工艺方案设计（ 段总修改）

阳煤集团太原化工新材料有限公司太化（搬迁）清徐化工新材料园区项目污水处理技术方案天津膜天膜科技股份有限公司2013-4-9目 录一 项目概况3二 设计依据41 工艺流程设计原则42 遵循规范43 污水水质和水量44 产水指标65 排放水指标6三 系统工艺设计71工艺概述71.1 污水生化处理单元71.2 回用水处理单元91.3 浓水处理单元102. 工艺设计说明112.1 污水生化单元112.2 回用水处理单元252.3 浓水化学处理单元（异相催化氧化）38四 各工艺单元参数汇总42五 运行费用45五 工程投资概算46一 项目概况太化（搬迁）清徐化工新材料园区项目是承接太化搬迁的主要项目，地址在山西清徐经济开发区。项目内容主要化工装置包括：40万吨/年合成氨及35000m3/h制氢煤气化装置、40万吨/年合成氨及35000m3/h制氢气体净化及氨合成装置、30万吨/年环己醇/酮装置等9项化工产品生产装置。配套公用工程及辅助生产设施包括：空分装置、锅炉房、新鲜水、消防水、脱盐水、污水生化处理站等等。项目已经省发改委备案。装置总投资143亿元。根据整个工业园区的废水统计（不含生活废水），将整个工业园区的工业废水集中处理，通过生化处理工艺和膜分离工艺，将废水深度处理净化，处理后的废水可以回用至循环水补水。废水处理过程中产生浓水经过高级氧化和过滤处理，排放时满足相关标准和要求。二 设计依据1 工艺流程设计原则a） 严格遵循国家、行业、地方有关规范、标准和规定；b） 污水处理场出水水质符合本项目环境影响报告书及批复规定的排放标准；c） 在稳妥可靠的基础上，积极采用先进的工艺和技术；d） 实施清污分流，污污分流，污污分治，分质处理，达标排放与回用相结合；e） 优化设计方案，方便管理、节约投资、降低运行费、节省占地；f） 遵循HSE标准，注重环境保护和职业安全卫生，力求获得最大的社会效益、环境效益和经济效益；g） 操作运行方便，提高自动化水平，力求维护管理简单。2 遵循规范a） 室外排水设计规范 GB 50014-2006b） 石油化工企业给水排水系统设计规范 SH3015-2003c） 石油化工污水处理设计规范 GB50747-2012d） 石油化工企业设计防火规范 GB 50160-2008e） 建筑设计防火规范 GB 50016-2006f） 建筑灭火器配置设计规范 GB 50140-2005g） 城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002h） 恶臭污染物排放标准 GB 14555-93i） 大气污染物综合排放标准 GB 16927-1996j） 石油化工给水排水管道工程施工及验收规范 SH 3533-20033 污水水质和水量整个工业园区的废水统计如下：表2-1 工业园区废水水质水量统计表序号车间或工段名称废水名称排放量（m3/h）水质特征情况备注正常最大温度1己二酸装置活性炭过滤器清洗废液2.52.720含己二酸：4%，硝酸及少量活性炭颗粒。pH=5、COD=8000mg/l结晶器真空系统喷淋废水122020硝酸、水、己二酸pH=1、COD=8000mg/l硝酸浓缩塔顶一元酸455520乙酸、丙酸、丙二酸、硝酸、水,微量Cu、V2O5未可预见量15203020室外装置机泵冷却及液封排水机泵冷却水、液封排水81015202双氧水33.520COD100 mg/l、 pH 69、BOD30 mg/l、油5mg/l3苯加氢含油污水1120微含油含硫污水2.52.520COD:10000 mg/l4己内酰胺间断废水8512520COD: 700 3000mg/l、ZnSO4：0.40.5%、NH3-N：2000mg/l连续废水17418420COD: 30008000mg/l、Zn、SiO2、Al2O3、pH:6.88.55低温甲醇洗连续废水152050甲醇：150500mg/l、HCN:0.5 mg/l、NaOH 0.1%，余压0.4MPa6煤气化渣及灰水处理9012020PH: 79、总悬浮固体：100 mg/l、 总溶解固体：2000 mg/l 、NH3-N形式的总氮：350mg/l、HCOOH形式的甲酸盐：300 mg/l、H2S形式的总的硫化物：3.6 mg/l、阳离子钙：1125 mg/l、镁:10 mg/l、钠:220 mg/l、钾:7 mg/l、铁:10 mg/l、阴离子氯离子：338 mg/l、氟离子:15 mg/l、氰离子:20 mg/l、 COD: 1000mg/l变化22.5207初期雨水5075常温类似地面冲洗水8硫酸装置连续废水33.59其它地面冲洗水2030常温SS:440mg/l、COD：500 mg/lBOD:80.6 mg/l、挥发酚：0.79mg/l、NH3-N：75mg/l、硝态氮：8.9mg/l、硫化物：2 mg/l、石油类:200mg/l、10生活污水生活污水203911小 计556.4730.14 产水指标出水水量达到260450m3/h。出水水质满足国家标准工业循环水水质标准（GB50050-1995）中的循环水补水水质要求。