含油废水气浮处理方案.docx
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含油废水气浮处理方案
****金属金属制品厂
含油废水处理工程
设计方案及报价
****环保工程有限公司
二零一三年十二月
****金属制品厂
2m3/d废水处理工程设计方案
工程概况
****金属制品厂**镇工业区上城路211号，占地面积约5452.6m2，拥有年产不锈钢毛细管80t、毛衣针80t的生产能力。
主要原材料为不锈钢钢带，钢带通过卷管焊接、拉拔、打尖、抛光清洗等工序得到成品毛衣针。
打尖后的毛衣针在化学抛光过程中产生抛光废水，该废水主要含CODcr、表面活性剂、石油类、SS。
根据相关环保规定，该废水不能直接排放，应进行处理，参考达到《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T 19923-2005 中表1—再生水用作工业用水水源的水质标准后，循环使用。
现****金属制品厂委托****环保工程有限公司进行该废水处理工程的方案编制，公司根据企业实际，结合同类型废水的成功处理案例，提出本次设计方案，供企业及相关部门决策参考。
第一章设计废水基本情况
1、设计废水水量
根据企业提供资料，在生产过程中，不锈钢毛细管经拉拔、切割、打尖后后得到毛衣针，为提高毛衣针的表面光亮度，毛衣针需采用光亮剂进行化学抛光，会产生抛光废水，该废水主要特点是含有矿物油（拉拔过程膜孔要拉拔油润滑）、表面活性剂，可生化性差，由于生产的间歇性，排放为间歇排放，废水量少，每天产生量为1t/d，主要污染物为CODcr、表面活性剂、石油类、SS。
综合考虑污水排放的间歇性，取负荷波动系数为2，污水设计流量见表1-1：
表1-1污水处理设计流量
设计流量
2m3/d
混凝沉淀（两个静置沉淀池交替沉淀0
2m3/d
平流隔油池（按每天运行2小时计）
1m3/h
砂滤池（按每天运行2小时计）
1m3/h
废水进水水质根据环评工程分析结果确定，设计出水水质参照《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T 19923-2005 中表1—再生水用作工业用水水源的水质标准中洗涤用水要求、《含油污水处理技术规范》HJ580-2010中现行含油废水处理技术水平、企业毛衣针抛光用水的实际工艺要求综合确定，抛光中需要表面活性剂，因此抛光用水对表面活性剂含量要求不严，不列为回用水控制指标。
具体指标见表1-2：
表1-2污水处理工程进出水水质
污染物名称
PH
色度
石油类（mg/L）
CODCr（mg/L）
SS（mg/L）
进水浓度
7～8
80
750
2500
500
砂滤池出水（回用指标）
7～8
≤30
≤30
≤100
≤30mg/L
本项目抛光用水属于清洗用水范畴，对水质要求不太高，经过混凝沉淀、隔油、砂滤处理后的水质完全可满足工业用水水质要求，实现水的循环利用。
给排水及废水处理工艺流程根据《含油污水处理技术规范》HJ580-2010中5.4.1-金属加工含油废水推荐工艺流程确定，同时考虑以下原则：
（1）满足环保要求，实现抛光废水循环使用，达到“零”排放。
（2）回用水水质达到参照《城市污水再生利用工业用水水质》标准中洗涤用水要求，可满足抛光生产需要。
（3）各段处理负荷分配合理，处理效率符合工艺特点。
（4）充分利用场地地形条件，保证排水渠（管）道和处理工艺水力流程为重力流，尽可能减少设置提升泵站，降低能耗和减少资金。
2、设计依据及标准
1）贵公司提供的水质水量及排放标准等技术资料。
2）贵公司提供的生产工艺及废水来源性质。
3）《污水综合排放标准》GB8978-1996。
4）《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T 19923-2005
5）《室外排水设计规范》GB50014-2006
6）《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2000
