聚酯化纤废水处理工程设计方案（DOC50页）

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1、1 总论1.1 工程概况江苏某公司是一家以聚酯生产为主业的企业，聚酯生产时主要有原料脱水过程中排放的冷凝水、酯化反应过程中排放的酯化水、真空泵强制抽出冷凝水、水环真空泵排水、循环冷却系统排水、生活污水等。它具有成分复杂、浓度较高、来水不稳定，有时夹带油剂、浆料、重油等成分，水体氮、磷成分少，可生化性差的特点。为了保护当地环境和实施可持续发展，集团决定实施污水集中处理，总体规划日处理能力为10000 m3/d，分期实施，一期按日处理能力5000吨设计。1.2 设计目的、依据及原则1.2.1 设计目的对废水处理系统工艺单体进行详细优化设计，提出主要设备材料表，据此编制投资估算。1.2.2设计依据（

2、1）委托单位提供的水质、水量及排放要求；（2）太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值（DB32/T10722007）；（3）室外排水设计规范 （GB500142006）（4）污水综合排放标准 （GB8978-1996）（5）水处理设备制造技术条件 （JB293286）（6）水处理设备油漆、包装技术条件 （ZBJ9800387）（7）机械设备安装工程施工及验收规范 （GBJ23175）（8）建筑给水排水设计规范 （GBJ1588）（9）废水处理工艺设计规范、手册；（10）同类废水的水质情况；1.2.3 设计原则（1）执行国家环境保护的政策，符合国家和地方有关的法规、规范及标准，

3、污水经处理后达标排放并部分回用尾水。（2）根据企业规划和实际情况，以便于运行管理，充分发挥工程投资效益。（3）在平面布局上尽可能安排紧凑，节约用地，为将来的发展、尾水回用处理等保留可用土地，同时在保留足够的绿化用地。（4）尽量提高去除率，减少投资和运行费用。（5）操作管理方便，经常性运行费用低，操作人员的劳动强度低，达标率高。（6）充分考虑尾水的回收利用要求，为尾水回用打下基础。2聚酯生产工艺、污水源分析2.1聚酯生产工艺2.1.1 聚酯简单介绍以二元或多元醇和羧酸为原料，经过缩聚反应合成的聚酯，通常分为饱和和不饱和两大类，不饱和聚酯分子结构中含有非芳香烃的不饱和键，它们可以被引发交联生成具有

4、网状（体型）结构的热固性高聚物材料；饱和聚酯分子结构中不含非芳烃的不饱和键，是一种线型热塑性高聚物材料。饱和聚酯分类方法通常是根据组成、结构、性能和用途来命名。如按组成和结构有共混聚酯、共（聚）聚酯、结晶聚酯、液晶聚酯、环型聚酯等，如按性能有着色、阻燃、抗静电、吸湿、抗起球、增白、低熔点、增粘（高粘）、增强、阻燃增强聚酯等，如按用途有纤维级、薄膜级、瓶级（瓶用）、塑料级、涂料级、粘合级聚酯等。同时，各种分类之间还有综合相交叉。如按组成和结构分类的共混聚酯、液晶聚酯，按性能分类的阻燃聚酯、抗静电聚酯通称为改性聚酯；通常纤维级聚酯按其中消光剂TiO2含量又可分为（全）消光、半消光、有光、大有光，还

5、包括着色、阻燃、抗起球、 吸湿聚酯等；同样抗静电聚酯又包括纤维级、薄膜级等。聚酯纤维制造方法按其使用原料状态的不同，可以分为切片纺丝（间接纺丝）和直接纺丝两类；按纺丝速度的不同，可分为常规纺丝和高速纺丝：按纤维品种的不同又可分为长丝纺丝和短纤维纺丝。在短纤维的纺丝过程中，根据楼层高度和设备布置的不同，分为传统纺丝和短程纺丝（又称紧凑纺丝）。切片纺丝也称间接纺丝，包括切片干燥、熔融、纺丝和后加工等过程。直接纺丝所使用的原料是局聚物熔体，所以不必进行干燥和熔融，而其纺丝和后加工过程与切片纺丝完全样。聚酯工程塑料，广义讲应包括不饱和和饱和两大类。前者应用于增强塑料领域即所谓“玻璃钢”；后者指热塑性聚

6、酯树脂及其塑料制品。2.1.2 聚酯生产反应方程式聚酯（PET和PBT）合成在生产工业中主要以精对苯二甲酸（PTA）或中纯度对苯二甲酸（MTA）与乙二醇（EG）/ l，4丁二醇（BG）为原料的直接酯化法3（又称PTA法）和以对苯二甲酸二甲酯（DMT）与EG/BG为原料的酯交换法（又称DMT法）。以PTA法和DMT法合成聚酯，又各具有间歇和连续两种工艺，一般采用PTA法的连续生产工艺。直接酯化法：PAT/ MTA+ EG/ BG PET酯交换法：DMT+EG/BG PETPTA法连续生产工艺以对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）为原料，以Sb2O3为催化剂，经过连续酯化、连续缩聚生成聚酯（PET

7、）。Sb2O3酯化反应方程式如下：HOOC COOH+ 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC COOCH2CH2OH+2H2O酯化反应主要副反应为乙二醇合成乙二醇醚、乙二醇分解成乙醛，副反应方程式如下：2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OCH2CH2OH + H2OHOCH2CH2OH CH3CHO + H2OSb2O3 酯化反应生成的对苯二甲酸乙二酯（BHET）缩聚反应方程式：nHOCH2CH2OOC COOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC COOnH+n1HOCH2CH2OH由于PTA不溶于EG，但可溶于酯化物（BHET）中，因此，PTA和EG（乙二醇）悬浮物（浆液