5 排放水指标工程排水指标间下表：表2-2 工程废水污染物排放结果一览表污染物名称排放量（m3/h）COD 氨氮浓度mg/L排放量t/a浓度mg/L排放量t/a中水深度处理站排水2604092.224.6三 系统工艺设计1工艺概述我方按照污水生化处理、回用水处理、浓水化学处理三个水处理单元分别阐述工艺设计的基本思路。1.1 污水生化处理单元污水处理单元工艺和水平衡设计见图3-1。图3-1 污水处理工艺水平衡图根据技术部所提供的全厂各装置现有的水质、水量数据，经过分析统计，将来水分为高负荷污水部分和低负荷污水部分，两部分污水的水质水量划分见表3-1和表3-2。表中的加权平均值作为本工程的设计进水水质。表3-1 高负荷污水水质水量加权平均表序号高负荷污水水量CODBODSSNH3-N油单位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L1己二酸装置12280002003微量2苯加氢装置4100002003微量3己内酰胺(连续废水)1848000200100微量4加权平均值310802620061微量表3-2 低负荷污水水质水量加权平均表序号低负荷污水水量CODBODSSNH3-N油单位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L1双氧水410030200微量2低温甲醇20500400200300微量3煤气化1231000300100微量4初期雨水75200100200微量5硫酸装置41500200200微量6其他306008044080微量7生活污水39600250200微量加权平均值29566422218329微量己内酰胺间断废水部分由于其高COD和高NH3-N，需单独处理。采用汽提蒸氨的工艺脱除污水中的NH3-N。脱氨后的已内酰胺废水并入高负荷污水部分。高负荷污水采用采用高负荷曝气生物滤池进行处理后与低负荷污水在调节池混合均质。再采用水解酸化工艺使来水中难降解有机物开环断链，增加可生化性。对污水进行二级生化处理（即缺氧+好氧+MBR工艺），经过生化处理后的出水CODcr和氨氮不能达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，污水需要进行深度处理。MBR工艺出水具有悬浮物含量少，CODcr含量低，可生化性差等特点，传统的混凝沉淀过滤的深度处理工艺已经不再适用。借鉴类似的工程实例，臭氧接触氧化+曝气生物滤池工艺有很好的适应性。出水水质可以达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。各级工艺的水质计算表见表3-3。表3-3 污水处理单元各级工艺水质计算表序号项目单位调节池1汽提脱氨出水高负荷来水调节池2高负荷曝气生物滤池出水低负荷来水水解酸化进水生化工艺（缺氧+好氧+MBR）出水臭氧接触氧化池+曝气生物滤池出水已内酰胺间断废水已内酰胺间断废水己二酸+苯加氢+己内酰胺连续废水己二酸+苯加氢+己内酰胺己二酸+苯加氢+己内酰胺双氧水+低温甲醇+煤气化+初期雨水+硫酸装置+其他+生活污水全车间和工艺段污水加权平均全车间和工艺段污水全车间和工艺段污水水量m3/h1251253104354352957307207201温度2045202020202020202pH911810810810810696969693CODcrmg/L30003000707059001000660982120504BOD5mg/L295400(投加甲醇)30105SSmg/L2002002002001002001405306TNmg/L250012012012080120962577NH3-Nmg/L200010010010060100762058油mg/L微量微量微量微量微量微量微量微量微量1.2 回用水处理单元回用水处理工艺水平衡图见图3-2图3-2 回用水处理工艺水平衡图根据污水处理单元出水的水质水量指标，进行回用水处理单元的工艺设计。污水站出水进调节池4。经过高密度沉淀池和V型滤池预处理去除水中绝大部分的悬浮物、油份、胶体等物质，出水进清水池。回用水处理单元采用超滤+反渗透双膜法处理主体工艺，使出水达到工业循环水水质标准（GB50050-1995 ）中循环水补水的水质指标。实现污水资源化回用。回用水处理单元各级工艺的水质指标见表3-4。表3-4回用水处理单元各级工艺的水质计算表序号项目单位来水高密+V型滤池出水水质超滤出水反渗透出水水量m3/h7208006804351温度202020202pH696969693CODcrmg/L50454014BOD5mg/L1010805SSmg/L305116TNmg/L77707NH3-Nmg/L55508油mg/L微量0009TDSmg/L3500350035001751.3 浓水处理单元采用异相催化氧化工艺处理反渗透系统产生的浓水，异相催化氧化通过化学药剂的氧化作用使浓水中的难降解的有机物开环断链，再通过加药混凝反应沉淀+过滤的方法达到降低有机物的目的，为了保证出水水质稳定达标，设置活性炭吸附的工艺，进一步降低污水中的COD，保证排水水质COD<40mg/L。