7）《砌体结构设计规范》GB50003-2001。
8）《地下工程防水技术规范》GB50108—2001
9）《建筑结构载荷规范》GB50009-2001
10）《供配电系统设计规范》GB50052-95
11）《工业企业总平面设计规范》GB50187-93
12）《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-95
13）《水处理设备制造技术条件》JB2932-86
14）《非金属管道设计、施工及验收规范》SY/T6769.2-2010
15）《含油污水处理技术规范》HJ580-2010
16）《含油污水处理工程技术规范》编制说明
3、设计原则
我国的含油污水处理技术，与发达国家相比，起步较晚，但通过多年的科技攻关，成套技术已日趋成熟，同时研发了与之相对应的含油污水处理一体化设备，例如溶气气浮除油设备等。
设计选型原则如下：
1）、推进清洁生产、优先采用无污染或少污染的先进生产工艺充分回收和利用资源，把污染控制纳入工业生产全过程，以减轻末端治理的负荷。
2）、根据废水的特性，工厂的实际情况优化选择处理方案。
以《含油污水处理技术规范》HJ580-2010推荐的处理技术为基础，尽量节省处理措施的基建投资及设施运行费
3）、处理设施在运行上有较大的灵活性和调节余地，以适应水质水量变化
4、工程设计范围
1）、污水处理系统内的全部污水处理装置、结构、机器、电器等。
2）、生产废水由企业送至污水处理系统。
3）、处理后的排放水经有效处理后循环使用。
4）、沉淀池污泥、隔油池浮油、气浮池浮渣、砂滤池滤料的无害化处理。
5）、企业生活污水、食堂废水和界区外的污水管收集系统及地基加固系统均不属本工程设计范围。
第二章、废水处理工艺流程及说明
1、废水处理工艺流程及说明
1.1废水处理工艺流程简图见下图（详图见附图1）
图2-1污水处理工艺流程简图
1.2废水处理工艺说明
混凝沉淀：
项目实行单班工作制，每天生产8小时，4台抛光机，每天抛光两次，每次抛光运行4小时，抛光完后排出废水，每天排放抛光废水1m3左右，因此项目废水量少，且是短时间间歇排放。
根据废水排放的这些特征，设计采用两个静置沉淀池，轮流交替对废水进行加聚铝絮凝剂沉淀处理，每个沉淀池的容积在2m3，交替沉淀后，每个沉淀池的沉淀时间都在24小时以上，且是静置，水流流速为0，能充分保证沉淀效果，并且起到了很好的水量调节均衡功能。
经混凝沉淀处理，石油类去除效率可达到20%、CODCr的去除效率可达到20%，SS含量降到100mg/L。
由于本项目含油废水中含油表面活性剂，由微粒呈现乳化油状态，加入混凝剂可是使水中油粒脱稳，破坏油微粒的乳化状态，使油微粒积聚，粒径增大，从而提高隔油池、气浮池的去油效率。
隔油：
隔油池是利用油密度小自然上浮原理,分离去除含油污水中浮油的构筑物，废水从隔油池一端进入，从另一端流出，由于池内水平流速很小，相对密度小于1.0而粒径较大的油品杂质在浮力的作用下上浮，并且，聚集在池的表面，通过设在池表面的集油管收集浮油。
本项目废水排放量少，为间歇排放，根据废水的排放特征本工程采用采用平流隔油池（API油分离器）去除浮油，隔油池表面设置手动集油管，定期对浮油进行收集，集油管设于出水口一侧的水面上。
集油管一般直径为200-300mm的钢管制成。
沿管的长度在管壁的一侧开有切口，其宽度一般是对应中心角为60°，集油管可以绕管轴转动，由螺杆控制。
平时切口向上并位于水面以上，当水面浮油达到一定厚度时（一般不大于0.25m），转动集油管，使切口浸入水面油层一下，浮油即自行进入管内，并沿集油管流向池外。
根据《含油污水处理工程技术规范》——编制说明中的数据，API隔油池的除油效率一般在60%~70%之间，出水含油量为100-200mg/L。
为了安全，防火、防寒、防风沙，隔油池需设活动盖板。
溶气气浮：
气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体，粘附污水中悬浮物，使其密度小于水而上浮到水面以实现固液分离的过程。