8、）进入酯化反应釜后，很快由非均相反应转化为均相反应。在酯化反应的同时，还有少量缩聚反应，当酯化率达到约96.5%时，进入缩聚反应器。在锑催化剂存在和真空条件下，随着不断抽走反应生成的小分子EG，缩聚反应不断向正反应方向进行，聚合的分子链不断加大，成为具有一定特性粘度的聚酯熔体。PTA法生产聚酯的物料平衡见表2-1。表2-1 PTA法生产聚酯的物料平衡表序号名称单耗（kg/t产品）备注1精对苯二甲酸PTA8572乙二醇EG3333二氧化钛TiO23.5消光剂4三醋酸锑Sb（Ac）30.37催化剂2.1.3 生产工艺流程图在聚酯的生产过程中，由原料聚酯反应得到聚酯熔体，然后经过纺丝后加工得到涤纶纤

9、维，具体的聚酯生产工艺流程见图2-1。消光剂乙二醇回酯化釜水、乙醛等EG旋转给料器酯化反应釜浆料混合槽熔体过滤、输送预缩聚反应釜后缩聚反应釜直接纺涤纶短丝铸 带水下切粒切片烘干包 装水、乙醛等废气粉尘尾气洗涤塔冷凝塔废水去汽提塔冷凝器EG喷射泵冷凝器EG乙二醇液封槽EG去浆料混合槽低聚酯废渣PTAEG催化剂回流槽精馏塔图2-1 聚酯生产工艺流程图2.2 污染源分析生产中主要有原料脱水过程中排放的冷凝水、酯化反应过程中排放的酯化水、真空泵强制抽出冷凝水、水环真空泵排水、循环冷却系统排水、生活污水等。2.2.1 聚酯车间废水废水主要为物料发生物理、化学反应中的几种产物：酯化反应生成的副产物水和乙醛

10、，还有缩聚过程中生成的乙二醇以及热解副产物乙醛。酯化过程产生的废水及真空泵抽出冷凝水COD浓度较高，且废水中含有少量的醛类和低聚合物质，B/C都较低，可生化性较差，属高浓度难降解有机废水。废水中的醛类物质和其他有毒物质对生化系统内微生物有毒害作用，从而对生化系统的有效运行造成一定的影响，故该部分废水需经汽提塔吸收，回收乙二醇及吸收废水中乙醛等，以去除废水中的部分醛类和醇类物质，可以有效降低废水的浓度，降低后续处理设施的投资费用。根据同类工程实践6，该类废水中含有大量的醛类、醇类（包括新戊二醇、杂醇）、呋喃类、小分子低聚物等，还有少量的酚类，COD浓度达到2.83.6万mg/L，该部分水需经过汽

11、提处理后再进入污水处理系统，不同厂的汽提塔运行效果和运行状况不同，集团应加强清洁生产水平，使汽提塔高效、稳定运行，为废水处理设施稳定运行、达标回用提供保障。汽提后该股废水的COD浓度约为30005000mg/L，目前该类废水水量约为60m3/h。2.2.2 纺丝油剂废水该类废水主要是纺丝拉伸工序中的水浴、油浴等产生的含油废水，该类废水COD浓度约为20003000mg/L，目前该类废水水量约为2.53 m3/h。2.2.3 清洗废水清洗废水主要有聚酯芯清洗废水、纺丝组件清洗废水、地面冲洗水等。3 设计水量、水质、设计范围及排放标准3.1 设计水量、水质项目服务对象为该区域内的居民及工业企业、超

12、市、酒店、园区管委会以及单位企业。工业园区目前废水排放源为聚酯废水、纺丝废水及镇区、园区的生活污水。根据园区发展规划，园区将建设集中污水处理厂，并在达标排放的基础上进行全部回用。目前各个排污单位的水质水量情况见表3-1。表3-1 各个排污单位的水质水量情况统计表序号项目水量水质废水类别小时水量（m3/h）日水量（m3/d）COD（mg/L）SS（mg/L）pH1聚酯废水60144030005000300500562生活污水62.51500250350150250693全混合废水122.531801500250020035069说明：工业园区、镇区等职工、流动人口、商贸、集镇等人口按10000人

13、来预测，以人均生活污水排放量0.15m3/d来估算。 （1）设计水量构成污水处理厂进水量的有：工业废水，商业和公共事业污水，居民、职工生活污水，渗入管网系统的地下水及其他废水等。工业废水包括聚酯废水、纺丝油剂废水和清洗废水及其经过脱硫塔后的脱硫废水，和其他企业排放的废水；生活污水包括工业园区的企业、酒店、超市、园区管委会、商业和公共事业等生活污水；其他水包括污水管网的渗漏和初期雨水等。工业园区废水水量现状及预测水量见表3-2。序号 项目 设计水量废水类别现状水量（m3/d）预测水量（ m3/d）1聚酯废水1440300023生活污水15001500地下水渗入和初期雨水5005004总水量344

14、05000表3-2 工业园区废水水量现状和预测表说明：聚酯废水排放量的现状水量已含发展的余量，考虑行业发展趋势和国民经济增长，以9%来考虑现状的发展速度。考虑到工业园区有一定的企业增长率及现有企业的发展，工业废水和生活污水会随之增加，一期工程实施34年后，到第四年污水量为5000m3/d，故一期的设计规模为5000m3/d。规划远期设计规模为10000m3/d，分两期实施，一期和二期设计规模分别为5000 m3/d。目前一期工程设计水量Qd=5000m3/d，Qh=210m3/h，Qhmax=220m3/h，（2）设计水质污水处理厂进水水质是污水处理厂设计的重要基础资料。商业、共用事业、居民职