图3-3 浓盐水处理工艺水平衡图表3-4浓水处理单元各级工艺的水质计算表序号项目单位反渗透浓水异相催化氧化出水混凝反应沉淀+介质过滤活性炭吸附水量m3/h2702702702701温度202020202pH696969693CODcrmg/L1206050404BOD5mg/L248655SSmg/L2301056TNmg/L212227NH3-Nmg/L152228油mg/L00009TDSmg/L140001450014500145002. 工艺设计说明2.1 污水生化单元2.1.1 汽提蒸氨u 工艺设计参数单塔需处理的含氨废水量为125m3/h，温度为30，进水NH3-N含量2000mg/L，汽提蒸氨塔出水NH3-N含量为100mg/L。根据进料量与温度通过计算软件得出，废水首先进入蒸氨塔顶的分缩器内与含量85%的氨汽换热至70，为分缩器提供冷源，出塔氨汽温度为51；原料水加热后进入原料预热器与塔底釜液（105）继续换热至95，进入蒸氨塔上部进行汽提，塔底使用再沸器进行加热，加热介质可采用蒸汽或导热油。塔釜液换热后温度为77。此流程不需要循环冷却水。u 设备设计参数根据模拟计算结果及水力学计算选定塔径为2.4m，设计处理量为125 m3/h，低负荷时可处理85 m3/h。考虑到塔1开1备，再沸器、分缩器和塔均为双套。选用两塔并联的形式。出塔废水去生化处理，塔顶的气氨温度51，浓度为85%左右，送往下步回收工段。塔径：DN2400*26000塔板层数：30层塔板间距：500mm塔内件型式：MP塔板(专利技术)材质：塔体及内件材质均为304，裙座材质为碳钢。Ø 塔顶分缩器：换热器型式：螺旋板式换热面积：200m2数量：1台/塔Ø 原料预热器：换热器型式：螺旋板式图3-3汽提蒸氨塔工艺流程简图换热面积：105m2数量：共4台Ø 再沸器：换热器型式：列管式换热面积：蒸汽工艺210m2数量：2台/塔u 相关设计指标参数a、塔顶气相氨含量85%b、塔底游离氨100mg/lc、塔的操作弹性为正常操作量的60120%u 材质选择说明鉴于所需处理废水中无腐蚀性气体，所以我们建议可降低部分设备材质，从而减少设备投资成本，详细选材如下：蒸氨塔体及内件：采用不锈钢304，裙座采用碳钢；分缩器：采用不锈钢304；再沸器：管程采用不锈钢304，其余采用碳钢；原料预热器：采用全碳钢材质。2.1.2 高负荷曝气生物滤池u 工艺设计参数高浓度有机废水采用高负荷曝气生物滤池（EM-BAF）主体工艺进行预处理降解，处理量为435m3/h。主要包括己二酸装置废水122m3/h，苯加氢装置废水4m3/h和经汽提后的己内酰胺装置废水309m3/h。该高浓度有机废水COD值为5900mg/L。处理后水中COD降至1000mg/L满足后续处理单元的进水要求。EM-BAF中文全称为工程菌-曝气生物滤池，是在改进、优化传统BAF工艺的基础上发展而来，通过应用级配填料、工程菌等新技术，克服了BAF工艺的技术瓶颈，解决了BAF中布水布气不均的问题，提高了传质效率和容积负荷率，提高对难降解污染物的去除效率，工艺流程简单，运行管理方便。EM-BAF工艺使用的级配填料能够减少滤床的水头损失，填料表面的活性基团可以加快生物膜形成，提高生物膜总量。根据污染源类型和主要污染物种类，可以有针对性的使用不同的工程菌产品，扩大了工艺的适用范围，提高处理效果。级配填料级配填料为亲水性高分子材料加工而成，空间结构呈网状，比表面积大于10×104m2/m3，孔隙率大于85%，耐磨损性能强，化学性能稳定，表面含有一定数量的活性基团。级配填料为亲水性物质，有利于细菌的附着生长；级配填料表面较粗糙，超过50%的孔隙的孔径大于0.5m，这对于细菌的附着生长十分有利；填料表面活性基团与细菌之间形成的化学键，以及填料与细菌之间的物理吸附，可以将细菌的活动限定于一定区域内，保证细菌不流失，提高了细菌活性。通过填料孔隙设计增加大孔的比率，能够改善填料的透气过水性能，实现均匀布气布水，提高传质效率和DO利用率；改变通透孔与封闭孔的比率可大幅度增加填料比表面积，提高微生物浓度。实验数据表明，级配填料的微生物总量可达到25-40g/L。分解氨氮、芳烃类、杂环类等生化性较差物质的微生物，活性较低、繁殖速度慢，附着生长能力差，在普通填料表面很难生存。级配填料表面活性基团与微生物间可以形成具有较强的吸附、固定能力化学键，促使这些微生物在填料表面迅速挂膜，保持一定的生物浓度，从而提高对难降解物质的处理效率。工程菌工程菌是从各种土著菌中分离筛选出来，经过驯化和强化后而得，由细菌、丝状菌、放线菌、真菌等几十种微生物按比例构建的生物聚合体，菌类含量为30-50亿个/g。再加入相应的酶制剂和生物营养盐，可形成多种工程菌制剂。工程菌制剂提供的微生物可以在短时间内形成活性污泥或生物膜，大大缩短了污泥培养驯化的时间，比传统的自然培养方法缩短了2/3；分解利用有机物的速度是普通微生物的20-30倍，因而污染物降解速度快、去除效率高。工程菌中含有专性菌，对难降解物质具有较强的分解能力，酶制剂则有助于增强微生物活性，提高分解速度。因此对芳香类、杂环类、卤代烃类、氨氮等生化性较差的物质去除效果好，出水水质可达到或优于排放标准。工程菌是针对不同水质特点以及污染物特点分离出的土著细菌，加以驯化得到，具有极强的针对性。可依据污染源类型和主要污染物进行复配，形成了多种制剂产品，广泛适用于石油石化、煤化工、制革、造纸、医药等行业的废水治理。 