泥龄或更低的污泥负荷，在此条件下，BOD的去除率可以达到96%。
根据本项目对出水NH4+N的要求，本污水处理系统必须采用带硝化反硝化的处理工艺，因此按一级排放标准确定的BOD出水值将不是处理工艺的重点控制指标。
由此可见，BOD不是本工程的重点处理项目。
2、COD
采用生物脱氮除磷工艺，因为硝化所需的泥龄较长，长泥龄可提高COD的去除率。
在进水COD=899.522mg/L时，出水COD≤60mg/L去除率为93.3%，生化处理工艺完全能够达到。
因此，COD不是本工程的重点处理项目。
3、SS
本工程要求出水SS浓度小于70mg/L，去除率为13%。
显然排放指标较宽松，要求达到的去除率是所有项目中较低的。
因此，SS不是本工程的重点处理项目。
4、N
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