15、工等生活污水水质生活污水有部分地下水渗漏进入及雨水进入，故水中有机物浓度应较一般生活污水低些，设计考虑的水质情况如表3-3：表3-3 生活污水设计水质情况 单位：mg/L 项目 名称pHBOD5CODSSNH3-NTP进水水质设计水质6969100200150250300300150200200304035122接管企业、单位的污水水质参照相关地区污水处理厂水质要求，结合太湖地区的水质情况，参考污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999），对排入城市下水道的工业废水有明确的水质指标规定，主要水质指标见表3-4：表3-4 排入城市下水道的工业废水水质指标规定项目CODCrNH3-NBOD5

16、SSpH要求500mg/L35mg/L300 mg/L400 mg/L69其中第一类污染物必须经过预处理后达到污水综合排放标准（GB8978-1996）表1的要求方可排入工业园区集中污水处理厂。表3-5 聚酯废水设计水质名称 项目pHCOD（mg/L）SS（mg/L）进水水质设计水质5656300050004500300500500聚酯废水水质 经过汽提塔后的聚酯废水水质，具体指标见表3-5。现状水质监测数据现状水质监测数据见表3-6.表3-6 现状水质监测数据序号项目pHCOD（mg/L）电导率（us/cm）TDS（mg/L）盐度（ppt）1234567汽提塔出水纺丝油剂废水清洗废水脱硫废水

17、蒸馏水自来水河水55877772675355418943417107.326525948801.232042953.7132.5129.524400.61160.321400.10.12.900.10.2说明：TDS为总溶解性固体，以上数据为2015年11月6日取样数据。3.2 设计范围废水处理系统设计从集水井进水法兰开始，到系统出水口管为止，从聚酯厂和化纤厂废水的管道输送不在此设计范围，具体如下：（1）废水从污水处理系统的集水井开始，到系统出口为止； （2）电器系统从污水处理系统进口的上接线柱，到系统出口为止。（3）污泥从沉淀池开始，到离心分离脱水为止；（4）沼气从厌氧塔水封到系统输气管止。

18、3.3 排放标准 根据太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值（DB32/T10722007）中的要求， 经过处理后的废水主要具体指标要求如下：CODCr 60mg/L NH3-N 5mg/L总氮 15mg/L T P 0.5 mg/L p H 693.4 回用水质要求 循环冷却水的水质标准应根据换热设备的结构形式、材质、工况条件、污垢热阻值、腐蚀率以及所采用的水处理配方等因素综合确定。根据集团聚酯分厂回用水主要用在冷却塔冷却用水，提出回用水质要求，具体回用水质指标见表37。表3-7 聚酯生产循环冷却水回用水质指标水质项目单位出水指标要求备注CODcrmg/L60江苏太湖地区排

19、放标准pH/7.08.0江苏太湖地区排放标准总磷mg/L0.5江苏太湖地区排放标准总氮mg/L15江苏太湖地区排放标准氨氮mg/L5江苏太湖地区排放标准电导率S/cm500回用水指标总硬度as CaCO3，mg/L200回用水指标总碱度as CaCO3，mg/L150回用水指标氯离子mg/L80回用水指标二氧化硅mg/L40回用水指标总铁mg/L0.1回用水指标浊度NTU，mg/L10回用水指标细菌总数cfu/ml1000回用水指标504 污水处理系统完善工艺分析4.1 工艺选择原则（1）设计方案严格执行环境保护有关规定，污水处理后必须保证出水主要指标均达到江苏省地方标准。 （2）采用简单、成

20、熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，减少投资及运行管理费用。（3）处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化；（4）设备有通用性和先进性，处理稳定可靠、效率高、管理方便，维修、维护工作量小，价格适中。（5）尽量减少污泥产生量，力求在系统内消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用。（6）布局科学合理，与外界环境协调，满足绿化要求。（7）尽可能减少对周围环境的影响，合理控制噪声，妥善处理固体废弃物，避免二次污染。（8）工程建设完成后力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。4.2 工艺设计中特别考虑的事情4.2.1 生产废水的复杂性7聚酯和化纤厂内目前生产废水为

21、聚酯废水、纺织油剂废水和清洗废水。聚酯废水经过汽提塔汽提13后，醛类等有毒有机物被大幅度去除，出水温度为6070度，聚酯废水为蒸馏的产物，缺乏营养物质，特别是氮、磷和其他一些微量元素16，但COD等有机污染物浓度高。纺织油剂废水含有一定的油份，含有C16、C18等有机物，需要加药剂破乳除油。清洗废水含有有机物和清洗剂。聚酯废水为弱酸性，与清洗废水、纺丝油剂废水等一起进入电厂的脱硫塔中，脱硫采用投加约为30%的液碱，脱硫废水中的杂质主要来源于烟气和脱硫剂。由于煤中含有包括重金属元素在内的多种元素，如F、C1、Cd、Hg、Pb、Ni、As和Cr重金属等，这些元素在燃烧过程中产生了多种化合物，这些化

22、合物一部分随炉渣排出炉膛，另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔，溶解于吸收浆液中。脱硫废水呈现pH值高、有机物浓度高、电导率高、悬浮物高的特点，但颗粒细小，主要成分为粉尘，同时还含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等。脱硫塔出水COD浓度约为30004500mg/L，pH在1013之间。脱硫废水在脱硫塔中循环，使废水综合利用，大大减少自来水的使用量和废水排放量。采用物化法针对不同种类的污染物，分别创造合宜的理化反应条件，使之予以彻底去除，加入碱液或酸液，调整废水pH值，在调整酸碱度的同时，为后续处理工艺环节创造适宜的反应条件，使废水中的大部分重金属形成沉淀物沉淀和大部分悬浮物。4.2.2 生活污水