该产品无毒、无腐蚀、无污染，使用时不增加保护和安全装置； 适应温度范围宽，在低温环境中也能有效发挥作用，生物活性高； 所含菌类为全谱微生物组合，可在多种污染源存在时正常发挥作用； 含有营养物质和多种酶，可以促进菌类的新陈代谢，加快生化反应速度。u 工艺流程说明碱液空气 工程菌苯加氢装置废水己二酸装置废水汽提脱氮后的己内酰胺装置废水后处理单元EM-BAF池调节池剩余污泥图3-4高浓度有机废水预处理工艺流程简图苯加氢装置废水、己二酸装置废水、汽提脱氮后的己内酰胺装置废水首先自流汇入调节池内，通过加药装置在调节池内加入一定量的碱液调节废水PH，并通过空气搅拌实现水质的均匀，均质后的废水经提升泵进入EM-BAF池，生化降解去除水中大量的COD。处理后的水汇入EM-BAF集水池后至后续处理单元。u 工艺设计说明构筑物高浓度有机废水为企业在不同工段、不同时间所排放的污水，现考虑在污水进入EM-BAF工艺之前将其导入调节池进行匀和调节处理，使其水量和水质都比较稳定，为EM-BAF工艺提供一个稳定和优化的操作条件。EM-BAF池包括布水区、生化区、集水区和集泥区四个部分。生化区分8组，并联运行，每组为9个单池串联。每个单池内装级配填料，填料层高度为3.0m。填料由三层支架固定在池体中部，每层支架由骨架和铺设拦网组成。级配填料规则堆放。EM-BAF池底设放空管，池顶设进水管、空气管、出水管和反冲排泥管。污水首先进入布水区，经均匀布水后从底部进入第一级单池，升流与级配填料充分接触，通过第一级EM-BAF池顶部的溢流孔洞进入第二级EM-BAF池的布水槽，经布水管进入第二级EM-BAF池的底部，由下至上通过级配填料床。后面各级依次污水流动同一、二级。处理后污水由最后一级单池顶部经出水堰板进入集水槽，自流进入集水区，再进入后续处理单元。EM-BAF池池底设置曝气系统。每个单池底部均匀布置管式曝气器，为工程菌提供氧气。EM-BAF池需要定期进行反冲排泥，采用气反冲排泥的方式，各单池轮流反冲，交替进行。反冲时，加大需反冲单池的曝气量，通过进水的推流作用将反冲排泥污水经反冲排泥管道排放至集泥区。集泥区内的反冲排泥污水通过重力沉降实现泥水分离。底部污泥通过污泥泵排入污泥处理系统，上清液通过泵回流至前端调节池。表3-6 EM-BAF系统新增主要构筑物及参数项目主要参数备注1、调节池数量1间结构砼处理能力435m3/h工艺尺寸L×B×H=63.3m×13.3m×5.0m停留时间8h占地面积841.89m2 （63.3m×13.3m）2、EM-BAF数量1座分八组九级结构砼处理能力435 m3/h工艺尺寸L×B×H=62.5m×47m×6.0m单池尺寸L×B×H=5.0m×6.0m×6.0m停留时间25h占地面积2938m2 （62.5m×47m）含池前端1.5m布水区，后端3m集水区、集泥区。u 主要工艺设备EM-BAF处理系统主要设备及材料参数见表3-7。表3-7 EM-BAF处理系统新增主要设备及材料序号项目规格参数数量备注1、调节池1.1加药泵计量泵，Q=220L/h， N=0.37kw2台1用1备1.2储药装置材质：碳钢防腐1套2、EM-BAF2.1提升泵离心泵，Q=500m3/h，H=20m，N=37kw2台1用1备2.2污泥泵自吸泵，Q=30m3/h，H=28m，N=11kw2台1用1备2.3上清液回流泵自吸泵，Q=100m3/h，H=25m，N=22kw2台1用1备2.4离心鼓风机Q=250m3/min，P=6mH2O，N=290kw3台2用1备2.5曝气系统管式曝气器，服务面积2160m21套2.6级配填料孔径0.053mm ，边长23cm6480m32.7工程菌10kg/桶6480kg2.1.3生化处理工艺u 工艺参数说明本工程混合污水生化处理工艺采用多相组合膜生物反应器（MP-MBR）工艺。该工艺由水解酸化缺氧段好氧段膜分离区等部分组成。在设计当中所采用的工艺参数均参考了相关规范、手册和同类在运行项目的经验，污泥浓度6000mg/l，污泥停留时间18d，污泥负荷0.12KgBOD5/KgMLSS.d，设计温度20。在设计计算构筑物规模的同时，还充分考虑了现有构筑物的实际情况，做到操作灵活和利用率最大化。现对多相组合膜生物反应器（MP-MBR）工艺的各反应器工艺与控制说明如下： （1） 水解酸化反应池混合污水首先进入MP-MBR的水解酸化池（2680m3，分为4座，可根据实际运行情况进行调节），在此停留时间可以在3h5h之间灵活调整，常规控制在4h，可以将污水中的难降解长链或环状有机物分解成易降解短链或直链有机物，改善污水的可生化性，提高后续好氧处理效率；同时，根据来水水质和处理程度的要求，调整不同的工艺参数（通过在线pH计、溶解氧浓度、氧化还原电位仪、温度计等仪表监控污水的运行参数），并与相应的好氧工艺结合进行硝化-反硝化反应，从而达到COD、总氮及氨氮的同步去除效果。经过水解酸化后污水可生化性明显升高，B/C值可达到0.4以上，给后续好氧生化处理创造有利条件。在工程实践中，广州石化、洛阳石化、锦西石化将原有“老三套”工艺改造后使部分池体实现了水解酸化的功能，在不同程度上改善了生化性，总体上提高了污水处理效果。在池体进出水出处增设薄壁堰，对进出水进行整流。