同时可在废水中加入铁盐或铝盐等化学混凝剂以提高空气浮选法的效率。
根据《含油污水处理工程技术规范》——编制说明中的数据，如果加入化学药剂，去油效率可达到90％以上，出水含油量小于50mg/L。
气浮法按照气泡产生方法可分为加压溶气气浮法、喷射溶气气浮法、电解气浮法等。
国内含油污水处理厂目前常用加压溶气气浮法。
加压溶气气浮法较其它气浮法主要优点是气泡30直径小，一般为15-30μm，在供气量相同时，气泡吸附的比表面积较大，气泡上浮速度慢，与吸附质点接触时间长，可提高上浮效果
气浮法具有以下特点：
⒈由于气浮池表面负荷最高可达12m3/m2.h，水在池中停留时间只需10min～20min，而且池深只需2m左右，故占地少，节省投资费用。
⒉气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣具有一定的含氧量，有利于后续处理或再利用，泥渣不易腐化。
⒊浮渣含水率低，一般在96％以下，有利于后续处理。
⒋可回收利用油脂。
⒌气浮法所需混凝药剂少。
但气浮法由于需要压缩空气电耗较大。
但本项目企业现已有空压机可以利旧。
空压机无需再外购。
过滤：
过滤除油是小油珠凝聚和大油珠直接去除两种机理的综合过程。
通过多孔材料的过滤、吸附作用实现油水的进一步分离。
滤料是滤池的核心部分，它提供悬浮物接触絮凝的表面和纳污空间。
在水处理中常用的滤料有石英砂、无烟煤粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒及活性炭等。
本工程采用石英砂单层滤料，底层采用粗粒石英砂，石英砂可对粒径≤10μm的分散油微粒的起到很强吸附作用，提高出水水质。
但石英砂的过滤阻力相对于其他滤料的阻力大，因此本工程采用压力滤罐，动力消耗相对较大。
石英砂滤料必须定期进行反冲洗，反冲洗水回流至静置沉淀池。
根据《含油污水处理技术规范》HJ580-2010在进水含油量小于50mg/L条件下，出水含油量可控制在25mg/L以下，去除效率达50%以上。
污泥处置：
由于废水是间歇处理，静置沉淀池是交替进水，因此项目可配备移动式污泥泵，定期对沉淀池底的污泥抽送至污泥干化池池，隔油池的收集的油渣及气浮池的浮渣均收集至污泥干化池进行自然干化处理，根据《含油污水处理技术规范》HJ580-2010，这些污泥、油渣及浮渣均属于危险固废，在干化池中只能是临时储存（不超过一年），收集到一定量时企业应交由有资质单位进行处理，干化池顶要加盖，以防雨防风防嗮，与地面超高要求在0.5m以上。
2、废水处理单元
2.1主要构筑物
1）静置沉淀池
由于废水为间歇排放，因此设计新建两个静置沉淀池交替使用，每个静置沉淀池容积均为2m3，每个沉淀池都可以储存项目一天的排水量。
沉淀池中加絮凝剂，对废水中悬浮物进行絮凝沉淀处理，沉淀下来的颗粒物定期用污泥泵抽送至污泥干化池。
静置沉淀池的设计参数如下：
停留时间：
24h；
有效池容：
2m3
池子尺寸：
2000mm×1000mm×1500mm。
地下式，砖混结构，碎石垫层，水泥砂浆抹面，池底及四壁做防渗处理。
静置沉淀池超高0.2米，池底污泥斗倾斜50度。
池顶加盖。
2）、隔油池
新建平流式隔油池（API）1个，用于去除粒径较大的油粒。
对隔油池要求：
含油污水应该以无冲击状态进入隔油池配水间，进水配水间设计采用垂直折流式，二室配制，第一室下向流，第二室上向流。
出水间为单室配制以出水堰保持隔油段液面。
隔油池顶部设计盖板，以防止着火。
由于隔油池是间歇运行，隔油段长度设计2m，隔油段有效水深≤1m。
隔油池也可直接采购市场上成套产品，但要求其参数符合本设计要求。
设计参数如下：
处理规模：
2t/d
污水停留时间为24h
水平流速v为0~5mm/s
有效池容：
2m3
若自建，隔油池尺寸：
2000mm×1000mm×1000mm。
地下式，砖混结构，碎石垫层，水泥砂浆抹面，池底及四壁做防渗处理。
隔油池超高0.2米，池底污泥斗倾斜50度。
池顶加盖。
具体施工图见附图3.