23、的收集问题集团目前生活污水进入雨水管道，没有将生活污水与雨水分流，集团应该将厂内的生活污水单独收集，集中进入污水处理厂，一是处理了厂内的污染源，二是生活污水因氮、磷等营养物质及微量元素丰富，可以作为聚酯废水的营养源，减少了聚酯废水处理过程中投加营养盐的费用，同时降低废水处理的难度。从集团清洁生产和可持续发展以及环保要求来看，也应将生活污水单独收集，集中处理。建议在废水工程项目实施的过程中，应同时实施生活污水收集、输送的配套工程。脱硫塔的废水、纺织油剂废水、厂区的生活污水和工业园区的生活污水分别用不同的管道输送至污水厂相应的调节池，再进行合适调配，达标处理后排放或回用。4.2.3 厌氧运行的温度

24、问题（1）温度是影响厌氧生物处理工艺的重要因素温度主要是通过对厌氧微生物细胞内某些酶的活性的影响而影响微生物的生长速率和微生物对基质的代谢速率，这样就会影响到废水厌氧生物处理工艺中污泥的产量、有机物的去除速率、反应器所能达到的处理负荷；温度还会影响有机物在生化反应中的流向和某些中间产物的形成以及各种物质在水中的溶解度，因而可能会影响到沼气的产量和成分等；另外温度还可能会影响剩余污泥的成分与性状。在废水厌氧生物处理装置和设备的运行中，要维持定的反应温度又与能耗和运行成本有关。所谓最适温度，是指在此温度附近参与厌氧消化的微生物能达到其最大的生物活性，具体的衡量指标可以是产气速率或者是有机物的消耗速

25、率。这是由于一般认为温度是影响微生物生命活动过程的重要因素之一，对厌氧微生物及厌氧消化的影响尤为显著。温度主要通过酶的活性来影响微生物的生长速率与基质的代谢速率，因而与有机物的处理效率与污泥产生量有关。厌氧处理1915工艺一般分为常温（1020）、中温（3540）、高温（5055）3种。由于中温菌（特别是产甲烷菌）种类多，易于培养驯化、活性高，因此厌氧处理常采用中温消化。（2）温度平衡的措施a、与冷却后的废水换热脱硫塔出来的废水温度在30度左右，通过水泵输送至两公里之外的污水处理厂，由于季节差异，废水温度降低的程度不同。采用与冷却塔的出水进行换热，所换热的程度取决于冷却塔出水的水温，如果温度达

26、到45度以上，可以通过板式换热器换热来提高输送污水的温度。设计考虑脱硫塔出水的日水量为Qd=3000m3/d，最大小时水量为Qh=125m3/h，可采用1套200m2的板式换热器与冷却塔出水进行间壁换热，同时也降低了循环水池的水温，便于冷却塔提高效率。b、尾水加热废水集团聚酯和化纤项目共实施6台25t/h的导热油燃煤锅炉，产生一定量的烟气，烟气温度高，可以将烟气的热量传递到废水中，提高废水的温度。建设一套尾气余热换热装置，采用汽水喷射式换热泵，形成热能循环利用。c、蒸汽加热脱硫塔出水的废水通过换热后，提高废水的温度，然后输送到污水站，因废水的pH值需要调整，对废水的水质、水量需要调节，以及长距

27、离的输送，增加了废水温度控制的难度。夏季基本上能保证废水进行厌氧处理的温度，冬季昼夜温差大，启动初期应采用蒸汽对废水进行加热，采用汽水喷射式换热泵进行换热，待厌氧塔稳定运行后，厌氧产生的沼气对废水进行补充加热，可以减少蒸汽的使用量。综上所述，采用冷却塔出水对废水进行换热，建设尾气余热换热装置，废水进入污水厂调节池前进行换热，提高废水的温度至4050左右，然后输送到污水厂。废水经过调整pH初次沉淀后，进入厌氧塔前采用蒸汽的汽水喷射式换热泵进行换热，沼气燃烧补充加热。4.2.4 废水的酸度问题厌氧处理中，水解菌与产酸菌对pH值有较大范围的适应性，大多数这类菌可以在pH值为5.08.5范围内生长良好

28、，一些产酸菌对pH5时仍可生长，但是产甲烷菌对pH值适应性极差。在厌氧体系中，其他非产甲烷菌如发酵细菌等对pH值的变化不如产甲烷菌敏感，在pH值发生较大变化时，这些细菌受到的影响较小，它们能继续将进水中的有机物转化为脂肪酸等，导致反应器内有机酸的积累、酸碱平衡失调，使产甲烷菌的活性受到更大抑制，最终导致反应器运行失败。因此，在厌氧生物处理过程中，应特别注意反应器内pH值的控制，一般应维持在产甲烷菌的最适范围内，即6.57.5（最佳6.87.2）之间。厌氧处理的这一pH值指的是反应区的pH值，而不是进液的pH，因为废水进入反应器内，生化过程和稀释作用可以迅速的改变进液pH值。生产废水输送到污水厂

29、调节池后通过投加硫酸来中和废水的pH值，废水经过沉淀后，可以去除废水中的金属离子。厌氧塔进水的pH控制在6.58.0之间。4.3 废水处理工艺的确定4.3.1 聚酯废水厌氧工艺的确定一种好的厌氧反应器若想获得高的处理效率、高负荷、高稳定性，必须具备如下两点： a）产气和进水的均匀分布以及内循环回流，使底部的污泥呈“流化”状态，进水（底物）和活性污泥（菌种）形成了很好的接触，增大了相互间的传质效果； b）多组三相分离器的保护，使污泥的流失量仅为UASB17的1/3以下，从而保证了反应器运行时有足够多的活性污泥，为反应器的稳定、高负荷运行提供安全保障。IC内循环厌氧反应器是在第二代厌氧反应器（UA

