废水处理方案

--公司

80m3/d生产废水处理工程

技

术

方

案

二0一五年十一月

目录

第一章概述 (4)

1.1项目概述 (4)

1.2建设单位简介 (4)

1.3项目背景要求 (4)

1.4本项目的总体设计思路 (4)

第二章项目设计的依据与条件 (6)

2.1设计规范和设计依据 (6)

2.2主要指导思想和设计原则 (7)

2.3工程设计范围及分工 (8)

第三章工程设计进出水水质 (9)

3.1进站废水的流量及污染物含量 (9)

3.2设计排放标准 (10)

第四章工艺设计说明 (12)

4.1废水水质分析 (12)

4.2废水治理工艺的确定 (12)

4.3废水处理工艺流程 (25)

4.4主要工艺段去除项目表 (27)

4.5工艺流程说明 (29)

4.6各处理单元工艺设计参数 (32)

4.7工艺单元统计表 (47)

4.8工艺设备选型 (49)

第五章电气设计及设备 (58)

5.1电气设计 (58)

第六章环境保护、安全卫生及节能措施 (60)

6.1总图运输 (60)

6.2供配电设计 (61)

6.3土建工程 (65)

6.4环境保护、安全卫生及节能 (67)

第七章技术经济 (69)

7.1劳动定员 (69)

7.2药剂测算 (69)

7.3直接处理成本测算 (70)

7.4工程总承包概算 (70)

7.5主要技术经济指标 (70)

第八章工程效益 (72)

8.1经济效益 (72)

8.2环境效益 (72)

8.3社会效益 (72)

第九章施工周期和技术质量保证 (73)

9.1施工周期 (73)

9.2技术质量保证 (73)

第一章概述

1.1项目概述

项目名称：--

建设地点：--建设性质：新建。

设计处理能力：80m3/d。

排放标准：处理后废水各项污染物指标达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定的一级排放标准，其中出水氯化物浓度执行《--水污染排放标准》（DB51/190-93）规定的二级排放标准后排放或回用。

1.2建设单位简介

--公司自成立以来，一直秉承“为农者谋其利，为食者造其福”做高品质的良心食品，并以诚信、共赢、开创经营理念，创造良好的办公环境，以全新的管理模式，完善的技术，周到的服务，卓越的品质为生存根本，始终坚持用户至上，用心服务于客户，坚持用最好的服务去打动客户。

1.3项目背景要求

“不环保，不生产”是公司对社会大众一直坚守的承诺。公司工作人员以强烈的社会责任感，以保护生态、治理污染、为子孙后代留一片碧水蓝天为己任，坚决不以牺牲环境为代价来发展企业。为积极响应国家环保政策要求，充分体现企业的社会责任，确保企业长期可持续进步与经济效益、环境效益的协调发展，公司现积极筹资建设一座日处理规模为80m3/d 的污水处理站，通过物化、生化联合处理方式，使处理后的出水达到相关排放标准，有效保护生产区域周边的生态环境。

1.4本项目的总体设计思路

确保治理后的出水达到或优于相应的排放标准，污水处理站能够长期稳定可靠地运行，从根本上彻底消除企业在长期发展中可能存在的环保隐患。

采用合理有效的治理工艺技术，以确保整体建设投资的经济性、合理性与有效性，同时尽量降低运行使用成本。

确保污水处理站的整体设计简洁明快，感官感受与企业环境保持协调一致，选择最短的进出水管网配套路线，保证污水站运行中的噪音及不良气体等对企业的影响降至最低；采用人工设定与自控相结合的运行模式，使废水处理站的运行方式灵活稳定、长效可靠，有效降低工作人员的劳动强度。

第二章项目设计的依据与条件

2.1设计规范和设计依据

2.1.1所遵循的设计标准和规范

1）给排水部分

（1）《室外给水设计规范》 GB50013-2006

（2）《室外排水设计规范》 GB50014-2006

（3）《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003

（4）《污水综合排放标准》 GB8978-1996

（5）《四川省水污染排放标准》 DB51/190-93

（6）《地表水环境质量标准》 GB3838-2002

2）建筑及电气部分

（1）《建筑防雷设计规范》 GB50057-94

（2）《地面建筑设计规范》 GB50037-96

（3）《建筑制图标准》 GB/T50104-2001 （4）《总图制图标准》 GB/T50103-2001 （5）《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-93