3）清水池
活性炭压力滤罐所产清水送清水池储存，清水池顶部加盖密封，清水池按高位水池设计，靠近抛光用水处布置，清水池池底超出地面标高1m，利用重力自流输送至用水点。
清水池设计参数如下：
有效池容：
2m3
尺寸：
1000mm×1000mm×2200mm。
地上式，砖混结构，碎石垫层，水泥砂浆抹面，池底及四壁做防渗处理。
4）、污泥干化池
企业在每个沉淀池中废水处理空后，需对沉淀池中的污泥进行检查，若发现污泥储量超出污泥斗时，应及时用污泥泵清理，污泥经污泥泵抽至污泥干化池；同时隔油池、气浮池产生的浮油及浮渣均收集至干化池，由于污泥浮渣量少，污泥干化池采用自然干化方式，干化池液位达到2/3时，企业应及时将污泥交由有资质单位进行处理。
污泥干化池设计参数如下：
有效池容：
0.8m3
尺寸：
1000mm×1000mm×800mm。
地上式，砖混结构，碎石垫层，水泥砂浆抹面，池底及四壁做防渗处理。
2.2主要设备
1）溶气气浮池
溶气气浮池是气浮污水处理的关键设备。
常见的气浮设备有压力溶气气浮设备、射流溶气气浮装置等，压力溶气气浮法较其它气浮法主要优点是气泡直径小，一般为15-30μm，在供气量相同时，气泡吸附的比表面积较大，气泡上浮速度慢，与吸附质点接触时间长，可提高上浮效果。
本项目利用企业现有的空压机，采用压力溶气气浮装置：
由水泵、空气压缩机、压力溶气罐、溶气水释放控制阀、释放器、刮渣机、电气控制箱、流量计和气浮池、分离池等构成；市场上已有技术成熟的成套压力溶气气浮设备可供采购，本设计提出如下设计参数要求：
污水处理规模：
1m3/h
溶气罐表压一般为：
0.35MPa～0.55MPa
溶气罐停留时间：
1min～3min
气浮池停留时间：
3min～10min
溶气效率：
0.6-0.9
分离池停留时间：
60min
2）压力石英砂滤罐：
石英砂过滤器是一种成熟的用于废水处理的常见设备，市场上已有定型设备可供选购。
因此本工程从市场外购专用石英砂除油过滤器，要求采用优质石英砂滤料，设计参数如下：
处理能力：
1t/h
工作压力：
0.2MPa
滤速：
4m/h～12.5m/h
滤层厚度与滤料粒径的比值应大于800
反冲洗强度为1215L/m2.s～15L/m2.s，
成套设备处理能力：
1t/h
3）提升离心泵：
Q1m3/hH=10m数量：
两台
砂滤原水泵：
Q1m3/hH=30m
移动式污泥泵：
Q1m3/hH=0.5m
4）絮凝剂配制桶：
容积0.2m3材质：
普通碳钢
配制桶必须高位安装，利用重力自流至各加药点。
3、预期处理效果
污染物名称
PH
色度
石油类（mg/L）
CODCr（mg/L）
SS（mg/L）
进水浓度
6～7
80
750
2500
500
混凝池出口
8~9
50
≤675
2250
100
混凝池处理效率
/
37.5%
10%
10%
80%
隔油池出口
8~9
50
270
900
90
隔油池处理效率
/
/
60%
60%
10%
溶气气浮池出口
7~8
50
54
180
90
溶气气浮池池处理效率
/
/
80%
80%
/
砂滤出水
7~8
≤30
27
≤90
≤30mg/L
砂滤处理效率
/
40%
50%
50%
66.6%
总处理效率
/
62.5%
96.4
96.4%
94%
三章人员编制与运行管理
本废水处理工程运行需配备专职操作工1人。
水质分析、设备机修人员由厂方统一安排。
第四章土建与电气工程设计
1、土建工程设计
㈠设计依据
1）、自然条件
①基本风压：
0.5KN/m2；
②基本雪压；0.25KN/m2；
③抗震设防烈度：
6度。
2）、设计活荷载：
上人池盖：
4.0KN/m2。
3）、设计主要规范
《建筑结构荷载规范》GBJ9-87
《砼结构设计规范》GBJ10-89
《建筑地基基础设计规范》GBJ11-89
《建筑软弱地基基础规范》GBJ10-1-90
《工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-97》
《非金属管道设计、施工及验收规范》SY/T6769.2-2010
4）、施工要求