30、SB）基础上开发出来的，从结构上可看成是由两个上下重叠的UASB反应器串联组成，利用厌氧反应所产生的沼气作为动力，将废水、污泥提升至反应器顶部的分离包，再从中心回流水管回流至反应器底部，实现了混合液的内循环，缓冲了底部进水对污泥的冲击，同时提高了反应器的水力负荷，保证泥水的充分混合，使废水获得稳定的处理效果。 IC反应器完全作到了以上两点，同时具备如下特点： a）IC与第一、二代厌氧技术相比占地可减少1/21/3，池体容积可减少1/31/4，工程总投资也大幅度降低； b）有专门的分离包，使沼气收集率高； c）出水稳定，耐冲击负荷强； d）内循环系统大大减少动力设备消耗及降低运行、维修费用； e

31、）解决进水系统最易引发的结垢堵塞的问题。由于厌氧环节的设备是最主要的设备，考虑公司的实际操作、降低管理风险，建议采用较大体积的IC反应器，以确保厌氧出水COD足够低并且安全稳定可靠，中温运行。4.3.2 好氧工艺的选择29活性污泥法是利用活性污泥处理废水的一种方法。生物环境条件沿池长变化，有机物浓度沿池长逐渐降低，入口处污泥负荷高，出口处降低到内源呼吸水平；推流运行，在负荷较稳定情况下，很少产生短流，能获得高度净化的出水；需氧量沿池长变化，不平衡，入口处耗氧快，氧成为限制因素，渐近出口处供氧过度。但活性污泥法处理化工废水时，对水量、水质的变化适应性差，冲击负荷对污泥及处理性能影响大；进水有机物

32、浓度不能太高，对有毒、抑制物质敏感；容积负荷低、池体积庞大，占地多；平均污泥浓度低等缺点。生物膜法是附着生长生物反应器的一种，它是利用附着生长的微生物对废水中有机物的新陈代谢作用去除废水中有机物。一般好氧处理聚酯废水、生活污水的工艺多选用接触氧化工艺和氧化沟工艺，在本方案中选取氧化沟工艺1，其与接触氧化工艺相比有如下特点：氧化沟和生物接触氧化法都是活性污泥法的延伸，其对有机物降解原理相同，都是通过向池内机械供氧，并利用池内的微生物对有机物进行分解，都具有污泥产率低，排泥量少，去除效果好等优点。氧化沟在处理聚酯废水、生活污水时具有生物接触氧化法不能及的优点：（1）在水力流态上，氧化沟内流速可达0

33、.3m/s以上，并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，使沟内各段的有机物浓度不会有大的变化；生物接触氧化法的水力流态是推流式的，当进水水质发生变化时，对池内的污泥冲击较大。因此，氧化沟的抗冲击负荷能力较接触氧化工艺强。（2）氧化沟包括厌氧段、好氧段、沉淀池，沉淀池沉淀下来的污泥大部分都回流到厌氧段，保证厌氧段的污泥浓度较高。因聚酯废水的可生化性不是很高，在废水进入氧化沟厌氧段后，沟内的兼性微生物可将废水中的难降解的长链大分子有机物进行分解、断裂，将其分为易分解的小分子物质，可提高废水的可生化性，以利于后续好氧段的生化反应。接触氧化池

34、即使设置厌氧段，也难保证有高浓度的污泥而使效果不明显。因此，对于处理经过厌氧后的聚酯废水，其处理效果的稳定性较接触氧化池好些。（3）氧化沟与生物接触氧化法相比，在相同的停留时间（有机负荷）的情况下，能够达到同样的处理效果，但没有了填料部分的投资，工程造价有所降低。4.3.3 深度处理与回用处理工艺深度处理23采用曝气生物滤池、吸附滤池、臭氧消毒，使废水达到回用水质要求。曝气生物滤池必须选择合适的填料，这关系到曝气生物滤池使用效果、寿命、造价等，是该技术的关键因素之一。曝气生物滤池的填料，是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具备下述特性：能为微生物附着提供大量的表面积；使污水以液膜状态流过生物膜

35、；有足够的孔隙率，保证氧的供给；不被微生物分解，也不抑制微生物生长，有较好的化学稳定性；有一定的机械强度，且价格低廉。本工程采用无机固体活性填料，具有较强硬度，防止装填、使用过程中破损；亲水性、抗化学腐蚀性、生物稳定性等方面都能够满足要求；陶粒的机械强度不够，使用过程中易破碎，无机固体填料价格比陶粒和活性炭低，效果略好于陶粒，因此曝气生物滤池的填料采用无机固体生物活性填料，使用寿命长（至少15年以上）。因废水经过厌氧、好氧和曝气生物滤池降解后，残留在废水中的有机物很难生物降解，采用活性炭吸附滤池，以去除废水中难降解的物质，吸附滤池出水进行臭氧消毒，使废水处理能够应对特殊时期的水质变化，提高系统

36、的抗冲击能力。一般时期均能超越吸附滤池。4.4 污水集中处理厂工艺路线4.4.1 工艺路线 本项目具体工艺流程如图4-1。脱硫废水、生活污水、纺织油剂废水分别经过一定的前处理工序，后相互交叉，充分利用现有构筑物资源，实现综合处理模式。4.4.2 工艺流程说明 （1）聚酯废水和清洗废水进入脱硫塔后的脱硫废水输送至聚酯废水调节池，在进调节池入口处安装格栅，去除废水中的大块悬浮物，然后废水进入调节池，调节池分为调节区和混合反应区，在混合反应区投加酸液或药剂，进行反应，然后泵入中和沉淀池，去除废水的悬浮物、部分金属离子，调整废水的pH值。纺织油剂废水输送至污水厂的油剂废水调节池，然后泵入气浮池，气浮池