池底设有潜水搅拌器，对水解酸化段混合液进行搅拌以避免污泥沉淀，并设置悬挂式生物填料，作为生物载体，水解酸化段溶解氧浓度控制在0.2mg/l0.5mg/l。（3） 缺氧段反应池混合污水从水解酸化反应池重力流进入好氧段（8508m3，分为4座，可根据实际运行情况进行调节），停留时间大于12h。在缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体进行“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；（2） 好氧段反应池混合污水从缺氧段反应池重力流进入好氧段（11800m3，分为4座，可根据实际运行情况进行调节），总停留时间大于16h。好氧段维持高负荷活性污泥，进行碳化反应（有机物在好氧菌作用下分解为水和二氧化碳）和硝化反应（氨氮在自养菌的作用下被氧化为硝态氮）。控制活性污泥处于对数生长期，保持较高的生物活性，提高生化处理效率，有效面对来水冲击；同时，培养驯化专性细菌，有效的去除来水中的有毒有害物质，保证后段的处理效果。在池体进出水出处增设薄壁堰，对进出水进行整流。更换池底的微孔曝气管，由鼓风机提供空气供氧，好氧段溶解氧浓度控制在2mg/l3mg/l。由于硝化反应需要消耗水中碱度，须向池内投加NaOH以保证混合液的剩余碱度大于100mg/l。在特殊条件下，污水中出现CODcr较低的状况，应向池中投加葡萄糖来维持菌种正常生长代谢。曝气池内设置PH计、氧化还原电位计、溶解氧检测仪等仪表监测污水运行参数。（3） 膜分离池好氧段混合液自流进入膜分离区（2200m3），在MBR产水泵的抽吸作用下，使用膜过滤的方式实现彻底的固液分离，直接得到高质量的产水。池内设置有120组膜堆（Q=6m3/h）。事故时（水质大幅度恶化及污水来水量大幅增加时）由粉末活性炭投加泵向膜分离区投加粉末活性炭，既可以有效弥补来水波动造成的水质恶化，又可以形成生物活性炭可以减轻膜污染，延长膜组件的使用寿命，并保证出水水质，粉末活性炭投加量约为10mg/l30mg/l。膜组件由鼓风机提供空气对膜丝进行振荡吹扫，避免微生物附着于膜丝。膜池进水处增设薄壁堰，对进水进行整流。增设混合液回流泵，根据来水水质和处理程度要求可将混合液分别回流至水解酸化段、好氧段和污泥回流池内（作为菌种的储备），混合液回流比约200%。设置膜清洗池（100m3）及相关的过滤加药设备，根据膜的运行情况，定期对膜进行在线和离线清洗，缓解膜丝的堵塞倾向，并洗去膜丝表面的污垢或油污。膜的正常清洗和反洗采用原位清洗和反洗方式，清洗和反洗均在膜池内进行，以延长膜丝的寿命，降低运行成本。u 主要建构筑物表3-8主要建、构筑物一览表序号建构筑物名称单位数量功能备注污水处理部分1调节罐座2均质，沉降2水解酸化池座1提高有机物的可生化性3缺氧池座1脱氮4生化池座1有机物降解，污泥内回流5MBR池座1有机物降解，污泥内回流6鼓风机房座1供氧曝气7加氯加药间座1前后加药药剂制备，前后加氯污泥处理构筑物辅助建构筑物7变配电间座1与鼓风机房合建8水源空调站座19综合楼座110机修车间及仓库座1u 工艺设备设计生物池1）构筑物功 能：为获得稳定的脱碳、脱氮效果，设计采用水解酸化、缺氧段、好氧段、和MBR组成的生物池类 型：矩形钢筋混凝土池池 数：1座总平面尺寸：L×B×H130X60X6m（有效水深5m）有效容积：单池总池容：V35000m3，其中：水解酸化段：V8000m3缺氧段：V5500m3好氧段：V21500m3膜生物反应池：V2200m3设计参数：设计流量：Q=750m3/h设计流量下总停留时间：46.7 h泥 龄： t=19.19d产 泥 量： W=438 kgSS/d混合液回流比：r=68200%设计水温：15污泥负荷：F/M= 0.20kgBOD/kgMLSS产 泥 率：Y=0.45kgSS/kgBOD混合液悬浮固体浓度：MLSS=2500mg/l标准状况下最高时需氧量：462 kgO2/h控制方式：根据生物池好氧段不同廊道内实际耗氧状况调节风量，通过气动蝶阀调节风量来完成生物池内溶解氧的调节。2）主要设备A低速潜水推进器设备类型：潜水推进器设备数量及功率：1.8kw（厌氧段） ，4台2.2kw（缺氧段） ，8台B. 曝气器设备类型：微孔管式曝气器材质：乙丙共聚管道长度：0.55m曝气器直径：100mm 曝气器数量：1500个C. 电动空气调节阀门设备类型:电动蝶阀设备数量:3套参 数：DN250D. 混合液内回流泵设备类型:离心泵设备数量:2台（1用1备），变频参 数：单泵流量：Q=1500 m3/hr扬 程：H=10m功 率：N=75kW鼓风机房1）建筑物功 能：向生物池提供其所需空气。类 型：砖混结构单层鼓风机房。数 量：1座平面尺寸：L×B×H25m×12m×7m2）主要设备A鼓风机设备类型:鼓风机（包括配套设备）设备数量：4台（3用1备）设计参数：风量：Q=110Nm3/min风压：P0.70bar电机功率：N=220kW控制方式：根据空气管路压力由PLC自动调整供气量B. 