3）结构部分

（1）《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2011

（2）《建筑结构荷载规范》 GB50009-2009

（3）《钢筋砼结构设计规范》 GB50010-2002

（4）《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011

（5）《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010

（6）《构筑物抗震设计规范》 GB50191-2012

（7）《砌体结构设计规范》 GB50003-2011

（8）《地下工程防水技术规范》 GB50108-2008

（9）《给水排水构筑物施工及验收规范》 GBJ141-90

（10）《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB50069-2002

（11）《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138：2002 （12）《给水排水工程砼构筑物变形缝设计规程》CECS117：2000

2.1.2所遵循的主要政策法规

（1）《中华人民共和国环境保护法》

（2）《中华人民共和国水污染防治法》

（3）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》

（4）《国务院关于环境保护若干问题的决定》

（5）《建设项目环境保护管理办法》

（6）《建设工程环境保护设计规范》

（7）《污水处理设施环境保护、监督管理办法》

2.1.3设计依据的基础资料

（1）与业主交流过程中获取的相关基础资料；

（2）本公司以往治理同类工业废水的实践经验。

2.2主要指导思想和设计原则

（1）认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，遵守国家有关法规、规范、标准；

（2）结合本项目现有基本资料及以往治理相同类型废水的实际经验进

行充分的分析论证，为本项目提供针对性强、符合实际的工艺设计路线；

（3）根据本项目废水水质的特点和排放要求，合理选择工艺路线，要求处理工艺技术先进实用，运行稳定可靠，具有较高的的经济性，在满足处理要求的前提下，尽量减少占地和投资；

（4）污水处理设备选型要综合考虑性能与价格因素，设备要求高效节能，低噪音、运行可靠，维护管理方便；

（5）功能池体大部分采用半地埋式结构，并且要与企业给排水系统相匹配，同时充分利用水位高差自流布局，外观视觉上与企业整体生产环境相协调。废水处理站平面和高程布置，要求紧凑合理、美观实用，实现功能分区，方便运行管理；

（6）确保污水站运行中的噪音强度和不良气味浓度等方面不对企业及外界环境造成不良影响。

2.3工程设计范围及分工

（1）污水处理站站区红线范围内（污水处理设施外一米）的工艺、设备、管道、自控、仪表、配电、控制及线缆等全套施工图。

（2）污水处理站区红线范围外，与废水处理相关的废水、电力和公用工程的管道、线缆及附属设施等，由业主或业主委托的第三方承担。交接点方位由业主确定，除供电电缆应接至污水处理站配电柜输入端外，其他的交接点位置，原则上位于污水处理站区红线外一米处。

（3）站区内的道路（含路灯）、站区围墙、大门、景观绿化由业主统一组织设计、施工，本方案不包括。

（4）污水处理站属辅助设施，本方案仅按实际需要配备日常操作人员。行政、技术管理、设备维（检）修及后勤等人员由业主统一安排。

（5）产生的泥渣经污泥浓缩池浓缩后进入压滤系统进行脱水处理，最终固渣由业主方自行组织外运处理。

第三章工程设计进出水水质

3.1进站废水的流量及污染物含量

3.1.1进站废水流量

根据业主提供基础数据，本项目废水来源主要为业主加工泡酸菜、泡辣椒、鲜椒酱等产品过程中产生的废水，每天产生废水量为80m3，污水处理站每天设计运行20小时，则每小时处理水量为4m3。

3.1.2进站废水水质

根据业主提供的相关基础数据，本项目生产废水主要分为两类：一类是盐渍菜水，二类是精加工环节的脱盐水、清洗水、冲洗水。根据同类比较分析，结合我公司其他类似工程排放的污水水质，各类废水的水质情况见表3-1所示：

表3-1 进站废水水质表

高，可生化性差；脱盐水、清洗水、冲洗水等，污染物浓度相比盐渍菜水

低很多，但COD cr、BOD5、SS等仍严重超过国家允许排放标准。根据两种废水排放特性及水质特点，考虑将高低浓度两种废水混合后一同进入污水处理站进行处理。混合后进入站区的污水各污染物浓度见表3-2所示：

表3-2 进站废水水质表

3.2设计排放标准

根据业主要求，废水经处理后各项污染物指标需达到国家《污水综合

排放标准》（GB8978-1996）规定的一级排放标准，其中出水氯化物浓度执行《四川省水污染排放标准》（DB51/190-93）规定的二级排放标准后排放

或回用。具体项目见表3-3所示。

表3-3 处理后出站废水的污染物指标

随着国家及企业对环保的日益重视和人民环保意识的提高，对废水治理的要求也越来越高，排放标准越来越严格。因此废水能否治理达标，直接关系到企业的生存和发展。无论是企业的责任，还是改善周围的水环境，做好废水治理工程是十分必要的。治理污染，既能保护人民身体健康、改善企业工作环境，也能为企业的可持续发展打下坚实基础。