37、28采用泵前加药，经过破乳和气浮后，浮渣通过刮渣机刮入集油设备，气浮出水进入营养调配池，沉淀出水自流入营养调配池，与一定的生活污水（聚酯废水量的1025%）和营养盐等混合后，同时采用蒸汽加热，控制废水的温度在3540之间，然后泵入厌氧塔，厌氧塔采用第三代中温厌氧生物技术，使废水中的大部分有机物被生物降解，出水进行污泥选择，颗粒小的污泥回流到厌氧塔，细碎的污泥进入污泥浓缩池，生活污水水解池水解沉淀池氧化沟二沉池曝气生物滤池污泥浓缩池剩余污泥纺织油剂废水生活污水调节池污泥回流脱硫塔废水厌氧塔厌氧沉淀池中和沉淀池污泥回流调配铝合金达标废水吸附滤池消毒池和清水池标准排放口污泥回流格栅、调节池营养调配池

38、泵蒸汽 营养盐泵泵沉淀出水污泥带滤外运处置油剂废水调节池气浮池泵出水污泥图4-1 综合废水处理工艺流程图污泥浓缩后的出水进入水解池4与生活污水等进行水解。 （2）生活污水泵入综合调节池，在进调节池入口处安装格栅，去除废水中的大块悬浮物，然后废水进入调节池，废水经过调节后进入水解池，废水与厌氧污泥充分混合进行厌氧降解，使废水中大分子污染物变成小分子污染物，难降解的污染物变成易降解的污染物，水解池出水进入水解沉淀池，进行污泥回流，保证水解池有足够的厌氧污泥浓度。 （3）经过水解厌氧沉淀后的出水进入A/O式氧化沟进行好氧生物降解，去除有机物和脱氮除磷。好氧出水经过沉淀后污泥回流到氧化沟，延长污泥的泥

39、龄，进行自身氧化分解，减少剩余污泥的排放。 （4）因用水回流到冷却塔上，如果投加化学药剂，会导致电导率、氯离子升高，影响回用水质。 （5）污泥处理：聚酯厌氧沉淀池的污泥、水解池的污泥以及二沉池的污泥中部分性能好的污泥回流在厌氧系统内，剩余污泥排放。生化剩余污泥经过污泥浓缩后，清液进入集水井，浓缩液带滤处理，脱水后滤饼外运。4.5 主要构筑物去除率指标 各主要构筑物去除率预测如表4-1。表4-1废水处理去除率预测表序号处理单元类别主要水质项目CODcr（mg/L）NH3-N（mg/L）1聚酯废水调节池进水500030出水500030去除率（%）2聚酯废水初沉池进水500030出水450030去除

40、率（%）103厌氧塔和污泥选择池进水450030出水135025去除率（%）70204厌氧水解池进水90030出水60027去除率（%）35105A/O式氧化沟进水60027出水907去除率（%）85756曝气生物滤池进水907出水805去除率（%）12307吸附滤池和消毒池进水805出水605去除率（%）258总去除率（%）去除率（%）94929出水排放标准/605经过消毒后的清水作为冷却塔补充水，与循环水一起到冷却水处理系统。5 污水处理工程工艺设计5.1 聚酯废水厌氧处理系统5.1.1 聚酯废水调节池 聚酯废水设计水量：Qd=3000m3/d，Qh=125m3/h 主要功能：调节池分调节

41、区、混合反应区、营养调配区，调节区为调节聚酯生产废水的水质、水量，安装曝气管道，防止悬浮物沉淀；混合反应区为投加中和药剂，混合反应；营养调配区为投加氮、磷及其他营养物质，蒸汽加热，调配生活污水，视聚酯废水的水量，以聚酯废水水量1025%的生活污水调配至营养调配区，采用温度控制仪进行温度控制，控温至3540之间。主要设计参数数 量： 1座配套设备如下：调节区设备：（1）加药设备，2套，非标，功率：N=0.75KW，用于加酸；（2）ABS曝气管道，50mm ，1套；（3）鼓风机，风量：Q=8m3/min，风压：H=4m，功率：N=11KW，2套，与生活污水调节池共用。混合反应区设备：（1）混合反应

42、搅拌机，320mm，N=2.2KW，潜水铸件式，1台；（2）pH控制系统，PLC控制，1套；（3）初沉提升泵，流量：Q=130m3/h，扬程：H=12m，功率：P=7.5KW，数 量：2台，1用1备；营养调配区设备：（1）加氮磷营养设备，2套，非标；（2）pH控制系统，PLC控制，1套；（3）温度控制系统，PLC控制，1套；（4）液位控制仪，1套；（5）电磁流量计，DN80，2套，每个厌氧塔各安装1套；（6）汽水喷射式换热泵，1套；（7）沼气燃烧器，不锈钢材质，1套；（8）热交换器，不锈钢材质，1套；（9）厌氧进水提升泵，流量：Q=150m3/h，扬程：H=30m，功率：P=18.5KW，数

43、量：2台，1用1备；5.1.2 聚酯废水初沉池主要功能：去除脱硫塔废水加酸后产生的沉淀和悬浮物，澄清出水。排泥方式：机械刮泥。主要设计参数： 设计水量：Qd=3000m3/d，Qh=125m3/h 5.1.3 纺织油剂废水调节池和气浮池本段设计水量：Qd=72m3/d，Qh=3m3/h，气浮池按10m3/h，一期和二期共用1座气浮池。 主要功能：收集纺丝油剂废水，调节水质、水量，然后通过提升泵将纺丝油剂废水提升至气浮池，气浮池设反应区，与药剂发生反应，破乳和气浮后，污泥浮渣进入污泥浓缩池，气浮出水进入营养调配池，与其他废水一起进行厌氧生物降解。主要设计参数水力停留时间t=3.5d，主要配套设备