消音系统设备类型:鼓风机及其管道消音系统设备标准：机旁噪音85dB（A）设备台数：供 货：1套与鼓风机配套加药间1）建筑物功 能：使胶体脱稳及改变颗粒含水结构类 型：地上式砖混结构数 量：1座设计参数：絮凝剂：液态聚合铝（PAC），Al2O3含量10%稀释倍数：4加药点：机械混合池化学除磷去除总磷：1.5mg/l投药比（金属原子Al与P摩尔比）：1.5：1化学除磷絮凝剂投加量：37mg/l深度处理絮凝剂投加量：20mg/l最大日加药量（总）：1038kg /d运行方式：根据流量比例投加尺 寸：加药间：L×B×H15m×10m×6m贮液池（地下）：1座L×B×H2.65m×2.65m×3m（有效水深2.5m）溶药池（地上）：2座L×B×H1.2m×1.2m×2m（有效水深1.5m）2）主要设备A投药泵设备类型：隔膜式计量泵设备数量：2台(1用1备)单机性能：Q=150L/h H=40m N=0.55kWB贮液池自吸泵设备形式：自吸泵设备数量：2台（1用1备）单机性能：Q=5m3/h H=8m N=0.55Kw吸程>4mC溶解池搅拌器设备形式：垂直轴桨叶搅拌器数 量：2台规 格：N=1.5Kw污泥浓缩脱水机房1）建筑物功 能：污泥在此浓缩、脱水降低污泥含水率，减少污泥体积，便于污泥进一步后处置类 型：砖混结构单层地上建筑数 量：1座尺 寸：L×B×H20m×22.5m×7m设计参数：干污泥量：2418 kg DS/d 进泥含水率：98.9%进泥量：263m3/d脱水后含水率80%出泥量：13.23 m3/d2）主要设备脱水机设备类型：带式浓缩脱水一体机设备数量：2套（一期1用1备），包括药剂制备及投加系统，污泥投加泵等配套设备性能参数：Q=15m³/h N=2.2kw B=1500mm投泥泵设备类型：螺杆泵设备数量：2台性能参数：Q=20m³/h H=2030m 7.5kW冲洗水泵设备类型：卧式离心泵设备数量：2台性能参数：Q=25m³/h H=60m 11kW螺旋输送机设备类型：无轴螺旋输送机设备数量：2台规 格：L=6.5m L=10m 2.2kW2.1.4 深度处理工艺深度处理工艺由臭氧接触氧化池、氧化稳定池、内循环曝气生物滤池、臭氧发生装置、生物滤池反洗泵、回用及外排泵及加药系统组成，对各部分的工艺简要说明如下：（1） 臭氧接触氧化MP-MBR出水由MBR产水泵直接提升至新建臭氧接触氧化池。臭氧发生器所产生的臭氧由接触池底部进入，在池内自下而上与自上而下的混合污水进行充分的接触，进行臭氧氧化。臭氧投加量为15mg/l25mg/l，残余臭氧则由臭氧接触池顶部集气罩收集后排入超滤反渗透系统浓水池降解浓水CODcr。臭氧在多孔无机材料载型催化剂的催化作用下可以加速分解水中的残余难降解有机污染物。臭氧接触氧化池的反冲洗用水采用内循环BAF池的排水，反冲洗过程采用反冲洗控制系统控制。反冲洗周期为：3d6d，每天反冲洗12间氧化池，每池每次反冲洗排水30m3，每天排放反冲洗废水30m360m3，所排废水中主要含臭氧杀菌造成的黏泥，其SV<1%，反冲洗排水进入污泥回流池。臭氧接触氧化池为钢筋混凝土结构，采取可靠防腐措施，无机材料载型催化剂，共设6座，每座设出水薄壁堰，单座规格6m×6m×6.5m，处理量为120m3/h，接触反应时间为1h。（2） 氧化稳定池接触氧化池出水自流进入氧化稳定池，氧化稳定停留时间约为3h，停留时间越长越能消除残余氧化剂对后生化过程的制约效应。氧化稳定池与臭氧接触氧化池合建。氧化稳定池内设置挡流板，使水流呈推流式，薄壁堰收集出水进入后续的内循环BAF池。池体为钢筋混凝土结构，采取可靠防腐措施。（3） 内循环曝气生物滤池自流进入内循环曝气生物滤池的氧化污水在此水力停留时间为2.5h，新建4座滤池并联运行（与接触氧化池及氧化稳定池合建），进水与循环量比为1：56。每座滤池单独进行反冲洗，反冲洗周期为：12d20d，每3d5d反冲洗1座氧化池，每次反冲洗排水60m3100m3，所排废水中的SV在5%，反冲洗废水排入污泥回流池。反冲洗气源采用厂内非净化风。曝气生物滤池的空气供应量25m3/min，空气压力P=58.8KPa。池体为钢筋混凝土结构，采取可靠防腐措施，内部设置轻质高空隙率生物滤料，进水设置整流强，出水设计薄壁堰，共设4座，单座规格9m×6m×5.5m，处理量为50m3/h。反洗水池为钢筋混凝土结构，采取可靠防腐措施，规格9m×4m×5.5m。（3） 监测消毒监测池及其附属检测仪表、控制设备是安全回用与排放的重要设施。本工程设回用监测池（9m×10m×5.5m）1座，该池与内循环曝气生物滤池合建，做为处理后混合污水的水质监测场所。曝气生物滤池出水重力流进入监测消毒池，向水池中投加ClO2 ，投加量约1.5mg/l，消毒接触时间大于30min，以消灭水中的细菌等微生物，保证出水的微生物指标合格。监测池内设置PH、油、NH3-N、CODcr等水质在线检测仪表，实时监测出水水质，如果出水水质超标，将出水回流至匀质罐，重新进入生化处理系统。为避免进出水短流，进水设置整流强，出水采用薄壁堰集水。合格的污水由回用及外排泵提升进入回用水管网或直接排放。2.2 回用水处理单元2.2.1 膜前预处理工艺（混合反应沉淀池+V型滤池）u 工艺参数说明² 高密度沉淀池高密度沉淀池为我方选择的混合反应沉淀工艺，高密度沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化。