本工程土建部分应由三级以上资质施工能力的企业进场施工。
㈡结构设计
⑴工程概况
本工程主要土建工程为：
两个静置沉淀池：
平面净尺寸为2.0×1.0×1.5（m）。
砖混结构。
隔油池：
平面净尺寸为2.0×1.0×1.5（m），砖混结构。
清水池：
平面净尺寸为1.0×1.0×2.2（m），砖混结构。
污泥干化池：
平面净尺寸为1.0×1.0×0.8（m），砖混结构。
⑵主要材料
①砼：
C25防水砼，抗渗标号S6级。
②砖混：
MU10标准机制红砖，M5水泥砂浆。
③水池防水主要以结构防水为主，1∶2.5防水砂浆抹面防水为辅的原则。
注：
本工程初步设计时，建设单位未提供地质勘探报告。
为保证本工程土建工程设计安全、经济，施工图设计时，希望建设单位提供地质勘探报告。
2、工艺管道设计
1）主要设计规范
《工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-97》
《非金属管道设计、施工及验收规范》SY/T6769.2-2010
2）设计压力：
PN0.6MPa
3）管道材质：
PP-R规格：
DN15×2.0DN25×2.3DN50×4.6
4）阀门材质：
ABS规格：
Q11-0.6DN15、Q11-0.6DN25、Q11-0.6DN50
3、电气工程设计
根据工艺要求提出本废水处理工程总量要求：
⑴本工程采用三相四线制380V/220V电源，设置1台控制柜。
⑵导线铺设线采用VV22电力地缆直埋铺设，各电机电源线采用BV铜蕊线穿水煤气钢管（镀锌）暗铺。
⑶接地采用TN-C-S系统，接地线采用-40×4镀锌扁钢，接地电阻小于4Ω。
照明系统由业主统一安排配置。
第五章给排水与消防
一、给水
水质要求：
自来水。
水压要求：
≥0.3MPa。
二、排水
废水处理站所有雨水均汇入厂区雨水管，雨水管系统由建设单位负责建设。
三、消防
根据GBJ16-87《建筑设计防火规范》规定，室内不设消火栓给水系统，由建设单位负责给污水处理站购置泡沫灭火器。
第六章工程概算
一、设备安装（单位：
万元）
序号
名称
型号、规格
数量
单价
金额
备注
1
隔油池
/
1台
2.0
2.0
可自建砖混结构隔油池
2
溶气气浮池
/
1套
5.5
5.5
配套原水泵
3
砂滤罐
/
1台
3.0
3.0
/
4
离心泵
/
3台
0.1
0.3
/
5
移动式污泥泵
/
1台
0.1
0.1
/
6
配药桶
/
1台
/
0.2
/
7
管阀件
PPR管、调节阀
/
/
1.0
市购
合计
（1+2+3）
/
/
12.1
/
二、土建（单位：
万元）
序号
名称
型号、规格
数量
结构
金额
备注
1
静置沉淀池
2.0×1.0×1.5（m）
2×3m3
砖混
0.6
2
隔油池
2.0×1.0×1.5（m）
3m3
砖混
0.3
若外购成型隔油池，可不自建
3
清水池
1.0m×1.0m×2.2m
2.2m3
砖混
0.2
4
污泥干化池
1.0×1.0×0.8（m）
0.8m3
砖混
0.1
5
合计
1.2
--
三、工程总造价
设计费用……………………0.2万元
调试、培训费…………………1万元
税费……………………………1.16万元
工程总造价…………………15.66万元
第七章建议及工程配套服务
1、建议
⑴废水处理设施建成后必须加强操作运行管理，认真操作，做好设备仪器的管理和保养。
⑵根据实际情况增加必需的水质化验仪器，提高排放水质的监控水平。
运行初期要摸索溶气气浮池的最佳运行条件，定期对砂滤器进行反冲洗、对污泥进行无害化处置。
⑶污水处理系统内部的配管必须符合施工验收规范，管道应合理布局，严禁出现跑、冒、滴、漏现象。
各砖混结构的水池必须做好防渗处理，防止渗漏对地下水造成污染。
2、工程配套服务
⑴保证工程质量，机电设备自设备到场签收之日起保修一年，并长期服务；
⑵如工程在运行过程中发生故障，我们承诺在48hr内到达现场进行处理；
⑶帮助客户制定操作规程和污水处理站岗位责任制；
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