根据业主提供的有关数据，针对该种污水性质特点，结合处理此种污水工程经验，拟定如下经济有效的处理方案，从而有利于企业实现经济、环保、社会三方效益，走上可持续发展道路。

第四章工艺设计说明

4.1废水水质分析

***生产主要产品有：泡酸菜、泡辣椒、泡姜、鲜椒酱等。

泡菜生产主要过程为：将收取的新鲜蔬菜（萝卜、酱腌菜、莴笋等）首先进行清洗（会产生部分废水），清洗干净后送入盐渍池浸渍（会产生部分废水，即盐渍水），大约浸渍10到20小时后送入切菜机，根据不同的要求将蔬菜切成块状或丝状，然后送入脱水车间脱水（会产生部分废水，即脱盐水），脱水后的各种蔬菜搅拌并加入各种调料，分装入袋，然后抽真空封口，清洗外包装（会产生部分含盐废水），即可装箱入库。

由生产工艺可知本项目废水按污染物浓度可分为两类：一类是高浓度盐渍菜水，二类是低浓度精加工环节的脱盐水、清洗水、冲洗水等。

泡菜废水处理属于高浓度复杂性有机废水。污水有机污染物浓度高，BOD5/COD cr浓度比较高，SS浓度高，水中带有强烈的酸性气味，pH值较低，水中的磷及氨氮严重超标，有难于生物降解和具有抑菌作用的Cl－，因此该污水生化性较差。同时此类废水中还含有大量菌类微生物等，是一种典型的高盐高有机浓度难降解废水。

4.2废水治理工艺的确定

难降解有机废水是指生物难降解的有机废水，难降解性主要是因为含有难生物降解的物质。

我们通常说的生物降解性是指在微生物的作用下使某一种物质改变其原来的物理、化学性质。理论上来说所有的有机物都能被微生物利用降解。但实际应用中，普通微生物并不能直接利用这些难降解有机物为自身代谢所需要的碳源、氮源等。更重要的是，普通微生物并不能在含盐量过高的

条件下存活。当废水中含盐量（氯离子）的含量过高时，微生物的代谢活性大幅度下降。虽然经过驯化等过程，难降解有机物可能在高盐的环境下经过较长时间被特定的一些微生物利用，但受处理过程的时间、经济和技术等条件因素的限制，这在废水的实际处理过程中是很难应用的。

根据本项目废水情况，由于存在高低浓度的两种废水，为节约投资费用及运行成本，同时由于高浓度废水的排放量较小。考虑系统的稳定运行，避免高浓度废水临时注入对系统的冲击，对微生物适应性产生较大影响（微生物对不同种类的废水有一定的适应时间，若突然注入其他类型废水，会使生化系统崩溃，严重时会使微生物全部死亡，从而导致污水处理失败）。本方案设计首先将定期排放的高浓度盐渍水储存于高浓度废水调节池中，然后通过污水泵定量投加至低浓度废水调节池，与低浓度废水混合后直接进入污水处理站进行处理。

采用高低浓度废水混合后处理可节约运行费用及投资费用，同时保证生化处理系统的稳定运行。

高低浓度废水混合处理的优点如下：

（1）可降低土建及设备投资费用；

（2）可降低运行费用；

（3）可减轻系统冲击，满足贵方排水期的要求；

（4）可实行灵活的操作方式，避免高浓度废水的分时段排入对系统造成毁灭性的破坏。

根据混合后废水水质情况，为了保证在最经济的条件下使处理系统稳定运行，考虑“物化预处理+生物处理+深度处理”三级处理模式对污水进行有效处理。物化预处理段考虑采用电化学+溶气气浮组合预处理工艺，在生化处理前对废水进行“解毒”处理，降解废水中的生物毒素，降低部分COD，去除废水悬浮物，同时提高废水的可生化性并去除氯离子脱盐。使废水水质达到生物处理运行条件，再辅以生物处理使废水各项污染指标大大

降低。由于本项目污水处理后出水排放标准高，因此在生物处理后辅以深度处理单元，对污水中各类污染物进行进一步精细处理后达标排放或回用。

4.2.1物化预处理

（1）电化学法

在高盐度条件下，由于水溶液中阴离子和阳离子的存在，废水一般具有较高的导电性，这一特点为电化学法在高盐度有机废水处理方面的应用提供了良好的发展空间。

所谓的电化学法去除水中污染物质，就是指在外加电场的作用下，在反应装置内，通过一系列的化学反应、电化学过程产生羟基自由基进而去除污染物的方法。

在电化学法中羟基自由基是其能降解废水中有机物的核心物质，一旦能够产生羟基自由基，有机污染物就会和他发生反应，羟基自由基中的质子被吸收使其成为具有亲电子特性的加成反应。