主要基于4个机理：独特的一体化反应区设计、反应区到沉淀区较低的流速变化、沉淀区到反应区的污泥循环和采用斜管沉淀布置。反应池分为2个部分：快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。快速混凝搅拌反应池是将原水引入到反应池底板的中央，在圆筒中间安装一个叶轮，该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能。矾花慢速地从预沉池进入到澄清池，这样可避免矾花破碎，并产生涡旋，使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：上层为再循环污泥的浓缩，下层是产生大量浓缩污泥的地方。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽进行水力分布，斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统收回。絮凝物堆积在澄清池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。该沉淀池有以下几方面的优点：1)将混合区、絮凝区与沉淀池分离，采用矩形结构，简化池型；2)沉淀分离区下部设污泥浓缩区，占地少；3)在浓缩区和混合部分之间设污泥外部循环，部分浓缩污泥由泵回流到机械混合池，与原水、混凝剂充分混合，通过机械絮凝形成高浓度混合絮凝体，然后进入沉淀区分离。特点如下：1) 矾花密度高且均质，使系统的沉淀速度可达20m/h40m/h，有效的减小了占地面积。2) 絮凝时间较短，由于污泥回流，可形成高浓度混合液，大大提高了絮凝效果，缩短了机械搅拌阶段的絮凝时间；3) 布水均匀，由于采用了池中向两侧均匀布水形式，大大缩短了布水路径，从而有效避免了布水不均影响出水水质的问题；4) 设计了污泥回流泵，使药剂充分反应并循环利用，可节约10%至30%的药剂。采用絮体回流技术，有效的保障了系统絮体浓度，使得系统耐冲击负荷能力强。5) 沉淀池的水流流势合理，由于进出沉淀池水流是由下而上再由下而上垂直运动，泥水分离效果更彻底，不宜跑矾花；6) 水厂可不设浓缩池，由于沉淀池底采用浓缩刮泥，污泥含固率高，可直接进行脱水处理；高密度沉淀池系统可分为五个单元的综合体：前混凝、反应池、预沉浓缩池和斜板分离池，后混凝。前混凝池前混凝配水构筑物为矩形，配有快速搅拌器，用于进水与石灰和混凝剂的快速混合。投加的混凝剂与悬浮固体和油进行反应，石灰乳同时和暂时硬度发生反应。混凝后，污水经手动调节的溢流堰以重力流方式进入高密度沉淀反应池，前混凝池按照停留时间3min设计，分为2格运行，配有快速搅拌器。反应池反应池分两部分，每部分的絮凝能量有所差别，中部絮凝速度快，由一个轴流叶轮进行搅拌，该叶轮使水流在反应器内循环流动，周边区域的活塞流导致絮凝速度缓慢，投入混凝剂的原水通常进入搅拌反应器的底部，絮凝剂加在涡轮桨的底部，聚合物的投加受高密度沉淀池的原水控制，在该搅拌区域内悬浮固体（矾花或沉淀物）的浓度维持在最佳水平，污泥的浓度通过来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部循环得到保证。反应池独特的设计的结果，即能够形成较大块的、密实的、均匀的矾花，这些矾花以比现今其它正在使用的沉淀系统快得多的速度进入预沉区。反应池按照停留时间17min设计，分2格运行。预沉池浓缩池当进入面积较大的预沉区时，矾花移动速度放缓，这样可以避免千万矾花的破裂及避免涡流的形成，也使绝大部分的悬浮固体在该区沉淀并浓缩，底板装有锥头刮泥机。部分浓缩污泥在浓缩池抽出并泵送回至反应池入口，浓缩区可分为两层：一层在锥形循环筒上面，一层在锥形循环筒下面，从预沉池浓缩池的底部抽出剩余污泥，将剩余污泥用泵打到污泥储池中。斜板分离池在斜板沉淀区除去剩余的矾花，精心的设计使斜板区的配水十分均匀，正是因为在整个斜板面积上均匀的配水，所以水流不会短路，从而使得沉淀在最佳状态下完成。沉淀水由一个收集槽系统收集，矾花堆积在沉淀池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩，根据装置的尺寸，污泥靠自重收集或刮除或被循环至反应池前部。斜板沉淀区的上升流速按照2.8mm/s设计，分2格。后混凝池后混凝的主要作用是在高密度出水中投加硫酸以调节污水的PH值，在污水中投加混凝剂增强V-型滤池的过滤效果。后混凝按照停留时间60s设计，分2格。² V型滤池V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形而得名，也叫均粒滤料滤池（其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料）、六阀滤池（各种管路上有六个主要阀门）。高密度沉淀池和V型滤池组合工艺是我国于20世纪80年代末从法国得利满公司引进的技术。（1）V型滤池的工艺特点滤池是净化工艺的重要环节，而滤池过滤能力的再生，是滤池稳定高效运行的关键。