44、（1）气浮进水提升泵：2套，1用1备，Q=10m3/h，H=10m，N=0.75KW；（2）10t/h气浮池，1套，设计尺寸LWH=6.02.82.0m，有效水深1.6m，形式：A3钢制作，内壁环氧树脂二度防腐，气浮池配套设备：溶气释放器，刮泥机，溶气罐，加药设备等。（一期工程气浮池运转为每天1班，白班制，二期工程实施后气浮池运转为每天2班）5.1.4 聚酯废水厌氧塔本段设计水量：Qd=3000m3/d，Qh=125m3/h。主要功能：根据同类聚酯废水水质及其厌氧实际工程情况，采用IC厌氧反应器处理聚酯废水。厌氧反应器采用成熟技术，针对聚酯废水情况优化设计。图5-1 内循环厌氧反应器IC（In

45、ternal Circulation）厌氧反应器（图5-1）由两个反应室垂直串联组成，第一反应室为高负荷反应室，其底部为进水区和回流出水区，上部为低负荷的第二反应室，在两室之间有沼气集气罩，在第二反应室中上部设有三相分离器，反应器的顶部有三相分离包。两反应室和三相分离包用提升管和回流管相联。该反应器由波浪板三相分离器、内循环厌氧反应器回流管防堵装置专利设备集成在一起18。主要设计尺寸设计尺寸：DH=12.022.5m，3座 单座容积：2500m3停留时间：2.5d使用方式：设计时采用并联使用，管道安装可并联或串联使用。温 度：3540 材 质：钢结构，内部防腐 保 温：外部保温棉保温，外彩钢瓦

46、装饰 加热方式：（1）汽水喷射式换热泵加热，调试期、特殊时期使用蒸汽加热； （2）沼气燃烧器加热，估计厌氧塔稳定运行时沼气产量20002500m3/d ，沼气燃烧产生的热量用于调控废水的温度。主要配套设备（1）进水配水器，DH=0.251.5m，12套，每座4套；布水器：V-48m，12套，每座4套（2）小三相分离器：V-0.80.75m，6套，每座2套； 大三相分离器：V-1.41.5m，6套，每座2套；（3）沼气集气箱：LH=1115m，6套，每座2套（4）内循环及防堵装置：DH=0.422.5m，12套，每座4套（5）泥水分离包：DH=1.51.5m ，12套，每座4套（6）水封：DH=

47、1.21.8m， 3套，每座1套（7）厌氧塔筒体：DH=12.022.5m ，3套，每座1套（8）厌氧塔出水整流堰及群座：w-0.3，非标，2套（9）厌氧塔排泥管、取样管、人孔、出水斗、出水管，1套以上材质均为碳钢。（10）PLC温度控制仪，3套。IC反应器产泥量的计算10 设污泥含水率为98%，因含水率大于95%，取=1000mg/L，则污泥产量为5.1.5 聚酯废水厌氧沉淀池本段设计水量：Qd=3600m3/d，Qh=150m3/h主要功能：作为厌氧处理的污泥沉淀、污泥回流、储备系统，可以提高厌氧系统的抗冲击能力、保证厌氧污泥浓度。主要设计参数建筑形式：地上式钢砼结构 主要配套设备：（1）

48、刮泥机：单桥周边传动式，N=1.5KW，1套，碳钢结构；（2）排泥泵：Q=50m3/h，H=25m，N=7.5KW，3套，2用1备。5.2 生活污水等好氧处理系统5.2.1 生活污水等调节池 本段设计水量：Qd=2000m3/d，Qh=85m3/h主要功能：调节废水的水质、水量，使废水混合均匀。主要设计参数水力停留时间t=6h，建筑形式： 地下式钢砼结构，数 量： 1座配套设备如下：（1）进水提升泵，Q=100m3/h，H=12m，N=11KW，数 量：2台，1用1备；（2）厌氧配水泵，Q=20m3/h，H=12m，N=2.2KW，数 量：2台，1用1备；（3）pH控制系统、液位控制仪，各1套

49、；（4）电磁流量计，DN150，1套。5.2.2 水解池本段设计水量：Qd=5000m3/d，Qh=210m3/h，以下构筑物按3000 m3/d的聚酯废水和2000 m3/d的其他废水来设计。功 能：经过深度厌氧后聚酯废水与生活污水等混合，调整废水的可生化性，降解废水中的有机污染物，使废水中大分子污染物变成小分子污染物、难降解的污染物变成易降解的污染物，使废水中的有机物尽可能采用厌氧和水解的方式去除，以降低好氧系统有机负荷和运行费用。主要设计参数水力停留时间t=28h， 建筑形式： 半地上半地下式钢砼结构数 量： 1座配套设备如下：（1）潜水搅拌机，叶轮直径：2.5m，功率：P=4KW，数量

50、：9台，8用1备。（2）pH控制系统、DO控制系统，各1套。5.2.3 水解沉淀池主要功能：经过水解后，性能好的厌氧污泥回流到水解池前段，性能差的污泥排入污泥浓缩池，水解池出水进入A/O式氧化沟。沉淀部分水面面积（A） 出水槽设于池周边，设出水槽宽b=0.4m，槽壁及槽底厚h=0.1m槽内最大水深h1，=0.5m，自由流出槽高=0.5+0.1=0.6m设计尺寸：DH=20.05.5m，1座，建筑形式：半地上半地下式钢砼结构，数 量： 1座配套设备如下：（1）刮泥机：单桥周边传动式，N=1.5KW，1套，碳钢结构；（2）排泥泵：Q=100m3/h，H= 10m，功率7.5KW，2套，1用1备。5

51、.2.4 A/O式氧化沟主要功能：降解废水中的大部分有机污染物，采用A/O方式22运转，进行脱氮除磷21，同时，也减少使用空气量。氧化沟内流速可达0.3m/s以上，并有着沟内的泥水大比例回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，具有污泥产率低，排泥量少，去除效果好，操作简单等优点。氧化沟设计处理水质参数如表5-1。主要设计参数设计流量Q=5000m3/d=208m3/h污泥负荷0.1kgBOD5/（kgVSSd）MLSS=3000mg/L表5-1 氧化沟设计处理水质水质指标CODCrBOD5（S0）TNNH4+-NSS进水水质（mg/L）600240362