羟基自由基在降解废水时有以下特点：

①羟基自由基是电催化氧化过程的中间产物，作为引发剂诱发后面的链反应发生，对难降解的有机物特别适用；

②羟基自由基能够无选择地与废水中的任何污染物发生反应，把其降解成小分子物质，甚至最终可以矿化成二氧化碳和水；

③羟基自由基氧化比较容易控制。

由羟基自由基的特性可知，电化学法具有以下优点：

①电能是清洁能源，在电解去除污染物的过程中不需要引入二次污染物质；

②在电解的过程中，对于电流电压大小以及反应器的调节容易控制，可控性强；

③与高级氧化相比，反应条件比较温和，常温常压下就可以进行；

④处理过程中机动性大，既可以单独处理也可以作为预处理后续接别的工艺；

⑤该方法占地面积小，成本低廉。

通过电解过程使得废水中的毒害物质得到去除，提高废水的可生化性，去除氯离子，降低废水色度等，为后续处理提供一个良好的先决条件。

（2）溶气气浮法

气浮法是固－液、液－液分离的一种方法，它是通过产生大量的微气泡，与废水中密度接近于水的固体或液体微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力作用下，上浮至水面，进行固－液或液－液分离。

目前国内使用较多的是加压溶气气浮法。即空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。

为使废水中的悬浮物或胶体微粒更有效地集结、粘附，向其内投加一定量的混凝剂形成絮凝体，去除效果更好。

溶气气浮法具有如下特点：

1）水中的空气溶解度大，能够提供足够的微气泡，可满足不同要求的固液分离，确保去除效果。

2）经减压释放后产生的气泡粒径小（20－100mm）、粒径均匀、微气泡在气浮池中上升速度很慢、对池扰动小、特别适用于絮凝体松散、细小的固体分离。

3）设备和流程都比较简单，维护管理方便。

废水经气浮处理后，SS去除率达60%以上，且废水中COD去除可达30％，为后续生化处理系统高效稳定运行提供保障。

4.2.2生物处理法

本项目废水经前段物化预处理后，生物毒性、氯离子含量、悬浮物以及色度等均得到很好去除，废水可生化性得到一定提高，因此可进入生物处理系统。我公司技术人员经过研究决定本项目污水生物处理方法主要为水解酸化+UASB厌氧反应+生物接触氧化联合处理，使污水经生物处理后各项污染物得到高效去除。

此联合工艺中水解酸化作为不完全厌氧过程，水解并没有高效率降低废水中COD Cr及BOD，而是使废水中结构复杂的大分子有机物降解转变成结构简单的小分子有机物，使他们易于生物降解，提高废水的B/C值。同时污水经物化处理后水中仍含有有毒物质，如果直接进入UASB、生物接触氧化等生物反应池，会使微生物中毒死亡。而水解酸化池具有耐受性，当污水进入水解酸化池便可达到“解毒”作用。

（1）水解酸化池

机理——水解酸化是近年来被广泛采用的污水生化处理技术，它主要是利用厌氧生化处理的前级反应机理，参与反应的微生物主要以兼性菌为主。在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质，在产酸阶段，碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸，丁酸和丙酸。水解和产酸进行得非常快，难于把它们分开。此阶段参与反应的微生物主要是水解、产酸菌。在酸性衰退阶段，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和少量的CO2、N2、CH4和H2。在此阶段中，由于产氨细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原电势降低，pH上升，pH的变化为甲烷菌的增长繁殖创造了适宜的活跃条件。于是甲烷菌把有机酸转化为沼气。经水解酸化处理，将大分子状态的有机污染物分解为生化性强的小分子物质,改善和提高污水的可生化性和溶解性。水解酸化处理工艺吸取了在短暂过程中有机物被微生物所吸附的特点，达到节能、降低运行成本的目的。池

中放置HY-II型改性填料作为细菌的载体，使系统处理效果更加稳定。

特点——水解酸化工艺的研究工作是从污水厌氧物处理的试验开始，经过反复实践和理论分析，逐步发展为水解酸化生物处理工艺，由于它舍去甲烷化阶段，大大地缩短水力停留时间，选择水解酸化反应作为前级生化处理系统，主要有以下优势：

①虽然废水B/C较高，可生化性较好，但要想利用生化处理工艺达到更好的处理效果，可在生化处理前端增加一段水解酸化处理过程，使废水中不易被生物分解的大分子物质降解为小分子物质，再进行分解。