若采用较好的反冲洗技术，使滤池经常处于最优条件下工作，不仅可以节水、节能，还能提高水质，增大滤层的截污能力，延长工作周期，提高产水量。而V型滤池过滤能力的再生，就采用了先进的气、水反冲洗兼表面扫洗这一技术。因此滤池的过滤周期比单纯水冲洗的滤池延长了75%左右，截污水量可提高118%，而反冲洗水的耗量比单纯水冲洗的滤池可减少40%以上。滤池在气冲洗时，由于用鼓风机将空气压入滤层，因而从以下几方面改善了滤池的过滤性能： 压缩空气的加入增大了滤料表面的剪力，从而使得通常水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落，从而提高了反冲洗效果。 气泡在滤层中运动产生混合后，可使滤料的颗粒不断涡旋扩散，促进了滤层颗粒循环混合，由此得到一个级配较均匀的混合滤层，其孔隙率高于级配滤料的分级滤层，改善了过滤性能，从而提高了滤层的截污能力。 压缩空气的加入，气泡在颗粒滤料中爆破，使得滤料颗粒间的碰撞磨擦加剧，在水冲洗时，对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥，加强了水冲清污的效能。 气泡在滤层中的运动，减少了水冲洗时滤料颗粒间的相互接触的阻力，使水冲洗强度大大降低，从而节省冲洗的能耗。 综上所述，气、水反冲洗时，由于气泡的激烈湍流动作用，大大加强了污物剥落能力及截污能力。在滤池实际反冲洗时，我们可以观察到：当反冲时间约5分钟时的滤层污物剥落高达95%以上，因此V型滤池的反冲洗效果是肯定的。此外反冲洗时，原水通过与反冲洗排水槽相对的两个V型槽底部的小孔进入滤池，它扫洗滤层的表面，并把滤层反冲上来的污物、杂质推向排水槽，同时扫洗了水平速度等于零的一些地方，在这些地方漂起来的砂又重新沉淀下来。此外滤池的表面扫洗，还加快了反冲水的漂洗速度，用原水降低了反冲洗滤后水用量及电能，也节约了冲洗水量。冲洗水量是原水表面清扫的一个特别优点，事实上，它还起到了在一个滤池反冲洗时防止其它滤池在最大输出负荷下运行的作用。本项目将V型滤池设计成4格过滤面积为40m2的V型滤池，过滤滤速为6m/h；V型滤池总高度为4.45m，滤层高度为1.2m；2.2.3 超滤工艺u 工艺说明超滤膜是一种物理分离过程，靠压力为推动力进行过滤的处理技术，过滤后的出水具备较好的卫生学指标，并且处理效果较稳定可靠。当进水水质未达标时，系统具有自我保护功能及自我检测功能，保证设备不受损坏。进水浓度不稳定或膜工作一定时间后，膜污染超过它的设定指标时会自动强制冲洗，以保护膜的使用寿命和达到稳定的出水流量。连续膜过滤技术为国内首创，是专为自来水、地下水、地表水的除浊澄清净化、污水深度处理回用、大型RO系统的预处理以及一些特殊的分离工艺而设计，在此系统中使用了10项我公司拥有自主知识产权的国家发明专利和实用新型专利。我们在连续膜过滤系统中采用了一种全新的外压中空纤维反洗技术。在反洗过程中，反洗液（一般为膜过滤的透过液）由膜元件的透过液出口进入到外压中空纤维膜的内侧，由内向外反向清洗；同时，在膜元件的原液入口加入压缩空气，对中空纤维的外壁进行空气振荡和气泡擦洗。压缩空气在中空纤维外壁与膜元件外壳之间的空间内上升，与反洗水共同作用，将膜表面的污染物清洗干净，清洗后的污水从膜元件的排污口排出。在连续膜过滤系统中采用了恒流控制技术。通过流量变送器采集每台膜过滤设备的产水流量，经过PLC的PID运算，控制单机台设备进水调节阀，使每台微滤设备的产水量始终为设定值。恒流控制技术可使每台膜过滤设备始终运行于额定状态，避免人工操作而带来的问题。恒流控制技术和前面所述的变频恒压供水技术在膜过滤系统中的有机结合使膜过滤系统具有极高的运行可靠性，完全避免了人为因素对系统可能的损害；在中控室用鼠标操作“开始/停止”即可。连续膜过滤系统的制水和清洗的切换、清洗操作、化学清洗及化学清洗剂的配置操作均由PLC控制；自控系统对全部操作点和工艺控制点均进行监视和控制，整个微滤系统及辅助系统可以实现无人值守，全自动运行。随着连续膜过滤系统的运行过程中，压力、冲击等异常条件下，有可能发生膜丝断裂的情况，由于每个膜组件中拥有近万支中空纤维膜丝，所以只有发生膜丝达到一定数量情况下，才会导致产水质发生变化，但由于产水管上设置了浊度、SDI指标的检测仪器，可以保证很快发现问题并及时解决，因此可保证产水的SDI任何情况下不大于5。同时在实际系统的操作运行过程中可定期（4-6个月）进行系统的检漏。为了方便检漏的迅速进行，我们的连续膜过滤系统配备了自动完整性检测系统：自动完整性检测系统为在线外压检测系统，在检测时系统自动向中空纤维膜丝外部通入0.05Mpa压缩空气（此压力下可检测的最小破损点<5µm），系统等待5min，如有断丝情况，将会在单个膜组件产水透明观测管中有连续气泡产生，便可判定该膜组件有断丝产生，完成检测后系统自动泄压排水，完成检测步骤。操作人员可封闭发生断丝组件的进出水口，隔离该问题组件，在不影响系统运行的情况下，对膜组件进行修补。连续膜过滤系统在长期的运行中，在膜丝表面截留了许多污染物质，导致膜通量的下降，此时要进行化学清洗，以恢复膜通量。我们的连续膜过滤系统配置了全自动的化学清洗系统。从药品配置到药品循环直至药液的冲洗排放，均有自控系统按照用户设置自动完成，大大提高了系统清洗运行的安全性和可靠性。连