52、7300出水水质（mg/L）9036107301.池体设计计算 氧化沟所需总容积V 2实际需气计算 本设计采用旋孔器曝气，氧利用率0.1，安全因素采用1.3，空气密度1.201kg/m3，空气中氧含量23.2%。 理论空气量为：b.校核设计取气水混合比为20：1，则所需空气量为： c.工程实际计算 本设计拟采用2500个曝气器，每个曝气器曝气2.5m3/h，则所需空气量为： 因本设计采用A/O运转，设曝气区为总面积的85%，则所需的空气量为： 建筑形式： 半地上半地下式钢砼结构，数 量： 4廊道，1座配套设备如下：（1）潜水搅拌机，叶轮直径：2.5m，功率：P=4KW，数量：10台；（2）pH

53、控制系统、DO控制系统，各1套；（3）风机30，风量：45m3/min，风压：5m，功率：55KW，数量：3台，2用1备； （4）风机变频器，3套；（5）旋流切割曝气器，规格：260mm，数量：2500套；（6）配气管，材质：ABS管，DN50mm，8套。5.2.5 氧化沟沉淀池主要功能：沉淀氧化沟的出水9，泥水分离，澄清出水。主要设计参数 表面负荷：0.7m3/（m2h）停留时间：4.5 hr处理水量Q5000m3/d=208.3m3/h 设计计算建筑形式： 半地上半地下式钢砼结构，数 量： 1座配套设备如下：（1）刮吸泥机：单桥周边传动式，N=1.5KW，1套，碳钢结构；（2）排泥泵：Q=

54、150m3/h，H= 10m，功率7.5KW，2套，1用1备。5.2.6、曝气生物滤池主要功能：曝气生物滤池可深度处理废水，去除有机物、氨氮进行硝化及脱氮，净化能力强，占地面积小，耐冲击负荷能力强，优点显著。 曝气生物滤池与其他处理工艺比较：1) 只需较小的池容和占地：停留时间短；2) 出水水质好：因兼有氧化和过滤作用，能保证较好的出水水质；3) 简化处理流程：不需设置二沉池和污泥回流系统，占地少；4) 基建费用、运行费用节省：因流程短、池容小、占地省，基建费用会较低，因采用颗粒填料，使得充氧效率很高，可节省能源消耗；5) 管理简单：抗冲击能力强，无污泥膨胀问题，运行效果稳定；6) 设施可间断

55、运行：长期停止运行后，再启动较快，微生物量积累较快，设施可在短期内恢复正常运行。本项目采用的是上流式的曝气生物滤池，设计参数如下：主要设计参数 设计过滤速度：1.0 m/h 过滤面积：210m2 设计尺寸：LWH=24105m，分2个区，每区为4格。有效容积：630m3停留时间：3.0 h建筑形式： 半地下半地上式钢砼结构 滤料层厚：2.5m 承托层厚度：1m，=60120mm，数量(以体积计，下同)：200m3 填料层厚度：1.5m，=1017mm，数量：300m3采用气、水联合定时进行反冲洗，空气管采用穿孔管，设在池底。配水采用小阻力配水系统。设反冲洗强度q=4L/(m2s)，滤料层反冲洗

56、膨胀率控制在10%以内，反冲洗总时间约在710分钟左右。反冲洗出水进入污泥池，上清液进入调节池，浓缩液进行脱水处理。反冲洗周期：根据实际情况，采用定时反冲洗。配套设备如下：（1）风机，Q= 16m3/min，H= 4m，N=18.5KW，同时作为曝气和反冲洗曝气，2台，1用1备。（2）加药设备，2套，非标，用于在曝气生物滤池出水投加杀菌剂、阻垢剂等要求。5.2.7 吸附滤池 主要功能：因废水的排放要求和回用要求高，对废水处理的难度加大，在曝气生物滤池的最后增加活性炭24，吸附池为上流式，底层为陶粒，上层为活性炭，使废水处理能够应对特殊时期的水质变化，提高系统的抗冲击能力。一般时期超越吸附滤池。

57、过滤速度：3.5h/h；吸附时间：40min；设计尺寸：LWH=1275m，钢砼结构，1座。活性炭厚度：1.5m，=35mm，数量：100m3活性炭支架、滤板1套。反冲洗采用水力反冲洗。 5.2.8 臭氧消毒池和清水池主要功能：采用臭氧消毒2527，可以去除废水中铁、锰盐类、硫化物、亚硝酸盐，使废水中溶解有机物产生微絮凝作用，提高出水水质，有利于循环冷却水的杀菌、除藻、除垢。主要设计参数： 接触时间：50min 设计尺寸：LWH=1275m，配套设备如下： （1）臭氧发生器，1套，3000g/L（2）清水泵：3台，Q=150m3/h，H=20m，N=15KW， 2用1备。5.3 配套处理设施5

58、.3.1 污泥处理设施生化系统形成A/O的运行方式，延长系统的污泥龄，使其大部分自身氧化分解，剩余污泥和物化污泥进行处理。污泥是污泥处理过程中的产物，污泥浓缩池是整个污水处理厂的主要组成部分。污泥浓缩池的目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，稳定污泥性质，并为污泥的进一步处理创造条件。生化污泥大部分回流至好氧池、兼氧池进行污泥减量化，物化污泥全部进入浓缩池。污泥脱水方式，使用最常见的为板框压滤机、带式压滤和离心脱水26方式。板框压滤机劳动强度大，自动化程度低，但脱水效果较好，适合小水量污水处理厂。离心脱水系统结构紧凑，附属设备少，在密闭状况下运行，臭味小、工作环境好，不需要过滤介质，维护较为方便，能长期自动连续运转，但噪音较大，动力费用高。带式压滤机需滤带作为过滤介质，对滤带要求