②此类废水具有一定的毒性，如果直接进入生化处理系统，可能会使微生物中毒，运行效果较差。水解酸化具有一定的抗毒性，在接后续生化处理之前经过水解酸化的处理，可使废水毒性降低。为后续生化处理系统更好的运行起了一个“把关作用”。

（2）UASB厌氧系统

UASB厌氧，即升流式厌氧污泥床是荷兰学者在20世纪70年代开发的新型污水生物厌氧反应器。它集气、固、液三相分离器为一体，是处理效能很高的厌氧反应器，通过不断的改进后被广泛用于高浓度工业废水和生化污水处理。是第二代厌氧生物反应器的典型代表。

机理——废水经均匀布水器从底部流入升流式厌氧污泥床（UASB），分为污泥区、反应区、三相分离器、浅层沉淀出水回流。废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中不同的微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的物料厌氧降解系统。微生物厌氧降解过程一般分为四个过程（即四个阶段）：第一阶段——水解阶段；第二阶段——酸化（或发酵）阶段；第三阶段——酸性衰退阶段；第四阶段——甲烷生成阶段。

在水解阶段：作用是分解有机物，固体物质降解为溶解性物质，高分子有机物因相对分子量较大不能透过细胞膜，因此不可能被细菌直接降解，

只能被细菌胞外酶分解为小分子物质，这些小分子溶解于水并透过的水解产物能够将难溶性有机物转化为可溶性有机物，将细胞膜为细菌所利用，将难生化降解物质转化为可生化降解的物质，在产酸阶段碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸，丁酸和丙酸。水解和产酸进行得非常快，难于把它们分开。此阶段参与反应的微生物主要是水解、产酸菌。

在酸性衰退阶段：有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨，胺、碳酸盐和少量的CO2，NO2，CH4H2O。在此阶段中由于产氨细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原电势降低，pH上升，pH的变化为甲烷菌的增长繁殖创造了适宜的活跃条件。

第四阶段是甲烷菌把有机酸转化为沼气。气体经三相分离器从集气管排入水封，污泥从浅层沉淀槽回到污泥床，处理出水从集水槽排出，完成厌氧处理过程。

UASB的反应区，包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。在反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗粒污泥层。废水从污泥床底部流入，与颗粒污泥混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气气泡不断放出。微小气泡上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。在颗粒污泥层的上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。

UASB厌氧系统具有下述优点：

①污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20-30g/L，处理效果好，COD 去除率高；

②容积负荷率较高，在中温发酵条件下，一般可达5kgCOD/d左右，甚至能够高达7-15kgCOD/d，废水在反应器内的水力停留时间相对较短，因此所需池容有所缩小，占地面积小，基建投资少；

③设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且

不存在堵塞问题；

④因为UASB系统处理效率高，且几乎不消耗动力，所以其运行成本非常低。

（3）好氧生物处理——生物接触氧化工艺

好氧工艺主要是一种在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主，使有机物降解、稳定的无害化处理方法。废水中存在的各种有机物，主要以胶体态、溶解体的有机物为主，作为微生物的营养源。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便进一步回到自然环境和妥善处理。

机理——生物接触氧化法是生物膜法的一种形式，是在生物滤池基础上从接触曝气法改良演变而来。这样使生物接触氧化法处理污水技术的应用领域越来越广，除了生活污水处理外。更多的是应用在工业废水处理方面，目前生物接触氧化法广泛的用于石油化工、农药、纺织印染、轻工造纸、食品加工、发酵、酿造、制药等工业废水中，不仅用于一般浓度的污水，而且还用于高浓度污水处理。从理论上讲，生物接触氧化法处理法不同于活性污泥法，两种方法的区别于微生物存在的状态不同。一是在活性污泥法中，微生物以絮状结构悬浮于所需处理的污水中，经充分混合而成为混合液；在生物接触氧化法中，微生物以生物膜的形态附着在固体填料表面，与所需处理的污水相接触。二是从吸氧方式上，活性污泥法中微生物从所需净化的污水中吸收溶解氧，而生物接触氧化法直接在大气中吸收溶解氧。在生物接触氧化法中，微生物主要以生物膜的状态固着在填料上，同时又有部分絮体或碎裂生物膜悬浮于处理水中，同时起到生化处理的作用。

池中设置一定高度的弹性填料，使经过曝气充氧的污水以一定的流速流过填料，组合填料有一定的流动性，并且长满生物膜，污水流过亲水填料时，在微生物的分解作用下，污水得到净化。污水经过接触氧化池后，